北京课改版 八年级全 第五章 简单机械 章末复习学案 有答案

第五章章末复习
一、杠杆
1．定义：我们把绕固定点________的棒、杆或硬件等叫作杠杆。
2．五要素
图1－F－1
(1)支点：杠杆____________的固定点，如图1－F－1中O点。
(2)动力：________________的力，如图中F1。
(3)阻力：________________的力，如图中F2。
(4)动力臂：从______________的距离，如图中L1。
(5)阻力臂：从______________的距离，如图中L2。
3．平衡条件
(1)文字表达式：___________________________________________________________。
(2)字母表达式：___________________________________________________________。
4．三种杠杆的分类
名称
特　征
特　点
应用举例
省力杠杆
　动力臂______阻力臂
　省力、______距离
　撬杠、铡刀、动滑轮、________、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等
费力杠杆
　动力臂______阻力臂
　______力、省距离
　缝纫机踏板、______、人的前臂、理发剪刀等
等臂杠杆
　动力臂______阻力臂
　不省力、不费力
　________、定滑轮等
二、滑轮
1．定滑轮的特点：可以______________，但不能 ________；即F________G, s________h。定滑轮实质是一个________杠杆。
2．动滑轮的特点：可以________，但不能____________________；即F＝________G, s＝________h(在忽略滑轮重、绳重和摩擦的情况下)。动滑轮实质是一个________________________________________________________________________。
3．滑轮组的特点：既可以________，又可以____________________。
关系：在忽略绳重、滑轮重和摩擦的情况下，动滑轮上有几根绳子承担物重，所用拉力就是物重的________，即____________；绳端移动的距离就是物体上升高度的几倍，即________。
三、轮轴
1．定义：由轮和轴组成，能绕共同轴线________的简单机械叫轮轴。
2．工作特点：动力作用在轮上是________(选填“省力”或“费力”)机械；动力作用在轴上是________(选填“省力”或“费力”)机械。
3．生活中常见的轮轴类机械有________和________等。
定滑轮、动滑轮、滑轮组的区别与联系
名称
定义
实质
特点
图示
定滑轮
　轴固定不动的滑轮
等臂
杠杆
　使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向
动滑轮
　轴随物体一起运动的滑轮
　动力臂为阻力臂二倍的杠杆
　使用动滑轮能省一半的力，但费一倍距离，且动滑轮不能改变力的方向
滑轮组
由定滑轮和动滑轮组合而成
　①在忽略摩擦和绳重的情况下，使用滑轮组时，重物和动滑轮总重由几根绳子承担，提起重物所用的力就等于总重的几分之一，即F＝；
　②可以达到既省力又可以改变力的方向的目的，但同时要费距离
命题点1　杠杆的分类
图1－F－2
(1)图1－F－2中，剪铁丝的钳子是________杠杆。
(2)人手握着覆盖橡胶外皮的把手部分，橡胶上刻有凹凸不平的花纹，这些花纹是为了________(选填“增大”或“减小”)摩擦。
命题点2　杠杆的分类
图1－F－3
如图1－F－3所示，撬杠一端压在大石头下面，如果在撬杠另一端施加向下的压力可以撬动大石头。这个压力是________(选填“动”或“阻”)力，这时撬杠是________杠杆；如果在撬杠另一端施加向上的压力________(选填“能”或“不能”)撬动大石头，这个压力是________(选填“动”或“阻”)力，这时撬杠是________杠杆。
命题点3　杠杆的应用
图1－F－4
(1)如图1－F－4所示，这个物体叫________，是我们早先用来测量________的工具。
(2)此工具在挂钩附近有两个提纽，通常情况下提更重的物体，应使用离挂钩________(选填“远”或“近”)的提纽。
命题点4　轮轴
图1－F－5
图1－F－5中的辘轳是典型的________，它是一个可以连续________的杠杆，它的________在转轴线上，动力作用在________上，可以省力。
命题点5　滑轮
图1－F－6
(1)如图1－F－6所示，左图中，旗杆顶部的滑轮为________滑轮，实质是一个______杠杆，其优点在于可以改变_________________________________________。
(2)在右图中，建筑工人所提桶的上方的滑轮为________滑轮，实质是一个________________________杠杆，其优点在于可以__________。(不计滑轮重、绳重和摩擦)
实验　探究杠杆的平衡条件
(1)理解杠杆平衡：杠杆________或________转动。
(2)实验装置：如图1－F－7所示。
图1－F－7
(3)进行实验：①调节杠杆两端的__________，使杠杆在________位置平衡，目的是消除杠杆________对杠杆平衡的影响。
②实验过程中移动钩码位置使杠杆再次在________位置平衡，目的是便于从杠杆上直接读出________，记录数据。
③改变力和力臂数值，再做几次实验。
(4)得出结论：____________________________(文字表达式)。写成公式为____________________或____________________。
(5)评估交流：①实验结束后，有的同学发现，杠杆的平衡条件也可以表达为“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”，你同意这个观点吗？请说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
图1－F－8
②为了方便确定力的大小，如图1－F－8所示，有的同学想到用弹簧测力计来代替钩码直接读取示数。开始用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆保持水平平衡。他们发现若使弹簧测力计逐渐向右倾斜仍然保持杠杆水平平衡，拉力F就变大了，你认为原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
?类型一　杠杆类型的识别
1．2019·北京 如图1－F－9所示的用具中，在使用时属于费力杠杆的是(　　)
图1－F－9
2．2018·大兴一模 如图1－F－10所示的工具中，使用时属于省力杠杆的是(　　)
图1－F－10
?类型二　力臂的识别及其画法、最小力问题
3．2019·海淀二模 如图1－F－11所示，OA是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆A端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且AB⊥OB、OA⊥BC。则线段________(选填“AB”“BC”或“OB”)表示力F的力臂。
图1－F－11
4．2017·东城一模 图1－F－12为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是(　　)
图1－F－12
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
5．2018·朝阳二模(多选) 如图1－F－13所示，O为杠杆的支点，杠杆在重物G和力F1的作用下处于水平位置并且平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是(　　)
图1－F－13
A．F1G
C．F1＝F2 D．F1>F2
6．2016·东城二模 请在图1－F－14中画出拉力F1的力臂。
图1－F－14
?类型三　滑轮
7．2017·海淀期末 用相同的滑轮和绳子分别组成如图1－F－15所示的甲、乙两个滑轮组，挂钩上都吊着相同的物体，把物体匀速提升相同的高度，绳子自由端受到的拉力大小分别为F1和F2。若不计绳重及摩擦，下列说法中正确的是(　　)
图1－F－15
A．F1＝F2 B．F1>F2
C．F18．2019·朝阳二模 小阳站在地面上，要利用两个滑轮组装成的滑轮组将重物提升到楼上。请在图1－F－16中画出省力的滑轮组绕绳方法。
图1－F－16
?类型四　杠杆平衡条件的应用
9．2019·房山一模 图1－F－17是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO∶OB＝3∶2，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为100 N，悬挂在B端的配重所受的重力为70 N。当杠杆AB在水平位置平衡时(不计杆重和绳重)，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F大小为(　　)
图1－F－17
A．80 N B．100 N C．150 N D．220 N
10．2019·西城二模 如图1－F－18所示，轻质硬杆MN长25 cm。用细线把金属块甲和金属球乙分别拴在杆的两端，在距M点10 cm处的O点支起MN时，杆MN处于水平平衡。不计细线的质量，若将金属块甲和金属球乙同时向支点O移动5 cm，则杆MN(　　)
图1－F－18
A．仍处于水平平衡
B．挂金属块甲的一端上翘
C．挂金属球乙的一端上翘
D．无法确定
?类型五　探究实验
11．2018·北京 小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图1－F－19甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)端调节。杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了两个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂________个钩码。
图1－F－19
12．2017·北京 实验台上有满足实验要求的器材：弹簧测力计 1 个， 重为 1 N 的钩码 2 个，带支架的杠杆 1 个。杠杆上相邻刻度间的距离均为 0.05 m，刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计，如图1－F－20所示。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：杠杆在水平位置平衡时，如果动力臂L1保持不变，则F1＝kF2L2(式中F1表示动力， k是常量，F2 表示阻力，L2 表示阻力臂)。请写出实验步骤，画出实验数据记录表格。
图1－F－20
?类型六　计算
13．2019·顺义一模 图1－F－21是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO∶OB＝3∶2，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200 N，当人在B端施加竖直向下的拉力F时，杠杆AB在水平位置平衡，已知人所受的重力为700 N，不计杆重和绳重，请完成下列问题：
(1)画出人所受到的各个力的示意图。
(2)求出人在B端施加的竖直向下的拉力F的大小。
(3)若此人在B端施加竖直向下的拉力F时，双脚与地面的接触面积为0.04 m2，请计算出此人对地面的压强。
图1－F－21

教师详解详析
一、1.转动
2．(1)绕着转动　(2)驱使杠杆转动
(3)阻碍杠杆转动　(4)支点到动力作用线
(5)支点到阻力作用线
3．(1)动力×动力臂＝阻力×阻力臂
(2)F1L1＝F2L2
4．＞　费　羊角锤　＜　费　钓鱼竿　＝　天平
二、1.改变力的方向　省力　＝　＝　等臂
2．省力　改变力的方向　　2　动力臂是阻力臂二倍的杠杆
3．省力　改变力的方向
几分之一　F＝　s＝nh
三、1.旋转
2．省力　费力
3．汽车方向盘　绞盘
命题点1 (1)省力　(2)增大
命题点2 动　省力　能　动　省力
命题点3 (1)杆秤　质量　(2)近
命题点4 轮轴　旋转　支点　轮
命题点5 (1)定　等臂　力的方向
(2)动　动力臂是阻力臂二倍的　省一半力
(1)静止　匀速
(3)①平衡螺母　水平　自重
②水平　力臂
(4)动力×动力臂＝阻力×阻力臂　F1L1＝ F2L2　＝
(5)①不同意此观点，他们的实验数据具有偶然性，并且两个单位不同的物理量是不能相加的
②弹簧测力计在向右倾斜的过程中，动力臂变小了，若杠杆仍要保持水平平衡，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力要变大
1．A　[解析] 瓶盖起子、撬棒、核桃夹都是省力杠杆，筷子是费力杠杆。
2．A
3．OB　[解析] 由图可知，AB是力F的作用线，OB⊥AB，OB为支点到力F的作用线的距离，所以线段OB表示力F的力臂。
4．C　[解析] 在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力就越小，所以在硬棒右端施加垂直于杠杆的力F3时，此时力臂最长，最省力。
5．BD
6．如图所示
7．C　[解析] 由题意可知，两图中动滑轮的重力G动、物体的重力G都相等，由图可知，n甲＝3，n乙＝2，不计绳重及摩擦，由F＝(G＋G动)可知，F18．如图所示
[解析] 由于站在地面上提升重物，必须向下用力，所以最后的绳子必须从定滑轮出来。由于动滑轮和定滑轮个数是相等的，那么绳子应该从定滑轮开始绕起。
9．A　[解析] 由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，G沙桶×OA＝(G＋F)×OB，从而推导出F＝G沙桶×－G＝100 N×－70 N＝80 N。
10．B
11．右　3
12．实验步骤：①将带支架的杠杆放在水平桌面上，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。②将重为1 N(阻力F2)的钩码挂在支点右侧0.05 m(阻力臂L2)处，将弹簧测力计的挂钩钩在支点右侧的0.1 m处。竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数(动力F1)。将F2、L2、F1的数据记录在表格中。③弹簧测力计挂钩的位置保持不变，将重力为1 N的钩码依次挂在支点右侧0.1 m、0.15 m、0.2 m、0.25 m处，仿照步骤②再做4次实验，将F2、L2、F1的数据记录在表格中。④弹簧测力计的挂钩位置保持不变，将两个重为1 N的钩码挂在支点右侧0.05 m处，竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡。将F2、L2、F1的数据记录在表格中。⑤根据实验数据计算出F2与L2的乘积，并记录在表格中。
实验数据记录表格：
F2/N
L2/m
F2L2/(N·m)
F1/N
13.(1)如图所示
(2)杠杆水平平衡，由杠杆平衡条件可得，FA×LAO＝F×LBO，所以人施加的竖直向下的拉力：
F＝＝＝300 N。
(3)人在B端施加竖直向下、大小为300 N的拉力时，人受到绳子的拉力为F拉＝300 N，
人受到地面的支持力：
F支＝G－F拉＝700 N－300 N＝400 N，
因此，人对地面的压力为F压＝400 N，
所以，人对地面的压强：
p＝＝＝1×104 Pa。