人教版八年级物理下册知识清单：第十二章 简单机械

第十二章简单机械（知识清单）

思维导图

伍心.妇一根在力的作用下可烧面定点行动的建♦叫做杠杆,杠杆可以是任意形，的变梅.

支点（。）：U杆姚・就设的对定点

动力（F1）:使杠杆转动的力

-{HfffiWK}-电力（6）：电叫工H转动的力

动力■＜/i）：支点到动力作用翔重直距局

电力VT（匕）:支点到用力作序物聚直距高

当我红“（不施力不■拓网）

・力H肝（修力费距高）

♦I杆不*功（使用任何机K都不会借功

网力杠杆（缙力*距离）

tIC±2W；.日

:FftfiB.平平位・平瓯

目的：①g于2援读力臂;谓除杠杆白■对实追的影响.

h0节方法：踏前调平尚a（左的调、右修左调）：挂恸蚯不拆凋蟾用,移动为用/世计任平

多次实验改变快码0・.0・或拉力方向，避免结论偶然性.

q动力动力胃;地力阑力胃（F[i]・B“）]

可以改变方向,也不畿力

；2；«e；

砂湾些磔飨••_______

啦箕图助胃的两倍的H开.也是*力衽杆不耽变方向,色二分之TWJ.

■动滑轮

G1/n（G♦。徜）（不计摩擦及悔■）

**®自由11族初任理寓s=M

以红H平面条件为理论*,用身边材H射作管曷杆杆，理解传优称・工H的松g理.

电梅：科杆(Wffl).WE.ffa,ttffi(支点)

简单机械

使用低海放讦俄一移动科蛇至水平聆止一流题度网05・

■（杆样“ttU知松心公式：R"KL平离）

制昨简易杆坪

Hs)阻力栩体■力；用力道支点聊坐距・《囿定）

动力轩定・力;动力道：支点当杆加电离回也

q»»作关।•要点

制度眄定

内自：使用任何机械都不小力

，功的[如耳理单：使用机械做的功士直接用手做的功.只E力/小距高/改变力的方向.不爰告O.

有用功（环”）:为完戌目的。须做的功.H»=G/|（黑升物体）.

上三加切卜断功（W.）：心阚例1但不闻不俗的功（克修机瘫自■.摩擦）

且功（卬比）：动力做的功.W&=+%■.

定义：宵用功与图功的比〜

卜机展依率卜公式："=砂，/卬6

特点：。＜1（无100%.无＞100%）,无单位.玳用百分0表示.

机械效率am：0・G.上升uh、控力E3网距寓a

Sig:/y«(W^100%.

■｛漕轮组机发效海女越卜

影第因索

与物体上升高度无关.

涮溷：肥（W田a（研

削B：fGNFI

II杆：肥（WA

第1节杠杆

一、杠杆的定义与模型

（1）功的定义：

在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠阡。

（2）关键特征：

硬棒（不考虑形变，理想模型）、能绕固定点转动。

（3）本质：简单机械，用于改变力的大小、方向或作用距离。

二、杠杆五要素（必记）

名称符号定义关键点

支点。杠杆绕着转动的固定点唯一固定点

动力Fi使杠杆转动的力让杠杆转起来

阻力F2阻碍杠杆转动的力阻止杠杆转动

动力臂Zi支点到动力作用线的垂直距离不是支点到作用点的连线

阻力臂/2支点到阻力作用线的垂直距离需延长力的作用线再作垂线

易错警示•务必牢记：力臂是“支点”到“力的作用线”的垂直距离，不是支

点到力的作用点的距离。

三、杠杆示意图作图步骤

①确定支点：找出杠杆绕着转动的固定点0;

②画力的作用线：画出动力Q和阻力B的示意图；

③画力臂：从支点。向力的作用线作垂线，用两端带有箭头的直线表示力臂，并

用符号/I和/2分别标注动力臂和阻力臂。

四、杠杆的平衡条件

（1）平衡状态：

当杠杆处于静止状态,或绕支点进行匀速转动时,我们认为杠杆达到了平衡状

态。

（2）实验：杠杆的平衡条件

【实验思路】

利用控制变量法探究杠杆平衡条件

①固定一侧变量：保持杠杆左侧的阻力（6）和阻力臂（/2）不变，改变右侧动力

（为）和动力臂（①，观察杠杆平衡状态。/'/

②反向固定变量：保持杠杆右侧的动力（Fi）：/「|匕‘‘

和动力臂（八）不变，改变左侧的阻力（硝和阻虫

力臂（/2）,再观察平衡状态。'

③综合分析：通过多次实验收集数据，推导动,_______.

力、

动力臂、阻力、阻力臂四个物理量之间的数学关系（杠杆平衡条件）。

【实验过程】

①调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态。

②给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置.，使杠杆重新在水平位置

平衡。

将所测的动力B、阻力正2、动力臂/1、阻力臂/2的数据填入表格中。

③保持阻力乃和阻力臂，2不变，改变动力四，相应调节动力臂人的大小，再

做几次实验，把数值填入表格。

④保持动力为和动力臂人不变，改变阻力尸2,相应调节阻力臂〃的大小，再

做几次实验，把数值填入表格。

【实验数据】

实验动力动力臂阻力阻力臂动力X动力臂阻力X阻力臂

次数Fj/NZj/cmF2/N/2/cmFj/j/N,cmFj^/Necm

134431212

262431212

3422488

4222244

【实验结论】

杠杆平衡时，动力a与动力臂人的乘积笠壬阻力后与阻力臂/2的乘积，即

Fi/i=Fili.

【交流与讨论】

1.调节平衡螺母，使杠杆水平平衡，这样做的目的是？

①使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响；

②便于直接读出力臂。

2.在实验前和实验过程中，该如何要调节杠杆在水平位置平衡？

根据“左偏右调，右偏左调”原则，在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠

杆水平平衡。挂钩码后，不能再调节平衡螺母。

(3)杠杆的平衡条件

要使杠杆平衡，需满足以下条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂，即为，尸尸2,2

五、生活中的杠杆

(1)杠杆的分类与应用

力的关

类型力臂关系特点实例

系

撬棒、羊角锤、

省力杠杆/1>/2F]<Fi省力、费距离

钢丝钳、瓶起子

钓鱼竿、筷子、

费力杠杆/i<hFi>Fz费力、省距离

锻子、理发剪刀

不省力不费力、

等臂杠杆/i=bFi=Fi天平、定滑轮

不省距离不费距离

(2)特殊杠杆：同侧力杠杆

①特点：动力、阻力在支点同侧，两力方向必须相反才能平衡。

②平衡条件：仍满足fill四。

第2节制作简易杆秤

一、核心主题

以杠杆平衡条件为理论基础,用身边材料制作简易杆秤，理解传统称量工具的

物理原理。

二、杆秤基础认知

(1)结构：秤杆(带秤星)、秤泥、秤盘、提纽(支点)。

(2)使用：物体放秤盘一移动秤坨至水平静止一读刻度得质量。

(3)原理:

①核心公式：FILI=F2L?（杠杆平衡）

②阻力：物体重力；阻力臂：支点到秤盘距离（固定）

③动力：秤坨重力；动力臂：支点到秤坨距离（可调）

三、制作关键要点

（1）材料选择：

•秤杆：筷子（坚硬、均匀、易刻线）

•秤盘：纸杯/小盆（轻便、易悬挂）

•其他：20g钩码（秤蛇）、100g祛码（标定量程）、细线、刻度尺、记号

笔

（2）位置确定：

•秤盘：固定在秤杆最前端；

•提纽：靠近秤盘，在秤盘与定盘星之间，反复微调确定支点。

（3）刻度标定：

•定盘星（0刻度）：空载时秤泥让秤杆平衡的位置；

•最大刻度；挂100g祛码，标记秤泥平衡位置；

•分度：0~l（）（）g间均匀分刻度，保证测量准确。

四、拓展与误差分析

①双提纽：远离秤盘的提纽测量范围更大（动力臂更长，可称更重物体）；

②0刻度作用：平衡秤杆自重与秤盘重量；

③秤盘质量影响：会改变0刻度线位置；

④秤蛇粘泥：秤坨变重一动力臂变短一测量值健七

⑤刻度要求：必须均匀分布，保证精度。

四、拓展与误差分析

项目分析f材料准备一确定支点f标定0刻度T均分刻度f制作完成f展示

交流。

第3节滑轮

一、定滑轮和动滑轮

（1）定滑轮

①定义：轴固定不动的滑轮。

②力学实质；等臂杠杆o

③主要特点：不省力、不省距离，能改变力的方向。

④公式：F=G,s=ho

（2）动滑轮

①定义：轴随物体一起运动的滑轮。

②力学实质：动力臂是阻力臂之径的省力杠杆。

③主要特点：省一半力、不能改变力的方向、费距离,

④公式：F=G/2（不计动滑轮重、绳重、摩擦），

s=2ho

⑤实际拉力：F=（G+GJ2（考虑动滑轮自重）

三、滑轮组

（1）定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。

（2）特点：既能省力，乂能改变力的方向,一定费距离。

（3）核心公式：

①拉力关系（考虑绳重和动滑轮重及摩擦）：AG总/〃（G总=6秒+G动）

②距离关系：s=Mz（s：绳端移动距//?：物体移动距）

（4）滑轮组的组装技巧：

①确定绕绳的有效段数

②绕绳方式的判断（奇动偶定）

•〃：承担物重的绳子有效段数（直接数动滑轮上绳子段）。

•〃为奇数：绳起点同定在动滑轮

•〃为偶数：绳起点同定在定滑轮。

四、其他简单机械

(1)斜面

①定义：倾斜的平面，属于典型的省力机械,广泛应用于工程建设。

②特点：省力、费距离；斜面越长越平缓越省力。

③公式(不计摩擦)：Fl=GhfF=Gh/lo

④实例：盘山公路、螺丝钉、楼梯、坡道。

(2)轮轴

①实质：由轮和轴组成，能绕共同轴线连续旋转的杠杆。动力作用在轮上时省

力。

④实例：方向盘、门把手、螺丝刀、水龙头。

第4节机械效率

一、功的原理

(1)内容：使用任何丸械都不省功。

(2)理解：使用机械做的功2直接用手做的功，只能省力/省距离/改变力

的方向，不能省功。

一、有用功和额外功

(D有用功：为完成目的必须做的功叫作有迪勃，用W制表示。

例如：提升物体时对物体做的功，w.=Gh(提升物体)。

(2)额外功：对我们无用但不得不做的功叫作额外功,用W频外表示。(特

点：不可避免。)

例如：克服机械自重、克服摩擦所做的功。

(3)总功：动力对机械做的所有功叫作总功，用W息表示。是有用功与额外功

的总和，即Wa=W有用+W额夕卜

(4)注意:

对大量机械分析发现，使用机械时，额外功不可能为()。大量实验表明：W

QW行用，使用任何机械都不能省功。

二、机械效率

(1)定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。

(2)计算公式：□=3义700%

口总

(3)特点：有用功总是小于总功,所以机械效率总是小于L机械效率通常用

百分数表示。

三、滑轮组机械效率实验

(1)实验：测量滑轮组的机械效率

【实验思路】

①测量滑轮组的机械效率，需要测量滑轮组T作时的有用功和总功c然后求出

二者的比值。

②需要测量的物理量：钩码重Ga钩码上升高度力、拉力尺绳自由端移动距

离S0

【实验器材】

钩码、刻度尺、弹簧测力计、滑轮、细线、粘钩。

【实验过程】

①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G,并填入下

表。7171

②按照实验图安装滑轮组，分别记下钩码和绳端/

(弹簧测力计挂钩底部)的位置。F一

/八

③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力”

HA(5)

的数值，用刻度尺测出钩码提升的高度h和绳端移k》.......；；

动的距离s,将这三个量填入下表。工一g物.........［二〉

④算出有用功W有用、总功W总、机械效率〃，并填入下表。改变钩码数量，重

复上面的实验。

钩码所受提升高有用功绳端移动

序号拉力厂/N总功序总/J机械效率，7

的重力G/N度〃/mW智J的距离s/m

10.440.10.0440.20.30.0673.3%

21.000.10.10.380.30.11487.7%

31.480.10.1480.540.30.16291.4%

【实验结论】

省力的滑轮组，机械效率不一定高。

（2）实验：影响滑轮组机械效率的因素

【实验猜想】

机械效率〃与钩码重G、动滑轮重G动、钩码上升高度氏等因素有关。

【实验方法】控制变量法

【实验过程】

①根据控制变量法，保持滑轮组和物重不变，改变物体上升高度，探究滑轮组

机械效率与物体上