图3.1第三章功和简单机械【概念与规律】一、斜面一种简单机械，沿着斜面向上推拉物体比直接将它竖直向上提起要少用力即省力，如图3.1所示。如果斜面长ｌ，斜面高h，物体重G，不计斜面摩擦阻力，沿着斜面推或拉着它匀速上升，需要的力只要：F=hG/ｌ。盘山公路、大桥的引桥就是利用斜面省力而修筑的。斜面有许多不同形状，劈、螺栓和螺丝是斜面的变形。二、功和功率1、功：力学中的“功”包括两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。（1）功的大小：力和物体在力的方向上移动距离的乘积。（2）功的计算公式：W=FS（3）功的单位：焦耳（J），1牛·米=1焦耳（4）下列情况下力对物体没有作功：①物体没有受到力的作用,但因为惯性而通过一段距离；②物体受到力作用，但没有移动一段距离；③物体受到力的作用，同时物体也移动距离，但力的方向始终与运动方向垂直。2、功率：表示做功快慢的物理量（1）功率：单位时间内所做的功。（2）功率的公式：P=W/t=Fν（3）功率的单位：瓦特（W），1瓦特＝1焦／秒（4）功率大就是做功快，但做功多不一定做功快，做功时间长也不一定做功图3.2图3.4慢。（5）功率是机器的主要技术性能之一，选用机器要根据需要选择功率合适的型号。三、滑轮1、滑轮：也是一种简单机械。2、定滑轮和动滑轮（1）工作时轴的位置固定不动的滑轮是定滑轮。它的实质是一个等臂杠杆。如图3.2所示，支点O，动力臂OA和阻力臂OB等长。使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。（2）使用动滑轮时，滑轮、轴与重物一起移动。如图3.3所示，它的实质是动力臂OA是阻力臂OB的2倍的杠杆。在不计滑轮摩擦与重力时，应用动滑轮能省一半力，是一个省力杠杆。3、滑轮组：使用滑轮组既可省力又可改变力的方向。4、机械效率（1）指的是有用功与总功的比值，总功是指动力对机械作的功，它也就是机械克服有用阻力做的有用功和克服摩擦阻力（或叫额外阻力）做的额外功之和。（2）计算公式η=（W有/W总）×100%（3）机械效率总小于1，功率与机械效率是完全不同的概念。四、杠杆1、杠杆：一根硬棒在力的作用下，如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。（1）杠杆的形状不一定是直的，也可以是弯的，可以是圆的、方的。例如，撬石头的撬棒属于直臂杠杆，抽水机手柄属曲臂杠杆。（2）杠杆的五要素：支点O，动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2。动力臂是指支点到动力作用线的垂直距离。阻力臂是指支点到阻力作用线的垂直距离。如图3.4为撬石头图示。2、各种杠杆（1）在复杂的机械中找出杠杆，例如，自行车中刹车把手，脚踏板连杆、车把手等。（2）联系生活实际认识各种杠杆：筷子、剪刀、钓鱼竿、镊子、老虎钳等。（3）人体上的杠杆：手臂提物、抬起脚跟、移动手指、移动胳膊、移动脚趾等时，我们实际上已经在使用人体骨骼杠杆。3、研究杠杆的平衡（1）杠杆平衡是指杠杆在动力和阻力作用下处于静止或匀速转动的状态。（2）杠杆平衡条件是指杠杆平衡时它受到的力应该符合的条件，反之如果杠杆受到的力符合这样的条件，那杠杆也应该处于平衡状态。实验表明该条件是：F1×L1=F2×L2或F1／F2=L2／L1（3）要注意：动力使杠杆的转动方向与阻力使杠杆的转动方向相反。（4）杠杆的转动取决于力和力臂乘积的大小。4、杠杆的类型（1）省力杠杆：动力比阻力小，动力臂大于阻力臂，但动力移动距离比阻力移动的距离大，则费距离。例：老虎钳、剪铁皮剪刀、活塞式抽水机手柄。（2）费力杠杆：动力比阻力大，动力臂小于阻力臂，但动力移动的距离比阻力移动的距离小，则省距离。例：钓鱼竿、镊子、理发剪刀。（3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，不省力也不费力，主要能改变力的方向。例：天平、定滑轮。（4）合理选用各种杠杆：必须同时考虑力的作用点和方向。五、机械能一个物体能够做功，我们就说它具有能量，物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。能量反映了物体具有做功的本领。1、动能（1）物体由于运动而具有的能量叫做动能。例如拦河大坝放出的水流使水轮机转动带动发电机发电。（2）动能大小跟运动物体的质量大小和速度有关，物体的速度越快，质量越大，动能就越大。2、势能（1）被...
