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第十一章机械与功本章复习训练JK·八年级物理下册知识结构例题讲解知识点1杠杆及其平衡条件例题1小强在探究“杠杆的平衡条件”时：（1）为了便于测量力臂，他先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在________位置平衡；（2）下表是小强的实验记录，在这两组数据中，他发现实验序号为________的一组数据是错误的.经检查，结果是测量阻力臂时读错了，阻力臂的实际值应为________m；通过探究，小强得到杠杆的平衡条件是________________.水平10.6F1·l1=F2·l2例题2如图甲所示，不计重力的杠杆OB可绕O点转动，重为6N的物体P悬挂在杠杆的中点A处，拉力F1与杠杆成30°角，杠杆在水平位置保持平衡.此状态下拉力F1=______N.试作出F1的力臂l1.解析：过支点O向动力F1的作用线（需要延长）作垂线，垂线段即是动力臂l1，由直角三角形的性质，知道l1=OB，又知阻力臂l2=OB，所以动力臂等于阻力臂，根据杠杆的平衡条件F1·l1=F2·l2，有F1=F2=6N.6知识点2滑轮和其他简单机械例题3如图所示，正常使用时属于费力机械的是（）解析：定滑轮是等臂杠杆，不省力也不费力；扳手、自行车的车把均是轮轴，属于省力杠杆；镊子是费力杠杆.C例题4如图所示，图中是一个______滑轮，如果物体在水平面上做匀速直线运动，拉力F为10N，物体受到的摩擦力大小为_____，若F拉滑轮运动的速度是1m/s，则物体A移动的速度是______.解析：选择滑轮作为研究对象，无论装置怎么改，都是受三个力，且三个力都平衡，作用在轴心上的力等于作用在绳上的力的2倍，F=2F1=2F2，如图所示，绳子一端移动速度等于物体移动速度的2倍，即v绳=2v物.2m/s动5N例题5如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的.要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（杠杆上标度的间距相等）（）A.270NB.360NC.540ND.720NB解析：本题是一道简单机械的组合题，题目中用到了杠杆和滑轮.先研究滑轮，这是一个动滑轮，它可以省一半的力，物体和滑轮的总重为：G总=500N+40N=540N，因此绳子对杠杆的拉力（即杠杆的阻力）为F阻=G总=270N.再研究杠杆，设相邻两个标度间的距离为l，则动力臂为3l，阻力臂为4l，根据杠杆的平衡条件：F1·l1=F2·l2，得·4270436033FlNlFNll阻12知识点3机械效率例题6某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2,回答下列问题：（1）杠杆机械效率的表达式为η=_____.（用已知或测量的物理量符号表示）（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：__________________________.（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”).解析：利用杠杆来提升重物，弹簧测力计的拉力所做的功为总功，提升钩码时，对钩码做的功为有用功，克服杠杆的重力做的功为额外功，根据功的计算式和机械效率的定义可得杠杆机械效率的表达式；在钩码重一定时，提升相同高度，则有用功一定，因此影响机械效率的主要原因是额外功，即克服杠杆的重力所做的功；当钩码位置移到C点时，将钩码提升相同的高度，则杠杆的重心向上移动的距离变小，即额外功减小，根据机械效率的定义可知，此时机械效率变大.答案：（1）（2）杠杆的自重（3）变大12100%GhFh12100%GhFh例题7小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后，联想斜面也是一种机械，那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢？小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关.于是他们将一块长木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动，如图所示.下表是他们实验记录的有关数据.（1）在第1、2、3次实验中，选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，是为了_______________________.（2）在第2次实验中，拉力做的总功是______J，斜面的机械效率是______.（3）分析第1、2、3次实验数据，可以得出：当其他条件一定时，_________________________________.（4）若通过分析第1、4、5次实验数据，得出斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越大.你认为存在的问题是：____________________________________.（5）实验中还发现，斜面材料相同时，斜面倾角越小，越______（填“省力”或“费力”）.解析：通过表格数据1、2、3可以看出，斜面的机械效率与粗糙程度有关，斜面越粗糙，机械效率越低；拉物体时拉力沿斜面向上，拉力做的功为W=Fs为总功，克服木块重力做的功W有=Gh为有用功，其机械效率；实验的1、4、5次实验中斜面的倾角不同，斜面的粗糙程度不同，没有很好地控制变量，故不能得出正确的结论；通过实验2与4或3与5可以看出，在斜面粗糙程度相同时，斜面的倾角越小，所用的拉力越小，即越省力.答案：（1）改变接触面的粗糙程度（2）658.3%（3）斜面的粗糙程度越大（或小），斜面的机械效率越低（或高）（4）没有控制接触面的粗糙程度相同（5）省力