文档内容
第十二章简单机械达标检测试卷
（答题时间90分钟，试卷满分100分）
一、选择题（本题有10个小题，每题3分，每道题都选对得分，共30分）
1.下图所示的工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．瓶起子 B.我国人民发明的用餐工具筷子 C．核桃钳 D.羊角锤
【答案】B
【解析】结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，根据杠杆平衡条件再确
定动力和阻力的大小，最后判断它是属于哪种类型的杠杆．
A.起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B.筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C.核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D.羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆.
2．如图所示，工人用150N的拉力通过滑轮组吊起质量为20kg的箱子。若箱子被匀速竖直提升了2m，不
计绳重和摩擦，g取10N/kg，则（ ）
A．箱子的重力势能增大
B．动滑轮的重力为100 N
C．工人施加的拉力做的功为300 J
D．滑轮组的机械效率为66.7%
【答案】ABD。
【解析】（1）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；
（2）知道箱子的质量，根据G=mg求出重力，由图可知，滑轮组绳子的有效股数，利用F= （G+G ）求出
动动滑轮的重力；
（3）由图可知绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出工人做的总功；
（4）根据W=Gh求出有用功，然后根据η= 求出此滑轮组的机械效率。
A．箱子被匀速提升，高度增加，质量不变，重力势能增加，故A正确；
B．箱子受到的重力：
G=mg=20kg×10N/kg=200N；
由图可知，n=2，则由F= （G+G ）可得动滑轮的重力：
动
G =nF﹣G=2×150N﹣200N=100N；故B正确；
动
C．由图可知，n=2，
绳端移动的距离s=nh=2×2m=4m，
工人做的总功：
W =Fs=150N×4m=600J；故C错误；
总
D．有用功：
W =Gh=200N×2m=400J
有
滑轮组的机械效率：
η= = ≈66.7%．故D正确。
3．小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重
2000N．下列说法中正确的是（ ）
A．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力
B．他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C．他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力
D．油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
【答案】A
【解析】（1）根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向，然后利用几何关系求出力臂，再利用
平衡条件求出最小拉力的大小。
（2）根据做功的条件分析；（3）根据二力平衡分析；
（4）根据平衡力的条件分析。
A．作用在B点的力，要使油桶C点稍离地面，必须以C点为支点，则BC作为动力臂最长，此时动力也最
小，最省力，
此时动力为 F，阻力为 G=2000N，动力臂 L= = =50cm，阻力臂 L=CD/
1 2
2=30cm/2=15cm，
由于FL=FL，则最小拉力F= = =600N，故A正确。
1 1 2 2
B．他用水平力没推动油桶，没在力的方向上通过距离，故不做功，故B错误；
C．他用水平力没推动油桶，油桶处于静止状态，推力等于摩擦力，故C错误；
D．地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力没有作用在同一个物体上，不是平衡力，故D错误。
4.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（ ）
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F方向用力比沿F方向更省力
1 2
【答案】C
【解析】刀刃很薄是减小了受力面积，从而增大压强，故A错误；铡刀当动力臂大于阻力臂时，是省力杠
杆，故B错误；甘蔗放在a点比b点阻力臂小，根据FL=FL ， 可知甘蔗放在a点比b点更易被切断，
1 1 2 2
故C正确；动力臂垂直于力的方向，可知F动力臂大于F ， 因此F 更省力，故D错误；故应选C。
2 1 2
5．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的
拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍．在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6 mB．物体受到的拉力为750N
C．拉力F的功率为750W
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D．
【解析】本题考查了做功公式、功率公式、机械效率公式以及二力平衡条件的应用，明确有用功和滑轮组
绳子的有效股数是关键．
（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=ns 求出绳子自由端沿水平方向移动；
A
（2）物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，
根据F=f=0.4G求出物体受到的拉力；
A
（3）根据W=Fs求出拉力F做的功，根据P= 求出拉力F的功率；
（4）根据W =Fs 求出拉力做的有用功，根据η= ×100%求出滑轮组的机械效率．
有 A A
A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=ns=2×2m=4m，故A错误；
A
B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，
则物体受到的拉力F=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误；
A
C．拉力F做的功W =Fs=375N×4m=1500J，
总
则拉力F的功率P= = =375W，故C错误；
D．有用功W =Fs=600N×2m=1200J，
有 A A
则滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=80%，故D正确．
6．（2017•滨州）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。把重物直接提升 h 所做的功作有用功（g 取 10N/kg）。下列说法正确的是
（ ）
A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B．做的有用功是50J
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】BC
【解析】（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= 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 =fs求出物体所受斜面的摩擦力。
额
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 =Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J，故B 正确；
有用
C.拉力F对物体做的总功：W =Fs=40N×2m=80J；
总
斜面的机械效率为：η= ×100%= ×100%=62.5%，故C正确；
D.克服摩擦力所做的额外功：W =W ﹣W =80J﹣50J=30J，
额 总 有
由W =fs可得，物体受到的摩擦力：f= = =15N，故D错误。
额
7．（2017•聊城）如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面
向左匀速直线运动了l0s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N
C．拉力F的功率为12W
D．有用功为120J
【答案】BC
【解析】A.由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s =3s =3v t=3×0.2m/s×10s=6m，故A错；
绳 物 物
B.拉力做的有用功W =fs ，W =Fs ，
有 物 总 绳
因为η= = = = ，
所以物体与地面间的滑动摩擦力：
f=η×3F=80%×3×20N=48N，故B正确；C.拉力做功为：W =Fs =20N×6m=120J，
总 绳
拉力做功的功率：P= = =12W，故C正确；
D.有用功：W =fs =fv t=48N×0.2m/s×10s=96J，故D错。
有 物 物
8．（2017•德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的
物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）
A．0.4J 83.3% B．0.8J 91.7% C．0.8J 83.3% D．0.4J 91.7%
【答案】C
【解析】本题考查了使用滑轮组机械效率、额外功、有用功和总功的计算，属于中等难度试题，关键是知
道该题要计入绳重和摩擦。
（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，
W =Fs=6N×0.8=4.8J，
总
W =Gh=10N×0.4m=4J，
有用
W =W ﹣W =4.8J﹣4J=0.8J，
额 总 有用
（2）滑轮组的机械效率：
η= ×100%= ×100%≈83.3%。
9.如图所示，小王通过滑轮组向高处提升重210N的物体，动滑轮重10N，定滑轮重15N，不计绳重及滑轮
与轴之间的摩擦．8s内物体匀速上升4m，则该8s内（ ）
A．小王做的有用功为840J B．小王做的额外功为100J
C．小王做功的功率为110W D．小王对绳子的拉力为70N【答案】AC．
【解析】知道物体的重力和提升的高度，根据W=Gh求出有用功，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，克服动
滑轮重力做的功为额外功，根据W=G h求出小王做的额外功，有用功和额外功之和即为小王做的功，根据
动
P= 求出小王做功的功率；由图知滑轮组绳子的有效股数，根据F= （G+G ）求出小王对绳子的拉力．
动
小王做的有用功：
W =Gh=210N×4m=840J，故A正确；
有
不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，小王做的额外功：
W =G h=10N×4m=40J，故B错误；
额 动
小王做功的功：
W =W +W =840J+40J=880J，
总 有 额
小王做功的功率：
P= = =110W，故C正确；
由图可知，n=3，则小王对绳子的拉力：
F= （G+G ）= （210N+10N）≈73.3N，故D错误．
动
10.（2020湖北孝感）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重900N、底面积为200cm2的方形货
箱，货箱20s内匀速上升4m，工人所用拉力F为400N（不计绳重和摩擦），则（ ）
A. 人拉绳子的速度为0.2m/s
B. 动滑轮的重力为300N
C. 此段时间内，拉力F做功为3600J
D. 当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5×104Pa
【答案】BD
【解析】由图可知，
A．货箱20s内匀速上升4m，则货箱的速度则人拉绳子的速度
故A不符合题意；
B．不计绳重和摩擦，将动滑轮和货箱看做整体，整体匀速上升，则整体处于平衡态，受平衡力，对整体
做受力分析可得
则动滑轮重
故B符合题意；
C．货箱20s内匀速上升4m，则绳移动的距离
此段时间内，拉力F做功
故C不符合题意；
D．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对水平面的压力
则货箱对水平面的压强
故D符合题意。
故选BD。
二、填空题（每空1分，共22分）
11．（2020黑龙江龙东农垦森工）自行车的设计中有很多地方利用了物理知识。如车座设计得宽大是为了
减小 ；车把上有花纹是为了增大 。
【答案】压强；摩擦力。
【解析】车座设计得宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。自行车的车把上有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
12．（2020黑龙江龙东农垦森工）2020年6月我国深潜器在马里亚纳海沟下潜深度达 10907m时，它受到
水的压强是 Pa．深潜器在下潜过程中浮力 （变大、变小或不变）。（ρ ＝
水
1.0×103kg/m3）
【答案】1.0907×108；不变。
【解析】深潜器受到海水的压强为：p＝ρ gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10907m＝1.0907×108Pa；
水
深潜器在水面下完全浸没，所以下潜过程中排开水的体积不变，由阿基米德原理F ＝ρ gv 可知，液体
浮 液 排
的密度不变，排开液体的体积不变，故浮力不变。
13.（2020·贵州黔西南州）如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材
料，若不计摩擦和绳重，则F______F，机械效率η______η。（填“>”“=”或“<”）
1 2 A B
【答案】 < =
【解析】由图可知，不计摩擦及绳重，绳子自由端拉力分别为
，
所以
不计摩擦和绳重，两种方式来提起等重的建筑材料到相同高度，则对物体做的有功相同，动滑轮相同，则
所做额外功相同。所以机械效率相同，即 。
14.（2020·江苏连云港）用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，
拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。
【答案】 36 300 83.3%【解析】由图可知，承担重物的绳子段数n=3，所以绳子自由端通过距离s=3×1m=3m
总功W =Fs=120N×3m=360J
总
拉力做功的功率
P= =36W
有用功为W =Gh=300N×1m=300J
有
滑轮组 的机械效率为
η= =83.3%
15.（2020湖北襄阳）如图所示，斜面长5m，高3m。小强用绳子沿斜面将质量为20kg的木块由斜面底端
匀速拉到顶端，拉力大小为150N，绳重不计。则木块与斜面间的摩擦力为______N（g取10N/kg）。
【答案】30
【解析】有用功W =Gh=mgh=20kg×10N/kg×3m=600J
有用
总功W =Fs=150N×5m=750J
总
额外功W =W -W =750J-600J=150J
额 总 有用
木块与斜面间的摩擦力
f= =30N
16．小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离
后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压
木棒的压力大小为 牛，肩对木棒的支持力大小为 牛，人对地面的压力大小为 牛
（g=10牛/千克）【答案】20；60；560
【解析】（1）由题根据杠杆的平衡条件有：F×OB=G×OA，即：F×（0.6m﹣0.2m）=40N×0.2m，所以：
F=20N；即手压木棒的压力大小为20N；肩对木棒的支持力大小为F′=F+G=20N+40N=60N；人对地面的压力
大小为F″=G +F′=mg+F′=50kg×10N/kg+60N=560N。
人
17．某工人用如图所示的装置，将重150N的木块在10s内竖直向上匀速提升4m，此装置是 滑轮（选
填“定”或“动”），该工人拉力的功率为 W（滑轮和绳的重力、摩擦均不计）
【答案】动；60．
【解析】（1）图中的滑轮随物体一起运动，此装置是动滑轮；
（2）滑轮和绳的重力、摩擦均不计，工人拉力做的功：W=Gh=150N×4m=600J，
该工人拉力的功率：P= = =60W．
18.某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力 F为400N，并能用10s的时间将96kg的重
物匀速提升 2m，则拉力F的功率为 W，此时滑轮组的机械效率为 %．（不计绳重和摩擦，取
g=10N/kg）
【答案】240；80．
【解析】知道拉力大小，由滑轮组结构得出承担物重的绳子股数 n=3，则s=3h，利用W =Fs求拉力做功，
总
再利用功率公式求拉力做功功率；知道物重G和提升的高度，利用W=Gh求有用功；再利用效率公式求滑轮
组的机械效率．[来源:学科网Z
（1）由图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，
拉力F做的功：W =Fs=400N×6m=2400J；
总
拉力F做功的功率：P= = =240W；（2）重物的重力：G=mg=96kg×10N/kg=960N，
有用功：W =Gh=960N×2m=1920J；
有用
滑轮组的机械效率：η= ×100%= ×100%=80%．
19.如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一
个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。
则小张推木箱做功大小为________J,这个过程中，斜面的机械效率大小为_____（结果保留一位小数）。
A
3m
1.5m F
B
【答案】（1）1800J（2）83.3%
【解析】（1）W =Fs=600N×3m=1800J
总
（2）W =Gh=1000N×1.5m=1500J
有用
η=W ×100%/W =1500J×100%/1800J≈83.3%
有用 总
20.要把重100N的沙子运上三楼。下图画出了三种办法， 种办法最好， 种办法最不好，这
是因为 。
【答案】第三种办法最好，第一种办法最不好。第一种办法总共做的额外功最多，办法最不好。第三种办
法做的额外功做少。办法最好。
【解析】图中从左向右三种办法中，第三种办法最好，第一种办法最不好。
三种办法的目的都要把重100N的沙子提高6m运上三楼，做功600J，是达到目的的必须做的功，是有用功。
第一种办法不得不克服人和桶的重力做2520J的额外功；
第二种办法不得不克服桶和动滑轮的重力做180J的额外功；
第三种办法不得不克服口袋和动滑轮的重力做90J的额外功。由此可见，第三种办法总共做的功最少，办法最好；第一种办法总共做的功最多，办法最不好。
三、作图题（ 每小题各3分，共6分 ）
21．请在图中画出F的力臂L
【答案】如图所示：
【解析】据力臂的正确画法作图，即过支点作力的作用线的垂线段．
图中杠杆支点为O，延长拉力F的作用线，过支点O作F作用线的垂线段，即力臂L。
22．在探究杠杆平衡条件时，使轻质弯曲杠杆在如图所示的位置平衡，请画出阻力F 和阻力臂L．
2 2
【答案】如图所示：
【解析】力臂的画法：首先确定支点；然后找到动力和阻力，并用虚线延长动力和阻力的作用线；画出支
点到动力作用线和阻力作用线的垂线．
由图可知支点是O点，画出阻力F 及其阻力作用线，从O点向阻力F 的作用线作垂线，支点到垂足的距离
2 2
就是阻力臂L．
2
四、实验题（ 23题8分、24题8分、25题6分，共22分）
23.（2020·江苏连云港）密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学
在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受
到了老师的肯定和表扬，结构如图所示。所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细
线。
设计过程如下：
(1)将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点
到O点的距离为l，C点到O点的距离为l，此时C点的密度刻度线应标注为______；
0
(2)在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至C位置，使杠杆在水平位置平衡。C点到O点
1 1
的距离为l，此时C点的密度值为______（用题中所给的字母表示）；
1 1
(3)已知密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻
度线之间的距离为______cm；
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择______规格的空桶（选填“100mL”或
“200mL”）。
【答案】 (1)0 (2) (3) 3.2 (4)200mL
【解析】(1)空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡，桶中没有液体，液体的密
度为零，此时C点的密度刻度线应标注为0。
(2)设空桶的质量为m ，由杠杆的平衡条件可知m gl=mgl
桶 桶 0
桶的质量m =
桶
在B点的空桶内注满液体，根据杠杆的平衡条件可得
(m +m)gl=mgl
桶 1
(m +ρV)gl=mgl
桶 1
( +ρV)gl=mgl
1
ρ=(3)由(2)中的公式可知ρ与(l-l)成正比，密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，
1 0
则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为l
2
l=3.2cm
2
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，分度值小一些，由ρ= 可知增大液体的体积可以
使密度小一些，分度值小一些，所以选择200mL规格的空桶，精度更高一些。
24.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀．
（1）平衡时，应该让杠杆静止在 位置．
（2）小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图 1所示，他们记录的数据为：动力F=1.5N，
1
动力臂L=0.1m，阻力F=1N，则阻力臂L= m
1 2 2
（3）下列四个因素中，不会带来实验误差的是
A．铁架台自身的重力足够大
B．单个钩码的重力不完全相等
C．悬挂钩码的绳套重力偏大
D．杠杆与转轴之间的摩擦偏大
（4）小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F、F 两个阻力，结构
2 3
会怎样？通过实验，他们得到了如图2所示的结果．根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的
平衡条件为：FL= ．（F、F、F 的力臂分别用L、L、L 表示）
1 1 1 2 3 1 2 3
【答案】（1）水平；（2）0.15；（3）A；（4）FL+FL．
3 3 2 2
【解析】（1）为了便于从杠杆上直接读取力臂，在进行实验时应该使杠杆在水平位置平衡；
（2）杠杆平衡条件为：Fl=Fl．
1 1 2 2
由杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m=1N×L，
2
得：l=0.15m；
2
（3）A．铁架台自身的重力足够大目的使杠杆稳定，但对杠杆的平衡无影响，故A符合题意；B．单个钩码的重力不完全相等，则多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响，故B不符合题意；
C．悬挂钩码的绳套重力偏大，会对力的真实值有影响，故C不符合题意；
D．杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏，对测量结果造成误差，故D不符合题意，
故选A．
（4）设一个钩码的重力为 G，杠杆一个格的长度为 L，根据杠杆平衡条件可知，杠杆右侧
FL+FL=2G×2L+2G×4L=12GL；杠杆左侧FL=4G×3L=12GL，故左侧等于右侧，故FL+FL=FL．
3 3 2 2 1 1 3 3 2 2 1 1
25．下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告．
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格．
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置．
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，
将这三个量填入表格．
（4）算出有用功W 、总功W 、机械效率η并填入表格．
有 总
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据．
实验记录：
实验次数 钩码重力 物体上升 有用功 拉力F/N 弹簧测力 总功W 机械效率
G/N 的高度 计移动的 /J η
W /J 总
h/cm 有 距离s/
cm
1 6 3.00 18.00 2.38 9.00 21.42 84.0%
2 6 5.00 30.00 2.40 15.00 36.00 83.3%
3 6 8.00 48.00 2.36 24.00 56.64 84.7%
4 6 10.00 60.00 2.35 30.00 70.50 85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关．请你
评价小明和小红的实验报告．（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性．
【答案】（1）有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，小明和小红没有改
变提升物体的重力大小；（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑
轮组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没有改变物体的重力且只使用了
同一滑轮组做实验
【解析】（1）①表中有用功W =Gh和总功W =Fs的计算值都是错误的，原因在于计算时，物体上升的高
有用 总
度和测力计通过的距离均以cm为单位，在计算时没有换算成国际单位m；②在研究滑轮组机械效率与物体
的重力关系时，应改变提升的物体重力大小，由表中数据可知，小明和小红没有改变提升物体的重力大小，
故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系；（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，
要控制物体的重力相同，为使结论具有普遍性，应换用不同的滑轮组多次实验；原实验只使用了一个滑轮
组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，使用不同的滑轮
组做实验，而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验。
五、综合应用题（26题6分、27题8分、28题6分，共20分）
26.（2020湖北荆门）为了进一步理解所学知识，朝阳中学物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质
量为0.3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滑动摩擦力为2N，一根不可伸长的细绳
一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.05kg。当小车向
右运动，借助细绳、滑轮带动质量为0.2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑
轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求：
(1)细绳的拉力F；
(2)滑轮组的机械效率η；
(3)玩具电动小车牵引力的功率P。
【答案】（1）1.25N；（2）80%；（3）0.65W
【解析】(1)动滑轮与重物在细绳的拉力作用下做匀速直线运动，将动滑轮和物体看做整体，整体处于平
衡状态，受平衡力，根据平衡力条件，可得则
(2)滑轮组的机械效率
(3)由题意可知，小车也做匀速直线运动，则小车的牵引力
则牵引力的功率
27.（2020贵州毕节）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物
重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，（g＝10N/kg）。问：
(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；
(2)动滑轮受到的重力；
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？
.
【答案】(1) 120W；(2) 200N；(3) 889%
【解析】(1)由图可知，n=3，则绳端移动的距离
拉力做的功
拉力的功率
(2)由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重
做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率所以
(3)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力
由 可得，提升的最大物重
则滑轮组的最大机械效率
28．（2020苏州）科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图（如图）进行
研究。若爷爷质量m ＝60kg，奶奶用F＝240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向
人
下拉动的总长度s＝6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）奶奶所做的功；
（2）动滑轮（含座椅）的质量；
（3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）。
【答案】（1）奶奶所做的功是1440J；
（2）动滑轮（含座椅）的质量是12kg；（3）该升降座椅装置的机械效率是83.3%。
【解析】（1）奶奶所做的功：
W＝Fs＝240N×6m＝1440J；
（2）爷爷的质量m ＝60kg，则爷爷的重力：
人
G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，
由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，由F＝ （G+G ）可得动滑轮（含座椅）的重力：
动
G ＝nF﹣G＝3×240N﹣600N＝120N，
动
动滑轮（含座椅）的质量：
m ＝ ＝ ＝12kg；
动
（3）不计绳重和摩擦，该升降座椅装置的机械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%≈83.3%。
