杠杆的机械效率（杠杆悬挂点对机械效率的影响）原创张二哥课堂2021-04-26 12:56:10

中考物理知识点复习 第十一章简单机械

一、杠杆

1. 定义：一根硬捧，在力的作用下能绕固定点转动，这根硬棒就是杠杆；条件：杠杆形状可弯可直；在力的作用下不变形。

2. 杠杆的五要素：

（1）支点0，杠杆可以绕其转动的点；

（2）动力(F1）：使杠杆转动的力；

（3）阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力；

（4）动力臂（L1）：从支点到动力作用线的距离；

（5）阻力臂（L2）：从支点到阻力作用线的距离。

3.杠杆的平衡条件：

动力x动力臂=阻力×阻力臂，即：F1×L1=F2×L2

3. 杠杆的分类

（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆，动力小于阻力，省力费距离；例如：铡刀，动滑轮，羊角锤等。

（2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆，动力大于阻力，费力省距离；例如：钓鱼竿，镊子等。

（3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，动力等于阻力，不省力也不费力，不省距离也不费距离，例如：定滑轮，天平等。

二、滑轮

（1）定滑轮：

定义：固定轴不动的滑轮，叫定滑轮。

它的实质就是等臂杠杆，它的特点：可以改变力的方向，当不能省力，也不省距离，若不考虑绳子和滑轮间摩擦，作用在绳端的力应等于物体受到的力。

（2）动滑轮：

定义：轴可以随被吊物体一起运动的滑轮，叫动滑轮。

它的实质就是动力臂是阻力臂二倍的杠杆；它的特点：能省力，但不能改变力的方向，费距离，当拉力竖直向上时，其大小等于物体重力和动滑轮重力的一半。

（3）滑轮组：

既可以改变力的方向，也能省力。

（4）使用滑轮组的几个问题（n为绳子的股数）

①确定绳子股数的方法：在动滑轮和定滑轮之间划一条虚线，只计算从动滑轮出来向上的绳子股数，若人和动滑轮一起运动股数加1；

②用滑轮组提升重物时，动滑轮上有n股绳子承担物重，提升物体的拉力就是1/n(F=1/n);

③动力F的距离与重物上升的高度h的关系：s=nh;

④绳子的绕法：当n为奇数时，绳子的起点在动滑轮上，当n为偶数时，绳子的起点在定滑轮上。简单说就是奇动偶定。

三、其他简单机械

斜面：省力机械，省力费距离，高度相同斜面越长越省力，例如：盘山公路、楼梯的斜面越长越省力。

轮轴：能够连续旋转的杠杆，动力作用在轮上时为省力杠杆，例如：辘轳、门把手、方向盘；

作用在轴上时为费力杠杆：自行车飞轮和后轮组成的动力系统。

四、机械效率

1. 有用功、额外功、总功

（1）有用功：无论是否使用机械，必须要做的功，用W有表示

（2）额外功：使用机械时，并非我们需要但又不得不做的功，用W额表示。

（3）总功：有用功与额外功之和，用W总表示，W总=W有+W额；

2.机械效率

（1）物理学中，将有用功和总功的比值叫做机城效率，用符号η表示；

（2）计算公式：η=W有/W总

（3）使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率小于1；

（4）提高机械效率的方法：尽量减小额外功，改进结构，使它更合理轻巧；在使用中按照技术规程经常保养，使材处于良好的状态。