2020-2021年 中考物理简单机械

2020-2021年中考物理简单机械
一、简单机械选择题
1．如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度．若G1=G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦）．则下列选项正确的是
A．F1＞F2 η1＜η2 P1＜P2B．F1＞F2 η1=η2 P1=P2
C．F1＜F2η1＜η2 P1＜P2D．F1＜F2 η1＞η2 P1＞P2
【答案】B
【解析】
【详解】
甲滑轮组n是2，乙滑轮组n是3，乙更省力．由于两个滑轮组做的有用功相同，额外功相同，它们的机械效率也相同．在相同时间内做的总功相同，它们的功率也相同．故B正确．
2．关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（）
A．做的有用功越多，机械效率一定越高B．单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C．省力越多的机械，机械效率一定越高D．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
【答案】D
【解析】
【详解】
A、做功多，有用功不一定多，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，故A错误；
B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，故B错误；
C、省力多的机械的机械效率往往偏低，故C错误；
D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，故D正确；故选D．
【点睛】
①总功＝有用功+额外功；②有用功和总功的比值叫机械效率；③由机械效率的定义可知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关．
3．如图所示，用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m，若动滑轮重10N，石计
滑轮与轴之间的摩擦及绳重。

则在此过程中，下列说法正确的是
A．拉力F为75N
B．绳子自由端向上移动了4m
C．滑轮组的机械效率约为93.3%
D．提升200N重物时，滑轮组机械效率不变
【答案】C
【解析】
【详解】
A．由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力：
F=1
3
（G+G动）=
1
3
×（140N+10N）=50N，故A错误；
B．则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故B错误；C．拉力做功：W总=Fs=50N×6m=300J，
有用功：W有用=Gh=140N×2m=280J，
滑轮组的机械效率：η=W
W
有用
总
×100%=
280J
300J
×100%≈93.3%，故C正确。

D．提升200N重物时，重物重力增加，据η=W
W
有用
总
=
Gh
Gh G h
+
动
=
G
G G
+
动
可知滑轮组机
械效率变大，故D错误。

4．如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，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 = W2η1 = η2B．W1 = W2η1< η2
C．W1 < W2η1> η2D．W1 > W2η1< η2
【答案】C
【解析】 【分析】
由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用100%W W 有总
η=⨯即可比较出二者机
械效率的大小． 【详解】
因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；
根据W W η=有
总
可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效
率越高．而乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低．即1212W W ηη＜，＞． 【点睛】
本题考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小．
5．如图所示，利用动滑轮提升一个重为G 的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为 60%．要使此动滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G 的物块的个数为 （ ）
A ．3 个
B ．4 个
C ．5 个
D ．6 个
【答案】D 【解析】 【详解】 不计绳重和摩擦，
，，要使，则
．
6．某商店有一不等臂天平（砝码准确），一顾客要买2kg 白糖，营业员先在左盘放一包白糖右盘加1Kg 砝码，待天平平衡后；接着又在右盘放一包白糖左盘加1kg 砝码，待天平平衡后．然后把两包白糖交给顾客．则两包白糖的总质量 A ．等于2Kg B ．小于2Kg C ．大于2Kg D ．无法知道 【答案】C 【解析】
解答：由于天平的两臂不相等，故可设天平左臂长为a ，右臂长为b （不妨设a ＞b ），先称得的白糖的实际质量为m 1，后称得的白糖的实际质量为m 2 由杠杆的平衡原理：bm 1=a×1，am 2=b×1，解得m 1=，m 2= 则m 1
m 2=
因为（m 1+m 2）2=
因为a≠b ，所以（m1+m2）-
2＞0，即m 1+m 2＞2这样可知称出的白糖质量大于2kg ．故选C ．
点睛：此题要根据天平的有关知识来解答，即在此题中天平的臂长不等，这是此题的关键．
7．如图所示，手用F 1的力将物体B 匀速提升h ，F 1做功为300J ；若借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做功为500J ，下列说法错误的是
A ．滑轮组机械效率为60%
B ．两个过程物体B 均匀速运动，机械能增加
C ．滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致F 2做的功有一部分属于额外功
D ．F 2做功的功率比F 1做功的功率大 【答案】D 【解析】 【详解】
A ．根据题意知道，用F 1的力将物体
B 匀速提升h ，F 1做的是有用功，即W 有=300J ，借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做的是总功，即W 总=500J ，由
100%W W η=
⨯有用
总
知道，滑轮组的机械效率是： 300J
100%=100%=60%500J
W W η=
⨯⨯有用总, 故A 不符合题意；
B ．由于两个过程物体B 均做匀速运动，所以，动能不变，但高度增加，重力势能增大，而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，故B 不符合题意；
C ．由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致F 2多做一些功，即额外功，故C 不符合题意；
D ．由W
P t
=
知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不知道完成功所用的时间，故无法比较功率的大小，故D 符合题意．
8．在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为
40N，斜面长2m、高1m.（g取10N/kg）.下列说法正确的是（）
A．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力
B．做的有用功是5J
C．此斜面的机械效率为62.5%
D．物体受到的摩擦力大小为10N
【答案】C
【解析】
A. 沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；
B. 所做的有用功：W有用＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J，故B错误；
C. 拉力F对物体
做的总功：W总＝Fs＝40N×2m＝80J；斜面的机械效率为：η＝W
W
有用
总
×100%＝
50J
80J
×100%
＝62.5%，故C正确；D. 克服摩擦力所做的额外功：W额＝W总−W有＝80J−50J＝30J，由W
额＝fs可得,物体受到的摩擦力：f＝
s
W
额＝
30J
2m
＝15N，故D错误．故选C.
点睛：（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W＝Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用
功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式η＝W
W
有用
总
计算出机械效率；（4）总功减去
有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额＝fs求出物体所受斜面的摩擦力．9．如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】
【详解】
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=1
2 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=1
3 G；
D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=1
2 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，C符合题意．
10．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）
A．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将超过100%
B．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
C．此滑轮组动滑轮的重力为2N
D．当G物=6N时，机械效率η=66.7%
【答案】D
【解析】
【详解】
A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式η=知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组
机械效率η随G 物的增大而增大，但最终不能超过100%，故A 错误； B 、G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，
因为此图与题干中甲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 轮h ，即额外功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B 错误；
C 、由图可知，G=12N ，此时η=80%，则η=
=
=
=
=
，即80%=
，解得G 动=3N ，故
C 错误；
D 、G 物=6N 时，机械效率η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%≈66.7%．故D 正确．
故选D ．
11．甲乙两个滑轮组如图所示 ，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G 1、G 2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A ．若G 1= G 2，拉力做的额外功相同
B ．若G 1= G 2，拉力做的总功相同
C ．若G 1= G 2，甲的机 械效率大于乙的机械效率
D ．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 【答案】C 【解析】 【详解】
有用功为GH ，若12G G =则有用功相等．对动滑轮做的功为额外功W G H =⨯额动，乙的动滑轮质量大额外功多，因此乙的总功多，机械效率低．答案AB 错，C 对．同一个滑轮组提起不同的重物，有用功不同，额外功相同，机械效率不同，提升重物越重机械效率越
高．D 错．
12．如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB 为一可绕固定点O 转动的轻质杠杆，已知:1:2OA OB =，A 端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg ． 当铝球一半体积浸在水中，在B 端施加3.5N 的竖直向下的拉力F 时，杠杆恰好在水平位置平
衡．（33
2.710/kg m ρ=⨯铝，10/g N kg = ）下列结果正确的是
A ．该铝球空心部分的体积为33110m -⨯
B ．该铝球的体积为33310m -⨯
C ．该铝球受到的浮力为20N
D ．该铝球受到的浮力为40N 【答案】C 【解析】 【分析】
根据密度的公式得到铝球实心部分的体积，根据杠杆的平衡条件得到A 端的拉力，铝球在水中受到的浮力等于重力减去A 端的拉力，根据阿基米德原理求出排开水的体积，从而得出球的体积，球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积． 【详解】
铝球实心部分的体积：33
33
2.71102.710/m
kg V m kg m
ρ
-=
=
=⨯⨯实， 由杠杆平衡的条件可得：F A ×
OA=F B ×OB ，2
3.571
A B OB F F N N OA ==⨯=， 铝球受到的浮力： 2.710/720F G F mg F kg N kg N N =-=-=⨯-=浮， 铝球排开水的体积：3333
20210110/10/F N
V m g kg m N kg
ρ-=
==⨯⨯⨯浮排水， 铝球的体积：3
3
3
3
22210410V V m m --==⨯⨯=⨯球排，
则空心部分的体积：4
3
3
3
3
3
410110310V V V m m m ---=-=⨯-⨯=⨯空球实． 【点睛】
本题考查杠杆和浮力的题目，解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公式．
13．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F 1和F 2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和
一切摩擦）．下列说法正确的是（）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
【答案】B
【解析】
【详解】
不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G动），n1=2，n2=3，所以绳端的拉力：F1=（G物
+G动），F2=（G物+G动），所以F1＞F2，故A错误；
因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为η=，所以两滑轮组的机械效率相
同，故B正确；
使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误；
因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，
s2=3h，则s1≠s2，故D错误；
14．如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4 m 、5 m，高度相同．两个工人分别用沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等．此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列说法正确的是（）
A．F甲∶F乙＝5∶4 B．W甲∶W乙＝5∶4
C．P甲∶P乙＝4∶5 D．η甲∶η乙＝4∶5
【答案】A
【解析】
【详解】
A．斜面光滑，则不做额外功，所以W有=W总，即Gh=Fs，可得：
4
5
5
4
Gh
F
Gh
F
==
甲
乙
，故A正
确；
B．因为W有=W总=Gh．两斜面高相同，工件也相同，所以两力做功相等，即W甲：W乙
=1：1，故B错误；
C．由A知，F甲∶F乙＝5∶4，且速度大小相等．根据P= Fv得，P甲：P乙=F甲：F乙=5：4，故C错误；
D．不做额外功时，两次做功的效率都为100%，所以η甲∶η乙＝1：1．故D错误．
15．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计．则（）
A．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
B．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
D．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
【答案】C
【解析】
【详解】
甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，G
F=
甲
，并且可以改变力的方向。

乙为动滑轮，
1
2
F G G
=+
乙动
（），由题知，G
动=20N＜G，因此
F F
>
甲乙。

如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W有用一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由η
W
W
=有用
总
可知，定滑轮的机械效率高，所以ηη
>
甲乙
，故C正确为答案，选项ABD错误。

16．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（）
A ．不变
B ．变小
C ．变大
D ．先变大后变小
【答案】C 【解析】 【详解】
在杠杆缓慢由A 到B 的过程中，力F 始终与杠杆垂直，所以动力臂OA 的长度没有变化，阻力G 的大小没有变化，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 越大，那么F 越大；因此拉力F 在这个过程中逐渐变大．C 符合题意，选项ABD 不符合题意．
17．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。

在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N 的拉力，将重600N 的建材在10s 内匀速提高3m 。

不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A ．该滑轮的机械效率η=75%
B ．滑轮所做的有用功为1200J
C ．滑轮自身的重力为100N
D ．绳子自由端移动的距离大小为3m
【答案】A 【解析】 【详解】
AB ．滑轮所做的有用功为：
W 有用=Gh =600N×3m=1800J ，
因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m ，则拉力做的总功为：
W 总=Fs =400N×6m=2400J ，
所以动滑轮的机械效率为：
1800J
×100%=100%=75%2400J
W W η=
⨯有用总， 故A 正确，B 错误；
C ．不计绳重及摩擦，则拉力为：
1
2
F G G =+动（），
那么动滑轮的重为：
G 动=2F-G =2×400N-600N=200N ，
故C 错误；
D ．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n =2，绳子自由端移动的距离为：
s=nh=2×3m=6m ，
故D 错误； 故选A 。

18．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度．若物体受到的重力为100N ，动滑轮的重力为20N ．在把物体匀速提升1m 的过程中，（不计绳重和摩擦）下列说法正确的是
A ．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B ．甲滑轮组所做的有用功为200J ，乙滑轮组所做的有用功为300J
C ．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D ．甲、乙两滑轮组的机械效率不相等 【答案】A 【解析】
（1）甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同， 根据W =Gh 可知两滑轮组所做的有用功相同，则
W 有=Gh =100N×1m=100J，故A 正确、B 不正确．
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数n 甲=2，n 乙=3， ∵动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，
∴根据1
F G G n
=+物动（）可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C 不正确， （3）不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功， 根据W =Gh 可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等， 即W 额=G 动h =20N×1m=20J，
∵W 总=W 有+W 额，∴两滑轮组的总功相同，即W 总=100J+20J=120J ，
根据
W
W
η=有
总
可知，两滑轮组的机械效率相等，均为
100J
83.3%
120J
W
W
η==≈
有
总
，故D错
误．
故选A．
19．在探究杠杆平衡条件的时候，小明在均匀木板中间挖孔，孔中插一金属杆，固定在铁架台上，木板可以围绕中间自由转动．每个钩码的质量为200g，A、B、C、D、E、F为质量不计的挂钩，己知AB＝BO＝OC＝CD，ABOCD的连线与EDF的连线垂直．现在B处挂两个钩码，D处挂一个钩码，木板在水平位置平衡（如图所示）．下列做法能使木板仍在水平位置平衡的是
A．在B、D两处各加挂一个钩码
B．在B处加挂1个钩码，D处加挂2个钩码
C．B处挂两个钩码不变，把D处的一个钩码挂在F处
D．把B处两个钩码挂在A处，把D处的一个钩码挂在C处
【答案】C
【解析】
【分析】
（1）符合杠杆平衡条件F1l1=F2l2，杠杆平衡，不符合杠杆平衡条件，力和力臂乘积大的一端下沉．
（2）力臂是从支点到力的作用线的距离，把钩码挂在E处、F处杠杆水平平衡时，力臂均和钩码挂在D处的力臂相等．
【详解】
设AB=BO=OC=CD=L，每个钩码的重力为G．
A．在B、D两处各加挂一个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3G×L，右侧力与力臂的积为2G×2L，因3G×L≠2G×2L，所以木板不会平衡，故A错误；
B．在B处加挂1个钩码、D处加挂2个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3G×L，右侧力与力臂的积为3G×2L，因3G×L≠3G×2L，所以木板不会平衡，故B错误；
C．把D处的一个钩码挂在E处或F处，杠杆右侧的力臂不变，仍为OD长，杠杆左右两侧力与力臂的乘积相等，所以木板会平衡，故C正确．
D．把B处两个钩码挂在A处，把D处的一个钩码挂在C处，杠杆左侧力与力臂的积为
2G×2L，右侧力与力臂的积为G×L，因2G×2L≠G×L，所以木板不会平衡，故D错误；故选C．
20．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m 1、m 2的货物，当他的肩处于O 点时，扁担水平平衡，已知l 1＞l 2，扁担和筐的重力不计。

若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离△l ，则
A ．扁担仍能水平平衡
B ．扁担右端向下倾斜
C ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）
21
l
l l -V D ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）2l
l l
-V V
【答案】D 【解析】 【详解】
AB ．原来平衡时，m 1gl 1=m 2gl 2， 由图知，l 1＞l 2，所以m 1＜m 2，
设移动相同的距离∆l ，则左边：m 1g （l 1−△l ）=m 1gl 1−m 1g △l ， 右边：m 2g （l 2−△l ）=m 2gl 2−m 2g △l ， 因为m 1＜m 2，所以m 1△lg ＜m 2△lg ，
则m 1（l 1−△l ）g ＞m 2（l 2−△l ）g ，则杠杆的左端向下倾斜，故AB 错误； CD ．因为m 1（l 1−△l ）g ＞m 2（l 2−△l ）g ，故往右边加入货物后杠杆平衡， 即：m 1（l 1−△l ）g =（m 2+m ）（l 2−△l ） g ， 且m 1gl 1=m 2gl 2，
得m =（m 2−m 1）2l
l l
-V V ，故C 错误，D 正确。

21．如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A 和B 同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（ ）
A ．杠杆仍能平衡
B ．杠杆不能平衡，左端下沉
C ．杠杆不能平衡，右端下沉
D ．无法判断 【答案】C 【解析】
原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体A 、B 的重力，其对应的力臂分别为OC 、OD ，
根据杠杆的平衡条件可得：m A gOC=m B gOD，由图知OC＜OD．所以m A＞m B，当向支点移动相同的距离△L时，两边的力臂都减小△L，此时左边的力矩为：m A g（OC-△L）
=m A gOC-m A g△L，
右边的力矩为：m B g（OD-△L）=m B gOD-m B g△L，由于m A＞m B，所以m A g△L＞
m B g△L；所以：m A gOC-m A g△L＜m B gOD-m B g△L．
因此杠杆不能平衡，将向悬挂B物体的一端即右端下沉。

故C正确为答案。

22．用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完（未画出），实验中，拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，在1～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则下列判断中正确的是
A．物体A的重为1500N
B．动滑轮的重为400N
C．物体A从静止开始上升1s后，拉力的功率为500W
D．若将物体A换成重为900N的物体B，则在匀速提升物体B的过程中，滑轮组的机械效率将变为75%
【答案】D
【解析】
【详解】
用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完，则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3，如图所示：
A、已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为80%，
由甲图可知，在1～2s 内拉力500N F =，由W Gh G
W nFh nF
η=
==有用总可得物体
A 的重：3?3500N 80%1200N A G F η==⨯⨯=，故A 错误；
B 、不计绳重和摩擦，根据1
F G G n
=+物动（）得动滑轮的重：
33500N 1200N 300N A G F G =-=⨯-=动，故B 错误；
C 、由甲图知，1s 后的拉力F=500N ，由乙图可知1s 后物体的速度1m/s v 物=，则绳子自由端移动的速度：331m/s 3m/s v v 绳物==⨯=，所以拉力F 的功率：
500N 3m/s 1500W P Fv 绳==⨯=；故C 错误；
D 、若将重物A 的重力减小为900N ，由于滑轮组不变，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：()900N
100%75%900N 300N
W Gh G W G G G G h η====⨯=+++有用总动动，故D 正确； 故选D ． 【点睛】
重点是滑轮组中功和及效率的计算，首先应根据第一次做功的额外功或拉力的关系求出动滑轮的重，再利用效率的公式计算第二次的机械效率．另外在不计摩擦和绳重时，牢记效
率的两个思路：一是W Gh G
W nFh nF
η===有用总，二是()W Gh G W G G G G h η===++有用总动动．
23．用F 1的拉力直接将重为G 的物体A 匀速提升h （如图甲）；换用斜面把物体A 匀速提升相同的高度，拉力为F 2 ， 物体沿斜面运动的距离为L （如图乙），利用斜面工作过程中
A ．有用功为F 2h
B ．额外功为F 2L －F 1h
C ．总功为（F 1+F 2）L
D ．机械效率为1
2
F F
【答案】B 【解析】
A.借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W 有=Gh =F 1h ，故A 错误；BC.
B.拉力所做的总功：W 总=F 2L ，额外功W 额= W 总-W 有= F 2L - F 1h ，故B 正确，C 错误；D. 机械效率η1
2Fh?F L
W W =
=
有总
，故D 错误．故选B.
24．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。

若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）
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．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等
【答案】C
【解析】
【详解】
A．不计绳重及摩擦，因为拉力：
F=（G物+G轮）/n，n1=2，n2=3，
所以绳子受的拉力：
F1 =（G物+G轮）/2，F2=（G物+G轮）/3，
所以
F1 ＞F2，
故A正确；
B．不计绳重及摩擦，拉力做的功：
W1 =F1s1=（G物+G轮）/2×2h=（G物+G轮）h
W2=F2s2=（G物+G轮）/3×3h=（G物+G轮）h
所以
W1=W2，
故B正确。

C．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，
W额=G轮h，W有用=G物h，
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为
η=W有用/W总，
所以滑轮组的机械效率相同，故C错误；
D．因为绳子自由端移动的距离
s=nh，n1=2，n2=3，
提升物体的高度h相同，所以
s1 =2h，s2 =3h，
所以
s1≠s2，
故D正确；
25．如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示．据图可知金属杆重（）
A．5N B．10N C．20N D．40N
【答案】B
【解析】
【分析】
杠杆的平衡条件
【详解】
使金属杆转动的力是金属杆的重力，金属杆重心在中心上，所以阻力臂为：
L1=0.8m，
取当拉力F=20N，由图象可知此时阻力臂：
L2=0.4m，
根据杠杆的平衡条件有：
GL1=FL2
所以
G×0.8m=20N×0.4m
解得：
G=10N。