2025年甘肃省兰州市中考物理命题探究-第九章　机械和功

第九章　机械和功 第1节　杠杆　滑轮 考点1 杠杆 定义 在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫作杠杆 图示及 五要素 (1)支点：杠杆可以绕其转动的点，如图中的O点； (2)动力：使杠杆转动的力，如图中的F1； (3)阻力：阻碍杠杆转动的力，如图中的F2； (4)动力臂：从支点O到① 的垂直距离，如图中的② ； (5)阻力臂：从支点O到③ 的垂直距离，如图中的④ 杠杆平 衡条件 杠杆平衡：杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动． 杠杆平衡条件：动力×动力臂＝⑤ ，也可以写成F1L1＝F2L2 考点2 杠杆的分类 名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 力臂关系 动力臂① 阻力臂 动力臂小于阻力臂 动力臂② 阻力臂 力的关系 动力小于阻力 动力③ 阻力 动力④ 阻力 特点 省力、费⑤ 费力、省⑥ 不省力、不省距离 应用举例 用羊角锤撬钉子、撬棒、用起子开瓶盖等 用钓鱼竿钓鱼、理发剪刀、用镊子夹取东西等 天平、定滑轮等 1. (2020省卷)如图所示的生活用具中，使用时属于费力杠杆的是（ ） 　　　　 　　 2. (2021省卷改编)如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住C点夹核桃时，可把B点看作支点，此时核桃夹可看作 杠杆． 第2题图 如图是办公常用的燕尾夹，AB＝BC，当用手摁住C点打开该夹子时，可把 点看作支点，此时夹子上的ABC部分可看作 杠杆． 变式题图 考点3 滑轮 类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组 图示 实质 ① 杠杆 ② 杠杆 / 特点 改变力的方向，但不省力 省力，但不能改变力的方向 既可以省力，又可以改变力的方向 F与G 的关系 忽略绳、滑轮重及摩擦 F1＝③ F2＝④ F3＝⑤ s与h 的关系 s为绳端移动的距离，h为物体移动的距离 s＝⑥ s＝⑦ s＝⑧ 滑轮组承担物重的绳子段数n的判断：在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，将定滑轮和动滑轮隔开，然后数出与动滑轮相连的绳子的段数，即为滑轮组的承担物重的绳子段数n. 甲 乙 丙 3．如图，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20 N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为400N，图乙中人对绳子的拉力为 N. 甲 乙 第3题图 重难点1 杠杆作图 类型1　画指定力的力臂 【方法指导】 一找点：先确定杠杆的支点O和动力、阻力的作用点． 二画线：过力的作用点沿力的方向画出力的作用线(必要时要用虚线将力的作用线延长)． 三作垂线段：从支点向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂线的距离就是力臂． 四标识：用大括号或箭头勾出力臂，并在旁边写上字母L1或L2. 【例1】如图是指甲剪的示意图．请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力F1的力臂L1和阻力F2.(忽略摩擦，保留作图痕迹) 例1题图 类型2　画最小动力 【方法指导】 一找动力作用点：动力作用点要选在杠杆上距支点最远处； 二画力臂：连接动力作用点和支点即为动力臂； 三确定力的作用线：过动力作用点作动力臂的垂线，并标出垂足； 四确定力的方向：根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反，确定动力的方向． 【例2】(2024长沙)为撬起大石头，小明以O为支点架好撬棒，如图所示．他在A点用最小的力撬起大石头，请画出这个力的示意图． 例2题图 重难点2 杠杆平衡条件的应用(兰州5年3考) 【例3】(2023广元)如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，OB＝2BA，在B点悬挂一个10 N的重物G，在A点施加竖直向上的动力F，使杠杆OBA水平平衡(杠杆重力及摩擦均忽略不计)，下列说法正确的是（ ） 例3题图 A. 在A点施加竖直向上的力F1时，该杠杆是费力杠杆 B. 作用在A点的力F1的大小为5 N C. 如果重物的悬挂点B向O点移动，要使杠杆水平平衡，F1应变小 D. 若将作用于A点的力F1变为图中F2，要使杠杆水平平衡，F2应小于F1 【变式训练】 如图所示，若在A点施加一个始终垂直于杠杆的力，在将杠杆末端从A位置缓慢转动到A′位置的过程中，力F的大小变化是 . 变式题图 【例4】如图所示，小明爸爸用石头砌墙，小明用独轮车给爸爸运送石块．已知石块与独轮车的总重为1 000 N，重力作用线为过A的直线，支点为轮子轴心O.则小明两手对车施加的竖直向上的力F的力臂为1m，F的大小为300N，要想使F更小一些，手应该适当后移(选填“前移”或“后移”)一些． 例4题图 实验 探究杠杆的平衡条件(《课标》要求学生必做实验) 实验装置 主要器材：杠杆(带刻度)、铁架台(支架)、弹簧测力计、钩码． a．杠杆上有刻度的好处：方便读出力臂； b．杠杆上平衡螺母的作用：调节杠杆平衡 注意事项 (1)支点处于杠杆中央的目的：避免杠杆自重对实验结果产生影响． (2)实验前调节杠杆在水平位置平衡． a．操作：调节杠杆两端的平衡螺母(遵循“左高左调，右高右调”原则)； b．目的：消除杠杆自重对实验的影响，便于测量力臂． (3)实验过程中不能调节平衡螺母 设计与进 行实验 实验过程 (1)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡．这时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小； (2)把左侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，右侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的数值填入下表； (3)保持阻力F2和阻力臂L2不变，改变动力F1，相应调节动力臂L1的大小，再做几次实验，把数值填入下表； (4)保持动力F1和动力臂L1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂L2的大小，再做几次实验，把数值填入下表． 次数 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m 1 2 实验结论 杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用图中字母表示为F1L1＝F2L2 交流与反思 (1)多次测量的目的：避免实验的偶然性，使结论具有普遍性. (2)将钩码换成弹簧测力计的好处：a.可以改变力的方向；b.可以连续改变拉力的大小 【例】(2024宿迁改编)在“探究杠杆平衡条件”的活动中，实验选用的钩码重均为0.5 N. 甲 乙 例题图 (1)实验前，杠杆静止在如图甲所示位置，应将平衡螺母向 调节，把铅垂线放置于O点，从正前方观察，当零刻度线与铅垂线 (选填“重合”或“垂直”)时，即杠杆在水平位置平衡． (2)如图乙所示，需要在B点挂上 个钩码，杠杆将在水平位置平衡；再次在其两边各加上一个钩码，杠杆 侧会下降． (3)多次实验，记录的数据如下表，可得F1、F2、L1、L2之间的关系是： . 实验序号 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 1.0 6.0 2.0 3.0 2 1.5 4.0 3.0 2.0 3 2.0 2.0 4.0 1.0 (4)下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是 . A．测量铅笔长度 B．探究重力与质量关系 C．探究反射角与入射角关系 【拓展训练】 (5)第1次实验后，用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线(保持上端悬点不动)，如图丙所示，不计摩擦，杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡，原因是： . 例题图丙 (6)[生活实践]如图丁是我国古代的取水工具－－桔槔．在井边竖一根树杈，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图戊．若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以 (选填“增大”或“减小”)配重物或向 (选填“左”或“右”)移动杠杆的支点． 丁 戊 例题图 (建议用时：15 min) 命题点1 杠杆类型的判断 1．(2023省卷)如图所示是三种类型的剪刀，请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 (选填“A”“B”或“C”)剪刀，这样选择的目的是为了 (选填“省力”“省距离”或“省功”)． 第1题图 命题点2 杠杆相关作图 2．(2019兰州)如图所示为“探究杠杆平衡条件”的实验示意图，O点为杠杆的支点，请画出杠杆左侧钩码所受重力的示意图和弹簧测力计施加拉力的力臂L1. 第2题图 3．如图所示是羊角锤的示意图，请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力F1的示意图． 第3题图 命题点3 探究杠杆的平衡条件 4．(2024兰州一诊)在“探究杠杆平衡条件”的实验中，小明进行了如图所示的实验，每个钩码质量相同，下列说法错误的是（ ） 甲 乙 丙 第4题图 A．如图甲所示的杠杆静止在水平桌面上，此时它处于平衡状态 B．要使图甲所示的杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节 C．将如图乙所示的两侧钩码均向外移动一格，杠杆右端下沉 D．如图丙所示，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计从a转到b的过程中示数不变 命题点4 杠杆平衡条件的应用(兰州5年3考) 5．(2024省卷)用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在 (选填“A”“B”或“C”)点更容易拧动螺丝，原因是 . 第5题图 6．如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置花盆，已知AB长40 cm，BC长50 cm，花盆的质量为3 kg，花盆的重力作用线正好通过AB中点，则A处受到的水平拉力F为 N (支架重力不计)．为了安全，从力学的角度分析花盆的位置应尽量 (选填“靠近”或“远离”)墙壁，原因是： .(g取10 N/kg) 第6题图 命题点5 滑轮、滑轮组 7．(2022省卷)如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法． 第7题图 8．(2022兰州21题)小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表．通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大． 实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N 1 1.0 0.7 2 1.5 1.0 3 2.0 1.3 第8题图 (1)该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 . (2)在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 拉动．动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 (选填“A”“B”或“C”)点. 第2节　功　功率 考点1 功 定义 如果对物体施了力，并使物体沿力的方向移动了一段① ，我们就说这个力对物体做了功 做功必 要因素 (1)作用在物体上的② ； (2)沿力的方向移动了③ 三种不 做功的 情况 (1)有距离无力：物体没有受到力的作用，但由于惯性通过了一段距离； (2)有力无距离：物体受到力的作用，但保持静止状态，即没有移动距离； (3)力与距离垂直：物体受到力的作用，也移动了一段距离，但移动方向与力的方向垂直 大小 力学中，功等于作用在物体上的④ 与物体沿力的方向通过的⑤ 的乘积 公式 W＝⑥ 考点2 功率 定义 把① 与完成这些功所用的时间之比叫作功率，用字母P表示 物理意义 表示做功的② ，它在数值上等于单位时间内所做的功 单位 国际单位：瓦特，简称瓦，符号是W；其他单位：千瓦(kW)、兆瓦(MW) 1 kW＝③ W 公式 P＝④ 推导式：P＝＝＝⑤ (适用于做匀速直线运动的物体) 比较做 功快慢 (1)做功的时间相同，做功越多，功率越大； (2)做功相同，做功时间越长，功率越小 (建议用时：10 min) 命题点1 功、功率的理解(兰州2022.4、2021.8C) 1．(2022兰州4题)如图所示的情境中，对物体不做功的是EBBBAFBBB 　　　 第1题图 A. 图甲：用力搬石头，没有搬动 B. 图乙：将重物从地面拉到高处 C. 图丙：推车向前运动 D. 图丁：挺举杠铃的过程 命题点2 功、功率的相关判断与计算(兰州5年4考)) 2．(2022省卷)小勇背着重40 N的书包沿水平路面走了200 m，用时3 min，又用1 min爬上了大约9 m高的四层楼回到了家，小勇的重力为600 N，则他在回家过程中对书包所做的功为 J.他上楼过程中克服总重力所做功的功率是 W.(沿水平路面行走时不考虑重心高度的变化) 3．(2022兰州14题)如图所示，物块在水平拉力F(大小未知)的作用下，在水平直线轨道上运动，其中AB＝CD＝10 m．已知物块在AB段和CD段分别以2 m/s和4 m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦力分别为1 N和2 N，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为 ，拉力F在AB段做功的功率为 W. 第3题图 4．某次抢险工作中，我国自主研发的运－20重型军用运输机负责运送物资及相关救援设备，为抢险工作赢得了时间． 第4题图 (1)若运－20以720 km/h的速度飞行1.5 h，求飞机飞行的路程； (2)若飞机及所有物资总重达150 t，与地面的总接触面积约为1.5 m2，求飞机静止在水平地面上时对地面的压强；(g取10 N/kg) (3)若运－20在空中以720 km/h的速度水平匀速直线飞行时所受阻力为1.6×105 N，求此过程中发动机的功率． 第3节　机械效率 考点1 机械效率 1．机械功的分类 有用功 无论是否使用简单机械，必须要做的功，用W有用表示 额外功 使用简单机械时，并非需要但又不得不做的功，用W额外表示 总功 有用功和额外功之和，用W总表示，W总＝① 2.机械效率 定义 物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率，用符号η表示 计算公式 η＝② (机械效率通常用百分数表示) 特点 使用任何机械都不能省功．对于实际机械，由于额外功的存在，有用功总是③ 总功，所以机械效率总是④ 1. 提高机械效率的方法 滑轮组：对于同一滑轮组，增加物重，减少动滑轮重，减少摩擦等 斜面：增大斜面的倾斜度，减小斜面的粗糙程度等 3.滑轮组、斜面机械效率的计算 示意图 机械效率 η＝＝＝＝ η＝＝＝ η＝＝ 重难点1 滑轮组机械效率相关计算(兰州5年4考) 【例1】 (竖直方向)如图所示，工人用500 N 的拉力F把重为800 N 的材料匀速提升了2 m，用时20 s．不计绳重及摩擦. 例1题图 (1) 滑轮组承担物重的绳子段数n＝ . (2) 绳端移动的距离为 m，动滑轮的重力为 N. (3) 拉力F在20 s内做的功为 J，功率为 W. (4) 滑轮组做的有用功为 J. (5) 滑轮组的机械效率为 . (6) 用该装置匀速提升更重的材料时，机械效率 . 【例2】(水平方向)(2023兰州一诊)如图所示的滑轮组在拉力F的作用下，物体A以0.1 m/s的速度匀速直线运动了5 s．物体A受到的摩擦力为4.2 N，弹簧测力计示数为2 N，不计绳、弹簧测力计和滑轮重，则绳子自由端移动的距离为 m，拉力 F的功率为 W，滑轮组的机械效率为 . 例2题图 重难点2 斜面机械效率相关计算(兰州2022.8) 【例3】如图所示，工人师傅用沿斜面向上1 000 N的推力，将重为2 000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端．已知斜面长4 m、高1.5 m. 例3题图 (1)使用斜面可以 . (2)此过程所做有用功为 J，总功为 J，额外功为 J. (3)斜面的机械效率为 . (4)物体受到的摩擦力为 N. 实验 测量滑轮组的机械效率 【例】如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，运用甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示． 实验 次数 钩码的 重力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 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% 　　 甲 乙 丙 　　　　　　　　例题图 (1)本实验需要的测量工具除了图中的器材外还需要 ；实验时应沿竖直方向 缓慢向上拉动弹簧测力计． (2)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图 的装置完成的，它的机械效率η＝ . (3)比较2、4两次实验数据，可得出滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 (选填“有关”或“无关”)． (4)通过比较 (填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高． (5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 . 【拓展训练】 (6)如果用图丙中的滑轮组提升5 N的重物，则它的机械效率可能是 (选填序号)． A．60%　　B．75%　　C．83% (7)[生活实践]滑轮组通常与电动机结合使用，为了提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有 (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 (建议用时：15 min) 命题点1 滑轮组的机械效率(兰州5年4考) 1．(2024兰州9题)如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200 N，重物在8 s内上升了10 m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（ ） 第1题图 A．拉力F大小为400 N B．拉力F的功率为1 250 W C．克服动滑轮重力做功2 000 J D．滑轮组的机械效率约为83.3% 2．(2021兰州A卷9题)用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作用下，重为40 N的物体在10 s内匀速竖直上升了2 m，已知动滑轮重为8 N，忽略绳重与摩擦．下列说法中正确的是（ ） 　 第2题图 A. 电动机对绳的拉力为12 N B. 绳子自由端的移动速度为0.2 m/s C. 滑轮组的机械效率为80% D. 有用功的功率为8 W 3．(2024省卷)将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60 N，B重10 N，则A所受地面的摩擦力为 N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为 N.(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦) 第3题图 4．(2020兰州33题)建筑工人用如图所示的滑轮组匀速提升货物，当货物的重力为300 N时，工人对绳施加的拉力为200 N，不计绳重与摩擦．求： 第4题图 (1)动滑轮的重力G动； (2)此时滑轮组的机械效率η. 命题点2 斜面的机械效率(兰州2022.8) 5．(2022省卷)如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便．它实际上就是简单机械中的 (选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”)；属于 (选填“省力”“费力”或“省功”)机械． 第5题图 6．(2022兰州8题)如图所示，斜面长10 m，高4 m．用平行于斜面F＝50 N的拉力，将重100 N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端．在此过程中，下列说法正确的是EBBBDFBBB 第6题图 A. 利用此装置既可以省力，也可以省功 B. 物体受到的摩擦力为50 N C. 对物体所做的有用功为500 J D. 该斜面的机械效率为80% 第1节　杠杆　滑轮 核心考点 精讲练 考点1　①动力作用线　②L1　③阻力作用线　④L2 ⑤阻力×阻力臂 考点2　①大于　②等于　③大于　④等于　⑤距离 ⑥距离 考点3　①等臂　②省力　③G　④G　⑤G ⑥h　⑦2h　⑧2h 考点小练 1．B　2.A　省力　变式训练　B　等臂 3．400　210 重难点突破 例1　如答图所示 例1题答图 例2　如答图所示 　　 例2题答图 例3　C　【解析】在A点施加竖直向上的力F1时，动力臂是OA，阻力臂是OB，动力 臂大于阻力臂，该杠杆是省力杠杆，故A错误；由杠杆的平衡条件可知，F1×OA＝G×OB， 且OA＝OB＋BA＝3BA，即F1×3BA＝G×2BA，则F1＝G＝×10 N≈6.7 N，故B错误； 如果重物的悬挂点B向O点移动，则OB变小，由F1×OA＝G×OB可知，OA与G大 小不变，要使杠杆水平平衡，F1应变小，故C正确；将作用于A点的力F1变为图中F2， 动力臂会变小，由杠杆的平衡条件可知，在OB与G不变情况下，F2应大于F1，故D 错误．故选：C. 变式训练　先变大，后变小 例4　1　300　后移 重点实验 攻关练 例　(1)右　重合　(2)2　右　(3)F1L1＝F2L2 (4)A　 (5)不能　右端钩码对杠杆的拉力的力臂变小　(6)增大　左 兰州真题 随堂测 1．A　省力 2．如答图所示 第2题答图 3.如答图所示 　　　 第3题答图 4．D　【解析】实验前，将杠杆的中点放在支架上，当杠杆静止时，发现杠杆如图甲 所示，此时杠杆处于平衡状态，故A正确；调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高， 平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，故B正确；如图乙所示，杠 杆在水平位置平衡，将左右两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧 2G×4L＝8GL，右侧3G×3L＝9GL，因为8GL＜9GL，杠杆不能平衡，右端将下沉， 故C正确；根据杠杆的平衡条件分析，将弹簧测力计从a位置转动到b位置过程中， 钩码的重力不变，其阻力臂不变，即阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在从a到b 的过程中逐渐减小，则动力F逐渐增大，即弹簧测力计示数变大，故D错误．故选D. 5．C　在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力 6．20　靠近　阻力和动力臂不变，减小阻力臂，减小支架对墙的拉力 7．如答图所示 第7题答图 8．(1)滑轮的自重　(2)匀速　A 第2节　功　功率 核心考点 精讲练 考点1　①距离　②力　③一段距离　④力　⑤距离　⑥Fs 考点2　①功　②快慢　③1×103　④　⑤Fv 兰州真题 随堂测 1．A　2.360　96　3.2∶1　2 4．解：(1)运－20以v＝720 km/h的速度飞行1.5 h 飞行距离s＝vt＝720 km/h×1.5 h＝1 080 km (2)该飞机的重力为： G＝mg＝150×103 kg×10 N/kg＝1.5×106 N 飞机静止时对水平地面的压力F＝G＝1.5×106 N 对地面的压强p＝＝＝106 Pa (3)运－20在空中以v＝720 km/h＝200 m/s的速度水平匀速飞行时所受牵引力 F牵＝f＝1.6×105 N 则发动机的功率P＝＝＝F牵v＝1.6×105 N×200 m/s＝3.2×107 W 第3节　机械效率 核心考点 精讲练 考点　①W有用＋W额外　②　③小于　④小于　⑤Fs　⑥G物h　⑦fs物　 ⑧Fl　⑨G物h 重难点突破 例1　(1)2　(2)4　200　(3)2 000　100　(4)1 600 (5)80%　(6)变大 例2　1.5　0.6　70% 【解析】由图可知，滑轮组绳子有效股数n＝3，绳子自由端移动的速度v＝nv物＝3× 0.1 m/s＝0.3 m/s，绳子自由端移动的距离s＝vt＝0.3 m/s×5 s＝1.5 m；不计绳、弹簧测 力计和滑轮重，弹簧测力计示数为2 N，则拉力为2 N，根据P＝＝＝Fv可知，拉 力F的功率P＝Fv＝2 N×0.3 m/s＝0.6 W；滑轮组的机械效率η＝×100%＝ ×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝70%. 例3　(1)省力　(2)3 000　4 000　1 000　(3)75%　(4)250 重点实验 攻关练 例　(1)刻度尺　匀速　(2)丙　80%　(3)无关 (4)1、2　(5)越低　(6)C　(7)ABC 兰州真题 随堂测 1．B　【解析】由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，拉力F大小为F＝ ＝×＝400 N，故A正确；绳子自由端移动的距离为s＝nh＝3×10 m ＝30 m，拉力F做的功为W＝Fs＝400 N×30 m＝1.2×104 J，拉力F的功率为P＝＝ ＝1 500 W，故B错误；克服动滑轮重力做功W′＝G动h＝200 N×10 m＝2 000 J，故C正确；有用功为W有用＝Gh＝1×103 N×10 m＝1×104 J，滑轮组的机械效率 η＝×100%＝×100%≈83.3%.故D正确．故选B. 2．D　【解析】由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，忽略绳重与摩擦，电动机对 绳的拉力F＝(G＋G动)＝×(40 N＋8 N)＝16 N，故A错误；绳子自由端移动的距离 s＝nh＝3×2 m＝6 m，绳子自由端移动的速度v＝＝＝0.6 m/s，故B错误；拉力做 的有用功W有用＝Gh＝40 N×2 m＝80 J，拉力做的总功W总＝Fs＝16 N×6 m＝96 J，滑 轮组的机械效率η＝×100%＝×100%≈83.3%，故C错误；有用功的功率P＝ ＝＝8 W，故D正确．故选D. 3．20　40　【解析】由图可知，左侧为动滑轮，右侧为定滑轮，绳子段数n＝2，B挂 在绳子自由端，绳子自由端受到的拉力F＝GB＝10 N，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮 间的摩擦时，F＝f，则物体A受到桌面的摩擦力f＝nF＝2×10 N＝20 N；物体A水平 向左运动或水平向右运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度不变，物体A受到的摩 擦力不变，所以物体A水平向左运动时，受到水平向右的摩擦力也是20 N；物体A水 平向左匀速直线运动时，水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力20 N(滑轮 组对物体A施加的)、水平向右的摩擦力20 N；水平向左的拉力和水平向右的拉力、水 平向右的摩擦力是平衡力，三力平衡，则水平向左的拉力F左＝F右＋f＝20 N＋20 N＝ 40 N. 4．解：(1)由图可知，承担总重的绳子段数n＝2，不计绳重和摩擦，由F＝(G＋G动) 可得动滑轮的重力：G动＝2F－G＝2×200 N－300 N＝100 N (2)滑轮组的机械效率 η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝75% 5．斜面　省力　6.D 学科网（北京）股份有限公司 $$