八年级物理《简单机械》知识点
1、杠杆及五要素
定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
五要素：
支点（O）：杠杆绕着转动的固定点；动力（F1）：使杠杆转动的力；阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力；动力臂（l1）：支点到动力作用线的距离；阻力臂（l2）：支点到阻力作用线的距离。 【点拨】①杠杆可以是直的，也可以是弯的；杠杆的支点可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置；②力臂是指点到线(“支点”到“力的作用线”)的距离，而不是点到点(“支点”到“
力的作用点”的)的距离。
【画力臂方法】一支点、二画线、三连距离、四标签
⑴ 支点O；⑵ 画动力和阻力的作用线（虚线）；⑶ 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷做标注（用字母注明动力臂或阻力臂）。
2、探究杠杆的平衡条件
平衡状态：当杠杆处于静止或匀速转动状态时，我们就说杠杆平衡了。
实验前：调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是：①排除杠杆自重对杠杆平衡的影响；②便于从杠杆上直接读出力臂数值。
杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
写成公式 也可写成：
【解题指导】分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力的方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。） 【杠杆平衡时动力最小问题】此类问题中阻力×阻力臂为一定值，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，要使作用在杠杆上的动力F1最小，其相应的动力臂l1应为最大值。
方法： ①定点，在杠杆上离支点最远的点作为动力作用点；②定向，连接动力作用点与支点，过动力作用点作垂线，根据动力和阻力使杠杆旋转的方向相反来确定动力的方向；③定值：根据杠杆的平衡条件计算出动力的最小值。
3、三种杠杆（杠杆平衡条件F1l1＝F2l2）
杠杆类型 | 力臂关系 | 力的关系 | 优缺点 | 生活举例 |
省力杠杆 | l1>l2 | F1<F2 | 省力但费距离 | 撬棒、羊角锤 |
费力杠杆 | l1<l2 | F1>F2 | 费力但省距离 | 镊子、筷子 |
等臂杠杆 | l1＝l2 | F1＝F2 | 不省力不费距离 | 天平、定滑轮 |
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【点拨】根据动力臂和阻力臂的大小关系，可以判断杠杆的类型，关键是确定支点，然后再出动力作用点和阻力作用点的位置，进而大体上确定动力臂和阻力臂的大小；也可以根据使用目的进行判断，若是为了用较小的动力克服较大的阻力，则是省力杠杆；若是为了方便，省距离，则是费力杠杆。
二、滑轮
| 定滑轮 | 动滑轮 | 滑轮组 |
示意图 | | | |
定义 | 轴固定不动 | 轴可以随被吊物体一起运动 | 定滑轮和动滑轮组合 |
实质 | 等臂杠杆 | 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆 | —— |
特点 | 不能省力，但是能改变动力的方向 | 能省一半的力，但不能改变动力的方向 | 既能省力又能改变动力的方向 |
省力 情况 | F＝G | F＝ | F＝ |
绳端 距离 | s＝h | s＝2h | s＝nh |
说明：省力情况公式忽略了轮轴间摩擦及绳重；n是吊着动滑轮绳子的段数。 |
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【绳子段数n的判断方法】如图：
【组装滑轮组方法】首先根据公式求出绳子的段数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动）：
| 图示 | 表达式 |
定滑轮 | | F=G简易淋浴器；S绳=S物；v绳=v物 |
| F=Ff Ff为物体A所受的摩擦力 |
动滑轮 | | F＝；S绳=2S物；v绳=2v物 |
| F＝；S绳=2S物；v绳=2v物 |
365.bm990 | F＝2G+G动；； |
| F=2Ff ；； |
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| 轮轴 | 斜面 |
示意图 | | |
定义 | | 由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，大轮叫轮，小轮叫轴。 |
特点 | 省力但费距离 | 动力作用在轮上省力 |
应用 | 螺旋、木螺钉、盘山公路 | 方向盘、水龙头、门把手 |
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三、机械效率
1、简单机械中的三种功
有用功：为了实现做功的目的，不用任何机械而必须做的功，用W有表示。
额外功：使用机械时，不是我们需要的但又不得不做的功，光纤熔接示意图用W额表示。
总功：有用功与额外功之和是总共所做的功，用W总表示。
【点拨】有用功可理解为一种“目的功”。在用动滑轮或滑轮组提升重物时，使用机械的目的是提升重物，那么克服重物的重力做的功是有用功，即W有用=Gh；用滑轮组拉动重物在水平面匀速移动时，使用机械的目的是水平移动重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即W有用=f s。 | 总功（W总） | 有用功（W有用） | 额外功（W额外） |
| 动力F1所做的功W总=F1·S1 | 克服阻力F2所做的功W有用=F2·S2 | 克服摩擦或杠杆自重所做的功 |
| 拉力F所做的功 W总=F·S， W总=（G动+G物）h | 克服重物的重力所做的功，即动滑轮对物体所做的功W有用=G物h | 克服动滑轮重、克服摩擦力（一般忽略）所做的功W额外= G动h |
| 推力F所做的功 W总=F·S， W总=G物h + f S | 克服重物的重力所做的功，W有用=G物h | 克服摩擦力所做的功W额外=f s |
联系 | W总= W有用 + W额外 |
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2、机械效率
定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。公式：η＝×100%
影响因素：摩擦、机械自重及物重等。
注意：①使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总小于总功，机械效率总小于1；②机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，机械效率往往不同。
3、测量滑轮组的机械效率
原理：η＝×100%
应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳自由端移动的距离S
器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。
注意：沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计
结论：同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越高；提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越低，但越省力。
注意：在应用同一滑轮组提升物体时，若被提升物体的重力发生改变，则整个滑轮组的机械效率也应随之发生改变。切不可认为给定一个滑轮组，它的机械效率就是唯一的。
功、功率、机械效率
| 功 | 功率数字式水表 | 机械效率 龙脑抑菌剂 |
物理 意义 | 做功即能量的转化 | 表示做功的快慢 | 反映机械性能的好坏 |
定义 | 力与物体在力的方向上移动的距离的乘积 | 功与做功所用时间之比 | 有用功跟总功的比值 |
符号 | W | P | η |
公式 | W＝Fs | P＝ | η＝ |
单位 | J | W或kW | 无单位 |
决定 因素 | 力和物体在力的方向上移动的距离 | 功和时间 | 有用功 和总功 |
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