專題03《機(jī)械效率》壓軸培優(yōu)題型訓(xùn)練

專題03《機(jī)械效率》壓軸培優(yōu)題型訓(xùn)練【九大題型】TOC\o"13"\h\u【題型1機(jī)械效率的概念】 1【題型2機(jī)械效率的大小比較】 2【題型3機(jī)械效率的計(jì)算】 4【題型4實(shí)驗(yàn)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率】 7【題型5滑輪（組）的機(jī)械效率】 14【題型6杠桿的機(jī)械效率】 38【題型7斜面的機(jī)械效率】 43【題型8斜面機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)】 47【題型9杠桿機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)】 53【題型1機(jī)械效率的概念】 1．下列關(guān)于功率、機(jī)械效率說(shuō)法中，正確的是（）A．機(jī)械效率越高，機(jī)械做功一定越快 B．做功越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高 C．做功越快的機(jī)械，功率越大 D．功率越大的機(jī)械，做功一定越多【答案】C【分析】（1）功率是單位時(shí)間內(nèi)完成的功，功率大，說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)完成的功多，做功快；根據(jù)W＝Pt可知，做功的多少與時(shí)間和功率有關(guān)；（2）機(jī)械效率是有用功跟總功的比值，反映的是有用功占總功的百分比，功率是單位時(shí)間內(nèi)完成的功，反映的是做功的快慢，兩者沒有因果關(guān)系。【解答】解：A、機(jī)械效率和功率兩者沒有因果關(guān)系，如滑輪組的機(jī)械效率可到80%，起重機(jī)的效率只有40%左右，但是起重機(jī)的功率卻比滑輪組大的多。所以，機(jī)械效率高，功率不一定大，做功不一定快。故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)W＝Pt可知，做功的多少與時(shí)間和功率有關(guān)，只要時(shí)間長(zhǎng)功率大，做功就多，與機(jī)械效率無(wú)關(guān)。故B錯(cuò)誤；C、做功快的機(jī)械，說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)完成的功多，所以功率一定大。故C正確；D、根據(jù)W＝Pt可知，做功的多少與時(shí)間和功率有關(guān)，若只是功率大，但時(shí)間短做功也不一定多。故D錯(cuò)誤。故選：C。2．（多選）在以“功、功率、機(jī)械效率”為主題的辯論賽中，甲隊(duì)和乙隊(duì)提出了許多觀點(diǎn)，歸納如下表。下面選項(xiàng)均為正確觀點(diǎn)的是（）甲隊(duì)乙隊(duì)觀點(diǎn)1.做功越多，功率越大2.使用機(jī)械能夠省力，但不能省功3.機(jī)械效率越高，做功越快4.機(jī)械效率不會(huì)比1大5.做功越快，功率越大6.使用機(jī)械可以省力，也可以省功7.機(jī)械效率大小與功率無(wú)關(guān)8.額外功一定時(shí)，有用功越多，機(jī)械效率越高A．1、3、7 B．2、4、8 C．2、5、7 D．4、6、8【答案】BC【分析】（1）根據(jù)功率和功的定義分析比較1、5的對(duì)錯(cuò)；（2）根據(jù)功的原理分析2、4的對(duì)錯(cuò)；（3）根據(jù)機(jī)械效率和功率的定義分析3、7的對(duì)錯(cuò)；（4）總功等于有用功加額外功，根據(jù)機(jī)械效率的定義分析4、8的對(duì)錯(cuò)?！窘獯稹拷猓海?）功率是表示做功快慢的物理量，和做功多少?zèng)]有關(guān)系，故1錯(cuò)誤5正確；（2）使用任何機(jī)械都不省功，故2正確6錯(cuò)誤；（3）機(jī)械效率是有用功于總功的比值，功率是表示做功快慢的物理量，兩者沒有關(guān)系，故3錯(cuò)誤7正確；（4）使用任何機(jī)械時(shí)，機(jī)械效率都不會(huì)大于1，故4正確；額外功一定時(shí)，有用功越多，總功就越大，有用功和總功的比值就越大，機(jī)械效率就越大，故8正確。故選：BC。【題型2機(jī)械效率的大小比較】 3．如圖所示，某商場(chǎng)要把同一種貨物搬運(yùn)到同一輛汽車上，可采用甲、乙兩種不同的方式，下列說(shuō)法中正確的（）A．甲圖所用方法克服貨物重力做功多 B．甲圖所用方法比乙圖所用方法機(jī)械效率高 C．甲圖中，所搭斜面越長(zhǎng)機(jī)械效率越高 D．甲圖中，所搭斜面越長(zhǎng)越省力【答案】D【分析】功的大小決定于力和距離的大小W＝Gh；使用簡(jiǎn)單機(jī)械可省力；在有用功相同時(shí)，機(jī)械效率的大小取決于額外功的多少。用斜面的好處是可以省力，在斜面高一定時(shí)，斜面越長(zhǎng)越省力。【解答】解：A．將同一貨物搬運(yùn)到同一輛汽車上時(shí)，根據(jù)W＝Gh可知，兩種方法克服貨物重力做的功相同，故A錯(cuò)誤；BC．甲圖的斜面就是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，與不使用簡(jiǎn)單機(jī)械的乙圖相比，多了克服摩擦做的額外功，所以甲圖的機(jī)械效率是更低的；如果斜面越長(zhǎng)，克服摩擦做的額外功就越多，機(jī)械效率越低，故BC錯(cuò)誤；D．使用斜面的好處是可以省力，在斜面高一定時(shí)，斜面越長(zhǎng)越省力，故D正確。故選：D。4．房屋裝修時(shí)，需要把重300N的沙子運(yùn)上三樓，工人師傅可以按照甲、乙、丙三種方式搬運(yùn)，已知人的重力為400N，桶重20N，口袋重5N，動(dòng)滑輪重15N，繩子重力和摩擦均忽略不計(jì)，則三種方式機(jī)械效率的關(guān)系是（）A．η甲＞η乙＞η丙 B．η甲＝η乙＝η丙 C．η甲＜η乙＜η丙 D．η甲＜η丙＜η乙【答案】C【分析】直接將重300N的沙子從一樓運(yùn)上三樓，不計(jì)繩重和摩擦，三者的有用功相同，比較其額外功的大小即可比較其機(jī)械效率，據(jù)此解答。【解答】解：由題意可知，沙子的重力G＝300N，沙子被提升的高度h＝2×3m＝6m，甲、乙、丙三種方式搬運(yùn)沙子做的有用功：W有甲＝Gh＝300N×6m＝1800J，甲、直接用桶提著沙子上樓，其額外功為W額1＝（G人+G桶）h＝（400N+20N）×2×3m＝2520J；乙、額外功W額2＝（G桶+G動(dòng)）h＝（20N+10N）×2×3m＝180J；丙、額外功W額3＝（G袋+G動(dòng)）h＝（5N+15N）×2×3m＝120J；由η＝可知，W額越小，效率越高，則η甲＜η乙＜η丙。故選：C。【題型3機(jī)械效率的計(jì)算】 5．《天工開物》是我國(guó)古代的科學(xué)著作，書中記載著大量的古代農(nóng)業(yè)機(jī)械。其中描述了筒車這樣一種以水流作動(dòng)力，用來(lái)取水的機(jī)械，如圖所示。若接水槽離取水處高3m，水輪上有12個(gè)取水筒，一個(gè)取水筒每次可取水5kg，筒車旋轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間為60s。水流沖擊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為筒車轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能和提水的重力勢(shì)能。若水流沖擊筒車的功率為50W，求筒車旋轉(zhuǎn)一周取水的機(jī)械效率是60%?！敬鸢浮恐亓?shì)能；60?！痉治觥浚?）動(dòng)能的大小與質(zhì)量、速度有關(guān)，重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量、高度有關(guān)，機(jī)械能為動(dòng)能和勢(shì)能的和；（2）12個(gè)取水桶，每個(gè)一次取水4kg，據(jù)此可求出該筒車旋轉(zhuǎn)一周提升的水的質(zhì)量，根據(jù)W＝Gh求出該筒車旋轉(zhuǎn)一周對(duì)進(jìn)入接水槽的水所做的功；根據(jù)W＝Pt求出水流所做的功，然后根據(jù)機(jī)械效率的定義求出機(jī)械效率的大小。【解答】解：水流沖擊的機(jī)械能，使水的高度增大，重力勢(shì)能增大，即水流沖擊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為筒車轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能和提水的重力勢(shì)能。水流沖擊筒車的功率為50W，水流所做的功為W＝Pt＝50W×60s＝3000J，該筒車旋轉(zhuǎn)一周提升水的質(zhì)量為m＝12×5kg＝60kg；對(duì)水所做的功W有＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×3m＝1800J，筒車旋轉(zhuǎn)一周取水的機(jī)械效率為η＝＝60%。故答案為：重力勢(shì)能；60。6．在更換家用轎車的輪胎時(shí)，剪式千斤頂是一種常用工具。圖甲是某型號(hào)剪式千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。使用時(shí)，將底部支撐臺(tái)置于水平地面，保持千斤頂豎直，將頂升置于汽車車身下，用手搖動(dòng)扳手使扳手繞O點(diǎn)不斷旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過絲桿水平拉動(dòng)右端鉸鏈，使支架向內(nèi)收縮，頂升升高，從而將汽車車身頂起。絲桿上刻有梯形扣，圖乙是梯形的實(shí)物圖。在頂起車身的過程中，絲桿上的梯形扣屬于斜面（寫出一種簡(jiǎn)單機(jī)械）。小華在一次給小汽車換胎工作中，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄把質(zhì)量為1.5t的小車的一后輪頂起20cm，若頂起小車后輪的力只需車重的三分之一，則這個(gè)過程中所做的有用功為1000J，小華做的總功是5000J，則此次工作千斤頂?shù)臋C(jī)械效率是20%。（g取10N/kg）【答案】斜面；1000；20%【分析】（1）斜面也是一種簡(jiǎn)單的機(jī)械，使用斜面時(shí)省力但費(fèi)距離；（2）根據(jù)G＝mg計(jì)算小車的重力，根據(jù)題意計(jì)算頂起小車后輪的力，根據(jù)W＝Fs計(jì)算有用功；根據(jù)η＝×100%計(jì)算機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓航z桿上的梯形扣是變形的斜面，可以達(dá)到省力的目的；小車的重力G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，頂起小車后輪的力F＝×1.5×104N＝5000N，有用功W有用＝Fs＝5000N×0.2m＝1000J；機(jī)械效率η＝×100%＝×100%＝20%。故答案為：斜面；1000；20%。7．建筑工地上，需要利用拖拉機(jī)和滑輪組（如圖所示）將一個(gè)質(zhì)量為1.2×103kg的物體，拉到長(zhǎng)100m，高60m的斜面頂端，測(cè)得拉動(dòng)一個(gè)物體沿斜面勻速上升時(shí)拖拉機(jī)對(duì)繩的水平拉力為4.8×103N．（不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦）（1）對(duì)物體做的有用功；（2）求裝置（滑輪組與斜面組合）的機(jī)械效率；（3）已知?jiǎng)踊喼?00N，求物體與斜面的摩擦力多大；（4）若拖拉機(jī)質(zhì)量為12t，最大輸出功率為48kW，受到水平地面的阻力為車重的0.01倍，則其在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大速度為多少？【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）根據(jù)W有＝Gh計(jì)算有用功；（2）由圖可知，滑輪組中有兩段繩子通過動(dòng)滑輪，即n＝2，根據(jù)η＝可計(jì)算組合機(jī)械的機(jī)械效率；（3）根據(jù)W總＝W有+W額和W額＝fL+G滑h計(jì)算物體所受摩擦力的大小；（4）根據(jù)P＝Fv計(jì)算拖拉機(jī)在水平地面上勻速拉動(dòng)物體過程中的最大速度?！窘獯稹拷猓海?）已知物體質(zhì)量和斜面高，對(duì)物體做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝1.2×103kg×10N/kg×60m＝7.2×105J；（2）由圖可知，滑輪組中有兩段繩子通過動(dòng)滑輪，即n＝2，將物體拉上斜面時(shí)，拖拉機(jī)通過距離s＝2L＝2×100m＝200m，拉力總功：W總＝F拉s＝4.8×103N×200m＝9.6×105J，所以拉動(dòng)物體時(shí)的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；（3）根據(jù)W總＝W有+W額可得額外功：W額＝W總﹣W有＝9.6×105J﹣7.2×105J＝2.4×105J，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，克服動(dòng)滑輪重和斜面摩擦所做的功是額外功，所以：W額＝fL+G滑h，所以物體所受摩擦力：f＝＝＝2.1×103N；（4）拖拉機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以：F牽＝f+F拉＝0.01G拖拉機(jī)+f＝0.01m拖拉機(jī)g+F拉＝0.01×12×103kg×10N/kg+4.8×103N＝6000N由P＝＝＝F牽v，拖拉機(jī)的最大輸出功率為48kW，拖拉機(jī)在水平地面上勻速拉動(dòng)物體過程中的最大速度：v＝＝＝8m/s。答：（1）對(duì)物體做的有用功為7.2×105J；（2）裝置（滑輪組與斜面組合）的機(jī)械效率為75%；（3）物體與斜面的摩擦力為2.1×103N；（4）拖拉機(jī)在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大速度為8m/s?！绢}型4實(shí)驗(yàn)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率】 8．用如圖所示的動(dòng)滑輪勻速提升鉤碼，測(cè)量動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，表中已填入某次實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量出的數(shù)據(jù)。下列說(shuō)法正確的是（）鉤碼重G/N提升高度h/m繩自由端拉力F/N繩自由端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η20.11.20.2A．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)在彈簧測(cè)力計(jì)保持靜止時(shí)讀數(shù) B．本次實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為60% C．該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率不會(huì)改變 D．若只增加鉤碼受到的重力，該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率會(huì)變大【答案】D【分析】實(shí)驗(yàn)過程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù)，靜止讀數(shù)時(shí)沒有考慮到摩擦對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響；利用η＝＝求得動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；若只增加鉤碼受到的重力，上升的高度相同，額外功不變，有用功增大，由η＝＝分析即可。【解答】解：A．實(shí)驗(yàn)時(shí)，在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)拉力不需要克服繩與輪之間的摩擦，所以測(cè)得的拉力偏小，故A錯(cuò)誤；B．本次實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為η＝＝＝≈83.3%，故B錯(cuò)誤；CD．若只增加鉤碼受到的重力，上升的高度相同，額外功不變，有用功增大，由η＝＝可知該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率會(huì)變大，故D正確，C錯(cuò)誤。故選：D。9．為了研究滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，小明同學(xué)提出兩個(gè)猜想。猜想一：機(jī)械效率是否與G物有關(guān)；猜想二：機(jī)械效率是否與G動(dòng)有關(guān)。為了驗(yàn)證猜想，小明先用如圖甲所示的裝置不斷改變G物，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，計(jì)算并繪出η與G物關(guān)系如圖乙（a）所示。然后換另一個(gè)不同質(zhì)量的動(dòng)滑輪，不斷改變G物，計(jì)算并繪出η與G物關(guān)系如圖乙（b）所示。根據(jù)圖象他（）A．只能驗(yàn)證猜想一 B．只能驗(yàn)證猜想二 C．兩個(gè)猜想都能驗(yàn)證 D．兩個(gè)猜想都不能驗(yàn)證【答案】C【分析】分析圖象中同一個(gè)滑輪組提升不同重物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率、不同動(dòng)滑輪提升相同重物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率，然后得出答案。【解答】解：由圖（a）或者圖（b）可知，當(dāng)甲圖中動(dòng)滑輪的重力一定時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率隨提升物體重力的增大而增大，故可以驗(yàn)證猜想一；在圖（a）和圖（b）中，提升物體的重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪的重力不同，滑輪組的機(jī)械效率不同，故可以驗(yàn)證猜想二。綜上可知，ABD選項(xiàng)錯(cuò)誤、C正確。故選：C。10．在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，用到的裝置如圖，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η120.11.20.3？220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%（1）第1次實(shí)驗(yàn)中，有用功為0.2J，總功為0.36J，求得的機(jī)械效率為55.6%（保留一位小數(shù)）。（2）比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：用同一滑輪組提升相同重物，滑輪組的機(jī)械效率與重物上升高度無(wú)關(guān)（“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。（3）通過比較1、3（填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機(jī)械效率越高。（4）下列操作中，不能提高滑輪組機(jī)械效率的是D。A.減輕動(dòng)滑輪重B.增加所提物體重C.機(jī)械加潤(rùn)滑油D.增加重物上升高度【答案】（1）0.2；0.36；55.6%；（2）無(wú)關(guān)；（3）1、3；高；（4）D。【分析】（1）根據(jù)W＝Gh求出有用功，根據(jù)W＝Fs求出總功，利用η＝求出第1次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率；（2）（3）影響滑輪組機(jī)械效率的大小的因素有多個(gè)，根據(jù)控制變量法分析；（4）根據(jù)影響滑輪組效率高低的因素分析答題。【解答】解：（1）第1次實(shí)驗(yàn)中，有用功是W有＝Gh1＝2N×0.1m＝0.2J；總功是W總＝Fs1＝1.2N×0.3m＝0.36J；滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝×100%≈55.6%；（2）通過比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，滑輪組和提升物體的重力相同，繩子段數(shù)相同，重物上升高度不同而機(jī)械效率相同，故得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與重物上升高度無(wú)關(guān)；（3）探究滑輪組的效率與物體重力的關(guān)系時(shí)，需要控制其他條件不變，改變物體的重力，故需要對(duì)比1、3兩次實(shí)驗(yàn)，故得出結(jié)論：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機(jī)械效率越高；A、減輕動(dòng)滑輪重力，在提升相同重物、提升相同高度時(shí)，減小額外功，而有用功不變，總功減小，有用功與總功的比值增大，提高了滑輪組的機(jī)械效率，故A不符合題意；B、由實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論可知，增大提升的物體重力，可以提高滑輪組的機(jī)械效率，故B不符合題意；C、機(jī)械加潤(rùn)滑油，在提升相同重物、提升相同高度時(shí)，減小額外功，而有用功不變，總功減小，有用功與總功的比值增大，提高了滑輪組的機(jī)械效率，故C不符合題意；D、滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝，可見滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的高度無(wú)關(guān)，所以，增加重物上升高度，不能提高滑輪組的機(jī)械效率，故D符合題意；故選D。故答案為：（1）0.2；0.36；55.6%；（2）無(wú)關(guān)；（3）1、3；高；（4）D。11．如圖1所示是瀟瀟同學(xué)探究滑輪組的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/cm彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/cm機(jī)械效率η/%11100.53066.722100.753088.932200.75（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，在第3次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離為60cm，滑輪組機(jī)械效率為88.9%；（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：滑輪組機(jī)械效率與提升物體的重力有關(guān)。（3）瀟瀟進(jìn)一步想利用實(shí)驗(yàn)器材探究一下杠桿的機(jī)械效率，她設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，在A點(diǎn)用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點(diǎn)用輕繩豎直懸掛一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿保持水平（如圖2所示）；②豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)緩慢勻速上升（保持O點(diǎn)位置不變），在此過程中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測(cè)出A、B兩點(diǎn)上升的高度為h1、h2。③則杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為η＝×100%。（用已知或測(cè)量的物理量符號(hào)表示）④若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）勻速；60；88.9%；（2）提升物體的重力；（3）①水平；③×100%；④變大。【分析】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，3次測(cè)量中，根據(jù)s＝nh求彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，根據(jù)η＝求滑輪組機(jī)械效率；（2）比較1與2、3找出相同的量和不同的量，分析得出滑輪組機(jī)械效率與變化量的關(guān)系；（3）①探究杠桿平衡條件時(shí)，杠桿要保持水平；③使用杠桿克服鉤碼的重力做功，有用功等于克服鉤碼重力做的功，總功等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力做的功，機(jī)械效率等于有用功和總功的比值；④分析力臂的變化得出結(jié)論。【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，拉力等于測(cè)力計(jì)示數(shù)；因繩子的有效段數(shù)為3，第3次測(cè)量中，彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離為60cm，滑輪組機(jī)械效率為：η＝＝×100%＝×100%≈88.9%；（2）由1與2、3比較知，：滑輪組機(jī)械效率與提升物體的重力有關(guān)；（3）①探究杠桿平衡條件時(shí)，杠桿要保持水平；③有用功為W有＝Gh1，總功W總＝Fh2，則機(jī)械效率的表達(dá)式η＝×100%＝×100%；④杠桿提升鉤碼時(shí)，對(duì)鉤碼做有用功，克服杠桿重做額外功，并且W有+W額＝W總；設(shè)杠桿重心升高的距離為h，則有：Gh1+G杠h＝Fh2，而G不變，h1不變，G杠不變，鉤碼從A點(diǎn)到C點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離h變小，所以Gh1+G杠h變小，所以Fh2也變??；由η＝可知，杠桿的機(jī)械效率變大。故答案為：（1）勻速；60；88.9%；（2）提升物體的重力；（3）①水平；③×100%；④變大。12．在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”的實(shí)驗(yàn)中，小明用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：序號(hào)動(dòng)滑輪重G動(dòng)/N物重G/N物體上升的高度h/m繩端受到的拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m滑輪組的機(jī)械效率η/%10.510.10.60.355.620.520.11.00.366.730.540.10.3（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖甲中畫出滑輪組的繞繩方法。（2）實(shí)驗(yàn)中，沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體緩緩上升，在測(cè)量繩端所受的拉力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)勻速上升（選填“保持靜止”或“勻速上升”）（3）第三次試驗(yàn)時(shí)，測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)繩端受到的拉力為1.8N，滑輪組的機(jī)械效率為74.1%（4）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知：①隨著物重的增大，額外功變大（選填“變小”、“不變”或“變大”），原因是摩擦力變大②要提高同一滑輪組機(jī)械效率，可以采取增加提起物體重力的措施?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）先根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，分析確定承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，然后再進(jìn)行繞繩；（2）在使用滑輪組時(shí)，滑輪組還要克服一些機(jī)械摩擦，所以要測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，需使物體上升進(jìn)行讀數(shù)；（3）由圖讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)（拉力大小）、承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，則s＝nh，利用η＝＝求滑輪組的機(jī)械效率；（4）①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，分別求出三次實(shí)驗(yàn)做的額外功得出結(jié)論；根據(jù)影響摩擦大小的因素分析；②使用同一滑輪組，為了提高機(jī)械效率，可從增大有用功或減小額外功考慮。【解答】解：（1）分析表中數(shù)據(jù)可知，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s是鉤碼上升高度h的3倍，說(shuō)明由三段繩子承擔(dān)物重，故滑輪組的繞線情況如下圖所示：（2）在緩慢提升物體時(shí)，還需克服機(jī)械摩擦做功，所以為了測(cè)量滑輪組提升物體時(shí)的機(jī)械效率，所以需在緩慢勻速提升時(shí)讀數(shù)；（3）圖中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，所以拉力F＝1.8N，第三次試驗(yàn)時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為：η＝＝＝×100%≈74.1%；（4）①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知：三次實(shí)驗(yàn)的額外功分別為：W額外1＝W總1﹣W有用1＝F1s1﹣G1h1＝0.6N×0.3m﹣1N×0.1m＝0.08J；W額外2＝W總2﹣W有用2＝F2s2﹣G2h2＝1.0N×0.3m﹣2N×0.1m＝0.1J；W額外3＝W總3﹣W有用3＝F3s3﹣G3h3＝1.8N×0.3m﹣4N×0.1m＝0.14J；由此可知隨著物重的增大，額外功變大；原因是隨著物重的增大，繩子與輪之間和輪與軸之間的摩擦變大；②由表中數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組提升的物體越重機(jī)械效率越高，要提高同一滑輪組機(jī)械效率，可以增大提升物體的重力。故答案為：（1）見上圖；（2）勻速上升；（3）1.8；74.1；（4）①變大；摩擦變大；增加提起物體重力?！绢}型5滑輪（組）的機(jī)械效率】 13．如圖甲所示的裝置，A是重10N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N和60N。質(zhì)量為50kg的小張同學(xué)將A提升到高處，施加的拉力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度v隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示。忽略繩重及摩擦（g＝10N/kg）。下列結(jié)論正確的是（）①動(dòng)滑輪的重力為9N；②1～2s內(nèi)拉力F做的功為4J；③1～2s內(nèi)拉力F的功率為4W；④此裝置提升重物的最大機(jī)械效率約為81.8%A．①④ B．①③ C．②③④ D．③【答案】C【分析】（1）由圖丙可知，在第2s內(nèi)A被勻速提升，由圖乙可知第2s內(nèi)拉力F大??；由圖知，n＝2，忽略繩重及摩擦，拉力F＝（GA+G動(dòng)），據(jù)此求動(dòng)滑輪重力；（2）由圖丙可知，1～2s內(nèi)，物體A做勻速運(yùn)動(dòng)，可得出物體A上升的距離，再根據(jù)自由端移動(dòng)的距離為物體上升高度的2倍求出繩子自由端移動(dòng)的距離，再由圖乙讀出拉力F的大小，并利用W＝Fs求出拉力做的功；（3）由圖丙可知，1～2s內(nèi)，物體A做勻速運(yùn)動(dòng)，并得出其速度大小，再根據(jù)自由端移動(dòng)速度等于A上升速度的2倍可知自由端的速度，最后利用P＝Fv求出第1～2s內(nèi)拉力F的功率；（4）忽略繩重及摩擦，C處繩子拉力FC＝（FB+G動(dòng)），據(jù)此判斷出B、C處的最大拉力，進(jìn)一步求出最大物重，而此裝置提升重物的機(jī)械效率隨提升物重的增大而增大，根據(jù)η＝＝＝＝求出此裝置提升重物的最大機(jī)械效率。【解答】解：①由圖丙可知，在1～2s內(nèi)，A被勻速提升，由圖乙可知拉力F＝10N，由圖知，n＝2，忽略繩重及摩擦，拉力F＝（GA+G動(dòng)），則動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)＝2F﹣GA＝2×10N﹣10N＝10N，故①錯(cuò)誤；②由圖丙可知，1～2s內(nèi)，物體A做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為vA＝0.2m/s，則物體A上升的距離為h＝0.2m，則自由端移動(dòng)的距離：s＝2h＝2×0.2m＝0.4m，由圖乙可知，1～2s內(nèi)拉力F＝10N，則1～2s內(nèi)拉力F做的功：W＝Fs＝10N×0.4m＝4J，故②正確；③由圖丙可知，1～2s內(nèi)，A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移動(dòng)速度v＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，1～2s內(nèi)拉力F的功率：P＝Fv＝10N×0.4m/s＝4W，故③正確；④忽略繩重及摩擦，C處繩子拉力FC＝（FB+G動(dòng)）＝（FB+10N），則當(dāng)C處最大拉力為60N時(shí)，B處拉力為110N；當(dāng)B處最大拉力為100N時(shí)，C處拉力為55N；所以要以B處最大拉力為準(zhǔn)，B處的拉力：FB＝GA+G貨物＝100N，此裝置最多能勻速運(yùn)載貨物的重力：G貨物＝FB﹣GA＝100N﹣10N＝90N；此裝置提升重物的機(jī)械效率隨提升物重的增大而增大，此裝置提升重物的最大機(jī)械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈81.8%，故④正確。故選：C。14．用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M，已知被提升的物體M重力為760N，M的體積為3×10﹣3m3，在物體M未露出水面的過程中，繩子自由端的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升了10m的高度，此過程中，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦力大?。╣取10N/kg）．下面分析中（）①動(dòng)滑輪的重力為40N②當(dāng)物體M沒有露出水面的過程中，該滑輪組提升貨物的機(jī)械效率為95%③此過程中，繩子自由端的拉力F大小為400N④當(dāng)物體M沒有露出水面時(shí)，動(dòng)滑輪下端掛鉤上繩子的拉力為730NA．只有①②正確 B．只有②③④正確 C．只有③④正確 D．只有①③正確【答案】C【分析】（1）利用v＝求物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)圖乙可知，此過程中繩子自由端拉力F做的總功是8000J，由圖知，滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重，拉力端移動(dòng)距離s＝2h，利用W＝Fs求拉力F；（2）當(dāng)物體M沒有露出水面時(shí)，物體排開水的體積等于物體的體積，利用阿基米德原理求受到的浮力，拉力F＝（G﹣F浮+G動(dòng)），據(jù)此求動(dòng)滑輪的重力；（3）當(dāng)物體M沒有露出水面時(shí)，動(dòng)滑輪下端掛鉤上繩子的拉力F拉＝G﹣F浮；（4）當(dāng)物體M沒有露出水面時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝。【解答】解：（1）由v＝得物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t＝＝＝20s，根據(jù)圖乙可知，此過程中繩子自由端拉力F做的總功是8000J，由圖甲可知，滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重，則拉力端移動(dòng)距離s＝2h＝2×10m＝20m，由W總＝Fs得拉力：F＝＝＝400N，故③正確；（2）當(dāng)物體M沒有露出水面時(shí)，物體受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3＝30N，不計(jì)繩重和摩擦力大小，繩子自由端的拉力F＝（G﹣F浮+G動(dòng)），則動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝2F﹣G+F?。?×400N﹣760N+30N＝70N，故①錯(cuò)誤；（3）當(dāng)物體M沒有露出水面時(shí)，動(dòng)滑輪下端掛鉤上繩子的拉力：F拉＝G﹣F?。?60N﹣30N＝730N，故④正確；（4）當(dāng)物體M沒有露出水面時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝91.25%，故②錯(cuò)誤。故選：C。15．如圖所示，拉力F為5N，物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)（B表面足夠長(zhǎng)）；物體B靜止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N。下列說(shuō)法正確的是（）A．物體A受到的摩擦力為10N B．拉力F的功率為1.5W C．滑輪組的機(jī)械效率為80% D．拉力F增大到12N時(shí)，物體B開始向左運(yùn)動(dòng)【答案】C【分析】（1）物體B靜止在地面上，處于平衡狀態(tài)；水平方向上物體B受到向右的彈簧拉力等于地面對(duì)它向左的摩擦力與物體A對(duì)它向左的摩擦力之和，據(jù)此求物體A對(duì)它向左的摩擦力，由于力的作用是相互的，可求物體A受到的摩擦力；（2）由圖知，水平使用滑輪組，n＝2，拉力端移動(dòng)速度等于物體移動(dòng)速度的2倍，利用P＝＝＝Fv求拉力做功的功率；（3）由圖知，水平使用滑輪組，拉力做的有用功W有用＝fs物，拉力端移動(dòng)距離s＝ns物，拉力做的總功W總＝Fs，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比；（4）若拉力F增大到12N時(shí)，A將做加速運(yùn)動(dòng)。而A對(duì)B的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，則A和B之間的摩擦力不變，所以物體B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變，即物體B仍然靜止?！窘獯稹拷猓篈、物體B靜止在地面上，處于平衡狀態(tài)；則水平方向上物體B受到向右的彈簧拉力等于地面對(duì)它向左的摩擦力與物體A對(duì)它向左的摩擦力之和，即fAB+4N＝12N，則fAB＝8N；由于力的作用是相互的，物體A受到的摩擦力為f＝fAB＝8N，故A錯(cuò)誤；B、由圖知，水平使用滑輪組，n＝2，拉力端移動(dòng)速度：v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，則拉力做功的功率：P＝＝＝Fv＝5N×0.2m/s＝1W，故B錯(cuò)誤；C、由圖知，水平使用滑輪組，拉力做的有用功：W有用＝fs物，拉力端移動(dòng)距離：s＝ns物，拉力做的總功：W總＝Fs＝F×ns物＝nFs物，滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%，故C正確；D、若拉力F增大到12N時(shí)，A在運(yùn)動(dòng)過程中，A對(duì)B的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，則A和B之間的摩擦力不變，所以物體B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變，即物體B仍然靜止，不會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選：C。16．在2022年冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的場(chǎng)館中，工人采用如圖所示的裝置，滑輪組懸掛在水平支架上，工人站在水平地面，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，使物體A在5s內(nèi)勻速上升了1m。已知物體A重400N，該工人重500N，兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率為80%。關(guān)于該過程，下列說(shuō)法正確的是（）A．水平地面對(duì)人的支持力為300N B．動(dòng)滑輪重為50N C．人對(duì)繩子拉力的功率為100W D．支架受到滑輪組的拉力為950N【答案】C【分析】（1）根據(jù)圖示滑輪組可知繩子的有效股數(shù)，根據(jù)η＝＝＝＝表示出滑輪組的機(jī)械效率，即可求出繩子自由端受到的豎直向下的拉力，即工人受到的拉力，進(jìn)一步求出水平地面對(duì)工人的支持力；（2）不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，根據(jù)F＝（G+G動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力；（3）根據(jù)s＝nh求出繩子自由端移動(dòng)的距離，根據(jù)W＝Fs求出拉力做的功，再利用P＝求出繩子自由端拉力的功率；（4）根據(jù)兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等可知定滑輪的重力，支架受到滑輪組的拉力等于3股繩子的拉力加上定滑輪的重力?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，則滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝＝＝＝80%，解得：F＝250N，由于人受到豎直向上的支持力、豎直向下的重力以及豎直向上的拉力，則地面對(duì)工人的支持力：F支持＝G人﹣F＝500N﹣250N＝250N，故A錯(cuò)誤；B、不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，由F＝（G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝2F﹣G＝2×250N﹣400N＝100N，故B錯(cuò)誤；C、繩子自由端移動(dòng)的距離：s＝2h＝2×1m＝2m，拉力做的功：W總＝Fs＝250N×2m＝500J，繩子自由端拉力的功率：P＝＝＝100W，故C正確；D、由兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等可知，定滑輪的重力G定＝G動(dòng)＝100N，則支架受到滑輪組的拉力：F拉＝3F+G定＝3×250N+100N＝850N，故D錯(cuò)誤。故選：C。17．圖甲是《墨經(jīng)》中記載的古代提升重物的工具——“車梯”，圖乙是其等效圖。若利用此“車梯”使1000N的重物在10s內(nèi)沿直線勻速豎直上升2m，拉力為400N，則下列說(shuō)法正確的是（）A．繩端移動(dòng)的速度是1m/s B．所做額外功為1000J C．此過程的機(jī)械效率為62.5% D．若勻速提升重物的速度變快，則“車梯”的機(jī)械效率變高【答案】C【分析】（1）由圖可知n＝4，繩子自由端移動(dòng)的距離s＝nh，利用v＝求出繩端移動(dòng)的速度；（2）利用W有＝Gh求有用功，利用W總＝Fs求拉力做的總功，利用W總＝W有+W額求額外功；（3）利用η＝×100%求滑輪組的機(jī)械效率；（4）利用η＝＝＝＝求分析勻速提升重物的速度變快時(shí)“車梯”的機(jī)械效率的變化情況?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知n＝4，繩子自由端移動(dòng)的距離：s＝nh＝4×2m＝8m，繩端移動(dòng)的速度：v＝＝＝0.8m/s，故A錯(cuò)誤；B、拉力做的有用功：W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J，拉力做的總功：W總＝Fs＝400N×8m＝3200J，則所做的額外功：W額＝W總﹣W有＝3200J﹣2000J＝1200J，故B錯(cuò)誤；C、滑輪組的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝62.5%，故C正確；D、由η＝＝＝＝可知，“車梯”的機(jī)械效率與勻速提升重物的速度無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選：C。18．期末考試前，小明整理錯(cuò)題，梳理出幾個(gè)結(jié)論，分析正確的是（）A．一個(gè)物體受兩個(gè)力的作用，若這兩個(gè)力的三要素完全相同，它們一定是平衡力 B．動(dòng)滑輪省一半力，機(jī)械效率一定等于50% C．做功越少，功率越小，機(jī)械效率越小 D．功率越大，反映做功越快，與機(jī)械效率無(wú)關(guān)【答案】D【分析】（1）力的三要素指力的大小、力的方向和力的作用點(diǎn)；一對(duì)平衡力必須滿足四個(gè)條件：大小相等、方向相反、作用在一條直線上、作用在同一物體上；（2）使用動(dòng)滑輪能省力；根據(jù)機(jī)械效率η＝分析機(jī)械效率；（3）根據(jù)功、功率、機(jī)械效率的關(guān)系分析。功率是單位時(shí)間內(nèi)做的功的多少，是表示做功快慢的物理量；機(jī)械效率是有用功與總功的比值?！窘獯稹拷猓篈、由于這兩個(gè)力的三要素完全相同，即大小、方向、作用點(diǎn)都一樣，那么這兩個(gè)力作用在一個(gè)物體上時(shí)，不可能是平衡力，故A錯(cuò)誤；B、使用動(dòng)滑輪能省力；由于不能確定有用功和總功的大小，所以不能確定動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少，故B錯(cuò)誤；C、功率大小與做功多少和時(shí)間無(wú)關(guān)，做功少，功率不一定小，機(jī)械效率不一定小，故C錯(cuò)誤；D、功率越大，反映做功越快，與機(jī)械效率無(wú)關(guān)，故D正確。故選：D。19．如圖所示的組合機(jī)械，配重M的質(zhì)量為150kg，M用繩豎直系在杠桿AOB的B端。杠桿的支點(diǎn)為O點(diǎn)（固定不動(dòng)），OA：OB＝5：3。在杠桿的A端懸掛一滑輪組，定滑輪重30N，動(dòng)滑輪重40N。當(dāng)工人利用滑輪組提升重力為160N的物體N以0.2m/s的速度勻速上升時(shí)杠桿在水平位置平衡。杠桿與繩的重量、滑輪轉(zhuǎn)軸的摩擦均不計(jì)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．滑輪組的機(jī)械效率為80% B．工人施加拉力的功率為40W C．B點(diǎn)受到繩子拉力為650N D．配重M對(duì)水平地面的壓力為950N【答案】C【分析】（1）利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rη＝＝＝＝求滑輪組的機(jī)械效率；（2）由圖可知n＝2，繩子自由端移動(dòng)的速度v＝nv物，利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rF＝（G+G動(dòng)）求繩子自由端的拉力，利用P＝＝＝Fv求拉力做功的功率；（3）由圖可知，A點(diǎn)受到拉力大小等于定滑輪的重力加上3股繩子的拉力，根據(jù)杠桿平衡條件求出B點(diǎn)受到的拉力；（4）根據(jù)G＝mg求配重M的重力；配重M對(duì)水平地面的壓力大小等于物體M的重力減去繩子的拉力。【解答】解：A、因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，所以滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%，故A正確；B、由圖可知n＝2，繩子自由端移動(dòng)的速度：v＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，所以繩子自由端的拉力：F＝（G+G動(dòng)）＝×（160N+40N）＝100N，則工人施加拉力的功率：P＝＝＝Fv＝100N×0.4m/s＝40W，故B正確；C、由圖可知，A點(diǎn)受到拉力：FA＝G定+3F＝30N+3×100N＝330N，由杠桿的平衡條件可得：FB×OB＝FA×OA，解得：FB＝×FA＝×330N＝550N，故C錯(cuò)誤；D、配重M的重力：GM＝mMg＝150kg×10N/kg＝1500N，配重M對(duì)水平地面的壓力：F壓＝GM﹣FB＝1500N﹣550N＝950N，故D正確。故選：C。20．（多選）用如圖所示的裝置勻速提升浸沒在容器底部的正方體物塊A，物塊A的質(zhì)量為5kg，棱長(zhǎng)為10cm，水的深度為60cm。物塊A露出水面前滑輪組的機(jī)械效率為80%，在水中上升的時(shí)間為5s。物塊A與容器底部未緊密接觸，水對(duì)物塊A的阻力、繩子的重力、繩子與滑輪間摩擦都忽略不計(jì)：ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。下列分析正確的是（）A．物塊A的重力為50N B．物塊A上升的速度為0.12m/s C．物塊A露出水面前，拉力所做的有用功為20J D．物塊A完全露出水面后，滑輪組的機(jī)械效率約為83.3%【答案】ACD【分析】（1）根據(jù)G＝mg求物塊A的重力；（2）根據(jù)圖可知物塊A在水中上升距離，根據(jù)速度公式求出物塊A上升的速度；（3）根據(jù)體積公式求出物塊A的體積，物塊A浸沒時(shí)排開液體的體積等于物塊A的體積，根據(jù)阿基米德原理求出物塊A受到的浮力，根據(jù)力的平衡條件求出物塊A受到的拉力，根據(jù)W＝F拉h(huán)求出物塊A露出水面前，拉力所做的有用功；（4）利用水對(duì)物塊A的阻力、繩子的重力、繩子與滑輪間摩擦都忽略不計(jì)時(shí)η＝＝＝＝求動(dòng)滑輪的重力，再利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rη＝＝＝＝求物塊A完全露出水面后，滑輪組的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓篈、物塊A的重力：GA＝mAg＝5kg×10N/kg＝50N，故A正確；B、由圖可知，物塊A在水中上升距離：h＝60cm﹣10cm＝50cm＝0.5m，則物塊A上升的速度：v＝＝＝0.1m/s，故B錯(cuò)誤；C、物塊A的體積：VA＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，因?yàn)槲飰KA浸沒在水中，所以物塊A排開水的體積：V排＝VA＝1×10﹣3m3，物塊A受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N，由力的平衡條件可知，物塊A受到的拉力：F拉＝G﹣F?。?0N﹣10N＝40N，則物塊A露出水面前，拉力所做的有用功：W有＝F拉h(huán)＝40N×0.5m＝20J，故C正確；D、由水對(duì)物塊A的阻力、繩子的重力、繩子與滑輪間摩擦都忽略不計(jì)時(shí)η＝＝＝＝可知，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝＝×40N＝10N，因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，所以物塊A完全露出水面后，滑輪組的機(jī)械效率：η'＝＝＝＝＝×100%≈83.3%，故D正確。故選：ACD。21．（多選）工人利用如圖甲所示的滑輪組從一口枯井中提起質(zhì)量為6kg的物體，他用圖乙所示隨時(shí)間變化的水平向右的拉力F拉繩，重物的速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖丙所示，不計(jì)繩重和摩擦（g取10N/kg）。以下說(shuō)法正確的是（）A．在0﹣1s內(nèi)，拉力F做的功為75J B．動(dòng)滑輪的重力20N C．在2﹣3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率62.5% D．在2﹣3s內(nèi)，拉力F做功的功率為200W【答案】BD【分析】（1）由圖丙分析出物體在0﹣1s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，結(jié)合做功的兩個(gè)必要因素分析此時(shí)拉力F做的功；（2）根據(jù)滑輪組裝置確定繩子股數(shù)，利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rF＝（G+G動(dòng)）求動(dòng)滑輪的重力；（3）根據(jù)η＝＝＝＝求出該滑輪組的機(jī)械效率；（4）由圖丙找出物體在2﹣3s內(nèi)的速度，根據(jù)v繩＝nv物求出繩子自由端的速度，利用P＝＝＝Fv求出拉力F做功的功率。【解答】解：A、由圖丙可知，在0﹣1s內(nèi)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，沒有移動(dòng)距離，所以此時(shí)拉力F沒有做功，即做功為0J，故A錯(cuò)誤；B、物體重力為：G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N；由圖可知，n＝2，由圖丙可知，在2﹣3s內(nèi)，物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，F(xiàn)＝40N；因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，根據(jù)F＝（G+G動(dòng)）可知，動(dòng)滑輪的重力為：G動(dòng)＝nF﹣G＝2×40N﹣60N＝20N，故B正確；C、在2﹣3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率為：η＝＝＝＝＝×100%＝75%，故C錯(cuò)誤；D、由圖丙可知，在2﹣3s內(nèi)物體勻速上升，物體升高的速度為2.5m/s，繩子自由端的速度為v繩＝nv物＝2×2.5m/s＝5m/s，則拉力F做功的功率為：P＝＝＝Fv繩＝40N×5m/s＝200W，故D正確。故選：BD。22．（多選）用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M，已知被提升的物體M質(zhì)量為76kg，體積為3×10﹣3m3，在物體未露出水面的過程中，物體以0.5m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)了20s，此過程中，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦力大小，不計(jì)水的阻力大小，下列說(shuō)法中不正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.5m/s B．拉力F的功率為400W C．動(dòng)滑輪的重力為70N D．滑輪組的機(jī)械效率為95%【答案】AD【分析】（1）由圖可知n＝2，繩子自由端移動(dòng)的速度v＝nv物；（2）根據(jù)圖乙利用P＝求拉力做功的功率；（3）根據(jù)G＝mg求物體的重力，利用P＝＝＝Fv求繩子自由端拉力，物體浸沒在液體中時(shí)排開液體的體積等于物體的體積，根據(jù)F?。溅岩篻V排求物體受到的浮力，根據(jù)力的平衡條件求出物體受到的拉力，利用不計(jì)繩重和摩擦力大小，不計(jì)水的阻力大小時(shí)F＝（F拉+G動(dòng)）求動(dòng)滑輪的重力；（4）利用η＝＝＝＝求物體未露出水面的過程中，滑輪組的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知n＝2，繩子自由端移動(dòng)的速度：v＝nv物＝2×0.5m/s＝1m/s，故A錯(cuò)誤；B、由圖乙可知，當(dāng)拉力F做的功為8000J時(shí)，所需時(shí)間為20s，則拉力做功的功率：拉力做功的功率：P＝＝＝400W，故B正確；C、物體的重力：G＝mg＝76kg×10N/kg＝760N，由P＝＝＝Fv可知，繩子自由端拉力：F＝＝＝400N，物體未露出水面時(shí)排開液體的體積：V排＝V＝3×10﹣3m3，此時(shí)物體受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3＝30N，由力的平衡條件可知，物體受到的拉力：F拉＝G﹣F?。?60N﹣30N＝730N，由不計(jì)繩重和摩擦力大小，不計(jì)水的阻力大小時(shí)F＝（F拉+G動(dòng)）可知，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝nF﹣F拉＝2×400N﹣730N＝70N，故C正確；D、物體未露出水面的過程中，滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝91.25%，故D錯(cuò)誤。故選：AD。23．（多選）如圖是漁船使用的拖網(wǎng)滑輪組，拉動(dòng)自由端可將裝有魚貨的漁網(wǎng)拉上船板。用400N的拉力F將繩子自由端勻速直線拉動(dòng)3m，用時(shí)5s，滑輪組的效率為80%。下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力F做功1200J B．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.6m/s C．拉動(dòng)漁網(wǎng)的有用功功率為240W D．漁網(wǎng)中魚貨越重，拖拽時(shí)滑輪組的機(jī)械效率越低【答案】AB【分析】（1）利用W總＝Fs求拉力做的總功；（2）根據(jù)v＝求出繩子自由端移動(dòng)的速度；（3）利用η＝×100%求有用功，利用P＝求有用功功率；（4）根據(jù)W有＝F拉s物分析有用功的變化，根據(jù)η＝＝＝分析機(jī)械效率的變化?！窘獯稹拷猓篈、拉力做的總功：W總＝Fs＝400N×3m＝1200J，故A正確；B、繩子自由端移動(dòng)的速度：v＝＝＝0.6m/s，故B正確；C、由η＝×100%可知，有用功：W有＝ηW總＝80%×1200J＝960J，有用功的功率：P＝＝＝192W，故C錯(cuò)誤；D、漁網(wǎng)中魚貨越重，拉漁網(wǎng)的力越大，漁網(wǎng)移動(dòng)的距離一定時(shí)，由W有＝F拉s物可知，有用功W有越大，額外功W額外幾乎不變；由η＝＝＝可知，有用功W有越大，額外功W額外幾乎不變時(shí)，機(jī)械效率越大，故D錯(cuò)誤。故選：AB。24．如圖所示，動(dòng)滑輪重20N，工人用200N的拉力將重為360N的建筑材料勻速提升5m，用時(shí)20s，則此過程中做的額外功是200J，拉力的功率是100W，滑輪組的機(jī)械效率是90%?！敬鸢浮?00；100；90%?！痉治觥恐牢镏睾吞嵘母叨?，根據(jù)W＝Gh求出所做的有用功，由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s＝nh求出繩端移動(dòng)的距離，利用W＝Fs求出拉力做的總功，總功減去有用功即為額外功；根據(jù)P＝求出拉力的功率，機(jī)械效率等于有用功與總功之比?！窘獯稹拷猓禾嵘匚飼r(shí)所做的有用功：W有＝Gh＝360N×5m＝1800J，由圖可知，n＝2，則繩端移動(dòng)的距離：s＝2h＝2×5m＝10m，拉力所做的總功：W總＝Fs＝200N×10m＝2000J，額外功：W額外＝W總﹣W有用＝2000J﹣1800J＝200J，拉力的功率：P＝＝＝100W，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝90%。故答案為：200；100；90%。25．如圖所示，重力為12N的物體在4N拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿斜面勻速上升。當(dāng)物體沿斜面前進(jìn)1.2m的距離時(shí)，恰好升高0.6m（忽略繩重和動(dòng)滑輪自重），該裝置的機(jī)械效率為75%?！敬鸢浮?5%?！痉治觥坷K子自由端移動(dòng)的距離s＝ns物，利用W有＝Gh求有用功，利用W總＝Fs求拉力做的總功，利用η＝×100%求滑輪組的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓豪K子自由端移動(dòng)的距離：s＝ns物＝2×1.2m＝2.4m，有用功：W有＝Gh＝12N×0.6m＝7.2J，拉力做的總功：W總＝Fs＝4N×2.4m＝9.6J，該裝置的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝75%。故答案為：75%。26．如圖所示，在科普節(jié)目《加油，向未來(lái)》中，有一項(xiàng)對(duì)抗性實(shí)驗(yàn)。甲、乙兩人站在平衡板上，滑輪組將平衡板提升至一定高度后，兩人在平衡板上挪動(dòng)，并保持平衡板平衡。若甲的質(zhì)量為55kg，乙的質(zhì)量為45kg，平衡板質(zhì)量為900kg且質(zhì)量分布均勻、重心在點(diǎn)O。請(qǐng)回答：（1）當(dāng)平衡板放在水平地面上時(shí)，甲雙腳站在平衡板上，當(dāng)他抬起一只腳，甲對(duì)平衡板的壓強(qiáng)變大，壓力不變（均選填“變大”“變小”或“不變”）。（2）當(dāng)甲、乙兩人豎直站立在圖中A、B位置時(shí)，滑輪組將平衡板勻速提升至離地面5m的高度處，提升過程中平衡板始終保持水平平衡，在此過程中，甲所受到的重力不變（選填“變大”“變小”或“不變”），A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離小于B點(diǎn)到O點(diǎn)的距離（選填“＞”“＜”或“＝”），滑輪組的機(jī)械效率不變（選填“變大”“變小”或“不變”）。（3）當(dāng)甲、乙兩人豎直站立在圖中A、B位置時(shí)，平衡板在空中處于水平平衡。甲、乙兩人從圖中位置同時(shí)向平衡板左、右兩側(cè)沿同一直線向相反方向緩慢挪動(dòng)至C、D豎直站立時(shí)，平衡板也恰好處于水平平衡，則兩人挪動(dòng)的距離AC小于BD（選填“＞”“＜”或“＝”）。【答案】（1）變大；不變；（2）不變；小于；不變；（3）小于?！痉治觥浚?）放在水平面上的物體對(duì)水平面的壓力大小等于物體的重力，據(jù)此分析甲對(duì)平衡板壓力以及平衡板對(duì)地面壓力的變化，由p＝分析壓強(qiáng)的變化；（2）重力是物體由于地球吸引受到的力，據(jù)此可知甲的重力的變化情況；將平衡板看成一個(gè)杠桿，根據(jù)杠桿的平衡條件分析平衡板水平平衡時(shí)，AO和BO的大??；根據(jù)η＝＝＝分析勻速提升過程中機(jī)械效率如何變化；（3）兩人從圖中位置同時(shí)向平衡板左、右兩側(cè)沿同一直線向相反方向至C、D豎直站立時(shí)，平衡板平衡，兩人對(duì)杠桿兩側(cè)增加的力與力臂的乘積相等，據(jù)此分析判斷?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)平衡板放在水平地面上時(shí)，甲雙腳站在平衡板上，甲對(duì)平衡板壓力大小等于甲的重力，當(dāng)他抬起一只腳時(shí)，壓力仍等于甲的重力，即對(duì)平衡板壓力不變；抬起一只腳時(shí)，受力面積變小，由p＝可知，甲對(duì)平衡板的壓強(qiáng)變大；（2）甲所受到的重力是由于地球吸引受到的力，所以提升過程中，甲所受到的重力不變；由題知，m甲＞m乙，提升過程中平衡板始終保持水平平衡，將平衡板看成一個(gè)杠桿，O為支點(diǎn)，由杠桿的平衡條件有：G甲×OA＝G乙×OB，即：m甲g×OA＝m乙g×OB，所以O(shè)A＜OB；滑輪組將平衡板勻速提升G、n、F不變，由η＝＝＝知，滑輪組的機(jī)械效率不變；（3）甲、乙兩人從圖中位置同時(shí)向平衡板左、右兩側(cè)沿同一直線向相反方向緩慢挪動(dòng)至C、D豎直站立時(shí)，兩邊的力臂增大，平衡板恰好處于水平平衡，兩邊的力臂增大，甲、乙兩人對(duì)杠桿兩側(cè)增加的力與力臂的乘積相等，即m甲g×AC＝m乙g×BD，則AC＜BD。故答案為：（1）變大；不變；（2）不變；小于；不變；（3）小于。27．機(jī)械在生活中有著廣泛的應(yīng)用。如圖甲是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖，鍘刀實(shí)質(zhì)上是一種省力（選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿；在建筑工地用如圖乙所示的裝置提石板，已知托盤重200N，容量足夠大，每塊石板重100N，繩能承受的最大拉力為800N，滑輪的摩擦和繩重忽略不計(jì)。當(dāng)體重為700N的工人站在地面上用此裝置將10塊石板勻速提升2m時(shí)，此裝置的機(jī)械效率為80%，則此裝置的動(dòng)滑輪重為50N；該工人用此裝置提升石板的機(jī)械效率最高可達(dá)到81.5%。（保留至0.1%）【答案】省力；50；81.5%【分析】（1）比較動(dòng)力臂與阻力臂的大小，來(lái)判斷是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿；（2）由圖乙知繩子的有效段數(shù)n＝2，重物被提升h，則拉力端移動(dòng)的距離s＝2h，先求出10塊石板的重，知道提升的高度，利用W＝Gh求拉力做的有用功；知道滑輪組的機(jī)械效率，利用機(jī)械效率的公式求出拉力做的總功；而總功等于有用功加上額外功，可以求出額外功；不計(jì)滑輪的摩擦和繩重，使用滑輪組做的額外功等于提升動(dòng)滑輪和托板做的功，即W額＝（G動(dòng)+G托盤）h，據(jù)此求出動(dòng)滑輪重；當(dāng)工人站在地面上用此裝置提升這些磚的過程中，使用最大拉力等于工人自重（否則人會(huì)被提起）；利用F＝（G動(dòng)+G托盤+G石板）求出最大石板重，再利用η＝×100%求此時(shí)的機(jī)械效率，即最高機(jī)械效率。【解答】解：（1）鍘刀在使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，實(shí)質(zhì)上是一種省力杠桿；（2）由圖乙知繩子的有效段數(shù)n＝2，若石板被提升h，則拉力端移動(dòng)的距離s＝2h，當(dāng)工人勻速提升10塊石板時(shí)，拉力做的有用功：W有用＝G石板×h＝100N×10×h＝1000N×2m＝2000J，由η＝得拉力做的總功：W總＝＝2500J，由W總＝W有用+W額得拉力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J，不計(jì)滑輪的摩擦和繩重，使用滑輪組做的額外功：W額＝（G動(dòng)+G托盤）h＝（G動(dòng)+200N）×2m＝500J，解得動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)＝50N；由題知，人使用的最大拉力：F最大＝G人＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，不計(jì)滑輪的摩擦和繩重，最大拉力F最大＝（G動(dòng)+G托盤+G石板）＝（50N+200N+G石板）＝700N，解得能提升的最大石板重：G石板＝1150N，因?yàn)槊繅K石板為100N，所以最多能提升石板的數(shù)量為11塊，實(shí)際能提升的最大石板重：G磚′＝1100N，此時(shí)拉力F最大′＝（G動(dòng)+G托盤+G石板′）＝（50N+200N+1100N）＝675N，因?yàn)榛喗M的機(jī)械效率：η＝×100%，所以最高機(jī)械效率：η′＝＝×100%≈81.5%。故答案為：省力；50；81.5%。28．如圖1所示，某打撈船打撈水中重物，A是重為600N的動(dòng)滑輪，B是定滑輪，C是卷?yè)P(yáng)機(jī)，卷?xiàng)顧C(jī)拉動(dòng)鋼絲繩通過滑輪組AB豎直提升水中的重物，如圖2所示，體積為0.3m3的重物浸沒在水中，此時(shí)鋼絲繩的拉力F的大小為1.0×103N，摩擦、鋼絲繩重、重物表面沾水的質(zhì)量及水對(duì)重物的阻力均忽略不計(jì)，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。問：（1）重物浸沒在水中時(shí)受到3個(gè)力，其中浮力大小為3×103N，重力大小為5.4×103N；（2）當(dāng)重物逐漸露出水面的過程中，重物浸入水中的體積不斷減小，打撈船浸入水中的體積不斷變大；重物全部露出水面和浸沒時(shí)相比，打撈船浸入水中的體積變化了0.3m3；（3）重物全部露出水面后勻速上升了1m，鋼絲繩末端移動(dòng)了3m。此過程中滑輪組的機(jī)械效率是90%?！敬鸢浮浚?）3×103；5.4×103；（2）大；0.3；（3）3；90%?！痉治觥浚?）由圖2可知：重物浸沒在水中時(shí)受到重力、浮力和動(dòng)滑輪對(duì)重物的拉力作用，根據(jù)F浮＝ρ水gV排求出浮力，由于繩子的股數(shù)n＝3，摩擦、鋼絲繩重、重物表面沾水的質(zhì)量及水對(duì)重物的阻力均忽略不計(jì)，根據(jù)F＝（G+G動(dòng)）求出動(dòng)滑輪對(duì)重物的拉力，然后根據(jù)重物受力平衡求出重物的重力；（2）打撈船和重物為一個(gè)整體，它們處于漂浮狀態(tài)，總重力不變，則浮力不變，排開水的總體積不變，據(jù)此可判斷重物浸入水中的體積不斷減小，打撈船浸入水中的體積的變化；由于排開水的總體積不變，所以重物全部露出水面和浸沒時(shí)相比，打撈船浸入水中的體積變化為重物的體積；（3）由圖2可知：繩子的股數(shù)n＝3，根據(jù)s＝nh求出鋼絲繩末端移動(dòng)的距離；由于摩擦、鋼絲繩重、重物表面沾水的質(zhì)量及水對(duì)重物的阻力均忽略不計(jì)，則根據(jù)η＝＝＝＝即可求出滑輪組的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓海?）圖2中重物浸沒在水中時(shí)受到重力、浮力和拉力的作用，則V排＝V物＝0.3m3，受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.3m3＝3×103N，由于繩子的股數(shù)n＝3，摩擦、鋼絲繩重、重物表面沾水的質(zhì)量及水對(duì)重物的阻力均忽略不計(jì)，根據(jù)F＝（G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪對(duì)重物的拉力：F拉＝nF﹣G動(dòng)＝3×1.0×103N﹣600N＝2.4×103N，由于重物受力平衡，所以，重物的重力：G＝F拉+F浮＝2.4×103N+3×103N＝5.4×103N；（2）打撈船和重物為一個(gè)整體，由于打撈船和重物一直處于漂浮狀態(tài)，根據(jù)漂浮條件可知：打撈船和重物受到的浮力與打撈船和重物的總重力相等，由于打撈船和重物的總重力不變，所以，打撈船和重物受到的浮力不變；根據(jù)F?。溅阉甮V排可知排開水的總體積不變，所以，當(dāng)重物逐漸露出水面的過程中，重物浸入水中的體積不斷減小，打撈船浸入水中的體積不斷變大；由于排開水的總體積不變，所以重物全部露出水面和浸沒時(shí)相比，打撈船浸入水中的體積變化量：ΔV浸＝V物＝0.3m3；（3）重物全部露出水面后，鋼絲繩末端移動(dòng)的距離s＝nh′＝3×1m＝3m；由于摩擦、鋼絲繩重、重物表面沾水的質(zhì)量及水對(duì)重物的阻力均忽略不計(jì)，則根據(jù)η＝＝＝＝可得：滑輪組的機(jī)械效率η＝×100%＝×100%＝90%。故答案為：（1）3×103；5.4×103；（2）大；0.3；（3）3；90%。29．為了建設(shè)大美巨野，每到國(guó)慶節(jié)，園林工人都要在人民廣場(chǎng)上放置鮮花，為城市增添一抹亮麗的風(fēng)景。小明想到可以用自己所學(xué)知識(shí)組裝一個(gè)提升裝置來(lái)幫助園林工人，裝置如圖示：木棒放置在欄桿M、N上始終保持水平，與欄桿M接觸點(diǎn)為O；用沙袋將木棒B端壓在欄桿N上，在木棒A端吊裝滑輪組。OA：OB＝1：2，每個(gè)滑輪重24N。（木棒和繩的重力、滑輪與軸的摩擦均忽略不計(jì)）（1）若A點(diǎn)受到豎直向下的拉力為1000N，為了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放個(gè)多重的沙袋？（2）若某次工人利用滑輪組豎直向下拉繩子，將重為376N的花架勻速提升5m，用時(shí)10s，求：①滑輪組的機(jī)械效率；②人對(duì)繩拉力的功率。【答案】（1）若A點(diǎn)受到豎直向下的拉力為1000N，為了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放個(gè)500N的沙袋；（2）①滑輪組的機(jī)械效率是94%；②人對(duì)繩拉力的功率200W?！痉治觥浚?）根據(jù)杠桿平衡條件求出B點(diǎn)所需的壓力；（2）①利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rη＝＝＝＝求滑輪組的機(jī)械效率；②由圖可知n＝2，利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rF＝（G+G動(dòng)）求繩子自由端的拉力，然后利用P＝＝＝計(jì)算人對(duì)繩拉力的功率。【解答】解：（1）由圖可知，O為杠桿AB的支點(diǎn)，由杠桿平衡條件可得FA×OA＝FB×OB，解得：FB＝×FA＝×1000N＝500N，因?yàn)楦軛U始終保持水平，所以，B點(diǎn)的壓力大小等于沙袋的重力，則沙袋的重力G總＝FB＝500N；（2）①因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，所以滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝94%；②由圖可知繩子承重段數(shù)n＝2，因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，所以，繩子自由端的拉力：F＝（G+G動(dòng)）＝×（376N+24N）＝200N；人對(duì)繩拉力的功率是：P＝＝＝＝＝200W。答：（1）若A點(diǎn)受到豎直向下的拉力為1000N，為了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放個(gè)500N的沙袋；（2）①滑輪組的機(jī)械效率是94%；②人對(duì)繩拉力的功率200W。30．甲、乙、丙三人用如圖所示裝置打撈水中重物。端點(diǎn)為A、B的木棒中點(diǎn)為C，端點(diǎn)為D、H的木棒中點(diǎn)為E；兩根木棒質(zhì)地均勻，均為圓柱體，重力均為150N；重物的體積為0.01m3、重力為1200N；A、B、H是三人對(duì)木棒施力的作用點(diǎn)，C與D之間、E與重物之間均通過輕繩相連。打撈過程中兩根輕繩始終緊繃，三人用豎直向上的力使兩根木棒始終以相同的速度同步勻速提升重物，最終將重物打撈出水。（不計(jì)輕繩的質(zhì)量及水的阻力，g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）重物浸沒在水中時(shí)受到的浮力大小為多少？（2）重物浸沒在水中時(shí)，打撈過程中輕繩對(duì)D點(diǎn)的拉力大小為多少？（3）若重物浸沒在水中時(shí)，被提升的高度為1m，請(qǐng)計(jì)算整個(gè)裝置在此過程中的機(jī)械效率。【答案】（1）重物浸沒在水中時(shí)受到的浮力大小為100N；（2）重物浸沒在水中時(shí)，打撈過程中輕繩對(duì)D點(diǎn)的拉力大小為625N；（3）整個(gè)裝置在此過程中的機(jī)械效率為78.57%?！痉治觥浚?）根據(jù)阿基米德原理的變形公式F?。溅阉甮V排求出重物浸沒在水中時(shí)受到的浮力；（2）物體浸沒在水中時(shí)，受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和拉力，據(jù)此求出作用在E點(diǎn)下方繩子上的拉力，由于兩根木棒質(zhì)地均勻，因此重力的作用點(diǎn)在圓柱體的中點(diǎn)，再根據(jù)木棒中的E點(diǎn)受到豎直向下的拉力和木棒的重力可求出作用在木棒上E點(diǎn)的阻力；最后根據(jù)杠桿平衡條件求出打撈過程中輕繩對(duì)D點(diǎn)的拉力；（3）根據(jù)W有＝Fs求出E點(diǎn)下方繩子上拉力做的有用功，額外功是克服兩根木棒重力做的功，根據(jù)W額＝Gh求出額外功，再根據(jù)W總＝W有+W額求出總功，最后根據(jù)η＝×100%求出整個(gè)裝置在此過程中的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓海?）重物浸沒在水中時(shí)受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N；（2）物體浸沒在水中時(shí)，受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和拉力的作用處于平衡狀態(tài)，則作用在E點(diǎn)下方繩子上的拉力：FE＝G物﹣F浮＝1200N﹣100N＝1100N，作用在杠桿上E點(diǎn)的阻力：F阻力＝FE+G木棒＝1100N+150N＝1250N，以H點(diǎn)為支點(diǎn)，由杠桿平衡條件可知，F(xiàn)DLDH＝F阻力LEHD端繩子對(duì)杠桿的拉力：FD＝＝×1250N＝625N；（3）有用功：W有＝FEs＝1100N×1m＝1100J，額外功：W額＝2G木棒h＝2×150N×1m＝300J，總功：W總＝W有+W額＝1100J+300J＝1400J，整個(gè)裝置在此過程中的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝78.57%。答：（1）重物浸沒在水中時(shí)受到的浮力大小為100N；（2）重物浸沒在水中時(shí)，打撈過程中輕繩對(duì)D點(diǎn)的拉力大小為625N；（3）整個(gè)裝置在此過程中的機(jī)械效率為78.57%?！绢}型6杠桿的機(jī)械效率】 31．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離為0.3m，實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，則下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力對(duì)杠桿做的額外功為0.1J B．勻速豎直拉動(dòng)過程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)先變小后變大 C．若將鉤碼從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m，則機(jī)械效率降低 D．若將彈簧測(cè)力計(jì)從端點(diǎn)移到B點(diǎn)，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m，則機(jī)械效率不變【答案】D【分析】（1）先找出鉤碼G和彈簧測(cè)力計(jì)拉力F的力臂，根據(jù)相似三角形得出豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)兩者的力臂之比是否發(fā)生變化，根據(jù)杠桿的平衡條件得出等式，然后分析判斷彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化，根據(jù)W＝Fs求出拉力做的總功，根據(jù)W＝Gh求出拉力做的應(yīng)用，總功減去有用功即為拉力對(duì)杠桿做的額外功；（2）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，克服桿與O點(diǎn)的摩擦力做功減小，有用功不變，額外功減小，總功減小，機(jī)械效率增大?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，OC為鉤碼G的力臂，OD為彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂，由△OCA∽△ODE可得：＝，由杠桿的平衡條件可得：G×OC＝F×OD，則＝＝，由和G不變可知，F(xiàn)不變，即勻速豎直拉動(dòng)過程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；拉力做的總功：W總＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，拉力做的有用功：W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，拉力對(duì)杠桿做的額外功：W額＝W總﹣W有＝0.15J﹣0.1J＝0.05J，故A錯(cuò)誤；（2）若將鉤碼從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，用同樣的方式將鉤碼提升0.1m時(shí)，有用功不變，此時(shí)杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離變小，克服桿與O點(diǎn)的摩擦力做功變小，則額外功變小，由η＝×100%可知，機(jī)械效率升高，故C錯(cuò)誤、D正確。故選：D。32．花匠手握如圖所示的修枝剪刀把手的末端，便可以輕松地剪斷樹枝.這時(shí)修枝剪刀屬于省力（選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿，它的支點(diǎn)在B（選填“A”、“B”或“C”）點(diǎn).使用時(shí)，若在軸上加潤(rùn)滑油，則可以增大（選填“增大”或“減小”）杠桿的機(jī)械效率.【答案】省力；B；增大。【分析】（1）剪刀的本質(zhì)是杠桿，“把長(zhǎng)刃短”的剪刀是省力杠桿的結(jié)構(gòu)，利用省力杠桿節(jié)省力的特點(diǎn)來(lái)產(chǎn)生較大的力；（2）影響剪刀機(jī)械效率的因素在于刀片與軸之間的摩擦，加潤(rùn)滑油可以減小摩擦?！窘獯稹拷猓杭舻秾儆诟軛U，支點(diǎn)是B點(diǎn)，動(dòng)力作用在A點(diǎn)，阻力作用在C點(diǎn)，使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，因此是省力杠桿；使用時(shí)，若在軸上加潤(rùn)滑油，可以減小軸的摩擦，從而減小額外功，可以增大杠桿的機(jī)械效率。故答案為：省力；B；增大。33．如圖所示，壓下液壓千斤頂杠桿時(shí)，能把一個(gè)重物頂起來(lái)，假設(shè)大活塞剛好頂在重物的重心豎直線的位置上，若要在1min內(nèi)把1t的重物頂起3cm，則大活塞所做的功為300J；若整個(gè)裝置的機(jī)械效率為80%，使用時(shí)，人加在杠桿B端豎直向下的力F的平均功率為6.25W，若杠桿上OA：OB＝1：5，則加在杠桿B端的豎直向下的力F的力臂與小活塞對(duì)杠桿施加的近似認(rèn)為是豎直向上力的力臂之比為5：1。（取g＝10N/kg）【答案】300；6.25；5：1?！痉治觥浚?）根據(jù)公式W＝Gh可求大活塞做的功；（2）根據(jù)機(jī)械效率求出人做的功；再利用公式P＝求出人加在杠桿B端豎直向下的力F的功率；（3）據(jù)相似三角形知識(shí)可求加在杠桿B端的豎直向下的力F的力臂與小活塞對(duì)杠桿施加的近似認(rèn)為是豎直向上力的力臂之比。【解答】解：（1）要把汽車頂起，大活塞所做的功應(yīng)為：W有用＝Gh＝mgh＝1.0×103kg×10N/kg×0.03m＝300J；（2）根據(jù)機(jī)械效率ηηη＝可得人做的功為：W總＝＝＝375J；η人加在杠桿B端豎直向下的力F的功率為：P總＝＝＝6.25W；（3）根據(jù)相似三角形知識(shí)可知加在杠桿B端的豎直向下的力F的力臂與小活塞對(duì)杠桿施加的近似認(rèn)為是豎直向上力的力臂之比為：OB：OA＝5：1故答案為：300；6.25；5：1。34．如圖所示，在豎直向下拉力F的作用下，使杠桿從水平位置將一物體緩慢勻速提升。如表是提升物體時(shí)采集到的信息：物重G（N）OA（m）OB（m）A端上升的高度h/mB端下降的豎直距離s/m400.80.40.40.2求：（1）不計(jì)杠桿自重和摩擦，杠桿處于水平靜止時(shí)，拉力F的大小。（2）實(shí)際提升所用的拉力F為100N，拉力F做的總功。（3）實(shí)際拉力F為100N時(shí)，杠桿的機(jī)械效率η?！敬鸢浮浚?）拉力F的大小為80N；（2）若實(shí)際拉力F為100N，拉力做的總功為20J；（3）杠桿的機(jī)械效率80%?！痉治觥浚?）不計(jì)杠桿自重和摩擦，可由杠桿平衡條件計(jì)算得到拉力的大??；（2）知道拉力大小和下降豎直距離，利用W＝Fs求拉力做的總功；（3）知道物體重和上升的高度，利用W＝Gh求有用功；再利用效率公式求杠桿的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓海?）不計(jì)杠桿自重和摩擦，由杠桿平衡條件可得：F×OB＝G×OA，即F×0.4m＝40N×0.8m解得：F＝80N；（2）由表中數(shù)據(jù)可知：s＝0.2m，h＝0.4m，拉力做的總功：W總＝F′s＝100N×0.2m＝20J；（3）有用功：W有用＝Gh＝40N×0.4m＝16J，杠桿的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。答：（1）拉力F的大小為80N；（2）若實(shí)際拉力F為100N，拉力做的總功為20J；（3）杠桿的機(jī)械效率80%。35．如圖，AB為能夠繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)、質(zhì)量分布均勻的杠桿，AB＝2BC，在C處用細(xì)線懸掛一重物G，在杠桿末端A點(diǎn)施加一個(gè)始終豎直向上的拉力F，使質(zhì)量為3kg的重物在2s內(nèi)勻速上升0.5m，杠桿重為75N。忽略支點(diǎn)處的摩擦。（1）求拉力F的大?。唬?）求杠桿對(duì)重物做功的功率；（3）若僅將拉力F的作用點(diǎn)向中點(diǎn)處移動(dòng)一段距離，其他條件均保持不變，請(qǐng)判斷杠桿的機(jī)械效率是否改變，并說(shuō)明理由?！敬鸢浮浚?）拉力F的大小為52.5N；（2）求杠桿對(duì)重物做功的功率為7.5W；（3）若僅將拉力F的作用點(diǎn)向中點(diǎn)處移動(dòng)一段距離，其他條件均保持不變，杠桿的機(jī)械效率不變；若僅將拉力F的作用點(diǎn)向中點(diǎn)處移動(dòng)一段距離，C、B位置不變，仍將物體提升相同的高度，則杠桿對(duì)物體所做的有用功W有用不變；杠桿重心提升的高度不變，則額外功W額外也不變。根據(jù)η＝＝可得，在有用功與額外功均不變的情況下，杠桿的機(jī)械效率保持不變?！痉治觥浚?）由G＝mg計(jì)算物體重力的大小，C為杠桿AB的中點(diǎn)，因質(zhì)量分布均勻，故C為杠桿重心，因此杠桿受到的阻力：F2＝G杠桿+F拉C＝G杠桿+G，根據(jù)杠桿平衡條件計(jì)算拉力F的大?。唬?）由W＝Gh計(jì)算杠桿對(duì)重物做功，根據(jù)P＝計(jì)算杠桿對(duì)重物做功的功率；（3）在判斷機(jī)械的機(jī)械效率發(fā)生何種變化的試題中，我們應(yīng)判斷有用功、額外功、總功的變化情況?！窘獯稹拷猓海?）由G＝mg可得，物體重力的大小G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，C為杠桿AB的中點(diǎn)，因質(zhì)量分布均勻，故C為杠桿重心，因此杠桿受到的阻力：F2＝G杠桿+F拉C＝G杠桿+G＝75N+30N＝105N，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F?LAB＝F2?LBC，F(xiàn)＝?F2＝×105N＝52.5N（2）杠桿對(duì)重物做功，W＝Gh＝30N×0.5m＝15J，杠桿對(duì)重物做功的功率：P＝＝＝7.5W；（3）若僅將拉力F的作用點(diǎn)向中點(diǎn)處移動(dòng)一段距離，C、B位置不變，仍將物體提升相同的高度，則杠桿對(duì)物體所做的有用功W有用不變；杠桿重心提升的高度不變，則額外功W額外也不變。根據(jù)η＝＝可得，在有用功與額外功均不變的情況下，杠桿的機(jī)械效率保持不變。答：（1）拉力F的大小為52.5N；（2）求杠桿對(duì)重物做功的功率為7.5W；（3）若僅將拉力F的作用點(diǎn)向中點(diǎn)處移動(dòng)一段距離，其他條件均保持不變，杠桿的機(jī)械效率不變；若僅將拉力F的作用點(diǎn)向中點(diǎn)處移動(dòng)一段距離，C、B位置不變，仍將物體提升相同的高度，則杠桿對(duì)物體所做的有用功W有用不變；杠桿重心提升的高度不變，則額外功W額外也不變。根據(jù)η＝＝可得，在有用功與額外功均不變的情況下，杠桿的機(jī)械效率保持不變?！绢}型7斜面的機(jī)械效率】 36．如圖所示，一固定斜面傾角為30°，高為1m?，F(xiàn)用一個(gè)平行于斜面向上的50N的拉力F剛好使重為80N的物體沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體的大小忽略不計(jì)，則將物體從斜面底端拉到頂端的過程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．物體受到的摩擦力為50N B．拉力F做的功為80J C．克服摩擦力做的功為20J D．