5 改变世界的机械
轮轴
1．定义：轮轴由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为 ，小的称为 ．
2．实质：一个可以连续转动的 ．
3．原理：FR＝Gr.
4．功能
(1)改变力的大小．当动力作用在轮上时，可以达到省力的目的，且轮半径是轴半径的几倍，动力就是阻力的几分之一．
(2)改变物体的运动速度．
5．生活中的轮轴：辘轳、汽车方向盘、螺丝刀、卷扬机等．
斜面
1．定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面．
2．特点：根据功的原理，使用任何机械都不能省功．如果不计物体与斜面之间的摩擦力，则力F做的功，等于直接将物体举高做的功．即FL＝Gh，则F＝ ，也就是说，斜面长是斜面高的几倍，拉力或推力就是物体所受重力的 ．因此，使用斜面时，斜面越长越省力，但越费距离．
3．斜面的机械效率：W有用＝Gh，W总＝FL，W额外＝fL，则η＝×100%＝×100%＝×100%.
螺旋——特殊的斜面
1．定义：螺旋可以看作是绕在 上的斜面．
2．特点：(1)省力费距离．(2)可以将旋转运动与沿轴向的运动进行相互转化．
3．应用：饮料瓶口及瓶盖、螺丝、螺杆、螺母、螺旋式千斤顶、盘山公路等．
改变世界的机械
杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等简单机械可以进行变形和彼此合作，由此创造出各种复杂机械，以满足我们生产生活中的需要．
轮轴
典例1 如图所示是一种有把手的门锁，则门锁的把手实质上是一个( )
典例1图
A．定滑轮 B．动滑轮
C．轮轴 D．斜面
从这种门锁把手的结构分析，动力加在把手上，它可以绕着中心点连续转动，而门锁内部的轴也同样可以绕着同一个中心点连续转动，据此依照所学定义进行判断．
变式 [2024·松江三模]小原用如图所示的红酒开瓶器开一瓶红酒，他先旋转上端的转柄，使金属杆下端钻头插入红酒木塞，再向下按动压柄，红酒木塞就被拔出，关于红酒开瓶器，下列说法正确的是( )
变式图
A．压柄是费力杠杆
B．钻头制成螺旋状应用了斜面可以省距离
C．钻头做得比较细是为了减小压强
D．转柄和金属杆组成轮轴
斜面
典例2 盘山公路总是修得弯弯曲曲的，而不是从山下直通山顶，这是为了( )
A．美观 B．省距离 C．省力 D．经济
盘山公路本质是斜面的变形，好处是可以省力．
变式 [2024·岳阳模拟]建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔，如图钻头使用时相当于一个 (填简单机械名称)，可以省 (填“力”“距离”或“功”)．
变式图
1．如图所示简单机械的使用中不属于轮轴的是( )
2．如图所示，有一斜面长为L＝4 m，高为h＝1 m，现用F＝60 N的力沿斜面把物重200 N的物体从底端匀速拉到顶端．则物体受到斜面的摩擦力f大小
为( )
第2题图
A．200 N B．60 N C．40 N D．10 N
3．[2024·内蒙古]如图所示，固定的斜面长s＝2 m，高h＝0.5 m，沿斜面向上用50 N的拉力在4 s内把一个重60 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中( )
第3题图
A．对物体做的有用功为120 J B．物体受的摩擦力为50 N
C．拉力做功的功率为25 W D．斜面的机械效率为70%
4．生活和生产实践中的许多现象都与我们所学的物理知识有关，小明通过仔细观察，发现简单机械在生活中有很多应用，如指甲剪、剪刀、钥匙等，将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙相当于一个 (填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”)，属于 (填“省力”或“费力”)机械．
第4题图
5．[2024·巨野一模]如图所示，将一个重9 N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为10 N，在斜面上移动的距离s＝1 m，物体升高的高度h＝0.5 m，则物体所受的摩擦力为 _ ，斜面的机械效率为 ．
第5题图
6．如图所示，斜面长s＝8 m，高h＝3 m．用平行于斜面F＝50 N的拉力，将重力为G＝100 N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t＝10 s．求：
(1)有用功W有用；
(2)拉力做功的功率P；
(3)物体受到的摩擦力f；
(4)该斜面的机械效率η.
第6题图5 改变世界的机械
轮轴
1．定义：轮轴由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴．
2．实质：一个可以连续转动的杠杆．
3．原理：FR＝Gr.
4．功能
(1)改变力的大小．当动力作用在轮上时，可以达到省力的目的，且轮半径是轴半径的几倍，动力就是阻力的几分之一．
(2)改变物体的运动速度．
5．生活中的轮轴：辘轳、汽车方向盘、螺丝刀、卷扬机等．
斜面
1．定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面．
2．特点：根据功的原理，使用任何机械都不能省功．如果不计物体与斜面之间的摩擦力，则力F做的功，等于直接将物体举高做的功．即FL＝Gh，则F＝，也就是说，斜面长是斜面高的几倍，拉力或推力就是物体所受重力的几分之一．因此，使用斜面时，斜面越长越省力，但越费距离．
3．斜面的机械效率：W有用＝Gh，W总＝FL，W额外＝fL，则η＝×100%＝×100%＝×100%.
螺旋——特殊的斜面
1．定义：螺旋可以看作是绕在圆柱上的斜面．
2．特点：(1)省力费距离．(2)可以将旋转运动与沿轴向的运动进行相互转化．
3．应用：饮料瓶口及瓶盖、螺丝、螺杆、螺母、螺旋式千斤顶、盘山公路等．
改变世界的机械
杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等简单机械可以进行变形和彼此合作，由此创造出各种复杂机械，以满足我们生产生活中的需要．
轮轴
典例1 如图所示是一种有把手的门锁，则门锁的把手实质上是一个( C )
典例1图
A．定滑轮 B．动滑轮
C．轮轴 D．斜面
从这种门锁把手的结构分析，动力加在把手上，它可以绕着中心点连续转动，而门锁内部的轴也同样可以绕着同一个中心点连续转动，据此依照所学定义进行判断．
变式 [2024·松江三模]小原用如图所示的红酒开瓶器开一瓶红酒，他先旋转上端的转柄，使金属杆下端钻头插入红酒木塞，再向下按动压柄，红酒木塞就被拔出，关于红酒开瓶器，下列说法正确的是( D )
变式图
A．压柄是费力杠杆
B．钻头制成螺旋状应用了斜面可以省距离
C．钻头做得比较细是为了减小压强
D．转柄和金属杆组成轮轴
斜面
典例2 盘山公路总是修得弯弯曲曲的，而不是从山下直通山顶，这是为了( C )
A．美观 B．省距离 C．省力 D．经济
盘山公路本质是斜面的变形，好处是可以省力．
变式 [2024·岳阳模拟]建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔，如图钻头使用时相当于一个斜面(填简单机械名称)，可以省力(填“力”“距离”或“功”)．
变式图
1．如图所示简单机械的使用中不属于轮轴的是( B )
2．如图所示，有一斜面长为L＝4 m，高为h＝1 m，现用F＝60 N的力沿斜面把物重200 N的物体从底端匀速拉到顶端．则物体受到斜面的摩擦力f大小
为( D )
第2题图
A．200 N B．60 N C．40 N D．10 N
3．[2024·内蒙古]如图所示，固定的斜面长s＝2 m，高h＝0.5 m，沿斜面向上用50 N的拉力在4 s内把一个重60 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中( C )
第3题图
A．对物体做的有用功为120 J B．物体受的摩擦力为50 N
C．拉力做功的功率为25 W D．斜面的机械效率为70%
4．生活和生产实践中的许多现象都与我们所学的物理知识有关，小明通过仔细观察，发现简单机械在生活中有很多应用，如指甲剪、剪刀、钥匙等，将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙相当于一个轮轴(填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”)，属于省力(填“省力”或“费力”)机械．
第4题图
5．[2024·巨野一模]如图所示，将一个重9 N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为10 N，在斜面上移动的距离s＝1 m，物体升高的高度h＝0.5 m，则物体所受的摩擦力为5.5_N，斜面的机械效率为45%．
第5题图
6．如图所示，斜面长s＝8 m，高h＝3 m．用平行于斜面F＝50 N的拉力，将重力为G＝100 N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t＝10 s．求：
(1)有用功W有用；
(2)拉力做功的功率P；
(3)物体受到的摩擦力f；
(4)该斜面的机械效率η.
第6题图
解：(1)物体克服重力所做的有用功：W有用＝
Gh＝100 N×3 m＝300 J；(2)拉力做的总功：W总＝Fs＝50 N×8 m＝400 J，
拉力做功的功率：P＝＝＝40 W；
(3)物体克服摩擦力做的额外功：
W额＝W总－W有用＝400 J－300 J＝100 J，
由W额＝fs得，物体受到的摩擦力：
f＝＝＝12.5 N；
(4)该斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%.
