2022八年级物理下册第12章简单机械章末知识汇总新版新人教版.doc

第12章 简单机械章末知识汇总
类型一　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。
　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。
类型二　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。
　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。
类型三　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。
　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)
(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%。
　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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