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浙教版科学九年级上第三章第4节《简单机械》培优训练A
第1课时
学习目标：
1.区分杠杆是一种简单机械，能找出杠杆的支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂。
同步训练：
2.解释杠杆的平衡条件，解释杠杆省力或费力的原因，判断杠杆使用过程中的能量转化过程。1.如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是(
)
A.定滑轮，可省力
B.动滑轮，可省力
C.定滑轮，可改变力的方向
D.动滑轮，可改变力的方向
2.如图甲所示，重为80N的物体在大小为10N,水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2拉物体匀速向右运动1m.若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则(
)
A.物体向左运动时，拉力F1的功率P1=30W
B.物体向右运动时，物体与地面之间的摩擦力f=10
N
C.物体向右运动时，拉力F2=10N
D.物体向右运动时，拉力F2所做的功W=40J
3.如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面，则(
)
A.F甲＞F乙,因为甲方法的动力臂长
B.F甲＜F乙，因为乙方法的阻力臂长
C.F甲＞F乙,因为乙方法的阻力臂短
D.F甲=F乙,因为动力臂都是阻力臂的2倍
4.小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是(
)
5.如图所示是一根重为G的均匀木棒OA,能以支点O自由转动，现用力Fc作用于木棒的A端，使木棒OA在水平位置上保持平衡。当力F由Fc方向逐渐转到FB时，力的大小变化为(
)
A.一直在减小
B.保持不变
C.先减小后增大
D.先增大后减小
6.如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕0点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示。据图可知金属杆重(
)
A.5N
B.10N
C.20N
D.40N
7.如图所示，质量为2kg的物体A放在水平桌面上，(不计绳重及绳与轮的摩擦)动滑轮重6N,滑轮下面悬挂一物体B,当物体B重8N时，恰能匀速下滑。用一个水平向左的拉力F作用在物体A,使物体A以1m/s的速度向左做匀速直线运动，时间为3s.下列说法正确的是(
)
A.拉力F的大小为8N
B.拉力F的功率是14W
C.拉力F做的功是60J
D.物体A在F作用下向左运动时，动滑轮以1m/s的速度匀速上升
8.如图所示，光滑水平地面上有一块足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮(不计滑轮自重及轴心的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。在绳端5N的水平拉力F的作用下，木板向右匀速运动了0.2m.下列分析正确的是(
)
A.小木块受到的摩擦力为20N
B.弹簧测力计的示数为10N
C.该过程拉力做功为4J
D.小木块相对地面做匀速直线运动
9.如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10
N,则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为
N,拉力F的大小为
N。
10.如图所示用螺丝刀撬图钉，请画出在A点处所用最小力F1的示意图，并画出阻力F2的力臂。
11.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码的重力相等，杠杆刻度均匀。
(1)平衡时，应该让杠杆静止在
位置。
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图甲所示，他们记录的数据为：动力F1＝1.5N,动力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,则阻力臂L2=
m。
(3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是
。
A.铁架台自身的重力足够大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了图乙所示的结果。根据这个结果，可以初步得到，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1L1=
(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示）
12.如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA=20cm,G1是边长为5cm的正方体，G2重为20N。当OC=10cm时，绳子的拉力为
N,此时G1对地面的压强为2×104Pa.现用一水平拉力，使G2以
cm/s的速度向右匀速运动，经过12.5s后，可使G1对地面的压力恰好为0。
13.如图为水平桌面上的圆形玻璃转盘（转盘半径为50cm),在水平力作用下能绕转盘中心O点自由转动，转动时可视为杠杆。甲在A点施加一个大小为20N的水平力FA,想让转盘转动，对面的乙在距O点40cm处的B点同时施加一个水平力，想让转盘反方向转动，乙应沿图中
(填“F1”“F2”“F3”或“F4”)方向施加一个至少为
N的力，才可能达到目的(假设只有甲、乙两人对转盘施力，忽略其他力对转动的影响）。
14.骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重600
N的小明在1min内完成了50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中，脚跟离开地面的高度
是9cm.求：
(1)小腿肌肉对每只脚的拉力。
(2)小明踮脚过程中克服重力做功的功率。
15.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N,测得的数据如表：
次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η
1
4
1.8
0.3
0.3
2
6
2.4
0.3
0.3
83％
3
4
0.1
0.5
0.5
57％
4
4
0.2
1.0
1.0
57％
(1)在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上
拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验测得的机械效率为
，若不计绳重与摩擦，动滑轮重为
N。
(3)分析表中数据可知：第2次实验是用
图做的；第4次实验是用
(填“a”“b”或“c”)图做的。
(4)分析第1.2次实验数据可知：使用同一滑轮组，
可以提高滑轮组的机械效率；分析第1.3次实验数据可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率
。
（5)分析第3.4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度
。
（6)若小明在实验时弹簧测力计拉动方偏离了竖直方向，则测出的机械效率将
(填“变大”“不变”或“变小”)。
16.如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为L,则吸盘B受到的摩擦力F的大小与L的关系图像为(
)
17.如图所示，将长为1.2m的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B,它们距台面边缘处的距离均为0.3m。在A端挂一个重为30N的物体，在B端挂一个重为G的物体。
(1)若G=30N,台面受到本棒的压力为N
。
(2)若要使本棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于
N。
(3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为
N。
第2课时
学习目标：
1.说明定滑轮、动滑轮工作原理、特点和它们的实质。
2.解释滑轮组工作原理和滑轮组绕线法则。
同步训练：
1.定滑轮重2N,动滑轮重1N.物体A在拉力F=4N的作用下，1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m。不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是(
)
A.绳子自由端移动速度为0.1m/s
B.滑轮组的机械效率为87.5%
C.天花板对滑轮组的拉力为10N
D.滑轮组对物体A做功的功率为1.6W
2.同一物体沿相同水平地面匀速移动，如下图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则(
)
A.F甲B.F甲>F乙>F丙
C.
F甲>F乙=F丙
D.
F甲=F乙>F丙
3.如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面匀速直线运动，已知弹簧测力计读数为10
N,物体M的运动速度为1m/s(不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦)。那么在此过程中(
)
A.物体M与地面间的摩擦力为5N
B.物体M与地面间的摩擦力为10N
C.水平拉力F做功的功率为20W
D.1s内滑轮对物体M做功为10J
4.如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N。不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦，则(
)
A.物体A受到水平的摩擦力为5N
B.拉力F的功率为4W
C.若物体A匀速运动2s,拉力F做功为4J
D.物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力
5.如图所示，工人用240N的拉力，在15s的时间内，将重600N的建筑材料从地面提升到6m高的楼顶上，绳子自由端移动了
m,拉力做的功是
J,拉力的功率是
_______W。
6.建筑工人利用如图所示装置，将质量为100kg的沙袋从地面匀速提到3m高的一楼楼上，用时30s.已知动滑轮的质量为8kg,不计绳子重力和摩擦。(g取10
N/kg)求：
(1)拉力的大小。
(2)这段时间内人拉绳子做功的功率。
7.如图所示，F1=4N,F2=3N,此时物体A对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是(
)
A.F2的功率为0.6W
B.弹簧测力计读数为9N
C.物体A和地面之间有摩擦力
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
8.用滑轮组将重为G=1200N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力，作用在绳自由端拉力F的功率始终保持1500W,金属块浸没在水中时匀速提起的速度为υ=1m/s,金属块的密度为ρ=6×103kg/m3,g取10
N/kg。则下列说法正确的是(
)
A.金属块露出水面之前，绳子自由端移动的速度为υ?=4m/s
B.金属块露出水面之前滑轮组的机械效率η=85.2%
C.滑轮组中动滑轮的重力为G动=500
N
D.金属块全部出水面后作用在绳子自由端的拉力F?比F大100N
9.如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.01m/s的速度匀速运动。此时滑轮组的机械效率为75%,运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍。不计绳重、滑轮摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向。人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。则下列计算结果错误的是(
)
A.绳子自由端受到拉力的功率是2W
B.人所受到的合力为零
C.绳子自由端运动的速度是0.01m/s
D.人对地面的压力是410N
10.桥式起重机在工业生产上有广泛应用。如图所示是某桥式起重机的示意图，水平横梁MN架在轨道A和B上，电动机D可沿横梁左右移动。横梁、电动机、挂钩、滑轮、钢索、导线的质量以及滑轮上的摩擦均不计。电动机通过滑轮组，将质量为600kg的零件，以0.4m/s的速度匀速吊高4m。问：电动机对零件做的功为多少焦？电动机的功率至少为多少瓦？(g取10N/kg)
11.北海、防城港、钦州是广西与东盟经济交流的重要港口城市，滑轮组在港口机械设备中有广泛的应用，机械设备在设计制造过程中需要进行静态模拟实验，某科研室用实心圆柱体A进行静态模拟实验，如图所示，已知A的体积为1.2×10-3m3,质量为2.1kg.整个打捞过程A被匀速提升，A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%。忽略绳重及滑轮摩擦，不考虑水的阻力，求：(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)A受到的重力。
(2)A完全浸没在水中时受到的浮力。
(3)A完全离开水面后，绳子自由端的拉力F。
(4)A完全离开水面后，滑轮组的机械效率。(保留1位小数)
12.如图所示是汽车起重机，其中A、B组成滑轮组(结构如示意图)，C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，O为吊臂的转动轴。装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶端受到竖直向下的力。下列有关汽车起重机的叙述中错误的是(
)
A.滑轮组中A滑轮用于改变力的方向
B.当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大
C.当D杆伸长时力F的力臂将变小
D.H的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大
在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4s内将一个重为100
N的物体，沿着水平地面匀速拉动了2m。人的拉力为18N,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
(1)人的拉力所做的功。
(2)人的拉力做功的功率。
(3)动滑轮受到的重力。
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精品试卷·第
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浙教版科学九年级上第三章第4节《简单机械》培优训练A
第1课时
学习目标：
1.区分杠杆是一种简单机械，能找出杠杆的支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂。
2.解释杠杆的平衡条件，解释杠杆省力或费力的原因，判断杠杆使用过程中的能量转化过程。1.如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是(▲)
A.定滑轮，可省力
B.动滑轮，可省力
C.定滑轮，可改变力的方向
D.动滑轮，可改变力的方向
【答案】C
【解析】掌握定滑轮和动滑轮的区别，轴固定不动的滑轮是定滑轮，随物体一起升降的物体是动滑轮；定滑轮不能省力，但可以改变用力的方向。
【分析】此题考查了定滑轮和动滑轮的区别，关键是看滑轮是否随物体一起升降，同时考查了定滑轮和动滑轮的工作特点。
【详解】由图知，图中用的是定滑轮，可以改变力的方向，但不省力。所以ABD错误，C正确。故选C。
2.如图甲所示，重为80N的物体在大小为10N,水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2拉物体匀速向右运动1m.若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则(▲)
A.物体向左运动时，拉力F1的功率P1=30W
B.物体向右运动时，物体与地面之间的摩擦力f=10
N
C.物体向右运动时，拉力F2=10N
D.物体向右运动时，拉力F2所做的功W=40J
【答案】D
【解析】【分析】本题对动滑轮的受力分析，是解答本题的关键，同时要正确分析物体所受摩擦力的变化，知道物体受到的摩擦力大小没有不变，只是方向不同。
【详解】AB.图甲中是一只动滑轮，用2段绳子拉动物体向左匀速运动，F1的功率P1=F1υ=10N×2×3m/s=60W,故A错误；B.图甲中物体匀速向左运动时，物体受到的拉力F与物体与地面之间的摩擦力f是一对平衡力，拉力F的大小等于摩擦力，根据定滑轮的特点知，物体与地面之间的摩擦力为f=F=2F1=2×10N=20N,因摩擦力的大小与压力和接触面的粗超程度有关，所以物体向右运动时，物体与地面之间的摩擦力f=20N,故B错误；C.图乙中，物体向右匀速运动，物体与地面之间的摩擦力f=20N,方向向左，同时物体向左还受两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为10N,物体右侧滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2,因此，2F2=2F1+f=40N,所以F2=20N。故C错误；D.在滑轮与绳子质量及滑轮轴处摩擦均不计的情况下，拉力F2做的功W=F2×2s=20N×2×1m=40J,故D正确。
3.如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面，则(▲)
A.F甲＞F乙,因为甲方法的动力臂长
B.F甲＜F乙，因为乙方法的阻力臂长
C.F甲＞F乙,因为乙方法的阻力臂短
D.F甲=F乙,因为动力臂都是阻力臂的2倍
【答案】D【解析】把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点。由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其中心上，此时动力F克服的是水泥板的重力，即此时的阻力臂等于动力臂的一半。在此基础上，利用杠杆的平衡条件，即可确定F甲与F乙的大小关系。
【分析】本题考查了杠杆平衡条件的应用，对于均匀的物体，抬起一端所用的力等于其重力的一半，知道对于形状规则质地均匀的物体，其重心在其几何中心上是关键。
【详解】两次抬起水泥板时的情况如图所示：
在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以两图中动力臂都是阻力臂的2倍。因为FL动＝GL阻所以，F=GL阻/L动=1/2G,所以，前后两次所用的力相同，即F甲＝F乙,故ABC都错误，D正确；故选：D。
4.小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是(▲)
【答案】A
【解析】据杠杆上的支点、动力、阻力的定义分析即可判断出正确的选项。
【分析】本题考查了杠杆平衡条件的应用，分析出动力臂如何变化是正确解题的关键，应用杠杆平衡条件即可正确解题。
【详解】本题考查杠杆的定义及其要素。据题图可知，当按压订书机N时，其会绕着订书机左边的固定点O转动，即O为支点，所按压的N点为动力作用点，动力方向向下；而装订的物体对订书机M点有一个向上的阻力，M点就是阻力作用点，阻力的方向是向上的，故A符合题意。
5.如图所示是一根重为G的均匀木棒OA,能以支点O自由转动，现用力Fc作用于木棒的A端，使木棒OA在水平位置上保持平衡。当力F由Fc方向逐渐转到FB时，力的大小变化为(▲)
A.一直在减小
B.保持不变
C.先减小后增大
D.先增大后减小
【答案】C
【解析】杠杆水平，杠杆的重力是阻力，阻力与阻力臂不变，分析力由Fc变为FB时动力臂如何变化，然后由杠杆平衡条件判断力如何变化。
【分析】本题考查了杠杆平衡条件的应用，分析出动力臂如何变化是正确解题的关键，应用杠杆平衡条件即可正确解题。
【详解】杠杆水平，杠杆的重力是阻力，阻力G与阻力臂LG不变，由图示可知，动力由Fc变为FB时，动力臂L先变大后变小，由杠杆平衡条件得：G×LG=F×L,所以动力先变小后变大；故选C。
6.如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕0点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示。据图可知金属杆重(▲)
A.5N
B.10N
C.20N
D.40N
【答案】B
【解析】金属杆已知长度，且质地均匀，其重心在中点上，将图示拉力F与作用点到O点距离X的变化关系图赋一数值，代入杠杆平衡条件求出金属杆重力。
【分析】学会看图象是学物理的基本要求，像速度时间图象、路程时间图象等，要先看纵坐标轴、横坐标轴各表示什么，再顺着图象看懂表示的物理过程。
【详解】金属杆重心在中心上，力臂为L1=0.8m,取图象上的一点F=20N,L2=0.4m,根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
GL1=FL2
G×0.8m=20N×0.4m
解得：G=10N故选B。
7.如图所示，质量为2kg的物体A放在水平桌面上，(不计绳重及绳与轮的摩擦)动滑轮重6N,滑轮下面悬挂一物体B,当物体B重8N时，恰能匀速下滑。用一个水平向左的拉力F作用在物体A,使物体A以1m/s的速度向左做匀速直线运动，时间为3s.下列说法正确的是(▲)
A.拉力F的大小为8N
B.拉力F的功率是14W
C.拉力F做的功是60J
D.物体A在F作用下向左运动时，动滑轮以1m/s的速度匀速上升
【答案】B
【解析】(1)物体B匀速下滑，根据F拉=1/2(G+G动)计算作用在物体A上绳子的拉力；物体A向右做匀速运动，因此A的摩擦力与绳子拉力相互平衡，即f=F拉；当物体A向左做匀速直线运动时，根据F=F拉＋f计算拉力F；(2)已知拉力F和速度根据公式P=W/t=
Fs/t=Fυ计算功率；(3)已知功率和时间根据W=Pt计算拉力做的功；(4)已知绳子自由端的速度根据V=1/2υ计算动滑轮上升的速度。
【分析】此题涉及到二力平衡条件的应用，滑轮组及其工作特点，功率计算公式的应用，综合性较强。
【详解】A.由图知，动滑轮上有2段绳子承担重力，不计绳重及绳与轮的摩擦，则物体B匀速下滑时，绳子上的拉力为：F拉=1/2
(G+G动)
=1/2
(6N+8N)
=7N；
物体A向右做匀速直线运动，那么A受到的摩擦力为：f=F拉=7N；当物体A向左做匀速直线运动时，作用在A上的拉力：F=F拉＋f=7N+7N=14N；故A错误；
B.物体A以1m/s的速度向左做匀速运动，则拉力F的功率为：P=W/t=Fs/t=Fυ=14N×1m/s＝14W，故B正确；C.时间为3s,则拉力F做的功为：W=Pt=14W×3s=42J,故C错误；D.滑轮B上升的速度为：υ?＝1/2υ=1/2×1m/s=0.5m/s,故D错误。故选：B.
8.如图所示，光滑水平地面上有一块足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮(不计滑轮自重及轴心的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。在绳端5N的水平拉力F的作用下，木板向右匀速运动了0.2m.下列分析正确的是(▲)
A.小木块受到的摩擦力为20N
B.弹簧测力计的示数为10N
C.该过程拉力做功为4J
D.小木块相对地面做匀速直线运动
【答案】B
【解析】【分析】【详解】A.当木板做匀速直线运动时，它受到平衡力，由于地面光滑，地面对木板没有摩擦力，因此木板受到小木块对它的摩擦力与动滑轮对它的拉力是一对平衡力，不计滑轮自重及轴心的摩擦，动滑轮对木板的拉力F拉＝2F=2×5N=10N,则木板受到小木块施加的摩擦力为f=F拉=10N,小木块受到木板的摩擦力与木板受到小木块的摩擦力是相互作用力，二者大小相等，因此小木块受到的摩擦力为f?=f=10N,故A错误；B.木块保持静止，它受到的摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，则弹簧测力计的拉力即弹簧测力计的示数F拉?=f?=10N,故B正确；C.拉力作用点移动的距离为s=ns?=2×0.
2m=0.4m,拉力做的功为W=Fs=5N×0.4m=2J,故C错误；D.小木块相对于地面的位置没有发生变化，所以它是静止的，故D错误。故选：B
9.如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10
N,则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为
▲
N,拉力F的大小为
▲
N。
【答案】10；
20
【解析】要解答本题需掌握物体A匀速运动，受到的合力为零，故A物体所受拉力和摩擦力相等；动滑轮上有两段绳子，拉力F是A所受摩擦力的2倍。
【分析】本题通过动滑轮的工作特点，只要考查二力平衡的判断和应用，关键是判断动滑轮上绳子的段数。
【详解】如图所示物体A在水平桌面上做匀速直线运动，它在水平方向上应该受到一对平衡力作用，即动滑轮对它的拉力和桌面对它施加的摩擦力，它们的大小应该相等，又A对动滑轮的拉力和动滑轮对A的拉力是作用力和反作用力，它们的大小也相等，等量代换A对动滑轮的拉力大小也等于桌面对它施加的摩擦力。A和弹簧测力计在动滑轮的两侧，A对动滑轮的拉力大小等于弹簧测力计的示数，所以物体A与水平桌面间摩擦力的大小德育弹簧测力计的示数。拉力F被两根绳子吊起，其大小应该等于弹簧测力计示数的2倍。物体A与水平桌面间的摩擦力大小为10N
拉力F的大小为20N故答案为：10N；
20N。
10.如图所示用螺丝刀撬图钉，请画出在A点处所用最小力F1的示意图，并画出阻力F2的力臂。
【答案】如图：
【解析】【分析】
【详解】由图知道O是支点，由杠杆的平衡条件知道，力臂最长，力最小；若在A点处所用最小力F2,则力臂应是最长，即OA,此时F1的方向要与OA垂直，方向向下；过0点向力F,的作用线作垂线，则为阻力F2的力臂L2,如图：
11.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码的重力相等，杠杆刻度均匀。
(1)平衡时，应该让杠杆静止在
▲
位置。
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图甲所示，他们记录的数据为：动力F1＝1.5N,动力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,则阻力臂L2=
▲
m。
(3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是
▲
。
A.铁架台自身的重力足够大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了图乙所示的结果。根据这个结果，可以初步得到，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1L1=
▲
(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示）
【答案】(1)水平；(2)0.15；(3)A；(4)F2L2+F3L3
【解析】(1)杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂（重力的方向跟杠杆垂直），同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡；
(2)根据杠杆平衡条件分析解答；(3)对各选项分析解答；(4)无论两侧挂几组钩码，每一组都有自己的力与力臂，因此，求出每一个力与相应力臂的乘积，再相加，就是整个这侧的结果，同样表示出另一侧，看两者是否平衡。
【分析】本题主要考查对“探究杠杆平衡条件”的实验内容的了解，是一道中等题。
【详解】(1)为了便于从杠杆上直接读取力臂，在进行实验时应该使杠杆在水平位置平衡；(2)杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m=1N×L2,得：L2=0.15m；(3)A.铁架台自身的重力足够大目的使杠杆稳定，但对杠杆的平衡无影响，故A符合题意；B.单个钩码的重力不完全相等，则多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响，故B不符合题意；C.悬挂钩码的绳套重力偏大，会对力的真实值有影响，故C不符合题意；D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏，对测量结果造成误差，故D不符合题意，故选A。(4)设一个钩码的重力为G,杠杆一个格的长度为L,根据杠杆平衡条件可知，杠杆右侧F2L2+F3L3=2G×2L+2G×4L＝12GL；杠杆左侧F1L1=4G×3L=12GL,故B左侧等于右侧，故F2L2+F3L3=F1L1。故答案为：(1)水平；(2)0.15；(3)A；(4)F2L2+F3L3
12.如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA=20cm,G1是边长为5cm的正方体，G2重为20N。当OC=10cm时，绳子的拉力为
▲
N,此时G1对地面的压强为2×104Pa.现用一水平拉力，使G2以
▲
cm/s的速度向右匀速运动，经过12.5s后，可使G1对地面的压力恰好为0。
【答案】10
；4
【解析】【分析】本题考查杠杆的平衡分析法及其应用。
【详解】由杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2可知，在本题中，G2在C点时，由杠杆平衡条件得：FA×OA=G2×OC，即：FA×20cm=20N×10cm，解得：FA=10N；物体与地面的接触面积：S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2；由压强公式：p=F/s可知：物体G1对地面的压力：F=pS=2×104Pa×0.0025cm2=50N，地面对物体的支持力：F?=F=50N,G1受竖直向下的重力G1、地面的支持力F?、绳子的拉力FA作用，物体静止，处于平衡状态，由平衡条件得：G1=FA+F?=10N+50N=
60N；当G1对地面的压力为0时，杠杆在A点的受到的拉力：F?A=G1=60N,设G2位于D点，由杠杆平衡条件得：F?A×OA=G2×OD,即：60N×20cm=20N×OD，解得：OD=60cm,物体G2的路程：s=OD-OC=60cm-10cm=50cm,物体G2的速度：υ=s/t=50cm/12.5s=4cm/s。故答案：10
；4
13.如图为水平桌面上的圆形玻璃转盘（转盘半径为50cm),在水平力作用下能绕转盘中心O点自由转动，转动时可视为杠杆。甲在A点施加一个大小为20N的水平力FA,想让转盘转动，对面的乙在距O点40cm处的B点同时施加一个水平力，想让转盘反方向转动，乙应沿图中
▲
(填“F1”“F2”“F3”或“F4”)方向施加一个至少为
▲
N的力，才可能达到目的(假设只有甲、乙两人对转盘施力，忽略其他力对转动的影响）。
【答案】F2
；25
【解析】观察图，从中找出杠杆的几个要素，再根据杠杆的平衡条件可知，要想得到一个最小的力，应使力臂达到最大，可判断力的方向。并结合已知条件计算所施加力的大小。
【分析】通过观察图片，明确杠杆的五要素，再结合杠杆的平衡条件进行计算，是解答此题的关键。
【详解】读图可知，图中AB相当于杠杆，0为支点，FA可视为动力，阻力作用在B点，此时为了使用力最小，应使力臂最长，且所施力的方向应阻碍杠杆的转动，故想让转盘反方向转动，乙应沿图中F2方向施力。此时动力的力臂为L1=50cm=0.5m,阻力的力臂L2=40cm=0.4m,由杠杆的平衡条件得：FAL1=F2L2,
F2=F2L2/L2=20N×0.5m/0.4m=25N。故答案为：F2；25。
14.骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重600
N的小明在1min内完成了50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中，脚跟离开地面的高度
是9cm.求：
(1)小腿肌肉对每只脚的拉力。
(2)小明踮脚过程中克服重力做功的功率。
【答案】(1)
200N；(2)30W
【解析】【分析】【详解】(1)由图可知，肌肉拉力F的力臂L1=8cm+4cm=12cm,重力G的力臂L2=8cm,L2=8cm,根据杠杆的平衡条件可得：FL1=GL2,小腿肌肉对双脚的拉力：F=GL2/L1=600N×8cm/12cm＝400N,
小腿肌肉对每只脚的拉力：F?=F/2=400N/2=200N;
(2)每次踮脚过程，脚跟离开地面的高度h=9cm=0.09m,小腿肌肉对脚的拉力做功：W1=Fs=Fh=400N×0.09m=36J,小明踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做功，等于36J,小明在1min内完成50个双脚同时踮起动作，克服重力做的总功：W=50W1=50×36J=1800J则小明踮脚过程中克服重力做功的功率：P=W/t=1800J/60s=30W。故答案为：(1)
200N；(2)30W。
15.(科学探究)小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N,测得的数据如表：
次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η
1
4
1.8
0.3
0.3
2
6
2.4
0.3
0.3
83％
3
4
0.1
0.5
0.5
57％
4
4
0.2
1.0
1.0
57％
(1)在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上
▲
拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验测得的机械效率为
▲
，若不计绳重与摩擦，动滑轮重为
▲
N。
(3)分析表中数据可知：第2次实验是用
▲
图做的；第4次实验是用
▲
(填“a”“b”或“c”)图做的。
(4)分析第1.2次实验数据可知：使用同一滑轮组，
▲
可以提高滑轮组的机械效率；分析第1.3次实验数据可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率
▲
。
（5)分析第3.4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度
▲
。
（6)若小明在实验时弹簧测力计拉动方偏离了竖直方向，则测出的机械效率将
▲
(填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)匀速；(2)74％
1.4；(3)b；c；(4)增加物重；越小；(5)无关；(6)变小
【解析】(1)在实验中，应竖直向上匀速拉动测力计，这样才能正确地测出拉力的大小；(2)根据η=W有/W总×100%=Gh/Fs×100%计算出机械效率的大小；根据F=1/n(G物＋G动)代入数据计算出G动，要根据钩码上升的高度h和测力计移动距离s来判断承担物重的绳子段数n=s/h；(3)由n=s/h来判断承担物重的绳子段数n、结合物重的大小，然后得出结论。(4)分析第1、2次实验数据，确定变化的量和不变的量，得出提高机械效率的因素；分析第1、3次实验数据，分析提升相同的重物，动滑轮个数增多时，机械效率的变化，综合分析得出结论；(5)分析第3、4次实验数据，当被提升的高度变化时，滑轮组的机械效率是否改变得出结论；(6)弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则拉力测量偏大，总功偏大，根据公式η=W有/W总×100%析即可。
【分析】此题是测量滑轮组的机械效率实验，考查了绳端拉力的测量，机械效率的计算及影响滑轮组机械效率的因素，对数据和误差的分析能力及控制变量法的应用。
【详解】(1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数；(2)第1次实验测得的机械效率η=W有/W总×100%=Gh/Fs=4N×0.1/1.8×0.3m×100%≈74%；由表格中数据知，h=0.1m,s=0.3m,可知由3段绳子承担物重，所以：F=1／3
(G物G动)，则：G动=＝3F-G物＝1.8N×3-4N＝1.4N；(3)第二次实验，h=0.1m,s=0.
3m,可知由3段绳子承担物重，而被提升的物重为6N,所以是用b滑轮组做的实验；第4次实验，h=0.2m,s=1.0m,可知由5段绳子承担物重，而被提升的物重为4N,所以是用c滑轮组做的实验。(4)第1、2次实验数据，使用同一滑轮组，被提升的物重越大，机械效率越高，可知使用同一滑轮组增加物重可以提高滑轮组的机械效率；第1、3次实验数据，使用不同的滑轮组，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越低，可知使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率越小；(5)第3、4次实验数据，使用同一滑轮组提升相同的物重，物体被提升的高度不同，机械效率相同，可知滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。(6)在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则拉力的测量偏大，总功偏大，而有用功不变，由η=W有/W总×100%可知，测出的机械效率将变小。故答案为：(1)匀速；
(2)74％；
1.4；(3)b；
c；(4)增加物重；越小；(5)无关；(6)变小。
16.(2018·温州)如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为L,则吸盘B受到的摩擦力F的大小与L的关系图像为(▲)
【答案】D
【解析】【分析】【详解】以吸盘A为支点，设挂钩与吸盘A的距离为L,平底锅对杠杆的拉力为动力，其大小等于平底锅的重力，用G表示，动力臂为L,吸盘B受到的摩擦力F为阻力，阻力臂用LAB表示，根据杠杆的平衡条件可得：G×L=F×LAB,所以F=LG/LAB，G不变，L不为零，故吸盘B受到的摩擦力F的大小与L成正比，图像为正比例图像，但F≠0,故D图像正确。
17.(2018·杭州)如图所示，将长为1.2m的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B,它们距台面边缘处的距离均为0.3m。在A端挂一个重为30N的物体，在B端挂一个重为G的物体。
(1)若G=30N,台面受到本棒的压力为N
▲
。
(2)若要使本棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于
▲
N。
(3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为
▲
N。
【答案】(1)60；
(2)90；
(3)10∽90
【解析】(1)对物体进行受力分析，算出台面受到的支持力进一步判断出台面受到木棒的压力；(2)若要使木棒右端下沉，以右边缘为支点，分析得出动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件算出B端挂的物体的重力；(3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，分别乙左边缘和右边缘为支点判断出动力臂和阻力臂，据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析分析出最大力和最小力。
【分析】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键。
【详解】(1)放在水平方形台面上轻质木棒受左右两物体的竖直向下的拉力和台面竖直向上的支持力，即F支持=F拉ヵ=2G=2×30N=60N；因为木板对台面的压力和台面对木棒的支持力是一道相互作用力，大小相等，即F压力＝F支持＝60N；(2)此时L左＝1.2m-0.3m=0.9m,L右＝0.3m,根据杠杆的平衡条件：GA×L左＝GB×L右得。B端挂的物体的重力：
GB=GAL左
/
L右=30N×0.9m/0.3m＝90N；(3)若以右边缘为支点，右边力臂最小，力最大为90N；若以左边缘为支点，右边力臂最大，力最小，此时L?左=0.3m,L?右=1.2m-0.3m=0.9m,最小为：F小=GAL?左
/
L右?=30N×0.3m/0.9m＝10N。故答案为：(1)60；(2)90；(3)10∽90。
第2课时
学习目标：
1.说明定滑轮、动滑轮工作原理、特点和它们的实质。
2.解释滑轮组工作原理和滑轮组绕线法则。
同步训练：
1.定滑轮重2N,动滑轮重1N.物体A在拉力F=4N的作用下，1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m。不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是(▲)
A.绳子自由端移动速度为0.1m/s
B.滑轮组的机械效率为87.5%
C.天花板对滑轮组的拉力为10N
D.滑轮组对物体A做功的功率为1.6W
【答案】B
【解析】【分析】【详解】略
2.同一物体沿相同水平地面匀速移动，如下图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则(▲)
A.F甲B.F甲>F乙>F丙
C.
F甲>F乙=F丙
D.
F甲=F乙>F丙
【答案】B
【解析】物体对地面的压力不变，地面的粗糙程度，所以物体与地面的摩擦力不变，摩擦力等于绳子作用在物体的力，甲是定滑轮，摩擦力等于拉力，乙动滑轮上有2段绳子，摩擦力是拉力的2倍，丙动滑轮上有3段绳子，摩擦力是拉力的3倍。
【分析】本题考查滑轮组绳子拉力的计算，关键是知道动滑轮和定滑轮的工作特点，重点是会分析动滑轮上的绳子段数，还要知道影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度。
【详解】不记滑轮与轻绳间的摩擦，甲的拉力等于物体所受的摩擦力，F甲＝f,乙的拉力等于摩擦力的一半，F乙=f/2,丙的拉力等于摩擦力的1/3,
F丙=f/3,所以F甲＞F乙>F丙。故选：B.
3.如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面匀速直线运动，已知弹簧测力计读数为10
N,物体M的运动速度为1m/s(不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦)。那么在此过程中(▲)
A.物体M与地面间的摩擦力为5N
B.物体M与地面间的摩擦力为10N
C.水平拉力F做功的功率为20W
D.1s内滑轮对物体M做功为10J
【答案】C
【解析】该滑轮为动滑轮，拉力F的大小和弹簧测力计的示数一样，因为物体做匀速运动，所以物体受到的力是平衡力，利用力的平衡可以计算摩擦力的大小；先求物体移动的路程，再计算拉力移动的距离，然后利用W=Fs公式计算拉力做的功，再利用功率的公式计算拉力F的功率。
【分析】本题所用滑轮组是水平的，计算过程要注意，拉力的大小是摩擦力的一半，拉力移动的路程是物体移动的路程的2倍(动滑轮由两股绳子拉着)。
【详解】AB、如图所示，n=2,物体做匀速运动，f=2F=2×10N=20N;故AB错误；CD、物体移动的路程s?=υ物t，拉力移动的距离：s=2s?=2×υ物t=2×1m/s×1s=2m，拉力做功：W=Fs=10N×2m=20J,拉力做功功率：P=W/t=20J/1s=20W;故C正确，D错误。故选C。
4.如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N。不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦，则(▲)
A.物体A受到水平的摩擦力为5N
B.拉力F的功率为4W
C.若物体A匀速运动2s,拉力F做功为4J
D.物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力
【答案】B
【解析】(1)该滑轮为动滑轮，拉力的大小和弹簧秤的示数一样，而物体A做匀速运动，故所受到的力是平衡力，利用力的平衡可以计算摩擦力的大小；(2)根据V绳＝nV物求出绳端移动的速度，利用P=W/t=Fs/t=Fv求出拉力F的功率；(3)根据W=Pt求出物体A匀速运动2s拉力F做的功；(4)分析物体A受到的支持力和物体A对水平面压力的作用点，再根据二力平衡的条件即可判断二力之间的关系。
【分析】本题考查了平衡力的辨别和二力平衡的条件的应用，关键要注意，拉力的大小是摩擦力的一半，拉力移动的路程是物体移动的路程的2倍(动滑轮由两股绳子拉着)。
【详解】(1)因物体A受到两股绳子向左的拉力和向右的摩擦力处于平衡状态，所以，物体A受到的摩擦力：f=2F=2×5N=10N,故A不正确；(2)绳端移动的速度：υ绳=nυA=2×0.4m/s=0.8m/s,拉力F的功率：P=Fυ绳＝5N×0.8m/s=4W,故B正确；(3)若物体A匀速运动2s,由P=W/t可得，拉力F做的功：W=Pt=4W×2s=8J,故C不正确；(4)物体A受到的支持力作用点在物体上，物体A对水平面压力作用点在桌面上，由二力平衡的条件可知它们不是一对平衡力，故D不正确。故选B。
5.如图所示，工人用240N的拉力，在15s的时间内，将重600N的建筑材料从地面提升到6m高的楼顶上，绳子自由端移动了
▲
m,拉力做的功是
▲
J,拉力的功率是
▲
W。
【答案】18；
4320；
288
【解析】由滑轮组结构看出，承担物重的绳子股数n=3,s=3h。(1)知道物体上升高度，利用s=3h求绳的自由端移动的距离；(2)利用W总=Fs求拉力做功；(3)又知道做功时间，利用功率公式求拉力做功的功率。
【分析】本题考查了速度的计算，使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算方法，由图得出n的值，利用好s=nh是本题的关键。
【详解】(1)由题知，n=3,s=3h=3×6m=18m,(2)
W总=Fs=240N×18m=4320J,(3)拉力的功率P=W总/t=4320J/15s=288W。故答案为：18；4320；288。
6.建筑工人利用如图所示装置，将质量为100kg的沙袋从地面匀速提到3m高的一楼楼上，用时30s.已知动滑轮的质量为8kg,不计绳子重力和摩擦。(g取10
N/kg)求：
(1)拉力的大小。
(2)这段时间内人拉绳子做功的功率。
【答案】(1)拉力的大小为540N；(2)这段时间内人拉绳子做功的功率为108W。
【解析】(1)根据公式F=1/n(G+G轮)求出拉力；(2)根据功和功率的计算公式解答。
【分析】本题是综合性很强的题目，考查了重力公式、速度公式、功率公式、使用滑轮组拉力的计算，本题关键：一是绳子股数的判断，二是不计绳重及滑轮摩擦，拉力F=1/n(G+G+)。
【详解】(1)物体的重力为：G=mg=100kg×10N/kg=1000N；动滑轮的重力为：G轮＝m轮g=8kg×10N/kg=80N；则拉力为：F=1/n
(G+G轮)
=1/2×(1000N+80N)＝540N;(2)拉力移动的距离为s=2h=2×3m=6m；拉力做的功为：W=Fs=540N×6m=3240J；拉力的功率为：P=W/t=3240=108W。故答案为：(1)拉力的大小为540N；
(2)这段时间内人拉绳子做功的功率为108W。
7.如图所示，F1=4N,F2=3N,此时物体A对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是(▲)
A.F2的功率为0.6W
B.弹簧测力计读数为9N
C.物体A和地面之间有摩擦力
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
【答案】D
【解析】(1)由图知，水平使用滑轮组，n=2,拉力端移动速度等于物体B移动速度的2倍，利用P=W/t=Fs/t=Fυ；求拉力做功功率；(2)不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数，即定滑轮受到向左的拉力等于拉力F2的3倍；(3)对于物体A,受到的力为B向左的摩擦力、向右的拉力、地面向右的摩擦力，据此求地面向右的摩擦力，可得物体A与地面之间是否有摩擦力；一个物体在另一个物体表面上有相对运动或相对运动的趋势时，则两物体之间就产生摩擦力；(4)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，先分析A受到B的摩擦力的大小变化，再确定A的运动状态是否变化。
【分析】本题考查了功率公式的应用、影响滑动摩擦力的因素、物体受力分析等知识点，要求认真审题，利用好水平使用滑轮组的特点是关键。
【详解】A.由图知，水平使用滑轮组，n=2,拉力端移动速度υ=2υ物＝2×0.1m/s=0.2m/s,拉力做功功率P2=F2υ=3N×0.2m/s=0.6W,故A正确；B.不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数F=3F2=3×3N=9N,故B正确；C.对于物体A,受到的力：B向左的摩擦力fB=2F2=2×3N=6N,向右的拉力F1=4N,因为A静止，所以地面向右的摩擦力f地＝fB-F1=6N-4N=2N,所以物体A与地面之间有摩擦力，故C正确；D.如果增大F2,B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，还是处于静止状态，故D错误。故选D。
8.用滑轮组将重为G=1200N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力，作用在绳自由端拉力F的功率始终保持1500W,金属块浸没在水中时匀速提起的速度为υ=1m/s,金属块的密度为ρ=6×103kg/m3,g取10
N/kg。则下列说法正确的是(▲)
A.金属块露出水面之前，绳子自由端移动的速度为υ?=4m/s
B.金属块露出水面之前滑轮组的机械效率η=85.2%
C.滑轮组中动滑轮的重力为G动=500
N
D.金属块全部出水面后作用在绳子自由端的拉力F?比F大100N
【答案】C
【解析】【分析】【详解】从图可知，有三段绳子吊着金属块，υ1=1m/s，则绳子自由端移动的速度
υ=nυ1=3×l
m/s=3
m/s，故A错误。P=1500
W,绳子自由端的拉力F=P/υ=1500
N/(3m/s)=500N,又因金属块排开水的体积等于金属块的体积，金属块的重力为G=1200
N,则F浮=p液g排=p水g·G/p金g=p水/p金=500N,又因金属块对绳子的拉力等于金属块的重力减去金属块所受的浮力，故η=W有用/W总=F拉h/Fnh=[G(1-p水/p金)]/nF=[1200N(1-1/6)]/3×500N≈66.7%,故B错误。不计绳重和摩擦，F=(G-F浮+G动/n),G动=nF-(G-F浮)=3×500N-1200N×(1-1/6)=500
N，故C正确。当金属块被拉出水面后，作用于绳子自由端的拉力F?=G+G动/n=1200N+500N/3≈566.7N,
F?-F=566.7N-500N=366.7
N<100N,故D错误。
9.如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.01m/s的速度匀速运动。此时滑轮组的机械效率为75%,运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍。不计绳重、滑轮摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向。人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。则下列计算结果错误的是(▲)
A.绳子自由端受到拉力的功率是2W
B.人所受到的合力为零
C.绳子自由端运动的速度是0.01m/s
D.人对地面的压力是410N
【答案】C
【解析】(1)由图知绳子股数为n=2,根据v=2V物求出拉力移动速度；(2)求出物体A受到地面的摩擦力，即为动滑轮对物体的拉力F拉，根据η=W有用/W总=F拉h/F2h=F拉/2F求出人对绳子的拉力大小，再根据P=Fv求出拉力的功率；因为人处于静止状态，所以人受到的合力为零，人的重力和绳子对人的拉力之差即为人对地面的压力。
【分析】此题主要考查的使学生对速度、机械效率、功率、合力计算公式的理解和掌握，综合性很强，难度较大。
【详解】拉力移动速度υ=2υ物＝2×0.01m/s=0.02m/s,故C错误；动滑轮对物体的拉力F拉＝f=0.3G=0.
3×500N=150N,∵η=W有用/W总=F拉h/F2h=F拉/2F
∴绳子自由端受到拉力F＝F拉/2η=150N/2×75％=100N,绳子自由端受到拉力的功率：P=Fυ=100N×0.02m/s=2W,故A正确；因为人处于静止状态，所以人受到的合力为零，故B正确；人对地面的压力：F压=G人－F=510N-100N=410N,故D正确。故选C。
10.桥式起重机在工业生产上有广泛应用。如图所示是某桥式起重机的示意图，水平横梁MN架在轨道A和B上，电动机D可沿横梁左右移动。横梁、电动机、挂钩、滑轮、钢索、导线的质量以及滑轮上的摩擦均不计。电动机通过滑轮组，将质量为600kg的零件，以0.4m/s的速度匀速吊高4m。问：电动机对零件做的功为多少焦？电动机的功率至少为多少瓦？(g取10N/kg)
【答案】电动机对零件做功24000J；电动机的功率至少2400W。
【解析】①知道质量求出重力，知道重力和物体移动的距离，根据W=Gh求出电动机对重物做功。②知道有几段绳子承担物体的重力，求出拉力，求出拉力移动速度，根据P=W/t=Fs/t求出功率。
【分析】此题主要考查功、功率公式、滑轮组拉力的计算，难度不大。
【详解】①物体的重力：G=mg=600kg×10N/kg=6000N,滑轮组对重物做功：W=Gh=6000N×4m=24000J②如图用滑轮组提升物体时，重物有三段绳子承担，n=3电动机对绳子的拉力：F=1/3G=1/3×6000N=2000N
电动机对绳子的速度：v=3v?=3×0.4m/s=1.2m/s所以，电动机功率：P=W/t=Fs/t=Fv?=2000×1.
2m/s=2400W
答：电动机对零件做功24000J；电动机的功率至少2400W。
11.北海、防城港、钦州是广西与东盟经济交流的重要港口城市，滑轮组在港口机械设备中有广泛的应用，机械设备在设计制造过程中需要进行静态模拟实验，某科研室用实心圆柱体A进行静态模拟实验，如图所示，已知A的体积为1.2×10-3m3,质量为2.1kg.整个打捞过程A被匀速提升，A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%。忽略绳重及滑轮摩擦，不考虑水的阻力，求：(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)A受到的重力。
(2)A完全浸没在水中时受到的浮力。
(3)A完全离开水面后，绳子自由端的拉力F。
(4)A完全离开水面后，滑轮组的机械效率。(保留1位小数)
【答案】(1)A受到的重力为21N；(2)A完全浸没在水中时受到的浮力是12N；(3)A完全离开水面后，绳子自由端的拉力为9N；(4)A完全离开水面后，滑轮组的机械效率为77.8%。
【解析】(1)已知物体质量，利用G=mg计算所受重力；(2)据公式F浮＝P液gV排进行计算；(3)当物体在水中时，有用功是克服(G-F浮)做的功，总功是拉力F做的功，根据此时的机械效率计算出动滑轮的重力，可根据F=1/n(G+G动)计算出A完全打捞出水面后，绳子自由端的拉力F；(4)利用n=G/nF滑轮组的机械效率。
【分析】此题考查了有关浮力、滑轮组的机械效率及功率的计算，将机械效率与浮力结合，在计算机械效率时注意A在水中与在水面上的有用功的变化，解决此题的关键是求出动滑轮的重力。
【详解】(1)物体A所受重力：GA=mg=2.1kg×10N/kg=21N；(2)A完全浸没在水中时受到的浮力：F浮=P水gV排＝1.0×103kg/m3×10N／kg×1.2×10-3m3=12N；(3)A完全浸没在水中时，η=60%,则：W有=
(GA-F浮)·h
W总=
(GA-F浮)·h+G动·h
由η=W有/W总得，(GA-F浮)h/(GA-F浮)h+G动h=60%,即(21N-12N)h/(21N-12N)h+G动h=60％
解得：G动＝6N,由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，A完全出水后，钢绳拉力：F=1/n
(GA+G动)
=1/3
(21N+6N)＝9N；(4)由η=W有/W总=Gh/Fs=Gh/Fnh得，A完全离开水面后，滑轮组的机械效率：η=GA/nF×100%=21N/3×9N×100%≈77.8%。答：(1)A受到的重力为21N；(2)A完全浸没在水中时受到的浮力是12N；(3)A完全离开水面后，绳子自由端的拉力为9N；(4)A完全离开水面后，滑轮组的机械效率为77.8%。
12.如图所示是汽车起重机，其中A、B组成滑轮组(结构如示意图)，C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，O为吊臂的转动轴。装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶端受到竖直向下的力。下列有关汽车起重机的叙述中错误的是(▲)
A.滑轮组中A滑轮用于改变力的方向
B.当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大
C.当D杆伸长时力F的力臂将变小
D.H的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大
【答案】A
【解析】(1)不随物体一起移动的滑轮是定滑轮，随物体一起移动的滑轮是动滑轮，定滑轮可以改变力的方向，动滑轮可以省力；(2)当C杆伸长时吊臂阻力臂变长，阻力和动力臂不变时，根据杠杆平衡条件分析解答力的变化；(3)当D杆伸长时，物体变高，伸长臂的夹角变大，阻力臂F的力臂将变小；(4)操纵汽车起重机时，应在车身外侧增加支柱，以防翻车，并避免轮胎受到过大的压力，损坏轮胎。
【分析】本题以汽车起重机为背景，考查了滑轮的分类、杠杆平衡条件的应用等知识，是一道难题。
【详解】A、A滑轮随物体一起移动是动滑轮，动滑轮以省力但不可以改变力的方向，故A错误；B、当C杆伸长时吊臂阻力臂变长，在阻力和动力臂一定时，阻力臂越长，动力越大，根据物体间力的作用是相互的知，对D杆的压力将变大，故B正确；C、当D杆伸长时力，物体变高，阻力臂F的力臂将变小，故C正确；D、操纵汽车起重机时，应在车身外侧增加支柱即H,以防翻车，并避免轮胎受到过大的压力。故D正确。故选：A。
在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4s内将一个重为100
N的物体，沿着水平地面匀速拉动了2m。人的拉力为18N,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
(1)人的拉力所做的功。
(2)人的拉力做功的功率。
(3)动滑轮受到的重力。
【答案】(1)人的拉力所做的功为72J；(2)人的拉力做功的功率18W；(3)动滑轮受到的重力为1N。
【解析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s绳＝nS物
求出绳端移动的距离，根据W=Fs
求出人的拉力所做的功；(2)知道拉力F做的功和做功时间，根据P=W/t求出拉力F做功的功率；(3)根据摩擦力为物重的0.35倍，算出摩擦力；物体匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，不计绳重及机械的摩擦，根据F=1/n(G动＋F拉)求出动滑轮的重力。
【分析】本题考查了功率公式、做功公式、滑轮组绳子拉力公式的应用，关键是滑轮组公式的灵活运用是关键。
【详解】(1)由图知，n=2,则绳端移动的距离：S绳=ns物=2×2m4m,人的拉力所做的功：W=Fs绳=18N×4m=72J；(2)拉力F做功的功率：P=W/t=72J/4s
=18W；(3)因为物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，所以物体受到的摩擦力：f=0.35G=0.35×100N=35N；因物体匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力，所以，滑轮组对物体的拉力：F拉＝f=35N,不计绳重及机械的摩擦，由F=1/n(G动＋F拉)可得，动滑轮的重力：G动＝nF-F拉＝2×18N-35N=1N。答：(1)人的拉力所做的功为72J；(2)人的拉力做功的功率18W；(3)动滑轮受到的重力为1N。
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精品试卷·第
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