PAGE1作業04第十章浮力杠桿的分類江西景色迷人，如圖所示是記者拍攝的一幅江西水鄉畫面.圖中船夫用船槳劃水時，船槳是費力（選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿；當空船靜止在水面時，船受到的重力和水對船的浮力是一對平衡力（選填“相互作用力”或“平衡力”）.【答案】費力；平衡力【解析】因為船槳在使用過程中，動力臂小于阻力臂，所以是費力杠桿，但省距離；當空船靜止在水面時，船受到的重力和水對船的浮力是一對平衡力。杠桿的平衡條件杠桿平衡的條件公式是：F1L1＝F2L2。若作用在杠桿上的動力是40N，動力臂是阻力臂的3倍，那么杠桿平衡時，阻力的大小為120N。【答案】F1L1＝F2L2；120N。【解析】杠桿的平衡條件是：動力×動力臂＝阻力×阻力臂，其公式為：F1L1＝F2L2；根據杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2，40N×3＝F2×1，解得：F2＝120N。杠桿及其五要素如圖，撬棒AB長1.8米，AO長40厘米，重物對棒A端的壓力F＝700牛，則要撬動重物需要的最小力為200牛，作用的位置應在B，方向垂直于AB向下。為了更加省力，可將支點O向A端移動。【答案】200；B；垂直于AB向下；A。【解析】如圖以O點為支點，要使在B端施加的動力最小，此時動力臂L1＝AB＝AB﹣AO＝1.8m﹣0.4m＝1.4m，根據杠桿平衡條件：F1?L1＝F2?L2可得：F1＝＝＝200N。為了更加省力，在阻力一定時，就應增大動力臂長度，減小阻力臂長度，因此應將O點向A端移動。有用功和額外功如圖所示，斜面長度為4m，高度為1.5m，用平行于斜面的拉力F＝50N，將重為100N的物體由斜面的底端勻速拉到頂端，拉力對物體做的有用功為150J，拉力做總功200J，物體受到的摩擦力12.5N。【答案】150；200；12.5。【解析】拉力對物體做的有用功：W有用＝Gh＝100N×1.5m＝150J，拉力做的總功：W總＝Fs＝50N×4m＝200J，克服摩擦力所做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝200J﹣150J＝50J，由W額＝fs可得物體受到的摩擦力：f＝＝＝12.5N。定滑輪及其工作特點學校升旗儀式上，當升旗手緩緩向下拉繩子時，旗子就會徐徐上升，這是由于旗桿頂部有一個定滑輪，它能改變力的方向，但不能（選填“能”或“不能”）省力。【答案】定；不能。【解析】根據定滑輪的工作原理可知：旗桿頂部的定滑輪只能改變力的方向，而不能省力。滑輪（組）的機械效率如圖所示，用定滑輪和動滑輪分別將質量相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，不計繩重與摩擦，且動滑輪重G動小于乙物體的物重G，則所用的拉力F甲＞F乙（選填“＞”、“＜”或“＝”，下同），其機械效率η甲＞η乙。【答案】＞；＞。【解析】由定滑輪的使用特點可知：F甲＝G；F乙＝（G+G動），所以F甲＞F乙。如圖所示，用定滑輪和動滑輪分別將質量相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，不計繩重與摩擦，則所做的有用功一樣大，由于要克服動滑輪重力的作用，所以使用動滑輪做的總功多，由η＝可知定滑輪的機械效率高，所以η甲＞η乙。某工人用如圖所示的裝置把重240N的物體提高1m，所用的拉力為150N，則該工人克服重力所做的有用功為240J，總功為300J，該滑輪組的機械效率是80%。【答案】240；300；80%。【解析】該工人克服重力所做的有用功為W有用＝Gh＝240N×1m＝240J，總功W總＝FS＝150N×2×1m＝300J，機械效率η＝。一、單選題1．如圖所示是我國古代運送巨木的勞動情景示意圖。他們通過橫桿、支架、石塊等，將巨木的一端抬起，墊上圓木，以便將其移動到其他地方。關于此情景中涉及物理知識應用說法錯誤的是（）A．此情景中的橫桿是省力杠桿 B．支架下面的石塊是為了增大摩擦C．巨木下面墊上圓木是為了減小摩擦 D．調整支架的位置可以達到更省力【答案】B。【解析】A．由圖可知，橫桿的動力臂大于阻力臂，因此橫桿是省力杠桿，故A正確，不符合題意；B．支架下面的石塊是為了增大受力面積，減小壓強，故B錯誤，符合題意；C．巨木下面墊上圓木，滑動摩擦變滾動摩擦，減小摩擦，故C正確，不符合題意；D．調整支架的位置，可以改變動力臂的長度，如果動力臂比阻力臂更大，那么更省力，故D正確，不符合題意。2．下列杠桿在正常使用時，屬于省距離杠桿的是（）A．托盤天平B．鑷子C．燕尾夾D．瓶蓋起子【答案】B。【解析】A．托盤天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，不省力，也不省距離。故A不符合題意；B．鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，費力但省距離。故B符合題意；C．如圖所示：當用力摁住A點打開該夾子時，AC是圍繞B點轉動的，故B為支點；由于AB和BC長度大致相等，動力臂約等于阻力臂，因此燕尾夾可看作等臂杠桿，不省力，也不省距離。故C不符合題意；D．瓶蓋起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，省力但費距離。故D不符合題意。3．如圖所示，G＝l00N、G動＝10N，用力F將重物G以0.2m/s的速度勻速提升，則所需拉力F及力F拉繩的速度v分別為（不計摩擦）（）A．50N、0.4m/sB．5.5N、0.4m/sC．200N、0.1m/sD．210N、0.1m/s【答案】D。【解析】重物是勻速上升的，滑輪的兩邊繩上的力大小相等，均等于重物的重力大小。所以F＝2G+G動=2×100N+10N=210N動滑輪上升的速度為物體上升速度的一半，所以vF＝0.5vG=0.5×0.2m/s=0.1m/s故D符合題意。4．如圖所示，課桌的重心為O點，以C點為支點，在B點施加一個豎直向上的力F=300N，恰好使課桌的右端被抬起，若以D點為支點，在A點施加一個豎直向上的力，恰好使課桌的左端被抬起，則該力的大小（

）A．小于300NB．等于300NC．大于300ND．無法判斷【答案】A。【解析】以C點為支點，在B點施加一個豎直向上的力F，由杠桿平衡條件知道………①以D點為支點，在A點施加一個豎直向上的力F′由杠桿平衡條件知道………②由①②知道………③由圖知道故故A符合題意，BCD不符合題意。5．用圖的裝置勻速吊起一個重為2N的物體，下列有關說法正確的是（）A．圖中滑輪的作用是改變用力的方向 B．拉力F的大小一定為1NC．該裝置的機械效率可達到100% D．增大提升的物重，機械效率會增大【答案】D。【解析】A．圖中滑輪是動滑輪，不能改變力的方向，故A錯誤；B．如果考慮滑輪的重力，不計繩重和摩擦，拉力的大小故B錯誤；C．使用該裝置時，不僅要克服滑輪本身的重力做功，還要克服摩擦做功，要做額外功，所以總功一定大于有用功，即有用功與總功的比值一定小于1，也就是機械效率小于100%，不可能達到100%，故C錯誤；D．該裝置不變，額外功不變，增大提升的物重，增加有用功，有用功在總功中所占的比值增大，機械效率會增大，故D正確。6．如圖所示，在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，下列說法錯誤的是（

）A．實驗過程中使杠桿在水平位置平衡是為了方便測量力臂B．圖中杠桿受到的動力和阻力大小等于鉤碼的重力大小C．多次實驗的目的是為了避免偶然性D．某次實驗中，杠桿沒有在水平位置靜止，則此時杠桿不平衡。【答案】D。【解析】A．實驗過程中使杠桿在水平位置平衡時，拉力與杠桿垂直，支點到力的作用點距離即為力臂，所以實驗過程中使杠桿在水平位置平衡是為了方便測量力臂，故A正確，A不符合題意；B．由二力平衡知識得，圖中杠桿受到的動力和阻力大小等于鉤碼的重力大小，故B正確，B不符合題意；C．多次實驗的目的是為了避免實驗結論的偶然性，故C正確，C不符合題意；D．杠桿的平衡是指杠桿靜止或勻速轉動。所以某次實驗中，杠桿沒有在水平位置靜止，則此時杠桿平衡，故D錯誤，D符合題意。7．如圖所示，工人用F=500N的拉力將重為700N的物體在10s內緩慢拉至斜面的頂端，斜面長度為2m，關于這個過程，下列說法正確的是（）A．拉力做功為700J B．物體受到的摩擦力為150NC．斜面的機械效率為71.4% D．有用功的功率為50W【答案】B。【解析】A．拉力做的功為故A錯誤；B．在直角三角形中30°角所對的直角邊等于斜邊的一半，所以物體上升的高度為物體做的有用功為物體克服摩擦力做的額外功為所以物體受到的摩擦力為故B正確；C．斜面的機械效率為故C錯誤；D．有用功的功率為故D錯誤。8．如圖所示，物體A所受的重力為130N，滑輪所受的重力是10N，當整個裝置靜止時，彈簧測力計的讀數是34N，不計繩重及滑輪摩擦，物體B所受的重力是（）A．40N B．60N C．12N D．7N【答案】C。【解析】由題知，彈簧測力計的示數為34N，動滑輪重10N，滑輪兩側繩子的拉力是相等的，B懸空且處于靜止狀態，由二力平衡條件可得繩子的拉力F=GB，一根繩子跨過定滑輪，繩子兩端的拉力大小相等。對滑輪由力的平衡條件可得則B的重力故ABD不符合題意，C符合題意。9．如圖所示，用110N的拉力剛好可以拉動一重為300N的物體勻速上升，現用同樣的滑輪組拉動重為600N的物體上升0.1m（g取10N/kg，不計繩重及滑輪之間的摩擦），則動滑輪所受的重力G動和拉力分別為（）A．140N

185N B．30N

185N C．30N

210N D．80N

210N【答案】C。【解析】由圖可知，承擔物重繩子的股數n=3，不計繩重及滑輪之間的摩擦，由知道，動滑輪的重力QUOTE拉動重為600N的物體時繩子自由端拉力故ABD不符合題意，C符合題意。10．如圖所示，杠桿重20N，用此杠桿先后兩次將掛在同一位置的重為G1＝50N和G2＝100N的重物勻速提升，分別使重物上升了h1＝0.4m和h2＝0.2m，則下列說法正確的是（）A．第1次做的有用功多B．第2次做的額外功多C．第1次做的總功少D．第2次機械效率大【答案】D。【解析】設杠桿重力為G，分析如下：A．第一次做的有用功為第二次做的有用功為兩次做功相等，故A錯誤；B．第一次做的額外功第二次做的額外功為所以第二次做的額外功少，故B錯誤；C．第一次做的總功為第二次做的總功為所以第一次做的總功多，故C錯誤；D．第一次機械效率為第二次機械效率為所以第二次機械效率大，故D正確。11．如圖所示，甲、乙分別為同一滑輪組的不同繞法，忽略繩重及一切阻力，用圖甲繞法勻速提升重為900N的物體時，機械效率為90%。下列判斷正確的是（）①拉力F1的大小為450N②用圖乙繞法勻速提升400N重物時，機械效率為80%③分別用兩種繞法勻速提升相同重物時，圖乙繞法機械效率大④分別用兩種繞法勻速提升相同重物升高相同高度，F1、F2做功相等A．只有②④正確 B．只有①②正確C．只有②③正確 D．只有①②④正確【答案】A。【解析】①由圖甲可知，承擔物重繩子的股數n1=2。用圖甲繞法勻速提升重為900N的物體時，機械效率為90%。由可知，拉力F1的大小為故①錯誤；②動滑輪重為G動=n1F1-G=2×500N-900N=100N由圖乙可知，乙圖中承擔物重繩子的股數為n2=3。當用圖乙繞法勻速提升400N重物時，繩子的拉力為機械效率為故②正確；③因忽略繩重及一切阻力，機械效率可推導為由上式可知，機械效率的大小與繩子的繞法無關。所以分別用兩種繞法勻速提升相同重物時，圖甲、乙繞法機械效率相同。故③錯誤；④當用兩種繞法勻速提升相同重物升高相同高度時，由W有=Gh可知，兩種繞法所做的有用功相同，又因為忽略繩重及一切阻力，故克服動滑輪重做的額外功相同。由W總=W有+W額可知，兩種繞法勻速提升相同重物升高相同高度時，F1、F2做功相等。故④正確。綜上可知，①③錯誤，②④正確。故A正確，BCD錯誤。12．利用如圖所示的滑輪組，使重80N的物體A沿水平地面勻速向左移動1m，物體A與地面間摩擦力為30N，不計繩重、滑輪重以及滑輪與軸間摩擦，則下列說法正確（）A．拉力F為30NB．滑輪組掛鉤拉物體A的力為30NC．該滑輪組既能省力又可以省距離D．繩子自由端移動的距離為3m【答案】B。【解析】AB．如圖所示的滑輪組繩子有效股數為n=2，物體A沿水平地面勻速向左移動，故物體A在水平方向受到平衡力作用，物體A與地面間摩擦力為30N，滑輪組掛鉤拉物體A的力等于摩擦力30N；不計繩重、滑輪重以及滑輪與軸間摩擦，拉力故A錯誤，B正確；CD．根據功的原理，該滑輪組能省力但不省距離，因為繩端移動的距離為物體A移動的距離的2倍，所以繩端移動的距離故CD錯誤。二、多選題13．如圖是關于杠桿的作圖，正確的是（）A．作用在魚竿上的阻力及其力臂 B．施加在門把手上力F的力臂C．作用在杠桿上動力F的力臂 D．作用在杠桿上FA的力臂及杠桿平衡時作用在B端的最小力FB【答案】ABD。【解析】A．作用在魚竿上的阻力是魚線對魚竿的拉力，作用點在魚竿上，阻力的方向豎直向下，支點O到阻力作用線的距離l為阻力的力臂，故A正確；B．圖中O為支點，動力F的力臂是指從支點O到力F作用線的距離，故B正確；C．圖中O為支點，動力F的力臂是指從支點O到力F作用線的距離，而圖中選取部分不是從支點O到力F作用線的距離，故C錯誤；D．圖中O為支點，動力F的力臂是指從支點O到力F作用線的距離l；在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，動力臂越長，動力越小，圖中動力作用在B端時，以OB為動力臂是最長的力臂，動力垂直于OB，方向向下，故D正確。14．輕質杠桿OAB中，O為支點，OA⊥AB，OA=24cm，AB=7cm，在OA的中點懸吊的重物G=5N，動力F作用在B點，使杠桿在豎直平面內繞O點逆時針緩慢轉動，以下說法正確的是（）A．動力F作用在B點，則動力臂是OAB．當前位置，作用在B點的最小力F應沿豎直方向向上C．當前位置，作用在B點的最小力F大小為2.4ND．轉動到虛線位置時，阻力臂變小【答案】CD。【解析】A．動力F作用在B點，但題目未給力的作用方向，如果力的方向垂直于OB向上，動力臂是OB，故A錯誤；B．阻力和阻力臂不變，動力臂越長，動力越小，當力臂為OB時，力臂最長，此時最省力，力F垂直于OB向上，如圖所示：故B錯誤；C．動力臂由杠桿平衡條件得G×OA=F×OBD．當杠桿轉動到虛線位置時，阻力臂OD如圖所示：此時阻力臂變小，故D正確。15．在使用簡單機械的過程中，下列說法正確的是（）A．使用筷子時阻力臂＞動力臂B．滑輪組拉重物的繩子股數n＝5C．使杠桿平衡兩次拉力F1＞F2D．拉重GA的物體，拉力F＝GA【答案】AC。【解析】A．使用筷子時，是費力杠桿，是阻力臂大于動力臂，故阻力小于動力，故A正確；B．如圖直接與動滑輪相連承重的一共4端，故滑輪組拉重物的繩子股數n＝4，故B錯誤；C．當彈簧測力計斜拉時，動力臂變短，故動力變大，故F1＞F2，故C正確；D．在水平面拉動物體時，此時的F＝f，故D錯誤。16．如圖所示的滑輪組不計繩重及摩擦，每個滑輪重1N，物體A重3N。第一次用力F將物體在2s內勻速提高了1m，繩端移動距離和速度分別為s、v；第二次用力F′將物體在1s內勻速提高了1m。以下結論正確的是（）A．s=2m B．v=2m/s C．F=2N D．=2N【答案】ACD。【解析】A．從圖中可知n=2，第一次用力F將物體在2s內勻速提高了1m，繩端移動距離s=2h=2×1m=2m故A正確；B．繩端移動的速度為故B錯誤；C．拉力為故C正確；D、第二次用力F′將物體在1s內勻速提高了1m，拉力為故D正確。三、填空題17．如圖所示，在F＝60N的水平拉力作用下，使重800N的物體沿水平地面做勻速直線運動，不計繩、滑輪重及滑輪的摩擦，則物體和地面間的摩擦力f＝______N，若物體的速度為0.2m/s，則拉力的功率是________W。【答案】18036【解析】[1]由圖得，滑輪組繞動滑輪的繩子的段數在F＝60N的水平拉力作用下，物體沿水平地面做勻速直線運動，不計繩、滑輪重及滑輪的摩擦，由力的平衡得，物體和地面間的摩擦力[2]若物體的速度為0.2m/s，則拉力移動的速度為拉力的功率為18．如圖所示，物體A、B的重分別為40N、20N，滑輪重和滑輪與繩子之間的摩擦忽略不計，此時物體A在水平面上向右做勻速直線運動，物體A在水平面上向右做勻速直線運動時受到桌面的摩擦力為______N，若用力F向左拉物體A，使物體A向左做勻速直線運動，此時拉力F為______N。【答案】1020【解析】[1]滑輪重和滑輪與繩子之間的摩擦忽略不計，由圖知，此滑輪組由2段繩子承擔B物體的重力，所以繩子上的拉力A向右做勻速直線運動時，在水平方向A受到的摩擦力和繩對A的拉力平衡，所以方向水平向左。[2]若使物體A向左做勻速直線運動，此時A受向左的拉力F、向右的摩擦力和向右的繩子拉力FA，且A對水平面的壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，則A受到的摩擦力大小不變（仍為10N）。因A處于平衡狀態且繩子上的拉力大小不變，則由力的平衡條件可得向左的拉力19．如圖所示，滑輪重為20N，物體A重為90N，不計摩擦和繩重，將物體A勻速豎直提升過程中，拉力F的大小為______，將物體A提升20cm，拉力F做的功是______J。【答案】200N20【解析】[1]由圖知道，n=2，不計繩重和摩擦，勻速提升A，則繩子中的力等于A的重力大小，又一根繩子跨過動滑輪繩子兩端拉力大小相等，則向上的拉力[2]將物體A提升20cm，拉力端移動的距離拉力做的功20．如圖所示，搬運工人用滑輪組在20s內將重為540N的重物勻速提升3m，所用拉力為200N，則動滑輪的重力為________N；他所做的有用功是________J，拉力的功率是________W，滑輪組的機械效率是________。【答案】6016209090%【解析】[1]由圖知，有3段繩子吊著動滑輪，則n＝3，拉力為則動滑輪的重力[2]有用功[3]拉力移動距離拉力做的總功拉力的功率[4]滑輪組的機械效率21．如圖所示，在水平地面上的物體A在拉力F的作用下向左勻速運動。已知物體A受到的摩擦力為30N，GA=100N，則繩子對A的拉力=______N，作用在繩子自由端的力F=______（不計滑輪重及繩間摩擦）。【答案】3015【解析】[1]因為水平地面上的物體A在拉力F的作用下向左做勻速直線運動，所以物體A在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力為一對平衡力，即繩子對A的拉力[2]根據圖示可知，有效的繩子段數是；不計滑輪重及繩間摩擦，由可得22．如圖所示，用同一滑輪按甲、乙兩種方式勻速提升同一物體，物體重100N，滑輪重20N，繩重和摩擦不計。圖乙中F乙＝______N，圖甲裝置的機械效率η甲______η乙。【答案】60＞或大于【解析】[1]圖乙中滑輪是動滑輪，繩重和摩擦不計，[2]圖甲中是定滑輪，圖乙中滑輪是動滑輪，繩重和摩擦不計，由甲方式不對滑輪做額外功，可知，機械效率η甲＞η乙。四、作圖題23．如圖甲是小明用筷子夾湯圓的情境，小明畫出了筷子的示意圖如圖乙所示，請在圖乙中畫出筷子在A點受到的阻力和在B點施加的最小動力的示意圖。【答案】【解析】由題意知，C為支點，從A點向上作出阻力F2；動力作用在B點，以BC為動力臂是最長的力臂，從B點作BC的垂線，方向向下，即為最小動力F1，如圖所示：24．疫情期間，停課不停學，鼠標成為了一部分師生上課的必選裝備，如圖甲所示。鼠標的左、右鍵均可以看成杠桿，O為支點。當我們的手指在B點按下鼠標左鍵時，A端向下移動并按壓其下方的金屬使電路接通完成操作任務，請在簡圖乙中畫出在B點按下鼠標左鍵時所需要的最小動力F1的示意圖及動力臂l1。【答案】【解析】O是支點，動力F1作用在B點，當OB為動力臂時，動力臂是最大的，在阻力、阻力臂不變的情況下，根據杠桿的平衡條件可知，要使動力取最小值；動力臂取最大值OB，動力的方向垂直于OB向下，據此做出最小動力F1的示意圖，如圖所示：五、簡答題25．如圖所示是園藝師傅修剪樹枝時所用的剪刀，請你回答下列問題：（1）為了修剪樹枝剪刀刃口做得很鋒利的原因是什么？（2）在使用時它是一個省力杠桿還是費力杠桿？（3）手柄上還有一些凹凸不平的花紋是為什么？【答案】（1）在壓力一定時，可以增大壓強；（2）在使用時動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿；（3）通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力【解析】（1）修剪樹枝剪刀刃口做得很鋒利，減小了受力面積，在壓力一定時，可以增大壓強，更容易剪斷樹枝。（2）從圖中可以看出，修剪樹枝的剪刀，在使用時動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿。（3）手柄上還有一些凹凸不平的花紋，增大了接觸面的粗糙程度，在壓力一定時，可以增大摩擦力。六、計算題26．如圖所示，對滑輪組繩子的自由端施加水平向左的大小為10N的拉力，將重為50N的物體A向左勻速拉動1m的距離，物體A受到的摩擦力為25N，求（1）拉力做的總功；（2）拉力做的額外功；（3）該滑輪組的機械效率（結果保留1位小數）。【答案】（1）30J；（2）5J；（3）83.3%【解析】（1）動滑輪上繩子的股數n=3，繩子自由端通過的距離拉力做的總功（2）拉力克服摩擦力做的有用功拉力做的額外功（3）滑輪組的機械效率答：（1）拉力做的總功30J；（2）拉力做的額外功5J；（3）該滑輪組的機械效率83.3%。27．如圖所示，斜面長s=2m，高h=0.4m，建筑工人將重G=600N的貨物箱用繩子從地面勻速拉到頂端時，沿斜面向上的拉力F=150N。忽略繩子重力。求：（1）該過程拉力F做的功；（2）該裝置的機械效率；（3）貨物箱在斜面上受的摩擦力大小。【答案】（1）300J；（2）80%；（3）30N【解析】（1）拉力F做的功W總=Fs=150N×2m=300J（2）此過程的有用功為W有=Gh=600N×0.4m=240J該裝置的機械效率（3）此過程的額外功W額=W總-W有=300J-240J=60J摩擦力為答：（1）該過程拉力F做的功是300J；（2）該裝置的機械效率是80%；（3）貨物箱在斜面上受的摩擦力大小是30N。28．如圖甲所示，AB是一根質地均勻的木棒，重為10N，長為20cm，將A端固定，在B點施加豎直向上的力F，使其水平靜止。則：（1）畫出F的力臂；（2）求F的大小；（3）若在AB的重心所在點O處掛一個重為20N的重物G，拉力大小變為F木棒仍然水平靜止（如圖乙所示）。求F的大小；（4）小明想到杠桿也是一種簡單機械，可用乙丙兩種方式提升重物G。若乙丙兩種方式提升同一重物，機械效率分別為η1和η2，不計摩擦，請從功的角度分析η1和η2的大小關系。【答案】（1）；（2）5N；（3）15N；（4）η1小于η2【解析】（1）從支點A向力F作用線畫垂線，垂線段所表示的就是它的力臂，如圖所示：（2）阻力是杠桿的重力，作用點在AB的中點，動力臂是阻力臂的2倍，根據杠桿平衡條件得到Fl1=Gl2（3）阻力為F2=G+G物=10N+20N=30N作用點在AB的中點，動力臂是阻力臂的2倍，根據杠桿平衡條件得到F1l1=F2l2（4）兩種方式做的有用功相同，乙方式中提升杠桿自重做的功為額外功，丙方式中不用克服杠桿的重力做額外功，總功小，所以η1小于η2。答：（1）（2）F的大小是5N；（3）F的大小是15N；（4）η1小于η2。29．如圖所示，動滑輪重4N，所吊重物B重16N，物體A重200N，此時物體B恰好以0.1m/s的速度勻速下降，不計繩重、滑輪組內部的摩擦。求：（1）水平面對物體A的摩擦力是多大；（2）撤去物體A，用手水平向右拉繩子的自由端使物體B恰好以0.2m/s的速度勻速上升，則滑輪組的機械效率為多大？【答案】（1）10N；（2）80%【解析】（1）由圖知，承重繩子股數n=2，不計繩重和滑輪組內部的摩擦，當物體B勻速下降時，物體A受到水平向右滑動摩擦力的大小撤去物體A，用手水平向右拉繩子的自由端使物體B恰好以0.2m/s的速度勻速上升時，繩子的拉力F拉不變滑輪組的機械效率為答：（1）水平面對物體A的摩擦力是10N；（2）撤去物體A，用手水平向右拉繩子的自由端使物體B恰好以0.2m/s的速度勻速上升，則滑輪組的機械效率為80%。七、實驗題30．在測量滑輪（組）機械效率的實驗中，實驗過程如下：①如圖甲所示，用彈簧測力計測量兩個鉤碼的總重力為G；②如圖乙所示，用動滑輪提升兩個鉤碼；③如圖丙所示，用滑輪組提升兩個鉤碼。請回答下列問題：（1）在圖乙實驗中，彈簧測力計應豎直向上___________拉動，并測出拉力F，同時用刻度尺測出鉤碼提升的高度為h和彈簧測力計移動的距離為s，則該動滑輪的機械效率η___________（用測得的物理量符號表示）；（2）實驗過程中，所使用的滑輪均相同，繩重及滑輪軸間的摩擦可忽略不計。乙、丙圖中彈簧測力計的示數分別為F乙和F丙，則F乙___________F丙，（選填“>”“=”或“<”），如果測量出的機械效率為η乙>η丙，則其原因可能是：___________。【答案】勻速>見解析【解析】（1）[1]由圖乙可知，彈簧測力計應豎直向上勻速拉動，此時懸掛物處于平衡狀態，受到的拉力等于測力計示數。[2]該動滑輪的機械效率（2）[3]實驗過程中，所使用的滑輪均相同，繩重及滑輪軸間的摩擦可忽略不計，由圖乙知，是動滑輪，由2段繩子承擔物重，圖丙中，滑輪組由3段繩子承擔物重，則，所以F乙>F丙。[4]在有用功相同時，由于繩重和摩擦導致丙圖要做的額外功更多，因此丙圖的機械效率要小一些。31．小明在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：序號F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm11.510.01.015.023.010.02.015.031.520.02.015.041.02.015.0（1）如圖甲所示，實驗前，杠桿左端下沉，應將平衡螺母向______調節（選填“左”或“右”），使杠桿在水平位置平衡，目的是便于測量______；（2）實驗中讓支點處于杠桿中央是為了避免______對實驗結果產生影響；（3）小明測出了多組數據，其目的是______（選填“減小誤差”或“尋找普遍規律”），實驗數據如乙所示，分析數據總結得出，當F1為1N時，l1為______cm；（4）為進一步了解杠桿的受力情況，小明用彈簧測力計在A點豎直向上拉（圖中M），如圖乙所示，杠桿在水平位置平衡時示數為2.5N；當彈簧測力計斜向上拉時（圖中N），為保持杠桿水平平衡，測力計的示數應______（選填“大于”或“小于”）2.5N；若彈簧測力計的最大測量值為5N，則拉力的方向與豎直方向的最大夾角為______（選填“30°”、“42°”或“60°”）。【答案】右力臂杠桿自身重力尋找普遍規律30.0大于60°【解析】（1）[1][2]杠桿的右端上翹，要使它在水平位置平衡，平衡螺母向上翹的右端移動；杠桿在水平位置平衡的目的主要是便于測量力臂的大小。（2）[3]在探究杠桿平衡條件時，讓支點處于杠桿中央，這樣杠桿的重力作用線恰好通過支點，重力的力