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1、第十一章 簡單機械和功
1、______________________________________________叫做杠桿.杠桿可以是直的,也可以是彎的。
2、支點:____________________,用_______表示。
3、動力:____________________,用_______表示。 阻力:____________________,用_______表示。
動力和阻力是相對的,如利用桿秤稱物體時,就無法確定哪個力為動力,哪個力為阻力,此時可人為規(guī)定。
4、 動力臂:____________________,用_______表示。 阻力臂:_____
2、_______________,用_______表示?! ∽髁Ρ鄣某绦颍合日页鲋c,再作力的作用線,然后從支點作力的作用線的垂線。
當(dāng)力的作用線通過支點時,該力的力臂為______,該力對杠桿的轉(zhuǎn)動_________(有/沒有)影響。
5、杠桿平衡:杠桿________或者____________都叫做杠桿平衡。
6、杠桿平衡的條件(杠桿原理);_______________________。(使用時,等號兩邊相同物理量的單位要一致) 表明:杠桿平衡時L1是L2的幾倍,F(xiàn)l就是F2的_____________。
7、杠桿的分類:__________________、__________
3、_______和_______________。
_____杠桿(L1______L2,F(xiàn)l______F2) 常見的有:定滑輪、天平等。
_____杠桿(L1______L2,F(xiàn)l______F2) 常見的有:撬棒、鍘刀、羊角錘、道釘撬、手推車、拉桿箱、鋼絲鉗、核桃鉗、鐵匠剪刀、抽水機的柄、開瓶扳手等。利用______杠桿可以省力,但要多移動距離。
_____杠桿(L1______L2,F1______F2) 常見的有:鐵鍬、鏟車、鑷子、火鉗、筷子、笤帚、船槳、釣魚桿、汽車吊、理發(fā)剪刀、人的前臂、縫紉機的踏腳板等。利用______杠桿雖然費力,但可以省距離?!?/p>
4、生活中不少器具是由多種杠桿組合起來的,如指甲剪、垃圾桶等器具上既有省力杠桿,又有費力杠桿。
8、由F1L1=F2L2可得:杠桿平衡時,若F2L2一定,則L1最大時,F(xiàn)1最小。
據(jù)幾何知識可知:i.若已知支點和動力作用點,則這兩點之間的線段是最大的動力臂。
ii.對于圓輪,若支點和動力作用點均在圓周上,則直徑是最大的動力臂。
9、定滑輪:_________________的滑輪。實質(zhì)上是一個_________。使用定滑輪不______,但可以______。10、動滑輪:工作時軸心隨重物一起移動的滑輪。動滑輪實質(zhì)上是_______________
5、____?!∈褂脛踊喛梢允∫话肓Γ荒躝____________。
11、滑輪組:____________________叫做滑輪組。
使用滑輪組可以省力,可以省距離,可以改變施力的方向,但不可以同時既省力、又省距離。
12、由輪和軸組成、能繞共同軸線旋轉(zhuǎn)的簡單機械,叫做輪軸。輪軸實質(zhì)是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿。
(1).當(dāng)動力作用在輪上,阻力作用在軸上時,使用輪軸省力,但要多移動距離。
常見的有:轆轤、手搖卷揚機、汽車駕駛盤、自行車的龍頭、擰螺絲的板手、擰螺絲釘?shù)穆萁z刀、自行車上的龍頭和前叉、腳踏板和大齒輪組成的輪軸等。
?。?).當(dāng)動力作用在軸上,阻力作用在輪上時,使用
6、輪軸費力,但可少移動距離.如自行車上的飛輪和后輪組成的輪軸等。
13、___________________________________________________叫做________,簡稱功。定義式: 做功的兩個必要因素:作用在物體上的力和_______________________________。功是一個過程量。在國際單位制中,功的單位是_________,簡稱_______,符號為____。 1 J=1 N·m
說明:力的大小和方向在變化時,可采用分段處理(力變化的階段取力的平均值)以及等效處理(根據(jù)是機械功原理、功能原理)等方法來計算功。
14、功率是表
7、示_______________的物理量。定義:____________________叫做功率。定義式:__________。
在國際單位制中,功率的單位是_______,簡稱_____,符號是______。1 W=1 J/s 1 kW=103 W l MW=106 W
推導(dǎo)式:P=Fv 由P=Fv得:F=________,此式表明:當(dāng)P一定時,F(xiàn)與v成反比。(式中的v表示物體在力F方向上移動的速度,若可為即時速度,則P為即時功率;若v為平均速度,則P為平均功率。)
15、機械功原理(功的原理):利用任何機械做功時,動力對機械所做的功(W1),等于機械克服所有阻力所做的功(W2
8、)。即利用任何機械都不能______________。 公式:W1=W2
16、斜面長為L、高為h、物重為G,使物體沿斜面勻速向上移動的動力為F,若不考慮物體與斜面的摩擦,則在物體從斜面底端勻速移動到頂端的過程中,據(jù)功的原理Wl=W2有:FL=Gh 得F=Gh/L ;因為 h
9、的功。
據(jù)機械功原理:W總= W有用+ W額外 推導(dǎo)式:P總= P有用+ P額外
說明:i.機械效率是一個比值,沒有單位. ii.任何機械的效率在實際情況下都_______1 。
iii.機械效率的高低,既跟機械本身結(jié)構(gòu)(內(nèi)部因素)有關(guān),也跟被拉動的物體(外部因素)有關(guān).
推論:利用同一滑輪組勻速提升重物時,若不計繩重和滑輪與軸之間的摩擦,則η隨G物的增加而_________
公式整理
1、杠杠原理: 2、定滑輪:F= S= (不計繩重和摩擦)
3、動滑輪:F=
10、 S= (不計動滑輪重和繩重、摩擦)
4、功公式: 變形公式:
5、功率: 變形公式:
推導(dǎo)公式: 變形公式:
6、有用功: 總功: 額外功: (提升重物)
7、機械效率:
11、
作圖訓(xùn)練
1.在圖1中,畫出作用在“開瓶起子”上動力F1的力臂和阻力F2的示意圖.
2.如圖2所示,使用羊角錘拔釘子,動力作用在錘柄上A點. 請作出拔釘子時所用最小動力F的示意圖. (注意:請在圖上保留為確保作圖準(zhǔn)確所畫的輔助線)
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1 2 3 4 5 6
3.如圖3所示,O是杠桿OA的支點.在圖中畫出拉力F1和F2的力臂l
12、1和l2.
?4.如圖4所示,曲桿AOBC自重不計,O為支點,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲桿在圖示位置平衡,請作出最小的力F的示意圖及其力臂L。
5.作出圖5的鍘刀使用中的兩個力臂,并標(biāo)明L1和L2。
6.如圖6所示,用力F踩汽車剎車踏板,請畫出此力對支點0的力臂。
計算題
1.如圖所示,輕質(zhì)杠桿OA中點處掛一重G=60N的物體,在A端施加一豎直向上的力F,杠桿在水平位置平衡,則F多少N;保持F的方向不變,將杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中,力F將__________(填“變大”、“不變”或“變小”)。
2.如圖是一種拉桿式旅行箱的示意圖,使用時相當(dāng)于一個什么杠桿,若箱和物共重100N,設(shè)此時動力臂是阻力臂的5倍,則抬起拉桿的力F 為多少N。
3.某建筑工地用圖中所示的滑輪組搬運建筑材料,若工人用200N的拉力F將建筑材料勻速吊起,滑輪組的機械效率為80%,則被吊起的建筑材料重多少N。
4.用定滑輪勻速提升重為400N的物體,所用拉力為500N,物體升高的高度為2m,所用時間為5s。此過程中,有用功為多少J,拉力做功的功率多少W,定滑輪的機械效率為多少J?
5. 一輛江西產(chǎn)的“全順牌”汽車,在昌九高速公路上以30m/s的的速度勻速行駛,受到的阻力是2000N,這輛汽車1min做的功是多少J.