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(共23张PPT)
第11章 简单机械和功
教材图片 考查内容
命题点 杠杆
(1)如图11 3，O为杠杆的支点，动力为________，阻力为________，当杠杆平衡时，有___________。
(2)如图11 11为生活中常见的杠杆，在使用时，(a)跷跷板为________杠杆，(b)独轮车为________杠杆，(c)筷子为________杠杆。
F1
F2
F1l1＝F2l2
等臂
省力
费力
4
教材图片 考查内容
命题点 滑轮
如图甲所示，用该起重机提升重物时，不考虑滑轮重和摩擦，物重是起重机拉力的________倍。如图乙，用绳和木棍组成了一个________，作用是________。
滑轮组
省力
C
1.如图所示的几种杠杆类工具，在使用时属于省力杠杆的是
( )
C
2.下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是( )
A．机械效率越高，机械做功一定越快
B．越省力的机械，其机械效率一定越高
C．做功越慢的机械，功率一定越小
D．功率不同的机器，做的功一定不相等
C
3.一支步枪枪筒长60 cm，火药燃烧产生的高压气体对子弹的平均推力是600 N。质量为20 g的子弹在推力作用下离开枪口，在空中飞行1 200 m后落在地上。不计空气阻力，则高压气体对子弹所做的功是 ( )
A．0.18 J B．120 J
C．360 J D．720 000 J
D
4.如图所示，我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是 ( )
A．“标”“本”表示力，“权”“重”表示力臂
B．图中的B点为杠杆的支点
C．“权”小于“重”时，A端一定上扬
D．增大“重”时，应把“权”向A端移
动
5.（2024·陕西）工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为________滑轮。已知滑轮重80 N，货篮重120 N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为________N。若绳子能承受的最大拉力为520 N，每根钢条重100 N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为________。
100
80%
4
6.（2024·四川眉山改编）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F，将重6 N的物体匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%，则拉力做功为________J，物体受到的摩擦力为________N。
1
7. 小明用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件，其中杠杆的刻度均匀，每小格为5 cm，每个钩码的重力均为0.5 N。
左
(1)如图甲所示，安装好杠杆，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明一开始杠杆的________（选填“左”或“右”）端翘起。杠杆水平平衡后，在实验过程中________（选填“能”或“不能”）再次调节两侧的平衡螺母。
不能
力臂
(2)如图乙所示，小明在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了3次实验，杠杆水平平衡时记录的数据如表。实验中使杠杆水平平衡是为了便于测量________。分析表格中的实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是______________（用表格中的物理量符号表示）。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.0 0.20 2.0 0.10
2 2.0 0.15 2.0 0.15
3 3.0 0.20 6.0 0.10
F1l1＝F2l2
3
(3)如图丙所示，在杠杆的左端A点处挂4个钩码，而在杠杆的右端B点处用弹簧测力计竖直往下拉，使杠杆在水平位置平衡，这时测力计的读数F＝________N；当弹簧测力计由图丙中位置逐渐旋转至虚线位置时，杠杆始终处于水平位置平衡，弹簧测力计的示数将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
变大
8.小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中，组装好如图所示实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 1 10 0.5 30
2 2 10 0.8 30 83%
3 1 10 0.5 40 50%
匀速
(1)实验时，小明在实验操作中竖直向上________拉动弹簧测力计，用滑轮组做了三次实验，实验数据记录如表。
次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 1 10 0.5 30
2 2 10 0.8 30 83%
3 1 10 0.5 40 50%
甲
(2)根据表中数据可以判断出第1次实验所选择的是________（选填“甲”或“乙”）滑轮组。
(3)第1次实验该滑轮组的机械效率为________（结果精确到0.1%）。
次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 1 10 0.5 30
2 2 10 0.8 30 83%
3 1 10 0.5 40 50%
66.7%
大
(4)分析1、2次实验的数据可知，使用相同滑轮组提升重物时，重物重力越________（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高。
次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 1 10 0.5 30
2 2 10 0.8 30 83%
3 1 10 0.5 40 50%
D
(5)机械效率是反映机械性能好坏的重要标志。结合生产、生活实际，分析实验数据可知，下列不能提高机械效率的措施是________。
A.增加所提物重 B．减轻机械自重
C.给机械加润滑油 D．增加重物上升高度
次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 1 10 0.5 30
2 2 10 0.8 30 83%
3 1 10 0.5 40 50%
偏大
(6)实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数，这样测出的机械效率与钩码匀速运动时相比会________（选填“偏大”“偏小”或“不变”），因为他没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响。
次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 1 10 0.5 30
2 2 10 0.8 30 83%
3 1 10 0.5 40 50%
摩擦力
9.西安东站是西安市规划的特大型枢纽站，站房面积39.40万平方米。位于灞桥区，绕城高速东南、浐河以东、纺织城火车站以南2公里，也是我国中西部地区最大的铁路枢纽站之一，西安四主一辅铁路枢纽的重要主车站。如图是西安东站建筑期间某工地使用的起重机滑轮组的示意图，某次滑轮组在10 s内将质量为800 kg的建筑材料，匀速提升了10 m，提升重物过程中拉力的功率是1×104 W。g取10 N/kg，忽略绳重以及摩擦力。求：
改变力的方向
(1)图2滑轮组中的a滑轮的作用是________________（选填“省力”或“改变力的方向”）。
(2)提升重物过程中拉力是多少？
(3)拉力提升的速度是多少？滑轮组的机械效率是多少？(共34张PPT)
杠杆
定　义：物理学中，将在力的作用下可绕一________转动的________棒。
五要素：①支点：杠杆绕着转动的点(O)；②动力：使杠杆________　的力(F1)；③阻力：________杠杆转动的力(F2)；④动力臂：从支点到______________的距离(l1)；⑤阻力臂：从支点到________________　的距离(l2)。
注　意：①力臂是支点到力的作用线的距离，不能理解为支点到力的作用点的距离；②有的力臂在杠杆上，有的力臂不在杠杆上。
固定点
硬　
转动
阻碍　
动力作用线　
阻力作用线
动力　
杠杆的平衡条件
杠杆平衡：当杠杆在________和________的作用下________时，我们就说杠杆处于平衡状态。
平衡条件：____________________________________________。
说　明：在“探究杠杆平衡条件”的实验中，选择杠杆的中点作为支点的目的是消除杠杆自重对实验的影响；让杠杆在水平位置平衡的目的是方便从杠杆上直接读出力臂。
阻力　
静止
动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或F1l1＝F2l2）　
C
1.物理观念 关于杠杆，下列说法正确的是 ( )
A．杠杆一定是一根直的硬棒
B．杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置
C．杠杆就是一根在力的作用下能绕某固定点转动的硬棒
D．作用在杠杆上的力一定与阻力的方向相反
B　
2. 如图所示，一名同学在做俯卧撑，如果把人的躯干看成一个杠杆，该杠杆的支点是________（填图中字母）点，动力是　____________________（选填“手掌对地面的压力”或“地面对手掌的支持力”），阻力是________________。
地面对手掌的支持力　
人自身的重力
3. 如图(a)，用铁锹铲土时，铁锹可视为杠杆，图(b)是其简化图，O为支点，请在图(b)中画出作用力F的力臂l。
4. 小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相
等。
右　
(1)杠杆静止在如图甲所示位置，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节。杠杆水平平衡后，在实验过程中________（选填“能”或“不能”）再次调节两侧的平衡螺母。
不能　
F1l1＝F2l2　
(2)小明在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了3次实验，杠杆水平平衡时记录的数据如表：
次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 15.0 1.5 10.0
3 1.5 10.0 0.5 30.0
分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是____________（用F1、l1、F2、l2表示）。
右端下沉　
(3)如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会　____________（选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）。
5　
5.杠杆平衡时，动力F1的大小为10 N，动力臂l1为0.1 m，阻力臂l2为0.2 m，则阻力F2的大小为________N。
D
6.如图甲为开瓶器开启瓶盖的情景，图乙中关于该开瓶器使用时的杠杆示意图正确的是 ( )
C
7.传统工艺 如图所示是我国传统的杆秤，它由带有刻度的秤杆、秤盘、秤砣、提纽等组成。关于杆秤，下列说法正确的是 ( )
A.用杆秤称量物体质量时，C点是杆秤的支点
B．用杆秤称量物体质量时，A点是杆秤的支点
C．秤杆上50 g的刻度比100 g的刻度离提纽更近
D．只有所测物体的质量与秤砣的质量相等时，
秤杆才能水平静止
C
8.硬棒AC质量忽略不计，在硬棒的B、C两点分别施加力F1、F2（F2未画出），F2的方向沿OO′线，硬棒在如图所示的位置处于静止状态，则 ( )
A．F1＜F2
B．F1＝F2
C. F1的力臂小于s1
D．F2的方向沿OO′线向下
B
9.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．m1＜m2
C．m1＝m2 D．无法判断
3∶1　
10.如图所示的轻质杠杆处于平衡状态，则杠杆两力臂l左∶l右＝　________；如果在A端再挂一个重力为4 N的物体，要使杠杆仍然保持水平平衡，必须在B端再挂一个物体，该物体的重力为________N。
12　
24　
11.跨学科 数学 如图，是使用手机和自拍杆自拍时的示意图。已知自拍杆长1 m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2为3 N，图中l1为10 cm、l2为80 cm，则手垂直于杆的动力F1为________N；若F2的大小和方向不变，l1不变，延伸自拍杆到1.5 m，则F1的大小变为________N。
36　
12. 如图甲为写字时的情形图，笔可以看作是杠杆，图乙为其简化图，其中O为支点，F2为阻力，请画出F2的力臂l2。
杠杆的分类
省力杠杆：动力臂________阻力臂，动力________阻力；特点：________力，但________距离。举例：撬棒、铡刀、钢丝钳等。
费力杠杆：动力臂________阻力臂，动力________阻力；特点：_______力，但_______距离。举例：钓鱼竿、镊子、船桨等。
等臂杠杆：动力臂_______阻力臂，动力_______阻力；特点：既不省力也不费力，既不省距离也不费距离。举例：托盘天平等。
大于　
小于　
省　
费　
小于　
大于　
费　
省　
等于　
等于　
杠杆平衡的动态变化分析：要用最小的力使杠杆平衡，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂固定时，只要此时的动力臂最大，则动力就最小。
画最小力的方法
找动力作用点：选在杠杆上距支点最远处。
画动力：过动力作用点作动力作用点与支点连线的垂线，根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反，确定动力的方向，标上符号即为最小动力。
A
1.（2024·陕西副卷改编）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是 ( )
阻力　
2. 在农村一些地方，还保留一种“舂米对”的古代简单机械，其示意图如图，使用这个装置时，人在A端用力把它踩下后立即松脚，B端就会下落，打在石臼内谷物上，从而把谷物打碎，用力将它踩下去的过程中，舂自身的重力是　________（选填“动力”或“阻力”），这是一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆。B端下落，打在石臼内谷物上时，舂自身的重力是________（选填“动力”或“阻力”）。
费力　
动力　
省力　
3.如图所示为我国古代货物装船时的场景，此时木棒属于________（选填“省力”或“费力”）杠杆。抬起货物时，如果货物太重，工人无法将它抬起，可以把动力臂________（选填“延长”或“缩短”）。
延长　
C
4.如图所示，用始终与杠杆垂直的力F将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，动力F将 ( )
A．不变 B．变大
C．变小 D．无法确定
费力　
5.在电视剧《三国》中，有这样一个情景：一群士兵用力拉动一个杠杆，可将石块抛向敌方阵营（如图），它是一个________杠杆。要把石块抛出去，图中作用在A点的力沿________（选填“a”“b”或“c”）方向最小。
c　
6. 如图甲所示为我国古人运送巨木的劳动情景图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，其简化示意图如图乙，O是横杆与支架的接触点，杆静止，忽略杆重。请画出作用在A点的最小动力F。
C
7.如图所示，是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，下列说法正确的是 ( )
A．三个杠杆都是省力杠杆
B．三个杠杆都是费力杠杆
C．ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆
D．ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆
B
8.跨学科 体育 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
C
9.用如图所示的轻质杠杆匀速提起重为300 N的物体G，已知AB＝50 cm，BC＝30 cm，CD＝40 cm，BD＝50 cm。则在D点所用的力的最小值为（B为支点） ( )
A．500 N B．375 N
C．300 N D．无法计算
375　
10.如图所示，轻杆可绕O点无摩擦转动，A端挂一个重为300 N的物块，AO与OB长度之比为5∶4，若始终竖直向下拉挂在B端的轻环，使轻杆水平平衡，则拉力为________N。当轻杆在图中虚线位置平衡时，拉力方向不变，则拉力的大小将________。
不变
11.（2024·陕西副卷）如图1，是我国春秋时期劳动人民发明的一种提水工具——桔槔，其简化示意图如图2所示。该装置工作时，可利用“坠石”的重力，帮助人们轻松地从井中提水。
远离　
(1)不改变支点O的位置和“坠石”的重力，想要提水时更省力，可以将“坠石”悬挂点B适当________（选填“靠近”或“远离”）支点O。
50
(2)若OA的长度为1 m，OB的长度为1.5 m，“坠石”的重力为100 N，桶的重力为20 N，不计杠杆AOB和竖杆自身重力、绳重和摩擦，若要竖直匀速提起180 N的水，人还需要施加________N的拉力。(共22张PPT)
考向（一）提升重物
1. 如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103 N的物体，电动机的功率为2×103 W，用时20 s，使物体上升了5 m。下列计算正确的是( )
A．起重机对物体做的有用功为6×104 J
B．电动机对钢索自由端的拉力为4×103 N
C．电动机做的总功为2×104 J
D．该起重机的机械效率为66.7%
B
400
2. 如图所示是塔吊吊起重物的情景, 在拉力F的作用下，重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起。已知动滑轮重200 N，重物在8 s内上升了10 m，不计绳重与摩擦，则拉力F的大小为________N，拉力F的功率为________W，滑轮组的机械效率约为_________（精确到0.1%）。
1 500
83.3%
3.在建筑工地上，工人师傅用如图所示的滑轮组提升建筑材料，不计绳重和摩擦。
(1)用200 N的拉力匀速提升600 N的物体，求滑轮组的机械效率。
(2)用此滑轮组在4 s内将1 200 N的物体匀速提升2 m，求工人师傅做的功和做功的功率。
4.物理学与日常生活如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂衣服质量为4 kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1 kg。小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5 s时间内使衣服匀速上移0.5 m。求：（g取10 N/kg，不计绳重和摩擦）
(1)绳子自由端拉力F的大小。
(2)拉力所做的功W总。
(3)拉力的功率P。
(2)拉力端移动的距离s＝nh＝4×0.5 m＝2 m，
拉力做功W总＝Fs＝12.5 N×2 m＝25 J；
(4)整个过程中机械效率η。
考向（二） 水平拉动物体
5.在一次车辆故障处理过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了30 s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量为1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6 m/s，绳子自由端的拉力F是500 N，该装置的机械效率是80%。求：
(1)故障车在30 s内通过的路程。
(2)拉力F在30 s内所做的功。
(2)由图可知，n＝3，绳子自由端移动的距离：s绳＝ns车＝3×180 m＝540 m，拉力F在30 s内所做的功：W总＝Fs绳＝500 N×540 m＝2.7×105 J；
(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。
6.如图，使用杠杆提升重物，拉力F竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如表。求：
物重G/N 拉力F/N 时间t/s A端上升的竖直距离h/m B端下降的竖直距离s/m
200 500 0.5 0.4 0.2
(1)拉力所做的功。
解：(1)拉力所做的功：W总＝Fs＝500 N×0.2 m＝100 J；
物重G/N 拉力F/N 时间t/s A端上升的竖直距离h/m B端下降的竖直距离s/m
200 500 0.5 0.4 0.2
(2)拉力做功的功率。
物重G/N 拉力F/N 时间t/s A端上升的竖直距离h/m B端下降的竖直距离s/m
200 500 0.5 0.4 0.2
(3)此过程中，该杠杆的机械效率。
物重G/N 拉力F/N 时间t/s A端上升的竖直距离h/m B端下降的竖直距离s/m
200 500 0.5 0.4 0.2
1 500
7.某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，在5 s内将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3 m，木板长5 m，瓷砖重500 N，沿斜面所用拉力F为400 N ，则此过程中所做的有用功为________J，拉力F的功率为________W，瓷砖与木板间的摩擦力为________N。
400
100
8.如图1所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。货物移动的距离s与时间t的关系如图2所示。在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594 N，此斜面的长为5 m，高为1 m，这箱货物重为1 500 N。求：
静止
(1)0～5 s内，这箱货物处于________状态，工人所做的功为________J。
(2)5～30 s内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多少？
0
(3)该斜面的机械效率是多少？（结果精确到0.1%）(共23张PPT)
1. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
右
(1)杠杆静止在图1位置时，应将平衡螺母向________调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是______________（写一个即可）。
便于测量力臂
1.5
(2)正确调节杠杆后，如图2所示，在A处挂2个重为0.5 N的钩码，在B处用已经调零好的弹簧测力计竖直向下拉，读出示数F1；保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，将钩码向左移动1格，此时弹簧测力计的示数F2＝________N。为了得到普遍规律，下一步的操作应该是改变___________________________。
弹簧测力计的位置
变大
(3)上述操作中，将弹簧测力计由竖直向下拉改为斜向下拉，杠杆保持水平位置平衡，弹簧测力计的示数将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
动力臂
(4)由此实验联想到生活中的杆秤，其主要结构由秤杆、秤钩、提纽A和B、秤砣组成。图3是用杆秤称量货物时的情景。
①在称量货物时，需要移动秤砣使杆秤平衡，这是通过改变________（填物理量）使杠杆平衡。
②在称量货物时，使用提纽________（选填“A”或“B”）能使该杆秤的称量范围更大些。
A
2.小明和小华在“测量滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组（每个滑轮重相同）进行了3次实验，数据如表。
实验 次数 物重 G/N 物体上升的高度h/cm 测力计示 数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效
率η/%
1 2 5 1.0 15 66.7
2 4 5 1.8 15 74.1
3 6 5 2.4 15
甲
(1)由表中数据可知，该实验是用________（选填“甲”或“乙”）图所示滑轮组进行操作的。
实验 次数 物重 G/N 物体上升的高度h/cm 测力计示 数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效
率η/%
1 2 5 1.0 15 66.7
2 4 5 1.8 15 74.1
3 6 5 2.4 15
匀速
(2)在实验中，测绳端拉力F时，应沿竖直方向________拉动弹簧测力计；小华同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止时读数，他的想法是________（选填“正确”或“错误”）的。
实验 次数 物重 G/N 物体上升的高度h/cm 测力计示 数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效
率η/%
1 2 5 1.0 15 66.7
2 4 5 1.8 15 74.1
3 6 5 2.4 15
错误
83.3%
(3)第3次实验中，滑轮组的机械效率是_________（精确至0.1%）。
(4)比较三次实验，可以得出：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越________（选填“高”或“低”）。
实验 次数 物重 G/N 物体上升的高度h/cm 测力计示 数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效
率η/%
1 2 5 1.0 15 66.7
2 4 5 1.8 15 74.1
3 6 5 2.4 15
高
动滑轮
(5)在实验中，除了要克服摩擦力及绳重做额外功外，还需要克服________重力做额外功。若忽略绳重及摩擦，用图甲、乙所示的滑轮组分别将同一重物提升相同的高度，滑轮组的机械效率
η甲________（选填“>”“＝”或“<”）η乙。
实验 次数 物重 G/N 物体上升的高度h/cm 测力计示 数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效
率η/%
1 2 5 1.0 15 66.7
2 4 5 1.8 15 74.1
3 6 5 2.4 15
＝
3.用如图所示的装置探究杠杆的机械效率与悬挂点的关系，OC是一根均匀的杠杆，且OA＝AB＝BC，分别把钩码挂在A点和B点进行实验（不计摩擦），收集的数据如表所示。
悬挂点 钩码重 力G/N 钩码上升 高度h/m 拉力的大小F/N 拉力移动距离s/m 机械效
率η
A 6 0.2 3 0.6 66.7%
B 6 0.2 5 0.3
80%
(1)钩码挂在B点时杠杆的机械效率η＝________。
(2)从实验数据分析得出，杠杆的机械效率与悬挂点________（选填“有关”或“无关”），影响杠杆机械效率的因素有多个，请再写出一个：________________________________。
悬挂点 钩码重 力G/N 钩码上升 高度h/m 拉力的大小F/N 拉力移动距离s/m 机械效
率η
A 6 0.2 3 0.6 66.7%
B 6 0.2 5 0.3
有关
杠杆自重（或所挂物体的重）
不变
(3)若把弹簧测力计由C点移到B点，O点位置不变，仍将挂在A点的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”）。
悬挂点 钩码重 力G/N 钩码上升 高度h/m 拉力的大小F/N 拉力移动距离s/m 机械效
率η
A 6 0.2 3 0.6 66.7%
B 6 0.2 5 0.3
4.某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块（如图所示），得到表中的实验数据。
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
省
(1)分析表中的数据可得出：斜面越缓越________（选填“省”或“费”）力。
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
55.6%
(2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高度和长度分别是0.5 m和1 m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5 N，则这种情况下斜面的机械效率为________（精确到0.1%）。
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
斜面的倾斜程度
(3)综合分析4次实验数据可知：斜面的机械效率与________________和____________________有关。
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
斜面的粗糙程度
大于
(4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力________（选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
5.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的大小进行多次测量，得到如表所示的数据。
斜面倾斜角θ 小车重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力F/N 有用功W有用/J 总功W总/J 机械效率η
12° 5 0.2 1 2.1 2.1 48%
30° 5 0.5 1 3.6 2.5 69%
45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3
1.0
(1)请你替小芳在表中的空格处填上适当的数据。
(2)实验过程中拉力的方向应与斜面________。
斜面倾斜角θ 小车重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力F/N 有用功W有用/J 总功W总/J 机械效率η
12° 5 0.2 1 2.1 2.1 48%
30° 5 0.5 1 3.6 2.5 69%
45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3
3.6
81%
平行
小
(3)分析表中的数据，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________。
斜面倾斜角θ 小车重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力F/N 有用功W有用/J 总功W总/J 机械效率η
12° 5 0.2 1 2.1 1.0 2.1 48%
30° 5 0.5 1 3.6 2.5 3.6 69%
45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3 81%
低
斜面倾斜角θ
(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________________。
斜面倾斜角θ 小车重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力F/N 有用功W有用/J 总功W总/J 机械效率η
12° 5 0.2 1 2.1 1.0 2.1 48%
30° 5 0.5 1 3.6 2.5 3.6 69%
45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3 81%
小车的重力大小(共16张PPT)
功（机械功）的概念及计算公式
定义：物理学中，把力与物体在____________上通过的________的乘积称为机械功。
公式：____________。
单位：功的单位是________，用字母________表示。换算关系：1 J＝________N·m。
力的方向
距离
W＝Fs
焦耳
J
1
力的作用
做功的两个必要条件
必要条件：(1)对物体有____________；(2)物体在力的方向上________________________。
注意：(1)力不做功的三种情形：①有力无距离；②有距离无力; ③力与距离垂直。(2)使用简单机械可以省力但要费距离，或者可以省距离但要费力，即使用任何机械都不能省功。
通过一定的距离
C
1.下列关于功的说法正确的是 ( )
A．只要物体移动了距离，就一定有力对它做功
B．凡是受力的物体，一定有力对它做功
C．只要物体在力的方向上移动了距离，力就一定对物体做了功
D．物体既受了力又移动了距离，一定有力对它做功
C
2.传统美德 孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示，小华帮妈妈搬运桶装水的过程中，小华对桶装水没有做功的是 ( )
A.她将桶装水从地上抱起
B．她抱着桶装水匀速上楼
C．她抱着桶装水在水平楼道内匀速行走
D．她将桶装水抱得更高，安装在饮水机上
做功
3.如图，滑板车是深受小朋友们喜爱的玩具之一。在水平路面上使用时，一只脚站在滑板上，另一只脚蹬地，滑板车就能载着人前进。蹬地时人对车________；蹬地的脚离地后，人和车由于惯性一起继续向前滑行，此过程中人对车__________。（均选填“做功”或“不做功”）
不做功
D
4.小明从教学楼一楼走上五楼，他克服自身重力做的功可能是
( )
A．30 J B．300 J C．600 J D．6 000 J
5.小明同学用100 N的水平方向的力将一个重为5 N的足球沿水平方向踢了出去，足球在地上滚动了30 m才停下来。在足球滚动的过程中，脚对足球做的功是 ( )
A．5 J B．1 500 J C．150 J D．0 J
D
运动状态
6.如图所示，物体静止在水平桌面上，现用50 N的水平推力，使其在桌面上移动了0.2 m的距离，说明推力可以改变物体的____________（选填“运动状态”或“形状”），推力做功________J。
10
20
7.如图所示，不计动滑轮重、绳重及摩擦，当竖直向上的拉力F＝10 N时，恰能使重物A匀速上升，则A重为________N。若重物A上升10 cm，则力F做的功为________J。
2
2 500
8.露营受到年轻一代家长的欢迎。如图所示是一种露营折叠小推车，装满物品后车总重200 N，小明用50 N的水平拉力拉着小推车在水平路面上匀速直线前进了50 m，小明对小推车做功________J，重力对小推车做功________J。
0
B
9. 如图所示为举重运动员做挺举时的几个状态图，下列关于该运动员对杠铃做功情况的分析正确的是( )
A．从发力到上拉的过程中不做功
B．从上拉到翻站的过程中做功
C．从上挺到站立的过程中不做功
D．举着杠铃稳定站立的过程中做功
A
10.用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两个力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图像如图。由图可知，甲、乙两个力的大小关系是 ( )
A. F甲＞F乙
B．F甲＜F乙
C．F甲＝F乙
D．条件不足，无法判断
C
11.（2024·四川乐山）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6 m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30 m后停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9 N，冰壶运动中受到水平方向的阻力大小恒为1.5 N。从A点到O点冰壶沿直线运动，则此过程中 ( )
A．推力对冰壶做功为270 J
B．推力对冰壶做功为324 J
C．冰壶克服阻力做功为54 J
D．冰壶克服阻力做功为45 J
做功
12.跨学科 体育 体育考试中，如图甲，投掷实心球时，球离开手后到落地过程中重力对它________（选填“做功”或“不做功”）。如图乙，质量为60 kg的小伟完成一个引体向上时，从最低点到最高点的过程中，重心升高50 cm，则他完成一个引体向上的上升过程中，克服重力做功________J。（g取10 N/kg）
300
13.（2024·四川成都）如图，“成都造”飞行汽车AE200是全国首个获民航局适航审定批复的有人驾驶电动垂直起降飞行器，其最大航程可达300 km。若该飞行汽车实现通航，从成都市中心出发飞往天府国际机场，航程为68 km，仅耗时15 min，g取10 N/kg, 求：
(1)该飞行汽车从成都市中心到天府国际机场的平均速度是多少千米每小时？
(2)若飞行汽车载着质量为70 kg的乘客竖直匀速上升500 m，汽车对该乘客做功为多少焦？
(2)乘客的重力G＝mg＝70 kg×10 N/kg＝700 N，汽车对该乘客做功W＝Gh＝700 N×500 m＝3.5×105 J。(共18张PPT)
定滑轮
定 义：工作时，轴____________的滑轮，如图所示。
实 质：是一个______杠杆。
特 点：使用定滑轮______省力，但___________施力的方向。即：F拉______G物（不计摩擦和绳重）。
固定不动
使用规律：使用定滑轮时，物体上升的高（速）度与拉力作用点下降的高（速）度相等，即：s绳______h物（v绳______v物）
等臂
不能
可以改变
＝
＝
＝
随被拉动的物体一起运动
动滑轮
定 义：工作时，轴________________________的滑轮，如图所示。
实 质：是一个______________________________杠杆。
特 点：使用动滑轮，最多可以省______力，但_________施力的方向。
动力臂是阻力臂两倍的
一半
不改变
2h物
使用规律：①如果不计绳重及摩擦，考虑动滑轮的重力，那么拉力是被拉物体和动滑轮总重力的一半，即：F拉＝___________；②使用动滑轮时，拉力作用点移动的距离（速度）是物体上升高（速）度的2倍，即：s绳＝______（v绳＝______）。
2v物
等臂
1.如图所示，用定滑轮来提升重物。
(1)定滑轮的实质是一个______杠杆。
(2)不计绳重和摩擦，拉力F和重物G的关系是________；绳子自由端移动的距离s和重物上升的高度h的关系是______。
(3)使用定滑轮的作用是_________________。
F＝G
s＝h
改变施力的方向
定
2.（2024·云南）如图所示，美丽乡村建设的工地上，工人使用一个______（选填“定”或“动”）滑轮匀速提升重300 N的建筑材料（不计绳重和摩擦），则人的拉力为______N。
300
A
3.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。忽略绳重与摩擦，下列说法正确的是 ( )
A．F1、F2、F3的大小相等
B．F1最大
C．F2最大
D．F3最大
A
4.小西学习了滑轮知识后，用一根绳和一个滑轮，借助木桩设计出如图所示的方案，将船拉近岸边。则 ( )
A．这是一个动滑轮，可省力
B．这是一个定滑轮，可省力
C．这是一个动滑轮，可改变施力的方向
D．这是一个定滑轮，可改变施力的方向
D
5. 如图所示，利用动滑轮提升物体，使物体在10 s内匀速上升4 m，物体的重力为10 N，动滑轮的重力为2 N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是 ( )
A．使用动滑轮可以省距离
B．物体运动的速度为2 m/s
C．拉力的大小为5 N
D．绳子自由端在10 s内移动的距离为8 m
100
6.小可用如图所示的动滑轮匀速竖直提起重200 N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的力为______N；实际测得A端的拉力为110 N，若不计绳重及摩擦，则滑轮重为______N。
20
不能
7.如图所示，工人师傅用一动滑轮将重400 N的木箱从地面吊到8 m高的阳台上，这种滑轮______（选填“能”或“不能”）改变施力的方向；不计摩擦和绳重，若滑轮重为60 N，工人至少要用______N的拉力才能拉起木箱；将木箱吊到阳台上时，绳子的末端移动了______m。
230
16
省力
8.如图所示，工人师傅用动滑轮匀速提升重物，使用动滑轮的好处是可以______。若物体重450 N，工人所用拉力为250 N，则动滑轮重为______N；用该滑轮匀速提升重600 N的物体，则工人所用的拉力为______N。（不计绳重及摩擦）
50
325
A
9.（2024·江苏盐城）下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是
( )
D
10.如图所示，某同学用重为10 N的动滑轮匀速提升重为50 N的物体，则该同学所用拉力F的值可能是 ( )
A．20 N B．25 N
C．30 N D．32 N
D
11.如图所示，小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体, G物＝200 N，要使物体竖直匀速提升2 m。下列说法中正确的是（不计绳重、滑轮重和摩擦） ( )
A．F甲＝200 N，并向上移动4 m
B．F甲＝100 N，并向上移动2 m
C．F乙＝200 N，并向上移动1 m
D．F乙＝400 N，并向上移动1 m
甲
12.如图甲、乙所示，匀速提升同一物体，图______（选填“甲”或“乙”）中的滑轮可以看作等臂杠杆；如图丙所示，通过滑轮匀速提升同一重物时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则这三个力的大小关系是________________。
F1＜F2＜F3
乙
13. 一辆汽车不小心陷进了泥潭中，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拉出。如果汽车的重力为10 000 N，汽车所受阻力为800 N，两种方法更为省力的是______（选填“甲”或“乙”），乙图中人拉动汽车的拉力至少为______N 。
400
200
14.如图所示，一位体重为600 N的学生，利用定滑轮提起重力为200 N的物件，所用的拉力F为______N；该学生利用此装置能提起物件的最大重力为______N；他向右行走时，物件匀速上升，绳子拉力F将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。（绳子不断裂，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）
600
不变(共18张PPT)
功率的测量（估测上楼时的功率）
原理：P＝_________＝___________。
待测物理量：人的体重m，人体上升的高度h，做功所用的时间t。
测量工具：________、________、________。
注意：①测量过程中，应测量楼层的高度，而不是楼梯的长度；②测量对象完成做功时所用时间越短，则测量误差越大，因此
在测量人做功时要适当增加时间，以减小测量误差。
体重计
卷尺
秒表
Fv
P＝Fv
卷尺
1.如图，为迎接实验操作考试，学校新购置了一箱实验器材，小明将它从一楼搬到三楼的实验室。小明想用所学的物理知识测量搬运器材过程中对箱子所做功的功率。
(1)小明在测量中所需要的器材有：台秤（量程足
够大）、________和秒表。
B
(2)小明设计的实验步骤如下，其中不必要的是________（填字母）。
A．测出箱子的总质量m
B．测出一楼到三楼的楼梯总长度L
C．测出一楼到三楼的竖直高度h
D．测出搬运器材所用的时间t
E．计算出做功的功率P
(3)小明搬运箱子所做功的功率表达式P＝________（用测得的物理量符号表示）。
D
2.汽车爬坡时要采用低挡上坡，这样做是为了 ( )
A．增大汽车惯性 B．增大汽车的冲力
C．增大汽车功率 D．增大汽车的牵引力
C
3.三辆汽车用同样大小的牵引力和速度行驶，甲沿上坡路，乙沿水平路，丙沿下坡路，则关于三辆车的功率的说法正确的是
( )
A．甲车的功率最大
B．丙车的功率最大
C．三辆车的功率一样大
D．条件不足，无法比较
1 080
4. 我国自主研发的运 20重型军用运输机负责运送物资及相关救援设备，为多次抢险工作赢得了时间。若运 20以720 km/h的速度飞行90 min，能飞行________km；该速度水平匀速直线飞行时飞机所受阻力为1.6×105 N，此过程中发动机的推进功率是________W。
3.2×107
C
5.骑自行车出行既环保又健身。若徐老师骑自行车在某路段匀速行驶6 km，耗时10 min，已知该路段阻力约为人和车总重力的0.02倍，则他骑车的功率最接近于 ( )
A．8 W B．16 W C．160 W D．1 600 W
B
6.如图所示，一位老人和一位小孩攀爬同一楼梯，从一楼上到三楼。若要比较攀爬楼梯过程中老人和小孩克服重力做功的平均功率大小，下列测量组合中可行的是 ( )
①各自的质量；②一楼到三楼的竖直高度；③一楼到三楼的楼梯长度；④各自爬楼梯所需的时间。
A．①② B．①④
C．②④ D．①③
A
7.如图所示，甲、乙两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，那么 ( )
A．甲做功较多，功率较大
B．甲做功较多，功率较小
C．甲做功较多，甲、乙功率相等
D．甲、乙做功相等，乙功率较大
F0
8. 汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，快进入闹市区时，司机在t1时刻减小了油门，使汽车的功率保持一个较小的恒定功率P继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，汽车的牵引力F随时间t变化的图像如图所示。减小油门后，汽车所受阻力大小为________（选填“F0”或“0.5F0”）；汽车将______________（选填“先减速再加速最后匀速”或“先减速再匀速”）直线运动；汽车将保持的较小恒定功率P为________（选填“0.25P0”“0.5P0”或“0.75P0”）；汽车再次匀速运动时的速度大小为________。
先减速再匀速
0.5P0
0.5v0
皮尺
9.教材习题变式做引体向上的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上提时，下颚须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂，如图所示。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。小宇同学能连续匀速做20个规范的引体向上动作。课外活动小组的同学现要估测小宇同学做20个引体向上动作时的平均功率。
(1)请你写出需要的测量工具：________、________、________。
秒表
体重计
(2)请你帮助课外活动小组设计实验记录表格。
质量m/kg 每次上升的高度h/m 做20个规范动作所用时间t/s 功率P/W
减小
(3)小宇同学做引体向上时克服重力做功的功率的表达式：P＝________（用所测物理量的符号表示）。
(4)结合体育锻炼的实际分析讨论：连续做引体向上运动时，人做功的功率会________（选填“增大”“减小”或“不变”），其理由是_______________________________________________（写一条即可）。
连续做引体向上，人会疲劳，做功时间会变长
10. 如图甲所示，是一辆太阳能玩具车, 在阳光的照射下，小车从
静止开始沿直线运动，运动过程中速度v与时间t的关系如图乙所
示，设运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为3 N。
求：(1)太阳能玩具车运动的功率。
(2)在0～5 s时间内，太阳能玩具车做的功。(共17张PPT)
功率
定义：表示物体______________的物理量。物理学中，将功与做功所用时间的________，叫作功率。
计算公式：_____________。
做功快慢
比
焦/秒(J/s)
单位：在国际单位制中，功率的单位是___________。为了纪念瓦特在改良蒸汽机方面的突出贡献，人们把功率的单位命名为________，简称_______，用字母_______表示。在工程技术中，常用________________________等作为功率的单位。换算关系：1 W＝________J/s，1 kW＝________W，1 MW＝________W。
注意：(1)功率表示物体做功的快慢，功率越大，表示物体做功越快。
(2)做功的“多少”和做功的“快慢”意义不同。做功多的不一定做功快；做功快的也不一定做功多。
瓦特
瓦
W
千瓦(kW)、兆瓦(MW)
1
103
106
②④
1.下列各物理量的单位：①J、②J/s、③N·m、④W、⑤W·s。其中属于功率的单位的有________（填序号）。一辆摩托车发动机的功率为1.6 kW，它表示的物理意义是______________________________________。
1 s内摩托车的发动机做功为1 600 J
D
2.如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是 ( )
A．小孩对砖做功更多 B．小孩对砖做功更快
C．大人对砖做功更多 D．大人对砖做功更快
D
3.下列关于功率的说法正确的是 ( )
A．功率大的机械比功率小的机械做功一定多
B．功率大的机械比功率小的机械做功一定少
C．功率大的机械工作时所用的时间一定少
D．功率大的机械工作时做功一定快
B
4.如图所示是甲、乙两种机械所做的功W随时间t变化的图像，由图像可以判断 ( )
A．甲比乙做功多 B．甲比乙的功率大
C．甲比乙做功少 D．甲比乙的功率小
Fs
5.（2024·江西）如图所示，物块在大小为F的拉力作用下，在时间t内沿拉力方向移动的距离为s，则此过程中拉力对物块做的功为________，功率为____________。（均用题中所给字母表示）
3×104
6.在一次跳伞表演中，运动员在5 s的时间内竖直向下匀速降落了30 m。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为1 000 N，则这个整体所受重力做的功为______________J；所受重力做功的功率为________W。
7.一辆重型卡车在平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶，卡车的牵引力为1.0×104 N，卡车行驶1 min后发动机做的功是__________J，发动机做功的功率为__________W。
6 000
1.2×107
2×105
C
8.甲同学在1 s内用50 N的水平力推动重100 N的箱子在水平面上前进1 m，乙同学将这个箱子匀速举高1 m所用的时间为2.4 s，用W1、P1和W2、P2分别表示甲、乙两同学对箱子做的功和功率，则 ( )
A. W1>W2，P1>P2
B．W1>W2，P1C．W1P2
D．W1B
9.如图，用大小相等的拉力F，分别沿竖直方向和水平方向拉同一物体，物体的运动方向始终和拉力方向保持一致。已知运动时间tab＞tcd，运动距离sab＝scd，比较(a)、(b)两种情况下拉力所做的功和功率 ( )
A．ab段做的功较多
B．ab段和cd段做的功一样多
C．ab段功率较大
D．ab段和cd段功率一样大
A
10.甲、乙两台机器，甲做的功是乙做的功的2倍，而乙所用的时间是甲所用的时间的2倍，则甲、乙两台机器的功率关系是 ( )
A．P甲∶P乙＝4∶1 B．P甲∶P乙＝1∶4
C．P甲∶P乙＝2∶1 D．P甲∶P乙＝1∶1
6
11.跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。由图像可知，他的重心移动的最大高度为________cm。若小明同学的质量为50 kg，则他跳一次绳克服重力做功________J，1 min内克服重力做功的功率为________W。（g取10 N/kg）
30
75
2 400
12.一名建筑工人用如图所示的滑轮组，将一个重为450 N的货物，在10 s内沿竖直方向匀速提升了4 m，建筑工人所用的拉力是300 N，则该建筑工人所做的功是________J，建筑工人做功的功率是________W。
240
0
13. 如图甲所示，放在粗糙程度不变的水平地面上的物体，用方向不变的力F向右推物体，推力F的大小随时间的变化关系如图乙所示，物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示，0～2 s推力做功为________J；4～6 s推力做功为________J。
16
解：(1)机器人所受的重力G＝mg＝55 kg×10 N/kg＝550 N；
14.（2024·云南）AI机器人逐渐改变了我们的生活，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65 m，质量55 kg。某次测试中该机器人用100 N竖直向上的力将箱子在2 s内匀速抬高1 m。求：（g取10 N/kg）
(1)机器人所受的重力。
(2)2 s内机器人对箱子所做的功W＝Fs＝100 N×1 m＝100 J；
(2)2 s内机器人对箱子所做的功。
(3)2 s内机器人对箱子做功的功率。(共21张PPT)
测量滑轮组的机械效率
实验原理：______________________________。
需要测量的物理量：______________________________________
______________________________。
测量工具：______________和________。
影响因素：________、____________、绳重及摩擦。
G：物重、h：物体升高的高度、F：拉力、
s：绳子自由端移动的距离
弹簧测力计
刻度尺
物重
动滑轮重
说明：(1)用弹簧测力计匀速向上拉绳时，拉力的方向应竖直向上。(2)对某一确定的滑轮组来说，s和h与绳子段数n之间有确定的关系为s＝nh，所以也可以不使用刻度尺测h和s的具体数值。(3)提高机械效率的途径：①在总功一定时，减小额外功，一般表现为减小动滑轮重和各种摩擦；②在额外功一定时，增加有用功，可在相同装置中增加提升重物的重量。
1.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示。
实验中每个钩码重2 N，测得的数据如表：
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
竖直向上匀速
(1)实验中应尽量___________________拉动弹簧测力计。
(2)第1次实验测得的机械效率为________（精确到0.1%）。
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
74.1%
c
(3)分析表中数据可知：第4次实验是用________（选填“a”“b”或“c”）图做的。
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
增大物体的重力
(4)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，________________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率________。
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
越低
无关
(5)分析第3、4次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________。
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
D
2.小明用滑轮组提升重物时（忽略绳重及摩擦），尝试了下列几种变化：①增加物体被提升的高度；②减轻动滑轮的重力；③改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子段数；④增加物体的重力。上述措施中能提高滑轮组机械效率的是 ( )
A．①和③ B．②和③
C．①和④ D．②和④
D
3.通过测量滑轮组机械效率的实验，请判断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．减小提升重物的重力，减小拉力
C．减小提升高度，减少做功
D．增大提升重物的重力，增大有用功
A
4.《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是 ( )
A.增大桶内的水量
B．增大水桶的重力
C．增大转动的速度
D．使用更粗的绳子
5. 学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。他将木块放在如图所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块，收集到表中的实验数据。
实验 序号 斜面倾 斜程度 物体重 G/N 斜面高 h/m 斜面长 s/m 拉力 F/N 机械效率η/%
1 较缓 5 0.2 1 2.1 47.6
2 较陡 5 0.5 1 3.6 69.4
3 最陡 5 0.7 1 4.3 81.4
缓
(1)比较表中数据可知：斜面越______（选填“缓”或“陡”）越省力；斜面越陡，斜面的机械效率越______（选填“高”或“低”）。
实验 序号 斜面倾 斜程度 物体重 G/N 斜面高 h/m 斜面长 s/m 拉力 F/N 机械效率η/%
1 较缓 5 0.2 1 2.1 47.6
2 较陡 5 0.5 1 3.6 69.4
3 最陡 5 0.7 1 4.3 81.4
高
1.1
(2)在第1次实验中，木块受到的摩擦力为________N。
(3)在第3次实验后，若仅将木块换成等质量的小车重复上述实验，机械效率将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
实验 序号 斜面倾 斜程度 物体重 G/N 斜面高 h/m 斜面长 s/m 拉力 F/N 机械效率η/%
1 较缓 5 0.2 1 2.1 47.6
2 较陡 5 0.5 1 3.6 69.4
3 最陡 5 0.7 1 4.3 81.4
变大
斜面倾斜程度
【补充设问】
(4)若要探究斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持________________不变。
(5)斜面在生产、生活中随处可见。在盘山公路、镊子、老虎钳、汽车方向盘中，应用了斜面的是______________。
盘山公路
6.用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10 cm。不计绳重，实验数据如表。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0 ▲ ▲
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
30
(1)每次实验绳端移动距离为________cm。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0 ▲ ▲
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
2.5
(2)第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为________N，第2次实验滑轮组的机械效率为________。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________（选填“高”或“低”）。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0 ▲ ▲
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
80%
低
不变
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将________。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0 ▲ ▲
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
变小
(4)本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0 ▲ ▲
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8(共19张PPT)
滑轮组
定义：由______滑轮和______滑轮组合成的装置。
特点：使用滑轮组拉动物体时，既可以______又可以改变_______________。
动
定
省力
施力的方向
nh物
使用规律：①不计绳重及摩擦，若承担物重的绳子段数为n，则绳子自由端的拉力F＝______________；若不计动滑轮重力，则F＝________。②利用滑轮组提起重物时，无论是否考虑摩擦、绳重和动滑轮重力，动力F的作用点移动的距离s与重物被提升的高度h的关系都是s绳＝______；动力F的作用点移动的速度v绳与重物被提升的速度v物的关系都是v绳＝______。
nv物
大轮
轮轴
组成：轮轴由具有共同转轴的______和______组成。
轮轴的示意图：如图，根据杠杆原理可得__________________。
实质：轮轴可看成是______的变形。______为支点，___________和____________分别为动力臂和阻力臂。
小轮
杠杆
轴心O
大轮半径R
小轮半径r
D
1.用如图所示装置提升同一物体，在绳重、滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是 ( )
B
2.工人用如图所示的装置运送沙石。下列说法正确的是 ( )
A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C．绳子自由端拉下1 m，桶上升2 m
D．质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的沙石
3
3.如图所示，小明利用滑轮组提升重为300 N的重物，该滑轮组承担物重的绳子段数n＝______。若不计绳重、滑轮重和摩擦，则拉力F＝______N时，可以使重物匀速上升；若不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为30 N，则拉力F＝______N时，可以使重物匀速上升；若物体被提升的高度为9 m，则绳子自由端移动的距离为______m。
100
110
27
4.（2024·陕西副卷）工人向下拉绳来提升重物，请用笔画线代替绳子画出滑轮组的绕线方法。
轮轴
5.如图甲所示，实验室的水龙头把手坏了，剩余部分很难徒手拧开。但将如图乙所示的钥匙安装并旋转后（如图丙所示），水龙头就能正常出水。此钥匙相当于一个______（选填“滑轮”或“轮轴”），属于______（选填“省力”或“费力”）机械。
省力
轮轴
6. 如图甲是用于松紧内六角螺丝的扳手，AB＞BC，其使用方法如图乙、丙所示，该工具使用时相当于一个______（选填“滑轮”或“轮轴”），图______（选填“乙”或“丙”）中的方法可以更轻松地拧动螺丝。
乙
10
7.将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重30 N，B重5 N，则A所受地面的摩擦力为______N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A匀速向左运动，则拉力F＝______N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）
20
D
8.某人用100 N的力提起了350 N的重物，那么他可能使用了 ( )
A．一个定滑轮
B．一个动滑轮
C．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
D．一个杠杆
B
9.如图所示，弹簧测力计A和B及滑轮组均处于静止状态，F＝10 N，若不考虑弹簧测力计重、滑轮重及摩擦，弹簧测力计A和B的示数应分别为 ( )
A．30 N和30 N B．30 N和20 N
C．20 N和20 N D．20 N和30 N
A
10.如图所示，吊篮的重力为400 N，动滑轮总重力为100 N，定滑轮总重力为100 N，人的重力为600 N，不计绳重与摩擦，人在吊篮里拉着绳子不动时，人需用力( )
A．220 N B．240 N C．275 N D．300 N
B
11.模型构建明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。如图甲所示的辘轳可视为杠杆，用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是图中的______点。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，小轮转动的距离为______m；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。（不计井绳的半径和自重）
1
30
12. 站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。请在图乙中画出滑轮组绳子的绕法。
13.如图所示的滑轮组，绳重及摩擦不计，匀速提升重120 N的物体，用50 N的力在2 s内使绳的自由端移动了6 m。求：
(1)物体上升的高度和速度。
(2)动滑轮的重力。
(3)若绳子能够承受的最大拉力是100 N，则该滑轮组最多能够吊起多重的物体？(共17张PPT)
有用功、额外功和总功：在用动滑轮提升钩码的活动中，将钩码提升一定的高度所做的功叫作________；克服摩擦力和动滑轮所受的重力所做的功叫作________；手拉绳所做的功叫作________。总功等于有用功与额外功之________。
有用功
额外功
总功
和
比
机械效率
定义：物理学中，将有用功（W有用）与总功（W总）的________叫作机械效率，用________表示。
计算公式：________________。
注意：机械效率无单位，通常用百分数的形式表示。
说明：(1)有用功是总功的一部分，使用机械时，由于额外功的存在，总有W有用η
C
1.下列说法正确的是 ( )
A．用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是有用功
B．用水桶从井中提水的时候，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，对桶和水做的功是有用功
有用功
2.升旗过程中，克服旗子重力做的功是________，克服绳子重力做的功是________，拉力做的功是________。（均选填“有用功”“额外功”或“总功”）
额外功
总功
D
3.下列关于机械效率的说法正确的是 ( )
A．越省力的机械，机械效率越高
B．机械效率可以小于1、等于1，也可以大于1
C．功率大的机械，机械效率一定高
D．有用功占总功的比例越大，机械效率越高
D
4.甲、乙两种机械的效率分别是70%和50%，下列说法中正确的是 ( )
A．使用甲机械省力
B．使用甲机械做功快
C．在相同的时间内，使用甲机械完成的功多
D．乙机械的额外功在总功中占的比例大
300
5.（2024·江苏连云港）用如图所示滑轮组将重300 N的物体匀速提升1 m，拉力F大小为120 N，有用功为________J，滑轮组的机械效率为________（结果精确至0.1%）。
83.3%
8
6. 在劳动实践基地，小明利用如图所示的装置将物体以0.1 m/s的速度匀速直线拉到运输车上，已知物体重为160 N，所用拉力F＝80 N，s＝4 m，h＝1.5 m。则拉力F做功的功率为________W，该装置的机械效率为________。使用该装置是为了________（选填“省力”或“省功”）。
75%
省力
D
7.关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是 ( )
A．功率越大，做功越快，机械效率越大
B．机械效率越大，表明它做的功越多
C．做功越少，功率越小，机械效率越小
D．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
B
8.（2024·重庆A卷）建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45 kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4 s内缓慢上升0.8 m，工人所用的拉力为500 N。下列说法中正确的是（g取10 N/kg）
( )
A．该装置做的有用功为400 J
B．该装置的机械效率为90%
C．绳子自由端移动的平均速度为0.4 m/s
D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变
D
9.如图所示，用30 N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重400 N的物体A以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10 s，已知滑轮组的机械效率为80%，则此过程中 ( )
A．绳子自由端移动的距离为1 m
B．滑轮组对物体A的水平拉力为90 N
C．拉力F的功率为3 W
D．拉力F所做的有用功为72 J
6×104
10.如图所示，起重机将重6×103 N的货物匀速提升10 m，再水平移动10 m后静止，起重机在整个过程中对货物做的有用功为__________J；若起重机的机械效率为50%，则起重机做的额外功为__________J。
6×104
3 000
11.如图所示，工人师傅用沿斜面向上1 000 N的推力，将重为2 000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4 m、高1.5 m，则此过程中的有用功为________J，斜面的机械效率为________，斜面的摩擦力为________N。
75%
250
12. 如图所示，工人用滑轮组提升重物。某次作业中，工人将绳子自由端竖直向下拉动6 m后，将重560 N的重物提升到施工平台处，该过程中工人拉力F做的总功为2 100 J。求：
(1)工人拉力做的有用功。
(2)滑轮组的机械效率。

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