简单机械省力是因为增大了距离,你这个范围太广了,简单机械有不少呢,下面我给你说说,希望能给你一些帮助,里面有名词概念,也有省力的原理之类的,这些东西都是相互联系的,你懂得的知识就跳过别看,不懂得就看看。
单机械-【简单机械】
凡能够改变力的大小和方向的装置,统称“机械”。利用机械既可减轻体力劳动,又能提高工作效率。机械的种类繁多,而且比较复杂。根据伽利略的提示,人们曾尝试将一切机械都分解为几种简单机械,实际上这是很困难的,通常是把以下几种机械作为基础来研究。例如,杠杆、滑轮、轮轴、齿轮、斜面、螺旋、劈等。前四种简单机械是杠杆的变形,所以称为“杠杆类简单机械”。后三种是斜面的变形,故称为“斜面类简单机械”。不论使用那一类简单机械都必须遵循机械的一般规律——功的原理。
简单机械-【杠杆】
用刚性材料制成的形状是直的或弯曲的杆,在外力作用下能绕固定点或一定的轴线转动的一种简单机械。其上有支点(用O表示),动力(F)作用点,阻力(W)作用点,杠杆的固定转轴就是通常所说的“支点”,从转轴到动力作用线的垂直距离叫“动力臂”,从转轴到阻力作用线的垂直距离叫“阻力臂”。上述就是通常所讲的三点两臂。由于杠杆上三点的位置不同,即产生不同的受力效果。
【杠杆原理】
亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(动力和阻力)的大小跟它们的力臂或反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为
F· L1=W·L2
式中,F表示动力,L1表示动力臂,W表示阻力,L2表示阻力臂。从上式可看出,欲使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆;如欲省距离,就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力,也可以省距离。但是,要想省力,就必须多移动距离;要想少移动距离,就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离,是不可能实现的。
简单机械-【动力】
任何机械,不论是简单的还是复杂的,在工作时,总要受到两种力的作用:一种是推动机械的力叫作“动力”,另一种是阻碍机械运动的力叫作“阻力”。动力可以是人力,也可以是畜力、风力、电力、水力、蒸汽压力等,阻力除了我们要克服的有用阻力之外,还有一些是不可避免的无用阻力。
简单机械-【作用线】
通过力的作用点沿力的方向所引的直线,叫作“力的作用线”。
简单机械-【动力臂】
从支点到力的作用线的垂直距离叫“力臂”。从支点到动力的作用线的垂直距离L1叫作“动力臂”;从支点到阻力的作用线的垂直距离L2叫作“阻力臂”。如果把从动力点到支点的棒长距离作为动力臂,或把从阻力点到支点的棒长距离作为阻力臂,这种认识是错误的。这是因为对动力臂和阻力臂的概念认识不清所致。
简单机械-【阻力臂】
见动力臂条。
简单机械-【转动轴】
转动是常见的一种运动。当物体转动时,它的各点都做圆周运动,这些圆周的中心在同一直线上,这条直线叫做“转动轴”。门、窗、砂轮、电动机的转子等都有固定转轴,只能发生转动,而不能平动。几个力作用在物体上,它们对物体的转动作用决定于它们的力矩的代数和。若力矩的代数和等于零,物体将用原来的角速度做匀速转动或保持静止。
简单机械-【三类杠杆】
对杠杆的分类一般是两种方法。第一种是以支点、阻力点和动力点所处的位置来分的;另一种是按省力或费力来区分的。无论怎样来划分,总离不开省力、费力、不省力也不费力这几种情况。分别简述如下:
第一种分类法
第一类杠杆:是动力F和有用阻力W分别在支点的两边。这类杠杆
不省力也不费力。例如,剪金属片用的剪刀,刀口很短,它的机械利益远大于1。这是因为金属板很硬,刀口短,刀把长,即动力臂大于阻力臂,可以少用力。属于这种情况的杠杆还有克丝钳等。家庭裁衣剪布用的剪刀,把与刃基本是等长的,即动力臂等于阻力臂,属于不省力也不费力的类型。因为布的厚度较薄,不需太大的力,剪布要直故刀口要长些,为此用力不大,布剪的也直。属于这种类型的还有物理天平。又如理发用的剪刀,刀口很长,即动力臂小于阻力臂,它的机械利益小于1。这是因为剪发本来不需要多大的力,刀口长一些,能够剪得快一些和齐一些。
第二类杠杆:是支点和动力点分别在有用阻力点的两边。这类杠杆的动力臂大于阻力臂,其机械利益总是大于1,所以总是省力的。例如,用铡刀铡草、独轮车等都是这类杠杆。
第三类杠杆:是支点和有用阻力点分别在动力点的两边,这类杠杆的动力臂小于阻力臂,其机械利益总是小于1,所以总是费力的。例如,缝纫机的脚踏板、夹食品的竹夹子都属于这类杠杆。
第二种分类法
第一类杠杆:是省力的杠杆,即动力臂大于阻力臂。例如,羊角锤、木工钳、独轮车、汽水板子、铡刀等等。
第二类杠杆:是费力的杠杆,即动力臂小于阻力臂。如镊子、钓鱼杆、理发用的剪刀。
第三类杠杆:不省力也不费力的杠杆,即动力臂等于阻力臂。其机械利益等于1。如夭平、定滑轮等。
简单机械-【机械利益】
表示机械省力程度的物理量。机械虽然绝对不能省功,但可以省力。使机械作功的力称为“动力”(F),阻碍机械作功的力称为“阻力”(P)。使用机械的目的,在于使用很小的动力而与阻力平衡。所谓机械利益(A),就是机械的有用阻力(P)跟动力(F)
小于1。
机械利益>1时,省力费时,凡省力的机械,其机械利益必大于1。例如,独轮车、钳子、起子、省力的杠杆等都是省力的机械。机械利益=1时,不省力,也不费力。例如物理天乎。机械利益<1时,费力省时,例如竹夹、火钳等。机械利益是由实际测得的有用阻力和动力的大小所决定。由于机械润滑情况的不同,在克服同样的有用阻力时,亦有所不同。机械润滑得不好,无用阻力大,需要动力也大,机械利益就小些;机械润滑得好,无用阻力小,需要的动力也小,机械利益就大些。新生产出的机器需要磨合,汽车出厂要用上一段时间,目的是使其摩擦阻力减小。但机器陈旧,机件磨损,又会增加阻力。
简单机械-【杠杆的应用】
不同类型杠杆各具有不同的特点和用途。掌握了杠杆原理,就可根据需要有意识地选用不同类型的杠杆来使用。应明确:省力杠杆省力但要多移动距离,费力杠杆费力但省距离,等臂杠杆不省力也不省距离,又省力又省距离的杠杆是没有的。有的杠杆是否省力或省距离,不是永恒不变的。根据使用情况的不同,会由省力变为省距离。例如,用铁锹铲土,往车上装土的过程都会有所改变。铲土时支点在动力点及阻力点之间,在装土时动力点在支点与阻力点之间。为此,在使用杠杆时应注意几点:
1.解答杠杆问题时,必须根据题意画出示意图,在图上标出杠杆的支点、动力作用线和阻力作用线。同时用线段标明动力臂和阻力臂的大小,再根据杠杆平衡条件,列出方程,进行计算。
2.力臂是一个重要的概念。力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,不要理解为力臂是从支点到力的作用点的长度。动力和阻力都是指作用在同一杠杆上的力,而不是作用在重物或其他物体上的力。
3.画杠杆示意图的方法:
(1)画出杠杆:用粗直线表示直杠杆,用变曲的粗线表示曲杠杆。
(2)在杠杆转动时找出支点,并在支点旁用箭头表示杠杆转动的方向。
(3)根据转动方向判断动力、阻力的方向。动力、阻力的作用点应画在杠杆上,可用力的示意图表示。
(4)用虚线表示力的作用线的延长线和力臂。
4.杠杆的平衡条件,适用于任意一个平衡位置上,所谓杠杆的平衡是指杠杆静止不转动或匀速转动。
简单机械-【杆秤】
它是测量物体质量的量度工具,是以提纽为转动轴,根据杠杆平衡原理制造的。杆秤主要由秤杆、秤砣、秤钩(或秤盘)等构成。如图1-23所示。G表示杆秤的重力,B点是它的重点,未挂重物时若将
A点即为杆秤的“定盘星”。在秤钩上加物W后,将秤砣从A点移到A'
力G相对应的刻度A'的位置。杆秤是我国劳动人民所发明并使用已久的测量工具,旧秤以斤,两为单位计量,目前以千克计量。
简单机械-【力矩】
又叫“转矩”,是表示力对物体作用时,使物体发生转动或改变转动状态的物理量。力矩是矢量。力矩的大小等于力与从转轴到力的作用线的垂直距离之乘积。如果物体所受的力不在垂直于转轴O的平面内,就必须把力分解成两个分力:一个分力与转轴平行;另一个分力是在转动的平面内。只有转动平面内的分力才可能改变物体的转动状态。因此,在力矩等于力跟力臂乘积的计算中,应理解力是在它的作用点的转动平面内的分力。如这一点在力的作用线上,则力矩为零。如果若干个力同时作用在一个物体上,则合力矩是所有分力矩的代数和。一个处于平衡的物体,顺时针方向力矩的和等于逆时针方向力矩的和,在国际单位制中,力矩的单位是米·牛顿。其方向用右手螺旋法则决定。在中学阶段,因为只研究有固定转轴的物体的平衡,力矩就只有两种转向。规定物体逆时针转动的力矩为正,使物体顺时针转动的力矩为负。力矩愈大,使物体转动状态发生改变的效果就愈明显。用大小相同的力推门时,力的作用点离转轴愈远,且方向垂直于门,力臂愈大,则推门愈省力。
简单机械-【力偶】
大小相等、方向相反,但作用线不在同一直线上的两个力叫作“力偶”。用双手攻螺纹或用手旋钥匙、水龙头时,所施加的作用常是力偶。它能使物体发生转动,或改变其转动状态。汽车驾驶员双手转动转向盘时所施加的一对力就是一个力偶。力偶的转动效果决定于力偶矩的大小。力偶矩等于其中任何一个力的大小和两力作用线之间的垂直距离(力偶臂)的乘积。如图1-24所示。如果作用力F的方向跟AB垂直,AB的长度等于d,那么这个力偶的力偶矩(M)为:
M=±Fd。
式中Fd为力偶矩的大小,符号用来表示力偶的转向。规定力偶逆时针转向取“+”,反之取“-”(也可规定,力偶顺时针转向取“+”,那么力偶逆时针转向就取“-”)。应注意:力偶中力的方向不跟AB垂直时,应像力矩那样分解成垂直分量,再进行计算。力偶的转矩(即力偶矩)和所绕着转动的点无关。由于力偶的合力为零,它不能使物体产生位移,只能使物体发生转动或改变物体的转动状态。
简单机械-【力偶矩】
简称为“力偶的力矩”,亦称“力偶的转矩”。力偶是两个相等的平行力,它们的合力矩等于平行力中的一个力与平行力之间距离(称力偶臂)的乘积,称作“力偶矩”,力偶矩与转动轴的位置无关。力偶矩是矢量,其方向和组成力偶的两个力的方向间的关系,遵从右手螺旋法则。对于有固定轴的物体,在力偶的作用下,物体将绕固定轴转动;没有固定轴的物体,在力偶的作用下物体将绕通过质心的轴转动。
简单机械-【力偶臂】
力偶之两个力之间的垂直距离。见力偶条图1-24所示。
简单机械-【轮轴】
是固定在同一根轴上的两个半径不同的轮子构成的杠杆类简单机械。半径较大者是轮,半径较小的是轴。从形式上看是圆盘,但从实质上看起来只有它们的直径或半径起力学作用。用R表示轮半径,也就是动力臂;r表示轴半径,也就是阻力臂;O表示支点。当轮轴在作匀速转动时,动力×轮半径=阻力×轴半径,所以轮和轴的半径相差越大则越省力。上式动力用F表示,阻力用W表示,则可写成FR=Wr。
即利用轮轴可以省力。若将重物挂在轮上则变成费力的轮轴,但它可省距离。轮轴的原理也可用机械功的原理来分析。轮轴每转一周,动力功等于F×2πR,阻力功等于W×2πr。在不计无用阻力时,机械的
日常生活中常见的辘轳、绞盘、石磨、汽车的驾驶盘、手摇卷扬机等都是轮轴类机械。
简单机械-【滑轮】
滑轮是属于杠杆变形的一种简单机械,是可以绕中心轴转动的,周围有槽的轮子。使用时,根据需要选择。滑轮可分为定滑轮、动滑轮、滑轮组、差动滑轮等。有的省力,有的可以改变作用力的方向,但是都不能省功。
楼上搞这么复杂干嘛?
使用简单机械式时,省力一定【费距离】(且省距离一定费力)