人教版八年级物理下册第十二章《简单机械》.docx
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人教版八年级物理下册第十二章《简单机械》
第十二章《简单机械》暑假作业
知识回顾
一、杠 杆
1.概念:
在力的作用下,可以绕固定点转动的硬棒,叫做.
杠杆的五要素:
(1)支点(O):
;
(2)动力(F1):
:
(3)动力臂(L1):
是从支点到的距离,
(4)阻力(F2):
;
(5)动力臂(L2):
是从支点到的距离。
2.力臂的画法:
要正确画出杠杆上各力的力臂,明确力臂的概念是关键.画法可按以下几步完成:
(1)首先在杠杆的示意图上,确定支点O.
(2)画出动力作用线和阻力作用线,必要时要用虚线将力的作用线延长.
(3)过支点向力的作用线作垂线即从支点到力的作用线的距离就是力臂.
3.杠杆的平衡条件:
把杠杆处于或状态称为杠杆平衡.
杠杆平衡条件是,或写成比例式:
.
4.杠杆的分类:
(1)省力杠杆:
动力臂阻力臂,特点是,但.如:
;
(2)费力杠杆:
动力臂阻力臂,特点是,但.如:
;
(3)等臂杠杆:
动力臂阻力臂,特点是既不省也不力.如:
。
二、滑 轮
1.滑轮的使用方法:
(1)定滑轮
(2)动滑轮(3)滑轮组
2.定滑轮:
(1)定义:
使用滑轮时的位置固定不动的滑轮。
(2)实质:
实质是杠杆如图甲。
(3)特点:
特点是不能,但能改变。
3.动滑轮:
(1)定义:
使用滑轮时,滑轮随被拉物体一起的滑轮。
(2)实质是的杠杆如图乙。
(3)特点:
特点是能省力,但不能改变力的。
甲乙
4.滑轮组:
(1)定义:
把定滑轮和动滑轮组合在一起使用。
(2)特点:
省力:
物体和动滑轮的总重由几段绳子承担,提起物体所用的力就是总重的几分之一,即F=(忽略动滑轮的自重);
绳子自由端移动的距离:
是物体上升高度的几倍,即s=.
5.其他简单机械:
和也属于简单机械。
6.功的原理:
使用任何机械,有的可以省力,有的能省距离。
但都不省。
也就是使用机械做的功和不使用机械做功。
三、机械效率
1.有用功:
对有用的功,叫有用功,用W有表示。
2.额外功:
对目的没有用,但又的功叫做额外功,用W额表示。
3.总功:
有用功与额外功叫做总功,用W总表示:
W总=。
4.机械效率
(1)定义:
有用功跟总功的比值叫做机械效率,用符号η表示。
(2)公式:
。
5.影响滑轮组机械效率的因素(不考虑绳子重和摩擦):
(1)同一滑轮组,提升的越大,机械效率越高;
(2)提升同一物体,越重,机械效率越低.
6.提高机械效率的意义:
充分地发挥机械设备的作用,节能减排,提高经济效益。
7.机械效率的计算:
(1)用滑轮组提升物体时:
η=
=
=
=
.
(2)用滑轮组水平拉动物体时:
η=
=
=
=
(f为物体受到水平面的摩擦力).
(3)使用斜面:
η=
=
.
针对训练
一、选择
1.如图所示的四种用具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
ABCD
2.人用机械提升重物可以省力,这里的“省力”是指()
A.人对机械的力很小
B.机械对重物的力很小
C.人对机械的力小于机械对重物的力
D.人对机械的力大于机械对重物的力
3.如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是( )
A.将左右两边的钩码均向外移动一格
B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变
C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变
D.将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格
4.如图所示,O是支点,在B端挂一重物,为使杠杆水平平衡,要在A端施加一个力,下列说法正确的是( )
A.F1最小B.F2最小C.F3最小D.一样大
5.人体中的许多部位都具有杠杆的功能。
如图是人用手托住物体时手臂的示意图,当人手托5kg的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定()
A.大于5kgB.大于49NC.小于49ND.等于49N
6.如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是( )
A.杠杆仍能平衡B.杠杆不能平衡,右端下沉
C.杠杆不能平衡,左端下沉D.无法判断
第4题图第5题图第6题图
7.如图所示,轻质杠杆可绕点O转动,在点A始终受一垂直作用于杠杆的力,在从A转动A′位置时,力F将()
A.变大B.变小C.先变大,后变小D.先变小,后变大
8.如图,质量分布均匀的12kg铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点,轻杆的延长线过球心O,轻杆的长度是铁球半径的三分之二,要使铁球刚好离开墙壁,施加在铁球上的力至少为( )
A.27NB.45NC.72ND.90N
第7题图第8题图
9.使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体的四种方式如图所示,不计机械自重和摩擦,其中能省力又能改变施力方向的是( )
ABCD
10.甲同学用水桶从井里提水,乙同学把掉在井里的水桶捞上来,水桶里带了一些水,在上述过程中,两位同学都做了功,则下列说法正确的是( )
A.甲做的功都是有用功B.乙做的功都是有用功
C.甲对桶做的功是额外功D.乙对桶做的功是额外功
11.如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G1=60N,G2=38N,甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。
则每个动滑轮的重力为()
A.3NB.6NC.11ND.22N
12.下列关于机械效率的说法正确的是()
A.越省力的机械,机械效率越高
B.做功越少的机械,机械效率越低
C.做功越慢的机械,机械效率越低
D.总功相同,有用功越大的机械,机械效率越高
13.如图所示,工人用动滑轮匀速提升物体,下列判断正确的是( )
A.人的拉力与物体重力是平衡力
B.动滑轮的机械效率一定等于50%
C.人拉力做的功等于滑轮增加的重力势能
D.物体升高的距离等于滑轮左侧绳子减小的长度
14.一滑轮组经改进后提高了机械效率。
利用该滑轮组将同一物体匀速提升相同的高度,则与改进前相比较( )
A.总功减少了B.有用功减少了
C.额外功增多了D.每股绳子的拉力增大了
15.如图小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所用的拉力为F1,做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所用的拉力为F2,所做的总功为W2,机械效率为η2.若不计绳重与摩擦,则( )
A.F1>F2,η1=η2B.F1>F2,η1<η2
C.W1<W2,η1>η2D.W1=W2,η1>η2
16.如图所示,斜面长5m,高1m,木块重100N,小明用F=32N的力将物体从底端沿斜面匀速拉到顶端,则()
A.小明做的有用功为32J
B.小明做的总功为160J
C.斜面的机械效率为20%
D.木块受到的摩擦力为32N
第15题图第16题图
17.在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式,如果不计机械自重、绳重和摩擦,所用动力最小的是( )
ABCD
18.建筑工人用如图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍.在此过程中下列说法正确的是()
A.绳子自由端沿水平方向移动了6m
B.物体受到的拉力为750N
C.拉力F的功率为750W
D.滑轮组的机械效率为80%
二、填空
1.杠杆调平衡后,将两个体积相同的重物分别挂在杠杆两侧的A、B处,杠杆仍然平衡,如图所示,则GA________GB(选填“大于”“等于”或“小于”);若将两重物同时浸没水中,则杠杆的________端下沉(选填“左”或“右”).
2.如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A点处挂一个重为20N的物体,B点处加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,且OB:
AB=2:
1.则F= N,它是 杠杆。
3.如图所示的两个滑轮中,属于动滑轮的是________,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别用F1、F2匀速提起同一物体时,则F1、F2的大小关系是:
F1________F2.
4.如图所示,搬运工人用滑轮将重为425N的重物匀速提升4m,所用拉力为250N,时间为20s.则此过程中有用功是J,额外功是J,拉力的功率是W,滑轮的机械效率是.
第1题图第2题图第3题图第4题图
5.如图是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时它相当于一个(选填“省力”或“费力”)杠杆.若旅行箱内装满物体且质量分布均匀,其总重为210N,轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一,要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡,则竖直向上的拉力F为N.
6.如图所示,小丽用三个均重10N的滑轮组成的滑轮组以1m/s匀速起吊重470N的物体,物体上升5m,不计绳的重力及一切摩擦.绳的拉力F=N;滑轮组的机械效率为.
第5题图第6题图
7.如图所示,物体在5N的水平拉力F作用下,沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了4s,拉力F的功率为__W.
8.工人用如图所示的滑轮组提起重2000N的物体,若工人匀速提升这个物体所用的拉力是800N,则该滑轮组的机械效率为____;若工人用800N的拉力在1min内将这个物体匀速提高了3m,他做功的功率为____W.
第7题图第8题图
三、作图
1.在图中画出拉力F对支点O的力臂L。
2.如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,请在图中画出杠杆OA的动力臂L。
第1题图第2题图
3.请在图中用笔画线代替绳子,将两个滑轮连成滑轮组,要求人往下拉绳使重物升起.
4.如图所示,请画出最省力的绕线方法,并作出重物所受重力的示意图。
第3题图第4题图
四、实验
1.利用如图所示的实验装置探究“杠杆的平衡条件”.
甲乙丙丁
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是,若出现图甲所示情况,应将杠杆的螺母向(填“左”或“右”)调.
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据.根据这一次实验数据,小明立即分析得出杠杆的平衡条件,他这种做法的不足是_.经老师提醒后,小明继续进行实验,如图乙,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆(填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”).
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,当测力计从a位置转动到b位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,其示数大小将.
(4)如图丁所示,在A点挂一定数量的钩码,用弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数如图丁所示,已知每个钩码重0.4N,则在A点应挂个钩码.
2.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示.
实验
次数
钩码重
量G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉力
F/N
绳端移动
距离s/m
机械
效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
(1)实验中应沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计.
(2)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(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.
(3)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.
(4)通过比较_(填实验次数的序号)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.
(5)通过比较(填实验次数的序号)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.
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:
。
(7)通过表中数据可分析出第2次实验是用(填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验.
(8)有的同学认为,测量绕绳方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(填“可以不测量”或“一定要测量”).
(9)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__
(填“正确”或“错误”)的.
3.小亮看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到物理课上学过的知识,提出了两个问题:
(1)斜面越缓越省力,是不是机械效率越高呢?
(2)对于同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高;对于同一个斜面,是不是所推的物体越重,机械效率越高呢?
为了解决以上问题,小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录的部分实验数据如下表:
实验
次数
斜面
倾角
物重
G/N
斜面高
度h/m
沿斜面拉
力F/N
斜面长
s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
η(%)
①
45°
1
0.7
0.9
1
0.9
77.8
②
30°
1
0.5
0.7
1
0.5
0.7
71.4
③
30°
2
0.5
1.4
1
1
1.4
(1)表格中缺少2个数据,请补充完整(保留一位小数).
(2)在实验操作过程中,应沿斜面向上________拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向________(选填“左”或“右”)移动.
(3)通过对比实验①②的数据,得出的结论是斜面越缓越省力,机械效率越________.
(4)通过对比实验________的数据(选填实验次数),得出的结论是对于同一斜面,机械效率与所拉动物体的重力________.
五、计算
1.小明用如图所示的动滑轮提升重物,将重为200N的物体A以0.1m/s的速度匀速提升了1m(不计摩擦,忽略绳、滑轮的重力),求:
(1)拉力F的大小.
(2)拉力F所做的功.
(3)拉力F做功的功率.
2.利用如图所示的滑轮组,用F=1000N的力拉绳子自由端,货物A以0.1m/s的速度匀速直线运动l0s,整个过程中,滑轮组的机械效率为75%.求:
(1)货物A在10s内移动的距离:
(2)这个过程中拉力F的功率:
(3)水平地面对货物A的摩擦力大小.
答案
一、选择
1、B2、C3、D4、B5、B6、C7、C8、B9、B10、C11、B12、D13、D14、A15、C16、B17、D18、D
二、填空
1.<右端;2.30费力;3.乙,>;4.170030010085%;
5.省力70;6.12594%;7.2;8.62.5%160;
三、作图
1.
;2.
;3.
;4.
;
四、实验
1.
(1)便于直接读出力臂右;
(2)一次实验具有偶然性左端下沉;
(3)变大(4)3。
2.
(1)匀速;
(2)不正确摩擦;(3)0.480%;(4)1、2;(5)2、3;
(6)不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组机械效率越高.(不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低);(7)乙;(8)可以不测量;(9)错误。
3.
(1)0.771.4;
(2)匀速左;(3)低;(4)②③无关;
五、计算
1.解:
(1)由G=2F得F=
G=
×200N=100N
(2)绳子自由端移动的距离:
s=2h=2×1m=2m
拉力F做的功:
W=Fs=100N×2m=200J
(3)物体A上升的时间:
t=
=
=10s
拉力F做功的功率:
P=
=
=20W
2.解:
(1)根据v=
可知货物A在10s内移动的距离:
sA=vAt=0.1m/s×10s=1m;
(2)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数:
n=2,
绳子自由端移动的速度:
v绳=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s,
拉力的功率:
P=
=
=Fv绳=1000N×0.2m/s=200W;
(3)由η=
=
=
得摩擦力:
f=nηF=2×75%×1000N=1500N.
答:
(1)货物A在10s内移动的距离为1m;
(2)这个过程中拉力F的功率200W;
(3)水平地面对货物A的摩擦力大小1500N.