第十二章简单机械

滑轮组的机械效率： 答案：540；75%．
二、其他简单机械 1.定滑轮 （1）定义：轴___固_定__不_动_____的滑轮． （2）实质：是一个__等_臂___杠杆． （3）特点：使用定滑轮__不__省__力，也__不_省___距 离，但_可__以___改变动力的方向．
2.动滑轮 （1）定义：轴__随_物__体_一__起_移__动_____的滑轮． （2）实质：是一个_____动_力_臂__为_阻__力_臂__二_倍______的 杠杆． （3）特点：使用动滑轮__省_一__半_的__力____，但__不_能___ 改变动力的方向，且__多__费__距离(s=2L)．
图2
例2 住楼上的瑞瑞同学家最近正在装修房子， 需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄 不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图3所示的滑 轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。请 你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图。
图3
解析：从题意可知，滑轮自由端的绳头一定是 从定滑轮处出来，人站在地上向下拉绳。于是 可以从自由端绳子处入手，逆着此拉力方向， 按照图4中的①、②、③的顺序，由外向里绕线， 最后将绳子固定在定滑轮的挂钩上，从而设计 出图4所示的滑轮组绕线方式。
3．2016年考查重点是滑轮组的绕制、探究杠杆的平衡条件、机械效率
的理解及简单计算．
★知识网络★
F1L1=F2L2 省力、费力、等臂杠杆
不省力F=G/不费距离s=h
省力
/费距离s 2h
省力
/费距离
倾斜程度越大、越光滑，η越高
物体升高： W有=Gh ； s=nh W总=Fs ； W总=W有+W额
第十二章 简单机械 P17
考 1.简单机械改变力的大小和方向.（探究）
纲 2．机械效率．（理解）
说 3．机械使用的历史发展过程，机械的使用对社会发展的作用.(认识)
明
近 年份
题型
考查点
2012年
考 考
2013年
查
情 况
2014年
作图题 选择题 计算题 作图题 计算题 填空题 实验题 实验题 实验题
图4
第二类：自由端绳子拉力方向未知类
对于自由端绳子拉力方向未知的问题，通常采用由 里向外的绕线方法。 此类问题又可细分为两小类： 1.承担物重的绳子段数可确定类 当题目已知被提起重物的重G及自由端的绳拉力F， 或者已知自由端的绳移动距离S及重物被提升的高 度h时，可先根据题目的具体条件，运用n=G/ F或 n=S / h确定出承担物重的绳子段数n，然后依据 “奇动偶定”（当绳子的段数为奇数时，绳子的固 定端系在动滑轮的挂钩上；当绳子的段数为偶数时， 绳子的固定端系在定滑轮的挂钩上）的规律确定出 绳固定端的位置，然后从绳固定端开始，由里向外 进行绕线.
第一类：自由端绳子拉力方向已知类 对于自由端绳子拉力方向已知的滑轮组绕线问 题，一般采用从自由端绳子处入手，逆着拉力 方向由外向里的绕线方法。 例1 如图1所示，要求滑轮自由端的绳拉力方向 向上，请在图中用笔画线，设计出符合要求的 滑轮组绕线。
图1
解析：题中已明确要求滑轮自由端的绳拉力方 向向上，则自由端的绳一定是从动滑轮处出来 的。于是可以从自由端绳子处入手，逆着此拉 力方向，按照图2中的①、②、③的顺序，由外 向里绕线，最后将绳子固定在动滑轮的挂钩上， 从而设计出符合要求的滑轮组绕线，如图2所示。
例3 用图5所示的两个滑轮组成一个滑轮组提升 重物，要求拉力为物重的二分之一（忽略摩擦 以及绳和滑轮的重力），请在图中画出绳子的 绕法.
图5
解析：由n=G/ F可知，所要求的滑轮组承担物 重的绳子段数为2，依据“偶定奇动”规律，绳 子的固定端应系在定滑轮的挂钩上。于是从定 滑轮的挂钩处开始，按照图6中的①、②、③的 顺序由里向外绕线，便得到符合要求的绳子绕 法，如图6所示。
比，用 η
η=W有用/W总
机械效率是一个比值，能反映机械性能的好坏，
机械效率越高，做功性能越好.
2．（2012广东，15，2分）如下图，杠杆 OB可绕O点转动，在力F的作用下在水平 位置平衡，画出力F的力臂L．
解析：力臂是从支点到力的作用线的距离， 由支点向力的作用线做垂线，垂线段的长 度即为力臂． 答案：过支点O向F的作用线做垂线，垂线 段的长度为F的力臂，如图所示：
②定时润滑，减小 摩擦 .
B 增加 有用功，如增加物重
3.（2014•娄底）如图，用一个动滑轮把 重90N的沙袋从地面提到6m高的脚手架上， 所用的拉力是60N，则此动滑轮提升沙袋 所用的有用功为 J，机械效率是
．
解析：（1）知道物重和提升的高度，利用 W 有=Gh 求提起重物所做的有用功；（2） 知道拉力大小和绳子自由端移动的距离， 利用 W 总=Fs 求总功，再利用机械效率的 公式求滑轮组的机械效率． 解：（1）提起物体所做的有用功：W 有用 =Gh=90N×6m=540J； （2）由图可知，s=2h=2×6m=12m，提起 物体所做的总功：W 总=Fs=60N×12m=720J，
图7
2.承担物重的绳子段数不可确定类 自由端绳子拉力方向未知，且根据题意
不容易确定绳固定端位置时，由于上这两 种情况，因此可以采取尝试的方法得到符 合要求的绳子绕法.
例5 在图5中画出使用滑轮组提起物体时最省 力的绕绳方法.
3m3； 由杠杆平衡的条件可得：（G﹣F 浮）×OA=FB×OB （2.7kg×10N/kg﹣F 浮）×OA=3.5N×OB 2.7kg×10N/kg﹣F 浮=7N，F 浮=20N． 答案：10﹣3；20．
=10﹣
7.如图所示，OA=AB=10cm，重物 G=20N．要使杠杆平衡，FN= N．此杠 杆属于 杠杆（选填“省力”、“费力”
3.滑轮组 （1）定义：定滑轮和动滑轮组合在一起． （2）使用滑轮组的好处：既省力，又可改变动力的 方向． （3）滑轮组动力公式：F_＝__Ｇ_／__n(Ｇ＝G 物+G 轮，n 为承 担重物绳子的段数)． （4）使用滑轮组费距离：_s=_ｎ__ｈ__（ｈ是物体被移动 的距离）
4.轮轴：由一个轴和一个大轮组成能绕共同的轴转 动的简单机械，实质上是一个可__以_连__续__转_动__的__杠_杆．使用 轮轴可以省力．Ｆ１R=F2ｒ
②同侧异向，异侧同向
练：解读 p46 6 P83 10 12
L· ·
作用点在 杠杆上 F2
· F1
2. 判断杠杆种类的方法： 当 L1>L2 时，是省力杠杆 ；
当 L1<L2 时，是费力杠杆 ； 当 L1=L2 时，是等臂杠杆 ；
· ·· A
·B
· · 手F1
o 物F2
例1.（2014•赤峰）在如图所示的四种剪刀
· · 中，正确使用时，属于费力杠杆的是（） ·· · 方法:比较o到F1和 O到F2的距离 C
CD
·
解读 P46 2
3. （1）杠杆平衡：杠杆处于__静_止__不__动__或_匀__速__转__动__状态． 杠杆的平衡条件： F1L1=F2L2 ;
练： 解读 P46 1 3 4 5 P111 (四）
或
3．（2013广东，14，3分）如图是某装置
利用浮力进行自动控制的原理图AOB为一
杠杆（质量忽略不计），OA：OB=1：
2． A端用细线挂一空心铝球，质量为
2.7kg． 当铝球一半体积浸在水中，在B端
施加3.5N的竖直向下的拉力F时，杠杆恰
好在水平位置平衡．则铝球实心部分的体
积为
m3，铝球受到的浮力
滑轮组的绕制 机械效率的理解 机械效率的简单计算 杠杆 机械效率的简单计算 杠杆 滑轮 机械效率 探究杠杆的平衡条件实验
2分 3分 2分 3分 3分 1分 1分 1分 6分
命题 1．本章考查重点是杠杆力臂的作图及其平衡条件，滑轮组的绕制，机
规律 械效率的理解及简单计算.
2．题型以填空题、选择题、作图题和实验题为主．
或“等臂”）．若将重物向O点移动，要 使杠杆仍然保持平衡，则FB （选填 “变大”、“不变”或“变小”）.
解析：（1）如图，杠杆在水平位置平衡，力 竖直作用在杠杆上，所以O是支点，G是阻力， FN是动力，OA是阻力臂，OB是动力臂，根 据杠杆平衡条件得，FN×OB=G×OA， ∴FN×20cm=20N×10cm，∴FN=10N． （2）OA是阻力臂，OB是动力臂，动力臂大 于阻力臂，是省力杠杆． （3）若将重物向O点移动，要使杠杆仍然保 持平衡，阻力不变、动力臂不变，阻力臂变 小，根据杠杆平衡条件得，动力变小． 答案：10；省力；变小．
3.一位同学站在地面上，要利用如下图所示
·F ··
的滑轮组提升重物，已知物重1000牛，而绳
子最多只能承受400牛的拉力．请你帮他在 图中画出符合要求的绳子绕法．
F ···
方法：F=G/n n=G/F=1000N/400N=2.5=3
奇动偶定
练：解读 P83 15 P47 8
考点3.机械效率
有用功：不用任何机械时做的功 总功：利用机械时，人做的功
5．斜面：是一种___费___距离但能__省_力___的简单机 械．ＦＳ＝Ｇｈ．
三、机械效率
1.有用功、额外功、总功.
对人们 有用的功 叫有用功；对人们无用但又
不得不做的功叫 额 外 功 ； 有 用 功 和 额 外 功 之 和
叫 总功 .
2.机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率.
通常用机械效率来表示有用功占总功的百分
p47 9 10
考点 3.机械效率时应注意： (1)机械效率的高低与使用机械是否省力或省力的多少
无关 .
(2)由于有用功总小于总功，所以机械效率总 小于 1.
(3)同一机械在不同情况下机械效率 不一定相同 .用动滑轮提升重物，重
物的重力越大，动滑轮的机械效率 增大 ，
（4）.提高机械效率的方法