班級姓名學(xué)號分?jǐn)?shù)

第十二章《簡單機(jī)械》測試卷（B卷）

（時(shí)間：60分鐘，滿分：100分）

一、選擇題（1—8題，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，每小題2分；9T2題給出的四個(gè)選

項(xiàng)中，至少有兩個(gè)選項(xiàng)符合題目的要求，全選對得3分，選不全得1分，有錯(cuò)的選項(xiàng)不得分,

本大題共28分）

1.（2020甘肅省金昌市）如圖所示的生活用具中，使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是（）

起瓶器鋼絲鉗

【答案】B

【解析】A、羊角錘在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；

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符合題意；

C、起瓶器在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C不符合題意；

D、鋼絲鉗在在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。故選：B。

2.（2020廣西南寧）《墨經(jīng)》最早記述了桿秤的杠桿原理，“標(biāo)”“本”表示力臂，“權(quán)”“重”表示力，如

圖所示，桿秤在水平位置平衡，以下說法正確的是（）

提以A

—

標(biāo)----?

A.“重"增大時(shí)，“端上揚(yáng)

B.“權(quán)”增大時(shí)，〃端上揚(yáng)

C.“權(quán)”向右移時(shí)，及端下沉

D.提紐向右移時(shí)，〃端上揚(yáng)

【答案】C

【解析】A.“重”增大時(shí)，左側(cè)力與力臂的乘積小于右側(cè)力與力臂的乘積及端下沉，故錯(cuò)誤;

B.“權(quán)”增大時(shí)，左側(cè)力與力臂的乘積大于右側(cè)力與力臂的乘積〃端下沉，故錯(cuò)誤；

c.“權(quán)”向右移時(shí)，左側(cè)力與力臂的乘積小于右側(cè)力與力臂的乘積N端下沉，故正確；

D.提紐向右移時(shí)，左側(cè)力與力臂的乘積大于右側(cè)力與力臂的乘積〃端下沉，故錯(cuò)誤。故選C。

3.（2020達(dá)州）一輕質(zhì)不等臂杠桿/如的左右兩端分別吊著一實(shí)心鋁塊和銅塊，此時(shí)杠桿在水平位置平衡。

333

現(xiàn)將鋁塊、銅塊同時(shí)浸沒在水中，如圖所示。己知：P*=lX10kg/m\Pg=2.7X10kg/m,0銅=8.9X

103kg/m3,則下列判斷正確的是（）

AOB

S-

A.4端下降B.笈端下降

C.仍然平衡D.無法判斷

【答案】B

【解析】在輕質(zhì)不等臂杠桿/仍兩端吊上實(shí)心鋁塊和銅塊時(shí)，杠桿在水平位置平衡，由圖知仍〈的，據(jù)杠桿

的平衡條件得：。鋁?的工銅?仍即：0鋁/鋁g?好夕銅/銅g?必

而0鋁<0銅，所以：心g>/銅g

將鋁塊和銅塊同時(shí)浸沒在水中后，杠桿左、右兩邊有：（61鋁-尸?。?〃，（G銅-戶浮'）?的即：

（P鋁V鋁g-p水l/鎧g）-OA,（p銅V銅g-p銅V銅g）-08那么：

P鋁'/鋁g-OA-p水1/鋁g-OA<p嗣1/銅gQ8-p銅1/銅g-06所以6端下沉。故ACD錯(cuò)誤，B正確。

4.（2020巴中）如圖所示，物重為G的物體在不同簡單機(jī)械中均處于平衡狀態(tài)（不計(jì)機(jī)械自重和摩擦），拉

力大小錯(cuò)誤的是（）

【答案】C

【解析】A選項(xiàng)中，兩個(gè)力的力臂相等，根據(jù)杠桿的平衡條件：F1=G.所以，A選項(xiàng)是正確的；

B選項(xiàng)中，滑輪組有3段繩子承擔(dān)物體重力，因?yàn)椴挥?jì)機(jī)械自重和摩擦，所以月=：G。A選項(xiàng)是正確的;

C選項(xiàng)中，機(jī)械中處于平衡狀態(tài)，拉力F3=2G,所以C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的，應(yīng)選C.

D選項(xiàng)中,G.h=F.s,因?yàn)橹苯侨切?00角對的直角邊是斜邊的一半，所以冗=；G。故D選項(xiàng)正確。

5.（2020眉山）如圖所示，不計(jì)動(dòng)滑輪與繩之間的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，物體M以0.2m/s

的速度向左勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧秤的示數(shù)為20N,以下正確的是（）

①M(fèi)受到地面的摩擦力為20N

②M受到地面摩擦力水平向左

③拉力F的功率為8W

@M受到的重力與地面對M的支持力是一對平衡力

__.①②C.①③D.②④

【答案】A

【解析】解：①②彈簧秤的示數(shù)為20N,即繩子對彈簧秤的拉力為20N,因同一根繩子各處的拉力大小相同，

所以繩子對物體M的拉力也為20N；

物體M向左勻速直線運(yùn)動(dòng)，其受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，所以M受到地面的摩擦力f=F拉=20N,

方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，即水平向右；故①正確，②錯(cuò)誤；

③不計(jì)動(dòng)滑輪與繩之間的摩擦和重力，由圖知，拉力F作用在動(dòng)滑輪軸上，與右側(cè)兩段繩子的拉力平衡，

則拉力F的大小為：F=2F示=2X20N=40N；

由圖知，n=2,且拉力F作用在動(dòng)滑輪軸上，費(fèi)力但省一半的距離，則拉力端移動(dòng)的速度是物體移動(dòng)速度

的故拉力端移動(dòng)的速度：v拉力端=_Lv=_L><0.2m/s=0.lm/s；

222

拉力F的功率為：P=Fv拉力端=40NX0.lm/s=4W,故③錯(cuò)誤；

④M受到的重力與地面對M的支持力大小相同、方向相反、在同一直線上、作用在同一個(gè)物體上，所以二力

是一對平衡力，故④正確；綜上可知，只有①④正確。故選：A。

6.（2020荊州）荊州“方特東方神畫”主題樂園于2019年9月盛大開園。樂園在修建過程中，如圖所示,

工人師傅在50s內(nèi)用大小為500N的力尸，將物體從斜面底端拉到頂端，若此裝置的機(jī)械效率為80%,則下

列說法正確的是（疔10N/kg）（）

A.所拉物體的質(zhì)量為800kg

B.拉力的功率是40W

C.物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力是100N

D.物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)增加的內(nèi)能大于800J

【答案】c

【解析】AB.由圖可知，斜面的長度：5=2A=2x4m=8m

拉力做的總功：W&=Fs=500Nx8m=4000J；

f

則拉力的功率：P=Ik=f222I=8ow

t50s

根據(jù)，=M可知，有用功：%=叫〃=4000Jx80%=3200J

由用=G〃可得，物體的重力：G=」="膽=800N

h4m

「G800N

根據(jù)G=mg可知，物體的質(zhì)量：m=—==8on0lkg故AB錯(cuò)誤；

g10N/kg

C.克服斜面摩擦力所做的額外功：例額=/總-/有=4000J-3200J=800J

根據(jù)沙=人可知，斜面對物體的摩擦力：/=%=5UU=IOON故c正確；

s8m

D.克服摩擦力做的功轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，即物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)增加的內(nèi)能等于800J,故D錯(cuò)誤。

7.（2020廣州市）如圖所示，小明分別使用甲、乙、丙、丁四種機(jī)械勻速提升物體（繩長不變），測得拉力和

物體爪〃所受的重力如表所示，則（）

尸甲尸丙尸丁

F乙GMGN

5.5N\2N5.5NRN3N10；V

A.甲的機(jī)械效率比丙的大

B.乙、丁的機(jī)械效率相同

C.使用丙提升物體〃時(shí)省力

D.實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)無法算出機(jī)械效率

【答案】A

【解析】設(shè)承擔(dān)物重的繩子股數(shù)為〃，則拉力端移動(dòng)的距離s=nh,

拉力做的有用功勿有用=Gh,拉力做的總功皿總=Fs=FXnh=”八，機(jī)械效率〃=不詈=焉=白。

甲圖中，使用的是定滑輪，〃甲=1,機(jī)械效率“甲=森而=森南乂100%=90.9%；

乙圖中，使用的是定滑輪，兀乙=1,機(jī)械效率“乙=備=段100%《83.3%；

丙圖中，使用的是動(dòng)滑輪，71丙=2,機(jī)械效率7?丙=&=送，X100%=45.5%；

丁圖中，使用的是滑輪組，幾丁=2,機(jī)械效率77丁=蒜7=募x100%=62.5%。

4、由上面計(jì)算可知，〃甲=90.9%,V丙農(nóng)45.5%,所以甲的機(jī)械效率比丙的大，故4正確；

B、由上面計(jì)算可知，〃乙=83.3%,〃丁=62.5%,所以乙的機(jī)械效率比丁的大，故6錯(cuò)誤；

a使用丙提升物體〃時(shí)，GM=SN,尸丙=5.5N,尸丙＞6”，是費(fèi)力的，故C錯(cuò)誤；

A由上面計(jì)算可知，利用實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)可以算出機(jī)械效率，故，錯(cuò)誤。故選：4

8.（2020云南）如圖甲所示，虛線框內(nèi)是由兩個(gè)相同的滑輪安裝成的滑輪組。利用該滑輪組提升質(zhì)量為27氈

的物體所用的拉力為100N。物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示。不計(jì)繩重和摩擦，貝心）

A.拉力的功率為50/B.滑輪組中動(dòng)滑輪重10"

C.該滑輪組的機(jī)械效率為90%D.繩子自由端移動(dòng)的速度為0.5m/s

【答案】C

【解析】解：（1）由圖乙可知，物體上升高度九=2小時(shí)，繩子自由端移動(dòng)距離s=6m,

由此可知，繩子的段數(shù)幾=?=霽=3,

物體重力：G=mg=27kgxION/kg=270N,

不計(jì)繩重和摩擦，由尸=?G+G動(dòng)）可得，滑輪組中動(dòng)滑輪重:

G動(dòng)=nf—G=3xl00N—270N=30N,故方錯(cuò)誤;

（2）由圖可知，"繩=?=器=1.5m/s；

拉力的功率：P=^=^-=Fv=ICONx1.5m/s=150VV,故犯錯(cuò)誤；

（3）不計(jì)繩重和摩擦，該滑輪組的機(jī)械效率：

廣鑼x100%=普x100%=（x100%=就焉義100%=9。％，故C正確。故選：&

9.（2020北京市）（多選）如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)

繩子自由端，使物體/以0.2m/s的速度勻速上升，提升過支架過程中滑輪組的機(jī)械效率為90%.已知物體A

重540%該工人重5004兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，不計(jì)滑輪組的繩支架重和摩擦，關(guān)于該過程，下列說法正確

的是（）

A.繩子自由端受到豎直向下的拉力為200N

B.繩子自由端拉力的功率為120/

C.該工人對地面的壓力為200%

D.支架受到滑輪組的拉力為960”

【答案】BCD

【解析由圖可知n=2,該滑輪組的機(jī)械效率4=鑼=皆=段=皋

“總rS尸XZMZr

即：90%=舞，解得尸=300N,故/錯(cuò)誤；

2F

B、物體/以0.2ni/s的速度勻速上升，則繩子自由端移動(dòng)的速度。繩=2〃物=2x0.2zn/s=0.4m/s,

繩子自由端拉力的功率：。=5=?=9"繩=3007*0.4爪/5=120加，故方正確；

a該工人對地面的壓力：尸壓=6人一尸=500可-300%=200可，故。正確；

D、不計(jì)滑輪組的繩支架重和摩擦，由尸=：停+6動(dòng)）可得，

動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=2F-G=2x300N—540N=60N,

兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，其重力相等，則定滑輪的重力也為60%

物體間力的作用是相互的，由圖可知，支架受到滑輪組的拉力F'=3F+G定=3X300/V+60N=960N,故D

正確。故選：BCD。

10.（2020江西）（多選）如圖所示，將重6N的物體勻速拉高20cm,在此過程中，不計(jì)滑輪裝置自重、繩重

和摩擦，以下說法正確的是（）

地面C=6N\

A.繩子自由端被拉下1.2mB.繩子對地面的拉力為IN

C.對物體所做的功為1.2JD.橫梁受到的拉力為9N

【答案】CD

【解析】A.滑輪組的動(dòng)滑輪繞4段繩，繩子自由端移動(dòng)的距離：，4/F4X0.2m=0.8m。故A錯(cuò)誤；

B.不計(jì)滑輪裝置自重、繩重和摩擦，地面對繩子的拉力：/tJ-G=-x6N=1.5N

44

繩子對地面的拉力和地面對繩子的拉力是相互作用力，所以繩子對地面的拉力是L5N,故B錯(cuò)誤；

C.對物體所做的功為：胎面=6NX0.2m=L2J。故C正確；

D.橫梁受到6段繩子的拉力，所以：尸橫桀=6尸6XL5N=9N。故D正確。故選CD。

11.（2020南充）（多選）如圖所示，重為2N的物體/放在水平桌面上，重為5N的物體6掛在動(dòng)滑輪下，

每個(gè)滑輪重為1N（不計(jì)繩重和摩擦），6恰好可以勻速下降?，F(xiàn)對4施加水平向左的拉力使6上升，當(dāng)6以

0.3m/s的速度勻速上升時(shí)，拉力大小為凡下列說法正確的是（）

A.6勻速下降時(shí)，物體4受到3N的摩榛力

B.拉力尸的大小為4N

C.拉力廠的功率為3.6W

D.6勻速上升0.6m的過程中，拉力尸做功2.4J

【答案】BC

【解析】A.由圖通過動(dòng)滑輪繩子段數(shù)77=3,不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，B拉A的力：A=1（端+GG=1x

（5N+1N）=2N

B勻速下降，物體A勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，受向右的拉力4和向左的摩擦力作用，貝IJ：h4=2N。故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)使物體B以0.3m/s的速度上升時(shí)，物體A勻速向左運(yùn)動(dòng)，受向右的拉力4、摩擦力和向左的拉力尸

作用，由于物體A的壓力和接觸面沒有改變，則摩擦力大小不變，所以:44+於2N+2N=4N。故B正確；

C.繩子自由端移動(dòng)的速度為：/=3為=3X0.3m/s=0.9m/s。所以拉力尸的功率：

WFs

—=—=/X=4NX0.9m/s=3.6W故C正確；

ttO

D.B勻速上升0.6m的過程中，拉力廠做功：/=R=Q<3/F4NX3X0.6ni=7.2J。故D錯(cuò)誤。

12.（2020山東青島）（多選）某建筑工地上，一臺起重機(jī)10s內(nèi)將重1.5X104N的物體勻速提升3%。起重

機(jī)吊臂上的滑輪組如圖所示，滑輪組的機(jī)械效率為75%下列分析正確的是（）

A.拉力廠的大小為7.5X103NB.有用功的大小為4.5X104J

C.額外功的大小為1.5X104JD.拉力廠的功率為6.0X103W

【答案】BCD

【解析】A.由圖可知，繩子股數(shù)斤2,根據(jù)：〃=2=里=￡可得：75%=1$義1°、

FsFnhFn2xF

解得拉力：/t10X104No故A錯(cuò)誤；

B.有用功為：=GA=1.5xl04Nx3m=4.5xl04J；故B正確；

44

C.總功為：W&=F5=FM/z=1.0xl0Nx2x3m=6xl0J:

444

額外功為：^=^,-^=6X10J-4.5X10J=1.5X10JO故C正確；

D.拉力的功率為：尸="=6*10。乂十亞；故D正確。故選BCD。

t10s

二、填空題（每空1分，共13個(gè)空，本大題共13分）

13.（2020江蘇南京）如圖是過去農(nóng)村用的春米工具的結(jié)構(gòu)示意圖。。為固定轉(zhuǎn)軸，/處連接著石球，腳踏

桿的8處可使石球升高，抬起腳，石球會落下去擊打稻谷。石球重50%不計(jì)摩擦和桿重。

（1）腳沿與桿垂直方向至少用力乙，才能將石球抬起。Fi的力臂為m,此時(shí)春米工具是一個(gè)（選

填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿。

（2）腳豎直向下至少用力尸2為N,才能將石球抬起。尸2和％的大小關(guān)系為&Fi。

【解析】解：（1）不計(jì)摩擦和桿重，圖中。為支點(diǎn)，腳沿與桿垂直方向用力/時(shí)，力臂如最長,

OB=1.4m—0.4m=Im,

阻力臂為小，OB>OA,由杠桿平衡條件可得，F(xiàn)「OB=G-Q4,杠桿為省力杠桿；

（2）當(dāng)腳豎直向下用力時(shí)，如圖所示動(dòng)力臂為%,阻力臂為切，如圖所示：

尸2,OC=G-OD,F2,OB-cosd=G?OA-cos。；&?OB=G,OA；&x=50Nx0.4m,

F2=20N；

故腳豎直向下用力/2為至少為204

腳豎直向下的動(dòng)力臂小于腳沿與桿垂直方向時(shí)的動(dòng)力臂，故&>Fi。

14.(2020浙江杭州)桿秤是一種用來測量物體質(zhì)量的工具。小金嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤上不放

重物時(shí)，將秤蛇移至。點(diǎn)提紐處，桿秤恰好水平平衡，于是小金將此處標(biāo)為0刻度。當(dāng)秤盤上放一個(gè)質(zhì)量

為2kg的物體時(shí)，秤坨移到6處，恰好能使桿秤水平平衡，測得力=5cm,10cm。

(1)計(jì)算秤坨的質(zhì)量；

(2)小金在6處標(biāo)的刻度應(yīng)為kgo若圖中除2附則，處的刻度應(yīng)為kg；

(3)當(dāng)秤盤上放一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體時(shí)，若換用一個(gè)質(zhì)量更大的秤坨，移動(dòng)秤此使桿秤再次水平平衡時(shí),

其讀數(shù)(選填或“>”)2kg,由此可知一桿桿秤不能隨意更換秤坨。

【答案】(1).1kg；(2).2；(3).4；(4).<o

【解析】(1)［口由杠桿的平衡條件得到：G硼乂0歸G呢X0B

OA5cm~

〃物gX0A=mgXOB；m由=--x機(jī)物=——x2kg=lkg

OB10cm

(2)［2］秤盤上放一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體時(shí)，秤坨移到6處，能使桿秤水平平衡，說明6處標(biāo)的刻度應(yīng)為

2kgo

［3］圖中除2/；O0OBaOA。由杠桿的平衡條件可知：G物1X》

oc

m物\gX04=mmgX℃；加物尸機(jī)花=4Xlkg=4kg。則C處的刻度應(yīng)為4kg。

(3)［4］當(dāng)秤盤上放一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體時(shí)，若換用一個(gè)質(zhì)量更大的秤蛇，移動(dòng)秤坨使桿秤再次水平平衡

時(shí)，由杠桿的平衡條件可知：G物乂的:名七義乙G物義力的值不變，6牝增大，力臂，變小，讀數(shù)變小，小于

2kgo

15.(2020白色)如圖所示，分別用甲、乙兩個(gè)滑輪將同一個(gè)物體G勻速提升相同的高度力，已知兩次拉力

之比尸甲：尸乙=5：3,則這兩個(gè)過程中有用功之比%:/乙=，兩個(gè)滑輪的機(jī)械效率之比2甲：〃乙=

\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\

【答案】⑴.1：1；(2).6：5

【解析】⑴物重相同，物體升高高度相同，由%=G/z可知：%:叱=1：1

%Gh._Gh.Gh_1,1_1.1

[2]由〃而，可得：飾?片用^耳西=可?靈二?紜5=65c

嗅

16.(2020鞍山)如圖所示，小麗用滑輪組拉動(dòng)重為600N的物體4以0.lm/s的速度沿水平地面向左勻速

直線運(yùn)動(dòng)10s,所施加的拉力4100N(忽略繩重和滑輪重)。若該滑輪組的機(jī)械效率為75%,則繩端移動(dòng)的

距離為m,滑輪組做的有用功為J,地面對物體力的摩擦力為No

【答案】(1).2；(2).150；(3).50

【解析】［1］由圖可知，滑輪組中〃=2,物體移動(dòng)的距離為：S物=?物/=0.1111/5*105=1111

則繩端移動(dòng)的距禺為：s繩=物=2*Im=2m

⑵拉力做的總功為：=Fs繩=100Nx2m=200J

滑輪組做的有用功為：%用=77少總=75%x200J=150J

［3］額外功為：%頁外=%一%用=200J-150J=50J

z*卜50J_

地面對物體A的摩擦力做額外功，由沙=Fs可知：f=—1―=--=50NT

s物加

三、作圖題(每小題2分，本大題共6分)

17.(2020揚(yáng)州)如圖，在撬棒/〃上作出撬起“石塊1”的最小力尸及對應(yīng)的力臂人

A

【答案】廠、/

【解析】由圖示可知，當(dāng)杠桿與地面的接觸點(diǎn)（A點(diǎn)）為支點(diǎn)時(shí)，作用在A點(diǎn)動(dòng)力的力臂最大，所以此時(shí)動(dòng)

力最小，連接AD為動(dòng)力臂1,過D點(diǎn)作垂直于動(dòng)力臂向上的力，即為最小動(dòng)力F的示意圖。如圖所示：

18.（2020威海）如圖所示，用滑輪組提升物體，已知滑輪質(zhì)量均為2kg,物體重100N,繩子能承受的最大

拉力為50N。請畫出繩子的正確繞法，并在繩的末端標(biāo)出力的方向。（不考慮繩重及摩擦）

0

【解析】滑輪的重力：6動(dòng)=機(jī)g=2kgxl0N/kg=20N；則滑輪和物體的總重力為：100N+20N=120N

已知繩子能承受的最大拉力為50N,當(dāng)繩子承擔(dān)重物的段數(shù)為3時(shí)，則能夠提升物體的最大重力為：

Gmmd*xMBP—G刈^MBXSON—ZONMIBON

當(dāng)繩子承擔(dān)重物的段數(shù)為2時(shí)，則能夠提升物體的最大重力為：「動(dòng)

Gmmdx=2E—G=2x50N—20N=80N

物體重100N,大于80N,小于130N,所以滑輪組上繩子承擔(dān)重物的段數(shù)為3,起點(diǎn)從動(dòng)滑輪的掛鉤開始，

繩子末端的拉力向上，如圖所示：

19.（2020四川成都）深蹲運(yùn)動(dòng)是靠腿部肌肉收縮產(chǎn)生動(dòng)力，克服人體上部的重力G,從而達(dá)到鍛煉目的（

如圖甲）。圖乙是將人體抽象為杠桿的示意圖，。為支點(diǎn)，請?jiān)趫D乙中畫出G的示意圖及其力臂〃力點(diǎn)為人體

上部的重心）。

【答案】（1）4點(diǎn)為人體上部的重心，從重心豎直向下畫一條帶箭頭的線段，并標(biāo)出重力的符號G,即為重力

的不意圖；

（2）從支點(diǎn)。向重力的作用線作垂線段，可得重力的力臂乙如圖所示：

/

I'。

G/

【解析】（1）重力的方向是豎直向下的，從重心豎直向下畫一帶箭頭的線段，可得重力的示意圖；

（2）從支點(diǎn)向重力的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足的距離為重力的力臂。

四、實(shí)驗(yàn)題（20題14分；21題12分.本大題共26分）

20.（2020湘潭）測量如圖所示滑輪組的機(jī)械效率，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。

鉤碼重力鉤碼上升高度拉力繩端移動(dòng)距離機(jī)械效率

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

G/Nh/cmF/Ns/cmn

11.051555.6%

21.550.815

32.051.01566.7%

42.0101.03066.7%.

（1）實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使鉤碼豎直向上做運(yùn)動(dòng)。第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測力計(jì)

示數(shù)如圖所示，為No

（2）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為J,滑輪組的機(jī)械效率是。

（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越（選填“大”或

“小”），滑輪組的機(jī)械效率越高;分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度

（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。

（4）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)中也可提高機(jī)械效率的是o

A.增大繩重B.減輕動(dòng)滑輪重C.加快物體提升的速度

【答案】（1）勻速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；無關(guān)；（4）B。

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使鉤碼豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)。測力計(jì)分度值為0.1N,

第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)如圖所示，為0.6N；

（2）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為：W有用2=G2h2=1.5NX0.05m=0.075J；

第2次做的總功：Wfi2=F2s2=0.8NX0.15m=0.12J；

滑輪組的機(jī)械效率是：n=-有用2.=。二0?遼X100%=62.5%；

w總20.12J

（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越，滑輪組的機(jī)械效率越高；

分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無關(guān)；

（4）A.增大繩重，增大了額外功，有用功與總功的比值變小，機(jī)械效率變小；

B.減輕動(dòng)滑輪重，減小了額外功，有用功與總功的比值變大，機(jī)械效率大；

C.由（3）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=巨，機(jī)械效率與物體提升的速度無關(guān),

t

故選B。

21.（2020河北）斜面是一種簡單機(jī)械，在生活和生產(chǎn)中使用斜面的好處是可以省力，如：=

那么斜面的省力情況與哪些因素有關(guān)呢？（使用斜面的省力情況可以通過比較沿斜面拉力F與物體重力G

的比值大小來判定，比值越小，越省力）

小明做了如下猜想：

猜想1:與斜面的表面材料有關(guān)；

猜想2：與斜面的傾斜程度有關(guān)；

猜想3：與物體受到的重力大小有關(guān)。

小明為驗(yàn)證上述猜想，利用如圖所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中所用的物塊材料及其表面粗糙程度相同,

在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中相關(guān)的記錄如表。

實(shí)驗(yàn)序號123456

斜面傾角9ee90,(e,>02)92(92>0,)

斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板

物塊重0N2.02.04.06.02.02.0

沿斜面拉力7N1.351.522.704.051.521.70

回答下列問題：

(1)通過對比實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)可知，使用斜面省力的情況與斜面的表面材料有關(guān)；

(2)通過對比實(shí)驗(yàn)1、5、6中的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是:在其他條件相同時(shí),；

(3)為驗(yàn)證猜想3,小明做了實(shí)驗(yàn)(填寫實(shí)驗(yàn)序號)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，小明認(rèn)為這幾次實(shí)驗(yàn)省力

情況相同，依據(jù)是：?

【拓展】完成實(shí)驗(yàn)后，小明沿斜面用1.8N的拉力，將重為4.5N的物體從斜面底端勻速拉到了頂端。已知

斜面長1.2m、高0.3m,則斜面的機(jī)械效率是%.(把重物直接提升0.3m所做的功作為有用功)

【答案】盤山公路(1)1和2(2)其他條件相同時(shí)，斜面的傾斜程度越小，提升物體越省力

(3)1、3、4根據(jù)1、3、4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物體的重力變?yōu)樵瓉淼膸妆?，拉力會變?yōu)樵瓉淼膸妆叮?/p>

沿斜面的拉力F與物體的重力G的比值大小相等【拓展】62.5

【解析】斜面是一種簡單機(jī)械，使用斜面可以省力。當(dāng)斜面的高度一定時(shí)，斜面越長，則坡度越緩，則越

省力；如：盤山公路；

(1)探究斜面省力的情況與斜面的表面材料有關(guān)時(shí)，采用的是控制變量法，實(shí)驗(yàn)中需要控制物重、傾角相

同，表面材料不同，所以應(yīng)該對比1和2的數(shù)據(jù)；

(2)對比實(shí)驗(yàn)1、5、6中的數(shù)據(jù)可知，在斜面的表面材料、物重相同的情況下，傾角越小，拉力越小，故

結(jié)論是：在其他條件相同時(shí)，斜面的傾斜程度越小，提升物體越省力；

(3)探究斜面省力的情況與重力大小有關(guān)時(shí)，根據(jù)控制變量法可知，實(shí)驗(yàn)中需要控制傾角相同、表面材料

相同，物體的重力不同；所以需要對比1、3、4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

根據(jù)1、3、4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物體的重力變?yōu)樵瓉淼膸妆?，拉力會變?yōu)樵瓉淼膸妆?，即沿斜面的拉力與

物體的重力G的比值大小相等；

【拓展】有用功為：Ww=Gh=4.5NX0.3m=1.35J；拉力做的總功：Ws=Fs=1.8NX1.2m=2.16J；

斜面的機(jī)械效率：n=上_=L35J_XIOO%=62.5%O

W總2.16J

五、計(jì)算題(22題9分，23題9分，24題9分。本大題27分)

22.(2020龍東)如圖所示，人用滑輪組拉著重810N的物體使其沿豎直方向以0.lm/s的速度勻速向上運(yùn)動(dòng)

了5s,人對繩子向下的拉力為300N。求：

(1)物體上升的高度；

(2)滑輪組的機(jī)械效率；

(3)拉力的功率。

【答案】(1)0.5m(2)90%(3)90W

【解析】(1)由丫=—可得物體上升的高度：/)=i/t4)lm/sX5s=0.5m

t

(2)克服物體重力做的功為有用功；1/1/育=6%=810心0.5m=405J

則繩子的末端通過的距離:s=3h=3xO.5m=1.5m

拉力做的功為總功：W,&=Fs=300Nxl.5m=450J

405J

所以滑輪組的機(jī)械效率：〃=Ux100%=——xl00%=90%

W&450J

W450J

(3)拉力的功率：尸=巴=上巴=900

t