人教版初中物理第十二章《简单机械》知识点大全.doc

八年级物理下册·第十二章《简单机械》知识点大全
知识点1：杠杆
1.概念：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆。
2.五要素：一点（支点）、二力（动力、阻力）、两力臂（动力臂、阻力臂）。
（1）支点，杠杆绕着转动的点，用“O”表示；
（2）动力是使杠杆转动的力，一般用“F1”表示；
（3）阻力是阻碍杠杆转动的力，一般用“F2”表示；
（4）动力臂即支点到动力作用线的距离，一般用“L1”表示；
（5）阻力臂即支点到阻力作用线的距离，一般用“L2”表示。
补充：
（1）动力和阻力的作用点都在杠杆上。
（2）力臂的画法：作用点到力作垂线，用带双箭头的实线表示。
知识点2：杠杆平衡
1.概念：杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡。
4.杠杆平衡的条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；
公式表达为： F1L1＝F2L2。
知识点3：杠杆的分类
1.省力杠杆：其特点是L1＞L2，F1＜F2，省力但费距离。举例：起瓶器、撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等
2.费力杠杆：其特点是L1<L2，F1＞F2，费力但省距离。距离：人的前臂、镊子、筷子、火钳、理发剪刀、钓鱼杆、船桨等。
3.等臂杠杆：其特点是L1＝L2，F1＝F2，不省力也不省距离，能改变力的方向。举例：天平、杆秤、案秤等。
（通俗的讲：省事的大多是费力的，比如吃饭的筷子，火钳等；省气的大多是省力杠杆，比如钢丝钳等。）
4.判断是省力杠杆或者费力杠杆的方法：
（1）比较力臂长短。（2）比较力的大小。（3）比较距离的长短。
知识点4：定滑轮
（常见的简单机械有：杠杆、滑轮、轮轴、斜面等。滑轮是变形的杠杆）
1.概念：使用时轮轴固定不变的滑轮叫定滑轮。
2.实质：等臂杠杆。
3.特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
4.对理想的定滑轮:若不计轮轴间摩擦，则拉力F=G物。绳子自由端移动距离SF（或速度vF）等于重物移动的距离SG（或速度vG）
知识点5：动滑轮
1.概念：使用时滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮。（可上下移动，也可左右移动）
2.实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
3.特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
4.理想的动滑轮：若不计轴间摩擦和动滑轮重力，则拉力F=1/2G物；若只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/2（G物 + G动）。
绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离SG（或vG）
知识点6：滑轮组
1.概念：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
2.特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。
3.理想的滑轮组：若不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/n G物；只忽略轮轴间的摩擦，
则拉力F=1/n（G物 + G动）。绳子自由端移动距离SF（或vF）＝n倍的重物移动的距离SG（或vG）。
4.组装滑轮组方法：首先根据公式n=（G物 + G动）/ F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则,结合题目的具体要求组装滑轮。
知识点7：轮轴和斜面（其他简单机械）
1.轮轴：由轮和轴组成，能绕共同轴线轮与轴的简单机械叫做轮轴，半径较大者是轮，半径较小的是轴；
特点：当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆；动力作用在轴上则轮轴为费力杠杆。举例：门把手、汽车方向盘、扳手等。
2.斜面：斜面是一种简单机械，可用于克服垂直提升重物之困难。
特点：省力但是费距离。距离比和力比都取决于倾角：斜面与平面的倾角越小，斜面较长，则省力越大，但费距离；斜面与平面的倾角越大，斜面较短，则省力越小，但省距离。
举例：盘山公路、搬运滚筒、斜面传送带等。
补充：在不计算任何阻力时，斜面的机械效率为100%，如果摩擦力很小，则可达到很高的效率。即用F1表示力，s表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。不计无用阻力时，根据功的原理，可得：F1s=Gh。
知识点8：有用功、额外功和总功
1.有用功：
(1)概念：达到一定目的必须做的对人们有用的功叫做有用功,用W有用表示。
(2)公式：W有用＝Gh（提升重物）＝W总－W额=ηW总
斜面：W有用＝Gh
2.额外功：
(1)定义：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功, 用W额表示。
(2)公式：W额＝W总－W有用＝G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）
斜面：W额＝fL
3.总功：
(1)概念：有用功与额外功的和叫做总功。
(2)公式：W总＝W有用＋W额＝FS＝W有用/η=P总t
斜面：W总＝fL+Gh＝FL
知识点9：机械效率
1.概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率。
2.公式：η= W有用/ W总
斜面：η=W有用/W总=Gh/FL (G为物重，h为斜面竖直高度，F为拉力大小，L为斜面长度。)
定滑轮：η=W有用/W总=Gh/FS= Gh/Fh=G/F
动滑轮：η=W有用/W总=Gh/FS= Gh/F2h=G/2F
滑轮组：η=W有用/W总=Gh/FS= Gh/Fnh=G/nF
3.补充：
（1）机械效率是个无量纲的单位。
（2）有用功总小于总功，所以机械效率总小于1；机械效率通常用百分数表示。举例：某滑轮机械效率为60%，表示有用功占总功的60%。
（3）大量实验表明，使用机械时，人们所做功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。这个结论叫做功的原理。
（4）例题：使用任何机械都不能省功，为什么人们还要使用机械呢？
答：虽然使用机械不能省功，但使用机械有许多好处：
a.使用机械可以改变动力的大小、方向和动力作用点移动的距离；
b.使用机械可以改变做功的快慢；
c.使用机械还可以比较方便地完成人们不便直接完成的工作．
4.提高机械效率的方法：
(1)若有用功不变，可以通过减小额外功，(减少机械自重，减少机械的摩擦)来增大机械效率。举例：用轻便的塑料桶打水。
(2)若额外功不变，可以通过增大有用功来提高机械效率。举例：在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高，就是这个道理。
(3)在增大有用功的同时，减小额外功。
知识点10：机械效率的测量
1.原理：η=W有用/W总=Gh/FS
2.应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。
3.器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
4.步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。
5.结论：
影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
（1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
（2）提升重物越重，做的有用功相对就越多。
（3）摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就越多。
（4）绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。（因为重物上升的高度和绳子移动的距离的比值是固定的）
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