第12章 简单机械 知识梳理 2024-2025学年人教版八年级下册物理

第十二章 简单机械 要点梳理 1．杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：①杠杆可直可曲，形状任意；②有些情况下，可将杠杆转动一下来确定支点。 2．杠杆五要素：①支点：杠杆绕着转动的点；②动力：使杠杆转动的力； ③阻力：阻碍杠杆转动的力；④动力臂：从支点到动力作用线的距离； ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。 3．省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力费距离。实际应用：羊角锤、撬钉子、剪树枝的剪刀、瓶起子、核桃夹等。 4．费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力省距离。实际应用：人的前臂、钓鱼竿、食品夹、筷子、镊子等。 5．等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，不省力不费力，不省距离不费距离。实际应用：天平等。 6．杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。 注意：实验室中探究杠杆平衡条件是杠杆在水平位置平衡，但在实际生活中，水平位置平衡不多，在许多情况下，杠杆受到平衡力作用时倾斜静止，所以杠杆不论处于什么状态下的静止，都可以理解成平衡状态。 7．杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 8．定滑轮：工作时轴固定不动的滑轮；定滑轮相当于等臂杠杆。①定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变。②定滑轮的特点：不省力也不费力，但可以改变作用力方向。③定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂、阻力臂等于滑轮半径，根杠杆平衡条件可以得出定滑轮不省力。 9．动滑轮：工作时轴和物体一起运动的滑轮；动滑轮相当于动力臂为阻力臂两倍的杠杆。①动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动。②动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离。 ③动滑轮的原理：动滑轮实质是个动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆，使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半，使用动滑轮虽然省了力，但动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费距离。 10．滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。若忽略滑轮重，则有拉力为物重的n分之一，其中n为承担物重的绳子的段数。用滑轮组提升物体时，虽然省力，但是费距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍。设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s＝n h（n表示承担物重的绳子的段数）。 11. 轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同轴线旋转的简单机械叫做轮轴，例如汽车方向盘、旋转门把手等。 12. 轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。 13. 轮轴的特点：因为轮半径R大于轴半径r，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2。使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。轮轴的公式：F1R＝F2r。 14. 斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。用F表示 力，l表示斜面长，h表示斜面高，物重为G，不计阻力时，根据功的原理得Fl＝Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离，例如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。 15. 机械效率：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 16. 提高机械效率的方法：有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施；额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力。 17. 机械效率的计算: 用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机械效率，即η＝W有用 / W总。由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因此机械效率总小于1。机械效率是标志机械对物体做功有效程度的物理量，机械效率越高，机械性能越好。机械效率与是否省力、功率大小没有直接关系。 18. 影响滑轮组机械效率的因素: 滑轮结构，如绳重、轮与轴之间的摩擦、 动滑轮自重；被提升物体的重力。 19. 开瓶器与瓶盖接触的前端为支点，瓶盖对开瓶器接触的后端的作用为阻力，手对开瓶器的力为动力，可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；独轮车轮轴处为支点，独轮车的重力为阻力，人对独轮车的力为动力，可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；碗夹的上部分连接处为支点，人对碗夹的力为动力，物体对碗夹的力为阻力，可知动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；切纸刀的固定点为支点，受对切纸刀向下的压力为动力，纸对刀的力为阻力，可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。 20. 定滑轮能改变力的方向，但不省力；动滑轮不能改变力的方向，但能够省力，而且动滑轮上有几股绳，绳上的力就是物重的几分之一。 21. 斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时，斜面越长，则坡度越缓，则越省力。 22. 机械效率的大小比较：机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高；当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高； 当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 23. 根据功的原理：使用任何机械都不省功，即使用机械（如斜面）时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功；盘山公路是生活中的斜面，使用斜面可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力；汽车的功率决定于汽车的发动机，每辆汽车都有自己的输出功率，是一个不变量。 24. 国旗杆上的滑轮为定滑轮，它相当于一个等臂杠杆，所以利用它来升国旗，不能省力，可以改变力的方向。 25. 使用杠杆提升物体时，克服物体重力做的功是有用功。 26. 食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 27. 松动螺丝时，可视为一个杠杆，使用长长的管套时，阻力和阻力臂不变，动力臂变长，所以根据F1L1=F1L1知，会更省力。 28. 用瓶起子打开瓶盖时，是绕着瓶起子最前端的一点旋转的，故该点为支点；由力的作用效果可知，手对瓶起子的力是动力，方向为向上；瓶盖对瓶起子齿部的力为阻力，该力是向下的，则瓶起子相当于一个省力杠杆，手对瓶起子的力小于瓶盖对瓶起子的力。 29. 若不计绳重和摩擦时，克服动滑轮的重力做的功为额外功。 30. 水平使用动滑轮拉动物体，物体没有沿重力方向移动距离，所以重力不做功；克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功，若增加物体的重力，压力增加，物体受到地面的摩擦力增大，则克服物体与地面间摩擦力做的有用功增大，而额外功几乎不变，所以有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率增大。 31. 使用筷子时，动力臂小于阻力臂，所以筷子是费力杠杆；使用动滑轮时，可以省力，但不能改变力的方向；利用同一滑轮组提升重物时，其他条件不变，提升的物体越重，有用功越多，有用功在总功中所占的比例越大，机械效率越高；火箭加速升空过程中，火箭的动能和势能均增加，所以动能没有转化为重力势能。 32. 任何机械设备都会有摩擦产生的无用功，故其机械效率不会达到100%；减小机械内部摩擦可以减小无用功比例，从而提高其效率；提高机械设备的效率可以提高有用功的比例，从而节能减排；用机械设备做功越快，其功率越高，与机械效率无关。 33. 求最小动力的技巧：①动力作用点要选在杠杆上距支点最远处；②连接动力作用点和支点(用实线)；③以动力作用点为垂足，作动力作用点与支点连线的垂线段；④根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反确定动力的方向。 34. 力臂作图规范：①作图必须用直尺，所作线要直；②在作力或力臂时，要画出垂足直角符号；③力臂用实线，并在两端加箭头表示，旁边需标上字母。 35. 滑轮组的绕绳方法：(1)确定承担物重的绳子的段数，在不计动滑轮重、绳重和摩擦时，F=G/n ；n=G/F。(2)确定绳子固定端位置：滑轮组绕绳，遵循“奇动偶定”原则。①当n为奇数时，绳子的起始端应先固定在动滑轮上，然后依次绕过滑轮；②当n为偶数时，绳子的起始端应先固定在定滑轮上，然后依次绕过滑轮。 36. 在画滑轮组绕线时记住口诀：“奇动偶定”，也就是说想要奇数股的绳子就从动滑轮起笔向定滑轮上绕，想要偶数股的绳子就从定滑轮起笔向动滑轮上绕。 37. 探究杠杆平衡条件的实验，应注意以下几点：(1)调节杠杆使其在水平位置平衡，可以使杠杆的重心与支点重合，避免杠杆的重力对平衡产生影响，同时也便于直接从杠杆上测出力臂的大小；(2)调节杠杆使其在水平位置平衡的原则是“左低右调、右低左调”，如杠杆右端下沉，应向左调节平衡螺母；(3)调节平衡后，实验过程中不能再通过调节平衡螺母使杠杆再次平衡；(4)探究时，要改变钩码的数量或改变悬挂钩码的位置进行多次实验，以避免实验数据的偶然性，从而得出具有普遍性的结论。 38. 测量滑轮组的机械效率操作要点: 弹簧测力计竖直向上匀速缓慢拉动。探究机械效率与物重的关系时，用同一滑轮组提起重力不同的重物；探究机械效率与动滑轮重的关系时，用重力不同的动滑轮提起相同的重物。 39. 滑轮组机械效率的影响因素：物体重力、动滑轮的重力（不计摩擦和绳重）。提起的重物越重，动滑轮越轻（动滑轮个数越少），滑轮组的机械效率越高。 40. 测量滑轮组的机械效率注意事项：(1)同一滑轮组的机械效率是变化的；(2)提(拉)起重物时,要使弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子； (3)运用控制变量法分析数据,找出相同的量和不同的量，相同的量在表述结论时作为条件，不同的量在表述结论时作为探究的因素。 第十二章 简单机械 要点梳理 第3页 共4页 ◎ 第4页 共4页 第十二章 简单机械 要点梳理 第十二章 简单机械 要点梳理 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第十二章 简单机械 要点梳理 学科网（北京）股份有限公司 $$第十二章 简单机械 要点梳理 第 1页 共 4页 ◎ 第 2页 共 4页 第十二章 简单机械 要点梳理 第十二章 简单机械 要点梳理 1．杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：①杠 杆可直可曲，形状任意；②有些情况下，可将杠杆转动一下来确定支点。 2．杠杆五要素：①支点：杠杆绕着转动的点；②动力：使杠杆转动的力； ③阻力：阻碍杠杆转动的力；④动力臂：从支点到动力作用线的距离； ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。 3．省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力费距离。实际应用：羊角锤、撬 钉子、剪树枝的剪刀、瓶起子、核桃夹等。 4．费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力省距离。实际应用：人的前臂、 钓鱼竿、食品夹、筷子、镊子等。 5．等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，不省力不费力，不省距离不费距离。 实际应用：天平等。 6．杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。 注意：实验室中探究杠杆平衡条件是杠杆在水平位置平衡，但在实际生 活中，水平位置平衡不多，在许多情况下，杠杆受到平衡力作用时倾斜 静止，所以杠杆不论处于什么状态下的静止，都可以理解成平衡状态。 7．杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 8．定滑轮：工作时轴固定不动的滑轮；定滑轮相当于等臂杠杆。①定滑 轮使用时，滑轮的位置固定不变。②定滑轮的特点：不省力也不费力， 但可以改变作用力方向。③定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆， 动力臂、阻力臂等于滑轮半径，根杠杆平衡条件可以得出定滑轮不省力。 9．动滑轮：工作时轴和物体一起运动的滑轮；动滑轮相当于动力臂为阻 力臂两倍的杠杆。①动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动。②动滑轮的 特点：使用动滑轮能省一半力，费距离。 ③动滑轮的原理：动滑轮实质 是个动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆，使用动滑轮时，钩码由两段绳子 吊着，每段绳子只承担钩码重的一半，使用动滑轮虽然省了力，但动力 移动的距离大于钩码升高的距离，即费距离。 10．滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。使用滑轮 组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。使用滑轮组时，滑 轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。若 忽略滑轮重，则有拉力为物重的n分之一，其中n为承担物重的绳子的段 数。用滑轮组提升物体时，虽然省力，但是费距离，滑轮组有几段绳子 吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍。设物体升 高的距离为 h，则绳子自由端移动的距离为 s＝n h（n表示承担物重的绳 子的段数）。 11. 轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同轴线旋转的简单机械叫做轮轴， 例如汽车方向盘、旋转门把手等。 12. 轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用 在轮上的力是动力 F1，作用在轴上的力是阻力 F2，轮半径OA就是杠杆 的动力臂 l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂 l2。 13. 轮轴的特点：因为轮半径 R大于轴半径 r，即杠杆的动力臂大于阻力 臂，所以作用在轮上的动力 F1总小于作用在轴上的阻力 F2。使用轮轴可 省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通 过的距离。轮轴的公式：F1R＝F2r。 14. 斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。用F表示 力，l 表示斜面长，h表示斜面高，物重为G，不计阻力时，根据功的原 理得 Fl＝Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离，例如 盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。 15. 机械效率：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 16. 提高机械效率的方法：有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻 机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施；额外功一定时，增大有 用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力。 17. 机械效率的计算: 用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机 械效率，即η＝W 有用 / W 总。由于额外功不可避免，有用功只是总功的 一部分，因此机械效率总小于 1。机械效率是标志机械对物体做功有效程 度的物理量，机械效率越高，机械性能越好。机械效率与是否省力、功 率大小没有直接关系。 18. 影响滑轮组机械效率的因素: 滑轮结构，如绳重、轮与轴之间的摩擦、 动滑轮自重；被提升物体的重力。 19. 开瓶器与瓶盖接触的前端为支点，瓶盖对开瓶器接触的后端的作用 为阻力，手对开瓶器的力为动力，可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆； 独轮车轮轴处为支点，独轮车的重力为阻力，人对独轮车的力为动力， 可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；碗夹的上部分连接处为支点，人 对碗夹的力为动力，物体对碗夹的力为阻力，可知动力臂小于阻力臂， 为费力杠杆；切纸刀的固定点为支点，受对切纸刀向下的压力为动力， 纸对刀的力为阻力，可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。 20. 定滑轮能改变力的方向，但不省力；动滑轮不能改变力的方向，但 能够省力，而且动滑轮上有几股绳，绳上的力就是物重的几分之一。 21. 斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时， 斜面越长，则坡度越缓，则越省力。 第十二章 简单机械 要点梳理 第 3页 共 4页 ◎ 第 4页 共 4页 第十二章 简单机械 要点梳理 22. 机械效率的大小比较：机械效率由有用功和总功两个因素共同决定， 不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。 当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越 高；当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效 率就越高； 当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总 功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 23. 根据功的原理：使用任何机械都不省功，即使用机械（如斜面）时， 人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功；盘山公路是生活中的 斜面，使用斜面可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力；汽车的 功率决定于汽车的发动机，每辆汽车都有自己的输出功率，是一个不变量。 24. 国旗杆上的滑轮为定滑轮，它相当于一个等臂杠杆，所以利用它来 升国旗，不能省力，可以改变力的方向。 25. 使用杠杆提升物体时，克服物体重力做的功是有用功。 26. 食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；瓶盖起子 在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；天平在使用过程中， 动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；钳子在使用过程中，动力臂大于阻力 臂，是省力杠杆。 27. 松动螺丝时，可视为一个杠杆，使用长长的管套时，阻力和阻力臂 不变，动力臂变长，所以根据 F1L1=F1L1知，会更省力。 28. 用瓶起子打开瓶盖时，是绕着瓶起子最前端的一点旋转的，故该点 为支点；由力的作用效果可知，手对瓶起子的力是动力，方向为向上； 瓶盖对瓶起子齿部的力为阻力，该力是向下的，则瓶起子相当于一个省 力杠杆，手对瓶起子的力小于瓶盖对瓶起子的力。 29. 若不计绳重和摩擦时，克服动滑轮的重力做的功为额外功。 30. 水平使用动滑轮拉动物体，物体没有沿重力方向移动距离，所以重 力不做功；克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功，若增加物体的 重力，压力增加，物体受到地面的摩擦力增大，则克服物体与地面间摩 擦力做的有用功增大，而额外功几乎不变，所以有用功在总功中所占的 比例增大，滑轮组的机械效率增大。 31. 使用筷子时，动力臂小于阻力臂，所以筷子是费力杠杆；使用动滑 轮时，可以省力，但不能改变力的方向；利用同一滑轮组提升重物时， 其他条件不变，提升的物体越重，有用功越多，有用功在总功中所占的 比例越大，机械效率越高；火箭加速升空过程中，火箭的动能和势能均 增加，所以动能没有转化为重力势能。 32. 任何机械设备都会有摩擦产生的无用功，故其机械效率不会达到 100%；减小机械内部摩擦可以减小无用功比例，从而提高其效率；提高 机械设备的效率可以提高有用功的比例，从而节能减排；用机械设备做 功越快，其功率越高，与机械效率无关。 33. 求最小动力的技巧：①动力作用点要选在杠杆上距支点最远处；② 连接动力作用点和支点(用实线)；③以动力作用点为垂足，作动力作用点 与支点连线的垂线段；④根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反确定动 力的方向。 34. 力臂作图规范：①作图必须用直尺，所作线要直；②在作力或力臂 时，要画出垂足直角符号；③力臂用实线，并在两端加箭头表示，旁边 需标上字母。 35. 滑轮组的绕绳方法：(1)确定承担物重的绳子的段数，在不计动滑轮 重、绳重和摩擦时，F=G/n ；n=G/F。(2)确定绳子固定端位置：滑轮组 绕绳，遵循“奇动偶定”原则。①当n为奇数时，绳子的起始端应先固定 在动滑轮上，然后依次绕过滑轮；②当n为偶数时，绳子的起始端应先固 定在定滑轮上，然后依次绕过滑轮。 36. 在画滑轮组绕线时记住口诀：“奇动偶定”，也就是说想要奇数股 的绳子就从动滑轮起笔向定滑轮上绕，想要偶数股的绳子就从定滑轮起 笔向动滑轮上绕。 37. 探究杠杆平衡条件的实验，应注意以下几点：(1)调节杠杆使其在水 平位置平衡，可以使杠杆的重心与支点重合，避免杠杆的重力对平衡产 生影响，同时也便于直接从杠杆上测出力臂的大小；(2)调节杠杆使其在 水平位置平衡的原则是“左低右调、右低左调”，如杠杆右端下沉，应 向左调节平衡螺母；(3)调节平衡后，实验过程中不能再通过调节平衡螺 母使杠杆再次平衡；(4)探究时，要改变钩码的数量或改变悬挂钩码的位 置进行多次实验，以避免实验数据的偶然性，从而得出具有普遍性的结论。 38. 测量滑轮组的机械效率操作要点: 弹簧测力计竖直向上匀速缓慢拉动。 探究机械效率与物重的关系时，用同一滑轮组提起重力不同的重物；探 究机械效率与动滑轮重的关系时，用重力不同的动滑轮提起相同的重物。 39. 滑轮组机械效率的影响因素：物体重力、动滑轮的重力（不计摩擦 和绳重）。提起的重物越重，动滑轮越轻（动滑轮个数越少），滑轮组 的机械效率越高。 40. 测量滑轮组的机械效率注意事项：(1)同一滑轮组的机械效率是变化 的；(2)提(拉)起重物时,要使弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子； (3)运用控制变量法分析数据,找出相同的量和不同的量，相同的量在表述 结论时作为条件，不同的量在表述结论时作为探究的因素。