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

第十二章　简单机械 章末复习 返回首页 简单 机械 杠杆 1. 杠杆：在力的作用下能绕着 转动的硬棒.它包括 ⁠ 、 、 、 和 五个要素. 2. 杠杆的平衡条件： ，用公式表示是 ⁠. 固定点　 支点 动力　 阻力　 动力臂　 阻力臂　 动力×动力臂＝阻力×阻力臂　 F1l1＝F2l2　 返回首页 3. 杠杆 的分类 简单 机械 杠杆 省力杠杆：动力臂 阻力臂，能省力，但费距离；如瓶盖起子、核桃夹、钢丝钳等. 费力杠杆：动力臂 阻力臂，能省距离，但费力；如镊子、钓鱼竿、理发剪刀等. 等臂杠杆：动力臂 阻力臂，既不省力也不省距离；如天平. 大于　 小于　 等于　 返回首页 1. 定滑轮：轴固定不动的滑轮.定滑轮实质是 杠杆，不省力，但能改变 ⁠. 2. 动滑轮：轴随物体一起运动的滑轮.动滑轮实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆，能 ，但要费 ⁠. 等臂　 力的方向　 省力　 距离　 滑轮 简单 机械 返回首页 3. 滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合而成的装置.滑轮组的省力情况由绳子有效段数n决定，若不考虑动滑轮重和摩擦，则提起重为G的物体所用的拉力F＝；若动滑轮重为G动，则提起重为G的物体所用的拉力F＝. 4. 其他机械： 、 .斜面是 机械，斜面越缓，越 ⁠. 轮轴　 斜面　 省力　 省力　 滑轮 简单 机械 返回首页 1. ：对人们有用的功. 2. ：不需要但不得不做的功. 3. ：有用功和额外功之和. 4. 机械效率：有用功跟总功的比值.机械效率的计算公式：η＝. 有用功　 额外功　 总功　 机械效率 简单 机械 返回首页 杠杆的分类 1. [传统文化](2024·云浮罗定市期末改编)公元前400多年，墨子所著《墨经》中有大量的物理知识，其中包括杠杆原理，比阿基米德还早两百多年.墨子将阻力臂叫“本”，动力臂叫“标”.下列杠杆属于“本短标长”的省力杠杆的是(　A　) A A. 扳手 B. 食品夹 C. 钓鱼竿 D. 筷子 返回首页 2. [物理学与工程实践](2024·河源紫金县期末改编)我国古代科技著作《天工开物》中记载了用脚踏碓给稻谷去壳的过程，用脚连续踩踏木杠的一端，另一端的碓头就会连续起落，如图所示.下列说法正确的是(　B　) A. 脚踏碓属于省力杠杆 B. 脚踏碓属于费力杠杆 C. 人脚越靠近O点越省力 D. 锥头越远离O点越省力 B 返回首页 力臂的画法 3. [物理学与日常生活]图甲是一种蔬菜挤水器，其手柄可以看作一个杠杆.图乙是其简化示意图，其中O点为支点，请在图乙中画出动力臂l1和阻力臂l2. 答案图 如图所示： 返回首页 杠杆中最小力的问题 4. 图甲是小奇用食品夹夹肉饼时的情景，食品夹可看作可以绕O点转动的两个杠杆.其中OAB是上方杠杆，图乙是OAB的简化图，F2为作用在B点的阻力.请在图乙中画出：①在A点施加的最小动力F1及动力臂l1；②阻力臂l2. 答案图 如图所示： 返回首页 杠杆的动态平衡分析 5. 在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥装置就是一个例子.如图所示，在拉起吊桥的过程中，吊桥可看作杠杆，其支点为 (选填“A”“B”或“C”)点，阻力为吊桥受到的 ；从图示位置开始缓慢拉起吊桥， 在刚开始的一小段时间内绳子的拉力 (选 填“变大”“变小”或“不变”). B　 重力　 变小　 返回首页 6. 如图所示，一根杠杆可绕O点转动，在A点挂一个重物G，在B点加一个始终沿水平方向的力F，将杠杆缓慢抬至接近水平位置的过程中，若动力臂为l，动力与动力臂的乘积为M，则l ，F ， M .(均选填“变大”“变小”或“不变”) 变小　 变大 变大　 返回首页 杠杆平衡条件的应用 7. (2023·广州中考)图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2中杠杆AB，移动支架，可使支点O在AB间移动.杆水平静止，忽略杆重. 返回首页 (1)人对杆的压力为F1，绳对杆的拉力为F2，F1、F2竖直向下. ①在图2中画出F1的力臂l1； ②F2的力臂l2＝ (用F1、F2、l1表示). 　 答案图 如图所示： 返回首页 (2)同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点O使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点O应向 (选填“A”或“B”)端移动. B　 返回首页 滑轮组的设计与组装 8. 如图所示，画出用该滑轮组提升重物时最省力的绳子绕法. 答案图 如图所示： 返回首页 9. 在图中，以笔画线组装成最省力的滑轮组. 答案图 如图所示： 返回首页 10. 建筑工地上，工人师傅将如图所示的滑轮装配成最省力的滑轮组，利用它站在地面上向下拉绳子提升重物.请在图中画出滑轮组的绕线. 答案图 如图所示： 返回首页 滑轮(组)的机械效率 11. [科学思维]如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104 N的重物匀速提升2 m时，滑轮组的机械效率为80％，g取10 N/kg.求： (1)提升重物做的有用功； 解：(1)提升重物做的有用功 W有用＝Gh＝1.2×104 N×2 m＝2.4×104 J 答：(1)提升重物做的有用功为2.4×104 J； 返回首页 (2)绳端的拉力. 解：(2)由η＝＝80％可得，拉力做的总功 W总＝＝＝3×104 J 由题图可知，承担物重绳子的股数n＝3，则绳 子自由端移动的距离s＝3h＝3×2 m＝6 m 由W总＝Fs可得，拉力F＝＝＝5 000 N 答：(2)绳端的拉力为5 000 N. 返回首页 滑轮(组)机械效率的测量实验 12. 一位同学设计了如图所示的三个滑轮组，并将所测实验数据填入下表(不计绳重与摩擦). 返回首页 实验 次数 动滑轮重G动/N 钩码重G/N 动力F/N 机械效率η 1 1 2 1.2 ⁠ 2 1 4 2 ⁠ 3 2 4 3 ⁠ (1)请将表格数据补充完整. 55.6％ 66.7％ 44.4％ 返回首页 (2)根据实验 (填序号)可知，滑轮组机械效率的高低与被提物重有关. (3)通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 ⁠. (4)要探究滑轮组机械效率的高低是否与物体提升的高度有关，应该选用 的滑轮组，提升 的高度去探究.(均选填“相同”或“不同”) ①②　 低　 相同　 不同　 返回首页 13. (2024·兰州中考)如图是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重 200 N，重物在8 s内上升了10 m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是(　B　) A. 拉力F的大小为400 N B. 拉力F的功率为1 250 W C. 克服动滑轮重力做功2 000 J D. 滑轮组的机械效率约为83.3％ B 返回首页 14. [科学思维](2024·重庆中考)小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及200 g的秤砣构成，如图所示.当不挂秤砣、秤盘中不放重物时，提起提纽，秤杆在空中恰好能水平平衡.已知AO间距离为10 cm.当放入重物，将秤砣移至距O点30 cm的B处时，秤杆水平平衡，则重物质量为 g；往秤盘中再增加20 g的物体，秤砣需要从B处移动 cm才能维持秤杆水平平衡. 600　 1　 返回首页 15. 如图所示，小明用沿斜面向上150 N的推力，将总重为500 N的小车匀速推到斜面顶端，用时20 s.已知斜面高1.2 m，长5 m.此过程中小车移动的速度为 m/s，小明推小车的功率为 W，他做的有用功为 J，该斜面的机械效率为 ⁠. 0.25　 37.5　 600　 80％　 返回首页 【解析】小车移动的速度v＝＝0.25 m/s；小明做的功即总功W总＝Fs＝150 N×5 m＝750 J；小明做功的功率P＝＝37.5 W；他做的有用功W有用＝Gh＝500 N×1.2 m＝600 J；斜面的机械效率η＝＝80％. 返回首页 16. 　[物理学与工程实践]如图是小聪设计的电子水位计，通过电子秤的示数便可知道水池中水位的高低.其工作过程中，杠杆始终水平；已知OC＝30 cm，OD＝40 cm，动滑轮的重力为 40 N，物体A的重力为560 N；物体B的重力 为150 N，物体B与电子秤的接触面积为 100 cm2；物体A浸没在水中时受到的浮力为 300 N，不计绳重与摩擦.(ρ水＝1.0× 103 kg/m3，g取10 N/kg)求： 返回首页 (1)最低水位时，物体A刚好与水面分离，此时杠杆C端受到的拉力； 解：(1)由题图可知n＝3，不计绳重和摩擦，绳 子自由端的拉力 FC＝(G物＋G动)＝×(560 N＋40 N)＝200 N 答：(1)最低水位时，杠杆C端受到的拉力为200 N； 返回首页 (2)最高水位时，物体A刚好浸没在水中，此时杠杆C端受到的拉力； 解：(2)最高水位时，物体A刚好浸没在水中，受到的浮力为300 N，此时绳子自由端的拉力 FC'＝×(G物－F浮＋G动)＝ ×(560 N－300 N＋40 N)＝100 N 答：(2)最高水位时，此时杠杆C端受到的拉力为100 N； 返回首页 (3)最高水位时，物体B对电子秤的压强. 解：(3)根据杠杆平衡条件可知FC'×lOC＝FD×lOD，即 100 N×30 cm＝FD×40 cm，解得FD＝75 N 电子秤受到物体B对它的压力 F压＝GB－FD＝150 N－75 N＝75 N 物体B与电子秤的接触面积S＝100 cm2＝0.01 m2 物体B对电子秤的压强p＝＝＝7 500 Pa 答：(3)最高水位时，物体B对电子秤的压强为7 500 Pa. 返回首页 17. (2024·泸州中考节选)在某届泸州市青少年科技创新大赛中，小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示，该密度计选取了一根质量不计的硬质轻杆，P为提挂点，P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯，右侧悬挂秤砣，不计细线质量.将相同体积不 同密度的待测液体加入杯中，根据杠杆平衡条件可 知，杠杆平衡时，秤砣悬挂点到P点的距离与待测 液体的密度成一次函数关系，即可在杠杆上均匀标 出刻度线来测量液体密度.其制作与测量过程中进行了如下操作： 返回首页 (1)在距离左端点A处10 cm的位置制作提挂点P；用天平称得空塑料杯质量如图乙所示，则空塑料杯质量为 g；右侧秤砣采用50 g钩码拴上细线制成.(g＝10 N/kg) (2)将空塑料杯悬挂在A点，调节右侧秤砣细线位置，使杠杆在水平位置平衡，此时细线位置处标记为“0 g/cm3”，此刻度线到提挂点P的距离为 cm. 25　 5　 返回首页 (3)将100 mL密度为1 g/cm3的水倒入塑料杯中，在液面处作标记，调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡，并在此时秤砣细线位置处标记为“1”，此刻度线到提挂点P的距离为 cm；将“0”到“1”刻度线之间均分10等份，则该密度计的分度值为 ⁠g/cm3；按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线，则杆秤密度计制作完成. 25　 0.1　 返回首页 【解析】(3)100 mL密度为1 g/cm3的水倒入塑料杯中，水的质量m水＝ρ水V水＝1 g/cm3×100 cm3＝100 g，A点受力FA'＝G杯＋G水＝ 0.25 N＋0.1 kg×10 N/kg＝1.25 N，根据杠杆平衡条件，有FA'·lAP＝FB·lPB'，此刻度线到提挂点P距离lPB'＝×lAP＝×0.1 m＝ 0.25 m＝25 cm；将“0”到“1”刻度线之间均分10等份，则该密度计的分度值为0.1 g/cm3. 返回首页 (4)用制作好的密度计测量某一液体密度时，将100 mL的液体倒入空塑料杯中，秤砣细线位置如图丙所示，则待测液体密度为 ⁠g/cm3. 0.8　 返回首页 探究杠杆的平衡条件 典例　[科学探究](2022·广东中考)在探究杠杆的平衡条件实验中： (1)小明安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节. 右　 返回首页 (2)如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5 N. 如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡，当方向为 时，拉力最小，大小为 N. 竖直向下　 2　 返回首页 (3)课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图丙所示，则力臂l1∶l2＝ ，若两边同时各取走―枚硬币，则杠杆的 端将下沉. 2∶1　 右　 返回首页 $$