重難點(diǎn)06簡(jiǎn)單機(jī)械

考點(diǎn)2025考向預(yù)測(cè)

杠桿、滑輪和滑輪組、機(jī)械杠桿五要素及作圖、杠桿的平衡條件的應(yīng)用、三種杠桿的辨析及應(yīng)用、探

效率究杠桿平衡條件、定滑輪的特點(diǎn)、動(dòng)滑輪的特點(diǎn)、滑輪組的一些關(guān)系、連

接滑輪組的作圖、機(jī)械效率的含義、滑輪及滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算、斜

面等機(jī)械的機(jī)械效率的相關(guān)計(jì)算、測(cè)量滑輪或斜面的機(jī)械效率等

重難詮釋

【知識(shí)必備】

1.杠桿

（1）定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。

（2）五要素一一組成杠桿示意圖。

支點(diǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。用字母。表示

動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母B表示

阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母F?表示

動(dòng)力臂從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母L表示

FiF2,

阻力臂從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母b表示

（3）研究杠桿的平衡條件：

結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂。

寫成公式：FILI=F2L2

（4）應(yīng)用：

省力杠桿L1>L2,F1VF2省力費(fèi)距離撬棒、側(cè)刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角

錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀

費(fèi)力杠桿LKL2,Fl>Fz費(fèi)力省距離人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿

不省力、不省距離，能改變力的方向

等臂杠桿LI=L2,FI=F2天平

2.滑輪

定滑輪動(dòng)滑輪

Z///7

Fa】iF1

定義中間的轉(zhuǎn)軸固定不動(dòng)的滑輪和重物一起移動(dòng)的滑輪

實(shí)質(zhì)定滑輪的實(shí)質(zhì)是：等臂杠桿動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力

杠桿

特點(diǎn)使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但不能改變動(dòng)力的

方向

關(guān)系對(duì)理想的定滑輪（不計(jì)輪軸間摩擦）F=G理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）

則:F=G/2

繩子自由端移動(dòng)距離SF（或速度VF）=重物移動(dòng)

的距離Sc（或速度VG）不計(jì)繩重和摩擦則拉力F=（G物+G動(dòng)）/2

繩子自由端移動(dòng)距離SF（或VF）

繩子自由端移動(dòng)距離SF（或VF）=2倍的重物移動(dòng)

的距離Sc（或V6）

（3）滑輪組

①定義：定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組。

②特點(diǎn)：使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向

③理想的滑輪組（不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力）拉力：F=G/n?

若不計(jì)繩重和摩擦，則拉力F=（G物+G動(dòng)）/n；繩子自由端移動(dòng)距離SF（或v0=n倍的重物移動(dòng)的距離&（或vG）

3.機(jī)械效率

（1）有用功和額外功

①有用功：在使用機(jī)械做功時(shí)，人們必須做的且對(duì)人們有用的功，叫做有用功，用W有表示，大小等于不用

機(jī)械直接對(duì)物體做的功。

②額外功：在使用機(jī)械做功時(shí)，人們不需要但又不得不做的功，叫做額外功，用W額表示。

③總功：有用功與額外功的總和，叫做總功，用W總表示。W總=亞有+川額。

（2）機(jī)械效率

①物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，用n表示。

②計(jì)算公式：

③物理意義：機(jī)械效率的高低反映了使用機(jī)械時(shí)有用功在總功中所占比例的大小，比例越大，機(jī)械效率越

高，機(jī)械的性能越好，對(duì)節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。機(jī)械效率是機(jī)械做功性能好壞的重要標(biāo)志。

④機(jī)械效率的影響因素：

影響因素：主要有摩擦、機(jī)械自重及物重等。

提高方法：盡量減小摩擦、減輕機(jī)械自重、適當(dāng)增大物重等。

【重難解讀】

1.杠桿

（1）杠桿力臂的畫法一一找點(diǎn)、二畫線、三作垂線段

①首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)a

②畫好動(dòng)力作用線及阻力作用線，畫的時(shí)候要用虛線將力的作用線延長(zhǎng)。

③從支點(diǎn)。向力的作用線引垂線，畫出垂足，則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，力臂用虛線（或?qū)嵕€）表示

并用大括號(hào)標(biāo)明，在旁邊標(biāo)上字母人或人分別表示動(dòng)力臂或阻力臂。

（2）利用杠桿平衡條件來分析和計(jì)算有關(guān)問題，一般遵循以下步驟：

①確定杠桿支點(diǎn)的位置；

②分清杠桿受到的動(dòng)力和阻力，明確其大小和方向，并盡可能地作出力的示意圖；

③確定每個(gè)力的力臂；

④根據(jù)杠桿平衡條件列出關(guān)系式并分析求解。

（3）判斷省力、費(fèi)力杠桿的方法：根據(jù)杠桿平衡條件，要判斷一杠桿是否省力，關(guān)鍵在于判斷動(dòng)力臂和阻

力臂的長(zhǎng)短關(guān)系，所以首先應(yīng)找準(zhǔn)支點(diǎn)，并明確動(dòng)力和阻力，然后過支點(diǎn)作動(dòng)力臂和阻力臂，最后再根據(jù)

動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)短關(guān)系判斷是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿。動(dòng)力臂比阻力臂長(zhǎng)的杠桿省力，動(dòng)力臂比阻力

臂短的杠桿費(fèi)力。

2.滑輪的組裝

“奇動(dòng)偶定”：組裝滑輪組時(shí)，要會(huì)確定繩頭固定端，一般情況下，若n為奇數(shù)，固足端位于動(dòng)滑輪的框

架上，若〃為偶數(shù)，固定端位于定滑輪的框架上

3.功率、機(jī)械效率辨析

機(jī)械效率功率

定義有用功跟總功的比值。功與時(shí)間之比。

表達(dá)式n=W有/W總P=W/t

有用功、總功功W、完成功所用

相關(guān)因素

時(shí)間t。

學(xué)位無單位，用百分?jǐn)?shù)表示。瓦(W)

表示機(jī)械性能的好壞。表示物體做功的

物理意義

快慢。

結(jié)論機(jī)械效率與功率之間沒有直接的關(guān)系。

4.機(jī)械效率常用公式

公式：Y，=率

=Gh

斜面：匚

定滑輪：Gh_QiG

”一芯=五=丁

動(dòng)滑輪：聯(lián)嗡=售=之

F2h2F

滑輪組聯(lián)G芯h=Gh,=*

限時(shí)提升練,8（建議用時(shí)：40分鐘）

1.（2024天津和平一模）如圖所示，生活中經(jīng)常使用的工具都是杠桿，其中屬于費(fèi)力杠桿的是（

【答案】C

【解析】A.瓶蓋起子在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；

B.鉗子在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B不符合題意；

C.銀子在使用過程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故C符合題意；

D.獨(dú)輪車在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。

故選Co

2.（2024天津河西二模）如圖所示，筷子發(fā)源于中國(guó)，是華夏飲食文化的標(biāo)志之一。使用筷子時(shí)雖然費(fèi)力

但能省距離。如圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械在使用中也能省距離的是（）

B.賽艇的船槳

D.II剪鐵片剪刀

UU

【答案】B

【解析】A.剪鋼絲鉗子在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，省力但費(fèi)距離，故A不符合題意;

B.賽艇的船槳在使用過程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿,費(fèi)力但省距離，故B符合題意;

C.自行車手閘在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，省力但費(fèi)距離，故C不符合題意;

D.剪鐵片剪刀在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，省力但費(fèi)距離，故D不符合題意。

故選Bo

3.（2024天津和平二模）中醫(yī)藥文化是中華民族悠久歷史文化的重要組成部分，如圖是用切刀將黃苗切片

的示意圖，小明在切刀的“點(diǎn)施加作用力、將切刀〃點(diǎn)下方的黃苗切斷，下圖能正確表示切刀工作示意圖

的是（）

【答案】C

【解析】據(jù)圖可知，當(dāng)切黃茜時(shí)，其會(huì)繞著切刀右邊的固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，即為支點(diǎn)，所按壓的那一點(diǎn)，即動(dòng)力

作用點(diǎn)，方向向下；而黃黃對(duì)切刀有一個(gè)向上的阻力，該點(diǎn)就是阻力作用點(diǎn)，阻力的方向是向上的，故ABD

不符合題意，C符合題意。

故選Co

4.（2023天津部分區(qū)一模）用如圖所示的指甲剪剪指甲時(shí)，其中以。為支點(diǎn)的杠桿48。屬于（）

A.費(fèi)力杠桿B.等臂杠桿C.省力杠桿D.省功杠桿

【答案】C

【解析】用圖示指甲剪剪指甲時(shí)，手在/點(diǎn)向下施力，阻力作用在8點(diǎn)，繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，。點(diǎn)為支點(diǎn)。此時(shí)動(dòng)

力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C符合題意，ABD不符合題意。

故選Co

5.（2023天津和平三模）如圖是用撬棒撬石頭的情景，石頭對(duì)桿的阻力作用點(diǎn)距。點(diǎn)0.2m,桿長(zhǎng)1m,阻

力大小是100N,則如圖繞支點(diǎn)。將石頭撬起所用的力為（）

A.20NB.25NC.500ND.400N

【答案】B

【解析】石頭對(duì)桿的阻力作用點(diǎn)距。點(diǎn)0.2m,桿長(zhǎng)1m,則動(dòng)力作用點(diǎn)距。點(diǎn)0.8m,由幾何關(guān)系可知

-_0.2m_1

L10.8m4

杠桿受到的阻力后100N,根據(jù)杠桿平衡條件尸F(xiàn)式河得

F.=2工」X1OON=25N

A4

故B符合題意，ACD不符合題意。

故選B。

6.（2024天津南開二模）如圖所示的等刻度均勻杠桿保持水平平衡，若測(cè)力計(jì)示數(shù)為4牛，則一個(gè)重為2

C./點(diǎn)D.4點(diǎn)

【答案】D

【解析】彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上用力，使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，如果鉤碼掛在杠桿的左端，會(huì)使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),

所以鉤碼要掛在杠桿的右端。根據(jù)杠桿平衡原理，因?yàn)?/p>

F11^F212

假設(shè)杠桿的每一個(gè)小格代表1cm,則

4NX2cm=2NX/z

故，尸4cm,故鉤碼要掛在A點(diǎn)。

故選D。

7.（2024天津河?xùn)|一模）如圖所示,始終保持杠桿水平平衡，將彈簧測(cè)力計(jì)由位置a緩慢地移到位置b,

A.不斷減小B.不斷增大

C.先減小，然后增大D.先增大，然后減小

【答案】B

【解析】根據(jù)題意可知，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在a位置時(shí)，力臂剛好在杠桿上，且最大；當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在6位置

時(shí)，力臂是從。點(diǎn)到力的作用線的距離，動(dòng)力臂減小，根據(jù)耳4=可得，拉力大小是

4

因?yàn)橹亓Α＜捌淞Ρ?都不變，當(dāng)拉力的力臂4減小時(shí)，拉力/增大，即將彈簧測(cè)力計(jì)由位置a緩慢地移到

位置6,測(cè)力計(jì)的讀數(shù)將不斷增大，故B符合題意，ACD不符合題意。

故選B。

8.（2024天津南開一模）如圖所示中的剪刀剪紙時(shí)的機(jī)械效率為80%,這表示（）

A.若作用在剪刀上的動(dòng)力做功1J,則有0.2J的功用于剪紙

B.若作用在剪刀上的動(dòng)力做功1J,則有0.8J的功用于剪紙

C.若作用在剪刀上的動(dòng)力做功1J,則有1J的功用于剪紙

D.若作用在剪刀上的動(dòng)力做功1J,則有Q8J的功用于克服額外阻力

【答案】B

【解析】根據(jù)

/7=x100%=------SI_x100%

強(qiáng)嗎用+%外

可知，剪刀剪紙時(shí)的機(jī)械效率為80%,若作用在剪刀上的動(dòng)力做功1J,即總功為1J,則有1JX8O%=O.8J用

于剪紙，有1J-O.8J=O.2J的功用于克服額外阻力。故ACD不符合題意，B符合題意。

故選Bo

9.（2023天津河北二模）如圖所示，用412N的拉力豎直向上勻速提升木塊，2s內(nèi)木塊升高的高度為0.1m,

木塊重力R30N,下列判斷正確的是（）

A.拉力廠做功為1.2JB.滑輪組做的有用功為9J

C.滑輪組機(jī)械效率為83.3%D.拉力廠做功的功率為0.6W

【答案】C

【解析】AB.滑輪組做的有用功為

/-67F30NX0.lm=3J

由圖可知，動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)廳3,則繩端的移動(dòng)距離

于〃7F3左3X0.lm=0.3m

拉力尸做功為

『所展12NX0.3m=3.6J

故AB錯(cuò)誤;

C.機(jī)械效率

=*100%=—x100%。83.3%

%.3.6J

故C正確;

D.拉力尸做功的功率

P=^=—=1.8W

2s

故D錯(cuò)誤。

故選C。

10.（2024天津?yàn)I海新區(qū)一模）小明在做手工時(shí)，用如圖所示的尖嘴鉗來剪斷長(zhǎng)鐵絲。當(dāng)小明握住______（選

填或"B”）處時(shí)，更容易剪斷鐵絲，其原因是o

B

【答案】B6處的動(dòng)力臂比/處的動(dòng)力臂大，更省力

【解析】［1］［2］當(dāng)手握住/處和6處，在4處和8處的區(qū)別是距離支點(diǎn)的距離不同，與/處相比8處的動(dòng)

力臂更大，根據(jù)杠桿平衡條件可知，在阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越大越省力，則6處更容易剪斷鐵絲。

11.（2024天津武清三模）項(xiàng)目建設(shè)中，工人運(yùn)送一個(gè)重100N的物體，用一個(gè)動(dòng)滑輪提起它時(shí)，所用拉力

為60N,5s內(nèi)物體上升4m。此過程中，拉力做的有用功為J,拉力做功的功率為W。

（不計(jì)摩擦及繩子自重）

【答案】40096

【解析】［1］拉力做的有用功為

%用=Gh=WONx4m=400J

［2］繩子自由端移動(dòng)的距離為

s=〃/?=2x4m=8m

拉力做的功為

%=Fs=60Nx8m=480J

拉力做功的功率為

%480J內(nèi)7

PD==------=96W

t5s

12.（2023天津河西二模）圖是工人用撬棒撬起石塊的情景，。是支點(diǎn)，若動(dòng)力臂是阻力臂的5倍，則工

人用50N的力能撬起重為N的石塊;在動(dòng)力方向不變的情況下，該工人想用更小的力撬起石塊,

那么他的手應(yīng)該向（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）支點(diǎn)。的方向移動(dòng)。（杠桿的自重及摩擦

不計(jì)）

【答案】250遠(yuǎn)離

【解析】［1］根據(jù)杠桿平衡條件可得

FX51

用=刃2=12

當(dāng)

R=5ON

可得

月=250N

［2］在動(dòng)力方向不變的情況下，該工人想用更小的力撬起石塊，應(yīng)該增大動(dòng)力臂，故他的手應(yīng)該向遠(yuǎn)離支點(diǎn)

。的方向移動(dòng)。

13.（2024天津南開三模）如圖所示，將重力為G的物體勻速提升為，拉力的大小為凡在此過程中所作的

額外功大小為,用這個(gè)滑輪組提升重力為2G的物體時(shí)，該滑輪組的機(jī)械效率（選填

“變大”“變小”或“不變”）。（不計(jì)繩重和摩擦）

\\\\\\\\

【答案】3Fh-Gh變大

【解析】［1］不計(jì)繩重和摩擦，由題意可知，物體上升的高度為友此過程中所做的有用功為例有=仍，由圖

中可知，動(dòng)滑輪上有三股繩子承重，則此過程所做的總功為

W.B=Fs=3Fh

故在此過程中所作的額外功大小為

W額=Q-F#=3Fh-Gh

［2］由題意可得，該滑輪組的機(jī)械效率為

%用+%一G/z+G動(dòng)打一G+G動(dòng)i+&

G

提升的物體重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越大，故用這個(gè)滑輪組提升重力為2G的物體時(shí)，該滑輪組的機(jī)械

效率變大。

14.（2023天津?yàn)I海新區(qū)一模）某建筑工地上，工人用圖示的動(dòng)滑輪將重450N的物體勻速豎直提升了6m,

若已知?jiǎng)踊喆藭r(shí)的機(jī)械效率為90%,則工人提升重物所做的有用功是J,總功是J0

【答案】27003000

【解析】［1］工人提升重物所做的有用功

『盧加450NX6m=2700J

［2］已知機(jī)械效率，則總功

15.（2024天津部分區(qū)二模）圖為探究杠桿平衡條件時(shí)的某次實(shí)驗(yàn)情形，在/點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼，若使杠桿在

水平位置仍保持平衡，需要在6點(diǎn)掛個(gè)鉤碼；若在46兩處分別再掛上一個(gè)鉤碼，杠桿（選

填“能”或“不能”）在水平位置繼續(xù)保持平衡。

A［\oB

-Q-<????i???t-Q-

【答案】3不能

【解析】［1］設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G,杠桿一個(gè)小格代表/，根據(jù)杠桿平衡條件EL=￡〃得

4GX3L=nGX4L

解得爐3,即需要在8點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼。

［2］在46兩處分別再掛上一個(gè)鉤碼后，杠桿的左端

EL=(4G+?X3G15位

杠桿的右端

FMGG+CX4L=166Z

因?yàn)镕L<FL,所以杠桿不能在水平位置繼續(xù)保持平衡。

16.（2024天津河北一模）如圖所示，工人用滑輪組吊起質(zhì)量為50kg的箱子，動(dòng)滑輪的重力為100N,箱

子10s內(nèi)被勻速豎直提升了2m,不計(jì)繩重和摩擦，g取10N/kgo

（1）求繩子自由端移動(dòng)的距離；

（2）求繩子自由端移動(dòng)的速度；

（3）求工人施加的拉力。

【答案】（1）4m；（2）0.4m/s；（3）300N

【解析】解：（1）由圖知道，滑輪組有兩股繩子承擔(dān)物重，TF2,繩子自由端移動(dòng)的距離

s=nh=2X2m=4m

（2）繩子自由端移動(dòng)的速度

s4m八/,

v=—=----=0.4m/s

t10s

（3）箱子的重力

G=mg=50kgX10N/kg=500N

不計(jì)繩重和摩擦，工人施加的拉力

尸=1（6+6動(dòng)）=3乂（500N+100N）=300N

答：（1）繩子自由端移動(dòng)的距離為4m；

（2）繩子自由端移動(dòng)的速度為0.4m/s；

（3）工人施加的拉力為300為

17.（2024天津南開二模）在建筑工地，電動(dòng)機(jī)利用滑輪組提升水泥，如圖所示。電動(dòng)機(jī)用30s的時(shí)間,

將4000N的水泥勻速提升6m,電動(dòng)機(jī)牽引繩子的拉力戶為2400N。吊籃和繩子的質(zhì)量忽略不計(jì)。求：

（1）拉力尸做功的功率；

（2）滑輪組的機(jī)械效率（百分號(hào)前保留1位小數(shù)）。

【答案】(1)960W；(2)83.3%

【解析】解：（1）由圖可知，動(dòng)滑輪上提升重物的繩子的股數(shù)為爐2,繩子自由端移動(dòng)的距離為

s=27F2X6m=12m

繩子自由端移動(dòng)的速度為

S12m_..

-----=0.4m/s

v繩子=730s

拉力尸做功的功率為

=’=bu繩子=2400Nx0.4m/s=960W

（2）滑輪組的機(jī)械效率為

_Gh_GhG4000N

7=x100%?83.3%

IF2x2400N

答：（1）拉力方做功的功率960W；

（2）滑輪組的機(jī)械效率為83.3%。

18.（2020天津河西二模）如圖所示，在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，小程同學(xué)用3N的拉力緩慢勻

速拉動(dòng)繩子自由端，使鉤碼在4s內(nèi)升高0.1m。已知每個(gè)鉤碼受到的重力為2N。求：在此過程中

（1）拉力的有用功率；

（2）拉力做的總功；

（3）滑輪組的機(jī)械效率。

【答案】(D0.15W；(2)0.9J；(3)66.7%

【解析】解：(1)三個(gè)鉤碼的總重力

G=2NX3=6N

拉力做的有用功

%用=G/z=6Nx0.1m=0.6J

拉力的有用功率

與用=犀=㈣=0.15W

有用t4s

(2)由圖知，〃=3,拉力端移動(dòng)的距離

s=Mz=3xO.lm=O.3m

拉力做的總功

唉=f\=3Nx0.3m=0.9J

(3)滑輪組的機(jī)械效率

n=X100%=—x100%-66.7%

%0.9J

答：(1)拉力的有用功率為0.15W；

(2)拉力做的總功為0.9J；

(3)滑輪組的機(jī)械效率為66.7%。

19.(2024天津河西二模)如圖所示，工人用滑輪組提升重物，已知物重G=1000N,動(dòng)滑輪重G動(dòng)=200N。

在工人拉力尸作用下，重物勻速上升，30s達(dá)到規(guī)定高度6nl處。不計(jì)繩重和機(jī)械之間的摩擦。求：

(1)拉力做功的功率；

(2)滑輪組的機(jī)械效率。

【答案】(1)240W；(2)83.3%

【解析】解：(1)有用功為

%=G物〃=1000Nx6m=6000J

額外功為

%=G*=200Nx6m=1200J

總功為

%=%十%=6000J+1200J=7200J

拉力做功的功率為

尸=町=必犯=240W(2)滑輪組的機(jī)械效率

/30s

V=上x100%=/100%a83.3%

Wa7200J

答：（1）拉力做功的功率為240W；

（2）滑輪組的機(jī)械效率為83.3%。

20.（2024天津河?xùn)|一模）如圖所示滑輪組，工人師傅利用它站在地面上用150N的拉力向下拉繩，提升重

為240N的物體，物體在10s內(nèi)勻速上升1m。不計(jì)繩重和摩擦，請(qǐng)解答下列問題：

（1）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出該滑輪組的繞線；

（2）拉力的功率；

（3）滑輪組的機(jī)械效率。

【答案】（1）(2)30W；(3)80%

【解析】解：（1）工人師傅利用它站在地面上用150N的拉力向下拉繩，所以，該滑輪組的繞線如圖所示:

（2）由（1）可知，承擔(dān)物重繩子的股數(shù)是

n=2

不計(jì)繩重和摩擦，拉力做的總功為

卬總=?=下泌=150Nx2xIm=300J

拉力的功率為

300J

P==30W

10s

（3）拉力做的有用功為

W^=Gh=240Nxlm=240J

該滑輪組的機(jī)械效率為

%240J

上=—^x100%=80%

300J

答：（1）見解析：

（2）拉力的功率30W；

（3）滑輪組的機(jī)械效率80%。

21.（2024天津東麗一模）水平地面上放著重為100N的正方體物塊，現(xiàn)用斜面將其由底端勻速拉到頂端,

如圖所示，已知平行于斜面的拉力為60N,物體移動(dòng)的距離為2m,升高1m,求:

（1）斜面的機(jī)械效率；

（2）物塊沿斜面向上滑動(dòng)時(shí)所受的摩擦力大小。

【答案】（1）83.3%；（2）10N

【解析】解：（1）拉力做的有用功

%用=Gh=WONx1m=100J

拉力做的總功

%=丹=60Nx2m=120J

斜面的機(jī)械效率

77=-^3-x100%=xlOO%283.3%

叫120J

（2）克服摩擦力所做的額外功

物塊沿斜面向上滑動(dòng)時(shí)所受的摩擦力大小

f==—=IQN

s2m

答：（1）斜面的機(jī)械效率為83.3如

（2）物塊沿斜面向上滑動(dòng)時(shí)所受的摩擦力大小為10N。

22.（2024天津河?xùn)|一模）如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，斜面長(zhǎng)￡=2m,高質(zhì)0.5m,秒表每格Is,重為IN的小車

在沿斜面方向、大小為0.3N的拉力/作用下，從底端勻速到達(dá)頂端（指針轉(zhuǎn)動(dòng)未超過一周）。求：

（1）拉力的功率；

（2）斜面的機(jī)械效率；

（3）斜面受到的摩擦力。

〃=0.5米

【解析】解：(1)已知40.3N,Z=2m,拉力所做的功為

%=/3).3NX2m=0.6J

秒表的指針轉(zhuǎn)動(dòng)了5個(gè)格，做功所需要的時(shí)間為

i=5Xls=5s

拉力的功率為

P=^=—=0.12W

t5s

(2)拉力做的有用功為

F^C/FINXO.5m=0.5J

斜面的機(jī)械效率為

?=^xlOO%=—x100%?83.3%

W&0.6J

(3)額外功為

獷后憶仁獷/Q.6J-0.5J=0.1J

由伊行〃可得，斜面受到的摩擦力為

六號(hào)受3N

答：(1)拉力的功率為0.12肌

(2)斜面的機(jī)械效率為83.3%；

(3)斜面受到的摩擦力為0.05N。

23.(2024天津和平三模)在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，用如圖所示的滑輪組先勻速提升重為G,的物

體，額外功與有用功之比為1：3；再勻速提升重為&的物體，先后兩次滑輪組提升物重之比為1：3；若不

計(jì)繩重和摩擦，求：

c1)先后兩次繩端拉力之比E：F?；

(2)先后兩次機(jī)械效率之比”/：

【答案】（1）2：5；（2）5：6

【解析】解：（1）不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，額外功為

獷額=G或h

有用功為

/）=G力額外功與有用功之比為1：3,即

片轉(zhuǎn)外」先后兩次滑輪組提升物重之比為「3,即

5」

G23

故

3：。：G劫=3：9：1

由受力