11.5 改变世界的机械-【学海风暴】2025-2026学年八年级下册物理同步备课（教科版）

)课外拓展提高 1.475%【解析】由图可知，该滑轮为动滑轮，动滑轮 上绳子的有效股数n=2,忽略绳重和摩擦，小李同学 作用在绳子自由端的拉力F=是(G。十Ga)=号 W布用大 (6N+2N)=4N。该滑轮的机械效率)=W。 Gh G =CGhX100%气FMX100%三E×100% 100%= 6N 2X4NX100%=75%。 2.3075%【解析】物体在水平地面上做匀速运动，则 此时细线A对物体的拉力和物体受到的摩擦力是一 对平衡力，则FA=f=30N。从题图可知，有2段绳 子与动滑轮相连，则绳子自由端移动的距离=2物， _W×100%= 所以滑轮组的机械效率)一W。 f5物 FX2X5物 ×100%= 赤×100%=2020N×10%=75%. 30N 3.D 4.AD【解析】由图乙可知，第一次提升重物时的机械 效率：=75%，第二次提升重物时的机械效率72= 70%,所以第一次提升重物时机械效率较高，A正确。 不计绳重和摩擦，提升重物时克服动滑轮重力所做的 功为额外功，即W颜外=G动h,因为动滑轮重力不变， 提升的高度相同，所以两次提升重物做的额外功相 _W有陆×100%= 同，均为900J,B错误。根据7=W。 Gh G -×100%可得，第一次提 Gh+G南h ×100%=G+G G 升重物时，=G,十G -×100%=75%,解得G1= G2 3G,第二次提升重物时，=G,十G ×100%= 70%:解得G,-号0a所会-9-号，C错误。 > 900J 第一次提升重物时做的总功W总，= W光一 1-711-75% =3600J:第二次提升重物时做的总功Wa:一1一 900J 可 1一70%=3000J。两次做功时间相同，根据P= P_we1=3600J 知，两次提升重物的总功率之比P:=w:一3000了 5D正确。 5.解：(1)由图可知，绳子的有效段数n=2,则绳子自由 端移动的距离s=nh=2×2m=4m 绳子自由端移动的速度 =三=4m=0.4m/s =t10s (2)矿石的重力 G=mg=70 kgX10 N/kg=700 N 工人做的有用功 W有用=Gh=700N×2m=1400J 工人做的总功 Wa=Fs=400N×4m=1600J 滑轮组的机械效率 W×100%=1400 7二 1600了X100%=87.5% (3)工人的重力 G人=m人g=60kg×10N/kg=600N 工人对水平地面的压力 FE=G人-F=600N-400N=200N 工人对水平地面的压强 F压 200N p=S=400×10m =5000Pa 6.(1)匀速0.06(2)0.3680(3)1、2、3无关 (4)AC ©核心素养提升 D【解析】由图丙可知，0~1s内，重物A加速上升， 处于非平衡状态，受力不平衡，A错误。由图丙可知， 1~2s内，重物A匀速上升的速度为v物=1m/s,由图 甲可知，n=3,则绳子自由端移动的速度为v=v物= 3×1m/s=3m/s,B错误。由图乙可知，1~2s内，绳 _W粒×100%= 子自由端的拉力为F=500N,根据)一w。 停×10%=做×10%-号×10%可得，所提重 物A的重力G=nF7=3×500N×80%=1200N,C 错误。不计一切摩擦和绳重，根据F=上(G+G)可 得，动滑轮的重力为G动=nF一G=3×500N 1200N=300N,将重物A的重力减小为900N时，绳 子自由端的拉力变为F'=(G'+Ga)=3×(900N 十300N)=400N,此时滑轮组的机械效率变为7'= G 900N 京X100%=3x100NX100%=75%,D正确. 5改变世界的机械 )课内基础闯关 1.轮省力2.轮轴螺丝刀3.斜面力 4.牵引力40%【解析】根据公式P=”_=Pm可 知，在发动机的输出功率一定时，汽车行驶的速度越 小，发动机产生的牵引力就越大，所以汽车上陡坡时， 司机常要换用低速挡，其目的是增大汽车的牵引力。 W题大 此过程中盘山公路斜面的机械效率为？=W。 Gh 100%= ×100%= 1×10N×20m×100% 2.5×10N×200m =40%。 5.D 课外拓展提高 1.斜面力乙2.斜面甲乙 3.B4.D 下册参考答案 23△ 5.AD【解析】根据题图可知，AB=CF=2FG=2X1.3m =2.6m,工人的推力在AB段做的功为W=F ABS AB =10N×2.6m=26J,A正确。工人在CF段做的功 为Wcr=FcFScF=117NX2.6m=304,2J,所以工人 的推力在AB段做的功与在CF段做的功不相等，B 错误。斜面属于省力机械，工人把箱子从C点推到F 点，该斜面省力，C错误。工人的推力在AB段的功率 _We=26J=2W,在HK段的功率为Pw= 为P=t13 WHK 10 NX2m 5 tHK 12s =3W,则工人的推力在AB段的功 EK段的功率之比为P也：P然=2V =6：5,D正确 D核心素养提升 (1)费力省力扳手（合理即可）(2)B质量 (3)b 【解析】(1)风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，摇杆 的半径小于扇叶的半径，动力臂小于阻力臂，动力作 用在轴上，费力、省距离，它相当于一个费力杠杆。根 据杠杆原理，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样 工作将更省力。生活中的扳手也是轮轴。(2)风扇车 工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷 粒从出粮口B落下，说明质量越大，谷粒的惯性越大， 物体的运动状态越不容易改变。(3)动力作用在轮上 时，轮轴的轮半径和轴半径相差越大，越省力。牙盘b 的轴半径更小，更省力。 专题十机械效率的相关计算 1.解：1)杠杆水平放置时，杠杆重力的力臂L=2OC: 设OAL则OB=3L,OC=4Lo,故L,=2X4L, =2L0 根据杠杆的平衡条件可知F·OB=G·OA十G:L 即30N×3L。=60N×L。+G#×2Lo 解得G#=15N (2)因为OA：OB=1：3,所以B点上升的高度是A 点的3倍。杠杆提升重物的机械效率 _W有用×100%=FhB =Gh×100%=是×10%= G n-Ws 60N 3X30NX100%≈66.7% (3)若将动力作用点从B点移到C点，由于OA：L3 =1：2,则杠杆重心上升的高度是物体上升高度的 2倍。 杠杆提升重物的机械效率？'= W有×100%= Ws' Gh G GhA十GEh -×100%=G+2G# 60N ×100%=60N+2X15N ×100%≈66.7% 故杠杆的机械效率不变。 424 八年级物理JK版 2.解：(1)动滑轮的重力 G动=nF-GA=2×250N-400N=100N 动滑轮的质量 _G动=100N m动 g 10 N/kg =10kg (2)有用功W有用=GAh=400NX1m=400J 总功Wa=Fs=250N×2×1m=500J 浙轮组的机械效率7W×10%-88 5007×100% =80% _V有×100% (3)根据)=W。 GRh GBh十G动h ×100%= GB 7'G动 GB十G -×100%可得，Gm=-7 75%X100N 1-75% 300N G 300 N 所以物体B的质量mB=g10N/kg =30kg 3.解：(1)汽车静止时对泥泞地面的压力 F压=G=mg=2X103kg×10N/kg=2×10N 汽车静止时对泥泞地面的压强 F压 2×10'N p=S=4×20×10+m =2.5×105Pa (2)拉力F做的总功 Wa=Fs=1×103N×6m=6×103J 拉力F做功的总功率 _We=6×103J P8=- =200W t0.5×60s (3)拉力做的有用功 W有用=7Wa=90%×6×103J=5.4×103J 汽车移动的距离 年三7文6m三30 汽车受到地面的阻力 f=Vm=5.4X10J=1.8X10N S车 3 m 4.解：(1)由图乙可知，25s内物体沿木板移动的距离为 5m,则物体刚好上升了1m,克服物体重力做的有 用功 W有用=Gh=1500N×1m=1500J (2)克服物体所受的摩擦力做的额外功 W每=fs=100N×5m=500J 拉力做的总功 W悬=W有H十W新=1500J+500J=2000J 斜面的机械效率 ,_W有雅×100%=2000 1500J 1二w。 ×100%=75% (3)25s内拉力的功率 e_2000J=80w p1 25s 5.解：(1)物体所受的重力G=mg=60kg×10N/kg 600N (2)推动物体做的有用功W有=Gh=600N×1m=600J5 改变t 已课前预习导航 、轮轴 1.定义：轮轴由两个孝径不同的圆柱固定 在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。 例如汽车方向盘、辘轳、卷扬机等。 2.轮轴做功的特点：使用轮轴不省功，拉 动轮做的功等于绕在轴上的绳拉动重物所做 的功。 3.轮轴实质上是一个能连续 旋转的杠杆，如右图所示，其计算 公式是：FR=F,即F。R 可见，轮半径R为轴半径r的几停，作用 在轮上的力F,就是作用在轴上的力F2的几 分之一。也由此可见，动力作用在轮上时可以 省力，但要多移动距离。 4.轮轴有两个功能：一是改变用力大小， 二是改变物体的运动速度。 二、斜面 1.定义：斜面是一个与水平面成一定夹角 的倾斜平面。它是一种省力的简单机械。 2.有关斜面的计算：如下图所示，物体所 受重力为G,斜面长为L,高为h,沿斜面拉物 体的力为F。 (1)若不考虑物体与斜面之间的摩擦，根 据功的原理可得：FL=Gh,即F=G。 。可见， 斜面长L是斜面高h的几倍，拉力F就是物重 G的几分之一。 世界的机械 (2)实际中，物体与斜面之间存在摩擦，克 服摩擦要做额外功，故斜面的机械效率？= W有用×100%= Gh FL ×100%。 名用点睛 螺旋是斜面的变形，可以看作是绕在圆 柱上的斜面。其特点是可以将旋转运动与 沿轴向的运动进行互相转化。 三、世界因机械而改变 1.庞然大物人造就的大型机械。 2.细微之处显身手的精密机械。 3.力大无穷山河动的强大机械。 4.瀚海苍穹任遨游的运输机械。 5.智珠在握夺天工的智能机械。 已经典例题剖析 【例】(2025乐山)如下图所示，在斜面上将 一个重10N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上 的拉力F=6N,斜面长s=0.6m、高h= 0.3m,则拉力所做的功为 J;对物体所 做的功为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空 气阻力，则斜面对物体的摩擦力为 N 【解题点拨】已知拉力和斜面长，根据W Fs求出拉力所做的功，即总功；根据W=Gh 求出有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻 力，克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外 功，根据W意=W有用十W颜外可求出额外功，再 利用公式W颜外=fs求出斜面对物体的摩 擦力。 参考答案0【例】3.61 下册第11章 已课内基础闯关 考点①轮轴 1.如图所示的是自行车把手的示意图。自行 车在转弯时，车把手相当于简单机械轮轴中 的 (选填“轮”或“轴”)，它能起到 (选填“省力”或“省距离”)的 作用。 第1题图 第2题图 2.如图所示的是防盗门的门锁。将钥匙插入 锁孔转动开锁时，钥匙相当于一个 (选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”)。在安 装门锁时需要用螺丝刀拧螺丝钉把门锁固 定到门上， (选填“螺丝刀” 或“螺丝钉”)与钥匙属于同种简单机械。 考点②斜面 3.人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在 车厢尾部倾斜搭一块长木板，将货物沿着长 木板往上推（如图所示），这块长木板在使用 时相当于一个 (选填“杠杆” “滑轮”或“斜面”)，可以省 (选填 “力”“距离”或“功”)。 第3题图 第4题图 4.教材素材如图所示的是某景区的盘山公路， 汽车行驶过程中遇到陡坡时，司机常常要换 用低速挡。这样做是因为在发动机的输出功 率一定时，可以增大 。一辆 总重为1×105N的汽车匀速经过某长度为 14 八年级物理JK版 200m的路段时，高度上升了20m,如果汽 车的牵引力恒为2.5×104N,则此过程中盘 山公路斜面的机械效率为 考点③改变世界的机械 5.下图所示的是吊车正在起吊货物的示意图。 该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊 臂绕O点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊 起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂 垂直，仅通过转动吊臂提升货物的过程中， 下列分析正确的是 () 吊臂 ⊙伸缩撑杆 A.撑杆对吊臂的作用力不断增大 B.钢绳对吊臂的作用力不断增大 C.撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大 D.钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小 已课外拓展提高 一、填空题 1.图甲所示的是某风景区的盘山公路，之所以 要把上山的公路修成这般模样，是因为盘山 公路相当于简单机械中的 ,使 用它可以省 。图乙、丙所示的是 生活中常见的两种钉子，其中与盘山公路的 力学原理相同的是图 （选填“乙” 或“丙”)所示的钉子。 甲 2.螺丝钉上设计的螺纹是螺旋状的 使用螺纹可以省力。 图甲、乙所示的两种螺丝钉的螺纹甲 乙 疏密不同，其中图 (选填“甲”或 “乙”)所示的螺丝钉使用时更省力。如果要 拧入相同的深度，则其他条件相同时，图 (选填“甲”或“乙”)所示的螺丝钉 拧入的速度更快。 二、选择题 3.如右图所示，“怒江72拐” 是西藏自治区昌都市八宿 县境内的一条盘山公路。 将山路修成S形是为了 A.缩短汽车上山过程中所走的路程 B.减小汽车上山过程中的牵引力 C.减少汽车上山过程中所做的功 D.缩短汽车上山过程中所用的时间 4.小乐购买了玩具并自己组装，组装时用到了 内六角螺丝和与其配套的内六角扳手，如下 列图片所示。下列说法错误的是 ( M A.内六角螺丝是一种类似斜面的机械 B.螺纹密一些的螺丝拧起来会更省力 C.内六角扳手使用过程中相当于轮轴 D.将扳手M点插入螺丝孔使用更省力 5.(2025成都，多选)工人把重力为200N且有 轮子的箱子推到高处平台，如下图所示。图 中A、C、H是箱子在三段路面的起点，箱子 经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运 动，且所受推力的方向与所在路面平行。下 表记录了箱子在三个路段所受的推力大小 和运动时间的数据。AB=CF,BC=FH, HK=2m,FG=1.3m,忽略箱子体积。则 下列分析正确的是 路段 AB CF HK 推力/N 10 117 10 时间/s 13 20 12 30° B C A.工人的推力在AB段做的功为26J B.工人的推力在AB段做的功与在CF段做 的功相等 C.工人把箱子从C点推到F点，该斜面没 有省力 D.工人的推力在AB段的功率与在HK段 的功率之比为6：5 已核心素养提升 ---0 科学思维小明参加农耕文化研学活动，看 到图甲所示的风扇车。查阅资料得知，我国 西汉时已有风扇车，它由车架、风扇（含摇 杆)、喂料斗及出粮口等构成，主要用于清除 谷物颗粒中的杂物及空瘪谷。 (1)图乙为风扇的示意图，风扇中的摇杆和 扇叶组成一个轮轴，它相当于一个 杠杆。若增大摇杆力臂L的长度，则完 成同样工作将更 (前两空均选 填“省力”或“费力”)。请举出生活中使用轮 轴模型的一个例子： (2)风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹 出，绝大部分饱满谷粒从出粮口 (选填“A”或“B”)落下，说明 越大，物体的运动状态越不容易改变。 (3)如图丙所示，变速自行车的牙盘与风扇 车的风扇原理相似，牙盘有外牙盘α和内牙 盘b;相同情况下，若要更省力，则链条应连 在牙盘 (选填“a”或“b”)上。 喂料斗风扇摇杆 下册第11章