备战2020中考物理专题1-12简单机械（附解析）

1 十二、简单机械 1．(2019·铁岭)下列简单机械在使用过程中省力的是（　　） A．夹蒜器 B．碗夹 C．去核器 D．取蛋器 【答案】A 【解析】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。 A、夹蒜器在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； B、碗夹在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； C、去核器在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； D、取蛋器在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 2．(2019·常德)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图，下列有关说法正确的是（　　） ① 刀刃很薄可以减小压强 ② 铡刀实质上是一种省力杠杆 ③ 甘蔗放在 a 点比 b 点更易被切断 ④ 手沿 F1 方向用力比沿 F2 方向更省力 A．只有②④正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①②③正确 【答案】B 【解析】刀刃很薄是通过减小接触面积来增大压强的，故①错误；铡刀在使用时动力臂大于阻力臂， 实质上是一种省力杠杆，故②正确；甘蔗放在 a 点比 b 点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可 知，动力会越小，更易被切断，故③正确；手沿 F1 方向用力比沿 F2 方向时的动力臂要小，根据杠杆 平衡条件可知，动力越大，故④错误。 3．(2019·荆门)如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体 A 和 B 匀速提升相同的高度，不计绳重和摩 擦的影响，提升 A 的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是（　　） ①A 物体比 B 物体轻 ②提升 A 的拉力较大 ③提升 A 所做的额外功较少 ④提升 A 做的有用功较多2 A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①④ 【答案】B 【解析】①用同一滑轮组分别将两个不同的物体 A 和 B 匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响， 提升 A 的过程滑轮组的机械效率较大，由 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Gh + G轮h＝ G G + G轮可知，A 物体比 B 物体重，故① 错误； ②由图知 n=2，因不计绳重和摩擦，A 物体比 B 物体重，G 轮相同，则根据 F= 1 2 (G+G 轮)可知，提升 A 的 拉力较大，故②正确； ③由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重 力所做的功是额外功，由 W 额=G 动 h 知，提升 A 和 B 所做额外功相同，故③错误； ④由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，A 物体比 B 物体重，由 W 有用=Gh 知， 提升 A 做的有用功较多，故④正确；由此可知，只有②④正确，故选 B。 4．（2019·本溪）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．拉力 F 的大小为 40N C．滑轮组的机械效率为 80% D．滑轮组对物体 A 所做的功为 1000J 【答案】C 【解析】由图知，n＝3，绳子自由端移动的速度：v 绳＝nv 物＝3× 0.2m/s＝ 0.6m/s，则绳子自由端移 动的距离：s 绳＝ v 绳 t＝ 0.6m/s× 10s＝ 6m，故 A 错误；由 P＝Fv 可得， 拉力： F＝ P v ＝ 30W 0.6m/s ＝ 50N，故 B 错误；物体移动的距离：s＝vt＝ 0.2m/s× 10s＝ 2m， 有用功（ 滑轮组对物体 A 所做的功）：W 3 有用＝ fs＝ 120N× 2m＝ 240J，总功：W 总＝ Fs′＝50N× 6m＝ 300J， 滑轮组的机械效率：η＝ W有用 W总 ＝ 240J 300J ＝80%， 故 C 正确， D 错误。 5．(2019·巴彦淖尔)如图所示，拉力 F 为 5N，物体 A 以 0.1m/s 的速度在物体 B 表面向左做匀速直线 运动（B 表面足够长）；物体 B 静止在地面上，受到地面水平向左 4N 的摩擦力，弹簧测力计示数为 12N，下 列说法正确的是（　　） A．物体 A 受到的摩擦力为 10N B．拉力 F 的功率为 1.5W C．滑轮组的机械效率为 80% D．拉力 F 增大到 15N 时，物体 B 开始向左运动 【答案】C 【解析】 A、物体 B 静止在地面上，所以受力平衡；水平方向上物体 B 受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩 擦力和物体 A 对它向左的摩擦力，因为弹簧测力计示数为 12N，所以两个摩擦力之和为 12N，即 fAB+4N＝ 12N，则 fAB＝8N；根据相互作用力的知识可知，物体 A 受到的摩擦力为 f＝fAB＝8N，故 A 错误； B、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度 v＝2v 物＝2×0.1m/s＝0.2m/s， 则拉力做功的功率：P＝ W t＝ Fs t ＝Fv＝5N×0.2m/s＝1W，故 B 错误； C、滑轮组的机械效率：η＝ f nF×100%＝ 8N 2 × 5N＝80%，故 C 正确； D、若拉力 F 增大到 15N 时，A 在运动过程中，A 对 B 的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则 A 和 B 之间的摩擦力不变，所以物体 B 的运动状态不会改变，即物体 B 仍然静止，不会向左运动，故 D 错误。 6．(2019·盐城)如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（　　） A．省力，不改变施力的方向 B．不省力，改变施力的方向4 C．既省力，也改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向 【答案】A 【解析】动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，所以使用动滑轮提升重物可以省力，但不会改 变力的方向，因此 A 正确。 7．(2019·呼伦贝尔)下图是生活中几种常见的杠杆，属于费力杠杆的是（　　） 【答案】D 【解析】ABC 三项工具在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，筷子在使用过程中，动力臂 小于阻力臂，属于费力杠杆，故选 D。 8．(2019·盘锦) （多选）如图所示，用 300N 的力沿斜面把 600N 的重物匀速拉到顶端，物体在斜面 上移动的距离为 3m，上升的高度为 1m。下列说法正确的是（　　） A．斜面的机械效率是 50% B．木块受到的摩擦力是 100N C．运动过程中，木块的机械能增加 D．运动过程中，木块受到三个力的作用 【答案】BC 【解析】A、克服重力做的有用功为 W 有用＝Gh＝600N×1m＝600J， 拉力做的总功为 W 总＝FL＝300N×3m＝900J， 斜面的机械效率为 η＝ W有用 W总 ＝ 600J 900J×100%≈67%，故 A 错误。 B、克服摩擦做的额外功为 W 额＝W 总－W 有用＝900J－600J＝300J， 因为 W＝Fs，所以摩擦力为 f＝ W额 L ＝ 300J 3m ＝100N，故 B 正确； C、物体向上匀速运动，质量不变，速度不变，所以动能不变；高度增加，所以重力势能增加，机械能 增加，故 C 正确； A．道钉撬 D．筷子B．钢丝钳 C．开瓶器5 D、重物受到四个力的作用：竖直向下的重力、与斜面垂直向上的支持力、与斜面平行向上的拉力和与 斜面平行向下的摩擦力，故 D 错误。 9．（2019·益阳）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（　　） A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力 B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力 C．脱困必需 2400N 的拉力时，绳索自由端的力 F 至少为 1200N D．脱困必需 2400N 的拉力时，绳索自由端的力 F 至少为 800N 【答案】C 【解析】（1）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上。 （2）首先确定滑轮组绳子的有效股数，然后根据绳端的拉力等于滑轮组对物体的拉力的 1 n分析解答。 A、车对地面的压力与车的重力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力，故 A 错误； B、车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力，故 B 错 误； CD、由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力 F= 1 2F′= 1 2×2400N=1200N，因为绳重和摩 擦必然存在，所以绳索自由端的力 F 至少为 1200N，故 C 正确，D 错误。 10．(2019·云南)如图的简单机械，属于省力杠杆的是（　　） 【答案】B 【解析】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。 A、吊车吊臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 A 错误； B、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 B 正确； C、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 C 错误； D、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 D 错误。 A．吊车吊臂 B．撬棒 C．筷子 D．钓鱼竿6 11．(2019·日照)如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力。用图甲绕 法匀速提升重为 900N 的物体时，机械效率为 90%。下列判断正确的是（　　） A．拉力 F1 的大小为 450N B．用图乙绕法匀速提升 400N 重物时，机械效率为 80% C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大 D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F2 做功少 【答案】B 【解析】 A、忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为 900N 的物体时，机械效率为 90%， 图甲中 n=2， 由 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Fs＝ Gh nFh＝ G nF可得拉力 F1 的大小：F1＝ G nη ＝ 900N 2 × 90%=500N，故 A 错误； B、图甲中，根据 F1＝ 1 2(G+G 动)可得动滑轮的重力： G 动=2 F1－G=2×500N－900N=100N； 忽略绳重及一 切阻力，滑轮组的机械效率 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Gh + G动h＝ G G + G动 ，则用图乙绕法匀速提升 400m 重物时，其机 械效率为：η′＝ G G + G动= G′ G′ + G动= 400N 400N + 100N=80%，故 B 正确； CD、分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是 额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即 F1 和 F2 做功相同）， 机械效率也相同，故 CD 错误。 12．(2019·重庆 A)如图所示，下列情景中描述正确的是（　　） A B C D 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利用了杠杆原理 C．丙图中滑雪手套有凹凸的花纹是为了减小摩擦7 D．丁图中硬币跃过木块，利用了流速越大流体压强越大的知识 【答案】B 【解析】①惯性是物体本身具有的一种性质，决定于物体的质量，与其他因素无关； ②一根硬棒，在力的作用下能够绕固定点转动，这根硬棒叫做杠杆； ③增大摩擦力的方法有增大压力和使接触面粗糙； ④在流体中，流速越大的位置压强越小。 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、在左右两个压力的作用下，跷跷板绕着中间的固定点转动，所以跷跷板利用了杠杆原理，故 B 正确； C、滑雪手套表面具有凹凸不平的花纹，目的是增大摩擦力，故 C 错误； D、口吹硬币跃过木块，是因为流速越大流体压强越小，故 D 错误。 13．(2019·铁岭)如图所示，工人用 160N 的拉力F 将重为 300N 的木箱在 10s 内匀速拉到长 3m、高 1m 的斜面顶端。下列说法正确的是（　　） A．拉力 F 做功的功率是 16W B．克服木箱重力做的功是 900J C．斜面的机械效率是 62.5% D．若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变 【答案】C 【解析】A、拉力做的功为 W 总＝FL＝160N×3m＝480J， 拉力做功的功率为 P＝ W总 t ＝ 480J 10s ＝48W，故 A 错误； B、克服木箱重力做的功是 W 有用＝Gh＝300N×1m＝300J．故 B 错误； C、斜面的机械效率为 η＝ W有用 W总 ＝ 300J 480J×100%＝62.5%．故 C 正确； D、改变斜面的倾斜角度，木箱对压力发生改变，斜面与木箱接触面粗糙程度不变，所以摩擦力发生改 变；木箱上升过程中，克服摩擦力做的功是额外功，虽然有用功不变，但额外功发生变化，由公式 W有用 W有用 + W总 知，斜面的机械效率发生变化。故 D 错误。 14．(2019·济宁)两个滑轮按图 4 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 s=3m h=1m8 匀速滑动 1m,物体与地面间的摩擦力为 9N。下列选项正确的是（　　） A.A 是定滑轮，B 是动滑轮 B.拉力 F 做的功为 5J C 拉力 F 的功率为 1.8W D.滑轮组的机械效率为 90% 【答案】D 【解析】 A、A 滑轮随物体一起运动，为动滑轮；B 滑轮的轴固定不动，为定滑轮，故 A 错； B、由图知，n＝2，拉力端移动距离 s＝2s 物＝2×1m＝2m，拉力做功 W 总＝Fs＝5N×2m＝10J，故 B 错； C、拉力做功功率 P＝ W总 t ＝ 10J 5s ＝2W，故 C 错； D、拉力做的有用功：W 有用＝fs 物＝9N×1m＝9J，滑轮组的机械效率 η＝ W有用 W总 ＝ 9J 10J×100%＝90%，故 D 正确。 15．(2019·百色)如图所示，用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀 速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．F 甲=F 乙 B．甲、乙绳子自由端移动的速度相同 C．甲、乙两个拉力的功率相同 D．乙滑轮组的额外功多 【答案】C 【解析】A、两幅图中的绳子股数都是 n＝2，所以拉力 F1＝ 1 2（G+G 轮），F2＝ 1 3（G+G 轮），又因为 G 轮相 同，所以 F1＞F2，故 A 错误； B、用相同的滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度，由 s＝nh 可得，绳子自由端移动的距离 s1＝ 2h，s2＝3h；故 s1≠s2，由 v= s t可得，拉力移动的速度不相同，故 B 错误； CD、在提升重物的过程中，若不计绳重及摩擦，那么，克服动滑轮重做的功为额外功，因为动滑轮重 相同，提升高度相同，根据公式 W 额＝G 动 h 可知，拉力 F1 和 F2 所做的额外功相等，将同一物体在相同时间9 内匀速提升相同高度时，因不计绳重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服 物体重力做的功为有用功，所做的有用功相等，额外功相等，所以，拉力做的总功相等，由 P＝ W t可知，甲 的功率等于乙的功率，故 C 正确，D 错误。 16．(2019·青海)简单机械在生活中随处可见。使用下列简单机械可以省力的是（　　） A．旗杆顶部的滑轮 B．赛艇的船桨 C．拔钉子用的羊角锤 D．夹菜的筷子 【答案】C 【解析】 A、旗杆顶部的滑轮为定滑轮，实质是等臂杠杆，不省力也不费力； B、船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； C、羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； D、筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 17．(2019·西宁)下面四句话摘自一位同学的“物理学习笔记”，其中错误的是（　　） A．滑轮组既可以省力又可以改变力的方向 B．力是不能离开物体而独立存在的 C．三要素相同的两个力可能是一对平衡力 D．力学性能是选择材料的重要指标 【答案】C 【解析】 A、由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，通过改变绕线的方式，既可以省力、又可以改变力的方向，故 A 正确； B、力是物体对物体的作用，力不能离开物体而独立存在，故 B 正确； C、力的三要素相同，即大小、方向、作用点都相同，因为力的方向相同，所以一定不是一对平衡力， 故 C 错误； D、力学性能是选择材料的重要指标，通常包括弹性和塑性、硬度和韧性等，故 D 正确。 18．(2019·朝阳)下列简单机械能够省力的是（　　） A．门把手 B．定滑轮 C．筷子 D．钓鱼竿10 【答案】A 【解析】 A、门把手实质是轮轴，动力作用在轮上，属于省力机械； B、定滑轮实质是等臂杠杆，不能省力也不费力； C、筷子在使用时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆； D、钓鱼竿在使用时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。 19．(2019·抚顺)小华利用如图所示滑轮组将一桶重 400N 的水匀速提高 6m，共用时 2min，滑轮组的 机械效率为 80%（不计桶重、绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．小华所做的有用功为 3000J B．小华所用拉力 F 为 250N C．拉力 F 的功率是 37.5W D．若提升过程中，有部分水洒出，滑轮组的机械效率不变 【答案】B 【解析】 A、小华所做的有用功：W 有用＝Gh＝400N×6m＝2400J，故 A 错； B、滑轮组的机械效率 η＝ W有用 W总 ＝80%，小华拉力做的总功 W 总＝ W有用 80% ＝ 2400J 80% ＝3000J； 由图知，n＝2，拉力端移动距离 s＝2h＝2×6m＝12m，由 W 总＝Fs 可得拉力 F＝ W总 s ＝ 3000J 12m ＝250N，故 B 正确； C、拉力做功功率 P＝ W总 t ＝ 3000J 2 × 60s＝25W，故 C 错； D、若提升过程中，有部分水洒出，提升的物重变小，有用功变小，不计桶重、绳重和摩擦，额外功不 变，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，故 D 错。 20．(2019·宁夏)如图所示，是自卸车的示意图。车厢部分可视为枉杆。则下列分析正确的是（　　）11 A．b 点是支点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力 B．b 点是支点，物体 a 放在车厢前部可省力 C．c 点是支点，物体 a 放在车厢后部可省力 D．c 点是支点，物体 a 放在车厢前部可省力 说明理由：______________________________________________________。 【答案】(1)C (2)车厢绕 c 点转动，故 c 是支点；放后部，动力臂大于阻力臂，才省力 【解析】 A．由图像可知，车厢绕 c 点转动，故 c 是支点，动力为液压杆施加的力，阻力为货物重力； B．由图像可知，车厢绕 c 点转动，故 c 是支点，由杠杆平衡条件可知，动力臂不变，阻力不变，阻力 臂越短越省力，因此物体 a 放在车厢后部可省力； C．由图像可知，车厢绕 c 点转动，故 c 是支点，由杠杆平衡条件可知，动力臂不变，阻力不变，阻力 臂越短越省力，因此物体 a 放在车厢后部可省力； D．车厢绕 c 点转动，故 c 是支点，由杠杆平衡条件可知，物体 a 放后部，动力臂大于阻力臂，才省力。 21.（2019·成都 B 卷）（多选）如图甲所示的装置,每个滑轮的重力为 10N,物体 A 的重力 GA=100N,物 体 B 的重力 GB=40N,对 A 施加水平向右的拉力 F=110N,使 A 以 0.1m/s 的速度匀速向右运动；撤去拉力 F1， 在 A 的右侧加挂一个与它相同的物体,如图乙所示,对 B 施加一个竖直向下的拉力 F2,使 A 以 0.2m/s 的速度 匀速向左运动。绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因索忽略不计.则下列说法正确的是（ ） A.甲图中,A 受到的摩擦力为 110N B.乙图中,F2 的大小为 45N C.乙图中,P 点处受到的拉力为 145N D.乙图中,F2 做功的功率为 2W 【答案】CD 【解析】本题综合性较强，考察了受力分析和滑轮组的运用。针对较为复杂的受力分析，考生应 该熟练掌握整体法和隔离法，利用相关关系熟练列出力学方程组求解。考生复习时应特别留意重力， 弹力，摩擦力的基本知识，以及受力分析中的整体法和隔离法在滑轮组中的综合运用。 A.图甲中，对 A 受力分析可知，F 绳+f=F1，对 B 受力分析 F 绳+G 动=2Gb，带入数据联立两式可得 f=40N,故 A 错误。B.对滑轮组受力分析可知：(F2+Gb)=2(G 动+f′)，其中 f′=2f=80N,带入数据可得， F2=5N,故 B 错误。根据 P=Fv 可得 P2=2W，D 正确。最后对 P 点受力分析。Fp=Gb+2G 动+F2+ f′=145N12 22．（2019·福建）工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比 G 物︰G 滑轮＝9︰1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（　　） A．10% B．45% C．80% D．90% 【答案】D 【解析】物体的重力与滑轮的重力之比 G 物：G 轮＝9：1，G＝9G 轮， 忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率： η＝ W有用 W总 ＝ W有用 W有用 + W额＝ Gh Gh + G轮h＝ G G + G轮＝ 9G轮 9G轮 + G轮＝90%。 故选：D。 23．（2019·广州）如图 7 所示，把重为 G 的物体甲从 A 点竖直向上匀速拉至 B 点，此过程绳的拉力对 甲做的功为 WAB；用平行于斜面的拉力把重也为 G 的物体乙沿斜面从 C 点匀速拉至与 B 等高的 D 点。在此过 程中绳的拉力对乙做的功为 WCD。斜面的机械效率为（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据机械效率的计算公式：η＝ W有用 W总 ，得用斜面拉物体乙时所做的有用功为 W 有＝GH，由题意 知，WAB＝GH，故得 W 有＝WAB；用斜面拉物体乙时所做的总功为 W 总＝WCD，故得斜面的机械效率为 η＝ W有用 W总 = WAB WCD,故应选 A。 24．（2019·贵阳）如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊 臂绕 O 点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直，仅通过转动吊 臂提升货物的过程中，则下列分析正确的是（　　） CD AB W W AB D W WC ABWW GH −CD ABWW GH +CD13 A．撑杆对吊臂的作用力不断增大 B．钢绳对吊臂的作用力不断增大 C．撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大 D．钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小 【答案】D 【解析】（1）伸缩撑杆对吊臂的支持力的作用点在吊臂上，方向垂直于吊臂向上，过支持力的作用点， 沿支持力的方向画一条有向线段，用F表示，然后从支点O向力的作用线做垂线段，垂线段L即为其力臂，如 图所示： （2）吊车吊起货物的过程中，阻力不变，阻力臂减小，钢绳对吊臂的拉力减小；动力臂不变，动力减 小，所以支持力逐渐变小，故ABC错误，D正确。故选：D。 25．（2019·河北）（多选）如图所示，重为 G 的物体在拉力 F 的作用下，以 v 的速度匀速运动了 s，已 知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的 1 n，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是 （　　） A．使用该滑轮组一定省力 B．拉力的功率为 2Fv C．额外功为 1 n（2nF－G）s D．滑轮组的机械效率为 G 2F 【答案】BC 【解析】（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数 n′＝2，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦，根据拉力 F ＝ 1 n′（f+G 动）分析使用该滑轮组是否省力； （2）绳端移动的速度 v 绳＝n′v，根据 P＝Fv 绳球出拉力的功率； （3）先求出绳端移动的距离，克服摩擦阻力做功为有用功，拉力做功为总功，根据功的公式表示出有 用功和总功，用总功减去有用功即为额外功；14 （4）根据 η＝ W有用 W总 求出滑轮组的机械效率。 A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数 n′＝2，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦， 所以，绳端的拉力 F＝ 1 n′（f+G 动）， 由于 f 与 G 动的大小关系未知，所以无法比较 F 与 f 的大小关系，则使用该滑轮组不一定省力，故 A 错 误； B、绳端移动的速度 v 绳＝n′v＝2v，则拉力的功率：P＝Fv 绳＝2Fv，故 B 正确； C、由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力 f＝ 1 nG， 克服摩擦阻力做的功为有用功，则：W 有＝fs＝ 1 nGs， 绳端移动的距离：s 绳＝n′s＝2s， 拉力 F 做的总功：W 总＝Fs 绳＝2Fs， 则额外功：W 额＝W 总－W 有＝2Fs－ 1 nGs＝ 1 n（2nF－G）s，故 C 正确； D、滑轮组的机械效率：η＝ W有用 W总 ＝2Fs＝ G 2nF，故 D 错误。 故选：BC。 26.（2019·河南）图 6 中开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。图 7 能正确表示它工作示意 图的是（　　） 【答案】B 【解析】先确定支点，然后根据动力和阻力的定义以及力臂关系即可得出答案。 用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左端 O，阻力为瓶盖对开瓶器 竖直向下的作用力 F2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力 F1，因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器 为省力杠杆，即 F1＜F2，故 ACD 错误，B 正确。 27.（2019·河南）（多选）工人用如图 9 所示的滑轮组,在时间 t 内,将重为 G 的货物匀速提升了 h,人 对绳子竖直向下的拉力恒为 F。以下说法正确的是（　　）15 A.拉力 F 的功率为 2Ph B.额外功为(2F－G)h C.滑轮组的机械效率为 G 3F D.滑轮组的机械效率随 h 的增大而增大 【答案】AB 【解析】（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数 n，根据 s=nh 表示出绳端移动的距离，然后根据 W 总=Fs 表示出拉力 F 做的功，最后利用 P＝ W总 t 表示出拉力 F 的功率； （2）拉力做的有用功，额外功等于总功减去有用功； （3）根据 η＝ W有 W总求出滑轮组的机械效率； （4）根据 η＝ G 2F可判断滑轮组的机械效率与提升的高度是否有关。 解：A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数 n=2，绳端移动的距离 s=nh=2h， 拉力 F 做的功：W 总=Fs=2Fh，则拉力 F 的功率：P＝ W总 t ＝ 2Fh t ，故 A 正确； B、拉力做的有用功：W 有=Gh，则额外功：W 额=W 总－W 有=2Fh－Gh=（2F－G）h，故 B 正确； C、滑轮组的机械效率：η＝ W有 W总 ＝ Gh 2Fh ＝ G 2F，故 C 错误； D、根据 η＝ G 2F可知，滑轮组的机械效率与提升的高度 h 无关，故 D 错误。 28．（2019·孝感）如图所示是建筑工地上的起重机示意图，B 是配重。起重机工作时，在钢索吊起货 物加速上升的过程中，下列说法正确的是（　　） A．钢索对货物的拉力等于货物的重力 B．货物加速上升过程中没有惯性 C．货物的动能转化为它的重力势能16 D．配重是为了防止起重机翻倒，利用了杠杆原理 【答案】D 【解析】A、起重机工作时，在钢索吊起货物加速上升的过程中，钢索对货物的拉力大于货物的重力。 故 A 错误； B、任何物体在任何时候都具有惯性，故货物加速上升过程中也具有惯性。故 B 错误； C、在钢索吊起货物加速上升的过程中，货物的质量不变，高度升高，速度变大，故重力势能和动能都 变大，所以货物的动能没有转化为它的重力势能。故 C 错误； D、如图所示建筑工地上的起重机示意图，工作时，起重臂绕 O 转动，属于杠杆原理的应用，根据杠杆 平衡条件可知，配重是为了防止起重机翻倒。故 D 正确。 29．（2019·孝感）下列有关说法正确的是（　　） A．如果甲相对于乙向南运动，那么乙相对于地面一定向北运动 B．同一物体在同一路面上运动越快，受到的摩擦力越小 C．重型货车通过增加轮胎的个数来减小货车对路面的压强 D．杠杆平衡后，如果动力和阻力都増加 10N，那么杠杆一定仍然杆平衡 【答案】C 【解析】A、如果甲相对于乙向南运动，只能知道甲和乙之间的位置变化情况，不能判断乙和地面之间 的位置变化，所以不能判断乙相对地面是如何变化的。故说法错误。 B、当一个物体在接触面上运动时，无论是加速、匀速还是减速，滑动摩擦力都是不变的，因为滑动摩 擦力跟压力和接触面粗糙程度有关，跟速度无关。故说法错误。 C、重型货车在质量一定，在水平地面上对水平地面的压力就一定，增加轮胎的个数，增加了受力面积， 压强减小。说法正确。 D、杠杆平衡后，动力和阻力相等，不能说明动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积相等，只能 说在动力和阻力相等，杠杆可能平衡。说法错误。 30．（2019·孝感）（多选）如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组，分别将同一重物在相等的 时间内提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则（　　）17 A．甲、乙的拉力之比是 3︰2 B．甲、乙绳的自由端速度之比是 1︰1 C．甲、乙拉力的功率之比是 3︰2 D．甲、乙的机械效率之比是 1︰1 【答案】AD 【解析】 A、不计绳重及摩擦，拉力 F＝ 1 n（G 物+G 轮），由图知，n 甲＝2，n 乙＝3，所以绳端的拉力分别为：F 甲＝ 1 2（G 物+G 轮），F 乙＝ 1 3（G 物+G 轮）， 则甲乙拉力之比 F 甲∶F 乙＝ 1 2（G 物+G 轮）∶ 1 3（G 物+G 轮）＝3∶2，故 A 正确； B、将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，则提升物体的速度相同，由图知，n 甲＝2，n 乙＝3， 所以甲、乙绳的自由端速度分别为：v 甲＝2v，v 乙＝3v，所以，甲、乙绳的自由端速度之比 v 甲∶v 乙＝2v∶3v ＝2∶3，故 B 错； C、由 AB 的解答可知，F 甲：F 乙＝3∶2，v 甲∶v 乙＝2∶3，由 P＝ W t＝ Fs t ＝Fv 可得，甲、乙拉力的功率 之比 P 甲：P 乙＝ F甲v甲 F乙v乙＝ 3 × 2 2 × 3＝1∶1，故 C 错； D、不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由 W 额＝G 轮 h、W 有用＝G 物 h 可知，利 用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，由 η＝ W有用 W总 可知，两滑轮组的机械效率相 同，即甲、乙的机械效率之比 η 甲∶η 乙＝1∶1，故 D 正确。 31．（2019·宜昌）如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说 法正确的是（　　）18 A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高 B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高 C．每次吊起的货物越少，机械效率越高 D．货物升高的高度越高，机械效率越高 【答案】A 【解析】在物理学中，我们把有用功与总功的比值称为机械效率，即机械效率的高低与有用功的大小、 总功的大小或额外功的大小有关；故利用控制变量的方法分析判断即可。 （1）使用小吊钩吊起相同货物时，小吊钩（小动滑轮）的重力小，做的额外功少，在有用功一定的情 况下，总功小，其机械效率高，故 A 正确； （2）由机械效率公式 η 可知，机械效率的高低与上升速度、货物升高的高度无关，故 BD 错误； （3）每次吊起的货物越少，有用功越少，有用功在总功中所占比例越小，所以机械效率越低，故 C 错 误。 32．(2019·天津)如图是用撬棒撬石头的情景，下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（　　） 【答案】A 【解析】 用撬棒撬石头时，动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力 F1，从支点 O 向动力 F1 的作用线作垂线段， 即为动力臂 l1； 阻力是石头对撬棒的作用力 F2，方向竖直向下，反向延长 F2，从支点 O 向阻力 F2 的作用线作垂线段， 即为阻力臂 l2；故 A 正确，BCD 错误。 知道动力的方向，根据动力和阻力使杠杆转动的效果相反可确定阻力的方向； 力臂是从支点向力的作用线作垂线。 33．(2019·自贡)如图所示，物体 A、B 的重分别为 20N、10N，滑轮和绳子的重忽略不计，此时物体 A 在水平面上向右作匀速直线运动，若用力 F 向左拉物体 A，使物体 A 向左作匀速直线运动，则（　　） A．F＝20N B．F＝10N C．F＝5N D．F＝30N 【答案】B19 【解析】由图知，此滑轮组由 2 段绳子承担物重，所以 FA＝ 1 2GB＝ 1 2×10N＝5N； 在水平方向 A 受到的摩擦力和绳对 A 的拉力平衡，所以 f＝FA＝5N，方向水平向左； 若使物体 A 向左作匀速直线运动，则 A 受摩擦力水平向右，则 F′＝FA+f＝5N+5N＝10N。 34．(2019·宜宾) （多选）如图所示，在拉力 F 作用下，一个重 600N 的物体以 0.1m/s 的速度沿水平 地面向右匀速直线运动了 10s，已知滑轮组的机械效率为 80%，在此过程中拉力 F 做了 150J 的功，则下列 说法中正确的是（　　） A．拉力 F 的大小为 150N B．拉力 F 的大小为 50N C．物体与地面间的滑动摩擦力为 120N D．物体与地面间的滑动摩擦力为 480N 【答案】BC 【解析】 （1）由图知，n＝3，绳子自由端移动的距离 s＝3s 物＝3v 物 t＝3×0.1m/s×10s＝3m， 由 W 总＝Fs 可得拉力：F＝ W总 s ＝ 150J 3m ＝50N；故 A 错、B 正确； （2）由 η＝ W有用 W总 ＝ fs物 Fs ＝ fs物 3Fs物＝ f 3F得物体与地面间的滑动摩擦力： f＝3ηF＝3×80%×50N＝120N，故 C 正确、D 错。 35. (2019·遂宁)如图甲所示是建筑工地常用的塔式起重机示意图，水平吊臂是可绕点 O 转动的杠杆， 为了左右两边吊臂在未起吊物体时平衡，在左边吊臂安装了重力合适的配重物体 C，假设这时起重机装置在 水平位置平衡（相当于杠杆平衡实验中调节平衡螺母使杠杆水平平衡），由于起吊物体时配重物体 C 不能 移动，且被起吊物体重力各不相同，起重机装置将会失去平衡容易倾倒，造成安全事故，某科技小组受杠 杆平衡实验的启发，为起重机装置增设了一个可移动的配重物体 D，如图乙所示。不起吊物体时，配重物体 D 靠近支点 O；起吊物体时，将配重物体 D 向左移动适当距离，使起重机装置重新平衡，现用该装置起吊重 为 5×103N，底面积为 0.01m2 的物体 A，已知 D 的质量为 900kg，OB 长 18m；当配重物体 D 移动到距支点 6m 的 E 点时，B 端绳子对 A 的拉力为 T，A 对地面的压强为 p；若再让配重 D 以速度 V 向左运动，25 秒后，甲 对地面的压力恰好为零；起吊过程中，物体 A 在 10s 内匀速上升了 10m，B 端绳子的拉力 T′做功功率为 P， （g=10N/kg）下列相关计算错误的是（　　）20 A. P 等于 5kW B. V 等于 0.4m/s C. p 等于 2×106Pa D. T 等于 3×105N 【答案】A 【解析】 由重力公式 G=mg 可求，配重 D 的重力为 GD=mg=900kg×10N/kg=9×103N。 第一个状态当配重物体移动到 E 点时， D 选项，根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 可得，GD•OE=T•OB，求得 T= GD•OE OB = 9 × 103N × 6m 18m =3×103N, 故 D 选项错误。 C 选项，由于物体在水平地面上静止，所以由受力分析可知，GA=N+T，代数求得 N=5×103N－ 3×103N=2×103N，因为 A 对地面的压力 F 与地面对 A 的支持力 N 是一对相互作用力，所以 F=N=2×103N，由 压强定义式 p= F S求得，p= F S= 2 × 103N 0.01m2 =2×105Pa,故 C 选项错误。 第二个状态为配重物体移动到甲对地面的压力恰好为零的位置 E'点时， B 选项，由于甲对地面的压力恰好为零，所以拉力 T'=GA=5×103N， 根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 可得，GD•OE'=T'′OB，代数求得 OE'= T'′OB GD = 5 × 103N × 18m 9 × 103N =10m，则配重移动的距离 s=OE'-OE=10m-6m=4m，则由速度公式 v= s t可求，v= s t= 4m 25s=0.16m/s。故 B 选项错误。 第三个状态为匀速起吊过程， A 选项，由功率公式 P= W t和功的定义式 W=Fs 可得，功率 P= GAh t′，代数得 P= GAh t′ = 5 × 103N × 10m 10s =5×103W=5kW．故 A 选项正确。 故选：A。 本题可以可分为三个状态。 第一个状态当配重物体移动到 E 点时，可根据杠杆平衡条件和受力分析求出拉力 T 和 A 对地面的压强 p； 第二个状态为配重物体移动到甲对地面的压力恰好为零的位置 E'点时，同理可根据杠杆平衡条件和受 力分析求出速度 V； 第三个状态为匀速起吊过程，由功率公式可求出功率 P。21 这道题综合考察了杠杆的平衡条件，压强，功率等知识，是一道综合性较强的一道题，同时也要注意 对每种状态的区分，找准每种状态的物理量。 36．(2019·绵阳)如图所示，斜面长 20m、高 10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上 40N 的拉力，在 20s 内把重 60N 的物体沿斜面向上匀速拉动了 10m。在此过程中（　　） A．斜面的机械效率是 66.7% B．斜面的机械效率是 75% C．该同学对物体做功的功率是 10W D．该同学对物体做功的功率是 30W 【答案】B 【解析】由题知，斜面长 20m、高 10m，则物体沿斜面向上匀速运动 10m 时，物体升高 5m； （1）利用 W=Fs 求拉力 F 做的总功，利用 W=Gh 求拉力做的有用功，斜面的机械效率等于有用功与总功 之比； （2）该同学对物体做功的功率等于有用功与所用时间之比。 由题知，斜面长 20m、高 10m，则物体沿斜面向上匀速运动 s=10m 时，物体升高 h=5m （1）拉力 F 做的总功：W 总=Fs=40N×10m=400J； 拉力做的有用功：W 有用=Gh=60N×5m=300J； 斜面的机械效率：η＝ W有用 W总 ＝ 300J 400J＝75%，故 A 错，B 正确； （2）该同学对物体做功的功率：P＝ W有用 t ＝ 300J 29s ＝15W，故 CD 错。 37．(2019·绵阳)用水平力 F1 拉动如图所示装置，使木板 A 在粗糙水平面上向右匀速运动，物块 B 在 木板 A 上表面相对地面静止，连接 B 与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为 F2．不计滑轮重和绳重，滑轮 轴光滑。则 F1 与 F2 的大小关系是（　　） A．F1=F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1=2F2 D．F1＞2F2 【答案】D 【解析】在平衡力的作用下，物体保持静止或匀速直线运动状态。对动滑轮、物块 B 和木板 A 进行受22 力分析，明确各自受哪些力，方向如何，确定大小关系。 由图知， （1）动滑轮在水平方向上受到三个力的作用：水平向右的拉力 F1，墙壁对它水平向左的拉力 F 墙，木 板 A 对它水平向左的拉力 F 木板，由于木板向右匀速运动，所以 F1=F 墙+F 木板，由于同一根绳子各处的拉力相 等，所以 F 木板= 1 2F1，由于力的作用是相互的，所以动滑轮对木板 A 的拉力为 F 动=F 木板= 1 2F1----------①； （2）物块 B 在水平方向上受到两个力的作用：绳子对它向左的拉力 F2，木板 A 对它向右的摩擦力 FA 对 B；由于物块 B 保持静止，所以 F2=FA 对 B； 木板 A 在水平方向上受到三个力的作用：动滑轮对木板向右的拉力 F 动，物体 B 对木板向左的摩擦力 FB 对 A，地面对木板向左的摩擦力 F 地面， 由于木板向右匀速运动，所以 F 动=FB 对 A+f 地面-----------② 由于力的作用是相互的，所以 FB 对 A=FA 对 B=F2----------③ 由②③可得 F 动=F2+F 地面，即 1 2F1=F2+f 地面，也就是 F1=2F2+2f 地面，所以 F1＞2F2。 38. (2019·泸州)用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是 （　　） A. 该滑轮组绳自由端拉力 F 的大小一定等于所提物体重力的三分之一 B. 用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大 C. 用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等 D. 其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大 【答案】B 【解析】 A、由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重，拉力 F= 1 3(G+G 轮)＞ 1 3G，所以拉力 F 的大小大于所提物体重力 的三分之一，故 A 错误； B、不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，则 η= W有用 W总 = Gh Gh + G轮h= G G + G轮= 1 1 + ，可见提升 的物体越重，其机械效率越大，故 B 正确；23 C、用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好比用滑轮组提升 的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故 C 错误； D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度（其他条件相同），有用功相同，由 W 额=G 动 h 可知额外功增大，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故 D 错误。 （1）由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重，拉力 F= 1 3(G+G 轮)； （2）不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，η=W有用 W总 = Gh Gh + G轮h= G G + G轮= 1 1 + ； （3）用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，好像滑轮组提升的物体重力不同，其机械效率 不相等； （4）若只将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度（其他条件相同），有用功相同、 额外功增大、总功增大，有用功与总功的比值减小。 39. (2019·泸州)如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为 2cm， 在 B 点竖直悬挂 4 个重均为 0.5N 的钩码，当在 A 点用与水平方向成 30°角的动力 F 拉杠杆，使杠杆在水平 位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（　　） A. 杠杆的动力臂为 8cm B. 该杠杆为费力杠杆 C. 该杠杆的阻力大小为 0.5N D. 动力 F 的大小为 1.5N 【答案】B 【解析】 A、当动力在 A 点斜向下拉（与水平方向成 30°角）动力臂是： 1 2OA= 1 2×4×2cm=4cm，故 A 错误； B、阻力臂 OB，3×2cm=6cm＞ 1 2OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故 B 正确； C、该杠杆的阻力大小为：G=4×0.5N=2N，故 C 错误； D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，G×OB=F× 1 2OA 代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得，F=4N，故 D 错误。 （1）当动力在 A 点斜向下拉（与水平方向成 30°角）动力臂是 1 2OC，根据杠杆的平衡条件求出动力大 小；比较力臂判断是什么杠杆； （2）阻力为 4 个重均为 0.5N 的钩码，等于 2N。 40．(2019·达州)下列关于力的说法中正确的是（　　）24 A．两个物体不接触就一定不产生力 B．摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 C．浸没在水中向上运动的物体浮力可能小于重力 D．随着生产力的提高人类将会制造出既省力又省距离的机械 【答案】C 【解析】A、两个物体不接触，也可以发生力的作用；如磁铁吸引远处的铁钉，故 A 错误； B、摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反，故 B 错误； C、在水中向上运动的物体，若物体还受向上的拉力，受到的浮力可能小于重力，故 C 正确； D、在实际生活中，既省力又省距离的机械是不存在的，故 D 错误。 41. (2019·聊城)如图所示，用滑轮组提升重 100N 的物体时，在 10s 内绳子自由端被匀速拉下 6m。已 知拉绳子的力 F 为 60N，不计绳重和摩擦，则在此过程中（　　） A. 物体被提升了 2m B. 所做的有用功是 300J C. 拉力 F 的功率是 30W D. 滑轮组的机械效率是 55.6% 【答案】B 【解析】 A、由图可知 n=2，由 s=2h 可得，物体被提升的高度 h= 1 2s= 1 2×6m=3m，故 A 错误； B、所做的有用功：W 有用=Gh=100N×3m=300J，故 B 正确； C、拉力做的总功：W 总=Fs=60N×6m=360J， 拉力做功的功率：P= W总 t = 360J 10s =36W，故 C 错误； D、滑轮组的机械效率：η= W有用 W总 = 300J 360J×100%≈83.3%，故 D 错误。 （1）由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数 n，绳子自由端移动的距离 s=nh，据此求物体被提升 的高度； （2）利用 W=Gh 求拉力做的有用功；25 （3）利用 W=Fs 求拉力做的总功，再利用 P= W t求拉力做功功率； （4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 42．(2019·东营)如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物 时， 最省力的是（　　） 【答案】A 【解析】 A．由图可知，动力臂是阻力臂的 4 倍，所以拉力 F1＝ 1 4G； B．由图可知，动滑轮省一半的力，所以拉力 F2＝ 1 2G； C．设斜面的高度为 h，斜面长度为 s，则 h s＝sin30°＝ 1 2，由功的原理可得： F3s＝Gh，所以 F3＝ h sG＝ 1 2G； D．由图可知，滑轮组绳子的有效股数为 3，所以拉力 F4＝ 1 3G， 综上可知，当提起同一重物时，最省力的是 A。 43．(2019·嘉兴)为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组， 若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　） A．两个滑轮在装置中起的作用相同 B．拉力移动的距离与配重上升的距离相同 C．沿方向 1 与 2 匀速拉动配重，所用的力大小相等 D．将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等 【答案】 C 【解析】（1）通过判断滑轮的种类判断它们的作用是否相同；26 （2）使用滑轮组提升重物时，自由端的距离和物体上升高度之间的关系为：s=nh； （3）定滑轮不省力不费力，且与拉力的方向无关； （4）使用滑轮组时，要克服动滑轮的重力做功。 A.下面的滑轮是动滑轮，上面的滑轮是定滑轮，二者的作用不同，故 A 错误； B.因为动滑轮上有 2 段绳子承担物重，因此拉力移动的距离是配重移动距离的 2 倍，故 B 错误； C.使用定滑轮不省力不费力，且拉力的大小与方向无关，故 C 正确； D.将配重提升相同高度，直接做的功为 W=Gh，用该装置做的功为：W=（G+G 动）h，因此二者不同，故 D 错误。 44.(2019·宁波)有些漫画，富有哲理，又蕴含科学知识。如图所示，一块一半伸出地面的匀质板上站 着甲、乙两人，人与板均保持静止。下列对于图中所蕴含的科学知识的说法，不符合实际的是（　　） A. 乙没有掉下，说明甲对板的压力一定等于乙对板的压力 B. 乙踢甲的同时，也会受到甲对乙的反作用力，乙可能因此坠落 C. 乙踢甲时，甲受到向前的作用力，可能会向前运动离开板 D. 若甲被踢出板，板会逆时针转动，乙因此坠落 【答案】 A 【解析】（1）如果杠杆保持平衡，那么乙就不会掉下；否则，乙肯定会掉下来； （2）物体间力的作用是相互的； （3）力是改变物体运动状态的原因，因此它的运动方向应该和力的方向一致； （4）甲被踢出后，根据乙对杠杆的作用力方向判断板的旋转方向。 A.甲和乙站在木板上保持平衡状态，这块木板相当于一个杠杆；根据杠杆平衡条件可知，离支点近的 甲对木板的压力大，故 A 不合实际； B.乙踢甲的同时，也会受到甲对乙的反作用力，乙可能因此坠落，故 B 符合实际； C.乙踢甲时，甲受到向前的作用力，可能会向前运动离开板，故 C 符合实际； D.若甲被踢出板，板只受到乙对它向下的压力，因此板的左端下沉，右端上翘，即沿逆时针方向转动， 故 D 符合实际。27 45．(2019·台州)消防安全，人人有责。下列有关灭火器使用方法的分析不正确的是（ ） A．提灭火器时，手靠近瓶口，容易提起 B．拔保险销时，放开手柄，有利于拔出 C．有力压手柄时，手靠近瓶口，容易压下 D．对准火源根部扫射，灭火物质覆盖可燃物，快速灭火 【答案】C 【解析】根据杠杆原理，越靠近瓶口，力臂越小。力越大，越不容易压下。 46．(2019·重庆 B)如图，在“探究杠杆平衡条件”实验中，弹簧测力计从位置 A 逆时针转到位置 B， 杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．不能确定 【答案】A 【解析】根据动力臂的大小变化可判断弹簧测力计的示数变化。 弹簧测力计从位置 A 逆时针转到位置 B，使杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件：F1×L1＝ F2×L2，阻力和阻力臂不变，动力臂变小了，所以动力变大。 47．(2019·北京)如图所示的用具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　） 【答案】A 【解析】结合图片和生活经验，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。 A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； A．筷子 B．瓶盖起子 C．撬棒 D．核桃夹28 B、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； C、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； D、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 故选：A。 48．(2019·北京) （多选）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系 如图中图线 a 所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线 b 所示。已知物体的质量为 450g，所用 动滑轮的质量为 50g，绳子自由端的拉力 F 为 1.3N，g 取 10N/kg。在 0～2s 的过程中，下列说法中正确的 是（　　） A．绳子自由端移动的速度为 5.0cm/s B．拉力 F 的功率为 0.26W C．有用功为 0.45J D．滑轮组的机械效率为 90% 【答案】BC 【解析】（1）根据 v＝ s t可求速度； （2）根据 P＝Fv 可求拉力 F 的功率； （3）有用功 W 有用＝Gh； （4）由图线 ab 所示分析可得，s＝nh 可知 n 的示数，滑轮组的机械效率为 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Fs＝ Gh Fnh＝ G nF可 求。 A、绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线 a 所示，绳子自由端移动的速度为：v＝ s t ＝ 40cm 2s ＝20cm/s，故 A 错误； B、拉力 F 的功率：P＝Fv＝1.3N×0.2m/s＝0.26W，故 B 正确； C、有用功：W 有用＝Gh＝mgh＝0.45kg×10N/kg×0.1m＝0.45J，故 C 正确； D、由图线 ab 所示分析可得，s＝nh 可得 n＝ s h＝ 40cm 10cm＝4， 滑轮组的机械效率为：29 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Fs＝ Gh Fnh＝ G nF＝ 0.45kg × 10N/kg 4 × 1.3N ×100%＝86.5%，故 D 错误， 故选：BC。 49．（2019·齐齐哈尔）下列简单机械在正常使用时能够省力的是（　　） A．食品夹 B．定滑轮 C．瓶盖起子 D．钓鱼竿 【答案】C 【解析】结合图片和生活经验，先判断机械在使用过程中的特点，或动力臂和阻力臂的大小关系，再 判断它们的省力情况，据省力一定费距离的特点分析即可判断。 A、使用食品夹时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 A 错误； B、定滑轮是一个等臂杠杆，即动力臂等于阻力臂，不省力、也不费力，故 B 错误； C、使用瓶盖起子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 C 正确； D、使用钓鱼竿时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 D 错误。 50．(2019·临沂)各式各样的剪刀都是一对对杠杆。下列剪刀，最适合剪开较硬物体的是（　　） A B C D 【答案】B 【解析】 由图可知选项 A、C、D 中的剪刀动力臂都小于阻力臂，都是费力杠杆，不能省力，所以选项 A、C、都 不正确。 由图可知选项 B 中的剪刀动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，能更容易地剪开较硬的物体，所以选项 B 正确。 故选：B。 杠杆在使用时有时为了省力，有时为了省距离，要剪开较硬的物体时，需要克服更大的阻力，因此是 为了省力。根据杠杆的平衡条件可知，只有动力臂大于阻力臂的杠杆才更省力。30 本题主要考查我们运用杠杆平衡条件来分析杠杆在使用时的特点，知道动力臂与阻力臂的关系决定了杠杆 是省力还是费力。 51．(2019·长春)如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间分别将 A、B 物体匀速提升相同高度，已知物 体受到的重力 GA＞GB，滑轮组的机械效率 η 甲＜η 乙（忽略绳重和摩擦），下列判断正确的是（　　） 甲 乙 A．两滑轮组绳端移动的距离相等 B．甲滑轮组的有用功比乙的少 C．甲滑轮组的总功率比乙的小 D．甲滑轮组的动滑轮比乙的重 【答案】D 【解析】A：两个物体提升相同的高度 h 时，甲滑轮组动滑轮上有三段绳子，所以 F 甲自由端移动的距 离为 3h，乙滑轮组动滑轮上有两段绳子，所以 F 乙自由端移动的距离为 2h，故 A 错误． B：根据公式 W 有=Gh，由于两物体升高相同的高度，但是 GA＞GB，所以 W 有甲＞W 有乙，故 B 错误． C：根据公式 η＝ W有用 W总 可知 W 总＝ W有用 η ，由于 W 有甲＞W 有乙，且 η 甲＜η 乙，所以 W 总甲＞W 总乙，根据公 式 P= W总 t ，在时间相等的情况下，P 甲＞P 乙,故 C 错误。 D：由于 W 有甲＞W 有乙，η 甲＜η 乙，所以 W 总甲＞W 总乙，即 W 额甲＞W 额乙，W 额=G 动 h，所以 G 动甲＞G 动乙， 因此 D 正确。 故选 D 52.（2019·衡阳）如图所示，用滑轮组提升重 900N 的物体，使它在 10s 内匀速上升 1m。已知所用的 拉力 F 为 400N，则在提升重物的过程中(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是（　　） A.拉力做功的功率为 90W B.拉力在这 10s 内做的功为 400J31 C.动滑轮的重力为 300N D.若用该滑轮组匀速提升更重的物体时，则绳子拉力会变大，但机械效率不变 【答案】C 【解析】（1）不计绳重和摩擦，克服物重和动滑轮重力所做的功为总功，根据 W 总＝Fs＝（G+G 动）h 求 出拉力做的总功，利用 P= W总 t 求出拉力 F 的功率； （2）根据 F= 1 n（G+G 动）可求得动滑轮的重力； （3）根据 η＝ W有用 W总 ＝ Gh （G + G动）h＝ G G + G动分析提起更重的物体时滑轮组机械效率的变化。 AB、不计绳重和摩擦，克服物重和动滑轮重力所做的功为总功， 则拉力做的总功：W 总＝Fs＝400N×3m＝1200J， 拉力 F 的功率：P= W总 t = 1200J 10s = 120W，故 AB 错误； C、由图可知，n＝3，F= 1 3（G+G 动） 即 400N= 1 3（900N+G 动）， 解得 G 动＝300N，故 C 正确； D、不计绳重和摩擦，由 η＝ W有用 W总 ＝ Gh （G + G动）h＝ G G + G动可知，如果提起更重的物体，滑轮组的机械 效率变大，故 D 错误。 53.（2019·衡阳）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（　　） 【答案】D 【解析】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。 A、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 A 不合题意； B、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 B 不合题意； C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 C 不合题意； 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 符合题意。 A．开瓶器 B．核桃夹 C．钳子 D．食品夹 32 54．（2019·荆州）湖北省第二届园林博览会将于 2019 年 9 月 28 日在荆州开幕。在某场馆建设中，采 用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用 1000N 的拉力 F 向下拉绳，使重 1600N 的重物匀速上升了 5m， 此过程中克服绳重和摩擦做功 500J，下列说法中正确的是（　　） A．拉力 F 做功为 5×103 J B．缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为 800N C．动滑轮重为 300N D．滑轮组的机械效率为 75% 【答案】C 【解析】 A、由图知，n＝2，拉力端移动距离：s＝2h＝2×5m＝10m， 拉力 F 做功：W 总＝Fs＝1000N×10m＝1×104J，故 A 错； B、已知绳子末端的拉力 F 为 1000N，则缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都为 1000N，故 B 错； C、拉力做的有用功：W 有用＝Gh＝1600N×5m＝8×103J， 拉力做的额外功：W 额总＝W 总－W 有用＝1×104J－8×103J＝2×103J， 此过程中克服绳重和摩擦做功 W 额 1＝500J， 提升动滑轮做的额外功：W 额 2＝W 额总－W 额 1＝2×103J－500J＝1.5×103J， 由 W＝Gh 可得动滑轮重力： G 轮＝ W额2 h ＝ 1.5 × 103J 5m ＝300N，故 C 正确； D、滑轮组的机械效率：η＝ W有用 W总 ＝ 8 × 103J 1 × 104J×100%＝80%，故 D 错。 55．（2019·北部湾）如图 6 所示，杠杆在拉力 F 的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕 c 点从 a 位置 转动到 b 位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力 F 的变化情况是（ ）33 A．一直变大 B．一直变小 C．一直不变 D．先变大后变小 【答案】A 【解析】由图 6 知，弹簧测力计绕 c 点从 a 位置转动到 b 位置的过程中，拉力 F 的力臂是不断减小的， 根据拉力 F 与其力臂的乘积保持不变，得 F 的大小变化情况是：一直变大。 56．(2019·黄冈)在工厂车间，工人先将金属杆一端的空心吸盘（如图）按压在半成品玻璃上固定， 再在 A 处用力，使玻璃刀在玻璃上绕转轴转动一周，圆形玻璃制品就成型了。下列分析正确的是（　　） A．吸盘被按压后即可固定，是由于吸盘受到大气压作用 B．玻璃刀口做得锋利是为了增大对玻璃的压力 C．玻璃刀绕转轴转动时，没有受到玻璃施加的摩擦力 D．玻璃刀绕转轴转动时，金属杆始终是一个等臂杠杆 【答案】A 【解析】（1）吸盘是典型的利用大气压强的例子； （2）增大压强的方法：在受力面积一定时，增大压力；在压力一定时，减小受力面积； （3）玻璃刀使用时，刀和玻璃之间会产生摩擦力； （4）作用在 A 处的动力和玻璃刀对金属杆的阻力不一定在同一直线上，据此分析两力臂的关系。 A、吸盘被按压后即可固定在玻璃上，由于大气压的作用，故 A 正确； B、玻璃刀口做得锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大对玻璃的压强，故 B 错误； C、玻璃刀绕转轴转动时，刀与玻璃之间有相对运动，故玻璃刀受到玻璃施加的摩擦力，故 C 错误； D、玻璃刀绕转轴转动时，作用在 A 处的动力 F1 和玻璃刀对金属杆的阻力 F2 不一定在同一直线上，所 以动力臂与阻力臂不一定相等，则金属杆不一定始终是一个等臂杠杆，故 D 错误。 57．(2019·黄石)中国很多地方会举办龙舟赛来庆祝端午节，下列表述正确的是（　　） c F a b34 A．运动员向后划桨，龙舟向前运动，说明力的作用是相互的 B．划龙舟时所用的桨是省力杠杆 C．甲、乙两龙舟并排滑行，甲以乙为参照物，甲龙舟是运动的 D．冲过终点后，龙舟慢慢停下来，说明龙舟的惯性在减小 【答案】A 【解析】 A、运动员向后划桨，给了水一个向后的作用力，同时也受到水向前的反作用力，所以龙舟向前运动， 说明物体间力的作用是相互的，故 A 正确； B、划龙舟的船桨在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，好处是省距离，故 B 错误； C、甲、乙两龙舟并排滑行，以乙为参照物，甲与乙之间没有位置变化，所以甲龙舟是静止的，故 C 错 误； D、冲过终点后，龙舟慢慢停下来，原因是龙舟受到水的阻力作用；惯性大小只跟物体的质量大小有关， 龙舟的质量不变，其惯性大小不变，故 D 错误。 58. (2019·襄阳)下列杠杆中属于省力杠杆的是（　　） A. 定滑轮 B. 筷子 C. 钳子 D. 钓鱼竿 【答案】C 【解析】 A、定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故 A 错误； B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 B 错误； C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 C 正确； D、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 D 错误。 59．（2019·郴州）利用如图所示的滑轮组匀速提升 200N 的重物，动滑轮重为 10N（不计绳重与摩擦）， 则拉力 F 的大小为（　　） A．70N B．100N C．105N D．110N 【答案】C 【解析】35 由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力： F＝ 1 2（G+G 动）＝ 1 2（200N+10N）＝105N，故 C 正确。 60．（2019·株洲）（多选）在测量图甲所示滑轮组机械效率 η 的实验中，通过改变物重 G 或动滑轮重 G 动进行多次实验，得到了形如图乙所示的效率与物重或动滑轮重的关系，图中纵轴表示机械效率的倒数 η﹣1，若不计绳重与摩擦，则橫轴可能表示（　　） A．G B．G﹣1 C．G 动 D．G 动﹣1 【答案】BC 【解析】由图可知，物体由 3 段绳子承担， 此滑轮组的机械效率 η＝η＝ W有用 W总 ＝＝ Gh Gh + G动h= G G + G动 则 η﹣1＝1+ G动 G ＝1+（G﹣1×G 动）， 已知图中纵轴表示机械效率的倒数 η﹣1，由此可知，若不计绳重与摩擦，则橫轴可能表示 G﹣1 或 G 动。 61. (2019·衢州)如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是（　　） A B C D 【答案】C 【解析】 以树根为支点，树的重心一定，阻力臂一定，根据杠杆的平衡条件，动力臂越大，动力越小。【解答】 如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，以树根为支点，树的重力不变、重心一定，则 阻力和阻力臂一定，支点与动力作用点的连线是最长的动力臂，根据杠杆的平衡条件，动力臂越大，动力 越小；图 C 中动力作用点离支点最远，F3 与树干垂直，则可知 F3 最小，故 C 正确。 62. (2019·绍兴)如图是上肢力量健身器示意图。杠杆 AB 可绕 O 点在竖直平面内转动，AB=3BO，配重 的重力为 120 牛。重力为 500 牛的健身者通过细绳在 B 点施加竖直向下的拉力为 F1 时，杠杆在水平位置平 衡，配重对地面的压力为 85 牛。在 B 点施加竖直向下的拉力为 F2 时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面 的压力为 60 牛。已知 F1︰F2=2︰3，杠杆 AB 和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是（　　） 36 A. 配重对地面的压力为 50 牛时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 160 牛 B. 配重对地面的压力为 90 牛时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 120 牛 C. 健身者在 B 点施加 400 牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为 35 牛 D. 配重刚好被匀速拉起时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 540 牛 【答案】 C 【解析】（1）对配重进行受力分析，根据二力平衡原理计算出配重绳子上的拉力 F；对动滑轮进行受力 分析，计算出杠杆 A 点产生的拉力 FA；根据杠杆的平衡条件计算出 B 点的拉力 F1，并且找到 B 点拉力与配 重的重力等之间的数学关系式；用同样的方法计算出 B 点的拉力 F2，借助F1︰F2=2︰3计算出动滑轮的重力； （2）使用上面同样的方法计算出配重对地面的压力为 50N 和 90N 时，B 点施加的向下的拉力； （3）将 FB=400N 代入关系式计算配重对地面的压力； （4）配重刚好被拉起，即它对地面的压力为 0，根据上面的关系式计算出 B 点的拉力。 当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力 F 为：F=G－FN； 因为动滑轮上有 2 段绳子承担物重， 因此杠杆 A 点受到的拉力：FA=2F+G 动=2×(G－FN )+ G 动； 根据杠杆的平衡条件得到：FA×OA= FB×OB；[2×(G－FN )+ G 动] ×OA= FB×OB； 因为 AB=3BO ； 所以 AO=2BO； 那么：[2×(G－FN )+ G 动] ×2= FB×1； 即：FB= 4×(G－FN )+ 2G 动； 当压力为 85N 时，F1= 4×(120N－85 N)+ 2G 动； 当压力为 60N 时，F2= 4×(120N－60 N)+ 2G 动； 因为： F1︰F2=2︰3 ； 所以：[4×(120N－85 N)+ 2G 动]︰[4×(120N－60 N)+ 2G 动] =2︰3； 解得：G 动=30N； A.当配重对地面的压力为 50N 时，B 点向下的拉力为：FB= 4×(G－FN )+ 2G 动= 4×(120N－50 N)+ 2×30N=340N， 故 A 错误； B.当配重对地面的压力为 90N 时，B 点向下的拉力为：FB= 4×(G－FN )+ 2G 动= 4×(120N－90 N)+ 2×30N=180N， 故 B 错误；37 C.健身者在 B 点施加 400N 竖直向下的拉力时，根据 FB= 4×(G－FN )+ 2G 动得到： 400N= 4×(120N－FN )+ 2×30N；解得：FN=35N，故 C 正确； D.配重刚好被拉起，即它对地面的压力为 0，根据 FB= 4×(G－FN )+ 2G 动得到： FB= 4×(120N－0 N)+ 2×30N=540N＞500N；因为人的最大拉力等于体重 500N，因此配重不可能匀速拉 起，故 D 错误。 63. (2019·温州)晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（　　） 【答案】B 【解析】根据图示和杠杆的平衡条件分析解答。 设每条湿毛巾重力为 G，每个小格的长度为 L， A、左侧力与力臂的乘积为 2G×2L=4GL，右侧力与力臂的乘积为 G×L=GL，左侧≠右侧，故 A 错误； B、左侧力与力臂的乘积为 2G×L=2GL，右侧力与力臂的乘积为 G×2L=2GL，左侧=右侧，故 B 正确； C、左侧力与力臂的乘积为 2G×L=2GL，右侧力与力臂的乘积为 G×L=GL，左侧≠右侧，故 C 错误； D、左侧力与力臂的乘积为 2G×2L=4GL，右侧力与力臂的乘积为 G×2L=2GL，左侧≠右侧，故 D 错误。 64．(2019·南充)如图，用一个始终水平向右的力 F，把杠杆 OA 从图示位置缓慢拉至水平的过程中， 力 F 的大小将（　　） A．变大 B．不变 C．变小 D．不能确定 【答案】A 【解析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。根据杠杆平衡条件 F1L1＝F2L2 分析，力 F 始终水平向右，即动力臂不断变小，把杠杆 OA 从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力不变，阻力力臂变 大，所以动力变大。 如图，用一个始终水平向右的力 F，把杠杆 OA 从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力的大小不变（等 于物重 G），阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平衡条件 F1L1＝F2L2 可知，动力将变大。38 65．(2019·广安)如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力 F1、F2 将 重物 G1、G2 提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．若 G1＝G2，则拉力 F1、F2 做的总功相同 B．若 G1＝G2，则拉力 F2 做的有用功多 C．若 G1＞G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 D．若 G1＞G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等 【答案】C 【解析】（1）装置的机械效率 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Gh + G轮h＝ G G + G轮，分析额外功的来源，根据功的计算 公式比较有用功和额外功的大小，确定总功的大小； （2）不考虑绳重、摩擦，额外功是提升动滑轮所做的功。 AB、若 G1＝G2，且重物匀速提升的高度相同，由 W 有＝Gh 可知，有用功相同；不计绳重及摩擦，则额定 功是克服动滑轮自重做的功，即 W 额外＝G 动 h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有 2 个 动滑轮，故乙做的额外功多，而 W 总＝W 有+W 额外，所以总功不相同，即 F1、F2 做的功不相等，故 AB 错误； CD、不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Gh + G轮h＝ G G + G轮，若 G1＞G2，重物匀 速提升的高度相同，由 W 有＝Gh 可知，甲有用功大；不计绳重及摩擦，则额定功是克服动滑轮自重做的功， 即 W 额外＝G 动 h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有 2 个动滑轮，故乙做的额外功多， 故甲的机械效率大于乙的机械效率，故 D 错误，C 正确。 66. (2019·烟台)在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们提出了下列猜想39 （1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关； （2）滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关； （3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关； （4）滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。 小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验验证的猜想是 （　　） A.（1） B.（2） C.（3） D.（4） 【答案】B 【解析】 比较两图可知，承重绳子股数相同，动滑轮重相同，提升高度可以相同，而被提升物体的重力不同； 结合控制变量法的思想，所以该实验装置探究的是滑轮组的机械效率与被提升物体的重力的关系，即该实 验验证的猜想是（2）。 67．(2019·南通)如图所示，用滑轮组将重为 12N 的物体匀速提升 0.2m，作用在绳端的拉力 F 为 5N， 不计绳重和摩擦．利用以上信息不能求解的物理量是（ ） A．拉力的功率 B．动滑轮的重力 C．滑轮组的额外功 D．滑轮组的机械效率 【答案】A 【 解 析 】 有 用 功 W 有 =Gh=12N×0.2m=2.4J ， 总 功 W 总 =Fs=5N×3×0.2m=3J ， W 额 =W 总 － W 有 =3J － 2.4J=0.6J，C 选项不符合题意；机械效率 η＝ W有用 W总 ＝ 2.4J 3J =80%，D 选项不符合题意；由 F= G物 + G动 3 可求出 G 动的大小，B 选项不符合题意；由于不知道时间的长短，故不能求出的物理量是功率，A 选项符合题意。40 68．(2019·通辽)如图所示，利用滑轮组在 2s 内将重 400N 的物体匀速提升了 1m，所用拉力 F 为 150N．不计绳重和摩擦下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为 2m/s B．动滑轮的总重为 100N C．滑轮组的机械效率为 83.3% D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小 【答案】A 【解析】（1）由图知，n＝4，绳子自由端移动距离 s＝4h，利用速度公式求绳子自由端移动速度； （2）不计绳重及摩擦，拉力 F＝ 1 4（G+G 动），据此求动滑轮所受的重力； （3）利用 W＝Fs 求拉力做的总功，利用 W＝Gh 求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比； （4）增大滑轮组机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小摩擦、减小动滑轮重。 解： A、由图知，n＝4，绳子自由端移动的距离：s＝4h＝4×1m＝4m， 绳子自由端移动的速度：v＝ s t＝ 4m 2s＝2m/s，故 A 正确； B、不计绳重及摩擦，拉力 F＝ 1 4（G+G 动），可得动滑轮所受的重力： G 动＝4F－G＝4×150N－400N＝200N，故 B 错误； C、拉力做的功：W 总＝Fs＝150N×4m＝600J， 有用功：W 有用＝Gh＝400N×1m＝400J， 滑轮组的机械效率： η＝ W有用 W总 ＝ 400J 600J×100%≈66.7%，故 C 错误； D、若用该滑轮组提升所受重力更重的物体，额外功不变，有用功增加，有用功在总功中所占的比例增 加，机械效率会变大，故 D 错误。 69．(2019·鄂州)如图所示，利用动滑轮将重力为 100N 的物体在 5s 内匀速竖直提升，拉力 F 为 60N， 绳子自由端移动的距离为 2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）41 A．物体移动的速度为 0.4m/s B．所做的有用功为 200J C．动滑轮的机械效率为 60% D．拉力 F 的功率为 24W 【答案】D 【解析】 解：动滑轮上绳子的有效股数 n=2，由 s=nh 可得，物体上升的高度：h= s n= 2m 2 =1m， 则物体移动的速度：v= h t= 1m 5s=0.2m/s，故 A 错误； 所做的有用功：W 有=Gh=100N×1m=100J，故 B 错误； 拉力做的总功：W 总=Fs=60N×2m=120J， 动滑轮的机械效率：η= W有用 W总 ×100%= 100J 120J×100%≈83.3%，故 C 错误； 拉力 F 的功率：P= W总 t = 120J 5s =24W，故 D 正确。 故选：D。 动滑轮上绳子的有效股数为 2，知道绳子自由端移动的距离，根据 s=nh 求出物体上升的高度，利用 v= h t求出物体移动的速度，根据 W=Gh 求出所做的有用功，利用 W=Fs 求出拉力做的总功，再根据 η= W有用 W总 ×100% 求出动滑轮的机械效率，最后利用 P= W t求出拉力 F 的功率。 70. (2019·哈尔滨)关于简单机械的使用，说法不正确的是（ ） A B C D A. 使用撬棒可以省力 B. 使用定滑轮不能省距离 C. 利用斜面可以省功 D. 使用滑轮组可以改变动力方向 【答案】C 【解析】使用任何机械都不能省功，这个结论叫功的原理，故 C 错误。42 71. (2019·哈尔滨) 质地均匀杠杆，每个钩码重 0. 5N，下列操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是 （杠杆上有等间隔的刻度）（ ） 【答案】D 【解析】杠杆平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂 A、杠杆动力和阻力方向一致，使杠杆转动效果相同，杠杆不能在水平位置平衡，故 A 错误。 B、由弹簧测力计知动力为 1.5N，动力臂为 5 格，阻力为 1N，阻力臂为 4 格，故根据杠杆平衡条件可 知，杠杆不能平衡，故 B 错误。 C、动力和阻力使杠杆转动效果相同，杠杆不能不水平位置平衡，故 C 错误。 D、由弹簧测力计知动力为 2N，动力臂为 3 格，阻力为 1N，阻力臂为 6 格，因此根据杠杆平衡条件可 知，杠杆不能在水平位置平衡，故 D 正确。 72．(2019·海南)图甲是海南网上扶贫超市给百香果配的多功能小勺子，把 A 点压在百香果上固定，B 处的“剃刀”刺进果壳，用力使勺子绕 A 点转动一周，“剃刀”就把果壳切开（如图乙）。关于勺子的构造 和使用说法正确的是（　　） A．勺子转动切果时可作省力杠杆用 B．勺柄表面有花纹是为了减小摩擦 C．“剃刀”很尖利是为了增大压力 D．勺子绕着果转动时运动状态不变 【答案】A 【解析】A．勺子转动切果时动力臂可以大于阻力臂，所以可作省力杠杆用，故 A 正确；B．勺柄表面 有花纹是为增大摩擦，故 B 错误；C．“刺刀”很尖利是通过减小受力面积来增大压力的作用效果即压强的， 故 C 错误；D．勺子绕着果转动时，运动方向不断改变，则其运动状态发生改变，故 D 错误。故应选 A。 73. (2019·常州)如图所示,斜面高 2m、长 4m,小明用平行于斜面的拉力 F，将重 400N 的物体从斜面底 端拉到顶端,已知拉力 F=250N，对此过程，下列结果中正确的是（ ）43 A.有用功为 1000J B.总功为 1600J C.额外功为 200J D.机械效率为 60% 【答案】C 【解析】本题考查了功和机械效率的计算。W 有用=Gh=400N×2m=800J, W 总=Fs=250N×4m=1000J， W 额外= W 总－W 有用=1000J－800J =200J， 机械效率 η＝ W有用 W总 = 800J 1000J =80%，故选 C。 74．(2019·新疆)用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组 甲和乙的机械效率分别为 80%和 75%，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为（　　） A．4︰3 B．3︰4 C．5︰4 D．4︰5 【答案】B 【解析】本题考查简单机械。本题中，机械效率 η= W有用 W总 = G物h （G物 + G轮）h= G物 G物 + G轮，根据题意，有 G物 G物 + G轮甲=80%， G物 G物 + G轮乙=75%，解得，G 物甲︰G 物乙=3︰4，B 项正确。 75．(2019·辽阳)（多选）如图所示，井下管道工人完成作业后，地面上的人用一个滑轮组将其从 10m 深的井下匀速提升到地面，用时 50s 绳子自由端的拉力为 200N，动滑轮的重力为 60N， 不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为 40W B．管道工人的重力为 540N C．这个过程中滑轮组的机械效率为 90% D．若用该滑轮组匀速拉起一个质量更大的工人，会降低滑轮组的机械效率 【答案】BC 【解析】 A、由图知，n＝3，拉力端移动距离 s＝3h＝3×10m＝30m， 拉力做功 W 总＝Fs＝200N×30m＝6000J， 拉力做功的功率：44 P＝ W总 t ＝ 6000J 50s ＝120W，故 A 错； B、不计绳重和摩擦，拉力 F＝ 1 3（G 人+G 轮），则管道工人的重力 G 人＝3F－G 轮＝3×200N－60N＝540N， 故 B 正确； C、有用功 W 有用＝G 人 h＝540N×10m＝5400J， 滑轮组的机械效率： η＝ W有用 W总 ＝ 5400J 6000J×100%＝90%，故 C 正确； D、若用该滑轮组匀速拉起一个质量更大的工人，相当于增大了提升的物重，滑轮组的机械效率会增大， 故 D 错。 76.(2019·湘西)如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为 1 牛顿，不计动滑轮重、绳重 及摩擦，则弹簧测力计的读数为（　　） A.1牛顿 B.0.5牛顿 C.2牛顿 D.0.5牛顿 【 答 案 】 D 【 解 析 】如图 所 示 利 用 动 滑 轮 提 起 物 体 时 ，动滑 轮 相 当 于 一 个 动 力 臂 为 阻 力 臂 2 倍 的 杠 杆 ， 不 计 动 滑 轮 重 、 绳 重 及 摩 擦 ， 可 以 省 一 半 力 。 使 用 动 滑 轮 时 ，承 担 物 重 的 绳 子 有 2 股 ，已 知 不 计 动 滑 轮 重 、绳 重 及 摩 擦 ，所 以 提 起 物 体 的 力 ， 即 弹 簧 测 力 计 的 示 数 为 F= 1 2G= 1 2×1N=0.5N. 77.(2019·湘西)一根原木放在水平地面上，粗略估计它的质量时，我们视其粗细相同，质量分布均匀， 现抬起一端使它稍离地面需要500N的力（g=10N/kg），则原木的质量大约为（　　） A.50kg B.100kg C.250kg D.500kg 【 答 案 】 B 【 解 析 】可以 把 原 木 看 成 一 个 杠 杆 ， 原 木 重 力 集 中 在 重 心 上 ， 一 端 作 为 支 点 ， 一 端 作 为 动 力 ， 根 据 杠 杆 平 衡 条 件 进 行 解 析 。45 如 图 ，设 杠 杆 的 全 长 为 L，动 力 臂 是 L，阻 力 臂 是 1 2L，现 抬 起 一 端 使 它 稍 离 地 面 需 要 500N 的 力 。 因 为 ， 动 力 ×动 力 臂 =阻 力 ×阻 力 臂 ， F×L=G× 1 2L， 所 以 ， 500N×L=G× 1 2L G=1000N 原 木 的 质 量 ：m= G g= 1000N 10N/kg=100kg 78．(2019·常德)用如图所示的工具提升相同重物 G(不计摩擦，不计绳、滑轮和杠杆重)，最省力的是 （　　） 【答案】B 【解析】A、动滑轮可省一半的力，F1= 1 2G B、根据滑轮组图象可知 n=3，F2= 1 3G； C、定滑轮不省力，F3=G； D、根据杠杆的平衡条件得，动力臂是阻力臂的 1 2，F4=2G，故 B 正确。 79．(2019·陕西)工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（　 　） A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小 B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆 C．绳子自由端下拉 1m，桶上升 2m D．质量为 65kg 的工人利用该滑轮组能提起 150kg 的砂石 【答案】B 【解析】A、定滑轮只能改变力的方向，不能改变力的大小，故 A 错； B、动滑轮的实质相当于一个动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆，故 B 正确； C、绳子自由端移动的距离是物体上升距离的 2 倍，所以桶上升 0.5m，故 C 错；46 D、工人重约 650N，由于是两根绳子承担着物重，所以人最多能拉起 650N×2＝1300N 的物体，而砂石 重约 1500N，故 D 错。 80．(2019·沈阳)如图 3 所示，用一个直杆把飞机机翼模型固定在轻质杠杆上，直杆始终与杠杆垂直。 用同一弹簧测力计在 a、b、c 几种不同情形下拉杠杆，使杠杆始终在水平位置平衡。下列说法中正确的是 （　　） A．测力计在 a 位置时的示数比模型和直杆的总重大 B．测力计从 a 位置转到 b 位置后，比 a 位置的示数小 C．测力计从 a 位置移至 c 位置后，比 a 位置的示数大 D．测力计在 c 位置时，对模型水平向右吹风，示数变大 【答案】A 【解析】由题可知，阻力等于模型和直杆的总重 G，由于直杆始终与杠杆垂直，所以阻力臂 L2 始终不 变，ABC、由图可知，用同一弹簧测力计在 a、b、c 几种不同情形下拉杠杆 A 时，其力臂分别为 La、Lb、Lc, 如图所示： 由图可知：Lc>La>Lb，由杠杆原理可知 G×L2=F×L 可知，F= G × L2 L ，即 L 越大，F 越小，可得： Fb>Fa>Fc，故 A 正确，BC 均不正确； D、测力计在 c 位置时，对模型水平向右吹风，模型上方的流速比下方大，流速大的地方压强小，可知 阻力减小，由题可知，阻力臂与动力臂不变，由杠杆原理可得动力变小，即测力计示数变小，故 D 不正确。 81．(2019·江西)如图所示，物重为G 的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦)， 拉力 F1、F2、F3、F4 的大小关系是（　　）47 A． F2＜F3=F4＜F1 B． F2＜F4＜F1＜F3 C． F4=F2＜F1＜F3 D． F4＜F2＜F3＜F1 【答案】B 【解析】A、根据杠杆的平衡条件得，动力臂和阻力臂相等，F1=G； B、根据滑轮组图像可知 n=3，F2= 1 3G； C、此滑轮为费力动滑轮，根据受力分析，F3=2G； D、根据机械功原理：F4×L=G× 1 2L，F4= 1 2G，因此正确答案为 B。 82．(2019·青岛)如图为探究杠杆平衡条件的实验装置， 杠杆平衡时， 钩码对杠杆的阻力 F2＝1.0N， 阻力臂 l2＝20cm， 测力计示数 F1＝2.5N，则动力臂 l1 为（　　） A．15cm B．8cm C．50cm D．80cm 【答案】B 【解析】根据杠杆平衡条件公式 F１l1=F2l2 解得 l1=8cm。 83．(2019·扬州)下列工具属于省力杠杆的是 【答案】D 【解析】镊子、船桨、钓鱼杆在使用过程中，动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，属费力杠杆，扳手 在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，属省力杠杆，故选 D。 84．(2019·莱芜)如图所示的生活用具，在使用中属于省力杠杆的是 （　　） A．镊子 D．扳手B．船桨 C．钓鱼杆48 【答案】C 【解析】扳手在使用时，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，属于省力杠杆，其他三项是费力杠杆， 故 C 正确。 85．(2019·济南)如图甲、乙所示，是某人分别用两种方式挑着同一物体行走时的情景，小强看后感 到疑惑，于是想用实验的方法一探究竟。他要研究的问题是：在杠杆平衡的情况下（　　） A．动力臂和阻力一定时，动力和阻力臂的关系 B．动力和阻力一定时，动力臂和阻力臂的关系 C．动力和阻力臂一定时，动力臂和阻力的关系 D．动力臂和阻力臂一定时，动力和阻力的关系 【答案】A 【解析】用棒挑着重物扛在肩上行走时，棒可以视为一个杠杆，重物对棒的力为阻力，手对棒的力为 动力。两种挑法，动力臂和阻力不变，因此可探究动力和阻力臂的关系，故 A 正确。 86．(2019·台湾)如图所示，甲、乙、丙、丁四个天平，其上各自摆放不同的重物，重物摆放前后天 平皆保持水平平衡。若不改变四个天平的秤盘吊挂位置，仅将天平上的重物各自左右互换，则互换后哪一 个天平会向右端倾斜（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】D 【解析】原来杠杆平衡，是因为原来杠杆两边力和力臂的乘积相等；分析互换后力和力臂的乘积是否 A．筷子 B．钓鱼竿 C．扳手 D．食品夹49 相等，若相等，杠杆仍平衡；若不相等，杠杆将向力和力臂的乘积大的那端倾斜。 AB、乙图中的杠杆为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可知，两边所挂重物重力相同，将天平上的重物各自 左右互换，两边力和力臂的乘积还是相等，杠杆仍平衡，故 AB 不符合题意； C、丙图中的杠杆，左边力臂大于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力小于右边重力，将天平上 的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积大于右边力和力臂的乘积，杠杆不平衡，杠杆向左端倾斜，故 C 不符合题意； D、丁图中的杠杆，左边力臂小于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力大于右边重力，将天平上 的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积小于右边力和力臂的乘积，杠杆不平衡，杠杆向右端倾斜，故 D 合题意。 故选：D。 本题考查了杠杆平衡条件的应用，要知道：杠杆平衡取决于力和力臂的乘积是否相等。 二、填空题 87．(2019·广安)如图所示，一轻质杠杆水平支在支架上，OA︰OC＝2︰1，G1 是边长为 5cm 的正方体， G2 重 20N，则绳子对 G1 的拉力为　　N，此时 G1 对地面的压强为 2×104Pa，G1 重　　N。 【答案】10；60 【解析】（1）由杠杆平衡条件求出 G2 在 C 点时，杠杆在 A 点受到的拉力， （2）由压强公式的变形公式求出 G1 对地面的压力，然后对 G1 进行受力分析，由平衡条件求出 G1 的重 力。 （1）由图知，O 为支点，G2 在 C 点，设绳子对 A 端的拉力为 FA，已知 OA︰OC＝2︰1，则 OA＝2OC，由 杠杆平衡条件得：FA×OA＝G2×OC， 即：FA×2OC＝20N×OC，解得：FA＝10N； （2）物体与地面的接触面积：S＝5cm×5cm＝25cm2＝0.0025m2； 由 p＝ F S得，物体 G1 对地面的压力：F＝pS＝2×104Pa×0.0025m2＝50N， 地面对物体的支持力：F′＝F＝50N； G1 受竖直向下的重力 G1、地面向上的支持力 F′、绳子向上的拉力 FA， 物体 G1 静止，处于平衡状态，由力的平衡条件得：G1＝FA+F′＝10N+50N＝60N。50 88．(2019·泰安)一位泰山挑山工用一根长 1.8m 的扁担挑起货物，如图为扁担示意图，若在扁担的 A 端挂 200N 的物体，B 端挂 300N 的物体，挑起重物时使扁担水平平衡，则挑山工肩膀需顶在距 A 端 m 远的位置（不计扁担的重力）。 【答案】1.08 【解析】 设支点为 O，由图可知，肩到扁担左端的距离为 OA，则肩到右端距离为 OB=1.8m－OA， 扁担平衡，由杠杆的平衡条件可得：G1OA=G2OB， 代入数据：200N×OA=300N×（1.8m－OA）， 解得：OA=1.08 m 89. (2019·哈尔滨)如图所示，用 2N 的拉力匀速竖直向上拉绳子自由端，将重为 3. 5N 物体提升 0. 1m，不计绳重与摩擦，动滑轮机械效率为 ；若物体重力变大，则动滑轮机械效率将 。 【答案】87.5%；增大 【解析】η＝ W有用 W总 ，W 有用=Gh,W 总=F 拉力 s=Fs,s=nh,代入数据即可求解；在动滑轮重相同时，提升物重 越重，滑轮组机械效率越高。 90．(2019·海南)小明想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉 绳子，这样做有 段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受 300N 拉力，则小明对绳子的拉力至少 为 N。 【答案】2 150 【解析】小谦的做法相当于借助一个动滑轮来拉甲树，因此，这样做有 2 段绳子拉甲树；根据动滑轮 省一半力的特点，小谦对绳子的拉力至少为 150N。51 91. (2019·常州)2018 年 8 月,俄罗斯“联盟号”飞船发生漏气现象为查明泄漏点,宇航员在舱外用剪 刀剪开飞船外表面坚韧的纤维层,图示两种剪刀中,适用此项任务的是 (选填“甲”或“乙”)检 查发现,漏气点是飞船舱壁面积为 5mm2 的小孔,用胶塞即可封堵,设飞船内气压为 1×105Pa,飞船外接近真空, 胶塞受到舱内气体压力为 N.该小孔是在飞船制造过程中使用电钻误操作而成,为此,建议增加超 声波探伤环节,人耳听不到超声波是因为其频率 (选填“小于”或“大于”) Hz。 【答案】乙 0.5 大于 20000 【解析】本题考查了杠杆的分类、压强公式、不可听声等知识点。宇航员在舱外用剪刀剪开飞船外表 面坚韧的纤维层必须用省力剪刀，动力臂要大于阻力臂，则选用乙剪刀；根据压强公式 p＝ F S得到： F=PS=1×105 Pa×5×10-6m2=0.5N；超声波的频率大于 20000HZ。 92．（2019·本溪）如图所示是皮划艇比赛时的画面，队员手中的船桨是 （ 填“ 省力” 或“ 费 力”）杠杆；用船桨向后划水，船向前行驶，说明物体间力的作用是 的；皮划艇加速冲向终点时， 动能变 （ 填“ 大” 或“ 小”）。 【答案】费力； 相互； 大 【解析】船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；用船桨向后划水， 船桨给水向后的力，由 于物体间力的作用是相互的，所以水会给船桨向前的力，使船向前行驶；皮划艇加速冲向终点时，质量不 变、速度变大，动能变大。 93．(2019·恩施)如图，在粗糙斜面上将一个重为 16N 的物体匀速拉到高h 处，沿斜面向上的拉力为 10N， 斜面长 s=2m、高 h=1m。其中所做的有用功为 J，物体受到的摩擦力大小为 N，斜面的 机械效率为 。 【答案】16 2 80％ 【解析】W 有=Gh=16N×1m=16J ；W 总=Fs=10N×2m=20J，W 额= W 总－W 有=20J－16J=4J，f= W额 s = 4J 2m=2N；52 η＝ W有 W总＝ 16J 20J＝80％。 94．(2019·十堰)质量为 m 的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率 随建筑材料重力变化的图象（如图乙），机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有　 　 （写出一点即可），动滑轮的重力为　 　：该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机 械效率的最大值为　 　。（后两空均用已知量符号表示） 【答案】物重（或动滑轮重）；Gn； nm人g－Gn nm人g ×100% 【解析】 （1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重； （2）由图乙可知，物重 Gn，滑轮组的机械效率 η＝50%， 因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功， 所以，滑轮组的机械效率： η＝ W有 W总＝ Gnh (Gn + G动)h＝ Gn (Gn + G动)＝50%， 解得：G 动＝Gn； （3）已知工人的质量为 m， 则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力： F 大＝G 人＝m 人 g， 由 F＝（G+G 动）可得，提升的最大物重： G 大＝nF 大－G 动＝nF 大－Gn＝nm 人 g－Gn， 则滑轮组的最大机械效率： η 大＝ G大 (G大 + G动)×100%＝ nm人g－Gn (nm人g－Gn + Gn)×100%＝ nm人g－Gn nm人g ×100% 95．(2019·呼伦贝尔)搬动工人站在水平高台上，用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升 2m， 当提升货物重为 360N 时，滑轮组的机械效率为 75%，则动滑轮重为 N（不计绳重和摩擦）；若将所提 升货物重增大到 480N，此时滑轮组的机械效率为 。 50 Gn53 【答案】120 80% 【解析】有用功：W 有=Gh=360N×2m=720J 总功：W 总= W有 η = 720J 75% =960J 额外功：W 额= W 总－W 有=960J－ 720J=240J 动滑轮的重力：G 动= W额 h = 240J 2m =120N ； 当提升货物重增大到 480N 时，机械效率 η′＝ W有用 W总 ＝ G′h G′h + G动h＝ 480N 480N + 120N= 80%。 96. (2019·咸宁)用如图所示的滑轮组将重为 G 的物体匀速提升了 h，作用在绳上的拉力大小为 F，则 总功为 ，额外功为 ，效率为 。(用题中给出的物理量表示) 【答案】3F h 3Fh−Gh G 3F 【解析】由图可知滑轮组的绳子股数为 3 股，拉力移动距离 s=3h，拉力做的总功： W 总=Fs=3Fh；有用功：W 有用=Gh，额外功：W 额=W 总−W 有用=3Fh−Gh；机械效率： η＝ W有用 W总 ＝ Gh Fs＝ Gh 3Fh＝ G 3F 97. (2019·咸宁)如图所示，杠杆 AB 放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽 CD 中，杠杆 AB 能以凹槽两端 的 C 点或 D 点为支点在竖直平面内转动，长度 AC=CD=DB，左端重物 G=12N。当作用在 B 点竖直向下的拉力 F 足够大时，杠杆容易绕 （选填“C”或“D”)点翻转，为使杠杆 AB 保持水平位置平衡，拉力 F1= N 的最小值，最大值 F2= N。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计) 【答案】D 6 24 【解析】由图可知，D 点更加靠近拉力一端，故当作用在 B 点竖直向下的拉力 F 足够大时，杠杆容易绕 D 点翻转； 当以 C 点为支点时拉力最小，以 D 点为支点时拉力最大, 则根据杠杆平衡条件可得： F1×BC=G×AC，F2×BD=G×AD， 因为 AC=CD=DB，所以 BC︰AC=2︰1，BD︰AD=1︰2， 54 可得：F1×2=12N×1，F2×1=12N×2，解得 F1=6N，F2=24N。 98．(2019·淮安)如图所示，工人用 50N 的拉力，将 80N 的重物提升 3m，所用的时间为 20s。工人做 的有用功为 ______ J，拉力的功率是 ______ W，动滑轮的机械效率是 ______ 。 【答案】240 15 80% 【解析】W 有=Gh=80N×3m=240J；拉力所做的功 W 总=Fs=50N×3m×2=300J，拉力的功率 P= W总 t = 300J 20s =15W；动滑轮的机械效率 η＝ W有用 W总 ＝ 240J 300J＝80%。 99．(2019·扬州)如图所示，用 l00N 的拉力 F 匀速提升重为 240N 的物体，在 10s 内物体上升 1m，则 有用功是＿＿＿J，拉力的功率是＿＿＿W，机械效率是＿＿＿。 【答案】240；30；80% 【解析】W 有=Gh=240N×1m=240J；W 总=Fs=100N×1m×3=300J；P= W总 t = 300J 10s =30W；η＝ W有用 W总 ＝ 240J 300J＝80% 100．(2019·莱芜)如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为 9500N 的物体M 匀速提升了 6m，所用的时 间为 10s，汽车的拉力 F 为 5000N。在此过程中，滑轮组的机械效率为 ，汽车拉力 F 的功率为 W。 【答案】95% 6×10355 【解析】滑轮组的机械效率：η＝ W有用 W总 ＝ Gh Fs＝ 9500N × 6m 5000N × 6m × 2＝95%；拉力 F 的功率：P＝ W总 t ＝ Fs t ＝ 5000N × 6m × 2 10s ＝6×103W。 101.(2019·江西)天平的工作原理是________。如图所示，此时指针静止在________(填天平的结构名 称)的中线左侧，接下来的操作是________________________，使天平水平平衡。 【答案】等臂杠杆；分度盘；在右盘在加一个更小的砝码并使用游码 【解析】天平为等臂杠杆，指针下方的部位名称为分度盘，由图可知，此时天平左盘较重，应用镊子 向右移动游码。 102. (2019·铜仁) 一电动抽水机10秒内把100kg的水抽到10m高的水池中，则抽水机至少对水做功 J，在抽水的过程中，若抽水机其消耗的电能是1.25×104J，则抽水机的效率是 。(g=10N/kg） 【 答 案 】 1×104； 80% 【 解 析 】（ 1） 水 的 重 力 G=mg=100kg×10N/kg=1000N， 对 水 做 的 有 用 功 ：W 有 =Gh=1000N×10m=1×104J； （ 2） 已 知 抽 水 机 共 消 耗 的 电 能 ， 即 抽 水 机 做 的 总 功 ： W 总 =1.25×104J， 抽 水 机 的 效 率 ：η= W有用 W总 = 1 × 104J 1.25 × 104J=80% 103．（2019·邵阳）小斌同学在做物理实验时，使用镊子夹取砝码，镊子是　 　杠杆。（选填“省 力”、“费力”或“等臂”） 【答案】费力 【解析】结合生活经验，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。 夹取砝码的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 104．(2019·湖州)生活中我们常用开瓶器打开瓶盖，如图所示使用开瓶器能省力的原因是________。 请在答题卷的图中画出作用在开瓶器上的阻力________。 【答案】动力臂大于阻力臂56 【解析】 （1）开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，所以使用开瓶器能省力； （2）使用开瓶器开瓶盖时动力沿逆时针转动，瓶盖对起子的力阻碍了开瓶器的转动，所以其作用点在 开瓶器上，方向向下，如图所示： 故答案为：动力臂大于阻力臂；阻力示意图见解答。 （1）结合图片和生活经验，判断开瓶器在使用过程中，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； （2）瓶盖对起子的力即为阻力，确定其作用点和方向，然后根据力的示意图的画法画出其阻力的示意 图。 105．（2019·南京）建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重 4.2×103N 的物体时， 物体 5s 内上升了 6m，此过程中有用功为　 　J，钢丝绳移动的速度为　 　m/s；若滑轮组的机械效率为 70%，则额外功为　 　J，拉力 F 为　 　N，其功率为　 　W。 【答案】2.52×104；3.6；1.08×104；2000；7.2×103 【解析】根据有用功等于物重与物体升高的高度的积；根据速度公式可求物体上升的速度，由 v 绳＝nv 物可求钢丝绳移动的速度，根据 η＝ W有用 W总 可求总功，额外功等于总功减去有用功，再根据 W＝Fs＝Fnh 可求 拉力；根据 P＝Fv 可求功率。 有用功：W 有用＝Gh＝4.2×103N×6m＝2.52×104J； 由图可知，n＝3，钢丝绳移动的速度：v 绳＝nv 物＝n× h t＝3× 6m 5s＝3.6m/s； 由 η＝ W有用 W总 可得总功，W 总＝ W有用 η ， 额外功：W 额＝W 总－W 有用＝ W有用 η －W 有用＝W 有用（ 1 η－1）＝2.52×104J×（ 1 70%－1）＝1.08×104J； 总功：W 总＝Fs，57 拉力：F＝ W总 s ＝ W总 nh＝ W有用 ηnh＝ 2.52 × 104J 70% × 3 × 6m＝2000N； 拉力的功率：P＝Fv＝2000N×3.6m/s＝7.2×103W。 106．（2019·南京）如图所示为一拉杆旅行箱的示意图将其视为杠杆，O 为支点，B 为重心，BC 为竖直 方向，A 为拉杆端点已知箱重为 250N，OA 为 120cm，OC 为 24cm。 （1）图中在 A 点沿图示方向施加动力 F，箱子静止则动力 F 的力臂为　 　cm，大小为　 　N。 （2）使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为　 　N。 （3）生活中，常把箱内较重物品靠近 O 点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1）60；100；（2）50；（3）变小。 【解析】（1）画出 F 的力臂，在直角三角形中 30°所对的直角边是斜边的一半求出力臂。然后根据杠 杆平衡条件求出 F 大小。 （2）要求最小的力一定找到最大的力臂，最大的力臂是连接支点和作用点做力臂。根据杠杆平衡条件 求出最小力。 （3）分析阻力、阻力臂、动力臂的变化，杠杆杠杆平衡条件判断动力变化。 解：（1）如图，延长 F 画出力的作用线 AM，然后过支点作力的作用线的垂线段 ON，则 F 的力臂就是 ON， 在 Rt△ANO 中，∠NAO＝30°， 所以 ON＝ 1 2AO＝ 1 2×120cm＝60cm； B 为重心，BC 为竖直方向，则图中 OC 为阻力臂， 由杠杆平衡条件可得：F×ON＝G×OC，58 即 F×60cm＝250N×24cm， 解得 F＝100N。 （2）F 如红色方向时，动力臂最长为 OA，动力最小， 由杠杆平衡条件可得：F'×OA＝G×OC， 即 F'×120cm＝250N×24cm，解得 F'＝50N； （3）常把箱内较重物品靠近 O 点摆放，这样阻力臂减小，阻力不变，动力臂不变，根据杠杆平衡条件 可以判断，最小动力将变小。 107．(2019·青海)如图 5 所示，物体重 300N，用效率为 60％的滑轮组使它沿水平面以 0.1 m/s 的速度 匀速行驶 20s ，受到的摩擦力为 72N 。则有用功为_____J ，拉力 F= ______N ，拉力做功的功率为 ___________W。（忽略绳子和滑轮的重力） 【答案】144；40；12 【解析】 物体移动的距离 s＝vt＝0.1m/s×20s＝2m， 拉力所做的有用功为：W 有＝Fs＝72N×2m＝144J； 滑轮组的机械效率为 60%，拉力所做的总功为：W 总＝ W有 η＝ 144J 60% ＝240J； 由图知，拉物体的力是由三根绳子承担，即 n＝3， 绳端移动的距离 s′＝3s＝3×2m＝6m， 根据公式 W 总＝F′s′可知，拉力为：F′＝ W总 s′＝ 240J 6m ＝40N； 此时拉力做功的功率：P＝ W总 t ＝ 240J 20s ＝12W。 108．(2019·抚顺)如图所示为吃核桃时使用的一种工具“碎核桃杯”。只要轻轻用力握下手柄，核桃 坚硬的外壳就会被压碎。“碎核桃杯”的手柄相当于一个　 　（填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆； 核桃的碎片在　 　作用下落到杯底；杯的外壁比较粗糙，是为了增大与手之间的　 　力，防止杯脱 落。59 【答案】省力； 重力； 摩擦 【解析】 （1）由图片可知，“碎核桃杯”的手柄在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； （2）核桃的碎片在重力的作用下落到杯底； （3）杯的外壁比较粗糙，是通过增大接触面的粗糙程度增大与手之间的摩擦力，防止杯脱落。 109．(2019·锦州)如图所示，某实验小组的同学们用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码匀速提升相同 高度，每个钩码的质量是 100g，所做的有用功分别为 W 甲和 W 乙，机械效率分别为 η 甲和 η 乙，则 W 甲　 　W 乙，η 甲　 　η 乙（以上两空均填“＞”、“＝”或“＜”）匀速提升乙组钩码时，弹簧测力计的示数为 1N，则动滑轮重　 　N．（g 取 10N/kg，不计绳重和摩擦） 【答案】＜；＜；1 【解析】 ①由图可知：G 甲＜G 乙，而 h 甲＝h 乙， 由公式 W 有＝Gh 可知：W 甲＜W 乙； ②两次使用的是同一个滑轮组，且 h 甲＝h 乙，则两次所做的额外功相等，即 W 甲额外＝W 乙额外， 而两次所做的有用功 W 甲＜W 乙， 则由公式 η＝ W有 W总＝ W有 W有 + W额外可知，所做的有用功越大，其机械效率越大，即：η 甲＜η 乙； ③每个钩码的质量是 100g，两个钩码的总重力 G＝2mg＝0.2kg×10N/kg＝2N， 不计绳重和摩擦，拉力 F＝ 1 3(G+G 动)，即 1N＝ 1 3(2N+G 动)， 解得 G 动＝1N。 110．(2019·宁夏)如图 7 所示，用滑轮组将道为 400N 的物体匀速提升了 1m。已知拉力 F 为 250N，则 提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是________。请写出一种提高此滑轮组机械效率的方法： ________________________________________。60 【答案】(1)80% (2)增大物体的重力 【解析】 由图像可知此滑轮组绳子股数 n=2，因此滑轮组的机械效率为 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Fs＝ Gh 2Fh＝ G 2F＝ 400N 2 × 250N=80%；提高滑轮组机械效率可采用多种方法，例如①增大物体的重 力②使用轻质滑轮③滴加润滑油，减少工件之间的摩擦。 111.（2019·成都 A 卷）如图,是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会 选择 (选填“A”、“B” 或“C”)剪刀，这样选择的目的是为了省 。 【答案】 C 力 【解析】由于铁匠师傅需要剪掉比较坚硬的物体，故需要较省力的机械，三幅图中只有 C 图的动 力臂是大于阻力臂的，由杠杆平衡方程，省力则费距离，故选择 C 图。 112．（2019·德阳）如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为 400N 的物体匀速向上提起；已 知每个滑轮重 20N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为______N，图乙中人 对绳子的拉力为______N。 【答案】400 210 【解析】 图甲中使用的是两个定滑轮，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，车对绳子的拉力 F 甲=G=400N； 图乙中使用的是一动一定的滑轮组，n=2，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，人对绳子的拉力 F 乙= 1 261 （G+G 动）= 1 2（400N+20N）=210N。 故答案为：400；210。 先分析甲乙图中滑轮的种类，确定使用滑轮组的特点。忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦： （1）图甲中使用的是两个定滑轮，车对绳子的拉力 F=G； （2）图乙中使用的是一动一定的滑轮组，n=2，人对绳子的拉力 F 乙= 1 2（G+G 动）。 本题考查了使用滑轮组时拉力的计算，分析题图，确定滑轮组的特点是关键。 113．（2019·福建）如图是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。架在支架上的横杆属于　 　 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；支架下面垫有面积较大的石块，是为了 　 　对地面的压强（选填“增大”或“减小”）。 【答案】省力；减小 【解析】由图知，架在支架上的横杆在使用过程中，动力臂大于力臂，是省力杠杆； 支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。 故答案为：省力；减小。 114．（2019·广州）如图 16 所示，A 点为硬棒的重心，O 为支点，硬棒水平静止，弹簧测力计的示数 为______N。硬棒所受的重力为______N。能否用图 16 中的弹簧测力计按图 17 所示的方法测量同一硬棒所 受的重力？________依据是__________________________。 【答案】2.4 7.2 不能 硬棒的重力超出弹簧测力计的量程 【解析】由图 16 知，弹簧测力计的分度值为 0.2N，指针刚好指在 2N~3N 之间的第 2 条刻度线处，所以 读数为 2.4N；设弹簧测力计对硬棒的拉力为 F，硬棒所受的重力为 G，两个力的力臂分别为 L1 和 L2，由杠 杆的平衡条件得 GL2=FL1，即 G×0.2=2.4N×0.6，解得 G=7.2N；用图 16 中的弹簧测力计不能测量出硬棒所62 受的重力，原因是弹簧测力计的最大测量值只有 5N，而硬棒的重力为 7.2N，超出弹簧测力计的量程。 115．（2019·安顺）如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架 ABC 放置空调室外机，已知 AB 长 40cm，BC 长 50cm。室外机的质量为 30kg，室外机的重力作用线正好通过 AB 中点，则 A 处钉受到的水平拉 力 F 为　 　N（支架重力不计），为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量　 　（选填“靠 近”或“远离”）墙壁。 【答案】200；靠近 【解析】由勾股定理可得，AC＝ AB2－BC2＝ (50cm)2－(40cm)2＝30cm。 由题意可知，以 C 为支点，ABC 是一个杠杆。AC 为 A 处螺钉水平拉力的力臂，室外机对其压力的力臂 为 AB 长的 1 2， 由杠杆平衡条件可得：F×AC＝G× 1 2AB； 即：F×30cm＝300N× 1 2×40cm； 解得：F＝200N； 为了安全，应减小 A 处的拉力（若拉力过大，支架对螺钉拉力会使螺钉松动而造成危险）； 在 A 处拉力和阻力 G 一定时，室外机的位置越靠近墙壁，室外机对支架压力力臂越小，根据杠杆平衡 条件可知，A 处的拉力将减小，以保证支架和室外机的安全。 故答案为：200；靠近。 116．（2019·毕节）某大桥设计车速为 60km/h，图甲为该大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索 面斜拉桥，可逐步抽象成图乙、图丙、图丁所示的模型。 （1）可以看出它用到了　 　（选填“杠杆”或“斜面”）的物理知识。为了减小钢索承受的拉力， 在需要与可能的前提下，可以适当　 　（选填“增加”或“减小”）桥塔的高度。 （2）若某汽车质量为 5×103kg，在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的 0.06 倍，则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为　 　W．（g 取 10N/kg）63 甲 乙 丙 丁 【答案】（1）杠杆；增加；（2）5×104 【解析】 （1）图 4 所示的模型，可以看作是一个在力的作用下静止在水平位置的硬棒，结合杠杆的定义，即可 知道它就是杠杆的模型。所以用到了杠杆的知识。 由图可知，若增加塔桥的高度，增加了支点 O 到钢索的垂直距离，即增大了动力臂，根据公式 F1＝ F2L2 L1 ，可以得到，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小，即桥对钢索的拉力就越小。 （2）汽车受到的重力为 G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N 汽车发动机的牵引力为 F＝f＝0.06G＝0.06×5×104N＝3×103N 汽车行驶的速度为 v＝60km/h＝ 60 3.6 m/s＝ 50 3 m/s 汽车的功率为 P＝ W t＝ Fs t ＝Fv＝3×103N× 50 3 m/s＝5×104W。 故答案为：（1）杠杆；增加；（2）5×104。 117．（2019·七台河）如图所示，在刻度均匀的轻质杠杆的 A 点悬挂一个重为 4N 的物体，在 B 点施加 一个竖直向下的作用力 F，使杠杆在水平位置保持平衡，则 F＝　 　N；若保持物体悬挂的位置不变，改 变力 F 的方向（如图虚线所示），杠杆仍在水平位置保持平衡，则力 F 将　 　（填“不变”、“变大”或 “变小”）。 【答案】3；变大 【解析】（1）设杠杆每个格的长度为 L，A 点悬挂一个重为 4N 的物体，根据杠杆的平衡条件：FALA＝FBLB 4N×3L＝FB×4L 解得 FB＝3N，需挂 6 个钩码。 （2）保持物体悬挂的位置不变，改变力 F 的方向（如图虚线所示），动力臂将减小，若杠杆仍在水平 位置保持平衡，则力 F 将变大。 118．（2019·七台河）如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为 500N 的物体 A，使它匀速前进 2m，地面对它的摩擦力为 150N，小聪施加的拉力 F＝100N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为　 　 J，滑轮组的机械效率为　 　。64 【答案】300；75% 【解析】 （1）滑轮组做的有用功：W 有用＝fs 物＝150N×2m＝300J； （2）由图知，n＝2，拉力端移动距离 s＝2s 物＝2×2m＝4m， 拉力做的总功：W 总＝Fs＝100N×4m＝400J， 滑轮组的机械效率：η＝ W有用 W总 ＝ 300J 400J×100%＝75%。 119．（2019·七台河）根据如图赛艇比赛的场景提出两个力学方面的问题，并解答。 示例： 问题：比赛过程中，运动员用力划桨后，赛艇为什么会加速运动？ 解答：力可以改变物体的运动状态。 问题 1：　 　？ 解答：　 　。 问题 2：　 　？ 解答：　 　。 【答案】见解析 【解析】 （1）因为船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，但省距离，这样运动员的手移动 很小的距离时，可使船桨在水中划过的距离很大，从而加快了赛艇前进的速度。 （2）赛艇静止在水面时，赛艇所受重力和浮力平衡。 故答案为：（1）船桨在使用过程中是省力杠杆，还是费力杠杆？费力杠杆； （2）赛艇静止在水面时，受力平衡吗？受力平衡。（答案不唯一，合理即可） 120．（2019·绥化）如图所示，轻质杠杆 OB 可绕固定轴 O 自由转动（AB＝2AO）。将棱长为 10cm 的正 方体合金块，用轻绳挂在 A 点处，在 B 点施加竖直向上的力 F1＝30N 时，杠杆在水平位置平衡，此时合金块 对水平地面的压强恰好为 0，则合金块的质量是　 　kg．若撤去 F1，在 B 点施加力 F2 时，合金块对地面65 的压强为 1.2×103Pa，则力 F2 的大小是　 　N。 【答案】9；52 【解析】（1）在 B 点施加力 F1＝30N 时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为 0．对 合金块进行受力分析可知，此时合金块受到竖直向下的重力和细绳对它竖直向上的拉力，并且这两个力是 一对平衡力，根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2 可得，G•OA＝F1•OB，即 G•OA＝30N•3OA，解得 G＝90N， 合金块的质量 m＝ G g＝ 90N 10N/kg＝9kg； （2）从图中可以看出，OBC 为直角三角形，而直角三角形 30°角对应的直角边等于斜边的一半，故拉 力 F2 的力臂为 L2＝ 1 2OB， 撤去 F1，在 B 点施加 F2 时，合金块对地面的压强为 1.2×103Pa，对合金块进行受力分析可知，此时合 金块受重力、绳子向上的拉力及地面对它的支持力，如图所示： FN＝pS＝1.2×103Pa×0.1m×0.1m＝12N FA+FN＝G FA＝G－FN＝90N－12N＝78N， 根据杠杆平衡条件： F2L2＝FAOA，即 F2× 1 2OB＝78N× 1 3OB， 解得 F2＝52N。 121．（2019·宜昌）如图所示，赛艇的船桨是一种杠杆，划船时它是一支　 　力杠杆，手移动的距 离　 　（选填：大于、小于）桨在水中移动的距离。 【答案】费；小于。66 【解析】根据杠杆的结构特点以及杠杆分类的方法可判断其类型。 由桨的结构可知，赛艇的船桨在使用时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；费了力，省了距离，划船时 手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。 123．(2019·凉山)如图所示，轻质杠杆 OB 的重力忽略不计，OB＝3OA，物体 G 的重力为 150N．若要使 物体 G 对水平地面的压力为零，则需要在 B 端施加的拉力 F＝　　N。 【答案】50 【解析】物体对地面压力为零，说明绳对物体的压力与重力恰好相等，再根据杠杆的平衡条件即可求 出。 因为物体 G 对水平地面的压力为零， 所以 A 点受到的拉力 FA＝G＝150N。 根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝F×OB， 即：150N×OA＝F×3OA，解得 F＝50N。 124．(2019·达州)救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力 F 大小为 2.5×103N 时， 小车 A 恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车 A 的质量为 1t，斜面高为 2m，斜面长为 5m（不计车长、钢绳 重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10Nkg）在小车 A 由水平路面被拖上救援车 的过程中，钢绳所做的有用功为　 　J，整个装置的机械效率为　 　，小车 A 与斜面间的摩擦力大小 为　 　N。 【答案】2×104；80%；1×103 【解析】 （1）小车质量 m＝1t＝1000kg，其重力 G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N， 钢绳做的有用功：W 有用＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J， （2）不计车长、拉力端移动距离 s＝2L＝2×5m＝10m， 拉力做的总功：W 总＝Fs＝2.5×103N×10m＝2.5×104J， 整个装置的机械效率：η＝ W有用 W总 ＝ 2 × 104J 2.5 × 104J×100%＝80%； （3）不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车 A 与斜面间的摩擦67 做的功为额外功， W 额＝W 总﹣W 有用＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J， 由 W 额＝fL 可得摩擦力：f＝ W额 L ＝ 5 × 103J 5m ＝1×103N。 125．(2019·枣庄)用一个动滑轮在 5s 内将一重为 300N 的物体匀速向上提升 3m，动滑轮的机械效率是 75%，则拉力大小为　 　N，若忽略绳重与摩擦，动滑轮的重力为　　N。 【答案】200；100 【解析】使用动滑轮时，承担物重的绳子股数 n＝2。 （1）拉力端移动距离 s＝2h，动滑轮的机械效率 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Fs＝ Gh 2Fh＝ G 2F，据此求拉力大小； （2）若忽略绳重与摩擦，拉力 F= 1 2（G+G 动），据此动滑轮重力。 使用动滑轮时，承担物重的绳子股数 n＝2。 （1）拉力端移动距离 s＝2h， 动滑轮的机械效率 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Fs＝ Gh 2Fh＝ G 2F=75%， 则拉力大小：F= G 2 × 75%＝ 300N 2 × 75%=200N； （2）若忽略绳重与摩擦，拉力 F= 1 2（G+G 动），则动滑轮重力： G 动＝2F－G＝2×200N－300N＝100N。 126．(2019·威海)如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为 30°，重 500N 的物块与固定在斜面 底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动 2m 的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸 状态），小明对绳的拉力所做的功为 1000J，克服弹簧拉力做功 300J，则克服物块重力做的功为　 　J， 物块与斜面之间摩擦力的大小为　 　N。（忽略绳重、滑轮与轴的摩擦） 【答案】500；100 【解析】已知斜面的倾角为 30°，物块沿斜面向上匀速运动 2m，则斜面的高度 h＝ 1 2s＝ 1 2×2m＝1m， 克服物块重力做的功 W 有用＝Gh＝500N×1m＝500J； W 额＝W 总－W1－W 有用＝1000J－500J－300J＝200J， 由 W 额＝fs 可得，物块与斜面之间摩擦力的大小 f＝ W额 s ＝ 200J 2m ＝100N。68 127．(2019·嘉兴)烟头掉落、炉火忘关……，稍不注意就可能引发火灾。如图是某型号的干粉灭火器 的结构示意图。 （1）干粉灭火器使用时，拔下保险销，用手握紧压把，通过连杆把高连压气体容器打开。压把属于 ▲ 杠杆。 （2）打开高压气体容器后，气体充满整个筒体，粉末状的灭火剂就会喷射出米，此时喷管受到一股反 冲力，这是由于 ▲ 。 【答案】 （1）省力（2）力的作用是相互的 【解析】初中物理学中把一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是任意形状的 硬棒 （1）由图可知，动力臂比阻力臂大，所以该杠杆属于省力杠杆； （2）灭火剂冲出，给喷管一股反冲力，则力的作用是相互的。 128．(2019·重庆 A)用如图的滑轮组将一个重为 180N 的物体沿竖直方向在 10s 内匀速提升 2m，所用 的拉力为 100N，10s 内拉力 F 的功率为　　W，该滑轮组的机械效率为　　%。 【答案】60；60 【解析】（1）根据速度公式求出物体上升的速度，根据 v 绳＝nv 物求出绳端移动的速度，根据 P＝ W t＝ Fs t ＝Fv 求出此时其拉力功率； （2）由图可知，绳子的有效股数为 3，根据 s＝nh 求出绳端移动的距离，根据 W＝Fs 求出总功，根据 W ＝Gh 求出有用功，利用 η＝ W有用 W总 ×100%求出该滑轮组的机械效率。 （1）物体匀速上升的速度：v 物＝ h t＝ 20m 10s＝0.2m/s， 由图可知，绳子的有效股数为 3，69 则绳端移动的速度：v 绳＝3v 物＝3×0.2m/s＝0.6m/s， 拉力的功率：P＝ W总 t ＝ Fs t ＝Fv 绳＝100N×0.6m/s＝60W； （2）绳端移动的距离：s＝3h＝3×2m＝6m， 拉力做的总功：W 总＝Fs＝100N×6m＝600J， 有用功：W 有用＝Gh＝180N×2m＝360J， 该滑轮组的机械效率： η＝ W有用 W总 ×100%＝ 360J 600J×100%＝60%。 129．(2019·重庆 B)如图，用大小为 500N 的拉力 F 通过滑轮组将重为 800N 的物体匀速提升 10cm，不 计绳重与摩擦，拉力 F 移动的距离为　　cm，滑轮组的机械效率是　　%。 【答案】20；80% 【解析】首先判断有几段绳子承担动滑轮和货物的重，然后判断绳子自由端移动的距离。 知道物体重和物体移动的距离求出有用功。 知道绳子自由端的拉力和移动的距离求出总功。 知道有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率。 由图知，动滑轮和物体有两段绳子承担， h＝10cm＝0.1m s＝2h＝1×10cm＝20cm＝0.2m W 有＝Gh＝800N×0.1m＝80J W 总＝Fs＝500N×0.2m＝100J η＝ W有用 W总 ×100%＝ 80J 100J×100%＝80% 130.（2019·兰州）如图所示，斜面长 2m、高 1m，把一个质量为 24kg 的物体沿斜面从斜面底端匀速 拉到顶端，需要克服重力做功 J。若斜面是光滑的，则沿斜面向上的拉力 N。在“核 桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”三种工具中属于斜面的是 。（g=10N/kg）70 【答案】240；120；红酒开瓶器 【解析】解：物体的重力：G=mg=24kg×10N/kg=240N，使用斜面时做的有用功： W有=Gh=240N×1m=240J；若斜面是光滑的，则拉力所做的做等于克服物体重力所做的功，由W=Fs可得拉 力： F= W s= 240J 2m =120N； “核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”这三种机械中，核桃钳属于杠杆，衣架上的滑轮 属于滑轮组，红酒开瓶器属于斜面。 故答案为：240；120；红酒开瓶器。 131．如图，OA 为长 2m 的轻杆，与固定在竖直墙面上的光滑转轴相连接。将一重为 30N 的物体用轻绳 拴在 OA 的中点 B 处，用垂直于 OA 的力 F 拉住轻杆，静止在图示位置，则 F= N。 【答案】7.5 【解析】图中杠杆以 O 点为支点，因动力 F 垂直于 OA，则动力臂 L1=OA=2m，重物用轻绳拴在 OA 的中点 B 处，由几何知识可得阻力臂 L2= 1 2OA×sin30°= 1 2×2m× 1 2=0.5m 根据杠杆平衡条件得：FL1=GL2，则：F= GL2 L1 = 30N × 0.5m 2m =7.5N 132．(2019·营口)如图所示，物体 A 重 100N，物体 B 重 10N，此时 A 沿着水平桌面以 0.2m/s 的速度 向右做匀速直线运动（不计摩擦、绳重及滑轮重），那么物体 B 匀速下降的速度是 m/s，物体 A 与水 平面间的摩擦力是 N，10s 内物体 A 受到的拉力做功 J。71 【答案】0.4m/s 20 40 【解析】 （1）由图可知，n＝2，vA＝0.2m/s，则物体 B 下滑的速度为 vB＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s； （2）物体 B 匀速下降，则绳端的拉力：F 拉＝GB＝10N， 不计摩擦、绳重及滑轮重，F 拉= 1 2 f， 所以，物体 A 与水平面间的摩擦力：f＝2F 拉＝2×10N＝20N； （2）根据 v= s t可得，10s 内物体 A 移动的距离：s＝vAt＝0.2m/s×10s＝2m， 因物体 A 向右匀速运动，则物体 A 受到的拉力：F＝f＝20N， 10s 内物体 A 受到的拉力做功：W＝Fs＝20N×2m＝40J。 故答案为：0.4；20；40。 133．(2019·北京)如图所示，杠杆水平平衡。杠杆可在竖直平面内绕固定点 O 自由转动，其上相邻刻 线间的距离相等。若在杠杆上 A 点挂 2 个重均为 0.5N 的钩码，在 B 点挂 4 个重均为 0.5N 的钩码，杠杆　 　 （选填“能”或“不能”）保持水平平衡。 【答案】不能 【解析】由图可知杠杆上 A、B 两点的力臂关系，比较 A、B 两点重力和力臂的乘积关系，若二者相等 则杠杆平衡，否则不平衡。 由题意可知，杠杆上 A 点钩码的总重 GA＝2×0.5N＝1N，B 点钩码的总重 GB＝4×0.5N＝2N， 设杠杆相邻刻线间的距离为 L，则 LA＝3L，LB＝2L， 则杠杆两侧力与力臂的乘积分别为：GALA＝1N×3L，GBLB＝2N×2L， 所以 GALA≠GBLB，则杠杆不能保持水平平衡。 故答案为：不能。 134.（2019·吉林）如图所示，用滑轮组把 300N 的重物匀速提升 3m，人所做的有用功是________ J； OA B A72 如果用该滑轮组提升 400N 的重物，它的机械效率将________。 【答案】 900；增大 【解析】（1）人做的有用功为：W=Gh=300N×3m=900J； （2）根据公式 η＝ W有用 W总 ＝ G G + G动，可知，物重越大，滑轮组的机械效率越高；因为 400N>300N，所以 它的机械效率将增大。 135. (2019·安徽)如图，一轻杆 AB 悬于 O 点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成 30°的 力 F，此时轻杆水平平衡。若重物质量 m＝3kg，BO＝3AO，g 取 10N/kg。则力 F 的大小为________N。 【答案】 20 【解析】反向延长力 F 的作用线，过支点 O 作力 F 作用线的垂线即为 F 的力臂 L1，因为右端施加一个 与水平方向成 30°的力 F，则由几何知识可知 L1＝ 1 2OB，已知 BO＝3AO，重物质量 m＝3kg，则物体重力 G＝ mg＝3kg×10N/kg＝30N， 由杠杆平衡条件得：G×L2＝F×L1 ， 即 G×OA＝F× 1 2OB， 代入数据可得，30N×OA＝F× 1 2×3OA，解得 F＝20N。 故答案为：20。 136. (2019·安徽)用沿斜面向上大小为 3.5N 的力将一个重为 4.9N 的物体从斜面底端匀速拉到顶端。 已知斜面长为 2m，高为 1m，则该过程中斜面的机械效率为________。 【答案】 70% 【解析】使用斜面时做的有用功： W 有＝Gh＝4.9N×1m＝4.9J， 拉力所做的功：W 总＝Fs＝3.5N×2m＝7J， 斜面的机械效率：η＝ W有用 W总 ＝ 4.9J 7J ×100%＝70%。 137. (2019·安徽)如图中物块甲和乙处于静止状态。已知甲重 12N，乙重 8N，不计绳重及一切摩擦，73 则甲受到地面的支持力为________N。 【答案】 4 【解析】物体甲受竖直向下的重力 G 甲＝12N、竖直向上的拉力 F 拉＝G 乙＝8N、竖直向上的地面的支持 力 F 支作用而静止，处于平衡状态，由力的平衡条件得：G 甲＝F 拉+F 支 ， 则甲受到地面的支持力：F 支＝G 甲－F 拉＝12N－8N＝4N。 138．(2019·云南)如图，工人用滑轮组将重为 600N 的建筑材料以 0.3m/s 的速度匀速竖直提升。人对 绳子自由端的拉力 F＝375N，滑轮组的机械效率为　 　，拉力 F 的功率为　 　。 【答案】80%；225W 【解析】根据缠绕在动滑轮上绳子段数为 n＝2，则绳子自由端移动的距离为 s＝2h，W 有用＝Gh。W 总＝ Fs＝F×2h，将 G＝600N，F＝375N 代入 η＝ W有用 W总 ×100%即可求出滑轮组的机械效率。再根据绳子自由端匀 速移动的速度为 0.3m/s，利用 P＝Fv 变形即可求出功率。 由图知，动滑轮上绳子的段数 n＝2， 则绳子自由端移动的距离为 s＝2h，W 有用＝Gh，W 总＝Fs＝F×2h， 机械效率： η＝ W有用 W总 ×100%＝ Gh F × 2h×100%＝ G F × 2×100%＝ 600N 2 × 375N×100%＝80%； 拉力 F 的功率为： P＝Fv＝F×2v 物＝375N×2×0.3m/s＝225W。 139．(2019·岳阳)如图，动滑轮实质上是一个______（填“省力”或“费力”）杠杆，用 60N 的拉力 将沙桶从地面提到 9m 高的楼上，拉力做的功是______J．74 【答案】省力；1080 【解析】 （1）动滑轮实质上是一个动力臂等于 2 倍阻力臂的省力杠杆； （2）使用动滑轮，n=2，拉 力端移动距离 s=2h=2×9m=18m， 拉力做的功： W=Fs=60N×18m=1080J。 140．（2019·北部湾）如图 9 所示，利用电动机通过滑轮组（虚线框内的滑轮组未画出）依次拉动物 体 A、B。图中效率为 60%的电动机拉绳子的功率为 30W 且保持不变，不计绳重与摩擦，动滑轮的重力为 6N， 拉动 A 向右做匀速直线运动时，A 所受阻力为 24N，电动机拉绳的力为 F1，此过程中，A 所受的拉力与阻力 的大小______（选填“相等”或“不相等”），电动机工作 3s 消耗的电能为__________J。拉动 B 向右做匀 速直线运动时，B 所受阻力为 18N，电动机拉绳的力为 F2，F2 比 F1 小 2N，此时电动机拉绳的力 F2 为 _______N。 【答案】相等 150 6 【解析】由于 A 做匀速直线运动，所以 A 所受的拉力与阻力是一对平衡力，则两个力的大小相等；根 据题意，电动机的输出功率即有用功率为 P 出=30W，由 η＝ P有用 P总 得电动机消耗的总功率为 P 总＝ P有用 η ＝ 30W 60% =50W，则电动机工作 3s 消耗的电能为 W=P 总 t=50W×3s=150J；设有 n 股绳子承担拉力，则有 F1= 24N n ①，F2= 18N n ②，又 F1－F2=2N ③，解得 n=3，代入②得 F2=6N。 141．（2019·娄底）既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是____（选填“定滑轮”、“动滑轮”或 “滑轮组”）；利用一个效率为 90%的杠杆做 100J 的总功，其中额外功是____J。 【答案】滑轮组；10 【解析】（1）用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向； （2）知道使用杠杆做的总功和机械效率，利用效率公式求做的有用功，利用杠杆做的额外功等于总功 减去有用功。75 解： （1）使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向；用 定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向； （2）由题知，使用杠杆做的总功 W 总=100J，η=90%， 由 η= W有用 W总 =90%可得做的有用功：W 有用=W 总×90%=100J×90%=90J， 则利用杠杆做的额外功：W 额=W 总－W 有用=100J－90J=10J。 142.（2019·怀化）如图所示，用滑轮组将重为 100 N 的物体匀速提升 3m，拉力 F 所做的总功为 400 J ，则在这个过程中拉力 F 做了 J 的有用功，该滑轮组的机械效率是 。 【答案】300；75％ 【解析】（1）拉力做的有用功：W有用=Gh=100N×3m=300J； （2）W总=400J，滑轮组的机械效率：η= W有用 W总 = 300J 400J=75% 143．（2019·益阳）如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知 AB=4m，BC=6m。吊臂是一个杠杆，当吊 臂吊着 2t 的货物处于静止状态时，杠杆的支点是______点（选填“A”、“B”或“C”），伸缩撑杆对吊臂的 支持力大小为______N（g=10N/kg）。 【答案】A；50000 【解析】杠杆绕着转动的点叫做支点，根据杠杆的平衡条件求出支持力的大小。 吊臂在升起过程中，围绕着 A 转动，故 A 为支点； 货物重：G=mg=2000kg×10N/kg=20000N，76 AC=AB+BC=4m+6m=10m， 伸缩撑杆对吊臂的支持力竖直向上，其力臂为 ABcosθ， 由杠杆的平衡条件得 F×ABcosθ=G×ACcosθ，代入数据可得 F=50000N 144．（2019·乐山）在斜面上将一个重 600N 的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力 F=400N，拉动的 距离 s=4.5m，提升高度 h=1.8m，所用时间 t=30s。则拉力 F 做功的功率为 ▲ W，此过程中物体受到的摩 擦力为 ▲ N。 【答案】60 160 【解析】 （1）拉力所做的总功：W 总=Fs=400N×4.5m=1800J， 拉力 F 做功的功率：P= W总 t = 1800J 30s =60W； （2）有用功：W 有=Gh=600N×1.8m=1080J， 克服摩擦力做的额外功：W 额=W 总－W 有=1800J－1080J=720J， 由 W 额=fs 得，物体所受斜面的摩擦力：f= W额 s = 720J 4.5m=160N。 三、简答题 145．(2019·山西)汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一。全国各地设置了许多超载监测站加 强监管。如图所示，一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重。先让货车前轮单独开上 电子地磅秤，其读数为 8t；前轮驶离电子地磅秤，再让后轮单独开上电子地磅秤，其读数为 9t。国家规定 两轴货车限载车货总重 18t，请你通过计算分析该货车是否超载。 【答案】该货车不超载 【解析】分别以汽车前轮和后轮为支点建立杠杆模型，根据杠杆的平衡条件得出等式，联立等式即可 求出车受到的重力，然后与汽车的自身和载重相比较即可得出答案。 以汽车前轮为支点建立杠杆模型，示意图如图甲，77 根据杠杆平衡条件得：F 后 L＝GL1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 以汽车后轮为支点建立杠杆模型，示意图如图乙， 根据杠杆平衡条件得：F 前 L＝GL2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②两式可得： G＝F 前+F 后＝（8×103kg+9×103kg）×10N/kg＜18×103kg×10N/kg， 所以，该货车不超载。 四、计算题 146．(2019·百色)某服务区水泵房每天需要将重为 3×106N 的水送到 36m 高的蓄水池里。若用电动机 带动一台效率为 60%的水泵工作 5h 来完成蓄水工作。问： （1）水泵对这些水做了多少功？ （2）带动水泵的电动机的功率至少为多大？ 【答案】（1）1.08×108J （2）10000W 【解析】（1）W=Gh=3×106N×36m=1.08×108J （2）总功 W 总= W η= 1.08 × 108J 60% =1. 8×108J 总功率 P= W总 t = 1. 8 × 108J 5 × 3600s =10000W 147．(2019·泰州)如图，使用杠杆提升重物，拉力 F 竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如下表： 求： (1)拉力所做的功. (2)拉力做功的功率. (3)此过程中，该杠杆的机械效率. 【答案】（1）100 J（2）200 W（3）80% A O B F G78 【解析】解：（1）拉力所做的功 W 总＝Fs＝500N×0.2m＝100J， （2）拉力做功的功率 P＝ W总 t ＝ 100J 0.5s＝200W （3）此过程中，有用功 W 有用＝Gh＝200N×0.4m＝80J 该杠杆的机械效率 η＝ W有用 W总 ×100%＝ 80J 100J×100%＝80% 148．（2019·大庆）如图是用滑轮组提升建筑材料 A 的示意图，在水平向右的拉力 F 作用下，使重 900N 的建筑材料 A 在 5s 的时间里被匀速提升，绳自由端水平移动了 2m，拉力 F 为 500N。不计绳重和摩擦，求： （1）拉力 F 的功率 P； （2）滑轮组的机械效率 η。 【答案】（1）200W（2）90% 【解析】解：（1）拉力做的总功：W 总＝Fs＝500N×2m＝1000J， 拉力功率：P＝ W总 t ＝ 1000J 5s ＝200W。 （2）由图可知，物体有 2 段绳子承担，则物体上升的高度 h＝ 2m 2 ＝1m， 有用功：W 有用＝Gh＝900N×1m＝900J； 滑轮组的机械效率：η＝ W有用 W总 ×100%＝ 900J 1000J×100%＝90%； 149．（2019·孝感）一辆厢式小货车某次运货，满载后总质量是 5.0×103kg，在平直的公路上匀速行 驶 100km，耗油 10kg，货车受到的阻力是总重力的 0.05 倍，发动机的牵引功率是 50kW（油的热值是 5.0×107J/kg，g＝10N/kg），求： （1）货车受到的牵引力； （2）货车匀速行驶的速度； （3）货车发动机的效率。 【答案】（1）2500N；（2）20m/s；（3）50%。 【解析】（1）货车受到的重力：G＝mg＝5.0×103kg×10N/kg＝5.0×104N， 货车做匀速运动，所以货车受的牵引力：F＝f＝0.05G＝0.05×5.0×104N＝2500N； （2）由 P＝Fv 得，货车匀速行驶的速度：v＝ P F＝ 50000W 2500N ＝20m/s；79 （3）牵引力做的功：W＝Fs＝2500N×1×105m＝2.5×108J， 燃油燃烧放出的总能量：Q＝mq＝10kg×5.0×107J/kg＝5.0×108J， 货车发动机的效率：η＝ W Q×100%＝ 2.5 × 108J 5.0 × 108J×100%＝50%。 150．(2019·天津)用如图所示的滑轮组，将一重为 450N 的物体以 0.1m/s 的速度匀速向上提起 2m，拉 力 F 为 200N．求： （1）滑轮组的机械效率； （2）拉力 F 的功率。 【答案】解：（1）工人做的有用功：W 有用=Gh=450N×2m=900J， 由图可知，滑轮组绳子的有效股数 n=3，拉力端移动距离 s=3h=3×2m=6m， 拉力做的总功：W 总=Fs=200N×6m=1200J， 滑轮组的机械效率：η= W有用 W总 ×100%= 900J 1200J×100%=75%； （2）由 v= s t得做功时间：t= h v= 2m 0.1m/s=20s， 拉力做功的功率：P= W总 t = 1200J 20s =60W； 答：（1）滑轮组的机械效率为 75%； （2）拉力 F 的功率为 60W。 【解析】（1）利用 W=Gh 求有用功，由图知 n=3，利用 s=3h 求出拉力端移动的距离，知道拉力，利用 W=Fs 求总功；利用 η= W有用 W总 ×100%求滑轮组的机械效率； （2）求出了拉力做的总功，再求出时间，利用 P= W总 t 求出拉力 F 的功率。 151．(2019·眉山)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，将水平路面上质量是 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）整个装置的机械效率。80 【答案】 （1）由 v= s t可得故障车在 30s 内通过的路程： s 车=v 车 t=5m/s×30s=150m， 由图知，n=3，拉力端移动距离：s=3s 车=3×150m=450m， 拉力 F 在 30s 内所做的功：W 总=Fs=500N×450m=2.25×105J； （2）地面对故障车的摩擦力： f=0.08G=0.08mg=0.08×1500kg×10N/kg=1200N； 滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功： W 有用=fs 车=1200N×150m=1.8×105J， 整个装置的机械效率：η= W有用 W总 = 1.8 × 105J 2.25 × 105J×100%=80%。 答：（1）拉力 F 在 30s 内所做的功为 2.25×105J； （2）整个装置的机械效率为 80%。 【解析】 （1）利用速度公式 v= s t求故障车在 30s 内通过的路程，由图知，n=3，拉力端移动距离等于故障车通过 路程的 3 倍，利用 W=Fs 求拉力 F 在 30s 内所做的功； （2）地面对故障车的摩擦力 f=0.08G，利用 W=fs 求滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功，整个装置的 机械效率等于有用功与总功之比。 本题考查了速度公式、功的公式、效率公式的应用，要知道水平使用滑轮组时，克服摩擦力做的功为 有用功。 152．(2019·上海)杠杆平衡时，动力臂 l1 为 0.6 米，阻力臂 l2 为 0.2 米，若阻力 F2 的大小为 60 牛， 求动力 F1 的大小。 【答案】动力 F1 为 20N 【解析】知道动力臂、阻力臂大小、阻力大小，利用杠杆平衡条件求动力大小。 由杠杆平衡条件可知：F1l1＝F2l2，则动力 F1＝ F2 l2 l1 ＝ 60N × 0.2m 0.6m ＝20N。 153．(2019·潍坊)一辆质量为 1.5×103kg 的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件， 组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动 8m 距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重81 的 0.1 倍，滑轮组的机械效率为 80%，g 取 10N/kg。在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求： （1）做的有用功； （2）作用在绳子自由端的拉力。 【答案】（1）1.2×104J（2）625N。 【解析】（1）已知汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的 0.1 倍，可求得阻力，因为匀速拖离，由二力 平衡条件可得滑轮组对车的拉力；然后利用 W=Fs 可求得有用功； （2）由图可知 n=3，由此可得绳子移动的距离，已知滑轮组的机械效率为 80%，利用 η＝ W有 W总可求得总 功，再利用 W 总=Fs 可求得作用在绳子自由端的拉力。 解： （1）汽车在泥泞路段受到的阻力：f=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N； 将车匀速拖离，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力：F 拉=f=1.5×103N； 所做有用功：W 有=F 拉 s 车=1.5×103N×8m=1.2×104J， （2）由图可知 n=3，则绳子移动的距离：s 绳=3s 车=3×8m=24m， 由 η＝ W有 W总可得总功：W 总= W有 η= 1.2 × 104J 80% =1.5×104J； 由 W 总=Fs 绳可得，作用在绳子自由端的拉力：F= W总 s绳= 1.5 × 104J 24m =625N。 154．(2019·赤峰)一木块重 480N 体积为 0.08m3，用力 F 将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。 已知拉力 F 做的功 W 与木块沿斜面运动距离 s 的关系如图乙所示。整个过程的额外功是 320J．（g＝10N/kg） 求：（1）木块的密度； （2）拉力 F 大小； （3）斜面的机械效率。 【答案】（1）0.6×103kg/m3（2）200N（3）60% 【解析】（1）求出木块的质量，知道质量和体积求出密度。82 （2）知道拉力做功，又知道物体移动的距离，根据 W＝Fs 求出拉力大小。 （3）知道总功和额外功，求出有用功，知道总功和有用功，求出机械效率。 （1）木块的质量：m＝ G g＝ 480N 10N/kg＝48kg 木块的密度：ρ＝ m V＝ 48kg 0.08m3＝0.6×103kg/m3 （2）由图象知，拉力做总功 800J，木块移动的距离是 4m， W＝Fs 得，拉力为：F＝ W s＝ 800J 4m ＝200N （3）木块上升过程中有用功为：W 有＝W－W 额＝800J－320J＝480J 斜面的机械效率：η＝ W有 W ×100%＝ 480J 800J×100%＝60% 155. (2019·徐州)工人用杠杆将重为 180 N 的物体匀速提升 0.5 m，做了 100 J 的功．求： （1）提升物体做的有用功；（2）杠杆的机械效率． 【答案】 （1）提升物体做的有用功是 90J； （2）杠杆的机械效率是 90%。 【解析】（1）提升物体做的有用功：W 有用＝Gh＝180N×0.5m＝90J； （2）杠杆的机械效率：η＝ W有用 W总 ＝ 90J 100J×100%＝90%。 156.（2019·兰州）如图所示，动滑轮重 4N，所吊重物 B 重 20N，物体 A 重 240N，此时物体 B 恰好以 0.1m/s 的速度匀速下降。不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求： （1）水平面对物体 A 的摩擦力是多大? （2）要使物体 B 恰好以 0.2m/s 的速度匀速上升，则要对物体 A 施加水平向右拉力 F 的功率为多大? 【答案】（1）12N；（2）9.6W。 【解析】 （1）由图知，n=2，不计绳重和滑轮组内部的摩擦，当物体B匀速下降时，物体A受到水平向右滑动摩 擦力的大小：f=F拉= 1 2(GB+G动)= 1 2(20N+4N)=12N； （2）当物体B匀速上升时，绳子的拉力F拉不变，物体A受到的摩擦力大小不变，由力的平衡条件可得，83 对物体A施加水平向右的拉力： F=f+F拉=12N+12N=24N，物体A向右运动的速度： v=2vB=2×0.2m/s=0.4m/s，拉力F的功率： P= W t = Fs t =Fv=24N×0.4m/5=9.6W. 答：（1）水平面对物体A的摩擦力是12N； （2）要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为9.6W。 157．（2019·广东）如图所示，质量为 960kg、底面积为 0.5m2 的石材 A 放在水平地面上，利用滑轮组 水平拉动 A，使其在 20s 的时间内匀速向墙靠近了 4m，水平拉力 F＝500N，不计绳、滑轮组的质量以及绳与 滑轮组之间的摩擦，g 取 10N/kg。求： （1）A 对水平地面的压强； （2）A 在运动过程中受到摩擦力的大小： （3）拉力 F 的功率。 【答案】（1）1.92×104Pa（2）1000N（3）200W 【解析】解：（1）A 对水平地面的压力： F＝G＝mg＝960kg×10N/kg＝9.6×103N， A 的受力面积 S＝0.5m2， A 对水平地面的压强： p＝ F S＝ 9.6 × 103N 0.5m2 ＝1.92×104Pa； （2）石材 A 做匀速直线运动，由图可知，动滑轮上绳子的段数 n＝2， 所以，A 在运动过程中受到摩擦力：f＝nF＝2×500N＝1000N。 （3）拉力移动的距离：sF＝ns＝2×4m＝8m， 拉力做的总功：W 总＝FsF＝500N×8m＝4000J， 拉力的功率：P＝ W总 t ＝ 4000J 20s ＝200W。 答：（1）A 对水平地面的压强为 1.92×104Pa； （2）A 在运动过程中受到摩擦力的大小为 1000N： （3）拉力 F 的功率为 200W。84 158.（2019·天水）在修建天水市体育中心的施工过程中，起重机在 4s 内将质量为 5×103kg 的钢材沿 竖直方向匀速提升了 2m，而它的电动机做的功是 2×105J．（g 取 10N/kg）求： （1）钢材上升过程中的速度。 （2）起重机对钢材所做的有用功。 （3）起重机的机械效率。 【答案】解：（1）钢材上升过程中的速度：v= s t= 2m 4s=0.5m/s。 （2）钢材的重力：G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N， 起重机对钢材所做的有用功：W 有用=Gh=5×104N×2m=1×105J； （3）由题知，电动机做的总功：W 总=2×105J， 则起重机的机械效率：η= W有用 W总 ×100%= 1 × 105J 2 × 105J总 × 100%=50%。 答：（1）钢材上升过程中的速度 0.5m/s。 （2）起重机对钢材所做的有用功为 1×105J； （3）起重机的机械效率为 50%。 【解析】 （1）利用 v= s t计算钢材上升过程中的速度。 （2）利用 G=mg 求钢材的重力，再利用 W=Gh 求起重机做的有用功； （3）知道电动机做的总功，起重机的机械效率等于有用功与总功之比。 本题考查了速度、重力、有用功、机械效率的计算，明确有用功、总功的含义是关键。 159. (2019·襄阳)工人师傅用如图所示的滑轮组将重为 600N 的货物匀速提升了 2m,做了 1500J 的功。 求： (1)滑轮组的机械效率； (2)当他用 400N 的拉力匀速提升其它货物时,额外功占总功的 15%,求提升货物的重。 【答案】(1)80%(2)1020N 【解析】 （1）W 有=Gh=600N×2m=1200J85 η＝ W有用 W总 = 1200J 1500J=80% （2）由题意可知：当 F=400N 时，η=85% η＝ W有用 W总 = G物 3F= G物 3 × 400N=85% G 物=1020N 注意：其它解法如果正确同样给分。 160．（2019·郴州）一辆重为 2×104N 的电动汽车，以恒定功率 50kW 在平直的公路上匀速行驶 3km， 用时 3min。已知汽车在行驶中所受阻力为车重的 0.1 倍，汽车轮胎与地面接触的总面积为 0.5m2．求： （1）汽车对地面的压强； （2）汽车的牵引力所做的功； （3）汽车发动机的机械效率（计算结果保留一位小数）。 【答案】（1）4×104Pa；（2）6×106J；（3）66.7%。 【解析】解：（1）因水平面上物体的压力和自身的重力相等， 所以，汽车对地面的压强：p＝ F S＝ G S＝ 2 × 104N 0.5m2 ＝4×104Pa； （2）因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 所以，汽车的牵引力：F′＝F 阻＝0.1G＝0.1×2×104N＝2×103N， 则汽车的牵引力所做的功：W 机械＝F′s＝2×103N×3×103m＝6×106J； （3）由 P＝ W t可得，电动汽车消耗的电能：W 电＝Pt＝50×103W×3×60s＝9×106J， 汽车发动机的机械效率：η＝ W机械 W电 ×100%＝ 6 × 106J 9 × 106J×100%≈66.7%。 161．（2019·湘潭）如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖 直向上匀速提起，其中 N 是柱塞，可向上支撑起起重臂 ODC．重物和动滑轮总重为 15000N，不计摩擦和滑 轮组上钢丝绳重。问： （1）钢丝绳自由端上作用力 F 的大小为　5000　N。 （2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端 O 转动时，起重臂 ODC 是　费　力杠杆。 （3）当重物以 0.4m/s 的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力 F 的功率是多少？86 【答案】（1）5000；（2）费；（3）钢丝绳自由端上作用力 F 的功率是 6000W。 【解析】（1）由图知，承担物重的绳子有三股，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重，钢丝绳自由端上作用 力 F 是物重和动滑轮重的三分之一； （2）动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆；动力臂大于阻力臂 的杠杆是等臂杠杆； （3）已知重物上升速度和承担物重绳子股数，可以得到绳子自由端移动速度；已知绳子自由端拉力和 移动速度，利用公式 P＝Fv 得到拉力的功率。 解：（1）由图知，承担物重的绳子股数 n＝3， 不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重，则钢丝绳自由端上作用力： F＝ 1 3(G+G 动)＝ 1 3×15000N＝5000N； （2）起重臂的支点在 O 点，滑轮组和重物对 C 端的拉力为阻力， 由图知，柱塞施加动力的力臂明显小于阻力的力臂，所以此设备是费力杠杆； （3）钢丝绳自由端移动速度为 v＝3×0.4m/s＝1.2m/s， 绳自由端上作用力 F 的功率：P＝ W t＝ Fs t ＝Fv＝5000N×1.2m/s＝6000W。 162．（2019·苏州）如图所示，利用动滑轮提升货物在竖直向上、大小为 250N 的拉力 F 作用下，重 为 400N 的货物在 20s 的时间内匀速上升 5m,求： (1)有用功 W 有 (2)拉力 F 的功率 P (3)此过程中动滑轮的机械效率 η。 【答案】（1）拉力做的有用功：W 有=Gh=400N×5m=2000J，87 （2）动滑轮绳端移动的距离：s=nh=2×5m=10m， 拉力做的总功：W 总=Fs=250N×10m=2500J， 拉力 F 的功率：P= W总 t = 2500J 20s =125W。 （3）动滑轮的机械效率：η= W有用 W总 ×100%= 2000J 2500J×100%=80%； 【解析】 （1）知道物体的重力和提升的高度，根据 W=Gh 求出拉力做的有用功； （2）根据 s=nh 求出动滑轮绳端移动的距离，根据 W=Fs 求出拉力做的总功，根据 P= W t求出拉力 F 的功 率； （3）利用 η= W有用 W总 ×100%求出动滑轮的机械效率。 163．（2019·乐山）小夏利用如图所示的滑轮组，将重量为 280N 的物体匀速提升了 2m。已知他自身的 重量为 500N，对绳子施加的拉力 F=200N，两脚与地面接触的总面积 S=400cm2。求此过程中： （1）小夏对地面的压强； （2）拉力 F 做的功； （3）该滑轮组的机械效率。 .【答案】解：（1）人对绳子施加的拉力 F=200N，根据力的相互性，绳子对人的拉为 200N，故人对地 面的压力：F=G－F 拉=500N－200N=300N； 小夏对地面的压强：p= F S= 300N 400 × 10 - 4m2 =7.5×103Pa； （2）绳子的有效段数为 2，绳子自由端向下移动的距离为：s=2h=2×2m=4m； 拉力做的功：W 总=F 拉 s=200N×4m=800J； （3）对重物做的有用功：W 有=Gh=280N×2m=560J； 该滑轮组的机械效率：η＝ W有用 W总 = 560J 800J×100%=70%。 （1）小夏对地面的压强为 7.5×103Pa； （2）拉力 F 做的功为 800J； （3）该滑轮组的机械效率为 70%。88 【解析】 （1）人对绳子施加的拉力 F=200N，根据力的相互性可知绳子对人的拉为 200N，根据力的平衡求出人 对地面的压力，根据 p= F S求出小夏对地面的压强： （2）绳子的有效段数为 2，根据 s=2h 得出绳子自由端向下移动的距离；根据 W 总=F 拉 s 得出拉力做的 功； （3）根据 W 有=Gh 求出重物做的有用功，根据 η＝ W有用 W总 ×100%求出该滑轮组的机械效率。 164．(2019·泰安)如图所示，人的重力为 850N，双脚与地面接触面积为 250cm2，用滑轮组拉重 210N 的物体沿竖直方向以 0.1m/s 的速度匀速向上运动了 5s。人对绳子竖直向下的拉力为 100N。求： （1）物体 A 上升的高度； （2）滑轮组的机械效率； （3）人对地面的压强。 【答案】解： （1）由 v= s t可得物体上升的高度：h=vt=0.1m/s×5s=0.5m； （2）由图可知，n=3，拉力端移动距离 s=3h， 滑轮组的机械效率：η＝ W有用 W总 ＝ Gh Fs＝ Gh 3Fh＝ G 3F= 210N 3 × 100N×100%=70%； （3）此时人对地面的压力：F 压=G 人－F=850N-100N=750N， 人对地面的压强：p= F压 S = 750N 250 × 10 - 4m2=3×104Pa。 答：（1）物体上升的高度为 0.5m； （2）滑轮组的机械效率为 70%； （3）人对地面的压强为 3×104Pa。 【解析】 （1）利用速度公式 v= s t求物体上升的高度； （2）由图可知，n=3，拉力端移动距离 s=3h，滑轮组的机械效率 η＝ W有用 W总 ＝ Gh Fs＝ Gh 3Fh＝ G 3F；89 （3）此时人对地面的压力等于人的重力减去拉力，知道受力面积（接触面积），利用 p= F S求此时人对地 面的压强。 165．(2019·德州)小强用如图所示装置在 10s 内将重为 450N 的货物匀速提升 2m，此过程中拉力 F 的 功率为 120W。 求： （1）提升装置所做的有用功； （2）拉力 F 做的功； （3）该滑轮组的机械效率。 【答案】（1）900J（2）1200J（3）75% 【解析】（1）知道货物的质量和提升的高度，根据 W＝Gh＝mgh 求出有用功； （2）知道拉力的功率和作用时间，根据 W＝Pt 求出拉力做的总功； （3）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 解：（1）提升装置所做的有用功： W 有用＝Gh＝450 N×2 m＝900J； （2）根据 P= W t可得拉力 F 做的功： W 总＝Pt＝120W×10s＝1200J； （3）滑轮组的机械效率： η= W有用 W总 = 900J 1200J=100%＝75%。 166．(2019·南通)一新型无人驾驶电动汽车的质量为 1.6×103kg．性能测试时，汽车在平直的公路上 匀速行驶 6.0×103m 用时 300s，共消耗电能 1.2×107J，测得电机输出的机械功率为 3.2×104W，g 取 10N/kg．求： （1）汽车的重力； （2）汽车电机的效率； （3）汽车受到的阻力．90 【答案】（1）1.6×104N （2）80% （3）1600N 【解析】（1）汽车的重力 G＝mg＝1.6× 103kg× 10N/kg＝1.6× 104N； （2）汽车做的机械功 W 机=Pt=3.2×104W×300s=9.6×106J， 汽车的效率：η＝ W机 W总＝ 9.6 × 106J 1.2 × 107J＝80%； （3）汽车的速度 v＝ s t＝ 6000m 300s ＝20m/s，根据功率 P=Fv，则 F＝ P v＝ 3.2 × 104W 20m/s ＝1600N 167．（2019·本溪）如图所示是利用 5G 网络实现远程驾驶的汽车，其质量为 1.5t，车轮与地面接触 的总面积为 750cm2，该车在水平路面上匀速直线行驶 13.8km，用时 10min，消耗汽油 2kg，这一过程中汽 车发动机的输出功率为 46kW，求：（ 汽油热值为 q 汽＝ 4.6× 107J/kg， g 取 10N/kg） （1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强。 （2）在这一过程中汽车受到的阻力。 （3）在这一过程中汽车发动机的效率。 【答案】（1）2× 105Pa；（2）2000N；（3）30% 【解析】 （1）该汽车静止在水平路面上时，对路面的压力： F 压＝G＝mg＝1.5× 103kg× 10N/kg＝1.5× 104N， 对路面的压强：p＝ F S＝ 1.5 × 104N 750 × 10 - 4m2＝2× 105Pa； （2）汽车行驶的速度：v= s t＝ 13.8 × 103m 10 × 60s ＝23m/s， 根据 P＝ W t ＝ Fs t ＝ Fv 可得汽车的牵引力： F′ ＝ P v＝ 46 × 103W 23m/s ＝2000N， 因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等， 所以，阻力 f＝F′＝ 2000N； （3）牵引力做的有用功：W 有用＝ Fs＝ 2000N× 13.8× 103m＝ 2.76× 107J，91 汽油完全燃烧放出的热量：Q 放＝ mq＝ 2kg× 4.6× 107J/kg＝ 9.2× 108J， 这段时间内该发动机所做的有用功：η＝ W有用 Q 放＝ 2.76 × 107J 9.2 × 108J ＝ 30%。 168．(2019·陕西)图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台，方 便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。 （1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是多大？（g 取 10N/kg） （2）起升电机以额定功率工作时，将总重为 1000N 的人和作业工具以 0.2m/s 的速度举高 8m。该机器 做的有用功是多少？机械效率是多少？ （3）此类机器机械效率一般较低的主要原因是： 。 【答案】（1）4×105Pa （2）8×103J 5% （3）机器所做额外功较多（或自重较大）（答案合理即可） 【解析】 （1）机器静止在水平地面 F=G=mg=3200kg×10N/kg=3.2×104N 则机器对地面的压强 p＝ F S= 3.2 × 104N 0.08m2 =4×105Pa （2）机器做的有用功 W 有用=Gh=1000N×8m=8×103J 由 v= s t得 t= s v= h v= 8m 0.2m/s=40s 由表格可知，P=4kW=4000W 机器做的总功 W 总=Pt=4000W×40s=1.6×105J 机器的机械效率 η＝ W有用 W总 ＝ 8 × 103J 1.6 × 105J=5% （3）机器所做额外功较多（或自重较大）（答案合理即可） 169．(2019·沈阳)如图 10 所示，电动起重机是通过电动机拉动绳子 b 带动滑轮组工作的装置（滑轮 组的连接方式未画出）。质量为 360kg 的货箱放在水平地面上，与地面的接触面积是 0.25cm2。求： 整 机 质 量 （ 空 载 ） /kg 3200 安 全 工 作 载 荷 /kg 200 起 升 电 机 额 定 电 压 /V 24 起 升 电 机 额 定 功 率 /kW 4.0 轮 胎 接 地 总 面 积 /m2 0.0892 (1)当绳子 a 对货箱的拉力 Fa 为 600N 时，货箱未离开地面，此时货箱对地面的压强是多大？（g 取 10N/kg） (2)在匀速拉起货箱的过程中，电动机把绳子 b 匀速收起了 12m，绳子 b 的拉力 Fb 做了 2.4×104J 的功，拉力 Fb 是多大？ (3)在上述匀速拉起货箱的过程中，使用滑轮组所做的额外功是 9.6×103J，滑轮组的机械效率是 多大？ 【答案】 (1) 1.2×104Pa (2) 2000N (3) 60% 【解析】（1）货箱的重力： G=mg=360kg×10N/kg=3600N 货箱对地面的压力：F=G－Fa=3600N－600N=3000N 货箱对地面的压强： p= F S = 3000N 0.25m2 =1.2×104Pa （2）由公式 W=Fs 得，拉力 Fb：Fb= W总 s = 2.4 × 104J 12m =2000N （3）W 有=W 总－W 额=2.4×104J－9.6×103J=l.44×104J η= W有 W总= l.44 × 104J 2. 4 × 104J=60% 170．(2019·镇江)如图 1 所示，装有 0.01m 3 水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为 0.2m2。桶的质量忽略不计，g 取 10N/kg。 （1）求桶中水的质量。 （2）求这桶水对地面的压强。 （3）某同学用图 2 所示的滑轮组将这桶水匀速提升 2m 的过程中，所用拉力为 40N，求该滑轮组的机械 效率。 【答案】（1）10kg （2）500Pa （3）83.3% 【解析】（1）桶中水的质量为：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.01m3=10kg； 93 （2）这桶水对地面的压强为：p＝ F S＝ G S＝ 10kg × 10N/kg 0.2m2 =500 Pa； （3）由图像可知滑轮组绳子股数 n=3，因此绳子自由端移动的距离为：s=3h=3×2m=6m 滑轮组的机械效率为：η＝W有用 W总 ＝Gh Fs＝100N × 2m 40N × 6m ＝83.3%。 171．(2019·青岛)一辆大鼻子校车在水平路面上行驶，车和人总质量为 8 000kg， 轮胎与地面的总接 触面积为 0.32m2。 （1） 求校车对路面的压强。 （2）校车以36km/h的速度匀速行驶时，柴油发动机的输出功率为50kW，求此过程中校车受到的阻力。 （3）如果校车行驶过程中，司机控制油门，使发动机的输出功率为 25kW，并保持此功率不变继续行驶 10min。 这段时间内柴油燃烧释放能量的 30%转化为有用机械能，在数值上等于发动机牵引力做的功，求这 段时间内发动机柴油燃烧释放的能量。 【答案】2.5×105Pa 5×103N 5×107J 【解析】（1）根据公式 G=mg 可求出校车和人的重力之和，地面受到的压力等于校车和人的重力之和， 根据公式 p= F S可求出校车对路面的压强。 （2）校车在水平路面匀速行驶时，发动机的牵引力与地面给校车的阻力为平衡力，将 36km/h 换算为 10m/s，柴油发动机的输出功率 50kW 换算为 50000W，根据公式 F= P v可求出校车的牵引力，即为阻力大小。 （3）地面给校车的阻力与（2）问相同，因此校车的牵引力保持不变，发动机输出功率保持 25kW 即 25000W 不变，可根据 v= P F求出此时校车的速度，根据 s=vt 可求出校车在水平方向运动的距离，再代入 W 有=Fs 求出有用机械能，根据 W 总= W有 η即可求出发动机柴油燃烧释放的能量。 172．(2019·雅安)如图是用动滑轮提升货物 A 的示意图。用 300N 竖直向上的拉力F 使重 500N 的货物 A 在 10s 的时间内匀速竖直上升了 2m。求： （1）提升货物所做的有用功 W 有； （2）拉力通过的距离及拉力的功率 P； （3）动滑轮的机械效率 η。 【答案】（1）1000J （2）4m 120W （3）83.3%。94 【解析】（1）提升货物所做的有用功：W 有=Gh=500N×2m=1000J； （2）拉力通过的距离：s=nh=2×2m=4m 拉力所做的功：W 总=Fs=300N×4m=1200J； 拉力的功率：P= W总 t = 1200J 10s =120W； （3）动滑轮的机械效率：η＝ W有 W总＝ 1000J 1200J＝83.3%。