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(共69张PPT)
人教版物理八年级下册
第十二章 简单机械

第1节 杠杆

给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能够撬动地球。
——阿基米德
这些能给我们提供某些方便的工具都称为简单机械。
复杂机械都是由简单机械组成的

思考以下几个问题：
1、这些工具的材质在软硬程度上有什么共同特点？
2、在工作中它们发生了怎样的运动?
3、在什么条件下它们才能这样运动?


有力作用
硬
能绕一个固定点转动

在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆。
注意：硬棒可以是直的,也可以是弯曲的,即硬棒可以是各种各样的形状。








F2 阻力
l1动力臂
l2阻力臂
动力作用线
阻力作用线
O支点
杠杆绕着转动的固定点
使杠杆转动的力
阻碍杠杆转动的力
支点到动力作用线的距离
支点到阻力作用线的距离
F1动力

杠杆的五要素
1
请画出动力臂和阻力臂




L1
L2

力臂的作图方法： （1）找到力的作用线，必要时正向或反向延长力的作用线； （2）让直角三角板的一条直角边经过支点，另一条直角边与力的作用线重合，过支点画力的作用线的垂线；
（3）在对应的垂线旁标上字母l1或l2。

F2







l1
O


l2


F2


F1


请画出动力臂和阻力臂。
实验：探究杠杆平衡的条件
杠杆在动力和阻力作用下处于 状态或 状态，我们就说杠杆平衡。
便于测量力臂。　
静止
匀速转动
实验前为什么要调节杠杆在水平位置平衡？
探究杠杆的平衡条件
实验步骤：
1.调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
2.在杠杆的两端挂上不同的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡，记下钩码的重力和力臂并填表。
3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据（为什么测多组数据？）
使实验结论更具有普遍性。
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1l1=F2l2也可以写成： 或
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 2 3 3 2
2 1 5 1 5
3 4 2 2 4
下表是某小组记录的实验数据，他们得出的结论是：动力+动力臂=阻力+阻力臂。你认为该结论是 的，理由是 。
错误
不同的物理量不能相加
例题 如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg。身体可视为杠杆，O点为支点。A点为重心，g取10N/kg。(1) 该同学所受重力是多少？ (2) 在图中画出重力的示意图和力臂L2，这是一个什么杠杆？（3）若0B=1.0m，BC=0.4m，求地面对双手支持力的大小。





G
l2
F2=
F1

l1




















生活中的杠杆
由杠杠的平衡条件F1l1=F2l2可知，，l1＞l2,F1＜F2。用较小的动力就可以克服较大的阻力。这种杠杠叫做省力杠杠。






h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=
h
S=4h
O

F2
F1


A
B

F2

F1
A’
B’
省力杠杆虽然省力，但费了距离。
省力杠杆的特点
　省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。



l2
l1
由杠杠的平衡条件F1l1=F2l2可知，l1＜l2,F1＞F2。用较大的动力才可以克服较小的阻力。这种杠杠叫做费力杠杠。



F2


F1
h
S=4h



A’
B’
A
B
F2


F1
O

h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
费力杠杆虽然费力，但可以省距离。
费力杠杆的特点
费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。



l1








l1
l2
由杠杠的平衡条件F1l1=F2l2可知，l1=l2,F1=F2。使用它既不省力，也不费力，既不省距离，也不费距离。这种杠杠叫做等臂杠杠。
1.(2019·铁岭)下列简单机械在使用过程中省力的是（　）



A
A.夹蒜器 B.碗夹 C.去核器 D.取蛋器
2. (2019·呼伦贝尔)下图是生活中几种常见的杠杆，属于费力杠杆的是（　）
D

A.道钉撬
D.筷子
B.钢丝钳
C.开瓶器





























3.(2019·云南)如图的简单机械，属于省力杠杆的是（ ）




A.吊车吊臂 B.撬棒 C.筷子 D.钓鱼竿
?
4.(2019·青海)简单机械在生活中随处可见。使用下列简单机械可以省力的是（　）
A.旗杆顶部的滑轮 B.赛艇的船桨
C.拔钉子用的羊角锤 D.夹菜的筷子



B
C
5.（2019·河南）图中开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。能正确表示它工作示意图的是（　）





6.(2019·天津)如图是用撬棒撬石头的情景，下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（　）
B
A
7.(2019·广安)如图所示，一轻质杠杆水平支在支架
上，OA︰OC＝2︰1，G1是边长为5cm的正方体，G2重20
N，则绳子对G1的拉力为　 N。
8.2019·本溪）如图所示是皮划艇比赛时的画面，队员手中的船桨是 （ 填“ 省力” 或“ 费力”）杠杆。

9.（2019·邵阳）小斌同学在做物理实验时，使用镊子夹取砝码，镊子是　 杠杆。（选填“省力”、“费力”或“等臂”）
10.(2019·湖州)生活中我们常用开瓶器打开瓶盖，如图
所示使用开瓶器能省力的原因是 。
10
费力
费力
动力臂大于阻力臂
11.（2019·南京）如图所示为一拉杆旅行箱的示意图将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点，已知箱重为250N，OA为120cm，OC为24cm。
（1）图中在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止则动力F的力臂为　 cm，大小为　 N。
（2）使拉杆箱在图示位置静止的最小
动力为　 N。
（3）生活中，常把箱内较重物品靠近O
点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止
的最小动力将　 （选填“变大”、
“变小”或“不变”）。
60
100
50
变小
12.(2019·岳阳)请画出图中杠杆动力F的力臂L。



13. (2019·自贡)如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力Fl的示意图，并作出F2的力臂l2。
14.（2019?苏州）利用杠杆开展相关实验探究：




（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向　 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）如图乙所示，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为　 N；若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
左
2
偏小
15.(2019·上海)杠杆平衡时，动力臂l1为0.6米，阻力臂l2为0.2米，若阻力F2的大小为60牛，求动力F1的大小。
（3）始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中，弹簧测力计拉力的力臂　 （选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），拉力的大小　 　。
变小
不变
说说使用定滑轮、动滑轮、滑轮组各有什么好处和缺点。
1、使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。
F=G（不计摩擦和绳重）(理想机械)
2、使用动滑轮能省一半的力。
（不计摩擦，绳重和动滑轮重）(理想机械)

3、滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。
(不计摩擦，绳重和动滑轮重) (理想机械)

第2节 滑轮
n=2
n=1
n=2
n=2
n=3
n=8
n=3
下图中的滑轮各由几段绳子承担重力？
若手拉的一段通过动滑轮，则要算在内；通过定滑轮，则不算在内。（“动算定不算”）
请按要求绕绳：（1）图1要求站在地上把物体提起来；（2）图2要求最省力；（3）图3无要求；（4）图4要求n=4。









轮轴和斜面都是 机械。
省力
1.(2019·盐城)如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（　）
A.省力，不改变施力的方向
B.不省力，改变施力的方向
C.既省力，也改变施力的方向
D.既不省力，也不改变施力的方向
2.(2019·东营)如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时， 最省力的是（　）
A
A
3.(2019·嘉兴)为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组，若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　）
A.两个滑轮在装置中起的作用相同
B.拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C.沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等
D.将配重提升相同高度，用该装置与直接提升做的功相等
4.（2019·郴州）利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物，动滑轮重为10N（不计绳重与摩擦），
则拉力F的大小为（　）
A.70N B.100N C.105N D.110N

C


































C
5.(2019·哈尔滨)关于简单机械的使用，说法不正确的是（ ）



A.使用撬棒可以省力 B.使用定滑轮不能省距离
C.利用斜面可以省功 D.使用滑轮组可以改变动力方向
6.(2019·湘西)如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1牛顿，不计动滑轮重、绳重及
摩擦，则弹簧测力计的读数为（　）
A.1牛顿 B.1.5牛顿 C.2牛顿 D.0.5牛顿
C
D
7.(2019·常德)用如图所示的工具提升相同重物G(不计摩擦，不计绳、滑轮和杠杆重)，最省力的是（　）





8.(2019·陕西)工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（　 ）
A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C.绳子自由端下拉1m，桶上升2m
D.质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石
B
B
9.(2019·海南)小明想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有
段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，
甲树受300N拉力，则小明对绳子的拉力至少
为 N。
10.（2019·德阳）如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为_____N，图
乙中人对绳子的拉力为____N。

2
150

400
210
11.（2019·娄底）既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是____ （选填“定滑轮”、“动滑轮”或“滑轮组”）。
滑轮组
请根据图中所给信息算出直接用手所做的功和使用机械（动滑轮）所做的功各是多大？使用机械是否省功？
W手=Gh=4N×0.1m=0.4J W机=FS=2.2N×0.2m=0.44J 不省功。
第3节 机械效率
上图所示的例子中，无论是用手还是用机械，哪部分功对我们是有用的，是必须要做的？这部分功叫做什么功？使用机械时哪部分功对我们没有用，但又不得不做？这部分功叫做什么功？这两部分功的和就是使用机械时总共要做的功，叫做什么功？
请你分析用滑轮组把物体提起来和沿斜面把物体拉上去的过程中，哪部分是有用功？哪部分是额外功？哪部分是总功？
1、对人们有用的功叫做有用功。即克服物体的重力所做的功。

2、对人们没有用但又不得不做的功叫做额外功。即克服摩擦，机械自重所做的功。


3、有用功与额外功的和叫做总功。即使用机械时动力所做的功。
W总=W有用+W额=FS
物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。
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。
η=
W有
W总
×100%
W有=ηW总
η
W有
W总=


例题 根据图中信息计算：（1）有用功；（2）总功；（3）额外功；（4）机械效率；（5）所受摩擦力；（6）若物体从斜面底端匀速拉到顶端用了2S,物体的运动速度。
解：（1）W有=Gh=10N ×0.2m=2J
（2） W总=Fs=3.5N×0.8m=2.8J
（3） W额= W总-W有= 2.8J-2J=0.8J

（4）η=
W有
W总
×100%=
2J
2.8J
×100%≈71.4%
（5）f=
W额
s
=
0.8J
0.8m
=1N
（6）υ=
s
t
=
0.8J
2s
=0.4m/s
对斜面
次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离S/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 1 0.3
2 4 0.1 1.8 0.3
3 6 0.1 2.5 0.3
你会计算了吗？试试看。
0.3
0.2
66.7%
0.4
0.54
74.1%
0.6
0.75
80%
1、实验中用到的两种测量工具是 。2、组装好滑轮组后要分别记下钩码和绳端的位置，这样做的好处是 。
3、实验时应沿 方向 缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，并读出 的值。
4、由实验可以得出的结论是：①同一滑轮组，被提起的物体越重，机械效率越 。②影响滑轮组的机械效率的因素有： 。
刻度尺、弹簧测力计
便于测量钩码提升的高度和绳端移动的距离
竖直
匀速
拉力
高
物重、动滑轮重和摩擦
例题 用如图所示的滑轮组将一个重为180N的物体沿竖直方向在10s内匀速提升2m，所用的拉力为100N。求：
（1）所做的有用功；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）绳端的移动速度。
解：（1）W有用＝Gh＝180N×2m＝360J
（2）s＝nh＝3×2m＝6m
W总＝Fs＝100N×6m＝600J
P拉=
W总
t
=
600J
10s
=60W
(3)η=
W有
W总
×100%=
360J
600J
×100%=60%
(4)υ绳=
s
t
=
6m
10s
=0.6m/s
对滑轮组
1.(2019·荆门)如图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①③ B.只有②④ C.只有②③ D.只有①④
B
2.（2019·本溪）用如图所示的滑轮组拉动物体A，使物体A以0.2m/s 的速度水平向左匀速运动10s。已知物体A 重500N，物体A受到的摩擦力为120N，拉力F的功率为30W，下列说法正确的是（ ）
A.绳子自由端移动的距离为2m
B.拉力F的大小为40N
C.滑轮组的机械效率为80%
D.滑轮组对物体A所做的功为1000J
C
3.(2019·铁岭)如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是（　）
A.拉力F做功的功率是16W
B.克服木箱重力做的功是900J
C.斜面的机械效率是62.5%
D.若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变












s=3m
h=1m





C
4.(2019·百色)如图所示，用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　）
A.F甲=F乙
B.甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C.甲、乙两个拉力的功率相同
D.乙滑轮组的额外功多

C
5.(2019·恩施)如图，在粗糙斜面上将一个重为16N 的物体匀速拉到高h处，沿斜面向上的拉力为10N，
斜面长s=2m、高h=1m。其中所做的有用功为
J，物体受到的摩擦力大小为 N，
斜面的机械效率为 。
6.(2019·呼伦贝尔)搬动工人站在水平高台上，用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2m，当
提升货物重为360N时，滑轮组的机械效率为
75%，则动滑轮重为 N（不计绳重和摩擦）
；若将所提升货物重增大到480N，此时滑轮组
的机械效率为 。
16
2
80%
120
80%
7.(2019·淮安)如图所示，工人用50N的拉力，
将80N的重物提升3m，所用的时间为20s。工人
做的有用功为______J，拉力的功率是____
W，动滑轮的机械效率是______。
8.（2019·南京）建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重4.2×103N的物体时，物体
5s内上升了6m，此过程中有用功为　 J，
钢丝绳移动的速度为　 　 m/s；若滑轮组的机
械效率为70%，则额外功为　 J，拉力F为
　 N，其功率为　 W。


240
15
80%
2.52×104
3.6
1.08×104
2000
7.2×103
9.(2019·淮安)画出图丁中滑轮组提升物体最省力的绕绳方法。
10．(2019·铜仁)一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。




第9题图
第10题图
11.（2019 ·黑龙江绥化）如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。






（1）实验过程中，应竖直向上________拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是_______。
（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重
_____，滑轮组的机械效率越高。
（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，
则拉力F的功率为_______W


次数 物重G/N 上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3 ?
匀速缓慢
71.4%
越大
0.54
（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是____。（填字母）
A.测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
C
12. (2019·百色)某服务区水泵房每天需要将重为3×106N的水送到36m高的蓄水池里。若用电动机带动一台效率为60%的水泵工作5h来完成蓄水工作。问：
（1）水泵对这些水做了多少功？
（2）带动水泵的电动机的功率至少为多大？
13.(2019·天津)用如图所示的滑轮组，将一重为450N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提起2m，拉力F为200N。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力F的功率。
14.(2019·赤峰)一木块重480N体积为0.08m3，用力F将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离s的关系如图乙所示。整个过程的额外功是320J。（g＝10N/kg）求：
（1）木块的密度；
（2）拉力F大小；
（3）斜面的机械效率。
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