2022年新人版八年级物理第12章知识点全面总结.pdf

12 简单机械12、1 杠杆知识点一 、杠杆1、什么就是杠杆？一根硬棒 ,在力得作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就就是杠杆说明 : “硬棒 ” 不一定就是直棒,只要在外力作用下不变形得物体都可以瞧成杠杆,杠杆可以就是直得也可以就是任意形状得 一根硬棒能成为杠杆,应具备两个条件:一就是要有力得作用;二就是能绕固定点转动两个条件缺一不可 例如 :撬棒在没有使用时就不能成为杠杆杠杆得形状可以就是直得,也可以就是弯得,但必须就是硬得,固定点可以在杠杆得一端,也可以在杠杆得其她位置2、杠杆得五要素: 五要素物理含义支点杠杆可以绕其转动得点,用“ O”表示动力就是杠杆转动得力,用“ F1 ”表示阻力阻碍杠杆转动得力,用“ F2 ”表示动力臂从支点 O 到动力 F1 作用线得距离 ,用“ l1 ”表示阻力臂从支点 O 到阻力 F2 作用线得距离 ,用“ l2 ”表示3、八点透析杠杆得五要素 杠杆得支点一定在杠杆上,可以在杠杆得一端,也可以在杠杆得其它位置同一杠杆 ,使用方法不同 ,支点得位置也不可能不同 在杠杆转动时 ,支点就是相对固定得 动力与阻力就是相对而言得,不论就是动力还就是阻力,杠杆都就是受力物体,跟杠杆发生相互作用得物体都就是施力物体。

动力与阻力得作用效果正好相反 动力作用点 :动力在杠杆上得作用点 阻力作用点 :阻力在杠杆上得作用点 力臂就是支点到力得作用线得距离,不就是支点到力得作用点得距离某个力作用在杠杆上,若作用点不变,力得方向改变,力臂一般要改变 力臂有时在杠杆上,有时不在杠杆上,如果力得作用线恰好通过支点,则力臂为零 力臂得表示与画法:过支点做力得作用线得垂线 力臂得三种表示方式 :选择哪种方式,根据个人习惯而定4、力臂得画法 : 第一步 :先确定支点 ,即杠杆绕着转动得固定点,用字母 “ O”表示 第二步 :确定动力与阻力人得目得就是将石头撬起,则人应向下用力,此力即为动力,用 “F1” 表示 这个力F1得作用效果就是使杠杆逆时针转动,阻力得作用效果恰好与动力得作用效果相反,在阻力得作用下杠杆应沿着顺时针方向转动,则阻力得作用效果杠杆应沿着顺时针方向转动,则阻力就是石头施加给杠杆得方向向下得压力,用“F2” 表示 第三步 :画出动力臂与阻力臂将力得作用线正向或反向延长,由支点向力得作用线作垂线,从支点到垂足得距离就就是力臂,并标明动力臂与阻力臂得符号“l1”“l2”知识点二 、杠杆得平衡条件1、杠杆平衡 :在力得作用下,如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动时,我们就可以认为杠杆就是平衡了 。

2、实验探究 :杠杆得平衡条件实验器材 :杠杆与支架 、钩码 、刻度尺 、线实验步骤 : 调节杠杆两端得螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态在调节时,如果杠杆得左边下沉,则应将杠杆两端得平衡螺母向右调,如果杠杆得右边下沉,则应将杠杆两端得平衡螺母向左调,简称 “ 左沉右调 ,右沉左调 ” 如图所示 ,在杠杆两边挂上不同数量得钩码,调节钩码得位置,使杠杆重新在水平位置平衡 这时杠杆两边收到钩码得作用力得大小都等于钩码重力得大小把支点右方得钩码对杠杆施得力当成动力F1,支点左方得钩码对杠杆施得力当成阻力F2;用刻度尺测量出杠杆平衡时得动力臂l1与阻力臂l2;把 F1、l1、 F2、l2得数据填入实验表格中 改变动力F1与动力臂l1得大小 ,相应调节阻力F2与阻力臂 l2得大小 ,再做两次实验,将结果填入实验表格实验序号动力 F1/N 动力臂l1/cm 动力 动力臂/N cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 阻 力 阻 力 臂/N cm 1 0、5 20 10 1、 0 10 10 2 1、5 20 30 1、 0 30 30 3 2、0 20 40 4、 0 10 40 探究归纳 :只有动力 动力臂 = 阻力 阻力臂 ,杠杆才平衡注意 :试验中 ,调节平衡螺母 ,使杠杆在水平位置平衡,有两个目得 :一就是让杠杆得重心刚好在支点,重力得力臂为0,以消除杠杆得重力对实验得影响;二就是便于测量力臂(或从带有刻度得杠杆上直接读取力臂 )。

试验中应改变钩码得个数或位置进行多次试验,得出普遍规律,防止结论得偶然性 在实验过程中绝不能再调节平衡螺母,因为实验过程中再调节平衡螺母,会破坏原有得平衡3、杠杆得平衡条件表达式:动力 x 动力臂 = 阻力 x 阻力臂 ,即;公式表示为应用公式计算时,单位要统一 ,即动力与阻力得单位要统一,动力臂与阻力臂得单位要统一4、杠杆转动方向得判断 当时 ,杠杆得平衡即被破坏,原来静止得杠杆就要转动起来,原来匀速转动得杠杆将变速转动 影响杠杆转动得因素:作用在杠杆上得两个例F1与 F2,如果产生得效果不同,一个力得作用效果若使杠杆沿顺时针方向转动,另一个力得作用效果将一定使杠杆沿逆时针方向转动,一个就是动力时,另一个就称为阻力 但杠杆就是否转动、怎样转动 ,应瞧 F1l1与 F2l2得大小关系 ,并不单纯取决于F1、F2得大小关系 ,也不单纯取决于力臂l1与 l2得大小关系 也就就是说 ,影响杠杆转动得因素不单就是力,也不单就是力臂,而就是力与力臂得乘积 转动方向得判断:当 F1l1F2l2时,杠杆沿 F1得方向转动 ;当 F1l1 F2l2时,杠杆沿 F2得方向转动 知识点三 、生活中得杠杆1、等臂杠杆 :天平得动力臂与阻力臂相等,在使用中既不省力也不省距离。

2、省力杠杆 :利用撬棒用较小得动力就能撬动较重得重物,省力杠杆动力臂比阻力臂长,虽然省力,但动力作用点移动得距离比阻力作用点移动得距离大,省力却费距离3、费力杠杆 :动力臂比阻力臂短,动力比阻力大,这类杠杆动力作用点移动得距离不阻力作用点移动得距离小,虽然费力 ,却省了距离 归纳总结 :三种杠杆得比较力臂关系平衡时力得关系优缺点应用等臂杠杆l1=l2F1=F2不省力 ,不省距离天平省力杠杆l1l2F1F2省力 ,费距离撬棒 、瓶盖起子费力杠杆l1l2F1F2费力 ,省距离镊子 、钓鱼竿注意 : 凡省力得杠杆必定费距离,凡费力得杠杆必定省距离,既省力又省距离得杠杆就是不存在得 判定杠杆得种类,主要通过比较动力臂与阻力臂得大小进行判断,如果动力臂大于阻力臂,则为省力杠杆 ,反之则为费力杠杆,对于较复杂得杠杆,最好在图上找到支点、动力 、阻力 ,然后画出动力臂与阻力臂进行比较对于一些不容易判断力臂大小得杠杆,我们可以根据杠杆就是省距离还就是费距离得角度来判断,如用筷子吃饭时省距离,则筷子为费力杠杆 省力杠杆与费力杠杆得应用不同,省力杠杆一般应用在阻力很大得情况下,而费力杠杆一般用在阻力不大得情况下,就是为了省距离,使用起来方便。

12、2 滑轮知识点一 、定滑轮与动滑轮1、定滑轮与动滑轮1) 滑轮 :滑轮就是个周边有槽,能绕轴转动得小轮2) 使用滑轮时 ,滑轮得轴固定不动,这种滑轮叫做定滑轮3) 滑轮得轴随被吊物体一起运动,这种滑轮叫做动滑轮4) 滑轮得实质 :滑轮就是一种变形得杠杆,滑轮可以连续旋转,因此可以瞧做连续旋转得杠杆2、定滑轮与动滑轮得特点设计实验与制定计划:分别使用同一物体在不使用滑轮、使用定滑轮 、使用动滑轮时匀速运动,记录整个过程需要用力得大小,物体移动得距离及动力移动得距离,动力得方向,然后由数据分析得出结论实验器材 :钩码两个 ,滑轮两个 ,弹簧测力计一个等实验过程 : 按图甲所示测出钩码得重力G 按图乙所示安装定滑轮,让钩码匀速上升得高度h=10cm, 记录弹簧测力计得示数F、拉力方向及绳子自由端移动得距离s 按图丙所示安装动滑轮,让钩码匀速上升得高度h=10cm, 记录弹簧测力计得示数F、拉力方向及绳子自由端移动得距离s 换用数量不同得钩码,重复上面得步骤实验记录 :如下表所示使用简单机械情况拉力大小F/N 钩码提升10cm 时绳端移动得距离s/cm 拉力方向不使用简单机械2 4 6 10 上使用定滑轮2 4 6 10 下使用动滑轮1 2 3 20 上交流论证 : 对比用甲 、乙两图所做实验记录得数据可知:使用定滑轮时,拉力 F 与钩码重力G 相等 ,绳端移动得距离 s与钩码升高得高度h 相同 。

忽略绳子与滑轮间得摩擦力与滑轮与轴间得摩擦力,绳子得重力) 对比用甲 、丙两图所作实验记录得数据可知:使用动滑轮时,拉力F=1/2G, 绳端移动得距离s=2h 忽略动滑轮与绳得重力与摩擦力) 实验结论 : 使用定滑轮不省力,也不省距离 ,但可以改变力得方向 使用动滑轮可以省力,但不改变力得方向,而且费距离 注意事项 : 弹簧测力计要匀速拉动 动力得方向与并排得绳子平行 选用质量较小得动滑轮 保证滑轮轴间摩擦较小3、定滑轮与动滑轮得实质 定滑轮可以瞧成一个变形得杠杆,滑轮得轴相当于支点,动力臂与阻力臂都等于滑轮得半径,即l1=l2,根据杠杆得平衡条件Fl1=Gl2可知 :F=G,即使用定滑轮不省力可见定滑轮得实质就是一个等臂杠杆 由于等臂杠杆不省力也不省距离,所以使用定滑轮时,物体上升得高度h 与绳子自由端下降得距离 s 相等 动滑轮也可以瞧成一个变形得杠杆,支点 O 在滑轮得边缘上,动力臂 l1为滑轮所在圆得直径,阻力臂 l2为圆得半径 ,因此动力臂l1 为阻力臂 l2得两倍 ,故动力 F1就是阻力 F2得二分之一 ,即使用动滑轮能够省一半力,可见 ,动滑轮得实质就是动力臂为阻力臂2 倍得省力杠杆 。

使用动滑轮能省一半力,则需要费一倍得距离,即被提升得物体每上升h,绳得自由端移动得距离s=2h 4、使用定滑轮与动滑轮得几种情况(图中物体全部匀速运动,物体得重力都为G) 种类图示表达式定滑轮F=G F=f,f 为物体 A 所受得摩擦力动滑轮知识拓展 : (1)使用定滑轮时 ,拉力 F 不沿竖直方向而改为其她方向时得拉力大小得分析,改变拉力F 得方向 ,右图中杠杆得示意图可以得出L1=L2=r,由杠杆平衡条件知,F1=F2=G, 因此低于定滑轮来说,施加在绳端得力无论朝哪个方向,定滑轮都就是一个等臂杠杆,在绳重与摩擦可以忽略不计得情况下,所用得拉力都等于物体得重力2)使用动滑轮时,拉力F 不沿竖直方向时得拉力大小得分析:L2=r, 而 L1 2r,根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2得 F11/2F2,当重物匀速上升时,F2=G,则 F11/2G 由此可见 ,对于动滑轮来说: 动滑轮在移动得过程中,支点也在不停地移动 动滑轮省一半力得条件就是 :a、动滑轮与重物一起匀速移动b、动力 F得方向与物体移动得方向一致;c、 不计动滑轮重 ,绳重与摩擦 5、定滑轮与动滑轮得比较滑轮定滑轮动滑轮钩码重G G 拉力大小F=G(不靠路摩擦 ) F=1/2G( 不考虑摩擦与动滑轮重) 方向与钩码上升方向相反与钩码上升方向相同钩码移动距离h h 拉力移动距离s=h s=2h 省力情况不省力省一半力改变力得方向情况能改变力得方向不能改变力得方向实质相当于一个等臂杠杆相当于一个省力杠杆,动力臂就是阻力臂得2 倍事例升旗起重机知识点二 、滑轮组1、在实际应用中,人们常常把定滑轮与动滑轮组合在一起,构成滑轮组 。

使用滑轮组既省力又可以改变力得方向,但同时要多移动距离使用滑轮组提起重物时,动滑轮上有几段绳子承担物重,提起物体得力就就是物重得几分之一(忽略动滑轮得自重、绳重及摩擦 ),即2、确定承担物重得绳子得段数n 得方法采用分离法:在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线,只考虑与动滑轮相连得绳子段数,如图1 所示得滑轮组中,承担物重得绳子段数为4,忽略动滑轮得自重、绳重及摩擦时,而最后那段从最上面得定滑轮绕下来得绳子只起到改变里得方向得作用,而不承担物重图 2 所示得滑轮组中 ,承担物重得绳子段数为5,忽略动滑轮得自重、绳重及摩擦时 ,、3、使用滑轮组时,应注意下列问题: 忽略动滑轮得自重、绳重及摩擦 ,则拉力 ,若考虑动滑轮自重,仅忽略绳重与摩擦,则 若物体升高h,绳子自由端移动得距离s=nh(。