专题03 简单机械 2025学年八年级物理下学期期末考点大串讲北师大版课件

这是一份专题03 简单机械 2025学年八年级物理下学期期末考点大串讲北师大版课件，共58页。PPT课件主要包含了动态思维导图，F1l1F2l2，费距离，省距离，不省距离，等臂杠杆，改变力的方向，动力臂是阻力，省力费距离，臂二倍的省力杠杆等内容，欢迎下载使用。
注意力臂与最小力的画法
1.杠杆的力臂一定是杠杆上的一部分(　　)2.力臂就是从支点到力的作用点的距离(　　)3.杠杆处于平衡状态时,应静止在水平方向(　　)4.杠杆平衡时动力与动力臂的乘积与阻力与阻力臂的乘积总是相等的(　　)5.杆秤是利用杠杆平衡原理测量物体质量的(　　)6.杠杆不一定是直的(　　)7.杠杆上力的作用线通过支点时,力臂为零(　　)8.使用杠杆时,只有在费力情况下才能省功(　　)9.省距离、省力、改变力的方向可以在使用一个机械时同时实现(　　)
例 1 如图9-1所示,O点为拉杆车的支点,拉力F作用在拉杆车上的A点,AB与F在同一条直线上,OB⊥AB。图中的线段　　　　(选填“OA”“OB”或“AB”)表示拉力F的力臂l。 
配练1　[2023·门头沟一模节选]如图9-2所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且OA⊥AB。线段　　 　(选填“OA”“AB”或“OB”)表示力F的力臂。
例 2 [2022·顺义一模]我们经常用瓶起子来打开汽水瓶盖,如图9-3所示,在此过程中,将瓶起子看作杠杆,用“△”表示支点位置,手用的力为动力F1,杠杆所受阻力为F2,则图9-4中支点位置、动力和阻力示意图正确的是(　　)A.①B.②C.③D.④
配练2　如图9-5所示的工具中,属于费力杠杆的是　　　　　　,属于省力杠杆的是　　　 　　　,属于等臂杠杆的是　　　　。 
例 3 如图9-6所示,A点所受的四次力分别为F1、F2、F3、F4,能使杠杆平衡且用力最小的是(　　)A.沿竖直方向的力F1B.沿垂直于OA方向的力F2C.沿水平方向的力F3D.沿OA方向的力F4
例 4 (多选)[2023·朝阳一模]杆秤作为华夏国粹,它制作轻巧、使用便利,曾是商品流通中的主要度量工具,同时它还承载着公平公正的象征意义。如图9-7所示是小阳同学制作的杆秤的示意图,使用时将货物挂在A处的秤钩上,用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置,当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点,此秤最大称量是10 kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,AB、BC、BD的长度如图9-7所示。下列说法正确的是(　　)A.秤砣的质量是0.4 kgB.提起B处秤纽,可以达到最大称量C.距离C点12.5 cm处有两个刻度,分别为1 kg和3.1 kgD.提起C处秤纽、不挂货物时,使秤杆转动的力是秤砣的重力
例 5 [2023·密云一模]俯卧撑运动对发展力量素质,提高人体生理机能,发展平衡和支撑能力起着重要作用,它可以改善中枢神经系统,有利于骨的坚实,关节的灵活,韧带的牢固,肌肉的粗壮及弹性,同时能加速血液循环,增大肺活量。如图9-8所示,地面对脚的力作用在O点,B点受到竖直向上的作用力F,人的重心在A点。不考虑手臂用力大小的变化,g取10 N/kg。
(1)若该同学质量为50 kg,求他撑起身体过程中每只手受到地面的支持力。
(2)若他在1 min内做了40个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4 m,求他此过程中做功的功率。
配练3　[2022·北京]俯卧撑是一项常见的健身项目,采用不同的方式做俯卧撑,健身效果通常不同。如图9-9甲所示是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情景,他的身体与地面平行,可抽象成如图乙所示的杠杆模型,地面对脚的力作用在O点,对手的力作用在B点,小京的重心在A点。已知小京的体重为750 N,OA长为1 m,OB长为1.5 m。
(1)图乙中,地面对手的力F1与身体垂直,求F1的大小。
(2)如图丙所示是小京手扶桌子做俯卧撑保持静止时的情景,此时他的身体姿态与图甲相同,只是身体与水平地面成一定角度,桌子对手的力F2与他的身体垂直,且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
例 6 如图9-10所示是探究定滑轮和动滑轮特点的装置图,下列说法中正确的是(　　)A.使用定滑轮能够省距离B.使用定滑轮能够改变力的方向C.使用动滑轮一定能够省力D.使用动滑轮能够省功
例 7 [2023·海淀一模]小海和小妍想探究:使用动滑轮提升物体时,绳子自由端的拉力大小与被提升物体所受重力大小的关系。实验桌上有如图9-11所示的实验装置和质量分别为50 g、100 g、200 g的钩码若干。小海先用调节好的弹簧测力计测出钩码所受的重力G物并记录;再利用如图9-11所示的实验装置,将钩码挂在动滑轮下,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端,记录拉力F的大小。更换钩码进行多次实验,实验数据记录如下表所示(已知动滑轮所受的重力G动为1.2 N)。根据数据,小海认为:使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时,竖直向上的拉力F总是小于物重G物。
(1)小妍分析G物、F的变化趋势,认为小海的观点是错误的,请你只利用上述实验器材,设计实验证明小海的观点是错误的。写出实验步骤和实验现象。(2)若不计绳重和摩擦,请分析并说明使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时,竖直向上的拉力F小于物重G物的条件。
例 8 (多选)小东利用如图9-12所示的滑轮组把所受重力为240 N的物体A匀速提升至高处。若顶部的两个定滑轮所受重力均为20 N,已知他用竖直向下大小为100 N的力F拉绳时,物体A匀速上升的速度为0.05 m/s。若不计绳重和摩擦,则(　　)A.绳子自由端移动的速度为0.2 m/s　B.两个定滑轮对顶部的拉力的和为400 NC.动滑轮受到的重力为60 ND.10 s内物体上升的高度是0.5 m
动力×动力臂=阻力×阻力臂
实验具有偶然性,不能得出普遍结论
例 [2022·朝阳二模]小阳利用如图9-13所示的实验装置探究杠杆的平衡条件,其中,杠杆上相邻刻线间的距离相等,每个钩码所受重力均为0.5 N。(1)实验前,为使如图甲所示的杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向　　　　端调节。 (2)杠杆水平平衡后,在杠杆上的A点悬挂3个钩码,如图乙所示,为使杠杆保持水平平衡,应在B点悬挂　　　　个钩码。 
(3)接下来,他将弹簧测力计挂在C点继续实验,如图丙所示。用弹簧测力计由竖直向上拉C点逐渐变为沿图丙中虚线方向斜向上拉C点,且保持杠杆在水平位置平衡,在此过程中,弹簧测力计的示数逐渐变大,请你解释原因:                        　 。
杆平衡条件F1l1=F2l2可知,杠杆水平平衡且阻力和阻力臂一定,由于动力臂减小,所以动力增大,因此弹簧测力计示数逐渐变大
举 | 一 | 反 | 三1.[2022·平谷一模]如图9-14所示为“探究杠杆平衡条件”的实验装置。(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向　　　侧调节。实验中将杠杆调至水平位置平衡,主要是为了　　　　　　　 。 (2)如图乙所示,杠杆恰好处于水平平衡状态,若在A处所挂钩码下方再挂一个钩码,则B处所挂钩码必须向右移动　　　格,才可使杠杆在水平位置再次平衡。 
2.[2023·房山一模]实验桌上有满足实验要求的器材:调节好的弹簧测力计一个,重为1 N的钩码两个,在水平位置调节平衡的杠杆一个。杠杆上相邻刻度间距离相等,刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔,可用来挂钩码或弹簧测力计,如图9-15所示。请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“杠杆在水平位置平衡时,若动力臂、阻力臂保持不变,则动力F1与阻力F2有关”。要求:
(1)用A点表示钩码作用在杠杆上的位置,用B点表示弹簧测力计作用在杠杆上的位置,请在图9-15中的杠杆上标出A点和B点。
[答案](1)如图所示(其他答案正确也得分)
(2)写出主要实验步骤。
(2)①在A点处挂1个钩码,在B点处竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡,把钩码对杠杆的拉力作为阻力F2,把弹簧测力计对杠杆的拉力作为动力F1记录在表格中。②在A点处挂2个钩码,在B点处竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡。将钩码对杠杆的拉力和弹簧测力计示数记录在表格中。
(3)画出实验数据记录表格。
1.有用功、额外功和总功
3.常见模型的机械效率计算(适用条件:物体匀速移动)
1.机械的功率越大,机械效率一定越高(　　)2.机械效率越高,机械做功一定越快(　　)3.做功越多的机械,机械效率一定越高(　　)4.所做有用功越多的机械,机械效率一定越高(　　)5.所做总功越少的机械,机械效率越高(　　)6.有用功在总功中所占比例越大的机械,机械效率一定越高(　　)7.不断优化机械设计,能使机械效率达到100%(　　)8.用同一滑轮组提升物体,只增加物体所受的重力可以提高机械效率(　　)9.用同一滑轮组提升物体,只减少提升物体的高度可以提高机械效率(　　)
10.忽略摩擦和绳重时,同一滑轮组机械效率只与被提升物体所受重力有关(　　)11.滑轮组的机械效率高低与动滑轮所受重力大小无关(　　)12.使用滑轮组时,增加承受拉力的绳子段数,是为了提高机械效率(　　)13.有用功一定时,额外功越少,机械效率越高(　　)
例 1 (多选)[2022·门头沟一模]质量为60 kg的工人站在水平地面上,利用如图11-1所示的滑轮组竖直向下拉动绳子自由端,将一质量为80 kg的重物A以0.1 m/s的速度匀速提升1 m,此过程中该滑轮组的机械效率为80%。对此工作过程及装置,以下说法正确的是(g取10 N/kg)(　　)A.动滑轮重为200 NB.工人对绳的拉力做的功为1 000 JC.工人拉力的功率为50 WD.工人对地面的压力为100 N
配练　[2022·西城一模]如图11-2所示,工人站在水平地面上,用滑轮组提升所受重力为900 N的物体A,工人对绳子自由端施加竖直向下的拉力F,物体A被竖直匀速提升1 m,用时5 s,该过程中所做的额外功为100 J。下列说法中正确的是(　　)A.工人的体重不能小于900 NB.动滑轮所受的重力为100 NC.绳端拉力F的功率为200 WD.该滑轮组的机械效率为80%
例 2 (多选)[2023·石景山一模]如图11-3甲所示,置于水平工作台上的卷扬机,其底面积为0.2 m2,质量为50 kg,卷扬机对绳子竖直向上的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系图像如图乙所示,卷扬机拉动绳子的功率保持不变。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重力为500 N的物体A,经过2 s,物体A被提升了20 cm。g取10 N/kg,下列说法正确的是(　　)A.拉力F的功率是60 WB.动滑轮所受的重力为100 NC.提升物体A时,动滑轮的机械效率约为83.3%D.提升物体A时,卷扬机对工作台的压强为2 500 Pa
例 3 [2023·西城一模]如图11-4所示,工人站在水平地面上用滑轮组提升货箱。工人用力拉绳子,使货箱以0.08 m/s的速度匀速上升,此时滑轮组的机械效率为90%。已知工人体重为600 N,货箱重为810 N,绳子所能承受的最大拉力为1 000 N。若不计滑轮组的绳重和摩擦,下列判断正确的是(　　)A.提升货箱时,此工人的拉力为300 NB.提升货箱时,此工人对地面的压力为1 050 N　C.提升货箱过程中,此工人拉力的功率为36 WD.此工人使用该滑轮组可以提升重为1 100 N的货箱
例 4 (多选)[2023·通州一模]一个重力为700 N的工人站在地面上,利用如图11-5甲所示的滑轮组提升一批不同重力的货物。此时,工人正用竖直向下的拉力F使重为500 N的货物A以0.2 m/s的速度匀速上升,拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知缠绕滑轮组的绳子最多只能承受550 N的拉力,在不计绳重和摩擦的情况下,下列说法中正确的是(　　)A.拉力F为300 NB.拉力F的功率为120 WC.此人使用该滑轮组最多能使重为1300 N的货物匀速上升D.此人使用该滑轮组匀速提升货物时,最大的机械效率约为90.9%
例 5 (多选)[2023·海淀一模]如图11-6甲所示,滑轮组悬挂在水平支架上。两次分别匀速提升物体A、B时,卷扬机拉力F所做的功W随时间t的变化关系图线分别为图乙中的a、b。已知两个滑轮的质量相等,两次提升时物体上升的速度均为0.2 m/s,物体A的质量为180 kg,不计绳重和摩擦,g取10 N/kg。下列说法正确的是(　　)A.物体B的质量为80 kgB.提升物体A时滑轮组的机械效率为80%C.提升物体A时支架受到定滑轮的拉力为3 200 ND.相同时间内,滑轮组提升物体A时做的额外功大于提升物体B时做的额外功
例 1 [2021·顺义二模]如图11-7所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置,其他实验器材还有弹簧测力计、一盒钩码、细线等。测量并记录的数据如下表所示。
(1)测量过程中,竖直向上　　　　拉动弹簧测力计,使线AB对钩码的拉力大小等于钩码重力大小。 (2)提升重为2 N的钩码时,滑轮组的机械效率为　　　　%。(结果精确到0.1%) (3)分析数据发现:该滑轮组的机械效率与　　　　 有关。 
例 2 某同学用如图11-8所示装置进行实验。图甲中直接用弹簧测力计匀速提升重物上升高度为h过程中,弹簧测力计示数为F1。图乙中弹簧测力计通过动滑轮匀速提升同一个重物,记录重物和绳子自由端的始末位置,重物上升高度仍为h,绳子自由端移动距离为s,弹簧测力计示数始终为F2。请你根据下表中的实验数据回答下列问题:
(1)F1提升重物做功为WF1=　　　　J,比较WF1与WF2得到的结论是　  　　　　 　　　　　。(2)根据实验数据可以计算出通过动滑轮提升重物的机械效率是　　　　。(结果精确到0.1%) 
动滑轮提升重物不省功