浙科版科学九年级上学期 第三单元 第四节 简单机械综合 提升练习
一、单选题
1．（2021九上·拱墅期末）在如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．筷子 B．开瓶器
C．园艺剪刀 D．核桃夹子
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杠的分类。
【解答】A.使用筷子时，大拇指所在的位置为支点，食指施加动力，阻力左右在筷子尖端，则此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A正确；
B.使用开瓶器时，它与瓶盖上表面接触的位置为支点，动力作用在手柄上，阻力作用在瓶盖的下边缘处，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.使用园艺剪刀时，中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C错误；
D.使用核桃夹子时，轴为支点，核桃对其施加阻力，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D错误。
故选A。
2．（2021九上·杭州月考）如图所示，圆弧形轨道CD固定，水平杠杆OA的A端恰在圆的圆心处，小圆环E套在轨道上通过细线与水平杆OA端相连，一重物G悬挂在杠杆上的B点。在E环从C点沿轨道顺时针转到D点的过程中，细线对A端的拉力F的变化情况，以下说法正确的是（ ）
A．保持不变 B．先变小再变大
C．一直变小 D．先变大再变小
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】注意动力臂的长度变化，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2判断。
【解答】根据图片可知，在E环从C点顺时针转动到D点的过程中，当EA与杠杆AO垂直时，动力臂最长，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时动力最小，因此拉力F的变化情况为先变小后变大，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
3．（2020九上·杭州期中）用一个重为5牛的动滑轮匀速提升重为20牛的货物，使用该装置实际的机械效率可能为（ ）
A．75% B．85% C．80% D．100%
【答案】A
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】当不考虑摩擦、绳重等因素时，可根据公式计算出滑轮组的机械效率。如果一旦考虑其它因素，那么机械效率会更小，据此分析判断。
【解答】当不考虑摩擦、绳重等因素时，
滑轮组的机械效率为：；
如果考虑其它因素，那么机械效率肯定小于80%。
故选A。
4．（2022九上·西湖期末）小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素，斜面长为L，高为h，他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是（ ）
A．改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响
B．该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功
C．该斜面的机械效率为Ghx100％
D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率
【答案】D
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）注意分析斜面的倾斜程度与h的关系；
（2）额外功是没有用，但是不得不做的功；
（3）（4）根据机械效率的公式判断
【解答】当改变斜面的高度h时，斜面的倾斜角度会发生改变，故A正确不合题意；
在整个过程中，克服重力做有用功，克服斜面摩擦做额外功，故B正确不合题意；
斜面的机械效率：，故C正确不合题意；
斜面的机械效率只与克服摩擦做的额外功大小有关，与物体在斜面上移动的距离无关，故D错误符合题意。
故选D。
5．（2021九上·奉化期末）建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1000N的物体沿水平方向匀速移动了2m。已知工人所用的拉力F大小为250N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m
B．物体受到的拉力为500N
C．拉力F的功率为125W
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】根据滑轮组的组装，分析拉力的大小，利用力和距离的乘积计算功，功和时间的比值计算功率，有用功和总功的比值计算机械效率。
【解答】A.由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=n×2m=2×2m=4m，A不符合题意；
B.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力F拉=f=0.4G=0.4×1500N=600N， B不符合题意；
C.拉力F做的功W总=Fs=375Nx4m=1500J，则拉力F的功率
， C不符合题意；
D.有用功W有用=Fs=600N×2m=1200J，
W总=Fs=375Nx4m=1500J
则滑轮组的机械效率
，D符合题意；
故选D。
6．（2021九上·舟山月考）如图所示，利用相同的滑轮组装成甲、乙两种装置，将重均为10N的A、B两物体都匀速向上提升1m，已知滑轮重1N，不计绳重和摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．使用甲滑轮省力 B．手的拉力F乙为5N
C．使用乙滑轮省力 D．手移动的距离甲比乙多
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点判断；
（2）根据公式计算；
（3）根据动滑轮的特点判断；
（4）根据定滑轮和动滑轮的特点判断。
【解答】甲为定滑轮，不省力不费力，故A错误；
乙为动滑轮，承担拉力的绳子段数n=2，则拉力：，故B错误；
乙滑轮为动滑轮，因为5.5N<10N，所以它能省力，故C正确；
甲不省力不费力，因此不省距离也不费距离；乙为动滑轮，省力费距离，即手移动的距离甲小于乙，故D错误。
故选C。
7．（2021九上·舟山月考）为使杠杆平衡在图示位置，需在A点施加一个力，在如图所示的四个方向中，下列不可能使杠杆平衡的力是（ ）
A．F1和F2 B．F1和F4 C．F2和F3 D．F3和F4
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据对杠杆平衡的认识分析判断。
【解答】当杠杆的支点在一侧时，只有动力和阻力使杠杆的转动方向相反，杠杆才可能平衡。根据图片可知，阻力为物体的重力，它的方向竖直向下，使杠杆有顺时针转动的趋势，只有动力使杠杆逆时针转动，杠杆才可能平衡，故F1、F2都可以，而F4不可以。拉力F3的动力臂为零，肯定不能使杠杆平衡，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
8．（2021九上·萧山月考）在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，如果不计机械自重、绳重和摩擦，所用动力最小的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点分析；
（2）根据鞋面的特点分析；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）根据滑轮组的特点分析。
【解答】A.定滑轮不省力不费力，即F1=G；
B.使用斜面不省功，则：Gh=FL，即：G×4m=F2×5m，解得：；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×2L=F3×5L，解得：；
D.承担重力的绳子段数n=3，则：.
则动力最小的是D。
故选D。
9．（2021九上·杭州月考）关于功、能、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．能够做功的物体就具有能量，但不一定在做功
B．机械效率越高，功率越大
C．做功越多，功率一定越大
D．机械越省力，一定越省功，其机械效率一定越大
【答案】A
【知识点】能的多种形式；功率；机械效率
【解析】【分析】根据对功、能量、功率和机械效率的理解判断。
【解答】A.能够做功的物体具有能量，但不一定做功，例如奔驰的汽车具有动能，一旦装上物体就会对物体做功，但并不是只有撞上，才知道它有能量，故A正确；
B.机械效率表示机械性能的好坏，而功率表示做功的快慢，二者没有任何联系，故B错误；
C.根据W=Pt可知，功率与功和时间有关，当时间相同时，做功越多，则功率越大，故C错误；
D.使用任何机械都不能省功，但可以省力，但是省力的机械的效率不一定大，故D错误。
故选A。
10．（2021九上·杭州期中）如图为脚踩式垃圾桶的示意图，在开盖子的过程中，是杠杆ABC和杠杆A'B'C'在起作用，对两个杠杆的认识正确的是（ ）
A．ABC和A'B'C'，都是省力杠杆
B．ABC和A'B'C'，都是费力杠杆
C．ABC是省力杠杆，A'B'C'是费力杠杆
D．ABC是费力杠杆，A'B'C'是省力杠杆
【答案】C
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】①对于杠杆ABC来说，B点为支点，动力作用在A点，阻力作用在C点，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
②对于杠杆A'B'C’来说，B'为支点，动力作用在A'点，阻力作用在C'点，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
故选C。
11．（浙教版科学九上第三章 能量的转化与守恒 复习题）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，使其一侧抬离地面，已知长方形水泥板的重力作用点在对角线的交点，则（ ） 。
A．F甲B．F甲>F乙，因为F乙的动力臂长
C．F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍
D．F乙>F甲，因为F乙的阻力臂短
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2分析判断。
【解答】当抬起水泥板的一侧时，水泥板的重力为阻力，手施加的力为动力；
左图：动力臂为长方体水泥板的宽b，阻力作用在重心上，阻力臂，根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2可知，F甲=；
右图：动力臂为长方体水泥板的长a，阻力作用在重心上，阻力臂，根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2可知，F乙=；
则F甲=F乙。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
12．（2020九上·上虞期末）用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为5N
B．该滑轮组的机械效率可以达到100%
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）不计绳重和摩擦，根据滑轮组的机械效率，计算动滑轮的重力；
（2）使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，据此分析机械效率的数值范围；
（3）根据机械效率的定义分析判断；
（4）克服动滑轮的重力做额外功，即W额=G动h。
【解答】A.由图乙可知，提升物重G=10N时，滑轮组的机械效率η=50%，
不计绳重和摩擦，根据滑轮组的机械效率得到：；
解得：G动=10N，故A错误；
B.使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误；
C.滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D.利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为：W额=G动h=10N×0.5m=5J，故D正确。
故选D。
13．（2022九上·余姚期末）如图装置中，物体A重100N，物体B重10N，在物体B的作用下，物体A作水平向右的匀速直线运动。现在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为30w，使物体B匀速上升，则物体B上升3m所用的时间为(不计滑轮与绳子和轴之间的摩擦，不计绳子重和滑轮重) （ ）
A．1s B．2s C．3s D．4s
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉力所做的功为W=Fs，再利用求出做功时间。【解答】物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，f=F拉=3GB=3×10N=30N。
拉动A向左运动时，根据二力平衡的知识得到：F=f+F拉=30N+30N=60N；
当sB=3m时，则，
因此拉力F做功为W=FsA=60Nx1m=60J，
所用时间。
故选B。
14．（2020九上·镇海月考）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力 拉绳时，物体的速度 和物体上升的高度 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（ ）
A．0-1s内，地面对物体的支持力是10N
B．1-2s内，拉力 做的功是187.5J
C．2-3s内，拉力 的功率是100W
D．2-3s内，滑轮组的机械效率是62.5%
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h。
（1）将滑轮组和物体看做一个整体，根据二力平衡的知识列出平衡关系式，结合滑轮组的工作特点计算出地面对物体的支持力；
（2）根据图像确定2~3s内拉力F的数值和物体运动的速度，结合滑轮组的特点计算出自由端移动的速度，最后根据P=Fv计算出拉力做功的功率；
（3）使用滑轮组提升重物时，根据公式计算出机械效率；
（4）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W=Fs求此时拉力做功。
【解答】根据图丙可知，0~1s内，物体运动的速度为0，即在地面上保持静止状态。
由图乙可知，在0～1s内，拉力F=30N．取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，根据二力平衡的知识得到，
地面对重物的支持力F支=G+G动-3F拉=100N+G动-3×30N=G动+10N，故A错误；
由图丙可知，在2～3s内，重物做匀速运动，此时的速度v3=2.50m/s，拉力F3=40N，
拉力F的作用点下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s，
拉力做功功率P总=F3V3′=40N×7.5m/s=300W，故C错误；
滑轮组的机械效率：，
故D错误；
在1～2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m
拉力F的作用点下降的距离s2=3h2=3×1.25m=3.75m，
拉力做的功：W=F2S2=50N×3.75m=187.5J，故B正确。
故选B。
15．（2020九上·温州月考）如图所示是两个斜面，这两个斜面的粗糙程度相同且等高，现在有 2 个相同的木块在斜面的最高点由静止释放（重心到水平桌面的距离相等），W 为木块重力做功，η 为木块做功的机械效率，下列判断正确的是（ ）
A．W左图=W右图，η左图<η右图
B．W左图=W右图，η左图>η右图
C．W左图>W右图，η左图=η右图
D．W左图>W右图，η左图<η右图
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】根据W有=Gh比较重力做功的大小，根据W额=fs计算克服摩擦做的额外功的大小，最后根据比较机械效率的大小。
【解答】木块的重力相等，斜面的高度相同，
根据W有=Gh可知，木块克服重力做功相等，
即W左图=W右图。
左图斜面的倾斜角度小于右图，
则木块对左边斜面的压力大于右图斜面，
那么左边斜面产生的摩擦力大于右图斜面；
且左边斜面的长度大于右图斜面；
根据W额=fs可知，克服摩擦做的额外功W额左>W额右；
根据可知，左边的机械效率小于右边的机械效率；
即η左图<η右图。
故选A。
16．（2020九上·杭州月考）如图所示，一根木棒 AB 在 O 点被悬挂起来，AO=OC，在 A、C 两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于平衡状态。如在木棒的 A、C 点各增加一个同样的钩码，则木棒 （ ）
A．绕 O 点顺时针方向转动
B．绕O 点逆时针方向转动
C．平衡可能被破坏，转动方向不定
D．仍能保持平衡状态
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断即可。【解答】由题知，AO=OC，两边的力不同，说明杠杆的重心不在O点，
因为右边受到的力大于左边受到的力，所以杠杆的重心在O点的左侧。
设杠杆的重心在D，一个钩码重为G，如图：
由题意：杠杆原来平衡，则F左×AO+G0×OD=F右×CO，
2G×AO+G0×OD=3G×CO，
则：G0×OD=G×CO=G×AO。
再各加一个钩码后：
左边力和力臂的乘积为：3G×AO+G0×OD=3G×AO+G×AO=4G×AO，
右边力和力臂的乘积为：4G×CO=4G×CO，
可见，增加钩码后两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆仍平衡。
故选D。
二、填空题
17．（2022九上·越城期末）如图所示，一轻质杠杆的B端挂一质量为10kg的物体，用一细绳将杠杆A端系于地上，细绳与杠杆间的夹角为30°，OA=1m，OB=0.4m，此时杠杆在水平位置平衡。现在O点放一质量为5kg的圆球，用F=10N的水平拉力使圆球向左匀速运动，问：
（1）刚球未滑动时，细绳承受的拉力为 N：
（2）圆球运动到距O点 m的地方，细绳AC的拉力恰好为零。
【答案】（1）80
（2）0.8
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）物体在O点，杠杆水平静止时，根据三角函数关系求出绳子拉力F1的力臂，杠杆B端的拉力等于B端所挂物体的重力，其力臂等于OB的长度，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得出等式即可求出杠杆水平静止时细绳AC的拉力；
（2）细绳AC的拉力恰好为零时，物体重力为动力，根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出物体重力的力臂，然后求出物体运动到距A点的距离。
【解答】（1）物体在O点，杠杆水平静止时，
绳子拉力F1的力臂 ，
杠杆B端的拉力F2=GB=mBg=10kg×10N/kg=100N，其力臂L2=OB=0.4m，
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得，
杠杆水平静止时细绳AC的拉力： ；
（2）细绳AC的拉力恰好为零时，F1′=G物=m物g=5kg×10N/kg=50N，
由杠杆的平衡条件可得：F1′L1′=F2L2，
则 。
18．（2021九上·嘉兴期末）如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），此时，木块受到的摩擦力为 牛， 拉力F的功率是 。（滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计）
【答案】动滑轮；10；2W
【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）不随物体一起移动的滑轮为定滑轮，跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮；
（2）根据计算出木块受到的摩擦力；
（3）首先根据v=nv物计算出拉力移动的速度，再根据P=Fv计算出拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮跟随木块一起向右移动，为动滑轮。
（2）根据图片可知，当用滑轮水平拉动木块时，承担摩擦力的绳子n=2，则木块受到的摩擦力为：f=nF=2×5N=10N；
（3）拉力的移动速度v=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s，拉力的功率：P=Fv=5N×0.4m/s=2W。
19．（2021九上·金华月考）用如图所示的滑轮，在水平拉力F的作用下，使重16N的物体A沿水平面以0.4m/s的速度匀速运动了2s，则
（1）2s内物体运动的距离是 m；
（2）若弹簧测力计示数为5N，则拉力F的功率为 w。
【答案】（1）0.8
（2）4
【知识点】速度公式及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据s物=v物t计算物体运动的距离；
（2）首先根据v=nv物计算拉力的移动速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）2s内物体运动的距离是s物=v物t=0.4m/s×2s=0.8m；
（2）拉力F移动的速度v=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s；
则拉力F的功率：P=Fv=5N×0.8m/s=4W。
20．（2021九上·宁波月考）小莉去山区旅游，坐在汽车里通过了弯弯绕绕很长一段路程来到了一座村庄。村民告诉她还只是在半山腰，她感到很惊讶。为什么汽车要走这么长的路程呢？小莉回校后请教了科学老师，并用如图所示的斜面进行模拟实验。在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度。发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小。
（1）由此她明白了“很长的山路”可使汽车爬坡时 （选填“省力”或“省功”）。
（2）一辆总质量为2000kg的汽车以10m/s的速度匀速通过一段长3750m的路程，提高250m，需要的时间为 s，所做的有用功为 J。（g 取 10 N/kg）
【答案】（1）省力
（2）375；5×106
【知识点】速度公式及其应用；功的计算公式的应用；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）使用任何机械都不省功；根据W=fs可知，斜面的长度越大，需要的拉力越小，则越省力。
（2）根据公式计算出汽车行驶的时间，根据W=Gh计算所做的有用功。
【解答】（1）由此她明白了“很长的山路”可使汽车爬坡时省力；
（2）汽车行驶的时间；
所做的有用功为：W有=Gh=2000kg×10N/kg×250m=5×106J。
21．（2022九上·象山月考）如图所示，拉力F为20N，物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N。拉力F的功率为 W，A受到B的摩擦力为 。
【答案】4；30N
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据v=nvA计算处绳子自由端移动的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率；
（2）对B进行受力分析，根据二力平衡的知识计算B受到A的摩擦力，再根据相互作用力原理计算A对B的摩擦力。
【解答】（1）根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=2，
则自由端的速度v=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，
那么拉力的功率：P=Fv=20N×0.2m/s=4W；
（2）B受到水平向右的测力计施加的拉力，地面施加的摩擦力，以及水平向左的A施加的摩擦力。根据平衡力的知识可知，A对B的摩擦力fAB=f地面+F弹簧秤=8N+22N=30N。A对B的摩擦力与B对A的摩擦力为相互作用力，二者大小相等，则A受到B的摩擦力为30N。
22．（2020九上·温州期中）在建筑工地上，工人师傅用如图所示的滑轮组匀速提升一个正方体物体，已知物体的质量为200kg，物体上升的速度为1m/s，上升高度为6m，动滑轮重为100N，不计摩擦和绳重。求：
（1）物体匀速上升时动能 ，机械能 。（选填“变小”“不变”或“变大”）
（2）提升物体时滑轮组的机械效率是 。（计算结果精确到 0.1%）
【答案】（1）不变；变大
（2）95.2%
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能。
（2）当使用滑轮组提升重物时，不计摩擦和绳重，那么机械效率。
【解答】（1）当物体匀速上升时，质量不变，速度不变，则动能不变；质量不变，高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能变大。
（2）使用滑轮组提升重物时，不计摩擦和绳重，
该物体的重力G=mg=200kg×10N/kg=2000N；
滑轮组的机械效率：。
23．（2020九上·下城期中）如图所示，沿粗糙斜面匀速将一个重为G的物体拉到斜面顶端，斜面长s，高h。若拉力做功为W，则这个斜面的机械效率是 ×100%，物体受到的摩擦力是 。(以上两空均用字母表示结果）
【答案】；
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据W有=Gh计算出有用功，再根据公式计算斜面的机械效率；
（2）物体克服摩擦力做额外功，首先根据W额=W总-W有计算出额外功，再根据计算摩擦力。
【解答】（1）拉动物体做的有用功为：W有=Gh；
斜面的机械效率为：；
（2）拉动物体做的额外功为：W额=W总-W有=W-Gh；
则物体受到的摩擦力：。
三、实验探究题
24．（2022九上·象山月考）小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置（实验中所用钩码均相同，杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。
（1）实验前杠杆如图甲左端高、右端低，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。
（2）小明又尝试用弹簧测力计代替B点悬挂的钩码，并始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中弹簧测力计的示数将会
（选填“变大”“变小”或“不变”）。（不计阻力影响）
（3）小刚同学用如图丁所示的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与小明同学得出的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是 。
【答案】（1）平衡
（2）不变
（3）杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）杠杆的平衡状态包括：静止状态或匀速转动；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（3）注意杠杆自身的重力是否对杠杆的平衡产生影响。
【解答】（1）实验前杠杆如图甲左端高、右端低，处于静止状态，则此时杠杆处于平衡状态；
（2）根据丙图可知，当杠杆转过一定角度时，动力臂和阻力臂都在减小，但是动力臂和阻力臂的比值保持不变，根据可知，弹簧测力计的示数保持不变。
（3）小刚同学用如图丁所示的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与小明同学得出的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是：杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
25．（2021九上·杭州期中）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/%
1 2 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30
3 6 10
30 90.9
（1）在第2次实验中，滑轮组的机械效率η为
。（保留一位小数）
（2）分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越
（填“高”或“低”）。
（3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为 。
A．71.6% B．82.6% C．92.4% D．100%
（4）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。（忽略绳重和摩擦）
【答案】（1）88.9%
（2）高
（3）C
（4）12
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）由表中数据，根据求出第2次实验中滑轮组的机械效率；
（2）根据实验1、2、3组数据分析得出结论；
（3）根据（2）中得到的结论对此时机械效率的范围进行推算；
（4）忽略绳重和摩擦，根据求出被提升物体所受的重力。
【解答】（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为：；
（2）纵向分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（3）根据“用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高”可知，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm（此时物重比第3次实验的物重还大），则此时滑轮组的机械效率应该大于90.9%，而它又不可能是100%，只能为92.1%，故选C；
（4）根据图丁可知，当动滑轮重为4N时，滑轮组的机械效率为75%；
若忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 ，
即：；
解得：G=12N。
26．（2020九上·余杭期末）小金用如图所示的装置研究某斜面的机械效率与木块重力大小之间的关系，实验时控制木块与斜面的粗糙程度都相同，部分实验数据如下表：
实验次数 斜面倾角 木块重G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η(%)
1 30° 1.0 0.5 0.7 1.0 0.5 0.7 71.4
2 30° 2.0 0.5 1.4 1.0 1.0 1.4 ①
3 30° 3.0 0.5 2.1 1.0 1.5 2.1 71.4
（1）表中空格①的值是 ；
（2）小明分析实验数据得出的初步结论是：在斜面倾角和木块与斜面的粗糙程度不变时，斜面机械效率与木块重力大小无关。对此，你对小明有何建议？ ；
（3）为提高测量的准确度，在用弹簧秤测拉力时，需要注意的事项是 （写一条即可）。
【答案】（1）71.4
（2）改变斜面的倾角（或倾斜程度）再重复实验
（3）保持拉力方向与木块运动方向在同一直线上。
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据计算空格①处的机械效率；
（2）在科学研究中，往往需要换用实验器材多做几次实验，从而收集更多的实验数据，这样得出的结论才更客观，具有普遍意义；
（3）根据二力平衡的条件可知，只有拉力方向与木块运动方向在同一直线上时，拉力恰好等于木块受到的摩擦力和重力在斜面上分力的和。
【解答】（1）表格空格①的值为：；
（2）对此，我对小明的建议：改变斜面的倾角（或倾斜程度）再重复实验；
（3）为提高测量的准确度，在用弹簧秤测拉力时，需要注意的事项是：保持拉力方向与木块运动方向在同一直线上。
四、解答题
27．（2021九上·江北期末）如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深12m，物体重G物＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.5×103N。求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）汽车拉绳子时拉力F的功率为多少？
【答案】（1）W 总＝Fs＝2.5×103N×36m＝9×104J
（2）该滑轮组的机械效率：；
（3）汽车拉绳子时拉力F的功率为：。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据s=nh计算出绳子移动的距离，最后根据W总=Fs计算拉力对滑轮做的功即可。
（2）当用滑轮组提升重物时，根据计算机械效率；
（3）根据公式计算绳子拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮组承担重力的绳子段数n=3，
则汽车移动的距离s=nh=3×12m=36m；
则汽车拉动绳子做的功：W总=Fs=2.5×103N×36m＝9×104J。
（2）该滑轮组的机械效率：；
（3）汽车拉绳子时拉力F的功率为：。
28．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(三)）如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机，如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻。已知AB长40厘米，AC长30厘米。室外机的重力为300牛，正好处在AB中点。
（1）A处螺钉的水平拉力为多少牛？ (支架重力不计)
（2）为了安全起见，室外机AB要尽量靠墙，以减小A处所承受的拉力，请说明原因。
【答案】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：300N×=F×0.3m；
解得：F=200N。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×AC=G×L2，那么在阻力和动力臂一定的情况下，减小阻力臂，从而减小A处的拉力。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据图片可知，可将C点看作支点，室外机的重力相当于阻力F2，阻力臂为AB的一半；A点螺钉的水平拉力相当于动力F1，动力臂为AC，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
29．（2021九上·江干期末）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长L=3m，高h= 1.5m。
（1）若该过程中斜面的效率为60%，求此时物体受到的摩擦力；
（2）若斜面光滑没有摩擦，请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大，推力F的变化情况
【答案】（1）解：W额外= –W有= -Gh= =600J
f= =200N
（2）解：在光滑表面时： FL=Gh
F=
当斜面高度不变，倾斜角度增加时，斜面高度增加，推力增大。
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W有=Gh计算出有用功，根据计算出总功，再根据W额外=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，最后根据 计算出物体受到的摩擦力。
（2）如果斜面光滑没有摩擦，那么不做额外功，即有用功和总功相等，据此列出等式，根据等式分析推力F与斜面倾角大小之间的变化关系。
1 / 1浙科版科学九年级上学期 第三单元 第四节 简单机械综合 提升练习
一、单选题
1．（2021九上·拱墅期末）在如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．筷子 B．开瓶器
C．园艺剪刀 D．核桃夹子
2．（2021九上·杭州月考）如图所示，圆弧形轨道CD固定，水平杠杆OA的A端恰在圆的圆心处，小圆环E套在轨道上通过细线与水平杆OA端相连，一重物G悬挂在杠杆上的B点。在E环从C点沿轨道顺时针转到D点的过程中，细线对A端的拉力F的变化情况，以下说法正确的是（ ）
A．保持不变 B．先变小再变大
C．一直变小 D．先变大再变小
3．（2020九上·杭州期中）用一个重为5牛的动滑轮匀速提升重为20牛的货物，使用该装置实际的机械效率可能为（ ）
A．75% B．85% C．80% D．100%
4．（2022九上·西湖期末）小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素，斜面长为L，高为h，他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是（ ）
A．改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响
B．该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功
C．该斜面的机械效率为Ghx100％
D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率
5．（2021九上·奉化期末）建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1000N的物体沿水平方向匀速移动了2m。已知工人所用的拉力F大小为250N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m
B．物体受到的拉力为500N
C．拉力F的功率为125W
D．滑轮组的机械效率为80%
6．（2021九上·舟山月考）如图所示，利用相同的滑轮组装成甲、乙两种装置，将重均为10N的A、B两物体都匀速向上提升1m，已知滑轮重1N，不计绳重和摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．使用甲滑轮省力 B．手的拉力F乙为5N
C．使用乙滑轮省力 D．手移动的距离甲比乙多
7．（2021九上·舟山月考）为使杠杆平衡在图示位置，需在A点施加一个力，在如图所示的四个方向中，下列不可能使杠杆平衡的力是（ ）
A．F1和F2 B．F1和F4 C．F2和F3 D．F3和F4
8．（2021九上·萧山月考）在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，如果不计机械自重、绳重和摩擦，所用动力最小的是（ ）
A．
B．
C．
D．
9．（2021九上·杭州月考）关于功、能、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．能够做功的物体就具有能量，但不一定在做功
B．机械效率越高，功率越大
C．做功越多，功率一定越大
D．机械越省力，一定越省功，其机械效率一定越大
10．（2021九上·杭州期中）如图为脚踩式垃圾桶的示意图，在开盖子的过程中，是杠杆ABC和杠杆A'B'C'在起作用，对两个杠杆的认识正确的是（ ）
A．ABC和A'B'C'，都是省力杠杆
B．ABC和A'B'C'，都是费力杠杆
C．ABC是省力杠杆，A'B'C'是费力杠杆
D．ABC是费力杠杆，A'B'C'是省力杠杆
11．（浙教版科学九上第三章 能量的转化与守恒 复习题）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，使其一侧抬离地面，已知长方形水泥板的重力作用点在对角线的交点，则（ ） 。
A．F甲B．F甲>F乙，因为F乙的动力臂长
C．F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍
D．F乙>F甲，因为F乙的阻力臂短
12．（2020九上·上虞期末）用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为5N
B．该滑轮组的机械效率可以达到100%
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
13．（2022九上·余姚期末）如图装置中，物体A重100N，物体B重10N，在物体B的作用下，物体A作水平向右的匀速直线运动。现在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为30w，使物体B匀速上升，则物体B上升3m所用的时间为(不计滑轮与绳子和轴之间的摩擦，不计绳子重和滑轮重) （ ）
A．1s B．2s C．3s D．4s
14．（2020九上·镇海月考）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力 拉绳时，物体的速度 和物体上升的高度 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（ ）
A．0-1s内，地面对物体的支持力是10N
B．1-2s内，拉力 做的功是187.5J
C．2-3s内，拉力 的功率是100W
D．2-3s内，滑轮组的机械效率是62.5%
15．（2020九上·温州月考）如图所示是两个斜面，这两个斜面的粗糙程度相同且等高，现在有 2 个相同的木块在斜面的最高点由静止释放（重心到水平桌面的距离相等），W 为木块重力做功，η 为木块做功的机械效率，下列判断正确的是（ ）
A．W左图=W右图，η左图<η右图
B．W左图=W右图，η左图>η右图
C．W左图>W右图，η左图=η右图
D．W左图>W右图，η左图<η右图
16．（2020九上·杭州月考）如图所示，一根木棒 AB 在 O 点被悬挂起来，AO=OC，在 A、C 两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于平衡状态。如在木棒的 A、C 点各增加一个同样的钩码，则木棒 （ ）
A．绕 O 点顺时针方向转动
B．绕O 点逆时针方向转动
C．平衡可能被破坏，转动方向不定
D．仍能保持平衡状态
二、填空题
17．（2022九上·越城期末）如图所示，一轻质杠杆的B端挂一质量为10kg的物体，用一细绳将杠杆A端系于地上，细绳与杠杆间的夹角为30°，OA=1m，OB=0.4m，此时杠杆在水平位置平衡。现在O点放一质量为5kg的圆球，用F=10N的水平拉力使圆球向左匀速运动，问：
（1）刚球未滑动时，细绳承受的拉力为 N：
（2）圆球运动到距O点 m的地方，细绳AC的拉力恰好为零。
18．（2021九上·嘉兴期末）如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），此时，木块受到的摩擦力为 牛， 拉力F的功率是 。（滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计）
19．（2021九上·金华月考）用如图所示的滑轮，在水平拉力F的作用下，使重16N的物体A沿水平面以0.4m/s的速度匀速运动了2s，则
（1）2s内物体运动的距离是 m；
（2）若弹簧测力计示数为5N，则拉力F的功率为 w。
20．（2021九上·宁波月考）小莉去山区旅游，坐在汽车里通过了弯弯绕绕很长一段路程来到了一座村庄。村民告诉她还只是在半山腰，她感到很惊讶。为什么汽车要走这么长的路程呢？小莉回校后请教了科学老师，并用如图所示的斜面进行模拟实验。在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度。发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小。
（1）由此她明白了“很长的山路”可使汽车爬坡时 （选填“省力”或“省功”）。
（2）一辆总质量为2000kg的汽车以10m/s的速度匀速通过一段长3750m的路程，提高250m，需要的时间为 s，所做的有用功为 J。（g 取 10 N/kg）
21．（2022九上·象山月考）如图所示，拉力F为20N，物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N。拉力F的功率为 W，A受到B的摩擦力为 。
22．（2020九上·温州期中）在建筑工地上，工人师傅用如图所示的滑轮组匀速提升一个正方体物体，已知物体的质量为200kg，物体上升的速度为1m/s，上升高度为6m，动滑轮重为100N，不计摩擦和绳重。求：
（1）物体匀速上升时动能 ，机械能 。（选填“变小”“不变”或“变大”）
（2）提升物体时滑轮组的机械效率是 。（计算结果精确到 0.1%）
23．（2020九上·下城期中）如图所示，沿粗糙斜面匀速将一个重为G的物体拉到斜面顶端，斜面长s，高h。若拉力做功为W，则这个斜面的机械效率是 ×100%，物体受到的摩擦力是 。(以上两空均用字母表示结果）
三、实验探究题
24．（2022九上·象山月考）小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置（实验中所用钩码均相同，杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。
（1）实验前杠杆如图甲左端高、右端低，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。
（2）小明又尝试用弹簧测力计代替B点悬挂的钩码，并始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中弹簧测力计的示数将会
（选填“变大”“变小”或“不变”）。（不计阻力影响）
（3）小刚同学用如图丁所示的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与小明同学得出的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是 。
25．（2021九上·杭州期中）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/%
1 2 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30
3 6 10
30 90.9
（1）在第2次实验中，滑轮组的机械效率η为
。（保留一位小数）
（2）分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越
（填“高”或“低”）。
（3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为 。
A．71.6% B．82.6% C．92.4% D．100%
（4）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。（忽略绳重和摩擦）
26．（2020九上·余杭期末）小金用如图所示的装置研究某斜面的机械效率与木块重力大小之间的关系，实验时控制木块与斜面的粗糙程度都相同，部分实验数据如下表：
实验次数 斜面倾角 木块重G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η(%)
1 30° 1.0 0.5 0.7 1.0 0.5 0.7 71.4
2 30° 2.0 0.5 1.4 1.0 1.0 1.4 ①
3 30° 3.0 0.5 2.1 1.0 1.5 2.1 71.4
（1）表中空格①的值是 ；
（2）小明分析实验数据得出的初步结论是：在斜面倾角和木块与斜面的粗糙程度不变时，斜面机械效率与木块重力大小无关。对此，你对小明有何建议？ ；
（3）为提高测量的准确度，在用弹簧秤测拉力时，需要注意的事项是 （写一条即可）。
四、解答题
27．（2021九上·江北期末）如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深12m，物体重G物＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.5×103N。求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）汽车拉绳子时拉力F的功率为多少？
28．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(三)）如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机，如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻。已知AB长40厘米，AC长30厘米。室外机的重力为300牛，正好处在AB中点。
（1）A处螺钉的水平拉力为多少牛？ (支架重力不计)
（2）为了安全起见，室外机AB要尽量靠墙，以减小A处所承受的拉力，请说明原因。
29．（2021九上·江干期末）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长L=3m，高h= 1.5m。
（1）若该过程中斜面的效率为60%，求此时物体受到的摩擦力；
（2）若斜面光滑没有摩擦，请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大，推力F的变化情况
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杠的分类。
【解答】A.使用筷子时，大拇指所在的位置为支点，食指施加动力，阻力左右在筷子尖端，则此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A正确；
B.使用开瓶器时，它与瓶盖上表面接触的位置为支点，动力作用在手柄上，阻力作用在瓶盖的下边缘处，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.使用园艺剪刀时，中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C错误；
D.使用核桃夹子时，轴为支点，核桃对其施加阻力，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D错误。
故选A。
2．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】注意动力臂的长度变化，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2判断。
【解答】根据图片可知，在E环从C点顺时针转动到D点的过程中，当EA与杠杆AO垂直时，动力臂最长，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时动力最小，因此拉力F的变化情况为先变小后变大，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
3．【答案】A
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】当不考虑摩擦、绳重等因素时，可根据公式计算出滑轮组的机械效率。如果一旦考虑其它因素，那么机械效率会更小，据此分析判断。
【解答】当不考虑摩擦、绳重等因素时，
滑轮组的机械效率为：；
如果考虑其它因素，那么机械效率肯定小于80%。
故选A。
4．【答案】D
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）注意分析斜面的倾斜程度与h的关系；
（2）额外功是没有用，但是不得不做的功；
（3）（4）根据机械效率的公式判断
【解答】当改变斜面的高度h时，斜面的倾斜角度会发生改变，故A正确不合题意；
在整个过程中，克服重力做有用功，克服斜面摩擦做额外功，故B正确不合题意；
斜面的机械效率：，故C正确不合题意；
斜面的机械效率只与克服摩擦做的额外功大小有关，与物体在斜面上移动的距离无关，故D错误符合题意。
故选D。
5．【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】根据滑轮组的组装，分析拉力的大小，利用力和距离的乘积计算功，功和时间的比值计算功率，有用功和总功的比值计算机械效率。
【解答】A.由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=n×2m=2×2m=4m，A不符合题意；
B.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力F拉=f=0.4G=0.4×1500N=600N， B不符合题意；
C.拉力F做的功W总=Fs=375Nx4m=1500J，则拉力F的功率
， C不符合题意；
D.有用功W有用=Fs=600N×2m=1200J，
W总=Fs=375Nx4m=1500J
则滑轮组的机械效率
，D符合题意；
故选D。
6．【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点判断；
（2）根据公式计算；
（3）根据动滑轮的特点判断；
（4）根据定滑轮和动滑轮的特点判断。
【解答】甲为定滑轮，不省力不费力，故A错误；
乙为动滑轮，承担拉力的绳子段数n=2，则拉力：，故B错误；
乙滑轮为动滑轮，因为5.5N<10N，所以它能省力，故C正确；
甲不省力不费力，因此不省距离也不费距离；乙为动滑轮，省力费距离，即手移动的距离甲小于乙，故D错误。
故选C。
7．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据对杠杆平衡的认识分析判断。
【解答】当杠杆的支点在一侧时，只有动力和阻力使杠杆的转动方向相反，杠杆才可能平衡。根据图片可知，阻力为物体的重力，它的方向竖直向下，使杠杆有顺时针转动的趋势，只有动力使杠杆逆时针转动，杠杆才可能平衡，故F1、F2都可以，而F4不可以。拉力F3的动力臂为零，肯定不能使杠杆平衡，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
8．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点分析；
（2）根据鞋面的特点分析；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）根据滑轮组的特点分析。
【解答】A.定滑轮不省力不费力，即F1=G；
B.使用斜面不省功，则：Gh=FL，即：G×4m=F2×5m，解得：；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×2L=F3×5L，解得：；
D.承担重力的绳子段数n=3，则：.
则动力最小的是D。
故选D。
9．【答案】A
【知识点】能的多种形式；功率；机械效率
【解析】【分析】根据对功、能量、功率和机械效率的理解判断。
【解答】A.能够做功的物体具有能量，但不一定做功，例如奔驰的汽车具有动能，一旦装上物体就会对物体做功，但并不是只有撞上，才知道它有能量，故A正确；
B.机械效率表示机械性能的好坏，而功率表示做功的快慢，二者没有任何联系，故B错误；
C.根据W=Pt可知，功率与功和时间有关，当时间相同时，做功越多，则功率越大，故C错误；
D.使用任何机械都不能省功，但可以省力，但是省力的机械的效率不一定大，故D错误。
故选A。
10．【答案】C
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】①对于杠杆ABC来说，B点为支点，动力作用在A点，阻力作用在C点，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
②对于杠杆A'B'C’来说，B'为支点，动力作用在A'点，阻力作用在C'点，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
故选C。
11．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2分析判断。
【解答】当抬起水泥板的一侧时，水泥板的重力为阻力，手施加的力为动力；
左图：动力臂为长方体水泥板的宽b，阻力作用在重心上，阻力臂，根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2可知，F甲=；
右图：动力臂为长方体水泥板的长a，阻力作用在重心上，阻力臂，根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2可知，F乙=；
则F甲=F乙。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
12．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）不计绳重和摩擦，根据滑轮组的机械效率，计算动滑轮的重力；
（2）使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，据此分析机械效率的数值范围；
（3）根据机械效率的定义分析判断；
（4）克服动滑轮的重力做额外功，即W额=G动h。
【解答】A.由图乙可知，提升物重G=10N时，滑轮组的机械效率η=50%，
不计绳重和摩擦，根据滑轮组的机械效率得到：；
解得：G动=10N，故A错误；
B.使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误；
C.滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D.利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为：W额=G动h=10N×0.5m=5J，故D正确。
故选D。
13．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉力所做的功为W=Fs，再利用求出做功时间。【解答】物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，f=F拉=3GB=3×10N=30N。
拉动A向左运动时，根据二力平衡的知识得到：F=f+F拉=30N+30N=60N；
当sB=3m时，则，
因此拉力F做功为W=FsA=60Nx1m=60J，
所用时间。
故选B。
14．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h。
（1）将滑轮组和物体看做一个整体，根据二力平衡的知识列出平衡关系式，结合滑轮组的工作特点计算出地面对物体的支持力；
（2）根据图像确定2~3s内拉力F的数值和物体运动的速度，结合滑轮组的特点计算出自由端移动的速度，最后根据P=Fv计算出拉力做功的功率；
（3）使用滑轮组提升重物时，根据公式计算出机械效率；
（4）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W=Fs求此时拉力做功。
【解答】根据图丙可知，0~1s内，物体运动的速度为0，即在地面上保持静止状态。
由图乙可知，在0～1s内，拉力F=30N．取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，根据二力平衡的知识得到，
地面对重物的支持力F支=G+G动-3F拉=100N+G动-3×30N=G动+10N，故A错误；
由图丙可知，在2～3s内，重物做匀速运动，此时的速度v3=2.50m/s，拉力F3=40N，
拉力F的作用点下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s，
拉力做功功率P总=F3V3′=40N×7.5m/s=300W，故C错误；
滑轮组的机械效率：，
故D错误；
在1～2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m
拉力F的作用点下降的距离s2=3h2=3×1.25m=3.75m，
拉力做的功：W=F2S2=50N×3.75m=187.5J，故B正确。
故选B。
15．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】根据W有=Gh比较重力做功的大小，根据W额=fs计算克服摩擦做的额外功的大小，最后根据比较机械效率的大小。
【解答】木块的重力相等，斜面的高度相同，
根据W有=Gh可知，木块克服重力做功相等，
即W左图=W右图。
左图斜面的倾斜角度小于右图，
则木块对左边斜面的压力大于右图斜面，
那么左边斜面产生的摩擦力大于右图斜面；
且左边斜面的长度大于右图斜面；
根据W额=fs可知，克服摩擦做的额外功W额左>W额右；
根据可知，左边的机械效率小于右边的机械效率；
即η左图<η右图。
故选A。
16．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断即可。【解答】由题知，AO=OC，两边的力不同，说明杠杆的重心不在O点，
因为右边受到的力大于左边受到的力，所以杠杆的重心在O点的左侧。
设杠杆的重心在D，一个钩码重为G，如图：
由题意：杠杆原来平衡，则F左×AO+G0×OD=F右×CO，
2G×AO+G0×OD=3G×CO，
则：G0×OD=G×CO=G×AO。
再各加一个钩码后：
左边力和力臂的乘积为：3G×AO+G0×OD=3G×AO+G×AO=4G×AO，
右边力和力臂的乘积为：4G×CO=4G×CO，
可见，增加钩码后两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆仍平衡。
故选D。
17．【答案】（1）80
（2）0.8
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）物体在O点，杠杆水平静止时，根据三角函数关系求出绳子拉力F1的力臂，杠杆B端的拉力等于B端所挂物体的重力，其力臂等于OB的长度，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得出等式即可求出杠杆水平静止时细绳AC的拉力；
（2）细绳AC的拉力恰好为零时，物体重力为动力，根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出物体重力的力臂，然后求出物体运动到距A点的距离。
【解答】（1）物体在O点，杠杆水平静止时，
绳子拉力F1的力臂 ，
杠杆B端的拉力F2=GB=mBg=10kg×10N/kg=100N，其力臂L2=OB=0.4m，
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得，
杠杆水平静止时细绳AC的拉力： ；
（2）细绳AC的拉力恰好为零时，F1′=G物=m物g=5kg×10N/kg=50N，
由杠杆的平衡条件可得：F1′L1′=F2L2，
则 。
18．【答案】动滑轮；10；2W
【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）不随物体一起移动的滑轮为定滑轮，跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮；
（2）根据计算出木块受到的摩擦力；
（3）首先根据v=nv物计算出拉力移动的速度，再根据P=Fv计算出拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮跟随木块一起向右移动，为动滑轮。
（2）根据图片可知，当用滑轮水平拉动木块时，承担摩擦力的绳子n=2，则木块受到的摩擦力为：f=nF=2×5N=10N；
（3）拉力的移动速度v=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s，拉力的功率：P=Fv=5N×0.4m/s=2W。
19．【答案】（1）0.8
（2）4
【知识点】速度公式及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据s物=v物t计算物体运动的距离；
（2）首先根据v=nv物计算拉力的移动速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）2s内物体运动的距离是s物=v物t=0.4m/s×2s=0.8m；
（2）拉力F移动的速度v=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s；
则拉力F的功率：P=Fv=5N×0.8m/s=4W。
20．【答案】（1）省力
（2）375；5×106
【知识点】速度公式及其应用；功的计算公式的应用；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）使用任何机械都不省功；根据W=fs可知，斜面的长度越大，需要的拉力越小，则越省力。
（2）根据公式计算出汽车行驶的时间，根据W=Gh计算所做的有用功。
【解答】（1）由此她明白了“很长的山路”可使汽车爬坡时省力；
（2）汽车行驶的时间；
所做的有用功为：W有=Gh=2000kg×10N/kg×250m=5×106J。
21．【答案】4；30N
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据v=nvA计算处绳子自由端移动的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率；
（2）对B进行受力分析，根据二力平衡的知识计算B受到A的摩擦力，再根据相互作用力原理计算A对B的摩擦力。
【解答】（1）根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=2，
则自由端的速度v=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，
那么拉力的功率：P=Fv=20N×0.2m/s=4W；
（2）B受到水平向右的测力计施加的拉力，地面施加的摩擦力，以及水平向左的A施加的摩擦力。根据平衡力的知识可知，A对B的摩擦力fAB=f地面+F弹簧秤=8N+22N=30N。A对B的摩擦力与B对A的摩擦力为相互作用力，二者大小相等，则A受到B的摩擦力为30N。
22．【答案】（1）不变；变大
（2）95.2%
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能。
（2）当使用滑轮组提升重物时，不计摩擦和绳重，那么机械效率。
【解答】（1）当物体匀速上升时，质量不变，速度不变，则动能不变；质量不变，高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能变大。
（2）使用滑轮组提升重物时，不计摩擦和绳重，
该物体的重力G=mg=200kg×10N/kg=2000N；
滑轮组的机械效率：。
23．【答案】；
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据W有=Gh计算出有用功，再根据公式计算斜面的机械效率；
（2）物体克服摩擦力做额外功，首先根据W额=W总-W有计算出额外功，再根据计算摩擦力。
【解答】（1）拉动物体做的有用功为：W有=Gh；
斜面的机械效率为：；
（2）拉动物体做的额外功为：W额=W总-W有=W-Gh；
则物体受到的摩擦力：。
24．【答案】（1）平衡
（2）不变
（3）杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）杠杆的平衡状态包括：静止状态或匀速转动；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（3）注意杠杆自身的重力是否对杠杆的平衡产生影响。
【解答】（1）实验前杠杆如图甲左端高、右端低，处于静止状态，则此时杠杆处于平衡状态；
（2）根据丙图可知，当杠杆转过一定角度时，动力臂和阻力臂都在减小，但是动力臂和阻力臂的比值保持不变，根据可知，弹簧测力计的示数保持不变。
（3）小刚同学用如图丁所示的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与小明同学得出的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是：杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
25．【答案】（1）88.9%
（2）高
（3）C
（4）12
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）由表中数据，根据求出第2次实验中滑轮组的机械效率；
（2）根据实验1、2、3组数据分析得出结论；
（3）根据（2）中得到的结论对此时机械效率的范围进行推算；
（4）忽略绳重和摩擦，根据求出被提升物体所受的重力。
【解答】（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为：；
（2）纵向分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（3）根据“用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高”可知，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm（此时物重比第3次实验的物重还大），则此时滑轮组的机械效率应该大于90.9%，而它又不可能是100%，只能为92.1%，故选C；
（4）根据图丁可知，当动滑轮重为4N时，滑轮组的机械效率为75%；
若忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 ，
即：；
解得：G=12N。
26．【答案】（1）71.4
（2）改变斜面的倾角（或倾斜程度）再重复实验
（3）保持拉力方向与木块运动方向在同一直线上。
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据计算空格①处的机械效率；
（2）在科学研究中，往往需要换用实验器材多做几次实验，从而收集更多的实验数据，这样得出的结论才更客观，具有普遍意义；
（3）根据二力平衡的条件可知，只有拉力方向与木块运动方向在同一直线上时，拉力恰好等于木块受到的摩擦力和重力在斜面上分力的和。
【解答】（1）表格空格①的值为：；
（2）对此，我对小明的建议：改变斜面的倾角（或倾斜程度）再重复实验；
（3）为提高测量的准确度，在用弹簧秤测拉力时，需要注意的事项是：保持拉力方向与木块运动方向在同一直线上。
27．【答案】（1）W 总＝Fs＝2.5×103N×36m＝9×104J
（2）该滑轮组的机械效率：；
（3）汽车拉绳子时拉力F的功率为：。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据s=nh计算出绳子移动的距离，最后根据W总=Fs计算拉力对滑轮做的功即可。
（2）当用滑轮组提升重物时，根据计算机械效率；
（3）根据公式计算绳子拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮组承担重力的绳子段数n=3，
则汽车移动的距离s=nh=3×12m=36m；
则汽车拉动绳子做的功：W总=Fs=2.5×103N×36m＝9×104J。
（2）该滑轮组的机械效率：；
（3）汽车拉绳子时拉力F的功率为：。
28．【答案】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：300N×=F×0.3m；
解得：F=200N。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×AC=G×L2，那么在阻力和动力臂一定的情况下，减小阻力臂，从而减小A处的拉力。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据图片可知，可将C点看作支点，室外机的重力相当于阻力F2，阻力臂为AB的一半；A点螺钉的水平拉力相当于动力F1，动力臂为AC，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
29．【答案】（1）解：W额外= –W有= -Gh= =600J
f= =200N
（2）解：在光滑表面时： FL=Gh
F=
当斜面高度不变，倾斜角度增加时，斜面高度增加，推力增大。
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W有=Gh计算出有用功，根据计算出总功，再根据W额外=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，最后根据 计算出物体受到的摩擦力。
（2）如果斜面光滑没有摩擦，那么不做额外功，即有用功和总功相等，据此列出等式，根据等式分析推力F与斜面倾角大小之间的变化关系。
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