中考物理難點(diǎn)解析！滑輪、杠桿考點(diǎn)整理！

日期：2018-06-14 10:28 點(diǎn)擊：

一、杠桿

1.定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。

說明：①杠桿可直可曲，形狀任意。

②有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、鐵鍬。

2. 五要素——組成杠桿示意圖。

        

①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。用字母O 表示。

②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母 F1 表示。

③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母 F2 表示。

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

④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

⑤動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母l1表示。

阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母l2表示。

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)O;

⑵ 畫力的作用線(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(hào))。

3.研究杠桿的平衡條件

①杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

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×動(dòng)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(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小;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×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.應(yīng)用：

        

說明：應(yīng)根據(jù)實(shí)際來選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解決問題時(shí)，應(yīng)選擇省力杠桿，當(dāng)為了使用方便，省距離時(shí)，應(yīng)選費(fèi)力杠桿。

二、滑輪

1.定滑輪：

        

①定義：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。

②實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是：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(duì)理想的定滑輪(不計(jì)輪軸間摩擦)F=G

繩子自由端移動(dòng)距離SF(或速度vF) = 重物移動(dòng)

的距離SG(或速度vG)

2.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))

②實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂2倍

的省力杠桿。

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。

④理想的動(dòng)滑輪(不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力)則：F= 1/2G

只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=1/2(G物+G動(dòng))

繩子自由端移動(dòng)距離SF(或vF)=2倍的重物移動(dòng)的距離SG(或vG)

3.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F= 1/n G 。

只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F= 1/n (G物+G動(dòng))

繩子自由端移動(dòng)距離SF(或vF)=n倍的重物移動(dòng)的距離SG(或vG)

④組裝滑輪組方法：

首先根據(jù)公式n=(G物+G動(dòng)) / F求出繩子的股數(shù)。

然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。

結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。

三、機(jī)械效率

1.有用功：對(duì)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(dòng)h(忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組)

斜面：W額=f L

3.總功：有用功加額外功或動(dòng)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(jī)械效率：有用功跟總功的比值。

        

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%表示有用功占總功的60% 。

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。

5.機(jī)械效率的測(cè)量：

① 原 理：
        

②應(yīng)測(cè)物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S

③器 材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需 刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。

④步驟：必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，目的：保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。

⑤結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：

A動(dòng)滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。

B提升重物越重，做的有用功相對(duì)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(jī)械效率。

四、功的原理

1.內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功;即：使用任何機(jī)械都不省功。

2.說明：(請(qǐng)注意理想情況功的原理可以如何表述?)

①功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用。

②功的原理告訴我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。

③使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)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(jī)械(忽略摩擦和機(jī)械本身的重力)理想機(jī)械：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功(FS)= 直接用手對(duì)重物所做的功(Gh)

3.應(yīng)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(zhǎng);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(duì)物體做功Gh 。