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沪科版物理8年级全一册培优备课课件（精做课件）周末复习第十一章简单机械授课教师：Home .班级：.时间：.F1l1＝F2l2
等臂
斜面
简单机械
杠 杆
滑 轮
机械效率
杠杆的五要素
杠杆的平衡条件
杠杆的分类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
三种功:有用功、额外功、总功
机械效率的计算和测量
提高机械效率的方法
杠杆及其平衡条件
知识点一
1. 定义：物理学中，这种在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。
2. 杠杆的五要素
支点
动力 F1
O
阻力
F2
动力臂l1
阻力臂
l2
支点：杠杆可以绕其转动的点
动力：使杠杆转动的力
阻力：阻碍杠杆转动的力
动力臂：从支点到动力作用线的距离
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离
杠 杆
杠杆的平衡条件
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
即F1l1=F2l2
1.杠杆的平衡：杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动的状态都叫平衡状态。
2.杠杆的平衡条件：
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
示意图
力臂的 大小关系 l1＞l2 l1＜l2 l1＝l2
力的大小关系 F1＜F2 F1＞F2 F1＝F2
特点 省力但费距离 费力但省距离 不费力也不省距离
应用 撬棒、瓶起子、 钢丝钳、钉锤等 镊子、钓鱼竿、 理发剪刀等 天平等
杠杆的分类
定滑轮
1.定义：轴固定不动的滑轮。
2.实质：等臂杠杆。
3.特点：可以改变力的方向，但不省力也不费距离。
4.F与G物的关系：F=G物（忽略绳重和摩擦）
5.s与h距离关系：s=h
滑轮
知识点二
动滑轮
1.定义：轴跟物体一起运动的滑轮。
2.实质：动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
3.特点：可以改变力的大小，但不改变力的方向，费距离。
动滑轮
4.F与G物的关系：
5.s与h距离关系：s=2h
①忽略绳重和摩擦：
②忽略绳重、动滑轮重和摩擦：
滑轮组
1.定义：由定滑轮和动滑轮组合在一起。
2.特点：既可以改变力的大小，也可以改变力的方向。
3.F与G物的关系：
①忽略绳重和摩擦：
②忽略绳重、动滑轮重和摩擦：
4.s与h距离关系：s=nh
滑轮组
5.承担总重的绳子段数n的判断：
①盖住定滑轮或在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将动滑轮和定滑轮分开，则滑轮组中承重绳子的股数，就是跟动滑轮直接接触的绳子段数。
②绳子的绕法(奇动偶定法)。
1 2 3
n = 3
机械效率
机械效率
知识点三
1.有用功(W有)：为了达到目的，必须做的功。
2.额外功(W额)：对人们无用但又不得不做的功。
3.总功(W总) ：动力所做的所有功。
W总= W额+ W有
4.机械效率
　定义：物理学中，有用功跟总功的比值叫做机械效率。
公式：
任何机械的机械效率总是小于100%
考点1 简单机械的特点与应用
1. 在日常生活中，用100 N的拉力不能提起重150 N的物体的简单机械是(　　)
A. 一个定滑轮 B. 一个动滑轮
C. 杠杆 D. 斜面
A
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2. 骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是(　　)
A. 图甲：手托重物时，可视为省力杠杆
B. 图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C. 图乙：踮脚时，可视为费力杠杆
D. 图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
D
【点拨】手托重物时，肘关节处可以视为支点，肱二头肌对前臂的牵引力使得杠杆转动，是动力，由图甲知，动力臂小于阻力臂，因此手托重物时，可视为费力杠杆，故AB错误；由图乙可知，人踮脚时绕着O点转动，腓肠肌对足部骨骼的牵引力使得杠杆转动，是动力，
由图乙知，动力臂大于阻力臂，
可视为省力杠杆，故C错误，D正确。
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3. [无锡模拟]如图，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20 N，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，图甲中下方滑轮的作用是____________________。
400
210
改变力的方向
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4. [中考·山西]图甲是L形应急防洪板，能有效阻挡洪水。图乙为单个防洪板的结构简图，请你在图乙中，画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂。
【解】如图所示。
考点2 简单机械作图
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5. 如图所示，台阶上的长木板ABC上放着一个重物，请在图中画出重物对木板的压力F，并在C点作出将重物撬动的最小的动力F1和力臂l1。(木板自重忽略不计)
【解】如图所示。
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6. 如图所示，要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来。已知组装滑轮组的绳子能承受的最大拉力为250 N，汽车所受阻力为600 N，请画出绕绳方法。
【解】如图所示。
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7. [广州模拟]为方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶至入口相比较，可以________(填“省力”“省功”或“省距离”)。
省力
考点3 功、功率、机械效率综合
若将总重为600 N的残疾人和轮椅沿8 m长的斜面推至2 m高的入口处，沿斜面所用的推力为200 N，则在此过程中推力做的功为__________J，克服人和轮椅重力做的功为________J，斜面的支持力对轮椅做的功为________J。斜面的机械效率为________。
1 600
1 200
0
75%
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8. 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为O1、O2，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为10 kg，轮轴质量为10 kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置，O1A长为0. 6 m，O1O2长为
1 m，O2B长为0. 8 m，硬棒及绳索质量
忽略不计。(g取10 N/kg)
(1)人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为________kg；若A点系上质量为40 kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装________kg的水。
60
60
【点拨】(1)以O1为支点，A点力的力臂最小，B点力的力臂最大，B点受力一定，此时杠杆A点受力最大，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得，m石g·O1A＝(m桶＋m轮)g·O1B，即m石×0. 6 m＝(10 kg＋10 kg)×(1 m＋0. 8 m)，解得石块质量最多为m石＝60 kg；
以O2为支点，B点力的力臂最小，A点力的力臂最大，A点受力一定，此时杠杆B点受力最大，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得，m石′g·O2A＝(m桶＋m水＋m轮)g·O2B，即 40 kg×(1 m＋0. 6 m)＝(10 kg＋m水＋10 kg)×0. 8 m，解得水的质量最多为m水＝60 kg。
(2)若桶内水的质量为40 kg，人用时20 s将桶匀速提升3 m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为________J，人做功的功率为________W。
1 200
1 20
返回
9. [苏州一模]如图甲所示的装置，A是重为15 N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为80 N和40 N，质量为50 kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化的关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化的关系如图丙所示。忽略
绳重及摩擦，g取
10 N/kg。求：
(1)第2 s内，绳子自由端移动的距离。
【解】由图丙可知，第2 s内A被匀速提升，其速度为2 m/s；由图甲可知n＝2，则第2 s内绳子自由端移动的距离s＝nh＝nvt＝2×2 m/s×1 s＝4 m。
(2)第2 s内，拉力F所做的功。
【解】由图乙可知，第2 s内拉力F为10 N，则第2 s内拉力F所做的功W＝Fs＝10 N×4 m＝40 J。
(3)定滑轮的重和此装置提升重物的最大机械效率。(假设每个滑轮重相同)
【解】第2 s内A被匀速提升，忽略绳重及摩擦，拉力F＝(GA＋G动)，所以动滑轮的重力G动＝nF－GA＝2×10 N－15 N＝5 N，因每个滑轮重相同，则定滑轮的重也为5 N；
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1. 要得出杠杆的平衡条件，需要经历以下过程：
(注：实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等)
(一)观察杠杆在水平位置的平衡
实验 探究杠杆的平衡条件
(1)如图甲(a)所示是一个在水平位置平衡的杠杆，减少其中一侧钩码的数量，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与_____________有关。
力的大小
(2)如图甲(b)所示用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与____________有关。
力臂的大小
(二)探究杠杆的平衡条件
(3)如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向________(填“左”或“右”)端调节。
左
(4)如图丙所示，调平后在A点悬挂2个钩码，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂________个钩码。若规定A点处的力为动力，则此时的杠杆属于________杠杆。
3
省力
(5)通过多次实验测得数据并分析数据，可以得出杠杆的平衡条件为________。
A. 动力×动力臂＝阻力×阻力臂
B. 动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂
A
(三)反思拓展
(6)根据实验结论，为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂至________(填图丁中的数字编号)位置。
③
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物理与传统文化
　　　在传统文化中，杠杆、滑轮、斜面等简单机械被巧妙应用于生产生活，其原理更被《墨经》等古代典籍记载，成为古人将机械智慧转化为实践的生动体现。
1. 勤劳智慧的中国古代劳动人民很早以前就已经将简单机械用于生产和生活。
(1)图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具“车梯”，当重500 N的工人利用此“车梯”在10 s内将重力为900 N的物体匀速提升了2 m时，工人对绳子施加的拉力F为250 N，忽略绳重和机械之间的一切摩擦。
则此时工人做功的功率为________W，
动滑轮总重为________N。
200
100
若A点绳子能承受的最大拉力为600 N，B点绳子能承受的最大拉力为1 500 N，则该滑轮组的最大机械效率为________。
93. 75%
(2)《范蠡兵法》中记载了一种攻守兼备的战具——藉车，也叫抛石机，如图乙所示是它的简单结构示意图，长杆AB可绕O点转动，在B处放重石，人拉A处的绳子将重石抛出。若想在A点用最小的力F将其拉动，应该向哪个方向施力？请在图乙中画出力的方向。
【解】如图所示。
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2. 《墨经》中记录了一种斜面引重车，如图甲所示，该车前轮矮小，后轮高大，前后轮之间装上木板，在后轮轴上系紧绳索，通过斜板高端的滑轮将绳索的另一端系在斜面上的重物上，只要轻推车子前进，就可以将重物提升到一定高度。
(1)在图甲中画出重物所受的力。
【解】如图所示。
(2)图乙是斜面引重车后轮示意图，当人手沿后轮边缘推车将重物推高时，可以________(填“省力”或“省距离”)，这部分装置相当于________(填“滑轮”“杠杆”或“斜面”)。
省力
杠杆
(3)为了研究斜面相关问题，探究小组用图丙所示装置，用力F沿斜面M匀速拉动同一物体，改变斜面M的倾斜程度，多次实验，记录如下数据：
实验 次序 倾斜 程度 物重 G/N 斜面 高度 h/N 拉力 F/N 斜面 长度 s/m 有用 功 W有/J 总功 W总/J 机械
效率
η
1 较缓 5 0. 2 2. 4 1. 0 1. 0 2. 4 41. 7%
2 较陡 5 0. 5 3. 2 1. 0 2. 5 3. 2 78. 1%
3 最陡 5 0. 8 4. 3 1. 0
①由表中数据可知，第1次实验的额外功为________J；物体所受的摩擦力f为________N。
②倾斜程度最陡时，有用功为________J，机械效率为__________(百分号前保留一位小数)。
③由表中数据可知，其他条件一定时，斜面越平缓，所需拉力越______(填“大”或“小”)，机械效率越_______ (填“高”或“低”)。
1. 4
1. 4
4. 0
93. 0%
小
低
(4)假如要你来设计该车，为了拉动质量更大的重物时比较省力，图甲中的斜面引重车的前轮应该向________(填“左”或“右”)移动。
右
返回
3. 中药房使用的杆秤，在我国有几千年的历史。如图甲所示，盘中置物，手提提纽。右移秤砣，使秤杆水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动。请你根据活动过程，回答下列问题。
(1)制作原理：杆秤是根据________________制成的。如图乙，用轻质木棒作为秤杆，细线系上一个质量为m秤砣的物体作为秤砣，空小盆挂在A点作为秤盘，在O点挂粗绳作为提纽，_____点相当于杠杆的支点。
【点拨】秤杆相当于一个杠杆，是根据杠杆平衡条件制成的；秤砣和秤盘对秤杆的力会使秤杆绕O点转动，即O点相当于支点。
杠杆平衡条件
O
(2)图乙中，秤盘内未放称量物，调节秤砣位置使秤杆水平平衡，在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记，该标记处对应的刻度为________g。
【点拨】秤盘中未放物体时，调节秤砣位置使秤杆水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应的刻度为0 g。
0
(3)图乙中，当称量物质量增大时，秤砣应向________ (填“左”或“右”)移动。
【点拨】秤杆水平平衡时，m秤砣glOB＝m物glOA，因为m秤砣、lOA不变，所以当m物增大时，lOB将变大，秤砣应该向右移动。
右
(4)为了增大杆秤量程，可采用________(填“增大”或“减小”)秤砣质量的方法。
增大
(5)该小组设计了一个测量秤砣密度的方案：在图乙中取下秤盘后，A端悬挂秤砣，在C端施加竖直向下拉力F1时，木棒水平平衡，如图丙；把秤砣浸没在一个盛有适量液体的圆柱形容器中，液体深度变化0. 02 m，液体对容器底部压强变化了160 Pa，在C端施加竖直向下拉力F2时，木棒再次水平平衡，如图丁。
已知F1：F2＝11：10。秤砣密度为___________kg/m3。(整个过程秤砣不吸液，液体未溢出，秤砣与容器底未接触，g取10 N/kg)
8. 8×103
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