第十二單元簡單機械【綜合復習講義】（解析版）一、【單元內容】第十二章《簡單機械》是力學部分的最后一個單元。在初中物理教學中重點內容。它包括杠桿和滑輪兩大部分內容。在歷年的中考中本單元內容常見考題題型有選擇題、填空題、作圖題和綜合分析題。教學重點是區分不同類型的杠桿及理解多種滑輪的特點，這也是學生解答復雜杠桿試題和滑輪試題的關鍵，與我們日常生活密切相關；教學難點是杠桿平衡條件在實際解題中的應用，滑輪組機械效率公式的靈活運用。節次內容解析第一節：杠桿認識杠桿、杠桿平衡條件、杠桿分類和應用第二節：滑輪定滑輪、動滑輪和滑輪組；應用滑輪時力與距離的特點；滑輪組的繞法第三節：機械效率認識有用功、額外功和總功；機械效率及相關計算二、【單元課標要求】1.認識杠桿，知道杠桿的幾個概念，會確認并畫出力臂；知道杠桿平衡條件；了解杠桿的一些應用。2.引導學生通過探究得出杠桿平衡條件。熟悉桿平衡條件的運用。3.認識定滑輪、動滑輪。知道定滑輪、動滑輪、滑輪組的作用。會根據要求使用和組裝滑輪組。4.經歷探究定滑輪、動滑輪工作特點的過程，進一步掌握用觀察、對比來研究問題的方法。經歷組裝滑輪組的過程，學會按要求組裝滑輪組的方法。5.通過了解簡單機械的應用，初步認識科學技術對人類社會發展的作用。6.了解什么是有用功、額外功和總功。理解什么是機械效率。探究斜面的機械效率。7.通過測量簡單機械的機械效率，在實驗中培養合作精神，養成實事求是、尊重實驗結。三、【單元學習目標】1.理解：杠桿的平衡條件及其杠桿的應用；定滑輪、動滑輪和滑輪組的工作特點；什么是有用功、額外功和總功；機械效率的概念；2.會：認識杠桿；畫杠桿的示意圖（動力與動力臂、阻力與阻力臂）；認識定滑輪、動滑輪和滑輪組；進行有關滑輪計算；進行有關機械效率的計算；3.掌握：通過實驗探究理解滑輪中力與距離特點；4.了解：生活中常見功率值；能量和動能的概念；影響彈性勢能大小的因素；機械能守恒定律；5.能：從常見的工具中與簡單機械中識別出杠桿；利用杠桿平衡條件進行簡單計算；分析滑輪的應用實例；通過測量滑輪組機械效率加強對機械效率的理解。四、【單元導圖】一、杠桿二、滑輪三、機械效率五、【單元學習任務】★知識點一：杠桿一、杠桿1.認識杠桿一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點O轉動，這根硬棒就是杠桿。杠桿可以是直的，也可以是彎的或其他形狀，如圖所示是生活中常見的幾種杠桿。撬棒羊角錘鑷子指甲刀杠桿在使用中有力作用在杠桿上，因此，杠桿是受力物體，將力作用于杠桿的物體是施力物體。★特別提醒一根硬棒成為杠桿的條件（1）要有力的作用；例如，撬棒在沒有使用時只是一根硬棒，而不是一個杠桿；（2）能繞固定點轉動。杠桿在力的作用下，是繞固定點轉動的，不是整體向某個方向運動的；（3）是硬的。受力不發生形變或不易發生形變。2.杠桿五要素五要素物理含義及表示方法圖示支點杠桿繞著轉動的點，用“O”表示動力使杠桿轉動的力，用“F1”表示阻力阻礙杠桿轉動的力，用“F2”表示動力臂從支點到動力作用線的距離，用“l1”表示阻力臂從支點到動力作用線的距離，用“l2”表示3.對杠桿五要素的理解4.杠桿作圖（1）力臂的畫法步驟畫法圖示第一步：確定支點O先假設杠桿轉動，則杠桿上相對靜止的點即為支點第二步：確定動力和阻力的作用線從動力、阻力作用點沿力的方向分別畫直線或反向延長線即動力、阻力的作用線第三步：畫出動力臂和阻力臂，并標注從支點向力的作用線作垂線段，在垂線段旁標注力臂的名稱（2）畫杠桿的力臂時需要注意的事項①力臂是支點到力的作用線的距離，是支點到力的作用線的垂線段，不能把力的作用點到支點的距離作為力臂，不要出現如圖所示的錯誤。②如圖所示，當表示力的線段比較短時，過支點無法直接作出垂線段，可將力的作用線延長，然后過支點作延長線的垂線段，即為力臂。注意延長部分要用虛線表示，相當于數學作圖中的輔助線。（3）已知力臂畫力步驟畫法圖示第一步：確定力的作用線根據動力作用線必然經過動力臂的末端點(支點O是動力臂的起始端點)并且與動力臂垂直，畫一條經過動力臂末端點且垂直于動力臂的直線，這就是動力作用線第二步：確定力的作用點動力必然作用在杠桿上，所以動力作用線與杠桿的交點就是動力作用點第三步：畫出力的方向，并標注動力與阻力使杠桿轉動的方向相反，而該杠桿的阻力F?使杠桿逆時針轉動,則動力F?應使杠桿順時針轉動,即F?的方向向下二、杠桿平衡條件1.杠桿平衡當杠桿處于靜止狀態或勻速繞支點轉動狀態時，說明杠桿處于平衡狀態。2.實驗探究：杠桿的平衡條件實驗目的(1)知道什么是杠桿的平衡；(2)通過實驗得出杠桿的平衡條件；(3)體驗利用歸納法得出杠桿平衡條件的過程提出問題在學習二力平衡時，如果作用在物體上的幾個力相互平衡，物體就處于平衡狀態。因為杠桿會轉動，所以杠桿在動力和阻力作用下靜止時，與二力平衡的情況是不同的，杠桿平衡不僅與力的大小有關，還可能與力的作用位置有關猜想與假設一般情況下，當杠桿靜止或勻速轉動時，我們就說此時杠桿處于平衡狀態，對杠桿處于平衡狀態時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在的關系，我們可作出如下猜想：A.動力+動力臂=阻力+阻力臂B.動力-動力臂=阻力-阻力臂C.D.動力×動力臂=阻力×阻力臂實驗設計杠桿是否平衡是由動力、阻力、動力僻和阻力臂共同決定的。為了探究其平衡條件,可以在杠桿處于靜止狀態時,分別測出動力F?、阻力F?、動力臂l1和阻力臂l?,然后經過大量數據的對比、分析、歸納得出杠桿的平衡條件實驗步驟(1)調節杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在不掛鉤碼時，在水平位置保持平衡；(2)在支點兩側掛上不同數量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿再一次在水平位置平衡，如圖所示。這時杠桿兩側受到的作用力分別等于兩側鉤碼所受的重力，力臂為懸掛點到支點的距離；(3)設右側鉤碼對杠桿施加的力為動力F?,左側鉤碼對杠桿施加的力為阻力F?,測出杠桿平衡時的動力臂l?和阻力臂l?,把F?、F?、l?、l?的數值填入表格中。實驗序號動力F?/N動力臂l?/cm動力×動力臂/(N·cm)阻力F?/N阻力臂l?/cm阻力×阻力臂/(N·cm)11.010100.5201022.015301.5203034.010402.02040…(4)改變鉤碼個數和位置,多做幾次實驗（避免偶然性）,將實驗得到的數據填入表格中實驗結論分析實驗數據，發現每次杠桿平衡時，動力與動力臂的乘積總是等于阻力與阻力臂的乘積，即動力×動力臂＝阻力×阻力臂，或F?l?=F?l?★特別提醒調節杠桿在水平位置平衡的原因該實驗中當杠桿最初不在水平位置平衡時，調節杠桿每次都在同一位置平衡進行實驗，也能得出結論，但此時杠桿是傾斜的，力臂的測量會非常困難.所以，實驗前一般先調節杠桿使其在水平位置平衡，這樣實驗時動力臂和阻力臂與杠桿重合，可直接在杠桿尺上讀出力臂大小，會大大方便實驗操作。3.杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂。用字母表示：F?l?=F?l?；變形式:。教材深挖1.若作用在杠桿上的兩個力F?、F?使杠桿平衡，則F?、F?的作用效果不同.如果一個力的作用效果是使杠桿沿順時針方向轉動，則另一個力的作用效果一定是使杠桿沿逆時針方向轉動。2.影響杠桿轉動的因素，不是F?、F?的大小，也不是力臂l?、l?的大小，而是力和力臂乘積的大小，即F?l?和F?l?的大小關系。3.杠桿狀態的判斷：4.杠桿平衡條件的應用(1)根據杠桿平衡條件F?l?=F?l?可知，若知道了四個量中的三個，則可以計算出第四個量，若知道了兩個力的比值與一個力臂，則可以計算出另一個力臂（或）；若知道了兩個力臂的比值和一個力，則可以計算出另一個力（或）。(2)應用杠桿平衡條件時需注意的問題①應用公式計算時，單位要統一，即動力和阻力的單位要統一，動力臂和阻力臂的單位要統一；②當杠桿平衡且力和力臂的乘積一定時，動力和動力臂的大小成反比，即動力臂越長，越省力。5.杠桿最小力作圖要用最小的力使得杠桿AB在如圖甲所示的位置平衡，根據杠桿平衡條件F?l?=F?l?可知，，因為此時的阻力和阻力臂是固定的，所以只要此時的動力臂最大，則動力就最小。如圖乙所示，當力的作用點在B點，且力垂直于OB，方向向上時，動力臂最大，動力最小。在求解最小力問題時，我們不能受思維定式的影響，只想到F要作用在AO段，出現如圖丙所示的錯誤。實際上，在討論杠桿中的最小力問題時，如果力的作用點沒有預先設定，可以在杠桿上任意處選擇。三、生活中的杠桿1.杠桿的分類根據動力臂與阻力臂的關系，可將杠桿分為三類——省力杠桿、費力杠桿、等臂杠桿.不同的杠桿可以滿足人們不同的需求.省力杠桿費力杠桿等臂杠桿示意圖力臂的大小關系力的大小關系杠桿轉動時力所移動距離的大小關系動力F1移動的距離大于阻力F2移動的距離動力F1移動的距離小于阻力F2移動的距離動力F1移動的距離等于阻力F2移動的距離特點省力但費距離費力但省距離即不省力也不省距離，既不費力也不費距離應用撬棒、開酒瓶的起子、扳手、鋼絲鉗等釣魚竿、鑷子、筷子、理發剪子等。托盤天平、蹺蹺板▲拓展培優人體中的杠桿人體中存在各種杠桿，如我們的肘關節、腕關節等都是杠桿。因為肌肉伸縮的范圍有限，需要省下肌肉牽動骨骼時運動的距離，故人體杠桿大多是費力杠桿。如圖是小華用手提起重物的示意圖，此時前臂相當于一個杠桿，其支點在圖中C點附近.從圖中可看出它是一個費力杠桿。★知識點二：滑輪一、定滑輪和動滑輪1.認識定滑輪和動滑輪（1）滑輪：周邊有槽，可繞中心軸轉動的輪，如圖甲所示。（2）定滑輪和動滑輪：在實際使用時，根據輪的中心軸是否隨物體移可分為定滑輪和動滑輪，即軸不隨物體一起運動的滑輪叫定滑輪，如乙所示；軸隨物體一起運動的滑輪叫動滑輪，如圖丙所示。2.實驗探究：研究定滑輪和動滑輪的特點提出問題(1)使用定滑輪、動滑輪是否省力(或更費力)?(2)使用定滑輪、動滑輪是否省距離(或費距離)?(3)什么情況下使用定滑輪,什么情況下使用動滑輪?設計實驗分別使用定滑輪、動滑輪緩緩（使物體處于平衡狀態，且便于讀取彈簧測力計示數）提升同一物體，記錄整個過程中用力大小、物體移動距離及動力移動的距離、動力的方向，找出動滑輪和定滑輪的特點實驗器材及裝置彈簧測力計、鉤碼（多個）、滑輪、鐵架臺、細繩、刻度尺進行實驗(1)如圖甲所示,用彈簧測力計拉鉤碼勻速（勻速時，拉力才等于重力）上升h=10cm,記錄彈簧測力計的示數F?、拉力方向及繩子自由端移動的距離s?；(2)按圖乙所示安裝定滑輪,讓鉤碼勻速上升h=10cm,記錄彈簧測力計的示數F?、拉力方向及繩子自由端移動的距離s?；(3)按圖丙所示安裝動滑輪,讓鉤碼勻速上升h=10cm,記錄彈簧測力計的示數F?、拉力方向及繩子自由端移動的距離s?；(4)換用數量不同的鉤碼,重復上面的步驟。實驗記錄拉力大小F/N將鉤碼提升10cm時繩子自由端移動的距離s/m=cm拉力方向實驗1實驗2實驗3不使用滑輪12610上使用定滑輪12610下使用動滑輪0.51320下分析與論證實驗結論（1）使用定滑輪既不省力，也不省距離，但可以改變力的方向；（2）使用動滑輪能省力，但要費距離，且不能改變力的方向。★特別提醒1.實驗中安裝定滑輪時，注意繩子要放在槽內，以免繩子脫落使摩擦變大，影響實驗效果；2.實驗中，注意要使動滑輪兩側繩子平行或夾角很小；3.實驗中應選用重一些的鉤碼、較輕的動滑輪、光滑的細繩，以減小實驗中摩擦力、動滑輪自重的影響.4.實驗中要保證輪和軸間有良好的潤滑，以減小摩擦。3.定滑輪和動滑輪的實質種類實質示意圖作用分析定滑輪能夠連續轉動的等臂杠桿如圖所示，定滑輪兩邊的力的方向與輪相切，定滑輪的中心為杠桿的支點，動力臂和阻力臂相等,且都等于輪的半徑r,所以使用定滑輪時不省力動滑輪動力臂是阻力臂二倍的杠桿如圖所示，重物的重力作用線通過滑輪中心軸，滑輪的“支點”位于繩與輪相切的點O,因此動力臂等于直徑(2r),阻力臂等于半徑r,動力臂是阻力臂的二倍，所以理論上動滑輪能省一半的力▲拓展培優滑輪中拉力方向對拉力大小的影響（1）定滑輪如圖所示，利用定滑輪拉起一個重為C的物體時，改變拉力的方向后，根據幾何知識可知，動力臂都等于定滑輪的半徑，因此不管拉力的方向如何，所用力的大小不變，始終等于物體重力C。（2）動滑輪使用動滑輪時，若拉力F不沿豎直方向(或兩側繩子不平行)，如圖所示，動力臂l?小于OB，即小于2l?,故F1>（1/2）G，此時動滑輪將不能省一半力，如杲再加上動滑輪的自身重力，甚至會更費力。由此可見，對于動滑輪來說，動滑輪省一半力的條件之一是跨過動滑輪的兩段繩平行(或跨過動滑輪的兩段繩夾角較小)。但在初中階段如無特殊說明，一般認為動滑輪兩側繩子是平行的，即不考慮動滑輪兩側兩段繩夾角的影響。4.幾種常見情況中的等量關系（圖中物體均做勻速直線運動，忽略繩重及摩擦）圖示等量關系定滑輪F=G，s繩=s物，v繩=v物F=f，s繩=s物，v繩=v物（其中，f為物體所受的摩擦力）動滑輪，s繩=2s物，v繩=2v物，s繩=2s物，v繩=2v物，s輪=（1/2）s物，v輪=（1/2）v物，s輪=（1/2）s物，v輪=（1/2）v物二、滑輪組1.滑輪組定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置。使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向，但要費距離。2.滑輪組確定承擔物重繩子段數n的方法在動滑輪與定滑輪之間畫一條虛線，將它們隔離開，只計算繞在動滑輪上的繩子段數，在圖甲中，有兩段繩子吊著動滑輪，n=2，圖乙中有三段繩子吊著動滑輪，n=3。3.升力情況使用滑輪組時，不計繩重及摩擦，則滑輪組用幾段繩子提起物體，提起物體所用的力就是物重和動滑輪重的幾分之一，即動力，若再忽略動滑輪重，則，其中n為承擔物重的繩子段數。4.費距離情況用滑輪組提升物體時，雖然省了力，但是費距離，滑輪組用幾段繩子提起物體，繩子自由端移動的距離就是物體升高距離的幾倍。設物體升高的距離為h，則繩子自由端移動的距離為s=nh(n表示該擔物重的繩子段數)。教材深挖滑輪組中的隱含關系每當物體升高h，繩子自由端就移動s=nh，可推知繩子自由端移動約速度v和物體移動速度v物之間的關系v=nv物。▲拓展培優特殊情況下拉力F與物重G的關系特殊情況下，如圖所示，承擔物重的繩子段數n不等于繞在動滑輪上繩子的段數，此時可根據動滑輪和定滑輪的特點進行受力分析，忽略動滑輪重，可得出力F與物重G(甲、丙兩圖包括人的重力)的關系。甲圖中，乙圖中，丙圖中。5.滑輪組的組裝(1)確定繩子的段數根據省力情況，用來求，或根據移動距離的關系，用來求。當n不是整數時，要采用只入不舍的“進一法”處理小數位。(2)滑輪組的繞繩方法滑輪組繞繩采用“奇動偶定”的原則.即當承重繩子的段數為奇數時，繩子的固定端在動滑輪上；當承重繩子的段數為偶數時，繩子的固定端在定滑輪上。三、輪軸與斜面1.輪軸(1)輪軸：由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成的簡單機械.通常把大輪叫輪，小輪叫軸。使用輪軸能省力，還能改變力的方向(如圖所示)。(2)輪軸的實質：輪軸相當于一個可連續轉動的杠桿，支點在輪軸的軸線上，如圖所示。(3)輪軸的平衡公式：F?R=F?r或。即輪半徑為軸半徑的幾倍，作用在輪上的力就為作用在軸上的力的幾分之一。(4)輪軸的特點：當動力作用在輪上，阻力作用在軸上時，因l?>l?,故F?<F?,此時使用輪軸省力，費距離；當動力作用在軸上，阻力作用在輪上時，因l?<l?,故F?>F?,此時使用輪軸費力，但省距離。注意：不要錯誤地認為使用輪軸一定省力，關鍵要看動力是施加在輪上還是施加在軸上。2.斜面(1)如圖所示，向車上裝重物時常用木板搭成斜面，把重物推上車。斜面是一種可以省力的簡單機械，但費距離。(2)特點：如圖所示，設斜面長度為l，高為h，重物重力為G，在理想情況下，不考慮斜面摩擦，即斜面是光滑的，則沿斜面向上的推力(即斜面長是斜面高的幾倍，推力就是物重的幾分之一)，因l>h，故F<G。即在斜面高度一定時，斜面越長越省力。【歸納總結】1.杠桿、滑輪、輪軸、斜面都屬于簡單機械。2.凡是省力的機械都費距離，省距離的機械都費力，既省力又省距離的機械是不存在的。★知識點三：機械效率一、有用功、額外功各總功1.實驗探究：使用動滑輪是否省功【實驗過程與記錄】(1)如圖甲所示，用彈簧測力計將重力已知的鉤碼緩慢地提升一定的高度，測出手移動的距離，鉤碼上升的高度，讀出彈簧測力計的讀數，并將數據填入表格。(2)如圖乙所示，用彈簧測力計和一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，將相應數據填入表格。實驗序號手的拉力F/N手移動的距離s/m鉤碼的重力G/N鉤碼上升的高度h/m120.120,121.10.220.1(3)計算兩次實驗中拉力所做的功【實驗結論】實驗結果表明，雖然在兩次實驗中鉤碼被提升相同的高度，但第二次拉力做的功要多一些。這說明，盡管使用動滑輪會省力，但由于滑輪本身所受的重力以及摩擦等因素的影響，使用動滑輪我們要多做功。2.有用功、額外功和總功(1)有用功：在上面的實驗中，無論是否使用滑輪，鉤碼都被提升了，這部分功是必須要做的，叫做有用功，用W有表示。若重物的重力為G，提升的高度為h，則W有=Gh。(2)額外功：若用滑輪組提升鉤碼，我們還不得不克服動滑輪本身所受的重力以及摩擦力等因素而多做一些功，這部分功叫做額外功，用表示W額。額外功是對人們沒有用但不得不做的功。(3)總功：有用功與額外功之和是總共做的功，叫做總功，用W總表示。總功、有用功和額外功之間的關系為W總=W有+W額。(4)總功、有用功、額外功的單位都是焦(J)。教材深挖從人與機械的角度理解總功和有用功人借助機械對物體做功時，一般情況下人對機械做的功為總功，而機械對物體做的功為有用功.由此，有用功也可以理解為不使用機械而直接對物體所做的功。★方法技巧區分有用功和額外功的方法判斷有用功、額外功要看做功的過程中，我們想要達到的目的是什么，實現這一目的所做的功就是有用功，目的之外的功就是額外功。例如，用桶打水，提水是我們的目的，提水做的功是有用功，提桶做的功就是額外功；從水里撈桶，撈起桶是我們的目的，提起桶做的功就是有用功，而對桶中的水所做的功就是額外功。3.三種簡單機械的有用功、額外功和總功種類杠桿滑輪組斜面圖示有用功W有=GhW有=GhW有=Gh額外功若不計摩擦：W額=G桿·h桿若不計繩重及摩擦：W額=G動hW額=fl總功W總=FsW總=FsW總=Fl三者關系W總=W有+W額二、機械效率1.使用機械時額外功不可避免使用機械做功時，額外功是不可避免的。由于額外功是我們不需要的，它白白浪費能量，因此使用不同機械來對物體做功時，人們總是希望額外功越少越好，或者說有用功在總功中所占的比例越大越好。有用功占總功的比例反映了機械的一項性能，在物理學中用機械效率來表示這一性能。2.機械效率定義物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率，用η表示公式（機械效率是一個比值，它沒有單位，通常用百分數表示）物理意義機械效率越高，做的有用功占總功的比例就越大可變性機械效率不是固定不變的，機械效率反映的是機械在一次做功過程中有用功跟總功的比值，同一機械在不同的做功過程中，有用功不同，機械效率也會不同特點因為使用機械時，不可避免地要做額外功，故任何機械的機械效率都小于1,只有在理想情況下機械效率才為1注意機械效率的高低與是否省力、滑輪組繩子的繞法、物體被提升的高度及速度等無關▲拓展培優“不省功”的兩層含義我們常說使用任何機械都“不省功”，這里“不省功”有兩層含義：一是對于理想機械，沒有額外功時，使用機械所做的功跟不用機械所做的功相等；二是對于非理想機械，因為要克服機械自重和摩擦等做額外功，所以需要做的功一定大于不用機械直接做的功。3.功、功率、機械效率的比較物理量意義定義符號公式單位說明功做功，即能量的轉化力與物體在力的方向上移動距離的乘積WW=FsJ(1)功率大小由功和時間共同決定，單獨強調任何一方面都是錯誤的。(2)功率和機械效率是兩個不同的物理量，它們之間沒有直接關系功率表示物體做功的快慢功與做功時間之比PW機械效率反映機械做功性能的好壞有用功與總功之比η無4.機械效率的計算機械效率的表達式為，三種簡單機械的機械效率總結如下：裝置圖計算公式杠桿滑輪組豎直提升物體（1）已知拉力、物重及繩子段數時：；（2）不計繩重及摩擦時：水平勻速拉動物體斜面（1）；（2）三、測量滑輪組的機械效率1.測量滑輪組的機械效率【實驗原理】【實驗設計】(1)組裝一個滑輪組，使用該滑輪組分別提起重力不同的物體，比較每次的機械效率；(2)換用較重的動滑輪，組裝和(1)相同的滑輪組，使用該滑輪組分別提起和(1)相同的重物，比較和(1)提起相同重物時的機械效率。【實驗器材】刻度尺、鉤碼、彈簧測力計、滑輪、長約2m的細繩、鐵架臺等。【實驗過程】(1)用彈簧測力計測出鉤碼所受的重力G并填入表格；(2)按照圖甲組裝滑輪組，分別記下鉤碼和繩端的位置；(3)如圖乙所示，勻速緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，從彈簧測力計上讀出拉力F的值，用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s，將這三個量填入表格中；(4)利用公式計算出有用功W有、總功W總、機械效率η并填入表格中；(5)改變鉤碼的數量，重復上面的實驗（多次實驗，消除偶然因素）；(6)換用較重的動滑輪組成滑輪組，重復(2)~(5)步，將實驗數據記入表格。【實驗數據】實驗次數鉤碼所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有/J拉力F/N繩端移動的距離s/m總功總J機械效率η11.50.20.30.70.60.4271%230.20.61.20.60.7283%34.50.20.91.70.61.0288%41.50.20.30.90.60.5456%530.20.61.40.60.8471%64.50.20.91.90.61.1479%【數據分析】(1)由1、2、3三次實驗可知，使用同一滑輪組，當提升重為1.5N的鉤碼時，它的機械效率是71%；當提升重為3N的鉤碼時，它的機械效率是83%；當提升重為4.5N的鉤碼時，它的機械效率是88%；可見，同一機械在不同做功過程中使用，其機械效率不同.同一滑輪組，提升的物體越重，其機械效率越高。(2)由1、4(2、5或3、6)兩次實驗可知，使用兩個動滑輪重量不同的滑輪組提升相同的鉤碼升高相同高度，做的有用功相同，動滑輪較重的所做的額外功多，機械效率低。【數據結論】(1)使用同一滑輪組提升重力不同的物體時，機械效率不同，被提升的物體越重，機械效率越高；(2)使用不同的滑輪組提升同一物體時，升高相同的高度，動滑輪較重的(或動滑輪多的)滑輪組的機械效率較低。★方法技巧技巧1：測量繩子自由端移動距離s和重物上升高度h的小技巧①測量繩子自由端移動的距離時，可在繩子某處做一帶色標記，記下繩子上的標記所對應刻度尺上的刻度線位置，繩子移動后記下標記所對應刻度尺上的刻度線位置，兩次所記刻度線位置間的距離為s；②測量重物上升的高度h時，可采用與測量s時類似的方法.記下初始時重物底面所對應的刻度尺上的刻度線位置，提升重物后記下重物底面所對應的刻度尺上的刻度線位置，兩次所記刻度線位置間的距離為h。技巧2：無刻度尺求機械效率對于某一滑輪組來說，s、h與繩子段數n之間存在的關系為s=nh，代入機械效率公式后有可以看出對于某一確定的滑輪組來說，用實驗的辦法求機械效率時可以不用測s和h，只需測出拉力F和物重G也可計算出機械效率。2.影響滑輪組機械效率的主要因素與改進措施影響因素分析改進措施（提高效率）被提升物體的重力同一滑輪組，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機械效率越大在機械承受的范圍內，盡可能增加被提升物體的重力動滑輪的自重有用功不變時，減小提升動滑輪時做的額外功，可提高機械效率改進滑輪結構，減輕滑輪自重滑輪組自身部件的摩擦機械自身部件的摩擦力越大，機械效率越低對機械進行保養，保持良好的潤滑，減小摩擦▲拓展培優探究斜面的機械效率與斜面傾斜程度的關系【實驗器材】斜面、小車、彈簧測力計、刻度尺、細線【實驗原理】【實驗方法】控制變量法【實驗步驟】①如圖所示，將一長木板用一木塊墊起，使其傾斜程度較小；②用彈簧測力計測出小車的重力G；③用彈簧測力計勻速拉動小車，使小車沿斜面勻速向上運動，并讀出彈簧測力計的示數F；④用刻度尺測出小車上升的高度h和小車沿斜面移動的距離l；⑤根據公式計算出此次的機械效率；⑥多次改變斜面的傾斜程度，重復測量；⑦比較每次測量的機械效率。【實驗結論】在斜面粗糙程度相同時，斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關，斜面越陡，機械效率就越高。教材深挖提高斜面和杠桿機械效率的方法1.對斜面來說：(1)當斜面的傾斜程度一定時，斜面越光滑，效率越高；(2)當斜面光滑程度相同時，傾斜程度越大，機械效率越高。2.對杠桿來說：(1)杠桿自身重力越小，其機械效率越高；(2)減小杠桿轉動時的摩擦也能提高其機械效率。六、【單元備考】考點一：杠桿及其分類▲方法點撥：1.杠桿（1）定義：在物理學中，將在力的作用下可繞固定點轉動的硬棒稱為杠桿；（2）杠桿五要素：支點、動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2。2.杠桿分類（1）省力杠桿：，如鍘刀等；（2）費力杠桿：，如鑷子等；（3）等臂杠桿：，如托盤天平。【典例一】如圖所示工具中，屬于費力杠桿的是（）。A．鑷子 B．瓶起子 C．天平 D．鉗子【答案】A。【解析】A、鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故A正確；B、瓶起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B錯誤；C、天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故C錯誤；D、鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D錯誤。故選：A。考點二：簡單機械作圖▲方法點撥：1.關于杠桿作圖（1）杠桿力臂作圖“四步法”：（2）求最小動力的技巧①動力作用點要選在杠桿上距支點最遠處；②連接動力作用點和支點(用實線)；③以動力作用點為垂足，作動力作用點與支點連線的垂線段；④根據動力和阻力使杠桿轉動的方向相反確定動力的方向。（3）力臂作圖規范①作圖必須用直尺，所作線要直；②在作力或力臂時，要畫出垂足直角符號；③力臂用實線，并在兩端加箭頭表示，旁邊需標上字母。2.關于滑輪組的繞繩方法(1)確定承擔物重的繩子的段數，在不計動滑輪重、繩重和摩擦時，，。(2)確定繩子固定端位置：滑輪組繞繩，遵循“奇動偶定”原則。①當n為奇數時，繩子的起始端應先固定在動滑輪上，然后依次繞過滑輪；②當n為偶數時，繩子的起始端應先固定在定滑輪上，然后依次繞過滑輪。【典例二】如圖，輕質杠桿平衡，請作出動力F1的力臂l1和杠桿所受阻力F2的示意圖。【解析】由圖可知支點是O點，從O點向動力F1的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是動力臂l1。阻力F2是物體A對杠桿的拉力，作用點在杠桿上，方向豎直向下，如圖所示：【典例三】如圖所示，畫出滑輪組提起重物最省力時繩子的繞法。（______）【解析】上下滑輪個數相同時，奇數股的繩子比偶數股的繩子省力，所以作出的圖應該是3股繩子。點睛：在畫滑輪組繞線時記住口訣：“奇動偶定”，也就是說想要奇數股的繩子就從動滑輪起筆向定滑輪上繞，想要偶數股的繩子就從定滑輪起筆向動滑輪上繞。考點三：杠桿平衡條件及應用▲方法點撥：運用杠桿的平衡條件進行計算時，要從復雜的機械裝置中抽象出杠桿模型，明確五個要素，再將題中條件代入杠桿平衡條件的數學表達式，進行求解.常見的題型有三種：(1)在F?、F?、l?、l?這四個物理量中,已知其中的三個量，求另一個量，可以用F?l?=F?l?進行求解。(2)在F?、F?、l?、l?這四個物理量中,已知兩個力臂的比值和其中的一個力，求另一個力，可以用進行求解。(3)在F?、F?、l?、l?這四個物理量中,已知兩個力和兩個力臂之和l，求支點的位置，可以用(l-l?)表示l?,用F?l?=F?(l-l?)進行求解。【典例四】如圖所示，以O為轉軸的輕質杠桿AOB，AB＝4OA，物體C重240N，底面積為200cm2，在杠桿A端與物體的上端中點用一根輕質硬棒連接，當在B端用120N的動力F豎直向上拉時，杠桿AOB在水平位置平衡，該杠桿為杠桿（選填“省力”、“等臂”或“費力”），此時物體C對水平地面的壓強是Pa。【答案】省力；3×104。【解析】（1）由題知，O為支點，因為AB＝4OA，所以OB＝3OA，動力臂大于阻力臂，此杠桿為省力杠桿；（2）由杠桿平衡條件可得：FB×OB＝FA×OA，杠桿A端受到的力：FA＝＝＝360N，方向豎直向上；由于力的作用是相互的，物體C受到硬桿的壓力：F壓＝FA＝360N，此時物體C對水平地面的壓力：F＝G+F壓＝240N+360N＝600N，受力面積S＝200cm2＝0.02m2，物體C對水平地面的壓強：p＝＝＝3×104Pa。故答案為：省力；3×104。考點四：簡單機械綜合考查▲方法點撥：杠桿與滑輪是常見的簡單機械，使用杠桿時，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。使用定滑輪不省力，使用一個動滑輪可以省一半的力；使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩子承擔物重，提起物體所用的力就是物體重力的幾分之一。【典例五】某建設工地，有一“塔吊”正在準備起吊一底面積為0.8m2、質量為2400kg的圓柱形重物；如圖所示，A為塔吊的配重，OB為塔吊的起重臂，C為能在起重臂上移動的載重小車，載重小車下掛有滑輪組，OB＝25m。當載重小車在B點時，能安全起吊重物的最大質量是1200kg。現在載重小車從距離O點為10m的載重臂上，準備起吊該圓柱形重物（不計掛鉤、滑輪組和鋼絲繩重及摩擦．g＝10N/kg）問：（1）起吊后，當重物勻速上升時，載重小車下每段鋼絲繩的拉力為多大？（2）如果將重物勻速提升20m，則拉力做功多少？（3）塔吊將重物從起吊點提升20m后，載重小車最多能向B點方向再平移多少米，才能保證安全工作？【答案】（1）6000N；（2）4.8×105J；（3）2.5m。【解析】（1）由圖可知，承擔重物的鋼絲繩的股數n=4，∵不計掛鉤、滑輪組和鋼絲繩重及摩擦，∴載重小車下每段鋼絲繩的拉力：F拉=G=×2.4×104N=6000N；（2）s=4h=4×20m=80m，拉力做功：W=Fs=6000N×80m=4.8×105J；（3）由題知，GA×OA=m最大g×OB；當提升2400kg重物時，GA×OA=m物g×OC′，∴m最大g×OB=m物g×OC′，即：1200kg×g×25m=2400kg×g×OC′，∴OC′=12.5m，∴載重小車最多能向B點方向平移的距離：s=OC′-OC=12.5m-10m=2.5m。考點五：實驗專題▲方法點撥：1.探究杠桿的平衡條件關于探究杠桿平衡條件的實驗，應注意以下幾點：(1)調節杠桿使其在水平位置平衡，可以使杠桿的重心與支點重合，避免杠桿的重力對平衡產生影響，同時也便于直接從杠桿上測出力臂的大小；(2)調節杠桿使其在水平位置平衡的原則是“左低右調、右低左調”，如杠桿右端下沉，應向左調節平衡螺母；(3)調節平衡后，實驗過程中不能再通過調節平衡螺母使杠桿再次平衡；(4)探究時，要改變鉤碼的數量或改變懸掛鉤碼的位置進行多次實驗，以避免實驗數據的偶然性，從而得出具有普遍性的結論。2.測量滑輪組的機械效率實驗原理操作要點彈簧測力計豎直向上勻速緩慢拉動。探究機械效率與物重的關系時，用同一滑輪組提起重力不同的重物；探究機械效率與動滑輪重的關系時，用重力不同的動滑輪提起相同的重物影響因素物體重力、動滑輪的重力（不計摩擦和繩重）。提起的重物越重，動滑輪越輕（動滑輪個數越少），滑輪組的機械效率越高注意(1)同一滑輪組的機械效率是變化的；(2)提(拉)起重物時,要使彈簧測力計沿豎直方向勻速拉動繩子；(3)運用控制變量法分析數據,找出相同的量和不同的量，相同的量在表述結論時作為條件，不同的量在表述結論時作為探究的因素。【典例六】在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，每個鉤碼質量都相等。（1）如圖甲所示，杠桿在此位置靜止，這時杠桿（選填“平衡”或“不平衡”）。（2）調節杠桿的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，是為了便于測量。（3）如圖乙所示，若在A位置掛兩個鉤碼，現有三個鉤碼，需掛在杠桿O點右側第格的位置，使杠桿再次在水平位置平衡。（4）實驗時，多次換用不同數量的鉤碼，并改變鉤碼在杠桿上的位置，重復實驗。這樣做的目的是。（5）如圖丙所示，用彈簧測力計在B位置向下拉杠桿，保持杠桿在水平位置平衡，彈簧測力計由圖中a位置移至b位置時，其示數（選填“變大”“不變”或“變小”）。【答案】（1）平衡；（2）力臂；（3）2；（4）尋找普遍規律；（5）變大。【解析】（1）杠桿靜止或勻速轉動叫杠桿的平衡，故小王把杠桿放在支架上后，在圖甲所示位置靜止，這時的杠桿處于平衡狀態；（2）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應首先調節杠桿在水平位置平衡，使杠桿在水平位置平衡的目的是為了便于測量力臂；（3）設杠桿的一個小格是l，一個鉤碼重為G，根據杠桿平衡條件得，2G×3l＝3G×L2，所以L2＝2l，所以掛在杠桿O點右側第2格的位置掛3個鉤碼；（4）探究杠桿平衡的條件時進行多次實驗，多次改變掛在支點O兩邊鉤碼的質量和懸掛位置，收集杠桿平衡時多組動力，動力臂、阻力和阻力臂的數據，其目的是通過實驗數據總結實驗結論，使實驗結論具有普遍性，避免偶然性；（5）保持B點不變，若拉力F向右傾斜時，此時F的力臂變短，根據杠桿的平衡條件，力變大。故答案為：（1）平衡；（2）力臂；（3）2；（4）尋找普遍規律；（5）變大。【典例七】生活和生產中，提高機械效率有著重要的意義。（1）為了探究影響機械效率的因素，小輝選取了大小相同的滑輪，利用圖甲和圖乙裝置進行實驗，并把數據記錄在下表中。①比較1和2兩次實驗發現：在所用滑輪組一定時，提升的鉤碼___________，機械效率越高。②比較___________兩次實驗發現：在所用滑輪組一定時，機械效率與提升鉤碼的高度無關。③第5次實驗是利用圖___________的裝置完成的。④利用圖甲的裝置，把重6N的物體用2.5N的拉力勻速拉起，滑輪組的機械效率為___________。可見如果沒有刻度尺，只有測力計，也可以測量出滑輪組的機械效率。實驗次數滑輪材質鉤碼重G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N繩端移動的距離s/m總功W總/J機械效率η1鋁10.10.10.60.30.1856%2鋁20.10.21.00.30.367%3鋁20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%（2）實驗表明：額外功越小，總功越接近有用功：進一步推理得出：假如沒有額外功，總功等于有用功；可見使用任何機械都不省功。你所學物理知識中運用了這種研究方法得出的物理規律是___________。【答案】越重；2、3；乙；80%；牛頓第一定律或真空不能傳聲。【解析】（1）①[1]比較1和2兩次實驗知道，當提升鉤碼的高度相同，提升鉤碼重力不同時，鉤碼的重力越大，滑輪組的機械效率就越高，即所用滑輪組一定時，提升的鉤碼重力越大，機械效率越高②[2]比較2和3兩次實驗知道，當提升鉤碼的重力相同，提升高度不同時，滑輪組的機械效率相同，故滑輪組的機械效率與提升鉤碼的高度無關。③[3]第5次實驗中提升鉤碼的高度和繩端移動的距離相等，所以即繩子的有效段數為1，所以第5次實驗是利用了定滑輪完成的，故是利用了圖乙完成的。④[4]圖甲中的繩子段數n=3，根據題意知道，G物=6N，F拉=2.5N，則滑輪組的機械效率為（2）[5]物理學中，常常有難以達到條件的時候，這時，我們常常需要借助將實驗想象為理想情況下來達到我們的目的，在實驗基礎上經過概括、抽象、推理得出規律，這種研究問題的方法就叫科學推理法。使用任何機械不省功，即采用了理想化推理法。所學的牛頓第一定律，由于不能用實驗直接驗證，就是在實驗的基礎下推理得出的。考點六：功、功率、機械效率的綜合計算▲方法點撥：【典例八】汽車通過如圖所示裝置將物體從10m深的井底勻速拉至井口用了40s。已知物重為2.8×103N，其底面積為400cm2，汽車重2×104N，若繩重以及繩和滑輪間的摩擦不計，汽車與地面間的阻力為車重的0.05倍且不變，勻速提升物體時汽車對繩子的拉力為1.6×103N。求：（1）提升物體過程中滑輪組的機械效率。（2）提升物體過程中汽車的牽引力。（3）當汽車對繩子的拉力為800N時，物體對地面的壓強。【解析】（1）提升物體過程中滑輪組的機械效率：（2）汽車與地面間的阻力為車重的0.05倍且不變，汽車的阻力為：對汽車進行受力分析，在水平方向上受向右的牽引力，向左的阻力和向左拉力，故提升物體過程中汽車的牽引力為：（3）動滑輪重為：當汽車對繩子的拉力為800N時，鉤對物體的拉力為：物體對地面的壓力為：物體對地面的壓強為：答：提升物體過程中滑輪組的機械效率為87.5%；故提升物體過程中汽車的牽引力；物體對地面的壓強為。七、【單元訓練】一、選擇題1．杠桿在生活中有很多應用，如圖甲、乙兩個同學正在玩蹺蹺板，甲同學欲使靜止的蹺蹺板向下，他可采取的有效方法是（）。A．向后移動 B．向前移動 C．前后移動都行 D．請乙后退點【答案】A。【解析】甲同學欲使靜止的蹺蹺板向下，根據杠桿的平衡條件可知，可以增大甲的壓力或增大甲的壓力的力臂，故他可以向后移動；若乙后退點，則乙的力臂變大，乙的壓力與其力臂的乘積變大，蹺蹺板的右端不會向下，故A正確。故選：A。2．現有若干個規格相同的鉤碼，如圖所示，為了使杠桿在水平位置平衡，應在杠桿的A點掛（）個鉤碼。A．1 B．2 C．3 D．4【答案】C。【解析】設每個鉤碼重為G，杠桿每格長度為L，由杠桿平衡條件得：2G×6L＝nG×4L，則n＝3。故選：C。3．如圖，工人師傅正在使用一根硬棒撬動石頭，使用此硬棒（）。A．省力且省距離 B．省力但費距離 C．費力且費距離 D．費力但省距離【答案】B。【解析】由圖可知，使用一根硬棒撬動石頭時，動力臂大于阻力臂，由杠桿的平衡條件知道，此時動力小于阻力，即使用的是省力杠桿，由功的原理知道，使用任何機械都不省功，省力杠桿一定費距離，故B正確。故選：B。4．如圖所示，是我國古代《墨經》最早記述了秤的杠桿原理，有關它的說法正確的是（）。A．“標”、“本”表示力，“權”、“重”表示力臂；B．圖中的B點為杠桿的支點；C．“權”小于“重”時，A端一定上揚；D．增大“重”時，應把“權”向A端移【答案】D。【解析】A、力臂是支點到力的作用線的距離，“權”相當于現在的砝碼，即動力，把秤的支點到權的距離稱之為“標”，在物理中，我們把它稱之為動力臂；重就是重物，相當于杠桿的阻力，把秤的支點到權的距離稱之為“本”，在物理中，我們把它稱之為阻力臂；則“標”、“本”表示為力臂，“權”、“重”表示為力，故A錯誤；B、圖中的B點為阻力的作用點，杠桿的支點是O點，故B錯誤；C、“權”小于“重”時，根據杠桿平衡原理條件“權”ד標”＝“重”ד本”可知：當“標”大于“本”時，杠桿可能在水平位置平衡，所以A端不一定上揚，故C錯誤；D、增大“重”時，由于“權”和“本”不變根據杠桿平衡原理條件“權”ד標”＝“重”ד本”可知：應把“標”變大，即把“權”向A端移，故D正確。故選：D。5.用如圖所示的裝置來提升物體，既能省力又能改變施力方向的裝置是（）。A. B. C. D.【答案】C。【解析】?A.圖中是定滑輪，只能改變力的方向，不能省力，故該選項不符合題意；?B.圖中是動滑輪，只能省力，不能改變力的方向，故該選項不符合題意；?C.圖中是滑輪組，與動滑輪相連的有2段繩子，動力的方向向下，物體向上運動，可以省力，可以改變力的方向，故該選項符合題意；?D.圖中是滑輪組，與動滑輪相連的有3段繩子，動力的方向向上，物體向上運動，可以省力，不可以改變力的方向，故該選項不符合題意。?故選C。?6.使用滑輪組可以達到的目的是（）。A.省力而且一定能改變力的方向 B.省力但不可能改變力的方向C.省力而且能省距離 D.能省力而且也可以改變力的方向【答案】D。【解析】定滑輪的優點是改變力的方向，動滑輪的優點是省力，但不能改變力的方向，而由定滑輪和動滑輪組成的滑輪組既能省力，又能改變動力的方向。?故選D。7.利用如圖所示的動滑輪（重0.4N）提升鉤碼時，不能證明使用動滑輪能省力的操作是（）。A.豎直勻速提升0.4N的鉤碼 B.豎直勻速提升0.C.豎直勻速提升1.2N的鉤碼 D.豎直勻速提升1.【答案】A。【解析】使用如圖所示動滑輪提升鉤碼時，若不計繩重及摩擦，繩端拉力為：F=G當G鉤?G動時，F?G故選：A。?8.用如圖所示的四個裝置提起同一物體靜置不動，其中OA=2AB，忽略裝置自身的重力和摩擦，所需拉力F最小的是（A.B.C.D.【答案】A。【解析】?(1)由題知，不計摩擦和動滑輪重，先分析所用的是定滑輪、動滑輪還是滑輪組，?若是定滑輪，不省力，F=G；?若是動滑輪，省一半力，F=1(2)對于AB選項應用杠桿平衡條件，求出物體重力與拉力的關系。?此題主要考查了動滑輪和定滑輪的特點、杠桿平衡條件的應用，是一道基礎題，難度不大。??A.該圖是動滑輪，省一半力，F=1B.該圖也是動滑輪，由于動力作用在動滑輪上，F=2GC.據杠桿的平衡條件可知，此時F×OB=G×OA，因為OA=2ABD.據杠桿的平衡條件可知，此時F×OA=G×OB，因為OA=2AB所以這四個裝置中A所需拉力F最小。?故選A。9.如圖所示，物體A重400N置于水平桌面上，物體B重100N恰能拉著A向右勻速運動；現用水平向左的拉力F作用于物體A上，使物體B在5s內勻速上升了1m(不計動滑輪、繩重以及滑輪輪軸間摩擦)，在此過程中下列分析正確的是（A.拉力F為50N B.拉力F的功率為40WC.物體A與桌面的摩擦力為350N D.繩子拉力對物體B所做的功為200J【答案】B。【解析】(1)由圖可知，承擔物重的繩子股數是2，?不計動滑輪、繩重以及滑輪輪軸間摩擦，繩子自由端的拉力：?F'=G物體A勻速運動，則拉力和摩擦力是一對平衡力，物體A所受摩擦力：f=F'=50N(2)用一水平向左的力F拉動物體A，拉力：F=f+F'=50N物體B在5s內勻速上升了?=1m，則物體A在5s內勻速移動了s=拉力做的功：W=Fs拉力F的功率為：P=W(3)繩子拉力對物體B所做的功：W'=G由此分析可知選項ACD錯誤，B正確。故選B。?10.一名體重500N的舉重運動員，可舉起1200N的物體，這個人站在地面上，用如圖的裝置提升重物，滑輪重和摩擦均忽略不計，在下列四個不同重力的物體中，他能提起最重的物重是（）。A.500N B.2400N C.1200N D.1000N【答案】D。【解析】∵人的體重為500N，?∴人能施加的最大拉力F=500N∵F=1∴他能提起最重的物重：?G=2F故選：D。?11.工人用如圖所示的裝置運送砂石。下列說法正確的是（不計繩重、動滑輪重和摩擦）（）。A.滑輪組中的定滑輪只能改變力的方向；B.圖中動滑輪相當于一個費力杠桿；C.繩子自由端下拉1m，桶上升2m；D.質量為65kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石【答案】A。【解析】A、定滑輪能改變力的方向，但不能改變力的大小，故A正確；?B、動滑輪實質是動力臂等于阻力臂二倍的杠桿，屬于省力杠桿，故B錯誤；?C、由圖知，n=2，拉力端移動距離s=2h，若繩子自由端下拉1m，則桶上升0.5m，故D、工人向下拉繩子時，繩子會對人施加向上的拉力，為避免人被繩子拉上去，?所以人提供的最大拉力F最大不計繩重、動滑輪重和摩擦時，利用該滑輪組能提起的最大物重G最大則提升物體的最大質量：m最大=G故選：A。?二、填空題12．如圖所示是某簡易杠桿的示意圖，已知AOB水平，OA＝OB，物體重力G＝10N，拉力F的方向如圖所示。該杠桿是杠桿，F＝N。【解析】（1）如圖，延長動力作用線，作出動力臂OC，∠CBO＝30°，BO＝AO，在直角三角形中30°所對的直角邊是斜邊的一半，所以OC＝OB＝OA，O是杠桿AOB的支點，OA是阻力臂，OC是動力臂，動力臂小于阻力臂，為費力杠桿；F是動力，阻力FA＝G＝10N，根據杠桿平衡條件得，FA×OA＝F×OC，即：10N×OA＝F×OA，解得，F＝20N。故答案為：費力；20。13．如圖所示，小明用撬棍向上撬石頭，由于動力臂阻力臂，所以撬棍是一個（選填“省力”或“費力”）杠桿。【解析】小明用撬棍向上撬石頭，根據圖可知，動力臂大于阻力臂，所以動力小于阻力，是一個省力杠桿。故答案為：大于；省力。14．如圖所示，輕質杠桿OAB上掛一物體，拉力F使杠桿在圖中位置平衡，請在圖中畫出力F的力臂L和物體所受的重力示意圖。【解析】過物體的重心，向豎直向下方向畫一條有向線段，用G表示物體所受重力；由支點O向F的作用線作垂線，垂線段的長度為F的力臂L，如圖所示：15.如圖所示，分別將質量相同的物體在相同的時間內勻速提升相同的高度。若不計繩重與摩擦，滑輪比物體輕，則所用的拉力F甲______F乙，機械效率η甲______η乙，拉力的功率P甲______P乙。(均選填“>【答案】＞；＞；＜。【解析】不計繩重和摩擦，兩圖中：甲是定滑輪，繩子自由端的拉力：F甲=G；乙是動滑輪，繩子自由端的拉力：由于G動<G，所以G+G動<G+G在不計繩重和摩擦時，使用定滑輪不需要做額外功，因此甲的機械效率為100％；而使用動滑輪，由于要克服動滑輪的重力做額外功，所以乙的機械效率小于100％，故甲裝置的機械效率一定大于乙裝置的機械效率；不計繩重和摩擦，兩圖中，甲是定滑輪，乙是動滑輪，根據W有=G?=mg?，它們分別將質量相同的甲、乙兩物體在相同的時間內勻速以相同速度提升相同的高度?，故兩圖中做的有用功相同，因乙中要克服動滑輪重做額外功，故F甲做的功一定小于F乙做的功，做功的時間相同，根據故答案為：>；>；<。?16.如圖所示，用20牛的拉力F勻速提起物體A，不計摩擦，A的重力為______牛。若物體A在10秒內上升4米，此過程中拉力F做的功為______焦，功率為______瓦。【答案】20;80;8。【解析】滑輪重力和摩擦不計時，由圖可知，吊A滑輪的是定滑輪，使用定滑輪不能夠省力，所以FA拉力F做的功W=F?S=20N×4m功率P=w故答案為：20；80；8。?17.如圖，用滑輪組將重為600N的物體豎直向上勻速提升。每個滑輪的重力為30N，不計繩重和摩擦。則豎直向上的拉力F=______N，彈簧測力計的示數為______N。.【答案】210；450。【解析】由圖可知，承擔物重的繩子股數n=3，?不計繩重和摩擦，拉力為：F=1該裝置處于靜止狀態，受力平衡，彈簧測力計的示數等于定滑輪的重力加上兩股繩子的拉力：2×210N故答案為：210；450。?三、實驗題18.如圖甲所示是小明探究“杠桿的平衡條件”的