1.槓桿：五要素；分類；槓桿的平衡條件及實驗探究。
2.簡單機械：定滑輪；動滑輪；滑輪組；輪軸；斜面。
3.機械效率：有用功；額外功；總功；機械效率。
滿分技巧
1.槓桿的五要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。
2.力臂：指從支點到力的作用線的距離；動力臂：從支點到動力作用線的距離；阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。
3.槓桿分類：省力槓桿——動力臂大於阻力臂，動力小於阻力，省力、費距離；費力槓桿——動力臂小於阻力臂，動力大於阻力，費力、省距離；等臂槓桿——動力臂等於阻力臂，動力等於阻力，不省力、不費力。
4.槓桿平衡條件：動力乘以動力臂等於阻力乘以阻力臂：F1L1=F2L2。
利用槓桿平衡條件解題的一般步驟：A.確定槓桿的支點位置；B.分清槓桿受的動力和阻力，明確其大小和方向，並儘可能地做出力的示意圖；C.確定每個力的力臂；D.根據槓桿的平衡條件列式，並分析求解。
5.定滑輪：使用時固定不動的滑輪，實質上是一個等臂槓桿，力臂是滑輪的半徑。
定滑輪可以改變力的方向，不省力也不省距離；對理想的定滑輪有F=G。
6.動滑輪：使用時隨物體一起移動的滑輪，實質上是一個動力臂為阻力臂2倍的槓桿。省力但費距離；理想的動滑輪有F=G/2，只忽略輪軸間的摩擦有F=/2
7.滑輪組：至少含有一個動滑輪和一個定滑輪，可以達到既省力又能改變力的方向的目的，但是費距離。
滑輪組的省力效果取決於承擔重物的繩子的段數。若不計滑輪和繩子重力及摩擦的情況下，有n段繩子承擔重物，拉力就是F=G/n，拉力作用距離為s=nh。
繩子段數的判定，動滑輪與幾段強繩子接觸，就由幾段繩子承擔拉力，每段承擔的拉力大小相等。
8.輪軸、斜面：
輪軸：實質上是一個變形的槓桿，大小輪的半徑就是兩個力臂；作用在大輪上的力小但費距離；其應用有螺絲刀、鑰匙、扳手、方向盤、車把、水龍頭開關等。
斜面的特點：省力、費距離；斜面越平緩，越省力；其應用有盤山公路，螺絲釘。
9.機械效率：有用功和總功之比，公式η=W有/W總。機械效率無單位，並且總小於1。
提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。
10.機械的有用功、總功、機械效率計算：
有用功
總功
額外功
機械效率
槓桿
W有=Gh
W總=Fs
W額=W總–W有
η=Gh/FS
滑輪組
W總=Fs=Gh G動h
W額=W總–W有=G動h
η=Gh/FS=G/nF
斜面
W總=Fl=Gh fl
W額=W總–W有=fl
η=Gh/Fl=Gh/Gh fl
11.機械效率和功率的區別：功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內完成的功，功率越大，做功越快；機械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功，機械效率越大，有用功跟總功的比值越大。
例題：
1．如圖所示是生活中幾種常見的槓桿其中屬於費力槓桿的是
A.道釘撬 B.鋼絲鉗 C.開瓶扳手 D.筷子
D
2．小李同學利用如圖所示的滑輪組勻速提升重物。第一次提升的重物A的重力為GA，加在繩子自由端的拉力為F1。重物上升的速度為v1，運動時間為t1；第二次提升的重物B的重力為GB，加在繩子自由端的拉力為F2。重物上升的速度為v2，運動時間為t2。已知F1:GA=5:8，GB:GA=3:2，v1:v2=2:1，t1:t2=2:3。動滑輪的重力不能忽略。不計繩重與摩擦的影響。下列對兩個過程的分析中，正確的是
A.拉力之比為F1:F2=7:8
B.拉力的功率之比為P1:P2=10:7
C.機械
效率之比η1:η2=14:15
D.額外功之比W1:W2=2:3
BC
3．某建築工地上，工人師傅用滑輪組和桶組成的裝置將水泥從地面勻速運至樓上，如圖所示。若水泥重為G0，桶重為G1，動滑輪中為G2，不計繩重和摩擦，此過程中該裝置的機械效率為η，則工人師傅作用在繩子自由端的拉力F為：
A.F=G0 G1 G2/3 B.F=G0/3η G1 C. F=G0 G1/3 D.F=G0/3η
AD
由圖知，n=3，不計繩重和摩擦，拉力F=1/3，故A正確、B錯；由圖知，n=3，則拉力端移動的距離s=3h，由η=W有用/W總=G0h/Fs=G0h/F×3h=G0/3F得：F=G0/3η，故C錯、D正確，故選AD。
4．為了將放置在水平地面上重為100 N的物體提升一定高度，設置了左圖所示的滑輪組裝置。當用圖甲所示隨時間變化的豎直向下的拉力F拉繩時，物體的速度v和物體上升的高度h隨時間變化的關係分別如圖乙和丙所示。下列計算結果正確的是
A.0~1 s內，地面對物體的支持力是10 N B.1~2 s內，拉力F做的功是187.5 J
C.2~3 s內，拉力F的功率是100 W D.2~3 s內，滑輪組的機械效率是62.5%
B
5．利用四個相同的滑輪，組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，用同樣的時間，把質量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，拉力做的功分別為W甲、W乙，拉力的功率分別為P甲、P乙，機械效率分別是η甲、η乙，下列關係式正確的是
A.F甲
F乙η甲 >η乙
C.Ｗ甲 >W乙P甲 >P乙D.Ｗ甲=W乙P甲=P乙
AD
6．工人利用如圖所示的滑輪組提升重為800 N的貨物，10 s內貨物上升了1 m。已知工人在繩子末端的拉力F為500 N。不計繩重和摩擦，則滑輪組的有用功是_____J，拉力的功率為_____W，滑輪組的機械效率為_____。若減少貨物的質量，滑輪組的機械效率將______。
800 100 80% 變小
7．如圖是一種健身器械，AOB可視為槓桿。圖中小明同學用力豎直向下拉槓桿，重物被抬起，此時阻力臂______動力臂。小明同學想通過增大向下的拉力來加大訓練強度，請你利用槓桿平衡條件，給小明提出一條合理的建議：_______________。
小於增大物重
8．如圖是利用鐵架台、帶有刻度的勻質槓桿、細線、數量足夠且每個重力均為1 N的鈎碼等實驗器材探究“槓桿平衡條件”實驗。
實驗前，將槓桿的中點置於支架上，當槓桿靜止時，發現槓桿左端較低，這時應將平衡螺母向_____移動，直到槓桿在水平位置平衡。
在A點懸掛三個鈎碼，要使槓桿在水平位置平衡，需在B點懸掛____個鈎碼；取走懸掛在B點的鈎碼，改用彈簧測力計在C點豎直向下拉，當槓桿在水平位置平衡時，彈簧測力計的拉力為____N；若彈簧測力計仍在C點，改變拉力的方向，斜向右下方拉彈簧測力計，使槓桿仍在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數將_______1 N。
右 2 1 大於
9．為安全起見，媽媽為小明買了一塊浮板輔助練習游泳。媽媽認為浮板能漂在水面上是因為它輕，小明認為媽媽的説法不對，科學的説法應是因為浮板的密度比水的密度小。為驗證自己的説法，小明設計瞭如下實驗：
用一根輕質均勻木棍、細繩和一塊標有“淨重115 g”字樣的新肥皂，按照如圖所示的方法進行測量。測量時，使木棍在_____位置平衡，記下A、B的位置，用刻度尺測出OA=10 cm，OB=40 cm，則浮板的質量為______kg。
把浮板壓入裝滿水的桶中剛好浸沒，用塑料袋收集溢出的水，用所述方法測得溢出水的質量為4.6 kg，則浮板的體積為________m3，密度為______kg/m3；用刻度尺測肥皂的長、寬、厚，算出肥皂的密度為1.33×l03 kg/m3。浮板在水中漂浮而肥皂在水中下沉，説明小明的説法是正確的，小明用此浮板游泳時浮板受到的最大浮力為________N。
根據這個實驗結果，媽媽説用密度比水小的材料製成的物體才能漂浮在水上，這種説法______，請舉例説明______________________。
水平 0.46 4.6×10–3 100 46 不正確用鋼鐵製成的船能漂浮在水面上
10．如圖所示的防空導彈驅逐艦被譽為“中華神盾”。它滿載時總重約為6×107 N，驅逐艦滿載以36 km/h的速度勻速直線航行時，受到的阻力是總重的0.01倍，如果以這個速度勻速航行10 h消耗燃油12 t，問：
驅逐艦航行時的牽引力是多大？
航行時驅逐艦克服阻力做了多少功？
整個航行過程中驅逐艦的效率是多大？
6×105 N 2.16×1011 J 45%
11．如圖所示裝置中，輕質槓桿支點為O，物塊A、B通過輕質細線懸於Q點，當柱形薄壁容器中沒有液體時，物體C懸掛於E點。槓桿在水平位置平衡；當往容器中加入質量為m1的水時，為使槓桿在水平位置平衡，物塊C應懸於F點。A、B為均勻實心正方體，A、B的邊長均為a。連接A，B的細線長為b，B的下表面到容器底的距離也為b，柱形容器底面積為S。已知：a=b=2 cm，S=16 cm2，O、Q兩點間的距離為LOQ=4 cm；三個物塊的重為Ga=0.016 N，GB=0.128 N，GC=0.04 N，m1=44 g；ρ水=1.0×103kg/m3，g=10 N/klg。槓桿重力對平衡的影響忽略不計，細線重力忽略不計，物塊不吸水。
O、E兩點間的距離LOE=？
E、F兩點間的距離LEF=？
如果剪斷物塊A上方的細線，往容器中加水，直到容器中水的質量為m2=120 g，則物塊處於平衡位置後，水對物塊B上表面的壓力Fb=？
LOE=14.4 cm LEF=4 cm Fb=0.144 N
練習：
1．如圖所示，在調節平衡後的槓桿兩側，分別掛上相同規格的鈎碼，槓桿處於平衡狀態。如果兩側各去掉一個鈎碼，下列説法正確的是
A.左端下沉 B.右端下沉C.仍然平衡 D.無法判斷
2.斜面長5 m，高1 m，把重為5 000 N的物體勻速地推向斜面頂端，若斜面是光滑的，則推力為______N；如果斜面不光滑，所用推力為1 250 N，則斜面的機械效率為______。
3.在做探究槓桿的平衡條件的實驗時，應先調節槓桿兩端的平衡螺母，使槓桿在______位置平衡，這樣做是為了便於測量______；如發現槓桿左端偏高，則可將右端的平衡螺母向_____調節，或將左端的平衡螺母向_____調節。小紅根據如左圖所示的實驗現象得出的槓桿平衡條件是：“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”。為了説明這一結論並不正確，請你在右圖所示的槓槓上B點處畫出需要對槓桿施加的力的示意圖。
4.在建築工地上，工人用如圖所示的裝置將重為720 N的建材從地面勻速提到6 m高處，所用拉力為300 N，時間為0.5 min，不計摩擦和繩重。求：
工人做功的功率；
此過程中該裝置的機械效率。
5．小勇體重600 N，利用如圖所示的滑輪組在10 s內使物體A勻速上升5 m。已知物體A重800 N，小勇作用在繩端的拉力大小為500 N，在此過程中，下列説法正確的是
A.水平地面對小勇的支持力做的功為6 000 J
B.小勇做的有用功為3 000 J
C.小勇拉力的功率為250 W
D.此滑輪組的機械效率為80%
6．用四隻完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，在繩自由端用大小分別為F1和F2的拉力，將相同的物體勻速提升相同的高度。若不計繩重和摩擦，下列説法不正確的是
A.F1大於F2
B.F1和F2做的功一定相等
C.甲、乙的機械效率不相等
D.繩子自由端移動的距離不相等
7．小明做俯卧撐時，可將其視為一個槓桿，重心在O點。他將身體撐起時，地面對兩腳尖的支持力為250 N，兩腳尖與地面的接觸面積為60 cm2，雙手與地面的接觸面積為300 cm2。
畫出以B為支點時重力的力臂L。
如果小明的兩腳尖對地面的壓強與雙手對地面的壓強之比為5:2，地面對雙手的支持力為多少？
小明在1 min內做了30個俯卧撐，每次肩部上升的距離都為0.36 m，則他1 min內克服重力所做的功為多少?
解析】力臂是支點到力的作用線的距離。重力的作用線沿豎直方向，其力臂如圖。
由p=F/S，p腳尖:p手=5:2
則F手=2F腳尖S手/5S腳尖=/=500 N
由槓桿的平衡條件F1L1=F2L2
以B為支點時：F腳尖×AB=GL
以A為支點時：F手×AB=G
將F腳尖=250 N，F手=500 N代入，可得G=750 N，AB=3L
肩部上升的距離為h肩=0.36 m時，重心上升的距離為h重，由相似三角形可知，h重/h肩=/AB
則h重=h肩/AB=0.36 m×/3L =0.24 m
1 min內克服重力所做的功W=nGh重=30×750 N×0.24 m=5 400 J