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第十一章 機械與功
知識梳理
考點一 杠桿
1．定義：在力的作用下，能繞 轉動的硬棒。
2．力臂： 的距離叫做力臂。
3．杠桿五要素
（1）支點：杠桿繞著轉動的點，如圖中 。
（2）動力： 的力，如圖中 。
（3）阻力： 杠桿轉動的力，如圖中 。
（4）動力臂：從 到 的距離，如圖中 。
（5）阻力臂：從 到 的距離，如圖中 。
4．杠桿平衡條件表達式： 。
5．杠桿的分類
種類 力臂關系 力的大小關系 特點 舉例
省力杠桿 l1 l2 F1 F2 省力， 距離
費力杠桿 l1 l2 F1 F2 費力， 距離
等臂杠桿 l1 l2 F1 F2 既不省力，也不省距離
考點二 滑輪
種類 定滑輪 動滑輪 滑輪組
定義 滑輪的位置 滑輪的位置 由 、 組合在一起
特點 不省力， 能 能省 的力， 改變力的方向， 且移動距離為 既能 又能
考點三 功 功率
1．做功、功的計算
（1）概念：物體受力且沿 方向移動一定的距離。
（2）計算公式： 。功的國際單位是 。
2．功率
（1）概念： 叫做功率。
（2）意義：功率是表示物體的 物理量。
（3）計算公式： 。功率的國際單位是 。
考點四 功的原理及應用
1．功的原理：使用任何機械都 。
2．應用——斜面
（1）斜面是一種 機械，如果不計摩擦，斜面長是斜面高的幾倍，拉力或推力就是物體所受重力的 。
（2）斜面的應用舉例： 。
考點五 機械效率
1．有用功、額外功、總功
（1）有用功：無論采取哪種辦法 的功，用W有用表示。
（2）額外功： 的功，用符號W額外表示。
（3）總功：W總＝ 。
2．機械效率
（1）概念： 的比值。
（2）機械效率的公式：。 。
（3）特點：機械效率總是 1。
（4）提高機械效率的方法有 。
典例探究
例1物體在相同的力F作用下沿力F的方向移動了距離s，試比較在圖示的三種情況中力F對物體做功的多少( )
A.W1=W2=W3 B.W1>W2>W1
C.W1例2 關于功率概念的理解，下列說法中正確的是( )
A.功率大的機械做的功多 B.功率大的機械做功用的時間少
C.單位時間內完成的功越多，則功率越大 D.省力多的機械功率大
例3 畫出各杠桿示意圖中的動力臂和阻力臂。
例4 物體重G＝500N，滑輪重10N，當物體勻速上升時，掛鉤B承受的拉力為 N，掛鉤A承受的拉力為 N，拉力F為 N，若繩子自由端向上移動0.5m，則物體向上移動 m。
例5 如圖所示，用滑輪組把重為200N的貨物提到9m高的樓上，所用的拉力為80N，則總功和滑輪組的機械效率分別是( )
A.1 400 J,80% B.1 800 J,80%
C.1 800 J,83.3% D.2 160 J,83.3%
達標練習
1．下圖所示的四幅圖是小新提包回家的情景，其中，小新提包的力不做功的是（）
2．小明用100N的力踢一個重5N的足球，球離腳后在水平草地上向前滾動了20m。在球滾動的過程中( )
A．小明對足球做功2000 J B．重力對足球做功100 J
C．小明對足球做功2100J D．小明和重力對足球做功都是0J
3．甲、乙兩人的體重相同，他們同時從一樓開始爬樓，若甲比乙先到三樓，則( )
A.甲和乙做的功相同，但甲的功率較大 B.甲和乙做的功相同，功率也相同
C.甲做的功較多，但兩人的功率相同 D.甲做的功較多，功率也較大
4．如圖所示的是一種指甲刀的結構示意圖，下列說法中正確的是( )
A.ABC是一個省力杠桿 B.D處刀刃較薄，可以增大壓力
C.杠桿ABC上有粗糙的花紋，可以減小摩擦
D.指甲刀只有兩個杠桿，一個省力杠桿，一個費力杠桿
5．如圖所示，用一個動滑輪把一個重為100N的沙袋從地面提升到9m高的腳手架上，所用力F的大小為60N，則該動滑輪( )
A.可以改變力的方向 B.可以省功
C．做的有用功為540J D．機械效率為83.3％
6．如圖所示，分別用F1、F2、F3、F4勻速提升同一重物，若不計滑輪本身的重力及摩擦，則( )
A.F1F2>F3>F4
C.F1=F2=F3F4
7．下列做法中，不能夠改變滑輪組機械效率的是( )
A.改變提升重物的高度 B.用體積相等的塑料動滑輪代替鑄鐵動滑輪
C.提升更重的物體 D.給定滑輪加潤滑油
8．如圖所示，用甲、乙兩個滑輪將同樣的鉤碼緩慢提升相同的高度，則下列說法中正確的是( )
A.F1與F2大小相等 B.甲圖中繩的自由端移動的距離比乙大
C.F1做的總功比F2多 D.甲的機械效率比乙高
9．如圖所示，不計摩擦和繩重，用40N的拉力，將重100N的物體勻速提升3m。則繩端移動的距離為 m，動滑輪的重力為 N。
10．按要求給滑輪組繞線。（G為物體重力，不考慮摩擦及動滑輪、繩子的重力）
11．在探究“杠桿的平衡條件”實驗中：
（1）實驗前小明應先調節杠桿使其在水平位置平衡，其目的是
。
杠桿平衡后，小明在圖甲所示的A位置掛上兩個鉤碼，可在B位置掛上
個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡。
（3）他改用彈簧測力計在圖乙所示的C位置向下拉杠桿，圖中每個鉤碼重1N。若豎直向下拉杠桿，當杠桿在水平位置平衡時，彈簧測力計的示數是 N；若斜向下拉杠桿，當杠桿在水平位置平衡時，彈簧測力計的示數將 （選填“大于”“等于”或“小于”）1N。
12．在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了三次實驗（如圖所示），實驗數據記錄見下表。
次數 鉤碼 重／N 鉤碼上升 距離／cm 彈簧測力 計示數／N 彈簧測力計上 升距離／cm 機械 效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9%
第2次實驗中滑輪組的機械效率為
（結果保留一位小數）。
第3次實驗中彈簧測力計的示數未填，
由圖丙可知，彈簧測力計的示數為 N。
分析數據可得出結論：同一滑輪組，
提升的物體越重，滑輪組的機械效率越
（選填“高”或“低”）。
（4）根據實驗結論推測，使用該滑輪組再次將重8N的物體勻速提升10cm，此時滑輪組的機械效率可能為（ ） A.71.6% B.82.4% C.92.1%
13．質量為20kg、底面積為100cm2的物體靜止在水平地面上，用如圖所示的滑輪組在5s內將物體勻速豎直提升3m。已知動滑輪重50N，不計繩重和摩擦。（g取10 N／kg）求：
（1）物體靜止在水平地面上時對地面的壓強； （2）拉力F的功率；
（3）滑輪組的機械效率。

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