第11章 机械与功&第12章 机械能-【追梦之旅·期末真题篇】2024-2025学年新教材八年级物理下册（教科版2024 河北专用）

第11章机械与功 第1节杠杆 考点杠杆及其平衡条件 1.杠杆：只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看作杠杆。 2.杠杆平衡：当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫作杠杆平衡。 3.杠杆的五要素 F (1)支点：杠杆绕着转动的支撑点0。 (2)动力：使杠杆转动的力F。 (3)阻力：阻碍杠杆转动的力F2。 (4)动力臂：从支点0到动力F,的作用线的距离L1。 (5)阻力臂：从支点0到阻力F2的作用线的距离L2。 4.力臂的画法：①找出支点并用0表示：②通过力的作用点画出力的作用线：③从支点0向力的作用线作垂线。 【易错提醒】①动力和阻力并不一定分布在支点的两边，也可在支，点的同一边；②动力和阻力的作用，点都在 杠杆上：③动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但二者的方向不一定相反：④力臂是支点到力的作 用线的距离，而不是到力的作用点的距离。 5.实验探究：杠杆的平衡条件 (1)实验前调节平衡：左低右调、右低左调： (2)实验前让杠杆处于水平平衡：便于测量力臂： (3)多次实验目的：避免偶然性，使结论具有普遍性。 6.杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或写成F,L=F,L2 拓展：最长动力臂的作法：如果动力作用点已经给出，那么，支点到动力作用点的连线作力臂是最长动力臂。 如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点为动力作用点，以支点与动力作用点的连线作力臂 是最长的动力臂。 考点2杠杆的分类 杠杆分类 力臂关系 动力和阻力关系 特点 应用 省力杠杆 L>L F<F2 省力、费距离 起瓶器、撬棒等 费力杠杆 L1<L2 F>F2 费力、省距离 钓鱼竿、船桨等 等臂杠杆 L,=L2 F,=F2 不省力、不费距离 天平等 典例某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说： “看，我能提起很重的物体哦（如图）！”“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的 一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中，分析不合理的是( 肱二头肌 A.前臂杠杆的支点O在肘关节处 B.肱二头肌给桡骨的力是动力 C.重物给前臂的力F2是阻力 D.前臂是一根省力杠杆，缺点是费距离 桡骨肝关节 答案：D 【方法点拔】用手向上提物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力是动力，重物给前臂的力 F2是阻力，杠杆绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处：用手向上提物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂 是一根货力杠杆，费力省距离 第2节 滑轮 考点1定滑轮 1.滑轮：是一个周边有槽，并可以绕轴转动的轮子。 2.定滑轮：使用时，滑轮的位置固定不变的叫作定滑轮。 追梦之旅真题·课本知识集锦·ZDJ·八年级物理下第12页 3.特点：不省力也不省距离，但可以改变动力方向。 考点2动滑轮 1.定义：滑轮的位置随被拉动物体一起改变的叫作动滑轮。 2.特点：省力费距离，不能改变动力方向。 【易错提醒】当把动力加在动滑轮上而阻力加在绳子自由端时，动力臂是阻力臂的一半，此时动力是 阻力的2倍（不计动滑轮重、绳重及摩擦），如图所示。 说明：(1)对理想的定滑轮（不计绳重及摩擦）F=G物，绳子自由端移动距离等于重物移动的距离；(2)理想的 动滑轮（不计绳重及摩擦），且拉力F的方向与重力（阻力）方向相反时，则F=之(G+G),绳子自由端移动 距离为重物移动距离的2倍。 考点3滑轮组 1.定义：为了既省力又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。 2.特点：既能省力也能改变力的方向，但是费距离。 3.滑轮组的计算： (1)使用滑轮组时，若不计摩擦及绳重，滑轮组有n段绳子承担物重，则拉力大小为F=(G+G)。 (2)若物体升高距离为h,则绳子自由端移动距离s=nh。 (3)绳子自由端移动的速度v绳与物体移动的速度V物的关系：也绳=w物。 (4)滑轮组绕线法则：偶定奇动。使用滑轮组时，直接承担重物的绳子段数为，若n为偶数时，则绳子的固 定端挂在定滑轮上：若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动滑轮上。 拓展延伸：确定承担物重的绳子的段数的方法：在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算 绕在动滑轮上的绳子段数。 典例实验室里有一些相同的长方体木块，同学们用相同的滑轮按照甲、乙、丙三种方式拉着木块在相同的水 平面上做匀速直线运动，如图所示，不计滑轮和绳的重力以及绳与滑轮间的摩擦，所用拉力分别为F、F,和 F,则() A.F >F2=F B.F2<F<F3 C.F2>F=F D.F<F3<F2 答案：C 【方法点拔】忽略滑轮的自重、绳重及摩擦，当水平拉动同一重物时：力作用在绳端，动滑轮可以省一半的力：力 作用在动滑轮上时，费2倍的力，使用滑轮组时，承担物重的绳子有几段，拉力就是物重的几分之一。 第3节功功率 考点做功 1.功：如果力作用在物体上，并使物体沿力的方向移动一段距离，我们就说力对物体做了功。 【易错提醒】做功包含两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动了距离。 2.力对物体不做功的三种情况： (1)“不劳无功”：物体没有受到力的作用，但由于惯性运动了距离：如踢出去的足球。 (2)“不动无功”：物体受到力的作用，但静止不动：如搬石头未搬动。 (3)“劳而无功”：物体受到了力的作用，同时也运动了一段距离，但力的方向与运动的方向相互垂直；如人 提东西在水平地面上行走。 考点2功的计算 1.功等于力与物体沿力的方向移动距离的乘积。 2.计算公式：W=Fs。单位：焦耳(J)。 追梦之旅真题·课本知识集锦·ZDJ·八年级物理下第13页 公式说明： (1)要明确是哪个力对哪个物体做了功。 (2)公式W=Fs中的F是作用在物体上的力，5是物体在力的方向上移动的距离，二者必须对应。F是使物 体沿着力F的方向移动5距离过程中，始终作用在物体上的力，其大小和方向是不变的。 (3)利用功的公式进行计算，单位必须统一。 3.事实上，使用任何机械都不能省功，这个结论叫作功的原理。 考点3功率 1.定义：功与完成这些功所用时间之比。 2计算公式：P=【。单位：瓦特（网）。公式换算：1kW=10W。 3.物理意义：表示做功的快慢。做功的快慢与做功的多少和做功所用的时间有关。 深化理解： 使用P:”时一定要注意三个量的对应关系，功甲一定是对应的时间：内完成的，这样计算出来的功率才 时间内的功率，不同的时间内对应的功率一般来说是不同的。功率越大，反映了完成功的“速度”越快，但并 不代表做的功一定越多。 (2)对推导公式P=m的理解：此公式对功率的实际应用有较大的意义。如汽车发动机的功率一定，由P=? 户=m可知，牵引力与速度成反比，在汽车爬坡时，司机采用的措施是换挡减速，以获得更大的牵引力。 典例1下列选项中，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙程度相同的水平地面上 匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是( 答案：C 【方法点拨】判断力是否做功：分析物体受力情况，分析物体移动距离情况，根据做功两要素是否同时具备， 作出判断：滑动摩擦力大于滚动摩擦力。 典例2：周末，小明和小华去爬山。他们从山脚下同一地点同时出发，沿着不同路径上山（小明走的道路比较 陡峭，但是路程短，小华走的道路比较平缓，但是路程长)，同时到达山顶。已知，小明的质量为48kg,小华的 质量为55kg。则下列说法正确的是( A.小明克服自身重力所做的功比较多 B.他们克服自身重力所做的功一样多 C.小华克服自身重力做功的功率比较大 D.小明克服自身重力做功的功率比较大 答案：C 【方法点拔】根据重力做功的公式W=Ch=mgh即可求出克服重力做功关系，根据P=一确定功率关系。 第4节 机械效率 考点 有用功和额外功 名称 特点 举例分析 有用功 无论采取哪种办法都必须做的功 以用动滑轮提升钩码为例： 额外功 并非我们需要但又不得不做的功 总功：绳子自由端的拉力做的功 额外功：克服动滑轮重、绳重以及绳与滑轮间的摩擦做的功 总功 有用功加上额外功 有用功：提升钩码所做的功 考点2机械效率 1.W总=W有m+W领外(Wa表示总功，W有用表示有用功，W外表示额外功)。 2.机械效率：物理学中把有用功跟总功的比值叫作机械效率，用符号？表示。 W有用x1009%。 3.公式：m=w是 追梦之旅真题·课本知识集锦·ZDJ·八年级物理下第14页 解决滑轮组机械效率问题的步骤： (1)首先确定n。 (2②)再确定滑轮组的使用条件：①不计绳重、摩擦及动滑轮重，则P=,=h,m=,。=,7 100%= G 10%=100%:②不计摩擦绳重，则F=GC,=h,=0,用4-Ga人，-G4G)A xnh a G G Fs,n= -×100%= G+G 10%，③三者都不能忽路时.a=0,。=,k,学10% nFX100%。 【易错提醒】(1)人们使用机械做功时，做额外功是无法避免的，所以有用功总是小于总功，机械效率总小于 1。(2)区分有用功与额外功的关键是看做功需要达到什么目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质 就不一样。例如：用桶将水从水井中提出，提水是我们需要的，而提桶是不需要的，但又不得不做，故克服水 重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功。 4.影响滑轮组机械效率高低的因素： (1)同一滑轮组提升不同重物，重物越重，机械效率越大。 (2)不同的滑轮组提升相同的重物，动滑轮越重，机械效率越小。（不计绳重和摩擦） 典例如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500 N,则提升重物的过程中() A.其他条件不变，减小物重，机械效率会提高 B.滑轮组的机械效率是60% C.拉力F的功率是80W D.做的有用功是800J 答案：D 【方法点拨】利用即=求拉力做的总功，知道微功时间，利用P=”求出拉力F的功率：已知物重和物体被 提升的高度，由公式W=Gh可计算出有用功：利用刀= 100%= Ch ×100%=G×100%求滑轮组的机械数 Fs Fnh nF 率；物重减小，有用功占比减小，机械效率降低。 第5节改变世界的机械 考点 简单机械的家族 1.轮轴 (1)概念：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。 (2)主要功能：改变用力大小：改变物体的运动速度。 (3)实质：是一个可连续转动的杠杆，如图1所示，F,R=F21。 (4)应用：辘轳、汽车方向盘、船舵、门把手、螺丝刀等。 图1 图2 2.斜面 (1)斜面是与水平面成一定夹角的倾斜平面，如图2所示。 (2)原理：如果不计物体与斜面之间的摩擦。根据功的原理得Gh=FL,即推力或拉力F. Lo (3)特点：①斜面省力费距离；②物体升高相同的高度，斜面越长越省力，坡越缓越省力：③不计摩擦时，斜 面长是斜面高的几倍，推力或拉力就是物重的几分之一。 3.螺旋—特殊的斜面 (1)定义：螺旋可以看作是绕在圆柱上的斜面。省力费距离。 (2)应用：螺母、螺旋式千斤顶、盘山公路等。 追梦之旅真题·课本知识集锦·ZDJ·八年级物理下第15页 第12章 机械能 第1节动能与势能 考点1动能 1.定义：物体由于运动而具有的能量叫作动能。 2.影响动能大小的因素：物体的质量和运动速度。质量相同的物体，速度越大动能越大：速度相同的物体，质 量越大动能越大。 考点2势能 1.重力势能 (1)定义：受到重力的物体被举高而具有的能量叫作重力势能。 (2)影响重力势能大小的因素：物体的位置和质量。物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。 2.弹性势能 (1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫作弹性势能。 (2)影响弹性势能大小的因素：物体的弹性形变程度和材料。物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能 就越大。 3.重力势能和弹性势是常见的两种势能。 典例农业机械化水平越来越高。一架飞机在一定的高度匀速直线飞行给小麦喷洒农药（不计空气阻力），喷 洒农药的过程中，飞机的动能 ,重力势能。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 答案：诚小减小 【方法点拔】判断动能是否改变，看它的质量和运动快慢是否变化就可以了；判断重力势能是否改变，看它 的质量和所处高度是否变化就可以了。 第2节机械能及其转化 第3节水能和风能 考点机械能 1.定义：动能和势能统称为机械能，单位是焦耳。 2.说明：一个物体可以既有动能，又有势能。空中飞行的球由于运动而具有动能，又由于它在高处而具有重力 势能，把这两种能量加在一起，就得到它的总机械能。 考点2动能和势能的转化 物体的动能和重力势能是可以相互转化的，动能可以转化为重力势能，重力势能也可以转化为动能。 高度减小，速度增大弹性形变增大速度减小 重力势能 动能 弹性势能 高度增大，逸度减小 弹性形变减小，速度增大 考点3机械能同其他形式能量的相互转化 1.在一定的条件下机械能可以与内能、声能、电能等其他形式的能量相互转化。 2.举例：摩擦生热，机械能转化为内能：水电站，机械能转化为电能。 拓展：机械能守恒是一种理想化的物理模型，条件是只有动能和势能的相互转化，而没有机械能转化为其他形 式的能，也没有其他形式的能转化为机械能。 考点4水能和风能的利用 1,水能：自然界中的瀑布、河水和海浪都具有能量；水力发电可以将水的机械能转化为电能。 2.风能：风具有机械能；风力发电的原理是利用风吹动风车叶片旋转，将风的动能转化为风车叶片的动能，再 通过发电机或其他机器将动能转化为电能。 第4节 跨学科实践：自行车 1.自行车类型：普通型自行车、载重型自行车、运动型自行车、竞赛型自行车、轻便型自行车、特种型自行车等。 2.自行车结构：主要由支撑系统、轮组系统、变速系统、刹车系统、避震系统等组成。 3.自行车上的简单机械 结构 刹车把手 车把 脚蹬、曲中柄与齿盘 飞轮与后轮 螺丝和螺帽 机械类型 杠杆 轮轴 轮轴 轮轴 斜面 功能 省力 省力 省力 省距离 省力 4.自行车结构中的物理知识 (1)轮胎、车把手和脚踏板上的花纹设计，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 (2)自行车的坐垫设计成马鞍形，能够增大与人体的接触面积，从而有效减小臀部承受的压强。 (3)自行车车座下的弹簧能够在骑行时起到诚震作用，从而提高骑行舒适度 追梦之旅真题·课本知识集锦·ZDJ·八年级物理下第16页