人教版八年級物理下冊知識清單：第十二章 簡單機械

第十二章簡單機械（知識清單）

思維導圖

伍心.婦一根在力的作用下可燒面定點行動的建?叫做杠桿,杠桿可以是任意形，的變梅.

支點（。）：U桿姚?就設的對定點

動力（F1）:使杠桿轉動的力

-{HfffiWK}-電力（6）：電叫工H轉動的力

動力■＜/i）：支點到動力作用翔重直距局

電力VT（匕）:支點到用力作序物聚直距高

當我紅“（不施力不■拓網）

?力H肝（修力費距高）

?I桿不*功（使用任何機K都不會借功

網力杠桿（縉力*距離）

tIC±2W；.日

:FftfiB.平平位?平甌

目的：①g于2援讀力臂;謂除杠桿白■對實追的影響.

h0節方法：踏前調平尚a（左的調、右修左調）：掛慟蚯不拆凋蟾用,移動為用/世計任平

多次實驗改變快碼0?.0?或拉力方向，避免結論偶然性.

q動力動力胃;地力闌力胃（F[i]?B“）]

可以改變方向,也不畿力

；2；?e；

砂灣些磔饗??_______

啦箕圖助胃的兩倍的H開.也是*力衽桿不耽變方向,色二分之TWJ.

■動滑輪

G1/n（G?。徜）（不計摩擦及悔■）

**?自由11族初任理寓s=M

以紅H平面條件為理論*,用身邊材H射作管曷桿桿，理解傳優稱?工H的松g理.

電梅：科桿(Wffl).WE.ffa,ttffi(支點)

簡單機械

使用低海放訐俄一移動科蛇至水平聆止一流題度網05?

■（桿樣“ttU知松心公式：R"KL平離）

制昨簡易桿坪

Hs)阻力栩體■力；用力道支點聊坐距?《囿定）

動力軒定?力;動力道：支點當桿加電離回也

q??作關??要點

制度眄定

內自：使用任何機械都不小力

，功的[如耳理單：使用機械做的功士直接用手做的功.只E力/小距高/改變力的方向.不爰告O.

有用功（環”）:為完戌目的。須做的功.H?=G/|（黑升物體）.

上三加切卜斷功（W.）：心闞例1但不聞不俗的功（克修機癱自■.摩擦）

且功（卬比）：動力做的功.W&=+%■.

定義：宵用功與圖功的比?

卜機展依率卜公式："=砂，/卬6

特點：。＜1（無100%.無＞100%）,無單位.玳用百分0表示.

機械效率am：0?G.上升uh、控力E3網距寓a

Sig:/y?(W^100%.

■｛漕輪組機發效海女越卜

影第因索

與物體上升高度無關.

涮溷：肥（W田a（研

削B：fGNFI

II桿：肥（WA

第1節杠桿

一、杠桿的定義與模型

（1）功的定義：

在力的作用下，能繞固定點轉動的硬棒，叫做杠阡。

（2）關鍵特征：

硬棒（不考慮形變，理想模型）、能繞固定點轉動。

（3）本質：簡單機械，用于改變力的大小、方向或作用距離。

二、杠桿五要素（必記）

名稱符號定義關鍵點

支點。杠桿繞著轉動的固定點唯一固定點

動力Fi使杠桿轉動的力讓杠桿轉起來

阻力F2阻礙杠桿轉動的力阻止杠桿轉動

動力臂Zi支點到動力作用線的垂直距離不是支點到作用點的連線

阻力臂/2支點到阻力作用線的垂直距離需延長力的作用線再作垂線

易錯警示?務必牢記：力臂是“支點”到“力的作用線”的垂直距離，不是支

點到力的作用點的距離。

三、杠桿示意圖作圖步驟

①確定支點：找出杠桿繞著轉動的固定點0;

②畫力的作用線：畫出動力Q和阻力B的示意圖；

③畫力臂：從支點。向力的作用線作垂線，用兩端帶有箭頭的直線表示力臂，并

用符號/I和/2分別標注動力臂和阻力臂。

四、杠桿的平衡條件

（1）平衡狀態：

當杠桿處于靜止狀態,或繞支點進行勻速轉動時,我們認為杠桿達到了平衡狀

態。

（2）實驗：杠桿的平衡條件

【實驗思路】

利用控制變量法探究杠桿平衡條件

①固定一側變量：保持杠桿左側的阻力（6）和阻力臂（/2）不變，改變右側動力

（為）和動力臂（①，觀察杠桿平衡狀態。/'/

②反向固定變量：保持杠桿右側的動力（Fi）：/「|匕‘‘

和動力臂（八）不變，改變左側的阻力（硝和阻蟲

力臂（/2）,再觀察平衡狀態。'

③綜合分析：通過多次實驗收集數據，推導動,_______.

力、

動力臂、阻力、阻力臂四個物理量之間的數學關系（杠桿平衡條件）。

【實驗過程】

①調節杠桿兩端的螺母，使杠桿保持水平并靜止，達到平衡狀態。

②給杠桿兩側掛上不同數量的鉤碼，移動鉤碼的位置.，使杠桿重新在水平位置

平衡。

將所測的動力B、阻力正2、動力臂/1、阻力臂/2的數據填入表格中。

③保持阻力乃和阻力臂，2不變，改變動力四，相應調節動力臂人的大小，再

做幾次實驗，把數值填入表格。

④保持動力為和動力臂人不變，改變阻力尸2,相應調節阻力臂〃的大小，再

做幾次實驗，把數值填入表格。

【實驗數據】

實驗動力動力臂阻力阻力臂動力X動力臂阻力X阻力臂

次數Fj/NZj/cmF2/N/2/cmFj/j/N,cmFj^/Necm

134431212

262431212

3422488

4222244

【實驗結論】

杠桿平衡時，動力a與動力臂人的乘積笠壬阻力后與阻力臂/2的乘積，即

Fi/i=Fili.

【交流與討論】

1.調節平衡螺母，使杠桿水平平衡，這樣做的目的是？

①使杠桿的重心在支點，以消除杠桿自身重力對實驗的影響；

②便于直接讀出力臂。

2.在實驗前和實驗過程中，該如何要調節杠桿在水平位置平衡？

根據“左偏右調，右偏左調”原則，在實驗前要調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠

桿水平平衡。掛鉤碼后，不能再調節平衡螺母。

(3)杠桿的平衡條件

要使杠桿平衡，需滿足以下條件：動力X動力臂=阻力X阻力臂，即為，尸尸2,2

五、生活中的杠桿

(1)杠桿的分類與應用

力的關

類型力臂關系特點實例

系

撬棒、羊角錘、

省力杠桿/1>/2F]<Fi省力、費距離

鋼絲鉗、瓶起子

釣魚竿、筷子、

費力杠桿/i<hFi>Fz費力、省距離

鍛子、理發剪刀

不省力不費力、

等臂杠桿/i=bFi=Fi天平、定滑輪

不省距離不費距離

(2)特殊杠桿：同側力杠桿

①特點：動力、阻力在支點同側，兩力方向必須相反才能平衡。

②平衡條件：仍滿足fill四。

第2節制作簡易桿秤

一、核心主題

以杠桿平衡條件為理論基礎,用身邊材料制作簡易桿秤，理解傳統稱量工具的

物理原理。

二、桿秤基礎認知

(1)結構：秤桿(帶秤星)、秤泥、秤盤、提紐(支點)。

(2)使用：物體放秤盤一移動秤坨至水平靜止一讀刻度得質量。

(3)原理:

①核心公式：FILI=F2L?（杠桿平衡）

②阻力：物體重力；阻力臂：支點到秤盤距離（固定）

③動力：秤坨重力；動力臂：支點到秤坨距離（可調）

三、制作關鍵要點

（1）材料選擇：

?秤桿：筷子（堅硬、均勻、易刻線）

?秤盤：紙杯/小盆（輕便、易懸掛）

?其他：20g鉤碼（秤蛇）、100g祛碼（標定量程）、細線、刻度尺、記號

筆

（2）位置確定：

?秤盤：固定在秤桿最前端；

?提紐：靠近秤盤，在秤盤與定盤星之間，反復微調確定支點。

（3）刻度標定：

?定盤星（0刻度）：空載時秤泥讓秤桿平衡的位置；

?最大刻度；掛100g祛碼，標記秤泥平衡位置；

?分度：0~l（）（）g間均勻分刻度，保證測量準確。

四、拓展與誤差分析

①雙提紐：遠離秤盤的提紐測量范圍更大（動力臂更長，可稱更重物體）；

②0刻度作用：平衡秤桿自重與秤盤重量；

③秤盤質量影響：會改變0刻度線位置；

④秤蛇粘泥：秤坨變重一動力臂變短一測量值健七

⑤刻度要求：必須均勻分布，保證精度。

四、拓展與誤差分析

項目分析f材料準備一確定支點f標定0刻度T均分刻度f制作完成f展示

交流。

第3節滑輪

一、定滑輪和動滑輪

（1）定滑輪

①定義：軸固定不動的滑輪。

②力學實質；等臂杠桿o

③主要特點：不省力、不省距離，能改變力的方向。

④公式：F=G,s=ho

（2）動滑輪

①定義：軸隨物體一起運動的滑輪。

②力學實質：動力臂是阻力臂之徑的省力杠桿。

③主要特點：省一半力、不能改變力的方向、費距離,

④公式：F=G/2（不計動滑輪重、繩重、摩擦），

s=2ho

⑤實際拉力：F=（G+GJ2（考慮動滑輪自重）

三、滑輪組

（1）定義：把定滑輪和動滑輪組合在一起，就構成了滑輪組。

（2）特點：既能省力，乂能改變力的方向,一定費距離。

（3）核心公式：

①拉力關系（考慮繩重和動滑輪重及摩擦）：AG總/〃（G總=6秒+G動）

②距離關系：s=Mz（s：繩端移動距//?：物體移動距）

（4）滑輪組的組裝技巧：

①確定繞繩的有效段數

②繞繩方式的判斷（奇動偶定）

?〃：承擔物重的繩子有效段數（直接數動滑輪上繩子段）。

?〃為奇數：繩起點同定在動滑輪

?〃為偶數：繩起點同定在定滑輪。

四、其他簡單機械

(1)斜面

①定義：傾斜的平面，屬于典型的省力機械,廣泛應用于工程建設。

②特點：省力、費距離；斜面越長越平緩越省力。

③公式(不計摩擦)：Fl=GhfF=Gh/lo

④實例：盤山公路、螺絲釘、樓梯、坡道。

(2)輪軸

①實質：由輪和軸組成，能繞共同軸線連續旋轉的杠桿。動力作用在輪上時省

力。

④實例：方向盤、門把手、螺絲刀、水龍頭。

第4節機械效率

一、功的原理

(1)內容：使用任何丸械都不省功。

(2)理解：使用機械做的功2直接用手做的功，只能省力/省距離/改變力

的方向，不能省功。

一、有用功和額外功

(D有用功：為完成目的必須做的功叫作有迪勃，用W制表示。

例如：提升物體時對物體做的功，w.=Gh(提升物體)。

(2)額外功：對我們無用但不得不做的功叫作額外功,用W頻外表示。(特

點：不可避免。)

例如：克服機械自重、克服摩擦所做的功。

(3)總功：動力對機械做的所有功叫作總功，用W息表示。是有用功與額外功

的總和，即Wa=W有用+W額夕卜

(4)注意:

對大量機械分析發現，使用機械時，額外功不可能為()。大量實驗表明：W

QW行用，使用任何機械都不能省功。

二、機械效率

(1)定義：物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率。

(2)計算公式：□=3義700%

口總

(3)特點：有用功總是小于總功,所以機械效率總是小于L機械效率通常用

百分數表示。

三、滑輪組機械效率實驗

(1)實驗：測量滑輪組的機械效率

【實驗思路】

①測量滑輪組的機械效率，需要測量滑輪組T作時的有用功和總功c然后求出

二者的比值。

②需要測量的物理量：鉤碼重Ga鉤碼上升高度力、拉力尺繩自由端移動距

離S0

【實驗器材】

鉤碼、刻度尺、彈簧測力計、滑輪、細線、粘鉤。

【實驗過程】

①用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G,并填入下

表。7171

②按照實驗圖安裝滑輪組，分別記下鉤碼和繩端/

(彈簧測力計掛鉤底部)的位置。F一

/八

③緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出拉力”

HA(5)

的數值，用刻度尺測出鉤碼提升的高度h和繩端移k》.......；；

動的距離s,將這三個量填入下表。工一g物.........［二〉

④算出有用功W有用、總功W總、機械效率〃，并填入下表。改變鉤碼數量，重

復上面的實驗。

鉤碼所受提升高有用功繩端移動

序號拉力廠/N總功序總/J機械效率，7

的重力G/N度〃/mW智J的距離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%

【實驗結論】

省力的滑輪組，機械效率不一定高。

（2）實驗：影響滑輪組機械效率的因素

【實驗猜想】

機械效率〃與鉤碼重G、動滑輪重G動、鉤碼上升高度氏等因素有關。

【實驗方法】控制變量法

【實驗過程】

①根據控制變量法，保持滑輪組和物重不變，改變物體上升高度，探究滑輪組

機械效率與物體上