2016-2018年山东省三年中考物理真题分类解析汇编——专题11(B) 简单机械

备战2019年中考山东省三年中考物理真题分类解析汇编
专题11（B）简单机械（答案解析）1．（2018•东营）对物理概念的理解是学好物理的关键。

关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（）A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
【分析】（1）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%；
（2）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快。

【解答】解：A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%．故A错误；
B、功率是做功多少与所用时间的比值。

做功多，时间不确定，功率大小不能确定。

故B错误；
C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。

故C正确；
D、机械效率与做功快慢没有关系。

故D错误。

故选：C。

【点评】正确理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键；还要充分考虑选项中的条件，必要时可运用公式分析。

2．（2017•烟台）踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（）
A．脚后跟是支点，是省力杠杆
B．脚后跟是支点，是费力杠杆
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。

【解答】解：
如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

故选：C。

【点评】本题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。

3．（2017•枣庄）如图是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置，实验中杠杆始终处于水平平衡状态，若在C 处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向，使其从①→②→③，则拉力的变化情况是（）
A．先变小后变大 B．先变大后变小 C．逐渐变大 D．逐渐变小
【分析】分析在改变弹簧测力计拉力的方向的过程中力臂的变化情况，从而得出结论。

【解答】解：
由图知，测力计在②位置时，其动力臂等于OC，此时动力臂最长；
测力计由①→②→③的过程中动力臂先变大后变小，根据杠杆平衡条件可知，测力计的示数先变小后变大。

故选：A。

【点评】此题考查了学生对杠杆平衡条件的应用，解决此题的关键是分析出力臂的变化情况。

4．（2017•济宁）如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA 可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。

图中能够正确表示动力臂的是（）
A．l1B．l2C．l3D．l4
【分析】动力臂为支点到动力作用线的距离，据此判断。

【解答】解：
由图可知，动力为拉动杠杆的力，动力作用在杠杆的B点，动力臂为支点到动力作用线的距离，故l2为动力臂。

故选：B。

【点评】作力臂要先找到支点和力的作用线，再从支点向力的作用线引垂线，支点到垂足之间的距离为力臂的大小。

5．（2017•临沂）如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是（）
筷子食品夹定滑轮动滑轮
【分析】结合图片和生活经验，先判断机械在使用过程中的特点，或动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它们的省力情况，据省力一定费距离的特点分析即可判断。

【解答】解：A、根据图示可知，使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，即费力省距离，故A错误；
B、根据图示可知，使用食品夹时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，即费力省距离，故B错误；
C、定滑轮是一个等臂杠杆，即动力臂等于阻力臂，即不省距离，也不费距离，故C错误；
D、动滑轮是一个省力杠杆，即省力但一定费距离，故D正确；
故选：D。

【点评】知道省力杠杆省力、一定费距离是解决该题的关键。

6．（2017•菏泽）下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。

【解答】解：A、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A错误；
B、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；
C、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。

故选：B。

【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。

7．（2017•莱芜）如图所示，用相同的滑轮构成甲、乙、丙三个装置，在相等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度。

不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）
A．甲装置所用的拉力比乙的大
B．乙装置中拉绳的一端移动的速度比丙的大
C．丙装置的机械效率比甲的小
D．三个装置的额外功相同
【分析】（1）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子有效段数n，根据F=分析拉力大小；
（2）则绳子自由端移动的距离s=nh；绳子自由端的速度与物体升高速度的关系是：v自=nv物；
（3）因不计摩擦和绳重，故额外功的唯一来源为克服动滑轮重力的做的功，根据W=G动h，分析三个装置的额外功大小；
根据已知条件，由η===×100%分析三个装置的机械效率大小。

【解答】解：
（1）甲和乙装置都有两段绳子承担总重，且物重和动滑轮重都相同，不考虑绳重和摩擦，
由F=可知：F甲=F乙，即甲装置所用的拉力与乙一样大，
故A错误；
（2）在相等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度，根据v=，三个重物上升的速度v物相同，
乙有两段绳子承担总重，则绳端移动速度v乙=2v物；
丙有三段绳子承担总重，则绳端移动速度v丙=3v物；
所以，乙装置中拉绳的一端移动的速度比丙的小，
故B错误；
（3）因不计摩擦和绳重，故额外功的来源为克服动滑轮的总做的功，用相同的滑轮且将重物提升的高度相同（动滑升高的高度与物体升高的高度相同），
根据W=G动h，三个装置的额外功相同，故D正确；
因为η====×100%，所以三个装置的机械效率相同，故C错误。

故选：D。

【点评】本题考查了使用滑轮组时绳子有效段数的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法及机械效率大小的比较。

注意F=分析的适用条件是不计摩擦和绳重。

8．（2017•日照）工人师傅用独轮车搬运砖块，车和砖块所受的重力G=1200N，有关尺寸如图所示，工人师傅推车时，人手向上的力F的大小是（）
A．300 N B．400 N C．600 N D．1 200 N
【分析】先确定支点，再求出动力臂和阻力臂，知道阻力（车和砖块所受的重力），利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2求出人手向上的力F的大小。

【解答】解：
由图可知，车轮转轴为支点，动力臂L1=0.6m+0.3m=0.9m，阻力臂L2=0.3m，
由FL1=GL2可得：
F×L1=G×L2，
代入数值得：
F×0.9m=1200N×0.3m，
解得：
F=400N。

故选：B。

【点评】本题中考查了杠杆平衡条件的应用，确定支点、动力臂和阻力臂是关键。

9．多选题（2017•滨州）在斜面上将一个质量为5kg 的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m。

把重物直接提升h所做的功作有用功（g取10N/kg）。

下列说法正确的是（）
A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B．做的有用功是50J
C．此斜面的机械效率为62.5%
D．物体受到的摩擦力大小为10N
【分析】（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；
（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式η=计算出机械效率；
（4）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额=fs求出物体所受斜面的摩擦力。

【解答】解：
A、沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；
B、所做的有用功：W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J，故B 正确；
C、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=40N×2m=80J；
斜面的机械效率为：η=×100%=×100%=62.5%，故C正确；
D、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总﹣W有=80J﹣50J=30J，
由W额=fs可得，物体受到的摩擦力：f===15N，故D错误。

故选：BC。

【点评】本题考查了功和摩擦力的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是关键。

10．多选题（2017•威海）如图所示，把重为G的物体沿高为h，长为l的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中，拉力F做的功为W，则下列选项正确的是（）
A．拉力大小为
B．物体所受摩擦力大小为
C．拉力功率的大小为
D．斜面的机械效率为
【分析】使用斜面时，利用W=Gh求有用功，利用W=Fl求总功，克服摩擦做的额外功W额=fl，利用P=求拉力做功功率，利用效率公式η=求斜面的机械效率。

据此分析判断。

【解答】解：
A、拉力做的功为总功，即W总=W=Fl，所以拉力F=；
有用功为W有用=Gh，因为在斜面上拉动物体要克服摩擦力做功，
所以W总＞W有用，即Fl＞Gh，则F=＞，故A错；
B、使用斜面时克服摩擦力做的功为额外功，则W额=fl=W总﹣W有用=W﹣Gh，
所以物体所受的摩擦力：f=，故B正确；
C、做功时间为t=，拉力功率的大小P===，故C正确；
D、斜面的机械效率为η==，故D错。

故选：BC。

【点评】本题考查了使用斜面时有用功、额外功、总功、功率、机械效率的计算，因为已知量是字母，要细心推导！
11．多选题（2017•潍坊）如图所示，用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m，不计动
滑轮及绳自重，忽略摩擦。

下列说法正确的是（）
A．物体上升的速度是2.5m/s B．拉力F大小为100N
C．拉力F的功率为80W D．拉力F的功率为40W
【分析】（1）由图可知，n=2，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。

F=G；
（2）由v=可求速度；
（3）绳子的速度，v绳=2v物，拉力F的功率利用P=Fv可解。

【解答】解：由图可知，n=2，
A、物体上升的速度：v===0.4m/s；故A错误；
B、分析滑轮组，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。

拉力F大小F=G=×200N=100N，故B正确；CD、绳子的速度，v绳=2v物=2×0.4m/s=0.8m/s，拉力F的功率：P===Fv=100N×0.8m/s=80W，故C 正确，D错误。

故选：BC。

【点评】是一个综合计算题，要求灵活运用速度、功的公式、功率公式，能确定承担物重的绳子股数是关键（直接从动滑轮上引出的绳子股数）。

12．多选题（2017•聊城）如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了l0s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（）
A．绳子自由端移动的距离为2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N
C．拉力F的功率为12W
D．有用功为120J
【分析】A、知道物体移动速度和时间，利用s=vt求物体移动距离，由题知，n=3，拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍；
B、知道机械效率和拉力大小，利用η====求摩擦力f；
C、利用W=Fs求拉力做的总功，再利用功率公式求拉力做功功率；
D、拉力做的有用功等于摩擦力乘以物体移动的距离。

【解答】解：
A、由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s绳=3s物=3v物t=3×0.2m/s×10s=6m，故A错；
B、拉力做的有用功W有=fs物，W总=Fs绳，
因为η====，
所以物体与地面间的滑动摩擦力：
f=η×3F=80%×3×20N=48N，故B正确；
C、拉力做功为：W总=Fs绳=20N×6m=120J，
拉力做功的功率：P===12W，故C正确；
D、有用功：W有=fs物=fv物t=48N×0.2m/s×10s=96J，故D错。

故选：BC。

【点评】水平使用滑轮组时注意：有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，这是本题的关键、易错点13．多选题（2017•日照）如图所示，工人用150N的拉力通过滑轮组吊起质量为20kg的箱子。

若箱子被匀速竖直提升了2m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，则（）
A．箱子的重力势能增大
B．动滑轮的重力为100 N
C．工人施加的拉力做的功为300 J
D．滑轮组的机械效率为66.7%
【分析】（1）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。

质量越大，高度越高，重力势能越大；（2）知道箱子的质量，根据G=mg求出重力，由图可知，滑轮组绳子的有效股数，利用F=（G+G动）求出动滑轮的重力；
（3）由图可知绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功；
（4）根据W=Gh求出有用功，然后根据η=求出此滑轮组的机械效率。

【解答】解：A、箱子被匀速提升，高度增加，质量不变，重力势能增加，故A正确；
B、箱子受到的重力：
G=mg=20kg×10N/kg=200N；
由图可知，n=2，则由F=（G+G动）可得动滑轮的重力：
G动=nF﹣G=2×150N﹣200N=100N；故B正确；
C、由图可知，n=2，
绳端移动的距离s=nh=2×2m=4m，
工人做的总功：
W总=Fs=150N×4m=600J；故C错误；
D、有用功：
W有=Gh=200N×2m=400J
滑轮组的机械效率：
η==≈66.7%．故D正确。

故选：ABD。

【点评】本题的关键是要正确判断箱子的重有几股绳子承担，判断的方法是：与动滑轮接触的绳子才是承担重力的。

并要注意绳子自由端移动的距离与物体上升高度之间的关系。

14．多选题（2016•滨州）在探究杠杆平衡条件的时候，小明在均匀木板中间挖孔，孔中插一金属杆，固定在铁架台上，木板可以围绕中间自由转动。

每个钩码的质量为200g，A、B、C、D、E、F为挂钩，已知AB=BO=OC=CD，ABOCD的连线与EDF的连线垂直。

现在B处挂两个钩码，D处挂一个钩码，木板在水平位置平衡（如图所示）．下列做法能使木板重新平衡的是（）
A．在B、D两处各加挂一个钩码
B．在B处加挂2个钩码、D处加挂一个钩码
C．B处挂两个钩码不变，把D处的一个钩码挂在E处
D．B处挂两个钩码不变，把D处的一个钩码挂在F处
【分析】（1）符合杠杆平衡条件F1l1=F2l2，杠杆平衡，不符合杠杆平衡条件，力和力臂乘积大的一端下沉。

（2）力臂是从支点到力的作用线的距离，把钩码挂在E处、F处杠杆水平平衡时，力臂均和钩码挂在D 处的力臂相等。

【解答】解：设AB=BO=OC=CD=L，每个钩码的重力为G。

A．在B、D两处各加挂一个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3G×L，右侧力与力臂的积为2G×2L，因3G×L≠2G×2L，所以木板不会平衡，故A错误；
B．在B处加挂2个钩码、D处加挂一个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为4G×L，右侧力与力臂的积为2G×2L，因4G×L=2G×2L，所以木板会平衡，故B正确；
CD．把D处的一个钩码挂在E处或F处，杠杆右侧的力臂不变，仍为OD长，杠杆左右两侧力与力臂的乘积相等，所以木板会平衡，故CD正确。

故选：BCD。

【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等，不能只看力或只看力臂。

15．（2018•东营）如图所示，杠杆AOB能绕O点转动。

在A点挂一重物G，为使杠杆保持平衡且用力最小，在B点施加一个力，这个力应该是图中的F2。

【分析】由图可见为保持杠杆平衡，动力方向必须向下。

根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，已知点B是动力作用点，那么只需找出最长动力臂即可。

【解答】解：在B点施力F，阻力的方向向下，为使杠杆平衡，动力的方向应向下，F4方向向上，不符合要求；
当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时最省力，即F2的方向与OB垂直，故F2最小。

故答案为：F2。

【点评】本题考查杠杆中最小力的问题，注意找到动力作用点B到支点O的最长动力臂是解决问题的关键。

16．（2017•烟台）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m
长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为400N，若实际用力为500N，斜面的机械效率为80%，重物受到的摩擦力为100N。

（g取10N/kg）。

【分析】（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，利用功的原理由W=mgh=Fs，可求得施加的推力；
（2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；
（3）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功再由功的公式求得摩擦力。

【解答】解：（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：
W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J；
Fs=mgh=1200J，
解得：
F==400N；
（2）人所做的总功：
W总=Fs=500N×3m=1500J；
斜面的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（3）W总=W有+W额
即：Fs=Gh+fs
所以f===100N；
故答案为：400N；80%；100N。

【点评】此题考查的有关斜面机械效率的计算，解答此题的关键是我们要知道使用斜面时的有用功和总功的计算方法，要求能准确把握有用功、总功、额外功等的意义。

17．（2017•济宁）小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为100N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为20N。

【分析】（1）不计动滑轮重、绳重和摩擦，根据F=G求出拉力；
（2）根据F=（G+G动）求出动滑轮重。

【解答】解：（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F=G=×200N=100N；
（2）若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F=（G+G动）得G动=2F﹣G=2×110N ﹣200N=20N。

故答案为：100；20。

【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力情况的掌握，基础性题目。

18．（2016•泰安）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度运动了2s，弹簧测力计的示数为5N．则拉力F做功为8J。

【分析】该滑轮为动滑轮，拉力F的大小和弹簧测力计的示数相等；先求物体移动的路程，拉力移动的距离等于物体移动距离的2倍，利用W=Fs求拉力做的功。

【解答】解：
图中使用的是动滑轮，拉力等于弹簧测力计的示数，F=5N，
拉力端移动的距离：s=2s物=2v物t=2×0.4m/s×2s=1.6m，
拉力做功：
W=Fs=5N×1.6m=8J。

故答案为：8。

【点评】本题所用动滑轮是水平的，计算过程要注意，拉力移动的路程是物体移动的路程的2倍（动滑轮由两股绳子拉着）。

19．（2016•菏泽）组合机械的斜面长4m，高2m，将重为100N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端，如图所示，需用的拉力为40N，需要的时间是5s．那么，将物体从底部拉到顶部所做的有用功是200J，拉
力做的总功的功率是64W。

【分析】（1）知道斜面高h，利用W=Gh求将物体从底部拉到顶部所做的有用功；
（2）知道斜面长，图中使用的是动滑轮，拉力端移动的距离等于斜面长的二倍，利用W=Fs求总功，利用P=求总功功率。

【解答】解：
（1）将物体从底部拉到顶部所做的有用功：
W有用=Gh=100N×2m=200J；
（2）斜面长L=4m，
图中使用的是动滑轮，
拉力端移动的距离s=2L=2×4m=8m，
总功：W总=Fs=40N×8m=320J，
总功功率：P===64W。

故答案为：200；64。

【点评】本题考查了功和功率的计算，注意图中使用的是动滑轮，拉力端移动的距离等于斜面长的二倍。

20．（2018•菏泽）如图所示，杠杆OA在动力F1作用下处于静止状态，请你画出阻力F2及阻力臂L2。

【分析】重物对杠杆的力为阻力，阻力臂是由支点到阻力的作用线的距离，据此画图。

【解答】解：
杠杆受到的阻力F2为重物对杠杆的力，从支点向F2作用线引垂线段，可得阻力臂L2，如图所示：
【点评】力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点。

②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线。

③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂。

21．（2017•烟台）如图为吊车起吊货物的工作示意图，请在图中画出动力、阻力和阻力臂。

【分析】使杠杆转动的力叫动力，阻碍杠杆转动的力叫阻力。

从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂。

【解答】解：由图知，
吊车起吊货物时，O是支点，撑杆施加的是动力F1，方向与吊臂垂直；货物施加的是阻力F2，方向竖直向下；从支点到阻力作用线的垂线段是阻力臂L2．如图所示：。

【点评】此题考查的是力和力臂的作法，重点是阻力臂的作法。

正确理解概念是解答的关键。

22．（2017•临沂）丙图中，O是杠杆OA的支点，请画出拉力F的力臂；
【分析】力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点。

②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线。

③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂。

【解答】解：
从支点O向拉力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂L．如图所示：
【点评】（1）本题考查了重力的示意图的作法。

不管物体怎样运动，重力的方向总是竖直向下的。

（2）作图时极易出错的细节：①法线是虚线，②法线垂直镜面，所以要画垂直号，③注意角度是相等的，所以画的时候不要使两角的大小差异太过明显，尽量使用量角器，④注意标出光线上的箭头和箭头的方向。

（3）作力臂时要找好支点与力的作用线，力臂应是从支点到力的作用线的距离。

（4）右手螺旋定则内容为：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为N极方向。

23．（2016•枣庄）一重为G的均匀杠杆，可绕O点上下转动，若让杠杆静止在如图所示的位置，请画出作用在A点的最小作用力F和F的力臂L。

【分析】根据杠杆平衡的条件，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。

【解答】解：连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向上，据此可画出最小的动力；如图所示：
【点评】此题考查最小动力的确定；由杠杆的平衡条件，杠杆中最小作用力问题，可以转化为最大力臂问题，解题的关键是找出最长的力臂。

24．（2017•烟台）下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。

实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。

（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。

（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，
将这三个量填入表格。

（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。

（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。

实验记录：
实验次数钩码重力
G/N
物体上升
的高度
h/cm
有用功W有
/J
拉力F/N 弹簧测力
计移动的
距离s/cm
总功W总/J 机械效率η
1 6 3.00 18.00 2.38 9.00 21.4
2 84.0%
2 6 5.00 30.00 2.40 15.00 36.00 83.3%
3 6 8.00 48.00 2.36 24.00 56.6
4 84.7%
4 6 10.00 60.00 2.3
5 30.00 70.50 85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。

请你评价小明和小红的实验报告。

（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性。

【分析】（1）根据有用功W有用=Gh和总功W总=Fs分析表中计算功的错误原因；
根据控制变量法，研究机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小；
（2）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多。

【解答】解：（1）①表中有用功W有用=Gh和总功W总=Fs的计算值都是错误的，原因在于计算时，物体上升的高度和测力计通过的距离均以cm为单位，在计算时没有换算成国际单位m；
②在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小，由表中数据可知，小明和小红没有改变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系；
（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，要控制物体的重力相同，为使结论具有普遍性，
应换用不同的滑轮组多次实验；原实验只使用了一个滑轮组做了实验；
研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，使用不同的滑轮组做实验，而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验。

故答案为：（1）有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，小明和小红没有改变提升物体的重力大小；
（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑轮组做了实验；
研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。

【点评】本题测量滑轮组的机械效率，考查实验的评估能力及控制变量法和归纳的运用。

25．（2017•济南）小梅在物理老师的指导下，利用一个重物、细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。

（1）实验前，为便于力臂的测量，她应通过调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。

（2）实验时，小梅决定先保持阻力F2和阻力臂l2不变，探究“杠杆平衡时，动力臂和动力之间的关系”。

于是，她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处；然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示，将动力F1和动力臂l1记录下来。

接下来，她要改变动力的大小并移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来。

（3）小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。

表一保持阻力F2和阻力臂l2不变，探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
实验序号动力F1/N 动力臂l1/m
1 0.5 0.20
2 1.0 0.10
3 1.5 0.07
4 2.0 0.05
5 2.5 0.04
分析表1中的数据，小梅得出的结论是：保持阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力臂l1跟动力F1成反比例关系。

（4）在前面实验的基础上，小梅进一步猜想：在更普遍的情况下，杠杆平衡时可能满足“动力F1×动力臂l1=阻力臂F2×阻力臂l2”。