1、1.(2019河北,21,3分)(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n分之一,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 (2nF-G)s D.滑轮组的机械效率为,A组 20152019年河北中考题组,答案 BC 由于F= (G动+f),当f=G动时,F=f,该滑轮组既不省力也不费力,当fG动时,Ff, 费力,故A错误;由题图可知,绳端移动的速度v绳=2v,则拉力的功率P=Fv绳=2Fv,故B正确;所做的额外功W额外= W总-W有用=F2
2、s- Gs= (2nF-G)s,故C正确;此时滑轮组的机械效率= = = = ,故D错误。 一题多解 不计绳重、轮与轴间的摩擦时,克服动滑轮重力做的功为额外功,又由受力分析得动滑轮的重 力G动=2F-f=2F- G,故额外功W额外=G动s=(2F- G)s= (2nF-G)s。,2.(2015河北,21,3分)(多选)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,在 绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力,将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦,下列说法正 确的是 ( ) A.F1大于F2 B.F1和F2做的功一定相等 C.甲、乙的机械效率不相等,D.绳子自由端移
3、动的距离不相等,物体运动的时间可能相等,答案 ABD 由题图可知,甲滑轮组由两股绳子承担物重,则拉力F1= (G+G动),绳子自由端移动的距离等于 物体移动距离的2倍,乙滑轮组由三股绳子承担物重,则拉力F2= (G+G动),绳子自由端移动的距离等于物体 移动距离的3倍,如果物体被提升的速度相同,则物体被提升相同高度所用时间将相等,物体被提升相同高度 时,绳子自由端移动的距离不相等,所以选项A、D正确;因不计绳重及摩擦,拉力所做的功W=(G+G动)h,因为 动滑轮重、物重和提升高度均相同,所以拉力做功相同,选项B正确;甲、乙的机械效率= = = ,因为动滑轮重和物重均相同,所以甲、乙的机械效率相
4、同,选项C错误。 解题关键 结合题图确定甲、乙两图中承担物重的绳子股数n,弄清绳端拉力与物重的关系、绳子自由端 移动距离与物体提升高度的关系,结合功和机械效率的公式进行正确分析和计算。,3.(2017河北,21,3分)(多选)用五个相同质量的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,在绳自由端分 别用力将重为G的物体匀速提升,乙滑轮组的效率为乙,不计摩擦、绳和木板的重。下列说法正确的是 ( ) A.两个滑轮组的机械效率可能相等 B.F1一定大于F2 C.每个滑轮重为,D.甲、乙将重物提升相同的高度,F1与F2的功率可能相等,答案 BCD 由题图可得,F1= (G+G动),F2= (G+2G动)
5、,比较可知F1F2,故B正确;甲= ,乙= ,比 较可知甲乙,故A错误;由乙滑轮组机械效率表达式乙= 计算可得,动滑轮的重力G动= ,故C 正确;由功率的计算公式P=Fv可知,当v1v2时,就可能出现F1v1=F2v2,故D正确。 思路分析 由题中条件不计摩擦、绳和木板的重可知,滑轮组中有几股绳子与动滑轮相连,就有几股绳子 承担重力,则绳端拉力就等于物体和动滑轮总重力的几分之一;提升物体所做的是有用功,提升动滑轮所做 的为额外功,故滑轮组的机械效率为= = ;利用公式P=Fv判断功率。 解题关键 正确判断承担重力的绳子股数是解题的关键点之一,看清题中条件“不计摩擦、绳和木板的 重”,可确定克服
6、动滑轮重所做的功为额外功,这也是解题的关键。,4.(2018河北,25,3分)一台起重机在10 s内将重为3 600 N的货物匀速提高了4 m,起重机做的有用功是 J。若起重机做的额外功是9 600 J, 则机械效率是 ,起重机的总功率是 W。,答案 14 400 60% 2 400 解析 有用功:W有=Gh=3 600 N4 m=14 400 J 机械效率:= = =60% 总功率:P= = =2 400 W,5.(2018河北,33,6分)探究杠杆的平衡条件。 (1)杠杆两端的螺母作用是 。 (2)小明用如图甲所示装置,进行实验并收集了下表中的数据,分析数据可知,杠杆的平衡条件是 。 甲,
7、(3)小明又用如图乙所示装置进行实验。请在图中画出拉力F的力臂,弹簧测力计的读数应是 N。 (一个钩码重0.5 N) 乙 (4)如图丙所示,小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置平衡。她用 刻度尺测出L1和L2,则2L1 (选填“”“”或“=”)3L2。,丙,【拓展】探究了杠杆的平衡条件后,小红对天平上游码的质量进行了计算。她用刻度尺测出L1和L2(如图丁 所示),则游码的质量为 g。 丁,答案 (1)调节杠杆在水平位置平衡 (2)动力动力臂=阻力阻力臂 (3)如图所示 2 (4) 【拓展】 解析 (1)实验前通过调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡; (2)
8、分析数据可知,杠杆平衡条件是:动力动力臂=阻力阻力臂;,(3)根据定义“支点到力的作用线的距离叫做力臂”画出拉力F的力臂;由“30角对应的直角边等于斜边 的一半”得拉力的力臂为“3”,利用杠杆平衡条件得:1.5 N4=F3,则F=2 N; (4)设硬币半径为r,重力为G。由杠杆平衡条件可得2G(L1+r)=3G(L2+r), 解得2L1G=(3L2+r)G, 所以2L13L2。 【拓展】设游码的质量为M,左盘放物体前有Mg =M螺g( +L0),即 M=( +L0)M螺,将一个5 g的物体放 在左盘中,游码移动到最大值时天平恰好平衡,可得关系5 g =M +M螺( +L0),即5 g =ML1
9、,所以 M= g。,知识拓展 探究杠杆平衡条件实验前,调节杠杆两端平衡螺母使其在水平位置平衡,是为了可以直接在杠 杆上测量力臂大小,并避免杠杆自重对实验的影响;调节方法:左高左调,右高右调。 易错警示 杠杆两端放上不同数量的硬币在水平位置平衡时,硬币对杠杆压力的作用点在硬币中心位置, 所以左、右两侧力臂分别为r+L1、r+L2,不能忽略硬币半径r的长度。,6.(2016河北,37,6分)如图所示,某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置,将重为1 600 N的建材由斜 面底端匀速拉到顶端。已知斜面倾角为30,斜面高为4.5 m,建材移动的速度为0.4 m/s,电动机的输出功率 为400 W,
10、斜面的效率与整个装置的效率之比12=109。(忽略定滑轮处摩擦及绳重)求: (1)对建材做的有用功。 (2)斜面的效率。 (3)电动机消耗的电能。,答案 (1)7 200 J (2)80% (3)104 J 解析 (1)W有用=Gh=1 600 N4.5 m=7 200 J (2)因为P= W=Fs v= 所以拉力F= = =1 000 N 斜面的效率1= = = =80% (3)装置的效率2= 1= 80%=72% 电动机消耗的电能W= = =104 J,9 000 J,则斜面的效率1= = =80%,解题关键 本题中克服重物的重力做的功为过程中的有用功;绳子的拉力对重物所做的功为总功。 一
11、题多解 (2)斜面的效率 沿斜面将建材拉到顶端所用时间t= = = s,则绳子的拉力对建材做功W总=Pt=400 W s=,7.(2015河北,37,6分)如图所示,将边长为10 cm的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,在B点施加力 F1=30 N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。撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地 面的压强为1.2103 Pa。(OB=3OA,g取10 N/kg) (1)画出F2的力臂。 (2)求合金块的质量。 (3)求F2的大小。,答案 (1)如图所示 (2)9 kg (3)52 N 解析 (1)应用“一找点,二画线,过支点作垂线,力臂就
12、是垂线段”的方法,画出力臂,如答案图所示。 (1分) (2)由杠杆的平衡条件得:F动L动=F阻L阻 则G=F0= = =90 N(1分) 根据G=mg,所以m= = =9 kg(1分),(3)由于p= ,则F支=F压=pS=1.2103 Pa(0.1 m)2=12 N(1分) 由于F2与OB的夹角为30,所以F2的力臂 L2= OB= OA (1分) (G-F支)LOA=F2L2 则:F2= = =52 N(1分) 答题规范 解答时要写出必要的文字说明、公式、演算步骤和计算结果,答案中必须写出数字和单位,计 算结果对有效数字不做要求。,1.(2019云南,1,3分)如图所示的简单机械,属于省力
13、杠杆的是( ) A.吊车吊臂 B.撬棒 C.筷子 D.钓鱼竿,考点一 简单机械,B组 20152019年全国中考题组,答案 B 吊车的吊臂以下端的点为支点,对杠杆的拉力为阻力,支撑杆产生动力,动力臂小于阻力臂,为费 力杠杆;同理,筷子和钓鱼竿使用时动力臂均小于阻力臂,均为费力杠杆;撬棒以棒下面的小石块为支点,手的 压力为动力,石头的压力为阻力,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。故选B。,2.(2019广西北部湾经济区,15,2分)如图所示,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( ) A.一直变大 B.一直变小
14、C.一直不变 D.先变大后变小,答案 A 保持杠杆水平平衡,将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,动力臂l1会一直减小,阻 力F2=G和阻力臂l2不变,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,可知动力F1即拉力F一直变大,故选A。 易错警示 要充分理解力臂是指支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,另外将弹簧测 力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,动力臂是在变小的,在a位置,动力臂最大。,3.(2019陕西,7,2分)工人用如图所示的装置运送砂石。下列说法正确的是(g=10 N/kg) ( ) 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.
15、绳子自由端下拉1 m,桶上升2 m D.质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的砂石,答案 B 定滑轮只能改变拉力的方向,不能改变拉力大小,A项说法错。动滑轮相当于一个省力杠杆,B项 正确。图中滑轮组承担物重的绳子是2段,当自由端移动距离s=1 m时,被拉动的桶移动h= =0.5 m,C项错。 工人用力向下拉动绳子时,最大的拉力等于自身重力G人,所以利用该滑轮组能提起的砂石最大重力G=2F= 2G人=2m人g=265 kg10 N/kg=1 300 N,砂石最大质量m= = =130 kg,所以D项错。 思路分析 使用滑轮组工作时,分析受力和移动距离的关键是先判断承担物重的绳子段
16、数。通常的判断方 法是观察直接连接动滑轮绳子的段数。 易错警示 人用力向下拉动物体的过程中,最大的拉力不超过自身重力,当拉力等于人自身重力时,人处于 平衡状态,此时的拉力即最大拉力。,4.(2017广西来宾,15,3分)如图所示,体积之比为12的甲、乙两个实心物块,分别挂在杠杆两端,此时杠杆恰 好水平平衡,则甲、乙两个物块的密度之比为 ( ) A.11 B.12 C.21 D.41,答案 D 设杠杆上每一小格长度为L, 根据杠杆平衡条件得G甲4L=G乙8L, 因为G=mg=Vg, 所以甲V甲g 4L=乙V乙g8L,可得 = ,故选D。,5.(2017四川凉山,15,2分)在使用下列简单机械匀速
17、提升同一物体的四种方式中,所用动力最小的是(不计机 械自重、绳重和摩擦) ( ),答案 D 设物体重力为G,不计机械自重、绳重和摩擦。A图中为定滑轮,则F1=G;B图中为斜面,高度h= 3 m,则F25 m=G3 m,得到F2=0.6G;C图中为杠杆,则F35L=G2L,解得F3=0.4G;D图中为滑轮组,与动滑轮相 连的绳子段数是3,因此F4=G/3。因此动力最小的是D。,6.(2019四川成都,A18,4分)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,这样选择是为了省 。,答案 C 力 解析 因为铁皮较硬,所以剪铁皮时要
18、用省力杠杆,C剪刀的动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故选C剪刀。,7.(2019安徽,7,2分)图中物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12 N,乙重8 N,不计绳重及一切摩擦,则甲受到 地面的支持力为 N。,答案 4 解析 物块甲受竖直向下的重力G甲=12 N、绳子竖直向上的拉力F拉=G乙=8 N、地面竖直向上的支持力F支 作用而静止,静止属于平衡状态,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=12 N-8N= 4 N。 易错警示 本题不能习惯性地认为地面对物块甲的支持力大小一定等于物块甲的重力。,8.(2019江苏南京,25,4分)如图所示为一拉杆旅行箱的示
19、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250 N,OA为120 cm,OC为24 cm。 (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)如图所示 , F的力臂为L1= OA= 120 cm=60 cm, 根据杠杆的平衡条件可知FL1=GL2,可得F= = =100 N。 (2)当
20、施加动力F垂直于OA时,F的力臂最大,为120 cm,F最小。 Fmin= = =50 N。 (3)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知:动力臂L1和阻力F2不变,阻力臂L2减小时,F1也将减小。故把箱内较重 物品靠近O点摆放时,最小动力将变小。 解题方法 解决杠杆问题时,应根据杠杆的平衡条件,寻找出对应物理量或确定相关物理量的变化情况,进 行求解。,9.(2018河南,4,2分)高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。 图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25 kg,不计滑轮和钢绳自 重及摩擦,输电线A端受到的拉力大
21、小为 N。若某段时间内坠砣串下降了30 cm,则输电线A端向左 移动了 cm。(g取10 N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩),答案 1104 15 解析 根据滑轮的工作特点首先判断出滑轮组左侧为定滑轮,右侧为动滑轮,坠砣对钢绳自由端施加拉力, 不计滑轮和钢绳的自重及摩擦,所以输电线A端受到的拉力等于2倍钢绳末端受到的拉力,即F=2G=2mg=2 25 kg2010 N/kg=10 000 N;A端移动的距离等于 钢绳末端移动的距离,故等于15 cm。 方法技巧 本题是滑轮组的特殊使用方法:在水平方向上使用滑轮组。空间想象能力薄弱的同学可以将图 横着观察分析,这样有助于理解。,10.(2018广西
22、玉林,20,2分)如图所示,长为40 cm、重为10 N的匀质杠杆可绕着O点转动,作用在杠杆一端且 始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30的位置拉至水平位置(忽略摩擦阻力),在这个 过程中,力F的大小将 (选填“增大”、“不变”或“减小”),力F所做的功为 J。,答案 增大 1 解析 拉力F始终与杠杆垂直,所以拉至水平位置的过程中,动力臂l不变,G的大小不变,而阻力臂l却逐渐增 大,根据Fl=Gl,当l、G不变时,l越大,那么F越大;杠杆重心上升的高度h= l sin 30= 40 cm =10 cm= 0.1 m,W=Gh=10 N0.1 m=1 J。 解题关键 根据杠杆平
23、衡条件进行分析;根据h= l sin 30求出杠杆重心上升的高度,然后求出克服重力做 的功。,11.(2018辽宁辽阳,24,3分)图甲是一款水管扳手钳,用它夹水管时,AOB部分可视为一个杠杆,其简化示意图 如图乙所示。请在乙图中画出: (1)阻力F2的力臂L2; (2)杠杆平衡时,作用在B点的最小动力F1及其力臂L1。,答案 如图所示 解析 (1)过支点O作F2的作用线的垂线,所得线段长即F2的力臂L2;(2)如答案图所示,O、B连线的长度即L1, 为最长的动力臂,过B点沿与OB垂直向上的方向作出最小动力F1的示意图。,12.(2019江苏苏州,28,5分)利用杠杆开展相关实验探究: (1)
24、安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿顺时针方向转动,如图甲所示。则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡; (2)如图乙所示,在A点挂3个重力均为0.5 N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平 衡,弹簧测力计的示数为 N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验, 弹簧测力计的示数会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);,(3)始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示。此过程中,弹簧测力计 拉力的力臂 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),拉力的大小 。,答案 (1)左 (2
25、)2.0 偏小 (3)变小 不变 解析 (1)调节杠杆平衡的方法是调节平衡螺母,哪一侧质量大就会向该侧旋转,该侧就会变低,平衡螺母向 旋转后变高的一侧调节。 (2)根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,则30.5 N4L=F弹3L,可得F弹=2.0 N;如果(1)中未调节平衡,杠杆顺时针 转动,即右侧重,即杠杆的重心在右侧,那么根据平衡条件可知弹簧测力计示数偏小; (3)如图杠杆在旋转的过程中,缓慢转过一个角度,弹簧测力计拉力作用线向O点靠近,力臂变小,阻力是钩码 对杆的拉力,阻力F2=G,阻力臂为OAcos (为杠杆与水平面之间的夹角),由于在B点处施加一竖直向下的力F1,动力臂为OB=O
26、B cos , 根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2可得,F1OB cos =GOA cos , 所以F1= ,故拉力的大小保持不变。 名师点睛 此类题综合性很强,且难度很大,解答时,从分析受力入手,利用杠杆平衡条件可解答此题。,13.(2017重庆A,19,8分)图甲是天工开物中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙。轻 质杠杆的支点O距左端l1=0.5 m,距右端l2=0.2 m。在杠杆左端悬挂质量为2 kg的物体A,右端挂边长为0.1 m 的正方体B,杠杆在水平位置平衡时,正方体B对地面的压力为20 N。求: (1)此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿? (2)正方体B的密度为
27、多少千克每立方米? (3)若该处为松软的泥地,能承受的最大压强为4103 Pa,为使杠杆仍在水平位置平衡,物体A的重力至少为多 少牛顿?,答案 (1)20 N (2)7103 kg/m3 (3)12 N 解析 (1)A的重力:GA=mAg=2 kg10 N/kg=20 N(1分) A受力平衡,绳子对A的拉力大小等于A受到的重力:F1=GA=20 N,则此时绳子对杠杆左端拉力大小为20 N(1分) (2)由杠杆平衡条件F1l1=F2l2知:右端所受的拉力大小F2= = =50 N(1分) B受力平衡:GB=F支+F2=20 N+50 N=70 N(1分) B的质量为:mB= = =7 kg B的
28、密度为:B= = =7103 kg/m3 (1分) (3)B受到的地面对它的支持力最大为:F支=F压=pS=4103 Pa10-2 m2=40 N(1分) B受力平衡:F2=GB-F支=70 N-40 N=30 N(1分) A的重力最小值为:G最小=F1最小= = =12 N(1分),1.(2019北京,8,2分)图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是 ( ) A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功 B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功 C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功 D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功,考点二 功、功率及机
29、械效率,答案 D 从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做 功,A错误;从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功, B错误;从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,C 错误;举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上没有移动距离,运动员对杠铃不做 功,D正确。,2.(2019广东广州,9,3分)如图所示。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
30、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 斜面的机械效率= ,根据题意,用绳子把物体甲从A点拉到B点,绳子的拉力对甲做的功WAB是 有用功,沿斜面把物体乙从C点拉到D点,绳子的拉力对乙做的功WCD是总功,故A正确。,3.(2019新疆,10,2分)用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组甲和乙,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.43 B.34 C.54 D.45,答案 B 滑轮组的效率= = = 甲滑轮组的效率甲= ,即80%=
31、,解之得G甲动= G 乙滑轮组的效率乙= ,即75%= ,解之得G乙动= G 甲和乙两个滑轮组中的动滑轮的重力之比为 = = 方法技巧 利用= 求出动滑轮重与物重之间的关系即可解决问题。 知识归纳 滑轮组水平放置: 有用功是物体克服摩擦力所做的功,即W有=fs 总功是拉力对滑轮组所做的功,即W总=Fs 机械效率= = = =,滑轮组竖直放置: 有用功是物体升高h所做的功,即W有=Gh 总功是作用在绳子自由端的拉力F与绳子自由端移动距离s的乘积,即W总=Fs 机械效率= = = = 若不计摩擦和绳重,则= = =,4.(2019北京,20,2分)(多选)某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动
32、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450 g,所用动滑轮的 质量为50 g,绳子自由端的拉力F为1.3 N。g取10 N/kg。在02 s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5.0 cm/s B.拉力F的功率为0.26 W C.有用功为0.45 J D.滑轮组的机械效率为90%,答案 BC 绳子自由端移动的速度v= = =0.2 m/s,A错误;拉力F的功率P=Fv=1.3 N0.2 m/s=0.26 W, B正确;有用功W有=mgh=0.45 kg10 N/kg0.1 m=0.45 J,C正确
33、;滑轮组的机械效率= = =87%,D 错误。 易错警示 图像中给出了绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系图线a和物体上升的高度随时间变 化的关系图线b,提取信息时必须区分开。,5.(2019河南,13,2分)(多选)工人用如图所示的滑轮组,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 ( ) A.拉力F的功率为 B.额外功为(2F-G)h C.滑轮组的机械效率为 D.滑轮组的机械效率随h的增大而增大,答案 AB 图中的滑轮组承担货物的绳子段数n=2。自由端移动的距离s=2h,拉力做的功W总=Fs=2Fh,功 率P= = ,故A项正确。有用功W有
34、=Gh,额外功W额=W总-W有=2Fh-Gh=(2F-G)h,故B项正确。滑轮组的机 械效率为= = = ,故C项错。从C项的分析中可以看出滑轮组机械效率的表达式中没有h,说明机 械效率与h无关,D项错。 解题关键 首先正确分析承担货物的绳子的段数是解题关键。然后再根据= 推导出的表达式。,6.(2018福建A,11,2分)如图,用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比,提升A 的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响,则提升A的过程( ) A.额外功较小 B.额外功较大 C.总功较小 D.总功较大,答案 D 本题考查滑轮组的机械效率。由题意知,用相同的滑轮组
35、提起A、B过程,不计绳重与摩擦的影 响,AB,滑轮组的机械效率= 100%,W有用=Gh,W总=W有用+W额外=Gh+G滑h,因为AB,则有 ,即 GB,也就是说相同的滑轮组匀速提升A、B过程,提起A时,所做 有用功大,但所做额外功相同,故A、B选项错。由于总功等于有用功和额外功之和,所以提升A物体过程总 功大,故C错,D正确。,7.(2017四川遂宁,7,3分)如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运 动,在相同水平面上两次拉动木块得到的s-t关系图像如图乙所示。第1、2两次弹簧测力计示数分别为F1、 F2,速度分别为v1、v2;如果运动时间相同,拉力所做的功
36、分别为W1、W2。下列判断正确的是 ( ) 甲 乙 A.F1=F2;v1F2;v1v2;W1W2,D.F1=F2;v1v2;W1W2,答案 A 由s-t关系图像可得,木块两次均做匀速直线运动,且v1v2,测力计示数等于木块受到的摩擦力,摩 擦力与运动速度无关,故F1=F2;运动时间相同,通过的路程s1s2,根据公式W=Fs,得W1W2。故本题选A。,8.(2018重庆A,7,3分)工人用图所示的动滑轮,将重1 000 N的物体在5 s内匀速竖直提升了1 m,人对绳自由端 的拉力F为600 N,不计绳重和摩擦。以下结论正确的是 ( ) A.动滑轮的有用功为600 J B.动滑轮的重力为400 N
37、 C.动滑轮的机械效率为83.3% D.拉力F的功率为120 W,答案 C W有=G物h=1 000 N1 m=1 000 J,A项错误;F= (G动+G物),G动=2F-G物=2600 N-1 000 N=200 N,B项 错误;= = =83.3%,C项正确;P= = = =240 W,D项错误。,9.(2017广东广州,12,3分)图甲中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。改用滑轮组拉动A 在同一路面匀速移动了s,拉力为F2(如图乙)。此过程滑轮组 ( ) 甲 乙 A.总功为F2s B.额外功为F1s C.机械效率为 D.额外功为3F2s-F1s,答案 D 滑轮组的有用功
38、W有=F1s,总功W总=3F2s,额外功W额=W总-W有=3F2s-F1s,机械效率= = ,故 选D。,10.(2017甘肃兰州,18,2分)某同学在10 s内做了5个“引体向上”,他的质量为60 kg,每次上升的高度为 40 cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是 J,10 s内做功的功率为 W(g=10 N/kg)。,答案 240 120 解析 做一次引体向上克服重力做的功:W1=mgh=60 kg10 N/kg0.4 m=240 J; 10 s内做功的功率:P=W/t=5W1/t=120 W。,11.(2018辽宁铁岭,20,4分)如图所示,用8 N的拉力F拉着物体A在水平面匀
39、速运动了1 m,用时10 s。已知物体 A重40 N,它在水平面运动时受到的摩擦力是12 N,则拉力F的功率是 W,滑轮组的机械效率是 ,若不计绳重和滑轮间的摩擦,动滑轮重 N。当把物体A换成质量更大的重物时,滑轮组的机械 效率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。,答案 1.6 75% 4 变大,解析 拉力F做功W总=Fs=8 N2 m=16 J,拉力的功率P= = =1.6 W;拉动物体A水平移动1 m所做有用 功W有用=fs物=12 N1 m=12 J,则滑轮组的机械效率= = =75%;若不计绳重及摩擦,则动滑轮的重力 G动=2F-f=28 N-12 N=4 N;若把物体A换成质量更
40、大的重物,重物对水平面的压力增大,摩擦力增大,所做有 用功增大,额外功不变,故滑轮组的机械效率变大。,12.(2017广西河池,24,4分)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用同一个滑轮组提升不同的物体,如 图甲、乙所示,实验数据记录如下:,(1)实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计,使物体升高。 (2)图乙中弹簧测力计的示数为 N,表格中处数据为 %。,(3)如图丙所示,将滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率 (选填“变大”、“不变”或“变小”),答案 (1)匀速 (2)3.2 62.5 (3)不变 解析 (1)当匀速拉动时,系统处于平衡状态,测力计示数等
41、于拉力大小。(2)由图乙可知,测力计分度值为 0.2 N,示数为3.2 N,第二次机械效率为= = = =62.5%。(3)将滑轮组换另一种绕绳方法后 提升相同的物体时,不计摩擦及绳重,有用功和额外功均没变化,故滑轮组的机械效率不变。,13.(2017江苏淮安,23,5分)小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的 倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据 如表中所示:,(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。 (2)根据表中的数据可求出第次实验中拉力所做的有用功为 J,机械效率是 %。 (3)通过对上述实验数
42、据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越缓,越 。 (4)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其他条件不变的情况下, 。,答案 (1)匀速直线 (2)1.25 81 (3)省力 (4)斜面越陡,机械效率越高 解析 (1)沿斜面拉动物体时,应使其做匀速直线运动,这样可使弹簧测力计的示数稳定,便于读数;(2)第3次 实验中,拉力做的有用功为:W有=Gh=5.0 N0.25 m=1.25 J;机械效率为:= 100%= 100%81%; (3)分析数据可知,斜面越缓越省力;(4)分析数据可知,在其他条件不变的情况下,斜面越陡,机械效率越高。,14.(
43、2019广东,19,7分)如图所示,质量为960 kg、底面积为0.5 m2的石材A放在水平地面上,利用滑轮组水平拉 动A,使其在20 s的时间内匀速向墙靠近了4 m,水平拉力F=500 N,不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之 间的摩擦,g取10 N/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)19 200 Pa (2)1 000 N (3)200 W 解析 (1)石材A的重力G=mg=960 kg10 N/kg=9 600 N 因为石材在水平地面上,石材A对地面的压力等于A受到的重力,所以F压=G=9 600 N (1分
44、) 则A对水平地面的压强p= = =19 200 Pa(2分) (2)由图可得n=2,则F拉=nF=2500 N=1 000 N(1分) 因为石材做匀速运动,所以A在运动过程中受到的摩擦力 f=F拉=1 000 N(1分) (3)由题意,有2股绳子拉动A,则绳端运动距离 s绳=ns石=24 m=8 m W=Fs绳=500 N8 m=4 000 J (1分) 则拉力F的功率P= = =200 W(1分),15.(2019黑龙江齐齐哈尔,29,8分)图甲是某起重船的示意图,A处为卷扬机,吊臂前端滑轮组如图乙所示。在 一次吊装施工中,当起重船从运输船上吊起重物时,起重船浸入海水中的体积增加了18 m
45、3,重物在空中匀速 竖直上升了3 m,所用时间为30 s。已知动滑轮总重为2104 N,不计钢丝绳重及摩擦。(海水=1.0103 kg/m3,g= 10 N/kg) (1)求该重物的重力是多少? (2)求钢丝绳拉力F做功的功率是多少? (3)求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。,答案 (1)1.8105 N (2)2104 W (3)90% 解析 (1)方法1: 起重船增大的浮力 F浮=海水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg18 m3=1.8105 N (1分) 重物的重力 G=F浮=1.8105 N(1分) 方法2: G=F浮=G排=m排g=海水V排g=1.0103 k
46、g/m318 m310 N/kg=1.8105 N(2分) (2)重物在空中匀速上升过程中钢丝绳的拉力 F= (G+G动)= (1.8105 N+2104 N)=5104 N(1分) 方法1: 拉力所做的功,W总=Fs=5104 N43 m=6105 J(1分) 拉力做功的功率 P= = =2104 W(1分) 方法2: 重物上升的速度 v物= = =0.1 m/s(1分) 钢丝绳拉力做功的功率 P=Fv=5104 N40.1 m/s=2104 W(1分) (3)方法1: W有=Gh=1.8105 N3 m=5.4105 J(1分) = = 100%=90% (2分),方法2: = = = =
47、 100%=90% (3分) 评分说明:(1)其他做法只要正确也得满分 (2)计算性错误不累积扣分,16.(2016辽宁沈阳,19,10分)如图所示,是起重机吊臂上滑轮组的示意图。用该滑轮组将一些规格相同的石 板匀速提升到2 m高的平台上,若每块石板的重力均为1.2104 N。当滑轮组一次提升一块石板时,钢丝绳的 拉力F的功率为3 000 W,此时滑轮组的机械效率为80%。不计摩擦和钢丝绳的重力,求: (1)在此过程中,石板匀速上升时的速度是多少? (2)若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上,则此时钢丝绳的拉力F是多少?,答案 (1)0.2 m/s (2)9 000 N 解析 (1)W有
48、=G物h=1.2104 N2 m=2.4104 J 由= 得W总= = =3104 J 由P= 得t= = =10 s v= = =0.2 m/s (2)W额=W总-W有=3104 J-2.4104 J=6 000 J 由W额=G动h得G动= = =3 000 N F= = =9 000 N,1.(2019天津,7,3分)图1是用撬棒撬石头的情景,图2中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是 ( ) 图1,考点一 简单机械,C组 教师专用题组,图2,图1,答案 A 力臂应当是支点到力的作用线的距离。B中阻力方向错误,阻力是阻碍杠杆转动的力,应当是向 下,B错误;C、D中动力臂、阻力臂错误,C、D错误。 解题关键 动力、阻力都是作用在杠杆上的力,要明确两个力的施力物体,从而正确画出力的方向,再画力臂。 易错警示 力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离。,2.(2019贵州贵阳,10,
