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第4节　简单机械
知识点1　杠杆
1．杠杆的定义
一根硬棒如果在力的作用下，能绕__固定点__转动，这根硬棒就叫做杠杆。
说明　杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的。
2．杠杆的五要素
(1)支点：使杠杆绕着转动的固定点O。
(2)动力：使杠杆转动的力F1。
(3)阻力：__阻碍__杠杆转动的力F2。
(4)动力臂：从支点到动力__作用线__的距离l1。
(5)阻力臂：从支点到阻力__作用线__的距离l2。
说明　①力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。
②找力臂的步骤：找支点；作力的作用线；从支点向力的作用线画垂线；标出力臂。
3．杠杆的平衡条件
(1)调节杠杆平衡时，可以调节杠杆两端的__平衡螺母__同时向左(或向右)，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码时，要使杠杆重新在水平位置平衡，这样便于直接读出力臂的大小。
(2)杠杆平衡是指杠杆在动力和阻力的作用下，保持__静止__或__匀速转动__状态。
(3)杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
(4)实验时，若用钩码，则钩码应挂在杠杆两端，若挂在杠杆一端，则可以在同一端用弹簧测力计竖直向上拉，或在另一端用弹簧测力计竖直向下拉。
说明　①实验中杠杆支点位于中心点，可消除杠杆自重对平衡的影响。
②多次实验目的是避免实验的偶然性，以便寻找具有普遍性的实验规律。
③实验中杠杆在水平位置平衡目的是：便于测量并读出力臂。
4．杠杆的类型
(1)省力杠杆：省力，但费动力移动的距离；动力臂大于阻力臂，如拔钉子用的羊角锤、剪铁皮用的剪子等。
(2)费力杠杆：费力，但省动力移动的距离；动力臂小于阻力臂，如钓鱼杆、镊子等。
(3)等臂杠杆：既不省力，也不费力；动力臂等于阻力臂，如天平、定滑轮等。
说明　①既省力又省距离的杠杆是不存在的。
②在阻力与阻力臂乘积一定的情况下，若支点与动力的作用点成为动力臂，则此时动力臂最大，使杠杆达到平衡所需的动力最小，杠杆最省力。
知识点2　滑轮
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子，人们常用它吊装货物。滑轮可以看作是能够连续转动的杠杆，即杠杆的变形，所以可以用杠杆平衡条件来分析它的作用。滑轮可以分为定滑轮、动滑轮和滑轮组。
类型 定义 实质 特点 重物提升的高度h与绳端通过的距离s的关系
定滑轮 在使用过程中，轴固定不动的滑轮 等臂杠杆 不省__力__，可以改变力的__方向 s＝h
动滑轮 在使用过程中，轴随物体一起移动的滑轮 可省__一半__的力，但__不能__改变力的方向 s＝__2h__
滑轮组 将动滑轮和定滑轮组合在一起即为滑轮组 既可以__省力__，又可以改变力的__方向__ s＝__nh__(n指承担物重的绳子的股数)
　　说明　①不论是定滑轮还是动滑轮，滑轮两侧绳子承担的力相等。②使用滑轮组时，用几段绳子吊着物体和动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一，即F＝G总。而绳子自由端移动的距离是物体移动距离的n倍。
知识点3　机械效率
1．定义：有用功跟总功的__比值__叫做机械效率，它反映了有用功在总功中占有多大比值，用希腊字母η表示。
η＝____×100%
η越大，表明机械工作时能量的利用率越高。在使用机械时，总是尽可能减小额外功，以提高机械效率。
说明　因为使用机械时总会不得不做一些额外功，所以机械效率必然小于100%，即η<1。同一机械在不同情况下使用，其机械效率不一定相同。
2．滑轮组和斜面的机械效率
(1)滑轮组的机械效率
一个滑轮组，重物和动滑轮的总重由n段绳子承担，其机械效率有：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，若不计绳重及摩擦，η＝×100%＝×100%，所以，此时为了增大机械效率，应尽量减小G动。
(2)斜面的机械效率
斜面如图所示，其机械效率有：η＝×100%
易错点1　分析杠杆平衡问题
例1　如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则( D )
A．F甲>F乙，因为甲方法的动力臂长
B．F甲C．F甲>F乙，因为乙方法的动力臂短
D．F甲＝F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍
【易错说明】两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一。虽然F甲力臂大于F乙 ，但F甲、F乙大小都等于水泥板重力的一半。
易错点2　机械效率大小关系的逆向分析
例2　甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则( B )
A．甲吊车的电动机做的有用功较多
B．乙吊车的电动机做的额外功较多
C．甲吊车的电动机做的总功较多
D．甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
【易错说明】把相同质量的物体提高相同的高度，根据公式W有用＝Gh＝mgh可知，两辆吊车所做的有用功相同；乙吊车的机械效率比甲吊车的机械效率低，根据η＝，说明乙吊车所做的总功大于甲吊车做的总功，同时乙吊车所做的额外功大于甲吊车做的额外功。
1．如图所示，体重为510 N的人，用滑轮组拉重500 N的物体A沿水平方向以0.02 m/s的速度匀速运动。运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200 N。动滑轮重为20 N(不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上)。则下列计算结果中正确的是( A )
A．人对地面的压力为400 N
B．绳子自由端受到的拉力大小是100 N
C．人对地面的压力为250 N
D．绳子自由端运动速度是0.06 m/s
2．在一次校运动会，小明骑一质量为m的独轮车，以速度v匀速通过一重为G、长为L的水平独木桥，独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着，如图所示。设独轮车骑上A端支柱处为初始时刻(t＝0)，下面哪一个图正确地表示了B端支柱所受压力FB与时间t的函数关系？(不考虑独木桥的形变)( B )
A．　　　B．
C． D．
3．如图所示，规格完全相同的滑轮用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1、G2两个物体，比较它们的省力情况和机械效率(不计摩擦)，下列说法中正确的是( D )
A．若G1＝G2，则F1＜F2，甲的机械效率较高
B．若G1＝G2，则F1＞F2，乙的机械效率较高
C．若G1＜G2，则F1＞F2，甲的机械效率较高
D．若G1＜G2，则F1＜F2，乙的机械效率较高
4．如图所示，工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度，重物的重力为G物，动滑轮的重力为G动，此装置的机械效率为η，不计绳重和摩擦。则下列表达式不能表示工人所用拉力的大小是( D )
A.　　　　B．
C． D．
5．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，不计绳重与摩擦，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的( B )
　　A．　　B．
C． D．
6．用图中装置匀速提升重为100N的物体，手的拉力为60N，滑轮的机械效率为( C )
A．16.7%
B．20%
C．83.3%
D．100%
7．如图所示装置，物体B重为100 N，它在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着重200 N的物体A在水平面上匀速运动。当用一个水平向左的力F1拉物体A，使物体B在水中匀速上升(物体B未露出水面)。当物体B完全露出水面后，用另一个水平向左的力F2拉物体A，在4 s内使物体B匀速上升0.4 m，已知：物体B的密度ρB＝5ρ水，两次拉力F1∶F2＝9∶10。若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及水中的阻力，g取10 N/kg。则水平面对物体A的滑动摩擦力的大小为__30__N。
8．中国科技馆探索与发现A厅有这样一样展品，一根质地均匀的金属杆架在两个可以旋转的光滑程度相同的轮子之间，两轮均向内侧旋转，发现金属杆做往复运动。若实验开始时把金属杆水平静止放置在如图所示位置(La＜Lb)，图中O为金属杆的重心，O1、O2分别为两轮和金属杆的接触点，金属杆与两轮接触点受到向上的支持力分别为N1和N2。
(1)若以O2为支点，依据杠杆平衡原理可得表达式N1＝____(分别用G、La和Lb表示)。同理可得N2的表达式。由此可知：N1__大于__N2(选填“大于”“小于”或“等于”)；
(2)当两轮开始转动时金属杆O1、O2处受到摩擦力分别为f1和f2，则f1__大于__f2(选填“大于”“小于”或“等于”)。
2(共20张PPT)
第3章　能量的转化与守恒
3．4　简单机械
第1课时　杠杆的认识
1．杠杆概念
在力的作用下能绕_______转动的______叫做杠杆。
2．杠杆的五要素(如图)
(1)支点：______________________________；
(2)动力：______________________________；
(3)阻力：______________________________；
(4)动力臂：____________________________；
(5)阻力臂：____________________________。
固定点
硬棒
杠杆绕着转动的固定点O
使杠杆转动的力F1
阻碍杠杆转动的力F2
支点到动力作用线的距离l1
支点到阻力作用线的距离l2
3．画力臂的基本步骤
(1)首先确定________。
(2)画好动力作用线及____________。画的时候可用________将力的作用线延长。
(3)再从支点O向力的作用线引_______，画出_______，则支点到垂足的距离就是_______。
(4)最后用_______勾出力臂，在旁边分别用字母l1和l2表示_______和________。
支点O
阻力作用线
虚线
垂线
垂足
力臂
大括号
动力臂
阻力臂
1．下列关于杠杆的几种说法中不正确的是( )
A．杠杆可以是直的，也可以是弯的
B．杠杆的支点一定在杠杆上
C．支点可以在杠杆上的任何位置
D．动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆长度
D
2．人在踮脚时主要靠腓肠肌收缩，如图所示。双脚同时踮起时，人体的脚可看作杠杆，则该杠杆的阻力是( )
A.地面的支持力
B．肌肉收缩力
C．人的重力
D．脚对地面的压力
C
3．在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是( )
A
自然现象
4．如图所示，小华用苹果和桔子来玩跷跷板。她将苹果、桔子分别吊在轻杆的左、右两端，放手后杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是( )
A．苹果的重力
B．桔子的重力
C．吊桔子的绳对杆的拉力
D．吊苹果的绳对杆的拉力
D
5．如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB、AC⊥OB。则表示力F的力臂的线段为( )
A．OA B．OB
C．AB D．AC
A
6．如图所示，画出杠杆受力F1 、F2的力臂。
7．如图所示，O是杠杆的支点，画出F1、F2力的力臂，并用字母l1、l2表示。
8．如图所示是钢丝钳处于工作时的状态。图中给出了四位同学在钢丝钳单侧钳柄及其相连部分上所画出的动力F1、动力臂L1、阻力F2的示意图，其中正确的是( )
A. B.
C. D.
C
9．如图中的皮划艇运动员一手支撑住浆柄的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看作是一个杠杆。下图中的船桨模型中最合理的是( )
B
10．如图所示，工人师傅将油桶推上台阶，下列说法正确的是( )
A.这不能看作杠杆，因为油桶是圆的
B．这不能看作杠杆，因为没有支点
C．这可以看作杠杆，因为满足杠杆的所有条件
D．这可以看作杠杆，支点就是横截面的圆心
C
11．自行车是一种简单、方便、环保的交通工具，它也是简单机械的巧妙结合。如自行车的踏脚用到了杠杆原理。作用在脚踏板上的力为F，则下列图中能正确画出该力的力臂是( )
C
12．如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂。请在图中作出力F1。
13．如图所示，O是简易晾衣架的支点，请在图中作出绳子拉力F的力臂和衣服所受重力的示意图。
14．2019年10月10日傍晚，无锡一处高架桥桥面侧翻，有车辆掉落，侧翻的桥面压住了底下正常行驶的车辆。无锡市官方通报称，经分析，上跨桥侧翻系运输车辆超载所致。如图所示的是超重汽车压翻高架桥部分路面剖面示意图。该图中路面BC段可看作为一个杠杆，请你标出杠杆翻转时的支点，并画出路面翻转时，它所受的动力F1和它的力臂的示意图。
15．如图所示，小明用20N的水平推力推动(含行李在内)总质量为65kg的手推车沿水平方向匀速移动了15m，则小明对小推车做功______J，如手推车前方(B轮)遇到障碍物，应向____(填“上”或“下”)用力使其越过障碍物。此时该手推车可以看成一个杠杆，支点是____。(选填“A”“B”或“C”)
300
下
C
16．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)。指示牌被风吹动时可看作杠杆，根据图示风向，则下列说法错误的是( )
A．指示牌被吹倒时支点是C点
B．风对指示牌的作用力的力臂长度等于EA
C．如果把风力看作动力，则阻力是指示牌的重力
D．为了防止指示牌被吹倒，可以在D处放置重物
B
17．杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥如图，就是一个杠杆。请问：
(1)它的支点是____点。(选填“A”“B”或“C”)
(2)画出绳对吊桥的拉力及拉力的力臂。
C(共28张PPT)
第3章　能量的转化与守恒
3．4　简单机械
第4课时　滑轮与滑轮组
1．定滑轮是等臂杠杆，不省力，但可以改变 。
2．动滑轮是动力臂等于阻力臂 的杠杆，使用动滑轮可以省 。
力的方向
二倍
一半的力
3．滑轮组既能省力又能改变力的方向。当不计摩擦时，重物和动滑轮的总重力由n段绳子承担，拉起重物所用的力就是总重力的
：F＝1/nG，拉力所通过的距离为物体上升距离的 。
n分之一
n倍
1．学校旗杆顶端装有一个定滑轮，在升旗仪式中( )
A．该滑轮可以省力
B．该滑轮可以省功
C．该滑轮可以改变力的方向
D．升旗时拉力没有对国旗做功
C
2．使用如图所示的装置来提升重物时，既能省力又能改变力的方向的装置是( )
D
3．如图为家庭手摇升降晾衣架结构图，当逆时针摇动手柄时，横梁上升。下列滑轮属于动滑轮的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
D
4．一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置，下列说法正确的是( )
A．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力
B．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力
C．甲安装的是动滑轮，能省力
D．乙安装的是动滑轮，能省力
D
5．如图所示的滑轮组，每个滑轮重为20N，绳重及摩擦不计。用它匀速提升重为100N的物体，所用的拉力F是( )
A．50N B．60N
C．70N D．120N
B
6．如图所示是工人提升重物的情景，若不计滑轮所受重力及摩擦力，其中最省力的是( )
D
7．如图所示的动滑轮，在用它把重15牛
的物体匀速提升的过程中，弹簧测力计
的示数是10牛，则拉力F＝ 牛，
若不计绳重和摩擦，则动滑轮重为
牛。若重物上升的速度为1米/秒，
则绳子自由端移动的速度为 米/秒。
10
5
2
8．做实验要遵循实事求是的原则。芳芳
同学按照如图所示装置对动滑轮特点进行
了探究，记录的数据如下表：
实验次数 物重G/N 拉力F/N
1 1.0 0.65
2 1.5 0.90
3 2.0 1.15
通过分析数据，她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过
这样的实验，回想你的实验经历，回答：
(1)该实验中出现这样结果的主要原因是
；
(2)实验中弹簧测力计还应沿 方向做 运动。
动滑轮受到重力，绳与动滑轮间存在摩擦
竖直
匀速直线
9．用滑轮组提升重1000N的物体A。如果每个滑轮重50N，绳子能承受的最大拉力为500N，请在下图中画出绕绳方法。
解析：滑轮组需承担的总重＝1000N＋50N＝
1050N，1050N/2＝525N，绳子最大能承受
500N，因此，至少要用3段绳子来承担物重。
绕绳方法如图所示。
B
10．如图，用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦)，图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是( )
A.F1＝F2
B．F3＝F4
C．F1＝1/2F3
D．F2＝1/2F4
11.用下列简单机械，使物重同为G的物体都处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，其中用力最小的是( )
A
12．如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1，F2，F3，那么，下列关系式中正确的是( )
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3
C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
D
13．某人用100N的力提起了350N的重物，那么他可能使用了( )
A．一个定滑轮
B．—个动滑轮
C．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
D．一个杠杆
D
14．(2020，绍兴)如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个
相同的弹簧测力计(弹簧测力
计重力不能忽略、绳和滑轮
之间摩擦不计)。
下列四套装置中能实现的是( )
D
15．如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，如果FC＝2N，则FA、FB示数分别是FA＝ ；FB＝ 。
4N
6N
16．如图所示，一重为10牛滑轮下端悬吊一个重50N的物体，在拉力F的作用下使物体在2s内匀速上升了2m(不计绳的重力和摩擦)，则拉力F＝ N，动滑轮上升的速度是v＝ m/s，拉力F所做的功W＝ J。
110
0.5
110
17．如图所示，质量为1千克的物体在水平力F的作用下，在水平地面上以0.2m/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧秤的读数为1.8N，则拉力F为 N，物体与水平地面的摩擦力为 N。拉力的功率为 。(弹簧秤和滑轮的重量不计)
1.8
3.6
0.72W
18．(2021，杭州模拟)工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。
(1)若某次运送建材的质量为40kg，求此时的拉力是多少？
(2)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率。
(3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？(共22张PPT)
第1章　物质及其变化
3．4　简单机械
第3课时　杠杆的分类和应用
杠杆类型 力与力臂
的关系 杠杆优点 杠杆缺点 应用实例
省力杠杆 F1费力杠杆 F1>F2，l1________l2 省________ 费____ 钓鱼竿
等臂杠杆 F1＝F2
l1＝l2 既不省____，
也不省_________ 天平
杠杆的应用
＞
力
距离
距离
＜
力
力
距离
1．如图所示的生活用具，在使用中属于费力杠杆的是( )
D
2．为了避免垃圾散发异味，室内垃圾桶的盖子平时是关闭的，使用时用脚踩踏板，开启桶盖。根据室内垃圾桶的结构示意图判断，下列说法正确的是( )
A．桶中只有一个杠杆在起作用，
且为省力杠杆
B．桶中只有一个杠杆在起作用，
且为费力杠杆
C．桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆
D．桶中有两个杠杆在起作用，且一个为省力杠杆，一个为费力杠杆
D
3．皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨。下列说法正确的是( )
A．为省力，可将用力划桨的手
靠近支点
B．为省力，可将用力划桨的手
远离支点
C．为省距离，可将用力划桨的
手远离支点
D．将用力划桨的手靠近支点，既能省力又能省距离
B
4．如图所示是安置在公路收费站的栏杆的示意图。当在A处施加一个动力时，可将栏杆逆时针拉起来，它是一根( )
A．省力杠杆 B．费力杠杆
C．等臂杠杆 D．无法确定
B
5．我国台湾省常发生地震，一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜，为阻止水塔继续倾斜，救援队借助山石用钢缆拉住水塔。下列方案中，钢缆对水塔拉力最小的是( )
B
6．用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近，这样做是为了( )
A．增大动力臂，减小动力移动的距离
B．减小阻力臂，省力
C．减小动力臂，减小动力移动的距离
D．增大动力臂，省力
B
7．如图是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把_______点看作支点，此时夹子可近似看作_______杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”)。
B
等臂
8．如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个__________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；若旅行箱和物品共重100牛，动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力至少为____牛。
省力
20
9．如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60牛的物体，在A端施加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是_______，若用此杠杆将重物由图示位置匀速提升，保持力F的方向始终跟杠杆垂直，那么力F的大小将_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
30牛
变小
10．如图所示，O为杠杆的支点，为了提高重物P，用一个跟杠杆保持垂直的力使杠杆由竖直位置转动到水平位置，杠杆在这个过程中( )
A．始终是省力的
B．始终是费力的
C．先是省力的，后是费力的
D．先是费力的，后是省力的
C
11．如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中( )
A．动力臂逐渐变大
B．阻力臂逐渐变大
C．动力F保持不变
D．动力F
B
12．如图所示的夹子是一种常用生活物品，在用手捏开和夹住物品时的两种情况下，下列说法中正确的是( )
A．当用手将其捏开时，它是费力杠杆
B．当用其夹住物品时，它是费力杠杆
C．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是费力杠杆
D．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是省力杠杆
B
13．如图所示，三角支架ABC固定在客厅墙上，已知AB长40cm，AC长30cm，一花瓶正好放置在AB中点处。A处螺钉能承受的最大水平拉力为40 N，为防止因A处螺钉松脱而支架绕C点倾翻，所放置花瓶的重力最大为______N(支架重力不计)。若花瓶的重力较大，放置时应尽量_______(选填“靠近”或“远离”)墙壁可确保安全。
60
靠近
14．有一直角弯杆ABC，其自重不计，A端挂有一重物(如图所示)致使直角弯杆ABC将绕B点转动，尝试在图中画出直角弯杆保持该位置静止时所需的最小动力的示意图。此时，该直角弯杆ABC属于 ______杠杆。
省力
15．小聪在博物馆看到如图a所示杆秤，是一种称量质量的工具。回家后，小聪用一根长30厘米的轻质细木棒作秤杆、用0.3千克的铁块作秤砣，在距木棒一端4厘米处系上提纽线，制作了一把简易杆秤如图b所示。
(1)将被测物挂上并调节秤砣至图c所示位置时杆秤水平平衡，则被测物的质量m物＝________；
(2)这把简易杆秤的最大称量是_______千克。若小聪不小心将秤砣摔掉了一块，则该杆秤测量物体质量的值将比真实值_________(填“偏小”“不变”或“偏大”)。
1.5千克
1.95
偏大
16．如图所示，空油桶质量为65kg，油桶高为1.2m，底部直径为0.5m，据此回答。
(1)某次装卸中，小明需要将直立的空油桶(如图甲所示)沿点D推翻，试在甲图上作出推翻空油桶所需的最小力F1，并计算此时F1的大小。
(2)在推翻油桶过程中，小明至少对油桶做功__________。
32.5 J(共26张PPT)
第3章　能量的转化与守恒
3．4　简单机械
第2课时　杠杆平衡的条件
1．杠杆的平衡状态： 和 状态。
2．杠杆平衡条件表达式： (用文字表达)。
若用F1表示动力，F2表示阻力，l1表示动力臂，l2表示阻力臂，则有： 。
静止状态
匀速转动
动力×动力臂＝
阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2
3．探究杠杆平衡时：
(1)实验前要先调节杠杆两端 ，使杠杆在 位置平衡。
(2)在实验时 (填“能”或“不能”)移动平衡螺母。
平衡螺母
水平
不能
(3)在 或 钩码时，要使杠杆在水平位置平衡。
(4)实验不能只凭一组数据得到结论，本实验多次测量的目的是： 。
加减
移动
避免实验的偶然性，
寻找普遍规律
C
1．如果在两个力的作用下杠杆正好平衡，则( )
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．这两个力的大小与它们的力臂成反比
D．这两个力与它们的力臂正比
2．如图是研究杠杆平衡条件的实验装置，要使杠杆在水平位置平衡，B处应挂与A处同样大小的钩码个数为( )
A．6个 B．4个 C．3个 D．2个
A
3．如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其他条件不变的情况下，下列操作能使弹簧测力计示数变大的是( )
A．减少钩码的个数
B．将钩码悬挂点的位置向右移
C．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜
D．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移
C
4．如图所示的杠杆处于平衡状态，如果弹簧测力计的示数变为原来的1/2，那么要使杠杆仍然保持平衡状态，可以采取的措施是( )
A.把弹簧测力计向左移动一个小格
B．减少三个钩码
C．把钩码向左移动一个小格
D．把钩码向右移动一个小格
D
5．如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO＝BO，不计杠杆重力，则m1、m2的关系为( )
A．m1>m2 B．m1C．m1＝m2 D．无法判断
B
6．在研究“杠杆平衡条件时”，
小明把杠杆调在如图位置静止。
(1)你认为这时杠杆是否处于平衡状？ ；
(2)如果要将杠杆调到水平位置平衡，应将左边的平衡螺母向 移动。右边的平衡螺母向 移动；
(3)做实验时为什么尽量要将杠杆调在水平位置平衡呢？小明有些想不明白，请你告诉他原因是 。
是
右
右
便于直接从杠杆上读出力臂的数值
7．如图所示，杆秤可视为杠杆，提钮处为支点O，若不计其自重，当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态，已知CO＝4厘米，OD＝40厘米，秤砣的重力为10牛，求：
(1)被称物体的重力；
解：(1)由杠杆平衡条件得：G物体OC＝G秤砣OD，
即：G物体×4 cm＝10 N×40 cm，
解得：G物体＝100 N；
(2)若这杆秤所能测物体的最大重力为200牛，求OB的长度。
(2)由杠杆平衡条件得：G最大OC＝G秤砣OB，
即：200 N×4 cm＝10 N×OB，
解得：OB＝80 cm。
答：(1)被称物体的重力为100 N；
(2)OB的长度是80 cm。
A
8．一根不均匀的木棒，用细绳悬挂起来，恰好平衡，若从悬挂处锯断，将木棒分成两段，则( )
A．粗端重 B．细端重
C．一样重 D．无法确定
9．如图所示，可绕O点转动的
轻质杠杆，在D点挂一个重为
G的物体M，用一把弹簧测力计
依次在A，B，C三点沿圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是( )
A．F1＜F2＜F3＜G B．F1＞F2＞F3＞G
C．F1＝F2＝F3＝G D．F1＞F2＝F3＝G
C
10．如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上，挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为l，则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图象为( )
D
11．某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件，如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂l1和l2的大小，他测力臂的方法是 的(填“正确”或“错误”)。如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动，则杠杆 (填“仍平衡”“向左倾斜”或“向右倾斜”)。
错误
向右倾斜
12．如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点(螺母)转动，OA＝0.2m，OB＝0.1m，G1＝2 N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
(1)当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为 N；
4
(2)松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′(B′点对应B点)，保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动到 。
A．B′点处 B．①点处
C．②点处 D．③点处
C
13．在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，某同学记录了3次实验数据，如下表所示。
(1)这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是 。
2
实验次数 动力F1/牛 动力臂l1/米 阻力F2/牛 阻力臂l2/米
1 2.0 0.04 4.0 0.02
2 1.0 0.02 0.5 0.01
3 2.5 0.03 1.5 0.05
(2)如图甲所示，当在A处挂了三个钩码时，要使杠杆平衡，应在B处挂 个钩码(每个钩码的质量相等)。
4
(3)若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的C点，如图乙所示，杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa。若在C点斜向上拉，杠杆在水平位置再次平衡时，弹簧测力计的示数为Fb，则Fa (填“大于”“小于”或“等于”)Fb。
小于
(4)实验中，用图丙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能保持水平平衡(杠杆上每格等距)，但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为 。
A．一个人无法独立操作
B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合
D．力和力臂数目过多
D
14．如图所示，轻质木板OB可绕O点转动，OB长1.2m，细线AB能承受的最大拉力为60N，在C点放一重为40N的物体M，OC长10cm，此时木板在水平位置处于静止状态。现在物体M上再加一水平向右拉力F，恰好使物体M在木板上匀速移动。
(1)请画出绳子拉力的力臂。
(2)当物体静止在C点时，绳子拉力是多少？(保留一位小数)
(3)当物体离O点的距离为 范围内时，此杠杆为费力杠杆。
解：(2)GM·OC＝FL·L，即40 N×0.1 m＝FL×1.2 m×sin30°，∴FL＝6.7N
60cm～90cm(共27张PPT)
第3章　能量的转化与守恒
3．4　简单机械
第5课时　斜面与机械效率
1．_________是指我们必须要做的这部分功；____________________是指不需要，但又不得不做的那部分功。总功是指有用功与额外功的总和。
2．机械效率是指________________的比值。
η＝W有用/W总×100%＝Gh/FL×100%；
W总____W有用＋ W额外；W有用____W总。
有用功
额外功或无用功
＝
有用功跟总功
<
3．实验：测量斜面的机械效率
(1)斜面长为s，高为h，现用拉力F沿斜面将重为G的物体拉到斜面顶端，则W有用＝______，
W总＝______，η＝_____________。
(2)斜面的机械效率与斜面的____________和________有关。对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越______。
Gh
Fs
高
倾斜角度
粗糙程度
4．滑轮组的机械效率
(1)提高滑轮组机械效率的方法有：_______________、_____________。
(2)多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：
增大物重
减小滑轮自重
1．下列说法正确的是( )
A．用水桶从井里打水的时候，对桶做的功是有用功
B．用水桶从井里打水的时候，对水做的功是总功
C．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功
D．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功都是有用功
C
2．下列措施中可以提高滑轮组机械效率的是( )
A．增大物体提升的高度
B．改变绳子的绕法，使滑轮组最省力
C．增加动滑轮的个数
D．增大被提升的物体的质量
D
3．如图所示，用相同的滑轮组不同的绕法提起相同的重物，绳重、摩擦忽略不计，在物体匀速上升的过程中( )
A．甲图省力，机械效率甲图大
B．甲图省力，机械效率一样大
C．乙图省力，机械效率乙图大
D．乙图省力，机械效率一样大
D
4．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是( )
A．功率大的机械，做功一定多
B．做功多的机械，效率一定高
C．做功快的机械，功率一定大
D．效率高的机械，功率一定大
C
5．施工工地上一个滑轮组经过改进后提高了机械效率，用它把同一物体提升到相同的高度，改进后和改进前相比较( )
A．总功不变，有用功增加了
B．总功不变，额外功增加了
C．有用功减少了
D．有用功不变，总功减少了
D
6．如图甲所示，用水平力F1拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离，如图乙所示，用滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2。在使用滑轮的过程中，以下说法正确的是( )
A．总功为W总＝ F2s
B．有用功为W有＝Gs
C．机械效率为η＝Gs/(2F2 s)
D．额外功为W额＝2F2 s －F1s
D
7．某同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的装置匀速提起重物，并做了如下的实验记录：
钩码重
G/牛 钩码上升
高度h/米 测力计的拉
力F/牛 测力计移动
距离s/米
2 0.1 0.4 0.3
(1)如果你对该同学的实验记录进行分析，就会发现他的实验结果是违背科学规律的，其错误之处在于______________________________。
(2)图乙是弹簧测力计的放大图，结合图甲，你会发现导致实验结果违背科学规律的原因是__________________________________。
(3)纠正错误后，可计算出该滑轮组的机械效率为_________。
有用功比总功还大
弹簧测力计读数读错了，应为0.8牛
83.3%
8．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为_______；若实际用力为500N，斜面的机械效率为_______，重物受到的摩擦力为________。(g取10 N/kg)
400N
80%
100N
9．如图所示，用一个重为9N的动滑轮来匀速提升物体，在实际工作中竖直向上的拉力为30N，则动滑轮的机械效率( )
A.一定等于85%
B．一定大于85%
C．一定小于85%
D．以上情况都有可能
C
10．如图所示，体重为500N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动。运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N。动滑轮重为20N(不计绳重和摩擦)，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。则下列计算结果中正确的是( )
A．绳子自由端受到的拉力大小是100N
B．人对地面的压力为400N
C．此滑轮组的机械效率为90.9%
D．绳子自由端运动速度是0.06m/s
C
11．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)。下列说法不正确的是( )
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50J
C．此斜面的机械效率为62.5%
D．物体受到的摩擦力大小为15N
A
12．小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：
斜面倾
斜角θ 小车重
G/牛 斜面高
h/米 斜面长
s/米 拉力
F/牛 有用功
W有用/焦 总功
W总/焦 机械效
率η
12° 5 0.2 1 2.1 1.0 2.1 47.6%
30° 5 0.5 1 3.6 2.5 3.6 69.4%
45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3 81.4%
(1)请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
(2)分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越______，斜面越省力，斜面的机械效率越________。
(3)实验过程中拉力的方向应与斜面________。
(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持________________不变，斜面的光滑程度不变，只改变________，这种研究问题的方法我们称之为______________法。
小
低
平行
斜面的倾斜角
物重
控制变量
13．如图所示(滑轮组的绕绳未画出)，人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10s，使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%(g＝10N/kg)。
(1)人的拉力的功率多大？
(2)被吊起的重物质量多大？
(3)按题意画出滑轮组的绕绳。
解：(1)v＝s/t＝1.5m/10s＝0.15m/s，
P＝Fv＝600N×0.15m/s＝90W；
(2)n＝1.5m/0.5m＝3，
G＝nηF＝3×70%×600N＝1260N，
m＝G/g＝1260N÷10N/kg＝126kg；
(3)如图。
14．如图为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让杠杆上升同样的高度，下列说法正确是( )
A．重物在A点处做的有用功多，机械效率高
B．重物在A和B点处杠杆的机械效率相等
C. 重物在B点处做的有用功多，杠杆的机械效率高
D．重物在B点处做的额外功多，杠杆的机械效率高
C
15．小李在测定某滑轮组的机械效率时，得到下表中的两组数据：
序
号 物重
(N) 提升
高度
(m) 绳端
拉力
(N) 绳端移动距离(m) 机械
效率
1 3 1 1.5 4 50%
2 8 1 2.5 4
80%
(1)完成表格中空格；
(2)该实验采用的实验装置图是如图中的____(填“甲”或“乙”)；
【解析】(1)做的有用功W有＝Gh＝8N×1m＝8J；做的总功W总＝Fs＝2.5N×4m＝10J，则机械效率
η＝ ×100%＝ ×100%＝80%；(2)根据绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h之间的关系：s＝nh，可得 ，即重物和动滑轮由4绳子承担，故选用的是甲图；
甲
(3)小李想到计算机械效率还可用
于是用弹簧测力计测得动滑轮重，代入上式计算后发现比实际测得的机械效率值偏大，原因是实际测量中还包含克服_______________________做功；
摩擦力和细线重力
【解析】 (3)在不计算摩擦和绳子重的情况下的情况下，额外功的唯一来源就是克服动滑轮自重，根据总功等于有用功加额外功，此时总功才等于Gh＋G动h，但在实验操作中，细线重力和摩擦力总是存在的，所以：Gh＋G动h小于实际做的总功，而有用功Gh不变，所以，小李用 计算机械效率偏大了；
(4)为了减小测量误差，小李认为滑轮组的机械效率应取两次测量的平均值，你认为是_______(填“正确”或“错误”)的，原因是_________________________________。
错误
不符合多次测量求平均值的条件
【解析】 (4)对同一个物理量的测量，仅由于误差的因素而导致测量结果的不同，多次测量取平均值可以减小误差，而本题中，用甲装置测量了两次机械效率，从表中数据可看出，由于物重不同，导致机械效率不同，即滑轮组的机械效率随物重改变而改变，将两个不同的机械效率取平均值是没有意义的，也是错误的。

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