简单机械知识点知识讲解
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第十一章:简单机械
第一节:杠杆1、定义:
在的作用下绕着转动的叫杠杆。
【说明】:①杠杆可可,形状。
②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。
2、五要素——组成杠杆示意图。
①支点:杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。
②动力:使杠杆转动的力。用字母 F1表示。
③阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母 F2表示。
④动力臂:从到的距离。用字母L1表示。
⑤阻力臂:从到的距离。用字母了L2表示。
【说明】1、动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。
2、动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反。
3、动力臂、阻力臂不一定在杠杆上。
4、力臂是指“点到线”的距离,即支点到力的作用线的距离,而不是“点到点”的距离。
画力臂方法:一定点(支点)、二画线(力的作用线)、三连距离、四标签
⑴找支点O;⑵画力的作用线(虚线);⑶画力臂(虚线,过支点作力的作用线的垂线,);⑷标力
臂(用大括号,一端括支点,一端括垂足,标上相应的符号L1或L2)。
例如:
图13
图3
图4 图19
3、探究杠杆的平衡条件:
①杠杆平衡是指:或
②选择杠杆中间为支点的目的(或不挂钩码时使杠杆在水平位置平衡的目的):
。
③实验前:应调节杠杆两端的,若杠杆右端下沉,杠杆两侧的平衡螺母向调(即左高
...
左调)
...,使杠杆在位置平衡。这样做的目的是:。
④多次实验的目的:
⑤当弹簧测力计的方向由竖直倾斜时,杠杆仍然平衡,示数变,原因:。
⑥当把左侧的钩码拿掉。杠杆将处于竖直位置,在右侧施加一个力,却发现无论用多大的力都不能将
杠杆拉到水平位置平衡,其原因:水平位置时动力臂为零,杠杆无法平衡
⑦实验结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:;
写成公式也可写成:。其含义是:如果动力臂是阻力臂的几倍,那么动力就是阻力的。
4、求最大动力臂的方法:①若动力作用点确定了,则支点到动力作用线的距离就是最大动力臂。
②若动力作用点没有确定,应看杠杆上哪一点离支点最远,则这一点到
支点的距离即为最大动力臂。
5、杠杆平衡时动力最小:①动力要最小时,动力臂要最大;②动力臂要最大,则过已知力的作用
点,作最大动力臂的垂线;③根据实际,确定动力的方向。
6、杠杆平衡时动力最大:动力要最大时,动力臂要最小,动力臂要最小,力的作用线的延长线过
支点。
例如:1、如图14若将圆形的油桶滚上台阶,请画出最小的力。
图14 图7 图8 图9
2、用撬棒撬起一石块,图7,沿不同方向用力作用于撬棒,哪个力最小( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. 都一样
3、、如图8所示要使杠杆平衡,作用在A点上的力分别为F1 、F2 、F3 ,其中最小的力是()
A.沿竖直方向的力F1最小
B.沿垂直杠杆方向的力F2最小
C.沿水平方向的力F3最小
D.无论什么方向用力一样大
【说明】:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择,当为了使用方便,省距离时,应选。
第二节:滑轮
一、定滑轮:
①定义:轴不随物体一起移动的滑轮。
②实质:定滑轮的实质是:杠杆
③特点:A 。
利用定滑轮提起重为G的物体时,拉力F G,,
只有不考虑绳重和摩擦时(理想的定滑轮),拉力F G
B不省距离:绳子自由端移动距离S绳 = 重物移动的距离
h物,,绳子自由端移动速度v绳=重物移动的速度v物。即,
二、动滑轮:
①定义:轴会随物体一起移动的滑轮。(可上下移动,也可左右移动)
②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点:使用动滑轮能,但不能。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F=,只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=
,绳子自由端移动距离S绳 = 2倍重物移动的距离 h物,,绳子自由端移动速度v绳=2倍重物移动的速度v物。即,
【注意】判断滑轮时动滑轮还是定滑轮关键是看轴是否随着物体一起运动,轴随物体起运动的是滑轮,轴随物体起运动的是滑轮,
5、几种常见的使用滑轮情况
1、2、
F G、S h、V绳V物 F F拉f、S绳S物、V绳V物
3、4、
F= G(不计摩擦和动滑轮重力)、 F F拉f、S绳S物、V绳V物
F= (只忽略轮轴间的摩擦)
S h、V绳V物
5、6、
F= G(不计摩擦和动滑轮重力)、 F F拉f、
F= (只忽略轮轴间的摩擦)S轮S物、V轮V物
S轮S物、V轮V物
7、【注意】A使用定滑轮提起同一重物,沿不同方向的拉力;即:
B使用动滑轮提起同一重物,沿不同方向的拉力;当拉力作用线与阻力作用线平行时最省力,当偏离竖直方向角度越大,拉力;即:
C人对绳子的拉力最大只能达到自身的重力的大小与人的举力无关。
例如:小李m1=50Kg,能举起80Kg的杠铃,小李m2=70Kg,能举起60Kg的杠铃,如图,两人比赛,谁把对方拉起,比赛结果是:拉起来。
三、滑轮组、
1、定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
2、特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
3、理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= G 。只忽略轮轴间的摩擦,
则拉力F=,绳子自由端移动距离S绳 = 倍重物移动的距离 h物,,绳子自由端移动速度v绳= 倍重物移动的速度v物。即,
4、判断绳子根数(n)的方法:
方法(一):从定滑轮和动滑轮之间画一条虚线,数直接与动滑轮相连的根数即为 n的值,其中,绳子自由端方向向上的要数上。
方法(二):已知G和F,求绳子的根数,则n= ,若n不是整数,则小数点“只入不舍”
例如:已知G=960N,F=400N,求绳子的根数n= = =
方法(三):已知s和h,求绳子的根数,则n=
例如:已知s=6m,h=2m,求绳子的根数n= = =
5、绳子的绕法
题型(一)已知绳子的根数,画绳子的绕法---------奇动偶定--------若绳子的根数为奇数,绳的固