2024年初中物理（八年级下册）期末复习 - 简单机械

2024年初中物理（八下）期末复习——简单机械

【知识回顾】

杠杆是在力的作用下绕固定点转动的硬棒，在这个硬棒上有支点、动

力和阻力，还有动力臂、阻力臂。

在日常生活中发现，有些杠杆在转动，有些杠杆在静止；有些杠杆支

点在中间，还有些杠杆支点在一端，只要留意观察生活，会发现形形色色

的杠杆就在身边。如跷跷板、信号灯架等。

跷跷板信号灯杆

从上边例子看出，杠杆在动力、阻力作用下处于静止或匀速转动状

态，在物理学中称之为杠杆平衡。

一、定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆

一、杠杆：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆.

画力醐方法:

IV0BA0

2.躺力舫向

杠杵的五鬟崇：支点：杠杆可以垓《触动的点O.3.国出力神用郸用虚缈

动力：使H杆精口的力鸟.

H力：电班I杆翳动的力4被点勘的作用轴垂线

皿力,动力1■:从支点0m动力片作用缅融皿・周舌号标出力胃伎点到垂足飕离）

wm：从支点。■■力与作用线im%.5

二、杠杆的五要■索：

支点：杠杆可以绕其转动的点0。

动力：使杠杆转动的力F1。

阻力；但可杠杆转动的力F2。

动力臂：从支点0到动力F1作用线的距禹L1。石西见猾颜

阻力皙：从支点0到阻力F2作用线的距高L2。

一、杠杆平衡

1.杠杆平衡的定义

在物理学中把杠杆在动力、阻力作用下静止或匀速转动被称之为杠杆

平衡。

睁态平衡静态不立衡

动态平衡动态不平衡

2.杠杆平衡的例子很多，在实验室我们主要探究在静山状态下的杠杆平

衡。

例如：

水平位置平衡倾斜位置平衡

杠杆的概念

杠杆是我们最常见的简单机械，它应用广泛，下面都是生活中的杠杆,

你使用过它们吗？

一、定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆

二、杠杆的五要素：

支点：杠杆可以绕其转动的点0。

动力：使杠杆转动的力F1。

阻力：阻碍杠杆转动的力F2。

动力臂：从支点0到动力Fl作用线的距离L1。

阻力臂：从支点0到阻力F2作用线的距离L2。

羊角锤拔钉子的过程

羊角锤就是一个省力的杠杆，你能找到它的“五要素”吗？

二、影响杠杆平衡的因素

［观察与实验］

1.改变平衡杠杆一侧钩码的个数，会发现杠杆不再平衡。

2.改变平衡杠杆一侧钩码的悬挂位置，会发现杠杆不在平衡。

3..推动平衡杠杆一侧钩码的悬线，改变伦用力的方向，会发现杠杆

不在平衡。

4.改变平衡杠杆支点位置（支点在杠杆一端），再改变力的方向才

能使杠杆重新平衡。

通过以上操作可以看到，力的大小、方向、作用点及支点的位置都

会影响杠杆的平衡，而支点、力的方向、力的作用点的变化均可通过力

臂得以反映。

实验表明：

影响杠杆平衡的因素是杠杆的力和力臂。

那么，杠杆平衡时，动力、阻力、动力臂、阻力臂之间有怎样的关

系呢？

三、杠杆平衡的条件

［观察与实验］

探究杠杆平衡条件时，需要测出动力、阻力、动力臂和阻力臂。

动力和阻力用弹簧测力计测出，力臂可以用刻度尺测出，但实验中

若杠杆不在水平位置平衡，用刻度尺很难测出动力臂和阻力臂的大小。

实验前要使杠杆在水平位置平衡，力臂长就等于杠杆长，这样做就

便于测量力臂了。

如图，水平位置平衡的杠杆

实验图力臂示意图

由于实验室所用杠杆标有刻度，实验过程中力臂无需用刻度尺测

量，直接读出从支点到钩码悬挂点的距离即可读出动力臂和阻力臂。

【实验：探究杠杆平衡的条件总结］

1.实验中调节杠杆两端螺母，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平

衡，这样做的好处是

(I)便于测量动力臂和阻力臂;

(2)消除杠杆自身重力对实验的影响。

2.为了避免实验结论出现偶然性，获得普遍规律，实验至少做3・5

次。

3.当杠杆支点在一端时，拉动杠杆的弹簧测力计示数出现变化，是

由于拉力跟杠杆没有垂直造成。

4.在悬挂钩码或改变力臂的操作过程中，不要调节杠杆两端螺母使

杠杆平衡。

二、杠杆的平衡条件

1.杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡。

利用测土【计探究本工杆平衡条件

R/ZZ/ZA/cm/2/cm名"吕4/

N•cmN,cm

1.52201530

321O153030

211O202020

111O101O1O

315151515

杠杆的平衡条件：动力x动力皆=阻力x阻力臂

名4=心心

[杠杆平衡时，动力x动力臂口殂另x阻力臂。

FJLFZG<-西见清颜

杠杆的平衡条件

杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡。

（1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡

（2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平

平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂11、阻力臂12记录表格中。

（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再

做几次实验。

（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测

力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂11、

阻力臂12记录表珞中。

实验次数动力FI/N阻力F2/N动力臂ll/m阻力臂12/m

1

2

3

4

5

6

不断改变力与力臂的大小，使杠杆平衡，并记下每次平衡时的动力、

动力臂•、阻力、阻力臂的大小记录在上面的表格中。根据数据就可以

总结出如下规律：

杠杆平衡时，动力X动力臂二阻力X阻力臂。

典型例题:

如图所示，分别沿力Fl、F2、F3、的方向用力，使杠杆平衡,

A.沿F1方向的力最小

B.沿F2方向的力最小

C.沿F3方向的力最小

D.三个力的天小相等

答案：B

解析：如图，先画出这三个力的力臂，在我们无法减小阻力与阻力

臂的情况下，想办法使动力臂最大，就可以使动力最小。所以可以

从图中看出:F2的力臂L2最大，所以利用F2拉起物体时最省力。

所以选B.

杠杆水平平衡时改变力的方向，观察力与力的变化

动力(N):5

动力用cm)：29.3

阻力(N):10

阻力鹘(cm)：14.7

上图中：随着动力方向的变化，动力臂也在变化，但只有一种情况

最省力。

延伸思考:

如上图：自行车向右行驶，观察动力臂的变化，说一说，蹬自行车

时，在踏板处于什么位置时用力蹬最省力，为什么？

总结：动力臂最大时杠杆最省力！但什么情况才是动力臂最大呢？

动力垂直于支点到动力作用点的连线时的动力臂就是最大的。比如

下图中的Flo

杠杆的应用与分类

一、机械通俗地讲就是我们平常使用的各种工具，机械的使用能

给我们带来很多方便。

起重机起吊重物过程

二，杠杆的分类：

一、杠杆的类型

I.省力杠杆

如下图，使用撬棒时，使用很小的力就能撬动很重的石头。

省力杠杆示意图

这种杠杆的特点是：

杠杆的动力臂比阻力臂长（L1>L2）,动力比阻力小（F1<F2）

这种杠杆被称为省力杠杆。

省力杠杆动力移动的距离比阻力移动的距离大，省了力，却

费了距离。

简单讲就是：

省力杠杆费距离。

生活中应用省力杠杆的例子很多，压水机手柄、园林剪子等。

压水机园林剪子

1省加—勋皆大于阻力胃的曲

—

动力酊大于阻力胃/，铜子

打乂在使月时是省力杠杆

省加松有：雕子、题以里果器、羊角卷等等。

%力防1.省力杠杆

省加确特点:定义：动力皆大于阻力臂的杠杆

特点：省力，但费距离。…

I物力就省力,蹶距离。。西贝清物

应用：羊角锤、瓶起子、裁纸刀、钳子等.

1、省力杠杆:

动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。省力但要费距离。

2.费力杠杆

赛艇的船浆也是杠杆。

赛艇船桨阻力

划桨杠杆示意图

划船时，船桨的轴是不动的，所以轴是支点。

手加在桨上的动力比桨要克服的水的阻力大，但是，手只要

移动较小的距离，就能使桨在水中移动较大的距离，这样可以把

船划得更快。

这种杠杆的特点是：

杠杆的动力臂比阻力臂短(L1<L2),动力比阻力大

(F1>F2),可以把它叫做费力杠杆。

钓鱼竿钓鱼时具备费力杠杆的特点，所以钓鱼竿是费力杠

杆。

简单讲就是：

费力杠杆省距离。

生活中应用省力杠杆的例子也很多，实验室用的镣子、吊车

等。

银子吊车

三的册类及蛹费力杠杆的应用：食品夹

2•费加ff—勋胃小于肋胃的两

由用二班

使用时动力臂M、于阻力臂L所以夹子是费力杠杆

和X费力杠杆还有：蹑子、麒剪刀等.

2.费力杠杆

费力树f

定义：动力皆小于阻力It的杠杆

费加他特点:

特点：费力，但省距离.

费力,但能鼠应用：钓鱼竿、端子、食品以、起发好直看,

2、费力杠杆：

动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。费力但会省距离。

3.等臂杠杆

天平也是杠杆，它的动力臂与阻力臂相等。

天平等臂杠杆示意图

这种杠杆的特点是：

杠杆的动力臂等于阻力臂(L1=L2)，动力等于阻力(F1=F2),称

为等臂杠杆，它既不能省力，也不能省距离。

生活中应用等臂杠杆的例子象跷跷板、定滑轮等。

跷跷板

三、的帧类及应用

3,等甑ft—勋臂等理墉的机杆

牖砌m,稍撬m

和二月

等釉片翻:稗m

、心西见清颜

3.等臂杠杆：

动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。

托盘天平物理天平

无论哪种杠杆在生活中都能在某些方面给我们带来方便。请在生

活中找一找、看它们属于哪类杠杆，观察它们的特点，说一说它

们是省力的还是费力的。

杠杆的最小力

根据杠杆原理：动力X动力臂二阻力X阻力臂可知，当阻力、阻力

臂一定时，动力大小跟动力臂成反比。

杠杆最小力是指：

当使同一杠杆力臂最长时，作用在杠杆该力臂上的力最小，这个

力被称为杠杆的最小力。

例题1:

直角杠杆O是支点，A是阻力，C是动力点，做图：画出作用在

C最小力的示意图。

做法：

①连接支点0到动力作用点的最大距离OC.

②画通过C点且跟0C垂直的射线，并标出力的方向即可。

做法答案

典型例题

拉杆式旅行箱可看成杠杆，如图所示•已知OA=1.0m,

OB=0.2m,箱重G=120N.请画出使箱子在图示位置静止时，施

加在端点A的最小作用力F的示意图，且iN.

【答案】最小力如图；24N

【解析】如图：在A点施加最小力，作用点在A点，最小力就是

最大力臂，即把OA当作力臂时此时力臂最大，故最小力为过A

点垂直0A,如图所示，根据杠杆的平衡条件FxOA二GxOB可

得：F=24No

考点：杠杆的平衡

一定滑轮

工作时，轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮。

用

生活中的定滑轮

离：

1、无论向哪个方向拉绳子，物体都会向上运动，弹簧称拉绳子

的距离都等于物体升高的距离；

2、无论向哪个方向拉绳子，弹簧称对绳了•的拉力总等于物体的

重力。

它可以看作是一个动力臂和阻力臂都等于笆子半径的等臂杠杆:

如图我们可以把轴看作支点，半径看作力臂，使用定滑轮不省力，不省距

离：但可以改变力的方向。它就是一个特殊的等臂杠杆

12.2滑轮两种滑轮的受力分析

定滑轮实质:

等臂杠杆

忽、略绳重和摩擦尺=#2

2

动滑轮实质：

动力臂是阻力臂两倍的杠杆

实粉中有纯支和摩松，产产（G+C”）

E>5(G+G/

L,=L2.F,=F2ILrL2,F,=F2

r0,e刁o

地浒3PJ~以用力,6不履*交力收方向7。

的者彳¥步】迂*r一抖如在，七®以加力，工可以改安力g方&皿？

C西见湎颜

典型例题：

定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自

由端分别沿三个方向用力（如图所示），力的大小分别为FI、

F2、F3,则（

A.F1最大

B.F2最大

C.F3最大

D.三个力一样大

【解析】定滑轮的本质是一个等臂杠杆，如图所示：无论向哪个方

向拉绳子，动力臂都等于轮子的半径，也就是说动力臂都不会改

变。所以三个力大小相等。

【答案】D

知识点二：动滑轮

工作时，轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。

生活中的动滑轮

如图所示：动滑轮不是为了改变力的方向，主要是能省力，但会

费距离：

I、向上拉绳子，物体会向上运动，弹簧称拉绳子的距离都等于

物体升高的距离的二倍；

2、竖直向上拉绳子，弹簧称对绳子的拉力总等于物体和滑轮总

重力的一半；

3、如果拉力不是竖直的，随着偏离竖直方向的角度增大，拉力

也会增大，这个牵涉到高中要学习的力的合成与分解问题；

当拉力方向不偏离时，它可以看作是一个动力臂和阻力臂都等于

轮子半径的等皆杠杆：

杠杆的支点在。点处

如图所示，动滑轮可以看作一个动力臂是阻力臂2倍的特殊的杠杆，使用

动滑轮可以省力；但费距离，II不改变力的方向。

12,2Jf轮两出渡轮的受力分析

•计般猥&舒

轩胧鼓糕,m

楠触腰赫升翻,力

剂忆瞰棉牖或城£

二粹舒岫耦

G+G引

F=—之

2

‘、七西见高颜

T

12-2逆轮两堂强轮的受力分析、RQ抵

不计绳重和摩擦且绳子和滑轮之间没

有相对滑动，若动滑轮上有〃段绳子承担

物重，匀速提升物体时

(1)拉力就是物体和动滑轮总重的〃分之

一，即一G+G动

1—

n

(2)绳自由端移动的距离就是物体移动

距离的〃倍，即$=〃力..一［g一

〈士,四见清颜

典型例题:

用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平

面上做匀速直线运动，拉力分别是Fl、F2、F3,则()。

I,1f2______53___/ZV

甲乙丙

A.F1>F2>F3

B.F2>F3>F1

C.F2>F1>F3

D.F3>FI>F2

【解析】图甲是一个定滑轮，不省力也不费力，拉力FI等于物体

受到的摩擦力f;图乙是一个动滑轮，省一半的力，F2=0.5f：图丙

也是一个动滑轮，但是这样使用动滑轮不但不能省力，反而会费

力，因为向左的力F3等于右边两个力的和。F3=2f

【答案】D

知识点三：滑轮组

定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。

IIII

使用滑轮组既可以省力；又可以改变力的方向。

连接方式一：

能省力又能改变力的方向的滑轮组

如图所示：滑轮组能改变力的方向，也能省力，但会费距离：

1、无论向哪个方向拉绳子，物体都会向上运动；

2、无论向哪个方向拉绳子，弹簧称对绳子的拉力总等于物体和

滑轮总重力的二分之一；

3、无论向哪个方向拉绳子，弹簧称拉绳子的距离都等于物体升

高的距离的二倍；

总结以上：为什么会有这样的效果呢？

认真观察你会发现：

1、物体与动滑轮的重量是由两股绳子共同承担着，所以每股绳子只

需承担一半的直力就行了，所以你拉任意一股绳子，都是省一半的

力；

2、物体要升高多高，负重的两股绳子都要减少多少，绳子的总长度

是一定的，它们总共要减少的长度都要被绳子的自由端拉出来，所以

绳子自由端被拉动的距离就是物体上升高度的两倍。

连接方式二：

如图所示：滑轮组不是为了改变力的方向，主要为了省力，但会

费距离：

1、向上拉绳子，物体会向上运动，弹簧称拉绳子的距离都等于

物体升高的距离的三倍；

2、竖直向上拉绳子，弹簧称对绳子的拉力总等于物体和滑轮总

重力的三分之一；

3、如果拉力不是竖直的，随着偏离竖直方向的角度增大，拉力

也会增大，这个牵涉到高中要学习的力的合成与分解问题：

总结以上：为什么会有这样的效果呢？

认真观察你会发现:

1、物体与动滑轮的重量是由三股绳子共同承担着，所以每股绳子只

需承担三分之一的重力就行了，所以你拉任意一股绳子，都只要总重

量的三分之一的力：

2、物体要升高多高，二股绳子都要减少多少，绳子的总长度是一定

的，它们总共要减少的长度都要被绳子的自由端拉出来，所以绳子自

由端被拉动的距离就是物体上升高度的三倍。

规律总结:

使用滑轮组时可以有不同的绕线方法，n为承担物重的绳子段

数，F为人的拉力，s为人拉绳子的距离，h为物体升高的高

度，G为物重，G动为动滑轮的重；省力与费距离的情况规律如

下：

尸=：（G+G&s=nh

以上式子解释是：如果是有几段绳子共同承担物体与动滑轮的

重，理论上讲，需要对绳子的拉力就是物体与动滑轮重的几分之

一，当然相应地绳子被拉出的长度也是物体升高高度的几倍。

【知识回顾】

使用定滑轮的好处是能改变力的方向，但不省力；

使用动滑轮的好处是能省力，但不能改变力的方向。

如果既需要改变力的方向，又需要省力，单独使用定滑轮或动滑轮

就无法满足人们的需要。

人们为了满足需求就把定滑轮和动滑轮组合在一起，制成滑轮组

来使用，更加方便地满足了人们的需要。

一、滑轮组和它的优点

1.滑轮组

人们把定滑轮和动滑轮组合在一起，利用动滑轮能省力和定滑轮

能改变力方向的优点，进行优势互补，这样组合在一起的滑轮叫做滑

轮组。

实验滑轮组及示意图

%

2.滑轮组的优点

从实验和示意图中可以看出，滑轮组同时具备了定滑轮和动滑轮

的优点，所以，滑轮组的优点是

既能省力有能改变力的方向。

二、滑轮组绕绳的方法

在滑轮组使用过程中，有的需要既省力又能改变力的方向，有的

需要最省力不改变力的方向。

滑轮组的绳子绕法不同，产生的效果就会不同。

1.最省力的绕绳方法

以有一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组为例，最省力的绕绳

方法是把绳子的同定端挂在动滑轮.匕这样有三段绳子共同分担物体

及滑轮的重力，乜就是拉力是物体和滑轮重力的三分之一，即：

F=G/3

实验绕法画绕法

2.改变力方向的绕绳方法

还是以有一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组为例，改变拉力

方向的绕绳方法是把绳子的固定端挂在定滑轮上，这样有两段绳子共

同分担物体及滑轮的重力，定滑轮改变了拉力的方向，拉力是物体和

滑轮重力的二分之一，即：F=G/2

实验绕法画绕法

3.同一滑轮组最省力和改变拉力方向对比图

甲乙

分析：

1.若钩码重力为G,不计动滑轮和绳重，甲图Fi=G/2,乙图F2=G/3.

2.若拉钩码升高的高度为h,甲图绳子自由端拉下的长度为

Si=2h.乙图绳子自由端拉下的长度为S2=3ho

三、滑轮组的安装

I.滑轮组绕绳安装顺序有多种方法，绕法也有很多种。

2.弹簧测力计示数产生误差的原因是：

（1）不计动滑轮和绳子重.

（2）不计轮与轴之间的摩擦力.

（3）弹簧测力计拉力方向没有竖直向上。

3.弹簧测力计拉力F、钩码重力G和绳子股数n的关系公式：F二G/n

是不计动滑轮重和摩擦的关系公式（如下图）

-

F

n=2

s=2h—

4

s=4h

4.若只不计绳自重和摩擦时，拉力F、绳子股数n与物体重G和动滑

轮重Go的关系公式应为：F=（G+Go）/n.

如下图:F1=（G轮+GM）/2

四、滑轮组的应用

学校物理实验室滑轮组，滑轮的组合方式有两种，一种是并联组

装（如图甲），另一种是串联组装（如图乙），不论哪种组合方式其

作用是一样的。

*227

77一甲■

■削

1

（甲）

（乙）

滑轮组作为一种常用的组合简单机械，我们在生活中经常看•到。

比如，大吊车滑轮组、龙门吊的滑轮纽等。

大吊车龙门吊

典型例题:

如图：汽车重2xio4N,陷入泥中，受到的阻力为3x103N。

用如图所示装置，则至少要用多大的力才能将汽车拉出？

【解析】使用这个滑轮组的目标任务是克服阻力将车拉出泥泞，所以

总共要对车施加拉力为3x103N,这里不要考虑重力。然后，我们可

以观察到总共三根绳子承担这个力，所以，拉力是阻力的三分之一。

【答案】：

F=1/3F阻

=l/3x3xio3N

=1x103N

【特别提醒】要注意的是：使用滑轮组完成任务不一定是提高物体，

也可以是克服阻力把物体平拉一段距离，这时上面的公式中的G就要

变成“F阻”了，G动在这里就不再影响拉力的大小了。

【知识回顾】

功的原理告诉我们：使用任何机械都不省功。那么，人们使用机械时

会不会多做功呢？

回顾前期实验，我们使用杠杆和动滑轮提升钩码时，拉力必须对杠杆

和动滑轮做功，杠杆和动滑轮才能对钩码做功，

杠杆动滑轮

使用其它复杂机械跟简单机械原理相同。比如，在建筑工地，利用挖

掘机挖土方，用塔吊吊建筑材料等，都是动力对机械做功，机械克服阻力

做功。

挖掘机塔吊

一、有用功、额外功、总功

在利用滑轮组提升钩码实验中，目的是把钩码提升到某一高度，这是

必须做的功。

要提升钩码就必须提升动滑轮，动力对动滑轮做的功并非人们需要，

但不提升动滑轮就不能提升钩码。

动力对动滑轮做功，动滑轮对钩码做功图

跟滑轮组类似.在生活中利用机械完成i前工程C比如.用挖掘机挖

泥塘，目的是把泥塘烂泥挖开，那么，挖掘机对烂泥做的功就是必须做的

功。

如果不通过机械臂和铲斗就不能把烂泥挖开，动力对机械臂和铲斗做

的功，并非人们需要，但又不得不做，在物理中把这部分功叫做额外功。

1.有用功

在物理学中，把必须做的功叫做有用功。

2.额外功

并非人们需要但又不得不做的功，叫做额外功。

在使用滑轮组提升钩码过程中，动力除了对动滑轮做额外功外，还克服

滑轮的轮与轴、绳子与轮之间摩擦以及绳子自身重力做额外功。

额外功

3.总功

不论是有用功还是额外功，都是用机械动力来完成，所以,

人们把动力所做的功或者说有用功加额外功叫做总功。

知识点一：使用任何机械都不能省功

通过上节学习我们知道：使用机械能给我们带来很多方便，这些机械

有的能省力，使我们做事感到轻松，有的能省距离，使我们做事更加

灵活，但省力的要费距离。省距离的要费力。W=FS,实验表明：使用

任何机械都不能省功。有人把这个规律叫功的原理。问题是往往使用

机械还会做一些额外功，导致最终使用机械比不使用机械还要做更多

的功！

知识点二：机械效率

在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机

械的一种性能，物理学中用机械效率来表示C

例如：利用动滑轮把重物G提到某高度h：

(1)有用功：完成目的任务要做的功，它等于不用机械，直接人徒手

做的功；

W有二Gh

(2)总功：人通过动滑轮用大小为F的力，拉绳子拉了S这么远才完

成任务，人实际做的功就是总功

W总二FS

这里面包含了完成目的要做的有用功，也包含了额外功(提动滑轮的

功和克服摩擦做的功)。

2.公式：rj=

3.用百分数表示。总小于1。

直接提升物体做功小于使用机械提升物体做功。三、实验：测一滑轮组的机械效率

实的一：位用动清怆盘力物体三计功：

总功-----时机械的担力尸做眈功

«m功

由用功机械N物体妁拉力7,做的功

勾送金直向上捉升物体时”4.7A-GW

・外功：总功与有用功的JL值，变动清”；一”；三、实验:测量滑轮组的机械效率

轮殳及摩■因素的题喻.=0.02J

二、机械效率《，/)一、农险原网：

匀速堡A向上次舟物体“八争邛年

在使用机械工作时，有刖功△总功中所占份蟆越多越好.它

HPF$Fs

反映了机械的一叶姓能，物用学中衣示为机住效率.客测量的物及量：构珥*G、的马上升的高炭机

独力F、爆子自由M移动的距▲5

1.定义：有用功跟总功的匕倒,,

方要计”的物理量：有用功”’411r忠功眇4、机H被率4

二、实”材：鼻I力计、用户I-E2.

构叫次架台、E1疏见卮■颠

3.〃总小于I.用百分数次卡.

四、实的探究：影响滑轮组机械效率的主要因素百

力PNh/mFNs/m“J•1

-%.-7Iti

”「H\-----ThA一定一动40.050.21.70.150.25578.4%

I.外严9一定一动40.10.41.70.30.5178.4%

l无限簿堂及摩擦所做的功

=.实聆探究：影响滑轮组机械效搴的主要因素结论：滑轮组机械效率与物体上升的高度无关

百

、

精怨：”与h、G、G”有关J77/f/m”'W7-7Ns/m*/J

一定.一动40.050.21.70.150.2557N.4%

采用：拄制变曼法X一定_功60.050.32.40.150.3683.3%

结论：曲轮组机械效率与提升的'藜球交

TNh/m吗/JFNWmWgJJ即辨融脚瞬慰醵

10.10.10.50.30.1566.7%

20.10.20.9OJ0.2774.1%

30.1031.J030.3976.9%

相同滑轮纨捉升不同的立物时，物体越支，机械效率越百。日哪物出)

G/N/yh/m〜JF/Ns/mW4/Jn驰㈱I麻嫩眸

().340.050.21.70.150.2557K.4%••一勃&)

1.240.050.21.90.15O.2«570.2%

西贝.清颜

结论：滑轮组机械效率与动滑轮的重有关<6

12.3机械效率及其计算

一.杠杆的机械效率

:走%】■用功m总5的比f■叫机y效不（.））«»

【公穴】n=^-=Qh.

““7。不■什么WoFs

【一篇】x.tnHiMxvfli—r*百分政.

N.由于w.心用存在.机械敕年芯＜1、于工,・其中G为提升重物的重力；h为重物升高

3・1«1«!机械的机械做印”手工“

【柘JK】・用机ME机械敕*的计X公式HI..的高度;F为动力；s为动力作用点移动

/*,的距离

"/■:

二.滑轮走滑轮组的机楠效率2冰平匀速拉动稳三.料面的机械效率

"---

»_W肓_Fgs构"二型二生

-沌1

F-不-WoFL

2不计绳重及I?擦2

2n=—

-1iGh+FL

GMGjs

其中F用力物体与水平面的■!力；防拉力;

G为物重；G动为动滑轮的重力；h为重物项为枷舞动的距高；$"3分子自由错移动其中G为物重；h为广不富庶订代分5

上升的高度；、为绳自由骨移动的距离帽I；的袍帕力的缆褶般长度；F为拉力;F摩为M勉"加

典型例题:

如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10N的重物匀速上升，绳子自

由端移动1m,动滑轮重力2N,

求：

G

（1）拉力F；

（2）物体上升的距离：

（3）有用功、总功、机械效率。

【答案解析】：

（1）F=（I0N+2N）/2=6N

（2）1m/2=0.5m

（3）W有=1ONxO.5m=5JW总=6Nxlm=6J

q=5J/6J=83.3%

本机械在使用中可能出现额外功的原因是：机械重量、摩擦等因素。

二、机械效率

1.定义

物理学中，把有月功跟总功的比值叫做机械效率。

2.公式

如果用w总表示总功,w有用表示有用功,n表示机械效率，那么

机械效率公式为：

因为w总二w有用+w额外，所以，机械效率也可以用下式计算:

口有+口额

3.表示方法

机械效率通常用百分数表示。

例如,总功是W总=500J,有用功是W有用二400J,额外功就是

W额=500J-400J=100J.

机械效率的计算方法：

。有用400J

〃=xl00%=80%

开急500J

或

〃=詹%=400^W0JX100%=80%

知识点三：测滑轮组的机械效率

实验原理

%Fs

实验器材

弹簧测力计、刻度尺、

铁架台、滑轮、细线、钩码

注意事项

竖直向上，缓慢拉动测力计。

以上实验如果增加钩码的数量多做几次，数据填入下表，会得出如下

结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。

原因是额外功不会明显增加，物重越大，有用功就相应越大，在总功

中占的比例增大，所以机械的效率会有所提高。从而也可以推出：物

重一样，动滑轮越重，机械的效率会越低。

G/Nh/mF/Ns/mW有〃W总〃n

1

2

3

典型例题:

图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。

（1）实验时尽量要沿方向向上_____速拉动弹簧测力计，由图可

知拉力大小为N,若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移

动cm,该滑轮组的机械效率为%。

（2）若仅增加铭码的个数，该滑轮组有机械效率将（选填："增

大”、“减小”或“不变”）

【解析】理论上进行测量滑轮组机械效率的实验时，为了保证正常读出

力的大小，我们应该匀速缓缓竖直向上拉弹簧称，方向不竖直拉力就会

偏大，拉的太快，不容易读数，如果不匀速，弹簧示数不稳定无法读

数；

这是一个三段绳子承担物重的滑轮组，所以拉绳子的距离就应该是物体

升高高度的三倍；

增加钩码的个数，有用功就会增加，造成额外场的因素基本不变，所以

机械效率就会相应增大。

【答案】（1）竖直匀2.42483.3（2）增大

知识点四：斜面

斜面也是一种简单机械，它的特点是省力但要费距离，斜面倾斜度越小

越省力，生活中利用斜面的地方也很多，盘山公路就是一个巨大的斜

面。由于沿斜面运动省力但由于斜面往往不光滑，所以使用斜面常常要

做很多额外功，导致斜面的机械效率并不高。但如果如下面左图把物

体滚上车，机械效率就会高很多。

工人正在利用斜面向车上装载货物

驴子知道斜面越长越省力？

对于工人利用斜面装货物这一工作，任务目标是将重为G货物升高h,

所以：

为了完成这一任务我们实际要做的是用大小为F的拉力，将物体沿斜面

拉s这样一段距离，所以人总共做的功是：

W总二FS

这样求机械效率就简单了。

典型例题：

往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，

如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m,假设

斜面很光滑，见需要