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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,功,&,简单机械,一、能量守恒定律,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体转移到另一个物体，而在此过程中总能量保持不变,几种能量转化形式：,胶片感光,光能转化为化学能,激光切割金属,光能转化为内能,刹车,机械能转化为内能,光合作用,光能转化为化学能,后面的球将前面的求撞走,后面的球的一部分动能转移到前面球上,热传递,内能从一个物体转移到另一个物体上,功是能量转化的量度，一个力做多少功就有多少能量发生了转化或转移,二、功,1,做功的两个必要因素：,（,1,）作用在物体上的力,（,2,）物体在,力的方向上,通过的距离,2,公式：,W=FS,F,为物体受到的力，单位为牛顿，,N,S,为物体在力的方向上通过的距离，单位为米，,m,W,为力,F,作的功，单位为焦耳，,J,判断力是否对物体做功的方法,根据做功的两个必要因素，以下三种情况下力没有做功：,（,1,）物体没有受到力的作用如：物体在光滑的水平面上做匀速直线运动，水平方向上不受外力，所以没有力做功,（,2,）物体受到力的作用，但没有通过一段距离如：用手推车但没有推动，车受到力但没有移动，所以推力不做功,（,3,）物体受到力且通过一段距离，但物体移动的距离和力的方向垂直。如：用手提着瓶子前进移动距离，手对瓶子的拉力与前进的距离方向垂直，该力也不做功,1,表示做功快慢的物理量，大小等于力,F,在单位时间内做的功，,即：,P=,W,/,T,P,的单位为瓦特，,W2,比较功率大小的方法,（,1,）当做的总功大小相等时，所用时间越少，功率越大,（,2,）当所用时间相等时，做的总功越多，功率越大,（,3,）当做的总功和时间都不相等时，则通过计算比较功率大小,三、功率,所以司机在上坡时通过换低档位减速来增大牵引力,3,计算功率的公式：,P=FV,由,P=,W/T，,W=F,S,，,S=V,T,可以推导得到：,P=,W/T,=F,S,/,T,=F,V,T,/,T,=F,V,由此公式可知：当,P,恒定不变时，,V,越大，,F,越小；,V,越小，,F,越大,简单机械总是和力和做功的问题联系在一起，初中阶段主要研究的简单机械有杠杆，滑轮，滑轮组，转轴和斜面,四、简单机械,一、杠杆,1,定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒（刚体）叫做杠杆,2,杠杆的七要素：,支点：杠杆绕着转动的点,动力作用点：动力的作用点（重心，浮心）,阻力作用点：阻力的作用点,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,2,3,画力臂的方法,（,1,）确定支点,（,2,）画力的作用线（虚线）,（,3,）过支点画力的作用线的垂线（标上垂足），即为力臂,4,动力和阻力的作用效果,其中一个力使杠杆绕支点顺时针转动，另一个力使杠杆绕支点逆时针转动,1,平衡状态：静止或匀速转动,2,杠杆的平衡条件：动力,动力臂,=,阻力,阻力臂（正力矩,=,反力矩）,F,1,L,1,=,F,2,L,2,，F,1,/,L,2,=,F,2,/,L,1,意义：动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之几,3,探究 F,1,/,L,2,=,F,2,/,L,1,时注意的问题：,（,1,）实验前要先调整杠杆两端的平衡螺母，是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，要是杠杆在水平位置平衡,（,4,）实验不能只凭一组数据得到的结论，必须在多次实验的基础上进行分析,杠杆的平衡条件,杠杆的应用,1,省力杠杆特点：动力臂大于阻力臂（L,1,L,2,），省力费距离,实例：钳子、撬棍、刹车踏板、铡刀、瓶盖起子,2,费力杠杆,特点：动力臂小于阻力臂（L,1,L,2,），费力省距离,实例：镊子、钓鱼竿、缝纫机踏板、人的前臂、理发剪子、摄影机摇杆等,3,等臂杠杆,特点：动力臂等于阻力臂（L,1,=,L,2,），不省力也不费力,实例：天平、定滑轮,滑轮,1,定义和构造：周边有小槽，能绕轴转动的小轮，叫做滑轮,构造：框，转轴，带槽的小轮,2,分类及特点：滑轮分定滑轮、动滑轮和滑轮组,（,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（如图甲所示）,（,2,）动滑轮：使用时，滑轮轴随重物一起运动，能省一半的力，但不能改变力的方向相当于动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆（如图乙所示）,（,3,）滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合成的简单机械使用时，滑轮和重物的总重力由几股绳子承担，每股绳子的受力就为总重力的几分之几即：,G,总,=,G,轮,+,G,物,，,F=,1,/,n G,总,且，重物上升,h,，绳子的自由端拉动距离为,S=nh,斜面也是一种简单机械，如不计摩擦力，斜面场,L,是斜面高,h,的几倍，匀速把物体沿斜面上推时的推力,F,就是物重的几分之几，,即：,FL=Gh,，,F=Gh/L,斜面,所有的机械只能省力不能省功，即不能省能量,杠杆最小动力的求解,由杠杆平衡条件可以知道，在阻力和阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力可以越小，所以问题实际上就是找到最大的动力臂,一般步骤为：,1,确定杠杆转动的支点，找到最大动力臂,2,根据杠杆的转动情况，确定动力的方向,3,列力矩平衡方程求解,找最大动力臂一般有两种情况：,（,1,）当力的作用点已知时，最大动力臂就为支点到动力作用点的距离,（,2,）当动力的作用点未知时，则要根据杠杆的几何特征求解，如圆上的最远距离为直径长，直角三角形的斜边大于直角边等,滑轮组的承重绳子股数,n,的确定方法和组装方法,1,滑轮组承重绳子股数的确定方法,（,1,）确定哪些是定滑轮，哪些是动滑轮,（,2,）在定滑轮和动滑轮之间画一条线，看与定滑轮相连的有几段绳子，则承重的绳子股数,n,就为几,2,滑轮组的简单组装方法,（,1,）承重绳子股数,n,是奇数时，绳子一端固定在定滑轮的挂钩上，然后依次穿过各个滑轮,（,2,）承重绳子股数,n,是偶数时，绳子一端固定在动滑轮的挂钩上，然后依次穿过各个滑轮,3,计算绳子的最少股数时，如果出现小数，四舍五入都要入不能舍 如需要,3,2,股，则取,4,股，不取,3,股,机械效率,1,几个概念,有用功：对我们有用的功或实际所需要的功叫做有用功 额外功：不需要，但不能避免的额外消耗的功叫做额外功,总功：有用功和额外功的总和叫做总功,机械功率：有用功和总功的比值叫做某个机械装置的机械功率,即：,=,W,用,/,W,总,100%,实际使用机械过程中，机械本身受到重力，机件之间，物体和机件之间摩擦力总是存在，所以额外功总是存在，机械效率总会小于,1,，即达不到,100%,滑轮组的机械效率求解,用滑轮组,匀速,提升重物，或拉物体,匀速,移动一段距离，有用功：为重物的重力势能增加量，即：G,物,H,（,注意,不是G,总,H,）,或在平面上克服摩擦力做的功,f,s,总功：拉绳子的力与绳子末端前进的距离的乘积，即：,F,S,绳,匀速,提升重物时，如果,摩擦力和绳子的重力不计，,则滑轮组的机械效率,小于,1,的原因是,动滑轮也存在重力,此时滑轮组的机械效率,只与所提升,重物的重力,和,动滑轮重力的比值,有关，与,绳子的绕法（即承重绳子股数,n,）无关,注意：一般而言，机械效率,不是,恒定不变的，如滑轮组在提升不同重量的物体时，机械效率不同除非题目中,指出,某个机械的,机械效率不变,
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