3.4 简单机械-2025-2026学年九年级上册科学浙教版

3.4 简单机械 一．选择题（共10小题） 1．（2024秋•上城区校级月考）筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一。如图所示，使用筷子时虽然费力但省距离，下列工具在使用中也能省距离的是（　　） A．用托盘天平称质量 B．用核桃夹夹核桃 C．用食品夹夹食物 D．用撬棒撬物体 2．（2024秋•杭州期中）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 3．（2024•浙江模拟）在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为600N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（　　） A．甲方式中车对绳子的拉力为620N B．乙方式中人对绳子的拉力为300N C．使用甲、乙两种方式都不能省功 D．甲、乙两种方式的机械效率相等 4．（2024秋•上城区校级月考）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大，后变小 D．先变小，后变大 5．（2024秋•拱墅区校级月考）公元前400多年，墨子所著《墨经》中有大量的物理知识，其中包括杠杆原理，比阿基米德还早两百多年。墨子将阻力臂叫“本”，动力臂叫“标”。下列杠杆属于“本短标长”的是（　　） A．镊子 B．撬棒 C．托盘天平 D．食品夹 6．（2024秋•拱墅区校级月考）两个滑轮如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项中正确的是（　　） A．滑轮A是定滑轮，B是动滑轮 B．额外功为10J C．拉力F的功率为1.8W D．滑轮组的机械效率为90% 7．（2024秋•拱墅区校级月考）如图所示，一根粗细均匀的铁丝，在中点处支起并保持水平平衡，如果将左边的一半铁丝弯折并叠放在左端另一半的上边，则此时铁丝的情况是（　　） A．仍保持平衡 B．右端下沉 C．左端下沉 D．无法判断 8．（2024秋•西湖区校级月考）如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各减少一个同样的钩码，则木棒（　　） A．绕O点顺时针方向转动 B．绕O点逆时针方向转动 C．平衡被破坏，转动方向不定 D．仍保持平衡 9．（2023秋•拱墅区期末）如图所示，按下筷子盒M处时，筷子就会从出口滚出。若忽略筷子的压力，能正确表示按下筷子盒M处时的杠杆示意图是（　　） A． B． C． D． 10．（2024秋•杭州月考）如图，用竖直向上的力F抬起一根放在水平地面上的均匀木棒的一端，使木棒能够绕另一端转动，关于这一过程的下列说法正确的是（　　） A．F的力臂逐渐变小 B．F逐渐变小 C．F和它相应的力臂的乘积保持不变 D．木棒具有的机械能保持不变 二．填空题（共4小题） 11．（2024秋•上城区校级月考）同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。 （1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，先将头向前抬起，可以减小 　 　力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 　 　； （2）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改变 　 　的大小。 12．（2024•镇海区模拟）有一斜面长s＝5m，高h＝2m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80%，则物体的重力为 　 　N，物体受到斜面的摩擦力为 　 　N，使用斜面可以 　 　（选填“省力”或“省功”）。 13．（2024秋•上城区校级月考）如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成一个滑轮组，把重为400牛的箱子匀速向上提升5米，动滑轮的质量为8千克（不计绳重和摩擦，g取10牛1千克）。 （1）在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组（要求：人用力向下拉细绳）。 （2）在匀速提升箱子的过程中，人的拉力等于 　 　。在匀速提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率等于 　 　。 14．（2024秋•拱墅区校级月考）如图，要把一圆木推上台阶。 （1）下面四种推法中，哪种方法所需推力最小 　 　（填序号）。 （2）已知圆木重为G，半径为R，台阶高度为。则推上台阶需要做 　 　功。 三．实验探究题（共1小题） 15．（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？　 　。 四．计算题（共1小题） 16．（2024秋•拱墅区校级月考）小启同学用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N，货物上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重）。求： （1）绳子的拉力为多少牛。 （2）滑轮组的机械效率η。 （3）货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功。 3.4 简单机械 参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题） 1．（2024秋•上城区校级月考）筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一。如图所示，使用筷子时虽然费力但省距离，下列工具在使用中也能省距离的是（　　） A．用托盘天平称质量 B．用核桃夹夹核桃 C．用食品夹夹食物 D．用撬棒撬物体 【考点】杠杆的分类． 【答案】C 【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，从而选出符合题干中省距离的杠杆。 【解答】解： A、用托盘天平称质量的过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不能省距离，故A不符合题意； B、用核桃夹夹核桃的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故B不符合题意； C、用食品夹夹食物的过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故C符合题意； D、用撬棒撬物体的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D不符合题意。 故选：C。 【点评】杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 2．（2024秋•杭州期中）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；功率大小的比较． 【答案】C 【分析】（1）利用W＝Gh比较拉力做的有用功的大小关系； （2）两物体的质量相等、重力相等，不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，拉力F＝G；使用动滑轮，拉力F＝（G+G动），据此确定拉力大小关系，利用W＝Fs比较拉力做的功的大小关系； 由P＝可知两次提升物体所做有用功的功率的大小关系； （3）不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%。 【解答】解： A、提升物体的重力相等，在相同的时间内物体升高了相同的距离，由W有用＝Gh可知两次提升物体所做的有用功相等，故A错误； BC、图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲＝2h，不计绳重和摩擦； 使用甲动滑轮时，拉力F甲＝（G+G动）；所以拉力做功W甲＝F甲s甲＝（G+G动）×2h＝（G+G动）h＞Gh； 使用乙定滑轮时，拉力F乙＝G，拉力做功W乙＝F乙s乙＝Gh，所以乙装置中拉力F做的总功少，由P＝知乙装置中拉力F做的总功率小，甲做总功的功率大，故B错误，C正确； D、不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%；所以两种装置的机械效率η乙＞η甲，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用定滑轮、动滑轮时拉力端移动速度大小、拉力做功的大小、机械效率大小和功率大小的比较，利用好关系式：不计绳重和摩擦时拉力F＝（G+G动）。 3．（2024•浙江模拟）在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为600N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（　　） A．甲方式中车对绳子的拉力为620N B．乙方式中人对绳子的拉力为300N C．使用甲、乙两种方式都不能省功 D．甲、乙两种方式的机械效率相等 【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；功的计算；滑轮组及其工作特点． 【答案】C 【分析】（1）使用定滑轮不能省力，忽略绳重和摩擦，F＝G； （2）由图乙知n＝2，忽略绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动）； （3）使用任何机械不能省功； （4）忽略绳重和摩擦，在甲图中，额外功为0，在乙图中，需要克服动滑轮重力做额外功，再结合机械效率的定义来比较。 【解答】解：A、因为图甲中两个滑轮都是定滑轮，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，绳子的拉力应该为600N。故A错。 B、乙方式人对绳子的拉力F＝（G+G动）＝×（600N+20N）＝310N；故B错误。 C、根据功的原理，使用任何机械都不省功，所以C正确。 D、甲方式两个滑轮都是定滑轮，不计绳重和摩擦，不用做额外功，机械效率100%；乙方式有一个动滑轮，需要做额外功，机械效率小于100%，故D错误。 故选：C。 【点评】本题全面考查了动滑轮、定滑轮特点，滑轮组省力情况判断，影响滑轮组机械效率的因素，功的原理等知识。该题难易程度适中。 4．（2024秋•上城区校级月考）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大，后变小 D．先变小，后变大 【考点】杠杆的动态平衡分析． 【答案】A 【分析】力臂是支点到力的作用线的距离，分析使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中阻力、阻力臂和动力臂的变化，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析动力F的大小变化。 【解答】解：将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，因作用力F始终与OA垂直，则动力臂不变，阻力为杠杆的重力，则阻力大小也不变，但阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力F变大。 故选：A。 【点评】本题是杠杆的动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用；正确分析得出阻力臂与动力臂的大小变化是解题的关键。 5．（2024秋•拱墅区校级月考）公元前400多年，墨子所著《墨经》中有大量的物理知识，其中包括杠杆原理，比阿基米德还早两百多年。墨子将阻力臂叫“本”，动力臂叫“标”。下列杠杆属于“本短标长”的是（　　） A．镊子 B．撬棒 C．托盘天平 D．食品夹 【考点】杠杆的分类． 【答案】B 【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解：根据题意可知，“本短标长”是指动力臂长，阻力臂短，属于省力杠杆； A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意； B、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意； C、托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C不符合题意； D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。 故选：B。 【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种： ①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 6．（2024秋•拱墅区校级月考）两个滑轮如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项中正确的是（　　） A．滑轮A是定滑轮，B是动滑轮 B．额外功为10J C．拉力F的功率为1.8W D．滑轮组的机械效率为90% 【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；功率的计算；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点． 【答案】D 【分析】（1）随物体一起移动的滑轮为动滑轮；轴固定不动的滑轮为定滑轮； （2）由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，拉力端移动距离s＝2s物，利用W总＝Fs求拉力做功，W有＝fs物计算有用功，从而计算额外功； （3）由P＝计算拉力的功率； （4）利用W有＝fs物计算有用功；由η＝计算滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图知，利用滑轮组拉着物体向左运动时，A滑轮随物体一起移动，为动滑轮；B滑轮的轴固定不动，为定滑轮，故A错误； B、由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2， 拉力端移动距离s＝2s物＝2×1m＝2m，拉力做的总功W总＝Fs＝5N×2m＝10J， 克服物体与地面间摩擦做的有用功W有＝fs物＝9N×1m＝9J， 额外功W额＝W总﹣W有＝10J﹣9J＝1J，故B错误； C、拉力的功率P＝＝＝2W，故C错误； D、滑轮组的机械效率η＝＝＝90%，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了定滑轮、动滑轮的认识，使用滑轮组时有用功、总功、机械效率和功率的计算，注意水平使用滑轮组时克服地面阻力做的功是有用功。 7．（2024秋•拱墅区校级月考）如图所示，一根粗细均匀的铁丝，在中点处支起并保持水平平衡，如果将左边的一半铁丝弯折并叠放在左端另一半的上边，则此时铁丝的情况是（　　） A．仍保持平衡 B．右端下沉 C．左端下沉 D．无法判断 【考点】杠杆的动态平衡分析． 【答案】B 【分析】如图，若将左边的一半铁丝弯折并叠放在左端另一半的上边，其重力的大小没有变化，但是重心向右移动，力臂减小；因原来左右两边重力相同，力臂相等；其左端弯折后，力臂右大、左小，所以右边的力和力臂的乘积大，杠杆的右端将向下倾斜，据此分析。 【解答】解：因为铁丝在水平位置处于平衡状态，根据杠杆平衡条件可知：F左L左＝ F右L右，将左端铁丝弯折，左端铁丝的重心将向右移动，此时杠杆左边的重力不变、力臂l无却减小，而右边的力和力臂不变，所以F左L左＜F右L右，所以杠杆右端下沉，左端上升，故A、C、D错误，B正确。 故选：B。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，知道F1L1 ＝ F2L2时杠杆平衡，F1L1≠F2L2时，杠杆不能平衡，而且是力和力臂的乘积大的一端下沉。 8．（2024秋•西湖区校级月考）如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各减少一个同样的钩码，则木棒（　　） A．绕O点顺时针方向转动 B．绕O点逆时针方向转动 C．平衡被破坏，转动方向不定 D．仍保持平衡 【考点】杠杆的动态平衡分析． 【答案】D 【分析】杠杆原来平衡，力臂相同，两边的力不同，说明杠杆的重心不在O点，因为右边受到的力大于左边受到的力，所以杠杆的重心在O点的左侧。设杠杆的重心在D，根据杠杆平衡条件求出杠杆重力和其力臂的乘积； 两边各减少一个相同的钩码，求出两边力和力臂的乘积，根据杠杆平衡条件分析判断。 【解答】解： 由题知，AO＝OC，两边的力不同，说明杠杆的重心不在O点，因为右边受到的力大于左边受到的力，所以杠杆的重心在O点的左侧。 设杠杆的重心在D，一个钩码重为G，如图： 由题意：杠杆原来平衡，则F左AO+G0×OD＝F右CO， 2G×AO+G0×OD＝3G×CO， G0×OD＝G×CO＝G×AO 再各加一个钩码后： 左边力和力臂的乘积为G×AO+G0×OD＝G×AO+G×AO＝2G×AO， 右边力和力臂的乘积为2G×CO＝2G×AO， 可见，减小钩码后两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆仍平衡。 故选：D。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，属于中档题，关键是计算自重的力与力臂的乘积。 9．（2023秋•拱墅区期末）如图所示，按下筷子盒M处时，筷子就会从出口滚出。若忽略筷子的压力，能正确表示按下筷子盒M处时的杠杆示意图是（　　） A． B． C． D． 【考点】杠杆及其五要素． 【答案】A 【分析】根据支点的位置、动力的方向来分析阻力的方向，然后选出杠杆的示意图。 【解答】解：M处施加的动力是向下的，支点在杠杆的最左侧，所以阻力的方向是向上的，根据四个选项，只有A正确的。 故选：A。 【点评】本题考查了杠杆的应用，属于基础题。 10．（2024秋•杭州月考）如图，用竖直向上的力F抬起一根放在水平地面上的均匀木棒的一端，使木棒能够绕另一端转动，关于这一过程的下列说法正确的是（　　） A．F的力臂逐渐变小 B．F逐渐变小 C．F和它相应的力臂的乘积保持不变 D．木棒具有的机械能保持不变 【考点】杠杆的动态平衡分析；机械能守恒． 【答案】A 【分析】（1）如果人用力的方向总是竖直向上，先确定动力臂和阻力臂的关系，再根据杠杆的平衡条件得出动力的大小变化情况； （2）影响动能的因素是质量和速度，影响重力势能的因素是质量和高度，动能和重力势能统称机械能。 【解答】解：如图， AB、若动力总是竖直向上，动力臂逐渐减小，阻力臂也逐渐减小，但△OAC∽△OBD，所以 ＝为定值即动力臂和阻力臂的比值为定值，因为阻力（木棒重）不变，根据F×OB＝G×OA可得：动力F保持不变，故A正确，B错误； C、由于木棒的重力G不变，OB逐渐减小，G×OB也减小，又因为F×OB＝G×OA，所以F和它相应的力臂的乘积减小，故C错误； D、木棒在匀速逐渐变高的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度升高，重力势能增加，机械能增加，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，由两个三角形相似得出两力臂的比值不变是本题的关键。 二．填空题（共4小题） 11．（2024秋•上城区校级月考）同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。 （1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，先将头向前抬起，可以减小 　阻　力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 　变小　； （2）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改变 　功率　的大小。 【考点】杠杆的动态平衡分析． 【答案】（1）阻；变小；（2）功率。 【分析】（1）根据杠杆的平衡条件分析； （2）根据功率的定义分析。 【解答】解： （1）先将头向前抬起，人的重心向右移动，可以减小阻力臂；在平躺至坐起的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会变小； （2）做仰卧起坐时，每次所做的功相同，同学们可以改变仰卧起坐的快慢，则做功的功率发生了改变，所以其实质是改变功率的大小。 故答案为：（1）阻；变小；（2）功率。 【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用、功率的概念等知识，难度不大。 12．（2024•镇海区模拟）有一斜面长s＝5m，高h＝2m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80%，则物体的重力为 　7.2　N，物体受到斜面的摩擦力为 　0.72　N，使用斜面可以 　省力　（选填“省力”或“省功”）。 【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；功的计算；斜面及其工作特点． 【答案】7.2；0.72；省力 【分析】（1）由图读出弹簧测力计示数，由η＝＝计算物体的重力； （2）由W有＝Gh计算有用功，W总＝Fs计算总功，由W额＝fs计算物体受到斜面的摩擦力； （3）比较拉力与物体重力关系可知斜面能否省力，比较有用功和总功关系可知斜面能否省功。 【解答】解： （1）由图知，弹簧测力计示数为3.6N， 根据η＝＝可得，物体的重力： G＝＝＝7.2N； （2）有用功W有＝Gh＝7.2N×2m＝14.4J， 总功W总＝Fs＝3.6N×5m＝18J， 克服物体与斜面间的摩擦做的额外功： W额＝W总﹣W有＝18J﹣14.4J＝3.6J， 由W额＝fs可得，物体受到斜面的摩擦力： f＝＝＝0.72N； （3）因为F＜G，所以使用斜面能省力；因为W总＞W额，所以使用斜面不能省功。 故答案为：7.2；0.72；省力。 【点评】本题考查了斜面的认识、斜面机械效率的计算，要知道克服摩擦所做的功是额外功。 13．（2024秋•上城区校级月考）如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成一个滑轮组，把重为400牛的箱子匀速向上提升5米，动滑轮的质量为8千克（不计绳重和摩擦，g取10牛1千克）。 （1）在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组（要求：人用力向下拉细绳）。 （2）在匀速提升箱子的过程中，人的拉力等于 　240N　。在匀速提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率等于 　83.3%　。 【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；滑轮组及其工作特点． 【答案】（1）见解答图；（2）240N；83.3%。 【分析】（1）滑轮组绕绳时既要考虑省力的情况，也要注意对拉力方向的要求； （2）根据G＝mg求出动滑轮的重力，利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求在匀速提升箱子的过程中，人的拉力。 利用不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝求滑轮组的机械效率。 【解答】解：（1）因为是人用力向下拉细绳，所以由两段绳子承担物重，绳的绕法如图所示： （2）动滑轮的重力：G动＝m动g＝8kg×10N/kg＝80N， 不计绳重和摩擦，人对绳子的拉力：F＝（G+G动）＝×（400N+80N）＝240N； 因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。 答：（1）见解答图；（2）240N；83.3%。 【点评】此题中主要考查了滑轮组的基本绕线方法、拉力大小和机械效率的计算，熟练运用相关公式是解决此题的关键。 14．（2024秋•拱墅区校级月考）如图，要把一圆木推上台阶。 （1）下面四种推法中，哪种方法所需推力最小 　D　（填序号）。 （2）已知圆木重为G，半径为R，台阶高度为。则推上台阶需要做 　　功。 【考点】杠杆中最小力问题；功的计算． 【答案】（1）D；（2）。 【分析】（1）杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1 L1＝F2 L2），在阻力与阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。比较四种推法中动力臂的大小，得出答案； （2）推力做功转化为圆木的重力势能，故根据W＝Ep＝Gh求推力做功。 【解答】解：（1）如题干图所示，把一圆木推上台阶，可视为一个杠杆，其支点为圆木与台阶的接触点，四种推法中，阻力（重力）和阻力臂（半径）都相等，D图中动力臂最大，根据杠杆平衡条件可知，D图中的方法所需推力最小。 （2）推力做功转化为圆木的重力势能，重心上升的高度h＝，故推力做功W＝Ep＝Gh＝G×＝。 故答案为：（1）D；（2）。 【点评】本题考查杠杆最小力的判断和功和能的关系，比较综合。 三．实验探究题（共1小题） 15．（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　。 【考点】机械效率的测量实验． 【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。 【分析】（1）根据W有＝Gh和W总＝Fs分别求出有用功和总功，然后根据η＝×100%求出机械效率； （2）根据表格数据分析得出规律； （3）斜面的粗糙程度影响斜面的机械效率。 【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。 【点评】本题考查斜面机械效率的测量，属于中档题。 四．计算题（共1小题） 16．（2024秋•拱墅区校级月考）小启同学用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N，货物上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重）。求： （1）绳子的拉力为多少牛。 （2）滑轮组的机械效率η。 （3）货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功。 【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；功的计算；功率的计算． 【答案】（1）200N； （2）60%； （3）630J。 【分析】（1）由图知，承担物重的绳子段数是3段，已知物体上升的速度，可以得到手拉绳子的速度；已知拉力的功率和手拉绳子的速度，可以得到拉力的大小； （2）已知物重、拉力和承担物重的绳子段数，利用公式效率为η＝计算滑轮组的机械效率； （3）已知拉力和承担物重的绳子段数，可以得到绳子自由端被拉下的距离；已知拉力和自由端移动的距离，利用公式W＝Fs得到拉力做的总功；已知物重、动滑轮重和上升高度，利用W＝Gh可以得到克服物重、动滑轮重做的功；已知总功和克服物重、动滑轮重做的功，两者之差是克服摩擦力做的功。 【解答】（1）由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，所以手拉绳子的速度为v2＝3v1＝3×0.3m/s＝ 0.9m/s，由P＝ ＝Fv得，作用在绳子自由端的拉力为：F ＝＝180W÷0.9m/s＝200N； （2）滑轮组的机械效率为η＝＝＝＝＝×100%＝60%； （3）绳子自由端拉下的长度为s＝3h ＝ 3×3m ＝9m，拉力做的总功为W总＝ Fs＝200N×9m＝1800J，滑轮组克服物重、动滑轮重做的功为WG ＝Gh ＝（360N+30N）×3m ＝1170J，滑轮组克服摩擦力做的功为Wf ＝ W总﹣WG＝1800J﹣1170J ＝630J。 故答案为：为η＝＝＝ （1）200N； （2）60%； （3）630J。 【点评】在分析滑轮组问题时，一般不考虑绳重和摩擦，此题另辟蹊径，在不考虑绳重的前提下，需要应用机械效率知识求解克服摩擦力做的功，是一道有创新思想的好题，解答时一定要认真审题。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$