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6.[科学思维]如图为载有重物的家用L形小车的示意图，在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直于挡板的力F，使小车绕O点慢慢转动到图中虚线位置。忽略小车受到的重力，此过程中力F的大小（
A.一直减小
B.一直增大
C.先减小后增大
D.先增大后减小
A
）A.一直减小
B.一直增大
C.先减小后增大
D.先增大后减小
答案
6.A
解析
【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用，解题思路：首先确定杠杆的支点为O点，动力F始终垂直于挡板，因此动力臂（支点O到F作用线的垂直距离）保持不变；阻力为重物的重力G，大小不变，阻力臂是支点O到重力作用线的垂直距离。随着小车绕O点转动，阻力臂逐渐减小，根据杠杆平衡条件分析力F的变化。
【解析】
根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $，本题中，动力为F，动力臂$ L_F $是支点O到力F作用线的垂直距离，由于F始终垂直于挡板，挡板长度不变，因此动力臂$ L_F $大小不变；阻力为重物的重力G，大小不变；阻力臂$ L_G $是支点O到重力作用线（竖直向下）的垂直距离，在小车绕O点转动的过程中，阻力臂$ L_G $逐渐减小。将杠杆平衡条件变形得$ F = \frac{G · L_G}{L_F} $，由于G和$ L_F $均不变，$ L_G $逐渐减小，因此力F的大小一直减小。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合实际装置考查杠杆平衡条件的应用，关键是明确转动过程中动力臂不变、阻力臂减小，属于基础应用类题目，需掌握杠杆平衡条件的分析方法。
【难度系数】
0.5
本题考查杠杆平衡条件的应用，解题思路：首先确定杠杆的支点为O点，动力F始终垂直于挡板，因此动力臂（支点O到F作用线的垂直距离）保持不变；阻力为重物的重力G，大小不变，阻力臂是支点O到重力作用线的垂直距离。随着小车绕O点转动，阻力臂逐渐减小，根据杠杆平衡条件分析力F的变化。
【解析】
根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $，本题中，动力为F，动力臂$ L_F $是支点O到力F作用线的垂直距离，由于F始终垂直于挡板，挡板长度不变，因此动力臂$ L_F $大小不变；阻力为重物的重力G，大小不变；阻力臂$ L_G $是支点O到重力作用线（竖直向下）的垂直距离，在小车绕O点转动的过程中，阻力臂$ L_G $逐渐减小。将杠杆平衡条件变形得$ F = \frac{G · L_G}{L_F} $，由于G和$ L_F $均不变，$ L_G $逐渐减小，因此力F的大小一直减小。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合实际装置考查杠杆平衡条件的应用，关键是明确转动过程中动力臂不变、阻力臂减小，属于基础应用类题目，需掌握杠杆平衡条件的分析方法。
【难度系数】
0.5
7.用如图电动起重机将6000 N的重物匀速提升了4 m，用时10 s，电动机的功率为5000 W。
下列说法正确的是 （
A.起重机对重物做的有用功是$2×10^{4}\ \mathrm{J}$
B.起重机的电动机做的总功是$6×10^{4}\ \mathrm{J}$
C.起重机的机械效率是$48\%$
D.若只减小动滑轮重，则起重机的机械效率将变小
下列说法正确的是 （
C
）A.起重机对重物做的有用功是$2×10^{4}\ \mathrm{J}$
B.起重机的电动机做的总功是$6×10^{4}\ \mathrm{J}$
C.起重机的机械效率是$48\%$
D.若只减小动滑轮重，则起重机的机械效率将变小
答案
7.C
解析
【分析】
要判断各选项的正误，需明确有用功、总功、机械效率的计算公式，先分别计算有用功、总功，再求机械效率，最后分析机械效率的影响因素。核心公式：有用功$W_{有用}=Gh$，总功$W_{总}=Pt$，机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$；机械效率与额外功相关，减小动滑轮重会减少额外功，提升机械效率。
【解析】
1. 计算有用功：
已知重物重力$G=6000\ \mathrm{N}$，提升高度$h=4\ \mathrm{m}$，根据有用功公式：
$W_{有用}=Gh=6000\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m}=2.4×10^4\ \mathrm{J}$，故选项A（$2×10^4\ \mathrm{J}$）错误。
2. 计算总功：
已知电动机功率$P=5000\ \mathrm{W}$，用时$t=10\ \mathrm{s}$，根据总功公式：
$W_{总}=Pt=5000\ \mathrm{W}×10\ \mathrm{s}=5×10^4\ \mathrm{J}$，故选项B（$6×10^4\ \mathrm{J}$）错误。
3. 计算机械效率：
根据机械效率公式：
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{2.4×10^4\ \mathrm{J}}{5×10^4\ \mathrm{J}}×100\%=48\%$，故选项C正确。
4. 分析选项D：
机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}$，若减小动滑轮重，额外功$W_{额外}$减少，有用功不变时，机械效率将变大，故选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
功的计算、机械效率、功率的计算
【点评】
本题考查功、功率、机械效率的基本计算及机械效率的影响因素，需准确区分有用功与总功，掌握相关公式，难度适中。
【难度系数】
0.6
要判断各选项的正误，需明确有用功、总功、机械效率的计算公式，先分别计算有用功、总功，再求机械效率，最后分析机械效率的影响因素。核心公式：有用功$W_{有用}=Gh$，总功$W_{总}=Pt$，机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$；机械效率与额外功相关，减小动滑轮重会减少额外功，提升机械效率。
【解析】
1. 计算有用功：
已知重物重力$G=6000\ \mathrm{N}$，提升高度$h=4\ \mathrm{m}$，根据有用功公式：
$W_{有用}=Gh=6000\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m}=2.4×10^4\ \mathrm{J}$，故选项A（$2×10^4\ \mathrm{J}$）错误。
2. 计算总功：
已知电动机功率$P=5000\ \mathrm{W}$，用时$t=10\ \mathrm{s}$，根据总功公式：
$W_{总}=Pt=5000\ \mathrm{W}×10\ \mathrm{s}=5×10^4\ \mathrm{J}$，故选项B（$6×10^4\ \mathrm{J}$）错误。
3. 计算机械效率：
根据机械效率公式：
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{2.4×10^4\ \mathrm{J}}{5×10^4\ \mathrm{J}}×100\%=48\%$，故选项C正确。
4. 分析选项D：
机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}$，若减小动滑轮重，额外功$W_{额外}$减少，有用功不变时，机械效率将变大，故选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
功的计算、机械效率、功率的计算
【点评】
本题考查功、功率、机械效率的基本计算及机械效率的影响因素，需准确区分有用功与总功，掌握相关公式，难度适中。
【难度系数】
0.6
8.〔日常生活〕如图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙为两水平杠杆$AO_1B$、$DCO_2$组合的示意图。下列说法正确的是 （
A.水平杠杆$AO_1B$为费力杠杆
B.水平杠杆$DCO_2$的支点是C
C.使用脚踏式翻盖垃圾桶“翻盖”可以节省能量
D.克服垃圾桶桶盖的重力做的功为有用功
D
）A.水平杠杆$AO_1B$为费力杠杆
B.水平杠杆$DCO_2$的支点是C
C.使用脚踏式翻盖垃圾桶“翻盖”可以节省能量
D.克服垃圾桶桶盖的重力做的功为有用功
答案
8.D
解析
【分析】要判断各选项的正误，需结合杠杆的分类、支点的判断、功的原理以及有用功的概念逐一分析：明确杠杆绕着转动的点为支点，根据动力臂与阻力臂的大小关系判断杠杆类型；依据功的原理，使用任何机械都不省功；有用功是我们需要的、有价值的功，结合翻盖的目的判断有用功。
【解析】
1. 分析选项A：杠杆$AO_1B$的支点为$O_1$，脚对A点的力是动力，动力臂为$AO_1$；B点受到的阻力，阻力臂为$O_1B$。由图可知$AO_1 ＞ O_1B$，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，因此该杠杆是省力杠杆，A错误。
2. 分析选项B：杠杆$DCO_2$绕着$O_2$转动，所以其支点是$O_2$，并非C，B错误。
3. 分析选项C：根据功的原理，使用任何机械都不省功，因此使用该垃圾桶“翻盖”不能节省能量，C错误。
4. 分析选项D：翻盖的目的是抬起桶盖，克服桶盖重力做的功是我们需要的、有价值的功，属于有用功，D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆分类、功的原理、有用功
【点评】本题结合生活中的脚踏式翻盖垃圾桶，考查杠杆相关知识和功的概念，属于基础应用类题目，需要准确掌握杠杆的支点判断、类型判断以及有用功的定义，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 分析选项A：杠杆$AO_1B$的支点为$O_1$，脚对A点的力是动力，动力臂为$AO_1$；B点受到的阻力，阻力臂为$O_1B$。由图可知$AO_1 ＞ O_1B$，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，因此该杠杆是省力杠杆，A错误。
2. 分析选项B：杠杆$DCO_2$绕着$O_2$转动，所以其支点是$O_2$，并非C，B错误。
3. 分析选项C：根据功的原理，使用任何机械都不省功，因此使用该垃圾桶“翻盖”不能节省能量，C错误。
4. 分析选项D：翻盖的目的是抬起桶盖，克服桶盖重力做的功是我们需要的、有价值的功，属于有用功，D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆分类、功的原理、有用功
【点评】本题结合生活中的脚踏式翻盖垃圾桶，考查杠杆相关知识和功的概念，属于基础应用类题目，需要准确掌握杠杆的支点判断、类型判断以及有用功的定义，难度适中。
【难度系数】0.6
二、非选择题
9.如图甲是某小组同学测量动滑轮的机械效率的示意图。将重为3 N的物体从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置上升到B'位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。
（1）实验过程中应竖直向上
暑假作业
（2）有用功是
（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志，请你列举两个提高动滑轮的机械效率的措施：
9.如图甲是某小组同学测量动滑轮的机械效率的示意图。将重为3 N的物体从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置上升到B'位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。
（1）实验过程中应竖直向上
匀速
拉动滑轮上升。暑假作业
（2）有用功是
0.3
J。此动滑轮的机械效率是75
%。（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志，请你列举两个提高动滑轮的机械效率的措施：
减小动滑轮的重力；增大被提升物体的重力；减小摩擦(任选两条)
。答案
9.(1)匀速
(2)0.3 75
(3)减小动滑轮的重力；增大被提升物体的重力；减小摩擦(任选两条)
(2)0.3 75
(3)减小动滑轮的重力；增大被提升物体的重力；减小摩擦(任选两条)
解析
【分析】
本题围绕动滑轮机械效率的实验展开，解题思路如下：第(1)问需明确实验操作要求，匀速拉动才能保证受力平衡，测力计示数准确；第(2)问利用有用功、总功和机械效率的公式，先确定物体上升高度、拉力大小和绳子自由端移动距离，再代入计算；第(3)问从减少额外功或增大有用功的角度，列举提高机械效率的措施。
【解析】
(1) 实验时，竖直向上匀速拉动滑轮，可使动滑轮处于平衡状态，弹簧测力计示数等于拉力大小，保证测量准确，故应匀速拉动。
(2) 由图甲得，物体上升高度$ h = 10\ \mathrm{cm} = 0.1\ \mathrm{m} $，有用功$ W_{\mathrm{有}} = Gh = 3\ \mathrm{N} × 0.1\ \mathrm{m} = 0.3\ \mathrm{J} $；弹簧测力计示数（拉力）$ F = 2\ \mathrm{N} $，动滑轮中绳子自由端移动距离$ s = 2h = 0.2\ \mathrm{m} $，总功$ W_{\mathrm{总}} = Fs = 2\ \mathrm{N} × 0.2\ \mathrm{m} = 0.4\ \mathrm{J} $，机械效率$ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{0.3\ \mathrm{J}}{0.4\ \mathrm{J}} × 100\% = 75\% $。
(3) 提高动滑轮机械效率，可从减少额外功或增大有用功入手：减小动滑轮的重力（减少动滑轮自重的额外功）；增大被提升物体的重力（额外功不变时增大有用功）；减小滑轮与轴的摩擦（减少摩擦的额外功），任选两条即可。
【答案】
(1) 匀速
(2) 0.3；75
(3) 减小动滑轮的重力；增大被提升物体的重力（或减小摩擦，合理即可）
【知识点】
动滑轮机械效率；功的计算；机械效率
【点评】
本题是动滑轮机械效率的基础实验题，考查实验操作、公式计算和效率提升措施，需掌握动滑轮特点及相关公式，难度适中，属于学生应掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.7
本题围绕动滑轮机械效率的实验展开，解题思路如下：第(1)问需明确实验操作要求，匀速拉动才能保证受力平衡，测力计示数准确；第(2)问利用有用功、总功和机械效率的公式，先确定物体上升高度、拉力大小和绳子自由端移动距离，再代入计算；第(3)问从减少额外功或增大有用功的角度，列举提高机械效率的措施。
【解析】
(1) 实验时，竖直向上匀速拉动滑轮，可使动滑轮处于平衡状态，弹簧测力计示数等于拉力大小，保证测量准确，故应匀速拉动。
(2) 由图甲得，物体上升高度$ h = 10\ \mathrm{cm} = 0.1\ \mathrm{m} $，有用功$ W_{\mathrm{有}} = Gh = 3\ \mathrm{N} × 0.1\ \mathrm{m} = 0.3\ \mathrm{J} $；弹簧测力计示数（拉力）$ F = 2\ \mathrm{N} $，动滑轮中绳子自由端移动距离$ s = 2h = 0.2\ \mathrm{m} $，总功$ W_{\mathrm{总}} = Fs = 2\ \mathrm{N} × 0.2\ \mathrm{m} = 0.4\ \mathrm{J} $，机械效率$ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{0.3\ \mathrm{J}}{0.4\ \mathrm{J}} × 100\% = 75\% $。
(3) 提高动滑轮机械效率，可从减少额外功或增大有用功入手：减小动滑轮的重力（减少动滑轮自重的额外功）；增大被提升物体的重力（额外功不变时增大有用功）；减小滑轮与轴的摩擦（减少摩擦的额外功），任选两条即可。
【答案】
(1) 匀速
(2) 0.3；75
(3) 减小动滑轮的重力；增大被提升物体的重力（或减小摩擦，合理即可）
【知识点】
动滑轮机械效率；功的计算；机械效率
【点评】
本题是动滑轮机械效率的基础实验题，考查实验操作、公式计算和效率提升措施，需掌握动滑轮特点及相关公式，难度适中，属于学生应掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.7
