苏科版九年级上册第十一章简单机械和功 单元练习（有解析）

苏科版九年级上册 第十一章 简单机械和功
一、单选题
1．如图所示，是建筑工地吊车的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕点转动：伸缩撑杆为圆弧；伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，下列关于这个吊车的有关说法正确的是（ ）
A．使用这种吊车，好处是可以少做功
B．吊臂是一个省力杠杆
C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
D．匀速项起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力的力臂逐渐减小
2．如图所示是小超同学扔实心球的情景包合四个过程）其中手对实心球做功的过程是（　　）
A．②和③ B．①和③ C．①和④ D．②和④
3．如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．两物体上升的速度相同
B．两种装置的机械效率相等
C．两次提升物体所做的有用功相等
D．两种装置中拉力做功的功率相等
4．成语“水滴石穿”，比喻力量虽小，但只要坚持，功到自然成 从物理的角度分析∶①力改变了石头的形状；②水滴冲击石头时，石头对水滴没有作用力；③水滴加速下落过程，重力对水滴做了功；④水滴加速下落过程，受到了平衡力的作用 完全正确的一组是
A．①③ B．①② C．①④ D．②④
5．为迎接 2022 年北京冬奥会，运动员积极训练。关于图中的项目，下列说法正确的是（　　）
A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功
B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状态不变
C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用
D．掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
6．下列估测中，你认为最接近实际的是（　　）
A．从地面上将物理书捡到桌面上，克服物理书重力做的功约为200J
B．一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为
C．教室内普通日光灯正常发光时的电流约为
D．一位初中生以正常速度从一楼登上三楼，登楼的功率约为15W
7．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力 D．这个滑轮组能省功
8．如图所示，木板A放在一水平面上，用16N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.3m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B相对于地面静止，弹簧测力计示数为2N，若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．木板A与地面的摩擦力为2N
B．滑轮向右移动的速度为0.3m/s
C．物块B受到的摩擦力为2N，方向水平向左
D．绳子拉木板的功率为2.4W
9．如图，OAB是杠杆，OA与AB垂直，在O的中点挂一个20N的重物，加在B点的动力使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计），则（　　）
A．该杠杆一定是省力杠杆
B．该杠杆一定是费力杠杆
C．作用点在B点的最小动力等于10N
D．作用点在B点的最小动力小于10N
10．如图所示，用20N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重400N的物体A以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10s， 已知滑轮组的机械效率为90%，则此过程中（　　）
A．绳子自由端移动的距离为2m B．滑轮组对物体A的水平拉力为54N
C．拉力F的功率为4W D．拉力F所做的有用功为120J
11．某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试，甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，且v甲＜v乙，若不计空气阻力，则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是（　　）
A．F甲＜F乙，W甲＜W乙 B．F甲＞F乙，W甲＞W乙
C．F甲＝F乙，W甲＜W乙 D．F甲＝F乙，W甲＝W乙
12．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则它们的关系正确的是（　　）
A．F1＝F2，W1＞W2，P1＞P2
B．F1＝F2，W1＞W2，P1＝P2
C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2
D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2
13．两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A，（每个滑轮重相同）使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
B．甲滑轮组拉力的功率小于乙滑轮组拉力的功率
C．甲、乙两滑轮组的有用功相同
D．甲、乙动滑轮的重力为2N
14．如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（　　）
A．F＝ f＝ B．F＝ f＝ C．F＝ f＝ D．F＝ f＝
15．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．力F1和F2做的总功相同 B．力F1和F2做功的功率相同
C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
二、填空题
16．图为吊车吊起货物示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。则：
（1）吊臂是一个______杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”）；
（2）伸缩撑杆匀速缓慢项起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小______（填“不变”、“变小”或“变大”）；
（3）吊车工作时，还要支起四个支柱，它们的作用是______。
17．小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功___________J，支持力对购物车做功___________J。
18．如图所示，有一根均匀铁棒，长为L，OA＝，重力G＝900N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为______N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为______N。
19．如图所示，滑轮重和摩擦均不计，用10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动，则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为______牛，若物体A在4秒内移动0.2米，绳子运动的速度是______米每秒。
20．如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，甲物体是边长为30cm的正方体，重为110N，用绳连接在A点且绳拉直，OA=40cm，乙物体重为40N，对杠杆压力的力臂OB=40cm；现用F=5N的水平拉力使乙物体以0.5m/s的速度从B点向右做匀速直线运动，为了让杠杆始终保持水平平衡，乙物体能够到达的与O点的最远距离为______cm，此过程中拉力F做功的功率为______W。
三、综合题
21．智能机器人目前已能够在很多方面为人类提供高效率高精准度的服务；在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务；下表是某智能机器人图书馆员“小i”（如图）的部分参数，请回答下列问题：（g取10N/kg）
（1）为了使机器人行走或搬运货物时更加平稳，要求机器人的基座有较大的质量，则适合做机器人基座的材料是 ______（选填“铸铁“或“塑料”）；机器人双臂关节连接处要尽量 ______（选填“增大”或“减小”）摩擦；
（2）当机器人以最大负重静止在水平地面上时，它对水平地面的压强是多少帕？______
（3）“小i“以最大负重在图书馆中水平匀速直线运动40m，用时100s，其间受到地面的摩擦力为重力的0.1倍，则它克服摩擦力做功的功率是多少？______
（4）若“小i”每天需将1900kg图书从地面分批搬回0.5m高的书架上，则“小i”每天搬运这些图书上书架做的功是多少？______
参数名称 与地面的接触面积/cm2 最大负重/kg 质量/kg
数据 48 20 16
22．如图所示，某同学将一根长为0.5米的轻质横杆的中点放在支架上，横杆在水平位置平衡。在横杆A点处挂一个质量为0.3千克的物体甲，在B处挂一个质量为0.2千克的物体乙（图上没有画出），发现杠杆不能在水平位置平衡。
（1）为了使杠杆在水平位置平衡，该同学思考了几种方案：
A：将甲、乙两物体向靠近支点方向移动相同的距离 L
B：将甲、乙两物体向远离支点方向移动相同的距离 L
C：在甲、乙两物体的下面再挂上质量相同的物体 m
D：将甲、乙两物体切去相同质量 m
你认为可行的方案是______；
（2）求出你认为可行方案中的 L或 m。( )
23．如图甲是某建筑工地用升降机提起重物，当它把重力为3000N的货物匀速提起时，钢丝绳的拉力为2000N。钢丝绳移动的距离和时间的关系图象如图乙所示。求：
（1）图甲中有________段钢丝绳承担货箱的重力。
（2）6s内拉力F做功的功率。( )
（3）货物匀速上升时，升降机的机械效率。( )
24．请阅读《中国古代农具桔》。
中国古代农具—桔槔
枯槔俗称“吊杆”、“称杆”，是一种原始的汲水工具。枯槔的结构，相当于一个普通的杠杆。如图所示其上端的横长杆相当于硬棒，横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，当于支点，横杆的一端用绳子与汲器（提水的容器）相连，另一端绑上或悬挂一块重石头。
当不提水时，横长杆的绑重石的一端位置较低，横长杆的汲器一端位置较高；当要提水时，人用力向下拉绳子使汲器下降到水面以下并让水流入汲器，与此同时另一端石头的位置则上升，当汲器装满水后，人缓缓放开绳子，通过另一端石头下降，就可将汲器提升。人这样汲水过程的主要用力方向是向下，因而给人以轻松的感觉，大大减少了人们提水的疲劳程度。这种提水工具，是中国古代社会的一种主要灌溉机械。
（1）杠杆在生活及生产中无处不在，有的能省力有的能省距离。人用力向下拉绳子时，桔槔的结构相当于一个___________（选填“省力”或“费力”）杠杆。
（2）当汲器在露出水面之前上升的过程中，它受到的浮力将___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）当装满水的汲器在空中匀速上升时，它的机械能将___________（选填“增加”“不变”或“减小”）。
（4）有同学说桔槔另一端绑上的大石头越重越好，你认为正确吗？你的理由是___________。
25．小铭骑自行车沿笔直街道做直线运动，其s-t图像如图所示；已知人的质量为52kg，自行车的质量为20kg，摩擦力大小是人和自行车所受总重力的2%；（g=10N/kg）
（1）在0~2s内，小铭做 ______运动，他对自行车产生的动力大小为 ______N；
（2）小铭在2~4s运动状态是 ______，在0~8s内的平均速度 ______m/s；
（3）小铭在最后4s内，做功 ______J。
26．阅读短文，回答下列问题：
半潜船
如图甲所示半潜船，是通过改变自身重量实现上浮和下沉的。半潜船淹没在水中的体积比例高，因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小，能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示，半潜船通过调整水舱内的压载水质量，把装货甲板潜入水中，等待货物装载，当货物拖至甲板上方后，再次调整水舱内的压载水，船体上浮，即完成装载。
（1）半潜船是通过改变______实现上浮和下沉的；它在水面航行时，使其向前运动的动力的施力物体是______（选填“螺旋桨”或“水”）；
（2）当半潜船依次处于图乙中三种状态时，从左至右船底受到水的压强分别为p1、p2、p3，则压强由小到大的顺序是______，水舱内水的质量分别为m1、m2、m3，则质量中最大的是______（选填“m1”、“m2”或“m3”）；
（3）甲板面积为6000m2，当甲板下潜至水下2m时，受到水的压力为______N；
（4）半潜船上安装的船舶驱动系统功率为6000kW，效率为90%，当它以6m/s的速度匀速航行时，半潜船所受的阻力是______N。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．杠杆是一种机械，使用任何机械都不省功，故A错误；
B．如图画出动力臂和阻力臂：
由图可知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，是费力杠杆，故B错误；
CD．吊车吊起货物的过程中，阻力不变，阻力臂减小，动力臂不变，动力减小，所以支持力逐渐变小，故C正确，D错误。
2．B
【详解】
①小明将地上的球捡起来，有力作用在球上，球在力的方向上通过了一定的距离，故手对实心球做功，故①符合题意；
②小明将球举在不动，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，故②不符合题意；
③小明挥动球，有力作用在球上，球在与手接触的一段时间内通过了一定的距离，手对实心球做功，故③符合题意；
④球飞出去，球由于惯性向前运动，小明没有对球施加力，小明没有对球做功，故④不符合题意；
综上可见，手对球做功的过程有①与③，故B符合题意。
故选B。
3．D
【详解】
A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由v=可知绳端移动的速度相同，A物体上升的速度等于绳端移动的速度，B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半，故A错误；
BCD．所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由W总=Fs可知总功相等，不计绳重和摩擦，甲图中物体的重力
GA=F
乙图中物体的重力
GB=2F-G动
A物体上升的高度
hA=s
B物体上升的高度
hB=s
A图中有用功
W有甲=GAhA=Fs
乙图中有用功
W有乙=GBhB=(2F-G动)s=Fs-G动s
W有甲＞W有乙
甲图中机械效率
η甲=
乙图中机械效率
η乙=
η甲＞η乙
由P=可知两种装置中拉力做功的功率相等，故D正确，BC错误。
故选D。
4．A
【详解】
①水滴石穿，水由于重力而下降作用在石头上，石头的形状逐渐改变，故①正确；
②力的作用是相互的，水滴冲击石头时，石头对水滴也有相互作用的力，故②错误；
③水滴加速下落过程，重力的方向竖直向下，水滴下降的方向竖直向下，所以，重力对水滴做了功，故③正确；
④水滴下降的过程中，重力大于空气的阻力，做加速下落运动，受到的是非平衡力的影响，故④错误。
故选A。
5．A
【详解】
A．跳台滑雪运动员在下落过程中，受重力，并且在重力的方向上移动了距离，故重力对运动员做功，故A正确；
B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，速度方向发生变化，故运动状态发生变化，故B错误；
C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于惯性，惯性不是力，不能用作用，故C错误；
D．掷出后的冰壶对冰面的压力与地面对冰壶的支持力是相互作用力，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】
A．物理书260g，那么重力为2.6N，将书从地面捡到桌面克服重力做功
故A选项不符合题意；
B．一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为
故B选项不符合题意；
C．教室内普通日光灯正常发光时的电流约为
故C选项符合题意；
D．一位初中生以正常速度从一楼登上三楼，登楼的功率约为
故D选项不符合题意。
故选C。
7．C
【详解】
A．由图知，n=2，物体上升的高度h=2m，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4 m
即绳子自由端被拉下了4m，故A错误；
BC．图中滑轮组可以省力但费距离，故B错误、C正确；
D．使用任何机械都不省功，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．因为不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦，拉力F=16N，根据动滑轮的特点可知，每段绳子上的力为8N。又因为弹簧测力计的示数为2N，物体B相对于地面静止，所以物体B与木板A之间的摩擦力为2N。木板受到向右的绳子拉力等于地面的摩擦力加上B的摩擦力，所以地面对木板A的摩擦力是
fA=8N-2N=6N
故A错误；
B．木板A的移动速度为0.3m/s，动滑轮的移动速度等于拉力F的移动速度，等于木板移动速度的二分之一，大小为0.15m/s，故B错误；
C．物块B始终静止，由力的平衡条件可得，物块B受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数为2N，方向水平向右，故C错误；
D．绳子拉木板的功率是
故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
AB．因无法确定动力臂的大小，所以无法确定它是哪种杠杆，故AB不符合题意；
CD．加在B点的动力F与OB垂直向上时，动力作用线和杠杆垂直，支点与动力作用点之间的连线OB就是最长的动力臂，此时动力最小。因为C点是中点，所以
OB＞OA＝2OC
如图所示：
根据杠杆的平衡条件
F×OB＝G×OC
此时的最小动力
故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
10．B
【详解】
A．由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=3，绳子自由端移动的速度为
v绳=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s
则绳子自由端移动的距离为
s绳=v绳t=0.6m/s×10s=6m
故A不符合题意；
B．由公式
可得物体A受到的摩擦力为
f=3ηF=3×90%×20N=54N
由于物体A匀速运动，所以滑轮组对物体A的水平拉力等于物体A受到的摩擦力，大小为54N，故B符合题意；
C．因为
所以拉力F做功的功率为
P=Fv绳=20N×0.6m/s=12W
故C不符合题意；
D．拉力所做的有用功，即克服物体A与水平面之间的摩擦力做的功为
W有=fs=fv物t=54N×0.2m/s×10s=108J
故D不符合题意。
故选B。
11．C
【详解】
在水平方向上，甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用，两辆汽车都做匀速直线运动，处于平衡状态，所以F甲＝f甲，F乙=f乙；甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，两辆汽车对水平路面的压力相等，都等于汽车自身的重力；接触面的粗糙程度相同，所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等，即f甲＝f乙，所以牵引力F甲＝F乙。因为，v甲＜v乙，所以在相同的时间内路程关系是：s甲＜s乙，F甲＝F乙。根据W=Fs可知，W甲＜W乙，故ABD错误，C正确。
故选C。
12．D
【详解】
AB．由图知，斜面AB的倾斜角度小于斜面AC，且分别拉动同一物体，所以物体沿AB运动时拉力F1较小，即
F1＜F2
故AB错误；
CD．斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有做额外功，所以拉力在两斜面上做功都等于克服物体重力做的功，由W＝Gh可知，拉力做的功相同，即
W1＝W2
从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同，且F1＜F2，根据公式
可知，物体沿AB运动时拉力F1的功率较小，即P1＜P2，故C错误；D正确。
答案D。
13．C
【详解】
AC．因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由
W额=G动h、W有用=G物h
可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则由W总=W有用+W额可知拉力做的总功相同，由得到两滑轮组的机械效率相同，故A错误，C正确；
B．由图甲可知，n1=3，则绳端移动的距离
s1=n1h=3×20cm=60cm=0.6m
由图乙可知，n2=2，则绳端移动的距离
s2=n2h=2×20cm=40cm=0.4m
甲滑轮组拉力的功
W1总=F1s1=6N×0.6m=3.6J
甲滑轮组拉力的功率
乙滑轮组拉力的功
W2总=F2s2=9N×0.4m=3.6J
乙滑轮组拉力的功率
甲滑轮组拉力的功率等于乙滑轮组拉力的功率，故B错误；
D．动滑轮的重力
G动=2F1-G=3×6N-17N=1N
故D错误。
故选C。
14．C
【详解】
根据题意知道，拉力做的有用功
W有用＝Gh
拉力做的总功
W总＝Fs＝F×3h＝3Fh
斜面的机械效率
解得拉力
克服摩擦力所做的额外功
则摩擦力
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
15．D
【详解】
由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。
AB．若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为
s甲=3h，s乙=4h
甲滑轮组中拉力做的总功为
W甲总F13h
乙滑轮组中拉力做的总功为
W乙总F24h
已知F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；
已知时间相同，由公式P 可知，P甲总＜P乙总，故A错误；
CD．甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为
甲100%
同理可得，乙滑轮组的机械效率为
乙
所以甲＞乙，故C错误，D正确。
故选D。
16． 费力 变小 增大受力面积，减小压强
【详解】
（1）[1]由图可知，伸缩撑杆的阻力臂大于动力臂，所以吊臂是一个费力杠杆。
（2）[2]伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。则动力臂保持不变，在伸缩撑杆匀速顶起吊臂的过程中，重物的阻力臂逐渐减小。由杠杆的平衡条件
可知伸缩撑杆受到支持力渐渐变小。
（3）[3]吊车工作时，还要支起四个支柱，由
得，受力面积增大，压强减小。
17． 200 0
【详解】
[1]推力对购物车做功
W=Fs=20N×10m=200J
[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为零。
18． 400 450
【详解】
[1]为了不使这根铁棒的B端下沉，此时杠杆的支点是A，动力臂为
阻力臂为
根据杠杆的平衡条件可得
所以
[2]微微抬起这根铁棒的B端，此时支点是C，动力臂为
阻力臂为
根据杠杆的平衡条件可得
所以
19． 20 0.1
【详解】
[1]如图所示，用动滑轮拉动物体，由于滑轮重和摩擦均不计，根据动滑轮拉动物体时，省一半的力，但是多移动2倍的距离，则有，所以物体A受到的摩擦力
[2]物体移动了，所以拉力要移动，绳子运动的速度是
20． 110 2.5
【详解】
[1]为了让杠杆始终保持水平平衡，甲物体对地面的压力恰好为0时，乙物体能够到达的距离最远，由此可知：此时绳子对A点的拉力为
设此时乙向右运动到C位置，由杠杆的平衡条件可得
则
[2]根据
可得，拉力F做功的功率
21． 铸铁 减小 7.5×104帕 14.4W 9500J
【详解】
（1）[1]因要求机器人的基座有较大质量，则适合做机器人基座的材料是铸铁。
[2]机器人双臂为了避免容易磨损以及使用更灵活，其关节处要尽量减小摩擦。
（2）[3]由表中可知，当机器人以最大负重静止在地面上时总重力为
G总=m总g=(20kg+16kg)×10N/kg=360N
故对水平地面的压力
F= G总=360N
与地面的接触面积
S=48cm2=4.8×10-3m2
故对水平地面的压强
（3 ）{4}由题意可知，机器人的运动速度为
运动过程中机器人所受阻力为
f=0.1 G总=0.1×360N=36N
因机器人受力平衡，根据可知它克服摩擦力做功的功率
P=fv=36N×0.4m/s=14.4W
（4 ）[5]因机器人的最大负重为20kg，故将1900kg图书搬回书架上需要搬运的次数为
搬运一次所做的功为
W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×0.5m=100J
故全部搬运完所做的功为
W总=95×W=95×100J=9500J
故答案为：（1）铸铁；减小；
（2）它对水平地面的压强是7.5×104帕；
（3）它克服摩擦力做功的功率是14.4W；
（4）“小i”每天搬运这些图书上书架做的功是9500J。
22． AC 0.05m或0.1kg
【详解】
（1）[1]设A点所挂物体的质量为m1，B点所挂物体的质量为m2，杠杆每一小格的长度为l，由题意知，杠杆左、右两侧有
0.3kg 3l>0.2kg 4l
即杠杆的左端下沉。
A．当甲乙两物体向靠近支点方向移动相同的距离 L时，左、右两侧有
0.3kg (3l- L)=0.9kg l-0.3kg L，0.2kg (4l- L)=0.8kg l-0.2kg L
则左右两侧可能相等，此方案可行；
B．当甲乙两物体向远离支点方向移动相同的距离 L时，左、右两侧有
0.3kg (3l+ L)=0.9kg l+0.3kg L，0.2kg (4l+ L)=0.8kg l+0.2kg L
即
0.9kg l+0.3kg L>0.8kg l+0.2kg L
此方案不可行；
C．在甲乙两物体的下面再挂上质量相同的物体 m，左右两侧有
(0.3kg+ m) 3l=0.9kg l+ m 3l，(0.2kg+ m) 4l=0.8kg l+ m 4l
左右两侧有可能相等，此方案可行；
D．将甲乙两物体切去相同质量的物体 m，左右两侧有
(0.3kg- m) 3l=0.9kg l- m 3l，(0.2kg- m) 4l=0.8kg l- m 4l
即
0.9kg l- m 3l>0.8kg l- m 4l
此方案不可行。
所以方案AC可行。
（2）[2]由题意知，杠杆的总长度为0.5m则每一小格的长
l=0.05m
杠杆在水平位置平衡时，据杠杆的平衡条件有
0.9kg l-0.3kg L=0.8kg l-0.2kg L
解得
L=0.05m
同理有
0.9kg l+ m 3l=0.8kg l+ m 4l
解得
m=0.1kg
23． 3 4000W 50％
【详解】
（1）[1]由图甲可知，动滑轮上有3股绳，故有3段钢丝绳承担货箱的重力。
（2）[2]由图乙可知，钢丝绳的速度
v===2m/s
拉力F做功的功率
P=Fv=2000N×2m/s=4000W
（3）[3]当钢丝绳移动12m时，拉力做的功
W总=Fs=2000N×12m=24000J
当钢丝绳上升12m时，货物上升的高度
h===4m
则对物体货物做的功
W有=Gh=3000N×4m=12000J
升降机的机械效率
η==×100％=50％
24． 省力 不变 增加 见解析
【详解】
（1）[1]人用力向下拉绳子时，此杠杆动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
（2）[2]当汲器在露出水面之前上升的过程中，排开的水的体积不变，所浸液体的密度也不变，所以它受到的浮力不变。
（3）[3]当装满水的汲器在空中匀速上升时，其质量不变，速度不变，所以动能不变；但高度变大，所以重力势能变大，故它的机械能增加。
（4）[4]不正确。根据杠杆平衡条件可知，当人要汲水时，桔槔另一端绑上的大石头越重，人向下的拉力越大。
25． 匀速直线 14.4 静止 2.5 172.8
【详解】
解：（1）[1]在0~2s内，其s-t图像为倾斜直线，小铭做匀速直线运动。
[2]自行车处于平衡状态，他对自行车产生的动力与自行车受到的摩擦力是一对平衡力，由题意可知则动力
F=f=2%G总=2%m总g=2%×(52kg+20kg)×10N/kg=14.4N
（2）[3]在2~4s的s-t图像为水平直线，故小铭的运动状态是静止。
[4]在0~2s内小铭运动的路程为
12m-4m=8m
在2~4s内小铭运动的路程为0m，在4~8s内小铭运动的路程为12m，在0~8s内的总路程
s=8m+12m=20m
平均速度
（3）[5]在最后4s内，其s-t图像为倾斜直线，小铭做匀速直线运动，处于平衡状态，他对自行车产生的动力不变，即
F=f=14.4N
做功
W=Fs′=14.4N×12m=172.8J
答：（1）在0~2s内，小铭做匀速直线运动，他对自行车产生的动力大小为14.4N；
（2）小铭在2~4s运动状态是静止，在0~8s内的平均速度2.5m/s；
（3）小铭在最后4s内，做功172.8J。
26． 自身重力 水 m2 1.2×108 9×105
【详解】
（1）[1]由材料可知，半潜船在工作时，通过增加本身压载水舱中的水量，平稳地将装货甲板潜入水下，同理，通过减少本身压载水舱中的水量，船体上浮；所以是通过改变自身重力实现上浮和下沉的。
[2]半潜船在水面航行时，螺旋桨向后给水向后的力，力的作用是相互的，水给螺旋桨一向前的反作用力，故半潜船前行力的施力物体是水。
（2）[3]由图乙可知，左边状态时船底所处的深度最小，中间状态时船底所处的深度最大，右边状态时船底所处的深度居中，根据可得，中间状态时船底受到海水的压强最大，右边状态时船底受到海水的压强居中，左边状态时船底受到海水的压强最小，即
[4]水的重力越大，那么船所处的深度越深，由[3]解析可知，中间状态时船底所处的深度最大，这时水舱内水的质量最大，同理右边状态时水舱内水的质量居中，左边状态时水舱内水的质量最小，水舱内水的质量分别为m1、m2、m3，则质量中最大的是m2。
（3）[5]根据液体的压强公式可知，离水面2m深的甲板受到海水的压强是
离水面2m深的甲板受到海水的压强是，甲板面积为6000m2，根据可知，甲板受到的海水压力是
甲板受到的海水压力是1.2×108N。
（4）[6]已知效率为90%，根据机械效率的公式，可知有用功的功率是
化简可得
由于半潜船匀速航行时，说明处于受力平衡状态，此时半潜船所受的阻力的大小和牵引力大小相等，由可得，半潜船所受的牵引力是
半潜船所受的牵引力是，半潜船所受的阻力是
半潜船所受的阻力是。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页