高二的朋友們化學(xué)如今應(yīng)當(dāng)都學(xué)到簡單機械這一章了吧,明天的整理就是這一部份的內(nèi)容啦!
一、杠桿
1.定義:在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。
說明:①杠桿可直可曲,形狀任意。
②有些情況下,可將杠桿實際轉(zhuǎn)一下,來幫助確定支點。如:魚桿、鐵鍬。
2.五要素——組成杠桿示意圖。
①支點:杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點。用字母O表示。
②動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F1表示。
③阻力:妨礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F2表示。
說明:動力、阻力都是杠桿的受力,所以作用點在杠桿上。
④動力、阻力的方向不一定相反,但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動的方向相反
⑤動力臂:從支點到動力作用線的距離。用字母l1表示。
阻力臂:從支點到阻力作用線的距離。用字母l2表示。
畫力臂方式:
一找支點、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽
⑴找支點O;
⑵畫力的作用線(實線);
⑶畫力臂(實線,過支點垂直力的作用線作垂線);
⑷標(biāo)力臂(大括弧)。
3.研究杠桿的平衡條件
①杠桿平衡是指:杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。
②實驗前:應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺絲定滑輪實質(zhì)是什么杠桿,使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是:可以便捷的從杠桿上量出力臂。
③結(jié)論:杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是:
動力×動力臂=阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2也可寫成:F1/F2=l2/l1
解題指導(dǎo):剖析解決有關(guān)杠桿平衡條件問題,必需要畫出杠桿示意圖;弄清受力與方向和力臂大小;之后依照具體的情況具體剖析,確定怎樣使用平衡條件解決有關(guān)問題。(如:杠桿轉(zhuǎn)動時施加的動力怎樣變化,沿哪些方向施力最小等。)
解決杠桿平衡時動力最小問題:這種問題中阻力×阻力臂為一定值,要使動力最小,必須使動力臂最大,要使動力臂最大須要做到
①在杠桿上找一點,使這點到支點的距離最遠;
②動力方向應(yīng)當(dāng)是過該點且和該連線垂直的方向。
4.應(yīng)用:
說明:應(yīng)按照實際來選擇杠桿,當(dāng)須要較大的力就能解決問題時,應(yīng)選擇省力杠桿,當(dāng)為了使用便捷,省距離時,應(yīng)選吃力杠桿。
二、滑輪
1.定滑輪:
①定義:中間的軸固定不動的滑輪。
②實質(zhì):定滑輪的實質(zhì)是:等臂杠桿
③特點:使用定滑輪不能省力并且能改變動力的方向。
④對理想的定滑輪(不計車鉤間磨擦)F=G
繩子自由端聯(lián)通距離SF(或速率vF)=重物聯(lián)通
的距離SG(或速率vG)
2.動滑輪:
①定義:和重物一起聯(lián)通的滑輪。(可上下聯(lián)通,
也可左右聯(lián)通)
②實質(zhì):動滑輪的實質(zhì)是:動力臂為阻力臂2倍
的省力杠桿。
③特點:使用動滑輪能省一半的力,但不能改變動力的方向。
④理想的動滑輪(不計軸間磨擦和動滑輪重力)則:F=1/2G
只忽視車鉤間的磨擦則拉力F=1/2(G物+G動)
繩子自由端聯(lián)通距離SF(或vF)=2倍的重物聯(lián)通的距離SG(或vG)
3.滑車架
①定義:定滑輪、動滑輪組合成滑車架。
②特點:使用滑車架既能省力又能改變動力的方向
③理想的滑車架(不計車鉤間的磨擦和動滑輪的重力)拉力F=1/nG。
只忽視車鉤間的磨擦,則拉力F=1/n(G物+G動)
繩子自由端聯(lián)通距離SF(或vF)=n倍的重物聯(lián)通的距離SG(或vG)
④組裝滑車架方式:
首先依照公式n=(G物+G動)/F求出繩子的股數(shù)。
之后按照“奇動偶定”的原則。
結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。
三、機械效率
1.有用功:對人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提高重物)=W總-W額=ηW總
斜面:W有用=Gh
2.額外功:并非我們須要但又不得不做的功
公式:W額=W總-W有用=G動h(忽視車鉤磨擦的動滑輪、滑車架)
斜面:W額=fL
3.總功:有用功加額外功或動力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS=W有用/η
斜面:W總=fL+Gh=FL
4.機械效率:有用功跟總功的比值。
有用功總大于總功定滑輪實質(zhì)是什么杠桿,所以機械效率總大于1。一般用百分率表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。
增強機械效率的方式:減少機械自重、減小機件間的磨擦。
5.機械效率的檢測:
①原理:
②應(yīng)測化學(xué)量:鉤碼重力G、鉤碼提高的高度h、拉力F、繩的自由端聯(lián)通的距離S
③器材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。
④步驟:必須勻速帶動彈簧測力計使鉤碼下降,目的:保證測力計示數(shù)大小不變。
⑤結(jié)論:影響滑車架機械效率高低的主要誘因有:
A動滑輪越重,個數(shù)越多則額外功相對就多。
B提高重物越重,做的有用功相對就多。
C磨擦,若各類磨擦越大做的額外功就多。
繞線方式和重物提高高度不影響滑輪機械效率。
四、功的原理
1.內(nèi)容:使用機械時,人們所做的功,都不會多于直接用手所做的功;即:使用任何機械都不省功。
2.說明:(請注意理想情況功的原理可以怎樣敘述?)
①功的原理是一個普遍的推論,對于任何機械都適用。
②功的原理告訴我們:使用機械要省力必須費距離,要省距離必須吃力,既省力又省距離的機械是沒有的。
③使用機械似乎不能省功,但人類依然使用,是由于使用機械或則可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來好多便捷。
④我們做題遇見的多是理想機械(忽視磨擦和機械本身的重力)理想機械:使用機械時,人們所做的功(FS)=直接用手對重物所做的功(Gh)
3.應(yīng)用:斜面
①理想斜面:斜面光滑
②理想斜面遵照功的原理;
③理想斜面公式:FL=Gh其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面長;G:物重;h:斜面高度。
假如斜面與物體間的磨擦為f,則:FL=fL+Gh;這樣F做功就小于直接對物體做功Gh。
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