三．作图题（共2小题）
18．请在图中画出人拉重物上升，最省力的绕线方法。
【分析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，也就是看有几段绳子连着动滑轮，段数越多越省力。
【解答】解：因为人站在高处，人拉重物上升，从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法。如图所示。
【点评】在滑轮组中，绕过动滑轮的绳子股数越多会越省力，即F=
G。
19．如图，请在杠杆A处画出把物体拉起时的最小拉力F1，并画出拉力F1的力臂。
【分析】由杠杆平衡的条件知，当阻力与阻力的力臂的乘积为定值时，动力臂最大时，动力是最小的，此时的动力臂是支点到动力的作用线的距离。
【解答】解：根据杠杆的平衡条件，动力F1最小时，其力臂最长，即从支点到动力作用点的距离OA最长；在A点做力臂OA的垂线，方向向上，即为最小动力F1，OA的长度即为该力的力臂，如图所示：
【点评】力臂的画法应始终遵循从支点到力的作用线画垂线这一原则；找最小的力时则一定要遵循找最长的力臂这一原则。明确了这些才能按一定的作图规则将力或力臂表示出来。
四．实验探究题（共2小题）
20．在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图甲（a）中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。各小组的实验数据记录在表格中。
表一（甲小组） |
表二（乙小组） |
表三（丙小组） |
||||||
实验 序号 |
物体的重力（牛） |
弹簧测力计的示数（牛） |
实验 序号 |
物体的重力（牛） |
弹簧测力计的示数（牛） |
实验 序号 |
物体的重力（牛） |
弹簧测力计的示数（牛） |
1 |
1.0 |
0.6 |
4 |
1.0 |
0.7 |
7 |
1.0 |
0.8 |
2 |
2.0 |
1.1 |
5 |
2.0 |
1.3 |
8 |
2.0 |
1.6 |
3 |
3.0 |
1.6 |
6 |
3.0 |
1.8 |
9 |
3.0 |
2.3 |
（1）由所学知识我们知道：若不计绳重和摩擦，使用动滑轮可以省一半的力，根据以上小组的实验，请求出他们所用动滑轮的重力为 N。
（2）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是： 。
（3）如果家里安装日光灯，你认为更合理的为 图。
【分析】（1）不计绳重和摩擦，根据F=
（G+G动）可求动滑轮重。
（2）分析序号1、4、7的实验数据发现，提升物体的重力相同，根据弹簧测力计的示数得出结论。
（3）根据（2）得出的结论分析选择。
【解答】解：
（1）甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，由第1次实验数据可知G=1.0N，F=0.6N；
不计绳重和摩擦，由动滑轮的特点可得F=
（G+G动），
则动滑轮的重力：G动=2F﹣G=2×0.6N﹣1.0N=0.2N；
（2）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件可知，使用动滑轮匀速提起同一重物时，测力计与竖直方向夹角不同，拉力的大小不同，并且拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大。
（3）根据（2）得出的结论“拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大”可知，图乙绳子承受的拉力大，应该选用甲图比较合理。
故答案为：
（1）0.2；（2）拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大；（3）甲。
【点评】本题考查了通过实验得出动滑轮的特点，以及分析实验得出结论的能力，要求认真审题！
21．某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在如表中。
实验 次数 |
钩码重/N |
钩码上升的高度/m |
绳端的拉力/N |
绳端移动的距离/m |
1 |
4 |
0.10 |
1.8 |
0.3 |
2 |
6 |
0.10 |
2.5 |
0.3 |
3 |
6 |
0.15 |
2.5 |
（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中，绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率为 。
（3）分析实验数据发现，同一滑轮组提升重物的重力变大时，滑轮组的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）
【分析】（1）只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；
（2）重物和动滑轮有三段绳子承担，绳子移动的距离物体升高距离的3倍；根据公式η=
=
可计算出机械效率；
（3）根据1、2次实验中的物重、物体升高的距离、弹簧测力计的拉力、弹簧测力计移动的距离，求出机械效率，然后得出结论。
【解答】解：
（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定。
（2）由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数n=3，
第3次测量中，弹簧测力计移动的距离s=nh=3×0.15m=0.45m；
滑轮组的机械效率η3=
=
=
×100%=80%；
（3）根据第1次和第2次数据可知，机械效率分别为：
η1=
=
=
×100%≈74%；
η2=
=
=
×100%=80%；
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，提高物重可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为：（1）匀速；（2）0.45；80%；（3）变大。
【点评】滑轮组的机械效率跟提起的物重有关，跟物体升高的距离、移动的速度、绳子的绕法无关。通过增加提起的物重来提高机械效率。
五．计算题（共2小题）
22．如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道（斜面），若小林在5s内将总重为700N的人和轮椅沿8m长的斜面推上1.2m高的平台，小林沿斜面推时所用的推力为150N，试求：
（1）推力做的总功及功率；
（2）此过程中斜面的机械效率。
【分析】（1）利用W=FL求出总功，根据P=
求出推力的功率；
（2）根据W=Gh求出有用功，利用效率公式η=
求出斜面的机械效率。
【解答】解：
（1）推力做的总功：
W总=FL=150N×8m=1200J，
推力的功率：
P=
=
=240W；
（2）有用功：
W有用=Gh=700N×1.2m=840J，
机械效率为：
η=
=
×100%=70%。
答：（1）推力做的总功为1200J，功率为240W；
（2）此过程中斜面的机械效率为70%。
【点评】本题主要考查了利用斜面时功、功率和机械效率的计算，计算时分清有用功和总功是关键。
23．如图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重1200N的建筑材料A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m．在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有，卷扬机对绳子的拉力F为800牛。绳重及轮与轴之间的摩擦可忽略不计。
求：（1）有用功W有；
（2）动滑轮的重；
（3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率η。
【分析】（1）知道物体A的重力和上升的高度，利用W=Gh求有用功；
（2）绳重及轮与轴之间的摩擦可忽略不计，根据F=
（G+G动）可求动滑轮重；
（3）利用W=Fs计算卷扬机对绳子的拉力F做功的功，即总功，再利用效率公式求使用动滑轮的机械效率。
【解答】解：
（1）有用功：W有用=Gh=1200N×10m=12000J；
（2）由图可知，n=2，
绳重及轮与轴之间的摩擦可忽略不计，由F=
（G+G动）可得动滑轮的重：
G动=2F﹣G=2×800N﹣1200N=400N；
（3）绳子运动的距离：s=nh=2×10m=20m，
动滑轮匀速提升建筑材料A做的总功：W总=Fs=800N×20m=16000J；
动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率：η=
×100%=
×100%=75%。
答：（1）有用功W有是12000J；
（2）动滑轮的重是400N；
（3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率η是75%。
【点评】本题考查了使用动滑轮有用功、总功、机械效率的计算，常见题目。
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