第12章:简单机械 练习题(含解析) 2021-2022学年下学期陕西各地人教版物理八年级期末试题选编

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名称 第12章:简单机械 练习题(含解析) 2021-2022学年下学期陕西各地人教版物理八年级期末试题选编
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2023-04-24 21:35:45

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第12章:简单机械 练习题
一、单选题
1.(2022春·陕西渭南·八年级统考期末)图所示的生活用具中,使用时属于费力杠杆的是(  )
A. 筷子 B. 瓶盖起子
C. 核桃夹 D. 羊角锤
2.(2022春·陕西渭南·八年级统考期末)如图所示,分别用力F1、F2、F3匀速提起同一重物。若不计滑轮重与摩擦,则(  )
A.F1=F2>F3 B.F13.(2022春·陕西汉中·八年级统考期末)如图所示,不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2、F3,它们的大小关系正确的是(  )
A.F24.(2022春·陕西西安·八年级统考期末)如图所示,关于简单机械,下列说法不正确的是(  )
A.如图甲是一个省力杠杆 B.如图乙使用定滑轮可以改变力的方向
C.如图丙使用斜面可以省功 D.如图丁使用滑轮组可以省力
5.(2022春·陕西西安·八年级统考期末)用如图所示的滑轮组拉动物体A,使物体A以0.2m/s的速度水平向左匀速运动10s,已知物体A重500N,物体A受到的摩擦力为120N,拉力F的功率为30W,下列说法正确的是(  )
A.绳子自由端移动的距离为2m
B.克服物体A与地面间摩擦力做的功是额外功
C.滑轮组的机械效率为80%
D.相同情况下,若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体B,滑轮组的机械效率不变
6.(2022春·陕西宝鸡·八年级统考期末)甲装置中,空吊篮A重25N,B处绳子承受的拉力足够大,C处绳子承受的最大拉力为100N。小壮将A提升到高处,施加拉力F随时间变化关系如图乙,A上升速度随时间变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是(  )
A.动滑轮所受的重力为15N
B.在1~2s内克服滑轮重做的额外功为30J
C.此装置最多能匀速运载160N重的货物
D.此装置运载货物最高机械效率为92.5%
7.(2022春·陕西安康·八年级统考期末)下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是(  )
A.物体做功越多,功率一定越大
B.机器的功率越小,机械效率一定越低
C.功率不同的机器,做的功一定不相等
D.额外功与总功之比越小,机械效率一定越大
8.(2022春·陕西咸阳·八年级统考期末)如图,建筑工人用绳子将重500N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,用时6s,拉力为150N,已知斜面长3m,高0.6m则下列说法正确的是(忽略绳子的重力)(  )
A.拉力的功率是50W
B.斜面的机械效率是80%
C.斜面上的摩擦力是50N
D.若把斜面的高度升高,则斜面的机械效率降低
9.(2022春·陕西西安·八年级统考期末)下列有关起重机提升货物时机械效率的说法,正确的是(  )
A.有用功越多,机械效率越高
B.同一起重机提起的货物越重,机械效率越高
C.额外功越少,机械效率越高
D.同一起重机提起同一货物,用时越短,机械效率越高
二、多选题
10.(2022春·陕西榆林·八年级统考期末)图为搬运砖头的独轮车,车厢和砖头所受的总重力G为1000N(车架所受重力忽略不计)下列关于独轮车的说法不正确的是(  )
A.抬起把手时,手握的位置靠近把手末端时更省力
B.抬起把手时,此独轮车相当于一个省力杠杆
C.抬起把手时,砖头受到的重力是杠杆的阻力
D.图中工人抬起把手时,人手向上的力F的大小为700N
三、填空题
11.(2022春·陕西西安·八年级统考期末)搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受总重力G=1000N,独轮车的有关尺寸如图所示,独轮车相当于一个______杠杆,推车时,人手向上的力F为______N,手向上抬起独轮车时,手离车箱的距离越远,越______(选填“省力”或“费力”)。
12.(2022春·陕西咸阳·八年级统考期末)“孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪”是唐代著名诗人柳宗元的诗句,诗中的钓鱼竿是 ___________杠杆。图甲是一个汽车引擎盖,被抬起的过程可近似看成一个能绕B点转动的均匀直杠杆AB(如图乙);若引擎盖重G=200N,其重心在中点C处,不计摩擦,刚刚抬起时,作用在A点竖直向上的力F=___________N,使用杠杆 ___________(选填“能”或“不能”)省功。
13.(2022春·陕西汉中·八年级统考期末)如图所示为人的手臂结构示意图,在向上端起茶杯的过程中,人的手臂相当于一个___________(选填“省力”或“费力”)杠杆。身高1.7m,质量为50kg的小明同学做俯卧撑运动,此时将他视为一个杠杆。如图所示,他的重心在A点。小明将身体撑起,每次肩膀上升的距离均为0.3m,若他将身体撑起,地面对手的作用力至少为___________N。(g取10N/kg)
14.(2022春·陕西西安·八年级统考期末)在我国古代,简单机械就有了许多巧妙的应用。如图甲所示,护城河上安装的吊桥,在拉起吊桥过程中,滑轮C属于________(选填“定”或“动”)滑轮,吊桥可看作支点为________(选填“A”“B”或“C”)点的杠杆。如图乙所示,用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动,利用该滑轮能省________(选填“力”或“功”)。若滑轮重10N,不计绳重及摩擦,拉力F为________N。
15.(2022春·陕西咸阳·八年级统考期末)如图所示,滑轮______(选填“A”或“B” )可以看作等臂杠杆;若物体的重力均为30N且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为______N,使用B滑轮______(选填“能”“不能”)省功。
16.(2022春·陕西咸阳·八年级统考期末)如图所示,小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体,物体在4s内上升2m,所用的拉力为125N,此过程中,绳子自由端移动的距离为 ___________m,拉力的功率是 ___________W,如果不计绳重和摩擦,动滑轮的重力为 ___________N。
17.(2022春·陕西榆林·八年级期末)如图所示,斜面长3m,高1m,工人用沿斜面向上的推力将一个重为840N的箱子沿斜面匀速推到车上,斜面的机械效率为70%,则工人把箱子推上车时做的有用功是 _____J,工人沿斜面对箱子所施加的推力是 _____N,箱子与斜面间的摩擦力是 _____N,使用该斜面 _____(选填“能”或“不能”)省功。
18.(2022春·陕西渭南·八年级统考期末)如图所示,用100N的水平拉力将重力为200N的物体,以0.2m/s的速度沿水平向左匀速拉动,滑轮组的机械效率为60%,其中B滑轮的作用是为了_________,该过程中拉力的功率为_________W,物体与地面间的摩擦力的大小为_________N。
四、作图题
19.(2022春·陕西渭南·八年级统考期末)按要求作图:如图所示,人的手臂相当于一个杠杆,它的支点在O点,请在图中画出动力F1及铅球对手的作用力F2的力臂l2。
20.(2022春·陕西宝鸡·八年级统考期末)如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动。请在图上画出杠杆OBA的动力臂l和阻力F2的示意图。
21.(2022春·陕西西安·八年级统考期末)如图是一种瓶起子,只要用手指轻轻勾动圆环处,就可以轻松起开瓶盖,请画出作用在A点的最小动力F及动力臂l1。
22.(2022春·陕西宝鸡·八年级统考期末)如图所示,利用杠杆AOB撬动重物M,O为杠杆支点,L1为杠杆的动力臂,现杠杆处于水平位置平衡,请作出杠杆的动力F1和阻力F2的示意图。
23.(2022春·陕西咸阳·八年级统考期末)如图所示是一把椅子的侧视图,请画出以椅子前腿着地点O为支点,使椅子向前翻转的最小力F及其力臂L。
五、实验题
24.(2022春·陕西咸阳·八年级统考期末)在“探究杠杆的平衡条件”实验中(每个钩码的质量相等)。
(1)为使图甲中杠杆在水平位置平衡,需将两端平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节;
(2)图乙中,在已调平的杠杆A处挂两个钩码,则在B处需挂______个钩码时,杠杆才能继续保持在水平位置平衡;
(3)改用弹簧测力计在C点向上拉杠杆,如图丙所示。当弹簧测力计向右逐渐倾斜时,要使杠杆始终在水平位置平衡,其示数将______(选填“变大”“变小”或“不变”),原因______;
(4)实验中保持钩码个数及位置不变,多次收集数据并在坐标系中绘制出动力臂l1与动力F1的关系图像如图丁所示,由图像可知:当F1=5N时,l1=______cm;
(5)根据杠杆平衡的条件分析图戊可知:A端胡萝卜相比B端胡萝卜______(选填“重一些”、“一样重”或“轻一些”)。
25.(2022春·陕西渭南·八年级统考期末)如图甲所示为“测量滑轮组的机械效率”的实验装置,实验记录的数据如表所示。
次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率
1 2.0 0.10 0.9 0.30 74.1%
2 2.0 0.15 0.9 0.45 74.1%
3 2.0 0.20 0.9 0.60 74.1%
4 4.0 0.20 1.6 0.60
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做_________运动;
(2)通过比较第1、2、3组实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与_________无关;
(3)第4组实验测得的机械效率为________%(保留一位小数);
(4)由表格中第3、4组实验数据可得:同一滑轮组,所提升的物体越重,滑轮组的机械效率_________(选填“越大”或“越小”);
(5)如果不考虑绳重及摩擦,根据表格中的第4组实验数据,计算出动滑轮重力为_________N;
(6)如果将图甲滑轮组换成图乙所示的绕绳方法,不考虑绳重及摩擦,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
六、计算题
26.(2022春·陕西汉中·八年级统考期末)往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去。如图所示,工人用400N的力将重为900N的箱子,沿长3m、高1m的斜面匀速推到车厢,所用时间为10s。在该过程中,求:
(1)工人做的有用功;
(2)工人做功的功率;
(3)斜面对物体的摩擦力;
(4)若想增大此斜面的机械效率,可采用哪些方法。(只要求写出一条措施)
27.(2022春·陕西咸阳·八年级统考期末)修建房屋时,人们往往会利用起重机(如图甲所示)来搬运质量较大的建筑材料。图乙为起重机内部滑轮组的简易图。现用该起重机将质量为200kg的建筑材料以0.5m/s的速度向上拉起5m,绳子自由端的拉力F所做功与时间的关系如图丙所示,不计绳重和摩擦,g=10N/kg。求:
(1)起重机对建筑材料做的有用功;
(2)该起重机滑轮组的机械效率;(结果保留小数点后一位)
(3)动滑轮的重力。
28.(2022春·陕西西安·八年级统考期末)如图是西安某建筑工地在施工时,工人用400N的拉力F,在6s内将重900N的物体匀速提升2m,在此过程中(不计绳重和摩擦,g取10N/kg),求:
(1)拉力F做的有用功是多少?
(2)拉力F的功率是多少?
(3)该滑轮组的机械效率是多少?
(4)若绳子所能承受的最大拉力是460N,请通过计算说明,使用该滑轮组能否提起重1200N的物体?
七、综合题
29.(2022春·陕西渭南·八年级统考期末)如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图,它可以很方便晾起洗好的衣服.已知衣架上所挂衣服的总重力为45N,小燕同学用大小为15N的力拉动绳子自由端,在5s时间内使衣服匀速上移1m(不计绳重及摩擦)。求:
(1)拉力做功的功率是多少W______?
(2)该装置的机械效率是多少______?动滑轮、横梁和衣架的总重力是多少N______?
(3)请写出一条提高该装置机械效率的方法:______。
30.(2022春·陕西榆林·八年级期末)小科同学家装修新房,看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料,该装置简单易制、方便快捷,大大减少了工人搬运材料的劳动强度,小科观察到电动机的输出功率为800W,将质量为100kg的水泥匀速提升到10m高的位置用时15s,假设电动机的输出功率恒定不变。(g取10N/kg)
(1)电动机对绳子的拉力多大?
(2)该滑轮组的机械效率多大?(结果精确至0.1%)
(3)请写出一条提高该滑轮组机械效率的方法:_____。
参考答案:
1.A
【详解】A.筷子使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B.用瓶盖起子起盖子时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.使用核桃夹时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.使用羊角锤翘起钉子时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】不计滑轮重与摩擦的情况下,定滑轮只能改变力的方向,不省力也不费力,在匀速提起同一重物时
F1= F2= F3=G
故选C。
3.A
【详解】不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,假设物块与地面的摩擦力为f,左滑轮为定滑轮, F1处于绳端,所以
F1=f
中滑轮为动滑轮,F2处于绳端,则
右滑轮为动滑轮,滑轮、物体匀速运动,滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3,即
F3=2f
所以F2故选A。
4.C
【详解】A.如图甲中的杠杆动力臂大于阻力臂,所以是一个省力杠杆,故A正确,A不符合题意;
B.如图乙使用定滑轮相当于一个等臂杠杆,可以改变力的方向,但不能省力,故B正确,B不符合题意;
C.由功原理可得,使用任何机械都不能省功,故使用斜面可以省力,但要费距离,所以不能省功,故C错误,C符合题意;
D.使用定滑轮可以改变力的方向,但不能省力;用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向;使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,故D正确,D不符合题意。
故选D。
5.C
【详解】A.由题意可知,物体移动的距离
s=vt=0.2m/s×10s=2m
动滑轮上有三股绳,绳端移动的距离是物体移动距离的3倍,所以绳端移动的距离为6m,故A错误;
B.克服物体A与地面的摩擦力所做的功为有用功,不是额外功,故B错误;
C.由题意及前面分析可知,有用功为
总功为拉力所做的功,由功率计算公式变形可知总功为
故C正确;
D.相同情况下,若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体时,物体与地面的摩擦力增大,有用功增大,而系统的额外功不变,有用功占总功的比值增大,滑轮组的机械效率应该增大,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.由图可知,在1~2s内吊篮匀速上升,此时拉力为20N,该滑轮组n=2,则忽略绳重、摩擦、空气阻力,动滑轮的重力
故A正确,不符合题意;
B.在1~2s内克服滑轮重做的额外功
故B正确,不符合题意;
C.C处绳子承受的最大拉力为100N,当拉力最大时,运载货物的重力最大
故C正确,不符合题意;
D.运载货物的重力最大时,机械效率最高,此装置运载货物最高机械效率
故D错误,符合题意。
故选D。
7.D
【详解】A.功率是功与时间的比值,做功多,若时间不确定,则功率大小不能确定,故A错误;
B.机械效率是有用功与总功之比;机械功率是物体在单位时间内做的功,机械效率与机械功率大小没有直接关系,故B错误;
C.由W=Pt知道,做功多少还受时间的影响,功率不同的机器,做的功可能相等,故C错误;
D.总功包括有用功和额外功,额外功在总功中占比例越小,则有用功在总功中占比例越大,机械效率越高,故D正确。
故选D。
8.C
【详解】A.根据题意有用功为
总功为
拉力的功率为
故A错误;
B.斜面的机械效率为
故B错误;
C.额外功为
由得,摩擦力为
故C正确;
D.斜面的机械效率等于有用功与总功的比值,当把斜面的高度升高时,倾斜角度变大,物体对斜面的压力减小,摩擦力将变小,斜面长度不变,重力不变,所以有用功为
将变大,额外功为
将变小。机械效率为
由上式分析可得当有用功增大,额外功减小,有用功与总功的比值将增大,故可得斜面的机械效率变大。故D错误。
故选C。
9.B
【详解】A.机械效率是有用功与总功的比值,由于总功的多少不确定,所以无法判断有用功与总功比值的大小,即机械做的有用功越多,其机械效率不一定高,故A错误;
B.起重机提起的货物越重,所做的额外功基本不变,有用功在总功中所占的比重越大,所以它的机械效率越大,故B正确;
C.机械效率越高,说明所做有用功占总功的比值大,额外功所占总功的比值小,不是做的额外功越少,故C错误;
D.使用同一起重机提起同一货物,用时越短,说明功率越大,但机械效率与功率没有直接关系,故D错误。
故选B。
10.CD
【详解】A.在阻力和阻力臂不变的情况下,手握的位置靠近把手末端,动力臂大,则动力小,更省力,故A正确,A不符合题意。
BC.人抬起车把时,车体可以看成一个杠杆,轮子的中心是杠杆的支点,动力作用在把手上, 阻力是车厢和砖头的总重力,则容易判断动力臂大于阻力臂,所以这是一个省力杠杆,故B正确,B不符合题意;C错误,C符合题意;
D.由杠杆平衡条件可知
Fl1=Gl2

故D错误,D符合题意。
故选CD。
11. 省力 300 省力
【详解】[1]由图可知,车轮转轴为支点,动力臂为支点到力F的作用线的距离,长度为1m,阻力臂为支点到重力G的作用线的距离,长度为0.3m,因为动力臂的长度大于阻力臂的长度,所以独轮车相当于一个省力杠杆。
[2]由杠杆的平衡条件
F1l1=F2l2
可得
[3]手向上抬起独轮车时,由公式可知,在阻力和阻力臂大小不变的情况下,动力臂越大越省力,所以手离车厢的距离越远,动力臂越大,越省力。
12. 费力 100 不能
【详解】[1]钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
[2]重心在中点C处,则BA=2BC;杠杆在水平位置保持平衡,由可得,拉力的大小
[3]根据功的原理可知,使用杠杆不能省功。
13. 费力
【详解】[1]由图可知,人的前臂在端起茶杯时,其支点在肘部,而阻力在最右端,肱二头肌向上收缩,施加动力,因此,阻力臂大于动力臂,是一个费力杠杆。
[2]小明的重力为
人的脚的位置为支点,由图可知,动力臂为
阻力臂,阻力等于重力为500N,
由杠杆平衡条件可得

解得地面对手的作用力为。
14. 定 B 力 30
【详解】[1]在拉起吊桥过程中,滑轮组C的轴固定不动,为定滑轮,定滑轮的作用是改变力的方向,不能省力。
[2]由图可知,在拉起吊桥过程中,吊桥绕着B点转动,所以护城河上安装的吊桥的支点是B点。
[3]由图知,施加拉力F时,物体上升过程中滑轮也同时上升,所以此滑轮是一个动滑轮,由动滑轮的工作特点可知,使用动滑轮不能改变力的方向且费距离,但可以省力。
[4]已知物体重50N,滑轮重10N,动滑轮上承受重物的绳子股数
不计绳重及轮与轴间的摩擦,绳子自由端的拉力为
15. A 30 不能
【详解】[1][2]A是定滑轮,本质是等臂杠杆,不省力,但是可以改变用力方向;力F1通过定滑轮拉物体,不计摩擦,力F1的大小等于物体的重力,即。
[3]使用任何机械都不能省功,滑轮B是动滑轮,不计摩擦和滑轮重力,能省一半的力,但费距离,根据可知,使用动滑轮不能省功。
16. 4 125 50
【详解】[1]根据图示可知,滑轮组承重的绳子段数n=2,绳子自由端移动距离
s=nh=2×2m=4m
[2]拉力所做的总功为
W总=Fs=125N×4m=500J
拉力的功率为
[3]不计绳重和摩擦,根据
可知,动滑轮的重力为
G动=nF﹣G=2×125N﹣200N=50N
17. 840 400 120 不能
【详解】[1]人对物体所做的有用功为
[2]根据可得总功
根据可得,沿斜面对箱子所施加的推力
[3]额外功
根据 可得摩擦力
[4]由功的原理可知:使用任何机械都不能省功;使用该斜面不省功,但省力,省了力,费了距离。
18. 改变拉力的方向 40 120
【详解】[1]B滑轮是定滑轮,相当于一个等臂杠杆,不能省力,但能改变拉力的方向。
[2]滑轮组上承担力的绳子股数为n=2,所以相同时间内自由端的移动距离为物体移动距离的2倍,自由端的移动速度为物体移动速度的2倍,所以自由端的移动速度为

可知,拉力的功率为
[3]滑轮组的机械效率为
解得物体与地面间的摩擦力的大小为120N。
19.
【详解】人的手臂相当于一个杠杆,它的支点在点,从点到力F2作用线的垂直距离l2就是其力臂;手托铅球时,肱二头肌提供动力,因此拉住手臂的动力F1的作用点在肱二头肌上,方向沿肱二头肌向上,如图所示
20.
【详解】从支点到力的作用线作垂线,作出动力臂l,阻力F2是过A点延绳子向下的力,如图所示:
21.
【详解】根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小;由图可知,最长的动力臂l1是从O点到A点的距离,过A点作垂直于OA向下的力,即为最小动力F1的示意图,如图所示:
22.
【详解】从支点到动力的作用线的距离为动力臂,动力臂与动力的作用线是垂直的,过力臂L1的上端作力臂的垂线,可得F1的作用线,F1的作用线与杠杆AB的交点为动力F1的作用点;重物M对杠杆压力F2的作用点在AB上,压力的方向垂直于AB向下,F1的作用效果与F2的作用效果相反,F2的方向向下,则杠杆动力F1的方向是斜向下的,如图所示
23.
【详解】根据杠杆的平衡条件可知,当动力臂越长时越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,即O到椅子最上端的点之间的连线作为力臂时,动力臂是最大的,然后根据力臂的画法作垂直于力臂的作用力即可。如图所示:
24. 左 4 变大 弹簧测力计的力臂变小 3 重一些
【详解】(1)[1]当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,这时应将平衡螺母向左端调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]设一个钩码的重为G,杠杆一个小格代表l,设杠杆右端挂n个钩码,根据杠杆平衡得
解得
则在B处需挂4个钩码时,杠杆才能继续保持在水平位置平衡。
(3)[3][4]当保持杠杆水平平衡,把弹簧测力计逐渐向右倾斜时,动力臂会逐渐减小,根据平衡条件 可知,所挂钩码和钩码的力臂不变时,拉力的力臂变小,拉力变大。
(4)[5]根据图可知,当动力 时,动力臂为l1,当动力时,动力臂为 ,由可得,两次动力与动力臂的乘积相等,都等于阻力乘以阻力臂
解得
(5)[6]根据杠杆的平衡条件可得
因为 ,所以 ,因此A端胡萝卜相比B端胡萝卜更重些。
25. 匀速直线 钩码上升的高度 83.3 越大 0.8 不变
【详解】(1)[1]该实验要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速直线运动,此时系统处于平衡状态,拉力大小才等于弹簧测力计的示数。
(2)[2]由第1、2、3组实验数据可知,当钩码重力相同时,钩码上升的高度不同,机械效率不变,由此可知,使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(3)[3]由可知,第4组实验测得的机械效率为
(4)[4]由表格中第3、4组实验数据可知,钩码重力越大,机械效率越大,由此可知,同一滑轮组,所提升的物体越重,滑轮组的机械效率越大。
(5)[5]根据表格中的第4组实验数据可知,有用功为
总功为
额外功为
动滑轮的重力为
(6)[6]如果将图甲滑轮组换成图乙所示的绕绳方法,不考虑绳重及摩擦,克服动滑轮重做的功为额外功,提升相同物体时,滑轮组的机械效率为
故滑轮组的机械效率不变。
26.(1)900J;(2)1200J;(3)100N;(4)增大斜面的倾斜程度
【详解】解:(1)人对物体所做的有用功
(2)推力对箱子做的功
工人做功的功率
(3)额外功
则摩擦力
(4)要提高斜面的机械效率,可以增大斜面的倾斜程度或减小斜面的粗糙程度。
答:(1)在这过程中工人做的有用功为900J;
(2)推力对箱子做的功为1200J;
(3)物体受到斜面的摩擦力为100N;
(4)若想增大此斜面的机械效率,可以增大斜面的倾斜程度。
27.(1);(2)83.3%;(3)400N。
【详解】(1)建筑材料的质量为m=200kg,可知建筑材料的重力大小为
建筑材料提升的高度h=5m,可知起重机对建筑材料做的有用功大小为
(2)建筑材料的速度为v=0.5m/s,由得所用时间为
当时,由丙图可知拉力做的总功为,起重机的机械效率为
%=83.3%
(3)起重机做的额外功为
不计绳重和摩擦时
整理可得
答:(1)起重机对建筑材料做的有用功为;
(2)滑轮组的机械效率为83.3%;
(3)动滑轮重为400N。
28.(1)1800J;(2)400W;(3)75%;(4)不能
【详解】解:(1)拉力F做的有用功为克服物体重力做的功
W有=Gh=900N×2=1800J
(2)由图可知与动滑轮相连的绳子股数为3,则绳子自由端移动的距离
s=3h=3×2m=6m
拉力F所做的总功
W总=Fs=400N×6m=2400J
拉力F的功率为
(3)滑轮组的机械效率为
(4)因为不计绳重与摩擦,则有

n=3,F=400N,G物=900N
代入上式,解得
G动=300N
当重物为1200N时,所需拉力
因为所需拉力大于绳子所能承受的拉力,所以滑轮组不能提起1200N的物体。
答:(1)拉力F做的有用功是1800J;
(2)拉力F的功率是400W;
(3)该滑轮组的机械效率是75%;
(4)使用该滑轮组不能提起重1200N的物体。
29. 12W 75% 15N 见解析
【详解】(1)[1]由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=4,则拉力移动的距离为
拉力做的总功为
拉力的功率为
(2)[2]该过程中的有用功为
该装置的机械效率为
[3]不计绳重和摩擦时,根据可知,所以动滑轮、横梁和衣架的总重力为
(3)[4]提高该装置机械效率,可以通过增大提升衣服的重力来增大有用功,或者减小动滑轮、横梁和衣架的重力来减小额外功。
30.(1)400N;(2)83.3%;(3)详见解析
【详解】解:(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,则绳子自由端移动的距离
s=nh=3×10m=30m
由功率公式可得,电动机做的总功
W总=Pt=800W×15s=1.2×104J
由W总=Fs可得,电动机对绳子的拉力
(2)拉力做的有用功
W有=Gh=mgh=100kg×10N/kg×10m=1×104J
该滑轮组的机械效率
(3)提高滑轮组的机械效率可从提高有用功(或减小额外功)考虑:增大提升物体的重力(或减小摩擦、减小动滑轮重力)。
答:(1)电动机对绳子的拉力为400N;
(2)该滑轮组的机械效率为83.3%;
(3)提高滑轮组机械效率的方法:增大提升物体的重力(或减小摩擦、减小动滑轮重力)。