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1、专题二:功.能量.简单机械专题一、主要知识点1、杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。（1）“硬棒”不一定是棒，泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。（2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。2、杠杆的七要素（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间,在杠杆转动时，支点是相对固定的。（2）动力：使杠杆转动的力，用“眄”表示。（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示。（4）动力作用点：动力在杠杆上的作用点。（5）阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点。（6）动力臂：从支点到动力作用线的垂
2、直距离，用“h”表示。（7）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“12”表示。注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零,对杠杆的转动不起作用。3、杠杆示意图的画法：（1）根据题意先确定支点O；（2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；（3）从支点向力的作用线画垂线，并用h和12分别表示动力臂和阻力臂。如图所示，以翘棒为例。第一步：先确定支点，即杠杆绕着哪一点转动，用字母“O”表示。如图甲所示。第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应
3、向下用力，画出此力即为动力用“比”表示。这个力F］作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下，用“F2”表示如图乙所示。第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线,并标明相应的“h”“12”，“h”“12”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。4、杠杆的平衡条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂，或F】h=F212。（1）、杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。（2）、杠杆的平衡条件实验5、杠杆的应用1、省力杠
4、杆：动力臂h>阻力臂12,则平衡时F
5、VF2,这种杠杆使用时可省力2、费力杠杆：动力臂1
6、V阻力臂12,则平衡时F
7、>F2,这种杠杆叫做费力杠杆。3、等臂杠杆：动力臂11=阻力臂12,则平衡时F1=F2,这种杠杆叫做等臂杠杆。既省力又省距离的杠杆时不存在的。6、对于滑轮或滑轮组的拉力（F）或机械效率（帀），一般分为三种状态：a.理想状态：即不计滑轮的重（。纫入绳重（％）、摩擦力（与），此时，拉力俺,n机械效率帀=100%ob.半理想状态：只计為，不计氏、号，此时拉力尸=丄（鑫+毎）,机械效率^2a.实际状态：只计G动、G绳、Gf,,此时拉力月=旦=土，机械效率7=^
8、=^-oT/srjnFsF7、滑轮组打捞问题如图所示，设动滑轮对重物的拉力为T,绳子自由端的拉力为F,（半理想）则（1）物体在水中，有T=G^-（2）出水前有F=丁+為a为动滑轮上绳子的股数）出水后，有F'=闪nn⑶物体在水中拉力做的有用功略用=忍=（毎-町）7（其中s-nh,s是绳自由端移动的距离，h为物体上升的高度）8、“倒下”的滑轮（1）使用动滑轮，要搞清谁是动力，谁是阻力。当使用动滑轮拉物体在水平面上做匀速直线运动时,设物体与地面间的摩擦力为f,若拉力作用在绳的自由端，有,则可省力一半，如图（a）所示；若拉力作用动滑轮轴上，有=2/,如图（b）,这时反而费力
9、。可见，对水平使用动滑轮是否省力，一定要注意动力作用在何处。（2）绳子的自由端和动滑轮移动的距离关系和速度关系为：s',v=«v'，其中s、卩分别指绳的自由端移动的距离、速度，s',k分别指动滑轮或物体移动的距离、速度，月是指动滑轮上绳子的股数。（3）当滑轮沿水平方向拉物体时，可忽略动滑轮重。（4）求机械效率时，有用功一般指克服摩擦阻力做的功，即陷=貪。（5）在使用滑轮组的整个过程中拉力做功的功率是平均功率。9、根据要求设计滑轮组（1）根据要求确定动滑轮上绳的段数。（2）根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉2段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳，但就不
10、能改变用力方向了。设想如果需要n段绳5为偶数）那么就需要三个动滑轮和三个定滑轮。穿绳组装时，绳的固22n—1定端要固定在滑轮下的挂钩上（这叫做“偶定”），若不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即（一厂）个定滑轮。77—1如果n为奇数，则需要一「个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑2轮上方的挂钩上（这叫做“奇动”），这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个—1定滑轮，即个定滑轮。2上述方法叫“奇动偶定”。GGF=-G510、功的两个必要因素：（1）是作用在物体上的力；（2）是物体在力的方向上通过的距离。11、功的计算：功（W）等于
