专题14：滑轮、斜面及机械效率-备战2025年中考物理精选考点专练(知识清单＋基础＋拔高)

专题14 滑轮、斜面及机械效率 考点1　滑轮与滑轮组 定滑轮 动滑轮 滑轮组 定义 中间的轴固定________的滑轮。 和重物一起_____的滑轮。 定滑轮和动滑轮的_____。 实质 _____杠杆 _______________的省力杠杆。 变形或图示 　　 特点 不_____但是________动力的方向。 省_____的力，但_____改变动力的方向。 既_____又能_____动力的方向。 F移动距离（s）和G移动距离（h）关系 s＝h s＝2h s＝nh 考点2　斜面与轮轴 具体内容 斜面 定义 一个与水平面成一定夹角的倾斜平面 特点 省力机械 如图，用F表示力，s表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。理想情况下，根据功的原理，得W＝Fs＝Gh，变形得F＝_____。当h一定时，斜面越长越_____，例如盘山公路。 轮轴 实例 饮料瓶瓶盖、_____、螺旋千斤顶等。 定义 由_____和_____组成，能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴。 实质 能够连续旋转的_____，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相同的_____。 如图所示，R为轮半径，r为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，根据杠杆平衡条件，有__________（动力×轮半径＝阻力×轴半径）。可知：当动力作用在轮上，则轮轴为_____杠杆；当动力作用在轴上，则轮轴为_____杠杆。 考点3　机械效率的计算 知识点 具体内容 说明 三 种 功 有用功 使用机械时，完成工作目的必须做的功，用W有表示。 （1）有用功总_____总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数%表示。 （2）提高机械效率的方法：减小__________、减小机件间的_____、增大_____。 额外功 并非需要，又不得不做的功，用W额表示。 总功 有用功与额外功的和，也是作用在机械上的动力做的功：W总＝Fs＝W有＋W额。 机械 效率 有用功跟总功的比值，用公式表示为η＝×100%，实际中η<1。 影响机 械效率 的因素 滑轮组 （1）被提升的物重：物重增加，机械效率提高；（2）动滑轮重：动滑轮增加，机械效率减小；（3）绳重和摩擦。 斜面 （1）斜面的倾斜程度：斜面越陡，机械效率越高。 （2）斜面的粗糙程度：斜面越粗糙，机械效率越低。 实验1　测量滑轮组的机械效率 1．实验器材：一盒钩码、（材料不同的）两组滑轮、铁架台、_______________、__________。 2．实验方法：_______________。 3．实验结论：滑轮组的机械效率与提升物体的重力、滑轮组的自身结构以及摩擦有关。 （1）在滑轮组的自身结构相同时，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大。 （2）在提升的物体重力相同时，滑轮组自身的结构越简单，滑轮组的机械效率越大。 4．问题探究： （1）实验中，应怎样拉动弹簧测力计？为什么要这样做？ ___________________________________________________________________________。 （2）如何探究滑轮组的机械效率与物重的关系？ ___________________________________________________________________________。 （3）如何探究滑轮组的机械效率与滑轮组的自身结构的关系？ ___________________________________________________________________________。 （4）实验结束后，如何计算总功、有用功、额外功？ ①W总＝_____（F是绳端的拉力，s是绳端通过的距离）； ②W有＝_____（G是提升钩码的重力，h是钩码被提升的高度）； ③W额＝_______________。 基础检测（限时30min） 1．小明同学按题图所示进行实验操作（不计绳重和轮的摩擦），则下列几种描述中正确的是（　　） A．F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＞F2＜F3 D．F1＝F2＝F3 2．如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，物体重400N，不考虑滑轮重、绳重和摩擦，这样做（　　） A．既省力，也改变施力的方向 B．省力， 所用力为200N C．省力， 所用力为400N D．不省力，但改变施力的方向 3．关于简单机械的使用，说法正确的是（　　） A．  使用撬棒可以省力 B．  使用定滑轮不能改变动力方向 C．利用斜面可以省功 D．使用滑轮组可以省距离 4．如图所示的滑轮组提升160N的重物，两个滑轮的重力均为20N，小婷拉动绳子5s将重物提升1m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．自由端拉力F为80N B．该滑轮组的机械效率约86.7% C．绳子自由端移动的速度为0.2m/s D．拉力的功率是36W 5．如图装置中，物体A重120N，物体B重12N，在物体B的作用下，物体A在水平面上做匀速直线运动，受到水平面的摩擦力是物体A重的0.2倍，则此装置的效率为 %（结果保留一位小数）。 6．如图所示，小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图中A处拉绳子的另一端，用很小的力就能拉动他们。两根木棍和绳子组成的机械相当于 ，若绳子多绕几圈，其他条件不变，则小华的拉力将 （变大、变小、不变）。 7．如图所示小华组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升1m。则① ，② N。若想以更快的速度将物体提升起来，则选用方案 （甲/乙），但该方案的缺点是 。 8．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重20N，绳重和摩擦不计。图甲中F甲= N，图乙中F乙= N。图甲装置的机械效率η甲 η乙。（选填“＞”或“＝”或“＜”）欲使图乙所测机械效率提高，下列措施可行的是 。 A．转轴加润滑油    B．增加提升高度     C．减小物体质量 9．芳芳同学用下图所示的装置对动滑轮特点进行了深究，记录的数据如下表所示．通过分析数据，她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。 实验次序 物重G/N 弹簧测力计的示数F/N 1 1.0 0.7 2 1.5 1.0 3 2.0 1.3 (1)该实验中有 段绳承担物重，实验数据与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大的主要原因是 ； (2)除上述原因之外，还应满足 向上拉，使用动滑轮才能省一半的力。 10．在探究“测滑轮组的机械效率”的实验中，马刚同学用如图所示的同一滑轮组进行了三次实验，实验记录如下表： 序号 速度v/（m/s） 钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 0.2 2 0.1 0.8 0.3 83.3 2 0.2 3 0.1 1.1 0.3 3 0.4 2 0.2 0.8 0.6 (1)将实验序号2、3所对应的机械效率填入相应表格中的空白处 。 (2)根据以上实验得到的结论：在滑轮组绕绳子的方式不变时，机械效率与 有关，与 无关。 11．一建筑工人，使用了如图所示的装置将建筑材料拉到高处，已知建筑材料的质量为80kg，人对绳的拉力为500N，重物在拉力的作用下60s匀速上升了5m，绳重和摩擦不计，g取，求： (1)人在60s内做的有用功； (2)滑轮组的机械效率。 12．物理小组用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图所示，10s内水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为。求此过程中： (1)做的功是多少； (2)功率是多少； (3)滑轮组的机械效率是多少。 拔高检测（限时30min） 13．如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重，杠杆（）重，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（   ） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 14．如图，用甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为、，此过程相关数据如图所示，则（   ） A．两滑轮组绳子自由端移动距离相等 B．拉力做的功更多 C．甲滑轮组的效率大于乙滑轮组的效率 D．乙滑轮组的机械效率为85% 15．道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型，当将重为1×104N的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端时，钢绳对小车A施加的沿斜面的拉力F为5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车A从斜面底端被拖上救援车的过程中，不计钢绳重和钢绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．拉力所做的功为2×104J B．斜面的机械效率为60％ C．该模型中的斜面和滑轮都可以省功 D．小车受到的摩擦力大小为1000N 16．如图所示，一根均匀的细木棒可绕O点无摩擦转动，，对杠杆施加力F，将挂在A点重为180N的物体匀速提升0.4m。以下说法正确的是（　　） A．若在D点施加力F，该杠杆一定为省力杠杆 B．若木棒的机械效率为90%，则木棒的重力为10N C．若在C点施加竖直向上的力F，提升过程中的F变大 D．若物体从A点移至C点，仍提起0.4m，则F做的功变大 17．如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。不计绳重及摩擦（）。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为14N B．1~2s内拉力F做的功为2J C．1~2s内拉力F的功率为2W D．此装置的最大机械效率约为81.8% 18．如图，王兵同学用20N的水平拉力F将重100N的物体M向左匀速拉动，物体以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动，则在此过程中，拉力F的功率为 W，物体与地面间的滑动摩擦力为 N，物体重力做功为 J。（滑轮重、绳重、摩擦均忽略不计） 19．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重 100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。 使用图甲的好处是 ，图乙装置的机械效率η乙= ，若图乙中再加挂一物体，机械效率将 。 20．工人利用图示滑轮组匀速提升450N的建筑材料，绳子自由端移动了4m，动滑轮重力为50N。不计绳重和摩擦，工人对绳的拉力是 N，工人做的有用功是 J，此过程中滑轮组的机械效率是 %。 21．如图所示，利用动滑轮将重200N的物体匀速提升0.4m，用时2s.不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率为80%，则有用功为 J，拉力的功率为 W；若用该动滑轮分别提升重为G和2G的物体，其机械效率之比，则 N。 22．提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，滑轮组如图1所示，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力 提升的高度 拉力F/N 绳端移动的距离 机械效率 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (2)分析第3次实验数据，求出此时机械效率的是 ； (3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升的物体越重，机械效率 （选填“越高”、“越低”或“不变”），分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）； (4)小红用均为的滑轮，组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组（两个滑轮组都不计绳重和摩擦），在相同时间内把重物G提升相同高度，拉力，则、做功的功率 ，机械效率 （两空均选填“>”、“<”、“＝”）， 。滑轮组的机械效率之比 。 23．某小组在探究“杠杆的平衡条件”的实验，实验步骤如图所示。 （1）杠杆在图甲位置静止，为使其在水平位置上平衡，应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节；在实验过程中将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是 ； （2）若每个钩码重1N，且杠杆上每格相等。如图乙所示，同学们在杠杆上A点挂3个钩码，应该在B点悬挂总重为 N的钩码方可在此位置平衡； （3）如表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：表中空格处所缺的数据是：☆= ； 次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 2 5 1 10 2 3 10 2 15 3 2 30 3 ☆ （4）如图丙所示，若在刻度线“A”处挂3个钩码。在刻度线“C”处用调好的弹簧测力计如图a竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为F1，再将弹簧测力计如图b斜向右拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数为F2，则F2 F1（选填“>”、“=”或“<”），这一操作可以加深对 （填一物理量名词）的理解； （5）实验结束后，小王提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是他将支点调整在如图丁所示位置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与之前得出的杠杆平衡条件不相符，原因可能是： ； （6）如图戊（a）所示时用来提升重物的轮轴，是一种变形杠杆，图戊（b）是它的杠杆示意图。若图戊中R=4r，作用在C点重物的拉力为F2=600N，作用在D点的动力F1=200N，则轮轴的机械效率为η= 。 24．在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验中，实验小组用如图甲所示的装置。在其它条件一定时，获取了表格中的实验数据。 实验 次数 斜面倾斜 程度 斜面的物 重G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长 度s/m 机械 效率 ] 较缓 10 0.1 5.5 0.5 36.4% 2 较陡 10 0.2 7.0 0.5 ① 3 最陡 10 0.3 8.5 0.5 70.6% （1）实验时，沿斜面缓慢拉动弹簧测力计，尽量使木块 运动； （2）通过比较表格中 和 两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械；在第1次实验时，如果忽略斜面的擦，则拉力F沿着斜面拉木块移动s距离所做的功，等于直接用手把重为G的木块提升h高度所做的功，这样算出的拉力F大小为 N。对比表格中的拉力，发现实际拉力大于计算值，是因为使用机械， ； （3）在第2次实验时表格中①的数据为 ；依据完整的数据可得出结论：在其它条件一定时，斜面 ，机械效率越高； （4）请你结合所学物理知识，解决斜面的有关物理问题。图乙中木块分别沿斜面1、2滑到底端，木块到达斜面1、2底端时的速度分别为的v1、v2，若斜面粗糙程度相同，则v1 v2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 25．如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求： (1)在这次提升过程中，工人的拉力的功率； (2)在这次提升过程中，滑轮组的机械效率； (3)若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。 26．小宇想把一个重1000N的物体搬到高2m的车厢里，为了省力，他找了一块长5m的硬木板，搭在车厢上（衔接处的长度忽略不计），如图甲所示。小宇用力把物体拉至车厢上，物体沿木板移动距离s与拉物体所用时间t的图像如图乙所示，则： (1)30s内做的有用功是多少？ (2)若物体与木板间的摩擦力为200N，斜面的机械效率是多少？（计算结果保留至0.1%） (3)30s内拉力的功率是多少？ 27．工地上用如图所示的卷扬机和滑轮组从竖直深井中提取泥土。将一筐重480N的泥土竖直向上匀速提升4m，卷扬机施加在绳端的拉力F做功2400J。不计绳重和筐重，问： (1)使用A滑轮是为了 （选填“省力”或“改变力的方向”）； (2)卷扬机施加在绳端的拉力F大小为多少？ (3)滑轮组的机械效率是多少？ 28．三峡工程 如图，作为三峡工程最大的难题之一，三峡升船机已于2016年9月成功通航。而这个被称为“船舶电梯”的升船机，是在没有先例和参考标准的情况下，我国企业大胆创新，攻坚克难，完成了这一世界奇迹。 三峡升船机位于三峡双线五级船闸右侧，由上游引航道、上闸首、承船厢室段、下闸首和下游引航道等部分组成，全线总长约7300米。船厢室段塔柱建筑高度146米，最大提升高度为113米、最大提升质量超过1.5万吨，相当于同时提升20万人。承船厢长132米、宽23.4米、高10米，可提升3000吨级的船舶过坝。三峡升船机型为“齿轮齿条爬升式垂直升船机”，整个船舶提升过程约8分钟，通过三峡升船机，船舶过坝时间由原来通过永久船闸的3.5小时缩短为约40分钟。升船机可升船也可降船，为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道。众多数据显示三峡升船机是世界上规模最大、技术难度最高的升船机工程。 (1)从工作原理图上看，升船机船厢室塔柱顶运用的滑轮属于 ； (2)三峡升船机最大提升重力超过 N，船舶提升过程以8分钟计算，升船机最大提升功率约为 W（保留1位小数）； (3)给机械加润滑油，这是在有用功一定的情况下，通过减小 （选填“有用功”、“额外功”或“总功”），来提高升船机的机械效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题14 滑轮、斜面及机械效率 考点1　滑轮与滑轮组 定滑轮 动滑轮 滑轮组 定义 中间的轴固定不动的滑轮。 和重物一起移动的滑轮。 定滑轮和动滑轮的组合。 实质 等臂杠杆 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 变形或图示 　　 特点 不省力但是改变动力的方向。 省一半的力，但不能改变动力的方向。 既省力又能改变动力的方向。 F移动距离（s）和G移动距离（h）关系 s＝h s＝2h s＝nh 考点2　斜面与轮轴 具体内容 斜面 定义 一个与水平面成一定夹角的倾斜平面 特点 省力机械 如图，用F表示力，s表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。理想情况下，根据功的原理，得W＝Fs＝Gh，变形得F＝。当h一定时，斜面越长越省力，例如盘山公路。 轮轴 实例 饮料瓶瓶盖、螺丝钉、螺旋千斤顶等。 定义 由轮和轴组成，能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴。 实质 能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速。 如图所示，R为轮半径，r为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，根据杠杆平衡条件，有F1R＝F2r（动力×轮半径＝阻力×轴半径）。可知：当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆；当动力作用在轴上，则轮轴为费力杠杆。 考点3　机械效率的计算 知识点 具体内容 说明 三 种 功 有用功 使用机械时，完成工作目的必须做的功，用W有表示。 （1）有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数%表示。 （2）提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦、增大物重。 额外功 并非需要，又不得不做的功，用W额表示。 总功 有用功与额外功的和，也是作用在机械上的动力做的功：W总＝Fs＝W有＋W额。 机械 效率 有用功跟总功的比值，用公式表示为η＝×100%，实际中η<1。 影响机 械效率 的因素 滑轮组 （1）被提升的物重：物重增加，机械效率提高；（2）动滑轮重：动滑轮增加，机械效率减小；（3）绳重和摩擦。 斜面 （1）斜面的倾斜程度：斜面越陡，机械效率越高。 （2）斜面的粗糙程度：斜面越粗糙，机械效率越低。 实验1　测量滑轮组的机械效率 1．实验器材：一盒钩码、（材料不同的）两组滑轮、铁架台、弹簧测力计、刻度尺。 2．实验方法：控制变量法。 3．实验结论：滑轮组的机械效率与提升物体的重力、滑轮组的自身结构以及摩擦有关。 （1）在滑轮组的自身结构相同时，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大。 （2）在提升的物体重力相同时，滑轮组自身的结构越简单，滑轮组的机械效率越大。 4．问题探究： （1）实验中，应怎样拉动弹簧测力计？为什么要这样做？ 竖直匀速拉动，使弹簧测力计示数稳定，便于读出拉力的大小。 （2）如何探究滑轮组的机械效率与物重的关系？ 保持滑轮组的自身结构、摩擦因素等均不变，改变提升的钩码的重力，观察并记录弹簧测力计的示数，计算比较机械效率的高低。 （3）如何探究滑轮组的机械效率与滑轮组的自身结构的关系？ 保持提升的钩码的重力不变，改变滑轮组的自身结构（改变动滑轮的材料或动滑轮的个数），观察并记录弹簧测力计的示数，计算比较机械效率的高低。 （4）实验结束后，如何计算总功、有用功、额外功？ ①W总＝Fs（F是绳端的拉力，s是绳端通过的距离）； ②W有＝Gh（G是提升钩码的重力，h是钩码被提升的高度）； ③W额＝W总－W有。 基础检测（限时30min） 1．小明同学按题图所示进行实验操作（不计绳重和轮的摩擦），则下列几种描述中正确的是（　　） A．F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＞F2＜F3 D．F1＝F2＝F3 【答案】D 【解析】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。忽略绳子与滑轮的摩擦，则F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故D正确，ABC错误。 故选D。 2．如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，物体重400N，不考虑滑轮重、绳重和摩擦，这样做（　　） A．既省力，也改变施力的方向 B．省力， 所用力为200N C．省力， 所用力为400N D．不省力，但改变施力的方向 【答案】B 【解析】AD．使用动滑轮可以省力但不能改变力的方向，故AD错误； BC．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省一半的力，不考虑滑轮重绳重和摩擦，所以所用拉力为F=200N，故B正确，C错误。 故选B。 3．关于简单机械的使用，说法正确的是（　　） A．  使用撬棒可以省力 B．  使用定滑轮不能改变动力方向 C．利用斜面可以省功 D．使用滑轮组可以省距离 【答案】A 【解析】A．撬棒在使用时，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，可以省力，故A正确； B．使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，故B错误； C．任何机械都不能省功，故C错误； D．使用滑轮组可以省力，因为任何机械都不能省功，所以滑轮组在使用时是费距离的，故D错误。 故选A。 4．如图所示的滑轮组提升160N的重物，两个滑轮的重力均为20N，小婷拉动绳子5s将重物提升1m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．自由端拉力F为80N B．该滑轮组的机械效率约86.7% C．绳子自由端移动的速度为0.2m/s D．拉力的功率是36W 【答案】D 【解析】A．由图可知承担物重的绳子的股数n=3，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力 故A错误； B．因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率 故B错误； C．绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度 故C错误； D．拉力做功的功率 故D正确。 故选D。 5．如图装置中，物体A重120N，物体B重12N，在物体B的作用下，物体A在水平面上做匀速直线运动，受到水平面的摩擦力是物体A重的0.2倍，则此装置的效率为 %（结果保留一位小数）。 【答案】66.7% 【解析】物体A在水平面上做匀速直线运动，受到水平面的摩擦力是物体A重的0.2倍，则物体A受到的摩擦力 f=0.2GA=0.2×120N=24N 滑轮组的动滑轮绕3段绳，绳端的拉力 F拉=GB=12N 滑轮组的机械效率 6．如图所示，小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图中A处拉绳子的另一端，用很小的力就能拉动他们。两根木棍和绳子组成的机械相当于 ，若绳子多绕几圈，其他条件不变，则小华的拉力将 （变大、变小、不变）。 【答案】 滑轮组 变小 【解析】[1]从使用的情况看，两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组，小华在图中A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们，说明使用滑轮组可以省力。 [2]本题中小明和小杰手握的木棍，站在小华的角度，都相当于动滑轮，装置静止时，小明和小杰对棍子的拉力大小相等，记为F0，连接木棍的施力绳股数为n，则小华拉绳端的力，所以若绳子多绕几圈，其他条件不变，则小华的拉力将变小。 7．如图所示小华组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升1m。则① ，② N。若想以更快的速度将物体提升起来，则选用方案 （甲/乙），但该方案的缺点是 。 【答案】 50N 200 乙 见解析 【解析】[1]不计绳重、轮重和摩擦，甲图是动滑轮，拉力的大小 [2]不计绳重、轮重和摩擦，乙图是动滑轮，拉力作用在滑轮的轴上，绳端的拉力是物重的二倍，则 F乙=2G物=2×100N=200N [3][4]要提升物体更快，乙图中动滑轮更适合，物体上升高度是绳子自由端移动的距离的2倍，物体上升的速度是绳子自由度速度的2倍，该方案中绳端的拉力是物重的二倍，比较费力。 8．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重20N，绳重和摩擦不计。图甲中F甲= N，图乙中F乙= N。图甲装置的机械效率η甲 η乙。（选填“＞”或“＝”或“＜”）欲使图乙所测机械效率提高，下列措施可行的是 。 A．转轴加润滑油    B．增加提升高度     C．减小物体质量 【答案】 100 60 ＞ A 【解析】[1]图甲中滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计 F甲=G=100N [2]图乙中滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计 [3]图甲中是定滑轮，图乙中滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，由 可知，机械效率η甲＞η乙。 [4]A．转轴加润滑油，减小滑轮间的摩擦力，可以减小额外功，机械效率变高，故A符合题意； B．根据机械效率 可知增加提升高度，机械效率不受影响，故B不符合题意； C．根据机械效率 可知，在动滑轮重一定时，减小物体质量，被提升物体的重力越小，机械效率越低，故C不符合题意。 故选A。 9．芳芳同学用下图所示的装置对动滑轮特点进行了深究，记录的数据如下表所示．通过分析数据，她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。 实验次序 物重G/N 弹簧测力计的示数F/N 1 1.0 0.7 2 1.5 1.0 3 2.0 1.3 (1)该实验中有 段绳承担物重，实验数据与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大的主要原因是 ； (2)除上述原因之外，还应满足 向上拉，使用动滑轮才能省一半的力。 【答案】(1) 2 动滑轮的重力和摩擦不能忽略 (2)匀速竖直 【解析】（1）[1][2]用动滑轮提升重物时，相当于两段绳子对动滑轮施加竖直向上的拉力，即实验中有2段绳承担物重；在忽略动滑轮和绳子重力以及绳子与滑轮间的摩擦力时，绳子自由端（弹簧测力计）拉力等于物体重力一半，所以，实验数据与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大的主要原因是动滑轮的重力和摩擦不能忽略。 （2）忽略绳子与滑轮间的摩擦力，匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于轮的直径时，才能有“使用动滑轮能省一半的力”。所以，除上述原因之外，还应满足匀速竖直向上拉，使用动滑轮才能省一半的力。 10．在探究“测滑轮组的机械效率”的实验中，马刚同学用如图所示的同一滑轮组进行了三次实验，实验记录如下表： 序号 速度v/（m/s） 钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 0.2 2 0.1 0.8 0.3 83.3 2 0.2 3 0.1 1.1 0.3 3 0.4 2 0.2 0.8 0.6 (1)将实验序号2、3所对应的机械效率填入相应表格中的空白处 。 (2)根据以上实验得到的结论：在滑轮组绕绳子的方式不变时，机械效率与 有关，与 无关。 【答案】(1)90.9、83.3 (2) 被提升的物体重力 物体被提升的速度 【解析】（1）序号2对应的机械效率为 序号3对应的机械效率为 （2）三次实验中，串绕绳子的方式都没变，1和2相比，钩码上升的高度相同，2提升的钩码重大于1的，而机械效率也比1的高，所以可以看出滑轮组的机械效率与被提升的物体重力有关；1和3相比，被提升的钩码重相同，但物体上升的速度不同，但机械效率相同，所以可以看出滑轮组的机械效率与物体被提升的速度没有关系。 11．一建筑工人，使用了如图所示的装置将建筑材料拉到高处，已知建筑材料的质量为80kg，人对绳的拉力为500N，重物在拉力的作用下60s匀速上升了5m，绳重和摩擦不计，g取，求： (1)人在60s内做的有用功； (2)滑轮组的机械效率。 【答案】(1)4000J (2)80% 【解析】（1）建筑材料所受重力 G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N 人在60s内做的有用功 W有用＝Gh＝800N×5m＝4000J （2）由图知，承重绳子股数n=2，绳子自由端移动距离为 s＝nh＝2×5m＝10m 拉力所做的总功为 W总＝Fs＝500N×10m＝5000J 滑轮组的机械效率为 12．物理小组用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图所示，10s内水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为。求此过程中： (1)做的功是多少； (2)功率是多少； (3)滑轮组的机械效率是多少。 【答案】(1)300J (2)24W (3)80% 【解析】（1）F1做的功是 （2）F2做的功是 F2功率是 （3）对人做功为有用功，F1做功为总功，滑轮组的机械效率是 拔高检测（限时30min） 13．如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重，杠杆（）重，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（   ） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 【答案】C 【解析】A．甲图是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不省距离，故A正确，不符合题意； B．将同一重物提升相同的高度，即做相同的有用功，忽略绳重及摩擦，则甲装置没有额外功。已知滑轮重20N，则乙克服机械重力所做的额外功比甲大，由 可知，乙的机械效率比甲图的低，故B正确，不符合题意； C．若始终保持拉力的方向竖直向上，则在杠杆匀速拉动物体上升过程中，动力臂总是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，拉力保持不变，故C错误，符合题意； D．若提升的物体越重，提升相同的高度，所做的有用功越大，而额外功不变，由 可知，机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。 故选C。 14．如图，用甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为、，此过程相关数据如图所示，则（   ） A．两滑轮组绳子自由端移动距离相等 B．拉力做的功更多 C．甲滑轮组的效率大于乙滑轮组的效率 D．乙滑轮组的机械效率为85% 【答案】B 【解析】A．由图知，两滑轮组承担重物绳子的段数：，，将同一物体提升相同高度，由s=nh可知，甲滑轮组绳子自由端移动距离较大，故A错误； B．由图乙知，做的总功为1200J，做的总功为800J，做的功比多，故B正确； C．两个滑轮组将同一物体匀速提升相同高度，由可知，甲滑轮组的有用功等于乙滑轮组的有用功，故C错误； D．由图乙知，乙滑轮组的额外功，由和可得，乙滑轮组的机械效率 故D错误。 故选B。 15．道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型，当将重为1×104N的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端时，钢绳对小车A施加的沿斜面的拉力F为5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车A从斜面底端被拖上救援车的过程中，不计钢绳重和钢绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．拉力所做的功为2×104J B．斜面的机械效率为60％ C．该模型中的斜面和滑轮都可以省功 D．小车受到的摩擦力大小为1000N 【答案】D 【解析】A．拉力所做的功 故A错误； B．有用功 斜面的机械效率 故B错误； C．使用斜面可以省力，从图中可以看到，滑轮的轴固定不动，这是一个定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，且任何机械都不能省功，故C错误； D．额外功 车受到斜面的摩擦力 故D正确。 故选D。 16．如图所示，一根均匀的细木棒可绕O点无摩擦转动，，对杠杆施加力F，将挂在A点重为180N的物体匀速提升0.4m。以下说法正确的是（　　） A．若在D点施加力F，该杠杆一定为省力杠杆 B．若木棒的机械效率为90%，则木棒的重力为10N C．若在C点施加竖直向上的力F，提升过程中的F变大 D．若物体从A点移至C点，仍提起0.4m，则F做的功变大 【答案】B 【解析】A．若在D点施加力F，没有确定力F的方向，则动力臂长度不确定，不能确定该杠杆一定是省力杠杆，故A错误； B．若木棒的机械效率为90%，不计摩擦，则对物体做的功为有用功，对木棒做的功为额外功；因为，所以，当物体匀速提升0.4m时，木棒重心升高的高度为0.8m，故有 解得，木棒的重力为G棒=10N，故B正确； C．若在C点施加竖直向上的力F，提升过程中，动力臂与阻力臂的比值不变，根据杠杆的平衡条件，力F不变，故C错误； D．若物体从A点移至C点，仍提起0.4m，对物体做的有用功不变，木棒重心升高的高度变小，对木棒做的额外功变小，所以，F做的功变小，故D错误。 故选B。 17．如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。不计绳重及摩擦（）。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为14N B．1~2s内拉力F做的功为2J C．1~2s内拉力F的功率为2W D．此装置的最大机械效率约为81.8% 【答案】D 【解析】A．由图丙可知，在1~2s内A被匀速提升，由图乙可知此时的拉力F=10 N，由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，忽略绳重及摩擦，动滑轮重力 故A错误； B．由图丙可知，1~2s内A上升的速度，A上升的高度 拉力移动的距离 拉力F做的功 故B错误； C．1~2s内拉力F的功率 D．忽略绳重及摩擦，当绳子C最大拉力为60N时，绳子B拉力为 大于绳子B能承受的最大拉力100N；当绳子B最大拉力为100N时，绳子C拉力为 小于绳子C能承受的最大拉力60N；所以要以B最大拉力为准，此时C的拉力，B的拉力 此装置最多能匀速运载货物的重力 装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率 故D正确。 故选 D。 18．如图，王兵同学用20N的水平拉力F将重100N的物体M向左匀速拉动，物体以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动，则在此过程中，拉力F的功率为 W，物体与地面间的滑动摩擦力为 N，物体重力做功为 J。（滑轮重、绳重、摩擦均忽略不计） 【答案】 12 60 0 【解析】[1]由图知，动滑轮上的绳子股数n=3，则绳子自由端移动的速度为 拉力F的功率为 [2]滑轮重、绳重、摩擦均忽略不计，根据可得，物体与地面间的滑动摩擦力为 [3]重力的方向竖直向下，物体在水平地面上向左匀速运动，没有在重力的方向上移动距离，根据做功的条件可知，重力没有做功，即做功为0J。 19．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重 100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。 使用图甲的好处是 ，图乙装置的机械效率η乙= ，若图乙中再加挂一物体，机械效率将 。 【答案】 可以改变力的方向 80% 提高 【解析】[1]由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以改变力的方向。 [2]乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，则动滑轮的机械效率 [3]当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，绳重和摩擦不计，额外功几乎不变，有用功在总功中所占的比例变大，所以机械效率变大。 20．工人利用图示滑轮组匀速提升450N的建筑材料，绳子自由端移动了4m，动滑轮重力为50N。不计绳重和摩擦，工人对绳的拉力是 N，工人做的有用功是 J，此过程中滑轮组的机械效率是 %。 【答案】 250 900 90 【解析】[1]一共有两段绳子分担动滑轮重，故绳子的拉力为 [2]工人做的有用功是 [3]工人做的总功为 此过程中滑轮组的机械效率是 21．如图所示，利用动滑轮将重200N的物体匀速提升0.4m，用时2s.不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率为80%，则有用功为 J，拉力的功率为 W；若用该动滑轮分别提升重为G和2G的物体，其机械效率之比，则 N。 【答案】 80 50 150 【解析】[1]有用功 [2]拉力做的功 拉力的功率 [3]由图可知，绳子承重段数n=2，由得拉力的大小为 则该动滑轮的重为 不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率 则提升重为G和2G的物体时，其机械效率之比 整理可得 22．提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，滑轮组如图1所示，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力 提升的高度 拉力F/N 绳端移动的距离 机械效率 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (2)分析第3次实验数据，求出此时机械效率的是 ； (3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升的物体越重，机械效率 （选填“越高”、“越低”或“不变”），分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）； (4)小红用均为的滑轮，组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组（两个滑轮组都不计绳重和摩擦），在相同时间内把重物G提升相同高度，拉力，则、做功的功率 ，机械效率 （两空均选填“>”、“<”、“＝”）， 。滑轮组的机械效率之比 。 【答案】(1) 匀速 偏小 (2)74.1% (3) 越高 无关 (4) ＜ ＞ 【解析】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力大小才等于测力计示数。 [2]某同学在该实验中加速向上提升重物，根据，加速时拉力会偏大，而有用功不变，根据可知，机械效率会偏小。 （2）分析第3次实验数据，可得此时机械效率的是 （3）[1]比较第1、2、3次实验数据可知，提升高度相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一滑轮组，但物重不同，且物重越大，滑轮组的机械效率越高。 [2]分析比较第3、4次实验数据可知，使用相同的滑轮组提升相同的物体，物体上升的高度不同，机械效率相同，这说明机械效率与物体上升的高度无关。 （4）[1]由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n′=4；若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲=3h，s乙=4h；甲滑轮组中拉力做的总功为 W1=F1s甲=3hF1 乙滑轮组中拉力做的总功为 W2=F2s乙=4hF2 已知F1=F2，所以W1<W2，已知时间相同，由公式知，P1<P2。 [2]甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，把重物G提升相同高度，根据W有＝Gh可知所做的有用功相同，而乙滑轮组中多了一个动滑轮，需要克服动滑轮的重力做更多的额外功，则使用乙滑轮组所做的总功更多，根据可知，即η1>η2。 [3]根据可知， 已知F1=F2，可得 解得 故 [4]由[2]可知，不计绳子重和摩擦，根据 可得滑轮组的机械效率之比 23．某小组在探究“杠杆的平衡条件”的实验，实验步骤如图所示。 （1）杠杆在图甲位置静止，为使其在水平位置上平衡，应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节；在实验过程中将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是 ； （2）若每个钩码重1N，且杠杆上每格相等。如图乙所示，同学们在杠杆上A点挂3个钩码，应该在B点悬挂总重为 N的钩码方可在此位置平衡； （3）如表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：表中空格处所缺的数据是：☆= ； 次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 2 5 1 10 2 3 10 2 15 3 2 30 3 ☆ （4）如图丙所示，若在刻度线“A”处挂3个钩码。在刻度线“C”处用调好的弹簧测力计如图a竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为F1，再将弹簧测力计如图b斜向右拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数为F2，则F2 F1（选填“>”、“=”或“<”），这一操作可以加深对 （填一物理量名词）的理解； （5）实验结束后，小王提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是他将支点调整在如图丁所示位置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与之前得出的杠杆平衡条件不相符，原因可能是： ； （6）如图戊（a）所示时用来提升重物的轮轴，是一种变形杠杆，图戊（b）是它的杠杆示意图。若图戊中R=4r，作用在C点重物的拉力为F2=600N，作用在D点的动力F1=200N，则轮轴的机械效率为η= 。 【答案】 左 便于测量力臂 2 20 > 力臂 没有考虑杠杆自身重力的影响 75% 【解析】（1）[1]杠杆调节前如图甲所示，杠杆的左端上翘，为使其在水平位置上平衡，应将左端的平衡螺母向左调节。 [2]实验时调节平衡螺母使杠杆处于水平平衡，由于钩码的重力竖直向下，杠杆受到的力在竖直方向上，在水平位置平衡时，力臂刚好与杠杆重合，便于测量力臂。 （2）[3]设杠杆每个格的长度为L，根据杠杆的平衡条件 FALA=FBLB 即 3N×2L=G×3L 求得G=2N，所以应该在B点悬挂总重为2N钩码方可平衡。 （3）[4]根据表格中数据，可知 2N×5cm=1N×10cm 3N×10cm=2N×15cm 故可得杠杆平衡的条件为 F1L1=F2L2 故 2N×30cm=3N×☆ 根据杠杆平衡的条件可知☆=20cm。 （4）[5][6]在O点右侧4格处C点用弹簧测力计向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置过程中，由力臂的定义可知拉力的力臂变小，而阻力和阻力臂大小不变，由杠杆的平衡条件可知动力变大，即F2>F1。因此这样的操作可以加深对力臂的理解。 （5）[7]若用图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自身重力会对杠杆平衡有影响。因此用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，原因是没有考虑杠杆自身重力的影响。 （6）[8]利用轮轴提升重物时，物体升高的高度和绳子自由端移动距离的比值等于轴半径与轮半径的比值；即 已知R=4r，则 提升重物的有用功 W有用=F2h=600N×h 总功 W总=F1s=200N×s 轮轴的机械效率为 24．在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验中，实验小组用如图甲所示的装置。在其它条件一定时，获取了表格中的实验数据。 实验 次数 斜面倾斜 程度 斜面的物 重G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长 度s/m 机械 效率 ] 较缓 10 0.1 5.5 0.5 36.4% 2 较陡 10 0.2 7.0 0.5 ① 3 最陡 10 0.3 8.5 0.5 70.6% （1）实验时，沿斜面缓慢拉动弹簧测力计，尽量使木块 运动； （2）通过比较表格中 和 两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械；在第1次实验时，如果忽略斜面的擦，则拉力F沿着斜面拉木块移动s距离所做的功，等于直接用手把重为G的木块提升h高度所做的功，这样算出的拉力F大小为 N。对比表格中的拉力，发现实际拉力大于计算值，是因为使用机械， ； （3）在第2次实验时表格中①的数据为 ；依据完整的数据可得出结论：在其它条件一定时，斜面 ，机械效率越高； （4）请你结合所学物理知识，解决斜面的有关物理问题。图乙中木块分别沿斜面1、2滑到底端，木块到达斜面1、2底端时的速度分别为的v1、v2，若斜面粗糙程度相同，则v1 v2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】 匀速直线 斜面的物重 拉力 2 省力不省功 57.1% 越陡 大于 【解析】（1）[1]拉动木块尽量使其做匀速直线运动，这样物体处于平衡状态，弹簧测力计读数才稳定。 （2）[2][3斜面的作用是使重物上升一定的高度，所以要判断斜面是否是一种省力的简单机械，需要比较表格中斜面的物重和拉力这两组数据。 [4]直接用手把重为G的木块提升h高度所做的功 W=Gh=10N×0.1m=1J 因为忽略斜面摩擦，所以拉力 [5]拉力大于计算值，是因为拉力要克服摩擦力做功，使用机械省力不省功。 （3）[6]有用功 W有=G′h′=10N×0.2m=2J 总功 W总=Fs=7N×0.5m=3.5J 则机械效率 [7]每次实验木块的重力一定，从实验表格可以看出，随着斜面倾斜程度变大，斜面的机械效率在变大。 （4）[8]从表格数据可知，斜面倾斜程度越大，所需拉力越大，即物体运动时的阻力越大，所以在斜面粗糙程度相同时，v1大于v2。 25．如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求： (1)在这次提升过程中，工人的拉力的功率； (2)在这次提升过程中，滑轮组的机械效率； (3)若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。 【答案】(1)160W (2)95% (3)1060N 【解析】（1）由图可知，承担物重的绳子股数为2，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 提升过程中，工人的拉力的功率 （2）有用功为 滑轮组的机械效率 （3）由 提升过程中不计绳重和摩擦，可得动滑轮重为 若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，工人重550N，故工人对绳子的最大拉力为F最大＝550N，所以能提升的最大物重为 26．小宇想把一个重1000N的物体搬到高2m的车厢里，为了省力，他找了一块长5m的硬木板，搭在车厢上（衔接处的长度忽略不计），如图甲所示。小宇用力把物体拉至车厢上，物体沿木板移动距离s与拉物体所用时间t的图像如图乙所示，则： (1)30s内做的有用功是多少？ (2)若物体与木板间的摩擦力为200N，斜面的机械效率是多少？（计算结果保留至0.1%） (3)30s内拉力的功率是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）使用斜面的目的是将物体抬高一定的高度，有用功为克服重力做的功，小宇30s已经将物体移到了车厢内，重1000N的物体被太高了2m，则有用功是 （2）额外功来自于木板与物体之间的摩擦力做的功，若物体与木板间的摩擦力为200N，物体在斜面上总共运动了5m，则额外功为 拉力对物体做的总功 斜面的机械效率是 （3）30s内拉力做的功，即为总功，则拉力做功的功率 27．工地上用如图所示的卷扬机和滑轮组从竖直深井中提取泥土。将一筐重480N的泥土竖直向上匀速提升4m，卷扬机施加在绳端的拉力F做功2400J。不计绳重和筐重，问： (1)使用A滑轮是为了 （选填“省力”或“改变力的方向”）； (2)卷扬机施加在绳端的拉力F大小为多少？ (3)滑轮组的机械效率是多少？ 【答案】(1)改变力的方向 (2)200N (3)80% 【解析】（1）使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮；定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。由图可知，A滑轮为定滑轮，使用A滑轮是为了改变力的方向。 （2）由图可知，承担物重的绳子股数为n=3，绳子自由端移动的距离 卷扬机施加在绳端的拉力F做功2400J，由可知，卷扬机施加在绳端的拉力F为 （3）滑轮组的机械效率是 28．三峡工程 如图，作为三峡工程最大的难题之一，三峡升船机已于2016年9月成功通航。而这个被称为“船舶电梯”的升船机，是在没有先例和参考标准的情况下，我国企业大胆创新，攻坚克难，完成了这一世界奇迹。 三峡升船机位于三峡双线五级船闸右侧，由上游引航道、上闸首、承船厢室段、下闸首和下游引航道等部分组成，全线总长约7300米。船厢室段塔柱建筑高度146米，最大提升高度为113米、最大提升质量超过1.5万吨，相当于同时提升20万人。承船厢长132米、宽23.4米、高10米，可提升3000吨级的船舶过坝。三峡升船机型为“齿轮齿条爬升式垂直升船机”，整个船舶提升过程约8分钟，通过三峡升船机，船舶过坝时间由原来通过永久船闸的3.5小时缩短为约40分钟。升船机可升船也可降船，为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道。众多数据显示三峡升船机是世界上规模最大、技术难度最高的升船机工程。 (1)从工作原理图上看，升船机船厢室塔柱顶运用的滑轮属于 ； (2)三峡升船机最大提升重力超过 N，船舶提升过程以8分钟计算，升船机最大提升功率约为 W（保留1位小数）； (3)给机械加润滑油，这是在有用功一定的情况下，通过减小 （选填“有用功”、“额外功”或“总功”），来提高升船机的机械效率。 【答案】(1)定滑轮 (2) (3)额外功 【解析】（1）如图，升船机船厢室塔柱顶运用的滑轮绕固定轴转动，所以该滑轮属于定滑轮。 （2）[1]该升船机最大提升质量为 m＝1.5万吨＝1.5×107kg 最大提升的重力为 G＝mg＝1.5×107kg×10N/kg＝1.5×108N [2]船舶提升过程以8分钟计算，升船机所做的功为 W=Gh=1.5×108N×113m=1.695×1010J 升船机最大提升功率约为 （3）要想提高升船机的机械效率，给机械加润滑油，可减少克服摩擦做的额外功，在有用功一定时，总功减小，滑轮组的机械效率将变大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$