人教版八年級物理下冊第十二章 簡單機械(全章課件)

第十二章簡單機械第1節(jié)杠桿第十二章簡單機械第1節(jié)杠桿1新知1

杠桿(1)一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿.杠桿可以是直的，也可以是任意形狀的.作為杠桿必須具備以下條件：①有一個可繞著轉動的固定點；②受力的作用而不變形(其實絕對的“不變形”是不可能的，這里是突出“硬”字)；③受到動力和阻力的作用，且這兩種力對于杠桿的轉動所起的作用正好相反(一個使杠桿順時針轉動，一個使杠桿逆時針轉動).(2)杠桿的五要素①支點：杠桿繞著轉動的固定點，用“O”來表示.它可以在棒的一端，也可以在其他位置.杠桿轉動時，支點是相對固定的.

新知1杠桿2②動力：使杠桿轉動的力，用“F1”來表示.③阻力：阻礙杠桿轉動的力，用“F2”來表示.無論是動力還是阻力，都是杠桿所受到的力，它們不是一種新的性質的力.動力和阻力沒有嚴格的界限，只不過兩個力的作用效果相反罷了；一般地，把人施加的力，或使杠桿按照人的意愿轉動的力叫做動力.④動力臂：從支點O到動力作用線的距離，用“l(fā)1”表示.⑤阻力臂：從支點O到阻力作用線的距離，用“l(fā)2”表示.

②動力：使杠桿轉動的力，用“F1”來表示.3例題精講【例1】如圖12-1-1，這款圖釘來自一位初中生的創(chuàng)意，翹起部分為我們預留出施力空間，圖釘作為杠桿，其支點是(

)

A.A點

B.B點

C.C點

D.O點解析這個裝置的目的是為了能把圖釘拔出來，用力向上撬杠桿的A點，設備繞著C點順時針轉動，使圖釘被拔出；故作用在A點使杠桿順時針轉動的力是動力，C點是支點.

答案

C例題精講解析這個裝置的目的是為了能把圖釘拔出來，用4舉一反三1.關于杠桿的下列說法中，正確的是(

)A.杠桿必須是一根直棒B.杠桿不一定要有支點C.使用杠桿都是為了省力D.杠桿可以是直的，也可以是彎的Ｄ舉一反三Ｄ52.如圖12-1-2所示，下列關于力臂的說法中正確的是(

)A.動力臂l1是指支點O到動力F1的作用點的距離B.阻力臂l2是指支點O到阻力F2作用點的距離C.阻力臂l2是指支點O到阻力F2作用線的距離D.動力臂與阻力臂都在杠桿上Ｃ2.如圖12-1-2所示，下列關于力臂的說法中正確的是(6新知2

力臂的畫法(1)研究支點O：假設杠桿轉動，杠桿上相對靜止的點即為支點，如圖12-1-3甲所示.(2)確定動力和阻力作用線：從動力、阻力作用點沿力的方向畫射線，如圖12-1-3乙所示.新知2力臂的畫法7(3)作力臂：從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足間的距離為力臂，在旁邊標上字母l1或l2，分別表示動力臂或阻力臂，如圖12-1-3丙所示.可總結為：先找點(支點)，再找線(力的作用線)，由點到線作垂線段.(3)作力臂：從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足間的距離為8例題精講【例2】如圖12-1-4所示，用起子開啟瓶蓋，請確定支點O的位置，畫出F的力臂.

解析

用起子開瓶蓋時，根據用力情況，起子與瓶蓋上面接觸的點O為支點，過支點O作力F的作用線的垂線段，標出力臂符號l.

答案

如圖12-1-5所示.例題精講解析用起子開瓶蓋時，根據用力情況，起子與瓶蓋9舉一反三1.如圖12-1-6是使用羊角錘的示意圖，請在圖上畫出動力F的力臂，并用字母L標明.如答圖12-1-1所示.舉一反三如答圖12-1-1所示.10新知3杠桿的平衡條件(1)杠桿處于靜止狀態(tài)或勻速轉動狀態(tài)時杠桿平衡.(2)杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂.公式為F1l1＝F2l2或

.其中F1表示動力，l1表示動力臂，F(xiàn)2表示阻力，l2表示阻力臂.根據杠桿的平衡條件，我們可以知道既省力又省距離的杠桿是不存在的.新知3杠桿的平衡條件11

(3)使用杠桿的平衡條件分析和解決問題時，應注意：①動力和阻力都是指杠桿受到的力，而不是杠桿對別的物體所施加的力.②動力和阻力都是相對的.一般來說，動力是使杠桿繞支點轉動的力，阻力是阻礙杠桿繞支點轉動的力.如用撬棒撬石頭時，手對撬棒施加的力稱為動力，石頭作用在撬棒上、阻礙杠桿轉動的力稱為阻力.但有時不易區(qū)分哪個是動力，哪個是阻力，可設某一個力(如使杠桿沿順時針方向轉動的力)為動力，則另一個力(使杠桿沿逆時針方向轉動的力)為阻力.(3)使用杠桿的平衡條件分析和解決問題時，應注意：12例題精講【例3】“探究杠桿的平衡條件”實驗.(1)實驗前，應先調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，這是為了使杠桿在____位置平衡，這樣做是為了避免杠桿自身的重力對杠桿平衡的影響，而且實驗時方便______.如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，則可將右端的平衡螺母向_____調節(jié)，或將左端的平衡螺母向調節(jié).(2)部分實驗數據已記錄在下表中.例題精講13①請將表格中的實驗數據補充完整；②實驗時需要測量三組以上數據的目的是_______；③杠桿的平衡條件是_______________________.①請將表格中的實驗數據補充完整；14

解析為了方便讀取力臂，本實驗中應該讓杠桿在水平位置平衡.在調節(jié)平衡時，哪邊高就向哪邊調.為了減小實驗誤差，需要多次測量求平均值.

答案

(1)水平讀取力臂左左

(2)①152②多次實驗避免偶然性，使規(guī)律具有普遍性③動力×動力臂=阻力×阻力臂解析為了方便讀取力臂，本實驗中應該讓杠桿在水平位置平衡15舉一反三1.如圖12-1-8所示，利用鐵架臺、帶有刻度的杠桿、細線、數量足夠的鉤碼等實驗器材探究杠桿的平衡條件.舉一反三16

(1)實驗前杠桿如圖12-1-8所示，為使杠桿處在________平衡狀態(tài)，應將杠桿右端的平衡螺母B向____(填“左”或“右”)調.(2)記錄實驗數據的表格如下表，請將表頭欄目，實驗所記錄的數據補充完整.水平位置右動力F1/N阻力臂L2/m0.20.3(1)實驗前杠桿如圖12-1-8所示，為使杠桿處在____172.在探究杠桿平衡條件的實驗中：2.在探究杠桿平衡條件的實驗中：18（1）安裝好杠桿，調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；把鉤碼掛在杠桿A點如圖12-1-9甲，為方便直接從杠桿上讀出力臂，應在B點沿著______的方向拉動彈簧測力計，使杠桿在水平位置平衡．（2）如圖12-1-9乙，當彈簧測力計由位置1轉至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡，測力計示數將___________．豎直向下先變小后變大（1）安裝好杠桿，調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平19新知4杠桿的分類根據杠桿平衡的條件可將杠桿分為三類：(1)省力杠桿.如：剪鐵皮的剪刀，起瓶蓋用的起子，起釘子用的羊角錘等.(2)費力杠桿.如：理發(fā)用的剪刀，釣魚用的魚竿.(3)等臂杠桿.如：天平.新知4杠桿的分類20杠桿在使用時，省力和省距離不可能兼而有之，省力則費距離，費力則省距離.因此各類杠桿選擇的原則是根據實際情況，從有利于生產出發(fā).三類杠桿比較：杠桿在使用時，省力和省距離不可能兼而有之，省力則費距離，費力21例題精講【例4】下圖所示的工具中，使用時屬于費力杠桿的是(

)解析可以畫出每個杠桿的示意圖，再通過比較力臂的大小，確定火鉗是費力杠桿.

答案

B例題精講解析可以畫出每個杠桿的示意圖，再通過比較力22舉一反三如圖12-1-10所示的常用工具中，它們的物理模型都是_____.在這些工具中，省力的是_________，費力的是_____.(填序號)杠桿②③⑥①④舉一反三杠桿②③⑥①④23當堂訓練1、生活中經常用到各式各樣的剪刀都是一對杠桿.在使用剪刀的時候，下圖中最能省力的剪刀是(

)Ｂ當堂訓練1、生活中經常用到各式各樣的剪刀都是一對杠桿.在使242、如圖KT12-1-1所示，杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)，改變彈簧測力計拉力的方向，使其從①→②→③，此過程中，彈簧測力計的示數將(

)A.逐漸變大B.逐漸變小C.先變大后變小D.先變小后變大D2、如圖KT12-1-1所示，杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)，改變253、如圖KT12-1-3所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個過程中，力F的大小將(

)A．不變B．變小C．變大D．先變大后變?。?、如圖KT12-1-3所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直26overover27第十二章簡單機械第2節(jié)滑輪第十二章簡單機械第2節(jié)滑輪28新知1

定滑輪(1)定義：工作時中間軸的位置固定不動的滑輪叫定滑輪，如圖12-2-1甲所示.(2)實質：定滑輪實質上是個等臂杠桿，所以不省力，如圖12-2-1乙所示.(3)特點：使用定滑輪可以改變作用力的方向，動力移動距離與重物移動距離相等，如圖12-2-1丙所示.新知1定滑輪29例題精講【例1】學校旗桿頂裝有定滑輪，這樣做(

)

A.既省力，也改變施力的方向

B.省力，但不改變施力的方向

C.不省力，但改變施力的方向

D.既不省力，也不改變施力的方向解析定滑輪實質是個等臂杠桿，既不省力也不費力，但能改變力的方向，故選C.

答案

C例題精講解析定滑輪實質是個等臂杠桿，既不省力也不費力30舉一反三1.小明利用如圖12-2-2所示的簡單機械移動物體A時.當沿不同方向分別用F1、F2、F3的力，以不同速度勻速拉動物體時，忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法正確的是(

)A.F1=F2＜F3B.F1＜F2＜F3C.F1＞F2＞F3D.F1=F2=F3Ｄ舉一反三Ｄ312.如圖12-2-3所示，古代士兵常用定滑輪把護城河上的吊橋拉起．使用定滑輪可以______________（填“省力”“省距離”或“改變動力方向”）；吊橋可以看作杠桿，繩子對它的拉力是動力，吊橋的重力是阻力．在拉起吊橋的過程中，阻力臂______（填“變大”“變小”或“不變”）.改變動力的方向變小2.如圖12-2-3所示，古代士兵常用定滑輪把護城河上的吊32新知2

定滑輪(1)定義：工作時，軸隨重物一起移動的滑輪叫動滑輪，如圖12-2-4甲所示.“動”指軸心的位置在移動，而不是轉動.(2)實質：動滑輪實質上是動力臂為阻力臂2倍的杠桿，所以可省一半的力，如圖12-2-4乙所示.新知2定滑輪33(3)特點：省一半的力，但動力移動距離是重物移動距離的2倍，如圖12-2-4丙所示.(3)特點：省一半的力，但動力移動距離是重物移動距離的2倍，34例題精講【例2】小明在探究動滑輪的工作特點時，先用彈簧測力計測出了鉤碼的重力，然后按如圖12-2-5所示裝置實驗.他設計了下表，請你幫他完成(不計摩擦和動滑輪重).例題精講35解析在不計摩擦和動滑輪重的前提下，使用動滑輪工作時，可以省一半的力，即測力計的示數是砝碼重的，但拉力移動的距離是砝碼上升距離的2倍.由此可知：第一次砝碼重就應為5N×2=10N，而砝碼上升的距離應為30cm×

=15cm；第二次測力計的示數應為18N×

=9N，而拉力移動距離應為20cm×2=40cm.

答案第一次：10

15第二次：9

40解析在不計摩擦和動滑輪重的前提下，使用動滑輪工作時，可36舉一反三1.如圖12-2-6所示，用力F勻速提起重為4N的物體A.若不計滑輪重及摩擦，關于所用滑輪的種類和力F的大小，正確的判斷是(

)A.定滑輪，F(xiàn)=4NB.定滑輪，F(xiàn)=2NC.動滑輪，F(xiàn)=2ND.動滑輪，F(xiàn)=4NＣ舉一反三Ｃ372.圖12-2-7是小聰為拉船靠岸而設計的甲、乙兩種方案，若拉船的力需要很大，則應選用_____（填“甲”或“乙”）方案，因為采用這種方案可以_____.（不計機械的自重及摩擦）甲省力2.圖12-2-7是小聰為拉船靠岸而設計的甲、乙兩種方案，38新知3滑輪組(1)定義：由若干個定滑輪和動滑輪組成的裝置叫滑輪組.(2)特點：可以省力，也可以改變力的方向，總重由幾股繩子承擔，拉力便是總重的幾分之一.(3)使用滑輪組雖然可以省力，但必須多移動距離.總重由幾股繩子承擔，拉力移動的距離便是重物移動距離的幾倍.新知3滑輪組39例題精講【例3】如圖12-2-8所示，甲圖中使用的是____，使用這種機械的優(yōu)點是____；乙圖使用的是_____，使用這種機械的優(yōu)點是.如乙圖所示，物重G2為100N，若不計滑輪自重和摩擦，則拉力F是_____N；若物體以1m/s的速度勻速上升，則繩自由端移動的速度是_____m/s.例題精講40解析定滑輪不省力，但能改變力的方向；滑輪組在不計摩擦和動滑輪的重時，繩子自由端的拉力是物重的，繩子自由端移動的距離是物體上升高度的n倍.

答案定滑輪能改變力的方向滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向25

4解析定滑輪不省力，但能改變力的方向；滑輪組在不計摩擦和41舉一反三1.如圖12-2-9所示，把重為200N的物體勻速提升2m，不計滑輪、繩子的重力及摩擦，所用拉力F為_____N，拉力所做的功為_____J.100400舉一反三100400422.用如圖12-2-10所示的滑輪組提升重物，若被提升的重物重25N，每個滑輪重10N，則繩子自由端的拉力為______N，使用此裝置的優(yōu)點是_______________________.（不計繩與滑輪之間的摩擦）17.5能省力又能改變力的方向2.用如圖12-2-10所示的滑輪組提升重物，若被提升的重43新知4輪軸和斜面(1)輪軸①定義：由一個輪和一個軸組成，并且都繞固定的軸轉動.使用輪軸，若動力F1作用在輪上，可以省力；若動力作用在軸上，則費力.②實質：輪軸實質上是一個可連續(xù)轉動的杠桿.如圖12-2-11所示.F1——作用在輪上的力，F(xiàn)2——作用在軸上的力，R——輪半徑，r——軸半徑.新知4輪軸和斜面44(2)斜面①定義：斜面是一種可以省力的簡單機械，但必須多移動距離，如圖12-2-12所示.②原理：Fl=GhF——沿斜面拉力，G——物體重力，l——斜面長，h——斜面高.從公式中可知：斜面越長越省力.(2)斜面45例題精講【例4】有一個輪軸，輪半徑是50cm，軸半徑是10cm.使用這個輪軸提起500N的物體，至少要用____N的動力.若要使物體上升1m，則繞在輪上的繩端要拉過____m.(不計摩擦)解析輪半徑R=50cm，軸半徑r=10cm，阻力等于物體重，即F2=G=500N，由=，得F1=

=

=100N，即至少要用100N的動力.所用動力是阻力的，則動力移動的距離應為阻力上升距離的5倍，所以繞在輪上的繩端要拉過5m.

答案

100

5例題精講解析輪半徑R=50cm，軸半徑r=10c46舉一反三1.將圖12-2-13所示的鑰匙插入鎖孔轉動開鎖時，鑰匙就相當于一個______(填“杠桿”“滑輪”或“輪軸”)，屬于_____(填“省力”或“費力”)機械.輪軸省力舉一反三輪軸省力472.下圖所示，日常生活和生產實踐中使用的機械能抽象為斜面的是(

)Ｃ2.下圖所示，日常生活和生產實踐中使用的機械能抽象為斜面的48新知5滑輪組的組裝：奇動偶定法(1)根據F=，求出動滑輪上繩子的段數n.(2)如n為偶數時，繩子的固定端系在定滑輪上(即“偶定”).(3)若n為奇數時，繩子的固定端系在動滑輪上(即“奇動”).新知5滑輪組的組裝：奇動偶定法49例題精講【例5】用滑輪組提起2000N的重物，繩子最多只能承受600N的力(不計滑輪重和摩擦).(1)設計一個向下拉動繩子的最簡單的滑輪組，并畫出示意圖.(2)據此設計要勻速提起物體所用的拉力是多大？(3)若在此問題中，將物體勻速提升3m，應把繩子拉下多少米？例題精講50解析首先確定承擔重物的繩子段數：=3.3(要取整數4，即4段繩子).既要省力，又能改變力的方向，并且承擔重物的繩子是偶數，要從定滑輪繞起.所以需要兩個定滑輪和兩個動滑輪.省了力，就要費距離，由S=nh可求出繩子拉下的長度.答案(1)n=4，示意圖如圖12-2-14所示.

(2)F=

=500N.

(3)s=nh=4×3m=12m.解析首先確定承擔重物的繩子段數：=3.511.站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶.請在圖12-2-15中畫出滑輪組繩子的繞法.如答圖12-2-1所示.1.站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶.請在圖12-52當堂訓練1、如圖KT12-2-1所示，用一根繩子繞過定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執(zhí)另一端，分別用力F1、F2、F3勻速拉起鉤碼.忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是(

)A.F1較大B.F3較大C.F1、F2、F3的大小不能確定D.將鉤碼提升相同的高度，力F1、F2、F3所做的功相等Ｄ當堂訓練1、如圖KT12-2-1所示，用一根繩子繞過定滑輪，532、用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h，最省力的是（滑輪重不計）(

)D2、用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h，最省力的543、如圖KT12-2-3所示，用滑輪組提升重為220N的物體，動滑輪重為20N，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重.若在5s內將繩子勻速向上拉6m，則物體上升____m，手拉繩子的力為_______N，拉力的功率為_____W.280963、如圖KT12-2-3所示，用滑輪組提升重為220N的物55overover56第十二章簡單機械第3節(jié)機械效率第一課時機械效率（一）第十二章簡單機械第3節(jié)機械效率第一課時57新知1

有用功、額外功、總功有用功：有用功可理解為一種“目的”功.例如，用滑輪組勻速提升重物時，使用機械的目的是提高重物，那么克服物體的重力做的功是有用功，即W有用=Gh；又如用滑輪組拉動重物在水平面上勻速移動時，使用機械的目的是水平移動重物，那么克服物體與水平面間的摩擦力做的功是有用功，即W有用=fs.額外功：指對人們無用但又不得不額外做的功，即克服機械自重和自身部件的摩擦而做的功，由于機械自重和摩擦總是存在的，因而額外功是不可避免的，對任何實際的機械總有W額外>0.

新知1有用功、額外功、總功58總功：總功是人們使用機械時動力總共做的功，這其中既有通過機械克服物體阻力做的有用功，又有克服機械自身重力和摩擦做的額外功，所以有用功、額外功和總功的關系是W總=W有用+W額外.注意：計算有用功時，要注意結合實際情況來判定，例如用水桶從井中提水時；水桶掉進井里，從井里撈桶時，這兩種情況下的有用功就不同.總功：總功是人們使用機械時動力總共做的功，這其中既有通過機械59例題精講【例1】小剛用力將一桶水從井里提上來，他對____做的功是有用功，對______做的功是額外功.解析小剛的目的是將水從井里提上來，所以他對水做的功是有用功；要想將水從井里提上來，又不得不用桶，所以他對桶做的功是額外功.

答案水桶例題精講解析小剛的目的是將水從井里提上來，所以他對60舉一反三小陽將一桶水從一樓提到二樓.此過程中，下列說法正確的是(

)A.對桶做的功是有用功B.對水做的功是有用功C.對水做的功是額外功D.克服自身重力做的功是總功Ｂ舉一反三Ｂ61新知2

機械效率(1)機械效率：有用功跟總功的比值叫做機械效率，用η表示.機械效率=

×100%，即η=

×100%.說明：①三種功的計算方法及關系：W總=Fs，W有用=Gh(適用于利用機械沿豎直方向提升重物)，W有用=Fs物(適用于利用機械沿水平方向移動物體)，W額外=W總-W有用；②任何實際機械的機械效率η＜1，且η是一個沒有單位的量.新知2機械效率62(2)機械效率是用來表示機械對總功的利用率的物理量.

注意：①由于有用功是總功的一部分，所以機械效率總小于1；②機械效率的高低與利用機械省力多少是兩回事，不能混為一談；③額外功是指使用機械工作時對人們無用的功，這類功有時可以設法減小，但無法避免；④在求某一機械的機械效率時，一定要正確區(qū)分有用功和總功，一般來說，人或其他動力對某一機械所做的功是總功，而該機械對物體所做的功是有用功.(3)提高機械效率的辦法：減小額外功是提高機械效率的有效方法，改進機械結構，使它更合理、輕巧；對機械進行保養(yǎng)，保持良好的潤滑，減少摩擦.(2)機械效率是用來表示機械對總功的利用率的物理量.63例題精講【例2】關于機械效率的問題，下列說法正確的是(

)

A.做功越多，機械效率一定越高

B.單位時間內做功越多，機械效率一定越高

C.省力越多的機械，機械效率一定越高

D.額外功在總功中所占比例越小，機械效率一定越高例題精講64

解析

有用功和總功的比值叫機械效率；由機械效率的定義可知，機械效率的高低只與有用功在總功中所占的比例有關，與做功多少、功率大小無關.額外功在總功中所占比例越小，說明有用功在總功中所占的比例越大，機械效率就越高，故D正確.

答案

D解析有用功和總功的比值叫機械效率；由機械效率的定義可知65舉一反三1.某人用機械做了8000J的功，其中額外功是有用功的，那么該機械做的有用功是_______J，機械效率是_____%.2.質量為0.5kg的塑料桶裝滿水后總質量為10kg，小明將其從地面勻速搬到高度為1m的桌面上，在豎直向上搬水的過程中所做的總功是_____J，有用功是_____J，機械效率是_____%.（g=10N/kg）6000751009595舉一反三600075100959566當堂訓練1、下列有關功率與機械效率的說法中正確的是(

)A.機械效率越高，機械做功一定越快B.做功越多的機械，機械效率一定越高C.功率越大的機械，機械效率一定越高D.做功越快的機械，功率一定越大Ｄ當堂訓練1、下列有關功率與機械效率的說法中正確的是()Ｄ672、組合機械的斜面長4m，高2m，將重為100N的物體從斜面的底端勻速拉到頂端，如圖KT12-3-1所示，需用的拉力為40N，需要的時間是5s．那么，將物體從底部拉到頂部所做的有用功是______J，拉力做的總功的功率是_____W．200642、組合機械的斜面長4m，高2m，將重為100N的物體683、杠桿的摩擦非常小，是一種機械效率非常高的簡單機械.如圖KT12-3-3所示，若用一根機械效率為90％的杠桿將一個720N的物體提升5cm，此過程所做的有用功是_____J，總功是____J，額外功是___J.364043、杠桿的摩擦非常小，是一種機械效率非常高的簡單機械.如圖K69overover70第十二章簡單機械第3節(jié)機械效率第一課時機械效率（二）第十二章簡單機械第3節(jié)機械效率第一課時71新知1

斜面的機械效率在斜面高一定時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高；在斜面的長、高一定時，斜面越光滑，機械效率越高.注意：利用斜面時，動力所做的功等于克服重力所做的功和克服摩擦力所做功的總和.用公式表示為Fl=Gh+fl.

新知1斜面的機械效率72例題精講【例1】如圖12-3-1所示，已知斜面高為2m，斜面長為高的2倍.小兵同學用繩子沿斜面將重為400N的木箱由斜面底端勻速拉到頂端.拉力大小為300N，繩重不計.求：（1）小兵對木箱做的有用功.（2）斜面的機械效率.（3）斜面對物體施加的摩擦力.例題精講73

解析（1）已知物體重力和提升的高度，根據公式W=Gh可求有用功；（2）根據公式W=Fs可求總功，機械效率等于有用功除以總功.（3）求出額外功，利用W額=fs求摩擦力.

答案

(1)800J

(2)66.7﹪（3）100N解析（1）已知物體重力和提升的高度，根據公式W=Gh可求74舉一反三1.如圖12-3-2所示，小明用20N的力拉著重50N的物體沿斜面運動了1m，物體上升的高度為0.2m，則小明做的有用功和斜面的機械效率分別是(

)A.10J，50%B.20J，50%C.50J，80%D.4J，8%Ａ舉一反三Ａ75新知2

滑輪組的機械效率

同一個動滑輪，提升重物越重，機械效率越大.不同的動滑輪，提升相同的重物，動滑輪自重越小，機械效率越高.注意：關于滑輪組的機械效率.(1)總功在繩子自由端計算，即：W總=F繩s繩=F拉s繩；(2)有用功在動滑輪一側計算，當滑輪沿豎直方向上升時，W有用=Gh；當滑輪沿水平方向移動時，W有用=F輪s物=f阻s物；(3)繩子自由端移動的距離s與物體上升高度h及繩子段數n的關系：s=nh，n要在動滑輪一側確定.新知2滑輪組的機械效率76例題精講【例1】如圖12-3-4所示，搬運工人用滑輪組在20s內將重為540N的重物勻速提升3m，所用拉力為200N，則他所做的有用功是_____J，額外功是______J，拉力的功率是_______W，滑輪組的機械效率是.例題精講77

解析

（1）根據W=Gh求出有用功.

（2）根據s=3h求出拉力移動距離，根據W=Fs求出總功，再根據W總=W有用+W額，求出額外功.

（3）根據P=

求出拉力的功率.

（4）根據η=

求出機械效率.

答案

1

620

180

90

90%解析（1）根據W=Gh求出有用功.78舉一反三1.如圖12-3-5所示，重8N的物體，在拉力F的作用下2s內勻速上升了0.4m，動滑輪重2N，不計繩重及摩擦，則下列計算結果不正確的是(

)A.拉力的大小為5NB.繩子自由端移動距離為1.2mC.拉力F的功率為2WD.滑輪組的機械效率為80%Ｂ舉一反三Ｂ792.如圖12-3-6所示的滑輪組（不計繩重及摩擦），工人師傅用40N的拉力將質量為5kg、底面積為1600cm2的空吊籃A勻速提升到二樓平臺，此滑輪組的機械效率為_____%．62.52.如圖12-3-6所示的滑輪組（不計繩重及摩擦），工人師80當堂訓練1、如圖KT12-3-5所示，用甲、乙兩種裝置勻速提升同一重物，若每個滑輪重相同，不計摩擦及繩重.則下列說法正確的是(

)A.甲較省力，機械效率較低B.乙較省力，機械效率較低C.甲較省力，機械效率較高D.乙較省力，機械效率較高Ｂ當堂訓練1、如圖KT12-3-5所示，用甲、乙兩種裝置勻速提812、用如圖KT12-3-6所示的滑輪組在10s內將300N的重物勻速提升3m，已知動滑輪重30N，不計摩擦，則(

)A．利用滑輪組所做的有用功是450JB．繩子自由端移動的速度是0.9m/sC．拉力的功率是99WD．滑輪組的機械效率是80%C2、用如圖KT12-3-6所示的滑輪組在10s內將300824、如圖KT12-3-7所示，沿斜面向上拉一個重為4.5N的物體到斜面頂端，斜面長1.2m，高0.3m，拉力做功為2.16J，則這個斜面的機械效率是____%，物體受到的摩擦力是______N．62.50.6754、如圖KT12-3-7所示，沿斜面向上拉一個重為4.5N83overover84第十二章簡單機械章末總結第十二章簡單機械章末總結85知識網絡知識網絡86考綱要求1.簡單機械改變力的大小和方向.（探究）2.機械效率.（了解）3.機械使用的歷史發(fā)展過程；機械的使用對社會發(fā)展的作用.（認識）考綱要求1.簡單機械改變力的大小和方向.（探究）87強化訓練1.下列生活情景中，屬于應用費力杠桿的是(

)A.用鋼絲鉗剪鋼絲B.用船槳劃龍舟C.用獨輪車運磚頭D.用指甲剪剪指甲B強化訓練1.下列生活情景中，屬于應用費力杠桿的是()B882、在道路條件不允許的情況下，軍車通常采用如下方法原地掉頭，先將千斤頂放在車底部合適的位置將軍車頂起來，然后推動軍車繞千斤頂轉動即可實現(xiàn)原地掉頭（如圖12-J-1），下列有關分析正確的是(

)A．千斤頂應放在車底部靠近車輪的位置B．千斤頂應放在車所受重力的作用線上C．只要在車前部推就最省力D．只要在車上離千斤頂最遠的地方推就最省力Ｂ2、在道路條件不允許的情況下，軍車通常采用如下方法原地掉頭，893.如圖12-J-2所示，在處于水平平衡的杠桿上A點，掛上4個鉤碼（每個鉤碼的質量為50g），若使杠桿在水平位置保持平衡，作用在杠桿B點的力量最小為（g取10N/kg）(

)A.15N B.6N C.3N D.1.5NＤ3.如圖12-J-2所示，在處于水平平衡的杠桿上A點，掛上904、物理知識在生活中有廣泛的應用，洗手池的下水管道常常做成如圖12-J-5甲所示的彎管，圖中虛線框內部分彎管是利用物理模型_____的原理來設計的，園藝師傅使用如圖12-J-5乙所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是通過__________方式達到省力的目的．連通器減小阻力臂4、物理知識在生活中有廣泛的應用，洗手池的下水管道常常做成如915、某小組同學在探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關時，提出了一些猜想并對猜想進行驗證．（1）如果影響機械效率的因素有A、B、C多個，要研究其與B因素的關系，需要先控制其他幾個因素不變，而改變_____因素，從而進行研究．B5、某小組同學在探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關時，提出了92（2）下列A、B是同學提出的兩個猜想：猜想一：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組細線的繞法有關；猜想二：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組提升的物重有關．（3）為了驗證上述猜想是否正確，同學們準備分別按圖1、圖2、圖3和圖4的滑輪組進行實驗．驗證猜想一的小組應按圖___________所示的兩個滑輪組進行實驗，若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小______（填“相等”或“不相等”），則可初步判斷猜想一是錯誤的；1，3或2，4相等（2）下列A、B是同學提出的兩個猜想：1，3或2，4相等93驗證猜想二的小組應按圖___________所示的兩個滑輪組進行實驗，若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小不相等，則可初步判斷猜想二是_____（填“正確”或“錯誤”）的．（4）請你為該班同學提出一種提高滑輪組機械效率的方法：_______________________________________________________________________________________________________________．1，2或3，4正確盡量讓滑輪組滿負荷工作（提升可以提升的最大物重）、在轉軸上加潤滑油、減輕動滑輪的自重等驗證猜想二的小組應按圖___________所示的兩個滑輪組946、小雨通過如圖12-J-9甲所示滑輪組將水中物體勻速提升至空中，他所用拉力F與繩子自由端移動的距離s的關系圖象如圖12-J-9乙所示．其中物體在空中勻速上升過程中滑輪組的機械效率為85%．每個滑輪等重，不計繩重、摩擦和水的阻力．求：（1）物體在空中上升1m，小雨做的功是多少？（2）每個動滑輪的重力是多少？6、小雨通過如圖12-J-9甲所示滑輪組將水中物體勻速提升至95解：（1）由圖12-J-9乙可知，繩子自由端移動的距離為0~4m時，拉力為100N不變，此時物體沒有露出水面，4~6m時，物體開始逐漸露出水面，拉力不斷增大，6~8m時拉力為200N不變，此時物體完全離開水面，故物體在空中勻速上升過程中受到的拉力F=200N，由圖可知，n=4，所以繩子自由端移動的距離s=nh=4×1m=4m，小雨做的功是W=Fs=200N×4m=800J.解：（1）由圖12-J-9乙可知，繩子自由端移動的距離為0~96（2）根據η=可得，物體在空中上升1m做的有用功W有用=ηW總=85%×800J=680J，根據W=Gh可得，物體的重力G=

=680N，根據F=（G+G動）可得，2G動=4F-G=4×200N-680N=120N，所以每個動滑輪的重力為60N.（2）根據η=可得，物體在空中上升1m做的有用功W有用97overover98第十二章簡單機械第1節(jié)杠桿第十二章簡單機械第1節(jié)杠桿99新知1

杠桿(1)一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿.杠桿可以是直的，也可以是任意形狀的.作為杠桿必須具備以下條件：①有一個可繞著轉動的固定點；②受力的作用而不變形(其實絕對的“不變形”是不可能的，這里是突出“硬”字)；③受到動力和阻力的作用，且這兩種力對于杠桿的轉動所起的作用正好相反(一個使杠桿順時針轉動，一個使杠桿逆時針轉動).(2)杠桿的五要素①支點：杠桿繞著轉動的固定點，用“O”來表示.它可以在棒的一端，也可以在其他位置.杠桿轉動時，支點是相對固定的.

新知1杠桿100②動力：使杠桿轉動的力，用“F1”來表示.③阻力：阻礙杠桿轉動的力，用“F2”來表示.無論是動力還是阻力，都是杠桿所受到的力，它們不是一種新的性質的力.動力和阻力沒有嚴格的界限，只不過兩個力的作用效果相反罷了；一般地，把人施加的力，或使杠桿按照人的意愿轉動的力叫做動力.④動力臂：從支點O到動力作用線的距離，用“l(fā)1”表示.⑤阻力臂：從支點O到阻力作用線的距離，用“l(fā)2”表示.

②動力：使杠桿轉動的力，用“F1”來表示.101例題精講【例1】如圖12-1-1，這款圖釘來自一位初中生的創(chuàng)意，翹起部分為我們預留出施力空間，圖釘作為杠桿，其支點是(

)

A.A點

B.B點

C.C點

D.O點解析這個裝置的目的是為了能把圖釘拔出來，用力向上撬杠桿的A點，設備繞著C點順時針轉動，使圖釘被拔出；故作用在A點使杠桿順時針轉動的力是動力，C點是支點.

答案

C例題精講解析這個裝置的目的是為了能把圖釘拔出來，用102舉一反三1.關于杠桿的下列說法中，正確的是(

)A.杠桿必須是一根直棒B.杠桿不一定要有支點C.使用杠桿都是為了省力D.杠桿可以是直的，也可以是彎的Ｄ舉一反三Ｄ1032.如圖12-1-2所示，下列關于力臂的說法中正確的是(

)A.動力臂l1是指支點O到動力F1的作用點的距離B.阻力臂l2是指支點O到阻力F2作用點的距離C.阻力臂l2是指支點O到阻力F2作用線的距離D.動力臂與阻力臂都在杠桿上Ｃ2.如圖12-1-2所示，下列關于力臂的說法中正確的是(104新知2

力臂的畫法(1)研究支點O：假設杠桿轉動，杠桿上相對靜止的點即為支點，如圖12-1-3甲所示.(2)確定動力和阻力作用線：從動力、阻力作用點沿力的方向畫射線，如圖12-1-3乙所示.新知2力臂的畫法105(3)作力臂：從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足間的距離為力臂，在旁邊標上字母l1或l2，分別表示動力臂或阻力臂，如圖12-1-3丙所示.可總結為：先找點(支點)，再找線(力的作用線)，由點到線作垂線段.(3)作力臂：從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足間的距離為106例題精講【例2】如圖12-1-4所示，用起子開啟瓶蓋，請確定支點O的位置，畫出F的力臂.

解析

用起子開瓶蓋時，根據用力情況，起子與瓶蓋上面接觸的點O為支點，過支點O作力F的作用線的垂線段，標出力臂符號l.

答案

如圖12-1-5所示.例題精講解析用起子開瓶蓋時，根據用力情況，起子與瓶蓋107舉一反三1.如圖12-1-6是使用羊角錘的示意圖，請在圖上畫出動力F的力臂，并用字母L標明.如答圖12-1-1所示.舉一反三如答圖12-1-1所示.108新知3杠桿的平衡條件(1)杠桿處于靜止狀態(tài)或勻速轉動狀態(tài)時杠桿平衡.(2)杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂.公式為F1l1＝F2l2或

.其中F1表示動力，l1表示動力臂，F(xiàn)2表示阻力，l2表示阻力臂.根據杠桿的平衡條件，我們可以知道既省力又省距離的杠桿是不存在的.新知3杠桿的平衡條件109

(3)使用杠桿的平衡條件分析和解決問題時，應注意：①動力和阻力都是指杠桿受到的力，而不是杠桿對別的物體所施加的力.②動力和阻力都是相對的.一般來說，動力是使杠桿繞支點轉動的力，阻力是阻礙杠桿繞支點轉動的力.如用撬棒撬石頭時，手對撬棒施加的力稱為動力，石頭作用在撬棒上、阻礙杠桿轉動的力稱為阻力.但有時不易區(qū)分哪個是動力，哪個是阻力，可設某一個力(如使杠桿沿順時針方向轉動的力)為動力，則另一個力(使杠桿沿逆時針方向轉動的力)為阻力.(3)使用杠桿的平衡條件分析和解決問題時，應注意：110例題精講【例3】“探究杠桿的平衡條件”實驗.(1)實驗前，應先調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，這是為了使杠桿在____位置平衡，這樣做是為了避免杠桿自身的重力對杠桿平衡的影響，而且實驗時方便______.如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，則可將右端的平衡螺母向_____調節(jié)，或將左端的平衡螺母向調節(jié).(2)部分實驗數據已記錄在下表中.例題精講111①請將表格中的實驗數據補充完整；②實驗時需要測量三組以上數據的目的是_______；③杠桿的平衡條件是_______________________.①請將表格中的實驗數據補充完整；112

解析為了方便讀取力臂，本實驗中應該讓杠桿在水平位置平衡.在調節(jié)平衡時，哪邊高就向哪邊調.為了減小實驗誤差，需要多次測量求平均值.

答案

(1)水平讀取力臂左左

(2)①152②多次實驗避免偶然性，使規(guī)律具有普遍性③動力×動力臂=阻力×阻力臂解析為了方便讀取力臂，本實驗中應該讓杠桿在水平位置平衡113舉一反三1.如圖12-1-8所示，利用鐵架臺、帶有刻度的杠桿、細線、數量足夠的鉤碼等實驗器材探究杠桿的平衡條件.舉一反三114

(1)實驗前杠桿如圖12-1-8所示，為使杠桿處在________平衡狀態(tài)，應將杠桿右端的平衡螺母B向____(填“左”或“右”)調.(2)記錄實驗數據的表格如下表，請將表頭欄目，實驗所記錄的數據補充完整.水平位置右動力F1/N阻力臂L2/m0.20.3(1)實驗前杠桿如圖12-1-8所示，為使杠桿處在____1152.在探究杠桿平衡條件的實驗中：2.在探究杠桿平衡條件的實驗中：116（1）安裝好杠桿，調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；把鉤碼掛在杠桿A點如圖12-1-9甲，為方便直接從杠桿上讀出力臂，應在B點沿著______的方向拉動彈簧測力計，使杠桿在水平位置平衡．（2）如圖12-1-9乙，當彈簧測力計由位置1轉至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡，測力計示數將___________．豎直向下先變小后變大（1）安裝好杠桿，調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平117新知4杠桿的分類根據杠桿平衡的條件可將杠桿分為三類：(1)省力杠桿.如：剪鐵皮的剪刀，起瓶蓋用的起子，起釘子用的羊角錘等.(2)費力杠桿.如：理發(fā)用的剪刀，釣魚用的魚竿.(3)等臂杠桿.如：天平.新知4杠桿的分類118杠桿在使用時，省力和省距離不可能兼而有之，省力則費距離，費力則省距離.因此各類杠桿選擇的原則是根據實際情況，從有利于生產出發(fā).三類杠桿比較：杠桿在使用時，省力和省距離不可能兼而有之，省力則費距離，費力119例題精講【例4】下圖所示的工具中，使用時屬于費力杠桿的是(

)解析可以畫出每個杠桿的示意圖，再通過比較力臂的大小，確定火鉗是費力杠桿.

答案

B例題精講解析可以畫出每個杠桿的示意圖，再通過比較力120舉一反三如圖12-1-10所示的常用工具中，它們的物理模型都是_____.在這些工具中，省力的是_________，費力的是_____.(填序號)杠桿②③⑥①④舉一反三杠桿②③⑥①④121當堂訓練1、生活中經常用到各式各樣的剪刀都是一對杠桿.在使用剪刀的時候，下圖中最能省力的剪刀是(

)Ｂ當堂訓練1、生活中經常用到各式各樣的剪刀都是一對杠桿.在使1222、如圖KT12-1-1所示，杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)，改變彈簧測力計拉力的方向，使其從①→②→③，此過程中，彈簧測力計的示數將(

)A.逐漸變大B.逐漸變小C.先變大后變小D.先變小后變大D2、如圖KT12-1-1所示，杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)，改變1233、如圖KT12-1-3所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個過程中，力F的大小將(

)A．不變B．變小C．變大D．先變大后變?。?、如圖KT12-1-3所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直124overover125第十二章簡單機械第2節(jié)滑輪第十二章簡單機械第2節(jié)滑輪126新知1

定滑輪(1)定義：工作時中間軸的位置固定不動的滑輪叫定滑輪，如圖12-2-1甲所示.(2)實質：定滑輪實質上是個等臂杠桿，所以不省力，如圖12-2-1乙所示.(3)特點：使用定滑輪可以改變作用力的方向，動力移動距離與重物移動距離相等，如圖12-2-1丙所示.新知1定滑輪127例題精講【例1】學校旗桿頂裝有定滑輪，這樣做(

)

A.既省力，也改變施力的方向

B.省力，但不改變施力的方向

C.不省力，但改變施力的方向

D.既不省力，也不改變施力的方向解析定滑輪實質是個等臂杠桿，既不省力也不費力，但能改變力的方向，故選C.

答案

C例題精講解析定滑輪實質是個等臂杠桿，既不省力也不費力128舉一反三1.小明利用如圖12-2-2所示的簡單機械移動物體A時.當沿不同方向分別用F1、F2、F3的力，以不同速度勻速拉動物體時，忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法正確的是(

)A.F1=F2＜F3B.F1＜F2＜F3C.F1＞F2＞F3D.F1=F2=F3Ｄ舉一反三Ｄ1292.如圖12-2-3所示，古代士兵常用定滑輪把護城河上的吊橋拉起．使用定滑輪可以______________（填“省力”“省距離”或“改變動力方向”）；吊橋可以看作杠桿，繩子對它的拉力是動力，吊橋的重力是阻力．在拉起吊橋的過程中，阻力臂______（填“變大”“變小”或“不變”）.改變動力的方向變小2.如圖12-2-3所示，古代士兵常用定滑輪把護城河上的吊130新知2

定滑輪(1)定義：工作時，軸隨重物一起移動的滑輪叫動滑輪，如圖12-2-4甲所示.“動”指軸心的位置在移動，而不是轉動.(2)實質：動滑輪實質上是動力臂為阻力臂2倍的杠桿，所以可省一半的力，如圖12-2-4乙所示.新知2定滑輪131(3)特點：省一半的力，但動力移動距離是重物移動距離的2倍，如圖12-2-4丙所示.(3)特點：省一半的力，但動力移動距離是重物移動距離的2倍，132例題精講【例2】小明在探究動滑輪的工作特點時，先用彈簧測力計測出了鉤碼的重力，然后按如圖12-2-5所示裝置實驗.他設計了下表，請你幫他完成(不計摩擦和動滑輪重).例題精講133解析在不計摩擦和動滑輪重的前提下，使用動滑輪工作時，可以省一半的力，即測力計的示數是砝碼重的，但拉力移動的距離是砝碼上升距離的2倍.由此可知：第一次砝碼重就應為5N×2=10N，而砝碼上升的距離應為30cm×

=15cm；第二次測力計的示數應為18N×

=9N，而拉力移動距離應為20cm×2=40cm.

答案第一次：10

15第二次：9

40解析在不計摩擦和動滑輪重的前提下，使用動滑輪工作時，可134舉一反三1.如圖12-2-6所示，用力F勻速提起重為4N的物體A.若不計滑輪重及摩擦，關于所用滑輪的種類和力F的大小，正確的判斷是(

)A.定滑輪，F(xiàn)=4NB.定滑輪，F(xiàn)=2NC.動滑輪，F(xiàn)=2ND.動滑輪，F(xiàn)=4NＣ舉一反三Ｃ1352.圖12-2-7是小聰為拉船靠岸而設計的甲、乙兩種方案，若拉船的力需要很大，則應選用_____（填“甲”或“乙”）方案，因為采用這種方案可以_____.（不計機械的自重及摩擦）甲省力2.圖12-2-7是小聰為拉船靠岸而設計的甲、乙兩種方案，136新知3滑輪組(1)定義：由若干個定滑輪和動滑輪組成的裝置叫滑輪組.(2)特點：可以省力，也可以改變力的方向，總重由幾股繩子承擔，拉力便是總重的幾分之一.(3)使用滑輪組雖然可以省力，但必須多移動距離.總重由幾股繩子承擔，拉力移動的距離便是重物移動距離的幾倍.新知3滑輪組137例題精講【例3】如圖12-2-8所示，甲圖中使用的是____，使用這種機械的優(yōu)點是____；乙圖使用的是_____，使用這種機械的優(yōu)點是.如乙圖所示，物重G2為100N，若不計滑輪自重和摩擦，則拉力F是_____N；若物體以1m/s的速度勻速上升，則繩自由端移動的速度是_____m/s.例題精講138解析定滑輪不省力，但能改變力的方向；滑輪組在不計摩擦和動滑輪的重時，繩子自由端的拉力是物重的，繩子自由端移動的距離是物體上升高度的n倍.

答案定滑輪能改變力的方向滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向25

4解析定滑輪不省力，但能改變力的方向；滑輪組在不計摩擦和139舉一反三1.如圖12-2-9所示，把重為200N的物體勻速提升2m，不計滑輪、繩子的重力及摩擦，所用拉力F為_____N，拉力所做的功為_____J.100400舉一反三1004001402.用如圖12-2-10所示的滑輪組提升重物，若被提升的重物重25N，每個滑輪重10N，則繩子自由端的拉力為______N，使用此裝置的優(yōu)點是_______________________.（不計繩與滑輪之間的摩擦）17.5能省力又能改變力的方向2.用如圖12-2-10所示的滑輪組提升重物，若被提升的重141新知4輪軸和斜面(1)輪軸①定義：由一個輪和一個軸組成，并且都繞固定的軸轉動.使用輪軸，若動力F1作用在輪上，可以省力；若動力作用在軸上，則費力.②實質：輪軸實質上是一個可連續(xù)轉動的杠桿.如圖12-2-11所示.F1——作用在輪上的力，F(xiàn)2——作用在軸上的力，R——輪半徑，r——軸半徑.新知4輪軸和斜面142(2)斜面①定義：斜面是一種可以省力的簡單機械，但必須多移動距離，如圖12-2-12所示.②原理：Fl=GhF——沿斜面拉力，G——物體重力，l——斜面長，h——斜面高.從公式中可知：斜面越長越省力.(2)斜面143例題精講【例4】有一個輪軸，輪半徑是50cm，軸半徑是10cm.使用這個輪軸提起500N的物體，至少要用____N的動力.若要使物體上升1m，則繞在輪上的繩端要拉過____m.(不計摩擦)解析輪半徑R=50cm，軸半徑r=10cm，阻力等于物體重，即F2=G=500N，由=，得F1=

=

=100N，即至少要用100N的動力.所用動力是阻力的，則動力移動的距離應為阻力上升距離的5倍，所以繞在輪上的繩端要拉過5m.

答案

100

5例題精講解析輪半徑R=50cm，軸半徑r=10c144舉一反三1.將圖12-2-13所示的鑰匙插入鎖孔轉動開鎖時，鑰匙就相當于一個______(填“杠桿”“滑輪”或“輪軸”)，屬于_____(填“省力”或“費力”)機械.輪軸省力舉一反三輪軸省力1452.下圖所示，日常生活和生產實踐中使用的機械能抽象為斜面的是(

)Ｃ2.下圖所示，日常生活和生產實踐中使用的機械能抽象為斜面的146新知5滑輪組的組裝：奇動偶定法(1)根據F=，求出動滑輪上繩子的段數n.(2)如n為偶數時，繩子的固定端系在定滑輪上(即“偶定”).(3)若n為奇數時，繩子的固定端系在動滑輪上(即“奇動”).新知5滑輪組的組裝：奇動偶定法147例題精講【例5】用滑輪組提起2000N的重物，繩子最多只能承受600N的力(不計滑輪重和摩擦).(1)設計一個向下拉動繩子的最簡單的滑輪組，并畫出示意圖.(2)據此設計要勻速提起物體所用的拉力是多大？(3)若在此問題中，將物體勻速提升3m，應把繩子拉下多少米？例題精講148解析首先確定承擔重物的繩子段數：=3.3(要取整數4，即4段繩子).既要省力，又能改變力的方向，并且承擔重物的繩子是偶數，要從定滑輪繞起.所以需要兩個定滑輪和兩個動滑輪.省了力，就要費距離，由S=nh可求出繩子拉下的長度.答案(1)n=4，示意圖如圖12-2-14所示.

(2)F=

=500N.

(3)s=nh=4×3m=12m.解析首先確定承擔重物的繩子段數：=3.1491.站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶.請在圖12-2-15中畫出滑輪組繩子的繞法.如答圖12-2-1所示.1.站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶.請在圖12-150當堂訓練1、如圖KT12-2-1所示，用一根繩子繞過定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執(zhí)另一端，分別用力F1、F2、F3勻速拉起鉤碼.忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是(

)A.F1較大B.F3較大C.F1、F2、F3的大小不能確定D.將鉤碼提升相同的高度，力F1、F2、F3所做的功相等Ｄ當堂訓練1、如圖KT12-2-1所示，用一根繩子繞過定滑輪，1512、用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h，最省力的是（滑輪重不計）(

)D2、用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h，最省力的1523、如圖KT12-2-3所示，用滑輪組提升重為220N的物體，動滑輪重為20N，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重.若在5s內將繩子勻速向上拉6m，則物體上升____m，手拉繩子的力為_______N，拉力的功率為_____W.280963、如圖KT12-2-3所示，用滑輪組提升重為220N的物153overover154第十二章簡單機械第3節(jié)機械效率第一課時機械效率（一）第十二章簡單機械第3節(jié)機械效率第一課時155新知1

有用功、額外功、總功有用功：有用功可理解為一種“目的”功.例如，用滑輪組勻速提升重物時，使用機械的目的是提高重物，那么克服物體的重力做的功是有用功，即W有用=Gh；又如用滑輪組拉動重物在水平面上勻速移動時，使用機械的目的是水平移動重物，那么克服物體與水平面間的摩擦力做的功是有用功，即W有用=fs.額外功：指對人們無用但又不得不額外做的功，即克服機械自重和自身部件的摩擦而做的功，由于機械自重和摩擦總是存在的，因而額外功是不可避免的，對任何實際的機械總有W額外>0.

新知1有用功、額外功、總功156總功：總功是人們使用機械時動力總共做的功，這其中既有通過機械克服物體阻力做的有用功，又有克服機械自身重力和摩擦做的額外功，所以有用功、額外功和總功的關系是W總=W有用+W額外.注意：計算有用功時，要注意結合實際情況來判定，例如用水桶從井中提水時；水桶掉進井里，從井里撈桶時，這兩種情況下的有用功就不同.總功：總功是人們使用機械時動力總共做的功，這其中既有通過機械157例題精講【例1】小剛用力將一桶水從井里提上來，他對____做的功是有用功，對______做的功是額外功.解析小剛的目的是將水從井里提上來，所以他對水做的功是有用功；要想將水從井里提上來，又不得不用桶，所以他對桶做的功是額外功.

答案水桶例題精講解析小剛的目的是將水從井里提上來，所以他對158舉一反三小陽將一桶水從一樓提到二樓.此過程中，下列說法正確的是(

)A.對桶做的功是有用功B.對水做的功是有用功C.對水做的功是額外功D.克服自身重力做的功是總功Ｂ舉一反三Ｂ159新知2

機械效率(1)機械效率：有用功跟總功的比值叫做機械效率，用η表示.機械效率=

×100%，即η=

×100%.說明：①三種功的計算方法及關系：W總=Fs，W有用=Gh(適用于利用機械沿豎直方向提升重物)，W有用=Fs物(適用于利用機械沿水平方向移動物體)，W額外=W總-W有用；②任何實際機械的機械效率η＜1，且η是一個沒有單位的量.新知2機械效率160(2)機械效率是用來表示機械對總功的利用率的物理量.

注意：①由于有用功是總功的一部分，所以機械效率總小于1；②機械效率的高低與利用機械省力多少是兩回事，不能混為一談；③額外功是指使用機械工作時對人們無用的功，這類功有時可以設法減小，但無法避免；④在求某一機械的機械效率時，一定要正確區(qū)分有用功和總功，一般來說，人或其他動力對某一機械所做的功是總功，而該機械對物體所做的功是有用功.(3)提高機械效率的辦法：減小額外功是提高機械效率的有效方法，改進機械結構，使它更合理、輕巧；對機械進行保養(yǎng)，保持良好的潤滑，減少摩擦.(2)機械效率是用來表示機械對總功的利用率的物理量.161例題精講【例2】關于機械效率的問題，下列說法正確的是(

)

A.做功越多，機械效率一定越高

B.單位時間內做功越多，機械效率一定越高

C.省力越多的機械，機械效率一定越高

D.額外功在總功中所占比例越小，機械效率一定越高例題精講162

解析

有用功和總功的比值叫機械效率；由機械效率的定義可知，機械效率的高低只與有用功在總功中所占的比例有關，與做功多少、功率大小無關.額外功在總功中所占比例越小，說明有用功在總功中所占的比例越大，機械效率就越高，故D正確.

答案

D解析有用功和總功的比值叫機械效率；由機械效率的定義可知163舉一反三1.某人用機械做了8000J的功，其中額外功是有用功的，那么該機械做的有用功是_______J，機械效率是_____%.2.質量為0.5kg的塑料桶裝滿水后總質量為10kg，小明將其從地面勻速搬到高度為1m的桌面上，在豎直向上搬水的過程中所做的總功是_____J，有用功是_____J，機械效率是_____%.（g=10N/kg）6000751009595舉一反三6000751009595164當堂訓練1、下列有關功率與機械效率的說法中正確的是(

)A.機械效率越高，機械做功一定越快B.做功越多的機械，機械效率一定越高C.功率越大的機械，機械效率一定越高D.做功越快的機械，功率一定越大Ｄ當堂訓練1、下列有關功率與機械效率的說法中正確的是()Ｄ1652、組合機械的斜面長4m，高2m，將重為100N的物體從斜面的底端勻速拉到頂端，如圖KT12-3-1所示，需用的拉力為40N，需要的時間是5s．那么，將物體從底部拉到頂部所做的有用功是______J，拉力做的總功的功率是_____W．200642、組合機械的斜面長4m，高2m，將重為100N的物體1663、杠桿的摩擦非常小，是一種機械效率非常高的簡單機械.如圖KT12-3-3所示，若用一根機械效率為90％的杠桿將一個720N的物體提升5cm，此過程所做的有用功是_____J，總功是____J，額外功是___J.364043、杠桿的摩擦非常小，是一種機械效率非常高的簡單機械.如圖K167overover168第十二章簡單機械第3節(jié)機械效率第一課時機械效率（二）第十二章簡單機械第3節(jié)機械效率第一課時169新知1

斜面的機械效率在斜面高一定時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高；在斜面的長、高一定時，斜面越光滑，機械效率越高.注意：利用斜面時，動力所做的功等于克服重力所做的功和克服摩擦力所做功的總和.用公式表示為Fl=Gh+fl.

新知1斜面的機械效率170例題精講【例1】如圖12-3-1所示，已知斜面高為2m，斜面長為高的2倍.小兵同學用繩子沿斜面將重為400N的木箱由斜面底端勻速拉到頂端.拉力大小為300N，繩重不計.求：（1）小兵對木箱做的有用功.（2）斜面的機械效率.（3）斜面對物體施加的摩擦力.例題精講171

解析（1）已知物體重力和提升的高度，根據公式W=Gh可求有用功；（2）