第4章 机械和功 知识梳理-2023-2024学年八年级物理第二学期期中期末挑战满分训练（上海沪教版）

第4章 机械和功 知识梳理 一、杠杆 1.定义: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、二力、两力臂. (1)“一点”即支点,杠杆绕着转动的点,用“O”表示. (2)“二力”即动力和阻力,它们的作用点都在杠杆上.动力是使杠杆转动的力,一般用“F1”表示,阻力是阻碍杠杆转动的力,一般用“F2”表示. (3)“两力臂”即动力臂和阻力臂,动力臂即支点到动力作用线的距离,一般用“l1”表示,阻力臂即支点到阻力作用线的距离,一般用“l2”表示. 3.杠杆的平衡(杠杆在动力和阻力作用下静止不动或匀速转动叫杠杆平衡) 条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂;公式:F1l1=F2l2. 4.杠杆的应用 (1)省力杠杆:l1>l2,F1<F2(省力费距离,如撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀). (2)费力杠杆:l1<l2,F1>F2(费力省距离,如人的前臂、理发剪刀、钓鱼竿). (3)等臂杠杆:l1=l2,F1=F2(不省力、不省距离,能改变力的方向.等臂杠杆的具体应用:天平.许多称质量的秤,如杆秤、案秤,都是根据杠杆原理制成的). 二、滑轮 1.滑轮是变形的杠杆. 2.定滑轮 (1)定义:中间的轴固定不动的滑轮. (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(不计轮轴间摩擦)F=G物.绳子自由端移动距离sF(或速度vF)=重物移动的距离sG(或速度vG) 3.动滑轮 (1)定义:和重物一起移动的滑轮.(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(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则F=G物.只忽略轮轴间的摩擦则,拉力F=(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). 4. 斜面也是一种简单机械，使用斜面能够省力；同一高度时，斜面越长越省力。 三、功 1.功的初步概念:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力做了功. 2.功包含的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在这个力的方向上移动的距离. 3.功的计算:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积(功=力×力的方向上的距离). 4.功的计算公式:W=Fs用F表示力,单位是牛(N),用s表示距离,单位是米(m),功的符号是W,单位是牛·米,它有一个专门的名称叫焦耳,焦耳的符号是J,1 J=1 N·m. 5.在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时,计算公式可以写成W=Gh;在克服摩擦做功时,计算公式可以写成W=fs. 6.功的原理:使用机械时,人们所做的功,都不会少于不用机械时(而直接用手)所做的功,也就是说使用任何机械都不省功. 7.当不考虑摩擦、机械自身重力等因素时,人们利用机械所做的功(Fs)等于直接用手所做的功(Gh),这是一种理想情况,也是最简单的情况. 四、功率 1.功率的物理意义:表示物体做功的快慢. 2.功率的定义:单位时间内所做的功. 3.计算公式:P==Fv 其中W代表功,单位是焦(J);t代表时间,单位是秒(s);F代表拉力,单位是牛(s);v代表速度,单位是m/s;P代表功率,单位是瓦特,简称瓦,符号是W. 4.功率的单位是瓦特(简称瓦,符号W)、千瓦(kW)1 W=1 J/s,1 kW=103 W. 五、动能和势能 1.能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。单位：焦耳（J） 2.动能 (1)定义:物体由于运动而具有的能叫做动能. (2)影响动能大小的因素:物体的质量和物体运动的速度.质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大. (3)一切运动的物体都具有动能,静止的物体动能为零,匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降,匀速前进、匀速后退,只要是匀速)动能不变.物体是否具有动能的标志是:是否在运动. 3.势能 (1)势能包括重力势能和弹性势能. (2)重力势能 ①定义:物体由于高度所决定的能,叫做重力势能. ②影响重力势能大小的因素是:物体的质量和被举的高度.质量相同的物体,被举得越高,重力势能越大;被举得高度相同的物体,质量越大,重力势能越大. ③一般认为,水平地面上的物体重力势能为零.位置升高且质量一定的物体(不论匀速升高,还是加速升高,或减速升高,只要是升高)重力势能在增大,位置降低且质量一定的物体(不论匀速降低,还是加速降低,或减速降低,只要是降低)重力势能在减小,高度不变且质量一定的物体重力势能不变. (3)弹性势能 ①定义:物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能. ②影响弹性势能大小的因素