人教版中考物理万能解题模板12—第十二章 简单机械(解题必备+典例精讲）

center130175第十二章 简单机械
00第十二章 简单机械

310515288290
left101600★★☆题型1 杠杆力臂的画法
★★☆题型2 杠杆平衡条件的应用
★★☆题型3 三种类型杠杆的判断
★☆☆题型4 定滑轮和动滑轮的区分
★☆☆题型5 滑轮组的组装
★★★题型6 机械效率的理解
★★★题型7 机械效率的计算
★★☆题型8 探究机械效率的影响因素
00★★☆题型1 杠杆力臂的画法
★★☆题型2 杠杆平衡条件的应用
★★☆题型3 三种类型杠杆的判断
★☆☆题型4 定滑轮和动滑轮的区分
★☆☆题型5 滑轮组的组装
★★★题型6 机械效率的理解
★★★题型7 机械效率的计算
★★☆题型8 探究机械效率的影响因素
题型1 杠杆力臂的画法 ★★☆
● 解题必备
1. 杠杆: 一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
13843023495点拨：
杜杆可以是直的，也可以是弯的，但它一定是硬棒，即不能变形的棒。
00点拨：
杜杆可以是直的，也可以是弯的，但它一定是硬棒，即不能变形的棒。
right113030002.杠杆的五要素
(1)支点：杠杆可以绕其转动的点(图中的0点)。
(2)动力:使杠杆转动的力(图中的F1)。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力(图中的F2)。
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离(图中的L1)。
left294004拓展
要弄清动力臂和阻力臂，首先要弄清力的作用线的概念。经过力的作用点，沿着力的方向所引的直线叫力的作用线。力臂就是从支点到力的作用线的距离。
00拓展
要弄清动力臂和阻力臂，首先要弄清力的作用线的概念。经过力的作用点，沿着力的方向所引的直线叫力的作用线。力臂就是从支点到力的作用线的距离。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离(图中的L2)。
● 解题模板
第一步杠杆力臂的画法：
要画出杠杆的力臂，首先要确定支点，即在杠杆使用过程中相对不动的一个点；其次要确定力的方向，按要求作出这个力来，然后联系数学知识作点(支点)到线(力的作用线)的垂线。
第二步使用杠杆最省力的方法：
(1)在力的作用点一定的情况下，当力跟支点与力的作用点的连线垂直时，最省力。
(2)力和力臂的找法：若力的作用点一定，则按(1)的方法找力臂若力的作用点任意，则先找出离支点最远的点，连接支点和最远点，在最远点作支点和最远点连线的垂线，根据需要标出的力为最小力。
（3）根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反以确定动力的方向。
● 典型例题
典例一（2020?锡山区）如图，F2为阻力，L1为动力臂，做出Fl的示意图，以及F2的力臂。
35007555778500解析：（1）先反向延长画出力F2的作用线，从支点O作F2作用线的垂线段，可得F2的力臂；
（2）过力臂L1下端画出力臂的垂线，与杠杆的交点为F1的作用点，为使杠杆平衡F1的方向应该向下，据此画出动力示意图。
right67310解：图中，反向延长画出力F2的作用线，从支点O作F2作用线的垂线段，可得F2的力臂L2；
过动力臂L1的末端（右下端）作l1的垂线，与杠杆的交点为F1的作用点，且F1的方向应向下才能使杠杆平衡，在线段末端标出箭头和动力的符号F1．如图所示.
right105410典例二（2020?伍家岗区）如图是开瓶盖的起子，可以看成是一个杠杆，能正确表示出杠杆的支点、动力和阻力的图是（　　）
解析：（1）瓶盖紧紧的套在瓶口上，要使瓶盖打开，要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力，瓶盖给起子的力是向下的，利用杠杆克服这个摩擦力。
（2）动力F1使杠杆绕固定点转动，阻力F2阻碍杠杆转动，杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态。
解：A、如图，动力和阻力都使起子绕支点O顺时针转动。故A错误；B、要把瓶盖打开，要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力，瓶盖给起子的阻力是向下的。故B错误；C、瓶盖给起子的阻力是向下的。动力是起子绕支点O逆时针转动，阻力绕支点O顺时针转动。故C正确；D、动力和阻力都使起子逆时针转动。故D错误。
故选：C。
题型2 杠杆的平衡条件的应用 ★★☆
● 解题必备
1. 杠杆平衡的含义
在力的作用下，如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动，我们就认为杠杆平衡了。
2.杠杆的平衡条件
324358027876500动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为F1L1=F2L2,这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。
即阻力动力=动力臂阻力臂或F2F1=L1L2
3.实验:探究杠杆的平衡条件
(1)实验装置
(2 )结论:当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2。
(3)注意事项
①在调节杠杆时，要使杠杆在水平位置平衡,这主要是为了便于测量动力臂和阻力臂。
②实验过程中，不能再调节平衡螺母。
③实验至少做三次，防止实验结果的偶然性。
● 解题模板
应用杠杆平衡条件解决问题的一般步骤:
第一步 将实物抽象为杠杆模型。
第二步 确定支点。
第三步 明确动力阻力的大小和方向，画出力的示意图。
第四步 画出动力臂和阻力臂。
第三步 利用杠杆平衡条件进行计算或判断。
● 典型例题
典例一（2019 ?余姚市）小梦在探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图所示，下列说法正确的是（　　）
right74930A．拉力的力臂为OC
B．用弹簧测力计取代钩码的目的是便于正确认识力臂
C．此时弹簧测力计的示数一定等于两个钩码的重力
D．弹簧测力计的拉力方向改变时。拉力大小一定不变
解析：支点到力的作用线的垂直距离叫力臂；在C点挂钩码，对C点的力的方向只能是竖直向下，此时力臂为OC；用弹簧测力计取代一侧的钩码，可以改变作用在C点的力的方向，力臂将不是OC，据此分析回答。
解：从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出；
当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识。
故选：B。
right97790 典例二（2020?湖州）甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山，木箱的悬点恰好在抬杠的中央。如图所示，则甲、乙两人所用的力F甲与F乙的关系是（　　）
A．F甲=F乙 B．F甲＞F乙
C．F甲＜F乙 D．已知条件不足，所以无法判断
3780155446405解析：分别以A和B为支点，找出动力臂和阻力臂（木箱的悬点恰好在抬杠的中央，力臂相同），利用杠杆平衡条件分析
解：如右图，LAE为阻力臂，LAF为动力臂；
因为：F乙LAF=GLAE，
所以：F乙＝GLAELAF=12G
同理，可求F甲＝12G
故选：A。
题型3 三种类型杠杆的判断 ★★☆
● 解题必备
杠杆的分类
名称
特征
特点
应用举例
省力杠杆
动力臂大于阻力臂
省力、费距离
撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等。
费力杠杆
动力臂小于阻力臂
费力、省距离
缝纫机踏板 、起重臂、人的前臂理发剪刀、钓鱼竿等。
等臂杠杆
动力臂等于阻力臂
不省力、不费力
天平等。
● 解题模板
第一步 确定杠杆的支点、动力作用点和阻力作用点。
第二步 分别确定动力臂L1和阻力臂L2。若L1>L2，则为省力杠杆；若L1● 典型例题
典例一 （2020?南京）如图所示，下列工具的使用，属于省距离的杠杆是（　　）
【解析】结合生活经验，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，从而判断出省距离的情况。
解：A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故A正确；
B、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故B错误；
C、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C错误；
D、图示的剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D错误。
故选：A。
right92075典例二 （2020?罗平县）如图所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点是 ；当后轮遇到障碍物时，母亲向上按扶把，可把婴儿车视为 杠杆。（填“省力”或“费力”）。
【解析】杠杆绕着转动的固定点叫支点；根据动力臂和阻力臂的关系判断婴儿车属于哪种类型的杠杆。
解：当前轮遇到障碍物时向下按扶把时，婴儿车绕后轮转动，所以后轮是支点；当后轮遇到障碍物时向上抬起扶把，婴儿车绕前轮转动，所以前轮是支点，这时动力臂大于阻力臂是省力杠杆；
故答案为：后轮；省力。
题型4 定滑轮与动滑轮的区分 ★☆☆
● 解题必备
467233078740001. 定滑轮
(1)定义：轴固定不动的滑轮。
(2)实质：等臂杠杆。
(3)特点：不能省力，但能改变力的方向。
458025590170002.动滑轮
(1)定义：轴和重物一起移动的滑轮。
(2)实质：动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。
(3)特点：使用动滑轮能省一半的力,但费距离，且不能改变力的方向。
(4)绳子自由端移动距离是重物移动距离的两倍。
● 解题模板
第一步 滑轮种类的判断。随被提升的物体一起运动的滑轮为动滑轮，固定不动的滑轮为定滑轮。
第二步 判断滑轮组是否改变动力方向的方法：
(1 )绳的最末端是否与定滑轮相连。
(2)动力的方向是否与物体移动的方向相反。
● 典型例题
397700588265000典例一 （2020?辉县市）如图所示，沙桶通过定滑轮与水平桌面上的滑块相连，当沙桶和沙的总重为5N时，滑块水平向左做匀速直线运动，若不考虑空气阻力、绳重及滑轮和轴之间的摩擦。下列分析正确的是（　　）
A．实验中，使用滑轮是为省力
B．当沙桶落地后，受到惯性作用滑块继续向右运动
C．滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是一对平衡力
D．若通过滑块拉动沙桶匀速上升，则施加在滑块上水平向右的拉力为10N
【解析】1）使用定滑轮可以改变力的方向；
（2）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性是物体的一种属性；
（3）二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在一条直线上；
（4）分析滑块受到的力，滑块向左进行匀速直线运动，受到平衡力作用，根据平衡力条件判断摩擦力大小。对滑块施加一个水平向右的力时，滑块向右进行匀速直线运动，受到平衡力作用，根据平衡力条件判断拉力大小。
解：A、使用定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故A错误；
B、水桶通过定滑轮与水平桌面上的滑块相连，滑块水平向右做匀速直线运动，当沙桶落地后，由于滑块具有惯性，仍要保持原来的运动状态，所以滑块继续向右运动；惯性是一种性质，不是作用，故B错误；
C、滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力不是作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故C错误；
D、滑块通过定滑轮拉着沙桶向左进行匀速直线运动，滑块水平方向上受到水平向左5N的拉力和水平向右的滑动摩擦力作用，这两个力是平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力是f=5N。
对滑块施加一个水平向右的拉力F，使滑块拉动沙桶匀速上升，滑块向右进行匀速直线运动，滑块水平方向上受到水平向右的拉力F、水平向左的滑动摩擦力、水平向左的拉力F′=G，水平向右的拉力F与水平向左的拉力F′、滑动摩擦力是平衡力，所以F=F′+f=5N+5N=10N．故D正确。
故选：D。
right7620典例二 （2019春?杨浦区）在图所示的装置中，每个滑轮重2N，物体G1重100N，物体G2重10N．此时G2恰能匀速下降。若在G1上加一水平向左的拉力，使G1匀速向左运动，则拉力F为（　　）
A．5N B．6N C．12N D．112N
【解析】（1）物体G1在物体B的作用下向右匀速直线运动，物体G1在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力作用，根据二力平衡条件求出摩擦力大小；
（2）物体G1向左匀速直线运动时，物体对水平桌面的压力不变，接触面粗糙程度不变，物体G1和水平桌面的摩擦力不变。物体G1水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力、水平向右的摩擦力作用，水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力，根据二力平衡力条件求出水平向左的拉力。
解：由题知，当物体G1水平向右运动时，在水平方向上受到物体G2对物体G1施加的水平向右的拉力为： F=12（G2+G动）=12（10N×2N）=6N；
物体G1做匀速直线运动，处于平衡状态，由二力平衡条件得，G1受到向左的摩擦力作用f=F=6N；
当物体G1水平向左运动和水平向右运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度不变，物体G1受到的摩擦力不变，所以物体G1水平向左运动时，受到水平向右的摩擦力f=6N；
物体G1水平向左做匀速直线运动时，水平方向上受到水平向左的拉力F′、水平向右的拉力F=12（GB+G动）=12（10N+2N）=6N和水平向右的摩擦力f=6N，物体G1处于平衡状态，由平衡条件得拉力：F′=F+f=6N+6N=12N。
故选：C。
题型5 滑轮组的组装 ★☆☆
● 解题必备
1.滑轮组的定义：定滑轮、动滑轮组合在一起叫滑轮组。
2.特点：使用滑轮组既能省力又能改变力的方向。
right147320003.滑轮组省力情况分析：F=Gn(其中n为承担动滑轮的绳子的段数)。
4.绳子自由端移动距离s=nh(h为重物移动的距离)。
5.滑轮组组装的原则基本原则是“奇动偶定”。首先根据题意求出绳子的段数n=GF(G表示物重，F表示所需的拉力)，若拉起重物的绳子段数为奇数，则绳子的起点从动滑轮开始绕线，如图甲所示；反之，若拉起重物的绳子段数为偶数，则绳子的起点中从定滑轮开始绕线，如图乙所示。还要注意拉力方向不同，所需定滑轮个数也不同。
● 解题模板
第一步 计算出承担物重的绳子的段数，即，n=GF。注意整数，若 n为小数则采用“入”的办法。
第二步 要画出最省力的绕绳方法，必须使落在动滑轮的绳子的段数最多。
right73025● 典型例题
典例一 （2020?黄平县）一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组提升重物，已知物重1000N，而绳子最多只能承受400N的拉力，请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法。
right334010【解析】使用滑轮组工作时，动滑轮和重物的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是它们总重的几分之一。
解：物重1000牛，而绳子最多只能承受400牛，至少有3段绳子承担动滑轮的重，因此将绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上，然后绕完，如右图所示：
典例二 （2019?同安区）用一个机械效率为70%的滑轮组，将重为2240N的重物提起，所用的拉力为800N，则滑轮组至少由（　　）组成。
A．1个定滑轮和1个动滑轮 B．2个定滑轮和2个动滑轮
C．1个定滑轮和2个动滑轮 D．2个定滑轮和1个动滑轮
【解析】已知使用滑轮组时拉力、物重和机械效率的大小，利用η=W有W总=GhFs=GnF求出n的大小，即承担物重的绳子股数，然后根据“奇动偶定”确定滑轮组的个数。
4100830183515解：∵η=W有W总=GhFs=GnF
∴n=GηF=2240N70%×800N=4
∴应该有4股绳子承物重，
∵一个动滑轮只能有2段绳子承重，
∴至少需要两个动滑轮如图所示：
显而易见，至少需要一个定滑轮；
故选：C。
题型6 机械效率的理解 ★★★
● 解题必备
1.功的原理
使用任何机械时，人对机械所做的功，都不会少于不用机械而直接用手所做的功。也就是说，使用任何机械都不省功，这个结论叫“功的原理”。
2.有用功、额外功和总功
在物理学中,把完成某项任务时有实用价值的功，叫有用功；把其他无实用价值而又不得不做的功，叫额外功。有用功与额外功之和是总功。
(1)有用功是为了达到目的人们必须做的对人们有用的功，例如：要想提水上楼,水重乘以提升高度就是有用功，表示为W有=Gh。
(2 )额外功产生的主要原因
①提升物体时，克服机械自重、容器自重等所做的功。
②克服机械的摩擦所做的功。
(3)总功是人们在达到一定目的的过程中，实际做的功，一般指动力F做的功。
3.机械效率
(1)定义：有用功跟总功的比值叫机械效率,用η表示,机械效率=有用功总功，即η=W有W总。
(2)特点：任何实际机械的机械效率η<1,且η是一个没有单位的量，常用百分数表示。
(3)机械效率与功率的区别
机械效率
功率
定义
有用功跟总功的比值。
功与时间之比。
表达式
η=W有W总
P=Wt
相关因素
有用功W有、总功W总
功W、完成功所用的时间t
单位
无单位,用百分数表示
瓦(W)
物理意义
表示机械性能的好坏
表示物体做功的快慢
结论
机械效率与功率之间没有直接的关系。
● 解题模板
第一步 正确理解机械效率。机械效率是机械做功性能好坏的重要标志，它表示有用功占总功的比值。
第二步 机械效率高低的影响因素。机械效率高，表示有用功占总功比例大，而不表示做的有用功多，机械效率高低与做功多少、做功快慢无关。
● 典型例题
典例一 （2020?广西）在下列有关机械效率说法中正确的是（　　）
A．机械效率较大的，所做功少
B．机械效率较大的，所做的额外功较少
C．机械效率较大的，有用功和额外功的比值较大
D．机械效率较大的，额外功和有用功的比值较大
【解析】要解决此题，需要掌握机械效率的概念，知道机械效率是指有用功与总功的比值。机械效率越大，有用功在总功中所占的比值越大，额外功在总功中所占的比值越小。
解：机械效率越大，有用功在总功中所占的比值越大，额外功在总功中所占的比值越小，从而有用功和额外功的比值越大。
故选：C。
right410210典例二（2019?西湖区）如图所示，小宇用沿斜面向上的力F=300N，把50kg的木箱沿斜面匀速推到2m高处，斜面长4m，g=10N/kg。求：
（1）小宇对木箱做的有用功为 J；
（2）此过程中物体受到的摩擦力为 N。
【解析】（1）知道木箱的质量和斜面的高度，根据W=Gh=mgh求出小宇对木箱做的有用功；
（2）知道推力的大小和斜面的长度，根据W=Fs求出推力做的总功，克服物体受到摩擦力所做的额外功等于推力做的总功减去克服木箱重力所做的有用功，根据W额=fs求出此过程中物体受到的摩擦力。
解：（1）小宇对木箱做的有用功：
W有=Gh=mgh=50kg×10N/kg×2m=1000J；
（2）推力做的总功：
W总=Fs=300N×4m=1200J，
因克服物体受到摩擦力所做的额外功等于拉力做的总功减去克服木箱重力所做的有用功，
所以，W额=W总-W有=1200J-1000J=200J，
由W额=fs可得，此过程中物体受到的摩擦力：
f=W额S=200J4m=50N。
故答案为：（1）1000；（2）50。
题型7 机械效率的计算 ★★★
● 解题必备
四类机械的机械效率
W有
W额
W总
η
W有=Gh
W额=G动h
w总=FS
=W有+W额
= Gh+G动h
η=W有W总=GhFS
=GhGh+G动h=GG+G动
W有=Gh
W额=G动h
w总=FS
=F?nh
= Gh+G动h
η=W有W总=GhFS=GhF?nh
=GnF或=GhGh+G动h=GG+G动
W有=fS物
-698501079500
w总=FS
=F?nS物
η=W有W总=fs物FS
=fs物F?nS物=fnF
W有=Gh
W额=G动h
w总=FL或
w总= Gh+fl
η=W有W总=GhFL或
η=Gh Gh+fl
● 解题模板
第一步 明确哪个力做的功是总功，并计算总功；明确并计算有用功。
第二步 运用η=W有W总计算机械效率。
● 典型例题
right423545典例一 （2020?无锡）如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，绳重、摩擦忽略不计，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
【解析】（1）分析甲图滑轮组的结构，得出承担物重的绳子股数n=2，则拉力端移动的距离s=2h，因摩擦力可以忽略不计，根据F=12（G物+G动）求拉力的大小；利用η=W有W总=GhFS
=GhGh+G动h=GG+G动求机械效率大小；
（2）同理，求出乙图的拉力和机械效率，通过比较得出答案。
解：（1）分析甲图可知，n=2，则s=2h，
绳重、摩擦忽略不计，则拉力：F1=12（G+G动），
滑轮组的机械效率η1=W有W总=GhFS=GhGh+G动h=GG+G动；
（2）分析乙图可知，n=3，则s=3h，
绳重、摩擦忽略不计，则拉力：F2=13（G物+G动），
此时滑轮组的机械效率η2=W有W总=GhFS=GhGh+G动h=GG+G动
因物体和动滑轮均相同，
所以，比较可知：F1＞F2，η1=η2，即乙图省力，机械效率一样大。
故选：D。
right394970典例二 （2020?滨海县）如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA=14OC，B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%．提升该物体做的有用功是 J，木棒重为 N（不计摩擦）。
【解析】简单机械包括杠杆、斜面等，根据图示可知该机械的名称；
根据W有=Gh可求出有用功；根据η=W有W总=W有W有+W额和W额=G木h′可求出木棒的重力。
解：有用功：W有=G物h=180N×0.2m=36J；
因为OA=14OC，B为OC的中点，所以OB=2OA；
故当物体上升0.2m时，B点（杠杆的重心）将上升0.4m；
不计摩擦，由η=W有W总=W有W有+W额和W额=G木h′可得：
90%=36J36J+G木×0.4m，
解得G木=10N。
故答案为：36；10。
题型8 探究机械效率的影响因素 ★★☆
● 解题必备
1.实验方案
用刻度尺测出钩码被提升的高度h和绳子末端移动的距离s，算出钩码的重力，用弹簧测力计测出绳子末端的拉力F，求出机械效率η。
45675551606552.实验步骤
(1 )算出钩码的重力G=mg。
(2)按图甲中所示的装置安装好滑轮组，先在细绳与动滑轮(或定滑轮)相切处用色笔在细绳上做个记号，再匀速拉弹簧测力计，提升重物，此时弹簧测力计的示数即为拉力F。用刻度尺量出钩码上升的高度h以及细绳色点到与动滑轮(或定滑轮)相切处的距离，就是细绳自由端通过的距离s。
(3)由以上测得的数据，用公式η=GhFS算出滑轮组甲此时的机械效率η1，改变钩码的数量，重复以上实验。
(4)再换用装置乙，用相同的方法测出滑轮组乙的机械效率η2。
(5)实验完毕，整理好仪器，放回原处。
3.实验结论
滑轮组的机械效率与滑轮组自身有关，在提起同样重的物体时，动滑轮越重摩擦力越大，其机械效率越小。上面实验中甲的机械效率大于乙的机械效率。滑轮组的机械效率还与所提重物有关，同一滑轮组，所提重物的重力越大，其机械率越大。
● 解题模板
第一步 实验时，要竖直匀速拉动弹簧测力计。
第二步 对已组装好的滑轮组，承重的绳子的段数n是确定的，绳子自由端移动的距离S与上升的高度h的关系是s=nh，则滑轮组的机械效率η=W有W总=GhFS=GhF?nh=GnF。
第三步正确理解机械效率的“可变性”：由η=W有W总=W有W有+W额可知，当有用功W有一定时，W额越小，机械效率越高；当W额一定时，W有越大，机械效率越高。
第四步对滑轮组来说，提高机械效率的方法有：减小机械间的摩擦、减小动滑轮重、增加提升的物重。
● 典型例题
典例一 （2020?德州）小洋和小红在测滑轮组机械效率的实验中，一起组装了如图所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
5167630675005（1）实验时，小红应 向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N；同时小洋用刻度尺测出钩码升高的高度为0.1m，以上测量准确无误，其它被测物理量和计算的数据如表所示：
钩码重G（N）
弹簧测力计提升高度s（m）
有用功W有用（J）
总功W总（J）
机械效率η
2
0.4
0.2
0.2
100%
（2）小洋和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出了错误，请你帮他们找出原因： 。
（3）该滑轮组的机械效率实际为 。
（4）若提升的钩码重增加到6N，则其机械效率将 （选填增大、减小或不变）。
（5）通过分析，可知对滑轮组机械效率产生影响的主要因素有 。
【解析】（1）测力计不是匀速地移动会造成测力计的读数不准确；
（2）滑轮组在使用中，动滑轮被几根绳子承担，拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的几倍；
（3）根据公式η=W有W总可计算出机械效率；
（4）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；
（5）减小额外功，增加有用功，都能提高滑轮组的机械效率。
解：（1）测量滑轮组机械效率的实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，这样测出的拉力才是准确的；
（2）由图可知有5段绳子承担总重，即n=5；拉力端移动的距离s=5h=5×0.1m=0.5m，因此弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m；
（3）该滑轮组的机械效率实际为：η=W有W总=GhFS=GhF?nh=GnF=2N5×0.5N×100%=80%
（4）使用滑轮组时，增加钩码的重，增大了有用功，而额外功几乎不变，则有用功在总功中所占的比例将增大，因此机械效率会增大；
（5）如果动滑轮重不变，物体越重，机械效率越高；若绳与轮之间摩擦力越大、动滑轮越重，则所做的额外功就越多，机械效率越低；因此对滑轮组机械效率产生影响的主要因素有物重、动滑轮重、绳与轮之间摩擦。
故答案：（1）匀速竖直；（2）弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m；（3）80%；（4）增大；（5）物重、动滑轮重、绳与轮之间摩擦。
4846955136461500典例二 （2020?乌兰浩特市）在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了4次测量，用较轻的滑轮组成的滑轮组测定前3组数据，换用一个更重的动滑轮组成滑轮组测得第4组数据，测得数据如表：
实验次数
动滑轮重G动/N
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
绳端移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
3
0.5
4
0.1
2
0.3
①
4
1
4
0.1
②
0.3
55.6
（1）实验中应 拉动弹簧测力计，使钩码缓缓上升。
（2）表格中①处应为 ；根据图中弹簧测力计示数可知②处应为 N。
（3）比较第1、3次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率 （选填“越高”、“不变”或“越低”）。
（4）比较第 次实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
【解析】（1）为准确地测出拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；
（2）根据公式η=W有W总=GhFS×100%计算①的机械效率；进行②的读数时，注意测力计的分度值；
（3）分析机械效率的变化及前面物理量的变化得出结论，机械效率与物体被提升的高度无关；
（4）不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低；在动滑轮重相同时，提起的物体越重，机械效率越高。
解：（1）实验中应匀速竖直拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；
（2）①η=W有W总=GhFS×100%=4N×0.1m2N×0.3m×100%≈66.7%；
②由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为2.4N；
（3）比较第1、3次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高；
（4）比较第3、4次实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
故答案为：（1）匀速竖直；（2）66.7%；2.4；（3）越高；（4）3、4。