第十二章 简单机械 2023-2024学年人教版八年级物理下册

第十二章·简单机械 章节内容结构图 导学一·杠杆 知识点1：杠杆 一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。 杠杆不一定是直棒，只要在力的作用下不容易变形的各种形状的物体都可作为杠杆。 杠杆的五要素 （1）支点：杠杆可以绕其转动的点O。 （2）动力：使杠杆转动的力F1。 人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力。 （3）阻力：阻碍杠杆转动的力F2。 阻碍杠杆按照需要方向转动的力。 （4）动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离l1。 力的作用线：沿力的方向所引的直线。 （5）阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离l2。 力臂的表示方式： 力臂作图的思路： （1）找出支点O。 （2）找出动力/阻力。 （3）画出动力臂/阻力臂；过支点，作出力的作用线的垂线段。 （力臂与力相互垂直，画出垂直符号） 注意： ①动力和阻力的作用点一定在杠杆上（杠杆为受力物体）。 ②明确动力与阻力的大小关系，从而明确力的示意图的长短关系，力的示意图的长短表示力的大小。 知识点2：杠杆平衡的条件 杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力作用下静止时。 实验：探究杠杆的平衡条件 实验步骤： （1）杠杆放置水平桌面上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。（左沉右调，右沉左调） （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。 （3）测量出杠杆平衡时，动力F1、阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2的数值。 （4）改变杠杆两侧钩码的个数，并改变钩码在杠杆上的位置，再次使杠杆达到水平的平衡，再做几次实验。 调节杠杆水平位置平衡的目的是？ ①实验前，避免杠杆自身重力对实验的影响。 ②实验过程中，方便力臂的读取。 杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂 F1l1=F2l2 判断杠杆是否平衡： ①动力与阻力使杠杆转动的方向不同，且满足F1l1=F2l2，则杠杆平衡。 ②动力与阻力使杠杆转动的方向相同，则杠杆不平衡。 若F1l1＞F2l2，则杠杆沿F1的方向转动； 若F1l1＜F2l2，则杠杆沿F2的方向转动。 找最小动力：以支点和动力作用点的连线作的力臂是最长的动力臂，动力最小。 知识点3：生活中的杠杆 杠杆种类 力臂的大小关系 力的大小关系 特点 举例 省力杠杆 l1＞l2 F1＜F2 省力；费距离 钳子、瓶盖起子 羊角锤、撬棒、铡刀 费力杠杆 l1＜l2 F1＞F2 费力；省距离 筷子、镊子 钓鱼竿、船桨 等臂杠杆 l1=l2 F1=F2 不省不费力；不省不费距离 天平、跷跷板 判断杠杆种类： ①在图上画出杠杆的五要素； ②比较动力臂l1和阻力臂l2的大小关系。 导学二·滑轮 知识点1：定滑轮和动滑轮 定滑轮：轴固定不动的滑轮。 动滑轮：轴可以随被吊物体一起运动的滑轮。 实验：研究定滑轮和动滑轮的特点 实验步骤： （1）用弹簧测力计测出钩码所受的重力G。 （2）用定滑轮把钩码匀速提升，读出测力计的示数F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并观察钩码移动的方向和拉力的方向。 （3）用动滑轮把钩码匀速提升，跨过动滑轮的两段绳竖直且平行，读出测力计的示数F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并观察钩码移动的方向和拉力的方向。 　 定滑轮 动滑轮 特点 不省不费力；不省不费距离；改变力的方向 省力；费距离；不改变力的方向 用平衡力的知识分析定滑轮和动滑轮的特点： （1）在忽略摩擦和绳重的情况下，物体匀速上升处于平衡状态，F=G。 （2）在忽略动滑轮重力、绳重及摩擦的情况下， 物体匀速上升处于平衡状态，2F=G，所以F=G。 定滑轮 动滑轮 测力计移动的距离s 与物体上升的高度h s=h s=2h 拉力F与物体的重力G 在忽略动滑轮重力、绳重及摩擦的情况下 F=G F=G 实际中，动滑轮一定省力吗？ 不一定，若动滑轮的重力和摩擦比较大，则使用时有可能会费力。 知识点2：滑轮组 定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。 滑轮组能省力，能改变力的方向，但是费距离。 滑轮组 【n是吊着动滑轮的绳子段数】 绳子自由端移动距离s 与物体上升高度h s=nh 拉力F与物体的重力G 在忽略动滑轮重力、绳重及摩擦的情况下 F=G 忽略动滑轮重力、绳重及摩擦，使用滑轮水平匀速直线拉动物体，绳子自由端移动距离s和物体移动距离s物存在怎样的大小关系？拉力F和物体受到地面的摩擦力f存在怎样的大小关系？ s=s物；F=f s=2s物；F=f 已知吊着动滑轮的绳子段数（n），滑轮组的绕绳方式： “奇动偶定”规律绕绳，若n是奇数，则绳子的固定起始端拴在动滑轮