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15. 如图是家用手摇晾衣架，A、B两滑轮中属于动滑轮的是
B
；若衣服和晾衣架的总重为120 N，不计动滑轮重，绳重及摩擦，静止时绳的拉力F=30
N. 请你提出提高手摇晾衣架机械效率的方法：减小晾衣架重(其他合理答案也可)
.答案
15. B 30 减小晾衣架重(其他合理答案也可)
解析
【分析】要解决本题，需分三步思考：第一步，根据定滑轮和动滑轮的定义判断滑轮类型：轴固定不动的是定滑轮，轴随物体一起移动的是动滑轮；第二步，确定滑轮组中承担总重的绳子段数，不计动滑轮重、绳重及摩擦时，拉力等于总重除以承担的绳子段数；第三步，从有用功和额外功的角度，思考提高机械效率的方法，额外功越小、有用功占比越高，机械效率越高。
【解析】1. 滑轮类型判断：A滑轮的轴固定在天花板，位置不变，是定滑轮；B滑轮的轴随晾衣架一起运动，属于动滑轮。2. 拉力计算：观察滑轮组，承担总重的绳子段数为4，不计动滑轮重、绳重及摩擦，拉力$F = \frac{G_{总}}{n} = \frac{120N}{4} = 30N$。3. 提高机械效率的方法：机械效率$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}}$，额外功主要来自提升晾衣架的重力、动滑轮重及摩擦，因此可减小晾衣架的重力（或减小动滑轮重力、减小绳与滑轮间的摩擦等，合理即可）。
【答案】B；30；减小晾衣架重(其他合理答案也可)
【知识点】定滑轮与动滑轮；滑轮组拉力计算；机械效率
【点评】本题以家用手摇晾衣架为载体，考查滑轮的分类、滑轮组拉力计算及机械效率的相关知识，将物理知识与生活实际结合，难度适中，需学生掌握基础概念和公式。
【难度系数】0.5
【解析】1. 滑轮类型判断：A滑轮的轴固定在天花板，位置不变，是定滑轮；B滑轮的轴随晾衣架一起运动，属于动滑轮。2. 拉力计算：观察滑轮组，承担总重的绳子段数为4，不计动滑轮重、绳重及摩擦，拉力$F = \frac{G_{总}}{n} = \frac{120N}{4} = 30N$。3. 提高机械效率的方法：机械效率$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}}$，额外功主要来自提升晾衣架的重力、动滑轮重及摩擦，因此可减小晾衣架的重力（或减小动滑轮重力、减小绳与滑轮间的摩擦等，合理即可）。
【答案】B；30；减小晾衣架重(其他合理答案也可)
【知识点】定滑轮与动滑轮；滑轮组拉力计算；机械效率
【点评】本题以家用手摇晾衣架为载体，考查滑轮的分类、滑轮组拉力计算及机械效率的相关知识，将物理知识与生活实际结合，难度适中，需学生掌握基础概念和公式。
【难度系数】0.5
16. 如图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于
省力
(省力/费力)杠杆.设车箱和泥土的总重G=1000 N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是1.6
m，F的大小至少是250
N.答案
16. 省力 1.6 250
解析
【分析】要解决这道题，需分三步思考：①判断杠杆类型：根据动力臂和阻力臂的大小关系，动力臂大于阻力臂为省力杠杆，反之为费力杠杆；②确定力臂：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，从图中可直接读出F的力臂，阻力臂是总重G的力臂；③计算动力F：利用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂），代入已知的G、力臂数值即可算出F的大小。
【解析】1. 确定支点：独轮车绕车轮的轴转动，因此支点为车轮的轴。
2. 确定力臂：动力F的力臂是支点到F作用线的垂直距离，由图可知为1.6 m；阻力是车箱和泥土的总重G，阻力臂是支点到G作用线的垂直距离，为0.4 m。
3. 判断杠杆类型：由于动力臂（1.6 m）大于阻力臂（0.4 m），所以独轮车属于省力杠杆。
4. 计算力F：根据杠杆平衡条件 $ F · L_{\mathrm{动}} = G · L_{\mathrm{阻}} $，代入数据得：
$ F × 1.6\,\mathrm{m} = 1000\,\mathrm{N} × 0.4\,\mathrm{m} $
解得 $ F = \frac{1000\,\mathrm{N} × 0.4\,\mathrm{m}}{1.6\,\mathrm{m}} = 250\,\mathrm{N} $。
【答案】省力；1.6；250
【知识点】杠杆分类、杠杆平衡条件
【点评】本题以生活中的独轮车为载体，考查杠杆的分类和杠杆平衡条件的应用，解题关键是准确识别动力臂和阻力臂，属于初中物理力学的基础题型，注重物理知识与生活实际的结合。
【难度系数】0.7
【解析】1. 确定支点：独轮车绕车轮的轴转动，因此支点为车轮的轴。
2. 确定力臂：动力F的力臂是支点到F作用线的垂直距离，由图可知为1.6 m；阻力是车箱和泥土的总重G，阻力臂是支点到G作用线的垂直距离，为0.4 m。
3. 判断杠杆类型：由于动力臂（1.6 m）大于阻力臂（0.4 m），所以独轮车属于省力杠杆。
4. 计算力F：根据杠杆平衡条件 $ F · L_{\mathrm{动}} = G · L_{\mathrm{阻}} $，代入数据得：
$ F × 1.6\,\mathrm{m} = 1000\,\mathrm{N} × 0.4\,\mathrm{m} $
解得 $ F = \frac{1000\,\mathrm{N} × 0.4\,\mathrm{m}}{1.6\,\mathrm{m}} = 250\,\mathrm{N} $。
【答案】省力；1.6；250
【知识点】杠杆分类、杠杆平衡条件
【点评】本题以生活中的独轮车为载体，考查杠杆的分类和杠杆平衡条件的应用，解题关键是准确识别动力臂和阻力臂，属于初中物理力学的基础题型，注重物理知识与生活实际的结合。
【难度系数】0.7
17. 如图所示,一同学在用滑轮组匀速提升不同重物时,记录下了绳子自由端拉力F与对应所提升的物体的重力G,如下表:
G/N 1 2 3 4 5 6
F/N 0.8 1.3 1.8 2.3 2.8 3.3
根据上表数据分析可知,绳子自由端拉力F与物体重力G的关系式为F=
当物体重力G=10 N时,此滑轮组的机械效率η=
G/N 1 2 3 4 5 6
F/N 0.8 1.3 1.8 2.3 2.8 3.3
根据上表数据分析可知,绳子自由端拉力F与物体重力G的关系式为F=
0.5G+0.3 N
;当物体重力G=10 N时,此滑轮组的机械效率η=
94.3 %
.答案
17. 0.5G+0.3 N 94.3 %
解析
【分析】
首先观察表格中拉力F与物体重力G的数值，发现F随G的变化呈线性关系，因此假设F与G满足一次函数关系F=kG+b；选取两组数据代入函数式，求解出k和b，得到F与G的关系式；再结合滑轮组不计绳重和摩擦时的拉力公式，确定承担物重的绳子段数和动滑轮重力，最后利用机械效率公式计算G=10N时的机械效率。
【解析】
1. 推导F与G的关系式：
设拉力F与物体重力G的关系为一次函数：$ F = kG + b $
选取表格中两组数据代入：
当$ G_1=1\ \mathrm{N} $时，$ F_1=0.8\ \mathrm{N} $，得：$ 0.8 = k × 1 + b $ ①
当$ G_2=2\ \mathrm{N} $时，$ F_2=1.3\ \mathrm{N} $，得：$ 1.3 = k × 2 + b $ ②
用②-①消去b，得：$ k=0.5 $，将$ k=0.5 $代入①，得$ b=0.3\ \mathrm{N} $
因此关系式为：$ F = 0.5G + 0.3\ \mathrm{N} $
2. 计算G=10N时的机械效率：
不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力公式为$ F = \frac{G + G_{\mathrm{动}}}{n} $，与上述关系式对比：
$ \frac{1}{n}=0.5 $，得承担物重的绳子段数$ n=2 $；
$ \frac{G_{\mathrm{动}}}{n}=0.3\ \mathrm{N} $，得动滑轮重力$ G_{\mathrm{动}}=0.6\ \mathrm{N} $。
机械效率公式：$ \eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}=\frac{Gh}{Fs}=\frac{Gh}{F· nh}=\frac{G}{nF} $，或简化为$ \eta=\frac{G}{G+G_{\mathrm{动}}} $。
代入$ G=10\ \mathrm{N} $：$ \eta=\frac{10\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N}+0.6\ \mathrm{N}}\approx94.3\% $
【答案】
$ 0.5G + 0.3\ \mathrm{N} $；$ 94.3\% $
【知识点】
一次函数应用、滑轮组机械效率、滑轮组拉力计算
【点评】
本题结合实验数据考查物理规律的推导与应用，需先通过线性数据确定函数关系，再结合滑轮组受力特点分析动滑轮重与绳子段数，进而计算机械效率，注重知识的综合运用。
【难度系数】
0.5
首先观察表格中拉力F与物体重力G的数值，发现F随G的变化呈线性关系，因此假设F与G满足一次函数关系F=kG+b；选取两组数据代入函数式，求解出k和b，得到F与G的关系式；再结合滑轮组不计绳重和摩擦时的拉力公式，确定承担物重的绳子段数和动滑轮重力，最后利用机械效率公式计算G=10N时的机械效率。
【解析】
1. 推导F与G的关系式：
设拉力F与物体重力G的关系为一次函数：$ F = kG + b $
选取表格中两组数据代入：
当$ G_1=1\ \mathrm{N} $时，$ F_1=0.8\ \mathrm{N} $，得：$ 0.8 = k × 1 + b $ ①
当$ G_2=2\ \mathrm{N} $时，$ F_2=1.3\ \mathrm{N} $，得：$ 1.3 = k × 2 + b $ ②
用②-①消去b，得：$ k=0.5 $，将$ k=0.5 $代入①，得$ b=0.3\ \mathrm{N} $
因此关系式为：$ F = 0.5G + 0.3\ \mathrm{N} $
2. 计算G=10N时的机械效率：
不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力公式为$ F = \frac{G + G_{\mathrm{动}}}{n} $，与上述关系式对比：
$ \frac{1}{n}=0.5 $，得承担物重的绳子段数$ n=2 $；
$ \frac{G_{\mathrm{动}}}{n}=0.3\ \mathrm{N} $，得动滑轮重力$ G_{\mathrm{动}}=0.6\ \mathrm{N} $。
机械效率公式：$ \eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}=\frac{Gh}{Fs}=\frac{Gh}{F· nh}=\frac{G}{nF} $，或简化为$ \eta=\frac{G}{G+G_{\mathrm{动}}} $。
代入$ G=10\ \mathrm{N} $：$ \eta=\frac{10\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N}+0.6\ \mathrm{N}}\approx94.3\% $
【答案】
$ 0.5G + 0.3\ \mathrm{N} $；$ 94.3\% $
【知识点】
一次函数应用、滑轮组机械效率、滑轮组拉力计算
【点评】
本题结合实验数据考查物理规律的推导与应用，需先通过线性数据确定函数关系，再结合滑轮组受力特点分析动滑轮重与绳子段数，进而计算机械效率，注重知识的综合运用。
【难度系数】
0.5
18. 如图甲所示，放在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动.当水平推力为$F_1$时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示；当水平推力为$F_2$时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示.则$F_1$
等于
（大于/等于/小于，下同）$F_2$，若两次推力的功率分别为$P_1$、$P_2$，则$P_1$小于
$P_2$.答案
18. 等于 小于
解析
【分析】
要解决本题，需结合图像判断物体的运动状态，再依据二力平衡条件、滑动摩擦力的影响因素和功率公式分析推力与功率的大小关系：首先，s-t图像和v-t图像中平行于时间轴的直线均表示物体做匀速直线运动；同一物体在水平地面运动时，滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定，两次运动中这两个条件不变，故滑动摩擦力大小相同；最后利用功率公式$P=Fv$比较功率。
【解析】
1. 判断物体运动状态：
由图乙的s-t图像可知，物体路程与时间成正比，做匀速直线运动，速度$v_1=\frac{s}{t}=\frac{6\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=3\ \mathrm{m/s}$；
由图丙的v-t图像可知，物体速度保持5 m/s不变，也做匀速直线运动，速度$v_2=5\ \mathrm{m/s}$。
2. 比较推力大小：
物体做匀速直线运动时，水平推力与滑动摩擦力是平衡力，大小相等，即$F=f$。同一物体在同一水平地面，压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力$f$大小相同，因此$F_1=f$，$F_2=f$，故$F_1=F_2$。
3. 比较功率大小：
功率公式为$P=Fv$，因$F_1=F_2$，且$v_1=3\ \mathrm{m/s}＜v_2=5\ \mathrm{m/s}$，所以$P_1=F_1v_1 ＜ P_2=F_2v_2$，即$P_1＜P_2$。
【答案】
等于；小于
【知识点】
二力平衡、滑动摩擦力、功率
【点评】
本题结合运动图像考查力学核心知识点，关键是通过图像判断匀速运动状态，明确滑动摩擦力的决定因素，再结合公式推导推力和功率的关系，属于中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合图像判断物体的运动状态，再依据二力平衡条件、滑动摩擦力的影响因素和功率公式分析推力与功率的大小关系：首先，s-t图像和v-t图像中平行于时间轴的直线均表示物体做匀速直线运动；同一物体在水平地面运动时，滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定，两次运动中这两个条件不变，故滑动摩擦力大小相同；最后利用功率公式$P=Fv$比较功率。
【解析】
1. 判断物体运动状态：
由图乙的s-t图像可知，物体路程与时间成正比，做匀速直线运动，速度$v_1=\frac{s}{t}=\frac{6\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=3\ \mathrm{m/s}$；
由图丙的v-t图像可知，物体速度保持5 m/s不变，也做匀速直线运动，速度$v_2=5\ \mathrm{m/s}$。
2. 比较推力大小：
物体做匀速直线运动时，水平推力与滑动摩擦力是平衡力，大小相等，即$F=f$。同一物体在同一水平地面，压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力$f$大小相同，因此$F_1=f$，$F_2=f$，故$F_1=F_2$。
3. 比较功率大小：
功率公式为$P=Fv$，因$F_1=F_2$，且$v_1=3\ \mathrm{m/s}＜v_2=5\ \mathrm{m/s}$，所以$P_1=F_1v_1 ＜ P_2=F_2v_2$，即$P_1＜P_2$。
【答案】
等于；小于
【知识点】
二力平衡、滑动摩擦力、功率
【点评】
本题结合运动图像考查力学核心知识点，关键是通过图像判断匀速运动状态，明确滑动摩擦力的决定因素，再结合公式推导推力和功率的关系，属于中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5
19.（2023·新吴）质量为45 kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示.根据图象可估算出该同学每分钟跳绳的次数是
180
次，克服重力做功的平均功率为81
W.（g取10 N/kg）答案
19. 180 81
解析
【分析】要计算每分钟跳绳次数，需从图像中获取跳绳一次的周期，再用总时间除以周期；计算克服重力做功的平均功率，需先算出每次跳绳克服重力做的功，再结合每分钟跳绳次数得到总功，最后除以时间得到功率。
【解析】
1. 计算每分钟跳绳次数：
由图像可知，跳绳一次的周期 $ T = \frac{1}{3}\ \mathrm{s} $，则每分钟（$ 60\ \mathrm{s} $）跳绳次数：
$ n = \frac{60\ \mathrm{s}}{T} = \frac{60}{\frac{1}{3}} = 180 $ 次。
2. 计算克服重力做功的平均功率：
该同学的重力 $ G = mg = 45\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 450\ \mathrm{N} $；
每次跳绳重心上升高度 $ h = 0.06\ \mathrm{m} $，每次克服重力做功 $ W_0 = Gh = 450\ \mathrm{N} × 0.06\ \mathrm{m} = 27\ \mathrm{J} $；
每分钟总功 $ W_{\mathrm{总}} = n × W_0 = 180 × 27\ \mathrm{J} = 4860\ \mathrm{J} $；
平均功率 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{4860\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}} = 81\ \mathrm{W} $。
【答案】180；81
【知识点】功的计算、功率的计算、重力的计算
【点评】本题结合图像考查功与功率的基础计算，核心是从图像中提取跳绳周期，理解每次跳绳克服重力做功的过程，属于常规应用题型。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 计算每分钟跳绳次数：
由图像可知，跳绳一次的周期 $ T = \frac{1}{3}\ \mathrm{s} $，则每分钟（$ 60\ \mathrm{s} $）跳绳次数：
$ n = \frac{60\ \mathrm{s}}{T} = \frac{60}{\frac{1}{3}} = 180 $ 次。
2. 计算克服重力做功的平均功率：
该同学的重力 $ G = mg = 45\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 450\ \mathrm{N} $；
每次跳绳重心上升高度 $ h = 0.06\ \mathrm{m} $，每次克服重力做功 $ W_0 = Gh = 450\ \mathrm{N} × 0.06\ \mathrm{m} = 27\ \mathrm{J} $；
每分钟总功 $ W_{\mathrm{总}} = n × W_0 = 180 × 27\ \mathrm{J} = 4860\ \mathrm{J} $；
平均功率 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{4860\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}} = 81\ \mathrm{W} $。
【答案】180；81
【知识点】功的计算、功率的计算、重力的计算
【点评】本题结合图像考查功与功率的基础计算，核心是从图像中提取跳绳周期，理解每次跳绳克服重力做功的过程，属于常规应用题型。
【难度系数】0.6
