第1讲 杠杆
复习重点：杠杆的理解，杠杆平衡条件的理解与掌握，杠杆类型的判断
复习难点：杠杆平衡条件的理解与掌握
杠杆基础
1、一根硬棒，在 的作用下能绕 转动，这根硬棒就叫 。
支点：杠杆可以绕着 的点
动力：使杠杆转动的力
阻力：阻碍杠杆转动的力
动力臂：从支点到动力作用线的距离，即 常用 表示.
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，即 常用 表示.
2.力臂的作法：
作力臂的一般方法为：
（1）找出 并用O标出来；
（2）通过力的作用点画出力的作用线（一般用 线）；
（3）过支点O向力的作用线作 线，用符号标出垂足；
（4）用花括号或两端带箭头的线段标出支点到垂足的距离，写上相应的符号（ 或 ），即为该力的力臂.
二、杠杆平衡条件
杠杆处于 状态或绕支点 转动的状态都叫杠杆平衡.
1.提出问题： 杠杆的平衡跟哪些因素有关？
2.猜想与假设：如果动力臂大，则平衡时动力小。
3.设计实验：目的：探究杠杆在什么条件下平衡。器材：杠杆和支架、钩码、刻度尺。
实验步骤：（1）调节杠杆使它在 位置平衡。（2）在杠杆两边各挂数量不等的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（3）把相关数据填入表格。（4）改变钩码个数或位置，再做两次。
4.进行实验
实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 3 10 2 15
2 2 7 7 2
3 3 4 4 3
5.实验结论：杠杆的平衡条件是：
用公式表示为：
6.交流与评估：实验前把杠杆调节在水平位置平衡，可以便于 。
三、杠杆计算
杠杆挂上砝码恰好平衡，每个砝码质量相同．左右砝码各减少一半杠杆是否还能保持平衡？
初状态： =
变化后左右两边力乘力臂
（左边） （右边）
四、杠杆应用
省力杠杆：省力费距离，动力 阻力，例如 、
费力杠杆：费力省距离，动力 阻力，例如 、
等臂杠杆：不省力不费距离，动力和阻力 ，例如
判断杠杆类型的方法：
首先找到 ，分析哪个力是动力，哪个力是阻力，比较动力臂跟阻力臂的长短，确定杠杆的类型.动力臂 阻力臂，是省力杠杆。
动力臂 阻力臂，是费力杠杆。
练习：
1．如图所示的生活用具中，使用时属于省力杠杆的是（ ）
A．筷子 B．核桃夹
C． 镊子 D． 面包夹
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，但他们的方向不一定相反
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
3．为探究杠杆平衡条件，老师演示时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究（如图），这样做的目的是（ ）
A．便于直接读出拉力的大小
B．便于同学们观察实验
C．便于正确理解力臂
D．便于测量力臂的大小
4．下列简单机械中，属于省力机械的是（ ）
A．滑轮 B．镊子
C．赛艇船桨 D．钢丝钳
5．如图所示，我们在拖动行李箱时一般先拉出行李箱上方的拉杆，这样做的目的是为了（ ）
A．减小阻力臂，省力 B．增大阻力臂，省力
C．减小动力臂，省力 D．增大动力臂，省力滑轮
复习重点：什么是滑轮，滑轮的构造及特点，滑轮组的分析及判断，轮轴与斜面的理解与掌握
复习难点：滑轮组的分析及判断，滑轮组的相关计算
一、滑轮
滑轮——边缘有 ，能绕 转动的 。
1、像旗杆顶部的滑轮那样，轴固定在一个位置转动而不随物体移动的滑轮，叫 。
2、电动起重机的滑轮，使用时轴的位置随被拉物体一起移动，这种滑轮称为 。
二、定滑轮动滑轮构造特点
(1)定滑轮可以看出是一种变形的杠杆，由下图1右图可知，定滑轮在使用时，相当于一个________杠杆，因此拉力和重力的关系是________，即使用定滑轮________，但可以改变 。s= h，V= V物。
(2)动滑轮在使用时，同样可以当成杠杆。图2左图杠杆的支点在哪里？由图2右图可知，动滑轮在使用时，相当于一个___________杠杆，因此拉力和重力的关系是___________。即使用动滑轮____________，但不可以改变 。且s= h，V= V物。
滑轮组
1、有效绳数n：动滑轮和重物由绳子承担的段数。拉力从定滑轮出来的绳子段数 有效绳数，从动滑轮出来的绳子段数 有效绳数。
2、不计滑轮重、绳重和摩擦时，作用在绳子自由端的拉力F与物体的重力G的关系：甲图F= G；乙图F= G；有效绳数为n时，F= G。
不计绳重和摩擦，计滑轮重时，作用在绳子自由端的拉力F与物体的重力G和动滑轮自重G动的关系：甲图F= G+G动；
乙图F= G+G动；有效绳数为n时，F= G+G动。
3、绳子自由端移动的距离S与物体上升的高度h之间的关系：甲图S= h；乙图S= h；有效绳数为n时，S= h
4、绳子自由端移动的速度v与物体上升的速度v物之间的关系：甲图v= v物；乙图v= v物；有效绳数为n时，v= v物。
不计绳重和摩擦，计滑轮重时，滑轮组做的有用功 ；滑轮组的总功W总= =
轮轴和斜面
1、轮轴：由一个轴和一个大轮组成能绕共同的轴线转动的简单机械。
杠杆平衡条件可知 = ，R＞r，F1＜F2，所以轮轴省力.
例如：
斜面
有用功：
总功：
理想情况下斜面公式：
，h斜面是一种省力的简单机械，斜面的倾角越小越 ，可见在高度一定的情况下，斜面越 越省力.
例如：
练习：
1．（3分）如图所示，人对绳的拉力都是F，将各重物匀速提起。不计动滑轮重，物重最大的是（ ）
A． B． C． D．
2．（3分）用定滑轮拉物体，不计摩擦，当沿不同方向将物体拉起时，拉力分别为F1、F2、F3，如图所示，则这三个力之间的大小关系正确的是（ ）
A．F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＝F2＝F3 D．无法判断
3．（3分）如图所示下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（3分）某同学使用图中装置探究滑轮组，物体重30N，下面说法错误的是（ ）
A．该滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，既可以省力，又可以改变力的方向
B．若不考虑绳重、滑轮重及摩擦，要提起重物，拉力至少为10N
C．若将重物提升3cm，绳子自由端需要移动9cm
D．实验中，该同学匀速提升物体，所用拉力大于10N
5．（3分）盘山公路是在高山上修建的公路，弯弯曲曲，如图所示。要研究汽车在它上面运动时的做功和受力情况，物理学中把它抽象为一种模型，此模型是（ ）
A．杠杆 B．斜面 C．定滑轮 D．动滑轮
6．（3分）如图所示，动滑轮重2N，弹簧秤的示数为10N，则拉力F和物体的重为（ ）
A．20N，18N B．10N，18N C．18N，10N D．20N，20N
图1
图2机械效率
复习重点：机械效率的理解与掌握，相关机械机械效率的计算的掌握
复习难点：相关机械机械效率的计算的掌握
机械效率基础η（依塔）
有用功W有：克服物体重力 做的功
额外功W额：使用一些机械，克服这些 必要机械所做的功
总功W总：总共做的 。
问：往楼上运3堆米，使用桶好还是使用袋子好，还是拿手往上运好？
使用桶或袋子需要克服它们自身的 相当于增加了 功
机械效率： 和 的比值叫机械效率。用_______表示总功，_______表示有用功，________表示机械效率。计算机械效率的表达式是：机械效率η= = ，η 的高低是机械性能优劣、质量好坏的重要标志之一。
二、机械效率应用
1、滑轮组的机械效率η
不考虑绳自重和与滑轮组的摩擦，动滑轮自重为G动，物重为G，拉力为 ，重物上升高度为h（实际上动滑轮上升高度也为 ），绳子自由端移动距离为 ,滑轮组的有用功为 ，额外功为 ，总功为 ，机械效率η= ；滑轮组的有效绳数为n时，S= h，F= （G+ ），总功又可以表示为 ，故滑轮组的机械效率η= = ，由公式可知，当物体越重，滑轮组的机械效率越 ，动滑轮自重越小，滑轮组的机械效率越
2、斜面的机械效率
斜面的有用功W有=
总功W总= ，
阻力为f时，额外功W额为 ，斜面的机械效率η= =
三、机械效率延伸
1、提高机械效率的方法：减小机械 、减小机件间的 。
2、由于W有 W总，故机械效率η的范围是 ，机械效率高说明有用功在总功中所占比例较 。
例题：利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高6m，设动滑轮重10N，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的额外功是_____________，总功是___________，这个滑轮组的机械效率是___________。
规律总结
计算滑轮组机械效率，分清物体上升 最为重要。
练习：
1．（3分）如图所示，卡车的车厢高1.5m，工人师傅将一块5m长的木板搭在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力将重为1000N的木箱匀速拉上车厢。下列说法正确的是（ ）
A．工人所做的总功为5000J
B．木箱与斜面之间的摩擦力为400N
C．斜面的机械效率为75%
D．工人将木箱加速拉上车厢所做的总功不变
2．（3分）质量相同的小红、小明和小亮三位同学用了如图所示的三种方法将沙子从一楼运上三楼，小红用桶提着上楼，小明用滑轮提升，小亮用滑轮提升口袋的方法。由图中提供的信息，判断以下说法正确的是（ ）
A．小红同学做的有用功为900J
B．小明同学使用的滑轮是定滑轮
C．小亮同学的方法机械效率最低
D．三位同学的有用功相同
3．（3分）关于机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．做功越多，机械效率越高
B．做的有用功多，机械效率一定高
C．机械效率高的机器，功率不一定高
D．通过改进技术，机械效率可达到100%
4．（3分）如图所示是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力
B．甲图做的功大于乙图做的功
C．甲图中的功率小于乙图中的功率
D．甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率
5．（3分）如图所示是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力
B．甲图中的拉力小于乙图中的拉力
C．甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率
D．甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率
6．（3分）一个滑轮组经改进提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较（ ）
A．总功不变，有用功增加了
B．总功不变，额外功减小了
C．有用功不变，总功减小了
D．以上说法都不对
7.（12分）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：
次 数 钩码总重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率
第1次 2 5 1 15 66.7%
第2次 4 5 1.7 15 \
第3次 6 5 \ 15 83.3%
（1）在实验操作中应该使钩码 （选填“快速”或“缓慢”）上升；
（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 （保留三位有效数字）；
（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为 N，滑轮组做的有用功是 J，滑轮组做的总功是 J；
（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与 有关。
