八年级物理第十二章《简单机械》复习方案

一、要点回顾

要点回顾答案

1.硬棒　固定点转动　硬棒；2.支点　动力　动力臂　阻力　阻力臂；3. F1l1=F2l2（或动力×动力臂=阻力×阻力臂）；4.>　<　距离；5.<　>　距离；6.=　=　；7.等臂　省力　可以改变；8.动力臂为阻力臂二倍的杠杆　力　不能改变；9.省力　改变力的方向　G物+G动nh；10.力　11.力；12.必须；13.不得不；14.有用功　额外功；15.比值；16. W有/W总<；17.Gh；18.Fs；19. Gh/Fs；20.Gh；21.Fl；22. Gh/Fl；23.机械；24.摩擦；25.重力

二、热点题型

（一）简单机械

例1  下列工具中，使用时属于费力杠杆的是（   ）

解析：羊角锤和瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆。

答案：B

跟踪练习1 如图所示，是三种类型的剪刀的示意图，请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择      （选填“A”“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是省      。

跟踪练习2如图所示，赛艇的船桨是一种杠杆，划船时它是一支      力杠杆，手移动的距离      （选填“大于”或“小于”）桨在水中移动的距离。

例2  小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。

（1）为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时应将杠杆右端的螺母向      （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置达到平衡。

（2）在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是      。

（3）实验时，小明在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，如图乙所示，则在右侧B位置（右边位置第三格）应挂      个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。

（4）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数      （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是      。

解析：（1）为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在题图甲所示位置，杠杆右端偏高，应将杠杆右端的螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。（2）在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是直接从杠杆上读出力臂。（3）一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格长为L，由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2知，3G×4L=nG×3L，解得n=4，即在B位置挂上4个钩码，使杠杆在水平位置平衡。（4）题图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变小，这是因为，当拉力由倾斜变成垂直时，阻力和阻力臂不变，拉力F力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡。

答案：（1）右　（2）直接从杠杆上读出力臂　（3）4　（4）变小　当拉力由倾斜变成垂直时，阻力和阻力臂不变，拉力F力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡

跟踪练习3 小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）实验前调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的之一是方便测量      。

（2）如图甲所示。在杠杆左边A处挂4个钩码。要使杠杆在水平位置平衡，在杠杆B 处挂      个钩码（实验中所用的钩码均相同）。

（3）小明又用弹簧测力计在C处竖直向上拉。如图乙所示。弹簧测力计逐渐向右倾时，使杠杆仍然在水平位置平衡。则弹簧测力计的示数将逐渐      （选填“变大”“变小”或 “不变”）。

跟踪练习4 如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（   ）

A.杠杆的动力臂为8cm

B.该杠杆为费力杠杆

C.该杠杆的阻力大小为0.5N

D.动力F的大小为1.5N

例3  采用如图所示站姿锻炼手臂力量：双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手臂水平，手掌支撑在竖直墙壁上的A点，B为人体重心所在位置。锻炼时，躯体伸直，手臂弯曲和伸直动作交替进行。现要估测手掌对墙壁的压力F。（g为已知常量）

（1）用体重计称量出人体的体重（质量）m，用卷尺分别测量出      两点间的竖直距离L1和      两点间的水平距离L2（均选填“A、O”或“B、O”）。

（2）手掌对墙壁的压力F=      （用已知和测得的物理量表示）。

（3）锻炼时，脚尖离开墙壁越远，手掌对墙壁的压力就越      。

答案：（1）A、O　B、O　（2）mgL2/L1 　（3）大

跟踪练习5 如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40cm，BC长50cm。室外机的质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处钉受到的水平拉力F为      N（支架重力不计）。为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量      （选填“靠近”或“远离”）墙壁。

跟踪练习6 如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知AB=4m，BC=6m。吊臂是一个杠杆，当吊臂吊着2t的货物处于静止状态时，杠杆的支点是      （选填“A”“B”或“C”）点，伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为      N。（g取10 N/kg）

例4  （多选）如图甲所示的装置，每个滑轮的重力为10N，物体A的重力GA=100 N，物体B的重力GB=40 N，对A施加水平向右的拉力F1=110N，使A以0.1m/s的速度匀速向右运动；撤去拉力F1，在A的右侧加挂一个与它相同的物体，如图乙所示，对B施加一个竖直向下的拉力F2，使A以0.2m/s的速度匀速向左运动。绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计，则下列说法正确的是（   ）

A.甲图中，A受到的摩擦力为110N

B.乙图中，F2的大小为45N

C.乙图中，P点处受到的拉力为145N

D.乙图中，F2做功的功率为2W

答案：CD

跟踪练习7 如图所示，将重6N的物体匀速拉高20cm，在此过程中，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，以下说法正确的是（   ）

A.绳子自由端被拉下1.2m

B.绳子对地面的拉力为1N

C.对物体所做的功为1.2J

D.横梁受到的拉力为9N

跟踪练习8 木块在两端开口且足够长的竖直筒中自由释放可向下做匀速直线运动；若木块在其右侧质量为5kg的物体牵引下则可向上做匀速直线运动（绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计），如图所示。问：（g取10 N/kg）

（1）当右侧物体刚落地时木块所受到的摩擦力的方向为      。

（2）木块的质量为      kg。

（3） 若右侧物体下落20cm时其重力做的功为      J。

（二）机械效率

例5  （多选）如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了s。已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的1/n，不计绳重、轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（   ）

A.使用该滑轮组一定省力

B.拉力的功率为2Fv

D.滑轮组的机械效率为 G/2F

答案：BC

规律：使用滑轮组竖直提升物体时，克服物重所做的功为有用功；使用滑轮组水平拉动物体时，克服物体与水平面间摩擦所做的功为有用功。

跟踪练习9 （多选）工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F。以下说法正确的是（   ）

A.拉力F的功率为2Fh/t

B.额外功为（2F-G）h

C.滑轮组的机械效率为 G/3F

D.滑轮组的机械效率随h的增大而增大

跟踪练习10 救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g取10N/kg）。在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为      J，整个装置的机械效率为      ，小车A与斜面间的摩擦力大小为      N。

例6  在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。

（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。

比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码      ，机械效率越高。

比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与      有关。

比较      两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。

第5次实验是利用了图      的装置完成的，判断依据是      。

利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为      。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。

（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用      的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。

（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都      。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是      。

A.焦耳定律

B.牛顿第一定律

C.阿基米德原理

D.欧姆定律

解析：（1）1和2两次实验中，滑轮组相同，提升钩码的高度相同，但是提升钩码所受的重力不同，可得出提升的钩码越重，滑轮组的机械效率就越高的结论。

3和4两次实验中，滑轮组材质不同，滑轮组重力不同，但提升钩码的高度、重力相同，机械效率不同，说明滑轮组的机械效率还与动滑轮重有关。

根据题意可知，应选择滑轮组材质相同，机械效率相同，提升钩码高度不同的两组数据进行比较，故选择比较2和3两次实验。

第5次实验中提升钩码高度和绳端移动的距离相等，所以第5次实验是利用了定滑轮完成的，故是利用了图乙完成的。

题图甲中滑轮组绳子段数n=3，G物=6N，F拉=2.5N，则滑轮组机械效率为η=G/3F =80%。

（2）斜面倾斜程度不变时，物体对斜面的压力也会不变，所以可以采用减小接触面粗糙程度的方法来减小摩擦。

（3）假设没有额外功，总功等于有用功，不可能小于有用功，说明使用任何机械都不能省功，这种研究方法叫推理法，牛顿第一定律就是用推理法得到的。

答案：（1）越重　动滑轮重　2和3　乙　绳端移动的距离等于物体提升的高度　80%　（2）减小接触面的粗糙程度　（3）不省功　B

跟踪练习11 测量滑轮组的机械效率实验装置和数据记录表如下：

（1）第4次实验测得的机械效率为      。

（2）分析表中数据可得：利用相同的滑轮组提升同一物体，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率      ；提升不同的物体，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越      。

跟踪练习12 物理实验兴趣小组间开展竞赛活动，甲组出题乙组用实验的方法解答。甲组用布帘将一个滑轮组遮蔽（如图），乙组同学通过测量：滑轮组下方所挂重物重力为G，重物被匀速提升的高度为H，乙组同学施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为F，该自由端移动的距离为h；通过3组实验（数据见下表）乙组同学探究出“布帘背后的秘密”。

假设你是乙组成员请判断：动滑轮实际被使用的个数是      （选填“一个”或“两个”）；滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为      （选填“1N”“2N”或“3N”）；当提升重物重力为G=4.0N时，该滑轮组的机械效率最接近      （选填“80%”“33%”或“25%”）；乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，请你提出一条产生误差的原因：      。

例7  如图所示，工人利用滑轮组提升重物，在30s内将静止在水平地面上质量为90kg、底面积为200cm2的长方体物块匀速提升5m，此时工人的拉力为400N（g取10N/kg）。求：

（1）提升前物块对水平地面的压强；

（2）工人拉力做功的功率；

（3）滑轮组提升该物块的机械效率。

答案：（1）4.5×104Pa；（2）200W；（3）75%。

跟踪练习13 如图所示，质量为960kg、底面积为0.5m2的石材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动A，使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m，水平拉力F=500N，不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10N/kg。求：

（1）A对水平地面的压强；

（2）A在运动过程中受到摩擦力的大小：

（3）拉力F的功率。

跟踪练习14 如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v=2m/s，经过t=10s，货物A竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：

（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；

（2）汽车对绳的拉力大小；

（3）斜面的机械效率。

跟踪练习答案

1. C　力；2.费　小于；3.（1）力臂　（2）3　（3）变大；4. B；5. 200　靠近；6. A　50 000；7. CD；8. （1）竖直向下　（2）2.5　（3）10；9. AB；10. 2×10480%　1×103；11. （1）83.3%　（2）相同　高；12.一个　1　80%　绳与轮之间存在摩擦；13.（1）1.92×104 Pa。（2）1000N。（3）200W。14.（1）1.2×106 J；（2）20000 N；（3）75%。