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第2课时 杠杆
第五部分 功和机械能 简单机械
1. [2023·随州] 劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻(一头重一头轻)，在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是(　　)
A. 肩膀应该靠近“轻的一头”
B. 肩膀应该靠近“重的一头”
C. 肩膀应该居于扁担正中间
D. 挑着担子走路， 扁担一般会上下“闪动”， “闪动” 时一定是一个筐子向上运动同时另一个筐子向下运动
答案： B
2． [2023·宜昌]如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是(　　)
A. 减少横杆右端的人数
B. 将支架向右移动
C. 横杆右端的人向支架靠近
D. 减小横杆上悬绳与支架间的距离
D
3. [2023·仙桃]在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
(1) 实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将平衡螺母向_____ (填“左”或“右”)调节，直至杠杆在水平位置平衡。
右
次数 动力
F1/N 动力臂
l1/cm 阻力
F2/N 阻力臂
l2/cm
1 0.5 16.0 1.0
2 1.0 15.0 1.0 15.0
3 2.0 15.0 1.5 20.0
(2) 调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂 l2 为______ cm。
8.0
(3) 分析表中实验数据，得出杠杆的平衡条件为_____________ ( 用 F1、 F2、 l1、 l2 表 示 )；第 3 次实验的杠杆类型属于_______ (填 “ 省力 ”“ 费力 ” 或“ 等臂 ”) 杠杆， 教室里的劳动工具中有这类杠杆，请举一例：__________ ；并简要说明你的判断理由_____________________________。
F1l1＝F2l2
费力
扫帚
使用扫帚时，动力臂小于阻力臂
(4) 如图丙， F 始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置 A 拉至位置 B 的过程中， F 的大小将 _______。(填选项字母)
A. 不变 B. 变小
C. 变大 D. 先变大后变小
C
点拨：在杠杆缓慢由 A 到 B 的过程中，动力臂 OA(即拉力 F 的力臂)不变，阻力大小不变，而阻力臂 l 却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知 F· OA＝G· l，当 OA、 G 不变时， l 变大，那么 F 也变大，即拉力 F在这个过程中逐渐变大。
D
4. [2023·临沂] 2023 年 2 月 10 日，航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动，机械臂类似人的手臂，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图所示工具，正常使用时与机械臂属于同一类杠杆的是(　　)
A. 瓶起子 B. 钢丝钳 C. 核桃夹 D. 食品夹
5. [2023·广元]如图所示，杠杆 OBA 可绕 O 点在竖直平面内转动， OB＝2BA，在 B 点悬挂一个 10 N 的重物 G，在 A 点施加竖直向上的动力 F1，使杠杆 OBA 水平平衡(杠杆重力及摩擦均忽略不计)，下列说法正确的是(　　)
A. 在 A 点施加竖直向上的力 F1 时， 该杠杆是费力杠杆
B. 作用在 A 点的力 F1 的大小为 5 N
C. 如果重物的悬挂点 B 向 O点移动， 要使杠杆水平平衡， F1 应变小
D. 若将作用于 A 点的力 F1 变为图中 F2， 要使杠杆水平平衡， F2 应小于 F1
答案： C
6． [2023·自贡]杆秤是一种中国传统的称量工具，凝 聚 着中国人民的智慧。 如图所示， O 为 杆秤提纽， OA＝8 cm， 秤砣质量 m＝0.2 kg，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当秤砣置于 B点时，杆秤再次水平平衡，此时测得 OB＝32 cm，则鱼的质量为(　　)
A. 1.0 kg B. 0.8 kg
C. 0.6 kg D. 0.4 kg
B
7. [中考·衡阳]晚饭后，妈妈带着小涛和他两岁的妹妹到文化活动中心玩跷跷板，如图所示，图中的转轴相当于杠杆的______ ，妈妈和妹妹的总重力比小涛的重力大，跷跷板水平平衡时，小涛比妈妈离转轴________ (填“远”或“近”)；若妈妈放下怀抱中的妹妹(妈妈的位置不变)，为了保持跷跷板水平平衡，小涛应适当 _______(填“远离”或“靠近”) 转轴。
支点
远
靠近
8. [2023·河北]在均匀直尺的中央挖一小凹槽，把一个薄金属片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小盘，在小盘中倒入质量不等的大米和小米，调整小盘在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡，如图所示。
由图可知，大米的质量______ ( 填“大于”或“小于”) 小米的质量。 F 是左盘对直尺施加的力，请在图中画出 F 的力臂。
现向左盘中再加入少量大米，写出一种能够使直尺恢复平衡的方法：_________________ 。
小于
解：如图所示
向右盘中加入小米
点拨：直尺水平平衡时，根据图示可知，此时 l 大米>l小米；由杠杆的平衡条件可知， (m盘＋m大米) g× l 大米＝ (m盘＋m小米) g×
l 小米，由于 l 大米>l 小米，则 m 大米9. [2023·金昌]如图所示的是三种类型的剪刀，请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择______ ( 填“A”“B”或“C”) 剪刀，这样选择的目的是为了_________ ( 填“省力”“省距离”或“省功”)。
A
省力
10． [2023·天津]如图甲是我国古代汲水装置——桔槔，图乙是它水平静止时的简化模型，该装置是________ (填简单机械名称)。此时配重物重力为 G1， 水桶重力为 G2， l1 ∶l2＝ 2 ∶ 1，若不计杆重，则 G1 ∶ G2＝ ______。
杠杆
1 ∶ 2
11. [2023·陕西]如图甲，用铁锹铲土时，铁锹可视为杠杆，图乙是其简化图， O 为支点，请在图中画出作用力 F 的力臂 l。
解： 如图所示。
12. [2023·郴州]如图所示， O 为支点，杠杆 AB平衡时，画出施加在杠杆上最小动力 F1 的示意图。
解： 如图所示。
点拨：杠杆平衡时，要使动力F1 最小，则 F1 的力臂应最大；由图知，图中 BO 作动力臂是最长的动力臂，力 F1 作用点在 B 点，方向垂直于 OB 斜向上。
13． [2023·眉山]学校组织学生参加劳动实践活动，在基地发现了一台活塞式抽水机，在杠杆 C 处用力便可取水。请在图中画出：
(1) 阻力 F2 的力臂 l2；
(2) 在 C 处所用最小力 F1 的示意图。
解： 如图所示。
14. [情境题·生活应用]如图是锅炉上的安全阀门示意图。请画出物体 A 所受重力的示意图及 F 的力臂 l。
解： 如图所示。
点拨：过物体 A 的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号 GA 表示。过O 点向 F 的作用线作垂线，垂线段的长度就是该力的力臂。
15. [新考法·实验验证法]利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材，探究杠杆的平衡条件。
(1) 调节螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，如图甲所示，其目的是方便测量 ________。
力臂
实验次数 1 2 3
方案一 F1/N 3 2 1
l1/cm
F2/N 3 2 1
l2/cm
方案二 F1/N 3 4 2
l1/cm
F2/N 5 3 5
l2/cm
(2) 为探究杠杆的平衡条件，小明设计了以下两种收集实验数据的方案，其中合理的是 __________。
方案二
(3) 如图乙所示，在 A 处挂 3 个钩码，则应在B 处挂 ______个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡。
2
(4) 杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时，常用离秤钩较_______ ( 填“近”或“远”)的提纽。
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第1课时 功和机械能
第五部分 功和机械能 简单机械
[2023·荆州] 2023 年 5 月 30 日，景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐“神舟十六号”载人飞船，成功进入中国空间站，与 “神舟十五号”航天员乘组会师天宫，如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A. 飞船在升空过程中， 只存在动能和势能的相互转化
B. 漂浮在空间站中的航天员重力势能为零
C. 空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D. 空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行， 在近地点时动能最小
C
2． [2023·武汉]电动叉车托着质量为 100 kg 的货物，在 5 s 内沿着水平方向行驶 10 m，如图甲所示；接着在 10 s 内把货物匀速竖直提升 1 m，如图乙所示， g 取 10 N/ kg。
下列说法正确的是(　　)
A. 叉车水平行驶过程中， 货物的重力做功为 1× 104 J
B. 叉车提升货物过程中， 克服货物的重力做功为 1× 103 J
C. 叉车水平行驶过程中， 叉车的重力势能转化为货物的动能
D. 叉车提升货物过程中， 货物的动能转化为货物的重力势能
B
3. [2023·十堰]如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景，相关参数如下表。执行任务过程中，该舰以恒定最大推动功率航行。 ( g 取 10 N/kg)
排水量 1 220t
吃水深度 4m
最大航速 12.5m/s
最大推动功率 1 250kW
(1) 求十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小。
解： 十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小为
F浮 ＝G 排 ＝m 排 g＝1 220×103kg×10N/kg＝1.22×107N。
(2) 若十堰舰从静止出发，加速航行 0.96 km 时达到最大航速，图乙是本次航行的 v － t 图象，求加速阶段的平均速度。
解：由图乙知十堰舰达到最大航速的时间为 120s，则加速阶段的平均速度
v＝ ＝＝8m/s。
(3) 求十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时，十堰舰所受阻力大小。
解：根据 P＝ ＝ ＝Fv 得，十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时的牵引力 F＝ ＝＝105N，由于十堰舰匀速行驶，所以受到的阻力等于牵引力，即f＝F＝105N。
B
4. [2023·河南] 踢毽子是一项常见的健身运动。如图为一同学踢毽子的情景，毽子在向上运动的过程中，下列关于毽子的说法正确的是(　　)
A. 重力势能减小
B. 运动状态改变
C. 受到惯性作用
D.在最高点时受力平衡
5. [2023·无锡]在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑 A、 B，如图所示。下列说法中正确的是(　　)
A. 皮球下落过程中动能转化为重力势能
B. 皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C. 形成圆斑 B 时皮球是从更高处下落的
D. 形成圆斑 A 时皮球接触地面后形变程度更小
B
6． [2023·临沂] 2023 年 5 月 7 日 上 午， 临沂市第十三届全民健身运动会开幕式暨第七届万人健步行活动在五洲湖广场开启。如图所示，航拍本次活动的无人机匀速下降的过程中(　　)
A. 重力不做功
B. 动能减小
C. 重力势能不变
D. 机械能减小
D
7. [2023·连云港]下列有关功的说法正确的是(　　)
A. 用力推车没有推动， 人对车也做了功
B. 足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C. 运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D. 学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
B
8. [2023·南充]体育课上小唐同学进行传接排球训练，他将排球斜向上抛出，排球的运动轨迹如图所示。 a、 b、 c、 d 为轨迹上的点，其中 a、 c 两点高度相同，不计空气阻力，则排球在 a 点的机械能 _______( 填“ 大于”“小于”或“等于”) d 点的机械能；排球在 a、 b、 c、 d 四点中______点的重力势能最大。
等于
b
点拨：不计空气阻力，排球从 a 到 d 的过程中，只有动能和重力势能相互转化，故排球的机械能守恒，在 a、 d 点的机械能相等；排球在 a、 b、 c、d 四点中， b 点的高度最高，质量不变，所以 b 点的重力势能最大。
9. [2023·怀化]如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，当卫星从近地点向远地点运动时，它的重力势能 _______(填“减小”或“增大”)，卫星在______ (填“远”或“近”) 地点时重力势能最大。
增大
远
10． [中考·广州]如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从 M 点竖直向下以某一速度抛出，球经静止在位置 a 的台面反弹后，到达的最高点为 N；经台面反弹后上升过程球的动能 ________(填“增大”“不变”或“减小”)， N ______ (填“可能”或“ 不 可 能 ”) 比 M 高。 球从 N 点下降时，台面已升至合适的位置 b 并保持静止，球
再次经台面反弹后， 到达的最高点 P
_______ (填“可能”或“不可能”) 比 N 高。
减小
可能
不可能
点拨：将球从 M 点竖直向下以某一速度抛出，此时具有的机械能为动能和重力势能之和，球经静止在位置 a 的台面反弹后，在上升过程，球的速度减小，球的动能减小，球在运动过程中要克服阻力做功，所以球的机械能减小，若克服阻力做的功小于最开始的动能，到达的最高点 N 比 M 高，若克服阻力做功大于最开始的动能，到达的最高点 N比 M 低，若克服阻力做功等于最开始的动能，到达的最高点 N 与 M 一样高；球从 N 点下降时，台面已升至合适的位置 b 并保持静止，球再次经台面反弹后，由于球在运动过程中要克服阻力做功，球的机械能减小，到达的最高点 P 比 N 低。
11. [2023·广州]物体 A 重 5 N，如图甲， A 在水平拉力 F1 作用下，在水平面上从 M 匀速直线运动到 N 用时 3 s；如图乙，在 A 上放置一个钩码， A 在水平拉力 F2 作用下，在另一水平面从 P 匀速直线运动到 Q 用时 2 s。
(1) 在 MN、 PQ 段， A 的速度分别为 v1、 v2， A 所受摩擦力分别为 f1、 f2， 则 v1 _____v2， f1 ______f2。(均填“>”“＝”或“<”)
<
>
点拨：由图甲可知，在 MN 段， A 匀速运动的路程 s1＝0.3 m，水平拉力 F1＝1 N，其速度 v1＝ ＝ ＝0.1 m/s，在 PQ段， A 匀速运动的路程 s2＝0.4 m，水平拉力 F2＝0.6 N，其速度 v2＝ ＝ ＝0.2 m/s，则 v1f1＝F1＝1 N， f2＝F2＝0.6 N， 则 f1>f2。
点拨：A 从 M 运动到 N， F1 做的功W1＝F1s1＝1 N× 0.3 m＝
0.3 J，功率 P1＝ ＝0.3J3s ＝0.1 W，A 所受重力在竖直方向上， A 在竖直方向上没有移动距离，重力没有做功，即 A 所受重力做的功为 0 J。
(2) A 从 M 运动到 N， F1 做的功为 ______J、功率为 _______W， A 所受重力做的功为 _______J。
0.3
0.1
0
12. [2023·天津]第七届世界智能大会于 2023年 5 月 18 日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。参观者戴上该设备，轻松地将 50 kg 的物体匀速举高 1 m， 用时 2 s， 此过程中对物体做功_________J，功率为 ________W。( g 取 10 N/kg)
500
250
13． [中考·齐齐哈尔]如图甲所示，水平地面上的物体在水平推力 F 的作用下做直线运动。当水平推力为 F1 时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示；当水平推力为 F2 时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示，则 F1 _______F2。若两次推力的功率分别为 P1、 P2， 则 P1 _____P2。( 均 填“ 大于”“等于”或“小于”)
等于
小于
点拨：由图乙可知，物体做匀速直线运动，速度大小为 v1＝ ＝ ＝3 m/s；由图丙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为 v2＝5 m/s；因为物体两次都是做匀速直线运动，根据二力平衡可知，推力都等于摩擦力，物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力不变，故受到的水平推力 F1＝F2；已知v1＜ v2，由P＝ ＝ ＝Fv可得，两次推力的功率P1＜ P2。
14. [2023·山西]如图是小伟同学在单杠上做引体向上时的情景，每次引体向上身体上升的高度为 0.6 m，求解下列问题。(小伟的质量为 50 kg， g 取 10 N/kg)
(1) 引体向上前小伟先进行了热身训练，他绕操场跑了 600 m 用时 5 min，他热身运动的平均速度。
解：小伟热身运动的平均速度 v＝ ＝ ＝2m/s。
(2) 小伟完成 1 次引体向上克服重力做的功。
小伟受到的重力 G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，完成 1 次引体向上克服重力做的功 W＝Gh＝500N×0.6m＝300J。
(3) 小伟做完引体向上运动后，双脚稳稳地站在水平地面上，请你估算他此时对地面的压强。
解：小伟双脚 站在水平地面上对地面的压力为F＝G＝500N，双脚与地面的接 触面积约为 S＝400cm2＝400×10－4m2，则他对地面的压强 p＝ ＝ ＝1.25×104Pa。
15. [情境题·生活应用]掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片， 下列说法不正确的是(　　)
A. 小球越跳越低， 说明小球的机械能逐渐减少
B. 从 A 点运动到 B 点，小球的重力势能转化为动能
C. 经过相同高度的 B、 C 两点时， 小球的重力势能相同
D. 经过相同高度的 B、 C 两点时， 小球的动能相同
D
16． [新考法·逻辑推理法]小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是______ (填“相同”或“不同”) 的。
不同
实验 1：将小球从斜面顶端自由滚下(图甲)，观察到木块被撞出了一段距离。
实验 2：将小球从斜面中间自由滚下(图乙)，观察到木块被撞出的距离比实验 1 的距离________ (填“短”“长”或“相等”)。
由上述实验现象，我们可以得出结论：同一物体，___________ ，动能越大。
短
速度越大
实验 3：将小球从一光滑斜槽轨道( OAB) O 点自由滚下( 图丙 )， 依次经过 A、 B两点到达 C 点(忽略空气阻力)， 设 A、B 两点 的机械能分别为 EA 和 EB， 则 EA ______(填“>”“＝”或“<”) EB。当小球从B 点做斜抛运动到达最高点 C 时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将________ 。
A. 沿 a 轨迹运动 B. 沿 b 轨迹运动
C. 沿 c 轨迹运动 D. 保持静止
＝
A
点拨：由甲、乙两图可知，质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是不同的，小球滚下的高度越高，小球到达水平面的速度越大；观察到木块在实验 2 被撞出的距离比实验 1 的距离短，从实验结果可得物体质量相同时，速度越大，动能越大；将小球从一光滑斜槽轨道(OAB) O 点自由滚下(图丙)，依次经过 A、 B 两点到达 C 点(忽略空气阻力)，设 A、B 两点的机械能分别为 EA 和 EB，实验过程不存在能的损耗，则 EA＝EB；当小球从 B 点做斜抛运动到达最高点 C 时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿a 轨迹做匀速直线运动。(共33张PPT)
第3课时 其他简单机械 机械效率
第五部分 功和机械能 简单机械
1. [2023·鄂州] 小刚用如图所示的滑轮组，将重为 10 N 的物体匀速提升 0.5 m，已知动滑轮重 2 N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是(　　)
A. 拉力 F 为 5 N
B. 有用功为 10 J
C. 绳子自由端移动的距离为 1.5 m
D. 该滑轮组的机械效率为 83.3%
D
2． [2022·襄阳]某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。
实验
次数 钩码重
G/N 钩码上
升高度
h/cm 拉力
F/N 绳端移动距离 s/cm 机械
效率
η
1 1.0 10 0.6 30 55.6%
2 2.0 10 1.0 30
3 4.0 10 1.6 30 83.3%
(1) 实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 _____拉动弹簧测力计。
(2) 第二次实验中，滑轮组的机械效率为_______ 。
(3) 分析 1、2、3 次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越_____ ( 填 “重”或“轻”)，滑轮组的机械效率越高。
(4) 小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果发现滑轮组的机械效率________ ( 填“变大”“变小”或“不变”)。
匀速
66.7%
重
不变
3. [2023·荆州]以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的 2023 荆州马拉松 3 月 26 日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度 L＝3 m 的斜面把质量为240 kg 的重物匀速推到 h＝1 m 高处，如图所示，工人所用推力 F＝1 000 N， g 取 10 N/kg。
(1) 推力做的有用功；
(2) 斜面的机械效率；
解： 推力做的有用功 W 有 ＝Gh＝mgh＝240kg× 10N/kg×1m＝2 400J。
推力做的总功 W 总 ＝Fs＝FL＝1 000N×3m＝3000J，
斜面的机械效率 η＝ ＝＝80%。
(3) 工人将另一质量为 300 kg 的重物匀速推到同一高度，为了省 力，换用长度为 5 m 的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为 6∶ 5，共用时 20 s，工人推力做功的功率。
解：将 240kg 的重物匀速推到 1m 高处过程的额外功W 额 ＝
W 总 －W 有 ＝3 000J－2 400J＝600J，由 W额＝fs 得，重物与斜面间的摩擦力 f＝ ＝＝ ＝200N。
工人将另一质量为 300kg 的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为 5m 的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为 6 ∶5，即 f'＝ × 200N＝240N。
有用功 W 有′＝G′ h＝m′ gh＝300kg×10N/kg×1m＝3 000J，
额外功 W 额′＝f ′ s′＝240N×5m＝1 200J，
则总功 W 总′＝W 有′＋W 额′＝3 000J＋1 200J＝4 200J，
推力做功的功率 P＝ ＝＝210W。
4. [2022·宜昌] 如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时 10 s 将小军匀速提升了 50 cm，称得小军的质量为 54 kg，动滑轮的总质量为 6 kg， g 取 10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求：
(1)小华的拉力是多少？
解： 由图乙可知，与动滑轮连接的绳子有 6 段，
则小华的拉力 F＝ (G 人 ＋G 动 )＝ (m 人 ＋m 动 ) g＝
× (54kg＋6kg)×10N/kg＝100N。
(2)小华拉力的功率是多少？
解：绳子自由端移动的距离s＝6h＝6×50cm＝300cm＝3m，
拉力做的总功 W 总 ＝Fs＝100N×3m＝300J，
拉力的功率 P＝ ＝ ＝30W。
(3)此过程中滑轮组的机械效率是多少？
解：小华做的有用功 W 有＝G 人h＝m 人gh＝54kg×10N/kg× 0.5m＝270J，滑轮组的机械效率
η＝＝ ＝90%。
5. [2023·自贡]如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力 F1、 F2、 F3 匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法正确的是(　　)
A. F1、 F2、 F3 的大小相等
B. F1 最大
C. F2 最大
D.F3 最大
A
6． [2023·连云港]下列关于机械效率的说法正确的是(　　)
A. 越省力的机械， 机械效率越高
B. 做功越快的机械， 机械效率越高
C. 所做有用功越多的机械， 机械效率越高
D. 有用功与总功的比值越大的机械， 机械效率越高
D
7. [2023·常德]如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体， G 物 ＝200 N(不计绳重、滑轮重和摩擦)，要使物体竖直匀速提升 2 m。下列说法中正确的是(　　)
A. F甲 ＝200 N， 并向上移动 4 m
B. F甲 ＝100 N， 并向上移动 2 m
C. F 乙 ＝200 N， 并向上移动 1 m
D. F 乙 ＝400 N， 并向上移动 l m
D
8. [中考·金昌]如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为行动不便人士通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 ______(填“杠杆”“滑轮”或“斜面”)；属于_______ (填 “省力”“费力”或“省功”) 机械。
斜面
省力
9. [2023·泰安]如图所示的滑轮组在 10 s 内将200 N 的重物匀速提升 3 m，滑轮组的机械效率为 80%，不计绳重和摩擦，拉力 F 的功率为_____ W。
75
10． [中考·锦州]如图所示的滑轮组，在拉力F 的 作 用 下， 物 体 A 以 0.1 m/s 的速度匀速直线运动了 10 s。 物体 A 受 到 的 摩 擦力为 4.2 N，弹簧测 力计示数 为 2 N(不计绳、弹簧测力计和滑轮重)。则绳子自由端移动的距离为 ______m，拉力 F 的功率为______ W， 滑轮组的机械效率为______ 。
3
0.6
70%
点拨：从图中可知 n＝3，绳子自由端的速度 v＝nv 物 ＝
3× 0.1m/s＝0.3 m/s，绳子自由端移动的距离 s＝vt＝0.3 m/s×
10 s＝3 m；不计绳、弹簧测力计和滑轮重，弹簧测力计示数为
2 N，则拉力为2 N，根据 P＝ ＝ ＝Fv 可知，拉力 F 的功率 P＝Fv＝2 N× 0.3 m/s＝0.6 W；滑轮组的机械效率 η ＝ ＝ ＝＝ ＝＝ 70%。
11. [2023·绥化]如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图(b)甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)
实验
次数 钩码
重力
G/N 提升
高度
h/m 绳端
拉力
F/N 绳端移
动距离
s/m 机械效
率 η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
在实验中，应沿竖直方向 ______拉动弹簧测力计。
(2) 第一次实验中， 如图(a) 所示， 弹簧测力计的示数
是 ______N， 机械效率是________ ( 精确到 0.1%)。
匀速
1.8
74.1%
点拨：实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数。
点拨：图示弹簧测力计的 1 N 之间平均分成 5 等份，所以其分度值为 0.2 N，指针所指示的刻度值为 1.8 N；第一次实验机械效率η＝＝ ＝ ≈ 74.1%。
(3) 由 1、2 两次实验数据可得出结论：______________________________________。
使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高
点拨：由 1、 2两次实验数据可知，使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高。
(4) 由______两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
2、3
点拨：由 2、 3 两次实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，机械效率越低。
(5) 在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将______ ( 填“偏高”“偏低”或“不变”)。
偏低
点拨：在图丁中，若拉力 F 向右倾斜，则拉力变大，总功变大，有用功不变，故测得的机械效率将偏低。
12. [2023·安徽]如图所示，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为 6 N 的物体沿斜面向上匀速拉动 0.6 m，物体上升的高度为 0.3 m，弹簧测力计的示数为 4 N。求此过程中：
(1) 做的有用功；
解： 克服物体重力做的有 用功
W 有 ＝Gh＝6N× 0.3m＝1.8J。
(2) 该装置的机械效率。
解：弹簧测力计的示数大小即为拉力大小，故拉力做的总功
W 总 ＝Fs＝4N×0.6m＝2.4J， 该装置的机械效率
η＝＝ ＝75%。
13． [情境题·生活应用]用如图所示的电动起重机将 6 000 N 的重物匀速提升了 4 m，电动机的功率为 5 000 W，此过程用时 10 s。下列说法正确的是(　　)
A. 起重机对重物做的有用功是2× 104 J
B. 起重机的电动机做的总功是6× 104 J
C. 起重机的机械效率是 48%
D. 若减小动滑轮的重力， 起重机的机械效率将变小
C
14. [新考法·学科内综合]如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体 M 的情景。物体 M 的棱长为 1 m，密度为 2.8×103 kg/m3，用 7 500 N 的拉力 F 将物体 M 以 0.5 m/s 的速度匀速提升 2 m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。
( ρ 水＝1.0×103kg/m3， g 取 10 N/kg)
求： (1) 物体 M 上升后，还未露出水面时受到的浮力。
解： 物体 M 上升后，还未露出水面时，物体排开水的体积等于物体的体积， V 排 ＝V＝a3＝1m3， F浮 ＝ρ 水 gV 排＝
1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3＝104N。
(2) 物体 M 上表面在水面下 0.2 m时，它的下表面受到水的压力。
解：物体 M 上表面在水面下 0.2m 时，它的下表面处深度
h＝1m＋0.2m＝1.2m，
下表面受到水的压强 p＝ρ 水 gh＝
1.0×103kg/m3×10N/kg× 1.2m＝1.2×104Pa，
下表面受到水的压力 F压＝pS＝1.2×104Pa×(1m)2＝1.2×104N。
(3) 物体 M 上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。
解：物体重力 G＝ρgV＝2.8×103kg/m3×10N/kg×1m3＝
2.8×104N，由图可知 n＝3，滑轮组的机械效率 η ＝
＝ ＝ ＝ ＝
＝80%。

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