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- 2021-11-01 发布
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第10章 机械与人
第1节 科学探究:杠杆的平衡条件
知识点1 认识杠杆
1.杠杆:在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬棒就是杠杆,杠杆可以是直的,也可以是弯曲的,但必须是硬棒,在使用时不能发生变形.
2.杠杆的要素
(1)支点:杠杆绕着转动的固定点.支点可以在杠杆上,也可以不在杠杆上,但一定和杠杆相连,通常用字母O表示.
(2)动力:使杠杆转动的力.通常用字母F1表示.
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力.通常用字母F2表示.
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离.注意,力臂是点到线的距离,不是点到点的距离.
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离.
知识点2 探究杠杆平衡条件
1.杠杆平衡:杠杆静止不动或匀速转动.
2.探究过程
(1)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,目的是可以直接从杠杆上读出力臂的数值.
(2)在杠杆两端分别挂不同数量的钩码,调整钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置恢复平衡,记下钩码数和对应的力臂.多做几次实验,分别记录力和力臂的值.
(3)分析数据得出结论.
3.杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,字母表达式是F1×L1 =F2×L2.
4.需注意的问题
(1)当钩码挂到杠杆上之后,平衡螺母就不能再移动了,否则就破坏了杠杆原来的平衡.
(2)探究过程中要避免杠杆两端钩码的个数相同,这样会出现力和力臂的和、差、积、商都相同的结论.
知识点3 杠杆的分类与应用
1.三种杠杆
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(1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆,使用时动力小于阻力,动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离.
(2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆,使用时动力大于阻力,动力作用点移动的距离小于阻力作用点移动的距离.
(3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆.使用时动力等于阻力.
2.三种杠杆的应用
(1)省力杠杆:可以省力,如羊角锤、剪铁皮的剪子等.
(2)费力杠杆:可以省距离,如钓鱼竿等.
(3)等臂杠杆:天平就是等臂杠杆.
知识点 认识滑轮
1.定滑轮
(1)使用滑轮时,滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮.
(2)使用定滑轮不能省力,但可以改变动力的方向.
(3)定滑轮的实质就是等臂杠杆,或者说是等臂杠杆的变形.
2.动滑轮
(1)滑轮的轴不再固定不动,而是随物体一起运动,这样的滑轮叫做动滑轮.
(2)使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向.
(3)动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆.
3.滑轮组
(1)将定滑轮和动滑轮组合起来使用,这样就组成了滑轮组.
(2)使用滑轮组既能省力又能改变力的方向.
第3节 做功了吗
知识点1 做功的条件
1.机械功:力和物体在力的方向上移动距离的乘积.
2.做功的条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过了距离.
知识点2 功的计算
1.功的计算公式:W=Fs.
2.变形公式:F=W/s,s=W/F.
第4节 做功的快慢
知识点1 认识功率
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(1)做相同的功,比较做功时间长短,做功用的时间越少,做功越快.
(2)做功时间相同,比较功的多少,做的功越多,做功越快.
2.功率的定义:单位时间内做功的多少.
3.功率的意义:表示物体做功快慢的物理量.
4.功率的计算:公式P=W/t.
5.单位:国际单位为瓦(W).
知识点2 功率的计算
利用公式P=W/t来计算功率,计算时需要先求出功的大小,然后计算出功率,要注意时间的单位是秒.
利用公式P=Fv计算,对于功率一定的机械,F越大,v就越小,如在汽车上坡时,由于功率不变,要用减速的方法来增大牵引力.
第5节 机械效率
知识点1 正确区别各种功
1.有用功:使用机械时,对人们有用的功叫做有用功.
2.额外功:使用机械做功时,对人们没用,但又不得不做的功叫做额外功.
3.总功:有用功和额外功的总和.
知识点2 机械效率及探究
1.机械效率
(1)定义:有用功和总功的比值叫做机械效率.
(2)公式:η=W有/W总.
(3)使用机械时,额外功总是存在的,因此机械效率总小于1.
2.滑轮组机械效率的测量
(1)原理:η=W有/W总.
(2)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:除钩码、铁架台、滑轮、细线外,还需刻度尺、弹簧测力计.
(4)必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的是保证测力计示数大小不变.
第6节 合理利用机械能
知识点1 功和能
1.功和能的关系
(1)—个物体只要具有做功的本领,不管物体是不是做功,物体都具有能量.
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(2)物体做功的过程就是能量转化的过程,物体做了多少功,就转化了多少能量.
(3)功和能的单位相同,都是焦耳,简称焦,符号J.
2.机械能
(1)动能:物体由于运动而具有的能,一个物体只要运动,就一定具有动能.
(2)重力势能:物体由于高度位置所具有的能,通常是以水平面为标准.
(3)弹性势能:物体因弹性形变而具有的能.
(4)机械能:动能和势能统称为机械能,一个物体可以同时具有动能、重力势能和弹性势能.
知识点2 影响动能和势能大小的因素
1.影响动能大小的因素
质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大.
2.影响重力势能大小的因素
物体的质量越大,被举得越高,其具有的重力势能就越大.
3.影响弹性势能大小的因素
物体的弹性形变越大,具有的弹性势能就越大.
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