3.4简单机械 同步学案（含解析）

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2020-2021学年九年级上册第三章
3.4简单机械
一、考点分析
考点一、 杠杆的概念
在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。实际应用的杠杆可以是直的，也可以是弯的。
【问题探究】开瓶器是一种被称为杠杆的简单机械。结合右图这些工具的使用，总结杠杆使用过程中有什么共同的特征？
①都是硬棒(形状可直可弯，可方可圆，但质地坚硬)；②都受到两个作用效果相反的力(一个使它顺时针转动，一个使它逆时针转动)；③工作过程都能够绕着固定点转动；如果一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫作杠杆。
考点二、.杠杆五要素
（1）五要素
支点：杠杆绕着转动的固定点O；
动力：使杠杆转动的力F1；
阻力：阻碍杠杆转动的力F2；
动力臂：支点到动力作用线的距离l1；
阻力臂：支点到阻力作用线的距离l2。
【注意】力臂不是从支点到力的作用点的距离。
(2)杠杆的五要素可以用杠杆示意图表示出来。
(3)力臂的画法：①首先确定支点O.②画好动力作用线及阻力作用线。画的时候可用虚线将力的作用线延长。③再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂。④最后用大括号勾出力臂(或在线段两端标上箭头表示力臂的端点)，在旁边分别用字母l1和l2表示动力臂和阻力臂。
考点三、人体中的杠杆
人体中有许许多多的杠杆在起作用。如：抬头、踮起脚尖、手拿物体等都是人体中的杠杆在起作用。
如图，手拿起东西、头部抬起、踮起脚跟等，手臂、头部、脚板都可以看作杠杆。
考点四、.探究杠杆平衡条件
（1）杠杆平衡：指杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态。
（2）实验中使杠杆在水平位置平衡的目的：排除杠杆自重的影响，便于测出力臂的值。
（3）调节杠杆水平平衡时可调节杠杆两端的平衡螺母。
（4）实验拓展：实验时，若只用钩码，则钩码应挂在杠杆两端；若只在杠杆一端挂钩码，则可以在同一端用弹簧测力计向上拉，且方向为竖直向上。
考点五、.杠杆平衡条件
杠杆平衡时有：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
（1）表达式：若用F1表示动力，F2表示阻力，l1表示动力臂，l2表示阻力臂。则有：
或
（2）探究时注意的问题：
①实验前要先调节杠杆两端平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
②在实验时不能移动平衡螺母。
③在加减或移动钩码时，要使杠杆在水平位置平衡。
④实验不能只凭一组数据得到结论，必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论。
考点六、.杠杆的应用
(1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂，即l1> l2，杠杆平衡时，动力小于阻力，F1(2)费力杠杆：动力臂小于阻力臂，即l1< l2，杠杆平衡时，动力大于阻力，F1>F2，即使用费力杠杆费力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离小。费了力，却省了距离。举例：钓鱼竿、理发剪刀、镊子等。
(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，即l1= l2，杠杆平衡时，动力等于阻力，F1=F2，即使用等臂杠杆既不省力也不费力，既不省距离也不费距离，但可以改变动力的方向，使工作方便。举例：天平。
考点七、.定滑轮
周边有小槽，能绕中心轴转动的小轮叫做滑轮。滑轮分定滑轮、动滑轮两种。用定滑轮、动滑轮又可以组装成不同的滑轮组。
定滑轮——使用时，轴固定不动。
特点：不能省力，但能改变力的方向。
实质：相当于一个等臂杠杆。(支点为滑轮的轴心，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径)。
【归纳提升】该滑轮工作时，滑轮的轴位置不随重物一起移动，把这种滑轮叫定滑轮。定滑轮不省力(使用定滑轮提升重物G时，若不计绳重及摩擦，则绳子自由端所用的拉力F＝G)，不省距离(使用定滑轮提升重物时，若重物被提升h，则绳子自由端移动的距离s＝h)，能改变力的方向(不管沿哪个方向拉绳子，在不计绳重及摩擦时，拉力F＝G)。
定滑轮在使用时，相当于一个等臂杠杆，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
考点八、.动滑轮
（1）定义：使用时轴随物体一起运动的滑轮。
（2）特点：能省一半的力，但费距离，不能改变力的方向。
（3）实质：相当于动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。(支点为滑轮与绳子相切的切点，动力臂等于滑轮的直径，阻力臂为滑轮的半径)。

【归纳提升】该滑轮工作时，滑轮的轴随重物一起移动，把这种滑轮叫动滑轮。动滑轮省力(使用动滑轮提升重物G时，若不计绳重及摩擦，则绳子自由端所用的拉力F＝1/2G)，费距离(使用动滑轮提升重物时，若重物被提升的高度为h，则绳子自由端移动的距离s＝2h)，不能改变力的方向。
当竖直向上用力时，动滑轮的动力臂为轮的直径，阻力臂为轮的半径，因此，动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
考点九、滑轮组
（1）构成：实际应用时，常常将动滑轮和定滑轮组合而成滑轮组。
（2）特点：使用滑轮组，可以省力，有的可以改变力的方向，但费距离。
（3）使用时，动滑轮和物体的总重由几股绳子承担，那么拉起物体所用的力就是总重的几分之一。
【知识探究】利用刻度尺进一步测量重物上升的高度及绳子自由端移动的距离，你能发现什么规律呢？
绳子自由端移动的距离s＝nh(h表示物体上升的高度)，因此，使用滑轮组虽然省力但费距离。。
考点十、.有用功、额外功、总功
(1)有用功：对我们有用的，是我们所需要的功。
(2)额外功：虽然不需要，但又不得不做的功叫额外功，也叫无用功。
(3)总功：有用功与额外功之和。
如：买油时，把油从地面上提起来，对油做的功叫做有用功，对油瓶做的功是额外功，对油和油瓶做的功是总功。
考点十一、.机械效率
有用功与总功之比叫机械效率，用希腊字母η表示，机械效率通常是一个百分数。
η=W有用/W总×100%
（1）使用机械有时可以省力，有时可以省距离，但使用任何机械都不能省功。
（2）由于使用任何机械都不能省功，所以机械效率不可能大于1。
由于使用机械时，机械受到重力作用，机械之间、物体和机械之间的摩擦总是存在的，所以总要做一些额外功，因此，机械效率绝对不会达到100%，或者说机械效率总小于1。
（3）提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机械间的摩擦等，也可以在额外功一定时增大有用功。
考点十二、斜面
利用斜面提升重物：
①不计斜面摩擦时：Fs=Gh。
②计斜面摩擦时：Fs>Gh，W有用＝Gh，W总＝Fs。
斜放的平板构成了一个斜面，斜面也是一种简单机械，利用它可以更省力地将货物从低处搬运到高处。你能总结斜面的特点吗？(省力，费距离)
【拓展】光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。
二、热点题型详解
题型一、杠杠
晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（?? ）
A.?????????????B.????C.???????????D.?
如图，肱二头肌收缩，使前臂保持平衡，此时前臂可以看成一个杠杆，它是（?? ）
A.?省力杠杆? ??B.?费力杠杆?????????C.?等臂杠杆???????????????????????D.?以上三种都有可能
如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC，在A、C两点分别挂有两个和三个钩码，木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点各增加一个同样的钩码，则木棒（ ??） www-2-1-cnjy-com
A.?绕O点顺时针方向转动????????????????????????????????????????B.?绕O点逆时针方向转动
C.?平衡可能被破坏，转动方向不定?????????????????????????D.?仍能保持平衡状态
.如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力----位移距离传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡，该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示，据图可知金属杆重（?? ） 【

A.?5N??????????????????????????????????????B.?10N??????????????????????????????????????C.?20N??????????????????????????????????????D.?40N
题型二、滑轮
下列关于机械效率的说法正确的是（?? ）
A.?越省力的机械，机械效率越高?????????????????????????????B.?做功越少的机械，机械效率越低
C.?做功越慢的机械，机械效率越低?????????????????????????D.?总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是（??? ）
A.?定滑轮，可省力????????????????????????????????????????????????? ?B.?动滑轮，可省力
C.?定滑轮，可改变力的方向????????????????????????????????????D.?动滑轮，可改变力的方向
一辆汽车不小心陷进泥源后，司机按图中所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置（端子与滑轮间的摩擦及滑轮自重不计），下列说法正确的是（? ）

A.?乙比甲省力???????????????????????B.?甲比乙省力???????????????????????C.?甲比乙省功???????????????????????D.?乙比甲省功
.某种活动黑板的示意图如图，两块形状相同的黑板的重力均为C，其上端分别用两根绕过两只定滑轮的纸绳相连。当其中一块黑板沿竖直方向匀速运动时，另一块黑板同时做等速反向运动，不计一切摩擦力，每根绳的拉力为（?? ）育网版权所
A.?2G???????????????????????????????????????? ?B.?G?????????????????????????????????????????C.?G/2?????????????????????????????????????????D.?0
如图所示，小青用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中小青用力最小的是（?? ）m
A.???????????B.???????C.??????????????????D.?
题型三、斜面
如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）
A． B． C． D．
如图所示，是自卸车的示意图。车厢部分可视为杠杆，其中A为货物，B为液压支撑杆。则下列分析正确的是（　　）
A．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
B．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．B点是支点，液压支撑杆施加的力是动力，货物重力是阻力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）
A． B． C． D．
如图所示是使用简单机械匀速提升同一重物为100N的物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最大和最小分别为　　N和　　N。
三、巩固提升
.育英学校高中部扩建，需要在新旧校址间建立一座桥梁。工人王师傅借助河中石头，要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥，如图所示，效果最好的是（? ）
A.???????????????B.? C.??D.?纪*教育网
如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（ ??） 】
AF1用如图所示的动滑轮提起200牛的水桶，不计滑轮重及摩擦，人拉绳子的动力为（?? ）
A.?600牛?????????????????????????????????B.?400牛?????????????????????????????????C.?200牛???????????????????????????????D.?100牛
如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（?? ）
A.?????????????????????B.??????????????????C.?????????????????????D.?
如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用沿着不同方向的拉力F1、F2和F3拉起钩码。则（???? ）2-1-c-n-j-y2-1-c-n-j-y
A.?F1较大?????????????????????????????B.?F2较大??????????????????????????C.?F3较大?????????????????????????????D.?三个力一样大
如图所示，A、B是两个完全相同的匀质长方形木块，长为l，叠放在一起，放在水平桌面上，端面都与桌边平行。A放在B上，右端有 l伸出B外，为保证两木块不翻倒，木块B伸出桌边的长度不能超过（ ??）
A.???????????????????????????????????????B.???????????????????????????????????????C.???????????????????????????????????????D.?
如图所示，两端分别站着一个大人和一个小孩，杠杆水平平衡。如果他们同时都以相同的速度向支点缓慢走去，杠杆将(?? ) jy-com
A.?小孩那端下沉??????????????????????B.?大人那端下沉?????????????????????
C.?仍保持平衡?????????????????????? D.?无法确定
.如图所示，三个滑轮拉同一物体在水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3 ， 那么有( ??)
A.?F1>F2>F3???????????????????????B.?F1F1>F3???????????????????????D.?F2如图是胖子和瘦子用滑轮组锻炼身体的简易装置（忽略轮重及滑轮和绳之间的摩擦）。
⑴瘦子固定不动，胖子用力F1拉绳使货物G匀速上升。
⑵胖子固定不动，瘦子用力F2拉绳使货物G匀速上升。
下列说法中正确的是（ ??）
A.?滑轮A、B、C都是定滑轮 ????????????????B.?F1=G????????????????C.?滑轮 A、 C的作用相同????????????????D.?F1如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1牛的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2牛，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F甲和F乙 ， 机械效率分别是η甲和η乙 ， 则（?? ）】
A.?F甲＞F乙????????????????????????????B.?F甲＝F乙????????????????????????????C.?η甲＞η乙????????????????????????????D.?η甲＜η乙
.重力不计的一木板AB可绕O点无摩擦转动，OA=1m，OB=5m。在A端挂一重为1500N的正方体P，一个质量为50kg的中学生从A端出发走向B端，当P对地面的压强刚好为零时，该生的位置为（?? ）(g取10N／kg)。

A.?离O点3m处????????B.?离O点2m处??????????????????????C.?离A点3m处??????????????????????D.?离B点1m
生活中我们常用开瓶器打开瓶盖，如图所示使用开瓶器能省力的原因是________?。请在答题卷的图中画出作用在开瓶器上的阻力________。
如图所示，一轻质杠杆可绕O点转动，A点处挂上一重物G，B点处用弹簧测力计竖直向上拉着，杠杆恰在水平位置平衡，若物体重力G为30N，则弹簧测力计示数为________牛。此杠杆是________杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”）
如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻。已知AB长0.4m，AC长0.3m。室外机的重力为300N，正好装在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为________N（支架重力不计）。为了安全，室外机的位置应尽量________（填“靠近”或“远离”）墙壁。
如图，圆柱形物体重力为G、横截面积是半径为R的圆，要从高度为0.5R的台面上滚过去，请画出最省力的作用点和力方向________；此时力F和G的关系是：________。
如图是高空修剪树枝工具，包括剪片、弹簧、拉杆、滑轮组和拉绳，把树枝放入两剪片形成的刀口中，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。 【版权所有：
（1）为了剪断较粗些的枝条，除了增大拉力外，应将枝条尽量往________点靠近。（选填“B”或“O”）。
（2）当用20牛的力来拉绳时，A点受到绳子a的拉力为________牛（不计摩弹簧擦和滑轮自重）。
如图所示，一根长为1.2米的轻质杠杆0A可绕固定点O转动，C点处悬挂一重为60牛的物体。（已知AB=BC=CD=D0)名
（1）若在B点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，求这个力的大小。
（2）若在A点施加一个力使杠杆水平平衡，甲同学认为该杠杆一定是省力杠杆，乙同学认为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点，并说明理由。
质量为0.5千克的塑料桶装满水后总质量为10 千克，小明将其从地面匀速搬到高度为1米的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是________焦，有用功是________焦，机械效率是________。(g取10 牛/千克)
.如图所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是________，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是F1________F2。.co*m】2·1·c·n·j·y
残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起匀速上升时，试求： 【com
（1）运动员竖直向下拉绳的力；
（2）吊椅对运动员的支持力。
.小乐设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾角之间的关系，如图所示。她先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾角的大小多次实验，得到下表所示数据： y.co*m】
（1）表格中A处的数据应是________
（2）实验过程中应沿着斜面________拉动小车。
（3）分析表中数据，可以得出的结论是________
2020-2021学年九年级上册第三章
3.4简单机械
一、考点分析
考点一、 杠杆的概念
在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。实际应用的杠杆可以是直的，也可以是弯的。
【问题探究】开瓶器是一种被称为杠杆的简单机械。结合右图这些工具的使用，总结杠杆使用过程中有什么共同的特征？
①都是硬棒(形状可直可弯，可方可圆，但质地坚硬)；②都受到两个作用效果相反的力(一个使它顺时针转动，一个使它逆时针转动)；③工作过程都能够绕着固定点转动；如果一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫作杠杆。
考点二、.杠杆五要素
（1）五要素
支点：杠杆绕着转动的固定点O；
动力：使杠杆转动的力F1；
阻力：阻碍杠杆转动的力F2；
动力臂：支点到动力作用线的距离l1；
阻力臂：支点到阻力作用线的距离l2。
【注意】力臂不是从支点到力的作用点的距离。
(2)杠杆的五要素可以用杠杆示意图表示出来。
(3)力臂的画法：①首先确定支点O.②画好动力作用线及阻力作用线。画的时候可用虚线将力的作用线延长。③再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂。④最后用大括号勾出力臂(或在线段两端标上箭头表示力臂的端点)，在旁边分别用字母l1和l2表示动力臂和阻力臂。
考点三、人体中的杠杆
人体中有许许多多的杠杆在起作用。如：抬头、踮起脚尖、手拿物体等都是人体中的杠杆在起作用。
如图，手拿起东西、头部抬起、踮起脚跟等，手臂、头部、脚板都可以看作杠杆。
考点四、.探究杠杆平衡条件
（1）杠杆平衡：指杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态。
（2）实验中使杠杆在水平位置平衡的目的：排除杠杆自重的影响，便于测出力臂的值。
（3）调节杠杆水平平衡时可调节杠杆两端的平衡螺母。
（4）实验拓展：实验时，若只用钩码，则钩码应挂在杠杆两端；若只在杠杆一端挂钩码，则可以在同一端用弹簧测力计向上拉，且方向为竖直向上。
考点五、.杠杆平衡条件
杠杆平衡时有：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
（1）表达式：若用F1表示动力，F2表示阻力，l1表示动力臂，l2表示阻力臂。则有：
或
（2）探究时注意的问题：
①实验前要先调节杠杆两端平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
②在实验时不能移动平衡螺母。
③在加减或移动钩码时，要使杠杆在水平位置平衡。
④实验不能只凭一组数据得到结论，必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论。
考点六、.杠杆的应用
(1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂，即l1> l2，杠杆平衡时，动力小于阻力，F1(2)费力杠杆：动力臂小于阻力臂，即l1< l2，杠杆平衡时，动力大于阻力，F1>F2，即使用费力杠杆费力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离小。费了力，却省了距离。举例：钓鱼竿、理发剪刀、镊子等。
(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，即l1= l2，杠杆平衡时，动力等于阻力，F1=F2，即使用等臂杠杆既不省力也不费力，既不省距离也不费距离，但可以改变动力的方向，使工作方便。举例：天平。
考点七、.定滑轮
周边有小槽，能绕中心轴转动的小轮叫做滑轮。滑轮分定滑轮、动滑轮两种。用定滑轮、动滑轮又可以组装成不同的滑轮组。
定滑轮——使用时，轴固定不动。
特点：不能省力，但能改变力的方向。
实质：相当于一个等臂杠杆。(支点为滑轮的轴心，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径)。
【归纳提升】该滑轮工作时，滑轮的轴位置不随重物一起移动，把这种滑轮叫定滑轮。定滑轮不省力(使用定滑轮提升重物G时，若不计绳重及摩擦，则绳子自由端所用的拉力F＝G)，不省距离(使用定滑轮提升重物时，若重物被提升h，则绳子自由端移动的距离s＝h)，能改变力的方向(不管沿哪个方向拉绳子，在不计绳重及摩擦时，拉力F＝G)。
定滑轮在使用时，相当于一个等臂杠杆，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
考点八、.动滑轮
（1）定义：使用时轴随物体一起运动的滑轮。
（2）特点：能省一半的力，但费距离，不能改变力的方向。
（3）实质：相当于动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。(支点为滑轮与绳子相切的切点，动力臂等于滑轮的直径，阻力臂为滑轮的半径)。

【归纳提升】该滑轮工作时，滑轮的轴随重物一起移动，把这种滑轮叫动滑轮。动滑轮省力(使用动滑轮提升重物G时，若不计绳重及摩擦，则绳子自由端所用的拉力F＝1/2G)，费距离(使用动滑轮提升重物时，若重物被提升的高度为h，则绳子自由端移动的距离s＝2h)，不能改变力的方向。
当竖直向上用力时，动滑轮的动力臂为轮的直径，阻力臂为轮的半径，因此，动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
考点九、滑轮组
（1）构成：实际应用时，常常将动滑轮和定滑轮组合而成滑轮组。
（2）特点：使用滑轮组，可以省力，有的可以改变力的方向，但费距离。
（3）使用时，动滑轮和物体的总重由几股绳子承担，那么拉起物体所用的力就是总重的几分之一。
【知识探究】利用刻度尺进一步测量重物上升的高度及绳子自由端移动的距离，你能发现什么规律呢？
绳子自由端移动的距离s＝nh(h表示物体上升的高度)，因此，使用滑轮组虽然省力但费距离。。
考点十、.有用功、额外功、总功
(1)有用功：对我们有用的，是我们所需要的功。
(2)额外功：虽然不需要，但又不得不做的功叫额外功，也叫无用功。
(3)总功：有用功与额外功之和。
如：买油时，把油从地面上提起来，对油做的功叫做有用功，对油瓶做的功是额外功，对油和油瓶做的功是总功。
考点十一、.机械效率
有用功与总功之比叫机械效率，用希腊字母η表示，机械效率通常是一个百分数。
η=W有用/W总×100%
（1）使用机械有时可以省力，有时可以省距离，但使用任何机械都不能省功。
（2）由于使用任何机械都不能省功，所以机械效率不可能大于1。
由于使用机械时，机械受到重力作用，机械之间、物体和机械之间的摩擦总是存在的，所以总要做一些额外功，因此，机械效率绝对不会达到100%，或者说机械效率总小于1。
（3）提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机械间的摩擦等，也可以在额外功一定时增大有用功。
考点十二、斜面
利用斜面提升重物：
①不计斜面摩擦时：Fs=Gh。
②计斜面摩擦时：Fs>Gh，W有用＝Gh，W总＝Fs。
斜放的平板构成了一个斜面，斜面也是一种简单机械，利用它可以更省力地将货物从低处搬运到高处。你能总结斜面的特点吗？(省力，费距离)
【拓展】光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。
二、热点题型详解
题型一、杠杠
晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（?? ）
A.????B.??????????????C.??????D.?
【答案】 B
【解析】:根据杠杆的平衡条件得到：2G毛巾×L左=G毛巾×L右 ， 因为2G毛巾=G毛巾 ， 所以L左=L右 ， 即两条毛巾离支点的距离是一条毛巾离支点距离的一半，故B正确。故选B
如图，肱二头肌收缩，使前臂保持平衡，此时前臂可以看成一个杠杆，它是（?? ）
A.?省力杠杆???????????????????????B.?费力杠杆???????????????????????
C.?等臂杠杆???????????????????????D.?以上三种都有可能
【答案】 B
当手握重物向上曲肘时，若把前臂看成杠杆，支点在肘关节的位置，肱二头肌收缩抬起前臂是动力，重物作用在手上产生的力是阻力，手握哑铃向上曲肘的运动过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
故答案为：B
如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC，在A、C两点分别挂有两个和三个钩码，木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点各增加一个同样的钩码，则木棒（ ??） www-2-1-cnjy-com
A.?绕O点顺时针方向转动????????????????????????????????????????B.?绕O点逆时针方向转动
C.?平衡可能被破坏，转动方向不定?????????????????????????D.?仍能保持平衡状态
【答案】 D
因木棒处于平衡状态，故木棒两侧的力矩平衡；因AO=OC，两端再分别挂上1个同样的钩码时，两端增加的力矩相等，故增加钩码后的力矩仍能相等，所以木棒可以继续保持平衡状态。
故答案为：D
.如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力----位移距离传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡，该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示，据图可知金属杆重（?? ） 【

A.?5N??????????????????????????????????????B.?10N??????????????????????????????????????C.?20N??????????????????????????????????????D.?40N
.【答案】 B
金属杆的自重就是杠杆的阻力，阻力臂为杠杆长度的一半，即16m÷2=0.8m；据乙图可知，当拉力F为5N时，动力臂是1.6m； 根据杠杆平衡条件得到：G×0.8m=5N×1.6m； 解得：G=10N。
故选B。
题型二、滑轮
下列关于机械效率的说法正确的是（?? ）
A.?越省力的机械，机械效率越高?????????????????????????????B.?做功越少的机械，机械效率越低
C.?做功越慢的机械，机械效率越低?????????????????????????D.?总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
【答案】 D
【解析】A.机械效率的高低与是否省力无关，故A错误； B.机械效率的高低与做功多少无关，故B错误； C.做功的快慢用功率表示，与机械效率无关，故C错误； D.总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高，故D正确。
故选D。
如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是（??? ）
A.?定滑轮，可省力????????????????????????????????????????????????? ?B.?动滑轮，可省力
C.?定滑轮，可改变力的方向????????????????????????????????????D.?动滑轮，可改变力的方向
【答案】 C
【解析】由于图中的滑轮轴是固定不变的，故为定滑轮，提升物体的方向是竖直向上的，实际拉动的拉力方向为水平向右，故可以改变力的方向。
故答案为：C
一辆汽车不小心陷进泥源后，司机按图中所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置（端子与滑轮间的摩擦及滑轮自重不计），下列说法正确的是（? ）

A.?乙比甲省力???????????????????????B.?甲比乙省力???????????????????????C.?甲比乙省功???????????????????????D.?乙比甲省功
【答案】 A
【解析】甲图中用的是定滑轮，不省力不费力，因此甲用的力等于汽车受到的阻力；
乙图中用的是动滑轮，可以省一半的力，因此乙用的力等于汽车受到的阻力的一半；
那么乙图比甲图省力，故A正确。
故选A。
.某种活动黑板的示意图如图，两块形状相同的黑板的重力均为C，其上端分别用两根绕过两只定滑轮的纸绳相连。当其中一块黑板沿竖直方向匀速运动时，另一块黑板同时做等速反向运动，不计一切摩擦力，每根绳的拉力为（?? ）育网版权所
A.?2G???????????????????????????????????????? ?B.?G?????????????????????????????????????????C.?G/2?????????????????????????????????????????D.?0
.【答案】 C
【解析】黑板受到向下的重力G，向上的两个拉力都是F；当黑板做匀速直线运动时，它受到的是平衡力，即：；那么每根绳子上的拉力为：。
故选C
如图所示，小青用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中小青用力最小的是（?? ）m
A.??????????????????B.????????C.??????????????????D.?
【答案】 B
【解析】A中承担重力的绳子段数n=2，B中承担重力的绳子段数n=3，D中承担重力绳子段数n=2，因此A、B、D中最小的力是B；C中都是定滑轮，不省力不费力，因此小青用力最小的是B。
故选B
题型三、斜面
如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：不计机械自重和摩擦，由Fs=Gh，A、选项中动力，由F1×4m=G×2m，得到F1=G；B、由题图可知为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，即n=3，F2=G；C、题图是一个倒着用的动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，所以F3=2G；D、由题图可知，动力臂为1m+3m=4m，阻力臂为1m，动力臂和阻力臂之比为4：1，所以动力和阻力之比为1：4，所以F4=G；
故选：D　
如图所示，是自卸车的示意图。车厢部分可视为杠杆，其中A为货物，B为液压支撑杆。则下列分析正确的是（　　）
A．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
B．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．B点是支点，液压支撑杆施加的力是动力，货物重力是阻力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
【解答】解：由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点；
当物体A放在车厢的后部时（如上右图），动力臂大于阻力臂，因此省力，故A正确，BCD错误。
故选：A　
如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：不计机械自重和摩擦，即在理想状况下：A、图示是一个定滑轮，则拉力F1＝G；B、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n＝3，则拉力F2＝G；C、这是动滑轮的特殊使用方法，物体挂在动滑轮一侧绳子上，拉动滑轮的轮轴，此时拉力F3＝2G；D、由图可知动力臂与阻力臂之比：＝＝，由杠杆平衡条件可得：F4×L4＝G×LG，则拉力F4＝G×＝G；比较可知，所需动力最小的是F4；故选：D
如图所示是使用简单机械匀速提升同一重物为100N的物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最大和最小分别为　200　N和　25　N。
【解答】解：设物体重力为G，不计机械自重和摩擦：A、图中为斜面，由功的原理可得，F1×4m＝G×2m，解得F1＝0.5G＝0.5×100N＝50N；B、图中为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，因此F2＝G＝；C、图中为动滑轮，但动力作用在轴上，F3＝2G＝2×100N＝200N；D、如图所示，由图可知＝＝，由杠杆平衡条件可得：F4×L4＝G×LG，拉力F4＝G×＝G＝＝25N；因此最小拉力是F4＝25N，最大力是F3＝200N。故答案为：200；25。
三、巩固提升
.育英学校高中部扩建，需要在新旧校址间建立一座桥梁。工人王师傅借助河中石头，要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥，如图所示，效果最好的是（? ）
A.???????????????B.? C.??D.?纪*教育网
【答案】 D
要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥，应选动力臂最大的，根据杠杆平衡条件，动力臂越长，越省力；由图可知，阻力和阻力臂相同，D中动力臂最大，效果最好．
故答案为：D
如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（ ??） 】
AF1【答案】 D
【解析】A、由图可知拉力 F1的力臂l1小于拉力F2的力臂l2 ， 根据杠杆的平衡条件可知 F1＞F2 ，故A错误；B、只有不计动滑轮重时， F2=1/2G，故B错误；C、由于OA与拉力 F1不垂直，所以OA不是拉力 F1的力臂，故C错误； D、该动滑轮拉力 F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍，故D正确。
故答案为：D。
用如图所示的动滑轮提起200牛的水桶，不计滑轮重及摩擦，人拉绳子的动力为（?? ）
A.?600牛?????????????????????????????????B.?400牛?????????????????????????????????C.?200牛???????????????????????????????D.?100牛
【答案】 D
【解析】由题意可知，水桶重200N，根据图示可知，该滑轮是动滑轮，不计滑轮重及摩擦，所以人拉绳子的动力F=G=×200N=100N；
故答案为：D。
如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（?? ）
A.?????????????????????B.??????????????????C.?????????????????????D.?
.【答案】 C
【解析】A、根据图示可知，该滑轮为动滑轮，拉力F1=G；故A错误； B、根据图示可知，该滑轮为定滑轮，拉力F2=G；故B错误； C、根据图示可知，拉力F3=G；故C正确； D、根据图示可知，F4=G；故D错误；
故答案为：C。
如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用沿着不同方向的拉力F1、F2和F3拉起钩码。则（???? ）2-1-c-n-j-y2-1-c-n-j-y
A.?F1较大?????????????????????????????B.?F2较大??????????????????????????C.?F3较大?????????????????????????????D.?三个力一样大
.【答案】 D
【解析】根据定滑轮的特点可知，定滑轮是一个等臂杠杆，分别用沿着不同方向的拉力F1、F2和F3拉起钩码时，所用的力大小相同，D选项正确。
故选D
如图所示，A、B是两个完全相同的匀质长方形木块，长为l，叠放在一起，放在水平桌面上，端面都与桌边平行。A放在B上，右端有 l伸出B外，为保证两木块不翻倒，木块B伸出桌边的长度不能超过（ ??）
A.???????????????????????????????????????B.???????????????????????????????????????C.???????????????????????????????????????D.?
【答案】 B
【解析】:（1）当物体的中心在桌面以内时，它不会翻倒，因此当重心在桌面边缘的正上方时，这是物体能够到达最外面的位置；（2）将A和B看作一个整体，确定这个整体重心的位置（中间），然后计算出重心到B左边缘的长度，最后用B的总长度减去这个长度就是B能伸出桌面的最大值。
【解答】将两个长方形木块砖看做一个整体，则其总长度为L+ L= L，根据平衡条件可看成为了保持两长方形木块都不翻倒，整体的重心应恰好在桌子边缘，所以整体重心与B左边缘距离为 L× = L，由图可知B边缘到桌子边缘的距离x=L-?L= L。
故答案为：B
如图所示，两端分别站着一个大人和一个小孩，杠杆水平平衡。如果他们同时都以相同的速度向支点缓慢走去，杠杆将(?? ) jy-com
A.?小孩那端下沉??????????????????????B.?大人那端下沉?????????????????????
C.?仍保持平衡?????????????????????? D.?无法确定
【答案】 A
【解析】根据题意可知，杠杠初始平衡时G1 G2 ， 当一个大人和一个小孩同时都以相同的速度向支点缓慢走时，两力臂的减少量相同，根据杠杆平衡的条件可知，G1 L1的减少量大于G2 L2的减少量，即G1 L1的剩余量小于G2 L2的剩余量；故小孩那端下沉；故B、C、D错误；A正确；
故答案为：A。
.如图所示，三个滑轮拉同一物体在水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3 ， 那么有( ??)
A.?F1>F2>F3???????????????????????B.?F1F1>F3???????????????????????D.?F2【答案】 D
【解析】三个滑轮拉动同一物体在水平面上做匀速直线运动， 那么绳子上受到的拉力都等于物体与地面之间的摩擦力f； a图中，滑轮是定滑轮，不省力，即F1=f； b图中，滑轮是动滑轮，可以省一半的力，即F2=； c图中，拉力作用在动滑轮的轴上，是费力省距离的，那么F3=2f；
因此：F2 故选D
如图是胖子和瘦子用滑轮组锻炼身体的简易装置（忽略轮重及滑轮和绳之间的摩擦）。
⑴瘦子固定不动，胖子用力F1拉绳使货物G匀速上升。
⑵胖子固定不动，瘦子用力F2拉绳使货物G匀速上升。
下列说法中正确的是（ ??）
A.?滑轮A、B、C都是定滑轮 ????????????????B.?F1=G????????????????C.?滑轮 A、 C的作用相同????????????????D.?F1【答案】 C
【解析】当瘦子不动时，滑轮B根据物体上下移动，它是动滑轮；当胖子不动时，滑轮B不随物体上下移动，它是定滑轮；而A和C始终都是定滑轮，故A错误，C正确；因为滑轮C是定滑轮，所以瘦子的拉力F2=G；滑轮B受到胖子向上的拉力F1 ， 向下的物体重力和拉力，而重力和拉力相等，所以F1=2G，因此F1＞F2 ， 故B、D错误。、
故选C。
如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1牛的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2牛，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F甲和F乙 ， 机械效率分别是η甲和η乙 ， 则（?? ）】
A.?F甲＞F乙????????????????????????????B.?F甲＝F乙????????????????????????????C.?η甲＞η乙????????????????????????????D.?η甲＜η乙
【答案】 D
【解析】A、甲装置为动滑轮，乙装置为定滑轮，根据动滑轮和定滑轮的特点可知，F甲F乙；故A错误； B、甲装置为动滑轮，乙装置为定滑轮，根据动滑轮和定滑轮的特点可知，F甲F乙；故B错误； C、在不计摩擦和绳重的条件下，甲装置绳子自由端的拉力要对动滑轮做功，所以 η甲η乙；故C错误；D、在不计摩擦和绳重的条件下，甲装置绳子自由端的拉力要对动滑轮做功，所以 η甲η乙；故D正确；
故答案为：D
.重力不计的一木板AB可绕O点无摩擦转动，OA=1m，OB=5m。在A端挂一重为1500N的正方体P，一个质量为50kg的中学生从A端出发走向B端，当P对地面的压强刚好为零时，该生的位置为（?? ）(g取10N／kg)。

A.?离O点3m处???????????B.?离O点2m处??????????????????????C.?离A点3m处??????????????????????D.?离B点1m
【答案】 A
【解析】当P对地面的压强为零时，A点受到的拉力等于P的重力； 根据杠杆的平衡条件得到： GP×OA=G人×L21500N×1m=50kg×10N/kg×L2 L2=3m； 那么该生的位置距离O点3m，距离A点：3m+1m=4m，距离B点：5m-3m=2m。 故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
生活中我们常用开瓶器打开瓶盖，如图所示使用开瓶器能省力的原因是________?。请在答题卷的图中画出作用在开瓶器上的阻力________。
【答案】 动力臂大于阻力臂；（1）开瓶器的在瓶盖上的部分是支点，动力作用在末端，而阻力作用在瓶盖下边，因为动力臂大于阻力臂，所以它能省力；（2）当作用在开瓶器最右端的手向上用力时，咬合在瓶盖下面的牙对瓶盖的作用力向上；根据相互作用力原理可知，开瓶器上的阻力与它方向相反，即向下
如图所示，一轻质杠杆可绕O点转动，A点处挂上一重物G，B点处用弹簧测力计竖直向上拉着，杠杆恰在水平位置平衡，若物体重力G为30N，则弹簧测力计示数为________牛。此杠杆是________杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”）
【答案】 45；费力
【解析】:（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到： G×AO=F×OB 30N×(0.4m+0.2m)=F×0.4m
F=45N；（2）因为OB 故答案为：45；费力
如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻。已知AB长0.4m，AC长0.3m。室外机的重力为300N，正好装在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为________N（支架重力不计）。为了安全，室外机的位置应尽量________（填“靠近”或“远离”）墙壁。
【答案】 200；靠近 根据杠杆的平衡条件得到： A处拉力越小越安全，当阻力G、动力臂AC不变时，只能减小阻力臂，即室外机的位置尽量靠近墙壁。
故答案为：200；靠近
如图，圆柱形物体重力为G、横截面积是半径为R的圆，要从高度为0.5R的台面上滚过去，请画出最省力的作用点和力方向________；此时力F和G的关系是：________。
【答案】 ；F＜G

【解析】在圆周上，两点之间最长的就是直径。从支点做通过支点的直径，与圆周的交点就是力的作用点，然后通过它做这条直径的垂线即可。
由杠杆平衡条件，F1L1=F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；元的直径作为最长力臂，由图知，动力的方向应该向上，作用点在圆的切线位置，如图，比较可知，L1＞L2 ， 所以F＜G
如图是高空修剪树枝工具，包括剪片、弹簧、拉杆、滑轮组和拉绳，把树枝放入两剪片形成的刀口中，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。 【版权所有：
（1）为了剪断较粗些的枝条，除了增大拉力外，应将枝条尽量往________点靠近。（选填“B”或“O”）。
（2）当用20牛的力来拉绳时，A点受到绳子a的拉力为________牛（不计摩弹簧擦和滑轮自重）。
【答案】 （1）O（2）60
【解析】:（1）这个高空修剪工具可以看做一个杠杆，O点是支点，树枝对剪刀的是阻力；作用在A点的拉力是动力，根据杠杆平衡条件可知，树枝的阻力是一定的，阻力臂越短越省力，因此应将枝条尽量往O点靠近；（2）上面的滑轮受到一个向上的拉力FA ， 三个向下的拉力F，那么A点受到绳子的拉力为：FA=3F=3×20N=60N。
故答案为：（1）O；（2）60
如图所示，一根长为1.2米的轻质杠杆0A可绕固定点O转动，C点处悬挂一重为60牛的物体。（已知AB=BC=CD=D0)名
（1）若在B点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，求这个力的大小。
（2）若在A点施加一个力使杠杆水平平衡，甲同学认为该杠杆一定是省力杠杆，乙同学认为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点，并说明理由。
【答案】 （1）解：FXOB=G×OA，F×0.9m=60N×0.6m，所以F=40N（2）解：乙同学，因为A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能是等臂杠杆，也可能是省力杠杆，还可能是费力杠杆
【解析】:（1）O点为支点，阻力就是物体的重力G=60N，阻力臂OC=0.6m，动力臂OB=0.9m，根据杠杆的平衡条件计算动力即可；（2）杠杆省力还是费力，取决于动力臂和阻力臂的长度关系；作用在A点的力的方向不确定，那么动力臂的长度就不确定，据此对该杠杆的分类进行判断即可。
质量为0.5千克的塑料桶装满水后总质量为10 千克，小明将其从地面匀速搬到高度为1米的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是________焦，有用功是________焦，机械效率是________。(g取10 牛/千克)
【答案】 100；95；95%
【解析】竖直方向的力为塑料桶和桶内水的总重力G=mg=10kg10N/kg=100N，竖直方向所做的功W总=Fs=100 N1m=100J；
有用功为人对桶内水所做的功W有用=G水1m=（10kg-0.5kg）10N/kg1m=95J；
机械效率；
故答案为：100；95；95%
.如图所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是________，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是F1________F2。.co*m】2·1·c·n·j·y
【答案】 乙；＞
【解析】甲图滑轮的中心轴固定不动，属于定滑轮，乙图滑轮的轴随物体一起移动，属于动滑轮；定滑轮的特点为：不省力，但可以改变力的方向，动滑轮的特点为：可以省力，但不能改变力的方向，所以当滑轮的自重和摩擦不计时，F1F2；
故答案为：乙；。
残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起匀速上升时，试求： 【com
（1）运动员竖直向下拉绳的力；
（2）吊椅对运动员的支持力。
【答案】 （1）将运动员和吊椅看作一个整体，受到向下的总重力，向上的拉力2个且大小相等，根据 2F=（m人+m椅）g 计算即可；（2）对运动员进行受力分析，受到向上的支持力和拉力，向下的重力，根据F +FN=m人g 计算支持力即可。
.小乐设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾角之间的关系，如图所示。她先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾角的大小多次实验，得到下表所示数据： y.co*m】
（1）表格中A处的数据应是________
（2）实验过程中应沿着斜面________拉动小车。
（3）分析表中数据，可以得出的结论是________
【答案】 （1）81%（2）匀速（3）斜面倾角越大,斜面省力越少,斜面的机械效率也越高。
【解析】（1）由表中实验数据可知，表格中A处的数据应是：η=×100%=×100%≈81%；
（2）实验过程中应沿着斜面匀速拉动小车；（3）分析表中数据可知：斜面倾角越大,斜面省力越少,斜面的机械效率也越高。
故答案为：（1）81%；（2）匀速；（3）斜面倾角越大,斜面省力越少,斜面的机械效率也越高。
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