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初中物理機械效率知識點彙總

教育 更新时间:2024-12-25 10:47:31
吃透初中物理重要知識點——杠杠、滑輪、機械效率和功的原理一、杠杆

初中物理機械效率知識點彙總(吃透初中物理難點)1

1.定義:在力的作用下繞着固定點轉動的硬棒叫杠杆。

說明:①杠杆可直可曲,形狀任意。

②有些情況下,可将杠杆實際轉一下,來幫助确定支點。如:魚杆、鐵鍬。

2. 五要素——組成杠杆示意圖。

初中物理機械效率知識點彙總(吃透初中物理難點)2

①支點:杠杆繞着轉動的點。用字母O 表示。

②動力:使杠杆轉動的力。用字母 F1 表示。

③阻力:阻礙杠杆轉動的力。用字母 F2 表示。

說明:動力、阻力都是杠杆的受力,所以作用點在杠杆上。

④動力、阻力的方向不一定相反,但它們使杠杆的轉動的方向相反

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。

畫力臂方法:

一找支點、二畫線、三連距離、四标簽

⑴ 找支點O;

⑵ 畫力的作用線(虛線);

⑶ 畫力臂(虛線,過支點垂直力的作用線作垂線);

⑷ 标力臂(大括号)。

3.研究杠杆的平衡條件

①杠杆平衡是指:杠杆靜止或勻速轉動。

②實驗前:應調節杠杆兩端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。這樣做的目的是:可以方便的從杠杆上量出力臂。

③結論:杠杆的平衡條件(或杠杆原理)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:分析解決有關杠杆平衡條件問題,必須要畫出杠杆示意圖;弄清受力與方向和力臂大小;然後根據具體的情況具體分析,确定如何使用平衡條件解決有關問題。(如:杠杆轉動時施加的動力如何變化,沿什麼方向施力最小等。)

解決杠杆平衡時動力最小問題:此類問題中阻力×阻力臂為一定值,要使動力最小,必須使動力臂最大,要使動力臂最大需要做到

①在杠杆上找一點,使這點到支點的距離最遠;

②動力方向應該是過該點且和該連線垂直的方向。

4.應用:

初中物理機械效率知識點彙總(吃透初中物理難點)3

說明:應根據實際來選擇杠杆,當需要較大的力才能解決問題時,應選擇省力杠杆,當為了使用方便,省距離時,應選費力杠杆。

二、滑輪

初中物理機械效率知識點彙總(吃透初中物理難點)4

1.定滑輪:

初中物理機械效率知識點彙總(吃透初中物理難點)5

①定義:中間的軸固定不動的滑輪。

②實質:定滑輪的實質是:等臂杠杆

③特點:使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。

④對理想的定滑輪(不計輪軸間摩擦)F=G

繩子自由端移動距離SF(或速度vF) = 重物移動

的距離SG(或速度vG)

2.動滑輪:

初中物理機械效率知識點彙總(吃透初中物理難點)6

①定義:和重物一起移動的滑輪。(可上下移動,

也可左右移動)

②實質:動滑輪的實質是:動力臂為阻力臂2倍

的省力杠杆。

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(不計軸間摩擦和動滑輪重力)則:F= 1/2G

隻忽略輪軸間的摩擦則拉力F=1/2(G物 G動)

繩子自由端移動距離SF(或vF)=2倍的重物移動的距離SG(或vG)

3.滑輪組

①定義:定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。

②特點:使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向

③理想的滑輪組(不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力)拉力F= 1/n G 。

隻忽略輪軸間的摩擦,則拉力F= 1/n (G物 G動)

繩子自由端移動距離SF(或vF)=n倍的重物移動的距離SG(或vG)

④組裝滑輪組方法:

首先根據公式n=(G物 G動) / F求出繩子的股數。

然後根據“奇動偶定”的原則。

結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(提升重物)=W總-W額=ηW總

斜面:W有用= Gh

2.額外功:并非我們需要但又不得不做的功

公式:W額= W總-W有用=G動h(忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組)

斜面:W額=f L

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。

初中物理機械效率知識點彙總(吃透初中物理難點)7

有用功總小于總功,所以機械效率總小于1 。通常用 百分數表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60% 。

提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。

初中物理機械效率知識點彙總(吃透初中物理難點)8

5.機械效率的測量:

① 原 理:

初中物理機械效率知識點彙總(吃透初中物理難點)9

②應測物理量:鈎碼重力G、鈎碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S

③器 材:除鈎碼、鐵架台、滑輪、細線外還需 刻度尺、彈簧測力計。

④步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鈎碼升高,目的:保證測力計示數大小不變。

⑤結論:影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:

A動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多。

B提升重物越重,做的有用功相對就多。

C 摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。

繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。

四、功的原理

1.内容:使用機械時,人們所做的功,都不會少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如何表述?)

①功的原理是一個普遍的結論,對于任何機械都适用。

②功的原理告訴我們:使用機械要省力必須費距離,要省距離必須費力,既省力又省距離的機械是沒有的。

③使用機械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來很多方便。

④我們做題遇到的多是理想機械(忽略摩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.應用:斜面

①理想斜面:斜面光滑

②理想斜面遵從功的原理;

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。

如果斜面與物體間的摩擦為f ,則:FL=fL Gh;這樣F做功就大于直接對物體做功Gh 。

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