人教版 物理 八年级 下册 简单机械(有答案)

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教学课题

简单机械

教学目标

1. 知道什么是杠杆，知道杠杆的平衡条件。

2. 知道什么是动滑轮、定滑轮以及滑轮组。

3. 掌握杠杆力臂的画法和滑轮组的连接方法。 教学重点与难点

掌握杠杆力臂的画法和滑轮组的连接方法

教学过程

知识梳理

考点一、杠杆

1、杠杆的概念：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。杠杆的五要素是：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。

2、五要素——组成杠杆示意图。 ①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 ②动力：使杠杆转动的力。用字母 F 1 表示。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F 2 表示。

说明 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反 ④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l 1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l 2表示。 画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签

⑴ 找支点O ；⑵ 画力的作用线（虚线）；⑶ 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷ 标力臂（大括O

F 1

l 1

l 2

F 2

3、杠杆的平衡条件：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。

要点诠释：

杠杆的平衡条件：

动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1L1= F2L2

4、杠杆分类：

（1）省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2

这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。

（2）费力杠杆：L1＜L2，F1＞F2

这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。

（3）等臂杠杆：L1=L2，F1=F2

这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。

考点二、滑轮

1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。

2、动滑轮：如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。

3、定滑轮和动滑轮的作用

使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。

使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。

4、滑轮组：

①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向

③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/n* G 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= 1/n *(G

物+G动) 绳子自由端移动距离S F(或v F)=n倍的重物移动的距离S G(或v G)(n为所有动滑轮上的绳子段数)

④组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。

例题精讲

1、如图所示，做出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。

【答案与解析】

分析：作杠杆的力臂的方法是：

（1）反向延长各力（或正向延长）。

（2）过支点作延长线的垂线。

（3）标上直角符号和大括号，并标上力臂的字母。

作图如图所示。

2、下列关于动力F1力臂的作图中，正确的是（）

A． B． C． D．

【答案】C

3、用一条长2m的扁担挑物品，前后两端分别挂有300N和200N的箱子。要使扁担保持水平平衡，肩应离扁担前端多远？

【思路点拨】人在挑水时以肩为支点，两边水桶形成杠杆的平衡，由平衡的条件可求得答案。

【答案与解析】

要使两边平衡则有：G1L1=G2L2--------①

由题意知：L1+L2=2m--------------②

联立解得：L1=0.8m

4、如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，杠杆会（）A．左端下降B．右端下降 C．仍然平衡 D．无法判断

有向右的拉力F，两段绳子对滑轮向左的拉力（同一根绳子各处的拉力相等），滑轮匀速运动：，则。

【答案与解析】小物块移动的距离由杠杆的平衡条件得

4、如图所示，通过滑轮组用100N 的拉力在20s 内将重为240N 的物体匀速提高2m ，（不计绳重和摩擦），求：

（1）绳子自由端的移动速度为多大？ （2）动滑轮重力多大？

（3）若重物再增加120N ，要使重物匀速上升，作用在绳子自由端的拉力至少多大？

【思路点拨】（1）由图示知，动滑轮和物体重由3股绳子承担着，故物体移动2m ，绳子自由端移动6m ；然后由速度公式求出绳子自由端的速度。

（2）由拉力大小和物体重，由平衡条件求出动滑轮的重。

（3）由物体的重、动滑轮重、由平衡条件可以求出重物增加时拉力的大小。 【答案】作用在绳子自由端的拉力至少140N 。

【解析】（1）绳子自由端移动的距离：s 绳=nh=3×2m=6m， 绳子自由端移动的速度：60.3/,20S m v m s t s

=

== 答：绳子自由端的移动速度是0.3m/s 。 （2）物体匀速运动，处于平衡状态，

动滑轮重：G 动=nF-G 物=3×100N -240N=60N ， 答：动滑轮重力60N 。

（3）物体的重力：G′物=G 物+△G=240N+120N=360N ， 绳子自由端的拉力：N N

N n

G G F 1403

36060=+=

'+=

'物

动

5、等臂杠杆的两端各悬挂一个质量相等的实心铜球和铁球，杠杆保持平衡，如图所示。若将两球同时没入水中，杠杆将（ρ铜>ρ铁）

A. 仍保持平衡

B. 挂铁球的一端下降

C. 挂铜球的一端下降

D. 无法确定

【答案】C 6、（多选题）下列说法错误的是（ ） A 、杠杆必须是直的

B 、夹煤块的火钳，医用镊子是费力杠杆

C 、启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，虎口钳都属于这省力杠杆

D 、杠杆可以同时省力和距离