第十二章 简单机械 教材图文解读 2024-2025学年人教版八年级物理八年级下册

第十二章 简单机械 第一节 杠杆 1. 观察图12.1-1中的跷跷板、羊角锤和开瓶器等机械，可以看到，这些机械工作时都会绕着一个点转动。一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆。硬棒的形状可以是任意的。 2. 我们参照图 12.1-2中的撬棒先熟悉几个名词。 支点：杠杆可以绕其转动的点（O点）； 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O到动力F1作用线的距离（l1）； 阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离（l2）。 3. “硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑杠杆发生形变的理想情况，杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。需要强调的是，动力和阻力都指的是杠杆受到的力，而不是杠杆产生的力。 4. 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。 探究杠杆的平衡条件 实验过程 调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态。 ①如图 12.1-3 所示，给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水 平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。 ②把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平 衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的数值填入下表。 ③保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小再做几次实验，把 数值填入下表。 ④保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小再做几次实验， 把数值填入下表。 实验结论 分析表中的数据，找出它们之间的关系。 实验结果表明，要使杠杆平衡，需要满足以下条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 或写为F1l1=F2l2 这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。 实验解读： ① 实验中将杠杆的支点选在中点，并在实验前调解两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡 实际上是将杠杆的重心调到了支点处，排出杠杆的自重对杠杆平衡的影响。 ② 实验中采用挂钩码的方式始终使杠杆在在水平位置平衡目的是方便测量力臂。 ③ 用挂钩码的方法产生拉力的好处是拉力的方向始终竖直向下。 ④ 实验中通过改变挂钩码的个数或改变钩码的悬挂位置来进行多次实验，收集多组数据是 为了得出普遍性规律。 5. 在上面的实验中，我们研究了动力和阻力位于支点两侧的情况。图12.1-4所示的杠杆，它平衡时F·OA=G·OB不成立，是因为杠杆受到重力，其作用点即重心不在支点处而在杠杆的中点，这个力的力臂不为零，也会影响杠杆的平衡，所以F·OA>G·OB（选填“>”、“=”或“<”）。 6. 动物园内，一位物理老师利用一个小小的弹簧测力计，就测出了一头大象的质量（图 12.1-5甲）。测量时用一根长度为12 m的槽钢作为杠杆。如图 12.1-5乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示数F为200 N。测得l1为6m，l2为4cm。若不计铁笼的质量，大象的质量约为是3 t。。g取 10 N/kg。 用杠杆和弹簧测力计测量一个很重物体（大象）的质量时，应使弹簧测力计拉力的力臂远大于（选填“大于”、“等于”或“小于”）被测物体（大象）对杠杆拉力的力臂。 7. 我们身边有很多杠杆。 等臂杠杆： 天平的动力臂与阻力臂相等，是一种等臂杠杆，不省力不费力。 省力杠杆： 撬棒的动力臂比阻力臂长，这类是省力杠杆。这类杠杆虽然省力，却费了距离。 费力杠杆： 船桨的动力臂比阻力臂短，这类是费力杠杆。这类杠杆虽然费力，却省了距离。 8. 我国古代的杠杆 桔槔（图12.1-7）是古代的取水工具。因此，使用这种提水工具时可以减轻劳动强度。 踏碓（图12.1-8）是古代的春米工具，它属于费力杠杆。 水碓（图12.1-9），水轮转动时，就使几个碓头相继春米。 9. 杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣（砝码）、秤盘、提纽等组成（图12.2-1）。称量时将被称物体放在秤盘中，移动系秤砣的挂绳使秤杆平衡，根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。 ①在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作 为秤盘，在槽B处系一根细线作为提纽。 ②用细线系一个20 g的钩码，作为秤砣。调节秤砣的位置使秤杆平衡，这时细线在秤 杆上的位置为秤的定盘星0，相当于零刻度，用记号笔标记此位置。 ③在秤盘中放 100 g砝码，手提提纽，并调节秤砣的位置使秤杆平衡。此时，标记秤 砣细线在秤杆上的位置C，并记为100g。在定盘星0到C之间均匀地画上49条 刻度线，每一格就表示2g。 10. 如图12-1所示，夹核桃时，用力向下压夹子上部的手柄即可夹碎核桃。把上部手柄视为杠杆，用力时支点在A点，阻力的作用点在B点，动力的作用点在C点，这是一个省力杠杆。 11. 在探究杠杆的平衡条件的实验中，把钩码挂在水平静止的杠杆两侧后，杠杆向右侧倾斜（图12-2）。为了使杠杆在水平位置平衡，如果保持左侧钩码不动，应该将右侧的钩码向左移动2.5cm；如果保持右侧钩码不动，应该将左侧的钩码向左移动5cm。 12. 脚踏式垃圾箱的结构可简化为图12-3。在A处向下踩动脚踏板，连杆CD便向上顶起箱盖。在上述过程中，有ABC和FDE两个杠杆；ABC是省力杠杆，FDE是费力杠杆。 13. 搬运砖块的独轮车，车体和砖块所受的总重力G为1000 N，独轮车的有关尺寸如图 12.1-13所示。抬起独轮车时，人手向上的力F是300 N。 14. 如图 12-5所示，戥子是一种微型杆秤，过去的中药房里都用子称量中药。已知秤砣的质量为m，零刻度在提纽右侧，离提纽的距离为l0，表示当秤盘空着，秤砣放在零刻度位置时，杆秤刚好水平平衡。秤盘离提纽的距离为l1。当秤盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杆秤水平平衡时，秤砣悬挂点到提纽的距离是l2，则中药的质量表达式是。 第三节 滑轮 1. 高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮图（12.3-2），它的轴固定不动，这种滑轮叫作定滑轮，使用时向下拉动绳子，红旗向上运动，好处是改变了力的方向。 2. 电动起重机中有一种滑轮（图12.3-3），它的轴可以随被吊物体一起运动，这种滑轮叫作动滑轮。当电动机转动并收绳子时，物体和滑轮同时被提起，且物体和滑轮上升的高度是相同（“相同”或“不同”）的。 3. 实验：研究定滑轮和动滑轮的特点。 参考图 12.3-4，分别安装定滑轮（图12.3-4乙）和动滑轮（图12.3-4丙）进行实验。图甲中测出了物体重力大小，图乙和图丙测出了使用滑轮提起物体是所需要的拉力大小，记录实验时力的大小和方向，并需要用刻度尺测出弹簧测力计和钩码移动的距离。 通过分析滑轮拉起重物的实验数据，得出以下结论。 ①实验发现图乙的示数和图甲的示数相同，说明使用定滑轮不能省力也不费力，图丙 的示数小于图甲的示数，说明使用动滑轮可以省力。 ②观察实验中拉力的方向对比物体运动的方向可以得出：定滑轮可以改变力的方向， 动滑轮不能改变力的方向。 ③图乙中使用定滑轮提起物体时，测力计向下移动的距离等于物体上升的高度，得出 定滑轮不省距离也不费距离；图丙中使用动滑轮提起物体时，测力计向上移动的 距离等于物体上升的高度的二倍，得出动滑轮费距离。 4. 有时我们会看到工人站在地面上，利用滑轮将重物提升到楼上（图12.3-1）。图中的滑轮属于定滑轮，它不能（选填“能”或“不能”）省力，所以分析出货物的重力必须小于（选填“大于”、“等于”或“小于”）人的重力，它的好处是可以改变力的方向。 5. 如果把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。利用滑轮组不仅可以改变力的方向，还可以改变力的大小，用较小的力提升较重的物体。 图 12.3-5是一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组。图 12.3-5甲中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重。用这个滑轮组提起重物，如果忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦，只要用物重的力就可以提起重物；如果物体被提起的高度为h，则绳子向上拉动的距离s，则有s=3h。用滑轮组提起重物时，动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的几分之一。所以如果用图 12.3-5乙的方式提起重物，需要的力为物重的；如果物体被提起的高度为h，则绳子向下拉动的距离s，则有s=2h。 6. 轮轴和斜面 轮轴：轻轻转动门把手，就可以把门锁打开；司机用不大的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力使汽车转弯。门把手、方向盘等属于又一类简单机械——轮轴。它们由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫作轮，小轮叫作轴。如果动力作用在轮上，阻力作用在轴上，则轮半径就是动力臂，轴半径就是阻力臂，此时动力臂大于（选填“大于”、“等于”或“小于”）阻力臂，轮轴可以省力，但一定会费距离。 7. 斜面：人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推（图12.3-7），这样比直接向上抬起重物省力很多。这块倾斜的木板也是一种简单机械——斜面。斜面显然可以省力，但费距离。同样的高度，斜面与平面的倾角越小，斜面就越长，也就越省力。高山的盘山坡道、物料运输机中的斜面传送带等，都是斜面的应用。 第四节 机械效率 1. 利用机械帮助我们工作，有的机械可以省力，有的机械可以省距离，但不能省功。利用滑轮组提升重物，由于动滑轮和绳子也有重力，以及滑轮转动时存在摩擦力，所以绳端拉力所做的功总大于滑轮组对重物所做的功相同。 2. 实验研究使用动滑轮是否省功 ①如图 12.4-1甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，利用公式W=Fs计算 拉力所做的功W1。公式中的F等于图甲测力计的示数F1，s等于钩码提升的高度h。 ②如图 12.4-1乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高 度，利用公式W=Fs计算弹簧测力计的拉力所做的功W2。公式中的F等于图乙测力计 的示数F2，s等于绳子上升的距离。 则有F1>F2，s=2h。 实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次实验中拉力做的功要多（“多”或“少”）一些。 3. 在第二次实验中，将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。弹簧测力计对绳子的拉力所做的功，叫作总功用W总表示。用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W额外表示。总功等于有用功与额外功之和，即 W总=W有用+W额外 大量实验表明，动力对机械所做的功总是大于机械对外所做的功（有用功）。事实上，使用任何机械都不能省功。 4. 在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占的比例越小越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率。如果用η表示机械效率，那么有 有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示。起重机的机械效率一般为40%~50%，抽水机的机械效率一般为 60%~80%。 5. 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机做的有用功为1.5×104J，的机械效率是44%。g取10 N/kg。 6. 下实验测量滑轮组的机械效率。 实验过程 ①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入下表。 ②按照图 12.4-2安装滑轮组，分别记下钩码和绳端（弹簧测力计挂钩底部）的位置。 ③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的数值，用刻度尺测出钩码提升的高度 h和绳端移动的距离s，将这三个量填入下表。 ④算出有用功W有用、总功W总、机械效率η并填入下表。 ⑤改变钩码的数量，重复上面的实验。 在三次实验中测得的机械效率不一样，得出影响滑轮组机械效率的主要因素有物重和动滑轮的重。 7. 提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。提高机械效率的主要办法是改进结构，使机械设备更合理、更轻巧，在使用中按照技术规程经常保养，减小机械运转时的摩擦，使机械设备处于良好的状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用。 8. 一台起重机将重3 600N的货物缓慢提高4m，起重机做的有用功是1.44×104J，如果额外功是9600J，总功是2.4×104J，机械效率是60%。起重机所做的额外功是由动滑轮、起重臂和钢丝绳所受到的重力及摩擦引起的。 9. 用一个动滑轮在5s内将一个重200 N的物体向上提起3 m，拉力为150N。这个动滑轮的机械效率是66.7%，绳子拉动的速度为1.2m/s，拉力的功率是180 W。 10. 工人师傅用如图 12-7所示的装置把质量为48 kg的货物从地面匀速提升至3楼，所用的拉力为300N。图示装置的机械效率是80%。g取10 N/kg。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十二章 简单机械 第一节 杠杆 1. 观察图12.1-1中的跷跷板、羊角锤和开瓶器等机械，可以看到，这些机械工作时都会绕着一个点转动。一根_____，在力的作用下能绕着_______________，这根_____就是一个杠杆。硬棒的形状可以是任意的。 2. 我们参照图 12.1-2中的撬棒先熟悉几个名词。 支点：杠杆可以绕其转动的点（_____点）； 动力：使杠杆转动的力（_____）； 阻力：阻碍杠杆转动的力（_____）； 动力臂：从支点O到动力F1__________的距离（_____）； 阻力臂：从支点O到阻力F2__________的距离（_____）。 3. “硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑杠杆发生_____的理想情况，杠杆是一种_____模型。_____模型是人们分析物理问题的基础。需要强调的是，动力和阻力都指的是杠杆_____的力，而不是杠杆产生的力。 4. 当杠杆在动力和阻力的作用下_____时，我们就说杠杆平衡了。 探究杠杆的平衡条件 实验过程 调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持_____并静止，达到平衡状态。 ①如图 12.1-3 所示，给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水 平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的_____的大小。 ②把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平 衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的数值填入下表。 ③保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小再做几次实验，把 数值填入下表。 ④保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小再做几次实验， 把数值填入下表。 实验结论 分析表中的数据，找出它们之间的关系。 实验结果表明，要使杠杆平衡，需要满足以下条件：____________________ 或写为__________ 这个平衡条件就是__________发现的杠杆原理。 实验解读： ① 实验中将杠杆的支点选在_____，并在实验前调解两端的平衡螺母使杠杆在________平 衡实际上是将杠杆的_____调到了支点处，排出杠杆的_____对杠杆平衡的影响。 ② 实验中采用挂钩码的方式始终使杠杆在在水平位置平衡目的是_______________。 ③ 用挂钩码的方法产生拉力的好处是拉力的方向始终__________。 ④ 实验中通过改变挂钩码的个数或改变钩码的悬挂位置来进行多次实验，收集多组数据是 为了_______________。 5. 在上面的实验中，我们研究了动力和阻力位于支点两侧的情况。图12.1-4所示的杠杆，它平衡时F·OA=G·OB不成立，是因为杠杆受到_____力，其作用点即_____不在支点处而在杠杆的_____，这个力的_____不为零，也会影响杠杆的平衡，所以F·OA_____G·OB（选填“>”、“=”或“<”）。 6. 动物园内，一位物理老师利用一个小小的弹簧测力计，就测出了一头大象的质量（图 12.1-5甲）。测量时用一根长度为12 m的槽钢作为杠杆。如图 12.1-5乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示数F为200 N。测得l1为6m，l2为4cm。若不计铁笼的质量，大象的质量约为是_____t。。g取 10 N/kg。 用杠杆和弹簧测力计测量一个很重物体（大象）的质量时，应使弹簧测力计拉力的力臂远_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）被测物体（大象）对杠杆拉力的力臂。 7. 我们身边有很多杠杆。 等臂杠杆： 天平的动力臂与阻力臂_____，是一种等臂杠杆，不省力不费力。 省力杠杆： 撬棒的动力臂比阻力臂_____，这类是省力杠杆。这类杠杆虽然省力，却 __________。 费力杠杆： 船桨的动力臂比阻力臂_____，这类是费力杠杆。这类杠杆虽然费力，却 __________。 8. 我国古代的杠杆 桔槔（图12.1-7）是古代的取水工具。因此，使用这种提水工具时可以减轻劳动强度。 踏碓（图12.1-8）是古代的春米工具，它属于_____杠杆。 水碓（图12.1-9），水轮转动时，就使几个碓头相继春米。 9. 杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣（砝码）、秤盘、提纽等组成（图12.2-1）。称量时将被称物体放在秤盘中，移动系秤砣的挂绳使秤杆平衡，根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。 ①在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作 为_____，在槽B处系一根细线作为_____。 ②用细线系一个20 g的钩码，作为_____。调节秤砣的位置使秤杆平衡，这时细线在 秤杆上的位置为秤的定盘星0，相当于__________，用记号笔标记此位置。 ③在秤盘中放 100 g砝码，手提提纽，并调节秤砣的位置使秤杆平衡。此时，标记秤 砣细线在秤杆上的位置C，并记为_____。在定盘星0到C之间_____地画上49 条刻度线，每一格就表示_____g。 10. 如图12-1所示，夹核桃时，用力向下压夹子上部的手柄即可夹碎核桃。把上部手柄视为杠杆，用力时支点在_____点，阻力的作用点在_____点，动力的作用点在_____点，这是一个_____杠杆。 11. 在探究杠杆的平衡条件的实验中，把钩码挂在水平静止的杠杆两侧后，杠杆向右侧倾斜（图12-2）。为了使杠杆在水平位置平衡，如果保持左侧钩码不动，应该将右侧的钩码向_____移动_____cm；如果保持右侧钩码不动，应该将左侧的钩码向_____移动_____cm。 12. 脚踏式垃圾箱的结构可简化为图12-3。在A处向下踩动脚踏板，连杆CD便向上顶起箱盖。在上述过程中，有ABC和FDE两个杠杆；_____是省力杠杆，_____是费力杠杆。 13. 搬运砖块的独轮车，车体和砖块所受的总重力G为1000 N，独轮车的有关尺寸如图 12.1-13所示。抬起独轮车时，人手向上的力F是_____N。 14. 如图 12-5所示，戥子是一种微型杆秤，过去的中药房里都用子称量中药。已知秤砣的质量为m，零刻度在提纽右侧，离提纽的距离为l0，表示当秤盘空着，秤砣放在零刻度位置时，杆秤刚好水平平衡。秤盘离提纽的距离为l1。当秤盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杆秤水平平衡时，秤砣悬挂点到提纽的距离是l2，则中药的质量表达式是__________。 第三节 滑轮 1. 高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮图（12.3-2），它的轴固定不动，这种滑轮叫作_____，使用时向下拉动绳子，红旗向上运动，好处是_______________。 2. 电动起重机中有一种滑轮（图12.3-3），它的轴可以随被吊物体一起运动，这种滑轮叫作__________。当电动机转动并收绳子时，物体和滑轮同时被提起，且物体和滑轮上升的高度是_____（“相同”或“不同”）的。 3. 实验：研究定滑轮和动滑轮的特点。 参考图 12.3-4，分别安装定滑轮（图12.3-4乙）和动滑轮（图12.3-4丙）进行实验。图甲中测出了物体重力大小，图乙和图丙测出了使用滑轮提起物体是所需要的_____大小，记录实验时力的大小和_____，并需要用__________测出__________和_____移动的距离。 通过分析滑轮拉起重物的实验数据，得出以下结论。 ①实验发现图乙的示数和图甲的示数_____，说明使用定滑轮不能省力也不费力，图丙 的示数_____图甲的示数，说明使用动滑轮可以_____。 ②观察实验中拉力的方向对比物体运动的方向可以得出：定滑轮可以_____________， 动滑轮不能_______________。 ③图乙中使用定滑轮提起物体时，测力计向下移动的距离_____物体上升的高度，得出 定滑轮不省距离也不费距离；图丙中使用动滑轮提起物体时，测力计向上移动的 距离等于物体上升的高度的_____，得出动滑轮费距离。 4. 有时我们会看到工人站在地面上，利用滑轮将重物提升到楼上（图12.3-1）。图中的滑轮属于________，它_____（选填“能”或“不能”）省力，所以分析出货物的重力必须_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）人的重力，它的好处是可以_______________。 5. 如果把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了________。利用滑轮组不仅可以____________，还可以改变__________，用较小的力提升_____的物体。 图 12.3-5是一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组。图 12.3-5甲中的重物由_____段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重。用这个滑轮组提起重物，如果忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦，只要用物重的_____力就可以提起重物；如果物体被提起的高度为h，则绳子向上拉动的距离s，则有s=_____h。用滑轮组提起重物时，_____滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的__________。所以如果用图 12.3-5乙的方式提起重物，需要的力为物重的_____；如果物体被提起的高度为h，则绳子向下拉动的距离s，则有s=_____h。 6. 轮轴和斜面 轮轴：轻轻转动门把手，就可以把门锁打开；司机用不大的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力使汽车转弯。门把手、方向盘等属于又一类简单机械——轮轴。它们由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫作轮，小轮叫作轴。如果动力作用在轮上，阻力作用在轴上，则__________就是动力臂，__________就是阻力臂，此时动力臂_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）阻力臂，轮轴可以_____力，但一定会_____距离。 7. 斜面：人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推（图12.3-7），这样比直接向上抬起重物省力很多。这块倾斜的木板也是一种简单机械——斜面。斜面显然可以_____力，但_____距离。同样的高度，斜面与平面的倾角越_____，斜面就越_____，也就越省力。高山的盘山坡道、物料运输机中的斜面传送带等，都是斜面的应用。 第四节 机械效率 1. 利用机械帮助我们工作，有的机械可以省力，有的机械可以省距离，但不能_____。利用滑轮组提升重物，由于动滑轮和绳子也有重力，以及滑轮转动时存在摩擦力，所以绳端拉力所做的功总_____滑轮组对重物所做的功相同。 2. 实验研究使用动滑轮是否省功 ①如图 12.4-1甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，利用公式_______计 算拉力所做的功W1。公式中的F等于图甲测力计的示数F1，s等于钩码提升的高度h。 ②如图 12.4-1乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高 度，利用公式__________计算弹簧测力计的拉力所做的功W2。公式中的F等于图乙测 力计的示数F2，s等于_____上升的距离。 则有F1_____F2，s=_____h。 实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次实验中拉力做的功要_____（“多”或“少”）一些。 3. 在第二次实验中，将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对__________所做的功叫作有用功，用W有用表示。弹簧测力计对__________所做的功，叫作总功用W总表示。用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的_____力以及_____力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W额外表示。总功等于有用功与额外功之和，即 _______________ 大量实验表明，动力对机械所做的功总是_____机械对外所做的功（有用功）。事实上，使用任何机械都__________。 4. 在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占的比例越小越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。物理学中，将________跟_____的比值叫作机械效率。如果用η表示机械效率，那么有 有用功总是小于总功，所以机械效率总是_____。机械效率通常用_____表示。起重机的机械效率一般为40%~50%，抽水机的机械效率一般为 60%~80%。 5. 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机做的有用功为__________J，的机械效率是_____。g取10 N/kg。 6. 下实验测量滑轮组的机械效率。 实验过程 ①用弹簧测力计测量钩码_______________并填入下表。 ②按照图 12.4-2安装滑轮组，分别记下钩码和绳端（弹簧测力计挂钩底部）的_____。 ③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出________的数值，用刻度尺测出_______________ 和_______________，将这三个量填入下表。 ④算出有用功W有用、总功W总、机械效率η并填入下表。 ⑤改变钩码的数量，重复上面的实验。 在三次实验中测得的机械效率不一样，得出影响滑轮组机械效率的主要因素有_____和_______________。 7. 提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。提高机械效率的主要办法是改进结构，使机械设备更合理、更_____，在使用中按照技术规程经常保养，减小机械运转时的_____，使机械设备处于良好的状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用。 8. 一台起重机将重3 600N的货物缓慢提高4m，起重机做的有用功是__________J，如果额外功是9600J，总功是__________J，机械效率是_____。起重机所做的额外功是由______、起重臂和钢丝绳所受到的重力及摩擦引起的。 9. 用一个动滑轮在5s内将一个重200 N的物体向上提起3 m，拉力为150N。这个动滑轮的机械效率是_____，绳子拉动的速度为_____m/s，拉力的功率是_____ W。 10. 工人师傅用如图 12-7所示的装置把质量为48 kg的货物从地面匀速提升至3楼，所用的拉力为300N。图示装置的机械效率是_____。g取10 N/kg。 学科网（北京）股份有限公司 $$