中考物理簡(jiǎn)單機(jī)械和功知識(shí)點(diǎn)匯編
功(英語:work),也叫機(jī)械功,是物理學(xué)中表示力對(duì)物體作用的空間的累積的物理量,功是標(biāo)量,其大小等于力與其作用點(diǎn)位移的標(biāo)積,國際單位制單位為焦耳。“功”一詞最初是法國數(shù)學(xué)家賈斯帕-古斯塔夫·科里奧利創(chuàng)造的。而簡(jiǎn)單機(jī)械,則是人在改造自然中運(yùn)用機(jī)械工具的智慧結(jié)晶,是牛頓力學(xué)(向量力學(xué))研究的重要對(duì)象。今天學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的是:中考物理簡(jiǎn)單機(jī)械和功相關(guān)知識(shí)點(diǎn)匯編。內(nèi)容僅供參考,歡迎閱讀。
簡(jiǎn)單機(jī)械和功知識(shí)歸納:
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。
2.什么是支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂?
(1)支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)(o)
(2)動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(F1)
(3)阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(F2)
(4)動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力的作用線的距離(L1)。
(5)阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的距離(L2)
3.杠桿平衡的條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂.或?qū)懽鳎篎1L1=F2L2 或?qū)懗?。這個(gè)平衡條件也就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。
4.三種杠桿:
(1)省力杠桿:L1>L2,平衡時(shí)F1
(2)費(fèi)力杠桿:L1F2。特點(diǎn)是費(fèi)力,但省距離。(如釣魚杠,理發(fā)剪刀等)
(3)等臂杠桿:L1=L2,平衡時(shí)F1=F2。特點(diǎn)是既不省力,也不費(fèi)力。(如:天平)
5.定滑輪特點(diǎn):不省力,但能改變動(dòng)力的方向。(實(shí) 質(zhì)是個(gè)等臂杠桿)
6.動(dòng)滑輪特點(diǎn):省一半力,但不能改變動(dòng)力方向,要費(fèi)距離.(實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿)
7.滑輪組:使用滑輪組時(shí),滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是物重的幾分之一。
1.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。
2.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(s)的乘積。(功=力×距離)
3. 功的公式:W=Fs;單位:W→焦;F→牛頓;s→米。(1焦=1牛·米).
4.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。
5.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。(螺絲、盤山公路也是斜面)
6.機(jī)械效率:有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率。
計(jì)算公式:P有/W=η
7.功率(P):?jiǎn)挝粫r(shí)間(t)里完成的功(W),叫功率。
計(jì)算公式:。單位:P→瓦特;W→焦;t→秒。(1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦)
一、功
功(英語:work),也叫機(jī)械功,是物理學(xué)中表示力對(duì)物體作用的空間的累積的物理量,功是標(biāo)量,其大小等于力與其作用點(diǎn)位移的標(biāo)積,國際單位制單位為焦耳。“功”一詞最初是法國數(shù)學(xué)家賈斯帕-古斯塔夫·科里奧利創(chuàng)造的。
如果一個(gè)力作用在物體上,物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離,力學(xué)里就說這個(gè)力做了功。 即使存在力,也可能沒有做功。例如,在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,向心力沒有做功,因?yàn)樽鰣A周運(yùn)動(dòng)的物體的動(dòng)能沒有發(fā)生變化。同樣的,桌上的一本書,盡管桌對(duì)書有支持力,但因沒有位移而沒有做功。
總的來說不做功的情況有三種:不勞無功、有勞無功和垂直無功。(不勞無功:只移動(dòng)了距離,但在這移動(dòng)的方向上沒產(chǎn)生力,即0*Fs·cosα=0焦耳;有勞無功:只有力,卻在力的方向上沒有移動(dòng)一定的距離,F(xiàn)*0scosα=0焦耳;垂直無功:物體既受到力,又通過一段距離,但兩者方向互相垂直,F(xiàn)scos90°=Fs*0=0焦耳。)
熱傳導(dǎo)不被認(rèn)為是做功,因?yàn)槟芰勘晦D(zhuǎn)化成了微觀原子的振動(dòng)而非宏觀的位移。
PS:功的實(shí)質(zhì)就是力的空間累積。
內(nèi)容
常力的功
大小和方向都不變的力F,作用于沿直線運(yùn)動(dòng)的物體上(圖1),力作用點(diǎn)的位移為S,則力F對(duì)
該物體所作的功A為,式中α為F和S的夾角。當(dāng)α<時(shí),功為正值:當(dāng)α>時(shí),功為負(fù)值;當(dāng)α=時(shí),即力和位移方向垂直,力在此位移上不作功。
變力的功
大小和方向變化的力F,作用于沿曲線運(yùn)動(dòng)物體的C點(diǎn)上(圖2)。當(dāng)作用點(diǎn)有微小的位移dr時(shí)(|dr|=dS),在其上的力F可視為不變,因此,力F在微小位移dS上所作的元功為:
dA=F cos α dS=F·dr=Fxdx+Fvdy+Fzdz。將整個(gè)路程上力在各微段的元功總和起來,得力F沿曲線ab的總功:
式中a、b為曲線運(yùn)動(dòng)的起止點(diǎn)。知道變力F隨路程S的變化關(guān)系,就可由上式求出功的量值。物體作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),法向力Fn與位移垂直不做功,故總功只與切向力Fi有關(guān),即A=
合力的功
如有m個(gè)力F1,F(xiàn)2,···,F(xiàn)m作用于物體的一點(diǎn)上,則這些力的功為:式中R=為諸力的合力,Ri為合力的切向分量。
力偶的功
力偶的功可表示為:式中T為作用于剛體上的力偶矩;ω為剛體的角速度;t為時(shí)間。當(dāng)剛體作平動(dòng)時(shí),ω=0,則力偶之功為零。當(dāng)剛體作平面一般運(yùn)動(dòng)時(shí),T和ω均可看作代數(shù)量,故有:
T和ω轉(zhuǎn)向相同時(shí),取正號(hào);相反時(shí),取負(fù)號(hào)。
二、簡(jiǎn)單機(jī)械
簡(jiǎn)單機(jī)械,是最基本的機(jī)械,是機(jī)械的重要組成部分。簡(jiǎn)單機(jī)械是人運(yùn)用力的基本機(jī)械元件。在人類最早期的偉大發(fā)明發(fā)現(xiàn)中,對(duì)工具、火與語言的掌握,使得人類最終從一般動(dòng)物中脫離出來。而簡(jiǎn)單機(jī)械,則是人在改造自然中運(yùn)用機(jī)械工具的智慧結(jié)晶,是牛頓力學(xué)(向量力學(xué))研究的重要對(duì)象。
分類法:
第一種分類法
第一類杠桿:是動(dòng)力F和有用阻力W分別在支點(diǎn)的兩邊。這類杠桿
不省力也不費(fèi)力。例如,剪金屬片用的剪刀,刀口很短,它的機(jī)械利益遠(yuǎn)大于1 。這是因?yàn)榻饘侔搴苡?,刀口短,刀把長,即動(dòng)力臂大于阻力臂,可以少用力。屬于這種情況的杠桿還有克絲鉗等。家庭裁衣剪布用的剪刀,把與刃基本是等長的,即動(dòng)力臂等于阻力臂,屬于不省力也不費(fèi)力的類型。因?yàn)椴嫉暮穸容^薄,不需太大的力,剪布要直故刀口要長些,為此用力不大,布剪的也直。屬于這種類型的還有物理天平。又如理發(fā)用的剪刀,刀口很長,即動(dòng)力臂小于阻力臂,它的機(jī)械利益小于1。這是因?yàn)榧舭l(fā)本來不需要多大的力,刀口長一些,能夠剪得快一些和齊一些。
第二類杠桿:是支點(diǎn)和動(dòng)力點(diǎn)分別在有用阻力點(diǎn)的兩邊。這類杠桿的動(dòng)力臂大于阻力臂,其機(jī)械利益總是大于1,所以總是省力的。例如,用鍘刀鍘草、獨(dú)輪車等都是這類杠桿。
第三類杠桿:是支點(diǎn)和有用阻力點(diǎn)分別在動(dòng)力點(diǎn)的兩邊,這類杠桿的動(dòng)力臂小于阻力臂,其機(jī)械利益總是小于1,所以總是費(fèi)力的。例如,縫紉機(jī)的腳踏板、夾食品的竹夾子都屬于這類杠桿。
第二種分類法
第一類杠桿:是省力的杠桿,即動(dòng)力臂大于阻力臂。例如,羊角錘、木工鉗、獨(dú)輪車、汽水板子、鍘刀等等。
第二類杠桿:是費(fèi)力的杠桿,即動(dòng)力臂小于阻力臂。如鑷子、釣魚桿、理發(fā)用的剪刀。
第三類杠桿:不省力也不費(fèi)力的杠桿,即動(dòng)力臂等于阻力臂。其機(jī)械利益等于1。如天平、定滑輪等。
