绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇滑轮组的机械效率范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。
1.设计思想
本教学设计首先从影响滑轮组机械效率注意事项入手进行实验探究，并在此过程中理解实验在科学探究中的作用，通过分析、观察、测量、比较、收集证据，作出解释，然后提出新的课题--如何提高机械效率，鼓励学生学以致用，解决实际问题，让学生经历科学探究过程，培养了学生的探究意识，激发了他们的创新能力。
2.教学设计
总是小于1。那么产生这种现象的原因是什么？
是测量错误还是测量误差？学生讨论：有些学生认为
是读数时产生的测量误差。带着这个想法重新回到 （1）
实验发现所测机械效率还是大于100%。那么是不是测量错误呢？测量错误又是怎样产生的呢？
演示：老师将如图A所示的弹簧秤倒立过来如图B所示，同学们发现了什么？答：发现弹簧缩短了，那么弹簧缩短的原因是什么？
学生提问：既然当弹簧秤向下拉时由于弹簧及挂钩自重影响
滑轮组机械效率的测量，为了避免由于弹簧自重而带来的测量错
误，我们应将弹簧秤向上拉。随后实验小组利用如图（2）所示
通过数据分析实验小组使用同一滑轮组而且钩码重，物体被提升高度均等的情况下为什么机械效率不同呢？
探究二：拉力的方向对滑轮组机械效率的影响
通过（1）（2）两次数据比较发现，拉力F的大小不同，自由端移动的距离不同，为什么不同？让学生带着这个问题重新回到实验发现
在做第一次和第二次实验过程中拉力的方向不同，第一次
使拉力的方向竖直向上，第二次拉力方向与竖直方向成一
定角度如下图C、D所示：
那么拉力的方向不同会导致什么不同呢？学生猜想：动力臂与阻力臂的比值不同。验证猜想，如下图所示当拉力方向分别与竖直方向成00、300、450、600角的情况下此时动力臂分别是阻力臂的2倍 倍、 倍、1倍。
根据杠杆的
平衡条件：动力
×动力臂=阻力
×阻力臂可知当
拉力方向与竖直
方向成300、450、600角时拉力F分别为物重的 、 、1倍，因此当竖直向上拉时拉力F= （G+G轮）/2（忽略磨擦阻力）当斜向上拉时，拉力F的大小大于（G+G轮）/2，而且发现绳子自由端移动的距离并不等于重物上升高度的2倍而是大于2倍，因此，根据公式W总=F·S可知，W总随着α角的增大而增大，故在测量如图（C）所示滑轮组机械效率时拉力方向始终竖直向上且必须是匀速的。
通过利用上述两种滑轮组的机械效率测定发现当拉线从定滑轮出时应考虑弹簧及挂钩的自重，当拉线从动滑轮出时应注意拉力的方向和速度。
过渡：请看插图用一个重为1000N的大型动滑轮提升一个重量为10N的箱子，求该滑轮组的机械效率为多少？（g=10N/kg）
想一想：你是否愿意利用该动滑轮来提升较轻的物体，学生回答：不。因为机械效率低，那么如何提高机械效率呢？学生讨论分析得出要提高机械效率应尽可能减少滑轮自重，尽可能减少各种摩擦阻力，那么同学们的讨论结果是否正确呢？
探究三：探究滑轮自重对机械效率的影响？
通过实验数据分析滑轮自重确实是影响机械效率的一个因素，因此提高机械效率就必须减轻滑轮自重，我们知道滑轮自重不可能无限减小，那么提高机械效率是否还有其它途径呢？
探究四：探究被提升物体重量对机械效率的影响。
实验小组用同一滑轮组提升重量不同的物体分别测定滑轮组的机械效率数据列表如下：
通过数据分析：实验小组利用同一滑轮组提升重量不同的物体时，滑轮组的机械效率也不同，且机械效率随着提升物体重量的增加而增加，因此增加提升物体重量同样也是提高机械效率的途径。
教师对机械效率进行理论分析：
3.知识反馈：
某同学利用三种不同的滑轮组来提升重量不
同的物体时，测得物重与机械效率的关系如
下图所示，那么从G-？图像中可获取哪些信息？
答：1、从a、b、c三条曲线可知滑轮组的机械效率是随着重物的增加而增加，在同一滑轮组中W额不变，增加W有从而提高机械效率。
2、a、b、c三条曲线均无限接近100%，说明使用滑轮组由于W额的存在？永远不会等于1，即？
3、从图像可知在W有（即提升重物G）相同时，使用a曲线对应的滑轮组提升物体时W额最少，而使用C曲线对应的滑轮组提升物体时W额最多，因此我们在生活中应选择a曲线所对应的滑轮组。
4.设计总结
[滑轮组的机械效率]
一、实验目的
1.通过实验掌握测定机械效率的方法，领会控制变量法的应用。
2.通过实验知道滑轮组的机械效率和物体所受重力的关系，知道提高测滑轮组的机械效率的方法。
二、实验器材
刻度尺、弹簧测力计、钩码、滑轮组两套、铁架台、细绳
三、实验步骤
1.用弹簧测力计测出钩码所受的重力G的值，并记录在表中。
2.按图安装好滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
3.匀速拉动弹簧测力计使钩码升高到某一位置处，在运动中从弹簧测力计读出拉力F的数值。
4.用刻度尺分别测出钩码上升的高度（h）和细绳自由端通过的距离（s）。
5.根据W=Gh算出有用功，根据W=Fs算出拉力所做的功（即总功）W总，再用η=W有/W总=Gh/Fs计算机械效率。
6.改变钩码的数量，重复上面的实验，将实验数据记录在表格中。
数据表格
■
四、交流讨论
1.在提升钩码的过程中，应注意什么？
要匀速提升钩码。
2.同一个滑轮组挂不同质量的钩码时，机械效率相同吗？
不相同，钩码质量越大，机械效率越高。
3.如图一，甲、乙两个滑轮组都挂相同的钩码时，机械效率是否相同？
不相同，动滑轮越多，机械效率越低。
4.滑轮组的机械效率都与哪些因素有关？
物体的重量，滑轮的重量。
实验结论：
影响滑轮组的机械效率有关因素：（1）被提物体的重量，G越大，机械效率越高；（2）滑轮自重，滑轮组如果越多，虽然省力但是无用功多，机械效率越小；（3）绳与滑轮之间的摩擦。
无关因素：（1）绕线方式；（2）物体被提高的距离；（3）提物体的速度。
提高滑轮组机械效率的方法：增大物体的重量和减小动滑轮的重量、摩擦等。
五、注意事项
1.实验中，如果我们使用的弹簧测力计量程较小（例如5N），那么重物（钩码）不可太少，否则示数过小，误差较大。
2.按国家教委（原教育部）的教学仪器标准规定，用J2122型单滑轮组吊起9.8N的重物实验，其机械效率一般不低于90%，用双并滑轮组吊起9.8N的重物实验，其机械效率不低于60%。若实验得出的机械效率太低，应检查滑轮的缆绳是否从滑轮槽中滑脱出来，或者线绳是否扭结。
3.以下因素会影响测力计读数的准确：测力计不是匀速地移动；测力计指针与刻度板摩擦；重物摆动。
六、实验拓展
为什么用双并滑轮组实验的机械效率比用单滑轮组实验低？（如图二）
提示：双并滑轮组比单滑轮组的滑轮多，自重较大，而且滑轮在运动中要克服摩擦力消耗功，使总功变大，机械效率变低。
例一：某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
■
（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越__________。
（2）第3次实验中所做的有用功是__________J，机械效率是__________。
（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功__________（选填“增大”或“减小”），因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，__________额外功（选填“增大”或“减小”）。
参考答案：（1）高；（2）0.4 72.7%；（3）增大；（4）减小
例二：实验题
1.（2011年福建省福州第29题，4分）如图一所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。
（1）实验时要竖直向上且________拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图一中所示，是 N，则滑轮组的机械效率是______。
（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（不计摩擦）
2.测定如图二所示的滑轮组的机械效率。
（1）实验所需器材除钩码、弹簧测力计、滑轮、铁架台外，还需要_____和______。
（2）如果将两个1N的钩码匀速提升10cm，弹簧测力计的示数是0.81N，将实验数据填入下表：
■
（3）根据测量数据，求此滑轮组的机械效率，写出计算过程。
参考答案：
1.（1）匀速，2.4，75%；（2）增大
2.（1）细绳，刻度尺，（2）2，0.8，10，30
（3）W有=Gh=2N×10m=20J
W总=Fs=0.8N×30m=24J η=■=■=83.3%
[测定斜面的机械效率]
一、实验目的
1.理解总功和有用功的意义，并知道利用斜面拉物体时其测定的方法。
2.学会机械效率的测定方法，领会控制变量法在实验中的应用。
3.通过实验，总结提高斜面的机械效率的方法。
二、实验器材
弹簧测力计、刻度尺、斜面、小木块。
三、实验原理
将物体沿斜面拉动，测出此过程中的总功并计算出相应的有用功，运用公式η=W有/W总=Gh/Fs就可以得出斜面的机械效率。
四、实验步骤
1.用刻度尺测出斜面长S和斜面高h，将数据记录在表1中。
2.用弹簧测力计测出木块的重量G，将数据记录在表格中。
3.用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速上升，读出测力计的示数F，将数据记录在表格中。
4.改变木板的倾斜程度，重做上面的实验，将数据记录在表格中。
5.计算各次实验中斜面的机械效率，并进行比较。
6.改用粗糙程度不同的斜面，重复实验步骤1～3，将数据记录在表格2中，计算各次实验中斜面的机械效率，并进行比较。
五、记录数据表格
1.斜面的机械效率跟倾斜程度关系
表1
■
2.斜面的机械效率跟粗糙程度关系
表2
■
实验结论：
1.斜面光滑程度相同时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效越高，但越费力。
2.斜面倾斜角度相同时，斜面越粗糙，机械效率越低。
例三：长1000m、高250m的斜坡，将一辆重6×103N的矿车以2m/s的速度由坡底拉到坡顶，如果拉力是2×103N，求：
（1）由坡底到达坡顶所用的时间；
（2）拉力做的有用功；
（3）拉力做功的功率；
（4）利用此斜面做功的机械效率。
参考答案：（1）500s；（2）1.5×106J；（3）4×103W；（4）75%
例四：探究斜面的机械效率
如图所示，该实验器材有：不同的三个斜面、小车、________和________.
1.研究斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系：
在实验过程中，应选用三个________相同而________不同的斜面进行实验，只有这样才能得出斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系。
实验中需要测出的物理量有：小车的重力，斜面的_____及斜面的______，小车在三个不同斜面向上______运动时的三个拉力的大小最后计算出有用功和总功，从而算出不同斜面的机械效率。
结论：__________________________________________。
2.研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系：
在此实验中，应选用三个_____相同而______不同的斜面进行实验，测出不同斜面的______以及小车在不同斜面上______运动时的拉力大小，通过计算，最后得出结论。
结论：_________________________________________。
3.该实验说明斜面的机械效率与斜面的______和______有关。
参考答案：弹簧测力计；刻度尺
1.倾斜程度；光滑程度；长；高；匀速；在倾斜程度相同的条件下，斜面越光滑，其机械效率越高。
2.光滑程度；倾斜程度；长和高；匀速；在光滑程度相同条件下，斜面越陡，机械效率越高。
3.光滑程度；倾斜程度。
例四：为了证实其中的部分猜想，学习了机械效率知识后，某物理兴趣小组的同学对“斜面的机城效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些猜想：A.跟斜面的粗糙程度有关；B.跟斜面的倾斜程度有关；C.跟物体的重力有关；D.跟斜面的长度有关。
小明同学设计方案并用相同材料的斜面和物块进行探究，下表反映了他的探究过程。
■
1.请你替小明在表中两个空格处填上适当的数据
2.通过对比________两次（填实验次数的序号）实验数据，可验证猜想A.
3.通过对比实验①③数据，可以得出的探究结论是：当其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效越_______。
本节课的教学目的在于让学生练习组装滑轮组和学会测滑轮组的机械效率。通过测滑轮组的机械效率，加深对机械效率的理解。让学生自己通过探究，进一步了解影响滑轮组的机械效率大小的因素，找出提高滑轮组的机械效率的方法，认识提高滑轮组的机械效率的实际意义，增强合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。
这个实验从组装滑轮组到测出各个物理量，要进行的活动和记录的数据都较多，它对学生的实验操作能力、思维能力的要求都比较高，所以教师要做好充分的课前准备，并在课上充分发挥学生独立实验的能力。
二、教学目标（知识，技能，情感态度、价值观）
知识与技能
1.通过实验加深对机械效率和滑轮组的认识
2.学会测滑轮组的机械效率。
3.了解与机械效率有关的因素。
过程与方法
1.让学生在实践活动中进一步认识进行科学研究的方法。
2.通过参与用实验测滑轮组机械效率的过程，培养学生的实验能力。
3.通过对实验数据的分析与处理，使学生进一步掌握处理实验数据的方法。
4.培养学生从实验中归纳简单的科学规律的能力。
情感、态度和价值观
1.在实验操作过程中培养学生严谨的科学态度。
2.通过实验活动，使学生认识交流与合作的重要性。
三、学习者特征分析
本节探究课是中学物理教学中较难的一节课，所以学生在做实验时大部分不懂得怎样做，应该做什么。所以教师可以先将实验的过程大概地描述一遍。有些同学在操作过程中难免会出现错误，教师要及时地给予纠正，同学们要分工合作。
四、教学策略选择与设计
教学策略：由浅入深，步步引导。整节课始终以学生为主体、教师为主导、实验为主线，多媒体与黑板的应用，与传统的教学方式形成了鲜明的对比。
教学设计：1.通过例题复习上一节的内容；使学生明确实验目的、实验原理、实验器材（教师提供一些辅助器材）。2.学生思考与讨论课文中的三个思考问题并针对问题制定本组的实验计划；然后组装滑轮组并选择实验器材做测滑轮组的机械效率。3.实验完毕，提问学生三个问题，并结合学生的实验数据进行解说，最后使学生掌握测滑轮组的机械效率的方法。4.让同学提出在实验过程中的疑问并全班讨论解答，同时让同学们做二个实验：A同一滑轮组提升不同的重物至同一高度，其机械效率是否一样？B不同的滑轮组提升相同的重物到同一高度，其机械效率是否一样？5.从实验中分析怎样提高滑轮组机械效率和总结；最后布置作业。
五、教学环境及资源准备
用滑轮组提升物体时，机械效率的展开式主要有三个：
① η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%.（知道力求机械效率或知道机械效率求力）
② η= ×100%= ×100%.（知道拉力做功的功率求机械效率或求时间、速度等很方便）
③ 由η= ×100%= ×100%= ×100%.（知道动滑轮的重力求机械效率或知道机械效率求力常用它）
问题1：滑轮组的机械效率是固定不变的吗？
例1 用图1所示的滑轮组将重为12 N的物体匀速提高20 cm，机械效率为80%.不计摩擦和绳重，求：
（1） 拉力多大？
（2） 若匀速提升重18 N的物体时，拉力多大？
思路分析：（1） 知道滑轮组的机械效率求力，可以考虑用机械效率的第一个展开式：
η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%.
（2） 用同一个滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率是不同的.在解决这一类型的题目时，“动滑轮的重力”起着“桥梁”的作用，往往要先求出来.再根据不计摩擦时F= ，求出拉力的大小，也可以求出此时滑轮组的机械效率.
解析： （1） 由η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%得：
F= = =5 N.
（2） 不计摩擦时F= ，所以G动轮=nF-G物=3×5 N-12 N=3 N.则
F ′= = =7 N.（思考：如何求此时的机械效率？）
易错点：个别同学忽视了滑轮组的机械效率随被提升物体重力的增大而增大的特点，结果错解成：η = ×100%= ×100%= ×100%= ×100%，F ′= = =7．5 N.
评注：滑轮组的机械效率不是固定不变的，而是随着提升物体重力的增大而增大，这是好多同学最容易忽视的问题.
练习1： 用1.2 N的拉力沿着竖直方向匀速提升重为2 N的物体，则动滑轮的机械效率为_____，提高动滑轮效率的方法有_____（说出一种即可）．
问题2：使用滑轮组一定能省力吗？
例2 如图2所示，要求滑轮组由4股绳子承担重物，请用笔画线代替绳子将滑轮组绕好.当用滑轮组提起重200 N的物体时，机械效率为50%，若要使这个滑轮组省力，则提起的重物应该超过多重？（不计摩擦和绳重）
思路分析：使用滑轮组提升重物时，若F＜G物，说明是省力的.因此要确定出被提升物体的重力，必须先求出拉力F.怎么求拉力F呢？根据机械效率的第三个展开式，先由η= ×100%= ×100%= ×100%，求出动滑轮的重力，再根据F= ，求出拉力F，最后解不等式F＜G物，确定被提升物体的最小重力.
解析： 由η= ×100%= ×100%= ×100%得：
×100%=50%.所以G动轮=200 N.
不计摩擦时，F= = ＜G物.所以G物＞ = ≈66.7 N.
因此，只有当被提升物体重力超过66.7 N时，滑轮组才能省力.
评注：当拉力大于或等于物体重力时，使用滑轮组不再省力.解决这一类型题目的普遍方法就是解不等式F＜G物.
练习2： 使用动滑轮匀速提升物体时，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F和钩码重力G以及动滑轮的重力G0的关系式为_____.在动滑轮的重力大于或等于物体重力的条件下，使用动滑轮_____.
问题3：如何确定滑轮组的最大效率？
例3 用如图3所示的滑轮组将重为50 N的物体匀速提起，所用的拉力为20 N，不计摩擦和绳重，求：
（1） 此时滑轮组的机械效率多大？
（2） 如果绳子所能承受的最大拉力为60 N，则该滑轮组的最大效率多大？
思路分析：第（1）问与例1类似.第（2）问：由于滑轮组的机械效率随着被提升物体重力的增大而增大，所以要确定滑轮组的最大效率，必须先求出被提升物体的最大重力.怎么求它呢？先求出动滑轮所受的重力G动轮，再利用绳子能承受的最大拉力，根据不计摩擦时F= ，求出被提升物体的最大重力，最后利用η= ×100%= ×100%= ×100%，求出该滑轮组的最大效率.
解析： （1） η = ×100%= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%
= 62．5%.
（2） 不计摩擦时F = ，所以
G动轮 = nF-G物 = 4×20 N-50 N=30 N，则G物最大 = nF最大-G动轮 = 4×60 N-30 N=210 N.
η最大 = ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=87．5%.
或 η = ×100%= ×100%= ×100%=87.5%.
评注：一定要注意滑轮组的机械效率随着被提升物体重力的增大而增大的特点，所以要确定滑轮组的最大效率，必须先求出被提升物体的最大重力.
）
A. 乙、丙的机械效率相等
B. 使用图丙斜面可以省力
C. 甲、乙的机械效率相等
D. 甲、丙的机械效率相等
2.（2021·历城模拟）小明在课外兴趣小组探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，用同一套滑轮组完成了如图所示的实验。那么他想探究的是：滑轮组机械效率的高低与下列哪个因素的关系
（
）
A. 被提升物体的重力
B. 动滑轮的重力
C. 物体被提升的高度
D. 所用拉力大小
3.（2020九上·陕西月考）甲乙两台机器所做的总功之比是之3：4，机械效率之比是2：1，则它们有用功之比为（
）
A. 3：4 B. 2：3 C. 8：3 D. 3：2
4.（2020九上·陕西月考）下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（
）
A. 物体做功越多，功率一定越大
B. 机器的功率越小，机械效率一定越低
C. 功率不同的机器，做的功一定不相等
D. 额外功与总功之比越小，机械效率一定越大
5.（2020九上·陕西开学考）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：（
）
①动滑轮重为200N
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（
）
A. 只有①③正确
B. 只有②③正确
C. 只有①②③正确
D. ①②③④都正确
6.（2020八下·迁西期末）如图所示，在斜面上将一个重
6N
的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为
2N，斜面长
4m，高
1m。下列说法正确的是（
）
A. 运动过程中，重物共受到三个力的作用
B. 运动过程中，重物的机械能保持不变
C. 斜面的机械效率为
75%
D. 重物受到的摩擦力为
2N
7.（2020·长春模拟）如图所示，两个斜面的粗糙程度相同，现将甲乙两个物体分别从斜面的底端以相同速度匀速拉到顶端，拉力分别F1和F2，且F1=F2，这一过程中，下列说法中正确的是(
)
A. 左侧斜面的机械效率大于右侧斜面的机械效率
B. 左侧斜面的额外功大于右侧斜面的额外功
C. 拉力F1的总功率小于F2的总功率
D. 上升过程中甲物体增加的重力势能小于乙物体增加的重力势能
8.（2020·罗湖模拟）如图所示，一个重为600N的物体，通过滑轮组在25N拉力作用下匀速直线运动了2m。已知物体受到的滑动摩擦力为60N，这过程中，结果错误的是（
）
A. 绳子自由端移动了6m
B. 拉力做了150J的功
C. 滑轮组的额外功为120J
D. 该滑轮组的机械效率为80%
9.（2019九上·南丹期中）如图所示，小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为
W1
，机械效率为
η1
；用已滑轮所做的总功为
W2
，机械效率为
η2
，若不计绳重与摩擦，则（
）
A. W1=W2
η1=η2
B. W1
η1>η2
C. W1=W2
η1
D. W1>W2
η1
10.（2019·广州）如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，过程绳的拉力对甲做的功为WAB:用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为WCD,斜面的机械效率为（
）
A. WABWCD B. WCDWAB C. GHWCD-WAB D. GHWCD+WAB
11.（2018九上·庐江期末）如图所示，规格完全相同的滑轮组用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1、G2两个物体，比较它们的省力情况和机械效率（不计摩擦），下列说法中正确的是（
）
A. 若G1=G2，
则F1＜F2，
甲的机械效率较高
B. 若G1=G2，
则F1＞F2，
乙的机械效率较高
C. 若G1＜G2，
则F1＞F2，
甲的机械效率较高
D. 若G1＜G2，
则F1＜F2，
乙的机械效率较高
12.（2018九上·雁塔期中）如图，为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A.B两处，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是（
）
A. 重物在A点处人做的有用功多
B. 重物在B点处人做的有用功多
C. 重物在A点处杠杆的机械效率高
D. 重物在B点处杠杆的机械效率高
13.（2018·常州模拟）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，
竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（
）
A. 同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将超过100%
B. G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
C. 此滑轮组动滑轮的重力为2
N
D. 当G物=6
N时，机械效率η≈
66.7%
14.为模拟盘山公路，现将连接了重1N小球的细线穿入一根长1m的细管，如图，将细管从竖直放置的圆柱体底部a点开始斜向上缠绕5圈后，恰好绕至顶部b点，相邻细管间的高度均为12cm，在b点处通过细线用0.8N的拉力（与管的轴线平行）将管口的小球从a点匀速拉至b点，则缠绕在圆柱体上的细管（模拟的盘山公路）的机械效率为（
）
A. 83.3% B. 80% C. 75% D. 60%
15.（2021·道里模拟）小明利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动一个重2000N，底面积为0.5m2的物体A时，A受到地面的摩擦力为600N，作用在绳端的拉力为250N，则A对地面的压强是________Pa；该装置的机械效率是________。
16.（2021·昆明模拟）如图所示，在左侧A处，利用滑轮组把同一物体（重为G）从水平地面匀速直线拉到高为h的过程中绳端移动距离为________；绳端拉力所做的功为WA
，
右侧B的物体从水平地面匀速直线拉到同一高度，此过程中绳的拉力对物体所做的功为WB
，
该滑轮组机械效率为________；如果其他条件不变，仅增加物体的重量，则滑轮组的机械效率________（选填“增大”、
“不变”或“减小”）。
17.（2020九上·涡阳月考）用如图所示的滑轮将重为60N的物体A匀速提升1m，已知该滑轮的效率为75%，克服机械摩擦所做的功为8J，绳重不计，则动滑轮重为________N。
18.（2020九上·五华月考）如图所示，小明的爸爸用600N的拉力使重1140N的物体在10s内匀速上升了2m（不计摩擦及绳重），此时滑轮组的械效率为________。体重为450N的小明也用此滑轮组来提升同一物体，但物体没有被拉动，当小明对地面的压力为0N时，物体对水平地面的压力为________N。
19.（2020九上·常熟期中）如图甲所示，小明利用滑轮组提升重物，己知重为500N的小明臂力为600N，动滑轮重50N，绳子能承受的最大拉力为800N，随着货物重量的增加，小明绘制了滑轮组的机械效率η和物重G的关系图如图乙所示，请你从滑轮组的使用价值和实际使用情况出发计算ηA=________%、ηB=________%（不计绳重及摩擦、若结果不是整数则保留一位小数）。
20.（2020·百色）如图所示，分别用甲、乙两个滑轮将同一个物体G匀速提升相同的高度h，已知两次拉力之比F甲∶F乙＝5∶3，则这两个过程中有用功之比W甲∶W乙＝________，两个滑轮的机械效率之比η甲∶η乙＝________。
21.（2019九上·安徽月考）小明在探究杠杆机械效率的实验中，将重为30N的物体G挂在一粗细相同质量均匀的长硬棒的中点，在棒的另一端用竖直向上的拉力将物体缓慢匀速提升时效率是75%，若不计摩擦，杠杆自重为________N。
22.（2018八下·汉阳期末）用如图甲所示的装置将实心物体A从深井中吊出来，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60
N，物体匀速上升的速度始终为1
m/s(不计绳重、摩擦及阻力，ρ水＝1×103
kg/m3
，
g＝10
N/kg)．则物体浸没在水中时受到的浮力为________N；物体浸没在水中时滑轮组的机械效率为________；
23.（2021·自贡模拟）在探究“滑轮组的机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得笫4组数据，如下表所示：
（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法；
（2）某次实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计示数如图乙所示，为________N。第3次实验时滑轮组的机械效率为________（结果精确到0.1%）；
（3）由表中第________组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关；
（4）由表中第3、4组数据可知，不同滑轮组的机械效率与摩擦和________有关；第3组实验中克服摩擦所做的额外功为________J。
24.（2021·眉山模拟）对“斜面的机械效率与什么因素有关”这一课题，小明提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与物体的重力有关。
如图所示，小明用弹簧测力计沿同一斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。
（1）小明探究的是猜想________（填序号）。分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越________（选填“省”或“费”）力；斜面越陡，机械效率越________（选填“高”或“低”）。
（2）小明又进行了第4次实验，他在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，小明测得这种情况下斜面的机械效率为________（保留一位小数），把第4次与第________次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。
（3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力________（选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。
25.（2021·乐山模拟）如图所示是用滑轮组将一个沉在水中、质量为10kg、体积为5dm3的实心物体吊起的过程。物体没有露出水面前，5s内被匀速吊起1m，已知此时绳子拉力为F＝20N。求：（g取10N/kg）
（1）水对容器底部的压强；
（2）物体受到的浮力；
（3）拉力的功率及滑轮组的机械效率。（结果精确到0.1%）
26.（2021·成都模拟）用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，
动滑轮A所受重力为G1，
物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，
拉力F1做功的功率为P1，
滑轮组的机械效率为η1；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M2，
物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2，
拉力F2做功的功率为P2，
滑轮组的机械效率为η2。已知G1-G2=30N，η2-η1=5%，
P1P2=1615
，M1、M2两物体的质量相等，体积V均为
4×10-2m3
，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。求：
（1）物体M1受到的浮力F浮；
（2）拉力F1与F2之比；
（3）物体M1受到的重力G。
27.（2020·南岗模拟）一辆质量是3.5×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是1×103N，汽车沿水平方向匀速移动了2m，滑轮组的机械效率为90%．求：
（1）拉力F做的总功和有用功为多大？
（2）汽车沿水平匀速移动时，受到的阻力大小？
（3）利用学过的知识，你还有什么办法可以使汽车从泥泞中开出来？（要求体现出所用方法和涉及的物理知识）
28.（2020·高邑模拟）如图甲所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机，用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处。已知罐笼的底面积是1.6m2
，
被提升的建筑材料重为2800N，拉力F将它以0.5m/s的速度匀速提升了20s，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。不计动滑轮和钢丝绳的重及摩擦。求：
（1）拉力F的大小：
（2）提升机在提升建筑材料时的机械效率
（3）当装有建筑材料的罐笼静止在水平地面上时，对地面的压强。
29.（2020·达州模拟）如图甲所示，斜面的夹角为30°，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着浸入水中的重9×104N，底面积为100dm3的柱形货物A向上匀速运动。如图乙所示，将A拉至斜面后，物体A以2m/s的速度运动时，汽车对绳的拉力的功率为180kW。不计绳、滑轮的质量和摩擦，g=10N/kg。求：
简单机械的机械效率是力学中的重点和难点，也是中考几乎每年必考的一个知识点。人们应用机械的目的是为了省力或省距离，为了充分发挥机械的作用，就要涉及机械的效率问题。不少学生在学了本知识点之后应用公式解题时仍经常出错，只是死套公式，缺乏灵活应用。本文结合教学和学生常见错误，通过例题加以分析，剖析错误产生的原因，进行防错提示，避免陷入误区。
一、常见错误及例题
问题一：概念理解不完整。
这种错误常见于概念辨析题，原因是片面理解概念，缺乏深入认识。
【案例1】下列关于机械效率的说法中，正确的是（）。
A.越省力的机械，机械效率越高
B.做的有用功多，机械效率越高
C.做的总功越少，机械效率越高
D.额外功在总功中占的比例越小，机械效率越高
错解A认为越省力，即人做的总功就越少，机械效率越多。
错解B、C都只从η= 片面分析，未控制另一个变量。
【解析】机械效率的高低是由有用功和总功两个因素共同决定的，机械效率的高低与机械是否省力、是否省距离无关，所以A错；由η= 可知，有用功多额外功也可能多，所以B错；总功少，有用功也可能少，C错；额外功在总功中的比例越小，那么有用功在总功中所占比例就越大，由η= 可知，机械效率就越高，D正确。
【感悟】正确理解机械效率的概念是解题的关键，机械效率表示的是有用功跟总功的比值，与是否受力，做功多少无关，与机械自身（如机械的自重，摩擦）和做功现象（如被提起的重物）有关。
【拓展】有一个滑轮组经过改进后机械效率提高了，把同一个重物提高相同高度，问改进后与改进前对比（）。
A.做的有用功减少了
B.有用功不变，额外功减少了
C.总功不变，有用功增大了
D.总功不变，额外功减少了
问题二：对滑轮组特点理解不完整。
引起原因是对滑轮组认识不清，不能准确判断滑轮组绕线n，或对滑轮组的省力公式F= （G 指动滑轮重量，忽略摩擦）和公式s=nh应用不熟练，从而导致计算W 和W 出错，使η计算错误.
【案例2】如图所示，用同一滑轮组两次提升同一重物时的情景，不计滑轮组及绳间的摩擦，比较两滑轮组机械效率的大小（）。
A.η ＞η B.η =η C.η ＜η D.缺少条件，无法比较
错解A认为甲比乙省力，F = ，F = ，由η= = 知，η ＞η 。错解C认为甲图中n=3，乙图中n=2，由η= = = 知，η ＜η 。
【解析】由η= = = = 知，因G相同，G 也相同，所以η =η ，选B。
【感悟】本题考查了运用观察、比较法分析问题的能力，分别正确算出η 和η 是解题之关键。对同一滑轮组，若提升同样重的物体，无论绳子的绕法如何，机械效率都是相同的。
【拓展】甲、乙两位工人分别用下图所示的A、B两种方式，将同样重的物体提高到高处，滑轮的重力小于沙子的重力，不计摩擦阻力和绳子的重力， 工人用力较小，两人所用的机械效率η η （填“＞”、“=”或“＜”）。
问题三：对滑轮组及所拉物体之方向判断错误。
此类问题在于学生不能正确理解谁做有用功，一律死套公式η= = = 。特别是针对水平放置的滑轮组和滑轮组竖直而被拉物体方向改为水平的题目最易出错或无从下手。
【案例3】：某人站在岸上，利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸，如图所示，船重1.02×10 N，船移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，船受到滑轮组的拉力始终沿水平方向。此人水平拉绳的力为240N，求该滑轮组的机械效率？
错解：由η= = = = =85
解到此，有些学生会认识到η为百分数，不能大于1。上题中结果明显错误，而束手无策，就认为不会而放弃，缺乏深入思考进而对此种题失去信心。
【解析】动滑轮对船的拉力作的功是有用功，该拉力等于船前进所受的阻力。阻力为船重的0.01倍，即f=0.01G=0.01×1.02×10 N=1.02×10 N，船前进的距离（S ）是绳子自由端前进距离（S）的 ，滑轮组的机械效率为
η= = = = =85%
【感悟】滑轮组可将重物提起，也可拉动物体水平前进，两种情况的原理完全相同，只是力的方向、大小不同，拉起重物时克服重力做功，水平拉物体时克服阻力做功。分析哪个力做的是有用功是解决这类问题的关键。
【拓展】如下图所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向移动，40s内物体移动了8m，拉力F作的功为1280J。求：
（1）拉力F的大小和拉力的功率；
（2）若动滑轮的重为12N（不计绳重及摩擦），计算滑轮组的机械效率。
问题四：结构固定的同一滑轮组机械效率认为不变。
【案例4】用滑轮组匀速提升重为2×10 N的物体，作用在绳子自由端的拉为625N，拉力所作的功为1.25×10 J，滑轮组的机械效率η=80%，若不计绳重及摩擦，将提升的重物改为重3×10 N的物体，求作用在绳子自由端的拉力。
错解：由η= 得W =ηW =0.8×1.25×10 J=1×10 J
【解析】本题错误在于在解题过程中认为用同一滑轮组提升重力不同的物体时，滑轮组的机械效率是不变的。事实上，同一滑轮组提升较重物体，机械效率较大，其正确解法是：由η= 得，
W =ηW J=0.8×1.25×10 J
由W=Fs得，s= = =20m,h= = =5m。
所以承担总重量绳子的段数n= = =4(段)，
由F = (G +G )得G =nF -G =4×625N-2×10 N=500N。
当改为重3×10 N的物体时，绳子自由端的拉力为F = (G +G )= (3×10 N+500N)=875N。
【感悟】本题之所以易错，关键在于部分学生认为同一机械中额外功不变，机械效率就不变，而忽略了重物变化，有用功和总功随之改变，从而导致机械效率变化。实际上，根据η= = = = 可知，滑轮组机械效率大小与G和G 都有关，G 不变，G变化时，η也是变化的。所以，提高机械效率的方法之一就是尽量减少额外功，采取减轻机械自重（G ）和加油来减小摩擦；另一种方法就是对于G 不变时，尽量让机械满载（即增大G），就能充分发挥机械的作用，即提高机械效率。
【拓展】如图所示，用40N的拉力，使物体G匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%。求：
（1）物体G和动滑轮重各是多少？
（2）若绳能承受的最大拉力为50N，此装置的机械效率可提高到多少？
二、概念与公式分类
以上几例都是学生在解决机械效率时常见错误，为避免错误，本文现对有关概念和公式归类如下，以供在解决实际问题时选择。
（一）有关三种功。
1.有用功：机械对物体所做的功。常用计算方法有：
A.竖直拉物体时W =Gh，此公式对沿斜面上拉物体和杠杆提升物体也适用。
B.对于水平滑轮组拉物体前进，W =fs，题中一般都是物体水平方向匀速运动，拉物体的力与物体克服阻力互为平衡力，大小相等。
C.W =W -W
D.W =ηW
2.总功：人（动力F）对机械做的功，用W =Fs或W =W /η来计算。
3.额外功：不需要但又不得不做的功，一般用W =W -W 计算。
(二)机械效率。
有用功与总功的比值。定义η= ×100%，它只有大小，无单位，且η＜100%，即η＜1。
对于滑轮组的机械效率的计算，分为竖直拉物体和水平方向拉物体两种情况：
A.竖直拉物体时η= = = = ，其中大多数题目中以应用η= 和η= 解题较易。
B.水平方向拉物体前进时η= ×100%= = 。（f指物体受水平方向阻力，s指物体移动距离，F指绳子自由端所受拉力，S指绳子自由端移动距离。）
另外，对于斜面的机械效率也可用η= = 计算；对于杠杆提升重物的机械效率也用η= = 来计算。
结合以上公式分类，希望同学们能联系具体题目加以练习，减少错误，真正理解公式的含义，学好用好公式，去解决物理中的各种实际问题。
参考文献：
［1］九年级物理上册（苏科版）.
［2］九年级物理（上）同步讲解与测评（江苏版）.天津人民出版社.
(2)若钩码3s内上升0．1m，则弹簧测力计拉力做功的功率为多大?该滑轮组的机械效率为多大?
(3)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将如何变化?
解析(1)用滑轮组提升重物的过程中，匀速提拉还是加速提拉对于拉力的大小会有影响。绳子竖直拉还是斜拉，拉力的大小也不同。物体匀速竖直上升时，重力和拉力彼此平衡，因此在使用滑轮组提升重物的过程中，弹簧测力计要竖直匀速提拉绳子的自由端。观察图1可知：2N与3N之间1N的力被均匀分为五等份，则该弹簧测力计的分度值为0．2N，其读数为2．4N；运用滑轮组提升重物时，绳子自由端移动的距离s与物体被提升的高度h之间的关系是s=nh，不难发现该滑轮组连接在动滑轮上绳子的股数(这是判断绳子股数的重要方法，同学们应该掌握并熟练运用)为3，所以S=3h，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动24cm。在使用滑轮组提升重物的过程中，不得不将动滑轮同时提上去，还需克服摩擦做功，故总功总是大于有用功，机械效率总是小于100％，已知拉力F=2．4N，钩码被提升h=8cm=0．08m，绳子自由端移动的距离s=24cm =0．24m，钩码总重G=6N。W有=Gh=2N× 0．08m=0．48J，W总=Fs=2．4N×0．24m=0．576J，机械效率为η=W有+W总=0．48J／0．576J=83．3％。
(2)根据机械效率η=W有/ W总=η=W有/（W有+W总）可知，在动滑轮重等影响其机械效率的其他因素不变时，做的有用功越多，有用功在总功中所占的百分比越大，滑轮组的机械效率就越大。因此，若只增加钩码的个数即增加钩码的重，其他因素不发生变化时，机械效率将增大。
答案（1）2.4N；(2)s=3h=0.3m
W拉=W总=FS=2.4×0.3J=0.72J
P=W/t=0.72/3W=0.24W
W有=Gh=6×0.1J=0.6J
η=W有/W总×100%=Gh/Fs×100%=83.3%
(3)增大
点评测量滑轮组的机械效率是一个非常重要的实验，在实验中应注意什么问题，有用功、总功如何计算，s和h的关系及物体的重与动滑轮重之间的关系怎样，需非常清楚。
例2(2007年辽宁省大连市)某建筑工地为了搬运建材，采用的滑轮组示意图如图2所示。钢丝绳的拉力F由电动机提供。此滑轮组在30s内将质量为450kg的建材匀速提升了6m，拉力F所做的功为36000J，不计绳重和轴摩擦，g取10N／kg。试求：
(1)滑轮组的机械效率。
(2)钢丝绳移动的速度。
(3)此滑轮组的机械效率小于1的原因是什么?
解析(1)由题意知，用该装置将质量为450kg的建材匀速提升了6m，克服材料的重力G=mg=450kg×l0N／kg=4500N所做的功即有用功为W有=gh=4500N×6m=27000J。而拉力F所做的功为36000J，所以机械效率η=W有/W总=27000J／36000J=75％。
(2)根据图2，动滑轮上绳子的股数是3，所以当建筑材料被提升6m，在相同的时间内绳子自由端便被电动机用向下拉动了s=3h，因此钢丝绳移动的速度应为建筑材料上升速度的三倍。建筑材料上升的速度v=h／t=6m／30s=0.2m／s，则钢丝绳移动的速度v1=3 v=3×0.2m／s=0.6m／s。
一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分．每小题给出的四个选项中只有一个选项正确）1．学校里的工人师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是 （ ）A．增大阻力臂，减小动力移动的距离B．减小阻力臂，减小动力移动的距离C．增大动力臂，省力D．减小阻力臂，省力2．下列仪器或工具在使用过程中，利用了杠杆原理的一组是 （ ）①量筒 ②剪刀 ③烧杯 ④试管夹 ⑤托盘天平 ⑥弹簧测力计A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．④⑤⑥3．如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是 （ ） 4．升国旗的旗杆顶上有个重要的装置是 （ ）A.定滑轮 B.动滑轮 C.滑轮组 D.省力杠杆5．如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物沿竖直方向匀速上升.已知重物上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体重力大小和绳子自由端上升的速度分别为（ ）A．20N 0.4m/s B．20N 0.1m/s C．5N 0.4m/s D．5N 0.1m/s6．如图所示，在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，比较它们的大小（不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦），正确的是 （ ）A．F甲＞F乙 B． F乙＝F丙 C．F丙＜F丁 D．一样大7．在校运会中，小翔参加了铅球比赛。如果他用200N的力，将重50N的铅球投到了10m远处。则下列关于他投球时做功情况的说法中，正确的是： ( )A．做功2000J B．做功500J? C．没有做功? D．条件不足，无法计算8． 一个70kg成人以正常的速度骑30kg自行车受到的阻力为总重力的0.02倍，则人骑车行驶时功率最接近于 （ ）A．1瓦 B．10瓦 C．100瓦 D．1000瓦9．如图所示，杠杆可绕O点转动，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B的过程中，力F （ ）A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大后变小10．关于简单机械，下列说法正确的是 ( )A．定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向 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 11．下列现象中，力没有对物体做功的是 ( )A．用力将铅球掷出 B．将书包背上楼 C．骑自行车匀速前进 D．人提着水桶在水平路面上行走12．如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码都相同．下列四项操作中，会使杠杆右端下倾的是 ( ) ①将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一小格；②将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一小格；③在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码；④在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码． A．②③ B．②④ C．①③ D、①④二、填空题（本题共11小题，每空1分，共26分）13．我们用钓鱼竿钓鱼时，钓鱼竿是一种_________的杠杆（选填“省力”或“费力”）14．如图所示，用动滑轮把重为40N的物体匀速上提，弹簧测力计示数为24N，则拉力为______N．不计摩擦和绳重，动滑轮重为______N，这时该动滑轮的机械效率约为___ ___．15．如图所示，杆秤秤砣的质量为0.1千克，杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为0.05米、0.2米，则被测物的质量为_________千克。若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值_________被测物的真实质量值（选填“小于”、“等于”或“大于”）。16．如图所示，AOB为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆(自重不计)，已知AO=2OB．固定O点，使OB 处于水平位置，此时B 端挂一重为40N 的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A 端施加F=______N 的力．17．如图，用甲、乙图两种方法提起相同重的物体，则：（1）使用 图的办法省力；机械效率高的是 图的办法。 （2）提高机械效率的方法有：① __________ __ ；②_____________ 。18．举重运动员把2000N的杠铃在2s内举高1.8m后又在空中保持 4S，则该运动员前2s的功率是____w，后4S的功率是____w．19．2010年市学业水平体育测试立定跳远项目中，体重为500N的某同学从点到落地点的过程中，重心下降的距离为0.3m，用时0.5s，轨迹如图．则此过程重力做的功为________J，重力的功率为_________W。20．如图所示为润扬大桥。“桥塔为什么要造这么高?”小强对此进行了研究：他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙所示的模型，又画了桥塔高低不同的两幅图丙和丁。小强通过比较发现：适当增加桥塔的高度，可_________(填“增大”或“减小”)斜拉索拉力的力臂，从而 ______________(填“增大”或“减小”)斜拉索的拉力。21． 小聪用图10所示的滑轮组将重4 N的物体匀速提高2m，他做的有用功为________J。已知此时滑轮组的机械效率为80%，那么小聪所用拉力为_______N，动滑轮的重力为_______N，若用此装置提升7N的物体，则此时的机械效率_______（“增大”或“减小”或“不变”）。22．如图11所示滑轮组，物M重50N，在力F作用下以0.5m／s速度在水平面上做匀速运动，此时弹簧秤上示数是12N，则物体运动时受到地面摩擦力大小是____N。8s内拉力F所做的功是______J，功率是______w．（不计滑轮重及摩擦因素） 23．如图所示，用1.2N拉力沿竖直方向匀速拉起重为2N的物体，物体上升0.1m，所用时间为4s。（1）此过程中拉力的功率为______W。（2）将物重由2N不断增大，假设动滑轮始终能正常工作，当达到绳子承受的拉力3N时，此过程中，它的机械效率变化范围是____________。三、解答题（本题共7小题，共50分．解答27、28、29题时应有解题过程）24．（6分）按照题目要求作图： （1）在图甲中画出物体A所受重力的示意图和拉力F所对应的力臂l．（2）用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来，试在图乙中画出最省力的绕绳方法．（3）在图丙中，杠杆AB处于平衡状态，请作出力臂L对应的力F的示意图． 图甲 图乙 图丙 25．（7分）小明和小红用图甲所示的杠杆一起探究杠杆的平衡条件：（1）小明先把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图甲所示的位置，此时杠杆处于________(填“平衡”或“不平衡”)状态．为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向_______(“左”或“右”)移动．小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是_______________________________、_______ __________。（2）如乙图，用弹簧测力计从M位置移动N位置用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变________，这是因为______________________．（3）小明用调节好的杠杆进行了一次实验，所得数据如下表：动力/N 阻力/N 动力臂/cm 阻力臂/cm4 3 2 6于是他得出了杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2，请你对此作出评价：___________________________________________________．26．（13分）某同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中(1)他所准备的实验器材有：滑轮，细绳，铁架台，直尺，钩码，还需_________ (2)该同学实验时，记录的数据在表格中，请认真填写所缺少的部分物重/N 物体提高的高度/m 弹簧测力计读数/N 绳自由端拉动距离/m 有用功/J 总功/J 机械效率50 0.15 20 0.45 (3)实验中弹簧测力计应该做__________________运动．(4)同学乙观察并分析了甲的实验后，认为甲的实验中，可少用一种器材，少测两个数据也能测出滑轮组的机械效率，通过和甲讨论并经过老师的认定，他的方案是可行的，请你分析一下，去掉的器材是什么？少测哪两个数据？答：去掉____________________________________；少测两个数据是__________________，__________________．实验中同学们又提出了下列假设． 假设1：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关 假设2：滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关 假设3：滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关 假设4：滑轮组机械效率高低可能与滑轮组绳子股数有关一位同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将所测数据填入下表．（不填写机械效率）(5)根据实验_________________ (填①、②、③、④)可知，滑轮组机械效率高低与被提升物重有关．(6) 据实验②和④可知，滑轮组机械效率高低与__________________无关．(7)通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越 ．(8)要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关，应该选用_______(选填“同一”或“不同”)滑轮组，提升同一重物到_______(选填“相同”或“不同”)的高度去研究．27．（6分）电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们喜爱．若某人骑电动自行车在一段平直的公路上匀速行驶了150m，用时30s，电动自行车的牵引力为20N，在此过程中：(1)电动自行车速度的大小；(2) 牵引力所做的功；(3) 牵引力做功的功率．
28．（6分）如图所示是小明同学测动滑轮机械效率的实验装置图，他在2s内做了0.96J的有用功使重物匀速上升了0.4m，不计绳重及摩擦，绳子很结实。请你回答：（1）弹簧测力计匀速向上运动的速度？ （2）该动滑轮的机械效率是多少？（3）该动滑轮的重是多少？
29．（6分）某记者报道：他在植物园内，看到一位老人伸手抱起一根长约3m，横切面积为0.1 m2的木头轻轻地举在头顶尽情玩耍，如图甲，该木头就是地球上最轻的木料——轻木，其密度为0.2g/cm3．(g=10N/kg)⑴请你通过文中给出的数据计算并回答上述报道是否真实． 甲 乙(2)若小华用图乙所示滑轮组匀速提升该木头至1 m高的车上，所用拉力F为250N，时间为10秒，求小华做功的功率．(3)用此滑轮组匀速提升900 N的物体的机械效率．(不计摩擦和绳重)30.如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。 (1)每个滑轮重多少N?(2)绳子能承受的拉力是多少N?(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N? 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分．每小题给出的四个选项中只有一个选项正确）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12答案 D B A A A B D C A D D C二、填空题（本题共11小题，每空1分，共26分）13.费力14.24 8 83%15.0.4 大于 16. 20N 17.乙 甲 增加物重 减小动滑轮重和摩擦力18.1800W 0W19.150J 300W20.增大 减小21.8 2.5 1 增大22.24 96 1223．0.06W 83.3%----93.3%三、解答题（本题共7小题，共50分．解答25、27、29题时应有解题过程）24. 图甲 图乙 图丙 25.(1)平衡 左 便于测量力臂 、排除杠杆重力的影响 (2).大 力臂变小 (3)没有多次测量26.(1)_弹簧测力计_ (2) 7.5 9 83.3 (3)匀速直线 (4)直尺 物体提高的高度 绳自由端拉动距离 (5)①② (6)绳子的股数 (7)低 (8)同一 不同27.（1）5m/s(2)3000J (3)100W 28.（1）0.4m/s（2）75%（3）0.8N29.（1） m=60kg 不真实（2）75W（3）85.7%30.(1) 100N（2）500N（3）800N
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度运动时，拉力的功率。
这道题其实并不难，但是不少同学在解答问题（2）时，会出现乱套公式的现象，如：
错误解法1：=50%，其中，=20N，解得=38N；
错误解法2：=50%，其中，=20N，解得=20N。
使用上述两种错误解法的根本原因在于，同学们不理解滑轮组机械效率中有用功的深刻含义，总是错误地认为或死记成。下面，老师将剖析有用功及总功的深刻含义，并将原形公式的拓展改造成普适公式，以提升同学们滑轮组机械效率的解题效率。
一、理解机械效率
工作效率就是指工作产出与投入之比。因此，对于匀速提升重物的问题而言，如图2所示，当我们徒手匀速提升重物时，人提供的拉力，拉力全部用于提升重物，此时工作产出与投入比等于1，即效率为百分之百。
分析可知，尽管徒手提升重物的方式可以做到工作效率等于百分之百，但无法实现省力及改变人出力的方向，所以需要借助动滑轮、定滑轮来实现这一想法，为工作带来便利。
如图3-1所示，在提升重物过程中，借助滑轮组实现了省力与改变力方向的目的，整个装置如图3-2所示，使用该装置提升重物时，人的拉力需克服动滑轮的自重及挂在动滑轮上绳子的拉力FT做功，这是使用滑轮组工作时的工作总投入，即为总功。分析可知，滑轮组的整个装置工作时，实际上只有克服挂在动滑轮上绳子拉力FT做功（图3-3），而通过受力分析可知，人出力提升时，实际上克服了挂在定滑轮上的绳子向下的拉力FT做功，对应图3-4中的，同时还提升了动滑轮，即做了额外功。
二、例题辨析
【例题1】如图4所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3。测得物体在出水面后牵引车作用在绳子上的拉力为500N。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg，问：
（1）物体浸没水中时所受的浮力多大？
（2）动滑轮所受的重力多大？
（3）物体露出水面前，滑轮组机械效率多大？
解：（1）由及得：
当物体浸没在水中时，V排=V物=0.075m3，由F浮=G排=得：
F浮==1×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N
（2）物体出水后，n=3，则，则=3×500N-1 200N=300N
（3）物体浸没在水中，则由n=3，知，，不计摩擦与绳重，则由得：=60%。
【点评】本解法运用了前文提炼的普适公式来表示机械效率，再加以受力分析，将FT和的大小代入式子进行求解，避免了因死记公式而出现计算错误。
【错题分析】东海县新水晶市场建设工地上，工人用如图5所示的滑轮组，将重为3 000N的物体甲以0.2m/s的速度沿水平方向匀速拉动。若拉动水平拉力为250N，滑轮组机械效率为80%。
求：
（1）物体受到的摩擦力f；
（2）拉力F做功的功率；
（3）在10s内机械所做的有用功。
解：（1）水平匀速拉动，则f=FT，由n=3，知：3F=FT=f，则f=3×250N=750N
（2）由题知，n=3，则，
再由、及得：
（3），其中，
代入可得：
你的解法跟上述的过程一样吗？如果一样，那你就错了。
错误在于对第（1）问摩擦力f的求解中，受力关系3F=FT=f并不成立，导致f求解出错。因为本题在分析过程中并不能忽略绳重、滑轮重以及摩擦的影响，才使得滑轮组效率是题干中的80%而不是100%。若关系3F=FT=f成立，则由效率=100%，这是错误的。正确的解法如下：
解：（1）由n=3，知：，则=80%
解得：，则，水平匀速拉动，则f=FT=600N
（2）由题知，n=3，则
由、及得：
（3），其中
代入可得：
(1)绳端拉力F是多少牛?
(2)绳端移动的距离是多少米?
(3)若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重,需在绳端施力800牛,滑轮组的机械效率是多少?
解析:使用滑轮组时,重物G由n段绳子承担,提起重物G所用的力F就是重物G的n分之一;由于重物G是由n段绳子承担,当重物升高h米时,绳末端移动的距离s=nh米;若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重,滑轮组的机械效率等于有用功和总功的比值。
(1)绳端拉力为:
F===635牛。
(2)绳端移动的距离为s=nh=4×17米=68米。
(3)滑轮组的机械效率为:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈79%。
点拨:如何判断有用功、额外功、总功,是解机械效率有关问题的关键,解题时可以用机械做功的目的来分析。凡是用机械来升高物体的,使物体升高所做的功为有用功;且有W=Gh,即有用功等于被升高的物体的重力与其提升高度的乘积。凡是动力做的功就是总功,且有W=Fs,它等于力与机械在动力作用下移动的距离的乘积。而用来克服摩擦和机械自身重力所估的功为额外功:W=W-W。
2.水平使用的滑轮组机械效率
例2 如图2所示,物体重15000牛,物体与水平地面的滑动摩擦力为物体重的02倍,滑轮组的机械效率为80%,求物体向左匀速运动时绳的自由端的拉力是多大?
解析:本题我们仍然用机械率的公式来解决,但不知道物体移动的距离就无法表示出有用功和总功,因此我们可以把它当做参变量引入,以帮助我们解题。
设物体向左移动的距离为s,直接拉物体向左移动的力的大小等于物体所受的摩擦力,则
W=02Gs
W=F•3s
η=×100%=
所以F===1250(牛)。
即绳子的自由端的拉力为1250牛。
点拨:从本题的解答可以看出题目的结果与我们引入的参变量无关,但引入参变量有助于我们顺利求出题目的结果。
3.机械效率与功率的综合
例3 有甲、乙两台机械,功率P>P,效率η
A.在相同的时间内,乙机械做的功多
B.做相同的有用功,甲用的时间少
C.甲机械中的摩擦比较大
D.甲机械的输出功率和输入功率之比小于乙机械的输出功率和输入功率之比
杠杆是指一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒.所谓硬棒，就是要求在使用时棒不会变形，至于棒的形状则并非一定要求是直的，比如滑轮、轮轴等都可看做杠杆.
在生产劳动和日常生活中，常接触到杠杆，如买菜使用的杆秤，实验室使用的天平.常用的剪刀、镊子、羊角锤等实际上都是变形的杠杆.
2.正确理解力臂的概念
力臂是指从支点到力的作用线的距离，力对支点的转动效果不仅与力的大小有关，还与支点到作用线的垂直距离有关.支点到动力作用线的距离叫动力臂，支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂.力的大小相同时，力臂是影响杠杆转动的物理量.
3.杠杆的平衡
当有两个或多个力作用在杠杆上，能使杠杆分别按两个不同方向（比如顺时针或逆时针）转动，若杠杆保持静止不动或匀速转动时，我们就说杠杆平衡了.根据实验可确定杠杆平衡的条件是：F动・l动=F阻・l阻，即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积.
4.滑轮的实质
5.怎样判断滑轮组的用力情况
考点扫描
例1 扁担长2m，两端物体的重力分别为G1=500N，G2=300N.若不考虑扁担的重力，则（1）人的肩头应在什么位置，扁担才平衡？（2）若扁担两端同时增加G=100N的重力，肩头应在什么位置？
解析 （1）以肩为支点，前后两物体作用力的力臂分别l1和（l-l1），
扁担平衡时，有F1・l1=F2・（l-l1），
500N×l1=300N×（2m-l1），
l1=0.75m（肩头距前面物体0.75m）.
（2）扁担两端同时增加100N重力后，
F1′=（500+100）N=600N，
F2′=（300+100）N=400N，
F1′・l1′=F2′（l-l1′）.
解得l1′=0.8m（肩头距前面物体0.8m）.
例2 有一个结构不明的滑轮组，只知道拉力F向下拉绳子时，每拉下12m，重物就上升3m，拉力F=400N，重物为多大，试画出滑轮的结构图.
解析 对于滑轮组的问题，要弄清：（1）绳端移动的距离s与重物上升的距离h，绳子的段数n之间的关系是s=nh；（2）判断滑轮组绕绳的段数的方法，用一条虚线把动滑轮组和定滑轮“切割”开，再数直接与动滑轮组相连的“绳子段”有几（n）个，就有几（n）段绳；（3）滑轮组上的绳的绕法有两种：一是将绳的一端固定在动滑轮的钩上，拉力方向向上；二是将绳的一端固定在定滑轮的钩上，拉力方向向下.
滑轮组的结构如图1所示.
例3 某人用如图2所示的滑轮组（不计摩擦）提升某一重物，所用拉力F为200N，若滑轮组的机械效率为80%.求：（1）被提升的物重？（2）动滑轮重？
实验探究
例4 测“滑轮组机械效率”的实验中所用的测量仪器有 .
（1）画出测量由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组机械效率的装置示意图.
（2）若动滑轮重0.5N，弹簧测力计测量范围是0～2.5N，则实验时，被提起的重物不得超过 .
（3）为记录本实验的数据，请你设计一个表格.
（4）实验时，必须使弹簧测力计做
运动.
答 本实验需要的器材有：a.测力计，b.铁架台，c.刻度尺一把，d.钩码一盒，e.定滑轮及动滑轮各一个，f.2～3m长的细绳一条，g.铁夹子一个.
（1）装置示意图如图3所示.
G重+G滑轮=3F，
G重=3F-G滑轮=3×2.5N-0.5N=7N.
答 重物不能超过7N，即G重≤7N.
（3）实验表格
（4）弹簧测力计必须做匀速直线运动.
典例解析
例5 图4中所示装置的机械效率是90%，物体A在拉力F的作用下，以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动.已知物体A重200N，A运动时受的阻力是72N，求拉力F的功率.
解析 此题中机械克服物体A与水平面的摩擦阻力做的功是有用功，而不是克服物体的重力所做的功，所以物体A重200N，是多余条件，拉力F做的功是总功.拉力F移动的距离s拉与物体A移动的距离s物之间的关系是s物=3s拉，拉力F匀速移动的速度v拉与物体A移动的速度之间的关系是v物=3v拉.
仿真测试
1.在图中的4种情境中，人对物体做功的是（ ）.
2.如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动了5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，拉力F做的功（ ）.
A.50J B.25J C.100J D.200J
3.下列说法中，最接近实际情况的是（ ）.
A.成年人走两步的距离大约是1.5m
B.家用白炽灯功率约为1000W
C.一名中学生体重约为50N
D.物理课本质量是16kg
4.图中的铡刀、瓶盖起子、手推车、铁锨都属于杠杆，其中费力杠杆是（ ）.
5.如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重GB的物体，杠杆处于平衡状态，AO=BO，杠杆自身重力不计，则（ ）.
A.GA=GB B.GA
C.GA>GB D.无法判断
6.某物理兴趣小组的同学学习了功率知识后，进行了“比一比谁上楼功率大”的比赛.其中某同学从一楼跑到三楼用了10s，则他上楼过程中的功率大约是（ ）.
A.3W B.30W C.300W D.3000W
7.如图所示，在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，杠杆上每小格的长度都相同，两边挂上钩码后杠杆平衡，如果把两边的钩码都同时向里移动一个格，则杠杆（ ）
A.仍能平衡
B.不能平衡，A端上升
C.不能平衡，B端上升
D.无法判断
8.如图所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为18kg的面粉，所用的拉力为100N，则动滑轮的机械效率为 .若用此动滑轮匀速提起一袋质量为25kg的大米，当拉绳子的速度为 m/s时，拉力的功率为54W.（取g=10N/kg，绳重与摩擦不计）
9.小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m时，杠杆的另一端把320N的重物提高了0.5m，他做的有用功是
J，总功是 J，杠杆的机械效率是 .
10.画出图中杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂.
11.画出使杠杆AB在如图所示位置静止时，所用最小力F的作用点和方向.
12.兰兰和芳芳运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其他因素，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：
猜想1：可能与匀速提升的速度大小有关；
猜想2：可能与被提升的钩码重力有关；
猜想3：可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重力都有关；
猜想4：可能与钩码被提升的高度有关.
兰兰和芳芳分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表.
兰兰的实验记录：
芳芳的实验记录：
（1）请帮助兰兰完成表中的一项计算；
（2）请根据兰兰的实验记录，在她的表中写出探究结果；
（3）归纳她们的实验探究，你所得的结论是： .
13.如图所示的滑轮组匀速提起重1000N的物体，10s内绳子的自由端拉下16m，已知做的额外功是800J，若绳重和摩擦不计，试求：
（1）绳自由端拉力的功率；
（2）滑轮组的机械效率；