第十二章 简单机械
1 . 杠杆:
(1 ) 概念: 一根硬棒, 在力的作用下能绕着固定点转动, 这根硬棒叫做杠杆。
(2) 杠杆的五要素:(力臂: 从支点到力的作用线的距离叫做力臂。)
①支点 O: 杠杆绕着转动的固定点。
②动力 F1 : 使杠杆转动的力。
③阻力 F2: 阻碍杠杆转动的力。
④动力臂 l1 (L1 ): 从支点到动力的作用线的距离。
⑤阻力臂 l2(L2): 从支点到阻力的作用线的距离。
(3) 杠杆平衡条件(杠杆原理): 动力×动力臂=阻力×阻力臂, 公式表示: F1 l1 = F2l2。
(4) 杠杆的分类及其特点:
杠杆种类 构造 特点 应用举例 优点 缺点
省力杠杆 L1 >L2 省力 费距离 钳子、 起子
费力杠杆 L1 <L2 省距离 费力 钓鱼杆、 理发剪
等臂杠杆 L1 =L2 不省力不费力、 不省距离不费距离天平、 翘翘板
2. 滑轮: 滑轮是一个周边有槽的小轮, 它可以绕着轴转动。
(1 ) 定滑轮和动滑轮:
定滑轮
实质:等臂杠杆
优点:改变力的方向
缺点:不省力
应用举例: 旗杆上的滑轮
动滑轮
实质:L1 =2L2 的杠杆
优点 :省一半力
缺点:不能改变力的方向
应用举例:将重物通过动滑轮拉到二楼
(2) 滑轮组:
①滑轮组省力规律: 使用滑轮组时, 滑轮组用几股(段) 绳子吊着物体, 提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重力的几分之一。
②特点: 滑轮组虽然省力, 但是费了距离。绳子自由端移动距离 s 和重物升高距离 h 的关系为: s=nh。
3. 功的原理: 使用任何机械都不省功。
4. 有用功、 额外功、 总功:
(1 ) 使用机械时所做的所有的功(总功) 中, 有一部分是对我们有用的功, 叫做有用功。 还有一部分并非我们需要但又不得不做的功, 叫做额外功。
(2) 有用功、 额外功、 总功的关系式: W 总=W 有+W 额。
5. 机械效率: 用字母η表示。
(1 ) 定义: 有用功跟总功的比值叫机械效率。
(2) 定义式: η= W有/W总。
(3) 机械效率总小于 1 , 通常用百分数表示。
