專題12簡(jiǎn)單機(jī)械一、思維導(dǎo)圖二、新課標(biāo)要求2.2.6知道簡(jiǎn)單機(jī)械。探究并了解杠桿的平衡條件。3.2.3知道機(jī)械效率。了解提高機(jī)械效率的意義和途徑。三、知識(shí)梳理與典例一、杠桿1.杠桿：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿。2.描述杠桿特征的五個(gè)要素以用撬棒撬物體為例進(jìn)行分析講解。（1）描述杠桿的“五要素”①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)O；②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1；③阻力：杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2；④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力的距離l1；⑤阻力臂：從到阻力作用線的距離l2。注意：“力的作用線”是指過力的作用點(diǎn)沿力的方向所畫的直線，不是支點(diǎn)到作用點(diǎn)的距離。（2）透析杠桿五要素①支點(diǎn)：在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿的其他位置；同一杠桿，使用方法不同，支點(diǎn)位置改變。（以上均選填“一定”或“可能”）②動(dòng)力與阻力：作用點(diǎn)在杠桿上（選填“一定”或“可能”），分別使杠桿向方向轉(zhuǎn)動(dòng)（選填“相反”或“相同”），動(dòng)力和阻力是相對(duì)的，一般把人對(duì)杠桿施加的作用力稱為動(dòng)力。③力臂：是支點(diǎn)到力的作用線的距離，不是支點(diǎn)到作用點(diǎn)的距離；力臂在杠桿上（選填“一定”或“不一定”），如圖中l(wèi)1、l2；若力的作用線過支點(diǎn)，則力臂為。（3）力臂的畫法步驟畫法圖示第一步：確定支點(diǎn)O假設(shè)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿上相對(duì)靜止的點(diǎn)即為支點(diǎn)第二步：確定動(dòng)力和阻力的作用線從動(dòng)力、阻力作用點(diǎn)沿力的方向(或反方向)分別畫直線，即為動(dòng)力、阻力的作用線第三步：畫出動(dòng)力臂和阻力臂從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足間的距離為力臂二、杠桿的平衡條件1.杠桿平衡當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們就說杠桿平衡了。2.杠桿的平衡條件（1）杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂公式表示：，這就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。（2）注意：①杠桿是否平衡，取決于力和力臂的；若乘積相等就平衡，否則沿著乘積大的那端轉(zhuǎn)動(dòng)。②注意單位統(tǒng)一：在應(yīng)用杠桿平衡條件時(shí)動(dòng)力和阻力的單位要統(tǒng)一（單位用N），動(dòng)力臂和阻力臂的單位也要統(tǒng)一（單位用m或cm）。三、生活中的杠桿根據(jù)動(dòng)力臂l1和阻力臂l2之間的大小關(guān)系及用途的不同，杠桿可以分為省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿。1.根據(jù)杠桿的平衡條件分析杠桿如圖所示，人的動(dòng)力為F1，動(dòng)力臂為l1，阻力為F2，阻力臂為l2。根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可得（1）若l1＞l2，則F1＜F2，為杠桿；（2）若l1=l2，則F1=F2，為杠桿；（3）若l1＜l2，則F1＞F2，為杠桿。（以上均選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）2.省力杠桿（1）省力杠桿的實(shí)例分析如圖甲所示是鋼絲鉗，可以看做是兩個(gè)杠桿的組合。其中是支點(diǎn)，點(diǎn)是動(dòng)力的作用點(diǎn)，點(diǎn)是阻力作用點(diǎn)。因?yàn)閯?dòng)力臂l1大于阻力臂l2，所以是力杠桿。（2）省力杠桿的特點(diǎn)動(dòng)力臂L1阻力臂L2，省力費(fèi)距離。使用省力杠桿時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離阻力作用點(diǎn)阻力移動(dòng)的距離，即費(fèi)距離。（以上均選填“大于”或“小于”）（3）生活中的一些省力杠桿鋼絲鉗、瓶蓋起子、羊角錘等；這類杠桿的共同特點(diǎn)是動(dòng)力臂l1大于阻力臂l2，所以使用時(shí)都是省力杠桿。3.費(fèi)力杠桿（1）費(fèi)力杠桿的實(shí)例分析如甲圖所示，賽艇的船槳也是一種杠桿，乙圖是船槳的杠桿模型。劃船時(shí)船槳繞著點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以O(shè)點(diǎn)即為支點(diǎn)；手的作用力F1為動(dòng)力，作用點(diǎn)為點(diǎn)；水對(duì)船槳的力F2為阻力，作用點(diǎn)為點(diǎn)；因?yàn)閯?dòng)力臂l1小于阻力臂l2，所以是杠桿，但劃船時(shí)手只要移動(dòng)較小的距離就能使槳在水中移動(dòng)較大的距離。（2）費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)動(dòng)力臂L1阻力臂L2，費(fèi)力省距離。使用時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離阻力作用點(diǎn)阻力移動(dòng)的距離，即省距離。（以上均選填“大于”或“小于”）（3）生活中的一些費(fèi)力杠桿筷子、鑷子、釣魚竿、理發(fā)剪刀等。這類杠桿的共同特點(diǎn)是動(dòng)力臂l1小于阻力臂l2，所以使用時(shí)都是費(fèi)力杠桿。4.等臂杠桿（1）等臂杠桿的特點(diǎn)動(dòng)力臂l1阻力臂l2，動(dòng)力F1阻力F2，不費(fèi)距離不省距離。（2）生活中的等臂杠桿托盤天平、定滑輪、蹺蹺板等?！纠}1】如圖所示，是使用自拍桿輔助手機(jī)進(jìn)行拍照的示意圖，將自拍桿看作一個(gè)杠桿，請(qǐng)畫出作用在B點(diǎn)的阻力F2的阻力臂l2?！纠}2】如圖所示，以下器具在使用時(shí)屬于省力杠桿的是（）A．筷子 B．食品夾C．鋼絲鉗 D．鑷子【例題3】如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA=AB，在A點(diǎn)懸掛物體，在B點(diǎn)豎直向上拉動(dòng)杠桿使其始終保持水平平衡，拉力為F。下列說法正確的是（）A．F的大小為物重的2倍 B．物重增加5N，F(xiàn)的大小也增加5NC．物體懸掛點(diǎn)右移，拉力F會(huì)增大 D．將F改為沿圖中虛線方向，拉力F會(huì)減小【例題4】如圖所示，桿秤砣的質(zhì)量為0.5kg，秤鉤懸掛處A與秤紐O間的距離為6cm，掛上重物后，秤砣移至距O點(diǎn)24cm的B處時(shí)，秤桿正好水平，求：（1）秤砣受到的重力（g=10N/kg）；（2）被稱物體的重力；（3）若秤桿長(zhǎng)60cm，則這把秤最大能稱量多少kg的物體？四、定滑輪和動(dòng)滑輪1.滑輪（1）滑輪是一個(gè)周邊有，能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪。（2）滑輪的分類：滑輪有滑輪和滑輪兩種。定滑輪動(dòng)滑輪①定滑輪：使用時(shí)，軸固定不動(dòng)的滑輪，叫定滑輪。②動(dòng)滑輪：使用時(shí)，軸隨著物體移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。2.定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)（1）使用定滑輪的特點(diǎn)：使用定滑輪不省力，也不省距離，但可以改變力的。（2）使用動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪可以省力，但不能改變力的方向，而且費(fèi)。（3）想要改變用力方向時(shí)可以用滑輪，想要省力時(shí)可以用滑輪。3.定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)（1）定滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)等臂杠桿如圖甲所示，定滑輪的軸心O為支點(diǎn)，動(dòng)力臂l1與阻力臂l2都是滑輪的r。根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2，因?yàn)閘1＝l2，所以F1F2（不計(jì)摩擦）。繩子自由端移動(dòng)的距離s和物體升高的高度h相等：S繩=h物定滑輪相當(dāng)于如圖所示的無(wú)數(shù)個(gè)可繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿AB組成，它實(shí)質(zhì)上可以看成是能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿；所以使用定滑輪不省，但可以改變力的。甲定滑輪實(shí)質(zhì)乙動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)（2）動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿如圖乙所示，定滑輪O為支點(diǎn)，力臂l1為滑輪的直徑，力臂l2為滑輪的半徑，在不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重時(shí)，根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2，因?yàn)閘1＝2l2，所以F1＝EQ\F(1,2)F2＝EQ\F(1,2)G繩子自由端移動(dòng)的距離S繩和物體升高的高度h物的關(guān)系：s繩=2h物動(dòng)滑輪相當(dāng)于由圖所示的無(wú)數(shù)個(gè)可繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿OA組成，它實(shí)質(zhì)上可以看成是能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力臂是阻力臂倍的杠桿。4.用平衡力的知識(shí)研究定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)（1）定滑輪甲乙如圖甲所示，在忽略摩擦的情況下，物體受到重力G和拉力F作用，由于物體勻速上升，所以拉力F跟物體的重力G是一對(duì)力，大小相等，即F=G。物體向上運(yùn)動(dòng)，用力的方向卻是向下，所以，使用定滑輪能改變力的。（2）動(dòng)滑輪如圖乙所示，在忽略動(dòng)滑輪的重力和摩擦的情況下，物體受到重力G和兩段繩子的兩個(gè)拉力F的作用。由于物體勻速上升，所以兩個(gè)拉力F跟物體的重力G是平衡力，則2F＝G，F(xiàn)=G。若考慮動(dòng)滑輪的重力，忽略繩重、摩擦的情況下，由于物體勻速上升，所以四個(gè)力平衡，滿足：2F＝，所以F=。五、滑輪組1.滑輪組把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起，就構(gòu)成了滑輪組?；喗M的特點(diǎn)（1）使用滑輪組時(shí)，既可以省力，也可以改變施力的。（2）使用滑輪組提起重物時(shí)，動(dòng)滑輪上有n段繩子承擔(dān)物重，提起物體的力就是物重的（忽略動(dòng)滑輪重、繩重及各處的摩擦力）。（3）拉力移動(dòng)的距離s與物體升高的距離h的關(guān)系為s=h。（4）確定承擔(dān)物重繩子段數(shù)n的方法（“分離法”）在定滑輪與動(dòng)滑輪之間畫一條虛線，只考慮與滑輪相連的繩子段數(shù)。如圖甲所示的滑輪組中，繩子段數(shù)為n=，則F=EQ\F(1,4)G，s=4h；圖乙所示的滑輪組中，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為n=，則F=EQ\F(1,5)G，s=5h。3.滑輪組的組裝（2）繞繩方式的判斷——“奇動(dòng)偶定”如下圖所示，當(dāng)承重的繩子段數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，繩的起始端系在滑輪的掛鉤上；當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩的起始端系在滑輪的掛鉤上。這一原則可概括為“奇拴動(dòng)，偶拴定”。簡(jiǎn)稱“奇動(dòng)偶定”。（3）動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)的確定當(dāng)需要n段繩子承擔(dān)物重時(shí)，需要?jiǎng)踊喌膫€(gè)數(shù)N為①N=_________（n為奇數(shù)時(shí)）；②N=（n（4）定滑輪個(gè)數(shù)的確定①施力方向向上（與物體運(yùn)動(dòng)方向相同）n為偶數(shù)時(shí)，定滑輪比動(dòng)滑輪少一個(gè)；n為奇數(shù)時(shí)，定滑輪的個(gè)數(shù)和動(dòng)滑輪的相同。②施力方向向下（與物體運(yùn)動(dòng)方向相反）n為偶數(shù)時(shí)，定滑輪的個(gè)數(shù)和動(dòng)滑輪的相同；n為奇數(shù)時(shí)，定滑輪比動(dòng)滑輪多一個(gè)。如圖所如圖所示的滑輪組，n=動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為：N=（個(gè)）定滑輪的個(gè)數(shù)為N=（個(gè)）六、輪軸和斜面1.輪軸（1）輪軸的組成：由兩個(gè)半徑不等的圓柱固定在同一軸線上組成，大的稱為，小的稱為。（2）輪軸的特點(diǎn)輪軸可以看成一個(gè)可連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的不等臂杠桿。如圖所示，輪軸作為杠桿的支點(diǎn)在0，輪半徑R是動(dòng)力臂，軸半徑r是阻力臂。根據(jù)杠桿的平衡條件F1R=F2r得：F1R=Gr，因?yàn)镽r，所以F1G。（選填“>”或“<”）當(dāng)動(dòng)力作用在輪上時(shí)，輪軸是一個(gè)省力杠桿，但費(fèi)距離。當(dāng)動(dòng)力作用在軸上時(shí)，輪軸是一個(gè)費(fèi)力杠桿，但省距離。（3）生活中的一些輪軸例如，水龍頭的開關(guān)、門把手、自行車的腳踏板、自行車的手把等。2.斜面（1）斜面：是一個(gè)與水平面成一定夾角的的傾斜平面。（2）斜面的特點(diǎn)如圖所示，把重為G的物體，沿著長(zhǎng)為l，高為h的斜面，用大小為F的力拉上去的過程中：根據(jù)功的原理，如果不計(jì)斜面和物體的摩擦，則FL=Gh，所以F=結(jié)論：斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍，拉力就是物體重力的幾分之一，所以斜面是一種省的機(jī)械。因?yàn)樾泵骈L(zhǎng)l大于高h(yuǎn)，所以使用斜面時(shí)要費(fèi)?！纠}5】請(qǐng)用筆畫線代表繩子，將圖中的滑輪連成省力的滑輪組，請(qǐng)畫出最省力的繞法?！纠}6】如圖所示，分別用滑輪或滑輪組勻速提升同一重物G時(shí)，所用拉力分別為F1、F2、F3、F4，若不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦，則其中最省力的是（）

ABC

D

【例題7】如圖所示的滑輪組，不計(jì)拉線質(zhì)量及滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦。重物G=100N，每一個(gè)滑輪重20N。當(dāng)繩自由端拉力F豎直向上大小為30N時(shí)，重物G對(duì)地面的壓力為N。拉力F為N時(shí)，恰能讓重物G勻速上升。若重物G在10s內(nèi)勻速上升了10cm，則繩自由端移動(dòng)的距離為，繩子自由端向上運(yùn)動(dòng)速度為m/s。

七、有用功和額外功1.有用功提升重物時(shí)，將重物提升一定高度所做的功，叫做功，用W有表示。有用功是為了達(dá)到某一目的而必須要做的功。2.額外功若使用滑輪組提升重物，我們還不得不克服動(dòng)滑輪本身所受的重力及摩擦力等因素的影響而多做一些功，這部分功叫做功，用W額表示。額外功是對(duì)人們沒有用但又不得不做的功。3.總功有用功跟額外功的總和叫功，用W總表示，W總=W有+W額。若使用滑輪組提升重物，則總功是拉力做的功，即動(dòng)力做的功，即W=。八、機(jī)械效率1.機(jī)械效率（1）物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做，用η表示。η＝（3）對(duì)機(jī)械效率的理解①機(jī)械效率總是小于。這是因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不可避免地要做額外功，所以有用功總是小于總功，機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示。②機(jī)械效率并不是固定不變的。機(jī)械效率反映的是機(jī)械在一次做功的過程中有用功跟總功的比值,同一機(jī)械在不同的做功過程中，機(jī)械效率往往會(huì)不同。③機(jī)械效率的高低與是否省力、做功多少、物體提升的高度等因素（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。④機(jī)械效率的高低是反映機(jī)械優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一。機(jī)械效率越高，機(jī)械的性能越好。2.滑輪組的機(jī)械效率（1）滑輪組豎直提升重物如圖甲所示，利用滑輪組把重力為G的物體提高h(yuǎn)。F為動(dòng)力，s為繩子自由端移動(dòng)的距離，n為承擔(dān)重物的繩子股數(shù)。機(jī)械效率：η＝EQ\F(W有,W總)＝__________η＝EQ\F(W有,W總)＝____________。由公式可知：當(dāng)動(dòng)滑輪的重力一定時(shí)，物重越大，機(jī)械效率越。（2）滑輪組水平拉動(dòng)物體（不計(jì)滑輪及繩重）如圖乙所示，使用滑輪組用力F沿水平方向勻速拉動(dòng)物體，物體與水平面的摩擦力為f，s繩為繩子自由端移動(dòng)的距離，s物為物體移動(dòng)的距離，n為動(dòng)滑輪上的繩子股數(shù)。機(jī)械效率：η＝EQ\F(W有,W總)＝____________3.斜面的機(jī)械效率如圖丙所示，用力F沿斜面把重力為G的物體提高，h為斜面的高度，l為斜面的長(zhǎng)度，f為物體與斜面間的摩擦力。則：有用功為W有用=Gh，總功為W總=Fl額外功為克服斜面與物體之間的摩擦力做的功：W額=fl機(jī)械效率η＝EQ\F(W有,W總)＝___________4.杠桿的機(jī)械效率W有用=Gh，總功為W總=FS，機(jī)械效率η＝EQ\F(W有,W總)＝_________5.提高機(jī)械效率的方法【例題8】如圖所示，利用滑輪組把物體勻速提升一定高度，該滑輪組有______段繩子承擔(dān)物重，在繩子承受范圍內(nèi)，不計(jì)繩重和摩擦，若增加所提升的物重，則滑輪組的機(jī)械效率將______（選填“變大”“變小”或“不變”）。例題8圖例題9圖【例題9】如圖所示，是兩個(gè)工人分別用滑輪按甲、乙兩種方式把質(zhì)量相同的兩袋沙子從地面提到二樓，兩種方式若不計(jì)繩重和摩擦，且G沙子>G滑輪。使用甲圖中的滑輪的目的是______；使用乙圖中滑輪的好處是可以______，機(jī)械效率更高的是______（選填“甲”或“乙”）?！纠}10】如圖所示，用滑輪組將重為200N的物體勻速提升3m，所用時(shí)間為30s，繩末端施加豎直向上的拉力F為80N，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．此過程總功為600J B．動(dòng)滑輪的重力為80NC．拉力F的功率為24W D．該滑輪組機(jī)械效率約為70%【例題11】用如圖所示的滑輪組將重為300N的物體以0.1m/s的速度勻速向上提升10s。（1）若不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與軸間的摩擦，求人對(duì)繩的拉力F；（2）實(shí)際中動(dòng)滑輪重為40N，人的拉力做功400J，求滑輪組的機(jī)械效率以及克服繩重和摩擦所做的額外功。四、實(shí)驗(yàn)專題一、探究杠桿的平衡條件【提出問題】杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？（2）實(shí)驗(yàn)器材：杠桿、鉤碼、鐵架臺(tái)、彈簧測(cè)力計(jì)?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（2）如圖（a）所示，在杠桿兩邊掛不同數(shù)量的鉤碼，把支點(diǎn)右邊的鉤碼對(duì)杠桿的作用力當(dāng)作動(dòng)力F1，支點(diǎn)左邊的鉤碼對(duì)杠桿的作用力當(dāng)作阻力F2。調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡，將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂L1、阻力臂L2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中。（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡，再做幾次實(shí)驗(yàn)。（4）如圖（b）所示，在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測(cè)力計(jì)拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中。（5）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm12101202310215345120【分析論證】實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，需要的力越；動(dòng)力臂越短，需要的力越。二者之間是關(guān)系?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】杠桿的平衡條件是：?！窘涣髋c評(píng)估】①杠桿在水平位置靜止的目的：一是使杠桿的在支點(diǎn)，以消除杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。二是便于直接讀出。③在實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿水平平衡。掛鉤碼后，掛鉤碼后，再調(diào)節(jié)平衡螺母。④彈簧測(cè)力計(jì)要沿豎直方向施加力的目的：便于直接從杠桿上讀出力臂。如圖（a）所示，彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向施加力時(shí)，力臂l1=cm，可以直接讀出。如圖（b）所示，彈簧測(cè)力計(jì)不沿豎直方向施力，力臂為l2＜10cm，不能直接從杠桿上讀出。二、研究定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)【提出問題】（1）使用定滑輪、動(dòng)滑輪是否省力（或費(fèi)力）?（2）使用定滑輪、動(dòng)滑輪是否省距離（或需要移動(dòng)更大的距離）?（3）什么情況下使用定滑輪，什么情況下使用動(dòng)滑輪?【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】測(cè)出鉤碼的重力，然后使鉤碼分別在不使用滑輪、使用定滑輪、使用動(dòng)滑輪時(shí)勻速向上運(yùn)動(dòng)。分別記下整個(gè)過程所用拉力的大小及方向、鉤碼移動(dòng)的距離及方向，然后根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）如圖甲所示，用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出鉤碼的重力G，并使鉤碼勻速上升h＝10cm。記下鉤碼的重力G、彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F、拉力的方向以及彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s。（2）如圖乙所示，用繞過定滑輪的輕繩將鉤碼與彈簧測(cè)力計(jì)相連，并使鉤碼勻速上升h＝10cm。記下鉤碼的重力G、彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F、拉力的方向以及彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s。（3）如圖丙所示，將鉤碼掛在動(dòng)滑輪的鉤上，彈簧測(cè)力計(jì)與繞過動(dòng)滑輪的輕繩相連，并使鉤碼勻速上升h＝10cm。記下鉤碼的重力G、彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F、拉力的方向以及彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s。（4）改變鉤碼的數(shù)量，分別重復(fù)上面的步驟，多做幾次實(shí)驗(yàn)。（5）數(shù)據(jù)記錄使用滑輪的情況不使用用定滑輪用動(dòng)滑輪鉤碼上升的距離h/cm101010彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/cm101020鉤碼的重力G/N444彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N442.1鉤碼運(yùn)動(dòng)的方向向上向上向上拉力的方向向上向下向上【分析論證】（1）分析表格第3列可以得出定滑輪特點(diǎn)：①拉力F與鉤碼所受重力G的大?。虎趶椈蓽y(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s和鉤碼上升的距離h；③拉力的方向與鉤碼運(yùn)動(dòng)的方向。（2）分析表格第4列可以得出動(dòng)滑輪特點(diǎn)：①拉力F與鉤碼所受重力G的關(guān)系近似為F=EQ\F(1,2)G；②彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s和鉤碼上升的距離h的關(guān)系是s＝h；③拉力的方向與鉤碼運(yùn)動(dòng)的方向。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）使用定滑輪的特點(diǎn)：使用定滑輪不省力，也不省距離，但可以改變力的。（2）使用動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪可以省力，但不能改變力的方向，而且費(fèi)。（3）想要改變用力方向時(shí)可以用滑輪，想要省力時(shí)可以用滑輪?！緦?shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼勻速上升。（2）實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)被拉動(dòng)的方向應(yīng)與并排的繩子平行。（3）選擇質(zhì)量較小的動(dòng)滑輪以減小滑輪重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇較光滑的繩子且要保證滑輪軸間足夠潤(rùn)滑以減小摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。（5）需鉤碼的數(shù)量進(jìn)行多次驗(yàn)以避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性。三、測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，測(cè)量的物理量有：物體的重力G及升高的高度h；拉力F及拉力移動(dòng)的距離s?！緦?shí)驗(yàn)原理】η＝EQ\F(W有,W總)＝EQ\F(Gh,Fs)【實(shí)驗(yàn)器材】定滑輪、動(dòng)滑輪組成的滑輪組，?彈簧測(cè)力計(jì)，鉤碼和刻度尺?！緦?shí)驗(yàn)步驟】（1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出鉤碼所受的重力G，按照?qǐng)D甲安裝滑輪組，分別記下鉤碼和繩端的位置。（2）如圖乙所示，豎直勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼升高，讀出拉力F的值，并用刻度尺測(cè)出鉤碼上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s，將這三個(gè)量填入表格。（4）改變鉤碼的數(shù)量，再做兩次上面的實(shí)驗(yàn)，如表格第1~3次實(shí)驗(yàn)。【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】11.50.40.60.71.20.8471%230.41.21.21.21.4483%34.50.41.81.71.22.0488%41.50.40.60.61.60.9662.5%【分析論證】（1）由1、2、3次實(shí)驗(yàn)可知，提升的鉤碼重力增加時(shí)，有用功增加，額外功基本不變（克服摩擦力及動(dòng)滑輪重力做的功基本不變），由η＝EQ\F(W有,W總)=EQ\F(W有,W有+W額)可知，機(jī)械效率會(huì)升高。同一裝置的機(jī)械效率與被提升的有關(guān)，物重增大，機(jī)械效率（選填“升高”或“降低”）。（2）由1、4兩次實(shí)驗(yàn)可知，使用兩個(gè)滑輪組提升相同的鉤碼，做的有用功相同，但滑輪組丙的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)多，所做的額外功多，由η＝EQ\F(W有,W總)可知，當(dāng)有用功相同時(shí)，額外功越多，機(jī)械效率越低，故滑輪組丙的機(jī)械效率滑輪組甲的機(jī)械效率（選填“大于”或“小于”）?！咎骄繗w納】①同一裝置的機(jī)械效率并不是固定不變的，與被提升的物重有關(guān)，物體重力越大，機(jī)械效率越高；②機(jī)械效率還與機(jī)械裝置本身有關(guān)，與其結(jié)構(gòu)、自身的重力以及潤(rùn)滑程度都有關(guān)系?！窘涣鳌⒎此寂c評(píng)估】①實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的方向應(yīng)向上，應(yīng)在鉤碼勻速移動(dòng)時(shí)讀取拉力的大小。②確定繞線方式與承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n：與動(dòng)滑輪連接的段數(shù)即為承擔(dān)重物繩子的段數(shù)，如甲圖所示，n=，用“奇動(dòng)偶定法”確定繞線方式。③影響滑輪組機(jī)械效率的因素：的重力、的重力、繩子與滑輪之間的摩擦力；與繩子的繞法、繩子段數(shù)無(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。④在動(dòng)滑輪重力、物重都相同時(shí)，所測(cè)機(jī)械效率不同的可能原因是：繩子與滑輪或滑輪與軸之間的不同。⑤可以不用刻度尺測(cè)量距離，用下列公式計(jì)算，也能得出機(jī)械效率。η＝EQ\F(W有,W總)＝EQ\F(Gh,Fs)＝EQ\F(G,nF)×100%【例題1】小明利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置“探究杠桿的平衡條件”：（1）輕質(zhì)杠桿靜止時(shí)如圖甲所示，可將左端的平衡螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使其在水平位置平衡，這樣操作的目的是便于測(cè)量；（2）小明多次實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)如表，總結(jié)數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件；次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.05220.151.50.2330.051.50.1（3）第2次實(shí)驗(yàn)所掛鉤碼的個(gè)數(shù)和位置如圖乙所示，此時(shí)將兩側(cè)所掛的鉤碼同時(shí)向支點(diǎn)O靠近一格，杠桿會(huì)（選填“左側(cè)下降”、“右側(cè)下降”或“仍水平平衡”）；（4）如圖丙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)在A處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，在測(cè)力計(jì)逐漸向左傾斜到虛線位置的過程中，保持杠桿在水平位置平衡，則測(cè)力計(jì)的示數(shù)將（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！纠}2】同學(xué)們共同研究滑輪和滑輪組的特點(diǎn)：（1）他們研究定滑輪特點(diǎn)時(shí)，做的實(shí)驗(yàn)如甲圖所示，據(jù)此可證明：使用定滑輪可以改變，但不可以；（2）他們研究動(dòng)滑輪特點(diǎn)時(shí)，用動(dòng)滑輪勻速豎直提升重物，如乙圖所示。據(jù)此可知，使用動(dòng)滑輪可以，但不可以改變；（3）他們組裝滑輪組時(shí)，他們想：利用滑輪組提升重物能否省力呢？為此，他們進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)如丙圖所示，物體的重力為2N，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為，由圖可知，利用滑輪組提升重物可以，也可以改變。【例題3】小明