题目
图甲是建筑工地上常见的塔式起重机示意图．这种起重机主要用于房屋建筑施工中物料的竖直或水平输送．
（1）由杠杆的平衡条件可知，塔式起重机的起重量随起吊幅度而变化，起吊幅度越大，起重量______．
（2）某塔式起重机是通过电动机带动如图乙所示滑轮组竖直起吊物料的．已知起吊重为3×104N的物料时，电动机的输出功率为60kW，物料匀速上升的速度为1.5m/s．试求：
①电动机作用在滑轮组上的水平拉力F；
②这次起吊时滑轮组的机械效率． |
所属题型：问答题
试题难度系数：中档
答案
（1）由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2（动力×动力臂=阻力×阻力臂）可知，当动力与动力臂不变时，阻力与阻力臂成反比；即阻力臂越大，阻力越小；阻力臂越小，阻力越大．本题中动力与动力臂不变，则起吊幅度越大，起吊重量越小；
故答案为：越小．
（2）①由图可知，绳子运动速度为物体运动速度的2倍，则由W=FS可得：
F======2×104N．
②机械效率为：η=×100%=×1OO%=×100%=×100%=75%
或η=× 100%=×100%=×100%=× 100%=×100%=75%．
答：电动机作用在滑轮组上的水平拉力F为2×104N．这次起吊时滑轮组的机械效率为75%． |
考点梳理
初中二年级物理试题“图甲是建筑工地上常见的塔式起重机示意图．这种起重机主要用于房屋”旨在考查同学们对
滑轮（组）的机械效率、
杠杆的平衡条件、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
考点名称：滑轮（组）的机械效率
滑轮组的机械效率：
测量滑轮组的机械效率:
①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
②原理：
③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ;
④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。
提高滑轮组机械效率的方法:
1.影响滑轮组机械效率的因素
滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率：
若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为
讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。
2.提高滑轮组机械效率的方法
(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
(3)换用最简单的机械。
滑轮组机械效率有关因素：
1、被提物体的重量，G越大，机械效率越高。
2、滑轮自重，滑轮组如果越多，虽然省力但是无用功多，机械效率越小。
3、绳与滑轮之间的摩擦。
无关因素：1、绕线方式，2、物体被提高的距离，3、提物体的速度。
考点名称：杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件：
杠杆的平衡条件是：动力X动力臂=阻力X阻力臂
或
这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。
上面的关系式也可以写成下面的形式：
杠杆的定义：
只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都是杠杆。跷跷板、剪刀、扳子、撬棒等，都是杠杆。
杠杆的五要素：
（1）杠杆转动时绕着的固定点叫支点；
（2）使杠杆转动的力叫动力；
（3）阻碍杠杆转动的力叫阻力；
（4）从支点到动力作用线的距离叫动力臂；
（5）从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂．
杠杆的原理：
主条目：力矩当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆就处于平衡状态。
杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂
用字母表示就是：F1×L1=F2×L2
杠杆的平衡条件又叫杠杆原理，是阿基米德最早提出的。据此他发出了给我一个支点，我可以撬动地球。的豪言壮语、
杠杆的分类：
一类：支点在动力点和阻力点的中间。称为第一类杠杆。既可能省力的，也可能费力的，主要由支点的位置决定，或者说由臂的长度决定。例：跷跷板，剪刀，船桨，（运煤气罐等重物的）手推车，鞋拔子，塔吊，撬钉扳手等。
二类：阻力点在动力点和支点中间。称为第二类杠杆。由于动力臂总是大于阻力臂，所以它是省力杠杆。例：坚果夹子，门，钉书机，跳水板，扳手，开（啤酒）瓶器，（运水泥、砖的）手推车。
三类：动力点在支点和阻力点之间。称为第三类杠杆。特点是动力臂比阻力臂短，所以这类杠杆是费力杠杆，然而能够节省距离。例：镊子，手臂，鱼竿，皮划艇的桨，下颚，锹、扫帚、球棍等以一手为支点，一手为动力的器械。
另外，像轮轴这类的工具也属于一种变形杠杆。就拿最简单、相似于第一类杠杆的定滑轮来介绍，滑轮轴心好比支点，两端物体的拉力好比杠杆的两端施力，而如果滑轮是一个完美的圆，施力臂和阻力臂皆将是圆的半径。
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。
