九年级物理 简单机械与机械效率

第十二章简单机械（二）机械效率中考透视明确航向本专题中有关机械效率的计算及定性分析，测滑轮组的机械效率的实验等是各地普遍考查的重点•题型主要有选择、填空、作图、实验探究及计算题等.纵观近年全国中考题，有关机械效率的计算题常与功率、压强、密度、浮力结合在一起考查，难度明显增大.典例探究提炼技法考点一：机械效率概念的的理解.................... ......................... ................. .:【解法技巧】①首先要明确机械效率的物理意义：机械效率是机械性能的重要标志之一，它反映机:械对总功的利用率；②然后从机械效率的公式入: n = —r~ ------ —丨手分析：由公式* 可知，当额外;功一定时，机械做的有用功越多，机械效率越高。

当机械所做的有用功一定时，机械做的额外功越;少,机械效率越高。

可见，机械效率与机械是否省力、做功多少、做功快慢都无关。

【例1】：（2017?来宾）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，机械效率越高考点二：定性比较或计算机械效率的大小■■■■■ ■■■■II ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■ ■:【解法技巧】①审题：明确已知量和待求量；进:而分析额外功产生的原因；②然后根据已知量选择合理的公式分别表达出W有、W总；③最后利用W有用100%变形或展开式比较或计算。

: W总■总、:注意：对于滑轮组来说，若已知物体移动的距离或速度，可根据承担物重或承担水平摩擦力的绳:子段数n计算出绳子自由端移动的距离或速度.即s绳=门人物; V F=2V G若不计摩擦或绳重，表明额外功是由于克服动滑轮的重产生的，此时额外功的大小为：W额外=0动h.• ■■■■■ ■ ■ ■ [■ ■ ■ ■ ■ ■■■■■■■■■ ■[■■■■ ■ ■ ■ ■■■■■■■■ ■■■■■■■■ ■ ■■■■■■【例2】：（2017?圭木斯）分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为n定、n动、n组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（）A. n组＜n动＜n定B. n动＜n定v n组C. n定＜n动＜n组D. n定＜n组v n动【例3】：（2017?随州）同一物体（质量为m）先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速提升，两次提升高度均为h ,两次拉力大小均为34口9,斜面长AB=2h ,则这两次提升物体的机械效率比较（）用乙A. n 甲＞耳乙B. n 甲v n 乙C. n甲=n乙D.条件不足无法比较【例4】：（2017?德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N,小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N 的物体，物体沿竖直方向上升0.4m .此过程中，额外功和机械效率分别是（）;山、'A . 0.4J 83.3% 出B. 0.8J 91.7% 入|尸C. 0.8J 83.3% ' JD. 0.4J 91.7% 总考点三：功、功率和机械效率的综合计算【解法技巧】①认真审题，剖析题意确定各量间的: :关系。

简单机械的机械效率归纳常见的简单机械有斜面、杠杆、滑轮、滑轮组、轮轴等，这些工具也可以组合在一起使用。

物体重G，拉力F，物体与斜面间摩
擦力f；
物体被抬升h，物体在斜面上移动
距离s物。

（竖直方向）
物体重G，拉力F，动滑轮重G动；
物体被抬升h，绳子自由端移动距
离s；
有n段绳子与动滑轮相连。

拉力F，物体与平面间摩擦力f；
物体在平面移动距离s物，绳子自由
端移动距离s；
有n段绳子与动滑轮相连。

1/ 2
物体重G，拉力F，物体与斜面间摩
擦力f，动滑轮重G动；
物体被抬升h，物体在斜面上移动
距离s物，绳子自由端移动距离s；
有n段绳子与动滑轮相连。

2/ 2。

一、杠杆1．杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。

在力的作用下能绕固定点转动，这是杠杆的特点。

杠杆有直的也有弯的。

2．杠杆的五要素（1）支点：杠杆(撬棒）绕着转动的点，用字母O标出。

（2）动力：使杠杆转动的力。

画力的示意图时，用字母F1标出。

（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。

画力的示意图时，用字母F2标出。

注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，但它们的方向不一定相反。

（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。

用字母L1标出。

（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

用字母L2标出。

二、杠杆平衡条件1．动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式：F1×L1=F2×L2。

2．杠杆的平衡条件实验（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂L1和L2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂的大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图乙方便。

由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。

（2）在实验过程中绝不能再调节螺母。

因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。

3．杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”。

而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。

利用杠杆的平衡条件来分析有关问题，一般按照以下步骤：（1）确定杠杆的支点的位置；（2）分清杠杆受到动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地做出力的示意图；（3）确定每个力的力臂；（4）根据杠杆的平衡条件列出关系式并分析求解。

三、杠杆的分类及应用杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力杠杆L 1>L 2 F 1<F 2 (动力<阻力） 省力费距离撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车等 费力杠杆L 1<L 2 F 1>F 2 (动力>阻力） 费力省距离起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼竿等等臂杠杆L 1=L 2 F 1=F 2 (动力=阻力）既不省力也不费力 天平、定滑轮等四、定滑轮和动滑轮 1．定滑轮（1）定义：中间的轴固定不动的滑轮。

简单机械与机械效率的计算简介机械是指能够改变物体的作用力、速度和方向的工具或装置。

而简单机械是构成复杂机械的基本部件，通过简单的物理原理实现力量的传递和增大。

本文将介绍几种常见的简单机械，并对机械效率进行计算和分析。

一、杠杆杠杆是一种基本的简单机械，由一个支点和两个臂组成。

我们可以通过杠杆的杠杆原理来改变力的大小和方向。

杠杆的机械效率可以通过以下公式进行计算：机械效率 = 有用输出功 / 输入功二、轮轴轮轴是由一个固定的轴和围绕其旋转的轮组成的简单机械。

当我们施加力量于轮的边缘时，轮轴可以实现力量的传递和减小。

轮轴的机械效率可以通过以下公式进行计算：机械效率 = 有用输出功 / 输入功三、斜面斜面是一个平面倾斜的固体，可以通过斜面减小我们施加的力量来实现物体的移动。

斜面的机械效率可以通过以下公式进行计算：机械效率 = 有用输出功 / 输入功四、螺旋螺旋是由一个螺纹围绕柱体表面旋转形成的简单机械。

我们可以通过螺旋原理来改变力的大小和方向。

螺旋的机械效率可以通过以下公式进行计算：机械效率 = 有用输出功 / 输入功五、滑轮滑轮是一个带有凸轮槽的轮子，可以通过改变绳索的方向来改变力的方向。

滑轮的机械效率可以通过以下公式进行计算：机械效率 = 有用输出功 / 输入功六、组合机械在现实应用中，我们通常使用多个简单机械的组合来实现更复杂的功能。

这些简单机械的机械效率可以累乘计算。

例如，当我们使用杠杆和轮轴组合时，可以通过以下公式计算机械效率：机械效率 = 杠杆机械效率 ×轮轴机械效率结论简单机械是构成复杂机械的基本组成部分，通过简单的物理原理实现力量的传递和增大。

我们可以通过计算机械效率来评估机械的性能。

了解和应用机械效率的计算方法对于设计和改进机械系统非常重要，可以提高机械的工作效率和能源利用率。

在实际应用中，我们可以根据特定的机械设计需要选择适合的简单机械，并通过计算机械效率进行优化。

第6课时简单机械和机械效率简单机械和机械效率约占总分的4％，考查的内容是杠杆、滑轮等简单机械在生产和生活中的应用，简单机械使用的机械效率，其中杠杆的五要素及平衡条件、力臂的正确画法，滑轮、滑轮组的绕法，滑轮组的机械效率等是中考的热点，主要以填空题、选择题、作图题和实验探究题的形式出现.1.知道杠杆及其五要素的含义，会画力臂，理解杠杆的平衡条件，杠杆的类型及其应用.2.知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点，会根据需要选择简单的滑轮组．3.知道有用功、额外功、总功，理解机械效率，会计算简单机械的机械效率.考点1 简单机械1.杠杆:（1）与杠杆有关的几个概念.①杠杆:杠杆是无形状限制的硬棒．②支点:杠杆绕着转动的点，常用O点表示.③动力：使杠杆转动的力,常用F1表示.④阻力：阻碍杠杆转动的力,常用F2表示.⑤动力臂：从支点到动力作用线的距离,常用l1表示.⑥阻力臂：从支点到阻力作用线的距离,常用l2表示.（2）杠杆平衡条件:①杠杆的平衡：当杠杆处于静止状态或匀速转动状态.我们就说该杠杆已平衡.②杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2.a.满足上述条件，杠杆才能平衡；杠杆已平衡，上述条件一定满足.b.杠杆平衡时，F1、l1、F2、l2四个量中，任意知道三个量，可求第四个量.③杠杆转动方向判断:a.当F1l1≠F2l2时，杠杆平衡被破坏.b.当F1l1＞F2l2时，杠杆沿F1方向转动.c.当F1l1＜F2l2时，杠杆沿F2方向转动.（3）杠杆的分类:①省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆.优点：省力，缺点：费距离.②费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆.优点：省距离，缺点：费力.③等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆.既不省力，也不费力.2.其它简单机械:（1）滑轮:①定滑轮:使用时不随物体一起移动.a.定滑轮的实质是一个等臂杠杆.如图甲所示.b.使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向.图甲图乙②动滑轮：使用时随物体一起移动.a.动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆.如图乙所示.支点：在滑轮的边缘上.动力臂：是滑轮的直径.阻力臂：是滑轮的半径.b.动滑轮可以省一半的力，但费距离，且不能改变力的方向.③滑轮组：滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组成的装置.如图所示.a.使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一.b.使用滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向.考点2 机械效率1.有用功：为了达到目的，而必须做的功.2.额外功:并非我们需要但又不得不做的功.3.总功:显然总功等于有用功和额外功之和.用W 总表示.即W 总=W 有+W 额4.机械效率：有用功与总功之比.实质是有用功占总功的百分比，用η表示.W W W W W η==+有有总有额由于使用机械时总会伴随着做一些额外功，所以机械效率必然小于100%.5.斜面的机械效率：如图所示，设斜面长为l ，斜面高为h ，物重为G ，拉力为F ，物体与斜面间的摩擦力为f ，则：【课后作业】完成本课时对应的练习.。

不动可动F 2F 1BAG Ol 1l 2F 1 B B GGAAsh2021年中考物理总复习 专题11 简单机械滑轮、滑轮组、机械效率（知识点+例题）一、滑轮：1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。

因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。

根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。

2.定滑轮：（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。

如下左图所示。

（2）实质：是个等臂杠杆。

（如下中图所示）轴心O 点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r ，根据杠杆的平衡条件，可知，因为重物匀速上升可知，则，不省力。

（3）特点：不省力，但可改变力的方向。

所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力（图中F 1方向向下）能得到一个与该力方向不同的力（图中得到使重物G 上升的力）。

（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等，S=h 。

（如上右图所示）对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G 。

（不计绳重和摩擦）【例题1】如图所示用的定滑轮的拉力F 是20N ，匀速提起物体A ，不计摩擦，A 的重力为 N 。

定滑轮实质是 杠杆。

若在拉力F 的作用下，物体A 上升了2m ，则拉力F 做的功为 J 。

【答案】20；等臂；40。

【解析】拉力F 是20N ，匀速提起物体A ；F1向上向上OF2GF1l1l2hs=2h因为是定滑轮，所以G=F=20N，定滑轮实质是等臂杠杆。

动滑轮中，拉力移动的距离与物体上升的高度h之间有S=h=2m；所以W=FS=20N×2m=40J。

【变式练习1】如图所示，甲物体重6N，乙物体重10N，弹簧秤重力及摩擦均不计。

则当甲、乙两物体静止时，弹簧秤的读数为 N。

【答案】6【解析】当图中的装置静止时，它们受到的都是平衡力的作用。

甲的重力为6N，它对弹簧秤的拉力就是6N，两侧拉力平衡，因此，乙端对弹簧秤的拉力也是6N，即弹簧测力计的示数为6N。

简单机械、功与功率、机械效率1. 简单机械简单机械是指那些只有一个或很少几个零件并且没有移动的机械装置。

它们通常由一些简单的机构组成，用来转换力或增加输人力的力量。

简单机械有六种基本形式：杠杆、轮轴、滑轮、斜面、楔子和螺旋。

•杠杆是一个刚性材料通过一个固定点的旋转运动来转移力的一种简单机械。

其原理是利用杠杆原理（力矩平衡），将应力或力矩从一个点（固定点）转移到另一个点（载荷点）。

•轮轴是一个固定在一个支撑结构上的旋转装置。

它可以用来传输和转换力，例如通过轧机将原材料压制成所需形状。

•滑轮是一个固定在一个支撑结构上的旋转轮，通常与一个带有重物或负载的绳子连接。

滑轮通过改变绳子的方向来改变力的方向，并增加力的大小，使人们可以更容易地提起大物体。

•斜面是一个斜向放置的平坦表面，常用来提升或降低物体。

当物体沿斜面上的平面移动时，斜面可以减少所需的力量，从而减少对力的需求。

•楔子是一个通常用来分割物体，并将其拆分为两个或更多部分的三角形结构。

楔子的工作原理是通过将力分散到边缘上，产生足够的力来嵌入和移动物体。

•螺旋是一个围绕中心轴线旋转的结构，通常具有连续的螺旋线。

螺旋可以将旋转运动转换为线性运动或将线性运动转换为旋转运动。

通过使用这些简单机械的组合，我们能够实现各种机械设备和工具，如各类起重机、挖土机、推土机和升降机等。

2. 功与功率在学习简单机械之前，我们首先需要了解功与功率的概念。

•功是力作用于物体上，使物体发生移动或改变形状时所做的工作，通常用 Joule（焦耳）作为单位。

功的大小等于力和物体移动的距离乘积。

•功率是指单位时间内做功的能力，通常用瓦特（W）作为单位。

功率等于做的功除以所花费的时间。

在简单机械中，通过改变力的大小和方向，我们可以改变物体的速度、方向和形状。

因此，在使用简单机械时，我们常常需要考虑功和功率的概念。

3. 机械效率机械效率是指机械能量输出与输入之间的比值。

它是衡量机械装置能够有效转换能量的程度。

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简单机械的机械效率总结：
（1）斜面①W有用=G·h
②W额外=f·S
③W总=F·S=G·h＋fS
（2）杠杆①W有用=G物·h
②W额外
③W总=F·S
（3）定滑轮（a）①W有用=Gh
②W额外：摩擦及绳重
③W总=F·S=F·h
（4）定滑轮（b）①W有用=f·S物
②W额外：滑轮转动摩擦
③W总=F·S F=F·S物
（5）动滑轮（a）及竖直方向滑轮组
①W有用=G物·h ②W额外
③W总=F·S=F·nh=（G物＋G动）·h（不计绳重和摩擦时），（n为连接动滑轮绳子段数）
（6）动滑轮（b）及水平方向滑轮组
①W有用=fS物
②W额外：滑轮转动摩擦
③W总=F·S F=F·nS物（n为连接动滑轮绳子段数）
注：a、所有机械自身摩擦均是额外功的组成部分，故对机械进行润滑一般都可以提高机械效率．
不计绳重和摩擦时
__________________________________________________ b、所有的有用功均等于不使用机械时所做的功c、对于所有机械均有。