第11章 机械与功单元总结-2019-2020学年八年级物理下册同步精品系列（教科版）练习题
展开八年级下册第十一章《机械与功》
单元总结
知识要点一：简单机械家族
种类 项目 | 杠杆 | 滑轮 | 轮轴 | 斜面 | ||
定滑轮 | 动滑轮 | 滑轮组 |
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概念 | 在力的作用下绕支撑点转动的坚实物体。 | 使用时滑轮的轴固定不动 | 使用时滑轮的轴和物体一起移动 | 定滑轮和动滑轮的组合 | 两圆柱固定在同一轴上,大的为轮,小的为轴. | 一个与水平面成一定夹角的倾斜平面 |
示意图 | ||||||
原理 （实质） | F1 L1=F2 L2 | 实质是等臂杠杆 | 实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆 | 既省力又改变动力的方向.n段绳子承担总重： F＝G(理想情况); F＝ (G物+G动)(忽略摩擦) S＝nh | 轮轴实质是一个可以连续转动的杠杆：F·R = G.r | 功的原理: Gh=FL |
特点 | 1.省力杠杆（L1>L2， F1<F2）省力费距离. | 不能省力但能改变动力的方向 | 能省一半的力,但不能改变动力的方向 | 动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆,但费距离.
| 斜面是省力的简单机械 | |
2.费力杠杆（L1<L2， F1 >F2）费力省距离 | ||||||
3.等臂杠杆（L1=L2， F1=F2）不省力也不省距离. | ||||||
应用 | ①钳子、起子、手推车、撬棒、铡刀、羊角锤；②筷子、镊子、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆；③天平、翘翘板。 | 旗杆的顶端、晾衣架、起重机等。 | 吊车等起重机械 | 吊车等起重机械 | 汽车方向盘、齿轮、活扳手、螺丝刀等. | 木螺丝、千斤顶、螺旋、楼梯、盘山公路等. |
（2019贵阳）如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直，仅通过转动吊臂提升货物的过程中，则下列分析正确的是（）
A．撑杆对吊臂的作用力不断增大 B．钢绳对吊臂的作用力不断增大
C．撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大 D．钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小
【答案】D
【解析】由图知道，吊车吊臂工作时，是一杠杆，支点的O，伸缩撑杆对吊臂的支持力是动力，作用点在吊臂上，方向垂直于吊臂向上，过支持力的作用点，沿支持力的方向画一条有向线段，用F表示，然后从支点O向力的作用线做垂线段，垂线段l即为其力臂，如图：
吊车吊起货物的过程中，阻力不变，阻力臂减小；而动力臂不变，即动力减小，所以撑杆对吊臂的作用力逐渐变小，故ABC错误，D正确。
（2019绵阳）用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2。不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是
A. F1=F2 B. F2<F1<2F2 C. F1=2F2 D. F1>2F2
【答案】D
【解析】如下图，设滑轮上下两根绳子的拉力为F，B给A的摩擦力为f，地面给A的摩擦力为f′。根据滑轮特点，则F1=2F，F=f +f′。因B对A的摩擦力与A对B的摩擦力为相互作用力，所以A给B的摩擦力大小也等于f′，又因B静止，受平衡力，则F2=f′。综合以上分析可知：A．F1>F2，故A错误。BCD．F1=2F=2（f+f′）=2（f+F2）=2f+2F2，则F2<2F2<F1，故B、C错误，D正确。
简单机械是组成复杂机械基础，分析简单机械时，首先明确其原理和实质，甚至画出它的示意图，才能理解使用简单机械时的特点，简单机械家族中，滑轮和轮轴的实质是杠杆。用杠杆的平衡条件来分析；斜面的工作原理是功的原理，利用F.s=G.h分析其工作特点。
知识要点二：机械效率的分析和计算
1.有用功：（1）提高重物时：W有用＝Gh（提升重物）＝fs（水平方向拉动物） =W总－W额2.额外功：W额= W总－W有用=G动h（忽略摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W额=f L
2.总功：作用在机械上的动力做的功：W总= FS = W有用＋W额= W有用／η
3.机械效率：(1)提高物体时：
(2)滑轮组提高物体时：
(3)斜面：
（2019通辽）如图所示，利用滑轮组在2s内将重400N的物体匀速提升了1m，所用拉力F为150N．不计绳重和摩擦下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为2m/s B．动滑轮的总重为100N
C．滑轮组的机械效率为83.3% D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小
【答案】A
【解析】A、由图知，n＝4，绳子自由端移动的距离：s＝4h＝4×1m＝4m，
绳子自由端移动的速度：v＝＝＝2m/s，故A正确；
B、不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），可得动滑轮所受的重力：G动＝4F﹣G＝4×150N﹣400N＝200N，故B错误；
C、拉力做的功：W总＝Fs＝150N×4m＝600J，有用功：W有用＝Gh＝400N×1m＝400J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈66.7%，故C错误；
D、若用该滑轮组提升所受重力更重的物体，额外功不变，有用功增加，有用功在总功中所占的比例增加，机械效率会变大，故D错误。故选：A。
（2018 广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是
A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50W
C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80%
【答案】A
【解析】（1）拉力F做的功：W总=Fs=150N×3m=450J；有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=300J，
额外功：W额=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J，由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力：
f===50N，故A正确、C错；（2）拉力的功率：P===75W，故B错；
（3）斜面的机械效率：η==×100%≈66.7%，故D错。故徐选A.
计算机械效率时，首先要根据题意明确有用功、清楚产生额外功的情况、知道哪个力做的是总功。在熟练掌握基本公式的前提下，根据题目的条件，来正确选择公式的形式是关键。
