學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
第I卷（選擇題）
一、單選題（本大題共12小題，共24.0分）
密度均勻的直尺M(jìn)N放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分ON是全尺長的三分之一，當(dāng)N端掛5 N的重物P時，直尺的M端剛剛開始翹起，如圖所示，則此直尺受到的重力是。( )
A. 2.5 NB. 5 NC. 10 ND. 無法確定
如圖所示，分別沿力F1、F2、F3的方向用力，使杠桿平衡，關(guān)于三個力的大小，下列說法正確的是 ( )
A. 沿F1方向的力最小B. 沿F2方向的力最小
C. 沿F3方向的力最小D. 三個力的大小相等
如圖所示是一個指甲刀的示意圖，它由三個杠桿ABC、OBD和OED組成，用指甲刀剪指甲時，下面說法正確的是( )
A. 三個杠桿都是省力杠桿
B. 三個杠桿都是費力杠桿
C. ABC是省力杠桿，OBD、OED是費力杠桿
D.
ABC是費力杠桿，OBD、OED是省力杠桿
踮腳是一項很好的有氧運動，如圖，它簡單易學(xué)，不受場地的限制，深受廣大群眾的喜愛，踮腳運動的基本模型是杠桿，下列分析正確的是 ( )
A. 腳后跟是支點，是省力杠桿
B. 腳后跟是支點，是費力杠桿
C. 腳掌與地面接觸的地方是支點，是省力杠桿
D. 腳掌與地面接觸的地方是支點，是費力杠桿
如圖所示，使用定滑輪勻速提升物體所用的拉力分別是F1、F2、F3，則下面說法中正確的是 ( )
A. F1最小B. F2最小C. F3最小D. 三個力一樣大
物體重G=200N，滑輪重為20N，要使物體勻速上升1m，不計摩擦，則( )
A. F=420N，滑輪向上移動0.5m
B. F=420N，滑輪向上移動2m
C. F=110N，滑輪向上移動0.5m
D. F=110N，滑輪向上移動2m
分別用圖甲、乙、丙所示的滑輪組勻速提起同一重物G時，所用的拉力分別為F1、F2和F3，若不計滑輪重及摩擦，這三個力從大到小排列的順序為( )
A. F2F3C. F3>F1>F2D. F1=F2=F3
如圖所示，一個小孩站在車上，他通過拉動滑輪組和繩子，使自己和小車向左勻速運動，若人所用的拉力為40 N，不計繩和滑輪之間的摩擦，則小車受到的地面阻力f為。( )
A. 40 NB. 80 NC. 120 ND. 240 N
用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，繩子受的拉力分別為F1、F2，保持甲、乙兩繩自由端的速度相同，把相同的物體勻速提升相同的高度。若不計繩重及軸處摩擦，下列說法正確的是( )
A. F1和F2大小相等
B. 繩子自由端移動的距離相等
C. F1和F2的功率相同
D. 兩個滑輪組的機械效率相同
如圖所示，用30N的拉力F沿水平方向拉繩子的一端，使重400N的物體A以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速運動了10s，已知滑輪組的機械效率為80%(不計滑輪自重)，則此過程中( )
A. 繩子自由端移動的距離為1mB. 滑輪組對物體A的水平拉力為90N
C. 拉力F的功率為3WD. 拉力F所做的有用功為72J
工人師傅用如圖所示的滑輪組，將重為800 N的物體緩慢勻速豎直提升3m，人對繩端的拉力F為500N，不計繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦，則( )
A. 繩子自由端移動的距離為9 m
B. 動滑輪的重力為200 N
C. 人通過滑輪組做的有用功為1500 J
D. 滑輪組的機械效率為53.3%
用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體，每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機械效率與物體受到重力的關(guān)系如圖乙所示.不計摩擦，下列分析正確的是( )
A. 動滑輪的重力為5N
B. 該滑輪組的機械效率可以達(dá)到100%
C. 滑輪組的機械效率越高，拉力做功越少
D. 每次提升重物時，滑輪組做的額外功為5J
第II卷（非選擇題）
二、填空題（本大題共4小題，共8.0分）
如圖，人用滑輪組拉著重810N的物體，使其沿豎直方向以0.1m/s的速度勻速向上運動了5s，人對繩子向下的拉力為300N，則該滑輪組的機械效率為 ，拉力的功率為 W。
學(xué)校的旗桿頂端都裝有一個滑輪，升國旗時，升旗手向下緩緩拉動繩索，國旗就緩緩上升，這個滑輪的作用是 ______，某校旗桿高12m，國旗重約1kg，要在唱一遍國歌的時間(約40s)恰好將國旗從地面升到頂端，升旗手做有用功的功率約為 ______。
如圖所示，用滑輪A、B勻速提升重100牛的物體(不計繩重、滑輪重和摩擦)，則力F1=______牛，使用B滑輪的優(yōu)點是可以 ______。若物體B被勻速提高了2米，則F2做功為 ______焦。
杠桿在如圖所示的位置平衡。物體浸沒在水中，已知OA=2OB，物體質(zhì)量為3 kg，拉力F為5 N，則物體受到的浮力大小為 N，物體的密度為 kg/m3。(g取10 N/kg)
三、作圖題（本大題共2小題，共4.0分）
用滑輪組將放在水平地面上的重物G提起，在圖中畫出最省力的繩子繞法。
如圖所示，用一根硬棒搬動一個石塊，棒的上端A是動力的作用點，若要用最小的力搬動石塊，請標(biāo)出杠桿的支點O，并畫出最小動力F的示意圖。
四、實驗探究題（本大題共2小題，共12.0分）
如圖所示，小明利用鐵架臺，帶有刻度的杠桿，細(xì)線，彈簧測力計，若干鉤碼(每個鉤碼重均為0.5N)等實驗器材，探究杠桿的平衡條件。
(1)實驗前，杠桿靜止在圖甲所示的位置，則此時杠桿處于 ______ (選填“平衡”或“不平衡”)狀態(tài)；要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向 ______ 調(diào)節(jié)，這樣做的目的是消除杠桿自重對實驗的影響。
(2)將杠桿調(diào)整好后，如圖乙所示，在A點掛3個鉤碼，則應(yīng)在B點掛 ______ 個鉤碼，才能使杠桿在水平位置平衡。
(3)如圖丙所示，小明用彈簧測力計替代鉤碼，在B點豎直向下拉，然后將彈簧測力計逐漸向右傾斜，要使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將逐漸 ______ (選填“變大”或“變小”)，原因是 ______ 。
(4)在實驗中，改變力和力臂的大小得到多組數(shù)據(jù)的目的是 ______ (填序號)。
A.使測量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確
B.多次測量取平均值減小誤差
C.避免偶然性，使實驗結(jié)論具有普遍性
某小組在“測滑輪組機械效率的實驗”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實驗裝置如圖所示。
(1)實驗中應(yīng)沿豎直方向______緩慢拉動彈簧測力計，某同學(xué)在該實驗中加速向上提升重物，所測滑輪組的機械效率會______(選填“偏大”“偏小”或“不變”)；
(2)通過比較______(填實驗次數(shù)的序號)兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關(guān)；比較2、3兩次實驗得出結(jié)論：同一滑輪組，______越大，滑輪組的機械效率越高；
(3)表格中第4次實驗空格中數(shù)值：繩端移動距離s=______m；通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論；不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越______(填“高”或“低”)；
(4)若每個滑輪的質(zhì)量為100g，第三次實驗中克服摩擦做的額外功為 ______J(不計繩重)。
五、計算題（本大題共4小題，共32.0分）
重800N的工人用如圖所示的滑輪組把物體提起來(不計繩重和摩擦)。當(dāng)工人師傅用F=750N的拉力，使物體在10s內(nèi)勻速上升1m時，滑輪組的機械效率為84%。若繩能承受的最大拉力為850N，求：
(1)拉力做功的功率。
(2)動滑輪的重力。
(3)工人師傅通過此滑輪組能拉起物體的最大重力。
如圖，塔式起重機上的滑輪組將重為1.2×104N的重物勻速吊起2 m時，滑輪組的機械效率為80%，g取10 N/kg.求：
(1)提升重物做的有用功．
(2)繩端的拉力．
(3)若動滑輪的質(zhì)量為40 kg，求克服摩擦和鋼繩重所做的功．
為全面推動中牟縣都市田園新城建設(shè)，提升中牟品質(zhì)，中牟縣政府把“改造提升一批老舊小區(qū)，提高城區(qū)居民居住品質(zhì)”列為近幾年的工作重點之一，如圖所示為施工現(xiàn)場使用的提升裝置。已知被提升的建筑材料重為1800N，動滑輪重力為200N，拉力F在10s內(nèi)將重物勻速提升了10m，不計繩重及摩擦。求：
(1)提升裝置所做的有用功；
(2)拉力F的功率；
(3)該裝置的機械效率。
用一根繩子把如圖所示的兩個定滑輪和兩個動滑輪組成一個最省力的滑輪組．若每個滑輪重100N，繩子的最大承重能力為200N．
(1)畫出滑輪組的裝配圖；
(2)求用此滑輪組最多能提起多重的物體(不計摩擦)；
(3)若在1s內(nèi)將重物豎直提起0.1m，求拉力的功率是多少；
(4)求此滑輪組的機械效率是多少．
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：設(shè)直尺長為L
杠桿的支點為O，動力大小等于物重5N，動力臂為13L；
阻力為直尺的重力G′，阻力的力臂為12L?13L=16L；
由杠桿平衡的條件得：G′L′=GL
G′×16L=5N×13L
G′=10N
所以直尺的重力大小為10N．
故選C．
密度均勻的直尺，其重心在直尺的中點處，則重力力臂為支點到直尺中心的長度；又已知B端的物重和B端到支點的距離，根據(jù)杠桿平衡的條件：動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂即可求出直尺的重力．
本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，注意正確找出重心和力臂．
2.【答案】B
【解析】
【分析】
本題考查了杠桿中最小力的問題，使用杠桿時，如果阻力和阻力臂一定，當(dāng)動力臂最長(連接支點和動力作用點，并做連線的垂線，沿該方向施力，動力臂最長)時最省力。
如下圖支點為O，阻力和阻力臂一定，找出動力F1、F2、F3的力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件，動力臂最長的最省力，據(jù)此分析判斷。
【解答】
如圖，分別沿力F1、F2、F3的方向用力，使杠桿平衡，阻力和阻力臂一定，
∵三個方向施力，F(xiàn)2的力臂LOA最長，根據(jù)杠桿的平衡條件，
∴F2最小(最省力)。故B正確，ACD錯誤。
故選B。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
杠桿可分為：省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿，省力杠桿省力但費距離，費力杠桿費力省距離，等臂杠桿既不省力也不費力。
杠桿可分為：省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿，可以從動力臂和阻力臂的大小關(guān)系進(jìn)行判斷，當(dāng)動力臂大于阻力臂時，是省力杠桿；當(dāng)動力臂等于阻力臂時，是等臂杠桿；當(dāng)動力臂小于阻力臂時，是費力杠桿。
【解答】
指甲剪可以看成是由一個撬棒和一個鑷子組成：
①撬棒是ABC，以C為支點，動力作用在A上，阻力作用在B上，使用時動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；
②鑷子是由OBD和OED兩個杠桿組成，支點O點，動力作用在E點，阻力作用在D點。使用時動力臂小于阻力臂，是費力杠桿。
故選C。
4.【答案】C
【解析】解：
如圖所示，踮腳時，腳掌與地面接觸的地方是支點，小腿肌肉對腳的拉力向上，從圖中可知動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。
故選：C。
結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗，先判斷杠桿在使用過程中，動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。
本題考查的是杠桿的分類主要包括以下幾種：①省力杠桿，動力臂大于阻力臂；②費力杠桿，動力臂小于阻力臂；③等臂杠桿，動力臂等于阻力臂。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
要解答本題需掌握：定滑輪實質(zhì)上是一等臂杠桿，只改變力的方向，而不省力．本題主要考查學(xué)生對定滑輪工作特點的了解和掌握，是一道基礎(chǔ)題．
【解答】
解：
因為定滑輪相當(dāng)于一等臂杠桿，只能改變力的方向，而不省力，故定滑輪拉同一重物G，沿三個不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物體的重力．故A、B、C錯誤．
故選D．
6.【答案】A
【解析】
【分析】
此題考查的是動滑輪的特殊使用方法，明確該動滑輪的工作特點是解答本題的關(guān)鍵。
此題是動滑輪的一種特殊使用方法，正常使用時是將物體掛在輪軸上，拉繩子的一端．而特殊使用方法恰好相反，拉軸而將物體掛在繩子的末端；
動滑輪的特殊使用方法，不僅不省力而且費1倍的力，即使用2倍的力，但能夠省一半的距離。
【解答】
這是動滑輪的一種特殊使用方法，它的特點是費1倍的力卻省一半的距離，
所以，施加的力F=2G+G′=2×200N+20N=420N，
拉力作用點移動的距離s=12h=12×1m=0.5m。
故選A。
7.【答案】C
【解析】甲圖中， ?F1=G
乙圖中，F(xiàn)2=12G
丙圖中， ?F3=2G
8.【答案】C
【解析】略
9.【答案】D
【解析】A.不計繩重及摩擦，甲滑輪組動滑輪上的繩子段數(shù)為3，則繩子的拉力
F1=1n1G物+G輪=13G物+G輪
乙滑輪組動滑輪上的繩子段數(shù)為2，則繩子的拉力
F2=1n2G物+G輪=12G物+G輪
所以F1和F2大小不相等，故A錯誤；
B.提升物體的高度相同，甲繩子自由端移動的距離s1=n1h=3h
乙繩子自由端移動的距離s2=n2h=2h
繩子自由端移動的距離不相等，故B錯誤；
C.不計繩重及摩擦，甲拉力做的功W1=F1s1=12G物+G輪×2h=G物+G輪h
乙拉力做的功W2=F2s2=13G物+G輪×3h=G物+G輪h
W1=W2，物體上升相同的高度，繩子自由端移動的距離不相等，速度相同，則兩滑輪組使物體上升相同高度所需時間不同，由P=Wt可得，功率不同，故C錯誤；
D.提升的物體高度相同，則額外功和有用功為
W額=G輪h，W有用=G物h
滑輪組做的有用功相同、額外功相同，則總功相同，滑輪組的機械效率η=W有用W總
所以滑輪組的機械效率相同，故D正確。
故選D。
10.【答案】D
【解析】解：
A、由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=3，繩子自由端移動的速度v繩=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s，
則繩子自由端移動的距離s繩=v繩t=0.3m/s×10s=3m，故A錯誤；
B、由η═W有用W總=fs物Fs繩=f3F可得，物體A受到的摩擦力f=3ηF=3×80%×30N=72N，由于物體A勻速運動，所以滑輪組對物體A的水平拉力等于物體A受到的摩擦力，大小為72N，故B錯誤；
C、因為P=Wt=Fst=Fv，所以拉力F做功的功率：P=Fv繩=30N×0.3m/s=9W，故C錯誤；
D、拉力所做的有用功，即克服物體A與水平面之間的摩擦力做的功W有=fs物=fv物t=72N×0.1m/s×10s=72J，故D正確。
故選：D。
本題考查有用功的計算。水平使用滑輪組時注意：有用功等于摩擦力與物體移動的距離的乘積，這是本題的關(guān)鍵。
11.【答案】B
【解析】
【分析】
根據(jù)功的計算公式W=Fs可求出拉力做的功，即總功；再根據(jù)W=Gh求出有用功；然后根據(jù)機械效率的計算公式可求出滑輪組的機械效率；再根據(jù)題目提供的條件，運用額外功求出動滑輪重。
熟練運用計算功、功率、機械效率的公式，是解答此題的關(guān)鍵。
【解答】
A、由圖可知，滑輪組中由2段繩子承擔(dān)物體和動滑輪的總重，即n=2；則繩子自由端移動的距離為：s=nh=2×3m=6m，故A錯誤；
C、此過程中，所做有用功為：W有=Gh=800N×3m=2400J，故C錯誤；
D、所做總功為：W總=Fs=500N×6m=3000J；滑輪組的機械效率為：η=W有W總=2400J3000J×100%=80%，故D錯誤；
B、額外功為：W額=W總?W有=3000J?2400J=600J，不計繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦，則額外功為克服動滑輪重力做的功，由W額=G動h可得，動滑輪的重力：G動=W額h=600J3m=200N，故B正確；
故選：B。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本題主要考查了使用滑輪組時動滑輪重力、額外功、機械效率的計算，明確有用功、額外功的含義是關(guān)鍵。
(1)由圖乙可知，提升物重G=10N時，滑輪組的機械效率η=50%，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率η=W有用W總=GhGh+G動h=GG+G動，據(jù)此求動滑輪重力；
(2)使用滑輪組時，需要提升動滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機械效率總小于100%；
(3)滑輪組的機械效率越高，說明有用功與總功的比值越大；
(4)不計繩重和摩擦，滑輪組提升動滑輪做的功為額外功。
【解答】
A.由圖乙可知，提升物重G=10N時，滑輪組的機械效率η=50%，
不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率η=W有用W總×100%=GhGh+G動h×100%=GG+G動×100%=10N10N+G動×100%=50%，
解得動滑輪重力：G動=10N，故A錯誤；
B.使用滑輪組時，需要提升動滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機械效率總小于100%，故B錯誤；
C.滑輪組的機械效率越高，說明有用功與總功的比值越大，拉力做功不一定少，故C錯誤；
D.由題知，利用滑輪組每次物體被提升的高度均為0.5m，提升動滑輪上升的高度也都是0.5m，則每次提升重物時，不計繩重和摩擦，滑輪組做的額外功都為：W額=G動h=10N×0.5m=5J，故D正確。
故選D。
13.【答案】 90%
90

【解析】[1]由圖可知，滑輪組繩子的有效段數(shù)n=3，滑輪組的機械效率
η=W有用W總=GhFs=GhF×3h=GnF=810N3×300N×100%=90%
[2]由v=st可得，物體上升的高度h=vt=0.1m/s×5s=0.5m
拉力端移動距離s=3h=3×0.5m=1.5m
總功W總=Fs=300N×1.5m=450J
拉力的功率P=W總t=450J5s=90W
14.【答案】定滑輪 3W
【解析】解：學(xué)校的旗桿頂端都裝有一個滑輪，這個滑輪是定滑輪，作用是改變用力的方向；
升旗手做有用功W有用=Gh=mgh=1kg×10N/kg×12m=120J，
升旗手做有用功的功率P=Wt=120J40s=3W。
故答案為：定滑輪；3W。
定滑輪的作用是改變用力的方向；
根據(jù)W有用=Gh=mgh得出升旗手做有用功，根據(jù)P=Wt得出升旗手做有用功的功率。
本題考查定滑輪的工作特點、功和功率的計算，難度適中。
15.【答案】50 改變力的方向 200
【解析】解：
(1)先識別出A是動滑輪，因為有兩段繩子，由于不計繩重、滑輪重和摩擦，
所以使用動滑輪省一半的力，故每段繩子的拉力為：F=12G物×100N=50N；
(2)因為B是定滑輪，根據(jù)定滑輪的特點，F(xiàn)拉=G物=100N；
當(dāng)物體升高2m時，繩子移動的距離也為2m；
根據(jù)公式W=Fs=100N×2m=200J。
故答案為：50N，改變力的方向，200J。
要解答本題需掌握，定滑輪實質(zhì)上是一等臂杠桿，只改變力的方向，而不省力。
而動滑輪的特點：省力但費距離。
根據(jù)公式W=Fs可求做的功。
本題主要考查學(xué)生對定滑輪和動滑輪工作特點的了解和掌握，拉力做功應(yīng)如何計算，難點是計算拉力的大小和拉力移動的距離。
16.【答案】20
1.5×103

【解析】略
17.【答案】
【解析】
【分析】
要使滑輪組省力，就是使最多的繩子段數(shù)來承擔(dān)動滑輪的拉力，圖中滑輪組由一個動滑輪和一個定滑輪組成，有兩種繞線方法。若n為偶數(shù)，繩子固定端在定滑輪上；若n為奇數(shù)，繩子固定端在動滑輪上；即：“奇動偶定”。
此題是有關(guān)滑輪組的繞法，有關(guān)滑輪組可以從定滑輪也可以從動滑輪繞起，在題目中要根據(jù)實際情況而定。
【解答】
解：n為奇數(shù)時，承擔(dān)物重的有3段繩子，此時最省力，根據(jù)奇動偶定，繩子的固定端在動滑輪上，如圖所示：

18.【答案】
【解析】
【分析】
本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，在力與力臂乘積一定的情況下，若支點與力的作用點成為力臂，此時的力臂最大，使用杠桿最省力。
支點是杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，動力向上作用時，杠桿應(yīng)繞杠桿與地面的接觸點轉(zhuǎn)動；
根據(jù)杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，在阻力×阻力臂一定的情況下，動力臂越大，動力將越小。
【解答】
由圖示可知，當(dāng)杠桿與地面的接觸點為支點時，作用在A點的動力力臂最大，此時動力最小，力垂直于杠桿向上，支點O與最小作用力F如圖所示：
。
19.【答案】(1)平衡；左；(2)2；(3)變大；拉力力臂變??；(4)C
【解析】解：(1)杠桿靜止在如圖甲所示位置，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以此時杠桿處于平衡狀態(tài)；
調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，目的是便于從杠桿上測量力臂，同時是為了讓杠桿的重心在支點上，可避免杠桿自重的影響；杠桿的左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動；
(2)設(shè)一個鉤碼的重力G，一格的長度為L，由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得
3G×2L=nG×3L
解得，n=2
故應(yīng)在B點掛2個鉤碼，才能使杠桿在水平位置平衡。
(3)當(dāng)拉力F向右傾斜時，拉力F力臂變小，要保持杠桿仍在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件，因阻力和阻力臂不變，則拉力F將變大。
(4)多次改變力和力臂的大小，得到了多組實驗數(shù)據(jù)，得出了杠桿平衡條件。該實驗測多組數(shù)據(jù)的目的是為了得出的結(jié)論更具有普遍性，故選C。
此題探究杠桿平衡條件的實驗，考查器材的調(diào)試、杠桿的平衡條件和對力臂的理解。
20.【答案】 (1)勻速；變小；(2) 1、2 ；物重；(3)0.4；低 ；(4)0.03
【解析】
【解答】
(1)實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使物體勻速升高，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計示數(shù)才等于拉力大?。荒惩瑢W(xué)在該實驗中加速向上提升重物，提升物體的力變大，總功變大，而有用功不變，故滑輪組的機械效率變小；
(2)比較1、2兩次的實驗數(shù)據(jù)，同一滑輪組，提升的物重不變，繩子段數(shù)不同，機械效率相同，可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關(guān)；
比較第2、3次的實驗數(shù)據(jù)，同一滑輪組提升不同重物，物重不同，機械效率不同，可得出結(jié)論：同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機械效率越高；
(3)由圖丁可知繩子的有效段數(shù)為4，繩端移動距離s4=4h4=4×0.1m=0.4m；
比較第3、4次的實驗數(shù)據(jù)，不同滑輪組提升相同重物，動滑輪重不同，機械效率不同，可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低；
(4)由表中數(shù)據(jù)可知，第三次實驗中，有用功W有3=G3h3=8N×0.1m=0.8J；總功W總3=F3s3=3.1N×0.3m=0.93J；
動滑輪的重力G動=m動g=100×10?3kg×10N/kg=1N；則克服動滑輪重力做的功W動=G動h3=1N×0.1m=0.1J；
不計繩重，由W總=W額+W有 ，W額=W動+W摩擦
可得，克服摩擦做的額外功W摩擦=W總3?W有3?W動=0.93J?0.8J?0.1J=0.03J。
【分析】
(1)實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使物體勻速升高，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計示數(shù)才等于拉力大??；根據(jù)總功和有用功的變化情況判斷機械效率的變化；
(2)根據(jù)控制變量法進(jìn)行分析解答；
(3)根據(jù)s=nh計算第4次實驗中繩端移動的距離；根據(jù)3、4次實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解答；
(4)W總=W額+W有 ，W額=W動+W摩擦據(jù)此解答分析；
本題考查了測滑輪組機械效率的實驗，其中包括控制變量法的應(yīng)用和機械效率的計算，難度一般。
21.【答案】解：(1)繩子自由端移動的距離s=3h=3×1m=3m，拉力做的功W總=Fs=750N×3m=2250J，則拉力做功的功率P=W總t=2250J10s=225W。
(2)因為η=W有用W總=GhFs=GnF，所以G=ηnF=84％×3×750N=1890N，G輪=nF?G=3×750N?1890N=360N。
(3)繩上的拉力不能超過工人師傅體重，工人師傅通過此滑輪組能拉起最重物體M時，繩上的拉力FM為800N。所以，GM=nFM?G輪=3×800N?360N=2040N。

【解析】略
22.【答案】解：(1)提升重物做的有用功：W有用=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J；
(2)由η=W有用W總=80％可得拉力做的總功：W總=W有用80％=2.4×104J80％=3×104J，
由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，
則繩子自由端移動的距離：s=3h=3×2m=6m，
由W總=Fs可得繩端的拉力：F=W總s=3×104J6m=5000N；
(3)克服動滑輪重、摩擦和鋼繩重所做的額外功：
W額=W總?W有用=3×104J?2.4×104J=6000J，
提升動滑輪做的額外功：W額1=G動h=m動gh=40kg×10N/kg×2m=800J，
克服摩擦和鋼繩重所做的額外功：W額2=W額?W額1=6000J?800J=5200J。
答：(1)提升重物做的有用功為2.4×104J；
(2)繩端的拉力為5000N；
(3)若動滑輪的質(zhì)量為40kg，克服摩擦和鋼繩重所做的功5200J。

【解析】略
23.【答案】解：(1)克服物體重力做的有用功W有=G物h=1800N×10m=1.8×104J
(2)由圖知道，n=2，不計繩重及摩擦，繩端的拉力
F=12G物+G動=121800N+200N=1000N
拉力端移動距離s=2h=2×10m=20m
拉力做的總功W總=Fs=1000N×20m=2×104J
拉力做功的功率P總=W總t=2×104J10s=2×103W
(3)該裝置的機械效率η=W有W總×100％??=1.8×104J2×104J×100％=90％
答：(1)提升裝置所做的有用功是1.8×104J；
(2)拉力F的功率是2×103W；
(3)該裝置的機械效率是90%。

【解析】略
24.【答案】(1)滑輪組的裝配圖如圖所示．
(2)設(shè)繩子的最大承重能力為F，物體和動滑輪的總重為G總，動滑輪重為G動，物重為G，繩子的段數(shù)為n．
根據(jù)，
則G總=Fn=200N×5=1000N，
最多能提起的物重G=G總?G動=1000N?100N×2=800N．
(3)拉力的功率
P=Wt=Fst=Fnht=200N×5×0.1m1s=100W．
(4)滑輪組的機械效率有
．
【解析】略
實驗次數(shù)
鉤碼重量G/N
鉤碼上升高度h/m
繩端拉力F/N
繩端移動距離s/m
機械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
80%

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