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3．3认识简单机械(4)
点击要点
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 ：F=G／2。
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竹段绳子承担，撮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 。
典题分析
例1 要用G凶力将重物从地面搬到高为h的平面上，你可用哪些方法 画出每种方法的草图，并简要说明所用的条件。(不计摩擦和额外阻力)
巩固训练1 (2010杭州)某人用l00N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
例2 物理实验要遵循实事求是的原则。小文同学在“研究定滑轮和动滑轮特点’’的实验中，完成了如下图所示的实验并记录了数据。
次数 物重G/N 使用定滑轮时测力计的示数F1/N 使用动滑轮的时候示数F2/N
1 1.00 0.60 0.65
2 1.50 1.10 0.90
3 2.00 1.60 l.15
通过分析数据，她觉得与书中的结论有较大偏蒡。你一定也做过这样的实鹱，回想你的实验经历，回答下列问题：
(1)该实验中出现这样结果的主要愿因是什么
(2)请你对小雯的实验方法提出盒理的改进意见。
巩固训练2 某同学在“研究动滑轮特点”的实验时，进行了正确操作，并记录数据如下表，分析数据后发现，实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符。面对这1事实，下列做法中最不可取的是( )
实验次数 物重G／N 扭力F／N
1 1.0 0.65
2 1.5 0.90
3 2.0- 1.15
A．与同学分析可能原因，
B．实验失败，停止实验
C．改进实验条件，重新实验
D．查阅资料，了解结论的适用条件
跟踪演练
一、选择题
1．希望中学要安装升旗杆，下列简单机械中，适合安装的旗杆顶端的是( )
A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面
2．关于滑轮，下列说法错误的是( )
A．使用定滑轮不省力，但是能改变力的方向
B．使用动滑轮能省一半力，还能改变力的方向
C．定滑轮实质是个等臂杠杆
D．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
3．下列各图中利用了动滑轮的是( )
4．(2010自贡)工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的截面)。其中最省力的方案是( )
5．同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如下图所示，拉力分别为F甲、Fa、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则( )
A．F甲 F乙>F丙 C．F甲> F乙=F丙 D．F甲=F乙> F丙
6．如图，绳及滑轮重不计，绳与滑轮间的摩擦不计。若已知用F=30N的拉力可使物体沿水平地面匀速运动，那么，下列所求物理量正确的是( )
A．可求物体重为60N
B．可求物体重为90N
C．可求物体受的摩擦力为60N
D．可求物体受的摩擦力为90N
二、填空题
7．如右图所示，工人用动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升，
不计摩擦和滑轮重，在此过程中，工人用的拉力为 N，
木箱的重力势能 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
8．如图所示，质量为2Kg的物体在水平力F的作用下，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧秤的读数为l.5N，则拉力F为N ，物体与水平地面的摩擦力为 N。(弹簧秤和滑轮的重量不计)
9．如图，物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用
下向右匀速直线运动。如果在A上加一个水平向左的力F2拉动物
体A，使物体8以0.1m／s的速度匀速上升，2s内拉力F2所做的
功是 J。(滑轮和绳子韵重以及绳子与滑轮间的计)
三、分析计算题
10．甲、乙两人分别用不同的方法把重100N的物体A从地面匀速
提到三楼。’
(1) 甲用如图甲所示的方法。，直接用绳‘把物体提到三楼，判断该
过程绳对物体A的拉力F是否做功时，有两种分析如下表，若
分析正确，在表中同一行的空格画“√”。
分析一 物体在力F的方向上移动了距离，所以拉力F对物凭做。了功
分析二 物体匀速上升，其动能不变，重力势能增加 能量的转化可以通过做功的过程来实现。因为物体的机械能增加了，所以拉力F对物体做了功
(2)甲用20s把物体由M提到N，他对物体做功的功率多大
(3)乙用图乙所示的方法，通过滑轮把物体提到三楼，滑轮重10N，人对绳的拉力60N。有人计算乙做的总功过程如下：
W=F乙s ①
F乙===50N ②
S=6m ③
联立①②③求出W。
请改正②、③中错误之处。
答案
【点击要点】
1．力的方向2．二倍 一半的力3．n分之一 n倍
【典题分析】
例1 解：第一种方法：利用杠杆．如图所示，根据杠杆平衡条件：Fl L1=F2 L2，当动力臂是阻力臂的4倍时，Fl= F2=G
第二种方法：利用滑轮组，如图所示根据F= (动滑轮重不计)当n=4股时，F=G(G有4股绳子承担)
第三种方法：还可以简单机械的组合，等等。
巩固调练l D
例2解：(1)由表中数据可看出，使用定滑轮时(乙图)F1≠G，这是由于没有考虑到弹簧测力计外壳受到的重力；使用动滑轮时(丙图)F2≠G／2，是由于没有考虑动滑轮受到的重力。 (2)使用定滑轮时(乙图)，将弹簧测力计倒过来使用(或水平拉动弹簧测力计；或实验前先测出弹簧测力计自身的重力)；使用动滑轮时(丙图)，要先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关系(或采用轻质滑轮或增加钩码重)。
巩固训练2 B
【跟躁演练】
1．C 2．B 3．’D 4．C 5．B 6．C 7．200增大8．1.5 3 9．6 10．(1)分析一(√)；分析二(√)(2)对物体所做的功为W=Gh=100N×6m=600J 功率为P=W／t=600J／20s=30W (3)F乙=60N s=nh=2×6m=12m
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3．3认识简单机械(1)
点击要点
1．杠杆：在力的作用下能绕 转动的硬棒叫做杠杆。
2．杠杆的五要素
(1) ：使杠杆绕着转动的固定点。
(2) ：使杠杆转动的力。
(3) ：阻碍杠杆转动的力。
(4)动力臂：从 到 的垂直距离。
(5)阻力臂：从 到 的垂直距离。
典题分析
例1 如下图甲所示的钢丝钳，其中A为剪钢丝处，8为手的用力点，O为转动轴，图乙为单侧钳柄及相连部分示意图，请在图乙中画出剪钢丝时的动力Fl、阻力F2、动力L1、阻力臂L2。
巩固训练1 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。
例2 如图所示，杠杆0A在力F1、F2的作用下处于静止状态，L1是力F2的力臂。在图中画出力Fl的力臂L1和力F2。
巩固训练2 (2010毕节)请画出图中重物G所受重力的示意图和拉力F的力臂(用L把力臂表示出来)。
跟踪演练
一、选择题
1．如图所示的杠杆处于平衡状态，F的力臂是( )
A．DF B．OD C．OC D．OF
2．下列关于杠杆的说法中，错误的是( )
A．杠杆可以是直的，也可以是弯的
B．动力、阻力使杠杆转动方向相反，但它们的方向不一定
C．支点可以在杠杆的端点，也可以在力的作用线之间
D．杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和
二、作图题
3．如图所示，是某人在撬石头时的情景，请你画出力F的力臂L。
4．(2010泰州)如图是用螺丝坩撬图钉的示意图，画出动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。
5．渔夫用绳子通过竹杠拉起渔网，如图所示，请在图上画出绳子AB段对杆拉力F的力臂L。
6．许多居民楼墙外用铁三角架搁放空调主机(如图所示)，要使铁架较为牢固、安全。应把主机放在A处还是B处，请你在选择的主机上画出它的重力示意图和重力对O点的力臂。
7．如图所示，粗细均匀的棒一端搁在地上，另一端与支点O连接。要求：
(1)作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图。
(2)画出重力的力臂。
8．你在图中画出使用剪刀时，杠杆AOB所受动力F2的示意图及动力臂L1、阻力臂L2。
9．(2010德州)如图所示，轻质杠杆可绕O转动，杠杆上吊一重物G在力F作用下静止在水平位置，L为F的力臂，请在图中作出力F及重物G所受重力的示意图。
10．如下图中ABON看成杠杆，O为支点，请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。
答案
【点击要点】
1．固定点2．(1)支点 (2)动力 (3)阻力 (4)支点动力作用线(5)支点阻力作用线
【典题分析】
例1 解析：动力作用在B点，方向竖直向下，阻力
作用在A点，方向竖直向下。如上图所示
巩固训练l 图略
例2 解析：根据已知的力臂画力时，力的作用线应与力臂垂量．且耍注意力的作用点应画在杠杆上。如图所示。
巩固训练2 图略
【跟踪演练】
1．C 2．D
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3．3认识简单机械(3)
点击要点
杠杆的分类
1．L1>L2时，叫 ，其特点是省了 ，但费了 。如开瓶盖的起子、铡刀、老虎钳、道钉撬等。
2．L13．L1=L2时，叫 ，其特点是不省力也不费力，不省距离也不费距离。如天平等。
典题分析
例1 如图所示，O为杠杆AC晶支点，在B处挂一小球，AO=OB=BC，为使杠杆在水平位置平衡，画出施加在杠杆上最小动力F1的力臂L1，并标出F1的方向。
巩固训练1 在海南举办的大力士比赛中，有一个项目是把车轮推上台阶。下面是把车轮推上台阶的四种方法，推力的作用点相同，推力的方向不同，如图所示，则推法最省力的是( )
例2 园艺师傅用剪刀修剪树枝时，常瓷牌剪断的树枝尽量往支点靠近，这样做的道理是什么？
巩固训练2 如图，旅游登山时如果背囊中的物品有轻有重，应该怎样摆放更科学 ( )
A．把重的物品放在背囊下部
B．把重的物品放在背囊上部
C．随意摆放都可
D．从取拿方便考虑，把常用的放上部
跟踪演练
一、选择题
1．下图中属于费力杠杆的是( )
2．人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是骨骼在肌肉提供的
动力作用下绕关节转动。如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼
相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力。由图可以看出，这是一个( )
A．费力、省距离的杠杆 B．省力、费距离的杠杆
C．费力、费距离的杠杆 D．省力、省距离的杠杆
3．(2010德州)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．Fl B．F2
C．F3 D．F4
4·如图所示是安置在公路收费站栏帻的示意图；当在A处施加一个动力融，可将栏秤逆时针拉起来，它是一根（ ）
A．省力杠杆 B．费力杠杆
C．等臂杜杆 D．无法确定
5．如图所示，在扶正被风吹斜的树木时，下列措施中最合适的是( )
A．绳直接系在A点
B．绳直接系在B点
C．在A点垫上橡皮，再系上绳
D．在B点垫上橡皮，再系上绳
6．用钓鱼竿钓鱼的时候，鱼钩已经钩住了鱼。鱼还在水中时，感觉鱼很轻，刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。对钓鱼过程的下歹¨解释，错误的是( )
A．鱼离开水后，失去了水的浮力，使人感觉鱼变重了
B．鱼离开水后，鱼的重力增大，使人感觉鱼变重了
C．鱼离开水后，钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大
D．钓鱼竿是一种费力杠杆
7．AOB为一杠杆(自重不计)，O为支点(OAA．在B点用力使杠杆在图示位置平衡，一定是省力的
B．在C点用力不可能使杠杆在图示位置平衡
C．在B点用力使杠杆在图示位蛊平衡，沿竖直方向最省力
D．在D点悬挂一个与G完全相同的物体能使杠杆在图示位置平衡
二、填空题
8．各式各样的剪刀都是一对杠杆。图中， 剪刀是省力杠杆；
理发时应选用 剪刀(填“甲”或“乙”)。
9．如图，OA是一根可以绕O点在竖直平面内转动的硬棒，要使硬棒静止在
图示位置，在A端分别用力F1、F2、F3作用，那么最小的力是
10．钓鱼时，钓鱼竿可看成一根杠杆，如图，其支点位于A
点，动力作用点在 点，这是一个 杠杆(填“省力”、
“费力”或“等臂”)，要使钓起 鱼时所用的力小一些，则钓鱼者两只
手之间的距离应 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
11．杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用，护城河上黧装的吊桥就是一个杠杆，它的支点是 点，在匀速拉起吊桥时，它属于一个 杠杆。
12．在汶川地震中，救援队员利用各种器材展开抢险救灾工作。
(1)利用上图所示的钢丝钳，救援队员把钢筋剪断，钢丝钳是 (填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)使用撬棒，救援队员把滚落在公路上的右块撬起。如图所示，若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，撬棒的支点是 点；若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块l，撬棒的支点是 点。
三、作图题
13．如图所示，画出使杠杆平衡的最小力的示意图(要求保留作图痕迹)。
四、分析计算题
14．一把杆秤不计自重，提纽到秤钩的距瓷是4cm，秤砣质量250g。用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡 若秤杆长60cm，则这把秤最拳锥称量多少k9的物体
答案
【点击要点】
1．省力杠杆力距离2．费力杠杆力距离 3．等臂杠杆
【典题分析】
例1 解析：由杠杆的平衡条件：FlL1=F2L2知，在阻力和阻力臂不变的情况下，要想用的动力最小，则要求动力臂最大。动力臂最长的条件：①作用在杠杆上的动力的作用点离支点最远；②动力的方向与支点跟作用点的连线垂直。
最小动力Fl应在离支点最远的C点，最长的动力臂应为OC，Fl的方向应垂直于OC向上，如图所示
巩固训练l C
例2 解析：这祥做是为了省力。根据杠杆平衡条件：FlL1=F2L2，动力臂L1和阻力F2一定时，L2越小，需要的动力F1就越小。把要剪断的树枝尽量往支点靠近，可以减小阻力臂L2，从而减小动力F1。因此使用较小的力就可以将树枝剪断。
巩固训练2 B
【跟踪演练】
1．C 2．A 3．C 4．B 5．C 6．B 7．D 8．乙甲9．F2 10．B费力增大 ll．C省力
12．省力 A C
14．解：由于物体和秤砣对杠杆的力分别等于各自的重力，根据杠杆平衡条件：FlL1=F2L2，得m1gL1=mlgL2，2kg×g×4crn=0.25kg×g×L2，L2=32cm即称2kg物体时秤砣离提纽32cm。 当阻力臂最大时，称量物体质量最大，L′2=56cm F′lL1′=F2L′2，得ml′gLl=m2gL2′ m′1×g×4cm=0.25kg×g×56cm ml=3.5kg即秤的最大称量是3.5kg。 答：称2kg物体时秤砣离提纽32cm，秤的最大称量是3.5kg。
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3．3认识简单机械(2)
点击要点
1．杠杆平衡：指杠杆保持 状态或状态 。
2．杠杆平衡原理：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即
3．实验：研究杠杆的平衡
(1)把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的 ，使杠杆在——位置处于平衡状态(便于直接在杠杆上测出力臂大小)。
(2)在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，在杠杆上左右移动钩码悬挂的位置。直到杠杆再次达到 位置，处于平衡状态。
(3)用直尺量出动力臂L1和阻力臂L2的大小。
(4) 的乘积等于 的乘积。
典题分析
例1 用一段细线将粗细均匀的直铁丝吊起后，直铁丝在水平位置处于平衡状态；若将右端折叠一段：
(1)可能出现的现象是 ：
(2)你猜想此现象的依据是 。
巩固训练1 如图所示，在杠杆AOB的A端挂一个重为GA的物体，B端挂一个重为GB的物体时，杠杆处予平衡状态，若AO=BO，杠杆自身重力不计，则( )
A．GA=GB B．GAGB D．无法判断
例2 轻质杠杆两端分别挂重为Gl和G2的两个实心金属球A和B，已知融ρA>ρB，杠杆原来处于平衡状态，如果现在将它们同时浸没于酒精中，则杠杆还能平衡吗
巩固训练2 在轻质杠杆两端A、B各挂有体积相同的铜块和铝块(ρ铜>ρ铝)，支点O在如图所示的位置时，杠杆在水平位置保持平衡。在下列情况下，杠杆仍在水平位置保持平衡的是( )
A．在铜块和铝块上各加一块质量相等的物体
B．将铜块和铝块同时浸没在水中
C．将铜块和铝块各切去体积相同的一小部分
D．将铜块和铝块同时向支点移动一小段相同的距离
跟踪演练
一、选择题
1．杠杆在动力和阻力作用下处于平衡状态，采用卞列方法不能使杠杆平衡的是( )
A．在杠杆上再施加一个力，使这个力作用在杠杆的中心
B．在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过支点
C．使动为和阻力同时减小到原来的一半0
D．使动力臂和阻力臂同时增大一倍
2．如下图是小玲和小刚在公园里玩跷跷板的情景(跷跷板只能上下摆动，不能水平转动)。在跷跷板正好处于平衡时，小明走过来，用一只手推跷跷板，呲耐跷跷板仍然保持平衡。下面有关小明推力的讨论，正确的是( )
A．推力的作用线一定通过支点
B．堆力必须作用在支点上
C．推力方向必须与跷跷板板面垂直
D．推力作用在跷跷板任何位置、任何方向均可
3．如图所示，通过弹簧秤用力使杠杆处于平衡状态。比较图中所示的Fl、F2、F3三个方向，弹簧秤示数最小的是( )
A．F1的方向
B．F2的方向
C．F3的方向
D．三个方向弹簧秤示数一样津只
4．如右图所示，亍根可绕O点转动的均匀硬棒重为‘G，在棒的一端始终施加水平力F，将棒从图示．位置缓慢提起至虚线位置的过程中( )
A．F的力臂变小，F的大小变大
B．F的力臂变大，F的大小变小
C．重力G与它的力臂乘积保持不变
D．重力G与它的力臂乘积变大。
5．一根轻质杠杆，在左右两端分别挂上200N和300N的重物时，杠杆恰好平衡。若将两边物重同时减少50N，则杠杆( )
A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然平衡 D．无法确定
6．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆
在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向交支点移动，则杠杆( )
A仍能平衡
B．不能平衡，大球那端下沉
C．不能平衡，小球那端下沉
D．无法判断
7．(2010内江)如图(a)所示的杠杆是平衡的，在此杠杆支点两侧的物体下方分别加挂一个物体，如图(b)所示，那么，以下说法中正确的是( )
A．杠杆仍然平衡
B．杠杆可能平衡
C．杠杆一定不能平衡
D．杠杆是否平衡与加挂物体的质量多少无关
8．(2010乌鲁木齐)如图，轻质杠杆两端悬挂同种材料制成的大小不同胸金属球时}，杠杆平衡。把它们同时浸没在水中，杠杆仍然平衡，则( )
A．两球都是实心的 B．大球实心：小球空心．
C．大球空心，小球实心 D．两球都空心，且空心部分体积相同
二、填空题
9．如右图所示，轻质杠杆OA：可绕O点转动，OA=0.3m，OB=0.2m。
A点处挂一个质量为2kg的物体G，B点处加一个竖直向上的力F，
杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为 N，
力F大小为 N。
10．如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体，在A端施
加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F= N；
保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力
F将 。(填“变大’¨‘不变”或“变小”)。
11．如图所示，杠杆每小格的长度相等，质量不计，以O点为支点，杠杆
的右端挂有重物M，支点左边的A处挂钩码时，杠杆平衡。
将重物M浸没在水中，钩码移到B处，杠杆又平衡。则重
物与钩码的质量之比为 ，重物M的密度是
kg／m3。
12．在做“研究杠杆平衡条件”实验时，应该使杠杆在 位
置平衡。若杠杆静止在如右图所示的位置，可将右端的螺母向
适当调节。杠杆平衡后，在盘点挂2个50g的钩码，
在疆点应挂 个50g的钧码，才能使杠杆恢复平衡。
13．如图是一个均匀直杠杆，O为支点，在A点挂一重10N的物体，
则在B点用20N的力，可以使杠杆处于水平平衡状态。问：
(1)若在C点仍用20N向下的力，杠杆能否平衡 (每格距离相等) ；
(2)若在C点角‘20N的力，方向不限，讨论杠杆是否可能平衡 。
14．(2010柳州)如图是探究杠杆平衡、条件的实验装置。
(1)实验前，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节，使杠杆在 位置平衡，这样做的目的是为了方便读出力臂。
(2)下表是某实验小组测得的两组数据，请你帮他们补充完整。
实验次数 动力F1／N 动力臂Ll／m 阻力F2／N 阻力臂L2／m
1 1.0 0.24 2.0 0.12
2 1.5 0.1 0.5
(3)分析上表，可得杠杆的平衡条件：——。
三、分析计算题
15．小柯积极参加体育锻炼。
(1)图甲所示为小柯初学俯卧撑时的姿势，图乙所示为他经练
习后的俯卧撑姿势。图乙中小柯双手所受的支持力 (填
“>”、“；”或“<”)图甲的情况。
(2图乙中，他的身体可作为一个杠杆，O点是支点。他的
质量为50kg，所受重力可视为集年在A点。将身体撑起时，
地面对双手的支持力至少多大 若撑起时肩部上升0.4m，
他至少克服重力做多少功 (g取10N／kg)
答案
【点击要点】
1．静止匀速转动2.Fl×L1=F2×L2 3．(1)螺母水平(2)水平(4)动力与动力臂阻力与阻力臂
【典题分析】
例l (1)左段下沉(2)由于它粗细均匀，且开始时在水平位置处于平衡状态，所以支点位于直铁丝的重心且为它的几何中心，支点左右两段的重心到支点的距离相等，若将右端折叠一段，则支点右段的重心向支点方向移动，支点右段的力臂变小，支点左段的力与力臂的乘积大于支点右段的力与力臂的乘积，从而破坏了平衡，因此左段下沉。
巩固训练 l B
例2解析：所谓“轻质”杠杆，即不计杠杆质量，要判定两球浸入酒精后，杠杆是否平衡．需判断漫没后左右两边，力和力臂的乘积是否相等。当球浸入酒精后，球对杆的拉力等于球的重力减去球受到的浮力
解：∵根据杠杆平衡条件：G1L1=G2L2 球浸入酒精中后：左边力和力臂的乘积为MA=(G1—F浮1)L1=G1-(g ) L1=G1(1一L1 右边力和力臂的乘积为：MB=(G2一F浮2)L2=G2一 g L 2=G2(1一) L2 又∵>,∴<,∴1一>1一，∴杠杆不平衡，杠杆向A球倾斜。
巩固训练2 C
【跟躁演练】
1．A 2．A 3．B 4．B 5．B 6．C 7．B 8．A 9．19.6 29.4 10．30不变 ll．4:5 4×103 12．水平 右 3 13．不能平衡可能平衡 l4．左水平 0.3 FlL1=F2L2 15．(1)> (2)体重G=mg=50kg×10N／kg=500N根据杠杆平衡条件PlL1=F2L2得：地面对双手的支持力Fl=F2L2/Ll=GL2／LI=(500N×0.8m)／(0.4m+0.8m)=333.3N克服重力做功W=Fs=333．3N×0.4m=133.3J
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3．3认识简单机械(5)
点击要点
1． 是指我们必须要做的这部分功； 是指不需景，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。
机械效率是指 的比值。
=W有用／W总×100％=Gh／FL×l00％； l ;
W总 W有用+ W额外；W有用 W总
2．实验：测量斜面的机械效率
光滑斜面：FL=Gh W额外=0 =100％
有摩擦的斜面：W总= ； W有用= ； W额外=fL； =
斜面的机械效率与斜面的 和 有关。
典题分析
例1 如图所示，在杠杆的中点挂_质量为20kg的物体，某人在端点用125N向上的力将该物体匀速提高了0.5m，则此人对物体做功的机械效率为多少
巩固训练1 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中；将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为 N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0．3m，则杠杆的机械效率为 ％。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
次数 钩码悬挂点 钩码总重G／N 钩码移动距离h／m 拉力F／N 测力计移 动距离 S／m 机械 效率 /％
1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4
2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3
根据表中数据，能否得出 杠杆的机械教率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论
请简要说明两条理由．① ；
②
例2 小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用右图所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75％。(忽略摩擦及绳重)求：
(1)绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。
(2)若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变 说明理由。
巩固训练2 如图所示，拉力F=80N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s=4m，物体被提高的距离h=2m，求
(1)拉力所做的有用功；
(2)拉力所做的总功w总；
(3)该滑轮组的机械效率。
跟踪演练
一、选择题
1．用一个重必的动滑轮匀速提升重20N的货物，装置的机械效率可能为( )
A．85％ B l0％ C．0.2％ D．100％
2．一个改进后的滑轮组提高了机械效率，用它来把同一重物匀速提升同样高度，改进后与改进前比较( )
A．做的有用劝减少了 B．总功不变，有用功增加了
C．总功不变，额外功减少了 D．有用功不变，总功减少了
3．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、
乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦( )
A．甲较省力且机械效率较高
B．乙较省力且机械效率较高
C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同
4．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。两者相比，甲升降机( )
A．电动机做的总功较少 B．电动机做的总功较多
C．提升重物做的有用功较少 D．提升重物做的有用功较多
5．关于机械效率的说法中，正确的是( )
A．利用机械越省力，机械效率越高
B．机械做功越快，机械效率越高
C．有用功相同，总功越大的机械效率越高
D．额外功相同，有用功越大的机械效率越高
6．分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同的高度，做的有用功( )
A．杠杆最多 B．动滑轮最多 C．滑轮组最多 D．一样多
7．体重是400N的同学用重10N的水桶，提起重为l00N的水沿楼梯送到5m高的宿舍里使用。完成这一次提水，做的有用功和额外功分别是( )
A．500J；50J B．500J；2050J C．550J；2000J D．2500J；50J
8．如图滑轮组提升重40N的物体，下列说法中正确的是( )
A．若物体吊着不动，人对绳子的拉力F为零‘
B．若物体上升1m，则拉力做功一定是40J
C．若使物体上升lm拉力做功50J，则效率为80％
D．人对绳子的拉力F不能小于40N
9．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和G2的两个物体，不计摩擦，比较
它们韵省力情况和机械效率，下列说法正确的是( )
A．若G1=G2，则F1B．若G1=G2，则F1>F2，乙的机械效率高
C．若GlD．若Gl二、填空题
10．在下述情况中，若物体重l00N；则力对物体做了多少功
(1)物体沿着光滑的水平面匀速前进了1m，推力对物体做的功是 ；
(2)物体沿水平面匀速前进了10m，摩擦力是20N，拉力做的功是 ；
(3)物体从斜面上滑下，支持力对物体做的功是 。
11．用动滑轮将40051的货物以0.5m／s的速度匀速提高了2m，绳端的作用力是250N，则有用功的功率是 W。
12．(2010梅州)如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置,钩码
总重6N。实验时要竖直向上匀速拉动簧测力计，由图可知拉力大
小为 N，若，钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向
上移动 cm，该滑轮组的机械效率为 ％(结果保
留一位小数)。
13．如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为50N。利用这个装置
将重为100N的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端。则拉力
做功的功率为 W，该装置的机械效率为 。
三、实验探究题
14．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：
实验次数 钩码重／N 钩码上升的距离／cm 弹簧测力计的读数／N 弹簧测力计上升的距离／cm 机械效率
1 2 8 0.8 24 83.3％
2 4 5 1.5 15
3 6 10 90.9％
（1）漉表中的空格处填上适当的数据。(机械效率用百分数表示，’保留一位小数)
(2)实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计；
(8)从实验数据分析得出：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率；
(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与 。有关(写出一种影嗬因素即可)。
四、分析计算题
15．一人用如图所示的滑轮组匀速提升物重为200N的物体，此时人对绳的拉力为120N，不计绳重和摩擦。求：
(1)滑轮组韵机械效率。
(2)如果人的体重为600N，那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少N？
提高班习题精选
1．园艺师傅使用如图所乐韵剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近，这样做的
目的是为了( )
A．增大阻力臂，减小动力移动的距离
B．减小动力臂，减小动力移动的距离
C．增大动力臂：省力
D．减小阻力臂，省力
2．(2010广州)60k9的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图所示的平衡状态。由此可估测球的质量约为 ( )
A ．20kg B．30kg C．60kg D．120kg
3．小明用如图所示的滑轮组将二个重为120N的物体匀速提升2m，所用的拉力为50N，此时拉力所做的功为W，滑轮组的机械效率为功；若仍用该滑轮组
提升一个重为170N的物体，此时滑轮组的机械效率为，则W、、分别是不计绳重和摩擦 ( )
A．240J，80％，85％ B．300J，80％，85％
C．300J，80％，80％ D．240J，75％，80％
4．(2010兰州)如图所示，将体积相同的物体G1、G2分别挂在杠杆的两端，
杠杆处于平衡状态。若将两个物体Gl、G2同时浸没在水中，则( )
A．杠杆仍能保持平衡。
B．杠杆不能平衡，A端下沉 ；
C．杠杆不能平衡，B端下沉，
D．无法确定杠杆的状态
5．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”或“费力”)杠杆，若箱和物品共重100N，设此时动力臂
是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力F为 N。
6．假期里，小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。活动要求是：家庭中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上，恰好使木板水平平衡。
(1)若小兰和爸爸的体重。分别为400N和800N，小兰站在距离中央支点2m的一侧，爸爸应站在距离支点 m处才能使木板水平平衡
(2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上，现在他们同时开始匀速相向行走，小兰的速度是0.5m／s，爸爸的速度是 m／s才能使木板水平平衡不被破坏
7．(2010宿迁)小明和小华玩跷跷板，当小明坐在离支点2m处时，刚好能撬动小华，此时跷跷板在水平位置平衡。设小明体重为Gl，小华体重为G2(G18．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、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。
(1)将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，如果将杠杆右侧的平衡螺母向左调到头了，杠杆右端仍下沉，此．时应将杠杆左侧的平衡螺母向 讽，直到杠杆在水平位置平衡为止。
(2)某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为Fl =26N、L1=20cm、F2=4N和L2=30cm。他根据这些数据能否得出探究结论
理由是： 。
(3)使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡条件。这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪种实验方案好并说明理由：
(4)如右图所示，杠杆在水平位置平衡。如果在两侧钩码下再
各挂一个相同的钩码，则杠杆 端将下沉。
9．在只学习了支点、动力、阻力概念的情况下，联系玩跷跷板的游戏，甲、乙两小组继续研究动力对杠杆平衡的影响。他们将一个玩具“海宝”固定在杠杆一端韵B点作：为阻力，且保持阻力的大小、方向、作用点都不变，在杠杆的另一端用力使杠杆在水平位置平衡，并用测力计测出动力的大小。实验中，甲小组每次都保持动力在竖直方向、只改变动力作用点的位置，分别如图(a)中的F1、F2、F3所示；乙小组每次都保持动力作用点的位置不变、改变动力的方向(“动力的方向”用OA连线跟动力方向的夹角表示，且0°<<99°)，分别如图(b)中的F4、F5、F6所采；表一、表二是两小组同学记最的实验数据。
表一 甲小组
实验序号 支点到动力作用点的距离s／cm 动力的方向夹角/ 动力的大小／N
1 5 90° 6
2 10 90° 3
3 15 90° 2
表二 乙小组
实验序号 支点到动力作用的距离s／cm 动力的方向夹角/ 副力的大小／N
4 15 30° 4
5 15 45° 2.8
6 15 90° 2
(1)分析比较表一中 的实验数据可知：作用在杠杆一端的阻力不变时，要使杠杆平衡，在动力方向不变(=90°)的情况下，支点到动力作用点的距离s越大，动力越小。
(2)分析比较表二中第三列与第四列的实验数据可知：作用在杠杆一端的阻力不变时，要使杠秤平衡，在动力作用点不变的情况下，
(3)进夏步分析图(b)所示的实验现象及表二中的实验数据，可以发现，作用在杠杆一端的阻力不变时，要使杠杆平衡，当动力作用点不变，动力的方向改查以后，动力的大小与
有关。
(4)进一步综合分析表一与表二中的实验数据及相关条件，可得出的初步结论是：作用在杠杆一端的阻力不变时，影响杠杆平衡的因素是：
10．(2010谌江)湛江港一装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提孔质量为80Kg的货物所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，(g取10N／kg)求：
(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0.04m2，求货物对地面的压强。
(2)提升时绳子自由端的速度。
(3)拉力F的功率。
(4)此滑轮组的机械效率。
答案
【点击要点】
1．有用功额外功或无用功有用功跟总功≤ = < 2．FL Gh Gh／FL粗糙程度 倾角
【典题分斩】
例1 解析：被提升物体的重力G=mg=196N物体升高的距离h1=0.5m，动力F=125N，但动力作用点升高的距离h2未知。 由图知，物体升高的距离h1=AB，又 AOB∽A′OB′，故AB:A′B′=AO:A′O=1:2，A′B′=2AB=2×0.5m=lm则==×100％=×100％=×l00％=78.4％
巩固训练l (1)0.5 66.7由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功 (2)不能两次实验时钩码没挂在同一位置仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的
例2 解析：本题有一定的难度，在于题目中的设问为逆向思维。而题目中给定已知量不多，也导致难度的增大。
答案：绕法如右图，绳子段数n=4。
(1) 因为=×100％=×100％=×100％=×100％
所以拉力为F== =1.2N
由于P=Fv，所以绳子自由端移动速度为v== =0.3m／。
由于忽略摩擦及绳重，则=×100％=×100％=×l00％
所以动滑轮重G动=一G=一3.6N=1.2N (2)减小 由于忽略
摩擦及绳重=×100％=×100％=×l00％=×l00％，
所以当提升的物体重力减小时，滑轮组机械效率减小。(或当提升物体的重力减小时，有用功减小，额外功不变，故其机械效率减小。)
巩固训练2 解：(1)W 有=Gh=120N×2m=240J
(2)W总=Fs=80N×4m=320J (3)=×100％=×100%=75%
【跟踪演练】
1．A 2．D 3．C 4．A 5．D 6．D 7．B 8．C
9．D l0．(1)W=0 (2)W=200J (3)W=0 11．200 12．3X104 80％13．100 40％．l4．(1)表中填
88.9％ 1.2 30 (2)匀速(3)增加物重(4)动滑轮重、绳与滑轮的摩擦等l5．(1)=Gh／2Fh×100％=83.3% (2)设动滑轮重G0，由2F=G+G0，得G0=40N设提升的最大物重为G′，人的体重为Gl，此时绳的拉力为F′，则F′=G1，由2F′=G′+G0，得所能提起物体的最大物重G′=2F′一G0=1160N
【提高班习题精选】
1．D 2．B 3．B 4．C 5．省力20 6．1 0.25 7． 小明8．(1)左 (2)不能得出探究结论；因为一次实验获得的数据具有偶然性，不能反映普遍规律(3)杠杆在水平位置的实验方案好，便于测量力臂 (4)右9．(1)第二列与第四列(2)改变动力的方向，日越大，动力越小 (3)支点到动力作用线的距离；该距离越大，动力越小 (4)动力的大小、支点到动力作用线的距离10．(1)货物对地面的压强P=F／S=mg／S=80kg×10N／kg／0.04m2=2×104Pa． (2)提升时绳子自由端的速度v=s／f=4m／50s=0.08m／s． (3)拉力F的功率P=Fv=500N×0.08m／s=40W(4)此滑轮组的机械效率=W有用／W总=mg／2F=80kg×10N／kg／2 ×500N=80％
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