第 14 讲 简单机械
第 1 课时 杠杆和滑轮
命题点 1
杠杆分类 (8 年 1考)
1． (2013 ·河北 ) 如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是
(C)
①核桃夹
②船桨
③手推车
④碗夹
A．①②
B ．②③
C ．②④
D ．③④
命题点
2
探究杠杆的平衡条件
( 8
年1考)
2． (2018 ·河北
) 探究杠杆的平衡条件．
杠杆两端的螺母作用是 __调节杠杆在水平位置平衡 __．
(2) 小明用如图甲所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是
__ 1
1＝
F l
2
2
__．
F l
实验
动力
动力臂
阻力
阻力臂
次数
F1/N
l 1/m
F2 /N
l 2/ m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
3.0
0.1
2.0
0.15
(3) 小明又用如图乙所示装置进行实验，请在图中画出拉
F 的力臂，弹簧测力计的读数应是
__2__N． ( 一个钩
码重 0.5 N)
解：
如图丙所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡．她用刻度尺测出 l 1 和 l 2，则 2l 1__＞ __( 填“＞”“＜”或“＝” )3 l 2.
【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出
L
和L(如图丁
1
2
5L2
所示 ) ，则游码的质量为 __ __g.
2L1
命题点 3
杠杆平衡条件及其应用
( 8
年2考)
3． (2015 ·河北 ) 如图所示，将边长为
10 cm 的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A 点处，在 B 点施加力
1＝30 N 时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为
0. 撤去 1，在
B
点施加力
2 时，合金块对地
F
F
F
面的压强为
1.2 ×10 3 Pa.( OB＝ 3OA， g 取 10 N/kg)
画出 F2 的力臂．
求合金块的质量．
求 F2 的大小．解： (1) 如图所示
(2) 由杠杆的平衡条件：
F 动 l 动 ＝F 阻 l 阻
F1
× l OB
30 N×3OA
则 G＝
l OA
＝
OA
＝90N
G
90 N
根据 G＝ mg，所以 m＝ g＝10 N/kg ＝ 9 kg
F
＝ F
＝ pS＝1.2 ×10
3
2
压
支
由于 F 与 OB的夹角为
30°，所以 F 的力臂 l
＝
1
2
2
2
2
则 ( G－F 支 ) ×l OA＝ F2× l 2
（ G－ F ）× l
OA
2×（ 90 N－ 12 N ）× OA
2＝
支
＝
＝52 N
F
l 2
3×OA
4．(2014 ·河北 ) 小明做俯卧撑时 ( 如图所示 ) ，可将其视为一个杠杆，重心在
O点．他将身体撑起时，地面对
两脚尖的支持力为
250 N ，两脚尖与地面的接触面积为
2
2
60 cm ，双手与地面的接触面积为
300 cm .
画出以 B 点为支点时重力的力臂 l .
(2)
如果小明的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为
5∶2，地面对双手的支持力为多少？
(3)
小明在 1 min 内做了 30 个俯卧撑，每次肩部上升的距离都为
0.36 m ，则他 1 min 内克服重力所做的功为
多少？
解： (1)
p脚尖 5
由于 p＝ S， p手 ＝ 2
2F
× S 2×250 N×300×10
－ 4
m
2
脚尖
手
＝500 N
则 F手＝
＝
5×60×10
－ 4
m
2
5S脚尖
(3) 由杠杆的平衡条件：
F1l 1＝ F2l 2
以 B 为支点时： F 脚尖 ×AB＝ Gl,, ①
以 A 为支点时： F 手 ×AB＝ G( AB－ l ),, ②
将 F 脚尖 ＝ 250 N 、 F 手 ＝ 500 N 、 AB＝ 1.5 m 代入①②式，解得：
G＝750 N ， l ＝ 0.5 m
构建数学模型如图所示，
h
AB
利用相似三角形得
h＝AB－ l ，当肩部上升的距离为
h＝ 0.36 m 时，重心上升的距离为h
则：
h＝ h（ AB－ l
） ＝0.36 m ×（ 1.5 m － 0.5 m ）
＝0.24 m
AB
1.5 m
1 min 内克服重力所做的功：
＝
＝ 30×750 N×0.24 m ＝ 5 400 J
W nG
h
重难点 1
杠杆的动态平衡问题
(2018 ·临沂 ) 图 (a) 所示的杠杆是水平平衡的．如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图 (b) 所示，则杠杆 (A)
A．右端下沉
B．左端下沉
C．要保持平衡应将左端的物体向右移动
D．要保持平衡应在右端再加挂一个物体
【变式训练
1】
如图所示，刻度均匀的杠杆处于水平平衡状态，每个钩码质量均相等．若将两边的钩码分
别向靠近支点的方向移动相同的距离后，杠杆将
(C)
仍然平衡
右端下降
左端下降
无法判断
重难点 2
杠杆的最小力问题
(2018 ·眉山 ) 如图所示，轻质杠杆 OA能绕 O点转动，请在杠杆中的 A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力 F 的示意图 ( 要求保留作图痕迹 ) ．
解：
【变式训练
2】
如图所示，画出使杠杆
AB在如图位置静止时所用最小力
F 的作用点和方向．
解：
实验突破
探究杠杆的平衡条件
(2018 ·枣庄 ) 如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置．
(1)
实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向
__右 __调节，使杠杆在水平位置平衡．
(2)
杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的__左 __端会下沉，要使杠杆重新在水平
位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和较少钩码的前提下，只需将
__左侧的钩码去掉一个 __即可．
(3)
小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示．你认为
__小李
__的实验方案更好，请说明你的理由
__弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量
__．
实验中小王发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠
杆的平衡？请说明理由 __这个作用在杠杆 O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡__．
如图戊所示，若不在 D点挂钩码，改用弹簧测力计在D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
__变大 __．
戊
己
(6) 小明组在实验中，发现用如图己装置的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡
( 杠杆上每格等距
) ，但老师建议
同学们不宜采用这种方式，主要是因为
__C__(填字母 ) ．
A．一个人无法独立操作
B．力臂与杠杆不重合
C．力和力臂数目过多，不易得出结论
D．杠杆受力不平衡
1．(2018 ·烟台 ) 如图所示的杠杆，属于费力杠杆的是
(C)
2．(2017 ·济宁 ) 如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆
OBA可绕
O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力．图中能够正确表示动力臂的是
(B)
A． l
1
B ． l
2
C．l
3
D ． l
4
3．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式
( 不计机械自重和摩擦
) ，其中所需动力最小的是
(D)
4．(2018 ·邯郸一模
) 如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图．下列说法中正确的是
(C)
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在
a 点比 b 点更易被切断
D．手沿 F1 方向用力比沿
F2 方向更省力
5．(2018 ·潍坊 ) 如图所示，杠杆处于平衡状态．如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将
(B)
A．左端下降
B ．右端下降
C
．仍然平衡
D ．无法判断
6．(2018 ·连云港 ) 如图所示， O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为
G的物体，杠杆在力
置平衡．如果用力
F2 代替力 F1 使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是
(B)
F1 的作用下在水平位
A． F1＜ F2
B ．F1＞F2
C．F2＜G D
．F1＝G
7．(2018 ·乌鲁木齐种情况下绳子在相等拉力
) 如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，
F 作用下静止．则每个动滑轮的重力为
(B)
G1＝ 60 N， G2＝ 38 N，甲、乙两
A．3N B ．6N
C
．11N D ．22N
8．(2017 ·聊城 ) 如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为
2 cm，当弹簧
测力计在 A点斜向上拉 ( 与水平方向成
30°角 ) 杠杆，使杠杆在水平位置平衡时．下列说法正确的是
(D)
A．动力臂为
0.08 m
B．此时为省力杠杆
C．弹簧测力计的示数为
4 N
D．钩码总重为
2 N
9．在生活和生产实践中，很多地方用到了简单机械，比如汽车方向盘实际上是一个
__轮轴 __，盘山公路实际
上是一个 __斜面 __．( 填“杠杆”“滑轮”“轮轴”或“斜面”)
10．(2018 ·天津 ) 利用图甲中的撬棒撬石块时，撬棒相当于
__省力 __( 填“省力”或“费力” ) 杠杆：利用图
乙中的滑轮组匀速提升
900 N 的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为
__300__N.
11．(2018 ·河南 ) 高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触．如
图为输电线的牵引装置．钢绳通过滑轮组悬挂
20 个相同的坠砣，每个坠砣质量为
25 kg ，不计滑轮和钢绳自重和
摩擦，输电线 A端受到的拉力大小为 __10__000__N．若某段时间内坠砣串下降了 30 cm ，则输电线 A 端向左移动了 __15__cm.( g 取 10 N/kg ，不考虑钢绳的热胀冷缩 )
12．(2017 ·曲靖 ) 如图所示，小轿车的方向盘相当于一个轮轴，若
F1＝ 20 N ，盘的半径为
20 cm，轴的直径
为 4 cm，不计摩擦阻力，则
F2 ＝__200__N．门锁的把手相当于一个
__省力 __( 填“省力”或“费力” ) 轮轴．
13．(2018 ·广安 ) 如图， AB是能绕 B 点转动的轻质杠杆，在中点
C处用绳子悬挂重为
100 N 的物体 ( 不计绳
重 ) 在 A端施加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡，则拉力
F＝__50__N．若保持拉力方向始终垂直于杠杆，
将 A 端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F 将 __减小 __( 填“增大”“减小”或“不变” ) ．
14．(2018 ·唐山古冶区模拟 ) 在探究杠杆平衡条件的实验中：
(1) 小明把杠杆支在支架上，若杠杆左端下沉，可调节左端的平衡螺母向
__右 __端移动，使杠杆在水平位置平
衡．
如图甲所示，在杠杆右侧 B 处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左侧 A 处挂__3__个相同的钩码．
如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，杠杆仍然在水平位置平
衡，弹簧测力计的示数
__变大 __( 填“变大”“不变”或“变小”
) ，原因是
__弹簧测力计拉力的力臂变小
__．
(4) 探究过程中，如图丙在杠杆左端某一固定位置挂一个重力
G＝ 2.5 N 的物体，在杠杆右端不同位置处施加
1
不同的竖直向下的力
F，保证杠杆处于平衡状态．根据多次测量的
F、L 数据，画出
F 和L的图线如图丁，由图丁
可得出杠杆平衡的条件是
F 与 L 成 __反比 __，根据杠杆平衡条件，可求出重力
G的力臂是 __0.2__m.
15．(2018 ·荆州 ) 如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，
OA＝ 20 cm， G1 是边长为 5 cm 的正方
体， G 重为 20 N ．当 OB＝ 10 cm 时，绳子的拉力为 __10__N，此时 G 对地面的压强为 2×10
4
Pa. 现用一水平拉力
2
1
使 G2 以 5 cm/s 的速度向右匀速直线运动，经过
__10__s 后，可使 G1 对地面的压力恰好为零．
16．(2018 ·威海 ) 如图为吊装工具示意图，物体
M为重 5 000 N 的配重，杠杆
AB的支点为 O， OA∶OB＝
1∶2，每个滑轮重
100 N ．当重为
700 N 的工人用
300 N 的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为
__400__N，物体 M对地面的压力为
__4__500__N． ( 杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计
)
17． (RJ 教材 8 下 P80T2 变式 )(2018 ·宜昌 ) 如图甲所示，钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合，图乙是其中的一个杠杆．用钢丝钳剪铁丝时，将铁丝放在 A 处还是 B 处更省力呢？请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力 F2 的示意图和动力 F1 的力臂．
解：
18． (RJ 教材 8 下 P84T4 变式 ) 如图所示，滑轮组用 80 N 的力提起了重 300 N 的物体 ( 不计摩擦 ) ，请你画出该滑轮组的绕绳方法．
解：
第 2 课时
机械效率
命题点
1
影响滑轮组机械效率的因素
( 8
年
1 考 )
1． (2015 ·河北 ) 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用
大小分别为
F1 和 F2 的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度．若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是
(ABD)
A． F1 大于 F2
B． F1 和 F2 做的功一定相等
C．甲、乙的机械效率不相等
D．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动的时间可能相等
命题点 2
测量滑轮组的机械效率
( 8 年 1 考 )
2． (2011 ·河北 ) 下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据
.
动滑轮重
物重
钩码上升
动力
动力作用点
滑轮组的G动/N
G/N
高度 h/m
F/N
移动距离
机械效率 η
s/m
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
66.6%
请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法．
解：
将表格中的数据补充完整．
用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其他额外功将 __变大 __( 填“变大”“变小”或“不变” ) ．进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与 __物重 __和 __摩擦力 __有关．
若第一次实验中，钩码上升0.1 m 所用的时间为 1.5 s ，则动力的功率为 __0.14__W.
命题点
3
机械效率相关计算
( 8
年
5 考 )
3． ( 多选 )(2017 ·河北 ) 用五个相同质量的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳子自由端分别
用力将重力为
G的物体匀速提升，乙滑轮组的效率为
η 乙，不计摩擦、绳和木板的重，下列说法正确的是
(BCD)
A．两个滑轮组的机械效率可能相等
B． F1 一定大于
F2
（ 1－ η乙 ）G
C．每个滑轮重为
2η 乙
D．甲、乙将重物提升相同的高度，
F1 与 F2 的功率可能相等
4．(2018 ·河北 ) 一台起重机在
10 s
4
__1.44 ×10 __J__．若起重机做的额外功是
内将重为
9600J
3 600 N 的货物匀速提高了
4 m，起重机做的有用功是
，则机械效率是
__60%__，起重机的总功率是
__2__400__W.
5．(2016 ·河北 ) 如图所示是某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置，将重为
1 600 N 的建材从斜面
底端匀速拉到顶端．已知斜面倾角为
30°，斜面高为
4.5 m ，建材移动的速度为
0.4 m/s ，电动机的输出功率为
400 W，斜面的效率与整个装置的效率之比
η 1∶ η2＝10∶9.( 忽略定滑轮处摩擦及绳重
) 求：
对建材做的有用功．
斜面的效率．
电动机消耗的电能．
解： (1) W有用 ＝Gh＝1 600 N ×4.5 m ＝ 7 200 J
W
s
(2) ∵ P＝ t
W＝ Fs
v＝t
400 W
∴拉力： F＝ v＝ 0.4 m/s ＝ 1 000 N
斜面的机械效率：
有用
有用
7200J
W
W
1＝ W总 ＝ Fs ＝ 1 000 N ×2×4.5 m ＝ 80%
9
装置的效率： η 2＝η1 ＝ ×80%＝ 72%
1010
电动机消耗的电能：
W＝W有用 ＝7 200 J ＝1×10 4 J
η2
0.72
6．(2013 ·河北 ) 如图所示，重为
N的力匀速提升物体，物体的速度为
1140N
0.2 m/s.(
的物体，它与水平地面的接触面积为
不计摩擦及绳重
) 求：
1.5 ×10 3 cm 2. 工人师傅用
600
工人师傅拉绳的功率．
滑轮组的机械效率．
体重为 450 N 的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大．
W总
Fs
解： (1) 拉力的功率：
P拉 ＝ t ＝ t ＝ Fv 绳 ＝600 N×2×0.2 m/s ＝ 240 W
滑轮组的机械效率：
η ＝ W有用 ＝
Gh＝
G
＝1140N
＝95%
总
绳
×2 600 N×2
W
Fs
F
由于忽略摩擦及绳重， 2F＝ G＋G动
动滑轮重： G动＝ 2F－G＝2×600 N－ 1 140 N ＝ 60 N
绳端最大拉力等于人的重力，则物体对滑轮组的拉力：
F
拉
′＝ 2G －G
, ①滑轮组提升物体的拉力：
F
′
人
动
拉
＝G－F 支, ②
则物体受到的支持力：
F 支＝ G＋ G动－ 2G人＝ 1 140 N ＋ 60 N －2×450 N＝ 300 N
所以物体对地面的最小压强：
压
支 300N
3
F
F
p＝ S ＝ S ＝ 0.15 m 2＝2.0 ×10
Pa
7．(2012 ·河北 ) 如图所示，重为
16 N 的物体 A 在拉力
随时间变化的图象如图乙所示．已知动滑轮重
0.5 N ，物体
0.25 倍．求：
F 的作用下， 5 s 内匀速运动了
0.5 m
A 在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力
．拉力 F 做的功
f 为物重 G的拉力 F 的功率．
拉力 F 大小．
克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例．
解： (1) 由图乙可知， 5 s 内拉力 F 做的功为 2.5 J
2.5 J
拉力的功率： P＝ t ＝ 5 s ＝ 0.5 W
(2) 由图甲可知，绳子末端移动的距离为物体移动距离的2 倍．
绳子末端的速度： v 绳＝ 2v 物 ＝2×
s物
0.5 m
＝2×
＝ 0.2 m/s
t
5 s
由于物体匀速运动，则
＝
P Fv
0.5 W
所以拉力： F＝v绳 ＝0.2 m/s ＝ 2.5 N
克服绳重及摩擦所做的额外功：
W额外 ＝ W总－ W有用 － W动
由于物体 A做匀速运动，拉力
F′与其受到的摩擦力
f 大小相等，即
F′＝ f ＝ 0.25 G＝0.25 ×16 N＝ 4 N
则克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例：
W
W－W －W
Fs － F′ s
－G s
物
2.5 N ×2×0.5 m －4 N×0.5 m －0.5 N ×0.5 m
1
额外
总
有用
动
绳
物
动
W总 ＝
W总
＝
Fs绳
＝
2.5 N ×2×0.5 m
＝
10
重难点
有关机械效率的计算
(2018 ·咸宁 ) 如图所示，用滑轮组在
4 s 内将重为
160 N 的物体匀速提升
2 m，若动滑轮重
20 N ，
不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重．则在此过程中，下列说法正确的是
(B)
A．绳子自由端向上移动了
4 m B ．拉力 F 的功率为
90 W
C．拉力 F 为 90 N D ．滑轮组的机械效率为
80%
【变式训练
1】
( 多选 )(2018 ·滨州 ) 如图所示，重
400 N 的物体在
30 N 的水平拉力
F 的作用下，以
0.1
m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了
10 s ，滑轮组的机械效率为
80%，则在此过程中，下列说法正确的是
(ACD)
A．绳子自由端移动的距离为
3 m
B．有用功为 400 J
C．拉力 F 的功率为 9 W
D．物体与地面间的滑动摩擦力为72 N
【变式训练 2】 (2018 ·德阳 ) 如图所示，沿斜面把一个质量为
12 kg 的物体匀速拉到最高处，沿斜面向上
的拉力是 ＝ 100 N ，斜面长
2 m、高 1 m，则其机械效率是
__60__%，物体所受摩擦力是
__40__N． (
g
取 10 N/kg)
F
【变式训练
3】
如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆
OB
下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数
F 为 __2.5__N ，测力计上升的高度
s 为 0.2 m ．物块重 G为 1.5
N，物块上升的高度
h 为 0.3 m ，则杠杆的机械效率为
__90__%.
实验突破
测量滑轮组的机械效率
某实验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．
甲
乙
丙
丁
实验次数
1
2
3
物理量
钩码重 G/N
4
4
6
钩码上升高度 h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力 F/N
1.8
1.6
2.4
绳端移动距离 s/m
0.3
0.4
机械效率 η
74.1%
62.5%
实验中应沿竖直方向 __匀速 __拉动弹簧测力计，使钩码上升．
通过表中数据可分析出第 2 次实验是用 __乙 __( 填“甲”或“乙” ) 图所示装置做的实验．
通过第 1 次实验和第 2 次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多 ( 动滑轮的质量越大 ) ，滑轮组的机械效率 __越低 __( 填“越高”“不变”或“越低” ) ．
(4) 小组同学再用第
1 次实验中使用的装置做第
3 次实验，表中第
3 次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离
s＝ __0.3__m，机械效率 η ＝__83.3%__．
(5) 比较第
1 次实验和第
3 次实验可得出结论：使用同一滑轮组，
__增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械
效率 __．
(6) 有的同学认为：机械越省力，它的机械效率越高．分析表中数据，你认为这句话是或“错误” ) 的．
__错误 __( 填“正确”
(7) 只要滑轮组结构一定，知道绕动滑轮的有
n 段细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要
__刻度尺
G
__( 填一种测量工具名称
) ，且机械效率的表达式通式为
η ＝__nF__( 用本题中有关字母表示
) ．
如采用图丙装置，改变动滑轮重G动，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象，分
析图象中的 A 点可知，被提升物体所受的重力为__3__N． ( 忽略绳重和摩擦 )
(9) 关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有能不止一项正确 ) ．
__AE__(填序号，可
A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小
B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大
C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同
D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同
E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大
F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小
1．(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
(C)
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
2．(2017 ·东营 ) 如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩
擦．若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是
(B)
甲
乙
A．甲更省力，甲机械效率大
B．乙更省力，机械效率一样大
C．乙更省力，乙机械效率大
D．甲更省力，机械效率一样大
3．(2018 ·重庆 ) 部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材．在一次提升建材的过程中，建筑工人用 400 N 的拉力，将重 600 N 的建材在 10 s 内匀速提高 3 m．则下列判断正确的是 (C)
A．滑轮所做的有用功为
1 200 J
B．滑轮受到的重力为
100 N
C．该滑轮的机械效率
η＝ 75%
D．绳子自由端移动的速度大小为
0.3 m/s
4．(2018 ·乐山 ) 图甲中用力 F1 水平拉着重为 G的物体在水平路面上匀速移动 s 的距离．图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动 s 的距离，水平拉力为 F2. 使用动滑轮的过程中 (D)
A．总功为
W总 ＝ F2s
B．有用功为
W有 ＝ Gs
Gs
C．机械效率为
η ＝ 2F2s
D．额外功为
W额 ＝ 2F2 s－ F1s
5．(2017 ·随州 ) 同一物体 ( 质量为 m) 先用滑轮组 ( 如图甲 ) 匀速提升，后沿斜面
( 如图乙 ) 匀速提升，两次提升
3
高度均为 h，两次拉力大小均为
4mg，斜面长 AB＝ 2h，则这两次提升物体的机械效率比较
(C)
甲
A． η 甲 ＞ η 乙 B
C． η 甲 ＝ η 乙 D
乙
． η 甲 ＜η 乙
．条件不足无法比较
6．(2017 ·重庆
B 卷 ) 工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为
段距离． F1、F2 始终沿竖直方向；图甲中
OB＝ 2OA，图乙中动滑轮重为
重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是
(C)
300 N 的货物从图示位置向上缓慢提升一
60 N，重物上升速度为
0.01 m/s.
不计杠杆
A．甲、乙两种方式都省一半的力
1
逐渐变大
B．甲方式 F 由 150 N
C．乙方式机械效率约为
83.3%
D．乙方式 F2 的功率为 3 W
7．(2017 ·达州 ) 用如图所示滑轮组拉着重为
30 N 的物体 A 匀速前进 0.2 m ，则绳子自由端移动的距离为
__0.6__m；若物体 A与地面的摩擦力为
9 N ，则拉力所做的有用功是 __1.8__J；若实际拉力 F＝ 4 N ，则该滑轮组
的机械效率为 __75%__．
8．如图所示，小明在
3 s
内将一个重
100 N
的物体从斜面底部向上匀速拉到斜面的顶端，沿斜面的拉力
F 为
75 N ，物体沿斜面移动的距离
s 为 5 m，上升的高度
功率是 __125__W__；斜面的机械效率为
__80%__．
h 为
3 m，则人对物体做的有用功是
__300__J__，拉力做功的9．(2018 ·临沂 ) 小明用如图所示的动滑轮提起
140 N 的水桶，动滑轮重
子的动力为 __80__N；如果向水桶内再加入
40 N 的水，提起时动滑轮的机械效率
“不变” ) ．
20 N( 不计绳重和摩擦
) ，小明拉绳
__变大 __( 填“变大”“变小”或
10．小代用如图所示的滑轮组将重为
80%，不考虑绳重及摩擦，则绳端的拉力是
640 N 的物体匀速提升了__400__N，拉力的功率是
2 m，用时 __40__W.
40 s
，此过程中滑轮组机械效率为
11．(2018 ·石家庄路北区三模
) 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验
( 如图
所示 ) ，实验数据记录如下表．
钩码
钩码上升
弹簧测力计
弹簧测力计
机械
次数
重/N
距离 /cm
示数 /N
上升距离 /cm
效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
3
6
10
30
90.9%
(1)
第 2
次实验中滑轮组的机械效率为
__88.9%__( 结果保留一位小数 ) ．
(2)
第 3
次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知弹簧测力计示数为
__2.4__N.
(3)
分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越
__高__( 填“高”或“低” ) ．
根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8 N 的物体匀速提升 10 cm，此时滑轮组的机械效率可能为
__C__( 只填字母 ) ．
A． 71.6%
B. 82.4%
C． 92.1%
根据表中的数据分析可知，随着物重的增大，额外功 __变大 __( 填“变大”“变小”或“不变” ) ．原因是__克服摩擦做功更多 __．
12．(2018 ·呼和浩特 ) 如图所示，用甲、乙两种滑轮组，分别匀速竖直向上提升同一重物，从相同位置开始提升至同一高度处，求：
(1)
若不计绳重、滑轮重及摩擦，两次拉力
1 和
2 之比；
F
F
(2)
若不计绳重及摩擦，重物质量为
400 g ，动滑轮质量为
100 g ，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效
率．
解： (1) 由图知，甲图中，
n1＝ 2；乙图中， n2＝3，
1
若不计绳重、滑轮重及摩擦，则拉力
F＝ nG，
1
F
G
n
3
n1
2
两次拉力 F1 和 F2 之比：
1
F
＝
＝
n
＝
2
1
2
G
n2
(2) 重物的重力： G＝ mg＝0.4 kg ×10 N/kg ＝ 4 N
动滑轮的重力：
G轮 ＝m轮 g＝0.1 kg ×10 N/kg ＝ 1 N
不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率
W有
Gh
G
η ＝ W总 ＝ （G＋ G轮） h＝G＋ G轮
W有
Gh
G
由于两装置中物重和动滑轮重均相同，所以甲、乙两装置的机械效率相等：
η ＝ W总 ＝ （ G＋G轮 ）h＝ G＋ G轮 ＝
4 N
4 N＋1 N＝80%
13．如图所示，用一个重为 18 N 的动滑轮来提升物体，在实际工作中匀速竖直向上的拉力为 30 N ，则动滑轮的机械效率 (D)
A．一定等于
30%
B．一定等于
70%
C．可能大于
70%
D．一定小于
70%
14．(2018 ·枣庄 ) 如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用
A、 B 两物体，不计绳重和摩擦．若
GA＞ GB，则 η 甲 __＞ __η 乙；若 FA＝FB，则
FA、 FB 匀速提升重力为
GA、 GB的GA__＜__GB.( 填“＞”“＜”或
“＝”)
15．(2018 ·石家庄裕华区二模
) 如图所示，救援车辆
A 通过滑轮组对坠入深沟的汽车
在向右匀速行驶过程中，发动机功率为
33 kW，受到地面阻力为
A车重的 0.1 倍．已知
为 2.6 t
，提升过程中，
B 车匀速上升速度为
1 m/s ，忽略滑轮组的绳重和摩擦．求：
B 进行救援，已知
A车
A 车质量为 2 t ， B车质量
救援车 A 在行驶中的发动机牵引力多大？
在匀速提升 B 车时，滑轮组的机械效率多大？ ( 结果保留一位小数 )
(3) 当 A 车牵引力为
6×103 N 时， B 车对地面的压强多大？
( 已知 B 车 4 个车轮，每个车轮与地面的接触面积
为 250 cm 2) ．
解： (1) A 车速度： vA＝ 3v＝3×1 m/s ＝ 3 m/s
Fs
由 P＝ t ＝ t ＝ Fv 得，
P＝ 3.3 ×10
4
F 牵＝
W＝1.1 ×10 4 N
vA3 m/s
(2) A车对绳的拉力：
F 拉 ＝ F 牵 － f ＝1.1 ×10 4 N －0.1 ×2×10 4 N＝9×10 3 N
GB
2.6 ×10 4 N
η ＝ nF＝ 3×9×10 3 N＝ 96.3%
(3) 因为 F 拉＝ ( GB＋ G动)/3 ，故 G动＝ 3F 拉 －GB＝3×9×10 3 N －2.6 ×10 4 N ＝1×10 3 N
当 A 车牵引力为
6×10 3 N 时，绳端拉力为
F＝F′ 牵 － f ＝6×10 3 N －0.1 ×2×10 4 N ＝4×10 3 N
提升汽车 B的力为： F 提＝ 3F－G动＝3×4×10 3 N －1×10 3 N ＝1.1 ×10 4 N
汽车
B
对地面的压力为：
F
压＝
F
支＝
B－
F
提＝2.6 ×10 4
N －1.1 ×10
4 N＝1.5 ×104 N
G
F
1.5 ×10
4
N
5
压
故汽车 B 对地面的压强为：
p＝ 4S＝ 4×2.5 ×10 － 2 m2＝1.5 ×10
Pa
16． (RJ 教材 8 下 P88T3 变式 )(2018 ·广安 ) 如图所示，斜面长
3 m，高 0.6 m ，建筑工人用绳子在
6 s 内将
重 500 N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是
150 N( 忽略绳子的重力
) ．则下列说法正确的是
(A)
A．斜面上的摩擦力是
50 N
B．拉力的功率是
50 W
C．拉力所做的功是
300 J
D．斜面的机械效率是
80%