2021-2022学年度人教版物理八年级下册第十二章简单机械专题测评试题（含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年度人教版物理八年级下册第十二章简单机械专题测评试题（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 436.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-27 16:05:16 | ||
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文档简介
物理八年级下册第十二章简单机械专题测评
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、下列工具在使用时属于费力杠杆的是
A．羊角锤 B．筷子
C．手推车 D．核桃夹子
2、下列关于功率、机械效率说法中，正确的是（ ）
A．机械效率越高，机械做功一定越快 B．做功越多的机械，机械效率越高
C．做功越快的机械，功率越大 D．功率越大的机械，做功一定越多
3、小健学习使用下列简单机械后做出以下总结，你认为他的总结中叙述错误的是（ ）
A． 垂直于道钉撬的把手向下压时，人的用力最省力
B． 用斜面向上搬物体时，既可以省力，又可以节省做功
C． 使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，属于费力杠杆
D． 图中的小人若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同
4、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组提升钩码，实验数据记录如下表，下列说法正确的是（ ）
序号 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 上升距离/cm 机械效率
① 2 5 1 15 66.7%
② 4 5 1.7 15 78.4%
③ 4 10 1.7 30 78.4%
④ 6 5 2.4 15 83.3%
A．数据④中，滑轮组所做的有用功为30J
B．由数据①可知，实验所用滑轮组承重绳段数n=2
C．研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，可选用数据①②④
D．对比数据③④可知，滑轮组机械效率与钩码上升距离有关
5、一把杆秤，当称砣缺损了一些时，用它称出物体的质量与实际质量比较是（ ）
A．小了 B．相等 C．大了 D．不能确定
6、将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1一定大于F2
B．乙滑轮组的机械效率较高
C．甲、乙滑轮组的有用功相同
D．甲的额外功与有用功的比值较小
7、利用如图所示的动滑轮（重0.5N）提升钩码时，不能证明使用动滑轮能省力的操作是（ ）
A．竖直匀速提升0.5N的钩码 B．竖直匀速提升1.0N的钩码
C．竖直匀速提升1.5N的钩码 D．竖直匀速提升2.0N的钩码
8、如图所示，所使用的杠杆能够省距离的是（ ）
A．羊角锤 B．筷子
C．开瓶器 D．独轮车
9、如图是小科同学拉水下一重物的示意图。他用竖直向下的拉力将重物从水底缓慢拉到井口，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了地面对小科的支持力（F）随时间（t）变化的图像，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
10、如图所示，有一质量不计的长木板，左端装有与墙相连的轴在它的左端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着右端。当物块向右匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（ ）
A．变小 B．变大 C．不变 D．先变大后变小
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（6小题，每小题5分，共计30分）
1、如图所示，质量忽略不计的AC硬棒能绕O点自由转动，且AB=BO=OC，在B点挂一重物甲，用手给AC硬棒某点施加一个动力F恰好使硬棒在图示位置处于静止状态。
（1）请画出给AC硬棒上施加一个最小的力F1的示意图及F1的力臂l1______；
（2）请画出重物甲对硬棒AC施加的阻力F2的示意图及F2的力臂l2______；
（3）此杠杆是______杠杆（选填：“省力”、“费力”或“等臂”），依据是______。
2、使用如图1所示装置匀速提升重物，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，这三个力的大小关系是___________；如图2所示，斜面长s=0.6m，高h=0.2m，用弹簧测力计拉着6N重的物体沿斜面方向匀速运动，弹簧测力计的示数为2.5N，对上述数据进行分析可以得出：使用斜面可以_______（选填“省力”或“费力”），使用斜面________（能/不能）省功；如图3所示，如果增大物体的重力，滑轮组的机械效率将___________。
3、如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在10s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂2m，把1000N的重物匀速抬高14cm。则重物上升的速度为 ______m/s，人做的功为 ______J，千斤顶的效率是 ______%。
4、如图所示，小明用动滑轮把90N的重物匀速提升2m，所用的拉力是60N，则小明做的有用功是______J，动滑轮的机械效率是______。
5、如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，则滑轮组的机械效率是_______。若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（不计绳重及摩擦）
6、如图所示两个滑轮中，能改变施力方向的是_______（甲/乙），若滑轮重相同（G动＜G物），摩擦和绳重不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1_______F2，η1________η2.（选填“>”、“＜”或“=”）
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体，人对绳的拉力为200N，不计绳重和摩擦，求：
（1）动滑轮重力；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）在此过程中，物体在5s内匀速上升了2m，求拉力的功率；
（4）如果人的体重为500N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是多少。
2、如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，其中动滑轮的质量为30kg。已知在匀速吊起600kg的建筑材料时，对绳子端的拉力为2500N。在建筑材料上升5m高度的过程中，g取10N/kg。求：
（1）建筑材料所受的重力；
（2）塔式起重机对绳子拉力做的功；
（3）塔式起重机的机械效率。
3、如图所示是一台起重机在工作的示意图。现在用此起重机在1min内将把重物体G匀速提升30m，滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为5000N。已知滑轮组的机械效率为80%，试求：
（1）拉力做的总功是多大？
（2）拉力做功的功率是多大？
（3）物体G的重是多少N？
4、在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求：
（1）拉力F在30s内所做的功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）整个装置的机械效率。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【解析】
【分析】
【详解】
A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
2、C
【解析】
【详解】
A．机械效率是指有用功与总功的比值，功率表示物体做功的快慢，机械效率与机械功率大小没有直接关系，机械效率越高，机械做功不一定越快，故A错误；
B．有用功与总功的比值叫机械效率，与做功的多少没有直接关系，故B错误；
C．做功快的机械，说明单位时间内完成的功多，所以功率一定大，故C正确；
D．根据W＝Pt可知，做功的多少与时间和功率有关，若只是功率大，但时间短做功也不一定多，故D错误。
故选C。
3、B
【解析】
【详解】
A．垂直于道钉撬的把手向下压时，由杠杆平衡条件可知，此时动力臂最大，人的用力最省力，故A正确，不符合题意；
B．用斜面向上搬物体时，可以省力，但需额外克服斜面摩擦力做功，不能省功，故B错误，符合题意；
C．使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，此时杠杆的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C正确，不符合题意；
D．根据滑轮的特点可知，动滑轮上有两段绳子，n=2，图中的若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同，都等于物体和动滑轮总重的，故D正确，不符合题意。
故选B。
4、C
【解析】
【详解】
A．由数据④中可知，钩码的重力为G=6N，钩码上升的高度为
h=5cm=0.05m
故可知滑轮组所做的有用功为
W=Gh=6N×0.05m=0.3J
故A错误；
B．由数据①可知，钩码上升的距离为5cm，弹簧测力计上升的距离为15cm，即弹簧测力计上升的高度为钩码上升高度的3倍，故可知实验所用滑轮组承重绳段数为n=3，故B错误；
C．要研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，应控制其它条件不同，改变钩码的重力，故可选用数据①②④，故C正确；
D．数据③④中，没有控制钩码的重力相同，故无法得出滑轮组的机械效率与钩码上升距离的关系，故D错误。
故选C。
5、C
【解析】
【详解】
如图所示
当称砣缺损了一些时，m变小，其重力mg变小；再测同一个物体的质量，力臂OA不变，根据杠杆的平衡条件
当一定时，若m变小，那么OC必然变大，即读数比实际值要大，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6、D
【解析】
【详解】
A．由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：可知：F1与F2的大小关系不能确定，故A错误；
CD．已知物体上升的高度h相同，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：W有=Gh和W额=G动h可知：甲的有用功大于乙的有用功，而两者的额外功相同，则甲的额外功与有用功的比值较小，故C错误、D正确；
B．由公式可知：在额外功相同时，甲的有用功大，所以其机械效率就高，故B错误。
故选D。
7、A
【解析】
【详解】
使用如图所示动滑轮提升钩码时，若不计绳重及摩擦，绳端拉力为
F＝(G+G动)
当钩码重力
G≤G动
时
F≥G
即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时，不能证明使用动滑轮能省力；因为动滑轮重0.5N，所以提升钩码重力小于或等于0.5N时不能证明。
故选A。
8、B
【解析】
【详解】
A．用羊角锤起钉子时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；
B．筷子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，可以省距离，故B符合题意；
C．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D．独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D不符合题意。
故选B。
9、A
【解析】
【详解】
如图所示：
对于人
G人＝F支+F拉
对于重物
G物＝F浮+F拉′
因为使用的是定滑轮，不计摩擦和水的阻力，则
F拉＝F拉′
G人﹣F支＝G物﹣F浮
F支＝G人﹣G物+F浮
小科将重物从水底缓慢拉到井口：物体露出水面之前是全浸入，因排开水的体积不变，根据阿基米德原理知道物体受到的浮力不变，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；从物体露出水面到刚好离开水面，因排开水的体积变小，根据阿基米德原理知道物受到的浮力变小，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力变小；物体离开水面上升，物体受到的浮力为0，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；由此可知，地面对人的支持力是先不变、后变小、再不变。故A正确，BCD错误。
故选A。
10、B
【解析】
【详解】
如图，长木板长为l，力F方向竖直向上，所以动力臂为l不变，杠杆受到物体的压力（阻力）
F′=G
阻力臂为l2，根据杠杆平衡条件有
Fl=F′l2=Gl2
所以
由此可知，当物块向右匀速滑动时，l2变大，F变大。
故选B。
二、填空题
1、 省力 动力臂大于阻力臂
【解析】
【详解】
（1）[1]由题意可知，阻力与阻力臂不变，硬棒静止时，由杠杆平衡条件可知，要使动力F1最小，则对应的动力臂应最大，由图中可知，当动力臂l1为OA时，达到最大，此时动力F1应垂直于AC向上，故动力F1及对应的动力臂l1如下图所示
（2）[2]由受力分析可知，重物甲对硬棒AC的阻力即绳子对硬棒AC的拉力F2，作用在B点，方向竖直向下；由力臂的定义可知，过支点O作拉力F2所在直线的垂线段，即为力F2对应的力臂l2，如下图所示
（3）[3][4]由（1）（2）中可知，动力臂大于阻力臂，故该杠杆是省力杠杆。
2、 省力 不能 增大
【解析】
【详解】
[1]拉力的方向虽然不同，但定滑轮实质上始终是一个等臂杠杆，使用定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，所以三个力的大小关系是。
[2]使用斜面时对物体的拉力为，物体重，可见利用斜面提升物体时，即使用斜面能省力。
[3]根据可得，拉力做功为
重力做功为
所以，即斜面不能省功。
[4]若其他条件不变，增加物体的重力，则有用功增大，在额外功不变的情况下，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率增大。
3、 0.014 200 70
【解析】
【详解】
[1]重物上升的速度为
[2]人做的功为
[3]千斤顶的效率是
4、 180 75%
【解析】
【详解】
[1]由图可知，动滑轮有两段绳子承担物体重，绳子自由端移动距离
提起物体所做的有用功
[2]提起物体所做的总功
滑轮组的机械效率
5、 75% 增大
【解析】
【详解】
[1]由图得，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，即滑轮组的拉力为2.4N，滑轮组的机械效率是
[2]提高滑轮组的机械效率的方法有：增大提升的物体的重或者减小动滑轮的重，若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将增大。
6、 甲 > >
【解析】
【详解】
[1]图甲为定滑轮，定滑轮的轴不随物体一块移动的滑轮，其特点是不省力但可以改变力的方向，实质是等臂杠杆。
[2] 图乙为定滑轮，动滑轮是轴随物体一块移动的滑轮，其特点：省力但不能改变力的方向，实质动力臂是阻力臂的2倍，动滑轮要比定滑轮更省力，故。
[3] 动滑轮在提升物体过程中动滑轮随物体一起上升．要对动滑轮提升做额外功，而使用定滑轮提升时滑轮的位置不上升，所以用一个动滑轮和一个定滑轮把同一个物体提升同样的高度，做的有用功相同，而动滑轮需要做的总功更多，机械效率指有用功与总功的比值．所以图甲定滑轮的机械效率大于图乙动滑轮的机械效率，故。
三、计算题
1、（1）50N；（2）87.5%；（3）160W；（4）950N
【详解】
解：（1）由图知道，n＝2，因为不计绳重和摩擦时，，所以动滑轮的重力
G动＝nF﹣G＝2×200N﹣350N＝50N
（2）滑轮组的机械效率
（3）绳子自由端移动的距离
s＝nh＝2×2m＝4m
拉力做的功
W总＝Fs＝200N×4m＝800J
则拉力做功的功率
（4）人向下拉绳子时的最大拉力等于人的重力，即
F最大＝G人＝500N
因为不计绳重和摩擦时，所以用此滑轮组能提升的最大物重
G最大＝nF最大﹣G动＝2×500N﹣50N＝950N
答：（1）动滑轮重力为50N；
（2）滑轮组的机械效率为87.5%；
（3）在此过程中，物体在5s内匀速上升了2m，拉力的功率为160W；
（4）如果人的体重为500N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重力是950N。
2、（1）6000N；（2）3.75×104J；（3）80%
【详解】
解：（1）建筑材料所受的重力
G=mg=600kg×10N/kg=6000N
（2）由图知，动滑轮上的绳子段数为3段，即n=3，绳子自由端移动距离
s=nh=3×5m=15m
起重机对绳拉力做的功（总功）
W总=Fs=2500N×15m=3.75×104J
（3）所做的有用功为
W有用=Gh=6000N×5m=3×104J
塔式起重机的机械效率为
答：（1）建筑材料所受的重力为6000N；
（2）起重机对绳拉力做的功为3.75×104J；
（3）塔式起重机的机械效率为80%。
3、（1）4.5×105J；（2）7.5×103W；（3）1.2×104 N
【详解】
解：（1）由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故可知拉力端移动距离为
s=3h=3×30m=90m
则拉力做的总功为
W总=Fs=5000N×90m=4.5×105J
（2）由题意可知，拉力做功的时间为
t=1min=60s
故拉力做功的功率为
（3）由题意可知，滑轮组的机械效率为80%，故拉力做的有用功为
W有用=W总η=4.5×105J×80%=3.6×105J
由W有用=Gh得，物体的重力为
答：（1）拉力做的总功是4.5×105J；
（2）拉力做功的功率是7.5×103W；
（3）物体G的重是1.2×104N。
4、（1）2.25×105J；（2）7500W；（3）80%
【详解】
解：（1）由可得故障车被拖离的距离
s车＝v车t＝5m/s×30s＝150m
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，因此拉力端移动的距离
s＝ns物＝3×150m＝450m
拉力做的总功
W总＝Fs＝500N×450m＝2.25×105J
（2）拉力F做功的功率
（3）地面对故障车的摩擦力
f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1.5×103kg×10N/kg＝1200N
拉力所做的有用功
W有＝fs＝1200N×150m＝1.8×105J
整个装置的机械效率
答：（1）拉力F在30s内所做的功为2.25×105J；
（2）拉力F做功的功率为7500W；
（3）整个装置的机械效率为80%。
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、下列工具在使用时属于费力杠杆的是
A．羊角锤 B．筷子
C．手推车 D．核桃夹子
2、下列关于功率、机械效率说法中，正确的是（ ）
A．机械效率越高，机械做功一定越快 B．做功越多的机械，机械效率越高
C．做功越快的机械，功率越大 D．功率越大的机械，做功一定越多
3、小健学习使用下列简单机械后做出以下总结，你认为他的总结中叙述错误的是（ ）
A． 垂直于道钉撬的把手向下压时，人的用力最省力
B． 用斜面向上搬物体时，既可以省力，又可以节省做功
C． 使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，属于费力杠杆
D． 图中的小人若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同
4、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组提升钩码，实验数据记录如下表，下列说法正确的是（ ）
序号 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 上升距离/cm 机械效率
① 2 5 1 15 66.7%
② 4 5 1.7 15 78.4%
③ 4 10 1.7 30 78.4%
④ 6 5 2.4 15 83.3%
A．数据④中，滑轮组所做的有用功为30J
B．由数据①可知，实验所用滑轮组承重绳段数n=2
C．研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，可选用数据①②④
D．对比数据③④可知，滑轮组机械效率与钩码上升距离有关
5、一把杆秤，当称砣缺损了一些时，用它称出物体的质量与实际质量比较是（ ）
A．小了 B．相等 C．大了 D．不能确定
6、将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1一定大于F2
B．乙滑轮组的机械效率较高
C．甲、乙滑轮组的有用功相同
D．甲的额外功与有用功的比值较小
7、利用如图所示的动滑轮（重0.5N）提升钩码时，不能证明使用动滑轮能省力的操作是（ ）
A．竖直匀速提升0.5N的钩码 B．竖直匀速提升1.0N的钩码
C．竖直匀速提升1.5N的钩码 D．竖直匀速提升2.0N的钩码
8、如图所示，所使用的杠杆能够省距离的是（ ）
A．羊角锤 B．筷子
C．开瓶器 D．独轮车
9、如图是小科同学拉水下一重物的示意图。他用竖直向下的拉力将重物从水底缓慢拉到井口，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了地面对小科的支持力（F）随时间（t）变化的图像，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
10、如图所示，有一质量不计的长木板，左端装有与墙相连的轴在它的左端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着右端。当物块向右匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（ ）
A．变小 B．变大 C．不变 D．先变大后变小
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（6小题，每小题5分，共计30分）
1、如图所示，质量忽略不计的AC硬棒能绕O点自由转动，且AB=BO=OC，在B点挂一重物甲，用手给AC硬棒某点施加一个动力F恰好使硬棒在图示位置处于静止状态。
（1）请画出给AC硬棒上施加一个最小的力F1的示意图及F1的力臂l1______；
（2）请画出重物甲对硬棒AC施加的阻力F2的示意图及F2的力臂l2______；
（3）此杠杆是______杠杆（选填：“省力”、“费力”或“等臂”），依据是______。
2、使用如图1所示装置匀速提升重物，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，这三个力的大小关系是___________；如图2所示，斜面长s=0.6m，高h=0.2m，用弹簧测力计拉着6N重的物体沿斜面方向匀速运动，弹簧测力计的示数为2.5N，对上述数据进行分析可以得出：使用斜面可以_______（选填“省力”或“费力”），使用斜面________（能/不能）省功；如图3所示，如果增大物体的重力，滑轮组的机械效率将___________。
3、如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在10s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂2m，把1000N的重物匀速抬高14cm。则重物上升的速度为 ______m/s，人做的功为 ______J，千斤顶的效率是 ______%。
4、如图所示，小明用动滑轮把90N的重物匀速提升2m，所用的拉力是60N，则小明做的有用功是______J，动滑轮的机械效率是______。
5、如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，则滑轮组的机械效率是_______。若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（不计绳重及摩擦）
6、如图所示两个滑轮中，能改变施力方向的是_______（甲/乙），若滑轮重相同（G动＜G物），摩擦和绳重不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1_______F2，η1________η2.（选填“>”、“＜”或“=”）
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体，人对绳的拉力为200N，不计绳重和摩擦，求：
（1）动滑轮重力；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）在此过程中，物体在5s内匀速上升了2m，求拉力的功率；
（4）如果人的体重为500N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是多少。
2、如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，其中动滑轮的质量为30kg。已知在匀速吊起600kg的建筑材料时，对绳子端的拉力为2500N。在建筑材料上升5m高度的过程中，g取10N/kg。求：
（1）建筑材料所受的重力；
（2）塔式起重机对绳子拉力做的功；
（3）塔式起重机的机械效率。
3、如图所示是一台起重机在工作的示意图。现在用此起重机在1min内将把重物体G匀速提升30m，滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为5000N。已知滑轮组的机械效率为80%，试求：
（1）拉力做的总功是多大？
（2）拉力做功的功率是多大？
（3）物体G的重是多少N？
4、在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求：
（1）拉力F在30s内所做的功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）整个装置的机械效率。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【解析】
【分析】
【详解】
A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
2、C
【解析】
【详解】
A．机械效率是指有用功与总功的比值，功率表示物体做功的快慢，机械效率与机械功率大小没有直接关系，机械效率越高，机械做功不一定越快，故A错误；
B．有用功与总功的比值叫机械效率，与做功的多少没有直接关系，故B错误；
C．做功快的机械，说明单位时间内完成的功多，所以功率一定大，故C正确；
D．根据W＝Pt可知，做功的多少与时间和功率有关，若只是功率大，但时间短做功也不一定多，故D错误。
故选C。
3、B
【解析】
【详解】
A．垂直于道钉撬的把手向下压时，由杠杆平衡条件可知，此时动力臂最大，人的用力最省力，故A正确，不符合题意；
B．用斜面向上搬物体时，可以省力，但需额外克服斜面摩擦力做功，不能省功，故B错误，符合题意；
C．使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，此时杠杆的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C正确，不符合题意；
D．根据滑轮的特点可知，动滑轮上有两段绳子，n=2，图中的若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同，都等于物体和动滑轮总重的，故D正确，不符合题意。
故选B。
4、C
【解析】
【详解】
A．由数据④中可知，钩码的重力为G=6N，钩码上升的高度为
h=5cm=0.05m
故可知滑轮组所做的有用功为
W=Gh=6N×0.05m=0.3J
故A错误；
B．由数据①可知，钩码上升的距离为5cm，弹簧测力计上升的距离为15cm，即弹簧测力计上升的高度为钩码上升高度的3倍，故可知实验所用滑轮组承重绳段数为n=3，故B错误；
C．要研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，应控制其它条件不同，改变钩码的重力，故可选用数据①②④，故C正确；
D．数据③④中，没有控制钩码的重力相同，故无法得出滑轮组的机械效率与钩码上升距离的关系，故D错误。
故选C。
5、C
【解析】
【详解】
如图所示
当称砣缺损了一些时，m变小，其重力mg变小；再测同一个物体的质量，力臂OA不变，根据杠杆的平衡条件
当一定时，若m变小，那么OC必然变大，即读数比实际值要大，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6、D
【解析】
【详解】
A．由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：可知：F1与F2的大小关系不能确定，故A错误；
CD．已知物体上升的高度h相同，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：W有=Gh和W额=G动h可知：甲的有用功大于乙的有用功，而两者的额外功相同，则甲的额外功与有用功的比值较小，故C错误、D正确；
B．由公式可知：在额外功相同时，甲的有用功大，所以其机械效率就高，故B错误。
故选D。
7、A
【解析】
【详解】
使用如图所示动滑轮提升钩码时，若不计绳重及摩擦，绳端拉力为
F＝(G+G动)
当钩码重力
G≤G动
时
F≥G
即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时，不能证明使用动滑轮能省力；因为动滑轮重0.5N，所以提升钩码重力小于或等于0.5N时不能证明。
故选A。
8、B
【解析】
【详解】
A．用羊角锤起钉子时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；
B．筷子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，可以省距离，故B符合题意；
C．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D．独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D不符合题意。
故选B。
9、A
【解析】
【详解】
如图所示：
对于人
G人＝F支+F拉
对于重物
G物＝F浮+F拉′
因为使用的是定滑轮，不计摩擦和水的阻力，则
F拉＝F拉′
G人﹣F支＝G物﹣F浮
F支＝G人﹣G物+F浮
小科将重物从水底缓慢拉到井口：物体露出水面之前是全浸入，因排开水的体积不变，根据阿基米德原理知道物体受到的浮力不变，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；从物体露出水面到刚好离开水面，因排开水的体积变小，根据阿基米德原理知道物受到的浮力变小，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力变小；物体离开水面上升，物体受到的浮力为0，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；由此可知，地面对人的支持力是先不变、后变小、再不变。故A正确，BCD错误。
故选A。
10、B
【解析】
【详解】
如图，长木板长为l，力F方向竖直向上，所以动力臂为l不变，杠杆受到物体的压力（阻力）
F′=G
阻力臂为l2，根据杠杆平衡条件有
Fl=F′l2=Gl2
所以
由此可知，当物块向右匀速滑动时，l2变大，F变大。
故选B。
二、填空题
1、 省力 动力臂大于阻力臂
【解析】
【详解】
（1）[1]由题意可知，阻力与阻力臂不变，硬棒静止时，由杠杆平衡条件可知，要使动力F1最小，则对应的动力臂应最大，由图中可知，当动力臂l1为OA时，达到最大，此时动力F1应垂直于AC向上，故动力F1及对应的动力臂l1如下图所示
（2）[2]由受力分析可知，重物甲对硬棒AC的阻力即绳子对硬棒AC的拉力F2，作用在B点，方向竖直向下；由力臂的定义可知，过支点O作拉力F2所在直线的垂线段，即为力F2对应的力臂l2，如下图所示
（3）[3][4]由（1）（2）中可知，动力臂大于阻力臂，故该杠杆是省力杠杆。
2、 省力 不能 增大
【解析】
【详解】
[1]拉力的方向虽然不同，但定滑轮实质上始终是一个等臂杠杆，使用定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，所以三个力的大小关系是。
[2]使用斜面时对物体的拉力为，物体重，可见利用斜面提升物体时，即使用斜面能省力。
[3]根据可得，拉力做功为
重力做功为
所以，即斜面不能省功。
[4]若其他条件不变，增加物体的重力，则有用功增大，在额外功不变的情况下，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率增大。
3、 0.014 200 70
【解析】
【详解】
[1]重物上升的速度为
[2]人做的功为
[3]千斤顶的效率是
4、 180 75%
【解析】
【详解】
[1]由图可知，动滑轮有两段绳子承担物体重，绳子自由端移动距离
提起物体所做的有用功
[2]提起物体所做的总功
滑轮组的机械效率
5、 75% 增大
【解析】
【详解】
[1]由图得，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，即滑轮组的拉力为2.4N，滑轮组的机械效率是
[2]提高滑轮组的机械效率的方法有：增大提升的物体的重或者减小动滑轮的重，若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将增大。
6、 甲 > >
【解析】
【详解】
[1]图甲为定滑轮，定滑轮的轴不随物体一块移动的滑轮，其特点是不省力但可以改变力的方向，实质是等臂杠杆。
[2] 图乙为定滑轮，动滑轮是轴随物体一块移动的滑轮，其特点：省力但不能改变力的方向，实质动力臂是阻力臂的2倍，动滑轮要比定滑轮更省力，故。
[3] 动滑轮在提升物体过程中动滑轮随物体一起上升．要对动滑轮提升做额外功，而使用定滑轮提升时滑轮的位置不上升，所以用一个动滑轮和一个定滑轮把同一个物体提升同样的高度，做的有用功相同，而动滑轮需要做的总功更多，机械效率指有用功与总功的比值．所以图甲定滑轮的机械效率大于图乙动滑轮的机械效率，故。
三、计算题
1、（1）50N；（2）87.5%；（3）160W；（4）950N
【详解】
解：（1）由图知道，n＝2，因为不计绳重和摩擦时，，所以动滑轮的重力
G动＝nF﹣G＝2×200N﹣350N＝50N
（2）滑轮组的机械效率
（3）绳子自由端移动的距离
s＝nh＝2×2m＝4m
拉力做的功
W总＝Fs＝200N×4m＝800J
则拉力做功的功率
（4）人向下拉绳子时的最大拉力等于人的重力，即
F最大＝G人＝500N
因为不计绳重和摩擦时，所以用此滑轮组能提升的最大物重
G最大＝nF最大﹣G动＝2×500N﹣50N＝950N
答：（1）动滑轮重力为50N；
（2）滑轮组的机械效率为87.5%；
（3）在此过程中，物体在5s内匀速上升了2m，拉力的功率为160W；
（4）如果人的体重为500N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重力是950N。
2、（1）6000N；（2）3.75×104J；（3）80%
【详解】
解：（1）建筑材料所受的重力
G=mg=600kg×10N/kg=6000N
（2）由图知，动滑轮上的绳子段数为3段，即n=3，绳子自由端移动距离
s=nh=3×5m=15m
起重机对绳拉力做的功（总功）
W总=Fs=2500N×15m=3.75×104J
（3）所做的有用功为
W有用=Gh=6000N×5m=3×104J
塔式起重机的机械效率为
答：（1）建筑材料所受的重力为6000N；
（2）起重机对绳拉力做的功为3.75×104J；
（3）塔式起重机的机械效率为80%。
3、（1）4.5×105J；（2）7.5×103W；（3）1.2×104 N
【详解】
解：（1）由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故可知拉力端移动距离为
s=3h=3×30m=90m
则拉力做的总功为
W总=Fs=5000N×90m=4.5×105J
（2）由题意可知，拉力做功的时间为
t=1min=60s
故拉力做功的功率为
（3）由题意可知，滑轮组的机械效率为80%，故拉力做的有用功为
W有用=W总η=4.5×105J×80%=3.6×105J
由W有用=Gh得，物体的重力为
答：（1）拉力做的总功是4.5×105J；
（2）拉力做功的功率是7.5×103W；
（3）物体G的重是1.2×104N。
4、（1）2.25×105J；（2）7500W；（3）80%
【详解】
解：（1）由可得故障车被拖离的距离
s车＝v车t＝5m/s×30s＝150m
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，因此拉力端移动的距离
s＝ns物＝3×150m＝450m
拉力做的总功
W总＝Fs＝500N×450m＝2.25×105J
（2）拉力F做功的功率
（3）地面对故障车的摩擦力
f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1.5×103kg×10N/kg＝1200N
拉力所做的有用功
W有＝fs＝1200N×150m＝1.8×105J
整个装置的机械效率
答：（1）拉力F在30s内所做的功为2.25×105J；
（2）拉力F做功的功率为7500W；
（3）整个装置的机械效率为80%。