第十二章 简单机械 单元练习（含解析） 2023-2024学年人教版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 第十二章 简单机械 单元练习（含解析） 2023-2024学年人教版物理八年级下册 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 836.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-18 00:00:00 | ||
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文档简介
第十二章 简单机械
一、单选题
1．下列有关功、功率、机械效率的说法错误的是（ ）
A．有力作用在物体上，物体通过了一段距离，该力对物体不一定做功
B．功率是表示物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大
C．功率越大的机械，做功一定越多
D．做有用功越多的机械，机械效率不一定高
2．如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下40s内竖直匀速移动了12m，滑轮组的额外功是400J。则下列说法中不正确的是（不计绳重和摩擦）（ ）
A．动滑轮所受的重力为100N B．物体上升的速度是0.1m/s
C．拉力F的功率是90W D．滑轮组的机械效率是90%
3．用完全相同的滑轮和绳子绕制如图所示的甲、乙两个滑轮组，将同一个物体以相同的速度匀速提升相同的高度，绳端拉力分别为F1、F2。不计绳重和摩擦，提升物体的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳端拉力大小F1等于F2
B．绳端拉力F1功率等于F2功率
C．甲滑轮组额外功小于乙滑轮组额外功
D．甲滑轮组额外功大于乙滑轮组额外功
4．两个完全相同的滑轮，分别以图示两种方式，将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度，不计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率为η1、η2，拉力F1、F2做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（ ）
A．F1=2F2 B．η1>η2
C．W1>W2 D．P1=P2
5．如图所示，用滑轮组提升重物，拉绳子的力F为250N，使重为400N的物体在10s内匀速上升了1m。则提升重物的过程中（ ）
A．做的总功是400J
B．拉力F的功率是25W
C．绳子自由端被拉下1m
D．滑轮组的机械效率是80%
6．下列情境中，描述正确的是（ ）
A．甲图中下滑的小朋友的惯性越来越大
B．乙图中小朋友玩的跷跷板是个省力杠杆
C．丙图中滑雪手套有凹凸的花纹是为了减小摩擦
D．丁图中硬币跃过木块，利用了流速越大流体压强越小的知识
7．重500N的小明站在地面上，利用如图甲所示的滑轮组在建筑工地提升一批不同重力的货物。此时，小明正在用竖直向下的拉力F使重为450N的货物A以0.2m/s的速度匀速上升，拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知缠绕滑轮组的绳子最多只能承受550N的拉力，在不计绳重和摩擦的情况下，下列说法中正确的有（ ）
A．t=3s时，拉力F的功率为300W
B．匀速提升货物过程中，拉力F始终为500N
C．此人使用该滑轮组最多能使重为1050N的货物匀速上升
D．此人使用该滑轮组匀速提升货物时，最大的机械效率为95%
8．在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．工人所拉绳子移动了15m B．动滑轮所受重力为10N
C．滑轮组所做的有用功为2000J D．滑轮组的机械效率为95%
二、填空题
9．如图所示，用动滑轮将80N重的物体在10s内匀速提升1m，则有用功为 J，此过程中拉力F大小为50N，则机械效率为 ，拉力做功的功率为 W。要提高动滑轮的机械效率，可采取的方法是 （写一法）。
10．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。从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 （填“变大”“变小”或“不变”）；
（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，从科学角度分析，其实质是改变 的大小。
11．如图所示，OB为轻质杠杆，，，在杠杆的B端挂一个重力为40N的重物，要使杠杆在水平位置上平衡，在A点施加的最小作用力为 N。
12．如图，将杠杆的中点悬挂，杠杆在静止，应将杠杆的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
13．工人师傅用独轮车搬运砖块，车和砖块所受的总重力G=1200N，有关尺寸如图所示。工人师傅推车时，人手向上的力F的大小是 。
三、作图题
14．要使杠杆在图示位置能静止，请画出F1的力臂及力臂l2的力F2。
15．如图所示，人站在地面上，通过这个滑轮组把重物G提升到楼上
四、实验题
16．在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，则应将右端的平衡螺母向 调节（选填“左”或“右”），直到杠杆保持水平平衡状态，实验中仍要使杠杆水平平衡，这样操作的目的主要是 ；
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂2个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所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“顺时针转动”“逆时针转动”或“保持静止”）；
（3）如图乙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点施加拉力F，使杠杆仍在水平位置平衡，F的最小值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）上面（2）中在B点挂2个钩码的总重力；
（4）若不计杠杆重和摩擦，在C点施加一个始终竖直向上的拉力使C端缓慢上抬的过程中，拉力F大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．如图是同学们探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验装置，请完成以下问题：（忽略摩擦及绳重）
（1）实验中应怎样拉动测力计？
（2）下表记录了实验中的部分数据：
①请算出第1次实验中的机械效率。（只写出计算结果）
②分析1、2、3次实验数据你能得出什么结论？
③还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？
次数 钩码重G物/N 动滑轮重G动/N 机械效率
1 2 0.5
2 3 0.5 85.7%
3 4 0.5 88.9%
（3）若仍用上图装置测量滑轮组机械效率，测力计量程为2.5N，每个钩码质量均为200g，则滑轮组机械效率最高为多少？ （只写出计算结果，结果与上表中数据位数一致）
五、计算题
18．工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W。（g取10N/kg）求
（1）求滑轮组的机械效率；
（2）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%，求工人提升货物的重。
19．搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，某次工人提升重物时，拉力F的大小为150N，将重为360N的货物20s匀速提升2m。若工人的重力为640N，与地面接触的总面积4.0×10﹣2m2，已知动滑轮重90N且不计绳重和摩擦，求：
（1）拉力的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程中该工人对水平高台的压强为2.0×104Pa，求所提升货物的重力。
参考答案：
1．C
【详解】A．有力作用在物体上，物体通过了一段距离，该力对物体不一定做功，只有距离是在力的方向上时，这个力才做功，故A正确，不符合题意；
B．物体在单位时间内所做的功叫功率，物理学中，用功率来表示物体做功的快慢，做功越快，功率越大，故B正确，不符合题意；
C．功率越大的机械，做功不一定越多，因此做功多少还跟做功的时间有关，故C错误，符合题意；
D．做有用功越多的机械，机械效率不一定高，因为机械效率是有用功与总功的比值，因此还要看额外功和总功的多少，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．C
【详解】AB．由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，由题意可知，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下40s内竖直匀速移动了12m，根据，则物体上升的高度为
根据可得，物体上升的速度是
不计绳重和摩擦，那么动滑轮重力所做的功为额外功，根据W=Gh可得，动滑轮所受的重力为
故AB正确，不符合题意；
C．拉力的大小为
根据
可得，拉力F的功率是
故C不正确，符合题意；
D．滑轮组的机械效率是
故D正确，不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】A．不计绳重及摩擦，因为拉力
绳子的有效段数分别为n1=2，n2=3，所以绳子受的拉力
所以F1>F2，故A错误；
B．不计绳重及摩擦，拉力做的功
所以F1和F2做的功W1=W2；同时匀速提升相同的高度，则所用的时间是相同的，且W1=W2，根据公式可知，两次拉力的功率是相同的，即P1=P2，故B正确；
CD．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，所以甲滑轮组额外功等于乙滑轮组额外功，故CD错误。
故选B。
4．B
【详解】A．甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计绳重和摩擦，甲的拉力等于物体的重力，即
F1=G
乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半，即
2F2=G+G动
所以
F1<2F2
A错误；
BC．不计绳重和摩擦，因为物重相同，提升的高度相同，故甲做的有用功等于乙做的有用功；因为甲用定滑轮提升，乙用动滑轮提升，所以甲做的额外功为零，小于乙做的额外功，总功等于有用功和额外功之和，所以甲做的总功小于乙做的总功，即
W1因为机械效率是有用功与总功的比值，由可知甲的机械效率大于乙的机械效率，即
η1>η2
故B正确，C错误；
D．将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度，由可知所用时间相同，甲做的总功小于乙做的总功，由可知甲的功率小于乙的功率，即
P1故D错误。
故选B。
5．D
【详解】AC．由图知，绳子承重段数n为2，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×1m=2m
拉力做的总功
W总=Fs=250N×2m=500J
故AC错误；
B．拉力F的功率
故B错误；
D．有用功
W有用=Gh=400N×1m=400J
滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
6．D
【详解】A．惯性的大小只与质量有关，与速度无关，小朋友下滑过程中质量不变，则惯性不变，故A错误；
B．由图知，在左右两个压力的作用下，跷跷板绕着中间的固定点转动，两边力臂相等，为等臂杠杆，故B错误；
C．滑雪手套表面具有凹凸不平的花纹，目的是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C错误；
D．口吹硬币跃过木块，是因为流速大的地方压强小，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】AB．由图乙可知，t=3s时，拉力F所做的功W为300J，由可得，拉力F的功率为
其中3s内货物上升的高度为
由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离为
由W=Fs可知拉力为
故在提升货物匀速上升时，拉力始终为250N，故AB错误；
C．不计绳重和摩擦的情况，由
可得，动滑轮的重力为
人通过滑轮组向下拉绳子时的最大拉力
F人最大=G人=500N
由于绳子所能承受的最大拉力为550N，即绳子所能承受的最大拉力大于人的最大拉力，因此此人使用该滑轮组提升货物时绳子自由端的最大拉力为
F最大=F人最大=500N
则货物的最大重力为
故C错误；
D．不计绳重和摩擦，由
可得，滑轮组的最大机械效为
故D正确。
故选D。
8．D
【详解】A．由图知，承担重物绳子的段数n=2，工人所拉绳子移动距离
故A错误；
B．由可得，动滑轮重力
故B错误；
C．滑轮组所做的有用功
故C错误；
D．工人所用拉力的总功
滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
9． 80 80% 10 增加被提升物体的物重（或减小动滑轮重力，或减小摩擦）
【详解】[1]用动滑轮将80N重的物体在10s内匀速提升1m，则有用功为
W有=Gh=80N×1m=80J
[2]由图可知，n=2，拉力做的总功为
W总=Fs=Fnh=50N×2×1m=100J
则该滑轮组的机械效率为
[3]拉力做功的功率为
[4]要提高动滑轮的机械效率，可以增大提升的物重，或减小动滑轮重力，或减小摩擦。
10． 变小 功率
【详解】（1）[1]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）[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。
11．60
【详解】重力的方向竖直向下，杠杆在水平位置上平衡，阻力臂l2等于OB，根据杠杆的平衡条件可得
在阻力和阻力臂l2一定时，要使在A点施加的力最小，动力臂l1应最长，故当在A点施加竖直向上的力时l2（OA）最大，由题可知
因为杠杆在水平位置上平衡，在A点施加的最小作用力
拉力F的方向竖直向上。
12．右
【详解】由图所示，杠杆不在水平位置，其左端下沉，右端上翘，表示重心偏在支点左侧，需要把平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。
13．400
【详解】由图知道，以车轮轴为支点，人手向上的力作为动力F1=F，动力臂为
L1=0.3m+0.6m=0.9m
车和砖的总重力为阻力F2=G=1200N，阻力臂为L2=0.3m，依据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，则有
F×L1=G×L2
代入数据求得人手向上的力F的大小是
14．
【详解】（1）做力F1的延长线，过支点O做力F1作用线的垂线段l1，则线段l1为力F1的力臂；
（2）过力臂L2的右端，作垂直于L2的直线，与杠杆OA的交点为力F2的作用点，方向斜向左上方，如下图
15．
【详解】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，但拉力的方向不同；人站在地面上，由此可知拉力的方向向下，有两股绕线的方法拉力方向向下，因此线的起始点从定滑轮上固定，绕法如图
16． 右 便于测量力臂 逆时针转动 等于 不变
【详解】（1）[1][2] 杠杆左端下沉，说明左边重，需要将左端的平衡螺母向右调节，给右边增重，直到杠杆在水平位置平衡，这样操作的目的是为了让力臂和杠杆重合，便于测量力臂。
（2）[3]设每个钩码的重力为G，杠杆上刻度的单位长度为L，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，此时左端力和力臂的乘积为
右端力和力臂的乘积为
所以两端力与力臂乘积的大小关系为
则杠杆将逆时针转动。
（3）[4]当弹簧测力计竖直拉动的时候，力臂最小，根据杠杆平衡条件，如图乙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点施加拉力F，使杠杆仍在水平位置平衡，两次的阻力和阻力臂不变，且拉力F的力臂与上面（2）中在B点挂2个钩码的力臂相等，所以F的最小值等于上面（2）中在B点挂2个钩码的总重力；
（4）[5]如图Z所示，若不计杆重和摩擦，在c点施加一个始终竖直向上的拉力使C端上抬的过程中，根据杠杆平衡条件，因为动力臂与阻力臂之比始终都不变，所以动力和阻力之比也不变，因阻力不变，则拉力F大小也不变。
17． 竖直向上匀速拉动 80% 忽略摩擦及绳重，动滑轮重一定，物重越重，机械效率越高 动滑轮重力 92.3%
【详解】（1）[1]为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向向上做匀速直线运动。
（2）①[2]在第1次实验中，钩码重为2N，动滑轮重0.5N，忽略摩擦及绳重，滑轮组的机械效率为
②[3]分析1、2、3次实验数据可知，随着提起物体的重力越大，机械效率越高。所以得出结论是：忽略摩擦及绳重，动滑轮重一定，物重越重，机械效率越高。
③[4]由公式
可知，滑轮组的机械效率还与动滑轮重力有关。
（3）[5]每个钩码的重力为
G码=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N
由图可知，承担重物的绳子股数n=3，忽略摩擦及绳重，由于测力计量程为2.5N，所以当测力计达到最大值时，提起的钩码最重，机械效率最高。由可得，提起的最重的钩码为
G=nF-G动=3×2.5N-0.5N=7N>6N
所以一次最多能提起6N的重物。滑轮组机械效率最高为
18．（1）75%；（2）720N
【详解】解：（1）货物的重力
G=mg=45kg×10N/kg=450N
拉力做的有用功
W有=Gh=450N×2m=900J
拉力做的总功
W总=Pt=120W×10s=1200J
滑轮组的机械效率
（2）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
拉力做的总功
W总'=F's=300N×6m=1800J
由题意可知，此时的额外功
W额'=20%W总'=20%×1800J=360J
则有用功
W'有=W总'-W额'=1800J-360J=1440J
工人提升货物的重
答：（1）滑轮组的机械效率是75%；
（2）工人提升货物的重是720N。
19．（1）45W；（2）80%；（3）390N
【详解】解：（1）由图知绳子承重段数n＝3，提升货物时拉力端移动的距离
s＝nh＝3×2m＝6m
拉力做的总功
W总＝Fs＝150N×6m＝900J
拉力做功功率
（2）拉力做的有用功
W有用＝Gh＝360N×2m＝720J
滑轮组的机械效率
（3）不计绳重和摩擦，拉力
动滑轮的重力
G动＝nF﹣G＝3×150N﹣360N＝90N
当提升另一货物时，工人对高台的压力
F压＝pS＝2.0×104Pa×4×10﹣2m2＝800N
而
F压＝G人+F拉
则人对绳子末端的拉力
F′＝F拉＝F压﹣G人＝800N﹣640N＝160N
因为不计绳重和摩擦
所以所提升货物的重力
G′＝3F′﹣G动＝3×160N﹣90N＝390N
答：（1）拉力的功率为45W；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）所提升货物的重力为390N。
一、单选题
1．下列有关功、功率、机械效率的说法错误的是（ ）
A．有力作用在物体上，物体通过了一段距离，该力对物体不一定做功
B．功率是表示物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大
C．功率越大的机械，做功一定越多
D．做有用功越多的机械，机械效率不一定高
2．如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下40s内竖直匀速移动了12m，滑轮组的额外功是400J。则下列说法中不正确的是（不计绳重和摩擦）（ ）
A．动滑轮所受的重力为100N B．物体上升的速度是0.1m/s
C．拉力F的功率是90W D．滑轮组的机械效率是90%
3．用完全相同的滑轮和绳子绕制如图所示的甲、乙两个滑轮组，将同一个物体以相同的速度匀速提升相同的高度，绳端拉力分别为F1、F2。不计绳重和摩擦，提升物体的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳端拉力大小F1等于F2
B．绳端拉力F1功率等于F2功率
C．甲滑轮组额外功小于乙滑轮组额外功
D．甲滑轮组额外功大于乙滑轮组额外功
4．两个完全相同的滑轮，分别以图示两种方式，将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度，不计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率为η1、η2，拉力F1、F2做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（ ）
A．F1=2F2 B．η1>η2
C．W1>W2 D．P1=P2
5．如图所示，用滑轮组提升重物，拉绳子的力F为250N，使重为400N的物体在10s内匀速上升了1m。则提升重物的过程中（ ）
A．做的总功是400J
B．拉力F的功率是25W
C．绳子自由端被拉下1m
D．滑轮组的机械效率是80%
6．下列情境中，描述正确的是（ ）
A．甲图中下滑的小朋友的惯性越来越大
B．乙图中小朋友玩的跷跷板是个省力杠杆
C．丙图中滑雪手套有凹凸的花纹是为了减小摩擦
D．丁图中硬币跃过木块，利用了流速越大流体压强越小的知识
7．重500N的小明站在地面上，利用如图甲所示的滑轮组在建筑工地提升一批不同重力的货物。此时，小明正在用竖直向下的拉力F使重为450N的货物A以0.2m/s的速度匀速上升，拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知缠绕滑轮组的绳子最多只能承受550N的拉力，在不计绳重和摩擦的情况下，下列说法中正确的有（ ）
A．t=3s时，拉力F的功率为300W
B．匀速提升货物过程中，拉力F始终为500N
C．此人使用该滑轮组最多能使重为1050N的货物匀速上升
D．此人使用该滑轮组匀速提升货物时，最大的机械效率为95%
8．在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．工人所拉绳子移动了15m B．动滑轮所受重力为10N
C．滑轮组所做的有用功为2000J D．滑轮组的机械效率为95%
二、填空题
9．如图所示，用动滑轮将80N重的物体在10s内匀速提升1m，则有用功为 J，此过程中拉力F大小为50N，则机械效率为 ，拉力做功的功率为 W。要提高动滑轮的机械效率，可采取的方法是 （写一法）。
10．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。从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 （填“变大”“变小”或“不变”）；
（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，从科学角度分析，其实质是改变 的大小。
11．如图所示，OB为轻质杠杆，，，在杠杆的B端挂一个重力为40N的重物，要使杠杆在水平位置上平衡，在A点施加的最小作用力为 N。
12．如图，将杠杆的中点悬挂，杠杆在静止，应将杠杆的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
13．工人师傅用独轮车搬运砖块，车和砖块所受的总重力G=1200N，有关尺寸如图所示。工人师傅推车时，人手向上的力F的大小是 。
三、作图题
14．要使杠杆在图示位置能静止，请画出F1的力臂及力臂l2的力F2。
15．如图所示，人站在地面上，通过这个滑轮组把重物G提升到楼上
四、实验题
16．在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，则应将右端的平衡螺母向 调节（选填“左”或“右”），直到杠杆保持水平平衡状态，实验中仍要使杠杆水平平衡，这样操作的目的主要是 ；
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂2个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所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“顺时针转动”“逆时针转动”或“保持静止”）；
（3）如图乙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点施加拉力F，使杠杆仍在水平位置平衡，F的最小值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）上面（2）中在B点挂2个钩码的总重力；
（4）若不计杠杆重和摩擦，在C点施加一个始终竖直向上的拉力使C端缓慢上抬的过程中，拉力F大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．如图是同学们探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验装置，请完成以下问题：（忽略摩擦及绳重）
（1）实验中应怎样拉动测力计？
（2）下表记录了实验中的部分数据：
①请算出第1次实验中的机械效率。（只写出计算结果）
②分析1、2、3次实验数据你能得出什么结论？
③还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？
次数 钩码重G物/N 动滑轮重G动/N 机械效率
1 2 0.5
2 3 0.5 85.7%
3 4 0.5 88.9%
（3）若仍用上图装置测量滑轮组机械效率，测力计量程为2.5N，每个钩码质量均为200g，则滑轮组机械效率最高为多少？ （只写出计算结果，结果与上表中数据位数一致）
五、计算题
18．工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W。（g取10N/kg）求
（1）求滑轮组的机械效率；
（2）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%，求工人提升货物的重。
19．搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，某次工人提升重物时，拉力F的大小为150N，将重为360N的货物20s匀速提升2m。若工人的重力为640N，与地面接触的总面积4.0×10﹣2m2，已知动滑轮重90N且不计绳重和摩擦，求：
（1）拉力的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程中该工人对水平高台的压强为2.0×104Pa，求所提升货物的重力。
参考答案：
1．C
【详解】A．有力作用在物体上，物体通过了一段距离，该力对物体不一定做功，只有距离是在力的方向上时，这个力才做功，故A正确，不符合题意；
B．物体在单位时间内所做的功叫功率，物理学中，用功率来表示物体做功的快慢，做功越快，功率越大，故B正确，不符合题意；
C．功率越大的机械，做功不一定越多，因此做功多少还跟做功的时间有关，故C错误，符合题意；
D．做有用功越多的机械，机械效率不一定高，因为机械效率是有用功与总功的比值，因此还要看额外功和总功的多少，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．C
【详解】AB．由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，由题意可知，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下40s内竖直匀速移动了12m，根据，则物体上升的高度为
根据可得，物体上升的速度是
不计绳重和摩擦，那么动滑轮重力所做的功为额外功，根据W=Gh可得，动滑轮所受的重力为
故AB正确，不符合题意；
C．拉力的大小为
根据
可得，拉力F的功率是
故C不正确，符合题意；
D．滑轮组的机械效率是
故D正确，不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】A．不计绳重及摩擦，因为拉力
绳子的有效段数分别为n1=2，n2=3，所以绳子受的拉力
所以F1>F2，故A错误；
B．不计绳重及摩擦，拉力做的功
所以F1和F2做的功W1=W2；同时匀速提升相同的高度，则所用的时间是相同的，且W1=W2，根据公式可知，两次拉力的功率是相同的，即P1=P2，故B正确；
CD．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，所以甲滑轮组额外功等于乙滑轮组额外功，故CD错误。
故选B。
4．B
【详解】A．甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计绳重和摩擦，甲的拉力等于物体的重力，即
F1=G
乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半，即
2F2=G+G动
所以
F1<2F2
A错误；
BC．不计绳重和摩擦，因为物重相同，提升的高度相同，故甲做的有用功等于乙做的有用功；因为甲用定滑轮提升，乙用动滑轮提升，所以甲做的额外功为零，小于乙做的额外功，总功等于有用功和额外功之和，所以甲做的总功小于乙做的总功，即
W1
η1>η2
故B正确，C错误；
D．将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度，由可知所用时间相同，甲做的总功小于乙做的总功，由可知甲的功率小于乙的功率，即
P1
故选B。
5．D
【详解】AC．由图知，绳子承重段数n为2，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×1m=2m
拉力做的总功
W总=Fs=250N×2m=500J
故AC错误；
B．拉力F的功率
故B错误；
D．有用功
W有用=Gh=400N×1m=400J
滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
6．D
【详解】A．惯性的大小只与质量有关，与速度无关，小朋友下滑过程中质量不变，则惯性不变，故A错误；
B．由图知，在左右两个压力的作用下，跷跷板绕着中间的固定点转动，两边力臂相等，为等臂杠杆，故B错误；
C．滑雪手套表面具有凹凸不平的花纹，目的是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C错误；
D．口吹硬币跃过木块，是因为流速大的地方压强小，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】AB．由图乙可知，t=3s时，拉力F所做的功W为300J，由可得，拉力F的功率为
其中3s内货物上升的高度为
由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离为
由W=Fs可知拉力为
故在提升货物匀速上升时，拉力始终为250N，故AB错误；
C．不计绳重和摩擦的情况，由
可得，动滑轮的重力为
人通过滑轮组向下拉绳子时的最大拉力
F人最大=G人=500N
由于绳子所能承受的最大拉力为550N，即绳子所能承受的最大拉力大于人的最大拉力，因此此人使用该滑轮组提升货物时绳子自由端的最大拉力为
F最大=F人最大=500N
则货物的最大重力为
故C错误；
D．不计绳重和摩擦，由
可得，滑轮组的最大机械效为
故D正确。
故选D。
8．D
【详解】A．由图知，承担重物绳子的段数n=2，工人所拉绳子移动距离
故A错误；
B．由可得，动滑轮重力
故B错误；
C．滑轮组所做的有用功
故C错误；
D．工人所用拉力的总功
滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
9． 80 80% 10 增加被提升物体的物重（或减小动滑轮重力，或减小摩擦）
【详解】[1]用动滑轮将80N重的物体在10s内匀速提升1m，则有用功为
W有=Gh=80N×1m=80J
[2]由图可知，n=2，拉力做的总功为
W总=Fs=Fnh=50N×2×1m=100J
则该滑轮组的机械效率为
[3]拉力做功的功率为
[4]要提高动滑轮的机械效率，可以增大提升的物重，或减小动滑轮重力，或减小摩擦。
10． 变小 功率
【详解】（1）[1]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）[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。
11．60
【详解】重力的方向竖直向下，杠杆在水平位置上平衡，阻力臂l2等于OB，根据杠杆的平衡条件可得
在阻力和阻力臂l2一定时，要使在A点施加的力最小，动力臂l1应最长，故当在A点施加竖直向上的力时l2（OA）最大，由题可知
因为杠杆在水平位置上平衡，在A点施加的最小作用力
拉力F的方向竖直向上。
12．右
【详解】由图所示，杠杆不在水平位置，其左端下沉，右端上翘，表示重心偏在支点左侧，需要把平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。
13．400
【详解】由图知道，以车轮轴为支点，人手向上的力作为动力F1=F，动力臂为
L1=0.3m+0.6m=0.9m
车和砖的总重力为阻力F2=G=1200N，阻力臂为L2=0.3m，依据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，则有
F×L1=G×L2
代入数据求得人手向上的力F的大小是
14．
【详解】（1）做力F1的延长线，过支点O做力F1作用线的垂线段l1，则线段l1为力F1的力臂；
（2）过力臂L2的右端，作垂直于L2的直线，与杠杆OA的交点为力F2的作用点，方向斜向左上方，如下图
15．
【详解】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，但拉力的方向不同；人站在地面上，由此可知拉力的方向向下，有两股绕线的方法拉力方向向下，因此线的起始点从定滑轮上固定，绕法如图
16． 右 便于测量力臂 逆时针转动 等于 不变
【详解】（1）[1][2] 杠杆左端下沉，说明左边重，需要将左端的平衡螺母向右调节，给右边增重，直到杠杆在水平位置平衡，这样操作的目的是为了让力臂和杠杆重合，便于测量力臂。
（2）[3]设每个钩码的重力为G，杠杆上刻度的单位长度为L，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，此时左端力和力臂的乘积为
右端力和力臂的乘积为
所以两端力与力臂乘积的大小关系为
则杠杆将逆时针转动。
（3）[4]当弹簧测力计竖直拉动的时候，力臂最小，根据杠杆平衡条件，如图乙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点施加拉力F，使杠杆仍在水平位置平衡，两次的阻力和阻力臂不变，且拉力F的力臂与上面（2）中在B点挂2个钩码的力臂相等，所以F的最小值等于上面（2）中在B点挂2个钩码的总重力；
（4）[5]如图Z所示，若不计杆重和摩擦，在c点施加一个始终竖直向上的拉力使C端上抬的过程中，根据杠杆平衡条件，因为动力臂与阻力臂之比始终都不变，所以动力和阻力之比也不变，因阻力不变，则拉力F大小也不变。
17． 竖直向上匀速拉动 80% 忽略摩擦及绳重，动滑轮重一定，物重越重，机械效率越高 动滑轮重力 92.3%
【详解】（1）[1]为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向向上做匀速直线运动。
（2）①[2]在第1次实验中，钩码重为2N，动滑轮重0.5N，忽略摩擦及绳重，滑轮组的机械效率为
②[3]分析1、2、3次实验数据可知，随着提起物体的重力越大，机械效率越高。所以得出结论是：忽略摩擦及绳重，动滑轮重一定，物重越重，机械效率越高。
③[4]由公式
可知，滑轮组的机械效率还与动滑轮重力有关。
（3）[5]每个钩码的重力为
G码=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N
由图可知，承担重物的绳子股数n=3，忽略摩擦及绳重，由于测力计量程为2.5N，所以当测力计达到最大值时，提起的钩码最重，机械效率最高。由可得，提起的最重的钩码为
G=nF-G动=3×2.5N-0.5N=7N>6N
所以一次最多能提起6N的重物。滑轮组机械效率最高为
18．（1）75%；（2）720N
【详解】解：（1）货物的重力
G=mg=45kg×10N/kg=450N
拉力做的有用功
W有=Gh=450N×2m=900J
拉力做的总功
W总=Pt=120W×10s=1200J
滑轮组的机械效率
（2）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
拉力做的总功
W总'=F's=300N×6m=1800J
由题意可知，此时的额外功
W额'=20%W总'=20%×1800J=360J
则有用功
W'有=W总'-W额'=1800J-360J=1440J
工人提升货物的重
答：（1）滑轮组的机械效率是75%；
（2）工人提升货物的重是720N。
19．（1）45W；（2）80%；（3）390N
【详解】解：（1）由图知绳子承重段数n＝3，提升货物时拉力端移动的距离
s＝nh＝3×2m＝6m
拉力做的总功
W总＝Fs＝150N×6m＝900J
拉力做功功率
（2）拉力做的有用功
W有用＝Gh＝360N×2m＝720J
滑轮组的机械效率
（3）不计绳重和摩擦，拉力
动滑轮的重力
G动＝nF﹣G＝3×150N﹣360N＝90N
当提升另一货物时，工人对高台的压力
F压＝pS＝2.0×104Pa×4×10﹣2m2＝800N
而
F压＝G人+F拉
则人对绳子末端的拉力
F′＝F拉＝F压﹣G人＝800N﹣640N＝160N
因为不计绳重和摩擦
所以所提升货物的重力
G′＝3F′﹣G动＝3×160N﹣90N＝390N
答：（1）拉力的功率为45W；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）所提升货物的重力为390N。