6.6 探究滑轮的作用－第3课时 特殊杠杆及其综合应用 课时训练 --2023-2024学年沪粤版物理八年级下学期

第六章　力和机械 沪粤版八年级下 6.6 探究滑轮的作用 第3课时　特殊杠杆及其综合应用 课时训练 知识点⁠ ⁠ 轮轴 1.[2023·武汉期末]如图甲，方向盘相当于一个轮轴，若F1＝20 N，轮盘的半径为20 cm，轴的半径为2 cm，不计摩擦阻力，该轮轴平衡时F2＝ 　200　⁠N。如图乙，门锁的把手相当于一个 　省力　⁠（填“省力”或“费力”）轮轴。 200　 省力　 由题知，F1＝20 N，轮盘的半径R＝20 cm，轴的半径r＝2 cm，轮轴的实质是杠杆，根据杠杆的平衡条件可得F1R＝F2r，F2＝＝＝200 N。 门锁的把手，外轮半径大于轴半径，动力作用在轮上，相当于一个省力轮轴。 【点拨】 知识点⁠ ⁠ 斜面 2.小明骑自行车时发现，骑车上陡坡要吃力些。坡路和斜面相似，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？ 小明做了如下猜想： 猜想1：与斜面的表面材料有关。 猜想2：与斜面的倾斜程度有关。 猜想3：与物体受到的重力大小有关。 为验证上述猜想，小明利用如图所示的装置进行了实验，实验中用沿斜面向上的拉力F拉动物体在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力F与物体所受的重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力） 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 斜面倾角 θ θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1） 斜面的表 面材料 木板 棉布 毛巾 木板 木板 木板 木板 物体重G/N 2.0 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力F/N 1.35 1.43 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70 （1）通过对比 　1、2、3　⁠（填写实验序号）三次实验中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；通过对比1、6、7三次实验中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，斜面倾角越 　小　⁠，斜面越省力。 1、2、3　 小　 （2）为验证猜想3，小明做了 　1、4、5　⁠（填写实验序号）三次实验，分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同的依据是 　根据1、4、5的实验数据知道，物体的重力变为原来的几倍，拉力也会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等　⁠。 1、4、5　 根据1、4、5的实验数据知道，物体 的重力变为原来的几倍，拉力也会变为原来的几倍，即沿 斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等　 （1）探究斜面省力的情况与斜面的表面材料的关系，根据控制变量法知道，需要控制物体重、斜面倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1、2、3三次实验中的数据。对比1、6、7三次实验中的数据知道，在斜面的表面材料、物体重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，因此得出的结论是：在其他条件相同时，斜面的倾角越小，斜面越省力。 【点拨】 （2）探究斜面省力的情况与物体受到的重力大小有关时，根据控制变量法知道，实验中需要控制斜面倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同，所以需要对比1、4、5三次实验。 3.[2023·广东]明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。 （1）图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 　省力　⁠（填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 　B　⁠点。 省力　 B　 （2）设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90 N。使周长为3 m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 　90　⁠J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 　30　⁠N。（不计井绳的粗细和自重） （3）图丙所示水龙头开关的设计 也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 　①　⁠（填“①”或“②”）。 90　 30　 ①　 （1）为方便提水，根据题图可知，它是按照省力杠杆来设计的；由于辘轳围绕B点旋转，可知B点为其支点。 （2）由于大轮与小轮的半径比为3∶1，当周长为3 m的大轮转动一圈，则小轮也转动一圈，且小轮转动的距离为1 m，由于水桶匀速上升，则井绳对水桶做的功W＝Gh＝90 N×1 m＝90 J。 【点拨】 根据图乙所示，大轮与小轮的半径比为3∶1，当动力臂为BC时，作用在C点的力最小，根据杠杆平衡条件可知，FC·BC＝G·AB，因为BC＝3AB，可得FC＝30 N。 （3）水龙头的开关是一种轮轴，动力作用在轮上，所以为了更省力，开关应选用动力臂较大的，故开关应选用①。 4.[2023·茂名模拟]生活中我们经常使用简单机械。 （1）小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树