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第十六章 简单机械
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■考点一：杠杆
1.什么是杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。
2.杠杆的七要素：（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定；（2）动力：使杠杆转动的力叫动力，用“F1”表示；（3）阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“F2”表示；（4）动力作用点：动力在杠杆上的作用点；（5）阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点；（6）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“”表示；（7）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“”表示。
3.一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。
4.力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。
5.杠杆的平衡条件：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
6.杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。
7.省力杠杆：动力臂l1＞阻力臂 ( http: / / www.21cnjy.com )l2，则平衡时F1＜F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。
8.费力杠杆：动力臂l1＜阻力臂l ( http: / / www.21cnjy.com )2，则平衡时F1＞F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。
9.等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，则平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。
10.既省力又省距离的杠杆时不存在的。
■考点二：滑轮
11.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。
12.定滑轮：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮；实质：是个等臂杠杆；（3）特点：不省力，但可改变力的方向。
13.动滑轮：工作时，轴随 ( http: / / www.21cnjy.com )重物一起移动的滑轮叫动滑轮；实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆；特点：省一半力，但不能改变力的方向。动力移动的距离是重物移动距离的2倍。
14.滑轮组：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。特点：可以省力，也可以改变力的方向；使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（如果不忽略动滑轮的重量则：）；（3）动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。
15.斜面是一种可以省力的简单 ( http: / / www.21cnjy.com )机械，但却费距离；当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力（即F越小）；当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）；当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。
■考点三：机械效率
15.机械效率计算公式：。
16.滑轮组的机械效率：（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：（h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）；（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：（f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）；3.斜面的机械效率：(h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力)。
■易错提示
有用功一定时，额外功少的滑轮组机械效率一定高。
简单机械的机械效率不是固定不变的。滑轮组的机械效率除了跟动滑轮的重力有关外还跟所提升物体的重力有关。
划船、赛艇等所用的桨是费距离的杠杆．
自行车的刹车把手实际上是一个省距离（费力）的杠杆。
指甲剪刀是由三个杠杆组成的，且三个都是省力杠杆。
人的前臂是一个省力杠杆，当端起茶杯时，肌肉收缩产生的拉力小于茶杯重。
滑轮组动滑轮重一定，机械效率与提起的物重成正比。
盘山公路的优点在于提高机械效率。
使用相同滑轮组成的滑轮组提升相同重物至相同高度，拉力大的做功一定多。
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■考点一：杠杆
◇典例1：下列简单机械中属于省力机械的是（ ）。
A．斜面；B．赛艇的船桨；C．定滑轮；D．镊子
【考查角度】杠杆的分类。
【解析】知道杠杆的动力臂大于阻力臂时，杠杆为省力杠杆，杠杆的动力臂小于阻力臂时，杠杆为费力杠杆，结合各个选项逐一分析。
A：使用斜面可以省力，属于省力机械，故A正确。
B：赛艇的船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误。
C：定滑轮是等臂杠杆，所以使用定滑轮不省力，故C错误。
D：镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D错误。
故选A。
【答案】A。
◆变式训练
1.1下图所示的简单机械一定省力的是（ ）。
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A．撬石头用的木棒 B．华赛艇用的船桨 C．理发用的剪刀 D．升旗用的定滑轮
【考查角度】杠杆的分类。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是否省力。
A：用木棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
B：用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
C：用图示剪刀理发时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
D：定滑轮实质是一等臂杠杆，不能省力，但可以改变力的方向。
故选A。
【答案】A。
1.2踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（ ）。
A．脚后跟是支点，是省力杠杆；
B．脚后跟是支点，是费力杠杆；
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆；
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
【考查角度】杠杆的应用、杠杆的分类。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故选C。
【答案】C。
■考点二：滑轮
◇典例2：下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（ ）。
A．指甲剪是省力省功的机械；B．定滑轮不省力，但能改变力的方向；
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功；D．斜面的机械效率可以达到100%
【考查角度】定滑轮及其工作特点、滑轮组及其工作特点、功的原理、机械效率。
【解析】（1）根据指甲剪的结构和功的原理分析 ( http: / / www.21cnjy.com )；（2）定滑轮的实质是等臂杠杆；（3）根据滑轮组的特点和功的原理可做出判断；（4）机械效率永远小于1。
解答：A：指甲剪由三条杠杆组成，其中 ( http: / / www.21cnjy.com )既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故A错误。
B：定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故B正确。
C：滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故C错误。
D：使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到100%，故D错误。
故选B。
【答案】B。
◆变式训练
2.1如图所示的滑轮组中 ( http: / / www.21cnjy.com )，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）。
A．0.4J、83.3%；B．0.8J、91.7%；C．0.8J、83.3%；D．0.4J、91.7%
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【考查角度】机械效率的计算、有用功和额外功。
【解析】（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=Fs，W有用=Gh，W额=W总﹣W有用；（2）根据求出机械效率。21教育名师原创作品
解答：（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，W总=FS=6N×0.8=4.8J，
W有用=Gh=10N×0.4m=4J，W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J；
（2）滑轮组的机械效率：。
故选：C。
【答案】C。
2.2 如图所示装置，在 ( http: / / www.21cnjy.com )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
【考查角度】功率的计算、滑轮组绳子拉力的计算、功的计算。
【解析】该滑轮为动滑轮，拉力F的大小 ( http: / / www.21cnjy.com )和弹簧测力计的示数一样，因为物体做匀速运动，所以物体受到的力是平衡力，利用力的平衡可以计算摩擦力的大小；先求物体移动的路程，再计算拉力移动的距离，然后利用W=FS公式计算拉力做的功，再利用功率的公式计算拉力F的功率。
A、B：如图所示，n=2，物体做匀速运动，f=2F=2×10N=20N；故A、B错误。
C、D：物体移动的路程S′=v物t，拉力移动的距离：S=2S′=2×v物t=2×1m/s×1s=2m，
拉力做功：W=FS=10N×2m=20J，拉力做功功率：；
故C正确，D错误。
故选C。
【答案】C。
■考点三：机械效率
◇典例3：分别使用定滑轮、动滑轮、两个 ( http: / / www.21cnjy.com )定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（ ）。
A．η组＜η动＜η定；B．η动＜η定＜η组；C．η定＜η动＜η组；D．η定＜η组＜η动
【考查角度】机械效率的大小比较。
【解析】克服物体的重力所做的功是有用功， ( http: / / www.21cnjy.com )由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功W额=G轮h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于W总=W有用+W额，可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。
匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为0、1、2，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组，由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，由可知，使用定滑轮、动滑轮，滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定。
故选A。
【答案】A。
◆变式训练
3.1 如图，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中（ ）。
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A．绳子自由端移动的距离为6m；B．动滑轮重100N；
C．拉力做功的功率为100W；D．滑轮组的机械效率为60%
【考查角度】滑轮、机械能。
【解析】知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义；知道机械效率；了解提高机械效率的途径和意义。
解答：A．绳子自由端移动的距离为6m ，错误，绳子段数为2，移动距离为4m。
B．动滑轮重100N，正确，2F=G物+G动，代入，解之得。
C．拉力做功的功率为100W，错误，正确答案为120W。
D．滑轮组的机械效率为60%，错误，正确答案为83%。
故选B。
【答案】B。
3.2 建筑工人用如图所示的滑轮组，在 ( http: / / www.21cnjy.com )4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍．在此过程中下列说法正确的是（ ）。【出处：21教育名师】
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m；
B．物体受到的拉力为750N；
C．拉力F的功率为750W；
D．滑轮组的机械效率为80%
【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算、滑轮（组）的机械效率、功率的计算。
【解析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据S=nSA求出绳子自由端沿水平方向移动；（2）物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据FA=f=0.4G求出物体受到的拉力；（3）根据W=FS求出拉力F做的功，根据求出拉力F的功率；（4）根据W有=FASA求出拉力做的有用功，根据求出滑轮组的机械效率。21教育网
A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nSA=2×2m=4m，故A错误。
B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，
则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误。
C．拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J，则拉力F的功率，故C错误。
D．有用功W有=FASA=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率，故D正确。
故选D。
【答案】D。
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一、选择题
1.（多选题）在斜面上将一个质量为5kg的物 ( http: / / www.21cnjy.com )体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m；把重物直接提升h所做的功作有用功（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）。
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A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用；B．做的有用功是50J；
C．此斜面的机械效率为62.5%；D．物体受到的摩擦力大小为10N
【考查角度】有用功和额外功、斜面的机械效率。
【解析】（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式计算出机械效率；（4）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额=fS求出物体所受斜面的摩擦力。
A：沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误。
B：所做的有用功：W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J，故B 正确。
C：拉力F对物体做的总功：W总=Fs=40N×2m=80J；斜面的机械效率为：
，故C正确。
D：克服摩擦力所做的额外功：W额=W总﹣W有=80J﹣50J=30J，由W额=fs可得，物体受到的摩擦力：，故D错误。
故选B、C。
【答案】B、C。
2.如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是（ ）。
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A．食品夹 B．裁纸刀 C．托盘天平 D．瓶盖起子
【考查角度】杠杆的分类。
【解析】根据杠杆的动力臂与阻力臂之间的关系，可将杠杆分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆；阻力臂大于动力臂的杠杆属于费力杠杆。
A：食品夹在使用时，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆；故A正确。
B：裁纸刀在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故B错误。
C：天平在使用时，动力臂等于阻力臂，故属于等臂杠杆；故C错误。
D：瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故D错误。
【答案】A。
3.如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是（ ）。
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【考查角度】简单机械。
【解析】筷子、食品夹使用时动力 ( http: / / www.21cnjy.com )臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，A、B不符合题意；定滑轮相当于等臂杠杆，只能改变动力的方向，不省不费距离，C不符合题意；动滑轮能省一半力，但要费一倍的距离，D符合题意。
【答案】D。
4.下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）。
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A B C D
【考查角度】简单机械。
【解析】天平使用时动力臂等于阻力臂 ( http: / / www.21cnjy.com )，是等臂杠杆，A不符合题意；镊子使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，B符合题意；钢丝钳和起子使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，C、D不符合题意。
【答案】B。
5．如图所示，使用时属于费力杠杆的是（ ）。
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A．镊子夹石块 B．起子开瓶盖 C．羊角锤拔铁钉 D．天平称物体质量
【考查角度】杠杆的应用、杠杆的分类。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
A：用镊子夹石块，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确。
B：用瓶起子开瓶盖，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误。
C：用羊角锤拔钉子，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误。
D：天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D错误。
故选A。
【答案】A。
6.如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）。
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A．天平 B．裁纸刀 C．筷子 D．钓鱼竿
【考查角度】杠杆的应用、杠杆的分类。
【解析】本题主要考查对杠杆分 ( http: / / www.21cnjy.com )类方法的了解，动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。
A：天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故A错误。
B：裁纸刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B正确。
C：筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C错误。
D：钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D错误。
故选B。
【答案】B。
7.如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B ( http: / / www.21cnjy.com )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
【考查角度】杠杆的平衡条件。
【解析】（1）杠杆的平衡条件：动力×动力臂 ( http: / / www.21cnjy.com )=阻力×阻力臂，即F1×L1=F2×L2；（2）在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后，分析两边的力和力臂的乘积是否还相等，据此判断杠杆是否还平衡。21·世纪*教育网
（1）如图所示，每个钩码的质量为50g，重力 ( http: / / www.21cnjy.com )为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，杠杆上每小格的长度假设为1cm，则FA=0.5N×2=1N，LA=1cm×2=2cm，FB=0.5N，LB=1cm×4=4cm；
所以FA×LA=FB×LB；
（2）在A、B两处再各加挂一个 ( http: / / www.21cnjy.com )50g的钩码后，FA′=0.5N×3=1.5N，FB′=0.5N×2=1N，LA和LB的长度都不变，则FA′×LA=1.5N×2cm=3N cm，FB′×LB=1N×4cm=4N cm
因为FA′×LA＜FB′×LB
所以杠杆右边下倾。故选A。
【答案】A。
二、填空题
8.如题图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实 ( http: / / www.21cnjy.com )心球的体积相等，此时杠杆平衡（杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计）。则杠杆左右两边的力臂之比为 ，1个甲球和1个乙球的质量之比为 ，甲球和乙球的密度之比为 。 ( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】杠杆及其应用、力臂、密度。
【解析】图中，杠杆平衡，左侧杠杆力臂是右侧杠杆力臂的2倍，力臂之比是：2:1；如果甲物体质量用m甲、乙物体质量用m乙表示，那么可以得到：
即：，质量之比为1:3；由于甲乙两球体积相同，故其密度比也是1:3。
故，答案是：2:1、1:3、1:3。
【答案】答案是：2:1、1:3、1:3。
9.（2017 福建）如图所示，撬起瓶盖的起瓶器是属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），其支点是图中 点。
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【考查角度】杠杆的分类、杠杆及其七要素。
【解析】（1）根据杠杆绕着 ( http: / / www.21cnjy.com )转动的固定点叫支点，可判断杠杆的支点；（2）结合图片和生活经验，先判断起瓶器在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
根据起瓶器的使用可知，支点是A点，动力作用在手与起瓶器接触点，阻力作用在B点，所以，起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
故答案为：省力、A。
【答案】省力、A。
10.如图所示，用相同的滑 ( http: / / www.21cnjy.com )轮安装成甲、乙两种装置，分别用F1、F2匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲 η乙；若FA=FB，则GA GB。（选填“＞”、“＜”或“=”）
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【考查角度】机械效率的大小比较、滑轮组绳子拉力的计算。
【解析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，根据结合GA＞GB比较两滑轮组的机械效率关系；（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据结合FA=FB得出提升物体的重力关系。
解答：（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：
因物体的重力G越大，越小， ( http: / / www.21cnjy.com )越大，且动滑轮的重力相等，所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；
（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，由F= ( http: / / www.21cnjy.com )（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nF﹣G动，
则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB。
故答案为：＞、＜。
【答案】＞、＜。
11.如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N。
（1）实验时应竖直向上 拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5N；
（2）若钩码上升的高度为10cm，该滑轮组的机械效率为 ；
（3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
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【考查角度】滑轮（组）机械效率的测量实验。
【解析】（1）实验时应匀速拉动测力计 ( http: / / www.21cnjy.com )；（2）根据实验数据，由效率公式求出滑轮组的效率；（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会变大。【来源：21·世纪·教育·网】
（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计。
（2）由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组的机械效率：
。
（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大。
故答案为：（1）匀速；（2）80%；（3）增大。
【答案】（1）匀速；（2）80%；（3）增大。
12．小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算。
【解析】（1）不计动滑轮重、绳重和摩擦，根据F= ( http: / / www.21cnjy.com )G求出拉力；（2）根据F= ( http: / / www.21cnjy.com )（G+G动）求出动滑轮重。
（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F= ( http: / / www.21cnjy.com )G= ( http: / / www.21cnjy.com )×200N=100N；（2）若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F= ( http: / / www.21cnjy.com )（G+G动）得G动=2F﹣G=2×110N﹣200N=20N。
故答案为：100、20。
【答案】100、20。
13.小金将长为0.6米、质量可忽 ( http: / / www.21cnjy.com )略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为 牛，肩对木棒的支持力大小为 牛，人对地面的压力大小为 牛（g=10牛/千克）。
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】杠杆的应用。
【解析】（1）根据杠杆平衡条件求出拉力的大小；（2）肩对木棒的支持力大小为F=FA+FB；（3）对人进行受力分析即可解答。
（1）由题根据杠杆的平衡条件有：F×OB=G×OA，即：F×（0.6m﹣0.2m）=40N×0.2m，
所以：F=20N；即手压木棒的压力 ( http: / / www.21cnjy.com )大小为20N；肩对木棒的支持力大小为F′=F+G=20N+40N=60N；人对地面的压力大小为F″=G人+F′=mg+F′=50kg×10N/kg+60N=560N。
故答案为：20、60、560。
【答案】20、60、560。
三、实验探究题
14.小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验。
（1）实验前，将杠杆的中点置 ( http: / / www.21cnjy.com )于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向 （填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。
（2）得出杠杆的平衡条件“动力× ( http: / / www.21cnjy.com )动力臂=阻力臂”后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F1和动力臂L1的数据，并绘制了F1与L1的关系图象，如图所示，请根据图象推算，当L1为0.1m时，F1为 N。
【考查角度】探究杠杆的平衡条件实验。
【解析】（1）杠杆右端下沉，说明杠杆 ( http: / / www.21cnjy.com )的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；（2）由于此题中的阻力和阻力臂不变，故据杠杆的平衡条件分析即可解决。
解答：（1）杠杆右端下沉，说明杠杆重心右移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直到杠杆在水平位置平衡。21*cnjy*com
（2）由于此题中的阻力和阻力臂不变，据F1L1=F2L2可知，利用图象中任意一组数据都能得出，F2L2=F1L1=0.2m×3N=0.6N m；故若当L1为0.1m时，；
故答案为：（1）左；（2）6。
【答案】（1）左；（2）6。
15.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。
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】滑轮（组）机械效率的测量实验。
【解析】（1）根据有用功W有用=Gh ( http: / / www.21cnjy.com )和总功W总=FS分析表中计算功的错误原因；根据控制变量法，研究机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小；（2）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多。
【解答】（1）①表中有用功W有用= ( http: / / www.21cnjy.com )Gh和总功W总=FS的计算值都是错误的，原因在于计算时，物体上升的高度和测力计通过的距离均以cm为单位，在计算时没有换算成国际单位m。
②在研究滑轮组机械效率与物体的重力关 ( http: / / www.21cnjy.com )系时，应改变提升的物体重力大小，由表中数据可知，小明和小红没有改变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系。21·cn·jy·com
（2）研究滑轮组机械效率与所提升物 ( http: / / www.21cnjy.com )体高度的关系时，要控制物体的重力相同，为使结论具有普遍性，应换用不同的滑轮组多次实验；原实验只使用了一个滑轮组做了实验。
研究滑轮组机械效率与所提 ( http: / / www.21cnjy.com )升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，使用不同的滑轮组做实验，而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验。
故答案为：（1）有用功和总 ( http: / / www.21cnjy.com )功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，小明和小红没有改变提升物体的重力大小；（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑轮组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。2-1-c-n-j-y
四、作图题
16.如图所示，轻质杠杆OA在路 ( http: / / www.21cnjy.com )灯和轻绳AB的共同作用下，在水平方向处于静止状态，请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。www-2-1-cnjy-com
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】力臂的画法。
【解析】阻力F2的作用点在点A，方向向下，动力的力臂L1为支点O到动力的作用线的距离。
由图可知，杠杆的支点为O，过支点O ( http: / / www.21cnjy.com )向动力F1作用线引垂线段，即为其力臂L1，阻力是灯对杠杆A点的拉力，过A点沿竖直向下的方向画一条有向线段，用F2表示，即为阻力的示意图；如图所示。
【答案】如图。
17.如图所示，质地均匀的圆柱形细木棒放在地面上，另一端与支点O连接，在图中画出木棒所受重力的示意图、重力的力臂。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】重力示意图、力臂的画法。
【解析】重力G的作用点在重心（粗细均匀的木棒，中心在几何中心上），方向是竖直向下，重力的力臂是从支点O到重力作用线的垂直距离。21cnjy.com
均匀木棒的中心为木棒的重心，从重心沿 ( http: / / www.21cnjy.com )竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并标上符号G，即为重力的示意图；从支点O作重力作用线的垂线，垂线段的长即为重力的力臂L，如图所示。
【答案】
18.图丙中，O是杠杆OA的支点，请画出拉力F的力臂。
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】简单机械、示意图。
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离，先找到支点O，在沿力的方向做出力的作用线，然后从支点到里的作用线作垂线段，标上力臂的符号；如下图。
【答案】如图。
五、计算题
19.如图是工人利用滑轮组提升重为 ( http: / / www.21cnjy.com )810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。
【考查角度】滑轮（组）的机械效率、速度公式及其应用、滑轮组绳子拉力的计算。
【解析】（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据v绳=nv物求出绳端移动的速度；（2）根据求出滑轮组自由端的拉力F；根据求出滑轮组的机械效率；（3）根据S=nh求出绳端移动的距离，根据W=FS求出总功，根据W=Gh求出有用功和克服动滑轮重力所做的额外功，总功减去有用功、减去克服滑轮组的摩擦做的功，就是克服动滑轮重力所做的额外功，利用W轮=G轮h可求动滑轮的重力。
（1）由图可知，n=3，绳端移动的速度：v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s；
（2）根据可得，工人的拉力：，
滑轮组的机械效率：；
（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m，拉力做的有用功：W有用=Gh=810N×1m=810J，
拉力做的总功：W总=FS=Fnh=300N×3×1m=900J，
提升动滑轮做的额外功：W轮=W总﹣W有用﹣Wf=900J﹣810J﹣60J=30J，
由W轮=G轮h可得，动滑轮的重：G轮= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )=30N。
答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。
【答案】（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。
20.利用如图所示的滑轮组，用F=10 ( http: / / www.21cnjy.com )00N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%．求：
（1）货物A在10 s内移动的距离；
（2）这个过程中拉力F的功率；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
【考查角度】机械效率计算。
【解析】（1）根据S=vt算出货物A在10s内移动的距离；（2）由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=2，求出绳子自由端移动的距离；由功率公式P=Fv求出拉力的功率；（3）根据机械效率公式η= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )求出摩擦力。【来源：21cnj*y.co*m】
【答案】解：（1）根据v= ( http: / / www.21cnjy.com )可知货物A在10 s内移动的距离：sA=vAt=0.1m/s×10s=1m；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，绳子自由端移动的速度：
v绳=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力的功率：；
（3）由η= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )得摩擦力：f=nηF=2×75%×1000N=1500N。
答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。www.21-cn-jy.com
( http: / / www.21cnjy.com )
一、选择题
1.（2017·深圳）下列图中的简单机械，不能省力但能省距离的是（ ）。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A．自行车的脚踏装置 B．盘山公路 C．划船用的船桨 D．动滑轮
【考查角度】杠杆分类、简单机械。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是否省力、省距离。
解答：A：自行车的脚踏装置，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但费距离。
B：盘山公路实质是利用的斜面，省力但费距离。
C：用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。
D：动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，能省力但费距离。
故选C。
【答案】C。
2.（2016·深圳）以下分析不合理的是（ ）。
( http: / / www.21cnjy.com )
A．甲：a物质的密度大于b物质的密度
B．乙：在t1～t2时间内，物体做匀速直线运动
C．丙：比较a、b、c三点的液体压强：pa=pb=pc
D．丁：开瓶器是省力杠杆
【考查角度】密度、匀速直线运动、液体压强、杠杆。
【解析】A：由甲图象可知，，，故a物质的密度大于b物质的密度，故A正确。
B：由乙图象可知，在t1～t2时间内，路程不变，物体处于静止状态，故B错误。
C：由丙图可知，ha=hb=hc，根据液体压强公式，p=ρgh可得，pa=pb=pc，故C正确。
D：由丁图可知，以A为支点，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D正确。
故选B。
【答案】B。
3.（2017·深圳）如图是现代 ( http: / / www.21cnjy.com )家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂一幅质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg。小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m（g=10N/kg，不计绳重和摩擦）求：
（1）绳子自由端拉力F的大小；
（2）拉力所做的功W；
（3）拉力的功率P；
（4）整个过程中机械效率η。
【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算、功的计算、滑轮（组）的机械效率、功率的计算。
【解析】（1）先利用G=mg求出衣服、动滑轮、杆和晾衣架的总重力，由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=4，不计绳重和摩擦，拉力；（2）利用S=4h求拉力端移动的距离，再利用W=FS求拉力做功；（3）利用求拉力做功功率；（4）对衣服做的功为有用功，利用W有用=Gh计算，再利用效率公式求整个过程中机械效率。
【答案】解答：（1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=4，所承受的总重力：
G总=m总g=（4kg+1kg）×10N/kg=50N，
不计绳重和摩擦，拉力：；
（2）拉力端移动的距离S=4h=4×0.5m=2m，拉力做功：W总=FS=12.5N×2m=25J；
（3）拉力做功功率：；
（4）有用功：W有用=G衣h=m衣gh=4kg×10N/kg×0.5m=20J，整个过程中机械效率：
。
答：（1）绳子自由端拉力F的大小为12.5N；（2）拉力所做的功为25J；（3）拉力的功率为5W；（4）整个过程中机械效率为80%。
4.（2016·深圳二模）下列图中，属于等臂杠杆的是（ ）。
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】杠杆的分类。
【解析】羊角锤支点是锤子 ( http: / / www.21cnjy.com )与木块接触点，阻力点在钉子位置，动力点在手的位置，故不是等臂杠杆；钳子的支点是转轴，阻力点在钳口，动力点在钳柄，故不是等臂杠杆；起子的支点在瓶盖中央，阻力点在瓶盖边沿，动力点在手握的位置，故不是等臂杠杆；天平的支点在横梁的中央支撑位置，阻力点在左盘，动力点在右盘，故事等臂杠杆。
正确答案是D。
【答案】D。
5.（2017·南山区模拟）如图所示情景中，与其对应的物理知识正确的是（ ）。
A．如果两侧各去掉一个钩码，杠杆左端会下沉 B．当地的大气压强为78cm高的水银柱所产生的压强 C．静止的木块对斜面的压力示意图 D．电冰箱的金属外壳要接地
【考查角度】杠杆的平衡条件、压力及重力与压力的区别、大气压强、安全用电原则。
【解析】（1）根据杠杆的平衡条件判断杠杆 ( http: / / www.21cnjy.com )的转动情况；（2）在托里拆利实验中，大气压所能支持的水银柱的高度是指玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度，据此读图可得出结论；（3）压力是垂直作用在物体表面上的力；（4）家用电器的金属外壳需与大地相连，防止外壳带电，发生触电事故。
A：如果两侧各去掉一个钩码，左侧=G×3L=3GL；右侧=2G×2L=4GL，右侧力和力臂的乘积大，右侧下沉，故A错误。
B：由图知，玻璃管内水银面与玻璃 ( http: / / www.21cnjy.com )管口的长度为78cm，当时的大气压强应等于玻璃管内水银面到水银槽中水银面的高度差，故当地的大气压强与78cm高的水银柱所产生的压强不相等，故B错误。
C：木块对斜面的压力应垂直于斜面，指向斜面，故C错误。
D：为防止触电事故，电冰箱的金属外壳应接地，故D正确。
故选D。
【答案】D。
6.（2016·深圳七模）下列机械或工具的使用，属于费力杠杆的是（ ）。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
羊角锤 B．筷子 C．起瓶器 D．独轮车
【考查角度】杠杆分类。
【解析】羊角锤支点是锤子与木块接 ( http: / / www.21cnjy.com )触点，阻力点在钉子位置，动力点在手的位置，动力距大于阻力距，故是省力杠杆；筷子支点在筷子的上端，阻力点在筷子夹取食物位置，动力点在手的位置，阻力距大于动力距，故是费力杠杆；起瓶器的支点在瓶盖中央，阻力点在瓶盖边沿，动力点在手握的位置，故动力距大于阻力距，故是省力杠杆；独轮车支点是车轮与地面的接触位置，阻力点在车上货物的重心，动力点在手的位置，故动力距大于阻力距，属于省力杠杆。
正确答案是B。
【答案】B。
7.（2016·龙华区模拟）如图所示的四种机械装置中，不能省力的装置是（ ）。
A．自行车的脚踏板 B．旗杆顶部的定滑轮 C．水管上的水龙头 D．大门上的门把手
【考查角度】杠杆分类。
【解析】（1）自行车的脚 ( http: / / www.21cnjy.com )踏板、水管上的水龙头、大门上的门把手都是轮轴，轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；（2）定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力。21*cnjy*com
A：自行车的脚踏板是轮轴，轮半径大于轴半径，在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故A不符合题意。
B：旗杆顶的定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力，故B符合题意。
C：水管上的水龙头是轮轴，轮半径大于轴半径，在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故C不符合题意。
D：大门上的门把手是轮轴，轮半径大于轴半径，在使用时动力臂小于阻力臂，是省力机械，故D不符合题意。
故选B。
【答案】B。
8.（2016·南山区模拟）如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）。
A．起子 B．镊子 C．钢丝钳 D．订书机
【考查角度】杠杆的分类。
【解析】结合生活经验，找出支点，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。【版权所有：21教育】
A：起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
B：在使用镊子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
C：钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
D：订书机在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故选B。
【答案】B。
9.（2016·深圳三模）关于简单机械下列说法中正确的是（ ）。
A．定滑轮能改变力的大小，也能改变力的方向；
B．使用滑轮组不仅省力而且省功；
C．做功越多的机械，其机械效率就越高；
D．功率越大的机械，做功就越快
【考查角度】滑轮及滑轮组的特点、功、功率。
【解析】A．定滑轮能改变力的大小，也能改变力的方向；此说法错误。定滑轮可以改变力的方向但不能改变力的大小。
B．使用滑轮组不仅省力而且省功；此说法错误。使用滑轮组，可以省力，但不能省功。
C．做功越多的机械，其机械效率就越高；此说法错误，简单机械做功多，但不能说明其效率就高。
D．功率越大的机械，做功就越快；此说法正确。功率就是描述做功快慢的物理量，功率大，说明做功快。
正确答案是D。
【答案】D。
10.（2016·深圳市特训） ( http: / / www.21cnjy.com )如图，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置处于平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在图中位置保持平衡，下面关系正确的是（ ）。
A. F2< F1 F1>G； D. F1> F2>G
【考查角度】杠杆的概念。
【解析】根据图中所示，可以看出阻力臂大于动力臂，故动力小于阻力G；F2与力臂垂直，要保持图中状态不变，故F2小于F1，所以正确答案是D。
【答案】D。
11.（2016·南山区模拟）如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）。
A．甲图省力，机械效率甲图大；B．甲图省力，机械效率一样大；
C．乙图省力，机械效率乙图大；D．乙图省力，机械效率一样大
【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算、机械效率的计算。
【解析】（1）分析左图滑轮组的结构，得出承担物重的绳子股数n=3，则拉力端移动的距离S=3h，因摩擦力可以忽略不计，根据求拉力的大小；利用求机械效率大小；；（2）同理，求出右图的拉力和机械效率，通过比较得出答案。
分析左图可知，n=3，则s=3h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，。
（2）分析右图可知，n=2，则s=2h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，
，由此可知：F1＜F2，η1=η2，所以甲图省力，机械效率一样大。
故选B。
【答案】B。
12.（2016·深圳市四模）弹簧秤A和B及滑轮组均处于静止状态，F=10N，若不考虑秤重，滑轮重及摩擦，弹簧秤A和B的示数分别为：
A.30N和30N；B.30N和20N；
C.20N和20N；D.20N和30N
【考查角度】滑轮组及其应用。
【解析】由图可知，A、B两个弹 ( http: / / www.21cnjy.com )簧测力计所连接的滑轮nA=3，nB=2；因为F=10N，故A弹簧测力计的示数为30N，B弹簧测力计的示数是20N。
正确答案是B。
【答案】B。
13.（2016·深圳市特训）用相 ( http: / / www.21cnjy.com )同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同；
B．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同；
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等；
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
【考查角度】滑轮组、功、机械效率。
【解析】由图可知，甲滑轮组n=2，乙滑轮组n=3，；货物重相同，故，；甲图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的2倍，乙图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的3倍，所以，两个力对物体做功相同（忽略绳重及摩擦）。
所以，正确答案是C。
【答案】C。
14.（2016·深圳市十一模）题图中，要将一圆柱体重物推上台阶，最小的作用力应是（ ）。
A．F1；B．F2；C．F3；D．F4
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【考查角度】杠杆、力与力臂大小比较。
【解析】由题图可知，支点在圆柱体与直角接 ( http: / / www.21cnjy.com )触位置，阻力点是圆柱体的重心，动力点是力的作用点，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；最省力的施力方向是与力臂垂直的方向，故F3最省力。
正确答案是C。
【答案】C。
15.（2016·罗湖区模拟）如图所示，下列器件中属于省力杠杆的是（ ）。
【考查角度】杠杆的分类。
【解析】坩埚钳支点在转轴，动力距 ( http: / / www.21cnjy.com )小于阻力距，属于费力杠杆；剪刀支点在转轴，动力距大于阻力距，属于省力杠杆；筷子支点在筷子后端，动力距小于阻力距，属于费力杠杆；镊子支点在后端，动力距小于阻力距，属于费力杠杆。21世纪教育网版权所有
故，正确答案是B。
【答案】B。
16.（2016·宝安区模拟）某次刮大 ( http: / / www.21cnjy.com )风时把一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了如图所示的四种方案，每个人所需拉力最小的方案是（ ）。
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A B C D
【考查角度】简单机械、滑轮。
【解析】A：由图可知，右边的树其实就是一 ( http: / / www.21cnjy.com )个动滑轮；则利用动滑轮可以省一半的力；但是，把绳子放到树的底部，则动力臂太短不省力；故A不符合题意。
B：由图可知，右边的树其实就是一个动滑轮；则利用动滑轮可以省一半的力；而且把绳子放到树的上部，动力臂较长，则动力较小；故B符合题意。
C：由图可知，右边的树其实就是一个定滑轮，则使用时，不会省力；而且，将绳子放到树的底部会更费力；故C不符合题意。
D：由图可知，右边的树其实就 ( http: / / www.21cnjy.com )是一个定滑轮；则使用时，不会省力；把绳子放到树的上部，动力臂较长，则动力较小，但是，较B选项，力还是较大的；故D不符合题意。
故选B。
【答案】B。
17.（2016·深圳市七模）用如图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（ ）。
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【考查角度】简单机械、滑轮组。
【解析】在不计机械自重和 ( http: / / www.21cnjy.com )摩擦时，A图是定滑轮，力与物重相同；B图，动力臂小于阻力臂，拉力F大于物重；C图，滑轮组n=2，拉力是物重的1/2；D图，滑轮组n=3，拉力是物重的1/3。故最省力的是D。
【答案】D。
18.（2016·龙岗区模拟）如图所示， ( http: / / www.21cnjy.com )小明用一可绕O点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高，他用一个始终与杠杆垂直的力F，使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中此杠杆（ ）。
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A．一直是省力的；B．先是省力的，后是费力的；
C．一直是费力的；D．先是费力的，后是省力的；
【考查角度】杠杆的动态平衡分析、杠杆的分类。
【解析】（1）力臂的概念：从支点到力的作用线的距离叫做力臂；（2）运用杠杆的平衡条件F1l1=F2l2分析动力的大小变化。
由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物 ( http: / / www.21cnjy.com )体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆。
答案是B。
【答案】B。
19.（2016·龙华区模拟）如图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ）。
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A．W1=W2，η1=η2；B．W1=W2，η1＜η2；
C．W1＜W2，η1＞η2；D．W1＞W2，η1＞η2
【考查角度】功与机械效率的大小比较。
【解析】根据总功等于有用功加上额外功，由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，可以比较出两种情况的总功大小；再根据两种情况的有用功相同，利用即可比较出二者机械效率的大小。
因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同 ( http: / / www.21cnjy.com )一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高；因为乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。
即W1＜W2，η1＞η2，所以C选项正确。
故选C。
【答案】C。
20.（2016·南山区五 ( http: / / www.21cnjy.com )校联考）“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能翘起整个地球”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（ ）。
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A．天平 B．铁锹 C．钓鱼竿 D．铡刀
【考查角度】杠杆的分类。
【解析】结合生活经验分析动力臂和阻 ( http: / / www.21cnjy.com )力臂的大小关系，当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆，费力但省距离；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆。2·1·c·n·j·y
解答：阿基米德的杠杆是在宇宙中找一点，就能翘起整个支点，属于省力杠杆。
A：天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆。
B：铁锹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
C：钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
D：铡刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故选D。
【答案】D。
21.（2016·盐田区模拟 ( http: / / www.21cnjy.com )）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（ ）。
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A．一直是变大的；B．一直是变小的；
C．先变大，后变小；D．先变小，后变大
【考查角度】杠杆的平衡分析及其应用。
【解析】从支点向力的作用线作垂线，垂线 ( http: / / www.21cnjy.com )段的长度即力臂。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变，然后分析阻力与阻力臂的关系，并得出正确结果。
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，将 ( http: / / www.21cnjy.com )杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力，也不变，阻力力臂变大，所以动力变大。当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小。
故F先变大后变小，选C。
【答案】C。
22.（2016·盐田区 ( http: / / www.21cnjy.com )模拟）小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（ ）。
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A．F1＞F2，η1=η2；B．F1＞F2，η1＞η2；
C．F1＜F2，η1=η2；D．F1＜F2，η1＞η2
【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算、滑轮（组）的机械效率。
【解析】忽略绳重及摩擦，使用滑轮组时的拉力，左图承担物重的绳子股数n=2，右图承担物重的绳子股数n=3，而动滑轮重相同、提升的物体重相同，据此判断拉力大小关系；两图分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由W额=Gh可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同。
解：因为忽略绳重及摩擦，承担物重的绳子股数n1=2，n2=3。所以，两图所用拉力：
，，因为滑轮相同，提升的物体重相同，
所以F1＞F2；因为两图将同一物体匀速提高相同的高度，所以做的有用功W有相同；
因为忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额=G轮h，额外功W额相同，又因为W总=W有+W额，所以总功相同，由，所以两图的机械效率η相同，即η1=η2。故选A。
【答案】A。
二、作图题
23.（2017·南山区模拟）如图所示的各图中，不正确的是（ ）。
A．光的反射 B．力F的力臂l
C．电灯的安装 D．通电螺线管的磁极
【考查角度】光的反射、力臂的画法、通电螺线管的磁场、家庭电路的连接。
【解析】A.光的反射现象中，反射角等于入射角 ( http: / / www.21cnjy.com )；B.力臂是过支点作动力作用线的垂线段；C.安全用电原则：开关接在火线上；D.根据安培定则分析。解答如下：
A：由图可知，入射角为90°-50°=40°，光的反射现象中，反射角等于入射角；反射角也为40°，故A正确。
B：力臂是过支点作动力作用线的垂线段；而图中表示的是力F作用线的一部分，不是力臂，故B错误。
C：安全用电原则：开关接在火线上，零线接在灯泡的螺旋套上，符合要求，故C正确。
D：右手握住螺线管，四指弯曲方向为电流的绕行方向，大拇指所指的方向为螺线管N极方向，故D正确。
故选B。
【答案】B。
三、计算题
24.（2016·深圳五模）搬 ( http: / / www.21cnjy.com )运煤气罐的工人通常利用斜面装卸煤气罐。如图，煤气罐的质量为30kg，底面积300cm2。工人将煤气罐沿着长2m，高1m的斜面从底部匀速推上斜面的顶端，沿斜面所用的推力F为250N。（不计空气阻力，g取10N/kg）。求：
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⑴煤气罐静止放置在水平地面上时对地面的压强。
⑵将煤气罐匀速拉上斜面顶端过程中，推力做了多少功？
⑶工人使用斜面做工的机械效率是多少？
⑷物体和斜面之间的摩擦力是多大？
【考查角度】斜面、功、功率及其计算。
【解析】（1）由公式：，可求出煤气罐静止放在地面时，地面受到的压强；（2）由公式：可求出推力对煤气罐所做的功；（3）由公式：可求出工人做功的机械效率；（4）物体做匀速直线运动，在沿斜面方向上的推力和摩擦力是一对平衡力，故推力大于摩擦力。
解答如下：
【答案】（1）煤气罐受到的重力：，故煤气罐对地面的压强是：；
推力的功：；
（3）货物升高1m克服重力所做的功为：，故斜面的机械效率为：；
（4）物体做匀速直线运动，在沿斜面方向上的推力和摩擦力是一对平衡力，故推力等于摩擦力，大小为250N。
四、实验探究题
25.（2016·龙华区二模）初中物理中我们用斜面做过多次探究实验，如图所示，以下分析正确的是（ ）。
A．图甲是利用斜面“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关；
B．图乙是利用斜面“测定斜面的机械效率”；
C．图丙是“探究动能大小与哪些因素有关”；
D．如图乙木块B中，B木块的重力和木板对B的支持力是一对平衡力
【考查角度】阻力对物体运动影响的探究实验；平衡力的辨别；斜面的机械效率；探究影响物体动能大小的因素。
【解析】（1）小车从同一斜面、同一高度由 ( http: / / www.21cnjy.com )静止开始滑下，这样小车在到达水平面时的初速度相同；通过小车通过的距离研究阻力对物体运动的影响；（2）通过小球推动木块移动的距离远近来反应小球动能的大小；（3）克服重力做的功为有用功；拉力做的功为总功；有用功与总功的比值是机械效率；（4）一对平衡力必须符合四个条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上。
【答案】
A：图甲中小车从同一斜面、同一高 ( http: / / www.21cnjy.com )度由静止开始滑下，这样小车在到达水平面时的初速度相同；通过小车通过的距离研究阻力对物体运动的影响，故A错误。
B：图乙中通过小球推动木块移动的距离远近来反应小球动能的大小，“探究动能大小与哪些因素有关”，故B错误。
C：图丙中测量出斜面的长度和高度，物体的重力和沿斜面的拉力，是“测定斜面的机械效率”的实验，故C错误。
D：图乙中，木块B在水平面 ( http: / / www.21cnjy.com )上，木板受到的重力和木板对木块的支持力作用在同一的物体上，大小相等，作用在同一直线上，方向相反，是一对平衡力；故D正确。
故选D。
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A．坩埚钳
Ｂ．剪刀
Ｃ．筷子
Ｄ．镊子
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第十六章 简单机械
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■考点一：杠杆
1.什么是杠杆：在力的作用下能绕着 转动的硬棒，这根硬棒就叫 。
2.杠杆的七要素：（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对 ；（2）动力：使杠杆 的力叫动力，用“F1”表示；（3）阻力： 杠杆转动的力叫阻力，用“F2”表示；（4）动力作用点：动力在杠杆上的 ；（5）阻力作用点：阻力在杠杆上的 ；（6）动力臂：从支点到动力作用线的 ，用“”表示；（7）阻力臂：从支点到阻力作用线的 ，用“”表示。
3.一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做 ，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫 。
4.力臂是点到线的距离，而不是支点到力的 的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。
5.杠杆的平衡条件：当杠杆在动力和阻力的作用下 时，我们就说杠杆平衡了。
6.杠杆的平衡条件： ×动力臂=阻力× ，或F1l1=F2l2。
7.省力杠杆：动力臂l1 阻力臂l ( http: / / www.21cnjy.com )2，则平衡时F1 F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。
8.费力杠杆：动力臂l1 阻力臂l2 ( http: / / www.21cnjy.com )，则平衡时F1 F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。【版权所有：21教育】
9.等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，则平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。
10.既省力又省距离的杠杆时不存在的。
■考点二：滑轮
11.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫 。
12.定滑轮：工作时，中间的轴 的滑轮叫定滑轮；实质：是个等臂杠杆；（3）特点： ，但可改变力的 。
13.动滑轮：工作时，轴随重物一起移动的滑 ( http: / / www.21cnjy.com )轮叫 ；实质：是一个动力臂为阻力臂 的杠杆；特点：省一半力，但不能改变力的 。动力移动的距离是重物移动距离的 倍。
14.滑轮组：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。特点：可以 ，也可以改变力的 ；使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的 ，即（如果不忽略动滑轮的重量则：）；（3）动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的 倍，即S=nh。
15.斜面是一种可以省力的 ( http: / / www.21cnjy.com )简单机械，但却费 ；当斜面高度h一定时，斜面L越长，越 （即F越小）；当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）；当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。
■考点三：机械效率
15.机械效率计算公式： 。
16.滑轮组的机械效率：（1）滑轮组（ ( http: / / www.21cnjy.com )竖直方向提升物体）： （h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）；（2）滑轮组（水平方向拉动物体）： （f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）；3.斜面的机械效率： (h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力)。
■易错提示
有用功一定时，额外功少的滑轮组机械效率一定高。
简单机械的机械效率不是固定不变的。滑轮组的机械效率除了跟动滑轮的重力有关外还跟所提升物体的重力有关。
划船、赛艇等所用的桨是费距离的杠杆．
自行车的刹车把手实际上是一个省距离（费力）的杠杆。
指甲剪刀是由三个杠杆组成的，且三个都是省力杠杆。
人的前臂是一个省力杠杆，当端起茶杯时，肌肉收缩产生的拉力小于茶杯重。
滑轮组动滑轮重一定，机械效率与提起的物重成正比。
盘山公路的优点在于提高机械效率。
使用相同滑轮组成的滑轮组提升相同重物至相同高度，拉力大的做功一定多。
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■考点一：杠杆
◇典例1：下列简单机械中属于省力机械的是（ ）。
A．斜面；B．赛艇的船桨；C．定滑轮；D．镊子
【考查角度】杠杆的分类。
【解析】知道杠杆的动力臂大于阻力臂时，杠杆为省力杠杆，杠杆的动力臂小于阻力臂时，杠杆为费力杠杆，结合各个选项逐一分析。21*cnjy*com
A：使用斜面可以省力，属于省力机械，故A正确。
B：赛艇的船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误。
C：定滑轮是等臂杠杆，所以使用定滑轮不省力，故C错误。
D：镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D错误。
故选A。
【答案】A。
◆变式训练
1.1下图所示的简单机械一定省力的是（ ）。
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A．撬石头用的木棒 B．华赛艇用的船桨 C．理发用的剪刀 D．升旗用的定滑轮
1.2踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（ ）。
A．脚后跟是支点，是省力杠杆；
B．脚后跟是支点，是费力杠杆；
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆；
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
■考点二：滑轮
◇典例2：下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（ ）。
A．指甲剪是省力省功的机械；B．定滑轮不省力，但能改变力的方向；
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功；D．斜面的机械效率可以达到100%
【考查角度】定滑轮及其工作特点、滑轮组及其工作特点、功的原理、机械效率。
【解析】（1）根据指甲剪的结构和功 ( http: / / www.21cnjy.com )的原理分析；（2）定滑轮的实质是等臂杠杆；（3）根据滑轮组的特点和功的原理可做出判断；（4）机械效率永远小于1。
解答：A：指甲剪由三条杠杆组成，其 ( http: / / www.21cnjy.com )中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故A错误。
B：定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故B正确。
C：滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故C错误。
D：使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到100%，故D错误。
故选B。
【答案】B。
◆变式训练
2.1如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强 ( http: / / www.21cnjy.com )用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）。
A．0.4J、83.3%；B．0.8J、91.7%；C．0.8J、83.3%；D．0.4J、91.7%
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2.2 如图所示装置，在水 ( http: / / www.21cnjy.com )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
■考点三：机械效率
◇典例3：分别使用定滑轮 ( http: / / www.21cnjy.com )、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（ ）。【来源：21·世纪·教育·网】
A．η组＜η动＜η定；B．η动＜η定＜η组；C．η定＜η动＜η组；D．η定＜η组＜η动
【考查角度】机械效率的大小比较。
【解析】克服物体的重力所做的功是有用功 ( http: / / www.21cnjy.com )，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功W额=G轮h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于W总=W有用+W额，可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。
匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为0、1、2，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组，由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，由可知，使用定滑轮、动滑轮，滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定。21·世纪*教育网
故选A。
【答案】A。
◆变式训练
3.1 如图，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中（ ）。21世纪教育网版权所有
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A．绳子自由端移动的距离为6m；B．动滑轮重100N；
C．拉力做功的功率为100W；D．滑轮组的机械效率为60%
3.2 建筑工人用如图所示的滑轮组，在 ( http: / / www.21cnjy.com )4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍．在此过程中下列说法正确的是（ ）。www-2-1-cnjy-com
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m；
B．物体受到的拉力为750N；
C．拉力F的功率为750W；
D．滑轮组的机械效率为80%
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一、选择题
1.（多选题）在斜面上将一个质量为 ( http: / / www.21cnjy.com )5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m；把重物直接提升h所做的功作有用功（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）。21*cnjy*com
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A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用；B．做的有用功是50J；
C．此斜面的机械效率为62.5%；D．物体受到的摩擦力大小为10N
2.如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是（ ）。
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A．食品夹 B．裁纸刀 C．托盘天平 D．瓶盖起子
3.如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是（ ）。
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4.下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）。
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A B C D
5．如图所示，使用时属于费力杠杆的是（ ）。
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A．镊子夹石块 B．起子开瓶盖 C．羊角锤拔铁钉 D．天平称物体质量
6.如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）。
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A．天平 B．裁纸刀 C．筷子 D．钓鱼竿
7.如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码 ( http: / / www.21cnjy.com )，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
二、填空题
8.如题图所示，由不同物质制成的甲和 ( http: / / www.21cnjy.com )乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡（杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计）。则杠杆左右两边的力臂之比为 ，1个甲球和1个乙球的质量之比为 ，甲球和乙球的密度之比为 。 ( http: / / www.21cnjy.com )www.21-cn-jy.com
9.（2017 福建）如图所示，撬起瓶盖的起瓶器是属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），其支点是图中 点。【来源：21cnj*y.co*m】
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10.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、 ( http: / / www.21cnjy.com )乙两种装置，分别用F1、F2匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲 η乙；若FA=FB，则GA GB。（选填“＞”、“＜”或“=”）
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11.如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N。
（1）实验时应竖直向上 拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5N；
（2）若钩码上升的高度为10cm，该滑轮组的机械效率为 ；
（3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
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12．小可在A端用如图所示的动 ( http: / / www.21cnjy.com )滑轮匀速提起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。
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13.小金将长为0.6米、质量可忽略不 ( http: / / www.21cnjy.com )计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为 牛，肩对木棒的支持力大小为 牛，人对地面的压力大小为 牛（g=10牛/千克）。【出处：21教育名师】
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三、实验探究题
14.小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验。
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠 ( http: / / www.21cnjy.com )杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向 （填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。
（2）得出杠杆的平衡条件“动 ( http: / / www.21cnjy.com )力×动力臂=阻力臂”后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F1和动力臂L1的数据，并绘制了F1与L1的关系图象，如图所示，请根据图象推算，当L1为0.1m时，F1为 N。
15.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。
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四、作图题
16.如图所示，轻质杠杆OA在路灯和轻 ( http: / / www.21cnjy.com )绳AB的共同作用下，在水平方向处于静止状态，请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。21教育网
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17.如图所示，质地均匀的圆柱形细木棒放在地面上，另一端与支点O连接，在图中画出木棒所受重力的示意图、重力的力臂。2-1-c-n-j-y
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18.图丙中，O是杠杆OA的支点，请画出拉力F的力臂。
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五、计算题
19.如图是工人利用滑轮组提升重为81 ( http: / / www.21cnjy.com )0N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。
20.利用如图所示的滑轮组，用F=100 ( http: / / www.21cnjy.com )0N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%．求：
（1）货物A在10 s内移动的距离；
（2）这个过程中拉力F的功率；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
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一、选择题
1.（2017·深圳）下列图中的简单机械，不能省力但能省距离的是（ ）。
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A．自行车的脚踏装置 B．盘山公路 C．划船用的船桨 D．动滑轮
2.（2016·深圳）以下分析不合理的是（ ）。
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A．甲：a物质的密度大于b物质的密度
B．乙：在t1～t2时间内，物体做匀速直线运动
C．丙：比较a、b、c三点的液体压强：pa=pb=pc
D．丁：开瓶器是省力杠杆
3.（2017·深圳）如图是现代家庭使用的升 ( http: / / www.21cnjy.com )降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂一幅质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg。小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m（g=10N/kg，不计绳重和摩擦）求：2·1·c·n·j·y
（1）绳子自由端拉力F的大小；
（2）拉力所做的功W；
（3）拉力的功率P；
（4）整个过程中机械效率η。
【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算、功的计算、滑轮（组）的机械效率、功率的计算。
【解析】（1）先利用G=mg求出衣服、动滑轮、杆和晾衣架的总重力，由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=4，不计绳重和摩擦，拉力；（2）利用S=4h求拉力端移动的距离，再利用W=FS求拉力做功；（3）利用求拉力做功功率；（4）对衣服做的功为有用功，利用W有用=Gh计算，再利用效率公式求整个过程中机械效率。
4.（2016·深圳二模）下列图中，属于等臂杠杆的是（ ）。
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5.（2017·南山区模拟）如图所示情景中，与其对应的物理知识正确的是（ ）。
A．如果两侧各去掉一个钩码，杠杆左端会下沉 B．当地的大气压强为78cm高的水银柱所产生的压强 C．静止的木块对斜面的压力示意图 D．电冰箱的金属外壳要接地
6.（2016·深圳七模）下列机械或工具的使用，属于费力杠杆的是（ ）。
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羊角锤 B．筷子 C．起瓶器 D．独轮车
7.（2016·龙华区模拟）如图所示的四种机械装置中，不能省力的装置是（ ）。
A．自行车的脚踏板 B．旗杆顶部的定滑轮 C．水管上的水龙头 D．大门上的门把手
8.（2016·南山区模拟）如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）。
A．起子 B．镊子 C．钢丝钳 D．订书机
9.（2016·深圳三模）关于简单机械下列说法中正确的是（ ）。
A．定滑轮能改变力的大小，也能改变力的方向；
B．使用滑轮组不仅省力而且省功；
C．做功越多的机械，其机械效率就越高；
D．功率越大的机械，做功就越快
10.（2016·深圳市特训）如图， ( http: / / www.21cnjy.com )O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置处于平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在图中位置保持平衡，下面关系正确的是（ ）。21cnjy.com
A. F2< F1 F1>G； D. F1> F2>G
11.（2016·南山区模拟）如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）。21·cn·jy·com
A．甲图省力，机械效率甲图大；B．甲图省力，机械效率一样大；
C．乙图省力，机械效率乙图大；D．乙图省力，机械效率一样大
【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算、机械效率的计算。
12.（2016·深圳市四模）弹簧秤A和B及滑轮组均处于静止状态，F=10N，若不考虑秤重，滑轮重及摩擦，弹簧秤A和B的示数分别为：
A.30N和30N；B.30N和20N；
C.20N和20N；D.20N和30N
13.（2016·深圳市特训）用相同的 ( http: / / www.21cnjy.com )滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同；
B．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同；
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等；
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
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14.（2016·深圳市十一模）题图中，要将一圆柱体重物推上台阶，最小的作用力应是（ ）。
A．F1；B．F2；C．F3；D．F4
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15.（2016·罗湖区模拟）如图所示，下列器件中属于省力杠杆的是（ ）。
16.（2016·宝安区模拟）某次刮大风 ( http: / / www.21cnjy.com )时把一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了如图所示的四种方案，每个人所需拉力最小的方案是（ ）。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A B C D
17.（2016·深圳市七模）用如图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（ ）。21教育名师原创作品
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18.（2016·龙岗区模拟）如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示，小明用一可绕O点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高，他用一个始终与杠杆垂直的力F，使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中此杠杆（ ）。
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A．一直是省力的；B．先是省力的，后是费力的；
C．一直是费力的；D．先是费力的，后是省力的；
19.（2016·龙华区模拟）如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ）。
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A．W1=W2，η1=η2；B．W1=W2，η1＜η2；
C．W1＜W2，η1＞η2；D．W1＞W2，η1＞η2
20.（2016·南山区五校联考）“给 ( http: / / www.21cnjy.com )我一个支点和一根足够长的棍，我就能翘起整个地球”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（ ）。
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A．天平 B．铁锹 C．钓鱼竿 D．铡刀
21.（2016·盐田区模拟 ( http: / / www.21cnjy.com )）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（ ）。
( http: / / www.21cnjy.com )
A．一直是变大的；B．一直是变小的；
C．先变大，后变小；D．先变小，后变大
22.（2016·盐田区模 ( http: / / www.21cnjy.com )拟）小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（ ）。
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A．F1＞F2，η1=η2；B．F1＞F2，η1＞η2；
C．F1＜F2，η1=η2；D．F1＜F2，η1＞η2
二、作图题
23.（2017·南山区模拟）如图所示的各图中，不正确的是（ ）。
A．光的反射 B．力F的力臂l
C．电灯的安装 D．通电螺线管的磁极
三、计算题
24.（2016·深圳五模）搬运煤气罐的工 ( http: / / www.21cnjy.com )人通常利用斜面装卸煤气罐。如图，煤气罐的质量为30kg，底面积300cm2。工人将煤气罐沿着长2m，高1m的斜面从底部匀速推上斜面的顶端，沿斜面所用的推力F为250N。（不计空气阻力，g取10N/kg）。求：
( http: / / www.21cnjy.com )
⑴煤气罐静止放置在水平地面上时对地面的压强。
⑵将煤气罐匀速拉上斜面顶端过程中，推力做了多少功？
⑶工人使用斜面做工的机械效率是多少？
⑷物体和斜面之间的摩擦力是多大？
四、实验探究题
25.（2016·龙华区二模）初中物理中我们用斜面做过多次探究实验，如图所示，以下分析正确的是（ ）。
A．图甲是利用斜面“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关；
B．图乙是利用斜面“测定斜面的机械效率”；
C．图丙是“探究动能大小与哪些因素有关”；
D．如图乙木块B中，B木块的重力和木板对B的支持力是一对平衡力
( http: / / www.21cnjy.com )
A．坩埚钳
Ｂ．剪刀
Ｃ．筷子
Ｄ．镊子
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