了解杠桿、滑輪的性質(zhì)
掌握杠桿平衡、滑輪組的計(jì)算
掌握簡(jiǎn)單機(jī)械做功中功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算
知識(shí)梳理
一、杠桿
1、幾個(gè)概念：
杠桿：在力的作用下繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒。
支點(diǎn)：固定點(diǎn)
力臂：支點(diǎn)到力的作用線的距離。
杠桿的五要素：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。缺一不可
如何確定支點(diǎn)？
有些情況下，可將杠桿模擬轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、鐵鍬。
畫力臂的方法：
先確定支點(diǎn)，然后找到對(duì)應(yīng)力，過支點(diǎn)做這個(gè)力所在直線的垂線段
3、 研究杠桿的平衡條件：
① 杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
② 實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上
量出力臂。
③ 結(jié)論：杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂
寫成公式 也可寫成：
注意：
（1）必須先找出并確定支點(diǎn)。
（2）對(duì)力進(jìn)行分析，從而確定動(dòng)力和阻力
（3）找出動(dòng)力和阻力的作用線，確定動(dòng)力臂和阻力臂。
4、杠桿的分類：
（1）省力杠桿：動(dòng)力臂大于阻力臂 省力費(fèi)距離
撬棍、扳手、鉗子、拔釘器、開瓶器、指甲剪、自行車把手、汽車方向盤
（2）費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂小于于阻力臂 費(fèi)力省距離
筷子、鑷子、扇子、湯勺、魚竿、理發(fā)師剪刀
（3）等臂杠桿：動(dòng)力臂等于于阻力臂 改變力的方向
天平、蹺蹺板、定滑輪
二、滑輪
定滑輪：滑輪軸固定不動(dòng)
本質(zhì)：等臂杠桿，不省力不省距離，但改變力的方向。
如：自動(dòng)晾衣架
動(dòng)滑輪：滑輪隨物體一起運(yùn)動(dòng)
本質(zhì)：省力杠桿，省一半力，多一倍距離 。動(dòng)力臂是阻力臂2倍。
滑輪組：動(dòng)滑輪負(fù)責(zé)省力，定滑輪負(fù)責(zé)改變距離。
重物和動(dòng)滑輪的重力有幾段繩承擔(dān)，所用的拉力就是它們的總重力的幾分之一；拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離就是重物移動(dòng)距離的幾倍。
三、機(jī)械效率
有用功、額外功、總功
機(jī)械效率：η=W有用/W總
實(shí)際情況下：ηv乙，故A錯(cuò)誤；
B．提升鉤碼的質(zhì)量相同、重力相同，且滑輪的質(zhì)量相同、重力相同，不計(jì)繩重及摩擦，拉力
F=(G+G動(dòng))
n甲=2， n乙=3，所以繩端的拉力分別為
F甲=(G+G動(dòng))
F乙=(G+G動(dòng))
則繩端的拉力F甲>F乙，故B錯(cuò)誤；
C．繩端拉力F甲>F乙，繩端A、B移動(dòng)相同的距離，由W=Fs可知拉力做的總功
W甲總>W乙
總，即甲滑輪組的總功比乙多，故C正確；
D．忽略繩重和摩擦，機(jī)械效率
===
因?yàn)樘嵘^碼的質(zhì)量相等、重力相等，所以動(dòng)滑輪和滑輪組的機(jī)械效率相等，故D錯(cuò)誤。
故選C。
13．（2021·湖南株洲·中考真題）撐桿跳是使用撐桿做一系列動(dòng)作使人體越過一定高度的田徑項(xiàng)目，它可依次分解為如圖所示幾個(gè)連續(xù)的過程。如圖甲，運(yùn)動(dòng)員手握撐桿保持靜止時(shí)，兩只手在P、Q兩處對(duì)撐桿施加作用力的方向應(yīng)是（O為撐桿重心）（ ）
A．都向上B．都向下
C．P處向上 Q處向下D．P處向下 Q處向上
【答案】D
【詳解】
運(yùn)動(dòng)員手握撐桿保持靜止時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)。若以Q處為支點(diǎn)，由于O點(diǎn)受力向下會(huì)使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，為使杠桿平衡，P處必須受一個(gè)方向向下的力；若以P處為支點(diǎn)，由于O點(diǎn)受力向下會(huì)使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，為使杠桿平衡，則在Q處要受到一個(gè)方向向上的力。綜上所述可得：P處受力向下，Q處受力向上。故ABC錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
14．（2021·湖南永州·中考真題）如圖所示，用F＝10N的拉力使重物勻速上升0.1m，已知物體的重力為27N（忽略繩子與滑輪的摩擦及繩子的重力），下列說法正確的是（ ）
A．繩子末端移動(dòng)的距離是0.2m
B．拉力做的功是2.7J
C．滑輪組的機(jī)械效率是90%
D．動(dòng)滑輪的重力是1N
【答案】C
【詳解】
A．由圖可知，n=3，繩子末端移動(dòng)的距離
s=nh=3×0.1m=0.3m
故A錯(cuò)誤；
B．拉力做的功
W總=Fs=10N×0.3m=3J
故B錯(cuò)誤；
C．有用功
W有=Gh=27N×0.1m=2.7J
滑輪組的機(jī)械效率

故C正確；
D．忽略繩子與滑輪的摩擦及繩子的重力，動(dòng)滑輪的重力
G動(dòng)=3F-G=3×10N-27N=3N
故D錯(cuò)誤。
故選C。
15．（2021·湖北黃石·中考真題）如圖所示，重600N的物體在大小為100N的水平拉力作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10s，滑輪組的機(jī)械效率為60%。在此過程中下列選項(xiàng)正確的是（ ）
A．物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為100N
B．拉力F做的功為100J
C．額外功的功率是8W
D．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.3m/s
【答案】C
【詳解】
物體運(yùn)動(dòng)的距離為
由圖可知，繩子的股數(shù)為2，則繩子端移動(dòng)的距離為
繩子端移動(dòng)的速度為
總功為
滑輪組的機(jī)械效率為60%，根據(jù)可知，有用功為
因?yàn)槲矬w克服摩擦力做功，所以摩擦力為
額外功為
額外功的功率為
故選C。

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