简单机械

简单机械原理斜面定律

简介：

简单机械是指构成简单机械系统的基本部件。斜面是一种常见的简单机械，通过改变物体移动方向和力的作用效果，可以减小力的大小，提高工作效率。斜面定律是描述斜面上力和物体位置之间关系的定律。本文将介绍斜面定律的原理和应用。

一、斜面定律的原理：

斜面定律是基于牛顿第二定律推导而来的。根据牛顿第二定律，物体所受合力等于物体的质量乘以加速度。在斜面上，受力分析可以将物体所受力分解为与斜面接触的力和与斜面垂直的力。根据三角关系和几何性质，可以得出斜面定律的数学表达式。

二、斜面定律的公式：

斜面定律的公式为：Fg*sinθ-Fr=ma，其中Fg为物体的重力，θ为斜面的倾角，Fr为斜面对物体的支持力，m为物体的质量，a为物体的加速度。根据这个公式，我们可以计算出物体在斜面上的运动情况。

三、斜面定律的应用：

1. 计算物体的加速度：根据斜面定律的公式，我们可以计算出物体在斜面上的加速度。通过实验或者测量可以得到物体的质量和斜面的倾角，从而计算出物体在斜面上的加速度。 2. 计算物体所需的力：根据斜面定律的公式，我们可以计算出物体所需的力。在解决实际问题中，可以通过已知物体的质量和斜面的倾角，计算出物体所需的力，从而选择合适的工具或者机械设备。

3. 优化斜面设计：通过斜面定律，我们可以优化斜面的设计，减小物体所需的力，提高工作效率。通过合理选择斜面的倾角和摩擦力等参数，可以使得物体在斜面上运动更加顺利，减小摩擦损失。

四、斜面定律的局限性：

尽管斜面定律提供了一种简单有效的计算方法，但是它有一定的局限性。斜面定律假设斜面是光滑无摩擦的，不考虑空气阻力等因素的影响。在实际应用中，我们需要根据具体情况进行修正和调整，以提高计算的准确性。

结论：

斜面定律是描述斜面上力和物体位置之间关系的定律，通过斜面定律我们可以计算物体的加速度和所需的力。斜面定律在实际应用中具有重要的意义，可以优化斜面设计，提高工作效率。在使用斜面定律的过程中，需要考虑实际情况并进行修正和调整，以提高计算的准确性。

一、杠杆

杠杆的平衡公式F1l1=F2l2

1、有用功： W有=G物h

2、总功： W总=Fs

3、额外功：W额=W总 —W有

注意：若不计摩擦，此时只有克服杠杆自重做额外功：

W额=G杠杆h

4、机械效率

二、用滑轮组竖直提升物体

动滑轮的绳子段数为n

1、拉力F与物体重力G物的关系

（a）若不计动滑轮自重、绳重及摩擦：

（b）若不计绳重及摩擦，（要考虑动滑轮自重G动）：

2、绳子自由端移动距离S绳与物体上升高度h的关系

3、绳子自由端移动速度V绳与物体上升速度V物的关系 n F ＝ (G物 + G动)

s绳＝ nh

V绳＝ nSFhGWW••物总有用 n F ＝ G物 4、有用功： W有=G物h

5、总功： W总=Fs

6、额外功：W额=W总 —W有

注意：此时只有动滑轮做额外功：W额=G动h

7、机械效率

（a）若不计动滑轮自重、绳重及摩擦：

（b）若不计绳重及摩擦，（要考虑动滑轮自重G动）：

三、用滑轮组水平拉动物体

动滑轮的绳子段数为n

1、拉力F与摩擦力f的关系：

2、绳子自由端移动距离S绳与物体移动距离S物的关系

3、绳子自由端移动速度V绳与物体移动速度V物的关系

4、有用功： W有=fs物

5、总功： W总=Fs绳

6、额外功：W额=W总 —W有

7、机械效率：

四、用斜面拉动物体

1、有用功： W有=G物h n F ＝ f s绳＝ ns物 V绳＝ nV2、总功： W总=Fs

3、额外功： W额=W总 —W有=fs

4、机械效率：

5、计算摩擦力f方法（注意：拉力F不等于摩擦力f）：

（1）先根据W额=W总 —W有算出额外功

（2）再根据W额=fs算出摩擦力

初三物理简单机械试题答案及解析

1. 小明同学利用身边的简易器材制作了一个捕鼠器，如图所示长1.0m重1.5N的均匀木板放在水平桌面上，木板左端离桌面沿0.4m，上面挂一诱铒，若一重0.5N的老鼠偷吃食物，沿木板向左端爬去，当老鼠爬过离桌沿______米时，木板会失去平衡，而使它落入桌子下面的水桶中．该捕鼠器是利用 原理制成的

【答案】0.3；杠杆

【解析】均匀木板的支点在水平桌面的最左端，而木板的重心在木板的中间，所以根据杠杆平衡原理得：0.5N×L=1.5N×0.1m；解得L=0.3m；该捕鼠器是利用杠杆原理制成的。

【考点】杠杆的平衡

2. 纪录片《舌尖上的中国》已经播出了两季，深受广大观众的欢迎，它向人们介绍了祖国各地的美食和风土人情．如图甲是山西的一种制作美食饸饹的画面，其中压制工具的手柄可以看成一个杠杆，图乙为其简化图，请在图乙中画出阻力臂L2、作用在A点的最小动力F1和动力臂L1．

【答案】如图所示：

【解析】①连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向下，据此可画出最小的动力；②O为支点，点O到F2的垂线段就是F2的力臂，如图所示：

【考点】力臂的画法，力的示意图

3. （5分）（2014•湖北）小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验，数据如表：

试验次数

物重G/N

物体上升的高度h/cm

测力计的示数F/N

测力计移动的距离s/cm

1

6

3

2.5

9

2

6

5

2.5

18

3

6

8

2.5

24

（1）表中“测力计移动的距离”栏目中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是

．

（2）3次实验中滑轮组的机械效率是 ．

（3）请帮助小明画出该滑轮组的绕线方式．

（4）本实验得到的结论是： ．

1 3.3简单机械——滑轮、斜面及机械效率

一、定滑轮与动滑轮特点

1．如图所示，分别用力F1、F2、F3，匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是( )

A．F1=F2=F3 B．F1>F2>F3 C．F1>F2=F3 D．F1

1．【答案】A

【解答】定滑轮是一个等臂杠杆，它不省力不费力，且力的大小与拉力的方向无关，故A正确，而B、C、D错误。

故选A。

2．按如下图使用简单机械，有可能实现F为200N的力移动重为700N的物体G的有（ ）

A．只有①③④ B．只有①③

C．只有④ D．①②③④都可以

2．【答案】A

【解答】用200N力提起了重为700N的物体，省了力，省力的方法可以使用杠杆，也可以使用动滑轮或滑轮组。

故答案为：A

3．滑轮是种常用的简单机械使用定渭轮在省力和省距离等方面有什么特点？以下是小丽对此进行的实验：

①如图甲，用弹簧秤测出两个钩码的重：

②如图乙，用手竖直向下匀速拉弹簧秤，记录弹簧秤示数(摩擦力忽略不计)。测量钩码和绳子自由端通过的距离，记录在下表中： 2 ③如图丙，改变拉力方向重复实验并记录。

拉力方向 弹簧秤示数(牛) 绳子自由端移动距离(厘米)

钩码上升距离(厘米)

竖直向下 2.0 15 15

斜向下 2.0 12 12

水平 2.0 8 8

请回答：

（1）①中测得钩码重为 牛：

（2）分析数据，可得出的结论是 ：

（3）小丽认为仅凭一组实验得 出结论不具普遍性，还需 。

3．【答案】（1）2

（2）使用定滑轮既不省力也不省距离，但能改变力的方向

（3）改变所挂钩码重，重复上述实验

【解答】（1）根据图甲可知，测力计的量程为5N，分度值为0.2N，则示数为2N；