① 杠杆、斜面、滑轮、轮轴、定滑轮、动滑轮的原理
一、杠杆原理
杠杆又分称费力杠杆、省力杠杆和等臂杠杆,杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。
即:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1·L1=F2·L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。从上式可看出,要使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,阻力就是动力的几倍。
二、斜面原理
斜面(inclined
plane)是一种倾斜的平板,能够将物体以相对较小的力从低处提升至高处,但提升这物体的路径长度也会增加。斜面是古代希腊人提出的六种简单机械之中的一种。
假若斜面的斜率越小,即斜面与水平面之间的夹角越小,则需施加于物体的作用力会越小,但移动距离也越长;反之亦然。假设移动负载不会造成能量的储存或耗散,则斜面的机械利益是其长度与提升高度的比率。
在日常生活中,时常会使用到斜面。行驶车辆的坡道是一种常见的斜面;卡车装载大型货物时,常会在车尾斜搭一块木板,将货物从木板上往上推,所应用的也是斜面的理论。
三、滑轮原理
滑轮主要的功能是牵拉负载、改变施力方向、传输功率等等。多个滑轮共同组成的机械称为“滑轮组”,或“复式滑轮”。滑轮组的机械利益较大,可以牵拉较重的负载。滑轮也可以成为链传动或带传动的组件,将功率从一个旋转轴传输到另一个旋转轴。
四、轮轴原理
轮轴的实质是可以连续旋转杠杆.使用轮轴时,一般情况下作用在轮上的力和轴上的力的作用线都与轮和轴相切,因此,它们的力臂就是对应的轮半径和轴半径.
由于轮半径总大于轴半径,因此当动力作用于轮时,轮轴为省力费距离杠杆(下面的第一幅图),实际的例子:有自行车脚踏与轮盘(大齿轮)是省力轮轴.当动力作用于轴上时,轮轴为费力省距离杠杆,实际的例子有:自行车后轮与轮上的飞盘(小齿轮)、吊扇的扇叶和轴都是费力轮轴的应用。
五、定滑轮原理
使用时,滑轮的位置固定不变;定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向.杠杆的动力臂和阻力臂分别是滑轮的半径,由于半径相等,所以动力臂等于阻力臂,杠杆既不省力也不费力。
定滑轮不能省力,而且在绳重及绳与轮之间的摩擦不计的情况下,细绳的受力方向无论向何处,吊起重物所用的力都相等,因为动力臂和阻力臂都相等且等于滑轮的半径。
六、动滑轮原理
动滑轮省1/2力多费1倍距离,这是因为使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承担钩码重的一半,而且不能改变力的方向。实质是个动力臂(L1)为阻力臂(L2)二倍的杠杆:图中,O是支点,F1是提升物体的动力,F2是物体的重力(也可理解为不用机械时提升物体用的力)。
② 请写出杠杆 齿轮 滑轮 轮轴 斜面的工作原理并举例说明生活中常见的物品
杠杆的工作原理,省力就会费了距离,费力就会省了距离。公式是 阻力*阻力臂=动力专*动力臂
生活中常见的多了,初中物理属课本就有,初中的物理题也有,简单举两个,翘铁钉时用的那个工具,开啤酒的起瓶器。
齿轮 滑轮 轮轴,其实都是杠杆的变形,用的公式仍然是杠杆的公式,只是形状不同
我举一下例子吧,比如滑轮,有定滑轮和动滑轮,对于定滑轮,其实就是滑轮转动中心就是“杠杆”的支点,动力和阻力到哪里的距离都是滑轮的半径,所以,定滑轮不省力,只改变力的方向(比如要让物体往上,本来没有滑轮只能往上用力,有了定滑轮,往下用力就可以让物体往上了)
轮轴,就是一个大轮和一个小轮固定在一个轴上,一转同时转。那么,那轴就是“杠杆”的支点,而动力和阻力到轴的距离不同,用力就不一样
比如我用大轮提物体,用小轮拉线,那么就是费力了
但是齿轮工程上一般利用的是两个接触的齿轮线速度一样,传动力的同时传速度
斜面的工作原理,我们可以设想一个工作场景,如果没有斜面,要搬一个东西上车的后备箱,至少要用和物重一样大的力,而用了斜面,我们只需要用比它的摩擦力大一点的力就可以让物体上到后备箱的高度,省力但也费了距离。
③ 物理上为什么小齿轮带动大齿轮省力
物理上小齿轮带动大齿轮省力是依据杠杆原理,从两个角度进行分析:
一、从小齿轮角度来讲
动力来自于轴,阻力来自于齿轮,由杠杆原理可得:
F动*R轴=F阻*R轮
F动/F阻=R轮/R轴
R轴不变,当减小R轮的时候F阻会增大,可以克服较大的阻力,也就是省力了。
二、从大齿轮角度来讲
动力来自于齿轮,阻力来自于轴,由杠杆原理可得:
F动*R轮=F阻*R轴
F动/F阻=R轴/R轮
R轴不变,当加大R轮的时候F动将比F阻小很多倍,也就省力了,
(3)齿轮与杠杆的原理是什么扩展阅读:
定轴转动的转动定律
刚体定轴转动时的运动状态的改变取决于施加于刚体上的合外力矩M。正如质点所受合力是产生加速度a的原因一样,M是产生角加速度a的原因。在外力矩给定情况下,刚体的转动惯量大,则所获得的角加速度小,即角速度改变得慢,也就是保持原有转动状态的惯性大;
反之,刚体的转动惯量小,则所获得的角加速度大,即角速度改变得快,也就是保持原有转动状态的惯性小。转动定律是刚体定轴转动的动力学量化公式,是质点系角动量定理在刚体定轴转动时的特殊形式,也是刚体定轴转动时的瞬时规律。
如果力矩与力相对应,转动惯量与质量相对应,角加速度与加速度相对应,显然转动定律与牛顿第二定律的形式类似,其地位相当于质点动力学中的牛顿第二定律。
④ 小齿轮带动大齿轮原理
小齿轮带动大齿轮原理是省力杠杆,杠杆又分费力杠杆和省力杠杆,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矩大小必须相等。
省力杠杆,顾名思义,其动力臂较长,动力较小,所以省力。但是通常省力杠杆省了力气会相应的费距离。由力的作用线到支点的距离叫做力臂,省力杠杆的动力臂大于阻力臂。
⑤ 大齿轮带动小齿轮力大、转速慢、小齿轮带动大齿轮输出小、转速快、这是杠杆原理吗还是……
是杠杆原理,齿轮可以看成无数个杠杆拼在一起