第18课时 简单机械
一、知识梳理 （一）杠杆
1．在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒，叫做_____。支点是固定点，动力臂是从支点到___________间的垂直距离，阻力臂是支点到___________的垂直距离。
2．杠杆是生产和生活中经常使用的工具，人们把杠杆处于静止或匀速转动状态称为杠杆平衡。_________首先发现了使杠杆处于这种状态的条件，杠杆平衡条件是________，即122
1
F l F l =
3．杠杆的分类：
（1）省力杠杆：动力臂_____阻力臂，特点是_____但_______。如：撬棒、铁皮剪、起子。 （2）费力杠杆：动力臂_____阻力臂，特点是_____但_______。如：船桨、筷子、镊子。 （3）等臂杠杆：动力臂_____阻力臂，特点是既不省力也不费力。如：天平。 4．力臂的画法：
要正确画出杠杆上各力的力臂，明确力臂的概念是关键。画法可按以下几步完成： （1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O 。
（2）画出动力作用线和阻力作用线，必要时要用虚线将力的作用线延长。 （3）过支点向力的作用线作垂线即从支点到力的作用线的距离就是力臂。 （二）滑轮
1．常用的滑轮有两种类型：___滑轮和___滑轮。使用时轴固定不动的滑轮叫做定滑轮；使用时轴随被吊物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。
2．定滑轮的实质是_____杠杆，特点是不能省力，但能改变用力的_______。
3．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆，特点是能_________，但不能改变用力的方向。 、
4．使用滑轮组时，物体和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起物体所用的力就是总重的几分之一， 即()1
F G G n
=
+动物；绳子移动的距离就是物体上升高度的几倍，即s =nh 。 （三）机械效率
1．有用功：使用机械做功时，对人们有用必须要做的功叫做有用功，用W 有表示。
额外功：使用机械做功时，对人们无用但又不得不做的功叫做额外功，用W 额表示。 总 功：_______与_______之和，用W 总表示，即W 总=W 有+W 额。 2．_______与_____的比值叫做机械效率，公式：W W η=
有总
有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示，且无单位。 3．机械效率的计算： （1）斜面： W Gh W Fs
η=
=
有总
（2）用滑轮组提升物体时：W Gh Gh G
W Fs Fnh nF
η=
=
==有总
影响滑轮组机械效率的因素（不考虑绳重和摩擦）：
同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越 ； 提升同一物体，动滑轮越重，机械效率越 。 （3）用滑轮组水平拉动物体时：
W fs fs f
W Fs
Fns nF
η=
=
=
=
有物物总
物
(f 为物体受到水平面的摩擦力)。
二、巩固练习
1．图中正在使用的机械，属于费力杠杆的有（）
A．①③B．②③C．①④D．②④
）
2．简单机械与人类的生产活动息息相关，以下关于简单机械的说法中不正确的是（）A．指甲剪是省力杠杆B．定滑轮不省力，但能改变力的方向
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功D．斜面的机械效率达不到100%
3．如图所示，O是支点，在B端挂一重物，为使杠杆水平平衡，要在A端施加一个力，下列说法正确的是（）
A．F 1最小B．F2最小
C．F3最小D．一样大
】
4．如图所示，在处于水平平衡的杠杆上A点，挂上4个钩码（每个钩码的质量为50g），若使杠杆在水平位置保持平衡，作用在杠杆B点的力量最小为（g取10N/kg）
A．15N B．6N
C．3N D．
5．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力
的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为F A，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是()
A.
f
2F A B.
f
3F
C. F A
2F D.
G
2F
6．如图所示，工人用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2 m，共用了10 s，若在此过程中(忽略绳重和摩擦)。下列说法正确的是()
^
A．绳子自由端移动的距离是6 m
B．动滑轮自重是10 N
C．工人做功的功率是80 W
D．滑轮组的机械效率是80%
7．如图所示，建筑工人用滑轮组匀速提升重物，已知物重270 N。动滑轮重30 N，不计绳重及摩擦，则拉力大小为N，若重物匀速上升1 m，则此过程中拉力做的功为J。
第7题图第8题图
8．如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50 N的水平拉力F，物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M速度为m/s，小车速度为m/s，则地面对物体M的摩擦力为N；
2 s后绳子自由端移动的距离为m。(不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦)
】
9．（1）请画出图1门手柄受到的压力F的力臂。
（2）如图2所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L1和其受到的阻力F2
（3）请在图3中用笔画线，画出用滑轮组提升重物最省力的绕法。
图1 图2 图3
10．在探究“杠杆平衡条件”的实验中：
(1)某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低，左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母向调节，使杠杆在位置平衡。
(2)在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在原来的位置重新平衡，记录数据如下表：
…
实验次序
动力F1／N动力臂l1／cm阻力F2／N阻力臂l2／cm
15`
10
21010
3/
1015
根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是：。
(3)根据第2次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是：动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂。他得出此错误结论的原因是：。
11．如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，若物体重6 N。
~
(1)实验时沿方向拉绳子自由端最省力，且应拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10 cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，则滑轮组的机械效率是。
(2)若仅增加物体的重量，该滑轮组的机械效率将(选填“增大”“减小”或“不变”，不计摩擦)。
12．如图1所示，用滑轮组提升矿井内重为7840N的物体M，汽车匀速前进了20m．此过程中，汽车拉力F所做的功W随汽车运动的距离s的变化关系如图2所示。不计绳重和摩擦，动滑轮有重力。（1）由图可知，拉力F总共做的功为多少J
（2）物体M上升的高度是多少m
（3）该滑轮组的机械效率为多大