专题01 简单机械和功（期中知识清单）九年级物理上学期新教材苏科版

专题01 简单机械和功 考点要求 课标要求 杠杆 · 2.2.6 知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。 滑轮 · 3.1.3 知道简单机械。（包括滑轮） 功 · 3.1.3 结合实例，认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。 功率 · 3.2.2 知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。 机械效率 · 3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 · 例3 测量某种简单机械的机械效率。 跨学科实践：调查并制作机械模型 · 3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。活动建议： · （1）查阅资料，了解人类利用机械的大致历程，并与同学进行交流。 · （2）查阅资料，了解我国古代水磨、水碓等机械，写一篇弘扬中华优秀传统文化的调查报告。 说明：可从考查重点、主要题型、命题趋势等方面解读命题规律 本章是必考内容。以杠杆平衡条件（F₁L₁=F₂L₂）、滑轮组省力规律（）、功的计算公式（W=Fs）、功率定义式（）及机械效率（）为命题核心，重点考查公式的灵活应用与物理量单位换算。注重结合生活实例考查机械类型判断，通过实验场景考查误差分析与方案优化能力。 本专题考查题型有：选择题、填空题、作图题和实验探究题等。 命题趋势：体现跨学科实践，物理知识融于科技、生活、工程实践的情景题。增加开放性问题，考查创新思维；结合节能减排背景，引导学生分析机械使用中的能量损耗问题。础题侧重概念辨析（占比约60%），中档题强调公式应用（占比约30%），难题突出综合计算与实验设计（占比约10%），区分度逐步提升。 说明：针对不同类型的题目提供具体的解题策略和方法 杠杆类问题 1．杠杆力臂作图题 解题策略：明确杠杆支点、动力和阻力的作用点与方向，从支点向力的作用线作垂线，垂线段长度即力臂。 方法技巧：确定支点 并标注；沿动力、阻力作用方向用虚线延长力的作用线；从支点向力的作用线作垂线，标直角符号，支点到垂足距离为力臂，标上动力臂或阻力臂符号。 2．杠杆平衡条件计算题 解题策略：牢记杠杆平衡条件公式，根据题目条件确定已知量和未知量，代入公式求解。 方法技巧：读题找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂中的已知量，将已知量代入公式算，注意单位统一。 3．杠杆动态平衡分析题 解题策略：分析杠杆变化时力与力臂的变化，依据杠杆平衡条件判断是否平衡。 具体方法：明确杠杆初始受力及力臂情况杠杆阻力、阻力臂、动力臂变化情况，从而分析动力的变化情况；根据杠杆平衡条件比较变化前后小关系，判断杠杆转动方向。 滑轮及滑轮组问题 1．定滑轮与动滑轮特点分析题 解题策略：熟悉定滑轮和动滑轮特点，通过分析使用方式判断类型，得出相应特点。牢记定滑轮实质是等臂杠杆，不省力但可以改变力的方向。 方法技巧：观察滑轮轴是否固定，轴固定为定滑轮，不省力但可改变力方向；轴随物体移动为动滑轮，不考虑相关因素时省力情况不同，且费距离。若忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力。绳子自由端移动距离s与物体移动距离h相等，即。 定滑轮的本质是等臂杠杆，动力臂和阻力臂都是轮半径；动滑轮为省力杠杆，动力臂为轮直径，阻力臂为轮半径。若忽略绳重和摩擦，且不考虑动滑轮自重时，绳子自由端的拉力；若考虑动滑轮自重，则。绳子自由端移动距离s是物体移动距离h的2倍，即。 2．滑轮组绕线及相关计算题 解题策略：先确定承担物重的绳子段数n再绕线，利用公式求拉力F和绳子自由端移动距离s。确定承担物重的绳子段数(n) 。判断方法是看与动滑轮相连的绳子段数。若从动滑轮开始绕线，绳子段数(n)为奇数；若从定滑轮开始绕线，绳子段数(n)为偶数。 计算拉力大小，若忽略绳重和摩擦，考虑动滑轮自重时，；不考虑动滑轮自重时，。 方法技巧：先按试题要求或根据已知条件确定绳子段数n；根据n值以及具体要求，如站在地上拉绳、用最小力拉绳，和奇动偶定原则绕线；确定n后代入公式求拉力F和绳子自由端移动距离s。绳子自由端移动距离。 功和功率问题 1．功的计算题 解题策略：明确做功的两个必要因素，根据公式W = Fs计算，注意F与s对应性。 方法技巧：找出力F和物体在力方向上移动的距离s，力与移动方向垂直则该力不做功；注意单位统一，代入公式计算功。 2．功率计算题 解题策略：功率表示做功快慢，根据题目条件选择合适公式计算。 具体方法：已知做功和时间用公式计算；已知力和速度用 P = Fv计算，注意单位统一。 3．功和功率的综合应用题目 解题策略：结合多个知识点，分析物理量关系，确定已知未知量，选合适公式逐步求解。 方法技巧：读题梳理物理过程和物理量；根据重力公式求重物重力；利用公式W = Fs和计算功和功率，注意单位换算和公式使用。当克服重力做功时，W=Gh；。 机械效率问题 1．滑轮组机械效率计算题目 解题策略：确定滑轮组机械效率公式中，分别求出两种功：和，代入公式计算。注意提升物体时，G和h、F和s的对应性。 方法技巧：计算滑轮组机械效率，将代入可得；若考虑动滑轮自重，还可变形为。 2．影响机械效率因素的分析题目 解题策略：理解有用功、额外功和总功概念，分析不同因素对它们及机械效率的影响。 方法技巧：对滑轮组分析动滑轮自重、物体重力、绳重及摩擦等因素对斜面分析，倾斜程度、粗糙程度等因素对机械效率的影响。 分析影响机械效率因素时，对于同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越高，因为额外功主要是克服动滑轮重力等做的功，基本不变，有用功增大，机械效率增大；提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低，因为额外功增大，有用功不变，机械效率降低。对于杠杆，杠杆自重、摩擦等会影响额外功，从而影响机械效率。对于斜面，倾斜程度越大、粗糙程度越小，机械效率越高，因为这两个因素都会影响摩擦力的大小。 说明：分类整理与该专题相关的重点知识内容，可以通过挖空、加粗、标红、铺黄等方式强化重点内容 杠杆 一、杠杆及其五要素 1．杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。  2．杠杆五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂； 3．理解杠杆：（1）动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。  （2）动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。 （3）力臂不一定在杠杆上，支点、力的作用点固定时，力臂会随着力的方向而改变。 二、杠杆的平衡条件及其应用 1．杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。 注意：我们在做实验时，是在杠杆水平位置平衡进行的，但在实际生产和生活中，这样的平衡是不多的。在实际情况下，杠杆是随使用情况而在任意位置平衡。 （1）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （2）公式的表达式为：F1l1=F2l2。 2．杠杆动态平衡：指构成杠杆的某些要素发生变化，而杠杆仍处于平衡状态。 分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，先后分析杠杆原来和后来两次甚至三次力和力臂的变化情况，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论。 （1）确定杠杆原先的平衡状态，画出动力臂和阻力臂。 （2）根据题意，画出杠杆转到另一个位置时的示意图，并分析动力臂和阻力臂的变化。 （3）根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。 三、杠杆中最小力的问题及力臂的画法 1．求最小动力问题。阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，因此，最小动力问题就是找最长力臂问题。 2．找最长力臂，一般分两种情况： （1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂； （2）在动力作用点未明确时，支点到杠杆上最远的点的距离是最长力臂。 3．力臂的画法 （1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O。  （2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长。    （3）在从支点O向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂，用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另一条直角边通过交点，从支点向力的作用线画垂线，作出动力臂和阻力臂，在旁边标上字母，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。 四、杠杆的分类及应用 1．杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆 类型 力臂的大小关系 力的大小关系 特点 应用 省力杠杆 l1＞l2 F1＜F2 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等 费力杠杆 l1＜l2 F1＞F2 费力、省距离 筷子、船桨、扫帚、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等等 等臂杠杆 l1=l2 F1=F2 既不省力也不省距离，既不费力也不费距离 天平、定滑轮等 2．判断杠杆类型要点： （1）既省力又省距离的杠杆是不存在的。 （2）人类发明各种杠杆应用于生活，其目的有三：省力、省距离和改变用力的方向。所谓省距离、费距离，不是指杠杆的动力臂和阻力臂大小，而是动力的作用点移动的距离，即人手或手指移动的距离。 （3）生活中常见的省力杠杆：羊角锤头撬钉子、手推独轮车、剪树枝的剪刀、瓶盖起子、核桃夹等；生活中常见的费力杠杆：人的前臂、钓鱼竿、裁缝用的剪刀、筷子、镊子等。 （4）判断时，要根据使用时的目的来判断，如撬石头、开瓶盖等，本来需要克服的阻力就较大，所以必须省力；而筷子、镊子、钓鱼竿之类，需要克服的阻力不大，为了使用方便，节省距离，所以费力。 滑轮 一、滑轮及其工作特点 1．滑轮：滑轮可以分为定滑轮和动滑轮。滑轮可看作是能够连续旋转的杠杆； 2．定滑轮工作特点：绳子绕过定滑轮吊着物体，不管拉力朝哪个方向拉力大小都是一样的，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。 3．动滑轮工作特点：使用动滑轮能省一半力，费距离；使用动滑轮时，重物由两段绳子吊着，每段绳子只承担物重的一半。省力，但费距离，绳端被拉动的距离是重物升高的距离的2倍。 4．滑轮的本质： （1）定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径，根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。使用时，滑轮的位置固定不变。 （2）动滑轮实质是个动力臂L1为阻力臂L2二倍的杠杆。使用时，滑轮随重物一起移动，省力，多费1倍距离。 二、滑轮组及其工作特点 1．滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组；使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 2．滑轮组工作特点：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数。滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。吊住动滑轮绳子的段数n的判断：数出动滑轮上绕过或固定的绳子段数，易错的是把定滑轮上的绳子也算进去，实际上定滑轮上最后向下拉的那段绳子，是向上拉着人手的（力的相互作用），所以不能算承担物重的绳子段数。 三、斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装 1．轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。例如汽车方向盘、门把手、螺丝刀、钥匙、自行车脚踏杆、链轮和车轮机构、辘轳等等。 （1）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物所通过的距离。 （2）轮轴的公式：F1R=F2r。 （3）轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。 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。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倾角和粗糙程度。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。日常生活中常见的斜面，如盘山公路、桥梁的引桥、螺丝钉上的螺纹等。 功和功率 一、功及做功的计算 1．功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。 2．功的两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过的距离。判断一个力是否做了功。必须同时满足功的两个必要的条件，缺一不可，否则就没有做功。 3．功的计算公式和单位：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=Fs。其中各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离s：m（米）。 4．不做功的三种情况 （1）有力无距离：物体受力，但物体静止不动，此情况叫“劳而无功”； （2）有距离无力：物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用，此情况叫“不劳无功”； （3）力和距离垂直：物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直，此情况叫“垂直无功”。 5．易错点和注意点： （1）物体沿水平方向运动时，竖直方向的重力和支持力不做功。物体沿竖直方向运动时，水平方向的压力支持力不做功。简言之，相互垂直的力F和距离s不能相乘求解功。 （2）将物体匀速向上拉动时，对物体的拉力做功就等于克服物体的重力做功，即W=Fs=Gh； （3）将物体沿斜面向上拉动时，对物体的拉力做功：W2=Fs，物体克服重力做功：W1=Gh；这两个功通常W2>W1。因为存在摩擦，所以多做了额外功；斜面光滑或不计摩擦时，W2=W1，Fs=Gh。 二、功率的概念 1．功率定义：功和做功时间的比值叫功率，在物理学中用字母P表示。 （1）做相同的功，比较不同的物体所用的时间，所用时间短的物体做功快。 （2）取相同的时间，比较不同的物体所做功的多少，做功多的物体做功快。 2．功率意义：物理学中，用功率来表示物体做功的快慢。功率大做功一定快，不一定多。 3．功率公式及单位：功率=功/时间，即。国际单位：瓦（W），1W=1J/s；常用单位：千瓦（kW），1kW=103W。 平均功率：物体做变速运动时，力在不同的时间段内做功快慢不同，平均功率可表示力在某段时间内做功的平均快慢程度。  三、功率的计算 1．功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）。公式变形：、W=Pt。 2．计算功率的另一个公式：P=Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做的功的功率可表示为Fv（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）。 a．推导：由，联立W=Fs，得==Fv。在功率P一定时，力F与速度v成反比。 b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 机械效率 一、机械效率的概念 1．机械效率概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 （1）有用功：利用机械提升物体时，对人们有用的功就叫做有用功；计算方法W有用=Gh。 （2）额外功：并非需要但又不得不做的功叫做额外功；W额外=W总-W有用。 （3）总功：有用功与额外功的和，动力所做的功叫总功；总功的计算方法W总=Fs；W总=W有用+W额外。 2．机械效率计算公式：；其中W总表示总功；W有用表示有用功；η表示机械效率。 由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。 二、三种简单机械的机械效率 杠杆 滑轮或滑轮组 斜面 提升重物 ① ②不计绳重及摩擦 ① ② 理解机械效率： 机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。 （1）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高。 （2）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高。 （3）当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 三、机械效率的应用  1．有用功是由使用机械的目的所决定的，当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有=Gh。   2．额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功，对于斜面而言，W额=fs。   3．总功是指动力对所做的功，一般情况下使用斜面时，动力做功W总=Fs。  4．斜面的机械效率。 5．影响机械效率的主要因素： （1）影响简单机械机械效率的主要因素： ①滑轮（组）机械效率：物重、动滑轮重、绳重和摩擦。物重越重、动滑轮越轻、绳重和摩擦越小，机械效率越高； ②杠杆机械效率：物重、杠杆重、绳重和摩擦。物重越重、杠杆越轻、绳重和摩擦越小，机械效率越高； ③斜面机械效率：斜面粗糙程度、倾斜程度。斜面越陡、越光滑，机械效率越高。 （2）提高机械效率的主要办法： ①在有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施。 ②在额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 简单机械和功 考点要求 课标要求 杠杆 · 2.2.6 知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。 滑轮 · 3.1.3 知道简单机械。（包括滑轮） 功 · 3.1.3 结合实例，认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。 功率 · 3.2.2 知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。 机械效率 · 3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 · 例3 测量某种简单机械的机械效率。 跨学科实践：调查并制作机械模型 · 3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。活动建议： · （1）查阅资料，了解人类利用机械的大致历程，并与同学进行交流。 · （2）查阅资料，了解我国古代水磨、水碓等机械，写一篇弘扬中华优秀传统文化的调查报告。 说明：可从考查重点、主要题型、命题趋势等方面解读命题规律 本章是必考内容。以杠杆平衡条件（F₁L₁=F₂L₂）、滑轮组省力规律（）、功的计算公式（W=Fs）、功率定义式（）及机械效率（）为命题核心，重点考查公式的灵活应用与物理量单位换算。注重结合生活实例考查机械类型判断，通过实验场景考查误差分析与方案优化能力。 本专题考查题型有：选择题、填空题、作图题和实验探究题等。 命题趋势：体现跨学科实践，物理知识融于科技、生活、工程实践的情景题。增加开放性问题，考查创新思维；结合节能减排背景，引导学生分析机械使用中的能量损耗问题。础题侧重概念辨析（占比约60%），中档题强调公式应用（占比约30%），难题突出综合计算与实验设计（占比约10%），区分度逐步提升。 说明：针对不同类型的题目提供具体的解题策略和方法 杠杆类问题 1．杠杆力臂作图题 解题策略：明确杠杆支点、动力和阻力的作用点与方向，从支点向力的作用线作垂线，垂线段长度即力臂。 方法技巧：确定支点 并标注；沿动力、阻力作用方向用虚线延长力的作用线；从支点向力的作用线作垂线，标直角符号，支点到垂足距离为力臂，标上动力臂或阻力臂符号。 2．杠杆平衡条件计算题 解题策略：牢记杠杆平衡条件公式，根据题目条件确定已知量和未知量，代入公式求解。 方法技巧：读题找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂中的已知量，将已知量代入公式算，注意单位统一。 3．杠杆动态平衡分析题 解题策略：分析杠杆变化时力与力臂的变化，依据杠杆平衡条件判断是否平衡。 具体方法：明确杠杆初始受力及力臂情况杠杆阻力、阻力臂、动力臂变化情况，从而分析动力的变化情况；根据杠杆平衡条件比较变化前后小关系，判断杠杆转动方向。 滑轮及滑轮组问题 1．定滑轮与动滑轮特点分析题 解题策略：熟悉定滑轮和动滑轮特点，通过分析使用方式判断类型，得出相应特点。牢记定滑轮实质是等臂杠杆，不省力但可以改变力的方向。 方法技巧：观察滑轮轴是否固定，轴固定为定滑轮，不省力但可改变力方向；轴随物体移动为动滑轮，不考虑相关因素时省力情况不同，且费距离。若忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力。绳子自由端移动距离s与物体移动距离h相等，即。 定滑轮的本质是等臂杠杆，动力臂和阻力臂都是轮半径；动滑轮为省力杠杆，动力臂为轮直径，阻力臂为轮半径。若忽略绳重和摩擦，且不考虑动滑轮自重时，绳子自由端的拉力；若考虑动滑轮自重，则。绳子自由端移动距离s是物体移动距离h的2倍，即。 2．滑轮组绕线及相关计算题 解题策略：先确定承担物重的绳子段数n再绕线，利用公式求拉力F和绳子自由端移动距离s。确定承担物重的绳子段数(n) 。判断方法是看与动滑轮相连的绳子段数。若从动滑轮开始绕线，绳子段数(n)为奇数；若从定滑轮开始绕线，绳子段数(n)为偶数。 计算拉力大小，若忽略绳重和摩擦，考虑动滑轮自重时，；不考虑动滑轮自重时，。 方法技巧：先按试题要求或根据已知条件确定绳子段数n；根据n值以及具体要求，如站在地上拉绳、用最小力拉绳，和奇动偶定原则绕线；确定n后代入公式求拉力F和绳子自由端移动距离s。绳子自由端移动距离。 功和功率问题 1．功的计算题 解题策略：明确做功的两个必要因素，根据公式W = Fs计算，注意F与s对应性。 方法技巧：找出力F和物体在力方向上移动的距离s，力与移动方向垂直则该力不做功；注意单位统一，代入公式计算功。 2．功率计算题 解题策略：功率表示做功快慢，根据题目条件选择合适公式计算。 具体方法：已知做功和时间用公式计算；已知力和速度用 P = Fv计算，注意单位统一。 3．功和功率的综合应用题目 解题策略：结合多个知识点，分析物理量关系，确定已知未知量，选合适公式逐步求解。 方法技巧：读题梳理物理过程和物理量；根据重力公式求重物重力；利用公式W = Fs和计算功和功率，注意单位换算和公式使用。当克服重力做功时，W=Gh；。 机械效率问题 1．滑轮组机械效率计算题目 解题策略：确定滑轮组机械效率公式中，分别求出两种功：和，代入公式计算。注意提升物体时，G和h、F和s的对应性。 方法技巧：计算滑轮组机械效率，将代入可得；若考虑动滑轮自重，还可变形为。 2．影响机械效率因素的分析题目 解题策略：理解有用功、额外功和总功概念，分析不同因素对它们及机械效率的影响。 方法技巧：对滑轮组分析动滑轮自重、物体重力、绳重及摩擦等因素对斜面分析，倾斜程度、粗糙程度等因素对机械效率的影响。 分析影响机械效率因素时，对于同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越高，因为额外功主要是克服动滑轮重力等做的功，基本不变，有用功增大，机械效率增大；提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低，因为额外功增大，有用功不变，机械效率降低。对于杠杆，杠杆自重、摩擦等会影响额外功，从而影响机械效率。对于斜面，倾斜程度越大、粗糙程度越小，机械效率越高，因为这两个因素都会影响摩擦力的大小。 说明：分类整理与该专题相关的重点知识内容，可以通过挖空、加粗、标红、铺黄等方式强化重点内容 杠杆 一、杠杆及其五要素 1．杠杆定义：在力的作用下绕着 点转动的 叫杠杆。  2．杠杆五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂； 3．理解杠杆：（1）动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。  （2）动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。 （3）力臂不一定在杠杆上，支点、力的作用点固定时，力臂会随着力的方向而改变。 二、杠杆的平衡条件及其应用 1．杠杆平衡：杠杆 或 都叫做杠杆平衡。 注意：我们在做实验时，是在杠杆水平位置平衡进行的，但在实际生产和生活中，这样的平衡是不多的。在实际情况下，杠杆是随使用情况而在任意位置平衡。 （1）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （2）公式的表达式为： 。 2．杠杆动态平衡：指构成杠杆的某些要素发生变化，而杠杆仍处于平衡状态。 分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，先后分析杠杆原来和后来两次甚至三次力和力臂的变化情况，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论。 （1）确定杠杆原先的平衡状态，画出动力臂和阻力臂。 （2）根据题意，画出杠杆转到另一个位置时的示意图，并分析动力臂和阻力臂的变化。 （3）根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。 三、杠杆中最小力的问题及力臂的画法 1．求最小动力问题。阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，因此，最小动力问题就是找最长力臂问题。 2．找最长力臂，一般分两种情况： （1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂； （2）在动力作用点未明确时，支点到杠杆上最远的点的距离是最长力臂。 3．力臂的画法 （1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O。  （2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长。    （3）在从支点O向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂，用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另一条直角边通过交点，从支点向力的作用线画垂线，作出动力臂和阻力臂，在旁边标上字母，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。 四、杠杆的分类及应用 1．杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆 类型 力臂的大小关系 力的大小关系 特点 应用 省力杠杆 l1＞l2 F1＜F2 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等 费力杠杆 l1＜l2 F1＞F2 费力、省距离 筷子、船桨、扫帚、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等等 等臂杠杆 l1=l2 F1=F2 既不省力也不省距离，既不费力也不费距离 天平、定滑轮等 2．判断杠杆类型要点： （1）既省力又省距离的杠杆是 的。 （2）人类发明各种杠杆应用于生活，其目的有三： 、 和 。所谓省距离、费距离，不是指杠杆的动力臂和阻力臂大小，而是动力的作用点移动的距离，即人手或手指移动的距离。 （3）生活中常见的省力杠杆：羊角锤头撬钉子、手推独轮车、剪树枝的剪刀、瓶盖起子、核桃夹等；生活中常见的费力杠杆：人的前臂、钓鱼竿、裁缝用的剪刀、筷子、镊子等。 （4）判断时，要根据使用时的目的来判断，如撬石头、开瓶盖等，本来需要克服的阻力就较大，所以必须省力；而筷子、镊子、钓鱼竿之类，需要克服的阻力不大，为了使用方便，节省距离，所以费力。 滑轮 一、滑轮及其工作特点 1．滑轮：滑轮可以分为 滑轮和 滑轮。滑轮可看作是能够连续旋转的杠杆； 2．定滑轮工作特点：绳子绕过定滑轮吊着物体，不管拉力朝哪个方向拉力大小都是一样的，使用定滑轮______但能 。 3．动滑轮工作特点：使用动滑轮能 ，费 ；使用动滑轮时，重物由两段绳子吊着，每段绳子只承担物重的一半。省力，但费距离，绳端被拉动的距离是重物升高的距离的2倍。 4．滑轮的本质： （1）定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径，根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。使用时，滑轮的位置固定不变。 （2）动滑轮实质是个动力臂L1为阻力臂L2二倍的杠杆。使用时，滑轮随重物一起移动，省力，多费1倍距离。 二、滑轮组及其工作特点 1．滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做 ；使用滑轮组既可以 ，又可以__________________，但要费距离。 2．滑轮组工作特点：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的______，即动力若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数。滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。吊住动滑轮绳子的段数n的判断：数出动滑轮上绕过或固定的绳子段数，易错的是把定滑轮上的绳子也算进去，实际上定滑轮上最后向下拉的那段绳子，是向上拉着人手的（力的相互作用），所以不能算承担物重的绳子段数。 三、斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装 1．轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。例如汽车方向盘、门把手、螺丝刀、钥匙、自行车脚踏杆、链轮和车轮机构、辘轳等等。 （1）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物所通过的距离。 （2）轮轴的公式：____________。 （3）轮轴的实质：轮轴相当于一个______，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。 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。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倾角和粗糙程度。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。日常生活中常见的斜面，如盘山公路、桥梁的引桥、螺丝钉上的螺纹等。 功和功率 一、功及做功的计算 1．功的定义：一个力作用在物体上，使物体在____________通过一段距离，这个力就对物体做了功。 2．功的两个必要因素：一是力作用在______上；二是物体在____________上通过的距离。判断一个力是否做了功。必须同时满足功的两个必要的条件，缺一不可，否则就没有做功。 3．功的计算公式和单位：功等于______跟物体在力的方向上通过的______的乘积。公式：_______。其中各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离s：m（米）。 4．不做功的三种情况 （1）有力无______：物体受力，但物体静止不动，此情况叫“劳而无功”； （2）有距离______：物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用，此情况叫“不劳无功”； （3）力和距离______：物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直，此情况叫“垂直无功”。 5．易错点和注意点： （1）物体沿水平方向运动时，竖直方向的重力和支持力不做功。物体沿竖直方向运动时，水平方向的压力支持力不做功。简言之，相互垂直的力F和距离s不能相乘求解功。 （2）将物体匀速向上拉动时，对物体的拉力做功就等于克服物体的重力做功，即W=Fs=Gh； （3）将物体沿斜面向上拉动时，对物体的拉力做功：W2=Fs，物体克服重力做功：W1=Gh；这两个功通常W2>W1。因为存在摩擦，所以多做了额外功；斜面光滑或不计摩擦时，W2=W1，Fs=Gh。 二、功率的概念 1．功率定义：______和做功______的比值叫功率，在物理学中用字母______表示。 （1）做相同的功，比较不同的物体所用的时间，所用时间短的物体做功______。 （2）取相同的时间，比较不同的物体所做功的多少，做功多的物体做功______。 2．功率意义：物理学中，用功率来表示物体做功的______。功率大做功一定______，不一定______。 3．功率公式及单位：功率=功/时间，即。国际单位：______（W），1W=1J/s；常用单位：千瓦（kW），1kW=103W。 平均功率：物体做变速运动时，力在不同的时间段内做功快慢不同，平均功率可表示力在某段时间内做功的平均快慢程度。  三、功率的计算 1．功率的公式：______（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）。公式变形：______、______。 2．计算功率的另一个公式：__________，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做的功的功率可表示为Fv（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）。 a．推导：由，联立W=Fs，得==______。在功率P一定时，力F与速度v成______。 b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 机械效率 一、机械效率的概念 1．机械效率概念：有用功跟总功的______叫做机械效率，通常用百分数表示。 （1）有用功：利用机械提升物体时，对人们有用的功就叫做______；计算方法W有用=Gh。 （2）额外功：并非需要但又不得不做的功叫做______；W额外=W总-W有用。 （3）总功：有用功与额外功的和，动力所做的功叫______；总功的计算方法W总=Fs；W总=W有用+W额外。 2．机械效率计算公式：；其中W总表示______；W有用表示______；η表示______。 由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总______1。 二、三种简单机械的机械效率 杠杆 滑轮或滑轮组 斜面 提升重物 ① ②不计绳重及摩擦 ① ② 理解机械效率： 机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。 （1）当______一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越______。 （2）当______一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越______。 （3）当______一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越______。 三、机械效率的应用  1．有用功是由使用机械的______所决定的，当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有=______。   2．额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功，对于斜面而言，W额=______。   3．总功是指动力对所做的功，一般情况下使用斜面时，动力做功W总=______。  4．斜面的机械效率。 5．影响机械效率的主要因素： （1）影响简单机械机械效率的主要因素： ①滑轮（组）机械效率：______、______、______和______。物重越重、动滑轮越轻、绳重和摩擦越小，机械效率越______； ②杠杆机械效率：______、______、______和______。物重越重、杠杆越轻、绳重和摩擦越小，机械效率越______； ③斜面机械效率：斜面____________、____________。斜面越陡、越光滑，机械效率越______。 （2）提高机械效率的主要办法： ①在有用功一定时，尽量减少______功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施。 ②在额外功一定时，增大______功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $