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第十二章第十二章 简单机械第十二章 简单机械杠杆概念概念；一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆。五要素：五要素：一点（支点）二力（动力、阻力）两力臂（动力臂、阻力臂）杠杆概念；五要素分析（1）支点，杠杆绕着转动的点，用“O”表示；（2）动力是使杠杆转动的力，一般用“F1”表示；（3）阻力是阻碍杠杆转动的力，一般用“F2”表示；五要素分析（1）支点，杠杆绕着转动的点，用“O”表示；五要素分析（4）动力臂即支点到动力作用线的距离，一般用“L1”表示；（5）阻力臂即支点到阻力作用线的距离，一般用“L2”表示。五要素分析（4）动力臂即支点到动力作用线的距离，一般用“L1 注意！注意！（1）动力和阻力的作用点都在杠杆上。（2）力臂的画法：作用点到力作垂线，用带双箭头的实线表示。注意！（1）动力和阻力的作用点都在杠杆上。杠杆平衡概念：概念：杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡。杠杆平衡的杠杆平衡的条件条件动力动力臂阻力阻力臂；公式表达为：公式表达为：F1L1F2L2 杠杆平衡概念：杠杆示意图画法（1）根据题意先确定支点 O；（2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；（3）从支点向力的作用线画垂线，并用 l 1 和 l 2 分别表示动力臂和阻力臂杠杆示意图画法（1）根据题意先确定支点 O；杠杆的分杠杆的分类1.省力杠杆：省力杠杆：其特点是L1L2，F1F2，省力但费距离。举例：起瓶器、撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等杠杆的分类1.省力杠杆：杠杆的分类2.费力杠杆：费力杠杆：其特点是L1L2，F1F2，费力但省距离举例：人的前臂、镊子、筷子、火钳、理发剪刀、钓鱼杆、船桨等。杠杆的分类2.费力杠杆：杠杆的分类3.等臂杠杆：等臂杠杆：其特点是L1L2，F1F2，不省力也不省距离，能改变力的方向举例：天平、杆秤、案秤等。杠杆的分类3.等臂杠杆：杠杆的分类通俗的讲：省事的大多是费力的，比如吃饭的筷子，火钳等；省气的大多是省力杠杆，比如钢丝钳等。4.判断是省力杠杆或者费力杠杆的方法：判断是省力杠杆或者费力杠杆的方法：（1）比较力臂长短。（2）比较力的大小。（3）比较距离的长短。杠杆的分类通俗的讲：定滑轮我们平常常看到一些简单机械，你能举例吗？常见的简单机械有：杠杆、滑轮、轮轴、斜面等。Ps：滑轮是变形的杠杆 定滑轮我们平常常看到一些简单机械，你能举例吗 定滑轮概念：使用时轮轴固定不变的滑轮叫定滑轮。实实质质：等臂杠杆。特特点点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向对对理理想想的的定定滑滑轮轮:若不计轮轴间摩擦，则拉力F=G物。绳子自由端移动距离SF（或速度vF）等于重物移动的距离SG（或速度vG）定滑轮概念：定滑轮与定滑轮与动滑轮动滑轮从上面我们了解了定滑轮，那么你认为与之相反的动滑轮是怎样呢？动滑轮动滑轮概念：概念：使用时滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮。（可上下移动，也可左右移动）定滑轮与动滑轮从上面我们了解了定滑轮，那么你 动滑轮.实质：实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。特点：特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。理想的动滑轮：理想的动滑轮：若不计轴间摩擦和动滑轮重力，则拉力F=1/2G物；若只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/2（G物+G动）。绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离SG（或vG）动滑轮.实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。滑轮组滑轮组概念：概念：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点：特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。理想的滑轮组：理想的滑轮组：若不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/n G物；只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n（G物+G动）。绳子自由端移动距离SF（或vF）n倍的重物移动的距离SG（或vG）。滑轮组概念：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。组装滑轮组方法：组装滑轮组方法：首先根据公式n=（G物+G动）/F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则,结合题目的具体要求组装滑轮。组装滑轮组方法：首先根据公式n=（G物+G动）/F求出你知道其它简单机械吗？1.轮轴轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线轮与轴的简单机械叫做轮轴，半径较大者是轮，半径较小的是轴；特点：特点：当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆；动力作用在轴上则轮轴为费力杠杆。举例：门把手、汽车方向盘、扳手等。你知道其它简单机械吗？1.轮轴其它简单机械斜斜面面：斜面是一种简单机械，可用于克服垂直提升重物之困难。特特点点：省力但是费距离。距离比和力比都取决于倾角：斜面与平面的倾角越小，斜面较长，则省力越大，但费距离；斜面与平面的倾角越大，斜面较短，则省力越小，但省距离。举举例例：盘山公路、搬运滚筒、斜面传送带等其它简单机械斜面：斜面(注意！）在不计算任何阻力时斜面的机械效率为100%如果摩擦力很小，则可达到很高的效率。即用F1表示力，s表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。不计无用阻力时，根据功的原理，可得：F1s=Gh。斜面(注意！）在不计算任何阻力时斜面的机械效率为100%有用功 额外功(1)概念：概念：达到一定目的必须做的对人们有用的功叫做有用功,用W有用表示。(2)公式：公式：W有用Gh（提升重物）W总W额=W总斜面：W有用Gh(1)定义：定义：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功,用W额表示。(2)公式：公式：W额W总W有用G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额fL 有用功 额外功(1)概念：达到一定 1+1=2有用功有用功+额外功额外功=总功：总功：(1)概念：概念：有用功与额外功的和叫做总功。(2)公式：公式：W总W有用W额FSW有用/=P总t斜面：W总fL+GhFL 1+1=2有用功+额外功=总功：机械效率机械效率概念：概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率。公式：公式：=W有用/W总斜面：=W有用/W总=Gh/FL(G为物重，h为斜面竖直高度，F为拉力大小，L为斜面长度。)定滑轮：=W有用/W总=Gh/FS=Gh/Fh=G/F 动滑轮：=W有用/W总=Gh/FS=Gh/F2h=G/2F 滑轮组：=W有用/W总=Gh/FS=Gh/Fnh=G/nF 机械效率概念：有用功跟总功的比值叫做机 机械效率（1）机械效率是个无量纲的单位。（2）有用功总小于总功，所以机械效率总小于1；机械效率通常用百分数表示。举例：某滑轮机械效率为60%，表示有用功占总功的60%。（3）大量实验表明，使用机械时，人们所做功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是使用使用任何机械都不省功。这个结论叫做功的原理功的原理。机械效率（1）机械效率是个无量纲的单位。例题1.使用任何机械都不能省功，为什么人们还要使用机械呢？答：虽然使用机械不能省功，但使用机械有许多好处：a.使用机械可以改变动力的大小、方向和动力作用点移动的距离；b.使用机械可以改变做功的快慢；c.使用机械还可以比较方便地完成人们不便直接完成的工作例题1.使用任何机械都不能省功，为什么人们还要使用机械呢？提高机械效率的方法：提高机械效率的方法：(1)若有用功不变，可以通过减小额外功，(减少机械自重，减少机械的摩擦减少机械自重，减少机械的摩擦)来增大机械效率。举例：用轻便的塑料桶打水。(2)若额外功不变，可以通过增大有用功来提高机械效率。举例：在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高，就是这个道理。(3)在增大有用功的同时，减小额外功。提高机械效率的方法：(1)若有用功不变，可以通过减小额外功，机械效率的机械效率的测量量1.原理：原理：=W有用/W总=Gh/FS2.应测物理量：应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。3.器材：器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。4.步骤：步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不 机械效率的测量1.原理：=W有用/W总=Gh结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：（1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。（2）提升重物越重，做的有用功相对就越多。（3）摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就越多。（4）绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。（因为重物上升的高度和绳子移动的距离的比值是固定的）结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
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