题目
| 测滑轮组的机械效率，先用调节好的天平测动滑轮的质量，当右盘中砝码及游码位置如图甲所示时，天平重新平衡。然后按照图乙所示安装好滑轮组，记下钩码及弹簧测力计的位置。拉动弹簧测力计使重为G的钩码升高，读出弹簧测力计的示数F，用刻度尺分别测出钩码提升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，记录数据。 |
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(1)动滑轮的质量m=_____g。Fs表示_____。
(2)使钩码升高的过程中应向上_____拉动弹簧测力计；不考虑绳子的伸长，s=_____h。
(3)用式子 计算机械效率的条件是_____，它比用 计算出的结果_____（填“偏大”“相同”或“偏小”）。
(4)保持此装置不变，将提升的钩码增加为2G，滑轮组的机械效率将_____（填“增大”“不变”或“减小”）。
(5)起重机的效率为60%，造成的原因是什么？ |
题型：实验题难度：中档来源：期末题
所属题型：实验题
试题难度系数：中档
答案
(1)19.8；总功
(2)匀速；3
(3)不考虑摩擦的影响；偏大
(4)增大
(5)动滑轮自重和摩擦力 |
考点梳理
初中三年级物理试题“测滑轮组的机械效率，先用调节好的天平测动滑轮的质量，当右盘中”旨在考查同学们对
质量的测量，天平的使用、
功的计算、
滑轮（组）的机械效率、
增大或减小机械效率的方法、
滑轮组及其工作特点、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
此练习题为精华试题，现在没时间做？添加到收藏夹，以后再看。
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三物理。
- 质量的测量，天平的使用
- 功的计算
- 滑轮（组）的机械效率
- 增大或减小机械效率的方法
- 滑轮组及其工作特点
考点名称：质量的测量，天平的使用
质量的测量工具：
质量的测量是物理中基本测量之一。物理实验中最常用的测量质量的工具是天平。生活中我们在不同的场所还能见到许多测量质量的仪器。
1．手工类：杆秤
杆秤是我国古代劳动人民发明的，具有悠久的历史。杆秤是利用杠杆平衡原理来称质量的简易衡器，它由木制的带有秤星的秤杆、金属秤锤、提绳﹑秤钩等组成。称量时根据被称物体的轻重，使砣与砣绳在秤杆上移动以保持平衡。根据平衡时砣绳所对应的秤杆上的星点，即可读出被称物的质量示值。称量一般20kg，分度值50g。
2．机械类：磅秤、台秤、便携式弹簧秤
磅秤和台秤的结构由承重装置、读数装置、基层杠杆和秤体等部分组成。使用方法和原理与天平相同，使用时底座放置在平整坚实的载物台或地面上，调节调零螺丝使秤杆在水平位置平衡，通过手动加、减槽码和移动游砣，使秤杆达到平衡，即可得出被称物体的质量。
3．电子类：电子秤﹑电子天平﹑地磅
电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具。电子秤主要由承重系统（如秤盘、秤体）、传力转换系统（如杠杆传力系统、传感器）和示值系统（如刻度盘、电子显示仪表）三部分组成。它能满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”的称量要求。另外，它还具有累计顾客购买的不同货物金额、累计总金额、去皮等多种功能。电子秤的最大称量30kg，分度值10g，广泛的使用于多种场所。
质量的单位：
质量单位：国际单位：千克，
常用单位：吨、克、毫克、斤等
引导分析：从表中可以看出，微克、毫克、克、千克、吨……之间都相差1000倍即：
1吨=1000千克（103千克）
1千克=1000克（103克）
1克=1000毫克（103毫克）
练习：练习1：
5吨= 5 ×1000千克=5000千克
540克 = 540×1/1000千克
= 0.54千克
25毫克 = 25×10-6 千克
= 2.5×10-7千克
质量的测量：用天平
(1)构造：托盘天平由横梁、指针、分度盘、标尺、游码、托盘、平衡螺母构成，每架天平配制一盒砝码。盒中每个砝码上都标明了质量大小，以“克”为单位，用符号“g”表示。
(2)使用：先将天平放水平;后将游码左移零;再调螺母反指针;左放物体右放码;四点注意要记清。调整平衡后不得移动天平的位置，也不得移动平衡螺母;左盘放被测物体，右盘中放砝码;物体的质量=盘中砝码总质量+游码在标尺上所对的刻度值(俗称游码质量)。
四点注意：被测物体的质量不能超过量程;向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏;潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中;砝码要轻拿轻放。
托盘天平的正确使用方法：
调节横梁平衡：在天平水平放置的时候，游码要回零，先进行观察：横梁标尺的最大量程、最小分度，横梁要平衡——指针指在分度盘的中央刻度线上，不平横——调节平衡螺母。
放被测物：被测物体放在左盘里，砝码放在右盘里。
添加砝码：先估被测物体质量的大小，先加达的，后加小的，然后移动游码直到横梁重新平衡。
考点名称：功的计算
功的定义：“功”一词最初是法国数学家贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利创造的。物理学中，必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功，是指力对距离的累积。国际单位制单位为焦耳(J)。
以下三种情况下力对物体不做功：
(1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如：某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m 远的过程中，人做功为零。
(2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功。如：一辆汽车停止在路边，一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。
(3)物体受到力的作用，同时也运动了一段距离，但两者相互垂直，即在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上走得再远，手的提力对水桶也没有做功。
功的计算公式：
在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功，功=力*力的方向上移动的距离，公式为(W=Fscosα)(初中阶段，力方向与位移方向的夹角为0，即α=0°，cos0°=1，所以W=Fs)。
国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。
公式计算时常考注意点：
(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;
(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;
(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
功的工作原理：
使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。功的原理是一个普遍结论，对于任何机械都适用，表达式为Fl=Gh，f=G(h/l)。
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：增大或减小机械效率的方法
机械效率的意义
(1)机械效率是反映机械性能的优劣的重要标志之一。总功等于有用功与额外功之和，因而有用功只占总功的一部分。显然，有用功所占比例越大，机械对总功的利用率就越高，机械的性能就越好。物理中，用机械效率来表示机械对总功得了利用率。
(2)在计算机械效率时，注意物理量名称所标示的意义。总功：即动力对机械所做的功，称之为动力功，也叫输入功。理想机械：W总=W有用，W输入=W输出，W动=W阻。实际机械：W总=W有用+W额外，W输入=W输出+W额外，W动=W有用阻力+W无用阻力。
增大机械效率的方法
机械效率=有用功/总功，而总功=有用功+无用功
1、减小机械质量
2、提高工作效率:减少动力臂的长度(给力点到转动中心点的距离).
3、提高机械效率:就是想方设法地减少摩擦力和无用功.减少摩擦力可以通过使转动中心部分始终保持良好的润滑,就是该部分经常有机油存在;减少无用功就是选用高强度的杠杆,使其横截面积变小、重量变轻.
以滑轮为例，有用功：这个机械提的重物做的功，无用功：提重物时要提机械(把滑轮提起，及绳子与滑轮的摩擦力)做的功，所以无用功越小机械效率愈大 ...
减少机械效率的方法
机械效率=有用功/总功，而总功=有用功+无用功
1、增大机械质量
2、减少工作效率:增大动力臂的长度(给力点到转动中心点的距离).
3、减少机械效率:就是想方设法地增加摩擦力和无用功.增加摩擦力可以通过使转动中心部分始终保持摩擦,增加无用功就是选用低强度的杠杆,使其横截面积变大、重量变重。
机械效率解题思路及方法
机械效率是学生学习的重点和难点，它把《简单机械》和《功》这两章内容紧密地联系起来，综合性较强，学生较难理解。下面谈一谈解答机械效率问题的基本思路：
1. 首先应认真审题，搞清题目中的物理现象及过程。
2. 计算有用功、额外功和总功。
根据人们使用机械的不同，有用功的计算也不尽相同。例如：若使用机械的目的是提升重物，那么克服物体的重力做的功就是有用功。设重物的重力为G，提升的高度为h，则;如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功就是有用功。设摩擦力为X，物体移动的距离为s，则。额外功是指对人们无用但又不得不额外做的功。由于滑轮与轴之间和绳与滑轮之间的摩擦以及机械的自重总是客观存在的，因此额外功总是不可避免的。而总功是人们作用在机械上的动力所做的功。设动力为F，动力使物体移动的距离为s，则;如果动力对机械做功的功率为P，做功的时间为t，则w=Pt.
3. 运用机械效率公式。
考点名称：滑轮组及其工作特点
滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向的目的。使用中，省力多少和绳子的绕法，决定于滑轮组的使用效果。动滑轮被两根绳子承担，即每根绳承担物体和动滑轮。
滑轮有两种：定滑轮和动滑轮 ，组合成为滑轮组。
(1)定滑轮,
定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向.
定滑轮的特点
通过定滑轮来拉钩码并不省力。通过或不通过定滑轮，弹簧秤的读数是一样的。可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。
定滑轮的原理
定滑轮实质是个等臂杠杆，动力L1、阻力L2臂都等于滑轮半径。根据杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论;
(2)动滑轮
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省1/2力多费1倍距离.
动滑轮的特点
使用动滑轮能省一半力，费距离。这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。
动滑轮的原理
动滑轮实质是个动力臂（L1）,为阻力臂（L2）二倍的杠杆;
(3)滑轮组
滑轮组：由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组，既省力又可改变力的方向.
滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是总重的几分之一.绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的就不算了.
使用滑轮组虽然省了力，但费了距离，动力移动的距离大于重物移动的距离.
滑轮组的用途:
为了既节省又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
【目的和要求】
了解滑轮组的作用。
【仪器和器材】
演示滑轮组（J2121型），测力计二个，钩码，细绳及支架．
【实验方法】
1．将两个单滑轮按图1．47－4那样，通过细绳装成最简单的滑轮组。手通过测力计拉住绳的一端，当滑轮组平衡（或使重物与动滑轮一起匀速提升）时，可以发现测力计的读数，只是动滑轮和重物总重的一半，并且用力的方向也改变了。
2．如图1．47－5所示，将两个二串的复滑轮组成滑轮组。将细绳的一端拴在定滑轮的框架构上，然后把细绳依次绕穿过定滑轮和动滑轮。绳子的另一端会在测力计的钩上。在动滑轮的框架钩下面挂钩码。手通过测力计拉绳子的一端，当滑轮平衡（或使重物与动滑轮一起匀速运动）时，可发现测力计的读数为动滑轮和钩码总重的1／4。动滑轮和钩码的总重由四段绳子承担，每段绳子承担总重的1/4。
改用由两个二并的复滑轮组成滑轮组进行演示（图1．47－6），实验结果也相同。
【注意事项】
1．在“使用滑轮组的时候，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一”的结论，显然是忽略了滑轮与轴之间的摩擦以及滑轮自重等因素。绳子与滑轮之间的摩擦对我们是有益的，若这个摩擦力太小，绳子就会在滑轮上打滑，而不能使滑轮转动起来。
由于滑轮与轴之间存在着摩擦力，所以，不要以为滑轮的数目越多，滑轮组也一定越省力。
2．滑轮组省力的倍数由承担重物的绳子数目决定，在这里应特别注意不要把最后通过定滑轮引出的那段绳子也计算在内。
