九年级科学第三章：能量的转化与守恒知识点整理

九年级科学第三章：能量的转化与守恒知识点整理

3． 杠杆：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆

（1） 杠杆有五个要素：

支点：杠杆绕着转动的点O ；

动力：使杠杆转动的力F 1；

阻力：阻碍杠杆转动的力F 2；

动力臂：支点到动力作用线的距离l 1；

阻力臂：支点到阻力作用线的距离l 2。

（2） 杠杆的五要素可以用杠杆示意图表示出来。

（3） 力臂的画法：

① 首先确定支点O 。

② 画好动力作用线及阻力作用线。画的时候可用虚线将力的作用线延长。

③ 再从支点O 向力的作用线引垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂。

④ 最后用大括号勾出力臂（或在线段两端标上箭头表示力臂的端点），在旁边分别用字母l 1和l 2表示动力臂和阻力臂。

4． 杠杆平衡条件

（1） 杠杆平衡条件表达式：

动力×动力臂=阻力×阻力臂

若用F 1表示动力，F 2表示阻力，l 1表示动力臂，l 2表示阻力臂。则有：

2

1212211或l l F F l F l F == （2） 探究2

121l l F F =时注意的问题： ① 实验前要先调节杠杆两端平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。

② 在实验时不能移动平衡螺母。

③ 在加减或移动钩码时，要使杠杆在水平位置平衡。

④ 实验不能只凭一组数据得到结论，必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论。

5． 杠杆的应用

（1） 省力杠杆：动力臂大于阻力臂，即l 1﹥ l 2，杠杆平衡时，动力小于阻力，F 1﹤F 2，即用较小的动力

就可以克服较大的阻力。使用省力杠杆的好处是省力，但是动力移动的距离却比阻力移动的距离大。省了力，却费了距离。

（2） 费力杠杆：动力臂小于阻力臂，即l 1﹤l 2，杠杆平衡时，动力大于阻力，F 1﹥F 2，即使用费力杠杆费

力。但是动力移动的距离比阻力移动距离小。费了力，却省了距离。

（3） 等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，杠杆平衡时，动力等于阻力，使用等臂杠杆既不省力也不费力，既

不省距离也不费距离。但可以改变动力的方向，使工作方便。

6． 滑轮

周边有小槽，能绕轴转动的小轮叫做滑轮。滑轮分定滑轮、动滑轮两种。用定滑轮、动滑轮又可以组装成不同的滑轮组。

（1） 定滑轮——使用时，轴固定不动。不能省力，但能改变力的方向，相当于等臂杠杆。

（2） 动滑轮——使用时，滑轮的轴随物体一起运动。能省一半的力，但不能改变力的方向，相当于动力

臂为阻力臂两倍的杠杆。

（3） 滑轮组——由动滑轮和定滑轮组合而成的简单机械。使用时，动滑轮和物体的总重由几股绳子承担，

那么拉起物体所用的力就是总重的几分之一。

7． 机械效率

（1） 有用功：对我们游泳的，是我们所需要的功。

（2） 额外功：虽然不需要，但又不得不做的功叫额外功，也叫无用功。

（3） 总功：有用功和额外功之和。

如：买酱油时，把酱油从地面上提起来，对酱油做的功叫做有用功，对油瓶做的功是额外功，对酱油和酱油瓶做的功是总功。

（4） 机械效率：有用功与总功之比叫做机械效率，用希腊字母η表示。则有公式：总

有W W =η。 机械效率通常是一个百分数。由于使用机械时，机械受到重力作用，机件之间、物体和机械之间的摩擦总是存在的，所以总要做一些额外功，因此，机械效率绝对不会达到100%，或者说机械效率总

小于1。

8． 滑轮组承重绳子的股数的确定方法及组装方法

（1） 承重绳子的股数的确定方法：

① 首先要分清哪些是定滑轮，哪些是动滑轮；

② 在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，看跟动滑轮相连的绳子有几股，那么承重绳子的股数n 就是几。在图1中我们用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离，以重物和动滑轮为研究对象，有四根绳子承担动滑轮及重物，所以用力4总G F =

。

同理，分析上图2可知，提起重物及动滑轮的力5总G F =

（2） 滑轮组的简单组装方法：

① 当承重绳子的股数n 为奇数时，绳子的起始端应固定在动滑轮的框架钩上，然后依次绕过滑轮； ② 当承重绳子的股数n 为偶数时，绳子的起始端应固定在定滑轮的框架钩上，然后依次绕过滑轮。

9． 理解有用功、额外功和总功 有用功可理解为一种“目的”功。

例如：用滑轮组匀速提升重物时，使用机械的目的是提高重物，那么克服物体的重力做的功是有用功，即Gh W =有用。

又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，使用机械的目的是水平移动重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即fs W =有用

额外功是指对人们无用但又不得不额外做的功，即克服机械自重和自身部件的摩擦而坐的功。由于机械自重和摩擦总是存在的，因而额外功是不可避免的，对任何实际的机械总有额外W ﹥0。

总功是人们使用机械时动力总功做的功。总功等于动力与动力作用点移动距离的乘积，即Fs W =总，这其中既有通过机械克服物体阻力做的有用功，又有克服机械自身重力和摩擦做的额外功，所以有用功、额外功和总功的关系是额外有总W W W +=。

10． 机械功率的比较

当总功一定时，机械做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高；

当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高；

当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。

注意：

（1） 机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成：“有用功越多，机械效率越高”。

（2） 机械效率的高低与是否省力及功率的大小无关。

（3） 机械效率不是固定不变的。机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值，同一

机械在不同次做功的过程中，提起物重不同，机械效率往往会不同。

11． 作杠杆最小动力的方法

使用杠杆的目的之一是省力，我们要学会在杠杆中寻找最小动力，或在杠杆示意图中作出最小动力。作图思路如下：

（1） 确定支点，找出最长的动力臂。因为在组里和阻力臂一定时，动力臂越长就越省力。

（2） 按“顺反原理”选好动力方向。也就是按动力使杠杆转动的效果与阻力使杠杆转动的效果相反确定

动力方向。

（3） 依据确定的动力方向画出动力示意图。

注意：作最小动力的关键是寻找最长动力臂。最长动力臂的找法如下：

① 如果动力作用点已经给出，那么，支点到动力作用点的连线作力臂，其力臂最长。

② 如果动力作用点没有确定，那么就要依据杠杆的几何特征找出最长动力臂，确定动力作用点。如圆形用直径做动力臂，立方体和长方体用对角线做动力臂。

12． 探究滑轮组的机械效率

猜想与假设：

猜想1：可能与匀速提升的速度大小有关；

猜想2：可能与被提升的钩码的重力有关；

猜想3：可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码的重力都有关；