資源簡介

(共69張PPT)
人教版物理八年級下冊
第十二章 簡單機械

第1節 杠桿

給我一個支點和一根足夠長的硬棒，我就能夠撬動地球。
——阿基米德
這些能給我們提供某些方便的工具都稱為簡單機械。
復雜機械都是由簡單機械組成的

思考以下幾個問題：
1、這些工具的材質在軟硬程度上有什么共同特點？
2、在工作中它們發生了怎樣的運動?
3、在什么條件下它們才能這樣運動?


有力作用
硬
能繞一個固定點轉動

在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒叫做杠桿。
注意：硬棒可以是直的,也可以是彎曲的,即硬棒可以是各種各樣的形狀。








F2 阻力
l1動力臂
l2阻力臂
動力作用線
阻力作用線
O支點
杠桿繞著轉動的固定點
使杠桿轉動的力
阻礙杠桿轉動的力
支點到動力作用線的距離
支點到阻力作用線的距離
F1動力

杠桿的五要素
1
請畫出動力臂和阻力臂




L1
L2

力臂的作圖方法： （1）找到力的作用線，必要時正向或反向延長力的作用線； （2）讓直角三角板的一條直角邊經過支點，另一條直角邊與力的作用線重合，過支點畫力的作用線的垂線；
（3）在對應的垂線旁標上字母l1或l2。

F2







l1
O


l2


F2


F1


請畫出動力臂和阻力臂。
實驗：探究杠桿平衡的條件
杠桿在動力和阻力作用下處于 狀態或 狀態，我們就說杠桿平衡。
便于測量力臂。　
靜止
勻速轉動
實驗前為什么要調節杠桿在水平位置平衡？
探究杠桿的平衡條件
實驗步驟：
1.調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。
2.在杠桿的兩端掛上不同的鉤碼，移動鉤碼位置，使杠桿在水平位置重新平衡，記下鉤碼的重力和力臂并填表。
3.改變鉤碼數量或位置，重復上面的步驟，得出三組數據（為什么測多組數據？）
使實驗結論更具有普遍性。
動力×動力臂＝阻力×阻力臂
F1l1=F2l2也可以寫成： 或
次數 動力F1/N 動力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 2 3 3 2
2 1 5 1 5
3 4 2 2 4
下表是某小組記錄的實驗數據，他們得出的結論是：動力+動力臂=阻力+阻力臂。你認為該結論是 的，理由是 。
錯誤
不同的物理量不能相加
例題 如圖所示是某同學做俯臥撐時的示意圖，他的質量為56kg。身體可視為杠桿，O點為支點。A點為重心，g取10N/kg。(1) 該同學所受重力是多少？ (2) 在圖中畫出重力的示意圖和力臂L2，這是一個什么杠桿？（3）若0B=1.0m，BC=0.4m，求地面對雙手支持力的大小。





G
l2
F2=
F1

l1




















生活中的杠桿
由杠杠的平衡條件F1l1=F2l2可知，，l1＞l2,F1＜F2。用較小的動力就可以克服較大的阻力。這種杠杠叫做省力杠杠。






h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=
h
S=4h
O

F2
F1


A
B

F2

F1
A’
B’
省力杠桿雖然省力，但費了距離。
省力杠桿的特點
　省力杠桿：動力臂大于阻力臂，動力小于阻力。



l2
l1
由杠杠的平衡條件F1l1=F2l2可知，l1＜l2,F1＞F2。用較大的動力才可以克服較小的阻力。這種杠杠叫做費力杠杠。



F2


F1
h
S=4h



A’
B’
A
B
F2


F1
O

h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
費力杠桿雖然費力，但可以省距離。
費力杠桿的特點
費力杠桿：動力臂小于阻力臂，動力大于阻力。



l1








l1
l2
由杠杠的平衡條件F1l1=F2l2可知，l1=l2,F1=F2。使用它既不省力，也不費力，既不省距離，也不費距離。這種杠杠叫做等臂杠杠。
1.(2019·鐵嶺)下列簡單機械在使用過程中省力的是（　）



A
A.夾蒜器 B.碗夾 C.去核器 D.取蛋器
2. (2019·呼倫貝爾)下圖是生活中幾種常見的杠桿，屬于費力杠桿的是（　）
D

A.道釘撬
D.筷子
B.鋼絲鉗
C.開瓶器





























3.(2019·云南)如圖的簡單機械，屬于省力杠桿的是（ ）




A.吊車吊臂 B.撬棒 C.筷子 D.釣魚竿
?
4.(2019·青海)簡單機械在生活中隨處可見。使用下列簡單機械可以省力的是（　）
A.旗桿頂部的滑輪 B.賽艇的船槳
C.拔釘子用的羊角錘 D.夾菜的筷子



B
C
5.（2019·河南）圖中開瓶器開啟瓶蓋時可抽象為一杠桿,不計自重。能正確表示它工作示意圖的是（　）





6.(2019·天津)如圖是用撬棒撬石頭的情景，下圖中關于該撬棒使用時的杠桿示意圖正確的是（　）
B
A
7.(2019·廣安)如圖所示，一輕質杠桿水平支在支架
上，OA︰OC＝2︰1，G1是邊長為5cm的正方體，G2重20
N，則繩子對G1的拉力為　 N。
8.2019·本溪）如圖所示是皮劃艇比賽時的畫面，隊員手中的船槳是 （ 填“ 省力” 或“ 費力”）杠桿。

9.（2019·邵陽）小斌同學在做物理實驗時，使用鑷子夾取砝碼，鑷子是　 杠桿。（選填“省力”、“費力”或“等臂”）
10.(2019·湖州)生活中我們常用開瓶器打開瓶蓋，如圖
所示使用開瓶器能省力的原因是 。
10
費力
費力
動力臂大于阻力臂
11.（2019·南京）如圖所示為一拉桿旅行箱的示意圖將其視為杠桿，O為支點，B為重心，BC為豎直方向，A為拉桿端點，已知箱重為250N，OA為120cm，OC為24cm。
（1）圖中在A點沿圖示方向施加動力F，箱子靜止則動力F的力臂為　 cm，大小為　 N。
（2）使拉桿箱在圖示位置靜止的最小
動力為　 N。
（3）生活中，常把箱內較重物品靠近O
點擺放，這樣使拉桿箱在圖示位置靜止
的最小動力將　 （選填“變大”、
“變小”或“不變”）。
60
100
50
變小
12.(2019·岳陽)請畫出圖中杠桿動力F的力臂L。



13. (2019·自貢)如圖所示，輕質杠桿的A點掛一重物G，繩受的拉力為F2，O為杠桿的支點。請在杠桿的端點B處畫出使杠桿保持靜止的最小的力Fl的示意圖，并作出F2的力臂l2。
14.（2019?蘇州）利用杠桿開展相關實驗探究：




（1）安裝好杠桿，將其放到水平位置后松手，發現杠桿沿順時針方向轉動，如圖甲所示。則應將平衡螺母向　 （選填“左”或“右”）調節，直到杠桿在水平位置平衡；
（2）如圖乙所示，在A點掛3個重力均為0.5N的鉤碼，在B點用彈簧測力計豎直向下拉杠桿，使其在水平位置平衡，彈簧測力計的示數為　 N；若在第（1）小題所描述的情形中未調節平衡螺母而直接開展上述實驗，彈簧測力計的示數會 （選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；
左
2
偏小
15.(2019·上海)杠桿平衡時，動力臂l1為0.6米，阻力臂l2為0.2米，若阻力F2的大小為60牛，求動力F1的大小。
（3）始終豎直向下拉彈簧測力計，使杠桿從水平位置緩慢轉過一定角度，如圖丙所示。此過程中，彈簧測力計拉力的力臂　 （選填“變大”、“變小”或“不變”，下同），拉力的大小　 　。
變小
不變
說說使用定滑輪、動滑輪、滑輪組各有什么好處和缺點。
1、使用定滑輪不能省力，但可以改變動力的方向。
F=G（不計摩擦和繩重）(理想機械)
2、使用動滑輪能省一半的力。
（不計摩擦，繩重和動滑輪重）(理想機械)

3、滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一。
(不計摩擦，繩重和動滑輪重) (理想機械)

第2節 滑輪
n=2
n=1
n=2
n=2
n=3
n=8
n=3
下圖中的滑輪各由幾段繩子承擔重力？
若手拉的一段通過動滑輪，則要算在內；通過定滑輪，則不算在內。（“動算定不算”）
請按要求繞繩：（1）圖1要求站在地上把物體提起來；（2）圖2要求最省力；（3）圖3無要求；（4）圖4要求n=4。









輪軸和斜面都是 機械。
省力
1.(2019·鹽城)如圖所示，工人用動滑輪勻速提升重物，這樣做（　）
A.省力，不改變施力的方向
B.不省力，改變施力的方向
C.既省力，也改變施力的方向
D.既不省力，也不改變施力的方向
2.(2019·東營)如圖所示，下列簡單機械中，忽略杠桿、滑輪的自重、繩重及摩擦，當提起同一重物時， 最省力的是（　）
A
A
3.(2019·嘉興)為便于研究，某健身器材中訓練拉力部分的機械結構可簡化為如圖所示的滑輪組，若不計摩擦，下列有關分析正確的是（　）
A.兩個滑輪在裝置中起的作用相同
B.拉力移動的距離與配重上升的距離相同
C.沿方向1與2勻速拉動配重，所用的力大小相等
D.將配重提升相同高度，用該裝置與直接提升做的功相等
4.（2019·郴州）利用如圖所示的滑輪組勻速提升200N的重物，動滑輪重為10N（不計繩重與摩擦），
則拉力F的大小為（　）
A.70N B.100N C.105N D.110N

C


































C
5.(2019·哈爾濱)關于簡單機械的使用，說法不正確的是（ ）



A.使用撬棒可以省力 B.使用定滑輪不能省距離
C.利用斜面可以省功 D.使用滑輪組可以改變動力方向
6.(2019·湘西)如圖所示，在研究動滑輪特點的實驗中，如果物體重為1牛頓，不計動滑輪重、繩重及
摩擦，則彈簧測力計的讀數為（　）
A.1牛頓 B.1.5牛頓 C.2牛頓 D.0.5牛頓
C
D
7.(2019·常德)用如圖所示的工具提升相同重物G(不計摩擦，不計繩、滑輪和杠桿重)，最省力的是（　）





8.(2019·陜西)工人用如圖所示的裝置運送砂石，下列說法正確的是（　 ）
A.滑輪組中的定滑輪能改變拉力的大小
B.圖中動滑輪相當于一個省力杠桿
C.繩子自由端下拉1m，桶上升2m
D.質量為65kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石
B
B
9.(2019·海南)小明想把被臺風刮倒的樹拉正。他把繩子的一端系在乙樹上，然后繞過甲樹用力拉繩子，這樣做有
段繩子拉甲樹。如果不計繩重和摩擦，
甲樹受300N拉力，則小明對繩子的拉力至少
為 N。
10.（2019·德陽）如圖所示，分別用甲、乙兩種形式的滑輪組把重為400N的物體勻速向上提起；已知每個滑輪重20N，忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，圖甲中車對繩子的拉力為_____N，圖
乙中人對繩子的拉力為____N。

2
150

400
210
11.（2019·婁底）既可以省力，又可以改變用力方向的滑輪是____ （選填“定滑輪”、“動滑輪”或“滑輪組”）。
滑輪組
請根據圖中所給信息算出直接用手所做的功和使用機械（動滑輪）所做的功各是多大？使用機械是否省功？
W手=Gh=4N×0.1m=0.4J W機=FS=2.2N×0.2m=0.44J 不省功。
第3節 機械效率
上圖所示的例子中，無論是用手還是用機械，哪部分功對我們是有用的，是必須要做的？這部分功叫做什么功？使用機械時哪部分功對我們沒有用，但又不得不做？這部分功叫做什么功？這兩部分功的和就是使用機械時總共要做的功，叫做什么功？
請你分析用滑輪組把物體提起來和沿斜面把物體拉上去的過程中，哪部分是有用功？哪部分是額外功？哪部分是總功？
1、對人們有用的功叫做有用功。即克服物體的重力所做的功。

2、對人們沒有用但又不得不做的功叫做額外功。即克服摩擦，機械自重所做的功。


3、有用功與額外功的和叫做總功。即使用機械時動力所做的功。
W總=W有用+W額=FS
物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率。
使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總是小于總功。所以機械效率總是小于1。機械效率通常用百分數表示。
η=
W有
W總
×100%
W有=ηW總
η
W有
W總=


例題 根據圖中信息計算：（1）有用功；（2）總功；（3）額外功；（4）機械效率；（5）所受摩擦力；（6）若物體從斜面底端勻速拉到頂端用了2S,物體的運動速度。
解：（1）W有=Gh=10N ×0.2m=2J
（2） W總=Fs=3.5N×0.8m=2.8J
（3） W額= W總-W有= 2.8J-2J=0.8J

（4）η=
W有
W總
×100%=
2J
2.8J
×100%≈71.4%
（5）f=
W額
s
=
0.8J
0.8m
=1N
（6）υ=
s
t
=
0.8J
2s
=0.4m/s
對斜面
次數 鉤碼所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 繩端移動的距離S/m 總功W總/J 機械效率η
1 2 0.1 1 0.3
2 4 0.1 1.8 0.3
3 6 0.1 2.5 0.3
你會計算了嗎？試試看。
0.3
0.2
66.7%
0.4
0.54
74.1%
0.6
0.75
80%
1、實驗中用到的兩種測量工具是 。2、組裝好滑輪組后要分別記下鉤碼和繩端的位置，這樣做的好處是 。
3、實驗時應沿 方向 緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，并讀出 的值。
4、由實驗可以得出的結論是：①同一滑輪組，被提起的物體越重，機械效率越 。②影響滑輪組的機械效率的因素有： 。
刻度尺、彈簧測力計
便于測量鉤碼提升的高度和繩端移動的距離
豎直
勻速
拉力
高
物重、動滑輪重和摩擦
例題 用如圖所示的滑輪組將一個重為180N的物體沿豎直方向在10s內勻速提升2m，所用的拉力為100N。求：
（1）所做的有用功；
（2）拉力的功率；
（3）滑輪組的機械效率；
（4）繩端的移動速度。
解：（1）W有用＝Gh＝180N×2m＝360J
（2）s＝nh＝3×2m＝6m
W總＝Fs＝100N×6m＝600J
P拉=
W總
t
=
600J
10s
=60W
(3)η=
W有
W總
×100%=
360J
600J
×100%=60%
(4)υ繩=
s
t
=
6m
10s
=0.6m/s
對滑輪組
1.(2019·荊門)如圖用同一滑輪組分別將兩個不同的物體A和B勻速提升相同的高度，不計繩重和摩擦的影響，提升A的過程滑輪組的機械效率較大，則下列判斷正確的是（　）
①A物體比B物體輕
②提升A的拉力較大
③提升A所做的額外功較少
④提升A做的有用功較多
A.只有①③ B.只有②④ C.只有②③ D.只有①④
B
2.（2019·本溪）用如圖所示的滑輪組拉動物體A，使物體A以0.2m/s 的速度水平向左勻速運動10s。已知物體A 重500N，物體A受到的摩擦力為120N，拉力F的功率為30W，下列說法正確的是（ ）
A.繩子自由端移動的距離為2m
B.拉力F的大小為40N
C.滑輪組的機械效率為80%
D.滑輪組對物體A所做的功為1000J
C
3.(2019·鐵嶺)如圖所示，工人用160N的拉力F將重為300N的木箱在10s內勻速拉到長3m、高1m的斜面頂端。下列說法正確的是（　）
A.拉力F做功的功率是16W
B.克服木箱重力做的功是900J
C.斜面的機械效率是62.5%
D.若只改變斜面的傾斜角度，斜面的機械效率不變












s=3m
h=1m





C
4.(2019·百色)如圖所示，用相同滑輪裝成的甲、乙兩個滑輪組分別將同一個物體在相同時間內勻速提高相同高度，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（　）
A.F甲=F乙
B.甲、乙繩子自由端移動的速度相同
C.甲、乙兩個拉力的功率相同
D.乙滑輪組的額外功多

C
5.(2019·恩施)如圖，在粗糙斜面上將一個重為16N 的物體勻速拉到高h處，沿斜面向上的拉力為10N，
斜面長s=2m、高h=1m。其中所做的有用功為
J，物體受到的摩擦力大小為 N，
斜面的機械效率為 。
6.(2019·呼倫貝爾)搬動工人站在水平高臺上，用如圖所示的滑輪組將重物勻速豎直向上提升2m，當
提升貨物重為360N時，滑輪組的機械效率為
75%，則動滑輪重為 N（不計繩重和摩擦）
；若將所提升貨物重增大到480N，此時滑輪組
的機械效率為 。
16
2
80%
120
80%
7.(2019·淮安)如圖所示，工人用50N的拉力，
將80N的重物提升3m，所用的時間為20s。工人
做的有用功為______J，拉力的功率是____
W，動滑輪的機械效率是______。
8.（2019·南京）建筑工地上，起重機吊臂上的滑輪組如圖所示，在勻速起吊重4.2×103N的物體時，物體
5s內上升了6m，此過程中有用功為　 J，
鋼絲繩移動的速度為　 　 m/s；若滑輪組的機
械效率為70%，則額外功為　 J，拉力F為
　 N，其功率為　 W。


240
15
80%
2.52×104
3.6
1.08×104
2000
7.2×103
9.(2019·淮安)畫出圖丁中滑輪組提升物體最省力的繞繩方法。
10．(2019·銅仁)一個工人站在地面上，使用如圖所示的滑輪組將重物從地面提升到樓頂，要求繩子的自由端要向下拉，請你用筆畫線代替繩子，畫出滑輪組最省力的繞繩方法。




第9題圖
第10題圖
11.（2019 ·黑龍江綏化）如圖是智慧小組“測滑輪組的機械效率”的實驗裝置。測得的實驗數據如表。






（1）實驗過程中，應豎直向上________拉動彈簧測力計。
（2）第三次實驗中滑輪組的機械效率是_______。
（3）分析表中實驗數據可知，同一滑輪組，物重
_____，滑輪組的機械效率越高。
（4）若在第三次實驗中，物體上升的速度為0.1m/s，
則拉力F的功率為_______W


次數 物重G/N 上升高度h/m 拉力F/N 繩端移動距離s/m 機械效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3 ?
勻速緩慢
71.4%
越大
0.54
（5）創新小組也利用重為1N、2N、4N的物體進行了三次實驗，每次測得的機械效率均大于智慧小組的測量值，則創新小組測量值偏大的原因可能是____。（填字母）
A.測拉力時，彈簧測力計未調零，指針指在零刻度線下方
B.彈簧測力計每次拉動物體時均加速上升
C.所使用的動滑輪的重力小于智慧小組
C
12. (2019·百色)某服務區水泵房每天需要將重為3×106N的水送到36m高的蓄水池里。若用電動機帶動一臺效率為60%的水泵工作5h來完成蓄水工作。問：
（1）水泵對這些水做了多少功？
（2）帶動水泵的電動機的功率至少為多大？
13.(2019·天津)用如圖所示的滑輪組，將一重為450N的物體以0.1m/s的速度勻速向上提起2m，拉力F為200N。求：
（1）滑輪組的機械效率；
（2）拉力F的功率。
14.(2019·赤峰)一木塊重480N體積為0.08m3，用力F將木塊沿斜面勻速拉到高處，如圖甲所示。已知拉力F做的功W與木塊沿斜面運動距離s的關系如圖乙所示。整個過程的額外功是320J。（g＝10N/kg）求：
（1）木塊的密度；
（2）拉力F大小；
（3）斜面的機械效率。
謝謝
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