第十二章 简单机械（培优复习课件）-2025-2026学年八年级物理下册（人教版2024）

这是一份第十二章 简单机械（培优复习课件）-2025-2026学年八年级物理下册（人教版2024），共123页。
第十二章　 简单机械八年级下册 • 人教版复习课件我们的周围有各种各样的机械：提升重物的起重机，代步的自行车，计时的钟表……现在，机械更进入了太空。在中国空间站上工作的机械臂可以组合使用，完成各种复杂的任务。各种各样的机械展现了人类的智慧。有的机械简单，有的机械复杂。不管机械多么复杂，都可以从中找到构成它们的基本元素——杆、轮、链条等。本章我们就从最简单的机械入手，了解它们如何使日常生活和工作更便利、更有效。单元内容1. 掌握杠杆的核心概念与五要素，理解动力和阻力的作用效果相反但方向不一定相反，知道杠杆可直可曲但必须是硬棒。‌2. 熟练掌握杠杆平衡条件，通过回顾实验探究杠杆平衡条件的实验步骤、注意事项，能运用平衡条件进行简单计算和判断，解决杠杆动态平衡相关基础问题。‌3. 能准确区分省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆，结合生活实例，记住三类杠杆的特点，能识别生活中常见的各类杠杆，明确不存在既省力又省距离的杠杆。4. 掌握定滑轮、动滑轮和滑轮组的实质与特点，明确定滑轮是等臂杠杆、动滑轮是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，能判断滑轮组中承担物重的绳子段数，熟练运用滑轮组的核心规律（忽略绳重和摩擦时，F=1/n(G物+G动)、s=nh）进行简单计算，了解滑轮组的组装方法。‌5. 理解有用功、额外功、总功的概念及三者的关系（W总=W有+W额），掌握机械效率的定义、计算公式（η=W有/W总×100%），明确机械效率始终小于100%的原因，了解提高机械效率的途径和意义，能结合杠杆、滑轮组的实例进行机械效率的简单计算。‌6. 通过分析机械效率，理解能量利用的合理性，树立“节能降耗”的意识，认识到科学技术在改善人类生活、提高生产效率中的重要作用，培养科学态度和社会责任感。知识图谱知识一 杠杆1. 杠杆（1）定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。（2）杠杆的五要素动力：使杠杆转动的力F1。阻力：阻碍杠杆转动的力F2。动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离l1。O支点：杠杆可以绕其转动的点O点。阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离l2。知识一 杠杆①确定支点：找出杠杆绕着转动的固定点O；②画力的作用线：画出动力F1和阻力F2的示意图；③画力臂：从支点O向力的作用线作垂线，用两端带有箭头的直线表示力臂，并用符号l1和l2分别标注动力臂和阻力臂。（3）杠杆的示意图作图方法“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。知识二 杠杆的平衡条件1. 杠杆平衡当杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时，则杠杆平衡了。知识二 杠杆的平衡条件2. 实验：探究杠杆的平衡条件 实验思路：利用控制变量法进行研究①固定一侧变量：保持杠杆左侧的阻力 (F₂)和阻力臂 (L₂)不变，改变右侧动力 (F₁)和动力臂 (L₁)，观察杠杆平衡状态。②反向固定变量：保持杠杆右侧的动力 (F₁)和动力臂 (L₁)不变，改变左侧的阻力 (F₂)和阻力臂 (L₂)，再观察平衡状态。③综合分析：通过多次实验收集数据，推导动力、动力臂、阻力、阻力臂四个物理量之间的数学关系。知识二 杠杆的平衡条件实验过程：①调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态。②给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。将所测的动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2的数据填入表格中。知识二 杠杆的平衡条件③保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小，再做几次实验，把数值填入表格。④保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小，再做几次实验，把数值填入表格。知识二 杠杆的平衡条件实验数据：实验结论：杠杆平衡时，动力F₁与动力臂l₁的乘积等于阻力F₂与阻力臂l₂的乘积，即F₁l₁ = F₂l₂。知识二 杠杆的平衡条件3. 杠杆的平衡条件 动力×动力臂＝阻力×阻力臂（1）内容：要使杠杆平衡，需满足以下条件：作用在杠杆上两个力的大小与他们的力臂成反比。 F1 L1=F2 L2 知识二 杠杆的平衡条件（2）拓展：最小力解题策略①核心物理逻辑：在阻力(F2)和阻力臂(l2)一定时，动力(F1)与动力臂(l1)成反比。即：动力臂越长，动力越小。②操作步骤：a. 找点：在杠杆上找离支点最远的点作为“动力作用点”。b. 连线与作垂：连接支点与该点(最长力臂)，过该点作连线的垂线。①②知识三 生活中的杠杆生活中的杠杆省力杠杆力臂关系：l₁ > l₂力关系： F₁ < F₂特点：省力、费距离举例：撬棒、羊角锤费力杠杆力臂关系：l₁ < l₂ 力关系：F₁ > F₂特点：费力、省距离举例：钓鱼竿、镊子等臂杠杆力臂关系： l₁ = l₂ 力关系：F₁ = F₂特点：不省力、不费力举例：天平、定滑轮题型一、杠杆的动力和阻力【例题1】如图，轻质杆的左右两端分别吊着一个大苹果和一个小柿子，放手后，轻杆沿逆时针方向转动起来。使轻杆逆时针转动的力是（　　）A．苹果的重力B．柿子的重力C．吊苹果的绳对杆的拉力D．吊柿子的绳对杆的拉力C【解析】由题意可知：轻杆沿逆时针方向转动，则使轻杆逆时针转动的力是动力；由图可知：在轻杆左右两端吊水果的物理情境中，动力应作用在支点的左端，故BD错误；因动力的受力物体是轻杆，故A错误、C正确。故选：C。【例题2】如图所示为赛艇比赛时的情景，此时船桨可看作一个杠杆，F1为动力，F2为阻力，则下列选项中船桨模型合理的是（　　）D【解析】如题图所示，船桨与船的接触点为支点O，手与桨上端的接触点为动力作用点，水与桨下端接触点为阻力作用点，比赛时，运动员的手给桨一个向下的作用力，即为动力F1，桨抬起，水给桨下端一个向下的作用力，即为阻力F2，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。【例题3】如图所示，OA是一根杠杆，O是转轴，MN是一面竖直的墙，现有一根绳子PQ将杠杆拉着使它保持平衡，绳子的一端系在墙上的P点，另一端系在OA上的Q点，若绳子PQ对OA拉力的力臂为l，试确定PQ的位置，画出重物给OA的阻力F2和阻力臂l2。【解析】过力臂l1的另一端点作与力臂垂直的直线交MN于P，交OA于Q，即为绳子PQ所在的位置；阻力为物体通过绳子对杠杆施加的拉力F2，过O点向阻力作用线作垂线即为阻力臂l2，如图所示：【例题4】如图所示，关于“杠杆平衡条件”实验的相关说法正确的是（　　）A．加减砝码进行实验过程中，还可以调节平衡螺母B．在两侧的钩码下同时各添加一个相同的钩码，杠杆依然水平平衡C．该实验可得出结论：当阻力和阻力臂乘积一定时，动力臂大，动力就大D．多次实验是为了得到普遍规律D题型二、探究杠杆的平衡条件【解析】A、加减砝码进行实验过程中，不能调节平衡螺母，故A错误；B、在两侧的钩码下同时各添加一个相同的钩码，左侧=3G×3L=9GL，右侧=4G×2L=8GL，左侧大于右侧，杠杆不再平衡，故B错误；C、杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂；当阻力和阻力臂乘积一定时，动力臂大，动力就小，故C错误；D、多次实验是为了得到普遍规律，故D正确。故选D。【例题5】小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”实验，已知每个钩码重0.5N。（1）图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂___个钩码。（2）如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的拉力为___N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则弹簧测力计的读数将_____（选填“变大”或“变小”或“不变”）。变大21【解析】（1）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，即4G×2L=FB×4L，解得FB=2G，即需在B点处挂2个钩码；（2）如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，根据杠杆的平衡条件：FALA=FCLC，4G×2L=FC×4L，解得FC=2G=2×0.5N=1N，若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。故答案为：（1）2；（2）1；变大。【例题6】小明发现学校走廊的窗户可以从底部推开（如图甲），在他沿水平方向用力将窗户缓慢推开的过程中（如图乙），所用水平推力的大小将（　　）A．逐渐变小B．先变小后变大C．逐渐变大D．先变大后变小题型三、杠杆的动态平衡分析C【解析】窗户可以从底部推开（如图甲），在他沿水平方向用力将窗户缓慢推开的过程中，由于动力始终水平，故动力臂始终在竖直方向，即支点到窗户下边缘的竖直距离，故动力臂逐渐减小，而窗户的重力是阻力，阻力臂逐渐增大，此时阻力不变，根据动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂知，动力逐渐增大。故选：C。【例题7】如图甲所示，是采用多塔钢索斜拉结构的大桥。为探究主塔为什么建那么高，某同学制作了斜拉索大桥模型，如图乙所示。用质量均匀分布的木条OA模拟桥面，立柱GH模拟桥塔，OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连。若保持OA水平，则（　　）A．只将细线在GH上的端点向上移动，绳子中的拉力将变小B．只将细线在GH上的端点向下移动，绳子中的拉力将变小C．只将细线在OA上的端点向右移动，绳子中的拉力将变小D．只将细线在OA上的端点向右移动，绳子中的拉力将保持不变A【解析】AB．只将细线在GH上的端点向上移动，根据力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，细线越接近竖直，动力臂越大，故阻力和阻力臂不变，动力臂变长，则绳子中的拉力将变小；只将细线在GH上的端点向下移动，阻力和阻力臂不变，动力臂变短，绳子中的拉力将变大，故A符合题意，B不符合题意；CD．只将细线在OA上的端点向右移动，阻力和阻力臂不变，动力臂变短，绳子中的拉力将变大。故CD不符合题意。故选：A。【例题8】2023年12月18日甘肃积石山地震，在抗震救灾中，救援队员要用如图甲所示的钢筋剪，把钢筋剪断，以便施救，钢筋剪是_____（选填“省力”或“费力”）杠杆。救援队员还利用撬棒把滚落在公路上的石头移开，如图乙所示。救援队员着力于撬棒A点，既可以沿AB方向也可以沿AC方向撬动石头1，但较省力的是沿_____方向。题型四、杠杆在生活中的应用省力AB【解析】（1）用钢筋剪剪断钢筋时，动力臂大于阻力臂，它是省力杠杆。（2）读图可知，当救援队员着力于A点，沿AB方向撬动时支点为O点，沿AC方向撬动时支点为O′点，沿AB方向撬动比AC方向撬动的动力臂长，阻力臂差不多，所以较省力的是沿AB方向。故答案为：省力；AB。【例题9】我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插头，碓嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示，图乙为脚用力向下踩时在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力（即碓头重力大小），不计横木的重力和摩擦，此时堾属于_____（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆，为了省力些，可将脚踩点适当_____（选填“远离”或“靠近”）O点。远离费力【解析】由图可知，O是支点，从O点向阻力F2的作用线引垂线，可得阻力臂，同理可知动力臂为L1，堾在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。如果想省力些，在阻力臂、阻力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，需要增大动力的力臂，所以脚踩点适当远离O点。1. 杠杆的动力和阻力（1）核心考点：①动力：使杠杆转动的力；②阻力：阻碍杠杆转动的力；③受力物体必须是杠杆本身，不是重物。（2）解题技巧：①先找转动方向，确定动力 / 阻力；②看力作用在谁身上：作用在杠杆上才是杠杆的力；③重力是作用在物体上，不是直接作用在杠杆上。2. 探究杠杆的平衡条件（1）核心考点：①平衡公式：F₁L₁ = F₂L₂；②实验操作规范；③多次实验目的：寻找普遍规律。（2）解题技巧：①实验中只能调钩码 / 弹簧测力计，不能调平衡螺母；②计算直接套公式：左力 × 左臂 = 右力 × 右臂③力臂倾斜→力臂变小，力变大；④多次实验≠减小误差，是找普遍规律。3. 杠杆的动态平衡分析（1）核心考点：①动态过程中阻力 / 阻力臂 / 动力臂的变化②用F₁L₁=F₂L₂判断力的大小变化。（2）解题技巧：①先定支点、阻力（一般是重力）、阻力臂②再看动力臂怎么变③套用：· 阻力、阻力臂不变 → 动力臂变大→动力变小· 阻力、阻力臂不变 → 动力臂变小→动力变大4. 杠杆在生活中的应用（1）核心考点：①省力 / 费力 / 等臂杠杆判断②生活实例：船桨、钢筋剪、撬棒、舂米器（2）解题技巧：①先找支点②比较动力臂和阻力臂：动力臂＞阻力臂 → 省力杠杆动力臂＜阻力臂 → 费力杠杆③想更省力：增大动力臂、减小阻力臂。早在两千多年前，我们的祖先就发明并广泛使用杆秤作为称量工具。直至今日，在许多地方，我们依然能看到杆秤的身影，它不仅是一种计量工具，更是中国古代劳动人民智慧的结晶。实践与探究：物理知识来源于生活，也应用于生活。运用我们刚学习过的杠杆平衡条件，亲手设计并制作一个“简易杆秤”，在动手实践中揭开传统杆秤精准称量背后的物理奥秘。1. 项目提出1. 认识杆秤（1）杆秤的基本结构秤杆：杆秤的主体骨架，承载所有部件并刻有精确的计量刻度。提纽 (支点)：提起杆秤的受力点，也是整个杠杆平衡系统的核心支点。秤盘：放置被称量物体的容器，物体的重量通过它形成杠杆的阻力。秤砣 (砝码)：标准重量的金属块，通过左右移动，使杆秤平衡。（2）杆秤的使用方法①放置物体：将需要称量的物体平稳地放入秤盘中心，确保重心稳定。②平衡调整：提起提纽，用手指轻轻拨动秤砣，使其沿秤杆左右滑动，直到秤杆处于水平平衡状态。③读取示数：观察秤砣挂绳在秤杆上所对应的刻度线，该刻度数值即为物体的重量。（3）制作杆秤的原理①核心原理：杠杆的平衡条件 —— F1l1 = F2l2②原理应用解析：　　杆秤的称量过程，本质上就是通过移动秤砣来改变动力臂(l₁)的长度，使“动力×动力臂”始终等于“阻力×阻力臂”，从而实现对不同重量物体的精准平衡与测量。1. 制作简易杆秤（1）材料与工具准备主体 · 秤杆一根粗细均匀的筷子（或 细木条）作为秤杆主体。提纽与吊绳准备一段结实的细线或细铁丝，用于悬挂秤盘和作为提纽。承载 · 秤盘选用一个轻质的纸杯（或塑料瓶盖），用于放置待称量的物品。配重 · 标准秤砣准备几个已知重量的钩码，作为校准杆秤的标准砝码。制作 · 辅助工具记号笔（标记刻度）、刻度尺（测量距离）、剪刀和打孔器（制作悬挂孔）。（2）制作步骤：步骤一：制作秤盘与提纽①制作纸杯吊耳：在纸杯的杯壁上等距离打三个小孔，用细线穿过并系紧，形成一个结构稳定、可以自由悬挂的吊耳。③确定提纽和秤盘的位置：　　在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作为秤盘，在槽B处系一根细线作为提纽。②组装秤盘组件：将之前做好的纸杯秤盘，通过吊耳上的细线，牢固地悬挂在筷子的另一端。此时，秤盘与提纽的基础结构已搭建完成。　　用手提起提纽，此时秤盘的重量会使筷子向秤盘一侧自然倾斜。用细线系一个20g的钩码作为秤砣。调节秤砣的位置使杆秤平衡，这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星O，用记号笔标记此位置。①确定定盘星（零刻度线）:步骤二：确定零刻度线及其他刻度a. 放置基准钩码：在秤盘中放入一个100g的标准钩码，以此作为刻度标定的初始基准。②标定刻度与分度b. 平衡定位标记：将秤砣从“定盘星”位置向远离提纽的方向缓慢移动，直至秤杆再次水平平衡，在此处标记为“100g”。c. 扩展多级刻度：重复“放置钩码-移动秤砣-平衡标记”的流程，依次在秤杆上标定出“100g”、“150g”等更高级别的刻度。d. 确定最小分度值：将“0”到“50g”之间的距离平均分成5等份，每一等份代表10g。以此确定杆秤的最小分度，完成精细标定。　　用制作好的杆秤称量一些物体的质量，再与用天平称量的结果进行比较，比一比谁制作的杆秤称量最准确。（1）检验自制杆秤的准确性物体质量 × 物到提扭距离 = 科砣质量 × 秤砣到定盘星距离　　使用项目评价表，从材料选择、外观结构、操作展示和测量精确度等方面对自制杆秤进行自评。（2）项目评估（3）拓展思考①杆秤通常有两个提纽，分别是“靠近秤盘”和“远离秤盘”的提纽。请问哪个提纽对应的测量范围更大？背后的物理原理是什么？靠近秤盘的提纽测量范围更大。根据杠杆平衡原理F₁l₁ = F₂l₂，当提纽靠近秤盘时，阻力臂(l₂)显著变短。在秤砣重力(F₁)和秤杆动力臂(l₁)最大行程不变的条件下，可平衡的阻力(F₂)（即被测物重）会更大，因此该提纽能称量更重的物体。②我们在确定“定盘星”时，是否已经考虑了秤盘的质量？　　　“定盘星”的位置正是为了平衡秤盘的质量。如果忽略秤盘质量，那么真正的零刻度线应该在提纽的正下方。而我们标出的“定盘星”位置，实际上是一个“负”的刻度，它代表了为了抵消秤盘重量而设置的起点。关键结论：定盘星是杆秤平衡秤盘重量的“零起点”，其本质是通过杠杆原理预设的平衡位置，包含了对秤盘自身质量的补偿。是的，③我们可以用不同的方法来标定刻度，比如用一个已知重量的砝码多次移动，或者用多个不同重量的砝码（如50g, 100g, 150g）。从合理性与精确度的角度来看，哪一种方法更好？多砝码法更胜一筹推荐使用多个不同重量的独立砝码进行标定。原因在于：单一砝码多次移动的过程中，每一次的微小误差都会被累积放大，最终导致刻度偏差较大；而使用多个独立砝码可以进行交叉验证，相互校准，从而显著提高刻度标定的准确性和可靠性。④如果你的秤砣不小心粘上了一块泥巴，导致秤砣本身变重了，此时用它来称量物体，最终的测量读数结果会偏大还是偏小？测量结果会偏小依据杠杆平衡原理F₁l₁ = F₂l₂：物体重量 F₂ 不变，粘泥后的秤砣变重（F₁ 增大），为了保持平衡，所需的动力臂l₁ 必然缩短。即秤砣只需移动到刻度更小的位置就能平衡，因此读出的数值会比实际值小。一句话总结：秤砣越重，读数越小；秤砣越轻，读数越大。⑤如何制作一个能称量更大质量（比如1公斤）的简易杆秤？增加动力臂使用更长的秤杆作为动力臂，在动力不变的情况下，更长的力臂能产生更大的力矩，从而吊起更重的物体。缩短阻力臂将提纽（支点）的位置向秤盘方向移动，减小阻力臂的长度。根据杠杆原理，阻力臂越短，能平衡的阻力就越大。增大秤砣质量直接增大秤砣的质量，即增加动力的大小。在力臂不变的条件下，更大的动力能够平衡更大的阻力，提升称量上限。核心原理：杠杆平衡条件 F₁l₁ = F₂l₂，通过改变力臂长度或力大小来提升称量能力。题型一、杆秤的原理与应用【例题10】杆秤是我国古代杠杆应用的杰作，如图所示是我国传统的杆秤，常用来测量物体的质量。它由带有刻度的秤杆、秤盘、秤砣、提纽等组成。关于杆秤下列说法正确的是（　　）A．杆秤利用杠杆平衡来称量物体质量B．只有所测物体的质量与秤砣的质量相等时秤杆才能水平静止C．秤杆上50g的刻度比100g的刻度离提纽更远D．用杆秤称量物体质量时，C点是杆秤的支点A【解析】A．如图所示，杆秤围绕着B点转动，测量质量时，是根据杠杆平衡原理测量的，故A正确；B．由杠杆平衡条件可知，只有所测物体的质量与秤砣的质量满足下列关系时m物glBC=m秤砣glAB，经整理可知m物lBC=m秤砣lAB，杠杆才能在水平位置平衡，故B错误；C．当物体的质量变大时，m物lBC乘积变大，m秤砣质量不变，故lAB变大，秤杆上50g的刻度比100g的刻度离提纽更近，故C错误；D．杆秤围绕着B点转动，围绕固定不动的点为支点，故B点是支点，故D错误。故选：A。【例题11】杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶、是历史最悠久的衡器之一，如图所示是杆秤的结构示意图。关于秤杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是（　　）A．秤杆的工作原理是二力平衡原理B．使用秤钮a比秤钮b所能测的最大物体质量更小C．被测物体质量一定大于秤砣质量D．使用同一秤钮，物体质量越大秤砣离秤钮越远D【解析】A．秤杆的工作原理是杠杆的平衡条件，故A错误；B．秤砣线所在刻度处不变，根据杠杆的平衡条件，使用秤钮a比秤钮b时，物体的力臂减小，秤砣的力臂增大，物体的重力变大，所测物体质量大，故B错误；C．根据杠杆的平衡条件知，当秤砣靠近支点，且力臂小于物体的力臂，被测物体质量就可能小于秤砣质量，故C错误；D．使用同一秤钮，支点不变，物体的阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件得到F砣L砣+F杆L杆=F物L物，当L砣、F杆、L杆、L物不变时，物体质量越大，F物越大，秤砣离秤钮距离L砣越远，故D正确。故选：D。【例题12】下列是小明在进行跨学科实践活动总结的一些内容，其中总结的内容不准确的是（　　）A．制作简易活塞式抽水机：瓶身上下部分粗细不同的矿泉水瓶不能作为抽水机的圆筒B．制作微型密度计：微型密度计由标度杆、浮子和配重组成C．制作微型密度计：要设计符合要求的密度计，应该着重考虑密度计的质量D．制作简易杆秤：当秤盘中不放物品秤杆水平平衡时，系秤砣的细线位置为秤的定盘星OA【解析】A．在制作简易活塞式抽水机时，抽水机需要圆筒内壁光滑且直径一致以保证活塞的密封性和抽水效果，故A正确；B．微型密度计通常由标度杆、浮子和配重组成，配重用于调整密度计的重心等，使密度计能在液体中稳定漂浮并显示刻度，故B正确；C．制作微型密度计时，应该着重考虑的是密度计的形状、密度计的浮力和排开液体的体积，而不是质量。密度计的工作原理是基于阿基米德原理，通过浮力平衡来测量液体密度，故C错误；D．制作简易杆秤时，当秤盘中不放物品且秤杆水平平衡时，系秤砣的细线位置即为秤的定盘星零点位置，故D正确。故选：C。1. 杆秤的原理与基础判断（1）核心考点：①杆秤本质是杠杆，遵循杠杆平衡条件：F1​L1​=F2​L2​（G物L物=G砣L砣）；②支点：杆秤绕着转动的固定点（提纽位置）；③刻度规律：物体质量越大，秤砣离支点越远；刻度值越大，离提纽越远。（2）解题技巧：①先找支点（提纽），再区分物体力臂和秤砣力臂；②牢记公式：m物L物=m砣L砣，直接代入判断力臂与质量关系；③定盘星：不放物体时秤砣的平衡位置，是刻度起点。（3）避坑总结：①误区：杆秤原理是二力平衡→正确：杠杆平衡。②误区：物体质量必须等于秤砣质量才能平衡→错误：满足力臂乘积相等即可。③误区：小刻度离提纽更远→错误：大刻度离提纽更远。④误区：支点是秤盘 / 秤砣位置→错误：支点是提纽。2. 不同提纽（秤钮）的量程判断（1）核心考点：①换提纽 = 改变物体力臂与秤砣力臂；②物体力臂越小、秤砣力臂越大，可测最大质量越大。（2）解题技巧：①用杠杆平衡公式判断：m物L物=m砣L砣②同一杆秤：提纽离秤盘越近，物体力臂越小，最大量程越大。（2）种类①定滑轮：使用时滑轮的轴是固定不动的，不随物体移动。②定滑轮：使用时滑轮的轴跟物体一起运动，随物体位移而移动。（1）定义：能绕轴自由转动，周边有槽的轮子。1.滑轮滑轮是一种变形的杠杆（3）滑轮的实质：①定滑轮实质：是一个等臂杠杆。②动滑轮的实质：动力臂等于阻力臂两倍的杠杆。2. 实验：探究定滑轮和动滑轮的特点实验器材：①核心测量工具刻度尺——精确测量物体上升的高度以及拉力移动的距离，用于分析省力与费距离的关系。弹簧测力计——测量拉力的大小，对比拉力与物体重力的关系，判断滑轮是否省力。②其它实验器材：定滑轮、动滑轮、砝码、细线等。实验思路：　　分别安装定滑轮(图乙)和动滑轮(图丙)进行实验。记录实验时弹簧测力计拉力的大小和方向，以及弹簧测力计示数大小和钩码移动的距离。实验过程：①使用弹簧测力计将钩码竖直向上提起，重点记录钩码上升的高度、拉力移动的距离以及拉力的大小。②使用定滑轮提升钩码，记录整个过程中拉力的大小、钩码上升的高度、拉力移动的距离。③使用动滑轮提升钩码，记录过程中力的大小、钩码升高的高度，及拉力移动距离。使用定滑轮不省力也不费距离，但可以改变拉力的方向。F=G　　S=h使用动滑轮省大约一半的力，不能改变拉力方向，且费距离。F=G/2　　S=2h分析论证：归纳总结：使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向;使用动滑轮可以省力，但不能改变为的方向，而且费距离。滑轮轴固定不动等臂杠杆不省力，能改变力的方向滑轮和重物一起移动动力臂是阻力臂二倍的杠杆能省力，不能改变力的方向 3. 定滑轮和动滑轮的区别 （1）滑轮组的定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。（2）滑轮组的特点：既可以省力，又能改变力的方向，是最常用的起重机械结构，但会费距离。1. 滑轮组（3）拉力大小与重力大小的关系：动滑轮和重物由几段绳子承重，拉力就是总重的几分之一。绳子自由端移动的距离是重物移动距离的n倍。（忽略绳重和摩擦）（4）拉力断与重物移动距离的关系：（5）滑轮组的组装技巧①确定绕绳的有效段数②绕绳方式的判断（奇动偶定）　　根据当承重的绳子段数n为偶数时，绳的起始端系在定滑轮上；当n为奇数时，绳的起始端系在动滑轮上。③动滑轮个数：当需要n段绳子时，动滑轮的个数N为③定滑轮个数的确定施力方向与物体运动方向相同a. 定滑轮比动滑轮少一个（n为偶数时）；b. 定滑轮和动滑轮的个数相同（n为奇数时）。施力方向与物体运动方向相反a. 定滑轮和动滑轮的个数相同（n为偶数时）；b. 定滑轮比动滑轮多一个（n为奇数时）。（1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。（2）轮轴的特点：动力作用在轮上，轮轴是一个省力杠杆，费距离。　　轮轴看作是一个可连续转动的不等臂杠杆。1.轮轴2. 斜面（1）斜面：斜面是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。（2）斜面的特点：　　根据功的原理，如果不计物体与斜面之间的摩擦，则Fl=Gh。　　即，利用斜面可省力，但要费距离。题型一、定滑轮与动滑轮的判断【例题13】如图所示是一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖（桶盖绕转轴转动），非常方便、卫生。下列说法正确的是（　　）A．装置中的滑轮是动滑轮B．装置中的滑轮起到省力作用C．装置中的滑轮起到改变力方向的作用D．左端绳子的拉力大于右端绳子的拉力C【解析】A.图示装置中的滑轮，轴固定不动，属于定滑轮，故A错误；B.装置中的滑轮是定滑轮，而定滑轮不可以省力，故B错误；C.装置中的滑轮是定滑轮，定滑轮可起到改变力的方向的作用，故C正确；D.图示装置中的同一根绳子绕过定滑轮提升重物，根据定滑轮的特点，同一根绳子左端绳子的拉力应等于右端绳子的拉力，故D错误。故选：C。【例题14】如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮______（填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为F1、F2，鼎受到的拉力之和为______ 。F1+F2不能【解析】图中的这种滑轮是定滑轮，不能起到省力的作用；定滑轮不省力，只能改变动力的方向，鼎向上受到两个拉力作用，所以鼎受到的拉力之和为F1+F2。故答案为：不能；F1+F2。 C题型二、定滑轮与动滑轮的判断 【例题16】小明同学研究滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，如图所示为研究过程。（1）比较图中的a、b、c、d四图可知：定滑轮不能省力，但可______________；（2）小明同学又按照如图（e）所示的装置对动滑轮特点进行了多次探究，实验数据见下表。提升重物时应该注意沿__________匀速拉动弹簧测力计；（3）分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半力”的结论偏差较大。该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑__________动滑轮重力。改变力的方向竖直方向动滑轮重力【解析】（1）比较图中的（a）（b）（c）（d）四图可知：Fb=Fc=Fd=Fa=G=2N，拉力的方向都不相同，即使用定滑轮时不能省力，但可改变力的方向。（2）在实验过程中，应沿竖直向上方向匀速拉动装置，让整个装置处于平衡状态，所受的力是平衡力。（3）“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论，而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。所以该实验中出现偏差的主要原因是：没有考虑动滑轮重力（摩擦力）。故答案为：（1）改变力的方向；（2）竖直方向；（3）动滑轮重力。题型三、滑轮组的特点及相关计算【例题17】如图所示的滑轮组提升100N的重物，两个相同的滑轮的重力均为20N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（　　）A．绳子自由端的拉力F为40NB．若物体上移0.5m,则绳子自由端移动1mC．使用滑轮组既可以省力又可以省距离D．若自由端拉绳子的速度为0.2m/s,物体移动的速度为0.4m/sB【例题18】如图所示，木块A放在水平面上，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，与物块B相连的弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　　）A．木块A与地面间的摩擦力为5NB．滑轮向右移动的速度为0.2m/sC．物块B受到的摩擦力为3N，方向水平向右D．绳子拉木板A的功率为0.6WC 1. 定滑轮与动滑轮的判断（1）核心考点：①定滑轮：轴固定不动，实质是等臂杠杆。②动滑轮：轴随物体一起运动，实质是动力臂为阻力臂 2 倍的杠杆。③核心特点：定滑轮不省力、可改变力的方向；动滑轮省一半力、不改变力的方向。（2）解题技巧：①看轴是否移动：轴不动→定滑轮；轴跟着物体动→动滑轮。②看作用效果：只改变拉力方向、不省力→定滑轮；能省力、不改变方向→动滑轮。③同一根绳子绕过定滑轮，各处拉力大小相等。（3）避坑总结：①误认为定滑轮能省力，动滑轮一定省一半力（忽略滑轮重、摩擦时才成立）。②看到 “滑轮” 就默认省力，忽略轴的位置判断。③同一根绳两端拉力，错误认为大小不等。2. 定滑轮与动滑轮的使用特点探究（1）核心考点：①定滑轮：不省力，可改变力的方向。②动滑轮：省一半力（理想情况），需竖直向上匀速拉动。③实验误差原因：动滑轮自重、绳重、摩擦。（2）解题技巧：①定滑轮探究：对比拉力大小与物重，拉力 = 物重→不省力；拉力方向不同→改变方向。②动滑轮实验：必须竖直匀速拉弹簧测力计，保证受力平衡。③误差分析：实际拉力大于物重一半，优先考虑动滑轮重力，其次是摩擦。3. 滑轮组的特点及相关计算（1）核心考点①滑轮组省力公式：F=(G物 + G动)/n（n 为承担物重的绳子段数，不计绳重和摩擦）。②距离关系：s=nh（s 为绳端移动距离，h 为物体上升高度）。③速度关系：v绳 = nv物。④水平滑轮组：拉力克服摩擦力，F=f/n（f 为摩擦力）。（2）解题技巧：①数绳子段数 n：数直接连在动滑轮上的绳子段数。②先判断 n，再套公式：先算拉力、再算距离 / 速度。③水平滑轮组：拉力作用在滑轮上时，拉力是摩擦力的 2 倍。1. 有用功和额外功（1）有用功：为实现目的而做对人们有用的功，用W有用表示。（3）总功：有用功和额外功之和，用W总表示。（2）额外功：没用但不得不做的功，叫额外功，用W额外表示。W总＝W有用＋W额外大量实验表明：W总>W有用，使用任何机械都不能省功。对大量机械分析发现：使用机械时，额外功不可能为0。1. 机械效率（1）定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。（2）计算公式：（3）特点：有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示。2. 实验：测量滑轮组的机械效率实验思路：　　测量滑轮组的机械效率，需要测量滑轮组工作时的有用功和总功。然后求出二者的比值。实验器材：　　弹簧测力计、刻度尺、钩码、铁架台、滑轮、细绳等。实验过程：①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G，并填入下表。②按照实验图安装滑轮组，分别记下钩码和绳端(弹簧测力计挂钩底部)的位置。③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的数值，用刻度尺测出钩码提升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入下表。④算出有用功W有用、总功W总、机械效率η，并填入下表。改变钩码的数量，重复上面的实验。73.3%87.7%91.4%省力的滑轮组，机械效率不一定高拓展：滑轮组机械效率的影响因素不考虑绳重和摩擦结论：同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越高；提升同一物体，动滑轮越重，机械效率越低。3. 提高机械的效率的主要方法：①改进结构，使机械更合理、更轻便。②经常保养，使机械保持良好的运行状态。③在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力。同一机械，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大。（1）滑轮组的机械效率：　　利用滑轮组把重力为G的物体提高h。F为动力，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子股数。当动滑轮的重力一定时，物重越大，机械效率越高。（2）杠杆的机械效率　　利用杠杆把重力为G的物体提高h，F 为动力，s为动力作用点移动的距离。（3）斜面的机械效率　　用力F沿斜面把重力为G的物体提高，h为斜面的高度，l为斜面的长度，f 为物体与斜面间的摩擦力。①斜面的光滑程度一定，斜面越陡，机械效率越高；②斜面的倾斜程度一定，斜面越粗糙，效率越低。影响斜面机械效率的因素题型一、有用功、额外功与总功 【例题19】施工工地上，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比（　　）A．总功不变，有用功变大B．总功不变，额外功减小C．有用功不变，总功减小D．总功不变，有用功减小C【解析】把同一物体匀速提升同样的高度，由W有=Gh可知，前后两次做的有用功不变；一个滑轮组经改进后提高了机械效率，是因为额外功减少了，总功减少了；故ABD错误，C正确。故选：C。【例题20】小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼，感到很“吃力”，他在滑轮组的轴上加润滑油后，感觉好多了。则加上润滑油后，小明做功的（　　）A．有用功减小，总功不变B．有用功增加，总功增加C．有用功减小，总功减小D．有用功不变，总功减小D【解析】加润滑油前后工人都是提升同样的重物，也就是说对重物做的功是不变的，即有用功是不变的；但加了润滑油，工人用的拉力减小了，而同样是把货物拉到三楼，力小了，做的功自然就少了，即总功是减小的。所以只有D答案是正确的。故选：D。题型二、机械效率的及计算【例题21】“由物及理，思维建模”。如图是一种利用滚轴A、B和绳子组装的特殊机械，借助这种机械可以将较重的物体（如摩托车）搬运到高处。不计绳和滚轴自重，下列说法错误的是（　　）A．图中A部分可等效为定滑轮B．图中B部分可等效为动滑轮C．该机械既可省力，也能改变力的方向D．该机械可以省力，机械效率可达到100%D【解析】AB．提升物体时，A的轴的位置固定不动，可等效为定滑轮；B和物体一起移动，可等效为动滑轮，故AB正确；C．利用该滑轮组装置既能省力，又能改变力的方向，故C正确；D．使用该机械过程中需要克服摩擦力做功，克服动滑轮的重力做功，即存在额外功，因此效率不会达到100%，故D错误。故选：D。【例题22】在实践活动基地，同学们体验使用劳动工具对工作的影响。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断不正确的是（　　）A．甲方式中车对绳子的拉力为400NB．乙方式中人对绳子的拉力为210NC．甲、乙两种方式做的有用功相等D．甲、乙两种方式的机械效率相等D 【例题23】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0.2m.物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m,则杠杆的机械效率为_____%，使用该杠杆做额外功的一个原因是__________________________________。2.5由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功90 【例题24】如图所示，用20N的拉力F向上拉动绳子，使重为50N的物体M在2s内匀速升高0.2m（不计绳重和摩擦）。下列说法错误的是（　　）A．动滑轮重为10NB．拉力的功率是6WC．滑轮组的机械效率约是83.3%D．绳子自由端移动0.4mD 1. 有用功、额外功与总功（1）核心考点：①有用功：对人有用、必须做的功，公式：W有 = Gh（提升物体）。②额外功：对人无用、不得不做的功（克服机械自重、摩擦）。③总功：有用功 + 额外功，W总 = W有 + W额。④机械效率：η=W有 / W总 ×100%，总小于 1。（2）解题技巧：①先定有用功：同一物体、提升相同高度→有用功一定不变。②再看额外功：加润滑油、改进机械、减轻自重→额外功减小。③最后推总功：W总 = W有 + W额→有用功不变、额外功减小→总功减小。④效率判断：有用功不变、总功减小→机械效率提高。（3）避坑总结：①物体与高度不变，有用功永远不变，别被 “省力、轻松” 误导。②省力≠省功，省力只会减小拉力，不改变有用功。③任何机械都有额外功，总功不可能只变有用功不变。2. 机械效率判断及计算（1）核心考点：①定滑轮：轴不动，不省力，改变力的方向。②动滑轮：轴随物动，省一半力，不改变力的方向。③滑轮组拉力：F=(G物 + G动)/n（不计绳重、摩擦）。④机械效率：· 滑轮组：η=G/(G+G动)×100%· 杠杆：η=Gh/Fs×100%⑤机械效率永远＜100%（一定有额外功）。（2）解题技巧：①定 / 动滑轮快速判断：轴固定→定滑轮；轴随物体动→动滑轮。②滑轮组计算三步a. 数绳子段数 n；b. 算拉力 F；c. 算有用功、总功、效率。③杠杆效率计算直接套公式：η=（物重 × 物高）÷（拉力 × 拉力移动距离）×100%。④效率高低判断：同一物体：动滑轮越重、摩擦越大→效率越低。感谢观看THANK YOU FOR WATCHING