【巩固复习】第十二章 简单机械（培优卷）-2024-2025学年八年级下册物理人教版（2024）

第十二章 简单机械 一、单选题 1．某施工工地上，技术革新小组将一个滑轮组改进后提高了机械效率，用它把同样的物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比，则（　　） A．总功不变，有用功增加了 B．总功不变，额外功减小了 C．额外功减小了，有用功不变 D．额外功不变，有用功增加了 2．下列机械效率的说法正确的是（　　） A．机械效率可以提高到100% B．额外功与总功之比越小，机械效率越大 C．功率大的机械机械效率高 D．机械效率越高，有用功就越多 3．某人用20N的力提起了70N的重物，那么他使用了（　　） A．一个动滑轮 B．一个定滑轮 C．一支杠杆 D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 4．如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中最小的拉力是（　　） A．B．C．D． 5．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% 6．如图所示，用甲乙两个相同的滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度，已知滑轮重小于钩码重，且不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．F1与F2大小相等 B．甲的机械效率比乙高 C．甲中绳的自由端移动的距离比乙大 D．甲中绳的自由端移动的速度和乙相等 7．如图所示的滑轮组中，不计摩擦和滑轮及绳重，则拉力F为（　　） A．G/8 B．G/6 C．G/5 D．G/4 8．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升完全相同的两个物体（不计绳重、滑轮重和摩擦），拉力F甲、F乙分别作用在绳端和拉钩上，绳端和拉钩均沿竖直方向匀速上移了相同距离，该过程中物体上升的高度分别为h甲、h乙，两装置的有用功分别为W甲、W乙，机械效率分别为η甲、η乙，则下列说法中正确的是（　　） A．F甲： F乙=1：2 B．h甲：h乙=1：2 C．W甲：W乙=1：1 D．η甲：η乙=1：1 9．人的头颅可以看成杠杆。当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零；当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力。为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系，我们可以建立一个头颅模型来模拟实验。如图甲所示，把人的颈椎简化成一个支点O，用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点。将细线的一端固定在B点，用弹簧测力计拉着细线可以模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图乙所示（拉力未画出）。也可以让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的相关数据进行研究。小明同学在抬头或低头过程中，关于肌肉的拉力（动力）F1与阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2、低头角度θ的变化关系，下列图像中正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 10．用滑轮组竖直向上提升物体，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计时，影响滑轮组机械效率的因素有（　　） A．被提升物体的重力 B．滑轮组的绕线方式 C．动滑轮的重力 D．被提升物体匀速上升的速度 11．下列说法中错误的是（　　） A．小刚比小明做功多，则小刚的功率一定比小明的功率大 B．小刚比小明做功多，且做功所用时间比小明少，则小刚的功率一定比小明的功率大 C．机械做的有用功越多，机械效率越高 D．机械做功越快，机械效率越高 12．如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4m、5m，高度相同．两个工人分别沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等．此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列说法正确的是（　　） A．F甲∶F乙=5∶4 B．W甲∶W乙=5∶4 C．P甲∶P乙=5∶4 D．η甲∶η乙=5∶4 13．如图所示，在探究滑轮组的机械效率的实验中，物体A在5s内被匀速提升0.5m，滑轮组的机械效率为90%，动滑轮重3N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为3W B．物体A的重力为27N C．绳子自由端的拉力F大小为8N D．绳子自由端的拉力所做的有用功为13.5J 14．用一个定滑轮和一个动滑轮只改变绕线方式组成如图甲、乙所示的两个滑轮组，分别将同一重物以相同的速度匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳端拉力 B．绳端拉力做的功 C．绳端拉力做功的功率 D．两个滑轮组的机械效率 15．如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将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。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是（　　） A．动滑轮的重力为9N B．第2s内拉力F的功率为40W C．此装置最多能匀速运载80N的货物 D．此装置提升重物的最大机械效率为85% 16．如图的装置，甲、乙分别表示两个滑轮组，连接滑轮和物体的细绳相同，绳子能承受的最大拉力为500N，物块重为200N，动滑轮重为20N，当甲的绳自由端拉力为400N，乙的绳自由端拉力为150N时，物块以0.2m/s匀速水平向左移动；当甲的绳端拉力为340N，乙的绳端拉力为F乙'时，物块处于静止状态，且物块与地面之间的摩擦力为0N，物块与水平地面粗糙程度均匀，忽略绳重及滑轮转轴摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．物块与地面之间的滑动摩擦力为120N B．物块以0.2m/s匀速向右移动，乙绳端拉力的最小功率为14W C．F乙'＝260N D．物块匀速移动时，乙的最大机械效率为96.2% 三、填空题 17．如图所示，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，机械摩擦不计 分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中甲、乙杠杆的拉力相比 　 　 选填“ ”、“ ”或“ ” ，甲、乙杠杆的机械效率相比 　 　 选填“ ”、“ ”或“ ” ． 18．杠杆在如图所示的位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）端调节。 19．如图所示，工人用的拉力，在内将重为的物体匀速提升了。该过程中，工人拉力做功的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。 20．如图，某人将一物体用F=60 N的推力匀速将一个重300 N的物体推上高h=1 m、长s=6 m的斜面，则此人对物体做的有用功为　 　J，总功为　 　J，摩擦力为　 　N，斜面的机械效率为　 　. 21．如图所示，物体A重1000N，在力F的作用下物体以0.5m/s的速度沿水平方向匀速前进．若A与水平面间的摩擦力为物重的 ，滑轮组的机械效率为80%，则5s内拉力的有用功是　 　 J，拉力F是　 　 N． 22．如图所示是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，重为900N的建筑材料以0.2 m/s的速度匀速上升，动滑轮的重为60N，不计绳重和摩擦。则工人师傅的拉力F是　 　N，拉力F做功的功率P是　 　W。 23．如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50N的水平拉力F，物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M速度为0.2m/s，小车速度为0.3m/s，则地面对物体M的摩擦力为　 　N，2s后绳子自由端移动的距离为　 　m．（不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦） 24． 如图所示，利用滑轮组帮助汽车脱困，汽车在内沿直线匀速前进，作用在绳子上的拉力为，拉力做功的功率为　 　；若该滑轮组的机械效率为，则汽车受到的阻力为　 　。 四、实验探究题 25．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的钩码，分别做了三次实验，实验数据记录在下表中。 实验次数 钩码所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距S/m 机械效率 1 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4 0.1 1.7 0.3 78.4% 3 6 0.1 2.4 0.3 　 （1）在实验过程中，应沿竖直方向　 　 拉动弹簧测力计； （2）在第3次测量中，滑轮组做的有用功是　 　 J，总功是　 　 J，机械效率为　 　 ； （3）分析表中数据可得出：同一滑轮组，提升钩码越重，机械效率越　 　（选填“高”或“低”）； （4）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率　 　 (填“变大”“变小”或“不变”)。 26．小明所在的实验小组要“探究杠杆平衡条件”，实验室提供的实验器材有： A．带有均匀刻度的匀质杠杆 B．带固定轴的支架 C．弹簧测力计（不计重量，量程为10N） D．刻度尺 E．钩码若干（每个质量m=100g） F．细线 （1）实验前，将杠杆安装到支架上后静止如图甲所示，此时杠杆　 　（选填“是”或“不是”）处于平衡状态；为了使杠杆在水平位置平衡，则应把杠杆两端的平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）调节，其目的是便于在杠杆上直接读出　 　。 （2）如图乙所示，在A点挂2个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为　 　N（g取10N/kg）， （3）小明在图乙的基础上保持A点所挂钩码的数量和位置不变，将弹簧测力计绕B点从a位置转到b位置时，杠杆仍然保持水平平衡，如图丙所示，则此过程中测力计的拉力F将　 　，F与其力臂的乘积变化情况是　 　（均选填“变大”、“变小”或“不变） （4）图丁是猴、兔分萝卜过程的两张漫画。看似取得了皆大欢喜的结果，但根据杠杆的平衡条件可知，实际上猴子分得的萝卜重量　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）兔子分得的萝卜重量。 五、计算题 27． 中国目前已成为世界基建强国，如图甲所示的塔吊是基建的常用设备，其起重机构的部分结构可简化为如图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为120kg，动滑轮的重量为300N，在绳子自由端施加拉力F后物体在10s内匀速上升5m。不计绳重和一切阻力。求： （1）提升物体时做的有用功； （2）10s内拉力F的功率； （3）此时滑轮组的机械效率。 28．冬奥会吉祥物冰墩墩以熊猫为原型进行设计创作，将熊猫形象与富有超能量的冰晶外壳相结合，体现了冬季冰雪运动和现代科技特点，其形象如图所示，在某街头的一座“冰墩墩”如图甲，质量为300kg，与水平地面的接触面积为0.1m2，求： （1）冰墩墩对水平地面的压强； （2）小汀用如图乙所示的装置搬动冰墩墩，OB＝4OA，那么小汀在B端至少要用多大的拉力才能搬动冰墩墩？ 29．2022年北京冬季奥林匹克运动会某场馆建设中，采用如图所示的装置，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N，该工人重500N，绳子自由端受到的拉力为220N，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： （1）物体上升的速度； （2）绳子自由端移动的距离； （3）若绳子能承受的最大拉力为600N，该工人利用此滑轮组提起重物，最多能提起多重的物体？ 30．巨型货轮“长赐”号满载时排水量达2×105t，是最大的远洋船之一、2021年3月9日该货轮载有超过1.8万个集装箱，从深圳盐田港出发，途经苏伊士运河斜向搁浅（如图甲）。救援队用挖掘机挖走船头和船尾底部的泥沙，利用水的浮力使船体重新漂浮。求（ ρ海水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）： （1）货轮满载正常航行时所受浮力大小； （2）满载时货轮吃水深度约为16m，求此时船底受到水的压强是多大； （3）救援前载，救援队还制定了通过卸载船上的集装箱，减小船的排水量来使船脱困的方案。若采用此方案，利用如图乙所示的塔式起重机卸载集装箱，当把重约12×105N的一个集装箱匀速吊起2m时，绳端的拉力F为5×104N，求此时滑轮组的机械效率。 31．如图所示是某汽车起重机打捞货箱示意图，货箱的升降使用的是滑轮组，滑轮组钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。该起重机将沉没于水下深处的一只密封货箱匀速打捞出水面，已知该货箱体积为50m3，质量是200t。（不考虑风浪、水流以及滑轮间摩擦和绳子的重力等因素的影响） （1）货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少？ （2）货箱完全出水后，此时钢丝绳拉力F＝1×106N，求动滑轮的重力； （3）求货箱出水前，滑轮组的机械效率。（小数点后面保留一位小数） 六、作图题 32．如图是使用手机和自拍杆进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个杠杆，O为支点，请在图中画出杠杠受到力的F2的力臂l2。 33．如图，在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力 及对应的力臂 。 34． 装卸工人用图所示装置将重为的货物提至高处，人对绳的拉力为绳重及摩擦不计，请在图中画出绳子绕法。 35．如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，请画出F1、F2的力臂l1和l2｡ 36．如图所示，O为杠杆的支点，B为阻力的作用点，画出阻力的力臂l和使杠杆平衡时，在A点作用的最小动力F的示意图。 七、综合题 37．端午假日，小华随父母体验了一次快乐的乡村游，见到如图甲所示的一个老式风扇车．查资料知，我国西汉时已有风扇车，它由车架、风扇（含摇杆）、喂料斗及出粮口等构成，主要用于清除谷物颗粒中的杂物及空瘪谷． （1）如图乙所示，风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口　 　（选填“A”或“B”）落下，说明　 　越大，物体的运动状态越不容易改变； （2）如图丙为风扇示意图，风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，它相当于一个　 　杠杆，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将　 　（前两空均选填“省力”或“费力”）一些； （3）如图所示的生活实例中，不属于轮轴应用的是　 　； A．自行车脚踏板与牙盘 B．螺丝刀拧螺丝 C．拧开水龙头 D．盘旋而上的盘山公路 （4）小华了解到，在风扇车被发明之前，传统的扬谷方法是在有风的时候将谷粒抛撒向空中，糠秕被风吹走，而籽粒就落在了地上，这样就很好地实现了糠、粒分离，根据你的理解，谈一谈“风扇车”相比于“传统的扬谷方式”有什么优点。　 　（写出一条即可） 38．半潜式钻井平台是一种可在深海开采可燃冰的巨型设备，其工作原理图如下图乙，它由平台、立柱和浮箱组成。半潜式钻井平台在海面上通常有两种工作状态：处于漂浮状态时，浮箱有少部分露出水面，以便在海上航行；处于半潜状态时，浮箱整体潜入水面以下一定深度，这样的设计增强了开采作业时整个设备抗风浪的能力。 （1）平台上的塔式起重机如图甲所示竖直起吊可燃冰时，由杠杆的平衡条件可知，塔式起重机的起重量随起吊幅度而变化，起吊幅度越大，起重量　 　； （2）平台上的塔式起重机是通过电动机带动滑轮组（重力忽略不计）竖直起吊可燃冰的，已知起吊重为6×104N的可燃冰时，此时最大起吊幅度是配重到O点距离的5倍且吊臂上方的绳子刚好都不承力。假设此时电动机的输出功率为80kW，不考虑能量损失时使可燃冰匀速上升80m；求： ①配重重　 　 ； ②这次起吊过程所用时间　 　 ； （3）立柱的作用是一方面将上层的平台固定在浮箱上，另一方面在半潜状态时提供一定的浮力，使平台在海上更加稳定。图中半潜式钻井平台设计有四根立柱，每根立柱可当作底面积200m2、高30m的长方体。漂浮状态时，浮箱有部分体积露在水面以上，此时半潜式钻井平台总质量为3.2×107kg；向浮箱内部的压载水舱注入适量的海水，由漂浮状态变成半潜状态，总质量变成5.6×107kg，立柱浸入水中的深度为25m。（忽略左右立柱之间起固定作用的连接横杆的体积）。求： ①半潜状态时水对每个立柱底端的压强　 　 ； ②漂浮状态时浮箱露出水面的体积　 　 。 答案解析 1．【答案】C 2．【答案】B 【解析】【解答】 A：由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，不可能提高到100%，A错误。 B：机械效率是有用功与总功的比值，即有用功在总功中的占比，额外功与总功之比越小，说明有用功与总功的之比越大，机械效率越大，B正确。 C：做功越快，功率越大，机械效率不一定高，C错误。 D：机械效率是有用功与总功的比值，取决于有用功和总功，机械效率越高，不一定有用功就越多。D错误。 【分析】此题考查了对机械效率的概念的理解。 （1）机械效率是有用功与总功的比值，由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，机械效率是表示机械性能好坏的物理量。 （2）功率是表示物体做功快慢的物理量，与机械效率是两个完全不同的概念。 3．【答案】C 【解析】【解答】解：A、因为动滑轮省一半力，而物重的一半为 G= ×70N=35N＞20N，故A选项错误； B、定滑轮既不省力也不费力，因此B选项错误； C、杠杆可以利用力臂的长短来改变用力的大小，所以当力臂长时，可以用较小的力提起较重物体，故C选项正确． D、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组最省力的绕法是有三条绳子提升重物，因此最小外力为 G= ×70N= N＞20N，故D选项错误； 故选C． 【分析】A、根据动滑轮（不计动滑轮重、绳重以及摩擦）省二分之一力进行分析； B、根据定滑轮既不省力也不费力进行分析； C、根据杠杆动力臂与阻力臂的关系进行分析； D、先判断出提升物体所用承重绳子的最多条数，通过外力与物重的关系计算出外力的大小． 4．【答案】B 5．【答案】D 【解析】【解答】A．物体A在10s内竖直匀速上升了2m，根据速度公式可知上升的速度为，故A错误； B．滑轮组的有用功为重物克服重力做功，重物重800N，竖直匀速上升了2m，根据做功公式可知，故B错误； C．由图知，缠绕绳子数为n=2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，根据动滑轮拉力的计算可知拉力为 ，绳子移动距离为物体移动距离的2倍，为4m，所以绳子移动速度为0.4m/s，根据P=Fv计算拉力做功的功率P=500N×0.4m/s=200W，故C错误； D．有用功为1600J，总功为W总=500N×4m=2000J，所以滑轮组的机械效率为，故D正确。 故选D。 【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力； 2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍， 3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。3、总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。 6．【答案】B 【解析】【解答】解：由图知，甲是定滑轮绳子的有效股数为1，乙是动滑轮绳子的有效股数为2； A．根据定滑轮和动滑轮的特点可得，F1＝G，F2＝ （G+G动），由滑轮重小于钩码重知，F1＞F2，A不符合题意； B．不计绳重和摩擦时，甲拉力做的总功和克服物体重力做的有用功相等，其机械效率等于100%；乙拉力做的总功等于克服物体重力和动滑轮重力做的功，其机械效率小于100%，则甲的机械效率比乙高，B符合题意； C．由s＝nh可知，s甲＝h，s乙＝2h，即甲中绳的自由端移动的距离比乙小，C不符合题意； D．用甲乙两个相同的滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度，物体运动的速度相等，由v绳＝nv物可知，甲中绳的自由端移动的速度小于乙，D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】不计绳重和摩擦，根据F=（G+G动）比较绳端拉力的关系；根据机械效率的计算公式比较两者的机械效率关系；根据s=nh比较绳端移动距离的关系；根据V=nV物比较两绳端移动的速度关系. 7．【答案】A 【解析】【解答】在不计摩擦和滑轮及绳重时，使用单个的动滑轮省一半力。 如图最下面的动滑轮两段绳子拉着物体，拉力为物重的一半，即 ； 中间的动滑轮又省了一半力，即每段绳子的拉力为： ； 到最上面的一个动滑轮，现省一半力，即绳子的拉力为： 。 A符合题意。 故答案为：A 【分析】不计摩擦和滑轮及绳重，物体重力为G．对于下面动滑轮，由于动滑轮能省力一半、力的作用是相互的，可求中间动滑轮受到的拉力，同样道理求出F的大小. 8．【答案】D 9．【答案】B 【解析】【解答】AD、根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，由于F2、l1都不变，所以无论F1多大，L1都保持不变，无论F1多大，F2都保持不变，故AD错误； B、根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，由于F2和L1都不变，可得：，所以F1与L2成正比关系，故B正确； 由于L2=OA×sinθ，可得：，故F1与θ的正弦值成正比关系，与θ不成正比关系，故C错误。【分析】根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，由于F2、l1都不变，可得出F1与L2之间的关系；由于L2=OA×sinθ，可知F1与θ之间的关系；由此可得出结论。 10．【答案】A,C 【解析】【解答】用滑轮组竖直向上提升物体，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计时，有用功与被提升的物体的重力有关，额外功与动滑轮的重力有关，影响滑轮组机械效率的因素有被提升的物体的重力、动滑轮的重力，滑轮组机械效率与滑轮组的绕线方式、被提升物体匀速上升的速度无关，AC符合题意，BD不符合题意。 故答案为：AC。 【分析】通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。 11．【答案】A,C,D 【解析】【解答】A.根据可知，功率大小由功和时间决定，只描述一项，无法比较功率大大小，故A错误符合题意； B.根据可知，刚比小明做功多，且做功所用时间比小明少，则小刚的功率一定比小明的功率大，故B正确不合题意； C.根据公式可知，机械效率由有用功和总功决定，即当总功相同时，有用功越多，则机械效率越高，故C错误符合题意； D.功率描述做功快慢，机械效率描述机械性能好坏，二者没有任何联系，故D错误符合题意。 故选ACD。 【分析】（1）（2）根据公式分析判断； （3）根据公式判断； （4）根据功率和机械效率的定义判断。 12．【答案】A,C 13．【答案】A,B,D 14．【答案】A,D 【解析】【解答】根据图片可知，甲图中n=3，乙图中n=2，根据可知，绳端拉力F甲<F乙，故A正确； 当忽略绳重和摩擦时，只对动滑轮做额外功，则绳端拉力做的总功等于对物体和动滑轮的重力做的功； 根据W总=W有+W额=Gh+G动h可知，拉力做的功相等，故B错误； 根据可知，拉力做功的功率相等，故C错误； 根据可知，两个滑轮组的机械效率相等，故D正确。 故选AD。 【分析】（1）根据比较绳端拉力的大小； （2）当忽略绳重和摩擦时，只对动滑轮做额外功，则绳端拉力做的总功等于对物体和动滑轮的重力做的功； （3）根据比较绳端拉力的功率； （4）根据公式计算滑轮组的机械效率。 15．【答案】B,C 16．【答案】A,D 17．【答案】； 【解析】【解答】如图甲，动力臂是阻力臂的二倍，所以省力，而乙杠杆为等臂杠杆，不省力，所以 ； 图甲提升物体时，要将杠杆升高，即对杠杆做额外功，机械效率较低； 图乙支点在中间，杠杆两侧等重，即不需要对杠杆做额外，不计摩擦时，效率为100%，所以 。 ​故答案为：<；<. 【分析】使用杠杆时，动力臂越长越省力，对杠杆做的功是杠杆上的额外功. 18．【答案】右 19．【答案】60；70% 20．【答案】300；360；10；83.3% 21．【答案】1250；312.5 【解析】【解答】解：图示滑轮组，n=2，则拉力移动的距离s与物体移动距离s′的关系：s=2s′． 物体受到的摩擦力： f= G= ×1000N=500N， ∵物体匀速移动， ∴受到滑轮组的拉力：F′=f=500N， 使用滑轮组做的有用功： W=F′s′=500N×0.5m/s×5s=1250J； ∵η= = = = =80%， ∴F= = =312.5N． 故答案为：1250；312.5． 【分析】由滑轮组的结构看出，n=2． 知道物体的质量，利用重力公式求物体重，根据摩擦力与物重的关系求摩擦力大小； 因为物体匀速移动，受到滑轮组的拉力和摩擦力是平衡力，据此求滑轮组对物体的拉力F′，再利用W=Fs求有用功； 再根据效率公式η= = =80%求拉力大小． 22．【答案】320；192 【解析】【解答】(1)由图知，n=3，不计摩擦和绳重时，工人师傅的拉力：F=(G+G动) = (900N +60N)=320N， (2)拉力端移动的速度：v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s，拉力做功的功率：P=Fv=320N×0.6m/s= 192W。 【分析】(1)由图知，使用滑轮组时承担物重的绳子股数n，不计摩擦和绳重时，拉力。 (2)拉力端移动速度等于物体升高速度的n倍，求出了拉力，利用P=Fv求拉力做功功率。 23．【答案】150；3 【解析】【解答】分析滑轮组的结构可知，有3股绳子承担摩擦阻力，则F=f，地面对物体M的摩擦力f=3F=3×50N=150N；由题知，物体M速度v物=0.2m/s，小车速度v车=0.3m/s，绳子自由端移动的相对速度：v=v车+v物=0.3m/s+0.2m/s=0.5m/s，2s后人相对于物体移动的距离：s1=vt=0.5m/s×2s=1m，绳子自由端移动距离：s2=3s1=3×1m=3m． 故答案为：150；3. 【分析】分析滑轮组的结构可知滑轮组绳子段数为3，物体在拉力和摩擦力作用下处于平衡状态，F=f；绳子自由端移动距离为物体移动距离的n倍. 24．【答案】400；1600 【解析】【解答】（1）拉力移动的距离s=ns物=2×1m=2m； 则拉力做的总功：W总=Fs=1000N×2m=2000J； 那么拉力的功率为：。 （2）根据得到：； 解得：f=1600N。 【分析】（1）首先根据s=ns物计算出拉力移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力做的总功，最后根据计算拉力做功的功率。 （2）当使用滑轮组水平拉动物体时，根据计算汽车受到的阻力。 25．【答案】（1）匀速 （2）0.6；0.72；83.3％ （3）高 （4）不变 【解析】【解答】（1）探究影响滑轮组机械效率的因素时需要控制沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，因为匀速状态为平衡状态； （2）在第3次测量中，滑轮组做的有用功是W有=Gh=6N×0.1m=0.6J，总功是W总=FS=2.4N×0.3m=0.72J，所以机械效率为； （3）从1.2.3组数据中得出同一滑轮组，提升钩码越重，机械效率越高； （4）从表中数据看出滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关，与绕线段数无关，所以若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变。 【分析】要正确测量拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；根据W有＝Gh，W总＝Fs可求在第3次测量中，滑轮组做的有用功、总功，根据求出第3次实验的机械效率； （3）分析表格中数据，得出机械效率与钩码重力的关系； （4）利用不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关，与绕线段数无关。 26．【答案】是；左；力臂大小；3；变大；不变；大于 27．【答案】（1）解：6000J （2）解：750W （3）解：80% 【解析】【解答】1）物体质量120kg，根据 G=mg=120kg×10N/kg=1200N， 物体上升5m，所以重力做功 W有=1200N×5m=6000J 2）缠绕在动滑轮上的绳子数为3，所以绳子自由端移动的距离为物体的3倍，绳子移动15m，拉力 F=1/3×（1200N+300N）=500N， 根据 P=FS/t=500N×15m/10s=750W 3）机械效率 η=G/nF=1200N/3/500N=80% 【分析】1）题目中的有用功为重物上升一定高度，克服重力做功 2、动滑轮拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，本题中n=3 3、机械效率计算公式为η=G/nF，题目中G=1200N，n=3，F=500N，据此计算机械效率 28．【答案】（1）解：冰墩墩对地面的压力即冰墩墩的重力为：F＝G＝mg＝300×10N/kg＝3000N； 冰墩墩对水平地面的压强为：； 答：冰墩墩对水平地面的压强为； （2）解：搬动冰墩墩时，冰墩墩对A的拉力为：FA＝G＝3000N； 根据杠杆平衡条件可知：FA×OA＝F×OB，则小汀在B端施加的力为：F＝FA×＝3000N×750N。 答：小汀在B端至少要用750N的拉力才能搬动冰墩墩。 【解析】【分析】（1）水平面上物体处理平衡状态时，对地面的压力等于重力，再根据压强公式计算即可； （2）根据杠杆平衡状态的条件可得 FA×OA＝F×OB，代入计算即可算出F。 29．【答案】（1）；（2）；（3） 30．【答案】解：（1）由阿基米德原理F浮=G排可知， 货轮满载正常航行时所受浮力F浮=G排=m排g=2×105×103kg×10N/kg=2×109N。 答：货轮满载正常航行时所受浮力大小为2×109N。 （2） 满载时货轮吃水深度约为16m， 则此时船底受到水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×16m=1.6×105Pa； 答：此时船底受到水的压强为1.6×105Pa。 （3）根据图片可知，滑轮组承担重力的绳子段数n=3， 则滑轮组的机械效率。 答：此时滑轮组的机械效率为80%。 【解析】【分析】 （1）根据阿基米德原理F浮=G排求出货轮满载正常航行时所受浮力大小； （2）根据p=ρ液gh求船底受到水的压强； （3）根据图片确定承担重力的绳子段数n，利用求滑轮组的机械效率。 31．【答案】（1）解：根据阿基米德浮力公式，货箱完全浸没在水中时受到的浮力是 答：货箱完全浸没在水中时受到的浮力是5×105N （2）解：不考虑风浪、水流以及滑轮间摩擦和绳子的重力等因素的影响，滑轮组中n=4，则货箱完全出水后 则动滑轮的重力为 答：货箱完全出水后，动滑轮的重力为2×106N （3）解：货箱出水前，货箱所受拉力为 此时钢丝绳拉力为 滑轮组的机械效率为 答：货箱出水前，滑轮组的机械效率为42.9%。 【解析】【分析】（1）根据液体密度和排开液体的体积计算浮力大小；（2）根据物体重力和滑轮组绳子的拉力，可以计算动滑轮的重力；（3）根据重力和浮力差，可以计算对物体的拉力；利用对物体的拉力，结合滑轮组的重力，可以计算机械效率大小。 32．【答案】 33．【答案】解：如图所示： 【解析】【解答】由图示可知，当杠杆与地面的接触点（A点）为支点时，作用在A点动力的力臂最大，所以此时动力最小，连接 为动力臂 ，过D点作垂直于动力臂向上的力，即为最小动力 的示意图；如图所示： 。 【分析】动力臂为支点到动力作用线的距离，阻力臂为支点到阻力作用线的距离，固定不动的点为支点。 34．【答案】 【解析】【解答】根据得到：，解得：n≈2。根据“奇动偶定”可知，绳头应该系在定滑轮上，按照从内到外的顺序依次缠绕即可： 【分析】根据计算承担重力的绳子段数n，根据“奇动偶定”推测绳头所在的位置，最后按照“从内到外”的顺序完成缠绕即可。 35．【答案】解：如图所示： 【解析】【解答】过支点O向力F1的作用线作垂线段l1，从支点O向力F2的作用线作垂线段l2，那么l1､l2即为力F1、F2的力臂，如图所示： 【分析】力臂是支点到力的作用线的距离，因此要先确定支点，然后判断力的方向，再过支点做出力的作用线的垂线，支点到力的作用线的距离，即为所求作的力臂。 36．【答案】 【解析】【解答】由图可知，阻力竖直向下，最小动力对应最大最大动力臂；最大动力臂即为OA，要使杠杆平衡动力方向为向左下方，据此可画出最小的动力F；如图： 【分析】1、杠杆原理的应用：杠杆的平衡条件为：动力*动力臂=阻力*阻力臂。 2、力臂的画法：力臂是支点和力的作用线的垂线段。 37．【答案】A；质量；费力；省力；D；扇车不受天气的影响，能够改变风速的大小。 【解析】【解答】（1）第1空，第2空，风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒因为质量大，所以从出粮口B落下，故可说明谷粒的质量越大，惯性越大，物体的运动状态越不容易改变。 （2）第3空，风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，动力作用在轴上，动力臂小于阻力臂，它相当于一个费力杠杆；第4空，根据杠杆原理，阻力和阻力臂不变时，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将更省力。 （3）A、脚踏板与齿轮盘组成轮轴，脚踏板是轮，齿轮盘是轴，组成了一个省力轮轴，A不符合题意。 B、螺丝刀拧螺丝确实应用了轮轴的原理，B不符合题意。 C、拧水龙头的把手时可以省力，属于轮轴，C不符合题意。 D、盘山公路是利用了斜面的原理，D符合题意。%0D%0A（4）根据题意可知，扬谷方法都是需要靠老天帮忙，有大风的时候才可以采用，速度缓慢而又非常费力；而扇车不受天气的影响，能够改变风速的大小，效率较高。 故答案为：（1）B；质量；（2）费力；省力；（3）D；（4）扇车不受天气的影响，能够改变风速的大小。 【分析】（1）物体的质量越大，越不容易改变它的运动状态。 （2）轮轴是一种简单机械，动力作用在轮上省力、动力作用在轴上费力；生活中的扳手、方向盘等均属于轮轴。 （3）扬谷方法都是需要靠老天帮忙，有大风的时候才可以采用，速度缓慢而又非常费力。 38．【答案】越小；3×105N；60s；2.5×105Pa；4000m3 学科网（北京）股份有限公司 $$