北师大版初中物理八年级下册第九章《机械和功》单元测试卷（困难）（含答案解析）

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北师大版初中物理八年级下册第九章《机械和功》单元测试卷
考试范围：第九章；考试时间：75分钟；总分：80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是( )
A. 刀刃很薄可以增大压力 B. 铡刀实质上是一种费力杠杆
C. 甘蔗放在点比点更易被切断 D. 手沿方向用力比沿方向更省力
小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高，底部直径为，装满油后总重下列说法中正确的是( )
A. 要使底部稍稍离开地面，他至少应对油桶施加的力
B. 他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C. 他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力
D. 油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
如图所示，吊篮重，动滑轮总重，定滑轮总重，人的重力为，人在吊篮里拉着绳子不动时，人需用力( )
A.
B.
C.
D.
如图所示装置中，滑轮、绳重及轮与轴间的摩擦均不计，当物体重为时，物体做匀速直线运动，若在物体上再加挂重物时，物体在水平方向所受的合力大小是。( )
A. B. C. D.
如图所示，水平桌面上的物体重，物体重，物体恰好能匀速下降。用一水平向左的力拉动物体，在内匀速向左移动的过程中，不计动滑轮、绳自重，不计滑轮转轴的摩擦，下列说法正确的是( )
A. 的重力做功 B. 受到的动摩擦力为
C. 拉力做功 D. 物体上升
下列说法中，正确的是( )
A. 踢出去的足球在地而上越滚越慢，说明物体的运动需要力来维持
B. 短跑运动员到达终点后不会马上停下米，是由于运动员具有惯性
C. 推出后的铅球在空中飞行过程中，运动员对铅球做了功
D. 站在水平领奖台上的运动员，对平台的压力和受到的支持力是一对平衡力
如图所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在水平拉力的作用下，物块体积忽略不计从区域的最左端由静止开始运动，在刚进入区域时撤去拉力，物块最终停在区域的最右端。图为物块在区域和上运动的图象，则( )
A. 区域路面的粗糙程度比的大
B. 拉力在区域中做功的功率比的小
C. 物块在区域上所受的摩擦力等于
D. 物块在区域上运动的时间可能为
学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛，“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法．比赛中，初三某同学内摇轻绳圈，则他在整个跳绳过程中的功率约为
A.
B.
C.
D.
速度是表示物体运动快慢的物理量，它是用路程时间的比值来定义的，初中物理是常用到这种定义物理量的方法．下列物理量所采用的定义方法与速度不同的是 ( )
A. 比热容 B. 功 C. 机械效率 D. 功率
如图所示，用的水平拉力拉着重为的物体沿水平地面匀速运动，且物体运动的速度为，地面对物体的摩擦力是物体重的倍。不计滑轮重力，则下列说法正确的是
A. 内物体克服与地面之间的摩擦力做的功是
B. 内拉力做的功是
C. 拉力的功率是
D. 该装置的机械效率是
如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为和的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中，相同的是( )
A. 拉力大小
B. 有用功
C. 额外功
D. 机械效率
如图所示，用完全相同的四个滑轮组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加和的拉力，在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦下列说法正确的是
A. 拉力小于
B. 甲图中绳子自由端移动的速度大于乙图中绳子自由端移动的速度
C. 甲、乙滑轮组的机械效率相等
D. 甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
用一个动滑轮把重的沙袋从地面提到高的脚手架上，所用的力是，这一过程所做的有用功是 ______ ，这个动滑轮的机械效率是 ______ ．
小明用的水平推力，使重的木箱在水平面上匀速移动了，用了的时间，则此过程中木箱重力做的功为_______，推力做功的功率为_______．
一辆小汽车陷进了泥潭，司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可能将小汽车从泥潭中拉出。你认为甲方式中滑轮的作用是______；设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是、；则______ 填“”“”或“”。
如图所示的装置中，甲、乙两物体通过两个定滑轮相连，定滑轮可以在不改变拉力大小的情况下，改变拉力的方向。甲物体重，甲的底面积为，乙物体重甲、乙均保持静止状态。不计绳重，取。则乙物体所受绳子拉力为 ；物体甲对水平地面的压强为 。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
为使轻质杠杆在如图所示位置静止，请你在杠杆上画出所施加最小动力的示意图，并作出阻力的力臂
如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，为支点，表示手对钓鱼竿的作用力，在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力的力臂。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
在影响机械效率的许多因素中，摩擦是一个重要因素，小丽将“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验与“探究斜面的机械效率”的实验相结合，进一步探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系，实验装置如图所示。
请将下列实验步骤中的空白补充完整。
实验步骤：
用弹簧测力计测出木块的______。
用弹簧测力计______拉动木块沿斜面向上运动，读出弹簧测力计示数。
用______分别测出木块沿斜面移动的距离及上升的高度。
记录实验数据并填入表中。
保持斜面的______一定，将棉布铺在木板上，重复上述步骤。
斜面表面状况 木块重力 斜面高度 沿斜面拉力 斜面长 有用功 总功 机械效率
木板
棉布 ______
该实验中采用了______的研究方法。
计算斜面表面为棉布是的机械效率______。
分析实验数据可以得出实验结论：______。
在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小叶同学用刻度均匀的轻质杠杆完成以下实验，已知每个钩码重。
杠杆处于如图甲状态时，若要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 ______选填“左”或“右”调节。杠杆是否处于水平位置平衡，是由杠杆与重垂线是否垂直来判断的，这是利用了重力的方向总是 ______。
小叶同学完成一次操作后，实验现象如图乙所示。记录的数据为：动力，动力臂；阻力，阻力臂。他测出了这组数据后就得出了“动力动力臂阻力阻力臂”的结论，你认为他的结论是 ______选填“正确”或“错误”的，理由是 ______。
小叶与同学又将实验改装成图丙，在处正下方悬挂一不吸水的石块，处施加一个与竖直方向夹角为的拉力，杠杆恰好在水平位置平衡，此时杠杆为 ______选填“省力”、“费力”或“等臂”杠杆。若将该石块浸没在水中且不触底，要使杠杆在水平位置再次平衡，应在处竖直向上施加拉力为 ______。已知，，
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
如图所示，用滑轮组将重为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的功率始终保持，金属块浸没在水中时被匀速提起的速度为，金属块的密度为，取。求：
金属块未露出水面以前的机械效率；
金属块被提出水面后匀速上升的速度计算结果保留两位小数。
小明做俯卧撑时如图所示，可将其视为一个杠杆，重心在点．他将身体撑起时，地面对两脚尖的支持力为，两脚尖与地面的接触面积为，双手与地面的接触面积为．
画出以为支点时重力的力臂．
如果小明的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为，地面对双手的支持力为多少？
小明在内做了个俯卧撑，每次肩部上升的距离都为，他内克服重力所做的功为多少？
如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体的情景。物体的棱长为，密度为，用的拉力将物体以的速度匀速提升。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。取求：
物体上升后，还未露出水面时受到的浮力；
物体上表面在水面下时，它的下表面受到水的压力；
物体上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。
如图甲所示的装置，是重的空吊篮，绳子和能承受的最大拉力分别为和质量为的小明同学将提升到高处，施加的拉力随时间变化关系如图乙所示，上升的速度随时间变化关系如图丙所示．忽略绳重及摩擦，取问：
动滑轮的重力为多少
第内拉力的功率为多少
此装置最多能匀速运载多重的货物
此装置提升重物的最大机械效率为多少
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：
A、刀刃很薄是通过减小接触面积来增大压强的，故A错误；
B、铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，实质上是一种省力杠杆，故B错误；
C、甘蔗放在点比点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会越小，更易被切断，故C正确；
D、手沿方向用力比沿方向时的动力臂要小，根据杠杆平衡条件可知，动力越大，故D错误。
故选：。
根据增大压强的方法判定；
对于杠杆类型的判断可从动力臂与阻力臂的大小关系上入手；
在阻力不变的情况下，减小阻力臂，能减小动力；
在阻力、阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小。
本题利用生活中某一实例，较全面地考查了物理知识的应用，揭示了物理来源于生活又应用于生活的物理意识，是中考的常见题型。
2.【答案】
【解析】解：
A、要使底部稍稍离开地面，应该以为支点，要对油桶施加的力最小，应以为力臂，；
此时动力为，阻力为，阻力臂，
由于，则最小拉力，故A正确。
B、他用水平力没推动油桶，没在力的方向上通过距离，故不做功，故B错误；
C、他用水平力没推动油桶，油桶处于静止状态，推力等于摩擦力，故C错误；
D、地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力没有作用在同一个物体上，不是平衡力，故D错误。
故选：。
根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向，然后利用几何关系求出力臂，再利用平衡条件求出最小拉力的大小。
根据做功的条件分析；
根据二力平衡分析；
根据平衡力的条件分析。
根据杠杆的平衡条件可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所使用的动力最小，必须使动力臂最长；而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段是最长的。
3.【答案】
【解析】
【分析】
解答该题须采用整体思想，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体进行分析，这是解答此题的关键。
此题可用整体法来进行分析，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体，当吊篮不动时，整个系统处于平衡状态，那么段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和。可据此求解。
【解答】
将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡。
则人的拉力，故C选项正确，选项错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】略
5.【答案】
【解析】解：、物体重，重力方向竖着向下，在这个方向上物体没有移动距离，所以根据可知重力做功为，故A错误；
B、当向右做匀速直线运动，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，由动滑轮省一半的力，故，故B错误；
C、当向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、对的拉力，由于滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，因压力不变，接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：。
向左做匀速直线运动，受到平衡力的作用，受到的水平向左的拉力为：，
拉力做功：，故C正确；
D、右下的滑轮为动滑轮，当用一水平向左的力拉动物体在内匀速向左移动的过程中，移动的距离为升高高度的倍，上升了，故D错误。
故选：。
A、根据计算的重力做功；
B、当向右做匀速直线运动，分析其受力情况，根据二力平衡和动滑轮省一半的力分析；
C、当向左做匀速直线运动，分析其受力情况，根据滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关可知摩擦力不变，根据力的平衡求出受到的水平向左的拉力；根据求出拉力做功；
D、右下的滑轮为动滑轮，根据动滑轮的特点，移动的距离为升高高度的倍。
本题考查动滑轮的使用，力的平衡及功的计算、影响摩擦力大小的因素，考查知识点较多，难点是求所受的摩擦力，关键是对物体进行受力分析。
6.【答案】
【解析】解：、足球在运动过程中受到了摩擦力，使足球运动的速度变慢，说明力改变了物体的运动状态，故A错误；
B、快速运动的运动员，要保持原来的运动状态停不下来，是由于运动员具有惯性，故B正确；
C、做功包括两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的作用下通过的距离；铅球空中飞行是由于惯性，只有距离，没有力。故这种情况没有做功，故C错误；
D、二力平衡需要四个条件，等大、反向、共线、共物。而这两个力不共物，是作用力与反作用力。不是平衡力，故D错误。
故选：。
结合以下知识对选项中的描述做出判断：
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性，力是改变物体运动状态的原因，维持物体运动不需要力；
做功包括两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的作用下通过的距离；
平衡力是等大反向，作用在同一物体上的。
这是一道综合题，考查到了做功的必要因素、惯性现象、牛顿第一定律、二力平衡的条件多个知识点。明确惯性的概念和相关现象，会用运动和力的关系来解释生活中的一些说法与现象，是解答本题的关键。
7.【答案】
【解析】
【分析】
此题考查的是力和运动的关系的应用，结合运动图象和速度时间图象得到有价值的信息，是解答此题的关键，难度较大。
影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度；
在平衡力的作用下物体保持静止或匀速直线运动状态；在非平衡力的作用下物体运动状态发生改变；
根据功率公式分析功率大小；
运用以上规律结合图、图对每个选项作出判断。
【解答】
由图知：
物体在内做加速运动，在内做匀速运动，且物体在内图象与内图象与坐标轴围成的面积相同，说明物体运动的路程相同。即物体在内在区域上做加速运动，在内在区域上做匀速直线运动，区域表面上受到的摩擦力小于拉力，在区域表面上受到的摩擦力等于拉力。
A.因为滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以区域路面的粗糙程度比区域的粗糙程度小，故A错误；
B.拉力在两个区域上运动的距离相等，做功大小相等，作用时间不同，在区域上运动时间长，功率小，故B正确；
C.物体在区域上受到的摩擦力小于，故C错误；
D.当物体进入区域时，撤去外力，物体受到向左的摩擦力作用，做减速运动，最后停在区域的最右端，其运动形式与区域正好相反，所以物体在区域上运动的时间也是。故D错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了功率的计算，关键是能够对学生质量和起跳高度有一个正确的估测，另外理解“双摇跳绳”的概念也是解题的关键，难度一般。
首先估计出学生的质量，从而求出重力，再估计出腾空高度，根据计算出做的功；根据摇绳的次数和时间，结合求出功率的大小。
【解答】
中学生的质量约，其重力为；
跳跃过程中腾空高度约；
因此一次做功；
由于“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法，
所以内摇轻绳圈，人起跳次；
在内一共做功：，
则功率。
故BCD错误，A正确。
故选A。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查物理研究方法， 比值定义法是初中物理经常用到的方法，熟练掌握这一物理方法，对以后学习物理概念和规律有很大的帮助。
比值定义法，是物理上常用的定义物理量的方法之一；是采用几个物理量的比值定义另一个物理量，如密度、比热容、热值、机械效率、功率。
【解答】
A.比热容采用了热量与质量和变化的温度的乘积之比；采用了比值定义法，故A不符题意；
B.功定义力和距离的乘积，即，不是采用比值定义法，故B符合题意；
C.机械效率定义有用功与总功之比；采用了比值定义法，故C不符题意；
D.功率等于功与时间之比；采用比值定义法，故D不符题意。
故选B
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查功和功率、机械效率的计算。
解题关键要注意此装置是一个动滑轮，拉力移动的距离是物体移动距离的一半。
【解答】
A.地面对物体的摩擦力：，内物体运动的距离：，内物体克服与地面之间的摩擦力做的功是：，故A错误；
B.拉力移动的距离为物体移动距离的一半，故内拉力做的功是：，故B错误；
C.拉力的功率：，故C错误；
D.该装置的机械效率：，故D正确。
故选D。
11.【答案】
【解析】解：每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计，由图可知，甲图，而乙图，所以，。故A错误。
克服重力所做的功就是有用功，即，也就是重力乘以重物被举高的高度，，，不等于，故B错误。
绳重和摩擦不计，所以克服动滑轮所做的功就是额外功，，也就是动滑轮的重力乘以其上升的高度，由于每个滑轮的质量均相等且被提升相同高度，所以两装置中，额外功相同。故C正确。
，相同，而有用功不同，所以机械效率不同，故D错误。
故选：。
绳重和摩擦不计，拉力大小利用来计算；
克服重力所做的功就是有用功，即；
由题知，绳重和摩檫不计，使用滑轮组做的额外功等于提升动滑轮做的功，由于每个滑轮的质量相等，将重物匀速提升相同高度，做的额外功相等；
机械效率的大小利用来判断。
本题考查了关于滑轮组的拉力大小，有用功，额外功，机械效率的相关计算，是一道综合性很强的题。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查滑轮组中相关量的计算，不计摩擦和绳重时拉力的求法。
由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数，不计绳重及摩擦，拉力比较两滑轮组拉力的大小关系；
由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数，绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的倍，据此比较甲、乙绳子自由端移动的速度关系；
不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，滑轮组的机械效率，据此比较甲、乙滑轮组的机械效率；
由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数，则绳子自由端移动的距离；
【解答】
A.不计绳重及摩擦，因为拉力，，，
所以绳端的拉力：，，所以，故A错误；
B.由图知，，，甲滑轮组绳子自由端移动的速度，乙滑轮组绳子自由端移动的速度，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错误；
C.不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，滑轮组的机械效率，物体和动滑轮重力相等，所以甲、乙滑轮组的机械效率相等，故C正确；
D.因为绳子自由端移动的距离，，，提升物体的高度相同，所以，，则，故D错误；
13.【答案】；
【解析】解：
所做的有用功：，
因为重物由段绳子承担，所以绳端移动的距离：，
则拉力所做的总功为：，
动滑轮的机械效率为：．
故答案为：；．
重物由段绳子承担，．
知道物重和物体升高的距离，根据求出有用功；知道拉力和拉力移动的距离，根据求出总功；知道有用功和总功，根据求出效率
本题考查了有用功、总功、机械效率的计算，是一道基础计算题．
14.【答案】
【解析】
【分析】
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上通过的距离，据此确定重力做功大小；
已知推力和前进的距离，根据公式可求推力做的功；知道做功时间，根据公式可求功率。
【解答】
；
因为物体在重力的方向上没有移动距离，
所以，重力对物体做功为；
拉力做功功率：
。
故答案为： 。

15.【答案】改变力的方向
【解析】解：甲中使用的是定滑轮，不省力，但能改变用力的方向；
乙中使用的是动滑轮，可以省力，但费一倍的距离；
所以，。
故答案为：改变力的方向；。
定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。
动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半的力多费倍距离。
本题考查了两种滑轮的特点。使用动滑轮可以省力，但不能改变用力的方向而费距离，使用定滑轮不省力，但可改变用力的方向。
16.【答案】；
【解析】
【分析】
本题考查了压强定义式、力的相互性、定滑轮的特点以及力的平衡知识的应用。
对乙物体进行受力分析，算出拉力；
由于力的作用是相互的，使用定滑轮不省力，不计绳重，计算出绳子对甲物体的拉力；甲物体受到重力、地面支持力、拉力的作用，此时甲物体静止，受到的重力等于支持力加上拉力，据此求甲受到的支持力；由于力的作用是相互的，可求甲物体对地面的压力，知道受力面积，再利用求甲物体对地面的压强。
【解答】
乙物体处于静止状态，受到重力、拉力是一对平衡力，大小相等，如图：
所以；
由于力的作用是相互的，使用定滑轮不省力，不计绳重，绳子对甲物体的拉力：；
甲物体受到重力、地面支持力、拉力的作用，如图，
因为，
所以地面对甲物体的支持力：
，
由于力的作用是相互的，甲物体对地面的压力：
，
甲物体对地面的压强：
。
故答案为：；。
17.【答案】解：在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，最省力，即动力臂最长，由图知比长，所以做动力臂最长，过点与垂直向上作垂线就得到动力的方向，如下图所示：
画出阻力作用线，则支点到阻力作用线的垂直距离为阻力臂。

【解析】使用杠杆时，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此只需找出使动力臂最长的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可。
支点到阻力作用线的垂直距离是阻力臂。
根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力。
18.【答案】解：找到支点及的作用线，从支点开始向力的作用线作垂线，并标出力臂，如图所示：

【解析】力臂即点到线的距离。找到支点、力的作用线，再作支点到力的作用线的垂线段。
画力臂的方法是：一找点支点，二作线力的作用线，点向线作垂线。
19.【答案】重力 匀速直线 刻度尺 倾斜程度 控制变量 在斜面倾斜程度相同时，斜面越粗糙，机械效率越低
【解析】解：
实验步骤：
用弹簧测力计测出木块的重力；
用弹簧测力计匀速拉动木块沿斜面向上运动，读出弹簧测力计示数；
用刻度尺分别测出木块沿斜面移动的距离及上升的高度；
斜面的机械效率与斜面的粗糙程度和斜面的倾角有关，在改变斜面的粗糙程度变化时，应保持斜面的倾角不变；
该实验中采用了控制变量的研究方法探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系；
斜面表面为棉布是的机械效率：
；
分析表格中的第一列和最后一列可知，斜面的倾角一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。
故答案为：重力；匀速直线；刻度尺；倾斜程度；；控制变量；在斜面倾斜程度相同时，斜面越粗糙，机械效率越低。
弹簧测力计在测探究斜面的机械效率中的作用有：测物体的重力和测斜面拉力的大小；
实验过程应用弹簧测力计匀速直线拉动木块沿斜面向上运动；
实验中需要用刻度尺测量木块沿斜面移动的距离及上升的高度；
利用控制变量法分析对斜面坡度的要求；
斜面的机械效率与斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关，探究斜面机械效率与斜面的粗糙程度有关时应控制斜面的倾角不变；
由表格可知有用功和总功，利用求出斜面表面为棉布时的机械效率；
根据控制变量法分析表中的第一列和最后一列即可得出答案。
本题考查斜面的机械效率的实验，涉及到弹簧测力计的使用和斜面效率效率的计算，关键是会根据控制变量法设计实验和分析实验数据总结规律。
20.【答案】右 竖直向下 错误 不同的物理量不能相加减 等臂
【解析】解：如图甲所示，杠杆处于向左倾斜，故平衡螺母要向右调节；
由于重力方向总是竖直向下，和水平线相互垂直，所以可以根据杠杆与重垂线是否垂直来判断杠杆是否处于水平位置平衡；
小叶得出了“动力动力臂阻力阻力臂”的结论，这个结论是错误的，因为不同的物理量不能相加减；
杠杆的支点在点，阻力为石块重力，阻力臂为，由第可知每格是，故；动力为，动力臂为；动力臂和阻力臂相等，所以为等臂杠杆；
杠杆的平衡原理可知：，；
石头的体积，
当石块完全浸没水中，排开水的体积，
石块受到浮力；
对石头进行受力分析：重力，绳子拉力和浮力。
绳子拉力；
由杠杆的平衡条件可知：，解得；
故答案为：右；竖直向下；错误；不同的物理量不能相加减；等臂；。
杠杆向左倾斜，平衡螺母要向右调节；
由于重力方向总是竖直向下，和水平线相互垂直；
小叶得出了“动力动力臂阻力阻力臂”的结论，这个结论是错误的，因为不同的物理量不能相加减；
分析杠杆的五要素，判断动力臂和阻力臂的大小关系即可知道杠杆是否省力；根据杠杆的平衡原理和阿基米德原理可知处拉力。
本题考查了探究杠杆的平衡条件的实验和阿基米德原理，综合性比较强。
21.【答案】解：由图可知，连接动滑轮绳子的段数为，绳自由端移动速度为物体上升速度的三倍，绳自由端移动距离是物体上升高度的三倍。由公式可得，绳自由端拉力
由于该金属块重，故该物体的质量为
该金属块密度为，则该金属块的体积为
则该金属块未露出水面受到的浮力为
则金属块未露出水面以前的机械效率为
已知金属块未露出水面时，绳自由端拉力、金属块重力、金属块受到的浮力、连接动滑轮绳子段数，则可求得动滑轮重为
金属块离开水面后绳自由端拉力为
由公式可得，金属块离开水面后绳自由端的移动速度为
则物体被提出水面后的上升速度为
答：金属块未露出水面以前的机械效率为；
金属块被提出水面后匀速上升的速度为。

【解析】略
22.【答案】如图所示．
由题意知，，
地面对手的支持力
．
由杠杆的平衡条件，
以为支点时，，
以为支点时，
将，，代入，
得，．
肩部上升的距离时，重心上升的距离
，
内克服重力所做的功．

【解析】略
23.【答案】解：物体上升后，还未露出水面时，物体排开液体体积等于物体体积，；
；
物体上表面在水面下时，它的下表面深度；
下表面受到水的压强；
下表面受到水的压力；
物体重力；
由图可知动滑轮上股绳，所以；
滑轮组的机械效率。
答：物体上升后，还未露出水面时受到的浮力是；
物体上表面在水面下时，它的下表面受到水的压力是；
物体上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率是。
【解析】知道正方体的棱长可求其体积，即正方体浸没在水中时排开水的体积，利用阿基米德原理求出受到水的浮力；
物体上表面在水面下时，可得下表面深度，根据液体压强公式求出下表面受到水的压强，然后根据可得下表面受到水的压力；
由图可知动滑轮上股绳，所以；根据求出正方体的重力；
正方体露出水面前，根据求出滑轮组的机械效率；
本题为力学综合题，考查了阿基米德原理、重力公式、密度公式、机械效率公式、液体压强公式的应用，有一定难度。
24.【答案】解：由图丙可知，在内物体匀速运动，图乙可知，拉力为，由图甲知绳子
股数，则根据得：
；
第内绳子自由端的速度
，
第内拉力的功率：；
当小明用的力拉绳子时，可以拉动的物体重为
，
由于，小于，
所以此装置最多能匀速运载的货物；
当货物最重时，机械效率最大为。
答：动滑轮的重力为；
第内拉力的功率为；
此装置最多能匀速运载的货物；
此装置提升重物的最大机械效率为。
【解析】本题主要考查滑轮组的机械效率，涉及滑轮组相关量的计算、功率的计算，通过图像得到有用的信息是解答本题的关键。
由图丙可知，在内物体匀速运动，图乙可知，拉力为，由图甲知绳子股数，则根据的变形求出动滑轮的重力；
通过求出第内拉力的功率；
绳子和能承受的最大拉力分别为和，通过求出物体重力，利用得到绳受到的拉力，若小于，则可得到此装置最多能匀速运载的货物重；
对于同一滑轮组，提升物体越重，机械效率越大，据此求出此装置提升重物的最大机械效率。
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