滑轮 滑轮和杠杆重要测试点分析，复习必看

杠杆

1、定义：在力的作用下，能绕定点转动的硬杆称为杠杆。

阐明：

①杠杆可直可弯，形状任意。

②在某些情况下，转动杠杆可以帮助确定支点。如：鱼竿、铁锹。

2. 五要素——构成杠杆示意图。

①支点：杠杆转动所绕的点。用字母 O 表示。

②力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。

③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。

解释：力和阻力是杠杆的力，所以作用点在杠杆上。

④力和阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆转动的方向相反

⑤动力臂：支点到动力作用线的距离。用字母 l1 表示。

阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母 l2 表示。

画手臂方法：

一个找支点，两个画线，三个连接距离，四个标注

⑴找到支点O；

⑵ 拉力作用线（虚线）；

⑶画出力臂（虚线，垂直力通过支点的作用线作为垂直线）；

⑷ 标准力臂（背带）。

3.研究杠杆的均衡条件

① 杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。

②实验前：调整杠杆两端螺母，使杠杆平衡在水平位置。这样做的目的是：可以方便地从杠杆上测量力臂。

③结论：杠杆的均衡条件（或杠杆原理）为：

功率 x 动力臂 = 阻力 x 阻力臂。写成公式F1l1=F2l2也可以写成：F1/F2=l2/l1

解题指导：

分析和解决杠杆的平衡状态问题，需要画出杠杆的示意图；找出力臂的力和方向以及力臂的大小；然后根据具体情况进行分析，确定如何利用平衡条件来解决相关问题。（例如：转动杠杆时作用力如何变化，作用力最小的方向等）

解决拉杆平衡时功率最小的问题：

在这类问题中，阻力×阻力臂是一定的值。为了最小化功率，必须最大化功率臂。为了最大化动力臂，有必要做

①在杠杆上找一点，使该点到支点的距离最远；

②电源方向应通过此点并垂直于连接线。

4、应用：

注：杠杆应根据实际情况选择。当需要较大的力量来解决问题时，应选择省力的杠杆。在方便使用和节省距离的情况下滑轮，宜选用劳动强度大的杠杆。

滑轮

1、定滑轮：

①定义：中间有固定轴的滑轮。

②本质：定滑轮的本质是：等臂杠杆

③特点：使用定滑轮不省力但可以改变动力的方向。

④ 对于理想的定滑轮（忽略轴间的摩擦力）F=G

绳索自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动

的距离 SG（或速度 vG）

2、动滑轮：

①定义：带重物运动的滑轮。（可以上下移动，

也可以左右移动）

②本质：动滑轮的本质是：动力臂是阻力臂的两倍

省力杆。

③特点：使用动滑轮可以节省一半的力，但不能改变力的方向。

④ 理想动滑轮（忽略轴间摩擦力和动滑轮重力）：F=1/2G

如果只忽略轴间的摩擦力，则拉力F=1/2(G物体+G运动)

绳索自由端移动距离SF（或vF）=2倍重物移动距离SG（或vG）

3.滑轮组

①定义：定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。

②特点：使用滑轮组既省力又能改变动力方向

③理想滑轮组的拉力（忽略轴间的摩擦力和动滑轮的重力）为F=1/n G。

只忽略车轴间的摩擦力滑轮，则拉力F=1/n（G物体+G运动）

绳索自由端的移动距离SF（或vF）=n乘以重物SG（或vG）的移动距离

④组装滑轮组方法：

首先根据公式n=(G物体+G运动)/F计算绳索的股数。

然后根据“偶动连定”的原则。

根据题目的具体要求组装滑轮。

机械效率

1.有用的工作：对人有用的工作。

公式：W有用=Gh（提重物）=W总-W量=ηW总

斜率：W 有用 = Gh

2.额外工作：不是我们需要但必须做的工作

公式：W量=W总-W有用=G动h（动滑轮与滑轮组忽略轮轴摩擦力）

斜面：W量=f L

3.总功：有用功加额外功或动力功

公式：W总量=W有用+W量=FS=W有用/η

斜面：W总=fL+Gh=FL

4、机械效率：有用功与总功之比。

有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。通常用百分比表示。机械效率为60%的皮带轮，意味着有用功占总功的60%。

提高机械效率的途径：减轻机器的重量，减少零件间的摩擦。

5、机械效率的测量：

①原理：

②被测物理量：钩码重力G、钩码起升高度h、拉力F、绳索自由端移动距离S

③设备：除吊钩、铁架、滑轮、细铁丝外，还需要秤、弹簧测力计。

④步骤：一定要匀速拉动弹簧测力计，使钩码升起。目的：保证测功机显示不变。

⑤结论：影响滑轮组机械效率的主要因素有：

A动滑轮越重，数量越多，附加功就越大。

B 举起的重量越重，做的有用功就越多。

C 摩擦力，如果各种摩擦力越大，则额外做的功就越多。

重物的缠绕方式和提升高度不影响滑轮的机械效率。

工作原理

1、内容：在使用机器时，人所做的工作不会少于直接用手完成的工作；那就是：使用任何机器都不会节省工作。

2.说明：（请注意理想情境工作原理如何表达？）

① 工作原理是一个普遍的结论，适用于任何机器。

②工作原理告诉我们：要用机械，就要花距离节省劳力，要努力工作才能节省距离。没有一种机器可以既省力又省距离。

③虽然使用机械不能省功，但是人类还是会用，因为使用机械可以节省劳力，或者说距离，还可以改变力的方向，给人类的工作带来很多方便。

④ 我们遇到的大部分问题都是理想机器（忽略摩擦力和机器本身的重力）。理想机器：使用机器时，人所做的功（FS）=直接用手在重物上所做的功（Gh）

3. 应用：斜面

① 理想坡度：平滑坡度

②理想斜面服从做功原理；

③理想坡度公式：FL=Gh 其中：F：沿坡度方向的推力；L：斜坡长度；G：物体重量；h：坡度。

若斜面与物体的摩擦力为f，则：FL=fL+Gh；这样，F做的功就大于Gh直接对物体做的功。