下学期八年级物理下册第12章《简单机械》知识占和习题训练.docx
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下学期八年级物理下册第12章《简单机械》知识占和习题训练
八年级物理第十二章《简单机械》知识点和习题训练
第一节杠杆
一、什么是杠杆？
定义：
一根硬棒，在力的作用下，如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
要点：
（1）硬棒
（2）绕着固定点转动
二、几个名词
1、动力：
使杠杆转动的力F12、阻力：
阻碍杠杆转动的力F2
3、支点：
绕着转动的那个点O4、动力臂：
从支点到动力作用线的距离l1
5、阻力臂：
从支点到阻力作用线的距离l2
PS：
力的作用线指的是经过力的作用点沿力的方向所在的直线。
力臂不是支点到力的作用点的距离!
三、什么叫杠杆的平衡
杠杆静止或匀速转动状态称为杠杆的平衡。
四、杠杆的平衡条件为：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成：
F1l1=F2l2或
=
即：
力与力臂成反比
五、杠杆的种类
从杠杆的平衡条件可知，当杠杆平衡时，力与力臂成反比，所以可以得出以下几个结论：
1、当l1＞l2，F1＜F2，说明使用这种杠杆时省力。
我们把这种杠杆叫做省力杠杆，如：
撬棒，瓶盖起子，园艺剪刀等。
2、当l1＜l2，F1＞F2，说明使用这种杠杆时费力。
我们把这种杠杆叫做费力杠杆，如：
钓鱼杆，缝纫机踏板，理发剪刀等。
3、当l1＝l2，F1＝F2，说明使用这种杠杆时即不省力也不费力。
我们把这种杠杆叫做等臂杠杆，如：
天平等。
六、杠杆的应用
1、省力杠杆，可以省力，但比较费距离。
2、费力杠杆，虽然费力，但可以省距离。
练习：
1、下列关于F1力臂的作图中，正确的是（）
2、如图所示，O点表示杠杆的支点，画出动力F1的力臂并用字母l1表示；画出阻力并用F2表示．
、
3、如图所示，作出：
（1）水桶M受到的重力示意图；
（2）以O为支点，力F的力臂l。
4、开瓶时使用的开瓶器（图a），可以简化成不计重力的省力杠杆（图b），0为支点．若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直，且AO＝6cm，BO＝1cm，F1＝25N，则F2＝____________N．
5、在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）首先，调节杠杆两端的___________，使杠杆两端不挂钩码时，保持水平并静止，达到__________状态．
（2）如图所示，杠杆每格长度相同，杠杆的a处已挂着2个0.5N的钩码，要使杠杆平衡，则应在杠杆的____________处，挂上____________个0.5N的钩码．
6、在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示。
为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向____________边旋一些（填“左”或“右”）。
（2）调好后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验，你认为第____________组实验更好，理由______________________________________________________.
7、下列物体中不能看成杠杆的是（）
A、筷子B、火钳C、剪刀D、橡皮筋
8、如图所示的几种杠杆类工具，在使用时属于省力杠杆的是（）
9、杠杆的平衡条件是；如果分别用不同方向的三个力作用于杠杆的A点，都能使图所示的杠杆平衡，那么最小的力是。
10、如图，图中轻质木棒AB可以看成一个杠杆，C点吊一重物，B点用绳子拉着，杠杆的支点是点。
请在图中标出动力F1，阻力F2，并画出它们的力臂L1、L2。
如果木棒静止，，则等式：
F1L1=成立。
11、如图是用螺丝刀撬起图钉的示意图，0为支点，A为动力作用点，F2为阻力．请在图中画出阻力F2的力臂l2及作用在A点的最小动力F1的示意图．
12、如图所示是搬运泥土的独轮车，独轮车属于_____________杠杆（填“省力”或“费力”）。
设车厢和泥土的总重G＝1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是_____________m，F的大小至少是_____________N。
13、如图所示，AOB为一轻质杠杆（杠杆自重忽略不计），O为支点，OA=OB，在杠杆的B端挂一重20N的重物，要使杠杆平衡，则在A端施加的力F至少为N。
14、如图所示，重力不计的杠杆OA，O为支点，在拉力F和重力为30N的重物P的作用下，恰在水平位置平衡。
已知OA=80cm，AB=20cm，杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。
那么拉力F的力臂L=________cm，拉力的大小F=_________N。
第二节滑轮
1.定滑轮
（1）实质：
是一个等臂杠杆。
支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
（2）特点：
不能省力，但可以改变动力的方向。
2.动滑轮
（1）实质：
是一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。
支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径。
（2）特点：
能省一半的力，但不能改变动力的方向，且多费一倍的距离。
3.滑轮组
（1）连接：
两种方式，绳子可以先从定滑轮绕起，也可以先从动滑轮绕起。
（2）作用：
既可以省力又可以改变动力的方向，但是费距离。
（3）省力情况：
由实际连接在动滑轮上的绳子段数决定。
绳子段数：
“动奇定偶”。
拉力，绳子自由端移动的距离s=nh，其中n是绳子的段数，h是物体移动的高度。
4.轮轴和斜面
（1）轮轴：
实质是可以连续旋转的杠杆，是一种省力机械。
轮和轴的中心是支点，作用在轴上的力是阻力F2，作用在轮上的力是动力F1，轴半径r，轮半径R，则有F1R=F2r，因为R>r，所以F1
（2）斜面：
是一种省力机械。
斜面的坡度越小，省力越多。
练习：
1、如图所示，利用定滑轮提升重物G（不计摩擦），则（）
A．沿A方向的拉力最小B．沿B方向的拉力最小
C．沿C方向的拉力最小D．沿三个方向的拉力大小都相等
2、观察如图所示的人们利用简单机械的情景．其中，甲的目的是________，乙的目的是__________________________．物体重1000N，如果用一个定滑轮提起它，要用_______N的力；如果用一个动滑轮提起它，要用________N的力．（不计摩擦及滑轮自重）
3、如图所示的动滑轮是变形杠杆，其支点是________点，动力臂是________，阻力臂是________，若重物G＝50N，动滑轮重为10N，绳子摩擦力不计，当重物G匀速上升时，则拉力F＝________N．若重物G上升的高度是5m，则绳子自由端通过的距离是________m．
4、用下列简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，其中用力最大的是（均不计摩擦）（）
5、如图所示，在竖直向上的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升．已知A的重力G=100N，重物A上升速度为O．2m／s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度为（）
A．50N0．4m／sB．50N0．1m/s
C．200N0．4m/sD．200N0．1m／s
6、如图所示，物体A重100N，滑轮重2N，当整个装置静止时，弹簧测力计的示数为22N，则物体B重（）
A．20NB．10NC．76ND．40N
7、如图所示为三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为F1＝________；F2＝________；F3＝________。
（不计动滑轮重、绳重和摩擦）
8、用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时，人手实际需提供的拉力应该是（）
A．小于200NB．等于200NC．大于200ND．大于300N
9、如图，四个滑轮组上用相同的拉力F把重物匀速提起，不计动滑轮所受的重力和绳子与轮之间的摩擦，物重最大的是（）
10、借助简单机械将重物提升，若不计滑轮重量及摩擦，以下装置（如图所示）最省力的是（）
11、一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组提升重物，已知物重l000N，而绳子最多只能承受400N的拉力．请你在图中画出符合要求的绳子绕法．
12、已知动滑轮总重100N，物体重G=1200N，绳子能承受的最大拉力为300N，请在图甲上画出滑轮组的绕线方法．根据你的绕法，绳子自由端的实际拉力为多少?
13如图所示，在水平桌面上放一个重200N的物体，物体与桌面的摩擦力40N，匀速拉动物体时，水平拉力F应为（绳重、滑轮重、绳与滑轮间的摩擦均不计）（）
A．200NB．20NC．140ND．40N
14同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（）
15、如图所示，用10N的力拉着重120N的物体在地面上匀速滑动，则物体与地面的摩擦力为（）
A．10NB．20NC．30ND．40N
16、如图所示，F=10N，以3m／s的速度匀速拉动物体A．若不计绳与滑轮间的摩擦及滑轮重，求物体A所受摩擦力的大小及其移动的速度．
第三节机械效率
1、有用功——W有用：
使用机械时，对人们有用的功叫有用功。
也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功。
在提升物体时，W有用=Gh。
2、额外功——W额外
（1）使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功。
（2）额外功的主要来源：
①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。
②克服机械的摩擦所做的功。
3、总功——W总：
（1）人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的总和。
即：
W总=W有用+W额外。
（2）若人对机械的动力为F，则：
W总=F•s
4、机械效率——η
（1）定义：
有用功与总功的比值叫机械效率。
（2）公式：
η=W有用/W总。
（3）机械效率总是小于1。
（4）提高机械效率的方法①减小摩擦，②改进机械，减小自重。
练习：
1、要把重100N的沙子从一楼运上三楼，现有如图所示的三种方法，根据图中给出的数据，试计算出三种方法所做的有用功是________J，其中做额外功最多的是________J．
2、如图所示斜面长3m，高为1m．工人用400N的力沿斜面方向将重为840N的箱子推到车上．下列说法正确的是（）
A．所做的有用功为400JB．所做的总功为840J
C．所做的额外功为360JD．以上说法都不对
3、一台起重机将重3600N的货物提高4m，如果额外功是9600J，则该起重机做的有用功是________J，机械效率是________．
4、如图所示的斜面高lm，斜面长为2m，现将物体匀速直线从斜面的底端拉到顶端，已知物体与斜面间的摩擦力大小为l0N，物体重l00N，则将物体拉上斜面后（）
A．有用功为20J，额外功为100J，总功为l20JB．有用功为100J，额外功为20J，总功为l20J
C．有用功为200J，额外功为20J，总功为220JD．有用功为100J，额外功为10J，总功为llOJ
5、如图所示，用一个动滑轮把96N的物体A提升2m，所用的拉力F为60N，则拉力F所做的有用功和动滑轮的机械效率分别是（）
A．192J20％B．120J20％C．192J80％D．120J80％
6、如图所示在水平桌面上放一个重300N的物体．物体与桌面的摩擦力为60N，水平拉力F=50N，物体匀速向左移动2m时，该滑轮组的机械效率为________．
7、如图所示，用滑轮组把重为80N的物体匀速提起．
（1）在不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下，拉力F的大小是________N；
（2）若实际的拉力为50N，匀速将物体提高4m，则拉力所做的功是________J，滑轮组的机械效率是________．
8、某建筑工地上，工人用如图所示的动滑轮将重450N的物体匀速竖直提升了6m，若已知动滑轮此时的机械效率为90％．请计算：
（1）工人提升重物所做的有用功是多少?
（2）工人提升重物所做的总功是多少?
9、下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。
动滑轮重
G动／N
物重
G／N
钩码上升
高度h／m
动力
F／N
动力作用点移
距离s／m
滑轮组的
机械效率
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
3
0.5
4
0.1
2
0.3
（1）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
（2）将表格中的数据补充完整。
（3）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其它额外功将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与_________和_________有关。
（4）第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为_________W。
10、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
（1）分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是_________；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是_________；
③滑轮组的机械效率与____________________________________无关．
（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示．
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变__________________；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率_________（选填“相同”或“不相同”），理由是：
__________________________
11题图 12题图 13题图
11.建筑工人用如图所示的装置把重400N的物体匀速提升3m．所用的手拉力为300N．则该工人所做的有用功为________J，总功为________J，该滑轮组的机械效率是________．若用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械效率将________（填“变大”、“变小”或“不变”）．
12.工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80％，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是________N，动滑轮重________N；若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
13.动滑轮的重力为G动，此装置的机械效率为η，不计绳重和摩擦．则工人所用的拉力为（）
第十二章 简单机械 单元测试
一、选择题
．工厂为了搬运一个笨重的机器进人车间，某工人设计了下图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的根截面），其中最省力的方案是
．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是
A．功率大的机械，做功一定多B．做功快的机械，功率一定大
C．效率高的机械，功率一定大D．做功多的机械，效率一定高
3．骑自行车上坡走“S”形路线，这样做的好处是（）
A．省距离B．省力
C．费力，但省时间D．以上说法都不对
4．用剪刀剪东西时，如果用剪刀的尖部去剪就不易剪断，而改用剪刀中部去剪就容易些，这是因为（）
A．增大了动力B．减小了阻力
C．减小了阻力臂D．增大了动力臂
5.测某机器的机械效率时，有如下4个记录结果，其中肯定错误的是（）。
A.99℅B.120℅C.60℅D.80℅
6、如图7.所示，下列器件中属于省力杠杆的是（）
7.关于机械效率的下列说法中，正确的是（）
A.利用机械越省力，机械效率越高
B.机械做功越快，机械效率越高
C.有用功相同，总功越大的机械效率越高
D.额外功相同，有用功越大的机械效率越高
8．分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同的高度，做的有用功（）
A．杠杆最多B．动滑轮最多
C．滑轮组最多D．一样多
9.如图12-19所示为自行车的脚踏板和大齿轮在运动中的三个不同位置。
如要使大齿轮对链条的拉力保持不变，那么人脚加在脚踏板上的力最大时在（）
（A）A位置（B）B位置
（C）C位置（D）三个位置一样
10．某人用力抬起放在水平地面上的一匀质杠杆的A端，F始终与直杆垂直，如图所示，则在抬起直杆的过程中（）
A．F逐渐变大B．F逐渐变小
C．F保持不变D．无法确定
11．如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，当A端挂重GA的物体，B端挂重GB的物体时，杠杆处于平衡状态，此时OA恰好处于水平位置，AO=BO，杠杆重不计，则（）
A．GA=GBB．GA＜GBC．GA＞GBD．无法判定
12．有一根一端粗一端细的木棒，用绳子拴住木棒的O点，将它悬挂起来，恰好处于水平位置平衡，如图所示，若把木棒从绳子悬挂处锯开，则被锯开的木棒（）
A．粗细两端一样重B．粗端较重
C．细端较重D．无法判定
13．在如图所示的各种情况中，用同样大小的力将重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的是（）
14.如下图所示装置处于静止状态，不计滑轮和绳的重力，若物体的重力分别是G1和G2，那么G1和G2的关系是（）
A.G1＝G2；B.G1＝2G2；
C.G1＝
G2；
D.无法判断
二、填空题
1．杠杆的平衡条件是___________，如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍，当杠杆平衡时，动力是阻力的_______倍．
2．重200N的物体，使用定滑轮将它提起时，不计摩擦和滑轮重，所用拉力是_____N，如果使用动滑轮将它提起，所用拉力是_____N．
3．如右图所示，物体重G=500N，当物体G匀速上升时，则挂钩B承受拉力为__________N，挂钩A承受_______N的拉力，拉力F为_________N，若绳子自由端向上拉动2m，则物体向上移动________m。
（不计摩擦、不计滑轮重）
4．如图所示，物体G重60N，挂在匀质杠杆的一端，要使杠杆平衡可以在A点加一个方向为_的_N的力；也可以在B点加一个方向为_的_N的力。
5．如图6所示，物重G为600N，用滑轮组将重物匀速提升5m，所用的拉力F为250N，滑轮组的机械效率为_____________；若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
6．如图：
O为支点，AC为绳子，在重不计的杠杆B端挂G=300牛的物体。
已知OA=20厘米，AB=10厘米，为了使杠杆在水平位置平衡，绳子上的拉力是N。
7．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为N，物体A与水平桌面的摩擦力大小为N。
8.如下图所示，绳的一端通过弹簧秤L固定，人拉绳使物体A匀速上升，若滑轮重30牛，物体A重90牛，则弹簧秤的示数是牛（不计摩擦）.
9.如下图所示滑轮是__________滑轮，若物体M重200牛，当物体沿水平方向匀速移动时，它受到的摩擦力是120牛，则拉力F＝牛.（绳、滑轮重及摩擦不计）
三、作图题：
1.画出图1中动力F1的力臂和阻力F2的示意图。
2.如图2所示，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力F的示意图及其力臂。
3.利用图3中的滑轮组，用200N向下的拉力将重为800N的物体匀速提升到高处（绳、滑轮的自重及摩擦不计），请画出滑轮组上绳的绕法。
4．画出图中各力的力臂．
5、画出下列图中的动力臂L1和阻力臂L2。
6、按下图中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法。
图中G表示物重，G′表示动滑轮重，F表示人对绳子的拉力。
四、实验探究题
1、右图所示是某校初二
（1）班物理实验小组探究杠杆平衡条件的实验装置。
你认为调节杠杆在位置平衡，作用；
若发现杠杆在使用前右端低左端高，要使它在水平位置
平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向调节；也可将杠杆
左端的平衡螺母向调节。
2、一实验小组得到的两组数据如下表所示：
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
20
1
10
2
1
8
2
4
这两组数据中，实验序号为的一组肯定有错误。
经检查，发现是测量动力臂时读错了，动力臂的实际值比记录值应该是。
（3）通过此探究实验应该得出的结论是：
。
3、学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点．
（1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持________状态，并依据_______条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数。
（2）他将木块放在如图b所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面______向上拉木块，收集到下表中的实验数据：
①比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：
使用斜面时______（选选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越______（选填“省力”或“费力”）；②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向_______（选填“左”或“右”）移；
斜面倾
斜程度
木块重力G/N
斜面
高度h/m
斜面
长S/m
沿斜面拉力F/N
较缓
5
0.2
1
2
较陡
5
0.3
1
2.6
最陡
5
0.4
1
3.2
③请举出应用斜面的一种实例：
________________________（写出一种即可）
4.我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。
（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，实验前使杠杆水平平衡的目的是_____________________________。
（2）实验中，用图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。
这主要是因为该种方式（）
1、一个人无法独立操作B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合D．力和力臂数目过多
（3）图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第____格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡。
五、综合应用题
1．利用图9—12的滑轮组来拉动汽车，已知汽车与地面间的摩擦力是4．08×103N，将汽车移动1m，拉力做的总功是4800J，试求此时滑轮组的机械效率．
2.如图所示，工人师傅用一个滑轮组在4
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