八下物理第十二章简单机械

八下物理第十二章简单机械思维导图，超详细的物理思维导图（可以当教辅用的那种）干货满满~

简单机械

• 轮轴
  • 定义
    • 由“轮”和“轴”组成的系统。该系统能绕共轴线旋转
  • 性质
    • 省力，费距离
  • 原理
    • 能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，动力臂为轮半径，阻力臂为轴半径
  • 轮轴平衡公式
    • F1R=F2r
      • 字母
        • F1 表示轮上的动力 单位N
        • F2 表示轴上的阻力 单位N
        • R 表示轮的半径 单位m
        • r 表示轴的半径 单位m
      • 变形
        • F1/F2=r/R
        • F1=F2r/R
        • F2=F1R/r
        • R=F2r/R
        • r=F1R/F2
• 杠杆
  • 定义
    • 一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒
  • 力臂
    • 力的作用线到转动轴的垂直距离
      • 力的作用线：通过力的作用点沿力的方向所画的直线
      • 转动轴：支点
      • 子主题
    • 动力臂
      • 与动力对应的力臂
      • 用l1表示
    • 阻力臂
      • 与阻力对应的力臂
      • 用l2表示
    • 力臂注意事项
      • 1.力臂一定和力的作用线垂直
        • 一定要画垂直符号
      • 2.画力的作用线要用虚线
      • 3.用括弧或直接在力臂下标上该力臂的名称
      • 4.力臂可能=0
        • 当力臂=0时，该力对于杠杆的转动不起作用
  • 力矩
    • 定义
      • 表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量
    • 力和力臂的积为力矩
      • Fl
  • 杠杆上的力
    • 动力
      • 使杠杆转动的力
    • 阻力
      • 阻碍杠杆运动的力
        • 动力和阻力不绝对，要看目的是什么
  • 杠杆平衡
    • 杠杆平衡时，匀速转动或静止
      • 杠杆运动时都不平衡
    • 当F1l1>F2l2时，杠杆沿F1使杠杆转动的方向加速转动
    • 当F1l1<F2l2时，杠杆沿F2使杠杆转动的方向加速转动
  • 杠杆的平衡公式
    • F1l1=F2l2
      • 变形
        • F1=F2l2/l1
        • l1=f2L2/f1
        • F2=F1l1/l2
        • l2=F1l1/F2
        • F1/F2=l2/l1
      • 意义
        • 当满足此公式时，杠杆平衡
      • 字母
        • F1 表示动力 单位与F2一样
        • F2 表示阻力 单位与F1一样
        • l1 表示动力臂 单位与l2一样
        • l2 表示阻力臂 单位与l1一样
  • 最小动力问题
    • 增大动力臂
    • 减小阻力臂
  • 杠杆的平衡条件实验
    • 注意事项
      • 1.杠杆要保持水平
        • 目的：使动力臂和阻力臂与杠杆重合
        • 杠杆在水平时才平衡
      • 2.使杠杆处于静止状态
      • 3.先调整平衡螺母，使杠杆水平
      • 4.为避免偶然性，至少做三次实验
  • 杠杆类型
    • 省力杠杆
      • l1>l2
        • 省力，省的力等于阻力的l2/l1倍
        • 费距离，动力移动的距离大于阻力移动的距离
    • 费力杠杆
      • l1<l2
        • 费力，费的力等于阻力的l2/l1倍
        • 省距离，动力移动的距离小于阻力移动的距离
    • 等臂杠杆
      • l1=l1
        • 不省力，F1=F2
        • 不省距离
    • 影响杠杆类型的因素
      • 1.支点位置
      • 2.力的方向
  • 动态杠杆
    • 在杠杆运动过程中，力臂和力的大小发生改变的杠杆
    • 1.阻力臂变小，阻力，动力臂不变
      • 若杠杆平衡，根据F1l1=F2l2知，当l2变小时，F1也要变小，且变化后要满足F1/l2=F2/l1
    • 2.阻力臂变小，阻力，动力,不变
      • 若杠杆平衡，根据F1l1=F2l2知，当l2变小时，l1也要变小，且变化后满足F1/F2=l2/l1
    • 3.阻力变小，阻力臂，动力，不变
      • 若杠杆平衡，根据F1l1=F2l2知，当F2变小时，l1也要变小，且变化后满足F1/l2=F2/l1
    • 4.阻力变小，阻力臂，动力臂不变
      • 若杠杆平衡，根据F1l1=F2l2知，当F2变小时，F11也要变小，且变化后满足F1/F2=l2/l1
    • 5.阻力,阻力臂变小,动力,动力臂不变
      • 若杠杆平衡则满族F1l1=F2l2
• 机械效率
  • 定义
    • 有用功和总功的比值叫做机械效率，用符号η表示
  • 有用功
    • 为达到目的必须要做的功，用 W有 表示
  • 额外功
    • 成某种目的时，除做有用功之外所做的非必要性的功，用 W额 表示
  • 总功
    • 物体所受合外力所做的功，用 W总 表示
  • W总=W有+W额
    • W有=W总-W额
    • W额=W总-W有
  • 在非理想情况下，额外功不可避免，机械效率总<1
  • 在一些情况下因,有一部分额外功是不变的，所以有用功越大，机械效率越高（增大物重或增加距离）
  • η=W有/W总
    • W有=ηW总
    • W总=W有/η
    • 有用功和总功的比值叫做机械效率。用符号η表示
  • 杠杆机械效率
    • W有
      • W有=F2h(阻力×物体移动距离）
    • W额
      • 杠杆自重和摩擦
    • W总
      • W总=F1s（动力×作用点移动距离）
    • η=F2h/F1s
  • 滑轮机械效率
    • W有
      • W有=F物h
    • W额
      • W额=G动h(忽略摩擦）
    • W总
      • W总=F绳s
    • F绳=F物/nη
    • F物=ηF绳n
    • n=F物/F绳η
    • • η=F物h/F绳s=F物/nF绳
        • 不用s、h求机械效率
      • η=F绳h/F绳h+G动h(竖直，且不计绳重，摩擦
  • 斜面机械效率
    • W有
      • W有=Gh
    • W额
      • W额=fl
    • W总
      • W总=Fl
    • 斜面机械效率与那些因素有关
      • 1.η与G无关
      • 2.η与h无关
      • 3.η与μ（摩擦因数）有关
      • 4.η与θ（斜面夹角）有关
      • • θ一定，μ大，η小
        • μ一定，θ大，η大
    • η=Gh/Fl
      • η=Gh/Gh+fl
• 滑轮
  • 定义
    • 可以绕着中心轴旋转的圆轮
  • 定滑轮
    • 定义
      • 轴的位置固定不动的滑轮
    • 性质
      • 不能省力也不费力，改变力的方向
    • 原理
      • 是一等臂杠杆，l1 l2均为滑轮的半径
  • 动滑轮
    • 定义
      • 轴随物体一起运动的滑轮
    • 性质
      • 省力，不能改变动力方向，费距离
    • 原理
      • 是一省力杠杆,l1是动滑轮的直径，l2是动滑轮的半径
  • 反动滑轮
    • 定义
      • 动滑轮的特殊用法
        • 将物体挂在绳子自由端，拉力施加于动滑轮上
    • 性质
      • 费力，可以省一半的距离
  • 滑轮组
    • 定义
      • 由多个动滑轮、定滑轮组装而成的一种简单机械
    • 性质
      • 既可以改变力的方向，又可以省力
      • 在滑轮组中，承担物体重力的绳子端数为n，绳子自由端的拉力=1/n倍的动滑轮上的拉力
    • 原因
      • 每一段承担动滑轮处拉力的绳子都受到相同的拉力，并且每条绳子的拉力相同，绳子们的拉力和=动滑轮处拉力
  • 同一根绳子绕过滑轮，各段绳子的力是相等的
  • 动滑轮和绳上拉力并不一定等于物体重力
    • 水平拉时，F物=f
    • 物体在竖直方向上受到除重力和拉力之外的力时，F物≠G物
  • 滑轮中拉力方向对拉力大小的影响
    • 定滑轮
      • 无论拉力方向如何改变，拉力都不变
      • 原因：动力臂一直等于滑轮半径，阻力臂也等于滑轮半径，而圆上任意一点到圆心的距离都相等
    • 动滑轮
      • 只有拉力作用线平行于阻力作用线时，动滑轮才省一半力；当两个力的作用线不平行时，F绳>F物/2
      • 原因：阻力臂不变，为滑轮半径；动力臂在其平行时为滑轮直径，不平行时，小于滑轮直径
  • 研究定滑轮和动滑轮的特点实验
    • 注意事项
      • 1.匀速拉动绳子
      • 2.确保滑轮两侧绳子平行
  • 公式
    • n 表示承担物体重力的绳子段数 无单位
    • s绳 表示绳子自由端移动的距离 单位m
    • h 表示动滑轮移动的距离 单位m
    • v绳 表示绳子自由端移动的速度 单位m/s
    • v物 表示物体移动的速度 单位m/s
    • G动 表示动滑轮的重力 单位N
    • F物 表示物体对滑轮拉力 单位N
    • F绳 表示绳子自由端的拉力 单位N
    • • nF=F物+G动（竖直状态下）
        • n=F物+G动/F
        • F=F物+G动/n
      • nF=F物（水平或不记动滑轮重力）
        • n=F物/F
        • F=F物/n
      • S绳=nh
        • n=S绳/h
        • h=S绳/n
      • v绳=nv物
        • n=v绳/v物
        • v物=v绳/n
• 斜面
  • 定义
    • 与水平方向有不为零的夹角的平面
  • 性质
    • 省力，费距离
  • 公式
    • F=Gh/l(斜面光滑）
      • 字母
        • F 表示沿斜面向上的拉/推力 单位N
        • G表示物体重力 单位N
        • h 表示斜面高度 单位m
        • l 表示斜面长度 单位m
      • 变形
        • G=h/lF
        • h=G/lF
        • l=Gh/F
  • 当斜面夹角为30°时，斜面长是其高的2倍
• 卢健锟
• 初二14
• 八下物理第十二章思维导图