杠杆和机械效率问题(初中物理知识竞赛辅导)

初中力学滑轮杠杆机械效率功率易错题1. 下列说法中正确的是（）A. 机械效率越高，机械做功一定越快B. 做功越多的机械，机械效率一定越高C. 功率越大的机械，机械效率一定越高D. 做功越快的机械，功率一定越大2.用一动滑轮将重物匀速提升2 m，人对绳子的自由端所用力是40 N，不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是（）A.80 N，80 JB.80 N，160 JC.40 N，160 JD.40 N，80 J3. 用动滑轮、定滑轮、滑轮组分别提升一重物，在不计摩擦的情形下，机械效率最高的机械是（）A.动滑轮B.滑轮组C.定滑轮D.都一样4.一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较（）A.总功不变，有用功增加了B.总功不变，额外功减小了C.有用功不变，总功减小了D.以上说法都不对5. 关于机械效率，下列说法正确的是( )A 机械效率高的机械做功一定多B 使用机械能够省力，省力越多，机械效率越高C 没有摩擦时，机械效率一定等于100%D 做同样的有用功，额外功越小，机械效率越高6. 分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度，做的有用功（）A．杠杆最多B．斜面最多C．滑轮组最多D．一样多7. 如图所示，用此装置拉一重为100 N的重物，使其在地面上做匀速直线运动，若不计滑轮重和摩擦，所需拉力为8 N，则物体与地面间的摩擦力为____N。

实际此装置的机械效率为80%，欲使物体以0.6 m/s的速度沿水平地面前进，那么实际拉力为_____N，拉力在5 s 内做的功为_____J。

8.如图所示，某工人用滑轮组往3 m高的平台上运沙土，已知沙土的质量是40 kg，袋子和动滑轮共重100 N，不计绳重和摩擦。

求：工人匀速拉动绳子时，所用的拉力是多大？此过程中工人做的有用功是多少？此滑轮组的机械效率是多大？9. 如图所示，用力F拉400 N的物体在水平地面上做匀速直线运动，重物以10 cm/s的速度移动，物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，若不计滑轮的重及滑轮与绳的摩擦，则（1）弹簧秤的示数为多大？拉力的功率为多大？（2）若考虑滑轮的重及滑轮与绳的摩擦，实际拉绳子的力为32 N，则滑轮组的机械效率为多大？10. 如图25所示是起重机的结构示意图。

机械效率一．选择题1．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率．保持O点位置不变，竖直向上拉动弹簧测力计使重为G的钩码缓慢匀速上升，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出C、B两点上升的高度为h1、h2．则下列说法正确的是（）A．杠杆机械效率的表达式为B．杠杆机械效率的表达式为C．在如图水平位置拉升时F×OB=G×OAD．若弹簧测力计始终竖直向上拉，则测力计示数不断变化2．图1中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s．改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F2（如图2）．此过程滑轮组（）A．总功为F2s B．额外功为F1sC．机械效率为D．额外功为3F2s﹣F1s3．如图所示，小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体．小明用125N的拉力，使物体在4s内上升了2m．此过程中（）A．小明做的有用功为250J B．动滑轮的重力为25NC．拉力的功率为125W D．滑轮组机械效率为62.5%4．小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦．针对这一现象，小明得出了以下4个结论：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率其中正确的结论共有几个？（）A．1个B．2个C．3个D．4个5．将规格完全相同的动滑轮，用绳子绕成甲、乙两个滑轮装置，如图所示．使用甲、乙两个装置分别匀速提升重力为G1和G2的两个物体，升高相同的高度．绳自由端施加竖直向上的拉力分别为F1和F2，甲、乙两装置的机械效率分别为η甲和η乙．已知：G1＞G2，F1＞F2，则下列判断正确的是（）A．η甲可能大于η乙B．η甲一定大于η乙C．η甲一定等于η乙D．η甲一定小于η乙6．如图所示，物体在沿斜面向上拉力的作用下，从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端，已知物体所受重力为G，斜面的机械效率为75%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（）A．F=G f=G B．F=G f=GC．F=G f=G D．F=G f=G7．如图，已知斜面倾角为30°，斜面高2m．小明沿斜面将重为400N的货物由底端匀速拉到顶端，用时10s．已知拉力大小为300N，绳重不计，则下列说法中正确的是（）A．小明对货物做的有用功是1200JB．小明对绳的拉力的功率是80WC．斜面的机械效率是66.7%D．物体受到斜面的摩擦力是90N8．如图所示，利用滑轮组匀速拉动放在水平地面上重为G的物体，物体移动的距离为S1，绳子自由端移动的距离为S2，A点的拉力为F A．下列说法正确的是（）A．F A=2FB．有用功为GS1C．物体受到地面的摩擦力为2FηD．额外功为FS2﹣GS19．一位建筑工人用了如图所示的装置把建筑材料运送到楼上，已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量m2，人对绳子的拉力为F，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h，不计绳重及摩擦．下列表述正确的是（）A．绳子自由端移动的距离为3hB．工人做的有用功为m2ghC．工人做的额外功为2Fh﹣（m1+m2）ghD．动滑轮重为3F﹣（m1+m2）g10．用如图所示滑轮组提起重300N的货物，人所用的拉力为200N，绳子的自由端被拉下1m，在此过程中，下面说法不正确的是（）A．人用的拉力所做的总功为200 JB．滑轮组提升货物所做的有用功为100 JC．额外功为50 JD．滑轮组的机械效率为75%11．某人用如图所示的滑轮组提升重为800N的重物，在拉力F作用下，30s时间内，物体向上移动了12m，若滑轮组的机械效率为80%，绳重、摩擦阻力不计，则（）A．拉力做的功为12000JB．拉力的功率为50WC．绳子自由端被拉下距离为36mD．动滑轮重力大小为100N12．建筑工人小明要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行提升，第一次小明将质量为m的建筑材料放在吊篮中，在拉力为F的作用下匀速送到楼上；为了加快工程进度，第二次小明在吊篮中增加了△m的建筑材料在绳端施加一定拉力使其匀速送到楼上；那么小明第二次提升建筑材料时滑轮组的机械效率为（不计吊篮质量、绳重及摩擦）（）A．η=×100%B．η=×100%C．η=×100%D．η=×100%13．用如图所示的滑轮组，将陷在泥里的汽车匀速拉出，若汽车重为G，拉力的大小为F，汽车和地面间的摩擦力大小为f，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（）A．B．C．D．14．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）A．克服物体重力做的功是有用功B．克服物体受地面摩擦力做的功是有用功C．绳子自由端的拉力F做的功是有用功D．克服物体受地面摩擦力做的功是额外功15．如图所示，在大小为1000N的拉力F作用下，滑轮组将1800N的重物匀速提升了0.5m，设滑轮组摩擦不计．则在此过程中（）A．做的有用功是500JB．做的总功是1500JC．滑轮组的机械效率是90%D．若减缓重物的提升速度，滑轮组的机械效率会相应的减小16．一位建筑工人要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行升降．已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量为m2，人对绳子的拉力为F，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h，不计绳重和轮与轴的摩擦．下列表述正确的是（）A．有用功为m2gh，滑轮组的机械效率为B．额外功为m1gh，动滑轮重为2F﹣m2gC．拉力F=（m1+m2）g，动滑轮上升的距离为hD．总功为3Fh，人拉绳子移动的距离为3h17．工人用如图所示的滑轮组将重为600N的物体在4s内匀速提升了2m，若每个滑轮重60N，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是（）A．绳端的拉力F为330NB．绳子自由端移动速度为0.5m/sC．有用功为1320JD．滑轮组的机械效率约为91%18．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图．为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖动了180m．绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率是80%．下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的速度是6m/sB．拉力F在30s内所做的功是9×104JC．故障车在被拖离过程中受到的阻力是1.5×104ND．故障车克服摩擦阻力做功2.16×105J19．如图所示的两个滑轮组分别把重力相等的两个物体提升相同的高度，所用的拉力F1=F2，比较两拉力所做的功W1．W2及两滑轮组的机械效率η1．η2，则有（）A．W1＞W2，η1＜η2B．W1＜W2，η1＜η2C．W1=W2，η1=η2D．W1＜W2，η1＞η220．小明在“探究杠杆的机械效率与哪些因素有关”时，提出了两种猜想，猜想1：可能与悬挂重物位置有关；猜想2：可能与物重有关．随后，他在A处悬挂二个钩码测出机械效率η1，在B处悬挂一个钩码测出机械效率η2，并重复多次，均发现η1＞η2，由此，他（）A．只能验证猜想1B．只能验证猜想2C．既能验证猜想1，也能验证猜想2D．既不能验证猜想1，也不能验证猜想2二．填空题21．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，始终保持竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置：（1）请在图中画出杠杆在虚线位置时，杠杆所受测力计拉力（为杠杆的动力）的力臂L1，此杠杆式杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”）．（2）图中测力计的示数F始终为2.5N，测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升高度h为0.3m，则拉力做的总功为，机械效率为．22．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”．实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆A处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为S，则杠杆的机械效率ηA=（用题中字母表示）．若将钩码移动到B点，仍将它匀速提升h的高度，则弹簧测力计的示数（＞/=/＜）F，杠杆的机械效率ηB（＞/=/＜）ηA，在这过程中要克服和做额外功．23．如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA=OC，B为OC的中点．在C点施力将挂在A点的重为160N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为80%．这里的木棒是一种简单机械，称为，提升该物体做的有用功是J，木棒重为N（不计摩擦）24．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上的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为N．测力计竖直移动的距离S为0.2m，物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为%．使用杠杆提升物块的过程中，做额外功的原因之一是．25．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，物体上升的高度为30cm ，测力计上升的高度为20cm ，这一过程中杠杆的机械效率为90%，测力计的读数如图所示，则物块的重力为 N ．26．在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为6N ．若物体上升高度为10cm ，此时弹簧测力计的示数如图所示，则拉力做的有用功是J ，滑轮组的机械效率是 %．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”）．（不计绳重及摩擦）三．实验探究题27．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．（1）实验中，测力计的示数F 为 N ，钩码总重G 为1.0N ，钩码上升高度h 为0.1m ，测力计移动距离s 为0.3m ，则杠杆的机械效率为 %．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： ．（2）一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A 、B 两点，测量并计算得到下表数据：次数 钩码悬挂点 钩码总重 G/N 钩码移动距离 h/m 拉力 F/N 测力计移动距离 s/m 机械效率 η/%1A点 1.50.100.70.3071.42B点 2.00.15 1.20.3083.3根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：；请简要说明两条理由：①；②．28．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为1.2N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：．（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到如表所示的两组数据：次数钩码悬挂点钩码总重G/N钩码移动距离h/m拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率η/%1A点 1.50.100.70.3071.42B点 2.00.15 1.20.3083.3根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：，原因是．参考答案一．选择题1．B2．D3．C4．D5．A6．B7．C8．C9．B10．B11．A12．A13．B14．B15．C16．A17．D18．D19．D20．D二．填空题21．（1）费力；（2）0.5J；90%．22．；＞；＞摩擦；杠杆重力．23．杠杆；32；20．24．2.5；90；杠杆本身有重力．25．1.5．26．0.6；83.3；增大．三．实验探究题27．（1）0.5；66.7；克服杠杆与支点间摩擦及杠杆自重做的额外功；（2）不能；①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②一次对比实验所得结论是不可靠的．28．（1）66.7；由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功；（2）不能；两次实验时钩码没有挂在同一位置或者仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的．。

初中应用物理知识竞赛专题讲座12专题十二 简单机械【重点知识解读】1.杠杆平衡条件：F 1L 1= F 2L 2。

2.定滑轮不省力，但能够改变力的方向；动滑轮能够省一半力，不能改变力的方向。

3.在不计动滑轮重力和绳重、不计一切摩擦的情况下，滑轮组用几段绳子吊着重物，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

4.斜面：当不计一切摩擦的情况下，当斜面长L 是斜面高h 的几倍时，所用推力F 就是物重G 的几分之一，即F=hG/L 。

4.机械效率η=W W 有总×100%。

机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械的性能越好。

5.功的原理：使用任何机械都不省功。

【竞赛知识拓展】1、 画好力臂是解决杠杆问题的关键所在。

先从整体中抽象出杠杆，然后确定支点O ，找出动力、阻力，画出动力作用线和阻力作用线，再由支点向两个力的作用线作垂线，得到力臂。

2、 对于滑轮或滑轮组，一根绳子上的力处处相等。

3、 轮轴是由轮和轴共同组成的装置，由杠杆平衡条件可得，F 1R=F 2r【经典竞赛题分析】例1. （上海物理竞赛）如图所示，光滑轻质细杆AB 、BC 处在同一竖直平面内，B 处用铰链连接，A 、C 处用铰链连接于水平地面上，BC 杆与水平面夹角为37°。

一质量为3.2kg 的小球穿在BC 杆上，对小球施加一个水平向左的恒力使其静止在BC 杆中点处，AB 杆恰好竖直，则 A ．F 的大小为40NB ．小球对BC 杆的作用力大小为40N C ．AB 杆对BC 杆的作用力大小为25ND ．地面对BC 杆的作用力大小为25N【参考答案】BC D例2、（14分）(全国初中应用物理知识竞赛)小明某次在路边观察到，工人师傅们在安装水泥电线杆过程中要将地面上水平的电线杆“竖立”起来时，在地面上先挖了形状如图15所示的坑。

地面处的坑口截面基本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径略大一点，坑中从长方形的一边开始有一从地面直达坑底的斜坡。

杠杆与机械效率考点知识点复习（教学思路和初步设计）设计者：刘巍一、主要目标：1.杠杆、机械效率相关主要考点和相关易错点、易混点2杠杆、机械效率和功率计算公式及相关实验和相关易错点、易混点3.杠杆、机械效率和功率计算公式变形及相关易错点、易混点4.杠杆、机械效率相关主要考点和相关易错点、易混点综合复习培养学生知识的连续性和拓展能力二、重点和难点：1.杠杆、机械效率相关主要考点和相关易错点、易混点是重点2.理解并准确掌杠杆、机械效率和功率计算公式及相关实验和相关易错点、易混点是难点3.杠杆、机械效率相关主要考点和相关易错点、易混点综合复习培养学生知识的连续性和拓展能力三、教学过程（一）简单机械1.一根硬棒在力的作用下绕着固定点转动，这根硬棒叫做杠杆。

判断一个物体是不是杠杆，需要满足三个条件，即硬物体(不一定是棒)、受力(动力和阻力)和转动(绕固定点).......杠杆可以是直的-也可以是弯的-甚至是任意形状的-只要在力的作用下能绕固定点转动-且是硬物体-都可称为杠杆.......杠杆的五要素：①支点：杠杆绕着转动的点。

用字母O表示。

②动力：使杠杆转动的力。

用字母F1表示。

③阻力：阻碍杠杆转动的力。

用字母F2表示。

④动力臂：从支点到动力作用线的距离。

用字母L1表示。

⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

用字母L2表示。

注：（1）完成动力臂、阻力臂、动力、阻力作图是重点，也是易错点（2）这部分可以训练学生关注细节，画最小动力及相关动力臂同时是难点之一......（3）在复习杠杆相关作图时可以提示学生联系光学、电学及重力作图-这部分要求学生务必要准确掌握-作图题准确性至关重要......2.探究杠杆的平衡条件：①杠杆平衡是指杠杆静止或匀速转动.......②实验前应调节杠杆两端的平衡螺母-使杠杆在水平位置平衡.......这样做可以方便的从杠杆上直接读出力臂.......③杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是：动力×动力臂=阻力×阻力臂-写成公式：F1L1=F2L2-也可写成：F 1/F2=L2/L1.......注：（1）当杠杆平衡时，力与相应的力臂成反比......(2)在究杠杆的平衡条件的实验中-没挂钩码前-如果杠杆没有在水平位置平衡，应向高的一方调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡......（3）杠杆静止或匀速转动时-我们认为杠杆处于平衡状态-初中物理的杠杆问题几乎都在杠杆处于平衡状态时研究相关问题......（4）在中考中判断杠杆平衡状态下动力大小变化是重要考点-同时也是易错点之一......3周边有槽-中心有一转动的轮子叫滑轮.......因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。

探究杠杆的机械效率考点一：实验评估与拓展1.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点．（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上______拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η=______．（用用已知或测量物理量的符号表示）（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将______（大于/等于/小于）F1，此次弹簧测力计做的功将______（大于/等于/小于）第一次做的功，杠杆的机械效率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．（3）他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则第3次杠杆的机械效率与前两次相比______（最大/最小/三次相等）．（4）本实验中，影响杠杆机械效率的主要因素是：______．2.用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．（1）实验时，弹簧测力计挂在D点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．（不考虑摩擦）①实验中，将两个相同的钩码悬挂在A点匀速将杠杆拉至图中虚线位置，示数为F，每个钩码的质量为m，钩码上升高度h，测力计移动距离s，则杠杆的机械效率η1=______．（用字母表示）②若将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时，该杠杆的机械效率为η2，则η2______η1．③将同一物体分别悬挂在A、B两点，匀速提高相同高度时的机械效率分别为ηA和ηB，则ηA______ηB．（2）若将同一物体悬挂在A点，弹簧测力计分别挂在C点和D点时，竖直向上匀速提高相同高度时的机械效率分别为ηC和ηD，则ηC______ηD（以上三空均选填“＜”“=”或“＞”）．3.如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个(1)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡;于是小明便得出了杠杆的平衡条件为。

机械效率练习题杠杆和滑轮组的效率比较机械效率练习题——杠杆和滑轮组的效率比较杠杆和滑轮组是常见的机械原理应用工具，它们在解决力和力矩问题上起着重要作用。

本文将通过一些练习题，来比较杠杆和滑轮组的效率。

题目一：杠杆的效率计算某个杠杆上有一个重物，杠杆的总长度为1.5米，重物距离杠杆支点的距离为0.5米，杠杆的施力点与支点距离为1米。

试计算杠杆的机械效率。

解答：杠杆的机械效率（η）可以通过以下公式计算：η = （输出功 / 输入功） × 100%在杠杆的情况下，输出功即为重物对杠杆的作用力乘以重物位移的大小，输入功即为施力点对杠杆的力乘以杠杆位移的大小。

根据题意，重物的重力为100牛顿，施力点施加的力为50牛顿。

重物在杠杆上产生的位移为0.5米，施力点在杠杆上产生的位移为1米。

则输出功 = 100牛顿 × 0.5米 = 50焦耳输入功 = 50牛顿 × 1米 = 50焦耳将输出功和输入功代入效率公式，得到：η = (50焦耳 / 50焦耳) × 100% = 100%所以，这个杠杆的机械效率为100%。

题目二：滑轮组的效率计算某个滑轮组由5个相同的滑轮组成，滑轮的直径为10厘米，施加在滑轮的力为200牛顿，绳子受力方向与力的方向相同。

试计算滑轮组的机械效率。

解答：滑轮组的机械效率同样可以通过以下公式计算：η = （输出功 / 输入功） × 100%在滑轮组的情况下，输出功即为重物所受的力乘以重物的位移，输入功即为施力点对滑轮组的力乘以施力点的位移。

根据题意，施加在滑轮的力为200牛顿。

由于滑轮组由5个相同滑轮组成，所以绳子经过滑轮，重物的位移为绳子位移的五分之一，施力点的位移为绳子位移。

对于滑轮，输出功 = 200牛顿 × (10厘米 × 5 / 100厘米) = 10焦耳输入功 = 200牛顿 × (10厘米 / 100厘米) = 20焦耳将输出功和输入功代入效率公式，得到：η = (10焦耳 / 20焦耳) × 100% = 50%所以，这个滑轮组的机械效率为50%。

第十一章简单机械和功----滑轮机械效率探究求简单机械的机械效率是初中物理教学的重点内容，也是近年来中考的热点问题。

由于计算中涉及到总功、有用功、额外功等抽象概念，特别是滑轮组的机械效率题目中，同一滑轮组在不同负载情况下机械效率不同，有用功在具体情况中的形式不同，隐含条件的渗入，以及特殊形式的滑轮组等等，在学习的过程中常感觉困惑，易造成错解。

为了解决这类问题，同学们要搞清楚以下几点：要对机械效率公式进行归类细化根据对、、的具体理解，可以将机械效率的定义式进行如下归类：1、在竖直方向上，G是物体重，G动是动滑轮重，h是物体被提升的高度，也是动滑轮被提升的高度。

∴，若绳重及摩擦不计，F是拉力，S是拉力F移动的距离，n是动滑轮上承担力的绳的段数。

，；①②③公式都适合。

若是考虑绳重和摩擦力，用滑轮组把物体提升的高度h，拉力F移动的距离S，总满足S=nh；只可用于①②。

2、在水平方向上，由于物体是匀速运动，滑轮组对物体的拉力F′与水平地面对物体的摩擦力f是一对平衡力，∴，即克服水平面对物体摩擦所做的功在数值上是等于有用功。

3、在斜面方向上，f是物体与斜面之间的摩擦，L是斜面的长，由于克服斜面对物体摩擦所做的功是额外功，所以。

1、(2021·青山模拟) 如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶ OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N ，杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。

当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，建筑材料P以0.3m/s的速度上升。

则（）A .滑轮组的机械效率为88. 9%B .物体M对地面的压力为4500NC .工人对地面的压力为1000ND .工人拉绳的功率为270W2、李华同学利用如图所示的装置提起水中的物块，下列判断正确的是（）A .装置中的滑轮是定滑轮B .物块上表面露出水面前，所受浮力不断减小C .装置中的AOB是省力杠杆D .装置的机械效率可以达到100%3、(2020·盘锦) 工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆。

一、杠杆1．杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。

在力的作用下能绕固定点转动，这是杠杆的特点。

杠杆有直的也有弯的。

2．杠杆的五要素（1）支点：杠杆(撬棒）绕着转动的点，用字母O标出。

（2）动力：使杠杆转动的力。

画力的示意图时，用字母F1标出。

（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。

画力的示意图时，用字母F2标出。

注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，但它们的方向不一定相反。

（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。

用字母L1标出。

（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

用字母L2标出。

二、杠杆平衡条件1．动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式：F1×L1=F2×L2。

2．杠杆的平衡条件实验（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂L1和L2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂的大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图乙方便。

由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。

（2）在实验过程中绝不能再调节螺母。

因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。

3．杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”。

而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。

利用杠杆的平衡条件来分析有关问题，一般按照以下步骤：（1）确定杠杆的支点的位置；（2）分清杠杆受到动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地做出力的示意图；（3）确定每个力的力臂；（4）根据杠杆的平衡条件列出关系式并分析求解。

三、杠杆的分类及应用杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力杠杆L 1>L 2 F 1<F 2 (动力<阻力） 省力费距离撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车等 费力杠杆L 1<L 2 F 1>F 2 (动力>阻力） 费力省距离起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼竿等等臂杠杆L 1=L 2 F 1=F 2 (动力=阻力）既不省力也不费力 天平、定滑轮等四、定滑轮和动滑轮 1．定滑轮（1）定义：中间的轴固定不动的滑轮。

专题11机械效率的计算机械效率是初中物理力学中重要的知识点,是中考中必考的知识点之一。

机械效率知识综合性强,学生考试中普遍感觉较难,很多学生往往是机械的模仿,一味的套公式,不理解公式成立的条件,出错率偏高。

一、机械效率1、三功——有用功、额外功、总功2、机械效率（1）定义：物理学中,把有用功跟总功的比值叫做机械效率,用η表示。

（2）公式：100%W W η=⨯有用总（3）提高机械效率的方法：增大重物、减小机械间的摩擦、减小机械自重、改进结构等。

注意：机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总小于总功,故机械效率总小于1；机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关。

二、滑轮组机械效率的计算：（物体匀速运动）当滑轮组竖放使用时,克服物体重力做有用功,所以有用功是W 有用=Gh,总功W 总=Fs,额外功W 额=W 总－W 有=Fs －Gh,机械效率100%=100%W GhW Fsη=⨯⨯有用总（任何情况下都适用）； 如果不计绳重和摩擦,额外功W 额=G 动h,机械效率100%=100%W GhW Gh G hη=⨯⨯+有用总动=100%GG G ⨯+动（不考虑绳子和摩擦的情况下适用）。

当滑轮组横放使用时,克服摩擦力做有用功,所以有用功是W有用=fs 物,总功W 总=Fs 绳,额外功W 额=W 总－W 有=Fs 绳－fh,机械效率100%=100%W fsW Fs η=⨯⨯有用物绳总,此时与物体重力无关,绳端移动的距离与物体运动的距离的关系为s 绳=ns 物。

注意：（1）当用竖放滑轮组提水中物体时,克服的不再是物体的重力,而是G-F 浮,在计算机械效率时,只有将G 换成G-F 浮即可。

（2）由于物体和绳端同时运动,将s=nh 或s 绳=ns 物两边同时除以时间t,所以得v 绳=nv物。

尤其在计算拉力的功率选用P=Fv 计算时,一定要用v 绳,不要用v 物。

（3）滑轮组机械效率的高低与提升物体的重力、动滑轮的重力有关,与绳子股数、提升高度无关。

杠杆与滑轮教学目的: 1、巩固杠杆五要素，掌握杠杆平衡条件2、定滑轮、动滑轮的特点教学难点：1、运用杠杆平衡条件进行相关的计算2、理解吊起动滑轮的绳n的物理意义知识点总结：1、杠杆五要素：①支点：杠杆绕着转动的点②动力：使杠杆转动的力③阻力：阻碍杠杆转动的力④动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离2、杠杆平衡条件(杠杆平衡原理)：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1· L1=F2·L2。

式中，F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。

3、定滑轮：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。

（实质是等臂杠杆）特点：不能省力，但能改变力方向动滑轮：工作时，轴随中午一起移动的滑轮叫动滑轮。

（实质是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆）特点：可以省力，但不改变力的方向滑轮组：由若干个定滑轮和动滑轮组合在一起典型例题解析杠杆与滑轮：例1：如图1—6—1（a）所示的杠杆重；不计，O为支点，AO＝0.2m，当在A点悬吊一重6N的物体，绳子的拉力F＝3N时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力矿的力臂l2，力臂l2为________m．（a）` （b）图1—6—1如图1—6—1（b），画出杠杆OAB示意图，找到支点O，BC为力的作用线，画出力臂l2．根据杠杆的平衡条件：G ·OA ＝Fl 2 代入数值：6N ×0.2m ＝3N ×l 2 l 2＝2×0.2 m ＝0.4 m答案 力臂l 2如图1—6—1（b ），l 2为0.4m例2：杠杆OA 在力FA 、FB 的作用下保持水平静止状态，如图1—6—5（a ）．杠杆的自重不计，O 为杠杆的支点，FB 的方向与OA 垂直，则下列关系式中一定正确的是 （ ） A ．F A ·OA ＝F B ·OB B ．F A ·OA ＜F B ·OB C ．BA F F ＝OB OAD ．F A ＞OA OB F B ⋅（a ） （b ）图1—6—2如图1—6—2（b ），画出力F A 的力臂为l A ，F A 和OA 的夹角为θ。

专题32杠杆机械效率（计算题）2023届中考物理一轮复习专题练习一、计算题1．如图是一个提起重物的机械组成部分示意图，O 是转动轴，不计绳重及摩擦，杠杆OA 是重为G o 的均匀杠杆，挂在OA 中点B 处的重物重力为G ，已知G o =30N ，G =150N 。

（1）若利用该杠杆将重物提升0.5m ，求杠杆的机械效率；（2）为维持杠杆在水平位置平衡，求力F 的大小。

【答案】（1）杠杆的机械效率为83.3%；（2）力F 的大小为90N 。

【解析】据题意有用功即是杠杆对物体做功，所以有用功为150N 0.5m 75JW Gh 有额外功应是克服杠杆自身重力做功，所以额外功为030N 0.5m 15JW G h 额总功为75J 15J 90JW W 总额有因此机械效率为75J100%100%83.3%90JW W有总（2）由杠杆平衡条件可知1122F L F L 根据公式可得00111222F LG L G L G G L得011150N 30N 90N 22F G G2．如图,使用杠杆提升重物,拉力F 竖直向下,重物匀速缓慢上升,相关数据如下表:求物重G /N 拉力F /N 时间t /s A 端上升的竖直距离h /m B 端下降的竖直距离s /m 2005000.50.40.2（1）拉力所做的功（2）拉力做功的功率（3）此过程中,该杠杆的机械效率【答案】（1）100J （2）200W （3）80%【解析】（1）拉力所做的功:W 拉=Fs =500N×0.2m=100J （2）拉力做功的功率：100J==200W 0.5sW P t拉（3）此过程中拉力做的有用功为：200N×0.4m=80J W Gh 该杠杆的机械效率:80J=×100%=×100%=80%100JW W 有总3．如图甲所示，物体C 静止在水平上，已知C 重500N ，底面积为250cm 2。

（1）求物体对地面的压强；（2）用如图乙所示的杠杆提升物体C ，杠杆AB 可绕O 点转动，AO =5cm ，OB =10cm ，若不计杠杆自重、绳重及摩擦，要使杠杆在水平位置保持静止，求小华在B 端对杠杆施加的最小拉力；（3）实际上，小华用300N 竖直向下的拉力，使物体匀速升高10cm ，B 端下降20cm ，求杠杆的机械效率。

中考物理知识点突破——滑轮、机械效率相关计算题及解析，共17小题1．如图所示，动滑轮重4N，所吊重物B重20N，物体A重240N，此时物体B恰好以0.1m/s 的速度匀速下降。

不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。

求：（1）水平面对物体A的摩擦力是多大？（2）要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大？2．举世嘱目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车，是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。

图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油机和滑轮组将高h＝1m的实心长方体A从海底以0.1m/s的速度匀速吊出海面；图乙是物体A所受拉力F1随时间t变化的图象。

（ρ海＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，不计摩擦、水的阻力及绳重）。

求：（1）物体A的密度。

（2）当物体A在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力。

（3）物体A露出水面前，柴油机对绳的拉力F做的功W随时间t的变化图象，如图丙，求此过程滑轮组的机械效率。

3．如图是用动滑轮提升货物A的示意图。

用300N竖直向上的拉力F使重500N的货物A在10s的时间内匀速竖直上升了2m。

求：（1）提升货物所做的有用功W有；（2）拉力通过的距离及拉力的功率P；（3）动滑轮的机械效率η。

4．如图1所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为0.2m2。

桶的质量忽略不计，g取10N/kg。

（1）求桶中水的质量。

（2）求这桶水对地面的压强。

（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N．求该滑轮组的机械效率。

5．小段用如图所示装置，使用一根杠杆AB和滑轮的组合将一合金块从水中提起，滑环C 可在光滑的滑杆上自由滑动。

已知合金密度ρ＝1.1×04kg/m3：所用拉力F为500N，且始终竖直向下：O为支点，且AO＝4OB：动滑轮的机械效率为75%．若杠杆质量、杠杆与攴点间摩擦不计，整个过程中合金块始终未露出水面。

九年级元月调考物理复习专题- 杠杆、斜面及其机械效率中考标高：1、认识简单机械在生活的应用，杠杆公式简单计算，平衡条件。

b2、通过实验探究影响斜面的机械效率因素。

B3、学会斜面机械效率及摩擦力的计算。

b课时安排：3课时 一、知识点复习1、杠杆的五要素为 ，杠杆的平衡条件为 。

2、斜面的主要功能为 ，物体在斜面上匀速上滑时，受到的摩擦力为 。

3、影响斜面机械效率的因素有： ，与物体拉动的距离和高 ，与拉动物体时的速度 ，计算公式为： 。

4、在利用斜面拉动物体时，有用功为： ，总功为 ，额外功为 。

二、典型例题例一：用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面钩码缓缓上升．实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F= N ，钩码总重G 为1.0N ，钩码上升高度h 为0.1m ，测力计移动距离s 为0.3m ，则杠杆的机械效率为 %．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： ．例二：下图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置。

（1）实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长木板、弹簧测力计各一个，砝码若干。

为了完成实验，还需要的测量工具是_______。

（2）实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码，改变物块的重力，用弹簧测力计拉着②在第3次试验中，木块受到的摩擦力为 ，在第4次实验中，斜面的机械效率为______。

例三： 如图所示，某小组研究“杠杆的平衡条件”，器材：有刻度的杠杆、若干个相同的钩码、弹簧测力计等，O 为杠杆的支点．①实验前，应先调节杠杆在 位置平衡．这样做，除了可以消除自身的重力影响，还可以方便地测量或读出 ．调节时，如发现杠杆左端偏高，应如何操作： ．②某实验小组记录两组数据如下：根据分析，这组数据中，实验序号为 选填：“1”或“2”）的一组肯定有错误．检查发现是测量动力臂时读错了，动力臂的实际值比记录值 （选填：大或小）．③如图所示，弹簧测力计在C 处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆，仍使杠杆在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填：变大、变小或保持不变），其原因是 ．④某次实验中，若采取如图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置保持平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式，这主要是以下哪种原因 （选填字母）．A ．一个人无法独立操作B ．需要使用太多的钩码C ．力臂与杠杆不重合D ．力和力臂数目过多⑤如图所示，实验小组选用长1.6m 、粗细均匀的一只金属杆，绕O 点在竖直平面内自由转动，同时将一个“拉力--位移传感器”竖直作用在杆上，并使杠杆在水平位置始终保持平衡．该传感器显示其拉力F 与作用点到O 点距离x 的变化关系如图所示．由图可知金属杆重 N ．例四：如图甲所示，我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验，调控两根伸缩杆，使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴旋转至如甲所示位置时停止，然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器。

初中物理滑轮杠杆机械效率功知识点滑轮、杠杆、机械效率、功知识点：一、滑轮滑轮是一种简单机械，由一个固定在轴上并能无摩擦地转动的轮筒和装在轮筒上的弯曲的绳索或绳索组成。

滑轮有固定滑轮和活动滑轮两种类型。

固定滑轮是通过轴固定在一个支架上的，不能改变位置；活动滑轮依靠轴能在支架上改变位置。

滑轮的作用是改变力的方向。

当需要改变力的方向时，可以使用滑轮。

滑轮还可以改变力的大小，根据滑轮可变换自身和受力物体之间的动作与反动作。

滑轮的机械效益为1，即输入功和输出功相等，滑轮只改变力的方向，力的大小不改变。

二、杠杆杠杆是一种简单机械，由一个支点和两个力臂组成。

根据支点位置和力臂长度的不同，杠杆可分为一级杠杆、二级杠杆和三级杠杆等。

力臂是力点到支点的垂直距离，根据力臂的不同，杠杆可分为负杠杆和正杠杆。

杠杆原理可以简单描述为：力乘以力臂的长度相等。

即杠杆平衡原理：一个杠杆处于平衡状态时，力矩之和为零。

杠杆的作用是改变力的大小或者方向。

通过适当调整力臂的长度，我们可以用较小的力达到较大的力作用效果，这就是杠杆的优势所在。

三、机械效率机械效率是指机械所实现的输出功与输入功的比值，用η表示。

机械效率介于0到1之间，通常表示为百分数形式。

机械效率的计算公式为：η=(输出功/输入功)×100%机械效率是机械工作所用到的能量与其消耗的能量的比值，是机械的工作质量的衡量标准。

四、功功是揭示机械工作质量的物理量，是力对物体做功的量度。

功通常用符号W表示，单位是焦耳(J)。

功的计算公式为：W = F × s × cosθ其中，F表示施加力的大小，s表示力的作用方向上物体的位移长度，θ表示力和位移的夹角。

当力的作用方向和物体的位移方向相同时，夹角θ为0°，此时进行的是正功；当力的作用方向和物体的位移方向相反时，夹角θ为180°，此时进行的是负功。

功的单位换算：1焦耳等于1牛顿·米。

一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题1．如图所示，一工人利用如图所示的滑轮组在10s 内将质量为40kg 的物体匀速提升3m ，此过程中工人对地面的压强为6000Pa 。

已知工人与地面的接触面积为500cm 2，工人的质量和动滑轮质量之和为80kg ，不计绳重和摩擦。

则下列说法错误的是（ ）A ．工人用提升400N 重物的过程中，动滑轮做的有用功为1200JB ．工人用提升400N 重物的过程中，绳子自由端移动的速度为0.6m/sC ．用该滑轮组提升重为600N 的物体，机械效率为80%D ．工人的质量为60kg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A ．动滑轮做的有用功40kg 10N/kg 3m=1200J ===W G h m gh ⨯⨯物物动有故A 正确，不符合题意；B ．由图知，绳子段数n =2，物体匀速提升3m ，绳子自由端移动距离s =6m ，绳子自由端移动的速度为6m 0.6m/s 10ss v t === 故B 正确，不符合题意；CD ．工人对地面的压强为6000Pa ，工人与地面的接触面积为500cm 2=0.05m 2，所以工人对地面的压力26000P N a 0=.30005m F pS ==⨯设动滑轮质量为m 动，则人的质量m 人=80kg -m 动因为n =2，所以()()11-=-+=-g+22F G F G G G m g m m g =人拉人物动人物动 代入数据，得出m 动=20kg ，m 人=60kg ，故D 正确，不符合题意。

用该滑轮组提升重为600N 的物体，机械效率为()=100%=1200%=100%=75%6+6+0000+00W G hG W G hNG GN NG η=⨯⨯⨯有物物总物动物动故C 错误，符合题意。

故选C 。

2．如图所示，利用斜面向上移动物体可以_______（选填“省力”、“省距离”、“省功”）。

小明把质量为50kg 的木箱沿斜面拉了10m ，使木箱上升了4m ，如图所示，沿斜面向上用的拉力F ＝250N ，木箱以0.2m/s 的速度匀速上升的过程中，斜面的机械效率为________，木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为_______N 。

2021年中考专题复习——机械效率计算（杠杆类综合题型）一、选择题1．如图所示，剪刀剪纸的机械效率为80% ，这表示A．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8NB．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8NC．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J 的功用于剪纸D．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J 的功用于剪纸G=的重物提升到高处。

小明同学设计了图甲所示2．为了将放置在水平地面上、重100N的滑轮组装置。

当用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图丙和丁所示。

若重物与地面的接触面积22=⨯，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。

则下列选项510mS-正确的是（）A．在23s内，拉力F的功率P为150W~内，重物对地面的压强p为600PaB．在01sC．在12s内，拉力F做的功W为375JD．在23s内，滑轮组的机械效率η保留两位F有效数字后为53%3．利用图所示的杠杆将重为3N的物体缓慢匀速提高10cm ，手的拉力F 为2N，手移动的距离s 为30 cm ，则杠杆的机械效率为（）A．22% B．33% C．50% D．67%4．如图，若瓶起子起瓶盖的机械效率为90%，这表示A．若作用在起子的动力是10N，则阻力是9NB．若作用在起子的阻力是10N，则动力是9NC．若作用在起子的动力做功1J，则有0．9J的功用于起瓶盖D．若作用在起子的动力做功1J，则有0．1J的功用于起瓶盖5．小明用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m（不计转轴O处的摩擦，钩码重不变），则下列说法正确的是（）A．此时杠杆的机械效率η为60%B．若增加钩码的重量，重复实验，则杠杆的机械效率不变C．若将弹簧测力计移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，此时弹簧测力计的示数为F′，F′小于FD．若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η′，η′大于η6．如图所示，拉力F 为5N，物体A 以0.1m/s 的速度在物体B 表面向左做匀速直线运动（B 表面足够长）；物体B 静止在地面上，受到地面对它的水平向左4 N 的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。