思维导图
认识杠杆
认识杠杆
让我想一想
?
思考：杠杆有什么共同特征
有力的作用
绕固定点转动
硬棒
在力的作用下，能绕某一
固定点转动的硬棒.
杠杆:
认识杠杆
思考：现实生活还有哪些杠杆的实例呢？
力臂的作法
1.找出支点O
2.沿力的方向作出力的作用线
3.从支点向力的作用线作垂线段，并标出符号。
支点O
动力臂l１
阻力臂l２
动力Ｆ１
阻力Ｆ2
力臂的作法
杠杆示意图的作法
O
l1
F1
l2
F2
1.找支点 2. 作力的作用线 3. 作力臂
杠杆示意图的作法
l1
F1
l2
F2
Ｏ
杠杆示意图的作法
l1
F1
l2F2
Ｏ
杠杆示意图的作法
F1
O O F1
F2
F2
l1
l 2 l2
l1
探究杠杆的平衡条件
物体的平衡状态
杠杆的平衡状态
保持匀速直线运动
保持静止
保持匀速转动
保持静止
探究杠杆的平衡条件
猜想: 杠杆的平衡可能与哪些因素有关?
杠杆的平衡条件物体的平衡条件
受平衡力作用
只与力的三要素有关
A
B
实验设计
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
探究杠杆的平衡条件
器材:
测量的物理量: 力 力臂
A、B两图中的杠杆
处于静止状态，实验时采
用哪幅图？为什么？
讨论：
实验时，使杠杆在水平
位置平衡，便于在杠杆上
直接读出力臂的大小。
C
D
探究杠杆的平衡条件
在实验前,是否也要调节杠杆在水平位
置平衡?为什么？
讨论：
实验前，使杠杆在水平
位置平衡，为了避免杠杆
自身的重力对杠杆平衡的
影响。
探究杠杆的平衡条件
实验步骤：
1.调节杠杆在水平位置平衡。
2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧
测力计在竖直方向拉，使杠杆在水平位
置平衡，记下弹簧测力计示数。
3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，
得出三组数据。
实验
次数 F1/N L1/格 F2/N L2/格
1 2 4 4 2
2 3 2 2 3
杠杆平衡条件：
探究杠杆的平衡条件
F1+ L1 F2+ L2
2+4 4+2
3+2 2+3
3 4 1 2 2
F1×L1
（N·格）
F2×L2
（N·格）
8 8
6 6
4 4
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1L1=F2L2
O
l1=9m l2=7cm
F1=200N
F2
杠杆的平衡条件应用
例题：
由F1l1＝F2l2 得：解：
F2 = F1 l1
l2
= 200N×9m
0.07m
=2.57×104N
m = F2
g =
10N·kg—1
2.57×104N
=2.57×103kg = 2.57t
杠杆的分类
杠杆平衡条件： F1l1＝F2l2
F1
F2
= l2
l1三类杠杆：
若l1＞l2，则F1 F2
若l1= l2，则F1 F2
若l1＜l2，则F1 F2＞
＝
＜ 省力杠杆
等臂杠杆
费力杠杆
小结： 判断杠杆的类型，实际就是比较动力
臂和阻力臂的大小
杠杆的分类
请对下列器具应用的杠杆进行分类：
等臂杠杆 费力杠杆
费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆
杠杆的分类
请对下列器具应用的杠杆进行分类：
省力杠杆费力杠杆
省力杠杆费力杠杆省力杠杆
费力杠杆
生活·物理·社会
生活中的剪刀
思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？
使用费力杠杆有什么好处？
当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。
使用费力杠杆会省距离，很方便。
怎么分呀？
哈哈……
我知道！
O
G1 G2
l1
l2
∴G1＜G2
即G1×l1 ＝G2×l2
又∵l1＞l2
∵F1×l1 ＝F2×l2
2 杠杆是否都是直的？
1 力臂是一定在杠杆上吗？
3 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但
作用方向改变，力臂是否改变？
答：不是
答：杠杆可以是直的，也可以是弯的
答：要改变
想
一
想?
第二节 滑轮
动手试试：利用一个滑
轮、一根绳子和支架组装
起来，将重物(钩码)提升
一定高度，你能想出几种
办法？
生活中的滑
轮
窗帘轨道上的滑轮
起
重
机
讨论回答:哪个是定滑
轮?哪个是动滑轮?为什
么?
探究一：定滑轮特点
使用定滑轮时：
是否省力?
是否省距离?
是否省功?
1、如何判断使用定滑轮是否省力？
2、如何判断使用定滑轮是否省距离？
3、如何判断使用定滑轮是否省功?
注意事项:
使用定滑轮匀速提升钩码，在
拉动过程中读出F,同时将测出的
h和s，填入表中(一个钩码受到
的重力约为0.5N）
探究二：动滑轮特点
使用动滑轮匀速提升钩码，拉力的方
向竖直向上，使跨过动滑轮的两段绳
保持平行，拉动过程中读出F。同时将
h和s，填入表中
注意事项:
滑轮组
F
G G
F
图1 图2
小
结:
1、你能不能找到一种既省力又省距
离的机械？
2、通过几种简单机械的学习，你认
为省力或费力、省距离或费距离，它
们之间有什么关系？
深入探究
有2段绳子吊着动滑轮,
为什么拉力F却略大于物重
G的二分之一？
G
FF
G
动
第三节 功和功率
推而未动
运动员举着杠铃不动
搬而未起
推着酒桶向上
马拉动原木人推车前进
上图：有力，有成效（移动了距离）
说出上下图的区别：
下图：有力，无成效（没有移动）
推而未动运动员举着杠铃不动 搬而未起
上面展示的五幅图中，有的力对物体移动有贡献，
有的力则对物体移动没有贡献。
物理学中的“功”吸收了一种“贡献”和“成效”意思
在里面。
物理学中规定：
一个力作用在物体上，物体沿力的方向
上移动了一段距离，就说这个力做了功。
FF
s
小孩的拉力Ｆ拉小狗移动了一段距离s，我们说小孩的拉
力对小狗做了功，或简单地说小孩对小狗做了功。
Ｆ
s
叉车的举力Ｆ将货物移动
了一段距离s，我们说叉车
的举力对货物做了功，或
简单地说叉车对货物做了
功。
它们都做功了吗？
有力且又在力的方向上移动了一段距离，做功。
波比从楼上摔了下来，摔得鼻青脸肿的，什么力对波比做
了功？
他做功了吗？
有力无距离，不做功。
“不动无功”
提着小桶在水平路上匀
速前进。有力有距离，
但力与距离垂直。“提
力”不做功。
他们对桶做了功吗？
“劳而无功”
提着桶匀速向前
网球在光滑地面上滚动
有力对篮球
做功吗？
答：水平方向上移动了距离，但水平方向
上没有受力，所以没有做功。
“不劳无功”
物体靠惯性运动
做功的两个必要因素是
1.有力作用在物体上 F
2.物体在这个力的方向上移动了一段距离 s必要因素
必须需要，缺一不可
怎样才算做功？
通过上面的几个例子你能总结出物体在什么情况下不做功
吗？
一、物体受到力的作用，但保持静止状态
s=0，不动无功
二、物体在运动方向上不受力的作用，由于惯性而运动
F=0，不劳无功
三、物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力方向
垂直
F⊥s，劳而无功
功 的 计 算
１．物理学中：功等于力跟物体在
力的方向上通过的距离的乘积．
即：功＝力×距离
则：Ｗ=Ｆ×Ｓ
焦耳
J
..1
1
牛
N
米
m
=
=
1
1
2、单位
将两个鸡蛋举高
1m，做功约1J
将一瓶500ml
的矿泉水从
地上拿起，
做功约10J
小胖体重为65Kg，他从一楼到三楼，他对自己做的功为多
少？
例题：质量为50 kg的雪橇上装载了350 kg的货物，
一匹马拉着它将货物匀速运到了3 000 m外的货场。
如果雪橇行进中受到的摩擦力是800 Ｎ，求马运货时
做的功。（g=10 N/kg)
如图：操场上有一堆砖，需要搬到正在修
建的楼房上去，我们可以采用什么方法搬
上去呢？
这两种方法做的功一样多
吗？他们的区别是什么？
做功的
如何比较运动的快慢? 如何比较作功的快慢?
法一:相同时间比路程
法二:相同路程比用时
法三:看单位时间内通过的
路程
法一:相同时间比做功
法二:相同的功比时间
法三:看单位时间内所做的
功
t
sv
1.定义：单位时间内所做的功．
功率
注意：功的符号W，功率单位瓦的符号W．
1千瓦＝1000瓦 1兆瓦＝106瓦
1W＝1J/s
3.单位 国际单位：瓦特 ，符号 W
常用单位：千瓦 （k W）、兆瓦（MW）
时间
做功
2.表达式：功率＝
t
wp 即
1．__________________叫做功率，它的公式是
_________，功率的单位是____。
单位时间内物体做的功
t
WP w
2．功率110kW表示什么物理意义？
功率110kW和80kW功率哪个大？
做功哪个快？做功哪个多？
功率110kW表示机械在1s
内做了110000J的功．
110kW比80kW功率大，做功快．
3、使用机械做功时，下面说法正确的是：
（ ）
（A）功率大的机器一定比功率小的机器做功多；
（B）功率大的机器一定比功率小的机器做功
时间少；
（C）功率小的机器一定比功率大的机器做功慢；
（D）以上说法都不对．
C
4、一台机器用2分钟时间做了 J的
功，这台机器的功率是多少？
4106
自行车长时间
功率约70W；
优秀运动员短
时间功率可达
到1kW。
新宝马X5最大输出功率达
235kW.
韶山型电力机
车输出功率为
4200kW
知 识 回 顾
2、功的计算式是什么？
3、你如何理解功的原理？
1、什么是功？
第四节 机械效
率
你
会
选
哪
种
方
法
呢
？
想想议议
1
2
3
1
2
3
对沙子做功
对桶做功
克服人的重力
做功
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
对沙子做功
对口袋做功
对滑轮做功
有用功 ：为了达到目的而做的功
有用W
额外功 ：人们不需要但又不 得不做的功
额W
总功 ：有用功与额外功的总和，即
W总=W有+W额
总W
一、有用功、额外功、总功
1．一个人用水桶从井里打水,有用功
是?额外功是?若桶掉在水中,把装满水
的桶捞起来,则有用功又是什么?额外
功又是什么?
2.
请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？
2
3
1 3
对沙子做功
对桶做功
克服重力做功
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
对沙子做功
对口袋做功
对滑轮做功
600J
2520J
600J
180J
600J
90J
请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。
3120J 780J
690J
(W有)
(W额)
(W有) (W有)
(W额) (W额)
120J
2400J
120J
60J
30J
60J
2
对桶做功
克服重力做功
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
对沙子做功
对口袋做功
对滑轮做功
600J
180J
600J
780J
(W有) (W有)
(W额)
1 2
1
2
3
1
2
3
对沙子做功
对桶做功
克服重力做功
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
对沙子做功
对口袋做功
对滑轮做功
600J
2520J
600J
180J
600J
90J
3120J 780J 690J
19% 77% 87%
二、 机 械 效 率
1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.
额有
有
总
有
WW W
W
W2.表达式:
没有！因为额外功总大于0，所以
机械效率总小于1
分组讨论：
有没有机械效率为100%的机械？为什么？
如图所示的滑轮组匀速提升物体．已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，
手上升距离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮组的机械效率为多少?
G
解:因为h= S=10cm=0.1m1
3
W有=Gh=240 N×0.1m=24J
W总=FS=100 N×0.3m=30J
η= = ×100%=80%
W有
W总
24J
30J
F
一台起重机将重3600N的货物提高4m。如
果额外功是9600J，起重机做的有用功是
多少？总功是多少？机械效率是多少？
2．某斜面长为S，高为h，有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速移
至顶端。若物体所受阻力为f，则此时的有用功为____，总功为____，额外功
为____，机械效率为____。 Gh FS
f S
FS
Gh
起重机的机械效率一般为40-50℅
滑轮组的机械效率一般为50-70℅
抽水机的机械效率为60-80℅
提高机械效率,更充分的发挥设备的作用,有着重要的经济意义
该如何提高机械效率呢
探究 斜面的机械效率
1、提出猜想：
斜面的机械效率可能和 有关。
2、参考器材：
长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺
3、探究过程：
⑴组装器材
⑵进行实验
斜面的倾斜程度
⑶分析数据，得到结论
⑴实验装置：
F
S
h
⑵实验过程：
①测量小车的重量，记录数据；
③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②。
②把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；
分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、
小车上升的高度h。
⑶注意事项：
①要匀速拉动物体。
②拉力要与斜面平行。
③及时记录数据。
4、记录表格：
斜面倾
斜程度
小车重量
G/N
斜面高度
h/m
拉力
F/N
斜面长
s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
℅
较缓
较陡
很陡
结论：光滑程度相同的斜面，斜面越倾斜，越费力，
机械效率越高
讨论
• 如果斜面越粗糙呢？
• 分析：当斜面长度、高度、物重都相同时，斜面越粗糙，摩擦力越大，拉力越大，总功越大，有用功不变，
机械效率越低
• 结论：斜面越粗糙，机械效率越低
影响斜面机械效率的因素
有两点
斜面的倾斜程度
斜面的光滑程度
斜面越倾斜,机械效率越高
斜面越光滑,机械效率越高
小结：
1、有用功、额外功、总功
2、机械效率
3、斜面的机械效率与坡度有关
总
有
W
W
1、现实中,关于机械效率，以下说法正确的是：
D、省力越多的机械，机械效率越高。
C、做功越多的机械，机械效率越高；
B、单位时间里做功越多的机械，
机械效率越高；
A、机械效率总小于1；
2、为了提高滑轮组的机械效率，以下
做法中正确的是：（ ）
C、增加承担物重的绳子股数；
B、以较慢的速度匀速提升重物；
A、以较快的速度匀速提升重物；
D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在
转动过程中的摩擦；
3、某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的三种石头抬高20cm,手向下
压的力是220N,手下降的高度是_____cm,
人做的功是_____J,有用功是_______J,
这根杠杆的机械效率是________.
40
88 80
90.9%
4、用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的
脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机
械效率各是多少？
J1800m9N200 hGW有
%3.83J2160
J1800
J2160m18N120
总
有
总
W
W
sFW
解：
5、判断题：
（1）．额外功与总功的比值越大，机械效率越小. （ ）
（2）．机械效率大的机械一定既省力又省功。（ ）
（3）．机械效率越高，则机械做的有用功越多。（ ）
（4）．机械做的总功越少，机械效率也越低。（ ）
（5）．在总功相同时，机械效率高的机械，有用功就越多。（ ）
（6）．机械效率是有用功和额外功的总和。（ ）
车把、方向盘、螺丝刀、扳手、卷扬机等
轮轴实质可看做是一个可
以连续转动的杠杆
R
r=G
F1
F1·R=G·r
F1
G
r R
动力作用在轮上，轮轴
是一个省力杠杆，但费距离
动力作用在轴上，轮轴
又将起到什么作用？
轮轴主要功能：
一是改变用力大小
二是改变物体的运动速度
轮轴不能省功。 它实现直线运动
和圆周运动的相互转化，是机械
传动的重要装置
斜面
是一个与水平面成一定夹角的
的倾斜平面
斜面省力原理
根据功的原
理（不计斜面摩擦）
得Gh=FL
所以
F=Gh/L
如果不计摩擦，斜面长是高的几倍，拉力或
推力就是物体所受重力的几分之几。
螺旋----特殊的斜面
螺旋除了省力，还可以将螺旋运动与
沿轴向的运动进行相互转化。
• 机械的发明，改变了整个世界
• 从陆地到海洋、天空直到太空
• 自动化、智能化机械进入到我们生活。
• 研究自行车的构造。
微信/支付宝扫码支付