单元复习：第十二章—简单机械 讲义—2020-2021学年人教版八年级物理下册（含答案）
文档属性
| 名称 | 单元复习：第十二章—简单机械 讲义—2020-2021学年人教版八年级物理下册（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 475.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-28 07:44:27 | ||
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文档简介
人教版物理八下期中考试单元复习：第十二章—简单机械
本章知识点梳理
1．力臂的画法
力臂的画法：（1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O．
（2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长．
（3）在从支点O向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂．用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另一条直角边通过交点，从支点向力的作用线画垂线，作出动力臂和阻力臂，在旁边标上字母，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂．
2．探究杠杆的平衡条件实验
提出问题：
当杠杆受力平衡时将保持静止或匀速转动状态．那么杠杆平衡应满足什么条件呢．
实验步骤：
（l）实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡，其目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重力对平衡的影响．在实验过程中，不允许再旋动两端的螺母
（2）在已调节平衡的杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡．支点两边的钩码重力分别是动力FI和阻力F2，用刻度尺量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2．改变力和力臂的数值，多次实验，并将实验数据填入表格
说明：实验中使杠杆在水平位置平衡是为了方便测力臂．使杠杆在倾斜位置平衡也可得出杠杆的平衡条件，只是实验操作比较麻烦．
实验数据：
序号 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1 1 5 0.5 10
2 1 10 0.5 20
3 1.5 10 1 15
得出结论：
通过分析实验数据，可知杠杆的平衡条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂，可写作F1L1＝F2L2，用比例式表示为＝
3．滑轮组及其工作特点
（1）定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组．使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离．
（2）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力F＝
若忽略滑轮重，则有F＝．其中n为承担物重的绳子的段数．
（3）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍．设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s＝nh（n表示承担物重的绳子的段数）
（4）确定承担物重的绳子的段数n的方法
在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数．如图甲所示，有两段绳子吊着动滑轮，n＝2，F1＝G，图乙有三段绳子吊着动滑轮，n＝3，F2＝G
4．有用功和额外功
（1）有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功．
（2）额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功．
（3）总功：有用功与额外功的和叫总功．
（4）总功的计算：W总＝Fs；W总＝W有用+W额外
（5）有用功的计算方法：W有用＝Gh；W有用＝W总﹣W额外
（6）额外功的计算方法：W额外＝G′h，W额外＝f摩s；W额外＝W总﹣W有用
5．滑轮（组）的机械效率
（1）滑轮组提升重物时有η＝，因为W有用＝Gh，W总＝Fs，所以有η＝，又因为s＝nh，所以有η＝，如果不计摩擦和绳重，则有F＝，所以η＝。
（2）①滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，G物相同时，G动越大、η越小；
②滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，G动相同时，G物越大、η越大；
③同一滑轮组的机械效率与绕绳方式无关。
6．斜面的机械效率
（1）有用功是由使用机械的目的所决定的．当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有＝Gh．
（2）额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功．对于斜面而言，W额＝fs．
（3）总功是指动力对所做的功．一般情况下使用斜面时，动力做功W总＝Fs．
（4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”．而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功．即：W总＝W有+W额．
（5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于1（理想状态下可能等于1），并且无单位
斜面的机械效率η＝＝，在同一斜面上，由于倾斜程度相同，即一定，故在同一斜面上拉同一物体（粗糙程度相同）时，在斜面上所移动的距离（或物体被提升的高度）不同时，机械效率是相同的．
（6）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关．斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低．
7．滑轮（组）机械效率的测量实验
实验目的：测量滑轮组的机械效率
实验原理：η＝＝
实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G；
（2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置；
（3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s；
（4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入下表
（5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）
实验数据：
次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 有用功W有/J 绳端的拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率n
1 10 0.1 1 4.2 0.3 1.26 79.4%
2 15 0.1 1.5 6.0 0.3 1.8 83.3%
3 20 0.1 2 7.5 0.3 2.25 88.9%
注意事项：
（l）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变；
（2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数；
（3）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值．
实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大
本章重点题型归纳
题型一：杠杆作图
1．如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起米，B处挂一重物G，请画出重物所受重力的示意图，并作出使杠杆在图中位冒平衡时最小的动力F1及动力臂L1。
2．在图中画出力F的力臂，并标上字母L。
3．图中，请作出力的力臂L。
题型二：探究杠杆平衡条件
4．“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲，把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，其目的是消除 对实验的影响。实验前应先调节杠杆在水平位置平衡目的是 。
（2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，若在A处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在B处的钩码向右移动 格。
（3）如图丙，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测力计示数 （选填“大于”“小于”或“等于”）1N，如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆（每个钩码重0.5N）。
（4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件： 。
5．小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。
（3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。
次数 F1/N I1/cm F2/N I2/cm
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 3 15 3 10
小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 。
（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂 个钩码，当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会 （选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”）。
6．在探究杠杆平衡条件时，李翔同学提出两个新的探究问题：
问题一：为什么要让杠杆在水平位置平衡进行实验？
问题二：若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立呢？
（1）老师为了解决李翔提出的问题，让李翔先后用如图甲、乙所示的实验装置探究杠杆的平衡条件，通过实验李翔总结出乙图的实验方案比甲图的实验方案好，理由是 。
（2）为了探究问题二，他利用如图丙所示的实验装置进行研究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是 ，由此李翔知道实验中使杠杆的中点作为支点的原因了。
题型三：滑轮组特点判断
7．如图所示，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时，下列组合中最省力的是（ ）
A． B．
C． D．
8．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m
B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力
D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离
9．如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（g＝10N/kg）（ ）
A．作用在绳自由端的拉力F为150N
B．重物的速度是1m/s
C．绳子自由端移动的距离为6m
D．绳子自由端的速度是2m/s
题型四：滑轮组作图
10．用线代表绳子，连接图中的滑轮组，要求画出最省力的绕法。
11．如图所示，工人站在地面上用滑轮组将重物提起，画出滑轮组的绕绳方法。
12．利用如图所示的滑轮组拉着重为10N的物体A沿水平方向做匀速直线运动。请画出滑轮组最省力的绕线情况，并画出A对地面压力的示意图。
题型五：测量滑轮组机械效率
13．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验，如图甲和乙所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：
次数 物重/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动距离/m 机械效率η
1 3 0.1 2.0 0.3 50%
2 6 0.1 3.2 0.3
（1）根据测量的实验数据，可计算出表格中的横线上应填的数据大小为 （用百分数表示）。
（2）小明在实验操作过程中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样弹簧测力计示数不稳定，为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，他的这种想法显然是错误的，如果让弹簧测力计保持静止时读数，则所测出的滑轮组机械效率将比其真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，对比甲图和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知η甲 η丙（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
14．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
（1）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 （选填“正确”或“不正确”）。
（2）通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）
（3）通过比较 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号）
（4）通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 。
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
15．小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 机械效率η/%
1 2 10 1.0
2 3 10 1.4 71.4
3 6 10 2.5 80.0
（1）实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验的机械效率为 ；
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 ；
（4）小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该滑轮组的机械效率将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）
题型六：机械效率计算
16．用如图所示的滑轮组提升重360N货物，货物上升3m，上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重），在此过程中克服摩擦所做的功为630J。
求：（1）做的有用功为多少？
（2）拉力F做的功为多少？
（3）动滑轮重为多少？
17．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）若动滑轮的重力为400N，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
18．如图所示，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为12N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为4N，求：
（1）拉力做的有用功。
（2）斜面的机械效率。
人教版物理八下期中考试单元复习：第十二章—简单机械
参考答案
1．如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起米，B处挂一重物G，请画出重物所受重力的示意图，并作出使杠杆在图中位冒平衡时最小的动力F1及动力臂L1。
【解答】解：（1）重力的作用点在物体的重心，过重心画一条竖直向下的线段，并在线段末端标上G；
（2）根据杠杆平衡的条件F1×L1＝F2×L2可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长；
由图知，B点离支点最远，故最长的动力臂为OB；过B点作垂直于OB的作用力F1，为使杠杆平衡，动力的方向应垂直于OB向上；
如下图所示：
2．在图中画出力F的力臂，并标上字母L。
【解答】解：延长力F的作用线，然后由支点O向F的作用线作垂线，垂线段的长度L为F的力臂，如图所示：
3．图中，请作出力的力臂L。
【解答】解：从支点O向F的作用线作垂线，并标出力臂L．如图所示：
4．“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲，把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，其目的是消除 杠杆自重 对实验的影响。实验前应先调节杠杆在水平位置平衡目的是 便于测量力臂 。
（2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，若在A处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在B处的钩码向右移动 1 格。
（3）如图丙，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测力计示数 大于 （选填“大于”“小于”或“等于”）1N，如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是 省力 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆（每个钩码重0.5N）。
（4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件： F1l1＝F2l2（或 动力×动力臂＝阻力×阻力臂） 。
【解答】解：（1）把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上，杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
实验前先调节杠杆在水平位置平衡，是为了方便直接测出力臂；
（2）设一个钩码重为G，一格的长度为L；
根据杠杆的平衡条件可得：4G×2L＝2G×nL，
解得：n＝4，
故应该将B处所挂钩码须向右移动4﹣3＝1格；
（3）如图丙，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，若弹簧测力计竖直向上拉，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数：
F＝＝2G＝2×0.5N＝1N，
由于弹簧测力计拉力F的力臂小于4L，故F大于1N；
如果竖直向上拉动弹簧测力计，弹簧测力计力的力臂大于钩码的力臂，故它是省力杠杆；
（4）杠杆的平衡条件为F1l1＝F2l2（或 动力×动力臂＝阻力×阻力臂）。
故答案为：（1）杠杆自重；便于测量力臂；（2）1；（3）大于；省力；（4）F1l1＝F2l2（或 动力×动力臂＝阻力×阻力臂）。
5．小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是 便于直接测量力臂大小 。
（3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。
次数 F1/N I1/cm F2/N I2/cm
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 3 15 3 10
小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 F1L1＝F2L2 。
（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂 6 个钩码，当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会 左侧下降 （选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”）。
【解答】解：（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡；
（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于直接测量力臂大小；
（3）根据以上数据得出杠杆平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1L1＝F2L2；
（4）若一个钩码重G，每一个小格长L，如图乙所示，根据杠杆平衡条件应满足：4G×3L＝nG×2L，n＝6，为使杠杆重新平衡，应在B点挂6个钩码；
若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧4G×2L＝8GL，右侧6G×L＝6GL，因为8GL＞6GL，所以杠杆不能平衡，左端会下沉。
故答案为：（1）右；（2）便于直接测量力臂大小；（3）F1L1＝F2L2；（4）6；左侧下降。
6．在探究杠杆平衡条件时，李翔同学提出两个新的探究问题：
问题一：为什么要让杠杆在水平位置平衡进行实验？
问题二：若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立呢？
（1）老师为了解决李翔提出的问题，让李翔先后用如图甲、乙所示的实验装置探究杠杆的平衡条件，通过实验李翔总结出乙图的实验方案比甲图的实验方案好，理由是 便于测量力臂的长度 。
（2）为了探究问题二，他利用如图丙所示的实验装置进行研究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是 杠杆自身存在重力 ，由此李翔知道实验中使杠杆的中点作为支点的原因了。
【解答】解：（1）力臂等于支点到力的作用线的距离，在乙图的实验方案中，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。而甲图的实验方案中的力臂不便于测量，所以，乙图的实验方案好。
（2）图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
故答案为：（1）便于测量力臂的长度；（2）杠杆自身存在重力。
7．如图所示，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时，下列组合中最省力的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，
A图，动滑轮上有2段绳子，物重G由2段绳子承担，所以拉力F1＝G；
B图，两个滑轮都是定滑轮，所以拉力F2＝G。
C图，动滑轮上有3段绳子，物重G由3段绳子承担，所以拉力F3＝G；
D图，动滑轮上有2段绳子，物重G由2段绳子承担，所以拉力F4＝G；
比较可知，拉力最小的是C图，即C图最省力。
故选：C。
8．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m
B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力
D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离
【解答】解：AB、由图知，承担物重的绳子股数n＝2，拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m，所以使用该滑轮组费距离，故AB错误；
C、使用图中滑轮组时，由两股绳子承担重物和动滑轮重，所以省力，故C正确；
D、使用滑轮组时，省了力，肯定要费距离，故D错误。
故选：C。
9．如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（g＝10N/kg）（ ）
A．作用在绳自由端的拉力F为150N
B．重物的速度是1m/s
C．绳子自由端移动的距离为6m
D．绳子自由端的速度是2m/s
【解答】解：
A．重物的重G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N，
由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力：
F＝（G+G动）＝（400N+50N）＝150N，故A正确；
B．重物的速度：v＝＝＝1m/s，故B正确；
C．绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m，故C正确；
D．绳子自由端的速度：v′＝＝＝3m/s，故D错误。
故选：D。
10．用线代表绳子，连接图中的滑轮组，要求画出最省力的绕法。
【解答】解：n为奇数时，承担物重的有3段绳子，此时最省力，根据奇动偶定，绳子的固定端在动滑轮上，如图所示：
11．如图所示，工人站在地面上用滑轮组将重物提起，画出滑轮组的绕绳方法。
【解答】解：工人站在地面上用滑轮组将重物提起，拉力方向向下，是由两根绳子承担物重的，绳子固定在定滑轮上。如图所示：
12．利用如图所示的滑轮组拉着重为10N的物体A沿水平方向做匀速直线运动。请画出滑轮组最省力的绕线情况，并画出A对地面压力的示意图。
【解答】解：
由图知，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，最多可由3段绳子通过动滑轮，从动滑轮开始，依次由内向外绕线，如图所示：
A对地面压力的作用点作用在地面上，方向垂直水平地面向下，即竖直向下，由此画出地面受压力示意图，如图所示：
13．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验，如图甲和乙所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：
次数 物重/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动距离/m 机械效率η
1 3 0.1 2.0 0.3 50%
2 6 0.1 3.2 0.3 62.5%
（1）根据测量的实验数据，可计算出表格中的横线上应填的数据大小为 62.5% （用百分数表示）。
（2）小明在实验操作过程中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样弹簧测力计示数不稳定，为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，他的这种想法显然是错误的，如果让弹簧测力计保持静止时读数，则所测出的滑轮组机械效率将比其真实值 偏大 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，对比甲图和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知η甲 等于 η丙（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【解答】解：（1）根据表中数据，第2次实验的机械效率为：
η＝＝＝×100%＝62.5%；
表格中的横线上应填的数据大小为62.5%；
（2）如果让弹簧测力计保持静止时读数，则机械之间不存在摩擦，测力计示数偏小，得出的总功偏小，根据η＝知所测出的滑轮组机械效率将比其真实值偏大；
（3）如果不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，W额外＝G动h，
机械效率：η＝＝＝×100%，可知η甲等于η丙。
故答案为：（1）62.5%； （2）偏大；（3）等于。
14．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
（1）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 不正确 （选填“正确”或“不正确”）。
（2）通过比较 1、2 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）
（3）通过比较 2、3 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号）
（4）通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越小。 。
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
【解答】解：（1）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，他的想法不正确，因为她没有考虑到绳子与轮之间的摩擦对滑轮组机械效率的影响，导致测力计示数偏小；
（2）根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系：s＝nh，在实验1、2、3、4中，绳子的有效段数
分别为2、3、3、4，即分别是用甲乙丙丁装置做的实验；
通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；
（3）通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．
（4）由图丁知，绳子的有效段数n＝4，
在第4次实验中，绳端移动的距离：s＝4h＝4×0.1m＝0.4m；
第4次实验测得的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%；
通过比较3、4两次实验数据可知，提升相同的物体，丁图中要克服两个动滑轮做额外功，丙图中要克服一个动滑轮做额外功，丁图中的装置机械效率低，故可得出结论：提升物重相同的物体，使用滑轮组的动滑轮越重，机械效率越小。
故答案为：（1）不正确； （2）1、2；（3）2、3；（4）不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越小。
15．小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 机械效率η/%
1 2 10 1.0
2 3 10 1.4 71.4
3 6 10 2.5 80.0
（1）实验中应竖直向上 匀速缓慢 拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验的机械效率为 66.7% ；
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 增加提升物体的重力 ；
（4）小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该滑轮组的机械效率将 不变 （选填“变大”、“不变”或“变小”）
【解答】解：（1）实验中应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力的大小；
（2）图中绳子的有效段数为n＝3，第一次实验的机械效率：
η＝＝＝＝×100%≈66.7%；
（3）纵向分析表中数据可知，同一滑轮组提升物体的重力越大，机械效率越高，故提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是增加提升物体的重力；
（4）根据（2）知，滑轮组的机械效率为：η＝＝＝×100%，与提升的物体的高度无关，小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该滑轮组的机械效率将不变。
故答案为：（1）匀速缓慢；（2）66.7%；（3）增加提升物体的重力；（4）不变。
16．用如图所示的滑轮组提升重360N货物，货物上升3m，上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重），在此过程中克服摩擦所做的功为630J。
求：（1）做的有用功为多少？
（2）拉力F做的功为多少？
（3）动滑轮重为多少？
【解答】解：（1）有用功：
W有用＝Gh＝360N×3m＝1080J；
（2）由v＝得：
时间t＝＝＝10s，
由P＝得：
拉力做的总功：
W总＝Pt＝180W×10s＝1800J；
（3）克服动滑轮重做的额外功：
W额动＝W总﹣W有用﹣W摩擦＝1800J﹣1080J﹣630J＝90J，
W额动＝G动h，
动滑轮重：G动＝＝＝30N。
答：（1）做的有用功为1080J；
（2）拉力F做的功为1800J；
（3）动滑轮重为30N。
17．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）若动滑轮的重力为400N，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
【解答】解：
（1）提升重物做的有用功：
W有用＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.4×104J；
（2）η＝＝80%可得拉力做的总功：
W总＝＝＝3×104J；
由图可知，承担物重绳子股数n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×2m＝6m；
由W总＝Fs可得拉力：
F＝＝＝5000N；
（3）对动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝3×104J﹣2.4×104J＝6000J，
提升动滑轮做的额外功：
W额1＝G动h＝400N/kg×2m＝800J，
克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：
W额2＝W额﹣W额1＝6000J﹣800J＝5200J．
答：（1）提升重物做的有用功为2.4×104J；
（2）绳端的拉力为5000N；
（3）克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5200J．
18．如图所示，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为12N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为4N，求：
（1）拉力做的有用功。
（2）斜面的机械效率。
【解答】解：
（1）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝12N×0.3m＝3.6J；
（2）拉力做的总功：
W总＝Fs＝4N×1.2m＝4.8J，
斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝75%；
答：（1）拉力做的有用功为3.6J；
（2）斜面的机械效率为75%。
本章知识点梳理
1．力臂的画法
力臂的画法：（1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O．
（2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长．
（3）在从支点O向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂．用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另一条直角边通过交点，从支点向力的作用线画垂线，作出动力臂和阻力臂，在旁边标上字母，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂．
2．探究杠杆的平衡条件实验
提出问题：
当杠杆受力平衡时将保持静止或匀速转动状态．那么杠杆平衡应满足什么条件呢．
实验步骤：
（l）实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡，其目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重力对平衡的影响．在实验过程中，不允许再旋动两端的螺母
（2）在已调节平衡的杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡．支点两边的钩码重力分别是动力FI和阻力F2，用刻度尺量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2．改变力和力臂的数值，多次实验，并将实验数据填入表格
说明：实验中使杠杆在水平位置平衡是为了方便测力臂．使杠杆在倾斜位置平衡也可得出杠杆的平衡条件，只是实验操作比较麻烦．
实验数据：
序号 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1 1 5 0.5 10
2 1 10 0.5 20
3 1.5 10 1 15
得出结论：
通过分析实验数据，可知杠杆的平衡条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂，可写作F1L1＝F2L2，用比例式表示为＝
3．滑轮组及其工作特点
（1）定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组．使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离．
（2）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力F＝
若忽略滑轮重，则有F＝．其中n为承担物重的绳子的段数．
（3）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍．设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s＝nh（n表示承担物重的绳子的段数）
（4）确定承担物重的绳子的段数n的方法
在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数．如图甲所示，有两段绳子吊着动滑轮，n＝2，F1＝G，图乙有三段绳子吊着动滑轮，n＝3，F2＝G
4．有用功和额外功
（1）有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功．
（2）额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功．
（3）总功：有用功与额外功的和叫总功．
（4）总功的计算：W总＝Fs；W总＝W有用+W额外
（5）有用功的计算方法：W有用＝Gh；W有用＝W总﹣W额外
（6）额外功的计算方法：W额外＝G′h，W额外＝f摩s；W额外＝W总﹣W有用
5．滑轮（组）的机械效率
（1）滑轮组提升重物时有η＝，因为W有用＝Gh，W总＝Fs，所以有η＝，又因为s＝nh，所以有η＝，如果不计摩擦和绳重，则有F＝，所以η＝。
（2）①滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，G物相同时，G动越大、η越小；
②滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，G动相同时，G物越大、η越大；
③同一滑轮组的机械效率与绕绳方式无关。
6．斜面的机械效率
（1）有用功是由使用机械的目的所决定的．当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有＝Gh．
（2）额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功．对于斜面而言，W额＝fs．
（3）总功是指动力对所做的功．一般情况下使用斜面时，动力做功W总＝Fs．
（4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”．而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功．即：W总＝W有+W额．
（5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于1（理想状态下可能等于1），并且无单位
斜面的机械效率η＝＝，在同一斜面上，由于倾斜程度相同，即一定，故在同一斜面上拉同一物体（粗糙程度相同）时，在斜面上所移动的距离（或物体被提升的高度）不同时，机械效率是相同的．
（6）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关．斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低．
7．滑轮（组）机械效率的测量实验
实验目的：测量滑轮组的机械效率
实验原理：η＝＝
实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G；
（2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置；
（3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s；
（4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入下表
（5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）
实验数据：
次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 有用功W有/J 绳端的拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率n
1 10 0.1 1 4.2 0.3 1.26 79.4%
2 15 0.1 1.5 6.0 0.3 1.8 83.3%
3 20 0.1 2 7.5 0.3 2.25 88.9%
注意事项：
（l）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变；
（2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数；
（3）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值．
实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大
本章重点题型归纳
题型一：杠杆作图
1．如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起米，B处挂一重物G，请画出重物所受重力的示意图，并作出使杠杆在图中位冒平衡时最小的动力F1及动力臂L1。
2．在图中画出力F的力臂，并标上字母L。
3．图中，请作出力的力臂L。
题型二：探究杠杆平衡条件
4．“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲，把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，其目的是消除 对实验的影响。实验前应先调节杠杆在水平位置平衡目的是 。
（2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，若在A处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在B处的钩码向右移动 格。
（3）如图丙，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测力计示数 （选填“大于”“小于”或“等于”）1N，如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆（每个钩码重0.5N）。
（4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件： 。
5．小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。
（3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。
次数 F1/N I1/cm F2/N I2/cm
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 3 15 3 10
小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 。
（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂 个钩码，当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会 （选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”）。
6．在探究杠杆平衡条件时，李翔同学提出两个新的探究问题：
问题一：为什么要让杠杆在水平位置平衡进行实验？
问题二：若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立呢？
（1）老师为了解决李翔提出的问题，让李翔先后用如图甲、乙所示的实验装置探究杠杆的平衡条件，通过实验李翔总结出乙图的实验方案比甲图的实验方案好，理由是 。
（2）为了探究问题二，他利用如图丙所示的实验装置进行研究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是 ，由此李翔知道实验中使杠杆的中点作为支点的原因了。
题型三：滑轮组特点判断
7．如图所示，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时，下列组合中最省力的是（ ）
A． B．
C． D．
8．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m
B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力
D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离
9．如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（g＝10N/kg）（ ）
A．作用在绳自由端的拉力F为150N
B．重物的速度是1m/s
C．绳子自由端移动的距离为6m
D．绳子自由端的速度是2m/s
题型四：滑轮组作图
10．用线代表绳子，连接图中的滑轮组，要求画出最省力的绕法。
11．如图所示，工人站在地面上用滑轮组将重物提起，画出滑轮组的绕绳方法。
12．利用如图所示的滑轮组拉着重为10N的物体A沿水平方向做匀速直线运动。请画出滑轮组最省力的绕线情况，并画出A对地面压力的示意图。
题型五：测量滑轮组机械效率
13．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验，如图甲和乙所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：
次数 物重/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动距离/m 机械效率η
1 3 0.1 2.0 0.3 50%
2 6 0.1 3.2 0.3
（1）根据测量的实验数据，可计算出表格中的横线上应填的数据大小为 （用百分数表示）。
（2）小明在实验操作过程中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样弹簧测力计示数不稳定，为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，他的这种想法显然是错误的，如果让弹簧测力计保持静止时读数，则所测出的滑轮组机械效率将比其真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，对比甲图和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知η甲 η丙（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
14．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
（1）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 （选填“正确”或“不正确”）。
（2）通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）
（3）通过比较 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号）
（4）通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 。
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
15．小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 机械效率η/%
1 2 10 1.0
2 3 10 1.4 71.4
3 6 10 2.5 80.0
（1）实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验的机械效率为 ；
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 ；
（4）小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该滑轮组的机械效率将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）
题型六：机械效率计算
16．用如图所示的滑轮组提升重360N货物，货物上升3m，上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重），在此过程中克服摩擦所做的功为630J。
求：（1）做的有用功为多少？
（2）拉力F做的功为多少？
（3）动滑轮重为多少？
17．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）若动滑轮的重力为400N，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
18．如图所示，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为12N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为4N，求：
（1）拉力做的有用功。
（2）斜面的机械效率。
人教版物理八下期中考试单元复习：第十二章—简单机械
参考答案
1．如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起米，B处挂一重物G，请画出重物所受重力的示意图，并作出使杠杆在图中位冒平衡时最小的动力F1及动力臂L1。
【解答】解：（1）重力的作用点在物体的重心，过重心画一条竖直向下的线段，并在线段末端标上G；
（2）根据杠杆平衡的条件F1×L1＝F2×L2可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长；
由图知，B点离支点最远，故最长的动力臂为OB；过B点作垂直于OB的作用力F1，为使杠杆平衡，动力的方向应垂直于OB向上；
如下图所示：
2．在图中画出力F的力臂，并标上字母L。
【解答】解：延长力F的作用线，然后由支点O向F的作用线作垂线，垂线段的长度L为F的力臂，如图所示：
3．图中，请作出力的力臂L。
【解答】解：从支点O向F的作用线作垂线，并标出力臂L．如图所示：
4．“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲，把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，其目的是消除 杠杆自重 对实验的影响。实验前应先调节杠杆在水平位置平衡目的是 便于测量力臂 。
（2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，若在A处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在B处的钩码向右移动 1 格。
（3）如图丙，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测力计示数 大于 （选填“大于”“小于”或“等于”）1N，如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是 省力 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆（每个钩码重0.5N）。
（4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件： F1l1＝F2l2（或 动力×动力臂＝阻力×阻力臂） 。
【解答】解：（1）把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上，杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
实验前先调节杠杆在水平位置平衡，是为了方便直接测出力臂；
（2）设一个钩码重为G，一格的长度为L；
根据杠杆的平衡条件可得：4G×2L＝2G×nL，
解得：n＝4，
故应该将B处所挂钩码须向右移动4﹣3＝1格；
（3）如图丙，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，若弹簧测力计竖直向上拉，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数：
F＝＝2G＝2×0.5N＝1N，
由于弹簧测力计拉力F的力臂小于4L，故F大于1N；
如果竖直向上拉动弹簧测力计，弹簧测力计力的力臂大于钩码的力臂，故它是省力杠杆；
（4）杠杆的平衡条件为F1l1＝F2l2（或 动力×动力臂＝阻力×阻力臂）。
故答案为：（1）杠杆自重；便于测量力臂；（2）1；（3）大于；省力；（4）F1l1＝F2l2（或 动力×动力臂＝阻力×阻力臂）。
5．小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是 便于直接测量力臂大小 。
（3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。
次数 F1/N I1/cm F2/N I2/cm
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 3 15 3 10
小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 F1L1＝F2L2 。
（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂 6 个钩码，当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会 左侧下降 （选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”）。
【解答】解：（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡；
（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于直接测量力臂大小；
（3）根据以上数据得出杠杆平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1L1＝F2L2；
（4）若一个钩码重G，每一个小格长L，如图乙所示，根据杠杆平衡条件应满足：4G×3L＝nG×2L，n＝6，为使杠杆重新平衡，应在B点挂6个钩码；
若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧4G×2L＝8GL，右侧6G×L＝6GL，因为8GL＞6GL，所以杠杆不能平衡，左端会下沉。
故答案为：（1）右；（2）便于直接测量力臂大小；（3）F1L1＝F2L2；（4）6；左侧下降。
6．在探究杠杆平衡条件时，李翔同学提出两个新的探究问题：
问题一：为什么要让杠杆在水平位置平衡进行实验？
问题二：若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立呢？
（1）老师为了解决李翔提出的问题，让李翔先后用如图甲、乙所示的实验装置探究杠杆的平衡条件，通过实验李翔总结出乙图的实验方案比甲图的实验方案好，理由是 便于测量力臂的长度 。
（2）为了探究问题二，他利用如图丙所示的实验装置进行研究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是 杠杆自身存在重力 ，由此李翔知道实验中使杠杆的中点作为支点的原因了。
【解答】解：（1）力臂等于支点到力的作用线的距离，在乙图的实验方案中，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。而甲图的实验方案中的力臂不便于测量，所以，乙图的实验方案好。
（2）图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
故答案为：（1）便于测量力臂的长度；（2）杠杆自身存在重力。
7．如图所示，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时，下列组合中最省力的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，
A图，动滑轮上有2段绳子，物重G由2段绳子承担，所以拉力F1＝G；
B图，两个滑轮都是定滑轮，所以拉力F2＝G。
C图，动滑轮上有3段绳子，物重G由3段绳子承担，所以拉力F3＝G；
D图，动滑轮上有2段绳子，物重G由2段绳子承担，所以拉力F4＝G；
比较可知，拉力最小的是C图，即C图最省力。
故选：C。
8．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m
B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力
D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离
【解答】解：AB、由图知，承担物重的绳子股数n＝2，拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m，所以使用该滑轮组费距离，故AB错误；
C、使用图中滑轮组时，由两股绳子承担重物和动滑轮重，所以省力，故C正确；
D、使用滑轮组时，省了力，肯定要费距离，故D错误。
故选：C。
9．如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（g＝10N/kg）（ ）
A．作用在绳自由端的拉力F为150N
B．重物的速度是1m/s
C．绳子自由端移动的距离为6m
D．绳子自由端的速度是2m/s
【解答】解：
A．重物的重G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N，
由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力：
F＝（G+G动）＝（400N+50N）＝150N，故A正确；
B．重物的速度：v＝＝＝1m/s，故B正确；
C．绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m，故C正确；
D．绳子自由端的速度：v′＝＝＝3m/s，故D错误。
故选：D。
10．用线代表绳子，连接图中的滑轮组，要求画出最省力的绕法。
【解答】解：n为奇数时，承担物重的有3段绳子，此时最省力，根据奇动偶定，绳子的固定端在动滑轮上，如图所示：
11．如图所示，工人站在地面上用滑轮组将重物提起，画出滑轮组的绕绳方法。
【解答】解：工人站在地面上用滑轮组将重物提起，拉力方向向下，是由两根绳子承担物重的，绳子固定在定滑轮上。如图所示：
12．利用如图所示的滑轮组拉着重为10N的物体A沿水平方向做匀速直线运动。请画出滑轮组最省力的绕线情况，并画出A对地面压力的示意图。
【解答】解：
由图知，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，最多可由3段绳子通过动滑轮，从动滑轮开始，依次由内向外绕线，如图所示：
A对地面压力的作用点作用在地面上，方向垂直水平地面向下，即竖直向下，由此画出地面受压力示意图，如图所示：
13．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验，如图甲和乙所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：
次数 物重/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动距离/m 机械效率η
1 3 0.1 2.0 0.3 50%
2 6 0.1 3.2 0.3 62.5%
（1）根据测量的实验数据，可计算出表格中的横线上应填的数据大小为 62.5% （用百分数表示）。
（2）小明在实验操作过程中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样弹簧测力计示数不稳定，为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，他的这种想法显然是错误的，如果让弹簧测力计保持静止时读数，则所测出的滑轮组机械效率将比其真实值 偏大 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，对比甲图和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知η甲 等于 η丙（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【解答】解：（1）根据表中数据，第2次实验的机械效率为：
η＝＝＝×100%＝62.5%；
表格中的横线上应填的数据大小为62.5%；
（2）如果让弹簧测力计保持静止时读数，则机械之间不存在摩擦，测力计示数偏小，得出的总功偏小，根据η＝知所测出的滑轮组机械效率将比其真实值偏大；
（3）如果不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，W额外＝G动h，
机械效率：η＝＝＝×100%，可知η甲等于η丙。
故答案为：（1）62.5%； （2）偏大；（3）等于。
14．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
（1）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 不正确 （选填“正确”或“不正确”）。
（2）通过比较 1、2 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）
（3）通过比较 2、3 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号）
（4）通过比较3、4两次实验数据可得出结论： 不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越小。 。
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
【解答】解：（1）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，他的想法不正确，因为她没有考虑到绳子与轮之间的摩擦对滑轮组机械效率的影响，导致测力计示数偏小；
（2）根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系：s＝nh，在实验1、2、3、4中，绳子的有效段数
分别为2、3、3、4，即分别是用甲乙丙丁装置做的实验；
通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；
（3）通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．
（4）由图丁知，绳子的有效段数n＝4，
在第4次实验中，绳端移动的距离：s＝4h＝4×0.1m＝0.4m；
第4次实验测得的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%；
通过比较3、4两次实验数据可知，提升相同的物体，丁图中要克服两个动滑轮做额外功，丙图中要克服一个动滑轮做额外功，丁图中的装置机械效率低，故可得出结论：提升物重相同的物体，使用滑轮组的动滑轮越重，机械效率越小。
故答案为：（1）不正确； （2）1、2；（3）2、3；（4）不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越小。
15．小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 机械效率η/%
1 2 10 1.0
2 3 10 1.4 71.4
3 6 10 2.5 80.0
（1）实验中应竖直向上 匀速缓慢 拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验的机械效率为 66.7% ；
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 增加提升物体的重力 ；
（4）小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该滑轮组的机械效率将 不变 （选填“变大”、“不变”或“变小”）
【解答】解：（1）实验中应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力的大小；
（2）图中绳子的有效段数为n＝3，第一次实验的机械效率：
η＝＝＝＝×100%≈66.7%；
（3）纵向分析表中数据可知，同一滑轮组提升物体的重力越大，机械效率越高，故提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是增加提升物体的重力；
（4）根据（2）知，滑轮组的机械效率为：η＝＝＝×100%，与提升的物体的高度无关，小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该滑轮组的机械效率将不变。
故答案为：（1）匀速缓慢；（2）66.7%；（3）增加提升物体的重力；（4）不变。
16．用如图所示的滑轮组提升重360N货物，货物上升3m，上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重），在此过程中克服摩擦所做的功为630J。
求：（1）做的有用功为多少？
（2）拉力F做的功为多少？
（3）动滑轮重为多少？
【解答】解：（1）有用功：
W有用＝Gh＝360N×3m＝1080J；
（2）由v＝得：
时间t＝＝＝10s，
由P＝得：
拉力做的总功：
W总＝Pt＝180W×10s＝1800J；
（3）克服动滑轮重做的额外功：
W额动＝W总﹣W有用﹣W摩擦＝1800J﹣1080J﹣630J＝90J，
W额动＝G动h，
动滑轮重：G动＝＝＝30N。
答：（1）做的有用功为1080J；
（2）拉力F做的功为1800J；
（3）动滑轮重为30N。
17．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）若动滑轮的重力为400N，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
【解答】解：
（1）提升重物做的有用功：
W有用＝Gh＝1.2×104N×2m＝2.4×104J；
（2）η＝＝80%可得拉力做的总功：
W总＝＝＝3×104J；
由图可知，承担物重绳子股数n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×2m＝6m；
由W总＝Fs可得拉力：
F＝＝＝5000N；
（3）对动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝3×104J﹣2.4×104J＝6000J，
提升动滑轮做的额外功：
W额1＝G动h＝400N/kg×2m＝800J，
克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：
W额2＝W额﹣W额1＝6000J﹣800J＝5200J．
答：（1）提升重物做的有用功为2.4×104J；
（2）绳端的拉力为5000N；
（3）克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5200J．
18．如图所示，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为12N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为4N，求：
（1）拉力做的有用功。
（2）斜面的机械效率。
【解答】解：
（1）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝12N×0.3m＝3.6J；
（2）拉力做的总功：
W总＝Fs＝4N×1.2m＝4.8J，
斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝75%；
答：（1）拉力做的有用功为3.6J；
（2）斜面的机械效率为75%。