专题06 简单机械（讲义）2025年中考物理冲刺培优【教培精选】

专题06 简单机械（讲义）（解析版） 2025年中考物理冲刺培优【教培精选】 一、重点梳理 1.杠杆的概念：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。 2.杠杆的力臂 力臂的画法： （1） 明确支点，用O表示； （2） 通过力的作用点沿力的方向画一条直线； （3） 过支点O作该力的作用线的垂线； （4） 用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母L1（或L2)。 3.杠杆的平衡条件：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。 要点诠释： 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1L1= F2L2 注意：杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。 杠杆分类： （1）省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2 这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。 （2）费力杠杆：L1＜L2，F1＞F2 这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。 　　（3）等臂杠杆：L1=L2，F1=F2 这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。 4.定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。 5.动滑轮：如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。 6.定滑轮和动滑轮的作用：使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。 7.滑轮组：由定滑轮和动滑轮组装起来的，既可省力又可以改变用力方向，但费距离。在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。我们可以在知道或算出滑轮组承担重物的绳子段数的情况下组装滑轮组，可以根据“奇动偶定”的原则先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。 8.机械效率 概念：有用功与总功之比，即。 影响斜面机械效率的因素：； （1） 物体与斜面粗糙程度相同时，斜面倾角越大，机械效率越大； （2） 斜面倾角相同时，物体与斜面粗糙程度越大，机械效率越小。 9.滑轮组的机械效率： 不计绳重和轴摩擦：； 当动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越大；当物重一定时，动滑轮重越大，机械效率越小。 要点诠释：机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。直接原因是：机械内部有摩擦力，机械本身有重力等。 二、重点考向 1.杠杆：对“杠杆”考查主要有以下几个方面： （1）杠杆应用类：判断属于省力杠杆还是费力杠杆； （2）杠杆平衡条件类：利用杠杆平衡条件分析、解答实际问题； （3）作图类：以画出力臂较多，考查学生对力臂概念的理解； （4）计算类：根据杠杆平衡条件进行简单计算，主要应用公式。 ▲典例一：（24-25八年级上·全国·课后作业）（多选）如图所示，罗老师用加装了杠杆装置的压缩空气引火仪来演示实验，她将一小团硝化棉放入厚玻璃筒内，握住杠杆的A端迅速向下压，硝化棉被点燃下列说法正确的是（　　） A．该杠杆是费力杠杆 B．该杠杆是省力杠杆 C．活塞推杆对杠杆的支持力为阻力 D．在B点竖直向下压比在A点竖直向下压省力 训练1天空中运行的宇宙飞船机舱内的物体处于失重状况，下列仪器仍能有效使用的是（　　） A．天平 B．温度计 C．水银气压计 D．杆秤 训练2（23-24八年级下·山东济南·期中）如图所示是小强在做俯卧撑的情景，向上提起身体的过程可视为一个杠杆，下列各图能正确表示其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 典例二：（24-25九年级上·江苏南通·期中）如图所示，一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中，力F作用在A端且始终与铁棒垂直，则用力F将（　　） A．逐渐变小 B．逐渐变大 C．保持不变 D．先变小后变大 训练1（24-25九年级上·江苏徐州·期中）如图所示，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力：螺纹 （选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更费力；无论使用哪种简单机械都不能省 （选填“距离”或“力”或“功”）。 训练2（24-25九年级上·陕西西安·期中）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，人对把手的拉力的力臂 （选填“变大”“变小”或“不变”），拉力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。若要增加训练强度，应将配重盘向 （选填“a”或“b”）端移。 典例三：（2024·贵州遵义·模拟预测）如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，AB长度为30cm，OA长度为40cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，使杠杆在图示位置平衡，则最小的力F是 N，我们可以把杠杆分为省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆，此杠杆是 。（g＝10N/kg） 训练1（23-24九年级上·江苏扬州·期末）如图所示，把一根质量忽略不计的木棒AOB从O点悬挂（AO=3OB），B端挂有一个重为300N重物，若在A点施加一个力使得木棒在水平位置静止，则杠杆 （一定/不一定/一定不）是省力杠杆；在A点施加的最小动力F大小为 N，若保持动力F始终竖直向下，将重物缓慢提升，则拉力F的大小将 （变小/变大/不变）。 训练2（24-25九年级上·陕西渭南·期中）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB，则在转动过程中，拉力F的大小将（　　） A．逐渐变大 B．F先变大后变小 C．保持不变 D．F先变小后变大 典例四：（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）按要求完成填空。 (1)如图甲所示，电压表的读数为 V； (2)如图乙所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，改变两侧钩码数量和位置，使杠杆保持水平位置平衡是为了便于 ； (3)如图丙所示，在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，安装实验器材时， （选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯；用相同的酒精灯加热相同时间，甲液体温度变化更大，说明甲液体的吸热能力较 （选填“强”或“弱”）。 训练1（24-25九年级上·江苏宿迁·期中）如图是“探究杠杆平衡条件”的实验（实验中每个钩码质量都相同，且杠杆刻度均匀）。 (1)如图甲所示，实验前应向 （选填“左”或“右”）适当调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；实验时，为了方便测量 ，也要使杠杆在水平位置平衡； (2)如图乙所示，在杠杆左边A处挂2个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，则需在杠杆右侧距O点 格的位置挂3个相同的钩码； (3)如图丙所示，用弹簧测力计在a位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计逐渐向右倾到b位置时，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐 （选填“变大”或“变小”）。 训练2（24-25九年级上·江苏徐州·期中）小明用如图所示的装置来探究杠杆平衡的条件。 (1)如图甲所示，实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应该把杠杆左端的平衡螺母向 调节，使杠杆在水平位置平衡； (2)某次实验情景如乙图所示，发现要使杠杆水平位置平衡，弹簧测力计向下的拉力将超过其量程。为了完成实验，下列操作可行的是___________； A．向左移动钩码的悬挂点 B．向右移动测力计的悬挂点 C．向左移动平衡螺母 D．向右移动平衡螺母 (3)小明竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示，此过程中，弹簧测力计的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (4)在实验探究过程中，需要进行多次实验的目的是 。 典例五：（24-25九年级上·陕西西安·期中）作图题： (1)如图甲所示，请画出滑轮组的绕法，实现既省力又改变力的方向。 (2)如图乙所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆AOB压住入水口，停止上水。请在图中的A点画出动力的示意图及动力的力臂。 训练1（24-25九年级上·陕西渭南·期中） (1)如图甲所示，入射光线与镜面成角，请画出反射光线并标出反射角的大小。 (2)如图乙所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆AOB绕O点转动并压住入水口，停止上水。请在图中画出浮标所受浮力F的示意图及浮力F的力臂L。 训练2（23-24九年级下·甘肃张掖·期中）是力的力臂。在图中画出力的力臂和力。 2. 滑轮：对“滑轮”考查主要有以下几个方面： （1） 定滑轮及其特点：力与距离的关系； （2） 动滑轮杠及其特点：力与距离的关系，做功特点； （3） 滑轮组及其特点：力的关系及特点，距离的关系及特点，做功的计算； （4） 作图类：作图类主要涉及绕线（很少出现）； （5） 计算类：根据定滑轮和动滑轮的特点，分析滑轮组的特点及其有关计算。 ▲典例一：（2024·湖南岳阳·二模）如图所示的滑轮组提升160N的重物，两个滑轮的重力均为20N，小婷拉动绳子5s将重物提升1m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．自由端拉力F为80N B．该滑轮组的机械效率约86.7% C．绳子自由端移动的速度为0.2m/s D．拉力的功率是36W 训练1（24-25九年级上·广东广州·期中）如图所示，同一个滑轮分别用（a）（b）两种方式匀速提升同一货物（），假设所用的拉力分别为、，机械效率为、，不计绳重和摩擦，则（ ） A．； B．； C．； D．； 训练2（24-25九年级上·广东广州·期中）利用图中的滑轮组竖直匀速向上提升重力为12N的物体，动滑轮重力未知但不可忽略不计，则拉力大小不可能是选项中的（ ） A．4N B．6.5N C．12N D．15N ▲典例二：（24-25九年级上·河南洛阳·期中）“勤于思考、乐于实践”是学好物理的关键。小明利用课余时间积极进行科学实践，他尝试测算家里汽车发动机的效率。“国庆”假期，小明一家驾驶汽车出游，该汽车某段行程的路程为150km，所用时间为1.5h，汽车发动机的功率恒为20kW，从汽车仪表盘得知此段行程汽车的油耗为8L/100km。已知汽油的密度为，热值为。求： (1)该段行程中汽车发动机做的功是多少？ (2)该段行程中消耗汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)该段行程中汽车发动机的效率是多少？（结果保留至0.1%） 训练1 （24-25九年级上·广东东莞·期中）小明骑着自行车在绿道进行锻炼，在水平公路上10s内行驶了50m，已知小明和自行车的总重为600N，骑车时受到的平均阻力是20N。这段时间内，重力对他做的功为 J，他克服阻力做的功为 J，这段时间内小明骑车的功率为 W。 训练2（24-25九年级上·广东惠州·期中）中考期间，××中学的学生乘坐新型安全校车到9000m外的考点参加考试，匀速行驶了900s后安全到达考点，若校车受到的牵引力是4500N，求： (1)校车在送考生全程中的平均速度v； (2)校车发动机牵引力所做的功W； (3)校车发动机牵引力的功率P。 ▲典例三：（24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求： (1)在这次提升过程中，工人的拉力的功率； (2)在这次提升过程中，滑轮组的机械效率； (3)若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。 训练1（23-24九年级下·甘肃张掖·期中）某人用如图所示的滑轮组将重的物体提起，求： (1)若不计动滑轮重、绳重及摩擦，要提起这个重物时，至少要用多大的力？ (2)若匀速提升这个物体时所用的拉力是，则滑轮组的机械效率是多大？ 训练2（24-25九年级上·江苏连云港·期中）工人师傅用如图所示的滑轮组把900N的物体匀速提升了3m，此时绳子自由端所受拉力为400N，不考虑绳重及摩擦。求： (1)滑轮组做的有用功为多少J？ (2)此时该滑轮组的机械效率为多少？ (3)若工人师傅的质量为80kg，则使用该滑轮组最多能提起多少N的物体？ 3. 机械效率：对“机械效率”考查主要有以下几个方面： （1） 机械效率概念类：考查学生对机械效率概念的理解和掌握程度，在这里需要指出的是：一、任何机械，机械效率都不可能达到100%；二、影响机械效率大小的因素是滑轮自重、摩擦阻力、空气阻力等； （2） 机械效率计算类：利用公式进行机械效率计算是本部分的主要内容，掌握机械效率概念和有关计算方法尤为重要，希望在复习中注意这方面的问题。 ▲典例一：（24-25九年级上·安徽六安·阶段练习）用四个相同的滑轮和两根相同的绳子组成了如图所示的甲、乙两个滑轮组，被提升的物重相同，不计绳子与滑轮的摩擦，下列判断正确的是（ ） A．甲较省力且机械效率较高 B．乙较省力且机械效率较高 C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同 D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同 训练1（24-25九年级上·广东广州·期中）如图所示，工人用动滑轮将重为80N的物体匀速提升2m，拉力为50N，求此过程中： (1)有用功； (2)机械效率。 训练2（24-25九年级上·安徽芜湖·阶段练习）如图所示，用滑轮组提升重物时，重80N的物体在10s内匀速上升1m。已知拉绳子的力F为50N，则提升重物的过程中滑轮组的机械效率是 。 ▲典例二：如图所示，水平地面上建筑人利用滑轮组，将重为900N的物体在10s内匀速提升2m｡工人对绳子直向下的拉力为500N，自身重力为700N，不计绳重和摩擦阻力｡以下说法正确的是（　　）。 A. 工人对地面的压力为700N B. 拉力的功率为150W C. 滑轮组的机械效率为60% D. 动滑轮的自重为100N 训练1（24-25九年级上·安徽池州·阶段练习）在探究滑轮组机械效率影响因素实验中，用同一个滑轮组分别按图甲、乙、丙装置进行实验。 (1)甲、乙装置可以探究滑轮组机械效率和 关系； (2)若忽略绳重和摩擦力，测得乙和丙的机械效率是一样大，分析原因是： 。 训练2（24-25九年级上·安徽六安·期中）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。 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 1.8 0.3 74% 2 4 0.1 2.7 0.2 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% (1)比较1和3两次实验得出结论：同一滑轮组，钩码重量越大， ； (2)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计，某同学在该实验中测力计处于静止状态下测量了拉力大小，所测滑轮组的机械效率会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 ▲典例三：（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行实验，实验数据如表。 实验序号 物重G/N 物体上升的高度h/cm 弹簧测力计的示数F/N 弹簧测力计移动的距离s/cm 机械效率η 1 2 5 0.9 15 74.1% 2 2 10 0.9 30 74.1% 3 4 10 1.7 30 78.4% 4 6 10 2.5 30 (1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。小明实验中为了方便读出弹簧测力计的示数，她每次都是静止时读数，请你判断她测量的机械效率 ；（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） (2)分析数据可知，拉升同一重物时，滑轮组的额外功大小与物体上升的高度 （选填“有关”或者“无关”，下同），滑轮组的机械效率与物体上升高度 。由表中数据可知，动滑轮重 （选填“大于”“等于”或“小于”）0.7N； (3)请你帮小明计算出第4次实验的机械效率为 。 训练1（23-24九年级上·江苏南通·阶段练习）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示 序号 物重G/N 物体上升的高度h/cm 绳端受到的拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 滑轮组的机械效率η/% 额外功W/J ① 1 10 0.6 30 55.6 ② 2 10 1.0 30 66.7 ③ 4 10 1.8 30 (1)实验中，在测量绳端所受的拉力时，应用手拉着弹簧测力计竖直向上做 运动； (2)第3次实验时，滑轮组的机械效率为 ；（小数点后保留一位数字） (3)通过分析表中数据可知，通过分析表中数据可知，要提高同一滑轮组机械效率，可以采取的措施是 ，小明所用动滑轮的重一定小于 N； (4)根据表格中的数据分析可知：该滑轮组，随着物重的增大，克服动滑轮重所做的额外功在所有额外功中的占比 （选填“变小”“不变”或“变大”），你认为原因是 。 训练2 （23-24八年级下·吉林长春·期末）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小恐认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据： 动滑轮重G动/N 物重G/N 物体上升距离h/m 拉力 F/N 拉力作用点移动距离s/m 滑轮组机械效率η 1 0.5 1 0.1 0.5 0.3 66.7% 2 0.5 2.5 0.1 1.0 0.3 83.3% 3 0.5 4 0.1 1.5 0.3 （1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法； （2）表中第3次实验时，拉力的作用时间是3s，求本次实验拉力的功率 和滑轮组的机械效率（写出必要的文字说明、表达式及最后结果，结果保留至0.1%） ； （3）实验验证， （选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 简单机械（讲义）（解析版） 2025年中考物理冲刺培优【教培精选】 一、重点梳理 1.杠杆的概念：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。 2.杠杆的力臂 力臂的画法： （1） 明确支点，用O表示； （2） 通过力的作用点沿力的方向画一条直线； （3） 过支点O作该力的作用线的垂线； （4） 用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母L1（或L2)。 3.杠杆的平衡条件：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。 要点诠释： 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1L1= F2L2 注意：杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。 杠杆分类： （1）省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2 这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。 （2）费力杠杆：L1＜L2，F1＞F2 这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。 　　（3）等臂杠杆：L1=L2，F1=F2 这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。 4.定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。 5.动滑轮：如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。 6.定滑轮和动滑轮的作用：使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。 7.滑轮组：由定滑轮和动滑轮组装起来的，既可省力又可以改变用力方向，但费距离。在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。我们可以在知道或算出滑轮组承担重物的绳子段数的情况下组装滑轮组，可以根据“奇动偶定”的原则先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。 8.机械效率 概念：有用功与总功之比，即。 影响斜面机械效率的因素：； （1） 物体与斜面粗糙程度相同时，斜面倾角越大，机械效率越大； （2） 斜面倾角相同时，物体与斜面粗糙程度越大，机械效率越小。 9.滑轮组的机械效率： 不计绳重和轴摩擦：； 当动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越大；当物重一定时，动滑轮重越大，机械效率越小。 要点诠释：机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。直接原因是：机械内部有摩擦力，机械本身有重力等。 二、重点考向 1.杠杆：对“杠杆”考查主要有以下几个方面： （1）杠杆应用类：判断属于省力杠杆还是费力杠杆； （2）杠杆平衡条件类：利用杠杆平衡条件分析、解答实际问题； （3）作图类：以画出力臂较多，考查学生对力臂概念的理解； （4）计算类：根据杠杆平衡条件进行简单计算，主要应用公式。 ▲典例一：（24-25八年级上·全国·课后作业）（多选）如图所示，罗老师用加装了杠杆装置的压缩空气引火仪来演示实验，她将一小团硝化棉放入厚玻璃筒内，握住杠杆的A端迅速向下压，硝化棉被点燃下列说法正确的是（　　） A．该杠杆是费力杠杆 B．该杠杆是省力杠杆 C．活塞推杆对杠杆的支持力为阻力 D．在B点竖直向下压比在A点竖直向下压省力 【答案】BC 【详解】AB．由题图可知，该杠杆在使用过程中，动力臂大于阻力臂，可知该杠杆是省力杠杆，故A错误，B正确； C．在A点向下压的力是动力，活塞推杆对杠杆的支持力阻碍杠杆转动，是阻力，故C正确； D．在B点竖直向下压比在A点竖直向下压费力，原因是阻力和阻力臂一定，在B点竖直向下压所用力的力臂比在A点竖直向下压所用力的力臂小，故D错误。 故选BC。 训练1天空中运行的宇宙飞船机舱内的物体处于失重状况，下列仪器仍能有效使用的是（　　） A．天平 B．温度计 C．水银气压计 D．杆秤 【答案】B 【详解】A．天平的实质是等臂杠杆，由于盘中物体的重力，使天平平衡，若没有了重力，天平则无法使用，也就不能测质量，故A不符合题意； B．温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的；物体的热胀冷缩性质不受重力的影响，故B符合题意； C．水银气压计是利用大气压工作的，太空中无空气，该气压计将不能工作，故C不符合题意； D．杆秤的实质是杠杆，杠杆的平衡条件中体现了力和力臂的乘积相等；在失重状态下，杆秤将不能使用，故D不符合题意。 故选B。 训练2（23-24八年级下·山东济南·期中）如图所示是小强在做俯卧撑的情景，向上提起身体的过程可视为一个杠杆，下列各图能正确表示其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】在做俯卧撑时，脚与地面接触的位置可视为支点，人自身的重力为阻力，阻力的方向竖直向下，作用在重心位置，人手受到的支持力为杠杆的动力，动力的方向竖直向上，则A图符合要求。 故选 A。 典例二：（24-25九年级上·江苏南通·期中）如图所示，一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中，力F作用在A端且始终与铁棒垂直，则用力F将（　　） A．逐渐变小 B．逐渐变大 C．保持不变 D．先变小后变大 【答案】A 【详解】由题意可知，阻力F2不变，F与铁棒始终垂直，则动力臂l1不变。铁棒抬起的过程中，阻力F2的阻力臂l2在变小，根据杠杆平衡条件可知，l1、F2都不变，l2变小，所以F也在变小。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 训练1（24-25九年级上·江苏徐州·期中）如图所示，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力：螺纹 （选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更费力；无论使用哪种简单机械都不能省 （选填“距离”或“力”或“功”）。 【答案】 粗 稀 功 【详解】[1]螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件 F1×R=F2×r 可知，F2和r不变时，R越大，F1越小，则手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。 [2]螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，螺纹是一种变形的斜面，因此螺丝钉是被拧成圆柱形的类似斜面的机械；螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长，因为斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力，所以螺纹稀一些的螺丝钉拧起来更费力。 [3]简单机械可以省力或省距离。但由功的原理可知，无论使用哪种简单机械都不能省功。 训练2（24-25九年级上·陕西西安·期中）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，人对把手的拉力的力臂 （选填“变大”“变小”或“不变”），拉力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。若要增加训练强度，应将配重盘向 （选填“a”或“b”）端移。 【答案】 不变 变小 a 【详解】[1][2]人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，因为拉力与把手一直是垂直的，故在这个过程中动力臂保持不变，阻力的大小等于物体重力的大小，所以阻力也保持不变，根据公式可知，动力即拉力，和阻力臂成正比，由图可知，当转动时，阻力臂变小，故拉力也变小。 [3]若要增加训练强度，即增大拉力，根据公式可知，要增大阻力臂，故配重盘向a端移动。 典例三：（2024·贵州遵义·模拟预测）如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，AB长度为30cm，OA长度为40cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，使杠杆在图示位置平衡，则最小的力F是 N，我们可以把杠杆分为省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆，此杠杆是 。（g＝10N/kg） 【答案】 4 省力杠杆 【详解】[1]在B点施加一个力最小的力，则力臂应最大，动力臂是最大的；根据勾股定理可知 根据杠杆的平衡条件可知 即 [2]由于动力臂大于阻力臂，所以该杠杆为省力杠杆。 训练1（23-24九年级上·江苏扬州·期末）如图所示，把一根质量忽略不计的木棒AOB从O点悬挂（AO=3OB），B端挂有一个重为300N重物，若在A点施加一个力使得木棒在水平位置静止，则杠杆 （一定/不一定/一定不）是省力杠杆；在A点施加的最小动力F大小为 N，若保持动力F始终竖直向下，将重物缓慢提升，则拉力F的大小将 （变小/变大/不变）。 【答案】 不一定 100 不变 【详解】[1]在A点施加的力的方向未知，所以无法确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以无法确定杠杆是否是省力杠杆。 [2]在A点施加的最小动力F的最大力臂为OA，故最小动力的大小为 即 解得。 [3]若保持动力F始终竖直向下，将重物缓慢提升，动力臂与阻力臂都在减小，且动力臂与阻力臂的比值仍等于，即比值保持不变，阻力大小不变，由可知，动力F大小不变。 训练2（24-25九年级上·陕西渭南·期中）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB，则在转动过程中，拉力F的大小将（　　） A．逐渐变大 B．F先变大后变小 C．保持不变 D．F先变小后变大 【答案】A 【详解】由图可知，杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，由杠杆平衡条件可知，动力逐渐变大。故在转动过程中，拉力F逐渐变大。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 典例四：（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）按要求完成填空。 (1)如图甲所示，电压表的读数为 V； (2)如图乙所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，改变两侧钩码数量和位置，使杠杆保持水平位置平衡是为了便于 ； (3)如图丙所示，在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，安装实验器材时， （选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯；用相同的酒精灯加热相同时间，甲液体温度变化更大，说明甲液体的吸热能力较 （选填“强”或“弱”）。 【答案】(1)8 (2)测量力臂 (3) 需要 弱 【详解】（1）由图甲可知，电压表选用大量程，分度值0.5V，则电压表的读数为8V。 （2）实验前，改变两侧钩码数量和位置，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量力臂。 （3）[1]安装实验器材时需要先固定好酒精灯，点燃后再调整上面铁圈的位置，保证能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，然后再调整上面铁圈的位置。 [2]加热相同的时间，甲乙吸收的热量相同，液体甲温度变化更大，说明甲液体的吸热能力弱些。 训练1（24-25九年级上·江苏宿迁·期中）如图是“探究杠杆平衡条件”的实验（实验中每个钩码质量都相同，且杠杆刻度均匀）。 (1)如图甲所示，实验前应向 （选填“左”或“右”）适当调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；实验时，为了方便测量 ，也要使杠杆在水平位置平衡； (2)如图乙所示，在杠杆左边A处挂2个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，则需在杠杆右侧距O点 格的位置挂3个相同的钩码； (3)如图丙所示，用弹簧测力计在a位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计逐渐向右倾到b位置时，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐 （选填“变大”或“变小”）。 【答案】(1) 右 力臂的大小 (2)2 (3)变大 【详解】（1）[1]实验前，如果杠杆不平衡，可以通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，由图甲可知，杠杆右高左低，因此平衡螺母应向右调节。 [2]实验时通过调节力与力臂的大小使杠杆在水平位置平衡，此时拉力垂直于杠杆，力臂在杠杆上，便于测量力臂的大小。 （2）]如图乙所示，设杠杆的一个小格是L，一个钩码的重力为G，根据杠杆平衡条件得 2G×3L=3G×nL 解得n=2，所以应在杠杆O点右侧第2格的位置挂3个钩码。 （3）若保持拉力作用点不变，若弹簧测力计逐渐向右倾时，由力臂的定义可知F的力臂变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得，弹簧测力计的示数变大。 训练2（24-25九年级上·江苏徐州·期中）小明用如图所示的装置来探究杠杆平衡的条件。 (1)如图甲所示，实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应该把杠杆左端的平衡螺母向 调节，使杠杆在水平位置平衡； (2)某次实验情景如乙图所示，发现要使杠杆水平位置平衡，弹簧测力计向下的拉力将超过其量程。为了完成实验，下列操作可行的是___________； A．向左移动钩码的悬挂点 B．向右移动测力计的悬挂点 C．向左移动平衡螺母 D．向右移动平衡螺母 (3)小明竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示，此过程中，弹簧测力计的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (4)在实验探究过程中，需要进行多次实验的目的是 。 【答案】(1)左 (2)B (3)不变 (4)避免偶然性，得出普遍性规律 【详解】（1）图中杠杆右端下沉，说明右侧偏重，由杠杆平衡原理可知，应将平衡螺母向左调，直至杠杆水平平衡。 （2）使杠杆水平位置平衡，弹簧测力计向下的拉力将超过其量程，所以应减小弹簧测力计的拉力。 A．向左移动钩码的悬挂点，则钩码的力臂变大，由可知，弹簧测力计的拉力将变大，故A不符合题意； B．向右移动测力计的悬挂点，拉力的力臂变大，由可知，在阻力与阻力臂一定时，弹簧测力计的拉力将变小，故B符合题意； CD．在探究杠杆平衡条件时，不能调整平衡螺母，故CD不符合题意。 故选B。 （3）竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，动力臂变小，同时阻力臂也变小，由相似三角形原理可知，对应边成比例，即转动后力臂之比仍等于杠杆水平平衡时的力臂之比，阻力不变，由可知，动力不变，即测力计示数不变。 （4）一次实验得出的结论具有偶然性，为了得到普遍性规律，在实验探究过程中，需要进行多次实验。 典例五：（24-25九年级上·陕西西安·期中）作图题： (1)如图甲所示，请画出滑轮组的绕法，实现既省力又改变力的方向。 (2)如图乙所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆AOB压住入水口，停止上水。请在图中的A点画出动力的示意图及动力的力臂。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）要求使用该滑轮组提升重物时既省力又能改变力的方向，说明绳端拉力的方向应向下，所以绳子最后通过定滑轮，由此从外向内依次完成绕线，如图所示： （2）由图和题意可知，O为支点，水对浮标的向上作用力为动力，入水口对B端的向上作用力为阻力；过杠杆B点作竖直向上的力即为阻力F2；过浮标重心作竖直向上的力即为动力F1，过支点O作动力F1作用线的垂线段即为动力臂L1。如图所示： 训练1（24-25九年级上·陕西渭南·期中） (1)如图甲所示，入射光线与镜面成角，请画出反射光线并标出反射角的大小。 (2)如图乙所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆AOB绕O点转动并压住入水口，停止上水。请在图中画出浮标所受浮力F的示意图及浮力F的力臂L。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）首先做出法线，根据反射角等于入射角画出反射光线；由于入射光线与镜面的夹角是30°，所以入射角为 90°-30°=60°根据反射角等于入射角做出反射光线，反射角也为60°。如下图所示： （2）由图和题意可知，O为支点，水对浮标的向上作用力为浮力，过浮标重心作竖直向上的力即为浮力F，过支点O作浮力F作用线的垂线段即为浮力F的力臂L，如图所示： 训练2（23-24九年级下·甘肃张掖·期中）是力的力臂。在图中画出力的力臂和力。 【答案】 【详解】由图可知，O为支点，从支点O作F1作用线的垂线段，为F1的力臂l1，从l2的末端作垂直于l2的直线，与杠杆的交点B为F2的作用点，为使杠杆处于静止状态，F2的方向向右上方，如图所示： 2. 滑轮：对“滑轮”考查主要有以下几个方面： （1） 定滑轮及其特点：力与距离的关系； （2） 动滑轮杠及其特点：力与距离的关系，做功特点； （3） 滑轮组及其特点：力的关系及特点，距离的关系及特点，做功的计算； （4） 作图类：作图类主要涉及绕线（很少出现）； （5） 计算类：根据定滑轮和动滑轮的特点，分析滑轮组的特点及其有关计算。 ▲典例一：（2024·湖南岳阳·二模）如图所示的滑轮组提升160N的重物，两个滑轮的重力均为20N，小婷拉动绳子5s将重物提升1m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．自由端拉力F为80N B．该滑轮组的机械效率约86.7% C．绳子自由端移动的速度为0.2m/s D．拉力的功率是36W 【答案】D 【详解】A．由图可知承担物重的绳子的股数n=3，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力 故A错误； B．因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率 故B错误； C．绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度 故C错误； D．拉力做功的功率 故D正确。 故选D。 训练1（24-25九年级上·广东广州·期中）如图所示，同一个滑轮分别用（a）（b）两种方式匀速提升同一货物（），假设所用的拉力分别为、，机械效率为、，不计绳重和摩擦，则（ ） A．； B．； C．； D．； 【答案】A 【详解】不考绳重与摩擦，（a）中使用定滑轮，拉力等于物体的重力，提升过程中不做额外功，机械效率为100%；（b）中利用动滑轮提升物体，拉力等于物体与动滑轮总重的二分之一，因为动滑轮重大于物重，所以拉力大于物重，提升过程中提升动滑轮做了额外功，机械效率小于100% ，故BCD错误，不符合题意，A正确，符合题意。 故选A。 训练2（24-25九年级上·广东广州·期中）利用图中的滑轮组竖直匀速向上提升重力为12N的物体，动滑轮重力未知但不可忽略不计，则拉力大小不可能是选项中的（ ） A．4N B．6.5N C．12N D．15N 【答案】A 【详解】由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，根据 可知，拉力不可能等于4N。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 ▲典例二：（24-25九年级上·河南洛阳·期中）“勤于思考、乐于实践”是学好物理的关键。小明利用课余时间积极进行科学实践，他尝试测算家里汽车发动机的效率。“国庆”假期，小明一家驾驶汽车出游，该汽车某段行程的路程为150km，所用时间为1.5h，汽车发动机的功率恒为20kW，从汽车仪表盘得知此段行程汽车的油耗为8L/100km。已知汽油的密度为，热值为。求： (1)该段行程中汽车发动机做的功是多少？ (2)该段行程中消耗汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)该段行程中汽车发动机的效率是多少？（结果保留至0.1%） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）该段行程中汽车发动机做的功为 （2）消耗汽油的体积为 消耗汽油的质量为 该段行程中消耗汽油完全燃烧放出的热量是 （3）该段行程中汽车发动机的效率是 训练1 （24-25九年级上·广东东莞·期中）小明骑着自行车在绿道进行锻炼，在水平公路上10s内行驶了50m，已知小明和自行车的总重为600N，骑车时受到的平均阻力是20N。这段时间内，重力对他做的功为 J，他克服阻力做的功为 J，这段时间内小明骑车的功率为 W。 【答案】 0 1000 100 【详解】[1]小明骑车在水平公路上行驶了一段距离，在重力的方向上没有移动距离，因此重力对他没有做功，即重力做功为0。 [2]小明骑车克服阻力所做的功为 W=fs=20N×50m=1000J [3]这段时间内小明骑车的功率为 训练2（24-25九年级上·广东惠州·期中）中考期间，××中学的学生乘坐新型安全校车到9000m外的考点参加考试，匀速行驶了900s后安全到达考点，若校车受到的牵引力是4500N，求： (1)校车在送考生全程中的平均速度v； (2)校车发动机牵引力所做的功W； (3)校车发动机牵引力的功率P。 【答案】(1)10m/s (2)4.05×107J (3)45000W 【详解】（1）校车送考全程s=9000m，所用时间t=900s，由可得，校车的平均速度为 （2）由W=Fs可得，校车发动机牵引力所做的功为 W=Fs=4500N×9000m=4.05×107J （3）由可得，校车发动机牵引力的功率为 ▲典例三：（24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求： (1)在这次提升过程中，工人的拉力的功率； (2)在这次提升过程中，滑轮组的机械效率； (3)若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。 【答案】(1)160W (2)95% (3)1060N 【详解】（1）由图可知，承担物重的绳子股数为2，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 提升过程中，工人的拉力的功率 （2）有用功为 滑轮组的机械效率 （3）由 提升过程中不计绳重和摩擦，可得动滑轮重为 若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，工人重550N，故工人对绳子的最大拉力为F最大＝550N，所以能提升的最大物重为 训练1（23-24九年级下·甘肃张掖·期中）某人用如图所示的滑轮组将重的物体提起，求： (1)若不计动滑轮重、绳重及摩擦，要提起这个重物时，至少要用多大的力？ (2)若匀速提升这个物体时所用的拉力是，则滑轮组的机械效率是多大？ 【答案】(1)500N (2)62.5% 【详解】（1）图中滑轮组的动滑轮绕4段绳子，若不计动滑轮重、绳重及摩擦，提起这个重物时，用到的拉力 （2）滑轮组的机械效率 训练2（24-25九年级上·江苏连云港·期中）工人师傅用如图所示的滑轮组把900N的物体匀速提升了3m，此时绳子自由端所受拉力为400N，不考虑绳重及摩擦。求： (1)滑轮组做的有用功为多少J？ (2)此时该滑轮组的机械效率为多少？ (3)若工人师傅的质量为80kg，则使用该滑轮组最多能提起多少N的物体？ 【答案】(1)2700J (2)75% (3)2100N 【详解】（1）滑轮组做的有用功 （2）滑轮组的动滑轮绕3段绳，滑轮组的机械效率 （3）工人师傅的质量为80kg，对绳的最大拉力等于工人师傅的重力，对绳的最大拉力 因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力 利用该滑轮组一次最多能提起的物体重力 3. 机械效率：对“机械效率”考查主要有以下几个方面： （1） 机械效率概念类：考查学生对机械效率概念的理解和掌握程度，在这里需要指出的是：一、任何机械，机械效率都不可能达到100%；二、影响机械效率大小的因素是滑轮自重、摩擦阻力、空气阻力等； （2） 机械效率计算类：利用公式进行机械效率计算是本部分的主要内容，掌握机械效率概念和有关计算方法尤为重要，希望在复习中注意这方面的问题。 ▲典例一：（24-25九年级上·安徽六安·阶段练习）用四个相同的滑轮和两根相同的绳子组成了如图所示的甲、乙两个滑轮组，被提升的物重相同，不计绳子与滑轮的摩擦，下列判断正确的是（ ） A．甲较省力且机械效率较高 B．乙较省力且机械效率较高 C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同 D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同 【答案】C 【详解】由图可知，甲的有效线段数为2，乙的有效线段数为3，由公式可知，乙更省力，又因为用相同的滑轮和相同的绳子拉相同的重物，由公式可知，机械效率相同，故C正确，ABD错误。 故选C。 训练1（24-25九年级上·广东广州·期中）如图所示，工人用动滑轮将重为80N的物体匀速提升2m，拉力为50N，求此过程中： (1)有用功； (2)机械效率。 【答案】(1)160J (2)80% 【详解】（1）有用功为克服重力做功 （2）该过程中，绳子移动距离为 总功为拉力做功 动滑轮的机械效率为 训练2（24-25九年级上·安徽芜湖·阶段练习）如图所示，用滑轮组提升重物时，重80N的物体在10s内匀速上升1m。已知拉绳子的力F为50N，则提升重物的过程中滑轮组的机械效率是 。 【答案】80% 【详解】由图可知，n＝2，拉力端移动的距离 s＝2h＝2×1m＝2m 拉力做的总功 W总＝Fs＝50N×2m＝100J 拉力做的有用功 W有＝Gh＝80N×1m＝80J 滑轮组的机械效率 ▲典例二：如图所示，水平地面上建筑人利用滑轮组，将重为900N的物体在10s内匀速提升2m｡工人对绳子直向下的拉力为500N，自身重力为700N，不计绳重和摩擦阻力｡以下说法正确的是（　　）。 A. 工人对地面的压力为700N B. 拉力的功率为150W C. 滑轮组的机械效率为60% D. 动滑轮的自重为100N 【答案】D。 【解析】A．工人对地面的压力等于重力减去人受到绳子的拉力，所以是200N,故A错误； B．绳子自由端移动的距离 拉力的功率；故B错误； C．滑轮组的机械效率；故C错误； D．动滑轮的重力；故D正确。 故选D。 训练1（24-25九年级上·安徽池州·阶段练习）在探究滑轮组机械效率影响因素实验中，用同一个滑轮组分别按图甲、乙、丙装置进行实验。 (1)甲、乙装置可以探究滑轮组机械效率和 关系； (2)若忽略绳重和摩擦力，测得乙和丙的机械效率是一样大，分析原因是： 。 【答案】(1)物重 (2)见解析 【详解】（1）观察甲、乙装置，它们使用的是同一个滑轮组，但提升物体的重力不同。因此，甲、乙装置可以用来探究滑轮组机械效率和被提升物体重力的关系。 （2）忽略绳重和摩擦力，滑轮组的机械效率为 乙和丙两装置中物体重力和动滑轮重力均相同，由上式可知其机械效率相等。 训练2（24-25九年级上·安徽六安·期中）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。 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 1.8 0.3 74% 2 4 0.1 2.7 0.2 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% (1)比较1和3两次实验得出结论：同一滑轮组，钩码重量越大， ； (2)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计，某同学在该实验中测力计处于静止状态下测量了拉力大小，所测滑轮组的机械效率会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)机械效率越高 (2) 匀速 偏大 【详解】（1）由表格中1、3组数据可知，同一滑轮组，钩码重量越大，机械效率越高。 （2）[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小。 [2]当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测的拉力变小，由 可知，机械效率会偏大。 ▲典例三：（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行实验，实验数据如表。 实验序号 物重G/N 物体上升的高度h/cm 弹簧测力计的示数F/N 弹簧测力计移动的距离s/cm 机械效率η 1 2 5 0.9 15 74.1% 2 2 10 0.9 30 74.1% 3 4 10 1.7 30 78.4% 4 6 10 2.5 30 (1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。小明实验中为了方便读出弹簧测力计的示数，她每次都是静止时读数，请你判断她测量的机械效率 ；（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） (2)分析数据可知，拉升同一重物时，滑轮组的额外功大小与物体上升的高度 （选填“有关”或者“无关”，下同），滑轮组的机械效率与物体上升高度 。由表中数据可知，动滑轮重 （选填“大于”“等于”或“小于”）0.7N； (3)请你帮小明计算出第4次实验的机械效率为 。 【答案】(1) 匀速竖直向上 偏大 (2) 有关 无关 小于 (3)80% 【详解】（1）[1]为了准确测绳端拉力F，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。 [2]实验中为了方便读出弹簧测力计的示数，每次都是静止时读数，没有考虑到机械之间的摩擦力对滑轮组机械效率的影响，故测出的拉力偏小，求出的总功偏小，则机械效率偏大。 （2）[1]克服额外阻力做的功是额外功，拉升同一重物时，克服阻力大小一定，物体上升的高度越高，做的额外功越大。 [2]物重相同，滑轮组相同，阻力大小相同。物体上升的高度不同，由滑轮组的机械效率 可知，滑轮组的机械效率不变，则滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。 [3]忽略摩擦阻力，根据，由表中数据可知，动滑轮重 由于实验过程中机械之间的摩擦力客观存在，所以动滑轮的重小于0.7N。 （3）第4次实验的机械效率 训练1（23-24九年级上·江苏南通·阶段练习）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示 序号 物重G/N 物体上升的高度h/cm 绳端受到的拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 滑轮组的机械效率η/% 额外功W/J ① 1 10 0.6 30 55.6 ② 2 10 1.0 30 66.7 ③ 4 10 1.8 30 (1)实验中，在测量绳端所受的拉力时，应用手拉着弹簧测力计竖直向上做 运动； (2)第3次实验时，滑轮组的机械效率为 ；（小数点后保留一位数字） (3)通过分析表中数据可知，通过分析表中数据可知，要提高同一滑轮组机械效率，可以采取的措施是 ，小明所用动滑轮的重一定小于 N； (4)根据表格中的数据分析可知：该滑轮组，随着物重的增大，克服动滑轮重所做的额外功在所有额外功中的占比 （选填“变小”“不变”或“变大”），你认为原因是 。 【答案】(1)匀速 (2)74.1% (3) 增大物重 0.8 (4) 变小 摩擦变大 【详解】（1）实验中，在测量绳端所受的拉力时，应用手拉着弹簧测力计竖直向上做匀速运动，此时系统处于平衡状态，测力计的示数等于拉力大小。 （2）第3次实验时，滑轮组的机械效率 （3）[1]根据表中数据可知，同一滑轮组提升物体的重力越大，机械效率越高，提高滑轮组机械效率可以增大提升的物体的重力。 [2]当物体越重时，对滑轮的压力越大，摩擦力越大，所以第一次实验受摩擦力的影响最小，根据第1次实验数据，如果不计摩擦和绳子重，只计动滑轮的重，绳端的拉力，代入数据可得 解得G动=0.8N；因为存在摩擦，小华所用动滑轮的自重一定小于0.8N。 （4）[1]因为动滑轮的重力和物体上升的高度相同，因此由W额动=G动h可知，同一滑轮组提升不同重物至同一高度，物重增大，克服动滑轮重所做的额外功不变。 [2]根据表中数据可知 W额外1=W总1-W有1=0.6N×0.3m-1N×0.1m=0.08J W额外2=W总2-W有2=1.0N×0.3m-2N×0.1m=0.1J W额外3=W总3-W有3=1.8N×0.3m-4N×0.1m=0.14J显然滑轮组的额外功变大，因此克服滑轮转轴处摩擦所做的额外功变大，所以在所有额外功中，克服动滑轮重所做的额外功的占比变小。原因是克服动滑轮重做的额外功不变，克服摩擦力做功增大。 训练2 （23-24八年级下·吉林长春·期末）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小恐认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据： 动滑轮重G动/N 物重G/N 物体上升距离h/m 拉力 F/N 拉力作用点移动距离s/m 滑轮组机械效率η 1 0.5 1 0.1 0.5 0.3 66.7% 2 0.5 2.5 0.1 1.0 0.3 83.3% 3 0.5 4 0.1 1.5 0.3 （1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法； （2）表中第3次实验时，拉力的作用时间是3s，求本次实验拉力的功率 和滑轮组的机械效率（写出必要的文字说明、表达式及最后结果，结果保留至0.1%） ； （3）实验验证， （选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。 【答案】 0.15W 88.9% 小恐 【详解】（1）[1]由表中数据可知，拉力作用点移动距离是物体上升距离的3倍，说明受力绳子股数为3股，如图所示 （2）[2]拉力的功率 [3]滑轮组的机械效率 （3）[4]由表中数据可知，同一滑轮组，提升不同质量的货物至同一高度，物体的重力越大，机械效率越大，所以小恐的说法是正确的。 学科网（北京）股份有限公司 $$