第十二章《力和机械》复习提纲
一、弹力
1、弹性:物体受力发生形变，失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。
2、塑性:在受力时发生形变，失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。
3、弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力,弹力的大小与弹性形变的大小有关
二、重力：
⑴重力的概念：地面附近的物体，由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的施力物体是：地球。
⑵重力大小的计算公式G=mg 其中g=9.8N/kg 它表示质量为1kg 的物体所受的重力为9.8N。
⑶重力的方向：竖直向下 其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和 面是否水平。
⑷重力的作用点——重心：
重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则物体的重心，在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点，球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点
☆假如失去重力将会出现的现象：（只要求写出两种生活中可能发生的）
① 抛出去的物体不会下落；② 水不会由高处向低处流③ 大气不会产生压强；
三、摩擦力：
1、定义：两个互相接触的物体，当它们要发生或已发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力就叫摩擦力。
2、分类：
3、摩擦力的方向：摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，有时起阻力作用，有时起动力作用。
4、静摩擦力大小应通过受力分析，结合二力平衡求得
5、在相同条件（压力、接触面粗糙程度相同）下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
6、滑动摩擦力：
⑴测量原理：二力平衡条件
⑵测量方法：把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块匀速运动，读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。
⑶ 结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。
7、应用：
⑴理论上增大摩擦力的方法有：增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。
⑵理论上减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动（滚动轴承）、使接触面彼此分开（加润滑油、气垫、磁悬浮）。
练习：火箭将飞船送入太空，从能量转化的角度来看，是化学能转化为机械能太空飞船在太空中遨游，它 受力（“受力”或“不受力”的作用，判断依据是：飞船的运动不是做匀速直线运动。飞船实验室中能使用的仪器是 B （A 密度计、B温度计、C水银气压计、D天平）。
四、杠杆
1、 定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明：①杠杆可直可曲，形状任意。
②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。
2、 五要素——组成杠杆示意图。
①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。
②动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。
③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。
说明 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反
④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。
画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签
⑴ 找支点O；⑵ 画力的作用线（虚线）；⑶ 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷ 标力臂（大括号）。
3、 研究杠杆的平衡条件：
① 杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。
② 实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。
③ 结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1
解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）
解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
4、应用：
名称 结 构
特 征 特 点 应用举例
省力
杠杆 动力臂
大于
阻力臂 省力、
费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力
杠杆 动力臂
小于
阻力臂 费力、
省距离 缝纫机踏板、起重臂
人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂
杠杆 动力臂等于阻力臂 不省力
不费力 天平，定滑轮
说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。
五、滑轮
1、 定滑轮：
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。
②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆
③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G
绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动
的距离SG(或速度vG)
2、 动滑轮：
①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，
也可左右移动）
②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍
的省力杠杆。
③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= 1 2G只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F= 1 2(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)
3、 滑轮组
①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1 n G 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= 1 n (G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)
④组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
九年级物理第十三章力和机械知识点
第一节 弹力 弹簧测力计
一、弹力
物体由于弹性形变而产生的力叫弹力。
1、物体受力发生形变，不受力时又恢复原来的形状的特性叫弹性。（如轻压直尺它发生形变，撤去压力，直尺恢复原状；把橡皮筋拉长，松手后，橡皮筋又恢复原状；压缩弹簧，松手后，弹簧也能恢复原状等等）
2、物体形变后不能自动恢复原来的形状的特性叫塑性。（如橡皮泥用力捏后松手它不能恢复原状；面团用力握后松手它也不能恢复原状）
3、任何物体只要发生弹性形变，就一定会产生弹力。（如书放于桌面，书和桌子都发生了弹性形变，只不过这种形变量很小，我们不易观察，那么书和桌子之间就存在着相互作用的弹力，我们平常称它们为压力和支持力。）我们平时说的压力、支持力、拉力、弹力、张力等等都是由于物体发生弹性形变而产生的，这些力实质上都是弹力。
4、弹力产生于直接接触的物体之间，并以物体产生弹性形变为先决条件，不相互接触的物体之间是不会发生弹力作用的。
二、弹簧测力计
1、原理：弹簧受到的拉力越大，它的伸长就越长。
弹簧测力计只有在弹性形变范围内，它的伸长量才跟它受到的拉力成正比。如果超出弹性形变范围，它就要损坏。
2、使用方法
（1）使用前观察：指针是否指零刻线、量程、分度值。
（2）使用时注意
①不要超过它的量程。
②拉动时要避免与外壳摩擦，以免影响测量的准确程度（尽量保证弹簧测力计内弹簧伸长的方向与所测得力在同一条直线上，即可避免上述摩擦）。
③读数时，视线要与刻度板表面垂直。
第二节 重力
一、重力的概念
宇宙间任何两个物体之间都存在互相吸引的力，这就是万有引力。大到天体之间，小到灰尘之间，以及地球与它附近的物体之间都存在万有引力。万有引力的大小与物体的质量有关，正是万有引力把地球和其他行星束缚在太阳系中，围绕太阳运转。
我们把由于地球的吸引而使物体受到的力，叫重力。重力符号为G，单位为N。
1、地球附近的一切物体，无论是固体、液体还是气体，都受到地球的吸引。重力通常叫做重量。
2、由于物体间力的作用是相互的，地球吸引物体的同时，其他物体对地球也有吸引作用，而重力特指地球对其他物体的吸引力。
3、重力的施力者是地球，受力者是物体。
4、我们身边的物体，质量比太阳、行星、月球小得多，它们之间的万有引力非常小，小到我们不能察觉，比起地球对它的重力来说，就可以忽略不计了。
二、重力的三要素
1、重力的大小
（1）物体所受重力的大小与质量成正比，其关系为 或 ，g=9.8N/kg。
（2）重力的大小可用弹簧测力计测出。
注意： （或 ）中的g为重力与质量的比例常数，数值为9.8N/kg，意思是在地面附近质量为1kg的物体，受到的重力是9.8N。
在粗略计算时g可取10N/kg。
利用 计算时，要注意式中各量的单位，m的单位是kg，g的单位是N/kg，G的单位是N。
2、重力的方向
由于重力作用的效果是将物体拉向地面，因此重力的方向总是竖直向下的。
利用重力的方向总是竖直向下的这一特性，可以制成重垂线来检查墙壁是否竖直，也可以在水平仪上悬挂一个重垂线，检查物体表面是否水平。
3、重力的作用点
重力在物体上的作用点叫重心。
（1）重心的位置
物体的重心位置与物体的形状、材料是否均匀有关。对于材料均匀、形状规则的物体、重心在它的几何中心上；例如均匀细棒的重心在棒的中点，均匀球的重心在它的球心。
（2）重力与质量的区别和联系
重力虽与质量有关，但它与质量是完全不同的两个概念。它们的区别是本质上的，绝不可混为乙谈，它们的联系则仅在数值上。下面的表格有较为全面的归纳。
重力 质量
符号（名称字母） G m
定 义 由于地球的吸引而使物体受到的力 物体含有物质的多少
区
别 特 点 ①有大小、方向、作用点三要素
②同一物体在地球上不同的位置所受重力是不同的（同一物体在高纬度地区和低海拔地区受到的重力较大，在低纬度和高海拔地区受到的重力较小）
③重力的方向总是竖直向下的 ①只有大小
②同一物体质量部随物体的形状、状态、位置的改变而改变（为一定值）
③没有方向
单 位 N kg
测量工具 弹簧测力计 天平
联 系 （g=9.8N/kg）
第三节 摩擦力
一、摩擦力
1、定义：两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。
2、产生的条件：（1）两个物体要相互接触；（2）两物体要发生相对运动；（3）两物体之间要有正压力。
3、作用效果：阻碍物体间的相对运动。
4、方向：与物体相对运动方向相反。
5、施力物体：是相互接触的物体。
6、摩擦的种类：滑动摩擦、滚动摩擦等。
（1）滑动摩擦是指一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦；滚动摩擦是指一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。
（2）滚动摩擦是比较复杂的物理现象，不能称作滚动摩擦力。
（3）在压力相同的情况下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
（4）还有一种摩擦叫静摩擦。两个相互接触哦物体，在外力作用下有相对运动趋势而又保持相对静止时，在接触面间产生的摩擦力叫静摩擦力。如推桌子却没推动，这时在桌子与地面间就产生了静摩擦，它阻碍了桌子与地面间的相对运动趋势，其方向总是与物体相对运动趋势的方向相反，由于物体仍保持静止状态，所以静摩擦力总与外力平衡，当外力逐渐增大时（但物体仍没有运动起来），静摩擦力也随之增大。当外力增大到某一程度物体运动起来后，在接触面间产生的就不再是静摩擦力。
二、滑动摩擦力大小的决定因素
1、跟压力大小有关：在其他条件相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
2、跟接触面的粗糙程度有关：压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
注意：这里采用的研究方法叫控制变量法。这种方法在今后的学习中经常采用。
本实验的测量原理是：二力平衡条件。如图所示，
物体在水平拉力F的作用下，在水平面上做匀速直线
运动，拉力F和摩擦力F′是一对平衡力，大小相等，
即F′=F，由弹簧测力计的示数即可知道摩擦力的大小。
三、增大和减小摩擦的方法
1、增大有益摩擦的方法：使接触面粗糙、增大压力。例如在汽车轮胎上刻上花纹，以防打滑；啤酒瓶颈握在手中时，如果要下滑，我们只有握得更紧就不会再滑。这两种方法前者就是使接触面粗糙，后者则是增大压力。
2、减小有害摩擦的方法：减小压力，使接触面变得光滑些；用滚动代替滑动；使相互接触的表面分开（如加润滑油和用压缩空气或电磁场使摩擦面脱离接触）。
第四节 杠杆
一、杠杆
1、定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
（1）“硬棒”不一定是棒，泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。
（2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。
2、杠杆的七要素
（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定的。
（2）动力：使杠杆转动的力，用“F1”表示。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示。
（4）动力作用点：动力在杠杆上的作用点。
（5）阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点。
（6）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“l1”表示。
（7）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“l2 ”表示。
注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。
力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。
3、杠杆示意图的画法：（1）根据题意先确定
支点O；（2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线
延长；（3）从支点向力的作用线画垂线，并用l1和
l2分别表示动力臂和阻力臂。如图所示，以翘棒为例。
第一步：先确定支点，即杠杆绕着哪一点转动，用字母“O”表示。如图甲所示。
第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为动力用“F1”表示。这个力F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2”表示如图乙所示。
第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应的“l1”“l2”， “l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。
二、杠杆的平衡条件
1、杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
2、杠杆的平衡条件实验
（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂l1和l2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂食物大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有乙方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。
（2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。
3、杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。
杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”。而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。
三、杠杆的应用
1、省力杠杆：动力臂l1＞阻力臂l2，则平衡时F1＜F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。
2、费力杠杆：动力臂l1＜阻力臂l2，则平衡时F1＞F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。
3、等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，则平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。
既省力又省距离的杠杆时不存在的。
第五节 其他简单机械
一、滑轮
1、滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。如右图所示。
因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可
以用杠杆的平衡条件来分析。
根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。
2、定滑轮
（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。如下左图所示。
（2）实质：是个等臂杠杆。（如下中图所示）
轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件：，可知，因为重物匀速上升可知，则，不省力。
（3）特点：不省力，但可改变力的方向。 S=h
所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力（图中F1方向向下）能得到一个与该力方向不同的力（图中得到使重物G上升的力）。
（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。（如上右图所示）
对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）
3、动滑轮
（1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。（如下左图所示）
（2）实质：是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。（如上中图所示）
图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，即F1?2r=F2?r，得出 ，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则 。
（3）特点：省一半力，但不能改变力的方向。
（4）动力移动的距离是重物移动距离的2倍。（如上右图所示）
对于动滑轮来说：
（1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；
（2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动；动力F1的方向与并排绳子平行；不计动滑轮重、绳重和摩擦。
二、滑轮组
1、定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
2、特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即 （条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。
3、动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即s=nh。如下图所示。（n表示承担物重绳子的段数）
n=2 n=3 n=3 n=4 n=4 n=5
s=2h s=3h s=3h s=4h s=4h s=5h
A B C D E F
4、滑轮组的组装：（1）.根据 的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；（2）确定动滑轮的个数；（3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。
三、轮轴
1、定义：由两个半径不同的轮子固定在同一转轴的
装置叫做轮轴。半径较大的轮叫轮，半径较小的轮叫轴。
2、实质：轮轴可看作是杠杆的变形。如右图所示。
3、特点：当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上，
则动力臂l1=R，阻力臂l2=r，根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2，
即F1R=F2r，∵R＞r，∴F1＜F2，即使用轮轴可以省力，也可以改变力的方向，但却费了距离。
四、斜面
（1）如图所示斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。
（2）如上图所示：当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力（即F越小）；当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）；当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。
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