第十二章机械功率
一、选择题（本大题共8小题,每小题3分,共24分）
1.（2012·绥化中考）如图所示，下列简单机械中，省距离的是( )


2.（2012·德州中考）如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是( )


A.变小 B.变大 C.不变 D.无法确定
3.小华用钓鱼竿钓起重为15 N的鱼，如图所示，OA=0.4 m，OB=2 m。下列说法正确的是( )


A.用钓鱼竿钓鱼费距离
B.钓鱼竿是个省力杠杆
C.手对钓鱼竿的拉力F1的大小为75 N
D.手对钓鱼竿的拉力F1的大小为3 N
4.下列简单机械中，不能够用20 N的力提起50 N的物体的是( )
A.杠杆 B.动滑轮
C.斜面 D.轮轴
5.一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置，下列说法正确的是( )


A.甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力
B.甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力
C.甲安装的是动滑轮，能省力
D.乙安装的是动滑轮，能省力
6.（2012·呼和浩特中考）如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中( )


A.甲图省力，机械效率甲图大
B.甲图省力，机械效率一样大
C.乙图省力，机械效率乙图大
D.乙图省力，机械效率一样大
7.如图所示，测定滑轮组的机械效率时，所用钩码质量为200 g，几位同学用弹簧测力计测出拉力F的读数如下，其中肯定错误的是( )


A.0.9 N B.0.8 N C.0.7 N D.0.6 N
8.如图所示，拉力F=80 N，物体重力G=120 N，不计摩擦和绳重。若将物体匀速提高1 m，以下说法不正确的是( )


A.拉力做的有用功为80 J
B.动滑轮的重力为40 N
C.拉力做的总功为160 J
D.该滑轮组的机械效率为75%
二、填空题（本大题共6小题，每空2分，共22分）
9.（2012·北京中考）小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均为50 g，杠杆上相邻刻线间的距离相等。小华将杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的B点悬挂了3个钩码，如图所示。为使杠杆保持水平平衡状态，应该在A点悬挂______个钩码。
10.如图是2012年伦敦奥运会皮划艇静水比赛的体育图标，当运动员用船桨划水时，运动员手中使用的船桨属于_____（选填“费力”“省力”或“等臂”）杠杆，使用它的好处是
_________。
11.如图所示，物体A在拉力F的作用下匀速前进，图中的滑轮是_______滑轮，若拉力F=200 N，则物体所受滑动摩擦力为______N。


12.很多名山风景区为了方便游客到达，都把上山的公路修成盘山公路，如图
所示，之所以要把上山的公路修成这样，是因为盘山公路相当于简单机械中
的___________，使用它可以_________。


13.如图所示，质量为50 kg的物体A置于粗糙的水平地面上，用两个滑轮按图连接，当水平拉力F为120 N时，物体A恰能匀速前进，若物体A前进0.5 m所用的时间为10 s（绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦都不计）。则物体A受到的重力为_______N，拉力F做功的功率为________W。（g取10 N/kg）


14.跳板是朝鲜族群众喜爱的一种娱乐活动，如图所示。若支点在跳板的中央，当质量均为60 kg 的两名运动员同时从 1.5 m 高处由静止下落到跳板的同一端时，静立于跳板另一端的质量为 50 kg 的一名女运动员会向上弹起 3 m高。若不计空气阻力，则额外功为______J,跳板的机械效率为________。（g取10 N/kg）


三、作图题（本大题共2小题，共12分）
15.（6分）（2012·泰州中考）如图所示是开瓶扳手打开瓶盖的示意图。O为支点，在图中画出动力F1的力臂（l1）和阻力F2的示意图。


16.（6分）（2012·自贡中考）如图所示，用滑轮组提升物体，请在图中画出最省力的绳子绕法。


四、实验探究题（本大题共2小题，共28分）
17.（16分）（2011·桂林中考）如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持_________并静止，达到平衡状态。这样做的好处是便于在杠杆上直接测量___________。


（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为________。他这样得出的结论是否合理？____________；为什么？__________________。
（3）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乙所示装置进行探究，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平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是__________________。
18.（12分）（2012·遵义中考）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2 N，测得的数据如表：


（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_______拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为________。（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用___________图做的；第4次实验是用______图做的。（选填“甲”“乙”或“丙”）。
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，__________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率_________。
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度____________。
五、计算题（14分）
19.在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某次将总重G为4 000 N的砖块匀速吊运到高为10 m的楼上，用时40 s，卷扬机提供的拉力F为2 500 N。求在此过程中：


（1）有用功。
（2）拉力F做的功。
（3）滑轮组的机械效率。
答案解析
1.【解析】选C。本题考查了杠杆的使用。使用定滑轮既不省距离也不省力，故A错误；使用斜面省力但费距离，故B错误；C图是费力杠杆，动力臂要小于阻力臂的一半，虽然费了力，但省了距离，故C正确；动滑轮能省一半的力，但费一倍的距离，故D错误。
2.【解析】选B。本题考查杠杆平衡条件的应用。杠杆平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力（动力）的力臂变小，而阻力、阻力臂不变，欲使杠杆保持平衡，需增大拉力（动力），故选B。
3.【解析】选C。由题图知，钓鱼竿在使用时动力臂小于阻力臂，故为费力杠杆，但省距离，故A、B均错；根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2，得

故C正确，D错。
4.【解析】选B。根据题意，必须选择一个可以省力的杠杆才行。杠杆的动力臂大于阻力臂时，可以实现省力的目的，A对；动滑轮的动力臂相当于它的直径，阻力臂相当于它的半径。虽然动力臂大于阻力臂，可以实现省力的目的，但只能省一半力，无法实现用20 N的力提起50 N的物体，B错;斜面相当于一个省力杠杆，C对；轮轴的动力作用线相当于圆的切线，动力臂相当于圆的半径，阻力臂远小于动力臂，D对。
5.【解析】选D。本题主要考查定滑轮和动滑轮的判断及其特点。首先判断出滑轮是定滑轮还是动滑轮，然后再根据定滑轮和动滑轮的特点判断省力情况。甲图中的滑轮，轴固定不动，是定滑轮，定滑轮不能省力；乙图中的滑轮，轴随物体一起运动，是动滑轮，动滑轮能省力。故选D。
6.【解析】选B。（1）分析甲图可知，n=3，则s=3h，因为摩擦力可以忽略不计，所以


（2）分析乙图可知，n=2，则s=2h，因为摩擦力可以忽略不计，所以



由此可知：F17.【解析】选D。钩码的质量是200 g，重力G=mg=200×10-3 kg×9.8 N/kg
=1.96 N；滑轮组有3段绳子拉动钩码，在理想状况下，绳子末端的拉力即弹簧测力计的示数
若考虑到动滑轮重、绳子重和摩擦，绳子末端的拉力就大于0.65 N。故选D。
8.【解析】选A。本题考查利用滑轮组做功和机械效率的有关计算。由题可知F=80 N,G=120 N,h=1 m,s=2 m。则W有=Gh=120 N×1 m=120 J,动滑轮的重力
G动=2F-G=2×80 N-120 N=40 N,利用滑轮组所做的总功为W总=Fs=80 N×2 m
=160 J,该滑轮组的机械效率
选项A说法错误。
9.【解析】本题考查杠杆的平衡条件。根据杠杆平衡条件可知，GALA=GBLB,
即mAgLA=mBgLB,nAm0gLA=nBm0gLB,则

答案：2
10.【解析】船桨的上端为支点，上端到下面手的距离为动力臂，船桨的上端到末端为阻力臂。显然动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但是可以省距离。
答案：费力 省距离
11.【解析】F由两段绳子承担,每段绳子的拉力
物体A匀速前进,其摩擦力跟每段绳子的拉力相等,为100 N。
答案：动 100
12.【解析】盘山公路相当于简单机械中的斜面，使用它可以省力。
答案：斜面 省力
13.【解析】物体A的重力G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N
绕过动滑轮的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离s绳=2×0.5 m=1 m，
拉力F做的功W=Fs绳=120 N×1 m=120 J
拉力做功的功率

答案：500 12
14.【解析】两名运动员从高处落下时做的功
W总=2Gh=2mgh=2×60 kg×10 N/kg×1.5 m=1 800 J
质量为50 kg的运动员被弹起时做的功
W有=G′h′=m′gh′=50 kg×10 N/kg×3 m=1 500 J
此过程中做的额外功
W额=W总-W有=1 800 J-1 500 J=300 J
跳板的机械效率

答案：300 83.3%
15.【解析】本题考查力臂的画法。画力臂的基本步骤：首先找支点，然后确定动力和阻力，再由支点对力的作用线作垂线段，最后表示出力臂。题图中开瓶扳手与瓶盖上面接触点为支点O，动力F1方向向上，把F1的作用线反向延长，那么从支点到F1的作用线的距离即为F1的力臂，注意画上垂直符号，用大括号标示出来，并标上字母l1。阻力F2是瓶盖阻碍开瓶扳手向上运动的力，方向向下，作用点在瓶盖齿与开瓶扳手下钩接触的地方。
答案：如图所示


16.【解析】滑轮组最省力的绕法就是让绳子的固定点在动滑轮上。
答案：


17.【解析】（1）若杠杆的右端下沉，即右端较重，所以应将平衡螺母向左调节，以达到其在水平位置静止的目的，这时，挂上的钩码的重力就是我们所要加的动力或阻力，由于重力的方向是竖直向下的，所以此时该力与杠杆恰好成直角，即此时对应杠杆的长度即为力臂。（2）通过这一次实验得出“动力×动力臂=阻力×阻力臂”这一结论是不合理的，因为偶尔一次实验的数据很可能具有偶然性，所以必须多进行几次实验方可得出结论。（3）由于该实验中，杠杆的支点没有在中间，所以该实验中会受到杠杆自身重力的影响，所以出现了题目中所提到的问题。
答案：（1）左 水平 力臂 （2）F1l1=F2l2 不合理
结论具有偶然性（结论没有普遍性） （3）杠杆自重的影响
18.【解析】（1）在测绳端拉力时，需竖直向上匀速拉动弹簧测力计。
（2）

（3）由数据知第2次实验中，s为h的3倍，所以滑轮组由3段绳子承担物重，而被提升的物重为6 N，其他3组为4 N。所以第2次实验是用乙图做的；第4次实验s为h的5倍，所以滑轮组由5段绳子承担物重，所以第4次实验是由丙图做的。
（4）分析第1、2次实验，两次所用滑轮组相同，但第2次物重大于第1次物重，机械效率也大于第1次的机械效率，所以可得使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率。分析第1、3次实验，两次提升物体的重力相同，第3次实验的动滑轮较重，而机械效率较低，所以可得使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低。
（5）第3、4次实验只是改变了物体被提升的高度，机械效率没变，所以可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
答案：（1）匀速 （2）74 （3）乙 丙
（4）增加物重 越低 （5）无关
19.【解析】（1）利用卷扬机将砖块运到楼上，克服砖块重力做的功为有用功：
W有=Gh=4 000 N×10 m=4×104 J
（2）此滑轮组用两段绳子提升砖块，所以拉力F移动的距离：
s=2h=2×10 m=20 m
则拉力做的功：
W总=Fs=2 500 N×20 m=5×104 J
（3）利用机械效率的公式进行计算：


答案：（1）4×104 J （2）5×104 J （3）80%