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 机械效率
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。所谓机械效率(A),就是机械的有用阻力(P)跟动力(F)的比值。
机械效率<1时,省力费时,例如,独轮车、钳子、起子、省力的杠杆等都是省力的机械。机械效率=1时,不省力,也不费力。例如物理天枰。机械效率<1时,也可能费力省时,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,机械效率就小些;机械润滑得好,无用阻力小,需要的动力也小,机械效率就大些。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。
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。