主题6 自行车中的简单机械(Word版)-【千里马·单元测试卷】2025-2026学年八年级下册物理(人教版·新教材)

**基本信息** 以自行车情境为载体，通过母题-变式架构系统整合杠杆、轮轴知识，提炼杠杆类型判断、力臂分析及平衡条件应用方法，培养物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |情境母题|1题|杠杆类型判断力臂关系|从杠杆概念到力臂与制动力关系| |变式1|1题|最小动力作图（最长力臂法）|杠杆作图原理应用| |变式2|1题|轮轴平衡条件推导（FR=Tr）|轮轴作为变形杠杆的规律拓展|

主题6 自行车中的简单机械 情境母题 1. 阅读短文并回答下列问题。 现在很多自行车安装了碟刹，如图所示。碟刹制动又称为盘式制动，碟刹盘通过液压泵推动刹车卡钳，抓紧刹车盘，刹车的制动力和毂刹不同，不会突然增大，为了提高刹车力，一般会通过加长刹车力臂的办法。一般碟盘的直径分为140mm、160mm、180mm、203mm，碟盘的直径越大，则刹车时的力臂越大，产生的制动力自然也就越大，以对应不同的用途。制动盘分普通盘式刹车和通风盘式刹车两种，通风盘式刹车是在盘面上钻出许多圆形通风孔，或是在盘的端面上割出通风槽或预制出矩形的通风孔，通风盘式刹车利用风流作用，其冷热效果要比普通盘式刹车更好，在高速刹车时能迅速制动，散热效果好，制动效能的恒定性好。 刹车片和制动盘之间产生滑动摩擦力的大小和它们相互间的正压力成正比，即，其中为比例常数叫“滑动摩擦系数”，也被称为“动摩擦因数”，它是一个没有单位的数值。滑动摩擦系数与接触物体的材料、表面光滑程度、干湿程度、表面温度等都有关。 （1）图乙为刹车示意图，刹车把手为________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 （2）没有刹车时，在盘山公路上向低处滑行的自行车，重力势能减小，动能变大；若要及时停下，下列哪种刹车盘，刹车效果更好________。 A. 140mm B. 160mm C. 180mm D. 203mm 变式加练 变式1 自行车的手闸可视为一个省力杠杆 （凉山中考） 2. 图甲是自行车手闸，其中ABO部分可视为一种杠杆，其简化示意图如图乙所示，O为支点，F2为阻力，请在图乙中画出：（1）作用在A点的最小动力F1及其力臂；（2）阻力F2的力臂。 变式2 轮辘→轮轴→变形的省力杠杆 3. 轮轴的实质是可以连续旋转的杠杆，如图B所示，当轮轴绕O点匀速转动时（处于平衡状态），有。如图A所示，一自行车上连接脚踏板的连杆长，由踏脚板带动半径为的大齿盘，通过链条与半径为的后轮齿盘连接，再带动半径为的后轮转动。设自行车在水平路面上匀速行进时，人蹬脚踏板的平均作用力为F，链条受到的拉力为T（同一条链条上拉力相等），地面对后轮的摩擦力为f，分别写出T与F，T与f之间的关系式。 主题6 自行车中的简单机械 情境母题 【1题答案】 【答案】（1）省力 （2）D 【解析】 【小问1详解】 车把上的刹车把手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 【小问2详解】 由题可知为了提高刹车力，一般会通过加长刹车力臂的办法，碟盘的直径越大，则刹车时的力臂越大，产生的制动力自然也就越大，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 变式加练 变式1 自行车的手闸可视为一个省力杠杆 （凉山中考） 【2题答案】 【答案】 【解析】 【详解】（1）由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂乘积一定时，动力臂越长，动力越小，图中O为支点，因此OA作为动力臂最长；动力方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图。 （2）从支点O作阻力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂，如图所示： 变式2 轮辘→轮轴→变形的省力杠杆 【3题答案】 【答案】， 【解析】 【详解】自行车传动系统中有2个转动轴；对踏脚齿盘中心的转动轴可列出FR1=T1r1 所以。 对后轮的转动轴可列出 所以。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $