八年级物理教案第十二章.docx

1、八年级物理教案第十二章第十二章 简 单 机 械一、杠杆1.定义:在力的作用下能绕着_转动的一根硬棒。2.五要素:(1)支点:杠杆可以绕其转动的点O。 (2)动力:使杠杆转动的力F1。(3)阻力:阻碍杠杆转动的力F2。 （4)动力臂:从支点到动力作用线的距离l1。(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离l2。在图中标出支点“O”、动力臂“l1”、阻力臂“l2”。3.平衡状态:杠杆_转动。4.杠杆的平衡条件:_。5.生活中的三类杠杆:杠杆物理量力臂力特点应用举例省力杠杆l1_l2F1F2_撬棒费力杠杆l1l2F1_F2_船桨等臂杠杆l1_l2F1=F2不省力也不费力_二、滑轮种类定滑轮动滑轮滑轮组图

2、形判断轴固定不动轴随物体一起运动动滑轮和定滑轮的组合动力F和阻力G关系(不计绳重及动滑轮重和摩擦)_方向是否可以改变可以不可以可以拉力移动距离s与阻力移动距离h的关系_s=nh(n为承担总重的绳子的段数)三、机械效率1.三类功:(1)有用功:为了达到目的必须要做的功。(2)额外功:对达到某一目的_又不得不做的功。(3)总功:有用功和额外功的_。2.机械效率:(1)定义:有用功跟总功的比值。 (2)公式:_。(3)规律:机械效率总_1。3.提高方法: (1)_物重;(2)_动滑轮重。【速练题】(1)从图中可以看出动滑轮实质是一个杠杆,支点是_点,动力臂是_,阻力臂是_,所以它是一个_(选填“省力

3、”“费力”或“等臂”)杠杆。(2)由动滑轮的实质可知,使用动滑轮可以_,但不能改变力的_。(3)若物体在拉力作用下上升0.5m,拉力F上升_m,若物体重6N,动滑轮重2N,则拉力F等于_N,机械效率为_。主题一 杠杆力臂的画法【示范题1】(2014聊城中考)如图所示,用起子开启瓶盖,请确定支点O的位置,画出F的力臂。【备选例题】在图中:(1)标出支点O的位置;(2)画出作用在撬棍上的力F1的力臂。主题二 杠杆平衡条件的应用【示范题2】(2013沈阳中考)如图,轻质杠杆ABO能绕O点自由转动,若在杠杆末端A点施加一个力提起重物G,使杠杆在水平位置平衡,则此杠杆_(选填“一定”或“不一定”)是省力

4、杠杆,若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡,此力的方向是_。主题三 滑轮组的理解1.滑轮组省力的判断:【示范题3】(1)(2013泉州中考)用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是()(2)(2013日照中考)如图所示,用滑轮组提升重物用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法。【延伸思考】若使其能改变力的方向,如何绕线?并画出绕线方法。主题四 机械效率的理解【示范题4】(2013广安中考)用两只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别将两个相同的钩码提升10cm。如不计绳子与滑轮的摩擦,_(选填“甲”或“乙”)装置更省力,甲装置的机械效率_(

5、选填“高于”“低于”或“等于”)乙装置的机械效率。【延伸思考】(1)忽略绳重和滑轮间的摩擦,若将钩码提升不同的高度,甲装置的机械效率_(选填“高于”“低于”或“等于”)乙装置的机械效率。(2)若在乙装置中,再增加一个钩码,甲装置的机械效率_(选填“高于”“低于”或“等于”)乙装置的机械效率。(3)同一滑轮组,若不忽略绳重和滑轮间的摩擦时,机械效率的高低与钩码提升的高度和绳子的股数有关吗?为什么?【备选要点】简单机械的特点【示范题】(1)(2013黄石中考)下列关于简单机械的描述不正确的是()A.钓鱼竿是省力杠杆 B.动滑轮是省力机械 C.天平是等臂杠杆 D.利用斜面可以省力(2)(2013淄博

6、中考)如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中所需动力最小的是()功、功率、机械效率的综合计算1.功、功率、机械效率的联系:【示范题】(2014呼和浩特中考)已知斜面倾角为30,斜面高为2 m。小兵同学用绳子沿斜面将重为400 N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为300 N,绳重不计。求:(1)小兵对木箱做的有用功;(2)斜面的机械效率;(3)斜面对物体施加的摩擦力。【备选例题】(2016陕西一模)在某建设工地上，工人把重1200 N的物体沿着长L5 m、高h1 m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300 N(不计空气阻力)。求：(1)将物体

7、从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？ (2)工人使用斜面做功的机械效率是多少？ (3)物体和斜面之间的摩擦力是多大？【备选例题】(2016湘潭)如图1所示，用滑轮组提升矿井内重为7840 N的物体M，汽车匀速前进了20 m，此过程中，汽车拉力F所做的功W随汽车运动的距离s的变化关系如图2所示，不计绳重和摩擦，动滑轮有重力。求：(1)拉力F总共做的功；(2)物体M上升高度； (3)该滑轮组的机械效率为多大？【实验装置】【实验关键】(1)调平衡:调平衡螺母,使杠杆在_位置静止。(2)测力和力臂:杠杆两侧受到的作用力_钩码重力,力臂等于杠杆上所挂钩码处距支点的距离。(3)分析数据:多

8、次改变力和力臂,得到不同数据,并分析动力、动力臂和阻力、阻力臂的关系。【要点探究】(1)实验前,如何调节平衡螺母使其在水平方向平衡?(2)为什么使杠杆在水平位置平衡?(3)实验中,为什么要多次实验,收集不同数据?【示范案例】(2014衡阳中考)小明和小红利用如图甲所示装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。(1)如图甲,为使杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)移动。(2)小明在实验中记录了三次实验数据如下表:实验数据次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.0100.52022.0101.02032.0204.010由实验数据

9、可得杠杆的平衡条件是 。(3)小红调节好杠杆平衡后,在杠杆两端挂上钩码,杠杆的状态如图乙所示,为此,小红又调节两端的平衡螺母,使杠杆重新回到水平平衡位置,然后正确记录下钩码重、动力臂OA和阻力臂OB的值,分析实验数据后发现得不到教材中的“杠杆的平衡条件”,小红的哪一步操作导致了实验结果与教材中的结论不一致?答: 。主题二 测量滑轮组的机械效率【实验装置】【测量器材】测力:_,测距离:_。【实验关键】(1)记位置:实验前,记下钩码和拉力的起始位置。(2)测物理量:_拉动弹簧测力计,使钩码升高一定的距离,读出拉力F、测出钩码上升高度h和拉力移动距离s,填入记录表格。(3)计算数据:W有=_,W总=

10、_。(4)分析数据:改变钩码数量,重复上述实验。分析当物重改变时,机械效率的变化。【要点探究】(1)实验中,为什么要匀速缓慢拉动弹簧测力计?(2)同一滑轮组,改变钩码数量时,机械效率一样吗?机械效率的大小与钩码重有什么关系? 【示范案例】(2013安顺中考)某小组通过实验测量如图甲所示的滑轮组的机械效率,记录数据如表:滑轮组钩码重量G/N钩码提升高度h/m拉力F/N拉力移动的距离s/m滑轮组的机械效率甲10.10.6(1)在表中和处应填写的数据是(保留1位小数):_,_。(2)若在图甲实验装置的基础上,减少一只钩码,再测出滑轮组的机械效率,则机械效率与原来相比将怎样变化?答: 。(3)若要进一

11、步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组的绳子绕法有关,在图乙中画出滑轮组绳子的绕法。【拓展探究】该实验小组同学又找来一些实验器材,接着测量斜面的机械效率,实验测量的数据如表,请你回答下列问题:实验次数12345斜面倾角2030404040斜面材料木板木板玻璃木板毛巾物重G/N55555斜面高度h/m0.270.400.510.510.51沿斜面拉力F/N3.54.34.25.05.7斜面长s/m0.80.80.80.80.8有用功W有/J1.352.002.552.552.55总功W总/J2.803.443.364.004.56机械效率48.2%58.1%75.9%63.8%55.9%(1)在第4

12、次实验中,木块受到的摩擦力是 N。(结果保留一位小数)(2)分析第1、2、4次实验数据,得出:在斜面粗糙程度一定时, 。(3)分析第3、4、5次实验数据,可得出: 。(4)该实验用到的研究方法是 。请你再举出一例用此方法的实验 。考点一 杠杆1.(潍坊中考)如图所示,活塞式抽水机手柄可以看作是绕O点转动的杠杆,它在动力F1和阻力F2的作用下,处于平衡状态,则()A.F1OC=F2OA B.F1OD=F2OB C.F1OE=F2OA D.F1OE=F2OB2.(南京中考)如图所示的器具,属于省力杠杆的是()3.(株洲中考)如图所示是运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景。已知地面对两个手掌的支持力为

13、360 N,对两个脚尖的支持力为240 N,手掌到脚尖的距离为1.5 m,则运动员所受的重力为 N,人体重心到脚尖的水平距离为 m。4.(滨州中考)如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,F1表示手对钓鱼竿的作用力,F2表示鱼线对钓鱼竿的拉力,请画出F1、F2的力臂l1、l2。5.(玉林中考)下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。(每个钩码重0.5 N)(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡。(2)如图甲所示,在杠杆A点处挂4个钩码,则在B点处应挂 个同样的钩码,

14、杠杆仍然在水平位置平衡。把B点处的钩码取下,在B点处施加一个竖直向下的拉力F= N时,杠杆仍然在水平位置平衡。当拉力F向右倾斜时,仍要保持杠杆在水平位置平衡,拉力F的大小将 (选“变大”“变小”或“不变”)。原因是 。(3)如果小王又进行了如图乙所示的探究,考虑杠杆 的影响,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时,则弹簧测力计的示数应大于 N。考点二 滑轮6.(泰州中考)如图所示的滑轮组,每个滑轮重为20 N,绳重及摩擦不计。用它匀速提升重为100 N的物体,所用的拉力F是()A.50 N B.60 N C.70 N D.120 N7.(兰州中考)如图所示,利用滑轮组匀速

15、提升重物,经过10 s,重物被提升了3 m,则绳子自由端移动的速度是 m/s。8.(莱芜中考)如图用两种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等的速度移动相同的距离。不计滑轮重和摩擦,则所用拉力F1 F2,这两个力的作用点移动距离s1 s2。(均选填“大于”“等于”或“小于”)。9.（眉山中考)如图所示,质量为50 kg的人,站在质量为30 kg的吊篮内,他至少用 N的拉力拉住绳子,才能使自己和吊篮在空中保持静止。(g取10 N/kg,不计轮重和摩擦)【互动探究】若用如图所示的装置,使质量为30 kg的吊篮静止,则质量为50 kg的人对绳的拉力为_N,地面对人的支持力为_

16、N。【方法归纳】特殊组合的滑轮组,不是同一段绳子拉力一般不同,此时,以“大整体”和相关滑轮分别为研究对象分析可简单明快地解出正确答案。10.(巴中中考)根据所给出的滑轮,用画线方法画出绕法。(要求所给的滑轮都利用)考点三 机械效率11.(衡阳中考)下列做法,不能够改变滑轮组机械效率的是()A.改变提升重物的高度 B.用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮C.提升更重的物体 D.给定滑轮加润滑油12.(泉州中考)用下列装置提升同一重物,若每个滑轮重相同,不计摩擦,则机械效率最高的装置是()13.(重庆中考B)工人借助如图所示的装置,在20 s时间内将700 N重的货物匀速提升了4 m,已知他对绳子

17、的拉力为500 N。该过程中,工人所用装置的机械效率为_,工人对绳子拉力的功率为_W。14.(鄂州中考)如图所示,在“测滑轮组机械效率”实验中,若物体重6 N。(1)实验时沿_方向拉绳子自由端最省力,且应_拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10 cm,此时弹簧测力计的示数如图所示,则滑轮组的机械效率是_。(2)若仅增加物体的重量,该滑轮组的机械效率将_(选填“增大”“减小”或“不变”,不计摩擦)。15.(聊城中考)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:则第3次实验时斜面的机械效率为_,分析比较下表中的实验数据,可得到的结论是斜面越陡机械效率越_(选填“高”“低”或“不变

18、”)。实验次数斜面倾斜程度木块A重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m机械效率1较缓50.23.30.560.6%2较陡50.253.80.565.8%3最陡50.34.20.516.(淮安中考)如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置,测力计的示数F为_N,测力计上升的高度s为0.2 m。物块重G为1.5 N,物块上升的高度h为0.3 m,则杠杆的机械效率为_%,使用该杠杆做额外功的一个原因是 。考点四 功、功率、机械效率的综合17.(南京中考)如图所示,搬运工人用滑轮组在20 s内将重为540 N的重物匀速提升

19、3 m,所用拉力为200 N。则他所做的有用功是_J,额外功是 J,拉力的功率 W,滑轮组的机械效率是 。18.(德州中考)如图所示,在斜面上拉一重50 N的木块到0.3 m高处,木块沿斜面向上移动了1 m,共耗时5 s,已知拉力为20 N,则拉力的功率为 W,此斜面的机械效率为 。19.(宜昌中考)小勇同学利用星期天积极参加社会实践活动,到养老院当义工,在活动中要帮助老人将3壶相同的油从一楼搬到三楼。小勇第一趟将一壶油从一楼提到三楼,用时20 s;第二趟将两壶油从一楼提到三楼,用时30 s。已知每壶油的质量为5 kg,小勇的质量为45 kg,每层楼的楼高是3 m。(g=10 N/kg)(1)第一趟小勇做了多少有用功?小勇做功的总功率是多少?(2)比较小勇两趟做功效率的高低,并说明理由。