第12章　简单机械　期末考试专题练　河南省2021—2022学年人教版物理八年级下册（Word版含答案）

第12章　简单机械　期末考试专题练　河南省2021—2022学年人教版物理八年级下册
一．选择题（共13小题）
1．（2021春 睢县期末）如图所示，水平桌面上放一重为100N的物体A，A与桌面间的摩擦力为40N，当用力F拉绳子的自由端使A匀速运动时，拉力F的大小为（不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦）（　　）
A．20N B．50N C．60N D．70N
2．（2021春 睢县期末）如图所示，小猴与小兔一起发现一个胡萝卜，想要平分，小猴找来一个小石块支起胡萝卜，使其水平平衡，小猴要左侧部分，小兔要右侧部分，则获取萝卜的情形是（　　）
A．小猴多 B．小兔多 C．二者一样多 D．无法判定
3．（2021春 新野县期末）3月19日至21日，2021年全国皮划艇激流回旋春季冠军赛在福建南安举行。如图所示，比赛中运动员一手撑住桨柄的末端（视为支点），另一手用力划桨。下列说法正确的是（　　）
A．用力划桨的手靠近支点，可以省力一些
B．用力划桨的手远离支点，可以省力一些
C．让皮划艇前进的力是船桨对水的力
D．船桨是一个省力杠杆
4．（2021春 淅川县期末）甲、乙两套装置所用每个滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是（　　）
A．F1＞F2η1＝η2 B．F1＞F2η1＜η2
C．F1＜F2η1＜η2 D．F1＜F2η1＞η2
5．（2021春 卧龙区期末）如图是工人用撬杠撬动大石头的情景。撬杠可以抽象为一个杠杆，不计自重，下列选项中能正确表示它的工作原理的示意图是（　　）
A． B．
C． D．
6．（2021春 驻马店期末）利用如图所示的甲、乙两种装置，将同一重物分别匀速提升同一高度h，不计摩擦及绳子的重力，则下列说法正确的是（　　）
A．以各自的滑轮为参照物，重物都是静止的
B．拉力F甲一定比拉力F乙大
C．甲装置的机械效率小于乙装置的机械效率
D．甲装置中绳子自由端移动距离较小
7．（2021春 许昌期末）如图是早年间农村普遍使用的压井，上边的杆可抽象为一杠杆，在取水时，向下压杆的末端，水就会自动流出。不计杆的自重，如图能正确表示它的杆工作示意图的是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．（2021春 南召县期末）下列关于功、功率和机械效率的说法中。正确的是（　　）
A．做功越慢的机械，功率一定越小
B．越省力的机械，其机械效率一定越高
C．做有用功越多的机械，其机械效率越高
D．功率不同的机器，做的功一定不相等
9．（2021春 巩义市期末）如图所示，为了把较重的货物装入卡车，小明用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物提升到同一高度，忽略绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　）
A．甲方式可以更省力
B．乙方式不能改变力的方向
C．两种方式做的有用功相等
D．两种方式人做的总功相同
10．（2021春 商水县期末）如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（　　）（g＝10N/kg）
A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
C．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
D．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡
11．（2021春 获嘉县期末）如图所示的简单机械，在正常使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．筷子 B．开瓶器
C．钳子 D．羊角锤
12．（2021 天桥区一模）杠杆在我国古代早就有许多应用，如今在我们的生产、生活中仍大量使用。如图所示，小洪正在使用一根硬棒撬动石头，此时使用这根硬棒（　　）
A．省力又省距离 B．省力但费距离
C．不省力也不省距离 D．费力但省距离
13．（2021春 柘城县期末）如图所示，是自卸车的示意图。车厢部分可视为杠杆，其中A为货物，B为液压支撑杆。则下列分析正确的是（　　）
A．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
B．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．B点是支点，液压支撑杆施加的力是动力，货物重力是阻力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
二．实验探究题（共4小题）
14．（2021春 中牟县期末）《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理。
（1）实验前，杠杆静止时的位置如图1。要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　调节。
（2）如图2所示，杆秤秤砣的质量为0.2kg，杆秤自身质量忽略不计，当杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为5cm和20cm，则被测物体的质量为 　 　kg.此时若被测物体和秤砣同时减少了相同的质量但位置没变，则杆秤的 　 　（选填“左端”或“右端”）下降；若秤砣碰掉了一块，则测量值比被测物体的质量要 　 　（选填“偏大”或“偏小”）。
15．（2021春 罗山县期末）在探究杠杆平衡条件的活动中，如图所示。
（1）将杠杆的中点支在支架上，发现杠杆左端下沉，这时应将左端或者右端的平衡螺母向 　 　调，直至杠杆在 　 　位置平衡。
（2）在实验中，若保持钩码的个数和位置不变，使弹簧测力计在B点由竖直向下拉改为斜向下拉，测力计的示数将 　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”），原因是：　 　。
（3）在实验中改变力和力臂的大小多次实验，其目的是 　 　。
（4）下面是小明设计的实验记录表格：
实验序号 动力F1/N OA/cm 阻力F2/N OB/cm
1
2
3
该表格设计中不妥之处有：　 　，应改为：　 　。
16．（2021春 中原区期末）小明在做“探究杠杆平衡条件”的实验。
（1）若安装完杠杆，发现杠杆右端下沉，如图甲，则应将杠杆右端的平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，目的是 　 　。
（2）图乙中杠杆恰好在水平位置平衡，若在A处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在B处的钩码向右移动 　 　格。
（3）如图丙，小明取下B处的钩码（每个钩码重0.5N），改用弹簧测力计钩在C处，使杠杆再次在水平位置平衡，则弹簧测力计示数 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）1N；若将该弹簧测力计绕C点沿逆时针方向转到竖直向上的位置，而在该过程中杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；在弹簧测力计拉力的方向竖直向上时，把弹簧测力计施加的力视为动力，则以下生活中相关杠杆的应用与此杠杆类型相同的是 　 　（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）。
（4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件，是 　 　。
（5）杠杆平衡条件在生活中有很多应用。如图丁所示，用绳子拴住一根粗细不同的大树的某处，静止后大树水平平衡。现将大树从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段，请根据杠杆平衡条件判断GA　 　GB（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
17．（2021春 安阳期末）小华同学进行了“探究杠杆平衡条件”的实验。
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，放手后发现杠杆左端下沉，如图甲所示，欲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。使杠杆在水平位置平衡的目的是 　 　。
（2）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆将 　 　（选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。
（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，如图丙，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡，则测力计的示数变化情况为 　 　。
A.变大
B.变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大
（4）完成以上实验后，小华利用杠杆来测量杠杆的机械效率，如图丁，实验时竖直向上拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。如果把钩码由A移至B，两次都将钩码移动相同高度，对物体所做的有用功将 　 　，此杠杆的机械效率将 　 　（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）（不计摩擦）。
三．计算题（共4小题）
18．（2021春 长垣市期末）长垣市享有“中国起重机械名城”，如图甲为该市产塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装（动滑轮重、绳重不计），请你综合应用所学知识解答下列问题：
（1）起重机为 　 　（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆，原因是 　 　，图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a是 　 　（选填“动滑轮”或“定滑轮”）。
（2）若电动机用7.5×103N的拉力将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，则此过程钢丝绳做的有用功是多少J？
（3）若电动机用7.5×103N的拉力将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，则此过程钢丝绳做的总功是多少J？
（4）此滑轮组的机械效率是多少？
19．（2021春 息县期末）沿斜面将一个重为9N的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为3.6N，斜面长s＝6m，高h＝1.5m。求：
（1）把重物提升h所做的总功；
（2）此过程中的额外功及物体受到的摩擦力；
（3）该斜面的机械效率。
20．（2021春 鹿邑县期末）如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为380N，卷扬机加在钢绳自由端的拉力F将物体M以1m/s的速度匀速提升10m，拉力所做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳重及摩擦。求：
（1）滑轮组提升重物所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）钢丝绳自由端的拉力F。
21．（2021春 驻马店期末）如图甲所示，某建筑工地用起重机将质量为810kg的货箱匀速提升了2m，吊臂上的滑轮组如图乙所示，若忽略绳重和摩擦只考虑动滑轮自身重，该滑轮组的机械效率为90%。（g取10N/kg）求：
（1）在上述过程中的有用功；
（2）在上述过程中的额外功；
（3）依然利用此机械提升质量为910kg的货箱，求此时滑轮组的机械效率。
第12章　简单机械　期末考试专题练　河南省2021—2022学年人教版物理八年级下册
参考答案与试题解析
一．选择题（共13小题）
1．【解答】解：从图中可知n＝2，不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦，根据Ff可知，拉力F40N＝20N。
故选：A。
2．【解答】解：（1）萝卜处于平衡状态，由图可知，
右侧部分重心离支点O较远，故力臂OB较大，左侧部分重心离支点O较近，故力臂OA较小；
根据杠杆平衡条件GA×OA＝GB×OB，左侧萝卜重力GA大、右侧重力GB小，故小猴分的萝卜要重。
故选：A。
3．【解答】解：AB、根据杠杆的平衡条件：F1×L1＝F2×L2，运动员用力划桨时，阻力及阻力臂不变，手离支点越近，动力臂越短越费力；手离支点越远，动力臂越长越省力，故A错误，B正确。
C、运动员用力划桨时、船桨对水一个力，同时水对船桨也会产生一个力，推动皮划艇前进，故C错误；
D、船桨使用时动力臂小于阻力臂时费力杠杆，故D错误。
故选：B。
4．【解答】解：（1）由图可知n1＝2，n2＝3，已知每个滑轮的质量相同，且两滑轮组均只有一个动滑轮，则动滑轮重相同；
不计绳重及摩擦，则绳子受到的拉力分别为：F1（G1+G动），F2（G2+G动），因G1＝G2，故F1＞F2；
（2）因为不计绳重及摩擦时，动滑轮重相同，提升的物体重和高度都相同，W额＝G动h，W有＝G物h，
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；
由η100%可知，两滑轮组的机械效率相同，即η1＝η2；故A正确、BCD错误。
故选：A。
5．【解答】解：用撬杠撬动大石头时，支点是撬棒与地面的接触点，即图中杠杆的左下端为支点，阻力为石头对撬棒的压力F2，方向垂直于撬棒向下，竖直向上的作用力动力F1，因为动力臂大于阻力臂，所以此杠杆为省力杠杆，即F1＜F2，故ABC错误，D正确。
故选：D。
6．【解答】解：A、甲图中重物随着动滑轮一起上升，以动滑轮为参照物，重物是静止的；乙图中重物相对于定滑轮的位置不断发生变化，因此是运动的，故A错误；
B、不计摩擦及绳子的重力，根据滑轮的特点，F甲，F乙＝G，由于G和G动的大小未知，则拉力F甲与F乙大小无法比较，故B错误；
C、不计摩擦及绳子的重量，提升同一重物到同一高度，有用功是相同的，甲图要克服动滑轮的重力做额外功，根据W总＝W有用+W额可知甲装置的总功大于有用功，乙装置的总功等于有用功，根据η可知甲装置效率小于100%，乙装置效率等于100%，因此使用动滑轮的机械效率小，故C正确；
D、甲图绳子自由端移动的距离为s＝2h，乙图中绳子自由端移动的距离为s＝h，故甲装置中绳子自由端移动距离较大，故D错误。
故选：C。
7．【解答】解：由图可知：O点为支点，手向下压杆的力为动力，从支点到动力作用线的垂直距离为动力臂；活塞受到向下的大气压力为阻力，从支点到阻力作用线的垂直距离为阻力臂，故BCD错误，A正确。
故选：A。
8．【解答】解：A、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小说明做功慢。故A正确；
B、机械效率是有用功与总功的比值，与机械的省力情况无关。故B错误；
C、机械效率是指有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定。故C错误；
D、功率不同的机械，做的功有可能相等。如功率为5000W的机械60s做的功与功率为1000W的机械300s做的功相同。故D错误。
故选：A。
9．【解答】解：
A、由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B、乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；
C、由题可知，甲、乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由W有＝Gh可知，两种方式做的有用功相同，故C正确；
D、甲的额外功只有克服摩擦做的功，乙不只有克服摩擦，还有克服动滑轮重力做的额外功，在做的有用功相同时，乙的总功多，故D错误。
故选：C。
10．【解答】解：每个钩码重力为F＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，设每个小格长度为L；
A、在A点挂4个钩码时，根据杠杆的平衡条件：2G×3L＝4G×nL，解得n＝1.5，A点到支点为2L，故杠杆不能平衡，故A错误；
B、用弹簧测力计在B点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L＝F×5L，最小拉力为0.6N；当力的方向改变时，力臂减小，使力臂小于3L时，拉力要大于1N，杠杆费力，用弹簧测力计在B点拉，当力臂为3L时，拉力为1N．根据杠杆平衡条件知，当改变用力方向，使力臂小于3L时，拉力要大于1N，杠杆才能平衡，要费力，故B错误；
C、用弹簧测力计在A点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L＝F×2L，最小拉力为1.5N；当力的方向改变时，力臂减小，无论如何改变用力方向力都要大于1.5N，都要费力，故C正确。
D、在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，杠杆右侧力与力臂的积为：0.5N×5L＝2.5N×L＜1N×3L，杠杆不能平衡，故D错误；
故选：C。
11．【解答】解：
A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
B、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故选：A。
12．【解答】解：由图可知，使用一根硬棒撬动石头时，动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件知道，此时动力小于阻力，即使用的是省力杠杆，由杠杆原理知道，使用任何机械都不省功，省力杠杆一定费距离，故B正确。
故选：B。
13．【解答】解：由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点；
当物体A放在车厢的后部时（如上右图），动力臂大于阻力臂，因此省力，故A正确，BCD错误。
故选：A。
二．实验探究题（共4小题）
14．【解答】解：（1）杠杆左端下沉，说明杠杆重心偏左，应将杠杆的平衡螺母向右调节；
（2）根据杠杆平衡条件可得G1L1＝G2L2，即：m1gL1＝m2gL2，则m10.8kg；
此时若被测物体和秤砣同时减少了相同的质量但位置没变，则左端为（0.8kg﹣m′）
g×0.05m＝0.04gkgm﹣0.05m×m′g，右端为（0.2kg﹣m′）g×0.2m＝0.04gkgm﹣0.2m×m′g，比较可知左端大于右端，所以左端下降；
若秤砣碰掉了一块，m2减小，而G1L1不变，所以L2要变大，杆秤所示的质量值要偏大。
故答案为：（1）右；（2）0.8；左端；偏大。
15．【解答】解：（1）将杠杆的中点支在支架上，发现杠杆左端下沉，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节，直至杠杆在水平位置平衡；
（2）弹簧测力计在A处竖直向下拉时，拉力的方向竖直向上与杠杆垂直，动力臂等于支点到力的作用点的距离；当弹簧测力计斜向下拉时，拉力的方向不再与杠杆垂直，动力臂变小，根据杠杆平衡条件，动力变大，弹簧测力计的示数变大；
（3）探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，使结论具有普遍性
（4）根据杠杆平衡条件可知，应得出动力臂、阻力臂，该表格设计中不妥之处有：OA/cm、OB/cm；，应改为：动力臂L1/cm、阻力臂L2/cm。
故答案为：（1）右；水平（2）变大；拉力的力臂变小（3）使实验结论更可靠（具有普遍性，寻找普遍规律）；（4）OA/cm、OB/cm；动力臂L1/cm、阻力臂L2/cm。
16．【解答】解：（1）杠杆右端下沉，应将杠杆重心向左移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，能使杠杆在水平位置平衡，杠杆在水平位置平衡，杠杆重力的力臂为零，杠杆重对实验没有影响，便于测量力臂；
（2）如图乙所示，杠杆恰好在水平位置平衡，若一个钩码重G，每个小格长度L，若在A处下方再挂一个相同的钩码，则杠杆左侧：4G×2L＝8GL，为使杠杆保持水平平衡，根据杠杆的平衡条件支点右侧应为2G×4L＝8GL，需将挂在B处的钩码向右移动1个小格；
（3）如图丙所示，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，若弹簧测力计竖直向上拉动使杠杆在水平平衡，根据杠杆的平衡条件：4G×2L＝F×4L，则F＝2G，但此时弹簧测力计是斜着拉动，力臂小于竖直拉动时的力臂，拉力大于F＝2G＝2×0.5N＝1N；
若将该弹簧测力计绕C点沿逆时针方向转到竖直向上的位置，而在该过程中杠杆始终保持水平平衡，阻力阻力臂不变，弹簧测力计的力臂变大，根据杠杆的平衡条件，则弹簧测力计的示数变小；
在弹簧测力计拉力的方向竖直向上时，把弹簧测力计施加的力视为动力，杠杆平衡，动力臂大于阻力臂，它是省力杠杆，我们在使用核桃夹时是为了省力，并且在使用过程中动力臂大于阻力臂，生活中相关杠杆的应用与此杠杆类型相同的是核桃夹；
（4）小明经过多次实验分析实验数据后得出了杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；
（5）将大树以悬挂点点O分为左右两部分；
根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2，由题意可得：G左L左＝G右L右，
因物体的重心在物体的几何中心，则杠杆示意图如图：
由图知：L左＜L右，所以G左＞G右；即GA＞GB。
故答案为：（1）左；便于测量力臂；（2）1；（3）大于；变小；核桃夹；（4）动力×动力臂＝阻力×阻力臂；（5）＞。
17．【解答】解：（1）杠杆静止时，放手后发现杠杆左端下沉，欲使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右端调节；使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂；
（2）设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，如图乙所示，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，
则3G×3L＞2G×4L，所以杠杆左端下沉；
（3）如图丙，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，拉力的力臂先增大再减小，由于左边的力臂的乘积不变，根据杠杆平衡条件杠杆F1L1＝F2L2，弹簧测力计的拉力应先减小再增大；
（4）因为两次都将钩码移动相同高度，所以对物体所做的有用功W有不变。把钩码由A移至B，有图知钩码重力不变力臂增大，弹簧测力计的力臂不变，故测力计拉力增大，故总功W总增大，则杠杆的机械效率η变小。
故答案为：（1）右；便于测量力臂；（2）左端下沉；（3）D；（4）不变；变小。
三．计算题（共4小题）
18．【解答】解：
（1）由图可知，起重机在使用时，动力为平衡重对平衡臂的作用力，阻力为钢索对起重臂的拉力，此时动力臂小于阻力臂，所以起重机为费力杠杆；图乙中滑轮a不随物体一起向上运动，为定滑轮；
（2）钢丝绳做的有用功：W有＝Gh＝1.2×104N×30m＝3.6×105J；
（3）由图乙可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×30m＝60m，
钢丝绳做的总功：W总＝Fs＝7.5×103N×60m＝4.5×105J；
（4）滑轮组的机械效率：η100%100%＝80%。
故答案为：
（1）费力；动力臂小于阻力臂；定滑轮；
（2）钢丝绳做的有用功为3.6×105J；
（3）钢丝绳做的总功为4.5×105J；
（4）滑轮组的机械效率是80%。
19．【解答】解：（1）把重物提升h所做的总功：
W总＝Fs＝3.6N×6m＝21.6J；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝9N×1.5m＝13.5J，
克服摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝21.6J﹣13.5J＝8.1J，
由W额＝fs得，物体所受斜面的摩擦力：
f1.35N；
斜面的机械效率：
η100%＝62.5%。
答：（1）把重物提升h所做的总功为21.6J；
（2）此过程中的额外功为8.1J，物体受到的摩擦力为1.35N；
（3）该斜面的机械效率为62.5%。
20．【解答】解：（1）滑轮组提升重物所做的有用功：
W有用＝Gh＝380N×10m＝3800J；
（2）由题知，重物以1m/s的速度匀速提升到10m的高度，
由v可知运动的时间：
t10s，
由图乙可知，此时拉力做的总功W总＝4000J，
滑轮组的机械效率：
η100%＝95%；
（3）由图甲知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h＝2×10m＝20m，
由W总＝Fs可得钢丝绳自由端的拉力：
F200N。
答：（1）滑轮组提升重物所做的有用功为3800J；
（2）滑轮组的机械效率为95%；
（3）钢丝绳自由端的拉力为200N。
21．【解答】解：（1）质量为810kg货箱的重力：
G＝mg＝810kg×10N/kg＝8100N；
所以有用功：
W有＝Gh＝8100N×2m＝16200J；
（2）因为η100%，所以总功：
W总18000J，
则额外功：
W额＝W总﹣W有＝18000J﹣16200J＝1800J；
（3）因为不计绳重和摩擦时克服动滑轮做的功为额外功，所以动滑轮的重力：
G动900N，
质量为910kg的货箱的重力：
G'＝m'g＝910kg×10N/kg＝9100N，
因为不计绳重和摩擦时滑轮组的机械效率η，
所以提升质量为910kg的货箱时滑轮组的机械效率：
η'91%。
答：（1）在上述过程中的有用功为16200J；
（2）在上述过程中的额外功为1800J；
（3）依然利用此机械提升质量为910kg的货箱时滑轮组的机械效率为91%。