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(共14张PPT)
第4节　机械效率
第2课时　机械效率的测量
基础过关
01
能力提升
02
第十二章　简单机械
核心素养
03
知识点1　机械效率的测量
1．斜面是在生活和生产中常见的简单机械，也是物理实验中常用的实验器材。使用斜面提升物体可以省力。如图，将重力为50 N的木块放在长1 m、高0.2 m的斜面上，沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计，记下测力计的示数为16 N，则该斜面的机械效率η＝　 　%，木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为　 　N。继续探究，可以得出斜面越陡，省力越 (选填“多”或“少”)，机械效率越 　(选填“高”或“低”)。
高　
少
　6　
　62.5　
A．由表中数据可知，第1次实验是使用甲图装置做的
B．由表中数据可知，滑轮组的机械效率与滑轮组中动滑轮的重力有关
C．由表中数据可知，滑轮组的机械效率与被提升的钩码的重力有关
D．进行实验时，由于提升过程中不便于读数，所以可以在钩码静止时读数
2．如图所示为小刚同学在测量滑轮组的机械效率实验中使用的实验装置和数据记录表格，若所用的每个滑轮质量都相同，则关于小刚的实验，下列说法不正确的是( )
D
实验次数 1 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.3
机械效率η 74% 57% 83%
3．小明在“探究杠杆的机械效率与哪些因素有关”时，猜想Ⅰ：可能与悬挂重物的位置有关；猜想Ⅱ：可能与物体的质量有关。为此他设计了以下三个方案：①在A处悬挂质量不同的钩码；②在A、B两处悬挂质量不同的钩码；③在A、B两处悬挂质量相同的钩码。下列说法正确的是( )
A．①方案能探究猜想Ⅰ
B．②方案能探究猜想Ⅰ
C．②方案能探究猜想Ⅱ
D．③方案能探究猜想Ⅰ
D
知识点2　如何提高机械效率
4．某同学提出了五种提高滑轮组机械效率的方法：①使用轻质的滑轮；②用滑轮组提升很轻的物体；③在滑轮的轮与轴之间注入一些润滑油；④多绕上几段绳子；⑤增加提升物体的物重。其中可行的是( )
A．①②⑤ B．①③⑤
C．②④ D．①④
B
5．小华用如图所示的装置测量动滑轮的机械效率，
下列说法正确的是( )

A．实验中为测量方便，让弹簧测力计在静止时读数
B．弹簧测力计对绳子的拉力与物体的重力是一对平衡力
C．增大物体被提升的高度，可以提高动滑轮的机械效率
D．增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率(不计绳重和摩擦)
D
6．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比( )
A．有用功减少，总功减少
B．有用功增加，总功增加
C．有用功不变，总功不变
D．有用功不变，总功减少
D
7．用同一滑轮组提升同一重物，第一次将重物提高h，第二次将重物提高2h。不考虑摩擦，比较两次实验滑轮组的机械效率，则( )
A．第二次有用功是第一次的2倍，因此机械效率增大一倍
B．第二次总功是第一次的2倍，因此机械效率减为一半
C．第二次提升动滑轮做的额外功增大1倍，因此机械效率减为一半
D．两次实验滑轮组机械效率相同
D
8．小明同学做“测滑轮组机械效率”的实验，实验后对实验数据进行分析发现：三次实验中动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮组机械效率不同。请分析自由端拉力不同的原因不可能是( )
A．滑轮和绳之间、轮与轴之间的摩擦力大小不同
B．测拉力时没有使弹簧测力计匀速上升
C．测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D．钩码被提升的高度不同
D
第9题
9．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重)，在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )
A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的总功相同
C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
D
A　 B　 C　 D
第10题
10．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
11．“探究影响滑轮组机械效率因素”的实验数据如下表所示。请你完成下列内容。
实验 次数 钩码所 受的重 力G/N 提升高 度h/m 拉力 F/N 绳端移 动的距 离s/m 机械效
率η
1 2.0 0.2 1.0 0.6 66.7%
2 3.0 0.2 1.4 0.6 71.4%
3 4.0 0.2 1.8 0.6 74.1%
4 2.0 0.2 1.5 0.4
(1)表中第4次实验时滑轮组的机械效率为　 　；根据表中数据在图乙中画出此次实验时滑轮组的绕线方式。
　66.7%　
(2)如图甲实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应
_　 　(选填“保持静止”或“匀速上升”)。
(3)第1次实验数据是图　 　(选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的。
(4)比较1、2、3次实验数据可得出，在装置相同情况下，物体越重，滑轮组的机械效率越　 　(选填“高”或“低”)。
　高　
　甲　
　匀速上升　(共11张PPT)
专题训练(八)　杠杆作图
第十二章　简单机械
类型一　作力臂和动力、阻力的示意图
1．如图所示，O点为支点，画出杠杆处于静止状态时动力F1的力臂。
2．如图所示，轻质杆OA可绕O点转动，B处悬挂重物，A端用细绳通过顶部定滑轮被拉住时(定滑轮质量及摩擦不计)，整个系统静止，请在图中画出杆OA所受各力的力臂。
3．如图所示为一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆AOB压住入水口，停止上水。请在图中画出动力F1、阻力F2和动力臂l1。
4．如图，轻质支架OAB固定在墙上，放一盆花后可将OAB看成一个杠杆。请画出使杠杆在图示位置平衡时的最小动力F1，和杠杆受到的阻力F2。
5．如图甲所示，钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合，如图乙所示为其中的一个杠杆，用钢丝钳剪铁丝时，将铁丝放在A处还是B处更省力呢？请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力F2的示意图和动力F1的力臂。
类型二　作最小力或其力臂的示意图
6．如图所示，在杠杆AOB上悬挂一重物，请画出能使杠杆在此位置保持平衡的最小力F，已知O为支点，AO＝80 cm，OC＝30 cm，OB＝40 cm。
7．中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图所示为用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂l。
8．如图所示，在C点用力把桌腿A抬离地面时，桌腿B始终没有移动，请在C点画出最小作用力的示意图。
9．如图所示，轻质杠杆OMN上挂一重物，为使杠杆在图中位置平衡，请在N端画出最小力F的示意图。
10．如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来，B处挂一重物G，请你在杠杆上画出最小的动力F1及动力臂l1，使杠杆在图中位置平衡。(共19张PPT)
第1节　杠杆 第2节　跨学科实践：制作简易杆秤
第1课时　杠杆及其平衡条件
基础过关
01
能力提升
02
第十二章　简单机械
核心素养
03
知识点1　杠杆
1．如图所示为吊车起吊货物的工作示意图，请在图中画出动力、阻力和阻力臂。
2．新型铝合金门安装有扳动式把手，如图所示，请你画出手柄所受压力F的力臂l。
3．下列说法中正确的是( )
A．杠杆是一根硬棒
B．杠杆不一定是棒状
C．力臂是支点到力的作用点的距离
D．杠杆可以没有阻力臂
B
4．关于杠杆，下列说法中正确的是( )
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．力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上
D．作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力的方向相反
C
5．如图所示的杠杆，动力F的力臂是( )
A．OC
B．AB
C．CA　
D．OA
D
知识点2　杠杆的平衡条件
6．一同学在家中自制了如图甲所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系O点，将质地均匀、不计质量的轻杆悬挂起来。在杆的A端悬挂着一个重物。已知AO∶OB＝4∶1，同学的质量为50 kg，该同学在B端施加竖直向下的作用力，使轻杆保持在水平位置平衡，不计一切摩擦，重物的最大质量为　_ 　kg。
12.5　
第7题
7．如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是(所用钩码均相同)( )
A．两侧钩码下方同时加挂一个钩码
B．左侧钩码拿去一个，右侧钩码拿去一个并向右移动一格
C．左侧钩码下加挂一个钩码，右侧钩码下加挂两个钩码
D．两侧钩码同时向支点移动一格
B
8．如图甲，爸爸和小红坐在跷跷板的两侧，在水平位置保持平衡。将其简化成图乙所示的杠杆，不计杠杆自重的影响，若小红的质量为18 kg，则爸爸的质量为　 　kg，小红在跷跷板上下移动时质量　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
　不变　
　72　
9．如图所示，杠杆OA处于平衡状态，在图中分别画出力F1和F2对支点O的力臂L1和L2。
10．如图所示，轻质杠杆AH可绕O点转动，其中杆上相邻各点之间距离相等，在E点处挂一重为40 N的物体G，若用大小为20 N的力F1使杠杆在水平位置平衡，则下列关于F1的判断正确的是( )
A．方向一定竖直向上 　
B．一定作用在G点
C．方向可能竖直向下 　
D．可能作用在H点
D
11．如图所示，质地均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的。当B端挂重为G的物体时，直尺的A端刚刚开始翘起。则这把直尺的重为( )
A．　　　B．G　　　C．2G　　　D．3G
C
12．物理小组的同学利用杠杆制成一种多功能杆秤，使用前调节杠杆处于水平平衡，她取来质量为100 g的实心金属块挂在A处，且浸没于水中，在B处挂上100 g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，如图所示，测得OA＝50 cm，OB＝40 cm(g取10 N/kg)，则金属块的密度为( )
A．2 g/cm3 B．1.25 g/cm3
C．2.7 g/cm3 D．5 g/cm3
D
13．如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向　 　(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。
(2)如图甲，杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为____________(用字母表示)。他这样得出的结论　 　(选填“合理”或“不合理”)，原因是_____
____________________________________________________。
　不合理　
　F1l1＝F2l2　
　左　
　 只通过一次测量，数据具有偶然性，得出的结论不具备普遍性　
(3)如图乙，在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是 。
杠杆自身重力对杠杆的平衡有影响
14．如图是小明利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB＝3∶2，在杆A端用细绳悬挂重为300 N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡。已知小明重为650 N，两只脚与地面接触的总面积为400 cm2，不计杆重与绳重。求：
(1)此时他在B端施加的力F1大小。
解：(1)根据杠杆平衡知，F1×OB＝G×OA，即F1×2＝300 N×3，解得F1＝450 N，方向向下。
(2)他对杠杆有向下的450 N拉力，杠杆对他有向上的450 N的弹力，所以他对水平地面的支持力等于他对水平地面的压力F＝G人－F1＝650 N－450 N＝200 N，对地面的压强p＝＝5×103 Pa。
(2)此时他对水平地面的压强。
(3)原来OB的长度OB＝×1.9 m＝0.76 m，将支点O向右移动一段距离ΔL，使B端的人刚好离开地面且横杆处于水平平衡状态，根据杠杆的平衡条件有300 N×(1.9 m－0.76 m＋ΔL)＝650 N×(0.76 m－ΔL)，解得ΔL＝0.16 m。
(3)若横杆总长度为1.9 m，杆在A端悬挂的配重不变，现将支点O向右移动一段距离ΔL，使B端的人刚好离开地面且横杆处于水平平衡状态，求这段距离ΔL为多少？(共17张PPT)
第3节　滑轮
第2课时　滑轮组、轮轴和斜面
基础过关
01
能力提升
02
第十二章　简单机械
核心素养
03
知识点1　滑轮组
1．如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。
第2题
2．如图，用滑轮组提升重物时，重800 N的物体在10 s内匀速上升了1 m。已知拉绳子的力F为420 N，不计摩擦和绳重。则提升重物过程中( )
A．绳子自由端被拉下3 m
B．绳子自由端被拉下2 m
C．动滑轮重20 N
D．绳子自由端移动速度是0.1 m/s
B
3．下列说法中正确的是( )
A．任何滑轮组都具备既省力又能改变动力方向的优点
B．滑轮组的省力情况取决于动滑轮的个数
C．滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子段数
D．任何滑轮组都具有既省力又省距离的优点
C
4．对于使用滑轮组，下列说法中正确的是( )
A．不能省力，但可以改变用力方向
B．可以省力，但不能改变用力方向
C．可以省力，同时又可以省距离
D．可以省力，同时可以改变用力的方向，但不能同时省距离
D
A　　 B　 　C　 　D
5．用如图所示的滑轮或滑轮组，不计滑轮重、绳重及摩擦，将同一物体匀速提高h，最省力的是( )
D
A．扳手 B．门把手 C．螺丝刀 D．钢丝钳
知识点2　轮轴和斜面
6．如图所示的各种装置中不属于轮轴的是( )
D
7．“怒江72拐”是西藏自治区昌都地区八宿县境内的一条盘山公路，被认为是最美的盘山路之一，将山路修成S形是为( )
A．缩短汽车上山过程中所走的路程
B．减小汽车上山过程中的牵引力
C．减少汽车上山过程中所做的功
D．缩短汽车上山过程中所用的时间
B
8．利用两只滑轮和一根绳子，组成滑轮组将一重物水平拉动，滑轮组的装配有如图甲、乙所示的两种情况，则( )

A．甲种情况省力　　　
B．乙种情况省力
C．甲和乙省力情况一样
D．条件不足，无法判断
B
第9题
9．车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2 m的高度，下列关于这个滑轮组的说法中，正确的是( )
A．绳子自由端被拉下了10 m
B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力
D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离
C
第10题
10．如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和轴摩擦，G1＝60 N，G2＝38 N，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为( )
A．3 N B．6 N C．11 N D．22 N
B
11．如图所示，物体A重120 N，物体B的体积是1 dm3，此时A恰能沿着水平桌面以0.2 m/s向右做匀速直线运动；若将B始终浸没在水中并以原速度匀速上升，需要对A施加100 N水平向左的拉力，则下列选项正确的是(不计摩擦、绳重及滑轮重，g取10 N/kg)( )
A．物体B匀速下降的速度是0.1 m/s
B．物体A向左做匀速直线运动与桌面之间的摩擦力为100 N
C．物体B在水中匀速上升时，绳的拉力功率为2 W
D．物体B密度是3×103 kg/m3
D
12．如图所示的轻质杠杆一端挂有一重为20 N的动滑轮，滑轮下挂的物体重100 N，物体与水平地面接触，接触面积为0.1 m2。在轻质杠杆的A处施加竖直向上的力60 N，杠杆始终在水平位置静止，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是( )
A．物体对地面的压强为300 Pa
B．动滑轮受平衡力作用
C．若要物体对地的压力为0，保持A点位置不变，力F的大小为80 N
D．若要物体对地的压力为0，保持力F的大小不变，将A点向右移动
D
13．一名体重为600 N的工人双脚站在水平工作台上，利用两个滑轮组成的滑轮组(绕线方式未知)提升重量不同的物体(如图甲)，并绘制出绳子自由端拉力F与物重G的图像(如图乙)，拉力F始终在竖直方向，不计绳重及摩擦。
解：(1)不计绳重和摩擦时F＝(G＋G动)，根据题图像上的两个点代入，200 N＝(400 N＋G动)…①，400 N＝(1 000 N＋G动)…②，解①②组成的方程组可得G动＝200 N，n＝3。由n＝3可知有三段绳子吊着动滑轮，故绕绳方法如图所示。
(1)请在图甲中画出滑轮组的绕绳方式并求出动滑轮重。
(2)若工人换用另一种绕绳方式提升重为600 N的物体，但物体没动，此时工人对水平工作台的压强与物体对水平地面压强之比为6∶1，工人双脚底面积与物体的底面积之比为1∶4，求此时工人的拉力大小。
(2)设物体受到动滑轮的拉力为F拉，因为不计绳重和摩擦，所以此时工人的拉力F＝(F拉＋G动)，设人对水平工作台的压强为p人，物体对水平地面压强为p物，人对水平工作台的压力为F人，物体对水平地面压力为F物，工人双脚底面积为S人，物体的底面积为S物，由p＝。由题意可知，此时承担动滑轮绳子的股数n'＝2，人对水平工作台的压力F人＝G人－F＝G人－(F拉＋G动)＝600 N－×(F拉＋200 N)＝500 N－F拉，物体对水平地面压力F物＝G物－F拉＝600 N－F拉，则，解得F拉＝400 N，因此此时工人的拉力F＝(F拉＋G动)＝×(400 N＋200 N)＝300 N。
14．在如图所示的装置中，A、B是动滑轮，C是定滑轮，D是轮轴，D的轮半径R＝6 cm，轴半径r＝2 cm，物重G＝500 N，每个动滑轮重G动＝30 N。如果不计绳重和轴摩擦，各段绳的方向保持平行，为把重物提起，作用在轮上的拉力F至少要大于( )
A．45 N B．47 N
C．90 N D．135 N
B(共16张PPT)
第4节　机械效率
第1课时　认识机械效率
基础过关
01
能力提升
02
第十二章　简单机械
核心素养
03
知识点1　有用功和额外功
1．如图所示，用始终竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18 N的物体缓慢升高0.1 m，拉力大小F为8 N，拉力移动的距离为 0.25 m。拉力所做的功为　 　J，有用功为　_ 　J，额外功为　 　J。
　0.2　
1.8　
　2　
2．用铁桶从井中打水，则此过程中( )
A．人对铁桶做的功是额外功
B．人对水做的功是额外功
C．人对水和铁桶做的功都是额外功
D．人对水和铁桶做的功都是有用功
A
3．卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯。关于两人克服茶杯重力做功，下列说法中正确的是( )
A．都是有用功
B．都是额外功
C．对喝茶水的人而言是有用功
D．对卖茶杯的人而言是有用功
D
第4题
4．斜面的高与长如图所示，将重为200 N的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端，拉力为50 N，下列说法正确的是( )
A．拉力做功200 J B．额外功是200 J
C．有用功是200 J D．重力没有做功
B
知识点2　机械效率
5．如图所示，工人利用滑轮组提升重900 N的建筑材料，工人师傅对绳子的拉力F为400 N，不计绳重及摩擦，则滑轮组的机械效率为　 　。
　75%　
6．关于功和机械效率，下列说法中正确的是( )
A．完成同一项工作，有用功越少，机械效率越大
B．使用机械，要尽可能减小额外功，也可能让额外功为0
C．使用滑轮组提升物体，所用力越大，功率越大，机械效率越大
D．用机械做功时，有用功总是会小于总功，因此机械效率总是小于1
D
7．如图所示，用四个完全相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，把质量相同的物体匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两个滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重和摩擦)，则( )
A．图甲拉力做功多，图甲的机械效率高
B．图甲省力，图甲、图乙的机械效率一样高
C．图乙拉力做功多，图乙的机械效率高
D．图乙省力，图甲、图乙的机械效率一样高
D
8．第31届世界大学生运动会于2023年7月在成都开幕。在某场馆建设中，采用了如图所示的滑轮组将重为600 N的重物A从地面运至高处，每个滑轮重100 N，绳能承受的最大拉力为400 N，站在水平地面上的程师傅用力竖直向下拉绳，使重物A以0.1 m/s的速度匀速向上运动了10 s(忽略绳重和绳与滑轮间的摩擦，程师傅始终站在水平地面上)，下列说法正确的是( )
A．10 s内动滑轮对重物A做的功为700 J
B．绳子自由端拉力的功率为60 W
C．滑轮组的机械效率为80%
D．此装置一次最多能提升重为700 N的物体
D
9．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物，已知重物G＝900 N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F＝400 N时，可将重物匀速提升3 m，在此过程中，拉力F做功　 　J，滑轮组的机械效率为　 　%；若将该滑轮组的机械效率提高为90%，需要用此滑轮组提升　 　N的重物。
　2 700　
　75　
　3 600　
第10题
10．如图，斜面长为1 m，高为0.5 m，现将重为10 N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为8 N，则以下说法不正确的是( )
A．拉力所做的功为8 J
B．斜面的机械效率为62.5%
C．物体受到的摩擦力为5 N
D．斜面对物体的支持力没有对物体做功
C
11．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100 N，每次运送的重量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。如果不考虑绳重和摩擦，下列说法错误的是( )
A．该滑轮组的动滑轮重力是100 N
B．运送4件货物时，绳子的拉力F是250 N
C．运送4件货物时，滑轮组的机械效率为80%
D．运送4件货物时，绳子的拉力F是200 N
D
12．如图所示，工人师傅用竖直向下120 N的拉力，使重为850 N的物体在1 min内沿水平地面匀速直线运动了6 m。已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，工人师傅的质量为70 kg，工人师傅的脚与地面的总接触面积为400 cm2，不计绳重及滑轮轴处摩擦，g取10 N/kg。求：
解：(1)拉动物体的过程中，工人对地面的压力等于人的重力减去绳子对人的拉力，即F压＝G人－F＝m人g－F＝70 kg×10 N/kg－120 N＝580 N，则工人对地面的压强p＝＝1.45×104 Pa。
(1)拉动物体的过程中，工人师傅对地面的压强。
(2)由题图可知，n＝2，拉力的功率P＝＝24 W。
(2)工人师傅拉动物体时，拉力的功率。
(3)不计绳重及滑轮轴处摩擦，根据F＝(f＋G动)＝(0.2G＋G动)可知，动滑轮重G动＝nF－0.2G＝2×120 N－0.2×850 N＝70 N。工人师傅施加的最大拉力等于自身的重力，根据F'＝G人＝m人g＝70 kg×10 N/kg＝700 N，滑轮组最多能克服物体与地面之间最大的摩擦力f'＝nF'－G动＝2×700 N－70 N＝1 330 N，该滑轮组最大机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝95%。
(3)该工人师傅使用该滑轮组的最大机械效率。(共9张PPT)
第3节　滑轮
第1课时　定滑轮和动滑轮
基础过关
01
能力提升
02
第十二章　简单机械
知识点1　定滑轮
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 ____ 。
s＝h
　F＝G　
　等臂　
第2题
2．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起同一重物。若不计滑轮重与摩擦，则( )
A．F1＝F2＞F3　　　　B．F1＜F2＝F3
C．F1＝F2＝F3 D．F3＝F1＜F2
A
第3题
知识点2　动滑轮
3．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，可改变力的方向
D．这是一个定滑轮，可改变力的方向
A
第4题
4．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．0.5 N　　C．2 N　　D．1.5 N
B
第5题
5．如图，物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12 N，乙重8 N，不计绳重及一切摩擦，则甲受到地面的支持力为______　 　N。
　4　
第6题
6．研究定滑轮的特点。
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是
_　 　和　 　。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是　____________。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮　 　的特点。
　可以改变力的方向　
　重物的重力　
　绳子的拉力　
F1＝F2＝F3　
第7题
7．如图所示，水平桌面上物重分别为20 N、10 N的甲，乙两物体，由跨过定滑轮的轻绳相连，沿着水平拉力F的大小为5 N时，物体甲恰能在光滑的水平面上向左做匀速直线运动，忽略滑轮自重及滑轮与绳间摩擦，下列分析正确的是( )
A．物体甲受到的摩擦力为5 N
B．物体乙受到的摩擦力为5 N
C．物体乙受到轻绳的拉力为2.5 N
D．甲、乙两物体的物重不同，受到的摩擦力也不同
C
第8题
8．如图，在竖直向上的力F的作用下，重为10 N的物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4 m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为( )
A．20 N、0.2 m/s B．20 N、0.8 m/s
C．5 N、0.2 m/s D．5 N、0.8 m/s
A(共10张PPT)
专题训练(九)　滑轮组机械效率的计算
第十二章　简单机械
类型一　不计摩擦和绳重的滑轮组的机械效率的计算
1．为了建设绿色生态城市，园林工人要在过街天桥上放置花草，为城市增添一抹绿色。如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆M接触点为O；用沙袋将木棒B端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮组。OA∶OB＝1∶2，每个沙袋重400 N，每个滑轮重40 N(木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计)。
解：(1)由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得，FA×OA＝FB×OB，即FB＝FA×＝1 000 N×＝500 N，至少需要放置沙袋的总重G总＝FB＝500 N，需要放置沙袋的数量n＝＝1.25(袋)，为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置2个沙袋。
(1)若A点受到竖直向下的拉力为1 000 N，为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置几个沙袋？
(2)根据题意可知，将重为360 N的花架匀速提升5 m，滑轮组做的有用功W有用＝G花架h＝360 N×5 m＝1 800 J，滑轮组做的额外功W额外＝G动滑轮h＝40 N×5 m＝200 J，根据W总＝W有用＋W额外可知，工人所做的总功W总＝W有用＋W额外＝1 800 J＋200 J＝2 000 J，滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝90%。
(2)若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为360 N的花架匀速提升5 m。求工人所做的功和滑轮组的机械效率。
类型二　利用滑轮组拉物体水平匀速运动时的机械效率的计算
2．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30 s时间，将水平路面上质量是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5 m/s，绳子自由端水平向左的拉力F是500 N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08，g取10 N/kg。求：
解：(1)由v＝，可得故障车在30 s内通过的路程s车＝v车t＝5 m/s×30 s＝150 m，由题图知，n＝3，拉力端移动的距离s＝3s车＝3×150 m＝450 m，拉力F在30 s内所做的功W总＝Fs＝500 N×450 m＝2.25×105 J。
(1)拉力F在30 s内所做的功。
(2)地面对故障车的摩擦力f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1.5 t×10 N/kg＝0.08×1 500 kg×10 N/kg＝1 200 N。滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功W有＝fs车＝1 200 N×150 m＝1.8×105 J，整个装置的机械效率η＝×100%＝×100%＝80%。
(2)整个装置的机械效率。
类型三　滑轮组与斜面组合的机械效率的计算
3．如图所示，斜面长5 m，高3 m，物体A的重力为200 N，物体B的重力280 N，动滑轮的重力为20 N。滑轮组绳子平行于斜面连接物体A，在滑轮组与物体B的作用下，能使物体A由斜面底端被匀速拉至顶端(不计绳重、滑轮与绳间的摩擦力、空气阻力)。求：
(1)绳子拉力F对物体A所做的有用功。
解：(1)绳子拉力F对物体A所做的有用功W有用＝GAh＝200 N×3 m＝600 J。
(2)由题图可知，对A的拉力大小等于使用滑轮组绳子自由端的拉力，F＝(GB＋G动)＝×(280 N＋20 N)＝150 N。拉力对A做的总功W总＝Fs＝150 N×5 m＝750 J，斜面机械效率η＝×100%＝×100%＝80%。
(2)该斜面的机械效率。
(3)拉力对物体A做的额外功W额＝W总－W有用＝750 J－600 J＝150 J，由W额＝fs可得，A与斜面间的摩擦力f＝＝30 N。
(3)物体A受到的滑动摩擦力。(共27张PPT)
本章总结提升
思维导图
01
整合训练
02
第十二章　简单机械
热点一　杠杆及其平衡条件
1．“塔吊”是建筑工地上普遍使用的一种起重设备，如图所示是“塔吊”的简化图。OB是竖直支架，ED是水平臂，OE段叫平衡臂，E端装有配重体，OD段叫吊臂，C处装有滑轮，可以在O、D之间移动。已知OE＝10 m，OC＝15 m，CD＝10 m。若在C点用此塔吊能起吊重物的最大质量是1.5×103 kg，则配重体的质量应为
　_ 　kg；当滑轮移到D点时能够安全起吊重物的最大质量是　_ 　kg。(不计“水平臂”和滑轮重力)
900　
2.25×103　
2．如图所示，室内垃圾桶平时桶盖关闭，使垃圾不会散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定桶中( )
A．只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆
B．只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆
C．有两个杠杆在起作用，且都为省力杠杆
D．有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆
D
3．如图为一根重力不计的均匀杠杆，一个900 N的重物悬挂在O点。已知杠杆长为1.8 m，重物悬挂的O点与杠杆左端A点之间的距离OA＝0.8 m，以下操作中有可能使杠杆在水平位置平衡的是( )

A．以A为支点，在B点施加一个竖直向下的力
B．以A为支点，在B点施加一个500 N的力
C．以B为支点，在A点施加一个竖直向下的力
D．以B为支点，在A点施加一个400 N的力
B
第4题
4．一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木块水平放置，如图所示。现有水平力F由A向B缓慢匀速推动，在推动过程中，推力F将( )
A．大小不变　　　　B．逐渐增大
C．逐渐减小 D．先增加后减小
B
5．如图所示，将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂乙物体，已知乙物体的质量为2 kg，AO∶OB＝1∶4，此时甲物体静止在水平地面上，对地面的压强为3×105 Pa，甲物体的底面积为2×1 m2，杠杆在水平位置平衡，g取10 N/kg。下列说法正确的是( )
①甲物体的重力为140 N；②杠杆B端所挂物体的质量增加1 kg，甲对地面的压强恰好为0；③移动支点O的位置，使AO∶OB＝1∶7时，甲物体恰好被拉离地面；④若图中甲、乙均竖直切割 ，甲对地面的压强不变。
A．①③ B．①②③
C．①②④ D．①③④
D
6．如图所示的起重机自重为3×105 N，吊臂的长度可以在10~30 m之间变化，动力系统A允许提供的动力与动力臂的乘积(称为起重机的力矩)最大值为1.2×106 N·m，可以吊起距吊臂支点O水平距离3~20 m范围内的重物，其工作时与水平地面的总接触面积为2 m2(不计吊臂重、滑轮重和绳重)。(g取10 N/kg)求：
(1)汽车起重机将重达25 t的货物竖直提升10 m，这个过程中起重机对货物做功是多少？
解：(1)起重机对货物做功W＝G货h＝25×103 kg×10 N/kg×10 m＝2.5×106 J。
(2)允许吊起重物的最小重力为G小，F1L1＝G小L2，即1.2×106 N·m＝G小×20 m，解得G小＝6×104 N；允许吊起重物的最大重力为G大，F1L1＝G大L2，即1.2×106 N·m＝G大×3 m，解得G大＝4×105 N；故允许吊起重物所受重力的范围为6×104~4×105 N。
(2)该起重机在最大力矩工作时，允许吊起重物所受重力的范围。
(3)该起重机在最大力矩工作时，水平地面受到的最大压强。
(3)p＝＝3.5×105 Pa。
A　 B 　 C　 D
热点二　滑轮与滑轮组
7．采用如图所示的四种方案，用同样大小的力F在同一水平地面上拉动不同的物体(忽略绳与滑轮间的摩擦力及绳与滑轮的重力)。则能拉动的物体最重的是( )
D
8．如图所示，甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。如图丙所示，大轮重10 N，小轮重 5 N，连杆重1 N，先后用甲、乙两种方式提起同样重的物体(G＝500 N)，如果忽略摩擦力和绳的重力，则下列说法正确的是 ( )
A．F1＝129 N， F2＝133 N
B．F1＝129 N， F2＝129 N
C．F1＝133 N， F2＝133 N
D．F1＝133 N， F2＝129 N
B
9．如图所示，人直接用F1的力匀速提升重物B，所做的功是W1，功率是P1；若人使用滑轮组匀速提升该重物到同一高度，且人的拉力为F2，所做的功是W2，功率是P2。下列说法正确的是( )
A．F2一定小于F1
B．W2一定大于W1
C．P2一定大于P1
D．绳自由端移动的距离为3h
B
10．如图所示，一工人通过滑轮组打捞深井中的物体。已知物体A重为1.2×103 N，密度为1.6×103 kg/m3。若不计绳重、摩擦以及水的阻力，g取10 N/kg。求：
解：(1)由G＝mg＝ρVg可得，物体A的体积VA＝＝7.5×1 m3，物体A浸没在水中，排开水的体积V排＝VA＝7.5×1 m3，物体A完全浸没在水中时受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7.5×1 m3＝750 N。
(1)物体A完全浸没在水中时受到的浮力。
(2)对物体和动滑轮整体受力分析可知，受到竖直向上三股绳子的拉力和物体A受到的浮力，物体A和动滑轮受竖直向下的重力，由共点力的平衡可得，F浮＋3F＝GA＋G动，则G动＝F浮＋3F－GA＝750 N＋3×200 N－1 200 N＝150 N。
(2)测得物体A在出水面前，工人作用在绳子上的拉力为200 N，求动滑轮的重力。
(3)由题图可知，绳子股数n＝3，根据η＝可知，在空气中提物体A时，绳子的拉力F'＝＝500 N，工人对地面的压力F压＝G人－F'＝m人g－F'＝50 kg×10 N/kg－500 N＝0，则此时工人对地面的压强为0。
(3)此工人质量为50 kg，与地面的接触面积为500 cm2，在空气中提物体A时，滑轮组的机械效率为80%，求此时工人对地面的压强。
热点三　机械效率
11．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力分别为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小F1＝F2，不计绳重和摩擦。下列判断正确的是( )
A．物重G1＜G2
B．甲滑轮组所做的有用功较多
C．甲滑轮组所做的额外功较多
D．乙滑轮组的机械效率较高
B
12．为了提升城市品位，某市中心城区对部分市政道路分批次实施海绵提升改造工程，工人师傅常用如图所示的简易滑轮组提升建筑材料。在某次提升重物时，用F＝250 N的拉力，把重G＝400 N的物体在10 s内匀速提升2 m，不计绳重和摩擦，则( )
A．拉力做的有用功为500 J
B．拉力的功率为50 W
C．滑轮组的机械效率为80%
D．动滑轮重150 N
C
13．用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。甲、乙斜面倾角相等，与丙的不相等；甲、丙斜面表面粗糙程度相同，与乙的不相同。先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物至0.24 m高，弹簧测力计示数F0＝20.0 N，再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物到同一高度，弹簧测力计示数和斜面长度如表所示。
根据表中数据回答下列问题：
(1)斜面甲省力大小ΔF甲＝　 　N。
(2)斜面丙的机械效率η丙＝　 　%。
　85.7　
次数 斜面 弹簧测力 计示数 F/N 斜面长 度L/m 省力大小 ΔF/N(ΔF＝ F0－F) 机械效
率η/%
1 甲 17.4 0.30 ？ 92.0
2 乙 18.2 0.30 1.8 87.9
3 丙 14.0 0.40 6.0 ？
　2.6　
(3)比较甲、乙实验结果，可以认为　 　；比较甲、丙实验结果，可以认为　 　。(选填序号，有可能不止一项正确)
A．斜面省力大小与斜面倾角有关
B．斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关
C．斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
D．斜面机械效率与斜面倾角有关
E．斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关
F．斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
　AD　
　BE　
14．五一假期，小明和爸爸自驾到湿地公园游玩，小轿车不慎陷入水平河滩无法行驶，请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出河滩。若小轿车的质量为1.2 t，轮胎底部与河滩接触的总面积为0.2 m2，整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图像如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为2×103 N，g取10 N/kg。求：
(1)小轿车静止时对河滩的压强是多少？
解：(1)小轿车的重力G＝mg＝1.2×103 kg×10 N/kg＝12×103 N，则小轿车静止时对河滩的压强p＝＝6×104 Pa。
(2)①小轿车被匀速拉动的整个过程中移动的距离s小车＝vt＝0.5 m/s×10 s＝5 m，由题图可知n＝2，则绞盘拉动绳子移动的距离s＝ns小车＝2×5 m＝10 m，绞盘的拉力F所做的总功W总＝Fs＝2×103 N×10 m＝2×104 J。
(2)小轿车被匀速拉动的整个过程中：
①绞盘的拉力F所做的总功是多少？
②若滑轮的机械效率为80%，则有η＝＝80%，解得小轿车受到的拉力F拉＝nF×80%＝2×2×103 N×80%＝3 200 N，小轿车受到的拉力做功的功率P＝＝F拉v＝3 200 N×0.5 m/s＝1 600 W。
②若滑轮的机械效率为80%，则小轿车受到的拉力做功的功率是多少(滑轮转轴处摩擦不可忽略)？(共16张PPT)
第1节　杠杆 第2节　跨学科实践：制作简易杆秤
第2课时　生活中的杠杆
基础过关
01
能力提升
02
第十二章　简单机械
核心素养
03
知识点1　杠杆的分类
1．如图所示，在剪断铁丝的过程中，钳子是一个　 _　(选填“省力”或“费力”)杠杆；钳子刀刃较薄，是通过　_ 　增大压强。
减小受力面积　
　省力
2．如图，民间有做白粿迎新春的传统习俗。制作白粿时，先将浸泡过的米放在木桶中蒸熟，再放入石臼中用木棰捶打，最后搓揉成形。捶打时，木棰相当于一个　 　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。白粿被搓揉成圆条形，说明力可以改变物体的　 　。
　形状　
　费力　
A．钓鱼竿　　　　　B．火钳 C．瓶盖起子　　　D．镊子
3．如图是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是( )
C
4．劳动教育已经成为学校的一门实践课程。如图所示，完成劳动任务后，小明正在打扫地面，这时扫帚属于( )
A．省力杠杆，且省距离
B．费力杠杆，但省距离
C．省力杠杆，但费距离
D．等臂杠杆，既不省力又不费力
B
知识点2　最小力判断及其作用
5．如图所示，工人师傅想将一个重800 N的油桶滚上一个台阶，他要沿最省力的方向推动油桶，在图中画出这个力和它的力臂。
6．如图所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是( )
　　　　　　　　　　　　　　　
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
C
7．如图所示为一拉杆旅行箱的示意图。将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点。已知箱重为250 N，OA为120 cm，OC为 24 cm。
(1)在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止，则动力F的力臂为　 　cm，动力F的大小为　 　N。
(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为　 　N。
(3)生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
　变小　
　50　
　100　
　60　
8．如图所示的是公路检查站常闭型栏杆的示意图，当检查合格后，工作人员在A端施加一个向下的力使栏杆升起，车辆放行。此种栏杆实质上是一根( )
A．省力费距离的杠杆
B．费力省距离的杠杆
C．既省力又省距离的杠杆
D．既不省力又不省距离的杠杆
B
9．如图所示，是指甲剪的示意图，下列有关说法中正确的是( )
A．指甲剪由1个杠杆组成，是省力杠杆
B．指甲剪由2个杠杆组成，1个省力杠杆和1个费力杠杆
C．指甲剪由3个杠杆组成，1个省力杠杆和2个费力杠杆
D．指甲剪由3个杠杆组成，2个省力杠杆和1个费力杠杆
C

10．如图所示，站直踮脚是一项很好的有氧运动，其运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是( )
A．脚后跟是支点，是费力杠杆
B．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
C．脚后跟是支点，是省力杠杆
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D
11．杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶、是历史最悠久的衡器之一，如图所示是杆秤的结构示意图。关于秤杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是( )
A．秤杆的工作原理是二力平衡原理
B．使用提纽a比提纽b所能测的最大物体质量更小
C．被测物体质量一定大于秤砣质量
D．使用同一提纽，物体质量越大，秤砣离提纽越远
D
12．传统的舂米工具是一个杠杆，它的结构示意图如图所示，O为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下击打稻谷，若石球的质量为4 kg，且摩擦和杠杆自重均忽略不计，g取10 N/kg。求：
(1)石球的重力。
解：(1)石球的重力G＝mg＝4 kg×10 N/kg＝40 N。
(3)石球匀速升高10 cm，即h＝10 cm＝0.1 m，杠杆A端提升石球所做的功W＝Gh＝40 N×0.1 m＝4 J。
(2)要将石球竖直匀速抬起，脚至少用多大竖直向下的力。
(3)石球匀速升高10 cm，杠杆A端提升石球所做的功。
(2)根据杠杆平衡条件可得，F1L1＝F2L2，则竖直向下的力F1＝＝16 N。
13．一个重600 N的成年人和一个小孩都要过一道5 m宽的水渠。成人从水渠左岸到右岸，而小孩从水渠右岸到左岸，两岸各有一块4 m长的坚实木板，他们想出如图所示的方式过渠。请分析在忽略木板自身重量和木板叠交距离的情况下，要使成年人和小孩都能平安过渠，小孩的体重不能轻于
( )
A．100 N B．200 N
C．300 N D．400 N
B

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