人教版八年級(jí)物理下冊(cè)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械單元復(fù)習(xí)優(yōu)質(zhì)學(xué)案

1、簡(jiǎn)單機(jī)械【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 .會(huì)建立本章知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，能完整梳理本章知識(shí)。2 .理解杠桿、滑輪、輪軸、斜面特點(diǎn)并進(jìn)行應(yīng)用。3 .理解做功的兩個(gè)必要因素，能運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算。4 .理解功率的物理意義，能運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算。5 .理解機(jī)械效率的物理意義，會(huì)計(jì)算簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率?！局R(shí)梳理】一、杠桿1 .定義：叫杠桿.說(shuō)明：杠桿可直可曲，形狀任意。有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來(lái)幫助確定芝=，吁、袂以2 .五要素一一組成杠桿示意圖.、二支點(diǎn)；的點(diǎn).用字母0表示.動(dòng)力，力。用字母F：表示.N阻力：力.用字母F 2表不.4 y_說(shuō)明動(dòng)力;阻力都是杠桿的三r .町 仔用不七力巧上.動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，

2、但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反力臂：從 到 的距離。用字母11表示。阻力臂：從 到 的距離。用字母12表示。畫(huà)力臂方法：一找支點(diǎn)、二畫(huà),線(xiàn)、三作垂線(xiàn)、四標(biāo)簽找支點(diǎn)Q畫(huà)力的作用線(xiàn)（虛線(xiàn)）；畫(huà)力臂（虛線(xiàn)，過(guò)支點(diǎn)垂直力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn)）；標(biāo)力臂（大括號(hào)）。3 .研究杠桿的平衡條件：杠桿平衡是指：。實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從 杠桿上量出力臂。 結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：。寫(xiě)成公式F111=F212 也可寫(xiě)成：F1 / F 2=1 2 / 1 14 .應(yīng)用：省力杠桿條件： 舉仞費(fèi)力杠桿條件： 舉例： 二、滑輪1 .定滑輪：定義： 的滑輪。實(shí)質(zhì)

3、：定滑輪的實(shí)質(zhì)是： 特點(diǎn)： 對(duì)理想的定滑輪（不計(jì)輪軸間摩擦） F G繩子自由端移動(dòng)距離 9（或速度Vf） 重物移動(dòng)的距離 Sg（或速度VG）2 .動(dòng)滑輪：定義： 的滑輪。（可上下移動(dòng)，也可左右移動(dòng)）實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的。特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但 方向。理 想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）則：F=只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=繩子自由端移動(dòng)距離等于 倍的重物移動(dòng)的距離三、滑輪組 ：1 .把定滑輪和動(dòng)滑輪組裝在一起，組成滑輪組，是否可以既省力又改變力的方向呢？討論并完成：用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成滑輪組，能設(shè)計(jì)出幾種組合方式？（把方案在右框中畫(huà)出并動(dòng)手組裝）根據(jù)

4、組裝的滑輪組，數(shù)一數(shù)鉤碼被幾段繩子承擔(dān)？彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)又是鉤碼重的幾分之一？ 進(jìn)一步分析得出：使用滑輪組時(shí)，提起重物所用的力由什么決定？ ;滑輪組用幾根繩子吊著物體，提起物體所用的力就 是物重的。2 .滑輪組的省力情況： 滑輪組特點(diǎn)：既可以 ，又可以 。3 .省力公式：使用滑輪組時(shí)拉力省了幾分之一，繩子自由端（拉力端）移動(dòng)的距離就費(fèi)了幾倍。即：1 一（不計(jì)摩擦及動(dòng)滑輪重） F=G物，則，S=nh物n滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一方法：奇動(dòng)偶定11（1）若不計(jì)摩擦及動(dòng)滑輪重時(shí) F= - G物（2）若必需考慮動(dòng)丫t輪的重力時(shí)F=（G物+G動(dòng)）四、機(jī)械效率"）

5、1 .概念：有用功： 額外功：總功：2 . 和 的比值叫機(jī)械效率。3 .計(jì)算公式是： 。（注意： 任何機(jī)械的效率都 _。）4 .影響機(jī)械效率大小的因素有：機(jī)械自重及 ?！局R(shí)梳理】一、杠桿1 .定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫杠桿。（1） “硬棒”不一定是棒，泛指有一定長(zhǎng)度的，在外力作用下不變形的物體.O（2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。2 .杠桿的五要素（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母"O'表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì)固定的。（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用“ F1”表示。(3)阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)

6、動(dòng)的力，用“ F2”表示。(4)動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的垂直距離，用“(5)阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的垂直距離，用“注意：無(wú)論動(dòng)力還是阻力， 都是作用在杠桿上的力,11"表不'。12 "表不'。但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般情況下,把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力。力臂是點(diǎn)到線(xiàn)的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。力的作用線(xiàn)通過(guò)支點(diǎn)的，其力臂為零，對(duì) 杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。3 .杠桿示意圖的畫(huà)法：(1)根據(jù)題意先確定支點(diǎn) Q (2)確定動(dòng)力和阻力并用虛線(xiàn)將其作用線(xiàn)延長(zhǎng)； (3)從支點(diǎn)向力的

7、作用線(xiàn)畫(huà)垂線(xiàn)，并用 11和12分別表示動(dòng)力臂和阻力臂。杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)(1)首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力臂11和12恰好在杠桿上，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂長(zhǎng)度大小了，而杠桿在傾斜位置平衡，力臂的 數(shù)值就就不能從杠桿上讀出。由此，只有杠桿在水平位置平衡時(shí)，我們才能夠直接從杠桿上讀出動(dòng)力 臂和阻力臂的大小，因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中再調(diào)節(jié)平衡螺母就會(huì)破壞原有的平衡。4 .杠桿的平衡條件：動(dòng)力X動(dòng)力臂 =阻力X阻力臂，或 F111=F212。杠桿的應(yīng)用：1 .省力杠桿：

8、動(dòng)力臂11>阻力臂12,則平衡時(shí)F1VF2,這種杠桿使用時(shí)可省力(即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力)，但卻費(fèi)了距離(即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動(dòng)的距離大)。2 .費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂11阻力臂12 ,則平衡時(shí)F1>F2,這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力(動(dòng)力大于阻力)，但卻 省距離(可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離)。3 .等臂杠桿：動(dòng)力臂1尸阻力臂12,則平衡時(shí)F1=F2,這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費(fèi)力，即不省距離也不費(fèi)距離。既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的。二、其他簡(jiǎn)單機(jī)械滑輪：周邊

9、有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來(lái)分析。根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動(dòng)滑輪。定滑輪：工作時(shí)，中間的軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪。實(shí)質(zhì)：是個(gè)等臂杠桿。軸心O點(diǎn)固定不動(dòng)為支點(diǎn)，其動(dòng)力臂和阻力臂都等于圓的半徑r ,根據(jù)杠桿的平衡條件：，可知，因?yàn)橹匚飫蛩偕仙芍?，則，不省力。不動(dòng)特點(diǎn)：不省力，但可改變力的方向。5 G所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力（圖中F1方向向下）能得到一個(gè)與該力方向不同的力（圖中得到使重物 G上升的力）。動(dòng)力移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離相等。（如上右圖所示）對(duì)于定滑輪來(lái)說(shuō)，無(wú)論朝哪個(gè)方向用

10、力，定滑輪都是一個(gè)等臂杠桿,所用拉力都等于物體的重力Go（不計(jì)繩重和摩擦）動(dòng)滑輪：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。（如下左圖所示）動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的2倍。（如上右圖所示）對(duì)于動(dòng)滑輪來(lái)說(shuō)：（1）動(dòng)滑輪在移動(dòng)的過(guò)程中，支點(diǎn)也在不停地移動(dòng)；（2）-動(dòng)滑輪省一半力的條件是：動(dòng)滑輪與重物一起勻速移動(dòng)；動(dòng)力F1的方向與并排繩子平行；不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦。滑輪組：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。特點(diǎn)：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就F =1G物是物重的幾分之一，即n（條件：不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）動(dòng)力移動(dòng)的距離s和重物移動(dòng)的距離 h的

11、關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍，即s=nh。如下圖所示。（n表示承擔(dān)物重繩子的1n； （2）確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)；（3）F = G滑輪組的組裝：（1）.根據(jù) n 的關(guān)系，求出動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù) 根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個(gè)數(shù)。確定定滑輪個(gè)數(shù)的原則是：一個(gè)動(dòng)滑輪應(yīng)配置一個(gè)定滑輪, 當(dāng)動(dòng)滑輪上為偶數(shù)段繩子時(shí)，可減少一個(gè)定滑輪，但若要求改變力的作用方向時(shí)，則應(yīng)在增加一個(gè)定 滑輪。在確定了動(dòng)、定滑輪個(gè)數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇拴動(dòng)、偶拴定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞滑 輪。輪軸：由兩個(gè)半徑不同的輪子固定在同一轉(zhuǎn)軸的裝置叫做 軸。半徑較大的輪叫

12、輪，半徑較小的輪叫軸。實(shí)質(zhì)：輪軸可看作是杠桿的變形。如上圖所示。特點(diǎn)：當(dāng)動(dòng)力施加在輪上，阻力施加在軸上，則動(dòng)力臂l1=R,阻力 l2=r ,根據(jù)杠桿的平衡條件： F1l1=F2l2 ,即F1R=F2r, : r, .F1VF2,即使用輪軸可以省力，也可以改變力的方但卻費(fèi)了距離。面長(zhǎng)斜面斜面：如圖所示斜面是一種可以省力的簡(jiǎn)單機(jī)械，但卻費(fèi)距離。當(dāng)斜面高度h 一定時(shí)，斜面L越長(zhǎng)，越省力（即 F越?。?；當(dāng)斜 L相同時(shí)，斜面高h(yuǎn)越小，越省力（即F越?。?；當(dāng)斜面L越長(zhǎng), 高h(yuǎn)越小時(shí)，越省力（即 F越?。?。三、機(jī)械.效率一、知識(shí)儲(chǔ)備一 ：了解功的原理、有用功、額外功和總功1 .功的原理內(nèi)容： 。（功的原理是

13、一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任 何機(jī)械都適用）2 .有用功：。3 .額外功： 。4 .總功：;計(jì)算公式： W總=。5 .使用簡(jiǎn)單機(jī)械提升重物， 有用功、總功的計(jì)算方法：有用功 Wr用=，總功W總=二、知識(shí)儲(chǔ)備二：機(jī)械效率的計(jì)算1 .機(jī)械效率： （因?yàn)橛杏霉傂∮诳偣?，所以機(jī)械效率總 ,通常用百分?jǐn)?shù)表示）公式。2 .常用的機(jī)械效率計(jì)算公式：定義式：刀=川有用/川總，斜面：T =,定滑輪：Y =,動(dòng)滑輪：Y =,滑輪組：Y =三、知識(shí)儲(chǔ)備三：滑輪組和斜面機(jī)械效率的測(cè)量1 .測(cè)量原理：。2 .測(cè)量工具：。3 .滑輪組機(jī)械效率需要測(cè)量的物理量有： ;斜面機(jī)械效率需要測(cè)量的物理 量有：;4 .提高機(jī)械效率的方法

14、： 等；【課堂檢測(cè)】力？掛在請(qǐng)?jiān)? . 一根粗細(xì)均勻的木棒重 500 N, 一頭著地，求抬起另一端所需多大的2 .如圖所示，不計(jì)重力的杠桿OB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，重為6N的物體P懸杠桿的中點(diǎn)A處，拉力F1與杠卞f成30。角，杠桿在水平位置保持平衡。 圖中畫(huà)出拉力Fi的力臂，并求出此狀態(tài)下拉力Fi =N.3 .作圖4 .如下圖，分別用不同的滑輪或滑輪組勻速提起重為1800N的物體時(shí)，則Fi =5.圖到的4是人用滑輪把貨物提 高處的示意圖，甲圖中 滑輪是 滑輪（填7777“定”或“動(dòng)”)，使用圖中的滑輪能夠省力.6 .用如圖5所示滑輪組提起重物， 不計(jì)動(dòng)滑輪自重和摩擦， 若拉力F為50N,則物重G為N

15、,若繩子的自由端向上拉 0.6m,則重物升高 m 。(題型一)10N.7 .如圖所示，6物重50N,在水平拉力F的作用下，使物體A沿水平地面勻速前進(jìn). 拉力F為計(jì)繩和滑輪重，物體受到的阻力N .(題型一)圖48 .圖5A200N勻速提高4m,所用的拉力是125N,則有用功是，總功是,這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為9.工人用一根杠桿提升一桶油，他用250N向下的拉力拉過(guò)1.2m,油桶上升30cmx若杠桿的機(jī)械效率為90%則油桶重為10.用一個(gè)滑輪組在 6s內(nèi)把84N的重物勻速提升4m時(shí)，在繩的自由端所加拉力大小為40N,自由端通過(guò)的距離為12m,則此過(guò)程中，有用功為J ,拉力做功的總功率為,滑輪組的機(jī)械效率為【鞏固提升】11 .站在地面上的人用滑輪組把重960N的貸物由地面勻速提升到4m的高處，所用的時(shí)間是 8s,人作用在繩子自由端的拉力為600N.(不計(jì)摩擦和繩重)(1)依據(jù)題意在圖中畫(huà)出繩子的繞法;(2)請(qǐng)根據(jù)已知條件設(shè)疑并解答.(至少求出4個(gè)物理量)12 .用如圖8所示的滑輪組在10s內(nèi)將重物提升了 10m,繩子自由端的拉力大小為200N,滑輪組的機(jī)械效率為85%,不計(jì)摩擦