一、杠杆
(一)杠杆
1．定义:在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。 2．杠杆五要素： 五要素 支点 动力 阻力 动力臂 物理含义 杠杆绕着转动的点，用“O”表示 使杠杆转动的力,用“F1”表示 阻碍杠杆转动的力，用“F2\"表示 从支点O到动力F1作用线的距离,用“l1”表示 阻力臂 从支点O到阻力F2作用线的距离，用“l2”表示 3．要点透析
（1）杠杆的支点一定要在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置； (2）动力和阻力是相对而言的，不论动力还是阻力，杠杆都是受力物体,跟杠杆发生相互作用的物体都是施力物体；
（3）动力作用点：动力在杠杆上的作用点； (4）阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点； (5）力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,它是点到线的距离而不是点到点的距离；
(6）力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如果力的作用线恰好通过支点,则力臂为零； (7）力臂的表示与画法：过支点作力的作用线的垂线； （8）力臂的三种表示：根据个人习惯而定
【例1】下列关于杠杆的一些说法中，正确的是（ ） A．杠杆必须是一根直棒 B．杠杆一定要有支点
C．动力臂就是支点到动力作用点的距离 D．当力的作用线通过支点时，力臂最大
（二）杠杆的平衡条件
1．杠杆平衡：杠杆静止或匀速转动都叫做杠杆平衡。 2．实验探究：杠杆的平衡条件
实验 动力 动力臂 动力×动力臂 阻力 阻力臂 阻力×阻力臂 序号 F1/N 1 2 3 0。5 1。5 2。0 l1/cm 20 20 20 N·cm 10 30 40 F2/N 1。0 1。0 4.0 l2/cm 10 30 10 N·cm 10 30 40 探究归纳：只有动力×动力臂=阻力×阻力臂，杠杆才平衡。 3．杠杆平衡条件表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即
；公式表示为：
式时单位要统一。
，即.应用公
【例2】图2是研究杠杆平衡条件的实验装置,要使杠杆在图示位置平衡，在A处钩码应挂
A．6个B．3个C．2个D．1个
【例3】三个和尚挑水吃的故事大家耳熟能详，如图所示，甲图中和尚们商量出新的挑水方案：胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶。以下说法中不正确的是（ ）
A．乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡,胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离 B．乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将后水桶B往前移动一点距离 C．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离 D．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以让瘦和尚往前移动一点距离
（三)生活中的杠杆
杠杆类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 力臂关系 l1〉l2 l1〈l2 l1=l2 平衡时力的关系 F1 C．先是省力杠杆，后是费力杠杆 D．先是费力杠杆，后是省力杠杆 二、滑轮 （一）定滑轮和动滑轮 1．滑轮：周边有槽,能绕轴转动的小轮.（滑轮的实质是变形的杠杆） 2．定滑轮：滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮. 3．动滑轮：滑轮的轴随物体一起运动，这样的滑轮叫做动滑轮。 4．定滑轮与动滑轮的特点： （1)定滑轮可以改变力的方向，但不省力； （2）动滑轮可以省一半力，但不能改变用力的方向。 5．使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动） 种类 图示 表达式 F=G 定滑轮 F=f,f为物体A所受的摩擦力 动滑轮 【例5】如图所示，滑轮上挂一重10N的物体A，当滑轮在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮的速度为重物A上升时速度的，力F应为N（滑轮和绳重及摩擦力均不计）。 （二）滑轮组 1．滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的，可以达到既省力又改变力的方向的作用效果。 2．滑轮组省力情况的确定方法： 在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时,滑轮组用几股绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之 一.如图所示。 【例6】如图所示的滑轮或滑轮组将同意重物G均匀提高h高度，最省力的是（ ） （三）轮轴和斜面 1．轮轴：由一个轴和一个大轮组成，能省力和改变力的方向，实质是一个可以连续转动的杠杆。 （方向盘、水龙头等） 轮轴的公式: 轮轴既省力又改变力的方向，但费了距离. 2．斜面:斜面是一种可以省力的简单机械,却费距离. 理想情况下斜面公式：Fl=Gh 斜面长（l）是斜面高（h)的几倍，所用的拉力F就是物重G的几分之一。 【例7】斜面是一种简单机械,生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是（ ） A．甲方法不可以省力，但能省功 B．甲方法可以省力，也能省功 C．乙方法可以省力，但不能省功 D．乙方法可以省力，也能省功 三、机械效率 （一）课前复习 1．功的两个要素：、。 2．功的计算公式：。 3．功的原理：使用机械时人们所做的功，都不用机械所做的功。（使用任何机械都不省功)其中不小于可以理解为等于或大于。 等于的条件:（理想情况） 大于的条件：（现实情况） （二）有用功、额外功和总功 通过同学们对课本三种不同方法提升沙子所做的功进行分析，根据课本完成下列问题。 1．三种方法的最终目的是把提升到3楼。 2．提升到3楼，升高了m.根据功的原理，把沙子提升到三楼必须做的功为 J。这些必须做的功叫。 3．我们提升沙子的同时，也做了一些不需要、但又不得不做的一些功。这些功叫。 在1、2、3种方法中，除了把沙子提升6m所做的功外，还做了那些功。 ①克服做功;克服做功； ②克服做功；克服做功； ③克服做功；克服做功。 通过以上三种情形，额外功的产生主要是克服和做的功。 4．有用功加额外功是总共做的功，叫 . 根据上面的分析过程,大体估算第种方法做的总功多？并由大到小的顺序排列。 三种方法，第种方法更好一些呢?并说出选择的理由. 【例8】分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度,做的有用功是( ) A．一样多 B．斜面的多 C．滑轮组的多 D．无法判断 【例9】某同学不小心把水桶掉进井里，当他把桶从井里捞出来时，桶里带了一些水，下面有关有用功、额外功和总功的说法正确的是（ ） A．克服桶的重力做的功是总功 B．克服桶内水的重力做的功是总功 C．克服桶的重力做的功是有用功 D．提水的功与提桶的功之和是总功 【例10】用一个动滑轮将重480N的货物提高1m，所用的拉力为300N，则总功是J,有用功是J。 (三)机械效率 1．通过对三种方法的比较分析，做相同的有用功，所做的总功；或者做相同的总功，所做的有用功. 2．机械效率：叫做机械效率。公式:.机械效率没有单位。 3．理解：机械效率仅仅与有用功和总功的比值有关，与有用功、额外功、总功的多少没有关系。因为有用功总是总功，所以机械效率总是1. 【例11】若用杠杆把重为100N的物体撬起1m，人需要250N的力将杠杆的另一端压下0。5m,则有用功是J，总功是J，机械效率为. 4．推导公式: 【例12】一个物体重1000N,用一个大小为800N的拉力沿斜面把物体从斜面底端匀速拉到顶端，已知斜面长为20m,高10m,则该斜面的机械效率为。 【练习1】在滑轮组中动力做功100J,动滑轮对重物做功80J，则（ ） A．有用功是100J B．总功是100J C．额外功是80J D．额外功是100J 【练习2】甲、乙两台机械，甲的机械效率是80%，乙的机械效率是60%,则( ） A．使用甲机械做功省力 B．使用乙机械做功省力 C．使用甲机械做功少些 D．做同样多的功时,使用甲机械做的额外功少些 【练习3】使用机械时，若额外功小于有用功,则该机械的机械效率（ ） A．大于0。5 B．小于0.5 C．大于1 D．等于0。5 【练习4】如图,用滑轮或滑轮组提起同一重物到同一高度，其中机械效率最高的是（ ） 【练习5】下列关于机械效率的说法正确的是( ） A．越省力的机械,其机械效率越高 B．做的有用功越多，机械效率越高 C．做的总功越少,机械效率越高 D．额外功在总功中的占比越小,机械效率越高 【练习6】为省力，把一定滑轮改为动滑轮使用，则改装后的机械效率与改装前相比较（ ） A．升高了 B．降低了 C．不变 D．都用可能 【练习7】以下方法中能提高滑轮组机械效率的是（ ） A．减小动滑轮的物重 B．减小定滑轮的物重 C．减小滑轮与轮轴间的摩擦 D．减小提升物体的速度 【练习8】下列关于提高机械效率的说法正确的是（ ） A．减轻机械自重，是提高机械效率的唯一方法 B．增加重物提高的高度可以提高机械效率 C．改变绳子的绕法可以提高机械效率 D．在可能的条件下,增加所提升物体的重量可以提高机械效率 【练习9】一名工人用如图所示的滑轮组提升2000N的货物,所用的拉力是800N,绳子的自由端被拉下4m，求：（1)拉力做了多少功；（2）该装置的机械效率是多大。 【练习10】某同学做“测定滑轮组机械效率”的实验。 （1）实验时，必须向上提起弹簧测力计。 实验 拉力 钩码重 绳自由端提升的 钩码上升的 序号 F/N G/N 距离s/m 高度h/m （2）置做下表错误. 1 2 1.1 0。7 3 2 0。24 0.12 0。08 0.46 某同学用如图所示的装实验，记录的两组数据如所示，其中序号的一组有 （3)该同学根据第一次实验的数据,计算此滑轮组的机械效率为。 （4）要想提高滑轮组的机械效率，可采用的方法是( ） A．增加钩码的个数 B．增加动滑轮的个数 C．减少钩码上升的高度 D．减少定滑轮的个数 单元总结思维导图 单元测试 一、选择题 1、下列简单机械中,不能省力的是 （ ） A．杠杆 B．轮轴 C。 斜面 D．定滑轮 2、下列说法正确的是 A.杠杆一定能够省力 B。定滑轮既能省力又能改变力的方向 C。动滑轮既能省力又能改变力的方向 D。滑轮组既能省力又能改变力的方向 3、（10·杭州)某人用100牛的力提起了350牛的重物，那么他可能使用了 A．一个定滑轮 B．一个动滑轮． C．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 D．一支杠杆 4、如图所示滑轮组,正方体A 在水平地面上处于静止状态.已知A 的边长为1dm，密度为2×kg/，每个滑轮重为2N,若使A 对水平地面产生的压力为0,作用在绳端的拉力F 为(忽略摩擦和绳重，g=10N/kg）（ ) A．4N B．5N C．6N D．22N 5、运动员将足球从后场踢到前场，足球在空中运动的过程中，不计空气阻力,其受力情况是（ ） A、只受踢力 B、只受重力 C、受踢力和重力 D、不受力的作用 6、如图所示，用滑轮组提升重物时，重200N的物体在5s内匀速上升了1m．已知拉绳子的力F为120N，如果不计绳重及摩擦，则提升重物的过程中（ ） A．绳子自由端被拉下3m B．动滑轮重20N C．滑轮组的机械效率是83。3% D．拉力F的功率是40W 7、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（ ） 8、夏季炎热的午后,环卫工人驾驶着洒水车以8km/h的速度匀速行使在笔直的南海大道上，水不停地洒在地上,下列说法中正确的是（ ) A。洒水车在行驶的过程中牵引力大于阻力 B.车辆行驶过程中，环卫工人看到路灯是静止的 C。洒水车的运动状态没有发生改变 D。车中水的质量在不断减小，水的密度也在减小 9、为了粉刷教室，需要将涂料运到五楼。工人可以采用的方法有： ①用人直接搬运上去;②用定滑轮提上去；③用动滑轮提上去.在这几种方法中 A．最省力的是② B．最省力的是③ C．做有用功最多的是① D．机械效率最高的是③ 10、不计绳重和摩擦的情况下利用如右图所示的甲、乙两装置分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度若用η甲，η乙表示甲、乙两装置的机械效率，W（ ) A、η甲＝η乙,W甲＝W乙 B、η甲＞η乙,W甲＞W 乙 甲 、W 乙 表示拉力所做的功 C、η甲＜η乙，W甲＜W乙 D、η甲＞η乙，W甲＜W乙 二、填空题 11、阿基米徳说:“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动整个地球\"，这是因为使用杠杆可以___________.学校旗杆顶部安装的定滑轮作用为了 _____________。 12、用如图8所示的滑轮组匀速向左拉动重为100N的物体A,所用拉力F为10N(不计滑轮和绳重、及滑轮与绳之间的摩擦），则A受到地面对它的摩擦力大小是______N，方向向_______（填“左\"或“右”) 13、一台抽水机的动力的功率是12 kW,抽水时的机械效率是80％，那么5min抽水机动力做的功为________J，5 min内它可以把_________N的水抽到10 m高的水塔上去． 14、阻力臂为动力臂4倍的杠杆是 杠杆（选填“省力”或“费力\"）;若该杠杆受到的阻力为20N,则当动力为 N时，杠杆处于平衡状态。 15、古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如．图所示.把桥面看成是长为10 米，所受重力为3000牛的均匀杆OA ，可以绕转轴O 点在竖直平面内转动,在O 点正上方10 米处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A 相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1 。当士兵们把吊桥拉起到与水平 面的夹角为30 时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0。5 分钟（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦），则： (1 ） F1 ： 0 F2= 。 （2)士兵们对吊桥所做功的平均功率是 瓦。 三、简答题 16、说出下列现象中的物理知识或原理：用扁担挑东西时，人的肩总是靠近较重的物体一端 17、认真分析如下图所示的漫画，判断小猴和小兔谁分得的萝卜重？请说明你的理由。 四、作图题 18、1。画出图11所示拉力F的力臂。 2。工人站在地面用滑轮组匀速提升重物，请在图12所示的滑轮组上画出绕线. 19、按照题目要求作图: （1）在图11中画出滑轮组最省力的绕线方式。 (2）在图12中作出物体M所受重力的示意图，并作出以O为支点，动力F的力臂L1. （3)在图13中杠杆OAB处于平衡状态,画出使杠杆平衡的动力的力臂L1。 五、实验，探究题 20、在探究滑轮组的机械效率实验中小文连成了如图15的滑轮组，并分别测出了实验数据。 钩码 重力G/N 2.4 钩码上升 拉力F/N 的高度h/cm 10。0 1.0 的距离s/cm 30。0 （1）根据以上表格中数据,实验过程中，此滑轮组的机械效率为_____ __％。 （2）小文用此滑轮组匀速提起重为G的物体升高h，所用时间为t。拉力的大小为F，则F的功率P= 。（用本小题中已知字母表示) 21、如图所示是小明测量“斜面机械效率”的装置图.下表是他记录的实验数据: 实验 斜面倾 物体A重 物体上升 沿斜面拉 物体移动 有用功 总功 机械效率 次数 斜程度 G/N 1 2 3 较缓 较陡 最陡 5.0 5.0 5。0 高度h/m 力 F/N 0.1 0。2 0。3 1.5 2.5 3.4 距离s/m W有/J 0.5 0.5 0。5 0。5 1 W总/J η 0.75 66.67 ％ 1。25 1.7 88。24％ 绳端移动 （1）将表格中空格处的数据填写完整。 （2）分析小明表格中的实验数据可知:长度相同的斜面，越平缓的越 （填“省力\"或“费力”）；斜面在我们生活中的应用有 （只写出一条即可). （3）根据你的实验经历，实验中很难控制的操作是 。 六、综合题 22、如图9所示装置，绳重和摩擦不计。 （1)请利用图示的3个滑轮，补画出滑轮组完整的绕线。 （2）若物重为50N时,绳端需用20N的拉力才能把物体匀速提升，则将重为90N的物体匀速提升，绳端需要多大的拉力？当90N的重物升高1m时，此时的机械效率为多少？ （3）如果绳子能承受的最大拉力为60N，那么该滑轮组最大可以吊起多重的物体？此时的机械效率又为多大？ （4）当动滑轮重为多少时，使用该滑轮组提起20N重的钩码刚好不省力？ 七、计算题 23、如图所示，一个质量60kg，底面积为0。1m物块，通过滑轮组在25N拉力作用下作匀速直线运动。已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍。(g取10N/kg ）。求： 2 (1）在图上作出物体对水平地面压力的示意图； （2）物体的重力是多少? （3)物体静止时对水平地面的压强是多少？ （4）该滑轮组的机械效率是多少? 24、小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升至六楼,所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为0。3m／s.（己知每层楼高3m) 求：（1）小明所用的时间; (2）拉力的功率；(3）所做的额外功： （4)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升相同的重物时,滑轮组的机械效率将如何改变?为什么？ 25、 均匀细长棒AB，其质量为m，A端用细线悬挂起来且悬线竖直，B端无阻碍地斜向浸没在水池中，当它稳定静止时,棒被浸没部分的长度是全长的3/5，如图所示,求棒的密度是多少? 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