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第十二章 簡單機械
本章復習方案
復習目標
1.知道簡單機械。通過實驗，探究并了解杠桿的平衡條件。
2.知道機械效率。了解提高機械效率的途徑和意義。
要點回顧
熱點題型
一、簡單機械
例1　（河南中考）下列工具中，使用時屬于費力杠桿的是（　　）
A.羊角錘 B.筷子 C.瓶蓋起子 D.天平
解析：羊角錘和瓶蓋起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿。
答案：B
跟蹤練習1　（2019·成都中考）如圖所示，是三種類型的剪刀的示意圖，請你為鐵匠師傅選擇一把剪鐵皮的剪刀，你會選擇________（選填“A”“B”或“C”）剪刀，這樣選擇的目的是省________。
　　 　　　　　 　　
A　　　 　　　　　B　　 　　　　　　　　C　
跟蹤練習2　（2019·湖北宜昌中考）如圖所示，賽艇的船槳是一種杠桿，劃船時它是一支________力杠桿，手移動的距離________（選填“大于”或“小于”）槳在水中移動的距離。
例2　（2020·湖南郴州中考）小明利用如圖所示的裝置探究杠桿平衡條件。
（1）為排除杠桿自重對實驗的影響，實驗前把杠桿中心支在支架上，杠桿靜止在圖甲所示位置，此時應將杠桿右端的螺母向________（選填“左”或“右”）調節，使杠桿在水平位置達到平衡。
甲　　　　　　　　　乙　　　　　　 　　　丙
（2）在杠桿兩側掛上不同數量相同規格的鉤碼，調節鉤碼位置，使杠桿重新在水平位置平衡，這樣做的目的是____ ____。
（3）實驗時，小明在杠桿左側A位置（左邊位置第四格）先掛了3個鉤碼，如圖乙所示，則在右側B位置（右邊位置第三格）應掛______個相同規格的鉤碼，杠桿可以重新在水平位置平衡。
（4）如圖丙所示，小明在A位置掛一個彈簧測力計，在B位置掛了2個鉤碼，現將彈簧測力計從C位置移到D位置，在此過程中杠桿始終在水平位置保持平衡，則彈簧測力計示數________（選填“變大”“變小”或“不變”），原因是__ ______。
解析：（1）為排除杠桿自重對實驗的影響，實驗前把杠桿中心支在支架上，杠桿靜止在題圖甲所示位置，杠桿右端偏高，應將杠桿右端的螺母向右調節，使杠桿在水平位置平衡。（2）在杠桿兩側掛上不同數量相同規格的鉤碼，調節鉤碼位置，使杠桿重新在水平位置平衡，這樣做的目的是直接從杠桿上讀出力臂。（3）一個鉤碼的重力為G，設杠桿的一個小格長為L，由杠桿的平衡條件F1l1=F2l2知，3G×4L=nG×3L，解得n=4，即在B位置掛上4個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡。（4）題圖丙中，當彈簧測力計繞A點從C位置轉動到D位置的過程中，要保持杠桿仍在水平位置平衡，則拉力F將變小，這是因為，當拉力由傾斜變成垂直時，阻力和阻力臂不變，拉力F力臂變大，相應的力會變小，這樣才能繼續平衡。
答案：（1）右　（2）直接從杠桿上讀出力臂　（3）4　（4）變小　當拉力由傾斜變成垂直時，阻力和阻力臂不變，拉力F力臂變大，相應的力會變小，這樣才能繼續平衡
跟蹤練習3　（2019·江蘇淮安中考）小明在“探究杠桿平衡條件”的實驗中：
　
甲　　　　　　　　　　　　乙
（1）實驗前調節平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，目的之一是方便測量________。
（2）如圖甲所示。在杠桿左邊A處掛4個鉤碼。要使杠桿在水平位置平衡，在杠桿B 處掛________個鉤碼（實驗中所用的鉤碼均相同）。
（3）小明又用彈簧測力計在C處豎直向上拉。如圖乙所示。彈簧測力計逐漸向右傾時，使杠桿仍然在水平位置平衡。則彈簧測力計的示數將逐漸________（選填“變大”“變小”或 “不變”）。
跟蹤練習4　（2019·四川瀘州中考）如圖所示，在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，輕質杠桿上每個小格長度均為2 cm，在B點豎直懸掛4個重均為0.5 N的鉤碼，在A點用與水平方向成30°角 的動力F拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡。對該杠桿此狀態的判斷，下列說法中正確的是（　　）
A.杠桿的動力臂為8 cm
B.該杠桿為費力杠桿
C.該杠桿的阻力大小為0.5 N
D.動力F的大小為1.5 N
例3　（2019·湖南株洲中考）采用如圖所示站姿鍛煉手臂力量：雙腳并攏，腳尖O觸地，腳后跟踮起，手臂水平，手掌支撐在豎直墻壁上的A點，B為人體重心所在位置。鍛煉時，軀體伸直，手臂彎曲和伸直動作交替進行。現要估測手掌對墻壁的壓力F。（g為已知常量）
（1）用體重計稱量出人體的體重（質量）m，用卷尺分別測量出________兩點間的豎直距離L1和________兩點間的水平距離L2（均選填“A、O”或“B、O”）。
（2）手掌對墻壁的壓力F=________（用已知和測得的物理量表示）。
（3）鍛煉時，腳尖離開墻壁越遠，手掌對墻壁的壓力就越________。
解析：（1）由圖可知，以腳尖O為支點，支持力F′的力臂為A、O兩點間的豎直距離，重力G的力臂為B、O兩點間的水平距離，用卷尺分別測量出A、O兩點間的豎直距離L 1和B、O兩點間的水平距離L 2。
（2）由杠桿的平衡條件可得F'L1=mgL2，
所以墻壁對手掌的支持力：F'=；
墻壁對手掌的支持力與手掌對墻壁的壓力是一對相互作用力，
故F=F'=。
（3）由F′L1=mg L 2可知，鍛煉時，腳尖離開墻壁越遠，L1減小，L2增大，質量不變，重力不變，F′變大，故F變大，手掌對墻壁的壓力就越大。
答案：（1）A、O　B、O　（2）　（3）大
跟蹤練習5　（2019·貴州安順中考）如圖所示，用固定在豎直墻上的直角三角形支架ABC放置空調室外機，已知AB長40 cm，BC長50 cm。室外機的質量為30 kg，室外機的重力作用線正好通過AB中點，則A處釘受到的水平拉力F為________N（支架重力不計）。為了安全，從力學的角度分析，室外機的位置應盡量________（選填“靠近”或“遠離”）墻壁。
跟蹤練習6　（2019·湖南益陽中考）如圖所示是吊車吊起貨物的示意圖，已知AB=4 m，BC=6 m。吊臂是一個杠桿，當吊臂吊著2 t的貨物處于靜止狀態時，杠桿的支點是________（選填“A”“B”或“C”）點，伸縮撐桿對吊臂的支持力大小為________N。（g取10 N/kg）
例4　（多選）（2019·成都中考）如圖甲所示的裝置，每個滑輪的重力為10 N，物體A的重力GA=100 N，物體B的重力GB=40 N，對A施加水平向右的拉力F1=110 N，使A以0.1 m/s的速度勻速向右運動；撤去拉力F1，在A的右側加掛一個與它相同的物體，如圖乙所示，對B施加一個豎直向下的拉力F2，使A以0.2 m/s的速度勻速向左運動。繩重及滑輪轉軸處的摩擦等次要因素忽略不計，則下列說法正確的是（　　）
A.甲圖中，A受到的摩擦力為110 N
B.乙圖中，F2的大小為45 N
C.乙圖中，P點處受到的拉力為145 N
D.乙圖中，F2做功的功率為2 W
解析：題圖甲中，因為在F1的作
用下物體A勻速向右運動，因此整個裝置處于平衡狀態，以中間的動滑輪為研究對象，它的受力情況如圖12-12（1）所示，FB=GB=40 N，動滑輪重G=10 N，所以F=2FB-G=2×40 N-10 N=70 N，即物體A受到繩子水平向左70 N的拉力，所以物體A受到的摩擦力F摩=F1-F=110 N-70 N=40 N，A錯誤。題圖乙中，整個裝置也處于平衡狀態，物體A和與它相同的物體受到的摩擦力為40 N×2=80 N，因此動滑輪受到向下的拉力F'=80 N，繩子上承擔的力===45 N，所以F2=-GB=45 N-40 N=5 N，B錯誤。題圖乙中，以最上邊的定滑輪為研究對象，其受力情況如圖（2）所示，則P點處受到的拉力F拉=3+G=3×45 N+10 N=145 N，C正確。題圖乙中物體A的速度是0.2 m/s，則F2作用的繩端移動速度是v=2×0.2 m/s=0.4 m/s，所以F2做功的功率P=F2v=5 N×0.4 m/s=2 W，D正確。
答案：CD
跟蹤練習7　（多選）（2020·江西中考）如圖所示，將重6 N的物體勻速拉高20 cm，在此過程中，不計滑輪裝置自重、繩重和摩擦，以下說法正確的是（　　）
A.繩子自由端被拉下1.2 m
B.繩子對地面的拉力為1 N
C.對物體所做的功為1.2 J
D.橫梁受到的拉力為9 N
跟蹤練習8　（2019·杭州中考）木塊在兩端開口且足夠長的豎直筒中自由釋放可向下做勻速直線運動；若木塊在其右側質量為5 kg的物體牽引下則可向上做勻速直線運動（繩子質量及滑輪與轉軸、繩子間的摩擦均忽略不計），如圖所示。問：（g取10 N/kg）
（1）當右側物體剛落地時木塊所受到的摩擦力的方向為________。
（2）木塊的質量為________kg。
（3） 若右側物體下落20 cm時其重力做的功為________J。
二、機械效率
例5　 （多選）（2019·河北中考）如圖所示，重為G的物體在拉力F的作用下，以v的速度勻速運動了s。已知物體在水平桌面上運動時受到的摩擦阻力為物重的，不計繩重、輪與軸間的摩擦。下列說法正確的是（　　）
A.使用該滑輪組一定省力
B.拉力的功率為2Fv
C.額外功為
D.滑輪組的機械效率為
解析：設物體與水平桌面間的摩擦阻力為F摩，由題圖可知，與動滑輪相連的繩子段數為2，在不計繩重、輪與軸間的摩擦時，F=（G動+F摩），若G動答案：BC
規律：使用滑輪組豎直提升物體時，克服物重所做的功為有用功；使用滑輪組水平拉動物體時，克服物體與水平面間摩擦所做的功為有用功。
跟蹤練習9　（多選）（2019·河南中考） 工人用如圖所示的滑輪組，在時間t內，將重為G的貨物勻速提升了h，人對繩子豎直向下的拉力恒為F。以下說法正確的是（　　）
A.拉力F的功率為
B.額外功為（2FG）h
C.滑輪組的機械效率為
D.滑輪組的機械效率隨h的增大而增大
跟蹤練習10　（2019·四川達州中考）救援車工作原理如圖所示，當車載電機對鋼繩施加的拉力F大小為2.5×103 N時，小車A恰能勻速緩慢地沿斜面上升。已知小車A的質量為1 t，斜面高為2 m，斜面長為5 m（不計車長、鋼繩重、動滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦，g取10 N/kg）。在小車A由水平路面被拖上救援車的過程中，鋼繩所做的有用功為________J，整個裝置的機械效率為________，小車A與斜面間的摩擦力大小為________N。
例6　（2019·山東淄博中考）在日常生活和工農業生產中，提高機械效率有著重要的意義。提高機械效率，要從研究影響機械效率的因素出發，尋求辦法。
　 　
甲　　　 　乙　　　　　　　　　丙　　　　
（1）為了探究影響機械效率的因素，小明選取了大小相同的滑輪，利用圖甲和圖乙裝置進行實驗，并把數據整理記錄在下表中。
實驗次數 1 2 3 4 5
滑輪材質 鋁 鋁 鋁 塑料 塑料
鉤碼重G/ N 1 2 2 2 2
提升的高度h/m 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2
有用功W有/J 0.1 0.2 0.4 0.4 0.4
拉力F/ N 0.6 1.0 1.0 0.8 2.1
繩端移動的距離s/m 0.3 0.3 0.6 0.6 0.2
總功W總/ J 0.18 0.3 0.6 0.48 0.42
機械效率η 56% 67% 67% 83% 95%
①比較1和2兩次實驗發現：在所用滑輪組一定時，提升的鉤碼________，機械效率越高。
②比較3和4兩次實驗發現：滑輪組的機械效率還與________有關。
③比較________兩次實驗發現：在所用滑輪組一定時，機械效率與提升鉤碼的高度無關。
④第5次實驗是利用了圖________的裝置完成的，判斷依據是______ __。
⑤利用圖甲的裝置，把重6 N的物體用2.5 N的拉力迅速拉起，滑輪組的機械效率為________。可見如果沒有刻度尺，只有測力計，也可以測量出滑輪組的機械效率。
（2）小明利用圖丙裝置實驗發現：斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關，與物重無關。保持斜面傾斜程度不變，可以采用________的方法減小摩擦，從而提高斜面的機械效率。
（3）實驗表明：額外功越小，總功越接近有用功；進一步推理得出：假設沒有額外功，總功等于有用功；可見使用任何機械都________。下列物理規律的得出運用了這種研究方法的是________。
A.焦耳定律 B.牛頓第一定律
C.阿基米德原理 D.歐姆定律
解析：（1）①1和2兩次實驗中，滑輪組相同，提升鉤碼的高度相同，但是提升鉤碼所受的重力不同，可得出提升的鉤碼越重，滑輪組的機械效率就越高的結論。
②3和4兩次實驗中，滑輪組材質不同，滑輪組重力不同，但提升鉤碼的高度、重力相同，機械效率不同，說明滑輪組的機械效率還與動滑輪重有關。
③根據題意可知，應選擇滑輪組材質相同，機械效率相同，提升鉤碼高度不同的兩組數據進行比較，故選擇比較2和3兩次實驗。
④第5次實驗中提升鉤碼高度和繩端移動的距離相等，所以第5次實驗是利用了定滑輪完成的，故是利用了圖乙完成的。
⑤題圖甲中滑輪組繩子段數n=3，G物=6 N，F拉=2.5 N，則滑輪組機械效率為η=====80%。
（2）斜面傾斜程度不變時，物體對斜面的壓力也會不變，所以可以采用減小接觸面粗糙程度的方法來減小摩擦。
（3）假設沒有額外功，總功等于有用功，不可能小于有用功，說明使用任何機械都不能省功，這種研究方法叫推理法，牛頓第一定律就是用推理法得到的。
答案：（1）①越重　②動滑輪重　③2和3　④乙　繩端移動的距離等于物體提升的高度　⑤80%　（2）減小接觸面的粗糙程度　（3）不省功　B
跟蹤練習11　（2019·山東青島中考節選）測量滑輪組的機械效率實驗裝置和數據記錄表如下：
次數 鉤碼重力G/ N 鉤碼上升的高度h/m 繩端拉力F/ N 繩端移動的距離s/m 機械 效率η
1 2.0 0.10 0.9 0.30 74.1%
2 2.0 0.15 0.9 0.45 74.1%
3 2.0 0.20 0.9 0.60 74.1%
4 4.0 0.20 1.6 0.60
（1）第4次實驗測得的機械效率為________。
（2）分析表中數據可得：利用相同的滑輪組提升同一物體，物體上升的高度不同，滑輪組的機械效率________；提升不同的物體，物體的重力越大，滑輪組的機械效率越________。
跟蹤練習12　（2019·湖北隨州中考）物理實驗興趣小組間開展競賽活動，甲組出題乙組用實驗的方法解答。甲組用布簾將一個滑輪組遮蔽（如圖），乙組同學通過測量：滑輪組下方所掛重物重力為G，重物被勻速提升的高度為H，乙組同學施加在滑輪組繞繩的自由端的拉力為F，該自由端移動的距離為h；通過3組實驗（數據見下表）乙組同學探究出“布簾背后的秘密”。
實驗次數 1 2 3
G/ N 5.0 8.0 11.0
F/ N 2.0 3.0 4.1
H/cm 10.0 15.0 20.0
h/cm 30.1 45.1 60.2
假設你是乙組成員請判斷：動滑輪實際被使用的個數是________（選填“一個”或“兩個”）；滑輪組中所有動滑輪（及動滑輪間的連接物）總重力約為________（選填“1 N”“2 N”或“3 N”）；當提升重物重力為G=4.0 N時，該滑輪組的機械效率最接近________（選填“80%”“33%”或“25%”）；乙組同學發現實驗數據不像“理想模型”那樣完美，請你提出一條產生誤差的原因：______ __。
例7　（2019·江蘇宿遷中考）如圖所示，工人利用滑輪組提升重物，在30 s內將靜止在水平地面上質量為90 kg、底面積為200 cm2的長方體物塊勻速提升5 m，此時工人的拉力為400 N（g取10 N/kg）。求：
（1）提升前物塊對水平地面的壓強；
（2）工人拉力做功的功率；
（3）滑輪組提升該物塊的機械效率。
解析：（1）已知長方體物塊的質量，根據G=mg得出物塊的重力，其對地面的壓力等于重力，根據p=求出提升前物塊對水平地面的壓強；
（2）由題圖可知，繩子的有效段數n=3，求出物塊勻速提升5 m繩子自由端移動的距離，根據P==求出工人拉力做功的功率；
（3）根據η==求出滑輪組提升該物塊的機械效率。
解：（1）質量為90 kg的物塊的重力：
G=mg=90 kg×10 N/kg=900 N，
對水平地面的壓力：F=G=900 N，
提升前物塊對水平地面的壓強：
p===4.5×104 Pa；
（2）由題圖知，繩子的有效段數n=3，則繩子自由端移動的距離為
s=3h=3×5 m=15 m，
工人拉力做功的功率：
P====200 W；
（3）滑輪組提升該物塊的機械效率：
η====75%。
跟蹤練習13　（2019·廣東中考）如圖所示，質量為960 kg、底面積為0.5 m2的石材A放在水平地面上，利用滑輪組水平拉動A，使其在20 s的時間內勻速向墻靠近了4 m，水平拉力F=500 N，不計繩、滑輪組的質量以及繩與滑輪組之間的摩擦，g取10 N/kg。求：
（1）A對水平地面的壓強；
（2）A在運動過程中受到摩擦力的大小：
（3）拉力F的功率。
跟蹤練習14　（2019·四川攀枝花中考）如圖所示，在水平路面上行駛的汽車通過滑輪組拉著重G=9×104 N的貨物A沿斜面向上勻速運動。貨物A的速度為v=2 m/s，經過t=10 s，貨物A豎直升高h=10 m。已知汽車對繩的拉力F的功率P=120 kW，不計繩、滑輪的質量和摩擦，求：
（1）t時間內汽車對繩的拉力所做的功；
（2）汽車對繩的拉力大小；
（3）斜面的機械效率。
參考答案
要點回顧
1.硬棒　固定點轉動　硬棒
2.支點　動力　動力臂　阻力　阻力臂
3. F1l1=F2l2（或動力×動力臂=阻力×阻力臂）
4.>　<　距離
5.<　>　距離
6.=　=　
7.等臂　省力　可以改變
8.動力臂為阻力臂二倍的杠桿　力　不能改變
9.省力　改變力的方向　G物+G動　nh
10.力　11.力　12.必須　13.不得不
14.有用功　額外功
15.比值
16.　<　17.Gh　18.Fs　19.
20.Gh　21.Fl　22.
23.機械　24.摩擦　25.重力
跟蹤練習
1. C　力　解析：剪鐵皮是比較費力的，因此應選用省力杠桿，以達到省力目的，在A、B、C三把剪刀中，C剪刀使用時的阻力臂比動力臂小得多，因此更省力。
2.費　小于　解析：由槳的結構可知，賽艇的船槳在使用時動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；費了力，省了距離，劃船時手只要移動較小的距離就能使槳在水中移動較大的距離。
3.（1）力臂　（2）3　（3）變大
解析：（1）調節杠桿在水平位置平衡，可以在杠桿上直接讀取力臂。
（2）根據杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知，設杠桿上每小格長度為l，則4G×3l=nG×4l，得n=3，即在B處掛3個鉤碼。
（3）由題圖知，彈簧測力計向右傾斜，拉力的力臂變小，根據杠桿的平衡條件可知，拉力變大，即彈簧測力計的示數變大。
4. B　解析：當動力在A點與水平方向成30°角拉杠桿時，動力臂為OA=×4×2 cm=4 cm，故A錯誤；阻力臂OB為3×2 cm=6 cm>4 cm，即阻力臂大于動力臂，該杠桿為費力杠桿，故B正確；該杠桿的阻力大小為G=4×0.5 N=2 N，故C錯誤；根據杠桿的平衡條件F1l1=F2l2，可得G×OB=F×OA，代入數據，2 N×6 cm=F×4 cm，解得F=3 N，故D錯誤。
5. 200　靠近　解析：由勾股定理可得，
AC===30 cm。
由題意可知，以C為支點，ABC是一個杠桿。AC為A處釘水平拉力的力臂，室外機對其壓力的力臂為AB長的，由杠桿平衡條件可得：
F×AC=G×AB；
即F×30 cm=300 N××40 cm，
解得F=200 N；
為了安全，應減小A處的拉力（若拉力過大，支架對釘的拉力會使釘松動而造成危險）；
在A處拉力F和阻力G一定時，室外機的位置越靠近墻壁，室外機對支架壓力的力臂越小，根據杠桿平衡條件可知，A處的拉力將減小，以保證支架和室外機的安全。
6. A　50 000　解析：如圖所示，吊臂在升起過程中，圍繞著A轉動，故A為支點；
貨物重：G=mg=2 000 kg×10 N/kg=20 000 N，
AC=AB+BC=4 m+6 m=10 m，
伸縮撐桿對吊臂的支持力豎直向上，其力臂為ABcos θ，
由杠桿的平衡條件得F×ABcos θ=G×ACcos θ。
F====50 000 N。
7. CD　解析：由題圖可知，與動滑輪連接的繩子段數為4段，則繩子自由端被拉下的距離s=nh=4×20 cm=80 cm=0.8 m，A錯誤；地面對繩子的拉力與繩子自由端的拉力相同，即F=，繩子對地面的拉力與地面對繩子的拉力是相互作用力，大小相等，均為1.5 N，B錯誤；對物體所做的功W=Gh=6 N×0.2 m=1.2 J，C正確；由于橫梁被6段繩子向下拉，則橫梁受到的拉力為1.5 N×6=9 N，D正確。
8. （1）豎直向下　（2）2.5　（3）10　解析：（1）當右側物體剛落地時，木塊由于慣性繼續上升，所以木塊所受到的摩擦力方向為豎直向下。（2）木塊勻速下降時，木塊受到的豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力是一對平衡力，大小相等，即F摩=G；當木塊勻速上升時，木塊受到豎直向上的拉力、豎直向下的重力和摩擦力是平衡力，由于木塊勻速上升和勻速下降時對筒壁的壓力大小相同，接觸面粗糙程度相同，所以摩擦力大小不變，所以F拉=G+F摩。而F拉=G物=m物g=5 kg×10 N/kg=50 N，由此可得50 N=G+F摩=2G，則木塊的重力G=25 N，木塊的質量m===2.5 kg。（3）右側物體下落20 cm時重力做的功W=G物h=50 N×0.2 m=10 J。
方法：判斷摩擦力大小的方法：如果物體靜止或做勻速直線運動，則首先考慮利用二力平衡判斷摩擦力的大小；如果不行，再考慮利用影響摩擦力大小的因素進行判斷。
9. AB　解析：由題圖可知，有2段繩子與動滑輪相連，則繩端移動的距離s=2h，故拉力F的功率為P===，A正確；有用功為W有=Gh，則額外功W額=W總-W有=2Fh-Gh=（2F-G）h，B正確；滑輪組的機械效率η===，與h無關，C、D錯誤。
10. 2×104　80%　1×103　　
解析：小車質量m=1 t=1 000 kg，
其重力G=mg=1 000 kg×10 N/kg=1×104 N，
鋼繩所做的有用功為
W有=Gh=1×104 N×2 m=2×104 J；
不計車長，拉力端移動的距離s=2L=2×5 m=10 m，
拉力做的總功：
W總=Fs=2.5×103 N×10 m=2.5×104 J，
整個裝置的機械效率：
η===80%；
不計鋼繩重、動滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦，克服小車A與斜面間的摩擦做的功為額外功，
W額=W總-W有=2.5×104 J-2×104 J=5×103 J，
由W額=F摩L可得摩擦力：
F摩===1×103 N。
11. （1）83.3%　（2）相同　高　解析：（1）第4次實驗滑輪組的機械效率為η== =≈83.3%。（2）由1、2、3次實驗數據可知，利用相同的滑輪組提升同一物體，物體上升的高度不同，而滑輪組的機械效率相同，均為74.1%；由3、4次實驗數據可知，利用相同的滑輪組提升不同的物體，物重越大，滑輪組的機械效率越高。
12.一個　1　80%　繩與輪之間存在摩擦
解析：由實驗數據可知，所用繩子的段數n==≈3，
故動滑輪實際被使用的個數是一個（若是兩個，有效段數為4或5）；
若不考慮摩擦，則F=，所以G動=3F-G=2 N×3-5 N=1 N，
即所用動滑輪的總重為1 N；
當提升重物為G=4.0 N時，拉力約為F'===N
所以η====80%；
乙組同學發現實驗數據不像“理想模型”那樣完美，產生誤差的原因是繩與輪之間存在摩擦。
13. 解：（1）A對水平地面的壓力：
F=G=mg=960 kg×10 N/kg=9.6×103 N，
A的受力面積S=0.5 m2，
A對水平地面的壓強：
p===1.92×104 Pa。
（2）石材A做勻速直線運動，由題圖可知，動滑輪上繩子的段數n=2，所以A在運動過程中受到的摩擦力：
F摩=nF=2×500 N=1 000 N。
（3）拉力F移動的距離：sF=ns=2×4 m=8 m，
拉力F做的總功：
W總=FsF=500 N×8 m=4 000 J，
拉力F的功率：
P===200 W。
14. 解：（1）由P=可得t時間內汽車對繩的拉力所做的功：
W=Pt=1.2×105 W×10 s=1.2×106 J。
（2）10 s內貨物移動的距離：s物=vt=2 m/s×10 s=20 m，
由題圖知，n=3，拉力端移動的距離：
s=3s物=3×20 m=60 m，
由W=Fs可得汽車對繩的拉力大小：
F===20 000 N。
（3）不計繩、滑輪的質量和摩擦，滑輪組對重物的拉力：
F拉=3F=3×20 000 N=6×104 N，
斜面的機械效率：
η====75%。

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