第十一章简单机械和功
一、单选题
1.班里组织一次比赛活动，从一楼登上三楼，看谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量，下列物理量中必须测量的是（ ）
①三楼地面到一楼地面的高度 ②从一楼到达三楼所用的时间
③每个同学的质量或体重 ④一楼到三楼楼梯的长度
A. ②④ B. ①④ C. ①②③ D. ②③
2.下列说法错误的是( )
A. 用筷子夹菜时，筷子是省力杠
杆 B. 三峡船闸是世界上最大的人造连通器
C. 用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压加大使液体（锅内的水）的沸点升高 D. 相距较近的两艘船平行向前快速行驶时容易相撞，是因为流体压强与流速有关
- 1 -
3.粗糙水平地面上有一个重为100N的物体，用20N的水平拉力使其在10s内匀速前进了10m，在此过程中（ ）
A. 重力做功的功率为
100W B. 支持力做功的功率为100W
C. 拉力做功的功率为
200W D. 拉力做功的功率为20W
4.如图所示，用如图装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（ ）
A.
B. C. D.
5.如图所示，下列有关电工钳的说法正确的是( )
- 2 -
A. 它由两个费力杠杆组合而
成 B. 手柄上的橡胶套可以防止触电事故发生
C. 刀口很锋利是为了增大压
力 D. 橡胶套上刻有花纹是为了减小摩擦
6.在如图所示的四种情境中，人对物体做功的是（ ）
A. 举着杠铃原地不
动 B. 抱着书不动
C. 沿水平地面推动小车
D. 推石头没有推动
7.如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ）
- 3 -
A.绳子自由端被拉下3m B.有用功是800J C.拉力F的功率是80W D.滑轮组的机械效率是53.3%
8.如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m．已知G=18N，F=10N．（不计摩擦和绳重）这一过程中，不能得到的
结论是（ ）
A. 动滑轮重为2N B. 绳子自由端上升
0.4m C. 拉力F做功2J D. 该动滑轮的机械效率为90%
9.如图所示，小华分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2.若不计绳重与摩擦，则
A. W1=W2，η1=η2 B. W1=W2，η1<η2C. W1>W2，η1>η2 D. W1 10.如图所示，利用一个轻质滑轮拉着物体A水平向右匀速移动3m，所用时间为3s；物体A与地面间的摩擦力为60N．已知拉力F为40N，物体A重为200N，则在这个过程中（ ） - 4 - A. 拉力F做了120J的功 B. 重力做了600J的功 C. 机械效率为80% D. 拉力F的功率为80W 11.如图所示，在大小为500N的拉力F作用下，滑轮组将800N的重物提升了lm。在此过程中 A. 做的有用功是500J B. 做的总功是800J C. 滑轮组的机械效率是62.5％ D. 滑轮组的机械效率是80％ 12.如图所示，小明分别用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组，分别将同一物体匀速提高到相同高度，图中左右滑轮组绳子的自由端移动的距离分别为S1、S2，机械效率分别为η1、η2，下列关系正确的是（忽 略绳重及摩擦）（ ） A. S1＜S2 η1=η2 B. S1＞S2 η1＜η2 C. S1＜S2 η1＞η2 D. S1＞S2 η1＞η2 二、填空题 13.小明将放在水平桌面上重为3N的物理课本，水平匀速拉动0.5m．所用的水平拉力为1N，则课本重力做功________ J，水平拉力做功________ J． 14.如图所示，搬运工人用滑轮将重为400N的重物匀速提升4m，所用拉力为250N，时间为20s．在此过程中所做有用功是________J，拉力的功率是________W，滑轮的机械效率是 ________ 15.在测量滑轮组机械效率的实验时，小明同学利用如图所示的滑轮组提升重物．他做了24J的有用功使重物匀速上升了0.4m，则动滑轮重为________N（不计绳重及摩擦）；该滑轮组的机械效率为________．（g取10N/kg） - 5 - 16.建筑工人用如图所示的装置把重400N的物体在20s内匀速提升3m，所用的拉力为250N．则该工人做功的功率为________，该滑轮组的机械效率是________．若用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械效率将________（填“变大”、“变小”或“不变”）. 17.一辆汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟，汽车的质量为1500kg，行驶时所受阻力为车重的0.2倍，则牵引力为________ N，此时汽车的功率为________kW，重力做的功为________ J。（取g=10N/kg） 18.如图所示，工人用沿斜面大小为750N的拉力把一箱重为1800N货物从底端匀速拉进车厢，此斜面的长为4m，高为1.5m，则该斜面的机械效率是________ %，货物与斜面间的摩擦力是________ N，在这个过程中，货物的机械能________（选填“增大”、“不变”或“减小”） 19.如图，手用F1的力直接将物体匀速提升h，若借助滑轮组把物体匀速提升相同高度，F2做功为100J，若 滑轮组机械效率为30%，则F1做功为________ J． 20.如图所示是某种升降电梯工作原理图，它主要是由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢空载时重量是5100N，配重的重量是5000N．某人质量60kg，双脚与地板接触面积为250cm2，乘电梯从1楼到10楼用时10s，已知每层楼高度3m，电梯匀速上升，不计缆绳重力和一切摩擦力，在此过程中，人站立时对电梯地板的压强是________Pa，配重重力所做的功是 ________J，电动机的功率是________W．g=10N/kg． 21.如图长2m的粗细和密度都均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离S的关系如图所示，则杆重________ N；当滑环滑到图中A点时，金属杆是一个________ 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）. - 6 - 三、实验探究题 22.小明在探究杠杆的平衡条件的实验中，以杠杆中点为支点. （1）在调节杠杆平衡时，小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向________（左／右）调节. （2）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据.根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，小明这种做法的不足是： （3）如图乙所示，小明设计了两种实验方案： 第一种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为F1； 第二种弹簧测力计倾斜拉，其读数为F2. 第________（一/二）种实验方案更方便，理由是：________. （4）杠杆不处于水平位置能否平衡？小海和小红意见不同.小海认为能平衡，于是他每次让杠杆倾斜时静止，这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件.小海认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？________（对/错）. （5）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因可能是：________. （6）某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量.实验步骤如下： 步骤一：将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置A，它就是刻度尺的________； 步骤二：如图所示，将质量为M的物体挂在刻度尺左边某一位置，向右移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡.物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的A点到支座的距离L2； 步骤三：根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m=________（用题目中所给物理量表示）. - 7 - 23.在“探究斜面”的实验中 （1）设计实验：按如图所示的方式，将小车拉上斜面顶端，分别测出拉力F，小车沿斜面通过的距离s， 小车和钩码总重力G，小车上升的高度h，比较Fs与________的大小关系． （2）实验注意点是：应该沿________拉动小车，使小车做________运动． （3）实验器材：斜面、小车、钩码、弹簧测力计和________等． （4）实验过程：I用弹簧测力计测出小车和钩码的总重力G，将小车从斜面底部按要求拉到斜面顶部，读出拉力F的示数．II用刻度尺测出小车沿斜面运动的距离s，小车上升的高度h．III改变放置的钩码数量，从而改变车重，重复上述步骤两次．进行实验步骤III的目的是：________． （5）实验记录：将相关实验数据记录于表格中，请你设计这个表格： （6）交流论证：分析实验数据发现F•s与G•h近似相等．这说明使用斜面虽然省力，但却________距离．小芳所在的实验小组用木块代替小车，结果发现F•s明显大于G•h，你认为出现这一现象的主要原因是________． 24.在“得了滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、 乙、丙3次实验，实验数据记录如表： 实验次数 钩码所受的重力 G/N 1 2 3 2 4 6 提升高度 h/m 0.05 0.05 0.05 拉力 F/N 1.0 1.7 绳端移动的距离 s/m 0.15 0.15 0.15 机械效率 η 66.7% 78.4% （1）实验中要________拉动弹簧测力计，使钩码升高． （2）计算、分析以上装置中和表格中三组实验数据，写出计算分析过程并得出：同一滑轮组的机械效率与哪个因素的具体关系． （3）若将此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________（变大/变小/不变）． 四、计算题 - 8 - 25.如图所示，是某校进行力量训练所用体育器械的示意图，运动员通过拉力F的作用来提升配重，以达到锻炼的目的。在一次训练时，配重的质量为30kg，在竖直拉力F的作用下，配重在5s的时间里，匀速竖直上升了0.5m。在这个过程中，拉力F为200N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为P．（g取10N/kg）求： （1）滑轮组的机械效率η； （2）拉力F的功率P。 五、综合题 26.用如图所示的滑轮组提升600N的重物，在重物匀速上升2m的过程中，拉力F所做的功是1500J．忽略摩擦和绳重．求： （1）滑轮组做的有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）绳子自由端移动的距离． 27.送餐机器人是智能商务电器的一种．正逐渐进入我们的生活，如图所示，是某餐厅出现的一款送餐机器人．该机器人送餐服务时在1min内沿直线匀速移动的距离为18m，若它在移动中所受阻力为200N，其他部分参数如表，请你完成下列问题： 身高 体重 续航时间 托盘承受重力 160cm 50Kg 12h 5Kg 与地面接触总面积 10﹣2m2 - 9 - （1）求出其未服务静止时，它对水平地面的压强是多少？ （2）此机器人在送餐服务时运动的速度为多大？ （3）此机器人1min送餐服务过程中克服阻力所做的功及功率分别是多大？ - 10 - 答案解析 一、单选题 1.【答案】C 【解析】【解答】登楼是克服自身重力在竖直方向上做功，功率的计算公式为 ， 因此，需要测量的物理量是：三楼地面到一楼地面的高度、每个同学的质量或体重、从一楼到达三楼所用的时间，①②③符合题意，不需要测量一楼到三楼楼梯的长度，④不符合题意，故C符合题意。 故答案为：C。 【分析】比较学生登楼是做功的功率大小，实际是学生克服自身重力做功的功率，所以我们需要解决的是求出克服自身重力做功的大小和所用的时间。 2.【答案】A 【解析】【解答】A、用筷子夹菜时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，A符合题意； B、三峡船闸是应用连通器的原理来工作的，B不符合题意； C、用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压加大使液体（锅内的水）的沸点升高，C不符合题意； D、相距较近的两艘船平行向前快速行驶时，由于中间的水流速度快，而使得两船中间的压强小于外侧的压强，因此两船在压强差的作用下，容易相撞，D不符合题意． 故答案为：A． 【分析】本题是一道综合题目，考查了杠杆的分类、连通器的特点、沸点与气压的关系及流体压强与流速 的关系，要解决此题，需掌握以下几点： （1）根据动力臂和阻力臂的关系，确定杠杆的分类情况； （2）上端开口底部连通的容器叫做连通器，船闸、茶壶、乳牛喂水器等都属于连通器的应用； （3）液体的沸点受液体表面上方压强的影响，液体的沸点随着液体上方压强的增大而升高； （4）流速越快的地方压强越小. 3.【答案】D 【解析】【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，先判断重力、支持力和拉力是否做功，再利用功率的公式求功率大小。重力的方向是竖直向下的，物体水平移动，在重力的方向没移动距离，故重力不做功，重力做功功率为0，故A错； 支持力的方向是竖直向上的，物体水平移动，在支持力的方向没移动距离，故支持力不做功，支持力做功功率为0，故B错； 拉力做功功率故选D 【点评】功的计算中要明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直 4.【答案】C ，故C错、D正确 - 11 - 【解析】【解答】解：A、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F=G；B、此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G； C、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F=G； D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=G． 由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C． 故选C． 【分析】根据滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点对各个选项注意分析即可． 5.【答案】B 【解析】【解答】A、电工钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，所以它由两个省力杠杆组合而成，故A错误； B、手柄上的橡胶套是绝缘体，可以防止触电事故发生，故B正确； C、刀口很锋利，减小了受力面积，增大了压强，更容易切断东西，而不会增大压力，故C错误； D、橡胶套上刻有花纹是为了增大了接触面的粗糙程度，从而增大了摩擦，故D错误． 故选B． 【分析】A、结合图片和生活经验，先判断电工钳在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它 是属于哪种类型的杠杆； B、橡胶套是绝缘体，不容易导电，可防止触电； C、刀口很锋利是为了减小受力面积增大压强； D、橡胶套上刻有花纹，增大了接触面的粗糙程度，从而增大了摩擦．（1)判断杠杆类型只要知道动力臂和阻力臂的大小关系即可； （2)增大或减小压强的方法和增大或减小摩擦的方法，属于基本内容，解答比较简单． 6.【答案】C 【解析】【解答】解：A、运动员举着杠铃不动，杠铃向上没有移动距离，人对杠铃没有做功．不符合题意．B、抱着书不动，书没有在力的方向上移动距离，人对书不做功，不符合题意． C、沿水平地面推动小车，给车一个向前的力，车在推力作用下前进了一段距离，推力对车做功．符合题意． D、两人没有推动石头，石头没有移动距离，力对石头没有做功．不符合题意． 故选C． 【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可． 7.【答案】B 【解析】【解答】解：由图可知，n=2，则绳子自由端被拉下的距离： s=nh=2×1m=2m，A不符合题意； 做的有用功： W有=Gh=800N×1m=800J，B符合题意； - 12 - 拉力做的总功： W总=Fs=500N×2m=1000J， 拉力的功率： P= = =100W，C不符合题意； 滑轮组的机械效率： η= ×100%= ×100%=80%，D不符合题意． 故答案为：B． 【分析】根据力和距离的乘积计算功的大小，利用功和时间的比计算功率，有用功和总功的比计算机械效率. 8.【答案】C 【解析】【解答】解：由图示可知，承重绳子的段数为n=2，A、不计摩擦和绳重，则拉力F=G动=nF﹣G=2×10N﹣18N=2N．故A正确； B、绳子自由端上升的高度：s=nh=2×0.2m=0.4m，故B正确； C、拉力做的功：W总=Fs=10N×0.4m=4J，故C错误； D、有用功：W有=Gh=18N×0.2m=3.6J，机械效率为：η==故选：C． 【分析】由图示可知，承重绳子的段数n=2，由动滑轮公式、功的公式、效率公式分析答题． 9.【答案】D 【解析】【解答】解：小华分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，根据W=Fs知小华做的有用功相等，使用定滑轮时不需要克服定滑轮的自重做功，而使用定滑轮需要克服定滑轮的自重做功，所以W1＜W2，根据效率的公式η=故D正确。 【分析】W=Fs、η=10.【答案】D 【解析】【解答】解：由图知，n=2，s=3m，则绳子自由端移动的距离s′=2s=2×3m=6m，A、拉力F做的功为W=Fs′=40N×6m=240J．故A错误； B、物体在重力的方向上没有移动距离，故重力没有做功，故B错误； C、W有用=fs=60N×3m=180J， 装置的机械效率： η=×100%= ×100%=75%，故C错误； 的应用。 知η1＞η2。 ×100%=90%，故D正确； ，则 D、拉力F的功率： P= = =80W，故D正确． - 13 - 故选D． 【分析】（1）知道物体在水平地面上移动距离，根据滑轮组的结构，求出绳子末端（拉力F）移动的距离，利用W=Fs可求拉力做的功；（2）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离；（3）知道摩擦力的大小和物体移动的距离，利用W有用=fs求出有用功；又知总功，利用η=求该装置的机械效率；（4）前面已经求出拉力做的功，又知时间，利用P=11.【答案】D 【解析】【解答】 W有用=Gh=800N×1m=800J，W总=FS=500N×2m=1000J．故A、B选项错误； η=W有用/W总=Gh/FS=×100%=80%． 故选D． 12.【答案】A 【解析】【解答】解：由图可知，承担物重的绳子股数分别为n1=2，n2=3，物体上升的高度相同，都为h，则S1=2h，S2=3h，故S1＜S2； 因为两图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同， 忽略绳重及摩擦时，额外功W额=G动h，因滑轮相同、上升高度h相同，则额外功W额相同， 又因为W总=W有+W额，所以总功相同， 由η=可知，两装置的机械效率相同，即η1=η2． 故选A． 【分析】左图承担物重的绳子股数n=2，右图承担物重的绳子股数n=3，根据s=nh判定绳子自由端通过的距离； 两图分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由W额=Gh可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同． 二、填空题 13.【答案】0；0.5 【解析】【解答】解：①重为3N的物理课本，在水平面上匀速拉动0.5m，虽然有力，也有距离，距离不是在重力的方向上通过的距离，所以没做功．②课本水平拉力为1N，并在水平面上匀速前进0.5m，具备做功的两个条件，所以拉力做了功， 做功大小为：W=Fs=1N×0.5m=0.5J， 故答案为：0；0.5． 【分析】（1）根据做功的必要条件可知：重力不做功，因为在重力的方向上没有移动距离，做功为0；（2）拉力做功可用公式W=FS计算得出． 14.【答案】1600；100；80% 【解析】【解答】根据题意知道，工人做的有用功是：W有用=Gh=400N×4m=1600J，因为使用的是动滑轮，所以绳端移动的距离是：s=2h=2×4m=8m，工人做的总功是：W总=Fs=250N×8m=2000J，拉力的功率是：P=W总/t=2000J/20s=100W；滑轮的机械效率是：η=W有用/W总=1600J/2000J×100%=80%。 故答案为：1600；100；80%.【分析】利用物体重力和距离可以计算有用功，利用拉力和距离可以计算总功，有用功和总功的比计算机械效率. - 14 - 求拉力的功率． 15.【答案】115；80% 【解析】【解答】①根据W有用=Gh可得，物体受到的重力为： G= = =60N； 由图可知，n=3，且测力计的拉力为F=25N， 不计绳重及摩擦，则拉力F=（G+G动）， 所以，动滑轮的重力：G动=3F﹣G=3×25N﹣60N=15N， ②滑轮组的机械效率为： η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=80%． 故答案为：115；80%． 【分析】根据W有=Gh计算物体重力，由图知通过动滑轮绳子的段数n，由F=（G+G动）计算动滑轮重力；由 计算滑轮组的机械效率. 16.【答案】75W；80%；变大 【解析】【解答】解：（1）由图可知，承担物重绳子的股数n=2， 绳子自由端移动的距离：s=nh=2×3m=6m， 拉力所做的总功：W总=Fs=250N×6m=1500J， 则该工人做功的功率： P= =75W； （2）拉力做的有用功：W有=Gh=400N×3m=1200J． 则此滑轮组的机械效率： η= ×100%= ×100%=80%； （3）在其他量不变的情况下，再用该滑轮组提升500N的重物，即在额外功不变的情况下，增大了有用功， 根据η= ×100%= ×100%可知，此时滑轮组的机械效率将变大． 故答案为：75W；80%；变大． 【分析】（1）首先根据图中滑轮组的特点，确定承担物重的绳子的条数，求出绳子自由端移动的距离，利用公式W＝Fs计算出拉力做的总功，再利用公式 计算工人的拉力做功的功率； （2）利用公式W＝Gh求出拉力做的有用功，有用功与总功的比值即为滑轮组的机械效率； （3）增加物重后，做的有用功增加，而额外功不变，根据机械效率公式，分析滑轮组的机械效率的变化情况. 17.【答案】3×103；60；0 【解析】【解答】由题意可知，阻力为0.2G=0.2×1500kg×10N/kg=3×103N，由于汽车是匀速运动的，所以牵引力等于阻力为3×103N，汽车的功率P=Fv=3×103N×20m/s=6×104W=60kW，由于在重力方向上没有通过距离，所以重力不做功，做功为0。 - 15 - 故答案为：3×103；60；0 【分析】本题考查学生对功和功率公式的掌握情况。其中要会推导出P=Fv。18.【答案】90；75；增大 【解析】【解答】解：（1）工人做的有用功W有用=Gh=1800N×1.5m=2700J；工人做的总功W总=Fs=750N×4m=3000J， 斜面的机械效率η=×100%= ×100%=90%；（2）因为W总=W有用+W额 。 所以克服摩擦做的额外功W额=W总﹣W有用=3000J﹣2700J=300J， 由W额=fs可得货物与斜面间的摩擦力f= = =750N；（3）货物从底端匀速拉进车厢，货物质量不 变，所以货物的动能不变，重力势能增大，故货物的机械能增大． 故答案为：90；75；增大． 【分析】（1）根据W有用=Gh求出有用功；根据W总=Fs求出总功，根据η=求出机械效率；（2）求出克服摩擦做的额外功，根据W额=fs求出摩擦力的大小；（3）由动能和势能的影响因素判断动能和势能变化，从而判断机械能的变化情况． 19.【答案】30 【解析】【解答】解：借助滑轮组把物体匀速提升相同高度，F2做功是总功，即W总=100J， 由η=可得，使用滑轮组做的有用功： W有用=ηW总=30%×100J=30J； 手用F1的力直接将物体匀速提升h，此过程是克服物体的重力做功，且物重和提升高度不变， 所以F1做功等于用滑轮组做的有用功，即W1=W有用=30J． 故答案为：30． 【分析】直接将物体提起做的功是有用功，利用滑轮组将物体提起时拉力做的功是总功；根据η=可计算有用功． 20.【答案】2.4×104；1.35×105；1.89×103 【解析】【解答】解：（1）人的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N， 人站立时对电梯地板的压力： F=G=600N， 人站立时对电梯地板的压强： p= = =2.4×104Pa；（2）乘电梯从1楼到10楼，配重移动的距离： h=3m×9=27m， 配重重力所做的功： W配重=G配重h=5000N×27m=1.35×105J；（3）轿厢和人总重： G=G厢+G人=5100N+600N=5700N， 配重和电动机对轿厢做的总功： W=Gh=5700N×27m=1.539×105J； 电动机对轿厢做的功： W电=W﹣W配重=1.539×105J﹣1.35×105J=1.89×104J， - 16 - 电动机的功率： P电= = =1.89×103W． 故答案为：2.4×104；1.35×105；1.89×103． 【分析】（1）知道人的质量，利用G=mg求人的重力，人站立时对电梯地板的压力等于其重力，知道受力面积，利用p= 求人站立时对电梯地板的压强；（2）求出乘电梯从1楼到10楼配重移动的距离，利 用W=Gh求配重重力所做的功；（3）求出轿厢和人的总重，利用W=Gh求配重和电动机对轿厢做的总功，减去配重重力所做的功，可得电动机对轿厢做的功，再利用P=21.【答案】40；省力 【解析】【解答】金属杆重心在中心上，阻力臂为L2=1m，取图象上的一点F=40N，L1=1m， 根据杠杆的平衡条件：∴ 解得：G=40N； 当滑环滑到图中A点时，动力臂大于阻力臂为省力杠杆。 【分析】学会看图象是学物理的基本要求，象速度-时间图象、路程-时间图象等，要先看纵坐标轴、横坐标轴各表示什么，再顺着图象看懂表示的物理过程． 三、实验探究题 22.【答案】（1）左 （2）仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性 （3）一；便于直接读出力臂 （4）对 （5）杆的自重影响了杠杆平衡条件的探究 （6）重心；ML1/L2 【解析】【解答】（1）右端低左端高，应将平衡螺母向较高的一端调节，应将杠杆右端的平衡螺母向左端调节，使杠杆在水平位置平衡；（2）只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；（3）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此第一种实验方案更方便，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，能从杠杆上直接读力臂；因为第一方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂，根据杠杆的平衡条件，在阻力和阻力臂都相同的情况下，动力臂越大的越省力，所以，F1＜F2；（4）杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡，所以小海的说法是对的；力臂等于支点到力的作用线的距离，在小红的实验方案中，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来.而小海实验方案中的力臂不便于测量，所以，小红的实验方案好；（5）图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆产生了影响，导致测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符；（6）步骤一：从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心.当直尺平放在刀口（支点）上，平衡后，此处为重心；步骤二：由于原来处于平衡，将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置，则杠杆会左端下降，所以根据F1L1与F2L2可知：在F1、L2不变的条件下，需要增加L2， 求电动机的功率． - 17 - L1减小，即向右移动刻度尺；步骤三：根据杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，可知G1L1=G×L2，即M1gL1=mgL2， 所以直尺的质量m=M1L1/L2. 故答案为（1）左；（2）仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性；（3）一；便于直接读出力臂；（4）对；（5）杆的自重影响了杠杆平衡条件的探究；（6）重心；ML1/L2. 【分析】本实验中多次测量发现变化规律，为了使实验结论具有普遍性；杠杆的平衡条件；根据杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂；图丙中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响. 23.【答案】（1）Gh （2）斜面向上；匀速 （3）刻度尺 （4）进行多次实验，得出普遍结论 （5）解：设计表格如下： 次数 1 2 3 （6）费；克服摩擦力做了额外功 【解析】【解答】解：（1）按如图所示的方式，将小车拉上斜面顶端，拉力做的功为W总=Fs，克服重力做的功为W有用=Gh，比较二者的大小关系；（2）实验中注意拉力的方向应该和斜面平行，使小车做匀速直线运动，便于读出拉力大小；（3）实验中需要测量出斜面的长度s和高度h，要用到刻度尺；（4）进行实验步骤III的目的是：得出的结论具有普遍性，避免实验结论的偶然性；（5）表格中应该包含三次实验，测量的数据有拉力、重力、斜面长度、高度等，设计表格如下： 次数 1 2 3 拉力F/N 拉力移动距离s/m Fs 重力G/N 斜面高度h/m Gh 拉力F/N 拉力移动距离s/m Fs 重力G/N 斜面高度h/m Gh ·6）（分析实验数据发现拉力做的总功F•s与克服重力做的有用功G•h近似相等，虽然使用斜面能够省力，但是拉力移动距离s却比上升高度h要大．这说明使用斜面虽然省力，但却费距离； 小芳所在的实验小组用木块代替小车，在拉动的过程中需要克服摩擦力做更多的额外功，使得总功F•s明显大于有用功G•h． 故答案为：（1）Gh；（2）斜面向上；匀速；（3）刻度尺；（4）进行多次实验，得出普遍结论；（5）表格见上表；（6）费；克服摩擦力做了额外功． - 18 - 【分析】（1）拉力做的功W=Fs，克服重力做的功W=Gh，比较二者的大小关系即可；（2）实验中注意拉力的方向应该和斜面平行，使小车做匀速直线运动，便于读出拉力大小；（3）实验中需要测量出斜面的长度和高度，要用到刻度尺；（4）实验中进行多次实验的目的是：避免实验结论的偶然性；（5）表格中应该包含三次实验，测量的数据有拉力、重力、斜面长度、高度等；（6）使用任何机械都不省功，使用木块做实验时，需要克服更大的摩擦力做额外功． 24.【答案】（1）匀速 （2）机械效率与提起物体的重力有关，物体重力越大，机械效率越高； （3）不变． 【解析】【解答】解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测力计示数稳定，便于读数；（2）由图知，测力计的分度值为0.2N，测力计示数为2.4N；第3次实验中，滑轮组的机械效率：η= = ×100%≈83.3%； = 由表中实验数据可知，同一滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以同一滑轮组的机械效率主要与提起物体的重力有关．（3）若将此滑轮组换一种绕绳方法，动滑轮的重不变，不计摩擦及绳重， 则机械效率为：η= = = = ； 所以，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变． 故答案为：（1）匀速；（2）机械效率与提起物体的重力有关，物体重力越大，机械效率越高；（3）不变． 【分析】（1）在实验中要竖直向上缓慢、匀速拉动测力计．（2）读出测力计的示数；根据机械效率的公式分析．（3）在不计摩擦及绳重情况下，有用功就是提升重物所做的功，额外功就是提升动滑轮所做的功，根据η=四、计算题 25.【答案】（1）解：由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×0.5m＝1m，拉力F做的总功：W总＝Fs＝200N×1m＝200J，配重的重力G＝mg＝30kg×10N/kg＝300N，拉力F做的有用功：W有用＝Gh＝300N×0.5m＝150J，则滑轮组的机械效率：η＝×100%＝（2）解：拉力F的功率：P＝【解析】【分析】 由图可知，承担物重的绳子的股数是n=2，克服物体重力做的功是有用功，根据公式W有用＝Gh可以计算出来；绳子自由端移动的距离s＝nh,拉力做的功是总功，根据公式W总＝Fs可以计算出来，再根据机械效率公式算出机械效率； 根据功率的公式五、综合题 26.【答案】（1）解：滑轮组做的有用功： W有用=Gh=600N×2m=1200J 可以求拉力的功率. ＝＝40W。 ×100%＝75% = 进行分析． - 19 - （2）解：拉力F所做的功是1500J，即总功为1500J； 则滑轮组的机械效率： η=×100%= ×100%=80% （3）解：由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离： s=3h=3×2m=6m 【解析】【分析】（1）利用W=Gh计算滑轮组做的有用功；（2）利用η=计算滑轮组的机械效率；（3）首先确定滑轮组绳子有效股数，然后利用s=nh计算绳子自由端移动的距离． 27.【答案】（1）解：机器人静止时压力： F=G=mg=50kg×10N/kg=500N， 对地面的压强： p== =5×104Pa 答：其未服务静止时，它对水平地面的压强是5×104Pa； （2）解：机器人在送餐服务时运动的速度： v===0.3m/s 答：此机器人在送餐服务时运动的速度为.3m/s； （3）解：机器人送餐服务过程中克服阻力所做的功： W=fs=200N×18m=3.6×103J， 做功功率： P== =60W． 答：此机器人1min送餐服务过程中克服阻力所做的功为3.6×103J，功率是60W 【解析】【分析】（1）机器人对水平地面的压力等于自身的重力，根据p= 求出对水平地面的压强（2） 知道机器人直线匀速移动的距离和时间，根据v=求出运动的速度；（3）根据W=Fs求克服阻力所做的功，利用P= 即求出功率． - 20 - 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容