2021學(xué)年第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械綜合與測(cè)試單元測(cè)試隨堂練習(xí)題

這是一份2021學(xué)年第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械綜合與測(cè)試單元測(cè)試隨堂練習(xí)題，共21頁(yè)。試卷主要包含了單選題，填空題，作圖題，實(shí)驗(yàn)探究題，計(jì)算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________
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(zhǎng)的三分之一，當(dāng)N端掛5 N的重物P時(shí)，直尺的M端剛剛開(kāi)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(wú)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(gè)力的大小，下列說(shuō)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(gè)力的大小相等
如圖所示是一個(gè)指甲刀的示意圖，它由三個(gè)杠桿ABC、OBD和OED組成，用指甲刀剪指甲時(shí)，下面說(shuō)法正確的是( )
A. 三個(gè)杠桿都是省力杠桿
B. 三個(gè)杠桿都是費(fèi)力杠桿
C. ABC是省力杠桿，OBD、OED是費(fèi)力杠桿
D.
ABC是費(fèi)力杠桿，OBD、OED是省力杠桿
踮腳是一項(xiàng)很好的有氧運(yùn)動(dòng)，如圖，它簡(jiǎn)單易學(xué)，不受場(chǎng)地的限制，深受廣大群眾的喜愛(ài)，踮腳運(yùn)動(dòng)的基本模型是杠桿，下列分析正確的是 ( )
A. 腳后跟是支點(diǎn)，是省力杠桿
B. 腳后跟是支點(diǎn)，是費(fèi)力杠桿
C. 腳掌與地面接觸的地方是支點(diǎn)，是省力杠桿
D. 腳掌與地面接觸的地方是支點(diǎn)，是費(fèi)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(shuō)法中正確的是 ( )
A. F1最小B. F2最小C. F3最小D. 三個(gè)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(jì)摩擦，則( )
A. F=420N，滑輪向上移動(dòng)0.5m
B. F=420N，滑輪向上移動(dòng)2m
C. F=110N，滑輪向上移動(dòng)0.5m
D. F=110N，滑輪向上移動(dòng)2m
分別用圖甲、乙、丙所示的滑輪組勻速提起同一重物G時(shí)，所用的拉力分別為F1、F2和F3，若不計(jì)滑輪重及摩擦，這三個(gè)力從大到小排列的順序?yàn)? )
A. F2F3C. F3>F1>F2D. F1=F2=F3
如圖所示，一個(gè)小孩站在車(chē)上，他通過(guò)拉動(dòng)滑輪組和繩子，使自己和小車(chē)向左勻速運(yùn)動(dòng)，若人所用的拉力為40 N，不計(jì)繩和滑輪之間的摩擦，則小車(chē)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(gè)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(jì)繩重及軸處摩擦，下列說(shuō)法正確的是( )
A. F1和F2大小相等
B. 繩子自由端移動(dòng)的距離相等
C. F1和F2的功率相同
D. 兩個(gè)滑輪組的機(jī)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(yùn)動(dòng)了10s，已知滑輪組的機(jī)械效率為80%(不計(jì)滑輪自重)，則此過(guò)程中( )
A. 繩子自由端移動(dòng)的距離為1mB. 滑輪組對(duì)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(duì)繩端的拉力F為500N，不計(jì)繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦，則( )
A. 繩子自由端移動(dòng)的距離為9 m
B. 動(dòng)滑輪的重力為200 N
C. 人通過(guò)滑輪組做的有用功為1500 J
D. 滑輪組的機(jī)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(jī)械效率與物體受到重力的關(guān)系如圖乙所示.不計(jì)摩擦，下列分析正確的是( )
A. 動(dòng)滑輪的重力為5N
B. 該滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到100%
C. 滑輪組的機(jī)械效率越高，拉力做功越少
D. 每次提升重物時(shí)，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(yùn)動(dòng)了5s，人對(duì)繩子向下的拉力為300N，則該滑輪組的機(jī)械效率為 ，拉力的功率為 W。
學(xué)校的旗桿頂端都裝有一個(gè)滑輪，升國(guó)旗時(shí)，升旗手向下緩緩拉動(dòng)繩索，國(guó)旗就緩緩上升，這個(gè)滑輪的作用是 ______，某校旗桿高12m，國(guó)旗重約1kg，要在唱一遍國(guó)歌的時(shí)間(約40s)恰好將國(guó)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(jì)繩重、滑輪重和摩擦)，則力F1=______牛，使用B滑輪的優(yōu)點(diǎn)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(méi)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(huà)出最省力的繩子繞法。
如圖所示，用一根硬棒搬動(dòng)一個(gè)石塊，棒的上端A是動(dòng)力的作用點(diǎn)，若要用最小的力搬動(dòng)石塊，請(qǐng)標(biāo)出杠桿的支點(diǎn)O，并畫(huà)出最小動(dòng)力F的示意圖。
四、實(shí)驗(yàn)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(tái)，帶有刻度的杠桿，細(xì)線，彈簧測(cè)力計(jì)，若干鉤碼(每個(gè)鉤碼重均為0.5N)等實(shí)驗(yàn)器材，探究杠桿的平衡條件。
(1)實(shí)驗(yàn)前，杠桿靜止在圖甲所示的位置，則此時(shí)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(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
(2)將杠桿調(diào)整好后，如圖乙所示，在A點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼，則應(yīng)在B點(diǎn)掛 ______ 個(gè)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(cè)力計(jì)替代鉤碼，在B點(diǎn)豎直向下拉，然后將彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜，要使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將逐漸 ______ (選填“變大”或“變小”)，原因是 ______ 。
(4)在實(shí)驗(yàn)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(hào))。
A.使測(cè)量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確
B.多次測(cè)量取平均值減小誤差
C.避免偶然性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性
某小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向______緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，某同學(xué)在該實(shí)驗(yàn)中加速向上提升重物，所測(cè)滑輪組的機(jī)械效率會(huì)______(選填“偏大”“偏小”或“不變”)；
(2)通過(guò)比較______(填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào))兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無(wú)關(guān)；比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：同一滑輪組，______越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；
(3)表格中第4次實(shí)驗(yàn)空格中數(shù)值：繩端移動(dòng)距離s=______m；通過(guò)比較3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論；不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越______(填“高”或“低”)；
(4)若每個(gè)滑輪的質(zhì)量為100g，第三次實(shí)驗(yàn)中克服摩擦做的額外功為 ______J(不計(jì)繩重)。
五、計(jì)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(lái)(不計(jì)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(shí)，滑輪組的機(jī)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(dòng)滑輪的重力。
(3)工人師傅通過(guò)此滑輪組能拉起物體的最大重力。
如圖，塔式起重機(jī)上的滑輪組將重為1.2×104N的重物勻速吊起2 m時(shí)，滑輪組的機(jī)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)之一，如圖所示為施工現(xiàn)場(chǎng)使用的提升裝置。已知被提升的建筑材料重為1800N，動(dòng)滑輪重力為200N，拉力F在10s內(nèi)將重物勻速提升了10m，不計(jì)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(jī)械效率。
用一根繩子把如圖所示的兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成一個(gè)最省力的滑輪組．若每個(gè)滑輪重100N，繩子的最大承重能力為200N．
(1)畫(huà)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(jì)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(jī)械效率是多少．
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：設(shè)直尺長(zhǎng)為L(zhǎng)
杠桿的支點(diǎn)為O，動(dòng)力大小等于物重5N，動(dòng)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(diǎn)處，則重力力臂為支點(diǎn)到直尺中心的長(zhǎng)度；又已知B端的物重和B端到支點(diǎn)的距離，根據(jù)杠桿平衡的條件：動(dòng)力乘以動(dòng)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(wèn)題，使用杠桿時(shí)，如果阻力和阻力臂一定，當(dāng)動(dòng)力臂最長(zhǎng)(連接支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)，并做連線的垂線，沿該方向施力，動(dòng)力臂最長(zhǎng))時(shí)最省力。
如下圖支點(diǎn)為O，阻力和阻力臂一定，找出動(dòng)力F1、F2、F3的力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件，動(dòng)力臂最長(zhǎng)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(gè)方向施力，F(xiàn)2的力臂LOA最長(zhǎng)，根據(jù)杠桿的平衡條件，
∴F2最小(最省力)。故B正確，ACD錯(cuò)誤。
故選B。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
杠桿可分為：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿，省力杠桿省力但費(fèi)距離，費(fèi)力杠桿費(fèi)力省距離，等臂杠桿既不省力也不費(fèi)力。
杠桿可分為：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿，可以從動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系進(jìn)行判斷，當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)，是省力杠桿；當(dāng)動(dòng)力臂等于阻力臂時(shí)，是等臂杠桿；當(dāng)動(dòng)力臂小于阻力臂時(shí)，是費(fèi)力杠桿。
【解答】
指甲剪可以看成是由一個(gè)撬棒和一個(gè)鑷子組成：
①撬棒是ABC，以C為支點(diǎn)，動(dòng)力作用在A上，阻力作用在B上，使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿；
②鑷子是由OBD和OED兩個(gè)杠桿組成，支點(diǎn)O點(diǎn)，動(dòng)力作用在E點(diǎn)，阻力作用在D點(diǎn)。使用時(shí)動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿。
故選C。
4.【答案】C
【解析】解：
如圖所示，踮腳時(shí)，腳掌與地面接觸的地方是支點(diǎn)，小腿肌肉對(duì)腳的拉力向上，從圖中可知?jiǎng)恿Ρ鄞笥谧枇Ρ?，是省力杠桿。
故選：C。
結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn)，先判斷杠桿在使用過(guò)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。
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(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。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
要解答本題需掌握：定滑輪實(shí)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(duì)定滑輪工作特點(diǎn)的了解和掌握，是一道基礎(chǔ)題．
【解答】
解：
因?yàn)槎ɑ喯喈?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(gè)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(cuò)誤．
故選D．
6.【答案】A
【解析】
【分析】
此題考查的是動(dòng)滑輪的特殊使用方法，明確該動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)是解答本題的關(guān)鍵。
此題是動(dòng)滑輪的一種特殊使用方法，正常使用時(shí)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(dòng)滑輪的特殊使用方法，不僅不省力而且費(fèi)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(dòng)滑輪的一種特殊使用方法，它的特點(diǎn)是費(fèi)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(diǎn)移動(dòng)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(jì)繩重及摩擦，甲滑輪組動(dòng)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(dòng)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(cuò)誤；
B.提升物體的高度相同，甲繩子自由端移動(dòng)的距離s1=n1h=3h
乙繩子自由端移動(dòng)的距離s2=n2h=2h
繩子自由端移動(dòng)的距離不相等，故B錯(cuò)誤；
C.不計(jì)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(dòng)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(shí)間不同，由P=Wt可得，功率不同，故C錯(cuò)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(jī)械效率η=W有用W總
所以滑輪組的機(jī)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(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n=3，繩子自由端移動(dòng)的速度v繩=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s，
則繩子自由端移動(dòng)的距離s繩=v繩t=0.3m/s×10s=3m，故A錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，所以滑輪組對(duì)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(cuò)誤；
C、因?yàn)镻=Wt=Fst=Fv，所以拉力F做功的功率：P=Fv繩=30N×0.3m/s=9W，故C錯(cuò)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(jì)算。水平使用滑輪組時(shí)注意：有用功等于摩擦力與物體移動(dòng)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(jì)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(jī)械效率的計(jì)算公式可求出滑輪組的機(jī)械效率；再根據(jù)題目提供的條件，運(yùn)用額外功求出動(dòng)滑輪重。
熟練運(yùn)用計(jì)算功、功率、機(jī)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(dòng)滑輪的總重，即n=2；則繩子自由端移動(dòng)的距離為：s=nh=2×3m=6m，故A錯(cuò)誤；
C、此過(guò)程中，所做有用功為：W有=Gh=800N×3m=2400J，故C錯(cuò)誤；
D、所做總功為：W總=Fs=500N×6m=3000J；滑輪組的機(jī)械效率為：η=W有W總=2400J3000J×100%=80%，故D錯(cuò)誤；
B、額外功為：W額=W總?W有=3000J?2400J=600J，不計(jì)繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦，則額外功為克服動(dòng)滑輪重力做的功，由W額=G動(dòng)h可得，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)=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(shí)動(dòng)滑輪重力、額外功、機(jī)械效率的計(jì)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(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η=50%，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總=GhGh+G動(dòng)h=GG+G動(dòng)，據(jù)此求動(dòng)滑輪重力；
(2)使用滑輪組時(shí)，需要提升動(dòng)滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機(jī)械效率總小于100%；
(3)滑輪組的機(jī)械效率越高，說(shuō)明有用功與總功的比值越大；
(4)不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組提升動(dòng)滑輪做的功為額外功。
【解答】
A.由圖乙可知，提升物重G=10N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η=50%，
不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總×100%=GhGh+G動(dòng)h×100%=GG+G動(dòng)×100%=10N10N+G動(dòng)×100%=50%，
解得動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)=10N，故A錯(cuò)誤；
B.使用滑輪組時(shí)，需要提升動(dòng)滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機(jī)械效率總小于100%，故B錯(cuò)誤；
C.滑輪組的機(jī)械效率越高，說(shuō)明有用功與總功的比值越大，拉力做功不一定少，故C錯(cuò)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(dòng)滑輪上升的高度也都是0.5m，則每次提升重物時(shí)，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組做的額外功都為：W額=G動(dòng)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(jī)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(dòng)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(gè)滑輪，這個(gè)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(diǎn)、功和功率的計(jì)算，難度適中。
15.【答案】50 改變力的方向 200
【解析】解：
(1)先識(shí)別出A是動(dòng)滑輪，因?yàn)橛袃啥卫K子，由于不計(jì)繩重、滑輪重和摩擦，
所以使用動(dòng)滑輪省一半的力，故每段繩子的拉力為：F=12G物×100N=50N；
(2)因?yàn)锽是定滑輪，根據(jù)定滑輪的特點(diǎn)，F(xiàn)拉=G物=100N；
當(dāng)物體升高2m時(shí)，繩子移動(dòng)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(shí)質(zhì)上是一等臂杠桿，只改變力的方向，而不省力。
而動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：省力但費(fèi)距離。
根據(jù)公式W=Fs可求做的功。
本題主要考查學(xué)生對(duì)定滑輪和動(dòng)滑輪工作特點(diǎn)的了解和掌握，拉力做功應(yīng)如何計(jì)算，難點(diǎn)是計(jì)算拉力的大小和拉力移動(dòng)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(lái)承擔(dān)動(dòng)滑輪的拉力，圖中滑輪組由一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)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(dòng)滑輪上；即：“奇動(dòng)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(dòng)滑輪繞起，在題目中要根據(jù)實(shí)際情況而定。
【解答】
解：n為奇數(shù)時(shí)，承擔(dān)物重的有3段繩子，此時(shí)最省力，根據(jù)奇動(dòng)偶定，繩子的固定端在動(dòng)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(diǎn)與力的作用點(diǎn)成為力臂，此時(shí)的力臂最大，使用杠桿最省力。
支點(diǎn)是杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，動(dòng)力向上作用時(shí)，杠桿應(yīng)繞杠桿與地面的接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；
根據(jù)杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，在阻力×阻力臂一定的情況下，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力將越小。
【解答】
由圖示可知，當(dāng)杠桿與地面的接觸點(diǎn)為支點(diǎn)時(shí)，作用在A點(diǎn)的動(dòng)力力臂最大，此時(shí)動(dòng)力最小，力垂直于杠桿向上，支點(diǎn)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(shí)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(cè)量力臂，同時(shí)是為了讓杠桿的重心在支點(diǎn)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(dòng)；
(2)設(shè)一個(gè)鉤碼的重力G，一格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，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(diǎn)掛2個(gè)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(shí)，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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出了杠桿平衡條件。該實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)驗(yàn)，考查器材的調(diào)試、杠桿的平衡條件和對(duì)力臂的理解。
20.【答案】 (1)勻速；變??；(2) 1、2 ；物重；(3)0.4；低 ；(4)0.03
【解析】
【解答】
(1)實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體勻速升高，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測(cè)力計(jì)示數(shù)才等于拉力大??；某同學(xué)在該實(shí)驗(yàn)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(jī)械效率變小；
(2)比較1、2兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同一滑輪組，提升的物重不變，繩子段數(shù)不同，機(jī)械效率相同，可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無(wú)關(guān)；
比較第2、3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同一滑輪組提升不同重物，物重不同，機(jī)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(jī)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(dòng)距離s4=4h4=4×0.1m=0.4m；
比較第3、4次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不同滑輪組提升相同重物，動(dòng)滑輪重不同，機(jī)械效率不同，可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低；
(4)由表中數(shù)據(jù)可知，第三次實(shí)驗(yàn)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(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=m動(dòng)g=100×10?3kg×10N/kg=1N；則克服動(dòng)滑輪重力做的功W動(dòng)=G動(dòng)h3=1N×0.1m=0.1J；
不計(jì)繩重，由W總=W額+W有 ，W額=W動(dòng)+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(dòng)=0.93J?0.8J?0.1J=0.03J。
【分析】
(1)實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體勻速升高，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測(cè)力計(jì)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(jī)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(jì)算第4次實(shí)驗(yàn)中繩端移動(dòng)的距離；根據(jù)3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解答；
(4)W總=W額+W有 ，W額=W動(dòng)+W摩擦據(jù)此解答分析；
本題考查了測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，其中包括控制變量法的應(yīng)用和機(jī)械效率的計(jì)算，難度一般。
21.【答案】解：(1)繩子自由端移動(dòng)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?yàn)棣?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(guò)工人師傅體重，工人師傅通過(guò)此滑輪組能拉起最重物體M時(shí)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)滑輪做的額外功：W額1=G動(dòng)h=m動(dòng)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(dòng)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(jì)繩重及摩擦，繩端的拉力
F=12G物+G動(dòng)=121800N+200N=1000N
拉力端移動(dòng)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(jī)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(jī)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(dòng)滑輪的總重為G總，動(dòng)滑輪重為G動(dòng)，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(dòng)=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(jī)械效率有
．
【解析】略
實(shí)驗(yàn)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(dòng)距離s/m
機(jī)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%