初中物理尖子生自主招生培优讲义版块12 简单机械 专题12-3　斜面、轮轴、机械效率 （学生版） .pdf

专题12-3斜面、轮轴、机械效率

知识·解读

一、斜面

1、斜面也是一种简单机械，也属于一种杠杆的变形。

2、如图所示的斜面，当斜面光滑时，有FｌGh，η

100%；当斜面存在摩擦时，有FGh+f，η

.

3、应用：盘山公路、千斤顶，过街天桥等。

二、轮轴

1、特点：如图所示，R为轮半径，r为轴半径，根据杠杆平衡条件：FR＝Fr知，12

轮轴省力，但费距离．

2、应用：汽车方向盘、扳手、门把手等．

三、机械效率

1、有用功、额外功及总功的含义

①有用功：是指我们必须要做的这部分功。

②额外功：是指不需要，但又不得不做的那部分功。

③总功：是有用功和额外功之和。

2、总功＝有用功＋额外功的表述方式：W＝W＋W

总有用额外

3、机械效率的定义及表达式η＝W/W(b)

有效总

①有用功和总功的比值叫做机械效率，用符号η表示。

W有用

②表达式：η＝×100%。

W总

典例·解读

类型一：斜面相关计算

例、如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N木箱10s内匀速拉到长3m、高1m

1

的斜面顶端．下列说法正确的是()

A、拉力F做功的功率是16W

B、克服木箱重力做功是900J

114

第页/共页

C、斜面的机械效率是62.5%

D、若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变

【答案】C．

W480J

总

【解析】拉力F做的总功W＝Fs＝160N×3m＝480J，时间t＝10s，所以功率P＝＝＝48W，

总

t10s

A错误；克服木箱重力做的功是有用功，所以有用功W＝Gh＝300N×1m＝300J，B错误；

有用

W有用300JW有用

斜面的机械效率η＝×100%＝×100%＝62.5%，C正确；由计算可知，η＝×100%

W总480JW总

G

＝sinθ×100%，所以斜面与地面的夹角θ越大，斜面的效率越大，D错误．故选C.

F

类型二：轮轴

例、阅读文章，回答问题：

2

轮轴

轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮

叫轴。图1所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径

R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F和F的力臂，如图2所示。12

汽车方向盘螺丝刀喇叭锁图二

根据杠杆的平衡条件，可得FRFr.使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是12

轴半径的几倍