人教版2024八年级物理下册第十二章 简单机械（章末复习）（课件）

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章末复习课件八年级物理下册 •人教版第十二章——简单机械简单机械机械效率杠杆定义把一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒叫做杠杆，杠杆可以是任意形状的硬棒。简单机械分类等臂杠杆不省力不省距离省力杠杆省力费距离费力杠杆费力省距离平衡条件杠杆平衡状态动力×动カ臂=阻カ×阻カ臂F1×L1=F2×L2静止匀速转动杠杆不省功(使用任何机械都不会省功)滑轮定义本质滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。滑轮是一种变形的杠杆分类定滑轮等臂杠杆：可以改变方向，但不能力动滑轮动力臂是阻力臂的两倍的杠杆，也是省力杠杆，不能改变方向，省二分之一的力。滑轮组F=1/n(G+G动)(不计f)自由端移动的距离s=nh斜面轮轴其它有用功和额外功有用功指的是我们需要的功。额外功(又叫无用功)总功指有用功和额外功总和W总=W有+W额定义物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。η=W有/W总×100%斜面机械效率η=W有用/W总=Gh/Fl 滑轮组机械效率η=W有用/W总=G/(G+G动)机械效率的影响因素被提物体的重量，G越大，机械效率越高滑轮自重越大 ，机械效率越小绳与滑轮之间的摩擦杠杆滑轮机械效率杠杆1.定义： 杠杆在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。2.杠杆五要素：支点：杠杆绕着转动的点O。动力：使杠杆转动的力F1 。动力臂：从支点到动力作用线的距离l1。阻力：阻碍杠杆转动的力F2。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2。杠杆①先确定支点O和动力F1 、阻力F2的方向。②确定动力和阻力的作用线。从动力、阻力作用点沿力的方向（或反方向）分别画虚线，即为动力、阻力的作用线。③画出动力臂和阻力臂。沿支点做力的作用线的垂线，支点到垂足的距离即是力臂，并标明力臂的符号“l1”“l2”。3.力臂的画法杠杆例题：画出图中力F对支点O的力臂l。l杠杆杠杆的平衡条件1.杠杆的平衡当杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。杠杆2.探究杠杆的平衡条件 【进行实验】调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。①在杠杆两端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。此时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。②把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l1；把记录F1、F2、l1、l2的数值。杠杆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。结论：杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂F1 L1 = F2 L2杠杆杠杆的分类滑轮滑轮2.种类：1.定义：滑轮是一个边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。 ①定滑轮：使用过程中，滑轮的轴固定不动，该滑轮叫定滑轮。②动滑轮：使用过程中，滑轮的轴随物体一起运动，该滑轮叫动滑轮。滑轮3.滑轮的实质：滑轮是一种变形的杠杆定滑轮实质——等臂杠杆特点：不能省力 ，但能改变力的方向。动滑轮实质——动力臂为阻力臂二倍的杠杆特点：能省一半力但不能改变力的方向。滑轮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 4.定滑轮和动滑轮的区别 滑轮滑轮组1.定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。2.简单的滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组。方法一方法二滑轮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。4.拉力与重物移动距离的关系：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）滑轮5.承担总重的绳子段数n的判断：①盖住定滑轮或在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将动滑轮和定滑轮分开，则滑轮组中承重绳子的股数，就是跟动滑轮直接接触的绳子段数。②绳子的绕法(奇动偶定法)。滑轮轮轴和斜面1.轮轴①定义：由两个半径不等的大轮和小轮固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。②原理：动力作用在轮上，轮轴是一个省力杠杆，费距离。轮轴实质可看作是一个可以连续转动的杠杆。③主要功能：a.改变用力大小；b.改变物体的运动速度。FR = Gr滑轮2.斜面①定义：是与水平面成一定夹角的的倾斜平面。②原理：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。③特点：斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体重力的几分之一，所以斜面是一种省力的简单机械。但使用斜面时要费距离。机械效率有用功和额外功1.有用功：为实现目的而做对人们有用的功。2.额外功：对人们没有用但又不得不做的功。将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功。克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功。3.总功：有用功和额外功之和。W总=W有用+W额外机械效率机械效率1.定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用符号η表示。2.计算公式3.特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功，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。机械效率机械效率的计算1.测量滑轮组的机械效率【实验原理】η＝　　　　　　　　　　总功：W总＝Fs有用功：匀速竖直向上提升物体时W有用＝Th＝Gh＝＝机械效率【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】 sh机械效率78.4%72.7%省力的滑轮组，机械效率不一定高机械效率影响滑轮组机械效率的因素不考虑绳重和摩擦η＝　　　　　　　　　　＝＝＝＝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。机械效率2.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。  机械效率：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机械效率3.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。杠杆及其平衡条件滑轮和滑轮组机械效率及计算公式的应用简单机械相关实验【考点一】杠杆及其平衡条件考法简析　本部分主要涉及杠杆的概念及分类，杠杆平衡条件的应用，同时根据杠杆五要素中力与力臂的作图，也常作为重点考项出现。1.杠杆的分类例1 使用下列简单机械时，一定省力的是（　　）A.铡刀和定滑轮B.撬棒和理发剪刀C.羊角锤和手推车D.瓶盖起子和钓鱼竿C例2 公元前388年的《墨经》记载的杠杆原理，比阿基米德在《论平面图形的平衡》中提出的杠杆原理还早两百多年。墨子将阻力臂叫“本”，动力臂叫“标”。下列图中的杠杆属于“本短标长”的是（　　）A． B．C． D．B点拨：此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。食品夹钢丝钳钓鱼竿筷子2.杠杆的平衡条件的应用BC点拨：本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，能画出图帮助解题、利用好杠杆平衡条件是本题的关键。3.力和力臂的画法点拨：本题考查了阻力、杠杆中最小力的问题，熟练应用杠杆平衡条件、由图示确定最大动力臂是正确解题的关键。【考点二】滑轮和滑轮组考法简析　本部分考查涉及动滑轮、定滑轮及滑轮组的认识及其特点应用，属于基础题型。1. 滑轮和滑轮组的特点D例8 下列关于滑轮和滑轮组的说法中，完全正确的一组是（　　）①使用定滑轮一定既不省力也不费力②组成滑轮组时，动滑轮和定滑轮的数目一定要相等③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力④使用滑轮组有时既能省力又能改变力的方向⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向⑥使用动滑轮有时可能不省力A．①③④ B．②⑤⑥ C．④⑥ D．②④⑥C点拨：此题考查的是定滑轮、动滑轮和滑轮组省力情况的分析，要结合现实生活去分析问题，不要总是停留在理想情况下。2. 动滑轮的计算解：（1）拉力F的大小为：F=2G+G动=2×80N+20N=180N；（2）动滑轮向上移动的距离为：答：（1）拉力F的大小为180N；（2）动滑轮向上移动的距离为0.25m。例10 如图所示的滑轮组，工人用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高2m,所用时间为6s,若此时滑轮组机械效率为80%，不计绳重和摩擦。以下说法正确的是（　　）A．工人所做的有用功是1200JB．拉力的功率是200WC．动滑轮的重是100ND．其他条件不变，被提升物体重力越大，机械效率越小点拨：本题考查了使用滑轮组时动滑轮的重力、有用功、总功、额外功、功率和机械效率的影响因素，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。B【考点三】机械效率及计算公式的应用考法简析　本部分主要考查机械效率的概念及其公式相关的计算，属于基础题，多以选择和填空出现。1.机械效率的概念例11 下列说法中正确的是（　　）A.功率大的机器做功多B.功率大的机器做功快C.机械效率高的机械做的有用功多D.机械效率高的机械做的额外功少B点拨：任何机械本身都受到重力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功；机械效率指有用功占总功的比例，而做功的快慢指功率，二者之间没有什么关系。DD802.滑轮、滑轮组机械效率的计算改变力的方向75%不能例14 如图所示，某工人用滑轮组提升重物（不计绳重和摩擦力），工人用250N的拉力将重力为450N的重物匀速提升6m,需要时间20s,以下说法中正确的是（　　）A．工人拉绳的功率为75WB．工人拉绳的速度为0.3m/sC．该装置机械效率为90%D．动滑轮重力为300N点评：本题考查了功率公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。CDD3.机械效率的大小比较点评：本题考查了使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时机械效率的计算，要利用好滑轮（滑轮组）机械效率公式。B【考点四】关于简单机械的相关实验考法简析　本部分主要考查探究杠杆的平衡条件和滑轮组的影响因素的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。1.探究杠杆的平衡条件B例18 利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材，探究杠杆的平衡条件。①调节螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，如图甲所示，其目的是方便测量____ ；力臂②为探究杠杆的平衡条件，小明设计了以下两种收集实验数据的方案，其中合理的是______ ；方案二③如图乙，在A处挂3个钩码，则应在B处挂___个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；④如图丙，用手提起重物时，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动；从物理学的视角来看，此时的前臂相当于_____杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”）。比较图丙中上、下两幅图，托着同一个铁球，上方的更_____。（选填“省力”或“费力”）省力费力2点评：本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作，要求平时做实验时多加注意，锻炼自己的实验操作能力。D例19 如图所示，小津做“测量滑轮组机械效率”的实验，测得物体重力为4N，在5s的时间内将物体匀速提升0.2m,拉力F为3N（绳重及摩擦忽略不计）。在此过程中，下列说法正确的是（　　）A．动滑轮的重力为1NB．拉力5s内的功率为0.12WC．滑轮组的机械效率约为66.7%D．拉力把物体提升的高度越大，滑轮组的机械效率越高2.探究影响物体重力势能大小的因素C例20 如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）①在实验中，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计。②第一次实验中，如图1所示，弹簧测力计的示数是____N，机械效率是_____（精确到0.1%）。74.1%1.8匀速③由1、2两次实验数据可得出结论：______________________________________。④由 _______两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。⑤在第三次实验操作的基础上，如图2丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将_______。（选填“偏高”、“偏低”或“不变”）使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高2、3偏低点评：此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组效率的因素，同时考查了测力计的读数问题，要细心分析每一个问题。