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苏科版九年级全册3 功复习ppt课件
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这是一份苏科版九年级全册3 功复习ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了思维导图，视频清单，第一节杠杆，知识结构，基础知识提炼，题型训练，规律总结，第二节滑轮，第三节功，第四节功率等内容，欢迎下载使用。
免责声明：部分视频来源于自有媒体，版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系删除.
滑轮（实质是变形的杠杆）
功率的定义、公式、单位
视频清单：①动画讲解—《推导滑轮组机械效率的计算公式》②演示实验—《横拉滑轮的受力分析》③动画讲解—《杠杆平衡中的最小力、变化力问题》
在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒.①支点：杠杆可以绕其转动的点0.②动力：使杠杆转动的力F1 （人施加的力）.③阻力：阻碍杠杆转动的力F2 （物体施加的力）.④动力臂：从支点到动力作用线的距离l1.⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2.①平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时.②平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1＝F2l2 ①省力杠杆：l1＞l2，F1＜F2，省力，费距离.②费力杠杆：l1＜l2 ，F1＞F2，费力，省距离.③等臂杠杆：l1=l2， F1=F2，不省力，也不费距离.
1. 杠杆 （1）概念：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。（2） 理解杠杆 ① “硬棒” 是指在力的作用不发生形变。杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。②一根硬棒要成为杠杆，应具备两个条件：要有力的作用；能绕某一固定点转动。同时满足，缺一不可。
（3）描述杠杆特征的“五要素”①支点：杠杆绕着转动的点O. ②动力：使杠杆转动的力F1.③阻力：阻碍杠杆转动的力F2.④动力臂：从支点到_____________的距离l1.⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2.
（4）透析杠杆五要素①支点：一定在杠杆上；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变。②动力与阻力：作用点都在杠杆上，分别使杠杆向相反方向转动，动力和阻力是相对的。
③力臂：支点到____________的距离，不是支点到作用点的距离；力臂________在杠杆上（选填“一定”或“不一定”）；若力的作用线过支点，则力臂为0。
（1）杠杆平衡当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，就说杠杆平衡了。（2）杠杆的平衡条件 杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式：F1 L1=F2 L2 （3）理解杠杆的平衡条件①杠杆是否平衡，取决于力和力臂的_______；乘积相等就平衡；否则沿着乘积大的那端转动。②应用公式计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要用牛（N），动力臂和阻力臂的单位要相同（cm或m）。
2. 杠杆的平衡条件
3. 探究杠杆的平衡条件
【实验与记录】（1）安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡。（2）如图所示，在杠杆左边挂上一定数量的钩码，用弹簧测力计在某一位置竖直拉住杠杆。设在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力F1是动力，动力臂为L1，钩码对杠杆的拉力F2是阻力，阻力臂为L2。
（3）在下列情况下测量并记录动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2的大小。①保持钩码和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的数量；②保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置；③保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置。
【交流与小结】分析表中的数据，找出它们之间的关系。你从中有什么发现？对实验中得到的每组数据，可尝试对它们进行加、减、乘、除等运算，以探求规律。【实验结论】
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即 F1l1＝F2l2
4. 杠杆的分类
【例题1】如图所示，启瓶器开启瓶盖时，可看作是（ ）A．以A为支点的费力杠杆B．以A为支点的省力杠杆C．以B为支点的费力杠杆D．以B为支点的费力杠杆
经验告诉我们，开启瓶盖时，瓶盖中的B点被撬起，故B点是阻力的作用点；在开启的过程中，起瓶器绕A点转动，故A是支点；在整个过程中，动力臂大于阻力臂，故它是省力杠杆，应选B。
题型一、杠杆、杠杆五要素与杠杆作图
【例题2】请在图中画出使杠杆ABC（O为支点）在图示位置保持平衡的最小动力 F1及阻力臂L2的示意图。
根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小；由图可知，连接OA，OA即为最长的动力臂，与之垂直的力即为最小动力，阻力使杠杆顺时间转动，所以动力使杠杆逆时针转动，方向向下；阻力为重物上方绳子对杠杆的拉力，由支点向阻力作用线作垂线，垂线段即为阻力臂，如图所示。
（1）支点：支点是杠杆绕固定点转动的点，所以判断支点位置关键是看杠杆绕着哪个点转动。（2）力臂作图（画力臂的方法） ①找到支点，确定力的作用点和方向；②作出力的作用线；③从支点向力的作用线作垂线段；④标出力臂。（3）最小力作图找最长动力臂的方法：根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最长力臂。如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂；如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。
杠杆、杠杆五要素与杠杆作图问题
的方案如图丙所示，小李的方案如图丁所示。你认为_____的实验方案更好，理由是___________ 。
【例题3】如图所示，是利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。（1）实验前杠杆静止在如图甲所示的位置，此时应将平衡螺母向_____调节，使杠杆在_____位置平衡；（2）杠杆平衡后，小明在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，此时杠杆的_____端会上升，要使杠杆重新在_____位置平衡，在不改变钩码个数的前提下，只需将右侧的钩码向_____端移动一格即可；（3）同组的小王和小李又设计了两种实验方案探究杠杆的平衡条件，小王
题型二、探究杠杆的平衡条件
小王的方案可以直接读出力臂
（1）图甲中，杠杆的左端下沉，应向右调节平衡螺母，才能让杠杆在水平位置平衡，方便测量力臂。（2）设每个钩码的重力为G，杠杆一个小格的长度为L。图乙中，杠杆的左、右两边分别有 4G×2L>2G×3L 杠杆的左端下沉，右端上升。据杠杆的平衡条件知，杠杆在左边力臂及力不改变时，只需要将右侧的钩码向右移动一格可得4G×2L=2G×4L 杠杆重新在水平位置平衡。（3）图丙和丁实验中，图丙即小王的实验方案更好，因为小王的实验中，弹簧测力计的拉力是竖直方向的，对应的力臂直接可读出，而小林的实验中，测力计的拉力不是竖直方向的，对应的力臂不能直接读出。
（1）实验前杠杆不平衡应如何调节：调节两端的平衡螺母；（2）杠杆的支点在中间位置目的：为了消除杠杆自重的影响；（3）调节杠杆在水平位置平衡的目的：便于直接读出力臂；（4）杠杆两侧挂上钩码后判断是否平衡：根据平衡条件F1l1＝F2l2判断；（5）力或力臂的计算：根据杠杆平衡条件进行计算；（6）让杠杆处于静止状态：方便进行实验。
题型三、杠杆平衡条件的应用
【例题4】如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（ ）A．F的大小为物重的2倍B．物重增加5N，F的大小也增加5NC．物体悬挂点右移，拉力F会增大D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
【例题5】如图所示，杆秤砣的质量为0.5kg，秤钩悬挂处A与秤纽O间的距离为6cm，挂上重物后，秤砣移至距O点24cm的B处时，秤杆正好水平，求：（1）秤砣受到的重力（g=10N/kg）；（2）被称物体的重力；（3）若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少kg的物体？
（1）转化：分析受力情况，找出支点，然后找出动力和阻力、动力臂和阻力臂，将实际物体转化成杠杆模型；（2）标量：画出杠杆模型示意图，在图中标明动力、阻力、动力臂、阻力臂；（3）计算：根据已知条件，利用杠杆平衡条件分析求解。
利用杠杆平衡条件解决问题的步骤
【例题6】如图所示的各种剪刀中，在正常使用时属于费力杠杆的是（ ）A． 医用剪刀B． U形剪刀 C． 家用剪刀D． 园艺剪刀
A．医用剪刀的动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故A不符合题意；B．U形剪刀的动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，故B符合题意；C．家用剪刀的动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故C不符合题意；D．园艺剪刀的动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故D不符合题意。
【例题7】小明伸出手臂对老师说：“看，我的肌肉很发达”，老师夸奖小明说：“真棒！你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”如图，以下对于这根杠杆在提起重物的过程中，分析不合理的是（ ）A．前臂杠杆的支点O在肘关节处B．肱二头肌给桡骨的力 是动力C．重物给前臂的力 是阻力D．前臂是一根省力杠杆
在前臂这个杠杆中，肘关节是杠杆的支点，肱二头肌给给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，由此可以知道该杠杆动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故ABC正确，不符合题意；D错误，符合题意。
（1）通过动力臂和阻力臂的大小关系判断 对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系；（2）从应用目的上进行判断 省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的，而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。
既能省力，又能改变力的方向
省力费距离，但不能改变力的方向，实质是省力杠杆
不省力，不费距离，可以改变力的方向，实质是等臂杠杆
1. 定滑轮和动滑轮的实质
轮的中心轴不随物体移动
能够连续转动的等臂杠杆
轮的中心轴随物体一起移动
动力臂是阻力臂二倍的杠杆
定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂相等，且都等于轮的半径r，所以使用定滑轮时不省力，但可以改变力的方向
滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O，因此动力臂等于直径2r，阻力臂等于半径r，动力臂是阻力臂的二倍，所以动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向
2. 定滑轮和动滑轮的工作情况分析
F=Gs绳=s物 v绳=v物
F=fs绳=s物 v绳=v物f 为物体所受摩擦力
F=f/2s绳=2s物 v绳=2v物f 为物体所受摩擦力
力、距离、速度间的关系
3. 滑轮组的工作情况分析
在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数n，图甲中，n=2，图乙中，n=3。
不计绳重及摩擦，滑轮组用几段绳子提物体，提物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一。
用滑轮组提升物体时，省力费距离，滑轮组用几段绳子提物体，绳子自由端移动的距离s就是物体升高距离h的几倍：s=nh（n表示该担物重的绳子段数）。
斜面是一种可以省力的简单机械。
由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。
轮轴的平衡公式：F₁R=F₂r，即轮半径为轴半径的几倍，作用在轮上的力就为作用在轴上的力的几分之一。
【例题1】 如图所示，小欣同学只有一根绳子，他想把被风刮倒的甲树拉正，运用所学滑轮知识，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子。在甲树被拉起的过程中（ ）A．甲树相当于定滑轮B．乙树相当于动滑轮C．可以省距离D．如果不计绳重和摩擦，乙树受到200N拉力，则甲树受到的拉力为400N
AB．把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子时，甲的树干要移动，而乙树不动，乙树并非动滑轮，则甲的树干相当于动滑轮，故AB不符合题意；C．使用动滑轮可以省力，但费距离，故C不符合题意；D．拉甲树干的绳子段数是2，不计绳重和摩擦，拉甲树的力由小欣和乙树的拉力共同平均分担，如果乙树受到的拉力大小为200N，等于1段绳子的拉力，则小欣对绳子的拉力F=F乙=200 N则甲树受到的拉力为F甲=nF=2×200N=400N故D符合题意。
题型一、定滑轮与动滑轮
判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。
题型二、滑轮组及其绕绳方式
【例题2】用滑轮组提升重物，画出最省力的绕绳方法．
滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮．提升动滑轮绳子条数越多，越省力，故选第二种方法．如图所示.
【例题3】在图中某同学想用40N的力拉起重为80N的物体，动滑轮重40N，请按要求画出滑轮组的绕线方法（不计绳重及摩擦）。
【例题4】用如图所示滑轮组匀速提升重为500N的物体，对绳的拉力为300N，不计绳重和摩擦，求：（1）动滑轮重力；（2）已知人的体重为 600N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是多少。
（1）如图所示，2段绳子承担重力，即n=2，则动滑轮的重力为G动=nF-G物=2×300N-500N=100N（2）向下拉时，人对绳子的最大拉力等于人的重力，即F'=G人=600N此滑轮组能提升的最大物重是G物'=nF'-G动=2×600N-100N=1100N
【例题5】如图所示，物体A重90N，沿水平方向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f=30N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳子端的拉力F是______N，当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动______m。如果增大拉力F使物体加速运动，则物体A与地面间摩擦力_______（变大、变小、不变）。
由图知，滑轮组绳子的有效股数n=3，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力 绳子自由端向左移动s=3m时，物体A向左移动的距离 增大拉力F使物体加速运动，物体A对地面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则物体A与地面间滑动摩擦力不变。
（4）反向滑轮组的受力分析较复杂的滑轮组，常常不能直接用滑轮组公式进行分析、求解，故需要用受力分析法求解滑轮组中力的大小。此时，一般以滑轮或物体为研究对象，沿竖直方向或水平方向进行受力分析，根据物体受力平衡的条件进行求解，如图所示。
【例题6】轮轴是一种变形杠杆。下列实例不属于轮轴的是（ ）A． 汽车方向盘 B． 井上的辘轳C． 水龙头开关 D． 盘山公路
ABC．由轮子和轴固定在一起转动的机械，叫做轮轴。汽车方向盘、井上的辘轳、水龙头开关属于轮轴的应用，故ABC不符合题意；D．盘山公路本质上是变形的斜面，故D不符合题意。
①功：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。②公式：功＝力×距离 W = Fs③单位：焦，符号是 J④公式变形：求作用在物体上的力：F=W/s 求在力的方向上移动的距离：s=W /F①功包括两个必要因素 ：一是作用在物体上的力； 二是物体在这个力的方向上移动了距离。②力对物体不做功的三种情况：有力无距离；有距离无力； 力与运动距离的方向垂直。使用任何机械都不省功，这个结论叫功的原理。
1. 功 （1）概念：如果一个力作用在物体上，并且物体在这个力的方向上移动了一段距离，在物理学中，就说这个力对这个物体做了机械功。（2） 定义把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功。（3） 定义式：若用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式为 W=Fs（4） 单位在国际单位制中，力F的单位是牛（N），距离s的单位是米（m），则功的单位就是牛·米（N·m），叫作焦耳（J）。1J=1N・m
2. 做功的两个必要条件 （1）做功的两个必要条件：一是对物体要有力的作用；二是物体要在力的方向上通过一定的距离。（2） 没有做功的三种情况（1）物体由于惯性而运动一段距离，如抛出的物体继续向前运动的过程中，人对物体不做功.（2）物体在力的作用下没有运动. 如某人提箱子而没有提起，人对箱子不做功.（3）物体运动的方向与力的方向垂直. 如物体在水平面上运动的过程中，物体的重力不做功；又如物体放在斜面上向下滑动的过程中，斜面对物体的支持力不做功.
3. 功的原理（1）使用斜面提升物体所做的功利用斜面（它也是一种简单机械）提升物体不省力，但可以省力，且斜面越缓越省力。
（2）功的原理大量的实验和探究表明，利用任何机械做功时，动力对机械所做的功等于机械克服所有阻力所做的功.也就是说，使用任何机械都不省功，这个结论叫功的原理.
【例题1】运动赛场上中国运动员为国争光，在下图所示体育运动中，有关力对物体做功的说法中正确的是（ ）A．甲图中，运动员下落的过程中，重力做了功B．乙图中，离手后的冰壶向前滑行，此过程中运动员的推力对冰壶做了功C．丙图中，跳水运动员在下落的过程中，没有力对运动员做功D．丁图中，运动员举着杠铃保持静止的过程中，举力对杠铃做了功
题型一、做功的两个必要条件
A．甲图中，运动员下落的过程中，运动员受到重力作用，并且在重力方向上通过了距离，所以重力对运动员做了功，故A正确；B．离手后的冰壶向前滑行，此过程中运动员对冰壶没有推力，推力没有对冰壶做了功，故B错误；C．丙图中，跳水运动员在下落的过程中，运动员受到重力作用，并且在重力方向上通过了距离，所以重力对运动员做了功，故C错误；D．丁图中，运动员举着杠铃保持静止的过程中，杠铃没有在举力的方向上通过距离，所以举力没有对杠铃做了功，故D错误。故选A。
（1）判断力是否做功的两个必要因素（作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离）是否同时存在；（2）看是否符合三种不做功的情况，即有距离无力、有力无距离、有力有距离但力的方向与物体移动的方向垂直。
【例题2】如图甲是我国部分地区仍在使用的一种舂米工具，它在使用时可看成一个杠杆，它的结构示意图如图乙所示，O为固定转轴，OA长度是OB长度的两倍，在A端固定着碓头，脚踏B端使碓头在竖直方向上升高0.5m；脚从B端移开后，碓头下落击打稻谷。若碓头的质量为8kg，摩擦和杠杆自重均忽略不计。求：（g取10N/kg）（1）脚竖直向下施力，使碓头竖直匀速抬起，这个过程中脚需要施加力的大小；
（2）碓头下落0.5m的过程中，重力对碓头所做的功。
（5）功率的推导式： P=FvF 表示作用在物体上的力，v表示物体在力F方向上运动的速度。推导式表明，当P一定时，F与v成反比，即减小速度可以增大动力。汽车在上坡时要减速，在汽车功率一定时，减小速度就可以增大汽车的牵引力，使汽车容易上坡。
【例题1】在自由下落过程中物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是（ ） A．W1＜W2 P1＜P2B．W1＝W2 P1＞P2C．W1＝W2 P1＜P2D．W1＞W2 P1＞P2
已知AB=BC，根据W=Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；由于小球在自由下落时做加速运动，根据得t=s/v可知，小球在BC段运动的时间短，根据公式P=W/t可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1˂P2。
【例题2】下列估测中，你认为最接近实际的是（ ）A．从地面上将物理书捡到桌面上，克服物理书重力做的功约为200JB．小明在中考体育跳绳中获得合格的成绩，他跳绳的功率约为10WC．一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为1JD．一位初中生以正常速度从一楼登上三楼，登楼的功率约为15W
A．一本物理书的重力约G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，书桌高度约0.8m，捡书过程克服书的重力做的功W=Gh=2N×0.8m=1.6J，故A不符合题意；B．小明的重力约为500N，每次跳绳高度约为5cm=0.05m，中考体育跳绳的合格成绩约为1min跳180次，考试过程所做的功约为 W1=180G1h1=180×500N×0.05m=4500J 跳绳的功率P=W/t=4500J/60s=75WC．两个鸡蛋的重力约为1N，将其举过头顶的高度约为2m，这个过程对鸡蛋的做的功约为W2=G2h2=0.5N×2m=1J，故C符合题意；D．中学生的重力约为500N，一层楼的高度约为3m，从一楼到三楼的高度约为6m，上楼时间约为20s，此过程做的功W3=G3h3=500N×6m=3000J，功率约为P=W/t=4500J/20s=150W，故D不符合题意。
【例题3】一辆小轿车以15m/s的速度在水平路面上匀速直线行驶，受到的阻力是1200N。小轿车沿水平路面匀速直线行驶600m后驶上一个斜坡。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变。求：（1）在水平路面上匀速直线行驶600m，小轿车牵引力所做的功；（2）行驶过程中小轿车的功率；（3）小轿车上坡后行驶速度降为10m/s，则牵引力变为多大？
1. 有用功、额外功和总功（1）有用功在使用机械做功时，对人们有用的功，叫作有用功. 一般是机械对物体的拉力所做的功.（2）额外功在使用机械做功时，对人们没有用但又不得不做的功，叫作额外功. 一般是克服动滑轮的重力，辅助器材（如绳子、装物体的器具等）的重力和机械内部的摩擦力所做的功.（3）总功在使用机械做功时，动力对机械所做的功叫作总功. W总=W有用+W额外
（4）三种简单机械的有用功、额外功和总功
若不计绳重及摩擦：W额=G动h
若不计摩擦：W额=G杆h杆
3. 一些机械的机械效率
4. 功、功率和机械效率的比较
（1）功率大小由功和时间共同决定，单独强调任何一方面都是错误的。（2）功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接关系。
力与物体在力的方向上移动距离的乘积
题型一、有用功、额外功和总功
【例题1】如图所示，用不同的方法把同一个重物搬运到同样高度的车厢内。从做功的角度分析，两种方法_______一定相同，______可能不同（选填“有用功”或“总功”）。
两种方法中，物体重力G相同、被提高的高度h也相同，由W=Gh可知，两种方法有用功一定相同，而两种方法中，人对物体的作用力大小无法确定，所以所做的总功无法确定，所以总功可能不同。
【例题2】如图示是在生产力比较低下的时期，人们从人工挖的水井中获取生活用水时使用的辘轳和水桶。我们可以看出，辘轳工作时相当于简单机械中的 ______；当使用辘轳从井中提水时，对桶做的功是______；如果打水时操作不当，把水桶掉进水井中，人们把水桶打捞上来时，水桶中有泥沙和水，此时对水桶做的功是______。（后两空选填“总功”、“有用功”或“额外功”）
古代的辘轳实际上是简单机械中的轮轴，由于轮半径大于轴半径，在使用时，动力作用在轮上，可以省力，辘轳本质是可以连续转动的省力杠杆。当使用辘轳从井中提水时，目的是提水，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功。如果打水时操作不当，把水桶掉进水井中，人们把水桶打捞上来时，目的是捞桶，所以对水桶做的功是有用功。
【例题3】关于功率、机械效率的说法正确的是（ ）。A．功率大的机器做功一定多 B．额外功占总功比值小的机器机械效率高C．做功多的机器机械效率一定高 D．功率大的机器做功时间一定短
题型二、机械效率的概念
题型三、滑轮组的机械效率
【例题4】用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）A．绳子受的拉力F1和F2大小相等B．滑轮组的机械效率相同C．拉力对滑轮组所做的功不相等D．拉力对滑轮组所做的功的功率不相等
【例题5】小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体用时2s移动了4m，物体重为2000N，运动过程中物体受到的摩擦力为450N，绳子自由端受到的拉力F为200N。下列说法正确的是（ ） A．绳子移动了12mB．该装置的有用功是8000JC．拉力的功率是400WD．该装置的机械效率70%
【例题6】如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在300N的拉力作用下，使质量为63kg的建筑材料以0.2m/s的速度匀速竖直上升，不计绳重和摩擦，求：（1）请你画出滑轮组的绕线；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率；（4）动滑轮的重力。
（1）分别求出W有、W总，可利用下列公式计算：（2）已知绕绳方式，可利用下列公式计算：（3）对不计绳重及摩擦的竖直方向的滑轮组，运用公式直接计算：
计算滑轮组机械效率的常用方法
题型四、斜面的机械效率
【例题7】如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是（ ）。A．木箱受到的重力做功的大小为800J B．拉力F对木箱做功的大小为300JC．木箱受到的合力做功的大小为125J D．木箱受到斜面的支持力做功的大小为200J
A．由题意知，木箱的重力G=200N，斜面高h=1m，则克服重力做功W有用=Gh=200N×1m=200J，故A错误；B．拉力F做的功W总=Fs=75N×4m=300J，故B正确；C．木箱沿斜面匀速缓慢运动，处于平衡状态，则木箱所受合力为零，由W=Fs可知，合力做功大小为0J，故C错误；D．木箱移动方向与支持力方向垂直，木块没有在支持力的方向上通过一定的距离，所以斜面的支持力做功为0J，故B错误。故选B。
题型五、杠杆的机械效率
题型六、测量滑轮组的机械效率
【例题9】小明“测滑轮组机械效率”的实验，用图甲所示的装置匀速提起重物，并做了如下实验记录：（1）对小明的实验记录进行有关分析，就会发现他的实验结果是违背物理规律的，其表现在于______；（2）小明重做实验，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你计算该滑轮组的机械效率为______；（3）如果增加钩码，此滑轮组的机械效率将______ （选填“变大”“变小” 或“不变”）。
实际机械效率大于100%
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滑轮（实质是变形的杠杆）
功率的定义、公式、单位
视频清单：①动画讲解—《推导滑轮组机械效率的计算公式》②演示实验—《横拉滑轮的受力分析》③动画讲解—《杠杆平衡中的最小力、变化力问题》
在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒.①支点：杠杆可以绕其转动的点0.②动力：使杠杆转动的力F1 （人施加的力）.③阻力：阻碍杠杆转动的力F2 （物体施加的力）.④动力臂：从支点到动力作用线的距离l1.⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2.①平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时.②平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1＝F2l2 ①省力杠杆：l1＞l2，F1＜F2，省力，费距离.②费力杠杆：l1＜l2 ，F1＞F2，费力，省距离.③等臂杠杆：l1=l2， F1=F2，不省力，也不费距离.
1. 杠杆 （1）概念：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。（2） 理解杠杆 ① “硬棒” 是指在力的作用不发生形变。杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。②一根硬棒要成为杠杆，应具备两个条件：要有力的作用；能绕某一固定点转动。同时满足，缺一不可。
（3）描述杠杆特征的“五要素”①支点：杠杆绕着转动的点O. ②动力：使杠杆转动的力F1.③阻力：阻碍杠杆转动的力F2.④动力臂：从支点到_____________的距离l1.⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2.
（4）透析杠杆五要素①支点：一定在杠杆上；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变。②动力与阻力：作用点都在杠杆上，分别使杠杆向相反方向转动，动力和阻力是相对的。
③力臂：支点到____________的距离，不是支点到作用点的距离；力臂________在杠杆上（选填“一定”或“不一定”）；若力的作用线过支点，则力臂为0。
（1）杠杆平衡当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，就说杠杆平衡了。（2）杠杆的平衡条件 杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式：F1 L1=F2 L2 （3）理解杠杆的平衡条件①杠杆是否平衡，取决于力和力臂的_______；乘积相等就平衡；否则沿着乘积大的那端转动。②应用公式计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要用牛（N），动力臂和阻力臂的单位要相同（cm或m）。
2. 杠杆的平衡条件
3. 探究杠杆的平衡条件
【实验与记录】（1）安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡。（2）如图所示，在杠杆左边挂上一定数量的钩码，用弹簧测力计在某一位置竖直拉住杠杆。设在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力F1是动力，动力臂为L1，钩码对杠杆的拉力F2是阻力，阻力臂为L2。
（3）在下列情况下测量并记录动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2的大小。①保持钩码和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的数量；②保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置；③保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置。
【交流与小结】分析表中的数据，找出它们之间的关系。你从中有什么发现？对实验中得到的每组数据，可尝试对它们进行加、减、乘、除等运算，以探求规律。【实验结论】
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即 F1l1＝F2l2
4. 杠杆的分类
【例题1】如图所示，启瓶器开启瓶盖时，可看作是（ ）A．以A为支点的费力杠杆B．以A为支点的省力杠杆C．以B为支点的费力杠杆D．以B为支点的费力杠杆
经验告诉我们，开启瓶盖时，瓶盖中的B点被撬起，故B点是阻力的作用点；在开启的过程中，起瓶器绕A点转动，故A是支点；在整个过程中，动力臂大于阻力臂，故它是省力杠杆，应选B。
题型一、杠杆、杠杆五要素与杠杆作图
【例题2】请在图中画出使杠杆ABC（O为支点）在图示位置保持平衡的最小动力 F1及阻力臂L2的示意图。
根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小；由图可知，连接OA，OA即为最长的动力臂，与之垂直的力即为最小动力，阻力使杠杆顺时间转动，所以动力使杠杆逆时针转动，方向向下；阻力为重物上方绳子对杠杆的拉力，由支点向阻力作用线作垂线，垂线段即为阻力臂，如图所示。
（1）支点：支点是杠杆绕固定点转动的点，所以判断支点位置关键是看杠杆绕着哪个点转动。（2）力臂作图（画力臂的方法） ①找到支点，确定力的作用点和方向；②作出力的作用线；③从支点向力的作用线作垂线段；④标出力臂。（3）最小力作图找最长动力臂的方法：根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最长力臂。如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂；如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。
杠杆、杠杆五要素与杠杆作图问题
的方案如图丙所示，小李的方案如图丁所示。你认为_____的实验方案更好，理由是___________ 。
【例题3】如图所示，是利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。（1）实验前杠杆静止在如图甲所示的位置，此时应将平衡螺母向_____调节，使杠杆在_____位置平衡；（2）杠杆平衡后，小明在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，此时杠杆的_____端会上升，要使杠杆重新在_____位置平衡，在不改变钩码个数的前提下，只需将右侧的钩码向_____端移动一格即可；（3）同组的小王和小李又设计了两种实验方案探究杠杆的平衡条件，小王
题型二、探究杠杆的平衡条件
小王的方案可以直接读出力臂
（1）图甲中，杠杆的左端下沉，应向右调节平衡螺母，才能让杠杆在水平位置平衡，方便测量力臂。（2）设每个钩码的重力为G，杠杆一个小格的长度为L。图乙中，杠杆的左、右两边分别有 4G×2L>2G×3L 杠杆的左端下沉，右端上升。据杠杆的平衡条件知，杠杆在左边力臂及力不改变时，只需要将右侧的钩码向右移动一格可得4G×2L=2G×4L 杠杆重新在水平位置平衡。（3）图丙和丁实验中，图丙即小王的实验方案更好，因为小王的实验中，弹簧测力计的拉力是竖直方向的，对应的力臂直接可读出，而小林的实验中，测力计的拉力不是竖直方向的，对应的力臂不能直接读出。
（1）实验前杠杆不平衡应如何调节：调节两端的平衡螺母；（2）杠杆的支点在中间位置目的：为了消除杠杆自重的影响；（3）调节杠杆在水平位置平衡的目的：便于直接读出力臂；（4）杠杆两侧挂上钩码后判断是否平衡：根据平衡条件F1l1＝F2l2判断；（5）力或力臂的计算：根据杠杆平衡条件进行计算；（6）让杠杆处于静止状态：方便进行实验。
题型三、杠杆平衡条件的应用
【例题4】如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（ ）A．F的大小为物重的2倍B．物重增加5N，F的大小也增加5NC．物体悬挂点右移，拉力F会增大D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
【例题5】如图所示，杆秤砣的质量为0.5kg，秤钩悬挂处A与秤纽O间的距离为6cm，挂上重物后，秤砣移至距O点24cm的B处时，秤杆正好水平，求：（1）秤砣受到的重力（g=10N/kg）；（2）被称物体的重力；（3）若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少kg的物体？
（1）转化：分析受力情况，找出支点，然后找出动力和阻力、动力臂和阻力臂，将实际物体转化成杠杆模型；（2）标量：画出杠杆模型示意图，在图中标明动力、阻力、动力臂、阻力臂；（3）计算：根据已知条件，利用杠杆平衡条件分析求解。
利用杠杆平衡条件解决问题的步骤
【例题6】如图所示的各种剪刀中，在正常使用时属于费力杠杆的是（ ）A． 医用剪刀B． U形剪刀 C． 家用剪刀D． 园艺剪刀
A．医用剪刀的动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故A不符合题意；B．U形剪刀的动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，故B符合题意；C．家用剪刀的动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故C不符合题意；D．园艺剪刀的动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故D不符合题意。
【例题7】小明伸出手臂对老师说：“看，我的肌肉很发达”，老师夸奖小明说：“真棒！你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”如图，以下对于这根杠杆在提起重物的过程中，分析不合理的是（ ）A．前臂杠杆的支点O在肘关节处B．肱二头肌给桡骨的力 是动力C．重物给前臂的力 是阻力D．前臂是一根省力杠杆
在前臂这个杠杆中，肘关节是杠杆的支点，肱二头肌给给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，由此可以知道该杠杆动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故ABC正确，不符合题意；D错误，符合题意。
（1）通过动力臂和阻力臂的大小关系判断 对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系；（2）从应用目的上进行判断 省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的，而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。
既能省力，又能改变力的方向
省力费距离，但不能改变力的方向，实质是省力杠杆
不省力，不费距离，可以改变力的方向，实质是等臂杠杆
1. 定滑轮和动滑轮的实质
轮的中心轴不随物体移动
能够连续转动的等臂杠杆
轮的中心轴随物体一起移动
动力臂是阻力臂二倍的杠杆
定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂相等，且都等于轮的半径r，所以使用定滑轮时不省力，但可以改变力的方向
滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O，因此动力臂等于直径2r，阻力臂等于半径r，动力臂是阻力臂的二倍，所以动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向
2. 定滑轮和动滑轮的工作情况分析
F=Gs绳=s物 v绳=v物
F=fs绳=s物 v绳=v物f 为物体所受摩擦力
F=f/2s绳=2s物 v绳=2v物f 为物体所受摩擦力
力、距离、速度间的关系
3. 滑轮组的工作情况分析
在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数n，图甲中，n=2，图乙中，n=3。
不计绳重及摩擦，滑轮组用几段绳子提物体，提物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一。
用滑轮组提升物体时，省力费距离，滑轮组用几段绳子提物体，绳子自由端移动的距离s就是物体升高距离h的几倍：s=nh（n表示该担物重的绳子段数）。
斜面是一种可以省力的简单机械。
由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。
轮轴的平衡公式：F₁R=F₂r，即轮半径为轴半径的几倍，作用在轮上的力就为作用在轴上的力的几分之一。
【例题1】 如图所示，小欣同学只有一根绳子，他想把被风刮倒的甲树拉正，运用所学滑轮知识，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子。在甲树被拉起的过程中（ ）A．甲树相当于定滑轮B．乙树相当于动滑轮C．可以省距离D．如果不计绳重和摩擦，乙树受到200N拉力，则甲树受到的拉力为400N
AB．把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子时，甲的树干要移动，而乙树不动，乙树并非动滑轮，则甲的树干相当于动滑轮，故AB不符合题意；C．使用动滑轮可以省力，但费距离，故C不符合题意；D．拉甲树干的绳子段数是2，不计绳重和摩擦，拉甲树的力由小欣和乙树的拉力共同平均分担，如果乙树受到的拉力大小为200N，等于1段绳子的拉力，则小欣对绳子的拉力F=F乙=200 N则甲树受到的拉力为F甲=nF=2×200N=400N故D符合题意。
题型一、定滑轮与动滑轮
判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。
题型二、滑轮组及其绕绳方式
【例题2】用滑轮组提升重物，画出最省力的绕绳方法．
滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮．提升动滑轮绳子条数越多，越省力，故选第二种方法．如图所示.
【例题3】在图中某同学想用40N的力拉起重为80N的物体，动滑轮重40N，请按要求画出滑轮组的绕线方法（不计绳重及摩擦）。
【例题4】用如图所示滑轮组匀速提升重为500N的物体，对绳的拉力为300N，不计绳重和摩擦，求：（1）动滑轮重力；（2）已知人的体重为 600N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是多少。
（1）如图所示，2段绳子承担重力，即n=2，则动滑轮的重力为G动=nF-G物=2×300N-500N=100N（2）向下拉时，人对绳子的最大拉力等于人的重力，即F'=G人=600N此滑轮组能提升的最大物重是G物'=nF'-G动=2×600N-100N=1100N
【例题5】如图所示，物体A重90N，沿水平方向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f=30N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳子端的拉力F是______N，当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动______m。如果增大拉力F使物体加速运动，则物体A与地面间摩擦力_______（变大、变小、不变）。
由图知，滑轮组绳子的有效股数n=3，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力 绳子自由端向左移动s=3m时，物体A向左移动的距离 增大拉力F使物体加速运动，物体A对地面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则物体A与地面间滑动摩擦力不变。
（4）反向滑轮组的受力分析较复杂的滑轮组，常常不能直接用滑轮组公式进行分析、求解，故需要用受力分析法求解滑轮组中力的大小。此时，一般以滑轮或物体为研究对象，沿竖直方向或水平方向进行受力分析，根据物体受力平衡的条件进行求解，如图所示。
【例题6】轮轴是一种变形杠杆。下列实例不属于轮轴的是（ ）A． 汽车方向盘 B． 井上的辘轳C． 水龙头开关 D． 盘山公路
ABC．由轮子和轴固定在一起转动的机械，叫做轮轴。汽车方向盘、井上的辘轳、水龙头开关属于轮轴的应用，故ABC不符合题意；D．盘山公路本质上是变形的斜面，故D不符合题意。
①功：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。②公式：功＝力×距离 W = Fs③单位：焦，符号是 J④公式变形：求作用在物体上的力：F=W/s 求在力的方向上移动的距离：s=W /F①功包括两个必要因素 ：一是作用在物体上的力； 二是物体在这个力的方向上移动了距离。②力对物体不做功的三种情况：有力无距离；有距离无力； 力与运动距离的方向垂直。使用任何机械都不省功，这个结论叫功的原理。
1. 功 （1）概念：如果一个力作用在物体上，并且物体在这个力的方向上移动了一段距离，在物理学中，就说这个力对这个物体做了机械功。（2） 定义把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功。（3） 定义式：若用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式为 W=Fs（4） 单位在国际单位制中，力F的单位是牛（N），距离s的单位是米（m），则功的单位就是牛·米（N·m），叫作焦耳（J）。1J=1N・m
2. 做功的两个必要条件 （1）做功的两个必要条件：一是对物体要有力的作用；二是物体要在力的方向上通过一定的距离。（2） 没有做功的三种情况（1）物体由于惯性而运动一段距离，如抛出的物体继续向前运动的过程中，人对物体不做功.（2）物体在力的作用下没有运动. 如某人提箱子而没有提起，人对箱子不做功.（3）物体运动的方向与力的方向垂直. 如物体在水平面上运动的过程中，物体的重力不做功；又如物体放在斜面上向下滑动的过程中，斜面对物体的支持力不做功.
3. 功的原理（1）使用斜面提升物体所做的功利用斜面（它也是一种简单机械）提升物体不省力，但可以省力，且斜面越缓越省力。
（2）功的原理大量的实验和探究表明，利用任何机械做功时，动力对机械所做的功等于机械克服所有阻力所做的功.也就是说，使用任何机械都不省功，这个结论叫功的原理.
【例题1】运动赛场上中国运动员为国争光，在下图所示体育运动中，有关力对物体做功的说法中正确的是（ ）A．甲图中，运动员下落的过程中，重力做了功B．乙图中，离手后的冰壶向前滑行，此过程中运动员的推力对冰壶做了功C．丙图中，跳水运动员在下落的过程中，没有力对运动员做功D．丁图中，运动员举着杠铃保持静止的过程中，举力对杠铃做了功
题型一、做功的两个必要条件
A．甲图中，运动员下落的过程中，运动员受到重力作用，并且在重力方向上通过了距离，所以重力对运动员做了功，故A正确；B．离手后的冰壶向前滑行，此过程中运动员对冰壶没有推力，推力没有对冰壶做了功，故B错误；C．丙图中，跳水运动员在下落的过程中，运动员受到重力作用，并且在重力方向上通过了距离，所以重力对运动员做了功，故C错误；D．丁图中，运动员举着杠铃保持静止的过程中，杠铃没有在举力的方向上通过距离，所以举力没有对杠铃做了功，故D错误。故选A。
（1）判断力是否做功的两个必要因素（作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离）是否同时存在；（2）看是否符合三种不做功的情况，即有距离无力、有力无距离、有力有距离但力的方向与物体移动的方向垂直。
【例题2】如图甲是我国部分地区仍在使用的一种舂米工具，它在使用时可看成一个杠杆，它的结构示意图如图乙所示，O为固定转轴，OA长度是OB长度的两倍，在A端固定着碓头，脚踏B端使碓头在竖直方向上升高0.5m；脚从B端移开后，碓头下落击打稻谷。若碓头的质量为8kg，摩擦和杠杆自重均忽略不计。求：（g取10N/kg）（1）脚竖直向下施力，使碓头竖直匀速抬起，这个过程中脚需要施加力的大小；
（2）碓头下落0.5m的过程中，重力对碓头所做的功。
（5）功率的推导式： P=FvF 表示作用在物体上的力，v表示物体在力F方向上运动的速度。推导式表明，当P一定时，F与v成反比，即减小速度可以增大动力。汽车在上坡时要减速，在汽车功率一定时，减小速度就可以增大汽车的牵引力，使汽车容易上坡。
【例题1】在自由下落过程中物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是（ ） A．W1＜W2 P1＜P2B．W1＝W2 P1＞P2C．W1＝W2 P1＜P2D．W1＞W2 P1＞P2
已知AB=BC，根据W=Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；由于小球在自由下落时做加速运动，根据得t=s/v可知，小球在BC段运动的时间短，根据公式P=W/t可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1˂P2。
【例题2】下列估测中，你认为最接近实际的是（ ）A．从地面上将物理书捡到桌面上，克服物理书重力做的功约为200JB．小明在中考体育跳绳中获得合格的成绩，他跳绳的功率约为10WC．一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为1JD．一位初中生以正常速度从一楼登上三楼，登楼的功率约为15W
A．一本物理书的重力约G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，书桌高度约0.8m，捡书过程克服书的重力做的功W=Gh=2N×0.8m=1.6J，故A不符合题意；B．小明的重力约为500N，每次跳绳高度约为5cm=0.05m，中考体育跳绳的合格成绩约为1min跳180次，考试过程所做的功约为 W1=180G1h1=180×500N×0.05m=4500J 跳绳的功率P=W/t=4500J/60s=75WC．两个鸡蛋的重力约为1N，将其举过头顶的高度约为2m，这个过程对鸡蛋的做的功约为W2=G2h2=0.5N×2m=1J，故C符合题意；D．中学生的重力约为500N，一层楼的高度约为3m，从一楼到三楼的高度约为6m，上楼时间约为20s，此过程做的功W3=G3h3=500N×6m=3000J，功率约为P=W/t=4500J/20s=150W，故D不符合题意。
【例题3】一辆小轿车以15m/s的速度在水平路面上匀速直线行驶，受到的阻力是1200N。小轿车沿水平路面匀速直线行驶600m后驶上一个斜坡。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变。求：（1）在水平路面上匀速直线行驶600m，小轿车牵引力所做的功；（2）行驶过程中小轿车的功率；（3）小轿车上坡后行驶速度降为10m/s，则牵引力变为多大？
1. 有用功、额外功和总功（1）有用功在使用机械做功时，对人们有用的功，叫作有用功. 一般是机械对物体的拉力所做的功.（2）额外功在使用机械做功时，对人们没有用但又不得不做的功，叫作额外功. 一般是克服动滑轮的重力，辅助器材（如绳子、装物体的器具等）的重力和机械内部的摩擦力所做的功.（3）总功在使用机械做功时，动力对机械所做的功叫作总功. W总=W有用+W额外
（4）三种简单机械的有用功、额外功和总功
若不计绳重及摩擦：W额=G动h
若不计摩擦：W额=G杆h杆
3. 一些机械的机械效率
4. 功、功率和机械效率的比较
（1）功率大小由功和时间共同决定，单独强调任何一方面都是错误的。（2）功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接关系。
力与物体在力的方向上移动距离的乘积
题型一、有用功、额外功和总功
【例题1】如图所示，用不同的方法把同一个重物搬运到同样高度的车厢内。从做功的角度分析，两种方法_______一定相同，______可能不同（选填“有用功”或“总功”）。
两种方法中，物体重力G相同、被提高的高度h也相同，由W=Gh可知，两种方法有用功一定相同，而两种方法中，人对物体的作用力大小无法确定，所以所做的总功无法确定，所以总功可能不同。
【例题2】如图示是在生产力比较低下的时期，人们从人工挖的水井中获取生活用水时使用的辘轳和水桶。我们可以看出，辘轳工作时相当于简单机械中的 ______；当使用辘轳从井中提水时，对桶做的功是______；如果打水时操作不当，把水桶掉进水井中，人们把水桶打捞上来时，水桶中有泥沙和水，此时对水桶做的功是______。（后两空选填“总功”、“有用功”或“额外功”）
古代的辘轳实际上是简单机械中的轮轴，由于轮半径大于轴半径，在使用时，动力作用在轮上，可以省力，辘轳本质是可以连续转动的省力杠杆。当使用辘轳从井中提水时，目的是提水，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功。如果打水时操作不当，把水桶掉进水井中，人们把水桶打捞上来时，目的是捞桶，所以对水桶做的功是有用功。
【例题3】关于功率、机械效率的说法正确的是（ ）。A．功率大的机器做功一定多 B．额外功占总功比值小的机器机械效率高C．做功多的机器机械效率一定高 D．功率大的机器做功时间一定短
题型二、机械效率的概念
题型三、滑轮组的机械效率
【例题4】用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）A．绳子受的拉力F1和F2大小相等B．滑轮组的机械效率相同C．拉力对滑轮组所做的功不相等D．拉力对滑轮组所做的功的功率不相等
【例题5】小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体用时2s移动了4m，物体重为2000N，运动过程中物体受到的摩擦力为450N，绳子自由端受到的拉力F为200N。下列说法正确的是（ ） A．绳子移动了12mB．该装置的有用功是8000JC．拉力的功率是400WD．该装置的机械效率70%
【例题6】如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在300N的拉力作用下，使质量为63kg的建筑材料以0.2m/s的速度匀速竖直上升，不计绳重和摩擦，求：（1）请你画出滑轮组的绕线；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率；（4）动滑轮的重力。
（1）分别求出W有、W总，可利用下列公式计算：（2）已知绕绳方式，可利用下列公式计算：（3）对不计绳重及摩擦的竖直方向的滑轮组，运用公式直接计算：
计算滑轮组机械效率的常用方法
题型四、斜面的机械效率
【例题7】如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是（ ）。A．木箱受到的重力做功的大小为800J B．拉力F对木箱做功的大小为300JC．木箱受到的合力做功的大小为125J D．木箱受到斜面的支持力做功的大小为200J
A．由题意知，木箱的重力G=200N，斜面高h=1m，则克服重力做功W有用=Gh=200N×1m=200J，故A错误；B．拉力F做的功W总=Fs=75N×4m=300J，故B正确；C．木箱沿斜面匀速缓慢运动，处于平衡状态，则木箱所受合力为零，由W=Fs可知，合力做功大小为0J，故C错误；D．木箱移动方向与支持力方向垂直，木块没有在支持力的方向上通过一定的距离，所以斜面的支持力做功为0J，故B错误。故选B。
题型五、杠杆的机械效率
题型六、测量滑轮组的机械效率
【例题9】小明“测滑轮组机械效率”的实验，用图甲所示的装置匀速提起重物，并做了如下实验记录：（1）对小明的实验记录进行有关分析，就会发现他的实验结果是违背物理规律的，其表现在于______；（2）小明重做实验，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你计算该滑轮组的机械效率为______；（3）如果增加钩码，此滑轮组的机械效率将______ （选填“变大”“变小” 或“不变”）。
实际机械效率大于100%
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