第十章機(jī)械與人

1.杠桿：一根在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就叫杠桿。杠桿可以是直

的，也可以是彎的，甚至是任意形狀的，只要在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，

且是硬物體，都可稱為杠桿。

2.杠桿的五要素：支點(diǎn)（。）、動(dòng)力（印、阻力什2）、動(dòng)力臂、阻力臂。其中力臂:

從支點(diǎn)到力作用線的距離。

說明：動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)在杠桿上。

動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反。

3.畫力臂方法：一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽。

⑴找支點(diǎn)0;⑵沿力的方向畫力的作用線（有時(shí)需要延長用虛線）；⑶畫力臂（虛

線，過支點(diǎn)垂直力的作用線作垂線）；⑷標(biāo)力臂（大括號）。

3、研究杠桿的平衡條件：

①杠桿平衡是指：杠桿靜止。

②實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是:

可以方便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(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂。

寫成公式：F1L1=F2L2也可寫成：F1/F2=L2/L1

這意味著，作用在杠桿上的兩個(gè)力（動(dòng)力和阻力）的大小跟它們的力臂成反比

解題指導(dǎo)：分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問題，必須要畫出杠桿示意圖；弄清受

力與方向和力臂大??；然后根據(jù)具體的情況具體分析，確定如何使用平衡條件

解決有關(guān)問題。（如：杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加的動(dòng)力如何變化，沿什么方向施力最小

等。）

解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問題：此類問題中阻力X阻力臂為一定值，要使動(dòng)力

最小，必須使動(dòng)力臂最大，要使動(dòng)力臂最大需要做到：①在杠桿上找一點(diǎn)，使

這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)；②動(dòng)力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向

4.三種杠桿：

名稱結(jié)構(gòu)特征特點(diǎn)應(yīng)用舉例

動(dòng)力臂大于阻力

撬棒、鋤刀、動(dòng)滑輪、輪

臂

省力杠桿省力、費(fèi)距離軸、羊角錘、

（L1>L2,Fl<

鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀

F2）

動(dòng)力臂小于阻力縫紉機(jī)踏板、起重臂、人的

臂前臂、

費(fèi)力杠桿費(fèi)力、省距離

（L1<L2,Fl>理發(fā)剪刀、釣魚桿、鑲子、

F2）船槳

動(dòng)力臂等于阻力

臂不省力、不費(fèi)

等臂杠桿天平，定滑輪

（L1=L2,Fl=力

F2）

5.滑輪是變形的杠桿。

6.定滑輪：

①定義：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。②實(shí)質(zhì)：等臂杠桿。

③特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向。

④對理想的定滑輪（不計(jì)輪軸間摩擦）片G物。

繩子自由端移動(dòng)距離*（或速度即）=重物移動(dòng)的距離W（或速度％）

7.動(dòng)滑輪：①定義：和重物一起移動(dòng)的滑輪。（可上下移動(dòng)，也可左\

右移動(dòng)）\H

②實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。二

③特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但不能改變動(dòng)力的方向。一

④理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）則：F=gG物，只忽略輪軸間的

摩擦，則拉力/=^G物+G動(dòng)。繩子自由端移動(dòng)距離S（或昨）=2倍的重物移動(dòng)

的距離E（及）

8.滑輪組

①定義：定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組。②特點(diǎn)：使用滑輪組既能省

力又能改變動(dòng)力的方向。

③理想的滑輪組（不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力）拉力/=工G物。F

n

（滑輪組用幾段繩子吊著重物，提起重物所用的力就是物體重的幾分之

口G

一。且物體升高“h”，則拉力作用點(diǎn)移動(dòng)“nh”，其中“n”為繩子

的段數(shù)。）

繩子段數(shù)的判斷：在動(dòng)滑輪和定滑輪之間劃一橫線，只數(shù)連接在動(dòng)滑輪上的繩

子段數(shù)。

只忽略輪軸間的摩擦，則拉力E=物+G動(dòng)。繩子自由端移動(dòng)距離S（或陣）

n

=〃倍的重物移動(dòng)的距離&（或及）。

④組裝滑輪組方法：首先根據(jù)公式〃=（G物+GP求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)

F

“奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。

9.功的兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的

距離。注意：當(dāng)力的方向與移動(dòng)距離垂直時(shí)，不做功，如提著東西在水平面上

行走時(shí)向上的提力不做功。功的計(jì)算：功（W）等于力（F）跟物體在力的方向上通過

的距離⑸的乘積。（功=力乂距離）W=Fs；單位：Wf焦；Ff牛頓；S-*米。（1

焦=1牛?米）.

10.功的原理：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都等于不用機(jī)械而直接用手所做

的功，也就是說使用任何機(jī)械都不省功。

11.功率（P）：單位時(shí)間（t）里完成的功（W）,叫功率。計(jì)算公式：P=W/to單位：

P-瓦特；W-焦；tf秒。（1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦）

12.有用功：對人們有用的功。

公式：%擁=劭（提升重物）=%—/額=n/總

斜面：％訊=仍（斜面：FL=Gh斜面長是斜面高的幾倍，推力就是物重的幾分

之一）

13.額外功：并非我們需要但又不得不做的功。做額外功的對像：動(dòng)滑輪的重力,

滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦，繩重。

公式：/頷=/總一歷有用=。動(dòng)力（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）

斜面:/頷=〃（f摩擦力，L斜面長度）

14.總功:定義：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功

公式:用總=/背用+/頷=FS=——

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15.機(jī)械效率：定義：有用功跟總功的比值。n必定小于loo%o

公式：〃=竺幽定滑輪：『冷魯瑪

GhGhG>ya_*A4nGhGhG

動(dòng)滑輪：—=---=—滑輪組：1]=一=——二—

FSF2hIFFSFnhnF

16.有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)

械效率為60舞表示有用功占總功的60%。

17.提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。

18.機(jī)械效率的測量：

（5）結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:

①動(dòng)滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對就多。

②提升重物越重，做的有用功相對就多。

③摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。

19、繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率

20.一個(gè)物體能夠?qū)α硪粋€(gè)物體做功，這個(gè)物體就具有能（能量）。

21.動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能。

運(yùn)動(dòng)物體的速度越大，質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大。

22.勢能分為重力勢能和彈性勢能。

重力勢能：物體由