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专题12简单机械及机械效率-备战2024年中考物理真题透析（全国通用）
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这是一份专题12简单机械及机械效率-备战2024年中考物理真题透析（全国通用），文件包含专题12简单机械及机械效率-备战2024年中考物理全国通用教师版docx、专题12简单机械及机械效率-备战2024年中考物理全国通用学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共55页， 欢迎下载使用。
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►考向一 杠杆
1．（2023·巴中）如图所示，下列四种工具中，不属于省力杠杆的是（ ）
A． 铁匠剪刀B．羊角锤
C． 筷子D． 扳手
【答案】C
【解析】ABD．使用剪刀、羊角锤和扳手时，动力臂大于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，属于省力杠杆，故ABD不符合题意；
C．使用筷子时，动力臂小于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，动力大于阻力，不属于省力杠杆，属于费力杠杆，故C符合题意。
故选C。
2．（2023·淄博）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（ ）
A．前臂杠杆是省力杠杆
B．肘关节处可以视为支点
C．肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力
D．前臂保持水平时，阻力臂最长
【答案】A
【解析】ABC．用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处。用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一个费力杠杆；故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意。
D．前臂保持水平时，阻力F2到支点的作用线的距离最远，即阻力臂最长，故D正确，不符合题意。
故选A。
3.（2023·随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．肩膀应该靠近“轻的一头”
B．肩膀应该靠近“重的一头”
C．肩膀应该居于扁担正中间
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子向下运动
【答案】B
【解析】ABC．根据杠杆平衡的条件F1l1= F2l2可知，力变大，力臂减小，为了使扁担处于水平平衡状态，肩膀应该靠近“重的一头”，故AC错误，B正确；
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”， “闪动”时一个框子向上运动同时另一个框子向下运动，会使扁担前后一端翘起，一端下沉，不便于人向前运动，故“闪动”时两个框会同时向下或向上运动，故D错误。
故选B。
4.（2023·常州）调节平衡螺母使杠杆处于水平平衡状态。在A点悬挂两个钩码，如图所示，要使杠杆水平平衡，需在B点悬挂 个钩码。取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平平衡，测力计的示数为 N。（每个钩码重）
【答案】 3 0.75
【解析】[1]一个钩码的重是0.5N，设杠杆一个小格长度为L，在A点悬挂2个钩码时，根据杠杆平衡条件可得
代入数据有
解得
即在B处挂3个钩码。
[2]取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，设测力计的拉力为，杠杆水平平衡时，根据杠杆平衡条件可得
即
解得
5．（2023·大连）如图所示。放置花盆的支架只在A，D两点用螺钉固定在墙壁上，BC保持水平。已知AC长为，CD长为，BC长为，花盆的重力为G，重力作用线恰好过BC中点。若不计支架的重力，则D点螺钉对支架B的水平拉力 （用已知量表示）。为了减小拉力F，花盆位置应离墙壁 一些。
【答案】 近
【解析】[1]支点为A，花盆对支架的压力为阻力F2，从支点A做到花盆重力作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂，如图所示
D处螺钉水平拉力（动力）的力臂l1+l2，由杠杆平衡条件可得
D处螺钉的水平拉力的大小
[2]由杠杆平衡条件可知，在阻力、动力臂不变的情况下，阻力臂越小、动力越小、越省力；所以为了安全，应减小阻力臂，从而减小D处的拉力，花盆应尽量靠近墙壁。
6.（2023·凉山）图甲是自行车的手闸，其中ABO部分可视为一种杠杆，其简化示意图如图乙所示，O为支点，F2为阻力，请在图乙中画出：（1）作用在A点的最小动力F1及其力臂；（2）阻力F2的力臂。
【答案】
【解析】（1）由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂乘积一定时，动力臂越长，动力越小，图中O为支点，因此OA作为动力臂最长；动力方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图。
（2）从支点O作阻力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂
7.（2023·菏泽）用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，完成下列问题。
（1）实验前杠杆状态如图甲所示，应当向 调节平衡螺母使杠杆呈水平状态；
（2）如图乙所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂若干钩码，在支点的右侧悬挂1个钩码，发现无论怎样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以通过 （只填一种可行的操作即可）来实现；
（3）调整后继续实验，从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码 和 的大小。
（4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤钩到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为 kg。
【答案】 右 见解析 重力 力臂 0.4
【解析】（1）[1]由图可知，杠杠左端下沉，说明杠杆的重心偏左，应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]如乙图所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂4个钩码，在支点的右侧只悬挂1个相同规格的钩码，则左端钩码的重是右端钩码重的4倍，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，则杠杆右端的力臂应为左端力臂的4倍，所以为使杠杆水平平衡，可以通过将左侧的钩码向右移动2格，右端的钩码悬挂在右侧距支点第4格的位置，即可满足杠杆的平衡条件，杠杆能水平平衡。
（3）[3][4]根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，在做“探究杠杆的平衡条件”实验中，要测量动力、动力臂、阻力、阻力臂，因此从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码重力和力臂的大小。
（4）[5]由题可知，秤砣的重力为G秤砣=m秤砣g=0.5kg×10N/kg=5N
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，则有G秤钩×5cm=G秤砣×1cm
则G秤钩×5cm=5N×1cm
解得G秤钩=1N，提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值时，有(G秤钩+G物)×5cm=G秤砣×5cm
即(1N+G物)×5cm=5N×5cm
解得G物=4N，由G=mg可以，物体的质量为
即提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为0.4kg
►考向二 滑轮和滑轮组
8.（2023·海南）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】A．分别用如图四种机械提起同一重物，忽略机械自重和摩擦，则根据杠杆平衡条件可得
则
B．由图可知，该滑轮组由1股绳子承担物重，拉力等于物重G，即F=G；
C．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即；
D．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即；
综上分析可知，最省力的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
9.（2023·常德）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（ ）
A．F甲=200N，并向上移动4m
B．F甲=100N，并向上移动2m
C．F乙=200N，并向上移动1m
D．F乙=400N，并向上移动lm
【答案】D
【解析】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以
拉力端移动的距离为s=2h=2×2m=4m
故AB错误；
CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力F乙=2G物=400N
拉力端移动的距离为
故C错误，D正确。
故选D。
10.（2023·菏泽）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（ ）
A．重力做功数值为Gs
B．拉力做功数值为Fs
C．摩擦力做功数值为fs
D．使用此滑轮既省力又省功
【答案】C
【解析】A．物体在水平地面上匀速运动，重力的方向竖直向下，物体没有在重力的方向上通过一定的距离，重力做功为零，故A错误；
B．图中滑轮是动滑轮，拉力移动的距离s′=2s
拉力做功W=Fs′=F×2s=2Fs
故B错误；
C．摩擦力做功Wf=fs
故C正确；
D．摩擦力做功可以省力，由功的原理可知，使用任何机械都不省功，使用此滑轮不能省功，故D错误。
故选C。
11.（2023·金昌）如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
【答案】
【解析】要使滑轮组最省力，则动滑轮上缠绕的绳子数应最多，由图中可知，滑轮组中有一个动滑轮，则动滑轮上最多可缠绕三股绳子
►考向三 机械效率
12.（2023·兴安盟）如图所示，工人用滑轮组将重为200N的货物10s内匀速提升6m，拉力为150N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.8m/s
B．该滑轮组的机械效率为80%
C．拉力做功的功率是90W
D．该滑轮组的动滑轮重为100N
【答案】D
【解析】A．货物10s内匀速提升6m，货物上升的速度为
由题图可知，滑轮组绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的速度是
故A错误；
BC．拉力做的总功为
拉力做功的功率为
拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为
故BC错误；
D．忽略绳重及摩擦，根据
可得，该滑轮组的动滑轮重为
故D正确。
故选D。
13.（2023·通辽）如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被水平匀速拉动1.2m时，作用在绳子自由端的拉力F为1000N，绳子自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车移动的速度为0.4m/s
B．拉力F做的功为1200J
C．汽车受到的摩擦力大小为2000N
D．拉力F所做的有用功的功率为480W
【答案】D
【解析】A．由题意可知，绳子自由端移动的速度为v=0.6m/s，且动滑轮上有两股绳子承重，故可得汽车移动的速度为
B．汽车移动的距离为s0=1.2m，故绳子自由端移动的距离为s=2s0=2×1.2m=2.4m
绳子自由端的拉力为F=1000N，故由W=Fs可得，拉力F做的功为W总=Fs=1000N×2.4m=2400J
故B错误；
C．因滑轮组的机械效率为80%，故可得滑轮组所做的有用功为
由W=Fs可得，汽车受到绳子的拉力为
因汽车在水平方向上受到向左的绳子拉力F0和向右的摩擦力f，由力的平衡可得，汽车受到的摩擦力为f=F0=1600N
故C错误；
D．由P=Fv可得，拉力F所做的有用功的功率为P有=F0v0=1600N×0.3m/s=480W
故D正确。
故选D。
14.（2023·广州）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为。此过程（ ）
A．有用功为300J
B．做的功等于做的功
C．做的功小于做的功
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】A．做的功为有用功，大小为
故A错误，不符合题意；
BC．做的功为总功，大小为
故BC错误，不符合题意；
D．滑轮组的机械效率为
故D正确，符合题意。
故选D。
15.（2023·深圳）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。
【答案】 2 0.5
【解析】[1]由图乙可知，对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功W有=WA总-WA额=3J-1J=2J
[2] A、B是两个完全相同的物体，都拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同；由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J
16.（2023·德州）利用如图所示的滑轮组将重的重物竖直匀速提升，若滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为 ，拉力 N。增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会 （选填“提高”、“降低”或“不变”）。
【答案】 9 100 提高
【解析】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效段数n=3，则绳子自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m
[2]根据题意知滑轮组的机械效率为80%，由得
解得F=100N。
[3]增加重物的重力时，有用功增大，而摩擦不计、动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将提高。
17.（2023·陕西）如图，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到斜面顶端，用时20s。已知斜面高1.2m，长5m。此过程中小车移动的速度为 m/s，小明推小车的功率为 W，他做的有用功为 J，该斜面的机械效率为 。
【答案】 0.25 37.5 600 80%
【解析】[1]此过程中小车移动的速度为
[2]小明推小车做的功W总=Fs=150N×5m=750J
推小车的功率为
[3]他做的有用功为W有=Gh=500N×1.2m=600J
[4]该斜面的机械效率为
18.（2023·湘潭）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动。第 1次实验时，钩码上升的时间为 3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 m/s；
（2）第4次实验时所做的有用功为 J， 滑轮组的机械效率是 %；
（3）分析 1、2、4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； 分析 2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A． 换用更轻的动滑轮B． 加快提升物体的速度
【答案】 匀速直线 0.05 0.3 80 大 无关 A
【解析】（1）[1]实验中为使弹簧测力计读数平稳，需要使钩码做匀速直线运动。
[2]第 1次实验中，绳子3s钟的时间，移动的距离为15cm，则绳子移动的速度为
（2）[3]第4次实验时所做的有用功为
[4]第4次实验做的总功为
第4次实验滑轮组的机械效率为
（3）[5]根据1、2、4次实验的数据可知，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。
[6] 2、3两次实验中，钩码的重力相同，只改变钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变，可知轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）[7]根据效率公式可知，提高机械效率的方法一为：额外功一定时，增加有用功，即增加物重；二为：有用功一定时减少额外功，即换用轻质滑轮，故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
1．（新情境）（2023·益阳）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中
（1）人做的有用功为多少？
（2）辘轳的机械效率多大？
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？
【答案】（1）400J；（2）80%；（3）60J
【解析】（1）根据题意，人做的有用功为
（2）根据题意可知
（3）根据题意可知
克服水斗做的功为
克服井绳重力及摩擦力做的功为
2．（跨学科）（2023·攀枝花）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的正上方，，，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆的质量不计。
（1）杠杆AO1B是 （选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为 N。
【答案】 省力 20
【解析】（1）[1]杠杆AO1B支点为O1，动力在A点处，阻力在B点处，作用力在竖直方向上，此时动力臂大于阻力臂，故此杠杆为省力杠杆。
（2）[2]如图所示，在杠杆DCO2中，阻力臂为
动力臂为，根据杠杆平衡条件可得C点处作用力为
若要把桶盖翻开，根据杠杆平衡条件，在杠杆AO1B中，脚对踏板A处的压力至少为
3．（新考法）（2023·河北）在均匀直尺的中央挖一小凹槽，把一个薄金属片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小盘，在小盘中倒入质量不等的大米和小米，调整小盘在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如图所示。由图可知，大米的质量 （选填“大于”或“小于”）小米的质量。F是左盘对直尺施加的力，请在图中画出F的力臂 。现向左盘中再加入少量大米，写出一种能够使直尺恢复平衡的方法： 。
【答案】 小于 向右盘放入少量小米
【解析】[1]由上图可知，大米对直尺压力的力臂大于小米对直尺压力的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，大米的重力小于小米的重力，根据G=mg，故大米的质量小于小米的质量。
[2]从支点O向F的作用线作垂线段l，即为F的力臂l，如下所示：
[3]现向左盘中再加入少量大米，则左边力与力臂之积变大，为使直尺恢复平衡，向右盘放入少量小米。
1．（2023·深圳）下列属于费力杠杆的是（ ）
A． 汽车方向盘 B． 门把手
C． 小白同学家的水龙头 D． 雨刮器
【答案】D
【解析】ABC．汽车方向盘、门把手、水龙头属于轮轴，是轮转动带动轴转动，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故ABC不符合题意；
D．雨刮器属于轮轴，是轴转动带轮转动，故阻力臂大于动力臂，相当于费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
2．（2023·泰州）如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是（ ）
A．夹起食物的筷子B．拔钉子的羊角锤
C．剪铁丝的钢丝钳D．起瓶盖的开瓶扳手
【答案】A
【解析】我国天宫空间站的机械臂是动力臂比阻力臂短的杠杆，是费力杠杆。
A．夹起食物的筷子的动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故A符合题意；
BCD．拔钉子的羊角锤、剪铁丝的钢丝钳、起瓶盖的开瓶扳手的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·威海）如图所示，将若干重物放在4个自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平都向右倾斜，秤盘最终落在桌面上，若不改变秤盘的悬挂位置，仅将重物左右互换，互换后可能重新在水平位置平衡的天平是（ ）
A．甲B．乙C．丙D．丁
【答案】C
【解析】AD．甲、丙图中，水平平衡时，左右两边的力臂大小相等，放入重物后天平向右倾斜，根据杠杆的平衡条件，右边的物体重力一定比左边的大，将重物左右互换，会向左边倾斜，故AD不符合题意；
B．甲图中，水平平衡时，左边力臂大于右边力臂，放入重物后天平向右倾斜，根据杠杆的平衡条件，右边的物体重力一定比左边的大，将重物左右互换，会向左边倾斜，故B不符合题意；
C．丙图中，水平平衡时，左边力臂小于右边力臂，放入重物后天平向右倾斜，根据杠杆的平衡条件，右边的物体重力可能比左边的大，也可能比左边的小，将重物左右互换，若右边的物体重力比左边的大，有可能会在水平位置平衡，故C符合题意。
故选C。
4．（2023·济南）图甲所示的案秤是生活中测量质量的常用工具，与各1个标有“0.5kg”“1kg”“5kg”和2个标有“2kg”的增砣配套使用。如果把图乙所示的标有“2kg”的增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果应该（ ）
A．大于2kgB．等于2kg
C．小于2kgD．无法判断
【答案】C
【解析】标有“2kg”的增砣实际质量不是2kg，是指当被测物体的质量为2kg时，放在该增砣，案秤恰好在水平方向平衡，该增砣的质量为m，根据杠杆平衡条件得，ml砣=2kg×l物，因为l砣>l物，所以l砣<2kg，即当把增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果应该小于2kg，故C正确。
故选C。
5．（2023·无锡）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B．向下拉绳放下空桶时拉力为
C．向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆
D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力为
【答案】D
【解析】A．向下拉绳放下空桶时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；
B．向下拉绳放下空桶时，根据杠杆的平衡条件可知G石·OA=（G桶+F）·OB
即40N×1.2m=（20N+F）×0.6m
解之可得：F=60N，故B错误；
C．向上拉绳提起装满水的桶时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D．向上拉绳提起装满水的桶时，根据杠杆的平衡条件可知：G石·OA=（G桶+G水-Fˊ）·OB
即40N×1.2m=（20N+100N-Fˊ）×0.6m
解得Fˊ=40N，故D正确。
故选D。
6．（2023·宜昌）如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是（ ）
A．减少横杆右端的人数B．将支架向右移动
C．横杆右端的人向支架靠近D．减小横杆上悬绳与支架间的距离
【答案】D
【解析】A．如图所示，支架是杠杆支点，人对横杆右端施加向下的力是动力，当巨木太重无法抬起时，就需要更大的动力，需要更多的人来参与给横杆施加向下的力，故A不符合题意；
B．如果将支架向右移动，等于是动力臂减小，阻力臂增大，想要将巨木抬起需要比原来更大的动力，这是不可行的，故B不符合题意；
C．横杆右端的人向支架靠近，则是动力臂减小，在阻力和阻力臂不变的条件下，根据杠杆平衡条件可知，需要更大的动力才能把巨木抬起来，故C不符合题意；
D．减小横杆上悬绳与支架间的距离，等同于是减小阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和动力臂不变的条件下，需要的动力减小了，就能把巨木抬起来，这种改进方式是可行了，故D符合题意。
故选D。
7．（2023·鄂州）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知动滑轮重2N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为5N
B．有用功为10J
C．绳子自由端移动的距离为1.5m
D．该滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】D
【解析】A．由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的拉力为
故A错误；
B．物体提升的高度为h=0.5m，故由W=Gh可得，所做的有用功为W有=Gh=10N×0.5m=5J
故B错误；
C．因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离为s=2h=2×0.5m=1m
故C错误；
D．由图中可知，该滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
8．（2023·河南）如图所示，在的拉力F作用下，用滑轮组将重为的货物匀速提升，在内货物竖直上升了，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组做的有用功为
B．拉力做功的功率为
C．滑轮组的机械效率为
D．此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大
【答案】C
【解析】A．拉力做的有用功W有=Gh=300N×2m=600J
故A错误；
B．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2，绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m
拉力做的总功W总=Fs=200N×4m=800J
拉力做功的功率
故B错误；
C．滑轮组的机械效率
故C正确；
D．由不计绳重和摩擦时
可知，动滑轮的重力一定，提升的货物越轻，即G越小，机械效率越小，故D错误。
故选C。
9．（2023·荆州）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为3mB．拉力做的有用功为500J
C．拉力做的额外功为150JD．拉力做功的功率为25W
【答案】D
【解析】A．物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，物体移动的距离是s=vt=0.1m/s×10s=1m
有两根绳子与动滑轮相连，绳子自由端移动的距离为s绳=ns=2×1m=2m
故A错误；
B．物体与地面间的滑动摩擦力为150N，拉力克服摩擦力做的有用功为W有=fs=150N×1m=150J
故B错误；
C．滑轮组的机械效率是60%，则总功为
拉力做的额外功为W额=W总-W有=250J-150J=100J
故C错误；
D．拉力做功的功率为
故D正确。
故选D。
10．（2023·贵州）工具的发明制造为生产、生活提供便利，如图所示的工具在使用中都是为了 （选填“省力”或“省距离”）。
【答案】省力
【解析】钢丝钳、核桃夹在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离。
11．（2023·武威）如图所示是三种类型的剪刀，请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 （选填“A”“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是为了 （选填“省力”“省距离”或“省功”）。
【答案】 A 省力
【解析】[1][2]由于剪铁皮需要的力较大，为了省力，需要选择省力杠杆，由图可知，A剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮，目的是为了省力。
12．（2023·达州）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重30N，B重5N，则A所受地面的摩擦力为 N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A匀速向左运动，则拉力F= N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）
【答案】 10 20
【解析】[1][2]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知A重30N，B重5N，物体B恰好匀速下降，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即
若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力10N，所以，水平刚好使A匀速向左运动，则拉力
13．（2023·聊城）如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。此滑轮组在1min内将一批建材匀速提升了12m，此过程中滑轮组的机械效率是75%，钢丝绳拉力F所做的功是。则这批建材所受的重力是 N，拉力F的功率是 W。
【答案】 4500 1200
【解析】[1]拉力做的有用功W有=η×W总=75%×7.2×104J=5.4×104J
由W有=Gh可得这批建材所受的重力
[2]拉力F的功率
14．（2023·锦州）如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度匀速运动10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是 J，拉力F的功率是 W，物体A受到的摩擦力是 N。（不计绳重和滑轮重）
【答案】 40 4 32
【解析】[1][2]不计绳重和滑轮重，由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离s绳=2s物=2v物t=2×0.1m/s×10s=2m
弹簧测力计的示数为20N，拉力就是20N，拉力做功为W总=Fs绳=20N×2m=40J
拉力做功的功率
[3]由
得到物体与地面间的滑动摩擦力f=η×2F=80%×2×20N=32N
15．（2023·泰州）如图所示，供轮椅上下的斜坡长L=4m，高h=2m。小明用120N的拉力平行于斜坡向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 J，斜坡的机械效率为 （精确到0.1%），木箱所受摩擦力的大小为 N。
【答案】 400 83.3% 20
【解析】[1]拉力做的有用功W有用=Gh=200N×2m=400J
[2]拉力F做的总功W总=Fs=120N×4m=480J
斜坡的机械效率
[3]拉力做的额外功W额=W总﹣W有用=480J﹣400J=80J
由W额=fs可得，木箱受到的摩擦力
16．（2023·哈尔滨）小丽学习了滑轮的知识后，想利用滑轮组设计一个升降装置，自己把物体吊上楼来，请你画出最省力的绕线方式和物体所受重力的示意图。
【答案】
【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以绳子要系在动滑轮上面的挂钩上，依次向外绕线；过物体的重心，作竖直向下的重力G。
17．（2023·雅安）如图所示，开启瓶盖时开瓶器以O为支点，手在A点施加竖直向上的力F打开瓶盖，请在图中画出力F的力臂l。
【答案】
【解析】从支点O向动力F的作用线引垂线段，就是F的力臂l
18．（2023·锦州）如图所示是中医用切刀切药材的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点的最小力F及其力臂L。
【答案】
【解析】根据杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，要求在A点用力，连接OA，则OA就是最长的动力臂L；由题意可知，要在A点用最小的力F将药材切开，杠杆应按顺时针转动，则动力应垂直于力臂L向下，据此可画出最小动力F的示意图
19．（2023·本溪）如图甲晾晒架，挂衣服时可以把它看成杠杆，图乙为其简化示意图。请在乙图中作出：
（1）当挂较重的衣物时，为了使晾晒架A点受到的支持力最小，请在B、C、D三点中选择一点，作出该点所受到的拉力F2；
（2）晾晒架A点受到的支持力F1及其力臂l1。
【答案】
【解析】（1）当挂较重的衣物时，为了使晾晒架A点受到的支持力最小，动力臂和阻力一定时，阻力臂越小，动力越小；应选择离支点最近的B施加阻力F2。
（2）对A的支持力垂直于墙壁向右，从O画出到支持力F1的垂线即动力臂l1
20．（2023·通辽）如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置（杠杆刻度均匀，每个钩码重0. 5N）。
（1）挂钩码前，杠杆如图甲所示，此时正确的操作是向 （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）接下来，在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后，杠杆重新在水平位置平衡，若将A处的钩码拿掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则应将B处所挂钩码向 （选填“左”或“右”）移动 个格；
（3）某同学用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置，在旋转过程中，要使杠杆始终在水平位置平衡，则弹测力计的示数将逐渐 （选填“变大”或“变小”），原因是 。
【答案】 右 左 2 变大 动力臂逐渐减小
【解析】（1）[1]由图甲可知，此时杠杆左端重，右端轻，故此时应向右调节杠杆的平衡螺母，使杠杆水平平衡。
（2）[2][3]设杠杆每格的长度为l，每个钩码的重力为G，杠杆重新在水平位置平衡，若将A处的钩码拿掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则此时杠杆左端的力臂为FA=6l，杠杆右端钩码的重力为GB=3G，杠杆水平平衡时，由杠杆的平衡条件可得G×6l=3G×lB
解得杠杆B端力臂的长度为
故可知应将B处所挂钩码向左移动2个格。
（3）[4][5]由图丙可知，在旋转过程中，杠杆保持水平平衡，动力臂逐渐减小，而阻力与阻力臂不变，故由杠杆的平衡条件可知，动力逐渐增大，即弹簧测力计的示数将逐渐变大。
21．（2023·青岛）天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件，小海用图甲所示装置进行探究，其中杠杆的刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。
（1）实验中，杠杆在 位置平衡最便于测量力臂；
（2）如图乙所示，杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5cm，杠杆都将失去平衡。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的 和力臂有关；
（3）小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了4次实验。杠杆平衡时的部分数据已填入表中，其中图丙是第4次杠杆平衡时的情景，请将杠杆右侧的阻力数值填入表中；
分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是F1l1 F2l2；
（4）小海与小兰对实验过程进行交流，产生了一个新的问题：若支点不在杠杆的中点，并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力，会出现什么现象？于是他们共同进行了如图丁的探究。
①画出图丁中F1的动力臂l1；( )
②多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验，发现杠杆平衡时，F1l1都是大于F2l2，其原因可能是 。
【答案】 水平 大小 1.0 = 见解析
【解析】（1）[1]实验中，由于作用力是竖直方向上的，如果杠杆在水平位置平衡则力臂刚好在杠杆上，最便于测量力臂。
（2）[2]杠杆已经平衡，如果在左侧钩码下增加一个钩码会改变杠杆受力的大小，杠杆失去平衡，表明与力的大小有关，如果将左侧钩码向右移动5cm，力臂会变小，杠杆失去平衡，表明杠杆平衡与力臂大小有关。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的大小和力臂有关。
（3）[3]如图所示，阻力相当2个钩码重力，每个钩码重0.5N，所以阻力为1N。
[4]分析第1次实验数据可得，
可知，同理计算其它3次实验的数据，获得相同的结论，可归纳出杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。
（4）[5]①力臂是支点到力的作用线的垂线段
②[6]由于支点不在中点处，杠杆自重会产生一个向下的作用力，则F1需要比原来更大才能使杠杆平衡，故其它条件不变，杠杆平衡时，F1l1都是大于F2l2。
22．（2023·怀化）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。
（1）实验中应尽量竖直向上 （选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；
（2）计算出第3组实验的有用功 J，机械效率是 （结果精确到0.1%）；
（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）。
【答案】 匀速 0.4 74.1% 越高 无关
【解析】（1）[1]实验中应沿竖直方向向上匀速拉动弹簧测力计，使测力计示数比较稳定，便于读数。
（2）[2][3]由表格中数据可知，第3组实验的有用功为W有=Gh=4N×0.1m=0.4J
总功为W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J
机械效率是
（3）[4]分析比较第1、2、3次实验数据可知，使用同一个滑轮组提升物体，被提升的物体越重，有用功在总功中所占的比例越大，滑轮组的机械效率就越高。
[5]分析比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，在物重相同时，物体上升的高度不同，机械效率相同，说明机械效率与物体上升的高度无关。
23．（2023·荆州）以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h=1m高处，如图所示，工人所用推力F=1000N。g取10N/kg。求：
（1）推力做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，共用时20s，工人推力做功的功率。
【答案】（1）2400J；（2）80%；（3）210W
【解析】（1）推力做的有用功是W有=Gh=mgh=240kg×10N/kg×1m=2400J
（2）推力做的总功是W总=FL=1000N×3m=3000J
斜面的机械效率为
（3）原来斜面做的额外功为W额=W总-W有=3000J-2400J=600J
原来斜面的摩擦力为
此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，则此时的摩擦力为
此时斜面的长度为5m，则额外功为W'额=f's=240N×5m=1200J
工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，做的有用功是W'有=m'gh=300kg×10N/kg×1m=3000J
此时的总功为W'总=W'额+W'有=1200J+3000J=4200J
工人推力做功的功率是
24．（2023·威海）五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为，轮胎底部与沙滩接触的总面积为，整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为：。（）求：
（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？在此过程中滑轮的机械效率为90%，则小轿车受到的拉力做功的功率是多少？（滑轮轮轴处摩擦不可忽略）
【答案】（1）；（2）5m，1800W
【解析】（1）小轿车静止时对沙滩的压力为
小轿车静止时对沙滩的压强为
（2）如图乙所示，小轿车被匀速拉动通过的路程是
绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
根据得有用功为
小轿车受到的拉力做功的功率
25．（2023·深圳）如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景，如图二中已知其中，木料的体积为，木块的密度为。
（1）求木材所受重力？
（2）如图2，在B端有一木材对绳子的力F1为，当F2为大时，木料刚好被抬起？
（3）随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木材，已知提升的功率为，那这个吊车在10s内可以将该木料提升的高度为多高？
【答案】（1）2×104N；（2）2×103N；（3）5m
【解析】（1）木料的体积为，木块的密度为，则木材所受重力
（2）在B端有一木材对绳子的力F1为，由杠杆平衡条件可得
由于
则木料刚好被抬起时，力F2大小
（3）提升的功率为，由
得，吊车匀速向上提起木材，拉力等于木料重力，则提升速度
吊车在10s内可以将该木料提升的高度
26．（2023·烟台）在宜居宜业和美乡村建设中，某施工队正在进行农村基础设施改建，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。如图甲所示，某次搬运过程中，工人在的时间内，将8袋水泥匀速提起，电动机牵引绳子的拉力F为，每袋水泥质量为。g取，求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率(小数点后保留1位小数)；
（3）为了一次能提升更多的水泥，物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮组进行重新设计，如图乙所示。假设升降机足够稳定，电动机输出功率足够大，电动机牵引绳子的拉力仍为，吊篮及动滑轮的总重力为，不计绳重和摩擦，则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥？
【答案】（1）；（2）83.3%；（3）14
【解析】（1）如图甲所示，动滑轮上绕2条绳，则n=2，水泥被匀速提起，绳子自由端移动的距离为12m，则拉力F做功为
则拉力F做功的功率为
（2）由题可知8袋水泥重力为
升降机搬运水泥做的有用功为
则滑轮组的机械效率为
（3）如图乙所示，动滑轮上绕3条绳，电动机牵引绳子的拉力仍为，则绳子能够拉起物体的总重力为
吊篮及动滑轮的总重力为，不计绳重和摩擦，则一次能拉起水泥的重力为
每袋水泥重力为
则这种设计的装置一次能提起水泥的袋数为
27．（2023·南充）某人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A，如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间关系PA-t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间关系P人-t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η1；A离开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg，人双脚站地时，与地面的接触面积为500cm2，A的底面积为200cm2，η1∶η2=15∶16，ρ水=1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部与池底不密合，忽略液面高度变化，图甲中①②③④段绳均竖直。
（1）求池水深度和A的上升速度；
（2）求A的高度和未露出水面受到的浮力；
（3）求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力；
（4）求动滑轮的重力。
【答案】（1）4m，0.2m/s；（2）1m，200N；（3）400N， 500N；（4）200N
【解析】（1）由图乙可知，物体A在池底时，其底面受到水的压强pA=4×104Pa，根据p=ρgh得，池水深度
忽略液面高度变化，A上升的高度h=4m，时间t=20s，所以A的上升速度
（2）由图丙可知，15~20s时，A从刚接触水面到拉出水面，上升的高度即为物体A的高度hA=vt′=0.2m/s×5s=1m
A的底面积SA=200cm2=0.02 m2
A的体积VA=SA hA=0.02m2×1m=0.02 m3
A未露出水面受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g VA= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02 m3=200N
（3）由图丙可知，A未露出水面时，人对地面的压强p人=0.4×104Pa，人与地面的接触面积S人=500cm2=0.05m2
根据得，人对地面的压力F人=p人S人=0.4×104Pa×0.05 m2=200N
人的重力G人=m人g=60 kg×10N/kg=600N
A未露出水面前人对绳的拉力F拉=G人- F人=600N-200N=400N
由图丙可知，A全部露出水面后人对地面的压强p人′=0.2×104Pa，根据得，人对地面的压力F人′=p人′S人=0.2×104Pa×0.05 m2=100N
A全部露出水面后人对绳的拉力F拉′=G人- F人′=600N-100N=500N
（4）A未露出水面前，机械效率
A全部露出水面后，机械效率
因为η1∶η2=15∶16，所以GA=800N。A未露出水面前，由
得G动=2F拉-GA+F浮=2×400N-800N+200N=200N考点内容
课标要求
命题预测
杠杆
能说出人类使用的一些机械。探究杠杆的平衡条件。
属于常考热点，主要考查杠杆五要素和杠杆的平衡条件及应用。题型主要是选择题、填空题、探究实验题和计算题。主要命题点有：杠杆五要素及作图、杠杆的平衡条件的应用、三种杠杆的辨析及应用、探究杠杆平衡条件等。
滑轮和滑轮组
能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
滑轮和滑轮组是简单机械的重要内容。主要考查定滑轮、动滑轮的特点及滑轮组的力、距离、速度等关系的计算。常见考题类型是选择题、填空题和计算题。命题点有：定滑轮的特点、动滑轮的特点、滑轮组的一些关系、连接滑轮组的作图等。
机械效率
知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径
机械效率是衡量机械性能的重要指标。对机械效率相关问题的考查题型基本上是选择题、填空题和计算题。命题点有：机械效率的含义、滑轮及滑轮组的机械效率的计算、斜面等机械的机械效率的相关计算、测量滑轮或斜面的机械效率等。
解题技巧
（1）从支点到力的作用线的距离叫力臂，不能把从动力作用点到支点的距离作为动力臂，或把从阻力作用点到支点的距离作为阻力臂；力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上。如果力的作用线恰好通过支点，则力臂为零。
（2）杠杆力臂的画法—一找点、二画线、三作垂线段
①首先在杠杆的示意图上，确定支点O。
②画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线延长。
③从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用虚线(或实线)表示并用大括号标明，在旁边标上字母或，分别表示动力臂或阻力臂。
（3）利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题，一般遵循以下步骤：
①确定杠杆支点的位置；
②分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图；
③确定每个力的力臂；
④根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。
（4）判断省力、费力杠杆的方法：根据杠杆平衡条件，要判断一杠杆是否省力，关键在于判断动力臂和阻力臂的长短关系，所以首先应找准支点，并明确动力和阻力，然后过支点作动力臂和阻力臂，最后再根据动力臂和阻力臂的长短关系判断是省力杠杆还是费力杠杆。动力臂比阻力臂长的杠杆省力，动力臂比阻力臂短的杠杆费力。
解题技巧：
（1）定滑轮的轴固定不动，使用定滑轮不省力，但是能改变力的方向。定滑轮实质是个等臂杠杆，动力作用点移动的距离等于重物移动的距离
（2）动力作用在绳上，阻力作用在轴上时，动滑轮实质是个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，此时使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，动力作用点移动的距离是重物移动距离的2倍
（3）若滑轮组用n段绳子吊着物体，拉力为F，物重为G，动滑轮的重力为G动，动力作用点移动的距离为s，重物上升的高度为h，则有：,。
（4）“奇动偶定”：组装滑轮组时，要会确定绳头固定端，一般情况下，若n为奇数，固足端位于动滑轮的框架上，若n为偶数，固定端位于定滑轮的框架上。
实验次数
钩码重力 G/N
钩码上升高度h/cm
拉力 F/N
绳子自由端移动距离s/cm
机械效率η
1
2.0
5
1.0
15
66.7%
2
4.0
5
1.8
15
74.1%
3
4.0
10
1.8
30
74.1%
4
6.0
5
2.5
15
解题技巧
（1）额外功的产生主要有两种原因：
①提升物体时，克服机械自重、容器重等所做的功，如用滑轮组提一桶水时，克服动滑轮重和桶重所做的功都是额外功，；
②克服机械的摩擦所做的功是额外功，如使用滑轮组时，克服轮与轴之间的摩擦以及绳与轮之间的摩擦所做的功都是额外功。
（2）机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功中所占的比例大；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小比阻力小还是大。机械效率高不一定省力。
（3）影响滑轮组机械效率的因素：动滑轮的重力、绳的重力、滑轮与绳间的摩擦力、滑轮与轴间的摩擦力、物体的重力。动滑轮和绳的重力越小、滑轮与绳间的摩擦力越小、滑轮与轴间的摩擦力越小、物重越大，机械效率越高。
（4）若用滑轮组拉着重为G的物体沿水平方向做匀速直线运动，则此时克服物体与水平面间的摩擦力f做的功为有用功，则，总功，此时的机械效率。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.20
2.0
0.10
2
2.0
0.15
2.0
0.15
3
2.0
0.15
1.5
0.20
4
1.5
0.10
( )
0.15
次数
物体的重力
提升的高度
拉力
绳端移动的距离
机械效率
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
4
0.1
1.8
0.3
4
4
0.2
1.8
0.6
74.1%
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►考向一 杠杆
1．（2023·巴中）如图所示，下列四种工具中，不属于省力杠杆的是（ ）
A． 铁匠剪刀B．羊角锤
C． 筷子D． 扳手
【答案】C
【解析】ABD．使用剪刀、羊角锤和扳手时，动力臂大于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，属于省力杠杆，故ABD不符合题意；
C．使用筷子时，动力臂小于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，动力大于阻力，不属于省力杠杆，属于费力杠杆，故C符合题意。
故选C。
2．（2023·淄博）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（ ）
A．前臂杠杆是省力杠杆
B．肘关节处可以视为支点
C．肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力
D．前臂保持水平时，阻力臂最长
【答案】A
【解析】ABC．用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处。用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一个费力杠杆；故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意。
D．前臂保持水平时，阻力F2到支点的作用线的距离最远，即阻力臂最长，故D正确，不符合题意。
故选A。
3.（2023·随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．肩膀应该靠近“轻的一头”
B．肩膀应该靠近“重的一头”
C．肩膀应该居于扁担正中间
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子向下运动
【答案】B
【解析】ABC．根据杠杆平衡的条件F1l1= F2l2可知，力变大，力臂减小，为了使扁担处于水平平衡状态，肩膀应该靠近“重的一头”，故AC错误，B正确；
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”， “闪动”时一个框子向上运动同时另一个框子向下运动，会使扁担前后一端翘起，一端下沉，不便于人向前运动，故“闪动”时两个框会同时向下或向上运动，故D错误。
故选B。
4.（2023·常州）调节平衡螺母使杠杆处于水平平衡状态。在A点悬挂两个钩码，如图所示，要使杠杆水平平衡，需在B点悬挂 个钩码。取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平平衡，测力计的示数为 N。（每个钩码重）
【答案】 3 0.75
【解析】[1]一个钩码的重是0.5N，设杠杆一个小格长度为L，在A点悬挂2个钩码时，根据杠杆平衡条件可得
代入数据有
解得
即在B处挂3个钩码。
[2]取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，设测力计的拉力为，杠杆水平平衡时，根据杠杆平衡条件可得
即
解得
5．（2023·大连）如图所示。放置花盆的支架只在A，D两点用螺钉固定在墙壁上，BC保持水平。已知AC长为，CD长为，BC长为，花盆的重力为G，重力作用线恰好过BC中点。若不计支架的重力，则D点螺钉对支架B的水平拉力 （用已知量表示）。为了减小拉力F，花盆位置应离墙壁 一些。
【答案】 近
【解析】[1]支点为A，花盆对支架的压力为阻力F2，从支点A做到花盆重力作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂，如图所示
D处螺钉水平拉力（动力）的力臂l1+l2，由杠杆平衡条件可得
D处螺钉的水平拉力的大小
[2]由杠杆平衡条件可知，在阻力、动力臂不变的情况下，阻力臂越小、动力越小、越省力；所以为了安全，应减小阻力臂，从而减小D处的拉力，花盆应尽量靠近墙壁。
6.（2023·凉山）图甲是自行车的手闸，其中ABO部分可视为一种杠杆，其简化示意图如图乙所示，O为支点，F2为阻力，请在图乙中画出：（1）作用在A点的最小动力F1及其力臂；（2）阻力F2的力臂。
【答案】
【解析】（1）由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂乘积一定时，动力臂越长，动力越小，图中O为支点，因此OA作为动力臂最长；动力方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图。
（2）从支点O作阻力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂
7.（2023·菏泽）用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，完成下列问题。
（1）实验前杠杆状态如图甲所示，应当向 调节平衡螺母使杠杆呈水平状态；
（2）如图乙所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂若干钩码，在支点的右侧悬挂1个钩码，发现无论怎样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以通过 （只填一种可行的操作即可）来实现；
（3）调整后继续实验，从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码 和 的大小。
（4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤钩到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为 kg。
【答案】 右 见解析 重力 力臂 0.4
【解析】（1）[1]由图可知，杠杠左端下沉，说明杠杆的重心偏左，应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]如乙图所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂4个钩码，在支点的右侧只悬挂1个相同规格的钩码，则左端钩码的重是右端钩码重的4倍，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，则杠杆右端的力臂应为左端力臂的4倍，所以为使杠杆水平平衡，可以通过将左侧的钩码向右移动2格，右端的钩码悬挂在右侧距支点第4格的位置，即可满足杠杆的平衡条件，杠杆能水平平衡。
（3）[3][4]根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，在做“探究杠杆的平衡条件”实验中，要测量动力、动力臂、阻力、阻力臂，因此从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码重力和力臂的大小。
（4）[5]由题可知，秤砣的重力为G秤砣=m秤砣g=0.5kg×10N/kg=5N
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，则有G秤钩×5cm=G秤砣×1cm
则G秤钩×5cm=5N×1cm
解得G秤钩=1N，提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值时，有(G秤钩+G物)×5cm=G秤砣×5cm
即(1N+G物)×5cm=5N×5cm
解得G物=4N，由G=mg可以，物体的质量为
即提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为0.4kg
►考向二 滑轮和滑轮组
8.（2023·海南）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】A．分别用如图四种机械提起同一重物，忽略机械自重和摩擦，则根据杠杆平衡条件可得
则
B．由图可知，该滑轮组由1股绳子承担物重，拉力等于物重G，即F=G；
C．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即；
D．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即；
综上分析可知，最省力的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
9.（2023·常德）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（ ）
A．F甲=200N，并向上移动4m
B．F甲=100N，并向上移动2m
C．F乙=200N，并向上移动1m
D．F乙=400N，并向上移动lm
【答案】D
【解析】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以
拉力端移动的距离为s=2h=2×2m=4m
故AB错误；
CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力F乙=2G物=400N
拉力端移动的距离为
故C错误，D正确。
故选D。
10.（2023·菏泽）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（ ）
A．重力做功数值为Gs
B．拉力做功数值为Fs
C．摩擦力做功数值为fs
D．使用此滑轮既省力又省功
【答案】C
【解析】A．物体在水平地面上匀速运动，重力的方向竖直向下，物体没有在重力的方向上通过一定的距离，重力做功为零，故A错误；
B．图中滑轮是动滑轮，拉力移动的距离s′=2s
拉力做功W=Fs′=F×2s=2Fs
故B错误；
C．摩擦力做功Wf=fs
故C正确；
D．摩擦力做功可以省力，由功的原理可知，使用任何机械都不省功，使用此滑轮不能省功，故D错误。
故选C。
11.（2023·金昌）如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
【答案】
【解析】要使滑轮组最省力，则动滑轮上缠绕的绳子数应最多，由图中可知，滑轮组中有一个动滑轮，则动滑轮上最多可缠绕三股绳子
►考向三 机械效率
12.（2023·兴安盟）如图所示，工人用滑轮组将重为200N的货物10s内匀速提升6m，拉力为150N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.8m/s
B．该滑轮组的机械效率为80%
C．拉力做功的功率是90W
D．该滑轮组的动滑轮重为100N
【答案】D
【解析】A．货物10s内匀速提升6m，货物上升的速度为
由题图可知，滑轮组绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的速度是
故A错误；
BC．拉力做的总功为
拉力做功的功率为
拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为
故BC错误；
D．忽略绳重及摩擦，根据
可得，该滑轮组的动滑轮重为
故D正确。
故选D。
13.（2023·通辽）如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被水平匀速拉动1.2m时，作用在绳子自由端的拉力F为1000N，绳子自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车移动的速度为0.4m/s
B．拉力F做的功为1200J
C．汽车受到的摩擦力大小为2000N
D．拉力F所做的有用功的功率为480W
【答案】D
【解析】A．由题意可知，绳子自由端移动的速度为v=0.6m/s，且动滑轮上有两股绳子承重，故可得汽车移动的速度为
B．汽车移动的距离为s0=1.2m，故绳子自由端移动的距离为s=2s0=2×1.2m=2.4m
绳子自由端的拉力为F=1000N，故由W=Fs可得，拉力F做的功为W总=Fs=1000N×2.4m=2400J
故B错误；
C．因滑轮组的机械效率为80%，故可得滑轮组所做的有用功为
由W=Fs可得，汽车受到绳子的拉力为
因汽车在水平方向上受到向左的绳子拉力F0和向右的摩擦力f，由力的平衡可得，汽车受到的摩擦力为f=F0=1600N
故C错误；
D．由P=Fv可得，拉力F所做的有用功的功率为P有=F0v0=1600N×0.3m/s=480W
故D正确。
故选D。
14.（2023·广州）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为。此过程（ ）
A．有用功为300J
B．做的功等于做的功
C．做的功小于做的功
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】A．做的功为有用功，大小为
故A错误，不符合题意；
BC．做的功为总功，大小为
故BC错误，不符合题意；
D．滑轮组的机械效率为
故D正确，符合题意。
故选D。
15.（2023·深圳）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。
【答案】 2 0.5
【解析】[1]由图乙可知，对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功W有=WA总-WA额=3J-1J=2J
[2] A、B是两个完全相同的物体，都拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同；由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J
16.（2023·德州）利用如图所示的滑轮组将重的重物竖直匀速提升，若滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为 ，拉力 N。增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会 （选填“提高”、“降低”或“不变”）。
【答案】 9 100 提高
【解析】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效段数n=3，则绳子自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m
[2]根据题意知滑轮组的机械效率为80%，由得
解得F=100N。
[3]增加重物的重力时，有用功增大，而摩擦不计、动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将提高。
17.（2023·陕西）如图，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到斜面顶端，用时20s。已知斜面高1.2m，长5m。此过程中小车移动的速度为 m/s，小明推小车的功率为 W，他做的有用功为 J，该斜面的机械效率为 。
【答案】 0.25 37.5 600 80%
【解析】[1]此过程中小车移动的速度为
[2]小明推小车做的功W总=Fs=150N×5m=750J
推小车的功率为
[3]他做的有用功为W有=Gh=500N×1.2m=600J
[4]该斜面的机械效率为
18.（2023·湘潭）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动。第 1次实验时，钩码上升的时间为 3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 m/s；
（2）第4次实验时所做的有用功为 J， 滑轮组的机械效率是 %；
（3）分析 1、2、4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； 分析 2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A． 换用更轻的动滑轮B． 加快提升物体的速度
【答案】 匀速直线 0.05 0.3 80 大 无关 A
【解析】（1）[1]实验中为使弹簧测力计读数平稳，需要使钩码做匀速直线运动。
[2]第 1次实验中，绳子3s钟的时间，移动的距离为15cm，则绳子移动的速度为
（2）[3]第4次实验时所做的有用功为
[4]第4次实验做的总功为
第4次实验滑轮组的机械效率为
（3）[5]根据1、2、4次实验的数据可知，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。
[6] 2、3两次实验中，钩码的重力相同，只改变钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变，可知轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）[7]根据效率公式可知，提高机械效率的方法一为：额外功一定时，增加有用功，即增加物重；二为：有用功一定时减少额外功，即换用轻质滑轮，故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
1．（新情境）（2023·益阳）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中
（1）人做的有用功为多少？
（2）辘轳的机械效率多大？
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？
【答案】（1）400J；（2）80%；（3）60J
【解析】（1）根据题意，人做的有用功为
（2）根据题意可知
（3）根据题意可知
克服水斗做的功为
克服井绳重力及摩擦力做的功为
2．（跨学科）（2023·攀枝花）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的正上方，，，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆的质量不计。
（1）杠杆AO1B是 （选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为 N。
【答案】 省力 20
【解析】（1）[1]杠杆AO1B支点为O1，动力在A点处，阻力在B点处，作用力在竖直方向上，此时动力臂大于阻力臂，故此杠杆为省力杠杆。
（2）[2]如图所示，在杠杆DCO2中，阻力臂为
动力臂为，根据杠杆平衡条件可得C点处作用力为
若要把桶盖翻开，根据杠杆平衡条件，在杠杆AO1B中，脚对踏板A处的压力至少为
3．（新考法）（2023·河北）在均匀直尺的中央挖一小凹槽，把一个薄金属片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小盘，在小盘中倒入质量不等的大米和小米，调整小盘在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如图所示。由图可知，大米的质量 （选填“大于”或“小于”）小米的质量。F是左盘对直尺施加的力，请在图中画出F的力臂 。现向左盘中再加入少量大米，写出一种能够使直尺恢复平衡的方法： 。
【答案】 小于 向右盘放入少量小米
【解析】[1]由上图可知，大米对直尺压力的力臂大于小米对直尺压力的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，大米的重力小于小米的重力，根据G=mg，故大米的质量小于小米的质量。
[2]从支点O向F的作用线作垂线段l，即为F的力臂l，如下所示：
[3]现向左盘中再加入少量大米，则左边力与力臂之积变大，为使直尺恢复平衡，向右盘放入少量小米。
1．（2023·深圳）下列属于费力杠杆的是（ ）
A． 汽车方向盘 B． 门把手
C． 小白同学家的水龙头 D． 雨刮器
【答案】D
【解析】ABC．汽车方向盘、门把手、水龙头属于轮轴，是轮转动带动轴转动，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故ABC不符合题意；
D．雨刮器属于轮轴，是轴转动带轮转动，故阻力臂大于动力臂，相当于费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
2．（2023·泰州）如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是（ ）
A．夹起食物的筷子B．拔钉子的羊角锤
C．剪铁丝的钢丝钳D．起瓶盖的开瓶扳手
【答案】A
【解析】我国天宫空间站的机械臂是动力臂比阻力臂短的杠杆，是费力杠杆。
A．夹起食物的筷子的动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故A符合题意；
BCD．拔钉子的羊角锤、剪铁丝的钢丝钳、起瓶盖的开瓶扳手的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·威海）如图所示，将若干重物放在4个自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平都向右倾斜，秤盘最终落在桌面上，若不改变秤盘的悬挂位置，仅将重物左右互换，互换后可能重新在水平位置平衡的天平是（ ）
A．甲B．乙C．丙D．丁
【答案】C
【解析】AD．甲、丙图中，水平平衡时，左右两边的力臂大小相等，放入重物后天平向右倾斜，根据杠杆的平衡条件，右边的物体重力一定比左边的大，将重物左右互换，会向左边倾斜，故AD不符合题意；
B．甲图中，水平平衡时，左边力臂大于右边力臂，放入重物后天平向右倾斜，根据杠杆的平衡条件，右边的物体重力一定比左边的大，将重物左右互换，会向左边倾斜，故B不符合题意；
C．丙图中，水平平衡时，左边力臂小于右边力臂，放入重物后天平向右倾斜，根据杠杆的平衡条件，右边的物体重力可能比左边的大，也可能比左边的小，将重物左右互换，若右边的物体重力比左边的大，有可能会在水平位置平衡，故C符合题意。
故选C。
4．（2023·济南）图甲所示的案秤是生活中测量质量的常用工具，与各1个标有“0.5kg”“1kg”“5kg”和2个标有“2kg”的增砣配套使用。如果把图乙所示的标有“2kg”的增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果应该（ ）
A．大于2kgB．等于2kg
C．小于2kgD．无法判断
【答案】C
【解析】标有“2kg”的增砣实际质量不是2kg，是指当被测物体的质量为2kg时，放在该增砣，案秤恰好在水平方向平衡，该增砣的质量为m，根据杠杆平衡条件得，ml砣=2kg×l物，因为l砣>l物，所以l砣<2kg，即当把增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果应该小于2kg，故C正确。
故选C。
5．（2023·无锡）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B．向下拉绳放下空桶时拉力为
C．向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆
D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力为
【答案】D
【解析】A．向下拉绳放下空桶时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；
B．向下拉绳放下空桶时，根据杠杆的平衡条件可知G石·OA=（G桶+F）·OB
即40N×1.2m=（20N+F）×0.6m
解之可得：F=60N，故B错误；
C．向上拉绳提起装满水的桶时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D．向上拉绳提起装满水的桶时，根据杠杆的平衡条件可知：G石·OA=（G桶+G水-Fˊ）·OB
即40N×1.2m=（20N+100N-Fˊ）×0.6m
解得Fˊ=40N，故D正确。
故选D。
6．（2023·宜昌）如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是（ ）
A．减少横杆右端的人数B．将支架向右移动
C．横杆右端的人向支架靠近D．减小横杆上悬绳与支架间的距离
【答案】D
【解析】A．如图所示，支架是杠杆支点，人对横杆右端施加向下的力是动力，当巨木太重无法抬起时，就需要更大的动力，需要更多的人来参与给横杆施加向下的力，故A不符合题意；
B．如果将支架向右移动，等于是动力臂减小，阻力臂增大，想要将巨木抬起需要比原来更大的动力，这是不可行的，故B不符合题意；
C．横杆右端的人向支架靠近，则是动力臂减小，在阻力和阻力臂不变的条件下，根据杠杆平衡条件可知，需要更大的动力才能把巨木抬起来，故C不符合题意；
D．减小横杆上悬绳与支架间的距离，等同于是减小阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和动力臂不变的条件下，需要的动力减小了，就能把巨木抬起来，这种改进方式是可行了，故D符合题意。
故选D。
7．（2023·鄂州）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知动滑轮重2N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为5N
B．有用功为10J
C．绳子自由端移动的距离为1.5m
D．该滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】D
【解析】A．由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的拉力为
故A错误；
B．物体提升的高度为h=0.5m，故由W=Gh可得，所做的有用功为W有=Gh=10N×0.5m=5J
故B错误；
C．因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离为s=2h=2×0.5m=1m
故C错误；
D．由图中可知，该滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
8．（2023·河南）如图所示，在的拉力F作用下，用滑轮组将重为的货物匀速提升，在内货物竖直上升了，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组做的有用功为
B．拉力做功的功率为
C．滑轮组的机械效率为
D．此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大
【答案】C
【解析】A．拉力做的有用功W有=Gh=300N×2m=600J
故A错误；
B．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2，绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m
拉力做的总功W总=Fs=200N×4m=800J
拉力做功的功率
故B错误；
C．滑轮组的机械效率
故C正确；
D．由不计绳重和摩擦时
可知，动滑轮的重力一定，提升的货物越轻，即G越小，机械效率越小，故D错误。
故选C。
9．（2023·荆州）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为3mB．拉力做的有用功为500J
C．拉力做的额外功为150JD．拉力做功的功率为25W
【答案】D
【解析】A．物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，物体移动的距离是s=vt=0.1m/s×10s=1m
有两根绳子与动滑轮相连，绳子自由端移动的距离为s绳=ns=2×1m=2m
故A错误；
B．物体与地面间的滑动摩擦力为150N，拉力克服摩擦力做的有用功为W有=fs=150N×1m=150J
故B错误；
C．滑轮组的机械效率是60%，则总功为
拉力做的额外功为W额=W总-W有=250J-150J=100J
故C错误；
D．拉力做功的功率为
故D正确。
故选D。
10．（2023·贵州）工具的发明制造为生产、生活提供便利，如图所示的工具在使用中都是为了 （选填“省力”或“省距离”）。
【答案】省力
【解析】钢丝钳、核桃夹在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离。
11．（2023·武威）如图所示是三种类型的剪刀，请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 （选填“A”“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是为了 （选填“省力”“省距离”或“省功”）。
【答案】 A 省力
【解析】[1][2]由于剪铁皮需要的力较大，为了省力，需要选择省力杠杆，由图可知，A剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮，目的是为了省力。
12．（2023·达州）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重30N，B重5N，则A所受地面的摩擦力为 N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A匀速向左运动，则拉力F= N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）
【答案】 10 20
【解析】[1][2]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知A重30N，B重5N，物体B恰好匀速下降，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即
若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力10N，所以，水平刚好使A匀速向左运动，则拉力
13．（2023·聊城）如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。此滑轮组在1min内将一批建材匀速提升了12m，此过程中滑轮组的机械效率是75%，钢丝绳拉力F所做的功是。则这批建材所受的重力是 N，拉力F的功率是 W。
【答案】 4500 1200
【解析】[1]拉力做的有用功W有=η×W总=75%×7.2×104J=5.4×104J
由W有=Gh可得这批建材所受的重力
[2]拉力F的功率
14．（2023·锦州）如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度匀速运动10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是 J，拉力F的功率是 W，物体A受到的摩擦力是 N。（不计绳重和滑轮重）
【答案】 40 4 32
【解析】[1][2]不计绳重和滑轮重，由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离s绳=2s物=2v物t=2×0.1m/s×10s=2m
弹簧测力计的示数为20N，拉力就是20N，拉力做功为W总=Fs绳=20N×2m=40J
拉力做功的功率
[3]由
得到物体与地面间的滑动摩擦力f=η×2F=80%×2×20N=32N
15．（2023·泰州）如图所示，供轮椅上下的斜坡长L=4m，高h=2m。小明用120N的拉力平行于斜坡向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 J，斜坡的机械效率为 （精确到0.1%），木箱所受摩擦力的大小为 N。
【答案】 400 83.3% 20
【解析】[1]拉力做的有用功W有用=Gh=200N×2m=400J
[2]拉力F做的总功W总=Fs=120N×4m=480J
斜坡的机械效率
[3]拉力做的额外功W额=W总﹣W有用=480J﹣400J=80J
由W额=fs可得，木箱受到的摩擦力
16．（2023·哈尔滨）小丽学习了滑轮的知识后，想利用滑轮组设计一个升降装置，自己把物体吊上楼来，请你画出最省力的绕线方式和物体所受重力的示意图。
【答案】
【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以绳子要系在动滑轮上面的挂钩上，依次向外绕线；过物体的重心，作竖直向下的重力G。
17．（2023·雅安）如图所示，开启瓶盖时开瓶器以O为支点，手在A点施加竖直向上的力F打开瓶盖，请在图中画出力F的力臂l。
【答案】
【解析】从支点O向动力F的作用线引垂线段，就是F的力臂l
18．（2023·锦州）如图所示是中医用切刀切药材的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点的最小力F及其力臂L。
【答案】
【解析】根据杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，要求在A点用力，连接OA，则OA就是最长的动力臂L；由题意可知，要在A点用最小的力F将药材切开，杠杆应按顺时针转动，则动力应垂直于力臂L向下，据此可画出最小动力F的示意图
19．（2023·本溪）如图甲晾晒架，挂衣服时可以把它看成杠杆，图乙为其简化示意图。请在乙图中作出：
（1）当挂较重的衣物时，为了使晾晒架A点受到的支持力最小，请在B、C、D三点中选择一点，作出该点所受到的拉力F2；
（2）晾晒架A点受到的支持力F1及其力臂l1。
【答案】
【解析】（1）当挂较重的衣物时，为了使晾晒架A点受到的支持力最小，动力臂和阻力一定时，阻力臂越小，动力越小；应选择离支点最近的B施加阻力F2。
（2）对A的支持力垂直于墙壁向右，从O画出到支持力F1的垂线即动力臂l1
20．（2023·通辽）如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置（杠杆刻度均匀，每个钩码重0. 5N）。
（1）挂钩码前，杠杆如图甲所示，此时正确的操作是向 （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）接下来，在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后，杠杆重新在水平位置平衡，若将A处的钩码拿掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则应将B处所挂钩码向 （选填“左”或“右”）移动 个格；
（3）某同学用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置，在旋转过程中，要使杠杆始终在水平位置平衡，则弹测力计的示数将逐渐 （选填“变大”或“变小”），原因是 。
【答案】 右 左 2 变大 动力臂逐渐减小
【解析】（1）[1]由图甲可知，此时杠杆左端重，右端轻，故此时应向右调节杠杆的平衡螺母，使杠杆水平平衡。
（2）[2][3]设杠杆每格的长度为l，每个钩码的重力为G，杠杆重新在水平位置平衡，若将A处的钩码拿掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则此时杠杆左端的力臂为FA=6l，杠杆右端钩码的重力为GB=3G，杠杆水平平衡时，由杠杆的平衡条件可得G×6l=3G×lB
解得杠杆B端力臂的长度为
故可知应将B处所挂钩码向左移动2个格。
（3）[4][5]由图丙可知，在旋转过程中，杠杆保持水平平衡，动力臂逐渐减小，而阻力与阻力臂不变，故由杠杆的平衡条件可知，动力逐渐增大，即弹簧测力计的示数将逐渐变大。
21．（2023·青岛）天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件，小海用图甲所示装置进行探究，其中杠杆的刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。
（1）实验中，杠杆在 位置平衡最便于测量力臂；
（2）如图乙所示，杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5cm，杠杆都将失去平衡。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的 和力臂有关；
（3）小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了4次实验。杠杆平衡时的部分数据已填入表中，其中图丙是第4次杠杆平衡时的情景，请将杠杆右侧的阻力数值填入表中；
分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是F1l1 F2l2；
（4）小海与小兰对实验过程进行交流，产生了一个新的问题：若支点不在杠杆的中点，并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力，会出现什么现象？于是他们共同进行了如图丁的探究。
①画出图丁中F1的动力臂l1；( )
②多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验，发现杠杆平衡时，F1l1都是大于F2l2，其原因可能是 。
【答案】 水平 大小 1.0 = 见解析
【解析】（1）[1]实验中，由于作用力是竖直方向上的，如果杠杆在水平位置平衡则力臂刚好在杠杆上，最便于测量力臂。
（2）[2]杠杆已经平衡，如果在左侧钩码下增加一个钩码会改变杠杆受力的大小，杠杆失去平衡，表明与力的大小有关，如果将左侧钩码向右移动5cm，力臂会变小，杠杆失去平衡，表明杠杆平衡与力臂大小有关。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的大小和力臂有关。
（3）[3]如图所示，阻力相当2个钩码重力，每个钩码重0.5N，所以阻力为1N。
[4]分析第1次实验数据可得，
可知，同理计算其它3次实验的数据，获得相同的结论，可归纳出杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。
（4）[5]①力臂是支点到力的作用线的垂线段
②[6]由于支点不在中点处，杠杆自重会产生一个向下的作用力，则F1需要比原来更大才能使杠杆平衡，故其它条件不变，杠杆平衡时，F1l1都是大于F2l2。
22．（2023·怀化）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。
（1）实验中应尽量竖直向上 （选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；
（2）计算出第3组实验的有用功 J，机械效率是 （结果精确到0.1%）；
（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）。
【答案】 匀速 0.4 74.1% 越高 无关
【解析】（1）[1]实验中应沿竖直方向向上匀速拉动弹簧测力计，使测力计示数比较稳定，便于读数。
（2）[2][3]由表格中数据可知，第3组实验的有用功为W有=Gh=4N×0.1m=0.4J
总功为W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J
机械效率是
（3）[4]分析比较第1、2、3次实验数据可知，使用同一个滑轮组提升物体，被提升的物体越重，有用功在总功中所占的比例越大，滑轮组的机械效率就越高。
[5]分析比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，在物重相同时，物体上升的高度不同，机械效率相同，说明机械效率与物体上升的高度无关。
23．（2023·荆州）以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h=1m高处，如图所示，工人所用推力F=1000N。g取10N/kg。求：
（1）推力做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，共用时20s，工人推力做功的功率。
【答案】（1）2400J；（2）80%；（3）210W
【解析】（1）推力做的有用功是W有=Gh=mgh=240kg×10N/kg×1m=2400J
（2）推力做的总功是W总=FL=1000N×3m=3000J
斜面的机械效率为
（3）原来斜面做的额外功为W额=W总-W有=3000J-2400J=600J
原来斜面的摩擦力为
此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，则此时的摩擦力为
此时斜面的长度为5m，则额外功为W'额=f's=240N×5m=1200J
工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，做的有用功是W'有=m'gh=300kg×10N/kg×1m=3000J
此时的总功为W'总=W'额+W'有=1200J+3000J=4200J
工人推力做功的功率是
24．（2023·威海）五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为，轮胎底部与沙滩接触的总面积为，整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为：。（）求：
（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？在此过程中滑轮的机械效率为90%，则小轿车受到的拉力做功的功率是多少？（滑轮轮轴处摩擦不可忽略）
【答案】（1）；（2）5m，1800W
【解析】（1）小轿车静止时对沙滩的压力为
小轿车静止时对沙滩的压强为
（2）如图乙所示，小轿车被匀速拉动通过的路程是
绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
根据得有用功为
小轿车受到的拉力做功的功率
25．（2023·深圳）如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景，如图二中已知其中，木料的体积为，木块的密度为。
（1）求木材所受重力？
（2）如图2，在B端有一木材对绳子的力F1为，当F2为大时，木料刚好被抬起？
（3）随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木材，已知提升的功率为，那这个吊车在10s内可以将该木料提升的高度为多高？
【答案】（1）2×104N；（2）2×103N；（3）5m
【解析】（1）木料的体积为，木块的密度为，则木材所受重力
（2）在B端有一木材对绳子的力F1为，由杠杆平衡条件可得
由于
则木料刚好被抬起时，力F2大小
（3）提升的功率为，由
得，吊车匀速向上提起木材，拉力等于木料重力，则提升速度
吊车在10s内可以将该木料提升的高度
26．（2023·烟台）在宜居宜业和美乡村建设中，某施工队正在进行农村基础设施改建，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。如图甲所示，某次搬运过程中，工人在的时间内，将8袋水泥匀速提起，电动机牵引绳子的拉力F为，每袋水泥质量为。g取，求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率(小数点后保留1位小数)；
（3）为了一次能提升更多的水泥，物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮组进行重新设计，如图乙所示。假设升降机足够稳定，电动机输出功率足够大，电动机牵引绳子的拉力仍为，吊篮及动滑轮的总重力为，不计绳重和摩擦，则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥？
【答案】（1）；（2）83.3%；（3）14
【解析】（1）如图甲所示，动滑轮上绕2条绳，则n=2，水泥被匀速提起，绳子自由端移动的距离为12m，则拉力F做功为
则拉力F做功的功率为
（2）由题可知8袋水泥重力为
升降机搬运水泥做的有用功为
则滑轮组的机械效率为
（3）如图乙所示，动滑轮上绕3条绳，电动机牵引绳子的拉力仍为，则绳子能够拉起物体的总重力为
吊篮及动滑轮的总重力为，不计绳重和摩擦，则一次能拉起水泥的重力为
每袋水泥重力为
则这种设计的装置一次能提起水泥的袋数为
27．（2023·南充）某人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A，如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间关系PA-t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间关系P人-t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η1；A离开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg，人双脚站地时，与地面的接触面积为500cm2，A的底面积为200cm2，η1∶η2=15∶16，ρ水=1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部与池底不密合，忽略液面高度变化，图甲中①②③④段绳均竖直。
（1）求池水深度和A的上升速度；
（2）求A的高度和未露出水面受到的浮力；
（3）求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力；
（4）求动滑轮的重力。
【答案】（1）4m，0.2m/s；（2）1m，200N；（3）400N， 500N；（4）200N
【解析】（1）由图乙可知，物体A在池底时，其底面受到水的压强pA=4×104Pa，根据p=ρgh得，池水深度
忽略液面高度变化，A上升的高度h=4m，时间t=20s，所以A的上升速度
（2）由图丙可知，15~20s时，A从刚接触水面到拉出水面，上升的高度即为物体A的高度hA=vt′=0.2m/s×5s=1m
A的底面积SA=200cm2=0.02 m2
A的体积VA=SA hA=0.02m2×1m=0.02 m3
A未露出水面受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g VA= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02 m3=200N
（3）由图丙可知，A未露出水面时，人对地面的压强p人=0.4×104Pa，人与地面的接触面积S人=500cm2=0.05m2
根据得，人对地面的压力F人=p人S人=0.4×104Pa×0.05 m2=200N
人的重力G人=m人g=60 kg×10N/kg=600N
A未露出水面前人对绳的拉力F拉=G人- F人=600N-200N=400N
由图丙可知，A全部露出水面后人对地面的压强p人′=0.2×104Pa，根据得，人对地面的压力F人′=p人′S人=0.2×104Pa×0.05 m2=100N
A全部露出水面后人对绳的拉力F拉′=G人- F人′=600N-100N=500N
（4）A未露出水面前，机械效率
A全部露出水面后，机械效率
因为η1∶η2=15∶16，所以GA=800N。A未露出水面前，由
得G动=2F拉-GA+F浮=2×400N-800N+200N=200N考点内容
课标要求
命题预测
杠杆
能说出人类使用的一些机械。探究杠杆的平衡条件。
属于常考热点，主要考查杠杆五要素和杠杆的平衡条件及应用。题型主要是选择题、填空题、探究实验题和计算题。主要命题点有：杠杆五要素及作图、杠杆的平衡条件的应用、三种杠杆的辨析及应用、探究杠杆平衡条件等。
滑轮和滑轮组
能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
滑轮和滑轮组是简单机械的重要内容。主要考查定滑轮、动滑轮的特点及滑轮组的力、距离、速度等关系的计算。常见考题类型是选择题、填空题和计算题。命题点有：定滑轮的特点、动滑轮的特点、滑轮组的一些关系、连接滑轮组的作图等。
机械效率
知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径
机械效率是衡量机械性能的重要指标。对机械效率相关问题的考查题型基本上是选择题、填空题和计算题。命题点有：机械效率的含义、滑轮及滑轮组的机械效率的计算、斜面等机械的机械效率的相关计算、测量滑轮或斜面的机械效率等。
解题技巧
（1）从支点到力的作用线的距离叫力臂，不能把从动力作用点到支点的距离作为动力臂，或把从阻力作用点到支点的距离作为阻力臂；力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上。如果力的作用线恰好通过支点，则力臂为零。
（2）杠杆力臂的画法—一找点、二画线、三作垂线段
①首先在杠杆的示意图上，确定支点O。
②画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线延长。
③从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用虚线(或实线)表示并用大括号标明，在旁边标上字母或，分别表示动力臂或阻力臂。
（3）利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题，一般遵循以下步骤：
①确定杠杆支点的位置；
②分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图；
③确定每个力的力臂；
④根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。
（4）判断省力、费力杠杆的方法：根据杠杆平衡条件，要判断一杠杆是否省力，关键在于判断动力臂和阻力臂的长短关系，所以首先应找准支点，并明确动力和阻力，然后过支点作动力臂和阻力臂，最后再根据动力臂和阻力臂的长短关系判断是省力杠杆还是费力杠杆。动力臂比阻力臂长的杠杆省力，动力臂比阻力臂短的杠杆费力。
解题技巧：
（1）定滑轮的轴固定不动，使用定滑轮不省力，但是能改变力的方向。定滑轮实质是个等臂杠杆，动力作用点移动的距离等于重物移动的距离
（2）动力作用在绳上，阻力作用在轴上时，动滑轮实质是个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，此时使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，动力作用点移动的距离是重物移动距离的2倍
（3）若滑轮组用n段绳子吊着物体，拉力为F，物重为G，动滑轮的重力为G动，动力作用点移动的距离为s，重物上升的高度为h，则有：,。
（4）“奇动偶定”：组装滑轮组时，要会确定绳头固定端，一般情况下，若n为奇数，固足端位于动滑轮的框架上，若n为偶数，固定端位于定滑轮的框架上。
实验次数
钩码重力 G/N
钩码上升高度h/cm
拉力 F/N
绳子自由端移动距离s/cm
机械效率η
1
2.0
5
1.0
15
66.7%
2
4.0
5
1.8
15
74.1%
3
4.0
10
1.8
30
74.1%
4
6.0
5
2.5
15
解题技巧
（1）额外功的产生主要有两种原因：
①提升物体时，克服机械自重、容器重等所做的功，如用滑轮组提一桶水时，克服动滑轮重和桶重所做的功都是额外功，；
②克服机械的摩擦所做的功是额外功，如使用滑轮组时，克服轮与轴之间的摩擦以及绳与轮之间的摩擦所做的功都是额外功。
（2）机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功中所占的比例大；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小比阻力小还是大。机械效率高不一定省力。
（3）影响滑轮组机械效率的因素：动滑轮的重力、绳的重力、滑轮与绳间的摩擦力、滑轮与轴间的摩擦力、物体的重力。动滑轮和绳的重力越小、滑轮与绳间的摩擦力越小、滑轮与轴间的摩擦力越小、物重越大，机械效率越高。
（4）若用滑轮组拉着重为G的物体沿水平方向做匀速直线运动，则此时克服物体与水平面间的摩擦力f做的功为有用功，则，总功，此时的机械效率。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.20
2.0
0.10
2
2.0
0.15
2.0
0.15
3
2.0
0.15
1.5
0.20
4
1.5
0.10
( )
0.15
次数
物体的重力
提升的高度
拉力
绳端移动的距离
机械效率
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
4
0.1
1.8
0.3
4
4
0.2
1.8
0.6
74.1%
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