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10. 如图所示,把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点,此过程绳的拉力对甲做的功为$ W_{AB} $;用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿斜面从C点匀速拉至与B等高的D点.在此过程中绳的拉力对乙做的功为$ W_{CD} $.斜面的机械效率为 （
A.$\frac{W_{AB}}{W_{CD}}$
B.$\frac{W_{CD}}{W_{AB}}$
C.$\frac{GH}{W_{CD}-W_{AB}}$
D.$\frac{GH}{W_{CD}+W_{AB}}$
A
）A.$\frac{W_{AB}}{W_{CD}}$
B.$\frac{W_{CD}}{W_{AB}}$
C.$\frac{GH}{W_{CD}-W_{AB}}$
D.$\frac{GH}{W_{CD}+W_{AB}}$
答案
10. A
解析
【分析】要解决这道题，需明确机械效率的定义：机械效率是有用功与总功的比值。首先判断有用功和总功：物体甲被竖直匀速提升，拉力做的功$W_{AB}$等于克服甲重力做的有用功（直接提升无额外功）；物体乙沿斜面被匀速拉至等高的D点，拉力做的功$W_{CD}$是总功，而提升乙到高度$H$的有用功与提升甲的有用功相等，因此用有用功除以总功即可得到斜面的机械效率。
【解析】解：物体甲从A到B匀速提升，拉力对甲做的功$W_{AB}$等于克服物体重力的有用功，即$W_{有}=W_{AB}=GH$；物体乙沿斜面从C到D匀速运动，拉力对乙做的功$W_{CD}$是总功；根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，代入得斜面的机械效率$\eta=\frac{W_{AB}}{W_{CD}}$，对应选项A。
【答案】A
【知识点】机械效率、有用功与总功
【点评】本题考查斜面机械效率的计算，核心是区分有用功和总功，理解直接提升物体的功等于克服重力的有用功，斜面拉力做功为总功，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】解：物体甲从A到B匀速提升，拉力对甲做的功$W_{AB}$等于克服物体重力的有用功，即$W_{有}=W_{AB}=GH$；物体乙沿斜面从C到D匀速运动，拉力对乙做的功$W_{CD}$是总功；根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，代入得斜面的机械效率$\eta=\frac{W_{AB}}{W_{CD}}$，对应选项A。
【答案】A
【知识点】机械效率、有用功与总功
【点评】本题考查斜面机械效率的计算，核心是区分有用功和总功，理解直接提升物体的功等于克服重力的有用功，斜面拉力做功为总功，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
11. (2024·兰州)如图所示是塔吊吊起重物的情景,在拉力$F$的作用下,重为$1×10^3\ \mathrm{N}$的重物被竖直向上匀速吊起,已知动滑轮重200 N,重物在8 s内上升了10 m,不计绳重与摩擦,下列说法中不正确的是 (
A.拉力$F$大小为400 N
B.拉力$F$的功率为1 250 W
C.克服动滑轮重力做功2 000 J
D.滑轮组的机械效率约为83.3%
B
)A.拉力$F$大小为400 N
B.拉力$F$的功率为1 250 W
C.克服动滑轮重力做功2 000 J
D.滑轮组的机械效率约为83.3%
答案
11. B
解析
【分析】
要解决本题，需先确定滑轮组承担物重的绳子段数n，再结合滑轮组的相关公式逐一分析选项：首先明确不计绳重与摩擦时，拉力F=(G物+G动)/n；拉力的功率P=W总/t，总功W总=Fs，绳子自由端移动距离s=nh；克服动滑轮重力做功W动=G动h；机械效率η=W有/W总×100%，其中有用功W有=G物h。从题图可判断动滑轮上有3段绳子承担物重，即n=3，再依次计算各选项的物理量，找出错误选项。
【解析】
首先确定滑轮组承担物重的绳子段数n=3。
选项A：不计绳重与摩擦，拉力F=(G物+G动)/n=(1×10³N + 200N)/3=400N，A正确。
选项B：重物上升h=10m，绳子自由端移动距离s=nh=3×10m=30m，拉力做的总功W总=Fs=400N×30m=12000J，拉力的功率P=W总/t=12000J/8s=1500W≠1250W，B错误。
选项C：克服动滑轮重力做功W动=G动h=200N×10m=2000J，C正确。
选项D：有用功W有=G物h=1×10³N×10m=10000J，机械效率η=W有/W总×100%=10000J/12000J×100%≈83.3%，D正确。
综上，不正确的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组拉力计算、功率计算、机械效率计算
【点评】
本题考查滑轮组相关物理量的计算，关键是确定承担物重的绳子段数，再结合功、功率、机械效率公式分析，属于基础题型，需注意各物理量的对应关系，避免计算错误。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需先确定滑轮组承担物重的绳子段数n，再结合滑轮组的相关公式逐一分析选项：首先明确不计绳重与摩擦时，拉力F=(G物+G动)/n；拉力的功率P=W总/t，总功W总=Fs，绳子自由端移动距离s=nh；克服动滑轮重力做功W动=G动h；机械效率η=W有/W总×100%，其中有用功W有=G物h。从题图可判断动滑轮上有3段绳子承担物重，即n=3，再依次计算各选项的物理量，找出错误选项。
【解析】
首先确定滑轮组承担物重的绳子段数n=3。
选项A：不计绳重与摩擦，拉力F=(G物+G动)/n=(1×10³N + 200N)/3=400N，A正确。
选项B：重物上升h=10m，绳子自由端移动距离s=nh=3×10m=30m，拉力做的总功W总=Fs=400N×30m=12000J，拉力的功率P=W总/t=12000J/8s=1500W≠1250W，B错误。
选项C：克服动滑轮重力做功W动=G动h=200N×10m=2000J，C正确。
选项D：有用功W有=G物h=1×10³N×10m=10000J，机械效率η=W有/W总×100%=10000J/12000J×100%≈83.3%，D正确。
综上，不正确的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组拉力计算、功率计算、机械效率计算
【点评】
本题考查滑轮组相关物理量的计算，关键是确定承担物重的绳子段数，再结合功、功率、机械效率公式分析，属于基础题型，需注意各物理量的对应关系，避免计算错误。
【难度系数】
0.6
12. 用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度.若用$\eta_甲$、$\eta_乙$表示甲、乙两滑轮组的机械效率，$W_甲$、$W_乙$表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（
A.$\eta_甲=\eta_乙$，$W_甲=W_乙$
B.$\eta_甲＞\eta_乙$，$W_甲＞W_乙$
C.$\eta_甲＜\eta_乙$，$W_甲＜W_乙$
D.$\eta_甲＞\eta_乙$，$W_甲＜W_乙$
A
）A.$\eta_甲=\eta_乙$，$W_甲=W_乙$
B.$\eta_甲＞\eta_乙$，$W_甲＞W_乙$
C.$\eta_甲＜\eta_乙$，$W_甲＜W_乙$
D.$\eta_甲＞\eta_乙$，$W_甲＜W_乙$
答案
12. A
解析
【分析】
要解决本题，需掌握滑轮组中有用功、额外功、总功及机械效率的计算逻辑：不计绳重与摩擦时，额外功仅由动滑轮重力产生，总功等于有用功与额外功之和，机械效率为有用功与总功的比值。对比甲、乙滑轮组的结构，两者动滑轮完全相同、提升的物体和高度均相同，可据此推导总功和机械效率的关系。
【解析】
不计绳重与摩擦时：
1. 有用功计算：甲、乙提升的物体重力$G$相同，提升高度$h$相同，因此有用功$W_{有}=Gh$，两者的有用功相等。
2. 额外功计算：甲、乙的动滑轮完全相同，设每个动滑轮重力为$G_{动}$，提升高度$h$相同，因此额外功$W_{额}=G_{动}h$，两者的额外功相等。
3. 总功计算：总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}$，由于两者的有用功和额外功均相等，故$W_{甲}=W_{乙}$。
4. 机械效率计算：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，因有用功和总功都相等，所以$\eta_{甲}=\eta_{乙}$。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组机械效率、总功与有用功
【点评】
本题考查滑轮组总功和机械效率的比较，核心是明确不计绳重与摩擦时额外功的来源，结合功的关系分析即可，属于基础题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需掌握滑轮组中有用功、额外功、总功及机械效率的计算逻辑：不计绳重与摩擦时，额外功仅由动滑轮重力产生，总功等于有用功与额外功之和，机械效率为有用功与总功的比值。对比甲、乙滑轮组的结构，两者动滑轮完全相同、提升的物体和高度均相同，可据此推导总功和机械效率的关系。
【解析】
不计绳重与摩擦时：
1. 有用功计算：甲、乙提升的物体重力$G$相同，提升高度$h$相同，因此有用功$W_{有}=Gh$，两者的有用功相等。
2. 额外功计算：甲、乙的动滑轮完全相同，设每个动滑轮重力为$G_{动}$，提升高度$h$相同，因此额外功$W_{额}=G_{动}h$，两者的额外功相等。
3. 总功计算：总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}$，由于两者的有用功和额外功均相等，故$W_{甲}=W_{乙}$。
4. 机械效率计算：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，因有用功和总功都相等，所以$\eta_{甲}=\eta_{乙}$。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组机械效率、总功与有用功
【点评】
本题考查滑轮组总功和机械效率的比较，核心是明确不计绳重与摩擦时额外功的来源，结合功的关系分析即可，属于基础题型。
【难度系数】
0.5
13. (2023·泌阳)晚饭后,妈妈带着小涛和他两岁的妹妹到文化活动中心玩跷跷板,如图所示,此时跷跷板相当于
杠杆
模型,图中的转轴相当于此模型的支点
,使跷跷板转动的力是人对杠杆的压力
(自身重力/对杠杆的压力).答案
13. 杠杆 支点 对杠杆的压力
解析
【分析】首先，根据杠杆的定义，能绕固定点转动的硬棒为杠杆模型，跷跷板符合该特征；其次，杠杆绕着转动的固定点称为支点，图中的转轴就是这个支点；最后，使杠杆转动的力是直接作用在杠杆上的力，人对杠杆的压力是作用在杠杆上使其转动的力，人的重力作用在人自身，并非作用在杠杆上的力。
【解析】1. 跷跷板是可绕固定转轴转动的硬棒，符合杠杆的定义，因此相当于杠杆模型；2. 杠杆绕着转动的固定点叫做支点，图中的转轴就是杠杆的支点；3. 人坐在跷跷板上，对跷跷板施加压力，这个压力是使跷跷板转动的力，而人的重力作用在人身上，不是作用在杠杆上的力，所以使跷跷板转动的力是人对杠杆的压力。
【答案】杠杆 支点 对杠杆的压力
【知识点】杠杆、杠杆支点、杠杆受力
【点评】本题考查杠杆的基本概念，属于基础题，侧重考查学生对杠杆模型、支点及杠杆受力的基础理解，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】1. 跷跷板是可绕固定转轴转动的硬棒，符合杠杆的定义，因此相当于杠杆模型；2. 杠杆绕着转动的固定点叫做支点，图中的转轴就是杠杆的支点；3. 人坐在跷跷板上，对跷跷板施加压力，这个压力是使跷跷板转动的力，而人的重力作用在人身上，不是作用在杠杆上的力，所以使跷跷板转动的力是人对杠杆的压力。
【答案】杠杆 支点 对杠杆的压力
【知识点】杠杆、杠杆支点、杠杆受力
【点评】本题考查杠杆的基本概念，属于基础题，侧重考查学生对杠杆模型、支点及杠杆受力的基础理解，难度较低。
【难度系数】0.8
14. (2024·扬州)如图所示,小明坐在座椅上,伸小腿时,小腿绕膝关节上固定点O转动,股四头肌群收缩提供动力$F_1$.
(1) 请在图中画出动力臂$l_1$.
(2) 小腿从图示位置缓慢伸至水平位置,阻力臂的变化情况是
(1) 请在图中画出动力臂$l_1$.
(2) 小腿从图示位置缓慢伸至水平位置,阻力臂的变化情况是
变大
,动力的变化情况是变大
.答案
14. (1)
(2) 变大 变大解析
【分析】
第(1)问需明确动力臂的定义：动力臂是从支点到动力作用线的垂直距离，因此过支点O作动力F₁作用线的垂线段即可得到动力臂l₁；第(2)问中，小腿的重力为阻力，阻力臂是支点O到重力作用线的垂直距离，当小腿从图示位置伸至水平时，重力的力臂会变长；结合杠杆平衡条件分析动力的变化。
【解析】
(1) 根据动力臂的定义，过支点O作动力F₁作用线的垂线段，该垂线段即为动力臂l₁，对应参考答案的图示。
(2) 小腿的重力为阻力，阻力臂是支点O到重力作用线的垂直距离。当小腿从图示位置缓慢伸至水平位置时，重力的作用线与支点O的垂直距离增大，故阻力臂变大；根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，阻力$F_2$（小腿重力）大小不变，阻力臂$l_2$变大，动力臂$l_1$不变，因此动力$F_1$变大。
【答案】
(1) (2) 变大 变大
【知识点】
力臂的概念、杠杆平衡条件
【点评】
本题结合人体运动的杠杆实例，考查力臂的画法和杠杆平衡条件的应用，需准确判断力臂的变化，利用平衡条件分析动力变化，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
第(1)问需明确动力臂的定义：动力臂是从支点到动力作用线的垂直距离，因此过支点O作动力F₁作用线的垂线段即可得到动力臂l₁；第(2)问中，小腿的重力为阻力，阻力臂是支点O到重力作用线的垂直距离，当小腿从图示位置伸至水平时，重力的力臂会变长；结合杠杆平衡条件分析动力的变化。
【解析】
(1) 根据动力臂的定义，过支点O作动力F₁作用线的垂线段，该垂线段即为动力臂l₁，对应参考答案的图示。
(2) 小腿的重力为阻力，阻力臂是支点O到重力作用线的垂直距离。当小腿从图示位置缓慢伸至水平位置时，重力的作用线与支点O的垂直距离增大，故阻力臂变大；根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，阻力$F_2$（小腿重力）大小不变，阻力臂$l_2$变大，动力臂$l_1$不变，因此动力$F_1$变大。
【答案】
(1)
(2) 变大 变大【知识点】
力臂的概念、杠杆平衡条件
【点评】
本题结合人体运动的杠杆实例，考查力臂的画法和杠杆平衡条件的应用，需准确判断力臂的变化，利用平衡条件分析动力变化，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
