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杠杆的机械效率(杠杆悬挂点对机械效率的影响)

杠杆的机械效率(杠杆悬挂点对机械效率的影响)原创张二哥课堂2021-04-26 12:56:10

中考物理知识点复习 第十一章简单机械

一、杠杆

1. 定义:一根硬捧,在力的作用下能绕固定点转动,这根硬棒就是杠杆;条件:杠杆形状可弯可直;在力的作用下不变形。

2. 杠杆的五要素:

(1)支点0,杠杆可以绕其转动的点;

(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):从支点到动力作用线的距离;

(5)阻力臂(L2):从支点到阻力作用线的距离。

3.杠杆的平衡条件:

动力x动力臂=阻力×阻力臂,即:F1×L1=F2×L2

3. 杠杆的分类

(1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆,动力小于阻力,省力费距离;例如:铡刀,动滑轮,羊角锤等。

(2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆,动力大于阻力,费力省距离;例如:钓鱼竿,镊子等。

(3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,动力等于阻力,不省力也不费力,不省距离也不费距离,例如:定滑轮,天平等。

二、滑轮

(1)定滑轮:

定义:固定轴不动的滑轮,叫定滑轮。

它的实质就是等臂杠杆,它的特点:可以改变力的方向,当不能省力,也不省距离,若不考虑绳子和滑轮间摩擦,作用在绳端的力应等于物体受到的力。

(2)动滑轮:

定义:轴可以随被吊物体一起运动的滑轮,叫动滑轮。

它的实质就是动力臂是阻力臂二倍的杠杆;它的特点:能省力,但不能改变力的方向,费距离,当拉力竖直向上时,其大小等于物体重力和动滑轮重力的一半。

(3)滑轮组:

既可以改变力的方向,也能省力。

(4)使用滑轮组的几个问题(n为绳子的股数)

①确定绳子股数的方法:在动滑轮和定滑轮之间划一条虚线,只计算从动滑轮出来向上的绳子股数,若人和动滑轮一起运动股数加1;

②用滑轮组提升重物时,动滑轮上有n股绳子承担物重,提升物体的拉力就是1/n(F=1/n);

③动力F的距离与重物上升的高度h的关系:s=nh;

④绳子的绕法:当n为奇数时,绳子的起点在动滑轮上,当n为偶数时,绳子的起点在定滑轮上。简单说就是奇动偶定。

三、其他简单机械

斜面:省力机械,省力费距离,高度相同斜面越长越省力,例如:盘山公路、楼梯的斜面越长越省力。

轮轴:能够连续旋转的杠杆,动力作用在轮上时为省力杠杆,例如:辘轳、门把手、方向盘;

作用在轴上时为费力杠杆:自行车飞轮和后轮组成的动力系统。

四、机械效率

1. 有用功、额外功、总功

(1)有用功:无论是否使用机械,必须要做的功,用W有表示

(2)额外功:使用机械时,并非我们需要但又不得不做的功,用W额表示。

(3)总功:有用功与额外功之和,用W总表示,W总=W有+W额;

2.机械效率

(1)物理学中,将有用功和总功的比值叫做机城效率,用符号η表示;

(2)计算公式:η=W有/W总

(3)使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总是小于总功,所以机械效率小于1;

(4)提高机械效率的方法:尽量减小额外功,改进结构,使它更合理轻巧;在使用中按照技术规程经常保养,使材处于良好的状态。


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