专题七 功和机械能-2025-2026学年沪粤版物理九年级上学期

沪粤版（2024）九年级上册《专题七 功和机械能》2025年同步练习卷【广东专用】 一．选择题（共5小题） 1．如图所示的各种工具或机械中属于费力杠杆的是（　　） A．开瓶器 B．独轮车 C．竹筷子 D．跷跷板 2．如图，以下示例所列举的几个力中，有力对物体做功的是（　　） （1）物体在绳子拉力的作用下升高 （2）提着滑板在水平面上行走 （3）用尽全力搬石头，搬而未起 （4）小车在推力作用下向前运动 A．（1）（2） B．（2）（3） C．（3）（4） D．（1）（4） 3．如图所示，重为100N的物体M分别在拉力F1和F2的作用下竖直提升了1m，图甲中物体M做加速运动，图乙中物体M做匀速直线运动，绳长不变。已知F1＝150N，F2＝110N。在本次实验中，下列说法中正确的是（　　） A．使用该动滑轮能省力 B．该动滑轮所做的有用功为150J C．利用该动滑轮做的额外功大于有用功 D．使用动滑轮时，当物体M被提升1m时，绳子自由端也移动了1m 4．2023年5月30日早上9时30分许，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。在火箭加速上升的过程中，神舟十四号飞船的（　　） A．动能减小，重力势能增加 B．动能增加，重力势能增加 C．动能不变，重力势能增加 D．动能增加，机械能不变 5．跳伞运动员在匀速下降的过程中，他的（　　） A．动能变大 B．动能变小 C．重力势能变大 D．重力势能变小 二．填空题（共4小题） 6．如图甲是学校里常用的移动指示牌，其侧视图如图乙所示，其中AB为指示牌的牌面，BE和CD为支架，且CD的长度可以调整。 （1）如图丙所示，当有大风吹过，指示牌恰好未被吹倒时，它可看作一个以点C为支点的杠杆，指示牌的重心位于O点，此时，指示牌所受到的风力 　 　 （选填“大于”“小于”或“等于”）其指示牌自身的重力。 （2）当风力增大时（作用点和方向不变），可以增大 　 　 （选填“AB”“BE”或“CD”）的长度，使指示牌不易被风吹倒。 7．某工人在水平地面上，用240牛顿的力以0.2米/秒的速度匀速推动1000牛顿的重物，使它沿水平方向移动50米，这时工人所做的功是 　 　 ，若使用滑轮组如图所示，其它条件相同，则拉力F＝100牛，拉动绳子的速度是1.5米/秒，拉力的功率是 　 　 。 8．如图所示，某同学利用简单机械知识，在斜面上拉一个物重G＝5N的物体A到高处，沿斜面向上的拉力F＝1.8N，斜面长L＝1m、高h＝0.2m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则有用功为 　 　 J；物体移动时受到的摩擦力为 　 　 N。 9．引体向上是体育学业水平测试项目。如图，臂力小的小明借助弹力带进行训练，他用脚蹬弹力带，弹力带对他施加一个向上的力。在小明身体上升过程中，弹力带的 　 　 能转化为小明的重力势能，其实质是弹力带对他 　 　 的过程。 三．作图题（共2小题） 10．如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，请作出力F的的力臂。 11．千斤顶在日常一些维修项目中应用广泛，如汽车换轮胎、电三轮补胎都能用到，但用手转动起顶太费事，有一小伙自制了一个杠杆，如图甲所示，省力省时，使用方便。图乙是该千斤顶示意图，请在图乙中标出最大力臂OA（用线段OA表示，O为支点），并画出最小动力F。 四．实验探究题（共3小题） 12．如图所示小明利用杠杆做“探究杠杆的平衡条件”实验： （1）实验前，杠杆处于静止状态如图甲所示，此时杠杆 　 　 平衡状态（选填“是”或“不是”），为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　 （选填“左”或“右”）调，其目的是方便直接在杠杆上测量力臂； （2）杠杆调平衡后，在左侧A位置挂上钩码，且保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变（如乙图），调节右侧悬挂钩码的数量和位置，使杠杆始终在水平位置平衡，记录对应的力F和力臂l1大小，绘制成图像如图丙所示，图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 　 　 （选填“相等”或“不相等”）， （3）将右侧改为竖直向下拉弹簧测力计，每个钩码的重力为0.5N，丁图中弹簧测力计示数为 　 　 N；保持测力计在B点不动，改为斜向右下方拉动，则弹簧测力计示数将 　 　 （选填“变大”或“变小”或“不变”）； （4）使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，弹簧测力计始终保持竖直（不考虑杠杆重心位置的变化），如图戊所示，此过程中，弹簧测力计的示数 　 　 （选填“变大”或“变小”或“不变”）。 13．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小佳用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示。 （1）实验时，小佳应沿 　 　 方向匀速拉动弹簧测力计。 （2）第3次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为 　 　 N，拉力所做的额外功为 　 　 J，动滑轮的机械效率为 　 　 %。 （3）分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将 　 　 （选填“减小”“不变”或“增大”），你认为其原因是 　 　 。 序号 动滑轮重G动/N 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率η/% 1 0.3 1 0.2 0.70 0.4 71.4 2 0.3 2 0.2 1.28 0.4 78.1 3 0.3 4 0.2 0.4 （4）为提高动滑轮的机械效率，下列措施不可行的是 　 　 。 A.增加钩码的总重 B.增加提升钩码的高度 C.在滑轮转轴处涂润滑油 D.换用质量更小的滑轮 14．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始滚下，实验过程如图所示。 （1）实验中，探究的动能是指 　 　 （填序号）； A.钢球在斜面上的动能 B.钢球撞击木块时的动能 C.钢球撞击木块后的动能 D.木块被钢球撞击时的动能 （2）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断动能的大小，这种研究方法是 　 　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将 　 　 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 （3）由图甲、乙两图可得实验结论：当质量一定时，　 　 越大，　 　 。这个结论可用于解释汽车 　 　 （选填“超速”或“超载”）带来的危害； （4）若在进行图乙、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，只需要重新进行图丙的实验，下列方法可行的是 　 　 。 A.换用足够长的木板 B.换用一个质量更大的木块 C.降低钢球滚下时的高度 五．计算题（共2小题） 15．如图所示，A、B两个完全相同的物体用不可伸长的细线连接在一起，在拉力F＝10N的作用下，在水平面上做匀速直线运动，其速度为1m/s，运动时间为10s。求： （1）拉力F做功的功率； （2）细绳对B的拉力 16．如图所示是小明家使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便地晾起洗好的衣服，它是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂衣服质量为5kg，动滑轮、横梁和衣架总质量为1kg。小明同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移了1m，不计绳重和摩擦。（g＝10N/kg）求： （1）小明所用拉力的大小； （2）拉力的功率； （3）升降衣架的机械效率。 沪粤版（2024）九年级上册《专题七 功和机械能》2025年同步练习卷【广东专用】 一．选择题（共5小题） 1．如图所示的各种工具或机械中属于费力杠杆的是（　　） A．开瓶器 B．独轮车 C．竹筷子 D．跷跷板 【答案】C 【解答】解：A、开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意； B、独轮车在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意； C、竹筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意； D、跷跷板在使用时，动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力，故D不符合题意。 故选：C。 2．如图，以下示例所列举的几个力中，有力对物体做功的是（　　） （1）物体在绳子拉力的作用下升高 （2）提着滑板在水平面上行走 （3）用尽全力搬石头，搬而未起 （4）小车在推力作用下向前运动 A．（1）（2） B．（2）（3） C．（3）（4） D．（1）（4） 【答案】D 【解答】解：①物体在绳子拉力的作用下升高，力与距离的方向一致，力对物体做功； ②提着滑板在水平面上行走，力的方向竖直向上，距离的方向水平向前，两者方向垂直，力没有对物体做功； ③用尽全力搬石头，搬而未起，只有力没有距离，力没有做功； ④小车在推力作用下向前运动，力和距离的方向均向前，力对物体做功。 故ABC错误，D正确。 故选：D。 3．如图所示，重为100N的物体M分别在拉力F1和F2的作用下竖直提升了1m，图甲中物体M做加速运动，图乙中物体M做匀速直线运动，绳长不变。已知F1＝150N，F2＝110N。在本次实验中，下列说法中正确的是（　　） A．使用该动滑轮能省力 B．该动滑轮所做的有用功为150J C．利用该动滑轮做的额外功大于有用功 D．使用动滑轮时，当物体M被提升1m时，绳子自由端也移动了1m 【答案】C 【解答】解：A、物体的重力是100N，根据图乙可知，使用动滑轮时的拉力为110N，本题中使用动滑轮不能省力，故A错误； B、该动滑轮所做的有用功为：W有＝Gh＝100N×1m＝100J，故B错误； C、使用动滑轮做的总功为：W总＝F2s＝110N×2×1m＝220J，额外功为：W额＝W总﹣W有＝220J﹣100J＝120J；利用该动滑轮做的额外功大于有用功，故C正确； D、使用动滑轮时，当物体M被提升1m时，绳子自由端移动的距离为2m，故D错误。 故选：C。 4．2023年5月30日早上9时30分许，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。在火箭加速上升的过程中，神舟十四号飞船的（　　） A．动能减小，重力势能增加 B．动能增加，重力势能增加 C．动能不变，重力势能增加 D．动能增加，机械能不变 【答案】B 【解答】解：在火箭加速升空的过程中，神舟十六号载人飞船，质量不变、速度变大，动能增加；质量不变、高度变大，重力势能增加。 故选：B。 5．跳伞运动员在匀速下降的过程中，他的（　　） A．动能变大 B．动能变小 C．重力势能变大 D．重力势能变小 【答案】D 【解答】解：跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；高度减小，所以重力势能减小。 故选：D。 二．填空题（共4小题） 6．如图甲是学校里常用的移动指示牌，其侧视图如图乙所示，其中AB为指示牌的牌面，BE和CD为支架，且CD的长度可以调整。 （1）如图丙所示，当有大风吹过，指示牌恰好未被吹倒时，它可看作一个以点C为支点的杠杆，指示牌的重心位于O点，此时，指示牌所受到的风力 　小于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）其指示牌自身的重力。 （2）当风力增大时（作用点和方向不变），可以增大 　CD　 （选填“AB”“BE”或“CD”）的长度，使指示牌不易被风吹倒。 【答案】（1）小于；（2）CD。 【解答】解：（1）指示牌可以看作以点C为支点的杠杆，指示牌的重心位于O点，根据题图可知：风力的力臂L1大于重力的力臂L2，如图所示： ； 根据杠杆原理有：F风×L1＝G×L2，因为L1＞L2，所以F风＜G。 （2）当风力增大时（作用点和方向不变），因为重力G和动力臂不变，可以增大阻力臂，即CD的长度，使指示牌不易被风吹倒。 故答案为：（1）小于；（2）CD。 7．某工人在水平地面上，用240牛顿的力以0.2米/秒的速度匀速推动1000牛顿的重物，使它沿水平方向移动50米，这时工人所做的功是 　1.2×104J　 ，若使用滑轮组如图所示，其它条件相同，则拉力F＝100牛，拉动绳子的速度是1.5米/秒，拉力的功率是 　150W　 。 【答案】1.2×104J；150W。 【解答】解：工人做的功W＝Fs＝240N×50m＝1.2×104J； 拉力的功率：P＝Fv＝100N×1.5m/s＝150W。 故答案为：1.2×104J；150W。 8．如图所示，某同学利用简单机械知识，在斜面上拉一个物重G＝5N的物体A到高处，沿斜面向上的拉力F＝1.8N，斜面长L＝1m、高h＝0.2m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则有用功为 　1　 J；物体移动时受到的摩擦力为 　0.8　 N。 【答案】1；0.8。 【解答】解：重物直接提升h所做的功作为有用功，则有用功为：W有＝Gh＝5N×0.2m＝1J； 总功为：W总＝Fs＝1.8N×1m＝1.8J； 额外功为：W额＝W总﹣W有＝1.8J﹣1J＝0.8J； 本题中，克服摩擦力f做的功即为额外功，故由W额＝fs得摩擦力： f0.8N； 故答案为：1；0.8。 9．引体向上是体育学业水平测试项目。如图，臂力小的小明借助弹力带进行训练，他用脚蹬弹力带，弹力带对他施加一个向上的力。在小明身体上升过程中，弹力带的 　弹性势　 能转化为小明的重力势能，其实质是弹力带对他 　做功　 的过程。 【答案】弹性势；做功。 【解答】解：（1）随着小明身体上升，弹力带的弹性形变越来越小，即弹力变小；随着小明身体上升，弹力带的弹性势能转化为小明的重力势能。 （2）小明身体上升，弹力做了功。 故答案为：弹性势；做功。 三．作图题（共2小题） 10．如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，请作出力F的的力臂。 【答案】 【解答】解：由题知，O为杠杆的支点，从支点O向力F的作用线作垂线段，并标出力臂的符号L，即为力F的力臂，如图所示： 11．千斤顶在日常一些维修项目中应用广泛，如汽车换轮胎、电三轮补胎都能用到，但用手转动起顶太费事，有一小伙自制了一个杠杆，如图甲所示，省力省时，使用方便。图乙是该千斤顶示意图，请在图乙中标出最大力臂OA（用线段OA表示，O为支点），并画出最小动力F。 【答案】 【解答】解：当支点到动力的作用点的距离最大时，动力臂是最大的，根据图示可知，支点到杠杆的最右端的距离为动力臂时，动力臂最大，如下所示： 四．实验探究题（共3小题） 12．如图所示小明利用杠杆做“探究杠杆的平衡条件”实验： （1）实验前，杠杆处于静止状态如图甲所示，此时杠杆 　是　 平衡状态（选填“是”或“不是”），为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　左　 （选填“左”或“右”）调，其目的是方便直接在杠杆上测量力臂； （2）杠杆调平衡后，在左侧A位置挂上钩码，且保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变（如乙图），调节右侧悬挂钩码的数量和位置，使杠杆始终在水平位置平衡，记录对应的力F和力臂l1大小，绘制成图像如图丙所示，图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 　相等　 （选填“相等”或“不相等”）， （3）将右侧改为竖直向下拉弹簧测力计，每个钩码的重力为0.5N，丁图中弹簧测力计示数为 　1.5　 N；保持测力计在B点不动，改为斜向右下方拉动，则弹簧测力计示数将 　变大　 （选填“变大”或“变小”或“不变”）； （4）使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，弹簧测力计始终保持竖直（不考虑杠杆重心位置的变化），如图戊所示，此过程中，弹簧测力计的示数 　不变　 （选填“变大”或“变小”或“不变”）。 【答案】（1）是；左；（2）相等；（3）1.5；变大；（4）不变。 【解答】解：（1）杠杆静止或匀速转动时都属于平衡状态，如图杠杆处于静止状态，此时杠杆处于平衡状态。 如图杠杆的左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动； （2）由于此题中的阻力和阻力臂不变，利用图象中任意一组数据都能得出，F2l2＝F1l1＝3N×0.02m＝2N×0.03m＝0.06N•m，图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，其原因是阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的乘积保持不变； （3）若每个小格长l，在A点挂2个相同的钩码，在B点竖直向下拉弹簧测力计，让杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件有2×0.5N×3l＝F×2l 解得F＝1.5N，弹簧测力计的示数应为1.5N； 当弹簧测力计改为斜向右下方拉动时，拉力的力臂减小，再次使杠杆水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数将变大； （4）竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度（不考虑杠杆重心位置的变化）的过程中，根据几何知识可知，l1与l2之比不变，则F1与F2之比不变。因F1不变，则F2不变，即弹簧测力计的示数保持不变。 故答案为：（1）是；左；（2）相等；（3）1.5；变大；（4）不变。 13．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小佳用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示。 （1）实验时，小佳应沿 　竖直　 方向匀速拉动弹簧测力计。 （2）第3次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为 　2.4　 N，拉力所做的额外功为 　0.16　 J，动滑轮的机械效率为 　83.3　 %。 （3）分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将 　增大　 （选填“减小”“不变”或“增大”），你认为其原因是 　摩擦力变大　 。 序号 动滑轮重G动/N 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率η/% 1 0.3 1 0.2 0.70 0.4 71.4 2 0.3 2 0.2 1.28 0.4 78.1 3 0.3 4 0.2 0.4 （4）为提高动滑轮的机械效率，下列措施不可行的是 　B　 。 A.增加钩码的总重 B.增加提升钩码的高度 C.在滑轮转轴处涂润滑油 D.换用质量更小的滑轮 【答案】（1）竖直；（2）2.4；0.16；83.3；（3）增大；摩擦力变大；（4）B。 【解答】解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数； （2）第3次实验中，由图可知，弹簧测力计的示数为2.4N； 滑轮对钩码所做的功为W有＝Gh＝4N×0.2m＝0.8J， 拉力做的总功W总＝Fs＝2.4N×0.4m＝0.96J； 额外功为：W额＝W总﹣W有＝0.96J﹣0.8J＝0.16J； 动滑轮的机械效率η100%100%≈83.3%； （3）在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，由表格数据可知： 第一次拉力所做的额外功W额1＝W总1﹣W有1＝F1s﹣G1h＝0.70N×0.4m﹣1N×0.2m＝0.08J， 第二次拉力所做的额外功W额2＝W总2﹣W有2＝F2s﹣G2h＝1.28N×0.4m﹣2N×0.2m＝0.112J， 综上可知，若仅增加被提升物体的物重，则拉力所做的额外功增大，由表格数据最后一列可知，动滑轮的机械效率增大； 实验中，额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功，额外功增大的原因是摩擦力变大； （4）A．增加钩码的总重，有用功增大，根据1、2两次的实验数据可知，机械效率增大，故A正确； B．钩码上升的高度与机械效率无关，故B错误； C．在滑轮转轴处涂润滑油能减小额外功，能增大效率；故C正确； D．换用质量更小的滑轮，能减小额外功，增大机械效率，故D正确。 故答案为：（1）竖直；（2）2.4；0.16；83.3；（3）增大；摩擦力变大；（4）B。 14．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始滚下，实验过程如图所示。 （1）实验中，探究的动能是指 　B　 （填序号）； A.钢球在斜面上的动能 B.钢球撞击木块时的动能 C.钢球撞击木块后的动能 D.木块被钢球撞击时的动能 （2）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断动能的大小，这种研究方法是 　转换法　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将 　不能　 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 （3）由图甲、乙两图可得实验结论：当质量一定时，　速度　 越大，　动能越大　 。这个结论可用于解释汽车 　超速　 （选填“超速”或“超载”）带来的危害； （4）若在进行图乙、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，只需要重新进行图丙的实验，下列方法可行的是 　A　 。 A.换用足够长的木板 B.换用一个质量更大的木块 C.降低钢球滚下时的高度 【答案】（1）B；（2）转换法；不能；（3）速度；动能越大；超速；（4）A。 【解答】解：（1）实验中，探究的动能是指钢球撞击木块时的动能； （2）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法； 若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。 （3）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面时的速度不同，对木块做功多少不同，故可以得出结论：物体的动能大小与速度有关，速度越快，动能越大，可以解释汽车超速带来的危害。 （4）由题意可知，乙、丙实验探究在速度相同时，动能大小与质量的关系，质量越大，动能越大，撞击木块后移动的距离更远；由控制变量法的思想可知：为了使木块不滑出木板，可以同时换用一个质量更大的木块，可以单独在丙实验中更换长度较大但粗糙程度不变的木板，也在丙实验中换用质量较小的钢球，但不能改变小球速度，即小球滚下时的高度不能改变，故A正确，BC错误。 故答案为：（1）B；（2）转换法；不能；（3）速度；动能越大；超速；（4）A。 五．计算题（共2小题） 15．如图所示，A、B两个完全相同的物体用不可伸长的细线连接在一起，在拉力F＝10N的作用下，在水平面上做匀速直线运动，其速度为1m/s，运动时间为10s。求： （1）拉力F做功的功率； （2）细绳对B的拉力 【答案】（1）拉力F做功的功率为10W； （2）细绳对B的拉力为5N。 【解答】解：（1）拉力做功的功率：PFv＝10N×1m/s＝10W； （2）因为AB整体做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，AB整体受到的摩擦力f＝F＝10N， 因为A、B完全相同，所以A、B的重力相等，A、B对水平面的压力大小相等，则B对水平面的压力大小为AB整体对水平面压力大小一半， 由滑动摩擦力影响因素可知，B受到的摩擦力为AB整体受到的摩擦力的一半，即fBf10N＝5N， 因为B在水平面上做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，细绳对B的拉力：FB＝fB＝5N。 答：（1）拉力F做功的功率为10W； （2）细绳对B的拉力为5N。 16．如图所示是小明家使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便地晾起洗好的衣服，它是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂衣服质量为5kg，动滑轮、横梁和衣架总质量为1kg。小明同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移了1m，不计绳重和摩擦。（g＝10N/kg）求： （1）小明所用拉力的大小； （2）拉力的功率； （3）升降衣架的机械效率。 【答案】（1）小明所用的拉力为15N； （2）拉力的功率为12W； （3）升降衣架的机械效率为83.3%。 【解答】解：（1）晾衣架上所挂衣服的重力： G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N， 动滑轮、横梁和衣架总重力： G1＝m1g＝1kg×10N/kg＝10N， 由图可知，n＝4，则不计绳重和摩擦时，小明所用拉力： F（G+G1）（50N+10N）＝15N； （2）绳端移动的距离： s＝nh＝4×1m＝4m， 拉力做的总功： W总＝Fs＝15N×4m＝60J， 拉力的功率： P12W； （3）克服衣服重力所做的有用功： W有＝Gh＝50N×1m＝50J， 升降衣架的机械效率： η100%100%≈83.3%。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$