第六章 簡單機械和機械效率典例點撥課時1 杠桿知識梳理1.把在力的作用下能夠繞固定點轉動的棒、桿或硬件等叫做杠桿。這個固定點叫支點；把促使杠桿轉動的力叫動力，符號；把阻礙杠桿轉動的力叫阻力，符號。 2.力臂：從支點到力的作用線的距離；動力臂，符號：；阻力臂，符號：；找力臂時，應先找到力的作用點的位置，再沿力的方向畫出力的作用線，然后從支點作力的作用線的垂線，就可畫出力臂。3.杠桿平衡是指靜止狀態(tài)和勻速轉動狀態(tài)；杠桿的平衡條件是：。 4.杠桿的分類：省力杠桿:，；應用：略。費力杠桿:，；應用：略。等臂杠桿:，；應用：略?？键c典例考點1 運用杠桿平衡條件計算(高頻考點)【例1】 (2015·北京中考)圖6.1-1是挖井時從井中提升沙土的杠桿示意圖。杠桿AB可以在豎直平面內繞固定點O轉動，已知AOOB=32，懸掛在A端的桶與沙土所受的重力為200 N，懸掛在B端的配重所受的重力為80 N。當杠桿AB在水平位置平衡時，加在配重下面繩端的豎直向下的拉力F是_N。(不計桿重和繩重)圖6.1-1【思路分析】畫出杠桿受力分析示意圖，明確B點受力情況，根據杠桿平衡條件求解即可?！敬鸢浮?20考點2 探究杠桿平衡條件(高頻考點)【例2】 (2016·石景山一模)小梅在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，進行了如下操作：(1)將杠桿懸掛在支點O上，如圖6.1-2甲所示，要使杠桿在水平位置平衡，需將杠桿左端的平衡螺母向_(選填“左”或“右”)調節(jié)。(2)調節(jié)平衡后，在杠桿左側A點掛3個鉤碼，如圖6.1-2乙所示，為使杠桿在水平位置重新平衡，需在杠桿右側B點掛_個鉤碼。甲乙圖6.1-2(3)在(2)基礎上，若撤去杠桿B點的鉤碼，在C點用彈簧測力計沿不同方向施加拉力，當杠桿水平平衡時，拉力大小不同，根據這個現象，提出一個可探究的科學問題：_ ?！舅悸贩治觥科胶饴菽赶蚵N起方向調節(jié)；利用杠桿平衡條件計算；明確自變量是力臂，因變量是拉力的大小?！敬鸢浮?1)左(2)2(3)拉力的大小和其力臂有什么關系考點3 杠桿平衡條件的歸納結論(高頻考點)【例3】 (2014·北京中考)小華通過實驗探究杠桿平衡時動力和動力臂的關系。實驗過程中，保持阻力、阻力臂不變，當杠桿水平平衡時，測出每一組動力臂和動力的數據，并利用實驗數據繪制了與的關系圖像，如圖6.1-3所示。請根據圖像推算，當為0.1 m時，為_N。圖6.1-3【思路分析】根據杠桿平衡條件明確動力和動力臂的乘積是定值，從圖像中找到定值的大小，帶入杠桿平衡條件公式計算即可?！敬鸢浮?考點4 實驗探究的設計(高頻考點)【例4】 (2016·懷柔二模)實驗桌上有一個帶支架的杠桿、如圖6.1-4所示(杠桿的支點為O，杠桿上每一刻度間距均為5 cm)一個量程滿足要求的彈簧測力計、質量為200 g的鉤碼一個和兩段細繩。請利用上述實驗器材設計一個實驗證明：“在杠桿平衡時，如果阻力和阻力臂保持不變，動力臂越大則動力越小”。 (1)在你所設計的實驗中，如果用點A表示鉤碼作用在杠桿上的位置，用點B、C和D表示彈簧測力計作用在杠桿上的位置，請在圖6.1-4中的杠桿上標出點A、B、C和D的位置；圖6.1-4(2)寫出主要實驗步驟；(3)畫出實驗數據記錄表格?！舅悸贩治觥棵鞔_實驗次數3次，明確鉤碼作為阻力，OA距離作為阻力臂，實驗中動力是彈簧的拉力，保證拉力豎直向上拉動到杠桿水平平衡，這樣動力臂就是OB、OC、OD?！咀灾鹘獯稹?1)如圖6.1-5所示圖6.1-5(2)實驗步驟：在A、B兩點分別把兩段細線系好，調節(jié)杠桿水平平衡，把質量為200 g的鉤碼掛在A點，在B點用彈簧測力計豎直向上拉杠桿。當杠桿水平平衡時，讀出動力臂L和彈簧測力計的拉力F，把L和F記錄在數據表格中。在A、C兩點分別把兩段細線系好，調節(jié)杠桿水平平衡，把質量為200 g的鉤碼掛在A點，在C點用彈簧測力計豎直向上拉杠桿。當杠桿水平平衡時，讀出動力臂L和彈簧測力計的拉力F，把 L和 F記錄在數據表格中。在A、D兩點分別把兩段細線系好，調節(jié)杠桿水平平衡，把質量為200 g的鉤碼掛在A點，在D點用彈簧測力計豎直向上拉杠桿。當杠桿水平平衡時，讀出動力臂L和彈簧測力計的拉力F，把 L和 F記錄在數據表格中。(3)實驗數據記錄表：基礎訓練一、單項選擇題1(2016·北京中考，高頻考題)圖6.1-6所示的工具中，在使用時屬于費力杠桿的是( )A.天平B.瓶蓋起子C.食品夾D.鉗子圖6.1-6答案：C2.(2016·朝陽一模)如圖6.1-7所示，繩子OO懸吊著質量可以忽略不計的桿，在桿的a點掛著重物G，在O點右側某點b處掛上鉤碼。重物G的質量及a點到O點的距離不變。要使桿保持水平平衡，圖6.1-8中能描述b點掛的鉤碼(各個鉤碼質量相同)個數和b點到O點的距離關系的圖像是( )圖6.1-7ABCD圖6.1-8答案：B二、實驗探究題3(2016·北京中考，高頻考題)如圖6.1-9所示，OB是以O點為支點的杠桿，F是作用在杠桿B端的力。圖中線段AB與力F的作用線在一條直線上，且OAAB。線段_(選填“OA”“AB”或“OB”)表示力F的力臂。圖6.1-9答案：OA4.(2016·通州一模)關于探究“杠桿的平衡條件”的實驗。(1)將如圖6.1-10甲所示的裝置放在水平桌面上，發(fā)現杠桿的左端高于右端，則應調節(jié)杠桿兩端的螺母向_(選填“左”或“右”)移動，直到杠桿水平平衡。(2)杠桿平衡后，若在圖6.1-10乙中的B位置掛2個鉤碼，則應在A位置掛_個相同的鉤碼，才能使杠桿保持在水平位置平衡。(3)如圖6.1-10丙所示，在B位置仍掛2個鉤碼，改用彈簧測力計在C位置豎直向上拉，使杠桿保持水平平衡。若此時將彈簧測力計改為向右上方斜拉，要使杠桿仍然保持水平平衡，拉力F的大小將_(選填“變大”“變小”或“不變”)。甲乙丙圖6.1-10答案：(1)左(2)4(3)變大5(2016·順義二模)實驗臺上有如下實驗器材：一個帶支架且有刻度的杠桿如圖6.1-11所示，一個量程為05 N的彈簧測力計、6個質量均為50 g的鉤碼和兩段細線。請利用上述實驗器材設計一個實驗，證明“當杠桿在水平位置平衡時，如果阻力臂和動力臂保持不變，則動力與阻力成正比”。圖6.1-11(1)本實驗的因變量是_；應控制不變的量是_。(2)本實驗改變自變量的方法是_。答案：(1)動力阻力臂和動力臂(2)改變鉤碼個數6(2016·房山一模)工人用扳手擰松工件上一個緊固的螺栓，盡管他使出了渾身力氣，卻沒能成功，如圖6.1-12甲所示。于是他想出了一個新點子：在其他條件不變的情況下，取來一根繩子，將繩的一頭拴在扳手柄的上端，再次使出渾身力氣拉繩的另一頭，如圖6.1-12乙所示?？蛇€是沒能扳動螺栓，這是為什么呢?請分析其中的原因。說出你認為可行的一種辦法？甲乙圖6.1-12答案：前后兩種做法力臂沒有改變，所以力的作用效果沒有改變，故不能扳動螺栓?？尚凶龇ㄊ牵簱Q用長把扳手，增加力臂，可將螺栓擰松。(或給扳手套上一截較長的鋼管，或增加滑輪組等設施。)拓展提高1(2016·豐臺一模)圖6.1-13是抽水馬桶水箱進水自動控制的結構原理圖，AOB為一可繞固定點O轉動的輕質杠桿，已知OAOB=12，A 端用細線掛一空心鋁球，質量為2.7 kg。 當鋁球一半體積浸在水中，在B 端施加3.5 N的豎直向下的拉力F 時，杠桿恰好在水平位置平衡。( , g 取10 N/kg)下列結果正確的是( )圖6.1-13A該鋁球空心部分的體積為 B該鋁球的體積為 C該鋁球受到的浮力為20 ND該鋁球受到的浮力為40 N答案：C2.(2016·朝陽二模)為了探究杠桿的平衡條件，物理老師帶來了一個自制杠桿AB。在杠桿上找一點C用支架支起來，在B點掛一個重物，如圖6.1-14所示，小陽依次在杠桿上的、A三點施加向下的力，當杠桿水平平衡時，發(fā)現用力越來越小。根據這一實驗現象提出一個可以探究的科學問題：_ 圖6.1-14答案：杠桿平衡時，用力的大小與用力的這一點到支點的距離是否有關？ 3(2016·西城一模)利用圖6.1-15所示的實驗裝置探究“杠桿的平衡條件”。請按要求完成下列問題。(1)將杠桿安裝在支架上，發(fā)現杠桿右端下沉，此時應將杠桿右側的平衡螺母向調_(選填“左”或“右”)，使杠桿在水平位置平衡。(2)如圖6.1-15甲所示掛鉤碼，杠桿在水平位置平衡，若將杠桿左右兩側各去掉一個相同的鉤碼，則杠桿_(選填“左”或“右”)端將下沉。(3)如圖6.1-15乙所示，用彈簧測力計在杠桿C處豎直向上拉時，若杠桿能在水平位置平衡，則懸掛在A處的鉤碼總質量為_kg。(g取10 N/kg) 甲乙圖6.1-15答案：(1)左(2)右(3)0.24.(2016·海淀二模)圖6.1-16是利用液壓起重機提升重物的示意圖，起重機工作過程中在幾個支腳M的作用下使車輪離開水平地面。在某次提升重物A的過程中，可繞D點自由轉動的吊臂BD始終保持水平方向，柱塞E始終保持豎直方向且作用于吊臂的C點。已知起重機質量為8 000 kg，支腳對地面的作用總面積S=0.2 ，CD=2 m，BD=8 m，=2 000 kg，物體A豎直勻速上升速度v=0.45 m/s。忽略吊臂、滑輪、鋼絲繩的質量，不計摩擦，g取10 N/kg，求：圖6.1-16(1)起重機提升重物A的功率；(2)起重機提升重物A的過程中，起重機對地面的壓強p；(3)起重機柱塞E對吊臂BD的支持力F；解:=2 000 kg×10 N， N×0.45 W。=8 000 kg×10 N/kg N，p= Pa。×BD=F×CDF= N。實戰(zhàn)演練1(2016·門頭溝一模)在圖6.1-17所示的四種用具中，正常使用時屬于費力杠桿的是( )A.修樹剪子B.核桃夾子C.取碗夾子D.羊角錘圖6.1-17答案：C2.(2016·石景山一模)請在圖6.1-18中作出力F的力臂，并用L表示。圖6.1-18答案：略3(2016·延慶一模)小華通過實驗探究杠桿平衡時動力臂和動力的關系。(1)實驗中保持杠桿在水平位置平衡，目的是可以直接從杠桿上讀出_。(2)實驗過程中，保持阻力、阻力臂不變，在杠桿水平平衡時，測出每一組動力臂和動力的數據，并利用實驗數據繪制了與的關系圖像，如圖6.1-19甲所示。請根據圖像推算，當為0.6 m時，為_N。(3)若A 點是動力作用點，OA 為動力臂，在圖6.1-19乙中作出力 的示意圖。甲乙圖6.1-19答案：(1)力臂(2)0.5(3)如圖6.1-20所示圖6.1-204.(2016·房山二模)如圖6.1-21所示，小明利用彈簧測力計、大燒杯、足量的水、輕質細繩和輕質杠桿測量一石塊的密度。以下是小明設計的實驗步驟，請你按照他的實驗思路，完成問題。(1)將石塊用細繩系好懸掛在杠桿B點，測力計通過繩套在A端施加豎直向上的拉力，杠桿在水平位置平衡，如圖6.1-21甲所示。讀出此時彈簧測力計的示數，將記錄在表格中。(2)在大燒杯內裝入適量的水，石塊的位置不變，將石塊浸沒在水中(石塊不接觸容器)，測力計通過繩套在A端施加豎直向上的拉力，杠桿在水平位置平衡，如圖6.1-21乙所示。讀出此時彈簧測力計的示數，將記錄在表格中。(3)已知水的密度為，利用測量出的物理量和計算石塊的密度=_，并將計算結果記錄在表格中。甲乙圖6.1-21答案：課時2 滑輪知識梳理1定滑輪：定滑輪實質上是一個等臂杠桿，所以使用定滑輪不省力，但能改變力的方向。2.動滑輪：動滑輪實質是動力臂是阻力臂2倍的杠桿，動滑輪省一半力，但費距離，且動滑輪不能改變力的方向。3滑輪組：滑輪組是由定滑輪和動滑輪組合而成的，可以達到既省力又可以改變力的方向的目的，在忽略滑輪組與軸之間的摩擦和繩重的情況下，使用滑輪組提升重物時，所用的力F與物重及的表達式為F=；繩子自由端移動距離s與物體被提升的高度h的表達式為s=nh。(有n段繩與動滑輪接觸)考點典例考點1 定滑輪、動滑輪及滑輪組的省力關系(高頻考點)【例1】 用如圖6.2-1所示的裝置提升同一物體，在滑輪重及摩擦不計的情況下最省力的是( )ABCD圖6.2-1【思路分析】通過受力分析得出F與G的關系?！敬鸢浮緾考點2 滑輪組的距離、速度關系(高頻考點)【例2】 如圖6.2-2所示的滑輪組，不計繩子質量及滑輪轉動摩擦。重物G=130 N，每一個滑輪重20 N。當物體勻速豎直上升時，繩自由端豎直向上拉力F大小為_N。若重物G上升0.1 m，則繩自由端向上運動的距離為_。若重物G能以0.2 m/s的速度勻速上升，則繩自由端向上運動速度為_m/s。圖6.2-2【思路分析】確立研究對象為動滑輪和物體，受力分析得出，得出F=50 N；根據s=3h得出s=0.3 m；根據，得出=0.6 m/s。【答案】500.30.6考點3 側放滑輪的力、速度關系(高頻考點)【例3】 如圖6.2-3所示的裝置中，用200 N的力F拉著物體A在水平面上勻速前進。若A與滑輪相連的繩C上拉力大小是120 N，不計滑輪和繩的重力以及繩與滑輪之間的摩擦，求：圖6.2-3(1)A、B各受地面的摩擦力為多大？(2)若A運動的速度為0.3 m/s，則B運動的速度為多大？【思路分析】確立研究對象為A，得出=80 N；確立研究對象為B，得出=60 N；=0.6 m/s。【自主解答】(1)80 N60 N(2)0.6 m/s考點4 歸納滑輪組拉力與物重關系(此考點是中考高頻考點)【例4】 小鋼利用滑輪組及相關器材進行實驗，記錄的實驗數據如下表所示。請根據表中數據歸納出拉力F與重力G的關系：F=_?！舅悸贩治觥坷脭祵W知識進行解答?！敬鸢浮?.4G+0.1 N基礎訓練一、單項選擇題1如圖6.2-4所示，用三個力沿不同的方向拉繩子, 則( )圖6.2-4A最大BC最大D一樣大答案：D2.使用如圖6.2-5所示的裝置來提升重物時，既能省力又能改變力的方向的裝置是( ) 甲乙 丙丁圖6.2-5A甲B乙 C丙 D丁答案：D3工人們?yōu)榱税徇\一個笨重的機器進入廠房, 他們設計了如圖6.2-6所示的四種方案(機器下方的小圓表示并排放置的圓形鋼管的橫截面)。其中最省力的方案是( ) ABCD圖6.2-6答案：C4.使用滑輪組時，拉起重物所用力的大小取決于( )A定滑輪的個數B動滑輪的個數C定滑輪和動滑輪的個數D連接動滑輪繩子的段數答案：D5如圖6.2-7所示，物重為G，在水平拉力F的作用下勻速前進，速度為v，這時物體受到的摩擦力的大小和物體運動的速度分別為( )圖6.2-7A，2vB2F，CF，vDG，2v答案：A6在圖6.2-8所示的裝置中，不計滑輪的重力和摩擦，若拉力F=4 N，則兩彈簧測力計的示數( )圖6.2-8A甲為8 N，乙為12 NB甲為12 N，乙為8 NC甲為8 N，乙為8 ND甲為12 N，乙為12 N答案：B二、作圖題7.如圖6.2-9所示，利用動滑輪來提升一個物體，拉力F豎直向上。動滑輪其實就是一個變形的杠桿，請在圖中標出它的支點O，并畫出F的力臂L。圖6.2-9答案：略8.工人站在樓下，利用圖6.2-10所示的滑輪組把桶提升到樓上，請在圖中畫出滑輪組的繞繩方法。圖6.2-10答案：略三、計算題9裝卸工人用如圖6.2-11所示的滑輪組勻速提升質量為100 kg的貨物，動滑輪重60 N，繩子自由端被拉下2 m。在此過程中，求：圖6.2-11 (1)物體的重力為多少牛頓？(2)所用拉力F為多少牛頓？(3)物體上升多少米？(g取10 N/kg，不計繩重及滑輪摩擦)答案：(1)1 000 N(2)530 N(3)1 m10.如圖6.2-12所示，用滑輪組從H=15 m深的水中勻速提起底面積為0.02 、高為2 m的實心圓柱體，該物體的密度為 ，如果動滑輪掛鉤用鋼絲繩與物體相連，繞在滑輪上的繩子能承受的最大拉力為400 N，不計滑輪重與摩擦，取g=10 N/kg。求：當物體以0.2 m/s的速度被勻速提起時，經多長時間繩子被拉斷？圖6.2-12解：因為不計摩擦及滑輪重和繩重，所以滑輪組對圓柱體的拉力=2F。當繩中拉力達到400 N時，繩子恰好被拉斷，設此時圓柱體下表面到水面高度為h，則=G，即， ×10 N/kg×0.02 ×h+2×400 ×10 N/kg×0.02 ×2 m，解得h=1 m。圓柱體上升的高度s=H-h=15 m-1 m=14 m，所以t=70 s。答：當物體以0.2 m/s的速度勻速提起時，經過70 s繩子被拉斷。拓展提高1裝置如圖6.2-13所示，已知物體在拉力F作用下處于靜止狀態(tài)，不計滑輪重，若彈簧測力計示數為10 N，則拉力F=_N。圖6.2-13答案：52.如圖6.2-14所示，A物體質量為2 kg，在力F的作用下沿水平地面做勻速直線運動，運動速度為2 cm/s，彈簧測力計讀數為5 N，力F的大小為_N，繩子自由端運動速度為_cm/s。圖6.2-14答案：543如圖6.2-15所示，不計輪與軸的摩擦和滑輪的重力，物體處于平衡狀態(tài)時( )圖6.2-15ABCD答案：B4如圖6.2-16所示，水平桌面上的物體A重30 N，在力F的作用下做勻速運動，此時彈簧測力計的示數為2 N。若滑輪組重及滑輪與繩間的摩擦均不計，則作用力F=_N，物體A受到的摩擦阻力f=_N。圖6.2-16答案：24實戰(zhàn)演練 (2016·順義一模)圖6.2-17是用滑輪組打撈水中物體的示意圖，已知物體A的質量為80 kg，體積為 。當卷揚機加在繩子自由端豎直向下的拉力F為400 N時，物體A在水中以0.1 m/s的速度勻速豎直上升。(物體A始終未露出水面。不計繩重和摩擦，g取10 N/kg)求：圖6.2-17(1)物體A在水中(未露出水面)時受到的浮力；(2)物體A在水中勻速豎直上升時，拉力F的功率P；(3)動滑輪所受的重力。解：(1)物體A在水中受到的浮力 ×10 =200 N。(2)繩端的速度=2×0.1 m/s=0.2 m/s，拉力F做功的功率=400 N×0.2 m/s=80 W。(3)A浸沒在水中時繩上拉力為T，則+T，所以=80 kg×10 N/kg-200 N=600 N。所以=2FT=2×400 N600 N=200 N。課時3 機械效率知識梳理1利用機械工作時對人們有用的功叫有用功。對人們沒有用，但又不得不做的功叫額外功。有用功與額外功的總和叫總功。2.有用功與總功的比值叫機械效率，即有用功占總功的百分比。公式是。有用功總小于總功，所以機械效率總小于1。3用一個動滑輪把重200 N的貨物勻速提高2 m，所用的拉力是125 N,則有用功是400J，總功是500J，這個動滑輪的機械效率是80%。4.提高機械效率的方法：有用功一定時，盡量減小額外功；額外功一定時，盡可能增大有用功。減小額外功通?？梢詼p小機械自重或減小摩擦力。5測量滑輪組機械效率的原理公式，需要測量的物理量有物重G、拉力F、物體上升高度h、繩自由端移動距離s，需要的測量工具有彈簧測力計、刻度尺?？键c典例考點1 滑輪組繞法、計算有用功、總功、機械效率(高頻考點)【例1】 建筑工地上，工人師傅將如圖6.3-1所示的滑輪裝配成最省力的滑輪組，利用它站在地面上向下拉繩提升重物。圖6.3-1(1)請在圖6.3-1中畫出滑輪組的繞線；(2)利用此滑輪組，工人用500 N的力將1 200 N的重物勻速提升4 m，求滑輪組的機械效率。【思路分析】明確人站在地上這一關鍵點，再者是繞制成最省力的滑輪組，選擇從人手開始畫起，向上繞過最大的定滑輪，再連接到動滑輪，依此繞下去，完成滑輪組的繞制。計算機械效率時注意繩子自由端移動距離是物體上升距離的3倍即可?！咀灾鹘獯稹?(1)滑輪組繞線如圖6.3-2圖6.3-2(2)機械效率=80%?？键c2 提高機械效率途徑(高頻考點)【例2】 每個動滑輪重力為2 N，用如圖6.3-3兩種滑輪組來提升相同的重物G，哪些功是有用功？哪些功是總功？哪個滑輪組機械效率高？為什么？(不計繩重和摩擦)甲乙圖6.3-3【思路分析】提升重物G升高h，這一部分功為有用功，Gh；繩子末端在力F作用下通過距離s，這個功是總功。兩個滑輪組的相同?？偣Ψ謩e為，。其中乙滑輪組要提升的動滑輪數量更多，做的額外功也較多，所以甲滑輪組機械效率較高。【自主解答】甲圖：有用功為提升重物G所做的功,即Gh;總功為力F所做的功，即。乙圖：有用功為提升重物G所做的功，即Gh；總功為力F所做的功，即。甲滑輪組機械效率高，因為乙滑輪組要提升的動滑輪數量更多，做的額外功也較多。考點3 探究滑輪組機械效率的影響因素(高頻考點)【例3】 (2015·北京中考)實驗桌上有帶橫桿的鐵架臺、刻度尺、彈簧測力計、細繩，另外還有鉤碼一盒，質量不等的滑輪2個，滑輪的輪與軸之間的摩擦很小，可忽略不計。請選用上述實驗器材證明：動滑輪的機械效率與動滑輪所受重力有關。(1)寫出實驗步驟；(2)畫出實驗數據記錄表格?！舅悸贩治觥棵鞔_自變量是動滑輪所受重力，做到會變、會測、會記錄；因變量是動滑輪的機械效率，會記錄、計算。探究有關、無關實驗次數是兩次?！咀灾鹘獯稹?1)實驗步驟：用調好的彈簧測力計分別測出一個鉤碼、一個動滑輪所受的重力，分別用G、表示。如圖6.3-4所示組裝實驗器材，用彈簧測力計豎直向上勻速拉繩子自由端，繩子自由端所受拉力用F表示，繩子自由端移動的距離用s表示，鉤碼上升的高度用h表示。用彈簧測力計測出F，用刻度尺分別測出s、h。并把測量數據記錄在表格中。圖6.3-4用彈簧測力計測出另一動滑輪所受重力，保證所掛鉤碼不變，仿照步驟分別測量對應的F、s、h。并把測量數據記錄在表格中。利用公式=，計算兩次實驗動滑輪的機械效率，并將值記錄在表格中。(2)實驗數據記錄表：基礎訓練一、單項選擇題1關于機械效率，下面說法中正確的是( )A有用功越多，機械效率越高B額外功越多，機械效率越高C做功越多，機械效率越高D有用功在總功中占的比例越大，機械效率越高答案：B2.下列說法中正確的是( )A能省力的機械也能省功B使用動滑輪能省一半的力，也能省一半的距離C要把50 N的重物舉高2 m，則無論使用哪一種機械，至少要做100 J的功D省距離的機械可以省力，但不能省功答案：C3關于機械效率，下列說法正確的是( )A機械效率高的機械做功一定多B使用機械可以省力，省力越多，機械效率越高C沒有摩擦時，機械效率一定等于100%D做同樣的有用功，額外功越小，機械效率越高答案：D4.甲吊車的機械效率比乙吊車的機械效率高，當它們分別把相同質量的物體勻速提升相同高度時，則( )A甲吊車的電動機做的有用功較多B乙吊車的電動機做的額外功較多C甲吊車的電動機做的總功較多D甲、乙兩吊車的電動機做的總功相同答案：B5小明利用圖6.3-5所示的裝置探究滑輪組的特點，他將重為3 N的物體勻速提高了0.5 m，已知繩子自由端的拉力F為2 N，則繩端移動的距離s及提起重物時滑輪組的機械效率是( )圖6.3-5As=1.5 m，=50Bs=1.5 m，=80 Cs=1 m，=75Ds=1 m，=37.5答案：C6.某實驗小組分別用如圖6.3-6所示的甲、乙兩個滑輪組(每個滑輪重相同)勻速提起相同的重物。不計繩重及摩擦，下列說法正確的是( )甲乙圖6.3-6A.甲圖省力，機械效率甲圖大B.甲圖省力，機械效率一樣大C.乙圖省力，機械效率一樣大D.乙圖省力，機械效率乙圖大答案：B二、多項選擇題7.下列措施中可以提高機械效率的是( )A增大物體提升的高度B改變繩子的繞法，使滑輪組更省力C減少動滑輪的個數D增大被提升的物體的質量答案：CD8圖6.3-7所示的甲、乙兩滑輪組，在相同的時間內用大小相同的力和分別把質量相等的重物提升到相同的高度，則( )甲乙圖6.3-7A力和力做功的功率相同B力的功率大于力的功率C乙滑輪組的機械效率高D甲、乙兩個滑輪組的總功相同答案：BC9.圖6.3-8中定滑輪重2 N，動滑輪重1 N。物體A在拉力F6 N的作用下，1 s內沿豎直方向勻速升高了0.2 m。不計繩重和軸摩擦，則以下計算結果正確的是( )圖6.3-8A繩子自由端移動速度為0.4 m/sB滑輪組的機械效率為87.5%C天花板對滑輪組的拉力為20 ND滑輪組對物體A做功的功率為2 W答案：AC三、實驗探究題10圖6.3-9甲是小磊測量動滑輪的機械效率的示意圖。他用彈簧測力計拉動繩子自由端，將質量為200 g的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時彈簧測力計從圖中的A位置勻速豎直上升到B位置，在這個過程中，彈簧測力計對繩的拉力為F，彈簧測力計的示數如圖乙所示。請你根據小磊做的實驗完成下列問題：甲乙圖6.3-9(1)彈簧測力計的示數是_N；(2)鉤碼上升的距離是_cm；(3)拉力F做的功是_J；(4)動滑輪的機械效率為_。答案：(1)1.2(2)10.00(3)0.24(4)83.3%11.在“測定動滑輪機械效率”的實驗中，小明用如圖6.3-10所示的動滑輪提升鉤碼，改變鉤碼的數量，正確操作，實驗數據如下：圖6.3-10(1)實驗時，用手_拉動彈簧測力計，使掛在動滑輪下的鉤碼緩緩上升。(2)第次實驗時測得動滑輪的機械效率為_。(3)第次實驗時，鉤碼上升的速度為0.05 m/s，則拉力的功率為_W。靜止時拉力F的大小_(選填“大于”“小于”或“等于”)1.7 N。(4)由表中實驗數據分析可知，同一動滑輪，所提升物重增大，機械效率將_(選填“增大”“減小”或“不變”)。答案：(1)勻速豎直(2)71.4%(3)0.17小于(4)增大12如圖6.3-11所示，在探究滑輪組的機械效率實驗中小龍和小文用同樣的滑輪，卻連成了甲、乙不同的滑輪組并測出了各自的實驗數據。 甲乙圖6.3-11(1)小文測得滑輪組的機械效率為_。(2)實驗后小文想：對于同一個滑輪組，它的機械效率是否不變呢?經過思考后他認為：即使像圖乙那樣已繞好的滑輪組，機械效率也不是固定的，還應該與_有關，并用實驗驗證了自己的猜想是正確的。小文的實驗方法是_ 。(3)小龍認為：用滑輪組提升重物時，人提升動滑輪所做的功是沒有用的，所以，_也應該是影響滑輪組機械效率高低的主要因素。答案：(1)62.5%(2)物體重力改換不同重力的鉤碼 (3)動滑輪所受重力四、計算題13(2016·通州一模)如圖6.3-12所示，工人用滑輪組提升重480 N的物體，所用拉力F為200 N，物體以0.2 m/s的速度勻速上升了2 m。求：圖6.3-12(1)拉力F所做的功；(2)拉力F做功的功率；(3)滑輪組的機械效率。答案：(1)WFs200 N×3×2 m1 200 J。(2)PFv200 N×3×0.2 m/s120 W。(3)=80%。拓展提高1(2015·通州一模)如圖6.3-13所示，是利用電動機通過滑輪組提升水中物體A的示意圖。當浸沒在水中的物體A勻速上升時，滑輪組的機械效率為80%；當物體A離開水面后，以0.1 m/s的速度勻速上升時，電動機的功率為P。已知物體A的體積V=0.2 ，質量m=0.5 t。不計繩重、滑輪軸摩擦及水的阻力，g取10 N/kg。圖6.3-13求：(1)動滑輪重。(2)電動機的功率P。解：(1)物體A受到的浮力 ×10 N/kg×0.2 N=因此=0.8=750 N。 圖6.3-14(2)A離開水面后，以動滑輪和A為整體=mg=500 kg×10 N/kg=5 000 NF=G=×(5 000 N+750 N)= NP=Fv= N×3×0.1 m/s=575 W。2.圖6.3-15是某建筑工地利用滑輪組和卷揚機提起重物的示意圖。當以速度勻速提起質量為的建筑材料時，滑輪組的機械效率為，卷揚機拉力的功率為；當以速度勻速提起質量為的建筑材料時，滑輪組的機械效率為，卷揚機拉力的功率為。若=5%，=23，=90 kg，動滑輪受到的重力=100 N?；喤c軸的摩擦、細繩受到的重力忽略不計，g取10 N/kg。求：圖6.3-15(1)提起質量為的建筑材料時卷揚機對繩的拉力；(2)兩次工作過程中，建筑材料上升的速度與之比。解：(1)設提起質量的建筑材料時卷揚機對繩的拉力為，根據動滑輪受力關系可得=500 N。(2)設質量為、的建筑材料上升高度都為h，則=90%。因為=5%,所以+5%=95%。=1 900 N設提起質量的建筑材料時卷揚機對繩的拉力為，根據動滑輪受力關系可得=1 000 N根據P=Fv有,=。實戰(zhàn)演練1.(2016·西城一模)(多選)小剛利用如圖6.3-16所示的滑輪組及相關器材進行實驗，改變所掛物體重G，在繩自由端施加豎直向上的拉力F，使滑輪組勻速提拉重物升高相同的高度，拉力所做的總功為W，滑輪組的機械效率為。不計繩重及輪與軸的摩擦，圖6.3-17中關于物重G及對應的W和的關系圖像，其中正確的是( )圖6.3-16 ABCD圖6.3-17答案：BD2(2016·房山一模)用如圖6.3-18所示的滑輪組，做“探究滑輪組機械效率”的實驗，測出了如下表所示的實驗數據。圖6.3-18 (1)根據表中數據，實驗過程中，此滑輪組的機械效率為_%。(2)用此滑輪組勻速提起重為G的物體升高h，所用時間為t。拉力的大小為F，則拉力F的功率P=_。(用該題中已知字母表示)答案：8021