人教版八年级物理下册杠杆与滑轮专题

杠杆与滑轮专题教学目标：通过学习对杠杆的力臂灵活运用教学重点：寻找力臂，画力臂教学难点：综合滑轮问题一、杠杆：定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒。

1、五要素——组成杠杆示意图①支点②动力③阻力④动力臂，从支点到动力作用线的距离；⑤阻力臂，从支点到阻力作用线的距离；2、画力臂方法：⑴找支点O；⑵画动力和阻力（实线），如果需要延长力的作用线（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（大括号）。

3、研究杠杆的平衡条件：杠杆静止或匀速转动；动力×动力臂＝阻力×阻力臂；F1l1=F2l24、杠杆应用名称结构特征特点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳费力杠杆动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力不费力天平，定滑轮杠杆作图问题：画出下列图中所示的杠杆（支点为O）的力臂杠杆平衡问题：实验注意事项：实验前，应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

（杠杆平衡时动力最小问题）1、某同学在做单臂俯卧撑运动，如图所示。

他的重心在A点，所受重力为520N，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为N。

2、要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是（）A．F1 B．F2 C．F3 D．F42题图3题图4题图OAFFFFOF1l1l2F2O3、二个体积相等的实心铜球和铝球，挂于轻质杠杆两端，当支点O位于某处时，杠杆平衡，如图所示，现将两球慢慢浸没在水中后，要想使杠杆平衡，下述支点O的移动情况中正确的是（）A.向铜球侧移动B.向铝球侧移动C.不需要移动D.无法判断4、如图所示是一弯曲的杠杆，O是支点，OB=CA=4 cm，OC=3 cm。

在B点挂一重物G=10 N，在A点加一力，要使杠杆平衡，力F最小值为多大？二、滑轮1、定滑轮：定义：中间的轴固定不动的滑轮。

实质：等臂杠杆。

特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

对理想的定滑轮：（不计轮轴间摩擦）F=G，绳子自由端移动距离S F(或速度v F)= 重物移动的距离S G(或速度v G)2、动滑轮：定义：和重物一起移动的滑轮。

实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

对理想的动滑轮：（不计轴间摩擦和动滑轮重力）F= 12G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F= 12(G物+G动)绳子自由端移动距离S F(或v F)=2倍的重物移动的距离S G(或v G)3、滑轮组：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组判断滑轮组的用力情况——“隔离法”：“用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离，以重物和动滑轮为研究对象”5、有一个结构不明的滑轮组，只知道拉力F向下拉绳子时，每拉下12m，重物就上升3m，拉力F=400N，重物为多大，试画出滑轮的结构图。

6、如图甲所示，用F=10N的力，拉着物体在地面上匀速运动，则物体与地面的摩擦力是多大？若物体向前移动1m，绳子要拉过多少m？6题图7题图7、如图所示，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系是（） A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一样大8、如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3。

则（）A.F1＞F2＞F3B.F1＜F2＜F3C.F2＞F1＞F3D.F2＜F1＜F34、轮轴与斜面F1l1F2l2轮轴：两个半径不同的轮子固定在同一转轴上的装置叫做轮轴。

半径较大的叫做轮，半径较小的叫做轴。

实质：轮轴是一个可以连续转动的杠杆。

特点：由于轮的半径大于轴的半径，因此当动力作用于轮上时，轮轴为省力杠杆；当动力作用在轴上时，轮轴为费力杠杆。

斜面：斜面是一种可以省力但是费距离的简单机械。

原理：Gh=Fl。

公式可知，斜面越长，越省力。

9、如图所示，简单机械均不计摩擦，图B中R=2r，其中最省力的是（）9题图 10题图10、如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（）A．20N 0.4m/s B．20N 0.1m/s C．5N 0.4m/s D．5N 0.1m/s关于滑轮的综合题一、（一模）如图25所示是起重机的结构示意图。

用它把质量为2×103kg，底面积为1m2的货箱G匀速提起。

（取g＝10N/kg）问：（1）当货箱静止于水平地面时，它对地面的压强是多少？（2）若把货箱匀速吊起3m，起重机对货箱做了多少功？（3）吊起货箱时，为使起重机不倾倒，在它右边加挂质量为多大的铁块？已知：OA＝10m，OB＝5m。

（设起重机所受重力的作用线恰好通过O点。

）二、(一模)磅秤上有一个重1500N的木箱，小明站在地上，想用如图29（甲）所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上，可是他竭尽全力也没有提起，此时磅秤的示数为40kg。

于是他改变滑轮组的绕绳方法如图29（乙）所示，再去提这个木箱。

当木箱匀速上升时，小明对地板的压力为100N，不计轴摩擦和绳重，取g＝10N/kg。

求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率。

三、（一模）如图30所示，一正方体合金块M 的边长为20cm ，把它挂在以O 为支点的轻质杠杆的A 点处，一个重为640N 的人在杠杆的B 点通过定滑轮用力F1使杠杆在水平位置平衡，此时M 对水平地面的压强为1.1×104Pa ，人对水平地面的压强为1.45×104Pa ；若把M 浸没于水中(M 与容器底不接触)，人用力F2仍使杠杆在水平位置平衡，此时人对地面的压强为1.15×104 Pa ；已知人单独站在水平地面上，对地面的压强为1.6×104 Pa ．（g 取10N/kg ）求： （1）力F1的大小； （2）合金块M 的密度；（3）当 M 浸没于水中时，若剪断细绳，合金块M 沉于容 器底，则M 对容器底的压强为多大．四、（一模）图23是简易电动门式起重机的结构示意图。

MN 为质量可以不计、长4m 的横梁，行走装置可以把提起的重物在横梁上左右移动。

提升电动机通过钢丝绳和滑轮组提起重物，滑轮组的结构如图。

当提起的重物质量是0.5t ，钢丝绳重和轮、轴间摩擦不计时，滑轮组的机械效率是80%。

当以0.2m/s 的速度匀速竖直向上提起1.125t 重物时，滑轮组的机械效率是多 少？电动机拉动钢丝绳的功率是多少？图30MOAB滑轮组重物行走装置提升电动机MN图23若行走装置和提升电动机的总重是2.75×103N，提起重物质量为2t，行走装置使提起的重物沿横梁从中点A 移到B点，以M点为轴，N点向上的支持力增加了6×103N，MB的距离是多少？（g取10N/kg）（2）W=FS=2×103kg×10N/kg×3m=6×104J（3）G×AO = G0×OB2×103kg×g×10m = m0g×5mm0 = 4×103kg2 ＜答案＞F拉＝G人木箱和动滑轮受力G箱＋G轮＝2F拉＋F支＝2G人＋F支＝2G人＋mg改变绕绳方式后，重物重分别为G＝mg ＝0.5t×10N/kg ＝5×103N，G/＝m/g ＝2t×10N/kg ＝20×103N 由滑轮组机械效率η＝W有用/W总＝G物/（G物＋G动），代入数据：80% ＝5×103N/（5×103N＋G动），解出G动=1.25×103Nη/＝G物//（G物/＋G动）＝20×103N/（20×103N＋1.25×103N）≈94%钢丝绳拉力F=（G物/＋G动）/3 =（20×103N＋1.25×103N）/3≈7.1×103N匀速拉动时，电动机拉动钢丝绳的功率P ＝Fv＝7.1×103N×3×0.2m/s=4.26×103W〔或P＝（G物/＋G动）v物＝（20×103N＋1.25×103N）×0.2m/s=4.25×103W〕把横梁MN看成杠杆，以M点为轴，重物在A点和B点时，根据杠杆平衡条件：（G物＋G行＋G动）·MA ＝FA·MN（G物＋G行＋G动）·MB ＝FB·MN两式相减得：（G物＋G行＋G动）·（MA－MB）＝（FA－FB）·MN当FA－FB＝6×103N＞0，代入数据：（20×103N＋1.25×103N＋2.75×103N）（2m－MB）＝6×103N×4m解出：MB＝1m当FA－FB＝－6×103N＜0，代入数据：（20×103N＋1.25×103N＋2.75×103N）（2m－MB）＝－6×103N×4m解出：MB/＝3m。