2024滬科版八年級(jí)物理全一冊(cè) 第十一章 簡(jiǎn)單機(jī)械 知識(shí)清單（填空版+解析版）

第十一章簡(jiǎn)單機(jī)械（知識(shí)清單）

第一節(jié)探究：杠桿的平衡條件

一、杠桿

1.杠桿

在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就稱(chēng)為杠桿。注意硬棒成為杠桿要滿(mǎn)足以下條件：

（1）要有的作用。例如，撬棒在沒(méi)有使用時(shí)只是一根硬棒，而不是一個(gè)杠桿；

（2）能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。杠桿在力的作用下，是繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的，不是整體向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的;

（3）是硬棒。受力不發(fā)生形變或不易發(fā)生形變。

2.描述杠桿特征的五個(gè)要素（以用撬棒撬物體為例進(jìn)行分析）

（1）描述杠桿的“五要素”

①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。；

②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力

③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力

④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力的距離/i;注意“力的作用線(xiàn)”是指過(guò)力的作用點(diǎn)沿力的方向所畫(huà)的

直線(xiàn)，常用虛線(xiàn)表示。

⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離，2。

（2）透析杠桿五要素

①支點(diǎn)：在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿的其他位置；同一杠桿，使用方法不

同，支點(diǎn)位置______改變。（以上均選填“一定”或“可能”）

②動(dòng)力與阻力：作用點(diǎn)在杠桿上（選填“一定”或“可能”），分別使杠桿向方向轉(zhuǎn)動(dòng)

（選填“相反”或“相同”），動(dòng)力和阻力是相對(duì)的，一般把人對(duì)杠桿施加的作用力稱(chēng)為動(dòng)力。

③力臂：是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離，不是支點(diǎn)到作用點(diǎn)的距離；力臂在杠桿上（選填“一

定”或“不一定”），如圖中Q若力的作用線(xiàn)過(guò)支點(diǎn)，則力臂為=

3.杠桿作圖

（1）力臂的畫(huà)法

步驟畫(huà)法圖示

第一步：假設(shè)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿上相對(duì)靜止

確定支點(diǎn)0的點(diǎn)即為支點(diǎn)

從動(dòng)力、阻力作用點(diǎn)沿力的方向

第二步：確定動(dòng)力

（或反方向）分別畫(huà)直線(xiàn)，即為

和阻力的作用線(xiàn)

動(dòng)力、阻力的作用線(xiàn)

第三步：畫(huà)出從支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn)，支

動(dòng)力臂和阻力臂點(diǎn)到垂足間的距離為力臂

（2）畫(huà)杠桿的力臂時(shí)需要注意的事項(xiàng)

①力臂是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離，是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段，不能把力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離

作為力臂，不要出現(xiàn)如圖所示的錯(cuò)誤。

F

1

不是作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離不是支點(diǎn)到作用線(xiàn)端點(diǎn)的距離不是垂足到作用點(diǎn)的距離

②如圖所示，當(dāng)表示力的線(xiàn)段比較短時(shí)，過(guò)支點(diǎn)無(wú)法直接作出垂線(xiàn)段，可將力的作用線(xiàn)延長(zhǎng)，然后過(guò)

支點(diǎn)作延長(zhǎng)線(xiàn)的垂線(xiàn)段，即為力臂。相當(dāng)于數(shù)學(xué)作圖中的輔助線(xiàn)。

（3）已知力臂畫(huà)力：如圖所示，已知?jiǎng)恿Ρ?、阻力/2，請(qǐng)根據(jù)力臂畫(huà)出動(dòng)力為。

□

步驟畫(huà)法圖示

根據(jù)動(dòng)力作用線(xiàn)過(guò)動(dòng)力臂的末端點(diǎn)且與動(dòng)

第一步：確——

力臂垂直，回一條經(jīng)過(guò)動(dòng)力臂末端點(diǎn)且垂1

定力的作用

直于動(dòng)力臂的直線(xiàn)，這就是動(dòng)力作用線(xiàn)

線(xiàn)匚□

第二步：確

動(dòng)力必然作用在杠桿上，所以動(dòng)力作用線(xiàn)

定力的作用

與杠桿的交點(diǎn)A就是動(dòng)力作用點(diǎn)!

點(diǎn)A

/匚□

動(dòng)力與阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，而該

第三步：iSl二

杠桿的阻力&使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則動(dòng)力

出力的方

外應(yīng)使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，即Fi的方向向

向，并標(biāo)注

上

匚

二、杠桿的平衡條件

1.杠桿的平衡狀態(tài)：當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止或勻速時(shí)，杠桿就處于平衡狀態(tài)。

2.探究杠桿的平衡條件

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?）探究杠桿的平衡條件。（2）學(xué)習(xí)如何分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證猜想。

【實(shí)驗(yàn)器材】杠桿、鐵架臺(tái)、鉤碼等。

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)改變支點(diǎn)兩邊懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)和懸掛位置，探究杠桿平

衡時(shí)動(dòng)力、動(dòng)力臂和阻力、阻力臂之間的關(guān)系。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

（1）按圖裝配實(shí)驗(yàn)裝置。在掛上鉤碼前調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，將杠桿調(diào)節(jié)至水平位置平衡。

（2）在杠桿支點(diǎn)兩側(cè)懸掛不同個(gè)數(shù)的鉤碼，它們對(duì)杠桿的作用力分別作為動(dòng)力品、阻力6。移動(dòng)鉤

碼的懸掛位置，使杠桿在水平位置重新平衡，在自己設(shè)計(jì)的記錄表中記錄此時(shí)杠桿兩側(cè)所受作用力的大

小、動(dòng)力臂和阻力臂心

（3）改變動(dòng)力用和動(dòng)力臂/i的大小，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并將數(shù)值記錄在記錄表中。

數(shù)據(jù)記錄表格。

次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂Zi/cm阻力B/N阻力臂Z2/cm

1210120

245120

321036.7

4

???

【分析論證】分析表中的數(shù)據(jù)，找出它們之間的關(guān)系。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】要使杠桿平衡，需要滿(mǎn)足的條件：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力又阻力臂，即。

【交流評(píng)估】

（1）多次測(cè)量獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的目的是什么？

多次測(cè)量獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的目的是避免偶然性，獲得的結(jié)論。

（2）使用彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)？

在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力，通過(guò)在其他位置上用彈簧測(cè)力計(jì)拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。讀出

動(dòng)力Fi、阻力B、動(dòng)力臂/1、阻力臂勿也可獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

注意：彈簧測(cè)力計(jì)一定要沿方向施加力。如圖（a）所示，彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向施加力時(shí),

力臂/i=cm,可以直接讀出。如圖（b）所示，彈簧測(cè)力計(jì)不沿豎直方向施力，力臂為/2<10cm,不

能直接從杠桿上讀出。

（3）實(shí)驗(yàn)中，如果杠桿不在水平位置平衡，動(dòng)力臂和阻力臂能否直接從杠桿上讀出？為什么？

實(shí)驗(yàn)中，如果杠桿不在水平位置平衡，動(dòng)力臂和阻力臂不能直接從杠桿上讀出。如圖所示，此時(shí)的動(dòng)

力臂與阻力臂應(yīng)該是/i和/2。顯然，/i小于10cm,/2小于20cm。

3.杠桿的平衡條件

（1）大量實(shí)驗(yàn)證明

杠桿的平衡條件為：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力又阻力臂。公式表示尸“1=尸2L2

（2）注意：杠桿是否平衡，取決于力和力臂的乘積;該乘積相等時(shí)杠桿就平衡，否則沿著..大

的那端轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.杠桿最小力作圖

A

B

乙丙

要用最小的力使得杠桿A8在如圖甲所示的位置平衡,根據(jù)杠桿平衡條件"h=F2l2，因?yàn)榇藭r(shí)的阻

力和阻力臂是不變的，所以只要此時(shí)的動(dòng)力臂最大，則動(dòng)力就最小。如圖乙所示，當(dāng)力的作用點(diǎn)在8點(diǎn),

且力垂直于。2,方向向上時(shí)，動(dòng)力臂最大，則動(dòng)力最小。如圖丙所示，力廠也能使杠桿平衡，但因?yàn)椤?

不是最大力臂，所以廠不是最小的力，是錯(cuò)誤的。

三、杠桿的應(yīng)用

根據(jù)動(dòng)力臂和阻力臂/2之間的大小關(guān)系及用途的不同，杠桿可以分為三類(lèi)：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和

等臂杠桿。

省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿

，2A4/]

\hH-A-AJ

示意圖

A￡

卜2

力臂關(guān)系ll>12l\<hh=h

力的關(guān)系F\<FiF\>FiF\=F2

杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)移動(dòng)動(dòng)力乃移動(dòng)的距離大動(dòng)力H移動(dòng)的距離小動(dòng)力Fi移動(dòng)的距離等

距離的關(guān)系于阻力6移動(dòng)的距離于阻力6移動(dòng)的距離于阻力6移動(dòng)的距離

不省力也不省距離，

特點(diǎn)省______費(fèi)______費(fèi)______省______

不費(fèi)力也不費(fèi)距離

撬棒、開(kāi)酒瓶的起釣魚(yú)竿、鑲子、筷托盤(pán)天平、蹺蹺板、

應(yīng)用

子、扳手、鋼絲鉗等子、理發(fā)剪子等。定滑輪

第二節(jié)滑輪及其應(yīng)用

一、定滑輪和動(dòng)滑輪

1.定滑輪和動(dòng)滑輪的概念與特點(diǎn)

種類(lèi)定義實(shí)質(zhì)小意圖特點(diǎn)分析

如圖所示，定滑輪兩邊的力的方向與

使用時(shí)，軸能夠連

定輪相切，定滑輪的中心為杠桿的支

滑固定，不隨續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)

輪1.點(diǎn)，動(dòng)力臂和阻力臂都等于______,

物體一起移的等臂%

由R,」2%所以使用定滑輪不省力，但可以改變

動(dòng)的滑輪杠桿力的方向

如圖所示，重物的重力作用線(xiàn)通過(guò)滑

動(dòng)力臂F'一輪中心軸，滑輪的“支點(diǎn)”位于繩與

動(dòng)軸隨物體一

滑是阻力輪相切的點(diǎn)。，因此動(dòng)力臂等于直

輪起移動(dòng)的

1徑，阻力臂等于_______,動(dòng)力臂是阻

臂二倍

滑輪

的杠桿夕力臂的_____倍，所以理論上動(dòng)滑輪

尸2能省一半力，但不能改變力的方向

2.幾種常見(jiàn)情況中的物理量關(guān)系（圖中物體均做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，忽略繩重及摩擦）

使用情況物理量（力、距離、速度）關(guān)系

1F=G,s繩_______s物，u繩二叫勿

定滑輪

/

,FF=于,s繩二s物，u繩______u物

IL"為物體所受的摩擦力）

///〃/////,//〃///

G+G扮。

F=.........-,5繩=_______s物,V繩=2u物

I2

2F,、

F=f/2,s繩二_______s物，v繩二_________u物

動(dòng)滑輪

F

:G初

J戶(hù)=2G+G輪,§輪=______s物,"輪=_________v物

F=2f,s輪=_______s物，u輪二________u物

F-d

。為物體所受的摩擦力）

二、滑輪組

1.滑輪組：把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起，就構(gòu)成了滑輪組。

2.滑輪組的特點(diǎn)

(1)使用滑輪組時(shí)，既可以省力，也可以改變施力的=

(2)使用滑輪組提起重物時(shí)，動(dòng)滑輪上有"段繩子承擔(dān)物重，提起物體的力就是物重的(忽

略動(dòng)滑輪重、繩重及各處的摩擦力)。

IIII

甲乙

(3)拉力移動(dòng)的距離S與物體升高的距離的關(guān)系為5=鼠

(4)確定承擔(dān)物重繩子段數(shù)"的方法(“分離法”)：在定滑輪與動(dòng)滑輪之間畫(huà)一條虛線(xiàn)，只考慮與

動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)。如圖甲所示的滑輪組中，繩子段數(shù)為〃=—,則f=女7,s=2h-,圖乙所示的滑輪

組中，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為〃=—,則s=3鼠

第三節(jié)機(jī)械效率

一、有用功和額外功

1.有用功、額外功和總功

(1)有用功：在圖甲所示實(shí)驗(yàn)中，直接用彈簧測(cè)力計(jì)提升鉤碼，其拉力克服的重力做的功為有

用功，用卬有表示。有用功是為了達(dá)到某一目的而必須要做的功。

(2)總功：在圖乙所示實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力所做的功為總功，用卬總表示。

(3)額外功：在借助動(dòng)滑輪勻速提升鉤碼過(guò)程中，拉力不僅要做有用功，還須克服的重力及摩

擦力等做功，這部分功為額外功，用W額表示。額外功是對(duì)人們沒(méi)有用但又不得不做的功。

(4)有用功、額外功和總功的關(guān)系：卬總==

2.杠桿、滑輪組、斜面三種簡(jiǎn)單機(jī)械的有用功、額外功和總功

種類(lèi)杠桿滑輪組斜面

支

圖示I

有用功Ww=______卬有=___________W*______

克服動(dòng)滑輪重、繩重摩

克服杠桿本身重力、

擦力所做的功：克服摩擦力/所做的功：

額外功摩擦力所做的功

Ws=W總-Mr;若不計(jì)繩W額=卬總-W有；W額刁Z

重及摩擦W額=GM

卬總=___________

總功W總二___________W總二___________

G為被提升物體的重力；//為物體升高的高度；P為拉力(動(dòng)力)；s為作用力廠

說(shuō)明

作用點(diǎn)移動(dòng)的距離；G動(dòng)為動(dòng)滑輪的重力。

二、機(jī)械效率

1.機(jī)械效率

(1)物理學(xué)中，把有用功和總功之比叫做機(jī)械效率，用〃表示。

(2)計(jì)算公式：〃=

(3)對(duì)機(jī)械效率的理解

①機(jī)械效率總是小于—o這是因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不可避免地要做額外功，所以有用功總是小于總

功，機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示。

②機(jī)械效率并不是固定不變的。機(jī)械效率反映的是機(jī)械在一次做功的過(guò)程中有用功跟總功的比值，同一

機(jī)械在不同的做功過(guò)程中，機(jī)械效率往往會(huì)不同。

③機(jī)械效率的高低與是否省力、做功多少、物體提升的高度等因素—(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。

④機(jī)械效率的高低是反映機(jī)械優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一。機(jī)械效率越高，機(jī)械的性能越好。

2.三種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率

機(jī)械裝置圖計(jì)算公式

提升

豎直

:

擦?xí)r

重及摩

滑不計(jì)繩

輪物體

=上

:Gh

"取

(組

C

G+

G動(dòng)

G6+

%

)

速

水平勻

力

加擦

體

拉動(dòng)物

斜面

Gh

fl

Gh+

的方法

械效率

提高機(jī)

3.

獻(xiàn)。

出貢

等作

環(huán)保

綠色

排、

能減

對(duì)節(jié)

都將

舉措

功的

額外

減小

每個(gè)

等。

機(jī)械

保養(yǎng)

定期

構(gòu)、

械結(jié)

進(jìn)機(jī)

如改

較

率的比

機(jī)械效

功率和

功、

三、

單位

定義

意義

物理量

公式

符號(hào)

上

的方向

體在力

力與物

能量

，即

過(guò)程

做功

s

W=F

J

功

積

離的乘

移動(dòng)距

過(guò)程

轉(zhuǎn)化的

體

表示物

W