人教版八年級(jí)物理下冊(cè)第十二章-簡(jiǎn)單機(jī)械(全章課件)

第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第1節(jié)杠桿第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第1節(jié)杠桿1新知1

杠桿(1)一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫杠桿.杠桿可以是直的，也可以是任意形狀的.作為杠桿必須具備以下條件：①有一個(gè)可繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)；②受力的作用而不變形(其實(shí)絕對(duì)的“不變形”是不可能的，這里是突出“硬”字)；③受到動(dòng)力和阻力的作用，且這兩種力對(duì)于杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)所起的作用正好相反(一個(gè)使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)).(2)杠桿的五要素①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用“O”來表示.它可以在棒的一端，也可以在其他位置.杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì)固定的.

新知1杠桿2②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用“F1”來表示.③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用“F2”來表示.無論是動(dòng)力還是阻力，都是杠桿所受到的力，它們不是一種新的性質(zhì)的力.動(dòng)力和阻力沒有嚴(yán)格的界限，只不過兩個(gè)力的作用效果相反罷了；一般地，把人施加的力，或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力.④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)O到動(dòng)力作用線的距離，用“l(fā)1”表示.⑤阻力臂：從支點(diǎn)O到阻力作用線的距離，用“l(fā)2”表示.

②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用“F1”來表示.3例題精講【例1】如圖12-1-1，這款圖釘來自一位初中生的創(chuàng)意，翹起部分為我們預(yù)留出施力空間，圖釘作為杠桿，其支點(diǎn)是(

)

A.A點(diǎn)

B.B點(diǎn)

C.C點(diǎn)

D.O點(diǎn)解析這個(gè)裝置的目的是為了能把圖釘拔出來，用力向上撬杠桿的A點(diǎn)，設(shè)備繞著C點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使圖釘被拔出；故作用在A點(diǎn)使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力是動(dòng)力，C點(diǎn)是支點(diǎn).

答案

C例題精講解析這個(gè)裝置的目的是為了能把圖釘拔出來，用4舉一反三1.關(guān)于杠桿的下列說法中，正確的是(

)A.杠桿必須是一根直棒B.杠桿不一定要有支點(diǎn)C.使用杠桿都是為了省力D.杠桿可以是直的，也可以是彎的Ｄ舉一反三Ｄ52.如圖12-1-2所示，下列關(guān)于力臂的說法中正確的是(

)A.動(dòng)力臂l1是指支點(diǎn)O到動(dòng)力F1的作用點(diǎn)的距離B.阻力臂l2是指支點(diǎn)O到阻力F2作用點(diǎn)的距離C.阻力臂l2是指支點(diǎn)O到阻力F2作用線的距離D.動(dòng)力臂與阻力臂都在杠桿上Ｃ2.如圖12-1-2所示，下列關(guān)于力臂的說法中正確的是(6新知2

力臂的畫法(1)研究支點(diǎn)O：假設(shè)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿上相對(duì)靜止的點(diǎn)即為支點(diǎn)，如圖12-1-3甲所示.(2)確定動(dòng)力和阻力作用線：從動(dòng)力、阻力作用點(diǎn)沿力的方向畫射線，如圖12-1-3乙所示.新知2力臂的畫法7(3)作力臂：從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足間的距離為力臂，在旁邊標(biāo)上字母l1或l2，分別表示動(dòng)力臂或阻力臂，如圖12-1-3丙所示.可總結(jié)為：先找點(diǎn)(支點(diǎn))，再找線(力的作用線)，由點(diǎn)到線作垂線段.(3)作力臂：從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足間的距離為8例題精講【例2】如圖12-1-4所示，用起子開啟瓶蓋，請(qǐng)確定支點(diǎn)O的位置，畫出F的力臂.

解析

用起子開瓶蓋時(shí)，根據(jù)用力情況，起子與瓶蓋上面接觸的點(diǎn)O為支點(diǎn)，過支點(diǎn)O作力F的作用線的垂線段，標(biāo)出力臂符號(hào)l.

答案

如圖12-1-5所示.例題精講解析用起子開瓶蓋時(shí)，根據(jù)用力情況，起子與瓶蓋9舉一反三1.如圖12-1-6是使用羊角錘的示意圖，請(qǐng)?jiān)趫D上畫出動(dòng)力F的力臂，并用字母L標(biāo)明.如答圖12-1-1所示.舉一反三如答圖12-1-1所示.10新知3杠桿的平衡條件(1)杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)杠桿平衡.(2)杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂.公式為F1l1＝F2l2或

.其中F1表示動(dòng)力，l1表示動(dòng)力臂，F(xiàn)2表示阻力，l2表示阻力臂.根據(jù)杠桿的平衡條件，我們可以知道既省力又省距離的杠桿是不存在的.新知3杠桿的平衡條件11

(3)使用杠桿的平衡條件分析和解決問題時(shí)，應(yīng)注意：①動(dòng)力和阻力都是指杠桿受到的力，而不是杠桿對(duì)別的物體所施加的力.②動(dòng)力和阻力都是相對(duì)的.一般來說，動(dòng)力是使杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的力，阻力是阻礙杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的力.如用撬棒撬石頭時(shí)，手對(duì)撬棒施加的力稱為動(dòng)力，石頭作用在撬棒上、阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力稱為阻力.但有時(shí)不易區(qū)分哪個(gè)是動(dòng)力，哪個(gè)是阻力，可設(shè)某一個(gè)力(如使杠桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力)為動(dòng)力，則另一個(gè)力(使杠桿沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力)為阻力.(3)使用杠桿的平衡條件分析和解決問題時(shí)，應(yīng)注意：12例題精講【例3】“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn).(1)實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，這是為了使杠桿在____位置平衡，這樣做是為了避免杠桿自身的重力對(duì)杠桿平衡的影響，而且實(shí)驗(yàn)時(shí)方便______.如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，則可將右端的平衡螺母向_____調(diào)節(jié)，或?qū)⒆蠖说钠胶饴菽赶蛘{(diào)節(jié).(2)部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已記錄在下表中.例題精講13①請(qǐng)將表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整；②實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)量三組以上數(shù)據(jù)的目的是_______；③杠桿的平衡條件是_______________________.①請(qǐng)將表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整；14

解析為了方便讀取力臂，本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該讓杠桿在水平位置平衡.在調(diào)節(jié)平衡時(shí)，哪邊高就向哪邊調(diào).為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，需要多次測(cè)量求平均值.

答案

(1)水平讀取力臂左左

(2)①152②多次實(shí)驗(yàn)避免偶然性，使規(guī)律具有普遍性③動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂解析為了方便讀取力臂，本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該讓杠桿在水平位置平衡15舉一反三1.如圖12-1-8所示，利用鐵架臺(tái)、帶有刻度的杠桿、細(xì)線、數(shù)量足夠的鉤碼等實(shí)驗(yàn)器材探究杠桿的平衡條件.舉一反三16

(1)實(shí)驗(yàn)前杠桿如圖12-1-8所示，為使杠桿處在________平衡狀態(tài)，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母B向____(填“左”或“右”)調(diào).(2)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如下表，請(qǐng)將表頭欄目，實(shí)驗(yàn)所記錄的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整.水平位置右動(dòng)力F1/N阻力臂L2/m0.20.3(1)實(shí)驗(yàn)前杠桿如圖12-1-8所示，為使杠桿處在____172.在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：2.在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：18（1）安裝好杠桿，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；把鉤碼掛在杠桿A點(diǎn)如圖12-1-9甲，為方便直接從杠桿上讀出力臂，應(yīng)在B點(diǎn)沿著______的方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿在水平位置平衡．（2）如圖12-1-9乙，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡，測(cè)力計(jì)示數(shù)將___________．豎直向下先變小后變大（1）安裝好杠桿，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平19新知4杠桿的分類根據(jù)杠桿平衡的條件可將杠桿分為三類：(1)省力杠桿.如：剪鐵皮的剪刀，起瓶蓋用的起子，起釘子用的羊角錘等.(2)費(fèi)力杠桿.如：理發(fā)用的剪刀，釣魚用的魚竿.(3)等臂杠桿.如：天平.新知4杠桿的分類20杠桿在使用時(shí)，省力和省距離不可能兼而有之，省力則費(fèi)距離，費(fèi)力則省距離.因此各類杠桿選擇的原則是根據(jù)實(shí)際情況，從有利于生產(chǎn)出發(fā).三類杠桿比較：杠桿在使用時(shí)，省力和省距離不可能兼而有之，省力則費(fèi)距離，費(fèi)力21例題精講【例4】下圖所示的工具中，使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是(

)解析可以畫出每個(gè)杠桿的示意圖，再通過比較力臂的大小，確定火鉗是費(fèi)力杠桿.

答案

B例題精講解析可以畫出每個(gè)杠桿的示意圖，再通過比較力22舉一反三如圖12-1-10所示的常用工具中，它們的物理模型都是_____.在這些工具中，省力的是_________，費(fèi)力的是_____.(填序號(hào))杠桿②③⑥①④舉一反三杠桿②③⑥①④23當(dāng)堂訓(xùn)練1、生活中經(jīng)常用到各式各樣的剪刀都是一對(duì)杠桿.在使用剪刀的時(shí)候，下圖中最能省力的剪刀是(

)Ｂ當(dāng)堂訓(xùn)練1、生活中經(jīng)常用到各式各樣的剪刀都是一對(duì)杠桿.在使242、如圖KT12-1-1所示，杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)，改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向，使其從①→②→③，此過程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將(

)A.逐漸變大B.逐漸變小C.先變大后變小D.先變小后變大D2、如圖KT12-1-1所示，杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)，改變253、如圖KT12-1-3所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個(gè)過程中，力F的大小將(

)A．不變B．變小C．變大D．先變大后變?。?、如圖KT12-1-3所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直26overover27第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第2節(jié)滑輪第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第2節(jié)滑輪28新知1

定滑輪(1)定義：工作時(shí)中間軸的位置固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪，如圖12-2-1甲所示.(2)實(shí)質(zhì)：定滑輪實(shí)質(zhì)上是個(gè)等臂杠桿，所以不省力，如圖12-2-1乙所示.(3)特點(diǎn)：使用定滑輪可以改變作用力的方向，動(dòng)力移動(dòng)距離與重物移動(dòng)距離相等，如圖12-2-1丙所示.新知1定滑輪29例題精講【例1】學(xué)校旗桿頂裝有定滑輪，這樣做(

)

A.既省力，也改變施力的方向

B.省力，但不改變施力的方向

C.不省力，但改變施力的方向

D.既不省力，也不改變施力的方向解析定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿，既不省力也不費(fèi)力，但能改變力的方向，故選C.

答案

C例題精講解析定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿，既不省力也不費(fèi)力30舉一反三1.小明利用如圖12-2-2所示的簡(jiǎn)單機(jī)械移動(dòng)物體A時(shí).當(dāng)沿不同方向分別用F1、F2、F3的力，以不同速度勻速拉動(dòng)物體時(shí)，忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法正確的是(

)A.F1=F2＜F3B.F1＜F2＜F3C.F1＞F2＞F3D.F1=F2=F3Ｄ舉一反三Ｄ312.如圖12-2-3所示，古代士兵常用定滑輪把護(hù)城河上的吊橋拉起．使用定滑輪可以______________（填“省力”“省距離”或“改變動(dòng)力方向”）；吊橋可以看作杠桿，繩子對(duì)它的拉力是動(dòng)力，吊橋的重力是阻力．在拉起吊橋的過程中，阻力臂______（填“變大”“變小”或“不變”）.改變動(dòng)力的方向變小2.如圖12-2-3所示，古代士兵常用定滑輪把護(hù)城河上的吊32新知2

定滑輪(1)定義：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪，如圖12-2-4甲所示.“動(dòng)”指軸心的位置在移動(dòng)，而不是轉(zhuǎn)動(dòng).(2)實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿，所以可省一半的力，如圖12-2-4乙所示.新知2定滑輪33(3)特點(diǎn)：省一半的力，但動(dòng)力移動(dòng)距離是重物移動(dòng)距離的2倍，如圖12-2-4丙所示.(3)特點(diǎn)：省一半的力，但動(dòng)力移動(dòng)距離是重物移動(dòng)距離的2倍，34例題精講【例2】小明在探究動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)時(shí)，先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出了鉤碼的重力，然后按如圖12-2-5所示裝置實(shí)驗(yàn).他設(shè)計(jì)了下表，請(qǐng)你幫他完成(不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重).例題精講35解析在不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重的前提下，使用動(dòng)滑輪工作時(shí)，可以省一半的力，即測(cè)力計(jì)的示數(shù)是砝碼重的，但拉力移動(dòng)的距離是砝碼上升距離的2倍.由此可知：第一次砝碼重就應(yīng)為5N×2=10N，而砝碼上升的距離應(yīng)為30cm×

=15cm；第二次測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)為18N×

=9N，而拉力移動(dòng)距離應(yīng)為20cm×2=40cm.

答案第一次：10

15第二次：9

40解析在不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重的前提下，使用動(dòng)滑輪工作時(shí)，可36舉一反三1.如圖12-2-6所示，用力F勻速提起重為4N的物體A.若不計(jì)滑輪重及摩擦，關(guān)于所用滑輪的種類和力F的大小，正確的判斷是(

)A.定滑輪，F(xiàn)=4NB.定滑輪，F(xiàn)=2NC.動(dòng)滑輪，F(xiàn)=2ND.動(dòng)滑輪，F(xiàn)=4NＣ舉一反三Ｃ372.圖12-2-7是小聰為拉船靠岸而設(shè)計(jì)的甲、乙兩種方案，若拉船的力需要很大，則應(yīng)選用_____（填“甲”或“乙”）方案，因?yàn)椴捎眠@種方案可以_____.（不計(jì)機(jī)械的自重及摩擦）甲省力2.圖12-2-7是小聰為拉船靠岸而設(shè)計(jì)的甲、乙兩種方案，38新知3滑輪組(1)定義：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪組成的裝置叫滑輪組.(2)特點(diǎn)：可以省力，也可以改變力的方向，總重由幾股繩子承擔(dān)，拉力便是總重的幾分之一.(3)使用滑輪組雖然可以省力，但必須多移動(dòng)距離.總重由幾股繩子承擔(dān)，拉力移動(dòng)的距離便是重物移動(dòng)距離的幾倍.新知3滑輪組39例題精講【例3】如圖12-2-8所示，甲圖中使用的是____，使用這種機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)是____；乙圖使用的是_____，使用這種機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)是.如乙圖所示，物重G2為100N，若不計(jì)滑輪自重和摩擦，則拉力F是_____N；若物體以1m/s的速度勻速上升，則繩自由端移動(dòng)的速度是_____m/s.例題精講40解析定滑輪不省力，但能改變力的方向；滑輪組在不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪的重時(shí)，繩子自由端的拉力是物重的，繩子自由端移動(dòng)的距離是物體上升高度的n倍.

答案定滑輪能改變力的方向滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向25

4解析定滑輪不省力，但能改變力的方向；滑輪組在不計(jì)摩擦和41舉一反三1.如圖12-2-9所示，把重為200N的物體勻速提升2m，不計(jì)滑輪、繩子的重力及摩擦，所用拉力F為_____N，拉力所做的功為_____J.100400舉一反三100400422.用如圖12-2-10所示的滑輪組提升重物，若被提升的重物重25N，每個(gè)滑輪重10N，則繩子自由端的拉力為______N，使用此裝置的優(yōu)點(diǎn)是_______________________.（不計(jì)繩與滑輪之間的摩擦）17.5能省力又能改變力的方向2.用如圖12-2-10所示的滑輪組提升重物，若被提升的重43新知4輪軸和斜面(1)輪軸①定義：由一個(gè)輪和一個(gè)軸組成，并且都繞固定的軸轉(zhuǎn)動(dòng).使用輪軸，若動(dòng)力F1作用在輪上，可以省力；若動(dòng)力作用在軸上，則費(fèi)力.②實(shí)質(zhì)：輪軸實(shí)質(zhì)上是一個(gè)可連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿.如圖12-2-11所示.F1——作用在輪上的力，F(xiàn)2——作用在軸上的力，R——輪半徑，r——軸半徑.新知4輪軸和斜面44(2)斜面①定義：斜面是一種可以省力的簡(jiǎn)單機(jī)械，但必須多移動(dòng)距離，如圖12-2-12所示.②原理：Fl=GhF——沿斜面拉力，G——物體重力，l——斜面長(zhǎng)，h——斜面高.從公式中可知：斜面越長(zhǎng)越省力.(2)斜面45例題精講【例4】有一個(gè)輪軸，輪半徑是50cm，軸半徑是10cm.使用這個(gè)輪軸提起500N的物體，至少要用____N的動(dòng)力.若要使物體上升1m，則繞在輪上的繩端要拉過____m.(不計(jì)摩擦)解析輪半徑R=50cm，軸半徑r=10cm，阻力等于物體重，即F2=G=500N，由=，得F1=

=

=100N，即至少要用100N的動(dòng)力.所用動(dòng)力是阻力的，則動(dòng)力移動(dòng)的距離應(yīng)為阻力上升距離的5倍，所以繞在輪上的繩端要拉過5m.

答案

100

5例題精講解析輪半徑R=50cm，軸半徑r=10c46舉一反三1.將圖12-2-13所示的鑰匙插入鎖孔轉(zhuǎn)動(dòng)開鎖時(shí)，鑰匙就相當(dāng)于一個(gè)______(填“杠桿”“滑輪”或“輪軸”)，屬于_____(填“省力”或“費(fèi)力”)機(jī)械.輪軸省力舉一反三輪軸省力472.下圖所示，日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中使用的機(jī)械能抽象為斜面的是(

)Ｃ2.下圖所示，日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中使用的機(jī)械能抽象為斜面的48新知5滑輪組的組裝：奇動(dòng)偶定法(1)根據(jù)F=，求出動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)n.(2)如n為偶數(shù)時(shí)，繩子的固定端系在定滑輪上(即“偶定”).(3)若n為奇數(shù)時(shí)，繩子的固定端系在動(dòng)滑輪上(即“奇動(dòng)”).新知5滑輪組的組裝：奇動(dòng)偶定法49例題精講【例5】用滑輪組提起2000N的重物，繩子最多只能承受600N的力(不計(jì)滑輪重和摩擦).(1)設(shè)計(jì)一個(gè)向下拉動(dòng)繩子的最簡(jiǎn)單的滑輪組，并畫出示意圖.(2)據(jù)此設(shè)計(jì)要?jiǎng)蛩偬崞鹞矬w所用的拉力是多大？(3)若在此問題中，將物體勻速提升3m，應(yīng)把繩子拉下多少米？例題精講50解析首先確定承擔(dān)重物的繩子段數(shù)：=3.3(要取整數(shù)4，即4段繩子).既要省力，又能改變力的方向，并且承擔(dān)重物的繩子是偶數(shù)，要從定滑輪繞起.所以需要兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪.省了力，就要費(fèi)距離，由S=nh可求出繩子拉下的長(zhǎng)度.答案(1)n=4，示意圖如圖12-2-14所示.

(2)F=

=500N.

(3)s=nh=4×3m=12m.解析首先確定承擔(dān)重物的繩子段數(shù)：=3.511.站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶.請(qǐng)?jiān)趫D12-2-15中畫出滑輪組繩子的繞法.如答圖12-2-1所示.1.站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶.請(qǐng)?jiān)趫D12-52當(dāng)堂訓(xùn)練1、如圖KT12-2-1所示，用一根繩子繞過定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執(zhí)另一端，分別用力F1、F2、F3勻速拉起鉤碼.忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是(

)A.F1較大B.F3較大C.F1、F2、F3的大小不能確定D.將鉤碼提升相同的高度，力F1、F2、F3所做的功相等Ｄ當(dāng)堂訓(xùn)練1、如圖KT12-2-1所示，用一根繩子繞過定滑輪，532、用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h(yuǎn)，最省力的是（滑輪重不計(jì)）(

)D2、用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h(yuǎn)，最省力的543、如圖KT12-2-3所示，用滑輪組提升重為220N的物體，動(dòng)滑輪重為20N，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重.若在5s內(nèi)將繩子勻速向上拉6m，則物體上升____m，手拉繩子的力為_______N，拉力的功率為_____W.280963、如圖KT12-2-3所示，用滑輪組提升重為220N的物55overover56第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第3節(jié)機(jī)械效率第一課時(shí)機(jī)械效率（一）第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第3節(jié)機(jī)械效率第一課時(shí)57新知1

有用功、額外功、總功有用功：有用功可理解為一種“目的”功.例如，用滑輪組勻速提升重物時(shí)，使用機(jī)械的目的是提高重物，那么克服物體的重力做的功是有用功，即W有用=Gh；又如用滑輪組拉動(dòng)重物在水平面上勻速移動(dòng)時(shí)，使用機(jī)械的目的是水平移動(dòng)重物，那么克服物體與水平面間的摩擦力做的功是有用功，即W有用=fs.額外功：指對(duì)人們無用但又不得不額外做的功，即克服機(jī)械自重和自身部件的摩擦而做的功，由于機(jī)械自重和摩擦總是存在的，因而額外功是不可避免的，對(duì)任何實(shí)際的機(jī)械總有W額外>0.

新知1有用功、額外功、總功58總功：總功是人們使用機(jī)械時(shí)動(dòng)力總共做的功，這其中既有通過機(jī)械克服物體阻力做的有用功，又有克服機(jī)械自身重力和摩擦做的額外功，所以有用功、額外功和總功的關(guān)系是W總=W有用+W額外.注意：計(jì)算有用功時(shí)，要注意結(jié)合實(shí)際情況來判定，例如用水桶從井中提水時(shí)；水桶掉進(jìn)井里，從井里撈桶時(shí)，這兩種情況下的有用功就不同.總功：總功是人們使用機(jī)械時(shí)動(dòng)力總共做的功，這其中既有通過機(jī)械59例題精講【例1】小剛用力將一桶水從井里提上來，他對(duì)____做的功是有用功，對(duì)______做的功是額外功.解析小剛的目的是將水從井里提上來，所以他對(duì)水做的功是有用功；要想將水從井里提上來，又不得不用桶，所以他對(duì)桶做的功是額外功.

答案水桶例題精講解析小剛的目的是將水從井里提上來，所以他對(duì)60舉一反三小陽將一桶水從一樓提到二樓.此過程中，下列說法正確的是(

)A.對(duì)桶做的功是有用功B.對(duì)水做的功是有用功C.對(duì)水做的功是額外功D.克服自身重力做的功是總功Ｂ舉一反三Ｂ61新知2

機(jī)械效率(1)機(jī)械效率：有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，用η表示.機(jī)械效率=

×100%，即η=

×100%.說明：①三種功的計(jì)算方法及關(guān)系：W總=Fs，W有用=Gh(適用于利用機(jī)械沿豎直方向提升重物)，W有用=Fs物(適用于利用機(jī)械沿水平方向移動(dòng)物體)，W額外=W總-W有用；②任何實(shí)際機(jī)械的機(jī)械效率η＜1，且η是一個(gè)沒有單位的量.新知2機(jī)械效率62(2)機(jī)械效率是用來表示機(jī)械對(duì)總功的利用率的物理量.

注意：①由于有用功是總功的一部分，所以機(jī)械效率總小于1；②機(jī)械效率的高低與利用機(jī)械省力多少是兩回事，不能混為一談；③額外功是指使用機(jī)械工作時(shí)對(duì)人們無用的功，這類功有時(shí)可以設(shè)法減小，但無法避免；④在求某一機(jī)械的機(jī)械效率時(shí)，一定要正確區(qū)分有用功和總功，一般來說，人或其他動(dòng)力對(duì)某一機(jī)械所做的功是總功，而該機(jī)械對(duì)物體所做的功是有用功.(3)提高機(jī)械效率的辦法：減小額外功是提高機(jī)械效率的有效方法，改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，使它更合理、輕巧；對(duì)機(jī)械進(jìn)行保養(yǎng)，保持良好的潤(rùn)滑，減少摩擦.(2)機(jī)械效率是用來表示機(jī)械對(duì)總功的利用率的物理量.63例題精講【例2】關(guān)于機(jī)械效率的問題，下列說法正確的是(

)

A.做功越多，機(jī)械效率一定越高

B.單位時(shí)間內(nèi)做功越多，機(jī)械效率一定越高

C.省力越多的機(jī)械，機(jī)械效率一定越高

D.額外功在總功中所占比例越小，機(jī)械效率一定越高例題精講64

解析

有用功和總功的比值叫機(jī)械效率；由機(jī)械效率的定義可知，機(jī)械效率的高低只與有用功在總功中所占的比例有關(guān)，與做功多少、功率大小無關(guān).額外功在總功中所占比例越小，說明有用功在總功中所占的比例越大，機(jī)械效率就越高，故D正確.

答案

D解析有用功和總功的比值叫機(jī)械效率；由機(jī)械效率的定義可知65舉一反三1.某人用機(jī)械做了8000J的功，其中額外功是有用功的，那么該機(jī)械做的有用功是_______J，機(jī)械效率是_____%.2.質(zhì)量為0.5kg的塑料桶裝滿水后總質(zhì)量為10kg，小明將其從地面勻速搬到高度為1m的桌面上，在豎直向上搬水的過程中所做的總功是_____J，有用功是_____J，機(jī)械效率是_____%.（g=10N/kg）6000751009595舉一反三600075100959566當(dāng)堂訓(xùn)練1、下列有關(guān)功率與機(jī)械效率的說法中正確的是(

)A.機(jī)械效率越高，機(jī)械做功一定越快B.做功越多的機(jī)械，機(jī)械效率一定越高C.功率越大的機(jī)械，機(jī)械效率一定越高D.做功越快的機(jī)械，功率一定越大Ｄ當(dāng)堂訓(xùn)練1、下列有關(guān)功率與機(jī)械效率的說法中正確的是()Ｄ672、組合機(jī)械的斜面長(zhǎng)4m，高2m，將重為100N的物體從斜面的底端勻速拉到頂端，如圖KT12-3-1所示，需用的拉力為40N，需要的時(shí)間是5s．那么，將物體從底部拉到頂部所做的有用功是______J，拉力做的總功的功率是_____W．200642、組合機(jī)械的斜面長(zhǎng)4m，高2m，將重為100N的物體683、杠桿的摩擦非常小，是一種機(jī)械效率非常高的簡(jiǎn)單機(jī)械.如圖KT12-3-3所示，若用一根機(jī)械效率為90％的杠桿將一個(gè)720N的物體提升5cm，此過程所做的有用功是_____J，總功是____J，額外功是___J.364043、杠桿的摩擦非常小，是一種機(jī)械效率非常高的簡(jiǎn)單機(jī)械.如圖K69overover70第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第3節(jié)機(jī)械效率第一課時(shí)機(jī)械效率（二）第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第3節(jié)機(jī)械效率第一課時(shí)71新知1

斜面的機(jī)械效率在斜面高一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，機(jī)械效率越高；在斜面的長(zhǎng)、高一定時(shí)，斜面越光滑，機(jī)械效率越高.注意：利用斜面時(shí)，動(dòng)力所做的功等于克服重力所做的功和克服摩擦力所做功的總和.用公式表示為Fl=Gh+fl.

新知1斜面的機(jī)械效率72例題精講【例1】如圖12-3-1所示，已知斜面高為2m，斜面長(zhǎng)為高的2倍.小兵同學(xué)用繩子沿斜面將重為400N的木箱由斜面底端勻速拉到頂端.拉力大小為300N，繩重不計(jì).求：（1）小兵對(duì)木箱做的有用功.（2）斜面的機(jī)械效率.（3）斜面對(duì)物體施加的摩擦力.例題精講73

解析（1）已知物體重力和提升的高度，根據(jù)公式W=Gh可求有用功；（2）根據(jù)公式W=Fs可求總功，機(jī)械效率等于有用功除以總功.（3）求出額外功，利用W額=fs求摩擦力.

答案

(1)800J

(2)66.7﹪（3）100N解析（1）已知物體重力和提升的高度，根據(jù)公式W=Gh可求74舉一反三1.如圖12-3-2所示，小明用20N的力拉著重50N的物體沿斜面運(yùn)動(dòng)了1m，物體上升的高度為0.2m，則小明做的有用功和斜面的機(jī)械效率分別是(

)A.10J，50%B.20J，50%C.50J，80%D.4J，8%Ａ舉一反三Ａ75新知2

滑輪組的機(jī)械效率

同一個(gè)動(dòng)滑輪，提升重物越重，機(jī)械效率越大.不同的動(dòng)滑輪，提升相同的重物，動(dòng)滑輪自重越小，機(jī)械效率越高.注意：關(guān)于滑輪組的機(jī)械效率.(1)總功在繩子自由端計(jì)算，即：W總=F繩s繩=F拉s繩；(2)有用功在動(dòng)滑輪一側(cè)計(jì)算，當(dāng)滑輪沿豎直方向上升時(shí)，W有用=Gh；當(dāng)滑輪沿水平方向移動(dòng)時(shí)，W有用=F輪s物=f阻s物；(3)繩子自由端移動(dòng)的距離s與物體上升高度h及繩子段數(shù)n的關(guān)系：s=nh，n要在動(dòng)滑輪一側(cè)確定.新知2滑輪組的機(jī)械效率76例題精講【例1】如圖12-3-4所示，搬運(yùn)工人用滑輪組在20s內(nèi)將重為540N的重物勻速提升3m，所用拉力為200N，則他所做的有用功是_____J，額外功是______J，拉力的功率是_______W，滑輪組的機(jī)械效率是.例題精講77

解析

（1）根據(jù)W=Gh求出有用功.

（2）根據(jù)s=3h求出拉力移動(dòng)距離，根據(jù)W=Fs求出總功，再根據(jù)W總=W有用+W額，求出額外功.

（3）根據(jù)P=

求出拉力的功率.

（4）根據(jù)η=

求出機(jī)械效率.

答案

1

620

180

90

90%解析（1）根據(jù)W=Gh求出有用功.78舉一反三1.如圖12-3-5所示，重8N的物體，在拉力F的作用下2s內(nèi)勻速上升了0.4m，動(dòng)滑輪重2N，不計(jì)繩重及摩擦，則下列計(jì)算結(jié)果不正確的是(

)A.拉力的大小為5NB.繩子自由端移動(dòng)距離為1.2mC.拉力F的功率為2WD.滑輪組的機(jī)械效率為80%Ｂ舉一反三Ｂ792.如圖12-3-6所示的滑輪組（不計(jì)繩重及摩擦），工人師傅用40N的拉力將質(zhì)量為5kg、底面積為1600cm2的空吊籃A勻速提升到二樓平臺(tái)，此滑輪組的機(jī)械效率為_____%．62.52.如圖12-3-6所示的滑輪組（不計(jì)繩重及摩擦），工人師80當(dāng)堂訓(xùn)練1、如圖KT12-3-5所示，用甲、乙兩種裝置勻速提升同一重物，若每個(gè)滑輪重相同，不計(jì)摩擦及繩重.則下列說法正確的是(

)A.甲較省力，機(jī)械效率較低B.乙較省力，機(jī)械效率較低C.甲較省力，機(jī)械效率較高D.乙較省力，機(jī)械效率較高Ｂ當(dāng)堂訓(xùn)練1、如圖KT12-3-5所示，用甲、乙兩種裝置勻速提812、用如圖KT12-3-6所示的滑輪組在10s內(nèi)將300N的重物勻速提升3m，已知?jiǎng)踊喼?0N，不計(jì)摩擦，則(

)A．利用滑輪組所做的有用功是450JB．繩子自由端移動(dòng)的速度是0.9m/sC．拉力的功率是99WD．滑輪組的機(jī)械效率是80%C2、用如圖KT12-3-6所示的滑輪組在10s內(nèi)將300824、如圖KT12-3-7所示，沿斜面向上拉一個(gè)重為4.5N的物體到斜面頂端，斜面長(zhǎng)1.2m，高0.3m，拉力做功為2.16J，則這個(gè)斜面的機(jī)械效率是____%，物體受到的摩擦力是______N．62.50.6754、如圖KT12-3-7所示，沿斜面向上拉一個(gè)重為4.5N83overover84第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械章末總結(jié)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械章末總結(jié)85知識(shí)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)86考綱要求1.簡(jiǎn)單機(jī)械改變力的大小和方向.（探究）2.機(jī)械效率.（了解）3.機(jī)械使用的歷史發(fā)展過程；機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用.（認(rèn)識(shí)）考綱要求1.簡(jiǎn)單機(jī)械改變力的大小和方向.（探究）87強(qiáng)化訓(xùn)練1.下列生活情景中，屬于應(yīng)用費(fèi)力杠桿的是(

)A.用鋼絲鉗剪鋼絲B.用船槳?jiǎng)濤堉跜.用獨(dú)輪車運(yùn)磚頭D.用指甲剪剪指甲B強(qiáng)化訓(xùn)練1.下列生活情景中，屬于應(yīng)用費(fèi)力杠桿的是()B882、在道路條件不允許的情況下，軍車通常采用如下方法原地掉頭，先將千斤頂放在車底部合適的位置將軍車頂起來，然后推動(dòng)軍車?yán)@千斤頂轉(zhuǎn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)原地掉頭（如圖12-J-1），下列有關(guān)分析正確的是(

)A．千斤頂應(yīng)放在車底部靠近車輪的位置B．千斤頂應(yīng)放在車所受重力的作用線上C．只要在車前部推就最省力D．只要在車上離千斤頂最遠(yuǎn)的地方推就最省力Ｂ2、在道路條件不允許的情況下，軍車通常采用如下方法原地掉頭，893.如圖12-J-2所示，在處于水平平衡的杠桿上A點(diǎn)，掛上4個(gè)鉤碼（每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g），若使杠桿在水平位置保持平衡，作用在杠桿B點(diǎn)的力量最小為（g取10N/kg）(

)A.15N B.6N C.3N D.1.5NＤ3.如圖12-J-2所示，在處于水平平衡的杠桿上A點(diǎn)，掛上904、物理知識(shí)在生活中有廣泛的應(yīng)用，洗手池的下水管道常常做成如圖12-J-5甲所示的彎管，圖中虛線框內(nèi)部分彎管是利用物理模型_____的原理來設(shè)計(jì)的，園藝師傅使用如圖12-J-5乙所示的剪刀修剪樹枝時(shí)，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是通過__