实战中考-杠杆 机械效率

2020年中考物理复习实验专题十八《测量杠杆的机械效率》1.用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率。

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，弹簧测力计的示数F为________N；钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，弹簧测力计移动距离s为0.3 m，则杠杆的机械效率为________%（结果保留一位小数）。

请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：__________________。

（2）钩码从A点改挂在B点后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】0.566.7杠杆的重力变大2.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：________．【答案】0.566.7%克服杠杆与支点O间摩擦及杠杆自重多做的功是额外功3.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．(g取10N/kg）（1）实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,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）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,测量并计算得到下表所示的两组数据次数钩码悬挂点钩码总重G/N 钩码移动高h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.42 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3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________．【答案】0.566.7克服杠杆自重力（克服摩擦力）等做功不能两次实验时钩码没有挂在同一位置仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的4.用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。

杠杆的机械效率与哪些因素有关
1、我们把有用功和总功的比值叫做机械效率。

用符号η表
测量杠杆的机械效率:
【器材】
轻质杠杆（木质），重质杠杆（铁制），钩码，有支座的木板，弹簧秤，细线。

【操作】
（1）将轻质杠杆按如图装在画有等间距水平横线的木板上。

在杠杆的A处悬挂几个钩码，把弹簧秤系在杠杆B处并竖直缓慢地向上拉杠杆。

记下钩码重G1、钩码被提升的高度h1、弹簧秤的示数F1和弹簧秤移动的距离S1，比较G1h1和F1S1的大小，并根据η1＝（G1h1）／（F1S1）算出此时杠杆的效率η1。

（2）减少悬在A处的钩码个数，重复上述实验，算出杠杆的效率η2。

比较η1和η2的大小，得η2＜η1，表明同一杠杆在不同情况下，效率可能不同。

（3）用重质杠杆代替轻质杠杆重复（1），算出杠杆的效率η3。

比较η1和η3的大小，得η1＞η3，可知不同杠杆在相同工作情况下，效率也可能不同。

简单分析η1、η2、η3大小不同的原因。

中考重要考点之三：动态杠杆及机械效率4.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() A. l1 B. l2 C. l3 D. l4第4题图5.如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再挂一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将()A. 还继续处于水平平衡B. 右端上升，左端下降C. 右端下降，左端上升D. 无法确定杠杆的运动状态第5题图6.如图所示，在轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物，在A端施加一个始终与OA垂直的力F，由水平位置匀速提到如图虚线的位置，在这个过程中，拉力F的大小()A. 一直变大B. 始终不变C. 一直变小D. 先变小后变大第6题图7.如图所示，在处于水平平衡的杠杆A点，挂上4个钩码(每个钩码的质量为50 g)，若使杠杆在水平位置保持平衡，作用在杠杆上B点的力最小为(g取10 N/kg)()A. 15 NB. 6 NC. 3 ND. 1.5 N第7题图机械效率相关计算1.用一个动滑轮把重80 N的沙袋从地面提到6 m高的脚手架上，所用的力是50 N，这一过程所做的有用功是________J，这个动滑轮的机械效率是________．2.如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在4 s 时间内用100 N 的力竖直向下压动摇臂1 m ，把1 000 N 的重物匀速抬高8 cm.则重物上升的过程中，人做的功为________J ，千斤顶的效率是________%.第2题图3.如图所示，用F ＝20 N 的拉力将重G ＝30 N 物体匀速提升2 m ，不计轮轴间摩擦及绳重，则动滑轮重G 动＝________N ，上述过程中有用功W 有＝________J ，动滑轮的机械效率η＝________．第3题图4.某工人用如图所示的装置，将G ＝900 N 的重物沿斜面向上匀速拉动4 m 用时30 s ，该过程中物体上升的竖直高度为2 m ，此装置的机械效率η＝75 %.该过程中，工人所用的拉力F ＝________N ，拉力做功的功率P ＝________W.第4题图5. 用如图所示的滑轮组将重10 N 的物体匀速提升0.1 m ，所用时间为2 s ，作用在绳子末端的拉力F 为6 N(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)，下列计算结果正确的是( )A. 所做的有用功为1.2 JB. 动滑轮自重0.2 NC. 拉力F 做功的功率为0.3 WD. 该滑轮组的机械效率为83.3%第5题图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 ＝16G f ＝23GB. F ＝23G f ＝16G C. F ＝23G f ＝38G D. F ＝12G f ＝23G第6题图参考答案：中考重要考点之三：动态杠杆及机械效率4. B 【解析】对于杠杆OBA 而言．动力在滑轮与B 点的连线上，从支点向动力作用线引垂线，作出动力臂，用大括号标出，标上字母如题图l 2.故选B.5. C 【解析】设一个钩码重为G ，左边力臂为L 左，右边力臂为L 右，则有3G ×L 左＝2G ×L 右，杠杆平衡，则L 左L 右＝23，在杠杆的两端各加一个钩码后，现在：左边4G ×L 左，右边3G ×L 右，因为L 左L 右＝23，所以4G ×L 左＜3G ×L 右，所以杠杆不再平衡，杠杆右端下降，左端上升．故选C.6. C 【解析】当在A 端施加一个始终垂直于OA 的力F ，则力F 的力臂始终是杠杆OA 的长度，即动力臂不变，而在此过程中，重物的重力不变，则重物对杠杆的阻力不变，而阻力臂逐渐减小，故根据杠杆的平衡条件可知，拉力逐渐减小．故选C.7. D机械效率相关计算1. 480 80% 【解析】使用动滑轮提升沙袋时，克服沙袋的重力做的功为有用功W 有＝Gh ＝80 N×6 m ＝480 J ，作用在绳子上的拉力所做的功为总功W 总＝Fs ＝50 N×2×6 m ＝600 J ，故这个动滑轮的机械效率为η＝W 有W 总×100%＝480 J 600 J ×100%＝80%. 2. 100 80 【解析】所做的有用功W 有＝Gh ＝1 000 N×0.08 m ＝80 J ，总功W 总＝Fs ＝100 N×1m ＝100 J ，即人做的功是100 J ，千斤顶的机械效率是η＝W 有W 总×100%＝80 J 100 J ×100%＝80%. 3. 10 60 75% 【解析】F ＝G 物＋G 轮2，动滑轮重G 轮＝2F －G 物＝2×20 N －30 N ＝10 N ；有用功W 有＝Gh ＝30 N×2 m ＝60 J ；总功W 总＝Fs ＝F ×2h ＝20 N×2×2 m ＝80 J ，动滑轮机械效率η＝W 有W 总×100%＝60 J 80 J ×100%＝75%. 4. 300 80 【解析】工人所做的有用功为：W 有＝Gh ＝900 N×2 m ＝1 800 J ；拉力F 移动的距离s ＝2×4 m ＝8 m ；斜面的机械效率为η＝W 有W 总×100%＝75%得W 总＝2 400 J ，所以F ＝W 总s ＝2 400 J 8 m ＝300 N ，拉力的功率P ＝Fs t ＝W 总t ＝2 400 J 30 s＝80 W. 5. D 【解析】用滑轮组提升物体，重力对物体做的功为有用功．故有用功W 有用＝Gh ＝10N×0.1 m ＝1 J ，故A 错误；不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时，F ＝12(G 动＋G 物)，则动滑轮的重力G 动＝2F －G 物＝2×6 N －10 N ＝2 N ，故B 错误；用滑轮组提升物体，拉力F 做的功是总功，则拉力F 做功的功率P 总＝Fs t ＝F ×2h t ＝6 N×2×0.1 m 2 s＝0.6 W ，故C 错误；该滑轮组的机械效率η＝W 有用W 总×100%＝Gh Fs ×100%＝Gh F ×2h ×100%＝G F ×2×100%＝10 N 6 N×2×100%≈83.3%，故D 正确．故选D.6. B 【解析】设斜面的高为h ；因为物体放在倾角为30°的斜面上，所以斜面长度为L ＝2h ，人对物体所做的总功W 总＝FL ＝F ×2h ＝2Fh ；人对物体所做的有用功为W 有＝Gh ；根据机械效率η＝W 有用W 总×100%，并结合已知条件则有75%＝Gh 2Fh ×100%，可得：F ＝23G; 拉力做的额外功等于克服摩擦力所做的功，即有：W 额＝W f ＝W 总－W 有＝2Fh －Gh ，则摩擦力为f ＝2Fh －Gh 2h＝2F －G 2＝F －12G ＝23G －12G ＝16G .故选B.。

初三物理杠杆-滑轮及功-机械效率经典例题（附答案）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 2l 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 ＝FB ·OB B ．F A ·OA ＜F B ·OBC ．B A 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。

2024年中考物理压轴题训练——机械效率的综合计算1．如图所示，重为600N的工人利用滑轮组将建筑材料运送到平台上，工人用400N的力竖直向上匀速拉绳子，使建筑材料以0.1m/s的速度匀速向上运动了40s，已知滑轮组的机械效率为75%，g取10N/kg，绳重、滑轮与轴的摩擦均忽略不计。

问：（1）若工人双脚与平台的总接触面积为0.04m2，则在提升建筑材料的过程中，工人对平台的压强是多少？（2）工人对绳做的功为多少？（3）建筑材料的质量为多少？2．如图所示，斜面长s=10m，高h=4m。

用沿斜面方向的推力F将重100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。

运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功，求：（1）运动过程中克服物体的重力做的功；（2）斜面的机械效率；（3）推力F的大小。

3．如图所示，用滑轮组提升重为120N的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m，所用拉力F为50N。

求：（1）滑轮组提升物体做的有用功；（2）拉力做功的功率；（3）该滑轮组的机械效率。

4．如图甲所示，车库出入口处常安装自动升降的横杆来控制车辆的出入，可以把图甲中的横杆简化为图乙所示。

横杆AB质量分布均匀且可绕O点转动，并通过与A端相连的电动机来自动控制横杆的升降。

当汽车靠近时，电动机可在10s内将原先处于水平位置的横杆匀速转动到竖直位置。

已知横杆重量150N，OA＝0.2m，AB＝3.2m，加在电动机线圈两端电压为220V，通过电动机线圈的电流为0.1A，不计空气阻力。

求：(1)在匀速转动提升横杆工的过程中，电动机对横杆的A端始终施加垂直横杆的拉力F 的大小；(2)该车库的自动升降杆装置，在上述过程中的工作效率大小（保留一位小数）。

5．如图所示，重物是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。

若不计摩擦，绳重和动滑轮重，要保持平衡。

求：（1）重物A受到的浮力；（2）作用于绳端的拉力F：（3）若实际所用拉力为300N，此时该滑轮的效率。

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。

2023年中考物理专题复习：《简单机械及机械效率》实验题姓名：___________班级：___________考号：___________1．如图所示是某中学初三2班黄艺同学测量牛奶密度的实验：（1）黄艺先将牛奶倒入量筒，如图甲所示，则牛奶的体积为 _____cm3；接着将天平放在水平台面上，他先将游码归零后，再调节 _____，使天平平衡；用调节好的天平测出空烧杯的质量为29.4g，然后将量筒中的牛奶倒入烧杯中，用天平测量烧杯和牛奶的总质量，天平平衡时如图乙所示，则杯中牛奶的质量为 _____g；（2）根据以上实验数据计算出牛奶的密度为 _____kg/m3。

用该方法测得的密度比真实值偏 _____（选填“大”或“小”），原因是 ___ __；（3）黄艺学习杠杆知识后，突发奇想回家制作了一个可以直接测量液体密度的“密度天平”，如图丙所示，其制作过程和原理如下：选择一根长1m粗细均匀的轻质杠杆，将杠杆的中点固定在支点O处，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。

①在左侧离O点l1的A点位置用细线固定一个质量为m、容积为V的空容器；②将体积为V0（V＞V0）的牛奶倒入容器中；③在右侧离O点l2的B点用细线悬挂一质量为m x的钩码（细线的质量忽略不计），使杠杆在水平位置平衡；④则牛奶的密度表达式ρ＝_____（用已知物理量表示）；⑤若适当增加钩码质量，该“密度天平”的量程将 _____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

2．斜面是一直简单机械，在生活和生本中有很多应用，小明利用左图所示的装置探究斜面的机械效率，测得的数荐记录在右侧的表格中。

（1）根据表格中记录的数据，可以推测小明在探究斜面的机械效率跟斜面________的关系；（2）根据表格中记录的数据，斜面的倾斜程度越大，使用斜面越________（选填“省力”或“不省力”）；（3）第一次实验中物体在斜面上受到的摩擦力为________N；（4）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，斜面的倾斜程度与第3次相同，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，物体重为10N，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10N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为________，证明了，在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。

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。