假期復(fù)習(xí)：人教版八年級下冊物理知識點(diǎn)+解析例題——第十二章《簡單機(jī)械》

1、W有有用功 w« 酗卜功WpW有靖醐H WW W 導(dǎo)機(jī)械效率機(jī)械超率與功率的區(qū)別假期復(fù)習(xí)八年級下冊物理知識點(diǎn)+解析例題一一第十二章簡單機(jī)械 思維導(dǎo)圖五要素：支點(diǎn)，動力， 動力臂.阻力，阻力詈F山二F山【杠桿】（1）定義：一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，這個硬棒就叫杠桿杠桿可以是直的也可以是彎的，但它一定是硬棒，即不能變形的棒。（3）杠桿的五要素支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點(diǎn)（圖中的 。點(diǎn)）動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力（圖中的 Fi）。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力（圖中的 F2）o動力臂：從支點(diǎn)到動力作用線的距離（圖中的li）。阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離（圖中的12）。點(diǎn)撥對杠桿力臂的理解

2、：要弄清動力臂和阻力臂，首先要弄清力的作用線”的概念。經(jīng)過力的作用點(diǎn)，沿著力的方向所引的直線叫力的作用線。力臂就是從支點(diǎn)到力的作用線的距離。強(qiáng)調(diào)力臂是一個距離，是一個點(diǎn)到一條線的距離，是從支點(diǎn)到力的作用線的距離。如上圖所示，它的起點(diǎn)是杠桿的支點(diǎn)，它的終點(diǎn)是從支點(diǎn) O所作力的作用線的垂線的垂足。典例 如圖所示，一根粗細(xì)均勻的木棒，在力 F的作用下可繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動。請在圖中畫出木棒所受重力的示意圖及力F對。點(diǎn)的力臂。解析：均勻木棒，重心在其幾何中心，作F的力臂需將力的作用線反向延長答案：如圖所示。【杠桿的平衡條件】(1)杠桿平衡的含義在力的作用下，如果杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或繞支點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動，我們就認(rèn)為杠桿平

3、衡了。(2)杠桿的平衡條件動力X動力臂二阻力X阻力臂，用公式表示為Fi1i=F212，這個平衡條件也就是阿基米德發(fā)現(xiàn) 的杠桿原理。即阻力/動力=動力臂/阻力臂或。F2/ Fi=li/ 12(3)利用杠桿平衡條件來分析和計算有關(guān)問題，一般遵循以下步驟：確定杠桿支點(diǎn)的位置。分清杠桿受到的動力和阻力，明確其大小和方向，并盡可能地作出力的示意圖。確定每個力的力臂。根據(jù)杠桿平衡條件列出關(guān)系式并分析求解。典例 如圖所示，一輕質(zhì)杠桿，以O(shè)為支點(diǎn),OA長0.4m,CO長0.3m,CB長0.4m,A端掛的鋁塊質(zhì)量為5.4kg,欲使杠桿平衡，在B點(diǎn)應(yīng)至少施加多大的力？并請畫出力的方向。(g=10N/kg)解析：A

4、端的阻力F2等于鋁塊重力G,鋁塊重力大小不變，力臂12=OA,大小也一定不變；所以阻 力與阻力臂12的乘積大小一定。由杠桿平衡條件F2/ Fi=1i/ 12,可判斷出，F(xiàn)ili的大小也一定，要使動力 Fi最小，則必須使 動力臂最大。對于杠桿，最大的動力臂是：連接支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的線段，則最小的動力就是以支點(diǎn)到動 力作用點(diǎn)的連線為力臂的力。根據(jù)上面的方法作圖作動力臂11：連接O、B,以O(shè)B為動力臂畫動力Fi:過B點(diǎn)作OB的垂線，作出動力Fi.OB為動力臂，可以用勾股定理求出1i=0.5m,再利用平衡條件求出動力 Fi=43.2N答案：43.2N如圖所示?！靖軛U的分類】名稱特征特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿

5、動力臂大于阻力臂省力、費(fèi)距離撬棒、側(cè)刀、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪 刀等。ft*杠桿動力臂小于阻力臂費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂、人的前臂、理發(fā)剪刀、釣 魚竿等。等臂杠桿動力臂等于阻力臂不省力、/、費(fèi)力天平等。點(diǎn)撥省力杠桿還是費(fèi)力杜桿，并無好壞之分，在實際中根據(jù)不同需要選擇不同類型的杠桿典例（中考）如圖所示，所使用的杠桿屬于費(fèi)力杠桿的是（）A.釣魚竿B.開瓶器C.滅火器壓把D.鋼絲鉗A.釣魚竿B.開瓶器C.滅火器壓把D.鋼絲鉗解析：區(qū)分省力杠桿和費(fèi)力杠桿，要比較動力臂和阻力臂大小，開瓶器、滅火器壓把、鋼絲鉗等都是省力杠桿，故B、C、D錯誤。釣魚竿的動力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故A正確答

6、案：A【定滑輪】(1)定義:軸固定不動的滑輪(如圖所示)。(2)實質(zhì):等臂杠桿。(3)特點(diǎn):不能省力，但能改變力的方向。典例 使用定滑輪沿不同方向?qū)⑽矬w勻速拉起時，拉力分別為F1、F2、F3,如圖所示，則三個力 之間的關(guān)系是()oA.F1<F2<F3B.F1>F2>F3C.F1=F2=F3D.F1>F2=F3解析:定滑輪相當(dāng)于等臂杠桿，使用定滑輪只能改變力的方向，并不省力，所以三力均相等。答案:C【動滑輪】(1)定義:軸和重物起移動的滑輪(如圖所示)(2)實質(zhì):動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿(3)特點(diǎn):使用動滑輪能省一半的力，但費(fèi)距離且不能改變力的方向(4)繩子自由

7、端移動的距離是重物移動距離的2倍?！净喗M】(1)定義:定滑輪、動滑輪組合在一起叫滑輪組。(2)特點(diǎn):使用滑輪組既能省力又能改變力的方向。(3)滑輪組省力情況分析：F=G/n(其中n為承擔(dān)動滑輪的繩子的段數(shù))(4)繩子自由端移動距離s=nh(h為重物移動的距離)。(5)滑輪組組裝的原則甲 乙基本原則是“奇動偶定”。首先根據(jù)題意求出繩子的段數(shù) n=G/F(G表示物重,F表示所需 拉力)，若拉起重物的繩子段數(shù)為奇數(shù)，則繩子的起點(diǎn)從動滑輪開始繞線，如圖甲所示；若拉起重 物的繩子段數(shù)為偶數(shù)，則繩子的起點(diǎn)從定滑輪開始繞線，如圖乙所示。還要注意拉力方向不同， 所需定滑輪個數(shù)也不同。典例 如圖甲，滑輪自身重

8、力和摩擦不計，請按題中所給的F與G的關(guān)系，在圖中用筆畫線代替繩子將滑輪組繞好Q®oG 05 12, 1-s解析:滑輪組的組裝方法：按照“奇動偶定”的原則：(1)當(dāng)承重純數(shù)n為奇數(shù)時，繩子固定端應(yīng)拴在動滑輪上(即“奇動”)，若不改變力的方向，則需要的動滑輪數(shù)=定滑輪數(shù)=(n-1)/2，若要改變力的方向，則再添加一個定滑輪。(2)當(dāng)承重純數(shù)n為偶數(shù)時，繩子的固定端應(yīng)拴在定滑輪上(即“偶定”)，若不改變用力方向則動滑輪數(shù)為n/2個，定滑輪比動滑輪少一個，若要改變力的方向 則定滑輪數(shù)應(yīng)等于動滑輪數(shù)。(1)定義:由輪和軸組成的，能繞共同的軸線旋轉(zhuǎn)的機(jī)械叫輪軸(2)輪軸相當(dāng)于一個杠桿。輪和軸的中

9、心 O是支點(diǎn)，作用在輪上的力是動力Fi,作用在軸上的力是阻力F2,輪半徑OA就是杠桿的動力臂11,軸半徑OB就是杠桿的阻力臂12由杠桿的平衡條件可知：Fi OA=F2 . OB 或 F2/Fi=OA/OB如果輪半徑用R表示，軸半徑用r表示,上式可寫作：F” Fi=R/r因此，輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在輪上的動力Fi就是作用在軸上的阻力F2的幾分之一【斜面】斜面是簡單機(jī)械的一種，可用于克服垂直提升重物的困難。利用斜面將物體提升到一定高度時,力的作用距離和力的大小都取決于斜面的傾角。 物體與斜面間摩擦力很小時，可達(dá)到很高 的效率。如圖所示，用F表示力，L表示斜面長，h表示斜面高，物重為G,不計阻

10、力時，根據(jù)功的原 理可知FL=Gh0斜面傾角越小，斜面越長，越省力但越費(fèi)距離。典例：如圖所示是使用簡單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式（不計機(jī)械自重和摩擦）,其中所需動力最小的是（）解析：由于不計機(jī)械自重和摩擦，機(jī)械均為理想機(jī)械。A項為一斜面，根據(jù)斜面公式，F(xiàn)iX4m=GX2m,所以 F=1/2G; B 項 F2=1/3G; C 項 F3=2G; D 項 F4=1/4G。通過比較可知 F4<F2<F1<F30本題選D答案：D【功的原理】(1)使用任何機(jī)械時，人們所做的功，都不會少于不用機(jī)械而直接用手所做的功。也就是使 用任何機(jī)械都不省功，這個結(jié)論叫“功的原理”。(2)怎樣理解任

11、何機(jī)械都不省功：不考慮摩擦和機(jī)械自重(理想機(jī)械)，人們對機(jī)械做的功 與機(jī)械對物體做的功相等。在實際機(jī)械中，人們對機(jī)械所做的功大于機(jī)械對物體做的功?！居杏霉?、額外功和總功】定義在物理學(xué)中，把完成某項任務(wù)時有實用價值的功，叫有用功；把其他無實用價值而又不得不 做的功，叫額外功。有用功與額外功之和是總功。(2)有用功是為了達(dá)到目的人們必須做的且對人們有用的功。例如，要想提水上樓，水重乘以提升高度就是有用功，表示為亞有=6臣(3)額外功的產(chǎn)生主要有兩種原因：提升物體時，克服機(jī)械自重、容器自重等所做的功。克服機(jī)械的摩擦所做的功(4)總功是人們在達(dá)到一定目的的過程中，實際做的功，一般指動力F做的功?！緳C(jī)械

12、效率】(1)有用功和總功的比值叫機(jī)械效率，用刀表示，機(jī)械效率=有用功/總功，即4=W有/W總(2) 任何實際機(jī)械的機(jī)械效率 “< 1,且“是一個沒有單位的量，常用百分?jǐn)?shù)表示，如80%(i)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，效率高指說明有用功在總功里所 占的比例大；省力還是費(fèi)力是指做一定的有用功時，所用動力的大小。機(jī)械效率高不一定省 力。(3) 機(jī)械效率與功率的區(qū)別機(jī)械效率功率定義有用功跟總功的比值。功與時間之比。表遼式4二W有/ W總P=W/t相關(guān)因素有用功、總功功W完成功所用時間t 0單位無單位

13、，用白分?jǐn)?shù)表示。瓦(W)物理意義表示機(jī)械性能的好壞。表示物體做功的快慢。結(jié)論機(jī)械效率與功率之間沒有直接的關(guān)系。典例 小明用如圖所示的滑輪組將一個重為 120N的物體勻速提升2m所用的拉力為50N,止匕 時拉力所做的功為 W,滑輪組的機(jī)械效率為；若仍用該滑輪組提升一個重為170N的物體，此 時滑輪組的機(jī)械效率為“2。則W ”1、42分別為(不計純重和摩擦)()。A.240J,80%,85% B.300J,80%,85%C.300J,80%,80% D.240J,75% , 80%解析:Wfe=F s=F - 3h=50NX 3 乂 2m=300J=Gh/FS=(120NX2m)/(50N 乂 2

14、m)x 100%=80%W =W< (1-4)=300J X (1-80%)=60J因不計純重和摩擦，假設(shè)動滑輪的重量為G'W=G'h, WJ 60J=G'X 2m,即 G'=30N第二次提物體 W/t=Gh=170h,Wfe=G h=30h,W總=WT+W=17Oh+30h=200h4 2=W%/W 總 X 100%=(170h/200h)X 100%=85%答案：B【實驗：測量滑輪組的機(jī)械效率】(1) 實驗方案用刻度尺測出鉤碼被提升的高度 h和繩子末端移動的距離s,算出鉤碼的重力，用彈簧測力計測出繩子末端的拉力F,求出機(jī)械效率4。(2) 實驗步驟算出鉤碼的重力G=mg按圖甲中所示的裝置安裝好滑輪組,先在細(xì)繩與動滑輪（或定滑輪）相切處用色筆在細(xì)繩上做個記號，冉勻速拉彈簧測力計，提升重物，此時彈簧測力計的示數(shù)即為拉力F。用刻度尺量出鉤碼上升的高度h以及細(xì)純色點(diǎn)到與動滑輪（或定滑輪）相切處的距離，