初三物理人教版簡單機械知識點總結

2021-03-04 05:49:53 字數 2051 閱讀 1918

二、槓桿的平衡條件

1、槓桿的平衡:當槓桿在動力和阻力的作用下靜止時,我們就說槓桿平衡了。

2、槓桿的平衡條件實驗

(1)首先調節槓桿兩端的螺母,使槓桿在水平位置平衡。如圖所示,當槓桿在水平位置平衡時,力臂l1和l2恰好重合,這樣就可以由槓桿上的刻度直接讀出力臂食物大小了,而圖甲槓桿在傾斜位置平衡,讀力臂的數值就沒有乙方便。由此,只有槓桿在水平位置平衡時,我們才能夠直接從槓桿上讀出動力臂和阻力臂的大小,因此本實驗要求槓桿在水平位置平衡。

(2)在實驗過程中絕不能再調節螺母。因為實驗過程中再調節平衡螺母,就會破壞原有的平衡。

3、槓桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂,或f1l1=f2l2。

槓桿如果在相等時間內能轉過相等的角度,即勻速轉動時,也叫做槓桿的平衡,這屬於「動平衡」。而槓桿靜止不動的平衡則屬於「靜平衡」。

三、槓桿的應用

1、省力槓桿:動力臂l1>阻力臂l2,則平衡時f1<f2,這種槓桿使用時可省力(即用較小的動力就可以克服較大的阻力),但卻費了距離(即動力作用點移動的距離大於阻力作用點移動的距離,並且比不使用槓桿,力直接作用在物體上移動的距離大)。

2、費力槓桿:動力臂l1<阻力臂l2,則平衡時f1>f2,這種槓桿叫做費力槓桿。使用費力槓桿時雖然費了力(動力大於阻力),但卻省距離(可使動力作用點比阻力作用點少移動距離)。

3、等臂槓桿:動力臂l1=阻力臂l2,則平衡時f1=f2,這種槓桿叫做等臂槓桿。使用這種槓桿既不省力,也不費力,即不省距離也不費距離。

既省力又省距離的槓桿時不存在的。

(一)基本方法

對於滑輪或滑輪組的拉力(f)或機械效率(),一般分為三種狀態:

a. 理想狀態:即不計滑輪的重()、繩重()、摩擦力(),此時,拉力,機械效率。

b. 半理想狀態:只計,不計,此時拉力,機械效率。

c. 實際狀態:只計g動、g繩、gf,,此時拉力,機械效率。

(二)滑輪組打撈問題

如圖所示,設動滑輪對重物的拉力為t,繩子自由端的拉力為f,(半理想)則

(1)物體在水中,有

(2)出水前有(n為動滑輪上繩子的股數)出水後,有

(3)物體在水中拉力做的有用功

(4)機械效率:(其中是繩自由端移動的距離,h為物體上公升的高度)

(三)「倒下」的滑輪

1. 使用動滑輪,要搞清誰是動力,誰是阻力。當使用動滑輪拉物體在水平面上做勻速直線運動時,設物體與地面間的摩擦力為f,若拉力作用在繩的自由端,有,則可省力一半,如圖(a)所示;若拉力作用動滑輪軸上,有,如圖(b),這時反而費力。

可見,對水平使用動滑輪是否省力,一定要注意動力作用在何處。

2. 繩子的自由端和動滑輪移動的距離關係和速度關係為:,其中分別指繩的自由端移動的距離、速度,分別指動滑輪或物體移動的距離、速度,是指動滑輪上繩子的股數。

3. 當滑輪沿水平方向拉物體時,可忽略動滑輪重。

4. 求機械效率時,有用功一般指克服摩擦阻力做的功,即。

5.在使用滑輪組的整個過程中拉力做功的功率是平均功率。

(四) 根據要求設計滑輪組

(1)根據要求確定動滑輪上繩的段數。

(2)根據繩的段數,確定動滑輪的個數:乙個動滑輪可拉2段繩,還能改變用力方向;但也可以拉三段繩,但就不能改變用力方向了。

設想如果需要n段繩(n為偶數)那麼就需要個動滑輪和個定滑輪。穿繩組裝時,繩的固定端要固定在滑輪下的掛鉤上(這叫做「偶定」),若不改變力的方向,還可少用乙個定滑輪,即個定滑輪。

如果n為奇數,則需要個動滑輪和同樣數目的定滑輪,穿繩時,繩的固定端要拴在動滑輪上方的掛鉤上(這叫做「奇動」),這不能改變用力方向,如果還想改變用力方向,就應再加乙個定滑輪,即個定滑輪。

上述方法叫「奇動偶定」。

圖6圖7

例5.如圖8所示,某打撈隊的工人用滑輪組把底面積為、高為2m的實心圓柱體從水下提起,已知圓柱體的密度為,水的密度為,滑輪組的機械效率是70%。(g取10n/kg,滑輪和繩子的重力忽略不計)求:

(1)圓柱體在水中所受的浮力。

(2)若圓柱體從h=16m深處被緩慢地勻速提起,到剛露出水面時,繩子自由端拉力f所做的功。

(3)如果繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力為400n,則物體被提到露出水面多高時,繩子恰好被拉斷?

圖8圖9

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