2022-2022学年八年级物理下册第9章机械和功单元总结解析版新版北师大版20222229288.docx

第9章机械和功单元总结一、杠杆1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆〔1〕“硬棒〞泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体〔2〕杠杆可以是直的，也可以是任何形状的2.杠杆的五要素〔1〕支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O〞表示它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定；〔2〕动力：使杠杆转动的力叫动力，用“F1〞表示；〔3〕阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“F2〞表示；〔4〕动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“〞表示；〔5〕阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“〞表示注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用3.杠杆示意图的画法：〔1〕根据题意先确定支点O；〔2〕确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；〔3〕从支点向力的作用线画垂线，并用l1和l2分别表示动力臂和阻力臂；第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“O〞表示。

第二步：确定动力和阻力人的愿望是将石头翘起，那么人应向下用力，画出此力即为动力用“F1〞表示这个力F1作用效果是使杠杆逆时针转动而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，那么阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2〞表示第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应的“l1〞“l2〞， “l1〞“l2〞分别表示动力臂和阻力臂4.杠杆的平衡条件〔1〕杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了〔2〕杠杆的平衡条件实验1〕首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡当杠杆在水平位置平衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡2〕在实验过程中绝不能再调节螺母因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡〔3〕杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l25.杠杆的应用〔1〕省力杠杆：动力臂l1＞阻力臂l2，那么平衡时F1＜F2，这种杠杆使用时可省力〔即用较小的动力就可以克服较大的阻力〕，但却费了距离〔即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大〕。

〔2〕费力杠杆：动力臂l1＜阻力臂l2，那么平衡时F1＞F2，这种杠杆叫做费力杠杆使用费力杠杆时虽然费了力〔动力大于阻力〕，但却省距离〔可使动力作用点比阻力作用点少移动距离〕〔3〕等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，那么平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离既省力又省距离的杠杆时不存在的二、滑轮1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮2.定滑轮〔1〕定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮〔2〕实质：是个等臂杠杆轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力〔3〕特点：不省力，但可改变力的方向所谓“改变力的方向〞是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力〔图中得到使重物G上升的力〕〔4〕动力移动的距离与重物移动的距离相等对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G〔不计绳重和摩擦〕3.动滑轮〔1〕定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮〔2〕实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆〔3〕特点：省一半力，但不能改变力的方向。

〔4〕动力移动的距离是重物移动距离的2倍对于动滑轮来说：1〕动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2〕动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦4.滑轮组〔1〕定义：由假设干个定滑轮和动滑轮匹配而成〔2〕特点：可以省力，也可以改变力的方向使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即〔条件：不计动滑轮、绳重和摩擦〕注意：如果不忽略动滑轮的重量那么：〔3〕动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh〔n表示承当物重绳子的段数〕5.斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离6.当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力〔即F越小〕；当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力〔即F越小〕；当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力〔即F越小〕三、功和功率1.功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功2.功的两个必要条件：①有力作用在物体上；②物体在力的方向上通过了距离3.功的公式：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

公式：4.功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J= 1N·m 5.功的公式的应用：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应；③功的单位“焦〞〔牛·米 = 焦〕，不是力和力臂的乘积〔牛·米，力臂单位不能写成“焦〞〕6.功率定义：单位时间里完成的功；或说成：单位时间内力作做的功7.功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量；即单位时间内完成的功8.公式：9.功率单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是W常用单位还有千瓦〔kW〕、马力换算关系：10.功率公式的解释：〔1〕物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，那么拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即〔2〕利用该公式时要注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是W；速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度四、机械效率１.有用功：对机械、活动有用的功公式：W有用＝Gh〔提升重物〕=W总－W额=ηW总；斜面：W有用= Gh2.额外功：并非需要但又不得不做的功公式：W额= W总－W有用=G动h〔忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组〕；斜面： W额=fL。

3.总功：有用功加额外功或动力所做的功公式： W总=W有用＋W额=FS= W有用／η；斜面：W总= fL+Gh=FL4.机械效率：有用功跟总功的比值机械效率计算公式： 　　5.滑轮组的机械效率〔不计滑轮重以及摩擦时〕〔1〕滑轮组〔竖直方向提升物体〕：〔G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离〕 〔2〕滑轮组〔水平方向拉动物体〕：〔f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离〕 6.斜面的机械效率：(h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力)知识要点一：杠杆杠杆属于主要知识点，同时也是中考中经常考试的内容在本节中，主要知识点有杠杆的五要素、杠杆平衡条件、杠杆的示意图和杠杆的应用对“杠杆〞考查主要有以下几个方面：〔1〕杠杆应用类：判断属于省力杠杆还是费力杠杆；〔2〕杠杆平衡条件类：利用杠杆平衡条件分析、解答实际问题；〔3〕作图类：以画出力臂较多，考查学生对力臂概念的理解；〔4〕计算类：根据杠杆平衡条件进行简单计算，主要应用公式杠杆在考试中出现的概率很高，主要题型以选择题为主，填空题、作图题和计算题也有出现，但出现概率较选择题要低选择题以判断杠杆类型、杠杆应用和杠杆平衡条件居多；填空题以考查杠杆根本概念居多；作图题一般情况下和其他作图题结合，一般考查杠杆七要素居多。

〔2022·达州〕轻质杠杆OABC能够绕O点转动，OA＝BC＝20cm，AB＝30cm，在B点用细线悬挂重为100N的物体G，为了使杠杆在如下图的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力的图示〔不要求写出计算过程〕解析】根据杠杆的平衡条件，要使力最小，那么动力臂应最长，即连接OC为最长的力臂，力的方向与OC垂直且向上，根据勾股定理和全等三角形定理可得，动力臂OC＝50cm，故根据杠杆平衡条件可得：F1×OC＝G×OA，代入数值可得：F1×50cm＝100N×20cm，解得F1＝40N，选取标度为20N，过C点作出最小动力，使线段长度为标度的2倍，如下图：一、〔2022•德州〕如下图的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是〔　〕A．食品夹B．裁纸刀C．托盘天平D．瓶盖起子【答案】A解析】根据杠杆的动力臂与阻力臂之间的关系，可将杠杆分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆；阻力臂大于动力臂的杠杆属于费力杠杆A：食品夹在使用时，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆；故A正确B：裁纸刀在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故B错误C：天平在使用时，动力臂等于阻力臂，故属于等臂杠杆；故C错误D：瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故D错误。

二、〔2022·天津〕如图是用撬棒撬石头的情景，以下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的选项是〔〕A. B. C. D. 【答案】A解析】知道动力的方向，根据动力和阻力使杠杆转动的效果相反可确定阻力的方向；力臂是从支点向力的作用线作垂线考查学生对力臂的画法掌握情况，明确力臂的定义是作图的关键，难度不大用撬棒撬石头时，动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力F1，从支点O向动力F1的作用线作垂线段，即为动力臂l1；阻力是石头对撬棒的作用力F2，方向竖直向下，反向延长F2，从支点O向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂l2；故A正确，BCD错误知识要点二：滑轮滑轮是重点内容，是杠杆的另一种形式，在本章中占据重要位置本节中，难点较多，尤其涉及到有关计算、作图等知识点，多数考生感到头疼，有的感觉无从下手，所以较好地理解本节重点、难点和常考方向，对学习和复习具有非常重要地意义本节主要知识点有定滑轮及其特点、动滑轮及其特点、滑轮组有关问题、滑轮组特点以及滑轮组的绕线方式、做功大小及其计算等对“滑轮〞考查主要有以下几个方面：〔1〕定滑轮及其特点：力与距离的关系；〔2〕动滑轮杠及其特点：力与距离的关系，做功特点；〔3〕滑轮组及其特点：力的关系及特点，距离的关系及特点，做功的计算；〔4〕作图类：作图类主要涉及绕线〔很少出现〕；〔5〕计算类：根据定滑轮和动滑轮的特点，分析滑轮组的特点及其有关计算。

滑轮在考试中出现的概率很高，一般情况下属于必考内容考题主要题型以选择题、填空题和计算题〔功的计算〕为主，作图题也有出现，但出现概率较低选择题、填空题以判断力、距离和功的计算居多考题难度属于中等，个别的有的考题难度较高另一方面，斜面也会出现在考题中斜面可以省力，但距离会增加在复习时需要注意斜面的特点及应用〔2022·岳阳〕如图，动滑轮实质上是一个______〔填“省力〞或“费力〞〕杠杆，用60N的拉力将沙桶从地面提到9m高的楼上，拉力做的功是______J解析】〔1〕动滑轮实质上是一个动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，动力臂大于阻力臂为省力杠杆；〔2〕使用动滑轮，n=2，拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求拉力做的功。