第十二章 简单机械章末知识复习（课件）-2024-2025学年人教版八年级物理下册

第十二章 简单机械章末知识复习 栏目导航 网络建构 图说物理 图解实验 重难突破 网络建构 ①　 　　②　 　　③　 　　④　 　　⑤　 　  ⑥　 　  ⑦　 　　⑧　 　　⑨　 　　⑩　 　  　 　  F1l1=F2l2 < > = 改变力的方向 等臂杠杆 不可以 省力杠杆 比值 摩擦 物重 3 图说物理 命题点1　杠杆的五要素 1.如图所示,用硬棒撬动石头,硬棒在压力F1的作用下,绕　 　点　 　(选填“顺时针”或“逆时针”)转动,石头对硬棒的作用力　 　(选填“阻碍”或“促进”)这种转动,叫作阻力。这种在力的作用下能够绕着　 　转动的硬棒叫作杠杆,支点到力的作用线的　 　叫作力臂。  O 逆时针 阻碍 固定点 距离 4 命题点2　定滑轮及其特点 2.如图所示,工人利用滑轮将建筑材料提升到楼上,该滑轮是　 　滑轮,使用它可以　 　。  定 改变力的方向 5 命题点3　轮轴 3.如图所示,水龙头的把手相当于简单机械中的　 　,它是一种 　 　机械,我们用很小的力作用在　 　(选填“轮”或“轴”)上,就可以转动水龙头;水龙头的把手越　 　越省力。  轮轴 省力 轮 长 6 实验　探究杠杆的平衡条件 图解实验 静止 杠杆自身重力 左 右 直接 读取力臂 动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1=F2l2 偶然 普遍 7 【交流讨论】 1.将一端的钩码换成弹簧测力计的好处:能直接测出拉力的大小,实验操作更方便。 2.弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆,弹簧测力计示数逐渐变大,因为拉力的力臂变小了。 3.在杠杆平衡时,两边同时增减钩码后,判断杠杆是否依然保持平衡的方法:看支点两边的力和力臂的乘积是否相等,若不相等,则哪边的乘积大,杠杆就向哪边倾斜 8 [典例] 小龙利用下面的装置探究杠杆的平衡条件,请你帮助他完成下列的实验操作。 (1)实验前,杠杆如图(甲)所示,此时杠杆　 　(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态。应将螺母向　 　(选填“左”或“右”)调节,才能使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是　 　,把质量分布均匀的杠杆的中点作为支点,其目的是消除　 　对实验的影响。  达到 便于测量力臂 左 杠杆自重 9 (2)调节杠杆在水平位置平衡后,如图(乙)所示,小龙在杠杆上的A点处挂3个钩码,为使杠杆重新平衡,应在B点挂　 　个钩码。如果把A点的钩码向左移动2个格,则B点的钩码应该向　 　移动　 　个格。  (3)在(乙)图中,如果在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  2 右 3 变大 10 (4)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂,多次实验并把数据记录在表格中。 小龙根据以上数据得出杠杆的平衡条件是　 　。  F1l1=F2l2 次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 11 (5)在实验中,改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是　　(填序号)。 A.使测量数据更准确 B.多次测量取平均值减小误差 C.避免偶然性,使实验结论具有普遍性 (6)杠杆在生活中有很多应用。现欲使如图(丙)所示的静止跷跷板发生转动,乙同学可采取的做法是　 　。  C 向后移动 12 (7)小龙同学所在的实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究:如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结果会怎样?通过实验,他们得到了如图(丁)所示的结果。根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为F1l1=　 　。(F1、F2、F3的力臂分别用l1、l2、l3表示)  F2l2+F3l3 13 [拓展延伸] (8)小龙看到爸爸利用如图(戊)所示的工具抬起大花盆,取出托水盘 清洗,结合上面的探究,为了抬起花盆时更省力,他建议爸爸将支架向 　 　(选填“左”或“右”)移动一些距离。  右 14 重难突破 知识点一　杠杆的平衡问题 [例1] (2024广安)(物理学与工程实践)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具,在拗石辅助下,人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示,已知A点所挂拗石重力为100 N,OA∶OB=2∶1,两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向,忽略横杆和绳的重力(ρ水=1.0×103 kg/m3)。下列说法错误的是( ) A.桔槔平衡时,桶内水的体积为2×10-2 m3 B.桔槔是杠杆装置 C.桔槔平衡时,A、B两点所受的拉力之比为1∶2 D.要想一次提取更多的水,可以将悬挂点A向远离O点方向移动 A [针对训练] 1.如图所示的杠杆在使用过程中,属于费力杠杆的是( ) A.镊子夹石块 B.开瓶器开瓶盖 C.羊角锤拔铁钉 D.天平称物体质量 A 2.(2024烟台)骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统,人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是( ) A.图(甲):手托重物时,可视为省力杠杆 B.图(甲):手托重物时,肱二头肌对前臂的牵引力是阻力 C.图(乙):踮脚时,可视为费力杠杆 D.图(乙):向上踮脚的过程中,腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力 D 17 3.小敏在做“探究杠杆的平衡条件”的实验时,先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是( ) A.图(甲)中螺母向左调节;图(乙)中右侧钩码向左移动 B.图(甲)中螺母向左调节;图(乙)中右侧钩码向右移动 C.图(甲)中螺母向右调节;图(乙)中左侧钩码向左移动 D.图(甲)中螺母向右调节;图(乙)中左侧钩码向右移动 A 18 4.如图所示,轻质杠杆AOB的支点是O,AO=BO,在A端挂重物G1,B端挂重物G2,杠杆刚好在如图所示位置平衡。若将G1、G2的位置对调,则杠杆 ( ) A.保持平衡 B.A端下沉 C.B端下沉 D.以上均可能 B 19 5.如图所示,轻质细杆可绕竖直墙上的O点转动,末端挂一个重为150 N的物体,拉力F沿水平方向,当θ=45°时,拉力F=　 　N。若保持拉力沿水平方向,让细杆顺时针缓慢旋转到图中虚线位置,则拉力将 　 　(选填“变大”或“变小”)。  150 变大 6.(2024广东期末)如图所示,利用羊角锤撬起钉子,请你在羊角锤A点处画出所能施加最小动力F1,并画出阻力F2的阻力臂l2。 答案:如图所示 知识点二　机械效率及其计算 [例2] 如图所示,工人师傅正在使用一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料,电动机的输出功率始终保持800 W,质量为100 kg的水泥匀速提升 10 m ,用时15 s。(g取10 N/kg)求: (1)吊装过程中电动机拉绳的速度是多大? 答案:(1)2 m/s　 (2)电动机对绳子的拉力多大? 答案:(2)400 N　 (3)该滑轮组的机械效率多大?(精确到0.1%) 答案:(3)83.3% [针对训练] 7.(2024枣庄)如图所示,小明用滑轮组将重为400 N的货物在20 s内匀速提升了2 m,小明对绳子的拉力为250 N,不计绳重及滑轮上的摩擦,下列说法正确的是( ) A.动滑轮的重力为50 N B.滑轮组做的有用功为500 J C.拉力F做功的功率为25 W D.滑轮组的机械效率为80% D B 26 9.如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体,A物体5 s内移动了100 cm,且A物体与水平地面的摩擦力大小为12 N。已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法错误的是( ) A.拉力F大小为4 N B.绳子自由端移动的速度为0.6 m/s C.拉力F做功的功率为3 W D.拉力F在5 s内对滑轮组做的额外功为3 J A 10.(2024陕西)工人利用如图所示的装置提升物料,该装置中的滑轮为 　 　滑轮。已知滑轮重80 N,货篮重120 N,不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为　 　N。若绳子能承受的最大拉力为520 N,每根钢条重100 N,用该装置匀速提升钢条时,所能达到的最大机械效率为　 　。  动 100 80% 11.(2024攀枝花)如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104 N的货物A沿斜面向上匀速运动,货物A的速度为v=2 m/s,经过t=10 s,货物A竖直升高h=10 m。已知汽车对绳的拉力F的功率P= 120 kW,不计绳、滑轮的质量和摩擦,求: (1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功。 答案:(1)1.2×106 J　 (2)汽车对绳的拉力大小。 答案:(2)2×104 N　 (3)斜面的机械效率。 答案:(3)75% 谢谢观赏！ 32 解析:(1)由题图可知,n=3,绳子自由端移动距离s=nh=3×10 m=30 m, 则吊装过程中电动机拉绳的速度v===2 m/s。 解析:(2)由P=可得,电动机做的功 W总=Pt=800 W×15 s=1.2×104 J, 由W=Fs可得,电动机对绳子的拉力 F===400 N。 解析:(3)滑轮组做的有用功W有用=Gh=mgh=100 kg×10 N/kg×10 m=1.0× 104 J, 该滑轮组的机械效率 η===0.833=83.3%。 8.如图所示,重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下,从斜面的底部移到顶部,设沿斜面移动的距离为s,斜面高为h,拉力为F,物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为( ) A. B. C. D. 解析:(1)由P=可得,t时间内汽车对绳的拉力所做的功 W总=Pt=1.2×105 W×10 s=1.2×106 J。 解析:(2)10 s内货物移动的距离s物=vt=2 m/s×10 s=20 m,由图可知,n=3,拉力端绳子移动距离s=3s物=3×20 m=60 m,由W=Fs可得汽车对绳的拉力大小 F===2×104 N。 解析:(3)提升货物所做的有用功W有用=Gh=9×104 N×10 m=9×105 J; 斜面的机械效率 η===0.75=75%。 $$