这是一份物理八年级下册第4.1节简单机械同步练习题的文档, 该文档总共包含了7页。整份试卷的内容主要涵盖了杠杆的定义, 杠杆的五要素, 画力臂的方法, 杠杆的分类, 以及机械效率等知识点。欢迎大家下载使用这份资料。
当受到力的作用的时候, 那一种能够在固定的位置上面转动起来的坚硬的棒子，它就是所谓的杠杆这种物体。（就好像是我们在游乐场里玩的那个跷跷板一样）
大家要注意, 杠杆它可以是直的那一种, 也可以是不直的那种弯弯的, 还可以呈现出各种各样不一样的外形结构初中物理简单机械习题初中物理简单机械习题，不过有一点是必须得清楚的, 那就是这个杠杆一定得是由那种比较坚硬的棒子来构成的。
2.杠杆五要素
所谓的支点, 指的是杠杆在发生转动时所绕着那个固定不动的点进行旋转的位置, 这一点通常都是用字母O来进行表示的。
所谓的动力, 简单来说, 那就是使杠杆转动的力, 这种力在文中是用符号F1来表示的。
杠杆转动的过程会受到阻碍, 这种阻碍杠杆转动的力量是阻力, 它在物理中用符号F2表示。
动力臂这个说法, 意思就是那个支点到那条动力的作用线之间的间距在哪儿, 一般就用l1这个来代表。
⑤阻力臂指的是从支点开始, 到阻力所作用的那条线的长度, 这种长度通常使用l2这个符号来表示。至于什么叫做力的作用线, 它的意思就是穿过那个受到力作用的地点, 然后按照力前进的方向画出一个直线轨迹。
请大家务必注意以下几点。支点这个位置, 是一定处于杠杆实体上的地方。至于说力臂, 它不一定就在杠杆本体上面存在。动力这个力的作用点, 是肯定落在杠杆上面的。同样地, 阻力的作用点, 也一定是落在杠杆实体之上的。
力臂是什么呢? 力臂指的是从支点, 到那个力的作用线, 所划过的垂直距离。它绝对不等同于从支点到受力那个点的直线长度这两个概念是完全不一样的, 希望大家一定要认真去区分开, 要把“作用线”和“作用点”这两个词的含义搞清楚。
01
关于杠杆这个东西, 在下面这些说法里面, 哪一个说法是正确的那就是（）
A．杠杆一定是直的
B．在使用杠杆这种工具的时候, 人们往往是希望能够达到既能够节省力气、又能够缩短移动距离的目的。
C．动力臂一定等于支点到动力作用点的距离
D．动力臂的大小, 不单单是和那个动力作用点所处的位置有关系的, 并且它还是和那个动力的具体方向是有关联的。
3.力臂的画法
首先要确定定点, 把这个点也叫做支点, 第二步要画线, 也就是画出力的作用线, 第三步要从这个支点向那条线的方向引出垂线, 这时支点到垂足之间的距离就是所谓的力臂, 最后还要在上面标注上相应的符号, 符号可以选择写成l1或者l2, 具体的样子可以参照下图。
一定点
二画线
三引垂线
02
正如在图甲里面所看到的那样, 当我们使用钢丝钳来剪切铁丝的时候, 这个钢丝钳可以被认为是由两个杠杆组合在一起的, 这其中有一个杠杆的情况是在图乙里面表示出来的。现在需要我们在图乙中进行操作。
（1）请将动力F1所对应的力臂给绘制出来。
（2）需要从A、B两个点当中去选出一个能够让用力更省力的那个位置, 然后在那个被选中的点上把阻力F2的箭头给画出来。
4．杠杆的平衡条件
那个含义, 说白了就是在力的那么一种作用下, 要是这个杠杆它处于了一种静止的那个状态, 或者是在进行一种缓慢的而且又是匀速的那种转动的时候, 我们这边就说, 这个杠杆啊它就是已经是平衡了这样的一个状态。
杠杆平衡的那个条件可以这么来看, 就是动力要乘以动力臂, 这个结果要是等于阻力乘以阻力 , 也就是写成F1l1和F2l2相等。
03
在进行关于杠杆平衡条件的探究实验的时候, 小华利用了的有杠杆、细线还有钩码等器材来进行这个探究。
（1）在调节杠杆达到平衡状态的时候, 依据日常生活的经验来看, 我们是需要让杠杆处于某个特定位置保持不动的这一点, 而从实际开展实验的角度去进行分析的话, 之所以要使得杠杆在这个具体的位置上实现平衡, 其主要目的就是为了便于后续对数据进行清晰地进行读取以及确认。
（2）如图所示, 在杠杆左侧的A点挂着两个钩码。为了保持杠杆处于平衡状态。当人们在杠杆右侧挂上钩码。是先确定细线的位置再进行挂钩码操作。还是先挂钩码再确定细线的位置呢? 其理由是什么。
（3）等操作的步骤做完了之后, 杠杆就到了像图里面显示的那个位置, 然后又重新达到了平衡的状态。小华这个人, 他干了一回很多次的这个事儿了, 就是把左右两边的侧个地方, 都挂上了数量一样的那个钩码。并且他还把那些细线挂着的东西的位置也保持不动了这么一种情况。
然后就发现了一个现象, 就是不管怎么做啊这杠杆每次都是处于一个平衡的那种状态里面的。他就把这些上面说的这些实验里头得到的数据都给记下来了。然后用这些数据去推导出了一个结论来了。这个结论说的是什么, “只有的支点的左边还有右边的这两个臂长和那边的力的大小都得是一样的相等的情况下。
那么杠杆才可以达到那个所谓的平衡的一个状态”。
请你分析一下, 由这个过程推导出来的那个结论到底可不可靠呢? 请在下面这里填写一个答案, 也就是要嘛写“是”, 要嘛写“否”, 然后顺便把你的理由也说明白。
5.杠杆的分类
所谓等臂杠杆, 指的是那种动力臂的长度与阻力臂的长度完全一模一样的杠杆类型, 也就是说, 在数值计算上, 它满足动力臂等于阻力臂的对应关系, 同时也会满足动力的大小等于阻力的大小的对应要求, 一个非常典型的实际应用例子就是我们在实验室里经常用到的托盘天平这个东西。
那种动力臂大于阻力臂的杠杆, 我们把它叫做省力杠杆, 从公式的角度来看, 就是l1＞l2 F1＜l2这种情况, 比如核桃夹就是个典型的例子, 它的主要特点是为了省力但是需要移动更长的距离。
费力杠杆指的是动力臂比阻力臂短小的那种杠杆, 也就是说长度l1小于长度l2, 同时需要的力F1要比力F2更大一些, 例如大家平常用的镊子就是这种杠杆, 它的主要特点是虽然用起来比较费力, 但是可以节省移动的距离。
在04这个题目所描述的情况里, 当使用者进行操作的时候, 哪一个选择是表现出了费力杠杆这种特性的呢。
A.瓶盖起子
B.剪铁皮的剪刀
C.撬棒
D.船桨
关于滑轮这一部分的知识点。
1.定滑轮与动滑轮
在定滑轮工作的情况下, 它的轴是不会随着物体的运动而发生位移的, 这个特性表明其实质是一个等臂杠杆。
①它的特点是可以改变力的方向, 但是并不省力。在不考虑绳重和摩擦的时候, 若使用定滑轮来提起重量为G的物体, 所需的拉力F就等于G。②它也不省距离, 假设物体移动的距离为h, 那么绳子自由端移动的距离s也为h。
动滑轮是指在工作的时候, 它的轴会随着物体一同进行移动的这样一种情况, 从实质上来讲它属于一个省力杠杆。
它的特点包含两点, 第一点是能够节省力气, 不过没法改变力的作用方向, 在忽略动滑轮自身重量、绳子重量以及摩擦情况的理想条件下, 如果利用这个动滑轮去提起一个重力为G的物体, 那么所需使用的拉力F的大小就会等于G的二分之一。
第二点是会耗费距离, 当被提出的物体移动了一段距离h的时候, 拉动的那段绳子其自由端实际上需要移动的距离s则会达到两倍于h的数值, 也就是2h。
5.滑轮组
把定滑轮和动滑轮组合在一起, 这样就可以构成一个完整的滑轮组了。
它的特色在于, 既可以减少所消耗的力气, 同时也能将用力的方向进行调整和改变。
关于滑轮组在省力情况下的力F、以及移动距离s和速度v的具体状况是这样描述的, 我们可以从以下几个方面来进行了解。
竖直滑轮：
第一种情况是当动滑轮的重力、绳子的重力以及摩擦都被忽略不计的时候, 此时施加的拉力等于物体重量除以承担物重的绳子段数, 绳子自由端移动的距离等于物体上升高度乘以绳子段数, 并且绳子自由端的速度等于物体上升速度乘以绳子段数。
第二种情况下, 我们不考虑那些绳索的重量以及摩擦力的因素问题。
其中, 力F等于物品重量G物加上动滑轮重量G动后除以n, 绳子移动距离s等于nh, 绳子速度v绳等于n乘以物体速度v物。
这是一个关于水平的滑轮。
在不考虑滑轮以及绳子的摩擦, 这个方面是成立的情况之下, F等于f除以n, 这里面的f指的是物体所受到的滑动摩擦力的大小, s的值等于n乘以s物, v绳的值等于n乘以v物的值。
这里需要注意, n这个字母代表的是动滑轮上绳子的股数, 而关于n的值的判断方法其实非常简单, 你只需要盯着动滑轮看就行了。具体操作就是去数一数有多少根绳子是与动滑轮直接连接在一起的。那么, 这些直接或间接相连的绳子的总根数, 就是n应该取的值。
关于滑轮组进行绕线的那个操作方式的情况是这样的。
要从钩子那里开始作为起点, 然后让绳子在上方和下方来回交替排列, 并且方向要从里面朝外面走。因为当绳子受到拉力的时候, 它就处于被拉直的这种状态。所以在绘制绕线方法的具体示意图的时候, 一定要使用带有刻度的尺子来进行准确的绘画操作。
06
如果有一个物体静置在水平的地面上, 而一个人也站在地面上, 并且这个人正在使用滑轮组施加了一个大小为300N的力, 以便将一个重物匀速提升到楼上, 那么请你根据上述情况, 在所提供的示意图中绘制出连接在滑轮组上的绳索的具体缠绕路径和方法吧。
关于第三个知识点, 也就是机械效率方面的问题。
1.所谓的有用功, 也就是大家通常说的W有, 它指的是那些对人们切实有用的功。简单来说, 就是必须要做的事情才能达成一个某个具体的目的, 所以这就是我们所说的有用功。在所有做功的过程当中, 有用功越大是越好的。
2.就是那种虽然人类并不真正需要, 但在实际操作的整个过程里却绝对无法回避, 必须强行付出的工作成本。
3.总功, 这个被称作W总的东西, 其实就是把有用功和额外功加到一起得到的结果, 按照公式来看, W总就等于W有加上W额。
4.机械效率指的是有用功和总功这两个数值的比值, 也就是人们把这种比值称为机械效率的一种说法, 而在这种情况下面, 机械这个工作效率的结果必定是一个比一的数字要小的结果。（机械效率必然小于1）
【请注意】第一点, 机械效率的高低, 它仅仅只是能够说明有用功在总功里面所占比例的大小情况, 这一点和是否省力没有关系, 也和做功具体有多少也没有关系；第二点, 功率大, 并不代表机械效率就一定高, 反过来, 机械效率高, 也并不意味着功率就一定大234范文网，所以请大家不要将这个情况混淆成一团乱麻。
07
在火神山医院的建筑工地现场, 工人们使用了规格相同的定滑轮与动滑轮来分别组装成了甲、乙这俩种滑轮组结构, 从对应的图示当中能够清楚地看到, 这两套装置用来提升同一个重物对象，其中甲这套滑轮组把货物抬升的距离是1米, 而乙那套滑轮组把货物抬升的高度达到了2米, 假设忽略掉绳子自身的重量以及存在的摩擦阻力影响情况之下, 以下哪些描述内容是正确的？
A．在甲滑轮组当中, 拉力是比较大的, 做的额外功则相对较少。
B．因为乙滑轮组比较省力, 所以就认为它的机械效率高。
C．乙滑轮组把重物举得比较高, 因此得出其机械效率更高的结论。
D．通过对比可以发现, 乙滑轮组所完成的有用功的量是比较多的, 不过需要强调的是, 甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率数值是处于相等状态的。
08
在一回叫做探究影响滑轮组机械效率的啥子因素的实验里头, 那个康维佳这个人, 他用了滑轮组这个玩意儿, 总共做了一个有三个组别那么样的实验过程, 那些个实验得出来的一个一个数据, 都被仔仔细细地记在了这张表格里头。
（1）依据实验所提供的数据, 请您将滑轮组的绕线部分在图中补充完成。
（2）在进行实验的时候, 必须把连接在绳子自由位置上面的弹簧测力计, 给竖直地往上拉动。
（3）在实施对第三组数据的测定操作之际, 滑轮系统运转过程中的能量转换效能水平呈现为数值形式, 该效能指标反映的是有用功占比情况。
（4）通过查看表中列出的数据我们可以知道, 在使用同一个滑轮组的情况下, 所悬挂物体的重量越大, 那么该滑轮组的机械效率就会越高。
（5）当我们在进行第2组数据的测量的时候, 物体的上升速度是0.1m/s, 这时候拉力F所具有的功率数值为多少W, 滑轮组在完成工作时所产生的额外功的数值又是多少J。
09
就像现在图上展示的那样, 我们需要算一下, 如果用一个质量为六千克的物体, 让它沿着斜面从A点匀速地被拉动到B点, 期间所用的拉力是四十牛, 同时它升高的高度达到了零点五米, 而这一路段里AB的长度是一米, 在这种情况下, 要求解相关的数值计算结果, 其中给出的重力加速度g的取值被定为十牛顿每千克。
（1）拉力做的有用功：
（2）在考虑斜面的时候呢我们要去计算一下它的机械效率。
（3）这< strong>个物体受到了摩擦力。
（4）针对这一特定的斜面问题, 现提出一些能够使得其整体运行效率得到提升的相关建议措施。
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