简单机械及机械效率
简单机械性质和其机械效率
简单机械性质和其机械效率1、滑轮①定滑轮：实质是一个等臂的杠杆，使用定滑轮不省力，但能改变力的方向。
②动滑轮：实质是个动力臂(l 1)为阻力臂 (l 2)二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离，且不能改变力的方向。
③滑轮组：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。
F nG G =+1()物轮，其中n 表示吊着物体的绳子的段数。
※2、滑轮组必备公式竖直拉物体时：()动G G n F +=1水平拉物体时:f n1F =（f 为物体受到地面的摩擦力） S 绳=nS 物 （用此公式从实验数据中判断绳子股数）v 绳=nv 物 （计算功率是常用）注意：S 绳 和v 绳 为绳子自由端移动的距离和速度即动力F 的距离和速度；n 为滑轮组绳子的股数；S 物和v 物 为绳子自由端移动的距离和速度；G 物为物体受到的重力大小，G 轮为动滑轮受到的重力。
※3、有用功○1若使用机械的目的是提升重物，那么克服物体的重力做的功就是有用功。
设重物的重力为G ，提升的高度为h ，则W Gh 有用=；○2如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功就是有用功。
设摩擦力为f ，物体移动的距离为s 物，则W 有＝fS物4、常见机械的机械效率求法（η＝）○1滑轮组： 竖直情况：用滑轮组提升重物时，克服重物的重力所做的功是有用功，对动滑轮的重力、绳子的重力、摩擦所做的功是额外功，绳子上的拉力所做的功是总功。
W 有＝G 物h W 额＝G 动h W 总＝Fs 绳水平情况：用滑轮组拉物体水平运动时，克服地面的摩擦做的功是有用功。
拉力所做的功是总功。
W 有＝fS 物 W 总＝FS 绳 F = S拉=nS 物○2斜面：（F 表示拉力，L 表示斜面的长，G 表示物体的重力，h 表示斜面的高。
） 理想情况：利用斜面来提升重物，若不计摩擦，则： FL ＝Gh 一般情况：利用斜面来提升重物，若考虑摩擦，则：计算公式： W有＝G 物h W 额＝fL W 总＝FL机械效率之例题精讲例1．用图示滑轮组拉着一重为100牛的物体A 沿水平面做匀速运动，所用拉力F 为40牛。
简单机械原理与机械效率的计算
简单机械原理与机械效率的计算一、简单机械原理1.定义：简单机械是指没有电动机或其他动力装置，依靠人力或其他动力直接作用的机械。
a)杠杆：根据力臂的长短，分为一端固定杠杆（费力杠杆、等臂杠杆、省力杠杆）和两端固定杠杆（轮轴、滑轮、撬棒等）。
b)滑轮：包括定滑轮和动滑轮。
定滑轮可以改变力的方向，动滑轮可以省力。
c)轮轴：轮轴是一个圆形轴，可以绕着固定点转动。
轮轴的力矩等于力与力臂的乘积。
2.力的作用效果：力可以改变物体的形状和运动状态。
二、机械效率的计算1.定义：机械效率是指机械输出功与输入功的比值，用来衡量机械的能量损失。
2.计算公式：机械效率 = 输出功 / 输入功 × 100%3.影响机械效率的因素：a)机械结构：机械结构的设计和制造精度会影响机械效率。
b)润滑：润滑可以减少机械部件之间的摩擦，提高机械效率。
c)操作方法：正确的操作方法可以减少能量的浪费，提高机械效率。
4.提高机械效率的方法：a)优化机械结构设计，减少能量损失。
b)提高制造精度，降低机械部件之间的摩擦。
c)加强润滑，保持机械部件的良好润滑状态。
d)培训操作人员，提高操作技能和意识。
三、实际应用1.生活中的简单机械：如扳手、钳子、螺丝刀等。
2.机械设备：如汽车、自行车、电梯等。
3.工程机械：如挖掘机、吊车等。
通过了解简单机械原理和机械效率的计算，我们可以更好地理解和应用各种机械设备，提高生产效率和生活质量。
习题及方法：1.习题：一个力为10N的人在水平方向上拉着一个质量为2kg的物体，物体在水平方向上移动了5m。
求物体的功和功率。
a)计算物体所受的摩擦力：f = μmg = 0.2 × 2kg × 9.8m/s² =3.92Nb)计算物体实际受到的拉力：F = 10Nc)计算物体克服摩擦力所做的功：W = (F - f)s = (10N - 3.92N) ×5m = 29.6Jd)计算功率：P = W / t = 29.6J / 10s = 2.96W答案：物体的功为29.6J，功率为2.96W。
求机械效率的4个公式
求机械效率的4个公式机械效率是指机械转换能量的有效性，是衡量机械性能的重要参数之一。
在实际应用中，机械效率通常采用百分比表示，越高越好。
本文将介绍机械效率的4个公式及其在工程设计和维护中的应用。
1. 简单机械效率公式简单机械效率公式为：η = Wout / Win * 100%其中，Wout为工作输出，Win为能量输入。
这个公式适用于单个简单机械的计算，如杠杆、滑轮、斜面等。
利用这个公式可以比较不同机械的效率，从而选择最适合的设备。
2. 复合机械效率公式复合机械效率公式为：η = Wout / W1 * 100%其中，W1为第一个机械的输出功率，Wout为整个机械系统的输出功率。
这个公式适用于多个简单机械组合成的机械系统，如传动系统、液压系统等。
通过这个公式可以优化机械系统的设计，提高效率。
3. 液压机械效率公式液压机械效率公式为：η = Fout * Vout / (Fin * Vin) * 100%其中，Fout为液压系统的输出力，Vout为输出液体的体积流量，Fin为液压系统的输入力，Vin为输入液体的体积流量。
这个公式适用于液压系统设计和维护，通过计算机械效率可以评估液压系统的性能，发现可能存在的故障，并进行调整优化。
4. 电机机械效率公式电机机械效率公式为：η = (Pout / Pin) * 100%其中，Pout为电机的输出功率，Pin为电机的输入功率。
这个公式适用于电机的设计和维护，可以评估电机的性能和节能情况。
如果电机的机械效率比较低，可以通过更换电机或者优化电机的使用方式来提高机械效率。
综上所述，机械效率公式的应用非常广泛，可以用于各种机械设备的设计、优化和维护。
通过计算机械效率可以评估机械系统的性能和节能情况，并进行调整和优化。
在实际应用中，需要根据不同的机械系统选择相应的机械效率公式进行计算和分析，以获得更好的效果。
求机械效率的公式8种
求机械效率的公式8种机械效率是描述机械装置能量转换效率的一个指标，用于衡量机械装置在能量转换过程中的能量损失程度。
下面列举了常见的8种机械效率的公式：1.简单机械效率（η）：简单机械效率是指通过简单机械装置进行的能量转换的效率。
它的计算公式为：η=(输出功/输入功)*100%2.齿轮传动效率（η）：齿轮传动效率是指通过齿轮传动进行的能量转换的效率。
它的计算公式为：η=(输出功/输入功)*100%3.提升机械效率（η）：提升机械效率是指通过提升机械装置进行的能量转换的效率。
它的计算公式为：η=(输出功/输入功)*100%4.液压系统效率（η）：液压系统效率是指通过液压系统进行的能量转换的效率。
它的计算公式为：η=(输出功/输入功)*100%5.气体压缩机效率（η）：气体压缩机效率是指通过气体压缩机进行的能量转换的效率。
它的计算公式为：η=(输出功/输入功)*100%6.发电机效率（η）：发电机效率是指通过发电机进行的能量转换的效率。
它的计算公式为：η=(输出功/输入功)*100%7.活塞式内燃机热效率（η）：活塞式内燃机热效率是指通过活塞式内燃机进行的热能转换的效率。
它的计算公式为：η=(输出热功/输入燃料热值)*100%8.汽车传动系统效率（η）：汽车传动系统效率是指汽车传动系统中能量转换的效率。
它的计算公式为：η=(输出功/输入功)*100%以上是常见的8种机械效率的公式，每个公式都根据具体的机械装置和能量转换方式具有不同的形式。
这些公式可以帮助我们评估机械装置的能量转换效率，进一步提高工程设计和能源利用的效率。
常见简单机械的机械效率归纳
简单机械的机械效率归纳常见的简单机械有斜面、杠杆、滑轮、滑轮组、轮轴等，这些工具也可以组合在一起使用。
物体重G，拉力F，物体与斜面间摩
擦力f；
物体被抬升h，物体在斜面上移动
距离s物。
（竖直方向）
物体重G，拉力F，动滑轮重G动；
物体被抬升h，绳子自由端移动距
离s；
有n段绳子与动滑轮相连。
拉力F，物体与平面间摩擦力f；
物体在平面移动距离s物，绳子自由
端移动距离s；
有n段绳子与动滑轮相连。
1/ 2
物体重G，拉力F，物体与斜面间摩
擦力f，动滑轮重G动；
物体被抬升h，物体在斜面上移动
距离s物，绳子自由端移动距离s；
有n段绳子与动滑轮相连。
2/ 2。
(中考物理)考点19 简单机械及机械效率
一、杠杆1．杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。
在力的作用下能绕固定点转动，这是杠杆的特点。
杠杆有直的也有弯的。
2．杠杆的五要素（1）支点：杠杆(撬棒）绕着转动的点，用字母O标出。
（2）动力：使杠杆转动的力。
画力的示意图时，用字母F1标出。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。
画力的示意图时，用字母F2标出。
注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，但它们的方向不一定相反。
（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。
用字母L1标出。
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
用字母L2标出。
二、杠杆平衡条件1．动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式：F1×L1=F2×L2。
2．杠杆的平衡条件实验（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂L1和L2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂的大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图乙方便。
由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。
（2）在实验过程中绝不能再调节螺母。
因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。
3．杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”。
而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。
利用杠杆的平衡条件来分析有关问题，一般按照以下步骤：（1）确定杠杆的支点的位置；（2）分清杠杆受到动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地做出力的示意图；（3）确定每个力的力臂；（4）根据杠杆的平衡条件列出关系式并分析求解。
三、杠杆的分类及应用杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力杠杆L 1>L 2 F 1<F 2 (动力<阻力） 省力费距离撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车等 费力杠杆L 1<L 2 F 1>F 2 (动力>阻力） 费力省距离起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼竿等等臂杠杆L 1=L 2 F 1=F 2 (动力=阻力）既不省力也不费力 天平、定滑轮等四、定滑轮和动滑轮 1．定滑轮（1）定义：中间的轴固定不动的滑轮。
简单机械原理与机械效率分析
简单机械原理与机械效率分析机械是人类利用自然力量创造的工具，简单机械是机械学中最基本的部分，它们由一些简单的零件组成，能够转换力的大小或方向。
了解简单机械的原理和机械效率对于我们理解和应用机械设备至关重要。
一、杠杆原理杠杆是一种最简单的机械装置，由一个支点和两个力臂组成。
根据杠杆原理，当一个力作用在一边的力臂上时，另一边的力臂会产生一个力矩，使得物体绕支点旋转。
杠杆可以放大力的大小或改变力的方向。
例如，当我们用杠杆来举起一个重物时，可以通过增加力臂的长度来减小所需的力量，从而减轻我们的劳动强度。
二、轮轴原理轮轴是由一个轮和一个轴组成的机械装置。
根据轮轴原理，当我们施加一个力在轮上时，轮会产生一个力矩，使得轴绕自身旋转。
轮轴可以改变力的方向，并且可以放大力的大小。
例如，当我们使用轮轴来开启门锁时，我们只需要施加一个较小的力在轮上，就可以通过轮轴的放大效应轻松地打开门锁。
三、斜面原理斜面是一个倾斜的平面，可以用来减小物体所受的重力。
根据斜面原理，当一个物体沿着斜面上升时，所需的力量会减小。
斜面可以减小力的大小，但需要增加施力的距离。
例如，当我们使用斜面来抬起一个重物时，我们可以通过增加斜面的长度来减小所需的力量，从而减轻我们的劳动强度。
四、滑轮原理滑轮是一个带有凹槽的轮子，可以用来改变力的方向。
根据滑轮原理，当我们用力拉动滑轮上的绳子时，绳子会改变方向，并且会产生一个力矩，使得滑轮绕自身旋转。
滑轮可以改变力的方向，并且可以放大力的大小。
例如，当我们使用滑轮来举起一个重物时，我们可以通过增加滑轮的数量来减小所需的力量，从而减轻我们的劳动强度。
机械效率是指机械设备转换能量的效率。
它可以通过以下公式计算：机械效率 = 有用输出能量 / 输入能量机械效率的值通常介于0和1之间，表示机械设备的能量损失情况。
当机械效率接近1时，表示机械设备的能量转换效率较高；而当机械效率接近0时，表示机械设备的能量损失较大。
机械效率的高低取决于机械设备的摩擦、空气阻力和能量损耗等因素。
简单机械——滑轮、斜面及机械效率(解析版)
3.3简单机械——滑轮、斜面及机械效率一、定滑轮与动滑轮特点1．如图所示，分别用力F1、F2、F3，匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是( )A．F1=F2=F3B．F1>F2>F3C．F1>F2=F3D．F1<F2<F31．【答案】A【解答】定滑轮是一个等臂杠杆，它不省力不费力，且力的大小与拉力的方向无关，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
2．按如下图使用简单机械，有可能实现F为200N的力移动重为700N的物体G的有（）A．只有①③④B．只有①③C．只有④D．①②③④都可以2．【答案】A【解答】用200N力提起了重为700N的物体，省了力，省力的方法可以使用杠杆，也可以使用动滑轮或滑轮组。
故答案为：A3．滑轮是种常用的简单机械使用定渭轮在省力和省距离等方面有什么特点？以下是小丽对此进行的实验：①如图甲，用弹簧秤测出两个钩码的重：②如图乙，用手竖直向下匀速拉弹簧秤，记录弹簧秤示数(摩擦力忽略不计)。
测量钩码和绳子自由端通过的距离，记录在下表中：③如图丙，改变拉力方向重复实验并记录。
拉力方向弹簧秤示数(牛) 绳子自由端移动距离(厘米) 钩码上升距离(厘米) 竖直向下 2.0 15 15斜向下 2.0 12 12水平 2.0 8 8请回答：（1）①中测得钩码重为牛：（2）分析数据，可得出的结论是：（3）小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性，还需。
3．【答案】（1）2（2）使用定滑轮既不省力也不省距离，但能改变力的方向（3）改变所挂钩码重，重复上述实验【解答】（1）根据图甲可知，测力计的量程为5N，分度值为0.2N，则示数为2N；（2）根据表格可知，当使用定滑轮沿不同方向拉动测力计时，测力计的示数始终等于钩码重力，且绳子移动的距离等于钩码上升的高度，那么得到结论：使用定滑轮既不省力也不省距离，但能改变力的方向。
（3）小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性，还需改变所挂钩码重，重复上述实验。
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2.按照要求组装图A、B滑轮组。（动滑轮自重不计） （1）用G/2的力提起重物； （2）用G/3的力提起重物。
F=G/3
F=G/2
知识技能
自学检测
合作探究
精讲点拨
即时练习
2.根据你所掌握的滑轮知识，完成下列表格：
分类
优缺点
实质
定滑轮 动滑轮 滑轮组
不能省力但能 改变拉力方向
能省一半力， 不能改变拉力方向
等臂杠杆 动力臂是阻力臂2倍的杠杆
①使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体用 的力就是物重或物体与动滑轮总重的几分之一；绳子移动的距 离就是物体移动距离的几倍，如：当动滑轮上的绳子段数为n， 物体重力为G物，动滑轮重G动，自由端拉力为F，则有F=(G物+G 动)/n（不计所有摩擦时），物体提升的高度为h，自由端通过 的距离为S，则s=nh
G动 /N
钩码 上升 的 高度
h/m
动力 F/N
动力 作用 点移 动的 距离
s/m
滑轮 组的 机 械效 率
η/%
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6
3 4 0.5 0.1 2 0.3
4 4 1 0.1
0.5 50.0
(3)由表中第__(1_)_(2_)_(3_)_组数据可知，同一滑轮组的机械
2．(2014，漳州)如图所示属于费力杠杆的是( B)
考点突破
3．(2013，安徽)如图，轻质杠杆AB可以绕O点转动， 在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的 动力，使杠杆在水平位置保持平衡。若将动力的方 向改为沿虚线方向，仍使杠杆在水平位置保持平衡， 则( D )
A．动力臂增大，动力增大 B．动力臂增大，动力减小 C．动力臂减小，动力减小 D．动力臂减小，动力增大
2016届中考物理第一轮复习 简单机械及机械效率
考点梳理
1杠杆、杠杆的平衡条件探究； 2.滑轮、滑轮组、轮轴、斜面；
3.机械效率。
一、基础知识梳理
1．杠杆的平衡条件是___F_1_L_1_＝__F_2_L_2_，杠杆可以分为省力杠杆、 ___费__力___杠杆和___等__臂___杠杆三类． 2．定滑轮的实质是一个__等__臂____杠杆，使用它__不__可__以__省力， ____可__以__改变力的方向；动滑轮的实质是一个___省__力___杠杆，使 用它__可__以____省力，___不__能___改变力的方向；滑轮组既可以省力 也可以改变力的方向． 3．机械效率的计算公式是___η_＝__W__有_/W__总_____，机械效率总是
(1)根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕 绳方法．
实验 次数
物重 G物 /N
动滑 轮重
G动 /N
钩码 上升 的 高度
h/m
动力 F/N
动力 作用 点移 动的 距离
s/m
滑轮 组的 机 械效 率
η/%
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6
A．甲图省力，机械效率甲图大 B．甲图省力，机械效率一样大 C．乙图省力，机械效率乙图大 D．乙图省力，机械效率一样大
考点突破
3.(2015 曲靖市)如图所示，用一个长为1.2 m的斜面将重为45 N的物体沿斜面匀速拉到0.4 m的高台上，斜面的机械效率为
60%，则把重物拉上高台时做的有用功是__1__8____J；物体与斜 面间的摩擦力是____1_0___N.
效率与物重有关．
(4)由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率
与摩擦和___动__滑_轮__重__有关，请计算出第3组实验中
克服摩擦所做的额外功____0_.1_5__J.
实验 次数
物重 G物 /N
动滑 轮重
G动 /N
钩码 上升 的 高度
h/m
动力 F/N
动力 作用 点移 动的 距离
s/m
滑轮 组的 机 械效 率
3 4 0.5 0.1 2 0.3
4 4 1 0.1
0.5 50.0
(2)在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量
___竖__直___匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中 弹簧测力计的示数为___1_._6___N，第3次实验时滑
轮组的机械效率为____6_6_.7_%_．
实验 次数
物重 G物 /N
动滑 轮重
滑轮组的演示
1.图12.2-4中都是由一个 定滑轮 和一个 动滑轮 组合在一起，
图甲这样组合能 省力 ，但不能改 变 拉力方向，图乙这样组合既能 省力 又 能改变 拉力方向 ，图甲有 三 段绳子吊着 动滑轮，拉绳子所用的力就是总重 的 三分之一 。图乙有二段绳子吊着动 滑轮，拉绳子所用的力就是总重 的 二分之一 。分析对比：甲、乙两种 绕法有何不同？哪种更省力？
考点突破
4. (2015 莱芜市)如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下(F2 未画出)处于平衡状态．O为支点，L2是力F2的力臂，请在
图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图．
考点二：滑轮
定滑轮：不省力，可以改变力的方向
动滑轮：省一半的力，不改变力的方向 滑轮 滑轮组：F＝Gn s＝nh
轮轴：变形的杠杆，FR＝Gr
②组装口诀：奇动偶定。
考点突破
1. (2015 桂林市)如下图所示的四种机械装置中，不能省力的
装置是( B )
A.自行车的脚踏板 B.旗杆顶的定滑轮 C.水管上的水龙头 D.大门上的门把手
考点突破
2. (2015 广东省)如图所示，已知物体A和动滑轮的总重为200 N，
当物体A匀速上升高度为1 m时，绳子移动的距离为___2_____m， 人对绳子的拉力为___1__0_0__N，拉力所做的功为__2_0__0___J，
η/%
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6
3 4 0.5 0.1 2 0.3
4 4 1 0.1
0.5 50.0
考点突破
2.(2015 茂名市)如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同 的重物，绳重、摩擦忽略不计，在物体匀速上升的过程中
(D)
×100% __小__于____1.减小机械自重及机械摩擦可以提高机械效率． 4.轮轴、斜面等也是简单的机械。
考点一：杠杆
定义：在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒
五要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂 杠杆
平衡条件：F1L1＝F2L2 分类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆
考点突破
1．(2013，成都)如图甲所示，小明在用杠杆撬一块大石头，他 使用的是_省__力___(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。如 图乙所示，使用定滑轮可以___改__变__动__力__的__方__向_____(选填“省 力”“省距离”或“改变动力方向”)。
斜面：可以省力
定滑轮的演示
动滑轮的演示
胖子想做什么？
瘦子做什么达到了他的目的？
胖子和瘦子故事给你什么样的启示？
1.若要提升重物，瘦子的重力应等于或者大于重物 的重力。 2.使用定滑轮能改变力的方向但不能省力，但使用 动滑轮可以省力却不能改变力的方向
有没有既可以改变力的方向，又可以省力 的方法？
实验 次数
物重 G物 /N
动滑 轮重 G动/N
钩码上 升的 高度
h/m
动力 F/N
动力作 用点移 动的距 离s/m
滑轮 组的
机 械效 率η/%
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6
3 4 0.5 0.1 2 0.3
4 4 1 0.1
0.5 50.0
(绳子与滑3.(2015 铜仁市)请在图中画出滑轮最省力的绕法．
答 案：
考点三：机械效率
有用功、额外功和总功 机械效率机械效率：定义、公式、提高机械效率的方法
探究斜面的机械效率：器材、步骤、表格设计、数据处理
考点突破
1 (2015 盘锦市)在探究“滑轮组机械效率”时， 小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑 轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和 两个定滑轮测得第4组数据，如下表：