(共24张PPT)
第十二章 简单机械
第2节 滑轮（第1课时）
1. 能识别定滑轮和动滑轮。
2. 了解定滑轮的特点和应用。
3. 了解动滑轮的特点和应用。
1. 滑轮的种类和各自的特点。
2. 选择合适的滑轮解决实际问题。
(1)使用时，滑轮的位置__________的滑轮叫做定滑轮。
(2)定滑轮的特点：不省_____，也不省_______，但可改变_________；定滑轮实质上是一个_______杠杆。
固定不动
力
距离
力的方向
等臂
（2023·佛山期末）如图，分别用三个力提起相同的
钩码，下列说法正确的是 ( )
A. 甲最省力
B. 乙最省力
C. 丙是省力
D. 三个力一样，且不省力
D
[方法指导]使用定滑轮不省力，不省距离，但可以改变力的方向。
现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，自由往下降落称为“收”，如图1所示。现分别用甲、乙两个力替代“收”，如图2所示，使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( )
A. 使用这个滑轮能省力
B. 使用这个滑轮能省距离
C. 甲拉力大小等于乙拉力大小
D. 使用这个滑轮不可以改变力的方向
C
(1)使用时，随着物体一起移动的滑轮叫做____滑轮。
(2)动滑轮的特点：省____，费_____，但不能改变_________；动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂___倍的______杠杆。（两侧绳子必须竖直，不计摩擦力及滑轮自重的影响）
动
力
距离
力的方向
两
省力
如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是 ( )
A. 既能省力，又能改变力的方向
B. 既不能省力，也不能改变力的方向
C. 不能省力，但能改变力的方向
D. 能省力，但不能改变力的方向
D
[方法指导]动滑轮是指滑轮的轴随物体一起运动的滑轮，其实质是动力臂是阻力臂的2倍的杠杆。使用动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向。
物体被匀速提升时，如果F＝25 N，滑轮质量不计，则重物G受到的重力为_____N。
50
C
如图所示，同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动，拉力分别为F1、F2、F3，不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则 ( )
A. F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＝F3
C. F2＞F1＞F3
D．F1＝F2＞F3
[方法指导]不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦，假设物块与地面的摩擦力为f，由于第一个图中滑轮为定滑轮，使用过程不省力，故F1＝f；第二个图中滑轮为动滑轮，但F2作用在动滑轮的轴上，费2倍的力，所以F2＝2f；第三个图中滑轮为动滑轮，省一半的力，则F3＝ f。
工人为了搬运一个笨重的机器进入车间，某工人设计了如图所示的四种方案，其中最省力的是 ( )
C
1.如图是学校旗杆顶上的一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。下列对于滑轮的说法，正确的是
( )
A. 这是一个定滑轮，可省力
B. 这是一个动滑轮，可省力
C. 这是一个定滑轮，可改变力的方向
D. 这是一个动滑轮，可改变力的方向
C
C
2.如图所示，用5 N的拉力F匀速竖直提升重为G的物体，使其上升了0.2 m。若不计滑轮自重及摩擦，关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s，下列判断中正确的是 ( )
A. G＝2.5 N，s＝0.1 m
B．G＝2.5 N，s＝0.4 m
C. G＝10 N，s＝0.4 m
D．G＝10 N，s＝0.1 m
3.如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，物体M以0.2 m/s的速度向左匀速直线运动，弹簧测力计的示数为20 N，以下正确的是 ( )
①M受到地面的摩擦力为20 N
②水平拉力为20 N
③M受到地面的摩擦力为10 N
④M受到的重力与地面对M的支持力
是一对平衡力
A. ①④ B．①②
C．①③ D．②④
A
4.（2023·佛山期末）用如图所示的滑轮拉动物体A，使物体A以0.2 m/s的速度水平向左匀速运动10 s，此过程中绳子自由端移动的距离为______m。已知物体A的重力为500 N，受到的摩擦力为120 N，忽略绳重、滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦，拉力F的大小为____N。
4
60
5.一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图甲、乙所示的两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800 N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为_____N，乙图中人拉动汽车的拉力至少为_____N，其中比较省力的是____图。（滑轮重及绳与滑轮间的摩擦不计）
800
400
乙
6.如图所示，物体以2 cm/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3 N，绳子自由端水平拉力F＝____N，物体受到的摩擦力f＝____N，2 s内绳子自由端移动的距离______m。（不计滑轮重及轮与绳之间的摩擦）
3
6
0.08
7.如图所示，大小为20 N的拉力F经过滑轮使质量为
10 kg的物体沿水平方向做匀速直线运动，物体在2 s内水平移动0.5 m（g取10 N/kg，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦），求：
(1)物体受到的摩擦力f；
解：(1)由图知，使用的是定滑轮，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦，物体受到的摩擦力为f＝F＝20 N。
(2)物体的重力G；
(2)物体的重力G＝mg＝10 kg×10 N/kg＝100 N。
(3)拉力F所做的功W。
(3)拉力端移动距离s＝s物＝0.5 m，
拉力做的功W＝Fs＝20 N×0.5 m＝10 J。
答：略(共23张PPT)
第十二章 简单机械
第2节 滑轮（第2课时）
1. 知道滑轮组的特点和应用。
2. 会根据要求使用和组装滑轮组。
3. 滑轮组的绕线方法。
1. 滑轮组的特点和应用。
2. 会画滑轮组的绕线。
(1)我们把定滑轮与动滑轮的组合，叫做滑轮组。
(2)一个定滑轮和一个动滑轮的绕线的方法(如图所示)：从绳子的起点、拉力的方向、拉力的大小、移动的距离这四个方面，思考两种绕线方法的不同之处。
(3)使用滑轮组既能_____，又能_______
__________。
省力
改变力的方向
某工厂要提升一个笨重的零件，一位工人设计了图示的四种方案，不计机械重力、绳重和摩擦，其中最省力的是 ( )
D
[方法指导]分别分析四幅图中绳子拉力的大小，通过拉力的大小来判断出哪种方案最省力。
在有着“世界工厂”之称的东莞，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工作的说法中，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
C
滑轮组用来克服阻力时，自由端拉力与要克服的阻力的关系为F＝ f（不需考虑滑轮自重），即f＝nF，
s绳＝ns物。
（2023·惠州期末）如图所示，一个滑轮组拉着物体在一表面沿水平方向匀速运动（不计绳子、滑轮的重力和绳子与滑轮间的摩擦力），其中两个滑轮中，属于动滑轮的是_____（选填“A”或“B”）。若物体重20N，匀速运动时受到地面的摩擦5 N，则F的大小为____N，水平地面受到物体的压力为____N。
B
2.5
20
[方法指导]先确定使用的是动滑轮还是定滑轮，再根据定滑轮和动滑轮的特点分析回答；不计绳子、滑轮的重力和绳子与滑轮间的摩擦力；根据F＝ f计算拉力。
如图所示，用F＝20 N的拉力，拉着物体在地面上做匀速直线运动，不计绳子与滑轮间的摩擦，则物体与地面之间的摩擦力的大小为 ( )
A. 60 N
B．40 N
C．20 N
D．80 N
A
轮
轴
杠杆
轴心
转速
小明发现实验室的水龙头把手坏了，剩余部分的水龙头很难徒手拧开（如图甲所示）。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。则此钥匙相当于一个_______（选填“斜面”“滑轮”或“轮轴”），属于______（选填“省力”或“费力”）机械。
轮轴
省力
[方法指导]钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴；轮轴是杠杆的一种变形，由于轮半径大于轴半径，若动力作用在轮上，则动力臂大于阻力臂，此时轮轴属于省力杠杆。
如图甲所示是某一风景区的盘山公路，之所以要把上山的公路修成这般模样，是因为盘山公路相当于简单机械中的_______，可以省____。图乙和图丙为生活中常见的两种钉子，其中与盘山公路的力学原理相同的是图 _____（选填“乙”或“丙”）的钉子。
斜面
力
乙
1.如图所示，小虎同学用滑轮组匀速提起重600 N的物体。如果不计摩擦力、动滑轮重力和绳子重力，则小虎同学对绳子的拉力应为 ( )
A. 600 N
B．400 N
C．300 N
D．200 N
C
A
2.如图所示，重14 N的物体A放在水平桌面上，物体A通过一个定滑轮和一个动滑轮与悬挂着的弹簧测力计相连（不计绳重及绳子与轮的摩擦）动滑轮重2 N，动滑轮下面悬挂一个物体B，当物体B重6 N时，恰能匀速下落，若用一个水平向左的力FA作用在物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则此拉力FA的大小为 ( )
A. 8 N B．3 N
C．14 N D．4 N
B
3.用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是 ( )
4. 如图所示，利用滑轮组匀速提升重为10 N的物体，动滑轮重2 N，物体被提升了0.5 m，不计绳重和摩擦，则绳子的自由端移动的距离是____m，绳端的拉力F是____N，拉力做的功为___J。
1
6
6
5.（2023·韶关期末）如图所示是防盗门的门锁。将钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙相当于一个______（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”）。在安装门锁时需要用螺丝刀拧螺丝钉,从而把门锁固定到门上，________（选填“螺丝刀”或“螺丝钉’）与钥匙属于同种简单机械。
轮轴
螺丝刀
6. 在图中画出滑轮组最省力的绕线方式。
7.（2023·清远期末）如图，用滑轮组提升重物，用最小的力将物重提升到高处，请画出符合要求的绳子绕法。(共29张PPT)
第十二章 简单机械
第1节 杠杆（第1课时）
1. 知道杠杆的定义，能准确找出杠杆的五要素。
2. 会画杠杆的力和力臂。
3. 能从常见的工具和简单机械中识别出杠杆。
4. 通过实验探究杠杆的平衡条件。
1. 杠杆的五要素。
2. 杠杆的力和力臂的作图。
3. 探究杠杆平衡条件的实验。
2.五要素 （如图)
(1)________：杠杆可以绕其转动的点O。
(2)________：使杠杆转动的力 F1。
(3)________：阻碍杠杆转动的力F2。
(4)动力臂：从支点 O到_________________垂直的距离l1。
(5)阻力臂：从支点O到____________________的距离l2。
注：力的作用线：过力的作用点沿力的方向的直线(虚线)。
1.如右图所示，一根硬棒，在力的作用下能绕着__________转动，这根硬棒就是杠杆。
固定点O
支点
动力
阻力
动力F1的作用线
阻力F2的作用线垂直
如图是用撬棒撬石头的情景，选项中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是 ( )
B
[方法指导]知道动力的方向，根据动力和阻力使杠杆转动的效果相反可确定阻力的方向；力臂是从支点向力的作用线作垂线。
下列关于杠杆的一些说法中，正确的是 ( )
A. 杠杆只可以是直的
B. 动力臂就是支点到动力作用点的距离
C. 杠杆支点一定在杠杆上
D. 杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和
C
画力臂方法：一找支点、二找线、三连距离、四标签。
①找支点O；
②找出力的作用线（力的延长线用虚线）；
③画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线）；
④标力臂。
补充说明：力臂通常有三种表示方式，
如图所示，选择哪种表示方式根据个
人习惯而定。
请在下图中画出动力F1的力臂l1。
[方法指导]力臂是从支点到力的作用线的距离。首先通过支点O作力F1的作用线的垂线，然后画上垂足，标上名称l1。
如图所示，拉杆式行李箱在拉力F的作用下静止在斜坡上，请画出行李箱受到的重力G的示意图，以及拉力F的力臂l。
(1)杠杆平衡是指：杠杆_____或_________。
(2)实验前：应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
这样做的目的是______________。
(3)进行实验：(见课本P77－P78)。
(4)实验结论：杠杆的平衡条件(即杠杆原理)是_____________________________。
写成公式___________。
静止
匀速转动
便于测量力臂
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2
校工师傅用剪刀修剪较粗硬的树枝时（如图甲），往往把树枝夹在离轴很近的地方，手放在剪刀离轴最远的末端用力，轻松将粗树枝剪断。小明想：为什么这样使用，会很容易剪断树枝呢？于是他利用杠杆、支架、钩码（每个重1 N）、弹簧测力计来探究杠杆的平衡条件：
(1)将杠杆放在水平桌面上，发现杠杆静止时如图乙所示，此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应该将杠杆左端的平衡螺母向_____(填“左”或“右”)端调节。
(2)小明在杠杆左侧挂2个钩码，在右侧挂4个钩码(如图丙)，使杠杆在水平位置平衡。改变左侧钩码的位置，重复上述实验，并将实验数据记录在表中。
非平衡
右
分析表中数据，得出杠杆平衡需要的条件是：
动力×动力臂＝_________________。
(3)图丙中，若将左右两侧各减去一个钩码，杠杆_________(选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍然水平平衡”)。
阻力×阻力臂
右侧下降
(4)为了使实验结论更具有普遍性，小明用弹簧测力计在C处竖直向上拉(如图丁)，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为_____N；保持水平位置不变，将弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，弹簧测力计的示数会______(选填“变大”“变小”或“不变”)。进一步分析可知，当阻力一定且杠杆平衡时，____________
____________，动力越小。所以在修剪较粗硬的树枝时，像校工师傅那样使用剪刀会更省力。
6
变大
阻力臂越小、动力臂越大
[方法指导]（1）杠杆静止就说明是杠杆平衡状态；探究“杠杆的平衡条件”实验中，需要杠杆在水平位置平衡，调节时将螺母向上翘的一端移动；
（2）分析表格中的数据，得出结论。
（3）设杠杆一个格的长度是L，一个钩码重是G，根据杠杆平衡条件求出；
（4）根据杠杆的平衡条件可求弹簧测力计示数；如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了，就会使得拉力变大；根据杠杆的平衡条件进行分析，得出结论。
在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
(1)如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)旋，杠杆保持水平的目的是_____________。
(2)如图乙所示，在A位置上挂两个相同钩码，应该在B位置挂上____个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
右
便于读取力臂
1
(3)杠杆平衡后，小王便得出了杠杆的平衡条件为：F1l1＝F2l2，同组同学小勇认为他这样得出的结论不合理，这是因为______________________________________
_________________。
(4)如图丙所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将____（选填字母）。
A.不变 B．变小 C．变大
只通过一组数据得到结论，数据具有偶然性，不具备普遍性
C
1.人在做俯卧撑时可视为一个杠杆。如图所示，人在用力起身时，下列能正确表示该杠杆的支点、动力和阻力的示意图的是 ( )
C
2.如图所示，在轻质杠杆两端挂着两个质量不等的物块（mM＞mN），此时杠杆在水平位置平衡，如果在M、N两物体下方分别加挂一个等重的物体，则杠杆
( )
A. 保持平衡
B. 左端下沉
C. 右端下沉
D. 无法判断
C
3.如图所示在已水平调平的轻质杠杆右侧固定一物体M。在杠杆左侧的不同位置分别挂上A、B、C三个不同的物体，杠杆均处于水平平衡状态。通过分析可得，四个物体中质量最大的是 ( )
A.物体M B．物体A C．物体B D．物体C
C
4.如图所示，OA＝AB＝10 cm，重物G＝20 N。要使杠杆平衡，F＝ N。若将重物向O点移动，要使杠杆仍然保持平衡，则F （选填“变大”“不变”或“变小”）。
10
变小
5.如图所示，小敏在运动会上竖直举着班牌匀速前进，前进时班牌遇到水平向后风的阻力等效作用在A点上。若将班牌视为杠杆，选_____（填“B”“C”）点作为支点，人的另一只手对杆的水平作用力较小，
这个力的方向是___________
（选填“水平向前”或“水平向后”）。
B
水平向后
6.如图所示，请画出拉力F的力臂l。
7.如图所示是我国古代城墙外护城河上的吊桥，O为支点，A点为吊桥的重心，当拉起吊桥时，请画出动力臂l1、阻力F2及阻力臂l2。
8.利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是_________________，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向_____(选填“左”或“右”)调。
便于直接读出力臂
右
(2)如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是___________________。经老师提醒后，小明继续进行实验，如图乙，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O的方向移动一小格，则杠杆___________(选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当弹簧测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将______。
一次实验具有偶然性
左端下沉
变大(共27张PPT)
第十二章 简单机械
第1节 杠杆（第2课时）
了解杠杆的分类及其特点、应用。
杠杆在生活中的应用。
大于
小于
等于
（2023春·香洲区期末）如图1所示是《天工开物》里记载的舂米机，把稻谷放在碗里，用脚踩在A点上施加动力，使石球上下运动，这种杠杆的动力臂______阻力臂（选填“大于”“小于”或“等于”），属于______杠杆，生活中的筷子与舂米机____（选填“是”或“不是”）同一类杠杆。
小于
费力
是
[方法指导]杠杆的分类：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；
②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；
③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。
利用如图所示的轻质杠杆OB提升重物甲，动力竖直作用在B点，则杠杆OB ( )
A.一定不是省力杠杆
B．可能是费力杠杆
C．一定是省力杠杆
D．可能是等臂杠杆
C
(1)利用杠杆平衡条件进行简单的计算。
在两个力和两个力臂这4个量中，已知其中3个，可求出第4个量。
由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，得
(2)杠杆平衡条件及转动的判断。
当F1l1＝F2l2时，杠杆平衡；当F1l1≠F2l2时，杠杆的平衡被破坏，原来静止的杠杆就要转动起来。
在如图所示的杠杆模型中，O为杠杆的支点，则：
(1)F1的力臂长为多少？F2的力臂长为多少？
(2)若F1=300 N，为使杠杆平衡，F2的大小等于多少N？（杠杆本身重力不计）
解：(1)由图可知，F1的力臂l1＝20 cm，
F2的力臂l2＝60 cm。
(3)若F1＝300 N，为使杠杆平衡，F2的大小等于多少N？(杠杆本身重力不计)
(3)根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得
300 N×20 cm＝F2×60 cm
解得F2＝100 N
答：略
[方法指导]力臂是支点到力的作用线的垂直距离，从图中找出两力的力臂，知道F1的大小，利用杠杆平衡条件求F2的大小。
A
如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂质量为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，同时在A、B两点增加质量为m的重物，则杠杆 ( )
A. A端下沉
B．B端下沉
C. 保持不变
D．无法判断
最小力作图步骤：
(1)定点：找距离支点最远的点（题目一般会给出该作用点）；
(2)连线：连接支点和最远的点，该线段就是最长的动力臂；
(3)定向：确定动力的方向，过动力的作用点，作动力臂的垂线，并标上相应的字母。
如图所示，画出杠杆平衡时所受的最小动力F1及其力臂l1。
[方法指导]由图可知，重力以及重力的力臂不变，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，要想使动力最小，其力臂必须最大，从O点到杠杆的端点A的距离最大，故OA为动力F1的最大力臂，过端点斜向上作OA的垂线段，即为动力F1。
A
如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，B点挂一重物G，现分别用F1、F2、F3、F4作用于杠杆，且均能使杠杆在水平位置保持平衡，则其中最小的力是 ( )
A. F1
B．F2
C．F3
D．F4
1.下列正常使用的杠杆中，属于省力杠杆的是 ( )
D
2.皮划艇是我国奥运优势项目。如图所示，比赛中运动员正在用力地划桨，此时的船桨 ( )
A. 省力且省距离
B．省力但费距离
C. 费力且费距离
D．费力但省距离
D
3.如图所示，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪开的过程中，手施加的动力F的变化情况是 ( )
A. 变大
B．变小
C．不变
D．无法确定
A
4.如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成一个杠杆，关于这个杠杆，下列说法正确的是 ( )
A. 轮子的中心是杠杆的支点
B．图中拉力F大于重力G
C. 手握的位置靠近把手末端时更费力
D．砖头的位置远离车轮时抬起更省力
A
5.如图所示的杠杆（自重和摩擦不计）中，O为支点，A 处挂一重为100 N的物体，为保证杠杆在水平方向平衡，在中点B处沿_____（选填“F”“F1”或“F2”）方向施加一个最小的力，为_____N。
F2
200
6.如图甲是学校里面常用的一种移动指示牌，图乙是它的示意图，其中AB为指示牌牌面，CD和BE为支架，整个移动指示牌重心在B点，指示牌被风吹倒时可看做杠杆，根据乙图所示风向，则支点是____点（填图中字母），把风力看成动力，作用于O点，
O点为AB的中点，那阻力是__________，
若移动指示牌重100 N，重心B距地面高
0.5米，AB为1米，CE长0.5米，则____N
的风力能使指示牌D端刚好离开地面。
C
指示牌重力
50
7.（2023·连山期末）如图甲是晾衣服用的夹子，其简化示意图如图乙所示。AOB以看成杠杆，O点是支点，A点是动力的作用点，B点是阻力的作用点。在图乙中画出，捏夹子时：
(1)在A点施加的最小动力F1的示意图。
(2)阻力F2的阻力臂l2。
8.（2023·惠州期末）如图甲是《天工开物》中记载古人利用杠杆从水井提水的情景。现简化成图乙模型，AB为轻质杠杆，支点为O，AO∶OB＝3∶2，在B端用轻绳在P处系着石块，石块质量m＝15 kg：在A端用轻绳在Q处系着一只木桶，木桶以及桶内的水总质量
M＝40 kg；水井边站着提水人阿宝。求：
（g取10 N/kg）
(1)阿宝不提绳子，杠杆水平平衡时，
绳AQ的拉力大小；
解：(1)石块P的重力
G石＝mg＝15 kg×10 N/kg＝150 N
阿宝不提绳子，杠杆水平平衡时，根据杠杆的平衡条件得FA×OA＝G石×OB，
所以绳AQ的拉力
FA＝ ×G石＝ ×150 N＝100 N
(2)阿宝缓慢提绳子（绳AQ始终竖直），当水桶刚离开
水面时阿宝对绳的拉力大小。
(2)木桶以及桶内水的总重力
GM＝Mg＝40 kg×10 N/kg＝400 N
阿宝缓慢提绳子（绳AQ始终竖直），当水桶刚离开水面时阿宝对绳子向上的拉力
F人＝GM－FA＝400 N－100 N＝300 N
答：略(共41张PPT)
第十二章 单元复习
一、单元知识网络
二、回归教材
1.(RJ八下P80“动手动脑学物理”第3题改编)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
2.(RJ八下P84图12.2－6)如图所示是我国政府为缓解山区人民出行难的问题而修建的盘山公路，修建盘山公路的目的是 ( )
A. 减小车轮与路面的摩擦
B．减小汽车牵引力所做的功
C. 减小汽车上坡时所需的牵引力
D．提高汽车上坡时发动机的功率
C
3.(RJ八下P84“动手动脑学物理”第4题改编)物体重
1 000 N，如果用一个定滑轮提起它，要用_______N的力；如果用一个动滑轮提起它，要用______N的力；如果用如图所示的滑轮组提起它，要用
______N的力。(不计摩擦及滑轮自重)
1 000
500
250
4.(RJ八下P88“动手动脑学物理”第3题改编)如图所示，将一个重10 N的物体用沿斜面向上的拉力(F＝8 N)匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5 m，上升的高度h为3 m，则人对物体做的有用功是____J，斜面的机械效率为______。在高度相同时，斜面越长越______(选填“省力”或“费力”)。
30
75%
省力
5.(RJ八下P80“动手动脑学物理”第4题改编)如图所示，当建筑工人把独轮车抬起并前行时，已知独轮车和砖头的总重力为G＝500 N，独轮车的有关尺寸如图。g取10 N/kg。请计算：
(1)工人把独轮车提起时，至少需要施加多大的竖直向上的作用力？
解：(1)如图可知，重力的力臂为0.3 m，拉力的力臂为
1 m，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得人对小车施加的竖直向上的作用力最小
(2)提起后，工人用200 N的水平推力使车在3分钟内前进了180 m，则推力的功率是多少瓦？
(2)由题意可知，工人的水平推力F推＝200 N，
小车运动的时间为3 min＝180 s，
前进的路程为180 m，所以推力的功率为
答：略
三、易错易混归纳
易错点1：不能正确区分杠杆的种类
1.如图所示，我国“天和”核心舱外的机械臂类似于人的手臂，属于费力杠杆。下列工具在使用时与机械臂属于同一类杠杆的是 ( )
B
2.使用杠杆_______(选填“能”或“不能”)省功。下图中的起瓶器属于_______(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆，它的支点是____(选填“A”“B”“C ”或“D”)。
不能
省力
A
易错点2：不能正确规范作图画出杠杆的力和力臂
3. 在图中，画出阻力F2和动力F的力臂l。
4.如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F1的示意图，并作出F2的力臂l2。
易错点3：不能正确区分机械效率和功率
5. 关于功、功率、机械效率说法正确的是 ( )
A.做功越少，功率越小，机械效率越小
B.功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
C.单位时间内做功越多，机械效率一定越高
D.机械效率越大，表明做功越多
B
错点4：不能正确区分动滑轮省力的情况
6.如图所示，物体的重力都是20 N(不考虑摩擦和动滑轮的重力)，当物体处于平衡状态时，拉力F的大小分别是F甲＝____N，F乙＝____N。
20
10
C
7.如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A匀速向右滑动时，弹簧测力计示数为10 N，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力f的大小分别是 ( )
A. F＝20 N，f＝20 N
B．F＝10 N，f＝20 N
C. F＝20 N，f＝10 N
D．F＝10 N，f＝10 N
8.如图，拉力F＝11 N，滑轮重1 N，不计摩擦，物体重G＝____N。
5
易错点5：不能正确比较滑轮组的机械效率
9.如图所示，小明同学探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，他用质量相同的滑轮做了如图所示的实验，并测算了各次实验的机械效率。下列说法中正确的是 ( )
A.实验时，弹簧测力计应在静止时读数
B.根据甲、乙两次实验可知：滑轮组的
机械效率与绳子的绕法有关
C.根据乙、丙两次实验可知：同一滑轮
组，提升的物体越重，机械效率越高
D.实验时，换用不同装置进行多次实验，
目的是减小误差
C
四、重点实验
1.小明和小红一起做“探究杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，杠杆静止在如图甲所示的位置，小明将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调，使杠杆在水平位置平衡。
右
(2)接着，小明在A处挂3个钩码，在右端挂2个钩码，并将钩码移动到B处，杠杆又在水平位置平衡(如图乙所示)，小明使杠杆在水平位置平衡的目的是_____________。由此，小明总结得出杠杆平衡的条件，小明的做法存在的问题是____________________
____________________。
便于测量力臂
只凭一组实验数据得出的结论不具有普遍性
(3)最后，小明取下挂在右侧的钩码，并用弹簧测力计在C处竖直向上拉。仍使杠杆在水平位置平衡(如图丙所示)。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，为保持杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”“变小”或“不变”)，其原因是________________。
(4)在分析实验误差时，小红整理了以下四个因素，其中不会带来实验误差的是_____(选填字母)。
A.支架自身重力较大 B．钩码磨损程度不同
C.悬挂钩码的绳索有重力 D．杠杆与转轴之间有摩擦
变大
拉力的力臂变小
A
2.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据、实验装置如图所示：
(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用____(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。
(2)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大)，滑轮组的机械效率______(选填“越高”“不变”或“越低”)。
(3)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s＝ _____m，机械效率η＝______。
乙
越低
0.3
83.3%
(4)比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，_______________________________________
_________________。
(5)只要滑轮组结构一定，知道绕动滑轮的有n段细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要________(填一种测量工具名称)，且机械效率的表达式通式为η＝___________(用本题中有关字母表示)。
被提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高
刻度尺
(6)如采用图丙装置，改变动滑轮重量G动，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象，分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为 _____N。(忽略绳重和摩擦)
12
五、中考链接
1.（2022·广东）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是 ( )
A
2.（2021·广东）用如图甲所示的滑轮组提升重200 N的物体，已知拉力F为80 N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是____（选填“A”或“B”），动滑轮重为 _____N，3 s内对物体做的有用功为______J。
A
40
300
3.（2020·广东）如图所示，人向下拉绳提升重物。已知物体重400 N，动滑轮重60 N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5 m，人需用的拉力为____N，绳子自由端移动的距离为____m，人所做的有用功为_____J。
230
1
200
4.（2018·广东）A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重） ( )
A.2个 B．3个 C．4个 D．5个
A
5.（2018·广东）如图所示，轻质杠杆OA或绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂l。
6.（2020·广东）如图所示，用一根硬棒通过支点O撬起石头，画出石头所受重力G的示意图，以及力F的力臂l。
7.（2017·广东）如图所示，利用羊角锤撬起钉子，请你在羊角外锤A点处画出所能施加的最小动力F1，并画出阻力F2的阻力臂l2。
8.(2022·广东)在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
(1)小明安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图甲所示。
为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向____调节。
右
(2)如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5 N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡，当方向为__________时，拉力最小，大小为______N。
(3)课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图丙所示，则力臂l1∶l2＝_______。若两边同时各取走一枚硬币，则杠杆的______端将下沉。
竖直向下
2
2∶1
右
9.（2021·广东）杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，如图是小明制作的杆秤的示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是10 kg，秤砣最远可移至E点。秤杆
和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、
BE的长度如图所示（g取10 N/kg），
问：
(1)提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？
解：(1)根据杠杆的平衡条件可知，当提着B处秤纽、秤砣在E点时，A点所挂物体重为 ；
当提着C处秤纽、秤砣在E点时，A点所挂物体重为
因BE>CE、AB
GA′，即提B处秤纽时，此秤的称量最大。
(2)秤砣质量为多少？
(2)由(1)可知，当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着质量为10 kg的物体时，秤杆可以在水平位置平衡，则可列式GA·AB＝G秤砣·BE
由G＝mg可得mA·AB＝m秤砣·BE，则
m秤砣＝
(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2 kg的荔枝时，D与C之
间的距离为多少？
(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2 kg的荔枝时，阻力臂为AC＝AB＋BC＝0.02 m＋0.03 m＝0.05 m
根据杠杆的平衡条件可列式G荔枝·AC＝G秤砣·CD，
由G＝mg可得m荔枝·AC＝m秤砣·CD
则CD＝
答：略(共34张PPT)
第十二章 简单机械
第3节 机械效率
1. 知道有用功、额外功和总功的含义及三者之间的
关系。
2. 理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的
计算。
3. 会测算滑轮组的机械效率。
4. 知道提高机械效率的意义和主要方法。
1. 三种功的定义。
2. 机械效率的计算。
有用功：无论是否使用机械，必须要做的功，用W有表示。
额外功：使用机械时，不可避免地要克服摩擦力和机械自重等因素做的功，用W额表示。
总功：有用功与额外功之和是总共做的功，用W总表示，W总＝W有＋W额
质量是40 kg的小王同学用重10 N的水桶，提起重力为100 N的水，沿楼梯送到三楼，每层楼高3 m，在该过程中，她对水做的功为有用功，则她做的有用功和额外功分别是 ( )
A. 600 J 2 400 J
B．600 J 2 460 J
C. 600 J 60 J
D．3 000 J 60 J
B
[方法指导]提水桶上楼，对水做的功为有用功，对自己和水桶做的功为额外功，利用W＝Gh求解。
我们用水桶从井中打水，那么对桶中的水做的功是_________，拉力所做的功是_____，对水桶所做的功是_______。（均选填“有用功” “额外功”或“总功”）
有用功
总功
额外功
(1)机械效率的定义：物理学中，将有用功跟总功的比值，叫做机械效率。
(2)计算：机械效率＝___________，公式：_____________。
(3)使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是______总功，所以机械效率总是______1。
小于
小于
用如图所示的滑轮组拉着重为30 N的物体A匀速前进0.2 m，则绳子自由端移动的距离为_____m；若物体A与地面的摩擦力为9 N，实际拉力F＝4 N，则拉力所做的有用功是______J； 拉力所做的总功是_____J，则该滑轮组的机械效率为_____。
0.6
1.8
2.4
75%
[方法指导]由图可知，滑轮组的动滑轮上有3段绳子，则绳子自由端移动的距离s＝3s物，拉力做的总功W总＝Fs，物体克服摩擦力做的功（有用功）W有＝fs物，该滑轮组的机械效率为 。
用如图所示的滑轮组把货物拉上货仓，货物重500 N，用350 N的力F拉绳端使货物上升1 m，在此过程中有用功为____J，总功为_____J，滑轮组的机械效率为_______。
500
700
71.4%
实验目的：测量滑轮组的机械效率。
提出问题：需要测量哪几个物理量？怎样计算有用功？怎样计算总功？
猜想：滑轮组的机械效率与物体的重量、滑轮重、绳重、绳与滑轮间的摩擦、承担物重的绳子段数等有关。
设计实验：利用测力计将安装在滑轮组中的钩码（或重物）提起，比较同一滑轮组在不同使用情况下的机械效率
实验原理： 。
进行实验与收集数据：如图所示，安装实验装置并进行实验。
(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力
G并填入表格。
(2)分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
(3)缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格。
(4)改变钩码的数量，重复上面的实验。算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。
分析与论证：
①在不同使用情况下，同一滑轮组的机械效率不是一定的；②滑轮组的机械效率小于1。
归纳总结：同一滑轮组，所提物体越重，机械效率越高；机械效率与滑轮组的绕法无关。
交流讨论：提高滑轮组机械效率的方法：
①增大物体的重量；②减小动滑轮的重量和绳重； ③减小滑轮与绳子间的摩擦。
按图甲组装实物，用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200 g的钩码从A位置匀速竖直提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。g取10 N/kg，请根据实验现象完成下列问题：
(1)钩码重为____N。
(2)A′B′＝____AB。
(3)拉力F做功为______J。
(4)若只增加钩码上升的高度，滑轮的机械效率将_____。(选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)若只增加绳子自由端匀速上升的速度，拉力F的功率将______。(选填“变大”“变小”或“不变”)
(6)小丽利用上述器材进行了如下探究实验：
①在滑轮下挂重为G的钩码时，根据测量数据，通过计算得出滑轮的机械效率为η1；
2
2
0.24
不变
变大
②在该滑轮下挂重为2G的钩码时，根据测量数据，通过计算得出滑轮的机械效率为η2；
③比较发现η1≠η2。
请你根据小丽的实验步骤及现象，写出她所探究的问题： _____________________________________。
动滑轮的机械效率与物体重力的关系
[方法指导]（1）根据G＝mg求钩码的重力；
（2）由图读出钩码上升的距离和绳子自由端移动的距离；
（3）根据弹簧测力计的分度值读出弹簧测力计的示数，利用W总＝Fs求拉力做的总功；
（4）利用
分析滑轮组的机械效率与钩码上升高度的关系；
（5）利用 分析拉力做功的功率与速度的关系；
（6）根据控制变量法，找出不变的量和变化的量，确定所探究的问题。
在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。
(1)实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上______拉动弹簧测力计。
(2)表格内的第4次实验中应补充的数据是_______（结果精确到0.1%)。这次数据是用图_____（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。
(3)分析比较第1、2、3次实验数据可以得到，若要增大滑轮组的机械效率，可以_______________。在第1次实验中，拉力F所做的额外功为____J。
(4)通过比较_____(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子绕法无关。
匀速
66.7
乙
增大物体的重力
0.1
1、4
对于斜面来说，W有＝Gh，W总＝Fl，
对于理想斜面，不存在摩擦，
η＝100%，Gh＝Fl。
（2023·雷州期末）如图，斜面长（s）为1.2 m、高（h）为0.3 m，现将重为16 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5 N，则此过程中拉力做功为____J，物体受到的摩擦力为____N，斜面的机械效率是_______。
6
1
80%
[方法指导]使用斜面时，利用W＝Gh求所做的有用功；利用W＝Fs求拉力做的总功，总功减去有用功可得拉力做的额外功，再根据W额＝fs求物体在斜面上受到的摩擦力；斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
斜面也是一种简单机械。工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，斜面高为1 m，长为4 m，工人用500 N沿斜面方向的力将重为1 000 N的箱子推到车上．此斜面的机械效率是______，重物移动过程中受到的摩擦力是_____N。
50%
250
1.下列说法正确的是 ( )
A. 功率越大的机械，机械效率一定越高
B. 做有用功越多的机械，机械效率一定越高
C. 越省力的机械，机械效率一定越高
D. 有用功一定，额外功越小的机械，机械效率一定
越高
D
2.如图所示，一位同学用滑轮组拉着重450 N的物体A，使它5 s内在水平面上匀速前进1 m，水平拉力
F＝75 N，若与地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列说法正确的是 ( )
A. 他做的总功是75 J
B. 他做的有用功是450 J
C. 拉力做功的功率是15 W
D. 该滑轮组的机械效率是60%
D
D
3.用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用它们匀速提起货物，在绳自由端分别施加竖直的拉力F甲和F乙，物重分别为G甲和G乙，物体被提升高度分别为h甲
、h乙，不计绳重及摩擦，则 ( )
A.若F甲＝F乙且G甲＝G乙，则乙的机械效率比
较低
B.若F甲＝F乙且h甲＝h乙，则甲的机械效率比
较低
C.若G甲＝G乙且滑轮重均相同，则甲的机械
效率比较低
D.若F甲＝F乙且滑轮重均相同，则乙的机械
效率比较低
4.用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重200 N的物体A，使物体A在4 s内匀速前进了4 m，已知物体A受到地面的摩擦力为60 N，所用拉力大小为25 N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦。则：绳子自由端在4 s内移动了____m；拉力做的功为_____J；该滑轮组的机械效率为_____。
12
300
80%
5.如图所示，斜面长s＝10 m，高h＝5 m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为200 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，推力F的大小为120 N，运动过程中推力F做的功为______J，克服物体的重力做的功为
________J；运动过程中物体受到摩擦力的大小为 ____N；该装置的机械效率为_______（结果精确到0.1%）。
1 200
1 000
20
83.3%
6.如图所示，起重机将质量为5 400 kg的大石头沿竖直方向匀速提升了3 m，它的电动机所做的功是4.05×105 J。求：
(1)大石头所受的重力；
解：(1)大石头所受的重力
G＝mg＝5 400 kg×10 N/kg
＝5.4×104N
(2)起重机提升重物所做的有用功；
(3)起重机的机械效率。
(2)起重机提升重物所做的有用功
W有用＝Gh＝5.4×104 N×3 m＝1.62×105 J
(3)由题知，电动机做的总功W总＝4.05×105 J，
则起重机的机械效率为：
＝40%
答：略