上一期我們更新了蔡老師整理的物理系列叢書(shū)
今天我們就來(lái)看看第三個(gè)知識(shí)體系，機(jī)械與動(dòng)力~
全面的
框架
1. 杠桿
1、定義：在力的作用下繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬桿稱(chēng)為杠桿。
闡明：
①杠桿可以是直的，也可以是彎的，形狀任意。
②在某些情況下，可以實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿來(lái)幫助確定支點(diǎn)。 如：魚(yú)竿、鏟子。
2.五個(gè)要素——杠桿構(gòu)成圖。
① 支點(diǎn)：杠桿轉(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(shuō)明：力和阻力都是作用在杠桿上的力，所以作用點(diǎn)在杠桿上。
力和阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿旋轉(zhuǎn)方向相反）
④動(dòng)力臂：支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的距離。 用字母l1表示。
⑤阻力臂：支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離。 用字母l2表示。
3、畫(huà)杠桿臂的方法：一是找支點(diǎn)，二是畫(huà)線(xiàn)，三是距離，四是標(biāo)注。
⑴找到支點(diǎn)O； ⑵延長(zhǎng)力的作用線(xiàn)（虛線(xiàn)）； ⑶畫(huà)出力臂（實(shí)心雙箭頭，畫(huà)一條過(guò)支點(diǎn)垂直于力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)）； ⑷ 標(biāo)記力臂
研究杠桿的均衡條件：
杠桿平衡是指：杠桿水平靜止或勻速旋轉(zhuǎn)。
實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)整杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置保持平衡。 這樣做的目的是輕松測(cè)量杠桿的力臂。
結(jié)論：杠桿（或杠桿原理）的均衡條件是：
功率×功率臂=阻力×阻力臂。 寫(xiě)為公式F1l1=F2l2，也可寫(xiě)為：F1 / F2=l2 / l1
解題指導(dǎo)：分析解決杠桿平衡條件相關(guān)問(wèn)題，必須畫(huà)出杠桿示意圖； 明確力和方向以及力臂的大小； 然后具體情況分析，確定如何利用平衡條件解決相關(guān)問(wèn)題。 （例如：杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所施加的力量如何變化，向哪個(gè)方向施加的力最小等）
解決平衡杠桿時(shí)的最小力量問(wèn)題：在這類(lèi)問(wèn)題中，阻力×阻力臂是某個(gè)值。 為了最小化功率，必須最大化功率臂。 要使力臂最大化，①在杠桿上找一點(diǎn)，使這個(gè)支點(diǎn)距離最遠(yuǎn)； ②力的方向應(yīng)為通過(guò)該點(diǎn)并垂直于連線(xiàn)的方向。
4. 應(yīng)用：
注：杠桿應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇。 當(dāng)需要較大的力來(lái)解決問(wèn)題時(shí)英語(yǔ)作文，應(yīng)選擇省力杠桿。 當(dāng)使用方便、節(jié)省距離時(shí)，應(yīng)選用省力杠桿。
2.滑輪
1、定滑輪：
①定義：中間有固定軸的滑輪。
②本質(zhì)：定滑輪的本質(zhì)是：等臂杠桿
③特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力，但可以改變動(dòng)力方向。
④對(duì)于理想的定滑輪（不包括軸間摩擦）F=G
繩索自由端的移動(dòng)距離SF（或速度VF）=重物的移動(dòng)量
距離SG（或速度VG）
2、動(dòng)滑輪：
①定義：承載重物移動(dòng)的滑輪。 （可以上下左右移動(dòng)）
②本質(zhì)：動(dòng)滑輪的本質(zhì)是：動(dòng)力臂是一個(gè)省力的杠桿，是阻力臂的兩倍。
③特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪可以節(jié)省一半的力，但不能改變力的方向。
理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)算軸間摩擦力和動(dòng)滑輪重力）為：
F=G/2 若僅忽略輪軸間的摩擦力，則拉力F=（G物體+G移動(dòng)）/2；
繩索自由端移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的兩倍S（或VF）= 2 h（或VG）
3.滑輪組
①定義：定滑輪和動(dòng)滑輪組合成滑輪組。
②特點(diǎn)：使用滑輪不僅可以節(jié)省勞動(dòng)力，而且可以改變動(dòng)力的方向。
③理想滑輪單元（不計(jì)算軸間摩擦力和動(dòng)滑輪重力）的拉力為F=G/n。 僅忽略軸間摩擦力，拉力 F=（G 物體 + G 運(yùn)動(dòng)）/n 繩索自由端移動(dòng)的距離為 n 乘以重物移動(dòng)的距離 SF（或 VF）= nhG（或 VG）
④滑輪組的組裝方法：首先根據(jù)公式n=(G物體+G運(yùn)動(dòng))/F求出繩索的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。 根據(jù)課題的具體要求組裝滑輪。
3. 鑼
1、力學(xué)中所說(shuō)的功包括兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力；二是作用在物體上的力。 另一個(gè)是物體沿力的方向移動(dòng)的距離。
2、不做功有三種情況：力無(wú)距離、力無(wú)距離、力與距離垂直。
鞏固：☆某同學(xué)踢足球，球從他腳后飛出10m。 當(dāng)足球飛10m時(shí)，人不做任何工作。 （原因是足球靠慣性飛出去了）。
3. 力學(xué)規(guī)定，功等于力與物體沿力方向移動(dòng)的距離的乘積。 公式：W=FS
4、功的單位：焦耳，1J=1N·m。 將雞蛋舉起1m高，所做的功約為0.5J。
5、應(yīng)用功公式注意事項(xiàng)：
①區(qū)分哪個(gè)力作用在物體上，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；
②式中S必須是力方向上經(jīng)過(guò)的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。
③ 功的單位是“焦耳”（N·m=焦耳），不要與力和力臂的乘積的單位（N·m，不能寫(xiě)成“焦耳”）混淆。
4. 電源
1.定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的工作
2、物理意義：表示做功速度的物理量。
3、公式：P=W/t
4.單位：主要單位W，常用單位kW mW馬力
換算：1kW=103W 1mW=106W 1馬力=735W
汽車(chē)的功率為66kW，這意味著：汽車(chē)在1秒內(nèi)完成工作
5、功的原理
1、內(nèi)容：
使用機(jī)械時(shí)，人所做的工作不會(huì)少于手工直接完成的工作； 也就是說(shuō)，使用任何機(jī)械都不會(huì)節(jié)省工作量。
2. 說(shuō)明：（請(qǐng)注意理想工作原理如何表達(dá)？）
①工作原理是一個(gè)普遍結(jié)論，適用于任何機(jī)器。
②工作原理告訴我們：用機(jī)械省力，就必須拉遠(yuǎn)距離； 為了節(jié)省距離，必須付出努力。 沒(méi)有一種機(jī)器既省力又省距離。
③雖然使用機(jī)械不能省力，但人類(lèi)還是使用它，因?yàn)槭褂脵C(jī)械可以省力、節(jié)省距離、改變力的方向，給人類(lèi)的工作帶來(lái)很多方便。
④我們遇到的大多數(shù)問(wèn)題都是理想機(jī)器（忽略摩擦力和機(jī)器本身的重力）。 理想機(jī)器：使用機(jī)器時(shí)，人所做的功（FS）=用手直接對(duì)重物所做的功（Gh）
6、機(jī)械效率
1、有用工作的定義：對(duì)人有用的工作。
公式：W 有用 = Gh（舉起重物） = W 總計(jì) - W 數(shù)量 = ηW 總計(jì)
坡度：W 有用 = Gh
2.額外工作的定義：我們不需要但必須做的工作
公式：W量=W總量-W有用=G動(dòng)h（動(dòng)滑輪與滑輪組忽略軸摩擦力）
斜面：W=fL
3.總功的定義：有用功加上額外功或功率所做的功
公式：W總量=W有用+W量=FS=W有用/η
斜面：W總計(jì)=fL+Gh=FL
4、機(jī)械效率：
①定義：有用功與總功的比值。
②公式：
③ 有用功總是小于總功，因此機(jī)械效率總是小于1。通常用百分比表示。 滑輪的機(jī)械效率為60%，這意味著有用功占總功的60%。
④提高機(jī)械效率的方法：減輕機(jī)械重量，減少零件間的摩擦。
5、機(jī)械效率的測(cè)量：
①原理：
②待測(cè)物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升高度h、拉力F、繩索自由端移動(dòng)距離S
③設(shè)備：除吊鉤碼外，還需要鐵架、滑輪、細(xì)鋼絲、秤、彈簧測(cè)力計(jì)等。
④步驟：必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使吊鉤碼上升。 目的：保證測(cè)功機(jī)指示保持不變。
⑤結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率的主要因素有：
A、動(dòng)滑輪越重、數(shù)量越多，額外做功越大。
B. 提升物體越重初中物理滑輪知識(shí)點(diǎn)初中物理滑輪知識(shí)點(diǎn)，做的有用功就越多。
C、摩擦。 摩擦力越大，做的額外功就越多。
纏繞方式和重物提升高度不影響滑輪的機(jī)械效率。
動(dòng)能和勢(shì)能
1.能量：如果一個(gè)物體可以對(duì)外做功，我們就說(shuō)它有能量。 能量和功的單位是焦耳。 有能量的物體不一定在做功；有能量的物體不一定在做功。 做功的物體必須有能量。
2、動(dòng)能：物體因運(yùn)動(dòng)而具有的能量稱(chēng)為動(dòng)能。
3.所有運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。 物體是否具有動(dòng)能的標(biāo)志是它是否在運(yùn)動(dòng)。
4、勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。
5、重力勢(shì)能：物體由其高度決定的能量稱(chēng)為重力勢(shì)能。
6、彈性勢(shì)能：物體因彈性變形而具有的能量稱(chēng)為彈性勢(shì)能。
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
1、機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。 動(dòng)能是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的能量，勢(shì)能是儲(chǔ)存的能量。 動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)換。 如果僅動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換，總機(jī)械能不變，即機(jī)械能守恒。
2、動(dòng)能與重力勢(shì)能的換算規(guī)則：
① 一定質(zhì)量的物體加速下落，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
② 一定質(zhì)量的物體減速上升，其動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
3、動(dòng)能與彈性勢(shì)能的換算規(guī)則：
① 如果一個(gè)物體的動(dòng)能減小，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；
②如果一個(gè)物體的動(dòng)能增大，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
蔡老師物理知識(shí)體系系列正在持續(xù)更新中。
下一期將為您帶來(lái)質(zhì)量和密度。
讓我們一起期待吧~
