第十一章-简单机械和功--基本知识点

11.1杠杆

一、杠杆

1.定义：在物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。

2.五要素：支点（O）——杠杆绕着转动的点。

动力（F1）——使杠杆转动的力。

阻力（F2）——阻碍杠杆转动的力。

动力臂（L1）——从支点到动力作用线的垂直距离。

阻力臂（L2）——从支点到阻力作用线的垂直距离。

注意：⑴力臂——从支点到力的作用线的垂直距离。

⑵力臂作图的步骤：①找支点②找力的作用线③作点到线的垂直距离④标明力臂名称。

二、杠杆的平衡条件

1.探究杠杆的平衡条件

⑴杠杆处于平衡状态的情况：①静止状态②匀速转动

⑵调节杠杆在水平位置平衡的方法：调节杠杆两端的平衡螺母（左高向左，右高向右调，两边平衡螺姆调节方向一至。）

⑶调节杠杆在水平位置平衡的目的：①便于测量力臂②克服杠杆自重的影响

⑷实验记录表：

⑸杠杆的平衡条件：动力×动力臂﹦阻力×阻力臂

数学表达式：F1 L1﹦F2 L2

⑹杠杆的平衡条件也称为杠杆原理，最早是由古希腊学者阿基米德总结出来的。

2.杠杆的分类：

⑴省力杠杆：①特点：动力臂大于阻力臂

②优点：省力

③缺点：费距离

④例如：羊角锤、手推车、剪铁皮的剪刀、老虎钳、撬棒等

⑵费力杠杆：①特点：动力臂小于阻力臂

②优点：省距离

③缺点：费力

④例如：筷子、镊子、笤帚、船桨、裁衣剪刀、钓鱼竿、理发的剪刀等

⑶等臂杠杆：①特点：动力臂等于阻力臂

②优点：既不省力也不省距离

③例如：托盘天平、定滑轮等

11.2滑轮

一、定滑轮

1.定义：使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。

2.实质：等臂杠杆

3.结构示意图：

4.探究使用定滑轮的特点 ⑴实验记录表

⑵定滑轮的特点：①使用定滑轮不能省力；

②使用定滑轮可以改变用力的方向； ③使用定滑轮可以改变拉力的方向，但不能改变拉力的大小（拉力的大小保持不变）。

二、动滑轮

1.动义：使用滑轮时，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。

2.实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆

3.结构示意图：

4.探究使用动滑轮的特点 ⑴实验记录表

⑵动滑轮的特点：①使用动滑轮能省一半力；

②使用动滑轮不能改变用力的方向。

三、滑轮组

1.定义：将定滑轮和动滑轮组合起来使用称为滑轮组。

2.作用：滑轮组既可以省力又可以改变用力的方向。

3.力的关系：用滑轮组起吊重物时，滑轮组用几段绳子吊物体，提起物体的力就是物重的几

分之一。

注：①不计动滑轮重、绳重和摩擦的情况下（理想情况）F=G/n

②不计绳重和摩擦的情况下（只考虑动滑轮的自重）F ＝(G ＋G 动)/n 4.距离的关系：S=nh

实验序号 钩码所受的重力G/N 弹簧测力计的示数F/N

①

② ③ 实验序号 钩码所受的重力G/N 弹簧测力计的示数F/N

①

② ③

5.速度的关系：V=nV物

6.滑轮组的绕法：奇动偶定

注：n为奇数时，从动滑轮开始；n为偶数时，从定滑轮开始。

四、轮轴和斜面

1.轮轴由具有公共转轴的轮和轴组成，轮轴也以看成是杠杆的变形，且是一种能省力的杠杆。轮轴的实例：门把手、汽车方向盘、扳手等。

2.斜面也是一种简单机械，也可以看成是杠杆的变形，且是一种能省力的杠杆。斜面的实例：供轮椅通行的斜坡、盘山公路等。

11.3功

一、探究斜面

1.实验需测量的物理量：拉力的大小F、小车通过的距离S

小车的重力G、小车上升的高度h

2.

测量序号F/N S/m G/N h/m Fs(N·m) Gh/(N·m)

①

②

③

3.实验现象：Fs与Gh近似相等

4.实验表明：如不考虑摩擦等阻力的影响，使用其他任何机械也可以得到与使用斜面时相似的结论，即没有既省力又省距离的机械。（使用任何机械都不能省功。）

二、功（符号：W）

1.定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，称为机械功，简称功。

2.公式：功=力×距离（W=Fs）

3.单位：在国际单位制中，功的单位是牛·米（N·m）。为纪念英国物理学家焦耳，将功的

单位命名为焦耳，简称焦，用字母J表示。（1J=1 N·m）

4.根据功的公式，对物体做功有两个必要条件：一是对物体要有力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离。

5.没有做功的三种情况：

①有力没有距离，例如：虽然司机费了九牛二虎之力，汽车还是纹丝不动。

②有距离没有力，例如：运动员踢了足球一下，球在草地上滚动了一段距离。

③有力有距离但不在同一方向上，例如：学生背着书包在水平路面上匀速前进。

11.4功率

一、功率（符号：P）——功率是表示物体做功快慢的物理量。

1.定义：单位时间内所做的功叫做功率。

2.公式：功率=功/时间（P＝W/t）变形后可求W=Pt推导公式还有P=Fv

3.在国际单位制中，功率的单位是焦/秒（J/s）。为纪念英国工程师、发明家瓦特，将功率的单位命名为瓦特，简称瓦，用字母W表示。（1W=1J/s）

例如：人平时骑自行车的功率约为60—80W。

表示的物理意义：人骑自行车每秒做功60—80焦耳。