第十一章 简单机械（单元复习课件）- 八年级物理全一册（沪科版2024）

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第十一章  简单机械单元复习八年级 全一册上海科学技术出版社第一节 探究：杠杆的平衡条件第二节 滑轮及其应用第三节 机械效率复习内容第十一章  简单机械本章内容结构第十一章  简单机械 探究：杠杆的平衡条件知识一 杠杆知识梳理1. 杠杆的概念：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。 2. 描述杠杆特征的“五要素”①支点：杠杆绕着转动的点O. ②动力：使杠杆转动的力F1.③阻力：阻碍杠杆转动的力F2.④动力臂：从支点到动力作用线的距离l1.⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2.（1）杠杆的“五要素”知识一 杠杆知识梳理（2）透析杠杆五要素①支点：一定在杠杆上；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变。②动力与阻力：作用点都在杠杆上，分别使杠杆向相反方向转动，动力和阻力是相对的。③力臂：支点到力的作用线的距离，不是支点到作用点的距离；力臂不一定在杠杆上（如图中l1和l2）；若力的作用线过支点，则力臂为0。知识一 杠杆知识梳理 3. 力臂的画法第一步：先确定支点O和动力F1、阻力F2的方向；如图所示。第二步：确定动力和阻力的作用线。从动力、阻力作用点沿力的方向（或反方向）分别画虚线，即为动力、阻力的作用线，如图所示。第三步：画出动力臂和阻力臂。由支点向力的作用线作垂线，从支点到垂足的距离就是力臂，并标明动力臂与阻力臂的符号“l1”、“l2”，如图所示。知识二 杠杆的平衡条件 知识梳理1. 探究杠杆的平衡条件实验目的（1）探究杠杆的平衡条件。（2）学习如何分析实验数据来验证猜想。实验器材杠杆、铁架台、钩码等。实验设计 利用图所示的实验装置，通过改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。知识二 杠杆的平衡条件 知识梳理实验步骤 （1）把杠杆安装在支架上，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态。（2）在杠杆支点两侧悬挂不同个数的钩码，它们对杠杆的作用力分别作为动力F1、阻力F2。移动钩码的悬挂位置，使杠杆在水平位置重新平衡，在自己设计的记录表中记录此时杠杆两侧所受作用力的大小、动力臂l1和阻力臂l2。（3）改变动力F1和动力臂l1的大小，重复实验，并将数值记录在记录表中。知识二 杠杆的平衡条件 知识梳理大量实验证明：分析论证杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2分析表中的数据，找出它们之间的关系。实验结论知识二 杠杆的平衡条件 知识梳理（1）杠杆在水平位置静止的目的是一是使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响；二是便于直接读出力臂。（2）多次测量获得多组实验数据的目的是避免偶然性，获得普遍性的结论。（3）平衡螺母的调节在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，不能再调节平衡螺母。交流与评估 知识二 杠杆的平衡条件 知识梳理（4）实验中，如果杠杆不在水平位置平衡，动力臂和阻力臂能否直接从杠杆上读出？为什么？实验中，如果杠杆不在水平位置平衡，动力臂和阻力臂不能直接从杠杆上读出。如图所示，此时的动力臂与阻力臂应该是l1和l2。显然，l1小于10cm，l2小于20cm。知识二 杠杆的平衡条件 知识梳理（5）使用弹簧测力计进行实验 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。读出动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2之，也可获得实验数据。知识二 杠杆的平衡条件 知识梳理∟弹簧测力计一定沿_____方向施加力。如图甲所示，弹簧测力计沿竖直方向施加力时，力臂l1=10cm，可以直接读出。如图乙所示，弹簧测力计不沿竖直方向施力，力臂为l2， l2 ＜l1=10cm，不能直接从杠杆上读出。竖直知识梳理知识二 杠杆的平衡条件 2. 杠杆的平衡条件  知识三 杠杆的应用 知识梳理F动＜F阻 F动＞F阻F动=F阻l动＞l阻l动＜l阻l动=l阻费距离 省距离不省距离也不费距离1. 杠杆的分类 知识三 杠杆的应用 知识梳理2. 省力杠杆 如图所示，动力臂 l1大于阻力臂l2 ，动力 F1小于阻力F2，即省力。动力作用点移动的距离AAʹ大于阻力作用点阻力移动的距离BBʹ ，即费距离。知识三 杠杆的应用 知识梳理3. 费力杠杆 甲图所示是赛艇的船桨，乙图是船桨的杠杆模型。划船时船桨绕着支点O转动，手的作用力F1为动力，作用点为A点；水对船桨的力F2为阻力，作用点为B点。因为动力臂l1小于阻力臂l2，所以是费力杠杆，但划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。 知识三 杠杆的应用 知识梳理4. 等臂杠杆 如图所示的等臂杠杆，动力臂l1等于阻力臂l2，动力F1等于阻力F2；使用时，动力作用点移动的距离等于作用点阻力移动的距离，不省距离也不费距离。知识三 杠杆的应用 知识梳理视频小结 ——《杠杆》 典型例题题型一、杠杆 杠杆作图【例题1】有关杠杆的说法正确的是（　　）A．作为杠杆一定要有支点，而且支点一定在杠杆上，杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的B．杠杆的长度一定等于动力臂与阻力臂之和C．使用杠杆可以省力，有的杠杆既可省力，又可省距离D．从杠杆的支点到动力作用点的距离叫做动力臂A典型例题A．杠杆一定有支点，而且支点一定在杠杆上；杠杆可以是直棒，也可以是弯曲的，但杠杆一定是硬棒，故A正确；B．力臂是指支点到力的作用线的垂线段，因此动力臂与阻力臂之和不一定等于杠杆的长度，故B错误。C．杠杆分省力杠杆，费力杠杆，等臂杠杆，既省力又省距离的杠杆是没有的，故C错误；D．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，故D错误。故选A。题型一、杠杆 杠杆作图典型例题【例题2】图中，用直棒提升重物，画出图示位置所用最小力F1和阻力F2的力臂L2。据杠杆的平衡条件，力最小，则力臂最大，连接OB为最大力臂，过B点作垂直于OB向上的力F1即为最小力；将F2的作用线反向延长，过O点作力F2的作用线的垂直线即为力臂L2。如图所示。  题型一、杠杆 杠杆作图典型例题【例题3】图（a）是一款水管扳手钳，其中AOB部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图（b）所示，请在图（b）中画出杠杆平衡时的阻力臂l2及作用在B点的最小动力F1。题型一、杠杆 杠杆作图由图知，O点为支点，从O点作F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂l2；若动力作用在B点，以OB为动力臂是最长的力臂，此时力最小，则连接OB为最长力臂，再过B点做OB的垂线，即动力F1的作用线，以O为支点，F1、F2作用效果相反，F2使杠杆顺时针转动，则F1使杠杆逆时针转动，F1的方向向上，如图所示。1. 力臂作图（画力臂的方法）（1）找到支点，确定力的作用点和方向；（2）作出力的作用线；（3）从支点向力的作用线作垂线段；（4）标出力臂。2. 画力臂的注意事项（1）力的作用点一定在杠杆上，但力臂不一定在杠杆上。对于直杠杆而言，当力的作用线垂直于杠杆时，力臂与杠杆重合。（2）当表示力的线段比较短时，可将力的作用线延长，延长部分要用虚线表示。（3）力臂通常有三种表示方法。方法技巧题型一、杠杆 杠杆作图3. 最小力作图找最长动力臂的方法：根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最大力臂。（1）如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂；（2）如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。方法技巧题型一、杠杆 杠杆作图典型例题题型二、探究杠杆的平衡条件【例题4】在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验，部分实验数据如下表所示。由表中数据可得， F1、F2、l1、l2之间的关系式是__________；F1 l1 =F2l2 　典型例题题型二、探究杠杆的平衡条件（2）①在第（1）问的某次实验中，杠杆右侧挂了4个钩码，左侧用弹簧测力计竖直向下拉，当杠杆在如图甲所示位置静止时，弹簧测力计的示数是________N；②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变，取下弹簧测力计，在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，当杠杆再次水平并静止时，弹簧测力计对杠杆的拉力为F=1.5 N，请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。 3　见解析　典型例题题型二、探究杠杆的平衡条件 方法技巧题型二、探究杠杆的平衡条件实验注意事项 1. 在挂钩码时，左、右两侧钩码数量一般不要相同。2. 实验过程中，不能再调节杠杆两端的平衡螺母，否则会破坏杠杆原来的平衡。3. 实验时让杠杆在水平位置平衡的目的：让杠杆的重心刚好在支点，以消除杠杆的重力对实验的影响，且便于测量力臂。典型例题【例题5】如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（　　）A．F的大小为物重的2倍 B．物重增加5N，F的大小也增加5NC．物体悬挂点右移，拉力F会增大 D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小C　题型三、杠杆的应用典型例题A．由图知，OA=AB，阻力臂为动力臂的一半，根据杠杆的平衡条件可知F×OB=G×OA，由于OB=2×OA，所以拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误；B．若物重增加5N，根据杠杆的平衡条件得，（F+ΔF）×OB= （G+5N）×OA 解得ΔF=2.5N； 故B错误；C．当悬挂点右移时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，则动力F将变大，故C正确；D．保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。 故选C。题型三、杠杆的应用典型例题题型三、杠杆的应用【例题6】如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。若将两边的钩码同时向外移动1格，那么杠杆（ ）A．右边向下倾斜 B．左边向下倾斜C．仍保持水平位置平衡 D．无法确定杠杆是否平衡B设一个钩码的重为G，杠杆一格的长度为l，若将两边的钩码同时向外移动1格，则左端力和力臂的乘积为3G×3l=9Gl右端力和力臂的乘积为 2G×4l=8Gl左端乘积较大，所以左边向下倾斜，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。典型例题题型三、杠杆的应用【例题7】如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆B．向下拉绳放下空桶时拉力为20NC．向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N D典型例题题型三、杠杆的应用A．向下拉绳放下空桶时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；B．向下拉绳放下空桶时，根据杠杆的平衡条件可知G石·OA=（G桶+F）·OB 即40N×1.2m=（20N+F）×0.6m解之可得：F=60N，故B错误；C．向上拉绳提起装满水的桶时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；D．向上拉绳提起装满水的桶时，根据杠杆的平衡条件可知：G石·OA=（G桶+G水-Fˊ）·OB即40N×1.2m=（20N+100N-Fˊ）×0.6m解得Fˊ=40N，故D正确。故选D。典型例题题型三、杠杆的应用【例题8】如图所示，杆秤砣的质量为0.5kg，秤钩悬挂处A与秤纽O间的距离为6cm，挂上重物后，秤砣移至距O点24cm的B处时，秤杆正好水平，求：（1）秤砣受到的重力（g=10N/kg）；（2）被称物体的重力；（3）若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少kg的物体？典型例题题型三、杠杆的应用 方法技巧题型三、杠杆的应用利用杠杆平衡条件解决实际问题的步骤 1. 转化：分析受力情况，找出支点，然后找出动力和阻力、动力臂和阻力臂，将实际物体转化成杠杆模型；2. 标量：画出杠杆模型示意图，在图中标明动力、阻力、动力臂、阻力臂；3. 计算：根据已知条件，利用杠杆平衡条件分析求解。方法技巧题型三、杠杆的应用判断杠杆种类的方法1. 通过动力臂和阻力臂的大小关系判断：对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系；2. 从应用目的上进行判断：省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的，而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。滑轮及其应用知识梳理知识一 定滑轮和动滑轮 1. 定滑轮（1）定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮，叫做定滑轮。（2）定滑轮的特点不省力F=G；不省距离s=h ；能改变力的______。（3）定滑轮的实质——等臂杠杆如图所示，定滑轮的轴心O为支点，动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的半径r。它实质上可以看成是能够连续转动的等臂杠杆；所以使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。方向知识梳理知识一 定滑轮和动滑轮 （4）用平衡力的知识研究定滑轮的特点分析：如图，在忽略摩擦的情况下，物体受到重力G和拉力F作用，由于物体匀速上升，所以拉力F跟物体的重力G是一对平衡力，大小相等，即F=G。物体向上运动，用力的方向却是向下，所以，使用定滑轮能改变力的方向。结论：使用定滑轮不省力，可以改变力的方向.知识一 定滑轮和动滑轮 2. 动滑轮（1）动滑轮：使用时，滑轮的轴能随物体一起运动。（2）动滑轮的特点：省力F＜G；费距离s绳=2h物，不能改变力的______。方向（3）动滑轮的实质——动力臂是阻力臂2倍的杠杆如图所示，定滑轮O为支点，动力臂l1为滑轮的直径，阻力臂l2为滑轮的半径，在不计摩擦和动滑轮重时，动力是阻力的一半。知识梳理知识一 定滑轮和动滑轮 （4）用平衡力的知识研究动滑轮的特点G动  知识梳理知识二 滑轮组    nn知识梳理知识二 滑轮组 奇动偶定动定知识梳理知识二 滑轮组  n=5  知识二 滑轮组F＝Gs＝h不省力不省距离能改变力的方向 s＝2h省力、费距离，不能改变力的方向 s=nh（n为动滑轮上绳子段数）省力、费距离，能否改变力的方向和绕线方式有关  定滑轮、动滑轮、滑轮组的比较(不计绳重、摩擦)知识梳理视频总结——《滑轮的几种使用方法分析》 知识二 滑轮组典型例题题型一、定滑轮与动滑轮【例题1】如图，甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两人用力一样大 B．甲使绳索移动的距离大于乙使绳索移动的距离C．乙用力比甲小 D．甲乙使绳索移动的距离相等CAC．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计滑轮重和摩擦，则甲的拉力等于物重，乙的拉力等于物体重力的1/2，所以乙用力比甲小，故A错误，C正确；BD．将同一物体拉到楼顶，即物体上升高度相同，甲使绳索移动距离等于物体上升的高度，乙使绳索移动距离等于物体上升高度的两倍，所以甲使绳索移动的距离小于乙使绳索移动的距离，故BD错误。故选C。典型例题题型一、定滑轮与动滑轮【例题2】如图所示，拉力F1和F2分别经过滑轮A和B使重为10牛的同一物体沿水平方向做匀速直线运动，若物体与水平面间的滑动摩擦力大小为5牛，则F1的大小为 牛。F2的大小为 牛，如果F2的作用点的运动速度为2米/秒，则物体的运动速度为 米/秒。（不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦） 15 2.5 典型例题题型一、定滑轮与动滑轮不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦，由图可知，A为定滑轮，所以拉力F1=f=5NB为动滑轮，所以拉力物体的运动速度为题型一、定滑轮与动滑轮方法技巧1. 判断滑轮类型的方法 判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。2. 用平衡法分析动滑轮受力情况不考虑绳重、摩擦，考虑滑轮重力时拉力、物重与滑轮自重三者的关系如图所示。由图可知，动滑轮静止或匀速直线运动时，滑轮在竖直方向上处于平衡状态，则 2F=G物+G动 典型例题题型二、滑轮组及其绕绳方式【例题3】如图所示，人站地面使用该滑轮组向下拉绳提升水桶，请画出绳子的绕法。对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意要用向下的力提升重物可知，是用两股绕线的这种方法，可从人的手开始，先绕过定滑轮，然后再依次绕过动滑轮和定滑轮的框架钩，此时有两段绳子承担物重，如图所示：典型例题题型二、滑轮组及其绕绳方式【例题4】一辆小汽车陷入泥中，请你画出图中滑轮组最省力的绕法。只有一个动滑轮，要求最省力，动滑轮绕3段绳，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示.题型二、滑轮组及其绕绳方式1. 滑轮组中末段绳子的作用滑轮组中绳子段数n为动滑轮上承担物重的绳子段数，最后那段从下面动滑轮拉上去的绳子承担物重，如图乙所示；而从上面定滑轮拉下来的那段绳子只起到改变力的方向的作用，不承担物重，如图甲所示。方法技巧题型二、滑轮组及其绕绳方式方法技巧 2. 滑轮组的组装 （1）确定绕绳的有效段数：根据F=G/n可得绳子的有效段数为n=G/F，也可以根据s=nh得n=s/h，计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的有效段数。（2）绕绳方式的判断—“奇动偶定”：如图甲所示，承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上。如图乙所示，承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。典型例题题型三、有关滑轮（组）的计算【例题4】如图所示的滑轮组匀速提升20N的重物，绳子自由端的拉力是15N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（　　）A．动滑轮重5NB．若使用该滑轮组匀速提升10N的重物，绳子自由端的拉力F为10NC．若物体升高0.5m，则绳子自由端移动1.5mD．若绳子自由端的速度为0.2m/s，物体移动的速度为0.4m/sB典型例题题型三、有关滑轮（组）的计算 典型例题题型三、有关滑轮（组）的计算【例题5】如图所示，通过滑轮组用200N的拉力F把重为480N的物体以0.1m/s匀速提升10s，不计绳重和摩擦。求：（1）动滑轮重；（2）绳子自由端移动的距离；（3）若用此滑轮组将重为780N的物体竖直向上匀速提升，作用在绳子自由端的拉力F应为多大？典型例题题型三、有关滑轮（组）的计算 典型例题题型三、有关滑轮（组）的计算【例题6】将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60N，B重10N ，则A所受地面的摩擦力为_____N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为_____N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）20 40典型例题题型三、有关滑轮（组）的计算如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即f=F拉=2GB=2×10N=20N若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N典型例题题型三、有关滑轮（组）的计算【例题7】如图所示，G=80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（　　）A．0.8m/s，160N B．8m/s，40NC．0.4m/s，160N D．2m/s，40NA根据图可知：该动滑轮的拉力作用在滑轮轴上时，不计摩擦及滑轮重，根据动滑轮的特点可知 F=2G=2×80N=160N相同时间内物体上升距离是拉力F和滑轮移动的距离的二倍，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，故物体上升速度为v=2×0.4m/s=0.8m/s故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。题型三、有关滑轮（组）的计算方法技巧1. 分析计算理想状态下滑轮组的问题理想状态下，是指不考虑绳重、动滑轮重及摩擦，所以可以直接使用公式F=G/n，s=nh，v绳=nv物进行相关分析计算。2. 分析计算非理想状态下滑轮组的问题在非理想状态下，需要考虑动滑轮自重，计算拉力的大小时要使用 ，但s=nh，v绳=nv物仍可以继续使用。题型三、有关滑轮（组）的计算方法技巧3. 水平方向滑轮组的分析计算使用滑轮组水平拉动物体时，理想状态下滑轮组用几段绳子拉着动滑轮，拉力就是物体所受摩擦力的几分之一，即F拉= f/n。物体移动的距离与绳子自由端移动距离的关系为s绳=ns物，速度关系为v绳=nv物 。4. 反向滑轮组的受力分析较复杂的滑轮组，常常不能直接用滑轮组公式进行分析、求解，故需要用受力分析法求解滑轮组中力的大小。此时，一般以滑轮或物体为研究对象，沿竖直方向或水平方向进行受力分析，根据物体受力平衡的条件进行求解。 机械效率知识梳理知识一 有用功、额外功和总功1. 有用功：在图（a）所示实验中，直接用弹簧测力计提升钩码，其拉力克服钩码的重力做的功为有用功，用W有用表示。2. 总功：在图（b）所示实验中，弹簧测力计的拉力所做的功为总功，用W总表示。 3. 额外功：在借助动滑轮匀速提升钩码过程中，拉力不仅要做有用功，还须克服滑轮的重力及摩擦力等做功，这部分功为额外功，用W额外表示。有用功、额外功和总功的关系：W总=W有用+W额 知识梳理知识二 机械效率1. 机械效率  知识梳理知识二 机械效率②机械效率只有大小，没有单位。③机械效率总小于1。由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。④机械效率的高低与省力情况无关。机械效率的高低与机械省力多少无关，不要认为机械越省力其机械效率越高。知识梳理知识二 机械效率 2. 滑轮组的机械效率（1）滑轮组竖直提升物体 如图，利用滑轮组把重力为G的物体提高h。F为动力，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子股数。 由公式可知：不计绳重与摩擦，当动滑轮的重力越小、物体的重力越大时，机械效率越高。知识梳理知识二 机械效率    大量的实验表明：滑轮组的机械效率跟物重、动滑轮重、绳重和摩擦有关；对同一个滑轮组来说物重越大，机械效率越高；在物重相同时，动滑轮重越小，机械效率越高；在物重相同时，机械摩擦和绳重越小，机械效率越高。知识梳理知识二 机械效率知识梳理知识二 机械效率3. 斜面的机械效率如图所示，用力F沿斜面把重力为G的物体提高，h为斜面的高度，l为斜面的长度，f 为物体与斜面间的摩擦力。  知识梳理知识二 机械效率4. 杠杆的机械效率如图所示，利用杠杆把重力为G的物体提高h，F 为动力，s为动力作用点移动的距离。  知识梳理知识二 机械效率5. 提高机械效率的方法 同一机械，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大.在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力.有用功不变时，减小提升机械时做的额外功，可提高机械效率.机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低.改进机械结构，使其更合理、更轻巧.对机械按照技术规程经常保养，使机械处于良好的状态.被提升物体的重力机械自身的重力机械转动部件间的摩擦知识梳理课堂总结——《第3节 机械效率》 知识二 机械效率典型例题题型一、有用功、额外功和总功【例题1】如图所示，用不同的方法把同一个重物搬运到同样高度的车厢内。从做功的角度分析，两种方法_______一定相同，______可能不同（选填“有用功”或“总功”）。总功有用功两种方法中，物体重力G相同、被提高的高度h也相同，由W=Gh可知，两种方法有用功一定相同，而两种方法中，人对物体的作用力大小无法确定，所以所做的总功无法确定，所以总功可能不同。典型例题题型一、有用功、额外功和总功【例题2】用如图所示的电动起重机将6000N的重物匀速提升了4m，起重机的功率为5000W，此过程用时10s。该起重机做的有用功是_________J，总功_________。2.4×104 该起重机做的有用功是W有=Gh=6000N×4m=2.4×104 J该起重机做的总功是W总=Pt=5000W×10s=5×104 J5×104 题型一、有用功、额外功和总功分析三种功的注意事项1. 动力做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。2. 分析滑轮组提升重物所做的有用功时，只考虑物重和提升的高度，不必考虑做功的路径、方式。3. 分析额外功时，凡是克服机械本身的摩擦力而做的功，或克服机械本身重力而做的功都是额外功。方法技巧典型例题题型二、机械效率【例题3】关于功、功率和机械效率，下列说法正确的（ ）A．通过减小机械的摩擦，可使机械效率达到100%B．某机械做功的功率越大，其机械效率越高C．某机械所做的有用功越多，其机械效率就越高D．机械效率越高的机械，做功时有用功和额外功的比值越大D A．减小机械的摩擦，可以减小额外功，但不可能不做额外功，机械效率永远小于100%，故A错误；B．功率是指机械做功的快慢，机械效率是有用功在总功中所占的比值，机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，故B错误；C．机械所做的有用功越多，总功也就越多，有用功在总功中所占的比值不一定就高，因此机械效率不一定越高，故C错误；D．机械效率越高，有用功在总功中所占的比例越大，额外功在总功中的比例就越小，有用功和额外功的比值越大，故D正确。故选D 典型例题题型二、机械效率典型例题【例题4】用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）A．绳子受的拉力F1和F2大小相等 B．滑轮组的机械效率相同C．拉力对滑轮组所做的功不相等 D．拉力对滑轮组所做的功的功率不相等B题型二、机械效率典型例题 题型二、机械效率典型例题题型二、机械效率【例题5】如图所示，用滑轮组将重为200N的物体匀速提升3m，所用时间为30s，绳末端施加竖直向上的拉力F为80N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）A．此过程总功为600J B．动滑轮的重力为80NC．拉力F的功率为24W D．该滑轮组机械效率约为70%C典型例题题型二、机械效率 故选C。 【例题6】下列办法中，能提高如图滑轮组机械效率的是（　　）A．增大摩擦 B．增大定滑轮重力C．增大动滑轮重力 D．增大被提升物体重力A．增大摩擦，会增大额外功在总功所占比值，使机械效率降低，故A不符合题意；B．增大定滑轮重力，不会改变额外功和有用功，即机械效率不变，故B不符合题意；DC．增大动滑轮重力，会增大额外功在总功所占比值，使机械效率降低，故C不符合题意；D．增大被提升物体重力，增大有用功在总功所占比值，使机械效率增大，故D符合题意。故选D。题型二、机械效率典型例题【例题7】如图所示，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝1.2m、斜面高h＝0.3m。下列说法正确的是（ ）A．克服物体重力做功7.2 J B．额外功为1.8 JC．物体受到的摩擦力为2.25 N D．斜面的机械效率为37.5 %C题型二、机械效率典型例题 A. 克服物体重力做功： W有=Gh=15N×0.3m=4.5J，故A错误；B. 拉力做的总功：W总=Fs=6 N×1.2 m=7.2 J， 则额外功：W额＝W总-W有＝7.2 J-4.5 J=2.7J，故B错误；C. 物体受到的摩擦力：f=W额/s=2.7J/1.2m=2.25N，故C正确；D. 斜面的机械效率：η=W有/W总=4.5J/7.2J=62.5%，故D错误。所以选C. 题型二、机械效率题型二、机械效率典型例题【例题8】用如图所示的滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F；（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功。题型二、机械效率典型例题  题型二、机械效率方法技巧2. 区别功率和机械效率功率和机械效率都是机械本身性能的重要参数，但它们是完全不同的物理量，表示机械完全不同的两个方面，功率表示做功快慢，机械效率表示有用功占总功的比值。（1）机械效率和功率之间没有任何关系。（2）比较功率大小时要同时考虑功和时间。（3）在比较机械效率的大小时，只考虑有用功或只考虑总功都是错误的。题型二、机械效率方法技巧  题型二、机械效率方法技巧4．提高滑轮组机械效率的方法（1）减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。（2）增大有用功在总功中所占的比例。在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。（3）换用最简单的机械。题型二、机械效率方法技巧