八年级物理：简单机械知识点(成品).doc

简单机械知识点
一、杠杆
1、 定义： 。
O
F1
l1
l2
F2
2、 五要素——组成杠杆示意图。
①支点： 。用字母O 表示。
②动力： 。用字母 F1 表示。
③阻力： 。用字母 F2 表示。
④动力臂： 。用字母l1表示。
⑤阻力臂： 。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
3、 研究杠杆的平衡条件：
① 杠杆平衡是指： 。
② 实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。
③ 结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是： 。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1
4、应用：
l1
l2
F2
F1
二、滑轮
1、 定滑轮：
①定义： 。
②实质：定滑轮的实质是：
③特点：使用定滑轮不能 但是能改变动力的方向。
F1
l1
F2
l2
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)
2、 动滑轮：
①定义： 。（可上下移动，也可左右移动）
②实质：动滑轮的实质是： 。
③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能 。
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= 1 2G只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F= 1 2(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)
3、 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 又能
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= G 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=(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)
④ 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。
三、机械效率
1、有用功：定义：对人们有用的功。
2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。
3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功
公式：W总＝ ＝
4、 机械效率：定义：有用功跟总功的比值。
5、 ，所以机械效率总小于1 ，通常用 表示。
公 式： 定滑轮：
动滑轮： 滑轮组：
5. 提高机械效率的方法： 、 。
命题点一：杠杆及杠杆平衡条件
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂或F1L1=F2L2
杠杆的应用
省力杠杆：L1＞L2 F1＜F2 省力费距离；
费力杠杆：L1＜L2 F1＞F2 费力省距离；
等臂杠杆：L1= L2 F1= F2 不省力、不省距离，能改变力的方向。
等臂杠杆的具体应用：天平。许多称质量的秤，如杆秤、案秤，都是根据杠杆原理制成的。
【例1】下列关于杠杆的一些说法中，正确的是（ ）
A．杠杆必须是一根直棒 B．杠杆一定要有支点
C．动力臂就是支点到动力作用点的距离 D．当力的作用线通过支点时，力臂最大
【例2】图2是研究杠杆平衡条件的实验装置，要使杠杆在图示位置平衡，在A处钩码应挂
A．6个 B．3个 C．2个 D．1个
【例3】如图所示，100N的均匀木棒AB在细绳拉力作用下保持静止。请在图中画出木棒所受拉力的力臂L及所受重力的示意图。

变式训练一：三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详，如图所示，甲图中和尚们商量出新的挑水方案：胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶.以下说法中不正确的是（　　）
A．乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离
B．乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将后面水桶B往前移动一点距离
C．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离
D．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离

变式训练二：一直杆可绕O点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟直杆垂直且作用于OB中点的力F，使直杆由竖直位置慢慢转到水平位置，这个过程中这个直杆( )
A．始终是省力杠杆 B．始终是费力杠杆
C．先是省力杠杆，后是费力杠杆 D．先是费力杠杆，后是省力杠杆

变式训练三：画出下面杠杆的动力臂与阻力臂

变式训练三：如图所示为自行车的脚踏板和大齿轮在运动中的三个不同位置．如要使大齿轮对链条的拉力保持不变，那么人脚加在脚踏板上的力最大时在（　　）

A．
A位置
B．
B位置
C．
C位置
D．
三个位置一样

命题点二：定滑轮与动滑轮及滑轮组
种类
图示
表达式
定滑轮

F=G
力F移动的速度与物体A的速度相同

F=f，f为物体A所受的摩擦力
力F移动的速度与物体A的速度相同
动滑轮

2F=G
力F移动的速度是物体A的速度的二倍

2F=f
力F移动的速度是物体A的速度的二倍

F=2G
力F移动的速度是物体A上升的速度的二分之一

F=2f
力F移动的速度是物体A的速度的二分之一
【例1】如图所示，滑轮上挂一重10N的物体A，当滑轮在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮的速度为重物A上升时速度的 ，力F应为 N（滑轮和绳重及摩擦力均不计）。
【例2】如图所示的滑轮或滑轮组将同意重物G均匀提高h高度，最省力的是（ ）

变式训练一：如图所示的滑轮组中，不计滑轮质量，分别挂上A、B两物体后恰能静止，则两物重力关系为（　　）

A．
GA：GB=1：1
B．
GA：GB=1：2
C．
GA：GB=2：1
D．
不好判断

变式训练二：按图中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法．图中G表示物重，G′表示动滑轮重，F表示人对绳子的拉力．

变式训练三：如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示

钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测车计示数F/N
测力计移动距离S/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
请你分析：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是　 ；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是　 　；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮　 　；
（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择　 　；
（5）进一步分析实验数据，你还发现什么规律？（说明分析或计算什么，得到什么结论．写出一个结论即可）
命题点三：简单机械的机械效率及其计算
影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
②提升重物越重，做的有用功相对就多。
③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
【例1】在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组．某次将总重G为4 000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F为2500N．求在此过程中：
（1）有用功．
（2）拉力F做的功．
（3）滑轮组的机械效率．
（4）拉力做功的功率．

图10-17
变式训练一：用如图10－17的滑轮组水平地拉动物体．已知物重为1000N，物体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N时物体以0.5m／s的速度匀速移动．求：（1）人拉绳端的移动速度；（2）滑轮组的机械效率。

命题点四：综合计算题
【例1】一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示,若车重为8×104N,汽车受到的阻力为车重的0.03倍,滑轮组机械效率为80%,问:
(1)该司机至少需要用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?
(2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为0.1m/s,则司机做功的功率是多少?

变式训练一：如图所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为0.02m2、高为2m的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为2.0×103kg/m3，水的密度为1.0×103kg/m3,滑轮组的机械效率是70％．(g取10N／kg，滑轮和绳子的重力忽略不计)
求：(1)圆柱体在水中所受的浮力．
(2)若圆柱体从H=16m深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F所做的功．
(3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N，则物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断?

真题
一、选择题
1、某人用100牛的力提起了350牛的重物，那么他可能使用了 ( )
A．一个定滑轮 B．一个动滑轮．
C．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 D．一支杠杆
2、60kg的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图11所示的平衡状态．由此可估测球的质量约为（ ）
A．20kg B．30kg
C．60kg D．120kg

3、如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（ ）

4、如图3所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是（ ）
O
A
F1
F2
F3
F4
图3

A．F1 B．F2

C．F3 D．F4

5、如图（a）所示的杠杆是平衡的，在此杠杆支点两侧的物体下方分别加挂一个物体，如图（b）所示，那么，以下说法中正确的是（ ）
A．杠杆仍然平衡
B．杠杆可能平衡
C．杠杆一定不能平衡
D．杠杆是否平衡与加挂物体的质量多少无关

图3
6、图3中属于费力杠杆的是 （ ）

7、如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是 （ ）
A．以B为支点的费力杠杆 B．以B为支点的省力杠杆
C．以A为支点的费力杠杆 D．以A为支点的省力杠杆

8、如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则 （ ）
A、F甲>F乙，因为甲方法的动力臂长 B、F甲<F乙，因为乙方法的阻力臂长
C、F甲>F乙，因为乙方法时阻力臂短 D、F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍

9、如图6是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是（ ）
A . 变小 B . 变大
C. 不变 D.无法确定

10、图5所示的是常用指甲刀的实物及结构示意图，下列说法中不正确的是( )
A．杠杆ABC是一个省力杠杆
B．杠杆D处刀刃较薄，是为了增大压强
C．杠杆ABC上有粗糙的花纹，是为了增大摩擦
D．指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆和一个费力杠杆

A
O
E
C
B
D

二、填空题
1、某同学通过仔细观察发现生活中有很多简单机械，如：手钳、剪刀、镊子、扳手、钥匙等等。当把钥匙插入锁孔开锁时，钥匙就相当于 （填“杠杆”、“轮轴”、“滑轮”或“斜面”），它是一个 （填“省力”或“费力”）的机械。
2、右图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）．设车箱和泥土的总重G=1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是 _____ m，F的大小至少是 N．

G
F
1.6mm
0.4m
A

3、如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个 杠杆（选填“省力”或“费力”），若箱的重量为100N，动力臂是阻力臂的4倍，要使该杠杆平衡，则竖直向上的拉力F为 N。

4、如图所示，一根粗细均匀的杠杆，等距标注了刻度，可绕A端转动，当在B处施加30N竖直向上的拉力F时，杠杆刚好平衡，则杠杆自重为______N。

5、刘佳的妈妈从超市买回一袋胡萝卜，刘佳捡了一个最大的用细线系好挂在弹簧测力计上（如图11所示）。胡萝卜重为 N，如果在系线处将胡萝卜切成两段，则GA_______GB(选填“大于”、“小于”或“等于”)

三、作图题
1、图10是利用杠杆吊起重物的情景，O是支点，请画出F1的力臂，并用字母L1表示。

2、如图13所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绕线。

3、图乙中，为使杠杆OA保持静止，画出在A点所加最小力F1的示意图和阻力F2的力臂l2．

4、轻质杆OA的A端挂一重物，在绳子拉力作用下保持静止，请画出图中绳对A点的拉力F1及对应的力臂L1。

O
A

5、下图中，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法．

四、实验探究题
1、如图15所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（1）实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计，由图中可知拉力大小为 N，将弹簧测力计向上移动15cm, 则钩码上升的高度为 cm,该滑轮组的机械效率为 。
（2）取下2个钩码，再做实验，此时滑轮组的机械效率将 。
（选填：“增大”、“减小”或“不变”）
图15

2、某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想，小组将对猜想进行验证．
(1)如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称作 ．
(2)下列A、B是同学提出的两个猜想：
猜想A：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；
猜想B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关．
(3)为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验．

(a)按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小 （相等／不相等），则可初步判断猜想A是错误的；
(b)按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想B是 （正确／错误）的．
(4)接着，小组进行了实验验证．

五、计算题
1、（4分）为了保证起重机在起重时不会翻倒，起重机右边配有一个重物Ｍ．现测得重物Ｍ的质量为4t，ＡＢ为10m，ＢＣ为4m，ＣＤ为1m．（ｇ取10N／㎏） 
问：该起重机可起吊的最大物重为多少?（起重机本身的重不计）

2、（9分）如右图所示，工人师傅用三种方法把重170N的砂子提到三楼去。请根据图中所提供的信息计算(绳与滑轮的摩擦不计，不考虑滑轮和桶、滑轮和口袋的间距)：
(1)三种方法所做的有用功是多少?
(2)第②种情况下所做的额外功是多少?
(3)第②种情况下的机械效率是多少?

3、（9分）某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。升降机货箱的重力是400N，g取10N/kg。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求：
（1）已知大理石的密度是2.8×103kg/m3，每块大理石的体积是1.0×10-2m3,则每块大理石的重力是多少？
（2）如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N，则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石？
（3）某次提升中，升降机在1min内将货物匀速提升了15m，钢丝绳的拉力是2000N。则钢丝绳的拉力的功率是多少？

参考答案
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
A
C
B
C
D
D
B
D

二、填空题
1、轮轴 省力 2、省力、1.6、250 3、省力 25 4、50
5、 2.4；大于

三、作图题
1、 2、3、
O
A
4、略

5

四、实验探究题
1、 (1)匀速 2.4 5 83.33％ （2）减小
2、(1)控制变量法 (3) (a)1、3或2、4 相等 (b)1、2或者3、4 正确
五、计算题
1、吊起最大物重时，B为支点。G=mg=4×103Kg×10N/Kg=4×104N
F1L1=F2L2 G×AB=GM×BD G=4×104N×5m/10m=2×104N
2、（1）三种方法所做的有用功
W有=G砂h
=170N×6m
=1020J
（2）第二种情况所做的额外功
W额外=（G桶+G砂）h
=（20N+10N）×6m
=180J
（3）第二种情况下的机械效率为

=
=
=
3、(1) 每块大理石重：
(2) 升降机一次能提起的大理石块数：

(3) 钢丝绳端移动的距离：
把货物提升15 m做的功：
升降机的功率：

第 15 页 共 15 页