緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇滑輪組的機械效率范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
1.設計思想
本教學設計首先從影響滑輪組機械效率注意事項入手進行實驗探究，并在此過程中理解實驗在科學探究中的作用，通過分析、觀察、測量、比較、收集證據，作出解釋，然后提出新的課題--如何提高機械效率，鼓勵學生學以致用，解決實際問題，讓學生經歷科學探究過程，培養了學生的探究意識，激發了他們的創新能力。
2.教學設計
總是小于1。那么產生這種現象的原因是什么？
是測量錯誤還是測量誤差？學生討論：有些學生認為
是讀數時產生的測量誤差。帶著這個想法重新回到 （1）
實驗發現所測機械效率還是大于100%。那么是不是測量錯誤呢？測量錯誤又是怎樣產生的呢？
演示：老師將如圖A所示的彈簧秤倒立過來如圖B所示，同學們發現了什么？答：發現彈簧縮短了，那么彈簧縮短的原因是什么？
學生提問：既然當彈簧秤向下拉時由于彈簧及掛鉤自重影響
滑輪組機械效率的測量，為了避免由于彈簧自重而帶來的測量錯
誤，我們應將彈簧秤向上拉。隨后實驗小組利用如圖（2）所示
通過數據分析實驗小組使用同一滑輪組而且鉤碼重，物體被提升高度均等的情況下為什么機械效率不同呢？
探究二：拉力的方向對滑輪組機械效率的影響
通過（1）（2）兩次數據比較發現，拉力F的大小不同，自由端移動的距離不同，為什么不同？讓學生帶著這個問題重新回到實驗發現
在做第一次和第二次實驗過程中拉力的方向不同，第一次
使拉力的方向豎直向上，第二次拉力方向與豎直方向成一
定角度如下圖C、D所示：
那么拉力的方向不同會導致什么不同呢？學生猜想：動力臂與阻力臂的比值不同。驗證猜想，如下圖所示當拉力方向分別與豎直方向成00、300、450、600角的情況下此時動力臂分別是阻力臂的2倍 倍、 倍、1倍。
根據杠桿的
平衡條件：動力
×動力臂=阻力
×阻力臂可知當
拉力方向與豎直
方向成300、450、600角時拉力F分別為物重的 、 、1倍，因此當豎直向上拉時拉力F= （G+G輪）/2（忽略磨擦阻力）當斜向上拉時，拉力F的大小大于（G+G輪）/2，而且發現繩子自由端移動的距離并不等于重物上升高度的2倍而是大于2倍，因此，根據公式W總=F·S可知，W總隨著α角的增大而增大，故在測量如圖（C）所示滑輪組機械效率時拉力方向始終豎直向上且必須是勻速的。
通過利用上述兩種滑輪組的機械效率測定發現當拉線從定滑輪出時應考慮彈簧及掛鉤的自重，當拉線從動滑輪出時應注意拉力的方向和速度。
過渡：請看插圖用一個重為1000N的大型動滑輪提升一個重量為10N的箱子，求該滑輪組的機械效率為多少？（g=10N/kg）
想一想：你是否愿意利用該動滑輪來提升較輕的物體，學生回答：不。因為機械效率低，那么如何提高機械效率呢？學生討論分析得出要提高機械效率應盡可能減少滑輪自重，盡可能減少各種摩擦阻力，那么同學們的討論結果是否正確呢？
探究三：探究滑輪自重對機械效率的影響？
通過實驗數據分析滑輪自重確實是影響機械效率的一個因素，因此提高機械效率就必須減輕滑輪自重，我們知道滑輪自重不可能無限減小，那么提高機械效率是否還有其它途徑呢？
探究四：探究被提升物體重量對機械效率的影響。
實驗小組用同一滑輪組提升重量不同的物體分別測定滑輪組的機械效率數據列表如下：
通過數據分析：實驗小組利用同一滑輪組提升重量不同的物體時，滑輪組的機械效率也不同，且機械效率隨著提升物體重量的增加而增加，因此增加提升物體重量同樣也是提高機械效率的途徑。
教師對機械效率進行理論分析：
3.知識反饋：
某同學利用三種不同的滑輪組來提升重量不
同的物體時，測得物重與機械效率的關系如
下圖所示，那么從G-？圖像中可獲取哪些信息？
答：1、從a、b、c三條曲線可知滑輪組的機械效率是隨著重物的增加而增加，在同一滑輪組中W額不變，增加W有從而提高機械效率。
2、a、b、c三條曲線均無限接近100%，說明使用滑輪組由于W額的存在？永遠不會等于1，即？
3、從圖像可知在W有（即提升重物G）相同時，使用a曲線對應的滑輪組提升物體時W額最少，而使用C曲線對應的滑輪組提升物體時W額最多，因此我們在生活中應選擇a曲線所對應的滑輪組。
4.設計總結
[滑輪組的機械效率]
一、實驗目的
1.通過實驗掌握測定機械效率的方法，領會控制變量法的應用。
2.通過實驗知道滑輪組的機械效率和物體所受重力的關系，知道提高測滑輪組的機械效率的方法。
二、實驗器材
刻度尺、彈簧測力計、鉤碼、滑輪組兩套、鐵架臺、細繩
三、實驗步驟
1.用彈簧測力計測出鉤碼所受的重力G的值，并記錄在表中。
2.按圖安裝好滑輪組，分別記下鉤碼和彈簧測力計的位置。
3.勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高到某一位置處，在運動中從彈簧測力計讀出拉力F的數值。
4.用刻度尺分別測出鉤碼上升的高度（h）和細繩自由端通過的距離（s）。
5.根據W=Gh算出有用功，根據W=Fs算出拉力所做的功（即總功）W總，再用η=W有/W總=Gh/Fs計算機械效率。
6.改變鉤碼的數量，重復上面的實驗，將實驗數據記錄在表格中。
數據表格
■
四、交流討論
1.在提升鉤碼的過程中，應注意什么？
要勻速提升鉤碼。
2.同一個滑輪組掛不同質量的鉤碼時，機械效率相同嗎？
不相同，鉤碼質量越大，機械效率越高。
3.如圖一，甲、乙兩個滑輪組都掛相同的鉤碼時，機械效率是否相同？
不相同，動滑輪越多，機械效率越低。
4.滑輪組的機械效率都與哪些因素有關？
物體的重量，滑輪的重量。
實驗結論：
影響滑輪組的機械效率有關因素：（1）被提物體的重量，G越大，機械效率越高；（2）滑輪自重，滑輪組如果越多，雖然省力但是無用功多，機械效率越小；（3）繩與滑輪之間的摩擦。
無關因素：（1）繞線方式；（2）物體被提高的距離；（3）提物體的速度。
提高滑輪組機械效率的方法：增大物體的重量和減小動滑輪的重量、摩擦等。
五、注意事項
1.實驗中，如果我們使用的彈簧測力計量程較小（例如5N），那么重物（鉤碼）不可太少，否則示數過小，誤差較大。
2.按國家教委（原教育部）的教學儀器標準規定，用J2122型單滑輪組吊起9.8N的重物實驗，其機械效率一般不低于90%，用雙并滑輪組吊起9.8N的重物實驗，其機械效率不低于60%。若實驗得出的機械效率太低，應檢查滑輪的纜繩是否從滑輪槽中滑脫出來，或者線繩是否扭結。
3.以下因素會影響測力計讀數的準確：測力計不是勻速地移動；測力計指針與刻度板摩擦；重物擺動。
六、實驗拓展
為什么用雙并滑輪組實驗的機械效率比用單滑輪組實驗低？（如圖二）
提示：雙并滑輪組比單滑輪組的滑輪多，自重較大，而且滑輪在運動中要克服摩擦力消耗功，使總功變大，機械效率變低。
例一：某實驗小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中得到的數據如下表所示，第1、2、3次實驗裝置分別如圖甲、乙、丙所示。
■
（1）比較第1次實驗和第2次實驗，可得結論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越__________。
（2）第3次實驗中所做的有用功是__________J，機械效率是__________。
（3）第3次實驗中動滑輪個數比第2次實驗多，動滑輪自重增大，對動滑輪所做的額外功__________（選填“增大”或“減小”），因而，由第2、3次實驗可知：滑輪組的機械效率與動滑輪自重大小有關。
（4）綜合上述結論，提高機械效率的方法有增大有用功，__________額外功（選填“增大”或“減小”）。
參考答案：（1）高；（2）0.4 72.7%；（3）增大；（4）減小
例二：實驗題
1.（2011年福建省福州第29題，4分）如圖一所示，在“測滑輪組機械效率”實驗中，物體重為5.4N。
（1）實驗時要豎直向上且________拉動彈簧測力計。若物體上升高度為10cm，此時彈簧測力計的示數如圖一中所示，是 N，則滑輪組的機械效率是______。
（2）若僅增加物體的重，該滑輪組的機械效率將________（選填“增大”、“減小”或“不變”）。（不計摩擦）
2.測定如圖二所示的滑輪組的機械效率。
（1）實驗所需器材除鉤碼、彈簧測力計、滑輪、鐵架臺外，還需要_____和______。
（2）如果將兩個1N的鉤碼勻速提升10cm，彈簧測力計的示數是0.81N，將實驗數據填入下表：
■
（3）根據測量數據，求此滑輪組的機械效率，寫出計算過程。
參考答案：
1.（1）勻速，2.4，75%；（2）增大
2.（1）細繩，刻度尺，（2）2，0.8，10，30
（3）W有=Gh=2N×10m=20J
W總=Fs=0.8N×30m=24J η=■=■=83.3%
[測定斜面的機械效率]
一、實驗目的
1.理解總功和有用功的意義，并知道利用斜面拉物體時其測定的方法。
2.學會機械效率的測定方法，領會控制變量法在實驗中的應用。
3.通過實驗，總結提高斜面的機械效率的方法。
二、實驗器材
彈簧測力計、刻度尺、斜面、小木塊。
三、實驗原理
將物體沿斜面拉動，測出此過程中的總功并計算出相應的有用功，運用公式η=W有/W總=Gh/Fs就可以得出斜面的機械效率。
四、實驗步驟
1.用刻度尺測出斜面長S和斜面高h，將數據記錄在表1中。
2.用彈簧測力計測出木塊的重量G，將數據記錄在表格中。
3.用彈簧測力計拉著木塊沿斜面勻速上升，讀出測力計的示數F，將數據記錄在表格中。
4.改變木板的傾斜程度，重做上面的實驗，將數據記錄在表格中。
5.計算各次實驗中斜面的機械效率，并進行比較。
6.改用粗糙程度不同的斜面，重復實驗步驟1～3，將數據記錄在表格2中，計算各次實驗中斜面的機械效率，并進行比較。
五、記錄數據表格
1.斜面的機械效率跟傾斜程度關系
表1
■
2.斜面的機械效率跟粗糙程度關系
表2
■
實驗結論：
1.斜面光滑程度相同時，斜面傾斜程度越大，斜面機械效越高，但越費力。
2.斜面傾斜角度相同時，斜面越粗糙，機械效率越低。
例三：長1000m、高250m的斜坡，將一輛重6×103N的礦車以2m/s的速度由坡底拉到坡頂，如果拉力是2×103N，求：
（1）由坡底到達坡頂所用的時間；
（2）拉力做的有用功；
（3）拉力做功的功率；
（4）利用此斜面做功的機械效率。
參考答案：（1）500s；（2）1.5×106J；（3）4×103W；（4）75%
例四：探究斜面的機械效率
如圖所示，該實驗器材有：不同的三個斜面、小車、________和________.
1.研究斜面的機械效率與斜面光滑程度的關系：
在實驗過程中，應選用三個________相同而________不同的斜面進行實驗，只有這樣才能得出斜面的機械效率與斜面光滑程度的關系。
實驗中需要測出的物理量有：小車的重力，斜面的_____及斜面的______，小車在三個不同斜面向上______運動時的三個拉力的大小最后計算出有用功和總功，從而算出不同斜面的機械效率。
結論：__________________________________________。
2.研究斜面的機械效率與斜面傾斜程度的關系：
在此實驗中，應選用三個_____相同而______不同的斜面進行實驗，測出不同斜面的______以及小車在不同斜面上______運動時的拉力大小，通過計算，最后得出結論。
結論：_________________________________________。
3.該實驗說明斜面的機械效率與斜面的______和______有關。
參考答案：彈簧測力計；刻度尺
1.傾斜程度；光滑程度；長；高；勻速；在傾斜程度相同的條件下，斜面越光滑，其機械效率越高。
2.光滑程度；傾斜程度；長和高；勻速；在光滑程度相同條件下，斜面越陡，機械效率越高。
3.光滑程度；傾斜程度。
例四：為了證實其中的部分猜想，學習了機械效率知識后，某物理興趣小組的同學對“斜面的機城效率跟什么因素有關”這一課題提出了一些猜想：A.跟斜面的粗糙程度有關；B.跟斜面的傾斜程度有關；C.跟物體的重力有關；D.跟斜面的長度有關。
小明同學設計方案并用相同材料的斜面和物塊進行探究，下表反映了他的探究過程。
■
1.請你替小明在表中兩個空格處填上適當的數據
2.通過對比________兩次（填實驗次數的序號）實驗數據，可驗證猜想A.
3.通過對比實驗①③數據，可以得出的探究結論是：當其他條件一定時，斜面傾斜程度越大，斜面的機械效越_______。
本節課的教學目的在于讓學生練習組裝滑輪組和學會測滑輪組的機械效率。通過測滑輪組的機械效率，加深對機械效率的理解。讓學生自己通過探究，進一步了解影響滑輪組的機械效率大小的因素，找出提高滑輪組的機械效率的方法，認識提高滑輪組的機械效率的實際意義，增強合理改進機械、提高效率的意識，增強將科學服務于人類的責任感。
這個實驗從組裝滑輪組到測出各個物理量，要進行的活動和記錄的數據都較多，它對學生的實驗操作能力、思維能力的要求都比較高，所以教師要做好充分的課前準備，并在課上充分發揮學生獨立實驗的能力。
二、教學目標（知識，技能，情感態度、價值觀）
知識與技能
1.通過實驗加深對機械效率和滑輪組的認識
2.學會測滑輪組的機械效率。
3.了解與機械效率有關的因素。
過程與方法
1.讓學生在實踐活動中進一步認識進行科學研究的方法。
2.通過參與用實驗測滑輪組機械效率的過程，培養學生的實驗能力。
3.通過對實驗數據的分析與處理，使學生進一步掌握處理實驗數據的方法。
4.培養學生從實驗中歸納簡單的科學規律的能力。
情感、態度和價值觀
1.在實驗操作過程中培養學生嚴謹的科學態度。
2.通過實驗活動，使學生認識交流與合作的重要性。
三、學習者特征分析
本節探究課是中學物理教學中較難的一節課，所以學生在做實驗時大部分不懂得怎樣做，應該做什么。所以教師可以先將實驗的過程大概地描述一遍。有些同學在操作過程中難免會出現錯誤，教師要及時地給予糾正，同學們要分工合作。
四、教學策略選擇與設計
教學策略：由淺入深，步步引導。整節課始終以學生為主體、教師為主導、實驗為主線，多媒體與黑板的應用，與傳統的教學方式形成了鮮明的對比。
教學設計：1.通過例題復習上一節的內容；使學生明確實驗目的、實驗原理、實驗器材（教師提供一些輔助器材）。2.學生思考與討論課文中的三個思考問題并針對問題制定本組的實驗計劃；然后組裝滑輪組并選擇實驗器材做測滑輪組的機械效率。3.實驗完畢，提問學生三個問題，并結合學生的實驗數據進行解說，最后使學生掌握測滑輪組的機械效率的方法。4.讓同學提出在實驗過程中的疑問并全班討論解答，同時讓同學們做二個實驗：A同一滑輪組提升不同的重物至同一高度，其機械效率是否一樣？B不同的滑輪組提升相同的重物到同一高度，其機械效率是否一樣？5.從實驗中分析怎樣提高滑輪組機械效率和總結；最后布置作業。
五、教學環境及資源準備
用滑輪組提升物體時，機械效率的展開式主要有三個：
① η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%.（知道力求機械效率或知道機械效率求力）
② η= ×100%= ×100%.（知道拉力做功的功率求機械效率或求時間、速度等很方便）
③ 由η= ×100%= ×100%= ×100%.（知道動滑輪的重力求機械效率或知道機械效率求力常用它）
問題1：滑輪組的機械效率是固定不變的嗎？
例1 用圖1所示的滑輪組將重為12 N的物體勻速提高20 cm，機械效率為80%.不計摩擦和繩重，求：
（1） 拉力多大？
（2） 若勻速提升重18 N的物體時，拉力多大？
思路分析：（1） 知道滑輪組的機械效率求力，可以考慮用機械效率的第一個展開式：
η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%.
（2） 用同一個滑輪組提升重力不同的物體時，機械效率是不同的.在解決這一類型的題目時，“動滑輪的重力”起著“橋梁”的作用，往往要先求出來.再根據不計摩擦時F= ，求出拉力的大小，也可以求出此時滑輪組的機械效率.
解析： （1） 由η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%得：
F= = =5 N.
（2） 不計摩擦時F= ，所以G動輪=nF-G物=3×5 N-12 N=3 N.則
F ′= = =7 N.（思考：如何求此時的機械效率？）
易錯點：個別同學忽視了滑輪組的機械效率隨被提升物體重力的增大而增大的特點，結果錯解成：η = ×100%= ×100%= ×100%= ×100%，F ′= = =7．5 N.
評注：滑輪組的機械效率不是固定不變的，而是隨著提升物體重力的增大而增大，這是好多同學最容易忽視的問題.
練習1： 用1.2 N的拉力沿著豎直方向勻速提升重為2 N的物體，則動滑輪的機械效率為_____，提高動滑輪效率的方法有_____（說出一種即可）．
問題2：使用滑輪組一定能省力嗎？
例2 如圖2所示，要求滑輪組由4股繩子承擔重物，請用筆畫線代替繩子將滑輪組繞好.當用滑輪組提起重200 N的物體時，機械效率為50%，若要使這個滑輪組省力，則提起的重物應該超過多重？（不計摩擦和繩重）
思路分析：使用滑輪組提升重物時，若F＜G物，說明是省力的.因此要確定出被提升物體的重力，必須先求出拉力F.怎么求拉力F呢？根據機械效率的第三個展開式，先由η= ×100%= ×100%= ×100%，求出動滑輪的重力，再根據F= ，求出拉力F，最后解不等式F＜G物，確定被提升物體的最小重力.
解析： 由η= ×100%= ×100%= ×100%得：
×100%=50%.所以G動輪=200 N.
不計摩擦時，F= = ＜G物.所以G物＞ = ≈66.7 N.
因此，只有當被提升物體重力超過66.7 N時，滑輪組才能省力.
評注：當拉力大于或等于物體重力時，使用滑輪組不再省力.解決這一類型題目的普遍方法就是解不等式F＜G物.
練習2： 使用動滑輪勻速提升物體時，在忽略摩擦、繩重及實驗誤差的條件下，彈簧測力計的示數F和鉤碼重力G以及動滑輪的重力G0的關系式為_____.在動滑輪的重力大于或等于物體重力的條件下，使用動滑輪_____.
問題3：如何確定滑輪組的最大效率？
例3 用如圖3所示的滑輪組將重為50 N的物體勻速提起，所用的拉力為20 N，不計摩擦和繩重，求：
（1） 此時滑輪組的機械效率多大？
（2） 如果繩子所能承受的最大拉力為60 N，則該滑輪組的最大效率多大？
思路分析：第（1）問與例1類似.第（2）問：由于滑輪組的機械效率隨著被提升物體重力的增大而增大，所以要確定滑輪組的最大效率，必須先求出被提升物體的最大重力.怎么求它呢？先求出動滑輪所受的重力G動輪，再利用繩子能承受的最大拉力，根據不計摩擦時F= ，求出被提升物體的最大重力，最后利用η= ×100%= ×100%= ×100%，求出該滑輪組的最大效率.
解析： （1） η = ×100%= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%
= 62．5%.
（2） 不計摩擦時F = ，所以
G動輪 = nF-G物 = 4×20 N-50 N=30 N，則G物最大 = nF最大-G動輪 = 4×60 N-30 N=210 N.
η最大 = ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=87．5%.
或 η = ×100%= ×100%= ×100%=87.5%.
評注：一定要注意滑輪組的機械效率隨著被提升物體重力的增大而增大的特點，所以要確定滑輪組的最大效率，必須先求出被提升物體的最大重力.
）
A.?乙、丙的機械效率相等
B.?使用圖丙斜面可以省力
C.?甲、乙的機械效率相等
D.?甲、丙的機械效率相等
2.（2021·歷城模擬）小明在課外興趣小組探究“影響滑輪組機械效率的因素”時，用同一套滑輪組完成了如圖所示的實驗。那么他想探究的是：滑輪組機械效率的高低與下列哪個因素的關系
（
）
A.?被提升物體的重力
B.?動滑輪的重力
C.?物體被提升的高度
D.?所用拉力大小
3.（2020九上·陜西月考）甲乙兩臺機器所做的總功之比是之3：4，機械效率之比是2：1，則它們有用功之比為（
）
A.?3：4????????????????????B.?2：3?????????????????????C.?8：3???????????????????????D.?3：2
4.（2020九上·陜西月考）下列關于功、功率、機械效率的說法正確的是（
）
A.?物體做功越多，功率一定越大
B.?機器的功率越小，機械效率一定越低
C.?功率不同的機器，做的功一定不相等
D.?額外功與總功之比越小，機械效率一定越大
5.（2020九上·陜西開學考）體重為60kg的工人利用如圖滑輪組將一質量為80kg的重物A勻速提升1m，此時該滑輪組的機械效率為80%（不計繩重與摩擦，g取10N/kg），小明對此工作過程及裝置作出了以下論斷：（
）
①動滑輪重為200N
②此過程中，工人對繩的拉力做功1000J
③重物勻速上升過程中，它的機械能增大
④若增大重物A的質量，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時，機械效率不可能達到90%
關于小明的以上論斷（
）
A.?只有①③正確
B.?只有②③正確
C.?只有①②③正確
D.?①②③④都正確
6.（2020八下·遷西期末）如圖所示，在斜面上將一個重
6N
的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力為
2N，斜面長
4m，高
1m。下列說法正確的是（
）
A.?運動過程中，重物共受到三個力的作用
B.?運動過程中，重物的機械能保持不變
C.?斜面的機械效率為
75%
D.?重物受到的摩擦力為
2N
7.（2020·長春模擬）如圖所示，兩個斜面的粗糙程度相同，現將甲乙兩個物體分別從斜面的底端以相同速度勻速拉到頂端，拉力分別F1和F2，且F1=F2，這一過程中，下列說法中正確的是(
)
A.?左側斜面的機械效率大于右側斜面的機械效率
B.?左側斜面的額外功大于右側斜面的額外功
C.?拉力F1的總功率小于F2的總功率
D.?上升過程中甲物體增加的重力勢能小于乙物體增加的重力勢能
8.（2020·羅湖模擬）如圖所示，一個重為600N的物體，通過滑輪組在25N拉力作用下勻速直線運動了2m。已知物體受到的滑動摩擦力為60N，這過程中，結果錯誤的是（
）
A.?繩子自由端移動了6m
B.?拉力做了150J的功
C.?滑輪組的額外功為120J
D.?該滑輪組的機械效率為80%
9.（2019九上·南丹期中）如圖所示，小明分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，用甲滑輪所做的總功為
W1
，機械效率為
η1
；用已滑輪所做的總功為
W2
，機械效率為
η2
，若不計繩重與摩擦，則（
）
A.?W1=W2
η1=η2
B.?W1
η1>η2
C.?W1=W2
η1
D.?W1>W2
η1
10.（2019·廣州）如圖所示，把重為G的物體甲從A點豎直向上勻速拉至B點，過程繩的拉力對甲做的功為WAB:用平行于斜面的拉力把重也為G的物體乙沿面從C點勻速拉至B等高的D點，在此過程中的拉力對乙做的功為WCD,斜面的機械效率為（
）
A.?WABWCD?????????????????B.?WCDWAB?????????????????C.?GHWCD-WAB?????????????????D.?GHWCD+WAB
11.（2018九上·廬江期末）如圖所示，規格完全相同的滑輪組用相同的繩子繞成甲、乙兩個滑輪組，分別提起重為G1、G2兩個物體，比較它們的省力情況和機械效率（不計摩擦），下列說法中正確的是（
）
A.?若G1=G2，
則F1＜F2，
甲的機械效率較高
B.?若G1=G2，
則F1＞F2，
乙的機械效率較高
C.?若G1＜G2，
則F1＞F2，
甲的機械效率較高
D.?若G1＜G2，
則F1＜F2，
乙的機械效率較高
12.（2018九上·雁塔期中）如圖，為了提升重物，我們選用了粗細均勻重為G的杠桿，不計杠桿支點處的摩擦，先后把同一個重物掛在A.B兩處，每次用力讓重物上升同樣的高度，下列說法正確的是（
）
A.?重物在A點處人做的有用功多
B.?重物在B點處人做的有用功多
C.?重物在A點處杠桿的機械效率高
D.?重物在B點處杠桿的機械效率高
13.（2018·常州模擬）用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機械效率η與物重G物的關系，改變G物，
豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出η與G物關系如圖乙所示，若不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（
）
A.?同一滑輪組機械效率η隨G物的增大而增大，最終將超過100%
B.?G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，滑輪組機械效率將改變
C.?此滑輪組動滑輪的重力為2
N
D.?當G物=6
N時，機械效率η≈
66.7%
14.為模擬盤山公路，現將連接了重1N小球的細線穿入一根長1m的細管，如圖，將細管從豎直放置的圓柱體底部a點開始斜向上纏繞5圈后，恰好繞至頂部b點，相鄰細管間的高度均為12cm，在b點處通過細線用0.8N的拉力（與管的軸線平行）將管口的小球從a點勻速拉至b點，則纏繞在圓柱體上的細管（模擬的盤山公路）的機械效率為（
）
A.?83.3%????????????????????B.?80%???????????????????????C.?75%????????????????????????D.?60%
15.（2021·道里模擬）小明利用如圖所示的裝置沿水平方向勻速拉動一個重2000N，底面積為0.5m2的物體A時，A受到地面的摩擦力為600N，作用在繩端的拉力為250N，則A對地面的壓強是________Pa；該裝置的機械效率是________。
16.（2021·昆明模擬）如圖所示，在左側A處，利用滑輪組把同一物體（重為G）從水平地面勻速直線拉到高為h的過程中繩端移動距離為________；繩端拉力所做的功為WA
，
右側B的物體從水平地面勻速直線拉到同一高度，此過程中繩的拉力對物體所做的功為WB
，
該滑輪組機械效率為________；如果其他條件不變，僅增加物體的重量，則滑輪組的機械效率________（選填“增大”、
“不變”或“減小”）。
17.（2020九上·渦陽月考）用如圖所示的滑輪將重為60N的物體A勻速提升1m，已知該滑輪的效率為75%，克服機械摩擦所做的功為8J，繩重不計，則動滑輪重為________N。
18.（2020九上·五華月考）如圖所示，小明的爸爸用600N的拉力使重1140N的物體在10s內勻速上升了2m（不計摩擦及繩重），此時滑輪組的械效率為________。體重為450N的小明也用此滑輪組來提升同一物體，但物體沒有被拉動，當小明對地面的壓力為0N時，物體對水平地面的壓力為________N。
19.（2020九上·常熟期中）如圖甲所示，小明利用滑輪組提升重物，己知重為500N的小明臂力為600N，動滑輪重50N，繩子能承受的最大拉力為800N，隨著貨物重量的增加，小明繪制了滑輪組的機械效率η和物重G的關系圖如圖乙所示，請你從滑輪組的使用價值和實際使用情況出發計算ηA=________%、ηB=________%（不計繩重及摩擦、若結果不是整數則保留一位小數）。
20.（2020·百色）如圖所示，分別用甲、乙兩個滑輪將同一個物體G勻速提升相同的高度h，已知兩次拉力之比F甲∶F乙＝5∶3，則這兩個過程中有用功之比W甲∶W乙＝________，兩個滑輪的機械效率之比η甲∶η乙＝________。
21.（2019九上·安徽月考）小明在探究杠桿機械效率的實驗中，將重為30N的物體G掛在一粗細相同質量均勻的長硬棒的中點，在棒的另一端用豎直向上的拉力將物體緩慢勻速提升時效率是75%，若不計摩擦，杠桿自重為________N。
22.（2018八下·漢陽期末）用如圖甲所示的裝置將實心物體A從深井中吊出來，拉力的功率隨時間的變化如圖乙所示，已知動滑輪的重力為60
N，物體勻速上升的速度始終為1
m/s(不計繩重、摩擦及阻力，ρ水＝1×103
kg/m3
，
g＝10
N/kg)．則物體浸沒在水中時受到的浮力為________N；物體浸沒在水中時滑輪組的機械效率為________；
23.（2021·自貢模擬）在探究“滑輪組的機械效率”時，小強利用兩組滑輪組進行了4次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪測得前3組數據，用兩個動滑輪和兩個定滑輪測得笫4組數據，如下表所示：
（1）根據表中前3次實驗數據，畫出甲圖中滑輪組的繞繩方法；
（2）某次實驗中，豎直向上勻速拉動彈簧測力計時，彈簧測力計示數如圖乙所示，為________N。第3次實驗時滑輪組的機械效率為________（結果精確到0.1%）；
（3）由表中第________組數據可知，同一滑輪組的機械效率與物重有關；
（4）由表中第3、4組數據可知，不同滑輪組的機械效率與摩擦和________有關；第3組實驗中克服摩擦所做的額外功為________J。
24.（2021·眉山模擬）對“斜面的機械效率與什么因素有關”這一課題，小明提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關；
②斜面的機械效率與斜面的粗糙程度有關；
③斜面的機械效率與斜面的長度有關；
④斜面的機械效率與物體的重力有關。
如圖所示，小明用彈簧測力計沿同一斜面勻速向上拉動物塊，收集了下表中的實驗數據。
（1）小明探究的是猜想________（填序號）。分析表中的數據可得出：在其他條件一定時，斜面越緩越________（選填“省”或“費”）力；斜面越陡，機械效率越________（選填“高”或“低”）。
（2）小明又進行了第4次實驗，他在斜面上鋪上棉布，使斜面變粗糙，保持斜面高和長分別是0.5m和1m，用彈簧測力計拉動同一物塊沿斜面向上做勻速直線運動，讀出此時彈簧測力計的示數為4.5N，小明測得這種情況下斜面的機械效率為________（保留一位小數），把第4次與第________次測量結果相比較，還能得出：在其他條件一定時，斜面越粗糙，斜面的機械效率越低。
（3）當用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉動物塊時，物塊所受的拉力________（選填“大于”“小于”或“等于”）物塊所受的摩擦力。
25.（2021·樂山模擬）如圖所示是用滑輪組將一個沉在水中、質量為10kg、體積為5dm3的實心物體吊起的過程。物體沒有露出水面前，5s內被勻速吊起1m，已知此時繩子拉力為F＝20N。求：（g取10N/kg）
（1）水對容器底部的壓強；
（2）物體受到的浮力；
（3）拉力的功率及滑輪組的機械效率。（結果精確到0.1%）
26.（2021·成都模擬）用如圖甲所示的滑輪組提升水中的物體M1，
動滑輪A所受重力為G1，
物體M1完全在水面下以速度v勻速豎直上升的過程中，卷揚機加在繩子自由端的拉力為F1，
拉力F1做功的功率為P1，
滑輪組的機械效率為η1；為了提高滑輪組的機械效率，用所受重力為G2的動滑輪B替換動滑輪A，如圖乙所示用替換動滑輪后的滑輪組提升水中的物體M2，
物體M2完全在水面下以相同的速度v勻速豎直上升的過程中，卷揚機加在繩子自由端的拉力為F2，
拉力F2做功的功率為P2，
滑輪組的機械效率為η2。已知G1-G2=30N，η2-η1=5%，
P1P2=1615
，M1、M2兩物體的質量相等，體積V均為
4×10-2m3
，g取10N/kg，繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力均可忽略不計。求：
（1）物體M1受到的浮力F浮；
（2）拉力F1與F2之比；
（3）物體M1受到的重力G。
27.（2020·南崗模擬）一輛質量是3.5×103kg的汽車不慎陷入泥濘地面，汽車司機組織人們用如圖所示的滑輪組將汽車拖出。已知整個過程中，水平拉力F是1×103N，汽車沿水平方向勻速移動了2m，滑輪組的機械效率為90%．求：
（1）拉力F做的總功和有用功為多大？
（2）汽車沿水平勻速移動時，受到的阻力大小？
（3）利用學過的知識，你還有什么辦法可以使汽車從泥濘中開出來？（要求體現出所用方法和涉及的物理知識）
28.（2020·高邑模擬）如圖甲所示是小型建筑工地上使用的“罐籠式”提升機，用它能將放在罐籠A中的建筑材料提升到高處。已知罐籠的底面積是1.6m2
，
被提升的建筑材料重為2800N，拉力F將它以0.5m/s的速度勻速提升了20s，拉力做的功W隨時間t的變化圖象如圖乙所示。不計動滑輪和鋼絲繩的重及摩擦。求：
（1）拉力F的大小：
（2）提升機在提升建筑材料時的機械效率
（3）當裝有建筑材料的罐籠靜止在水平地面上時，對地面的壓強。
29.（2020·達州模擬）如圖甲所示，斜面的夾角為30°，在水平路面上行駛的汽車通過滑輪組拉著浸入水中的重9×104N，底面積為100dm3的柱形貨物A向上勻速運動。如圖乙所示，將A拉至斜面后，物體A以2m/s的速度運動時，汽車對繩的拉力的功率為180kW。不計繩、滑輪的質量和摩擦，g=10N/kg。求：
簡單機械的機械效率是力學中的重點和難點，也是中考幾乎每年必考的一個知識點。人們應用機械的目的是為了省力或省距離，為了充分發揮機械的作用，就要涉及機械的效率問題。不少學生在學了本知識點之后應用公式解題時仍經常出錯，只是死套公式，缺乏靈活應用。本文結合教學和學生常見錯誤，通過例題加以分析，剖析錯誤產生的原因，進行防錯提示，避免陷入誤區。
一、常見錯誤及例題
問題一：概念理解不完整。
這種錯誤常見于概念辨析題，原因是片面理解概念，缺乏深入認識。
【案例1】下列關于機械效率的說法中，正確的是（）。
A.越省力的機械，機械效率越高
B.做的有用功多，機械效率越高
C.做的總功越少，機械效率越高
D.額外功在總功中占的比例越小，機械效率越高
錯解A認為越省力，即人做的總功就越少，機械效率越多。
錯解B、C都只從η= 片面分析，未控制另一個變量。
【解析】機械效率的高低是由有用功和總功兩個因素共同決定的，機械效率的高低與機械是否省力、是否省距離無關，所以A錯；由η= 可知，有用功多額外功也可能多，所以B錯；總功少，有用功也可能少，C錯；額外功在總功中的比例越小，那么有用功在總功中所占比例就越大，由η= 可知，機械效率就越高，D正確。
【感悟】正確理解機械效率的概念是解題的關鍵，機械效率表示的是有用功跟總功的比值，與是否受力，做功多少無關，與機械自身（如機械的自重，摩擦）和做功現象（如被提起的重物）有關。
【拓展】有一個滑輪組經過改進后機械效率提高了，把同一個重物提高相同高度，問改進后與改進前對比（）。
A.做的有用功減少了
B.有用功不變，額外功減少了
C.總功不變，有用功增大了
D.總功不變，額外功減少了
問題二：對滑輪組特點理解不完整。
引起原因是對滑輪組認識不清，不能準確判斷滑輪組繞線n，或對滑輪組的省力公式F= （G 指動滑輪重量，忽略摩擦）和公式s=nh應用不熟練，從而導致計算W 和W 出錯，使η計算錯誤.
【案例2】如圖所示，用同一滑輪組兩次提升同一重物時的情景，不計滑輪組及繩間的摩擦，比較兩滑輪組機械效率的大小（）。
A.η ＞η B.η =η C.η ＜η D.缺少條件，無法比較
錯解A認為甲比乙省力，F = ，F = ，由η= = 知，η ＞η 。錯解C認為甲圖中n=3，乙圖中n=2，由η= = = 知，η ＜η 。
【解析】由η= = = = 知，因G相同，G 也相同，所以η =η ，選B。
【感悟】本題考查了運用觀察、比較法分析問題的能力，分別正確算出η 和η 是解題之關鍵。對同一滑輪組，若提升同樣重的物體，無論繩子的繞法如何，機械效率都是相同的。
【拓展】甲、乙兩位工人分別用下圖所示的A、B兩種方式，將同樣重的物體提高到高處，滑輪的重力小于沙子的重力，不計摩擦阻力和繩子的重力， 工人用力較小，兩人所用的機械效率η η （填“＞”、“=”或“＜”）。
問題三：對滑輪組及所拉物體之方向判斷錯誤。
此類問題在于學生不能正確理解誰做有用功，一律死套公式η= = = 。特別是針對水平放置的滑輪組和滑輪組豎直而被拉物體方向改為水平的題目最易出錯或無從下手。
【案例3】：某人站在岸上，利用滑輪組通過拉繩使停泊在水中的船勻速靠岸，如圖所示，船重1.02×10 N，船移動時受到水的阻力是船重的0.01倍，船受到滑輪組的拉力始終沿水平方向。此人水平拉繩的力為240N，求該滑輪組的機械效率？
錯解：由η= = = = =85
解到此，有些學生會認識到η為百分數，不能大于1。上題中結果明顯錯誤，而束手無策，就認為不會而放棄，缺乏深入思考進而對此種題失去信心。
【解析】動滑輪對船的拉力作的功是有用功，該拉力等于船前進所受的阻力。阻力為船重的0.01倍，即f=0.01G=0.01×1.02×10 N=1.02×10 N，船前進的距離（S ）是繩子自由端前進距離（S）的 ，滑輪組的機械效率為
η= = = = =85%
【感悟】滑輪組可將重物提起，也可拉動物體水平前進，兩種情況的原理完全相同，只是力的方向、大小不同，拉起重物時克服重力做功，水平拉物體時克服阻力做功。分析哪個力做的是有用功是解決這類問題的關鍵。
【拓展】如下圖所示，用滑輪組拉著重600N的物體A沿水平方向移動，40s內物體移動了8m，拉力F作的功為1280J。求：
（1）拉力F的大小和拉力的功率；
（2）若動滑輪的重為12N（不計繩重及摩擦），計算滑輪組的機械效率。
問題四：結構固定的同一滑輪組機械效率認為不變。
【案例4】用滑輪組勻速提升重為2×10 N的物體，作用在繩子自由端的拉為625N，拉力所作的功為1.25×10 J，滑輪組的機械效率η=80%，若不計繩重及摩擦，將提升的重物改為重3×10 N的物體，求作用在繩子自由端的拉力。
錯解：由η= 得W =ηW =0.8×1.25×10 J=1×10 J
【解析】本題錯誤在于在解題過程中認為用同一滑輪組提升重力不同的物體時，滑輪組的機械效率是不變的。事實上，同一滑輪組提升較重物體，機械效率較大，其正確解法是：由η= 得，
W =ηW J=0.8×1.25×10 J
由W=Fs得，s= = =20m,h= = =5m。
所以承擔總重量繩子的段數n= = =4(段)，
由F = (G +G )得G =nF -G =4×625N-2×10 N=500N。
當改為重3×10 N的物體時，繩子自由端的拉力為F = (G +G )= (3×10 N+500N)=875N。
【感悟】本題之所以易錯，關鍵在于部分學生認為同一機械中額外功不變，機械效率就不變，而忽略了重物變化，有用功和總功隨之改變，從而導致機械效率變化。實際上，根據η= = = = 可知，滑輪組機械效率大小與G和G 都有關，G 不變，G變化時，η也是變化的。所以，提高機械效率的方法之一就是盡量減少額外功，采取減輕機械自重（G ）和加油來減小摩擦；另一種方法就是對于G 不變時，盡量讓機械滿載（即增大G），就能充分發揮機械的作用，即提高機械效率。
【拓展】如圖所示，用40N的拉力，使物體G勻速上升，不計繩重和摩擦，整個裝置的機械效率為75%。求：
（1）物體G和動滑輪重各是多少？
（2）若繩能承受的最大拉力為50N，此裝置的機械效率可提高到多少？
二、概念與公式分類
以上幾例都是學生在解決機械效率時常見錯誤，為避免錯誤，本文現對有關概念和公式歸類如下，以供在解決實際問題時選擇。
（一）有關三種功。
1.有用功：機械對物體所做的功。常用計算方法有：
A.豎直拉物體時W =Gh，此公式對沿斜面上拉物體和杠桿提升物體也適用。
B.對于水平滑輪組拉物體前進，W =fs，題中一般都是物體水平方向勻速運動，拉物體的力與物體克服阻力互為平衡力，大小相等。
C.W =W -W
D.W =ηW
2.總功：人（動力F）對機械做的功，用W =Fs或W =W /η來計算。
3.額外功：不需要但又不得不做的功，一般用W =W -W 計算。
(二)機械效率。
有用功與總功的比值。定義η= ×100%，它只有大小，無單位，且η＜100%，即η＜1。
對于滑輪組的機械效率的計算，分為豎直拉物體和水平方向拉物體兩種情況：
A.豎直拉物體時η= = = = ，其中大多數題目中以應用η= 和η= 解題較易。
B.水平方向拉物體前進時η= ×100%= = 。（f指物體受水平方向阻力，s指物體移動距離，F指繩子自由端所受拉力，S指繩子自由端移動距離。）
另外，對于斜面的機械效率也可用η= = 計算；對于杠桿提升重物的機械效率也用η= = 來計算。
結合以上公式分類，希望同學們能聯系具體題目加以練習，減少錯誤，真正理解公式的含義，學好用好公式，去解決物理中的各種實際問題。
參考文獻：
［1］九年級物理上冊（蘇科版）.
［2］九年級物理（上）同步講解與測評（江蘇版）.天津人民出版社.
(2)若鉤碼3s內上升0．1m，則彈簧測力計拉力做功的功率為多大?該滑輪組的機械效率為多大?
(3)若僅增加鉤碼的個數，該滑輪組的機械效率將如何變化?
解析(1)用滑輪組提升重物的過程中，勻速提拉還是加速提拉對于拉力的大小會有影響。繩子豎直拉還是斜拉，拉力的大小也不同。物體勻速豎直上升時，重力和拉力彼此平衡，因此在使用滑輪組提升重物的過程中，彈簧測力計要豎直勻速提拉繩子的自由端。觀察圖1可知：2N與3N之間1N的力被均勻分為五等份，則該彈簧測力計的分度值為0．2N，其讀數為2．4N；運用滑輪組提升重物時，繩子自由端移動的距離s與物體被提升的高度h之間的關系是s=nh，不難發現該滑輪組連接在動滑輪上繩子的股數(這是判斷繩子股數的重要方法，同學們應該掌握并熟練運用)為3，所以S=3h，若鉤碼上升的高度為8cm，則彈簧測力計向上移動24cm。在使用滑輪組提升重物的過程中，不得不將動滑輪同時提上去，還需克服摩擦做功，故總功總是大于有用功，機械效率總是小于100％，已知拉力F=2．4N，鉤碼被提升h=8cm=0．08m，繩子自由端移動的距離s=24cm =0．24m，鉤碼總重G=6N。W有=Gh=2N× 0．08m=0．48J，W總=Fs=2．4N×0．24m=0．576J，機械效率為η=W有+W總=0．48J／0．576J=83．3％。
(2)根據機械效率η=W有/ W總=η=W有/（W有+W總）可知，在動滑輪重等影響其機械效率的其他因素不變時，做的有用功越多，有用功在總功中所占的百分比越大，滑輪組的機械效率就越大。因此，若只增加鉤碼的個數即增加鉤碼的重，其他因素不發生變化時，機械效率將增大。
答案（1）2.4N；(2)s=3h=0.3m
W拉=W總=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總×100%=Gh/Fs×100%=83.3%
(3)增大
點評測量滑輪組的機械效率是一個非常重要的實驗，在實驗中應注意什么問題，有用功、總功如何計算，s和h的關系及物體的重與動滑輪重之間的關系怎樣，需非常清楚。
例2(2007年遼寧省大連市)某建筑工地為了搬運建材，采用的滑輪組示意圖如圖2所示。鋼絲繩的拉力F由電動機提供。此滑輪組在30s內將質量為450kg的建材勻速提升了6m，拉力F所做的功為36000J，不計繩重和軸摩擦，g取10N／kg。試求：
(1)滑輪組的機械效率。
(2)鋼絲繩移動的速度。
(3)此滑輪組的機械效率小于1的原因是什么?
解析(1)由題意知，用該裝置將質量為450kg的建材勻速提升了6m，克服材料的重力G=mg=450kg×l0N／kg=4500N所做的功即有用功為W有=gh=4500N×6m=27000J。而拉力F所做的功為36000J，所以機械效率η=W有/W總=27000J／36000J=75％。
(2)根據圖2，動滑輪上繩子的股數是3，所以當建筑材料被提升6m，在相同的時間內繩子自由端便被電動機用向下拉動了s=3h，因此鋼絲繩移動的速度應為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，則鋼絲繩移動的速度v1=3 v=3×0.2m／s=0.6m／s。
一、選擇題（本題共12小題，每小題2分，共24分．每小題給出的四個選項中只有一個選項正確）1．學校里的工人師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是 （ ）A．增大阻力臂，減小動力移動的距離B．減小阻力臂，減小動力移動的距離C．增大動力臂，省力D．減小阻力臂，省力2．下列儀器或工具在使用過程中，利用了杠桿原理的一組是 （ ）①量筒 ②剪刀 ③燒杯 ④試管夾 ⑤托盤天平 ⑥彈簧測力計A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．④⑤⑥3．如圖所示的簡單機械，忽略各種摩擦及杠桿和滑輪的重力，當提起相同重物時，最省力的是 （ ） 4．升國旗的旗桿頂上有個重要的裝置是 （ ）A.定滑輪 B.動滑輪 C.滑輪組 D.省力杠桿5．如圖所示，在豎直向上大小為10N的力F的作用下，重物沿豎直方向勻速上升.已知重物上升速度為0.2m/s，不計滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦，則物體重力大小和繩子自由端上升的速度分別為（ ）A．20N 0.4m/s B．20N 0.1m/s C．5N 0.4m/s D．5N 0.1m/s6．如圖所示，在用滑輪將同一物體沿相同水平地面勻速移動時，拉力分別為F甲、F乙、F丙、F丁，比較它們的大小（不計滑輪重及滑輪與細繩間的摩擦），正確的是 （ ）A．F甲＞F乙 B． F乙＝F丙 C．F丙＜F丁 D．一樣大7．在校運會中，小翔參加了鉛球比賽。如果他用200N的力，將重50N的鉛球投到了10m遠處。則下列關于他投球時做功情況的說法中，正確的是： ( )A．做功2000J B．做功500J? C．沒有做功? D．條件不足，無法計算8． 一個70kg成人以正常的速度騎30kg自行車受到的阻力為總重力的0.02倍，則人騎車行駛時功率最接近于 （ ）A．1瓦 B．10瓦 C．100瓦 D．1000瓦9．如圖所示，杠桿可繞O點轉動，力F作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直；在將杠桿緩慢地由位置A拉到位置B的過程中，力F （ ）A．變大 B．變小 C．不變 D．先變大后變小10．關于簡單機械，下列說法正確的是 ( )A．定滑輪不僅能改變力的大小而且能改變力的方向 B．使用滑輪組不僅省力而且省功 C．做功越多的機械，其機械效率就越高 D．功率越大的機械，做功就越快 11．下列現象中，力沒有對物體做功的是 ( )A．用力將鉛球擲出 B．將書包背上樓 C．騎自行車勻速前進 D．人提著水桶在水平路面上行走12．如圖所示，杠桿在水平位置處于平衡狀態，杠桿上每格均勻等距，每個鉤碼都相同．下列四項操作中，會使杠桿右端下傾的是 ( ) ①將杠桿兩側的鉤碼同時各向外移動一小格；②將杠桿兩側的鉤碼同時各向內移動一小格；③在杠桿的兩側同時各減掉一個鉤碼；④在杠桿的兩側鉤碼下同時各加掛一個相同的鉤碼． A．②③ B．②④ C．①③ D、①④二、填空題（本題共11小題，每空1分，共26分）13．我們用釣魚竿釣魚時，釣魚竿是一種_________的杠桿（選填“省力”或“費力”）14．如圖所示，用動滑輪把重為40N的物體勻速上提，彈簧測力計示數為24N，則拉力為______N．不計摩擦和繩重，動滑輪重為______N，這時該動滑輪的機械效率約為___ ___．15．如圖所示，桿秤秤砣的質量為0.1千克，桿秤的質量忽略不計。若桿秤水平靜止時，被測物和秤砣到秤紐的距離分別為0.05米、0.2米，則被測物的質量為_________千克。若秤砣有缺損時，則桿秤所示的質量值_________被測物的真實質量值（選填“小于”、“等于”或“大于”）。16．如圖所示，AOB為一機械設備的簡化示意圖，我們可以把它看成杠桿(自重不計)，已知AO=2OB．固定O點，使OB 處于水平位置，此時B 端掛一重為40N 的物體，要使杠桿不發生轉動，至少需在A 端施加F=______N 的力．17．如圖，用甲、乙圖兩種方法提起相同重的物體，則：（1）使用 圖的辦法省力；機械效率高的是 圖的辦法。 （2）提高機械效率的方法有：① __________ __ ；②_____________ 。18．舉重運動員把2000N的杠鈴在2s內舉高1.8m后又在空中保持 4S，則該運動員前2s的功率是____w，后4S的功率是____w．19．2010年市學業水平體育測試立定跳遠項目中，體重為500N的某同學從點到落地點的過程中，重心下降的距離為0.3m，用時0.5s，軌跡如圖．則此過程重力做的功為________J，重力的功率為_________W。20．如圖所示為潤揚大橋。“橋塔為什么要造這么高?”小強對此進行了研究：他將大橋的結構進行簡化，抽象成圖乙所示的模型，又畫了橋塔高低不同的兩幅圖丙和丁。小強通過比較發現：適當增加橋塔的高度，可_________(填“增大”或“減小”)斜拉索拉力的力臂，從而 ______________(填“增大”或“減小”)斜拉索的拉力。21． 小聰用圖10所示的滑輪組將重4 N的物體勻速提高2m，他做的有用功為________J。已知此時滑輪組的機械效率為80%，那么小聰所用拉力為_______N，動滑輪的重力為_______N，若用此裝置提升7N的物體，則此時的機械效率_______（“增大”或“減小”或“不變”）。22．如圖11所示滑輪組，物M重50N，在力F作用下以0.5m／s速度在水平面上做勻速運動，此時彈簧秤上示數是12N，則物體運動時受到地面摩擦力大小是____N。8s內拉力F所做的功是______J，功率是______w．（不計滑輪重及摩擦因素） 23．如圖所示，用1.2N拉力沿豎直方向勻速拉起重為2N的物體，物體上升0.1m，所用時間為4s。（1）此過程中拉力的功率為______W。（2）將物重由2N不斷增大，假設動滑輪始終能正常工作，當達到繩子承受的拉力3N時，此過程中，它的機械效率變化范圍是____________。三、解答題（本題共7小題，共50分．解答27、28、29題時應有解題過程）24．（6分）按照題目要求作圖： （1）在圖甲中畫出物體A所受重力的示意圖和拉力F所對應的力臂l．（2）用滑輪組將陷在泥中汽車拉出來，試在圖乙中畫出最省力的繞繩方法．（3）在圖丙中，杠桿AB處于平衡狀態，請作出力臂L對應的力F的示意圖． 圖甲 圖乙 圖丙 25．（7分）小明和小紅用圖甲所示的杠桿一起探究杠桿的平衡條件：（1）小明先把杠桿的中點支在支架上，杠桿停在如圖甲所示的位置，此時杠桿處于________(填“平衡”或“不平衡”)狀態．為了使杠桿在水平位置平衡，可以調節右端的平衡螺母，使它向_______(“左”或“右”)移動．小明調節杠桿在水平位置平衡的主要目的是_______________________________、_______ __________。（2）如乙圖，用彈簧測力計從M位置移動N位置用力使杠桿在水平位置處于平衡，彈簧測力計的示數將會變________，這是因為______________________．（3）小明用調節好的杠桿進行了一次實驗，所得數據如下表：動力/N 阻力/N 動力臂/cm 阻力臂/cm4 3 2 6于是他得出了杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2，請你對此作出評價：___________________________________________________．26．（13分）某同學在做“測定滑輪組機械效率”的實驗中(1)他所準備的實驗器材有：滑輪，細繩，鐵架臺，直尺，鉤碼，還需_________ (2)該同學實驗時，記錄的數據在表格中，請認真填寫所缺少的部分物重/N 物體提高的高度/m 彈簧測力計讀數/N 繩自由端拉動距離/m 有用功/J 總功/J 機械效率50 0.15 20 0.45 (3)實驗中彈簧測力計應該做__________________運動．(4)同學乙觀察并分析了甲的實驗后，認為甲的實驗中，可少用一種器材，少測兩個數據也能測出滑輪組的機械效率，通過和甲討論并經過老師的認定，他的方案是可行的，請你分析一下，去掉的器材是什么？少測哪兩個數據？答：去掉____________________________________；少測兩個數據是__________________，__________________．實驗中同學們又提出了下列假設． 假設1：滑輪組機械效率高低可能與動滑輪重有關 假設2：滑輪組機械效率高低可能與被提升的物重有關 假設3：滑輪組機械效率高低可能與物體提升高度有關 假設4：滑輪組機械效率高低可能與滑輪組繩子股數有關一位同學設計了如圖所示的四個滑輪組，并將所測數據填入下表．（不填寫機械效率）(5)根據實驗_________________ (填①、②、③、④)可知，滑輪組機械效率高低與被提升物重有關．(6) 據實驗②和④可知，滑輪組機械效率高低與__________________無關．(7)通過實驗可以發現，不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，機械效率越 ．(8)要研究滑輪組機械效率高低是否與物體提升高度有關，應該選用_______(選填“同一”或“不同”)滑輪組，提升同一重物到_______(選填“相同”或“不同”)的高度去研究．27．（6分）電動自行車輕便、實用、無污染，很受人們喜愛．若某人騎電動自行車在一段平直的公路上勻速行駛了150m，用時30s，電動自行車的牽引力為20N，在此過程中：(1)電動自行車速度的大小；(2) 牽引力所做的功；(3) 牽引力做功的功率．
28．（6分）如圖所示是小明同學測動滑輪機械效率的實驗裝置圖，他在2s內做了0.96J的有用功使重物勻速上升了0.4m，不計繩重及摩擦，繩子很結實。請你回答：（1）彈簧測力計勻速向上運動的速度？ （2）該動滑輪的機械效率是多少？（3）該動滑輪的重是多少？
29．（6分）某記者報道：他在植物園內，看到一位老人伸手抱起一根長約3m，橫切面積為0.1 m2的木頭輕輕地舉在頭頂盡情玩耍，如圖甲，該木頭就是地球上最輕的木料——輕木，其密度為0.2g/cm3．(g=10N/kg)⑴請你通過文中給出的數據計算并回答上述報道是否真實． 甲 乙(2)若小華用圖乙所示滑輪組勻速提升該木頭至1 m高的車上，所用拉力F為250N，時間為10秒，求小華做功的功率．(3)用此滑輪組勻速提升900 N的物體的機械效率．(不計摩擦和繩重)30.如圖甲所示的滑輪組，每個滑輪等重。不計繩重和摩擦，物體重G1從200N開始逐漸增加，直到繩子被拉斷。每次均勻速拉動繩子將物體提升同樣的高度。圖乙記錄了在此過程中滑輪組的機械效率隨物體重力的增加而變化的圖像。 (1)每個滑輪重多少N?(2)繩子能承受的拉力是多少N?(3)當滑輪組的機械效率為80％時，物體重多少N? 一、選擇題（本題共12小題，每小題2分，共24分．每小題給出的四個選項中只有一個選項正確）題號 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、填空題（本題共11小題，每空1分，共26分）13.費力14.24 8 83%15.0.4 大于 16. 20N 17.乙 甲 增加物重 減小動滑輪重和摩擦力18.1800W 0W19.150J 300W20.增大 減小21.8 2.5 1 增大22.24 96 1223．0.06W 83.3%----93.3%三、解答題（本題共7小題，共50分．解答25、27、29題時應有解題過程）24. 圖甲 圖乙 圖丙 25.(1)平衡 左 便于測量力臂 、排除杠桿重力的影響 (2).大 力臂變小 (3)沒有多次測量26.(1)_彈簧測力計_ (2) 7.5 9 83.3 (3)勻速直線 (4)直尺 物體提高的高度 繩自由端拉動距離 (5)①② (6)繩子的股數 (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 不真實（2）75W（3）85.7%30.(1) 100N（2）500N（3）800N
（1）物體質量為2kg時，在水平面上受到的滑動摩擦力；
（2）動滑輪的重力；
（3）物體質量為10kg，以0.1m/s的速度運動時，拉力的功率。
這道題其實并不難，但是不少同學在解答問題（2）時，會出現亂套公式的現象，如：
錯誤解法1：=50%，其中，=20N，解得=38N；
錯誤解法2：=50%，其中，=20N，解得=20N。
使用上述兩種錯誤解法的根本原因在于，同學們不理解滑輪組機械效率中有用功的深刻含義，總是錯誤地認為或死記成。下面，老師將剖析有用功及總功的深刻含義，并將原形公式的拓展改造成普適公式，以提升同學們滑輪組機械效率的解題效率。
一、理解機械效率
工作效率就是指工作產出與投入之比。因此，對于勻速提升重物的問題而言，如圖2所示，當我們徒手勻速提升重物時，人提供的拉力，拉力全部用于提升重物，此時工作產出與投入比等于1，即效率為百分之百。
分析可知，盡管徒手提升重物的方式可以做到工作效率等于百分之百，但無法實現省力及改變人出力的方向，所以需要借助動滑輪、定滑輪來實現這一想法，為工作帶來便利。
如圖3-1所示，在提升重物過程中，借助滑輪組實現了省力與改變力方向的目的，整個裝置如圖3-2所示，使用該裝置提升重物時，人的拉力需克服動滑輪的自重及掛在動滑輪上繩子的拉力FT做功，這是使用滑輪組工作時的工作總投入，即為總功。分析可知，滑輪組的整個裝置工作時，實際上只有克服掛在動滑輪上繩子拉力FT做功（圖3-3），而通過受力分析可知，人出力提升時，實際上克服了掛在定滑輪上的繩子向下的拉力FT做功，對應圖3-4中的，同時還提升了動滑輪，即做了額外功。
二、例題辨析
【例題1】如圖4所示，小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的物體，已知物體重1.2×103N，密度為1.6×103kg/m3。測得物體在出水面后牽引車作用在繩子上的拉力為500N。若不計摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg，問：
（1）物體浸沒水中時所受的浮力多大？
（2）動滑輪所受的重力多大？
（3）物體露出水面前，滑輪組機械效率多大？
解：（1）由及得：
當物體浸沒在水中時，V排=V物=0.075m3，由F浮=G排=得：
F浮==1×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N
（2）物體出水后，n=3，則，則=3×500N-1 200N=300N
（3）物體浸沒在水中，則由n=3，知，，不計摩擦與繩重，則由得：=60%。
【點評】本解法運用了前文提煉的普適公式來表示機械效率，再加以受力分析，將FT和的大小代入式子進行求解，避免了因死記公式而出現計算錯誤。
【錯題分析】東海縣新水晶市場建設工地上，工人用如圖5所示的滑輪組，將重為3 000N的物體甲以0.2m/s的速度沿水平方向勻速拉動。若拉動水平拉力為250N，滑輪組機械效率為80%。
求：
（1）物體受到的摩擦力f；
（2）拉力F做功的功率；
（3）在10s內機械所做的有用功。
解：（1）水平勻速拉動，則f=FT，由n=3，知：3F=FT=f，則f=3×250N=750N
（2）由題知，n=3，則，
再由、及得：
（3），其中，
代入可得：
你的解法跟上述的過程一樣嗎？如果一樣，那你就錯了。
錯誤在于對第（1）問摩擦力f的求解中，受力關系3F=FT=f并不成立，導致f求解出錯。因為本題在分析過程中并不能忽略繩重、滑輪重以及摩擦的影響，才使得滑輪組效率是題干中的80%而不是100%。若關系3F=FT=f成立，則由效率=100%，這是錯誤的。正確的解法如下：
解：（1）由n=3，知：，則=80%
解得：，則，水平勻速拉動，則f=FT=600N
（2）由題知，n=3，則
由、及得：
（3），其中
代入可得：
(1)繩端拉力F是多少牛?
(2)繩端移動的距離是多少米?
(3)若考慮摩擦、滑輪和繩子的物重,需在繩端施力800牛,滑輪組的機械效率是多少?
解析:使用滑輪組時,重物G由n段繩子承擔,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段繩子承擔,當重物升高h米時,繩末端移動的距離s=nh米;若考慮摩擦、滑輪和繩子的物重,滑輪組的機械效率等于有用功和總功的比值。
(1)繩端拉力為:
F===635牛。
(2)繩端移動的距離為s=nh=4×17米=68米。
(3)滑輪組的機械效率為:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈79%。
點撥:如何判斷有用功、額外功、總功,是解機械效率有關問題的關鍵,解題時可以用機械做功的目的來分析。凡是用機械來升高物體的,使物體升高所做的功為有用功;且有W=Gh,即有用功等于被升高的物體的重力與其提升高度的乘積。凡是動力做的功就是總功,且有W=Fs,它等于力與機械在動力作用下移動的距離的乘積。而用來克服摩擦和機械自身重力所估的功為額外功:W=W-W。
2.水平使用的滑輪組機械效率
例2 如圖2所示,物體重15000牛,物體與水平地面的滑動摩擦力為物體重的02倍,滑輪組的機械效率為80%,求物體向左勻速運動時繩的自由端的拉力是多大?
解析:本題我們仍然用機械率的公式來解決,但不知道物體移動的距離就無法表示出有用功和總功,因此我們可以把它當做參變量引入,以幫助我們解題。
設物體向左移動的距離為s,直接拉物體向左移動的力的大小等于物體所受的摩擦力,則
W=02Gs
W=F•3s
η=×100%=
所以F===1250(牛)。
即繩子的自由端的拉力為1250牛。
點撥:從本題的解答可以看出題目的結果與我們引入的參變量無關,但引入參變量有助于我們順利求出題目的結果。
3.機械效率與功率的綜合
例3 有甲、乙兩臺機械,功率P>P,效率η
A.在相同的時間內,乙機械做的功多
B.做相同的有用功,甲用的時間少
C.甲機械中的摩擦比較大
D.甲機械的輸出功率和輸入功率之比小于乙機械的輸出功率和輸入功率之比
杠桿是指一根在力的作用下能繞固定點轉動的硬棒.所謂硬棒，就是要求在使用時棒不會變形，至于棒的形狀則并非一定要求是直的，比如滑輪、輪軸等都可看做杠桿.
在生產勞動和日常生活中，常接觸到杠桿，如買菜使用的桿秤，實驗室使用的天平.常用的剪刀、鑷子、羊角錘等實際上都是變形的杠桿.
2.正確理解力臂的概念
力臂是指從支點到力的作用線的距離，力對支點的轉動效果不僅與力的大小有關，還與支點到作用線的垂直距離有關.支點到動力作用線的距離叫動力臂，支點到阻力作用線的距離叫做阻力臂.力的大小相同時，力臂是影響杠桿轉動的物理量.
3.杠桿的平衡
當有兩個或多個力作用在杠桿上，能使杠桿分別按兩個不同方向（比如順時針或逆時針）轉動，若杠桿保持靜止不動或勻速轉動時，我們就說杠桿平衡了.根據實驗可確定杠桿平衡的條件是：F動?l動=F阻?l阻，即動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積.
4.滑輪的實質
5.怎樣判斷滑輪組的用力情況
考點掃描
例1 扁擔長2m，兩端物體的重力分別為G1=500N，G2=300N.若不考慮扁擔的重力，則（1）人的肩頭應在什么位置，扁擔才平衡？（2）若扁擔兩端同時增加G=100N的重力，肩頭應在什么位置？
解析 （1）以肩為支點，前后兩物體作用力的力臂分別l1和（l-l1），
扁擔平衡時，有F1?l1=F2?（l-l1），
500N×l1=300N×（2m-l1），
l1=0.75m（肩頭距前面物體0.75m）.
（2）扁擔兩端同時增加100N重力后，
F1′=（500+100）N=600N，
F2′=（300+100）N=400N，
F1′?l1′=F2′（l-l1′）.
解得l1′=0.8m（肩頭距前面物體0.8m）.
例2 有一個結構不明的滑輪組，只知道拉力F向下拉繩子時，每拉下12m，重物就上升3m，拉力F=400N，重物為多大，試畫出滑輪的結構圖.
解析 對于滑輪組的問題，要弄清：（1）繩端移動的距離s與重物上升的距離h，繩子的段數n之間的關系是s=nh；（2）判斷滑輪組繞繩的段數的方法，用一條虛線把動滑輪組和定滑輪“切割”開，再數直接與動滑輪組相連的“繩子段”有幾（n）個，就有幾（n）段繩；（3）滑輪組上的繩的繞法有兩種：一是將繩的一端固定在動滑輪的鉤上，拉力方向向上；二是將繩的一端固定在定滑輪的鉤上，拉力方向向下.
滑輪組的結構如圖1所示.
例3 某人用如圖2所示的滑輪組（不計摩擦）提升某一重物，所用拉力F為200N，若滑輪組的機械效率為80%.求：（1）被提升的物重？（2）動滑輪重？
實驗探究
例4 測“滑輪組機械效率”的實驗中所用的測量儀器有 .
（1）畫出測量由一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組機械效率的裝置示意圖.
（2）若動滑輪重0.5N，彈簧測力計測量范圍是0～2.5N，則實驗時，被提起的重物不得超過 .
（3）為記錄本實驗的數據，請你設計一個表格.
（4）實驗時，必須使彈簧測力計做
運動.
答 本實驗需要的器材有：a.測力計，b.鐵架臺，c.刻度尺一把，d.鉤碼一盒，e.定滑輪及動滑輪各一個，f.2～3m長的細繩一條，g.鐵夾子一個.
（1）裝置示意圖如圖3所示.
G重+G滑輪=3F，
G重=3F-G滑輪=3×2.5N-0.5N=7N.
答 重物不能超過7N，即G重≤7N.
（3）實驗表格
（4）彈簧測力計必須做勻速直線運動.
典例解析
例5 圖4中所示裝置的機械效率是90%，物體A在拉力F的作用下，以1.5m/s的速度在水平面上勻速移動.已知物體A重200N，A運動時受的阻力是72N，求拉力F的功率.
解析 此題中機械克服物體A與水平面的摩擦阻力做的功是有用功，而不是克服物體的重力所做的功，所以物體A重200N，是多余條件，拉力F做的功是總功.拉力F移動的距離s拉與物體A移動的距離s物之間的關系是s物=3s拉，拉力F勻速移動的速度v拉與物體A移動的速度之間的關系是v物=3v拉.
仿真測試
1.在圖中的4種情境中，人對物體做功的是（ ）.
2.如圖所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物體A勻速移動了5m，物體A受到地面的摩擦力為5N，不計滑輪、繩子的重力及摩擦，拉力F做的功（ ）.
A.50J B.25J C.100J D.200J
3.下列說法中，最接近實際情況的是（ ）.
A.成年人走兩步的距離大約是1.5m
B.家用白熾燈功率約為1000W
C.一名中學生體重約為50N
D.物理課本質量是16kg
4.圖中的鍘刀、瓶蓋起子、手推車、鐵锨都屬于杠桿，其中費力杠桿是（ ）.
5.如圖所示，杠桿AOB的A端掛重為GA的物體，B端掛重GB的物體，杠桿處于平衡狀態，AO=BO，杠桿自身重力不計，則（ ）.
A.GA=GB B.GA
C.GA>GB D.無法判斷
6.某物理興趣小組的同學學習了功率知識后，進行了“比一比誰上樓功率大”的比賽.其中某同學從一樓跑到三樓用了10s，則他上樓過程中的功率大約是（ ）.
A.3W B.30W C.300W D.3000W
7.如圖所示，在“研究杠桿的平衡條件”的實驗中，杠桿上每小格的長度都相同，兩邊掛上鉤碼后杠桿平衡，如果把兩邊的鉤碼都同時向里移動一個格，則杠桿（ ）
A.仍能平衡
B.不能平衡，A端上升
C.不能平衡，B端上升
D.無法判斷
8.如圖所示，某同學用一個動滑輪勻速提起一袋質量為18kg的面粉，所用的拉力為100N，則動滑輪的機械效率為 .若用此動滑輪勻速提起一袋質量為25kg的大米，當拉繩子的速度為 m/s時，拉力的功率為54W.（取g=10N/kg，繩重與摩擦不計）
9.小明用100N的力沿豎直方向將杠桿的一端拉下2m時，杠桿的另一端把320N的重物提高了0.5m，他做的有用功是
J，總功是 J，杠桿的機械效率是 .
10.畫出圖中杠桿的支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂.
11.畫出使杠桿AB在如圖所示位置靜止時，所用最小力F的作用點和方向.
12.蘭蘭和芳芳運用如圖所示的實驗裝置測定了滑輪組的機械效率，在全班交流實驗結果時，老師提出：如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變，改變其他因素，是否會影響它的機械效率呢？大家積極思考，提出了各種猜想，概括起來有如下幾種：
猜想1：可能與勻速提升的速度大小有關；
猜想2：可能與被提升的鉤碼重力有關；
猜想3：可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重力都有關；
猜想4：可能與鉤碼被提升的高度有關.
蘭蘭和芳芳分別根據各自的猜想進行了探究，實驗記錄如下表.
蘭蘭的實驗記錄：
芳芳的實驗記錄：
（1）請幫助蘭蘭完成表中的一項計算；
（2）請根據蘭蘭的實驗記錄，在她的表中寫出探究結果；
（3）歸納她們的實驗探究，你所得的結論是： .
13.如圖所示的滑輪組勻速提起重1000N的物體，10s內繩子的自由端拉下16m，已知做的額外功是800J，若繩重和摩擦不計，試求：
（1）繩自由端拉力的功率；
（2）滑輪組的機械效率；