人教版八年级物理下册同步培优备课课件（新教材）第十二章 简单机械【章末复习】（61页ppt）

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人教版(新教材）物理8年级下册公开课精做课件
第十二章 简单机械
大单元整合复习
简单机械
滑轮
杠杆
定义
五要素
平衡条件
杠杆分类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
定义
公式
提高机械效
率的方法
机械效率总小于1
特点、实质
特点、规律
机械
效率
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
特点、实质
轮轴、斜面
有用功、额
外功、总功
知识结构
1.杠杆
(1)定义：如右图所示，一根硬棒，在力的作用下能绕着___________转动，这根硬棒就是杠杆。
(2)五要素：(如图)
________：杠杆可以绕其转动的点O。
________：使杠杆转动的力F1。
________：阻碍杠杆转动的力F2。
固定点O
支点
动力
阻力
重点回顾
杠杆
返回知识结构图
动力臂：从支点O到___________________的距离l1。
阻力臂：从支点O到___________________的距离l2。
(3)力臂的画法：
找出支点的位置(找点)
沿着力的方向画出力的作用线(画线)
过支点向力的作用线作垂线(作垂线)
标双向箭头和力臂的符号(标符号)
动力F1的作用线
阻力F2的作用线
重点回顾
杠杆
返回知识结构图
(4)作最小力的方法
在杠杆上找到距离支点最远的一点，即力的作用点；连接该点与支点，该线段为最大动力臂；过动力作用点作该方向与其支点连线的垂线，确定动力的方向，标上箭头及表示力的符号。
2.杠杆的平衡条件：___________(用字母表示)，这就是阿基米德发现的杠杆原理。
F1l1=F2l2
重点回顾
杠杆
返回知识结构图
3.杠杆的分类
类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
力臂的关系 动力臂_____阻力臂 动力臂_____阻力臂 动力臂_____阻力臂
力的关系 动力_____阻力 动力_____阻力 动力 ＝ 阻力
特点 _________________ 费力但省距离 不省力与距离
应用举例 电工钳、开瓶器、 撬棒、羊角锤等 镊子、筷子、钓鱼 竿等 托盘天平、定滑轮、跷跷板等
＞
省力但费距离
＜
＝
＞
＜
重点回顾
杠杆
返回知识结构图
定滑轮 动滑轮 滑轮组 图示 实质：________杠杆 实质：______杠杆
特点 可以_______________， 但_________________ 可以_______，但 _________________ 既可以______又可以_______________ 改变力的方向
不省力也不省距离
不能改变力的方向
改变力的方向
等臂
省力
省力
省力
F
F
F
F
1.滑轮
重点回顾
滑轮
返回知识结构图
定滑轮 动滑轮 滑轮组 拉力F与重力G的关系 (忽略滑轮重及摩擦) _________ ___________ _________ ___________
拉力移动距离s和物体移动距离h的关系 _________ ___________ _________ ___________
F＝G
s＝h
s＝2h
s＝2h
s＝3h
F＝ G
1
2
F＝ G
1
2
F＝ G
1
3
若滑轮组水平放置，不计滑轮重、绳重与绳的摩擦，则省力情况为F= f。(f 为物体受到的滑动摩擦力)
1
n
F
重点回顾
滑轮
返回知识结构图
2.绕线方式：
(1)从轮子数量少的滑轮开始，由里到外。
(2)定动交替，就近连接
3.轮轴与斜面
轮轴和斜面也属于简单机械，并且都是______力机械，该类机械在使用时一定会______距离。
费
省
重点回顾
滑轮
返回知识结构图
1.有用功和额外功
(1)有用功：机械对外所做的功。
(2)额外功：克服机械自重、摩擦力不可避免而做的功。
(3)总功：动力对机械所做的功。
(4)W总＝______________。
2.机械效率：_________跟_________的比值。用____表示。
有用功
总功　
η
W有用＋W额外
重点回顾
机械效率
返回知识结构图
(1)公式：_________。使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是______总功，所以机械效率总是______1。
(2)提高机械效率的方法
滑轮组：增加物重、减小动滑轮自重、减小绳子与滑轮间的摩擦等。
斜面：增大斜面倾斜程度、减小摩擦等。
W有用
W总
η=
小于　
小于
重点回顾
滑轮
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探究杠杆的平衡条件
【设计和进行实验】
1.杠杆的平衡状态：静止或匀速转动。
2.实验前杠杆平衡螺母的调节：左高向左调，右高向右调。
注：平衡后的杠杆，在实验过程中不能再调节。
实验突破
返回知识结构图
3.让支点处于杠杆中央的目的：消除杠杆自重对实验的影响。
4.调节杠杆在水平位置平衡的目的：便于测量力臂。
5.实验结论：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 。
【交流与反思】
6.测量多组数据的目的：避免偶然性，使得出的结论更具有普遍性。
实验突破
返回知识结构图
测量滑轮组的机械效率
【设计和进行实验】
1.实验原理：
2.弹簧测力计沿竖直方向缓慢拉动绳子自由端的目的：保证拉力等于弹簧测力计的示数。
η＝　　　　　
W有用
W总
Gh
Fs
＝
实验突破
返回知识结构图
3.控制变量法
(1)重物重力大小的影响：只改变钩码数量。
(2)动滑轮重力大小的影响：换用重力不同的动滑轮。
(3)······
4.实验结论：在其他条件相同时，动滑轮越重，机械效率越低；在绳子所能承受的范围内，在其他条件相同时，所吊物体越重，机械效率越高······
实验突破
返回知识结构图
5.实验中可以省去的测量工具是刻度尺：可以通过绕线的方式确定物体上升高度与拉力端移动距离的倍数关系。
6.提高机械效率的方法：增加物重、减小动滑轮重力、减小绳与滑轮间的摩擦。
7.只改变绳子绕法，不影响滑轮组机械效率。
【交流与反思】
实验突破
返回知识结构图
返回
B
1.
“筷子”中蕴含着中华民族博大精深的文化，下列四个选项中跟筷子属于相同类型的杠杆是(　　)
返回
2.
(4分) 如图所示是正在用订书机装订一沓纸的情景，订书机实际是一个杠杆。请画出：
①这沓纸受到的重力G(O′点为这沓纸的重心)；
②在A点施加的使杠杆平衡的最小动力F的示意图及其力臂l。
返回
3.
[2025湖北]如图为某款坐式推肩训练器。健身杆能绕O点处的轴上下转动，配重片可增减，人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉。下列说法正确的是(　　)
A．此健身杆是费力杠杆
B．手推N点时，配重越重，用力越小
C．配重相同时，推N点比推M点费力
D．若改变M点推力方向，力臂始终不变
C
返回
4.
如图是用滑轮组提升物体A的作业过程。物体A重力为600 N，在250 N的拉力F作用下，匀速竖直向上提升物体A的过程中，物体A上升的速度vA为0.1 m/s，单个动滑轮重为200 N。不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是(　　)
A．绳子自由端的速度v绳为0.3 m/s
B．滑轮组的机械效率η为75%
C．拉力F的功率P为100 W
D．物体A静止时也可以测出该滑轮组的机械效率
C
返回
C
1.
[2025长沙]下列属于费力杠杆的是(　　)
2.
[2025重庆]如图所示，为了防烫、防滑和操作便利，重庆小面师傅使用的捞面筷子长度达42 cm。下列描述正确的是(　　)
A．筷子捞起小面时是费力杠杆
C．筷子表面较粗糙是为了减小摩擦
B．捞面时手越靠近筷子尾端越省力
D．面条从筷子上滑落时不受摩擦力
A
返回
3.
[2025淮安二模]下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是(　　)
D
返回
4.
[2025黑龙江]如图所示，将重为G的均匀木棒竖直的悬挂于O点，在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力F，让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置，则阻力臂将　　　　，动力F将　　　　。(均填“变大”“变小”或“不变”)
变大
返回
变大
5.
[2025芜湖期中]如图甲所示，环卫人员用扫把扫地时，右手握着扫把顶端，左手推动扫把。扫地时可将扫把简化为如图乙所示的杠杆，O为支点，若F1＝
60 N，l1＝40 cm，l2＝100 cm，忽略杠杆自身的重力和空气的阻力，则阻力F2的大小为　　　　N。
24
返回
6.
(2分)[2025凉山州]如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全地取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
返回
7.
[2025上海]如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时，下列说法正确的是(　　)
A．F1＝F2＝F3
B．F2>G
C．F1和F2是一对平衡力
D．F2和G是一对平衡力
A
返回
8.
[2025深圳期末]如图甲，健身爱好者正在进行“高位下拉”训练，图乙为器材的结构简图，使用器材匀速提升配重时，以下说法正确的是(　　)
A．使用滑轮A可以省力
B．使用滑轮B可以改变力的方向
C．人下拉的力比被提起的配重所受重力大
D．配重被提升的距离比拉杆移动的距离短
D
返回
9.
[2025上海金山区期末改编]如图所示，护城河吊桥可以看作杠杆，用绳子通过滑轮可以将吊桥拉起。
(1)图中滑轮属于　　　　滑轮，使用它是为了_________________________。
(2)吊桥的支点为　　　点，在拉起吊桥的过程中阻力臂变　　　　。
定
改变力的方向
B
小
返回
10.
阅读短文，回答问题。
自行车的秘密
自行车是一种广泛使用的交通工具，其中包含了许多简单机械。
首先，自行车上常见的简单机械是杠杆。例如，车把上的刹车闸把是省力杠杆，人们可以用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的轮圈上，从而实现刹车。
其次，自行车上有多处使用了轮轴。例如，自行车上的车把是一个轮轴，实质上可以看作一个省力杠杆，通过它人们可以用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。中轴上的脚蹬和轮盘齿轮组成了省力轮轴，人们用很小的力就能驱动自行车前进。同时，后轴上的齿轮和后轮组成了费力轮轴，通过飞轮带动后轮转动，提高了车速。
除此之外，在自行车的传动系统中也广泛应用了简单机械。比如，变速自行车上后轮上的齿轮变速器组件中就有两个小齿轮，起到改变链条传动方向的作用。
总之，自行车上的简单机械包括杠杆、轮轴、滑轮等。这些简单机械的作用使得人们骑行时更加轻松和便捷。
(1)自行车上的车把是一个　　　　杠杆。
(2)变速自行车上后轮上的齿轮变速器组件中的两个小齿轮相当于(　　)
A．杠杆 B．定滑轮
C．动滑轮 D．轮轴
省力
B
(3)同样一座山，从山脚到山顶，小点同学准备骑车上山，设计了以下四种方案，其中骑行最省力的是(　　)
D
返回
11.
[2025扬州]如图，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是(　　)
A．克服动滑轮重力做的功是有用功
B．重物与人手移动的距离相等
C．重物与人手移动的速度相等
D．增加重物，动滑轮的机械效率变大
D
返回
12.
[2025眉山]一台起重机将重2 000 N的货物在10 s内匀速提高5 m，如果额外功是10 000 J，则下列说法错误的是(　　)
A．起重机做的总功是20 000 J
B．起重机的功率是1 000 W
C．起重机的机械效率为50%
D．增大货物的质量，可以提高起重机的机械效率
B
返回
13.
[2025天津改编]用如图甲的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图乙所示。第一次的额外功为900 J，不计绳重和摩擦，则(　　)
A．第一次提升重物时机械效率较低
B．第二次提升重物时的额外功较大
C．先后两次提升重物的重力之比为7∶9
D．先后两次提升重物的总功率之比为6∶5
D
返回
14.
[2025佛山一模]用图甲、乙中两滑轮组分别将物体A、B匀速提升1 m，不计绳重与摩擦，此过程相关数据如图丙所示，图乙中滑轮组所做的有用功为　　　　J；图甲中滑轮组机械效率η甲为　　　　%(结果保留至0.1%)；F甲　　　　(填
“大于”“等于”或
“小于”)F乙。
200
90.9
小于
返回
15.
[2025广元]“天宫”学习小组“探究杠杆的平衡条件”实验装置如图甲所示，每个钩码重0.5 N。
(1)调节杠杆在水平位置平衡，图乙为第1次实验的情景，则本次实验的动力臂l1是　　　cm；
(2)他们的三次实验数据如下表，分析可知，杠杆的平衡条件是　　　　　　；(用F1、F2、l1、l2表示)
10.0
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 0.5 20.0
2 2.0 15.0 3.0 10.0
3 3.0 5.0 1.0 15.0
F1l1＝F2l2　
(3)如图丙所示，人的手臂是一个杠杆，由杠杆平衡条件可知，手臂是　　　　(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
费力
返回
16.
(8分)[2025武汉期末]小训利用图示装置测量滑轮组的机械效率，下表是小训在实验过程中收集的有关数据。
序号 动滑轮重G动/N 物重G/N 物体移动的距离h/m 动力F/N 动力作用点移动距离s/m 滑轮组的机械效率η/%
1 0.5 1 0.10 0.7 0.30 47.6
2 0.5 2 0.10 1.1 0.30 60.6
3 0.5 4 0.10 2.0 0.30
66.7
(1)分析表中的数据，请在图中画出绳子的绕法。
(2)将表格中的数据补充完整。(结果保留至0.1%)
(3)在实验中，小训应当　　　　　　拉动动力作用点处的弹簧测力计。
竖直向上匀速
(4)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重变大时，额外功将　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。进一步分析可知，在动滑轮重和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与摩擦和　　　　有关。
变大
物重
返回
17.
[2025北京改编]如图所示，重600 N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物，表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，
货物所受重力G/N 货物被提升高度h/m 绳端拉力F/N 所用时间t/s
540 3 200 25
下列说法不正确的是(　　)
A.工人做功的功率为72 W
B．滑轮组对悬挂点A的拉力为920 N
C．滑轮组的机械效率为90%
D．若货物离开水平地面之前，工人用100 N的力竖直向下拉绳子，则地面对货物的支持力为200 N
D
返回
18.
[2025威海，多选]图甲为一款健身器材原理图，两滑轮均重20 N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为
80 cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。
下列选项说法正确的是(　　)
A．弹簧拉力为60 N时，绳a拉力为140 N
B．拉环向下移动10 cm，弹簧伸长10 cm
C．弹簧拉力为300 N时，拉环向下移动30 cm
D．健身器材提供的最大拉力为820 N
AC
返回
19.
[2025四川南充]如图所示，重为100 N的物体在水平拉力F为10 N的作用下，沿水平地面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12，若物体在10 s内向左移动了10 m，则拉力所做的功 为　　　　J，滑轮组有用功的功率为　　　　W。
300
12
返回
20.
[2025合肥期末]如图所示为《墨经》中记载的斜面引重车。绳子一端紧系在后轮，另一端绕过斜面顶端的滑轮与重物相连，重物通过绳子被从斜面的底端匀速拉到顶端。若物重2 000 N，斜面长2 m。高0.75 m，后轮施加在绳子上的拉力大小为1 000 N，不计绳重、滑轮与绳间的摩擦，则此过程中该斜面的机械效率为　　　　，重物受到斜面对它的摩擦力
为　　　　N。
75%
250
返回
21.
(8分)[2025河南南阳期末]如图所示，工人在建筑平台上，用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。在平台的边缘O处支放木棒，在木棒的A端吊装滑轮，在B端放置沙袋压住木棒。已知OA∶OB＝1∶3，滑轮重40 N，工人用此装置匀速提升重为500 N的建筑材料，建筑材料上升的高度为10 m，用时30 s，
木棒和绳的重力及摩擦均忽略不计。
求： (1)工人做的有用功W有用；
(2)工人所用拉力做功的功率P；
解：拉力所做的有用功W有用＝Gh＝500 N×10 m＝5 000 J。
(3)滑轮的机械效率η；(结果保留至0.1%)
(4)要保证此装置使用安全，此时在B处放置沙袋的重力至少是多少？
返回
返回
1.
[2025烟台]为了响应国家体重管理年的号召，小训为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是(　　)
A．是定滑轮，可以省力
B．是动滑轮，可以省力
C．是定滑轮，可以改变力的方向
D．是动滑轮，可以改变力的方向
C
2.
周末，小训在家进行大扫除，如图所示为小训竖直向上施力抬起沙发时的情景。已知沙发的质量为50 kg，沙发的重心在其中心位置，重心上升的高度为20 cm，g取10 N/kg。下列说法正确的是(　　)
A．沙发扶手的高度约为50 dm
B．小训抬沙发时，沙发相当于一个费力杠杆
C．在图示位置静止时，小训对沙发的力为250 N
D．小训对沙发做的功为200 J
C
返回
3.
(4分) 水碓是我国古代劳动人民的伟大发明之一，它巧妙地利用水力及杠杆原理，进行精妙的能量转换设计，是古人智慧的生动体现。图甲为水碓通过水力驱动碓头舂米的实物图。当水流推动水轮转动时，水轮横轴上的突起会依次与碓梢末端接触并施加作用力，从而带动碓杆使碓头抬起再落下实现舂米。图乙为水碓的简化结构图，请在其中完成以下问题：
(1)在B点画出碓头所受重力G的示意图；
(2)在A点画出最小动力F1的示意图。
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4.
(8分) [2025湖南]某兴趣小组了解到人长时间过度低头易对颈椎肌肉造成伤害，为研究颈椎肌肉产生的拉力大小与人低头角度变化之间的规律，设计并组装了一套如图甲所示的装置。印有头颈部照片的内盘与有刻度的固定外盘圆心均在O点，内盘可绕O点转动，以O点为支点，将整个头颈部简化为杠杆模型。θ表示人低头的角度，在A点通过细线悬挂一个重为2 N的物体模拟头颅重力，用细线垂直OB对B点施加的拉力F1模拟颈椎肌肉产生的拉力，细线对A点的拉力大小为F2。实验中通过拉力传感器测出内盘上的头颈部在不同位置平衡时F1的大小，实验数据如下表所示。
物体的重力/N 2 θ的大小/° 0 15 30 45 60
拉力传感器的示数/N 0 3.22 6.22 8.80 10.78
(1)请画出图乙中F2的力臂l(保留作图痕迹)。
(2)分析表格中的数据可知，颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而　　　　，对颈椎肌肉的影响就越大。
增大
(3)若某中学生头颅的重力为50 N，请根据表格中的数据，计算该学生低头角度为45°时，颈椎肌肉产生的拉力大小是　　　　N。
(4)请你结合以上分析，从保护颈椎肌肉的角度提出一条合理建议：________________________________________。
220
尽量减少低头的时间和角度(合理即可)
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