八年级物理简单机械知识点及练习.docx
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八年级物理简单机械知识点及练习
第十二章简单机械
一、杠杆
一、杠杆
(一)杠杆
1.定义:
在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。
2.杠杆五要素:
五要素
物理含义
支点
杠杆绕着转动的点,用“O”表示
动力
使杠杆转动的力,用“F1”表示
阻力
阻碍杠杆转动的力,用“F2”表示
动力臂
从支点O到动力F1作用线的距离,用“l1”表示
阻力臂
从支点O到阻力F2作用线的距离,用“l2”表示
3.要点透析
(1)杠杆的支点一定要在杠杆上,可以在杠杆的一端,也可以在杠杆的其他位置;
(2)动力和阻力是相对而言的,不论动力还是阻力,杠杆都是受力物体,跟杠杆发生相互作用的物体都是施力物体;
(3)动力作用点:
动力在杠杆上的作用点;
(4)阻力作用点:
阻力在杠杆上的作用点;
(5)力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,它是点到线的距离而不是点到点的距离;
(6)力臂有时在杠杆上,有时不在杠杆上,如果力的作用线恰好通过支点,则力臂为零;
(7)力臂的表示与画法:
过支点作力的作用线的垂线;
(8)力臂的三种表示:
根据个人习惯而定
【例1】下列关于杠杆的一些说法中,正确的是()
A.杠杆必须是一根直棒B.杠杆一定要有支点
C.动力臂就是支点到动力作用点的距离D.当力的作用线通过支点时,力臂最大
(二)杠杆的平衡条件
1.杠杆平衡:
杠杆静止或匀速转动都叫做杠杆平衡。
2.实验探究:
杠杆的平衡条件
实验
序号
动力
F1/N
动力臂
l1/cm
动力×动力臂
N·cm
阻力
F2/N
阻力臂
l2/cm
阻力×阻力臂
N·cm
1
0.5
20
10
1.0
10
10
2
1.5
20
30
1.0
30
30
3
2.0
20
40
4.0
10
40
探究归纳:
只有动力×动力臂=阻力×阻力臂,杠杆才平衡。
3.杠杆平衡条件表达式:
动力×动力臂=阻力×阻力臂,即
;公式表示为:
,即
.应用公式时单位要统一。
【例2】图2是研究杠杆平衡条件的实验装置,要使杠杆在图示位置平衡,在A处钩码应挂
A.6个B.3个C.2个D.1个
【例3】三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详,如图所示,甲图中和尚们商量出新的挑水方案:
胖和尚一人挑两小桶,瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶.以下说法中不正确的是( )
A.乙图中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离
B.乙图中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将后面水桶B往前移动一点距离
C.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以将水桶往前移动一点距离
D.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以让瘦和尚往前移动一点距离
(三)生活中的杠杆
杠杆类型
力臂关系
平衡时力的关系
优缺点
应用
省力杠杆
l1>l2
F1 省力,费距离 撬棍、瓶起子等 费力杠杆 l1 F1>F2 省距离,费力 镊子、钓鱼竿等 等臂杠杆 l1=l2 F1=F2 不省力,不省距离 天平,定滑轮等 【例4】一直杆可绕O点转动,杆下挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟直杆垂直且作用于OB中点的力F,使直杆由竖直位置慢慢转到水平位置,这个过程中这个直杆() A.始终是省力杠杆B.始终是费力杠杆 C.先是省力杠杆,后是费力杠杆D.先是费力杠杆,后是省力杠杆 (四)、总结归纳 1.知识要点归纳 A.一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是杠杆。 支点——杠杆绕着转动的点;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。 当杠杆在动力和阻力作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。 B.杠杆的平衡条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂或F1L1=F2L2 C.杠杆的应用 省力杠杆: L1>L2F1<F2省力费距离; 费力杠杆: L1<L2F1>F2费力省距离; 等臂杠杆: L1=L2F1=F2不省力、不省距离,能改变力的方向。 等臂杠杆的具体应用: 天平。 许多称质量的秤,如杆秤、案秤,都是根据杠杆原理制成的。 2.做题方法技巧 正确理解力臂概念是学好杠杆的基础,要正确理解力臂,需明确力的作用点和作用线,力的作用点一般是指动力或阻力的施力物体与杠杆的接触点,作用在杠杆上;力的作用线是通过力的作用点沿力的方向所画的线。 力臂是从支点到力的作用线的垂线段,是点到线的距离,不是点到点的距离。 练习: 1、杠杆定义: 一根硬棒,在力的作用下能够绕着转动的叫杠杆。 2、杠杆五要素: 支点指;动力是杠杆转动的力; 阻力是杠杆转动的力;动力臂是到的距离;阻力臂是 到的距离。 3、杠杆平衡的条件: 4、杠杆其特点可分为: 、、 5、杠杆的定义: 在力的作用下能够绕着转动的叫杠杆。 6、杠杆的五要素: 支点(): 指; 动力(): 是; 阻力(): 是杠杆转动的力; 动力臂(): 是到的距离; 阻力臂(): 是到的距离。 7、画出下面杠杆的动力臂与阻力臂 (简记: 一找点、二画线、三作垂线段)温馨提示: 不论动力、阻力,都是杠杆受的力 8、杠杆的平衡条件: 。 9、在探究杠杆平衡条件时,某同学得到一组实验数据“F1=2N,L1=3cm,F2=3N,L2=2cm”,由此他归纳得出杠杆平衡条件为: F1+L1=F2+L2,请问该结论是否正确,为什么? 10、A.省力杠杆: 动力臂_____阻力臂的杠杆,杠杆平衡时,动力_______阻力。 B.等臂杠杆: 动力臂_____阻力臂的杠杆,杠杆平衡时,动力_______阻力。 C.费力杠杆: 动力臂_____阻力臂的杠杆,杠杆平衡时,动力_______阻力。 11、两个小孩坐在跷跷板上,当跷跷板处于平衡时() A、两个小孩的重力一定相等B、两个小孩到支点的距离相等 C、轻的小孩离支点近一些D、重的小孩离支点近一些 12、在用扳手拧生锈的螺母时,工人师傅在扳手柄上套一节铁管,这样就能比较容易地拧下螺母,这样做的物理原理是: () A、减小阻力B、增大动力 C、增大动力臂以增大动力D、增大动力臂减小动力 13、铡刀铡草时的示意图,请画出动力F的力臂(用L表示)。 14、如图所示,F1是作用在抽水机手柄A点处的动力,O为支点。 请画出动力F1的力臂L1 15、如图所示,O是杠杆的支点,在图中画出动力F1的力臂 16、如图所示,100N的均匀木棒AB在细绳拉力作用下保持静止。 请在图中画出木棒所受拉力的力臂L及所受重力的示意图。 17、如图所示,当支架上刻度相等的杠杆处于静止状态时,弹簧秤的示数为29.4牛,则每个钩码的重是________。 若把弹簧秤移至D处竖直向上拉杠杆,使杠杆重新平衡。 此时弹簧秤的示数为________牛。 二、滑轮 (一)定滑轮和动滑轮 1.滑轮: 周边有槽,能绕轴转动的小轮。 (滑轮的实质是变形的杠杆) 2.定滑轮: 滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮。 3.动滑轮: 滑轮的轴随物体一起运动,这样的滑轮叫做动滑轮。 4.定滑轮与动滑轮的特点: (1)定滑轮可以改变力的方向,但不省力; (2)动滑轮可以省一半力,但不能改变用力的方向。 5.使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动) 种类 图示 表达式 定滑轮 F=G F=f,f为物体A所受的摩擦力 动滑轮 【例5】如图所示,滑轮上挂一重10N的物体A,当滑轮在力F的作用下向上匀速上升时,滑轮的速度为重物A上升时速度的,力F应为N(滑轮和绳重及摩擦力均不计)。 (二)滑轮组 1.滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的,可以达到既省力又改变力的方向的作用效果。 2.滑轮组省力情况的确定方法: 在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下,使用滑轮组时,滑轮组用几股绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。 如图所示。 【例6】如图所示的滑轮或滑轮组将同意重物G均匀提高h高度,最省力的是() (三)轮轴和斜面 1.轮轴: 由一个轴和一个大轮组成,能省力和改变力的方向,实质是一个可以连续转动的杠杆。 (方向盘、水龙头等)轮轴的公式: 轮轴既省力又改变力的方向,但费了距离。 2.斜面: 斜面是一种可以省力的简单机械,却费距离。 理想情况下斜面公式: Fl=Gh 斜面长(l)是斜面高(h)的几倍,所用的拉力F就是物重G的几分之一。 【例7】斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,工人师傅小波和小新分别用如图甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是() A.甲方法不可以省力,但能省功 B.甲方法可以省力,也能省功 C.乙方法可以省力,但不能省功 D.乙方法可以省力,也能省功 练习: (1)、定滑轮是指固定不动的滑轮,使用定滑轮省力,但可以。 (2)、动滑轮是指随一起运动的滑轮,使用动滑轮可省力,但不能。 (3)、滑轮组由和组成,使用滑轮组既可以,又能。 (4)、其他省力的机械还有: 、 第3节机械效率 1、有用功: 定义: 对人们有用的功。 公式: W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总 斜面: W有用=Gh 2、额外功: 定义: 并非我们需要但又不得不做的功。 公式: W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组) 斜面: W额=fL 3、总功: 定义: 有用功加额外功或动力所做的功 公式: W总=W有用+W额=FS= 4、机械效率: 定义: 有用功跟总功的比值。 公式: 定滑轮: 动滑轮: 滑轮组: 5、有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。 通常用百分数表示。 某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。 6、提高机械效率的方法: 减小机械自重、减小机件间的摩擦。 7、机械效率的测量: (1)原理: (2)应测物理量: 钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。 (3)器材: 除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。 (4)步骤: 必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的: 保证测力计示数大小不变。 (5)结论: 影响滑轮组机械效率高低的主要因素有: ①动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。 ②提升重物越重,做的有用功相对就多。 ③摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。 8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率 简单机器中考题汇编 一、填空题 1.人直接用F1的力匀速提升重物,所做的功 是W1,,若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度则人的拉力为F2,所做的功是W2 A.F1一定大于F2B.F1一定小于F2C.W2一定大于W1D.只有F2大于F1,W2才大于W1 2.图5的剪刀剪纸机械效率为80%,这表示 A.若作用在剪刀的动力是1N,则阻力是0.8N B.若作用在剪刀的阻力是1N,则动力是0.8N C.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.2J的功用于剪纸 D.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.8J的功用于剪纸 3.下列工具中,使用时属于费力杠杆的是( ) A. 核桃夹 B. 羊角锤 C. 筷子 D. 起子 4.如图所示,O为杠杆MN的支点,OM: ON=3: 4,物块A和B分别挂在M、N两端,杠杆恰好平衡,已知物块A、B的体积之比为2: 1,则A、B两物体物质的密度之比是( ) A. 3: 2 B. 4: 3 C. 2: 3 D. 3: 4 5.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,左端下沉 C. 杠杆不能平衡,右端下沉 D. 无法判断 6.如图所示,小明用一可绕O点转动的轻质杠杆,将挂在杠杆下的重物提高,他用一个始终与杠杆垂直的力F,使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置,在这个过程中此杠杆( ) A. 一直是省力的 B. 先是省力的,后是费力的 C. 一直是费力的 D. 先是费力的,后是省力的 7.如图所示,工人用滑轮或滑轮组提升重物,每只滑轮质量均相同,若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子与滑轮间的摩擦),下列说法正确的是( ) A. 使用C滑轮组与使用D滑轮组一样省力 B. 使用D滑轮组最省力 C. 其中机械效率最高的是使用C滑轮组 D. 其中机械效率最高的是使用B滑轮 8.如图所示的滑轮组,每个滑轮重为20N,绳重及摩擦不计.用它匀速提升重为100N的物体,所用的拉力F是( ) A. 50N B. 60N C. 70N D. 120N 9.皮划艇是我国奥运优势项目之一,如图所示,比赛中运动员一手撑住浆柄的末端(视为支点),另一手用力划浆.下列说法正确的是() A. 为省力,可将用力划浆的手靠近支点 B. 为省力,可将用力划浆的手远离支点 C. 为省距离,可将用力划浆的手远离支点 D. 将用力划浆的手靠近支点,既能省力又能省距离 10.把质量相等的A、B两物体挂在图6所示的滑轮组下而,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后() A.A上升 B.A下降C.A、B均静止D.无法判断 第8题图第9题图第10题图 二、填空作图题 11.图19是手臂的简化图,手托住重物时,肌肉对前臂的拉力沿图中ab线。 (1)在图中画出重物对手的压力 (2)画出肌肉对前臂的拉力方向 (3)画出拉力的力臂 (4)根据公式_____判断肌肉对前臂的拉力_____重物对手的拉力(选填“大于”、“等于”、“小于”)。 12.以O为支点质量忽略不计的杠杆挂上10N重物A,杠杆同时还受另一个大小与FA不等、竖直向上的力FB作用,处于平衡.在图9中画出 (1)FA的力臂lA; (2)FB的示意图并标示它的大小. 13.如图中搬运砖头的独轮车,使用时可视为 (选填“省力”或“费力”)杠杆: 若车厢或砖头所受的总重力G为1000N(车架所受重力忽略不计).独轮车的有关尺寸如图,推车时,人手向上的力F的大小为 N. 14.使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度,提高工作效率. (1)如图甲,工人在铺设电缆时,要在转弯处安装一组导向轮,这组导向轮属于(选填“动滑轮”或“定滑轮”) (2)如图乙,尖嘴钳是常用的电工工具,刀刃部分靠近转动轴,这是为了,从而在使用时更加省力. 15.根据题中所给出的滑轮,请在图1中用划线方法画出绕法.(要求所给的滑轮都利用) 16.如图所示的杠杆中,已知动力F1和阻力臂L2,请你作出动力臂L1和阻力F2. 17.如图2所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,F1表示手对钓鱼竿的作用力,F2表示鱼线对钓鱼竿的拉力,请在图中画出力F1,F2的力臂L1,L2. 第15题图第16题图第17题图 三、 实验探究题 18.如题18图所示,利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、数量足够的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件。 (1)实验前杠杆如图所示,为使杠杆处在平衡状态,应将杠杆右端的平衡螺母B向(选填“左”或“右”)调。 (2)记录实验数据的表格如下表,请将表头栏目、实验所记录的数据补充完整。 实验次数 动力臂L1/m 阻力F2/N 1 2 0.3 3 0.2 2 4 0.4 8 3 5 6 0.25 19.小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卡,它们都想多分点。 小猴提出分配方案: 将胡萝卜放在三角形石块的尖端,调节胡萝卜位置,使胡萝卜静止时保持水平,然后沿支点处竖直切开,各拿一份,如图甲所示。 小白兔说: “我要长的那一头! ”,小猴却暗自高兴。 (1)从质量角度来看,小猴有没有吃亏? 答: (2)从图乙可看出,造成上述现象的原因是: A端重力的力臂(选填“大于”、“小于”或“等于”)B端重力的力臂根据杠杆平衡的条件可得出: A端的质量(选填“大于”、“小于”或“等于”)B端的质量。 20.在探究“杠杆平衡条件”实验中 (1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,目的是。 (2)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上个钩码,使杠杆在水平位置平衡。 (3)她改用弹簧测力计在乙图中的C位置斜下拉,若每个钩码重2N,当杠杆在水平位置平衡时,测力计示数将(填“大于”“等于”或“小于”)2N. 第20题图第21题图 21.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆尺、支架、细线、质量相同的钩码若干. (1)将杠杆装在支架上,发现杠杆右端下沉,此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向 调. (2)某同学进行正确的实验操作后,能不能根据图(甲)这一组数据得出探究结论? (填“能”或“不能”).理由是 . (3)如图(甲)所示,杠杆在水平位置平衡.如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆 (填“左”或“右”)端将下沉. (4)如图(乙)所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉.当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,若使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填: “变大”、“变小”或“不变”),其原因是: . 23.小聪估测书包重量,现有细绳、重量可忽略的长硬棒、刻度尺、一瓶600mL的水,空瓶 的质量忽略不计. (1)这瓶水的质量m____,重量G.(1mL=lcm3,水的密度是1g/cm3,g=10N/kg) (2)手提细绳,如图21,若硬棒水平静止.在图中标示需要测量的长度. (3)书包重量约为____(用上述求得及所测得的物理量符号表示). (4)若测量中硬棒挂书包一端下沉,你有什么办法让硬棒恢复水平平衡? 答案: 答案: 1.C,2.D,3.C,4.C,5.C,6.B,7.D,8.B,9.B,10.B 11.(4)F1l1=F2l2大于12 13.省力,300,14.定滑轮,减小阻力臂 15 18. (1)水平;右; (2)①动力F1/N②阻力臂L2/m;③0.2;④0.3 19. (1)小猴没有吃亏 (2)小于(3)大于 20. (1)便于在杠杆上直接读取力臂,同时使杠杆的重心在支点上 (2)4(3)大于 21.左,不能,实验次数太少,得出的结论具有偶然性,变大,其力臂变小
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