沪科版八年级物理机械与人第十章
2022-11-16 11:40:35 9 举报AI智能生成
沪科版八年级物理机械与人思维导图，主要介绍杠杆的平衡条件和分类，滑轮的三种分类，做功的原理和功率的计算，机械能守恒定律。知识比较繁杂，通过思维导图可以把内容更好的进行归纳。
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大纲/内容
杠杆
定义
一根硬棒，在力的作用下绕着固定点转动，这根硬棒叫做杠杆
判断一个物体是不是杠杆，需要满足三个条件，即硬物体（不一定是棒）、受力（动力和阻力）和转动（绕固定点）
杠杆可以是直的，也可以是弯的，甚至是任意形状的，只要在力的作用下能绕固定点转动，且是硬物体都可称为杠杆
杠杆的五要素
支点：杠杆绕着转动的点，用字母O表示
动力：使杠杆转动的力，用字母F₁表示
阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母F₂表示
动力臂：从支点到动力作用线的距离，用字母L₁表示
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用字母L₂表示
杠杆的平衡条件
杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动
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
结论
杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂=阻力×阻力臂
F₁L₁=F₂L₂
分类
省力杠杆
l₁＞l₂
等臂杠杆
l₁=l₂
费力杠杆
l₁＜l₂
滑轮
定滑轮
定义：中间的轴固定不动的滑轮
实质：等臂杠杆
特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向
动滑轮
定义：和重物一起移动的滑轮（可上下移动，也可左右移动）
实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向
滑轮组
定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
功
功的初步概念
如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。
功包含的两个必要因素
一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。
功的计算
功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积（功＝力×力的方向上的距离）。
功的计算公式
W=Fs
F表示力，单位是牛（N），s表示距离，单位是米（m），功的符号是W，单位是牛•米，它有一个专门的名称叫焦耳，焦耳的符号是J，1J=1N•m。
在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时，计算公式可以写成 W=Gh；在克服摩擦做功时，计算公式可以写成 W=fs。
功的原理
使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。
当不考虑摩擦、机械自身重等因素时，人们利用机械所做的功（Fs）等于直接用手所做的功（Gh）。
功率
1、功率的物理意义：表示物体做功的快慢。
2、功率的定义：单位时间内所做的功。
3、计算公式：P=Fv=W/t
其中W代表功，单位是焦（J）；t代表时间，单位是秒（s）；F代表拉力，单位是牛（N）；v代表速度，单位是m/s；P代表功率，单位是瓦特，简称瓦，符号是W。
4、功率的单位是瓦特（简称瓦，符号W）、千瓦（kW），1W=1J/s，1kW=10³W。
动能和势能
能的概念
如果一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量，能量和功的单位都是焦耳（J）。
具有能量的物体不一定正在做功，做功的物体一定具有能量。
动能
1、定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。
2、影响动能大小的因素是：物体的质量和物体运动的速度，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
3、一切运动的物体都具有动能，静止的物体动能为零，匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降，匀速前进、匀速后退，只要是匀速)动能不变。物体是否具有动能的标志是：是否在运动。
势能
1、势能包括重力势能和弹性势能。
2、重力势能：
（1）定义：物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。
（2）影响重力势能大小的因素是：物体的质量和被举的高度．质量相同的物体，被举得越高，重力势能越大；被举得高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。
（3）一般认为，水平地面上的物体重力势能为零。位置升高且质量一定的物体（不论匀速升高，还是加速升高，或减速升高，只要是升高）重力势能在增大，位置降低且质量一定的物体（不论匀速降低，还是加速降低，或减速降低，只要是降低）重力势能在减小，
高度不变且质量一定的物体重力势能不变。
3、弹性势能：
（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
（2）影响弹性势能大小的因素是：弹性形变的大小（对同一个弹性物体而言）。
（3）对同一弹簧或同一橡皮筋(在一定弹性范围内)形变越大，弹性势能越大。物体是否具有弹性势能的标志：是否发生弹性形变。
机械能及其转化
机械能
动能与势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。动能和势能可以互相转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，也就是说机械能是守恒的。
动能和重力势能间的转化规律
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
自然界中可供人类利用的机械能源有水能和风能，大型水电站通过修筑拦河坝来提高水位，从而增大水的重力势能，以便在发电时把更多的机械能转化为电能
机械效率
有用功
定义：对人们有用的功
公式：W有=Gh（提升重物）=W总-W额=ŋW总
斜面：W有=Gh
额外功
定义：我们不需要但又不得不做的功
公式：W额=W总-W有=G动h
斜面：W额=fL
总功
定义：有用功加额外功或动力所做的功
公式：W总=W有+W额=FS=W有/ŋ
机械效率
定义：有用功跟总功的比值
公式
ŋ=W有/W总
定滑轮：ŋ=Gh/FS=Gh/Fh=G/F
动滑轮：ŋ=Gh/FS=Gh/F2h=G/2F
滑轮组：ŋ=Gh/FS=Gh/Fnh=G/nF
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示
提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦
机械效率的测量
原理：ŋ=W有/W总=Gh/FS
应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s
器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计
步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变
影响滑轮组机械效率高低的主要因素有
动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多
提升重物越重，做的有用功相对就多
摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多
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