1、2024-2025学年九年级上册物理考点解读与训练11.5 机械效率1、机械效率的概念（1）概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。总功：有用功与额外功的和叫总功。总功的计算：W总=Fs；W总=W有用+W额外有用功的计算方法：W有用=Gh；W有用=W总-W额外额外功的计算方法：W额外=Gh，W额外=f摩s；W额外=W总-W有用（2）计算公式：用W总表示总功，用W有用表示有用功，用表示机械效率，则：。由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。（3）提高机
2、械效率的主要办法：在有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施；在额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。2、机械效率的计算和大小比较机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下：机械效率的大小比较：（1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。（2）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高；（3）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高；（4）当额外功一定时，机械所做的总功越
3、多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。3、机械效率的应用及改变方法（1）有用功是由使用机械的目的所决定的，当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有=Gh；（2）额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功，对于斜面而言，W额=fs；（3）总功是指动力对所做的功，一般情况下使用斜面时，动力做功W总=Fs；（4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”，而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功，即：W总=W有+W额；（5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于1（理想状态下可能等于1），并且无单位斜面的机械效率，在同一斜面上，由于倾
4、斜程度相同，即；一定，故在同一斜面上拉同一物体（粗糙程度相同）时，在斜面上所移动的距离（或物体被提升的高度）不同时，机械效率是相同的；（6）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关，斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低。提高机械效率的主要办法：有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施；额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。4、有关机械效率的探究实验滑轮（组）机械效率的测量实验：实验目的：测量滑轮组的机械效率实验原理：注意事项
5、：（l）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变；（2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数；（3）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值；实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大。斜面机械效率的测量实验：实验目的：探究斜面的机械效率实验原理：实验结论：斜面越陡机械效率越高，斜面越缓，机械效率越低。杠杆机械效率的测量实验：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0.5
6、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66.7%请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：由于使用杠杆时需要克服摩擦做功；（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钩码移动距离h/m拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率/%1A点1.50.100.70.3071.42B点2.00.151.20.3083.3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：不能；请简要说明两条理由：两次
7、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。【考点1 机械效率的概念】【典例1-1】甲、乙两种机械的机械效率分别是80%和65%，则下列说法正确的是（）A使用甲机械省力B使用甲机械做功快C在相同的时间内，使用甲机械做的有用功多D乙机械的额外功在总功中占的比例大【典例1-2】机械效率越高的简单机械，必定是有用功占总功的比例越_（选填“大”或“小”），机械效率的数值总_（选填“大于”、“等于”或“小于”）1。以同样速度行驶的列车和小汽车，_（选填“列车”或“小汽车”）动能大。【变式1-1】下列说法中正确的是（）A机械效率越高，机械越省力B机械效率越高，机械做的有用功一定越多C
8、功率越大的机械做功时机械效率一定越高D有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高【变式1-2】明代学者宋应星（江西人）著有天工开物，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。桔槔属于_（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率_1（选填“”“”或“”）。【考点2 机械效率的计算和大小比较】【典例2-1】用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，分别用其将A、B两个物体在相同时间内匀速提升相同的高度，两次的拉力F1F2，不计绳重和摩擦。下列说法错误的是（）A两物体所受重力GAGBB两次做的有用功W1W2C两次拉力做功的功率P1P2D两滑轮组的机械效率甲乙【典例2-2】如图所示，用两
9、滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），则拉力F1_F2，两装置的机械效率1_2。【典例2-3】如图甲是一种剪式千斤顶，如乙图通过旋转手柄连接带螺纹的螺杆，就能轻易地顶起小车。这种千斤顶是利用_（只要写出一种简单机械）来省力的；小华在一次给小汽车换胎工作中，转动手柄把质量为1.5t的小车的一后轮顶起了20cm，若顶起小车后轮的力只需车重的三分之一，则这个过程中所做的有用功为_J，小华做的总功是5000J，则此次工作千斤顶的机械效率是_。（g取10N/kg）【典例2-4】某建筑工地上一台升降机工作时的平均功率为2.5104W，运载质量为1.5103kg的货物在10
10、s内上升了9m，g取10N/kg。求此过程中：（1）货物上升的平均速度；（2）升降机做的有用功；（3）升降机的机械效率。【变式2-1】如图所示，小州分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体M（绳长不变），测得物体M所受重力和拉力如表所示则下列说法中正确的是（）GMF甲F乙F丙9N10N10N10NA使用甲、乙、丙图中的三种机械时，丙图中机械最省力B使用甲、乙、丙图中的三种机械时，乙图和丙图中机械都能省力C使用甲、乙、丙图中的三种机械时，它们的机械效率均相等D使用甲、乙、丙图中的三种机械时，甲图中的机械效率最大【变式2-2】图所示，是建筑工地常用来搬运砖块的两种机械（滑轮组和起重机）。观察图中甲、
11、乙两图，可知_图的机械功率较大，观察图中丙图和_图可得出：在相等的时间内，起重机比滑轮组做的功_。（选填“多”或“少”）【变式2-3】等电梯费时，爬楼梯费劲，如图所示是某女大学生发明的“爬楼”自行车，3分钟爬20层楼，速度堪比电梯。若她的质量为60kg，当她3分钟爬楼的高度为60m，她克服重力所做的功为J，她爬楼的功率为250W，则她爬楼的效率为_%。（g取10N/kg）【变式2-4】如图为某建设工地，一台起重机在2min内消耗电能106J将重为30000N的混凝土预制料匀速提升了24m。g取10N/kg，通过计算回答：在提升过程中。（1）起重机对混凝土预制料做了多少功？（2）起重机对混凝土预
12、制料做功的功率是多少？（3）起重机的效率是多少？【考点3 机械效率的应用及改变方法】【典例3-1】如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（）A拉力F做的功是有用功B拉力对物体做的功是额外功C绳子自由端移动的距离是物体移动距离的3倍D增加物体的重力可以增加滑轮组的机械效率【典例3-2】十堰人民的人均收入越来越高，很多家庭都用上了家用手摇晾衣架，A、B两滑轮中属于动滑轮的是_；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重，绳重及摩擦，静止时绳的拉力F_N。请你提出使用的提高手摇晾衣架机械效率的方法：_。【典例3-3】做值日时，小阳将一桶水从一楼提到三楼。此过程中，小阳对水做的功是_
13、功，小阳克服自身重力做的功是_功，一共做的功是_功（以上均选填“有用功”、“额外功”、“总功”）。【典例3-4】沈阳地铁3号线是即将建成运营的第六条地铁线路，建成后将有利于缓解道路交通压力、优化交通结构。如图是某处地铁施工时的起重机及其滑轮组的示意图。钢丝绳拉力F由电动机提供，拉力做功的功率为3000W，利用该滑轮组在30s内将质量为0.3t的沙土匀速吊出15m深的竖井。（g取10N/kg）求：（1）拉力移动的速度：（2）拉力的大小：（3）该滑轮组的机械效率。【变式3-1】用如图所示的动滑轮提升重物，下列措施能提高动滑轮机械效率的是（）A减小被提升物体的高度B增大动滑轮的重力C减小绳子的拉力D
14、增大物体的重力【变式3-2】在实践活动基地，小壮体验使用劳动工具对工作的影响。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起相同的高度。每个滑轮重20N，两次物体均以0.5m/s的速度匀速上升，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（）A甲、乙两种方式都能省功B乙方式比甲方式更省力C甲、乙两种方式的机械效率相等D甲、乙两方式中拉力的功率之比为3：2【变式3-3】如图所示，利用滑轮组帮助汽车脱困，汽车在5s内沿直线匀速前进1m，作用在绳子上的拉力F为1000N，拉力做功的功率为_W；若该滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的阻力为_N。【变式3-4】小明利用假
15、期去参加社会实践活动，他在建筑工地了解到如图甲所示的起重机在某次工作时，先将质量为10kg的长方体货物从地面上的A点匀速竖直提升到B点，再从B点匀速水平移动20s到达C点，所用时间及各点间距离如图乙所示，长方体货物与地面的接触面积为0.02m2，g取10N/kg。（1）若货物静止在A点时，起重机的绳子对它的拉力为50N，则货物对地面的压强为多少？（2）起重机将货物从A点移动到C点的整个过程中所做功的功率为多少？（3）若要提高起重机的机械效率，请你说出一种可行的方法_。【考点4 有关机械效率的探究实验】【典例4-1】）探究滑轮组机械效率实验：次数物重N提升高度/m拉力N绳端移动距离m机械效率12
16、0.11.00.366.7%240.10.3（1）第二次试验时，测力计示数如图所示，此时绳子自由端受到的拉力为_N，滑轮组机械效率为_；（2）分析实验数据，可初步得出的实验结论：同一滑轮组的机械效率与_有关。【典例4-2】某兴趣小组对滑轮和杠杆的机械效率进行了实验探究。（1）如图分别用甲、乙两相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，滑轮重力小于沙和桶的总重力。用甲滑轮绳端所施加的拉力为F1，做的总功为W1，机械效率为1；用乙滑轮绳端所施加的拉力为F2，所做的总功为W2，机械效率为2，若不计摩擦和绳重，则：F1_F2（/），W1_W2（/），1_2（/）。（2）如图丙所示，用竖直向上的力匀速拉
17、动质量分布均匀的杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将_（变大/变小/不变）。现用竖直向上的拉力将重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为_。若将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将重物提升相同的高度，两次有用功_（相等/不等），第_（1/2）次杠杆的机械效率高。【典例4-3】（1）小芳把重10N的物体从水平地面竖直向上匀速提升2m。小芳对物体做的功为_J。（2）小明猜想：“图中斜面提升物体，接触面粗糙程度不变时，物体越轻，机械效率越高”。设计一个实验，多次测量斜面的机械效率，检验其猜想。实验步骤（已准备图中的斜面
18、、有凹槽的物体，若需要可补充器材）：_。写出测量第一次机械效率的表达式_。写出判断小明猜想是否正确的依据_。【变式4-1】小张同学测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表。实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率11051555.6%21.550.8153205101566.7%（1）第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为_N。（2）第2次实验时，滑轮组的机械效率是_。（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越_（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高。【变式4-2】某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实
19、验的主要步骤如下：用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。回答下列问题：（1）本次实验中，若提升的钩码重一定，不计装置的摩擦，则影响杠杆机械效率的主要因素是_。（2）该杠杆机械效率的表达式是_。（用题中给出的字母表示）（3）若将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_（变大/变小/不变）。请简要说明理由_。【变式4-3】（2023卧龙区
20、校级一模）汽车沿着盘山公路，可以驶上高耸入云的山峰，请用弹簧测力计、斜面（尽量光滑）、刻度尺、带挂钩的小物块等器材，设计一个实验说明：上山的公路为什么修的弯弯曲曲如盘龙，而不是从山下直通山顶？操作步骤：（1）_；（2）_；（3）改变斜面的倾斜角度，再次重复上述实验。实验现象：_；若已测出斜面的高和长分别h和L，则斜面的机械效率表达式为：_。1关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（）A作用在物体上的力越大，对物体做功越多B力对物体做功越快，功率就越大C力对物体做功越多，功率就越大D有用功越多，机械效率就越大210月1日清晨，北京天安门广场举行庄严的升国旗仪式，关于升旗过程中的一些数据，下列说
21、法正确的是（）A一面国旗的质量约为50gB升国旗时国旗上升的速度约为5m/sC带动国旗上升的电动机的效率可达到100%D旗手的正常体温约为373如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（）A绳自由端的拉力F甲F乙B拉力所做的功W甲W乙C拉力的功率P甲P乙D滑轮组的机械效率甲乙4在生产和生活中经常使用各种机械，下列说法正确的是（）A使用任何机械都可以省力B使用任何机械都可以省功C使用机械时，有用功越大，机械效率越高D使用机械时，有用功占总功的比例越大，机械效率越高5如图所示，关于简
22、单机械，下列说法不正确的是（）A如图甲是一个省力杠杆B如图乙使用定滑轮可以改变力的方向C如图丙使用斜面可以省功D如图丁使用滑轮组可以省力6（2023黄埔区一模）分别使用甲、乙两个滑轮组将重为10N的物体A在2s内匀速拉升20cm，拉力大小如图所示，下列说法正确的是（）A甲更省力B乙绳子自由端移动距离更大C两次所做的有用功都是200JD此过程F1做的功比F2做的功多7（2022春新野县期末）下列说法正确的是（）A两个力的合力，一定大于其中任何一个力B用力推桌子，桌子静止不动，因为推力小于摩擦阻力C排水管的“反水弯”呈U形利用了连通器的原理D用桶提水时，对桶所做的功是有用功8如图所示，重为15N的
23、物体在大小为10N，水平向左的拉力F1作用下沿水平地面做匀速直线运动，5s运动了2m。若水平桌面对物体的摩擦力为10N则（）A拉力F1做的功等于为20JB拉力F1的功率为4WC滑轮的机械效率为75%D摩擦力做的功为20J9（多选）如图所示是用桔槔汲水的场景，其中桔槔左端用绳系一木桶，人向下拉绳让左端的水桶向下进入井中，同时右端的坠石升高。水桶装满水后放手，右端的坠石下降，水桶上升。下列说法正确的是（）A人向下拉绳时，装置可视为一个费力杠杆B人向下拉绳时，坠石受到的重力是阻力C水桶盛满水后向上升的过程中，装置可视为省力杠杆D水桶盛满水后向上升的过程中，装置的机械效率小于1二、填空题。10机械效率
24、是_功跟_功的比值，公式_，使用任何机械都要做_功，所以机械效率总是_。11小明利用如图甲所示的滑轮组，将不同的物体匀速提升1m，图乙所示为克服物体重力做的功和拉力做的功随物重变化的柱状图，不计绳重和摩擦。定滑轮的作用是_，物重为150N时，小明做的有用功为_J，动滑轮的重力为_N。12（1）如图1所示，用刻度尺测量木块的长度，测量值为_cm。（2）飞机在跑道上滑行3000m后起飞升空，用时约50s，则飞机在滑行过程中的平均速度约为km/h，起飞后以地面为参照物，飞机是_（填“静止”或“运动”）的。（3）如图2当运动员用船桨划水时，运动员手中使用的船桨属于_（填“省力”或“费力”）杠杆，使用它
25、_（填“能”或“不能”）省功。（4）我国“嫦娥工程”已经实施落月探测，物体在月球上所受重力只相当于地球上的。质量为140kg的玉兔号月球车在月球上的质量为_kg，在月球上所受到的重力为_N。（g10N/kg）13（2022南京模拟）如图A所示的两种剪刀，正常使用时为了少移动距离，应使用_剪刀（填“甲”或“乙”）；这两种剪刀在使用时都_（选填“能”或“不能”）省功；如图B所示，工程车上的起重臂就是一个杠杆，使用它的好处是能够省_；如图C所示，A装置是_滑轮。14如图所示，用动滑轮将重为4.2N的物体匀速提升10cm，弹簧测力计的示数如图所示。使用动滑轮的好处是_，动滑轮的机械效率为_%。钓鱼用的
26、钓鱼竿属于（选填“省力杠杆”、“费力杠杆”或“等臂杠杆”）。15如图所示是工人用滑轮组提升货物的情景。当他用大小为200N的拉力拉动轻绳，可匀速提升重为360N的货物A。此时滑轮组的机械效率为_%。（忽略绳重和摩擦）三、实验探究题。16如图所示，某实验小组在做“测滑轮组机械效率”的实验。实验数据记录于表中。实验次数钩码重G/N钩码上升的高度h/m绳端的拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率120.10.80.3240.11.50.388.9%340.151.50.4588.9%460.152.20.4590.9%（1）第1次实验，滑轮组的机械效率为_；（2）想提高此滑轮组的机械效率，以下措施中
27、不可行的是_。A.选用轻质动滑轮 B.给滑轮的轴心加润滑油C.增加物体被提升的高度 D.增大被提升的物体的重力17小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，将重G为15N的物体的挂在一粗细相同、质量均匀的长硬棒的中点，手竖直提起棒的另一端，用10N的拉力使物体在2s内缓慢匀速提升了0.1m，拉力移动了0.2m的距离，如图所示（不计摩擦），则：（1）小明利用杠杆所做的有用功_J，杠杆的机械效率_，长硬棒的重力_N；（2）若把重物远离支点移动一段距离，则将该重物缓慢匀速提升了0.1m时，杠杆的机械效率将（填变大、变小或不变）。18（1）如图1所示，轻质杠杆在F1和F2的作用下处于静止状态，O为支点。该杠
28、杆_（选填“是”或“不是”）处于平衡状态；杠杆的平衡条件公式为_，测出AO的距离为sAO，OB的距离为sOB，请分析为什么F1sAO的数值不等于F2sOB的数值？_；保持F1不变，若把F2方向改为沿虚线方向，为了保持杠杆在原来的位置静止，则F2的大小将会（选填“变大”“变小”或“不变”）；理由是：_；若撤去F2，在B点施加另一个与F2大小相等、方向相反的力F2，杠杆能否处于平衡状态？（选填“能”或“不能”）。（2）如图2所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至高度为H的B点；用平行于斜面的拉力F把重也为G的物体乙从C点匀速拉至与B等高的D点，此过程绳的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械效率
29、为_（用题目中的物理量符号表示）。19在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。（1）表格中第三次实验的机械效率为_（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究_（选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面_，机械效率越高；实验序号斜面的倾斜程度物块的重力G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N斜面长s/m机械效率1较缓100.25.5136.4%2较陡100.47.0157.1%3最陡100.68.51（2）另一位同学为探究自
30、己的猜想，设计了如下步骤。把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；用弹簧测力计沿斜面把一木块_拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；保持斜面的_不变，改变斜面的_，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；比较两次_的大小，即可初步验证猜想是否正确。20（2023庐阳区校级二模）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，测力计的示数如图所示，钩码总重G为1N，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_。（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
31、，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”）。21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_（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
32、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）。22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）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，应把杠杆两端的平衡螺母向_（选填“左”或者“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。（2）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：_（用字母表示）。他这样得出的结论_（选填“
33、合理”或“不合理”）；原因是：_。（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是：_。（4）小明接着利用杠杆研究机械效率，如图丙所示。实验的主要步骤如下：a.用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；b.竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A
34、、B两点上升的高度为h1、h2。请你帮小明完成下列问题：杠杆机械效率的表达式为_（用已知或测量的物理量符号表示）。本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：_。若只将钩码的悬挂点由A移至C，而O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。四、计算题。23图甲是某落锤式打桩机实物图，打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械。其原理示意图如图乙所示。桩锤由卷扬机用吊钩提升，释放后自由下落而打桩。已知桩锤的质量为400kg，桩锤底面积为0.1m2，桩顶面积为0.04m2。求：（1）若桩锤下落打在桩上的瞬时压力为4105N，此时
35、桩锤对桩的压强；（2）若卷扬机把桩锤匀速提升2m，所用时间为2s，在此提升过程中卷扬机的功率为8103W，此过程中卷扬机的效率。24一辆重为6104N的的汽车不慎陷入泥坑，司机用如图所示的滑轮组将汽车拖出，已知整个过程中，水平拉力是1104N，汽车10s内沿水平方向匀速移动了4m，滑轮组的机械效率为80%，求：（1）拉力F做的总功；（2）拉力F做功的功率；（3）汽车受到的摩擦力。25如图所示，工人师傅用动滑轮把一重物匀速提升到一定高度，不计绳重和摩擦。如果动滑轮的自重为5N，该装置的机械效率为75%，工人所做的总功为60J，求：（1）工人所做的额外功。（2）动滑轮上升的高度。26两个实心正方体
36、A、B由密度均为的同种材料制成，正方体A的质量为0.7kg，正方体B的质量为5.6kg，将A、B均放置在水平桌面上时，如图甲所示，两物体对桌面的压强分别是pA、pB；若将A物体浸没在水中，用甲滑轮组匀速提升，如图乙所示，匀速提升过程A物体一直没露出水面，此时滑轮组的机械效率为80%。已知动滑轮的重力为A物体重力的0.2倍，绳重和摩擦不计，水1103kg/m3，求：（1）A物体的重量GA；（2）A、B两物体对桌面的压强之比。（3）A、B两个实心正方体的材料密度。五、解答题。27如图显示是甲、乙两机械的参数。（1）甲的机械效率为甲，乙的机械效率为乙，则甲_乙（选填“大于”或“等于”或“小于”）；（
37、2）根据如图提供的参数，若此图中甲做功10s，则甲的总功率是多少？282014年9月河北省第十四届运动会在沧州市胜利闭幕，为迎接本次比赛的胜利召开，比赛前各场馆建设进行了认真准备，场馆建设工地上的工人用如图所示的滑轮组将重3000N的物体M以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动4m，拉力F大小为400N，物体M与地面间的滑动摩擦力大小是物体M重力的0.2倍，求：（1）物体M与地面间的滑动摩擦力大小是多少？（2）该滑轮组的机械效率是多少？（3）拉力F做功的功率是多少？参考答案【考点1 机械效率的概念】【典例1-1】D【分析】（1）机械效率是指有用功占总功的百分比；（2）功率是表示做功快慢的物
38、理量。【解答】解：A、机械效率高是指做的功中有用功占的比例高，与是否省力无关，故A错误；B、机械效率高是指做的功中有用功占的比例高，与做功的快慢，即功率无关，故B错误；C、机械效率是指有用功占总功的百分比，由于总功未知，故不能确定甲机械做的有用功多，故C错误；D、乙的机械效率较低，说明有用功占总功的比例小，相应的，额外功占总功的比例就比较大，故D正确。故选：D。【典例1-2】大；小于；列车。【分析】（1）机械效率是指有用功和总功的比值，额外功在总功中占的比例越小，则机械效率越高；因为总功等于有用功加额外功，所以机械效率总小于1，机械效率的大小与额外功有关；（2）影响动能大小的因素是物体的质量和
39、速度，质量越大、速度越大，动能越大。【解答】解：（1）机械效率越高的简单机械，有用功在总功中占的比例越大；因为使用任何机械都要做额外功，且有用功与额外功之和等于总功，所以有用功一定小于总功，而机械效率等于有用功与总功的比值，所以机械效率总小于1；（2）列车和小汽车以相同的速度行驶时，速度相同，列车的质量大，因此列车具有的动能大。故答案为：大；小于；列车。【变式1-1】D【分析】使用机械时，有用功与总功的比值叫机械效率；物体在单位时间完成的功叫功率，是表示做功快慢的物理量。【解答】解：AD机械效率是有用功跟总功的比值，这个比值越大机械效率越高，与机械是否省力无关，故A错误，D正确；B因为机械效率
40、是用功跟总功的比值，所以做的有用功越多，机械效率不一定越大，故B错误；C功率是表示做功快慢的物理量，功率的大小与机械效率的高低没有关系，故C错误；故选：D。【变式1-2】杠杆；。【分析】（1）根据使用桔槔时动力臂与阻力臂的关系判断杠杆的类型；（2）由于存在额外功，机械效率小于1。【解答】解：使用桔槔时，桔槔能绕悬挂点转动，桔槔属于杠杆；用桔槔汲水时，要提升桔槔、水桶做额外功，使得有用功小于总功，机械效率1。故答案为：杠杆；。【考点2 机械效率的计算和大小比较】【典例2-1】B【分析】（1）由图知，n12，n23，不计绳重和摩擦，利用F（G+G动），已知F1F2，比较G1和G2大小关系；（2）根
41、据WFs比较功的大小；（3）根据P比较功率大小；（4）将重物匀速提升相同高度h，动滑轮重力相同，额外功相同，根据重力的关系判断出有用功的大小，根据100%判断机械效率。【解答】解：A、左图中n12，不计绳重和摩擦，则F1（GA+G动），提升重物的重力：GA2F1G动；右图中n23，不计绳重和摩擦，则F2（GB+G动），提升重物的重力：GB3F2G动；因为F1F2，所以可得GAGB；故A正确；B、A、B两个物体在相同时间内匀速提升相同的高度，则A中拉力移动的距离s12h，B中拉力移动的距离s23h，F1F2，W1F1s1，W2F2s2，所以W1W2，故B错误；C、时间相同，W1W2，P1，P2，则P1P2，故C