八下物理第十二章简单机械知识点总结和单元复习文档格式.docx
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2、动滑轮:
(省力杠杆)
省力,但费距离,不能改变力的方向;
3、滑轮组:
可以根据组合发挥两种滑轮的优点。
三、其它简单机械
1.轮轴:
是由一个轴和一个大轮组成能绕共同轴线转动的杠杆.使用轮轴可以省力.如:
门把手、方向盘、扳手.F1R=F2r.
2.斜面:
是一种费了距离但能省力的简单机械.如:
盘山公路.Fs=Gh,F=Gh/s.斜面高度一定时,斜面越缓,越省力.
【常见典例】
1、如图1所示是小李和小王、小东利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置.
(1)实验前将杠杆的中点置于支架上,没挂钩码时,杠杆静止的位置如图1甲所示,此时应将螺母向_______调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了方便读出 ,此时杠杆自身重力的力臂为 .
(2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图1乙所示,杠杆的_______端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下,只需将 即可.
(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图1丙所示,小王的方案如图丁所示.你认为的实验方案更好,请说明你的理由:
.
(4)实验中小王发现:
如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?
请说明理由.
(5)如图1戊所示,若用弹簧测力计在D点向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将________.
(6)小王在实验中,发现用如图1己装置的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师建议同学们不宜采用这种方式,主要是因为________(填字母).
A.一个人无法独立操作
B.力臂与杠杆不重合
C.力和力臂数目过多,不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
(7)改变钩码数量和位置获得三次测量数据(如表),目的是____________________,根据表中数据你得出杠杆的平衡条件是 ,并完成表中的空格.
(8)小东用如图1庚装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与小王同学得出的杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是 .
2、在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,小明出发如图1-甲所示的情况,应将杠杆左端的螺母向________(填“左”或“右”)调,使杠杆在水平位置平衡,主要目的是____________________________。
实验过程中出现如图2-乙所示的情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩码向_____________移动_______格。
乙图中杠杆水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将___________。
(填“保持水平平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”)
(2)如图2-丙所示,小明改用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,弹簧测力计示数如何变化________________。
小明认真思考,设计了如图1-丁的实验方案,测量并记录在一张表格。
(如下图)
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
2.8
2
1.5
4
1.4
8
1.8
6
他发现,每次实验都是F1L1<F2L2,这种情况显然不是误差造成的。
经过分析,排除了L1、F2、L2发生测量错误的可能性。
那么,为什么每次测出来的动力都偏小呢?
__________________________________________
请你帮他想个合适的方法解决这个问题_________________________________________
错误改正后,得到的正确结论是__________________。
3、如图所示的用具中,在使用时属于费力杠杆的是( )
4、杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用,有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了________;
有时却要使用费力杠杆,那又是为了___________.下列工具中:
①天平、②扳手、③镊子、④羊角锤、⑤定滑轮、⑥船桨、⑦筷子、⑧钓鱼竿等都是简单机械,其中属于省力杠杆的是________,属于费力杠杆的是________(填序号).
5、如图5所示,请在杠杆A处画出把物体拉起时的最小拉力F1,并画出拉力F1的力臂L1。
(5)
(6)
6、如图6所示,拉杆式行李箱在拉力F的作用下静止在斜坡上,请画出行李箱受到的重力G的示意图,以及拉力F对O点的力臂L.
7、如图7所示,利用羊角锤撬起钉子,请你在羊角锤A点处画出所能施加最小动力F1,并画出阻力F2的阻力臂L2.
(7)
(8)
8、如图8所示,用一根硬棒搬动一个石块,棒的上端A是动力的作用点,若要用最小的力搬动石块,请标出杠杆的支点O,并画出最小动力F的示意图.
9、如图9所示,轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动(AB=2AO).将棱长为10cm的正方体合金块,用轻绳挂在A点处,在B点施加竖直向上的力F1=30N时,杠杆在水平位置平衡,此时合金块对水平地面的压强恰好为0,则合金块的质量是 kg.若撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×
103Pa,则力F2的大小是 N.
(9)
(10)
10、如图10是农村曾用的舂米工具的结构示意图。
杆AB可绕O点转动,脚踏B端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻谷,若杠杆的A端连接着体积为2×
10-3m3,密度为2.5×
103kg/m3的石球,摩擦和杠杆自重均忽略不计,g取10N/kg,求:
(1)杠杆A端受到的阻力F2;
(2)要将石球抬起,脚施加的竖直向下的动力F1。
11、按要求完成图中滑轮组的绕法.
(1)用如图11所示的滑轮组提升重物,用笔画线代替绳子画出最省力的绳子绕法.
(11-1)
(11-2)
(2)要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,试在图15中画出最省力的绕绳方法.
12、如图12甲和乙中,都各有两个定滑轮和两个动滑轮.请按下列要求画图并回答问题:
(1)在图甲中画绕线,使得绳端往下拉时,重物往上升.它将有 段绳子承担物重.
(2)在图乙中画绕线,使得绳端向上拉时,重物往上升.它将有 段绳子承担物重.
(12)
(13)
13、利用如图13所示的滑轮组匀速拉动水平地面上重为30N,边长为10cm的正方体物体.拉力F的大小为3N,物体在水平地面上匀速运动时,受到地面对它的摩擦力为4.5N.求:
(1)A处拉力大小.
(2)若拉力F以0.5m/s的速度匀速拉了4s,求A处拉力所做的功是多少?
14、如图14所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物.起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起,其中N是柱塞,可向上支撑起起重臂ODC.重物和动滑轮总重为15000N,不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重.问:
(1)钢丝绳自由端上作用力F的大小为N.
(2)当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时,起重臂ODC是 力杠杆.
(3)当重物以0.4m/s的速度匀速上升时,钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少?
(14)
(15)
15、如图15所示,重为50N的物体在30N的拉力F的作用下匀速上升2m,不计绳重和摩擦,动滑轮的重力为________N,拉力F移动的距离为________m,若物体的重力变为80N,则拉力F为________N。
【点拨】
(1)杠杆平衡条件的实验需要知道横梁水平是为了直接读出力臂的。
(2)省力费力的判断一般手的一端相对长就是省力,相对短就是费力杠杆。
(3)一定要会画力和力臂,尤其是力臂容易错。
(4)滑轮组的绕法,一共就两种画法,可以都尝试一次进行比较判断。
重点是会判断有几根绳子受力。
(5)计算类型中需要注意的就是物体和自由端的距离关系,以及速度关系。
S=nh(6)不计滑轮与绳子摩擦的情况下:
nF=G动+G物
知识点二、机械效率
一、概念理解
1、有用功:
为完成某种目的所做的功。
2、额外功:
不需要做,但又不得不做的功。
3、总功:
有用功+额外功。
理解:
如用桶从井里打水上来,目的是打水,那么对水做的功为有用功,对桶做的功为额外功;
如果桶掉到井里,要把桶捞起来,桶里进了水,那么对桶做的功是有用功,对桶中水做的功就是额外功。
所以需要判断的是做功时的目的是干什么的,才能确认有用功和额外功。
二、机械效率
1、有用功和总功的比值用字母η表示(读作YiTa)
2、使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总是小于总功,所以机械效率总是小于1.机械效率通常用百分数表示.
3、会通过实验测量换轮的机械效率。
三、常见机械的机械效率
1、某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中,实验装置如图1所示.
(1)实验原理:
η= W有/W总×
100%.
(2)实验器材:
两组不同的滑轮组、钩码若干个、、、铁架台、细线.
(3)实验中要分别记下物体和弹簧测力计的起始位置,是为了 .
(4)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计,用滑轮组做实验得到的数据如表所示.
(5)小组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”或“不正确”),因为她没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响.
(6)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整.
(7)通过比较 两次实验数据得出结论:
使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号).
(8)通过比较 两次实验数据得出结论:
同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高(填实验次数的序号).
(9)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:
.
(10)比较 两次实验,小组同学发现:
同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关.
(11)有的同学认为,测量绕法确定的滑轮组的机械效率,钩码上升的高度和绳端移动距离
(选填“可以不测量”或“一定要测量”).
(12)有的同学认为:
“机械越省力,它的机械效率越高”.分析表中数据,你认为这句话是________(选填“正确”或“错误”)的.
2、质量为0.5kg的塑料桶装满水后总质量为10kg,小明将其从地面匀速搬到高度为1m的桌面上,在竖直向上搬水的过程中所做的总功是 J,有用功是 J,机械效率是 .(g=10N/kg)
3、用一个动滑轮在5s内将一重为300N的物体匀速向上提升3m,动滑轮的机械效率是75%,则拉力大小为________N,若忽略绳重与摩擦,动滑轮的重力为________N。
4、某实验小组分别用如图4所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间内把重物G提升相同高度,F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.力F1和F2做功的功率相同
B.力F1和F2做的总功相同
C.乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大
D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
(4)
5、如图4用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度,不计绳重和摩擦的影响,提升A的过程滑轮组的机械效率较大,则下列判断正确的是( )
①A物体比B物体轻 ②提升A的拉力较大③提升A所做的额外功较少
④提升A做的有用功较多
A.只有①③B.只有②④
C.只有②③D.只有①④
6、如图6所示,工人用滑轮组将重为600N的建筑材料以0.3m/s的速度匀速竖直提升.人对绳子自由端的拉力F=375N,滑轮组的机械效率为 ,拉力F的功率为 .
7、如图7所示,小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A,使它匀速前进2m,地面对它的摩擦力为150N,小聪施加的拉力F=100N(忽略绳重和滑轮重),则滑轮组做的有用功为J,滑轮组的机械效率为 .
(7)
8、下列有关起重机提升货物时机械效率的说法正确的是( )
A.有用功越多,机械效率越高
B.同一起重机提起的货物越重,机械效率越高
C.额外功越少,机械效率越高
D.同一起重机提起同一货物越快,机械效率越高
9、分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组(不计绳重和摩擦,设每个滑轮质量相等),则下列选项正确的是( )
A.η组<η动<η定
B.η动<η定<η组
C.η定<η动<η组
D.η定<η组<η动
10、如图10所示,利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升,拉力F为60N,绳子自由端移动的距离为2m,不计绳重及摩擦.下列说法正确的是( )
A.物体移动的速度为0.4m/s
B.所做的有用功为200J
C.动滑轮的机械效率为60%
D.拉力F的功率为24W
(10)
(11)
11、两个滑轮按下图11所示的方式组合,用5N的拉力F拉动绳端,使物体在5s内水平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9N.下列选项正确的是( )
A.A是定滑轮,B是动滑轮
B.拉力F做的功为5J
C.拉力F的功率为1.8W
D.滑轮组的机械效率为90%
12、如图12所示,小王站在高3m、长6m的斜面上,将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端,拉力大小恒为120N,所花时间是10s。
求:
(1)木箱A沿斜面方向的运动速度。
(2)小王对木箱A做功的功率。
(3)斜面的机械效率。
13、用如图13所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m,所用拉力是250N。
在这个过程中,求:
(1)有用功是多少?
(2)拉力的功率是多少?
(3)滑轮组机械效率是多少?
【点拨】1、首先需要分清楚总功和有用功,其次根据额外功,有用功和总功的相互替代,有些地方涉及摩擦力的计算可通过额外功进行。
2、理解滑轮组竖直放置和水平放置的区别和联系。
3、斜面的有用功和额外功会区分。
4、解题过程中注意哪些摩擦力是忽略不计的。