杠杆、斜面和滑轮组的省力情况分析及机械效率比较专项突破-2024-2025学年苏科版物理九年级上册

uin1993 机械的省力情况分析及效率比较专项突破 · 寻找最省力的机械 1. 使用以下剪刀剪铁皮时，最省力的是（　　） A．B．C．D． 2. 下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 3. 如图所示，用机械提起同一重物，不考虑绳重和摩擦，滑轮的重力相同，且等于提升物体的重力，其中最省力的是（　　） A． B． C． D． 4. 借助简单机械将重物提升，若不计滑轮重量及摩擦，以下装置最省力的是（　　） A． B． C． D． 5. 利用两个滑轮提升同一重物，滑轮重、绳重、滑轮与绳子及滑轮与轴之间的摩擦力均忽略不计。下列四种组合中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 6. 用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 7. 用如图所示的四种简单机械提升相同重物，不计机械自重及各种摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 8. 如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（　　） A． B． C． D． 9. 简单机械在我们的生活中应用很广泛，下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中最省力的是（　　） A． B． C． D．    10. 下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重，绳重及摩擦，当匀速提升同一重物时，最省力的是（　　） A． B． C． D． 一、滑轮组机械效率的影响因素及效率比较 【实验探究】如何提高滑轮组机械效率呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.2 0.3 55.60% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.60% 3 4 0.1 1.9 0.3 70.20% 4 4 0.1 1.3 0.5 （1）实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。 （2）分析表中数据可知：第4次实验是用________（选填“甲”“乙”或“丙”）图所示装置来完成的，它的机械效率η=________。 （3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度___________（选填“有关”或“无关”）。 （4）通过比较___________两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。 （5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率__________（选填“越大”“越小”或“不变”）。 （6）根据以上结论和生活经验，你建议能提高滑轮组机械效率的措施有___________（多选） A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体重 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度 【答案】（1）匀速 （2）丙 61.50% （3）无关 （4）1、3 （5）越小 （6）ABC 【结论】滑轮组的机械效率与物重、动滑轮重以及摩擦等因素有关，与绳子的绕法、提升物体的高度、速度等因素无关；①其他条件一定时，物重越大，机械效率越高；②其他条件一定时，动滑轮越轻，机械效率越高。 1. 要想提高动滑轮的机械效率，下列具体措施中不可行的的一项是（　　） A．尽可能使物体向上做加速运动 B．尽量选用轻质的动滑轮 C．在动滑轮中间的转轴处加些润滑油 D．适当增大被提升的物体重 2. 如题图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为的物体缓缓上升，不计绳重和摩擦。现改变物体的重力，则动滑轮的机械效率与物体重力的关系可能符合下列图中的（　　） A． B．C． D． 3. 如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物并升高相同高度，绳重和所有摩擦力忽略不计，在物体匀速上升的过程中（　　） A．甲图更省力，做功更少，机械效率甲图大 B．甲图更省力，做功一样多，机械效率一样大 C．乙图更省力，做功更多，机械效率乙图大 D．甲图更省力，做功更多，机械效率一样大 4. 如图所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为ηl，用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则（　　） A．Wl=W2；ηl=η2 B．W1=W2；ηl<η2 C．W1<W2；η1>η2 D．W1>W2；ηl<η2 5. 工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，做的（　　） A．有用功不变，总功不变 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功减小 D．有用功减小，总功减小 6. 用右图a、b、c、d四个装置分别将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮重相同。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．a装置最费力，拉力做的总功最多 B．d装置最省力，拉力做的总功最少 C．a、b、c、d有用功一样，a装置的机械效率最高 D．d装置最省力，机械效率也最高 7. 如图所示，用甲、乙两种方式匀速提升重为200N的物体，已知滑轮重均为20N，绳重和滑轮摩擦忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A．手的拉力F甲>F乙；机械效率η甲<η乙且η乙＝100% B．手的拉力F甲>F乙；机械效率η甲>η乙且η甲=100% C．手的拉力F甲=F乙；机械效率η甲=η乙且都达不到100% D．手的拉力F甲<F乙；机械效率η甲<η乙且都达不到100% 8. 如图所示，甲、乙是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲、乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（　　） A．F甲小于F乙 B．甲、乙两人拉绳子的速度相同 C．甲拉力的功率大于乙拉力的功率 D．如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙的大 9. 如图所示，滑轮组相同，钩码相同，甲挂一个钩码，乙挂两个钩码，用滑轮组将钩码提升相同的高度（不计绳子与滑轮的摩擦和绳重），下列说法正确的是（　　） A．乙滑轮组所做的总功是甲滑轮组所做总功的两倍 B．提升钩码的过程中，甲滑轮组拉力的功率大些 C．甲滑轮组的机械效率高于乙滑轮组的机械效率 D．乙滑轮组所做的有用功是甲滑轮组所做有用功的两倍 10. 如图所示，用相同的滑轮安装成两种装置，分别用FA、FB匀速提升重为GA、GB的A、B两个物体，使物体上升的高度分别为hA、hB，绳子拉动的距离分别为sA、sB。不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．若，则sA>sB B．若，则 C．若GA=GB，则乙较省力且机械效率较高 D．若，则两个滑轮组机械效率可能相同 11. 如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，在相同时间内分别将A、B两相同物体匀速提升相同高度，忽略绳重和摩擦，下列判断错误的是（　　） A．甲乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比为3∶2 B．甲乙两滑轮组所用拉力之比为2∶3 C．甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为1∶1 D．甲乙两滑轮组机械效率之比为2∶3 12. 如图所示，规格完全相同的滑轮组用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为、，两个物体，比较它们的机械效率（不计绳重和摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．若，则甲的机械效率较高 B．若，则乙的机械效率较高 C．若，则乙的机械效率较高 D．若，则甲的机械效率较高 13. 如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列说法正确的是（　　） A．提升A的拉力较大 B．提升B做的有用功较多 C．A物体的重力较小 D．提升B做的额外功较少 二、斜面机械效率的比较 【实验探究】图甲所示是“之”字形盘山公路，公路修成这种形状有什么好处呢？王磊将木板搭在木块上模拟盘山公路（如图乙），发现只要2N的力就能将5N的重物拉上木板，这说明盘山公路可以__________。 甲 乙 通过查阅资料，王磊知道斜面也是一种机械，那么它的效率会跟什么因素有关呢？他提出了如下猜想： 猜想一：与斜面的倾斜程度有关； 猜想二：与斜面的粗糙程度有关； 猜想三：与物体所受的重力有关。 王磊设计方案，并利用图乙装置进行探究，他通过移动木板下的木块来改变斜面的倾斜程度，通过在木板表面铺上棉布来改变斜面粗糙程度，用弹簧测力计将重物匀速拉上斜面，记录相关数据，如下表。 实验 次数 斜面 材料 物重 G/N 斜面高度 h/m 斜面长 s/m 沿斜面拉力 F/N 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率 η/% 1 木板 2 0.6 1 1.6 1.2 1.6 75 2 木板 2 0.4 1 1.4 0.8 1.4 57.1 3 木板 4 0.6 1 3.2 2.4 3.2 4 棉布 2 0.6 1 1.8 1.2 1.8 66.7 ①第三次实验斜面的机械效率为______； ②通过对比实验1、2数据，可以得出的探究结论是：在其它条件相同时，斜面越陡，机械效率越_____； ③通过对比实验1、4数据，可以得出的探究结论是：在其它条件相同时，斜面越光滑，机械效率越_____； ④通过对比实验1、3数据可知，他的猜想______是错误的。 【答案】省力 75% 高 高 三 【结论】斜面的机械效率与斜面的粗糙程度和倾斜程度有关，与物体所受的重力无关； ①当斜面倾斜程度一定时，斜面越光滑，机械效率越高； ②当斜面粗糙程度一定时，斜面越陡峭，机械效率越高。 1. 重为8N的物体A放在倾角为30°的斜面上，在5N的拉力F作用下沿斜面向上匀速运动。运动过程中物体A的受力情况如图所示，则此过程中（　　） A．斜面对物体A的支持力与物体A的重力G是一对平衡力 B．拉力F与物体受到的摩擦力f是一对相互作用力 C．物体A所受的支持力对物体做了功 D．斜面的机械效率为80% 2. 同学们用如图装置测定斜面的机械效率。在实验过程中，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法。其中不正确的是（　　） A．匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力 B．斜面的机械效率与木块被匀速拉动的距离是无关的 C．匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是变化的 D．斜面越陡，所用的拉力越大，斜面的机械效率越高 3. 如图所示，把重力为G的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为s，高为h，实际推力为F，斜面上的摩擦力为f，那么，下列判断正确的是（　　） A．因为匀速推重物上行，所以F=f B．计算额外功大小等于（F-G）h C．若使斜面更光滑，推力和机械效率都减小 D．高度不变，缩短斜面长度将增大机械效率 4. 如图所示，利用斜面提升重物时，能够提高斜面机械效率的是（　　） A．斜面不变，增大物体的质量 B．减小物体与斜面间的粗糙程度 C．斜面倾角不变，增大斜面高度 D．斜面倾角不变，增大斜面长度 5. 如图所示，将同一物体分别沿s1、s2、s3三个材质相同的等高斜面匀速拉到顶部，且F1>F2>F3，则拉力所做的功（　　） A．W1=W2=W3 B．W1>W2>W3 C．W1<W2<W3 D．无法确定 6. 如图所示，将同一物体分别沿粗糙程度相同的斜面AB、AC在相同时间内从底部匀速拉到顶点A，已知，施加的力分别为F1、F2，且平行于各自斜面向上，拉力做的功为、，拉力的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是（　　） A．F1>F2，W1<W2，P1<P2 B． F1<F2，W1>W2，P1>P2 C． F1<F2，W1<W2，P1<P2 D． F1<F2，W1=W2，P1>P2 7. 如图所示，将同一物体分别沿斜面AC和BC由底端拉到顶端C，所用的力分别是F₁和F₂，所做的功分别是W₁和W₂，不计摩擦，则F₁与F₂、W₁与W₂的关系分别为（　　） A． B． C． D． 8. 如图所示，AC>BC，把同一物体分别沿斜面从底端匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，摩擦力分别为f1、f2，机械效率分别为η1、η2，则下列说法正确的是（　　） A．若F1= F2，则η1>η2 B．若f1= f2，则η1>η2 C．若η1=η2，则f1< f2 D．若η1=η2，则F1> F2 三、杠杆机械效率的比较 【实验探究】某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中： 【实验一】小敏用如图1所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。 （1）实验中，弹簧测力计的示数F为_______N，缓慢提升过程中，弹簧测力计的示数大小_________（变大/变小/不变）； （2）若只将钩码的悬挂点由A点移至B点，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_________（变大/变小/不变）； （3）若将同一物体悬挂在A点，弹簧测力计分别挂在B点和C点时，竖直向上匀速使物体提升相同高度时的机械效率分别为η1和η2，则η1_____（“>”、“=”或“<”）η2； 【实验二】小王用如图2所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率。O为杠杆的转轴，不计摩擦。实验时，给B端施加竖直向下的力，使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升。（图中杠杆为质量分布均匀的直棒）。如表是提升物体时采集到的数据： 实验序号 物重G/N 拉力F/N A端上升的高度h/m B端下降的竖直距离s/m 杠杆的效率η ① 2 5 0.04 0.02 ② 4 9 0.04 0.02 89% ③ 2 5 0.06 0.03 80% ④ 6 13 0.04 0.02 92% （4）第①组实验中，杠杆的机械效率为_________； （5）由①②④三组实验，可以初步得出的结论是：_______________________________________________________。 【答案】（1）0.5 不变 （2）变大 （3）＝ （4）80% （5）同一杠杆提起的物体越重，杠杆的机械效率越高 【结论】杠杆的机械效率与杠杆自重、所提升的物重、物体的悬挂点等因素有关。 ①其他条件一定时，杠杆自重越小，效率越高； ②其他条件一定时，所提升的物重越大，效率越高； ③其他条件一定时，物体的悬挂点离支点越远，效率越高。 1. 如图所示是提升重物的装置，杆可绕O点自由转动，将重物用轻绳悬挂在杆的中点处。在杆的右端用始终竖直向上的拉力F，将重物匀速提升，若不计一切摩擦，要提高该装置机械效率，下列方法可行的是（　　） A．减小提升物体的自重 B．将物体的悬挂点A向右移 C．将物体的悬挂点A向左移 D．将拉力的作用点B向左移 2. 用如图装置提升物体，先将重为G的钩码挂在均匀铁质杠杆上的A点，弹簧测力计作用于C点，竖直向上匀速拉动测力计，使钩码上升h，杠杆的机械效率为；若仅将弹簧测力计改挂到B点，仍竖直向上匀速拉动测力计，使钩码上升h，杠杆的机械效率为，摩擦不计，则（　　） A．< B．= C．> D．无法判断 3. 用如图重为G的均匀杠杆，先后把同一重物挂在A、B两处匀速提升相同高度，支点处的摩擦不计，下列说法正确的是（　　） A．重物在A点处人做的有用功多 B．在提升重物时杠杆可节省距离 C．重物在A点处杠杆的机械效率更高 D．重物在B点处杠杆的机械效率更高 4. 小明用如图所示的装置研究“杠杆的机械效率”时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆上A点，弹簧测力计作用于C点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升h高度，杠杆的机械效率为η1；在小明的装置基础上，小红仅改为将弹簧测力计作用于B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，仍使钩码上升h高度，杠杆的机械率为η2；在小明的装置基础上，小华仅改为将钩码挂到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，仍使钩码上升h高度，杠杆的机械效率为η3；则（　　） A．η1<η2，η1<η3 B．η1=η2，η1<η3 C．η1=η2，η1=η3 D．η1>η2，η1>η3 5. 小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将两个钩码悬挂在B点，在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点匀速缓慢转动，带动钩码上升一定的高度h（不计摩擦）。则（　　） A．在杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小 B．仅将拉力的作用点从A点移到C点，杠杆的机械效率不变 C．仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大 D．仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，拉力做的总功变大 6. 小明用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m（不计转轴O处的摩擦，钩码重不变），则下列说法正确的是（　　） A．此时杠杆的机械效率η为60% B．若增加钩码的重量，重复实验，则杠杆的机械效率不变 C．若将弹簧测力计移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，此时弹簧测力计的示数为F′，F′小于F D．若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η′，η′大于η uin1993 第 2 页 学科网（北京）股份有限公司 答案与解析 · 寻找最省力的机械 1. 使用以下剪刀剪铁皮时，最省力的是（　　） A．B．C．D． 【答案】D 2. 下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 3. 如图所示，用机械提起同一重物，不考虑绳重和摩擦，滑轮的重力相同，且等于提升物体的重力，其中最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 4. 借助简单机械将重物提升，若不计滑轮重量及摩擦，以下装置最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 5. 利用两个滑轮提升同一重物，滑轮重、绳重、滑轮与绳子及滑轮与轴之间的摩擦力均忽略不计。下列四种组合中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 6. 用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 7. 用如图所示的四种简单机械提升相同重物，不计机械自重及各种摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 8. 如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 9. 简单机械在我们的生活中应用很广泛，下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中最省力的是（　　） A． B． C． D．    【答案】D 10. 下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重，绳重及摩擦，当匀速提升同一重物时，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 一、滑轮组机械效率的影响因素及效率比较 【实验探究】如何提高滑轮组机械效率呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.2 0.3 55.60% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.60% 3 4 0.1 1.9 0.3 70.20% 4 4 0.1 1.3 0.5 （1）实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。 （2）分析表中数据可知：第4次实验是用________（选填“甲”“乙”或“丙”）图所示装置来完成的，它的机械效率η=________。 （3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度___________（选填“有关”或“无关”）。 （4）通过比较___________两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。 （5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率__________（选填“越大”“越小”或“不变”）。 （6）根据以上结论和生活经验，你建议能提高滑轮组机械效率的措施有___________（多选） A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体重 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度 【答案】（1）匀速 （2）丙 61.50% （3）无关 （4）1、3 （5）越小 （6）ABC 【结论】滑轮组的机械效率与物重、动滑轮重以及摩擦等因素有关，与绳子的绕法、提升物体的高度、速度等因素无关；①其他条件一定时，物重越大，机械效率越高；②其他条件一定时，动滑轮越轻，机械效率越高。 1. 要想提高动滑轮的机械效率，下列具体措施中不可行的的一项是（　　） A．尽可能使物体向上做加速运动 B．尽量选用轻质的动滑轮 C．在动滑轮中间的转轴处加些润滑油 D．适当增大被提升的物体重 【答案】A 【详解】A．使物体向上做加速运动，有用功不变，所用拉力偏大，总功偏大，机械效率反而偏低，故A不可行，符合题意； B．选用轻质的动滑轮，可以减小额外功，提高机械效率，故B可行，不符合题意； C．在动滑轮中间的转轴处加些润滑油，可减小摩擦，减小额外功，提高机械效率，故C可行，不符合题意； D．额外功不变，适当增大被提升的物体重可增大有用功，提高机械效率，故D可行，不符合题意。故选A。 2. 如题图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为的物体缓缓上升，不计绳重和摩擦。现改变物体的重力，则动滑轮的机械效率与物体重力的关系可能符合下列图中的（　　） A． B．C． D． 【答案】B 【详解】动滑轮的重力不可忽略，若不计绳重和摩擦，则克服动滑轮重力所做的功为额外功；物重增大，有用功逐渐增大，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率逐渐增大，但机械效率不可能增大到100%，只能接近100%，所以机械效率增大得越来越缓慢，机械效率 与物体重力G的关系并不成正比，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 3. 如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物并升高相同高度，绳重和所有摩擦力忽略不计，在物体匀速上升的过程中（　　） A．甲图更省力，做功更少，机械效率甲图大 B．甲图更省力，做功一样多，机械效率一样大 C．乙图更省力，做功更多，机械效率乙图大 D．甲图更省力，做功更多，机械效率一样大 【答案】B 【详解】图甲中滑轮组的动滑轮绕3段绳，乙图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳重和所有摩擦力忽略不计，物体的重力相同，由可知甲图中拉力较小，甲图更省力；升高相同的高度，由W有=Gh可知有用功相等，克服滑轮组做的功为额外功，相同的滑轮，升高相同的高度，由W额=G动h可知额外功相等，总功等于有用功和额外功之和，所以总功相等，由可知滑轮组的机械效率相等。故选B。 4. 如图所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为ηl，用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则（　　） A．Wl=W2；ηl=η2 B．W1=W2；ηl<η2 C．W1<W2；η1>η2 D．W1>W2；ηl<η2 【答案】C 【详解】将同一桶沙提升相同高度，两图中所做的有用功是相同的，甲图中仅需对桶、绳子等做额外功，而乙图中需要对桶、绳子、动滑轮等做额外功，故W1<W2，由效率的公式可知，在有用功相同时，η1>η2，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 5. 工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，做的（　　） A．有用功不变，总功不变 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功减小 D．有用功减小，总功减小 【答案】C 【详解】滑轮组的机械效率等于有用功与总功的比值。利用滑轮组提升物体时，克服物体重力所做的功是有用功，而总功等于有用功与额外功之和。当所提升物体的重力不变时，则有用功不变，在滑轮上加润滑油可以减少摩擦，使额外功减少，总功减少，因此有用功在总功中的比值就会增大，故机械效率就会提高。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6. 用右图a、b、c、d四个装置分别将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮重相同。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．a装置最费力，拉力做的总功最多 B．d装置最省力，拉力做的总功最少 C．a、b、c、d有用功一样，a装置的机械效率最高 D．d装置最省力，机械效率也最高 【答案】C 【详解】a为定滑轮，不省力；b为动滑轮，相当于有2段绳子，c、d为滑轮组，c有2段绳子，d有3段绳子，所以a装置最费力，d装置最省力；由重物相同，提升高度也相同，所以有用功相同，但a装置由于不需要对动滑轮做功，额外功为0，所以总功等于有用功，其总功是最小的，由知，机械效率最高，故ABD错误，C正确。故选C。 7. 如图所示，用甲、乙两种方式匀速提升重为200N的物体，已知滑轮重均为20N，绳重和滑轮摩擦忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A．手的拉力F甲>F乙；机械效率η甲<η乙且η乙＝100% B．手的拉力F甲>F乙；机械效率η甲>η乙且η甲=100% C．手的拉力F甲=F乙；机械效率η甲=η乙且都达不到100% D．手的拉力F甲<F乙；机械效率η甲<η乙且都达不到100% 【答案】B 【详解】由图知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，绳重和摩擦不计，则拉力F甲=G=200N 乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，则拉力 所以，手的拉力F甲>F乙 因绳重和滑轮摩擦不计，则甲方式做的额外功为0，故有用功等于总功，根据，可知η甲=100% 因乙方式要克服动滑轮的重力做额外功，故有用功小于总功，故有η乙<100% 故有η甲>η乙，故B正确，ACD错误。故选B。 8. 如图所示，甲、乙是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲、乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（　　） A．F甲小于F乙 B．甲、乙两人拉绳子的速度相同 C．甲拉力的功率大于乙拉力的功率 D．如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙的大 【答案】D 【详解】甲图由两个定滑轮组成，不省力也不省距离，乙图由一个动滑轮和一个定滑轮组成，承担物重的绳子段数为2。 A．对甲分析，甲的拉力，对乙分析，乙的拉力，因此甲的拉力大于乙的拉力，故A错误； B．对甲分析，甲拉绳子的速度，对乙分析，乙拉绳子的速度，乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍，故B错误； C．甲拉力的功率为，乙拉力的功率为 甲拉力的功率等于乙拉力的功率，故C错误； D．如果考虑滑轮质量，空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计，图甲装置没有做额外功，它的机械效率为100%；图乙装置在提升物体时，将滑轮一块提升，提升滑轮做的功为额外功，机械效率不能达到100%。因此如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙的大。故D正确。故选D。 9. 如图所示，滑轮组相同，钩码相同，甲挂一个钩码，乙挂两个钩码，用滑轮组将钩码提升相同的高度（不计绳子与滑轮的摩擦和绳重），下列说法正确的是（　　） A．乙滑轮组所做的总功是甲滑轮组所做总功的两倍 B．提升钩码的过程中，甲滑轮组拉力的功率大些 C．甲滑轮组的机械效率高于乙滑轮组的机械效率 D．乙滑轮组所做的有用功是甲滑轮组所做有用功的两倍 【答案】D 【详解】A．不计绳子与滑轮的摩擦和绳重时，滑轮组的总功等于有用功与对动滑轮做的功之和，甲挂一个钩码，乙挂两个钩码，用滑轮组将钩码提升相同的高度，甲滑轮组所做的总功 乙滑轮组所做的总功 则乙滑轮组所做的总功小于甲滑轮组所做总功的两倍，故A错误； B．提升钩码升高的时间未知，则无法比较甲乙滑轮组的拉力的功率，故B错误； C．相同滑轮组，提升的重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高，乙滑轮组提升的重物重力较大，则甲的机械效率低于乙滑轮组的机械效率，故C错误； D．甲挂一个钩码，乙挂两个钩码，用滑轮组将钩码提升相同的高度，由得，乙滑轮组所做的有用功是甲滑轮组所做有用功的两倍，故D正确。故选D。 10. 如图所示，用相同的滑轮安装成两种装置，分别用FA、FB匀速提升重为GA、GB的A、B两个物体，使物体上升的高度分别为hA、hB，绳子拉动的距离分别为sA、sB。不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．若，则sA>sB B．若，则 C．若GA=GB，则乙较省力且机械效率较高 D．若，则两个滑轮组机械效率可能相同 【答案】B 【详解】A．图示知，左边滑轮组承重绳子为2根，右边滑轮组承重绳子为3根，据s=nh知，时，sA< sB，故A错误； B．不计绳重和摩擦时，，两种装置用相同滑轮安装，所以两个滑轮组中动滑轮的重力相等，若，则，根据，可知，故B正确； C．若GA=GB，根据，可知；根据可知乙较省力，故C错误； D．若，根据 可知两个滑轮组机械效率不可能相同，故D错误。故选B。 11. 如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，在相同时间内分别将A、B两相同物体匀速提升相同高度，忽略绳重和摩擦，下列判断错误的是（　　） A．甲乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比为3∶2 B．甲乙两滑轮组所用拉力之比为2∶3 C．甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为1∶1 D．甲乙两滑轮组机械效率之比为2∶3 【答案】D 【详解】A．由图可知，这两个滑轮组绳子的承重段数为n甲=3、n乙=2，所以s甲=3h，s乙=2h，则甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比为，故A正确，不符合题意； B．物体重力相同，动滑轮重力相同，则甲乙两滑轮组所用拉力之比为，故B正确，不符合题意； C．甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为，故C正确，不符合题意； D．物体的重力相同，提升的高度相同，则有用功相等；动滑轮重力相同，且不计绳重和摩擦，额外功也相等，所以总功相等，根据可知，甲乙滑轮组的机械效率相等，即甲乙两滑轮组机械效率之比为1∶1，故D错误，符合题意。故选D。 12. 如图所示，规格完全相同的滑轮组用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为、，两个物体，比较它们的机械效率（不计绳重和摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．若，则甲的机械效率较高 B．若，则乙的机械效率较高 C．若，则乙的机械效率较高 D．若，则甲的机械效率较高 【答案】C 【详解】AB．若，根据题意可知，两滑轮组的有用功相同，额外功相同，则总功相同，由可知，机械效率相同，故AB错误； CD．若，根据题意可知，两滑轮组的额外功相同，乙的有用功大于甲的有功功，由可知，乙滑轮组的机械效率大于甲滑轮组的机械效率，故C正确，D错误。 故选C。 13. 如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列说法正确的是（　　） A．提升A的拉力较大 B．提升B做的有用功较多 C．A物体的重力较小 D．提升B做的额外功较少 【答案】A 【详解】D．由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h可知，提升A和B所做的额外功相同，故D错误； ABC．不计绳重与摩擦，用同样的滑轮组将不同的物体提升相同的高度，若提升的物重越大，由W=Gh可知，所做的有用功越大，而额外功基本不变，虽然拉力做的总功也越大，但有用功在总功中所占的比例越大，即滑轮组的机械效率越大，所以，增大提升的物重可以提高滑轮组的机械效率。由题知，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则说明物体A的重力较大，提升物体A做的有用功较多；由图知n=2，不计绳重与摩擦，由F=（G+G动）可知，提升物体A的拉力较大，故A正确，BC错误。故选A。 二、斜面机械效率的比较 【实验探究】图甲所示是“之”字形盘山公路，公路修成这种形状有什么好处呢？王磊将木板搭在木块上模拟盘山公路（如图乙），发现只要2N的力就能将5N的重物拉上木板，这说明盘山公路可以__________。 甲 乙 通过查阅资料，王磊知道斜面也是一种机械，那么它的效率会跟什么因素有关呢？他提出了如下猜想： 猜想一：与斜面的倾斜程度有关； 猜想二：与斜面的粗糙程度有关； 猜想三：与物体所受的重力有关。 王磊设计方案，并利用图乙装置进行探究，他通过移动木板下的木块来改变斜面的倾斜程度，通过在木板表面铺上棉布来改变斜面粗糙程度，用弹簧测力计将重物匀速拉上斜面，记录相关数据，如下表。 实验 次数 斜面 材料 物重 G/N 斜面高度 h/m 斜面长 s/m 沿斜面拉力 F/N 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率 η/% 1 木板 2 0.6 1 1.6 1.2 1.6 75 2 木板 2 0.4 1 1.4 0.8 1.4 57.1 3 木板 4 0.6 1 3.2 2.4 3.2 4 棉布 2 0.6 1 1.8 1.2 1.8 66.7 ①第三次实验斜面的机械效率为______； ②通过对比实验1、2数据，可以得出的探究结论是：在其它条件相同时，斜面越陡，机械效率越_____； ③通过对比实验1、4数据，可以得出的探究结论是：在其它条件相同时，斜面越光滑，机械效率越_____； ④通过对比实验1、3数据可知，他的猜想______是错误的。 【答案】省力 75% 高 高 三 【结论】斜面的机械效率与斜面的粗糙程度和倾斜程度有关，与物体所受的重力无关； ①当斜面倾斜程度一定时，斜面越光滑，机械效率越高； ②当斜面粗糙程度一定时，斜面越陡峭，机械效率越高。 1. 重为8N的物体A放在倾角为30°的斜面上，在5N的拉力F作用下沿斜面向上匀速运动。运动过程中物体A的受力情况如图所示，则此过程中（　　） A．斜面对物体A的支持力与物体A的重力G是一对平衡力 B．拉力F与物体受到的摩擦力f是一对相互作用力 C．物体A所受的支持力对物体做了功 D．斜面的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．斜面对物体A的支持力与物体A的重力G方向不在同一直线上，不是一对平衡力，故A错； B．拉力F与物体受到的摩擦力f受力物体相同，不是一对相互作用力，故B不符合题意； C．物体A运动的方向和物体A所受的支持力方向垂直，物体A所受的支持力对物体不做功，故C不符合题意； D．斜面倾角为30°，根据数学知识可知，物体运动的长度为上升高度的2倍，斜面的机械效率为 故D符合题意。故选D。 2. 同学们用如图装置测定斜面的机械效率。在实验过程中，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法。其中不正确的是（　　） A．匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力 B．斜面的机械效率与木块被匀速拉动的距离是无关的 C．匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是变化的 D．斜面越陡，所用的拉力越大，斜面的机械效率越高 【答案】A 【详解】A．物块在斜面上匀速运动时，沿斜面向上受到拉力的作用，沿斜面向下受到摩擦力和重力沿斜面的分力作用，所以拉力和摩擦力不是平衡力，故A错误，符合题意； B．因为斜面的机械效率为 而木块匀速运动时，拉力F和物重G不变，h与s的比值也不变，所以η不变，即斜面的机械效率与木块被拉动的距离无关，故B正确，不符合题意； C．机械能包括动能和势能，而木块匀速运动，所以动能不变，但是物体的高度在增加，所以木块的重力势能增大，故木块的机械能增大，故C正确，不符合题意； D．斜面高度相同时，斜面倾斜程度越大，斜面越短，越费力，所用的拉力越大，斜面高度相同时，用斜面提升物体做的有用功相同，斜面越陡，物体对斜面的压力会减小，所以摩擦力会减小，克服摩擦力做的额外功就会减小，有用功不变，此时的机械效率会提高，故D正确，不符合题意。故选A。 3. 如图所示，把重力为G的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为s，高为h，实际推力为F，斜面上的摩擦力为f，那么，下列判断正确的是（　　） A．因为匀速推重物上行，所以F=f B．计算额外功大小等于（F-G）h C．若使斜面更光滑，推力和机械效率都减小 D．高度不变，缩短斜面长度将增大机械效率 【答案】D 【详解】A．斜面上的推力需要克服摩擦力做额外功，还要做有用功，因而总功大于额外功，Fs>fs，所以推力F>f，故A错误； B．有用功为：W有用=Gh；拉力做的总功：W总=Fs，则额外功W额=W总-W有用=Fs-Gh，故B错误； C．若使斜面更光滑，可以减小摩擦力，摩擦力减小，额外功减小，而有用功不变，总功减小，斜面长度不变，故推力减小，机械效率增大，故C错误； D．高度不变，缩短斜面长度，减小了物体对斜面的压力，摩擦力减小，额外功减小，而有用功不变，总功减小，将增大机械效率，故D正确。故选D。 4. 如图所示，利用斜面提升重物时，能够提高斜面机械效率的是（　　） A．斜面不变，增大物体的质量 B．减小物体与斜面间的粗糙程度 C．斜面倾角不变，增大斜面高度 D．斜面倾角不变，增大斜面长度 【答案】B 【详解】A．增加物体质量，同时摩擦力也会增加，额外功增加，机械效率不一定增加，故A错误； B．减小接触面粗糙程度，可以减小摩擦力从而减小额外功，提高机械效率，故B正确； CD．改变斜面高度或改变斜面长度，都没有减小额外功，所以不能提高机械效率，故CD错误。 故选B。 5. 如图所示，将同一物体分别沿s1、s2、s3三个材质相同的等高斜面匀速拉到顶部，且F1>F2>F3，则拉力所做的功（　　） A．W1=W2=W3 B．W1>W2>W3 C．W1<W2<W3 D．无法确定 【答案】C 【详解】根据斜面效率的规律，在接触面粗糙程度相同时，斜面越陡，效率越高，将同一物体提升到相同高度，有用功相同，由效率的公式可知，有用功相同时，沿s1效率最高，总功最小，故W1<W2<W3，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6. 如图所示，将同一物体分别沿粗糙程度相同的斜面AB、AC在相同时间内从底部匀速拉到顶点A，已知，施加的力分别为F1、F2，且平行于各自斜面向上，拉力做的功为、，拉力的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是（　　） A．F1>F2，W1<W2，P1<P2 B． F1<F2，W1>W2，P1>P2 C． F1<F2，W1<W2，P1<P2 D． F1<F2，W1=W2，P1>P2 【答案】B 【详解】将物体拉到同样高度有用功相同，根据斜面的特点斜面越平缓，越省力，所以F1<F2，但斜面效率越低，即η1＜η2，根据效率公式可知，有用功相同时，拉力所做的总功的关系为W1>W2，由于做功时间相同，根据功率公式可知，P1>P2，故ACD错误，B正确。故选B。 7. 如图所示，将同一物体分别沿斜面AC和BC由底端拉到顶端C，所用的力分别是F₁和F₂，所做的功分别是W₁和W₂，不计摩擦，则F₁与F₂、W₁与W₂的关系分别为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】不计摩擦，将同一物体沿斜面拉到顶点C的过程中，拉力所做的功等于克服物体重力所做的功，斜面AC和BC拉动物体时，物体的重力不为，斜面高度相同，故克服重力做功相等，则斜面AC和BC拉动物体到顶点C的过程中拉力所做的功相等，即，由图可知AC比BC长，由可知，在拉力做功相同时，沿AC边的拉力F1比沿BC边的拉力F2小。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 8. 如图所示，AC>BC，把同一物体分别沿斜面从底端匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，摩擦力分别为f1、f2，机械效率分别为η1、η2，则下列说法正确的是（　　） A．若F1= F2，则η1>η2 B．若f1= f2，则η1>η2 C．若η1=η2，则f1< f2 D．若η1=η2，则F1> F2 【答案】C 【详解】A．将物体沿斜面 AC、BC推上顶端，由题可知有用功相等，若F1= F2，因为AC>BC，则AC段的总功要大于BC段的总功，根据可知η1<η2，故A错误； B．若f1= f2，因为AC>BC，则需要AC段额外功外大于BC段额外功，AC段的总功要大于BC段的总功，根据可知η1<η2，故B错误； CD．将物体沿斜面 AC、BC推上顶端，由题可知有用功相等，机械效率相等，则总功也相等，也就是AC段额外功外等于BC段额外功，因为AC>BC，根据，可知f1<f2，，故C正确，D错误。故选C。 三、杠杆机械效率的比较 【实验探究】某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中： 【实验一】小敏用如图1所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。 （1）实验中，弹簧测力计的示数F为_______N，缓慢提升过程中，弹簧测力计的示数大小_________（变大/变小/不变）； （2）若只将钩码的悬挂点由A点移至B点，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_________（变大/变小/不变）； （3）若将同一物体悬挂在A点，弹簧测力计分别挂在B点和C点时，竖直向上匀速使物体提升相同高度时的机械效率分别为η1和η2，则η1_____（“>”、“=”或“<”）η2； 【实验二】小王用如图2所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率。O为杠杆的转轴，不计摩擦。实验时，给B端施加竖直向下的力，使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升。（图中杠杆为质量分布均匀的直棒）。如表是提升物体时采集到的数据： 实验序号 物重G/N 拉力F/N A端上升的高度h/m B端下降的竖直距离s/m 杠杆的效率η ① 2 5 0.04 0.02 ② 4 9 0.04 0.02 89% ③ 2 5 0.06 0.03 80% ④ 6 13 0.04 0.02 92% （4）第①组实验中，杠杆的机械效率为_________； （5）由①②④三组实验，可以初步得出的结论是：_______________________________________________________。 【答案】（1）0.5 不变 （2）变大 （3）＝ （4）80% （5）同一杠杆提起的物体越重，杠杆的机械效率越高 【结论】杠杆的机械效率与杠杆自重、所提升的物重、物体的悬挂点等因素有关。 ①其他条件一定时，杠杆自重越小，效率越高； ②其他条件一定时，所提升的物重越大，效率越高； ③其他条件一定时，物体的悬挂点离支点越远，效率越高。 1. 如图所示是提升重物的装置，杆可绕O点自由转动，将重物用轻绳悬挂在杆的中点处。在杆的右端用始终竖直向上的拉力F，将重物匀速提升，若不计一切摩擦，要提高该装置机械效率，下列方法可行的是（　　） A．减小提升物体的自重 B．将物体的悬挂点A向右移 C．将物体的悬挂点A向左移 D．将拉力的作用点B向左移 【答案】B 【详解】A、减小提升物体的自重，不计一切摩擦，额外功不变的情况下，有用功减小了，根据 ，得到机械效率减小，故A错误； B、物体上升的高度不变，将物体的悬挂点A向右移，杠杆提升高度比原来小一些，克服杠杆重力做的功减少，即额外功减少，有用功不变，根据得到机械效率升高，故B正确； C、物体上升的高度不变，将物体的悬挂点A向左移，杠杆提升高度比原来大一些，克服杠杆重力做的功增大，即额外功增大，有用功不变，根据得到机械效率降低，故C错误； D、拉力的作用点B向左移，物体上升相同的高度，有用功不变，额外功不变，根据可知机械效率不变，故D错误，故选B． 2. 用如图装置提升物体，先将重为G的钩码挂在均匀铁质杠杆上的A点，弹簧测力计作用于C点，竖直向上匀速拉动测力计，使钩码上升h，杠杆的机械效率为；若仅将弹簧测力计改挂到B点，仍竖直向上匀速拉动测力计，使钩码上升h，杠杆的机械效率为，摩擦不计，则（　　） A．< B．= C．> D．无法判断 【答案】B 【详解】原来弹簧测力计作用于C点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，测得杠杆的机械效率为；将弹簧测力计移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升相同的高度，根据可知，有用功不变；因杠杆的偏转角度不变，则杠杆重心上升的高度不变，根据可知，克服杠杆重和摩擦所做额外功不变，由于有用功和额外功都不变，所以总功也不变，根据可知，杠杆的机械效率不变，即 故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 3. 用如图重为G的均匀杠杆，先后把同一重物挂在A、B两处匀速提升相同高度，支点处的摩擦不计，下列说法正确的是（　　） A．重物在A点处人做的有用功多 B．在提升重物时杠杆可节省距离 C．重物在A点处杠杆的机械效率更高 D．重物在B点处杠杆的机械效率更高 【答案】D 【详解】A．根据W有用=Gh可知，同一重物，G相同，h相同，故做的有用功相同，故A错误； B．由于动力臂大于阻力臂，故动力小于阻力，是省力杠杆，故省力但是费距离，故B错误； CD．对于杠杆而言，支点处的摩擦不计，额外功主要是克服重力做功，先后把同一重物挂在A、B两处匀速提升相同高度，在A点时杠杆重心移动的距离比B点时杠杆重心移动的距离大，故在A点时额外功比较多，有用功相同时，A点的额外功大，故A点的机械效率低，B点的机械效率高，故D正确；C错误。故选D。 4. 小明用如图所示的装置研究“杠杆的机械效率”时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆上A点，弹簧测力计作用于C点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升h高度，杠杆的机械效率为η1；在小明的装置基础上，小红仅改为将弹簧测力计作用于B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，仍使钩码上升h高度，杠杆的机械率为η2；在小明的装置基础上，小华仅改为将钩码挂到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，仍使钩码上升h高度，杠杆的机械效率为η3；则（　　） A．η1<η2，η1<η3 B．η1=η2，η1<η3 C．η1=η2，η1=η3 D．η1>η2，η1>η3 【答案】B 【详解】在三次实验中，钩码的重力G相同，钩码上升的高度h相同，所以有用功W有用=Gh相同；实验中使用的都是同一杠杆，前两次实验中，钩码的位置不变，钩码上升的高度相同，所以杠杆上升的高度相同，额外功W额外相同，故总功相同，故η1=η2，第三次实验中，钩码的位置在B点，上升的高度仍为h，则杠杆上升的高度比前两次的小，则W额外比前两次小，故机械效率比前两次大，则η1=η2<η3，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5. 小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将两个钩码悬挂在B点，在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点匀速缓慢转动，带动钩码上升一定的高度h（不计摩擦）。则（　　） A．在杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小 B．仅将拉力的作用点从A点移到C点，杠杆的机械效率不变 C．仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大 D．仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，拉力做的总功变大 【答案】B 【详解】A．原来动力臂为OA，阻力臂为OB。在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆到下图示虚线位置（为分析方便，将图适当放大），阻力的作用点为B′，动力的作用点为A′，阻力大小不变，根据力臂的定义，动力臂OM减小，阻力臂ON变小，如下图所示： 根据三角形ONB′与三角形OMA′相似，所以有，所以动力臂与阻力臂的比值不变，因为阻力不变，根据杠杆的平衡条件知，弹簧测力计的示数应该不变，故A不符合题意； B．仅将拉力的作用点从A点移到C点，由于将相同的钩码提升相同的高度，有用功不变，额外功也不变，总功不变，故杠杆的机械效率不变，故B符合题意； C．克服杠杆重力做的功为额外功，仅增加钩码的个数，杠杆重力和杠杆上升的高度不变，拉力所做的额外功不变，故C不符合题意； D．仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，有用功不变；钩码由B到C，上升高度不变，根据数学关系可知，杠杆提升的高度减小，如下图所示： 额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，所以拉力做的总功变小，故D不符合题意。故选B。 6. 小明用如图的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m（不计转轴O处的摩擦，钩码重不变），则下列说法正确的是（　　） A．此时杠杆的机械效率η为60% B．若增加钩码的重量，重复实验，则杠杆的机械效率不变 C．若将弹簧测力计移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，此时弹簧测力计的示数为F′，F′小于F D．若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η′，η′大于η 【答案】D 【详解】A．G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m，那么杠杆的机械效率 此时杠杆的机械效率η为80%，A错误； B．若增加钩码的重量，重复实验，因不计转轴O处的摩擦，克服铁质杠杆重力做的功为额外功，则有用功增大，额外功不变，根据，可知杠杆的机械效率将变大，B错误； C．根据原图示可知，将弹簧测力计移动到Q点，阻力和阻力臂都不变，动力臂减小，由F1L1=F2L2可知，动力将增大，即F′>F，C错误； D．根据原图可知，将钩码移动到Q点时，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由F1L1=F2L2可知，动力将增大，即F′>F，将钩码移至Q点，提升相同高度，由W有=Gh，有用功相同，弹簧测力计竖直移动的距离不同，如下图1所示； 钩码悬挂点移动到Q点时测力计上升的高度较小，若不计转轴O处摩擦，克服杠杆的自重做的额外功小些，根据 ，可知机械效率变大，即η′>η，D正确。故选D。 答案第 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$