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8. (2024·重庆A卷)建筑工人通过如图装置将一桶质量为45 kg的涂料从地面提起,桶离开地面后在4 s内缓慢上升0.8 m,工人所用的拉力为500 N.(g取10 N/kg)下列说法正确的是( )

A.该装置做的有用功为400 J
B.该装置的机械效率为90%
C.绳子自由端移动的平均速度为0.4 m/s
D.桶离开地面前,工人拉力逐渐增大,桶对地面的压强不变
A.该装置做的有用功为400 J
B.该装置的机械效率为90%
C.绳子自由端移动的平均速度为0.4 m/s
D.桶离开地面前,工人拉力逐渐增大,桶对地面的压强不变
答案:
B
9. 如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤,经测试发现量程偏小.下列操作能使杆秤的量程变大的是( )

A.将a点向左移
B.将b点向右移
C.换一个质量较小的秤砣
D.将a、b两点都向左移等长的距离
A.将a点向左移
B.将b点向右移
C.换一个质量较小的秤砣
D.将a、b两点都向左移等长的距离
答案:
D
10. 如图所示,物体在沿斜面向上的拉力的作用下,从倾角为30°的斜面底端沿着斜面向上匀速运动,已知物体所受重力为180 N,斜面的机械效率为75%.若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示,则它们分别为( )

A.30 N 120 N
B.120 N 30 N
C.120 N 67.5 N
D.90 N 120 N
A.30 N 120 N
B.120 N 30 N
C.120 N 67.5 N
D.90 N 120 N
答案:
B 解析:设斜面的高度为h,斜面的长度为s,因为倾角为30°,所以s=2h,拉力做的有用功W有用=Gh,拉力做的总功W总=Fs,斜面的机械效率η=W有用/W总×100%=Gh/Fs×100%=G/2F×100%=180N/2F×100%=75%,解得F=120N;拉力做的额外功W额外=W总-W有用=Fs-Gh=Fs-G×1/2s=(F-1/2G)s,W额外=fs,可得fs=(F-1/2G)s,则f=F-1/2G=120N-1/2×180N=30N.故选B.
11. 新趋势 传统文化 (2024·湖北武汉模拟)如图是《天工开物》中记载的汲水工具桔槔,它的B端系一重20 N的空木桶,A端系一重50 N的配重石块,OA长0.6 m,OB长1.2 m.木桶装满100 N的水后,向上拉绳缓慢将桶提起.杆、绳质量忽略不计,下列说法正确的是( )

A.只有向下拉绳放下空桶时,桔槔才为省力杠杆
B.向上拉绳提起装满水的桶时,拉力为50 N
C.向下拉绳放下空桶时,拉力为25 N
D.为了减小人向上提水时所需的拉力,应将配重石块靠近支点
A.只有向下拉绳放下空桶时,桔槔才为省力杠杆
B.向上拉绳提起装满水的桶时,拉力为50 N
C.向下拉绳放下空桶时,拉力为25 N
D.为了减小人向上提水时所需的拉力,应将配重石块靠近支点
答案:
A 解析:由图可知,向下拉绳放下空桶时,B 端的力为动力,A端的力为阻力,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,向上拉绳提起装满水的桶时,A端的力为动力,B端的力为阻力,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A正确;如下图所示,由数学知识可知OC/OD=OA/OB=0.6m/1.2m=1/2,由杠杆的平衡条件有G石×OC=FB×OD,B端的拉力FB=G石×OC/OD=50N×1/2=25N,向下拉绳放下空桶时人的拉力F1=FB-G桶=25N-20N=5N,桶装满水时的总重力G总=G桶+G水=20N+100N=120N,向上拉绳提起装满水的桶时人的拉力F2=G总-FB=120N-25N=95N,故B、C错误;向上拉绳提起装满水的桶时需要的拉力F2=G总-FB,由于G总不变,为减小人的拉力F2,则应增大FB,由杠杆的平衡条件可知,将配重石块远离支点时,FB会变大,故D错误.
A 解析:由图可知,向下拉绳放下空桶时,B 端的力为动力,A端的力为阻力,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,向上拉绳提起装满水的桶时,A端的力为动力,B端的力为阻力,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A正确;如下图所示,由数学知识可知OC/OD=OA/OB=0.6m/1.2m=1/2,由杠杆的平衡条件有G石×OC=FB×OD,B端的拉力FB=G石×OC/OD=50N×1/2=25N,向下拉绳放下空桶时人的拉力F1=FB-G桶=25N-20N=5N,桶装满水时的总重力G总=G桶+G水=20N+100N=120N,向上拉绳提起装满水的桶时人的拉力F2=G总-FB=120N-25N=95N,故B、C错误;向上拉绳提起装满水的桶时需要的拉力F2=G总-FB,由于G总不变,为减小人的拉力F2,则应增大FB,由杠杆的平衡条件可知,将配重石块远离支点时,FB会变大,故D错误.
12. 如图甲所示装置,小欢用力F向下拉绳子,使物体M在水平地面匀速移动,地面bc段比ab段更粗糙.物体M重为400 N,动滑轮重为5 N.ab= 2 m,bc= 3 m.物体M从a点到c点过程中,拉力F与M移动距离的关系图像如图乙.不考虑物体大小对运动的影响,忽略绳重及滑轮转轴处的摩擦,关于该过程,下列说法正确的是( )

A.绳子自由端移动的距离为15 m
B.拉力F做的功为420 J
C.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
D.物体从ab段到bc段,滑轮组的机械效率提高
A.绳子自由端移动的距离为15 m
B.拉力F做的功为420 J
C.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
D.物体从ab段到bc段,滑轮组的机械效率提高
答案:
D 解析:物体M从a点到c点过程中,通过的距离为2m+3m=5m,动滑轮上绳子段数n=2,则绳子自由端移动的距离s=nh=2×5m=10m,故A错误;ab=2m,bc=3m,物体经过ab段和bc段时绳子自由端移动的距离分别为s1=2×2m=4m、s2=2×3m=6m,由图乙知绳子的拉力分别为60N和100N,拉力做的功W=W1+W2=F1s1+F2s2=60N×4m+100N×6m=840J,故B 错误;本题中,克服地面对M的摩擦力做的功为有用功,忽略绳重及滑轮转轴处的摩擦,克服动滑轮的重力做的功为额外功,物体M经过ab段和bc段时动滑轮提升的高度不同,由W=Gh可知,拉力F在ab段做的额外功不等于在bc段做的额外功,故C错误;物体M在水平地面匀速移动,受力平衡,物体受到的滑动摩擦力等于绳子对M的拉力,因为F1<F2,所以物体在bc段受到的滑动摩擦力更大,滑轮组的机械效率η=W有用/W总×100%=fh/(fh+G动h)×100%=1/(1+G动/f)×100%,动滑轮的重力不变,物体从ab段到bc段,所受滑动摩擦力变大,由上式可知滑轮组的机械效率提高,故D正确.
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