八年级物理全册 第十章 机械与人总结提升 沪科版

物理新课标（HK）·物理·八年级全一册（下）1.第十章机械与人本章总结提升本章知识梳理本章知识梳理整合拓展创新整合拓展创新2.第十章机械与人本章知识框架知识框架3.第十章机械与人重点梳理1．杠杆(1)定义：在物理学中，在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒称为杠杆。(2)力臂：从支点到力的作用线的距离。从支点到动力作用线的距离叫做动力臂；从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂。画力臂时，首先确定杠杆的支点，再确定力的作用线，然后使用直角三角板画出从支点到力的作用线的垂线，垂足要落在力的作用线上，用大括号标出支点到垂足间的线段即为力臂，写上字母l1或l2。力臂常用虚线画出。4.第十章机械与人(3)杠杆示意图杠杆具有五要素，即支点、动力(使杠杆转动的力叫做动力)、阻力(阻碍杠杆转动的力叫做阻力)、动力臂和阻力臂。杠杆的示意图中要明确表示出杠杆的五要素。(4)杠杆的平衡条件在几个力的作用下，如果杠杆处于静止不动或匀速转动状态则杠杆平衡。杠杆平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用公式表示为：F1l1＝F2l2。5.第十章机械与人(5)杠杆的分类种类省力杠杆费力杠杆等臂杠杆示意图力臂情况l1>l2l1<l2l1＝l2省力情况F1<F2(省力)F1>F2(费力)F1＝F2(不省力也不费力)距离情况费距离省距离不省距离也不费距离应用实例撬棒、铡刀、瓶盖起子、手推车、钢丝钳等钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、缝纫机脚踏板等天平等6.第十章机械与人[说明](1)三种杠杆对我们都是有用的。人们可以根据工作的需要选择使用以上三种杠杆中的任一种，以达到省力或省距离的目的。(2)省力杠杆，省力费距离；费力杠杆，费力省距离；既省力、又省距离的杠杆是不存在的，可见鱼和熊掌不可兼得。7.第十章机械与人2．滑轮(1)定滑轮与动滑轮区别定滑轮动滑轮定义定滑轮工作时，轴固定不动，只有轮绕轴转动，即重物G被提升时，滑轮整体不运动动滑轮工作时，轴与重物一起移动，即重物G被提升时，滑轮与重物一起运动8.第十章机械与人9.第十章机械与人10.第十章机械与人(2)滑轮组的省力情况滑轮组竖放滑轮组横放省力情况表述使用滑轮组时，若忽略滑轮的重力以及绳、轮摩擦，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体用的力就是物重的几分之一；若忽略摩擦但考虑动滑轮的重力时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体用的力就是物重和滑轮重之和的几分之一使用滑轮组时，若不计绳与轮之间的摩擦，滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动，拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一表达式F动＝(G物＋G动)或F动＝G物F动＝f摩擦

图例11.第十章机械与人(3)如何绕滑轮组①“奇动偶定法”a．当承重的绳子段数n为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上(即“偶定”)，如不改变作用力的方向，需要的定滑轮比动滑轮少一个，如要改变作用力的方向，则需要再加一个定滑轮，即定滑轮数等于动滑轮数。b．当承重的绳子段数n为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上(即“奇动”),如不改变作用力的方向，需要的定滑轮数等于动滑轮数。如果要改变作用力的方向，则需要再加一个定滑轮。12.第十章机械与人图10－T－1设计滑轮组可遵循原则：奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定。如图10－T－1所示，要求：不考虑滑轮的重，拉力为重力的三分之一，完成绕线。13.第十章机械与人②“倒绕法”在组装滑轮组的过程中，如果知道了拉力的方向，可采用“倒绕法”。即根据拉力的方向，首先确定绳子自由端的位置，若用力向下拉绳子，则绳子自由端在定滑轮上；若用力向上拉绳子，则绳子自由端在动滑轮上，然后按从外到内的顺序沿滑轮缠绕，最后确定绳子的固定端，如图10－T－2甲、乙所示。

图10－T－214.第十章机械与人3．机械功(1)做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过一段距离。这两个因素缺一不可。(2)不做功的三种情况①物体受到力的作用，但没有通过距离，这个力对物体不做功。例如，用力推物体而没有推动；举着物体不动，推力和举力都没有对物体做功。15.第十章机械与人②物体不受外力，由于惯性而运动。例如踢出去的足球，足球虽然通过了一段距离，但在这段距离的方向上没有受力，没有力对足球做功。③物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直。这种情况，虽然有力的作用，物体也通过了一段距离，但这个距离不是在力的方向上通过的距离，这个力也没有做功。例如，人在水平面上推车前进，车的重力对车不做功。16.第十章机械与人17.第十章机械与人18.第十章机械与人19.第十章机械与人20.第十章机械与人6．机械能机械能的转化和守恒：动能和势能之间可以相互转化，而在它们相互转化的过程中，如果没有机械能与其他形式的能之间的转化，即没有如空气阻力、摩擦力等原因造成的机械能损失(只有重力和弹力做功的体系内)，机械能的总量保持不变(即机械能守恒定律)。21.第十章机械与人整合拓展创新类型一简单机械本类型试题主要涉及杠杆的分类、杠杆最小力问题和设计滑轮组。对于生活中常见的杠杆，要牢记并理解其是省力杠杆还是费力杠杆，并且能够通过画力臂来判断。怎样使用杠杆最省力是中考命题的一个热点，动力臂越长，阻力臂越短，越省力。另外，要会设计并组装滑轮组。22.第十章机械与人例1小星学习了杠杆后，他把了解到的杠杆进行了分类，如图10－T－3所示，其中作用特点相同的一组是()图10－T－3D23.第十章机械与人[解析]动力臂大于阻力臂的是省力杠杆，反之是费力杠杆；省力杠杆费距离，费力杠杆省距离。钳子、独轮车、起子、羊角锤、核桃夹是省力杠杆，理发剪刀、铁锹、镊子是费力杠杆。24.第十章机械与人例2如图10－T－5所示，物体做匀速直线运动，拉力F＝60N，则物体受到的摩擦力是()A．60NB．120NC．20ND．180N图10－T－5D25.第十章机械与人例3如图10－T－5所示，张师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶，请你在图中画出这个力的示意图。图10－T－5图10－T－6[答案]如图10－T－6所示26.第十章机械与人[解析]把油桶看成是一个杠杆，支点是油桶与台阶上端的接触点，本题就转换为一个杠杆平衡问题。利用杠杆平衡条件，动力臂最长最省力，过支点的直径是最长的力臂，所以沿该直径垂直斜向上画出的动力即为最小的力。27.第十章机械与人例4在“研究杠杆平衡条件”的实验中：(1)实验前没有挂钩码时，若杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡。(2)在如图10－T－5所示的装置中，每个钩码重1N(杠杆上每格等距，杠杆自重不计)，要使杠杆在水平位置平衡，小张在A处应挂________个1N重的钩码，而邻组的小强在B处施加一个竖直方向的力，也使杠杆在水平位置平衡，则这个力的方向应____________，大小为________N。左2竖直向上1.228.第十章机械与人图10－T－5(3)本实验得出杠杆的平衡条件是_____________________________________________。F1l1＝F2l2(或动力×动力臂＝阻力×阻力臂)29.第十章机械与人【针对训练】图10－T－8B[解析]只有当动力臂l1＝OA时，动力臂最大，动力最小，由图可知，F2的力臂恰好是OA，故选B。30.第十章机械与人2．把质量相等的A、B两物体挂在如图10－T－9所示滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后()A．A上升B．A下降C．A、B均静止D．无法判断图10－T－9B31.第十章机械与人[解析]B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力。A与B质量相等，重力相等，将B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。故选B。32.第十章机械与人3．如图10－T－10所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点是________；当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时婴儿车可视为________(选填“省力”或“费力”)杠杆。图10－T－10后轮省力33.第十章机械与人[解析]当前轮遇到障碍物向下按扶把时，婴儿车绕后轮转动，所以后轮是支点；当后轮遇到障碍物向上抬起扶把时，婴儿车绕前轮转动，所以前轮是支点，这时动力臂大于阻力臂，婴儿车可视为省力杠杆。34.第十章机械与人图10－T－118035.第十章机械与人36.第十章机械与人5．如图10－T－10所示，为了让杠杆静止在图中位置，请画出在A点所施加的最小动力F及其力臂l。图10－T－10图10－T－10[答案]如图所示37.第十章机械与人[解析]动力F最小时，其力臂最长，即从支点到动力作用点的距离为最长力臂l；在A点作力臂l的垂线，方向向上，即为最小动力F。38.第十章机械与人6．在“研究杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码重为0.5N，弹簧测力计以如图10－T－13所示的方式拉着杠杆并使之在水平位置平衡。读数并计算后发现结果与杠杆平衡条件不符。该实验操作的不规范之处是______________________________。图10－T－13弹簧测力计没有沿竖直方向拉杠杆39.第十章机械与人7．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：(1)实验前，先把杠杆的中点支在支架上，调节两端的平衡螺母，使杠杆在________位置平衡。(图10－T－14中杠杆上每格距离相等)图10－T－14水平40.第十章机械与人(2)实验中，改变支点两侧钩码的位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是____________________________________。(3)如图所示，杠杆处于平衡状态。如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后，杠杆________(选填“能”或“不能”)保持平衡。多次实验寻找杠杆平衡的普遍规律不能41.第十章机械与人类型二功和功率42.第十章机械与人例5在下面的情景中，人对物体做了功的是()A．小华用力推车，但没有推动B．小强举着杠铃静止不动C．小悦背着书包静立在原地D．小翔把一桶水从井中提起D43.第十章机械与人[解析]物理学中的功是指有力作用在物体上，并且物体在力的方向上通过一段距离，这两个因素缺一不可。A、B、C选项中，人对物体施加了力，但物体没有在力的方向上移动距离，所以没有做功。[点评]功是物理学中的重要概念，要注意区分其与日常生活中所说的“工作”或“做工”。44.第十章机械与人例6某商场二楼到三楼的自动扶梯高度是4m，扶梯长6m。孙琪同学体重为500N，自动扶梯把孙琪同学从二楼运送到三楼的过程中对她做功为________J。如果要测算自动扶梯对她做功的功率，还应该测量的物理量是____________。2000上楼时间45.第十章机械与人[解析]本题中扶梯的长度是一个干扰数据，自动扶梯对人做功多少等于人的体重和人升高高度的乘积，与扶梯长度无关。功率大小与做功多少有关，还与做功时间长短有关，所以还应该测量的物理量是上楼时间。46.第十章机械与人【针对训练】8．下列各个情境中，没有做功的是()图10－T－15B47.第十章机械与人9.如图10－T－16所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N。不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦，则()A.物体A受到水平面的摩擦力为5NB.拉力F的功率为4WC.若物体A匀速运动2s，拉力F做功为4JD.物体A受到的支持力和A对水平面的压力是一对平衡力图10－T－16B48.第十章机械与人[解析]水平移动动滑轮时，拉力克服摩擦力做功，摩擦力f＝2F＝2×5N＝10N，A错误。动力作用在绳上，物体A的速度为0.4m/s，则绳子自由端移动的速度为0.8m/s，P＝Fv＝5×0.8m/s＝4W，B正确。拉力F作用在绳子自由端做功，W＝Fs＝5N×2s×0.8

m/s＝8J，C错误。物体A受到的支持力和A对水平面的压力是一对相互作用力。49.第十章机械与人10.一个工人在水平面上用50N的拉力将200N的一袋大米水平匀速拉动了4m，然后又扛着大米走了20m，接着扛着大米上了3m高的二楼放下大米，问在整个过程中，工人对大米做了多少功？[答案]800J[解析]解决此题的关键是利用做功的概念去正确分析工人搬大米的三个过程中，力与移动的距离是否符合做功的两个必要因素。50.第十章机械与人51.第十章机械与人52.第十章机械与人图10－T－1753.第十章机械与人54.第十章机械与人类型三机械效率主要考查滑轮组的机械效率的计算，连带考查滑轮组的绕线。记住计算公式，解答难度不大。探究滑轮组或斜面的机械效率与哪些因素有关是中考命题的热点。运用控制变量的方法，是解题的关键。55.第十章机械与人例7小明对“斜面的机械效率与什么因素有关”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；③斜面的机械效率与斜面的长度有关；④斜面的机械效率与物体的重力有关。给你如图10－T－18所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：图10－T－1856.第十章机械与人(1)你选择的猜想是________(填写序号)。(2)要用图中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：________________(至少写出两种)。(3)在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：①________；②________；③________。57.第十章机械与人[答案]见下表选择补充器材控制因素①弹簧测力计、刻度尺斜面长、斜面的粗糙程度、物体重②弹簧测力计、刻度尺，毛巾斜面长、斜面高、物体重③弹簧测力计、刻度尺斜面高、斜面的粗糙程度、物体重④弹簧测力计、刻度尺、不同重物斜面长、斜面高、斜面的粗糙程度58.第十章机械与人[解析]由于斜面的机械效率可能与多个因素有关，所以进行探究时，要运用控制变量的方法，逐一研究。探究斜面的机械效率涉及功的计算，功的计算要进行力和距离的测量，所以必需的器材是弹簧测力计和刻度尺。59.第十章机械与人例8在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图10－T－19所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三组实验，实验数据记录如下：图10－T－1960.第十章机械与人次数钩码重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的示数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率/%12511566.72451.7153651583.361.第十章机械与人(1)在实验操作中，应该使钩码________(选填“快速”或“缓慢”)上升。(2)进行第2次测量时，弹簧测力计示数为________(保留三位有效数字)。(3)进行第3次测量时，弹簧测力计示数为________N，滑轮组做的有用功是________J。(4)分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与________________有关。缓慢78.4%2.40.3物重(或钩码重)62.第十章机械与人[解析]滑轮组的机械效率与物重、动滑轮重、绳重及摩擦等多个因素有关，因此在实验过程中要采用“控制变量法”。实验过程中，操作的要求是：应当利用弹簧测力计竖直匀速向上提升重物，否则测出的拉力不准确。63.第十章机械与人【针对训练】13．在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，图10－T－20是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。0.150.40.052测力计移动距离s/m测力计拉力F/N钩码上升高度h/m钩码总重G/N图10－T－2064.第十章机械与人(1)由表中数据可计算出滑轮组对钩码做的有用功为_______J，人做的总功为________J。(2)对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是__________________________；结合测力计放大图，可知小强的错误是__________________________。(3)在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该是__________。0.10.06有用功大于总功弹簧测力计的示数读错了83.3%65.第十章机械与人14．如图10－T－21所示，已知斜面倾角为30°，斜面高为2m。小李同学用绳子沿斜面将重为400N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为300N，绳重不计。求：(1)小李对木箱做的有用功。(2)斜面的机械效率。(3)斜面对物体施加的摩擦力。图10－T－21[答案](1)800J(2)66.7%(3)100N66.第十章机械与人15.2015•德州中考小李用如图10－T－22所示的滑轮组把90kg的物体提升3m，作用在绳子自由端的拉力是400N，不考虑绳重及摩擦(g取10N/kg)，求：(1)滑轮组的机械效率。(2)动滑轮的重力。图10－T－2267.第十章机械与人[答案]