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人教版八年级物理下册章节复习小结
第十二章 简单机械
知
识
点
复
习
类型1 有关杠杆的作图
命题点：(1)画杠杆的力臂；(2)画最小的力；(3)画动力或者阻力的示意图。
经典例题1 如图为吊车起吊货物的工作示意图，请在图中画出动力、阻力和阻力臂。
【解析】吊车起吊货物时，O是支点，撑杆施加的是动力F1，方向与吊臂垂直；货物施加的是阻力F2，方向竖直向下；从支点到阻力作用线的垂线段是阻力臂L2。
【答案】如图所示。
类型2 滑轮组的设计与组装
命题点：(1)根据要求绕线；(2)设计滑轮组。
经典例题2 如图所示，用滑轮组提升物体，请画出最省力的绳子绕法。
【解析】从动滑轮的上挂钩开始绕起，依次绕过每一个滑轮，最终F＝G，为最省力的绕法。
【答案】如图所示。
类型3 功、功率和机械效率的综合计算
命题点：(1)求滑轮组或斜面的效率；(2)功、功率、机械效率综合运用。
经典例题3 质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。(g＝10N/kg)
甲
乙
(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是
。
(2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率；
(3)求动滑轮受到的重力；
(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
【解析】(1)影响滑轮组机械效率高低的因素主要有动滑轮的重力、提升物体的重力和绳子间的摩擦；(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据W＝Fs求出拉力做的功，利用P＝求出拉力的功率；(3)由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功：克服动滑轮重力和物重做的功为总功，根据η＝＝＝求出动滑轮受到的重力；(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于人的重力，根据G＝mg求出其大小，根据F＝(G＋G动)，求出提升的最大物重，然后利用η＝＝＝求出滑轮组的最大机械效率。
解：(1)物重或动滑轮重
(2)由图可知，n＝3，则绳端移动的距离：s＝nh＝3×6m＝18m，拉力做的功：W＝Fs＝400N×18m＝7200J，拉力的功率：P＝＝＝120W。
(3)由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝60%，解得G动＝200N。
(4)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，由F＝(G＋G动)可得，提升的最大物重：G大＝nF大－G动＝3×600N－200N＝1600N，则滑轮组的最大机械效率：η大＝×100%＝×100%≈88.9%。
经典例题4 小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到物理课上学到的知识，提出了以下两个问题：
①斜面越缓越省力，是不是机械效率高呢？
②对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？
为了解决以上问题，小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表：
实验次数
斜面倾角
物重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η(%)
①
45°
1
0.7
0.9
1
0.9
77.8
②
30°
1
0.5
0.7
1
0.5
0.7
71.4
③
30°
2
0.5
1.4
1
1
1.4
(1)表格中缺少2个数据，请补充完整(保留一位小数)。
(2)在实验操作过程中，应沿斜面向上________拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向________移动(选填“左”或“右”)。
(3)通过对比实验①②的数据，得出的结论是斜面越缓越________(选填“省力”或“费力”)，机械效率越________。
(4)通过对比实验________(选填实验序号)的数据，得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力________。
【解析】(1)第一组数据中的有用功：W有1＝G1h1＝1N×0.7m＝0.7J。第三组数据中斜面的机械效率：η3＝×100%＝×100%≈71.4%。(2)只有物体做匀速直线运动时，物体受到的力才平衡，弹簧测力计的示数才稳定，便于读数。斜面的倾斜角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾斜角变大，木块向右移动倾斜角变小。(3)由①②两组数据可知，斜面倾斜角不同，所用拉力不同，其机械效率也不同，由这两组数据可知：当其他条件一定时，斜面越缓越省力，机械效率越低。(4)要得出斜面机械效率与所拉物体重力之间的关系应控制其他条件不变而改变物重，表格中②③两组数据符合。由②③两组数据可知，其他条件相同时，改变物体的重力，斜面的机械效率不变，故可得结论：对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力无关。
【答案】(1)0.7 71.4 (2)匀速 左 (3)省力 低 (4)②③ 无关
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人教版八年级物理下册章节综合检测
第十二章 简单机械
注意事项：1.
本卷共四大题25小题，满分100分，检测时间90分钟。
2．g取10N/kg。
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A．做功多的机器机械效率一定高
B．功率小的机器做功慢
C．机械效率高的机器功率一定大
D．功率大的机器做功时间一定短
2．如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是( )
A．食品夹
B．裁纸刀
C．托盘天平
D．瓶盖起子
3．在如图所示的简单机械中，忽略机械自重和摩擦，当提起相同重物时，最省力的是( )
A
B
C
D
4．如图所示，将一块1m长的木板一端架高0.4m，沿木板用60N的拉力把一个重为100N的小铁块从底端加速拉到顶端时，木板对小铁块的摩擦力可能是( )
A．10N
B．15N
C．20N
D．40N
5．小林采用如图所示的两个滑轮组进行实验的目的是：探究滑轮组的机械效率可能与下列哪项因素有关( )
甲
乙
A．动滑轮的重力
B．被提升物体的重力
C．承担物重的绳子股数
D．物体被提升的高度
6．如图所示是一根重为G的均匀木棒OA，能以支点O自由转动，现用力FC作用于木棒的A端，使木棒OA在水平位置上保持平衡。当力F由FC方向逐渐转到FB时，力的大小变化为( )
A．一直在减小
B．保持不变
C．先减小后增大
D．先增大后减小
7．重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中( )
A．动力臂逐渐变大
B．阻力臂逐渐变小
C．动力F逐渐变大
D．动力F保持不变
8．小明利用如图所示装置沿水平方向匀速拉动一个重300N的物体，物体受到的摩擦力是120N，如果该装置的效率为80%，则作用在绳端的拉力F的大小是( )
A．50N
B．60N
C．80N
D．120N
9．如图所示的滑轮组，用F＝30N的拉力，拉动水平地面上重为300N的物体，使物体匀速前进了2m。物体和地面之间的摩擦力为45N，在此过程中，下列说法正确的是( )
A．拉力做的功是60J
B．绳子自由端移动的距离是2m
C．滑轮组的机械效率是75%
D．A点受到的拉力为300N
10．如图，用撬棒撬起石块并保持平衡。下列说法正确的是( )
A．动力对撬棒的转动效果小于阻力对撬棒的转动效果
B．手在A点竖直向下施力时，撬棒是个省力杠杆
C．手在A点向不同方向施力时，力的大小都相等
D．手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时，在B点比在A点费力
11．利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%。要使此动滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的物块的个数为( )
A．3
B．4
C．5
D．6
12．踮脚是一项很好的有氧运动(如图)，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是( )
A．脚后跟是支点，是省力杠杆
B．脚后跟是支点，是费力杠杆
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
二、填空题(每空2分，共24分)
13．小明在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，滑轮重20N，若不计绳重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为
N。
14．某同学用如图所示装置做探究杠杆平衡条件的实验，图中杠杆匀质且均匀刻度。当杠杆水平平衡后，在左侧第2格挂3个相同的钩码，则应在右侧第3格上挂
个相同的钩码才能使杠杆水平平衡；若在右侧改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐
(选填“增大”“减小”或“不变”)。
15．如图所示，推走独轮车之前，需先将其撑脚抬离地面，慢慢抬起的过程中，若向上施加在车把手上的力始终与把手垂直，则这个力的大小
(选填“逐渐增大”“逐渐变小”或“始终不变”)。
16．周末，小刚他们去郊外攀登一座海拔约为600m的小山，此山可攀登的路径分别在南坡和北坡上，如图所示。小刚和小明从北坡登山，最后他们先到山顶！与从南坡登山的其他同学相比，他俩的选择
(选填“省力”或“费力”)一些，好处是
。
17．用如图所示的装置探究斜面的机械效率，用15N的力沿着长50cm，高30cm的斜面，将重为20N的木块匀速拉上斜面。此过程中的额外功主要是指
，此斜面的机械效率为
。
18．图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置，AB是个杠杆，O为支点，杠杆平衡时，B端受到的向下的拉力
A端受到的向下的拉力(选填“大于”“小于”或“等于”)；用于装载货物的小车自重为500N，若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1600N，该滑轮组的机械效率η甲＝
；若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙，乙滑轮组的机械效率为η乙，考虑实际情况，则F甲
F乙，η甲
η乙(选填“>”“<”或“＝”)。
甲
乙
三、作图题(每题2分，共4分)
19．植树时，需要挖树坑，小军把铁锹的锹面踩进坚硬的土壤里，用锹把土翻起，如图所示的是铁锹的剖面图，土壤对锹面的阻力F2的示意图已画出，请在图中找到并标出支点O，画出最小作用力F1的示意图及力臂l1。
20．在图中画出滑轮组最省力的绳子绕法。
四、实验探究题(第21小题6分，第22小题8分，第23小题8分，共22分)
21．小明同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：
实验次数
斜面倾斜程度
物体重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功W有/J
总功W总/J
斜面的机械效率η
1
较缓
5
0.1
1.5
1
0.5
1.5
33.3%
2
较陡
5
0.2
2
1
1
2
50%
3
较陡
10
0.2
4
1
2
4
50%
4
最陡
5
0.3
2.4
1
1.5
2.4
62.5%
(1)实验时他用弹簧测力计拉着物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动，此时拉力
摩擦力(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)分析数据可知，在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率
(选填“越高”“越低”或“不变”)。
(3)由表中数据可知，用粗糙程度相同的斜面沿斜面向上拉动相同的重物匀速上升，斜面的倾斜程度越
越省力(选填“大”或“小”)。
22．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。
图1
图2
(1)平衡时，应该让杠杆静止在
位置。
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图1所示，他们记录的数据为：动力F1＝1.5N，动力臂L1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂L2＝
m。
(3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是
。
A．铁架台自身的重力足够大
B．单个钩码的重力不完全相等
C．悬挂钩码的绳套重力偏大
D．杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结构会怎样？通过实验，他们得到了如图2所示的结果。根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1L1＝
。(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)
23．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示)，实验数据记录如下表。
甲
乙
丙
次数
钩码重力/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
3
6
10
30
90.9%
(1)在第2次实验中滑轮组的机械效率为
。(结果保留一位小数)
(2)第3次实验中弹簧测力计的示数未填，由图可知，弹簧测力计的示数为
N。
(3)分析数据可得结论，使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率
(选填“越高”或“越低”)。
(4)根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为
。
A．71.6%
B．82.6%
C．92.4%
五、计算与推导题(第24小题6分，第25小题8分，共14分)
24．工人用如图所示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W。求：
(1)有用功；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%，工人提升货物的重力是多少？
25．图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙所示。轻质杠杆的质点O距左端l1＝0.5m，距右端l2＝0.2m。在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为0.1m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20N。求：
(1)此时杠杆左端所受的拉力大小为多少牛顿？
(2)正方体B的密度为多少千克每立方米？
(3)若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为4×103Pa，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力至少为多少牛顿？
甲
乙
参
考
答
案
1.
B
2.
A
3.
A
4.
C
5.
B
6.
C
7.
C
8.
A
9.
C
10.
B
11.
D
12.
C
13.
110
14.
2
增大
15.
逐渐变小
16.
费力
省距离
17.
克服摩擦力做功
80%
18.
小于
62.5%
>
>
19.
解：如图所示。
20.
解：如图所示。
21.
(1)大于
(2)越高
(3)小
22.
(1)水平
(2)0.15
(3)A
(4)F3L3＋F2L2
23.
(1)88.9%
(2)2.2
(3)越高
(4)C
24.
解：(1)货物的重力：G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N，有用功：W有用＝Gh＝450N×2m＝900J。
(2)拉力做的总功：W总＝Pt＝120W×10s＝1200J，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%。
(3)由图可知n＝3，已知额外功占总功的20%，则此时的机械效率η′＝1－20%＝80%，此时的机械效率：η′＝＝＝＝，所以提升物体的重力：G＝η′nF＝80%×3×300N＝720N。
25.
解：(1)此时杠杆左端所受的拉力大小为物体A的重力：F左＝GA＝mAg＝2kg×10N/kg＝20N。
(2)正方体B对杠杆的拉力为：F左×l1＝F右×l2，20N×0.5m＝F右×0.2m，得：F右＝50N；正方体B的重力为GB＝50N＋20N＝70N，正方体B的质量为mB＝＝＝7kg，正方体B的密度为：ρB＝＝＝7×103kg/m3。
(3)若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为4×103Pa，则能承受的最大压力为：F最大＝ps＝4×103Pa×0.1m×0.1m＝40N，杠杆右侧的拉力为F右1＝GB－F最大＝70N－40N＝30N；为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力至少为：F最小×l1＝F右1×l2，F最小×0.5m＝30×0.2m，F最小＝12N。则物体A的重力至少为12N。
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