初中物理簡單機械講義

1、能量轉(zhuǎn)化和守恒一、能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在此過程中總能量保持不變這叫做能量守恒定律幾種能量轉(zhuǎn)化形式：膠片感光 光能轉(zhuǎn)化為化學能激光切割金屬 光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能剎車 機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能光合作用 光能轉(zhuǎn)化為化學能后面的球?qū)⑶懊娴那笞沧?后面的球的一部分動能轉(zhuǎn)移到前面球上熱傳遞 內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上二、功功是能量轉(zhuǎn)化的量度，一個力做多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移1做功的兩個必要因素：（ 1）作用在物體上的力（ 2）物體在力的方向上通過的距離2公式： W=F SF 為物體受到的力，單位為牛頓，NS 為物體

2、在力的方向上通過的距離，單位為米，mW 為力 F 作的功，單位為焦耳，J3判斷力是否對物體做功的方法根據(jù)做功的兩個必要因素，以下三種情況下力沒有做功：（ 1）物體沒有受到力的作用如：物體在光滑的水平面上做勻速直線運動， 水平方向上不受外力，所以沒有力做功（ 2）物體受到力的作用，但沒有通過一段距離如：用手推車但沒有推動，車受到力但沒有移動，所以推力不做功（ 3）物體受到力且通過一段距離，但物體移動的距離和力的方向垂直。 如：用手提著瓶子前進移動距離，手對瓶子的拉力與前進的距離方向垂直，該力也不做功三、功率1表示做功快慢的物理量，大小等于力F 在單位時間內(nèi)做的功， 即：P=P 的單位為瓦特，W2

3、比較功率大小的方法（ 1）當做的總功大小相等時，所用時間越少，功率越大（ 2）當所用時間相等時，做的總功越多，功率越大（ 3）當做的總功和時間都不相等時，則通過計算比較功率大小3計算功率的公式：P=F V由 P= ， W=F S， S=VT 可以推導得到：P= FV由此公式可知：當 P 恒定不變時， V 越大， F 越??； V 越小， F越大所以司機在上坡時通過換低檔位減速來增大牽引力簡單機械簡單機械總是和力和做功的問題聯(lián)系在一起，初中階段主要研究的簡單機械有杠桿，滑輪，滑輪組，轉(zhuǎn)軸和斜面一、杠桿1定義：在力的作用下， 能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒（剛體）叫做杠桿2杠桿的七要素：支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點

4、動力作用點：動力的作用點（重心，浮心）阻力作用點：阻力的作用點動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力動力臂：支點到動力作用線的距離阻力臂：支點到阻力作用線的距離如圖所示：l2ABl2OF2F13畫力臂的方法（1）確定支點（2）畫力的作用線（虛線）（3）過支點畫力的作用線的垂線（標上垂足），即為力臂4動力和阻力的作用效果其中一個力使杠桿繞支點順時針轉(zhuǎn)動，另一個力使杠桿繞支點逆時針轉(zhuǎn)動二、杠桿的平衡條件1平衡狀態(tài)：靜止或勻速轉(zhuǎn)動2杠桿的平衡條件：動力動力臂 =阻力阻力臂（正力矩 =反力矩）= ，意義：動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之幾3探究時注意的問題：（1）實驗前要先調(diào)整杠桿兩端的

5、平衡螺母，是杠桿在水平位置平衡（2）在實驗時，不能移動平衡螺母（3）在加減或移動鉤碼時，要是杠桿在水平位置平衡（4）實驗不能只憑一組數(shù)據(jù)得到的結(jié)論，必須在多次實驗的基礎上進行分析三、杠桿的應用1省力杠桿特點：動力臂大于阻力臂（>），省力費距離實例：鉗子、撬棍、剎車踏板、鍘刀、瓶蓋起子2費力杠桿特點：動力臂小于阻力臂（<），費力省距離實例：鑷子、釣魚竿、縫紉機踏板、人的前臂、理發(fā)剪子、攝影機搖桿等3等臂杠桿特點：動力臂等于阻力臂（），不省力也不費力實例：天平四、滑輪1定義和構(gòu)造：周邊有小槽，能繞軸轉(zhuǎn)動的小輪，叫做滑輪構(gòu)造：框，轉(zhuǎn)軸，帶槽的小輪2分類及特點：滑輪分定滑輪、動滑輪和滑輪組

6、（ 1）定滑輪：使用時，軸固定不動， 不能省力， 但能改變力的方向，相當于等臂杠桿 （如圖甲所示）（ 2）動滑輪：使用時，滑輪軸隨重物一起運動，能省一半的力，但不能改變力的方向相當于動力臂是阻力臂兩倍的省力杠桿（如圖乙所示）（ 3）滑輪組：由定滑輪和動滑輪組合成的簡單機械使用時，滑輪和重物的總重力由幾股繩子承擔，每股繩子的受力就為總重力的幾分之幾即：總= 輪+物， F= 總且，重物上升h，繩子的自由端拉動距離為S=nh（如圖丙所示）FR2RRRFGGFG甲乙丙ORrLFhFGG丁戊五、輪軸1定義和構(gòu)造：有輪（大輪）和軸（小輪）組成，兩者同軸，輪轉(zhuǎn)一圈，軸也轉(zhuǎn)一圈2實例：汽車方向盤、門把手、卷揚

7、機3輪軸平衡條件：= ，（R 為大輪半徑， r 為軸的半徑如圖丁所示）輪的半徑是軸的半徑的幾倍，力F 就是重物的幾分之幾六、斜面斜面也是一種簡單機械，如不計摩擦力，斜面場L 是斜面高h 的幾倍，勻速把物體沿斜面上推時的推力F 就是物重的幾分之幾，即：FL=G h，F(xiàn)= G h/L（如圖戊所示）所有的機械只能省力不能省功，即不能省能量七、杠桿最小動力的求解由杠桿平衡條件可以知道，在阻力和阻力臂一定的情況下，動力臂越大，動力可以越小，所以問題實際上就是找到最大的動力臂一般步驟為：1確定杠桿轉(zhuǎn)動的支點，找到最大動力臂2根據(jù)杠桿的轉(zhuǎn)動情況，確定動力的方向3列力矩平衡方程求解找最大動力臂一般有兩種情況：

8、（1）當力的作用點已知時，最大動力臂就為支點到動力作用點的距離（2）當動力的作用點未知時，則要根據(jù)杠桿的幾何特征求解，如圓上的最遠距離為直徑長，直角三角形的斜邊大于直角邊等八、滑輪組的承重繩子股數(shù)n 的確定方法和組裝方法1滑輪組承重繩子股數(shù)的確定方法（1）確定哪些是定滑輪，哪些是動滑輪（2）在定滑輪和動滑輪之間畫一條線，看與定滑輪相連的有幾段繩子，則承重的繩子股數(shù) n 就為幾2滑輪組的簡單組裝方法（1）承重繩子股數(shù)n 是奇數(shù)時，繩子一端固定在定滑輪的掛鉤上，然后依次穿過各個滑輪（2）承重繩子股數(shù)n 是偶數(shù)時，繩子一端固定在動滑輪的掛鉤上，然后依次穿過各個滑輪3計算繩子的最少股數(shù)時，如果出現(xiàn)小數(shù)

9、， 四舍五入都要入不能舍如需要 32 股，則取4 股，不取 3 股九、機械效率1幾個概念有用功：對我們有用的功或?qū)嶋H所需要的功叫做有用功額外功：不需要，但不能避免的額外消耗的功叫做額外功總功：有用功和額外功的總和叫做總功機械功率：有用功和總功的比值叫做某個機械裝置的機械功率即：用艾塔）（ 希臘字母 讀音： |eta| 、|eit|總實際使用機械過程中，機械本身受到重力，機件之間，物體和機件之間摩擦力總是存在，所以額外功總是存在，機械效率總會小于1，即達不到 1002滑輪組的機械效率求解用滑輪組勻速提升重物，或拉物體勻速移動一段距離，有用功：為重物的重力勢能增加量，即： 物 H （注意不是總 H

10、）或在平面上克服摩擦力做的功f s總功：拉繩子的力與繩子末端前進的距離的乘積，即：F繩勻速提升重物時，如果摩擦力和繩子的重力不計，則滑輪組的機械效率小于1 的原因是動滑輪也存在重力此時滑輪組的機械效率只與所提升重物的重力和動滑輪重力的比值有關，與繩子的繞法（即承重繩子股數(shù)n）無關用 =物 H，總=F繩，繩 =n H，F(xiàn)物輪，所以用用物 物，物輪 總總物輪即 只取決于物和輪，與繩子的繞法無關或者，如果摩擦力和繩子的重力不計，則拉力做的總功就分為兩部分：一是重物重力勢能增加量物 H，二是使動滑輪的重力勢能增加 輪 H，前者為有用功，后者為額外功，兩者之比為物，所以機輪械效率為物輪物注意：一般而言，機械效率不是恒定不變的，如滑輪組