第12章 简单机械 本章培优方案-【学海风暴】2025-2026学年八年级下册物理同步备课（人教版,通用）

本章培 已教材图片在线 教材图片 对应物理知识 在力的作用下，能绕固定点转动 的硬棒叫作杠杆。杠杆绕其转 动的点O叫作① ,使 杠杆转动的力F1叫作② ,阻碍杠杆转动的力F2叫 作③ ,支点到动力作用 线的距离11叫作④ ,支点到阻力作用线的距离 l2叫作⑤ 杠杆的平衡条件是⑥ 。动力臂大于阻力臂 0出 的杠杆是⑦ 杠杆，动力 臂小于阻力臂的杠杆是⑧ 杠杆，动力臂等于阻力臂的 杠杆是⑨ 杠杆 旗杆顶的滑轮是⑩ 它可以① 电 动起重机的滑轮是② 旗杆顶 电动起重 的滑轮机的滑轮 ,它可以③ 易错易混辨析 类型① 不能正确判断动态杠杆中力 臂的变化 【例1】如图甲所示，停车场的入口处常用 横杆来控制车辆的进出。我们可以将横杆看 作一个杠杆，如图乙所示，横杆的质量分布均 匀，O为横杆的支点，横杆的重力G=100N, AB=3m,AO=0.3m。下列有关说法正确的 是 0 △ F A.在升起横杆时，施加在A端的力为动 优方案 力，此时横杆是费力杠杆 B.相同条件下，在A端施加的动力越靠近 O点，升起横杆所需的动力越小 C.升起横杆时，沿F1方向比沿F2方向更 省力 D.要使横杆AB保持水平平衡，在A端 施加的最小的力为500N 【解题点拨】升起横杆时，施加在A端的力 为动力，横杆的自重为阻力，分析此时动力臂 和阻力臂的大小关系即可判断此时横杆属于 哪类杠杆。相同条件下，在A端施加的动力越 靠近O点，其动力臂越小，根据杠杆平衡条件 即可判断升起横杆所需的动力变化。升起横 杆时，沿F1方向施加的动力的动力臂比沿F2 方向施加的动力的动力臂小，根据杠杆平衡条 件即可判断F1、F2的大小关系。要使横杆 AB保持水平平衡，在A端施加最小的力的力 臂为AO,根据杠杆平衡条件可求出该最小 的力。 类型②误认为使用动滑轮总能省一 半力 【例2】下列图片所示的是小明组装的甲、 乙两种滑轮，用它们来提升同一物体，物重G =200N(不计绳重、滑轮重和摩擦)。要使物 体竖直匀速提升2m,下列说法正确的是 A.F甲=200N,绳子自由 ↑Fz ↑F 端向上移动4m B.F甲=100N,绳子自由 G G 端向上移动2m 甲 C.Fz=200N,滑轮向上移动1m D.Fz=400N,滑轮向上移动1m 【解题点拨】由图可知，甲、乙都是动滑轮， 下册第十二章 F甲作用在轮上，不计绳重、滑轮重和摩擦，所 以拉力F甲等于物重的一半，绳子自由端移动 的距离是物体上升高度的2倍；Fz作用在滑 轮的轴上，所以拉力Fz等于物重的2倍，滑轮 移动的距离是物体上升高度的一半。 类型③误认为机械越省力机械效率 就越高 【例3】如下列图片所示，物理兴趣小组分 别用甲、乙两个滑轮组做测量滑轮组机械效率 的实验。他们分别用这两个滑轮组匀速提起 质量相同的物体，把物体提升相同的高度，不 计绳重及摩擦，每个滑轮的质量相同。对比两 个滑轮组，下列说法正确的是 A.甲更省力，甲的机械效 率大 7↑F B.甲更省力，机械效率一 样大 G c 7 C.乙更省力，乙的机械效 甲 率大 D.乙更省力，机械效率一样大 【解题点拨】分析题图可知，甲滑轮组上绳 子的有效段数为2，乙滑轮组上绳子的有效段 数为3，滑轮组绳子的有效段数越多就越省力； 甲、乙两个滑轮组的动滑轮质量相同，提升的 物体相同，所以做的有用功和额外功相同，根 W有 据机械效率)=W有用十W氧外 ，一即可判断出两个 滑轮组的机械效率的大小关系。 参考答案0【例1】A【例2】D【例3】D 已A层基础训练 1.图甲为探究杠杆平衡条件的实验装置。若 每个钩码的质量为50g,为了让杠杆在水平 位置平衡，应在A点挂 个钩码；图 乙所示的是赛艇比赛的场景，赛艇的桨可看 成一个杠杆，赛艇的桨属于 杠 Λ142 八年级物理RJ版 杆。（不计摩擦） 2.小智同学在劳动实践基地体 验的场景如右图所示。他用 160N的拉力将重240N的 重物匀速提升2m,用时 G 10s,此过程中重物上升的 速度为 m/s,滑轮组的机械效率 为 新情境·《天工开物》《典籍里的中国》 第二期特别聚焦了中国首部关于农业和手工 业生产技术的百科全书《天工开物》，让这部经 典之作重新回归人们的视野。请回答3~4题。 3.如图所示的是《天工开物》中记载的独轮推 车。人推车水平前进的过程中 ( ) A.车是定滑轮 B.车是费力杠杆 C.人对车做了功 D.车子的重力对车做了功 第3题图 第4题图 4.《天工开物》记载了水碓春米（指碾米脱壳）的 场景（如图所示）：水流冲击水轮转动，同时带动 多个春锤上下运动。水碓取代了人力或畜力， 使得农民在一天内能春出更多米，大大提高了 生产效率。此机械无法解决的问题是() A.一天内做的总功增加 B.增大了功率 C.完成相同的任务所用时间更少 D.减少了额外功 5.（多选)如右图所示， 某人用滑轮组拉着重 450N的物体A,使它5s内在水平面上匀速 前进1m,拉力F为75N。若物体与水平面 之间的摩擦力是物重的0.2倍，则下列说法 正确的是 ( ) A.他做的总功是150J B.他做的有用功是450J C.拉力做功的功率是15W D.该滑轮组的机械效率是60% 6.(2025安徽)下图为某工人利用一个滑轮提升 物体的示意图。若该工人将质量为40kg的物 体沿竖直方向匀速提升3m,此过程中滑轮的 机械效率为80%，g取10N/kg。求： (1)物体受到的重力。 (2)工人所做的有用功。 (3)工人所用的拉力。 B层提升训练 -0 1.杠杆是我们生活中一种常 0 见的简单机械，如右图所 示，轻质杠杆OA可绕O点 囟 无摩擦转动，在A点悬挂一个重20N的物 体，在B点施加一个竖直向上的拉力F,使 杠杆在水平位置平衡，且OB=2m,AB= 1m。则F= N,此杠杆是 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆； 若将拉力F逆时针向OB倾斜，则F (选填“变大”“变小”或“不变”)。 2.用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货 物的重力为100N,每次运送的量不定，图乙 是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重 力增加而变化的图像，则动滑轮的重力为 N;当某次运送4件货物时，滑轮 组的机械效率为 %。(不考虑绳 重和摩擦)》 22222222 /% ””””” 50t G 100 400GN 水槽 甲 第2题图 第3题图 3.(2025苏州)如图所示，“龙骨水车”是我国古 代主要的提水设施之一，水车一端浸入水中， 另一端固定于岸上，使用时，人踩动长柄摇杆 末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的 链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地 势较高的田中。下列说法正确的是( ) A.长柄摇杆越长，踩动时越费力 B.踩得越快，提水做功越多 C.提水过程中，随板片上行的水重力势能 减小 D.减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大 4.(多选)第一次用力F1直接将物体A匀速提 升h(如图甲)，第二次借助斜面用力F2把 A匀速提升到相同高度（如图乙），已知物体 A沿斜面运动的过程中受到的斜面的摩擦 力为f,运动的距离为s。忽略空气阻力，根 据以上条件，此过程中斜面机械效率的表达 式正确的是 下册第十二章 143 Fh Fh (1)根据表中前3组实验数据，画出图甲中 A.Fas B.F h+fs 滑轮组的绕绳方法。 F2-f F2-f C. F D.F2 (2)在实验中，测量绳自由端拉力F时，应尽 量竖直匀速向上拉动弹簧测力计。第4次 5.在测量滑轮组的机械效率时，王瑞利用两个 实验（如图乙，钩码未画出）中弹簧测力计的 滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一 示数为 N,滑轮组的机械效率为 个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和 两个定滑轮测得第4组数据，如下表所示： (3)由表中第 组数据可知，同 钩码动滑钩码上 动力作用滑轮组的 实验 动力 一 滑轮组的机械效率与物重有关。 重 轮重升的高 点移动的机械效率 次序 F/N G/NG动/N度h/m 距离s/m n/% (4)由表中第3、4组数据可知，滑轮组的机 1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6 械效率与摩擦和 有关。 2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6 第3组实验中克服绳重及摩擦所做的额外 3 4 0.5 0.1 2 0.3 66.7 功为 J。 0.1 0.5 (5)某同学发现实验过程中边拉动边读数， 弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数。你 认为他的想法 （选填“正确” 非 或“不正确”)。 乙 实践空间一制作简易投石机 ★制作材料（如下图）：雪糕棒、橡皮筋、塑料瓶盖、胶水、小重物（如橡皮擦）。 ★制作过程： (1)将多根雪糕棒和橡皮筋捆绑，制作一个坚固的底座和支架。 (2)用一根长雪糕棒作为杠杆臂，一端用橡皮筋固定在支架上作为支点，另一端粘上塑料瓶盖作 为“投掷篮”。 (3)在杠杆臂靠近支点的地方绑上橡皮筋作为动力源。 (4)改变支点的位置（即力臂的长度），测试投掷距离的变化。 ★头脑风暴：测试时发现橡皮筋的形变程度越大时，小重物的射程越远。请你从能量转化的角 度分析小重物射程远的原因： (合理即可) 44 八年级物理RJ版_G动_-100N ma=g-10 N/kg =10kg (2)有用功W有用=GAh=400N×1m=400J 总功Wa=Fs=250N×2X1m=500J _W有题×100% 滑轮组的机械效率)=W。 500j×100% 400J =80% Grh 3)根据”=W有×100%三 ×100%= GBh十Gh GX100%可得，G,=G=756X100N GB十G动 1一7 1-75% 300N 所以物体B的质量mB= g-0 =30kg 5.解：(1)汽车静止时对泥泞地面的压力 F压=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×10N 汽车静止时对泥泞地面的压强 F压 2×10N p=S=4×20×10-m =2.5×10°Pa (2)拉力F做的总功 Wa=Fs=1X103N×6m=6×103J 拉力F做功的总功率 We_6×103J P。=1=0.5×60 =200W (3)拉力做的有用功 W有用=7W。=90%×6×103J=5.4×103J 汽车移动的距离 s车=2X6m=3m 汽车受到地面的阻力 f=W4里-5.4X102J=1.8X10N S车 3m 6.解：(1)箱子受到的重力G=mg=20kg×10N/kg= 200N (2)推力所做的功W=Fs=100N×3m=300J 有用功W有用=Gh=200N×1.2m=240J 额外功W餐外=W。一W有用=300J一240J=60J W*_60J=20N 斜面对箱子的摩擦力∫= 3 m 有题×100% (3)斜面的机械效率)=W。 300jX100% 240J =80% (4)可适当减小斜面的坡度。 阶段训练（八） 1.省距离费力 2.80%50 3.本引力0%【解析】根6公式P-?--可 知，在发动机的输出功率一定时，换用低速挡，可以增 W有雅 大牵引力。此过程中盘山公路的机械效率？=W。 1×103N×20m×100% X10%-0×10%=2X10NX200m =40%。 4.20.5【解析】由图乙可知，对物体A做的有用功 WA有用=WA一WA额外=3J一1J=2J;由于A、B是两个 完全相同的物体，将A、B两个物体拉到斜面顶端时， 做的有用功相等，即W南用=WA有用=2J,则对物体B 做的额外功WB颗外=WBe一WB有用=2.5J一2J=0.5J。 5.B6.C 7.D【解析】由图甲可知，用手托重物时，肘关节处可以 视为支点，肱二头肌对前臂的牵引力使得杠杆转动， 是动力，此时动力臂小于阻力臂，因此手托重物时，可 视为费力杠杆，A、B错误。由图乙可知，人踮脚时绕 着O点转动，腓肠肌对足部骨骼的牵引力F,使得杠 杆转动，是动力，此时动力臂大于阻力臂，可视为省力 杠杆，C错误，D正确。 8.ABD【解析】物体A以0.2m/s的速度在水平地面 上向左做匀速直线运动，物体A在重力方向上没有移 动距离，所以重力做功为0J,A正确。物体A运动的 距离sA=vat=0.2m/sX5s=1m,则绳端移动的距 离s=2sA=2X1m=2m,B正确。拉力F做的功 Wa=Fs=5N×2m=10J,拉力F做功的功率P= W鱼=10J=2W,C错误。拉力做的有用功W有阳= t 5s 7W。=80%×10J=8J,则地面对物体A的摩擦力f =W有粗=8】=8N,D正确。 9.解：(1)长方体建筑材料放在水平地面静止时，对地面 的压力等于长方体建筑材料的重力，即F:=G=8X 103N,则长方体建筑材料对地面的压强 _Fm _8X10'N_ p =4×103Pa 2m2 (2)该过程克服长方体建筑材料重力所做的功 W有用=Gh=8×103N×20m=1.6×105J (3)由图可知，n=2,则绳子自由端移动的距离s=2h =2×20m=40m 总功W。=Fs=5×103N×40m=2×105J 滑轮组的机械效率)=W。 =wW×100%=,6X10J× 2×103J 100%=80% 10.(1)平衡仍能(2)①F1l1=F2l2A②右端下 沉(3)增大左 本章培优方案 教材图片在线 ①支点②动力③阻力④动力臂⑤阻力臂 ⑥F,L,=Fzl2⑦省力⑧费力⑨等臂四定滑轮 ①改变力的方向②动滑轮⑧省力 )A层基础训练 1.4费力2.0.275%3.C 4.D【解析】水流冲击水轮转动，同时带动多个春锤上 下运动，一天内做的总功增加，故A正确。一天内做 下册参考答案 27△ 的总功增加，增大了功率，故B正确。一天内做的总 功增加，完成相同的任务所用时间更少，故C正确。 额外功没有减少，故D错误。 5.AD【解析】用滑轮组拉着物体在水平面上匀速运动 时，拉力所做的功是总功，克服物体与水平面之间的 摩擦所做的功是有用功。由图可知，滑轮组的动滑轮 上绕有2段绳子，则绳子自由端移动的距离s=2s物= 2×1m=2m,拉力F做的总功Wa=Fs=75NX2m =150J,A正确。物体与水平面间的摩擦力f=0.2G =0.2×450N=90N,则有用功W有用=fs物=90N× 1m=90J,B错误。拉力做功的功率P=W-150】 t W有用X =30W,C错误。滑轮组的机械效率)=W。 .90J 100%=50×100%=60%,D正确。 6.解：(1)物体受到的重力 G=mg=40 kgX10 N/kg=400 N (2)工人做的有用功 W有用=Gh=400N×3m=1200J (3)工人做的总功 W。= W有用=1200J 80% =1500J 绳子自由端移动的距离 s=2h=2×3m=6m 工人所用的拉力 F=W=1500J=250N 6 m DB层提升训练 1.30费力变大 2.10080【解析】由图乙可知，运送1件货物，即G= 100N时，滑轮组的机械效率刀=50%；因不考虑绳重 _W有租×100%= 和摩擦，根据滑轮组的机械效率)=W。 W有用 Gh G W有用十W额外 100%=G90。X100%-G+G G 100N ×100%得，动滑轮重力G动= 一G= -100N 50% =100N。当运送4件货物，即G'=4×100N=400N G 400N 时，机械效率=G千GX100%=400N+100N义 100%=80%。 3.D【解析】长柄摇杆越长，动力臂越大，在阻力和阻力 臂不变时，由杠杆平衡条件可知，动力越小，所以踩动 时越省力，A错误。踩得越快，相同时间内提水做功 越多，提水做功的功率越大，B错误。提水过程中，随 板片上行的水的高度升高，则重力势能增大，C错误。 减小水车各部件间的摩擦，可以减小额外功，从而提 高提水效率，D正确。 4.ABD【解析】用力F,直接将物体A匀速提升h,由 二力平衡可知物体重力G=F,所以提升过程中克服 物体重力做的有用功W有用=Gh=F,h;使用斜面时拉 428 八年级物理RJ版 W有用一 力做的总功W。=Fs,则斜面的机械效率)=W。 F h F,:,A正确。使用斜面时做的额外功W外=：，则 拉力做的总功W。=W有用十W颜外=F,h十fs,所以斜 Fh 面的机械效率刀=w布用=Eb十，B正确。使用科 面时，总功W。=F25,额外功W瓶外=fs,则有用功 W有用=W。一W外=F2s一fs,所以斜面的机械效率刀 W题=F:-f-F-f =w。=F2sF ,C错误，D正确。 5.(1)如下图所示(2)1.650%(3)1、2、3(4)动 滑轮重0.15(5)不正确 【解析】(1)由前3组数据可知，s=3h,滑轮组中由3 段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起。(2)由题图 乙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N。 _W有陆X100%= 第4次实验中滑轮组的机械效率)=W。 4 NX0.1 m Es ×100%=1.6N×0.5m Gh ×100%=50%。(3)由 表中第1、2、3组数据可知，实验时使用的是相同的装 置，钩码的重力不同，机械效率不同，即同一滑轮组的 机械效率与物重有关。(4)由表中第3、4组数据可 知，物重相同，动滑轮的重力不同，机械效率不同，由 此可得，滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关。 根据表中第3组数据可知，有用功W有m3=G,h,=4N ×0.1m=0.4J,克服动滑轮重力做的功W动=G动h3= 0.5N×0.1m=0.05J,总功Wa=F3s3=2N×0.3m =0.6J,则克服绳重及摩擦所做的额外功W外3= W3-W有m3-W动=0.6J-0.4J-0.05J=0.15J. (5)若在弹簧测力计静止时读数，则测量结果没有考虑 摩擦对滑轮组机械效率的影响，所以他的想法不正确。 ©实践空间 橡皮筋的形变程度越大时，橡皮筋具有的弹性势能越 大，小重物离开时获得的动能越大，小重物的射程 越远 大单元主题情境 主题情境一“泳者”力学 1.三如下图所示 G=500 N