物理第12章 簡(jiǎn)單機(jī)械單元測(cè)試題 2024-2025學(xué)年人教版物理八年級(jí)下學(xué)期_第1頁(yè)
物理第12章 簡(jiǎn)單機(jī)械單元測(cè)試題 2024-2025學(xué)年人教版物理八年級(jí)下學(xué)期_第2頁(yè)
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物理第12章 簡(jiǎn)單機(jī)械單元測(cè)試題 2024-2025學(xué)年人教版物理八年級(jí)下學(xué)期_第4頁(yè)
物理第12章 簡(jiǎn)單機(jī)械單元測(cè)試題 2024-2025學(xué)年人教版物理八年級(jí)下學(xué)期_第5頁(yè)
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第1頁(yè)(共1頁(yè))人教版八年級(jí)物理下冊(cè)第12章簡(jiǎn)單機(jī)械單元測(cè)試題考試時(shí)間:70分鐘滿分:70分一.選擇題(共15小題,每小題1分,共15分)1.(2025?五華區(qū)校級(jí)模擬)用某滑輪組提升重物時(shí),繩子自由端拉力做功隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示,在20s內(nèi)繩子自由端豎直勻速移動(dòng)16m,重物豎直勻速上升4m。已知?jiǎng)踊喛傊?00N,提升的物體重800N。關(guān)于該過程,下列說法正確的是()A.繩子自由端拉力的功率為400W B.額外功為400J C.繩子自由端拉力的大小為200N D.滑輪組的機(jī)械效率約為80%2.(2025?花山區(qū)校級(jí)模擬)辰辰同學(xué)用如圖所示的滑輪組探究機(jī)械效率的大小,滑輪和重物完全相同的情況下,甲圖和丙圖中FA和FC都沿豎直方向用力,乙圖和丁圖中FB和FD分別沿傾斜向下和傾斜向上的方向用力,不計(jì)繩重和摩擦,機(jī)械效率分別為ηA、ηB、ηC和ηD。則下面選項(xiàng)正確的是()A.FA<FB<FC<FD B.FA=FB<FC=FD C.ηA=ηB=ηC=ηD D.ηA=ηB=ηC>ηD3.(2024秋?泗陽(yáng)縣期末)如圖所示,O為輕質(zhì)杠桿AB的支點(diǎn),B點(diǎn)掛一重物G,現(xiàn)分別用F1、F2、F3、F4作用于杠桿,且均能使杠桿保持水平位置平衡,則其中最小的力是()A.F1 B.F2 C.F3 D.F44.(2025?青秀區(qū)校級(jí)模擬)用如圖所示的剪刀剪斷一根銅線時(shí),為了最省力,銅線應(yīng)放在()A.E處 B.F處 C.G處 D.都一樣5.(2024秋?宿遷期末)若機(jī)械和繩子自重、滑輪轉(zhuǎn)軸摩擦等均忽略不計(jì),使用下列機(jī)械提升同一重物的情境中最省力的是()A. B. C. D.6.(2025?林州市模擬)工人用如圖甲所示的滑輪組和箱子將建材勻速運(yùn)送到一定的高度,該滑輪組的機(jī)械效率與所提升建材的重力的關(guān)系如圖乙所示,已知箱子的重力為200N。若忽略繩子的重力和繩與滑輪間的摩擦力,則下列有關(guān)說法中不正確的是()A.同一滑輪組中,所提升物體的重力越大,該滑輪組的機(jī)械效率越高 B.該滑輪組中動(dòng)滑輪的重力為400N C.當(dāng)該滑輪組的機(jī)械效率為60%時(shí),所提升建材的重力為600N D.若某次提升重800N的建材,該滑輪組的機(jī)械效率約為66.7%7.(2025?金壇區(qū)一模)兩個(gè)完全相同的滑輪,分別以圖示甲、乙兩種方式,將重為G的物體在相同時(shí)間內(nèi)勻速提升相同高度,不計(jì)繩重和摩擦,拉力F1、F2做的功分別為W1、W2,功率分別為P1、P2,甲、乙的機(jī)械效率分別為η1、η2。下列判斷正確的是()A.F1>2F2 B.W1=2W2 C.P1<P2 D.η1=η28.(2025?青島模擬)如圖所示的滑輪組,工人用200N豎直向上的拉力F,將物體勻速提高2m,所用時(shí)間為6s,若此時(shí)滑輪組機(jī)械效率為80%,不計(jì)繩重和摩擦。以下說法正確的是()A.工人所做的有用功是1200J B.拉力的功率是200W C.動(dòng)滑輪的重是100N D.其他條件不變,被提升物體重力越大,機(jī)械效率越小9.(2025春?南岸區(qū)校級(jí)月考)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。小明將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。不計(jì)繩重及摩擦(g=10N/kg)。下列說法正確的是()A.動(dòng)滑輪的重力為14N B.1~2s內(nèi)拉力F做的功為2J C.1~2s內(nèi)拉力F的功率為2W D.此裝置的最大機(jī)械效率約為81.8%10.(2025?棗強(qiáng)縣模擬)如圖所示,用滑輪組提升重物時(shí),5s將重90N的物體勻速提升了2m。已知?jiǎng)踊喼貫?0N(不計(jì)繩重和摩擦),則提升重物的過程中正確的是()A..繩子自由端拉力F的大小為45N B.提升物體的過程中,拉力F做的有用功為200J C..繩子自由端拉力F的功率為40W D..物體被提升的高度越高,滑輪組的機(jī)械效率越大11.(2025?鹽城模擬)圖中的杠桿是費(fèi)力杠桿的是()A.鉗子 B.自行車手閘 C.獨(dú)輪車 D.船槳12.(2025?紅橋區(qū)模擬)下列機(jī)械或工具的使用,屬于費(fèi)力杠桿的是()A. B. C. D.13.(2024?菏澤一模)如圖所示,一工人用該滑輪組在20s內(nèi)將質(zhì)量為350kg的重物勻速提升了10m,其工作期間的機(jī)械效率為70%,鋼絲繩能承受的最大拉力為7000N(不計(jì)繩重與摩擦),則下列說法正確的是()A.動(dòng)滑輪的重力為150N B.拉力的功率為1.5×103W C.能提升的最大重物的質(zhì)量為1500kg D.這段時(shí)間里所做的額外功為1.5×104J14.(2024秋?無錫期末)如圖所示為鐵路輸電線的牽引裝置原理圖,采用墜砣牽引來自動(dòng)補(bǔ)償輸電線的張緊,以此保障列車電極與輸電線的接觸。鋼繩通過滑輪組懸掛配重為5000N的墜砣,輸電線的一端P點(diǎn)與B滑輪相連被張緊。若某段時(shí)間內(nèi)墜砣豎直下降了10cm,不計(jì)滑輪和鋼繩自重、摩擦,則下列說法正確的是()A.A是動(dòng)滑輪,B是定滑輪 B.A滑輪、B滑輪均為動(dòng)滑輪 C.輸電線P點(diǎn)向左移動(dòng)了20cm D.輸電線P端受到的拉力為1×104N15.(2025?雁塔區(qū)校級(jí)模擬)用滑輪組進(jìn)行“一瓶水提升一個(gè)人”活動(dòng),如圖,水瓶勻速直線下降10m,使人勻速升高0.5m,繩子a自由端移動(dòng)的速度為0.6m/s,水瓶對(duì)繩a的拉力為F1=30N,繩b對(duì)人的拉力為F2=480N,此過程()A.有用功為300J B.F1做的功等于F2做的功 C.F2做功的功率為14.4W D.滑輪組的機(jī)械效率為85%二.多選題(共5小題,每小題2分,共10分)(多選)16.(2024春?袁州區(qū)校級(jí)期中)下列屬于省力杠桿的是()A.核桃夾 B.筷子 C.天平 D.扳手(多選)17.(2024?南崗區(qū)校級(jí)二模)小李家在自建房屋的過程中,自制了向高處運(yùn)送材料的裝置如圖所示,其中動(dòng)滑輪重為100N。若某一次運(yùn)送的材料重為400N,在拉力F作用下,材料在20s內(nèi)勻速上升4m,不計(jì)繩的質(zhì)量和滑輪的摩擦,下列說法中正確的是()A.滑輪組所做的有用功為1600J B.材料上升的速度大小為0.2m/s C.拉力F做功的功率為100W D.滑輪組的機(jī)械效率為80%(多選)18.(2023秋?鳳山縣期末)“迎學(xué)青會(huì)”廣西第十六屆“拔群杯”籃球賽決賽于2023年9月22日在河池市﹣鳳山縣開幕。為了本次活動(dòng)能夠順利進(jìn)行,在某場(chǎng)館修改維護(hù)中,采用了如圖所示的裝置提升重物,當(dāng)工人師傅們用1000N的拉力F向下拉繩,使重1600N的重物勻速上升了5m,此過程中克服繩重和摩擦做功500J,下列說法中正確的是()A.拉力F做功為1×104J B.纏繞在動(dòng)滑輪上每股繩的拉力為800N C.動(dòng)滑輪重為300N D.滑輪組的機(jī)械效率為80%(多選)19.(2024?河?xùn)|區(qū)二模)用圖1所示滑輪組送貨物上樓,每件貨物重為G0,每次運(yùn)送的數(shù)量不定,圖2記錄了滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖象。不計(jì)繩重和摩擦,下列說法正確的是()A.該滑輪組中的動(dòng)滑輪重力為G0B.運(yùn)送一件貨物時(shí),繩子的拉力F為G0C.運(yùn)送四件貨物時(shí),繩子的拉力F為2GD.運(yùn)送四件貨物時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為4(多選)20.(2024春?社旗縣期末)用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組,相同時(shí)間內(nèi)把相同的重物勻速提升相同的高度。若不計(jì)繩重及摩擦,下列說法正確的是()A.繩子自由端所受的拉力F1<F2 B.拉力對(duì)重物做功的功率相等 C.甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率相等 D.甲滑輪組的繩子自由端移動(dòng)速度大三.填空題(共5小題,每小題2分,共10分)21.(2025?南昌縣模擬)如圖所示,用動(dòng)滑輪勻速提起重為3N的物體,拉力F為2N,物體在10s內(nèi)上升1m。在此過程中,拉力F的功率為W。若增大提升物體的重,則該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率將(選填“增大”“減小”或“不變”)。22.(2025?安徽一模)如圖所示,將重物GA=60N掛在滑輪組上,在拉力F的作用下勻速上升。已知滑輪重20N(不計(jì)繩重和摩擦),則拉力F=N。23.(2025?安徽模擬)“踮腳”是古典健身氣功“八段錦”的第八式,若人重為600N,則每只腳需要承擔(dān)的力F2=300N,踮腳時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示,則每條腿的小腿肌肉需要產(chǎn)生的拉力F1=N。24.(2024秋?利辛縣期末)如圖所示的滑輪組,用拉力把G為700N的物體勻速提升,滑輪組的機(jī)械效率是70%,則動(dòng)滑輪的重力是N。(繩重和摩擦力忽略不計(jì))25.(2025?長(zhǎng)沙模擬)小明在農(nóng)村老家?guī)兔Π徇\(yùn)農(nóng)作物時(shí),使用了一根長(zhǎng)1.3m的扁擔(dān)。為了防止貨物滑出,扁擔(dān)兩端各有一個(gè)5cm長(zhǎng)的扁擔(dān)頭(扁擔(dān)頭上不可掛物體)。小明將手臂拽繩子的位置固定在距離肩膀0.5米的地方。已知小明的肩膀可以承受的最大壓強(qiáng)為30kPa,扁擔(dān)與肩膀的接觸面積為30cm2。為了確保安全,小明需要計(jì)算他能搬運(yùn)的最大貨物總質(zhì)量,并合理分配前后貨物的質(zhì)量。假設(shè)扁擔(dān)本身的質(zhì)量可以忽略不計(jì),請(qǐng)根據(jù)以下條件回答問題:(1)小明能搬運(yùn)的最大貨物總質(zhì)量kg。(取g=10N/kg)(2)此時(shí)為了使扁擔(dān)保持水平并最小化肩膀上的壓力,較重的貨物應(yīng)放在(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)肩膀的一側(cè),其質(zhì)量約為kg。四.作圖題(共2小題,每小題5分,共10分)26.(2024秋?東臺(tái)市期末)圖中,小明站在地上用滑輪組將重物提高一定高度,請(qǐng)幫他完成繞線。27.(2024秋?沛縣期末)如圖丙所示,用滑輪組提升重物用筆畫線代替繩子在圖中畫出最省力的繩繞法。五.實(shí)驗(yàn)探究題(共2小題,每小題5分,共10分)28.(2024春?霍邱縣期中)如圖所示是小海同學(xué)“研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置。他按圖示勻速提起鉤碼,測(cè)得數(shù)據(jù)如表所示:鉤碼重G/N鉤碼升高高度h/m測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m甲10.210.2乙10.210.2丙10.20.550.4請(qǐng)你分析:(1)比較甲、乙兩圖及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得到的初步結(jié)論是:使用定滑輪;(2)把鉤碼升高相同的高度,比較乙和丙實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得到的初步結(jié)論是:使用動(dòng)滑輪可以,但必須費(fèi);(3)如果要得到正確的結(jié)論,還必須進(jìn)行多次測(cè)量,目的是。A.從多次實(shí)驗(yàn)中選取最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)B.多次測(cè)量取平均值,減小誤差C.從特殊現(xiàn)象中得到普遍規(guī)律D.利用控制變量法29.(2024秋?如皋市期末)用圖甲滑輪組做“探究動(dòng)滑輪的重對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響”實(shí)驗(yàn)。把不同的磁鐵吸附在動(dòng)滑輪邊框上以改變滑輪的重,勻速拉動(dòng)繩子使物體每次上升距離均為10cm,不計(jì)繩重,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。次數(shù)G物/NG動(dòng)/NF/Nη/%16.00.32.290.926.01.036.01.92.969.046.03.23.458.8(1)繩端移動(dòng)距離為cm;(2)第2次實(shí)驗(yàn)中拉力F的示數(shù)如圖乙,讀數(shù)為N,第2次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率為%。分析數(shù)據(jù)可知:在物重不變的情況下,動(dòng)滑輪越重滑輪組的機(jī)械效率越;(3)本實(shí)驗(yàn)中,在物重不變的情況下,動(dòng)滑輪變重時(shí),由摩擦引起的額外功占總額外功的比例(選填“變大”、“變小”或“不變”)。六.計(jì)算題(共2小題,每小題5分,共10分)30.(2024春?峽江縣期末)如圖所示,利用斜面將箱子推進(jìn)車廂,通常要比把箱子直接從地面搬進(jìn)車廂省力多了。某同學(xué)用100N的力沿斜面向上勻速推動(dòng)箱子,已知箱子質(zhì)量為20kg,斜面長(zhǎng)3m,斜面高1.2m,g=10N/kg。求:(1)箱子受到的重力;(2)箱子受到的摩擦力;(3)斜面的機(jī)械效率;31.(2024秋?延安期末)如圖所示,搬運(yùn)工人用滑輪組將重為540N的重物勻速提升3m,拉力為200N,不計(jì)繩與滑輪間的摩擦。求:(1)他所做的有用功;(2)滑輪組的機(jī)械效率。七.綜合能力題(共1小題,每小題5分,共5分)32.(2022?鹿邑縣模擬)如圖所示是一輛自重2t,核載10t的6輪貨車,每個(gè)車輪與地面的接觸面積為250cm2,滑輪組的機(jī)械效率隨貨車受到阻力的增加而增大。設(shè)動(dòng)滑輪總重為200N,貨車所受阻力為車重的0.02倍,貨車被繩子拉著做勻速運(yùn)動(dòng),不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦。(g取10N/kg)求:(1)貨車滿載時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。(2)貨車的載重量為7t時(shí),繩子自由端承受的拉力是多少?此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為多少?(假設(shè)繩子能夠承受的最大拉力足夠大)(3)在交通法規(guī)中,無論是貨車還是其他車輛,在公路上行駛時(shí)都嚴(yán)禁超載或超速,請(qǐng)你用物理知識(shí)解釋車輛超載或超速行駛的危害(寫出一條即可)。

人教版八年級(jí)物理下冊(cè)第12章簡(jiǎn)單機(jī)械參考答案與試題解析一.選擇題(共15小題)題號(hào)1234567891011答案DDACDBCBDCD題號(hào)12131415答案BDDC二.多選題(共5小題)題號(hào)1617181920答案ADABCDACDBDBC一.選擇題(共15小題)1.(2025?五華區(qū)校級(jí)模擬)用某滑輪組提升重物時(shí),繩子自由端拉力做功隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示,在20s內(nèi)繩子自由端豎直勻速移動(dòng)16m,重物豎直勻速上升4m。已知?jiǎng)踊喛傊?00N,提升的物體重800N。關(guān)于該過程,下列說法正確的是()A.繩子自由端拉力的功率為400W B.額外功為400J C.繩子自由端拉力的大小為200N D.滑輪組的機(jī)械效率約為80%【分析】(1)由圖可知,20s內(nèi)繩子拉力做的功(總功),利用P=W(2)利用W=Gh計(jì)算克服物體重力做的有用功,拉力做的總功W總=W有+W額,據(jù)此求拉力做的額外功;(3)拉力做的總功W總=Fs,據(jù)此計(jì)算繩子自由端拉力的大??;(4)滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功的比值?!窘獯稹拷猓篈、由圖可知,20s內(nèi)繩子拉力做的功為:W總=4×103J,則繩子自由端拉力的功率為:P=WB、克服物體重力做的有用功:W有=Gh=800N×4m=3.2×103J,拉力做的總功W總=W有+W額,則拉力做的額外功:W額=W總﹣W有=4×103J﹣3.2×103J=800J,故B錯(cuò)誤;C、拉力做的總功W總=Fs,則繩子自由端拉力的大?。篎=WD、滑輪組的機(jī)械效率為:η=W故選:D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了使用滑輪組時(shí)功率、有用功、額外功、拉力、機(jī)械效率的計(jì)算,明確有用功、額外功、總功的關(guān)系是關(guān)鍵。2.(2025?花山區(qū)校級(jí)模擬)辰辰同學(xué)用如圖所示的滑輪組探究機(jī)械效率的大小,滑輪和重物完全相同的情況下,甲圖和丙圖中FA和FC都沿豎直方向用力,乙圖和丁圖中FB和FD分別沿傾斜向下和傾斜向上的方向用力,不計(jì)繩重和摩擦,機(jī)械效率分別為ηA、ηB、ηC和ηD。則下面選項(xiàng)正確的是()A.FA<FB<FC<FD B.FA=FB<FC=FD C.ηA=ηB=ηC=ηD D.ηA=ηB=ηC>ηD【分析】不計(jì)繩重和摩擦,根據(jù)繩子股數(shù)分析拉力,結(jié)合克服物體重力做功為有用功、克服滑輪重力做功為額外功分析?!窘獯稹拷猓篈B、圖中甲、乙都是2股繩子,且動(dòng)滑輪可以改變力的方向,故甲、乙的拉力相等;丙丁股數(shù)相同,但丁圖斜拉使得動(dòng)力臂減小,拉力變大,故丙拉力小于丁,則FA=FB>FD>FC;故AB錯(cuò)誤。CD、滑輪組的機(jī)械效率為η=W有W總=G?Fs=G?Fn?=不計(jì)繩重和摩擦,丙圖與甲圖相比,雖然繞繩方法不同,但物重相同,拉力均沿豎直方向,且滑輪組的機(jī)械效率與繞繩方法無關(guān),所以甲、丙兩圖中滑輪組的機(jī)械效率相等,即ηA=ηC;丁圖與丙圖相比,n均為3,物重相同,但FD>FC(即丁圖中拉力偏大),由機(jī)械效率公式η=W有W總=GnF綜上可知,ηA=ηB=ηC>ηD,故D正確,C錯(cuò)誤。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查機(jī)械效率的比較與分析,屬于中檔題。3.(2024秋?泗陽(yáng)縣期末)如圖所示,O為輕質(zhì)杠桿AB的支點(diǎn),B點(diǎn)掛一重物G,現(xiàn)分別用F1、F2、F3、F4作用于杠桿,且均能使杠桿保持水平位置平衡,則其中最小的力是()A.F1 B.F2 C.F3 D.F4【分析】由杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情況下,動(dòng)力臂越長(zhǎng)則動(dòng)力越小。所以要判斷哪個(gè)動(dòng)力最小,就看哪個(gè)動(dòng)力對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂最長(zhǎng)。支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)之間的連線就是最長(zhǎng)的動(dòng)力臂,與這條動(dòng)力臂垂直的力即為最小動(dòng)力?!窘獯稹拷猓篎3的力臂為OA,而F3和F4的力臂都小于OA,由圖可知,動(dòng)力F1與OB垂直,則動(dòng)力F3對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂就是OB,它是最長(zhǎng)的動(dòng)力臂;由杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情況下,動(dòng)力臂越長(zhǎng)則動(dòng)力越小。因?yàn)镕1對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂最長(zhǎng),所以F1最小。故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用,使用杠桿,當(dāng)阻力和阻力臂一定時(shí),動(dòng)力臂越長(zhǎng)越省力,找出最長(zhǎng)的動(dòng)力臂是本題的關(guān)鍵。4.(2025?青秀區(qū)校級(jí)模擬)用如圖所示的剪刀剪斷一根銅線時(shí),為了最省力,銅線應(yīng)放在()A.E處 B.F處 C.G處 D.都一樣【分析】利用杠桿的平衡條件分析?!窘獯稹拷猓菏褂眉舻都翥~線時(shí),動(dòng)力臂和阻力的大小一定,根據(jù)杠桿的平衡條件,阻力臂越小,動(dòng)力越小,所以銅線應(yīng)放在G處。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題。5.(2024秋?宿遷期末)若機(jī)械和繩子自重、滑輪轉(zhuǎn)軸摩擦等均忽略不計(jì),使用下列機(jī)械提升同一重物的情境中最省力的是()A. B. C. D.【分析】(1)使用杠桿可以省力,也可以費(fèi)力,取決于動(dòng)力臂與阻力臂的大小關(guān)系;(2)使用斜面一定省力,省力情況取決于斜面的長(zhǎng)度與高度的比值;(3)使用定滑輪不省力,使用動(dòng)滑輪可以省一半的力。【解答】解:A圖是個(gè)斜面,根據(jù)杠桿平衡條件Gh=Fs,則F=G?B圖是兩個(gè)定滑輪,所以F=G;C圖由3段繩子承擔(dān)物重,所以F=GD圖是個(gè)杠桿,根據(jù)杠桿平衡條件Gl2=Fl1,F(xiàn)=G故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查動(dòng)滑輪、杠桿、斜面的省力特點(diǎn),注意使用定滑輪一定不能省力,但可以改變動(dòng)力方向。6.(2025?林州市模擬)工人用如圖甲所示的滑輪組和箱子將建材勻速運(yùn)送到一定的高度,該滑輪組的機(jī)械效率與所提升建材的重力的關(guān)系如圖乙所示,已知箱子的重力為200N。若忽略繩子的重力和繩與滑輪間的摩擦力,則下列有關(guān)說法中不正確的是()A.同一滑輪組中,所提升物體的重力越大,該滑輪組的機(jī)械效率越高 B.該滑輪組中動(dòng)滑輪的重力為400N C.當(dāng)該滑輪組的機(jī)械效率為60%時(shí),所提升建材的重力為600N D.若某次提升重800N的建材,該滑輪組的機(jī)械效率約為66.7%【分析】(1)忽略繩子的重力和繩與滑輪間的摩擦力,η=W(2)由圖乙知提升的材料重力、機(jī)械效率,利用η=W(3)知道機(jī)械效率、箱子重力、動(dòng)滑輪重力,利用η=W(4)知道提升建材的重力、箱子重力、動(dòng)滑輪重力,利用η=W【解答】解:A、忽略繩子的重力和繩與滑輪間的摩擦力,滑輪組的機(jī)械效率η=WB、由圖像可知:當(dāng)G物=400N時(shí),η=50%,50%=400N400N+200N+GC、當(dāng)η′=60%時(shí),60%=G物′D、當(dāng)G″物=800N時(shí),滑輪組的機(jī)械效率η″=G故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了使用滑輪組時(shí)機(jī)械效率與提升重物的關(guān)系,以及使用滑輪組時(shí)動(dòng)滑輪重力、提升重物重力、機(jī)械效率的計(jì)算,關(guān)鍵是利用關(guān)系式:忽略繩子的重力和繩與滑輪間的摩擦力,滑輪組的機(jī)械效率η=W7.(2025?金壇區(qū)一模)兩個(gè)完全相同的滑輪,分別以圖示甲、乙兩種方式,將重為G的物體在相同時(shí)間內(nèi)勻速提升相同高度,不計(jì)繩重和摩擦,拉力F1、F2做的功分別為W1、W2,功率分別為P1、P2,甲、乙的機(jī)械效率分別為η1、η2。下列判斷正確的是()A.F1>2F2 B.W1=2W2 C.P1<P2 D.η1=η2【分析】不計(jì)繩重和摩擦,甲是定滑輪,乙是動(dòng)滑輪,機(jī)械效率與物重和動(dòng)滑輪的重量有關(guān);在物重相同時(shí),不計(jì)繩重和摩擦,使用定滑輪時(shí),F(xiàn)=G,W=Gh;使用動(dòng)滑輪時(shí),W總>W(wǎng)有=Gh?!窘獯稹拷猓篈、甲是定滑輪,乙是動(dòng)滑輪,不計(jì)繩重和摩擦,甲的拉力等于物體的重力,而乙的拉力等于物體和滑輪總重的一半,則F1<2F2,故A錯(cuò)誤;BC、不計(jì)繩重和摩擦,因?yàn)槲镏叵嗤?,提升的高度相同,故甲做的有用功等于乙做的有用功;因?yàn)榧子枚ɑ喬嵘?,乙用?dòng)滑輪提升,所以甲做的額外功為零,甲的額外功是克服動(dòng)滑輪重力做的功,所以甲做的總功小于乙做的總功,W1<W2,但不一定W1=2W2,故B錯(cuò)誤;由前面分析可知,甲做的總功小于乙做的總功,又因?yàn)樗脮r(shí)間相同,則由P=Wt可知甲的功率小于乙的功率,即P1<PD、甲做的有用功等于乙做的有用功,而甲做的總功小于乙做的總功,因?yàn)闄C(jī)械效率是有用功與總功的比值,所以甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率,即η1>η2,故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】解決此題的關(guān)鍵是熟悉影響機(jī)械效率的因素和掌握功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算方法。8.(2025?青島模擬)如圖所示的滑輪組,工人用200N豎直向上的拉力F,將物體勻速提高2m,所用時(shí)間為6s,若此時(shí)滑輪組機(jī)械效率為80%,不計(jì)繩重和摩擦。以下說法正確的是()A.工人所做的有用功是1200J B.拉力的功率是200W C.動(dòng)滑輪的重是100N D.其他條件不變,被提升物體重力越大,機(jī)械效率越小【分析】(1)根據(jù)滑輪組裝置確定繩子股數(shù),利用W總=Fs=Fnh求出工人做的總功,根據(jù)η=W(2)根據(jù)P=W(3)根據(jù)W總=W有+W額求出額外功,不計(jì)繩重和摩擦,利用W額=G動(dòng)h求出動(dòng)滑輪的重;(4)不計(jì)繩重和摩擦,由η=W【解答】解:A.由圖可知,n=3,工人做的總功為W總=Fs=Fnh=200N×3×2m=1200J,工人所做的有用功為W有=ηW總=80%×1200J=960J,故A錯(cuò)誤;B.拉力的功率為P=WC.額外功為W額=W總﹣W有=1200J﹣960J=240J,不計(jì)繩重和摩擦,根據(jù)W額=G動(dòng)h可知,動(dòng)滑輪的重為G動(dòng)D.不計(jì)繩重和摩擦,由η=W故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了使用滑輪組時(shí)動(dòng)滑輪的重力、有用功、總功、額外功、功率和機(jī)械效率的影響因素,關(guān)鍵是從圖中得出滑輪組繩子的有效股數(shù)。9.(2025春?南岸區(qū)校級(jí)月考)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。小明將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。不計(jì)繩重及摩擦(g=10N/kg)。下列說法正確的是()A.動(dòng)滑輪的重力為14N B.1~2s內(nèi)拉力F做的功為2J C.1~2s內(nèi)拉力F的功率為2W D.此裝置的最大機(jī)械效率約為81.8%【分析】(1)由圖丙可知,在1~2s內(nèi)A被勻速提升,由圖乙可知此時(shí)的拉力,由圖可知n=2,利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rF=1n(G+G(2)由圖丙可知,1~2s內(nèi)A上升的速度,根據(jù)速度公式求出A上升的高度,拉力移動(dòng)的距離s=nh,拉力F做的功W總=Fs;(3)根據(jù)P=W(4)根據(jù)不計(jì)繩重和摩擦?xí)rF=1n(G+G動(dòng))分別求出當(dāng)繩子C最大拉力為60N時(shí)繩子B拉力和當(dāng)繩子B最大拉力為100N時(shí)繩子C拉力,在與B、C繩子所能承受的最大拉力進(jìn)行比較求出C處和B處的最大拉,進(jìn)而求出此裝置最多能勻速運(yùn)載貨物的重力,根據(jù)裝置提升重物的機(jī)械效率隨提升物重的增大而增大結(jié)合η【解答】解:A.由圖丙可知,在1~2s內(nèi)A被勻速提升,由圖乙可知此時(shí)的拉力F=10N,由圖可知n=2,由不計(jì)繩重和摩擦?xí)rF=1n(G+G動(dòng))可知,動(dòng)滑輪重力G動(dòng)=2F﹣GB.由圖丙可知,1~2s內(nèi)A上升的速度vA=0.2m/s,由v=st可知,A上升的高度h=v拉力移動(dòng)的距離s=nh=2×0.2m=0.4m,拉力F做的功W總=Fs=10N×0.4m=4J,故B錯(cuò)誤;C.1~2s內(nèi)拉力F的功率P=WD.由不計(jì)繩重和摩擦?xí)rF=1n(G+G動(dòng))可知,當(dāng)繩子C最大拉力為60N時(shí),繩子B拉力為F'B=nF當(dāng)繩子B最大拉力為100N時(shí),繩子C拉力為FC所以要以B最大拉力為準(zhǔn),此時(shí)C的拉力FC=55N,B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,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=W故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了使用滑輪組時(shí)繩子自由端拉力、功、功率和機(jī)械效率公式的應(yīng)用,易錯(cuò)點(diǎn)在D選項(xiàng)的判斷:知道B、C處的最大拉力,確定以哪個(gè)為準(zhǔn)是關(guān)鍵!10.(2025?棗強(qiáng)縣模擬)如圖所示,用滑輪組提升重物時(shí),5s將重90N的物體勻速提升了2m。已知?jiǎng)踊喼貫?0N(不計(jì)繩重和摩擦),則提升重物的過程中正確的是()A..繩子自由端拉力F的大小為45N B.提升物體的過程中,拉力F做的有用功為200J C..繩子自由端拉力F的功率為40W D..物體被提升的高度越高,滑輪組的機(jī)械效率越大【分析】(1)由圖知,n=2,不計(jì)繩重和摩擦,根據(jù)F=1n(G+G(2)根據(jù)W有=Gh計(jì)算有用功;(3)根據(jù)s=nh和W總=Fs計(jì)算總功,根據(jù)P=W(4)不計(jì)繩重和摩擦,利用滑輪組的機(jī)械效率η=W【解答】解:A、由圖知,承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n=2,不計(jì)繩重和摩擦,繩子自由端拉力:F=1n(G+G動(dòng))B、克服物體重力所做有用功:W有=Gh=90N×2m=180J,故B錯(cuò)誤;C、繩端拉力所做的有用功:W總=Fs=Fnh=50N×2×2m=200J,繩子自由端拉力F的功率:P=WD、不計(jì)繩重和摩擦,由滑輪組的機(jī)械效率η=W故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了滑輪組繩端拉力、有用功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算,熟練運(yùn)用公式即可解題。11.(2025?鹽城模擬)圖中的杠桿是費(fèi)力杠桿的是()A.鉗子 B.自行車手閘 C.獨(dú)輪車 D.船槳【分析】結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn),先判斷杠桿在使用過程中,動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。【解答】解:A、鉗子在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;故A錯(cuò)誤。B、自行車手閘在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;故B錯(cuò)誤。C、獨(dú)輪車在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;故C錯(cuò)誤。D、船槳在使用過程中,動(dòng)力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿,故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】此題考查的是杠桿的分類主要包括以下幾種:①省力杠桿,動(dòng)力臂大于阻力臂;②費(fèi)力杠桿,動(dòng)力臂小于阻力臂;③等臂杠桿,動(dòng)力臂等于阻力臂。12.(2025?紅橋區(qū)模擬)下列機(jī)械或工具的使用,屬于費(fèi)力杠桿的是()A. B. C. D.【分析】結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn),先判斷杠桿在使用過程中,動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿?!窘獯稹拷猓篈、羊角錘在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;B、筷子在使用過程中,動(dòng)力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿;C、起瓶器在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;D、獨(dú)輪車在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;故選:B。【點(diǎn)評(píng)】此題考查的是杠桿的分類,主要包括以下幾種:①省力杠桿,動(dòng)力臂大于阻力臂;②費(fèi)力杠桿,動(dòng)力臂小于阻力臂;③等臂杠桿,動(dòng)力臂等于阻力臂。13.(2024?菏澤一模)如圖所示,一工人用該滑輪組在20s內(nèi)將質(zhì)量為350kg的重物勻速提升了10m,其工作期間的機(jī)械效率為70%,鋼絲繩能承受的最大拉力為7000N(不計(jì)繩重與摩擦),則下列說法正確的是()A.動(dòng)滑輪的重力為150N B.拉力的功率為1.5×103W C.能提升的最大重物的質(zhì)量為1500kg D.這段時(shí)間里所做的額外功為1.5×104J【分析】(1)不計(jì)繩重與摩擦,根據(jù)η=W(2)根據(jù)圖示可知,有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪;根據(jù)F=G+G求出功率的大小;(3)根據(jù)繩子的最大拉力,利用F=G+(4)根據(jù)W有=Gh求出有用功,根據(jù)W額=W總﹣W有求出額外功?!窘獯稹拷猓篈、物體的重力為:G物=m物g=350kg×10N/kg=3500N,不計(jì)繩重與摩擦,根據(jù)η=GG動(dòng)=GB、動(dòng)滑輪上提升重物的繩子的股數(shù)為n=2,繩子自由端在20s內(nèi)移動(dòng)的距離為:s=2h=2×10m=20m,拉力的大小為:F=G+拉力做的功為:W總=Fs=2500N×20m=5×104J,拉力做功的功率為:P=W總tC、能提升的最大重物所受的重量為:G大=2F大﹣G動(dòng)=2×7000N﹣1500N=1.25×104N,能提升的重物的最大質(zhì)量為:m大=G大g故C錯(cuò)誤;D、這段時(shí)間里所做的額外功為:W額=W×(1﹣η)=5×104J×(1﹣70%)=1.5×104J,故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了使用滑輪組時(shí)動(dòng)滑輪重力、功率、額外功、提升最大物重的計(jì)算,有一定的難度。14.(2024秋?無錫期末)如圖所示為鐵路輸電線的牽引裝置原理圖,采用墜砣牽引來自動(dòng)補(bǔ)償輸電線的張緊,以此保障列車電極與輸電線的接觸。鋼繩通過滑輪組懸掛配重為5000N的墜砣,輸電線的一端P點(diǎn)與B滑輪相連被張緊。若某段時(shí)間內(nèi)墜砣豎直下降了10cm,不計(jì)滑輪和鋼繩自重、摩擦,則下列說法正確的是()A.A是動(dòng)滑輪,B是定滑輪 B.A滑輪、B滑輪均為動(dòng)滑輪 C.輸電線P點(diǎn)向左移動(dòng)了20cm D.輸電線P端受到的拉力為1×104N【分析】(1)軸不隨物體運(yùn)動(dòng)的滑輪叫定滑輪;軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪;(2)滑輪組承擔(dān)P端拉力的繩子段數(shù)n=2,墜砣串下降高度h=2sP,據(jù)此可求輸電線P端向左移動(dòng)的距離;(3)不計(jì)滑輪和鋼繩自重、摩擦,可得G=1nF【解答】解:AB、由圖可知,滑輪A的軸不隨物體運(yùn)動(dòng),是定滑輪;滑輪B的軸隨物體運(yùn)動(dòng),是動(dòng)滑輪,故AB錯(cuò)誤;C、由圖知,滑輪組承擔(dān)P端拉力的繩子段數(shù)n=2,墜砣掛在鋼繩的自由端,墜砣串下降高度h=2sP,則輸電線P端向左移動(dòng)的距離:sP=12hD、圖中墜砣掛在鋼繩的自由端,不計(jì)滑輪和鋼繩自重、摩擦,可得G砣=1nF則輸電線P端受到的拉力大?。篎P=nG砣=2×5000N=1×104N,故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了水平使用滑輪組時(shí)拉力與提升物重的關(guān)系以及拉力端移動(dòng)距離與物體升高高度的關(guān)系,注意與豎直使用滑輪組的區(qū)別。15.(2025?雁塔區(qū)校級(jí)模擬)用滑輪組進(jìn)行“一瓶水提升一個(gè)人”活動(dòng),如圖,水瓶勻速直線下降10m,使人勻速升高0.5m,繩子a自由端移動(dòng)的速度為0.6m/s,水瓶對(duì)繩a的拉力為F1=30N,繩b對(duì)人的拉力為F2=480N,此過程()A.有用功為300J B.F1做的功等于F2做的功 C.F2做功的功率為14.4W D.滑輪組的機(jī)械效率為85%【分析】(1)一瓶水提升一個(gè)人,即對(duì)人做的功為有用功,根據(jù)W=Fs求拉力F2做的有用功;(2)根據(jù)W=Fs求拉力F1做的總功,比較可知拉力F1與F2做功的關(guān)系;(3)根據(jù)s=nh求出繩子股數(shù),利用va=nv求出人勻速上升的速度,根據(jù)P=Wt=F2(4)根據(jù)η=W【解答】解:A、一瓶水提升一個(gè)人,即對(duì)人做的功為有用功,則有用功為:W有=F2h=480N×0.5m=240J,故A錯(cuò)誤;B、拉力F1做的總功:W總=F1s=30N×10m=300J,比較可知,F(xiàn)1做的功大于F2做的功,故B錯(cuò)誤;C、水瓶勻速直線下降10m,使人勻速升高0.5m,則繩子的股數(shù)為n=s人勻速上升的速度為v=vF2做功的功率為:P=Wt=D、滑輪組的機(jī)械效率為:η=W故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查的是滑輪組的機(jī)械效率,關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)題目的條件進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。二.多選題(共5小題)(多選)16.(2024春?袁州區(qū)校級(jí)期中)下列屬于省力杠桿的是()A.核桃夾 B.筷子 C.天平 D.扳手【分析】結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn),先判斷杠桿在使用過程中,動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。【解答】解:A、核桃夾在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故A正確;B、筷子在使用過程中,動(dòng)力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿,故B錯(cuò)誤;C、托盤天平在使用過程中,動(dòng)力臂等于阻力臂,是等臂杠桿,不省力也不費(fèi)力,故C錯(cuò)誤;D、扳手實(shí)質(zhì)上是一個(gè)杠桿,在使用時(shí),動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故D正確。故選:AD?!军c(diǎn)評(píng)】此題考查的是杠桿的分類,主要包括以下幾種:①省力杠桿,動(dòng)力臂大于阻力臂;②費(fèi)力杠桿,動(dòng)力臂小于阻力臂;③等臂杠桿,動(dòng)力臂等于阻力臂。(多選)17.(2024?南崗區(qū)校級(jí)二模)小李家在自建房屋的過程中,自制了向高處運(yùn)送材料的裝置如圖所示,其中動(dòng)滑輪重為100N。若某一次運(yùn)送的材料重為400N,在拉力F作用下,材料在20s內(nèi)勻速上升4m,不計(jì)繩的質(zhì)量和滑輪的摩擦,下列說法中正確的是()A.滑輪組所做的有用功為1600J B.材料上升的速度大小為0.2m/s C.拉力F做功的功率為100W D.滑輪組的機(jī)械效率為80%【分析】(1)利用W有=Gh求有用功;(2)根據(jù)v=s(3)由圖可知n=2,利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rF=1n(G+G動(dòng))求拉力F,繩子自由端移動(dòng)的速度v=nv物,利用P(4)利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rη=W【解答】解:A、拉力做的有用功:W有=Gh=400N×4m=1600J,故A正確;B、材料上升的速度:v=sC、由圖可知n=2,因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦,所以繩子自由端的拉力:F=1n(G+G動(dòng))繩子自由端移動(dòng)的速度:v=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s,拉力做功的功率:P=WD、因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦,所以滑輪組的機(jī)械效率:η=W故選:ABCD?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了使用滑輪組時(shí)繩子自由端拉力、功、功率和機(jī)械效率公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是從圖中得出滑輪組繩子的有效股數(shù)。(多選)18.(2023秋?鳳山縣期末)“迎學(xué)青會(huì)”廣西第十六屆“拔群杯”籃球賽決賽于2023年9月22日在河池市﹣鳳山縣開幕。為了本次活動(dòng)能夠順利進(jìn)行,在某場(chǎng)館修改維護(hù)中,采用了如圖所示的裝置提升重物,當(dāng)工人師傅們用1000N的拉力F向下拉繩,使重1600N的重物勻速上升了5m,此過程中克服繩重和摩擦做功500J,下列說法中正確的是()A.拉力F做功為1×104J B.纏繞在動(dòng)滑輪上每股繩的拉力為800N C.動(dòng)滑輪重為300N D.滑輪組的機(jī)械效率為80%【分析】(1)由圖可知,動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù),根據(jù)W=Fs=Fnh求拉力做的功,即總功;(2)纏繞在動(dòng)滑輪上每股繩的拉力等于工人的拉力;(3)根據(jù)W=Gh求對(duì)重物做的有用功,根據(jù)W總=W有用+W額求克服動(dòng)滑輪重做的額外功,根據(jù)W=Gh求動(dòng)滑輪的重,根據(jù)η=W【解答】解:A.由圖可知,動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)n=2,重物上升的高度h=5m,拉力做的功:W總=Fs=Fnh=1000N×2×5m=1.0×104J,故A正確;B.拉力F大小為1000N,即纏繞在動(dòng)滑輪上每股繩的拉力為1000N,故B錯(cuò)誤;CD.有用功:W有用=Gh=1600N×5m=8000J,克服動(dòng)滑輪所做的功:W動(dòng)動(dòng)滑輪的重力:G動(dòng)機(jī)械效率:η=W故選:ACD?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算,知道n的大小是關(guān)鍵之一。(多選)19.(2024?河?xùn)|區(qū)二模)用圖1所示滑輪組送貨物上樓,每件貨物重為G0,每次運(yùn)送的數(shù)量不定,圖2記錄了滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖象。不計(jì)繩重和摩擦,下列說法正確的是()A.該滑輪組中的動(dòng)滑輪重力為G0B.運(yùn)送一件貨物時(shí),繩子的拉力F為G0C.運(yùn)送四件貨物時(shí),繩子的拉力F為2GD.運(yùn)送四件貨物時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為4【分析】(1)不計(jì)繩重和摩擦,滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總=W有用(2)由圖知,n=2,滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W(3)不計(jì)繩重和摩擦,拉力F=1n(G+G(4)不計(jì)繩重和摩擦,滑輪組的機(jī)械效率η=W【解答】解:A、不計(jì)繩重和摩擦,η=W有用W總=W有用W有用+W額=G?G?+GB、由圖知,n=2,滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總=C、不計(jì)繩重和摩擦,拉力F=1n(G+G動(dòng)),則運(yùn)送四件貨物時(shí),拉力F=1n(4G0+GD、不計(jì)繩重和摩擦,滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總故選:BD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了使用滑輪組時(shí)拉力、動(dòng)滑輪重力、機(jī)械效率的計(jì)算,利用好關(guān)系式:不計(jì)繩重和摩擦,拉力F=1n(G+G動(dòng)),滑輪組的機(jī)械效率η(多選)20.(2024春?社旗縣期末)用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組,相同時(shí)間內(nèi)把相同的重物勻速提升相同的高度。若不計(jì)繩重及摩擦,下列說法正確的是()A.繩子自由端所受的拉力F1<F2 B.拉力對(duì)重物做功的功率相等 C.甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率相等 D.甲滑輪組的繩子自由端移動(dòng)速度大【分析】(1)由滑輪組的結(jié)構(gòu)知道承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n,不計(jì)繩重和摩擦?xí)r,利用F=1n(G+G(2)相同時(shí)間內(nèi)把相同的重物勻速提升相同的高度,做的有用功相同,利用P=W(3)不計(jì)繩重及摩擦,利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度,做額外功相同;而總功等于有用功加上額外功,可知利用滑輪組做的總功相同,再根據(jù)效率公式判斷滑輪組機(jī)械效率的大小關(guān)系;(4)利用s=nh比較繩子自由端移動(dòng)的距離,利用v=s【解答】解:A、由圖可知,n1=2,n2=3,因?yàn)槲镏叵嗟?,?dòng)滑輪重相等,不計(jì)繩重及摩擦,所以繩子自由端的拉力分別為:F1=12(G+G動(dòng)B、拉力對(duì)重物做功的功率P=WC.若不計(jì)繩重及摩擦,滑輪組的機(jī)械效率為η=W物重和滑輪重相同,所以,甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率相等,故C正確;D、因?yàn)槔K子自由端移動(dòng)的距離s=nh,n1=2,n2=3,相同時(shí)間提升物體的高度h相同,所以s1=2h,s2=3h,比較可知,s1<s2,即乙滑輪組繩子自由端移動(dòng)的距離大,又因?yàn)闀r(shí)間相同,所以由v=s故選:BC?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了使用滑輪組時(shí)n的確定方法,有用功、額外功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算方法,不計(jì)摩擦和繩重時(shí)拉力的求法等;本題關(guān)鍵在于確定額外功相等。三.填空題(共5小題)21.(2025?南昌縣模擬)如圖所示,用動(dòng)滑輪勻速提起重為3N的物體,拉力F為2N,物體在10s內(nèi)上升1m。在此過程中,拉力F的功率為0.4W。若增大提升物體的重,則該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率將增大(選填“增大”“減小”或“不變”)。【分析】動(dòng)滑輪繩子的有效股數(shù)為2,根據(jù)s=2h求出繩端移動(dòng)的距離,根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功,利用P=Wt求出拉力F的功率,根據(jù)W有=Gh分析有用功的變化,根據(jù)η【解答】解:由圖可知,動(dòng)滑輪繩子的有效股數(shù)為2,則繩端移動(dòng)的距離:s=2h=2×1m=2m,拉力做的總功:W總=Fs=2N×2m=4J,拉力F的功率:P=W提升更重的物體,由W有=Gh可知,提升相同高度時(shí),有用功W有增大,額外功W額外幾乎不變,由η=W故答案為:0.4;增大?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了使用動(dòng)滑輪時(shí)功率和機(jī)械效率公式的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題目。22.(2025?安徽一模)如圖所示,將重物GA=60N掛在滑輪組上,在拉力F的作用下勻速上升。已知滑輪重20N(不計(jì)繩重和摩擦),則拉力F=100N?!痉治觥扛鶕?jù)滑輪組裝置確定繩子股數(shù);滑輪組自由端受到拉力等于重物A的重力,不計(jì)繩重和摩擦,根據(jù)FA=1n(F+G【解答】解:由圖可知,n=2;滑輪組自由端受到拉力等于重物A的重力,F(xiàn)A=GA=60N,不計(jì)繩重和摩擦,根據(jù)FA=1n(F+GF=nFA﹣G動(dòng)=2×60N﹣20N=100N。故答案為:100。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了滑輪組拉力公式的應(yīng)用,明確滑輪組繩子的有效股數(shù)是關(guān)鍵。23.(2025?安徽模擬)“踮腳”是古典健身氣功“八段錦”的第八式,若人重為600N,則每只腳需要承擔(dān)的力F2=300N,踮腳時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示,則每條腿的小腿肌肉需要產(chǎn)生的拉力F1=225N。【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件分析解答小腿肌肉對(duì)每只腳的拉力;【解答】解:由圖可知,踮起腳時(shí),人體足部繞腳尖轉(zhuǎn)動(dòng),可以看作以O(shè)為支點(diǎn),重力為阻力,小腿肌肉對(duì)腳的拉力為動(dòng)力的杠桿模型;動(dòng)力F1的力臂L1=12cm+4cm=16cm=0.16m;阻力F2的力臂L2=12cm=0.12m;根據(jù)杠桿的平衡條件可得:F1L1=F2L2,代入數(shù)據(jù)F1×0.16m=300N×0.12m;則小腿肌肉對(duì)每只腳的拉力:F1=225N。故答案為:225?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用,屬于中檔題。24.(2024秋?利辛縣期末)如圖所示的滑輪組,用拉力把G為700N的物體勻速提升,滑輪組的機(jī)械效率是70%,則動(dòng)滑輪的重力是300N。(繩重和摩擦力忽略不計(jì))【分析】利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rη=W【解答】解:由不計(jì)繩重和摩擦?xí)rη=W有W總故答案為:300?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查滑輪組機(jī)械效率公式的應(yīng)用,利用好不計(jì)繩重和摩擦?xí)rη=W25.(2025?長(zhǎng)沙模擬)小明在農(nóng)村老家?guī)兔Π徇\(yùn)農(nóng)作物時(shí),使用了一根長(zhǎng)1.3m的扁擔(dān)。為了防止貨物滑出,扁擔(dān)兩端各有一個(gè)5cm長(zhǎng)的扁擔(dān)頭(扁擔(dān)頭上不可掛物體)。小明將手臂拽繩子的位置固定在距離肩膀0.5米的地方。已知小明的肩膀可以承受的最大壓強(qiáng)為30kPa,扁擔(dān)與肩膀的接觸面積為30cm2。為了確保安全,小明需要計(jì)算他能搬運(yùn)的最大貨物總質(zhì)量,并合理分配前后貨物的質(zhì)量。假設(shè)扁擔(dān)本身的質(zhì)量可以忽略不計(jì),請(qǐng)根據(jù)以下條件回答問題:(1)小明能搬運(yùn)的最大貨物總質(zhì)量9kg。(取g=10N/kg)(2)此時(shí)為了使扁擔(dān)保持水平并最小化肩膀上的壓力,較重的貨物應(yīng)放在靠近(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)肩膀的一側(cè),其質(zhì)量約為5.25kg?!痉治觥浚?)根據(jù)壓力等于重力,結(jié)合F=pS和G=mg計(jì)算最大質(zhì)量;(2)根據(jù)杠桿平衡條件分析解答?!窘獯稹拷猓海?)肩膀可以承受的最大壓強(qiáng)為30kPa,扁擔(dān)與肩膀的接觸面積為30cm2。根據(jù)壓力等于重力有,G=F=pS=30×103Pa×30×10﹣4m2=90N;質(zhì)量m=G(2)根據(jù)杠桿的平衡條件知,杠桿平衡時(shí),力與力臂的乘積相等,故較重的貨物應(yīng)放在靠近支點(diǎn)即肩膀的一側(cè);根據(jù)圖中知,前端的力臂為0.5m;后端的力臂為L(zhǎng)'=1.3m﹣0.05m﹣0.05m﹣0.5m=0.7m;假設(shè)質(zhì)量大的為m,則較小的質(zhì)量為90kg﹣m;根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2知;mg×0.5m=(9kg﹣m)×0.7m;解得:m=5.25kg。故答案為:(1)9;(2)靠近;5.25?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查杠桿平衡條件與壓強(qiáng)公式的應(yīng)用,屬于中檔題。四.作圖題(共2小題)26.(2024秋?東臺(tái)市期末)圖中,小明站在地上用滑輪組將重物提高一定高度,請(qǐng)幫他完成繞線?!痉治觥繄D中一只定滑輪,一只動(dòng)滑輪,繞繩時(shí)應(yīng)從外向內(nèi),依次繞過每只滑輪,并兼顧省力要求與拉力的方向要求?!窘獯稹拷猓河捎谛∶饕驹诘孛嫔希詮男∶鞯氖珠_始,先繞過定滑輪,然后再依次繞過動(dòng)滑輪和定滑輪的框架鉤,此時(shí)有兩段繩子承擔(dān)物重,如圖所示:【點(diǎn)評(píng)】確定滑輪組的繞線方法,一般遵循的是“奇動(dòng)偶定”的繞線原則,但由于此題給出了繩子自由端的方向,可以采取倒著繞線的方式來繞制滑輪組。27.(2024秋?沛縣期末)如圖丙所示,用滑輪組提升重物用筆畫線代替繩子在圖中畫出最省力的繩繞法?!痉治觥炕喗M繩子的繞法,有兩種:一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上,繞過下面的動(dòng)滑輪,再繞過上面的定滑輪;二是繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上,繞過定滑輪,然后再繞過動(dòng)滑輪。本題中,要求最省力,屬于第二種。【解答】解:圖中滑輪組由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成,要求最省力,則繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上,繞過上面的定滑輪,再繞過動(dòng)滑輪,此時(shí)有3段繩子承擔(dān)物體和動(dòng)滑輪的總重,此時(shí)最省力,如圖所示:?!军c(diǎn)評(píng)】在動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)相同時(shí),滑輪組最省力的繞繩方法:繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上,繞過上面的定滑輪,再繞過動(dòng)滑輪。五.實(shí)驗(yàn)探究題(共2小題)28.(2024春?霍邱縣期中)如圖所示是小海同學(xué)“研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置。他按圖示勻速提起鉤碼,測(cè)得數(shù)據(jù)如表所示:鉤碼重G/N鉤碼升高高度h/m測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m甲10.210.2乙10.210.2丙10.20.550.4請(qǐng)你分析:(1)比較甲、乙兩圖及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得到的初步結(jié)論是:使用定滑輪不省力但可以改變力的方向;(2)把鉤碼升高相同的高度,比較乙和丙實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得到的初步結(jié)論是:使用動(dòng)滑輪可以省力,但必須費(fèi)距離;(3)如果要得到正確的結(jié)論,還必須進(jìn)行多次測(cè)量,目的是C。A.從多次實(shí)驗(yàn)中選取最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)B.多次測(cè)量取平均值,減小誤差C.從特殊現(xiàn)象中得到普遍規(guī)律D.利用控制變量法【分析】(1)比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)和物體重力的大小,從而得出結(jié)論;(2)比較乙和丙中測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離,即使用動(dòng)滑輪費(fèi)距離;(3)在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)時(shí),如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論,偶然性太大,因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律?!窘獯稹拷猓海?)比較甲、乙兩圖及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,物體的重力與測(cè)力計(jì)示數(shù)相等,說明使用定滑輪不省力也不費(fèi)力,可以改變力的方向;(2)比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可知丙是動(dòng)滑輪,提升相同物體時(shí),動(dòng)滑輪的力要小一些,可得到的初步結(jié)論是使用動(dòng)滑輪能省力;乙的距離為0.2m,丙中的距離為0.4m,故使用動(dòng)滑輪省力,但要費(fèi)距離;(3)“研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行多次測(cè)量的目的是為了得到普遍規(guī)律,減少實(shí)驗(yàn)的偶然性,故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。故答案為:(1)不省力但可以改變力的方向;(2)省力;距離;(3)C?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了學(xué)生從表格中的數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力,認(rèn)識(shí)到使用定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn),每種機(jī)械都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。29.(2024秋?如皋市期末)用圖甲滑輪組做“探究動(dòng)滑輪的重對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響”實(shí)驗(yàn)。把不同的磁鐵吸附在動(dòng)滑輪邊框上以改變滑輪的重,勻速拉動(dòng)繩子使物體每次上升距離均為10cm,不計(jì)繩重,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。次數(shù)G物/NG動(dòng)/NF/Nη/%16.00.32.290.926.01.036.01.92.969.046.03.23.458.8(1)繩端移動(dòng)距離為30cm;(2)第2次實(shí)驗(yàn)中拉力F的示數(shù)如圖乙,讀數(shù)為2.5N,第2次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率為80%。分析數(shù)據(jù)可知:在物重不變的情況下,動(dòng)滑輪越重滑輪組的機(jī)械效率越低;(3)本實(shí)驗(yàn)中,在物重不變的情況下,動(dòng)滑輪變重時(shí),由摩擦引起的額外功占總額外功的比例變?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”)?!痉治觥浚?)從圖中可知n=3,根據(jù)s=nh得出每次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離;(2)測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N,據(jù)此得出讀數(shù);根據(jù)η=W分析數(shù)據(jù)可知:在物重不變的情況下,從實(shí)驗(yàn)1至實(shí)驗(yàn)4,動(dòng)滑輪的重力逐漸變大,滑輪組的機(jī)械效率逐漸變小,據(jù)此得出結(jié)論;(3)四次實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)W有用=Gh得出有用功;根據(jù)W動(dòng)=G動(dòng)h得出克服動(dòng)滑輪的重力所做的額外功,根據(jù)W總=Fs得出總功,根據(jù)W摩=W總﹣W有用﹣W動(dòng)得出摩擦引起的額外功,進(jìn)而分別得出四次實(shí)驗(yàn)中摩擦引起的額外功占總額外功的比例,進(jìn)而得出結(jié)論?!窘獯稹拷猓海?)從圖中可知n=3,每次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離s=nh=3×10cm=30cm=0.3m;(2)測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N,讀數(shù)為2.5N,第2次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率η=W分析數(shù)據(jù)可知:在物重不變的情況下,從實(shí)驗(yàn)1至實(shí)驗(yàn)4,動(dòng)滑輪的重力逐漸變大,滑輪組的機(jī)械效率逐漸變小,故動(dòng)滑輪越重滑輪組的機(jī)械效率越低;(3)四次實(shí)驗(yàn)中,物體上升的高度h=10cm=0.1m,有用功W有用=Gh=6.0N×0.1m=0.6J,第1次實(shí)驗(yàn)中,克服動(dòng)滑輪的重力所做的額外功W動(dòng)1=G動(dòng)1h=0.3N×0.1m=0.03J,總功W總1=F1

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