第十二章簡單機械

華祥

從近年的中考試題的研究可以發現，《簡單機械》中，關于杠桿的分類、力臂的畫法、杠桿的平衡條件及其應用、滑輪的識別、滑輪的特點、滑輪組的組裝及其計算、機械效率的探究及其計算等，都是重點考查對象。考查的題型往往涉及填空、選擇、簡答、作圖、實驗探究和計算題。

2013年各地涉及的《簡單機械》內容的試題具有如下特點：1.基礎性強。這類試題通常以課本為載體，以填空或選擇題的形式，考查對杠桿種類的識別、定滑輪和動滑輪的識別、滑輪的省力情況、機械效率的相關概念。2.應用性。這類試題往往以生產、生活中的簡單機械為載體，要求同學們根據實際情況合理選擇機械、解釋現象、提出提高機械效率的措施等。3.探究性。這類試題以杠桿、滑輪組、斜面為載體，考查對科學探究中的一個或幾個環節的理解和運用。4.綜合性。這類試題往往將前面所學過的力、浮力、功、功率等知識與簡單機械聯系在一起，重點考查同學們分析問題和解決問題的能力。

隨著課改的不斷深入，可以預見，關于簡單機械的試題，2014年還會在考查同學們的發散思維、創新能力方面有所發展和突破。

（一）考點例析

考點1杠桿種類的判斷

例1.（2013?長沙）圖121所示的用具中屬于費力杠桿的是（）

A.食品夾B.瓶蓋起子

C.螺絲刀D.鉗子

圖121

【解析】在使用食品夾的過程中，動力作用點在支點和阻力作用點的中間，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；在使用瓶蓋起子的過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；用螺絲刀起釘子時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；在使用鉗子的過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。

【答案】A

【點評】此題主要考查杠桿的分類。要正確判斷杠桿的種類，關鍵在于比較杠桿的動力臂與阻力臂的大小關系。

考點2杠桿力臂的畫法

圖122例2.(2013?懷化)圖122所示的是一根粗細均勻的杠桿，O是杠桿的支點，試在圖中畫出杠桿受到的力F的力臂，并用字母l表示。

【解析】力臂是指從支點到力的作用線的垂直距離，要畫出力F的力臂，只需要通過支點O向力F的作用線引垂線即可。

圖123【答案】如圖123所示。

【點評】畫力臂時可借助數學中畫“點到直線的距離”的方法，這樣既簡捷，又不容易出錯。數學中的“點”就相當于杠桿的“支點”，“點到直線之間的距離”就相當于杠桿的“力臂”。

考點3杠桿的平衡條件及其應用

圖124例3.（2013?河南）如圖124所示，小華用蘋果和橘子來玩蹺蹺板。她將蘋果、橘子分別放在輕桿的左右兩端，放手后，輕桿馬上轉動起來。使輕桿逆時針轉動的力是（）

A．蘋果的重力

B．橘子的重力

C．桿對橘子的支持力

D．蘋果對桿的壓力

【解析】杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂。當將蘋果、橘子分別放在輕桿的左右兩端，放手后，桿馬上轉動起來，這說明左右兩端的力與力臂的乘積不相等。從圖中可知，左右兩邊的力臂基本相等，但蘋果的重力大于橘子的重力，正是由于它們對杠桿施加的力不相等，導致杠桿轉動。顯然，使杠桿逆時針轉動的力是蘋果對桿的壓力。

【答案】D

【點評】本題主要考查杠桿的平衡條件及受力分析等相關知識。由于使杠桿轉動的力必須作用在杠桿上，因此，這個力應該是蘋果對杠桿的壓力，而并不是蘋果的重力。選項A的迷惑性很大，容易錯選。

考點4滑輪的特點

例4.（2013?內江）如圖125所示，用一根繩子繞過定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執另一端，分別用力F1、F2、F3勻速拉起鉤碼。忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是（）

圖125A．F1較小

B．F2較大

C．F1、F2、F3的大小不能確定

D．如果將鉤碼提升相同的高度，那么力F1、F2、F3做的功相等

【解析】由圖可知，圖中滑輪不隨物體的運動而運動，故屬于定滑輪。因為定滑輪是一個等臂的杠桿，故不省力也不費力，所以F1、F2、F3的大小都與物體的重力相等，所以三種拉法所用拉力一樣大，故A、B、C錯誤；如果將鉤碼提升相同的高度，由W=Fs可知，力F1、F2、F3做的功相等。

【答案】D

【點評】本題考查了定滑輪及工作特點，屬于基礎題。知道定滑輪和動滑輪的定義及其特點是正確解題的關鍵。

例5.（2013?雅安）工人們為了搬運一個笨重的機器進入廠房，他們設計了如圖12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（）

圖126【解析】在以上四種情況中，B、C、D都將物體與地面之間的滑動摩擦變為滾動摩擦，減小了物體與地面之間的摩擦力，而A沒有，所以首先可以排除A；在B中使用的是定滑輪，只能改變力的方向不能省力，其所用力的大小與D是一樣的，都等于物體與地面之間的滾動摩擦力；在C中使用的是動滑輪，動滑輪能夠省一半的力，所以，此時的拉力等于物體與地面之間的滾動摩擦力的一半。所以此時所用的力最小，即最省力。

【答案】C

考點5機械效率及其計算

例6.（2013?河南）一個滑輪組經改進后提高了機械效率，用它將同一物體勻速提升同樣的高度，改進后與改進前相比（）

A．有用功減少，總功減少

B．有用功增加，總功增加

C．有用功不變，總功不變

D．有用功不變，總功減少

【解析】機械效率是指使用機械時，有用功與總功的比值，即η=W有/W總。用它將同一物體勻速提升同樣的高度，說明有用功相同。現在，機械效率提高了，根據機械效率的定義可知，只能是使用機械時所做的總功減小了。

【答案】D

【點評】本題主要考查對功和機械效率的理解。分析時，應抓住有用功不變，機械效率增大這些條件，結合機械效率公式進行判斷。

圖127例7.（2013?天津）建筑工地上，工人師傅將圖127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。

（1）請在圖中畫出滑輪組的繞線；

（2）利用此滑輪組，工人用500N的力將1200N的重物勻速提升4m，求滑輪組的機械效率。

圖128【解析】（1）人站在地面上拉繩時，滑輪組的繞線如圖128所示。

(2)從圖中可知，承受物體總重的繩子的段數n=3，則該滑輪組的機械效率為

η=W有/W總=Gh/（Fs）

=Gh/（3Fh）=1200N×4m/（500N×3×4m）=80%。

【點評】在求機械效率時，關鍵是能從具體的情景中分析出什么是有用功，什么是總功。有用功就是不用機械，為達到目的直接用手所做的功；總功就是使用機械時，人們所做的功。

（二）考點演練

【課后鞏固】

1.事實表明，使用機械可以省力，不能省；某杠桿的動力臂小于阻力臂，此杠桿屬于杠桿，動力移動的距離阻力移動的距離。

2.滑輪在生活中有著廣泛的應用，在需要改變力的方向時，要使用(填“定滑輪”或“動滑輪”)；在需要省力時，要使用(填“定滑輪”或“動滑輪”)。

圖1293.在電視劇《三國》中，有這樣一個情景：一群士兵用力拉動一個杠桿，會將石塊拋向敵方陣營。它是一個杠桿。要把石塊拋出去，圖129中作用在A點的力沿（填“a”、“b”或“c”）方向最小。

圖12104.（改編）工人們將重物運到汽車上時，總是會利用木板搭成一個斜面，如圖1210所示。利用斜面時，斜面長是斜面高的幾倍，所用的力就是物重的幾分之一，所以利用斜面時（填“省力”或“費力”）；請舉一個生產、生活中利用斜面的實例：。

5.筷子是我國和部分國家特有的用餐工具。在正常使用筷子時，筷子屬于（）

A.費力杠桿，但省距離

B.省力杠桿，且省距離

C.省力杠桿，但費距離

D.等臂杠桿，既不省力也不費力

6.如圖1211所示，下列工具的使用屬于費力杠桿的是（）

A.鑷子B.鉗子C.起子D.剪子

圖1211

7.在探究杠桿平衡條件的實驗中，多次改變力和力臂的大小主要是為了（）

A.減小摩擦

B.使每組數據更準確

C.多次測量取平均值減小誤差

D.獲得多組數據歸納出物理規律

8.關于滑輪，下列說法中錯誤的是（）

A.使用定滑輪不省力，但能改變力的方向

B.使用動滑輪能省一半力，還能改變力的方向

C.定滑輪實質上是一個等臂杠桿

D.動滑輪實質是個動力臂為阻力臂二倍的杠桿

9.在日常生活中，用10N的拉力不能提起重15N的物體的簡單機械是（）

A．杠桿B．斜面

C．一個定滑輪D．一個動滑輪

圖121210.如圖1212所示，一根木棒AB在O點被懸掛起來，AO＝OC，在A、C兩點分別掛有兩個和三個相同的鉤碼，木棒處于水平平衡。如在木棒的A、C兩點各增加一個同樣的鉤碼，則木棒（）

A.繞O點順時針方向轉動

B.繞O點逆時針方向轉動

C.仍保持平衡

D.平衡被破壞，轉動方向不定

11.甲吊車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

圖121312.如圖1213所示，甲、乙兩位工人分別用如圖所示的A、B兩種方式，將同樣重的一袋沙子提到相同的高度，則下列說法中正確的是（）

A．A圖比B圖費力，A的機械效率較B的低

B．A圖比B圖省力，A的機械效率較B的高

C．甲做的總功較乙的小，甲的功率并不一定比乙小

D．甲、乙做的有用功相等，A、B的機械效率相等

13.如圖1214所示，用滑輪組提升重物。請在圖中畫出最省力的繞線方法。

圖121414.如圖1215甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼若干個。

圖1215（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿右端下沉。此時，應把杠桿兩端的平衡螺母向(填“左”或“右”)調節，使杠桿在不掛鉤碼時，保持并靜止，達到平衡狀態。這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測量。

（2）杠桿調節平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：。他這樣得出的結論是否合理？，為什么？。

（3）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學利用如圖1215乙所示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。其原因是。

15.做物理實驗要遵循實事求是的原則。小雯同學在“研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗中，完成了如圖1216所示的實驗，并記錄數據如下表：

實驗

次數物重

G/N使用定滑輪時測力計的示數F1/N使用動滑輪時測力計的示數F2/N11.000.600.6521.501.100.9032.001.601.15圖1216通過分析數據，她覺得與書中的結論偏差較大。你一定也做過這樣的實驗，回想你的實驗經歷，回答下列問題：

（1）該實驗中出現這樣結果的主要原因是什么？

（2）請你對小雯的實驗方法提出合理的改進意見。

16.（改編）小明站在地面上用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組來提升重物至樓上，不計摩擦和繩重，若他所用的力為220N，且經過5s將重400N的重物勻速升高了2m。問：

（1）小明做功的功率和滑輪組的機械效率為多大？

（2）若用同一滑輪組勻速拉動500N的重物到相同的高度時，拉力為多大？

【能力提升】

1.圖1217所示的是升旗時的情形。觀察發現，在旗桿的頂部裝有一個滑輪，它不能省力，但能，屬于滑輪。

圖1217圖12182.小明通過仔細觀察，發現簡單機械在生活中有很多實際應用，如：指甲鉗、剪刀、鑰匙等。將如圖1218所示的鑰匙插入鎖孔轉動開鎖時，鑰匙就相當于一個（填“杠桿”、“滑輪”或“輪軸”），屬于（填“省力”或“費力”）機械。

圖12193.如果在力的作用下杠桿能夠保持靜止狀態或勻速轉動，我們就說此杠桿；如圖1219所示，一木棒在O點支起時恰能保持靜止狀態，若用鋸子在O點將它鋸成兩段，則(填“粗”或“細”)端重。

圖12204.圖1220是人抬獨輪車車把時的簡化示意圖，此時獨輪車相當于一個（填“省力”或“費力”）杠桿；若動力臂是阻力臂的3倍，物體和車總重G為1200N，抬起車把的力F為N。圖1221

5.如圖1221所示，用兩個定滑輪和一個動滑輪組成滑輪組，每個滑輪重為30N。用這個滑輪組把重300N的物體勻速提升2m，不計繩重及摩擦，則拉力F大小是N，滑輪組的機械效率為。

6.下列關于機械的說法中，正確的是（）

A．只有杠桿才屬于機械

B．使用機械既可以省力，還可以省功

C．省力的機械，在使用時一定費距離

D．動滑輪既能改變力的大小，也能改變力的方向

圖12227.如圖1222所示，將體積相同的物體G1、G2分別掛在杠桿的兩端，杠桿處于平衡狀態。若將兩個物體G1、G2同時浸沒在水中，則()

A．杠桿仍能保持平衡

B．杠桿不能平衡，A端下沉

C．杠桿不能平衡，B端下沉

D．無法確定杠桿的狀態

圖12238.皮劃艇是奧運項目之一，如圖1223所示的比賽中，運動員一手支撐住槳柄的末端(視為支點)，另一手用力劃槳，皮劃艇就會飛速前進。則（）

A．此時的船槳是等臂杠桿

B．此時的船槳是費力杠桿

C．此時的船槳是省力杠桿

D．此時的船槳既省力又能省距離

9.如圖1224所示的甲、乙兩個裝置中，已知A在地面上滑動時所受到的摩擦力為40N（不考慮繩與滑輪間的摩擦），要使A向右做勻速直線運動，拉力F甲與F乙的大小分別為（）

圖1224A．40N、20NB．20N、40N

C．40N、40ND．20N、20N

10.用如圖1225所示的四種方法提起同一重物G，不計摩擦及滑輪重，則所用拉力最大和最小的分別是（）

圖1225A．a和cB.d和b

C．b和dD.a和d

圖122611.圖1226所示的是人們在門前用鐵锨鏟雪時的情景。則下列說法中正確的是（）

A．人們克服鐵锨的重力做的功是有用功

B．人們克服雪的重力做的功是額外功

C．人們克服雪的重力做的功是有用功

D．鐵锨屬于一個省力的杠桿

12.用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組中，不計摩擦和滑輪重，則（）

A.只能省一半力，因為只有一個動滑輪

B.只能省2/3的力，因為動滑輪上繞了3股繩子

C.可能省一半力，也可能省2/3的力，因為繞繩的方法有兩種

D.以上說法都不對

圖122713.如圖1227所示，重物G=40N，若不計繩子與滑輪之間的摩擦，將物體勻速提起所用的拉力為22N，則下列說法中正確的是（）

A．動滑輪的重為4N

B．動滑輪的重為2N

C．繩子1受到的拉力為24N

D．繩子2受到的拉力為44N

圖122814.工人用如圖1228所示的滑輪組提升重物，在10s內將200N的物體勻速提升2m,已知工人的拉力為80N。則下面說法中錯誤的是()

A.所做有用功是400J

B.工人所做的總功是480J

C.工人做功的功率是48W

D.滑輪組的機械效為62.5％

15.某機械的效率是80%，它的意思是（）

A.總功中有80%用來克服額外阻力做功

B.總功中有20%用來克服額外阻力做功

C.總功中有20%用來克服阻力做功

D.以上說法都不對

圖122916.用圖1229中甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和摩擦力不計。則（）

A．手的拉力：F甲=F乙；機械效率：η甲=η乙

B．手的拉力：F甲＜F乙；機械效率：η甲＜η乙

C．手的拉力：F甲＞F乙；機械效率：η甲＜η乙

D．手的拉力：F甲＞F乙；機械效率：η甲＞η乙

圖123017.如圖1230所示，有一斜面長為l，高為h，現用力F沿斜面把重為G的物體從底端勻速拉到頂端。已知物體受到斜面的摩擦力為f則下列關于斜面機械效率η的表達式正確的是（）

A.η=Ghfl×100%

B.η=Gh（F-f）l×100%

C.η=Gh（F+f）l×100%

D.η=GhGh+fl×100%

18.請在圖1231中畫出力F對支點O的力臂，并用l表示。

圖1231圖123219.雙休日，小明一家三口騎著自行車外出旅游，途中遇到一陡坡，如圖1232所示。小明感到越來越吃力，此時，爸爸告訴他，路上沒有人和車輛，可以走“S”形路線。這個辦法還真奏效，輕松地就上到了坡頂。請你運用所學的物理知識解釋走“S”形路線省力的道理。

20.某同學測量滑輪組的機械效率時，先用彈簧測力計測出物重G；然后按如圖1233所示組裝好器材，拉動彈簧測力計使物體勻速上升，用刻度尺分別測出物體上升的高度h和繩端移動的距離s，在物體靜止時讀出拉力的大小F；最后，根據公式η=GhFs算出滑輪組的機械效率。圖1233

(1)以上操作過程存在一處錯誤，請在錯誤的句子下面畫上橫線，并寫出正確的操作方法：

。

(2)在這個實驗中，若物重為4N,重物上升了0.1m，彈簧測力計示數為2N，請計算該滑輪組（如圖1233）的機械效率η＝。

（3）為了提高滑輪組提升物體時的機械效率，請你提出兩條措施：

①；

②。

（4）計算發現該滑輪組的機械效率小于1，你能分析一下效率不是100%的原因嗎？請你試著寫出兩條：①；

②。

21.（改編）小明學過機械效率后，提出了一個問題：“斜面的傾角程度與斜面的機械效率有沒有關系？”針對這個問題他做了在斜面上勻速拉動物塊的探究實驗（如圖1234所示），并記錄實驗數據如下：

實驗

次數斜面的

傾斜程

度物體

重

G/N物體上

升高度

h/m沿斜面

的拉力

F/N物體移

動距離

s/m有用

功

W有/J總功

W總/J機械

效率

/η1較緩5.00.11.60.50.50.863℅2較陡5.00.152.20.50.751.168℅3最陡5.00.253.10.5圖1234（1）第三次實驗填入表格中的數據：有用功J，總功為J，機械效率為。

（2）通過對上述實驗數據的分析，你認為斜面省力情況與斜面傾角程度的關系是：斜面越陡，越。

（3）通過對上述實驗數據的分析，你對斜面機械效率的問題可獲得的初步結論是：

。

（4）如果小明還想要探究斜面機械效率與物重的關系，實驗時應控制哪些條件不變？

。

圖123522.如圖1235所示，小王站在高3m、長6m的斜面上，將重200N的木箱A沿斜面勻速從底端拉上頂端，拉力大小恒為120N，所花時間是10s。求：

圖1236（1）木箱A沿斜面方向的運動速度。

（2）小王對木箱做功的功率。

（3）斜面的機械效率。

23.小明和他的興趣小組利用如圖1236所示的滑輪組進行實驗，人以600N的力向下拉繞在滑輪組上的繩子的一端，10s內繩子自由端移動了1.5m，重物上升0.5m，已知該滑輪組的效率為70％（g取10N/kg,不考慮繩重及摩擦）。

（1）畫出小華興趣小組所用滑輪組的繞線情況。

（2）人的拉力做功的功率是多少？

（3）被吊起重物的質量是多少？

（4）動滑輪的重是多少？

參考答案

【課后鞏固】

1.功費力小于

2.定滑輪動滑輪

【解析】定滑輪是一個等臂的杠桿，它不能省力，但能改變力的方向；動滑輪是一個動力臂為阻力臂二倍的杠桿，不能改變力的方向，但能省力。

3.費力c

【解析】此杠桿的動力臂小于阻力臂；在阻力和阻力臂一定時，動力臂越大，所用的動力就越小。

4.省力盤山公路

【解析】盤山公路的高度一定，但增大了斜面的長度，故機動車行駛時所需動力較小。

5.A

【解析】使用筷子時，動力作用點在支點和阻力作用點之間，動力臂小于阻力臂，故屬于費力杠桿，但動力移動的距離比阻力移動的距離要小。

6.A

【解析】使用鑷子時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，而其他工具的動力臂都大于阻力臂，均屬于省力杠桿。

7.D

【解析】實驗中單獨的一組數據往往具有偶然性，因此，通過實驗數據得出相關的規律時，必須進行多次測量，從而使結論具有科學性。

8.B

【解析】定滑輪是一個等臂的杠桿，既不省力也不費力，但能改變力的方向；動滑輪實質上是一個動力臂二倍于阻力臂的杠桿，它能省力，但不能改變力的方向。

9.C

【解析】通過機械用10N的拉力不能提起重15N的物體時，該機械不能省力。定滑輪既不省力，也不費力，故不能達到目的。而杠桿可以通過改變力臂的關系、斜面可以通過改變斜面長和斜面高的關系來達到省力的目的。

10.C

【解析】因AO＝OC，故這屬于一個等臂杠桿，當在木棒的A、C兩點各增加一個同樣的鉤碼時，杠桿左右兩端增加的（力×力臂）的大小相等。

11.B

【解析】機械效率是有用功與總功的比值，甲的機械效率比乙的高，說明有用功在總功中所占的比例大，即甲所做的額外功比乙的少。

12.C

【解析】甲是一個定滑輪，不省力也不費力，而乙是一個動滑輪，能省力，故A圖比B圖費力；但因B要克服動滑輪的重而做額外功，故B的機械效率較A的低；將同樣重的一袋沙子提到相同的高度，甲做的總功較乙的小，由于功率不但與做功多少有關，還與做功所用時間有關，故甲的功率并不一定比乙小；甲、乙都是將同一重物提升同樣的高度，故做的有用功相等，但乙的額外功多，故機械效率不等。

13.如圖所示。

【解析】要使滑動組最為省力，那么承受物體總重的繩子段數應該為最多。

14.（1）左水平力臂

（2）F1l1=F2l2不合理結論具有偶然性（結論沒有普遍性）

（3）杠桿自重的影響。

15.（1）由表中數據可以看出，使用定滑輪時（乙圖）F1與G不相等，這是由于沒有考慮彈簧測力計外殼本身的重力；使用動滑輪時（丙圖），F2不等于物重的一半，這是由于沒有考慮動滑輪本身的重力。

（2）對實驗方法的改進意見：使用定滑輪時（乙圖），應水平拉動彈簧測力計；使用動滑輪時（丙圖），要先測出鉤碼和動滑輪的總重，然后比較拉力與總重之間的關系（或采用輕質滑輪）。

16.（1）依題意可知，所組裝的滑輪組如圖所示。

由做功的功率P=Wt=Flt和l=2h得

P=220N×2×2m/5s=176W。

機械效率η=W有W總=GhFl=400N×2m/（220N×2×2m）=91%。

（2）當所提升的物重為400N時，

W總=Fl=220N×2×2m=880J，

W有=Gh=400N×2m=800J，

W額=W總-W有=880J-800J=80J。

當所提升的物重為500N時，

W′有=G′h=500N×2m=1000J，

W′總=W′有＋W額=1000J＋80J=1080J，

F′=W′總l′=1080J2×2m=270N。

【能力提升】

1.改變力的方向定

2.輪軸（或杠桿）省力

3.平衡粗

【解析】粗端的力臂較細端的小，由杠桿的平衡條件可知，粗端作用在杠桿上的力較大。

4.省力400

【解析】獨輪車在力的作用下能繞固定的點轉動，故屬于杠桿；根據杠桿的平衡條件和所給數據即可求出力F的大小。

5.11090.9%

【解析】W有=Gh=300N×2m=600J，W額=G動h=30N×2m=60J，則W總=600J＋60J=660J，而W總=F×3×2m=660J，即F=110N；

η=W有/W總=600J/660J=90.9%。

6.C

【解析】凡是能改變力的大小或方向的裝置都叫做簡單機械；使用任何機械都不能省功；對于省力的機械，它的動力移動的距離比阻力移動的距離要大，故需要多移動距離（費距離）；動滑輪只能改變力的大小，不能改變力的方向。

7.C

【解析】從圖中可知，杠桿左邊的力臂＞右邊的力臂，根據杠桿的平衡條件可知，G1＜G2，將兩個物體同時浸沒在水中時，它們受到的浮力相等，則杠桿左端減小的力×力臂大于右端減小的力×力臂，故B端將下沉。

8.B

【解析】因動力作用點在支點和阻力作用點之間，容易知道劃槳時，槳的動力臂小于阻力臂，故屬于一個費力的杠桿，但省距離。

9.A

【解析】第一個圖中的滑輪為定滑輪，故拉力等于摩擦力；第二個圖中的滑輪為動滑輪，故能省一半的力，拉力等于摩擦力的一半。

10.C

【解析】a中重物由2段繩子承擔，b中是兩個定滑輪，c中重物由兩段繩子承擔，d中重物由3段繩子承擔。顯然，b中的拉力最大為F=G，d中拉力最小為F′=G/3。

11.C

【解析】人們在門前用鐵锨鏟雪時，目的是要將雪鏟起，即克服雪的重力所做的功為有用功，克服鐵锨的重力所做的功是不得不做的，對人們沒有用的功，屬于額外功；使用鐵锨時，動力臂小于阻力臂，故屬于一個費力的杠桿。

12.C

【解析】由一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組中，當繩子自由端向下拉時，承受物體總重的繩子段數為2；當繩子向上拉時，承受物體總重繩子段數為3。

13.A

【解析】因F=（G物＋G動）/2，則G動=2F-G物=2×22N-40N=4N；而繩子2受到的力等于G=40N，繩子1受到的力等于F=22N。

14.D

【解析】W有=Gh=200N×2m=400J，

W總=Fs=80N×3×2m=480J，

則機械效率η=W有W總=400J480J≈83.3％。

工人做功的功率P=W總t=480J10s=48W。

15.B

【解析】機械效率是指有用功與總功的比值，即有用功在總功中所占的百分比。某機械的效率是80%，則是指總功中有20%用來克服額外阻力做功，80%用來做有用功。

16.D

【解析】甲為定滑輪，故手的拉力等于被提升的物重；乙圖為動滑輪，故手的拉力小于被提升的物重；由于乙需要克服動滑輪的重力做功，故乙的效率較甲的小。

17.D

【解析】斜面的機械效率η=W有W總，而W有=Gh，W總=W有＋W額，且W額=fl。

18.如圖所示:

19.在高度一定的情況下，斜面越長越省力。“陡坡”相當于一個斜面，其高度一定，走“S”形路線時，增大了斜面的長度，所以較為省力，自行車容易上去

20.(1)畫橫線的部分是：“在物體靜止時讀出拉力的大小F”

正確的方法：在勻速拉動物體時讀出拉力的大小F

(2)η＝66.7％

（3）①減輕動滑輪和繩的自重②減小輪和軸之間的摩擦③在繩能承受的拉力范圍內，增大物重(寫出其中兩條即可）

（4）需要克服動滑輪及繩子重力做額外功需要克服繩子與滑輪間的摩擦做額外功

21.（1）1.251.5581％

（2）費力

（3）在其他條件不變的情況下，斜面越陡，機械效率越高

（4）斜面的傾斜程度、斜面與物體接觸面的粗糙程度。

22.（1）v=st=6m10s=0.6m/s。

（2）小王對木箱做的功為

W=Fs=120N×6m=720J,

則做功的功率為

P=Wt=720J10s=72W。

（3）W總=720J,W有=Gh=200N×3m=600J。

則斜面的機械效率為

η=W有W總=600J720J=83.3％。

23.（1）由題意可知，向下拉繩子時，承擔動滑輪及重物的繩子股數：

n=1.5m0.5m=3(段)。

（2）人的拉力F=600N，移動距離s=1.5m,時間t=10s。

則人的拉力做功的功率為

P=Wt=Fst=600N×1.5m10s=90W。

（3）由機械效率的公式可知η=GhFs，則

G=Fs×ηh=600N×1.5m×70％0.5m=1260N，

該物體的質量m=Gg=1260N10N/kg=126kg。

（4）W額=G動h=W總-W有，則

G動=W總-W有h

=600N×1.5m-1260N×0.5m0.5m=540N。