第11章 简单机械（一课一题）-2024-2025学年新教材八年级下册物理同步测控全优设计（沪科版2024）

第士一章 简单机械 第一节 探究:杠杆的平衡条件 第1课时 杠杆及其平衡条件 0 【典例】如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体 A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列 判断正确的是( B A.杠杆仍能平衡 B.杠杆不能平衡,左端下沉 C.杠杆不能平衡,右端下沉 D.无法判断 解析原来杠杆在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的拉力 分别等于物体A、B的重力,其对应的力臂分别为OC、OD,根据杠杆的平衡 条件可得mg·OC=m:g·OD,由图示可知,OC<OD,所以m>m;当 向支点移动相同的距离△/时,两边的力臂都减小△/,此时左边的力与力臂 的乘积为mAg(OC一△/)一mg·OC一mAg△l,右边的力与力臂的乘积为 mg(OD-△l)=mg·OD-mng△l,由于mm,所以mAg△l>mng△l; 所以mgOC一mg△l<m:gOD-msg△l,因此杠杆将向悬挂B物体的一 端即右端下沉。 答案C 解题技巧根据杠杆第一次处于平衡状态,利用杠杆的平衡条件,得到 物体A、B的质量大小关系,再结合力臂的变化,分析改变后的力与力臂的 乘积关系,从而确定杠杆的偏转方向。杠杆总是向力与力臂乘积大的方向 偏转。该题还可以利用“极限法”来分析,假如移动的距离为OC,则A的力 臂为0,对杠杆不产生影响,因此右端下沉。 【拓展训练】如图所示,某同学将一根长0.5m的 0 轻质杠杆的中点放在支架上,在杠杆A点处挂一个质 量为0.3kg的物体甲,在B处挂一个质量为0.2kg 的物体乙(图中未画出),发现杠杆不能水平平衡 求,(1)甲物体的重力; (2)为了使杠杆在水平位置平衡,该同学思考了 两种方案, A:将甲和乙两物体同时向靠近支点方向移动相同的距离△L; B:将甲和乙两物体同时向远离支点方向移动相同的距离△L; 其中可行的方案是哪个,并求出可行方案中的△L。 |物理第十一章 简单机械 第2课时 杠杆的应用 【典例】踮脚是一项很好的有氧运动(如图),它简单易学 不受场地的限制,深受广大群众的喜爱,踮脚运动的基本模型 是杠杆,下列分析正确的是( ) A.脚后跟是支点,是省力杠杆 B.脚后跟是支点,是费力杠杆 C.脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆 D.脚掌与地面接触的地方是支点,是费力杠杆 解析如图所示,踮脚时,脚绕着脚掌与地面的接触点转 动,所以脚掌与地面接触的地方是支点,小腿肌肉对脚的拉力 向上,从图中可知,动力臂大于阻力臂,所以踮脚运动这个基本 模型是省力杠杆。 答案C 拓展归纳(1)凡省力的杠杆必定费距离,凡费力的杠杆必 定省距离,既省力又省距离的杠杆是不存在的; (2)省力杠杆和费力杠杆的应用不同,省力杠杆一般应用在阻力很大 的情况下,而费力杠杆一般用在阻力不大的情况下,是为了省距离,使用起 来方便。 【拓展训练】如图所示的四种情景中,使用的工具属于费力杠杆的是 ( 。 A.食品夹 B.裁纸刀 C.托盘天平 D.瓶盖起子 第二节 滑轮及其应用 第1课时 定滑轮 动滑轮 【典例】如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是 若滑轮的 自重和摩擦不计,当分别沿力E、F。和E。方向匀速提起同一物体时,则 E..F。和F。的大小关系是 20 第二节 滑轮及其应用|物理l 乙 甲 丙 解析固定不动的滑轮是定滑轮,所以甲、丙都是定滑轮, 使用定滑轮可以改变力的方向,但不能省力;和物体一起移动 的滑轮是动滑轮,所以乙是动滑轮。若滑轮的自重和摩擦不 计,使用动滑轮可以省一半力,因此F、F。和F。的大小关系 是F.-F-2F(或F.-FF)。 答案乙 F=F=2F(或F.=FF) 拓展归纳使用动滑轮能省一半力,则需要多费一倍的距离,即被提升 的物体每上升h,绳的自由端移动的距离s一2h,如图所示。 【拓展训练】小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树 上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做有 段绳子拉甲树。如果不计绳 重和摩擦,甲树受300N拉力,则小谦对绳子的拉力至少为 N。 第2课时 滑轮组 【典例】如图所示,重力G一700N的水平木板在滑 轮组的作用下保持静止。三个滑轮等大、光滑,质量均 忽略不计。所有细绳的重力均不计,天花板间的固定点 分别记为A、B、C,与木板间的固定点分别记为D、E;各 条细绳中不与滑轮接触的部分均竖直。则B点处的细 绳对天花板的拉力大小为( ) A. 100N B. 140N G C.300N D.350N |物理第十一章 简单机械 解析由题知,滑轮光滑(即摩擦不计),细绳、滑轮 重力不计,如图所示,水平木板受到F.、F。、F和G的作 用,且木板保持静止,则有F 十F。十F。一G 由于中间滑轮受到两个向上的拉力(每个力均为 F.)、向下的拉力F。,则有F。一2F。 ..................... ② 下面滑轮上的两个拉力F。一F。 .................. 将②③代入①可得F +2F +2F =G-700N,解 得F.一140N,所以B点处的细绳对天花板的拉力大小 G 为140N。 答案B 易错警示注意本题滑轮组不是由一根绳子缠绕而成,各段绳子受的 拉力不同。 【拓展训练】如图所示,体重为510N的人,用滑 轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的 速度匀速运动,运动中物体A受到地面的摩擦阻力为 200N。动滑轮重为20N(不计绳重和摩擦,地面上的 定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向,地面上的定 滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与对地面的压力始 终竖直向下且在同一直线上)。则下列计算结果中正确的是 ) A.人对地面的压力为400N B.绳子自由端受到的拉力大小是100N C.人对地面的压力为250N D.绳子自由端运动速度是0.06m/s 第三节 机械效率 第1课时 认识机械效率 【典例】用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲。 ##4 #440# 乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相间的高度。若 用、表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W.、W,表示 拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则( ) A.n-z,W-Wz B.>,W>W C.,WW# D.m>,W<W2 解析此题中,钩码的重力相同,钩码上升的高度相同,据W。一Gh可 22 第三节 机械效率o|物理| 知,所做的有用功相同,不计绳重和摩擦,对动滑轮做的功是额外功,滑轮 相同,即W是相同的,据W。一W,十W。可知,W是相同的,即 答案A W装 G W +WGh+GhG+G 重占总重的比,而与绳子的绕法、提升高度、提升速度等因素无关。 【拓展训练】同一滑轮用如图甲、乙两种方式 匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N、 绳重和滑轮的摩擦力不计。则( - A.手的拉力:F.Fz;机械效率:n B.手的拉力:F-F;机械效率:n一 C.手的拉力:F>Fz;机械效率:>z 甲 乙 D.手的拉力:F<F;机械效率:n~z 第2课时 测量机械效率 【典例】有人说,同一机械的机械效率是不变的。小华 设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系” 实验,来检验此说法是否正确。 (1)用笔画线代替绳子,在图甲中画出最省力的绳子 绕法; (2)如图乙所示,小华在实验中保持滑轮组不变,改变重 物的质量,通过弹策测力计匀速拉动绳子使重物缓缓上升 乙 测得数据如下表(g取10N/kg): 重物上升 序 弹策测力 绳端移动 重物质量/kg 机械效率 距离/cm 计示数/N 距离/cm 20 10 0.1 1.1 1 45.5% 2 10 1.6 0.2 20 3 0.3 10 2.1 20 71.4% 第2次实验中的机械效率是;根据表中数据可以得到,滑轮组 23 |物理第十一章 简单机械 的机械效率随所提升重物质量的增大而 解析本题考查滑轮组的组装和机械效率的测量。(1)由一个 定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕线方法是n一3,绕绳 时,先从动滑轮开始,依次绕过定滑轮、动滑轮,如答案图所示。(2)第2 Fs 0.2kgX10N/kg×100%-62.5%。由表中数据可知,滑轮组的机械效率随所 2X1.6N 提升重物质量的增大而增大。 答案(1)如图所示(2)62.5% 增大 名师点评滑轮组的机械效率并不是固定不变的。用不同的滑轮组提 升同一重物,滑轮组的动滑轮越重,机械效率越低;用同一滑轮组提升不同 的重物,提升的重物越重,机械效率越高。 【拓展训练】小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中,用同一滑轮组 进行了3次实验,如图所示,实验数据记录如表 钩码上升 弹策测力 弹策测力计 次数 钩码重/N 机械效率 距离/cm 计示数/N 上升距离/cm 10 30 1 。 0.8 83.8% 2 1.5 10 4 30 ? . 3 30 10 90.9% (1)第2次实验中滑轮组的机械效率为 (结果保留一位小数); (2)如图丙所示,第3次实验中弹策测力计的示数为 N: (3)分析表格中的数据得出结论:同一滑轮组: (4)在第2次实验时,如果拉力方向与竖直方向有一定夹角,那么所测 得的滑轮组的机械效率将会 (选填“变大”“变小”或“不变”) ## 甲 24参考答案|物理l 体排开液体的体积有关,在液体密度 (2)沉船的重力G=F。-8×10N. 不变时,浮力相等,则说明两物体有 沉船完全浸没时所受的浮力F 相同的体积。 $G-F$-8$ 10 N-6 $10 N- $ 第三节 阿基米德原理 10N. 沉船的体积V。一V。= 【拓展训练】(1)1 (2)3×10 pg (3)0.8×10 2X10N --2000m。 1.0×10*kg/mx10 N/kg 第四节 物体的浮与沉 第三节 动能和势能 【拓展训练】C 【拓展训练】 第十章 功与机械能 C 第四节 机械能转化及其应用 第一节 机械功 【拓展训练】B 【拓展训练】 B 解析由题意可知,两 第十一章 简单机械 个物体在大小为F的恒力作用下,在 力的方向上前进了相同的距离,根报 W一F;可知,甲图中F做的功等于 第一节 探究:杠杆的平衡条件 乙图中F做的功。 第1课时 杠杆及其平衡条件 第二节 功率 【拓展训练】 (1)甲物体的重力为3N。 【拓展训练】解(1)由题图可知,在0~ (2)可形的方案是A,AL.为0.05m。 5min过程中,沉船并没有离开水面, 解析(1)物体甲的重力G一mg 此时所受浮力最大,拉力F。一G一 F。,即此时拉力最小为F。,第8min 0. 3 kg×10 N/kg-3 N; 后,沉船完全离开水面,此时不再受 (2)由题图可知杠杆上一个格的长度 到水的浮力作用,即拉力等于沉船重 为5cm-0.05m,根据杠杆平衡的 力,即拉力此时最大为F; 条件F1.一F。可得,左侧F1 WFs-Fo可得: 0.3 kg ×10 N/kg x0.15 m= 由p二 0.045N·m.右侧F4-0.2kgx F一 3×10×10W -6X 10 N/kg×0.2m=0.04 N·m,因为 0.05m/s 10N. 0.045N·m 0.04N·m,所以要让 P 4×10×10W 杠杆在水平位置平衡,可以减小左边 F.一 -8X 0.05m/s F..的乘积,即将甲、乙两物体向靠近 10N。 支点方向移动相同的距离AL,故方案 29 |物理参考答案 A可行;根据杠杆平衡的条件E1.一F/ 第2课时 测量机械效率 可得,0.3 kg×10 N/kg×(0.15 m 【拓展训练】 1(1)88.9% L)=0.2kg×10 N/kg×(0.2m-L) (2)2.2 解得△L-0.05m。 (3)提升物体的重力越大,机械效率 越高(4)变小 第2课时 杠杆的应用 第十二章 小粒子与大宇宙 【拓展训练】 A 解析在使用食品夹的 过程中,动力臂小于阻力臂,是费力 第一节 走进微观 杠杆:在使用裁纸刀的过程中,动力 臂大于阻力臂,是省力杠杆:天平的动 【拓展训练】 B 解析太阳系、地球等 力臂等于阻力臂,既不省力也不费力, 天体的空间尺度非常大,即便是恰好 是等臂杠杆;在使用瓶盖起子的过程 能用肉眼看见的尘埃也包含了约 10{*}个微小的分子。 中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆 第二节 看不见的运动 第二节 滑轮及其应用 【拓展训练】A 解析F 的大小等于 第1课时 定滑轮 动滑轮 玻璃板受到的重力大小;玻璃板水 【拓展训练】 2 150 解析如题图,用 平接触水面,玻璃板中的玻璃分子 绳子拉甲树时,甲相当于一个动滑 要受到水分子的引力,测力计示数 F。大小等于玻璃板受到的重力以 轮,此时有两段绳子拉甲树;不计绳 及水对玻璃板引力的大小之和;玻 重和摩擦,甲树受300N拉力,则每 璃板慢慢浸没在水中时,玻璃板要 受到水的浮力,测力计示数F。为玻 璃板受到的重力以及水对玻璃板浮 力的大小之差;综合以上分析,F X300 N-150 N。 最大,F。最小,故A选项符合题意。 2 第三节 探索宇宙 第2课时 滑轮组 【拓展训练】C 解析太阳系由许许多 【拓展训练】 A 多的星体组成,太阳不是宇宙中唯 第三节 机械效率 一能发光的天体,恒星均能发光, 而月球本身不能发光,我们看到的 第1课时 认识机械效率 月亮是其反射太阳光的结果,同样 【拓展训练】C D选项也是错误的。 30