人教版物理八年级下册简单机械有答案.docx
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人教版物理八年级下册简单机械有答案
学生姓名
性别
年级
学科
物理
授课教师
上课时间
年月日
第()次课
共()次课
课时:
课时
教学课题
简单机械
教学目标
1.知道什么是杠杆,知道杠杆的平衡条件。
2.知道什么是动滑轮、定滑轮以及滑轮组。
3.掌握杠杆力臂的画法和滑轮组的连接方法。
教学重点与难点
掌握杠杆力臂的画法和滑轮组的连接方法
教学过程
知识梳理
考点一、杠杆
1、杠杆的概念:
在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
杠杆的五要素是:
支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆可以是直的硬棒,如撬棒等;也可以是弯的,如羊角锤。
2、五要素——组成杠杆示意图。
①支点:
杠杆绕着转动的点。
用字母O表示。
②动力:
使杠杆转动的力。
用字母F1表示。
③阻力:
阻碍杠杆转动的力。
用字母F2表示。
说明动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反
④动力臂:
从支点到动力作用线的距离。
用字母l1表示。
⑤阻力臂:
从支点到阻力作用线的距离。
用字母l2表示。
画力臂方法:
一找支点、二画线、三连距离、四标签
⑴找支点O;⑵画力的作用线(虚线);⑶画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷标力臂(大括号)。
3、杠杆的平衡条件:
杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动,杠杆就处于平衡状态。
要点诠释:
杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为F1L1=F2L2
4、杠杆分类:
(1)省力杠杆:
L1>L2,F1<F2
这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2,平衡时动力F1小于阻力F2,即用较小的动力就可以克服较大的阻力。
但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大,即要费距离。
如撬起重物的撬棒,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆。
(2)费力杠杆:
L1<L2,F1>F2
这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2,平衡时动力F1大于阻力F2,即要用较大的动力才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。
使工作方便,也就是省了距离。
如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这些杠杆都是费力杠杆。
(3)等臂杠杆:
L1=L2,F1=F2
这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2,平衡时动力F1等于阻力F2,工作时既不省力也不费力,如天平、定滑轮就是等臂杠杆。
考点二、滑轮
1、定滑轮:
如下图甲所示,我们可把一条直径看成杠杆,圆心就是杠杆的支点,因此,定滑轮实质是等臂杠杆。
定滑轮的特点是它的转轴(支点)不随货物上下移动。
2、动滑轮:
如下图乙所示,特点是它的转动轴会随物体上下移动,它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,它的转动轴是阻力作用点。
3、定滑轮和动滑轮的作用
使用定滑轮虽然不能省力,但可以改变用力方向,给工作带来方便。
使用动滑轮可以省力,但要多移动距离。
4、滑轮组:
①定义:
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:
使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=1/n*G。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=1/n*(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)(n为所有动滑轮上的绳子段数)
④组装滑轮组方法:
首先根据公式n=(G物+G动)/F求出绳子的股数。
然后根据“奇动偶定”的原则。
结合题目的具体要求组装滑轮。
例题精讲
1、如图所示,做出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。
【答案与解析】
分析:
作杠杆的力臂的方法是:
(1)反向延长各力(或正向延长)。
(2)过支点作延长线的垂线。
(3)标上直角符号和大括号,并标上力臂的字母。
作图如图所示。
2、下列关于动力F1力臂的作图中,正确的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】C
3、用一条长2m的扁担挑物品,前后两端分别挂有300N和200N的箱子。
要使扁担保持水平平衡,肩应离扁担前端多远?
【思路点拨】人在挑水时以肩为支点,两边水桶形成杠杆的平衡,由平衡的条件可求得答案。
【答案与解析】
要使两边平衡则有:
G1L1=G2L2--------①
由题意知:
L1+L2=2m--------------②
联立解得:
L1=0.8m
4、如图所示,杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,杠杆会( )
A.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.无法判断
【答案】A
5、如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是( )
【思路点拨】根据滑轮组绳子拉力的计算,定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点对各个选项注意分析即可。
【答案】C
6、如图所示,不计轮与轴的摩擦及滑轮的重力,物体处于平衡状态时( )
A.m1=m2B.m1=2m2C.m2=2m1D.m1=4m2
【答案】B
7、如图所示的装置中,不计滑轮摩擦,当水平向右的拉力F=5N时,物体恰能匀速的向右运动,求物体所受地面摩擦力的大小。
【答案与解析】物体匀速向右运动,说明整个装置处于平衡状态,如图甲所示为动滑轮在水平方向上的受力情况,有向右的拉力F,两段绳子对滑轮向左的拉力
(同一根绳子各处的拉力相等),滑轮匀速运动:
,则
。
8、如图所示,硬质均匀木条AO长80cm,左端与竖直墙壁连接,可以绕O点自由转动,木条的A端以细绳悬于B点,木条水平BA与木条垂直,现有一个质量为400g的小物块在木条上从O点以0.1m/s的速度无摩擦地向右匀速滑动,经与5s到达C点时,细绳恰好断裂,求:
细绳AB所能承受的最大拉力为多少?
(木条的质量及物块的体积均忽略不计)
【答案与解析】小物块移动的距离
由杠杆的平衡条件得
能力提升
1、如图所示,在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中,要使调好的杠杆重新在水平位置平衡,应在A处悬挂钩码的个数是( )
A.1个B.2个C.3个D.6个
【答案】B
2如图所示,用水平方向的力F拉绳子的一端P,使物体A以2m/s的速度向左匀速运动,此时弹簧测力计的示数为8N。
不计滑轮、绳、弹簧的测力计的重力及绳与滑轮间的摩擦,则物体A与水平面的摩擦力及2秒内P端移动的距离分别为()
A.8N,4mB.8N,8mC.16N,4mD.16N,8m
【思路点拨】要解决此题需要搞清此滑轮的种类,是动滑轮。
动滑轮由两段绳子承担摩擦力,所以绳端移动距离是物体移动距离的2倍,绳端拉力是物体与地面摩擦力的一半。
在此题中还要用到公式s=vt。
【答案】D
【解析】物体A移动的距离为:
s物=v物t=2m/s×2s=4m,
由图知,这是动滑轮,所以P移动的距离为SP=2s物=2×4m=8m
物体与地面之间的摩擦力为:
f=2F=2×8N=16N。
3、如图所示,用力F将重物匀速提起,滑轮重不计,则重物重力G与力F的关系是( )
A.F=GB.F=2GC.F=G/2D.无法确定
【答案】B
4、如图所示,通过滑轮组用100N的拉力在20s内将重为240N的物体匀速提高2m,(不计绳重和摩擦),求:
(1)绳子自由端的移动速度为多大?
(2)动滑轮重力多大?
(3)若重物再增加120N,要使重物匀速上升,作用在绳子自由端的拉力至少多大?
【思路点拨】
(1)由图示知,动滑轮和物体重由3股绳子承担着,故物体移动2m,绳子自由端移动6m;然后由速度公式求出绳子自由端的速度。
(2)由拉力大小和物体重,由平衡条件求出动滑轮的重。
(3)由物体的重、动滑轮重、由平衡条件可以求出重物增加时拉力的大小。
【答案】作用在绳子自由端的拉力至少140N。
【解析】
(1)绳子自由端移动的距离:
s绳=nh=3×2m=6m,
绳子自由端移动的速度:
答:
绳子自由端的移动速度是0.3m/s。
(2)物体匀速运动,处于平衡状态,
动滑轮重:
G动=nF-G物=3×100N-240N=60N,
答:
动滑轮重力60N。
(3)物体的重力:
G′物=G物+△G=240N+120N=360N,
绳子自由端的拉力:
5、等臂杠杆的两端各悬挂一个质量相等的实心铜球和铁球,杠杆保持平衡,如图所示。
若将两球同时没入水中,杠杆将(ρ铜>ρ铁)
A.仍保持平衡B.挂铁球的一端下降
C.挂铜球的一端下降D.无法确定
【答案】C
6、(多选题)下列说法错误的是()
A、杠杆必须是直的
B、夹煤块的火钳,医用镊子是费力杠杆
C、启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,虎口钳都属于这省力杠杆
D、杠杆可以同时省力和距离
7、如图所示,F1=4N,F2=2N,图中杠杆上每个小格代表的长度都相同,在这两个力的作用下,轻质杠杆AB将()
A.顺时针转动 B.逆时针转动
C.保持水平 D.无法判断
8、用下列简单机械,使重量同为G的物体都处于静止状态,不计摩擦、机械自重及绳的重量,其中用力最小的是()
A.
B.
C.
D.
6、【答案】AD
【解析】同学们不但要搞清楚杠杆是根据比较动力臂和阻力臂的长短进行分类,还要清楚由此确定了杠杆其它方面的各自特点。
7、【答案】B
【解析】本题容易错选C,从题意看,符合F1L1=F2L2的杠杆平衡条件,是否平衡了呢?
没有,原因是杠杆平衡要求动力和阻力的作用效果相反,就本题而言,F1的效果使杠杆逆时针旋转,杠杆若要平衡,则F2的效果应该是使杠杆顺时针旋转(F2的方向应该向下)才对,因此本题的杠杆不会平衡。
8、【答案】C
【解析】
9、用如图所示的滑轮组来提升重为700N的物体,不计动滑轮的重量及绳子与滑轮之间的摩擦,问绳子自由端的拉力应为多大?
【答案】175N
【解析】设绳子自由端的拉力为F,各段绳子所受拉力的大小情况如图所示,
根据平衡条件有F+F+2F=G,则
。
10、下表是小王“研究杠杆平衡条件”的实验中,记录的部分测量结果,请在空格处填上适当的值。
(每个钩码质量为50g,g=10N/kg)
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
0.5
8
1
4
2
6
1.5
8
请把表格中空格数据填上
(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆的左端下倾,应将杠杆右端的螺母向 (“左”或“右”)边旋一些。
使杠杆在水平位置平衡,这样的目的是 。
(2)实验中多次测量的目的是 。
(3)实验总结中,老师提出了这样一个问题:
如图杠杆处于平衡状态,若在两边钩码下再各加挂一只相同的钩码,释放后观察到什么现象?
。
(4)古希腊的学者阿基米德首先总结了杠杆平衡条件,据此,他发出了“给我一个支点,我就能撬起整个地球”的豪言,他的设想 (“有”或“没有”)道理,经过努力能实现吗?
;为什么?
。
10、【答案】2
(1)右;为了便于测量力臂,水平平衡时,根据横梁上的刻度就可以直接读出力臂的大小。
(2)得到普遍规律,避免偶然性。
(3)左边下降
(4)有;不可能;那么长的杠杆很难找到,支点很难找到。
11、请作出图中:
①物体A所受重力G的示意图;②力F的力臂L。
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