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(共17张PPT)
第十二章 简单机械
专项 机械效率的相关计算
机械效率的计算主要分为计算滑轮组及斜面的机械效率。 机械效率的计算是中考的常考点，做题时要把握机械效率计算题的解题技巧，准确地辨析哪个力做的功是有用功，哪个力做的功是总功，就能正确快速地解题。
1. 如图，用此滑轮组在大小为 15 N 的拉力作用下将重力为 50 N 的物体匀速提升 0.1 m，所用时间为 2 s，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是 （ ）
A． 绳子自由端移动的速度为0.25 m/s
B． 拉力 F 所做的功为 7.5 J
C． 滑轮组的机械效率约为 83.3%
D． 上升过程中物体的动能转化为重力势能
类型一 滑轮组机械效率的相关计算
C
2. 如图所示，工人用滑轮组提升质量为 96 kg的物体，使物体以 0.2 m/s 的速度匀速上升了1 m，此过程中工人做了 1 200 J 的功。不计绳重及摩擦，g 取 10 N/kg，求：
（1）物体的重力；
（2）物体上升 1 m 所用的时间；
（3）该滑轮组的机械效率为多大？
解：（1）物体的重力 ：G = mg= 96 kg ×10 N/kg=960 N；
（2）物体上升 1 m 所用的时间：t= = =5 s；
（3）有用功：W 有用=Gh=960 N×1 m =960 J，该滑轮组的机械效率：
η= = =0.8=80%。
3. 在斜面上将一个质量为 5 kg 的物体匀速拉到高处 ，如图所示 ，沿斜面向上的拉力为40 N，斜面长 2 m、高 1 m。 把重物直接提升h 所做的功为有用功（ｇ 取 10 Ｎ/ｋｇ）。 下列说法错误的是 （ ）
Ａ. 物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
Ｂ. 做的有用功是 50 Ｊ
Ｃ. 此斜面的机械效率为 62.5％
Ｄ. 物体受到的摩擦力大小为 15 Ｎ
类型二 斜面机械效率的相关计算
A
4. 工人需把重 1 200 N 的木箱 A 搬到高 h＝2 m、长 l＝10 m 的斜面顶端，如图所示，工人站在斜面顶端， 沿斜面向上用时 50 s 将木箱A 匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力 F 的功率为 80 W。 求：
（1）拉力 F 的大小；
（2）该斜面的机械效率是多少；
（3）木箱 A 在斜面上匀速直线运动时受到
的摩擦力是多大？
解：（1）由 P= 得拉力所做的功 W 总＝Pt＝80 W×50 s＝4×103 J，由 W 总＝Fl 得 拉力 F 的大小：F= = =400 N；
（2）克服物重做功：W 有甲＝Gh＝1 200 N×2 m＝2.4×103 J，则斜面的机械效率：η= = ＝0.6=60%；
（3）木箱 A 在斜面上匀速直线运动时克服摩擦力做功 W 额外＝W 总-W 有 用 ＝4×103 J-2.4×103 J＝1.6×103 J，由 W 额外＝fl 得，木箱 A 在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力：f= = =160 N。
重点实验突破 测量滑轮组的机械效率
一图构建实验命题点
在“测量滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了 4 次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前 3 组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第 4 组数据，测得数据如下表：
一题串练实验常考点
实验基础练
B
惯性
（1）请根据前三组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
如下图所示
（2）为了探究滑轮组的机械效率，除了图中所示器材外，还需要测量工具 ________。
（3）实验中要沿 ______ 方向 ______ 拉动弹簧测力计，使物体缓慢升高。
（4）表格中编号①处数据如图乙所示，读数为______ N，计算编号②处数据为 _____（百分号前保留一位小数）。
刻度尺
竖直
匀速
1.4
57.1%
（5）由表中第 1、2、3 组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和 ________ 有关。
（6）由表中第 3、4 组数据可知，不同滑轮组的机械效率与摩擦和 ________ 有关，第 4 组实验中克服摩擦所做的额外功为 _______ J。
（7）以下方法中能提高该滑轮组机械效率的是 ______（填序号）。
①增大物体提升高度 ②增加物体的重力
③增大匀速拉绳的速度
物重
动滑轮重
0.2
②
实验拓展练
（8）创新设问 小组的小强同学在实验过程中为读数方便，他便在弹簧测力计静止时读数，小明同学指出他这样测出的数据是错误的，原因是 _____________________________________________________。
由于弹簧测力计静止时与运动时，所克服的摩擦力大小不同
（9）物理学与日常生活 小明观察发现晾衣架是由定滑轮和动滑轮组成（如图丙所示），若晾衣架上所挂衣物重力为40 N，晾衣架横梁（含衣架、动滑轮）的总重是 10 N，同学通过摇柄使衣服以 0.1 m/s 的速度向上匀速运动4 s， 则同学通过摇柄作用在钢丝绳自由端的拉力做功 ______ J，升降晾衣架的效率为 ______。（不计绳重及摩擦）
20
80%(共17张PPT)
12.3 滑 轮
第 2 课时 滑 轮 组
● 名师点拨/事半功倍
● 考点集训/夯实基础
● 综合检测/巩固排查
● 核心素养/中考新考法
1. 滑轮组中拉力 F 与物体重力 G 的关系：F= （G 物+G 动），重物提升的高度 h 与绳子通过的距离 s 的关系：s=nh。 两式中 n 都是指承担重物的绳子段数。
2. 判断承担物重绳子段数的方法：在动滑轮与和定滑轮之间画一条线，有几段绳子通过动滑轮，就有几段绳子承担物重。
1. 习题衍生 教材 P116，T3 衍生 如图所示，用滑轮组匀速提升物体 A 时，测力计的示数为 ___ N，如果不计滑轮重和摩擦， 物体 A 的重力为 _____ N。 若绳子的自由端向上拉 0.6 m，则物体 A 升高 _____ m。
■考点 1 滑 轮 组
5.4
16.2
0.2
2. 习题衍生 教材 P116，T2 高仿 请画出图中最省力的绕线方法。
如下图所示
3. 山间公路修成环绕山坡的盘山公路，这样可以使汽车上山时 （ ）
A． 减少行驶路程 B． 缩短上山时间
C． 减小牵引力 D． 以上选项均不正确
■考点 2 轮轴和斜面
C
4. 一材拓题 教材 P115 图改编 如图所示的四种机械装置中，不能省力的装置是 （ ）
A． 图①：自行车的脚踏板
B． 图②：旗杆顶的定滑轮
C． 图③：水管上的水龙头
D． 图④：大门上的门把手
B
5. 如图所示，每个滑轮自重相等，不计绳重和轮、轴间摩擦，分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物 G1、G2 时， 甲、乙滑轮组绳端的拉力 F恰好相等。已知 G1=60 N、G2=36 N，则每个滑轮的重为 （ ）
A. 12 N B. 3 N C. 11 N D. 22 N
A
■易错点 承担物重的绳子段数计算错误
易错归纳
6. 某升降式晾衣架的结构如图所示，该晾衣架没有应用到的简单机械是 （ ）
A. 动滑轮
B. 定滑轮
C. 轮轴
D. 斜面
D
7. 搬运工人采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是 （ ）
A． 甲种方法搬运工人克服重力做功多
B． 乙种方法搬运工人更省力
C． 两种方法搬运工人做功一样多
D． 甲种方法比乙种方法搬运工人做功多
D
8. 科学思维 如图所示，物体 B 放在水平桌面上，物体 A 通过滑轮组拉着物体 B， 此时物体 B保持静止状态。 当用竖直向下 2 N 的力 F1 拉重为1 N 的物体 A 时，能使物体 B 以 0.6 m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F2 拉物体 B 时，能使物体 A 以 0.3 m/s 速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。 下列判断正确的是 （ ）
A． 物体 B 受到的摩擦力为 6 N
B． 拉力 F2 大小为 10 N
C． 拉力 F2 的功率为 1.2 W
D． 拉力 F1 的功率为 0.4 W
C
9． 如图所示，物重为 Ｇ 的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力 Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４ 的大小关系是 （ ）
Ａ. Ｆ２＜Ｆ３＝Ｆ４＜Ｆ１ Ｂ. Ｆ２＜Ｆ４＜Ｆ１＜Ｆ３
Ｃ. Ｆ４＝Ｆ２＜Ｆ１＜Ｆ３ Ｄ. Ｆ４＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ１
B
10. 模型建构 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。
轮轴
省力
11. 如图所示，建筑工人用滑轮组匀速提升重物，已知物重 270 N，动滑轮重 30 N，不计绳重及摩擦，则拉力大小为 ____ N，若重物匀速上升 1 m，则此过程中拉力做的功为 _____ J。
150
300
12. 利用如图所示的滑轮组，用 300 N 向下的拉力将重为 900 N 的物体匀速提升到高处（绳、滑轮的自重及摩擦不计），请画出滑轮组上绳的绕法。
如下图所示
13. 古代科技 明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置———辘轳，沿用至今。 图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。 提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 ______（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。 用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 ______ 点。
（2）设大轮与小轮的半径比为 3∶1，水桶受到的总重力为 90 N。 使周长为 3 m 的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 ____ J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在 C点最小的力应为 ____ N。（不计井绳的粗细和自重）
（3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 ______（选填“①”或“②”）。
省力
B
90
30
①(共25张PPT)
专项 杠杆的作图
杠杆的作图主要分为画力臂和力的示意图以及画最小力的示意图， 此类题型主要在填空题中考查，难度较小。 此类题的解题方法是确定支点、延长力的作用线、确定力的方向、画力臂、最小力的确定。 在作图中需要注意，力的起点应作用在物体上。
1. 画出图中 F1 和 F2 的力臂 l1 和 l2。
类型一 画力臂和力的示意图
如下图所示
2. 某剧组为拍摄节目需要，设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度， 轻质杠杆ABO 可绕 O 点转动，请在图中画出：杠杆所受拉力的力臂 l1。
如下图所示
3. 如图为吊车起吊货物的工作示意图，请在图中画出动力 F1、阻力 F2 和阻力臂 l2。
如下图所示
4. 工人沿台阶向上滚动圆柱形塑料桶如图所示。 他在 A 点施加力 F 使塑料桶绕 O 点向上滚动，请画出 F 的力臂。
如下图所示
5. 在图中画出使杠杆平衡的最小作用力以及它的力臂 l。
类型二 作最小力的示意图
如下图所示
6. 如图所示的曲棒 ABC 可绕 A 点的转轴转动，请画出使曲棒ABC 在图中位置保持平衡时所需的最小力及其力臂的示意图。
如下图所示
7. 如图，O 为轻质杠杆的支点，A 点挂一重物，杠杆在图示位置平衡，作出阻力臂 l2 和最小动力 F1 的示意图。
如下图所示
8. 列车上的一位乘务员需要把如图所示的手推车前轮推上一个小台阶，请画出她施加在把手 E 处的最小力 F 及其力臂 l。
如下图所示
专项 杠杆平衡条件的应用
杠杆在日常生活、古代科技及工程实践中有许多应用，解题时需要将具有复杂外形的机械模型抽象成杠杆的理想模型，其本质都是一根可以绕着固定点转动的硬棒，可以紧扣省力杠杆与费力杠杆的概念以及杠杆的平衡原理解题。
1. 小艾陪爷爷去公园锻炼，看到工人在用园艺剪刀修剪树枝，如图所示。 下列关于园艺剪刀正常修剪树枝时的说法正确的是 （ ）
A． 园艺剪刀是费力杠杆
B． 支点为大拇指与手柄的接触点
C． 剪的树枝越远离支点越省力
D． 将手往手柄末端移动更省力
类型一 杠杆在日常生活中的应用
D
2. 如图所示，推走独轮车之前，需先将其撑脚抬离地面，慢慢抬起的过程中，独轮车属于________ 杠杆。 若向上施加在车把手上的力始终与把手垂直， 则这个力的大小 ________（选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“始终不变”）。
省力
逐渐变小
3. 如图所示为应用于古代战场的一种军事武器抛石车，炮架上方横置一个可以转动的轴，固定在轴上的长杆称为“梢”，下列相关说法正确的是 （ ）
A． 抛石车抛石时相当于一个省力杠杆
B． 弹兜所装石块的质量越大，竖直向下拉炮索的力越小
C． 弹兜所装石块的质量一定时，竖直向下拉炮索用力最小
D． 拉动相同质量的石块时，炮轴离炮索越远
拉炮索的力越小
类型二 杠杆在古代科技中的应用
D
4. 如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆 AB 可以在竖直平面内绕固定点 O 转动， 已知 AO∶OB＝3∶2， 悬挂在 A 端的桶与沙土所受的重力为 100 N，悬挂在 B 端的配重所受的重力为 70 N。 当杠杆 AB 在水平位置平衡时（不计杆重和绳重），加在配重下面绳端的竖直向下的拉力 F 是 （ ）
A． 80 N B． 100 N
C． 150 N D． 220 N
类型三 杠杆在工程实践中的应用
A
5. 如图所示，利用起重机将另一较重的机器吊起。 以下说法正确的是 （ ）
A. 吊臂实质是省力杠杆
B. 吊臂抬得越高，阻力臂越大
C. 伸长吊臂可能造成起重机倾翻
D. 放长吊绳会使吊臂受到的支持力变大
C
重点实验突破 7 探究杠杆的平衡条件
一图构建实验命题点
小华探究杠杆平衡条件时， 所用的杠杆上相邻刻度线间的距离相等。
一题串练实验常考点
实验基础练
（1）实验前小华发现杠杆处于如图甲所示的状态，此时杠杆处于_______（选填“平衡”或“非平衡”） 状态； 要想使杠杆水平平衡，她______（填选项字母）。
A. 只能调右端平衡螺母
B. 只能调左端平衡螺母
C. 调左、右平衡螺母均可
（2）实验前使杠杆在水平位置平衡的主要目的是 ___________________。
C
便于测量力臂
平衡
（3）如图乙所示，杠杆水平平衡后，现在 A 点挂重为 2 N 的钩码，应在 B 点施加___________（填力的方向）、______ N 的力才能使杠杆重新水平平衡。
竖直向上
1.2
（4）小华同学完成某次操作后，实验现象如图丙所示，她记录的数据为动力 F1=1.5 N，动力臂 l1=0.1 m，阻力 F2=1 N，则阻力臂 l2=____ m。
（5）小华同学在完成规定实验后，她想进一步探究，如果杠杆受到 F2、F3 两个阻力，结果会怎样？ 通过实验，她得到了如图丁所示的结果。根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为 F1ll=___________。
（F1、F2、F3 的力臂分别用 l1、l2、l3 表示）
0.15
F2l2+F3l3
实验拓展练
（6）如图戊所示，在 D 点悬挂钩码，用弹簧测力计在 C 处斜向上拉， 仍使杠杆水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数 F1。 若在 C 处，改变弹簧测力计拉力的方向，使方向为竖直向上，也让杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数F2。 两次弹簧测力计的示数关系为 F1 ____ F2（选填“＞”“＜”或“=”），理由是 ___________________________________________________。
＞
弹簧测力计竖直向上拉比斜向上拉时动力臂大
（7）生活情境 跷跷板应用了杠杆原理，图己中欲使静止的跷跷板发生转动，可采取的做法是 _________________________________________________。
乙向远离支点的方向移动（答案不唯一）(共18张PPT)
第十二章 简单机械 阶段小测
1. 传统文化《天工开物·作咸》中记录了井盐的生产过程。 下图是古人从井中汲卤的示意图，其中 A 相当于现在的定滑轮，其作用是 （ ）
A. 省力 B. 省功
C. 省距离 D. 改变力的方向
阶段小测
一、选择题（每小题 2 分，共 12 分）
D
2. 如图所示，弹簧测力计读数为 18 N，动滑轮重为 2 N，不考虑绳重和摩擦。 则拉力 F 的大小和重物的重力 G 分别为 （ ）
A. 拉力 F 为 20 N，G 为 18 N
B. 拉力 F 为 16 N，G 为 34 N
C. 拉力 F 为 18 N，G 为 34 N
D. 拉力 F 为 18 N，G 为 36 N
阶段小测
C
阶段小测
3. 物理学与日常生活 如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便，它实际上就是一种简单机械，使用这种简单机械为了 （ ）
A. 提高效率
B. 省距离
C. 省功
D. 省力
D
4. 物理学与社会发展 随着生活水平的提高，人民越来越重视健康，实施全民健身计划是国家的重要发展战略。 如图是小强自己设计的用于锻炼臂力的拉力器结构示意图。 他每次用恒为 F 的拉力向下拉动拉杆，使重为 G 的配重块在 t 时间内加速升高了 h，然后放手让其自由落下。（不计拉杆和绳子的重力）以下说法正确的是 （ ）
A. 图中的滑轮是为了省力
B. 静止时，沿 b 方向的拉力比 a 方向拉力大
C. 每次拉动拉力器的过程对配重块做的功是 Gh
D. 每次拉动过程中拉力做功的功率为
C
阶段小测
5. 如图甲所示，用拉力 F 竖直向上匀速提升重720 N 的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。 动滑轮重 80 N，不计绳重和摩擦，则下列结果正确的是 （ ）
A. 绳子自由端移动的速度为 0.5 m/s
B. 拉力 F 为 800 N
C. 拉力 F 的功率为 360 W
D. 动滑轮的机械效率为 90%
阶段小测
D
6. 如图所示，在 50 N 的水平拉力 F 的作用下，重 600 N 的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的 ，绳子自由端向前移动的速度为 0.6 m/s。则下列说法正确的是 （ ）
A. 拉力 F 的功率为 3 W
B. 1 min 内物体移动的距离为 36 m
C. 1 min 内所做的有用功为 1 440 J
D. 该滑轮组的机械效率为 85%
阶段小测
C
阶段小测
二、填空题（每空 1 分，共 8 分）
7. 传统文化 谷风车是我国古代劳动人民智慧的结晶。 如图所示，当转动手动杆，风箱内的风叶向车斗送风，入料仓漏出的稻谷经过车斗而被筛选，饱粒将落入 ______（选填“A”或“B”）出料口，瘪粒落入另一个出料口，草屑被吹出出风口；风车的摇柄属于 ______（选填“滑轮”
“斜面”或“轮轴”）。 为了更省力，则需要 ______
（选填“增长”或“缩短”）手动杆半径。
A
轮轴
增长
阶段小测
8. 交警部门对道路两旁违停车辆进行拖移时工作原理图如图所示，当钢绳对违停车辆施加沿斜面向上的拉力 F=5×103 N 时，在 50 s内可将违停车辆沿斜面底端匀速拉至斜面顶端，违停车辆的重力为 1.5×104 N，斜面高为1 m，斜面长为 5 m。 不计违停车辆的车长，g取 10 N/kg，在违停车辆由斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中 ，斜面的机械效率为 _____。使用斜面可以______
（选填“省力”或“省功”）。
60%
省力
9. 小明同学利用如图甲所示装置将重 12 N 的空吊篮提升到高处，施加的拉力 F、吊篮上升的速度 v 随时间 t 变化关系分别如图乙、丙所示。 绳子 B 和 C 能承受的最大拉力分别为100 N 和 40 N，忽略绳重及摩擦。 则动滑轮的重力为 ______ N；第 2 s 内拉力 F 的功率为 ______ W；此装置提升重物的最大机械效率为 ______%。
阶段小测
8
40
75
阶段小测
三、作图题（3 分）
10. 根据图中人所站的位置， 画出使用滑轮组将重物提升最省力的绕绳方法。
如下图所示
四、实验探究题（每空 2 分，共 6 分）
11. 如图所示，这是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。 实验中测得的几组数据如表所示，请你分析：
阶段小测
阶段小测
（1）分析甲、乙两次实验的数据，可以得出结论：使用定滑轮 ______（选填“能”或“不能”）省距离，______（选填“能”或“不能”）改变力的方向。
（2）分析丙实验的数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 __________________。
阶段小测
不能
能
动滑轮自身受到重力
五、计算应用题（6 分）
12. 某起重机的滑轮组结构如图所示，其最大载重为 6 t。 起重机将 3 200 kg 的钢板匀速提升到 10 m 高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。 不计钢丝绳的重力和摩擦，g 取10 N/kg。 求：
（1）克服钢板重力做的功 W 有用；
（2）钢丝绳的拉力 F；
（3）滑轮组满载时的机械效率（结果保留一位小数）。
阶段小测
阶段小测
阶段小测
解：（1）提升钢板做的有用功：
W 有 用 =G 钢 板 h=m 钢 板 gh=3 200 kg×10 N/kg×10 m=3.2×105 J；
（2）由题图可知，n=4；根据 η= 可知 ，拉力做的总功 ：W 总= = =4×105 J,拉力移动距离为 s=nh=4×10 m=40 m
拉力大小：F= = =1×104 N；
阶段小测
（3）不计钢丝绳的重力和摩擦，额外功：W 额外=W 总-W 有用=4×105 J-3.2×105 J=8×104 J, 动滑轮重：G 动= = =8 000 N,
当载重最大时，质量为 6 t=6 000 kg，最大重力 G 最大 =m 最 大 g=60 000 N，不计钢丝绳的重力和摩擦 ，由 η = = = =可知，此时机械效率：η′= =60 000 N60 000 N+8 000 N ≈0.882=88.2%。(共36张PPT)
第 1 节 杠 杆
● 名师点拨/事半功倍
● 考点集训/夯实基础
● 综合检测/巩固排查
● 核心素养/中考新考法
1. 知道简单机械。 探究并了解杠杆的平衡条件。
2. 知道机械效率。 了解提高机械效率的意义和途径。
3. 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
课标链接·核心素养学段目标
1. 力臂是指点到线（“支点”到“力的作用线”）的距离，而不是点到点（“支点”到“力的作用点”）的距离；力臂不一定在杠杆上。
2. 探究杠杆的平衡条件实验中，使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂；把杠杆的中心作为支点，目的是排除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
1. 一材拓题 教材 P104 素材改编 关于杠杆的有关概念，下列说法正确的是 （ ）
A． 动力作用点到支点的距离为动力臂
B． 力臂一定在杠杆上
C． 杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置
D． 支点到动力作用线的距离为动力臂
■考点 1 杠 杆
D
2. 钓鱼时，钓鱼竿可看成一根杠杆，如图所示，其支点位于图中的 A 点，动力作用点在 ____ 点处，阻力作用点在 ____ 点处。
B
C
3. 如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态。如果钩码位置不变，两侧各去掉一个钩码，下列说法正确的是 （ ）
A． 左端下沉 B． 右端下沉
C． 仍然平衡 D． 无法判断
B
■考点 2 杠杆的平衡条件
4. 如图所示，杠杆始终在水平位置平衡，作用在杠杆 B 点的力在位置 1 时为 F1，在位置 2 时为 F2，则 F1 与 F2 的大小关系是 （ ）
A． F1＜F2 B． F1=F2
C． F1＞F2 D． 无法判断
C
5. 习题衍生 教材 P110，T2 改编 如图是自行车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称是 __________。 当图中手对车闸的作用力 F=10 N 时， 刹车拉线受到力的大小为_______ N。
杠杆
40
6. 习题衍生 教材 P110，T4 改编 用如图所示的指甲刀剪指甲时，以 O 为支点的杠杆 AOB 属于（ ）
A． 省力杠杆 B． 费力杠杆
C． 等臂杠杆 D． 无法确定
■考点 3 生活中的杠杆
A
7. 一材拓题 教材 P104 图片改编 如 图 所 示 的 工 具中，在使用时属于费力杠杆的是 （ ）
D
8. 一材拓题 教材 P109 科学世界改编 如图为《天工开物》中记载的桔槔，它的前端通过细杆系一木桶，后端捆绑质量适当的配重石块。 在桔槔上的“A”“B”和“O”三点中，点 ____ 为支点；提同样多的水，为了减小人向上提水的力，可适当 _____（选填“增大”或“减小”）配重石块的质量。
O
增大
9. 如图所示，重力为 G 的均匀木棒竖直悬挂于O 点，在其下端施加一始终垂直于木棒的拉力 F，让木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 逐渐减小
■易错点 不能正确判断动力臂和阻力臂的大小
易错归纳
B
10. 创新实践 如图，这款图钉来自一位初中生的创意，翘起部分为我们预留出施力空间， 图钉作为杠杆，其支点是 （ ）
A． A 点 B． B 点
C． C 点 D． O 点
C
11. 5 N 的动力 F1 和 50 N 的阻力 F2 作用在同一杠杆上，杠杆达到平衡，则动力臂 l1 与阻力臂 l2 之比为 （ ）
A． 1∶1 B． 10∶1
C． 1∶10 D． 无法比较
B
12. 传统文化 筷子，古称箸、梜，通常由竹、木等材料制作。 筷子是华夏饮食文化的标志之一。在正常使用筷子用餐时，筷子属于 （ ）
A． 费力杠杆，但省距离
B． 省力杠杆，且省距离
C． 省力杠杆，但费距离
D． 等臂杠杆，既不省力也不费力
A
13. 悬挂重物 G 的轻质杠杆， 在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在 A 点，最小的力为 FA； 若力施加在 B 点或 C 点，最小的力分别为 FB、FC，且 AB=BO=OC。 下列判断正确的是 （ ）
A. FA＞G B. FB=G
C. FC＜G D. FB＞FC
C
14. 如果把铁锨看作费力杠杆，在如图所示的A、B、C 三点中，支点是 _____ 点，动力作用点是 _____ 点，阻力作用点是 _____ 点。
C
B
A
15. 如图所示的杠杆（自重和摩擦不计），O 为支点，A 处挂一重为 100 N 的物体，为保证杠杆在水平方向平衡， 在中点B 处沿 ____（选填“F”“F1”或“F2”）方向施加一个最小的力为 ______ N。
F2
200
16. 物理学与日常生活 如图所示，是脚踩式垃圾桶的原理示意图，当打开桶盖时 ，竖杆 CE 对C 点的压力 F2 是 10 N，F1 的力臂 l1=2.5 cm，F2 的力臂 l2=1 cm，则打开桶盖时脚踩踏板的力是 _____ N。
4
17. 如图所示，用固定在墙上的三角支架 ABC放置空调室外机。如果 A 处螺钉松脱，则支架会绕 ______ 点倾翻。 已知 AB 长 40cm，AC长 30cm，室外机的重力为 300N，其重心正好处在 AB 中点处，则 A 处螺钉的水平拉力为 _____N（支架重力不计）。 为了安全，室外机的位置应尽量 ______（选填“靠近”或“远离”）墙壁。
C
200
靠近
18. 杠杆 OAB 可绕 O 点自由转动，为使杠杆在如图所示位置保持平衡，请画出施加于 B 点的最小动力 F（保留作图痕迹）。
如下图所示
19. 如图所示为生活中使用的“开瓶起子”，请在图中画出作用在“开瓶起子”上动力 F1 的力臂和阻力 F2 的示意图。
如下图所示
20. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）图甲中，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 ______ 侧调节。
（2）图乙中，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在 A 处下方再挂一个钩码，则 B 处所挂钩码须向右移动 ______ 格，可使杠杆在水平位置再次平衡。
右
1
（3）杠杆处于图甲所示位置时，小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验 ，小明认为这样操作会对实验产生以下影响：
①杠杆自身重力可能会对实验产生影响
②可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误
③无法得出杠杆平衡条件
你认为正确的是 ______（填选项字母）。
A． ①② B． ①③
C． ②③ D. ①②③
A
21. 传统文化 杠杆是一种古老又现代的机械，在古代和现代人们生活和生产中大量使用杠杆。
（1）如图甲所示，《天工开物》里记载的舂米机，把稻谷放在碗里，使石球上下运动，这种杠杆属于 ______ 杠杆， 人在 A 点踩下，B 端的重物上升，______ 能增加，松脚后，重物下落，______ 能转化为动能。 如图乙所示，生活中的钢丝钳与舂米机 ______（选填“是”或“不是”）同一类杠杆。
（2）如图丙所示是我国古代科技著作《天工开物》的《膏液》篇中记载的古代榨油时的情景，其中还提到“凡炒诸麻菜子，宜铸平底锅，投子仁于内，翻拌最勤。 ”利用锅铲不断翻炒油料，使油料均匀受热，锅铲是 ______（选填“省力”或“费力”）杠杆。
费力
重力势
重力势
重力势
费力
第 2 节 跨学科实践：制作简易杆秤
● 名师点拨/事半功倍
制作简易杆秤的跨学科实践涉及数学、物理等多个学科领域。 通过制作简易杆秤的项目实践，可以实际操作并体验杆秤的原理，从而深入理解杠杆的平衡原理在生活中的应用。 在实践活动中，需要收集和分析数据，从数学的角度提炼出杆秤平衡中的数学关系，进而构建数学模型，实现数学与物理的融合。
杆秤是我国最古老的称量工具，映射出我国古代劳动人民的聪明才智，物理课上，同学们开展“简易杆秤的制作”项目化学习活动。
【项目提出】查阅资料了解到杆秤是根据杠杆原理制作的，为了完成杆秤的制作，项目组利用细杆、细线、钩子和质量相等的钩码等器材，根据杠杆平衡条件衍生出杆秤原理并制作简易杆秤。
【项目分解】
1. 了解杆秤原理
2. 制作简易杆秤
【项目实施】
1. 了解杆秤原理
（1）如图甲所示是我国古老的质量称量工具———杆秤，其刻度是均匀的。 使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起提纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。 杆秤的工作原理是_______________________（用文字表述）。
动力×动力臂=阻力×阻力臂
2. 制作简易杆秤
（2）小明选用不计重力的细木杆当秤杆，细线做提纽，钩子做秤钩，钩码做秤砣制作杆秤（如图乙）。
①确定零刻度线的位置：秤钩上不挂物体，提起提纽，当图中秤杆右端下沉时，则应将秤砣向 ______ 移动，直到秤杆在水平位置平衡，此时秤砣悬线所在的位置标为“0”。
②确定杆秤的刻度：将质量为 1 kg 的重物挂在秤钩上，移动秤砣直到秤杆在水平位置平衡，秤砣悬线所在的位置标为“1”。
③若使用杆秤时发现秤砣有磨损，称量货物时杆秤显示的质量将比真实质量偏 ______。
左
大
【项目拓展】
（3）在图乙的基础上增加一个提纽（分别固定于 B、C 两点）如图丙所示，已知 AC=3AB，BD∶CD=10∶9。 利用提纽 1 时，D 处刻度值为 5 kg，则利用提纽 2 时，D 处对应的刻度值为 ____ kg（秤杆、秤钩和提纽的质量均忽略不计）。
1.5
【展示交流】
（4）小林同学用自制杆秤称一个实心球的质量，如图丁所示，当杆秤在水平位置平衡时，秤砣拉线正好压在 4 kg 的刻度线上。 根据秤砣拉线、提纽和秤钩所在秤杆的位置之间距离的关系，可以估测出秤砣的质量大约是 ________，若要增加该杆秤的测量范围，可以采用的方法是 _____________________________（写出一种即可）。
1 kg
将提纽向左移（合理即可）(共18张PPT)
阶段小测
1. 下面关于杠杆的说法，正确的是 （ ）
A． 硬的直棒就是杠杆
B． 费力杠杆的动力臂比阻力臂长
C． 等臂杠杆既不省力也不费力
D． 从支点到阻力作用点的连线叫阻力臂
一、选择题（每小题 2 分，共 12 分）
C
2. 如图所示的工具，在使用中属于费力杠杆的是（ ）
B
3. 如图甲所示，一均匀方条木杆 AB，在中点 O用一细绳悬挂，木杆保持平衡，如果将该木杆从 AO 段的中间锯断， 然后将锯下的一半叠放在此端，如图乙所示，则 （ ）
A． 仍保持平衡
B． 长端向下倾斜
C． 短端向下倾斜
D． 以上三种情况都有可能
D
4. 如图所示，在建筑工地上经常看见塔吊，塔吊的横梁可以看成一根杠杆，塔吊在 C 处安装了较重的配重物，其主要目的是 （ ）
A． 美观
B． 增大塔吊的阻力，确保塔吊不会翻倒
C． 减小塔吊所吊物体的重力
D． 增大塔吊的阻力臂
B
5. 如图所示是锅炉保险阀门的示意图，已知OA=10 cm，AB=14 cm，为保持锅炉内的水蒸气压强是最大值，在 B 处所挂物体重 25 N，则阀门 S 承受的最大压力是 （ ）
A． 35 N B． 30 N C． 20 N D． 60 N
D
6. 如图所示为一可绕 O 点转动的杠杆，在 A 端通过绳作用一竖直向下的拉力 F 使杠杆平衡，此时 AB 部分水平，保持重物静止不动，而使绳绕 A 点从如图所示的位置沿图中的虚线CD 转动，则 （ ）
A． 逆时针转，F 先变小后变大
B． 顺时针转，F 先变小后变大
C． 顺时针转，F 先变大后变小
D． 逆时针转，F 先变大后变小
B
二、填空题（每空 1 分，共 5 分）
7. 舞蹈《飞天》中的七名仙女要演绎出敦煌壁画中的飞天形象，她们的右腿是全身的支撑点，穿着固定在舞台上的“铁靴子”跳着轻盈的飞天舞蹈， 演员整个身体可以看成一个杠杆，是以 _______ 为支点，身体能保持飞天的姿态没有倾倒可以用 ______________ 解释。
右腿
杠杆的平衡条件
8. 把汤匙放在手指尖上，调节支撑汤匙的支点，可使其在手指尖上水平静止，如图所示，则汤匙柄端的重力 _______（选填“大于”“小于”或“等于”）另一端的重力。
小于
9. 如图，OA 为一轻质杠杆，长为 1 m，在其中点 B 处挂了一质量为 2 kg 的物体 ， 现用力 F1 将杠杆由图示位置向水平位置拉， 则 在此过程中 F1 的大小将 _____（选填“不变”“变大”或“变小”）；当杠杆在水平位置平衡时，在 A点至少加 _______ N 的力。（g 取 10 N/kg）
变大
10
三、作图题（3 分）
10. 如图所示是室外盆栽植物的支撑架，O 为支点，请画出力 F 的力臂 l。
如下图所示
四、实验探究题（8 分）
11. 学完杠杆的知识后，小明设计了一种测量物体质量的工具，如图甲所示，其中 AB 是一根轻质木杆，AO=OB，O 处为提纽。
（1）当把物体放在左盘中，为了使木杆在水平位置平衡，他应在右盘中放入质量与左盘物体质量 ______ 的砝码。 在测量中发现，为了测出不同物体的质量，他应该准备不同质量的砝码，很不方便。
（2）他想到以前使用的托盘天平，托盘天平的两臂长度相等，天平平衡后，被测物体的质量等于砝码的质量。实际上使用天平经常同时用到砝码和游码，此时被测物体的质量 _______（选填“大于”“等于”或“小于”）砝码的质量。
相等
大于
（3）他想是否可以不用右盘而直接用一个质量较大的铁块来做游码，于是对上述的设计进行了改进。 他更换了一根更长的轻质木杆，并将右盘换成了一个可移动的铁块。 如图乙所示，当左盘中放入 1 kg 物体时，铁块正好在 C 处使木杆在水平位置平衡。 若增加左盘中物体的质量，铁块应向 ______ 端移动，使木杆在水平位置平衡。 用这样的方法，就可以标出木杆上不同的位置所对应左盘中不同物体的质量，从而解决（1）中的问题。
右
（4）但小明又发现，当左盘中物体质量较大时，无论怎么移动铁块也无法实现木杆在水平位置平衡， 请你在不增加木杆长度的情况下，帮助小明实现木杆在水平位置平衡。 你的方法是 ________________________________________________。（写出一种方法即可）
将左盘向提纽方向移动适当距离（答案不唯一）
五、计算应用题（7 分）
12. 如图所示，质量为 6 kg，边长为 10 cm 的正方体物块 A 置于水平地面上， 通过细绳系于轻质杠杆 BOC 的 B 端，杠杆可绕 O 点转动，且BO=10 cm，OC=30 cm，在 C 端用 F=10 N 的力竖直向下拉杠杆， 使杠杆在水平位置平衡，且细绳被拉直（物体 A 未离地）。（细绳重力不计，g 取 10 N/kg）求：
（1）B 端细绳的拉力 F 拉；
（2）当要将 A 拉离地面时，作用在 C 端的力F′至少为多大。
解 ：（1）由杠杆的平衡条件可得，F 拉 × OB＝F ×OC，则 F 拉 ＝F × ＝10 N× =30 N；
（2）当将要把 A 拉离地面时，由二力平衡的条件可得，B 端细绳的拉力 F 拉′=G=mg=6 kg×10 N/kg=60 N， 由杠杆的平衡条件可得，F 拉′×OB=F′×OC，则 F′=F 拉′× =60 N× =20 N。(共24张PPT)
124 机械效率
第 2 课时 滑轮组的机械效率
● 名师点拨/事半功倍
● 考点集训/夯实基础
● 综合检测/巩固排查
● 核心素养/中考新考法
1. 同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越高；提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越低，但越省力。
2. 滑轮组机械效率的计算：滑轮组提升重物时，有 η= ，因为 W 有用=Gh，W 总=Fs，所以有η= ，又因为 s=nh，所以有 η= ；如果不计摩擦和绳重，则有 F= ，则 η= 。
1. 一材拓题 教材 P119 实验改编 如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，若物体重 6 N。
（1）实验时沿 ________ 方向拉绳子自由端最省力，且
应________ 拉动弹簧测力计。 若物体上升高度为 10 cm，
此时弹簧测力计的示数如图中所示，则滑轮组的机械效率
是 _______（百分号前保留一位小数）。
（2）若仅增加物体的质量，该滑轮组的机械效率将 _______（选填“增大”“减小”或“不变”，不计摩擦）。
■考点 1 测量滑轮组的机械效率
竖直向上
匀速
83.3%
增大
2. 一材拓题 教材 P120 素材衍生 通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是 （ ）
A． 增加动滑轮，减小拉力
B． 改用质量小的动滑轮
C． 减少提升高度，减少做功
D． 减少提升重物重力
B
3. 习题衍生 教材 P123，T7 改编 工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为 800 N 的物体缓慢匀速竖直提升 3 m，人对绳端的拉力 F 为 500 N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则动滑轮的重力为 ______ N；滑轮组的机械效率为 ______。
■考点 2 滑轮组机械效率的计算
200
80%
4. 如图所示，在 50 N 的水平拉力 F 作用下，重800 N 的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为 120 N。 则滑轮组的机械效率为 ______， 若绳子自由端向前移动的速度为 0.6 m/s，则物体在 1 min 内移动的距离为 ______ m。
80%
12
5. 如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为 G 的物体，若拉力的大小为 F，物体和地面之间的摩擦力大小为 f，A 点的拉力为 FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是 （ ）
C
■易错点 找错有用功
易错归纳
6. 下列做法不能够改变滑轮组机械效率的是（ ）
A． 改变提升重物的速度
B． 用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮
C． 提升更重的物体
D． 给定滑轮加润滑油
A
7. 小聪测量了如图所示的滑轮组的机械效率，他先后进行了两次实验，将钩码分别匀速竖直提升 ｈ１ 和 ｈ２ 的高度（ｈ１＞ｈ２）。 对两次实验中一些物理量进行比较，正确的是（其中 ｓ 为绳子自由端通过的距离，Ｈ 为动滑轮上升的高度，不计绳重和摩擦）（ ）
Ａ． ｓ１＝ｓ２ Ｂ． Ｈ１＝Ｈ２
Ｃ． η１＝η２ Ｄ． Ｗ有用 １＝Ｗ有用 ２
C
8. 如图所示，用滑轮组把重为 200 N 的货物提到 9 m 高的楼上，所用拉力为 80 N，则总功和滑轮组的机械效率分别是 （ ）
A． 1 400 J 80% B． 1 800 J 80%
C． 1 800 J 83.3% D． 2 160 J 83.3%
D
9. 甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮质量都相同，用它们分别将重物 G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （ ）
A． 若 G1=G2，拉力做的额外功相同
B． 若 G1=G2，拉力做的总功相同
C． 若 G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
D． 用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同
的重物，机械效率不变
C
10. 建筑工人用如图所示的滑轮组，在 4 s 内将重为 1 500 N 的物体沿水平方向匀速移动2 m 的过程中，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 （ ）
A. 绳子自由端沿水平方向移动了 6 m
B. 物体受到的拉力为 750 N
C. 拉力 F 的功率为 750 W
D. 滑轮组的机械效率为 80%
D
11. 控制变量法 在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们提出了下列猜想：
①滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关；
②滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关；
③滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；
④滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。
小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验验证的是猜想 （ ）
A． ① B． ② C． ③ D． ④
B
12. 如图所示，在测量滑轮组的机械效率的实验装置中，动滑轮重 0.6 N，物重 2.4 N，不计绳重和各处摩擦，当物体匀速提升时，绳的自由端在竖直方向上的拉力 F 为 ______ N，此过程滑轮组的机械效率为 _________。
1
80%
13. 用如图所示的滑轮组将重85 Ｎ 的物体匀速提升 2 ｍ，拉力 Ｆ 为 50 Ｎ。 此过程中有用功为＿＿＿＿ Ｊ，总功为 ＿＿＿＿Ｊ，滑轮组机械效率为 ＿＿＿＿＿＿，根据已知条件，以下四个物理量 ：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的有＿＿＿＿＿ 和 ＿＿＿＿＿（选填序号）。
170
300
56.7%
①
③
14. 小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度，如图所示。 他两次提升钩码所用的拉力分别为 F 甲和 F 乙，则 F 甲 _____ F 乙；所做的有用功分别为 W 甲和 W 乙，机械效率分别为 η 甲和 η 乙，则 W 甲 ____ W 乙，η 甲 ____ η 乙。（均选填“＞”“=”或“＜”）
＜
＜
＜
15. 如图所示，手用 F1 的力直接将物体 B 匀速提升 h，F1 做功 300 J；若借助滑轮组把 B 匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是 30%，则F2 做功为 _______ J。
1 000
16. 小明同学用如图甲所示的滑轮组提土，他用10 s 的时间把重为 150 N 的土从井中匀速提升 2 m，拉力做的功 W 随时间 t 的变化图像如图乙所示。 则拉力的功率为 ______ W，该滑轮组的机械效率为 _____；拉力的大小为_____ N。
40
75%
100
17. 某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力 F 为 400 N，并能用 10 s的时间将 96 kg 的重物匀速提升 2 m，求：
（1）拉力 F 的功率 P；
（2）此时滑轮组的机械效率 η。
（不计绳重和摩擦，g 取 10 N/kg）
解：（1）由题图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2 m=6 m，拉力 F 做的功：W 总=Fs=400 N×6 m=2 400 J；拉力 F 做功的功率：
P= = =240 W；
（2）重物的重力：G=mg=96 kg×10 N/kg=960 N，
有用功：W 有用=Gh=960 N×2 m=1 920 J；
滑轮组的机械效率：η= = =0.8=80%。
18. 开放性试题 小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验。 如图所示，用同一滑轮组缓慢提升不同数量的钩码，记录数据如下表所示。
（1）观察图中测力计的示数，表格中编号①处的数值是_____，
②处的数值是 _______（百分号前保留整数）。
（2）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法。 汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。 请你指出以下三种提高效率的方法中，方法 ____是与本实验同理的。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好润滑。
2.3
87%
一
（3）小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率。 小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了。 你认为 _______ 的看法是正确的，并说明理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
小明
根据 η= = = = 可知，滑轮组的机械效率与物体提升高度无关(共20张PPT)
12.4 机械效率
第 1 课时 有用功和额外功、机械效率
● 名师点拨/事半功倍
● 考点集训/夯实基础
● 综合检测/巩固排查
● 核心素养/中考新考法
1. 有用功是必须要做的对工作目的有用的功，用 W 有用表示；额外功是对工作目的没有用但又不得不做的功，用 W 额外表示；总功是有用功与额外功之和是总共做的功，用 W 总表示。
2. 机械效率 η= ；机械效率的高低反映了使用机械时有用功在总功中所占的比例大小，比例越大，机械效率越高，机械的性能越好，经济效益越高。
3. 使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1。 机械效率通常用百分数表示。
1. 一材拓题 教材 P117 演示改编 用绳子将钩码提升至一定的高度，如图所示，此过程所做的有用功是 （ ）
A． 升高钩码所做的功
B． 克服摩擦力所做的功
C． 提高绳子所做的功
D． 克服动滑轮重力所做的功
■考点 1 有用功和额外功
A
2. 如图所示，用竖直向上的力匀速拉动杠杆，使重为 18 N的物体缓慢升高 0.1 m，拉力大小 F=8 N，拉力移动的距离为 0.25 m。 所做的有用功为 ______ J，额外功为 _______ J，总功为 _______ J。
1.8
0.2
2
3. 在日常应用简单机械时，下列说法错误的是（ ）
A． 总功一定大于有用功
B． 有用功一定大于额外功
C． 机械效率一定小于 1
D． 机械效率是有用功在总功里所占的百分比
■考点 2 机械效率
B
4. 习题衍生 教材 P121，T5 改编 如图所示，小明用动滑轮把 90 N 的重物匀速提升2 m，所用的拉力是 60 N，则小明做的有用功是 ______ J，动滑轮的机械效率是 ______。
180
75%
5. 如图所示，用一个重为 18 N 的动滑轮来提升物体，在实际工作中匀速竖直向上的拉力为 30 N，则动滑轮的机械效率 （ ）
A． 一定等于 30%
B． 一定等于 70%
C． 一定小于 70%
D． 可能大于 70%
C
■易错点 忽略绳重和摩擦
易错归纳
6． 关于机械效率，下列说法正确的是 （ ）
A． 功率越大的机械，机械效率越高
B． 机械效率越高的机械越省力
C． 机械效率越低的机械，做的功就越少
D． 由于有用功总小于总功，机械效率总小于 1
D
7. 如图所示,斜面长 3 m,高 0.6 m,建筑工人用绳子在 6 s 内将重 500 N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是 150 N(忽略绳子的重力) 则下列说法正确的是（ ）
A. 斜面上的摩擦力是 50 N
B. 拉力的功率是 50 W
C. 拉力所做的功是 300 J
D. 斜面的机械效率是 80%
A
8. 利用如图所示装置将重为 100 N 的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。 已知斜面的长是5 m，高是 2 m，拉力为 F=50 N，则该装置的机械效率为 （ ）
A． 40% B． 50% C． 80% D． 100%
A
9. 如图所示，当水平拉力 F=50 N 时，恰好可以使物体 A 沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为 200 N，所受地面的摩擦力约为 80 N，假如在 5 s 时间内，物体水平移动了0.6 m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（ ）
A. 拉力 F 做功为 30 J
B. 物体重力做功为 120 J
C. 拉力 F 做功的功率为 12 W
D. 该装置的机械效率约为 60%
C
10. 如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 ________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；若动力臂是阻力臂的 3 倍，物体和车总重 G 为1 200 N，抬起车把的力 F=500 N，则此杠杆的机械效率为 ______。
80%
省力
11. 如图所示为建筑工地上常用的铲车，铲车的机械手臂是利用杠杆原理工作的。 机械手臂是用液压顶将手臂、铲斗向上举起的，若液压顶杆的功率为 80 kW，用 20 s 时间将铲车内10 吨的货物向上匀速举高 4 m，则这段时间内顶杆所做的功为 _______ J，机械手臂的机械效率为 _______。（g 取 10 N/kg）
1.6×106
25%
12. 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 3 m长的斜面，把 120 kg 的重物提高 1 m。（g 取10 N/kg）求：
（1）假设斜面很光滑，则需要施加的推力 F；
（2）若实际用力为 500 N，斜面的机械效率 η；
（3）重物受到的摩擦力 f。
解：（1）斜面很光滑，人做的有用功等于用斜面所做的总功：W 有用=Gh=mgh=120 kg × 10 N/kg×1 m=1 200 J；
W 总=Fs=W 有用=1 200 J ，解得 ： F = = =400 N；
（2）有摩擦力时人所做的总功：
W 总′=F′s=500 N×3 m=1 500 J；斜面的机械效率：η= = =0.8=80%；
（3）W 额外=W 总′-W 有用=1 500 J-1 200 J=300 J，由 W 额外=fs 可得f= = =100 N。
13. 设计实验 小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体 A，他猜想动滑轮拉动的物体越轻，机械效率越高，请设计实验检验其猜想，并填写实验报告。
（1）实验目的：__________________________________________________。
（2）实验器材：小明准备了钩码，除了如图所示的器材，你还需要的测量工具有 __________。
探究动滑轮拉动物体时机械效率与物体轻重的关系
弹簧测力计
（3）实验步骤：
①用测力计直接拉着物体 A 沿水平方向做匀速直线运动，物体 A 处于平衡状态， 由二力平衡条件可知，滑动摩擦力 f 等于拉力 F1；
②如题图所示，用动滑轮匀速拉动物体 A 做匀速直线运动，记下测力计的示数 F2；
③在物体 A 上方放不同数量的钩码，分别重复上面的步骤①②，比较机械效率大小得出结论。(共20张PPT)
第十二章 简单机械 章末提升
五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
简单
机械
杠杆
定义：在力的作用下绕着①________ 转动的硬棒
杠杆平衡条件：②________×③________=④________×⑤________，
用字母表示为⑥________________
脑图体系构建
省力杠杆：l1⑦_____l2，F1⑧_____F2，省力，但费距离
杠杆分类
等臂杠杆：l1⑨_____l2，F1⑩____F2，不省力，不费力
费力杠杆：l1 _____l2，F1 _____F2，费力，但省距离
固定点
动力
动力臂
阻力
阻力臂
F1l1=F2l2
>
<
=
=
<
>
简单
机械
滑轮
定滑轮
轮轴：由 ______ 和 ______ 组成
轮轴和斜面
斜面：属于省力机械，费距离
跨学科实践：制作简易杆秤
实质： ______ 杠杆
特点：不能 ______，但能 ____________
动滑轮
实质：动力臂是阻力臂 ______ 倍的杠杆
特点：能 ______，但不能 ____________
滑轮组
特点：既能 ______，又能 ____________
使用滑轮组时，若不计机械自重和摩擦，有几段绳子承担物重，绳子自由端的力就是物重的 __________，绳子自由端移动的距离就是物体移动距离的 ______
等臂
省力
改变力的方向
两
省力
改变力的方向
省力
改变力的方向
几分之一
几倍
轮
轴
简单
机械
机械效率
定义： ______ 与 ______ 之比
公式：η=
影响因素：机械自重、机械部件间的摩擦、物体的重力等
提高机械效率的方法：减轻机械自重、减少摩擦等
有用功
总功
教材图片全解
教材图片 图片解读
（人教八下 P108） 命题考点：杠杆的分类
赛艇的桨可看成一个杠杆， 如图所示， 赛艇的桨属于①______杠杆。
费力
（人教八下 P110） 命题考点：杠杆的分类
如图所示，搬运砖头的独轮车是一个②_____ 杠杆， 使 用它可以③______。
续表
省力
省力
（人教八下 P110） 命题考点：杠杆的分类
如图所示的杠杆中 ，钢丝钳属于④_____杠杆，车闸属于⑤_______杠杆，指甲刀有⑥_______ 个杠杆，
其中⑦_______ 个费力，⑧_______个省力。
续表
省力
省力
3
2
1
（人教八下 P115） 命题考点：轮轴
如图能够连续转动的杠杆还叫轮轴，轮半径大于轴半径，动力作用在⑨______（选填“轮”或“轴”）上时
省力。
续表
轮
一、 杠 杆
1. 跨学科 数学 如图为小柯在科技节中制作的“杠杆力臂演示仪”（杠杆自身质量和摩擦忽略不计， 固定装置未画出）。 O 为支点，OA=OD=3OB=0.6 m，CD=0.2 m。 在做背景的白纸上作有以 O 为圆心半径为 0.2 m 的圆。 在 A点挂 5 N 的重物 G，使杠杆水平平衡，按图示方向分别施加 FB、FC、FD 三个力，则下列说法正确的是 （ ）
C
考点整合应用
A. FC 的力臂长为 0.4 m
B. 三个力大小 FD＞FC＞FB
C. 作用在 C 点的力 FC 为 15 N
D. 力作用在 D 点时杠杆为等臂杠杆
2. 某兴趣小组制作了如图所示的能测一根头发丝质量的“小天平”，取一根细长的饮料吸管，在其靠左端朝上剪一个小缺口，靠右端朝上剪出多个小缺口，然后在距左端一定距离处穿过一缝衣针， 并在左端插入一个小螺丝钉，将吸管放在支架上。 仔细调节螺丝钉的位置，使吸管在支架上保持水平平衡，测量时在左端缺口处挂一段质量已知的细铜丝，右端缺口处放上一根头发丝。 关于测量原理和方法，说法正确的是 （ ）
C
A. 小螺丝钉的作用相当于天平上的游码
B. 吸管的质量必须很小且可忽略不计
C. 为了测出头发丝的质量，还需要用到刻度尺
D. 当头发丝放在 3 号缺口处时发现吸管右端较高，应将头发丝调到 1 或 2 号缺口处
二、滑轮、滑轮组
3. 在美丽乡村建设的工地上，如图所示，工人借助动滑轮用 250 N 的拉力，将 450 N 的重物匀速提升 2 m，用时 10 s，则 （ ）
A. 物体匀速上升时动能增大
B. 图中的滑轮不能改变拉力的方向
C. 重物上升的速度为 0.4 m/s
D. 动滑轮的机械效率为 80%
B
4. 北京冬奥会的场馆建设中采用了如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，用 200 N 的拉力刚好可以拉动一重为 300 N 的物体 A 匀速上升，使物体 A 在 5 s 内上升了 2 m，不计绳重与摩擦，则下列正确的是 （ ）
A. 绳子自由端的移动速度是 0.8 m/s
B. 滑轮组的机械效率是 66.7%
C. 动滑轮重为 50 N
D. 增加物体 A 的质量则滑轮组的机械效率不变
A
三、斜面及其机械效率
5. 如图甲所示，工人用推力 F 将重为 1 000 N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长 3 m、高 1.5 m，F 始终与箱子运动方向相同，箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力 F 随时间变化关系如图丙所示。 下列分析正确的是 （ ）
D
A. 0～10 s 内，箱子做加速运动
B. 0～10 s 内，箱子所受摩擦力为 600 N
C. 10 s～20 s 内，推力 F 的功率为 160 W
D. 10 s～20 s 内，箱子所受摩擦力为 200 N
综合实践与创新探究
6. 如图所示，体重都为 400 N 的小文和小志要把重 100 N 的沙子运到三楼。 方案一为小文的办法。学习了滑轮的知识后，小志利用滑轮设计了一个升降装置（方案二），若不计摩擦，请结合题中信息回答下列问题：
（1）方案一中有用功和总功各是多少？
（2）方案二中动滑轮的机械效率是多少？（百分号前保留一位小数）
（3）请你也设计一个升降装置，并说一说你设计的升降装置和方案二比有什么优点？要求：把你设计的装置图画在虚线框内。
解：（1）方案一，运沙子时做的有用功：
W 有用=G 沙 h=100 N×2×3 m=600 J；克服人的体重和桶的自重做的功为额外功：
W 额外=（G 桶+G 人）h=（20 N+400 N）×2×3 m=2 520 J；
总功：W 总 =W 额 外 +W 有 用 =2 520 J+600 J=3 120 J；
（2）方案二中，运沙子时的有用功不变，克服动滑轮重和桶的自重做的功为额外功：
W 额外′=（G 桶+G 动）h=（20 N+10 N）×2×3 m=180 J；
所做的总功：W 总′=W 额外′+W 有用=180 J+600 J=780 J；
则方案二中动滑轮的机械效率：η= = ≈0.769=76.9%；
（3）可利用定滑轮和小桶将沙子提上去，和方案二比不用克服动滑轮的自重做额外功，机械效率高，还可改变力的方向，如下图所示。（合理即可）(共17张PPT)
12.3 滑 轮
第 1 课时 滑 轮
● 名师点拨/事半功倍
● 考点集训/夯实基础
● 综合检测/巩固排查
● 核心素养/中考新考法
1. 定滑轮实质是一个等臂杠杆。 定滑轮的支点在滑轮的轴上，两个力臂 l1=l2 （力臂就是滑轮的半径），根据杠杆原理可知 F1=F2。
2. 动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。 支点在滑轮的边缘上，阻力加在滑轮的轴上，动力臂就是滑轮的直径 l1，阻力臂就是滑轮的半径 l2。 根据杠杆原理可知，动滑轮能省一半的力，但是要费一倍的距离。
1. 一材拓题 教材 P113 图改编 如图所示， 工人在提升重物时，要在转弯处安装一组导向轮，这组导向轮属于 ________。
■考点 1 定 滑 轮
定滑轮
2. 一材拓题 教材 P113 素材改编 学校旗杆顶装有定滑轮，这样做 （ ）
A． 既省力，又能改变施力的方向
B． 省力，但不能改变施力的方向
C． 不省力，但能改变施力的方向
D． 既不省力，又不能改变施力的方向
C
3. 如图所示是建筑工地上工人使用动滑轮来提升建筑材料的装置，其目的是 （ ）
A． 减小拉力的大小
B． 改变拉力的方向
C． 减小物体移动的距离
D． 以上说法都不对
■考点 2 动 滑 轮
A
4. 习题衍生 教材 P116，T1 改编 如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为 1 N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为 （ ）
A. 1 N B. 1.5 N
C. 2 N D. 0.5 N
D
5. 如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力 F1、F2、F3 匀速拉起钩码。 忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法正确的是 （ ）
A． F1 较大
B． F3 较大
C． F1、F2、F3 的大小不能确定
D． 将钩码提升相同的高度，力 F1、F2、F3 所做的功相等
D
■易错点 不理解定滑轮的实质
易错归纳
6. 两个物体 A 和 B，质量分别为 M 和 m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A 静止于水平地面上，如图所示，不计摩擦力，物体 A 对绳的拉力的大小与地面对物体 A 的支持力的大小分别是（ ）
A．（M-m）g，Mg
B． mg，Mg
C． mg，（M-m）g
D．（M-m）g，（M+m）g
C
7. 用滑轮按如图所示的三种不同方式拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，忽略绳与滑轮的重力及绳与滑轮间的摩擦，则（ ）
A． F1＞F2＞F3 B． F2＞F3＞F1
C． F2＜F1＜F3 D． F3＜F1＜F2
C
8. 如图所示，拉力 F 的功率为 3.6 W，物体A 以 0.1 m/s 的速度沿水平地面向右匀速运动，A 与地面间的摩擦力是 A 重力的 0.3 倍，不计滑轮重、绳重和摩擦，则下列分析错误的是 （ ）
A． 1 s 内重力做功 3.6 J
B． A 的重力为120 N
C． 拉力 F=18 N
D． 摩擦力为 36 N
A
9． 某工人用如图所示的装置，将重150 N 的木块在 10 s 内竖直向上匀速提升 4 m，此装置是 _______（选填“定”或“动”）滑轮，该工人拉力的功率为 ______ W（滑轮和绳的重力、摩擦均不计）。
动
60
10. 小可在 A 端用如图所示的动滑轮匀速提起 200 N 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；若不计绳重及摩擦，实际测量 A 端的拉力为 110 N，则滑轮重为 ________ N。
100
20
11. 如图所示，弹簧测力计的示数是 10 N，物体A 的重力为 50 N。 在力 F 的作用下，物体 A匀速移动了 4 m，所用的时间是 10 s。（不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦）求：
（1）物体 A 受到的摩擦力 f ？
（2）拉力 F 的大小？
（3）拉力在 10 s 内做了多少功？
（4）拉力的功率是多少？
解：（1）（2）由题知，物体做匀速运动，则拉力 F 大小等于弹簧测力计的读数，即 F=10 N；如题图所示，使用的是动滑轮，物体 A 受到的摩擦力 f=2F=2×10 N=20 N；
（3）拉力移动的距离：s=2×4 m=8 m，拉力做功：W=Fs=10 N×8 m=80 J；
（4）拉力的功率：P= = =8 W。
12. 科学探究 小永猜想“使用动滑轮提升重物时，如果提升的物体重力比动滑轮的重力小，这时动滑轮就是费力的”。 现有下列物品及器材，重物 M 的重力 5 N＜G＜9 N，动滑轮共有 3 个，如图所示。 请你设计实验，检验小永的猜想是否正确。
（1）为了完成该实验，还需要补充的实验器材有 _______________。
（2）实验步骤：
①根据实验的需要，完成实验装置的组装；
②将重物M挂在 B 动滑轮下，__________________________________________________；
③______________________________，重复步骤②记下示数 F2；
（3）若 __________________，则小永的猜想正确。
弹簧测力计
用弹簧测力计匀速竖直向上拉，读出弹簧测力计的示数 F1
将物体 Ｍ 挂在 Ｃ 动滑轮下
Ｇ＜Ｆ１，Ｇ＜Ｆ2

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