第三章 能量的转化与守恒
思考并回答:杠杆两边受到的力 等于 钩码受到的重力。把左边钩码对杠杆的作用力叫动力fl,右边钩码对杠杆的作用力叫阻力f2,填人表格。
(3)用直尺量出动力臂 、阻力臂 ,填入表内。
(4)改变力和力臂的大小,重复上述实验4次,将有关数据填人表内。
序号
动力f1/牛
动力臂 /厘米
阻力f2/牛
阻力臂 /厘米
1
2
3
4
分析综合上述各组数据,得出结论:
动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。
若用符号表示可写成: 或
五、认识简单的机械(2)
1.杠杆在动力和阻力的作用下,保持静止状态或匀速转动状态,这根杠杆就平衡。
2.杠杆平衡条件的表达式: 或
3.杠杆的类型:
(1)省力杠杆: > , < ,省力、但多移动距离。如拔钉子用的车角锤、剪铁皮用的剪子等。
(2)费力杠杆: < , > ,费力、但可以少移动距离(省距离),如钓鱼竿、镊子等。
(3)等臂杠杆: = , = ,既不省力也不费力,又不多移动距离,如天平、定滑轮等。
重要提示:若 ,则杠杆的平衡被破坏,原来静止的杠杆就发生转动,若 ,则杠杆向f1的方向转动,反之则向f2的方向转动。
4.怎样使用杠杆最省力
根据杠杆的平衡条件: !可以看出:当作用在杠杆上的阻力 和阻力臂 一定时,动力臂 越长,使杠杆平衡所用动力 越小,也就是说当动力臂最长时用的动力就最小。
为了使动力臂最长,施加的动力必须具备两个条件:
(1)动力的作用点在杠杆上距支点最远处;(2)动力方向应垂直于支点和动力作用点的连线。如图3—15和图3—16所示时作用在杠杆上的动力是最小的。
六、认识简单的机械(3)
1.滑轮:周边有槽,可以绕着中心轴转动的轮子。
2.定滑轮:使用时滑轮的位置固定不变;定滑轮实质是动力臂等于阻力臂的等臂杠杆;使用定滑轮时不能省力,但可以改变力的方向。
3.动滑轮:使用时滑轮随重物一起移动;动滑轮实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆;使用动滑轮可以少一半力,但不能改变力的方向。
4.滑轮组:定滑轮和滑轮组的组合,使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向。
5.使用滑轮组时,重物和动滑轮的总重由几段绳子承担,提起重物所用的力就是总重的几分之—。
重要提示:
1.滑轮是一种变形的杠杆。
2.使用定滑轮时,绳子自由端移动的距离与重物上升的距离相等,绳子自由端移动的速度与物体移动的速度相等;
使用动滑轮时,绳子自由端移动的距离是物体移动距离两倍,绳子自由端移动的速度是物体移动速度的两倍。
七、认识简单的机械(4)
1.有用功:利用机械时,需要做的这部分功,叫有用功,常用w有表示。
2.额外功:使用机械时,不需要但又不得不做的那部分功叫额外功,常用w额外表示。
3.总功:有用功与额外功的总和,叫总功。常用w总表示。即w有 + w额外 = w总。
4.机械效率:有用功跟总功的比值。叫机械效率,常用η表示。
5.机械效率的公式:
重要提示:
1.机械效率反映了有用功在总功中占的比例大小,它没有单位。
2.提高机械效率的力法:减少机械自身重(动滑轮重);减少机械的摩擦等来减小额外功。
3.由于有用功总小于总功,机械效率总小于1。