八年级物理简单机械有哪些核心考点？

我会用一个清晰、有条理的结构来讲解，包含核心概念、分类、公式、考点和典型例题，希望能帮助你彻底掌握。

---

第一部分：核心概念与基本原理

在学习具体机械之前,必须先理解两个核心概念，它们是分析所有机械的“钥匙”。

杠杆

• 定义： 一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。

• 五要素（画杠杆示意图的关键）：

  1. 支点 (O): 杠杆绕着转动的固定点。
  2. 动力 (F₁): 使杠杆转动的力。
  3. 阻力 (F₂): 阻碍杠杆转动的力。
  4. 动力臂 (L₁): 从支点到动力作用线的垂直距离。
  5. 阻力臂 (L₂): 从支点到阻力作用线的垂直距离。

  【重要提示】 力臂是点到线（力的作用线）的垂直距离，不是点到力的作用点的距离！画力臂时，一定要先画出力的作用线，再从支点向这条线作垂线。

杠杆的平衡条件

这是杠杆原理的核心,也是计算的基础。

• 公式： 动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂
  • 即：F₁ × L₁ = F₂ × L₂
• 变形公式：
  • F₁ / F₂ = L₂ / L₁ (动力与阻力之比等于阻力臂与动力臂之比)
• 要使杠杆平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一，这就是杠杆能省力的原理。

杠杆的分类

根据杠杆的平衡条件,我们可以将杠杆分为三类：

分类	特点	杠杆关系	举例	口诀
省力杠杆	动力臂 > 阻力臂 (L₁ > L₂)	F₁ < F₂ (省力)	羊角锤、撬棍、瓶起子、手推车	省力费距离
费力杠杆	动力臂 < 阻力臂 (L₁ < L₂)	F₁ > F₂ (费力)	镊子、钓鱼竿、筷子、扫帚	费力省距离
等臂杠杆	动力臂 = 阻力臂 (L₁ = L₂)	F₁ = F₂ (不省力也不费力)	天平、跷跷板（两端质量相等时）	不省力不费力

---

第二部分：其他简单机械

除了杠杆,还有两种简单机械。

滑轮

滑轮是一个可以绕着中心轴转动的圆轮,其周边有槽。

• 定滑轮:

  
  （图片来源网络，侵删）
  • 特点： 轴的位置固定不动。
  • 实质： 一个等臂杠杆 (L₁ = L₂ = R)。
  • 作用： 不能省力，但可以改变力的方向。
  • 公式： F = G物 (不计绳重和摩擦)

• 动滑轮:

  • 特点： 轴和重物一起移动。
  • 实质： 一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆 (L₁ = 2L₂ = 2R)。
  • 作用： 能省一半力，但不能改变力的方向。
  • 公式： F = ½(G物 + G轮) (不计绳重和摩擦)

• 滑轮组:

  • 特点： 由至少一个定滑轮和一个动滑轮组成。
  • 作用： 既能省力，又能改变力的方向。
  • 核心公式（不计绳重和摩擦）：
    • F = ½(G物 + G轮) (当 n 为偶数时，最省力)
    • F = ⅓(G物 + G轮) (当 n 为奇数时)
    • F = 1/n (G物 + G轮)
      • n：指承担物重的绳子的股数，如何数？看动滑轮，有几根绳子拉着它，n就是几。
  • 距离关系： s = nh (拉绳子的距离 s 是重物上升高度 h 的 n 倍)

---

第三部分：功、机械效率与功率

是机械的“性能指标”，与简单机械紧密相关。

功的两个必要因素

• 作用在物体上的力
• 物体在这个力的方向上移动的距离
• 公式：W = Fs (F 与 s 方向一致)
• 单位： 焦耳，简称焦，1J = 1N·m

有用功、额外功、总功

• 有用功 (W有用): 人们为了达到目的必须做的功。

  用滑轮组提升重物,W有用 = G物h

• 额外功 (W额外): 人们不需要但又不得不做的功。
  • 克服滑轮自重、绳重、摩擦力所做的功。
  • W额外 = G轮h (克服动滑轮重力)
• 总功 (W总): 动力对机械做的功，也是有用功和额外功的总和。
  • W总 = Fs (F 是拉力，s 是绳子移动的距离)
  • W总 = W有用 + W额外

机械效率 (η)

• 定义： 有用功跟总功的比值。
• 公式：η = W有用 / W总
• 特点：
  • 机械效率是一个没有单位的百分数。
  • 因为 W有用 < W总，η < 100%。
  • 任何机械的机械效率都小于 1。
• 计算技巧： 在滑轮组问题中，常用 η = (G物h) / (Fs) = (G物) / (nF) 来计算，因为 h 和 s 可以约去。

功率 (P)

• 定义： 表示做功快慢的物理量。
• 公式：P = W / t
• 单位： 瓦特，简称瓦，1W = 1J/s

  常用单位：千瓦，1kW = 1000W

---

第四部分：考点与典型例题

核心考点

1. 画杠杆五要素和力臂。（必考作图题）
2. 应用杠杆平衡条件进行计算。（F₁L₁ = F₂L₂）
3. 区分三类杠杆并举例。
4. 判断滑轮组的省力情况和绳子股数 n。
5. 计算滑轮组的拉力和机械效率。
6. 区分有用功、额外功和总功。

典型例题

例题1（杠杆）： 如图所示，杠杆在水平位置平衡，每个钩码质量相等，如果在 A 点再加挂一个相同的钩码，杠杆会怎样？为了使杠杆重新平衡，B 点的钩码应向哪个方向移动？移动多少格？

[图示：左侧A点挂2个钩码，右侧B点挂3个钩码，支点O在中间]

解析：

1. 初始状态： 设每个钩码重为 G，格长为 L。

   • F₁ = 2G, L₁ = 2L
   • F₂ = 3G, L₂ = 3L
   • F₁L₁ = 2G × 2L = 4GL
   • F₂L₂ = 3G × 3L = 9GL
   • 初始不平衡,题目描述可能有误，我们假设初始是平衡的，比如A点3个，B点2个。
   • 修正假设： A点挂3个，B点挂2个，则 3G×2L = 2G×3L，平衡。

2. 变化后： A点再加一个，变为4个。

   • F₁' = 4G, L₁' = 2L
   • F₁'L₁' = 4G × 2L = 8GL
   • F₂L₂ = 2G × 3L = 6GL
   • 因为 8GL > 6GL，所以杠杆会顺时针转动（A端下沉，B端上升）。

3. 重新平衡： 设B点向左移动x格。

   • F₁'L₁' = F₂L₂'
   • 4G × 2L = 2G × (3L + xL)
   • 8 = 6 + 2x
   • 2x = 2
   • x = 1
   • B点的钩码应向左移动1格。

例题2（滑轮组）： 用如图所示的滑轮组匀速提升一个重为 600N 的物体，动滑轮重为 100N，不计绳重和摩擦，求： (1) 绳子自由端的拉力 F 是多少？ (2) 若物体被提升了 2m，绳子自由端移动了多少距离？ (3) 这个滑轮组的机械效率是多少？

[图示：一个动滑轮，一个定滑轮，n=2]

解析： (1) 求拉力 F：

• n = 2 (动滑轮由2根绳子拉着)
• F = ½(G物 + G轮) = ½(600N + 100N) = ½ × 700N = 350N

(2) 求距离 s：

• s = nh = 2 × 2m = 4m

(3) 求机械效率 η：

• W有用 = G物h = 600N × 2m = 1200J
• W总 = Fs = 350N × 4m = 1400J
• η = W有用 / W总 = 1200J / 1400J ≈ 7%
• （或者用 η = G物 / (nF) = 600N / (2 × 350N) ≈ 85.7%）

---

学习建议

1. 动手画图： 一定要亲手画杠杆的示意图，特别是力臂，这是基础中的基础。
2. 理解本质： 理解定滑轮是等臂杠杆，动滑轮是省力杠杆，滑轮组是多个杠杆的组合，理解了本质，记公式就不容易错。
3. 区分概念： 分清“省力”和“省功”，任何机械都不能省功，只能省力或省距离（省距离的机械一定费力）。
4. 多做题： 通过不同类型的题目来巩固知识点，特别是计算题和作图题。

希望这份详细的总结能对你有所帮助！加油！