第十二章 简单机械-知识梳理 2025-2026学年人教版物理八年级下学期

该初中物理第十二章“简单机械”知识清单系统梳理了杠杆、滑轮、轮轴及机械效率核心内容，构建了从“概念定义”到“实验探究”再到“应用分类”的递进式学习支架。 清单通过“重点加粗标注”“实验步骤详解”“应用分类表格”呈现知识体系，如杠杆平衡条件实验强调“多次实验避免偶然性”培养科学探究能力，机械效率公式推导体现科学思维。设计“最小动力作图四步法”“滑轮组‘奇动偶定’组装口诀”等实用工具，帮助学生高效掌握，教师可据此优化教学逻辑。

第十二章 简单机械 【知识点1 杠杆】 1、定义：一根硬棒，在力的作用下绕着固定点转动，这根硬棒叫做杠杆。 判断一个物体是不是杠杆，需要满足三个条件，即硬物体（不一定是棒）、受力（动力和阻力）和转动（绕固定点）。 杠杆可以是直的，也可以是弯的，甚至是任意形状的，只要在力的作用下能绕固定点转动，且是硬物体，都可称为杠杆。 2、杠杆的五要素： ①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 ②动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。力的作用线：通过力的作用点沿力的方向所画的直线 说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 　　 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。 ④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2表示。 3、研究杠杆的平衡条件： (1)①杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。 ②实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的：便于测量力臂。平衡螺母调节原则：左高左调； (2)调节杠杆两端平衡螺母使不挂钩码时，杠杆水平平衡。优点：①便于测量力臂（力臂在杠杆上可以直接读数）；②消除杠杆自重对实验的影响。 (3)左右两端挂不同的钩码的好处：使动力和阻力不相等，避免实验的偶然性。 (4)结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。公式：F1L1=F2L2 变形式: 。 (5)实验中进行多次实验的目的是：使实验结论具有普遍性。 这意味着，作用在杠杆上的两个力（动力和阻力）的大小跟它们的力臂成反比 解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到：①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远（即连接支点和力的作用点作为最长力臂）；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。 4、杠杆的分类及应用： 名称 结构特征 特 点 应用举例 省力杠杆 动力臂大于阻力臂 （L1＞L2，F1< F2） 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀、开瓶的起子、扳手等 费力杠杆 动力臂小于阻力臂 （L1<L2，F1＞ F2） 费力、省距离 缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、 理发剪刀、钓鱼杆、镊子、筷子、船桨 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂 （L1＝L2，F1＝F2） 不省力、不费力 天平，定滑轮 既省力又省距离的杠杆是不存在（选填“存在”“不存在”）的。 5.杠杆作图： (1)画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。 ⑴找支点O； ⑵画力的作用线（虚线）； ⑶画力臂（实线与虚线都行，过支点垂直力的作用线作垂线）； (2)画力：已知力臂画力时 1　 作垂线：过支点用虚线画力臂的垂线； 2　 判方向：虚线与杠杆的交点为力的作用点，根据力的作用效果判断出力的方向； 3　 画力：从力的作用点开始，在虚线上用实线画出带箭头的线段； 4　 标注：画出力的符号F1或F2和直角符号； (2)最小动力问题： 1　 用线段连接支点O和最远的作用点，该线为最长力臂； 2　 在作用点用虚线作出力臂的垂线，在根据题意判断出力的方向后，沿着虚线用实线画出带箭头的线段，即最小动力； 3　 标上力的符号F1或F2和直角符号。 要用最小的力使得杠杆AB在如图甲所示的位置平衡，根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂可知，，因为此时的阻力和阻力臂是固定的，所以只要此时的动力臂最大（即OB：支点到杠杆上最远的点），则动力就最小。如图乙所示，当力的作用点在B点（即在杠杆上离支点最远的点），且力垂直于OB，方向向上时，动力臂最大，动力最小。 【知识点2 杠杆】 滑轮 1、 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：不能省力也不费距离，但能改变力的方向。 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） 2、 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：省力，但要费距离，不能改变力的方向。 ④拉力(忽略绳重及摩擦) 绳子自由端的移动距离 绳子自由端的移动速度： 3、 滑轮组 ①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 ②特点：省力但费距离，可以改变力的方向。 ③拉力(忽略绳重及摩擦) 绳子自由端的移动距离： 绳子自由端的移动速度： 绳子段数的判断：在动滑轮和定滑轮之间划一横线，只数连接在动滑轮上的绳子段数。 ④组装滑轮组方法： 首先根据公式求出绳子的段数。 然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。（即绳头数是奇数时，从动滑轮的中间开始连；绳头数是偶数时，从定滑轮的开始连；） 8.轮轴：由轮和轴组成的能绕共同轴心转动的简单机械。轮轴可以看着是不等臂杠杆，动力作用在轮上时为省力杠杆，动力作用在轴上时为费力杠杆。 【知识点3 机械效率】 1、有用功：对人们有用的功。 额外功：并非我们需要但又不得不做的功。 总功：有用功加额外功或动力所做的功。 4、 机械效率：有用功跟总功的比值。通常用百分数表示。有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。 4.滑轮组的机械效率 （1）竖直滑轮组 ①有用功W有 ： W有=G物h ②总功W总： W总 = Fs绳 ③额外功W额： W额 = G动h W额 = W总 - W有 ④机械效率η （2）水平滑轮组 ①绳子拉力 ②有用功W有 W有 = FAs绳 = fs物 ③总功W总 W总 = Fs绳 ④额外功W额 W额 =W总 - W有 ⑤机械效率η （1） 斜面：斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。 ①有用功：W有=G物h ②额外功：W额= fs； W额 = W总 - W有 ③总功：W总 = Fs绳； ④机械效率： 注意事项①斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。 ②斜面的倾角越大，阻力越小，额外功越小，机械效率越大。 5、机械效率的测量： （1）实验原理： （2）实验应测物理量：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）实验器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。 （4）实验步骤：必须竖直向上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）由乙丙可知：同一滑轮组的机械效率主要与提升物体的重力有关，得出的结论是：同一滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 （6）由乙丙可知：滑轮组的机械效率与滑轮组的绕绳方法无关。 （7）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比偏小，测得机械效率偏高，说明滑轮组的机械效率还与摩擦力有关。 （8）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,机械效率越低； ②提升重物越重，做的有用功相对就多，机械效率越高； ③摩擦越大做的额外功就多，机械效率越低。 注意：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 学科网（北京）股份有限公司 $