专题09 滑轮和机械效率-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级科学上学期期末真题分类汇编（浙教版）

专题09 滑轮和机械效率 考点一 定滑轮及其工作特点 1．（2023秋•绍兴期末）如图，一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（　　） A．h B．1.5h C．2h D．2.5h 【答案】B 【解答】解：设a球到达高度h时两球的速度v，根据机械能守恒： 3mgh＝mgh+（3m+m）v2， 解得 两球的速度都为v＝， 此时绳子恰好放松，a球开始做初速为v＝的竖直上抛运动， 同样根据机械能守恒：mgh+mv2＝mgH， 即：mgh+m（）2＝mgH， mgh+mgh＝mgH， 则H＝1.5h； 故a球能达到的最大高度H为1.5h。 故选：B。 2．（2023秋•温州期末）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：A、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，故A错误； B、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，故B错误； C、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，故C错误； D、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，故D正确； 故选：D。 3．（2023秋•西湖区期末）在日常生活中，用30牛的拉力不能将重45牛的物体移到高处的简单机械是（　　） A．一个定滑轮 B．一个动滑轮 C．杠杆 D．斜面 【答案】A 【解答】解：在日常生活中，用30牛的拉力不能将重45牛的物体移到高处，需要用到可省力的简单机械，但定滑轮只有改变用力的方向，不能省力，故A正确，BCD错误。 故选：A。 4．（2023秋•柯桥区期末）如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（　　） A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F2＞F1＝F3 D．F1＜F2＜F3 【答案】A 【解答】解：因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，不计摩擦，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力。故A正确，BCD错误。 故选：A。 5．（2023秋•北仑区期末）元旦，某商场挂上氦气球增添喜庆气氛。系气球的细绳绕过固定在地面的滑轮。由于风力的作用，气球有一定角度的倾斜，如图所示。在细绳自由端用竖直向上的力F让气球重心缓缓匀速下降2m，用时20s。已知气球的重力为24N，力F为26N，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．细绳对气球的拉力小于26N B．气球的重力做功大于48J C．拉力F的功率大于2.6W D．这一过程气球的机械能守恒 【答案】C 【解答】解：A、不计绳重和摩擦，使用定滑轮，同一根绳子上的拉力相等；力F为26N，细绳对气球的拉力也是26N，故A错误； B、气球重心缓缓匀速下降2m，用时20s。已知气球的重力为24N，重力做功W＝Gh＝24N×2m＝48J；故B错误； C、气球重心缓缓匀速下降2m，竖直反向移动2m，而绳子是斜向下拉力，根据直角三角形斜边大于直角边，拉力移动的距离大于2m，则拉力做功大于26N×2m＝52J；功率大于P＝＝2.6W；故C正确。 D、气球匀速下降，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，机械能减小，故D错误。 故选：C。 考点二 动滑轮及其工作特点 6．（2023秋•鄞州区期末）如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝400N（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升1m，下列说法正确的是（　　） A．F甲＝400N，施力处向上移动2m B．F甲＝200N，施力处向上移动1m C．F乙＝400N，施力处向上移动0.5m D．F乙＝800N，施力处向上移动0.5m 【答案】D 【解答】解：AB.如图可知，G物＝400N，将物体竖直匀速提升1m，甲为省力动滑轮，n＝2，F甲＝＝＝200N；绳端通过的距离s＝2h＝2×1m＝2m；故 AB错误； CD.乙为费力动滑轮。n＝2，F乙＝2G＝2×200N＝400N；绳端通过的距离s＝h＝＝0.5m；故C错误，D正确。 故选：D。 7．（2023秋•温州期末）拉渡船是一种用人力拉动绳索使船体前进的摆渡工具。下列图示的四种拉渡方案中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：A、由图可知，绳子的一端栓在柱子上，人在船上拉绳子的另一端，此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等； B、由图可知，绳子的一端栓在桅杆上，人在岸上拉绳子的另一端，此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等； C、由图可知，绳子的一端栓在桅杆上，绳子绕过柱子，人在岸上拉绳子的另一端，此时柱子相当于一个定滑轮，人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等； D、由图可知，将绳子的一端栓在柱子上，绳子绕过桅杆，人在岸上拉绳子的另一端，此时桅杆相当于一个动滑轮，人对绳子的拉力等于水对船的阻力的一半； 综上所述，D最省力。 故选：D。 8．（2023秋•西湖区期末）为测出超过测力计量程的物体的重力，用轻质棉绳按如图方法进行测量，图甲读数为0．4N，图乙读数为4．6N，则物体的重力为（　　） A．2．3N B．5.0N C．8.8N D．9.2N 【答案】C 【解答】解：图甲读数为0.4N，由甲图可知动滑轮的重力为：G动＝0.4N， 动滑轮能省一半的力，由乙图可得物体和动滑轮的总重为：G＝4.6N×2＝9.2N， 则物体重力为：G物＝G﹣G动＝9.2N﹣0.4N＝8.8N。 故选：C。 9．（2023秋•兰溪市校级期末）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（　　） A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功 【答案】C 【解答】解：A．物体在重力方向没有移动距离，重力做功数值为0，故A错误； B．由2段绳子与动滑轮相连，物体移动的距离为s，拉力移动距离则s拉＝2s，拉力做功数值为W＝Fs拉＝2Fs，故B错误； C．摩擦力做功数值为fs，故C正确； D．任何机械都不省功，使用此滑轮可省力，但不省功，故D错误。 故选：C。 10．（2023秋•丽水期末）一辆车不小心陷进了泥潭中，小科按如图甲、乙两种方法均可将车从泥潭中拉出。如果车受到的阻力为800牛，则下列说法正确的是（　　） A．甲可以省力 B．乙能改变力的方向 C．甲所用的力至少400牛 D．乙所用的力至少400牛 【答案】D 【解答】解：AC、甲图滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，故AC错误； BD、乙图滑轮为动滑轮，使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，若绳与滑轮间的摩擦不计，乙所用的力至少为，F＝＝＝400N，故B错误，D正确。 故选：D。 考点三 滑轮组及其工作特点 11．（2023秋•拱墅区校级期末）如图，物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，物体A受到地面的摩擦力为10N（不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦）。则下列说法正确的是（　　） A．物体A受到一对平衡力的作用 B．滑轮D的作用是改变力的方向 C．拉力F为5N D．增大拉力F，物体A受到的摩擦力将增大 【答案】C 【解答】解：A、物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，此时物体A处于平衡状态，受到重力和支持力与拉力和摩擦力两对平衡力的作用，故A错误； B、由图可知，滑轮D随物体A一起移动，因此滑轮D是动滑轮，动滑轮可以省力，故B错误； C、由图可知，n＝2，不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦， F＝f＝×10N＝5N，故C正确； D、在增大拉力F的过程中，物体A对地面的压力、接触面的粗糙程度都没改变，所以摩擦力的大小不变，故D错误。 故选：C。 12．（2023秋•椒江区期末）用如图所示的三个装置先后提升同一个物体G，若不考虑滑轮的自重和摩擦，作用于绳子自由端的拉力F1、F2、F3的大小关系是（　　） A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大 【答案】A 【解答】解：不计滑轮重力和摩擦，左边图中使用定滑轮不省力，也不省距离，所以F1＝G； 不计滑轮重力和摩擦，中间图中与动滑轮相连的绳子有2股，故F2＝； 不计滑轮重力和摩擦，右边图中与动滑轮相连的绳子有3股，故F3＝； 故选：A。 13．（2023秋•滨江区期末）如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物工具“车梯”，车梯工作时相当于滑轮组。假设利用此车梯匀速提升重为500牛的物体上升4米，不计摩擦和滑轮自重，下列说法不正确的是（　　） A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮 B．提升物体过程中绳端移动的距离为16米 C．提升物体时人对绳子的拉力为250牛 D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦 【答案】C 【解答】解： A、由图知，当用车梯提升重物时，部件①会随重物上升，所以其相当于滑轮组中的动滑轮，故A正确； B、由图知，承担重物绳子的段数n＝4，绳端移动距离：s＝nh＝4×4m＝16m，故B正确； C、不计摩擦和滑轮自重，提升物体时人对绳子的拉力：F＝G＝×500N＝125N，故C错误； D、提升物体过程中人拉绳子做功：W＝Fs＝125N×16m＝2000J，故D正确。 故选：C。 14．（2023秋•鹿城区期末）A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图1所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图2的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】B 【解答】解： 由图1可知，当m＝20g时，VA＝10cm3，VB＝40cm3， 则ρA＝＝＝2g/cm3，ρB＝＝＝0.5g/cm3， 所以ρA：ρB＝2g/cm3：0.5g/cm3＝4：1； 因为A、B的体积相同， 所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比： GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1； 由图2可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重， 要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体， 则有：N•GB＝GA， 则N＝×＝×＝2。 故选：B。 15．（2023秋•瓯海区期末）如图所示，物体A、B、C的重力都为8N，不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦，此时A、B两物体静止在水平面上。下列说法正确的是（　　） A．绳对O点的拉力为8N B．水平面对B的支持力为8N C．A与B之间的摩擦力为2N D．水平面对B的摩擦力为4N 【答案】D 【解答】解：A、以C为研究对象，C受到重力和拉力的作用，由于A、B两物体静止，则C也处于静止，则拉力：F拉＝Gc＝8N， 以动滑轮为研究对象，动滑轮受到两股绳向上的拉力和C对它向下的拉力作用，则2F＝F拉，则：F＝F拉＝×8N＝4N，故绳对O点的拉力为4N，故A错误； BD、以B为研究对象，竖直方向B受到重力、地面的支持力、A对它的压力，水平方向B受到绳对它的拉力，若水平方向受力要平衡，则B还要受到地面对它向左的摩擦力作用； 则地面对B的支持力：F支＝GB+FA＝GB+GA＝8N+8N＝16N， 地面对B的摩擦力：f＝F＝4N， 故B错误、D正确； C、以A为研究对象，A受到重力和支持力的作用，二力平衡。A相对于B没有运动趋势，则B作用于A的静摩擦力为零，故C错误。 故选：D。 考点四 滑轮相关量的计算 16．（2023秋•义乌市校级期末）如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（　　） A．物体A受到地面水平向右3N的摩擦力 B．物体A受到B的摩擦力是2N C．滑轮移动的速度是0.1m/s D．拉力F做功功率为4W 【答案】D 【解答】解： AB、不计滑轮的摩擦和重力，以动滑轮为研究对象，则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，所以2F拉＝F，则A物体对滑轮的拉力F拉＝F＝×10N＝5N；力的作用是相互的，所以滑轮对A的拉力也为5N； 弹簧测力计的示数恒为2N，因拉滑轮时，物体B始终处于静止状态，则测力计对B向右的拉力与A对B向左的摩擦力平衡，所以fA对B＝F示＝2N；力的作用是相互的，所以，物体B对A的摩擦力为2N，方向向右，故B正确； 物体A向左匀速运动，同时地面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F拉＝fB对A+f地， 所以物体A受到地面的摩擦力：f地＝F拉﹣fB对A＝5N﹣2N＝3N，方向水平向右，故A正确； C、因拉力F作用在动滑轮的轴上，费力但省一半的距离，所以拉力端的移动速度（滑轮移动的速度）等于物体A移动速度的，则滑轮移动的速度v＝vA＝×0.2m/s＝0.1m/s，故C正确； D、拉力F做功功率：P＝＝＝Fv＝10N×0.1m/s＝1W，故D错误。 故选：D。 17．（2023秋•鄞州区校级期末）如图所示，湖水中有两艘小船，绳子的一端拴在甲船上，乙船上固定着滑轮，绳子绕过滑轮，站在甲船上的人用100N的力拉绳子的自由端。如果在20s内甲船向右匀速移动了10m，同时乙船向左匀速移动了4m，则人对绳子的力做功的功率是（　　） A．50W B．140W C．30W D．70W 【答案】B 【解答】解：甲船向右移动了10m，乙船向左移动了4m，以甲为参照物乙向左移动了10m+4m＝14m，有两段绳子拉乙船，故绳子自由端总共移动s＝14m×2＝28m； 故人拉绳子的功率P＝＝＝＝140W。 故选：B。 18．（2023秋•余姚市期末）如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连。此时物体A在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动，此时测力计的示数为450N；在物体B下加挂重为60N的物体C后，用水平向右的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s．已知每个滑轮重均为50N，若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（　　） A．物体A所受滑动摩擦力大小为100N B．水平向右的力F的大小为400N C．物体B所受重力为400N D．拉力F做功的功率为63W 【答案】D 【解答】解：由题意得：450N＝50N+（50N+GB） 即B的重力：GB＝550N； 则A物体所受摩擦力为×（50N+550N）＝200N； 水平向右的力：F＝×（50N+60N+550N）+200N＝420N； 因为B上升的速度为0.05m/s，所以A的速度为3×0.05m/s＝0.15m/s， P＝Fv＝420×0.15＝63W。 故选：D。 19．（2023秋•武义县期末）如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G＝80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的图像如图丙所示。已知在2s∼4s内重物上升的竖直高度为2m，则下列说法错误的是（　　） A．动滑轮重为20N B．0∼2s内重物对地面的压力为40N C．2∼4s内，绳自由端下降的平均速度为2m/s D．4∼6s内，拉力F的功率为100W 【答案】D 【解答】解：A、由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数n＝2，由丙图可知，物体在4s～6s内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力FF3＝50N， 不计绳重和摩擦，则由F＝（G+G动）得，动滑轮的重力： G动＝nF3﹣G物＝2×50N﹣80N＝20N；故A正确； B、在0～2s内，物体的运动速度为零，即物体静止在地面上， 由图乙可知此时的拉力F1＝30N， 把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力而处于静止状态， 由力的平衡条件得： F支+2F1＝G物+G动， 则地面对物体的支持力： F支＝G物+G动﹣2F1＝80N+20N﹣2×30N＝40N， 根据力的作用是相互的可知，此过程中重物对地面的压力： F压＝F支＝40N；故B正确； C、已知在2s～4s内重物上升的竖直高度为2m， 则绳子自由端移动的距离： s＝nh＝2×2m＝4m， 所用的时间： t＝4s﹣2s＝2s， 则在2s～4s内，绳自由端下降的平均速度vB＝＝＝2m/s，故C正确； D、由图丙可知，在4s～6s内，重物做匀速直线运动，其速度v＝nv3＝2×2.0m/s＝4.0m/s， 拉力做功的功率：P＝＝＝Fv＝50N×4.0m/s＝200W，故D错误。 故选：D。 20．（2023秋•宁波期末）如图装置中，物体A重100N，物体B重10N，在物体B的作用下，物体A做水平向右的匀速直线运动。现在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为30W，使物体B匀速上升，则物体B上升3m所用的时间为（不计滑轮与绳子和轴之间的摩擦，不计绳子重和滑轮重）（　　） A．1s B．2s C．3s D．4s 【答案】B 【解答】解：物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，f＝F拉＝3GB＝3×10N＝30N。 拉动A向左运动时， F＝f+F拉＝30N+30N＝60N；当sB＝3m时， 则sA＝sB＝×3m＝1m， 因此拉力F做功为W＝FsA＝60Nx1m＝60J， 所用时间t＝＝＝2s 故选：B。 考点五 滑轮及滑轮组的机械效率 21．（2023秋•江北区期末）如图甲是工人使用升降平台进行高空玻璃幕墙清洗的场景，该平台结构简图如图乙所示。其中吊篮和动滑轮总质量为30kg，吊篮由电动机控制升降。在某次吊升过程中，两名工人及所带工具总质量200kg，20s内吊篮匀速上升4m，电动机对钢丝绳的拉力为750N。下列说法错误的是（　　） A．本次吊升过程中的有用功是8×103J B．本次吊升过程中的机械效率约为87.0% C．可以通过减少吊篮和动滑轮的重力来提高该平台使用时的机械效率 D．可以通过增加工人和工具重力来提高该平台使用时的机械效率 【答案】B 【解答】解：A、两名工人及所带工具的总重力：G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N，则本次吊升过程中的有用功：W有＝Gh＝2000N×4m＝8×103J，故A正确； B、由图可知n＝4，本次吊升过程中的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈66.7%，故B错误； C、减少吊篮和动滑轮的重力，由W额外＝G动h可知，吊篮上升相同的高度时，有用功W有不变，额外功W额外减小，由η＝＝＝可知，机械效率增大，故C正确； D、增加工人和工具重力，由W有＝Gh可知，吊篮上升相同的高度时，有用功W有增大，额外功W额外几乎不变，由η＝＝＝可知，机械效率增大，故D正确。 故选：B。 22．（2023秋•杭州期末）如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且G动小于G物，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙 B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙 C．绳子自由端的拉力大小为F甲＞F乙＝F丙 D．三个装置的机械效率为η甲＞η乙＝η丙 【答案】C 【解答】解：A、克服物体重力做的功为有用功，甲、乙、丙三种装置做的有用功都为W有用＝G物h，故A正确； B、从图中可知，甲为定滑轮（n＝1），乙为动滑轮（n＝2），丙为滑轮组（n＝3），在相同的时间内物体被提升的高度均为h，则绳子自由端移动的距离s甲＝h，s乙＝2h，s丙＝3h，因此s甲＜s乙＜s丙，运动时间相同，根据v＝可知绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙，故B正确； C、不计绳重和摩擦，F甲＝G物，F乙＝×（G物+G动），F丙＝×（G物+G动），滑轮质量均相等且G动小于G物，故F甲＞F乙＞F丙，故C错误； D、不计绳重和摩擦，甲的有用功与总功相等，机械效率为100%，乙和丙克服动滑轮的重力做的功为额外功，W额＝G动h，乙、丙两种装置的机械效率η＝＝＝，则η乙＝η丙，故D正确。 故选：C。 23．（2023秋•义乌市校级期末）如图所示，物体A的质量m＝12kg，在拉力大小为30N的F作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动10秒钟，并且绳子足够长，此过程该装置的机械效率为80%．下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计的示数为15N B．拉力F的功率为6瓦 C．拉力F做功30J D．该过程中有用功为12J 【答案】D 【解答】解： （1）物体A移动距离：sA＝vAt＝0.1m/s×10s＝1m， 由图知，拉力作用在动滑轮的轴上，所以拉力端移动的距离：s＝sA＝×1m＝0.5m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝30N×0.5m＝15J，故C错误； 拉力F的功率：P＝＝＝1.5W，故B错误； （2）由η＝可得有用功：W有＝ηW总＝80%×15J＝12J，故D正确； 由W有＝FAsA可得，物体A受到的拉力：FA＝＝＝12N， 所以弹簧测力计示数大小等于A受到的拉力12N，故A错误。 故选：D。 24．（2023秋•舟山期末）如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上，拉着同一重物（不计绳重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离。下列说法中正确的是（　　） A．F1所做的额外功多 B．F1＜F2，F2移动距离多 C．两装置的机械效率相同 D．F1＞F2，F1移动距离多 【答案】C 【解答】解：由图可知，承担物重的绳子股数分别为：n1＝2，n2＝3； 绳子自由端移动的距离分别为：s1＝n1h＝2h，s2＝n2h＝3h，所以F2移动距离多； 不计绳重及摩擦，由F＝f可知绳子自由端受到的拉力分别为： F1＝f，F2＝f， 由此可知，F1＞F2； 由于不计绳重和摩擦，两图中的额外功都为零， 由于接触面的粗糙程度相同、物体的重力相同，物体对水平面的压力也相同，所以物体受到的摩擦力相同，由W有用＝fh知利用两滑轮组做的有用功相同，总功也相同，由η＝×100%可知，两装置的机械效率相同； 故ABD错误，C正确。 故选：C。 25．（2023秋•义乌市期末）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A上升的速度为0.4m/s B．滑轮组的有用功为2000J C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【解答】解： A、物体A上升的速度为：v＝＝＝0.2m/s，故A错误； B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B错误； C、由图知，n＝2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力：F＝（G物+G动）＝（800N+200N）＝500N； 拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m， 拉力做总功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J； 拉力做功功率：P＝＝＝200W，故C错误； D、动滑轮提升物体A的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。 故选：D。 考点六 机械效率的概念 26．（2023秋•余姚市校级期末）关于机械效率，下列说法正确的是（　　） A．机械效率越大，越省力 B．机械效率越大，做功越多 C．机械效率越大，功率越大。 D．机械效率越大，额外功在总功中所占的比例越小 【答案】D 【解答】解：A、机械效率是指有用功与总功的比值，其大小与机械的省力情况没有关系，故A错误； B、机械效率是指有用功与总功的比值，其大小与机械做功的多少没有关系，故B错误； C、机械效率是指有用功与总功的比值，功率表示了机械做功的快慢，二者没有直接的关系，故C错误； D、总功等于有用功与额外功的总和，从η＝可知，额外功在总功中所占的比例越小，机械效率越高，故D正确。 故选：D。 27．（2023秋•余姚市期末）“建设美丽城市，优化市内交通”，宁波市计划建设地铁五号线。地铁的建造过程需要大型机械——盾构机。如图是地铁建设施工挖隧道的盾构机正面，下列关于工作中的盾构机说法正确的是（　　） A．做的功越多，机械效率越高 B．做功多的盾构机，功率大 C．延长工作时间，可提高机械效率 D．做功越快的盾构机，功率越大 【答案】D 【解答】解：A、根据可知，当盾构机做的总功相同时，有用功越多，则机械效率越高，选项缺条件，故A错误； B、根据可知，当做功时间相同时，做功越多，则功率越大，选项缺条件，故B错误； C、工作时间对机械效率没有影响，故C错误； D、功率是表示物体做功快慢的物理量，故D正确。 故选D。 考点七 机械效率的计算 28．（2023秋•西湖区校级期末）质量为m的同一物体，先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次物体提升高度均为h，两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB＝2h，则两次提升物体的机械效率（　　） A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲＝η乙 D．条件不足无法判断 【答案】C 【解答】解：两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据W有＝Gh可知，有用功相同； 由图可知，提升物体绳子的条数为2，则自由端移动的距离s＝2h； 物体在斜面通过的距离为AB＝2h，根据W总＝Fs可知，拉力做的总功相同； 由η＝×100%可知，两次提升物体的机械效率相等，即η甲＝η乙。 故选：C。 29．（2023秋•拱墅区期末）如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为200N和100N的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中，相同的是（　　） A．拉力大小 B．有用功 C．额外功 D．机械效率 【答案】C 【解答】解：（1）每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计，由图可知，甲图n＝2，而乙图n＝3，所以F甲＝，F乙＝。故A错误。 （2）克服重力所做的功就是有用功，即W＝Gh，也就是重力乘以重物被举高的高度，W甲＝200N×h，W乙＝100N×h，W甲不等于W乙，故B错误。 （3）绳重和摩擦不计，所以克服动滑轮所做的功就是额外功，W额＝G动h，也就是动滑轮的重力乘以其上升的高度，由于每个滑轮的质量均相等且被提升相同高度，所以两装置中，额外功相同。故C正确。 （4）η＝＝，W额相同，而有用功不同，所以机械效率不同，故D错误。 故选：C。 30．（2023秋•鄞州区校级期末）如图，为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是（　　） A．重物在A点处人做的有用功多 B．重物在B点处人做的有用功多 C．重物在A点处杠杆的机械效率高 D．重物在B点处杠杆的机械效率高 【答案】D 【解答】解：（1）∵利用杠杆提升重物， ∴W有用＝Gh， ∵在A、B两处提升的是同一个重物，上升同样的高度， ∴在A、B两处人做的有用功相同，故A、B选项错误。 （2）由图可知：在A、B两处提升重物，重物上升同样的高度时，而杠杆的重心上升的高度hA＞hB， ∵W额外＝G杆h， ∴W额外A＞W额外B， ∵在A、B两处人做的有用功相同，而W总＝W有用+W额外， ∴W总A＞W总B， ∵η＝， ∴ηA＜ηB．所以C选项错误，D选项正确。 故选：D。 31．（2023秋•西湖区期末）小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素，斜面长为L，高为h，他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是（　　） A．改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响 B．该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功 C．该斜面的机械效率为×100% D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率 【答案】D 【解答】解：A、斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关，探究“斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响”时，应控制斜面的光滑程度和物体相同，在长度一定时，改变h即可改变斜面与水平面的夹角，故可以研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响，故A正确； B、在斜面上克服斜面摩擦力做的额外功，故B正确； C、根据η＝＝×100%可以算出该斜面的机械效率，故C正确； D、若物体没有被拉到斜面顶端，斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度都不变，斜面的机械效率不变，故可以测出斜面的机械效率，故D错误。 故选：D。 32．（2023秋•北仑区期末）两台机械完成的有用功之比W1：W2＝4：7，它们的机械效率分别为η1＝60%，η2＝75%，则两台机械所做总功之比为（　　） A．5：7 B．7：5 C．16：35 D．35：16 【答案】A 【解答】解：由η1＝60%，η2＝75%可知：η1：η2＝4：5．而η＝，所以W总＝。 有用功W1：W2＝4：7，则总功W1总：W2总＝：＝5：7，故选A。 33．（2023秋•慈溪市期末）某人用如图所示的定滑轮将重为G的重物匀速提起，若作用在绳的自由端的力分别为F1、F2、F3，则（　　） A．F1＞F2＞F3 B．F1＝F2＝F3 C．F1＜F2＜F3 D．F1＝F2＜F3 【答案】B 【解答】解：如图所示，滑轮为定滑轮的使用；由于使用定滑轮不省力，但能改变用力方向，故三个方向的力的大小是相等的。 故选：B。 34．（2023春•鄞州区期末）在举行升国旗、唱国歌的仪式时，观察到国旗的旗杆顶上有个重要的装置，一般是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．省力杠杆 【答案】A 【解答】解：旗杆顶上的滑轮，因为该滑轮的轴固定在旗杆上，所以该滑轮是个定滑轮，使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向。 故选：A。 35．（2023秋•德清县期末）如图所示用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以1米/秒的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为5牛（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（　　） A．拉力F做功功率为40瓦 B．滑轮移动的速度是0.5米/秒 C．物体A受到B的摩擦力是5牛 D．物体A受到地面水平向右5牛的摩擦力 【答案】A 【解答】解：不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑，用20N的力F沿水平方向拉滑轮，则每根绳子对滑轮的拉力为：F拉'＝＝＝10N， 物体B处于静止状态，物体B受到弹簧测力计水平向右的拉力和A对B水平向左的摩擦力，所以B所受的水平向左的摩擦力为：f＝F拉＝5N，因为物体间力的作用是相互的，所以B受到A水平向右的摩擦力也为5N，物体A向左匀速运动，水平面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F拉A'＝f+f地，则物体A受到地面水平向右的摩擦力为：f地＝F拉'﹣f＝10N﹣5N＝5N， 因拉力F作用在动滑轮的轴上，费力但省一半的距离，所以拉力端的移动速度（滑轮移动的速度）等于物体A移动速度的一半，即滑轮移动的速度为：v＝＝＝0.5m/s， 拉力F做功功率为：：P＝Fv＝20N×0.5m/s＝10W， 故A错误，BCD正确。 故选：A。 36．（2023秋•义乌市校级期末）小明用如图装置“测量大气压”时，发现弹簧秤的量程太小，无法拉开紧贴在地面上的吸盘，于是他加了一个轻质滑轮，若不计滑轮自重和摩擦，下列操作最有可能完成实验的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：AB、AB图中两个滑轮均为定滑轮，定滑轮不省力，只能改变力的方向，故AB错误； C、滑轮作为动滑轮使用，不计滑轮自重和摩擦，能省一半的力，故C正确； D、滑轮作为动滑轮使用，弹簧测力计作用在滑轮轴上，不计滑轮自重和摩擦，弹簧测力计拉力为绳子拉力的2倍，故D错误。 故选：C。 37．（2023秋•瓯海区校级期末）如图，三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3则下列关系式中正确的是（　　） A．F3＞F1＞F2 B．F3＞F2＞F1 C．F2＞F1＞F3 D．F1＞F2＞F3 【答案】A 【解答】解：不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦： 假设物块与地面的摩擦力为f， 左滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1＝f； 中滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2＝f； 右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3，即F3＝2f； 故F2＜F1＜F3； 故选：A。 38．（2023秋•舟山期末）物体A在大小为2N的水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（　　） A．此滑轮是定滑轮 B．拉力F做功的功率为0.4瓦 C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．物体A受到地面的摩擦力是4N 【答案】D 【解答】解：AC、滑轮随物体一起运动，所以滑轮为动滑轮，使用动滑轮可以省力，故AC错误； B、有两端绳子拉着动滑轮，则拉力F的运动速度v＝2×0.2m/s＝0.4m/s；功率为P＝＝＝Fv＝2N×0.4m/s＝0.8W，故B错误； D、使用动滑轮能省一半的力，所以物体A受到的摩擦力f＝2F＝2×2N＝4N，故D正确。 故选：D。 39．（2023秋•德清县期末）如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，“车梯”工作时相当于滑轮组。假设利用此“车梯”匀速提升重为1000牛的物体上升3米，下列说法正确的是（　　） A．提升物体过程中绳端移动的距离为15米 B．提升物体时绳子的拉力为250牛 C．提升物体过程中人拉绳子做功3000焦 D．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮 【答案】D 【解答】解：A、由图可知，n＝4，提升物体过程中绳端移动的距离为s＝nh＝4×3m＝12m，故A错误； B、忽略动滑轮重、绳重和摩擦，拉力大小为F＝G＝×1000N＝250N，由于题干中没有提及忽略动滑轮重、绳重和摩擦，因此拉力F应大于250N，故B错误； C、由B可知，拉力F大于250N，因此人拉绳子做的功应大于W＝Fs＝250N×12m＝3000J，故C错误； D、由图可知，①所指的部件随物体一起移动，相当于滑轮组中的动滑轮，故D正确。 故选：D。 40．（2023秋•北仑区期末）在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，如果不计机械自重、绳重和摩擦，无法做到省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：不计机械自重、绳重和摩擦，即在理想状况下： A、根据功的原理可知，克服物体重力所做的功Gh＝F1L，则拉力F1＝，根据直角三角形的特点可知，L＞h，所以F1＜G，即使用斜面可以达到省力的目的，故A不符合题意； B、由B图可知，滑轮组绳子的股数为3，则绳子自由端的拉力F2＝，即F2＜G，可以达到省力的目的，故B不符合题意； C、由C图可知，这是一个定滑轮，根据定滑轮的特点可知，F3＝G，即定滑轮不能省力，故C符合题意； D、由D图根据杠杆的平衡条件可知，F4×2l＝G×l，则F4＝，即F4＜G，可以达到省力的目的，故D不符合题意。 故选：C。 41．（2023秋•衢州期末）小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升了不同的高度h1和h2（h1＜h2），每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦。针对这一现象，小明得出了以下4个结论： ①F1做的功等于F2做的功； ②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率； ③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力； ④F1做功的功率大于F2做功的功率， 其中正确的结论有（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】B 【解答】解： （1）不计绳重及摩擦，拉力做的功分别为： W1＝F1s1＝（G物+G轮）×2h1＝（G物+G轮）h1， W2＝F2s2＝（G物+G轮）×3h2＝（G物+G轮）h2， 因为h1＜h2， 所以W1＜W2，故①错； （2）动滑轮重相同，提升的物体重相同， 不计绳重及摩擦，由η＝＝＝可知滑轮组的机械效率相同，故②正确； （3）不计绳重及摩擦， 拉力F＝（G物+G轮），n1＝2，n2＝3， 绳子受的拉力分别为： F1＝（G物+G轮），F2＝（G物+G轮）， 所以F1＞F2，使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，故③正确； （4）因为W1＜W2，且做功时间相同，由P＝可知，P1＜P2，故④错。 综上分析，②③说法都正确，正确的有两个。 故选：B。 42．（2023秋•萧山区期末）如图所示，用40N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.3m/s的速度在水平面上匀速运动：物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为10N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法不正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是10N B．滑轮移动的速度是0.15m/s C．水平拉力F的功率是6W D．在2s内绳子对物体A做的功为6J 【答案】D 【解答】解： A、不计滑轮的摩擦和重力，以动滑轮为研究对象，则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，所以2F拉＝F，则A物体对滑轮的拉力F拉＝F＝×40N＝20N；力的作用是相互的，所以滑轮对A的拉力也为20N； 弹簧测力计的示数恒为10N，因拉滑轮时，物体B始终处于静止状态，则测力计对B向右的拉力与A对B向左的摩擦力平衡，所以fA对B＝F示＝10N；力的作用是相互的，所以，物体B对A的摩擦力为10N，方向向右； 物体A向左匀速运动，同时地面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F拉＝fB对A+f地， f地＝F拉﹣fB对A＝20N﹣10N＝10N，物体A受到地面的摩擦力是10N，故A正确； B、A移动的速度即绳端移动的速度为0.3m/s，所以滑轮的移动速度为×0.3m/s＝0.15m/s，故B正确； C、水平拉力F的功率为：P＝＝＝Fv＝40N×0.15m/s＝6W，故C正确； D、绳子对物体A的拉力是20N，2s物体A移动的距离为sA＝vAt＝0.3m/s×2s＝0.6m， 所以在2s内绳子对物体A做的功：W＝F拉sA＝20N×0.6m＝12J，故D错误。 故选：D。 43．（2023秋•鄞州区校级期末）如图所示，重100N的物体A在拉力F的作用下以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动了2s，该装置的机械效率为80%．上述过程中（　　） A．墙面受到绳子对它的拉力为25N B．拉力F做功的功率为50W C．拉力F移动的距离为4m D．弹簧测力计对物块A所做的功为40J 【答案】D 【解答】解： 由题和图示可知：vA＝1m/s，t＝2s，F＝50N，η＝80%； （1）物体A在2s内移动的距离为sA＝vAt＝1m/s×2s＝2m， 由于拉力F通过定滑轮作用在动滑轮的轴上， 所以，该动滑轮费力但省一半的距离，则拉力F移动的距离为s＝sA＝×2m＝1m，故C错误； （2）拉力端移动的速度： v＝＝＝0.5m/s， 拉力F做功的功率： P＝＝＝Fv＝50N×0.5m/s＝25W，故B错误； （3）该装置的机械效率： η＝＝＝＝80%， 解得物体A受到的摩擦力：fA＝20N， 因为物体A做匀速直线运动， 所以弹簧测力计对物块A的拉力：F拉＝fA＝20N， 弹簧测力计对物块A所做的功：W＝F拉sA＝20N×2m＝40J，故D正确； （4）弹簧测力计的示数F示＝fA＝20N， 墙面受到绳子对它的拉力等于弹簧测力计的示数，大小等于20N，故A错误。 故选：D。 44．（2023秋•桐乡市期末）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，将80N的物体提升了2米，已知动滑轮的重力为20N，不计滑轮摩擦及绳子自重，以下说法错误的是（　　） A．绳子自由端移动了6米 B．滑轮组的机械效率为70% C．拉力F大约为33.3N D．有用功为160J 【答案】B 【解答】解：A、由图可知，n＝3，绳子自由端移动的距离为s＝nh＝3×2m＝6m，故A正确； BC、不计滑轮摩擦及绳子自重，拉力F为： F＝（G+G动）＝×（80N+20N）＝N≈33.3N， 该滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝＝80%，故B错误，C正确； D、有用功为： W有＝Gh＝80N×2m＝160J，故D正确。 故选：B。 45．（2023秋•平湖市期末）一个质量为80kg的工人，用如图的装置提升一堆砖。已知装砖的托板重200N，每块砖重100N。当工人匀速提升10块砖时，装置的机械效率为80%（滑轮的摩擦和绳重均忽略不计）。则（　　） A．滑轮重50N B．增加运输砖块的数量，装置的机械效率不变 C．至少要提升2块砖，滑轮组才有省力作用 D．此装置的机械效率最高约为84.4% 【答案】A 【解答】解：A、由图可知，n＝2，由η＝＝＝＝可知，拉力F为： F＝＝＝625N， 根据F＝（G+G板+G动）可知，动滑轮重为： G动＝nF﹣G﹣G板＝2×625N﹣10×100N﹣200N＝50N，故A正确； B、增加运输砖块的数量，由η＝＝＝＝＝可知，装置的机械效率变大，故B错误； C、提升2块砖，此时拉力F'为： F'＝（G'+G板+G动）＝（2×100N+200N+50N）＝225N＞200N，故C错误； D、人的质量为80kg，则绳端的最大拉力F大＝G人＝mg＝80kg×10N/kg＝800N， 不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力， 则最大拉力：F大＝（G动+G板+G砖）＝×（50N+200N+G砖）＝800N， 解得G砖＝1350N， 因为每块砖重100N，所以最多能提升砖的数量为13块， 实际能提升的最大砖重：G砖′＝1300N， 此时的拉力：F′'＝（G动+G板+G砖′）＝×（50N+200N+1300N）＝775N， W有′'＝G砖′×h＝1300N×h， W总′'＝F′'s＝775N×2h， 最大机械效率： η′＝＝×100%≈83.9%，故D错误。 故选：A。 46．（2023秋•柯桥区期末）小科回老家时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械（如图所示），当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼，对此小科充满好奇，尝试将质量为80千克的重物匀速提升了3米，请根据所学知识解答下列问题： （1）该装置可简化成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，则A相当于 　定滑轮　。 （2）重物上升3米的过程中，小科对重物做功 　2400J　。 （3）滚轴A、B的质量均为5千克，不计绳重和摩擦，若整个过程用时30秒，则小科做功的功率是 　85　W。 【答案】（1）定滑轮；（2）2400J；（3）85。 【解答】解： （1）提升物体时，A的轴固定不动，属于定滑轮；B和物体一起移动，属于动滑轮； （2）重物重力：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N， 小科对重物做的功：W有用＝Gh＝800N×3m＝2400J； （3）动滑轮B的重力：G轮＝m轮g＝5kg×10N/kg＝50N， 由图知，n＝5， 不计绳重和摩擦，拉力：F＝（G+G轮）＝×（800N+50N）＝170N， 拉力端移动距离：s＝5h＝5×3m＝15m， 小科做的功：W总＝Fs＝170N×15m＝2550J， 小科做功的功率为： P＝＝＝85W。 故答案为：（1）定滑轮；（2）2400J；（3）85。 47．（2023秋•鄞州区校级期末）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方10m处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1．当士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0.5min（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦）．则： （1）F1：F2＝　：1　。 （2）士兵们对吊桥所做功的平均功率是 　250　W。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）杆即将离开水平位置，如右上图，AE＝OE，OA＝OD， 由勾股定理，（OE）2+（AE）2＝（OA）2，2OE2＝OA2＝（10m）2， 可解得，OE＝5m， 由杠杆平衡， 可得F1×OE＝G×OB， F1＝＝≈2121N， 把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，如右下图，AE′＝5m，OA＝10m 由（OE′）2+（AE′）2＝（OA）2， 所以解得，OE′＝5m， 因为（OC′）2+（BC）2＝（OB）2， 所以OC′＝2.5m， 根据杠杆平衡， 可得F2×OE′＝G×OC′， F2＝＝＝1500N； 所以F1：F2＝1500N：1500N＝：1 （2）士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°的过程中，桥的重心升高的距离为： h＝OA•sin30°＝5m×＝2.5m； 克服重力做的功为：W＝Gh＝3000N×2.5m＝7500J； 由于不计绳重和摩擦，士兵做的功即为克服桥重做的功，即 W总＝W＝7500J； 那么其平均功率为：P＝＝＝250W。 故答案为：：1，250。 48．（2023秋•衢江区校级期末）如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动。现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B在5s内匀速上升了0.8m，则：（不计绳重和摩擦） （1）图中D为 　动　（填“定”或“动”）滑轮，C在此次提升重物过程中的作用是 　改变力的方向　。 （2）拉力F的大小为 　150　N，拉力F的功率为 　48　W。 【答案】（1）动；改变力的方向；（2）150；48。 【解答】解：（1）由图可知，D滑轮随物体一起运动，因此D滑轮是动滑轮；C滑轮固定不动，因此C滑轮是定滑轮，其作用是改变力的方向； （2）由图可知，承担物重的绳子股数n＝2，不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦，绳子自由端的拉力：F绳＝（GB+G动）＝×（120N+30N）＝75N； 物体A匀速运动，则拉力和摩擦力是一对平衡力，物体A所受摩擦力：f＝F绳＝75N。 用一水平向左的力F拉动物体A，拉力：F＝f+F绳＝75N+75N＝150N， 物体B在5s内匀速上升的距离h＝0.8m，则物体A在5s内匀速移动的距离：s＝nh＝2×0.8m＝1.6m， 拉力做的功：W＝Fs＝150N×1.6m＝240J， 拉力F的功率为：P＝＝＝48W。 故答案为：（1）动；改变力的方向；（2）150；48。 49．（2023秋•台州期末）我国企业承建的2023年世界杯主场馆——卢塞尔体育场，创下全球最大跨度索网屋面单体建筑等六大世界之最。 （1）索网的主体部分是索钢，钢是一种 　合金　（选填“合金”或“有机合成”）材料，其中加入了一定量的铬和镍，是通过改变金属的 　内部结构　来达到防锈的目的。 （2）在吊索网过程中使用了大量的滑轮装置。用如图甲的滑轮组提升重20000牛的物体，拉力F为7000牛，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力是 　1000N　。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，则反应绳子自由端运动的图线是 　A　（选填“A”或“B”）。 【答案】（1）合金；内部结构；（2）1000N；A 【解答】解：（1）钢是含碳量在0.04%﹣2.3%之间的铁碳合金；其中加入了一定量的铬和镍，是通过改变金属的内部结构，从而起到防锈作用； （2）由图知，承担重物绳子的段数n＝3， 不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可得，动滑轮重力： G动＝nF﹣G＝3×7000N﹣20000N＝1000N； 使用图甲滑轮组提升重物时，绳端移动距离s＝3h， 由图象知，时间相同时，sA＝3sB，所以A是反应绳子自由端运动的图线。 故答案为：（1）合金；内部结构；（2）1000N；A。 50．（2023秋•永康市期末）如图所示，用甲、乙两滑轮组匀速向上提升重物，物重都为600牛，不计动滑轮重及摩擦，绳子的拉力F甲为　200　牛，F乙为　300　牛。若将重物提高1米，则甲滑轮组绳子的自由端移动的距离为 　3　米，乙滑轮组绳子的自由端移动的距离为 　2　米。 【答案】200、300、3、2。 【解答】解：由图可知，甲滑轮组绳子的段数为n＝3，乙滑轮组绳子的段数为n'＝2， 所以F甲＝G＝×600N＝200N， F乙＝G＝×600N＝300N， S甲＝nh＝3×1m＝3m， S乙＝n'h＝2×1m＝2m。 故答案为：200、300、3、2。 51．（2023秋•义乌市期末）我市正大力开展轻轨建设，龙门吊是常用的运载工具。主要由主梁和支架构成，主梁上有行走装置，下连滑轮组，可以提升和平移重物。 （1）在某次提升重物的过程中，电动机匀速拉着钢绳通过了6米，则重物在竖直方向上升高了 　2　米。 （2）当重物在主梁中间时，左右支架对主梁的支持力分别为F1、F2，行走装置拉着重物向左移一段距离后，左右支架对主梁的支持力分别为F3、F4，则下列关系正确的 　BD　。 A．F1＝F2，F3＝F4 B．F1＜F3，F2＞F4 C．F1﹣F2＝F4﹣F3 D．F1+F2＝F3+F4 【答案】（1）2； （2）BD。 【解答】解：（1）由图可知绳子股数是3股，n＝3，拉力端移动距离s＝6m，则拉力端移动距离S与物体端移动距离h之间的关系式：s＝nh，代入数据可得 h＝2m； （2）当重物在主梁中间时，以右支架与主梁的接触点为支点O，左支架对主梁的支持力为F1，重物对主梁的拉力为阻力f2（便于区分），且阻力大小均为 G。假设整个杠杆为2L，那么F1×2L＝f2×L，F1＝＝； 若行走装置拉着重物向左移一段距离后，左支架对主梁的支持力分别为F3，F3×动力臂＝阻力×阻力臂，且动力臂不变、阻力不变、阻力臂变大，故F3变大，即F1＜F3； 同理，当重物在主梁中间时，以左支架与主梁的接触点为支点O，右支架对主梁的支持力为F2，重物对主梁的拉力为阻力f2（便于区分），且阻力大小均为 G。假设整个杠杆为2L，那么F2×2L＝f2×L，F2＝＝； 若行走装置拉着重物向左移一段距离后，右支架对主梁的支持力分别为F4，F4×动力臂＝阻力×阻力臂，且动力臂不变、阻力不变、阻力臂变小，故F4变小，即F4＜F2； 综上所述，F1＜F3，F2＞F4，F1＝F2，F3≠F4，即B选项正确，A选项说法错误，C说法错误。 行走装置拉着重物向左移一段距离后，左右支架对主梁的支持力分别为F3、F4，此时假设杠杆总长L，F3对应动力点到装置悬挂点距离为L1，F4对应动力点到装置悬挂点距离为L2，L＝L1+L2，根据杠杆平衡原理，F3L＝GL2①，F4L＝GL1②，①+②得，（F3+F4）L＝G（L1+L2）＝GL，则F3+F4＝G，又因为F1＝F2＝，所以F1+F2＝F3+F4＝G，故D说法正确。 故答案为：（1）2； （2）BD。 52．（2023秋•嘉兴期末）如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米/秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是 　动滑轮　（选填“定滑轮”或“动滑轮”），此时，木块受到的摩擦力为 　10　牛，拉力F的功率是 　2W　。（滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计） 【答案】动滑轮；10；2W 【解答】解：由图可知，滑轮随木块一起运动，所以该滑轮是动滑轮； 滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计，当动滑轮自由端的拉力F为5N时，木块受到动滑轮的拉力为2F即10N，由题可知木块做匀速直线运动，即木块处于平衡状态，受到的是平衡力，故木块在水平方向受到的摩擦力与木块受到的拉力是一对平衡力，摩擦力的大小等于木块所受拉力的大小等于10N； 相同时间内，动滑轮自由端移动的距离是木块移动距离的2倍，故自由端移动的速度是木块移动速度的2倍。由题可知木块的移动速度为0.2米/秒，则拉力F的移动速度为0.4米/秒，故拉力F的功率是： ＝5N×0.4m/s＝2W。 故答案为：动滑轮；10；2W。 53．（2023秋•嘉兴期末）如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹簧测力计a的读数是6N。试回答下列问题：（不计绳重及摩擦） （1）弹簧测力计b的读数是 　6N　。 （2）2秒内将重物匀速拉升10厘米，拉力的功率为 　0.6　瓦。 （3）若重物G增大为12牛，仍将其匀速拉升10厘米，则装置的机械效率会 　变大　（选填“变小”、“不变”或“变大”）。 【答案】（1）6N；（2）0.6；（3）变大。 【解答】解：（1）根据图片可知，弹簧测力计a和b都连接在同一根绳子上，则当绳子静止时，两个测力计的示数应是相等的，即b的读数为6N。 （2）由图可知n＝2，拉力移动的距离s＝nh＝2×10×10﹣2m＝0.2m， 则拉力做的功：W＝Fs＝6N×0.2m＝1.2J； 则拉力的功率：； （3）若重物G增大为12牛，而动滑轮的重力不变，根据不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝可知，则该装置的机械效率会变大。 故答案为：（1）6N；（2）0.6；（3）变大。 54．（2023秋•杭州期末）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 　A　（A/B），动滑轮重为 　40　N，此时滑轮组的机械效率为 　83.3%　。 【答案】A；40；83.3%。 【解答】解：由图甲可知n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s﹣t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s﹣t图像； 不计绳重和摩擦，动滑轮重力G动＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N； 滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。 故答案为：A；40；83.3%。 55．（2023秋•吴兴区期末）小红在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表： 次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 74% 2 6 0.1 0.3 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% （1）第2次测量中，测力计示数如乙图。由乙图可知拉力大小为 　2.4　N；第2次实验测得的机械效率为 　83%　；（结果保留整数） （2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　丙　（填“甲”、“乙”或“丙”）图装置完成的； （3）分析第3、4次实验数据得出结论：　机械效率与提升物体的高度无关　； （4）生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中 　1、3　两次数据分析得出的结论。 【答案】（1）2.4；83%；（2）丙；（3）机械效率与提升物体的高度无关；（4）1、3。 【解答】解：（1）由图乙可知拉力为2.4N； 第2次实验测得的机械效率为： η＝＝＝≈83%； （2）由表格中第4次实验的数据可知，连接动滑轮的绳子的段数为n＝＝＝5，即使用的是图丙装置进行的实验； （3）分析第3、4次实验数据可知，物体提升的高度变大，机械效率不变，即机械效率与提升物体的高度无关； （4）分析第1、3次实验数据可知，使用的是不同的滑轮组，第3次机械效率低，说明动滑轮的个数增多，机械效率减小； 汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中1、3两次数据分析得出的结论。 故答案为：（1）2.4；83%；（2）丙；（3）机械效率与提升物体的高度无关；（4）1、3。 56．（2023秋•上城区期末）为了探究影响机械效率的因素，小金选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据记录在表中。 实验次数 滑轮材质 钩码自重G/N 提升的高度h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67% 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% （1）从小金设计的表中获知探究时猜想的影响因素有：滑轮材质、钩码自重、　物体被提升的高度　（写一个即可）等； （2）根据第一次实验数据，在图甲中画出滑轮组的绕法； （3）根据数据得出结论 　同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高（物体的重力相同，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；或 滑轮组的机械效率与提升的高度无关）　（写一条即可）。 【答案】（1）物体被提升的高度；（2）见上图；（3）同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高（物体的重力相同，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；或 滑轮组的机械效率与提升的高度无关）。 【解答】解：（1）由表格数据知滑轮组的机械效率与滑轮材质、钩码自重以及物体被提升的高度； （2）根据表格数据知第一次s＝0.3m，h＝0.1m， 绳子的段数为： n＝＝＝3， 图甲中画出滑轮组的绕法为： ； （3）由表格数据1、2知同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高； 由3、4数据知物体的重力相同，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低； 由2、3知同一滑轮组，物体的重力相同，物体提升的高度不同，滑轮组的机械效率不同，说明滑轮组的机械效率与提升的高度无关。 故答案为：（1）物体被提升的高度；（2）见上图；（3）同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高（物体的重力相同，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；或 滑轮组的机械效率与提升的高度无关）。 57．（2023秋•上城区期末）小金为研究“斜面的机械效率与斜面倾斜角度的关系”，进行了如图所示的实验： ①将一块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h。 ②用弹簧测力计测出小车的重力G。 ③用弹簧测力计将小车从斜面底端匀速拉至顶端，记录弹簧测力计示数F。 ④改变斜面的倾斜角度，重复上述实验后，相关数据如表。 实验序号 斜面的倾斜角度 小车的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率 1 较小 10 0.2 3.6 1 　55.6%　 2 适中 10 0.4 7.01 1 57.1% 3 较大 10 0.6 8.5 1 70.6% （1）在第一次实验中，斜面的机械效率为 　55.6%　。 （2）根据实验数据，可以得到的实验结论为 　在小车重力一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高　。 （3）斜面的机械效率还与哪些因素有关？　斜面的粗糙程度　。 【答案】（1）55.6%；（2）在小车重力一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；（3）斜面的粗糙程度。 【解答】解：（1）W1有＝G1h1＝10N×0.2m＝2J；W总1＝Fs＝3.6N×1m＝3.6J； η1＝＝×100%≈55.6%； （2）分析1、2、3次的实验数据可以发现，在小车重力一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高； （3）使用斜面克服摩擦力做额外功，而摩擦力与斜面的粗糙程度有关，故斜面的粗糙程度可能影响斜面的机械效率。 故答案为：（1）55.6%；（2）在小车重力一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；（3）斜面的粗糙程度。 58．（2023秋•临平区校级期末）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用。“测量滑轮机械效率”实验装置如图甲、乙、丙所示（每个动滑轮重相同），得到三组实验装置的数据如表所示。 装置 甲 乙 丙 钩码重/N 2 2 4 钩码上升的高度/m 0.1 0.1 0.1 弹簧测力计示数/N 1.5 1.0 1.7 绳子自由端移动的距离/m 0.2 0.3 0.3 机械效率η 66.7% 待填 78.4% （1）实验中应 　竖直向上匀速　拉动弹簧测力计，实验乙组中待填的机械效率为 　66.7%　。 （2）比较乙、丙组，它们的效率是η乙＜η丙，可知影响它们机械效率高低的因素是 　提升物体的重力不同　。 【答案】（1）竖直向上匀速；66.7%；（2）提升物体的重力不同。 【解答】解：（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数； 乙组中的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%≈66.7%； （2）比较乙、丙滑轮组知，动滑轮的重力相同，丙中物体的重力大于乙中物体的重力，乙的机械效率大于丙的机械效率，由于摩擦和绳重都很小，可以忽略不计，所以可知影响它们机械效率高低的因素提升物体的重力不同。 故答案为：（1）竖直向上匀速；66.7%；（2）提升物体的重力不同。 59．（2023秋•西湖区期末）在“研究滑轮的机械效率与所拉物体重力关系”的实验中，小金用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下： 序号 钩码重GN 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率 ① 1.0 10.0 0.7 20.0 71.4% ② 2.0 10.0 1.2 20.0 ③ 3.0 10.0 1.7 20.0 88.2% （1）第②次实验时，测得动滑轮的机械效率为 　83.3%　。 （2）由实验数据可得出的结论是：同一动滑轮，所提升的物重增大，机械效率将 　增大　。（选填“增大”、“减小”或“不变”） （3）根据表中数据分析，小金认为动滑轮的机械效率与绳端移动距离无关，原因是 　绳子移动的距离是物体移动距离的2倍　。 【答案】（1）83.3%；（2）增大；（3）绳子移动的距离是物体移动距离的2倍。 【解答】解：（1）由表中实验数据可知，第②次实验测得动滑轮的机械效率： η＝＝＝×100%≈83.3%； （2）根据表格数据和（1）的计算可知，①②③三次实验动滑轮的机械效率分别为71.4%、83.3%、88.2%； 根据三次的机械效率及物重的变化可得：同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大； （3）根据η＝＝＝＝知绳子移动的距离是物体移动距离的2倍，所以动滑轮的机械效率与绳端移动距离无关。 故答案为：（1）83.3%；（2）增大；（3）绳子移动的距离是物体移动距离的2倍。 60．（2023秋•鄞州区期末）实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图（每个钩码重2N） （1）通过表中数据可分析出实验1是用 　甲　图做的实验， （2）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率 　低　。 （3）比较实验1和实验3可得出结论：使用同一滑轮组，提升不同的重物时，　增大提升的物重　，滑轮组的机械效率越高。 物理量 实验1 实验2 实验3 钩码重G（N） 4 4 6 钩码上升高度h（m） 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F（N） 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离S（m） 0.3 0.5 0.3 机械效率 74% 57% 83% 【答案】（1）甲；（2）低；（3）增大提升的物重。 【解答】解：（1）第一次实验中，s＝3h，即承担物重的绳子股数n＝3，所以使用图甲做的实验； （2）由实验1和实验2的数据分析可知：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率低； （3）由实验1和实验3可得：使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高。 故答案为：（1）甲；（2）低；（3）增大提升的物重。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 滑轮和机械效率 考点一 定滑轮及其工作特点 1．（2023秋•绍兴期末）如图，一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（　　） A．h B．1.5h C．2h D．2.5h 2．（2023秋•温州期末）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　） A． B． C． D． 3．（2023秋•西湖区期末）在日常生活中，用30牛的拉力不能将重45牛的物体移到高处的简单机械是（　　） A．一个定滑轮 B．一个动滑轮 C．杠杆 D．斜面 4．（2023秋•柯桥区期末）如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（　　） A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F2＞F1＝F3 D．F1＜F2＜F3 5．（2023秋•北仑区期末）元旦，某商场挂上氦气球增添喜庆气氛。系气球的细绳绕过固定在地面的滑轮。由于风力的作用，气球有一定角度的倾斜，如图所示。在细绳自由端用竖直向上的力F让气球重心缓缓匀速下降2m，用时20s。已知气球的重力为24N，力F为26N，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．细绳对气球的拉力小于26N B．气球的重力做功大于48J C．拉力F的功率大于2.6W D．这一过程气球的机械能守恒 考点二 动滑轮及其工作特点 6．（2023秋•鄞州区期末）如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝400N（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升1m，下列说法正确的是（　　） A．F甲＝400N，施力处向上移动2m B．F甲＝200N，施力处向上移动1m C．F乙＝400N，施力处向上移动0.5m D．F乙＝800N，施力处向上移动0.5m 7．（2023秋•温州期末）拉渡船是一种用人力拉动绳索使船体前进的摆渡工具。下列图示的四种拉渡方案中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 8．（2023秋•西湖区期末）为测出超过测力计量程的物体的重力，用轻质棉绳按如图方法进行测量，图甲读数为0．4N，图乙读数为4．6N，则物体的重力为（　　） A．2．3N B．5.0N C．8.8N D．9.2N 9．（2023秋•兰溪市校级期末）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（　　） A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功 10．（2023秋•丽水期末）一辆车不小心陷进了泥潭中，小科按如图甲、乙两种方法均可将车从泥潭中拉出。如果车受到的阻力为800牛，则下列说法正确的是（　　） A．甲可以省力 B．乙能改变力的方向 C．甲所用的力至少400牛 D．乙所用的力至少400牛 11．（2023秋•拱墅区校级期末）如图，物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，物体A受到地面的摩擦力为10N（不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦）。则下列说法正确的是（　　） A．物体A受到一对平衡力的作用 B．滑轮D的作用是改变力的方向 C．拉力F为5N D．增大拉力F，物体A受到的摩擦力将增大 12．（2023秋•椒江区期末）用如图所示的三个装置先后提升同一个物体G，若不考虑滑轮的自重和摩擦，作用于绳子自由端的拉力F1、F2、F3的大小关系是（　　） A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大 13．（2023秋•滨江区期末）如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物工具“车梯”，车梯工作时相当于滑轮组。假设利用此车梯匀速提升重为500牛的物体上升4米，不计摩擦和滑轮自重，下列说法不正确的是（　　） A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮 B．提升物体过程中绳端移动的距离为16米 C．提升物体时人对绳子的拉力为250牛 D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦 14．（2023秋•鹿城区期末）A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图1所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图2的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 15．（2023秋•瓯海区期末）如图所示，物体A、B、C的重力都为8N，不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦，此时A、B两物体静止在水平面上。下列说法正确的是（　　） A．绳对O点的拉力为8N B．水平面对B的支持力为8N C．A与B之间的摩擦力为2N D．水平面对B的摩擦力为4N 考点四 滑轮相关量的计算 16．（2023秋•义乌市校级期末）如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（　　） A．物体A受到地面水平向右3N的摩擦力 B．物体A受到B的摩擦力是2N C．滑轮移动的速度是0.1m/s D．拉力F做功功率为4W 17．（2023秋•鄞州区校级期末）如图所示，湖水中有两艘小船，绳子的一端拴在甲船上，乙船上固定着滑轮，绳子绕过滑轮，站在甲船上的人用100N的力拉绳子的自由端。如果在20s内甲船向右匀速移动了10m，同时乙船向左匀速移动了4m，则人对绳子的力做功的功率是（　　） A．50W B．140W C．30W D．70W 18．（2023秋•余姚市期末）如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连。此时物体A在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动，此时测力计的示数为450N；在物体B下加挂重为60N的物体C后，用水平向右的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s．已知每个滑轮重均为50N，若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（　　） A．物体A所受滑动摩擦力大小为100N B．水平向右的力F的大小为400N C．物体B所受重力为400N D．拉力F做功的功率为63W 19．（2023秋•武义县期末）如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G＝80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的图像如图丙所示。已知在2s∼4s内重物上升的竖直高度为2m，则下列说法错误的是（　　） A．动滑轮重为20N B．0∼2s内重物对地面的压力为40N C．2∼4s内，绳自由端下降的平均速度为2m/s D．4∼6s内，拉力F的功率为100W 20．（2023秋•宁波期末）如图装置中，物体A重100N，物体B重10N，在物体B的作用下，物体A做水平向右的匀速直线运动。现在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为30W，使物体B匀速上升，则物体B上升3m所用的时间为（不计滑轮与绳子和轴之间的摩擦，不计绳子重和滑轮重）（　　） A．1s B．2s C．3s D．4s 考点五 滑轮及滑轮组的机械效率 21．（2023秋•江北区期末）如图甲是工人使用升降平台进行高空玻璃幕墙清洗的场景，该平台结构简图如图乙所示。其中吊篮和动滑轮总质量为30kg，吊篮由电动机控制升降。在某次吊升过程中，两名工人及所带工具总质量200kg，20s内吊篮匀速上升4m，电动机对钢丝绳的拉力为750N。下列说法错误的是（　　） A．本次吊升过程中的有用功是8×103J B．本次吊升过程中的机械效率约为87.0% C．可以通过减少吊篮和动滑轮的重力来提高该平台使用时的机械效率 D．可以通过增加工人和工具重力来提高该平台使用时的机械效率 22．（2023秋•杭州期末）如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且G动小于G物，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙 B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙 C．绳子自由端的拉力大小为F甲＞F乙＝F丙 D．三个装置的机械效率为η甲＞η乙＝η丙 23．（2023秋•义乌市校级期末）如图所示，物体A的质量m＝12kg，在拉力大小为30N的F作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动10秒钟，并且绳子足够长，此过程该装置的机械效率为80%．下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计的示数为15N B．拉力F的功率为6瓦 C．拉力F做功30J D．该过程中有用功为12J 24．（2023秋•舟山期末）如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上，拉着同一重物（不计绳重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离。下列说法中正确的是（　　） A．F1所做的额外功多 B．F1＜F2，F2移动距离多 C．两装置的机械效率相同 D．F1＞F2，F1移动距离多 25．（2023秋•义乌市期末）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A上升的速度为0.4m/s B．滑轮组的有用功为2000J C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 考点六 机械效率的概念 26．（2023秋•余姚市校级期末）关于机械效率，下列说法正确的是（　　） A．机械效率越大，越省力 B．机械效率越大，做功越多 C．机械效率越大，功率越大。 D．机械效率越大，额外功在总功中所占的比例越小 27．（2023秋•余姚市期末）“建设美丽城市，优化市内交通”，宁波市计划建设地铁五号线。地铁的建造过程需要大型机械——盾构机。如图是地铁建设施工挖隧道的盾构机正面，下列关于工作中的盾构机说法正确的是（　　） A．做的功越多，机械效率越高 B．做功多的盾构机，功率大 C．延长工作时间，可提高机械效率 D．做功越快的盾构机，功率越大 考点七 机械效率的计算 28．（2023秋•西湖区校级期末）质量为m的同一物体，先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次物体提升高度均为h，两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB＝2h，则两次提升物体的机械效率（　　） A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲＝η乙 D．条件不足无法判断 29．（2023秋•拱墅区期末）如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为200N和100N的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中，相同的是（　　） A．拉力大小 B．有用功 C．额外功 D．机械效率 30．（2023秋•鄞州区校级期末）如图，为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是（　　） A．重物在A点处人做的有用功多 B．重物在B点处人做的有用功多 C．重物在A点处杠杆的机械效率高 D．重物在B点处杠杆的机械效率高 31．（2023秋•西湖区期末）小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素，斜面长为L，高为h，他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是（　　） A．改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响 B．该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功 C．该斜面的机械效率为×100% D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率 32．（2023秋•北仑区期末）两台机械完成的有用功之比W1：W2＝4：7，它们的机械效率分别为η1＝60%，η2＝75%，则两台机械所做总功之比为（　　） A．5：7 B．7：5 C．16：35 D．35：16 33．（2023秋•慈溪市期末）某人用如图所示的定滑轮将重为G的重物匀速提起，若作用在绳的自由端的力分别为F1、F2、F3，则（　　） A．F1＞F2＞F3 B．F1＝F2＝F3 C．F1＜F2＜F3 D．F1＝F2＜F3 34．（2023春•鄞州区期末）在举行升国旗、唱国歌的仪式时，观察到国旗的旗杆顶上有个重要的装置，一般是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．省力杠杆 35．（2023秋•德清县期末）如图所示用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以1米/秒的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为5牛（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（　　） A．拉力F做功功率为40瓦 B．滑轮移动的速度是0.5米/秒 C．物体A受到B的摩擦力是5牛 D．物体A受到地面水平向右5牛的摩擦力 36．（2023秋•义乌市校级期末）小明用如图装置“测量大气压”时，发现弹簧秤的量程太小，无法拉开紧贴在地面上的吸盘，于是他加了一个轻质滑轮，若不计滑轮自重和摩擦，下列操作最有可能完成实验的是（　　） A． B． C． D． 37．（2023秋•瓯海区校级期末）如图，三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3则下列关系式中正确的是（　　） A．F3＞F1＞F2 B．F3＞F2＞F1 C．F2＞F1＞F3 D．F1＞F2＞F3 38．（2023秋•舟山期末）物体A在大小为2N的水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（　　） A．此滑轮是定滑轮 B．拉力F做功的功率为0.4瓦 C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．物体A受到地面的摩擦力是4N 39．（2023秋•德清县期末）如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，“车梯”工作时相当于滑轮组。假设利用此“车梯”匀速提升重为1000牛的物体上升3米，下列说法正确的是（　　） A．提升物体过程中绳端移动的距离为15米 B．提升物体时绳子的拉力为250牛 C．提升物体过程中人拉绳子做功3000焦 D．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮 40．（2023秋•北仑区期末）在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，如果不计机械自重、绳重和摩擦，无法做到省力的是（　　） A． B． C． D． 41．（2023秋•衢州期末）小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升了不同的高度h1和h2（h1＜h2），每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦。针对这一现象，小明得出了以下4个结论： ①F1做的功等于F2做的功； ②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率； ③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力； ④F1做功的功率大于F2做功的功率， 其中正确的结论有（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 42．（2023秋•萧山区期末）如图所示，用40N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.3m/s的速度在水平面上匀速运动：物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为10N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法不正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是10N B．滑轮移动的速度是0.15m/s C．水平拉力F的功率是6W D．在2s内绳子对物体A做的功为6J 43．（2023秋•鄞州区校级期末）如图所示，重100N的物体A在拉力F的作用下以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动了2s，该装置的机械效率为80%．上述过程中（　　） A．墙面受到绳子对它的拉力为25N B．拉力F做功的功率为50W C．拉力F移动的距离为4m D．弹簧测力计对物块A所做的功为40J 44．（2023秋•桐乡市期末）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，将80N的物体提升了2米，已知动滑轮的重力为20N，不计滑轮摩擦及绳子自重，以下说法错误的是（　　） A．绳子自由端移动了6米 B．滑轮组的机械效率为70% C．拉力F大约为33.3N D．有用功为160J 45．（2023秋•平湖市期末）一个质量为80kg的工人，用如图的装置提升一堆砖。已知装砖的托板重200N，每块砖重100N。当工人匀速提升10块砖时，装置的机械效率为80%（滑轮的摩擦和绳重均忽略不计）。则（　　） A．滑轮重50N B．增加运输砖块的数量，装置的机械效率不变 C．至少要提升2块砖，滑轮组才有省力作用 D．此装置的机械效率最高约为84.4% 46．（2023秋•柯桥区期末）小科回老家时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械（如图所示），当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼，对此小科充满好奇，尝试将质量为80千克的重物匀速提升了3米，请根据所学知识解答下列问题： （1）该装置可简化成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，则A相当于 　 　。 （2）重物上升3米的过程中，小科对重物做功 　 　。 （3）滚轴A、B的质量均为5千克，不计绳重和摩擦，若整个过程用时30秒，则小科做功的功率是 　 　W。 47．（2023秋•鄞州区校级期末）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方10m处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1．当士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0.5min（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦）．则： （1）F1：F2＝　 　。 （2）士兵们对吊桥所做功的平均功率是 　 　W。 48．（2023秋•衢江区校级期末）如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动。现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B在5s内匀速上升了0.8m，则：（不计绳重和摩擦） （1）图中D为 　 　（填“定”或“动”）滑轮，C在此次提升重物过程中的作用是 　 　。 （2）拉力F的大小为 　 　N，拉力F的功率为 　 　W。 49．（2023秋•台州期末）我国企业承建的2023年世界杯主场馆——卢塞尔体育场，创下全球最大跨度索网屋面单体建筑等六大世界之最。 （1）索网的主体部分是索钢，钢是一种 　 　（选填“合金”或“有机合成”）材料，其中加入了一定量的铬和镍，是通过改变金属的 　 　来达到防锈的目的。 （2）在吊索网过程中使用了大量的滑轮装置。用如图甲的滑轮组提升重20000牛的物体，拉力F为7000牛，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力是 　 　。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，则反应绳子自由端运动的图线是 　 　（选填“A”或“B”）。 50．（2023秋•永康市期末）如图所示，用甲、乙两滑轮组匀速向上提升重物，物重都为600牛，不计动滑轮重及摩擦，绳子的拉力F甲为　 　牛，F乙为　 　牛。若将重物提高1米，则甲滑轮组绳子的自由端移动的距离为 　 　米，乙滑轮组绳子的自由端移动的距离为 　 　米。 51．（2023秋•义乌市期末）我市正大力开展轻轨建设，龙门吊是常用的运载工具。主要由主梁和支架构成，主梁上有行走装置，下连滑轮组，可以提升和平移重物。 （1）在某次提升重物的过程中，电动机匀速拉着钢绳通过了6米，则重物在竖直方向上升高了 　 　米。 （2）当重物在主梁中间时，左右支架对主梁的支持力分别为F1、F2，行走装置拉着重物向左移一段距离后，左右支架对主梁的支持力分别为F3、F4，则下列关系正确的 　 　。 A．F1＝F2，F3＝F4 B．F1＜F3，F2＞F4 C．F1﹣F2＝F4﹣F3 D．F1+F2＝F3+F4 52．（2023秋•嘉兴期末）如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米/秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是 　 　（选填“定滑轮”或“动滑轮”），此时，木块受到的摩擦力为 　 　牛，拉力F的功率是 　 　。（滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计） 53．（2023秋•嘉兴期末）如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹簧测力计a的读数是6N。试回答下列问题：（不计绳重及摩擦） （1）弹簧测力计b的读数是 　 　。 （2）2秒内将重物匀速拉升10厘米，拉力的功率为 　 　瓦。 （3）若重物G增大为12牛，仍将其匀速拉升10厘米，则装置的机械效率会 　 　（选填“变小”、“不变”或“变大”）。 54．（2023秋•杭州期末）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 　 　（A/B），动滑轮重为 　 　N，此时滑轮组的机械效率为 　 　。 三．实验探究题（共6小题） 55．（2023秋•吴兴区期末）小红在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表： 次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 74% 2 6 0.1 0.3 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% （1）第2次测量中，测力计示数如乙图。由乙图可知拉力大小为 　 　N；第2次实验测得的机械效率为 　 　；（结果保留整数） （2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　 　（填“甲”、“乙”或“丙”）图装置完成的； （3）分析第3、4次实验数据得出结论：　 　； （4）生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中 　 　两次数据分析得出的结论。 56．（2023秋•上城区期末）为了探究影响机械效率的因素，小金选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据记录在表中。 实验次数 滑轮材质 钩码自重G/N 提升的高度h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67% 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% （1）从小金设计的表中获知探究时猜想的影响因素有：滑轮材质、钩码自重、　 　（写一个即可）等； （2）根据第一次实验数据，在图甲中画出滑轮组的绕法； （3）根据数据得出结论 　 　（写一条即可）。 57．（2023秋•上城区期末）小金为研究“斜面的机械效率与斜面倾斜角度的关系”，进行了如图所示的实验： ①将一块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h。 ②用弹簧测力计测出小车的重力G。 ③用弹簧测力计将小车从斜面底端匀速拉至顶端，记录弹簧测力计示数F。 ④改变斜面的倾斜角度，重复上述实验后，相关数据如表。 实验序号 斜面的倾斜角度 小车的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率 1 较小 10 0.2 3.6 1 　 　 2 适中 10 0.4 7.01 1 57.1% 3 较大 10 0.6 8.5 1 70.6% （1）在第一次实验中，斜面的机械效率为 　 　。 （2）根据实验数据，可以得到的实验结论为 　 　。 （3）斜面的机械效率还与哪些因素有关？　 　。 58．（2023秋•临平区校级期末）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用。“测量滑轮机械效率”实验装置如图甲、乙、丙所示（每个动滑轮重相同），得到三组实验装置的数据如表所示。 装置 甲 乙 丙 钩码重/N 2 2 4 钩码上升的高度/m 0.1 0.1 0.1 弹簧测力计示数/N 1.5 1.0 1.7 绳子自由端移动的距离/m 0.2 0.3 0.3 机械效率η 66.7% 待填 78.4% （1）实验中应 　 　拉动弹簧测力计，实验乙组中待填的机械效率为 　 　。 （2）比较乙、丙组，它们的效率是η乙＜η丙，可知影响它们机械效率高低的因素是 　 　。 59．（2023秋•西湖区期末）在“研究滑轮的机械效率与所拉物体重力关系”的实验中，小金用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下： 序号 钩码重GN 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率 ① 1.0 10.0 0.7 20.0 71.4% ② 2.0 10.0 1.2 20.0 ③ 3.0 10.0 1.7 20.0 88.2% （1）第②次实验时，测得动滑轮的机械效率为 　 　。 （2）由实验数据可得出的结论是：同一动滑轮，所提升的物重增大，机械效率将 　 　。（选填“增大”、“减小”或“不变”） （3）根据表中数据分析，小金认为动滑轮的机械效率与绳端移动距离无关，原因是 　 　。 60．（2023秋•鄞州区期末）实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图（每个钩码重2N） （1）通过表中数据可分析出实验1是用 　 　图做的实验， （2）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率 　 　。 （3）比较实验1和实验3可得出结论：使用同一滑轮组，提升不同的重物时，　 　，滑轮组的机械效率越高。 物理量 实验1 实验2 实验3 钩码重G（N） 4 4 6 钩码上升高度h（m） 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F（N） 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离S（m） 0.3 0.5 0.3 机械效率 74% 57% 83% 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$