第4节 简单机械【易错题训练】 (带答案)

九年级上册科学【易错题训练】
(考试范围：3.4)
一．选择题
1．如图所示，一根轻质杠杆可以绕O点转动，AO：BO＝3：2。A点处用细线挂着一个重50N的圆柱体甲，细线在B点悬挂一个重9N，边长为10cm的正方体乙，此时杠杆在水平位置平衡。乙下方放置一个底面积为200cm2的圆柱形容器（足够高），容器内装有足够多的水，乙的下表面刚好和水面接触，下列说法正确的是（　　）
A．此时甲对地面的压力为40N
B．若将乙的悬挂点右移，则甲对地面的压强变大
C．若剪断细线，乙物体静止时水对容器底部的压强增加500Pa
D．若剪断细线，乙物体静止时其下表面到容器底的距离减小4.5cm
2．如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB＝3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（　　）
A．物体M的密度为0.2×103kg/m3
B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.4kg
C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为1900Pa
D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为31N
3．如图所示，有一斜面长为s、高为h，现用力F沿斜面将重力为G的物体从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为η。则下列关于斜面对物体的摩擦力f的表达式中不正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．学习小组根据古代的杆秤原理自制了一个杆秤，如图所示，将秤盘固定在A点，秤盘上不放重物且无秤砣时，提纽移至O点处杆秤恰好可以水平平衡，测得OA＝4cm。当在秤盘中放入重物时，将秤砣移至B点，恰好能使杆秤水平平衡，OB＝20cm，所用秤砣质量为0.5kg。以下说法正确的是（　　）
A．自制杆秤的零刻度线恰好在O点
B．因杆粗细不均匀，秤的刻度线分布也不均匀
C．将秤砣移至B点，秤盘放置2kg重物时杆秤再次平衡
D．要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更小的秤砣
5．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲绳子自由端移动速度小于乙绳的
C．甲、乙两滑轮组均属于费力的机械
D．甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
6．如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　）
A． B． C． D．
7．用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2。不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是（　　）
A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F2
8．在“富国强军”的时代要求下，大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是（　　）
A． B． C． D．
9．一直杠杆（自重不计），已知动力作用点和支点在杠杆的两端，阻力作用在杠杆的中点，则该杠杆（　　）
A．一定是省力的 B．一定是费力的
C．可能既不省力也不费力 D．一定既不省力也不费力
10．如图所示，绳子的一端固定，另一端绕过一 个重为G的油桶，在绳子的自由端用 大小不变的水平拉力F，使油桶沿水平地面匀速滚动了一段距离s，在此过程中拉力F做的功为（　　）
A．Fs B．Gs C．2Fs D．（G+F）s
11．一根粗细均匀的木棒，斜靠在竖直墙壁上。墙壁光滑，地面粗糙，木棒受到的重力为G，墙壁对木棒的弹力为F，如图所示，现让木棒的倾斜度变小一些至虚线所示位置，木棒仍能静止斜靠在墙上，则与原来相比，G和F变化情况为（　　）
A．G不变，F变小 B．G不变，F变大
C．G变化，F变小 D．G变化，F变大
12．如图甲、乙所示是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲 乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（　　）
A．甲的拉力是乙的拉力的3倍
B．甲拉力的功率大于乙拉力的功率
C．乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍
D．如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙的小
13．绵阳一号桥是斜拉桥，斜拉桥比梁式桥的跨越能力大，我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。如图是单塔双索斜拉大桥，索塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力，一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向索塔的过程中，左侧拉索拉力大小（　　）
A．一直增大 B．一直减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
14．如图所示，在杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F，杠杆处于平衡状态（忽略杠杆自身重力的影响），下列说法正确的是（　　）
A．此时杠杆是费力杠杆
B．动力臂是线段OA
C．杠杆的阻力是物体受到的重力G
D．保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，动力变大
15．如图所示，物体A重50N，物体B重30N，每个滑轮重3N，物体A在物体B的作用下沿粗糙水平面向右做匀速直线运动。如果在物体A上施加一个水平向左的力F拉动A，使物体B匀速上升0.2m（不计滑轮组中的摩擦及绳重），下列选项不正确的是（　　）
A．物体A向右匀速直线运动时，绳子对它的拉力为11N
B．物体B匀速上升0.2m，滑轮组做的有用功为6J
C．力F做的功为13.2J
D．滑轮组的机械效率为83%
二．填空题
16．如图所示，甲、乙两人将一厚度均匀的木板从一楼抬上三楼，甲对木板做的功　 　乙对木板做的功；如果使用滑轮组提升此木板所做的有用功将　 　两人抬木板所做的有用功。（均选填：“大于”、“小于”或“等于”）
第16题 第17题 第18题 第19题
17．如图所示，卡车高1m，木板长3m，货重1000N。若工人师傅用斜面匀速将该货物卸下，则需要沿斜面向上的拉力为100N；若工人师傅用斜面匀速将该货物装上卡车，需要沿斜面向上的拉力为600N。则用此斜面卸货时物体与斜面的摩擦力为　 　N，装该货物时的机械效率为　 　。
18．如图所示，想用最小的力将重为G＝500N，半径为r＝0.5m的轮子滚上高为h＝20cm的台阶。这个最小力F＝　 　N，并且至少需要做　 　J的功，才能将轮子滚上台阶。
19．小金将长为0.6m、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个60N的物体，肩上支点O离后端A为0.2m，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的重力为500N，则：若手给B端的力是竖直向下的，则这个力的大小等于　 　N，地面对人的支持力大小等于　 　N。
20．用五个相同的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别将不同的物体G1和G2匀速提升相同高度，绳端所需的拉力F恰好相等，不计摩擦、绳和木板的重。则绳端拉力F做的功之比为W1：W2＝　 　，滑轮组的机械效率之比η1：η2＝　 　。
第20题 第21题 第22题
21．如图所示，AOB为一根轻质杠杆，O为支点，AO＝OB，在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当AO段在水平位置保持杠杆平衡时，在B端施加最小的力为F1，当OB在水平位置保持杠杆平衡时，在B端施加最小的力为F2，则F1　 　F2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；你判断的依据是　 　。
22．如图所示，A，B，C三点将质量不均匀长度L的木杆四等分。在A点用1500N力或B点用2500N力分别可以将木杆一端抬起。则木杆的总重为　 　N，木杆重心到C点的距离为　 　。将木杆从C点悬起，需在　 　（A/B）点悬挂　 　N重物木杆才能平衡。平衡后，在AB两点同时增加500N的重物，则　 　（A侧翘起/B侧翘起/仍然平衡）。
23．如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重48N，A、B是木条的两个端点，O、C是木条上的两个点，AO＝BO，AC＝OC．A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是12N，可以将木条AB看作杠杆，则此时杠杆的支点为　 　点（A/B/C）。现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上，此时托盘秤乙的示数是　 　，此时杠杆的支点为　 　点（A/B/C）。
第23题 第24题
24．如图所示，轻质杠杆OA可绕0点转动，OA＝0.3m，OB＝0.2m。A点处用绳子挂一个质量为2kg的物体G，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为　 　N，力F的大小为　 　N．若力F方向始终竖直向上，杠杆在力F的作用下由水平位置逆时针转动过程中力F的大小　 　（选填“变大”或“变小”或“不变”）（g取10N/kg）
25．如图甲ABCD为一油桶的截面图，其中油桶的高AC为80cm，油桶的直径CD为60cm，重力为500N，若想使该油桶绕D点翻转。
（1）请在甲图中依据最大力臂作出最小推力的示意图。
（2）这一过程中推力所做的功至少为　 　J。
三．实验探究题
26．小明同学在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向　 　调节，直到杠杆在水平位置
平衡，这样做的目的是　 　。
（2）如图甲所示，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂　 　个相同的钩码；
（3）如图乙所示，改用弹簧测力计向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时其示数将　 　，原因是　 　。
（4）小明查阅资料发现：当杠杆平衡时，所有动力与其力臂乘积之和等于所有阻力与其力臂乘积之和相等。于是他做了如图丙所示的实验，在杠杆左端挂了一个重为G1的物体，在杠杆右端不同位置分别挂了重为G2和G3的物体，并测出相对应的力臂，杠杆仍然在水平位置平衡。请写出此状态下杠杆平衡时的表达式：　 　。（答案必须利用丙图给的物理量表示）
（5）学习了机械效率后，如图丁小明使用同一杠杆（质地均匀）采用两种方法将物体A提升相同的高度，在工作过程中方法一和方法二的机械效率分别为η1和η2，则η1　 　η2（“＞”、“＝”或“＜”）。
27．如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（1）实验时要竖直向上拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为　 　N，若钩码上升的高度为10cm，则有用功是　 　J，滑轮组的机械效率为　 　。
（2）若减少钩码的个数，该滑轮组的机械效率将　 　。（填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）当被提起的重物变重时，滑轮组的机械效率就　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
28．在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：
实验次数 物重G物/N 动滑轮重G动/N 钩码上升的高度h/m 动力F/N 动力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η/%
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6
3 4 0.5 0.1 2 0.3
4 4 1 0.1 0.5 50.0
（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法。
（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量　 　匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为　 　N，第3次实验时滑轮组的机械效率为　 　。
（3）由表中第　 　组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。
（4）由表中第3、4组数据可知，不同滑轮组的机械效率与摩擦和　 　有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功　 　J。
四．计算题（共3小题）
29．如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D，长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：ON＝1：2。已知动滑轮C和D的重力均为40N，物块A的密度为1.5×103kg/m3、底面积为0.04m2、高1m，物块B的重力为100N（所有摩擦和绳重忽略不计，g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求：
（1）物块A的重力；
（2）当物块A的顶部刚好没入水中时，物块A受到的拉力；
（3）在水不漫过水库大堤的情况下，求电子秤的示数变化范围。
30．由中铁十一局承建的武汉长青路改造跨铁路工程转体钢箱梁经历75分钟，成功跨越京广线上行、汉丹货线下行、京广线下行，安全平稳地实现了90度零误差“转体”后，与汉江大道长青路高架完美连接。修建时为不影响火车通行，该桥梁体先在顺铁路方向浇筑，浇筑完成后，再通过转体装置完美“转身”横跨铁路。
（1）跨铁高架桥为非对称转体，跨铁路侧转体箱梁长度大约是非跨铁路侧转体箱梁长度的2倍，其简化模型如图甲所示，已知高架桥箱梁长AB＝78m，宽24.1m，厚度1.5m，桥墩高15.5m。高架桥箱梁在浇筑时需要在A、B两侧搭建支架，“转体”时撤除全部支架但需在A端施加520t配重达到水平平衡才能转体。假设高架桥箱梁可视为质量分布均匀的长方体，求：
①将520t的配重从地面吊起来平放在高架桥箱梁的A端至少做功多少J？
②高架桥箱梁的实际质量大约是多少t？
（2）桥墩下的转体装置由如图乙所示的上转盘和下转盘组成。上转盘上有两根钢索，每根钢索由一台牵引器通过传动装置牵引。已知上转盘的周长为36m，每台牵引器的功率3kW，牵引器牵引钢索的效率为80%，求每根钢索拉动上转盘缓慢匀速转动时的牵引力多少N？
31．如图甲、乙所示，物体M先后浸没在水和浓盐水中（ρ盐水＞ρ水），用同一滑轮组从两种液体中将物体M匀速提出水面，拉力F和F′随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体M不吸水、不沾水，g＝10N/kg。
（1）图丙中 　 　（选填“A”“B”）曲线表示拉力F随时间t变化的图像。
（2）求物体M浸没在水中受到的浮力。
（3）如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为η1，完全拉出水面滑轮组的机械效率为η0，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为η2，已知η0：η1＝25：24，η0：η2＝20：19，求物体M浸没在盐水中的浮力。
参考答案
一．选择题
1．【解答】解：
A、对杠杆在水平位置平衡时甲乙两物体受力分析，受力示意图如下图所示：
根据二力平衡条件知：F2＝G乙＝9N；
根据杠杆平衡条件知：3F1＝2F2，所以
根据平衡条件知：G甲＝F1+F支，所以F支＝G甲﹣F1＝50N﹣6N＝44N
甲对地面的压力与F支是一对相互作用力，大小相等，所以甲对地面的压力为44N，故A错误；
B、若将乙的悬挂点右移，则BO增大，又因：F1×AO＝F2×BO；F2、AO不变；所以F1增大；
又因：F支＝G甲﹣F1，所以F支减小，即甲对地面的压力减小；
另甲对地面的受力面积不变，根据压强公式知：甲对地面的压强变小，故B错误；
C、剪短细线后，乙物体会落入圆柱形容器中，假设静止后乙物体浸没，则此时它所受的浮力为：
F浮＝ρ液gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）3＝10N，
F浮＞G物，所以假设不成立，即剪断细线后，乙物体静止时应漂浮在水面上，此时它所受到的浮力等于它的重力9N。
根据阿基米德原理知：此时
容器中水面升高的深度为：
则乙物体静止时水对容器底部的增加压强为：
p＝ρ液gh＝1×103kg/m3×10N/kg×4.5×10 2m＝450Pa，故C错误；
D、乙物体漂浮在容器中时，浸没深度为：，
又知：剪断前，乙的下表面刚好和水面接触；剪断后，水面升高深度为4.5cm。
所以剪断细线后，乙物体静止时其下表面到容器底的距离减小为：9cm﹣4.5cm＝4.5cm，故D正确。
故选：D。
2．【解答】解：
AB．由图乙可知，水箱中没有水时（m＝0），力传感器的示数为F0＝6N（即细杆a的上端受到的拉力为6N），
由杠杆的平衡条件可得F0×OA＝GM×OB，则GM＝F0＝×6N＝2N；
设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h，
当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力2N，由阿基米德原理可得ρ水gSh1＝2N﹣﹣﹣①
由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N，
由杠杆的平衡条件可得FA×OA＝FB×OB，则FB＝FA＝×24N＝8N，
对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，
则此时M受到的浮力：F浮＝GM+FB＝2N+8N＝10N；
由F浮＝ρ液gV排可得，所以M的体积：
VM＝V排＝＝＝1×10﹣3m3，
物体M的密度：
ρM＝＝＝0.2×103kg/m3；
由阿基米德原理可得：ρ水gSh＝10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①和②得：h＝5h1，
由图乙可知，加水1kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水2kg时M刚好浸没（此时浮力为10N），该过程中增加水的质量为1kg，浮力增大了10N，
所以，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，当向水箱中加入质量为1.4kg的水时，受到的浮力为4N，B端受到的力4N﹣2N＝2N，此时杠杆处于平衡状态，则传感器受力不为0N，故A正确，B错误；
C．由选项B可知，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，加水1kg时水面达到M的下表面，加水质量为1.8kg时，浮力为8N，
物体M受到细杆b向下的压力：FB′＝F浮′﹣GM＝8N﹣2N＝6N，
水箱对水平面的压力：F＝（m水箱+m水+mM）g+FB′＝（0.8kg+1.8kg+0.2kg）×10N/kg+6N＝34N，
容器对桌面的压强为：p＝＝＝1700Pa，故C错误；
D．加水质量为2kg时，M刚好完全浸没，由选项B可知此时M受到的浮力是10N，由阿基米德原理可知排开水的重力是10N，
水对水箱底部的压力：F压＝G水+G排＝m水g+G排＝2kg×10N/kg+10N＝30N，故D错误。
故选：A。
3．【解答】解：有用功：W有＝Gh，W总＝Fs，额外功：W额＝fs，
由W额＝fs，得：f＝＝＝，故B表达式正确；
因为η＝，W总＝W有+W额，所以W额＝W总（1﹣η），即fs＝Fs（1﹣η），则有f＝F（1﹣η），故C表达式正确；
总功（拉力做的功）：W总＝W有+W额＝Gh+fs，
斜面的机械效率：η＝＝＝，
整理可得物体与斜面间的摩擦力：f＝，故D表达式正确。
故选：A。
4．【解答】解：
A、秤盘上不放重物且无秤砣时，提纽移至O点处杆秤恰好可以水平平衡，则O为其重心（也为杆秤的支点）；
此时秤盘中无重物，若把秤砣悬挂在O点处，因秤砣对杆秤的拉力过支点，其力臂为0，杆秤仍平衡，由此可知该杆秤的零刻度线应该标在O点，故A正确；
B、无论杆秤粗细是否均匀，秤的刻度线分布都是均匀的，因为无论杆秤粗细是否均匀，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知G×OB＝m′g×OA，即mg×OB＝m′g×OA，
所用秤砣质量为0.5kg，
即OB＝m′×，因是一个定值，所以OB与m′成正比，故B错误；
C、将秤砣移至B点，秤砣重为：G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N，
由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：G×OB＝m′g×OA，
即5×20cm＝m′×10N/kg×4cm，解得：m′＝2.5kg，故C错误；
D、由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：G×OB＝m′g×OA，即m′＝＝0.5kg×，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣，故D错误。
故选：A。
5．【解答】解：A、不计绳重及摩擦，因为拉力F＝（G物+G动），n1＝2，n2＝3，
所以绳端的拉力：F1＝（G物+G动），F2＝（G物+G动），所以F1＞F2，故A错误；
B、由图知，n甲＝2，n乙＝3，甲滑轮组绳子自由端移动的速度v甲＝2v物，乙滑轮组绳子自由端移动的速度v乙＝3v物，所以甲绳子自由端移动速度小于乙绳的自由端移动的速度，故B正确；
C、使用动滑轮能够省力，为省力杠杆，故C错误；
D、因为绳子自由端移动的距离s＝nh，n1＝2，n2＝3，提升物体的高度h相同，所以s1＝2h，s2＝3h，则s1≠s2，故D错误；
故选：B。
6．【解答】解：
（1）在AC两图中，钩码挂在拉环上（即左边测力计倒置使用），因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC错误；
（2）在BD两图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小；
①B图中，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B错误；
②设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为F＝G1+G；
D图中，左边测力计的示数为：F左＝G1；
手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数（即测力计受到向下的拉力）：F右＝F﹣G＝G1+G﹣G＝G1；
所以，F左＝F右＝G1，能得出正确结论，故D装置中能实现所有的要求；
故选：D。
7．【解答】解：由图知，
（1）动滑轮在水平方向上受到三个力的作用：水平向右的拉力F1，墙壁对它水平向左的拉力F墙，木板A对它水平向左的拉力F木板，
由于木板向右匀速运动，所以F1＝F墙+F木板，
由于同一根绳子各处的拉力相等，所以F木板＝F1，
由于力的作用是相互的，所以动滑轮对木板A的拉力为F动＝F木板＝F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
（2）物块B在水平方向上受到两个力的作用：绳子对它向左的拉力F2，木板A对它向右的摩擦力fA对B；由于物块B保持静止，所以F2＝fA对B；
木板A在水平方向上受到三个力的作用：动滑轮对木板向右的拉力F动，物体B对木板向左的摩擦力fB对A，地面对木板向左的摩擦力f地面，
由于木板向右匀速运动，所以F动＝fB对A+f地面﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由于力的作用是相互的，所以fB对A＝fA对B＝F2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由②③可得F动＝F2+f地面，
即F1＝F2+f地面，
也就是F1＝2F2+2f地面，
所以F1＞2F2。
故选：D。
8．【解答】解：在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，以左侧的支柱为支点，右支架对主梁的支持力F为动力，重物对杠杆的拉力为重力，大小等于物体的重力G，动力臂为整个主梁的长度，设为L，阻力臂为L﹣s，
根据杠杆平衡条件：FL＝G（L﹣s）得，
拉力F为：F＝G﹣，
由关系式知：右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s成一次函数关系，且拉力随s的增大而减小，故B符合题意。
故选：B。
9．【解答】解：如图所示的杠杆，
① ② ③ ④
在水平位置平衡，阻力作用在B处，所以阻力臂是一定的，即OB；
①动力作用在A端，当动力方向竖直向上时，动力臂最长是OA，OA大于OB，是省力杠杆，能省力；如图：
②若动力方向不是竖直向上时，动力臂一定小于OA，但有可能大于OB，此时，也是省力杠杆，能省力；如图：
③动力臂也有可能等于阻力臂OB，即动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，既不省距离也不省力；如图：
④动力臂也有可能小于阻力臂OB，即动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。如图：
故此杠杆也可能省力，也可能费力，也可能不省力也不费力。
故选：C。
10．【解答】解：由题知：
拉力为F；绳子自由端移动距离是2s；
由功的公式得：W=2Fs。
故选：C。
11．【解答】解：以与地面接触点为支点，设与墙壁接触点与地面的距离为h，与地面接触点与墙壁距离为L，根据杠杆平衡条件，有：
F×h＝G×，
解得：
F＝
现让木棒的倾斜度变小一些至虚线所示位置，
由于重力G不变、L变大、h减小，故弹力F增加，故B正确。
故选：B。
12．【解答】解：由题知，重物重力相同（设其大小为G），物体升高的速度相同（设其大小为v），
（1）对于图甲，因为两个都是定滑轮，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以F甲＝G，绳子的速度v甲＝v；
拉力功率P甲＝F甲v甲＝Gv；如果考虑滑轮质量，但空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计，该装置的额外功为0，η甲＝100%；
（2）对于图乙，因为是一个定滑轮、一个动滑轮，n＝2，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以F乙＝G，绳子的速度v乙＝2v；拉力功率P乙＝F乙v乙＝G×2v＝Gv；如果考虑滑轮质量，空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计，该装置的额外功＞0，η乙＜100%；
有以上分析可知：
A、甲的拉力是乙的拉力的3倍，故A不符合题意；
B、因为甲拉力功率P甲＝F甲v甲＝Gv，乙拉力功率P乙＝F乙v乙＝12G×2v＝Gv，所以甲拉力的功率等于乙拉力的功率，故B不符合题意；
C、乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍，故C符合题意；
D、如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙的大，故D不符合题意。
故选：C。
13．【解答】解：以索塔与桥面的交点为支点，左侧拉索的拉力为动力，汽车对桥的压力为阻力，当载重汽车从桥梁左端匀速驶向索塔的过程中，阻力臂逐渐减小，在阻力和动力臂不变时，根据杠杆的平衡条件知左侧拉索拉力大小一直减小，故B正确。
故选：B。
14．【解答】解：
AB、如图，动力臂为L1（不是OA）大于阻力臂L2，所以是省力杠杆；故AB错误；
C、物体对杠杆的拉力为阻力，不是物体受到的重力G，故C错误；
D、如下图：
保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，动力臂变小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力变大，故D正确。
故选：D。
15．【解答】解：由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，
A、由于不计滑轮组中的摩擦及绳重，绳子的拉力：
F1＝（GB+G动）＝×（30N+3N）＝11N，故A正确；
B、物体B匀速上升的高度h＝0.2m，则滑轮组做的有用功：
W有＝GBh＝30N×0.2m＝6J，故B正确；
C、当物体A向右匀速直线运动时，根据二力平衡条件可知，物体A受到的滑动摩擦力：f＝F1＝11N，
当物体A向左匀速直线运动时，由于压力大小和接触面的粗糙不变，所以滑动摩擦力不变，仍为11N，
城市对物体A受力分析，A受到水平向左的拉力F、绳子水平向右的拉力及向右的滑动摩擦力，
根据力的平衡条件可知，向左的拉力：F＝F1+f＝11N+11N＝22N，
力F移动的距离：s＝nh＝3×0.2m＝0.6m，
则力F做的功：W＝Fs＝22N×0.6m＝13.2J，故C正确；
D、物体B匀速上升时，绳子拉力F1做的总功：
W总＝F1s＝11N×0.6m＝6.6J，
则滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈90.9%，故D错误。
故选：D。
二．填空题（共9小题）
16．【解答】解：
（1）为了方便分析，以木板的重心为支点（也可以以任何一个人的手为支点），两人施加的力都是竖直向上的，力和力臂的情况如下图所示：
由图可知，L甲＜L乙，根据杠杆平衡条件可知F甲＞F乙，即甲施加的力较大，又因为甲、乙两人使木板上升的高度相同，由W＝Fs可知，W甲＞W乙；
（2）使用滑轮组提升此木板所做的有用功和人抬木板所做的有用功均等于克服木板重力所做的功，且木板上升的高度相同，由W＝Gh可知，两次所做的有用功相等。
故答案为：大于；等于。
17．【解答】解：在装货与卸货时，货物对斜面的压力不变，货物与斜面的接触面的粗糙程度不变，所以装货时货物受到的向下的摩擦力与卸货时货物受到的向下的摩擦力相等，设摩擦力为f。
货物向下匀速卸下时，在沿斜面方向上，受向上的拉力F1，向上的摩擦力f，受力情况满足：F1+f＝G′（G′为重力的分力）……①，其中F1＝100N；
货物向上匀速拉动时，在沿斜面方向上，受向上的拉力F2，向下的摩擦力f，受力情况满足：F2＝f+G′（G′为重力的分力）……②，其中F2＝600N；
由①②得：f＝250N。
匀速将该货物装上卡车过程所做有用功为：W有＝Gh＝1000N×1m＝1000J；
所做总功为：W总＝F2s＝600N×3m＝1800J；
装该货物时斜面的机械效率为：η＝＝＝55.6%。
故答案为：250；55.6%。
18．【解答】解：（1）如图所示，做出最长动力臂、最小力的示意图、并做出阻力臂，
动力臂用L′表示，其长度等于直径，即L′＝0.5m×2＝1m；
阻力臂用L表示，即为OB长度，A为圆环圆心，线段AB长度等于圆半径和台阶高度之差，
即AB＝0.5m﹣0.2m＝0.3m，
△OAB为直角三角形，根据勾股定理得：
L＝OB＝＝＝0.4m，
由杠杆平衡条件可得：FL′＝GL，
则最小力F＝＝＝200N。
（2）根据功的原理，将这个轮子滚上台阶做的功，等于克服轮子重力做的功，即W＝Gh＝500N×0.2m＝100J。
故答案为：200；100。
19．【解答】解：
（1）根据杠杆的平衡条件有：F×OB＝G×OA，即：F×（0.6m﹣0.2m）＝60N×0.2m，解得：F＝30N；即手压木棒的压力大小为30N；
（2）把人体、杠杆（质量不计）和重物作为一个整体进行受力分析，整体受到竖直向下的总重力、地面竖直向上的支持力，
整体保持静止状态，根据平衡力的条件，地面对人体的支持力大小为：F支＝G人+G物＝500N+60N＝560N；
故答案为：30；560。
20．【解答】解：
由图可知，n甲＝2，n乙＝4，当不同的物体G1和G2匀速提升相同高度，绳端所需的拉力F恰好相等，此时s1＝2h，s2＝4h，
绳端拉力F做功之比为：W1：W2＝Fs1：Fs2＝s1：s2＝2h：4h＝1：2；
根据F＝（G动+G）知，
G1＝2F﹣G动，G2＝4F﹣2G动，
根据η＝＝＝＝知，
两滑轮组的机械效率之比为：
η1：η2＝：＝：＝：＝1：1。
故答案为：1：2；1：1。
21．【解答】解：（1）当AO段处于水平位置时，如左图所示最省力，
根据杠杆平衡条件可得：F1LOB＝GLOA，
所以，F1＝＝G；
因为AO＝OB，所以F1＝G。
（2）当OB段处于水平位置时，如右图所示最省力，
根据杠杆平衡条件可得：F2LOB＝GLOC，
所以，F2＝＝G×，
因为LOC＜LOB，
所以F2＜G，
故F1＞F2；
综上分析可知，两次的动力臂不变、阻力不变，但阻力臂变小，所以根据杠杆平衡条件（F1L1＝F2L2）可知，动力变小。
故答案为：大于；两次的动力臂不变、阻力不变，但阻力臂变小，所以根据杠杆平衡条件（F1L1＝F2L2）可知，动力变小。
22．【解答】解：（1）设木杆的重力为G，重心距离最右端L′；
因为A、B、C三点将质量不均匀长度L的木杆四等分，则：
当动力作用在A点时，木杆最右端为支点，由杠杆平衡的条件可得：FA×L＝G×L′﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当动力作用在B点时，木杆的最左端为支点，由杠杆平衡的条件可得：FB×L＝G×（L﹣L′）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得：G＝（FA+FB）＝（1500N+2500N）＝3000N，L′＝L；
因此木杆重心在C点的右侧，并且到C点的距离为L﹣L＝L；
（2）因为木杆的重心在C点的右侧，所以需在A点悬挂重物；
设所挂重物的重力为G′，
由杠杆平衡条件可知：G×L＝G′×L
G′＝×3000N＝1500N；
（3）将木杆从C点悬起后，在A点悬挂1500N的重物时，杠杆平衡，如果在AB两点同时增加500N的重物，由杠杆平衡条件可知：500N×L＝500N×L，所以杠杆仍然平衡。
故答案为：3000；L；A；1500；仍平衡。
23．【解答】解：
设木条重心在D点，当A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上时，以B端为支点，
托盘秤甲的示数是12N，根据力的作用是相互的，所以托盘秤对木条A端的支持力为12N，如图所示：
由杠杆平衡条件有：FA×AB＝G×BD，即：12N×AB＝48N×BD，
所以：AB＝4BD，
则BD＝AB，
当C点放在托盘秤甲上时，此时以C为支点，设托盘秤乙对木条B处的支持力为FB，
因为AO＝BO，AC＝OC，所以CO＝OD＝BD，BC＝3BD，CD＝2BD，
由杠杆平衡条件有：FB×BC＝G×CD，即：FB×3BD＝48N×2BD，
所以：FB＝32N，则托盘秤乙的示数为32N。
故答案为：B； 32N；C。
24．【解答】解：（1）物体的重力G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N；
由杠杆平衡的条件可得：
F×OB＝G×OA，
即F×0.2m＝20N×0.3m，
解得：F＝30N；
（2）如图，
杠杆转动到OA′，OC为动力臂，OD为阻力臂，阻力不变为G，
由△OCB′∽△ODA′得，
＝＝，
由杠杆平衡得，
F′OC＝GOD，
则F′＝＝G＝×20N＝30N。
故在力F的作用下由水平位置逆时针转动过程中力F的大小不变。
故答案为：20；30；不变。
25．【解答】解：（1）想使该油桶绕D点翻转即以D为支点，作用力在A点，则AD作为动力臂最长，此时动力也最小，最省力，如下图所示：
（2）油桶的高AC为80cm，油桶的直径CD为60cm，根据勾股定理知AD＝100cm，这一过程中，重心上升×100cm﹣×80cm＝10cm＝0.1m，
推力所做的功至少等于克服重力做的功，
即W＝Gh＝500N×0.1m＝50J。
故答案为：（1）见上图；（2）50。
三．实验探究题（共3小题）
26．【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，这样便于直接读出力臂；
（2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA＝FBLB，即4G×3L＝FB×2L，解得FB＝6G，需挂6个钩码；
（3）保持作用点不变，当弹簧测力计由a转到b位置时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；
（4）实验中，另一同学设计了如图丙所示的实验装置，在杠杆左端挂了一个重为G1的物体，在杠杆右端不同位置分别挂了重为G2和G3的物体，杠杆仍然在水平位置平衡杠杆的平衡条件还可以总结成所有“动力×动力臂”的和等于所有“阻力×阻力臂”的和，此状态下杠杆平衡时的表达式：G1l1＝G2l2+G3l3；
（5）因为物体A提升相同的高度，由W有＝Gh可知，方法一和方法二所做的有用功相同，而方法一中克服杠杆自重做功，即总功等于有用功与额外功之和，方法二中不计重力的影响，因此总功等于有用功，由η＝＝可知，η1＜η2。
故答案为：（1）右；便于测量力臂；（2）6；（3）变大；当弹簧测力计由a转到b位置时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；
（4）G1l1＝G2l2+G3l3；（5）＜。
27．【解答】解：
（1）弹簧测力计的分度值是0.2N，所以拉力大小是2.4N。
由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，所以s＝3h＝3×10cm＝30cm＝0.3m，
有用功：W有＝Gh＝6N×0.1m＝0.6J；
总功：W总＝Fs＝2.4N×0.3m＝0.72J；
该滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈83.3%。
（2）若减小钩码的个数，所做的有用功减小，而额外功不变，所以有用功在总功中所占的比例变小，则滑轮组的机械效率变小；
（3）当被提起的重物变重时，该滑轮组所做的有用功就越大，而额外功一定（因为动滑轮重是不变的）时，有用功越大，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。
故答案为：（1）2.4；0.6；83.3%；（2）变小；（3）变大。
28．【解答】解：
（1）由前3组实验数据知，s＝3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示：
（2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；
由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N；
第3次实验时滑轮组的机械效率为：η＝＝＝×100%≈66.7%；
（3）由表中第 1、2、3组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关；
（4）由表中第3、4组数据可知，物重相同，动滑轮重力不同，机械效率不同，由此可得，滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关
根据表中第3组数据可知，有用功：W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J；克服动滑轮做的功：W动＝G动h＝0.5N×0.1m＝0.05J；总功：W总＝Fs＝2N×0.3m＝0.6J；
则克服绳重及摩擦做的那部分额外功：W额＝W总﹣W有﹣W动＝0.6J﹣0.4J﹣0.05J＝0.15J。
故答案为：（1）见上图；（2）竖直；1.6；66.7%；（3）1、2、3；（4）动滑轮重； 0.15。
四．计算题（共3小题）
30．【解答】解：
（1）物体A的体积：VA＝SAhA＝0.04m2×1m＝0.04m3，
由ρ＝可得，物体A的质量：mA＝ρAVA＝1.5×103kg/m3×0.04m3＝60kg，
物体A的重力：GA＝mAg＝60kg×10N/kg＝600N；
（2）当物块A的顶部刚好没入水中时，由阿基米德原理可得，物块A受到浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gVA＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3＝400N，
由F浮＝GA﹣F可知，物块A受到的拉力：F＝GA﹣F浮＝600N﹣400N＝200N；
（3）不计摩擦和绳，重当物体A没入水中时，根据滑轮组的使用特点可知：FM1＝×[×（F+G动）+G动]＝×[×（200N+40N）+40N]＝80N；
根据杠杆平衡条件可得：FN1 ON＝FM1 OM，
所以，FN1＝×FM1＝×80N＝40N，
则电子秤的示数F最大＝GB﹣FN1＝100N﹣40N＝60N；
不计摩擦和绳，当物体A全部露出水面时，根据滑轮组的使用特点可知：FM2＝×[×（G+G动）+G动]＝×[×（600N+40N）+40N]＝180N；
根据杠杆平衡条件可得：FN2 ON＝FM2 OM，
所以，FN2＝×FM2＝×180N＝90N，
则电子秤的示数F最小＝GB﹣FN2＝100N﹣90N＝10N；
所以，电子秤的示数变化范围为10N～60N。
答：（1）物块A的重力为600N；
（2）当物块A的顶部刚好没入水中时，物块A受到的拉力为200N；
（3）在水不漫过水库大堤的情况下，求电子秤的示数变化范围10N～60N。
31．【解答】解：（1）①配重的重力为：
G＝mg＝520×103kg×10N/kg＝5.2×106N，
由题意和图示可知将配重举起的高度为：
h＝15.5m+1.5m＝17m，
将520t的配重从地面吊起来平放在高架桥箱梁的A端做的功：
W＝Gh＝5.2×106N×17m＝8.84×107J；
②设箱梁的重力为G0，箱梁重心O离支点C点的距离为L2，如图：
因为跨铁路侧转体箱梁长度大约是非跨铁路侧转体箱梁长度的2倍，
所以L1＝AB＝×78m＝26m，
则L2＝CB﹣OB＝AB﹣AB＝AB＝×78m＝13m，
由杠杆平衡条件得G×L1＝G0×L2，
所以高架桥箱梁的实际重力为：
G0＝＝＝1.04×107N，
则高架桥箱梁的实际质量为：
m0＝＝＝1.04×106kg＝1040t，
（2）转盘转动的时间为：t＝75min＝75×60s＝4500s，
已知周长C＝36m，则上转盘转动90°，钢索移动距离：s＝C＝×36m＝9m，
每台牵引器做的总功：W总＝Pt＝3000W×4500s＝1.35×107J，
由η＝可得，有用功：
W有用＝ηW总＝80%×1.35×107J＝1.08×107J，
由W有用＝Fs可得，牵引力：
F＝＝＝1.2×106N。
答：（1）①将520t的配重从地面吊起来平放在高架桥箱梁的A端至少做功8.84×107J；
②以C点为支点，则高架桥箱梁的实际质量是1040t，
（2）每根钢索拉动上转盘缓慢匀速转动时的牵引力为1.2×106N。
32．【解答】解：（1）当物体M浸没在液体中时，由F浮＝ρ液gV排可知，液体的密度越大，物体M受到浮力越大，
因为ρ甲＜ρ乙，所以M浸在两种液体受到的浮力F甲＜F乙，
而浸在液体中的物体受到的浮力F浮＝G﹣FM，所以M在液体中受到的拉力FM甲＞FM乙，
又因为绳自由端的拉力F＝（FM+G动），
所以拉力F＞F′，则图丙中A曲线表示拉力F随时间t变化的图像；
（2）由图丙可知物体M在完全离开水面时绳自由端的拉力F0＝180N，
此时有：F0＝（G+G动）——①
当物体M浸没在水中时绳自由端受到的拉力FA＝150N，令此时物体M在水中受到的拉力为F1，
则有：FA＝（F1+G动）——②
①﹣②有：G﹣F1＝2（F0﹣FA）＝2×（180N﹣150N）＝60N
所以物体M浸没在水中受到的浮力为：F浮＝G﹣F1＝60N；
（3）由于绳重和摩擦不计，则η＝＝＝，
所以，物体离开水面前，滑轮组的机械效率：η1＝＝＝＝，
物体离开水面后，滑轮组的机械效率：η0＝＝＝，
所以，＝＝，
解得：G＝300N，
则动滑轮的重力为：G动＝2F0﹣G＝2×180N﹣300N＝60N，
令物体M在浓盐水中受到的拉力为F2，浮力为F浮'，绳自由端受到的拉力为FB，物体离开浓盐水前，滑轮组的机械效率：η2＝＝＝，
所以，＝＝＝，
解得：F浮'＝72N。
答：（1）A；
（2）物体M浸没在水中受到的浮力为60N；
（3）物体M浸没在盐水中的浮力72N。