费力
省距离
钓鱼竿、镊子、
筷子、理发剪刀、缝纫机脚踏板等
等臂
杠杆
F1=F2
l1=l2
不省力也不费力
不省距离也不费距离
天平
例3（浙江中考）：
“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动整个地球。
”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的属于同一类型的是（）
A.天平B.铁锹C.钓鱼竿D.铡刀
专题2：
滑轮
1定滑轮：
轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
实质是等臂杠杆，使用定滑轮不省力但可以改变力的方向。
2.动滑轮：
使用时随物体移动而移动的滑轮叫动滑轮。
动滑轮的轴和被牵引的物体一起移动。
它实质上是一个动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆，使用动滑轮时，能省一半的力，但不能改变力的方向。
3.滑轮组
（1）动滑轮和定滑轮组合在一起叫滑轮组。
使用滑轮组，既省力，又能改变力的方向。
在使用滑轮组的时候，若摩擦力不计，重物和滑轮组的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之几，动力作用点的移动距离就是物体移动距离的几倍。
（2）滑轮组的绕绳方法：
根据题意求出绳子的段数n=G/F。
若n为偶数，则绳子的起始端应系在定滑轮的挂钩上，然后从动滑轮开始绕绳；若n为奇数，则绳子的起始端应系在动滑轮的挂钩上，然后从定滑轮开始绕绳。
绳子起始端的组装原则为“奇动偶定”，同时注意拉力的方向不同，所需定滑轮的个数也不同。
（3）定滑轮、动滑轮及滑轮组的比较
示意图
特征
优缺点
距离关系
实质
定
滑
轮
位置固定不动
不省力
可改变力的方向
拉力作用点移动的距离等于物理移动的距离：
s=h
等臂
杠杆
动
滑
轮
随物体的移动而移动
省一半的力
不可改变力的方向
拉力作用点移动的距离是物体移动距离的两倍：
s=2h
省力
杠杆
滑
轮
组
至少由一个动滑轮和一个定滑轮组合而成
拉力为总重的1/n
可改变力的方向
拉力作用点移动的距离是物体移动距离的n倍：
s=nh
综合
应用
4.轮轴和斜面
（1）轮轴：
轮轴是变形的杠杆。
由一个轴和一个大轮组成，如辘轳、
扳手等都是轮轴。
如图所示的是一个轮轴的截面图，轮半径R为横截面为大
圆的半径，轴半径r为横截面为小圆的半径。
一般动力都作用在轮上，阻力
都作用在轴上，轮半径是轴半径的几倍，动力就是阻力的几分之几。
轮轴的
平衡条件为FR=-Gr。
（2）斜面：
斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物
的困难。
利用斜面将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大
小都取决于斜面的倾角。
物体与斜面间摩擦力很小时，可达到很高的
效率。
如图所示，用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，G表
示物重，不计阻力时，根据功的原理可知FL=Gh。
斜面倾角越小，斜
面越长，越省力，但越费距离。
例4（甘肃兰州中考）：
一位同学站在地上，要利用如图所示的滑轮组匀速
提升重物，已知物重1000N，而绳子最多只能承受400N的拉力。
请你帮他在图
中画出符合要求的绳子的绕法。
【归纳总结】
（1）求绳子的段数时，要采用“进一法”，不可四舍五入；
（2）绳子固定端的确定遵循“奇动偶定”原则。
如果需要的绳子段数是奇数，则从动滑轮的挂钩上开始按顺序由内向外绕；如果是偶数，则从定滑轮的挂钩上开始按顺序由内向外绕。
专题3：
机械效率
1.有用功、额外功、总功
在物理学中，把完成某项任务时做的有实用价值的功，叫做有用功，把其他无实用价值而又不得不做的功，叫做额外功；有用功与额外功之和叫做总功。
【归纳总结】
（1）有用功是为了达到目的人们必须做的对人们有用的功。
例如，要想提水上楼，水重与提升高度的乘积就是有用功，表示为W=Gh。
（2）额外功的产生，主要有两种原因：
提升物体时，克服机械自重、容器重力等所做的功；克服机械的摩擦所做的功；
（3）总功是人们在达到一定目的的过程中，实际做的功。
2.机械效率
（1）有用功跟总功的比值叫机械效率，η=W有/W总。
（2）机械效率总是小于1，且η是一个没有单位的量。
【归纳总结】
（1）机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械的性能越好；
（2）机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力。
机械效率高只能说明有用功在总功里所占的比例大，省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力较小。
机械效率高不一定省力。
3.滑轮组及斜面的机械效率
滑轮组
斜面
匀速竖直提升物体
匀速水平拉物体
W有=Gh，W总=Fs=Fnh
或W总=W有+W额=（G+G’）h
（G’为动滑轮自重）
则：
η=W有/W总=Gh/Fs=Gh/Fnh
或η=Gh/（G+G’）h
得：
F=（G+G’）/n
W有≠Gh，而是物体克服与地面间摩擦力f所做的功
W有=fs，W总=Fns
η=W有/W总=fs/Fns
当把重力为G的物体用拉力F沿长为L的斜面提升高度为h时
η=W有/W总=Gh/FL
例5（湖北荆门中考）：
工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速拉起，
若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是N，
动滑轮重为N；若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将（选填
“变大”、“变小”或“不变”）。
例6（江苏苏州中考）：
如图所示，斜面长s=10m，高h=4m。
用沿斜面方向的
推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。
运动过程中物体
克服摩擦力做了100J的功，求：
（1）运动过程中克服物体的重力做的功
（2）斜面的机械效率
（3）推理F的大小
4.机械效率与功率的对比
机械效率
功率
概念
有用功跟总功的比值
功与做功所用时间之比
表达式
η=W有/W总
P=W/t
相关因素
有用功W有、总功W总
功W、完成功所用时间t
单位
无单位，用百分数表示
瓦（W）
物理意义
表示机械性能的好坏
表示物体做功的快慢
结论
机械效率与功率之间没有直接的关系
5.实验探究：
测定滑轮组的机械效率
（1）实验方案：
用直尺测出钩码被提升的高度h和绳子末端移动的距离s，算出钩码的重力，用弹簧测力计测出绳子末端的拉力F，求出机械效率η。
（2）实验器材：
刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组、长约2m的细绳。
（3）实验步骤：
①算出钩码的重力G=mg。
②将钩码挂在弹簧测力计的挂钩上，匀速拉动弹簧测力计使
钩码升高h，同时读出弹簧测力计的示数，即为拉力F。
③按图甲中所示的装置安装好滑轮组，先在细绳与动滑轮
（或定滑轮）相切处用色笔在细绳上做个记号，再匀速拉弹簧测力
计，提升重物。
用刻度尺量出钩码上升的高度h以及细绳色点到与
动滑轮（或定滑轮）相切处的距离，就是细绳自由端通过的距离s。
④由以上测得的数据用公式η=Gh/Fs算出滑轮组甲此时的机械效率η1。
⑤再换用装置乙，用相同的方法测出滑轮组乙的机械效率η2。
⑥实验完毕，整理好仪器，放回原处。
【归纳总结】
（1）滑轮组的机械效率与滑轮组自身有关，在提起同样重的物体时，动滑轮越重、摩擦力越大，其机械效率越小。
上面实验中甲的机械效率大于乙的机械效率。
（2）滑轮组的机械效率还与所提重物有关，同一滑轮组，所提重物的重力越大，其机械效率越大。
例7（福建福州中考）：
如图所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，物体重为5.4N。
（1）实验时要竖直向上且拉动弹簧测力计。
若物体上
升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是N，
则滑轮组的机械效率是。
（2）若仅增加物体的重力，该滑轮组的机械效率将
（选填“增大”“减小”“不变”）。
（不计摩擦）
【课堂训练】
一、填空题
1.使用撬棒，救援队员把滚落在公路上的石块撬起，如图所示，若救援队员在
撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，撬棒的支点是点；若救援队员在撬
棒D点沿DN方向用力撬起石块1，撬棒的支点是点。
2.如图2所示，摩擦不计，物重为100N。
（1）若动滑轮重不计，匀速提升重物时绳子的拉力为N。
（2）若动滑轮重为20N，匀速提升重物时绳子的拉力为N。
（3）若将绳子向上拉动4m，则物体向上移动m。
3.图甲和乙都是由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组。
（1）滑轮组能改变动力的方向，而滑轮组不改变动力的方向；
（2）甲滑轮组有段绳子承担物重，而乙滑轮组有段绳子承担
物重，滑轮组更省力些；
（3）如果摩擦不计，动滑轮重不计，G＝300N，则图甲中拉力F甲＝
N，图乙中拉力F乙＝N；
（4）若都使物体上升h高度，则甲滑轮组绳端须向下移动，乙滑轮组绳端须向上移动。
4.某人把重100N的沙子提到6m高的楼上，桶重20N，人体重480N。
（1）人直接提着沙桶，需要做的有用功是J，额外功是J，总功是J，机械效率是。
（2）若人站在楼上，用重10N的动滑轮把上述沙桶提到楼上（其他阻力做功忽略），需要做的有用功是J，额外功是J，总功是J，机械效率是。
（3）若将
（2）中的桶改用重5N的口袋装沙子，则提升的过程中，需要做的有用功是J，额外功是J，总功是J，机械效率是。
二、选择题
5.下列哪一组所列的器具都是杠杆（）
A.剪刀、筷子、打气筒B.锅铲、钓鱼竿、桌子
C.钢笔、电灯、直尺D.撬棒、跷跷板、天平横梁
6.如图所示，工人师傅将油桶推上台阶，下列说法正确的是（）
A.这不能看作杠杆，因为油桶是圆的
B.这不能看作杠杆，因为没有支点
C.这可以看作杠杆，因为满足杠杆的所有条件
D.这可以看作杠杆，支点就是横截面的圆心
7.在棉产区，每年秋天拔去地里的棉杆是农民的一项繁重体力劳动。
王刚仿照钳子的结构改制成的一种农具解决了这一问题。
使用时，将小铲着地，用虎口夹住棉杆的下部，然后在套管上用力，棉杆就拔出来了。
将该农具整体视为杠杆，则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是（）
A.转轴─虎口─套管B.小铲─套管─虎口
C.小铲─虎口─套管D.虎口─转轴─套管
8.如图小华用沙糖桔和苹果来玩跷跷板，他先在杆的右端图示位置放了一个沙糖桔，又在左端图示位置放了一个苹果，放手后，发现杆马上逆时针方向转动起来，试分析，让杆转动的力是（）
A.苹果的重力B.沙糖桔的重力
C.苹果对杆的压力D.杆对苹果的支持力
9.阿基米德撬动地球的设想示意图，如图所示。
用垂直杠杆向下的作用力撬动地球时，动力臂是（）
A.A到B的距离B.A到O的距离
C.O到B的距离D.O到C的距离
10.关于使用滑轮组的论述，较全面的是（）
A.既可以省力，又可以省距离B.有时既能省力，又能改变力的方向
C.一定可以省力，但不能改变力的方向D.一定可以改变力的方向，省力与否要具体分析
11.如图甲、乙所示是由相同的滑轮装成的滑轮组，甲、乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，说法正确的是（）
A.甲的拉力是乙的拉力的3倍
B.乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍
C.甲拉力的功率大于乙拉力的功率
D.如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙的要低
12.如图，甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。
如图丙：
大轮重10N，小轮重5N，连杆重1N。
先
后用甲、乙两种方式提起同样重的物体（G=500N），如果
忽略摩擦力和绳的重力，则下列说法正确的是（）
A.F1=129N，F2=133NB.F1=129N，F2=129N
C.F1=133N，F2=133ND.F1=133N，F2=129N
13.关于机械效率，下列说法正确的是（）
A.机械效率越高，所做的有用功越多B.总功少的机械，效率越高
C.额外功少的机械，机械效率高D.总功一定时，有用功多的机械的效率高
三、作图题
14.画出图中杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。
15.如图2所示。
请你画出利用滑轮组向下用力提起木箱的绕绳方法。
四、计算题
16.如图23所示，人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%。
（g＝10N/kg）
（1）人的拉力的功率多大？
（2）被吊起的重物质量多大
（3）按题意画出滑轮组的绕绳
【作业】
1.用细线拴住一端粗、一端细的实心胡萝卜并悬挂起来，静止后胡萝卜的轴线水平，如图16所示；在拴线处沿竖直方向将胡萝卜切成A、B两段。
A、B哪段重些呢？
甲、乙、丙三个同学提出各自的猜想：
甲：
A较重乙：
B较重丙：
A、B一样重。
（1）请设计一个简易实验，判断A、B的轻重．
所用器材：
操作方法：
现象及结论：
（2）为进一步研究类似A、B轻重的问题，某同学在一根有等间距刻度的均匀杠杆两侧挂上每个质量都相等的钩码进行实验。
杠杆静止于水平状态的三次实验情境如图17所示。
①据图17的实验，可以判断同学的猜想是正确的（填“甲”、“乙”或“丙”）
②根据图17的实验，该同学得出结论：
只要满足“阻力×阻力作用点到支点的距离=动力×动力作用点到支点的距离”，杠杆就能平衡。
a.这个结论是否正确？
b.用图18所示的装置，怎样通过实
验来说明该结论是否正确。
2.小明同学用图20的滑轮组提土，他用80N的拉力把重力为120N的土从井中匀速提升5m，所花时间是20s。
其中拉力做功W随时间t的变化图像如图21.求：
（1）有用功
（2）滑轮组的机械效率
（3）拉力的功率
（4）为了方便把土提上来，在图20中画出滑轮组的绕线
《简单机械》答案
【精讲精练】
例1：
例2：
B例3：
D例4：
例5：
125；100；变大
例6：
（1）W=400J
（2）η=80%（3）F=50N
例7：
（1）匀速；2.4；75%
（2）增大
【课堂训练】
一、填空题
1.A；C
2.
（1）50
（2）60（3）2
3.
（1）甲；乙
（2）2；3；乙（3）150；100（4）2h；3h
4.
（1）600；3000；3600；16.7%
（2）600；180；780；76.9%（3）600；90；690；87.0%
二、选择题
题号
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
D
C
B
C
C
B
B
B
D
三、作图题
14.15.
四、计算题
16.
（1）P=90W
（2）m=126kg（3）如图所示
【作业】
1.
（1）所用器材：
天平；
操作方法：
把A、B两段萝卜分别放入调好的天平的左右两盘；
现象及结论：
天平指针向哪边偏转，哪段萝卜就重。
（2）①甲；
②a.不正确；
b.步骤：
Ⅰ.将测力计斜拉，杠杆平衡读出示数；
Ⅱ.读出动力、阻力、动力作用点和阻力作用点到支点的距离；
Ⅲ.根据F1×L1=F2×L2，计算可知结论不正确。
2.
（1）W有=600J
（2）η=75%（3）P拉=40W（4）如图所示
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