【期末押题预测】期末核心考点 简单机械-2024-2025学年人教版（2024）物理八年级下册

期末核心考点 简单机械 一．选择题（共15小题） 1．如图，是我国古代劳动人民在工地上移动大木料的情景，分析图片信息，则下列说法正确的是（　　） A．大木料下放小圆木是为了增大摩擦 B．支架下面垫石板是为了减小地面受到的压力 C．工人使用的横杆可以视作一个省力杠杆 D．工人们离支架越近，使用横杆时越省力 2．对于功、功率和机械效率的理解，下列说法中正确的是（　　） A．机械做功越多，功率一定越大 B．机械做功越多，机械效率一定越高 C．功率越大，机械效率一定越高 D．有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高 3．用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物体重800N。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．有用功的功率为200W B．额外功为400J C．绳子自由端拉力的大小为250N D．滑轮组的机械效率约为88.9% 4．如图所示，工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速推上车厢。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物重800N，沿斜面所用的推力为500N，则下列说法正确的是（　　） A．利用斜面搬运货物可以省功 B．货物与斜面间摩擦力为100N C．此斜面的机械效率为62.5% D．若只增加斜面的粗糙程度，其机械效率不变 5．在科技文化节中，小涛同学制作了如图所示的机械装置。轻质细杆AB长为1m，他将金属筐系于细杆上的B端，测得OB＝10cm，当悬吊点移至O点时，在A端用弹簧测力计竖直向下拉细杆，杆在水平位置静止时弹簧测力计示数为1N。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住轻杆的A端，使之再次在水平位置平衡。下列说法正确的是（　　） A．金属筐质量为1kg B．当重物的质量为10kg时，弹簧测力计示数为11N C．若悬吊点向O点左侧移动，为使细杆在水平位置平衡，应减小A处弹簧测力计拉力 D．装置中用0.9kg秤砣替换弹簧测力计制成杆秤，杆秤0刻度线应在O点左侧10cm处 6．把质量均为m的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面，物体A以速度v匀速下降，不计绳重和摩擦，下列说法正确是（　　） A．物体B的速度为2v B．定滑轮的质量为 C．动滑轮的质量为m D．该滑轮组的机械效率能达到100% 7．如图甲所示的折叠床因隐形、节约空间等特点，备受欢迎。将折叠床处于水平位置时的结构进行简化，可途构成如图乙所示的模型。折叠床可围绕O点转动，把床架和床垫看成一个整体，床两侧各装一根液压杆，液压杆连接了床架上B处和墙体上A处，利用液压杆可以在10秒内收起床体，液压杆的拉力沿AB方向。已知床架上B处与O点的距离为0.5m，床体OC长度为2m，整个床体（包含床垫）质量约为100kg，整个床体厚度为0.2m，整个床体可视为质量分布均匀（g取10N/kg），则在收起床体过程中，下列说法正确的是（　　） A．液压杆和床架构成了省力杠杆 B．克服床体重力做功为900J C．从当收起床体时，每个液压杆的拉力至少为4000N D．液压杆收起床的过程中，对床做功的功率至少是80W 8．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． 9．重为30牛的A物体，用如右图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1＝18N，F2＝8N，A物体在5s内匀速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（　　） A．绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大 B．F1做功比F2做功少 C．两种方法中所做的有用功一样多 D．两种方法中机械效率相同 10．如图所示，一辆质量为1×103kg的汽车爬上一段长为100m，高为10m的斜坡，若汽车牵引力为3×103N，牵引力的功率为3×104W（g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．有用功为1×104J B．牵引力做的功为3×105J C．额外功为1×105J D．斜坡的机械效率为60% 11．如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，已知AO＝CO＝CB，在C点处挂一重为60牛的金属球，要使杠杆在水平位置平衡，施加的最小力是（　　） A．在A点作用一个竖直向下的力，大小为60牛 B．在B点作用一个竖直向下的力，大小为60牛 C．在A点作用一个竖直向上的力，大小为30牛 D．在B点作用一个竖直向上的力，大小为30牛 12．某工人站在水平地面上，用竖直向下的力拉动绳子自由端，使物体匀速上升，如图甲所示。已知物体重900N，工人重600N，竖直向下的拉力F＝500N，物体上升的高度随时间变化的规律如图乙所示，不计绳重和轮轴间的摩擦。在物体上升的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．物体上升的速度大小为5m/s B．工人对地面的压力大小为1100N C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为90% 13．随着“双减”政策的逐步落实，同学们有了更多的时间参与体育锻炼。如图是小田放学期间玩耍单杠的情景。单杠由左右两个支架和横梁组成，小田在爸爸的保护下，双手交替向右移动，右侧支架对横梁的支持力F随着小田移动距离s之间的关系是（　　） A． B． C． D． 14．小明利用如图所示的装置把一个重为100N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力F为60N，下列描述正确的是（　　） A．做的有用功为900J B．拉力F做功为1000J C．机械效率为60% D．用此升降装置可以省功 15．用一个动滑轮在10s内将一重为200N的物体匀速向上提起2m，拉力为150N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（　　） A．66.7%；50W B．66.7%；60W C．75%；50W D．75%；60W 二．多选题（共10小题） （多选）16．如图所示，在长为L的轻质均匀杠杆OA的中点处悬挂一重物，在杠杆的最右端施加一个始终与杠杆垂直的力F，杠杆保持平衡，此时杠杆与水平方向夹角为30°（如图实线部分所示）。若不考虑杠杆的自重和阻力，则杠杆从图示位置转到水平位置的过程中（　　） A．拉力F逐渐变大，拉力不做功 B．拉力F逐渐变大，拉力的力臂大小不变 C．拉力F逐渐变大，拉力做功为 D．拉力F保持不变，拉力做功为 （多选）17．如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则下列说法不正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为400N C．拉力F的功率为360W D．动滑轮的机械效率为90% （多选）18．如图甲、乙所示是由相同的滑轮装成的滑轮组，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．甲的拉力是乙的拉力的3倍 B．乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍 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要高 （多选）19．如图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力约为80N，假如在5s内，物体A水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（　　） A．拉力F做功为60J B．物体的重力做功为120J C．拉力F做功的功率为24W D．该装置的机械效率约为80% （多选）20．如图所示，滑轮组下面悬挂一重为30N的物体，在竖直向上的拉力F的作用下，该物体在10s内被匀速提升了0.1m，拉力F的大小为12N，不计绳重及摩擦，关于该滑轮组，下列计算结果正确的是（　　） A．定滑轮重为2N B．该装置的机械效率约为83% C．绳子自由端移动的距离是0.2m D．拉力的功率是0.36W （多选）21．建筑工地上，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥，如图所示。某次搬运过程中，工人用升降机在6s的时间内，将3袋水泥从地面吊上四楼，每袋水泥的质量为30kg。电动机牵引绳子的拉力F﹣t及水泥运动的v﹣t图分别如图乙和丙所示，每个滑轮所受的重力均为30N。g取10N/kg，每层楼层高为3m，下面说法正确的是（　　） A．水泥匀速上升时，拉力F做功的功率为2040W B．水泥匀速上升过程，滑轮组对水泥做功为8100J C．滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率约为88.2% D．滑轮组匀速拉动水泥过程克服绳重和摩擦做的额外功为720J （多选）22．如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上，小丽用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m，在此过程中（　　） A．斜面是省力机械 B．斜面的机械效率是75% C．斜面对物体的摩擦力为20N D．该同学对物体做功的功率是40W （多选）23．如图所示，用滑轮在10s内将重200N的物体M匀速提升1m，已知滑轮重50N，不计摩擦及绳重，下列说法正确的是（　　） A．使用该滑轮可以省功 B．此过程对物体做功250J C．拉力的功率为25W D．滑轮的机械效率为80% （多选）24．如图所示，斜面长s为5m、高h为3m，现将重为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，共用时5s，若拉力F为8N，则下列说法正确的是（　　） A．斜面的机械效率为60% B．拉力做的功的功率为8W C．物体的移动速度为1m/s D．物体所受的摩擦力等于2N （多选）25．科技馆里有一种升降座椅，小明和小刚饶有兴致地体验后画出如图所示的原理图。若小明重600N，小刚用250N的拉力使小明在3s的时间内匀速上升0.5m（不计座椅重、绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） A．所做有用功为300J B．该滑轮组的机械效率为80% C．拉力做功的功率为125W D．换用轻质动滑轮，该滑轮组的机械效率降低 三．填空题（共6小题） 26．在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，使用如图所示的定滑轮和动滑轮。被拉起的钩码重1.96N，作用在绳子自由端的实际拉力为0.82N，绳子自由端移动的距离为0.3m，钩码升高的距离为0.1m。 （1）根据测量数据，对滑轮组做的总功是　 　 J。 （2）滑轮组做的有用功是　 　 J。 （3）该滑轮组的机械效率是　 　 。 （4）在图中画出实验时滑轮组上绳的绕法，并用箭头标出拉力F的方向。 27．将一根粗细均匀、质量为M的铁丝弯成直角，直角边边长之比AC：BC＝m：n（m＞n），将直角顶点C固定，如图所示，当直角铁丝静止时，BC边与竖直方向的夹角为θ，则sinθ＝　 　 ，若在B点悬挂一物体，将使θ＝45°，则该物体的质量为　 　 。 28．如图所示，物重G＝30N，绳的一端拴在地面，拉力F使滑轮匀速上升。（不计绳重与摩擦） （1）若滑轮重不计，滑轮向上移动20cm，则拉力F＝　 　 N，物体上升　 　 cm。 （2）若滑轮重为2N，使物体上升20cm，则拉力F＝　 　 N，滑轮向上移动　 　 cm。 29．如图所示，质量为M，半径为R的均匀圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动，AB是它的直径，O是它的圆心，重力加速度为g。现在薄板上挖去一个直径为R的圆，则圆板的重心将从O点向左移动 　 　 R的距离，在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡，此时AB恰处于水平位置，则F＝　 　 。 30．如图所示，杆OA长为0.5米，O端用铰链铰于竖直墙面，杆中B处有一制动闸，OB为0.2米，闸厚d为0.04米，轮子C的半径R为0.2米，闸与轮间动摩擦因数μ为0.5．飞轮顺时针转动时，要对轮施加力矩（力×力臂）1000牛米才能使轮减速而制动，若杆与闸的重力不计，则在杆的A端需加垂直于杆的力F的大小为 　 　 牛。 31．有四条完全相同的刚性长条薄片AiBi（i＝1，2，3，4），其两端下方各有一个小突起，薄片及突起的重力均不计。现将四薄片架在一只水平的碗口上，使每条薄片一端的小突起Bi搭在碗口上，另一小突起Ai位于其下方薄片的正中，由正上方俯视如图所示。现将一个质量为2m的小物体放在薄片A4B4上的一点，这一点与A3、A4的距离相等，则薄片A4B4中点受A3的压力是 　 　 。 四．作图题（共4小题） 32．找出该动滑轮的支点、画出动力臂和阻力臂。 33．如图所示，请根据力F，作出它的力臂l。 34．作出如图的铡刀使用中的两个力臂，并表明L1和L2。 35．作出图中杠杆的动力和阻力臂。 五．实验探究题（共3小题） 36．如图是关于简单机械的实验探究。 （1）如图甲、乙所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是 　 　 ，若滑轮的自重和摩擦不计，分别用力F1、F2匀速提起同一物体，则F1　 　 F2（选填“＞”“＜”或“＝”）。 （2）如图丙是“探究杠杆平衡条件”的装置。 ①实验前，应调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是 　 　 。 ②杠杆两侧同时去掉一个钩码，　 　 （选填“能”或“不能”）继续在水平位置保持平衡。 37．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如表： 次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率 第1次 2 5 1 15 66.7% 第2次 4 5 1.7 15 / 第3次 6 5 / 15 83.3% （1）在实验操作中应该在 　 　 方向 　 　 向上拉动弹簧测力计； （2）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：　 　 ； （3）实验中使用的动滑轮重力至少为 　 　 ，分析表格中数据，3次实验中额外功大小不相等，原因为 　 　 。 38．小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组（如图甲、乙所示），完成了两次实验，部分实验数据如表格所示。 次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η/% 1 2 10 1.0 30 2 2 10 1.5 20 （1）第1次实验中，选用的实验装置为 　 　 （选填“甲”或“乙”）图，此时滑轮组的机械效率为 　 　 %；（结果保留一位小数） （2）结合表格中记录及计算的相关数据可知，滑轮组的机械效率与绳子的段数 　 　 （选填“有关”或“无关”）； （3）下列措施中，可以提高滑轮组机械效率的是 　 　 （填序号）； A．换用质量小的动滑轮 B．给滑轮的轴心加润滑油 C．增加重物被提升的高度 D．增大被提升重物的质量 （4）第2次实验装置（假设表格中数据未考虑绳重和摩擦），只有当物重G大于 　 　 N时，用该装置提升重物时才会表现出省力的特点。 六．计算题（共4小题） 39．如图所示，物体甲静止置于水平地面上时，对地面的压强为p1；轻质杠杆AB的支点为O，OB＝3AO，现在杠杆的A端用轻绳将物体甲吊起，在杠杆的B端悬挂质量为4kg的物体乙，杠杆在水平位置平衡，此时物体甲对地面的压强为p2，且p1＝3p2。（g取10N/kg）求： （1）杠杆A端受到的拉力； （2）物体甲的重力。 40．一把杆秤不计自重，提纽到秤钩a的距离是4cm，秤砣质量是250g。用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡？ 41．身高1.7米，质量为50千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点，g＝10N/kg，则： （1）他的重力为多少牛？ （2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？ 42．利用撬棒撬起箱盖，如图所示。若动力臂为阻力臂的10倍，手对撬棒的动力大小为40牛，求箱盖对撬棒的阻力大小。 七．综合能力题（共3小题） 43．在“大力士”比赛中，需要把一质量m＝200kg，边长1m，质量分布均匀的立方体，利用两种方式分别进行移动。第一种方式如图甲所示，用水平向右的力F拉着立方体，使其匀速直线运动5m，运动时间为10s，F做功的功率是50W；第二种方式如图乙所示，利用翻滚的方法法使立方体沿图乙直线移动5m距离。（本题中g＝10N/kg，已知1.4）求： （1）第一种方式中拉力做功； （2）第一种方式中拉力F的大小； （3）第二种方式使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力Fmin的大小； 44．建筑工人用如图所示的滑轮组匀速提升建材，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量的变化而变化，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。 （1）在图中所示的3个滑轮中，只能改变力的大小的是滑轮 　 　 （选填“A”“B”或“C”）。 （2）若工人在50s内将建材匀速竖直提升了10m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率是多少？ （3）当滑轮组提起重800N的建材时，其机械效率为80%，动滑轮的重力是多少？ 45．如图，O点是轻质杠杆AOB的支点，杠杆上的C点受到阻力F2的作用。若使杠杆在图中所示位置静止，请在杠杆上画出所要施加的最小动力F1的示意图，并画出动力臂L1和阻力臂L2。若L1与L2之比为5：3，F2大小为100N，则F1的大小为　 　 N。 期末核心考点 简单机械 参考答案与试题解析 一．选择题（共15小题） 1．如图，是我国古代劳动人民在工地上移动大木料的情景，分析图片信息，则下列说法正确的是（　　） A．大木料下放小圆木是为了增大摩擦 B．支架下面垫石板是为了减小地面受到的压力 C．工人使用的横杆可以视作一个省力杠杆 D．工人们离支架越近，使用横杆时越省力 【答案】C 【分析】（1）用滚动代替滑动可减小摩擦； （2）支架下垫有石块是为了增大受力面积，减小压强； （3）杠杆在使用过程中，动力臂大于阻力臂时，可以省力； （4）根据杠杆平衡条件分析。 【解答】解：A、大木料下放置小圆木，这样变滑动为滚动，是为了减少摩擦，故A错误； B、支架下垫有石块是为了增大受力面积，减小对地面的压强，故B错误； C、横杆移动木料时，在使用过程中，动力臂大于阻力臂时，能够省力，相当于省力杠杆，故C正确； D、工人们离支架越近，动力臂越小，根据杠杆平衡条件知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越小，动力越大，使用横杆时越不易省力，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了减小摩擦、减小压强的方法，杠杆分类以及杠杆平衡条件，难度不大。 2．对于功、功率和机械效率的理解，下列说法中正确的是（　　） A．机械做功越多，功率一定越大 B．机械做功越多，机械效率一定越高 C．功率越大，机械效率一定越高 D．有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高 【答案】D 【分析】单位时间内所做的功叫做功率； 功率是表示做功快慢的物理量； 机械效率的大小等于有用功与总功的比值。 【解答】解：A、功率的大小等于功与时间的比值，仅仅知道功率大小而不知时间长短，无法判断做功多少。故A错误； B、机械效率的大小等于有用功与总功的比值，与功和功率无关，故B错误； C、功率越大机械效率不一定高，故C错误； D、有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高，机械效率的大小等于有用功与总功的比值，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查功率、功和机械效率的辨析，正确、全面理解概念，是作出正确比较的基础。 3．用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物体重800N。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．有用功的功率为200W B．额外功为400J C．绳子自由端拉力的大小为250N D．滑轮组的机械效率约为88.9% 【答案】C 【分析】（1）根据W有＝Gh求出克服重力做的有用功，利用P求出重物端的功率； （2）由图确定20s内拉力做的总功，利用W总＝W有+W额求出额外功； （3）根据W总＝Fs求出拉力大小； （4）根据η求出滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、此过程中，对重物做的功 W有＝Gh＝800N×4m＝3200J， 则重物端的功率为： ，故A错误； B、由图可知，20s内拉力做的总功为4×103J，则额外功为 W额＝W总﹣W有＝4000J﹣3200J＝800J，故B错误； C、根据W总＝Fs可知，绳子自由端拉力的大小为： 故C正确； D、滑轮组的机械效率约为： ，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式和机械效率公式的综合应用。 4．如图所示，工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速推上车厢。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物重800N，沿斜面所用的推力为500N，则下列说法正确的是（　　） A．利用斜面搬运货物可以省功 B．货物与斜面间摩擦力为100N C．此斜面的机械效率为62.5% D．若只增加斜面的粗糙程度，其机械效率不变 【答案】B 【分析】（1）任何机械都不能省功； （2）根据W有＝Gh求出克服重力做的有用功，利用W总＝Fs求出拉力做的总功，根据W总＝W有+W额求出拉力做的额外功，克服摩擦力做的功为额外功，利用W额＝fs求出货物与斜面间摩擦力； （3）根据η求出此斜面的机械效率； （4）只增加斜面的粗糙程度，斜面的倾斜程度、斜面长、斜面高都不变，在木板上拉上相同的物体，压力不变，物体受到的摩擦力增大，额外功增大，有用功相同，总功增大，利用η分析斜面机械效率的大小变化。 【解答】解：A、任何机械都不能省功，因此利用斜面搬运货物可以省力，但不能省功，故A错误； B、克服重力做的有用功为： W有＝Gh＝800N×1.5m＝1200J， 拉力做的总功为： W总＝Fs＝500N×3m＝1500J， 克服摩擦力做的功为额外功为： W额＝W总﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J， 克服摩擦力做的功为额外功，则货物与斜面间摩擦力为： f100N，故B正确； C、此斜面的机械效率为： η100%＝80%，故C错误； D、只增加斜面的粗糙程度，斜面的倾斜程度、斜面长、斜面高都不变，在木板上拉上相同的物体，压力不变，物体受到的摩擦力增大，额外功增大，有用功相同，总功增大，根据η可知，斜面的机械效率变小，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率的计算，明确有用功、总功、额外功的含义是关键。 5．在科技文化节中，小涛同学制作了如图所示的机械装置。轻质细杆AB长为1m，他将金属筐系于细杆上的B端，测得OB＝10cm，当悬吊点移至O点时，在A端用弹簧测力计竖直向下拉细杆，杆在水平位置静止时弹簧测力计示数为1N。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住轻杆的A端，使之再次在水平位置平衡。下列说法正确的是（　　） A．金属筐质量为1kg B．当重物的质量为10kg时，弹簧测力计示数为11N C．若悬吊点向O点左侧移动，为使细杆在水平位置平衡，应减小A处弹簧测力计拉力 D．装置中用0.9kg秤砣替换弹簧测力计制成杆秤，杆秤0刻度线应在O点左侧10cm处 【答案】D 【分析】A、将金属筐系于的B端，当悬吊点移至O点时，杠杆在水平位置平衡，测得OB＝10cm，进一步计算OA，根据杠杆的平衡条件可知F×OA＝m筐g×OB，代入数据解方程可得金属筐质量； B、称重时，将10kg重物放入金属筐中，根据杠杆的平衡条件可得F′×OA＝（m筐+m重）g×OB，代入数据解方程可得弹簧测力计示数； C、若悬吊点向O点左侧移动，则动力臂变小，阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知动力变化； D、装置中用0.9kg秤砣替换弹簧测力计制成杆秤，根据杠杆的平衡条件可得G×OA′＝m筐g×OB，代入数据解方程可得杆秤0刻度线的位置。 【解答】解：A、将金属筐系于的B端，当悬吊点移至O点时，杠杆在水平位置平衡，测得OB＝10cm，则OA＝100cm﹣10cm＝90cm； 根据杠杆的平衡条件可知：F×OA＝m筐g×OB， 代入数据：1N×90cm＝m筐×10N/kg×10cm，解得m筐＝0.9kg； B、称重时，将10kg重物放入金属筐中，根据杠杆的平衡条件可知：F′×OA＝（m筐+m重）g×OB， 代入数据：F′×（100cm﹣10cm）＝（0.9kg+10kg）×10N/kg×10cm，解得F′≈12.1N； C、根据杠杆的平衡条件可知F×OA＝G×OB，若悬吊点向O点左侧移动，则动力臂OA变小，阻力臂OB变大，G不变，所以为使细杆在水平位置平衡，动力应变大，应增大A处弹簧测力计拉力； D、装置中用0.9kg秤砣替换弹簧测力计制成杆秤，根据杠杆的平衡条件可知G×OA′＝m筐g×OB， 代入数据可得0.9kg×10N/kg×OA′＝0.9kg×10N/kg×OB，解方程可得OA′＝10cm。 故选：D。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的灵活运用，正确读取力臂是解题的关键。 6．把质量均为m的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面，物体A以速度v匀速下降，不计绳重和摩擦，下列说法正确是（　　） A．物体B的速度为2v B．定滑轮的质量为 C．动滑轮的质量为m D．该滑轮组的机械效率能达到100% 【答案】C 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用v＝nv'求出物体B的速度； （2）根据题中条件无法求出定滑轮的质量； （3）不计绳重和摩擦，根据GA（GB+G动）求出动滑轮的质量； （4）使用任何简单机械都存在额外功，机械效率不可能达到100%。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，物体A以速度v匀速下降，根据v＝nv'可知，物体B的速度为v'vv，故A错误； B、根据题中条件无法求出定滑轮的质量，故B错误； C、不计绳重和摩擦，根据GA（GB+G动）可知， G动＝nGA﹣GB，即m动g＝2×mg﹣mg＝mg， 则动滑轮的质量为m，故C正确； D、使用任何简单机械都存在额外功，机械效率不可能达到100%，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了机械效率公式和滑轮组绳子拉力公式的综合应用。 7．如图甲所示的折叠床因隐形、节约空间等特点，备受欢迎。将折叠床处于水平位置时的结构进行简化，可途构成如图乙所示的模型。折叠床可围绕O点转动，把床架和床垫看成一个整体，床两侧各装一根液压杆，液压杆连接了床架上B处和墙体上A处，利用液压杆可以在10秒内收起床体，液压杆的拉力沿AB方向。已知床架上B处与O点的距离为0.5m，床体OC长度为2m，整个床体（包含床垫）质量约为100kg，整个床体厚度为0.2m，整个床体可视为质量分布均匀（g取10N/kg），则在收起床体过程中，下列说法正确的是（　　） A．液压杆和床架构成了省力杠杆 B．克服床体重力做功为900J C．从当收起床体时，每个液压杆的拉力至少为4000N D．液压杆收起床的过程中，对床做功的功率至少是80W 【答案】B 【分析】（1）根据G＝mg求出床体的重力，床的最大长度为L，设每个液压杆的拉力为F，根据数学知识计算动力臂和阻力臂，比较力臂的大小可知杠杆的种类； （2）根据W＝Gh求出功的大小； （3）根据杠杆平衡条件计算当收起床体时，每个液压杆至少要提供多大的力； （4）根据W＝Gh计算液压杆收起床体过程中对床体做功的多少，根据功率公式计算液压杆收起床体过程中对床体做功的功率大小。 【解答】解：A、床体的重力：G床＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N， 床的最大长度为L，设每个液压杆的拉力为F，则F的力臂为：L1＝OBsin30°＝0.5m0.25m，阻力G的力臂为：L2L2m＝1m，L1＜L2，图乙中液压杆和床架构成了费力杠杆；故A错误； BD、如下图所示，下面的红点表示床体平放时的重心位置，上面的红点表示床体竖放时（床体收起来）的重心位置， 根据题意和图示可知，平放时重心距底面的高度为：h10.2m＝0.1m， 竖放时重心距底面的高度为：h22m＝1m， 则床的重心上升的高度为：h＝h2﹣h1＝1m﹣0.1m＝0.9m；液压杆收起床体过程中，对床体做的功：W＝Gh＝1000N×0.9m＝900J， 液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率为：P90W，故B正确、D错误； C、根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知2F×L1＝G床L2， 即2F×0.25m＝1000N×1m， 则每根弹簧的最大拉力：F＝2000N，故C错误。 故选：B。 【点评】本题考查重力公式、杠杆平衡条件、做功公式、功率公式的灵活运用。 8．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 【分析】（1）根据杠杆平衡条件来分析； （2）忽略机械自重和摩擦，滑轮组绳子拉力为物重的来分析。 【解答】解：A．如图，是一个杠杆，动力臂长度是阻力臂的3倍，忽略机械自重和摩擦，则动力 B．如图，是一个定滑轮，相当于等臂杠杆，忽略机械自重和摩擦，则动力 F2＝G C．如图，是一个动滑轮，相当于一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，忽略机械自重和摩擦，则动力 D．斜面高2m，长5m，忽略机械自重和摩擦，则动力 最省力的为杠杆，故A正确。 故选：A。 【点评】本题考查学生对杠杆平衡条件和滑轮及滑轮组的综合理解和运用。 9．重为30牛的A物体，用如右图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1＝18N，F2＝8N，A物体在5s内匀速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（　　） A．绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大 B．F1做功比F2做功少 C．两种方法中所做的有用功一样多 D．两种方法中机械效率相同 【答案】D 【分析】（1）首先确定两个滑轮组绳子的有效股数，然后根据v绳＝nv物计算绳子自由端移动的速度，进行比较； （2）利用s绳＝ns物求出两图中绳子自由端移动的距离，然后根据W＝Fs计算F1和F2做功，进行比较； （3）利用W＝Gh和W＝fs分别求出两种方法做的有用功，然后进行比较； （4）利用η分别求出两种方法的机械效率相同，然后进行比较。 【解答】解： A、A物体移动的速度v物0.06m/s， 甲图中n＝2，则乙图中n＝3， 则绳子自由端F1移动的速度：v绳1＝2v物＝2×0.06m/s＝0.12m/s， 绳子自由端F2移动的速度：v绳2＝3v物＝3×0.06m/s＝0.18m/s， 比较可知，绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度小，故A错误。 B、甲图中绳子自由端移动的距离：s1＝2s＝2×0.3m＝0.6m， 乙图中绳子自由端移动的距离：s2＝3s＝3×0.3m＝0.9m， 则F1做功：W总1＝F1s1＝18N×0.6m＝10.8J， F2做功：W总2＝F2s2＝8N×0.9m＝7.2J， 比较可知，F1做功比F2做功多，故B错误。 C、甲图中的有用功：W有1＝Gs＝30N×0.3m＝9J， 乙图中的有用功：W有2＝fs＝20N×0.3m＝6J， 比较可知，甲方法中做的有用功大，故C错误。 D、甲图中的机械效率为：η1100%100%≈83.3%， 乙图中的机械效率为：η2100%100%≈83.3%， 比较可知，两种方法中机械效率相同，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查滑轮组省力公式的应用，关键是公式及其变形的灵活运用，易错点是对动滑轮上绳子段数的判断，此题还要搞清的是乙图中的是克服地面摩擦力做的功。 10．如图所示，一辆质量为1×103kg的汽车爬上一段长为100m，高为10m的斜坡，若汽车牵引力为3×103N，牵引力的功率为3×104W（g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．有用功为1×104J B．牵引力做的功为3×105J C．额外功为1×105J D．斜坡的机械效率为60% 【答案】B 【分析】（1）已知汽车的质量，利用G＝mg求其重力，利用W＝Gh计算牵引力做的有用功； （2）利用W＝Fs计算牵引力做的总功； （3）牵引力做的额外功W额＝W总﹣W有用； （4）斜坡的机械效率等于有用功与总功的比值。 【解答】解：A、汽车重力： G＝mg＝1×103kg×10N/kg＝1×104N； 克服重力做的有用功： W有＝Gh＝1×104N×10m＝1×105J，故A错误； B、牵引力做的功： ，故B正确； C、额外功：，故C错误； D，斜坡的机械效率：，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功、机械效率的计算，明确有用功、总功、额外功的关系是关键。 11．如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，已知AO＝CO＝CB，在C点处挂一重为60牛的金属球，要使杠杆在水平位置平衡，施加的最小力是（　　） A．在A点作用一个竖直向下的力，大小为60牛 B．在B点作用一个竖直向下的力，大小为60牛 C．在A点作用一个竖直向上的力，大小为30牛 D．在B点作用一个竖直向上的力，大小为30牛 【答案】D 【分析】支点在O点，C点挂重物，在杠杆的A、B两点都可以施加一个力，在A点竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡，在B点竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，根据力臂越长，越省力，确定在杠杆的哪端用力，向哪个方向用力，根据杠杆的平衡条件，可算出F的大小。 【解答】解：已知支点在O点，在杠杆的A、B两点都可以施加一个力，力臂AO＜OB，所以在B点作用一个竖直向上的力最省力，由杠杆的平衡条件可得： F×OB＝G×OC， 即：F×2×OC＝60N×OC， 解得：F＝30N。 故选：D。 【点评】此题考查的是杠杆平衡条件的运用。根据动力使杠杆转动，阻力阻碍杠杆转动，确定在杠杆的哪端用力，向哪个方向用力，这是本题的关键，也是容易出现错误的地方。 12．某工人站在水平地面上，用竖直向下的力拉动绳子自由端，使物体匀速上升，如图甲所示。已知物体重900N，工人重600N，竖直向下的拉力F＝500N，物体上升的高度随时间变化的规律如图乙所示，不计绳重和轮轴间的摩擦。在物体上升的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．物体上升的速度大小为5m/s B．工人对地面的压力大小为1100N C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为90% 【答案】D 【分析】（1）根据图乙数据，结合速度公式求得物体上升的速度；由图甲知，n＝2，根据v＝nv物求得绳子自由端移动的速度，根据PFv求得拉力的功率； （2）工人静止时，受到绳子竖直向上的拉力、地面的支持力和竖直向下的重力作用，根据力的平衡条件求得支持力的大小，根据力的相互作用求得工人对地面的压力大小； （3）根据η求得滑轮组的机械效率。 【解答】解：AC、物体上升的速度：v物0.2m/s，故A错误； 由图甲知，n＝2，绳子自由端移动的速度：v＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s， 拉力的功率：PFv＝500N×0.4m/s＝200W，故C错误； B、工人静止时，受到绳子竖直向上的拉力、地面的支持力和竖直向下的重力作用， 根据力的平衡条件可得，地面对工人的支持力：F支＝G﹣F＝600N﹣500N＝100N， 根据力的相互作用可得，工人对地面的压力：F压＝F支＝100N，故B错误； D、滑轮组的机械效率：η90%，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查速度、功率、机械效率的计算，以及力的平衡条件、相互作用的应用，知道滑轮组中n的取值是关键。 13．随着“双减”政策的逐步落实，同学们有了更多的时间参与体育锻炼。如图是小田放学期间玩耍单杠的情景。单杠由左右两个支架和横梁组成，小田在爸爸的保护下，双手交替向右移动，右侧支架对横梁的支持力F随着小田移动距离s之间的关系是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】根据杠杆的平衡条件分析。 【解答】解：根据题意可知，横梁的左端端点为支点，右侧支架对横梁的支持力为动力，小田对横梁向下的拉力（等于人的重力）为阻力，横梁本身也受重力，该力也可看做阻力； 设横梁的长度为L，则横梁重力的力臂为L，图中左侧手掌到右侧支架的距离为s，则人对横梁拉力的力臂为L﹣s，右侧支架对横梁的支持力F的力臂为L， 根据杠杆的平衡条件可得：FL＝G横梁L+G人×（L﹣s）， 化简可得：FG横梁+G人﹣G人① 因为G横梁、G人、L均不变，s是变量，则由①式可知，F与s为一次函数关系，且s减小时F增大，反之，s增大时F减小（即支持力F随距离s的增大而减小），故B正确。 故选：B。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用和图像的分析能力，难度不大。 14．小明利用如图所示的装置把一个重为100N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力F为60N，下列描述正确的是（　　） A．做的有用功为900J B．拉力F做功为1000J C．机械效率为60% D．用此升降装置可以省功 【答案】A 【分析】（1）根据W有＝Gh求出有用功； （2）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总＝Fs＝Fnh求出拉力F做的功； （3）根据η求出滑轮组的机械效率； （4）功的原理：使用任何机械都不省功。 【解答】解：A、有用功为：W有＝Gh＝100N×9m＝900J，故A正确； B、由图可知，n＝2，拉力F做的功为W总＝Fs＝Fnh＝60N×2×9m＝1080J，故B错误； C、滑轮组的机械效率为： η100%≈83.3%，故C错误； D、根据功的原理（使用任何机械都不省功）可知，用升降装置不能省功，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了使用滑轮组时做功公式和机械效率公式以及功的原理的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 15．用一个动滑轮在10s内将一重为200N的物体匀速向上提起2m，拉力为150N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（　　） A．66.7%；50W B．66.7%；60W C．75%；50W D．75%；60W 【答案】B 【分析】（1）动滑轮绳子股数为2，根据η求出动滑轮的机械效率； （2）根据P求出拉力的功率。 【解答】解：动滑轮绳子股数为2，动滑轮的机械效率为： η100%≈66.7%； 拉力的功率为： P60W，故ACD错误，B正确。 故选：B。 【点评】本题考查了功率公式和机械效率公式的综合应用。 二．多选题（共10小题） （多选）16．如图所示，在长为L的轻质均匀杠杆OA的中点处悬挂一重物，在杠杆的最右端施加一个始终与杠杆垂直的力F，杠杆保持平衡，此时杠杆与水平方向夹角为30°（如图实线部分所示）。若不考虑杠杆的自重和阻力，则杠杆从图示位置转到水平位置的过程中（　　） A．拉力F逐渐变大，拉力不做功 B．拉力F逐渐变大，拉力的力臂大小不变 C．拉力F逐渐变大，拉力做功为 D．拉力F保持不变，拉力做功为 【答案】BC 【分析】根据杠杆的平衡条件分析拉力F的变化，利用重物重心的变化确定克服重力做的功，即拉力F做的功。 【解答】解：根据杠杆平衡条件可知，阻力G不变，其阻力臂不断增大，由于拉力始终与杠杆垂直，则动力臂不变，所以动力F逐渐增大，由图可知，物体的重心升高 由于不考虑杠杆的自重和阻力，所以拉力做的功等于克服物重做的功，即 故AD不正确，BC正确。 故选：BC。 【点评】本题考查杠杆平衡条件及其应用、功的计算，掌握杠杆的动态平衡分析是解答本题的关键。 （多选）17．如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则下列说法不正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为400N C．拉力F的功率为360W D．动滑轮的机械效率为90% 【答案】AC 【分析】（1）根据图乙利用速度公式求出货物移动的速度，由图可知，n＝2，根据v绳＝nv物求出绳子自由端移动的速度； （2）不计绳重和摩擦，根据F（G+G动）求出拉力F； （3）根据PFv绳求出拉力F的功率； （4）根据η求出该动滑轮的机械效率。 【解答】解：A、由图乙可知，当货物上升2m，所用的时间为4s，则货物移动的速度为： v物0.5m/s， 由图可知，n＝2，绳子自由端移动的速度为： v绳＝nv物＝2×0.5m/s＝1m/s，故A错误； B、不计绳重和摩擦，拉力F为： F（G+G动）（720N+80N）＝400N，故B正确； C、拉力F的功率为： PFv绳＝400N×1m/s＝400W，故C错误； D、该动滑轮的机械效率为： η100%＝90%，故D正确。 故选：AC。 【点评】本题考查了功率公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 （多选）18．如图甲、乙所示是由相同的滑轮装成的滑轮组，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．甲的拉力是乙的拉力的3倍 B．乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍 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要高 【答案】BD 【分析】图甲两个滑轮都是定滑轮，因此s＝h，F＝G；图乙中，一个是动滑轮，另一个是定滑轮，因此，s＝2h，FG；分别拉力端移动的速度和物体速度的关系（拉绳子的速度）、拉力的功率，以及考虑滑轮质量时滑轮组的机械效率，通过比较进行判断。 【解答】解： 由题知，重物重力相同，设其大小为G，物体升高的速度相同，设其大小为v， 图甲：因为两个都是定滑轮，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以F1＝G，绳子的速度v1＝v，P1＝F1v＝Gv，η1； 图乙：因为是一个定滑轮、一个动滑轮，n＝2，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以F2G，绳子的速度v2＝2v；拉力功率P2＝F2v2G×2v＝Gv；η1 故选：BD。 【点评】本题是一道综合计算题，考查了两种滑轮组拉力、拉力功率、机械效率、拉力移动速度的计算，要求灵活运用滑轮组的特点、功率公式。 （多选）19．如图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力约为80N，假如在5s内，物体A水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（　　） A．拉力F做功为60J B．物体的重力做功为120J C．拉力F做功的功率为24W D．该装置的机械效率约为80% 【答案】AD 【分析】（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝ns物；利用W总＝Fs求拉力做的总功； （2）根据做功的两个必要因素分析物体的重力做功情况； （3）利用P求拉力做功的功率； （4）利用η求该装置的机械效率。 【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝ns物＝2×0.6m＝1.2m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×1.2m＝60J，故A正确； B、由于物体在水平地面上移动，而重力方向竖直向下，因此物体没有在重力上移动，此过程中，物体的重力不做功，故B错误； C、拉力做功的功率：P12W，故C错误； D、该装置的机械效率：η100%＝80%。 故选：AD。 【点评】本题考查了使用动滑轮时绳子自由端拉力、功、功率和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 （多选）20．如图所示，滑轮组下面悬挂一重为30N的物体，在竖直向上的拉力F的作用下，该物体在10s内被匀速提升了0.1m，拉力F的大小为12N，不计绳重及摩擦，关于该滑轮组，下列计算结果正确的是（　　） A．定滑轮重为2N B．该装置的机械效率约为83% C．绳子自由端移动的距离是0.2m D．拉力的功率是0.36W 【答案】BD 【分析】（1）定滑轮固定在天花板上，其重力无法确定； （2）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用η求出该滑轮组的机械效率； （3）根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离； （4）根据P求出拉力的功率。 【解答】解：A、定滑轮固定在天花板上，其重力无法确定，故A错误； B、由图可知，n＝3，该滑轮组的机械效率为： η100%≈83%，故B正确； C、绳子自由端移动的距离为： s＝nh＝3×0.1m＝0.3m，故C错误； D、拉力的功率为： P0.36W，故D正确。 故选：BD。 【点评】本题考查了功率公式和滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 （多选）21．建筑工地上，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥，如图所示。某次搬运过程中，工人用升降机在6s的时间内，将3袋水泥从地面吊上四楼，每袋水泥的质量为30kg。电动机牵引绳子的拉力F﹣t及水泥运动的v﹣t图分别如图乙和丙所示，每个滑轮所受的重力均为30N。g取10N/kg，每层楼层高为3m，下面说法正确的是（　　） A．水泥匀速上升时，拉力F做功的功率为2040W B．水泥匀速上升过程，滑轮组对水泥做功为8100J C．滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率约为88.2% D．滑轮组匀速拉动水泥过程克服绳重和摩擦做的额外功为720J 【答案】AC 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，由图丙确定水泥匀速上升时的速度，由图乙确定水泥匀速上升时拉力F的大小，利用PFv'＝Fnv求出拉力F做功的功率； （2）根据速度公式求出水泥匀速上升的高度，利用W有＝3Gh＝3mgh求出滑轮组对水泥做的功； （3）根据W总＝Fs＝Fnh求出滑轮组匀速拉动水泥时拉力做的总功，利用η求出滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率； （4）根据W动＝G动h求出滑轮组匀速拉动水泥过程中克服动滑轮重做的功，利用W总＝W有+W动+W绳+摩求出滑轮组匀速拉动水泥过程克服绳重和摩擦做的额外功。 【解答】解：A、由图甲可知，n＝3，水泥匀速上升时，由图丙可知，水泥上升的速度为2m/s；由图乙可知，此时的拉力F为430N，则拉力F做功的功率为： PFv'＝Fnv＝340N×3×2m/s＝2040W，故A正确； B、由图丙可知，水泥匀速上升的时间为t＝5s﹣2s＝3s，水泥匀速上升的高度为： h＝vt＝2m/s×3s＝6m，则水泥匀速上升过程，滑轮组对水泥做的功为： W有＝3Gh＝3mgh＝3×30kg×10N/kg×6m＝5400J，故B错误； C、滑轮组匀速拉动水泥时拉力做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝340N×3×6m＝6120J， 滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率为： η100%≈88.2%，故C正确； D、滑轮组匀速拉动水泥过程中克服动滑轮重做的功为： W动＝G动h＝30N×6m＝180J， 滑轮组匀速拉动水泥过程克服绳重和摩擦做的额外功为： W绳+摩＝W总﹣W有﹣W动＝6120J﹣5400J﹣180J＝540J，故D错误。 故选：AC。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式和机械效率公式的综合应用。 （多选）22．如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上，小丽用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m，在此过程中（　　） A．斜面是省力机械 B．斜面的机械效率是75% C．斜面对物体的摩擦力为20N D．该同学对物体做功的功率是40W 【答案】AB 【分析】（1）斜面为省力机械； （2）根据功的计算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W＝Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率η。 （3）根据总功与有用功的差得出额外功，再根据W额＝fs求出斜面对物体的摩擦力。 （4）根据公式P求出该同学对物体做功的功率。 【解答】解：A、斜面是省力机械，故A正确； B、由图知，若物体沿斜面向上匀速拉动了10m，则物体升高的高度为5m， 此过程所做有用功为：W有＝Gh＝60N×5m＝300J， 对物体所做总功为：W总＝Fs＝40N×10m＝400J， 机械效率为：η100%100%＝75%，故B正确； C、额外功为：W额＝W总﹣W有＝400J﹣300J＝100J； 由W额＝fs得，摩擦力为f10N，故C错误； D、该同学对物体做功的功率P20W，故D错误。 故选：AB。 【点评】熟练运用计算功、功率、机械效率的公式，明确额外功是用来克服斜面上的摩擦；是解答此题的关键。 （多选）23．如图所示，用滑轮在10s内将重200N的物体M匀速提升1m，已知滑轮重50N，不计摩擦及绳重，下列说法正确的是（　　） A．使用该滑轮可以省功 B．此过程对物体做功250J C．拉力的功率为25W D．滑轮的机械效率为80% 【答案】CD 【分析】（1）使用任何简单机械都不能省功； （2）根据W有＝Gh求出此过程对物体做的功； （3）根据滑轮装置确定绳子股数，不计摩擦及绳重，利用F（G+G动）求出拉力F，根据W总＝Fs＝Fnh求出拉力做的功，利用P求出拉力的功率； （4）根据η求出滑轮的机械效率。 【解答】解：A、使用任何简单机械都不能省功，故A错误； B、此过程对物体做的功为： W有＝Gh＝200N×1m＝200J，故B错误； C、由图可知，n＝2，不计摩擦及绳重，拉力F为： F（G+G动）（200N+50N）＝125N， 拉力做的功为： W总＝Fs＝Fnh＝125N×2×1m＝250J， 拉力的功率为： P25W，故C正确； D、滑轮的机械效率为： η100%＝80%，故D正确。 故选：CD。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式、机械效率公式和滑轮组绳子拉力公式的综合应用。 （多选）24．如图所示，斜面长s为5m、高h为3m，现将重为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，共用时5s，若拉力F为8N，则下列说法正确的是（　　） A．斜面的机械效率为60% B．拉力做的功的功率为8W C．物体的移动速度为1m/s D．物体所受的摩擦力等于2N 【答案】BCD 【分析】（1）根据W总＝Fs求出拉力做的总功，利用W有＝Gh求出拉力做的有用功，根据η求出斜面的机械效率； （2）根据P求出拉力做的功的功率； （3）根据v求出物体的移动速度； （4）根据W总＝W有+W额求出额外功，利用W额＝fs求出物体所受的摩擦力。 【解答】解：A、拉力做的总功为： W总＝Fs＝8N×5m＝40J， 拉力做的有用功为： W有＝Gh＝10N×3m＝30J， 斜面的机械效率 ，故A错误； B、拉力做功功率为： ，故B正确； C、物体的移动速度为： ，故C正确； D、根据W总＝W有+W额可知，拉力做的额外功为： W额＝W总﹣W有＝40J﹣30J＝10J， 则得摩擦力： ，故D正确。 故选：BCD。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率的计算，明确有用功、总功、额外功的含义是关键。 （多选）25．科技馆里有一种升降座椅，小明和小刚饶有兴致地体验后画出如图所示的原理图。若小明重600N，小刚用250N的拉力使小明在3s的时间内匀速上升0.5m（不计座椅重、绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） A．所做有用功为300J B．该滑轮组的机械效率为80% C．拉力做功的功率为125W D．换用轻质动滑轮，该滑轮组的机械效率降低 【答案】ABC 【分析】（1）已知小明重力大小，根据W有＝Gh得出该过程中的有用功； （2）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝3h，利用W＝Fs＝求这个过程做的总功；小君拉动升降座椅装置时的机械效率等于有用功与总功之比； （3）由P可求得拉力做功的功率； （4）不计绳重和摩擦，克服动滑轮重及椅重做的功为额外功，利用η分析该升降座椅装置的机械效率的变化。 【解答】解：A、当小明坐在升降座椅上，小刚用F＝250N的拉力将小明匀速拉高0.5m，该过程中的有用功： W有＝Gh＝600N×0.5m＝300J，故A正确； B、由图可知，此装置中绳子的有效段数n＝3，小刚拉力端移动距离s＝3h＝3×0.5m＝1.5m， 这个过程做的总功： W总＝Fs＝250N×1.5m＝375J； 小刚拉动升降座椅装置时的机械效率： η100%100%＝80%，故B正确； C、拉力做功的功率： P125W，故C正确； D、不计绳重和摩擦，克服动滑轮重及椅重做的功为额外功， 该升降座椅装置的机械效率η， 由上式知，换用轻质动滑轮，有用功不变，额外功变小，故该升降座椅装置的机械效率变大，故D错误。 故选：ABC。 【点评】本题考查了使用滑轮组时重力、有用功、总功、机械效率的计算及影响机械效率大小的因素，关键是正确确定使用滑轮组时承担物重的绳子股数，有一定难度。 三．填空题（共6小题） 26．在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，使用如图所示的定滑轮和动滑轮。被拉起的钩码重1.96N，作用在绳子自由端的实际拉力为0.82N，绳子自由端移动的距离为0.3m，钩码升高的距离为0.1m。 （1）根据测量数据，对滑轮组做的总功是　0.246　 J。 （2）滑轮组做的有用功是　0.196　 J。 （3）该滑轮组的机械效率是　79.7%　 。 （4）在图中画出实验时滑轮组上绳的绕法，并用箭头标出拉力F的方向。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）滑轮组绳子末端拉力做的功称为总功，用W总＝FS计算； （2）滑轮组克服被提升物体重力做的功称为有用功，用W有用＝Gh计算； （3）机械效率等于有用功和总功的比值，用η100%求出； （4）物体被提高的高度为h，绳子末端移动的距离为S，则S＝nh，求出绳子段数n后，按“奇动偶定”的原则绕线。 【解答】解：（1）作用在绳子自由端的实际拉力为0.82N，绳子自由端移动的距离为0.3m， ∴总功为W总＝FS＝0.82N×0.3m＝0.246J 答：对滑轮组做的总功是0.246J。 （2）被拉起的钩码重1.96N，钩码升高的高度为0.1m， ∴有用功为W有用＝Gh＝1.96N×0.1m＝0.196J 答：滑轮组做的有用功是0.196J。 （3）根据有用功和总功，计算机械效率 ∴机械效率为η100%100%＝79.7% 答：该滑轮组的机械效率是79.7%。 （4）绳子自由端移动的距离为0.3m，钩码升高的距离为0.1m， ∴与动滑轮相连的绳子段数为：n3 3为奇数，所以绳子起始端要系在动滑轮的挂钩上，然后往定滑轮的边框开始绕线，如下图所示： 【点评】（1）滑轮组做的有用功是提升物体重力做的功，额外功是克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功，总功是拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值； （2）“n”表示承担物重的绳子股数，是与动滑轮相连的绳子的股数，包括连在动滑轮的挂钩（或边框）及从动滑轮引出的拉绳的自由端，如“n”是奇数，从动滑轮挂钩连起；如“n”是偶数，从定滑轮挂钩连起，简称“奇动偶定”。 27．将一根粗细均匀、质量为M的铁丝弯成直角，直角边边长之比AC：BC＝m：n（m＞n），将直角顶点C固定，如图所示，当直角铁丝静止时，BC边与竖直方向的夹角为θ，则sinθ＝　　 ，若在B点悬挂一物体，将使θ＝45°，则该物体的质量为　　 。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）两边铁丝的重心分别在中点，两边质量之比等于长度之比，可求两边重力之比；求出两边力臂之比，根据杠杆平衡条件求sinθ的大小； （2）在B点悬挂一物体，有杠杆平衡条件可知GaAC×cosθ＝GbBC×sinθ+GC×BC×sinθ，将θ＝45°、两边铁丝的质量（知道大小之比，利用赋值法得出）代入求得在B点所挂物体c的质量。 【解答】解： （1）如图，两边的重心分别在中点，质量之比等于长度之比， 即：ma：mb＝AC：BC＝m：n， 重力之比： Ga：Gb＝mag：mbg＝ma：mb＝m：n， 左边力臂： LaAC×cosθ， 右边力臂： LbBC×sinθ， 由杠杆平衡条件可知： Ga×La＝Gb×Lb， 即：GaAC×cosθ＝GbBC×sinθ， ∴sinθcosθ， 解得： sinθ； （2）在B点悬挂一物体，θ＝45°，如右图， GaAC×cosθ＝GbBC×sinθ+GC×BC×sinθ， 即：GaACGbBCGC×BC， ∴Ga×AC＝Gb×BC×+2GC×BC， ∴ma×m＝mb×n×+2mC×n，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① ∵ma：mb＝m：n，总质量为M， ∴maM，mbM，代入①式得： mcM。 故答案为：；M。 【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，能画出杠杆示意图、利用好数学知识是本题的关键，属于难题。 28．如图所示，物重G＝30N，绳的一端拴在地面，拉力F使滑轮匀速上升。（不计绳重与摩擦） （1）若滑轮重不计，滑轮向上移动20cm，则拉力F＝　60　 N，物体上升　40　 cm。 （2）若滑轮重为2N，使物体上升20cm，则拉力F＝　62　 N，滑轮向上移动　10　 cm。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）由图知，拉动滑轮时，拉力的大小是物重的2倍，但移动距离是物体移动距离的一半，所以使用这样使用动滑轮费力但可以省距离； （2）若滑轮重为2N，由图知滑轮受到的拉力F等于物体重的二倍加上滑轮重，据此求拉力；再根据sh求滑轮向上移动的高度。 【解答】解：（1）由图可知，该滑轮是动滑轮，当滑轮上移s＝20cm时，物体上移的高度是物体上移的2倍，h＝2s＝2×20cm＝40cm； 若滑轮重不计，此时拉力应该是物重的2倍，即拉力大小F＝2G＝2×30N＝60N； （2）若滑轮重G轮＝2N，由图知，此时拉力： F＝2G+G轮＝2×30N+2N＝62N； 当物体上移h′＝20cm时，滑轮（拉力）上移的高度是物体上移的，s′h′20cm＝10cm； 故答案为：（1）60，40； （2）62，10。 【点评】此题灵活考查了对动滑轮的理解与应用，注意不要机械地使用FG的结论，要具体问题具体分析。 29．如图所示，质量为M，半径为R的均匀圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动，AB是它的直径，O是它的圆心，重力加速度为g。现在薄板上挖去一个直径为R的圆，则圆板的重心将从O点向左移动 　　 R的距离，在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡，此时AB恰处于水平位置，则F＝　Mg　 。 【答案】见试题解答内容 【分析】先利用割补法分析重心的位置，然后根据杠杆平衡条件列式求解拉力F。 【解答】解：（1）在薄板上挖去一个直径为R的圆后，设圆板的重心将从O点向左移动x； 由于原来均匀圆形薄板半径为R，挖去的圆直径为R（其半径为R）， 所以，根据S＝πr2可知，挖去的圆形薄板面积为原来面积的， 由于圆形薄板是均匀的，则挖去的圆形薄板质量也为原来质量的， 假设将割去的圆形薄板可补上，在重心处可以将物体支撑起来，以原重心处O为支点，如图所示： 根据杠杆平衡条件可得：（MM）g•xMg•R， 解得：xR； （2）在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡，以A为支点，此时的重心距A的距离为RR， 根据杠杆平衡条件，则有： F•2R＝（MM）g•（RR）， 解得：FMg。 故答案为：，Mg。 【点评】本题关键是明确重心的物理意义，还要结合杠杆平衡条件列式求解，基础问题。 30．如图所示，杆OA长为0.5米，O端用铰链铰于竖直墙面，杆中B处有一制动闸，OB为0.2米，闸厚d为0.04米，轮子C的半径R为0.2米，闸与轮间动摩擦因数μ为0.5．飞轮顺时针转动时，要对轮施加力矩（力×力臂）1000牛米才能使轮减速而制动，若杆与闸的重力不计，则在杆的A端需加垂直于杆的力F的大小为 　4400　 牛。 【答案】见试题解答内容 【分析】根据使轮减速而制动的力矩和轮子C的半径求出使轮减速制动需要的摩擦力，根据动摩擦因数求出作用在B上的压力F2，最后根据杠杆平衡条件求出作用在A的动力F．注意杠杆OAB是在垂直于杆向下的力F、竖直向上的支持力F2和水平向右的摩擦力f的作用下的平衡。 【解答】解：∵能使轮减速而制动时对轮施加力矩为1000牛米，即fR＝1000N•m， ∴f5000N．闸对轮子 ∵闸与轮间动摩擦因数μ为0.5， ∴由f＝μN得：闸对轮子的压N10000N， 根据力的作用是相互的可知：B点受到的竖直向上的支持力F2＝N＝10000N， 由于杠杆OAB受A端垂直于杆向下的力F、B点受到的竖直向上的支持力F2和轮子对它的水平向右的摩擦力f的作用， 则根据杠杆平衡条件得：FOA＝F2OB+fd， F4400N。 故答案为：4400。 【点评】本题考查力矩、动摩擦因数和杠杆平衡条件的应用，关键是注意杠杆OAB是在垂直于杆向下的力F、竖直向上的支持力F2和水平向右的摩擦力f的作用下的平衡。 31．有四条完全相同的刚性长条薄片AiBi（i＝1，2，3，4），其两端下方各有一个小突起，薄片及突起的重力均不计。现将四薄片架在一只水平的碗口上，使每条薄片一端的小突起Bi搭在碗口上，另一小突起Ai位于其下方薄片的正中，由正上方俯视如图所示。现将一个质量为2m的小物体放在薄片A4B4上的一点，这一点与A3、A4的距离相等，则薄片A4B4中点受A3的压力是 　0.2mg　 。 【答案】见试题解答内容 【分析】根据图示得出不同的钢片将的压力关系，然后以B4为支点，根据杠杆平衡的条件列出关系式即可求出薄片A4B4中点受A3的压力。 【解答】解：设A3对A4B4的压力为F，根据杠杆平衡的原理和力的作用是相互的，A2对A3B3的压力为2F，A1对A2B2的压力为4F，A4对A1B1的压力为8F，那么A1B1对A4B4的压力为8F，以B4为支点，根据杠杆平衡的条件可得： 8F×4＝2mg×3+F×2 F＝0.2mg。 故答案为：0.2mg。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的分析法及应用，关键是明确各薄片间的相互作用力。 四．作图题（共4小题） 32．找出该动滑轮的支点、画出动力臂和阻力臂。 【答案】见试题解答内容 【分析】使用动滑轮能省一半的力，但是如果动力作用在动滑轮的挂钩上就不能省力，而是省距离了，其本质是动力臂是阻力臂的杠杆，支点在绳与轮最左边的接触点，根据力臂的画法画出相应的力臂。 【解答】解： 动滑轮的支点O在绳与轮最左边的接触点；F为动力，作用点在动滑轮的挂钩上，阻力作用点在绳与轮最右边的接触点上，方向竖直向下；过支点O分别向动力作用线和阻力作用线画垂线，就得到动力臂L1和阻力臂L2，如图所示： 【点评】动滑轮是变了形的杠杆，根据杠杆五个要素的概念，确定支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂，考查了学生对概念的理解和应用能力。 33．如图所示，请根据力F，作出它的力臂l。 【答案】见试题解答内容 【分析】根据力臂的画法进行作图，即过支点作动力作用线的垂线段。 【解答】解：如图所示，沿长力F得到动力作用线，过支点O作动力作用线的垂线段即为F的力臂l，如图所示： 【点评】此题主要考查了有关力臂的画法，首先要掌握力臂的概念，找出支点和力的作用线，从而正确地画出力臂。 34．作出如图的铡刀使用中的两个力臂，并表明L1和L2。 【答案】见试题解答内容 【分析】已知支点、动力和阻力的方向，根据力臂的画法，过支点作动力作用线和阻力作用线的垂线段，即动力臂和阻力臂。 【解答】解：延长动力作用线，过支点O作动力作用线的垂线段（即动力臂L1）；阻力垂直于杠杆，过支点O作阻力作用线的垂线段（即阻力臂L2），如下图所示： 【点评】力臂即点到线的距离，先找点（支点），再作线（力的作用线），最后作点到线的距离。 35．作出图中杠杆的动力和阻力臂。 【答案】见试题解答内容 【分析】先确定杠杆的支点，然后画出动力和阻力示意图，确定力的作用线，过支点作力的作用线的垂线可得力臂。 【解答】解： 杠杆与墙壁的连接处O是杠杆的支点，沿绳子斜向上画出动力F1的示意图；重物G对杆竖直向下的拉力为阻力F2，从支点O向阻力的作用线作垂线段，垂线段就是阻力臂L2，如图所示： 【点评】找准支点是画力臂的关键。如果从支点向力的作用线引垂线时，与力的作用线不能相交，就要延长力的作用线。 五．实验探究题（共3小题） 36．如图是关于简单机械的实验探究。 （1）如图甲、乙所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是 　乙　 ，若滑轮的自重和摩擦不计，分别用力F1、F2匀速提起同一物体，则F1　＞　 F2（选填“＞”“＜”或“＝”）。 （2）如图丙是“探究杠杆平衡条件”的装置。 ①实验前，应调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是 　便于测量力臂　 。 ②杠杆两侧同时去掉一个钩码，　不能　 （选填“能”或“不能”）继续在水平位置保持平衡。 【答案】（1）乙；＞；（2）①便于测量力臂；②不能。 【分析】（1）定滑轮的轮轴是固定的，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向； 动滑轮的轮轴与物体一起运动，使用动滑轮可以省力； （2）①实验前，调节杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆重力对杠杆平衡的影响； ②设一个钩码重是G，根据杠杆平衡条件求出力和力臂的乘积，大的一端下沉。 【解答】解：（1）根据滑轮的特点可知图乙属于动滑轮； 不计摩擦和动滑轮重：用F1的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故F1＝G； 用F2的力提升重物时，用的是动滑轮；根据动滑轮能够省一半的力，故F2G，所以，F1＞F2； （2）①实验前，调节杠杆在水平位置平衡，是为了消除杠杆重力对杠杆平衡的影响； ②图丙中，两侧同时去掉一个钩码，设一个钩码的重力为G，则左侧、右侧分别为 G×15cm＝15cm•G 2G×10cm＝20cm•G 所以左侧小于右侧的力与力臂的乘积，不能保持平衡。 故答案为：（1）乙；＞；（2）①便于测量力臂；②不能。 【点评】本题考查了滑轮分类、定滑轮和动滑轮省力特点的应用以及探究杠杆平衡条件的实验，属于基础题目。 37．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如表： 次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率 第1次 2 5 1 15 66.7% 第2次 4 5 1.7 15 / 第3次 6 5 / 15 83.3% （1）在实验操作中应该在 　竖直　 方向 　匀速　 向上拉动弹簧测力计； （2）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：　使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高　 ； （3）实验中使用的动滑轮重力至少为 　1N　 ，分析表格中数据，3次实验中额外功大小不相等，原因为 　物重不同时，对滑轮的压力不同，摩擦力不同，需要克服摩擦力做的功即额外功不同　 。 【答案】（1）竖直；匀速；（2）使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；（3）1N；物重不同时，对滑轮的压力不同，摩擦力不同，需要克服摩擦力做的功即额外功不同 【分析】（1）在实验中要竖直向上缓慢、匀速拉动测力计； （2）根据公式η可求滑轮组的机械效率，分析表中数据，然后得出结论； （5）根据G动＝nF﹣G物求出动滑轮的重力；从摩擦与绳重等方面分析答题。 【解答】解：（1）在实验操作中应该在竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力的大小。 （2）第2次实验中，有用功为：W有2＝G2h2＝4N×0.05m＝0.2J； 总功为：W总2＝F2s2＝1.7N×0.15m＝0.255J； 机械效率为：； 第1次到第3次实验中，使用的是同一滑轮组，钩码重越大，滑轮组的机械效率越高。可得出的实验结论是：使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高，滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关。 （3）由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n＝3，当物体越重时，对滑轮的压力越大，摩擦力越大，需要克服摩擦力做的功越大，所以第一次实验受摩擦力的影响最小，此时滑轮的重力为： G动＝nF1﹣G物1＝3×1N﹣2N＝1N； 物重不同时，对滑轮的压力不同，摩擦力不同，需要克服摩擦力做的功即额外功不同，所以，3次实验中额外功大小不相等。 故答案为：（1）竖直；匀速；（2）使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；（3）1N；物重不同时，对滑轮的压力不同，摩擦力不同，需要克服摩擦力做的功即额外功不同。 【点评】本题是测量滑轮组的机械效率，主要考查了有关机械效率的计算及影响滑轮组机械效率的因素，要理解并熟记。 38．小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组（如图甲、乙所示），完成了两次实验，部分实验数据如表格所示。 次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η/% 1 2 10 1.0 30 2 2 10 1.5 20 （1）第1次实验中，选用的实验装置为 　乙　 （选填“甲”或“乙”）图，此时滑轮组的机械效率为 　66.7　 %；（结果保留一位小数） （2）结合表格中记录及计算的相关数据可知，滑轮组的机械效率与绳子的段数 　无关　 （选填“有关”或“无关”）； （3）下列措施中，可以提高滑轮组机械效率的是 　ABD　 （填序号）； A．换用质量小的动滑轮 B．给滑轮的轴心加润滑油 C．增加重物被提升的高度 D．增大被提升重物的质量 （4）第2次实验装置（假设表格中数据未考虑绳重和摩擦），只有当物重G大于 　1　 N时，用该装置提升重物时才会表现出省力的特点。 【答案】（1）乙；66.7；（2）无关；（3）ABD；（4）1。 【分析】（1）根据s＝nh的关系便可确定承担物重的绳子段数，进而判断选用的实验装置；根据η算出第1次实验滑轮组机械效率； （2）根据η算出第2次实验滑轮组机械效率；第1、2次实验滑轮组机械效率比较得出结论； （3）根据影响滑轮组效率高低的因素分析答题； （4）根据“当拉力与物体的重力相同时，刚好不省力”算出提升的物体重力不得小于多少。 【解答】解：（1）根据s＝nh可知，第1次实验中，n3，因此选择乙装置进行实验； 此时滑轮组的机械效率为：η100%≈66.7%； （2）第2次实验滑轮组机械效率：η'100%≈66.7%， 根据1、2两次的实验数据可知，虽然滑轮组的绕绳方法发生了变化，物重没有变，但滑轮组的机械效率没有发生变化，因此可得出结论：使用相同滑轮组提升同一物体时，滑轮组的机械效率与绕绳方式无关； （3）A、减轻动滑轮重力，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率，故A符合题意； B、机械加润滑油，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率，故B符合题意； C、滑轮组的机械效率η，可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以，增加重物上升高度，不能提高滑轮组的机械效率，故C不符合题意； D、由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，故D符合题意； 故选：ABD； （4）第2次实验装置（假设表格中数据未考虑绳重和摩擦），根据s＝nh可知，第2次实验中，n'2， 按第2次实验数据，此滑轮组由2段绳子承担物重，若不计摩擦和绳子重，则F（G物+G动）， 所以动滑轮的重力：G动＝2F﹣G物＝2×1.5N﹣2N＝1N； 当拉力与物体的重力相同时，此滑轮组刚好不省力，即F′＝G物′， 所以F′＝G物′（G物′+G动），即2G物′＝G物′+G动， 解得：G物′＝G动＝1N，只有当物重G大于1N时，用该装置提升重物时才会表现出省力的特点。 故答案为：（1）乙；66.7；（2）无关；（3）ABD；（4）1。 【点评】本题主要考查测量滑轮组的机械效率，其中正确理解影响滑轮组的机械效率大小因素是解题的关键。 六．计算题（共4小题） 39．如图所示，物体甲静止置于水平地面上时，对地面的压强为p1；轻质杠杆AB的支点为O，OB＝3AO，现在杠杆的A端用轻绳将物体甲吊起，在杠杆的B端悬挂质量为4kg的物体乙，杠杆在水平位置平衡，此时物体甲对地面的压强为p2，且p1＝3p2。（g取10N/kg）求： （1）杠杆A端受到的拉力； （2）物体甲的重力。 【答案】（1）杠杆A端受到的拉力为120N； （2）物体甲的重力为180N。 【分析】（1）先根据G＝mg求出乙的重力，然后根据杠杆平衡的条件求出杠杆A端受到的拉力； （2）用甲的重力和杠杆A端受到的拉力以及甲与地面的接触面积S表示出P1＝3P2即可求出甲的重力。 【解答】解：（1）乙的重力：G乙＝mg＝4kg×10N/kg＝40N，根据F1L1＝F2L2可知，杠杆A端受到的拉力：； （2）压强：p，题意可知：P1＝3P2，即：；解得G甲＝180N。 答：（1）杠杆A端受到的拉力为120N； （2）物体甲的重力为180N。 【点评】本题考查重力的计算以及杠杆平衡条件的应用，属于基础题目，难度较小。 40．一把杆秤不计自重，提纽到秤钩a的距离是4cm，秤砣质量是250g。用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡？ 【答案】秤砣应离提纽32cm，秤杆才平衡 【分析】根据杠杆的平衡条件求出秤砣到提纽的距离。 【解答】解：称质量是2kg的物体时，由杠杆平衡条件得：G物体×L物体＝G秤砣×L秤砣，则：m物体g×L物体＝m秤砣g×L秤砣，即2kg×4cm＝0.25kg×L秤砣，解得：L秤砣＝32cm。 答：秤砣应离提纽32cm，秤杆才平衡。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，应用杠杆平衡条件即可正确解题，准确求出各力对应的力臂是解题的关键。 41．身高1.7米，质量为50千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点，g＝10N/kg，则： （1）他的重力为多少牛？ （2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？ 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）根据公式G＝mg计算出重力； （2）根据图示求出动力臂和阻力臂，利用杠杆平衡的条件可以求出地面对手的力，根据力的作用是相互的，可得出地面对手的作用力。 【解答】解：（1）小明同学的重力： G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N； （2）由图可知，O为支点，动力臂L1＝0.9m+0.6m＝1.5m，阻力臂L2＝0.9m， 阻力等于人的重力，即F2＝G＝500N， 由杠杆平衡条件可得：F1L1＝F2L2， 即：F1×1.5m＝500N×0.9m， 解得F1＝300N， 即地面对手的作用力至少要300N。 答：（1）他的重力为500N； （2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要300N。 【点评】本题考查了重力的计算和杠杆的平衡条件的应用，分析图片信息，由图找出动力臂与阻力臂是正确解题的关键 42．利用撬棒撬起箱盖，如图所示。若动力臂为阻力臂的10倍，手对撬棒的动力大小为40牛，求箱盖对撬棒的阻力大小。 【答案】箱盖对撬棒的阻力大小为400N 【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2计算阻力大小。 【解答】解：动力臂是阻力臂的10倍，则：L1＝10L2；根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，阻力为：F240N×10＝400N。 答：箱盖对撬棒的阻力大小为400N。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，属于基础题。 七．综合能力题（共3小题） 43．在“大力士”比赛中，需要把一质量m＝200kg，边长1m，质量分布均匀的立方体，利用两种方式分别进行移动。第一种方式如图甲所示，用水平向右的力F拉着立方体，使其匀速直线运动5m，运动时间为10s，F做功的功率是50W；第二种方式如图乙所示，利用翻滚的方法法使立方体沿图乙直线移动5m距离。（本题中g＝10N/kg，已知1.4）求： （1）第一种方式中拉力做功； （2）第一种方式中拉力F的大小； （3）第二种方式使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力Fmin的大小； 【答案】（1）第一种方式中拉力做功为500J； （2）第一种方式中拉力F的大小为100N； （3）第二种方式使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力Fmin的大小为714.3N。 【分析】（1）知道拉力的功率和物体运动的时间，根据W＝Pt求出拉力F做的功； （2）知道拉力做的功和物体运动的距离，根据W＝Fs求出拉力F的大小； （3）根据G＝mg求出立方体的重力； 要想用最小的力立方体一边刚好离开地面，那么动力臂应该达到最大，立方体最长的力臂应该为对角线，再利用直角三角形的三边关系，求出动力臂OA的长度，根据杠杆平衡条件求出最小力。 【解答】解：（1）由P可得，拉力F做的功：W＝Pt＝50W×10s＝500J； （2）由W＝Fs可得，拉力F的大小：F100N； （3）立方体的重力：G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N， 要想用最小的力使立方体一边刚好离开地面，由图知，支点为O，动力臂应该达到最大，OA为最大动力臂， 所施加的力应该与力臂OA垂直且向上； OAm， 根据杠杆平衡条件可知： Fmin×OA＝Gl， 最小力：Fmin714.3N。 答：（1）第一种方式中拉力做功为500J； （2）第一种方式中拉力F的大小为100N； （3）第二种方式使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力Fmin的大小为714.3N。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式和杠杆平衡条件的计算，以及如何寻找最省力的方法，弄明白重心升高的高度是解决此题的关键，难度很大。 44．建筑工人用如图所示的滑轮组匀速提升建材，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量的变化而变化，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。 （1）在图中所示的3个滑轮中，只能改变力的大小的是滑轮 　A　 （选填“A”“B”或“C”）。 （2）若工人在50s内将建材匀速竖直提升了10m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率是多少？ （3）当滑轮组提起重800N的建材时，其机械效率为80%，动滑轮的重力是多少？ 【答案】（1）A；（2）拉力的功率是80W；（3）动滑轮的重力是200N。 【分析】（1）定滑轮的实质是等臂杠杆，既不省力也不费力，但是可以改变力的方向；动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，能省力，但不能改变力的方向； （2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，利用W＝Fs求出拉力做的功，再利用P求出拉力的功率； （3）滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，克服建材重力所做的功为有用功，克服建材重力和动滑轮重力所做的功为总功，根据η100%100%100%表示出滑轮组提起重800N的建材时的机械效率即可求出动滑轮的重力。 【解答】解：（1）由图可知，A是动滑轮，B、C是定滑轮，只能改变力的大小的是动滑轮A； （2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2， 绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m， 拉力做的功：W总＝Fs＝200N×20m＝4000J， 则拉力的功率：P80W； （3）因滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计时，克服建材重力所做的功为有用功，克服建材重力和动滑轮重力所做的功为总功， 所以，滑轮组的机械效率：η100%100%100%， 当滑轮组提起重800N的建材时，滑轮组的机械效率为80%，即80%100%， 解得：G动＝200N，即动滑轮的重力是200N。 答：（1）A；（2）拉力的功率是80W；（3）动滑轮的重力是200N。 【点评】本题考查了学生对定滑轮和动滑轮特点、做功公式、功率公式、滑轮组机械效率公式的掌握与应用，明确有用功和总功的含义是关键。 45．如图，O点是轻质杠杆AOB的支点，杠杆上的C点受到阻力F2的作用。若使杠杆在图中所示位置静止，请在杠杆上画出所要施加的最小动力F1的示意图，并画出动力臂L1和阻力臂L2。若L1与L2之比为5：3，F2大小为100N，则F1的大小为　60　 N。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）使用杠杆时，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此只需找出使动力臂最长的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可；支点到阻力作用线的垂直距离是阻力臂； （2）已知L1与L2之比为5：3，F2大小为100N，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可求得F1的大小。 【解答】解：（1）由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，要最省力，则动力臂应最长，由图知OA比OB长，所以OA作为动力臂L1时最长； 因阻力方向竖直向下，为使杠杆平衡，则动力F1的方向应向上，则过A点作垂直于OA向上的力即为最小动力F1的示意图；反向延长阻力画出阻力的作用线，则支点O到阻力作用线的垂直距离为阻力臂L2，如图所示： （2）已知，F2＝100N，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，F160N。 故答案为：见上图；60。 【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小的结论。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$