八年級物理教案第十二章

1、第十二章 簡 單 機 械一、杠桿1.定義:在力的作用下能繞著_轉動的一根硬棒。2.五要素:(1)支點:杠桿可以繞其轉動的點O。 (2)動力:使杠桿轉動的力F1。(3)阻力:阻礙杠桿轉動的力F2。 （4)動力臂:從支點到動力作用線的距離l1。(5)阻力臂:從支點到阻力作用線的距離l2。在圖中標出支點“O”、動力臂“l(fā)1”、阻力臂“l(fā)2”。3.平衡狀態(tài):杠桿_轉動。4.杠桿的平衡條件:_。5.生活中的三類杠桿:杠桿物理量力臂力特點應用舉例省力杠桿l1_l2F1<F2_撬棒費力杠桿l1<l2F1_F2_船槳等臂杠桿l1_l2F1=F2不省力也不費力_二、滑輪種類定滑輪動滑輪滑輪組圖形判斷

2、軸固定不動軸隨物體一起運動動滑輪和定滑輪的組合動力F和阻力G關系(不計繩重及動滑輪重和摩擦)_方向是否可以改變可以不可以可以拉力移動距離s與阻力移動距離h的關系_s=nh(n為承擔總重的繩子的段數(shù))三、機械效率1.三類功:(1)有用功:為了達到目的必須要做的功。(2)額外功:對達到某一目的_又不得不做的功。(3)總功:有用功和額外功的_。2.機械效率:(1)定義:有用功跟總功的比值。 (2)公式:_。(3)規(guī)律:機械效率總_1。3.提高方法: (1)_物重;(2)_動滑輪重?！舅倬氼}】(1)從圖中可以看出動滑輪實質是一個杠桿,支點是_點,動力臂是_,阻力臂是_,所以它是一個_(選填“省力”“費

3、力”或“等臂”)杠桿。(2)由動滑輪的實質可知,使用動滑輪可以_,但不能改變力的_。(3)若物體在拉力作用下上升0.5m,拉力F上升_m,若物體重6N,動滑輪重2N,則拉力F等于_N,機械效率為_。主題一 杠桿力臂的畫法 【示范題1】(2014·聊城中考)如圖所示,用起子開啟瓶蓋,請確定支點O的位置,畫出F的力臂?！緜溥x例題】在圖中:(1)標出支點O的位置;(2)畫出作用在撬棍上的力F1的力臂。主題二 杠桿平衡條件的應用 【示范題2】(2013·沈陽中考)如圖,輕質杠桿ABO能繞O點自由轉動,若在杠桿末端A點施加一個力提起重物G,使杠桿在水平位置平衡,則

4、此杠桿_(選填“一定”或“不一定”)是省力杠桿,若在A點施加一個最小的力使杠桿在水平位置平衡,此力的方向是_。主題三 滑輪組的理解 1.滑輪組省力的判斷:【示范題3】(1)(2013·泉州中考)用下列裝置提升同一重物,若不計滑輪自重及摩擦,則最省力的是()(2)(2013·日照中考)如圖所示,用滑輪組提升重物用筆畫線代替繩子在圖中畫出最省力的繩繞法?！狙由焖伎肌咳羰蛊淠芨淖兞Φ姆较?如何繞線?并畫出繞線方法。主題四 機械效率的理解 【示范題4】(2013·廣安中考)用兩只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組,分別將兩個相

5、同的鉤碼提升10cm。如不計繩子與滑輪的摩擦,_(選填“甲”或“乙”)裝置更省力,甲裝置的機械效率_(選填“高于”“低于”或“等于”)乙裝置的機械效率?！狙由焖伎肌?1)忽略繩重和滑輪間的摩擦,若將鉤碼提升不同的高度,甲裝置的機械效率_(選填“高于”“低于”或“等于”)乙裝置的機械效率。(2)若在乙裝置中,再增加一個鉤碼,甲裝置的機械效率_(選填“高于”“低于”或“等于”)乙裝置的機械效率。(3)同一滑輪組,若不忽略繩重和滑輪間的摩擦時,機械效率的高低與鉤碼提升的高度和繩子的股數(shù)有關嗎?為什么?【備選要點】簡單機械的特點【示范題】(1)(2013·黃石中考)下列關于簡單機械的描述不正

6、確的是()A.釣魚竿是省力杠桿 B.動滑輪是省力機械 C.天平是等臂杠桿 D.利用斜面可以省力(2)(2013·淄博中考)如圖是使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式(不計機械重和摩擦),其中所需動力最小的是()功、功率、機械效率的綜合計算1.功、功率、機械效率的聯(lián)系:【示范題】(2014·呼和浩特中考)已知斜面傾角為30°,斜面高為2 m。小兵同學用繩子沿斜面將重為400 N的木箱由斜面底端勻速拉到頂端。拉力大小為300 N,繩重不計。求:(1)小兵對木箱做的有用功;(2)斜面的機械效率;(3)斜面對物體施加的摩擦力。【備選例題】(2016·陜西一模)

7、在某建設工地上，工人把重1200 N的物體沿著長L5 m、高h1 m的斜面從底部勻速拉上斜面的頂端，沿斜面所用的拉力為300 N(不計空氣阻力)。求：(1) 將物體從斜面底部勻速拉到斜面頂端的過程中，拉力做了多少功？ (2)工人使用斜面做功的機械效率是多少？ (3)物體和斜面之間的摩擦力是多大？【備選例題】(2016·湘潭)如圖1所示，用滑輪組提升礦井內(nèi)重為7840 N的物體M，汽車勻速前進了20 m，此過程中，汽車拉力F所做的功W隨汽車運動的距離s的變化關系如圖2所示，不計繩重和摩擦，動滑輪有重力。求：(1)拉力F總共做的功；(2)物體M上升高度； (3)該滑輪組的機械效率為多大？

8、【實驗裝置】【實驗關鍵】(1)調(diào)平衡:調(diào)平衡螺母,使杠桿在_位置靜止。(2)測力和力臂:杠桿兩側受到的作用力_鉤碼重力,力臂等于杠桿上所掛鉤碼處距支點的距離。(3)分析數(shù)據(jù):多次改變力和力臂,得到不同數(shù)據(jù),并分析動力、動力臂和阻力、阻力臂的關系?！疽c探究】(1)實驗前,如何調(diào)節(jié)平衡螺母使其在水平方向平衡?(2)為什么使杠桿在水平位置平衡?(3) 實驗中,為什么要多次實驗,收集不同數(shù)據(jù)?【示范案例】(2014·衡陽中考)小明和小紅利用如圖甲所示裝置,在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件。(1)如圖甲,為使杠桿在水平位置平衡,應將左端的平衡螺母向_(選填“左”或“右”)移動

9、。(2)小明在實驗中記錄了三次實驗數(shù)據(jù)如下表:實驗數(shù)據(jù)次數(shù)動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.0100.52022.0101.02032.0204.010由實驗數(shù)據(jù)可得杠桿的平衡條件是 。(3)小紅調(diào)節(jié)好杠桿平衡后,在杠桿兩端掛上鉤碼,杠桿的狀態(tài)如圖乙所示,為此,小紅又調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母,使杠桿重新回到水平平衡位置,然后正確記錄下鉤碼重、動力臂OA和阻力臂OB的值,分析實驗數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)得不到教材中的“杠桿的平衡條件”,小紅的哪一步操作導致了實驗結果與教材中的結論不一致?答: 。主題二 測量滑輪組的機械效率 【實驗裝置】【測量器材】測力:_,測距離:_?！緦嶒炾P

10、鍵】(1)記位置:實驗前,記下鉤碼和拉力的起始位置。(2)測物理量:_拉動彈簧測力計,使鉤碼升高一定的距離,讀出拉力F、測出鉤碼上升高度h和拉力移動距離s,填入記錄表格。(3)計算數(shù)據(jù):W有=_,W總=_。(4)分析數(shù)據(jù):改變鉤碼數(shù)量,重復上述實驗。分析當物重改變時,機械效率的變化?！疽c探究】(1)實驗中,為什么要勻速緩慢拉動彈簧測力計?(2)同一滑輪組,改變鉤碼數(shù)量時,機械效率一樣嗎?機械效率的大小與鉤碼重有什么關系? 【示范案例】(2013·安順中考)某小組通過實驗測量如圖甲所示的滑輪組的機械效率,記錄數(shù)據(jù)如表:滑輪組鉤碼重量G/N鉤碼提升高度h/m拉力F/N拉力移動的距離s/

11、m滑輪組的機械效率甲10.10.6(1)在表中和處應填寫的數(shù)據(jù)是(保留1位小數(shù)):_,_。(2)若在圖甲實驗裝置的基礎上,減少一只鉤碼,再測出滑輪組的機械效率,則機械效率與原來相比將怎樣變化?答: 。(3)若要進一步探究滑輪組的機械效率是否與滑輪組的繩子繞法有關,在圖乙中畫出滑輪組繩子的繞法?！就卣固骄俊吭搶嶒炐〗M同學又找來一些實驗器材,接著測量斜面的機械效率,實驗測量的數(shù)據(jù)如表,請你回答下列問題:實驗次數(shù)12345斜面傾角20°30°40°40°40°斜面材料木板木板玻璃木板毛巾物重G/N55555斜面高度h/m0.270.400.510.5

12、10.51沿斜面拉力F/N3.54.34.25.05.7斜面長s/m0.80.80.80.80.8有用功W有/J1.352.002.552.552.55總功W總/J2.803.443.364.004.56機械效率48.2%58.1%75.9%63.8%55.9%(1)在第4次實驗中,木塊受到的摩擦力是 N。(結果保留一位小數(shù))(2)分析第1、2、4次實驗數(shù)據(jù),得出:在斜面粗糙程度一定時, 。(3)分析第3、4、5次實驗數(shù)據(jù),可得出: 。(4)該實驗用到的研究方法是 。請你再舉出一例用此方法的實驗 。考點一 杠桿 1.(濰坊中考)如圖所示,活塞式抽水機手柄可以看作是繞O點轉動的杠桿,它

13、在動力F1和阻力F2的作用下,處于平衡狀態(tài),則()A.F1·OC=F2·OA B.F1·OD=F2·OB C.F1·OE=F2·OA D.F1·OE=F2·OB2.(南京中考)如圖所示的器具,屬于省力杠桿的是()3.(株洲中考)如圖所示是運動員在水平地面上做俯臥撐時的情景。已知地面對兩個手掌的支持力為360 N,對兩個腳尖的支持力為240 N,手掌到腳尖的距離為1.5 m,則運動員所受的重力為 N,人體重心到腳尖的水平距離為 m。4.(濱州中考)如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖,O為支點,F1表示手對釣魚竿的作用力,F

14、2表示魚線對釣魚竿的拉力,請畫出F1、F2的力臂l1、l2。5.(玉林中考)下面是小王利用刻度均勻的勻質杠桿進行探究“杠桿的平衡條件”的實驗。(每個鉤碼重0.5 N)(1) 實驗前,將杠桿的中點置于支架上,當杠桿靜止時,發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉,這時應將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)端調(diào)節(jié),直到杠桿在水平位置平衡。(2)如圖甲所示,在杠桿A點處掛4個鉤碼,則在B點處應掛 個同樣的鉤碼,杠桿仍然在水平位置平衡。把B點處的鉤碼取下,在B點處施加一個豎直向下的拉力F= N時,杠桿仍然在水平位置平衡。當拉力F向右傾斜時,仍要保持杠桿在水平位置平衡,拉力F的大小將 (選“變大”“變小”或“不變”)。原因是&

15、#160; 。(3) 如果小王又進行了如圖乙所示的探究,考慮杠桿 的影響,發(fā)現(xiàn)用彈簧測力計在C點豎直向上拉使杠桿仍然處于水平位置平衡時,則彈簧測力計的示數(shù)應大于 N?？键c二 滑輪 6.(泰州中考)如圖所示的滑輪組,每個滑輪重為20 N,繩重及摩擦不計。用它勻速提升重為100 N的物體,所用的拉力F是()A.50 N B.60 N C.70 N D.120 N7.(蘭州中考)如圖所示,利用滑輪組勻速提升重物,經(jīng)過10 s,重物被提升了3 m,則繩子自由端移動的速度是 m/s。8.(萊蕪中考)如圖用兩種方法拉動同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運動,使物體以相等的速度移動相同的距離。不

16、計滑輪重和摩擦,則所用拉力F1 F2,這兩個力的作用點移動距離s1 s2。(均選填“大于”“等于”或“小于”)。9. （眉山中考)如圖所示,質量為50 kg的人,站在質量為30 kg的吊籃內(nèi),他至少用 N的拉力拉住繩子,才能使自己和吊籃在空中保持靜止。(g取10 N/kg,不計輪重和摩擦)【互動探究】若用如圖所示的裝置,使質量為30 kg的吊籃靜止,則質量為50 kg的人對繩的拉力為_N,地面對人的支持力為_N?！痉椒w納】特殊組合的滑輪組,不是同一段繩子拉力一般不同,此時,以“大整體”和相關滑輪分別為研究對象分析可簡單明快地解出正確答案。10.(巴中中考)根據(jù)所給出的滑輪,用畫線方法畫出繞法

17、。(要求所給的滑輪都利用)考點三 機械效率 11.(·衡陽中考)下列做法,不能夠改變滑輪組機械效率的是()A.改變提升重物的高度 B.用體積相等的塑料動滑輪代替鑄鐵動滑輪C.提升更重的物體 D.給定滑輪加潤滑油12.(泉州中考)用下列裝置提升同一重物,若每個滑輪重相同,不計摩擦,則機械效率最高的裝置是()13.(重慶中考B)工人借助如圖所示的裝置,在20 s時間內(nèi)將700 N重的貨物勻速提升了4 m,已知他對繩子的拉力為500 N。該過程中,工人所用裝置的機械效率為_,工人對繩子拉力的功率為_W。14.(鄂州中考)如圖所示,在“測滑輪組機械效率”實驗中,若物體重6 N。(1

18、)實驗時沿_方向拉繩子自由端最省力,且應_拉動彈簧測力計。若物體上升高度為10 cm,此時彈簧測力計的示數(shù)如圖所示,則滑輪組的機械效率是_。(2)若僅增加物體的重量,該滑輪組的機械效率將_(選填“增大”“減小”或“不變”,不計摩擦)。15.(聊城中考)小明同學用如圖所示的裝置測定斜面的機械效率,實驗記錄結果如下表:則第3次實驗時斜面的機械效率為_,分析比較下表中的實驗數(shù)據(jù),可得到的結論是斜面越陡機械效率越_(選填“高”“低”或“不變”)。實驗次數(shù)斜面傾斜程度木塊A重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長s/m機械效率1較緩50.23.30.560.6%2較陡50.253.80.565.8%3最陡50.34.20.516.(淮安中考)如圖所示,在測定杠桿機械效率的實驗中,豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使掛在杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置,測力計的示數(shù)F為_N,測力計上升的高度s為0.2 m。物塊重G為1.5 N,物塊上升的高度h為0.3 m,則杠桿的機械效率為_%,使用該杠桿做額外功的一個原因是 ?？键c四 功、功率、機械效率的綜合 17.(南京中考)如圖所示,搬運工人用滑輪組在20 s內(nèi)將重為540 N的重物勻速提升3 m,所用拉力為200 N。則他所做的有用功是_J,額外功是 J,拉力的功率 W,滑輪組的機械效率是