八年级物理下册 第十二章 简单机械单元复习学案(无答案)(新版)新人教版

《简单机械》【学习目标】1．会建立本章知识结构图，能完整梳理本章知识。

2．理解杠杆、滑轮、轮轴、斜面特点并进行应用。

3．理解做功的两个必要因素，能运用公式进行计算。

4．理解功率的物理意义，能运用公式进行计算。

5．理解机械效率的物理意义，会计算简单机械的机械效率。

【知识梳理】④动力臂：从_____到___________的距离。

用字母l1表示。

⑤阻力臂：从_____到____________的距离。

用字母l2表示。

画力臂方法：一找支点、二画线、三作垂线、四标签⑴找支点O；⑵画力的作用线（虚线）；⑶画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷标力臂（大括号）。

3．研究杠杆的平衡条件：①杠杆平衡是指：_______________________。

②实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。

③结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：_____________________________。

写成公式F1l1=F2l2也可写成：F1 / F2=l2 / l14．应用：省力杠杆条件：____________________举例：_______________________________ 费力杠杆条件：____________________举例：________________________________ 二、滑轮1．定滑轮：①定义：________________的滑轮。

②实质：定滑轮的实质是：______________③特点：______________________________④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F_____G 绳子自由端移动距离S F(或速度v F) _____重物移动的距离S G(或速度v G)2．动滑轮：①定义：________________的滑轮。

（可上下移动，也可左右移动）②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的___________。

③特点：使用动滑轮能省一半的力，但______________方向。

④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=______只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=_____________绳子自由端移动距离等于_______倍的重物移动的距离三、滑轮组：1．把定滑轮和动滑轮组装在一起，组成滑轮组，是否可以既省力又改变力的方向呢？讨论并完成：用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，能设计出几种组合方式？（把方案在右框中画出并动手组装）根据组装的滑轮组，数一数钩码被几段绳子承担？弹簧测力计示数又是钩码重的几分之一？进一步分析得出：使用滑轮组时，提起重物所用的力由什么决定？__________；滑轮组用几根绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的__________。

2.滑轮组的省力情况：滑轮组特点：既可以，又可以。

3.省力公式：使用滑轮组时拉力省了几分之一，绳子自由端（拉力端）移动的距离就费了几倍。

即：（不计摩擦及动滑轮重）F=，则，S绳=nh物（1）若不计摩擦及动滑轮重时F= （2）若必需考虑动滑轮的重力时F= (G物+G动)四、机械效率（η）1．概念：有用功：。

额外功：总功：。

2．和的比值叫机械效率。

3．计算公式是：。

（注意：任何机械的效率都 1。

）4．影响机械效率大小的因素有：机械自重及。

【知识梳理】一、杠杆1．定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。

（1）“硬棒”不一定是棒，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，支点是相对固定的。

（2）动力：使杠杆转动的力，用“F1”表示。

（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示。

（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“l1”表示。

（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“l2 ”表示。

注意：①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。

②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。

杠杆的平衡条件：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，力臂l1和l2恰好在杠杆上，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂长度大小了，而杠杆在倾斜位置平衡，力臂的数值就就不能从杠杆上读出。

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。

4．杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。

杠杆的应用：1．省力杠杆：动力臂l1＞阻力臂l2，则平衡时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，则平衡时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，则平衡时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、其他简单机械滑轮：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。

因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。

根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。

定滑轮：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。

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，因为重物匀速上升可知，则，不省力。

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（图中F1方向向下）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）。

动力移动的距离与重物移动的距离相等。

（如上右图所示）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）动滑轮：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。

（如下左图所示）实质：是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。

（如上中图所示）图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根据杠杆平衡条件：F1l11=F2l2，即F1·2r=F2·r，得出，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则。

特点：省一半力，但不能改变力的方向。

动力移动的距离是重物移动距离的2倍。

（如上右图所示）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。

滑轮组：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。

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）。

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。

如下图所示。

（n表示承担物重绳子的段数）滑轮组的组装：（1）.根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；（2）确定动滑轮的个数；（3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。

确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。

在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。

轮轴：由两个半径不同的轮子固定在同一转轴的装置叫做轮轴。

半径较大的轮叫轮，半径较小的轮叫轴。

实质：轮轴可看作是杠杆的变形。

如上图所示。

特点：当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上，则动力臂l1=R，阻力臂l2=r，根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2，即F1R=F2r，∵R＞r，∴F1＜F2，即使用轮轴可以省力，也可以改变力的方向，但却费了距离。

斜面：如图所示斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。

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、机械效率一、知识储备一：了解功的原理、有用功、额外功和总功1．功的原理内容：。

(功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用)2．有用功：_________________________________________________________。

3．额外功：_________________________________________________________。

4．总功：________________________；计算公式：W总=__________________。

5．使用简单机械提升重物，有用功、总功的计算方法：有用功W有用=_________，总功W总=____________二、知识储备二：机械效率的计算1．机械效率： __________（因为有用功总小于总功，所以机械效率总-________，通常用百分数表示) 公式______________。

2．常用的机械效率计算公式：①定义式：η=W有用/W总，②斜面：η=____________，③定滑轮：η=________________，④动滑轮：η=_________________，⑤滑轮组：η=_______________三、知识储备三：滑轮组和斜面机械效率的测量1．测量原理：_________________________。

2．测量工具：_________________________________________________。

3．滑轮组机械效率需要测量的物理量有：______________________；斜面机械效率需要测量的物理量有：______________________；4．提高机械效率的方法：__________________________________________________等；【课堂检测】1．一根粗细均匀的木棒重500 N，一头着地，求抬起另一端所需多大的力？2．如图所示，不计重力的杠杆OB可绕O点转动，重为6N的物体P悬挂在杠杆的中点A处，拉力F1与杠杆成30°角，杠杆在水平位置保持平衡。