改变世界的机械【知识精讲+典例特训】教科版 八年级物理下册备课精研学案

11.5改变世界的机械 一、知识梳理 （一）轮轴 1．定义：轮轴由两个______不等的圆柱固定在同一______上组成，大的称为轮，小的称为轴． 2．实质：轮轴实质上是一个____________________________________． 3．公式：____________． 4．特点：若动力作用在轮上，则使用轮轴______力、______距离．若动力作用在轴上，则使用轮轴______力、______距离．使用轮轴______省功，只是改变了____________，这是____________的必然结果． 5．功能：轮轴有两个主要功能：一是改变用力____________，二是改变物体的____________．通过轮轴实现了______运动和______运动的相互转化，是机械传动的重要装置． （二）斜面 1．定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的____________． 2．如图所示，如果不计物体与斜面之间的摩擦，根据____________可知，用力F沿斜面把物体匀速推（拉）上去所做的功，应该______直接将物体举高所做的功，即：____________．若物体与斜面之间的摩擦力为f，根据W总＝____________可知此时关系为____________． 3．公式：____________或____________． 4．特点：斜面是一种______机械，使用斜面______力、______距离．不计摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力或推力就是物体所受重力的____________． （三）螺旋——特殊的斜面 1．定义：螺旋可以看做是绕在______上的斜面． 2．特点：①______力、______距离；②螺旋可以将______运动与____________的运动进行互相转化，所以螺旋有许多巧妙应用． 二、易错分析 1．对于斜面，由W总＝W有用＋W额外可知：FL＝Gh＋fL，常利用此关系式计算物体与斜面间的摩擦力． 2．斜面的机械效率表达式为：．斜面的机械效率只与斜面的倾角、斜面的光滑程度有关，斜面的倾角越大、斜面越光滑，斜面的机械效率越高．斜面的机械效率与物体的重力无关． 三、达标训练 1．如图所示的几种装置中，不属于轮轴的是（ ） A B C D 2．山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是（ ） A．加快上山时的速度 B．省力 C．减小对物体的做功 D．工作中养成的生活习惯 3．山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以（ ） A．减小所必需的牵引力 B．提高机械效率 C．一提高功率 D．减小所做的功 4．电工在安装家庭电路时，需用螺丝钉将灯座固定在天花板上，下列组合最省力的是（ ） A．细柄螺丝刀、密纹螺丝钉 B．粗柄螺丝刀、密纹螺丝钉 C．粗柄螺丝刀、疏纹螺丝钉 D．细柄螺丝刀、疏纹螺丝钉 5．如图所示的小山高为h，沿A、B、C三条小路可以登上山顶，其中最省力的是（ ） A B C A．A路 B．B路 C．C路 D．沿三条路上山时用力一样大 6．如图所示，小枫骑变速自行车上坡时，要想省力，后轴的齿轮应该换用较大的还是较小的？原因是什么？下列对这个问题的回答正确的是（ ） A．较大的，增大动力臂 B．较大的，减小阻力臂 C．较小的，增大动力臂 D．较小的，减小阻力臂 7．有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车，为了提高斜面的机械效率，下列做法中可取的是（ ） A．以较快的速度将木箱匀速拉上汽车 B．以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车 C．改由一个人将木箱拉匀速上汽车 D．板长不变，改用光滑的斜面板，将木箱匀速拉上车 8．某人用沿斜面向上的力拉着木块匀速上坡，下列说法中正确的是（ ） A．斜面越陡，机械效率越高 B．木块越重，机械效率越低 C．斜面越光滑，机械效率越低 D．运动速度越大，机械效率越高 9．一个重为G的物体分别沿如图所示的左右两个斜面，被推上同一个平台，如果沿两个斜面推动物体时所受摩擦力一样大，那么两个斜面相比（ ） A．用左斜面省力少，机械效率比右高 B．用右斜面省力多，机械效率比左高 C．两个斜面做的有用功一样，效率也一样 D．条件不足，无法判断 10．如图所示，工人沿斜面匀速推一货物上货车，若斜面的机械效率为80%，这表示（ ） A．若人作用在货物的推力是1N，则摩擦力是1N B．若货物所受重力是0.8N，则推力是1N C．若人对货物做功1J，则有0.2J的功是克服摩擦力做功 D．若换用一块更长的斜面，此时斜面的机械效率大于80% 11．如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是（ ） A．木块所受摩擦力等于弹簧测力计对木块的拉力 B．用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，应尽量匀速 C．木块与斜面间的摩擦对机械效率没有影响 D．斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小 12．如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端．已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（ ） A． B． C． D． 13．将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）．则下列说法正确的是（ ） A．沿斜面向上的拉力0.3N B．有用功0.36J、机械效率20% C．有用功1.8J、机械效率20% D．总功2.16J、机械效率83.3% 14．在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m（g取10N/kg）．下列说法正确的是（ ） A．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力 B．做的有用功是80J C．此斜面的机械效率为62.5% D．物体受到的摩擦力大小为10N 15．（多选）如图所示，把重为G的物体沿高为h、长为l的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中，拉力F做的功为W．则下列选项正确的是（ ） A．拉力大小为Gh/l B．物体所受摩擦力大小为（W－Gh）/l C．拉力功率的大小为Wv/l D．斜面的机械效率为Gh/（W+Gh） 16．模拟盘山公路，现将连接了重1N小球的细线穿入一根长1m的细管．如图，将细管从竖直放置的圆柱体底部a点开始斜向上缠绕5圈后，恰好绕至顶部b点，相邻细管间的高度均为12cm．在b点处通过细线用0.8N的拉力（与管的轴线平行）将管口的小球从a点匀速拉至b点．则缠绕在圆柱体上的细管（模拟的盘山公路）的机械效率为（ ） A．83.3% B．80% C．75% D．60% 17．小明通过仔细观察，发现简单机械在生活中有很多实际应用，如：指甲钳、剪刀、钥匙等．将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个______（选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”），属于______（选填“省力”或“费力”）机械． 第17题图 第18题图 第19题图 第20题图 18．如图所示，将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力F＝7.5N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5m，上升的高度h为3m，则人对物体做的有用功是______J，斜面的机械效率为______．在高度相同时，斜面越长越______（选填“省力”或“费力”）． 19．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台．如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则动力做功______J，有用功______J，斜面的机械效率是______，木板对瓷砖的摩擦阻力为______N． 20．如图斜面长4m、高1m，工人用沿斜面向上500N的力匀速把重1600N的箱子匀速推到车上，则工人做的有用功是______J，该斜面机械效率是______%，物体和斜面之间的摩擦力是______N． 21．工人把油桶往车上搬时，会在车上搭一长木板，把油桶轻松地滚上车是利用了斜面可以____的特点，若已知斜面长10m，高为1m，油桶重为1500N，将油桶拉到车上所用的拉力为250N，则斜面的机械效是____． 22．如图所示，把重力为500N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3m，高为0.9m，若该斜面的机械效率为75%，则实际推力为____N，物体与斜面之间的摩擦力为____N． 23．如图所示，斜面高为2m，用斜面向上大小为250N的拉力F，将重为600N的木箱由斜面底端以0.6m/s的速度匀速拉动，经过10s到达顶端，则拉力的功率是_________W，物体与斜面间的摩擦力是_________N． 24．将一木箱沿斜面推上长6m、高2m的斜面，所用的推力为250N，若斜面的机械效率为80%，则木箱重为______N，摩擦力为______N． 25．小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示： 实验序号 斜面倾斜程度 物体重力G/N 物体上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物体移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η（%） ① 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63 ② 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68 ③ 较陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55 （1）沿斜面拉动物体时，应使其做_________运动． （2）根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为_________J，机械效率是_________． （3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越______． （4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下，_________． 26．在斜面上将一个质量为0.4kg的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端（如图所示），所用时间为4s，斜面长s＝1m、高h＝0.2m，该斜面的机械效率为80%．（g＝10N/kg）求：（1）物体受到的重力．（2）拉力所做的有用功．（3）拉力所做的总功和总功率．（4）物体在斜面上受到的摩擦力． 四、能力提升 27．在一个高为h、长为L的斜面上，用沿斜面向上的力F把重为G的木块匀速向上拉的过程中，如果斜面的机械效率为η，则木块和斜面间的摩擦力表达式错误的是（ ） A． B． C． D． 11.5 1．C2．B3．A4．B5．A6．A7．D8．A9．A10．C 11．B12．A13．D14．C15．BC16．C 17．轮轴、省力； 18．30、80%、省力； 19．2000、1500、75%、100； 20．1600、80%、100； 21．省力、60%； 22．200、50； 23．150、50； 24．600、50； 25．（1）匀速直线；（2）1.25、80.6%；（3）省力；（4）斜面越陡，斜面效率越高； 26．（1）4N；（2）0.8J；（3）W总＝1J、P总＝0.25W；（4）0.2N； 27．C