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8. 如图所示,赛艇的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是 （
A
）答案
8. A
解析
【分析】要解决此题，需先明确杠杆的分类：根据动力臂与阻力臂的大小关系，杠杆分为省力杠杆（动力臂＞阻力臂）、费力杠杆（动力臂＜阻力臂）、等臂杠杆（动力臂=阻力臂）。赛艇的桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。接下来逐一分析各选项工具的杠杆类型：A选项筷子，使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；B选项瓶起子，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；C选项核桃夹，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D选项榨汁器，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。因此需选出属于费力杠杆的选项，即A。
【解析】1. 确定赛艇桨的杠杆类型：赛艇桨的支点在桨与船身的连接点，手施加动力的力臂（动力臂）小于桨对水的阻力的力臂（阻力臂），故桨是费力杠杆。2. 分析各选项：
A. 筷子：使用时，支点在筷子与手的接触点，动力臂（手施力点到支点的距离）小于阻力臂（筷端夹物处到支点的距离），属于费力杠杆，与桨同类。
B. 瓶起子：开瓶盖时，支点在瓶盖边缘，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合。
C. 核桃夹：夹核桃时，支点在转轴处，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合。
D. 榨汁器：榨汁时，支点在手柄处，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合。
综上，答案为A。
【答案】A
【知识点】杠杆的分类、费力杠杆
【点评】本题考查杠杆类型的判断，核心是掌握动力臂与阻力臂的大小关系对杠杆类型的影响，属于基础概念题，难度不大。
【难度系数】0.3
【解析】1. 确定赛艇桨的杠杆类型：赛艇桨的支点在桨与船身的连接点，手施加动力的力臂（动力臂）小于桨对水的阻力的力臂（阻力臂），故桨是费力杠杆。2. 分析各选项：
A. 筷子：使用时，支点在筷子与手的接触点，动力臂（手施力点到支点的距离）小于阻力臂（筷端夹物处到支点的距离），属于费力杠杆，与桨同类。
B. 瓶起子：开瓶盖时，支点在瓶盖边缘，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合。
C. 核桃夹：夹核桃时，支点在转轴处，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合。
D. 榨汁器：榨汁时，支点在手柄处，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合。
综上，答案为A。
【答案】A
【知识点】杠杆的分类、费力杠杆
【点评】本题考查杠杆类型的判断，核心是掌握动力臂与阻力臂的大小关系对杠杆类型的影响，属于基础概念题，难度不大。
【难度系数】0.3
9. 一吊车在2 s内将1 500 N的物体提升2 m后，在空中停留了3 s，又在5 s内沿水平方向将物体移动了10 m，则10 s内吊车的功率为 （
A.300 W
B.2 000 W
C.3 000 W
D.1 500 W
A
）A.300 W
B.2 000 W
C.3 000 W
D.1 500 W
答案
9. A
解析
【分析】要计算10s内吊车的功率，需先明确功率公式$P=\frac{W_{总}}{t_{总}}$，核心是确定总功和总时间。做功的两个必要条件是：力作用在物体上，且物体在力的方向上移动距离；若力与距离垂直或无移动距离，则力不做功。需分阶段判断各过程是否做功，再计算总功与总时间，最后求功率。
【解析】解：
1. 分阶段分析做功：
提升物体阶段（$t_1=2s$）：吊车拉力等于物体重力，方向竖直向上，物体沿拉力方向移动2m，做功$W_1=Gh=1500N×2m=3000J$；
停留阶段（$t_2=3s$）：物体未在拉力方向移动距离，做功$W_2=0$；
水平移动阶段（$t_3=5s$）：拉力竖直向上，移动距离水平，力与距离垂直，做功$W_3=0$；
2. 计算总功和总时间：
总功$W_{总}=W_1+W_2+W_3=3000J$，总时间$t_{总}=t_1+t_2+t_3=2s+3s+5s=10s$；
3. 计算功率：
根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t_{总}}=\frac{3000J}{10s}=300W$。
【答案】A
【知识点】功率计算、功的判断
【点评】本题考查功和功率的基础计算，关键是掌握做功的两个必要因素，准确判断各阶段是否做功，避免错误计算停留或水平移动阶段的功，属于常规基础题。
【难度系数】0.6
【解析】解：
1. 分阶段分析做功：
提升物体阶段（$t_1=2s$）：吊车拉力等于物体重力，方向竖直向上，物体沿拉力方向移动2m，做功$W_1=Gh=1500N×2m=3000J$；
停留阶段（$t_2=3s$）：物体未在拉力方向移动距离，做功$W_2=0$；
水平移动阶段（$t_3=5s$）：拉力竖直向上，移动距离水平，力与距离垂直，做功$W_3=0$；
2. 计算总功和总时间：
总功$W_{总}=W_1+W_2+W_3=3000J$，总时间$t_{总}=t_1+t_2+t_3=2s+3s+5s=10s$；
3. 计算功率：
根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t_{总}}=\frac{3000J}{10s}=300W$。
【答案】A
【知识点】功率计算、功的判断
【点评】本题考查功和功率的基础计算，关键是掌握做功的两个必要因素，准确判断各阶段是否做功，避免错误计算停留或水平移动阶段的功，属于常规基础题。
【难度系数】0.6
10. 如图所示为一长为$ L $的粗细均匀杠杆，在杠杆右端用竖直向上的拉力拉着杠杆匀速上升。将重物挂在距支点$\frac{L}{4}$处时杠杆的机械效率为60％，弹簧测力计示数为$ F_1 $；将重物挂在距支点$\frac{3L}{4}$处时，在右端再用竖直向上的拉力拉着杠杆匀速上升，弹簧测力计示数为$ F_2 $，则$ F_1:F_2 $为（已知支点与杆之间的摩擦始终占总功的20％）
（
A.$ 1:3 $
B.$ 2:5 $
C.$ 5:6 $
D.$ 3:4 $
（
B
）A.$ 1:3 $
B.$ 2:5 $
C.$ 5:6 $
D.$ 3:4 $
答案
10. B
解析
【分析】
要解决本题，需明确杠杆的总功、有用功、额外功的组成，其中额外功包括克服杠杆自重的功和支点摩擦的功，且摩擦占总功的20%。先通过第一种情况的机械效率推导杠杆自重与拉力的关系，再代入第二种情况计算拉力，最终得到拉力之比。
【解析】
设杠杆重力为$ G_{杆} $，重物重力为$ G_{物} $，拉力端移动距离为$ h $，则重物上升高度为$ \frac{x}{L}h $（$ x $为重物到支点的距离），杠杆重心在中点，上升高度为$ \frac{h}{2} $。
总功$ W_{总}=Fh $，有用功$ W_{有用}=G_{物}·\frac{x}{L}h $，额外功$ W_{额}=W_{总}-W_{有用} $；由题意，摩擦占总功的20%，即$ W_{摩擦}=0.2W_{总} $，额外功还包括克服杠杆自重的功$ W_{杆}=G_{杆}·\frac{h}{2} $，故$ W_{额}=W_{杆}+W_{摩擦} $。
1. 对第一种情况（$ x_1=\frac{L}{4} $，$ \eta=60\% $）：
机械效率$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=1-\frac{W_{杆}+0.2W_{总}}{W_{总}}=0.6 $，化简得$ 0.8-\frac{W_{杆}}{W_{总}}=0.6 $，即$ \frac{W_{杆}}{W_{总}}=0.2 $。
代入$ W_{杆}=G_{杆}·\frac{h}{2} $、$ W_{总}=F_1h $，得：$ \frac{G_{杆}·\frac{h}{2}}{F_1h}=0.2 $ → $ G_{杆}=0.4F_1 $。
再代入总功关系：$ F_1h=\frac{G_{物}L/4}{L}h + G_{杆}·\frac{h}{2} +0.2F_1h $，约去$ h $并代入$ G_{杆}=0.4F_1 $，解得$ G_{物}=2.4F_1 $。
2. 对第二种情况（$ x_2=\frac{3L}{4} $）：
同理，总功关系为$ F_2h=\frac{G_{物}·3L/4}{L}h + G_{杆}·\frac{h}{2} +0.2F_2h $，约去$ h $，代入$ G_{物}=2.4F_1 $、$ G_{杆}=0.4F_1 $，得：
$ F_2=1.8F_1 +0.2F_1 +0.2F_2 $ → $ 0.8F_2=2F_1 $ → $ F_1:F_2=2:5 $。
【答案】
B
【知识点】
杠杆机械效率、杠杆平衡条件
【点评】
本题结合杠杆机械效率与额外功的组成，需理清各功的关系，通过比例推导拉力之比，关键是明确额外功的两部分组成，难度适中。
【难度系数】
0.4
要解决本题，需明确杠杆的总功、有用功、额外功的组成，其中额外功包括克服杠杆自重的功和支点摩擦的功，且摩擦占总功的20%。先通过第一种情况的机械效率推导杠杆自重与拉力的关系，再代入第二种情况计算拉力，最终得到拉力之比。
【解析】
设杠杆重力为$ G_{杆} $，重物重力为$ G_{物} $，拉力端移动距离为$ h $，则重物上升高度为$ \frac{x}{L}h $（$ x $为重物到支点的距离），杠杆重心在中点，上升高度为$ \frac{h}{2} $。
总功$ W_{总}=Fh $，有用功$ W_{有用}=G_{物}·\frac{x}{L}h $，额外功$ W_{额}=W_{总}-W_{有用} $；由题意，摩擦占总功的20%，即$ W_{摩擦}=0.2W_{总} $，额外功还包括克服杠杆自重的功$ W_{杆}=G_{杆}·\frac{h}{2} $，故$ W_{额}=W_{杆}+W_{摩擦} $。
1. 对第一种情况（$ x_1=\frac{L}{4} $，$ \eta=60\% $）：
机械效率$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=1-\frac{W_{杆}+0.2W_{总}}{W_{总}}=0.6 $，化简得$ 0.8-\frac{W_{杆}}{W_{总}}=0.6 $，即$ \frac{W_{杆}}{W_{总}}=0.2 $。
代入$ W_{杆}=G_{杆}·\frac{h}{2} $、$ W_{总}=F_1h $，得：$ \frac{G_{杆}·\frac{h}{2}}{F_1h}=0.2 $ → $ G_{杆}=0.4F_1 $。
再代入总功关系：$ F_1h=\frac{G_{物}L/4}{L}h + G_{杆}·\frac{h}{2} +0.2F_1h $，约去$ h $并代入$ G_{杆}=0.4F_1 $，解得$ G_{物}=2.4F_1 $。
2. 对第二种情况（$ x_2=\frac{3L}{4} $）：
同理，总功关系为$ F_2h=\frac{G_{物}·3L/4}{L}h + G_{杆}·\frac{h}{2} +0.2F_2h $，约去$ h $，代入$ G_{物}=2.4F_1 $、$ G_{杆}=0.4F_1 $，得：
$ F_2=1.8F_1 +0.2F_1 +0.2F_2 $ → $ 0.8F_2=2F_1 $ → $ F_1:F_2=2:5 $。
【答案】
B
【知识点】
杠杆机械效率、杠杆平衡条件
【点评】
本题结合杠杆机械效率与额外功的组成，需理清各功的关系，通过比例推导拉力之比，关键是明确额外功的两部分组成，难度适中。
【难度系数】
0.4
11. 小李帮朋友搬家，他用图中甲、乙所示的两套装置（每个滑轮的质量均相等，绳重和摩擦不计），分别将重力为100 N的重物匀速提升相同高度h，若拉力竖直向上，则使用两套装置时不同的物理量是（
A.拉力大小
B.有用功
C.额外功
D.机械效率
A
）A.拉力大小
B.有用功
C.额外功
D.机械效率
答案
11. A
解析
【分析】
要解决本题，需先明确甲、乙两套装置的结构，结合滑轮组的相关知识逐一分析各物理量：首先确定有用功、额外功、机械效率、拉力的影响因素，再对比两套装置的差异，判断哪个物理量不同。
【解析】
解：逐一分析选项：
1. 选项A（拉力大小）：不计绳重和摩擦时，拉力公式为$ F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} $（$ n $为承担物重的绳子段数）。甲装置中，承担物重的绳子段数$ n_1=2 $，故拉力$ F_1=\frac{100N+G_{动}}{2} $；乙装置中，承担物重的绳子段数$ n_2=3 $，故拉力$ F_2=\frac{100N+G_{动}}{3} $。因$ n_1≠n_2 $，所以$ F_1≠F_2 $，拉力大小不同。
2. 选项B（有用功）：有用功公式为$ W_{有}=G_{物}h $，两套装置提升的重物重力均为100N，提升高度$ h $相同，因此有用功相同。
3. 选项C（额外功）：不计绳重和摩擦时，额外功是提升动滑轮做的功，公式为$ W_{额}=G_{动}h $。两套装置都只有1个动滑轮，动滑轮重力$ G_{动} $相同，提升高度$ h $相同，所以额外功相同。
4. 选项D（机械效率）：机械效率公式为$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}} $，因有用功和额外功都相同，所以机械效率相同。
综上，不同的物理量是拉力大小，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组拉力计算；有用功与额外功；机械效率
【点评】
本题考查滑轮组相关物理量的对比，核心是明确承担物重的绳子段数，掌握有用功、额外功、机械效率的影响因素，属于基础题型，需准确理解滑轮组的工作原理。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先明确甲、乙两套装置的结构，结合滑轮组的相关知识逐一分析各物理量：首先确定有用功、额外功、机械效率、拉力的影响因素，再对比两套装置的差异，判断哪个物理量不同。
【解析】
解：逐一分析选项：
1. 选项A（拉力大小）：不计绳重和摩擦时，拉力公式为$ F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} $（$ n $为承担物重的绳子段数）。甲装置中，承担物重的绳子段数$ n_1=2 $，故拉力$ F_1=\frac{100N+G_{动}}{2} $；乙装置中，承担物重的绳子段数$ n_2=3 $，故拉力$ F_2=\frac{100N+G_{动}}{3} $。因$ n_1≠n_2 $，所以$ F_1≠F_2 $，拉力大小不同。
2. 选项B（有用功）：有用功公式为$ W_{有}=G_{物}h $，两套装置提升的重物重力均为100N，提升高度$ h $相同，因此有用功相同。
3. 选项C（额外功）：不计绳重和摩擦时，额外功是提升动滑轮做的功，公式为$ W_{额}=G_{动}h $。两套装置都只有1个动滑轮，动滑轮重力$ G_{动} $相同，提升高度$ h $相同，所以额外功相同。
4. 选项D（机械效率）：机械效率公式为$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}} $，因有用功和额外功都相同，所以机械效率相同。
综上，不同的物理量是拉力大小，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组拉力计算；有用功与额外功；机械效率
【点评】
本题考查滑轮组相关物理量的对比，核心是明确承担物重的绳子段数，掌握有用功、额外功、机械效率的影响因素，属于基础题型，需准确理解滑轮组的工作原理。
【难度系数】
0.5
