易错专练12：简单机械
易错点一：不能正确分析实际生活中的杠杆，对其支点、动力、阻力的分析错误。
典例1：（2018?峨眉山市二模）关于杠杆，下列说法中正确的是（ ）
A．杠杆一定是一根直的硬棒 B．杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置
C．力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上 D．作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力相反
【错解】选D，理由：作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力相反
【析错】杠杆可以是直棒，也可以是弯曲的；从力的大小来分类，有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆；作用在杠杆上的两个力可以在支点的同侧，也可以在异侧；省力杠杆一定费距离，费力杠杆一定省距离，等臂杠杆既不省力也不省距离。 【正解】选C，理由：A、杠杆的形状不是固定的，例如滑轮、剪刀、筷子等都是杠杆，该选项说法不正确；B、支点指杠杆在转动过程中固定不变的点，不一定在杠杆的中间位置，该选项说法不正确；C、只有杠杆在水平位置平衡时，力臂才在杠杆上，该选项说法正确；D、当支点位于一侧时，动力和阻力的方向相反，当支点位于中间时，动力和阻力方向相同，该选项说法不正确。故选C。
针对训练1：（2018秋?天河区期末）关于图四个杠杆，说法正确的是（ ）
A．图甲起重机的吊臂是省力杠杆 B．图乙指甲钳中既有省力杠杆也有费力杠杆
C．图丙开瓶起子支点是B，A点受到的阻力竖直向上 D．图丁钓鱼杆受到的阻力就是鱼的重力
易错点二：不能正确分析动态杠杆中的力与力臂变化。
典例2：（2018?沂水县二模）重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中（ ）
A．动力臂逐渐变大 B．阻力臂逐渐变小
C．动力F逐渐变大 D．动力F保持不变
【错解】选B，理由：让棒缓慢转到图中虚线所示位置,阻力臂逐渐变小。
【析错】先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件（动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂）分析动力的变化。
【正解】选C，理由：（1）杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为硬棒的重力，大小不变，硬棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过θ角后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大，故B错；（2）当硬棒在竖直位置时，F的力臂是杠杆的长度，且力臂最长，当杠杆转过θ后，力与杠杆不再垂直，所以动力臂变小，故A错；根据杠杆平衡的条件可得，阻力与阻力臂的乘积增大，而动力臂减小，所以动力逐渐增大，故D错误，C正确；故选C。
针对训练2：（2019?安徽模拟）如图所示，在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体，右端用弹簧秤拉着，使杠杆在水平位置保持平衡，今握着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2（杠杆始终在水平位置保持平衡），则以下关于弹簧秤示数的说法中不正确的是（ ）
A．不断增大 B．先增大，后减小
C．不断减小 D．先减小，后增大
易错点三：不能正确分析滑轮组承担重物的绳子股数。
典例3：（2018?苏州模拟）如图所示，吊篮重400N，动滑轮的总重为50N，定滑轮重40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时，人需用力（ ）
A．218N B．220N
C．210N D．236N
【错解】无答案，理由：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡．则人的拉力．
【析错】此题可用整体法来进行分析，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体，当吊篮不动时，整个系统处于平衡状态，那么5段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和。可据此求解。
【正解】 C，理由：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡。则人的拉力。故选C。
针对训练3：（2018?营口）如图所示，物体重为20N，某人在5s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m，则绳子自由端移动的速度为________m/s，拉力做功为________J，此物体受到的摩擦力为________N．（不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦）
易错点四：不理解机械做功多少、机械功率、机构效率的关系。
典例4：（2018?东营）对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快 D．做功快的机械，机械效率一定高
【错解】选B，理由：做功多的机械功率一定大。
【析错】（1）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%；（2）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快。
【正解】选C，理由：A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%．故A错误；B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。故C正确；D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。故选C。
针对训练4：（2018秋?裕安区校级月考）对物理概念的理解是学好物理的关键，关于功、功率和机械效率，说法正确的是（ ）
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快 D．做功快的机械，机械效率一定高
易错点5 不理解斜面拉力与摩擦力大小的关系。
典例5：（2018?武昌区一模）在斜面上匀速拉一个重4.5N的物体到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m、高0.3m。下列说法正确的（ ）
A．提升物体做的有用功是2.16J B．斜面的机械效率是62.5%
C．物体受到的滑动摩擦力是1.8N D．增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变
【错解】选C，理由：物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力。
【析错】（1）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；（2）已知拉力的大小和拉力移动的距离（斜面长），根据公式W=Fs可求拉力对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；（3）额外功等于总功与有用功之差，利用W=fs求摩擦力；（4）当斜面的倾角变大时，物体对斜面的压力逐渐变小，在接触面粗糙程度不变时，压力变小，受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，据此分析。
【正解】选B, 理由：已知物重G=4.5N，拉力F=1.8N，斜面长s=1.2m，高h=0.3m，A、提升物体做的有用功为：W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J，故A错误；B、拉力F做的总功为：W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J；斜面的机械效率：，故B正确；C、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有用=2.16J-1.35J=0.81J，由W额=fs可得物体受到的滑动摩擦力：，故C错误；D、当斜面的倾斜程度变大，斜面高不变时，物体对斜面的压力逐渐变小，接触面的粗糙程度不变，压力变小，受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功不变，总功变小，则斜面的机械效率变大，故D错。故选B。
针对训练5：（2018春?乐山期末）如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长3m，高1m。则下列说法中不正确的是（ ）
A．该过程中做的有用功为9J B．这个斜面的机械效率为60%
C．物体所受到的摩擦力是5N D．减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率
易错点六：不理解机械的机械效率的变化。
典例6：关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率，以下说法正确的是（ ）
A．额外功越大，机械效率一定越小 B．功率越大，机械效率一定越大 C．提升的物体越重，机械效率越大 D．同一机械的机械效率是恒定不变的
【错解】选D，理由：同一机械的机械效率始终不变。
【析错】（4）同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高．
【正解】选C，理由： A．由可知，机械效率大小取决于有用功与总功的比值，不是由额外功决定的，故A错误；B．功率越大，表示做功越快，机械效率表示机械性能的好坏，机械效率与功率之间没有直接联系，故B错误；C．同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越大，C正确，D错误；故选C；
针对训练6：（2018秋?南昌期中）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中每个滑轮重1N，G1重4N、G2重5N，用它们分别将G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1大于F2
B．甲机械的效率大于乙机械的效率
C．F1做的有用功大于F2做的有用功
D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
探究杠杆的平衡条件
1．教材实验原理图
2．实验结论
杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2
3．实验拓展
(1)拓展：让支点处于杠杆的中央目的是消除杠杆自身重力对实验造成的影响。
(2) 拓展：让杠杆在水平位置平衡便于读了杠杆的力臂。
(3) 拓展： 调节杠杆平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；
(4) 拓展：测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，因为拉力的力臂变小了，测力计的示数将变大。
(5) 拓展：杠杆平衡后，两边同时增加钩码后，杠杆是否平衡的判断。
(6) 拓展：多次实验测量的目的是使实验结论且有普遍性。
(7) 拓展：分析处理数据得出结论。
典例6：（2018秋?吴中区期末）在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将两端的平衡螺母向________（左/右）调节，直到杠杆在水平位置平衡。 （2）如图乙所示挂上钩码后，杠杆恰好在水平位置平衡，当将A、B两点下方所挂钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆________（左/右）端将下沉。 （3）某同学根据如图乙所示的这第一组实验数据，猜想杠杆的平衡条件可能是：动力+动力臂=阻力+阻力臂，分析可知他的这个猜想不科学，原因是：________。 （4）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将________。 （5）某同学用图丁装置进行探究，发现总是无法得到课本上所给出的平衡条件，原因是________。
【解析】（1）若开始实验前发现左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右端移动；（2）若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧2G×4L=8GL，右侧3G×3L=9GL，因为8GL＜9GL，故右端下沉；（3）动力的单位是N，动力臂的单位是cm，两个物理量的单位不相同，不能进行加减运算。（4）保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；（5）利用如图丁所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
【答案】（1）右；（2）右；（3）不同的物理量不能相加；（4）变大；（5）杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
探究滑轮组的机械效率
1．教材实验原理图
2．实验注意问题
弹簧测力计要竖直匀速运动。
3．实验拓展
拓展（1）：测量工具弹簧测力计、刻度尺。
拓展（2）：控制变量法的应用：探究被提升重物重力大小对滑轮组机械效率的影响：用同一滑轮组吊起数量不同的钩码；探究动滑轮重力大小对滑轮组效率的影响：使用重力或数量不同的动滑轮吊起数量相同的钩码。
典例7：（2018秋?徐州期末）用如图所示装置测滑轮组的机械效率，已知物体重为5.4N。 （1）实验时拉动弹簧测力计应注意________。 （2）若物体上升高度为10cm。簧测力计的示数如图所示，则拉力做的功为________J。 （3）滑轮组的机械效率是________。 （4）若仅增加物重，该滑轮组的机械效率将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】（1）实验时拉动弹簧测力计应注意竖直匀速向上，此时系统处于平衡状态，拉力才等于测力计示数；（2）若物体上升高度为10cm，绳子自由端通过的距离为30cm=0.3m，弹簧簧测力计的示数如图所示，分度值为0.2N，拉力为2.4N，则拉力做的功为：W=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；（3）绳子的有效段数为3，绳子自由端移动的距离为物体提升高度h的3倍，即s=3h，滑轮组的机械效率是：；（4）用同一滑轮组把不同物体提升到同一高度时，所做额外功相同，若仅增加物重，则增加了有用功，有用功在总功中所占的比例变大了，故机械效率变大。
【答案】（1）竖直匀速向上；（2）0.72；（3）75%；（4）变大。
强化训练：
1．（2018?河东区一模）如图所示，小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，下列图能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是（ ）
A． B． C． D．
2．（2018?天山区模拟）如图所示，质量不计的木板AB处于水平位置平衡，且可绕O点无摩擦转动，OA＝0.2m，OB＝0.5m，在A端挂一个重8N的物体甲，另一重1N的小滑块乙在水平拉力作用下，以0.1m/s的速度从O点匀速向右滑动，则2s末与4s末时甲对地面的压强之比为（ ）
A．2：1 B．3：2 C．5：4 D．7：6
3．（2019?嘉定区一模）生活中有许多工具都是杠杆，图中在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．道钉撬 B．托盘天平 C．筷子 D．起瓶器
4．（2019?邵阳模拟）如图所示的杠杆中，动力的力臂用l表示，图中所画力臂正确的是（ ）
A． B．C． D．
5．（2018?合肥三模）如图，轻质杠杆OA中点通过细线悬挂一个重力为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，下列有关说法正确的是（ ）
A．使杠杆顺时针转动的力是物体的重力
B．此杠杆为费力杠杆
C．杠杆处于水平位置平衡时拉力F的大小为30N
D．保持F的方向竖直向上不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将增大
6．（2018?犍为县模拟）如图所示的均匀木条AOB，AO＝OB，在O点系一绳并挂起，先使AO保持水平，然后放手，则在刚放手的瞬间，木条将会（ ）
A．A端向上运动 B．A端向下运动
C．保持平衡不动 D．不能确定
7．（2018?从化区一模）羊角锤子是我们生活中常用的工具之一，在使用它拔钉子时如图所示，给手柄那个方向最省力（ ）
A．F1 B．F2
C．F3 D．F4
8．（2018?秀洲区校级一模）厨房里有一把多功能剪刀，右图中标注了该剪刀的相关用途，下列有关用途分析正确的是（ ）
A．做启瓶器使用时，它是一个费力杠杆
B．做剪刀使用时，物体越远离O点越省力
C．做削皮刀使用时，刀刃很锋利，是为了增大压强把果皮削掉
D．做挤压钳使用时，挤压齿尖锐，是为了增大压力把果壳挤开
9．（2018?开福区校级一模）如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为100N，定滑轮总重力为50N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时人需用力（ ）
A．218N B．220N
C．210N D．236N
10．（2018?安阳一模）某人到健身房进行健身活动。用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能（轮重和绳重忽略不计）．使用时，
（1）绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；
（2）绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。
下列说法正确的是（ ）
A．FA＞FB B．FA＜FB C．FA＝FB D．条件不足，无法确定
11．（2018?秦淮区一模）小明用图中装置提升重为 400N 的物体，不计摩擦、绳重和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为 200 牛 B．人将绳子拉过 1 米，物体也上升 1 米
C．两个滑轮均为定滑轮 D．使用该装置不但能省力，还能省距离
12．（2018?临沂模拟）已知甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这表明（ ）
A．甲做功比乙做功快 B．甲做的有用功比乙做的有用功多
C．甲做的额外功比乙做的额外功少 D．甲做的有用功，与总功的比值比乙大
13．（2018?焦作二模）用图中的甲、乙两种方式分别提升同一重物，使它们在相同时间内匀速升高相同的高度，拉力F甲、F乙的作用点移动的速度分别为υ甲、υ乙，滑轮的机械效率分别为η甲、η乙（不计绳重和摩擦），则（ ）
A．υ甲＞υ乙 η甲＞η乙 B．υ甲＜υ乙η甲＞η乙
C．υ甲＜υ乙η甲＜η乙 D．υ甲＞υ乙η甲＝η乙
14．（2018?长春一模）如图所示，小明用两个滑轮组（绳重和摩擦不计，动滑轮重相同），分别将重力不同的两个物体匀速提升到相同高度，其中G1＞G2，则下列判断正确的是（ ）
A．F1＝F2 B．F1＜F2
C．η1＞η2 D．η1＝η2
15．（2018?西湖区模拟）如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重力为G的物体，且物体上升速度相同。若不计绳重及摩擦，每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（ ）
A．甲的拉力小于乙的拉力 B．甲、乙绳子自由端移动的速度相等
C．甲、乙的机械效率相等 D．拉力甲的功率大于拉力乙的功率
16．（2018?连云港一模）用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩檫，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．增大重物上升的速度 B．增大重物上升的高度
C．减小定滑轮的重力 D．减小动滑轮的重力
17．（2018?南岗区校级模拟）同学们“测量并探究影响滑轮组机械效率高低的因素”，使用了如图所示的装置，下列说法正确的是（ ）（每个钩码重相同，每个滑轮重相同）
A．实验的原理是二力平衡条件
B．实验需要用到的测量仪器有弹簧测力计、刻度尺和停表
C．当钩码个数相同时，甲的机械效率比乙高
D．把钩码提升得越高，做的有用功越多，机械效率越高
18．（2018?闵行区二模）如图所示，一根长为1.2米的轻质杠杆OA可绕固定点O转动，C点处悬挂一重为60牛的物体。（已知AB＝BC＝CD＝DO）
（1）若在B点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，求这个力的大小。
（2）若在A点施加一个力使杠杆水平平衡，甲同学认为该杠杆一定是省力杠杆，乙同学认为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点，并说明理由。
19．（2018?邵阳县三模）在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体。下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息：
物体所受重力
G/N
作用在绳子自由端的拉力
F/N
滑轮组做的有用功
W有用/J
拉力做的总功
W总/J
500
200
1000
1200
（1）通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在右边虚线框中画出该滑轮组的组装示意图；
（2）用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力做的总功为多少？
20．（2019?深圳一模）建筑工地上，某施工人员利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。若不计摩擦和绳重，利用这个滑轮匀速提升重为1200N的物体时，所用的拉力是500N，求：
（1）此时滑轮组的机械效率是多少？
（2）若此时拉力做功的功率是75W，重物在1min内匀速上升的高度是多少？
（3）当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是多少？
1．（2019?郴州模拟）图中，O 是杠杆 OA 的支点，请画出拉力 F 的力臂。
2．（2018?重庆模拟）如图所示，在A施加一个最小力将图钉翘出，请画出该力的示意图。
3．（2019?广东模拟）要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，试在图中画出最省力的绕绳方法。
4．（2018?雁塔区校级模拟）如图所示，某工人站在A处通过一根绳子和两个滑轮用100N的拉力F匀速提起重300N的物体B，画出滑轮组的绕线（不考虑滑轮重、绳重和摩擦等）。
5．（2018?合肥三模）小明在测量滑轮组机械效率的实验时，发现刻度尺示数模糊不清，但依然测出了滑轮组的机械效率。步骤如下：
①用弹簧测力计测出物重G；
②按图示组装好滑轮组；
③拉动弹簧测力计使物体匀速上升，读出拉力的大小F。
（1）如图，该滑轮组机械效率的表达式为________。 （用题中已知量的字母表示，绳子的股数不要用n表示）
（2）实验过程中拉力F应该在弹簧测力计做匀速运动时读数，若某同学为了方便，在测力计静止时读数，则测出的机械效率将比真实值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）为提高滑轮组机械效率，可减小轮与轴间的摩擦。若忽略摩擦，也不考虑绳重，下列方法中，还能提高滑轮组机械效率的是哪一个：________。
A．增加滑轮个数，使滑轮组更省力 B．减小动滑轮重力
C．减小钩码升高的高度 D．增大钩码升高速度
6．（2018?汶上县三模）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：
次数
钩码重/N
动滑轮重/N
钩码上升
的距离/cm
弹簧测力计
的示数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15
3
6
0.8
5
15
（1）在实验操作中应该使钩码________（选填“快速”或“缓慢”）上升；
（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为________（保留三位有效数字）
（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为________N，滑轮组做的有用功是________J；
（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与________有关。
7．（2018?河南模拟）实验小组的同学用如图甲所示装置探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”改变斜面倾角（斜面与水平面的夹角）和木块的重力，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块，记录的部分实验数据如表所示。
实验次数
斜面
倾角
斜面高度h/m
斜面长度s/m
木块重力G/N
沿斜面拉力F/N
机械效率η
1
30°
0.6
1.2
5.0
4.2
60%
2
30°
0.6
1.2
3.0
2.5
3
45°
0.8
1.2
3.0
2.8
71%
（1）试验中调整斜面的倾斜程度时，要使斜面倾角由30°变为45°应将垫块向________（选填“左”或“右”）移动。
（2）第2次试验中，斜面的机械效率为________%；木块和斜面的内能增加了约________J。
（3）第1、2次试验是为了探究斜面的机械效率与________的关系；分析3次实验的数据，可知在其他条件一定时，________________。
（4）如果对原实验装置做如图乙所示的改进，与原实验装置相比，用带滑轮的斜面做实验的好处是________。
8．（2018?山西模拟）小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：
斜面倾
斜角θ
小车重
G/N
斜面高
h/m
斜面长
s/m
拉力
F/N
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效
率η
12°
5
0.2
1
2.1
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
（1）请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角度越________，斜面越省力，斜面的机械效率越________。
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面________。
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持________不变，斜面的光滑程度不变，只改变________。
9．（2018?新野县二模）用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
（1）实验中，测力计的示数F为________N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，若OC＝30cm，OC＝3OA，则杠杆的机械效率为________%。
（2）实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是________。
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将________（填“变大”、“变小”或“不变”）
10．（2018?南谯区二模）小明同学用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。
（1）实验中，小明竖直向上匀速拉动弹簧测力计，他这样做的目的是________________。
（2）实验中，使用该杠杆提升钩码做功时，其额外功主要来源是________________（写出一条即可）
（3）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，小明同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点。测量并计算得到下表所示的两组数据
次数
钩码悬挂点
钩码总重G/N
钩码移动距离h/m
拉力
F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据，不能得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的实验结论。
请简要说明两条理由：①________________；②________________。
11．（2018?钦州模拟）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）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和________。
（2）如图1所示，测量物体G所受的重力为________。
（3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用________测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是________（选填甲”或“乙”）
（4）仅改变重物G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
物体重量G/N
物体上升高度h/cm
拉力F/N
弹簧测力计移机动的距离s/cm
机械效率η
1
5.00
1.80
15.00
85.2%
2
8.00
1.77
24.00
86.6%
3
10.00
1.75
30.00
87.6%
实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论：________（选填“科学”或“不科学”），请说明你的理由________________。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变________，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。
12．（2018?包河区校级一模）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如下：
实验
次数
钩码所受的
重力G/N
提升高度
h/m
拉力
F/N
绳端移动的
距离s/m
机械效率
η
1
2
0.05
1.0
0.15
66.7%
2
4
0.05
1.7
0.15
78.4%
3
6
0.06
①
0.18
②
（1）实验中要竖直向上________拉动弹簧测力计，使钩码升高。
（2）分析实验数据，编号②处数据应为________。
（3）分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与________有关。
（4）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
易错专练12：简单机械
易错点一：不能正确分析实际生活中的杠杆，对其支点、动力、阻力的分析错误。
典例1：（2018?峨眉山市二模）关于杠杆，下列说法中正确的是（ ）
A．杠杆一定是一根直的硬棒 B．杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置
C．力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上 D．作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力相反
【错解】选D，理由：作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力相反
【析错】杠杆可以是直棒，也可以是弯曲的；从力的大小来分类，有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆；作用在杠杆上的两个力可以在支点的同侧，也可以在异侧；省力杠杆一定费距离，费力杠杆一定省距离，等臂杠杆既不省力也不省距离。 【正解】选C，理由：A、杠杆的形状不是固定的，例如滑轮、剪刀、筷子等都是杠杆，该选项说法不正确；B、支点指杠杆在转动过程中固定不变的点，不一定在杠杆的中间位置，该选项说法不正确；C、只有杠杆在水平位置平衡时，力臂才在杠杆上，该选项说法正确；D、当支点位于一侧时，动力和阻力的方向相反，当支点位于中间时，动力和阻力方向相同，该选项说法不正确。故选C。
针对训练1：（2018秋?天河区期末）关于图四个杠杆，说法正确的是（ ）
A．图甲起重机的吊臂是省力杠杆 B．图乙指甲钳中既有省力杠杆也有费力杠杆
C．图丙开瓶起子支点是B，A点受到的阻力竖直向上 D．图丁钓鱼杆受到的阻力就是鱼的重力
【解析】A、图甲起重机的吊臂是一个杠杆，由图知动力臂小于阻力臂，所以起重机的吊臂是费力杠杆，但能省距离，故A错；B、指甲钳中，杠杆AEC的支点在C，由图知动力臂大于阻力臂，则杠杆AEC是省力杠杆；杠杆OED支点在O，杠杆AEC对OED的压力为动力，则动力臂小于阻力臂，所以OED是费力杠杆，可见指甲钳中既有省力杠杆也有费力杠杆，故B正确；C、图丙开瓶起子支点是A，阻力作用在B，起子受到的阻力竖直向下，故C错；D、图丁钓鱼杆受到的阻力是绳子对鱼杆的拉力，不是鱼的重力，故D错。故选B。
【答案】B
易错点二：不能正确分析动态杠杆中的力与力臂变化。
典例2：（2018?沂水县二模）重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中（ ）
A．动力臂逐渐变大 B．阻力臂逐渐变小 C．动力F逐渐变大 D．动力F保持不变
【错解】选B，理由：让棒缓慢转到图中虚线所示位置,阻力臂逐渐变小。
【析错】先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件（动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂）分析动力的变化。
【正解】选C，理由：（1）杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为硬棒的重力，大小不变，硬棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过θ角后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大，故B错；（2）当硬棒在竖直位置时，F的力臂是杠杆的长度，且力臂最长，当杠杆转过θ后，力与杠杆不再垂直，所以动力臂变小，故A错；根据杠杆平衡的条件可得，阻力与阻力臂的乘积增大，而动力臂减小，所以动力逐渐增大，故D错误，C正确；故选C。
针对训练2：（2019?安徽模拟）如图所示，在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体，右端用弹簧秤拉着，使杠杆在水平位置保持平衡，今握着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2（杠杆始终在水平位置保持平衡），则以下关于弹簧秤示数的说法中不正确的是（ ）
A．不断增大 B．先增大，后减小 C．不断减小 D．先减小，后增大
【解析】当施加的动力垂直于杠杆时，动力臂最长；因为杠杆始终在水平位置保持平衡，阻力和阻力臂一定，所以当动力沿竖直向下的方向时，动力最小，故从位置1移动到2的过程中，动力臂先变大后变小，则动力F先减小再增大，故D正确，ABC错误。故选ABC。
【答案】 ABC
易错点三：不能正确分析滑轮组承担重物的绳子股数。
典例3：（2018?苏州模拟）如图所示，吊篮重400N，动滑轮的总重为50N，定滑轮重40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时，人需用力（ ）
A．218N B．220N C．210N D．236N
【错解】无答案，理由：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡．则人的拉力．
【析错】此题可用整体法来进行分析，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体，当吊篮不动时，整个系统处于平衡状态，那么5段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和。可据此求解。
【正解】 C，理由：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡。则人的拉力。故选C。
针对训练3：（2018?营口）如图所示，物体重为20N，某人在5s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m，则绳子自由端移动的速度为________m/s，拉力做功为________J，此物体受到的摩擦力为________N．（不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦）
【解析】由图知，动滑轮上绳子的段数为2，则绳子自由端移动的距离：s=2s物=2×1m=2m；绳子自由端移动的速度：；拉力做的功：W=Fs=4N×2m=8J；不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦，由可得，物体受到的摩擦力：f=2F=2×4N=8N；
【答案】0.4；8；8。
易错点四：不理解机械做功多少、机械功率、机构效率的关系。
典例4：（2018?东营）对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快 D．做功快的机械，机械效率一定高
【错解】选B，理由：做功多的机械功率一定大。
【析错】（1）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%；（2）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快。
【正解】选C，理由：A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%．故A错误；B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。故C正确；D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。故选C。
针对训练4：（2018秋?裕安区校级月考）对物理概念的理解是学好物理的关键，关于功、功率和机械效率，说法正确的是（ ）
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快 D．做功快的机械，机械效率一定高
【解析】A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%．故A错误；B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。故C正确；D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。故选C。
【答案】C
易错点5 不理解斜面拉力与摩擦力大小的关系。
典例5：（2018?武昌区一模）在斜面上匀速拉一个重4.5N的物体到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m、高0.3m。下列说法正确的（ ）
A．提升物体做的有用功是2.16J B．斜面的机械效率是62.5%
C．物体受到的滑动摩擦力是1.8N D．增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变
【错解】选C，理由：物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力。
【析错】（1）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；（2）已知拉力的大小和拉力移动的距离（斜面长），根据公式W=Fs可求拉力对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；（3）额外功等于总功与有用功之差，利用W=fs求摩擦力；（4）当斜面的倾角变大时，物体对斜面的压力逐渐变小，在接触面粗糙程度不变时，压力变小，受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，据此分析。
【正解】选B, 理由：已知物重G=4.5N，拉力F=1.8N，斜面长s=1.2m，高h=0.3m，A、提升物体做的有用功为：W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J，故A错误；B、拉力F做的总功为：W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J；斜面的机械效率：，故B正确；C、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有用=2.16J-1.35J=0.81J，由W额=fs可得物体受到的滑动摩擦力：，故C错误；D、当斜面的倾斜程度变大，斜面高不变时，物体对斜面的压力逐渐变小，接触面的粗糙程度不变，压力变小，受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功不变，总功变小，则斜面的机械效率变大，故D错。故选B。
针对训练5：（2018春?乐山期末）如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长3m，高1m。则下列说法中不正确的是（ ）
A．该过程中做的有用功为9J B．这个斜面的机械效率为60%
C．物体所受到的摩擦力是5N D．减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率
【解析】已知物重G=9N，拉力F=5N，斜面长s=3m，高h=1m，A、拉力做的有用功为：W有用=Gh=9N×1m=9J，故A正确；B、拉力F对物体做的总功为：W总=Fs=5N×3m=15J，斜面的机械效率为：，故B正确；C、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=15J-9J=6J，由W额=fs得摩擦力，故C错误；D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D正确。故选C。
【答案】C
易错点六：不理解机械的机械效率的变化。
典例6：关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率，以下说法正确的是（ ）
A．额外功越大，机械效率一定越小 B．功率越大，机械效率一定越大 C．提升的物体越重，机械效率越大 D．同一机械的机械效率是恒定不变的
【错解】选D，理由：同一机械的机械效率始终不变。
【析错】（4）同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高．
【正解】选C，理由： A．由可知，机械效率大小取决于有用功与总功的比值，不是由额外功决定的，故A错误；B．功率越大，表示做功越快，机械效率表示机械性能的好坏，机械效率与功率之间没有直接联系，故B错误；C．同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越大，C正确，D错误；故选C；
针对训练6：（2018秋?南昌期中）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中每个滑轮重1N，G1重4N、G2重5N，用它们分别将G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1大于F2
B．甲机械的效率大于乙机械的效率
C．F1做的有用功大于F2做的有用功
D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
【解析】A．由图可知，n甲=3，n乙=4，不计绳重和摩擦，则, ，所以F1＜F2，故A错误；B．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，则，，所以，η甲＞η乙，故B正确；C．用滑轮组提升重物时，克服物体重力所做的功为有用功；将G1、G2提高相同的高度时，且G1＜G2，由W=Gh可知，F1做的有用功小于F2做的有用功，故C错误；D．不计绳重和摩擦，由可知，用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物时，机械效率是不同的，故D错误。故选B。
【答案】B
探究杠杆的平衡条件
1．教材实验原理图
2．实验结论
杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2
3．实验拓展
(1)拓展：让支点处于杠杆的中央目的是消除杠杆自身重力对实验造成的影响。
(2) 拓展：让杠杆在水平位置平衡便于读了杠杆的力臂。
(3) 拓展： 调节杠杆平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；
(4) 拓展：测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，因为拉力的力臂变小了，测力计的示数将变大。
(5) 拓展：杠杆平衡后，两边同时增加钩码后，杠杆是否平衡的判断。
(6) 拓展：多次实验测量的目的是使实验结论且有普遍性。
(7) 拓展：分析处理数据得出结论。
典例6：（2018秋?吴中区期末）在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将两端的平衡螺母向________（左/右）调节，直到杠杆在水平位置平衡。 （2）如图乙所示挂上钩码后，杠杆恰好在水平位置平衡，当将A、B两点下方所挂钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆________（左/右）端将下沉。 （3）某同学根据如图乙所示的这第一组实验数据，猜想杠杆的平衡条件可能是：动力+动力臂=阻力+阻力臂，分析可知他的这个猜想不科学，原因是：________。 （4）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将________。 （5）某同学用图丁装置进行探究，发现总是无法得到课本上所给出的平衡条件，原因是________。
【解析】（1）若开始实验前发现左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右端移动；（2）若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧2G×4L=8GL，右侧3G×3L=9GL，因为8GL＜9GL，故右端下沉；（3）动力的单位是N，动力臂的单位是cm，两个物理量的单位不相同，不能进行加减运算。（4）保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；（5）利用如图丁所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
【答案】（1）右；（2）右；（3）不同的物理量不能相加；（4）变大；（5）杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
探究滑轮组的机械效率
1．教材实验原理图
2．实验注意问题
弹簧测力计要竖直匀速运动。
3．实验拓展
拓展（1）：测量工具弹簧测力计、刻度尺。
拓展（2）：控制变量法的应用：探究被提升重物重力大小对滑轮组机械效率的影响：用同一滑轮组吊起数量不同的钩码；探究动滑轮重力大小对滑轮组效率的影响：使用重力或数量不同的动滑轮吊起数量相同的钩码。
典例7：（2018秋?徐州期末）用如图所示装置测滑轮组的机械效率，已知物体重为5.4N。 （1）实验时拉动弹簧测力计应注意________。 （2）若物体上升高度为10cm。簧测力计的示数如图所示，则拉力做的功为________J。 （3）滑轮组的机械效率是________。 （4）若仅增加物重，该滑轮组的机械效率将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】（1）实验时拉动弹簧测力计应注意竖直匀速向上，此时系统处于平衡状态，拉力才等于测力计示数；（2）若物体上升高度为10cm，绳子自由端通过的距离为30cm=0.3m，弹簧簧测力计的示数如图所示，分度值为0.2N，拉力为2.4N，则拉力做的功为：W=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；（3）绳子的有效段数为3，绳子自由端移动的距离为物体提升高度h的3倍，即s=3h，滑轮组的机械效率是：；（4）用同一滑轮组把不同物体提升到同一高度时，所做额外功相同，若仅增加物重，则增加了有用功，有用功在总功中所占的比例变大了，故机械效率变大。
【答案】（1）竖直匀速向上；（2）0.72；（3）75%；（4）变大。
强化训练：
1．（2018?河东区一模）如图所示，小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，下列图能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是（ ）
A． B． C． D．
【解析】据图可知，当按压订书机时，其会绕着订书机左边的固定点O转动，即O为支点；所按压的N点为动力F1作用点，F1的方向向下，支点O到动力F1作用线的距离为L1；而装订的物体对订书机有一个向上的阻力F2，M点就是阻力F2作用点，支点O到阻力作用线F2的距离为阻力臂L2。综上所述，A图正确。故选A。
【答案】A
2．（2018?天山区模拟）如图所示，质量不计的木板AB处于水平位置平衡，且可绕O点无摩擦转动，OA＝0.2m，OB＝0.5m，在A端挂一个重8N的物体甲，另一重1N的小滑块乙在水平拉力作用下，以0.1m/s的速度从O点匀速向右滑动，则2s末与4s末时甲对地面的压强之比为（ ）
A．2：1 B．3：2 C．5：4 D．7：6
【解析】（1）小滑块乙2s通过的距离：OB′＝vt＝0.1m/s×2s＝0.2m,根据杠杆平衡条件得，FA×OA＝G乙×OB′，FA＝＝＝1N，根据力的作用是相互的，A端对绳子的拉力，即绳子拉物体的力为1N，由力的平衡，此时甲对地面的压力：F压′＝G甲﹣FA′＝8N﹣N＝7N﹣①，（2）小滑块乙4s通过的距离：OB1′＝vt′＝0.1m/s×4s＝0.4m,根据杠杆平衡条件得，FA1×OA＝G乙×OB1′，FA1＝＝＝2N，根据力的作用是相互的，A端对绳子的拉力，即绳子拉物体的力为2N，此时甲对地面的压力：F压1＝G甲﹣FA1＝8N﹣2N＝6N﹣②，根据p＝，在受力面积不变时，压强与压力大小成正比，由①②得2s末与4s末时甲对地面的压强之比为：7N：6N＝7：6。故选D。
【答案】D
3．（2019?嘉定区一模）生活中有许多工具都是杠杆，图中在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．道钉撬 B．托盘天平
C．筷子 D．起瓶器
【解析】A、道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故B不符合题意；C、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；D、起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选C。
【答案】C
4．（2019?邵阳模拟）如图所示的杠杆中，动力的力臂用l表示，图中所画力臂正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【解析】因为动力的力臂的做法是过支点作动力作用线的垂线段，而A B选项中线段与动力作用线不垂直，所以A、B选项错误；又因为C选项中，表示力臂的不是支点到动力作用线的垂线段，故C选项错误，D选项正确。故选D。
【答案】D
5．（2018?合肥三模）如图，轻质杠杆OA中点通过细线悬挂一个重力为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，下列有关说法正确的是（ ）
A．使杠杆顺时针转动的力是物体的重力
B．此杠杆为费力杠杆
C．杠杆处于水平位置平衡时拉力F的大小为30N
D．保持F的方向竖直向上不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将增大
【解析】（1）由图知，使杠杆顺时针转动的力是物体对杠杆的拉力，故A错误；（2）杠杆在A位置（如下图），LOA＝2LOC，
因为杠杆平衡，所以FLOA＝GLOC，则拉力F＝＝G＝×60N＝30N，故C正确；因为拉力F＜G，
所以此杠杆为省力杠杆，故B错误；（3）如下图所示：
杠杆在B位置，OA′为动力臂，OC′为阻力臂，阻力不变为G，因为△OC′D∽△OA′B，所以OC′：OA′＝OD：OB＝1：2，因为杠杆平衡，所以F′LOA′＝GLOC′，则F′＝＝G＝×60N＝30N；由此可知，当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的大小不变，故D错误。故选C。
【答案】C
6．（2018?犍为县模拟）如图所示的均匀木条AOB，AO＝OB，在O点系一绳并挂起，先使AO保持水平，然后放手，则在刚放手的瞬间，木条将会（ ）
A．A端向上运动 B．A端向下运动 C．保持平衡不动 D．不能确定
【解析】两边木条的重力产生了转动力矩，两重力相等，由图可知，OA边的力臂要大，故OA边的力矩也大，A端将向下运动。故选B。
【答案】B
7．（2018?从化区一模）羊角锤子是我们生活中常用的工具之一，在使用它拔钉子时如图所示，给手柄那个方向最省力（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【解析】从支点到力的作用线的距离是该力的力臂，选项中每个力的力臂，如图所示：
由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，越省力，由图可知，力沿F2方向时，动力臂L2最大，最省力，故B正确。故选B。
【答案】B
8．（2018?秀洲区校级一模）厨房里有一把多功能剪刀，右图中标注了该剪刀的相关用途，下列有关用途分析正确的是（ ）
A．做启瓶器使用时，它是一个费力杠杆
B．做剪刀使用时，物体越远离O点越省力
C．做削皮刀使用时，刀刃很锋利，是为了增大压强把果皮削掉
D．做挤压钳使用时，挤压齿尖锐，是为了增大压力把果壳挤开
【解析】A、做启瓶器使用时，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故A错误。B、做剪刀使用时：当所剪物体放在刀口边缘时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；当所剪物体放在靠近支点位置时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；当放在与动力臂相同的位置时，是等臂杠杆，即不省力也不费力；所以物体越靠近O点越省力，故B错误；C、做削皮刀使用时，刀刃很锋利，是在压力一定的条件下，减小受力面积来增大压强，故C正确；D、做挤压钳：应用了压强和摩擦力的知识。挤压齿尖且参差不齐，不仅通过减小受力面积的方法增大了压强；还通过增加表面粗糙程度的方法增大了摩擦力，既利于挤压果壳。又避免坚果滑落，故D错误。故选C。
【答案】C
9．（2018?开福区校级一模）如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为100N，定滑轮总重力为50N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时人需用力（ ）
A．218N B．220N C．210N D．236N
【解析】将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡。则人的拉力F＝（G人+G轮+G吊篮）＝（400N+100N+600N）＝220N。故选B。
【答案】B
10．（2018?安阳一模）某人到健身房进行健身活动。用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能（轮重和绳重忽略不计）．使用时，
（1）绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；
（2）绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。
下列说法正确的是（ ）
A．FA＞FB B．FA＜FB C．FA＝FB D．条件不足，无法确定
【解析】不论是在B处拉绳，还是在A处拉绳，滑轮和绳都没有变，故A、B处的拉力关系是不变的，即FB＝2FA＝2G，所以FA＜FB。故选B。
【答案】B
11．（2018?秦淮区一模）小明用图中装置提升重为 400N 的物体，不计摩擦、绳重和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为 200 牛 B．人将绳子拉过 1 米，物体也上升 1 米
C．两个滑轮均为定滑轮 D．使用该装置不但能省力，还能省距离
【解析】A、不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故A正确；B、使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；C、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故C错误；D、使用动滑轮能省力但费距离，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。故选A。
【答案】A
12．（2018?临沂模拟）已知甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这表明（ ）
A．甲做功比乙做功快 B．甲做的有用功比乙做的有用功多
C．甲做的额外功比乙做的额外功少 D．甲做的有用功，与总功的比值比乙大
【解析】A、在物理学中，我们用功率表示物体做功的快慢，功率大的机械做功快。而机械效率大的功率不一定大，它们之间没有必然的关系，所以选项A不正确；B、如果甲、乙两种机械做的总功相同，则甲的机械效率高，甲做的有用功就比乙做的有用功多。如果不指明甲、乙两种机械做的总功多少情况下，只凭机械效率高低无法判断谁做的有用功多（做功多少主要看力和距离），所以选项B不正确；C、如果甲、乙两种机械做的总功相同，则甲的机械效率高，甲做的额外功就比乙做的额外功少。如果不指明甲、乙两种机械做的总功多少情况下，只凭机械效率高低无法判断谁做的额外功少（做功多少主要看力和距离），所以选项C不正确；D、机械效率是有用功与总功的比值。甲的机械效率比乙大，表明甲做的有用功与总功的比值比乙大，所以选项D是正确的。故选D。
【答案】D
13．（2018?焦作二模）用图中的甲、乙两种方式分别提升同一重物，使它们在相同时间内匀速升高相同的高度，拉力F甲、F乙的作用点移动的速度分别为υ甲、υ乙，滑轮的机械效率分别为η甲、η乙（不计绳重和摩擦），则（ ）
A．υ甲＞υ乙 η甲＞η乙 B．υ甲＜υ乙η甲＞η乙
C．υ甲＜υ乙η甲＜η乙 D．υ甲＞υ乙η甲＝η乙
【解析】由图可知，甲是定滑轮，使用定滑轮时不省距离也不费距离，即绳子自由端移动的距离与物体上升的高度是相同的；由图可知，乙是动滑轮，使用动滑轮时费距离，且绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍；由于物体上升的高度相同，时间相同，且乙中F通过的距离大，其速度大，即v甲＜v乙；不计绳重和摩擦，甲中拉力做的功为克服物体重力做的功，即W甲＝Gh，乙中拉力做的功为克服物体重力和动滑轮重力做的功，W乙＝（G+G动）h，比较可知，W甲＜W乙，即甲做的总功少，因为甲乙两装置所做的有用功相等，甲做的总功少、乙做的总功多，所以由η＝可知，甲的机械效率大、乙的机械效率小，即η甲＞η乙，故B正确。故选B。
【答案】B
14．（2018?长春一模）如图所示，小明用两个滑轮组（绳重和摩擦不计，动滑轮重相同），分别将重力不同的两个物体匀速提升到相同高度，其中G1＞G2，则下列判断正确的是（ ）
A．F1＝F2 B．F1＜F2 C．η1＞η2 D．η1＝η2
【解析】（1）由左图可知，n1＝2，绳重及摩擦不计，拉力F1＝（G1+G动）；由右图可知，n2＝3，绳重及摩擦不计，拉力F2＝（G2+G动）；
若Gl＝G2，Fl＞F2，现在Gl＞G2，则Fl比F2更大，故AB错误；（2）绳重及摩擦不计，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，
因为Gl＞G2，动滑轮G轮相同，所以ηl＞η2，故C正确、D错误。故选C。
【答案】C
15．（2018?西湖区模拟）如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重力为G的物体，且物体上升速度相同。若不计绳重及摩擦，每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（ ）
A．甲的拉力小于乙的拉力 B．甲、乙绳子自由端移动的速度相等
C．甲、乙的机械效率相等 D．拉力甲的功率大于拉力乙的功率
【解析】由题知，利用两个滑轮组提升相同的重物G，并且每个滑轮的质量、重力G轮相同，物体上升的速度v物相同。A、由图知，n甲＝2，n乙＝3，不计绳重及摩擦，则拉力分别为F甲＝（G+G轮），F乙＝（G+G轮），所以甲的拉力大于乙的拉力，故A错误；B、由图知，n甲＝2，n乙＝3，甲滑轮组绳子自由端移动的速度v甲＝2v物，乙滑轮组绳子自由端移动的速度v乙＝3v物，所以甲、乙绳子自由端移动的速度不相等，故B错误；C、不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝，因提升的重物G相同，且每个滑轮的重力G轮相同，所以两个滑轮组的机械效率相等，故C正确；D、拉力做功的功率P＝＝＝Fv，则拉力甲的功率：P甲＝F甲v甲＝（G+G轮）×2v物＝（G+G轮）×v物；拉力乙的功率：P乙＝F乙v乙＝（G+G轮）×3v物＝（G+G轮）×v物；可见，拉力甲的功率等于拉力乙的功率，故D错误。故选C。
【答案】C
16．（2018?连云港一模）用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩檫，下列措施能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．增大重物上升的速度 B．增大重物上升的高度
C．减小定滑轮的重力 D．减小动滑轮的重力
【解析】用滑轮组竖直向上提升重物时，有用功：W有＝G物h，不计绳重和摩檫，额外功：W额＝G动h，
总功：W总＝W有+W额＝G物h+G动h；则滑轮组的机械效率：η＝＝＝；由此可知，滑轮组机械效率的高低与重物上升的速度、重物上升的高度、定滑轮的重力无关，故ABC错误；
由上式可知，减小动滑轮的重力，可减小额外功，能提高滑轮组的机械效率，故D正确；故选D。
【答案】D
17．（2018?南岗区校级模拟）同学们“测量并探究影响滑轮组机械效率高低的因素”，使用了如图所示的装置，下列说法正确的是（ ）（每个钩码重相同，每个滑轮重相同）
A．实验的原理是二力平衡条件
B．实验需要用到的测量仪器有弹簧测力计、刻度尺和停表
C．当钩码个数相同时，甲的机械效率比乙高
D．把钩码提升得越高，做的有用功越多，机械效率越高
【解析】A、测机械效率的原理是：η＝，故A错误；B、要测量滑轮组的机械效率，需要测量物重、拉力，物体上升高度、绳子拉下长度，所以需要的测量仪器是弹簧测力计和刻度尺，不需要停表。故B错误；
C、当钩码个数相同，提升相同高度时，做的有用功相同。由于乙中动滑轮个数多，克服动滑轮重力所做的额外功多，故乙的机械效率低。故C正确；D、由据η＝＝＝＝可知，机械效率决定于物重和动滑轮重，与物体上升高度无关。故D错误。故选C。
【答案】C
18．（2018?闵行区二模）如图所示，一根长为1.2米的轻质杠杆OA可绕固定点O转动，C点处悬挂一重为60牛的物体。（已知AB＝BC＝CD＝DO）
（1）若在B点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，求这个力的大小。
（2）若在A点施加一个力使杠杆水平平衡，甲同学认为该杠杆一定是省力杠杆，乙同学认为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点，并说明理由。
【解析】（1）由图可知，动力臂为OB＝OA＝×1.2m＝0.9m，阻力臂为OC＝OA＝×1.2m＝0.6m，由杠杆的平衡条件：F×OB＝G×OA，F×0.9m＝60N×0.6m，所以F＝40N。
（2）如果A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能是等臂杠杆，也可能是省力杠杆，还可能是费力杠杆。故乙同学观点正确。
【答案】（1）若在B点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，这个力的大小为40N。（2）乙同学的观点正确，因为A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能是等臂杠杆，也可能是省力杠杆，还可能是费力杠杆。
19．（2018?邵阳县三模）在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体。下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息：
物体所受重力
G/N
作用在绳子自由端的拉力
F/N
滑轮组做的有用功
W有用/J
拉力做的总功
W总/J
500
200
1000
1200
（1）通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在右边虚线框中画出该滑轮组的组装示意图；
（2）用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力做的总功为多少？
【解析】（1）由表格数据可知，提升物体重G＝500N，拉力F＝200N，有用功为1000J，总功为1200J。由W有用＝Gh可得物体升高的高度：h＝＝＝2m；
由W总＝Fs可得拉力端移动距离：s＝＝＝6m；
由s＝nh可得使用滑轮组提起物体的绳子段数：n＝＝＝3。
因此该滑轮组最少有一动、一定两个滑轮，先从动滑轮的上面挂钩向上开始绕起，依次经过上面的定滑轮、下面的动滑轮，如图所示：
（2）n＝3，在不计绳重和摩擦的情况下，则绳端的拉力F＝（G+G轮），
所以动滑轮重力：G轮＝3F﹣G＝3×200N﹣500N＝100N，
当用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力端移动距离：s＝3h＝3×1m＝3m，
此时绳端的拉力：F′＝（G′+G轮）＝（800N+100N）＝300N，
拉力做的总功：W总′＝F′s＝300N×3m＝900J。
【答案】（1）该滑轮组提起物体的绳子股数为3，该滑轮组的组装示意图如上图所示；（2）用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力做的总功为900J。
20．（2019?深圳一模）建筑工地上，某施工人员利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。若不计摩擦和绳重，利用这个滑轮匀速提升重为1200N的物体时，所用的拉力是500N，求：
（1）此时滑轮组的机械效率是多少？
（2）若此时拉力做功的功率是75W，重物在1min内匀速上升的高度是多少？
（3）当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是多少？
【解析】（1）由图可知绳子的股数n＝3，
滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%；
（2）由P＝可知，在1min内拉力做功：W总＝Pt＝75W×1×60s＝4500J，
由W总＝Fs可知，拉力作用点移动的距离：s＝＝＝9m，
因为s＝3h，所以，物体被提升高度：h＝s＝×9m＝3m；
（3）不计摩擦和绳重，绳端的拉力F＝（G物+G动），则动滑轮的重：G动＝3F﹣G＝3×500N﹣1200N＝300N；所以，当匀速提升重为1800N的物体时，此时的拉力：
F′＝（G物′+G动）＝×（1800N+300N）＝700N。
【答案】（1）此时滑轮组的机械效率是80%；（2）若此时拉力做功的功率是75W，重物在1min内匀速上升的高度是3m；（3）当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是700N。
1．（2019?郴州模拟）图中，O 是杠杆 OA 的支点，请画出拉力 F 的力臂。
【解析】从支点作力F作用线的垂线，支点到垂足的距离就是F力臂。如图所示：
【答案】见解析
2．（2018?重庆模拟）如图所示，在A施加一个最小力将图钉翘出，请画出该力的示意图。
【解析】由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，由图示可知，OA是最大动力臂，与OA垂直斜向上的动力F最小，如图所示：
【答案】见解析
3．（2019?广东模拟）要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，试在图中画出最省力的绕绳方法。
【解析】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮。如图所示：
【答案】见解析
4．（2018?雁塔区校级模拟）如图所示，某工人站在A处通过一根绳子和两个滑轮用100N的拉力F匀速提起重300N的物体B，画出滑轮组的绕线（不考虑滑轮重、绳重和摩擦等）。
【解析】不考虑滑轮重、绳重和摩擦，拉力F＝G，故承担物重的绳子段数为n＝＝＝3，滑轮组由3段绳子承担物重，绕线如图所示：
【答案】见解析
5．（2018?合肥三模）小明在测量滑轮组机械效率的实验时，发现刻度尺示数模糊不清，但依然测出了滑轮组的机械效率。步骤如下：
①用弹簧测力计测出物重G；
②按图示组装好滑轮组；
③拉动弹簧测力计使物体匀速上升，读出拉力的大小F。
（1）如图，该滑轮组机械效率的表达式为________。 （用题中已知量的字母表示，绳子的股数不要用n表示）
（2）实验过程中拉力F应该在弹簧测力计做匀速运动时读数，若某同学为了方便，在测力计静止时读数，则测出的机械效率将比真实值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）为提高滑轮组机械效率，可减小轮与轴间的摩擦。若忽略摩擦，也不考虑绳重，下列方法中，还能提高滑轮组机械效率的是哪一个：________。
A．增加滑轮个数，使滑轮组更省力 B．减小动滑轮重力
C．减小钩码升高的高度 D．增大钩码升高速度
【解析】（1）如图，绳子的有效段数为3，绳子自由端移动的距离s为物体升高高度h的3倍，s＝3h，该滑轮组机械效率的表达式为：η＝＝＝＝×100%；
（2）实验过程中拉力F应该在弹簧测力计做匀速运动时读数，若某同学为了方便，若在测力计静止时读数，则没有测量出机械的摩擦力，测量出的拉力变小，根据W＝Fs，求出的总功变小，故测出的机械效率将比真实值偏大；
（3）若忽略摩擦，也不考虑绳重，则额外功的来源为克服动滑轮的重力做的功，A．增加滑轮个数，使滑轮组更省力，则增加了动滑轮的个数，增大了额外功，则有用功不变的情况下，机械效率变小（机械效率高低与省力没有直接关系）；B．减小动滑轮重力，减小了额外功，则有用功不变的情况下，机械效率变大；CD．机械效率与减小钩码升高的高度无关，故选B。
【答案】（1）×100%；（2）偏大；（3）B。
6．（2018?汶上县三模）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：
次数
钩码重/N
动滑轮重/N
钩码上升
的距离/cm
弹簧测力计
的示数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15
3
6
0.8
5
15
（1）在实验操作中应该使钩码________（选填“快速”或“缓慢”）上升；
（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为________（保留三位有效数字）
（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为________N，滑轮组做的有用功是________J；
（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与________有关。
【解析】（1）实验操作中应竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计；
（2）进行第2次测量时，滑轮组的机械效率η＝＝＝×100%≈78.4%；
（3）由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为2.4N。第3次测量时的有用功为：W有用＝G3h＝6N×0.05m＝0.3J；
（4）从1、2次实验数据可知，钩码重增加时，滑轮组的机械效率增大，则得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与物重（或钩码重）有关。
【答案】（1）缓慢；（2）78.4%；（3）2.4；0.3；（4）物重（或钩码重）。
7．（2018?河南模拟）实验小组的同学用如图甲所示装置探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”改变斜面倾角（斜面与水平面的夹角）和木块的重力，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块，记录的部分实验数据如表所示。
实验次数
斜面
倾角
斜面高度h/m
斜面长度s/m
木块重力G/N
沿斜面拉力F/N
机械效率η
1
30°
0.6
1.2
5.0
4.2
60%
2
30°
0.6
1.2
3.0
2.5
3
45°
0.8
1.2
3.0
2.8
71%
（1）试验中调整斜面的倾斜程度时，要使斜面倾角由30°变为45°应将垫块向________（选填“左”或“右”）移动。
（2）第2次试验中，斜面的机械效率为________%；木块和斜面的内能增加了约________J。
（3）第1、2次试验是为了探究斜面的机械效率与________的关系；分析3次实验的数据，可知在其他条件一定时，________________。
（4）如果对原实验装置做如图乙所示的改进，与原实验装置相比，用带滑轮的斜面做实验的好处是________。
【解析】（1）斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾角变大，木块向右移动倾角变小；（2）第2次实验斜面的机械效率：η＝＝＝×100%＝60%；
物块和斜面增加的内能，即额外功W额＝W总﹣W有＝Fs﹣Gh＝2.5N×1.2m﹣3.0N×0.6m＝1.2J；
（3）对比实验1、2数据，控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角），改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系；对比3次实验数据，可以得出的结论是在其它条件相同时，物体重力越大，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；（4）利用滑轮改变了一下绳子的方向，使木块所受拉力的方向与木板的方向始终平行，使示数更加准确稳定，读数时也更方便。
【答案】（1）左；（2）60；1.2；（3）物体重力；物体重力越大，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；（4）能使木块所受拉力的方向与斜面平行。
8．（2018?山西模拟）小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：
斜面倾
斜角θ
小车重
G/N
斜面高
h/m
斜面长
s/m
拉力
F/N
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效
率η
12°
5
0.2
1
2.1
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
（1）请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角度越________，斜面越省力，斜面的机械效率越________。
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面________。
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持________不变，斜面的光滑程度不变，只改变________。
【解析】（1）斜面倾斜角θ＝12°时做的有用功：W有1＝G1h1＝5N×0.2m＝1.0J，
斜面倾斜角θ＝30°时做的有用功：W总2＝F2s2＝3.6N×1m＝3.6J；
由表中实验数据可知，斜面倾斜角θ＝30°时斜面的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈81.4%．如下表所示：
斜面倾
斜角θ
小车重
G/N
斜面高
h/m
斜面长
s/m
拉力
F/N
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效
率η
12°
5
0.2
1
2.1
1.0
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
3.6
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
81.4%
（2）由表中实验数据可知：拉动同样重的小车，斜面倾斜角θ越小，所用的拉力越小，斜面越省力，斜面的机械效率越低；（3）实验过程中拉力的方向应与斜面平行；（4）由（2）知，斜面倾斜角度影响机械效率的大小，若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面倾斜角度不变，只改变小车的重力进行试验即可。
【答案】（1）如上表所示；（2）小；低；（3）平行；（4）斜面倾斜角度；小车的物重大小。
9．（2018?新野县二模）用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
（1）实验中，测力计的示数F为________N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，若OC＝30cm，OC＝3OA，则杠杆的机械效率为________%。
（2）实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是________。
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将________（填“变大”、“变小”或“不变”）
【解析】（1）由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，所以它的示数是0.5N。在实验过程中，有用功是：W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，总功是：W总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，所以杠杆的机械效率是：η＝＝＝×100%≈66.7%；（2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力；（3）钩码的悬挂点在A点时，由杠杠的平衡条件得G?OA＝F?OB；悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得G?OB＝F?OC，经对比发现，由OA到OB力臂变大，所以拉力F也变大，如果仍使钩码提升相同的高度，那么杠杆提升的高度就会减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大。
【答案】（1）0.5；66.7%；（2）杠杆的重力；（3）变大。
10．（2018?南谯区二模）小明同学用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。
（1）实验中，小明竖直向上匀速拉动弹簧测力计，他这样做的目的是________________。
（2）实验中，使用该杠杆提升钩码做功时，其额外功主要来源是________________（写出一条即可）
（3）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，小明同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点。测量并计算得到下表所示的两组数据
次数
钩码悬挂点
钩码总重G/N
钩码移动距离h/m
拉力
F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据，不能得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的实验结论。
请简要说明两条理由：①________________；②________________。
【解析】（1）实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使弹簧测力计的示数和作用在杠杆上的拉力相等；（2）额外功产生的原因：克服机械的重做功、克服摩擦做功；（3）分析机械效率的影响因素采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持位置不变。应进行多次实验，分析多组数据，才能得出正确结论。只凭一次实验数据做出结论是不科学的。
【答案】（1）使弹簧测力计的示数和作用在杠杆上的拉力相等；（2）杠杆自重（或杠杆支点处的摩擦）；（3）①两次实验钩码没有挂在同一位置；②一次对比实验所得结论是不可靠的。
11．（2018?钦州模拟）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）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和________。
（2）如图1所示，测量物体G所受的重力为________。
（3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用________测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是________（选填甲”或“乙”）
（4）仅改变重物G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
物体重量G/N
物体上升高度h/cm
拉力F/N
弹簧测力计移机动的距离s/cm
机械效率η
1
5.00
1.80
15.00
85.2%
2
8.00
1.77
24.00
86.6%
3
10.00
1.75
30.00
87.6%
实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论：________（选填“科学”或“不科学”），请说明你的理由________________。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变________，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。
【解析】（1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值。（2）如图1所示，测力计分度值为0.2N，测量物体G所受的重力为4.6N；（3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用刻度尺测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s；根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系s＝nh，绳子的有效段数n＝＝＝＝3，可以知道他们选用的滑轮组是乙；（4）①滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝，故滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关，由题意和表中数据，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力有关；小明和小红的实验结论不科学；②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变提升物体的重力，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。
【答案】（1）分度值；（2）4.6N；（3）刻度尺；乙；（4）①不科学；根据η＝×100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关；②提升物体的重力。
12．（2018?包河区校级一模）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如下：
实验
次数
钩码所受的
重力G/N
提升高度
h/m
拉力
F/N
绳端移动的
距离s/m
机械效率
η
1
2
0.05
1.0
0.15
66.7%
2
4
0.05
1.7
0.15
78.4%
3
6
0.06
①
0.18
②
（1）实验中要竖直向上________拉动弹簧测力计，使钩码升高。
（2）分析实验数据，编号②处数据应为________。
（3）分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与________有关。
（4）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【解析】（1）实验中要竖直向上缓慢（匀速）拉动弹簧测力计，使钩码升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小，且测力计示数稳定便于读数；（2）由图知，测力计分度值为0.2N，则第3次的拉力为2.4N，由表中数据可得，第3次实验的机械效率：η＝＝＝×100%≈83.3%；（3）由表中数据可知，使用同一滑轮组提升物体的重力越大，机械效率越高，即同一滑轮组的机械效率主要与提升物体的重力有关；（4）不计摩擦及绳重，额外功为克服动滑轮重做的功，滑轮组的机械效率η＝＝，若将此滑轮组换一种绕绳方法，因物重和动滑轮重不变，所以滑轮组的机械效率不变。
【答案】（1）缓慢（匀速）；（2）83.3%；（3）提升物体的重力；（4）不变。
