第十一章 简单机械 单元复习（考点梳理）-【上好课】2024-2025学年八年级物理全一册同步精品课堂（沪科版2024）

第十一章 简单机械（考点梳理） 【学业要求】 1.能说出人类使用的一些机械，知道机械效率以及提高机械效率的意义和途径；能用简单机械解决生活中的有关问题。 2. 能从生活实例中抽象出杠杆模型及滑轮模型；能对机械问题进行推理；能从信息中寻找证据；敢于表达自己的观点。 3.能完成“探究杠杆的平衡条件”的实验；有控制变量的意识，能收集实验数据，得出实验结论。 4. 知道人类对机械的利用是不断发展的；能了解机械的使用对社会发展的推动作用，能欣赏我国古代关于简单机械应用的成就。 【思维导图】 【考点梳理】 ●考点一：杠杆 1.杠杆概念： 在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。 2.杠杆的五要素： 支点：杠杆可以绕其转动的点（O 点）。 动力：使杠杆转动的力（F1）。 阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）。 动力臂：从支点 O 到动力 F1 作用线的距离（l1）。 阻力臂：从支点 O 到阻力 F2 作用线的距离（l2）。 3.作杠杆示意图： 方法点拨：A.找出支点的位置；B.画出动力和阻力的示意图，并确定动力、阻力作用线；C.从支点作动力、阻力作用线的垂线段，画垂足标力臂。 4.实验：探究杠杆的平衡条件 （1）杠杆的平衡状态：当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，我们就说此时杠杆处于平衡状态。 （2）实验器材：杠杆、铁架台、钩码等。 （3）设计实验：利用下图所示的实验装置，通过改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。 （4）实验步骤： A.按图装配实验装置。在挂上钩码前调节杠杆两端的螺母，将杠杆调节至水平位置平衡。 B.在杠杆支点两侧悬挂不同个数的钩码，它们对杠杆的作用力分别作为动力F1、阻力F2。移动钩码的悬挂位置，使杠杆在水平位置重新平衡，在自己设计的记录表中记录此时杠杆两侧所受作用力的大小、动力臂l1和阻力臂l2 。 C.改变动力F1和动力臂l1的大小，重复实验，并将数值记录在记录表中。 （5）实验表格： （6）实验结论：杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂， 即：F1 l1 = F2 l2。 4.杠杆的分类： （1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂；省力，但会费距离 。 （2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂：费力，但会省距离。 （3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂：不省力，也不费距 。 ●考点二：滑轮 1.定滑轮： （1）定义：工作时，轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮。 （2）定滑轮的特点： 使用定滑轮不省力，不省距离；但可以改变力的方向。 （3）定滑轮的实质： 定滑轮相当于一个等臂杠杆。 2.动滑轮： （1）定义：工作时，如果滑轮的轴能随物体一起运动，这种滑轮叫做动滑轮。 （2）特点： 使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向，且费距离。 （3）实质： 动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。 3.滑轮组： （1）定义：定滑轮和动滑轮组合在一起组成的装置叫做滑轮组。 （2）特点： 使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向。 （3）省力情况： 若忽略滑轮重、绳重和摩擦，则动滑轮上有几段绳子承担物体的重力，提起物体所用的力就是物体重力大小的几分之一。 即：F=1/nG总。 ●考点三：动能和势能 1.使用机械不省功 ： 使用简单机械虽然可以达到省力或省距离或改变力的方向的目的，但绝对不能省功。因为使用机械都要做额外功。 2.有用功、额外功和总功 ： （1）有用功：不用机械，直接用手克服钩码的重力做的功为有用功W有。 （2）额外功：克服滑轮的重力及摩擦力等做的功，叫作额外功W额。 （3）总功：弹簧测力计的拉力所做的功为总功。总功等于有用功与额外功之 和 ，即： W总= W有+ W额。 从总功中减去额外功，是对我们有用的功，即有用功。因此，动力对机械所做的功总是大于机械所做的有用功。 3.机械效率 ： （1）概念：我们把有用功和总功之比叫做机械效率，机械效率通常用百分率表示。 （2）物理意义：反映机械性能优劣的物理量。 （3）公式： η = W有W总 ×100% η：机械效率 W有：有用功 W总：总功 （4）对机械效率的理解： ●使用任何机械时，都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功。因此，机械效率总小于100%。 ●机械效率是机械性能的重要标志, 机械效率越高, 机械的性能越好。 ●机械效率不是固定不变的，同一机械在不同任务中，机械效率通常不同。 ●机械效率与是否省力，功率、做功多少无关，只表示有用功在总功中占的比例。 （5）提高机械效率的方法： ●在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力； ●改进机械结构，使其更合理、更轻巧； ●机械自身部件的摩擦。 （6）提高机械效率的意义： 可以节能减排、绿色环保、提高经济效益。 【考点小练】 考点一、杠杆 1．如图所示，做俯卧撑时，可以把人的身体看作是一个 杠杆，人体的重心O点是杠杆的 （选填“支点”“动力作用点”或“阻力作用点”）。 【答案】 省力 阻力作用点 【详解】[1][2]做俯卧撑时，脚尖和地面的接触点为支点，人的重力为阻力，胳膊对身体向上的支撑力为动力，人体的重心O点是杠杆的阻力作用点；由图可知，支撑力的作用线到支点的距离为动力臂，重力作用线到支点的距离为阻力臂，动力臂大于阻力臂，因此做俯卧撑时，可以把人的身体看作是一个省力杠杆。 2．如图所示，O点为杠杆的支点，拉力F作用在杠杆的A点，重物G悬挂在杠杆的B点，则动力臂为 ，阻力臂为 。（均选填“OB”“OA”“OC”或“AB”） 【答案】 【详解】[1]动力臂是指支点到动力作用线的垂直距离。拉力 F 作用在杠杆的 A 点，拉力 F是动力，因此动力臂是支点 O 到拉力 F作用线的距离，即 OC。 [2]阻力臂是指支点到阻力作用线的垂直距离。重物G 悬挂在杠杆的B 点，B 点受到的竖直向下的力为阻力，因此阻力臂是支点O 到阻力作用线的距离，即 OB。 3．请补全下面知识结构图。 【答案】F1L1=F2L2，费力，天平 【详解】[1]当杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，所以杠杆平衡条件为 F1L1=F2L2 [2]使用钓鱼竿时，动力臂小于阻力臂，所以动力大于阻力，则钓鱼竿是费力杠杆。 [3]等臂杠杆是动力臂等于阻力臂，使用时既不能省力，也不能费力，如托盘天平是等臂杠杆。 4．如图所示，质量均匀的木棒AB重力为20N，长度为1.2m，伸出桌面的部分BC长度为0.4m。现在木棒B端施加一个最小的力F，使B端恰好被抬起，则力F的大小为 N。 【答案】10 【详解】质量均匀的木棒重心在AB的中点处，现在木棒B端施加一个最小的力F，使B端恰好被抬起，则F应竖直向上，支点为A点，F的力臂为AB，根据杠杆平衡条件可知 变形可得力F的大小为 5．在探究杠杆平衡条件的实验中杠杆，先调节 使杠杆在水平位置平衡，然后在杠杆的右边A处挂4个质量均为50g的砝码，如图所示，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆左边的B处竖直向下用 N的力来拉。 【答案】 平衡螺母 1.5 【详解】[1]在探究杠杆平衡条件时，应先调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂。 [2]4个砝码的重力 根据杠杆的平衡条件，B处应用的拉力 6．如图是超市用的手推车，车前行时需经过障碍物，当前轮遇到障碍物，应该是 （选填“压”或“抬”）车把，支点是点 ；当后轮遇到障碍物，应该是 （选填“压”或“抬”）车把，支点是点 。 【答案】 压 C 抬 B 【详解】[1][2]当车的前轮遇到障碍物时，前轮上翘才能通过障碍物，故人应向下压车把，此时车体是绕着C点转动的，故C点就是支点。 [3][4]当后轮遇到障碍物时，后轮上翘才能通过障碍物，故人应向上抬车把，此时车体是绕着B点转动的，故B点就是支点。 7．古希腊科学家阿基米德曾经说过：“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬起地球。”如图所示的各种生产、生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（　　） A．理发剪刀 B．托盘天平 C．钓鱼竿 D．羊角锤 【答案】D 【详解】“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬起地球。”，阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。 A．理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意； B．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故B不符合题意； C．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意； D．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D符合题意。 故选D。 8．如图为人腿简化图，当股四头肌群收缩且提供方向不变的动力F1时，会拉动小腿绕膝关节固定点O从图示位置缓慢升至水平位置，小腿所受重力G为阻力，则此过程中（　　） A．F1在变小 B．阻力在变小 C．图l1为动力F1的力臂 D．当小腿伸至水平位置时可看作费力杠杆 【答案】D 【详解】AB．小腿从图示位置缓慢伸至水平位置，阻力臂的变化情况是变大，小腿的重力不变，阻力不变，动力F1的方向不变，则动力臂不变，根据F1L1=F2L2，可得动力F1的变化情况是变大，故AB不符合题意； C．根据力臂的定义可知，图l1不是动力F1的力臂，故C不符合题意； D．当小腿伸至水平位置时，动力臂小于阻力臂，可看作费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 9．如图所示，开瓶器（不计自重）开启瓶盖时可抽象为一杠杆。下图中能正确表示它的工作示意图的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器前端与瓶盖的接触点，即图中杠杆的左端O，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力F2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力F1。因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆。 故选B。 10．是力的力臂。在图中画出力的力臂和力。 【答案】 【详解】由图可知，O为支点，从支点O作F1作用线的垂线段，为F1的力臂l1，从l2的末端作垂直于l2的直线，与杠杆的交点B为F2的作用点，为使杠杆处于静止状态，F2的方向向右上方，如图所示： 11．如图甲是一款电脑鼠标，它的按键可看作简单的杠杆，如图乙所示，为按键，O点为支点，请在图乙中画出A点按下按键的最小动力、动力的力臂。 【答案】 【详解】连接OA，过A点作垂直于AO向下的力，此时OA即为最长的动力臂，则即为A点按下按键的最小动力，作图如下： 12．小涵和小琪同学做“探究杠杆的平衡条件”的实验。如下图所示，她们所用的器材有支架、刻度均匀的杠杆（每小格长度为1cm）、细线、重0.5N的钩码若干。 (1)实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态； (2)接下来，她们应将杠杆左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。实验中始终使杠杆水平的目的是 ； (3)调节杠杆在水平位置平衡后，她们分别在杠杆两端加减、移动钩码，每次使杠杆在水平位置重新平衡后，将实验测量的数据记录在下表中、请你帮她们将表中栏目补充完整：① ；② ； 实验次序 ① 动力臂/cm 阻力/N ② 1 1.5 2 1 3 2 3 (4)小涵同学分析数据后，得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。小涵同学与小琪同学交流后，小琪同学为了证明她的结论是错误的，在图乙的基础上，做了如图丙所示的实验，弹簧测力计的示数如图丁所示，示数为 N。则该实验 （选填“能”或“不能”）说明小涵同学的结论是错误的。 【答案】(1)平衡 (2) 左 便于测量力臂 (3) 动力/N 阻力臂/cm (4) 2.2 能 【详解】（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时杠杆处于静止状态，是平衡状态。 （2）[1]杠杆左端高右端低，接下来应将杠杆的平衡螺母向高的一侧调节，即向左调节，使杠杆在水平位置平衡。 [2]实验中始终使杠杆在水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，便于直接测量力臂。 （3）[1][2]探究杠杆平衡条件的实验中，要测量每次实验中动力臂、阻力臂的大小，还要测量出每次实验中的动力和阻力的大小，故①处应为“动力/N”、②应为“阻力臂/cm”。 （4）[1]由如图丁可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，示数为2.2N。 [2]由图丙可知，此时动力臂不等于支点到动力作用点的距离，根据此图的实验数据和结果可以验证小涵同学的结论是错误的。 考点二、滑轮 1．星期一，学校要举行升国旗仪式。如图所示，在旗杆顶端装有一个滑轮，该滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮，它的作用是 。 【答案】 定 改变力的方向 【详解】[1][2]定滑轮是一种固定位置的滑轮，其位置不会改变。它实质上是一个等臂杠杆，因此在使用时不省力也不费力，但可以改变力的方向。旗杆顶部是一个定滑轮，定滑轮只能改变力的方向，而不能省力。 2．如图所示，不计滑轮和绳子的重力以及摩擦，重力为100牛的重物G位于水平地面上，在拉力F的作用下水平向左做匀速直线运动，已知拉力F大小为10牛，则水平地面对重物G的滑动摩擦力大小为 牛，绳子A所受拉力大小为 牛。若绳子自由端10秒内移动了1米，则重物G运动的速度为 米/秒。 【答案】 10 20 0.1 【详解】[1]绳端拉力为10N，则拉动物体的绳子拉力也为10N，因为物体匀速直线运动，所以物体受到的拉力与滑动摩擦力互为平衡力，所以地面对物体的滑动摩擦力为 f=F=10N [2]不计滑轮和绳子的重力以及滑轮和轮轴之间的摩擦力时，绳子A承受的拉力为 FA=2F=2×10N=20N [3]物体移动距离与绳子自由端移动距离相等，即物体移动的距离为 s=1m 运动时间为 t=10s 所以物体运动速度为 3．如图所示，工人师傅用一个滑轮将重400N的重物从地面吊到8m高的阳台上，这种滑轮 （选填“能”或“不能”）改变施力方向。不计摩擦和绳重，若滑轮重60N，则工人至少要用 N的拉力才能拉起重物。吊到阳台时，绳端移动了 m。 【答案】 不能 230 16 【详解】[1]动滑轮是一种简单机械，其特点在于轴的位置会随着被拉动的物体一起运动。动滑轮的核心优势在于其能够显著减少所需的力量。由图知，提升重物时，滑轮的轴随物体一起运动，所以该滑轮为动滑轮，其特点是可以省一半力，但不能改变用力的方向。 [2]不计摩擦和绳重，要拉起木箱，需要的拉力 [3]此动滑轮可以省一半的力，但费距离，绳子末端移动的距离 4．如图所示，天花板上挂着一个滑轮，绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体，A、B两物体所受重力为GA＝6N，GB＝9N，B放在光滑水平地面上，A、B都处于静止状态，不计滑轮和绳的重力及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳对A的拉力大小为9N B．绳对B的拉力大小为9N C．地面对B的支持力大小为3N D．天花板所受拉力大小为15N 【答案】C 【详解】A．由图可知，A处于静止状态，则绳对A的拉力和A的重力是一对平衡力，大小相等，则绳对A的拉力大小为6N，故A错误； B．使用定滑轮不能改变力的大小，且同一根绳子的拉力相等，所以绳对B的拉力为6N，故B错误； C．B受到三个力的作用：竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的拉力，则地面对B的支持力大小为 9N﹣6N＝3N 故C正确； D．有两断绳子向下拉定滑轮，故定滑轮受到向下的拉力为 2×6N＝12N 不计滑轮和绳的重力及摩擦，则天花板所受拉力大小等于12N，故D错误。 故选C。 5．如图所示，在“探究动滑轮工作特点”的实验中，滑轮第一次受到的作用，第二次受到竖直向上的作用，物体都被匀速向上提起。已知物体的重力为，若不计摩擦和绳重，则下列说法正确的是（   ） A．该实验中，需要测量的物理量只有物重和弹簧测力计示数F B． C．的力臂大小为2r D． 【答案】D 【详解】A．在“探究动滑轮工作特点”的实验中，需要测量的物理量有动滑轮重G动、物重G物以及测力计示数F，故A错误； B．由图知，O为支点，不计摩擦和绳重，阻力为动滑轮和物体的总重力，阻力臂为动滑轮的半径；用竖直向上的力F2（动力）提升物体时，动力臂为动滑轮的直径，所以动力臂是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，动力是阻力的一半，即故B错误； C．力臂是支点到力的作用线的垂线段，由图知OA与F1的作用线垂直，所以F1的力臂为OA，故C错误； D．在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即，故D正确。 故选D。 6．用两个完全相同的滑轮，分别按如图所示的甲、乙两种方式将重为G的物体匀速提升相同的高度。下列判断正确的是（不计绳重与摩擦）（　　）    A．两次的拉力F甲<F乙 B．两次的机械效率甲大于乙 C．绳子自由端移动的距离s甲=s乙 D．两次所做的总功W甲>W乙 【答案】B 【详解】A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮；不计绳重和摩擦，在定滑轮上，F甲=G，在动滑轮上 不知道滑轮与物体G的关系，所以两次的拉力无法比较，故A错误； B．将两个重为G的物体匀速提升相同高度，说明有用功是相等的，不计绳重和摩擦，使用动滑轮时要克服动滑轮的重力做额外功，所以机械效率甲大于乙，故B正确； C．将甲、乙两物体匀速提升相同的高度h。则定滑轮绳子自由端移动的距离为h动滑轮绳子自由端移动的距离为2h，故C错误； D．甲、乙两物体提升相同的高度，有用功相等，由于不计绳重与摩擦，定滑轮不需要做额外功，使用动滑轮时需要克服动滑轮的重力做额外功，故提升乙物体时做的总功多，故D错误。 故选B。 7．如图所示，沿水平方向通过轻质滑轮匀速拉动物体A，测力计的读数为0.4N。若不计滑轮的摩擦，则滑轮挂钩对物体A的拉力为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知，该滑轮为动滑轮，拉力F等于测力计的计数，所以物体A受到的拉力为F的两倍，即 故选D。 8．如图，工人站在地面上用如图的滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 【答案】 【详解】因为滑轮组要求工人站在地面上提升重物，因此，在绕绳时，最终的绳子自由端方向应该向下，由外向内画出绕绳方式，如图所示，由两段绳子承担物重。 9．如下图所示，汽车陷入烂泥中，附近有一棵大树，车上有两个滑轮、一根绳子，如何用最小的力把汽车拉出来？请在图中用笔画线代替绳子画出滑轮组的绕线方法。 【答案】 【详解】用最小的力，则承担拉力的绳子段数最多，则应从动滑轮绕起。因此将绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮。如图所示： 考点三、机械效率 1．周末，小明去奶奶家玩。小明帮奶奶用水桶从井中打水时，小明对水桶做的功是 （选填“有用”“额外”或“总”）功；小明提着水桶在水平路面匀速前行时，小明对水桶 （选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 额外 不做功 【详解】[1]小明帮奶奶用水桶从井中打水时，目的是把水提上来，对水做的功是有用功，而对水桶做的功是额外功。 [2]小明提着水桶在水平路面匀速前行时，拉力方向竖直向上，水桶在水平方向移动，在拉力的方向上没有移动距离，所以小明对水桶不做功。 2．为了纪念 对物理学的巨大贡献，以他的名字作为功的单位。研究表明：省力的机械一定费距离，省距离的机械一定 ，既省力又省距离的机械是不存在的，也就是说使用任何机械都不能 。 【答案】 焦耳 费力 省功 【详解】[1]为了纪念焦耳对物理学的巨大贡献，以他的名字作为功和能量的单位。 [2][3]省力的机械一定费距离，省距离的机械一定费力，既省力又省距离的机械是不存在的，也就是说使用任何机械都不能省功，这就是功的原理。 3．如图所示：相同的沙袋装质量相等的沙子，两个工人师傅分别用相同的滑轮按甲、乙两种方式把沙袋从地面匀速提升到二楼，两种方式绳子自由端拉力分别为F甲、F乙，拉力做功分别为W甲、W乙，滑轮的机械效率分别为η甲、η乙；若不计绳重及摩擦，则：F甲 F乙，W甲 W乙，η甲 η乙。（选填“>”、“=”或“＜”） 【答案】 > ＜ > 【详解】[1]由图可知，甲图为定滑轮，不能省力；乙图为动滑轮，能够省力，所以不计绳重和摩擦，提起相同的重物，乙工人用力较小，即F甲>F乙。 [2][3]甲、乙两装置克服沙子做的有用功相同，不计绳重及摩擦，甲装置拉力做的额外功为零，总功等于有用功，机械效率为100%；乙装置还要克服动滑轮的重力做功为额外功，总功大于有用功，机械效率小于100%。故拉力做功分别为W甲<W乙，机械效率率的关系为η甲>η乙。 4．如图，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 。木箱重600 N，工人用400N的力将木箱匀速提高3m，则动滑轮的机械效率为 。 【答案】 省力 75% 【详解】[1]动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆，所以动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。 [2]将木箱匀速提高3m，则有用功为： 动滑轮上绳子的有效股数，则绳子自由端移动的距离： 拉力做的总功： 该动滑轮的机械效率： 5．某同学总结了机械的几条“规律”，其中总结正确的是（　　） A．克服摩擦力做的功一定是额外功 B．机械效率大的机械，做的有用功一定越多 C．使用任何机械都一定不能省功 D．机械的功率越大，机械效率也一定越大 【答案】C 【详解】A．在传送带上，靠的是摩擦力前进，此时摩擦力做功就是有用功，故A错误； B．机械效率大的机械，做的有用功的占比比较大，由于总功未知，故有用功的大小未知，故B错误； C．任何机械都不省功，都不可能避免的需要做额外功，故C正确； D．机械的功率越大，指的是做功越快，而机械效率大，指的是有用功的占比，这两个是不同的概念，不能等同，故D错误。 故选C。 6．如图，小明分别用甲、乙滑轮把同一桶沙提升相同高度。用甲滑轮所做的有用功为W1，机械效率；用乙滑轮所做的有用功为W2，机械效率为，若不计绳重与摩擦，则（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】如图甲乙所示，把同一桶沙提升相同高度，有用功为W=Gh，因此W1=W2。图乙中要克服动滑轮重做功，也为额外功，即在有用功相同情况下，乙图中额外功更多，则机械效率更小，即。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．如图所示，一根均匀的细木棒可绕O点无摩擦转动，，对杠杆施加力F，将挂在A点重为180N的物体匀速提升0.4m。以下说法正确的是（　　） A．若在D点施加力F，该杠杆一定为省力杠杆 B．若木棒的机械效率为90%，则木棒的重力为10N C．若在C点施加竖直向上的力F，提升过程中的F变大 D．若物体从A点移至C点，仍提起0.4m，则F做的功变大 【答案】B 【详解】A．若在D点施加力F，没有确定力F的方向，则动力臂长度不确定，不能确定该杠杆一定是省力杠杆，故A错误； B．若木棒的机械效率为90%，不计摩擦，则对物体做的功为有用功，对木棒做的功为额外功；因为，所以，当物体匀速提升0.4m时，木棒重心升高的高度为0.8m，故有 解得，木棒的重力为G棒=10N，故B正确； C．若在C点施加竖直向上的力F，提升过程中，动力臂与阻力臂的比值不变，根据杠杆的平衡条件，力F不变，故C错误； D．若物体从A点移至C点，仍提起0.4m，对物体做的有用功不变，木棒重心升高的高度变小，对木棒做的额外功变小，所以，F做的功变小，故D错误。 故选B。 8．如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人用力向下拉动绳索的另一端，即可让水桶上升。以下方法能提高滑轮提水的机械效率的是（　　） A．增大桶内的水量 B．增大滑轮的质量 C．增大拉绳的速度 D．增大水桶的重力 【答案】A 【详解】A．增大桶内的水量，提升的水的高度不变时，做的有用功变大，额外功不变，由 可得，此时机械效率变大，故A符合题意； B．图中滑轮为定滑轮，提水过程中，没有对滑轮做功，故增大滑轮的质量，无法改变滑轮提水的机械效率，故B不符合题意； C． 机械效率与拉绳的速度无关，则改变拉绳的速度，无法改变滑轮提水的机械效率，故C不符合题意； D．增大水桶的重力，提升的水的高度不变时，做的有用功不变，额外功变大，由 可得，此时机械效率变小，故D不符合题意。 故选A。 9．用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（    ） A．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现 B．测量机械效率的原理： C．机械效率与动滑轮重力的大小有关 D．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动 【答案】A 【详解】A．减小钩码的重力，在额外功相同的情况下，有用功减小，有用功占总功的百分比减小，滑轮组的机械效率减小，故A错误，符合题意； B．由于滑轮组的机械效率为有用功占总功的百分比，所以测量机械效率的原理为 故B正确，不符合题意； C．图中滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，在物重一定的条件下，动滑轮越重，机械效率越低，故C正确，不符合题意； D．在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小，故D正确，不符合题意。 故选A。 10．如图所示，在探究“斜面的机械效率”实验中，一下说法错误的是（    ） A．木块沿斜面匀速上升的过程中，拉力和摩擦力是一对平衡力 B．用弹簧测力计沿着斜面向上拉木块时，应尽量匀速 C．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率 D．斜面的倾斜程度越小，所需的拉力越小 【答案】A 【详解】A．木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，由于重力使物体有下滑的趋势，所以，要使物体匀速上升，拉力应大于摩擦力，拉力和摩擦力不是一对平衡力，故A错误，符合题意； B．为了保证弹簧测力计的示数稳定，需使木块受到的力为平衡力，则要让木块做匀速直线运动，故B正确，不符合题意； C．其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高，故C正确，不符合题意； D．斜面的倾斜程度越小，越省力，沿斜面所用的拉力越小，故D正确，不符合题意。 故选A。 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【学后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十一章 简单机械（考点梳理） 【学业要求】 1.能说出人类使用的一些机械，知道机械效率以及提高机械效率的意义和途径；能用简单机械解决生活中的有关问题。 2. 能从生活实例中抽象出杠杆模型及滑轮模型；能对机械问题进行推理；能从信息中寻找证据；敢于表达自己的观点。 3.能完成“探究杠杆的平衡条件”的实验；有控制变量的意识，能收集实验数据，得出实验结论。 4. 知道人类对机械的利用是不断发展的；能了解机械的使用对社会发展的推动作用，能欣赏我国古代关于简单机械应用的成就。 【思维导图】 【考点梳理】 ●考点一：杠杆 1.杠杆概念： 在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。 2.杠杆的五要素： 支点：杠杆可以绕其转动的点（O 点）。 动力：使杠杆转动的力（F1）。 阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）。 动力臂：从支点 O 到动力 F1 作用线的距离（l1）。 阻力臂：从支点 O 到阻力 F2 作用线的距离（l2）。 3.作杠杆示意图： 方法点拨：A.找出支点的位置；B.画出动力和阻力的示意图，并确定动力、阻力作用线；C.从支点作动力、阻力作用线的垂线段，画垂足标力臂。 4.实验：探究杠杆的平衡条件 （1）杠杆的平衡状态：当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，我们就说此时杠杆处于平衡状态。 （2）实验器材：杠杆、铁架台、钩码等。 （3）设计实验：利用下图所示的实验装置，通过改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。 （4）实验步骤： A.按图装配实验装置。在挂上钩码前调节杠杆两端的螺母，将杠杆调节至水平位置平衡。 B.在杠杆支点两侧悬挂不同个数的钩码，它们对杠杆的作用力分别作为动力F1、阻力F2。移动钩码的悬挂位置，使杠杆在水平位置重新平衡，在自己设计的记录表中记录此时杠杆两侧所受作用力的大小、动力臂l1和阻力臂l2 。 C.改变动力F1和动力臂l1的大小，重复实验，并将数值记录在记录表中。 （5）实验表格： （6）实验结论：杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂， 即：F1 l1 = F2 l2。 4.杠杆的分类： （1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂；省力，但会费距离 。 （2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂：费力，但会省距离。 （3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂：不省力，也不费距 。 ●考点二：滑轮 1.定滑轮： （1）定义：工作时，轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮。 （2）定滑轮的特点： 使用定滑轮不省力，不省距离；但可以改变力的方向。 （3）定滑轮的实质： 定滑轮相当于一个等臂杠杆。 2.动滑轮： （1）定义：工作时，如果滑轮的轴能随物体一起运动，这种滑轮叫做动滑轮。 （2）特点： 使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向，且费距离。 （3）实质： 动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。 3.滑轮组： （1）定义：定滑轮和动滑轮组合在一起组成的装置叫做滑轮组。 （2）特点： 使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向。 （3）省力情况： 若忽略滑轮重、绳重和摩擦，则动滑轮上有几段绳子承担物体的重力，提起物体所用的力就是物体重力大小的几分之一。 即：F=1/nG总。 ●考点三：动能和势能 1.使用机械不省功 ： 使用简单机械虽然可以达到省力或省距离或改变力的方向的目的，但绝对不能省功。因为使用机械都要做额外功。 2.有用功、额外功和总功 ： （1）有用功：不用机械，直接用手克服钩码的重力做的功为有用功W有。 （2）额外功：克服滑轮的重力及摩擦力等做的功，叫作额外功W额。 （3）总功：弹簧测力计的拉力所做的功为总功。总功等于有用功与额外功之 和 ，即： W总= W有+ W额。 从总功中减去额外功，是对我们有用的功，即有用功。因此，动力对机械所做的功总是大于机械所做的有用功。 3.机械效率 ： （1）概念：我们把有用功和总功之比叫做机械效率，机械效率通常用百分率表示。 （2）物理意义：反映机械性能优劣的物理量。 （3）公式： η = W有W总 ×100% η：机械效率 W有：有用功 W总：总功 （4）对机械效率的理解： ●使用任何机械时，都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功。因此，机械效率总小于100%。 ●机械效率是机械性能的重要标志, 机械效率越高, 机械的性能越好。 ●机械效率不是固定不变的，同一机械在不同任务中，机械效率通常不同。 ●机械效率与是否省力，功率、做功多少无关，只表示有用功在总功中占的比例。 （5）提高机械效率的方法： ●在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力； ●改进机械结构，使其更合理、更轻巧； ●机械自身部件的摩擦。 （6）提高机械效率的意义： 可以节能减排、绿色环保、提高经济效益。 【考点小练】 考点一、杠杆 1．如图所示，做俯卧撑时，可以把人的身体看作是一个 杠杆，人体的重心O点是杠杆的 （选填“支点”“动力作用点”或“阻力作用点”）。 2．如图所示，O点为杠杆的支点，拉力F作用在杠杆的A点，重物G悬挂在杠杆的B点，则动力臂为 ，阻力臂为 。（均选填“OB”“OA”“OC”或“AB”） 3．请补全下面知识结构图。 4．如图所示，质量均匀的木棒AB重力为20N，长度为1.2m，伸出桌面的部分BC长度为0.4m。现在木棒B端施加一个最小的力F，使B端恰好被抬起，则力F的大小为 N。 5．在探究杠杆平衡条件的实验中杠杆，先调节 使杠杆在水平位置平衡，然后在杠杆的右边A处挂4个质量均为50g的砝码，如图所示，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆左边的B处竖直向下用 N的力来拉。 6．如图是超市用的手推车，车前行时需经过障碍物，当前轮遇到障碍物，应该是 （选填“压”或“抬”）车把，支点是点 ；当后轮遇到障碍物，应该是 （选填“压”或“抬”）车把，支点是点 。 7．古希腊科学家阿基米德曾经说过：“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬起地球。”如图所示的各种生产、生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（　　） A．理发剪刀 B．托盘天平 C．钓鱼竿 D．羊角锤 8．如图为人腿简化图，当股四头肌群收缩且提供方向不变的动力F1时，会拉动小腿绕膝关节固定点O从图示位置缓慢升至水平位置，小腿所受重力G为阻力，则此过程中（　　） A．F1在变小 B．阻力在变小 C．图l1为动力F1的力臂 D．当小腿伸至水平位置时可看作费力杠杆 9．如图所示，开瓶器（不计自重）开启瓶盖时可抽象为一杠杆。下图中能正确表示它的工作示意图的是（　　） A． B． C． D． 10．是力的力臂。在图中画出力的力臂和力。 11．如图甲是一款电脑鼠标，它的按键可看作简单的杠杆，如图乙所示，为按键，O点为支点，请在图乙中画出A点按下按键的最小动力、动力的力臂。 12．小涵和小琪同学做“探究杠杆的平衡条件”的实验。如下图所示，她们所用的器材有支架、刻度均匀的杠杆（每小格长度为1cm）、细线、重0.5N的钩码若干。 (1)实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态； (2)接下来，她们应将杠杆左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。实验中始终使杠杆水平的目的是 ； (3)调节杠杆在水平位置平衡后，她们分别在杠杆两端加减、移动钩码，每次使杠杆在水平位置重新平衡后，将实验测量的数据记录在下表中、请你帮她们将表中栏目补充完整：① ；② ； 实验次序 ① 动力臂/cm 阻力/N ② 1 1.5 2 1 3 2 3 (4)小涵同学分析数据后，得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。小涵同学与小琪同学交流后，小琪同学为了证明她的结论是错误的，在图乙的基础上，做了如图丙所示的实验，弹簧测力计的示数如图丁所示，示数为 N。则该实验 （选填“能”或“不能”）说明小涵同学的结论是错误的。 考点二、滑轮 1．星期一，学校要举行升国旗仪式。如图所示，在旗杆顶端装有一个滑轮，该滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮，它的作用是 。 2．如图所示，不计滑轮和绳子的重力以及摩擦，重力为100牛的重物G位于水平地面上，在拉力F的作用下水平向左做匀速直线运动，已知拉力F大小为10牛，则水平地面对重物G的滑动摩擦力大小为 牛，绳子A所受拉力大小为 牛。若绳子自由端10秒内移动了1米，则重物G运动的速度为 米/秒。 3．如图所示，工人师傅用一个滑轮将重400N的重物从地面吊到8m高的阳台上，这种滑轮 （选填“能”或“不能”）改变施力方向。不计摩擦和绳重，若滑轮重60N，则工人至少要用 N的拉力才能拉起重物。吊到阳台时，绳端移动了 m。 4．如图所示，天花板上挂着一个滑轮，绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体，A、B两物体所受重力为GA＝6N，GB＝9N，B放在光滑水平地面上，A、B都处于静止状态，不计滑轮和绳的重力及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳对A的拉力大小为9N B．绳对B的拉力大小为9N C．地面对B的支持力大小为3N D．天花板所受拉力大小为15N 5．如图所示，在“探究动滑轮工作特点”的实验中，滑轮第一次受到的作用，第二次受到竖直向上的作用，物体都被匀速向上提起。已知物体的重力为，若不计摩擦和绳重，则下列说法正确的是（   ） A．该实验中，需要测量的物理量只有物重和弹簧测力计示数F B． C．的力臂大小为2r D． 6．用两个完全相同的滑轮，分别按如图所示的甲、乙两种方式将重为G的物体匀速提升相同的高度。下列判断正确的是（不计绳重与摩擦）（　　）    A．两次的拉力F甲<F乙 B．两次的机械效率甲大于乙 C．绳子自由端移动的距离s甲=s乙 D．两次所做的总功W甲>W乙 7．如图所示，沿水平方向通过轻质滑轮匀速拉动物体A，测力计的读数为0.4N。若不计滑轮的摩擦，则滑轮挂钩对物体A的拉力为（    ） A． B． C． D． 8．如图，工人站在地面上用如图的滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 9．如下图所示，汽车陷入烂泥中，附近有一棵大树，车上有两个滑轮、一根绳子，如何用最小的力把汽车拉出来？请在图中用笔画线代替绳子画出滑轮组的绕线方法。 考点三、机械效率 1．周末，小明去奶奶家玩。小明帮奶奶用水桶从井中打水时，小明对水桶做的功是 （选填“有用”“额外”或“总”）功；小明提着水桶在水平路面匀速前行时，小明对水桶 （选填“做功”或“不做功”）。 2．为了纪念 对物理学的巨大贡献，以他的名字作为功的单位。研究表明：省力的机械一定费距离，省距离的机械一定 ，既省力又省距离的机械是不存在的，也就是说使用任何机械都不能 。 3．如图所示：相同的沙袋装质量相等的沙子，两个工人师傅分别用相同的滑轮按甲、乙两种方式把沙袋从地面匀速提升到二楼，两种方式绳子自由端拉力分别为F甲、F乙，拉力做功分别为W甲、W乙，滑轮的机械效率分别为η甲、η乙；若不计绳重及摩擦，则：F甲 F乙，W甲 W乙，η甲 η乙。（选填“>”、“=”或“＜”） 4．如图，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 。木箱重600 N，工人用400N的力将木箱匀速提高3m，则动滑轮的机械效率为 。 5．某同学总结了机械的几条“规律”，其中总结正确的是（　　） A．克服摩擦力做的功一定是额外功 B．机械效率大的机械，做的有用功一定越多 C．使用任何机械都一定不能省功 D．机械的功率越大，机械效率也一定越大 6．如图，小明分别用甲、乙滑轮把同一桶沙提升相同高度。用甲滑轮所做的有用功为W1，机械效率；用乙滑轮所做的有用功为W2，机械效率为，若不计绳重与摩擦，则（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，一根均匀的细木棒可绕O点无摩擦转动，，对杠杆施加力F，将挂在A点重为180N的物体匀速提升0.4m。以下说法正确的是（　　） A．若在D点施加力F，该杠杆一定为省力杠杆 B．若木棒的机械效率为90%，则木棒的重力为10N C．若在C点施加竖直向上的力F，提升过程中的F变大 D．若物体从A点移至C点，仍提起0.4m，则F做的功变大 8．如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人用力向下拉动绳索的另一端，即可让水桶上升。以下方法能提高滑轮提水的机械效率的是（　　） A．增大桶内的水量 B．增大滑轮的质量 C．增大拉绳的速度 D．增大水桶的重力 9．用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（    ） A．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现 B．测量机械效率的原理： C．机械效率与动滑轮重力的大小有关 D．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动 10．如图所示，在探究“斜面的机械效率”实验中，一下说法错误的是（    ） A．木块沿斜面匀速上升的过程中，拉力和摩擦力是一对平衡力 B．用弹簧测力计沿着斜面向上拉木块时，应尽量匀速 C．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率 D．斜面的倾斜程度越小，所需的拉力越小 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【学后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$