物理八年级下册12.3 机械效率单元测试课后测评

这是一份物理八年级下册12.3 机械效率单元测试课后测评，共15页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。

（满分：100分 时间：90分钟）
一、选择题（每题3分，共36分）（每小题只有一个选项最符合题意）
1．下列工具在使用时，属于省力杠杆的是（ ）
A．镊子取物品 B．钳子剪铁丝 C．筷子夹食物 D．提起钓鱼杆
【答案】B
【解析】B．钳子剪铁丝时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意；
ACD．镊子、筷子和钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故ACD 不符合题意。
所以选B。
2．下列各种机械中，不省力的机械是（ ）
A．定滑轮 B．动滑轮 C．汽车方向盘 D．斜面
【答案】A
【解析】A．定滑轮不省力，只能改变力的方向，故A符合题意；
B．理想动滑轮可以省一半力，故B不符合题意；
C．汽车方向盘是轮轴，力作用在轴上可以省力，故C不符合题意；
D．斜面属于省力机械，故D不符合题意。
所以选A。
3．园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了（ ）
A．增大阻力臂，减小动力移动的距离 B．减小动力臂，减小动力移动的距离
C．增大动力臂，省力 D．减小阻力臂，省力
【答案】D
【解析】在同样的情况下，往剪刀轴O靠近，减小了阻力臂，而阻力和动力臂不变，由杠杆平衡条件可知会省力。
所以选D。
第3题图 第4题图
4．某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！”“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆，”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中，分析不合理的是（ ）
A．前臂杠杆的支点O在肘关节处 B．肱二头肌给桡骨的力是动力
C．重物给前臂的力F2是阻力 D．前臂是一根省力杠杆，缺点是费距离
【答案】D
【解析】ABC．用手向上举物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处，故ABC不符合题意；
D．用手向上提物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆，费力省距离，故D符合题意。
所以选D。
5. 如图所示，O为杠杆的支点，杠杆受到的阻力为F2，则撬动这块大石头所需的最小作用力F1，及动力臂l1表示正确的是（ ）
【答案】D.
【解析】根据杠杆平衡条件F1 l1= F2 l2，则F1 = F2 l2 / l1
根据题意，它们的阻力和阻力臂都相同，故乘积是一个定值，所以动力臂l1越长，动力F1会越小。要用最小的力撬动这块大石头，即需要最长的动力臂。如图所示，力F1的方向向斜下方垂直杠杆时，动力臂l1最长，动力F1为最小作用力。故选项D正确，ABC错误。
所以选D。
A．B．C．D．

6．如图所示，用同一根杠杆或同一个滑轮提起同一重物G，滑轮和杠杆自身重力不计，使重物G都处于静止状态，其中用力最大的是（ ）
A．F1B．F2C．F3 D．F4

【答案】B
【解析】A．由于杠杆平衡，动力臂大于阻力臂，所以F1＜G，故A不符合题意；
B．由于杠杆平衡，动力臂小于阻力臂，所以F2＞G，故B符合题意；
C．使用定滑轮，F3=G，故C不符合题意；
D．使用动滑轮，F4= EQ \F(1,2) G，故D不符合题意。
所以选B。
7．用如图所示的动滑轮提升重物，下列措施能提高动滑轮机械效率的是（ ）
A．减小被提升物体的高度B．增大动滑轮的重力
C．减小绳子的拉力D．增大物体的重力
【答案】D
【解析】A．动滑轮的机械效率公式可推导为 η＝ EQ \F(W有,W总)＝ EQ \F(Gh, Fs)＝ EQ \F(Gh, F×2h)＝ EQ \F(G, 2F)
由公式可知，机械效率的高低与物体被提升的高度无关，故A不符合题意；
B．增大动滑轮的重力，在其他条件不变时，需要做的额外功增大，有用功不变，减小了动滑轮的机械效率，故B不符合题意；
C．动滑轮额外功产生的原因有动滑轮重力、绳子重力以及绳子和滑轮间的摩擦，有用功是克服物体重力做的功，减小绳子拉力时既不会改变有用功，也不会改变额外功，因此不会影响机械效率，故C不符合题意；
D．增大物体的重力，在其他条件不变时，所做的有用功会增大，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例就会增大，即动滑轮的机械效率增大，故D符合题意。
故选D。
第7题图 第8题图
8．工人用如图所示的装置运送砂石．下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C．绳子自由端下拉1m，桶上升2m
D．质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石
【答案】B
【解析】A．由定滑轮的特点知，定滑轮可以改变力的方向，不能改变力的大小，故A错误；
B．动滑轮的实质相当于一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，是一个省力杠杆，故B正确；
C．图中由两段绳子承重，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的2倍，所以绳子自由端下拉1m，桶上升0.5m，故C错误；
D．工人重约G=mg=65kg×10N/kg=650N，由于是两根绳子承担着物重，所以人最多能拉起650N×2＝1300N的物体，而砂石重约G’=m’g=150kg×10N/kg=1500N，故D错误．
9．由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F，配重水泥块（重为G）被匀速拉升的高度为h（不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦）。下列说法中正确的是（ ）
A. M是动滑轮 B. 拉力F=2G
C. 拉力F做的功为3Fh D. 拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同
【答案】B
【解析】A．在拉力F的作用下，N会随着拉力一起移动，M不动，所以M是定滑轮，N是动滑轮，故A错误；
B．由于N是动滑轮，且n=2，不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦，拉力为F=2G
故B正确；
C．拉力F做的功为W＝Fs＝ EQ \F(Fh, 2)，故C错误；
D．配重G上升的速度是拉力F移动的速度的2倍，故D错误。
所以选B。
10．如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间分别将A、B物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA＞GB，滑轮组的机械效率η甲＜η乙（忽略绳重和摩擦）．下列判断正确的是（ ）
A．两滑轮组绳端移动的距离相等B．甲滑轮组的有用功比乙的少
C．甲滑轮组的总功率比乙的小D．甲滑轮组的动滑轮比乙的重
【答案】D
【解析】A．两个物体提升相同的高度h时，甲滑轮组动滑轮上有三段绳子，所以F甲自由端移动的距离为3h，乙滑轮组动滑轮上有两段绳子，所以F乙自由端移动的距离为2h，故A错误．
B．根据W有=Gh，由于两物体升高相同的高度，因为GA＞GB，所以W有甲＞W有乙，故B错误；
C．W有甲＞W有乙，η甲＜η乙，根据η＝eq \f(W有,W总)知，W总甲＞W总乙，时间相等，由P＝eq \f(W,t)知，甲滑轮组的总功率比乙的大，故C错误；
D．根据η＝ EQ \F(W有,W总)＝ EQ \F(W有,W有+ W额)，得 EQ \F(1, η)＝1+ EQ \F(W额,W有)，因为η甲＜η乙，所以 EQ \F(W额甲,W有甲) ＞ EQ \F(W额乙,W有乙)，又因为W有甲＞W有乙，所以W额甲＞W额乙，再根据W额=G动h得，G动＞G动，故D正确。
故选D。
11．如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）
A．甲方式可以省力 B．乙方式不能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等 D．甲、乙两种方式的机械效率相等
【答案】C
【解析】A．由图知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不省力，故A错误；
B．乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，既可以省力，也可改变力的方向，故B错误；
C．由题知，甲乙两滑轮组均将同一货物提升相同高度，由W有=Gh可知W有甲=W有乙；故C正确；
D．由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大于甲方式，有用功相同、总功不相同，根据η＝ EQ \F(W有,W总)可知，两个滑轮组的机械效率不相等，甲的机械效率比乙的大；故D错误。
所以选C。
12．如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）．则下列说法正确的是（ ）
A．斜面上的摩擦力是50NB．拉力的功率是50W
C．拉力所做的功是300JD．斜面的机械效率是80%
【答案】A
【解析】 AC. 拉力F做的功：W总＝Fs＝150N×3m＝450J
有用功W有用=Gh＝500N×0.6m=300J， 额外功W额=W总-W有用=450J-300J=150J
由W额＝fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力：f＝eq \f(W额,s)＝eq \f(150J,3m)＝50N
故A正确、C错误；
B. 拉力的功率：P＝eq \f(W,t)＝eq \f(450J,6s)＝75W，故B错；
D. 斜面的机械效率：η＝ EQ \F(W有,W总)＝ EQ \F(300J, 450J)×100%=66.7%，故D错误．
所以选A．
二、填空题（共6小题，每空1分，共计17分）
13．《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂（chōng），如图，O为支点，F2为阻力（由锤头重力产生），阻力方向是___________的，此时舂属于___________杠杆。
第13题图 解析图
【答案】竖直向下，费力。
【解析】由图可知，阻力是F2，阻力的方向竖直向下；从支点O向动力和阻力作用线分别做垂线段l1和l2，得到动力臂和阻力臂，如图所示；图中动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
14．如图是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把______点看作支点，此时夹子可近似看作________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）．
【答案】B，等臂。
【解析】当用力摁住C点打开该夹子时，AC是围绕B点转动的，故B为支点；由于AB=BC，故动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆．
15．如图所示，小宝同学想把被台风刮倒的甲树拉正，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有______段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受到300N拉力，则小宝对绳子的拉力为______N，乙树受到的拉力为______N。
【答案】2；150；150。
【解析】他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，如图所示，这样相当于一个动滑轮，有2段绳子拉甲树。
如果不计绳重和摩擦，甲树受到300N拉力，由于n=2，则小宝对绳子的拉力为
F= EQ \F(1,2)F甲= EQ \F(1,2)×300N=150N
由于同一根绳子上受到的拉力都相同，所以乙树受到的拉力为
F乙= F拉==150N
16．使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
（1）如图甲，旗杆的顶端安装着一个________滑轮，使用它的好处是________；
（2）如图乙所示，是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄_____（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉上螺纹_______（选填“密”或“疏”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
甲 乙
【答案】（1）定，改变施力方向。（2）粗，密。
【解析】（1）旗杆顶端的是一个定滑轮，因为它的轴是固定的，不随物体一起运动的。使用定滑轮不能省力，但能改变力的方向。
（2）使用螺丝刀时，手柄相当是轮轴上的轮，增大轮的半径，可省力，所以可使用手柄粗一些的螺丝刀。
螺丝钉上的螺纹相当于斜面，倾斜度相同时，斜面的长度越长，越省力，而螺纹密一些相当于增大斜面长度。
17．如图所示，这是家用手摇晾衣架，A滑轮的作用是______；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F＝______N。
【答案】改变力的方向，30。
【解析】在工作中位置不变，A为定滑轮，定滑轮不省力，其作用是改变力的方向。如图所示，有4段绳子承担总重力，即n=4，故静止时绳的拉力为
F＝eq \f(1,n)G=eq \f(1,4)×120N=30N
18．如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示，请你分析：
钩码
重G/N
钩码升高
高度h/m
测力计
示数F/N
测力计移动
距离S/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4

（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是_____________；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是_____________；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验弹簧测力计移动的距离，可知：使用动滑轮___________；
（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择________；
【答案】（1）省力；（2）可以改变力的方向；（3）费距离；（4）滑轮组.
【解析】（1）在丙中，拉力F=0.55N＜G=0.98N，故使用动滑轮时省力；
（2）在乙中，拉力F=1.02N≈G=0.98N，但是向下用力，故使定滑轮可以改变用力的方向；
（3）乙的距离为0.2m，丙中的距离为0.4，故使用动滑轮费距离；
（4）可以把定滑轮和动滑轮组合起来，使用滑轮组，则即可以省力也可以改变力的方向．
三、作图题（3小题，每题3分，共9分）
19．如图，杠杆自重不计，O为支点，杠杆在图示位置平衡，l1为动力的力臂，请在图中作出阻力F2的力臂和动力F1的示意图。画出最小的力F的示意图及其力臂L。
【答案】见右图。
【详解】力臂是指支点到力的作用线的距离。所以将力F2的作用线反向延长，过支点O作F2的作用线的垂线段，即为力F2的力臂l2。过l1上面端点作l1的垂线与杠杆相交于A点，过A点沿垂线方向向下作出力F1。据杠杆的平衡条件知，在阻力F2和其力臂不变时，动力的力臂越长，动力越小。则动力F竖直向下作用在杠杆的右端端点时，力臂最大，力最小。如图所示。
20．如图，用滑轮组提升重物，画出最省力的绕线方法。
【答案】见右图。
【解析】由图知：滑轮个数N=3，所以绳子段数n=4，根据“奇动偶定”的方法，绳子从定滑轮开始绕，每个滑轮只能绕一次，如图所示。
21．如图，在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力F及对应的力臂l。
【答案】见右图。
【解析】由图示可知，当杠杆与地面的接触点（A点）为支点时，作用在A点动力的力臂最大，所以此时动力最小，连接AD为动力臂l，过D点作垂直于动力臂向上的力，即为最小动力F的示意图；如图所示。
四、实验探究题（4小题，每空1分，共19分）
22．某班同学在“测量斜面的机械效率”实验时，所用实验器材有：长木板、支架、弹簧测力计、刻度尺、重力为5.4N木块（带挂钩）如图所示，将长木板和支架搭成长1.0m、高0.2m的斜面，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块。
（1）如图所示，此时弹簧测力计对木块的拉力为______N；
（2）将木块匀速拉到斜面顶端，斜面的机械效率为_____；
（3）木块与斜面的摩擦力为______N；
（4）在实验中若加速拉动木块到斜面顶端，则测得的机械效率与匀速拉动木块比较______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）1.8；（2）60%；（3）0.72；（4）偏小。
【解析】（1）由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N。
（2）有用功为W有＝Gh＝5.4N×0.2 m＝1.08 J
总功为W总＝Fs＝1.8N×1 m＝1.8 J
斜面的机械效率为 η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(1.08J,1.8J)×100%＝60%，
（3）额外功为W额＝W总－W有＝1.8J－1.08J＝0.72J，
由W额＝fs得，木块所受摩擦力为 f＝eq \f(W额,s)＝eq \f(0.72J,1m)＝0.72N
（4）重物重力和提升高度不变，有用功不变，加速拉动物体，弹簧测力计的拉力变大，斜面长度不变，拉力所做的总功偏大，根据η＝eq \f(W有,W总)可知，机械效率偏小。
23．小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升（支点和杠杆的摩擦不计）。
（1）重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时总功为_________J，机械效率η1为________；
（2）小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到A点左侧的B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m，此时的机械效率η2_______η1（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】（1）2，75% ；（3）小于.
【解析】（1）重为5N的钩码上升0.3m，则有用功 W有用=Gh=5N×0.3m=1.5J
人的拉力F为4N，动力作用点C上升0.5m，则总功 W总=Fs=4N×0.5m=2J
则机械效率 η＝ EQ \F(W有,W总)×100%＝ EQ \F(1.5J, 2J)×100%=75%
（2）将钩码移到A点左侧的B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m，对杠杆做的额外功大小不变；钩码重不变，钩码上升高度减小，则有用功减小，由
η2＝ eq \f(W有,W总) ＝eq \f(W有,W有＋W额)可得，有用功在总功中占比减小，所以η2小于η1。
24．在探究杠杆平衡条件的实验中。

（1）在实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆处于______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______调节，这样做的目的是便于______，并消除杠杆自重对实验的影响；
（2）图乙中，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在A处下方再挂一个钩码，则B处所挂钩码须向右移动______格，可使杠杆在水平位置再次平衡；
（3）若取掉乙图中挂在B处的钩码，改用弹簧测力计钩在C处对杠杆施拉力，为使杠杆保持水平平衡，且弹簧测力计示数最小，则弹簧测力计对杠杆的拉力方向是______；
（4）此实验多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是______（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）；
（5）小李同学将甲图状况调节成水平平衡后，进行丙图实验（两弹簧测力计不同时使用，测力计挂钩钩在4格处）
①将弹簧测力计向右下方向拉，示数为F3，力与水平方向成α角，杠杆水平平衡；
②将该弹簧测力计的方向改为向左下方拉，示数为F4，力与水平方向成β角，杠杆水平平衡。若F3＞F4，则α______β（选填“＞”或“=”或“＜”）。
【答案】（1）平衡，左，测量力臂； （2）1；（3）竖直向上；（4）寻找普遍规律；（5）＜.
【解析】（1）杠杆平衡是指杠杆在力的作用下处于静止状态或匀速转动状态。调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，平衡螺母应向上翘的左端移动。
杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
（2）设一个钩码重为G，一格的长度为L；根据杠杆的平衡条件可得
4G×2L=2G×nL，解得n=4
故应该将B处所挂钩码须向右移动1格。
（3）阻力与阻力臂一定时，由杠杆平衡条件可知，当动力臂最大时，动力最小，力的作用点与支点一定，最大力臂为支点到力的作用点的距离，力应与杠杆垂直，为使拉力最小，应竖直向上拉弹簧测力计。
（4）探究杠杆平衡的条件时进行多次实验，多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力，动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是通过实验数据总结实验结论，使实验结论具有普遍性，避免偶然性。
（5）根据阻力、阻力臂不变，动力与动力臂成反比，在杠杆上的长度相同，角度越大，力臂越大（90°以下），力越小，若F3=F4，则α＜β.
25．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。
实验
次数
钩码所受的
重力G/N
钩码上升的
高度h/cm
拉力
F/N
绳自由端移动
的距离s/cm
机械
效率η
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
①
30
*

（1）实验中应_______拉动弹簧测力计使钩码上升；
（2）表格中编号①的数据应为______；编号②的数据应为________；
（3）比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组，_____________；
（4）如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为_______N。
【答案】（1） 竖直向上匀速；（2）2.2，88.9%；（3）提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；（4）0.4.
【解析】（1）实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升。
（2）由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力为2.2N。
由η＝ EQ \F(W有,W总)＝ EQ \F(Gh, Fs)×100%可得第二次实验的机械效率
η＝ EQ \F(W有,W总)＝ EQ \F(Gh, Fs)×100%＝ EQ \F(4N×0.1m, 1.5N×0.3m)×100%=89%
（3）实验选用的是同滑轮组，动滑轮的重力不变，由表中实验数据分析可知，同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（4）因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，则有
W额＝W总-W有 即G动h＝Fs-Gh
则动滑轮的重力为 G动＝ EQ \F(Fs-Gh, h)＝ EQ \F(0.8N×0.3m-2N×0.1m, 0.1m)=0.4N
四、计算题（26题10分，27题9分，共19分）
26. 体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A。当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%。求：
（1）拉力F的功率；
（2）物体A受到的重力；
（3）若绳能承受的最大拉力为700N，小明用此滑轮组竖直向下匀速拉物体时所能达到的最大机械效率为多少？（不计摩擦及绳重）
【答案】（1）120W；（2）960N；（3）86.7%。
【解析】（1）由图可知，承担物重绳子的股数为n=3，绳子自由端移动的速度为
v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s
拉力F的功率为P=Fv绳=400N×0.3m/s=120W
（2）由机械效率公式推导可得
η＝ EQ \F(W有,W总)＝ EQ \F(Gh, Fs)＝ EQ \F(Gh, Fnh)＝ EQ \F(G, Fn) ……①
物体A受到的重力为G=ηFn=80%×400N×3=960N
（3）滑轮重为G动=nF-G=3×400N-960N=240N
若绳能承受的最大拉力为700N，但小聪的体重仅有600N，所以最大的拉力为F1=600N。此时可拉起的最大物重为
G1=nF1-G动=3×600N-240N=1560N
由η＝ EQ \F(W有,W总)可知，当所拉物体越重时，此时做的有用功越多，由于不计绳重和摩擦力，额外功为克服动滑轮重所做的功，大小不变。故所拉物体越重，有用功占总功的比例越大，机械效率越高。因而当达到绳子最大拉力，所拉重物最重时，机械效率最大。由①式可知，最大的机械效率为
η大＝ EQ \F(G1, F1n)×100%＝ EQ \F(1560N, 600N×3)×100%=86.7%
27．俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，她的身体与地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为600N，OA长为1m，OB长为1.5m。
甲 乙 丙
（1）图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小；
（2）图丙所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时她的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。此时F2_____F1（选填“大于”、“小于”或“等于”），请说明理由。
【答案】（1）400N；（2）小于，见解析。
【解析】（1）如图1所示，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB
根据杠杆平衡条件F1lB=GlA,可得
F1= EQ \F(GlA, lB) = EQ \F(600N×1m,1.5m) =400N
（2）小京手扶栏杆时，抽象成的杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂仍为lB。
根据杠杆平衡条件F2lB′=GlA′,可得F2= EQ \F(GlA′, lB′)
由图可知lA′选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
12
6
3
4
2
27小题
分数
36
17
9
19
19
100分
得分