4.9 简单机械 机械效率
一、杠杆
1．一根硬棒，在 作用下能绕着 转动，这根硬棒就是杠杆。支点：杠杆可以绕其 的点O。动力：使杠杆转动的 F1；阻力：阻碍杠杆转动的 F2；动力臂：从支点O到动力F1作用线的 L1；阻力臂：从支点O到阻力F2的作用线的 L2。
2．探究杠杆的平衡条件实验中，调节杠杆两端的 ，使杠杆平衡不挂钩码时在 位置并 ；如果右端高，螺母向调；当杠杆平衡在 位置时，力臂与 重合，可以直接测出杠杆力的作用点与支点的距离就是 。
3．杠杆平衡条件是： 。即 。
4．三种生活杠杆
等臂杠杆：天平的动力臂 阻力臂， 省力也不费距离；
省力杠杆：撬棒的动力臂 阻力臂， 力费距离；
费力杠杆：赛艇的船桨的动力臂 阻力臂， 力省 。
二、滑轮
5．定滑轮：工作时，轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。特点：实质是 杠杆，
省力，但能改变力的 。即F= G，s= h。
6．动滑轮：工作时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。特点：实质是动力臂等于
阻力臂的杠杆。省 力费 距离。即F= G，s= h。
7．滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组。特点：用滑轮组提起重物时，动滑轮上有 绳子承担重物，提起物体的力就是物重的 。
即F= G，s= h。
三、机械效率
8．使用机械做功时，有用功W有跟总功W总的比值叫做机械效率η，即
9．有用功：实际需要做的功W有。提升重物时W有= ；
额外功：实际不需要，但又不得不做的功W额。用动滑轮提升重物时W额= ；总功：动力所做的功W总。W总=Fs；W总=W有+W额。【来源：21·世纪·教育·网】
10．提高机械效率的主要办法：改进结构，使它更合理，更 。按技术保养，使机械处于 状态。有用功一定时，减小 ；额外功一定时，增大 提高机械效率。www-2-1-cnjy-com
22．知道简单机械。
探究杠杆的平衡条件。
了解杠杆的平衡条件。
A
D
A
42．知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。
A
43．了解人类使用机械的历程。
了解机械的使用对社会发展的作用。
A
A
考点一：杠杆
例1（2017北京）如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．羊角锤 B．核桃夹子 C．撬棒 D．食品夹子
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，省力费距离；动力臂=阻力臂的杠杆，不省力也不费距离；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力省距离。羊角锤、核桃夹子、撬棒都是动力臂大于阻力臂的杠杆，属于省力杠杆；食品夹子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选D。
【答案】D。 【点评】本题考查了杠杆的应用，是一道基础题，考试频率高。
【变式跟进1】（2017怀化）下列杠杆中，属于等臂杠杆的是（ ）
A． 天平 B． 开瓶器 C． 筷子 D． 钳子
考点二：滑轮
例2（2017济宁)用如图所示的滑轮提升100N的铁桶和水，滑轮重4N，所用的拉力为（ ）
A． 50N B． 104N C． 52N D．100N2-1-c-n-j-y
【解析】工作时，轴固定不移动的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向；工作时，轴随重物一起移动的滑轮是动滑轮，动滑轮的实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，省一半力，但费距离；定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮是动滑轮，使用动滑轮省一半力，即F=。此题中F=，即绳子的拉力等于52N。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了动滑轮，动滑轮能省一半力。不计摩擦、动滑轮重力时，拉力等于提升重物的二分之一。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。21*cnjy*com
【变式跟进2】（2017娄底）如图所示，小明利用滑轮组来提升重物，请帮他画出图中滑轮组最省力的绕线方法。【来源：21cnj*y.co*m】
考点三：机械效率
例3（2017苏州）如图所示，用滑轮组将1.5kg的物体匀速提高0.5m，拉力F为10N，则有用功为 J，滑轮组机械效率为 。若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率 （变大／变小／不变）。（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）。
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=2，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的2倍，即s=2h。提升重物时，有用功W有=Gh=mgh=1.5kg╳10N/kg╳0.5m=7.5J；总功W总=Fs=F﹒2h=10N╳2╳0.5m=10J；【版权所有：21教育】
机械效率；
机械效率，此题中，忽略绳重和摩擦，
机械效率；提升高度h和动滑轮重力一定时，增大提升物体的重力，可以提高机械效率。故答案为：7.5、75%、变大。
【答案】7.5、75%、变大。
【点评】本题考查了滑轮组的有用功、机械效率及提高机械效率的方法。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。21*cnjy*com
【变式跟进3】（2017长沙）如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率。
一、选择题
1．（2017湘潭）下列工具在使用中属于费力杠杆的是 （ ）
A．启瓶器 B．钢丝钳 C．钓鱼竿 D．撬棒
2．（2017山西）下列工具属于省力杠杆的是（ ）
A． 瓶盖起子 B．扫把 C． 筷子 D．龙舟的船桨
3．（2017邵阳）在如图所示的简单机械中，属于省力杠杆的是 （ ）
A．用钓鱼竿钓鱼 B．用锤子撬钉子 C．用筷子夹食物 D．用镊子取药品
4．（2017连云港）如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A，B两处各加1个钩码，那么杠杆（ ）
A．右边向下倾斜 B．左边向下倾斜
C．仍保持水平位置平衡 D．无法确定杠杆是否平衡
5．（2017自贡）如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在标杆两边的钩码下再挂一个钩码（钩码的质量都相同），杠杆将（ ）21·cn·jy·com
A．还继续处于水平平衡
B．右端上升，左端下降
C．右端下降，左端上升
D．无法确定杠杆的运动状态
6．（（2017鄂州）到野外郊游时，小明和爸爸喜欢钓鱼。鱼上钩后，小明感觉鱼在水中时很轻，拉出水面后“变重”，在把鱼逐渐拉出水面的过程中，鱼受到的 （ ）
A．浮力增大，鱼竿是省力杠杆
B．重力增大，鱼竿是省力杠杆
C．浮力减小，鱼竿是费力杠杆
D．重力减小，鱼竿是费力杠杆
7．（2017益阳）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度(不计绳重和一切摩擦)。下列说法正确的是2·1·c·n·j·y
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
8．（2017益阳）（2017常德）用图示滑轮组提升100N重物时，机械效率为50%；用同一滑轮组提起300N重物，重物以2m/s速度匀速上升5s时（不计绳重与摩擦），下列说法不正确的是 （ ）21教育名师原创作品
A．动滑轮自重为100N
B．拉力做功4000J
C．拉力做功功率为400W
D．机械效率为75%
二、填空题
9．（2017益阳）（2017哈尔滨）如图所示，杠杆水平放置且自重忽略不计，O是支点，左侧挂一重物，动力F1大小为3N，整个装置处于静止状态，则物体的重力为 N。此时杠杆属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。21教育网
10．（2017怀化）如图所示，小张用5N的拉力将重为10N物体在10s内匀速提升了0.1m，则该滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率是 W。
11．（2017新疆）为践行“低碳生活，绿色出行”，新疆阿克苏.奎屯等很多城市投建了城市公共自行车站点。小东同学家附近就有一公共自行车站点，他经常骑公共自行车去上学，在停止蹬车后，自行车还会在水平路面上前进一段距离，这是因为自行车具有________，运动着的自行车如果受到的力全部消失，它将做________ 运动，自行车的车把是一个 杠杆。（选填“省力”或“费力”）。
12．（2017扬州）如图，是塔式起重机上的滑轮组。在将210N的重物匀速提高2m的过程中，作用在绳端的拉力为100N，则有用功是______J，该滑轮组的机械效率是____ __。
三、作图题
13．（2017常德）画出拔钉锤F的力臂。
14．（2017岳阳）用代替绳子画出从地面提升重物的滑轮组的绳子的绕法。
四、实验探究题
15．（2017苏州）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）图甲中，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 侧调节。
（2）图乙中，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在A处下方再挂一个钩码，则B处所挂钩码须向右移动 格，可使杠杆在水平位置再次平衡。21·世纪*教育网
（3）杠杆处于图甲所示位置时，小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验，小明认为这样操作会对实验产牛以下影响：
①杠杆白身重力可能会对实验产生影响
②可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误
③无法得出杠杆平衡条件
你认为正确的是 。
A．①② B．①③ C．②③
五、计算题
16．（2017盐城）如图所示是一种塔式起重机，它将600kg的建筑材料匀速吊起时，对绳子的拉力为2500N，在建筑材料上升5m高度过程中，绳端移动的距离为15m，g取10N/kg，求：
（1）建筑材料所受的重力；
（2）起重机对绳拉力做的功；
（3）塔式起重机的机械效率。
17．（2017大连）某人用如图所示的滑轮组，在20s内将一个重为600N的物体，沿着水平地面匀速拉动了4m。拉力F做功为1440J，物体与地面的接触面积为0.4m2，物体移动时受地面的摩擦力为350N。不计绳重及机械的摩擦。试求：
（1）物体对地面的压强是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）拉力F的大小是多少？
（4）动滑轮的重力是多少？
一、选择题
1．（2017怀化）下列杠杆中，属于费力杠杆的是（ ）
A． 开瓶器 B． 天平 C． 筷子 D． 钳子
2．（2017聊城）如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是 （ ）
A．动力臂为0.08m B．此时为省力杠杆
C．弹簧测力计的示数为4N D．钩码的总重力为2N
3．（2017昆明）如图所示，正在使用的各类工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．用镊子取砝码 B．用核桃钳捏核桃 C．用扳手拧螺帽 D．用开瓶盖器开瓶盖
4．（2017菏泽）下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A.食品夹子 B.托盘天平 C.钢丝钳 D. 开瓶器
5．（2017杭州）如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（ ）
A．物体M与地面间的摩擦力为5牛
B．物体M与地面间的摩擦力为10牛
C．水平拉力F做功的功率为20瓦
D．1秒内滑轮对物体M做功为10焦
6．（2017哈尔滨）用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（ ）
A．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
B．测量机械效率的原理：η＝（W有用/ W总）×100%
C．机械效率与动滑轮重力的大小有关
D．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现
7．2017长春）如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度，若不计绳重和摩擦，比较甲、乙两滑轮组，下列说法正确的是（ ）
A．甲的拉力大
B．乙的额外功少
C．甲的拉力功率大
D．乙的机械效率低
8．（2017济宁）如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是（ ）21cnjy.com
A．Ｌ1 B．Ｌ2 C．Ｌ3 D．Ｌ4
二、选择题
9．（2017德阳）某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 W，此时滑轮组的机械效率为 %。（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）。
10．（2017泸州）如图所示，将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力F=7.5N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5m，上升的高度h为3m，则人对物体做的有用功是 J，斜面的机械效率为 。在高度相同时，斜面越长越 （选填“省力”或“费力”）。
11．（2017菏泽）（2017安徽）如图所示，将一把薄木尺的长度用多层报纸紧密地覆盖在水平桌面上，已知报纸的上表面积为0.25m2，则大气对报纸上表面的压力为 N；在木尺右端快速施加竖直向下的力F，要将报纸掀开，则力F至少为 N(假设报纸对木尺的压力全部作用在木尺的最左端，大气压取1.0×105pa，报纸和薄木尺的重力忽略不计）。
12．（2017济宁）小可在A端用如图所示的滑轮组匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为 N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 N。
三、作图题
13．（2017白银）如图所示为生活中使用的“开瓶起子”，请在图中画出作用在“开瓶起子”上动力的力臂和阻力的示意图。
14．（2017南京）如图所示，是一个电热水壶的简易图，在图中画出它所受重力的示意图（B为重心）；用力作用在壶盖上A点时，可将壶盖打开，请将A点画出所需最小力F的示意图（O为支点）。
四、实验探究题
15．（2017烟台）下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格。
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。
实验记录：
实验次数
钩码重力G/N
物体上升的高度h/cm
有用功W有/J
拉力F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
总功W总/J
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。
请你评价小明和小红的实验报告。
（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性。
五、计算题
16．（2017湘潭）如图所示，工人用滑轮组提升质量为96kg的物体，使物体以0.2m/s的速度匀速上升了1m，此过程中工人做了1200J的功。不计绳重及摩擦，动滑轮有重量。g=10N/kg，求：21世纪教育网版权所有
（1）物体的重力为多少？
（2）物体上升1m所用的时间为多少？
（3）该滑轮组的机械效率为多大？
17．（2017泸州）2017年4月1日，中国四川省南临港自由贸易试验区揭牌仪式在成都举行，标志着四川航运第一大港﹣﹣泸州港称为重要区域性综合交通枢纽。如图所示是泸州港口的轨道式龙门吊设备的简化机械示意图．图中在货船水平甲板上被吊起的集装箱体积是24m3，底面积4m2，平均密度1.5×103kg/m3，图中每个滑轮的重力均为1.0×104N，在绳子自由端拉力F的作用下，集装箱以0.2m/s的速度在空中匀速竖直上升（绳重和摩擦不计，取g=10N/kg）。求：www.21-cn-jy.com
（1）该集装箱的重力；
（2）绳子自由端拉力F的功率；
（3）在开始起吊集装箱的过程中，当绳子自由端的拉力为F′=1.45×105N时，集装箱对水平甲板的压强．【出处：21教育名师】
4.9 简单机械 机械效率
一、杠杆
1．一根硬棒，在 力 作用下能绕着 固定点 转动，这根硬棒就是杠杆。支点：杠杆可以绕其 转动 的点O。动力：使杠杆转动的 力 F1；阻力：阻碍杠杆转动的 力 F2；动力臂：从支点O到动力F1作用线的 距离 L1；阻力臂：从支点O到阻力F2的作用线的 距离 L2。
2．探究杠杆的平衡条件实验中，调节杠杆两端的 螺母 ，使杠杆不挂钩码时平衡在 水平 位置并 静止 ；如果右端高，螺母向 右 调；当杠杆平衡在 水平 位置时，力臂与 杠杆 重合，可以直接测出杠杆力的作用点与支点的距离就是 力臂 。
3．杠杆平衡条件是： 动力╳动力臂=阻力╳阻力臂 。即 F1L1=F2L2 。
4．三种生活杠杆
等臂杠杆：天平的动力臂 等于 阻力臂， 不 省力也不费距离；
省力杠杆：撬棒的动力臂 大于 阻力臂， 省 力费距离；
费力杠杆：赛艇的船桨的动力臂 小于 阻力臂， 费 力省 距离 。
二、滑轮
5．定滑轮：工作时，轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。特点：实质是 等臂 杠杆，
不 省力，但能改变力的 方向 。即F= 1 G，s= 1 h。
6．动滑轮：工作时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。特点：实质是动力臂等于
2倍 阻力臂的杠杆。省 一半 力费 2倍 距离。即F= G，s= 2 h。
7．滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组。特点：用滑轮组提起重物时，动滑轮上有 n段 绳子承担重物，提起物体的力就是物重的 n分之一 。
即F= G，s= n h。
三、机械效率
8．使用机械做功时，有用功W有跟总功W总的比值叫做机械效率η，即
9．有用功：实际需要做的功W有。提升重物时W有= Gh ；
额外功：实际不需要，但又不得不做的功W额。用动滑轮提升重物时W额= G动h ；总功：动力所做的功W总。W总=Fs；W总=W有+W额。
10．提高机械效率的主要办法：改进结构，使它更合理，更 轻巧 。按技术保养，使机械处于 良好 状态。有用功一定时，减小 额外功 ；额外功一定时，增大 有用功 提高机械效率。
22．知道简单机械。
探究杠杆的平衡条件。
了解杠杆的平衡条件。
A
D
A
42．知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。
A
43．了解人类使用机械的历程。
了解机械的使用对社会发展的作用。
A
A
考点一：杠杆
例1（2017北京）如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．羊角锤 B．核桃夹子 C．撬棒 D．食品夹子
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，省力费距离；动力臂=阻力臂的杠杆，不省力也不费距离；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力省距离。羊角锤、核桃夹子、撬棒都是动力臂大于阻力臂的杠杆，属于省力杠杆；食品夹子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选D。
【答案】D。 【点评】本题考查了杠杆的应用，是一道基础题，考试频率高。
【变式跟进1】（2017怀化）下列杠杆中，属于等臂杠杆的是（ ）
A． 天平 B． 开瓶器 C． 筷子 D． 钳子
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，省力费距离；动力臂=阻力臂的杠杆，不省力也不费距离；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力省距离。开瓶器、钳子是动力臂大于阻力臂的杠杆，属于省力杠杆；筷子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。天平是等臂杠杆。故选A。
【答案】A。 【点评】本题考查了杠杆的应用，是一道基础题，考试频率高。
考点二：滑轮
例2（2017济宁)用如图所示的滑轮提升100N的铁桶和水，滑轮重4N，所用的拉力为（ ）
A． 50N B． 104N C． 52N D．100N
【解析】工作时，轴固定不移动的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向；工作时，轴随重物一起移动的滑轮是动滑轮，动滑轮的实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，省一半力，但费距离；定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮是动滑轮，使用动滑轮省一半力，不计绳重和摩擦时，即F=。此题中F=，即绳子的拉力等于52N。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了动滑轮，动滑轮能省一半力。不计摩擦、动滑轮重力时，拉力等于提升重物的二分之一。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
【变式跟进2】（2017娄底）如图所示，小明利用滑轮组来提升重物，请帮他画出图中滑轮组最省力的绕线方法。
【解析】工作时，轴固定不移动的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向；工作时，轴随重物一起移动的滑轮是动滑轮，动滑轮的实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，省一半力，但费距离；定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示下端滑轮是动滑轮，一个动滑轮最多能直接连3端绳子；一般能连2端绳子；最省力，绳子段数最多，所以绳子段数为3时最省力。此时绳子固定端在动滑轮中间的固定挂钩上。故绕法如图所示。
【答案】绕法如图所示。
【点评】本题考查了滑轮组。滑轮组省力由直接作用在动滑轮上的绳子段数决定。一个动滑轮一般能直接连2段，最多能直接连3段，也就是在中间挂钩上作为绳子的固定端。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
考点三：机械效率
例3（2017苏州）如图所示，用滑轮组将1.5kg的物体匀速提高0.5m，拉力F为10N，则有用功为 J，滑轮组机械效率为 。若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率 （变大／变小／不变）。（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）。
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=2，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的2倍，即s=2h。提升重物时，有用功W有=Gh=mgh=1.5kg╳10N/kg╳0.5m=7.5J；总功W总=Fs=F﹒2h=10N╳2╳0.5m=10J；
机械效率；
机械效率，此题中，忽略绳重和摩擦，
机械效率；提升高度h和动滑轮重力一定时，增大提升物体的重力，可以提高机械效率。故答案为：7.5、75%、变大。
【答案】7.5、75%、变大。
【点评】本题考查了滑轮组的有用功、机械效率及提高机械效率的方法。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
【变式跟进3】（2017长沙）如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率。
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。（1）绳子末端移动的距离等于重物上升高度的3倍，即s=3h=3╳1m=3m。（2）提升重物时，有用功W有=Gh=900N╳1m=900J；总功W总=Fs=F﹒2h=400N╳3m=1200J；
机械效率；
（3）拉力F的功率。
故答案为：3m、75%、120W。
【答案】3m、75%、120W。
【点评】本题考查了滑轮组的有用功、机械效率及提高机械效率的方法。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
一、选择题
1．（2017湘潭）下列工具在使用中属于费力杠杆的是 （ ）
A．启瓶器 B．钢丝钳 C．钓鱼竿 D．撬棒
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，省力费距离；动力臂=阻力臂的杠杆，不省力也不费距离；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力省距离。启瓶器、钢丝钳、撬棒是动力臂大于阻力臂的杠杆，属于省力杠杆；钓鱼竿的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选C。
【答案】C。 【点评】本题考查了杠杆的应用，是一道基础题，考试频率高。
2．（2017山西）下列工具属于省力杠杆的是（ ）
A． 瓶盖起子 B．扫把 C． 筷子 D．龙舟的船桨
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，省力费距离；动力臂=阻力臂的杠杆，不省力也不费距离；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力省距离。瓶盖起子是动力臂大于阻力臂的杠杆，属于省力杠杆；扫把、筷子、船桨的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选A。
【答案】A。 【点评】本题考查了杠杆的应用，是一道基础题，考试频率高。
3．（2017邵阳）在如图所示的简单机械中，属于省力杠杆的是 （ ）
A．用钓鱼竿钓鱼 B．用锤子撬钉子 C．用筷子夹食物 D．用镊子取药品
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，省力费距离；动力臂=阻力臂的杠杆，不省力也不费距离；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力省距离。拔钉锤是动力臂大于阻力臂的杠杆，属于省力杠杆；钓鱼竿、筷子、镊子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选B。
【答案】B。 【点评】本题考查了杠杆的应用，是一道基础题，考试频率高。
4．（2017连云港）如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A，B两处各加1个钩码，那么杠杆（ ）【来源：21·世纪·教育·网】
A．右边向下倾斜 B．左边向下倾斜
C．仍保持水平位置平衡 D．无法确定杠杆是否平衡
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力╳动力臂=阻力╳阻力臂；哪边的力与力臂的乘积较大，哪边就下沉；原来：左边力与力臂的乘积=右边力与力臂的乘积；后来，左边力与力臂的乘积＜右边力与力臂的乘积，所以右端下沉。故选A。
【答案】A。 【点评】本题考查了杠杆的平衡条件，是一道基础题，考试频率高。
5．（2017自贡）如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在标杆两边的钩码下再挂一个钩码（钩码的质量都相同），杠杆将（ ）
A．还继续处于水平平衡
B．右端上升，左端下降
C．右端下降，左端上升
D．无法确定杠杆的运动状态
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力╳动力臂=阻力╳阻力臂；哪边的力与力臂的乘积较大，哪边就下沉；原来：左边力与力臂的乘积=右边力与力臂的乘积；后来，左边力与力臂的乘积＜右边力与力臂的乘积，所以右端下沉。故选C。
【答案】C。 【点评】本题考查了杠杆的平衡条件，是一道基础题，考试频率高。
6．（（2017鄂州）到野外郊游时，小明和爸爸喜欢钓鱼。鱼上钩后，小明感觉鱼在水中时很轻，拉出水面后“变重”，在把鱼逐渐拉出水面的过程中，鱼受到的 （ ）
A．浮力增大，鱼竿是省力杠杆
B．重力增大，鱼竿是省力杠杆
C．浮力减小，鱼竿是费力杠杆
D．重力减小，鱼竿是费力杠杆
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力╳动力臂=阻力╳阻力臂；钓鱼竿的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。鱼在水中受到重力、浮力及钓鱼线向上的拉力作用；鱼在水中的浮力与鱼排开水的体积有关，出水面的过程中，排开水的体积减小，鱼受到的浮力减小，钓鱼线的拉力增大。故选C。
【答案】C。 【点评】本题考查了杠杆的应用、浮力，是一道基础题，考试频率较高。
7．（2017益阳）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度(不计绳重和一切摩擦)。下列说法正确的是
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图甲所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=2，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。如图乙所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。甲绳子末端移动的距离等于重物上升高度的2倍，即s=2h；乙绳子末端移动的距离等于重物上升高度的3倍，即s=3h。
提升重物时，有用功W有=Gh；不计绳重和摩擦时，W额=G动h；总功W总=W有+W额；
由于滑轮完全相同，提升重物相同，提升高度相同，则所做有用功相等，额外功相等，总功相等，机械效率，机械效率相同。
故选B
【答案】B。
【点评】本题考查了滑轮组的有用功、机械效率。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
8．（2017益阳）（2017常德）用图示滑轮组提升100N重物时，机械效率为50%；用同一滑轮组提起300N重物，重物以2m/s速度匀速上升5s时（不计绳重与摩擦），下列说法不正确的是 （ ）
A．动滑轮自重为100N
B．拉力做功4000J
C．拉力做功功率为400W
D．机械效率为75%
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=2，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的2倍，即s=2h；
（1）提升重物时，有用功W有=Gh；不计绳重和摩擦时，W额=G动h；总功W总=W有+W额；
机械效率，。
所以G动=G=100N；
（2）当G=300N，h=vt=2m/s╳5s=10m；W有=Gh=300N╳10m=3000J；
W额=G动h=100N╳10m=1000J；W总=W有+W额=3000J+1000J=4000J；
机械效率。
拉力做功的功率。
故选C
【答案】C。
【点评】本题考查了滑轮组的有用功、机械效率、功率。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
二、填空题
9．（2017益阳）（2017哈尔滨）如图所示，杠杆水平放置且自重忽略不计，O是支点，左侧挂一重物，动力F1大小为3N，整个装置处于静止状态，则物体的重力为 N。此时杠杆属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。21教育网
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力╳动力臂=阻力╳阻力臂；动力臂大于阻力臂是省力杠杆；动力臂小于阻力臂是费力杠杆。GL2=F1L1，所以G=2F1=2╳3N=6N；此杠杆属于省力杠杆。故答案为：6、省力。21世纪教育网版权所有
【答案】6、省力。 【点评】本题考查了杠杆的平衡条件，是一道基础题，考试频率高。
10．（2017怀化）如图所示，小张用5N的拉力将重为10N物体在10s内匀速提升了0.1m，则该滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率是 W。
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的3倍，即s=3h；
当G=10N，h=0.1m；W有=Gh=10N╳0.1m=1J；
W总=Fs=5N╳3╳0.1m=1.5J；
机械效率。
拉力做功的功率。
故答案为：66.7%、0.15W。
【答案】66.7%、0.15W。
【点评】本题考查了滑轮组的有用功、机械效率、功率。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
11．（2017新疆）为践行“低碳生活，绿色出行”，新疆阿克苏.奎屯等很多城市投建了城市公共自行车站点。小东同学家附近就有一公共自行车站点，他经常骑公共自行车去上学，在停止蹬车后，自行车还会在水平路面上前进一段距离，这是因为自行车具有________，运动着的自行车如果受到的力全部消失，它将做________ 运动，自行车的车把是一个 杠杆。（选填“省力”或“费力”）。www.21-cn-jy.com
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力╳动力臂=阻力╳阻力臂；动力臂大于阻力臂是省力杠杆；动力臂小于阻力臂是费力杠杆。自行车在水平路面，停止蹬车，由于惯性，还能前进一段路程；运动着的自行车假如一切外力都消失，自行车将做匀速直线运动；自行车车把的动力臂大于阻力臂是省力杠杆。故答案为：惯性、匀速直线、省力。
【答案】惯性、匀速直线、省力。 【点评】本题考查了杠杆的平衡条件，是一道基础题，考试频率高。
12．（2017扬州）如图，是塔式起重机上的滑轮组。在将210N的重物匀速提高2m的过程中，作用在绳端的拉力为100N，则有用功是______J，该滑轮组的机械效率是____ __。
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的3倍，即s=3h；
当G=210N，h=2m；W有=Gh=210N╳2m=420J；
W总=Fs=100N╳3╳2m=600J；
机械效率。
故答案为：420、70%。
【答案】420、70%。
【点评】本题考查了滑轮组的有用功、机械效率。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
三、作图题
13．（2017常德）画出拔钉锤F的力臂。
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离。作杠杆的力臂步骤：（1）分析出杠杆的支点，用O表示；（2）画出力的作用线，即力所在直线，延长线用虚线；（3）从支点向力所在直线引垂线，垂足用直角符号表示；（4）用大括号表示力臂，并标出。力F的力臂如图所示。
【答案】力臂如图所示
【点评】本题考查了作力臂。作力臂是杠杆的重要知识，是分析是否省力的基础。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。21*cnjy*com
14．（2017岳阳）用代替绳子画出从地面提升重物的滑轮组的绳子的绕法。
【解析】工作时，轴固定不移动的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向；工作时，轴随重物一起移动的滑轮是动滑轮，动滑轮的实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，省一半力，但费距离；定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示下端滑轮是动滑轮，一个动滑轮最多能直接连3端绳子；一般能连2端绳子；从地面提升重物，就是绳子末端的拉力方向向下。所以绳子段数为2时才能满足此要求。此时绳子固定端在定滑轮中间的固定挂钩上。故绕法如图所示。【出处：21教育名师】
【答案】绕法如图所示。
【点评】本题考查了滑轮组。滑轮组省力由直接作用在动滑轮上的绳子段数决定。一个动滑轮一般能直接连2段，最多能直接连3段，也就是在中间挂钩上作为绳子的固定端。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
四、实验探究题
15．（2017苏州）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）图甲中，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 侧调节。
（2）图乙中，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在A处下方再挂一个钩码，则B处所挂钩码须向右移动 格，可使杠杆在水平位置再次平衡。
（3）杠杆处于图甲所示位置时，小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验，小明认为这样操作会对实验产牛以下影响：
①杠杆白身重力可能会对实验产生影响
②可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误
③无法得出杠杆平衡条件
你认为正确的是 。
A．①② B．①③ C．②③
【解析】探究杠杆平衡条件。首先是调节杠杆在水平位置平衡并静止；杠杆哪端高螺母往哪端调；杠杆在水平位置平衡，此时杠杆的力臂与杠杆重合，方便测量力臂。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。
（1）杠杆右端高，螺母向右端调；
（2）杠杆平衡后，左边力与力臂的乘积=右边力与力臂的乘积；左端增加一个钩码，右端的钩码应向右再移动一格，即在第四刻度线处才能再次平衡；
（3）杠杆没有平衡在水平位置，不便测量力臂造成测量力臂错误；无法得出杠杆平衡条件。故答案为：右、1、C。
【答案】右、1、C。 【点评】本题考查了探究杠杆的平衡条件，是一道基础题，考试频率高。
五、计算题
16．（2017盐城）如图所示是一种塔式起重机，它将600kg的建筑材料匀速吊起时，对绳子的拉力为2500N，在建筑材料上升5m高度过程中，绳端移动的距离为15m，g取10N/kg，求：
（1）建筑材料所受的重力；
（2）起重机对绳拉力做的功；
（3）塔式起重机的机械效率。
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的3倍，即s=3h；
（1）重力G=mg=600kg╳10N/kg=6000N；
（2）拉力所做功W总=Fs=2500N╳3╳5m=37500J；
（3）有用功W有=Gh=6000N╳5m=30000J；
机械效率。
故答案为：6000N、37500J、80%。
【答案】6000N、37500J、80%。
【点评】本题考查了滑轮组的有用功、总功、机械效率。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
17．（2017大连）某人用如图所示的滑轮组，在20s内将一个重为600N的物体，沿着水平地面匀速拉动了4m。拉力F做功为1440J，物体与地面的接触面积为0.4m2，物体移动时受地面的摩擦力为350N。不计绳重及机械的摩擦。试求：21cnjy.com
（1）物体对地面的压强是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）拉力F的大小是多少？
（4）动滑轮的重力是多少？
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的3倍，即s=3h；
（1）对水平面的压强；
（2）拉力所做功的功率；
（3）拉力移动的距离s=3h=3╳4m=12m
拉力；
（4）物体在水平面匀速直线运动，拉力与摩擦力是一对平衡力，所以水平拉力F′=350N，通过定滑轮作用在滑轮组上，相当于提升重物G=350N；依据2·1·c·n·j·y
F=代入数据F=120N，G=350N，
，解之得，G动=10N。
故答案为：1500Pa、72W、120N、10N。
【答案】1500Pa、72W、120N、10N。
【点评】本题考查了滑轮组的动滑轮重力、压强、功率。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
一、选择题
1．（2017娄底）下列杠杆中，属于费力杠杆的是（ ）
A． 开瓶器 B． 天平 C． 筷子 D． 钳子
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，省力费距离；动力臂=阻力臂的杠杆，不省力也不费距离；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力省距离。开瓶器、钳子是动力臂大于阻力臂的杠杆，属于省力杠杆；筷子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。天平是等臂杠杆。故选C。
【答案】C。 【点评】本题考查了杠杆的应用，是一道基础题，考试频率高。
2．（2017聊城）如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是 （ ）【版权所有：21教育】
A．动力臂为0.08m B．此时为省力杠杆
C．弹簧测力计的示数为4N D．钩码的总重力为2N
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力╳动力臂=阻力╳阻力臂；动力臂大于阻力臂是省力杠杆；动力臂小于阻力臂是费力杠杆。弹簧测力计的示数为F=3N；F的力臂L=；根据GL2=FL，所以G=；故选D。
【答案】D。 【点评】本题考查了杠杆的平衡条件，是一道基础题，考试频率高。
3．（2017昆明）如图所示，正在使用的各类工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．用镊子取砝码 B．用核桃钳捏核桃 C．用扳手拧螺帽 D．用开瓶盖器开瓶盖
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，省力费距离；动力臂=阻力臂的杠杆，不省力也不费距离；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力省距离。开瓶器、扳手、核桃钳是动力臂大于阻力臂的杠杆，属于省力杠杆；镊子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选A。
【答案】A。 【点评】本题考查了杠杆的应用，是一道基础题，考试频率高。
4．（2017菏泽）下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A.食品夹子 B.托盘天平 C.钢丝钳 D. 开瓶器
【解析】能绕固定点转动的硬棒是杠杆。杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，省力费距离；动力臂=阻力臂的杠杆，不省力也不费距离；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力省距离。开瓶器、钳子是动力臂大于阻力臂的杠杆，属于省力杠杆；食品夹子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。天平是等臂杠杆。故选A。
【答案】A。 【点评】本题考查了杠杆的应用，是一道基础题，考试频率高。
5．（2017杭州）如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（ ）
A．物体M与地面间的摩擦力为5牛
B．物体M与地面间的摩擦力为10牛
C．水平拉力F做功的功率为20瓦
D．1秒内滑轮对物体M做功为10焦
【解析】动滑轮能省一半力。作用在动滑轮上的绳子段数n=2，作用在绳子上的拉力F=10N。绳子末端移动的距离等于重物M移动距离的2倍，即s=2h；
（1）物体M做匀速直线运动，受平衡力作用，在水平方向上动滑轮对M的拉力与摩擦力是一对平衡力；摩擦力?=20N；物体M的运动速度为1m/s，则拉力绳子自由端移动速度为2m/s；
（2）水平拉力F所做功的功率；
（3）滑轮对物体M做功W=?s=20N╳1m=20J。
故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了动滑轮、摩擦力、功、功率。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
6．（2017哈尔滨）用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（ ）
A．弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
B．测量机械效率的原理：η＝（W有用/ W总）×100%
C．机械效率与动滑轮重力的大小有关
D．提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的3倍，即s=3h；
机械效率；提升高度h和动滑轮重力一定时，增大提升物体的重力，可以提高机械效率。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了测量滑轮组的机械效率和提高机械效率。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
7．2017长春）如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度，若不计绳重和摩擦，比较甲、乙两滑轮组，下列说法正确的是（ ）
A．甲的拉力大
B．乙的额外功少
C．甲的拉力功率大
D．乙的机械效率低
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图甲所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=2，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。如图乙所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=3，作用在绳子上的拉力F=。甲绳子末端移动的距离等于重物上升高度的2倍，即s=2h；乙绳子末端移动的距离等于重物上升高度的3倍，即s=3h。
提升重物时，有用功W有=Gh；不计绳重和摩擦时，W额=G动h；总功W总=W有+W额；
由于滑轮完全相同，提升重物相同，提升高度相同，则所做有用功相等，额外功相等，总功相等，机械效率，机械效率相同。
故选A。
【答案】A。
【点评】本题考查了滑轮组的有用功、机械效率。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
8．（2017济宁）如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是（ ）
A．Ｌ1 B．Ｌ2 C．Ｌ3 D．Ｌ4
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离。作杠杆的力臂步骤：（1）分析出杠杆的支点，用O表示；（2）画出力的作用线，即力所在直线，延长线用虚线；（3）从支点向力所在直线引垂线，垂足用直角符号表示；（4）用大括号表示力臂，并标出。根据题意杠杆OBA，作用在杠杆上的动力是绳子对杠杆的拉力，阻力是重物；直接作用在杠杆上的绳子的拉力F的力臂是L2。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了作力臂。作力臂是杠杆的重要知识，是分析是否省力的基础。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
二、选择题
9．（2017德阳）某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 W，此时滑轮组的机械效率为 %。（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）。
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的3倍，即s=3h；
（1）重力G=mg=96kg╳10N/kg=960N；
（2）拉力所做功W=Fs=F╳3h=400N╳3╳2m=2400J；
拉力做功的功率；
（3）有用功W有=Gh=960N╳2m=1920J
拉力；
故答案为：240、80。
【答案】240、80。
【点评】本题考查了滑轮组的有用功、机械效率、功率。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
10．（2017泸州）如图所示，将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力F=7.5N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5m，上升的高度h为3m，则人对物体做的有用功是 J，斜面的机械效率为 。在高度相同时，斜面越长越 （选填“省力”或“费力”）。2-1-c-n-j-y
【解析】斜面也是一种简单机械。不用斜面直接提升重物G升高h所做功是有用功W有=Gh，沿斜面的推力F移动距离s所做功为总功W总=Fs；不计斜面摩擦时，W总=W有，即Fs=Gh；沿斜面的推力，斜面高度h一定时，斜面s越长，越省力。
（1）有用功W有=Gh=10N╳3m=30J；
（2）拉力所做总功W总=Fs=7.5N╳5m=37.5J；
（3）机械效率。
故答案为：80%、省力。
【答案】80%、省力。
【点评】本题考查了斜面的有用功、机械效率。斜面高度一定时，斜面越长越省力。汽车盘山公路是实际中的变形斜面。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
11．（2017菏泽）（2017安徽）如图所示，将一把薄木尺的长度用多层报纸紧密地覆盖在水平桌面上，已知报纸的上表面积为0.25m2，则大气对报纸上表面的压力为 N；在木尺右端快速施加竖直向下的力F，要将报纸掀开，则力F至少为 N(假设报纸对木尺的压力全部作用在木尺的最左端，大气压取1.0×105pa，报纸和薄木尺的重力忽略不计）。
【解析】大气对报纸表面的压力F1=pS=1.0╳105Pa╳0.25m2=2.5╳104N；根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得：F=3F1=3╳2.5╳104N=7.5╳104N。故答案为：2.5╳104N、7.5╳104N。
【答案】2.5╳104N、7.5╳104N。
【点评】本题考查了大气压、杠杆平衡条件。是基础题，考试频率较高。
12．（2017济宁）小可在A端用如图所示的滑轮组匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为 N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 N。
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=2，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的2倍，即s=2h；【来源：21cnj*y.co*m】
（1）不计绳重、滑轮重和摩擦，拉力；
（2）不计绳重、摩擦拉力，解之得G动=20N。
故答案为：100N、20N。
【答案】100N、20N。
【点评】本题考查了滑轮组的拉力、动滑轮的重力。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
三、作图题
13．（2017白银）如图所示为生活中使用的“开瓶起子”，请在图中画出作用在“开瓶起子”上动力的力臂和阻力的示意图。
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离。作杠杆的力臂步骤：（1）分析出杠杆的支点，用O表示；（2）画出力的作用线，即力所在直线，延长线用虚线；（3）从支点向力所在直线引垂线，垂足用直角符号表示；（4）用大括号表示力臂，并标出。F1是使杠杆转动的动力；支点为O；阻力是阻碍杠杆转动的力F2，瓶盖作用在杠杆上的力F2阻碍杠杆转动。F1的力臂L1和阻力F2如图所示。21教育名师原创作品
【答案】力臂如图所示
【点评】本题考查了作力臂。作力臂是杠杆的重要知识，分析物体受力是基础。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
14．（2017南京）如图所示，是一个电热水壶的简易图，在图中画出它所受重力的示意图（B为重心）；用力作用在壶盖上A点时，可将壶盖打开，请将A点画出所需最小力F的示意图（O为支点）。
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离。作杠杆的力臂步骤：（1）分析出杠杆的支点，用O表示；（2）画出力的作用线，即力所在直线，延长线用虚线；（3）从支点向力所在直线引垂线，垂足用直角符号表示；（4）用大括号表示力臂，并标出。连接OA，用OA为力臂是以O为支点，过A的力F的最大力臂，作与OA垂直的力F，方向如图所示。
【答案】重力、力臂如图所示
【点评】本题考查了作力臂。作力臂是杠杆的重要知识，是分析是否省力的基础。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
四、实验探究题
15．（2017烟台）下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格。
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。
实验记录：
实验次数
钩码重力G/N
物体上升的高度h/cm
有用功W有/J
拉力F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
总功W总/J
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。
请你评价小明和小红的实验报告。
（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性。
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的3倍，即s=3h；21·cn·jy·com
（1）小明他们实验的缺陷是没有改变提升物体的重力的大小。
（2）对于给定滑轮组，绳子自由端移动距离s与重物上升高度h之间的关系是确定的。S=nh。滑轮组的机械效率，表明对于给定的滑轮组，机械效率与重物提升高度无关，与重物的重力和拉力的大小及绳子的段数有关。
故答案为：没有改变提升物体的重力的大小、滑轮组的机械效率与提升重物的重力、拉力及绳子的段数有关。
【答案】没有改变提升物体的重力的大小、滑轮组的机械效率与提升重物的重力、拉力及绳子的段数有关。
【点评】本题考查了探究滑轮组的机械效率实验、实验设计的分析。按题要求作答，是基础题，考试频率较高。
五、计算题
16．（2017湘潭）如图所示，工人用滑轮组提升质量为96kg的物体，使物体以0.2m/s的速度匀速上升了1m，此过程中工人做了1200J的功。不计绳重及摩擦，动滑轮有重量。g=10N/kg，求：21·世纪*教育网
（1）物体的重力为多少？
（2）物体上升1m所用的时间为多少？
（3）该滑轮组的机械效率为多大？
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=2，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的2倍，即s=2h。www-2-1-cnjy-com
（1）提升物重力G=mg=96kg╳10N/kg=960N；
（2）物体上升需要时间；
（3）有用功W有=Gh=960N╳1m=960J，
机械效率。
故答案为：960N、5s、80%。
【答案】960N、5s、80%。
17．（2017泸州）2017年4月1日，中国四川省南临港自由贸易试验区揭牌仪式在成都举行，标志着四川航运第一大港﹣﹣泸州港称为重要区域性综合交通枢纽。如图所示是泸州港口的轨道式龙门吊设备的简化机械示意图．图中在货船水平甲板上被吊起的集装箱体积是24m3，底面积4m2，平均密度1.5×103kg/m3，图中每个滑轮的重力均为1.0×104N，在绳子自由端拉力F的作用下，集装箱以0.2m/s的速度在空中匀速竖直上升（绳重和摩擦不计，取g=10N/kg）。求：21*cnjy*com
（1）该集装箱的重力；
（2）绳子自由端拉力F的功率；
（3）在开始起吊集装箱的过程中，当绳子自由端的拉力为F′=1.45×105N时，集装箱对水平甲板的压强。
【解析】定滑轮和动滑轮组合在一起成滑轮组，既省力又方便，直接作用在动滑轮上的绳子段数承担总重力，绳子的拉力是总重力的几分之一。如图所示的滑轮组，直接作用在动滑轮上的绳子段数n=2，不计绳重和摩擦时，作用在绳子上的拉力F=。绳子末端移动的距离等于重物上升高度的2倍，即s=2h。
（1）重力G=mg==ρVg=1.5╳103kg/m3╳24m3╳10N/kg=3.6╳105N；
不计绳重和摩擦时，拉力
；
（2）拉力所做功的功率
；
（3）当拉力F′=1.45╳105N时，动滑轮最集装箱向上的拉力F=2F′=2╳1.45╳105N=2.9╳105N；
集装箱对甲板的压力F′′=G-F=3.6╳105N-2.9╳105N=7╳104N；
集装箱对甲板的压强
故答案为：3.6╳105N、7.4╳104W、1.75╳103Pa。
【答案】3.6╳105N、7.4╳104W、1.75╳103Pa。
