2018年八年級(jí)物理下冊(cè) 第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)點(diǎn)總結(jié) （新版）新人教版VIP

第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建高頻考點(diǎn)透析序號(hào)考點(diǎn)考頻1 杠桿的五要素2杠桿的平衡條件及應(yīng)用3杠桿的分類4定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)和作用5滑輪組的特點(diǎn)和組裝6輪軸和斜面的工作原理7機(jī)械效率及其計(jì)算8測(cè)滑輪組機(jī)械效率的方法第一講簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)能力解讀知能解讀：(一)杠桿在力的作用下，能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒(可以是彎曲的)就是杠桿，這個(gè)固定點(diǎn)叫支點(diǎn)。知能解讀：(二)杠桿的五要素杠桿的五要素指支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂(如圖)。1杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)o叫做支點(diǎn)；2使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力f1叫做動(dòng)力；3阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力f2叫做阻力；4從支點(diǎn)o到動(dòng)力f1作用線的距離l1叫做動(dòng)力臂；5從支點(diǎn)o到阻力f2作用線的距離l2叫做阻力臂。知能解讀：(三)力臂從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫力臂。分為動(dòng)力臂和阻力臂。注意：不要把從動(dòng)力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離作為動(dòng)力臂，或把從阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離作為阻力臂。知能解讀：(四)杠桿力臂的畫法一找點(diǎn)、二畫線、三作垂線段1首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)o。2畫好動(dòng)力作用線及阻力作用線，畫的時(shí)候要用虛線將力的作用線延長(zhǎng)。3從支點(diǎn)o向力的作用線引垂線，畫出垂足，則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，力臂用虛線(或?qū)嵕€)表示并用大括號(hào)標(biāo)明，在旁邊標(biāo)上字母或，分別表示動(dòng)力臂或阻力臂。注意：力臂有時(shí)在杠桿上，有時(shí)不在杠桿上。如果力的作用線恰好通過支點(diǎn)，則力臂為零。若杠桿的作用點(diǎn)不變，但動(dòng)力或阻力的方向改變，則動(dòng)力臂或阻力臂一般改變。知能解讀：(五)杠桿的平衡條件1杠桿平衡：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)都叫做杠桿平衡，注意：我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)是在杠桿水平位置平衡進(jìn)行的，但在實(shí)際生產(chǎn)和生活中，這樣的平衡不多，在許多情況下，杠桿傾斜靜止這是因?yàn)楦軛U受到平衡力作用。所以說杠桿不論處于怎樣的靜止，都可以理解成平衡狀態(tài)。2杠桿平衡條件的表達(dá)式：動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂，即。3公式表示為：，即4利用杠桿平衡條件來分析和計(jì)算有關(guān)問題，一般遵循以下步驟：(1)確定杠桿支點(diǎn)的位置；(2)分清杠桿受到的動(dòng)力和阻力，明確其大小和方向，并盡可能地作出力的示意圖；(3)確定每個(gè)力的力臂；(4)根據(jù)杠桿平衡條件列出關(guān)系式并分析求解。知能解讀：(六)杠桿的分類杠桿類型省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿示意圖力臂的大小關(guān)系動(dòng)力和阻力的大小關(guān)系動(dòng)力與阻力作用點(diǎn)移動(dòng)距離的大小關(guān)系動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離小于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離等于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離特點(diǎn)省力但費(fèi)距離費(fèi)力但省距離既不省力也不省距離應(yīng)用汽車的剎車板、瓶起子、釘撬、羊角錘、鍘刀等縫紉機(jī)的腳踏板、釣魚竿等天平知能解讀：(七)滑輪滑輪是一個(gè)周邊有槽并可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子，滑輪通常分為動(dòng)滑輪和定滑輪兩種。1定滑輪：定滑輪的軸固定不動(dòng)，使用定滑輪不省力，但是能改變力的方向。定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離等于重物移動(dòng)的距離(如圖)。2動(dòng)滑輪：滑輪的軸和重物一起移動(dòng)的滑輪。動(dòng)力作用在繩上，阻力作用在軸上時(shí)，動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，此時(shí)使用動(dòng)滑輪能省一半力，但不能改變力的方向，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的2倍(如圖)。 (八)滑輪組1滑輪組：動(dòng)滑輪和定滑輪組合在一起叫“滑輪組”，如圖所示。2滑輪組的特點(diǎn)：因?yàn)閯?dòng)滑輪能夠省力，定滑輪能改變力的方向，若將幾個(gè)動(dòng)滑輪和定滑輪搭配組成滑輪組，既可以改變力的大小，又能改變力的方向?；喗M用、段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是總重的，即。3推導(dǎo)公式：，。注意：(1)關(guān)于滑輪組有兩個(gè)重要關(guān)系：若滑輪組用n段繩子吊著物體，拉力為f，物重為g，動(dòng)滑輪的重力為g動(dòng)，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離為s，重物上升的高度為h，則有：,。(2)繩子段數(shù)n確定的方法：先要分清哪些是定滑輪，哪些是動(dòng)滑輪，再在定滑輪和動(dòng)滑輪之間畫一條虛線，將滑輪組的繞線“割斷”，那么“割斷”的線有幾段吊著動(dòng)滑輪和重物，重物就由幾段繩子共同承擔(dān)。(3)組裝滑輪組的方法：組裝滑輪組時(shí)，要會(huì)確定繩頭固定端，一般情況下，若n為奇數(shù)，固足端位于動(dòng)滑輪的框架上，若n為偶數(shù)，固定端位于定滑輪的框架上，可用“奇動(dòng)偶定”四個(gè)字幫助記憶。穿繞繩子時(shí)，從固定端出發(fā)，由里向外，逐個(gè)繞過滑輪，每個(gè)滑輪上只能穿繞一次繩子，不能交又、重復(fù)，最后檢查一下是否像一根繩子一樣通順。知能解讀：(九)定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的對(duì)比(不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦)定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組圖形特點(diǎn)(設(shè)提升的物重為g,上升的高度為h )力臂的關(guān)系動(dòng)力和阻力的大小關(guān)系（n為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)）動(dòng)力的方向改變不改變可能改變，也可能不改變繩端移動(dòng)的距離實(shí)質(zhì)等臂杠桿省力杠桿注意：在確定承擔(dān)重物的繩子段數(shù)n時(shí)，首先分清哪個(gè)是定滑輪，哪個(gè)是動(dòng)滑輪；其次在定滑輪和動(dòng)滑輪之間畫一條虛線，將它們隔離出來，數(shù)一數(shù)繞在動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)即為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n，則拉力。知能解讀：(十)輪軸1輪軸：由輪和軸組成的，能繞共同的軸線旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單機(jī)械叫做輪軸。2輪軸的實(shí)質(zhì)：輪軸相當(dāng)于一個(gè)杠桿，輪和軸的中心o是支點(diǎn)，作用在輪上的力是動(dòng)力f1，作用在軸上的力是阻力f2，輪半徑oa就是杠桿的動(dòng)力臂l1，軸半徑ob就是杠桿的阻力臂l2(如圖)。3輪軸的特點(diǎn)：因?yàn)檩啺霃酱笥谳S半徑，即杠桿的動(dòng)力臂大于阻力臂，所以作用在輪上的動(dòng)力f1總小于作用在軸上的阻力f2。使用輪軸可省力，可以改變動(dòng)力的方同，但是動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于用輪軸提升的重物所通過的距離，即費(fèi)距離。4生活和生產(chǎn)中常見的輪軸：螺絲刀、汽車方向盤、轆護(hù)、石磨、自行車把等。知能解讀：(十一)斜面斜面是簡(jiǎn)單機(jī)械的一種，可用于克服垂直提升重物的困難。將物體提升到一定高度時(shí)，力的作用距離和力的大小都取決于傾角。如物體與斜面間摩擦力很小，則可達(dá)到很高的效率。用f表示力，l表示斜面長(zhǎng)，h表示斜面高，物重為g。不計(jì)阻力時(shí)，則有fl=gh。斜面傾角越小，斜面越長(zhǎng)，則越省力，但越費(fèi)距離。日常生活中常見的斜面，如盤山公路、螺絲釘上的螺紋等。解題方法技巧方法技巧：(一)怎樣畫力臂首先確定杠桿的支點(diǎn)，再確定力的作用線，然后使用直角三角板畫出從支點(diǎn)到力的作用線的垂線，垂足要落在力的作用線上，指明哪條線段是力臂，并用字母、標(biāo)注(如圖)方法技巧：(二)怎樣利用杠桿的平衡條件判斷動(dòng)力的大小變化解答時(shí)一定要以杠桿平衡條件為依據(jù)，先明確題目中兩個(gè)力和它們力臂的大小，再看力和力臂如何變化，由此得出結(jié)論。方法技巧：(三)關(guān)于杠桿分類問題判斷省力、費(fèi)力杠桿的方法：根據(jù)杠桿平衡條件，要判斷一杠桿是否省力，關(guān)鍵在于判斷動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)短關(guān)系，所以首先應(yīng)找準(zhǔn)支點(diǎn)，并明確動(dòng)力和阻力，然后過支點(diǎn)作動(dòng)力臂和阻力臂，最后再根據(jù)動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)短關(guān)系判斷是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿。動(dòng)力臂比阻力臂長(zhǎng)的杠桿省力，動(dòng)力臂比阻力臂短的杠桿費(fèi)力。方法技巧：(四)怎樣判斷滑輪和滑輪組的省力情況首先要弄清楚是定滑輪、動(dòng)滑輪還是滑輪組，然后根據(jù)它們省力情況的判斷方法進(jìn)行判斷。判斷時(shí)注意：拉力作用在繩上時(shí)，使用動(dòng)滑輪才能省一半力；明確題目中是否要求忽略滑輪重及摩擦；當(dāng)使用滑輪或滑輪組沿水平面勻速拉動(dòng)物體時(shí)，繩子承擔(dān)的不再是物重，而是物體受到的摩擦力。方法技巧：(五)滑輪組作圖要根據(jù)省力要求算出繩子段數(shù)。的計(jì)算方法有兩種：(1)已知物重g和拉力f時(shí)，用計(jì)算；(2)已知物體通過距離h和拉力作用點(diǎn)通過距離s時(shí)，用計(jì)算。一般情況下，如果段數(shù)是偶數(shù)，繩子的固定端在定滑輪上，如果段數(shù)是奇數(shù)，繩子的固定端在動(dòng)滑輪上，然后從繩子的固定端開始由里到外讓繩子逐次繞過每個(gè)滑輪。同時(shí)還要注意題目中是否要求改變力的方向，如果是，那么繩子的最后一段要跨過最上面的定滑輪，若定滑輪個(gè)數(shù)不能滿足此要求，則應(yīng)再加一個(gè)定滑輪?？缭剿季S誤區(qū)思維誤區(qū)：不能正確地確定力臂和杠桿的最小動(dòng)力力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，即點(diǎn)到線的距離。力臂的畫法可以用下面簡(jiǎn)單的順口溜記住：一定點(diǎn)(支點(diǎn))，二畫線(力的作用線)，從點(diǎn)(支點(diǎn))向線(力的作用線)引垂線，力臂長(zhǎng)同此線段(支點(diǎn)到垂足)。要使力最小，必須使力臂最長(zhǎng)。力的作用點(diǎn)確定時(shí)，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的線段長(zhǎng)即最大力臂；力的作用點(diǎn)沒有確定時(shí)，應(yīng)尋找杠桿上離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的那一點(diǎn)，則這一點(diǎn)到支點(diǎn)的距離即最大力臂。物理思想方法思想方法：理想模型法所謂理想模型法就是把要研究的問題，在抓住要點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)化、抽象，建立理想化的模型，幫助解決問題。如本章中學(xué)習(xí)的杠桿、滑輪都是從生活實(shí)際的現(xiàn)象中抽象出的物理模型。中考考點(diǎn)鏈接考點(diǎn)鏈接：(一)中考考點(diǎn)解讀本講考查的重點(diǎn)是杠桿的平衡條件、杠桿的分類及力臂作圖?；喖盎喗M省力情況的判斷。一般以選擇題、填空題、作圖題、實(shí)驗(yàn)探究題等形式出現(xiàn)?？键c(diǎn)鏈接：(二)中考典題剖析1探究杠桿的平衡條件2力及力臂的作圖3滑輪組的應(yīng)用第二講機(jī)械效率知識(shí)能力解讀知能解讀：(一)有用功、額外功和總功1有用功：在物理學(xué)中，把完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)有實(shí)用價(jià)值的功，叫做有用功，用w有表示。2額外功：把其他無實(shí)用價(jià)值而又不得不做的功，叫做額外功，用w額表示。3總功：有用功與額外功之和是總功，用w總表示，w總=w有+w額。注意：有用功是為了達(dá)到目的人們必須做的對(duì)人們有用的功，如要想提水上樓，水重乘以提升高度就是有用功，公式為。額外功的產(chǎn)生主要有兩種原因：a提升物體時(shí)，克服機(jī)械自重、容器重等所做的功，如用滑輪組提一桶水時(shí)，克服動(dòng)滑輪重和桶重所做的功都是額外功，；b克服機(jī)械的摩擦所做的功是額外功，如使用滑輪組時(shí)，克服輪與軸之間的摩擦以及繩與輪之間的摩擦所做的功都是額外功?？偣κ侨藗?cè)谶_(dá)到一定目的的過程中，實(shí)際做的功，一般指動(dòng)力f做的功。公式為。知能解讀：（二）機(jī)械效率1機(jī)械效率：有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率。2機(jī)械效率的計(jì)算公式：如果用表示機(jī)械效率（常用百分?jǐn)?shù)來表示），那么。注意：機(jī)械效率是有用功與總功之比，它只有大小，沒有單位。由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1，通常用百分?jǐn)?shù)表示。3機(jī)械效率的意義(1)機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能好壞的物理量，機(jī)械效率越高，這個(gè)機(jī)械的性能越好。(2)機(jī)械效率的高低并不決定使用機(jī)械是省力還是費(fèi)力，效率高只說明有用功在總功中所占的比例大；省力還是費(fèi)力是指做一定的有用功時(shí)，所用動(dòng)力的大小比阻力小還是大。機(jī)械效率高不一定省力。知能解讀：(三)影響機(jī)械效率高低的因素1影響杠桿機(jī)械效率的因素：杠桿自身的重力、杠桿與物體之間的摩擦力，物體的重力。杠桿自身的重力越小、杠桿與物體之間的摩擦力越小、物重越大，機(jī)械效率越高。2影響滑輪組機(jī)械效率的因素：動(dòng)滑輪的重力、繩的重力、滑輪與繩間的摩擦力、滑輪與軸間的摩擦力、物體的重力。動(dòng)滑輪和繩的重力越小、滑輪與繩間的摩擦力越小、滑輪與軸間的摩擦力越小、物重越大，機(jī)械效率越高。3影響斜面機(jī)械效率的因素：斜面的傾斜程度、斜面的粗糙程度。斜面的傾斜程度越大、斜面越光滑，機(jī)械效率越高。解題方法技巧方法技巧：(一)常見的三種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率的求法簡(jiǎn)單機(jī)械有用功總功額外功機(jī)械效率圖示杠桿滑輪組(或動(dòng)滑輪)(不計(jì)繩重、摩擦)(不計(jì)繩重、摩擦)(為承擔(dān)重物的繩 子段數(shù))(不計(jì)繩重、摩擦)斜面(為摩擦力)1杠桿機(jī)械效率的求法2滑輪組機(jī)械效率的求法3斜面機(jī)械效率的求法方法技巧：（二）滑輪組水平拉動(dòng)物體時(shí)的機(jī)械效率的計(jì)算方法如圖所示，若用滑輪組拉著重為g的物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)克服物體與水平面間的摩擦力f做的功為有用功，則，總功，此時(shí)的機(jī)械效率。跨越思維誤區(qū)思維誤區(qū)：丕理解功、功率和機(jī)械效率的概念，誤認(rèn)為功率越大的機(jī)械，做功就越多，機(jī)械效率就越高，或機(jī)械效率越高的機(jī)械做功就越多物理思想方法思想方法：控制變量法在研究滑輪組機(jī)械效率中的應(yīng)用利用控制變量法研究滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，在這個(gè)問題中可能影響機(jī)械效率的因素有：物體的質(zhì)量；物體上升的距離；不同的滑輪組；動(dòng)、定滑輪的質(zhì)量等。