2024屆中考物理專題訓(xùn)練(人教版)：專題10 《機(jī)械效率》【四大題型】（解析版）

專題10《機(jī)械效率》壓軸培優(yōu)題型訓(xùn)練【四大題型】TOC\o"1-3"\h\u【題型1】 1【題型2】 11【題型3】 21【題型4機(jī)械效率的綜合應(yīng)用】 40壓軸題型訓(xùn)練壓軸題型訓(xùn)練【題型1】 1．小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機(jī)械效率，他將兩個鉤碼懸掛在B點(diǎn)，在A點(diǎn)用彈簧測力計(jì)保持豎直方向拉動杠桿，使其繞O點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)動，帶動鉤碼上升一定的高度h（不計(jì)摩擦）（）A．在杠桿轉(zhuǎn)動過程中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)會變小 B．僅將拉力的作用點(diǎn)從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，杠桿的機(jī)械效率不變 C．僅增加鉤碼的個數(shù)，拉力所做的額外功增大 D．僅將鉤碼的懸掛點(diǎn)從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，拉力做的總功變大【答案】B【分析】（1）彈簧測力計(jì)拉力方向總豎直向上，動力臂減小，阻力臂減小，阻力不變，動力不變。（2）僅將拉力的作用點(diǎn)從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，分析出有用功、額外功的變化，從而分析出杠桿的機(jī)械效率的變化；（3）克服杠桿重力做的功為額外功；（4）從圖中可以看出，將2只鉤碼懸掛在C點(diǎn)時(shí)，重力的力臂大于在B點(diǎn)重力的力臂，而動力臂不變，根據(jù)杠桿平衡的條件可知彈簧測力計(jì)的示數(shù)的變化情況，再分析有用功和額外功的變化，根據(jù)總功等于有用功和額外功之和得出拉力做的總功的變化情況。【解答】解：A、若彈簧測力計(jì)拉力方向一直豎直向上拉動，阻力不變，動力臂減小，阻力臂變小，如下圖所示：ΔOBB′∽ΔOAA′，所以＝，所以動力臂與阻力臂的比值不變，因?yàn)樽枇Σ蛔?，根?jù)杠桿的平衡條件知，彈簧測力計(jì)的示數(shù)應(yīng)該不變，故A錯誤；B、僅將拉力的作用點(diǎn)從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，由于將相同的鉤碼提升相同的高度，有用功不變，額外功也不變，杠桿的機(jī)械效率不變，故B正確；C、克服杠桿重力做的功為額外功，僅增加鉤碼的個數(shù)，杠桿重力和杠桿上升的高度不變，拉力所做的額外功不變，故C錯誤；D、鉤碼的懸掛點(diǎn)在B點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得F1?OA＝G?OB；懸掛點(diǎn)移至C點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得F2?OA＝G?OC；從圖中可以看出，由OB到OC力臂變大，所以彈簧測力計(jì)的示數(shù)變大，有用功不變，但杠桿提升的高度減小，額外功減小，又因?yàn)榭偣Φ扔陬~外功與有用功之和，因此此次彈簧測力計(jì)做的功將小于第一次做的功，即僅將鉤碼的懸掛點(diǎn)從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，拉力做的總功變小，故D錯誤。故選：B。2．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量杠桿的機(jī)械效率，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計(jì)移動距離s為0.3m，實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，使掛在較長杠桿A點(diǎn)下面的鉤碼緩緩上升，實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計(jì)的示數(shù)F為0.5N．若杠桿的本身的重力不計(jì)，則下列說法正確的是（）A．拉力對杠桿做的額外功為0.1J B．勻速豎直拉動過程中彈簧測力計(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)械效率升高【答案】D【分析】（1）先找出鉤碼G和彈簧測力計(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彈簧測力計(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。【解答】解：（1）由圖可知，OC為鉤碼G的力臂，OD為彈簧測力計(jì)拉力的力臂，由ΔOCA∽ΔODE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，即勻速豎直拉動過程中彈簧測力計(jì)示數(shù)不變，故B錯誤；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，拉力對杠桿做的額外功：W額＝W總﹣W有＝0.15J﹣0.1J＝0.05J，故A錯誤；（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錯誤、D正確。故選：D。3．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。（1）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計(jì)的示數(shù)F為0.5N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計(jì)移動距離s為0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為66.7%．請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：杠桿的重力。（2）為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點(diǎn)，測量并計(jì)算得到如表所示的兩組數(shù)據(jù)：次數(shù)鉤碼懸掛點(diǎn)鉤碼總重G/N鉤碼移動距離h/m拉力F/N測力計(jì)移動距離s/m機(jī)械效率η/%1A點(diǎn)1.50.100.70.3071.42B點(diǎn)2.00.151.20.3083.3根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：不能（能，不能）請簡要說明兩條理由：①兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒有掛在同一位置；②一次對比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的。（3）若僅將鉤碼從A點(diǎn)改掛到B點(diǎn)，其他因素不變，則杠桿的機(jī)械效率將變大（變大，變小，不變），理由是杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此杠桿的機(jī)械效率變大?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）彈簧測力計(jì)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，需看清彈簧測力計(jì)的分度值，然后根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù)；在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測力計(jì)向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η＝來計(jì)算；（2）通過探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出正確結(jié)論；分析機(jī)械效率的影響因素采取控制變量法；（3）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，改變了鉤碼重力的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件分析，改變了彈簧測力計(jì)的拉力，改變了彈簧測力計(jì)的拉力做功的多少，改變了機(jī)械效率的高低?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，彈簧測力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N。在實(shí)驗(yàn)過程中，有用功是：W有用＝Gh＝1N×0.1m＝0.1J，總功是：W總＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，所以杠桿的機(jī)械效率是：η＝＝×100%＝66.7%；（2）分析機(jī)械效率的影響因素采取控制變量法，研究提起的物重和機(jī)械效率的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持位置不變。應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出正確結(jié)論。只憑一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出結(jié)論是不科學(xué)的。（3）鉤碼的懸掛點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得G?OA＝F?OC；懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得G?OB＝F?OC，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，由OA到OB力臂變大，所以拉力F也變大，杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此杠桿的機(jī)械效率變大。故答案為：（1）0.5；66.7；杠桿的重力；（2）不能；①兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒有掛在同一位置；②一次對比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的；（3）變大；杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此杠桿的機(jī)械效率變大。4．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置研究杠桿的機(jī)械效率，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彈簧測力計(jì)，使杠桿保持水平；②豎直向上拉動彈簧測力計(jì)緩慢勻速上升（保持O點(diǎn)位置不變），在此過程中彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點(diǎn)上升的高度為h1、h2。回答下列問題：（1）杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為η＝×100%。（用已知或測量物理量符號表示）（2）本次實(shí)驗(yàn)中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是：杠桿的自重。（3）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”）。（4）若彈簧測力計(jì)拉力方向一直垂直于OB桿向上拉動，則測力計(jì)示數(shù)變小（選填“變大”、“變小”或“不變”）【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）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；（2）機(jī)械效率是有用功和總功的比值，它反映了有用功在總功中所占比例的大小，也反映了額外功所占比例的大小，影響機(jī)械效率的因素從有用功和額外功兩方面考慮；（3）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至C點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，克服杠桿重做功減小，有用功不變，額外功減小，總功減小，機(jī)械效率增大。（4）彈簧測力計(jì)拉力方向總垂直于杠桿，動力臂不變，阻力不變，阻力臂減小，動力會增大?！窘獯稹拷猓海?）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%。（2）有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，影響機(jī)械效率的因素主要是有用功和總功所占的比例；提升的鉤碼重一定，重物升高的距離一定，說明有用功一定，所以影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿自身的重力。（3）杠桿提升鉤碼時(shí)，對鉤碼做有用功，克服杠桿重做額外功，W有+W額＝W總，設(shè)杠桿重心升高的距離為h，所以，Gh1+G杠h＝Fh2，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也變小。根據(jù)η＝×100%，分母變小，分子不變，所以η變大?。?）若彈簧測力計(jì)拉力方向一直垂直于OB桿向上拉動，阻力不變，動力臂不變，阻力臂減小，動力減小，所以測力計(jì)示數(shù)變小。故答案為：（1）×100%；（2）杠桿的自重；（3）變大；（4）變小。5．小金用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直向上拉動杠桿，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升（支點(diǎn)和杠桿的摩擦不計(jì)）。問：（1）重為5N的鉤碼掛在A點(diǎn)時(shí)，人的拉力F為4N，鉤碼上升0.3m時(shí)，動力作用點(diǎn)C上升0.5m，此時(shí)有用功為1.5J，總功為2J，機(jī)械效率η1為75%。（2）小金為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，仍用該實(shí)驗(yàn)裝置，將鉤碼移到B點(diǎn)，再次緩慢提升杠桿使動力作用點(diǎn)C仍然上升0.5m。問：人的拉力F與第一次相比變?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）；有用功W有用與第一次相比變?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）；額外功W額外與第一次相比不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）；比較此時(shí)的機(jī)械效率η2小于η1（選填“大于”、“等于”或“小于”）?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）根據(jù)W＝Gh求出有用功；根據(jù)W＝Fs求出總功，根據(jù)η＝求出機(jī)械效率；（2）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，改變了鉤碼重力的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件分析，改變了彈簧測力計(jì)的拉力，改變了彈簧測力計(jì)的拉力做功的多少，改變了機(jī)械效率的高低?！窘獯稹拷猓海?）有用功：W有用＝Gh＝5N×0.3m＝1.5J；總功：W總＝Fs＝4N×0.5m＝2J，機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；（2）鉤碼的懸掛點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)，由于杠桿的重力會阻礙杠桿轉(zhuǎn)動，則由杠桿的平衡條件得：G?OA+G杠桿?OC＝F?OC；懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得G?OB+G杠桿?OC＝F′?OC，觀察比較可知，懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，OB＜OA，即鉤碼重力的力臂變小，所以拉力F也變小；杠桿的機(jī)械效率：η＝＝＝；因?yàn)楦軛U升高的高度不變，所以克服杠桿自重所做的額外功不變（即W額＝G杠桿?h杠桿不變）；由于懸掛點(diǎn)B更接近支點(diǎn)，所以鉤碼提升的高度減小，根據(jù)W有用＝Gh可知，有用功減?。粡纳厦姒堑谋磉_(dá)式可知：W有用減小、W額不變，所以變大，分母變大，η就減??；即η2＜η1。故答案為：（1）1.5；2；75%；（2）變小；變??；不變；小于。6．某小組同學(xué)在用杠桿測定機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中。小敏用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置測定杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升。（1）實(shí)驗(yàn)中，測力計(jì)的示數(shù)F為0.5N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m時(shí)，C點(diǎn)上升了30cm，則杠桿的機(jī)械效率為66.7%。（2）實(shí)驗(yàn)中若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿的重力。（3）若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至B，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”）。小王用如圖2所示的另一實(shí)驗(yàn)裝置測量杠桿的機(jī)械效率。O為杠桿的轉(zhuǎn)軸，不計(jì)摩擦。實(shí)驗(yàn)時(shí)，給B端施加豎直向下的力，使掛在杠桿A端的鉤碼緩緩上升。（圖中杠桿為質(zhì)量分布均勻的直棒）下表是提升物體時(shí)采集到的數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)序號物重G（N）拉力F（N）A端上升的高度h/mB端下降的豎直距離s/m杠桿的效率η①250.040.02②490.040.0289%③250.060.0380%④6130.040.0292%（1）第①組實(shí)驗(yàn)中，杠桿的機(jī)械效率為80%。（2）由①②④三組實(shí)驗(yàn)，可以初步得出的結(jié)論：相同的杠桿，提升的物體越重效率越高。（3）該實(shí)驗(yàn)中杠桿的效率總小于100%的原因是杠桿有自重，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知道杠桿的自重為2N?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】小敏：（1）對彈簧測力計(jì)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，需看清彈簧測力計(jì)的分度值，然后根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù)；在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測力計(jì)向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η＝＝來計(jì)算；（2）機(jī)械效率是有用功和總功的比值，它反映了有用功在總功中所占比例的大小，也反映了額外功所占比例的大小，影響機(jī)械效率的因素從有用功和額外功兩方面考慮；（3）將鉤碼的懸掛點(diǎn)從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，改變了鉤碼重力的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件分析，改變了彈簧測力計(jì)的拉力，改變了彈簧測力計(jì)的拉力做功的多少，改變了機(jī)械效率的高低。小王：（1）第①組實(shí)驗(yàn)中，杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η＝＝來計(jì)算；（2）由表中數(shù)據(jù)，找到相同的量和不同的量，分析得出結(jié)論；（3）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)杠桿平衡條件計(jì)算得出杠桿的自重。【解答】解：小敏：（1）由圖可知，彈簧測力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N。在實(shí)驗(yàn)過程中，有用功是：W有＝Gh＝1.0N×0.1m＝0.1J，總功是：W總＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，所以杠桿的機(jī)械效率是：η＝×100%＝×100%≈66.7%；（2）有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，影響機(jī)械效率的因素主要是有用功和總功所占的比例；提升的鉤碼重一定說明有用功一定，所以影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿自身的重力；（3）鉤碼的懸掛點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得G?OA＝F?OC；懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，由杠桿的平衡條件得G?OB＝F?OC，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，由OA到OB力臂變大，所以拉力F也變大，如果仍使鉤碼提升相同的高度，那么杠桿提升的高度就會減小，額外功減小，因此杠桿的機(jī)械效率變大。小王：（1）第①組實(shí)驗(yàn)中，杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η＝＝＝×100%＝80%；（2）要研究杠桿的機(jī)械效率與提升物體重力的關(guān)系，應(yīng)控制杠桿的重力一定、提升物體的高度相同，而提升物體的重力不同，所以應(yīng)分析表中①②④三組實(shí)驗(yàn)，可得到的初步結(jié)論為：同一杠桿提起的物體越重，杠桿的機(jī)械效率越高；（3）分析第①組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)A、B兩端上升和下降的距離關(guān)系可知力臂的關(guān)系A(chǔ)O＝2OB，設(shè)杠桿的重心為C，則由數(shù)學(xué)知識可知杠桿的重心到支點(diǎn)的距離CO＝OB，所以可知當(dāng)B端下降0.02m時(shí)，重心上升的高度為0.01m，拉力做的總功：W總＝Fs＝5N×0.02m＝0.1J，有用功：W有＝Gh＝2N×0.04m＝0.08J，則額外功：W額＝W總﹣W有＝0.1J﹣0.08J＝0.02J，不計(jì)摩擦，根據(jù)W額＝G桿h重心可得杠桿的自重：G桿＝＝＝2N。故答案為：小敏：（1）0.5；66.7；（2）杠桿的重力；（3）變大；小王：（1）80%；（2）①②④；（3）2?！绢}型2】 7．如圖所示，卡車高1m，木板長3m，貨重1000N。若工人師傅用斜面勻速將該貨物卸下，則需要沿斜面向上的拉力為100N；若工人師傅用斜面勻速將該貨物裝上卡車，需要沿斜面向上的拉力為600N。則用此斜面卸貨時(shí)物體與斜面的摩擦力為266.7N，裝該貨物時(shí)的機(jī)械效率為55.6%?！敬鸢浮?66.7；55.6%?！痉治觥浚?）根據(jù)功的計(jì)算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即總功；再根據(jù)W＝Gh求出有用功。根據(jù)總功與有用功的差得出額外功，再根據(jù)W額＝fs，變形后可求摩擦力f。（2）根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可求出斜面的效率η?！窘獯稹拷猓涸谘b貨與卸貨時(shí)，貨物對斜面的壓力不變，貨物與斜面的接觸面的粗糙程度不變，所以裝貨時(shí)貨物受到的向下的摩擦力與卸貨時(shí)貨物受到的向下的摩擦力相等，設(shè)摩擦力為f。勻速將該貨物裝上卡車過程所做有用功為：W有＝Gh＝1000N×1m＝1000J；所做總功為：W總＝F2s＝600N×3m＝1800J；做額外功為：W額＝W總﹣W有＝1800J﹣1000J＝800J；由W額＝fs得，摩擦力為：f＝＝＝266.7N；裝該貨物時(shí)斜面的機(jī)械效率為：η＝＝＝55.6%。故答案為：266.7；55.6%。8．如圖所示，用平行于斜面的拉力F，將重為8N的物體沿斜面從底端勻速拉至頂端。若不考慮物體與斜面間的摩擦，則拉力F為4N；若斜面的機(jī)械效率為80%，則此時(shí)拉力F為5N．若另一斜面的高度h與長度s之比為3：5，將重25N的物體勻速拉至頂端的拉力為18N，則該物體所受摩擦力為3N?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）不考慮物體與斜面間的摩擦，則用手做的功和用機(jī)械所做的功相等?？捎蒅h＝Fs求出拉力。（2）已知有用功和機(jī)械效率，可由機(jī)械效率變形公式求出總功。再由W總＝Fs求出拉力。（3）不考慮物體與斜面間的摩擦，由Gh＝Fs求出拉力。然后與實(shí)際施加的拉力比較即可求出物體與斜面之間的摩擦力?！窘獯稹拷猓海?）不考慮物體與斜面間的摩擦，由于使用任何機(jī)械都不省功，即W手＝W機(jī)，即：Fs＝Gh，則拉力F＝＝＝4N；（2）用手做的有用功W有用＝Gh＝8N×0.2m＝1.6J，已知機(jī)械效率η＝80%，由η＝得，總功W總＝＝＝2J，則由W＝Fs得：拉力F＝＝＝5N。（3）使用另一斜面，若不考慮物體與斜面間的摩擦，由Gh＝Fs可得：拉力F′＝＝＝15N，由于該物體受到摩擦力的作用，則實(shí)際拉力F″＝18N，所以摩擦力f＝F″﹣F′＝18N﹣15N＝3N。故答案為：4；5；3。9．圖甲是某居民樓前的無障礙通道，一位中年人正用輪椅推著他年邁的母親緩緩上行，圖乙是該通道斜面示意圖。為了解中年人推輪椅時(shí)所用力的大小，小紅和小華進(jìn)行了探究。她們從斜面底端A點(diǎn)沿斜面確定了相距1m處的B點(diǎn)。（g取10N/kg）（1）使刻度尺“0”刻度線與水平地面對齊，正確測量B點(diǎn)高度，結(jié)果如圖乙，為9.00cm。（2）選用車輪與輪椅相同材質(zhì)、花紋的小車為研究對象，進(jìn)行了如下操作：①正確使用彈簧測力計(jì)，測出小車重為2.0N；②將彈簧測力計(jì)與斜面平行放置并校零，然后沿斜面方向勻速拉動小車，如圖乙所示，彈簧測力計(jì)示數(shù)為0.3N；③計(jì)算出將小車從A點(diǎn)拉到B點(diǎn)的過程中，拉力所做的功為0.3J；利用斜面將小車從水平地面提升到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械效率為60%。（3）在小車上逐漸添加重物，測出小車的總重G，測出沿斜面勻速拉動小車需要的力，計(jì)算出拉小車從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的功W1；計(jì)算出豎直向上將小車從水平地面提升到B點(diǎn)所做的功W2。以功為縱坐標(biāo)，以小車總重為橫坐標(biāo)，建立平面直角坐標(biāo)系，作出W1和W2與小車總重G的關(guān)系圖像，分別如圖丙中的線段a和b；若這位母親的質(zhì)量為50kg，所坐的輪椅質(zhì)量為20kg，則中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時(shí)，力的大小為105N。【答案】（1）9.00；（2）②校零；0.3；③0.3；60%；（3）105?！痉治觥浚?）使用刻度尺測量長度，讀數(shù)時(shí)視線要和尺面垂直，估讀到分度值的下一位；（2）②彈簧測力前要檢查指針與零刻度線是否對齊，若不對齊，要調(diào)整至對齊，這一步驟叫校零；彈簧測力計(jì)讀數(shù)時(shí)，要先明確彈簧測力計(jì)的量程和分度值，再根據(jù)指針位置讀數(shù)；③利用W＝Fs可求出拉力做的功；利用W＝Gh可求出有用功，利用效率公式η＝×100%可求出利用斜面將小車從水平地面提升到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械效率；（3）由圖像可知W1和W2與小車總重G的關(guān)系為正比例關(guān)系，設(shè)關(guān)系式分別為W1＝k1G，W2＝k2G，將圖像中數(shù)據(jù)代入關(guān)系式，最后算出機(jī)械效率η＝是一個定值；分析圖像得出機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系，利用G＝mg求出這位母親和所坐的輪椅總重力，利用W＝Gh可求出有用功，利用效率公式η＝×100%變形公式可求出中年人推力做的總功，利用W＝Fs的變形公式可求出推力的大小。【解答】解：（1）刻度尺上1cm之間有10個小格，所以一個小格代表的長度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值為1mm，使刻度尺“0”刻度線與水平地面對齊，B點(diǎn)所處高度為9.00cm；（2）②彈簧測力計(jì)使用前指針要指向零刻度線，如果沒指向零刻度線，需要校零；由圖可知，彈簧測力計(jì)的分度值是0.02N，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為0.3N；③將小車從A點(diǎn)拉到B點(diǎn)的過程中，拉力做的功為：W總＝Fs＝0.3N×1m＝0.3J；利用斜面將小車從水平地面提升到B點(diǎn)時(shí)所做的有用功為：W有用＝Gh＝2.0N×9.00×10﹣2m＝0.18J；機(jī)械效率為：η＝×100%＝×100%＝60%；（3）由圖丙可知，W1和W2與小車總重G的關(guān)系為正比例關(guān)系，設(shè)關(guān)系式分別為：W1＝k1G；W2＝k2G；由圖丙數(shù)據(jù)可知，當(dāng)G＝5N時(shí)，W1＝0.75J，W2＝0.45J；分別代入關(guān)系式中得：0.75J＝k1×5N；0.45J＝k2×5N；解得：k1＝0.15；k2＝0.09；因此W1和W2與小車總重G的關(guān)系式分別為：W1＝0.15G；W2＝0.09G；由題意可知，拉小車從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的功W1為總功，豎直向上將小車（包含重物）從水平地面提升到B點(diǎn)所做的功W2為有用功，因此機(jī)械效率為：η′＝＝60%；由此可見，無論物體有多重，機(jī)械效率都是一個定值，即用該通道斜面提升物體時(shí)的機(jī)械效率與物重?zé)o關(guān)；這位母親和所坐的輪椅總重力為：G總＝m總g＝（50kg+20kg）×10N/kg＝700N，中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時(shí)，從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的有用功為：W有用′＝Gh＝700N×9.00×10﹣2m＝63J；由η＝×100%得，中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時(shí)，從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的總功為：W總′＝＝＝105J；由W＝Fs得，力的大小為F′＝＝＝105N。故答案為：（1）9.00；（2）②校零；0.3；③0.3；60%；（3）105。10．在影響斜面機(jī)械效率的許多因素中，如摩擦、物重、斜面傾斜程度不同等因素，文明同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)來探究這個問題。提出問題：斜面的機(jī)械效率與什么因素有關(guān)。（1）猜想一：可能與斜面的傾斜程度有關(guān)。為了驗(yàn)證這一猜想，應(yīng)選擇粗糙程度相同，傾斜程度不同的斜面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)保持同一物體，同一測力計(jì)的相同條件。（2）猜想二：可能與斜面的粗糙程度有關(guān)。為了驗(yàn)證這一猜想，應(yīng)選擇粗糙程度不同、傾斜程度相同的斜面。（3）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意保持繩子的拉力方向與斜面平行，且勻速直線拉動物體。（4）下面是文明在實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)，請你將表格中未完成的數(shù)據(jù)填寫完整。斜面坡度20°20°30°斜面粗糙程度粗糙稍光滑粗糙物重G/N0.50.50.5斜面高度h/m0.140.140.20沿斜面拉力F/N0.250.200.27斜面長S/m0.40.40.4有用功W有/J0.070.07總功W總/J0.10.08機(jī)械效率η/%87.592.6（5）文明根據(jù)計(jì)算得出了結(jié)論，他的結(jié)論是：結(jié)論一：在粗糙程度相同的條件下，斜面傾斜程度越大，機(jī)械效率越高結(jié)論二：在斜面傾斜程度相同的條件下，表面越光滑的機(jī)械效率越大?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）斜面的機(jī)械效率和斜面的傾斜程度、粗糙程度有關(guān)，所以實(shí)驗(yàn)中才用控制變量法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（2）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意保持繩子的拉力方向與斜面平行，且勻速直線拉動物體，物體受的拉力才等于摩擦力；（3）根據(jù)W＝Gh求出有用功，W＝Fs求出總功；（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析出斜面機(jī)械效率和斜面的傾斜程度、斜面的粗糙程度的關(guān)系?！窘獯稹拷猓海?）為了驗(yàn)證斜面機(jī)械效率與斜面的傾斜程度的關(guān)系，必須控制斜面的粗糙程度相同，改變斜面的傾斜程度來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（2）為了驗(yàn)證斜面機(jī)械效率與斜面的粗糙程度的關(guān)系，必須控制斜面的傾斜程度相同，改變斜面的粗糙程度來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（3）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意保持繩子的拉力方向與斜面平行，且勻速直線拉動物體；（4）傾角為30°時(shí)的有用功：W有用＝Gh＝0.5N×0.20m＝0.1J；總功：W總＝Fs＝0.27N×0.4m＝0.108J；第一次傾角為20°時(shí)的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝70%；（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析出斜面機(jī)械效率和斜面的傾斜程度的關(guān)系是：在粗糙程度相同的條件下，斜面傾斜程度越大，機(jī)械效率越高；斜面機(jī)械效率和斜面的粗糙程度的關(guān)系是：在斜面傾斜程度相同的條件下，表面越光滑的機(jī)械效率越大。故答案為：（1）傾斜程度；（2）粗糙程度；（3）平行；勻速直線；（4）0.1；0.108；70%；（5）結(jié)論一：在粗糙程度相同的條件下，斜面傾斜程度越大，機(jī)械效率越高。結(jié)論二：在斜面傾斜程度相同的條件下，表面越光滑的機(jī)械效率越大。11．在“探究斜面的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，小明猜想斜面的機(jī)械效率可能跟斜面的粗糙程度有關(guān)，小聰猜想可能跟斜面的傾斜程度有關(guān)。如圖是他們設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置，下表是其中一位同學(xué)在其他條件一定時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（1）表格中第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為70.6%（結(jié)果保留一位小數(shù)），分析表中信息可知該實(shí)驗(yàn)是探究小聰（選填“小明”或“小聰”）的猜想，結(jié)論是：在其他條件一定時(shí)，斜面越陡，機(jī)械效率越高；實(shí)驗(yàn)序號斜面的傾斜程度物塊的重力G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N斜面長s/m機(jī)械效率1較緩100.25.5136.4%2較陡100.47.0157.1%3最陡100.68.51（2）另一位同學(xué)為探究自己的猜想，設(shè)計(jì)了如下步驟。①把一塊長木板的一端墊高，構(gòu)成一個斜面；②用彈簧測力計(jì)沿斜面把一木塊勻速拉上去，進(jìn)行相關(guān)測量，計(jì)算出斜面的機(jī)械效率；③保持斜面的傾斜程度不變，改變斜面的粗糙程度，再進(jìn)行相關(guān)測量，并計(jì)算出斜面的機(jī)械效率；④比較兩次機(jī)械效率的大小，即可初步驗(yàn)證猜想是否正確。【答案】（1）70.6%；小聰；越陡；（2）②勻速；③傾斜程度；粗糙程度；④機(jī)械效率?！痉治觥浚?）結(jié)合表中數(shù)據(jù)，利用機(jī)械效率的計(jì)算公式求得第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；不變量是物塊的重力和斜面的粗糙程度，變量是斜面的傾斜程度，機(jī)械效率也不相同；（2）探究斜面機(jī)械效率與斜面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)控制斜面的傾斜程度不變，改變斜面的粗糙程度，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)械效率，驗(yàn)證猜想。【解答】解：（1）第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為：η＝＝≈70.6%。由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，斜面的粗糙程度相同而斜面的傾斜程度不同，因此該實(shí)驗(yàn)探究的是機(jī)械效率與斜面傾斜程度的關(guān)系，驗(yàn)證的是小聰?shù)牟孪耄挥杀碇袑?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在其它條件不變的情況下，斜面越陡斜面的機(jī)械效率越高，斜面越陡越費(fèi)力。（2）小明要做驗(yàn)證他的猜想﹣﹣機(jī)械效率與粗糙程度的關(guān)系，就應(yīng)控制物塊重力和斜面傾斜程度不變而改變斜面的粗糙程度；實(shí)驗(yàn)步驟為：①把一塊長木板的一端墊高，構(gòu)成一個斜面。②用彈簧測力計(jì)沿斜面把一木塊勻速拉上去，進(jìn)行相關(guān)測量，計(jì)算出斜面的機(jī)械效率。③保持斜面的傾斜程度不變，改變斜面的粗糙程度，再進(jìn)行相關(guān)測量，并計(jì)算出斜面的機(jī)械效率。④根據(jù)記錄的數(shù)值，計(jì)算出機(jī)械效率的大小，即可驗(yàn)證猜想是否正確。故答案為：（1）70.6%；小聰；越陡；（2）②勻速；③傾斜程度；粗糙程度；④機(jī)械效率。12．用圖示裝置探究“斜面機(jī)械效率”，實(shí)驗(yàn)記錄如表。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物體種類物重G/N斜面高h(yuǎn)/cm沿斜面的拉力F/N斜面長s/cm機(jī)械效率η/%1木塊4151.19060.62小車41590（1）沿斜面拉動物體時(shí)，應(yīng)使其做勻速直線運(yùn)動。（2）根據(jù)圖示測力計(jì)的示數(shù)，拉力為0.7N，可知第2次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為95.2%．由實(shí)驗(yàn)可得初步結(jié)論：斜面傾斜程度相同時(shí)，摩擦力越小，機(jī)械效率越大。（3）第1次實(shí)驗(yàn)中，木塊所受摩擦力為0.43N。【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）從實(shí)驗(yàn)操作方便的角度考慮，要測量沿斜面的拉力，就要讓木塊做勻速直線運(yùn)動，因?yàn)橹挥羞@樣，彈簧測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，測量才夠準(zhǔn)確；（2）彈簧測力計(jì)讀數(shù)時(shí)首先認(rèn)清量程和分度值，然后再根據(jù)指針位置讀出拉力示數(shù)；然后根據(jù)η＝＝求出機(jī)械效率；比較兩次機(jī)械效率的大小即可判斷；（3）先根據(jù)W有＝Gh和W總＝Fs分別求出有用功和總功，然后根據(jù)W額＝W總﹣W有求出額外功，克服摩擦力做功就是額外功，利用f＝求出摩擦力?！窘獯稹拷猓海?）沿斜面拉動物體時(shí)，為使彈簧測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)，所以應(yīng)盡量使物體做勻速直線運(yùn)動；（2）由圖可知：彈簧測力計(jì)的分度值為0.1N，示數(shù)為0.7N，則第2次實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率η＝＝＝×100%≈95.2%；比較兩次的機(jī)械效率可知，第2次機(jī)械效率大，斜面的傾斜程度相同，小車所受的摩擦力小，由此可得結(jié)論：斜面傾斜程度相同時(shí)，摩擦力越小，機(jī)械效率越大；（3）由第1次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，沿斜面拉木塊做的有用功W有＝Gh＝4N×0.15m＝0.6J，拉力做的總功W總＝Fs＝1.1N×0.9m＝0.99J，則額外功W額＝W總﹣W有＝0.99J﹣0.6J＝0.39J，由W額＝fs得，木塊所受摩擦力f＝＝≈0.43N。故答案為：（1）勻速直線；（2）0.7；95.2；摩擦力；（3）0.43。13．如圖所示，工人用平行于斜面向上的500N的推力將重800N的物體勻速推上高1.5m的車廂，所用的斜面長是3m。求：（1）推力做的功（2）斜面的機(jī)械效率。（3）若想增大此斜面的機(jī)械效率，可采取什么方法？（答一種方法即可）【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）根據(jù)功的計(jì)算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即總功；再根據(jù)W＝Gh求出有用功；然后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可求出斜面的效率。（2）增大機(jī)械效率可從減小摩擦的角度考慮，減小摩擦力可增大機(jī)械效率。【解答】解：（1）推力做的功為：W總＝Fs＝500N×3m＝1500J；（2）所做的有用功為：W有＝Gh＝800N×1.5m＝1200J；斜面的機(jī)械效率為：η＝＝×100%＝80%；（3）若想增大此斜面的機(jī)械效率，可采取使斜面的表面變光滑，這樣摩擦力會變小，所做額外功變小，機(jī)械效率變大。另外，還可以通過增大斜面的傾斜角度，增大斜面的機(jī)械效率。答：（1）推力做的功為1500J；（2）斜面的機(jī)械效率為80%；（3）若想增大此斜面的機(jī)械效率，可采取使斜面的表面變光滑。14．如圖甲所示，一輛裝滿物資的運(yùn)輸車總重為10t，沿ABCD路線運(yùn)至D處。AB段長為100m，BC段長為600m，B點(diǎn)與C點(diǎn)的高度差為168m。在整個運(yùn)輸過程中，運(yùn)輸車的輸出功率與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，速度與時(shí)間的關(guān)系如圖丙所示，汽車在t0＝0時(shí)經(jīng)過A處，t1時(shí)經(jīng)過B處，t2時(shí)經(jīng)過C處。（g＝10N/kg）求：（1）t1的大?。唬?）運(yùn)輸車從C點(diǎn)到D點(diǎn)過程中的牽引力；（3）運(yùn)輸車從B點(diǎn)到C點(diǎn)做功的機(jī)械效率?！敬鸢浮浚?）t1的大小為20s；（2）運(yùn)輸車從C點(diǎn)到D點(diǎn)過程中的牽引力為1×104N；（3）運(yùn)輸車從B點(diǎn)到C點(diǎn)做功的機(jī)械效率為35%?！痉治觥浚?）利用速度公式變形可求出時(shí)間t。（2）根據(jù)P＝Fv變形可得出汽車受到的牽引力F。（3）先求出在斜面上的牽引力，在根據(jù)功的計(jì)算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即總功，根據(jù)W＝Gh求出有用功；然后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可求出斜面的效率η?！窘獯稹拷猓海?）從t0到t1，汽車的速度為5m/s，行駛的路程為AB的長，即100m。運(yùn)動時(shí)間為：t1＝＝＝20s；（2）由圖像可知，在CD段，汽車的功率為P＝50×103W＝5×104W，汽車的速度為v＝5m/s，由P＝Fv得，汽車受到的牽引力為：F＝＝＝1×104N；（3）B點(diǎn)與C點(diǎn)的高度差為168m，即h＝168m，裝滿物資的運(yùn)輸車總重為10t，即m＝10t＝10000kg，汽車的總重力為：G＝mg＝10000kg×10N/kg＝1×105N，從B點(diǎn)到C點(diǎn)所做有用功為：W有＝Gh＝1×105N×168m＝1.68×107J，由圖像可知，在BC段，汽車的功率為P斜＝80×103W＝8×104W，汽車的速度為v斜＝1m/s，由P＝Fv得，汽車受到的牽引力為：F斜＝＝＝8×104N，從B點(diǎn)到C點(diǎn)所做總功為：W總＝F斜s＝8×104N×600m＝4.8×107J，運(yùn)輸車從B點(diǎn)到C點(diǎn)做功的機(jī)械效率為：η＝＝＝35%。答：（1）t1的大小為20s；（2）運(yùn)輸車從C點(diǎn)到D點(diǎn)過程中的牽引力為1×104N；（3）運(yùn)輸車從B點(diǎn)到C點(diǎn)做功的機(jī)械效率為35%?！绢}型3】15．為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度，設(shè)置了圖甲所示的滑輪組裝置。當(dāng)用圖乙所示隨時(shí)間變化的豎直向下的拉力F拉繩時(shí)，物體的速度v和物體上升的高度h隨時(shí)間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示。不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦。下列計(jì)算結(jié)果不正確的是（）A．0﹣1s內(nèi)，地面對物體的支持力大于10N B．1s﹣2s內(nèi)，物體在做加速運(yùn)動 C．2s﹣3s內(nèi)，拉力F的功率是125W D．2s﹣3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率是83.33%【答案】C【分析】由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3，則拉力F移動的距離s＝3h；由丁圖可知，0s～1s內(nèi)，物體上升的距離為0，在水平地面上靜止，1s～2s內(nèi)，物體做加速運(yùn)動，2s～3s內(nèi)，物體勻速運(yùn)動。（1）已知滑輪組繩子的段數(shù)n和拉力F，物體在水平地面上靜止時(shí)，設(shè)滑輪組對物體的拉力F′，其關(guān)系為F＝（F′+G動）；地面對物體的支持力等于物體對地面的壓力，等于物體的重力G減去整個滑輪組對物體的拉力F′；（2）由乙圖可知物體在2～3s內(nèi)的拉力F，由丙圖可知物體上升的速度，求出拉力F的作用點(diǎn)下降的速度，利用P＝＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及s與h的關(guān)系，利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率。【解答】解：A、由圖丁可知，在0～1s內(nèi)，物體上升的距離為0，在水平地面上靜止，物體在水平地面上靜止時(shí)，設(shè)滑輪組對物體的拉力F′，其關(guān)系為F＝（F′+G動），由圖乙可知，此時(shí)拉力F＝30N，以物體為研究對象，它受到豎直向下的重力G、豎直向上的支持力F支，及滑輪組對物體的拉力F′的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則地面對重物的支持力：F支＝G﹣F′＝G﹣（3F﹣G動）＝100N﹣3×30N+G動＝G動+10N＞10N，故A正確；B、由圖丙可知，在1～2s內(nèi)，物體的速度由0增大到2.5m/s，所以物體做加速運(yùn)動，故B正確；C、由圖可知在2～3s內(nèi)，物體做勻速運(yùn)動，v物＝2.50m/s，拉力F3＝40N，n＝3，拉力F的作用點(diǎn)下降的速度：v3＝3v物＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功的功率：P＝F3v3＝40N×7.5m/s＝300W，故C錯誤；D、2～3s內(nèi)滑輪組的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%≈83.33%，故D正確。故選：C。16．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動滑輪的重力為9N；②0～1s內(nèi)拉力F做的功為2.4J；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大小；由圖知，n＝2，忽略繩重及摩擦，拉力F＝（GA+G動），據(jù)此求動滑輪重力；（2）由圖丙可知，0～1s內(nèi)，A做勻加速運(yùn)動，根據(jù)圖示，結(jié)合三角形面積的求法可求出物體通過的路程，再根據(jù)自由端移動的距離為物體上升高度的2倍求出自由端移動的距離，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，并得出其速度大小，再根據(jù)自由端移動速度等于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），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），則動滑輪重力：G動＝2F﹣GA＝2×10N﹣10N＝10N，故①錯誤；②由圖丙可知，0～1s內(nèi)物體上升的距離：h＝×0.2m/s×1s＝0.1m，則自由端移動的距離：s＝2h＝2×0.1m＝0.2m，由圖乙可知，0～1s內(nèi)拉力F＝12N，則0～1s內(nèi)拉力F做的功：W＝Fs＝12N×0.2m＝2.4J，故②正確；③由圖丙可知，A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移動速度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）＝（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。17．小葉同學(xué)用如圖所示的滑輪組提升重物A，不計(jì)繩重和機(jī)械之間的摩擦，每個滑輪的重力均為10N，與地面固定的細(xì)繩a的拉力F2＝105N，他通過細(xì)繩b用F1的拉力將重物A勻速提升1.5m，所用時(shí)間10s。下列說法中正確的是（）A．物體A的重力為210N B．細(xì)繩b的拉力為315N C．拉力F1做功的功率為32.5W D．該滑輪組在使用過程中的機(jī)械效率為80%【答案】C【分析】（1）如圖所示，與地面固定的細(xì)繩a的拉力F2＝105N，每個滑輪的重力均為10N，承擔(dān)下面動滑輪繩子的股數(shù)n＝2，不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)F2＝（GA+G動）求物體A的重力；（2）以中間的動滑輪為研究對象，根據(jù)力的平衡條件可知，細(xì)繩b的拉力等于下面3股繩子的拉力加上中間滑輪的重力，即F1＝3F2+G輪，據(jù)此求出拉力F1的大?。唬?）重物A勻速提升1.5m，由動滑輪的特點(diǎn)可知繩子a移動的距離：sa＝2hA；由圖可知，中間的滑輪受到3股繩子向下的拉力，而細(xì)繩b的拉力F1作用在該滑輪的掛鉤上，此時(shí)費(fèi)力但省距離，因此繩子b移動的距離s＝sa，據(jù)此求出繩子b移動的距離，根據(jù)W總＝F1s求出拉力F1做的總功，根據(jù)P＝求拉力F1做功的功率；（4）先根據(jù)W有＝GAhA求出有用功，然后根據(jù)η＝×100%求出該滑輪組在使用過程中的機(jī)械效率。【解答】解：A、如圖所示，與地面固定的細(xì)繩a的拉力F2＝105N，每個滑輪的重力均為10N，承擔(dān)下面動滑輪繩子的股數(shù)n＝2，因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)r拉力F2＝（GA+G動），所以物體A的重力為：GA＝2F2﹣G動＝2×105N﹣10N＝200N，故A錯誤；B、以中間的動滑輪為研究對象，根據(jù)力的平衡條件可知，細(xì)繩b的拉力等于下面3股繩子的拉力加上中間滑輪的重力，則拉力F1的大小為：F1＝3F2+G輪＝3×105N+10N＝325N，故B錯誤；C、重物A勻速提升的高度hA＝1.5m，由動滑輪的特點(diǎn)可知繩子a移動的距離：sa＝2hA，由圖可知，中間的滑輪受到3股繩子向下的拉力，而細(xì)繩b的拉力F1作用在該滑輪的掛鉤上，此時(shí)費(fèi)力但省距離，因此繩子b移動的距離：s＝sa＝hA＝×1.5m＝1m，拉力F1做的總功：W總＝F1s＝325N×1m＝325J，拉力F1做功的功率：P＝＝＝32.5W，故C正確；D、使用滑輪組時(shí)，所做的有用功：W有＝GAhA＝200N×1.5m＝300J，該滑輪組在使用過程中的機(jī)械效率為：η＝×100%＝×100%≈92.3%，故D錯誤。故選：C。18．用五個相同的滑輪和繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，分別將不同的物體G1和G2勻速提升相同高度，繩端所需的拉力F恰好相等，不計(jì)摩擦、繩和木板的重。則繩端拉力F做的功之比為W1：W2＝1：2，滑輪組的機(jī)械效率之比η1：η2＝1：1?！敬鸢浮?：2；1：1。【分析】因克服物體重力G做的功為有用功，克服物重和動滑輪重做的功為總功；由圖可知，n甲＝2，n乙＝4，當(dāng)不同的物體提升相同高度時(shí)，s甲＝2h，s乙＝4h，根據(jù)W＝Fs算出繩端拉力F做功之比；根據(jù)F＝（G動+G）判斷出G1和G2的關(guān)系，根據(jù)η＝＝＝＝算出滑輪組的機(jī)械效率之比?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，n甲＝2，n乙＝4，當(dāng)不同的物體G1和G2勻速提升相同高度，繩端所需的拉力F恰好相等，此時(shí)s1＝2h，s2＝4h，繩端拉力F做功之比為：W1：W2＝Fs1：Fs2＝s1：s2＝2h：4h＝1：2；根據(jù)F＝（G動+G）知，G1＝2F﹣G動，G2＝4F﹣2G動，根據(jù)η＝＝＝＝知，兩滑輪組的機(jī)械效率之比為：η1：η2＝：＝：＝：＝1：1。故答案為：1：2；1：1。19．如圖，M是重5000N的配重，硬桿AB的支點(diǎn)為O．OA：OB＝1：2，每個滑輪重100N，重700N的人用300N的力豎直向下勻速拉動繩子，則地面對人的支持力為400N；物體M對地面的壓力為4500N（杠桿與繩的自重，滑輪組摩擦均不計(jì)）滑輪組的機(jī)械效率是83.3%?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）首先對工人進(jìn)行受力分析，受豎直向下的重力、豎直向上的拉力、豎直向上的支持力，人對繩子的拉力，即繩子對人的拉力，又知道人的重力，從而可以計(jì)算出地面對人的支持力，即工人對地面的壓力。（2）分析A點(diǎn)受到的力和杠桿的平衡條件分析出B點(diǎn)的拉力，對M受力分析得出地面對物體的支持力即物體M對地面的壓力。（3）杠桿與繩的自重，滑輪組摩擦均不計(jì)，根據(jù)G物＝nF﹣G輪可求滑輪組提升物體的重力，再根據(jù)η＝＝＝＝可求滑輪組的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓海?）人用300N的方豎直下勻速拉動繩子時(shí)，人受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力F、豎直向上的支持力F支，由力的平衡條件可得：F+F支＝G人，則F支＝G人﹣F＝700N﹣300N＝400N，因?yàn)榈孛鎸θ说闹С至腿藢Φ孛娴膲毫κ且粚ο嗷プ饔昧?，大小相等，所以工人對地面的壓力：F壓＝F支＝400N；（2）定滑輪受向下的重力、3段繩子向下的拉力、杠桿對定滑輪向上的拉力，由力的平衡條件可得A端對定滑輪的拉力：FA′＝3F+G定＝3×300N+100N＝1000N；杠桿對定滑輪的拉力和定滑輪對杠桿的拉力是一對相互作用力，大小相等，即FA＝F′A＝1000N；根據(jù)杠桿的平衡條件：FA×OA＝FB×OB，且OA：OB＝1：2，所以：FB＝＝＝500N；因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以杠桿對物體M的拉力等于物體M對杠桿的拉力，即FB′＝FB＝500N；物體M受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力，則物體M受到的支持力為：FM支＝GM﹣FB′＝5000N﹣500N＝4500N，因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以物體M對地面的壓力：FM壓＝FM支＝4500N。（3）杠桿與繩的自重，滑輪組摩擦均不計(jì)，滑輪組提升物體的重力：G物＝nF﹣G動＝2×300N﹣100N＝500N；滑輪組的機(jī)械效率是：η＝＝＝＝＝×100%＝83.3%。故答案為：400；4500；83.3%。20．小紅在“測滑輪組效率的實(shí)驗(yàn)”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)次序鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5①②（1）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，使物體升高。小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，你認(rèn)為他的想法不正確（填“正確”或“不正確”）。（2）表格中，①、②兩處的數(shù)據(jù)應(yīng)該是0.4和80%。（3）通過比較1、2（填實(shí)驗(yàn)次序）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時(shí)，滑輪組的效率與繩子段數(shù)無關(guān)。（4）有的同學(xué)認(rèn)為，要測量繞法確定的滑輪組的效率，鉤碼上升的高度和繩端移動距離可以不測量（填“可以不測量”或“一定要測量”）；（5）結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，用提升重物時(shí)，下列選項(xiàng)中可以提高效率的是C。A、增加物體提升的高度B、加快提升物體的速度C、減小動滑輪的重力D、減小物體的重力【答案】（1）勻速；不正確；（2）0.4；80%；（3）1、2；（4）可以不測量；（5）C?！痉治觥浚?）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速向上拉動彈簧測力計(jì)，使鉤碼上升，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計(jì)示數(shù)等于拉力大小；若靜止讀數(shù)，測力計(jì)沒有測量出機(jī)械之間的摩擦，測量的拉力偏小；（2）根據(jù)s＝nh求出繩子自由端移動的距離；根據(jù)η＝×100%＝×100%求出第4次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；（3）研究滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)的關(guān)系，要控制提升物體的重力相同和使用同一滑輪組，而繩子段數(shù)不同；（4）由圖可知甲、乙兩滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s＝nh比較兩物體提升相同高度時(shí)滑輪組繩端移動的距離關(guān)系，根據(jù)η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，鉤碼上升的高度和繩端移動距離不一定要測量；（5）滑輪組的機(jī)械效率與提升的重物、動滑輪重有關(guān)?！窘獯稹拷猓海?）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，使物體勻速升高，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計(jì)示數(shù)才等于拉力大??；小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，他的想法不正確，因?yàn)樗麤]有考慮到繩子與輪之間的摩擦對測力計(jì)示數(shù)的影響，從而影響滑輪組的機(jī)械效率；（2）由圖丁知，繩子的有效段數(shù)n＝4，在第4次實(shí)驗(yàn)中，繩端移動的距離：s＝4h＝4×0.1m＝0.4m；第4次實(shí)驗(yàn)測得的機(jī)械效率為：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%；（3）根據(jù)繩子自由端移動的距離與物體升高的高度的關(guān)系：s＝nh，在實(shí)驗(yàn)1、2、3、4中，繩子的有效段數(shù)分別為2、3、3、4，即分別是用甲、乙、丙、丁裝置做的實(shí)驗(yàn)；通過比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無關(guān)；（4）根據(jù)η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，鉤碼上升的高度和繩端移動距離不一定要測量；（5）AB、根據(jù)η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無關(guān)，與物體提升的速度無關(guān)，故AB不符合題意；C、減小動滑輪重，減小了額外功，有用功與總功的比值變大，機(jī)械效率變大，故C符合題意；D、減小物重，減小了有用功，有用功與總功的比值變小，機(jī)械效率變小，故D不符合題意；故選：C；故答案為：（1）勻速；不正確；（2）0.4；80%；（3）1、2；（4）可以不測量；（5）C。21．某興趣小組的同學(xué)在探究“影響滑輪組機(jī)械效率的因素”時(shí)，提出了如下猜想：猜想一：滑輪組的機(jī)械效率與繞繩方式有關(guān)；猜想二：滑輪組的機(jī)械效率與物重有關(guān)；猜想三：滑輪組的機(jī)械效率與動滑輪的重力有關(guān)。為了驗(yàn)證上述猜想，興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。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繩端移動距離s/m機(jī)械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.20.383%480.12.50.480%（1）興趣小組的小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，你認(rèn)為他的想法錯誤（選填“正確”或“錯誤”）。（2）組員通過更換滑輪組，改變鉤碼質(zhì)量，測得數(shù)據(jù)如表所示：①請將表中的數(shù)據(jù)填寫完整；②分析數(shù)據(jù)可知第3次實(shí)驗(yàn)是用丙（選填“丙”或“丁”）圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn)；③不計(jì)摩擦及繩重，分析1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知猜想一錯誤（選填“正確”或“錯誤”）；④通過比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用相同滑輪組提升物體時(shí)，物體越重，滑輪組機(jī)械效率越高。（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知：隨著物重的增大，額外功變大（選填“變小”、“變大”或“不變”）。（4）如果用圖乙中滑輪組裝置提升7N的重物，則它的機(jī)械效率可能是B。A.73%B.81%C.88%【答案】（1）錯誤；（2）①80%；②丙；③錯誤；④2、3；高；（3）變大；（4）B?！痉治觥浚?）測滑輪組的機(jī)械效率，需要勻速拉動繩子，并且要在拉動中讀彈簧測力計(jì)的示數(shù)，如果靜止讀數(shù)，繩子與滑輪之間的摩擦力就不能測量，額外功就會減?。唬?）①利用滑輪組的機(jī)械效率η＝%來計(jì)算；②利用n＝來計(jì)算承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，從而判斷滑輪組；滑輪組效率與物重和動滑輪重有關(guān)，故可用控制變量法來分析；③不計(jì)摩擦及繩重，分析1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在比較滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持滑輪組相同、物重相同，只改變繩子繞法，據(jù)此分析；④研究同一滑輪組提升重物時(shí)，滑輪組機(jī)械效率與提升物體的重力的關(guān)系時(shí)，要控制其它因素相同，只改變提升物體的重力；（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，分別求出2、3次實(shí)驗(yàn)做的額外功得出結(jié)論；（4）依據(jù)同一滑輪組物重越大滑輪組機(jī)械效率越大可判斷?！窘獯稹拷猓海?）測滑輪組的機(jī)械效率，需要勻速拉動繩子，并且要在拉動中讀彈簧測力計(jì)的示數(shù)，如果靜止讀數(shù)，繩子與滑輪之間的摩擦力就不能測量，額外功就會減小，在有用功一定時(shí)，會導(dǎo)致機(jī)械效率變大，故該做法錯誤；（2）①第四次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率η＝%＝×100%＝80%；②第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，吊著動滑輪繩子段數(shù)n＝＝＝3；故選丙；③在比較滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持滑輪組相同、物重相同，只改變繩子繞法，據(jù)此分析第1、2兩次實(shí)驗(yàn)可知機(jī)械效率都為74%；故猜想一錯誤；④研究同一滑輪組提升重物時(shí)，滑輪組機(jī)械效率與提升物體的重力的關(guān)系時(shí)，要控制滑輪組相同、繞繩方式也相同；只改變提升物體的重力，故通過比較2、3可得出同一滑輪組提升物重越大滑輪組機(jī)械效率越大；（3）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)，額外功W1＝Fs﹣Gh＝1.8N×0.3m﹣4N×0.1m＝0.14J；同理可求出第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)的額外功W2＝0.16J；故可知隨著提升物重的增大，額外功增大；（4）同一滑輪組提升物重越大滑輪組機(jī)械效率越大，故物重7N時(shí)的機(jī)械效率小于物重8N但大于物重4N的，故選：B；答案：（1）錯誤；（2）①80%；②丙；③錯誤；④2、3；高；（3）變大；（4）B。22．小華在“測滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)次序鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機(jī)械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5①②（1）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，使物體升高。小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，你認(rèn)為他的想法不正確（填“正確”或“不正確”）。（2）表格中，①②兩處的數(shù)據(jù)應(yīng)該是0.4和80%。（3）通過比較1、2（填實(shí)驗(yàn)次序）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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)械效率與繩子段數(shù)無關(guān)。（4）通過比較2、3（填實(shí)驗(yàn)次序）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：用同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。（5）有的同學(xué)認(rèn)為，要測量繞法確定的滑輪組的機(jī)械效率，鉤碼上升的高度和繩端移動距離可以不測量（填“可以不測量”或“一定要測量”）；（6）如果第4次試驗(yàn)中，小組同學(xué)將鉤碼提升0.1m用時(shí)2s，在此過程中拉力F做功的功率是0.5W。（7）結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，用滑輪組提升重物時(shí)，下列選項(xiàng)中可以提高機(jī)械效率的是C。A、增加物體提升的高度B、加快提升物體的速度C、減小動滑輪的重力D、減小物體的重力【答案】（1）勻速；不正確；（2）0.4；80%；（3）1、2；（4）2、3；（5）可以不測量；（6）0.5；（7）C?！痉治觥浚?）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速向上拉動彈簧測力計(jì)，使鉤碼上升，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計(jì)示數(shù)等于拉力大?。蝗綮o止讀數(shù)，測力計(jì)沒有測量出機(jī)械之間的摩擦，測量的拉力偏小；（2）根據(jù)s＝nh求出繩子自由端移動的距離；根據(jù)η＝×100%＝×100%求出第4次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；（3）研究滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)的關(guān)系，要控制提升物體的重力相同和使用同一滑輪組，而繩子段數(shù)不同；（4）研究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，要控制其它因素相同，只改變物重大小，據(jù)此分析。（5）由圖可知甲、乙兩滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s＝nh比較兩物體提升相同高度時(shí)滑輪組繩端移動的距離關(guān)系，根據(jù)η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，鉤碼上升的高度和繩端移動距離不一定要測量；（6）根據(jù)功率公式計(jì)算即可；（7）滑輪組的機(jī)械效率與提升的重物、動滑輪重有關(guān)?！窘獯稹拷猓海?）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，使物體勻速升高，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計(jì)示數(shù)才等于拉力大小；小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，他的想法不正確，因?yàn)樗麤]有考慮到繩子與輪之間的摩擦對測力計(jì)示數(shù)的影響，從而影響滑輪組的機(jī)械效率；（2）由圖丁知，繩子的有效段數(shù)n＝4，在第4次實(shí)驗(yàn)中，繩端移動的距離：s＝4h＝4×0.1m＝0.4m；第4次實(shí)驗(yàn)測得的機(jī)械效率為：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%；（3）根據(jù)繩子自由端移動的距離與物體升高的高度的關(guān)系：s＝nh，在實(shí)驗(yàn)1、2、3、4中，繩子的有效段數(shù)分別為2、3、3、4，即分別是用甲、乙、丙丁裝置做的實(shí)驗(yàn)；通過比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無關(guān)；（4）通過比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；（5）根據(jù)η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，鉤碼上升的高度和繩端移動距離不一定要測量；（6）繩端移動的距離s＝4h＝4×0.1m＝0.4m；拉力做功W＝Fs＝2.5N×0.4m＝1J；拉力F做功的功率P＝＝＝0.5W；（7）AB、可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無關(guān)，根據(jù)v＝可知，機(jī)械效率與物體提升的速度無關(guān)，故AB不符合題意；C、減小動滑輪重，減小了額外功，有用功與總功的比值變大，機(jī)械效率變大，故C符合題意；D、減小物重，減小了有用功，有用功與總功的比值變小，機(jī)械效率變小，故D不符合題意；故選：C；故答案為：（1）勻速；不正確；（2）0.4；80%；（3）1、2；（4）2、3；（5）可以不測量；（6）0.5；（7）C。23．如圖所示，質(zhì)量為60kg的工人在水平地面上，用滑輪組把貨物運(yùn)到高處。第一次運(yùn)送貨物時(shí)，貨物質(zhì)量為130kg，工人用力F1勻速拉繩，地面對工人的支持力為N1，滑輪組的機(jī)械效率為η1；第二次運(yùn)送貨物時(shí)，貨物質(zhì)量為90kg，工人用力F2勻速拉繩的功率為P2，貨箱以0.1m/s的速度勻速上升，地面對人的支持力為N2，N1與N2之比為2：3．（不計(jì)繩重及滑輪摩擦，g取10N/kg）求：（1）動滑輪重和力F1的大??；（2）機(jī)械效率η1；（3）功率P2?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）以人為研究對象進(jìn)行受力分析，N＝G人﹣F，而由圖可知承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝4，因?yàn)椴挥?jì)繩重及滑輪摩擦，所以拉力F＝，可得壓力N＝G人﹣，據(jù)此列方程求動滑輪重和拉力大??；（2）知道n＝4，則s＝4h，η＝＝＝求第一次運(yùn)送貨物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率；（3）知道第二次貨物上升速度為0.1m/s，求出拉力端移動的速度，再利用P＝Fv求第二次拉力做功功率。【解答】解：（1）第一次提升貨物時(shí)，以人為研究對象N1＝G人﹣F1′，﹣﹣﹣﹣﹣﹣①繩對人的拉力與人對繩的拉力相等，F(xiàn)1′＝F1由圖可知，n＝4，∵不計(jì)繩重及滑輪摩擦，∴F1′＝，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②得：N1＝G人﹣＝60kg×10N/kg﹣，∴N1＝600N﹣，﹣﹣﹣﹣﹣﹣③第二次提升貨物時(shí)，以人為研究對象N2＝G人﹣F2′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④繩對人的拉力與人對繩的拉力相等，F(xiàn)2′＝F2，F(xiàn)2′＝，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤由④⑤得：N2＝G人﹣＝60kg×10N/kg﹣，∴N2＝600N﹣，﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥由題知，＝，即：（600N﹣）：（600N﹣）＝2：3，解得：G動＝300N，代入②式：F1＝F1′＝＝＝400N，代入⑤式：F2＝F2′＝＝＝300N，（2）第一次運(yùn)送貨物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：η1＝＝＝＝＝81.25%；（3）第二次貨物上升速度為0.1m/s，人勻速拉繩的速度為v2′＝4×0.1m/s＝0.4m/s，拉力做功功率：P2＝F2v2′＝300N×0.4m/s＝120W。答：（1）動滑輪重為300N，力F1的大小為400N；（2）第一次運(yùn)送貨物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為81.25%；（3）第二次拉力做功功率為120W。24．體重800N的人，雙腳與地面的接觸面積400cm2，用圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知被提升的物體M重為900N，人在繩子自由端的拉力F將物體M以0.4m/s的速度勻速提升到8m的高度，拉力做的功W隨時(shí)間t的變化圖像如圖乙所示，不計(jì)鋼絲繩的重、摩擦力大小。求：（1）滑輪組提升重物所做的有用功是多少？（2）滑輪組提升重物的機(jī)械效率是多少？（3）動滑輪的重力是多少？（4）提升物體時(shí)，人對地面的壓強(qiáng)是多少？【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）已知物體M的重力，根據(jù)公式W＝Gh計(jì)算拉力F對所提升物體M做的有用功；（2）根據(jù)圖乙可以確定此時(shí)拉力做的功，即總功，再據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式計(jì)算即可；（3）據(jù)圖甲能看出有兩端繩子吊著動滑輪，故應(yīng)該費(fèi)2倍的距離，所以結(jié)合公式W＝Fs可以計(jì)算出繩子自由端的拉力，在不計(jì)繩子的重、摩擦?xí)r計(jì)算出動滑輪的重力；（4）求出提升重物時(shí)，人對地面的壓力，利用p＝計(jì)算壓強(qiáng)。【解答】解：（1）有用功：W有＝Gh＝900N×8m＝7200J；（2）由v＝得，物體上升時(shí)間：t＝＝＝20s，據(jù)圖乙可知，此時(shí)拉力做的總功是8000J，滑輪組的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝90%；（3）由圖甲可知，n＝2，所以繩子自由端移動的距離：s＝2×8m＝16m；根據(jù)W總＝Fs可得，拉力：F＝＝＝500N；不計(jì)鋼絲繩的重、摩擦力大小，由F＝（G+G動）得，動滑輪的重力為：G動＝2F﹣G＝2×500N﹣900N＝100N；（4）提升重物時(shí)，人對地面的壓力：F壓＝G人﹣F＝800N﹣500N＝300N，人對地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝7500Pa。答：（1）滑輪組提升重物所做的有用功是7200J；（2）滑輪組提升重物的機(jī)械效率是90%；（3）動滑輪的重力是100N；（4）提升物體時(shí)，人對地面的壓強(qiáng)是7500Pa。25．如圖是現(xiàn)代家庭使用的升降衣架的結(jié)構(gòu)示意圖，它可以很方便晾起洗好的衣服。已知晾衣架上所掛衣服總重40N，動滑輪、桿和晾衣架總重為10N．楊燕同學(xué)用力F拉動繩子自由端，在5s時(shí)間內(nèi)使衣服勻速上移0.5m（不計(jì)繩重和摩擦）求：（1）楊燕需要做的有用功；（2）拉力的功率P；（3）整個過程中機(jī)械效率η。（4）如果所掛衣服的重力增加了，整個裝置的機(jī)械效率將如何變化？【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）知道衣服總重和提升的高度，根據(jù)W＝Gh求出楊燕需要做的有用功；（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，根據(jù)F＝G總求出繩端的拉力，根據(jù)W＝Fs＝Fnh求出拉力做的總功，利用P＝求出拉力做功的功率；（3）根據(jù)η＝×100%求出整個過程中機(jī)械效率；（4）如果所掛衣服的重力增加了，拉力所做的有用功增加，不計(jì)繩重和摩擦額外功不變，根據(jù)η＝×100%分析整個裝置的機(jī)械效率變化。【解答】解：（1）楊燕需要做的有用功：W有＝G衣h＝40N×0.5m＝20J；（2）由圖可知，n＝4，不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，繩端的拉力：F＝G總＝×（10N+50N）＝12.5N，拉力做的總功：W總＝Fs＝Fnh＝12.5N×4×0.5m＝25J，拉力做功的功率：P＝＝＝5W；（3）整個過程中機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝80%；（4）如果所掛衣服的重力增加了，拉力所做的有用功增加，不計(jì)繩重和摩擦，額外功不變，由η＝×100%可知，整個裝置的機(jī)械效率將變大。答：（1）楊燕需要做的有用功為20J；（2）拉力的功率為5W；（3）整個過程中機(jī)械效率為80%；（4）如果所掛衣服的重力增加了，整個裝置的機(jī)械效率將變大?！绢}型4機(jī)械效率的綜合應(yīng)用】 26．近日，無錫市恒隆地產(chǎn)的建筑工地上有幾臺巨大的起重設(shè)備“塔吊”，其主要構(gòu)成為電動機(jī)和機(jī)械裝置兩個部分，簡化組成如圖所示，M為塔吊的配重，OB為塔吊的起重臂，C為能在起重臂上移動的載重小車，載重小車下掛有滑輪組，OB的長度S2為22m。當(dāng)載重小車在B點(diǎn)時(shí)，能安全起吊重物的最大質(zhì)量是1.2t。如果這臺“塔吊”配置的電動機(jī)銘牌參數(shù)為“額定電壓380V，額定功率38kW”。在某次起吊作業(yè)中，該“塔吊”電動機(jī)正常工作25s，通過載重小車從距離O點(diǎn)為10m的載重臂上把一質(zhì)量為2.4t的重物勻速提升20m。（不計(jì)載重小車、掛鉤、滑輪組和鋼絲繩的重力及摩擦）那么：（g取10N/kg）（1）當(dāng)起重臂水平平衡時(shí)，由圖可知，配重A與O點(diǎn)的距離是14m。（2）起吊后，當(dāng)重物勻速上升時(shí)，載重小車下電動機(jī)牽引鋼絲繩自由端的拉力是6000N，在這次起吊過程中，塔吊上的電動機(jī)對重物做功的效率為51%。（保留整數(shù)）（3）本次將重物從起吊點(diǎn)提升20m后，為保證塔吊安全工作，載重小車最多還能向B點(diǎn)方向接著再平移1m。【答案】（1）14；（2）6000；51%；（3）1。【分析】（1）由圖可知，OB的長度S2為22m，有11小格，計(jì)算出每小格的長度，則可計(jì)算出配重A與O點(diǎn)的距離；（2）由圖可知，承擔(dān)重物的鋼絲繩的股數(shù)n＝4，不計(jì)掛鉤、滑輪組和鋼絲繩重及摩擦，根據(jù)F＝G求出電動機(jī)牽引鋼絲繩自由端的拉力；根據(jù)W＝Gh求出提升重物所做的有用功，根據(jù)W＝Pt求出電動機(jī)消耗的電能即為總功，根據(jù)η＝×100%求出塔吊上的電動機(jī)對重物做功的效率；（2）根據(jù)G＝mg計(jì)算重物的重力，由圖可知，n＝4，因不計(jì)掛鉤、滑輪組和鋼絲繩重及摩擦，所以電動機(jī)牽引鋼絲繩自由端的拉力等于四分之一倍的物重，根據(jù)W＝Gh計(jì)算有用功，根據(jù)W＝Pt計(jì)算總功，根據(jù)η＝×100%計(jì)算效率；（3）根據(jù)平衡條件，根據(jù)題意，列出當(dāng)載重小車在B點(diǎn)時(shí)，起吊重物的最大質(zhì)量是1.2t時(shí)，GM×OA＝m最大g×OB；當(dāng)提升2.4t重物時(shí)，GM×OA＝m物g×OC′，兩個方程聯(lián)立，求OC′的大小，從而求出載重小車最多能向B點(diǎn)方向再平移多少米，才能保證安全工作?！窘獯稹拷猓海?）OB的長度S2為22m，有11小格，每小格的長度為，配重A與O點(diǎn)的距離為：7×2m＝14m；（2）重物的重力：G＝mg＝2.4×103kg×10N/kg＝2.4×104N，由圖可知，n＝4，因不計(jì)掛鉤、滑輪組和鋼絲繩重及摩擦，所以，電動機(jī)牽引鋼絲繩自由端的拉力：F拉＝G＝×2.4×104N＝6000N；有用功：W有用＝Gh＝2.4×104N×20m＝4.8×105J，總功：W總＝Pt＝3.8×104W×25s＝9.5×105J，塔吊上的電動機(jī)對重物做功的效率：η＝×100%＝×100%≈51%；（3）由題知，GM×OA＝m最大g×OB①當(dāng)提升2.4t＝2400kg重物時(shí)，GM×OA＝m物g×OC′②由①②得，m最大g×OB＝m物g×OC′，即：1200kg×g×22m＝2400kg×g×OC′，解得：OC′＝11m，所以，載重小車最多能向B點(diǎn)方向平移的距離：s＝OC′﹣OC＝11m﹣10m＝1m。故答案為：（1）14；（2）6000；51%；（3）1。27．水資源的缺乏越來越成為社會關(guān)注的熱點(diǎn)，很多企業(yè)都通過污水處理來節(jié)約生產(chǎn)用水。我市某企業(yè)在生產(chǎn)系統(tǒng)中每使用100噸水，就有96.2噸來源于處理后的循環(huán)水，補(bǔ)充的水僅3.