第九章 机械和功【章末复习】（课件）--2025-2026学年北师大版（新教材）八年级物理下册(44页PPT)

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北师大版（新教材）物理8年级下册培优备精做课件章末复习第九章机械和功授课教师：Home .班级：八年级（---）班.时间：.
概念整合
机械和功
杠杆
滑轮
功
功率
使用任何机械都不能省功
机械效率
要素
平衡条件
分类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
做功的快慢
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
W=Fs
知识回顾
一、杠杆
1. 定义：我们把这种利用直杆或曲杆，在力的作用下绕杆上一固定点转动的简单机械叫作杠杆。
2. 杠杆的五要素
支点
O
动力 F1
阻力
F2
动力臂L1
阻力臂
L2
支点：杠杆绕着转动的固定点
动力：使杠杆转动的力
阻力：阻碍杠杆转动的力
动力臂：支点到动力作用线的距离
阻力臂：支点到阻力作用线的距离
3.杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1L1=F2L2
杠杆的分类 特点概念 实例
省力杠杆 省力费距离 L动大于L阻 开瓶器、指甲剪、羊角锤等
费力杠杆 费力省距离 L动小于L阻 镊子、筷子等
等臂杠杆 不费力也不省距离 L动等于L阻 天平等
4. 轮轴：
（1）定义：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。
（2）原理：轮轴本质上是一个可以连续转动的杠杆。动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，省力但费距离。
FR = Gr
（3）主要功能：
①省力；②改变物体的运动速度
三、功和功率
物体在力的方向上移动的距离s
功
W=Fs
作用在物体上的力F
力的作用
显出成效
单位：
1 J=1 N·m
典型不做功的三种情况
做功的快慢
功率
单位：
1 W=1 J/s
P=Fv
四、机械效率
在用动滑轮提升重物时，动滑轮对物体所做的功是有用的，是必须做的，这部分功叫作________
___________。
（W有用）
有用功
提升重物时，不可避免地要对动滑轮本身做功和克服摩擦力做功，这部分功叫作________________。
额外功（W额外）
有用功与额外功的总和叫作________________。
总功（W总）
W总=W有用+ W额外
1. 定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率，用符号η表示。
2. 计算公式：
3. 特点：
使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1，机械效率通常用百分数表示。
4. 提高机械效率的方法：
减轻机械自重;
减小机械间的摩擦(加润滑油);
允许情况下增加物重。
5. 影响滑轮组机械效率的因素：
1.滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦
（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）
2.所提升的物重
（物重增加，机械效率也提高）
3.动滑轮的自重
（减少动滑轮的重力，机械效率也提高）
1. 在日常生活中，用100N的拉力不能提起重150N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
返回
2．如图所示是家用手摇晾衣架，挂钩和晾衣杆的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦。下列分析判断正确的是(　　)
A．摇柄属于轮轴，可以省功
B．增大衣物的质量，机械效率减小
C．若绳子移动的速度为1 m/s，则晾衣杆上升的速度为4 m/s
D．晾衣杆静止时，绳子的拉力F为30N
D
返回
3. 学校食堂准备采购一批餐桌，在试坐一款一体式餐桌时，小王一坐上凳板，就发生了倾倒，为研究其原因，他和同学们一起进行了测试，发现在凳板上放上25 kg的物体时，餐桌的另一头就刚好翘起，同时测得AB间的距离为50 cm，CD间的距离为140 cm，桌面距离地面
70 cm，AC、BD为桌脚和
凳板的连接杆。
若物体放在C处，餐桌翘起时，支点是________(选填“A”或“B”)，此时该一体式餐桌是一个________杠杆，若不计凳板和连接杆的质量，餐桌的质量为________kg。为防止餐桌倾倒，请你给厂方提出一条可行的建议：__________________________________________________________________________。
A
省力
45
增大AB间的距离，同时适当减小CD间的距离(或增加
餐桌自身的重力，合理即可)　
4. 如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
如图所示
返回
5．如图甲所示是一个拔草神器，拔草时，可以把它看成一个杠杆，图乙为其简化示意图，F2为拔草时杠杆受到的阻力。请在图乙中画出：
(1)阻力F2的力臂L2。
(2)作用在C点的最小动力F1。
如图所示
返回
6. 如图所示，将重为G的物体沿光滑斜面AB和AC从底部以相同的速度匀速拉到斜面的顶端，拉力分别为F1和F2，所做功的功率分别为P1和P2，拉力所做的功分别是W1和W2，机械效率分别为η1和η2。则下列判断正确的是(　　)
A．F1＞F2
B．η1>η2
C．W1＜W2
D．P1＜P2
返回
【答案】 D
7．某工地使用起重机吊起建筑材料，起重机结构如图所示，吊臂可以看作一个________(选填“省力”或“费力”)杠杆；建筑材料被提起到最高点的过程中，立柱CA恰好竖直，吊臂OAB的粗细忽
略不计，OC∶CD＝1∶3，
费力
若B端所受的拉力为1 000N，所吊建筑材料的重力为900N，建筑材料在30 s内匀速上升了3 m，不计吊臂、钢丝绳的重力和各种摩擦，则起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力F1大小为________N，吊臂对建筑材料做功的功率为________W，起重机的机械效率为________。
4 000
90
90%
8．在工厂常使用桥式起重机搬运大型工件，如图甲所示为其简化结构，卷扬机和滑轮组安装在小车上，小车放置在水平主梁的轨道上，可以左右移动；主梁安装在钢轨上，可以前后移动。卷扬机
提供动力，通过滑轮组将大型工件
提升并实现转移。
图甲中，卷扬机竖直向上拉绳子自由端，工件M上升的s -t图像如图乙所示，该过程中滑轮组的机械效率为90%。已知工件M受到的重力为5 400N，该卷扬机受到的重力为 1 200N，不计滑轮组的绳重、轮与轴的摩擦。则卷扬机对绳子自由端的拉力为________N；
卷扬机对小车的压力为________N；卷
扬机对滑轮组做功的功率为________W。
1 500
2 700
1 200
返回
实验　探究杠杆平衡的条件
1．同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同
学们用铁架台、杠杆(已在水平位置平衡)、
质量相等的钩码等器材进行以下探究。
(1)图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的
大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆(OD＞OA＝OC)进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离________(选填“变小”“不变”或“变大”)；
②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这种情况下____________________的距离不变；
③由此初步判断________的观点是正确的。
不变
支点到力的作用线
小明
(2)明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。
实验序号 动力F1/N A 阻力F2/N B
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
① 表格中A处应填写的内容是____________；
②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是
______________________________________；
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆________端下沉。
(3)交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是__________________________________。
返回
动力臂L1/cm
动力×动力臂＝阻力×阻力臂(或F1L1＝F2L2)
左
此端力和力臂的乘积变小(合理即可)
1. 杆秤由秤杆、秤钩、提纽、秤砣等组成，小军用轻质木条、轻质挂钩、细绳、钩码自制了一个杆秤，设计图如图。
(1)设秤砣的质量为m0，小军用手提起提纽2，当秤杆水平静止时，被测物体Q和秤砣的挂点到提纽2的水平距离分别为LAB、LBC，秤杆的质量忽略不计。此时杆秤相当于一个杠杆，支点为________(选填“提纽1”或“提纽2”)处，mQ、m0、LAB、LBC应该满足这样的关系：mQ·LAB＝________；使用提纽________(选填“1”或“2”)时，杆秤的量程更大。
提纽2
m0·LBC
1
(2)若秤砣的质量为100 g，被测物体Q和秤砣的挂点到提纽2的水平距离分别为0.05 m、0.2 m(即LAB＝0.05 m，LBC＝0.2 m)，则被测物体Q的质量为________kg。
(3)若用作秤砣的钩码磨损，则杆秤测得的质量值________(选填“小于”“等于”或“大于”)被测物体的真实质量值。
0.4
大于
(4)若用手改为提起提纽1，杆秤将________(选填“顺时针”或“逆时针”)转动；为使杆秤仍水平静止，应该将秤砣向________(选填“左”或“右”)移动。
(5)用弹簧测力计替代秤砣也可以测出被测物体Q的质量，若小军沿图中虚线方向在C点向下拉弹簧测力计，最终测得被测物体Q的质量会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
顺时针
返回
左
偏大
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，通过木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)木板高端的滑轮是________(选填“定滑轮”或“动滑轮”)，能改变力的________(选填“大小”或“方向”)，其实质是一个____________。
定滑轮
方向
等臂杠杆
(2)重物沿斜面向上运动时，可以________；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________(前两空均选填“省力”或“省距离”)。此过程中斜面对重物的摩擦力________功，
斜面对重物的支持力________(后两空
均选填“做”或“不做”)功。
省力
省力
做
不做
(3)假如要你来设计引重车，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________(选填“左”或“右”)移动。
右
返回
3. 简单机械在工程实践中起着至关重要的作用，可以显著提高工程建设的效率。
(1)工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材
重力变化的图像如图乙所示，滑
轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不
计，g取10N/kg。
①若某次运送建材的质量为60 kg，则建材的重力是________N。
②若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了15 m，作用在钢绳上的拉力为300N，则拉力的功率为________W。
③当滑轮组的机械效率为80%时，运送建材的重力是________N。
600
150
800
④提升同一批建材的过程中，________(选填“有”或“没有”)省功；要提高提升该批建材的机械效率，应该________
_________。
没有
减小动滑
轮的重力
(2)将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模，用三根竖直细线a、b、c 连接，在水平面上按照“互”字型静置，上方木模呈现悬浮效果，如图丙所示，这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构原理。细线a的拉力________(选填“大于”“小于”或“等
于”)细线b的拉力，沿左右方向平移三根细线
在上方木模上的接线点，线仍竖直，线上拉
力会________(选填“改变”或“不变”)。
大于
改变
【点拨】上方木模受到细线a对它竖直向上的拉力Fa，竖直向下的重力，重力大小G＝mg，细线b和c对它竖直向下的拉力Fb和Fc，木模呈现悬浮效果，即平衡，所以Fa＝mg＋Fb＋Fc，则Fa＞Fb；以a下方的连接点为支点，根据杠杆平衡条件可得Fb·Lb＋Fc·Lc＝G·LG，如沿左右方向平移三根细线在上方木模上的接线点，
线仍竖直，但重力G的力臂LG(支点到重力作用线的距离)会发生改变，则G·LG变化，而Fb和Fc的力臂Lb、Lc不变(a、b、c同时平移)，根据Fb·Lb＋Fc·Lc＝G·LG可知Fb和Fc会发生改变，相应地Fa也会改变，即线上拉力会改变。
(3)建筑工地上，一块高40 cm、宽30 cm、厚10 cm，质量为1.5 kg的长方体砖，竖直立在水平地面上。若要照如图丁所示方向推倒它，最小的推力
为________N，在图中作出最小推
力F1的示意图和阻力臂L2，推力至
少要做________J的功。(g取 10N/kg)
4.5
如图所示
0.75