八年级下物理第十一章知识总结.docx

第十一章 机械与功11.1 杠 杠学习目标：1、知道杠杆的特征，能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置。2、能准确画出动力臂与阻力臂。3、能按省力、费力对杠杆进行分类；4、会探究杠杆的平衡条件会用杠杆的平衡条件解有关问题。方法指导：把实物抽象成杠杆理解力臂的概念自主学习：一、认识杠杆观察教材P63图13.4-4所示的几种工具。想一想，它们有什么共同的特点？ 1、定义：在力的作用下能够饶着 转动的 叫杠杆。2、杠杆五要素：支点指 ；动力是 ；阻力是 杠杆转动的力；动力臂是 到 的距离；阻力臂是 到 的距离。观察图13.4-4，找出杠杆的五要素。钳子是由几个杠杆组成的？试着找出它的支点、动力、阻力。画出下面杠杆的动力臂与阻力臂。（简记：一找点、二画线、三作垂线段）警示：不论动力、阻力，都是杠杆受的力。合作探究：杠杆的平衡条件杠杆平衡指杠杆在动力和阻力的作用下 或 。1、问题：当杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在怎样的定量关系呢？2、先猜一下： 3、实验探究（）、阅读P65，思考实验步骤（）、分小组进行实验探究（注意成员分工，边实验边记录）（）、根据实验数据得出的结论是： 若用F1、F2、L1、L2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆的平衡条件可表示为： 思考：杠杆只能静止在水平位置吗？你能让杠杆在非水平位置平衡吗？试一试。本实验中，让杠杆在水平位置平衡有什么好处呢？ 三、杠杆的分类：A、省力杠杆：特点是： ，你能列举的生活中事例是 B、费力杠杆：特点是： ，你能列举的生活中事例是 C、等臂杠杆：特点是： ，你能列举的事例是 ，指出课本图13.44中各属于什么杠杆。（四）、例题分析 例题：如图所示的杠杆重；不计，O为支点，AO0.2m，当在A点悬吊一重6N的物体，绳子的拉力F3N时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力F的力臂L2，力臂L2为_m学习检测：1判断下列说法是否正确（1）一根硬棒就是杠杆（）（2）杠杆可以是直的、弯的或者其他形状的（）（3）在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆（）（4）动力、阻力只能分别作用在杠杆支点的两侧（）2关于力臂，下面说法中正确的是（）A支点到动力作用点之间的距离叫做动力臂B支点到动力作用线的距离叫做动力臂C力臂一定在杠杆上 D力臂的大小不可能为零3如图中，杠杆刚好平衡，若要使A端下降，B端上升，可采用的办法是：（每个钩码的质量相同）A两边各减少一个钩码 B两边各增加一个钩码C两边都向左移动相同距离D两边都向内侧移动相同距离4如图所示的两个杠杆，O是支点，请你判断一下哪个杠杆能够平衡?如果不平衡，它将顺时针转动，还是逆时针转动?5、如图中，杠杆的一端A为支点，在它的另一端B用力F将挂在C点的物体抬起使杠杆处于水平状态已知AC15cm，CB60cm，则动力F跟物重G之比是（）A14B41 C15 D51四、达标检测：1、在钓鱼竿天平 羊角锤 理发剪刀 缝纫机踏板 铡刀 瓶盖扳子等简单的机械中，属于省力杠杆的有 ，属于费力杠杆的有 ，属于等臂杠杆的有 .2、下列关于杠杆的说法中，正确的是（ ）A、杠杆只可以是直的 B、杠杆一定有支点C、杠杆的支点可以不在杠杆上 D、杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和3、在用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅在扳手柄上套一节铁管，这样就能比较容易地拧下螺母，这样做的物理原理是：（ ）A、减小阻力 B、增大动力C、增大动力臂以增大动力 D、增大动力臂减小动力5、一支刻度准确的杆秤，若换了质量较小的秤砣，用它来称量物体质量的结果：（ ）BCOAA、比实际的大 B、与实际质量相等C、比实际质量小 D、无法判断6、已知轻杠杆AOCB，支点为O，OA=CB=40cm，OC=30cm，且OAOC，OCCB，如在A点悬挂一重49牛的重物，则在B点至少要加 牛的力才能使杠杆AO保持水平，这个力的方向应该 。7、一根粗细不均匀的木棒用细绳吊在O点处木棒恰能在水平位置平衡，若在O点处把棒锯成两段，则（ ） A、细的一端较重 B、粗的一端较重 C、两端一样重 D、可能细的一端重，也可能粗的一端重，也可能两端一样重8、一杠杆正处于平衡状态，如果在这个杠杆上再施加一个作用力那么该杠杆：A、仍有可能平衡，只要这个力加在阻力这一边B、仍有可能平衡，只要该力加在动力作用点和阻力作用点之间C、仍有可能平行，只要这个力的作用线通过支点D、杠杆不可能平衡，因为多了一个力9、关于力臂的下列说法中正确的是（ ）A. 从支点到动力作用点的距离叫动力臂B. 从动力作用点到阻力作用线的距离叫动力臂C. 从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂D. 从阻力作用点到动力作用点的距离叫阻力臂10、所谓杠杆平衡是指杠杆处于 状态或 状态。杠杆的平衡条件是 ，字母表示式为 。拓展延伸：11、地面上有一根大木杆，抬起A端需用300N，抬起B端需用200N，这条木杆的 端较粗。12、已知物体在月球上的重力大约是地球上重力的六分之一。做生意时，用同一杆秤在月球上称质量，和在地球上相比（ ）A. 买方吃亏. 卖方吃亏. 双方都不吃亏 . 双方都吃亏13、一个杠杆在两个力的作用下处于平衡状态，则下列说法中正确的是（ ）A. 这两个力的大小一定相等 B. 这两个力的力臂一定相等C. 力臂较长的那个力较大 D. 两个力和各自力臂的乘积一定相等14、如图，拉力作用在杠杆中点处，已知AC=1.8m, G=100N, 求拉力 11.2 滑 轮学习目标：1认识定滑轮和动滑轮，能举出这两种滑轮在生活和实际中的应用。2会运用定滑轮和动滑轮的实质变形杠杆解决实际问题（重点）。3知道定滑轮和动滑轮组合在一起使用可以组成滑轮组，达到既省力又能改变力的方向的目的，会运用相关知识设计满足要求的滑轮组的绕法（难点）。4通过本节的学习，初步了解透过现象看本质的思想方法。方法指导1学会用受力分析法来研究使用滑轮时的用力情况。2动滑轮的瞬时支点的确定方法，根据设计要求，连接滑轮组的绕绳方法。自主学习：知识点一：滑轮、定滑轮和动滑轮的概念（认真阅读教材P87，填写在下列空白处）（1）将等臂杠杆的中间部分加宽，使之变成一个绕中心轴转动的圆杠杆，如图所示，再将圆轮的外缘加工成槽状，便于放置绳索，这种装置在物理学中叫做滑轮（周边有槽，能绕轴转动的圆轮）。滑轮可以看作是能连续转动的杠杆，可以用杠杆平衡条件来分析它的作用。主要部分是能绕轴转动的轮子。（了解）（2）滑轮有两种： 和 轮。使用时滑轮轴的位置 的叫做定滑轮（如下左图），使用时滑轮轴的位置跟被拉动的物体 的叫做动滑轮（如下右图）。（记忆） （3）请举出生活和生产中应用滑轮的实例，并指出分别是哪一种滑轮。（了解）知识点二：使用定滑轮的特点下图（b）是图（a）定滑轮的杠杆变形示意图，由图可知，定滑轮的支点是定滑轮的轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，故定滑轮实质上相当于一个 杠杆，所以在不计摩擦的情况下，由杠杆平衡条件： 可得，拉力F和物体重力G的关系是： ，即使用定滑轮不能省力，但可以 ，达到操作方便的目的。请依照图（b）画出（c）中的两个力臂。定滑轮的实质：定滑轮是一个等臂杠杆。定滑轮的特点：使用定滑轮可以改变力的作用方向，但不省力，也不省距离，即不省功。（理解并记忆）例1：如图示为 滑轮，用它提升重为100N的物体，则F1= N，F2= N，F3= N。自我检测1：对照教材P87图11-3-3，完成教材P90-自我评价第2题。合作探究：动滑轮的特点下图（b）是图（a）动滑轮的杠杆变形示意图，由图可知，动滑轮的支点在固定绳子与动滑轮的接触处，随着动滑轮位置的改变，支点的位置也发生了改变，动力臂是滑轮的直径，阻力臂等于滑轮的半径，故动滑轮实质上相当于一个 杠杆，所以在不计摩擦和滑轮重的情况下，由杠杆平衡条件： 可得，拉力F和物重G的关系是： 。即使用动滑轮可以 。动滑轮的实质：动滑轮是一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆。动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变力的作用方向，费距离，即不能省功。（理解并记忆）思考一：请画出左下图中三个拉力F1、F2、F3的力臂，并解释为什么用动滑轮斜着拉动重物时，拉力的大小会变大？ 因此，要使动滑轮能省一半力，拉力的方向必须是 思考二：由动滑轮的实质可知，拉力等于物重的二分之一。观察右上图甲、乙、丙可发现，拉力却大于物重的二分之一，请分析其中的原因。思考三：学会分析滑轮的受力情况，滑轮属杠杆类型的简单机械，不但可以用杠杆原理分析它的作用，也可以用平衡力来进行分析。分析时首先要明确滑轮上每股绳子承受的力是相等的。对于动滑轮，首先弄清哪个是动滑轮，再画出动滑轮受力的示意图，用平衡力的知识得出结论（条件是匀速提升，不计滑轮与轴间的摩擦及绳重）。若在不计摩擦，考虑滑轮重的情况下，例2：如图所示，物体重180N，绳重和摩擦不计。在拉力F的作用下，物体匀速上升了2米，求：（1）不计动滑轮重，求拉力F；（2）若动滑轮重20N，求拉力F（3）绳自由端（F处）上升的距离自我检测2：完成教材P90，自我评价第3题。例3：如图所示，重为50N的物体在力F的作用下，以2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，若物体与水平地面之间的摩擦力f为20N，不绳的摩擦求：（1）拉力F（2）绳自由端移动的速度知识点四：使用滑轮组的特点1定义：将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组。2特点：既能省力又能改变力的方向，重物和动滑轮的重力由n段绳子承担，提起重物所用的力就是物重的n分之一，即。（理解并记忆）例4：要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，试在图中画出最省力的绕绳方法。思路与技巧：使用滑轮组时，要使加在绳子末端的力最小，即最省力，在阻力一定的情况下，就需承担总阻力的绳子段数最多，题中只有一个动滑轮，绳子应结在动滑轮上，此时承担阻力的绳子段数最多为3段学习检测：1如图所示的是搬运工人常用的一种搬运重物的方法，这里运用简图表示出来了.图中搬运工用到的物理知识有_和_.2（2008广州）在图中画出用力最小的滑轮组的绳子的绕法 。3在如图所示的各滑轮组中，均不计滑轮质量及转动摩擦，所挂重物均为G，则其中拉力最小的是（ ）4一名体重为500N的举重运动员，他最大能提供向上的拉力为1200N。如他站在地面上，利用如图所示的装置来提升重物，在给定的以下四个物体中，他站在地面上所能匀速提起的最重的物体可能是（ ） A、重500N的物体 B、重900N的物体 C、重1200N的物体 D、重2300N的物体 5如图所示，钩码总重1N，滑块A在钩码的作用下恰能沿水平面匀速滑动，那么滑块A受到的摩擦力是 ( )A3 N B2 N C1 N D0.5 N课后反思：（1）利用，求出承担总重的绳子段数n，若n不是整数，则小数点后“只入不舍”使它取为整数。（2）判定绳子固定端位置：n为偶数，采用“上结法”，即绳子固定在定滑轮上；n为奇数，采用“下结法”，即绳子固定在动滑轮上，又称“奇动偶定”。（3）确定定、动滑轮的个数：不改变力的方向，需（n1）个滑轮。n为奇数，定、动滑轮各半，若n为偶数，动滑轮比定滑轮多一个。改变动力方向，需n个滑轮。若n为偶数，定、动滑轮各半，若n为奇数，定滑轮比动滑轮多一个。（4）若使用的动滑轮个数为N，且使用时动力最小，即最省力，则绳子应结在动滑轮上，此时承担物重的绳子段数n2N1。 11.3 功 功率学习目标：1、理解功的概念和两个必要因素，明确功的公式，掌握功的计算；2、理解功率概念，掌握功率的计算。方法点拨1做功必须同时具备两个必要因素(作用在物体上的力和沿力的方向移动的距离)，在下列三种情况下力对物体不做功。（1）物体在受力方向上没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离。如在光滑水平冰面上匀速滑动的冰块。（2）物体受到力的作用，但没有移动距离。如用力推木箱，但没有推动。（3）物体受到力的作用，同时物体也运动了一段距离，但力的方向始终与运动方向垂直。如人抗面袋在水平路面上移动了一段距离。2功率表示做功快慢的物理量(对比法:速度是表示物体运动快慢的物理量),是机器主要技术指标,实际应该中要根据需要选择功率合适的机器.计算功率时，一定要明确是哪一段时间。自主学习：一、功（1）概念：如果一个力作用在物体上，物体在_的方向上通过一段_，就说这个力做了功；（2）力做功的两个必要因素：作用在物体上的_；物体在这个_的方向上移动的_。（3）力没做功的三种情况：“劳而无功”：物体受力但没_；“垂直无功”：物体受力和移动的方向_；“不劳无功”：运动物体缺力由于_保持继续运动。对照训练：1、如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图,下列有关说法错误的是（ ）A. 在a到b的过程中，运动员对铅球做了功B. 在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功C. 在c到d的过程中，没有力对铅球做功D. 在a到d的过程中，铅球运动状态不断变化2人推车前进时 力对 做功。树上苹果自由落下来时是对 做功。 3图15.11中没有做功的是( ) 图11.1-14在下面的哪个情景中，人对物体做了功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二、功的大小（1）规定：在物理学中，力做功的多少等于作用在物体上的力和物体在_的方向上移动_的乘积。用字母_表示。（2）公式：_；单位间的关系：_。把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是_。（3）理解：公式中的s一定是在力F的方向上通过的距离，强调对应。F和s是同一个物体在同一时间内，且同一方向上的两个量。例1某人提50N的物体从一层走到四层，每层楼高4m，人对物体做的功为 例2、用100N水平拉力，将质量为100kg的物体沿水平地面匀速拉动10m。求：拉力对物体做多少功？ 重力对物体做多少功？三、功率（1）定义：_里完成的功叫功率。意义：功率是用来表示做功_的物理量。（2）做功越_，功率就越_。功率用字母_表示。（3）比较方法：做功时间相同时，比较_，做功越_，功率越大。做同样多的功时，比较_，用时越_，功率越大。率小的机器做功多四、功率的大小（1）定义公式：_；单位间的关系：_。（2）某小轿车功率66kW，它表示：小轿车在_内做的功为_J。（3）由W_和v_，得P_。例3、两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，则()A甲做功较多，功率较大; B甲做功较多，功率较小;C甲做功较多，甲、乙功率相等; D甲、乙做功相等，乙的功率较大对照训练：3、关于功和功率,下列说法正确的是（ ）A、机器做功少,功率一定小 B、功率小的机器做功不一定慢C、功率大的机器做功一定快 D、功率大的机器一定比功4、上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，汽车在水平路面受到2400N的水平牵引力，5min内匀速直线行驶了9000m。求：（1）汽车受到水平方向的阻力是多少？（2）汽车牵引力所做的功和功率是多少学习检测：1 内所做的功叫功率，它是表示 的物理量。功率的单位是 ，符号为 ，20W表示的物理含义是 。2功率是60kW的汽车以36kmh的速度匀速行驶90s，它共做了 J的功。3两台机器的功率之比Pl ：P22 ：1，做功时间之比t1 ：t21 ：3，则这两台机器做功之比W1 ：W2 。4下列说法正确的是( ) A做功越多，功率越大 B做功时间越短，功率越大C功率越大，做功越快 D功率越小，做功一定少5某个人搬同样重的两物体到同样高的位置，第一次用了26 s，第二次用了30 s，两次比较，下列说法中正确的是 ( )A两次做的功不相等，功率相同 B两次做的功不相等，功率不相同C两次做的功相等，第一次功率大 D两次做的功相等，第二次功率大6粗糙水平面上有一个重为50N的物体，用10N的水平推力使其在10s内匀速前进了20m，则在此过程中 （ ）A推力做了1000J的功 B推力的功率为20WC重力做了100好的功 D摩擦力为50N7、小强推着小车，30s内在水平地面上匀速前进了15m，则小车的速度为 _m/s如果水平推力为10N，在此过程中小强对小车做的功为_J，功率为_W8、在水平地面上，用50N的水平拉力拉重为100N的小车，使小车沿水平方向前进3m，所用的时间是5s，则拉力所做的功为_J，重力所做的功为_J，拉力做功的功率为_W。9、下列关于力做功的说法，正确的是( ) A人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功 B人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功 C汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功 D过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功10离河面10rn高处的农田，灌溉时每分钟需要3m3的水。问：至少需要购买功率为多大的抽水机? 拓展延伸：11、一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求：汽车行驶的速度。汽车发动机牵引力做的功。汽车发动机牵引力的功率。11.4 功的原理及其应用学习目标：1.知道功的原理，知道任何机械只能省力，不能省功。2.知道轮轴和斜面的特点以及应用。自主学习：知识点1 功的原理1.功的原理：大量实验和理论研究表明，使用任何机械都 （“能”“不能”）省功。2.功的原理是一切机械都遵循的普遍原理，使用任何机械 省功，人们使用机械的目的一是为了省 或省 ，二是为了做功方便，即改变 方向。知识点2 轮轴3.轮轴定义：有两个半径 的圆柱固定在同一轴线上组成的简单机械，其中大的称为 ，小的称为 。4轮轴做功的特点：拉动论所做的功 绕在轴上的绳拉动物体所做的功，也就是使用轮轴 省功，但可以改变 。5.轮轴的两个功能：一是改变力的大小。根据杠杆平衡条件F1R=F2r，由于轮的半径R 轴的半径r，所以作用在轮上的力F1 作用在轴上的力F2，且轮半径R是轴半径R的几倍，作用在轮上的力就是轴上的 。二是改变物体的运动速度。轮和轴在相同时间内转动的角度相同，而轮和轴的半径不同，所以绕在轮上的绳子运动的速度比轴上的 ，他们的关系是V轮：V轴= 。合作探究： 斜面是如何省力的6.斜面的定义：一个与水平面成 的倾斜平面。斜面的特点：物体所受重力为G，斜面长为L，高为h，F为沿斜面拉物体的力。根据功的原理，如果不计物体与斜面间的摩擦，用力F沿斜面把物体匀速拉上去所做的功，应该等于直接将物体举高所做的功，即FL=Gh,F= 。由此可知，斜面长是斜面高的几倍，推力就是物体所受重力的 ，所以斜面是一种可以省力但费 的简单机械。7.螺旋可以看作是绕在 上的斜面。特点：可以将旋转运动与 进行相互转化。8.应用： 。例题1用如图所示的滑轮组来提升重为1500N的物体，应用功的原理求需要在绳端加的拉力。（动滑轮的重量及绳与滑轮间的摩擦不计）例题3用如图所示的装置来匀速拉动重物G沿斜