一、滑轮与滑轮组
1. 定滑轮
(1) 定滑轮定义:定滑轮是一种在作业过程中中心轴固定不动的滑轮。
例如:在升时所使用的旗杆上的滑轮就是一个定滑轮的实例。
(2) 定滑轮的工作特点:尽管不能省力,但它能有效地改变力的方向。
(3) 定滑轮不省力的原因:实质上它是一个等臂杠杆。
2. 动滑轮
(1) 定义:动滑轮是作业时中心轴随物体移动的滑轮。
(2) 动滑轮工作特点:可以省力,但无法改变力的方向。
(3) 省力的原因:它实质上是一个省力杠杆,其支点位于固定边与轮相切的地方,因此动滑轮的动力臂是阻力臂的两倍。
3. 滑轮组
(1) 定义:将定滑轮和动滑轮组合起来使用,就构成了滑轮组。
(2) 滑轮组的工作特点:既可以省力又可以改变力的方向,但同时也增加了运动的距离。
二、功
1. 定义:当有力作用于物体上,且物体在该力的方向上移动了一段距离,则称这个力对物体做了功。
2. 做功的必要条件:
(1) 有力的作用 (2) 在力的方向上有移动的距离
3. 不做功的几种情况:
A. 有力无距:如物体受到力的作用但未发生移动。
B. 有距无力:如因惯性保持物体的运动状态而产生的距离移动。
C. 力距垂直:当物体受到的力的方向与物体运动方向垂直时。
4. 功的计算公式及单位。
5. 功的原理:使用任何机械都不可能省功。
三、功率
1. 定义及物理意义。
(1) 功率表示单位时间内所做的功,用符号P表示。
(2) 功率大表示做功快。
2. 功率的公式及单位。
四、机械效率
1. 有用功、额外功及总功的定义。
2. 机械效率的定义及公式。
(1) 机械效率为有用功与总功的比值。
(2) 考虑滑轮组的机械效率时,需考虑滑轮的重力、绳重及各部分间的摩擦等因素。
(3) 对于不同方向的滑轮组(如竖直和水平),其机械效率的计算方式有所不同。
例题解析
以下为两道关于上述知识的例题及解析,详细解析见后文。