第十二章 专题十二 -【绿卡初中创新题】2025-2026学年八年级下册物理习题课件(人教版·新教材)河南专版

该初中物理课件聚焦简单机械的相关计算，涵盖滑轮组（竖直提升、水平拉动）、杠杆、斜面的机械效率计算，通过典型例题导入，从基础公式应用到综合问题分析，构建递进式学习支架，帮助学生衔接前后知识点。 其亮点在于结合新情境设计问题，如传统文化踏碓、生活实践斜面通道，通过科学推理（机械效率公式推导）和模型建构（滑轮组、杠杆模型）培养科学思维，融入社会责任教育。采用例题详解与情境拓展结合的教学方法，学生能提升实际问题解决能力，教师可借助丰富案例优化教学。

2 专题十二　简单机械的相关计算 3 类型1　滑轮组机械效率的相关计算 考向1　用滑轮组竖直提升物体 1.（安阳模拟）用如图所示的装置提升重力为1 000 N的物体A，卷扬机对绳子的拉力F为600 N，滑轮组绳子自由端在拉力F的作用下匀速向下移动10 m，所用时间为50 s，不计绳重和摩擦。下列说法不正确的是（　　） A. 动滑轮所受的重力为200 N B. 物体A上升的速度为0.2 m/s C. 拉力F的功率为120 W D. 滑轮组的机械效率约为83.3% B 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 4 2. 如图所示，小明用滑轮组在5 s内将重60 N的货物匀速提升1 m的过程中，所用拉力F=40 N，不计绳重及摩擦。 （1）求整个过程中拉力做功的功率。 （2）求整个过程中提升动滑轮所做的功。 解：（1）由题图知n=2，绳子自由端移动的距离s=nh=2×1 m=2 m，拉力做的总功W总=Fs=40 N×2 m=80 J，拉力做功的功率P===16 W。 （2）有用功W有用=Gh=60 N×1 m=60 J，不计绳重及摩擦，提升动滑轮所做的功W额外=W总-W有用=80 J-60 J=20 J。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 5 （3）若用该滑轮组匀速提起80 N的货物，求滑轮组的机械效率。 解：（3）由W额外=G动h可得，动滑轮的重力G动===20 N，若用该滑轮组匀速提起80 N的货物，则滑轮组的机械效率η==== ×100%=80%。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 6 考向2　用滑轮组水平拉动物体 3. 如图所示，大壮用滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为80 kg，在F=100 N的拉力作用下，货箱以0.3 m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的3/10。（g取10 N/kg）求：  （1）货箱的重力。 （2）拉力F的功率。 （3）货箱运动1 min，克服摩擦所做的功。 （4）此滑轮组的机械效率。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 7 解：（1）货箱所受重力G=mg=80 kg×10 N/kg=800 N。 （2）由题图知n=3，绳子自由端移动速度v绳=nv=3×0.3 m/s=0.9 m/s，拉力的功率P===Fv绳=100 N×0.9 m/s=90 W。 （3）滑动摩擦力f=G=×800 N=240 N，由v=得，货箱1 min移动距离s=vt=0.3 m/s×60 s=18 m，克服摩擦做功W有用=fs=240 N×18 m=4 320 J。 （4）1 min内绳子自由端移动距离s绳=ns=3×18 m=54 m，W总=Fs绳=100 N×54 m=5 400 J，η==×100%=80%。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 4. 小明在课外实践活动中，用图甲所示的滑轮组匀速拉动水平地面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100 N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1 m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的图像，如图乙所示。不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 9 （1）当物体受到的摩擦力为100 N时，求动滑轮的重力。 （2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1 m/s的速度匀速运动时，求该滑轮组有用功的功率。 解：（1）由题图乙可知，当物体受到的摩擦力f1=100 N时，滑轮组机械效率η1=50%，η1=====50%，解得动滑轮重G动=100 N。 （2）当η2=75%时，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，此时滑轮组的机械效率 η2=====75%，解得摩擦力f2=300 N，则滑轮组有用功的功率P有用===f2 v=300 N×0.1 m/s=30 W。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 10 （3）当物体与地面的摩擦力为1 500 N时，重力为500 N的小明竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？通过计算说明。 解：（3）由题图甲可知，n=3，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，当f3=1 500 N时，拉动物体需要的拉力F3=（f3+G动）=×（1 500 N+100 N）≈533 N，小明的重力为500 N，因为力的作用是相互的，所以小明给绳子的最大拉力等于其重力为500 N，小于533 N，故不能用此滑轮组拉动物体。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 11 类型2　杠杆机械效率的相关计算 5.（新情境　传统文化）研学实践活动时，小明看到一种叫踏碓的农具，如图甲所示，其工作原理图如图乙所示，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为40 N，每踏一次碓头上升的高度为60 cm，AO长1.6 m，OB长0.4 m。  目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 12 （1）不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用多大的力才可以使碓头抬起？ （2）每踩一次对碓头做的功是多少？ （3）若1 min脚踏碓杆的B处30次，踏碓的机械效率为60%，则人做功的功率是多大？  解：（1）不计碓杆的重力和摩擦，当脚用力方向垂直于OB向下时，动力臂最长，根据杠杆的平衡条件知，动力最小，由杠杆平衡条件可得F1×OB=G×AO，解得F1=×G=×40 N=160 N。 （2）每踩一次对碓头做的功W=Gh=40 N×0.6 m=24 J。 （3）踏碓的机械效率为60%，人用脚踏碓杆的B处一次做的功W人===40 J，1 min内人做功的功率P====20 W。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 13 类型3　斜面机械效率的相关计算 6.（新情境　生活实践）如图所示，为方便残障人士、老年人等行动不便者上下台阶，一些公共场所设计了专用通道（斜面），若小林和他的电动轮椅的总重为700 N，在5 s内沿8 m长的斜面上升到1.2 m高的平台，小林的电动轮椅的牵引力为150 N。求： （1）牵引力做的功及功率。 （2）此过程中斜面的机械效率。 （3）轮椅与斜面间的摩擦力。  目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 14 解：（1）牵引力做的功W总=Fl=150 N×8 m=1 200 J，牵引力做功的功率P===240 W。 （2）有用功W有用=Gh=700 N×1.2 m=840 J，机械效率η==×100%=70%。 （3）额外功W额外=W总-W有用=1 200 J-840 J=360 J，轮椅与斜面间的摩擦力f===45 N。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 7. 如图所示，建筑工人通过滑轮装置将质量为100 kg、底面积为0.1 m2的物体沿斜面由底端匀速拉到顶端，工人所用的拉力F始终与斜面平行，斜面长10 m、高6 m，物体对斜面的压强为8 000 Pa，动滑轮重200 N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，物体与斜面之间的摩擦力始终为其重力的k倍，g取10 N/kg。求： （1）物体对斜面的压力F压。 解：（1）物体对斜面的压力F压=pS=8 000 Pa×0.1 m2=800 N。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 16 （2）若工人所用拉力F的大小为410 N，求此时装置的机械效率及物体与斜面间的摩擦力。（机械效率保留至0.1%） 解：（2）工人通过动滑轮沿斜面将物体从斜面底端拉至顶端，绳端移动的距离等于斜面长的2倍，即绳端移动的距离s=2l=2×10 m=20 m，工人做的总功W总=Fs=410 N×20 m=8 200 J，物体的重力G=mg=100 kg×10 N/kg=1 000 N，工人做的有用功W有用=Gh=1 000 N×6 m=6 000 J，整个装置的机械效率η==×100%≈73.2%；工人克服动滑轮重力做的功W动=G动h=200 N×6 m= 1 200 J，工人克服物体与斜面间的摩擦力做的额外功W摩擦=W总-W有用-W动=8 200 J -6 000 J-1 200 J=1 000 J，物体与斜面间的摩擦力f===100 N。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 17 （3）若该工人的拉力最大为515 N，求他能拉起物体的最大重力。 解：（3）由题意知f=kG，则k===0.1，当该工人的拉力最大为515 N时，由W总′=F′s、W有用′=G′h、W摩擦′=f′l=0.1G′l及W摩擦′=W总′-W有用′-W动可得，0.1G′l=2F′l-G′h-W动，代入数据得0.1×G′×10 m=2×515 N×10 m-G′×6 m-1 200 J，解得最大物重G′=1 300 N。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 1 18 19 $