A．

B．

C．

D．

二、填空和计算题
    

8．如图5所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为　   　N，测力计上升的高度s为0．2m．物块重G为1．5N，物块上升的高度h为0．3m，则杠杆的机械效率为　      　%，使用该杠杆做额外功的一个原因是　                　。
    

答案：2．5   90%   使用该杠杆做额外功的一个原因是克服杠杆转动时的摩擦做功（或克服杠杆自重做功）。
    

解析：（1）对弹簧测力计进行读数时，需看清弹簧测力计的分度值，然后根据指针位置进行读数，弹簧测力计的分度值是0．1N，读数是：2．5N。（2）在实验中，弹簧测力计向上拉力做的功是总功，克服钩码重力做的功是有用功。因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即克服杠杆自重做功，就有了额外功。同时杠杆绕支点转动时也要克服摩擦力做功。
    
    

（3）使用该杠杆做额外功的一个原因是克服杠杆转动时的摩擦做功（或克服杠杆自重做功）。
    9．建筑工地上，工人用如图6所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6ｍ 高处，所用拉力为125N，时间为20s。求：（1）工人做的有用功；（2）工人做的总功；（3）此过程中该装置的机械效率；（4）工人做功的功率。
    
    答案：（1）
    （2）
    （3）
    （4）
    解析：（1）工人做的有用功就是滑轮组克服重物重力做的功；（2）工人做的总功等于所用拉力与绳端移动距离的乘积，注意绳子自由端移动的距离是物体升高距离的2倍；（3）装置的机械效率可以直接利用公式计算；（4）工人做功的功率应该是工人做的总功的功率。
    10．如图7，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s。求：（1）木箱沿斜面方向的运动速度。（2）小王对木箱做功的功率。（3）斜面的机械效率。
    
    答案：（1）
    （2）
    
    （3），
    
    解析：（1）木箱沿斜面方向的运动速度可以直接利用速度公式计算。（2）小王对木箱做功的功率应该是总功的功率，而不是有用功。（3）先计算有用功，再计算斜面的机械效率就容易了。
    11．某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1．5m²。挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0．75t的泥石送到岸边，挖掘深度h=2m。（如图8乙所示）（取g=10N/kg）求：（1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多大？（2）挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边，对泥土做功多少？（3）若发动机的总功率是20kw，挖泥土过程中挖掘机的机械效率多大？。
    
    答案：
    （1）
    
    （2）
    （3）
    
    解析：（1）挖掘机静止时对地面的压力等于其重力，对地面的压强利用计算；（2）挖掘机挖土时，只有将土升高对土做功，水平移送到岸边时，因力与距离垂直不做功；（3）挖泥土过程中挖掘机的总功等于发动机的总功率与时间的乘积，再利用就可以计算机械效率。
    12．某科技小组设计的提升重物的设备如图9甲所示。图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通过滑轮组提升重物，滑轮组由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成。小亮以拉力F₁匀速竖直提升物体A的过程中，物体A的速度为υ₁，滑轮组的机械效率为η_A。小亮以拉力F₂匀速竖直提升物体B的过程中，物体B的速度为υ₂，滑轮组的机械效率为η_B。拉力F₁、F₂做的功随时间变化的图像分别如图9乙中①、②所示。已知：υ₁=3υ₂，物体A的体积为V_A，物体B的体积为V_B，且3V_A=2V_B，物体A的密度为ρ_A，物体B的密度为ρ_B，且8ρ_A=7ρ_B。（不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦）
    求：机械效率η_B与η_A之差。
    
    答案：设物体A受的重力为G_A，物体B受的重力为G_B，动滑轮受的重力为G_动。则,          
    所以  =                                  （1）  
    由题中W－t图像可知：P₁==90W   P₂==45W
    由=，υ₁=3υ₂ ，解得：=                （2）  
    由（1）、（2）解得：=                     （3）            
    由G＝ρgV ，3V_A=2V_B，8ρ_A=7ρ_B ，解得：=      （4）
    由（3）、（4）解得：
    G_动=G_A        G_动=G_B                               
    η_A ====70%               
    η_B ===80%                          
    η_B－η_A=80%－70%=10%                              
    解析：试题以滑轮组的效率为载体，综合考查了运动、力、质量、密度、重力、功、功率、机械效率等知识，试题对学生运用图像解决问题的能力进行了考查，对学生运用数学解决物理问题的能力要求较高。题目头绪较多，解题可以从这么几个角度入手。
    从滑轮组中拉力与物重关系入手，在不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦时，拉力．所以  =
    从图像入手，由题中W－t图像可知：P₁==90W ，P₂==45W，
    由=及υ₁=3υ_2，解得：=  。
    从质量、密度、重力关系入手，由G＝mg=ρgV 、3V_A=2V_B、8ρ_A=7ρ_B   解得：=。
    从滑轮组的机械效率入手：
    由上面几个式子，经过数学运算，即可求出结果。
    三、实验题
    13．在做“测滑轮组机械效率”的实验中，小强和同学们组装了如图10所示的甲、乙两个滑轮组（每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重）。
    
    （1）对于甲图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，只要测出钩码重G，然后竖直向上匀速拉动弹簧秤使钩码升高，从弹簧秤上读出拉力值F，即可算出该滑轮组的机械效率η=          。
    （2）比较甲、乙两滑轮组的机械效率，可知η_甲      η_乙（选填：＞、＜或＝）。
    （3）实验后小强猜想，对于同一滑轮组（例如图乙），它的机械效率也可能不是固定的，于是他用实验进行了探究，并证明自己的猜想是正确的。你认为小强应采用的正确方法是什么？答：                                                               。
    答案：（1）η＝
    （2）＞
    （3）在保证滑轮个数、绳子绕法不变的前提下，改变钩码数量或提升的高度、提升的速度等因素，看滑轮组的机械效率是否改变。
    解析：（1）根据η＝×100％= ，所以，没有刻度尺也能计算出机械效率。
    （2）比较甲、乙两滑轮组，可看出提升的钩码重相同，但乙的动滑轮重些，假设重物提升的高度相同，则有用功相同，而乙的额外功大些，所以乙的机械效率低。
    （3）探究“同一滑轮组，它的机械效率也可能不是固定的”这一猜想时，要注意控制变量的思想。即在保证滑轮个数、绳子绕法不变的前提下，改变钩码数量或提升的高度、提升的速度等因素，看滑轮组的机械效率是否改变。
    14．小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：
    A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关
    B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关
    
    小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图11所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：