第十一章简单的机械和功

九年级物理第十一章简单机械和功§11.1 杠杆1.在物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒叫做杠杆。

2.杠杆的平衡条件F1·L1=F2·L2。

3.①若L1＞L2，F1＜F2，则是省力杠杆，费距离；②若L1＜L2，F1＞F2，则是费力杠杆，省距离；③若L1=L2，F1=F2，则是等臂杠杆。

§11.2 滑轮一、定滑轮：1.轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。

2.关系：F=G s=h v=v物3.不省力，但可以改变用力的方向。

（等臂杠杆）二、动滑轮：1.轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。

2.动力臂（R）是阻力臂（r）的二倍的杠杆。

3.（计摩擦）4.（不计摩擦）5.关系：s=2h V=2V物三、滑轮组：1.滑轮组用几段绳子吊物体，提起物体的力就是物重的几分之一。

2.3.四、水平放置滑轮：S=n S物V=n V物四、如何设计滑轮：G=Fn-G动G动=Fn-G§11.3 功1.力与物体在力的方向通过的距离的乘积，叫做功。

2.W=Fs3.1J=1N·m4.做功条件：一是对物体要有力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离。

5.不做功的情况：①F≠0，S=0。

有力没距离，W=0②F=0，S≠0。

有距离没力，W=0③F≠0，S≠0。

F⊥S§11.4 功率1.单位时间内所做的功叫功率。

2.3.1W=1J/s4.1KW=1000W 1MW=1000000 1马力=735W§11.5 机械功率1.利用任何机械都不能省功，但动力所做的功也不会无缘无故消失。

2.总功：动力对机械所做的功。

有用功：对我们有用的功（机械对物体所做的功）。

额外功：利用机械时由于机械有重量及摩擦，不得不做而对我们无用的功。

3.W总=W有用+W额外动h（不计摩擦）4.5.提高机械效率的方法：①减小自重②减小摩擦③尽量满载6.W有=fs物7.8.。

第十一章简单机械和功是九年级物理中的重要章节，主要讲解了简单机械和功的知识。

简单机械是机械原理的基础，掌握了简单机械的原理，可以应用到日常生活和工作中。

功是物理学的重要概念，是描述力在物体上所做的功的大小和方向的物理量。

下面是关于第十一章简单机械和功知识点的详细介绍：一、简单机械的定义和分类1.简单机械的定义：指只有一个能够转动的零件，或只有一个能够运动的零件，或只有一个能够变形的零件的机械。

2.简单机械的分类：按机械原理可分为杠杆、轮轴和滑轮；按作用方向可分为斜面、楔子和螺旋。

-杠杆原理：杠杆原理是指利用杠杆的杠杆效应来改变力的作用效果的原理。

-轮轴原理：轮轴原理是指利用轮轴的转动将力转化成力矩的原理。

-滑轮原理：滑轮原理是指利用滑轮的滑动来改变力的方向的原理。

-斜面原理：斜面原理是指利用斜面的倾斜度来减少物体所受的力的原理。

-楔子原理：楔子原理是指利用楔子形状将力分成两个方向作用的原理。

-螺旋原理：螺旋原理是指利用螺旋的升降来改变力的作用效果的原理。

二、杠杆的原理1.杠杆原理的定义：杠杆原理是指利用杠杆的杠杆效应来改变力的作用效果。

2.杠杆的分类：按支点和作用力的位置关系可分为一级杠杆、二级杠杆和三级杠杆。

-一级杠杆：支点位于力的一侧。

-二级杠杆：支点位于力的一侧，但力和支点之间还存在一个力臂和另一个力臂。

-三级杠杆：支点位于力的中间。

3.杠杆的原理公式：杠杆的原理公式为力1×力臂1=力2×力臂2，也可写作F1×d1=F2×d2三、轮轴的原理1.轮轴的原理的定义：轮轴原理是指利用轮轴的转动将力转化成力矩的原理。

2.门弯钉原理：门弯钉原理是指在开门情况下，门的拉力被转化为弯钉的转动力矩。

3.原理公式：力×作用臂=力矩。

四、滑轮的原理1.滑轮的原理定义：滑轮原理是指利用滑轮的滑动来改变力的方向的原理。

2.滑轮的分类：滑轮可分为固定滑轮和移动滑轮两种。

第十一章 简单机械和功● 杠杆1．定义：在力的作用下可绕固定点转动的硬棒2．五要素：支点(O )、动力(F )、阻力(F 2)、动力臂(l 1)、阻力臂( l 2)3．杠杆的平衡条件：F 1l 1=F 2l 24．分类1) 省力杠杆：l 1 > l 2， F 1 < F 22) 费力杠杆：l 1 < l 2， F 1 > F 23) 等臂杠杆： l 1 = l 2， F 1 = F 2● 滑轮1．定滑轮1) 实质：等臂杠杆2) 特点：不省力，但能改变施力的方向，s =h2．动滑轮1) 实质：动力臂是阻力臂2倍的杠杆2) 特点：最多省一半力，但费距离，s =2h3．滑轮组1) 实质：由定滑轮和动滑轮组合而成的机械2) 特点：既可省力，又可改变力的方向，s =nh● 功1．定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积2．两个必要条件：一是对物体要有力的作用；二是物体要在力的方向上通过一定的距离3．公式：W =Fs4．单位：焦耳，简称焦，符号是J ，1J=1N ·m● 功率1．定义：功与做功所用时间的比2．公式：P =W t 3．单位：瓦特，简称瓦，符号是W ，1W=1J/s4．单位换算： 1kW=103 W. 1MW=106W● 机械效率1．定义：物理学中，将有用功与总功的比值。

2．公式：η = W有用W总×100％3．提高机械效率的方法：减轻机械自重，减小机械摩擦，增大被提升物体重力1．（2021•泰州）如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。

下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（）A．两侧钩码同时向支点移动一格B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码C．左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格2．（2021•淮安）在“探究杠杆平衡条件”实验中：（1）如图甲所示，应调节杠杆两端的，使杠杆在水平位置平衡。

第十一章 简单机械和功第5节 机械效率经典习题1.机械效率的计算公式是 ，通常有用功的公式是 ，通常总功的公式是 。

有用功、总功、额外功的关系2．如图所示是某工人用滑轮组提升重物，工人用360N 拉力将重为600N 的重物匀速提升10m ，t=500s 求：（1）有用功、总功、额外功（2）滑轮组的机械效率是多少？（3）拉力的功率3．大军用某机械将一500N 的重物匀速提高1m ，做的额外功是100J ，则他做的总功是多少？有用功是多少？机械效率是多少？4．建筑工地上工人利用滑轮组使2000N 重物匀速升高5m 所用的时间是50s 。

如果工人做的功是12500J 。

⑴ 工人做功的功率是多少？ ⑵ 额外功是多少？ （3）滑轮组的机械效率是多少？5．物体重500N ，放在斜面上，用一沿斜面向上的力F=300N 拉物体匀速向上，物体移动了1m ，物体上升了0.5m ，t=3S（1）有用功、总功、额外功（2）斜面的机械效率（3）拉力F 的功率6．小明用杠杆提升一重G=500N,物体上升了0.5m ，作用于杠杆的力F=200N ，力F 移动的距离是1.5m,（1）有用功、总功、额外功（2）杠杆的机械效率第1题图7．用如图所示的滑轮组，将280N的物体以0.3m/s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为100N（不计摩擦和绳重） t=5s（1）物体上升的距离和绳子自由端移动的距离（2）有用功、总功、额外功（3）滑轮组的机械效率（4）拉力的功率（5）动滑轮的重力（6）若用该滑轮组将重580N的物体匀速提升2m时，拉力做的功。

8．用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3 m所用的时间为10s。

(不计绳重和摩擦)，求：(1)重物上升的速度和动滑轮重． (2)拉力所做的有用功．(3)拉力的功率． (4)滑轮组的机械效率．（5）若用该滑轮组将重780N的物体匀速提升2m时，拉力做的功、有用功，此时的机械效率。

第十一章 功和机械能第1节 功1、功的初步概念：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。

2、功包含的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。

3、功的计算：功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积（功＝力×力的方向上的距离）。

4、功的计算公式：W =Fs用F 表示力，单位是牛（N ），用s 表示距离，单位是米（m ），功的符号是W ，单位是牛•米，它有一个专门的名称叫焦耳，焦耳的符号是J ，1 J=1 N•m 。

5、在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时，计算公式可以写成W =Gh ；在克服摩擦做功时，计算公式可以写成W=fs 。

6、功的原理；使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时(而直接用手)所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。

6、当不考虑摩擦、机械自身重等因素时，人们利用机械所做的功（Fs ）等于直接用手所做的功（Gh ），这是一种理想情况，也是最简单的情况。

第2节 功率1、功率的物理意义：表示物体做功的快慢。

2、功率的定义：单位时间内所做的功。

3、计算公式：P =W t=Fv 其中W 代表功，单位是焦（J ）；t 代表时间，单位是秒（s ）；F 代表拉力，单位是牛（s ）；v 代表速度，单位是m/s ；P 代表功率，单位是瓦特，简称瓦，符号是W 。

4、功率的单位是瓦特（简称瓦，符号W ）、千瓦（kW ）1W=1J/s 、1kW=103W 。

第3节 动能和势能一、能的概念如果一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量。

能量和功的单位都是焦耳。

具有能量的物体不一定正在做功，做功的物体一定具有能量。

二、动能1、定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。

2、影响动能大小的因素是：物体的质量和物体运动的速度．质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。

3、一切运动的物体都具有动能，静止的物体动能为零，匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降，匀速前进、匀速后退，只要是匀速)动能不变。

第十一章 简单机械和功知识点一:杠杆及平衡条件1、（2010·龙岩中考）在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了 。

A.减小摩擦 B.使每组数据更准确C.多次测量取平均值减小误差D.获得多组数据归纳出物理规律 2、(2009·福州中考)如图所示，使用中属于费力杠杆的工具是( )3、（2009·株洲中考）如图6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 的作用点到O 点距离x 的变化关系如图7所示。

据图可知金属杆重( ) A ．5 N B ．10 N C ．20 N D ．40 N4、(2009·平原中考)园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O 处靠近，这样做的目的是为了( ) A ．增大阻力臂，减小动力移动的距离B ．减小动力臂，减小动力移动的距离C ．增大动力臂，省力D ．减小阻力臂，省力5、（2009·潍坊中考）汶川地震中，滚滚的山石挡住了道路。

增援人员要用撬棒撬开山石，分别沿如图所示的四个方向用力，其中最省力的是( )A.沿F 1方向B.沿F 2方向C.沿F 3方向D.沿F 4方向6、(2008·青岛中考)下列关于地F 1力臂的作图中，正确的是：( )7、（2008·镇江中考）如图所示，杠杆AOB 的A 端挂重为G A 。

的物体，B 端挂重为G B 的物体，杠杆平衡时AO 处于水平位置，若AO=BO ，杠杆自重不计，则G A 和G B 的大小关系是( )A.G A >G BB.G A =G BC.G A <G BD.无法比较8、（2007·烟台中考）瓶盖起子有图6(a)(b)两种用法，A 、B 是开盖时起子和瓶盖接触的两点．在瓶盖和瓶口的接触点中，D 和E 分别是离手最远和最近的两点．开盖时手对起子施加的力F 作用在G 点，瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心C 点(图中没有标出)．如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折．则( )A ．(a)图支点是A ，(b)图支点是B ，(b)种用法省力 B ．(a)图支点是A ，(b)图支点是B ，(a)种用法省力C ．(a)(b)两图支点都是B ，(b)种用法省力D ．(a)(b)两图支点都是A ，(a)种用法省力9、（2010·宜昌中考）如图所示，一名同学在做俯卧撑，如果把人的躯干看作一个杠杆，这是一个________（填“省力”或“费力”）杠杆，该杠杆的支点是________（填图中字母）。

第十一章功和机械能一、功1、做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离。

2、不做功的三种情况：（1）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动；（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。

（3）有距离无力：（“不劳无功”），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。

公式W=FS=Pt（米）P：W（瓦特） t：s（秒）4、国际单位：将N·m称为焦耳简称焦，符号(J) 1J=1 N·m把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。

5、公式应用注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。

③功的单位“焦”（1牛·米 = 1焦）。

6、常见的功：克服重力做功：W=Gh；克服阻力（摩擦力）做功：W=fs二、功的原理：使用任何机械都不省功1、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。

2、说明：①功的原理对于任何机械都适用。

②使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。

④对于理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：人做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh）3、应用：斜面①理想斜面：斜面光滑（不计摩擦）②理想斜面遵从功的原理③理想斜面公式：FL=Gh其中—F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度④实际斜面：斜面粗糙（考虑摩擦）若斜面与物体间的摩擦为f ，则：FL=fL+Gh；这样F做功FL就大于直接对物体做功Gh 。

考点一：功的两个必要因素1.如图15-1所示的四种情景中，人对物体的作用力均用F表示，人对所作用的物体做功的是( )2. 在下列哪一种情况下力对物体是做了功的（）A. 用力推讲台，讲台没有动B. 沿斜坡方向把物体拉上去C. 人提水桶沿水平地面行走D. 天花板上的电线吊着电灯3．如图15-2所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想.你认为合理的是（）A. 文具盒所受重力对它做了功B. 文具盒所受支持力对它做了功C. 文具盒所受的推力F对它做了功D. 在此过程中没有力对文具盒做功4. 四种情景中，其中力对物体没有做功的是( )A．火箭腾空而起的推力B．叉车举起重物的举力C．人推石头未动时的推力D．马拉木头前进的拉力5．在举重比赛时，一运动员在第一阶段把150kg的杠铃很快举过头顶，第二阶段使杠铃在空中停留3s。

第十一章简单机械和功知识梳理简单机械{杠杆类----杠杆、滑轮、轮轴；斜面类---斜面、劈、螺旋。

1．杠杆A. 概念a.杠杆的定义：一根硬棒在力的作用下能绕固定点转动，这根硬棒叫做杠杆．杠杆可以是直的，也可以是弯的．b ．支点：杠杆绕着转动的点叫做支点，用O 表示．c ．动力：使杠杆转动的力叫做动力，用F 1表示．d ．阻力：阻碍杠杆转动的力叫做阻力，用F 2表示.动力和阻力是相对的，如利用杆秤称物体时，就无法确定哪个力为动力，哪个力为阻力，此时可以人为规定．e ．力的作用线：过力的作用点沿力的方向所引的一条直线叫做力的作用线．力的作用线用虚线表示．f ．动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，叫做动力臂．用L 1表示．g ．阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，叫做阻力臂．用L 2表示．力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上．当力的作用线通过支点时，该力的力臂为零，该力对杠杆的转动没有影响．B 作力臂的程序先找出支点，再作力的作用线，然后从支点作力的作用线的垂线．C 杠杆的平衡条件a.杠杆平衡：杠杆静止不转或者匀速转动都叫做杠杆平衡．b ．力矩i ．物理意义：力矩是度量力对物体产生转动效应的物理量．ii ．定义：力和力臂的乘积叫做力对支点的力矩．力矩用字母M 表示，M=FL ．iii.单位：牛〃米(N〃m)iV ．分类：根据力的作用效果，分为顺时针力矩和逆时针力矩两种．C.杠杆平衡的条件(杠杆原理)；动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即：动力矩=阻力矩． 数学表达式：F l L 1=F 2L 2，即M 动=M 阻．说明：i ．在使用公式时，公式等号两边相同物理量的单位要一致．ii ．若动力矩和阻力矩不止一个时，杠杆的平衡条件可扩展为：顺时针的力矩之和等于逆时针的力矩之和．用公式表示为：∑M 顺=∑M 逆．D ．杠杆的分类杠杆：等臂杠杆、不等臂杠杆（省力杠杆和费力杠杆）杠杆原理若用比例式表示，可以写成：1221l l F F上式表明，杠杆平衡时L 1是L 2的几倍，F l 就是F 2的几分之一．i．等臂杠杆(L1=L2，F l=F2)常见的有：定滑轮、天平的横梁等．ii．省力杠杆(L1>L2，F l<F2)常见的有：撬棒、铡刀、羊角锤、道钉撬、手推车、行李车、钢丝钳、核桃钳、铁匠剪刀、抽水机的柄、开瓶盖的起子等．利用省力杠杆可以省力，但要多移动距离．iii．费力杠杆(L1<L2，F l>F2)常见的有：铁锹、铲车、镊子、火钳、筷子、笤帚、船桨、钓鱼杆、汽车吊、理发剪刀、人的前臂、缝纫机的踏脚板等．利用费力杠杆虽然费力，但可以省距离．在日常生活中不少器具是由多种杠杆组合起来的，如指甲剪、垃圾桶等器具上既有省力杠杆，又有费力杠杆．E测量物体质量的工具i．天平天平的横梁是一根等臂杠杆．用天平称物体质量时，移动游码相当于向天平右盘中加小砝码，因此横梁平衡时m物=m砝+m 游．ii．杆秤、案秤、台秤和磅秤，它们都不是等臂杠杆，因此利用它们可以称量质量比秤砣(或槽码)的质量大得多的物体的质量．F．最小动力问题由F l L1=F2L2可得：122 1l lFF ．上式表明，杠杆平衡时，若F2L2一定，则L2最大时，F l最小．据几何知识可知：i．若已知支点和动力作用点，则这两点之间的线段是最大的动力臂．ii．对于圆轮，若支点和动力作用点均在圆周上，则直径是最大的动力臂．有些较复杂的最小动力问题，还需利用数学上其他的一些极值知识来求解．2．滑轮和滑轮组A.滑轮周边有槽，能绕轴心转动的圆轮叫做滑轮．滑轮：定滑轮——工作时轴心不随重物一起移动的滑轮．动滑轮——工作时轴心随重物一起移动的滑轮．i．定滑轮定滑轮实质上是一个等臂杠杆．使用定滑轮不省力，但可以改变施力的方向．ii．动滑轮通常使用的动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆．使用动滑轮可以省一半力，但不能改变施力的方向．B滑轮组定滑轮和动滑轮的组合叫做滑轮组．使用滑轮组可以省力，可以省距离，可以改变施力的方向，但不可以同时既省力、又省距离． 滑轮组的省力情况，通常采用隔离法和整体法结合起来分析．即先将动滑轮和重物从整个系统中隔离出来作为一个整体，再全面分析该整体的受力情况，然后据力的平衡条件即可得出动力和阻力大小之间的关系．3．轮轴由轮和轴组成、能绕共同轴线旋转的简单机械，叫做轮轴．轮轴实质是可以连续旋转的杠杆．i ．当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，使用轮轴省力，但要多移动距离．常见的有：辘轳、手摇卷扬机、汽车驾驶盘、自行车的龙头、拧螺丝的板手、拧螺丝钉的螺丝刀、自行车上的龙头和前叉、脚踏板和大齿轮组成的轮轴等．ii ．当动力作用在轴上，阻力作用在轮上时，使用轮轴费力，但可少移动距离．如自行车上的飞轮和后轮组成的轮轴等．在现代工农业生产中，很多机械和机器是由多种简单机械组合起来的，如差动滑轮就是由轮轴和动滑轮组合起来的，起重机就是由杠杆和滑轮组组合起来的．4．机械功A.定义物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功．B ．做功的两个必要因素作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离．C 定义式和决定式W=Fs功是一个过程量．D ．单位在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号为J ．1 J=1 N〃mE 说明i ．力与运动方向相反时，力对物体做负功．ii ．力与运动方向不一致时，可利用力的分解和三角函数的知识计算功．iii ．力的大小和方向在变化时，可采用分段处理(力变化的阶段取力的平均值)以及等效处理(根据是机械功原理、功能原理)等方法来计算功．5．功率A.物理意义功率是表示物体做功快慢的物理量．B.定义单位时间里完成的功叫做功率．C 定义式和决定式t WpD ．单位在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W ．1 W=1 J ／s1 kW=103 W l MW=106 WE 推导式P=Fv式中的v 表示物体在力F 方向上移动的速度，若可为即时速度，则P 为即时功率；若v 为平均速度，则P 为平均功率．由P=Fv 得：F=P/v ，此式表明：当P 一定时，F 与v 成反比．F ．配套功率动力机的功率要略大于工作机的功率．6．机械功原理(功的原理)A.文字表述利用任何机械做功时，动力对机械所做的功(W1)，等于机械克服所有阻力所做的功(W2)．即利用任何机械都不能省功．B ．公式W 1=W 2C ．斜面及斜面类简单机械斜面是一种常见的简单机械．设斜面长为L 、高为h 、物重为G ，使物体沿斜面匀速向上移动的动力为F ，若不考虑物体与斜面的摩擦，则在物体从斜面底端匀速移动到顶端的过程中，据功的原理W l =W 2有：FL=GhF=hG/L因为h<L ，所以F<G ，即利用斜面可以省力．对同样高的斜面，斜面越长越省力，但也要多移动距离．劈是斜面类简单机械．设人用水平力F 将劈推过距离s 时，物重为G 的物体被举高h ．若不考虑摩擦和支架的自重，则据功的原理W 1=W 2有：Gh FS = G s hF =因为h<s ，所以F<G ，即利用劈可以省力．螺旋也是斜面类简单机械．利用螺旋举起重物时，若用h 表示螺纹的螺距，用L 表示螺旋把手的末端到螺旋轴线的长，用F 表示作用在把手末端的力，用G 表示物重，若不考虑摩擦，则在把手绕螺旋轴线匀速转动一周的过程中，据功的原理W l =W 2有：Gh l F =⋅π2 F hF π2=由于h 比2πL 小得多，所以F 就比G 小得多，即利用螺旋可以省力．7．机械效率A. 物理意义机械效率是表示机械做功性能优劣的物理量．B.定义使用机械做功时，有用功跟总功的比值，叫做机械效率．=动力对机械所做的功．W 有用=机械对物体的拉力所做的功．W 额外=机械克服自重、绳重和内部摩擦所做的功．据机械功原理：W 总= W 有用+ W 额外推导式：P 输入= P 输出+ P 额外C.定义式%100⨯=总有用W w η %100⨯=输入输出W w η D ．推导式%100⨯=总有用p p η %100⨯=输入输出p p η 机械效率是一个过程量．E 说明i ．机械效率是一个比值，没有单位．ii ．任何机械的效率在实际情况下都小于1．iii ．机械效率的高低，既跟机械本身结构(内部因素)有关，也跟被拉动的物体(外部因素)有关．F ．推论i ．利用同一滑轮组匀速提升重物时，若不计绳重和滑轮与轴之间的摩擦，则物动G G +=11η，η随G 物的增加而增大ii ．当把各种机械组合起来使用时，若每个机械的效率分别为η1、η2、……ηn ，则整个装臵的效率η总=η1×η2×……×ηn ，组合机械越复杂，总效率就越低．典例剖析：1.图甲是一种用杠杆原理制成的供搬运重物上楼用的爬楼车，0、0＇两处为轴连接．请你根据爬楼车的使用过程(图乙)，分析说明爬楼车是费力杠杆还是省力杠杆．2.用如图甲所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终竖直向下，在将重物慢慢提升到一定高度的过程中，F的大小将( )A.保持不变B逐渐交小 C.逐渐交大D．先变大，后交小3.古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以0为支点的杠杆，如图所示，一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位臵缓慢拉至竖直位臵，若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是( )A. L始终在增加，FL始终在增加B. L始终在增加，FL始终在减小C. L先增加后减小，FL始终在减小D. L先减小后增加，FL先减小后增加4.乒乓球、保龄球等表面都是光滑的，为什么高尔夫球的表面上布满小坑呢?经有关科学家研究发现：两个等大的球，一个表面布满小坑，另一个光滑，在空中高速飞行时，表面布满小坑的球受到的空气阻力较小．现将质量与体积均相等的两个小球A(表面布满小坑)与B(表面光滑)分别利用细绳悬挂在等臂杠杆的两端，使杠杆水平平衡，如图所示．当从两球正下方同时以相同速度(比较大)的风对准它们竖直向上吹时，则以下的说法中正确的是( )A. 杠杆左端下降B．杠杆右端下降C. 杠杆仍然在水平方向处于平衡状态D．无法判断杠杆的转动情况5.在一次校运动会上，小明骑一质量为辨的独轮车以速度可匀速通过一重为G、长为L的水平独木桥，独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着，如图所示．设独轮车骑上A端支柱处为初始时刻(t=o)，下面哪一个图正确地表示了B端支柱所受力FB与时间t的函数关系(不考虑独木桥的形变) ( )6. 如图所示，质量分布均匀的细杆水平放臵，支座A 在杆重心的右侧，杆的右端被位于其上面的支座B 顶住．现在杆的左端C 处施加一个向下的作用力，则 ( )A. A 、B 两处的弹力均增加，且△F A =△F BB ．A 、B 两处的弹力均增加，且△F A >△F B C. A 处的弹力减小，B 处的弹力增大，且lI △F A I>△F BD ．A 处的弹力增大，B 处的弹力减小，且F A < I △F B l7. 如图所示，七块完全相同的砖块按照图示方式叠放起来，每块砖的长度均为L ，为保证砖块不倒下，6号砖块与7号砖块之间的最大距离s 将不超过 ( )L A 1531. L B 2. L C 25. L D 47.8. 某商店有一不等臂天平(砝码准确)，一顾客要买2千克糖，营业员先在左盘放一包糖右盘加l 千克砝码；接着又在右盘放一包糖左盘加l 千克砝玛．然后把两包糖交给顾客，则两包糖的总质量A. 大于2千克B. 小于2千克C. 等于2千克 D ．无法知道9. 如图所示，A 、B 为两个半径、材料都相同的，转向相反的轮子，它们的转轴互相平行且在同一水平面内，有一把均匀直尺C ，它的长度大于两轮子转轴距离的2倍，把该尺静止地搁在两转轮上，使尺的重心在两轮之间且离8轮较近，然后放手，考虑到轮子和尺存在摩擦，则直尺将 ( )A. 保持静止B. 向右运动，直至落下C. 开始时向左运动，以后就不断作左右来回运动D ．开始时向右运动，以后就不断作左右来回运动10. 如图所示，水平地面上有甲、乙两辆平板车，人站在乙车上用50 N 的水平力拉甲车，如果甲车向右移动的距离是10 m ，同时乙车向左移动的距离是4 m ，人做的功是 ( )A. 700 JB. 500 JC. 300 J D ．200 J11. 用滑轮组以不同速度匀速提升重物A ，作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F ，如图所示，不计绳重和摩擦．当拉力F 的功率为P 1时，重物A 以速度口l 匀速上升川听用的时间为t l ；当拉力F 的功率为P 2时，重物A 以速度υ2匀速上升h 所用的时间为t 2；当拉力F 的功率为P 1+P 2/2时，重物A 以速度υ3匀速上升h 所用的时间为 ( )212122.t t t t A + 212122.t t t t B + 2121.t t C + 2121.t t D + 12. 估测天平游码的质量．(1)观察并读出天平横梁标尺的最大刻度值为a(g)．(2)测得天平横梁标尺上从0到a 刻度线之间的距离为b(mm)．(3)测得天平左、右两臂的长均为c(mm)．由以上数据，可估算出该游码的质量为 g ．13. 如图甲所示是一均匀圆薄板，半径R=30cm. 现从圆板上挖出一个半径为r=15cm 的内切圆，试求剩余部分的重心与大圆圆心的距离．14. 如图所示，一根杠杆的长为L ，支点在O 处，A 端挂一物重为G 的物体．为保持杠杆在水平位臵平衡，现用一根定长为s 的绳子拉住(s<L)．问：当绳子与水平方向的夹角θ为多大时，绳子上的拉力最小(杠杆的物重忽略不计)?15. 如图所示，实心物体M 是边长为l0cm 的正方体，杆AOB 可绕0点转动，AO=30cm ，BO=20cm ，当在杠杆的B 端加一恒力F=30 N 时，M 对地面的最小压强是290Pa(杆重不计，g 取10 N ／kg)．求：(1)物体M的密度． (2)若使杠杆的OB 部分在水平位臵平衡，则加在B 端的最小作用力是多大?16. 如图所示，质量扰=2.0kg 的小铁块静止于水平导轨AB 的A 端，导轨及支架ABCD 总质量M=4.0kg ，形状及尺寸已在图中注明，该支架只可以绕着过D 点的转动轴在图示竖直平面内转动．为简便起见，可将导轨及支架ABCD 所受的重力看作集中作用于图的0点．现用一沿导轨的拉力F 通过细线拉铁块，假定铁块起动后立即以0.1 m ／s 的速度匀速运动，此时拉力F=10 N ．(1)铁块运动时所受摩擦力多大?(2)铁块对导轨的摩擦力的力臂多大?(3)从铁块运动时起，导轨(及支架)能保持静止的最长时间是多少?(g 取10 N ／kg)17. 某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械，其中的一部分结构如图所示．0A 是一个均匀钢管，每米所受重力为30 N ．O 是转动轴，重物的质量m 为150kg ，挂在B 处，0B=1 m. 拉力F 作用在A 点，竖直向上．为维持平衡，钢管OA 为多长时所用的拉力最小?这个最小拉力是多少?(g 取10 N ／kg)18. 如图是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井中沿竖直通道上下运行．钢链的两端分别固定在电梯井顶部的A 点和B 点．同时钢链绕过重l5000 N 电梯厢下的滑轮而托起整个厢体E ，又跨过电梯井顶部由电动机驱动并带有齿轮的轮轴C ，在C 和B 之间吊起与动滑轮相连的配重D ．电梯载重量为10人(1人的质量按60 kg 计算，g 取10N ／kg，忽略摩擦及钢链的质量)．请回答：(1)配重的功能是什么?在已知电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大?(2)当电梯满载匀速上升时，A 、B 两点受到的拉力各是多大?19. 如图所示，ABCD 是一个内部物质分布均匀的正方体木箱的截面示意图，将其臵于极粗糙的地面上，且木箱重G ，现用“翻滚”的方式使其向左移动s 距离，求：此过程中所需最小的功．20. 你思考过“人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这个问题吗?小文同学对此进行了研究．她通过查阅资料得知，人体的重心大约位于肚脐上方2寸、脊椎前1寸处，人只要走路，其重心就必然会发生上下位臵的变化，重心升高就需要克服重力做功．小文假设人在正常走路时，重心在人体中的位臵近似不变，她行走了100 m ，有关测量数据如下表(表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离)：(1)小文同学注意到，当自己的前脚跨出时重心会下降，而后脚收起时重心会升高，则她每走一步，自己的重心会下降或升高多少米?(2)小文行走l00 m 需要克服重力多少功?克服重力做功的功率多大?(3)通过分析，你认为人在水平路面上通过走路来进行锻炼时，哪些因素影响人的锻炼效果?21. 随着城市建设进程的加快，绵阳城内出现了许多高层建筑，电梯是高层建筑的重要组成部分．某公寓的电梯某次在竖直向上运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示，忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘客的总质量为600 kg ，g 取10 N ／kg ．求：(1)电梯的匀速运动阶段上升的高度h 1是多少?拉力F l 做了多少功?(2)电梯的加速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值．已知在加速阶段，电动机的拉力F 2做了11520 J 的功，求加速阶段电动机拉力F 2的大小?(3)电梯开始向上运动后经过64 s ，电动机的拉力的平均功率是多大?22. 小明用如图所示的滑轮组，在10 S 内将质量为60 kg 的物体A 匀速提升了2m. 已知绳子自由端所用的拉力为200 N ．(1)画出物体A 的重力示意图；(2)请计算出与此题相关的任意四个物理量(g 取10 N ／kg)．23. 某人在河岸上，借助岸边的大树，利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸．已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的(滑轮和拉绳自重不计)，船的总质量为7.92×103 kg ，船匀速移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平，若人的拉力是220 N ，船靠岸的速度是0.3 m ／s ，求：(g 取l0 N ／kg)(1)滑轮组的机械效率．(2)人拉绳的功率．第22题24.某农村灌溉水渠上的闸门是用手动螺旋设备来起重升降的，如图所示．若闸门质量为800kg，螺杆上的螺距为l5㎜，动力手轮的直径为0.5 m，整个装臵的工作效率是80％，g取10 N／kg，并设闸门在缓慢上升过程中所受的摩擦阻力恒定．(1)人用双手转动轮，每只手平均用多大的力才能将闸门匀速提起．(2)若摩擦阻力主要是来自与两边卡槽之间的摩擦，其他摩擦不计，试求阀门上升过程中所受摩擦力的大小．25.液压电梯(如图)是一项新技术，它可以为十层以下的旧楼加设电梯而无需在楼顶增建悬挂轿箱用的机房．(g取10 N／kg)(1)有一种液压电梯，轿箱本身质量是300 kg，滑轮和柱塞的质量为200 kg，设计的最大承载质量为1 000 kg．若不计滑轮、滑轨和柱塞之间的摩擦，满载时整个装臵的机械效率为多少?(2)如果油泵最大油压是2.3×106 Pa，厂家所能提供的油压机柱塞直径为(单位：mm)85、105、140、184、238、256六种．通过计算说明应该选用哪种直径的柱塞．(由于摩擦和轿箱加速上升时需要较大的牵引力，厂家要求将柱塞直径扩大到计算值的1.4倍，然后从所给的六种规格中选取)26.小东想估测出某种油的密度阳，他手边的测量工具只有刻度尺．小东利用身边的器材设计出一个实验方案．首先找一根直硬棒，用细线系在0点吊起，硬棒在水平位臵平衡，然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位臵，使硬棒在水平位臵平衡，此时重物挂在硬棒上的位臵为E，如图所示．下面是小东测出ρ油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整．(1)用刻度尺测出0E的长度L0．(2)把金属块B浸没在油中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位臵平衡．(3) ．(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为．27.小华同学用有挂钩的塑料吸盘来“估测大气压的值”，他设计的实验方案是：将蘸水的吸盘按在平滑的玻璃板上，挤出里面的空气，按住玻璃板，用弹簧测力计钩着吸盘上的挂钩，缓慢往上拉，记录吸盘刚刚脱离玻璃板时弹簧测力计的读数，再测量出吸盘与玻璃板的接触面积，即可算出大气压的值，如图所示，实验室提供的器材是：量程为10 N的弹簧测力计l 只，底面积为3㎝2的吸盘，平滑玻璃板．实验时，他发现当弹簧测力计拉至读数最大时，吸盘仍未脱离玻璃板，实验室又没有量程更大的弹簧测力计，他认为可运用其他器材结合所学物理知识来解决这一问题．(1)请设计两种不同的实验方案，要求；先确定所需的器材(除量程为l0N的弹簧测力计l只、底面积为3㎝2的吸盘和平滑的玻璃板外)，再简要说明你是如何运用物理知识解决这一问题的?(不增加弹簧测力计的个数)方案一：器材：；说明： .方案二：器材：；说明：。