初中物理知识复习——第四讲：机械和功
【知识梳理】
一、杠杆平衡条件及其应用
1、杠杆平衡的条件
使用杠杆时，如果杠杆静止不动或绕支点匀速转动，那么杠杆就处于平衡状态。
有： ，即
2、杠杆分类
杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。这几类杠杆有如下特征：
�省力杠杆
，省力、费距离。如拔钉子用的羊角锤、铡刀，瓶盖扳子，动滑轮，手推车等。
�费力杠杆
费力、省距离，如钓鱼竿、镊子，筷子，船桨等。
�等臂杠杆
，既不省力也不费力，又不多移动距离，如天平、定滑轮等。
3、杠杆的应用
滑轮一般分为定滑轮和动滑轮。
�定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。使用定滑轮并不能省力，但可以改变用力方向。
�动滑轮：使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。若不计动滑轮自身所受的重力，使用动滑轮可以省一半的力，但这时却不能改变力的方向，向上拉绳才能将重物提起。
二、机械功和机械能
1、功的概念
力作用在物体上，并且使物体在力的方向上通过了一段距离，这个力就对物体做了功，用F表示力的大小，用s表示物体在力的方向上移动的距离，则力F对物体所做的功为：W=Fs
2、做功的两个必要因素
从功的定义可知，做功必须包括两个因素：
�有力作用在物体上；
�物体在力的方向上通过一段距离。
如果物体没有受到力的作用，或者物体受到力的作用，但没有在此力的方向上通过距离，都没有做功。例如，一个物体沿着水平面运动，物体受到的重力和支持力都没有做功，这是因为重力和支持力都在竖直方向上，物体虽然通过了距离，是沿水平方向上的。
如果物体沿力F的相反方向通过一段距离，我们常说物体克服该力做了功。例如，一个物体在竖直方向上移动了一段距离，由于重力的方向是竖直向下的，这时我们说该物体克服重力做了功，功的大小可以用W=Gs计算。
3、物体做功的判断
只有物体受到了力的作用，并且物体沿力的方向运动了一段距离，力才对物体做功。
考虑物体做功问题时，可以按下述三个步骤进行：
�物体是否受到力的作用，不受力的物体无论运动还是静止是不存在做功问题的。
�物体是否运动，不运动的物体也不存在做功问题。
�物体受力的方向和运动的方向，若力与运动方向相互垂直，此力也不会做功
4、机械效率
有用功：利用机械做功时，对人们有用的功，叫做有用功。
额外功：对人们没有用但又不得不做的功，叫额外功。
总功：有用功与额外功的总和叫总功，即 。
机械效率：有用功与总功的比值叫做机械效率，用η表示，即 。
机械效率是一个比值，常用百分数表示，没有单位。在实际使用时，不可避免地要克服阻力做功使得有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
5、功率
功率：单位时间内完成的功，叫功率，它表示物体做功快慢的物理量。功率的国际单位是瓦特（用W表示），常用单位有千瓦（kW）。
如果W表示功，完成这些功的时间为t，则功率：
对于做匀速直线运动的物体，由功的公式得出： (v是物体做匀速直线运动的速度)
6、功率与机械效率的区别
功率、机械效率是两个不同的概念。
对某个机械来讲，功率表示做功的快慢，即机械在单位时间所做的功，功率越大的机械，单位时间完成的功越多。 机械效率表示机械做功的效率，即机械所做的功中，有多大比例的功是有用的。
这两个概念是毫不相干、毫无联系的，功率大的机械，机械效率不一定高；机械效率高的机械，功率也不一定大，千万不可将两个概念混为一谈。
7、机械能与机械能的转化
机械能：动能与势能总称机械能。
（1）势能：一般分为重力势能和弹性势能。
（2）动能：由于物体运动而具有的能，决定动能大小的因素是物体的质量和速度。动能表达式： 。
（3）机械能守恒定律：在一定条件下，动能和势能是可以相互转化的，且机械能守恒。当只有重力或弹力对物体做功时(或者不受其他外力的作用下），物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，机械能的总量保持不变，这个规律叫做机械能守恒定律。
