1、第十二章第十二章 简单机械【综合备课】简单机械【综合备课】 （学生版）（学生版） 1.了解：杠杆的基本概念；滑轮的概念；斜面的简单应用与计算。 2.会：画杠杆示意图；分析杠杆类型；进行滑轮组的常规计算。 3.理解：杠杆平衡条件；定滑轮和动滑轮的特点；滑轮组的利用。 4.掌握：杠杆平衡条件实验探究；有用功、总功和机械效率的计算。 5.认识：生活中常用杠杆。 知识点一：杠杆 1.杠杆：在力的作用下能绕着 转动的硬棒，这根硬棒就叫 。 （1） “硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下 的物体。 （2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。 2.杠杆的七要素： （1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O
2、”表示。它可能在棒的某一端， 也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对 ； （2）动力：使杠杆 的力叫动力，用 “F1”表示； （3）阻力： 杠杆转动的力叫阻力，用“F2”表示； （4）动力作用点：动力在杠 杆上的 ； （5）阻力作用点：阻力在杠杆上的 ； （6）动力臂：从支点到动力作用线的 ， 用“ 1 l”表示； （7）阻力臂：从支点到阻力作用线的 ，用“ 2 l”表示。 注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情 况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做 ，而把阻碍杠杆按照需要方向 转动的力叫 。 力臂是点到线的距离，而不是支点到
3、力的 的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为 ， 对杠杆的转动不起作用。 3.杠杆示意图的画法： （1）根据题意先确定支点 O； （2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长； （3）从支点向力的作用线画垂线，并用 l1和 l2分别表示动力臂和阻力臂； 第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“O”表示。 第二步： 确定动力和阻力。 人的愿望是将石头翘起， 则人应向下用力， 画出此力即为动力用 “F1” 表示。这个力 F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻 力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2”表示如图 乙所
4、示。 第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线， 并标明相应的“l1” “l2” ， “l1” “l2”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。 甲 乙 丙 4.杠杆的平衡条件 （1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下 时，我们就说杠杆平衡了。 （2）杠杆的平衡条件实验 图（4） 图（5） 1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图（5）所示，当杠杆在水平位置平 衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了，而图（4）杠杆在倾斜位置平衡，读力 臂的数值就没有图（5）方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动 力
5、臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。 2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。 （3）杠杆的平衡条件： 动力臂=阻力 ，或 F1l1=F2l2。 5.杠杆的应用 （1）省力杠杆：动力臂 l1 阻力臂 l2，则平衡时 F1 F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小 的动力就可以克服较大的阻力） ，但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距 离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大） 。 （2）费力杠杆：动力臂 l1 阻力臂 l2，则平衡时 F1 F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费 力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力
6、） ，但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离） 。 （3）等臂杠杆：动力臂 l1=阻力臂 l2，则平衡时 F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆 既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。 既省力又省距离的杠杆时不存在的。 知识点二：滑轮 1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫 。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是 能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。 根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。 2.定滑轮 （1）定义：工作时，中间的轴 的滑轮叫定滑轮。 （2）实质：是个等臂杠杆。 轴心 O 点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径 r，根据杠杆
7、的平衡条件可知， 因为重物匀速上升时不省力。 （3）特点： ，但可改变力的 。 所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。 （4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。 对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重 力 G。 （不计绳重和摩擦） 3.动滑轮 （1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫 。 （2）实质：是一个动力臂为阻力臂 的杠杆。 （3）特点：省一半力，但不能改变力的 。 （4）动力移动的距离是重物移动距离的 倍。 对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条 件是：动
8、滑轮与重物一起匀速移动，动力 F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。 4.滑轮组 （1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。 （2）特点：可以 ，也可以改变力的 。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物 体所用的力就是物重的 ，即 物 G n F 1 （条件：不计动滑轮、绳重和摩擦） 。 注意：如果不忽略动滑轮的重量则： 滑物 GG n F 1 。 （3）动力移动的距离 S 和重物移动的距离 h 的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用 n 段绳子吊着 物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的 n 倍，即 S=nh。 （4）绳子端的速度与物体上升的速度关系： 物绳 nVV。
9、 5.斜面是一种可以省力的简单机械，但却费 。 6.当斜面高度 h 一定时，斜面 L 越长，越 （即 F 越小） ；当斜面长 L 相同时，斜面高 h 越小， 越省力（即 F 越小） ；当斜面 L 越长，斜面高 h 越小时，越省力（即 F 越小） 。 知识点三：机械效率 .有用功：对机械、活动 的功。 公式：W有用 （提升重物）=W总W额=W总；斜面：W有用= Gh。 2.额外功：并非需要但又不得不做的功。 公式：W额= W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） ；斜面： W额=fL。 3.总功：有用功加额外功或动力所做的功。 公式： W总=W有用W额=FS= W有用；斜面：W总= f
10、L+Gh=FL。 4.机械效率：有用功跟总功的 。机械效率计算公式： 。 5.滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时） （1）滑轮组（竖直方向提升物体）： FS Gh （G 为物重，h 为物体提升高度，F 为拉力，S 为绳 子自由端走的距离）。 （2）滑轮组（水平方向拉动物体）： FS fl （f 为摩擦力，l 为物体移动距离，F 为拉力，S 为 绳子自由端走的距离）。 6.斜面的机械效率： FS Gh (h 为斜面高，S 为斜面长，G 为物重，F 为沿斜面对物体的拉力)。 考点一：考点一：杠杆及其应用 备考：备考：深刻理解杠杆五要素，熟悉省力杠杆和费力杠杆 的特点，会利用杠杆平衡条件解答简单
11、问题，加强力与 力臂作图训练等。 考向：考向：杠杆分类、杠杆应用、杠杆平衡条件、杠杆作图。 考点一：杠杆考点一：杠杆 典例一：典例一： （20202020 ；临夏） ；临夏）下列工具属于费力杠杆的是（ ） 。 A.羊角锤 B筷子 C起瓶器 D钢丝钳 典例二：典例二： （20202020天水）天水）如图所示，轻质杠杆的 A 点挂一重物 G，绳受的拉力为 F2，O 为杠杆 的支点。 请在杠杆的端点 B 处画出使杠杆保持静止的最小的力 F1的示意图， 并作出 F2的力臂 l2。 考点二：考点二：滑轮与滑轮组及其应用 考向：考向： 定滑轮、 动滑轮和滑轮组力与距离关系； 力做功特点。 简简 单单 机机
12、 械械 备备考：考：熟悉定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点与 相关量的关系；加强功、功率的计算练习；多 利用典例进行模拟训练。 常常 考考 题题 型型 选择题：选择题：常考热点主要集中在杠杆的应用、杠杆平衡条件、滑轮与滑轮组的应用、 杠杆与滑轮的简单计算、机械效率等方面。 填空题：填空题：与选择题相同。 实验探究题：实验探究题：主要集中在杠杆平衡条件和机械效率的测定两个类型，验证杠杆平 衡条件的使用探究题更常见。复习时，要以杠杆平衡条件的验证为主。 作图题：作图题：主要有杠杆五要素，考查更多的是画出力的力臂。 考点三：考点三：机械效率及其计算 考向：考向：机械效率的概念及其计算。 备考：备考：熟悉机
13、械效率的概念，加强机械效率的计算， 加强有关机械效率的典例练习。 典例三：典例三： （20202020十堰）十堰）如图是小明“探究杠杆平衡条件”的实验： (1)在水平静止的杠杆上A、B处，挂 5 个质量均为 50g 的钩码，如图甲所示，杠杆平衡。他猜 想杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂： (2)改变钩码数量与位置，数据记录如下表，分析表中数据，杠杆平衡条件应为_。 实验次数 左侧钩码数（个） 左侧钩码距离支点 O（格） 右侧钩码数（个） 右侧钩码距离支点O （格） 1 2 3 3 2 2 1 6 3 2 3 2 6 3 4 (3)某次实验如图乙，使杠杆恢复水平平衡的最简单操作是_。
14、 (4)图丙是小明验证结论的实验，E点弹簧测力计示数是_N （g 取 10N/kg） 。 考点二：滑轮考点二：滑轮 典例四：典例四： （20202020孝感）孝感）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重 900N、底面积为 200cm 2的方形货箱， 货箱 20s 内匀速上升 4m， 工人所用拉力 F为 400N （不计绳重和摩擦） ， 则 （ ） 。 A. 人拉绳子的速度为 0.2m/s； B. 动滑轮的重力为 300N； C. 此段时间内，拉力F做功为 3600J； D. 当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为 4.510 4Pa 典例五：典例五： （20202020南京）南
15、京）如图所示，物体重 210N，动滑轮重 25N。工人用 125N 的拉力将物体 匀速提升 3m， 用了 10s， 此过程中有用功是_J， 拉力的功率是_W， 滑轮的机械效率是_， 克服动滑轮重所做的额外功占总功的_%。 考点三：机械效率考点三：机械效率 典例六：典例六： （20202020宜昌）宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（ ） 。 A. 任何机械设备的效率总小于 1 B. 减小机械内部摩擦可以提高其效率 C. 提高机械设备的效率可以节能减排 D. 用机械设备做功越快，其效率越高 典例七：典例七： （20202020湘潭）湘潭）测量如图所示滑轮组的机械效率，部
16、分实验数据如下表。 实验次数 钩码重力 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离 s/cm 机械效率 1 1.0 5 15 55.6% 2 1.5 5 0.8 15 3 2.0 5 1.0 15 66.7% 4 2.0 10 1.0 30 66.7% （1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 运动。第 1 次实验时， 弹簧测力计示数如图所示，为 N。 （2）第 2 次实验时所做的有用功为 J，滑轮组的机械效率是 。 （3）分析 1、2、3 次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 （选 填“大”或“小” ） ，滑轮组的机械效率越高；分析 3、4
17、次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩 码上升的高度 （选填“有关“或“无关” ） 。 （4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。 A增大绳重 B减轻动滑轮重 C加快物体提升的速度 典例八：典例八： （20202020苏州）苏州）科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出 简图（如图）进行研究。若爷爷质量 m人60kg，奶奶用 F240N 的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该 过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度 s6m。不计绳重和摩擦，g 取 10N/kg。求： （1）奶奶所做的功； （2）动滑轮（含座椅）的质量； （3）该升降座椅装置的机械效
18、率（保留一位小数） 。 一、选择题一、选择题 1 （20202020襄城县一模）襄城县一模） 如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重 和摩擦） ，其中所需动力最小的是（ ） 。 A；B；C；D 2.（20202020北京市朝阳区中考模拟（延期开学网上考试）北京市朝阳区中考模拟（延期开学网上考试）在图所示的四种用具中，使用时属于 费力杠杆的是（ ） 。 A. 核桃夹子；B. 撬棒； C. 取碗夹子；D. 瓶起子 3 （20202020江西省中考模拟）江西省中考模拟）如图所示的四幅作图中，正确的是（ ） 。 A动力 F1的力臂 B斜面上静止的物体 C平面镜成像 D磁体的磁场
19、 4.（20202020河南省商丘市第一中学中考二模）河南省商丘市第一中学中考二模）如图甲、乙所示是由相同的滑轮组装的滑轮组， 甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑 轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是( )。 A.甲的拉力是乙的拉力的 3 倍； B.甲拉力的功率大于乙拉力的功率； C.乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的 2 倍； D.如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙小 5.（20202020山东省泰安中考模拟山东省泰安中考模拟) )建筑工人用如图所示的滑轮组，在 4s 内将重为 1500N 的物体 沿水平方向匀速移动了 2 m
20、，所用的拉力大小为 375 N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的 0.4 倍。 在此过程中，下列说法正确的是( )。 绳子自由端沿水平方向移动 4m； 物体受到的拉力为 750N； 拉力 F 的功率为 37.5W； 滑轮组的机械效率为 80% A只有和 ；B只有和；C只有和；D只有和 6.（20202020湖北省黄石市有色中学模拟试卷湖北省黄石市有色中学模拟试卷) )用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重 1000N的物 体A，使物体A在 4s内匀速前进了 4m，物体A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略 绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法中正确的是（ ）。 A.通过改进
21、滑轮组的机械效率可以达到 100%；B. 绳子自由端在 4s内移动了 8m； C. 以动滑轮的轴为参照物物体 A 是静止的； D. 物体A克服摩擦力做的功为 480J 7.（20202020重庆市中考九年级学业水平监测预测卷一）重庆市中考九年级学业水平监测预测卷一）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示 的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，下列选项 正确的是( )。 A. F甲 F乙 甲=乙 B.F甲 F乙 甲乙 D.F甲 F乙 甲G2，两滑轮组的机械效率相同； D. 若 G1=240N，甲的机械效率为 80%，则 F1做的功是 600J 10.10.（2
22、0172017益阳）益阳）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组， 在各自的自由端施加大小分别为 F1和 F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一 切摩擦） 。下列说法正确的是（ ） 。 A拉力 F1小于拉力 F2； B甲、乙两滑轮组的机械效率相同； C甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械； D甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等 11.11.（20172017杭州）杭州）如图所示装置，在水平拉力 F 的作用下，物体 M 沿水平地面做匀速直线运动， 已知弹簧秤读数为 10 牛，物体 M 的运动速度为 1 米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间
23、的 摩擦、滑轮与轴间摩擦） ，那么在此过程中（ ） 。 A物体 M 与地面间的摩擦力为 5 牛；B物体 M 与地面间的摩擦力为 10 牛； C水平拉力 F 做功的功率为 20 瓦； D1 秒内滑轮对物体 M 做功为 10 焦 二、填空题二、填空题 12 （20202020江西省中等学校招生考试模拟）江西省中等学校招生考试模拟）疫情高发期各地实施封村封路时用到的一种移动指 示牌，结构示意图如图所示，其中 AB 为指示牌牌面，CD 和 BE 为支架(支架重力不计)。指示牌被风 吹倒时可看作杠杆，根据图示风向，则支点是_点(填图中字母)。把风力看成动力，那阻力是 _。 13.13.（20172017
24、济宁）济宁）小可在 A 端用如图所示的动滑轮匀速提起 200N 的水桶，若不计绳重、滑轮重 及摩擦，则人拉绳子 A 端的动力为 N；实际测量 A 端的拉力为 110N，不计绳重及摩擦，则滑轮 重为 N。 14.（20172017杭州）杭州）小金将长为 0.6 米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端 A 挂一个 40 牛的物体，肩上支点 O 离后端 A 为 0.2 米，他用手压住前端 B 使木棒保持水平平衡，如图所示，小 金的质量为 50 千克，则此时手压木棒的压力大小为 牛，肩对木棒的支持力大小为 牛， 人对地面的压力大小为 牛（g=10 牛/千克） 。 15（20202020广东省东莞市
25、松山湖初三（下）线上模拟考试）广东省东莞市松山湖初三（下）线上模拟考试）如图所示，工人用 250N 的拉力将 重为 400N 的装修材料匀速提升 6m， 所用时间为 1min， 则所做的有用功是J， 工人拉力做功的功 率是W，动滑轮的机械效率是%。 16.（20192019贵港市覃塘区中考一模）贵港市覃塘区中考一模）如图，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同 的速度匀速上升相同的高度，若不计摩擦、动滑轮重和绳重，所用的拉力大小是 F甲 F乙，拉 做功的功率大小是 P甲 P乙 （选填“大于” 、 “等于”或“小于” ） 。 三、作图题三、作图题 17.（20202020广东省东莞市松山湖
26、初三（下）线上模拟）广东省东莞市松山湖初三（下）线上模拟）画出杠杆上力 F 的力臂 L 和物体 A 受到的 重力。 四、实验探究题四、实验探究题 18.（20192019武汉市武昌区中考一模）武汉市武昌区中考一模）在探究“杠杆平衡条件“的实验中，采用了如图甲所示的 实验装置： （1）实验前，小明同学发现实验装置处于如图甲所示的状态，使用时，首先应将杠杆两端的平 衡螺母向_（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）把图乙中A点的钩码取下，在A点用弹簧测力计施加一个竖直向下的拉力F时，杠杆仍能 在水平位置平衡， 如图丙， 当拉力F向左倾斜时， 要保持杠杆仍在水平位置平衡， 则拉力F
27、将_ （选填“变大”、“变小”或“不变”），在图丙中画出拉力F向左倾斜时，拉力F的力臂L； （3）小红同学采用了图丁的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与其他同学得出的正确的 杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是_。 19.（20202020山东省泰安中考模拟）山东省泰安中考模拟）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组 用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙 3 组实验，实验数据记录如下： 次 数 钩码重/N 钩码上升 的距离/cm 弹簧测力计 的示数/N 弹簧测力计 上升的距离/cm 机械效率 第 1 次 2 5 1 15 66.7% 第 2 次 4 5
28、1.7 15 第 3 次 6 5 15 83.3% （1）在实验操作中应该使钩码_（选填“快速”或“缓慢” ）上升； （2）进行第 2 次测量时滑轮组的机械效率约为_（保留三位有效数字） ； （3）进行第 3 次测量时，弹簧测力计示数为_N，滑轮组做的有用功是_J； （4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与_有关。 四、计算题四、计算题 20. （20202020安徽中考必刷卷名校内部卷一安徽中考必刷卷名校内部卷一) )搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀 速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，工人的重力为 640N，脚与地面接触的总面积为 410 -2m2。 求：
29、 (1)若拉力 F 的大小为 150N，所提货物重力为 360N 时，滑轮组的机械效率为多少； (2)若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程中该工人对高台的压强为 2.010 4Pa， 则所提升 货物的重力为多少。 21.（20192019湘潭）湘潭）如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重 物竖直向上匀速提起，其中 N 是柱塞，可向上支撑起起重臂 ODC重物和动滑轮总重为 15000N，不 计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。问： （1）钢丝绳自由端上作用力 F 的大小为 N。 （2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端 O 转动时，起重臂 ODC 是 力杠杆。 （3）当重物以 0
30、.4m/s 的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力 F 的功率是多少？ 第十二章第十二章 简单机械【综合备课】 （解析版）简单机械【综合备课】 （解析版） 1.了解：杠杆的基本概念；滑轮的概念；斜面的简单应用与计算。 2.会：画杠杆示意图；分析杠杆类型；进行滑轮组的常规计算。 3.理解：杠杆平衡条件；定滑轮和动滑轮的特点；滑轮组的利用。 4.掌握：杠杆平衡条件实验探究；有用功、总功和机械效率的计算。 5.认识：生活中常用杠杆。 知识点一：杠杆 1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。 （1） “硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。 （2）杠杆可以是直的，也
31、可以是任何形状的。 2.杠杆的七要素： （1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端， 也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定； （2）动力：使杠杆转动的力叫动力，用“F1” 表示； （3）阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“F2”表示； （4）动力作用点：动力在杠杆上的作 用点； （5）阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点； （6）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离， 用“ 1 l”表示； （7）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“ 2 l”表示。 注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情 况下，把人施加给杠杆的力
32、或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向 转动的力叫阻力。 力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零， 对杠杆的转动不起作用。 3.杠杆示意图的画法： （1）根据题意先确定支点 O； （2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长； （3）从支点向力的作用线画垂线，并用 l1和 l2分别表示动力臂和阻力臂； 第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“O”表示。 第二步： 确定动力和阻力。 人的愿望是将石头翘起， 则人应向下用力， 画出此力即为动力用 “F1” 表示。这个力 F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动
33、力作用效果相反，在阻 力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2”表示如图 乙所示。 第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线， 并标明相应的“l1” “l2” ， “l1” “l2”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。 甲 乙 丙 4.杠杆的平衡条件 （1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。 （2）杠杆的平衡条件实验 图（4） 图（5） 1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图（5）所示，当杠杆在水平位置平 衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了，而图（4
34、）杠杆在倾斜位置平衡，读力 臂的数值就没有图（5）方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动 力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。 2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。 （3）杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂，或 F1l1=F2l2。 5.杠杆的应用 （1）省力杠杆：动力臂 l1阻力臂 l2，则平衡时 F1F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的 动力就可以克服较大的阻力） ， 但却费了距离 （即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离， 并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大） 。 （
35、2）费力杠杆：动力臂 l1阻力臂 l2，则平衡时 F1F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠 杆时虽然费了力（动力大于阻力） ，但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离） 。 （3）等臂杠杆：动力臂 l1=阻力臂 l2，则平衡时 F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆 既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。 既省力又省距离的杠杆时不存在的。 知识点二：滑轮 1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是 能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。 根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。 2.定滑轮 （1）定义：工作时，中间
36、的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。 （2）实质：是个等臂杠杆。 轴心 O 点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径 r，根据杠杆的平衡条件可知， 因为重物匀速上升时不省力。 （3）特点：不省力，但可改变力的方向。 所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。 （4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。 对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重 力 G。 （不计绳重和摩擦） 3.动滑轮 （1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。 （2）实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。 （3）特点：省一半力，但不能改变力的方
37、向。 （4）动力移动的距离是重物移动距离的 2 倍。 对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条 件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力 F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。 4.滑轮组 （1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。 （2）特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体 所用的力就是物重的几分之一，即 物 G n F 1 （条件：不计动滑轮、绳重和摩擦） 。 注意：如果不忽略动滑轮的重量则： 滑物 GG n F 1 。 （3）动力移动的距离 S 和重物移动的距离 h 的关系是：使用滑轮组时，
38、滑轮组用 n 段绳子吊着 物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的 n 倍，即 S=nh。 （4）绳子端的速度与物体上升的速度关系： 物绳 nVV。 5.斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。 6.当斜面高度 h 一定时，斜面 L 越长，越省力（即 F 越小） ；当斜面长 L 相同时，斜面高 h 越小， 越省力（即 F 越小） ；当斜面 L 越长，斜面高 h 越小时，越省力（即 F 越小） 。 知识点三：机械效率 .有用功：对机械、活动有用的功。 公式：W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总；斜面：W有用= Gh。 2.额外功：并非需要但又不得不做的功。 公式：W额= W总W有用
39、=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） ；斜面： W额=fL。 3.总功：有用功加额外功或动力所做的功。 公式： W总=W有用W额=FS= W有用；斜面：W总= fL+Gh=FL。 4.机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式： %100 总 有用 W W 。 5.滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时） （1）滑轮组（竖直方向提升物体）： FS Gh （G 为物重，h 为物体提升高度，F 为拉力，S 为绳 子自由端走的距离）。 （2）滑轮组（水平方向拉动物体）： FS fl （f 为摩擦力，l 为物体移动距离，F 为拉力，S 为 绳子自由端走的距离）。 6.斜面的机械效率： FS G
40、h (h 为斜面高，S 为斜面长，G 为物重，F 为沿斜面对物体的拉力)。 考点一：杠杆考点一：杠杆 典例一：典例一： （2 202020 0 ；临夏） ；临夏）下列工具属于费力杠杆的是（ ） 。 考点一：考点一：杠杆及其应用 备考：备考：深刻理解杠杆五要素，熟悉省力杠杆和费力杠杆 的特点，会利用杠杆平衡条件解答简单问题，加强力与 力臂作图训练等。 考点二：考点二：滑轮与滑轮组及其应用 考向：考向： 定滑轮、 动滑轮和滑轮组力与距离关系； 力做功特点。 简简 单单 机机 械械 备考：备考：熟悉定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点与 相关量的关系；加强功、功率的计算练习；多 利用典例进行模拟训练。 常常
41、 考考 题题 型型 选择题：选择题：常考热点主要集中在杠杆的应用、杠杆平衡条件、滑轮与滑轮组的应用、 杠杆与滑轮的简单计算、机械效率等方面。 填空题：填空题：与选择题相同。 实验探究题：实验探究题：主要集中在杠杆平衡条件和机械效率的测定两个类型，验证杠杆平 衡条件的使用探究题更常见。复习时，要以杠杆平衡条件的验证为主。 作图题：作图题：主要有杠杆五要素，考查更多的是画出力的力臂。 考向：考向：杠杆分类、杠杆应用、杠杆平衡条件、杠杆作图。 考点三：考点三：机械效率及其计算 考向：考向：机械效率的概念及其计算。 备考：备考：熟悉机械效率的概念，加强机械效率的计算， 加强有关机械效率的典例练习。 A
42、.羊角锤 B筷子 C起瓶器 D钢丝钳 【答案】B。 【解析】A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； C、瓶盖起子在在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； D、钢丝钳在在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选：B。 典例二：典例二： （20202020天水）天水）如图所示，轻质杠杆的 A 点挂一重物 G，绳受的拉力为 F2，O 为杠杆 的支点。请在杠杆的端点 B 处画出使杠杆保持静止的最小的力 F1的示意图，并作出 F2的力臂 l2。 【解析】由图可知，力 F1作用在 B 点时，以 OB 为动力臂时 L1最大，此
43、时力 F1最小，力 F1示意 图如图所示；过支点作力 F2作用线的垂线段，即可做出力臂 L2，如图所示； 故答案为：如图所示。 典例三：典例三： （20202020十堰）十堰）如图是小明“探究杠杆平衡条件”的实验： (1)在水平静止的杠杆上A、B处，挂 5 个质量均为 50g 的钩码，如图甲所示，杠杆平衡。他猜 想杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂： (2)改变钩码数量与位置，数据记录如下表，分析表中数据，杠杆平衡条件应为_。 实验次数 左侧钩码数（个） 左侧钩码距离支点 O（格） 右侧钩码数（个） 右侧钩码距离支点O （格） 1 2 3 3 2 2 1 6 3 2 3 2 6 3
44、4 (3)某次实验如图乙，使杠杆恢复水平平衡的最简单操作是_。 (4)图丙是小明验证结论的实验，E点弹簧测力计示数是_N （g 取 10N/kg） 。 【答案】(1)动力动力臂=阻力阻力臂；(2)将C点处的钩码向左移动一格；(3)1N。 【解析】 (2)由表格数据可知左侧钩码个数与左侧钩码距离支点的格数乘积等于右侧钩码个数与 右侧钩码距离支点的格数乘积，可以得出的结论是：动力动力臂=阻力阻力臂。 (3)由图乙可知，杠杆左侧的钩码数为 1 个，距离支点 3 格，杠杆左侧的钩码数为 2 个，距离支 点 2 格，如图乙，使杠杆恢复水平平衡的最简单操作是将C点处的钩码向左移动一格使左侧钩码个 数与左侧
45、钩码距离支点的格数乘积等于右侧钩码个数与右侧钩码距离支点的格数乘积。 (4)由图可知，右侧钩码的个数为 5 个，每个钩码质量为 50g，钩码的总重为： 5 50 kg 10N/kg=2.5N 1000 Gmg （） 钩码距离支点 2 个格，根据杠杆平衡的条件，动力动力臂=阻力阻力臂，所以弹簧测力计的 示数为： 2.5N2 =1N 5 F ；读数为 1N。 考点二：滑轮考点二：滑轮 典例四：典例四： （20202020孝孝感）感）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重 900N、底面积为 200cm 2的方形货箱， 货箱 20s 内匀速上升 4m， 工人所用拉力 F为 400N （不计绳重
46、和摩擦） ， 则 （ ） 。 A. 人拉绳子的速度为 0.2m/s； B. 动滑轮的重力为 300N； C. 此段时间内，拉力F做功为 3600J； D. 当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为 4.510 4Pa 【答案】BD。 【解析】由图可知，3n， A货箱 20s 内匀速上升 4m，则货箱的速度： 4m =0.2m/s 20s s v t 货 货 则人拉绳子的速度： 3 0.2m/s=0.6m/svnv 绳货 ；故 A 不符合题意； B不计绳重和摩擦，将动滑轮和货箱看做整体，整体匀速上升，则整体处于平衡态，受平衡力， 对整体做受力分析可得：nF GG 动箱 ； 则动滑轮重： 3
47、 400N-900N=300NGnFG 动箱 ；故 B 符合题意； C货箱 20s 内匀速上升 4m，则绳移动的距离：3 4m=12msnh 绳 ； 此段时间内，拉力F做功：400N 12m=4800JWFs；故 C 不符合题意； D当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对水平面的压力：900NFG 压 ； 则货箱对水平面的压强： 4 -42 900N =4.5 10 Pa 200 10 m F p S 压 ；故 D 符合题意。故选 BD。 典例五：典例五： （20202020南京）南京）如图所示，物体重 210N，动滑轮重 25N。工人用 125N 的拉力将物体 匀速提升 3m， 用了 10s，
48、此过程中有用功是_J， 拉力的功率是_W， 滑轮的机械效率是_， 克服动滑轮重所做的额外功占总功的_%。 【答案】(1)630；(2)75；(3)84%；(4)10。 【解析】此过程中有用功：W有=Gh=210N3m=630J； 拉力做的功：W总=Fs=F2h=125N23m=750J； 拉力的功率：P= 750J 10s W t 总 =75W； 滑轮的机械效率： 630J = 750J W W 有 总 =84%； 克服动滑轮重所做的额外功：W额=G动h=25N3m=75J； 克服动滑轮重所做的额外功占总功的， 75J = 750J W W 额 总 =10%。 考点三：机械效率考点三：机械效率
49、 典例六：典例六： （20202020宜昌）宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（ ） 。 A. 任何机械设备的效率总小于 1 B. 减小机械内部摩擦可以提高其效率 C. 提高机械设备的效率可以节能减排 D. 用机械设备做功越快，其效率越高 【答案】D。 【解析】A任何机械设备都会有摩擦产生的无用功，故其机械效率不会达到 100%，故 A 正确， A 不符合题意； B减小机械内部摩擦可以减小无用功比例，从而提高其效率，故 B 正确，B 不符合题意； C提高机械设备的效率可以提高有用功的比例，从而节能减排，故 C 正确，C 不符合题意； D用机械设备做功越快，其功率越高，与机械效率无关，故 D 错误，D 符合题意。故选 D。 典例七：典例七： （20202020湘潭）湘潭）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。 实验次数 钩码重力 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离 s/cm 机械效率 1 1.0 5 1
