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简单机械
├杠杆
│ ├定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒
│ ├杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
│ ├杠杆的平衡条件:⑦
│ └生活中的杠杆:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆
├滑轮
│ ├分类
│ │ ├定滑轮:轴的位置固定不动的滑轮
│ │ └动滑轮:轴的位置随物体一起运动的滑轮
│ ├特点
│ │ ├使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向
│ │ └使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,而且费距离
│ ├滑轮组
│ │ ├定义:定滑轮和动滑轮组合在一起构成的装置
│ │ ├动力F的大小:$F=\frac{G}{n}$或$F=\frac{G+G_{动}}{n}$(不计绳重及摩擦)
│ │ └滑轮组的组装:奇动偶定
│ └其他简单机械:轮轴、斜面
├机械效率
│ ├有用功:机械对外做的功
│ ├总功:动力对机械所做的功,用公式表示为$W_{总}=$⑧
│ ├额外功:克服机械本身所受的⑨
│ ├机械效率:有用功跟总功的比值,用公式表示为$\eta=$⑩
│ ├测量滑轮组的机械效率
│ └提高机械效率的方法
└典例精析
├杠杆
│ ├定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒
│ ├杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
│ ├杠杆的平衡条件:⑦
动力×动力臂=阻力×阻力臂(或$F_1l_1=F_2l_2$)
│ └生活中的杠杆:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆
├滑轮
│ ├分类
│ │ ├定滑轮:轴的位置固定不动的滑轮
│ │ └动滑轮:轴的位置随物体一起运动的滑轮
│ ├特点
│ │ ├使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向
│ │ └使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,而且费距离
│ ├滑轮组
│ │ ├定义:定滑轮和动滑轮组合在一起构成的装置
│ │ ├动力F的大小:$F=\frac{G}{n}$或$F=\frac{G+G_{动}}{n}$(不计绳重及摩擦)
│ │ └滑轮组的组装:奇动偶定
│ └其他简单机械:轮轴、斜面
├机械效率
│ ├有用功:机械对外做的功
│ ├总功:动力对机械所做的功,用公式表示为$W_{总}=$⑧
$W_{有用}+W_{额外}$
│ ├额外功:克服机械本身所受的⑨
重力以及摩擦力
等因素的影响而多做的一些功│ ├机械效率:有用功跟总功的比值,用公式表示为$\eta=$⑩
$\frac{W_{有用}}{W_{总}}$
│ ├测量滑轮组的机械效率
│ └提高机械效率的方法
└典例精析
答案
⑦动力×动力臂=阻力×阻力臂(或$F_1l_1=F_2l_2$) ⑧$W_{有用}+W_{额外}$ ⑨重力以及摩擦力 ⑩$\frac{W_{有用}}{W_{总}}$
解析
【分析】
本题考查简单机械相关的核心基础概念，需回忆杠杆平衡条件、总功、额外功、机械效率的定义及公式，逐一对应填空即可。首先，杠杆平衡的规律是动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积；总功是动力做的功，由有用功和额外功组成；额外功是使用机械时，克服机械自身重力和摩擦产生的功；机械效率是有用功在总功中的占比，据此完成填空。
【解析】
1. 杠杆的平衡条件：杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为$F_1l_1=F_2l_2$，故⑦处填该内容。
2. 总功的定义：动力对机械做的总功等于有用功与额外功之和，即$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，故⑧处填该式。
3. 额外功的产生原因：使用机械时，不可避免要克服机械本身的重力（如滑轮、杠杆自身重力）和摩擦力做功，这部分功就是额外功，故⑨处填“重力以及摩擦力”。
4. 机械效率的定义：机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，故⑩处填该式。
【答案】
⑦动力×动力臂=阻力×阻力臂(或$F_1l_1=F_2l_2$) ⑧$W_{有用}+W_{额外}$ ⑨重力以及摩擦力 ⑩$\frac{W_{有用}}{W_{总}}$
【知识点】
杠杆平衡条件、总功与额外功、机械效率
【点评】
本题为简单机械章节的基础概念填空题，直接考查教材中的核心定义和公式，属于识记类题目，难度较低，只要熟练掌握课本相关内容即可正确作答。
【难度系数】
0.8
本题考查简单机械相关的核心基础概念，需回忆杠杆平衡条件、总功、额外功、机械效率的定义及公式，逐一对应填空即可。首先，杠杆平衡的规律是动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积；总功是动力做的功，由有用功和额外功组成；额外功是使用机械时，克服机械自身重力和摩擦产生的功；机械效率是有用功在总功中的占比，据此完成填空。
【解析】
1. 杠杆的平衡条件：杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为$F_1l_1=F_2l_2$，故⑦处填该内容。
2. 总功的定义：动力对机械做的总功等于有用功与额外功之和，即$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，故⑧处填该式。
3. 额外功的产生原因：使用机械时，不可避免要克服机械本身的重力（如滑轮、杠杆自身重力）和摩擦力做功，这部分功就是额外功，故⑨处填“重力以及摩擦力”。
4. 机械效率的定义：机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，故⑩处填该式。
【答案】
⑦动力×动力臂=阻力×阻力臂(或$F_1l_1=F_2l_2$) ⑧$W_{有用}+W_{额外}$ ⑨重力以及摩擦力 ⑩$\frac{W_{有用}}{W_{总}}$
【知识点】
杠杆平衡条件、总功与额外功、机械效率
【点评】
本题为简单机械章节的基础概念填空题，直接考查教材中的核心定义和公式，属于识记类题目，难度较低，只要熟练掌握课本相关内容即可正确作答。
【难度系数】
0.8
【例1】如图所示,斜面长3 m,高1 m。工人用400 N的力沿斜面方向将重为840 N的箱子推到车上。下列说法中正确的是 (
A.有用功为400 J,总功为840 J
B.有用功为840 J,额外功为400 J
C.总功为1 200 J,机械效率为70%
D.有用功为400 J,机械效率为70%
C
)A.有用功为400 J,总功为840 J
B.有用功为840 J,额外功为400 J
C.总功为1 200 J,机械效率为70%
D.有用功为400 J,机械效率为70%
答案
【解析】重力对箱子做的有用功:$W_{有用}=Gh=840\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m}=840\ \mathrm{J}$。
利用斜面做的总功:$W_{总}=Fs=400\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m}=1\ 200\ \mathrm{J}$。
$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=1\ 200\ \mathrm{J}-840\ \mathrm{J}=360\ \mathrm{J}$。
斜面的机械效率:$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{840\ \mathrm{J}}{1\ 200\ \mathrm{J}}=70\%$。
利用斜面做的总功:$W_{总}=Fs=400\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m}=1\ 200\ \mathrm{J}$。
$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=1\ 200\ \mathrm{J}-840\ \mathrm{J}=360\ \mathrm{J}$。
斜面的机械效率:$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{840\ \mathrm{J}}{1\ 200\ \mathrm{J}}=70\%$。
解析
【分析】
要解决这道题，需明确斜面相关的有用功、总功、额外功及机械效率的计算逻辑：有用功是对物体做的功，本题中为提升箱子克服重力做的功，公式为$W_{有用}=Gh$；总功是拉力做的功，公式为$W_{总}=Fs$；额外功为总功与有用功的差值；机械效率为有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$。先计算各物理量，再逐一分析选项判断正确答案。
【解析】
1. 计算有用功：有用功是提升箱子做的功，$W_{有用}=Gh=840\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m}=840\ \mathrm{J}$；
2. 计算总功：总功是工人推力做的功，$W_{总}=Fs=400\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m}=1200\ \mathrm{J}$；
3. 计算额外功：$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=1200\ \mathrm{J}-840\ \mathrm{J}=360\ \mathrm{J}$；
4. 计算机械效率：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{840\ \mathrm{J}}{1200\ \mathrm{J}}=70\%$；
5. 分析选项：A选项有用功、总功均错误；B选项额外功错误；C选项总功、机械效率均正确；D选项有用功错误，因此选C。
【答案】
C
【知识点】
斜面的功、机械效率计算
【点评】
本题是初中物理简单机械中斜面功与机械效率的基础应用题，核心是区分有用功、总功的来源，掌握相关公式的应用，是常见的基础考点，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确斜面相关的有用功、总功、额外功及机械效率的计算逻辑：有用功是对物体做的功，本题中为提升箱子克服重力做的功，公式为$W_{有用}=Gh$；总功是拉力做的功，公式为$W_{总}=Fs$；额外功为总功与有用功的差值；机械效率为有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$。先计算各物理量，再逐一分析选项判断正确答案。
【解析】
1. 计算有用功：有用功是提升箱子做的功，$W_{有用}=Gh=840\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m}=840\ \mathrm{J}$；
2. 计算总功：总功是工人推力做的功，$W_{总}=Fs=400\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m}=1200\ \mathrm{J}$；
3. 计算额外功：$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=1200\ \mathrm{J}-840\ \mathrm{J}=360\ \mathrm{J}$；
4. 计算机械效率：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{840\ \mathrm{J}}{1200\ \mathrm{J}}=70\%$；
5. 分析选项：A选项有用功、总功均错误；B选项额外功错误；C选项总功、机械效率均正确；D选项有用功错误，因此选C。
【答案】
C
【知识点】
斜面的功、机械效率计算
【点评】
本题是初中物理简单机械中斜面功与机械效率的基础应用题，核心是区分有用功、总功的来源，掌握相关公式的应用，是常见的基础考点，难度适中。
【难度系数】
0.6
