第三章 能量的轉化與守恒
思考并回答:杠桿兩邊受到的力 等于 鉤碼受到的重力。把左邊鉤碼對杠桿的作用力叫動力fl,右邊鉤碼對杠桿的作用力叫阻力f2,填人表格。
(3)用直尺量出動力臂 、阻力臂 ,填入表內。
(4)改變力和力臂的大小,重復上述實驗4次,將有關數據填人表內。
序號
動力f1/牛
動力臂 /厘米
阻力f2/牛
阻力臂 /厘米
1
2
3
4
分析綜合上述各組數據,得出結論:
動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積,即動力×動力臂 = 阻力×阻力臂。
若用符號表示可寫成: 或
五、認識簡單的機械(2)
1.杠桿在動力和阻力的作用下,保持靜止狀態或勻速轉動狀態,這根杠桿就平衡。
2.杠桿平衡條件的表達式: 或
3.杠桿的類型:
(1)省力杠桿: > , < ,省力、但多移動距離。如拔釘子用的車角錘、剪鐵皮用的剪子等。
(2)費力杠桿: < , > ,費力、但可以少移動距離(省距離),如釣魚竿、鑷子等。
(3)等臂杠桿: = , = ,既不省力也不費力,又不多移動距離,如天平、定滑輪等。
重要提示:若 ,則杠桿的平衡被破壞,原來靜止的杠桿就發生轉動,若 ,則杠桿向f1的方向轉動,反之則向f2的方向轉動。
4.怎樣使用杠桿最省力
根據杠桿的平衡條件: !可以看出:當作用在杠桿上的阻力 和阻力臂 一定時,動力臂 越長,使杠桿平衡所用動力 越小,也就是說當動力臂最長時用的動力就最小。
為了使動力臂最長,施加的動力必須具備兩個條件:
(1)動力的作用點在杠桿上距支點最遠處;(2)動力方向應垂直于支點和動力作用點的連線。如圖3—15和圖3—16所示時作用在杠桿上的動力是最小的。
六、認識簡單的機械(3)
1.滑輪:周邊有槽,可以繞著中心軸轉動的輪子。
2.定滑輪:使用時滑輪的位置固定不變;定滑輪實質是動力臂等于阻力臂的等臂杠桿;使用定滑輪時不能省力,但可以改變力的方向。
3.動滑輪:使用時滑輪隨重物一起移動;動滑輪實質是動力臂是阻力臂兩倍的杠桿;使用動滑輪可以少一半力,但不能改變力的方向。
4.滑輪組:定滑輪和滑輪組的組合,使用滑輪組既可以省力,又可以改變力的方向。
5.使用滑輪組時,重物和動滑輪的總重由幾段繩子承擔,提起重物所用的力就是總重的幾分之—。
重要提示:
1.滑輪是一種變形的杠桿。
2.使用定滑輪時,繩子自由端移動的距離與重物上升的距離相等,繩子自由端移動的速度與物體移動的速度相等;
使用動滑輪時,繩子自由端移動的距離是物體移動距離兩倍,繩子自由端移動的速度是物體移動速度的兩倍。
七、認識簡單的機械(4)
1.有用功:利用機械時,需要做的這部分功,叫有用功,常用w有表示。
2.額外功:使用機械時,不需要但又不得不做的那部分功叫額外功,常用w額外表示。
3.總功:有用功與額外功的總和,叫總功。常用w總表示。即w有 + w額外 = w總。
4.機械效率:有用功跟總功的比值。叫機械效率,常用η表示。
5.機械效率的公式:
重要提示:
1.機械效率反映了有用功在總功中占的比例大小,它沒有單位。
2.提高機械效率的力法:減少機械自身重(動滑輪重);減少機械的摩擦等來減小額外功。
3.由于有用功總小于總功,機械效率總小于1。