第6讲 简单机械（原卷版）

第6讲简单机械——划重点之精细讲义系列考点1杠杆考点2实验探究杠杆的平衡条件考点3滑轮组考点4机械效率考点5实验探究滑轮组的机械效率考点1：杠杆【典例1】如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（

）A．筷子 B．瓶盖起子C．核桃夹 D．电缆钳【典例2】如图所示，在长为L的轻质均匀杠杆的中点处悬挂一重物，在杠杆的最右端施加一个始终与杠杆垂直的力F，杠杆保持平衡。若不考虑杠杆的自重和阻力，则杠杆从水平位置向上转动过程中，拉力F大小（）A．逐渐变大 B．逐渐变小C．保持不变 D．先变大再变小【典例3】如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，此杠杆属于杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），在水平位置平衡时，则力F的大小是N，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将【典例4】如图所示，做出使杠杆平衡的最小动力F及其力臂L，【典例5】杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具，如图的杆秤可视为杠杆，提钮处为支点O，若不计其自重，当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态，已知CO=2cm，OD=20cm，秤砣的重力为10N，（g取10N/kg）求：（1）秤砣的质量；（2）被称物体的重力；（3）若这杆秤所能测物体的最大重力为200N，求OB的长度。【变式1】如图所示的四种工具在使用过程中，不是省力杠杆的是（）A．瓶盖起子 B．镊子C．钢丝钳子 D．扳手【变式2】如图所示，一轻质杠杆OB可绕O点自由转动，在B端悬挂一重锤G，在杠杆OB中点A作用一个与杠杆垂直的力F，使杠杆由竖直位置匀速转至水平位置，在这个过程中，若力F始终都与杠杆OB垂直，则此杠杆（

）A．一直是省力杠杆 B．一直是费力杠杆C．先是省力杠杆后是费力杠杆 D．先是费力杠杆后是省力杠杆【变式3】如图所示的轻质杠杆处于平衡状态，且每个钩码相同，若将两侧的钩码各减去一个，则杠杆将（）A．仍然平衡 B．左端下沉 C．右端下沉 D．无法确定【变式4】搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受总重力G=500N，如图所示，独轮车相当于一个杠杆，推车时，人手向上的力F为N。【变式5】如图所示是人的手臂结构示意图，实质上可将手臂看成一个杠杆。当手中托的物体静止时，肽二头肌收缩产生的力可看成对杠杆的，肘部O点可看成杠杆的（前两空填“动力”“阻力”或“支点”），从图中可看出人的手臂实质上是一个（填“省力”或“费力”）杠杆。【变式6】如图，台秤上放一只质量不计的三角支架。均匀细木棒OAB可绕O点自由转动调整O点高度，使OAB水平静止，此时台秤示数如图中所示，OA∶OB=3∶4。则木棒OAB自重为N；若使台秤示数为零，B端施加的最小力为N。(g取10N/kg）

【变式7】如题图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，OB=2BA，在B点悬挂一个9N的重物G，在A点施加竖直向上的动力F，使杠杆OBA水平平衡（杠杆力及摩擦均忽略不计），在A点施加竖直向上的力F1时，该杠杆是（选填“省力”“费力”“等臂”）杠杆，作用在A点的力F1的大小为N，若将作用于A点的力F1变为图中F2，要使杠杆水平平衡，F【变式8】如图是工人利用独轮车搬运砖头的情境，人手向上的力为F，请画出力F的力臂。【变式9】如图所示，O点是该装置的转轴，其中BD=2OA=2OB，要使该装置在图中所示位置静止，画出所需的最小力F，并标出该力的力臂L。【变式10】《天工开物》记载了提水用的桔槔，小明制作其模型如图，以第③孔位置作为支点O，若横杆水平静止时，所受动力为F1，阻力为F

（1）①画出F2；②画出F1的力臂l（2）根据杠杆的平衡条件可知，此时F1F2（选填“＞”“＝”“＜”），此杠杆属于（3）若石块和A、B点不变，F1方向不变，支点可在如图五个孔的位置移动，横杆仍保持水平静止，支点O在孔的位置，F【变式11】图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂（读作chōng），可将舂看作是一杠杆。若碓（读作duì）头质量为20kg，不计横木的重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为零（g取10N/kg）。求：（1）碓头的重力：（2）碓头竖直下落0.5m，重力对它做的功；（3）质量为72kg的捣谷人，左脚与地面的接触面积为200cm2，当他右脚在B点用力F踩横木使其刚好转动，如图乙所示，已知OA∶OB＝3∶2，求捣谷人左脚对地面的压强。考点2：实验探究杠杆的平衡条件【典例6】小明和同学在玩跷跷板游戏时发现，为使跷跷板匀速转动，体重较轻一方通常会远离跷跷板的中点，大家在充分观察和讨论之后，决定探究杠杆的平衡条件。（1）小敏组提出的猜想是：动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂；小亮组提出的猜想是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；小明组提出的猜想是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离；小刚提醒小敏组的同学，他们的猜想是错误的，其理由是；（2）实验前没挂钩码时，杠杆的位置如图甲所示，此时杠杆是否平衡（选填“是”或“不是”）；（3）小亮想用弹簧测力计和钩码进行实验，设计实验时提出了两种方案：一种按图乙进行实验，一种按图丙进行实验，你认为哪个实验方案更好：，请说明你的理由：；（4）小明用丁图中的装置完成了三次实验，根据表中的数据得出“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论验证了自己组的猜想，但与其他组交流讨论以后发现这一结论并不可靠，请你对小明组的实验提出进一步改进措施：；实验次数动力F1支点到动力作用点的距离L1阻力F2支点到阻力作用点的距离L2121122422432222（5）若在平衡的杠杆上再施加一个力，杠杆仍平衡，此力的力臂大小为；（6）在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了；A．减小摩擦

B．多次测量取平均值减小误差C．使每组数据更准确

D．获取多组实验数据归纳出物理规律（7）有一根粗细不均匀的木棒，微微抬起一端所用的力为F1，微微抬起另一端所用的力为F2，则这根木棒的重力G=【变式12】在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：（1）若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时若要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向调节。（2）如图乙所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码的质量都相同，下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是。①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码；②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码；③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离；④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离。A．①③

B．②④

C．②③

D．①④（3）如图丙，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是。（4）如图丁，当杠杆在水平位置平衡时，此时弹簧测力计对杠杆的拉力的力臂（选填“大于”、“小于”或“等于”）15cm。（杠杆上每小格长5cm）（5）回到家里，小明发现家里的两种墙壁开关，如图戊所示，因其按钮可绕面板内的轴转动。根据你的生活经验，你认为（选填“1”或“2”）较易损坏.（6）小亮用铅笔进行了创新实验。实验装置如图所示。在实验过程中，小明不小心将前端较长的铅笔芯弄断了，铅笔失去平衡。接下来小明直接调节悬挂橡皮的细线，使铅笔重新水平平衡后，请比较F1L1与F2L2的大小关系，并说明理由：。【变式13】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）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向（“左”或“右”）侧调节；（2）如图乙所示，小明在A点挂2个重力均为1N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为N；于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：F1×l1（3）小明竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示，此过程中，弹簧测力计的示数（选填“变大”“变小”或“不变”）；（4）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丁所示装置进行探究，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：。【变式14】如图甲所示，小华同学在做“探究杠杆平衡条件”实验。（1）实验前杠杆在如图甲所示位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，此时需将两端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节。使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量；（2）小华同学使用相同钩码完成某次操作后，实验现象如图乙所示，她记录的数据为动力F1＝1.5N，动力臂L1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂L2＝m；（3）小华同学完成如图乙所示的实验后，得出“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，同桌认为他的做法不合理，理由是；（4）小力同学通过对数据分析后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离。小华同学为了证明小力同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，此实验（选填“能”或“不能”）说明小力的结论是错误的。图丙实验中，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，动力×动力臂（选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂；（5）人类很早以前就会使用杠杆了，如图丁是我们的祖先在建造宫殿时利用杠杆（支架和横杆）撬动沉重木料时的情景，此杠杆属于（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。考点3：滑轮组【典例7】如图1是甲、乙两种固体物质的m﹣V图像，把体积相等的甲、乙两种物质挂在图2中的滑轮组上，如果要处于静止状态，则下列说法中正确的是（）

A．左边挂1个乙物质，右边挂2个甲物质B．左边挂12个乙物质，右边挂1个甲物质C．左边挂2个乙物质，右边挂1个甲物质D．左边挂1个乙物质，右边挂4个甲物质【典例8】用如图所示的简单机械（O是杠杆的中点），使重力同为G的物体都处于静止状态，不计摩擦力、机械自重及绳重，其中拉力最大的是（）A． B．C． D．【典例9】如图所示，已知工人师傅重600N，他以最省力的绕线方案往下匀速地拉动绳子自由端，将重为300N的物体提高了2m，每个滑轮重18N。请解答以下问题：（不计绳重及摩擦，装置的强度足够）（1）画出绳子绕线方案；（2）绳子自由端被拉动的距离；（3）工人师傅对绳子自由端的拉力；（4）他用此装置能提起最重的物体为多少N？【典例10】（多选）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，汽车质量为1500kg，汽车所受阻力为自重的0.4倍，忽略绳子和滑轮自重，不计摩擦，下列分析正确的是（）A．汽车所受阻力为600NB．若想利用此滑轮组拉动汽车，拉力至少需要2000NC．若汽车速度为0.2m/s，则绳端速度为0.4m/sD．右侧墙面受到定滑轮的拉力为9000N【典例11】由三只动滑轮和一只定滑轮组成的滑轮组，下悬挂重为G的物体，每只滑轮重均为G1，摩擦及绳重不计，重物静止不动，则绳端作用的拉力F为（）A．G6 B．G+G16 C．【典例12】图的轻质滑轮组上，绕（画）上轻质绳子，使人的拉力大小等于重物的三分之一。【变式15】如图所示，用相同的轮滑和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，用它们提起相同的重物，重物都被提升相同高度（忽略滑轮重、绳重及摩擦），甲、乙两滑轮组所用的拉力分别为F1和F2，绳子自由端移动的距离分别为s1A．F1∶FC．s1∶s【变式16】如图，物体A重20牛顿，滑轮重2牛顿，物体B重12牛顿，则弹簧测力计的读数和A对地的压力为A．12牛顿，20牛顿 B．26牛顿，8牛顿C．24牛顿，20牛顿 D．24牛顿，8牛顿【变式17】用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（）A．滑轮组的机械效率为80% B．动滑轮重为5NC．拉力的功率为2W D．10s内物体的重力做功为35J【变式18】如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下4N的力F1拉重为2N的物体A时，能使物体B以0.2m/s的速度匀速向右运动；若只用水平向左的力F2拉物体B时，能使物体A以A．物体B受到的摩擦力为8N B．拉力F2大小为C．拉力F2的功率为2.4W D．拉力F1【变式19】用如图所示的三个装置先后提升同一个物体G，若不考虑滑轮的自重和摩擦，作用于绳子自由端的拉力F1、F2、F3的大小关系是（）A．F1最小 B．F2最小 C．F3最小 D．一样大【变式20】小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图中A处拉绳子的另一端用100N力拉绳子，两根木棍和绳子组成的机械相当于，小明受到的拉力是N，小杰受到的拉力是N。

【变式21】如图所示，物体A的质量为2千克，在力F作用下沿水平地面做匀速直线运动，速度为2米/秒，弹簧测力计的示数为5牛，则拉力F为牛，A受到的摩擦力为牛，拉力的功率是瓦（不计滑轮的重力及滑轮的摩擦）。【变式22】如图所示的滑轮组，其中B是（选填“定”或“动”）滑轮，A滑轮可以改变拉力的（选填“大小”或“方向”），若使重为30N的物体在水平地面做匀速直线运动，此时物体与水平地面间的摩擦力为6N，则拉力F的大小为（不计动滑轮重、绳重、滑轮与绳的摩擦）。【变式23】如图所示，两个完全相同的物体A、B通过理想滑轮连接并放在木板C上，系统保持平衡，已知A、B、C质量均为6kg，则A对C的压力为N。【变式24】如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体A沿水平地面做匀速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力为N；不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦，若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。【变式25】如图所示，物体A置于水平桌面上，装置保持静止，物体A重100N，物体B重10N。桌面对物体A的支持力是由于发生形变而产生的；不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦，桌面对物体A的摩擦力方向（选填“水平向左”或“水平向右”），大小为【变式26】如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动，此时弹簧秤B的读数为8牛顿，如果动滑轮、绳子、弹簧秤的重力和摩擦均不考虑，那么物体A与水平面的摩擦力为N，拉力F的功率为W。【变式27】将物体A、B置于如图所示的装置中，5s内物体B恰好匀速下降1m，则物体A的速度为m/s，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）【变式28】如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，其中每个滑轮重100N，不计绳重和摩擦。他至少用N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止状态，此时吊篮底面对他的支持力为N。【变式29】如图，小强站在一个平板上，用如图所示的滑轮组匀速把木板和自己向上拉了1m高。已知小强体重为500N，木板重300N，每个滑轮重均为40N。若不考虑摩擦及绳重，则小强的拉力为N，小强对平板的压力为N。

【变式30】如图所示，站在A处的小明用一根绳子和滑轮组拉斜面的物体B，请画出滑轮组的正确绕线。【变式31】晓旭同学想要用一个滑轮组向上提升一个所受重力为1600N的物体。若他所能提供的最大拉力为400N，在忽略滑轮的自重、绳重及摩擦的情况下，请你用笔画线，在图中画出符合要求的绳子绕法。（要求：晓旭应向下拉动绳子）【变式32】阅读文章，回答问题：轮轴轮轴是一种简单机械，轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成，通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例，轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆，轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图2所示。

根据杠杆的平衡条件，可得F1（1）轮轴的实质是变形的，如果动力作用在轮上就可以力，作用在轴上就力；（2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是（选填“省力”或“费力”）的，且动力是阻力的倍。考点4：机械效率【典例13】如图所示为小区里的高层电梯工作示意图，轿厢重4500N，重为500N的小明乘坐电梯从1楼匀速上升到21楼用时60s，每层楼高3m，F=3000N，忽略绳重与摩擦。下列说法正确的是（）A．电梯的平均速度为1.05m/sB．动滑轮A重500NC．若乘坐电梯的乘客增多，动滑轮A的机械效率将增大D．若轿厢匀速运动的速度增大，动滑轮A的机械效率将增大【典例14】如图所示，固定在水平地面上的斜面长s=5m，高h=2m，用平行于斜面向上F=4NA．拉力F做的功是8JB．克服物体重力做的功是30JC．斜面的机械效率是26.7%D．物体在斜面上受到的滑动摩擦力为1.6N【典例15】（多选）如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下，以0.1m/sA．绳子自由端移动距离为4mB．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120NC．有用功为270JD．额外功的功率为12W【典例16】东莞市环莞快速路建设正在进行，如图所示，施工现场一台起重机将质量为1800kg的重物以0.1m/s的速度竖直匀速提升一定高度，用时60s，起重机所做的额外功是7.2×104J。求：（1）重物上升高度h；（2）起重机提升重物所做的有用功；（3）起重机的功率。（g取10N/kg）【变式33】如图所示，在建设大楼的工地上，工人借助动滑轮用250N的拉力，将430N的重物匀速提升2m，用时10s。则（）A．工人做的总功为1720JB．动滑轮做的有用功为1000JC．工人的拉力的功率为86WD．动滑轮的机械效率为86【变式34】如图1所示，用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，所做有用功相同，拉力分别为F甲A．提升物体时两拉力的功率大小关系为PB．甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比为2∶3C．物体M、N的重力大小关系为GD．乙滑轮组的机械效率为40%【变式35】如图所示，已知固定斜面长5m、倾角为30°，木箱重150N。某同学用大小为100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，关于木箱所受的力对木箱做的功，下列判断正确的是（）A．重力做功的大小为500J B．斜面摩擦力做功的大小为125JC．有用功的大小为500J D．斜面支持力做功的大小为375J【变式36】如图所示，工人在10s内将重为500N的货物匀速提升3m，拉力的功率为200W。关于此过程，下列说法正确的是（）A．做的有用功是2000J B．绳子自由端移动的距离是9mC．滑轮组的机械效率是75% D．绳子自由端的拉力大小为250N【变式37】如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力大小为500N，物体向上移动的速度为1m/s，工人的质量为80kg，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（g＝10N/kg）（）A．此时拉力的功率为1200WB．此时该滑轮组的机械效率为80%C．当人提起另一个重物时，人对地面的压力恰好为零，此时被提升物体的重力为1920ND．利用这个滑轮组来提升物体时，滑轮组的最大机械效率为86%【变式38】如图所示，用竖直向上50N的拉力F，在10秒内将重为120N的物体匀速提升3m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（

）A．自由端的速度为0.6m/s B．拉力F的功率为15WC．滑轮组的机械效率为80% D．动滑轮的重力为20N【变式39】图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使1000N的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2mA．绳端移动的速度是1B．所做额外功为2000C．此过程的机械效率为62.5D．若匀速提升重物的速度变快，则“车梯”的机械效率变高【变式40】如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次用300N的力竖直向上拉动绳子，使货物以0.08m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为810N，货物与地面的接触面积为0.1m2.不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为400NB．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为8100PaC．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%D．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为24W【变式41】（多选）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N。关于该过程，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为0.2m/sB．动滑轮重120NC．该工人对地面的压力为200ND．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%【变式42】如图所示，物体重为300N，用沿斜面方向大小为200N的拉力F将其拉上斜面，斜面高度ℎ=2m，长为4m，则此过程中拉力做的有用功为J；斜面的机械效率为%；物体受到斜面摩擦力的大小为【变式43】如图，小明用10N的水平拉力拉着重100N的物体A沿着水平面匀速运动了30cm，若滑轮组的机械效率是80%，则物体A与水平面之间的滑动摩擦力是N。【变式44】如图甲所示，用滑轮组将重为90N的物体匀速提起，图乙是拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像，不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是（填“总功”“有用功”或“额外功”），该滑轮组的机械效率为。将物块提升更大的高度，滑轮组的机械效率将（填“增大”“减小”或“不变”）【变式45】如图所示，在F=200N的拉力作用下，物体A以1m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组的机械效率为60%，物体A在沿水平面做匀速直线运动时所受摩擦力为【变式46】如图，当水平拉力F=5N（1）拉力F的功率；（2）滑轮组的机械效率。考点5：实验探究滑轮组的机械效率
【典例17】物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益（用“MA”表示），根据机械效益可以比较省力程度。那么，滑轮组的机械效益与哪些因素有关呢？楚杭提出三个猜想：猜想一：与物体重力大小有关；猜想二：与吊起动滑轮的绳子股数有关；猜想三：与动滑轮重力大小有关；楚杭组装了如图甲、乙、丙所示的滑轮组，其中图甲、乙中每个滑轮的质量为m1，图丙中每个滑轮的质量m2，m1＝2m2，利用这三个滑轮组进行实验，测得5组数据，再将图丙的滑轮先后更换两次，实验数据如下表。序号物重G/N吊起动滑轮的绳子股数n拉力F/N机械效益MA1624.01.52825.01.631026.01.74833.32.45842.53.26843.02.77843.52.3（1）分析1、2、3三次数据可知，其他条件相同时，越大，滑轮组的机械效益越大，其省的力（选填“越多、越少或不变”）；（2）分析数据可知，当其他条件相同时，机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是；（3）第（选填序号）三次实验是为了探究机械效益MA与动滑轮重的关系；（4）用表格中第7次实验的滑轮组，匀速提升重10N的物体，则该滑轮组的机械效益为；（5）同一滑轮组的机械效益增大时，其机械效率（选填“变小”、“不变”或“变大”），机械效率与机械效益的比值（选填“变小”、“不变”或“变大”）。【典例18】斜面是一种简单机械，小明想探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系”。于是他找来木块A、长木板B、三个高度不同的长方体C和弹簧测力计进行实验，如下图。实验次数斜面倾斜程度木块重G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N木块沿斜面移动距离s/m斜面的机械效率1较缓50.23.30.560.6%2较陡50.253.80.565.8%3最陡50.34.20.5（1）除上述器材外，小明要完成实验还需要的一种测量器材是；（2）在实验过程中，应沿斜面向上拉动木块，使木块做运动；（3）实验记录数据如表，则第3次实验时斜面的机械效率为；（4）分析比较表中的实验数据，可得到的结论是：斜面越陡，机械效率；（5）除了倾斜程度会影响斜面的机械效率，你还能猜想到斜面的也会影响到斜面的机械效率。【典例19】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。（不考虑支点处的摩擦）（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1.2N，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）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用另一根杠杆进行实验，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钩码移动距离ℎ拉力F测力计移动距离s机械效率η1A点3.00.101.50.3066.72B点3.00.102.00.2075.0①分析表中数据可知杠杆的机械效率与有关。②小组的同学对此实验中机械效率变化的原因进行分析：在A、B两点将等重的钩码提升相同的高度，所做的相同，钩码挂在B点时，杠杆被提升的高度（大/小），所做的额外功（多/少），所以机械效率高。【变式47】在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。（1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节。调平后，若在A处挂3个钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，则需在B点挂个钩码。（每个钩码的重量相等）（2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如表。实验次数滑轮材质钩码的重力G/钩码提升的高度ℎ/拉力F/绳端移动的距离s/机械效率η/1铝10.10.60.3562铝20.11.00.3673铝20.21.00.6674塑料20.20.6①由图2可知，第4次实验中弹簧测力计示数为N；②第4次实验中滑轮组的机械效率为%（结果保留整数）；③分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率（选填“变大”“变小”或“不变”）。（3）小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。某次实验测得物重G=4N、斜面长s=1m、高ℎ=0.2m，若机械效率η=80%【变式48】提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：猜想一：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关；猜想二：滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关；猜想三：滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关。为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。小组同学把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示：实验次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η120.10.90.3240.11.50.388.9%340.21.50.688.9%（1）实验时应沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计；（2）表中第1次实验时滑轮组的机械效率为％（保留一位小数）；根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式；（3）比较2、3两次实验数据，可验证猜想一是（选填“正确”或“错误”）的；（4）通过比较（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；（5）为了验证猜想三，还需增加的实验器材是。【变式49】实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，实验装置如图所示，得到的数据如下表所示。实验次数123钩码重G/N446钩码上升的高度h/m0.10.10.2绳端拉力F/N1.81.62.4绳端上移的距离s/m0.30.40.6机械效率74.1%62.5%（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用图所示装置做的实验；（2）小组同学再用甲装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为。（百分号前保留一位小数）（3）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越；（4）采用图丙装置提升同一物体，改变动滑轮重G动进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁所示的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为（5）另一创新小组使用甲装置，用重为4N、6N的物体进行了两次实验，每次测得的机械效率均大于表中数据，该小组测量值偏大的原因可能是（选填字母）A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升C．测量拉力时，弹簧测力计处于静止状态【变式50】某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下。①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；②竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，使杠杆缓慢匀速上升（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，若提升的钩码重力一定，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，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”）。请简要说明理由：。【变式51】如图所示是某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”的实验，他们在实验过程中收集的数据如下表所示。实验次数倾斜程度物块重力G/N斜面高h/m拉力F/N斜面长s/m机械效率η/%1较缓50.22.4141.72较陡50.53.4173.53最陡50.74.3181.4（1）分析表中的数据可知：在其他条件一定时，斜面越缓越（省力/费力）；斜面越陡，机械效率越（高/低）；（2）该小组又进行了第4次实验