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：

注：多次实验的目的是——从一般现象中总结出普遍的规律。

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

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.实验记录表

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。

4.在工程技术中，常用千瓦（KW）、兆瓦（MW）等作为功率的单位。

  1KW=1000W    1MW=1000KW

5.马力是曾使用过的一种功率的单位，1马力等于735瓦。

二、活动11.6估测上楼时的功率

1.需测量的物理量：人的质量m、上楼的竖直高度h、上楼的时间t

2.测量工具：磅秤（或体重秤测人的重力G）、皮卷尺、秒表

3.实验记录表：

4.功率表达式：P=mgh/t

                 11.5机械效率           

一、活动11.7  再探动滑轮

1.需测量的物理量：绳受到的拉力F、手移动的距离S、

钩码受到的重力G、钩码上升的高度h

2.需要的测量工具：弹簧测力计、刻度尺

3.实验记录表：

4.总功、有用功、额外功之间的关系：W总﹦W有用﹢W额外

二、机械效率（符号：η）

1．定义：在物理学中，将有用功与总功的比值，叫做机械效率。

2．机械效率通常用百分数表示：机械效率=（有用功/总功）×100℅

表达式：η=（W有用/ W总）×100℅

注：对于实际机械，由于额外功的存在，总有W有用 ＜W总，因此η＜100℅。

三、测定滑轮组的机械效率的实验

1.原理：η=（W有用/ W总）×100℅

2.器材：弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮组、钩码

3.需测量的物理量：绳受到的拉力F、手移动的距离S、

钩码受到的重力G、钩码上升的高度h

4.实验记录表：

5．提高滑轮组机械效率的方法：①增加被提升物体的重力；②减小机械的自重及摩擦。

 

第二篇：第十一章 简单机械和功 知识点复习

“第十一章 简单机械和功”知识复习

一.本章知识网络

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二、知识点

一、杠杆

1、定义：在物理学中，将一根在 的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆

（很多物体 可以抽象为硬棒）。

支点O：杠杆绕着转动的点（要求会找支点）。

动力 ：使杠杆转动的力（要求会根据动力臂画出动力的示意图）。

把支点和动力作用点的连线作为力臂时，该力臂最长，与该力臂垂直的力就是最小的力。 阻力 ：阻碍杠杆转动的力（要求会根据阻力臂画出阻力的示意图）。

动力臂 ： （要求会画力臂）。

阻力臂 ： （要求会画力臂）。

2、杠杆的平衡条件

⑴什么是杠杆的平衡：杠杆处于静止状态。

⑵本实验要求杠杆在 静止时进行研究的原因：可以 。

⑶杠杆的平衡条件：

（虽然是力×距离，但并没有功的意义，因为力臂并不是沿力的方向移动的距离）

3、杠杆的分类

⑴省力杠杆（即动力小于阻力）：因为 < ，所以 > 。省力杠杆可以 ，但 ，即动力作用点移动的距离比阻力作用点大。

例：羊角锤、道钉撬、老虎钳、开瓶扳手、板车、抽水机手柄、手术剪刀、铁皮剪刀

⑵费力杠杆（即动力大于阻力）：因为 > ,所以 < 。费力杠杆可以 ，但 ，即动力作用点移动的距离比阻力作用点小。

例：火钳、钓鱼杆、筷子、镊子、理发剪刀、铁锹、笤帚、起重机吊臂、肱二头肌、缝纫机蹋板 ⑶等臂杠杆（即既不省力也不费力）：因为 = ，所以 ＝ 。等臂杠杆既不省距离也不费距离。

例：天平、定滑轮

二、滑轮：

1、定滑轮：使用时轴的位置固定不动。

①特点： 。

②实质： （不计摩擦与绳重，F G)。

③F移动的距离和G移动的距离 。即s h

④应用：旗杆顶端的定滑轮。

2、动滑轮：使用时轴的位置随被拉物体一起移动。

①特点： 。

②实质： 。

(不计摩擦和绳重，F= G总)

第2页

③F移动的距离S是G移动的距离h的 。即s= h

3、滑轮组：定滑轮和动滑轮的组合装置。

①特点：一定 ，有可能 。

②省力情况：若不计摩擦和绳重，有几段绳子拉着动滑轮，则拉力就是总重的 。即F= G ③无论有无摩擦，有几段绳子拉着动滑轮，绳子自由端（动力F）移动的距离s就是物体移 动距离h的 。即s= h

④在滑轮或滑轮组中，只要是同一根绳子，其各段的拉力都是 。

⑤滑轮组的组装：

A、根据受力情况判断绳子的有几段绳子拉着动滑轮（除不尽一律进一位）。

B、根据绳子的段数判断有几个动滑轮。

C、判断定滑轮个数（注意拉力的方向）。

三、功-- W

1、定义： 。

2、公式： （F和S要相对应，算出来的功才有物理意义，切勿张冠李戴）

3、单位： ，1J＝1N·m

4、做功的两个必要因素（要求会判断物体是否做功）：

①

②

四、功率-- P

2、公式：

3、单位： ，1W =1J/s

麻雀飞行时的功率为8W，表示： 。

4、会进行功率的测量。

工具：① ② ○3

五、机械效率-- η

1、有用功：根据目的做的对我们有用的功。

额外功：并非需要但又不得不额外做的功。

总功：有用功和额外功的总和。W总= (F为动力,S为绳子自由端移动的距离)

2、对于把物体G提升高度h时做功的情况

W有= W额=

3、有用功和总功的比值叫机械效率。公式：

任何机械的效率都小于1。

4、影响机械效率大小的因素： 、 。

第3页 P = W = Fv 1、定义：单位时间内做的功。用来表示 。

5、增大机械效率的方法：减小机械本身的重、减少摩擦、增加被提升物体的重。

三．典型例题

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