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第四单元机械和功1、定义：在力的作用下，绕固定点转动的硬棒。①杠杆绕着转动的固定点叫做支点，用O表示；②作用在动力臂上，促使杠杆转动的力叫做动力，用F1表示；2、五要素③作用在阻力臂上，阻碍杠杆转动的力叫做阻力，用F2表示；④从支点到动力作用线的垂直距离叫做动力臂，用L1表示；⑤从支点到阻力作用线的垂直距离叫做阻力臂，用L2表示。确定支点3、力臂的作图：作力的作用线作支点到力的作用线的垂线，垂线用虚线，标上垂直符号用大括号表示力臂并标上相应的字母。杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止不动或绕支点匀速转动的状态。4、杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂F1×L1=F2×L2或F2：F1=L1：L在杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之几。⑴省力杠杆：动力臂L1L2阻力臂，则动力阻力，这类杠杆可以省力，但费距离如：撬棒、切纸刀、钢丝钳5、应用⑵费力杠杆：动力臂L1L2阻力臂，则动力阻力，这类杠杆可以省距离，但费力如：筷子、镊子、钓鱼杆、划船的桨、食品钳⑶等臂杠杆：动力臂L1=L2阻力臂，则动力=阻力，这类杠杆既不省力，也不费力。如：摩天轮、托盘天平的衡梁、跷跷板6、实验：探究杠杆平衡条件⑴实验目的：探究杠杆平衡条件⑵实验器材：带有刻度的均匀杠杆、铁架台、弹簧测力计、钩码和细线等等⑶实验采用的科学探究方法控制变量法⑷实验步骤：①将杠杆的中点支在铁架台上，目的是为了使杠杆的重心落在支点上，不让杠杆的自身重力对实验造成影响。②调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置保持平衡。这是为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小。③在杠杆两侧挂钩码，可以通过增减钩码个数、调节钩码在杠杆上的位置，使杠杆再次水平平衡。④在杠杆同侧要使用钩码和弹簧测力计，它对杠杆施加力的方向必须竖直向上。⑤每次实验，都需要记录动力、阻力、动力臂、阻力臂物理量，一组数据得出的结论具有偶然性，要多次测量才能得到普遍规律。⑸实验结论：杠杆平衡的条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂。杠杆探究杠杆平衡条件①使用使，轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。②定滑轮实质上可以看作是：等臂杠杆⑴定滑轮③使用定滑轮可以改变力的方向，不省力、省距离、费距离。F1=F2④力和力的作用点运动距离大小关系：L1=L2=r绳子移动距离S=h重物升高的高度①使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。②动滑轮实质上可以看作是：省力杠杆⑵动滑轮③使用动滑轮，可以省一半力，但不能改变用力的方向，且费距离。F1=1/2F2④力和力的作用点运动距离大小关系：L1=2L2=2r绳子拉过距离S=2h重物升高高度的2倍⑴力对物体做了功的两个必要因素：①F力作用在物体上两个条件缺一不可。②S物体沿力的方向通过了一段距离⑵功的计算公式：W=FS=Gh=mgh⑶功的单位：国际单位制牛·米（N·m）,称为焦耳，简称焦（J）1焦=1牛·米表示在1牛顿力的作用下，物体在这个力的方向上通过的距离是1米。①有力作用在物体上,但物体没有移动距离：如用力抬一个东西却没有抬动⑷力对物体不做功的情况：②没有力作用在物体上,但物体移动了距离：牛顿第一定律,物体惯性运动时③力与移动方向垂直：如向上提水桶沿水平方向前进,人对水桶不做功.⑴定义：单位时间内所做的功叫做功率。⑵功率是表示物体做功快慢的物理量。⑶功率决定因素：做功的时间和功的多少两个因素决定的。①做相同的功，比较做功时间，用时少的功率大；⑷比较做功快慢：②用相同的时间，比较做功多少，做功多的功率大；③用做的功除以做功时间，得到数值大的，功率大。⑸功率的计算：P=W/tW=Pt(P表示功率，W表示功，t表示做功时间)⑹功率的单位：国际单位制中，功率的单位是瓦，符号是W。1瓦（W）=1焦/秒（J/s）表示物体在1秒钟内做功是1焦。1千瓦=1×103瓦1兆瓦=1×106瓦功率另一个单位：1马力=0.735千瓦=735瓦滑轮功功率①定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。②动能大小决定因素：物体的质量和速度决定的。⑴动能③物体的质量越大，速度越快，其动能就越大。④探究物体动能大小的实验方法：a.当研究动能大小与速度的关系时，要让小球的质量相同，速度不同，所以应使质量相同的小球沿斜面的不同高度滚下，运用了控制变量法；b.物体动能大小不能直接观察，而是通过物体推动其它物体运动距离来反映，推动其它物体运动越远，物体的动能越大，这是一种转换法的思想．①定义：物体处于某一高度时具有的势能。②重力势能大小决定因素：是由物体的质量和高度决定的。③物体的质量越大，所处的高度越高，其重力势能就越大。④研究重力势能采用的科学研究方法是：控制变量法①定义：物体由于发生弹性形变而具有的势能。②弹性势能大小决定因素：是由弹性形变的大小决定的。⑶机械能的转化：动能和势能之间可以相互转化的。通过做功来实现如：A，竖直上抛的石子，如不计空气阻力，在上升过程中动能逐渐减小，重力势能逐渐增大；反之，下落过程则动能逐渐增大，重力势能逐渐减小。B，撑竿跳高运动，由运动员的动能转化撑竿的弹性势能，撑竿恢复原状过程中，弹性势能由不断转化为运动员的重力势能。机械能⑵势能重力势能弹性势能