人教版八年级物理下册期末复习章节知识点汇总及练习 第十二章 简单机械

这是一份人教版八年级物理下册期末复习章节知识点汇总及练习 第十二章 简单机械，共11页。试卷主要包含了杠杆，杠杆的平衡条件，杠杆的应用等内容，欢迎下载使用。

一、杠杆
定义：一根硬棒（不易发生形变），在力的作用下能绕固定点O转动，这根硬板就是杠杆。
支点：杠杆可以绕其转动的点O
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
阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离L2
注意：①杠杆一定是硬棒，可以是直的，也可以是弯的②支点固定不动且一定在杠杆上③力臂是支点到力的作用线的垂直线段，不是支点到力的作用点的连线，且力臂不一定在杠杆上
作杠杆五要素示意图：先明确支点，再作出使杠杆转动的力和阻碍杠杆转动的力即动力和阻力，要注意这两个力都是杠杆受到的力，作用点都应在杠杆上，再由支点向这两个力的作用线作垂线，分别标支点到两个垂足的距离，即为L1和L2用大括号表示（一找点，二画线，三作垂线段，四标垂直大括号字母）
二、杠杆的平衡条件
杠杆平衡状态：杠杆保持静止或匀速摆动状态
杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或写为F1×L1=F2×L2
注意：①决定杠杆平衡的因素不是力，也不是力臂，而是力跟力臂的乘积②由杠杆平衡条件可知，力和力臂的大小成反比，即力臂越小，力就越小③计算时单位要统一，即动力和阻力的单位要统一，动力臂和阻力臂的单位要统一，m和cm均可
三、杠杆的应用
三类杠杆的比较：
判断杠杆是否省力关键是比较动力臂和阻力臂的长度，并可结合杠杆使用的目的来综合分析
最小力：力与支点与作用点的连线垂直
杠杆动力与阻力的方向：支点在一端时，动力与阻力方向相反。支点在中间动力与阻力方向相同
滑轮
一、定滑轮和动滑轮
定滑轮定义：轴被固定，不随被拉物体一起移动的滑轮叫定滑轮
特点：不省力，但改变力的方向。
动滑轮定义：轴随被拉物体一起移动的滑轮叫动滑轮
特点：省力，但不改变力的方向，而且费距离
二、滑轮组
定义：由若干个定滑轮和动滑轮组合成的机械叫滑轮组
使用目的：既能省力，又能改变力的方向
用滑轮组提起重物时动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的几分之几（不计绳重和摩擦）。
一、有用功和额外功
有用功：为达到目的必须做的功，用W有表示
额外功：使用机械工作时，克服机械本身所受的重力以及摩擦力等因素影响而多做的一些功，这部分功叫做额外功，用W额表示
有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总攻，用W总表示。总攻、有用功和额外功之间的关系为
W总=W有+W额
功的原理：任何机械都不省功。
二、机械效率
物理学，将有用功跟总攻的比值叫做机械效率。
特点：机械效率总小于1，用百分数表示。
影响滑轮组机械效率的因素：物体重力的重力，机械自身的重力，绳子的重力，摩擦力等。滑轮组机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子绕法、物体提升高度以及速度等无关。
决定机械效率的因素：有用功和总功决定，分析机械效率的高低时不能只考虑一个因素。
提高机械效率的方法：①减小摩擦（加润滑油）②减轻机械自重③增大物重（提高拉力）
满分加练
1.我国古代劳动人民用智慧创造出很多实用工具，如图所示的四个场景中，所用工具属于费力杠杆的是( )
A.B.
C.D.
2.日常生活中,用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是( )
A.杠杆B.斜面C.一个定滑轮D.一个动滑轮
3.如图所示，杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F，处于平衡状态（忽略杠杆自身重力的影响）。下列说法正确的是( )
A.此时杠杆是费力杠杆
B.动力臂是线段
C.杠杆的阻力是物体受到的重力G
D.保持杠杆位置不变，将动力F转至位置，动力变大
4.如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳端移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中，下列选项正确的是( )
A.两钩码上升的速度相等B.两滑轮组绳端的拉力相等
C.甲滑轮组的总功比乙少D.两滑轮组的机械效率相等
5.使用滑轮组可以( )
A.省力又省距离B.可以省力,但不能改变力的方向
C.既可省力又可改变力的方向D.费了力但可以省距离
6.如图所示，用滑轮组提升重物时，重400 N的物体在10 s内匀速上升1 m，
已知拉绳子的力F为250 N，则提升重物的过程中( )
A.做的总功是400 J B.拉力F的功率是25 W
C.绳子自由端被拉下1 m D.滑轮组的机械效率是80%
7.如图所示衣架的挂钩两侧等距离安装着四个夹子，将三条相同的毛巾按如图所示的各种挂法晾晒在室外的铁丝上，能让衣架在水平方向上保持平衡的是( )
A.B.C.D.
8.小明用如图所示的滑轮组将一个重为120N 的物体匀速提升2m,所用的拉力为50N,此时拉力所做的功为W,滑轮组的机械效率为;若仍用该滑轮组提升一个重为170N 的物体,此时滑轮组的机械效率为,则 分别是(不计绳重和摩擦)( )
A.240J,80%,85% B.300J,80%,85%C.300J,80%,80% D.240J,75%,80%
9.如图所示,工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中,做了300J的有用功,100J的额外功,则该动滑轮的机械效率为( )
A.75% B.66.7%C.33.3%D.25%
10.两个滑轮按图所示的方式组合，用5 N的拉力F拉动绳端，使物体在5 s内水平向左匀速滑动1 m，物体与地面间的摩擦力为9 N。下列选项正确的是( )
A.A是定滑轮，B是动滑轮B.拉力F做的功为5 J
C.拉力F的功率为1.8 W D.滑轮组的机械效率为90%
11.如图所示，长为2 m、横截面积为的均匀实心直棒，A端静止在水平地面上，B端被竖直绳悬挂着，绳的拉力为25 N，则实心棒的质量为_______kg，密度为_______。（g取10 N/kg）
12.如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆长0.2m，在它的中点B处挂一重30N的物体G。若在杠杆上A端施加最小的力F，使杠杆在水平位置平衡，则力F的方向应竖直__________，大小为________N。
13.如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，拾起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50 N，不计摩擦和杆重。
（1）脚沿与杆垂直方向至少用力，才能将石球抬起。的力臂为________m，此时舂米工具是一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆。
（2）脚竖直向下至少用力为________N，才能将石球抬起。和的大小关系为________。
14.研究定滑轮的特点：
（1）在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是_______和_______。
（2）如图乙所示，分别用拉力匀速提升重物，则三个力的大小关系是_______。
（3）旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮_______的特点。
15.如图所示，用的力通过滑轮组水平拉重为80N的物体，使其向左匀速运动，在这一过程中拉力F做功为40J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，则物体运动的距离为______m，该滑轮组的机械效率为______。（忽略摩擦及绳子和动滑轮的重力）
16.如图所示，甲工人用水平推力F推动重为750 N的货物，在水平路面上匀速移动2 m至仓库门口A处，用时10 s，此过程中甲工人做功的功率；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置B，拉力为80 N。求：
（1）甲工人做的功；
（2）该滑轮组的机械效率。
答案以及解析
1.答案：C
解析：由题图可以看出，推石磨转动时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；按压杆榨油时杠杆的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；踩踏板舂米时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；拉木棒搬石时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
2.答案：C
解析：用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械,说明该机械不是省力机械,定滑轮不是省力机械,它的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,故选C。
3.答案：D
解析：本题考查杠杆的五要素、杠杆的分类以及杠杆平衡条件的应用。如题图所示，杠杆的支点为O点，动力为F，过支点作与动力所在作用线垂直，则为动力臂；阻力是物体对杠杆左端的拉力，大小等于物体的重力，过支点作与阻力所在作用线垂直，则为阻力臂，故BC错误；由题图可知，动力臂大于阻力臂，则此时杠杆是省力杠杆，故A错误；保持杠杆位置不变，将动力F转至位置，阻力、阻力臂不变，动力臂变小，由杠杆平衡条件可知，动力会变大，故D正确。
4.答案：D
解析：本题考查滑轮组的使用特点。设在相等的时间内绳子移动相等的距离为s，甲滑轮组的钩码上升高度为，乙滑轮组的钩码上升高度为，时间相等，根据可知，两钩码上升的速度不相等，选项A错误；不考虑绳重和摩擦时，有，因此两滑轮组绳端的拉力不相等，选项B错误；滑轮组的总功为，又因为拉力，距离相等，因此甲滑轮组的总功比乙多，选项C错误；滑轮组的机械效率，因此两滑轮组的机械效率相等，选项D正确。
5.答案：C
解析：使用滑轮组时
A、如果既省力,又省距离,也就是省功,这样的机械不存在.此选项错误;
BC、可以根据需要,设计成既省力,又能改变力的方向.选项B错误、选项C正确;
D、滑轮组可以省力,但费距离.此选项错误.故选C.
6.答案：D
7.答案：B
解析：设一块毛巾重力为G，每个小格的长度为L。左侧力与力臂的乘积为，右侧力与力臂的乘积为，左侧≠右侧，故A错误；左侧力与力臂的乘积为，右侧力与力臂的乘积为，左侧=右侧，故B正确；左侧力与力臂的乘积为，右侧力与力臂的乘积为，左侧≠右侧，故C错误；左侧力与力臂的乘积为，右侧力与力臂的乘积为，左侧≠右侧，故D错误。
8.答案：B
9.答案：A
解析：由题知，，，动滑轮的机械效率：，所以A选项是正确的。
10.答案：D
解析：滑轮A随物体一起运动，为动滑轮；滑轮B的轴固定不动，为定滑轮，A错误。由图知，，绳子自由端移动的距离，则拉力做的功，B错误。拉力做功的功率，C错误。拉力做的有用功，滑轮组的机械效率，D正确。故选D。
11.答案：
解析：根据杠杆平衡条件得，；由得，直棒的质量为，直棒的体积为，直捧的密度为。
12.答案：向上;15
解析：如图，为使拉力最小，动力臂要最长，拉力F的方向应该垂直杠杆向上，即竖直向上，动力臂为最长，∵杠杆在水平位置平衡，，。
13.答案：（1）1；省力
（2）20；>
解析：（1）脚沿与杆垂直方向用力将石球抬起，的力臂，动力臂大于阻力臂，所以此时舂米工具是省力杠杆。
（2）脚竖直向下用力将石球抬起，如图所示
由杠杆的平衡条件得到
由于阻力和阻力臂不变，的力臂大于的力臂，由杠杆的平衡条件可知。
14.答案：（1）弹簧测力计对绳子末端的拉力；物体的重力
（2）
（3）可以改变力的方向
解析：（1）用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力；
（2）图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮的特点是既不省力也不省距离，所以分别用拉力匀速提升重物，三个力的大小相等，即；
（3）定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。
15.答案：0.4;60%
16.答案：（1）300 J
（2）62.5%
解析：（1）由可得，甲工人做的功；
（2）由可得甲工人的推力，因为货物在水平路面上被匀速推动，所以货物受到的推力、摩擦力是一对平衡力，货物受到的摩擦力；乙工人使用滑轮组将货物在同样的路面上匀速移动3 m，由图知，，拉力移动距离，滑轮组的机械效率。