八年级物理下册第十二章机械效率复习课导学案新人教版.docx
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八年级物理下册第十二章机械效率复习课导学案新人教版
第十二章《机械效率》复习课
一、导疑——情境导入,提出疑问
回忆一下:
关于“简单机械”这一章我们学到哪些知识?
学习目标:
1、认识杠杆,能从常见工具和简单机械识别出杠杆。
2、知道杠杆的平衡条件及其杠杆的一些应用。
3、知道定滑轮、动滑轮、滑轮组及其作用。
4、会根据要求使用和组装滑轮组。
5、知道什么是有用功、额外功和总功。
6、理解什么是机械效率,知道提高机械效率的方法。
二、引探——自主学习,探究问题
(一)杠杆
1、定义:
在力的作用下能绕_______的硬棒称做杠杆。
2、杠杆的五要素是:
、、、、。
作
3、杠杆的平衡条件是:
,用公式可表示为:
。
4、三种杠杆:
(1)省力杠杆:
动力臂阻力臂,动力阻力;这种杠杆,省了,费了。
(2)费力杠杆:
动力臂阻力臂,动力阻力;这种杠杆,费了,省了。
(3)等臂杠杆:
动力臂阻力臂,动力阻力;这种杠杆,既也。
(二)滑轮
1、定滑轮实质上是杠杆;使用定滑轮不省,但能改变。
2、动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂倍的杠杆;使用动滑轮能省,但不能改变。
3、使用滑轮组既可以,又可以;使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重的,表达式是:
F=
(三)机械效率
1、有用功是(通常W有用=Gh);额外功是,但又的功;总功是即做的功(通常W总=FS)。
2、机械效率是跟的比值。
机械效率的公式是:
。
3、影响滑轮组机械效率的主要因素:
(竖直方向上)重物的___和动滑轮的______。
对于实际机械,机械效率总100%。
三.释疑——主动展示,阐释疑点
例1、如图所示,用一杠杆撬一块石头,杠杆上A点是动力的作用点,动力可以向上,也可以向下,还可以朝其他方向。
(a)当动力方向向下时,在图上标出杠杆的支点O;(b)在杠杆上画出撬动石块的最小动力F。
例2、如图中,甲、乙两个滑轮组都是由相同的
滑轮组合而成。
如图丙:
大轮重10N,小
轮重5N,连杆重1N。
先后用甲、乙两种
方式提起同样重的物体(G=500N),如果忽
略摩擦力和绳的重力,则下列说法正确的
是()
A、F1=129NF2=133N
B、F1=129NF2=129N
C、F1=133NF2=133N
D、F1=133NF2=129N
例3、如图,用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体,物体竖直上升了1m,人拉绳的力为250N。
求:
滑轮组的机械效率为多少?
动滑轮重多少?
(不计绳重和摩擦)
例4、物体G在拉力F的作用下作匀速直线运动,拉力F为50N,物体向左移动了2m,
物体与地面间的摩擦力为120N。
求:
⑴滑轮组对物体做的功;⑵拉力F做的功;⑶滑轮组的机械效率。
例5、某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。
次数
钩码重
G/N
钩码上升
高度h/m
有用功
W有/J
测力计
拉力F/N
测力计
移动距离
s/m
总功
W总/J
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.1
0.4
1.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5
0.55
(1)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:
使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越。
(2)第3次实验中所做的有用功是J,机械效率是。
(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功(填“增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知:
滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。
(4)综合上述结论,提高机械效率的方法有增大有用功,额外功(填“增大”或“减小”)
四.启思——归纳总结,提炼方法
1、杠杆上的动力和阻力:
根据动力和阻力的关系,可知它们使杠杆转动的方向是的,若动力使杠杆做顺时针转动,则阻力就使杠杆做转动。
2、力臂的方法:
先找到点,再画出力的线,作支点到力的作用线的,再画出垂直的符号即可。
3、求作杠杆上最小动力的方法:
求作最小动力问题,就是转化为找最长力臂问题,此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大。
(1)在杠杆上找一点,使这点到支点的距离;
(2)动力方向应该是过该点且和该连线的方向。
4、讨论杠杆动态变化问题的方法:
由杠杆的匀速转动来研究动力大小的变化。
因为杠杆是匀速转动的,所以在杠杆转动过程中遵循(杠杆的平衡条件),分析要用到控制变量法,确定不变量,然后分析所研究量与变量的关系。
5、奇动偶定原理:
使用滑轮组时,直接承担重物的绳子
段数为n。
若n为偶数时,则绳子的固定端挂在滑轮上;若n为奇数时,则绳子的固定端挂在
滑轮上。
确定绳子的股数:
数上绳子的根数。
6、当定滑轮、动滑轮、滑轮组水平使用时,有用功是克服物体所受阻力f做的功,额外功是克服滑轮摩擦、滑轮重及绳重做的功,总功仍是动力所做的功。
7、机械效率分为滑轮类,斜面类,杠杆类以及简单机械组合类,组合类机械效率等于各机械效率之积。
五、精练——当堂训练,提升能力
一、选择题
1、如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是 ()
A B C D
2、下列关于简单机械的理解,正确的是 ()
A、吃饭用的筷子是个省力杠杆
B、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
C、使用杠杆,就是为了省力
D、使用定滑轮不省力,但可以省距离
3、园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近,这样做的目的是为了
()
A、增大阻力臂,减小动力移动的距离
B、减小动力臂,减小动力移动的距离
C、增大动力臂,省力
D、减小阻力臂,省力
4、如图所示,在已调节水平位置平衡的杠杆的左边挂一个钩码,下列操作中能使杠杆在水平位置
重新平衡的是 ( )
A、在位置2挂6个相同的钩码B、在位置4挂2个相同的钩码
C、在位置4挂4个相同的钩码D、在位置6挂2个相同的钩码
第4题图 第5题图
5、如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,杠杆保持平衡。
若弹簧测力计逐渐向右倾斜,仍然使杠杆保持平衡,拉力F的变化情况是()
A.变小B.变大C.不变 D.无法确定
6、如图表示,下列简单机械中,省距离的是 ( )
7、如图,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向下的动力,使该杠杆在水平位置保持平衡。
若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置平衡,则 ( )
A、动力臂增大,动力增大B、动力臂增大,动力减小
C、动力臂减小,动力减小D、动力臂减小,动力增大
8、如图所示,不计绳重及摩擦,把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N,则关于该动滑轮的说法中错误的是 ( )
A、动滑轮重4NB、使用该动滑轮要费距离
C、该动滑轮的机械效率为80%D、提升物体的速度越快,机械效率越高
第7题图 第8题图 第9题图
9、如图所示,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在:
10s内匀速上升了lm。
已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中 ()
A、拉力F做的有用功是800JB、拉力F
的功率是80w
C、绳子自由端被拉下3mD、滑轮组的机械效率是60%
10、如图所示,拉力F将重为100N的物体匀速拉到4m高的斜面顶端,所用时间为20s,克服摩擦所做的额外功为100J。
下列说法中正确的是 ( )
A.整个过程中克服物体重力做的功为400J
B、整个过程中拉力
F做的总功为400J
C、斜面的机械效率为80%
D、拉力F的功率为20W
第10题图 第12题图
11、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、做功多的机械,机械效率一定高
C、效率高的机械,功率一定大
D、做功快的机械,功率一定大
12、李华同学利用如图装置提起水中的物块,下列判断正确的 ( )
A、装置中
的滑轮是定滑轮B、装置的机械效率可以达到100%
C、装置中的AOB是省力杠杆D、物块上表面露出水面前,所受浮力不断减小
13、如图所示,杠杆AOB为A端挂重为GA的物体,B端挂重为GB的物体,杠杆平衡时AO处于水平位置,若AO=BO,
杠杆自重不计,则GA和GB的大小关系是()
A、GA>GBB、GA=GB
C、GA 二、填空题 14、如图所示,一根粗细均匀的杠杆,等距标注了刻度,可绕A端转动,当在B处施加30N竖直向上的拉力F时,杠杆刚好平衡,则杠杆自重为 N。 第14题图 第15题图 第17题图 15、如图所示,用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体,在物体上升2m的过程中,人所用的拉力为125N,则此滑轮组的机械效率为 。 16、一台起重机将重3600N的货物提高5m的过程中,货物的重力势能 (填“增加”、“减少”或“不变”),如果总功为30000J,则起重机的机械效率为 。 17、如图所示,OA=AB=10cm,重物G=20N。 要使杠杆平衡,FB= N。 此杠杆属于 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。 若将重物向O点移动,要使杠杆仍然保持平衡,则FB (选填“变大”、“不变”或“变小”)。 18、如图所示,用F为30N的拉力,通过滑轮组拉着重为300N的物体,在水平面上以0.5m/s的速度向左做匀速直线运动。 则物体受到的摩擦力大小为 N,拉力F的功率为 w。 (不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力) 第18题图 第19题图 第20题图 19、小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,将重为120N的物体匀速提高了4m,若机械效率为80%,不计绳重及摩擦,则每个滑轮重为 N。 20、利用如图所示的斜面提升物体可以 (选填“省力”或“费力”)。 用平 行于斜面的拉力,将重为5N的物体从斜面底端匀速拉上斜面,物体移动的距离为1m,上升的高度为0.2m。 已知斜面的机械效率为50%,则拉力大小为 N。 三、作图题 21、在图中画出F的力臂l1。 22、图中是活塞式抽水机的示意图。 其手柄相当 于一个杠杆,O是支点。 请画出阻力F2对支点0的力臂L2: ;并画出在a点施加的最小动力F1的示意图。 23、请你在下图 中画出用滑轮组提升重物的最省力的绕绳方法。 第21题图第22题图第23题图 四、实验探究题 24、下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。 (每个钩码重0、5N) (1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平螺母向 (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡 (2)如图甲所示,①在杠杆A点处挂4个钩码,则在B点处应挂 个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡。 ②把B点处的钩码取下,在B点处施加一个竖直向下的拉力F N时,杠杆仍然在水平位置平衡,当拉力F向右倾斜时,仍要保持杠杆在水平位置平衡,拉力F的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。 原因是 。 (3)如果小王又进行了如图乙所示的探究,考虑杠杆 的影响,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时,则弹簧测力计的示数应大于 N 25、某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验,先用弹簧测力计测量钩码的重力G(如图甲),再按图乙所示连接方式组装好滑轮组,并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。 (1)图甲中弹簧测力计的示数为 N。 (2)图乙中,为了测量绳子自由端的拉力F,A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的是 (选填“A”或“B”)同学的方法。 (3)按照正确的测量方法,测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F (选填“>”、“<”或“=”) 。 (4)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是为了 。 26、某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动 物块,收集了下表中的实验数据: 实验 次数 斜面的倾斜程度 物块重力 G/N 斜面高度 h/m 拉力 F/N 斜面长度 s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% (1)分析表中的数据可得出: 在其他条件一定时,斜面越缓越 (选填“省”或“费”)力;斜面越陡,机械效率越 (选填“高”或“低”); (2)该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5m和1m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4.5N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为 ; (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出,斜面的机械效率与 和 有关。 五、综合应甩题 27、如图所示,工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼,沙子的质量为50kg,装沙子的桶的质量为8kg,动滑轮的质量 为2kg,工人匀速拉绳子的力为300N。 (忽略摩擦和绳重,g取10N/kg)求: (1)工人做的总功; (2)工人做的额外功。 28、如图所示是迫击炮供弹车。 钢缆绳以大小为100N的拉力F使炮弹匀速升高2m,若炮弹重为150N,求: (1)滑轮组提升炮弹所做的有用功; (2)拉力F做的总功; (3)滑轮组的机械效率。 29、某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。 升降机货箱的重力是400N,g取10N/kg。 不计滑轮和钢丝绳的重力,不计摩擦。 试求: (1)已知大理石的密度是2.8×103kg/m3,每块大理石的体积是1.0×10-2m3,则每块大理石的重力是多少? (2)如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N,则该升降机一次最 多能匀速提升多少块大理石? (3)某次提升中,升降机在1min内将货物匀速提升了15m,钢丝绳的拉力是2000N。 则钢丝绳的拉力的功率是多少?
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