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初中物理解题技巧——怎样解简单机械问题——简单机械的概念

基础篇
简单机械的概念
前言

简单机械。很多刚接触这个板块会懵:怎么又冒出来一堆新东西?
其实天天都在用:用羊角锤拔钉子、用筷子夹菜、坐带滑轮的晾衣架、走盘山公路绕山,背后都是简单机械在干活。
简单机械的概念

简单机械就是能够帮助人们省力、或者省距离、或者改变力的方向的简单工具。它的本质都是:帮我们用更小的力、或者更方便的方式,完成原本费劲的事。
关键认知:任何简单机械都不可能同时省力气又省距离——这就是功的原理,不可能"又省力又省距离",天下没有这种便宜事。
简单机械的作用

不管是哪类简单机械,最后都是干这三件事里的至少一件:
① 省力:用更小的力搞定原本需要很大力气才能做的事(比如撬棍撬大石头);
② 省距离:虽然费点力,但是手移动很小的距离,就能让另一端移动很大距离(比如镊子夹细小的零件);
③ 改变力的方向:不用改变力气大小,只是让力往更好使劲的方向拉/压(比如定滑轮,往下拉绳子就能把旗子升上去)
初中阶段要掌握的四类简单机械

① 杠杆:所有能绕固定点转动的硬棒,是最基础的模型,也是考得最多的;
② 滑轮:边缘有槽、能绕轴转的轮子,分定滑轮、动滑轮、滑轮组;
③ 斜面:搭在高处的倾斜面,比如盘山公路、楼梯、滑梯;
④ 轮轴:由轮和轴组成、能一起转的机械,比如汽车方向盘、门把手、扳手拧螺丝。
补充:所有复杂的机器(起重机、电梯、挖掘机),拆到最后都是这四类简单机械拼起来的。
常见误区

误区1:用简单机械可以省力气又省距离。
正解:根据功的原理,没有任何机械能同时省力又省距离,省了力就一定费距离,省了距离就一定费力气。
误区2:简单机械就是我们平时说的"复杂机器"。
正解:简单机械是最基础的单元,一台起重机里面包含了几十上百个杠杆、滑轮,拆到最基础的零件才是简单机械。
误区3:只要能省力的工具,就一定是好的简单机械。
正解:有时候我们不需要省力,反而需要精准控制、省距离(比如镊子夹细小的东西),所以费力机械也有它不可替代的用处。
口诀

简单机械好帮手,省力气来省距离;
改方向,也方便,不劳而获是空想;
杠杆滑轮斜轮轴,四类模型记心上。
学以致用

1、下列工具不属于简单机械的是( )
A. 羊角锤 B. 筷子 C. 一台挖掘机 D. 方向盘
【解析】
简单机械是最基础的单元,挖掘机是由很多个简单机械组成的复杂机器,不是简单机械本身。解题步骤:A羊角锤是杠杆类简单机械;B筷子是杠杆类;D方向盘是轮轴类;C挖掘机是复杂机器,由无数个杠杆、滑轮组成,不属于简单机械本身。
【答案】
C
2、用定滑轮把旗子升到旗杆顶,定滑轮起到了什么作用?
A. 省力
B. 省距离
C. 改变力的方向
D. 既省力又省距离
【解析】
定滑轮是等臂杠杆,不省力不省距离;人站在地面往下拉绳子,旗子向上升,力的方向变了
【答案】
C
3、"使用机械既可以省力,又可以省距离,这样干活更方便",这句话对吗?为什么?
【解析】
根据功的原理,不可能存在既省力又省距离的机械。
理解:① 省力的机械,一定费距离(比如撬棍省了力,但是手要移动很长的距离才能把石头撬起来一点);
② 省距离的机械,一定费力气(比如镊子省了距离,但是要费更大的力才能夹起东西);
③ 没有机械能同时满足省力+省距离,所以这句话不对
【答案】
答:不对,根据功的原理,不存在既省力又省距离的机械
下篇预告

杠杆五要素与力臂作图

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