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浙教版科学九年级上学期 第三单元 3.4 综合练习
一、单选题
1．（2022九上·余姚期末）下列属于费力杠杆的是（ ）
A．天平 B．钓鱼竿
C．铡刀 D．瓶盖起子
2．（2021九上·金华期中）如图所示，具有一定质量且分布均匀的杠杆可绕O转动，在A点始终受一垂直作用于杠杆向上的力，在从A转动到A’位置时，此过程中，力F将（ ）
A．变大 B．变小
C．先变大，后变小 D．先变小，后变大
3．（2021九上·拱墅期末）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200N和100N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
4．（2021九上·舟山月考）如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，一直弹簧秤读数为10N，物体M的运动速度为1米/秒（若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5牛 B．物体M与地面间的摩擦力为10牛
C．水平拉力F做功的功率为20瓦 D．1秒内滑轮对物体M做功为10焦
5．（2021九上·金华月考）如图所示，一直杆可绕O点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杆垂直的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置，在此过程中这个直杆（ ）
A．始终是省力杠杆 B．始终是费力杠杆
C．先是省力杠杆，后是费力杠杆 D．先是费力杠杆，后是省力杠杆
6．（2021九上·杭州月考）如图所示，有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，则（ ）
A．物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能
B．拉物体的速度越快，斜面的机械效率越高
C．该斜面的机械效率是90%
D．斜面上物体受到的摩擦力为1N
7．（2021九上·台州期中）工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C．绳子自由端下拉1m，桶上升2m
D．质量为50kg的工人利用该滑轮组能提起120kg的砂石
8．（2021九上·台州期中）用一滑轮组提升重物，不计摩擦，下列方法中可以提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．改变绕绳方法 B．增加重物的提升高度
C．加快提升的速度 D．增加提升重物的重力
9．（2021九上·海曙期中）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F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h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F做的功是187.5J
C．2-3s内，拉力F的功率是100W
D．2-3s内，滑轮组的机械效率是62.5%
10．（2021九上·杭州期中）为早日实现“建设美丽杭州，打造江南水乡典范”的目标，各项工程建设正在我市如火如荼的开展。如图为正在施工的工程车，下列关于工程车的说法正确的是（ ）
A．做的功越多，效率越高 B．做功多的工程车，功率大
C．延长工作时间，可提高效率 D．做功越快的工程车，功率越大
11．（2020九上·杭州月考）小王搭了一块木板在平台上，用 F=400 N 的推力，将质量为 50 kg 的物体在 5 s 内匀速推上 1 m 高的平台，木板长 s=2 m（g 取 10 N/kg）。则下列说法正确的是（ ）
A．推力的功率为80W B．斜面的机械效率为40%
C．推力做的总功为1000J D．斜面对物体的摩擦力为150N
12．（2021九上·杭州期中）如图所示，用同样的轻绳（不计绳重和摩擦）和滑轮分别安装成甲乙两种装置（G物＞G轮）。在将同一物体匀速提升相同高度的过程中（ ）
A．F1＞F2、η甲＞η乙 B．F1＞F2、η甲＜η乙
C．F1＜F2、η甲＜η乙 D．F1＜F2、η甲＞η乙
13．（2021九上·椒江期中）如图所示，长1米的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上套一滑环，用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动，并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数F与滑环离开O点的距离s之间的关系图象为（ ）
A． B．
C． D．
14．（2021九上·椒江期中）工人利用如图所示的滑轮组将重300N的物体向上匀速提起2m用时5s。所用拉力为110N。（不计绳重和摩擦力）以下相关计算的正确的是（ ）
A．绳子端的移动速度为0.4m/s B．动滑轮的重力为30N
C．拉力的功率为44W D．该滑轮的机械效率为85%
15．（2021九上·杭州期中）如图所示，在力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数是2N，不计滑轮和绳子重及它们之间的摩擦，则下列说法中不正确的是（ ）
A．物体A受到的摩擦力是4N B．在 5s内拉力F的功为2J
C．拉力F的功率为0.2W D．重力对物体A不做功
16．（2020九上·余杭月考）如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹管测力计的示数恒为5N(不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑)。下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到地面的摩擦力是5N
B．滑轮移动的速度是0.4m/s
C．水平拉力F的功率是4.8W
D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J
17．（2020九上·兰溪期中）如图所示，光滑带槽的长木条AB（质量不计）可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细线连接在地板上，OA=0.6m，OB=0.4m。在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C，C的密度为0.8×103kg/m3 ， B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块C缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态，然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0，下列结果不正确的是（忽略细线的重力，g取10N/kg）（ ）
A．木块受到的浮力为0.5N
B．木块C受到细线的拉力为0.3N
C．小球刚放在B端时A端受到细线的拉力为2.2N
D．小球的运动速度为0.2m/s
18．如图，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中（ ）
A．绳子自由端移动的距离为6m B．动滑轮重100N
C．拉力做功的功率为100W D．滑轮组的机械效率为60%
19．如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）
A．0.4J 83.3% B．0.8J 91.7% C．0.8J 83.3% D．0.4J 91.7%
20．（2020九上·江干期末）如图所示，用300N的力沿斜面将600N的物体匀速推到斜面的项部，斜面的长度为3m，高度为1m。下列说法正确的是（ ）
A．此斜面的机械效率为50% B．人们使用斜面主要是为了省功
C．物体受到的摩擦力是100N D．运动过程中木块的机械能守恒
二、填空题
21．（2019九上·江北期末）在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面。螺丝钉是一种类似 的机械（填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”），螺纹 （填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
22．（2022九上·衢江期末）如图为动滑轮，它相当于一个 杠杆， 若用它将总重为1牛的钩码匀速提高2米，不计轮和绳重以及滑轮与绳子之间的摩擦，则弹簧测力计示数为 牛。
23．（2021九上·镇海期末）如图所示，用水平方向的力F拉绳子的一端，使物体A以2m/s的速度向左匀速运动，此时弹簧测力计的示数为8N。不计滑轮、弹簧测力计的重力及绳与滑轮间的摩擦，则物体A在水平面受到的摩擦力为 N ，拉力的功率为 W。
24．（2021九上·义乌期中）如图所示，物重G＝30N，绳的一端拴在地面，拉力F使滑轮匀速上升。
（1）若滑轮重为2N，使物体上升20cm，则拉力F＝ N，滑轮向上移动 cm。
（2）若滑轮重不计，滑轮向移动20cm，则拉力F= N，物体上升 cm。
25．（2021九上·浙江期中）如图所示，物体A重200N，滑轮重10N，绳和测力计重及摩擦不计，弹簧秤示数为60N，物体B的重为 N；若物体B匀速向上运动的速度为0.2m/s，则人做功的功率为 W。
26．（2021九上·海曙期中）在“研究杠杆平衡条件”的实验中如图所示，在B点悬挂重物G，在C点用弹簧测力计勾住，使杠杆AB在水平方向平衡。若弹簧测力计的示数为3G，则AC：BC＝ 。若弹簧测力计改为沿图示虚线方向拉，使杠杆AB 仍保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
27．（2021九上·金华期中）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3 牛的水平拉力F的作用下，木板向右匀速运动了0.4米，弹簧测力计的示数是 ，该过程中拉力做的功为 。
28．（2021九上·杭州期中）用大小为250N、方向沿斜面向上的推力F，将重为400N的货物由斜面底端推至车箱，已知斜面长s为4m，高h为2m，如图所示，则此过程中推力所做的功为 J，斜面的机械效率为 ，斜面对货物的摩擦力为 N。
三、实验探究题
29．（2020九上·西湖月考）小西学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系 ”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：
实验次数 斜面的倾斜程度 物体重G/N 物体上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物体移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.1 98%
3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50
（1）根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是 ；
（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 （“省力”、“费力”）；
（3）拉力F （“大于”、“等于”、“小于”）物体所受的摩擦力。
（4）通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 。
30．（2021九上·金华期中）下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：(本实验均使用轻质杠杆)
实验1：在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验，记录多组数据。得出：F1×s1＝F2×s2(注：s1和s2分别表示支点到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验，也得到了同样的结论。
该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？
实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：(待填)。
实验次数 F1/N s1/cm F2/N s2/cm l2/cm
1 1.0 10.0 0.5 21.3 20.1
2 1.5 20.0 1.0 31.7 29.8
3 2.0 30.0 2.5 25.5 24.0
s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F的作用点的距离(s1)与支点到F1的作用线的距离(l1)是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3：①移动钩码，使杠杆 (待填) 。
②继续实验，使杠杆平衡，记录F1、s1、l1和F2、s2、l2。
③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2。
④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。
最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：F1×l1＝F2×l2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。请回答：
（1）实验2中，在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是 。
（2）将实验3中的①填写完整 。
（3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为“力臂”。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。用下图中的图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 。
31．（2021九上·温州月考）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。
（1）小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图1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。
（2）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
（3）小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结构会怎样？通过实验，他们得到了如图2所示的结果．根据这个结果，可以初步得出，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）
四、解答题
32．（2022九上·衢江期末）小科用三种不同的方法抬升重为200N的物体。
（1）如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m， F甲所做的功为 。
（2）如图乙，斜面长5m，高3m，拉力F乙=150N，沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，计算该斜面工作时的机械效率。
（3）如图丙，在20s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N。请计算拉力F丙做功的功率为 。（不计绳重及摩擦）
33．（2020九上·越城期末）小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W，不计绳子的重和滑轮与转轴之间的摩擦。求：
（1）小强拉绳子的速度；
（2）拉力F的大小；
（3）动滑轮的重力。
34．（2020九上·杭州期末）小乐利用一个量程为10N的弹簧测力计和一根长1米的轻质杠杆AB自制了一个简易的称重装置，并对一株大白菜进行称重。简易称重装置如图所示，O为杠杆的支点，OA长始终为0.2米，蔬菜悬挂于距O点0.4米的C点，在B点用弹簧测力计竖直向上提起。(g=10N/kg)
（1）大白菜悬挂C点时，弹簧测力计的示数为7.5牛，求这株大白菜的质量。
（2）小乐发现若将这株大白菜悬挂点向右移动一定距离，弹簧测力计示数会超过量程。若要使轻质杠杆AB始终处于水平平衡，且测力计读数不超过量程，求大白菜悬挂点与O点距离的取值范围。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的种类。
【解答】A.托盘天平的两个托盘到中间转轴的距离相等，即动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆，故A不合题意；
B.使用钓鱼竿时，靠近胸口的手为支点，另一支手施加动力，阻力作用在鱼竿顶端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B符合题意；
C.使用铡刀时，转轴为支点，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不合题意；
D.使用瓶盖起子时，起子与瓶盖上表面接触的位置为支点，动力作用在手柄上，阻力作用在瓶盖边缘，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选B。
2．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
【解答】根据图片可知，在杠杆抬起的过程中，杠杆的重力G保持不变，但是阻力臂L2先变大后变小，且动力臂保持不变。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×L1=G×L2可知，动力F1先变大后变小。
故选C。
3．【答案】C
【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】（1）根据比较拉力大小；
（2）根据W有=Gh比较有用功的大小；
（3）根据W额=G动h比较额外功的大小；
（4）根据比较机械效率的大小。
【解答】A.甲图中拉力为：；
乙图中拉力为：；
则两个拉力不相等，故A不合题意；
B.根据W有=Gh可知，两个物体上升相同的高度时，甲物体的重力大，则甲中做的有用功多，故B不合题意；
C.根据W额=G动h，动滑轮的重力和上升的高度都相等，则做的额外功相等，故C符合题意；
D.根据可知，当额外功相等时，有用功越大，则机械效率越高。因为甲的有用功大于乙，所以甲的机械效率大于乙，故D不合题意。
故选C。
4．【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）（2）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；
（2）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。【解答】如图所示，承担拉力的绳子段数n=2。因为物体做匀速运动，那么f=2F=2×10N=20N，即物体M与地面之间的摩擦力为20N，故A、B错误；
物体移动的路程s′=v物t，
拉力移动的距离：s=2s′=2×v物t=2×1m/s×1s=2m，
拉力做功：W=Fs=10N×2m=20J，
拉力做功功率：；
故C正确，D错误。
故选C。
5．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】注意分析动力臂和阻力臂的变化，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
【解答】根据图片可知，动力F始终与杠杆垂直，因此动力臂L1保持不变。在杠杆转动过程中，由于物体重力的方向是竖直向下的，所以当杠杆转动到水平位置时阻力臂最长，即阻力臂不断增大。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力是不断增大的。在开始的一段时间内，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；在后来的时间内，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
6．【答案】D
【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）根据能量转化的过程判断；
（2）（3）根据公式分析；
（4）根据W额=W总-W有计算出克服阻力做的额外功，再根据计算出物体受到的摩擦力。
【解答】A.物体沿斜面匀速上升时，速度不变，则动能不变；高度增大，则重力势能增大，二者之间没有转化关系，故A错误；
B.根据可知，斜面机械效率的大小与有用功和总功的大小有关，与物体运动的速度无关，故B错误；
C.有用功W有=Gh=16N×0.3m=4.8J，总功W总=Fs=5N×1.2m=6J，则斜面的机械效率：，故C错误；
D.克服阻力做的额外功W额=W总-W有=6J-4.8J=1.2J，则受到的摩擦力：，故D正确。
故选D。
7．【答案】B
【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）根据定滑轮的作用判断；
（2）根据动滑轮的作用判断；
（3）根据s=nh判断；
（4）根据判断。
【解答】A.定滑轮不省力不费力，但能改变力的方向，故A错误；
B.动滑轮相当于一个省力杠杆，它的动力臂是阻力臂的2倍，故B正确；
C.根据s=nh可知，当绳子自由端下拉1m时，桶上升：，故C错误；
D.根据得到：，解得：G动+G物=1000N，肯定不能提起120kg的砂石，故D错误。
故选B。
8．【答案】D
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】根据机械效率的公式分析判断。
【解答】用一滑轮组提升重物，不计摩擦，那么只对动滑轮的重力做额外功，根据可知，滑轮组的机械效率只与物体的重力和动滑轮的重力有关，即增大物重，减小动滑轮重力，可以增大机械效率，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
9．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；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。0s～1s内，物体处于静止，1s～2s内，物体在做加速运动，2s～3s内，物体匀速运动。
（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体静止，设动滑轮对物体的拉力F′，其关系为；物体对地面的压力等于地面对物体的支持力，等于物体的重力G减去动滑轮对物体的拉力F′；
（2）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总=Fs求拉力做的总功；
（3）由F-t图像得出在2～3s内的拉力F，由图像丙确定物体移动的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P=Fv求拉力做功的功率；
（4）利用求滑轮组的机械效率。
【解答】A.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，及动滑轮对物体的拉力F′作用，
则物体对地面的压力：F压=F支=G-F′=G-3F拉+G动=100N-3×30N+G动=G动+10N＞10N，故A错误；
B.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总2=F2s2=50N×3.75m=187.5J，
故B正确；
C.由图可知，在2～3s内，拉力F3=40N，物体上升的速度为v物3=2.5m/s；
拉力F移动的速度v3=3v物3=3×2.5m/s=7.5m/s，
拉力做功的功率：P3=F3v3=40N×7.5m/s=300W，故C错误；
D.2s～3s内滑轮组的机械效率：，
故D错误。
故选B。
10．【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】（1）（3）根据机械效率的影响因素判断；
（2）（4）根据功率的公式判断。
【解答】根据机械效率的公式可知，工程车的机械效率只与有用功和总功的比值大小有关，与做功的多少和时间长短无关，故A、C错误；
根据可知，功率大小有做功多少和时间共同决定，即时间相同时，做功越多，功率越大，故C错误；
功率是表示物体做功快慢的物理量，即做功越快，功率越大，故D正确。
故选D。
11．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）（3）首先根据W总=FL计算出推力做的总功，再根据计算出推力的功率；
（2）根据W有=Gh计算出推力做的有用功，然后根据计算出斜面的机械效率；
（4）首先根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，然后根据计算出摩擦力。
【解答】推力做的总功W总=FL=400N×2m=800J；
推力做功的功率：，故A、C错误；
推力做的有用功为：W有=Gh=50kg×10N/kg×1m=500J；
则斜面的机械效率为：，故B错误；
克服摩擦做的额外功：W额=W总-W有=800J-500J=300J；
斜面对物体的摩擦力：。
故选D。
12．【答案】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】根据动滑轮和定滑轮的特点比较拉力的大小，根据比较机械效率的大小。
【解答】（1）甲为定滑轮，不省力不费力，则F1=G物；
乙为动滑轮，省一半的力，即：；
因为G物>G动；
所以；
则F1>F2。
（2）同一物体提升相同高度，根据W有=G物h可知，二者做的有用功相等；
甲不对滑轮做额外功，而乙克服动滑轮重力做额外功，
根据W总=W有+W额可知，则W总甲根据公式可知，机械效率η甲>η乙。
故选A。
13．【答案】B
【知识点】力与运动的关系；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】根据杠杆平衡条件计算，动力和动力臂成反比。
【解答】由图知道，光滑金属杆可绕O点转动，即OA是一杠杆，测力计示数F，为动力，滑环离开O点的距离s，为动力臂，金属杆的重力为阻力， 阻力臂为OA的一半， 由杠杆平衡的条件
金属杆的重力和金属杠的长度大小不变，从上式可知随着距离s的变大，测力计示数F在变小，两者是成反比的，两者的关系图像是B图像。
故答案为：B。
14．【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率
【解析】【分析】 1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，根据v=
求出绳子自由端移动速度；
（2）因为不计摩擦和绳重时，绳子末端的拉力F拉=
（G+G动），由此可求动滑轮的自重．
（3）根据求功率．
（4）滑轮组的机械效率可利用η=.
【解答】 A.由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，
绳子自由端移动速度：v=
==1.2m/s，故A错误；
B.不计摩擦和绳重时，绳子末端的拉力F=（G+G动），
所以动滑轮的自重G动=nF-G=3×110N-300N=30N．故B正确；
C.拉力做功的功率=110N×1.2m/s=145.2W．故C错误；
D.滑轮组的机械效率===90.1%，故D错误．
故选B．
15．【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据拉力F与弹簧测力计的示数相等可求出拉力大小；知道拉力F大小，根据动滑轮省一半力，可求出物体A受到的摩擦力；
（2）因为动滑轮省一半力，但要多移动一半的距离，所以绳子自由端运动的速度是物体A运动速度的2倍。由绳子自由端运动的速度和时间、拉力大小根据W=Fs可求出拉力所做的功。
（3）根据 求得拉力F的功率；
（4）根据做功的两个要素判断。
【解答】A.水平拉力F与弹簧测力计的示数相等，则拉力F=2N．
动滑轮省一半力，即拉力F是摩擦力的一半，
那么摩擦力f=2F=2×2N=4N．故A正确不合题意；
B.物体A的路程：sA=vt=0.1m/s×5s=0.5m，
绳子自由端移动的距离：s=2sA=2×0.5m=1m，
拉力做的功W=Fs=2N×1m=2J，故B正确不合题意；
C.拉力F的功率，故C错误符合题意；
D.物体在水平桌面上做匀速直线运动，在重力的方向上没有移动距离，重力做功为0，故D正确不合题意。
故选C。
16．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）要判断出A所受的摩擦力，首先根据拉力F和动滑轮的特点，计算出绳子对A的拉力，对A进行受力分析，根据平衡力的特点计算出A受地面的摩擦力；
（2）根据动滑轮的特点及A的移动速度判断滑轮的移动速度；
（3）根据公式P=Fv计算出拉力F的功率；
（4）利用W=Fs求绳子对物体A做的功。
【解答】A.动滑轮上有2根绳子承担拉力，因为拉力F=24N，所以对A的拉力为FA=.
弹簧测力计的示数恒为5N，则物体B对A的摩擦力fAB为5N，方向向右，
所以地面对A的摩擦力为f地面=FA-fAB=12N-5N=7N，故A错误；
B.A移动的速度即绳端移动的速度为0.2m/s，
所以滑轮的移动速度为，故B错误；
C.水平拉力的功率P=Fv=24N×0.1m/s=2.4W，故C错误；
D.绳子对A的拉力是12N，2s物体A移动的距离为s=vt=0.2m/s×2s=0.4m，
绳子的拉力做功W=Fs=12N×0.4m=4.8J，故D正确。
故选D。
17．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；浮力大小的计算；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）利用溢出水的重力，根据阿基米德原理即可求出物体受到的浮力；
（2）根据F浮=ρ水V排g求排开水的体积；此时木块浸入体积为木块体积的一半，可求木块的体积，又知道木块的密度，利用密度公式和重力公式求木块重；根据FB=G-F浮求杠杆B端受到的拉力FB，
（3）根据杠杆平衡条件得出关系式FA×OA=FB×OB求出小球刚放在B端时A端受到细线的拉力；
（4）知道小球的质量可求重力，设小球的运动速度为v，则小球滚动的距离s=vt，可求当A端的拉力为0时，小球到O点距离（s-OB=vt-OB=v×4s-0.4m），再根据杠杆平衡条件得出G球×s′=FB×OB，据此求小球运动速度。
【解答】A.溢水杯内盛满水，当物体放入后，溢出0.5N的水，
根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力：F浮=G排=0.5N，故A正确不合题意；
B.排开水的体积：
；
因为一半浸入水中，
所以物体的体积：V物=2V排=2×5×10-5m3=1×10-4m3；
物体的重力：G=mg=ρ物V物g=0.8×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg=0.8N，
则B端木块C所受的拉力：FB=G-F浮=0.8N-0.5N=0.3N，故B正确不合题意；
C.小球的重力为：G球=m球g=0.3kg×10N/kg=3N，
小球刚放在B端时，B端受到的力为FB=3N+0.3N=3.3N，
根据杠杆平衡条件得出关系式：FA×OA=FB×OB；
FA×0.6m=3.3N×0.4m；
解得：FA=2.2N，故C正确不合题意；
D.当A端的拉力为0时，杠杆再次平衡，此时小球到O点距离：
s′=s-OB=vt-OB=v×4s-0.4m，
根据杠杆平衡条件可知：
G球×s′=FB×OB，
即：3N×（v×4s-0.4m）=0.3N×0.4m，
解得：v=0.11m/s，故D错误符合题意。
故选D。
18．【答案】B
【知识点】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s=nh计算绳子自由端移动的距离；
（2）根据nF=G+G动计算动滑轮的重力；
（3）首先根据W=Fs计算出拉力做的功，再根据计算拉力做功的功率；
（4）当使用滑轮组提升重物时，可根据公式计算机械效率。
【解答】A.绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m，故A错误；
B.根据nF=G+G动得到：2×300N=500N+G动，解得：G动=100N，故B正确；
C.拉力做的功W=Fs=300N×4m=1200J，拉力的功率，故C错误；
D.滑轮组的机械效率，故D错误。
故选B。
19．【答案】C
【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】使用滑轮组提升重物时，根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据计算机械效率，根据W额=W总-W有计算额外功。
【解答】滑轮组做的有用功W有=Gh=10N×0.4m=4J；
总功：W总=Fs=6N×（2×0.4m）=4.8J；
那么额外功：W额=W总-W有=4.8J-4J=0.8J；
滑轮组的机械效率。
故选C。
20．【答案】C
【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）根据计算斜面的机械效率；
（2）根据功的原理判断；
（3）根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的功，再根据计算摩擦力；
（4）根据能量转化的知识判断。
【解答】A.推力做的有用功W有=Gh=600N×1m=600J；
总功W总=Fs=300N×3m=900J；
那么斜面的机械效率，
故A错误；
B.使用任何机械都不能省功，使用斜面是为了省力，故B错误；
C.克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=900J-600J=300J；
那么物体受到的摩擦力；
故C正确；
D.由于克服摩擦做功，因此木块的机械能不守恒，故D错误。
故选C。
21．【答案】斜面；密
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】斜面是通过延长距离而达到省力的目的，例如斜坡、斧头、螺丝。
【解答】螺丝钉是一种类似斜面的机械，斜面越长就越省力，因此螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
故答案为：斜面；密
22．【答案】省力；0.5
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据动滑轮的本质解答；
（2）根据公式 计算绳子自由端的拉力。
【解答】（1）动滑轮的动力臂为直径，阻力臂为半径，本质是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
（2）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则弹簧测力计的示数为： 。
23．【答案】16；32
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）当使用滑轮组水平拉动物体时，根据计算出绳子自由端的拉力；
（2）首先根据v=nv物计算出拉力的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=2，则物体在水平面受到的摩擦力：f=nF=2×8N=16N；
（2）拉力移动的速度：v=nv物=2×2m/s=4m/s；
则拉力的功率：P=Fv=8N×4m/s=32W。
24．【答案】（1）62；10
（2）60；40
【知识点】二力平衡的条件及其应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出拉力F。首先将拉力F与重力G进行比较，确定省力还是费力，然后再计算滑轮移到的距离。
（2）根据（1）中的方法分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，动滑轮受到竖直向上的拉力F，竖直向下的重力G动，绳子向下的拉力2个，都等于G。根据二力平衡的知识得到：F=G动+2G=2N+30N×2=62N。
因为62N>30N，所以此时动滑轮是费力的，那么省距离，即滑轮向上移到的距离：。
（2）若滑轮重力不计，那么拉力F=2G=30N×2=60N。而物体上升的高度：s=nh=2×20cm=40cm。
25．【答案】25；6
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，得到力的平衡式，然后代入数据计算出即可；
（2）首先根据动滑轮的特点计算出拉动弹簧测力计的速度，然后利用公式P=Fv计算功率的大小。
【解答】（1）在不计绳和测力计重及摩擦时，图中有两股绳子连接动滑轮，
根据二力平衡的知识可知，弹簧测力计的示数：F=2GB+G动，
即：60N=2GB+10N；
解得，物体B的重力：GB=25N；
（2）图中有两股绳子连接动滑轮，所以人拉弹簧的速度等于物体B速度的一半，
即速度，
则人做功的功率：P=Fv=60N×0.1m/s=6W。
26．【答案】1：2；变大
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；
（2）注意分析动力臂的长度变化，再根据杠杆的平衡条件确定测力计的示数变化。
【解答】（1）根据杠杆的平衡条件得到F1L1=F2L2得到：3G×AC=G×AB；
解得：AC：AB=1：3；
因为AC=AB+CB，
所以：AC：BC=1：2。
（2）若弹簧测力计改为沿图示虚线方向拉，则动力臂变短，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时动力会变大，即弹簧测力计的示数将变大。
27．【答案】6N；2.4J
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的原理计算出木块对木板的摩擦力，然后再根据二力平衡的知识计算出弹簧测力计的拉力；
（2）首先根据s=ns木计算出拉力移动的距离，再根据W=Fs计算拉力做的功。
【解答】（1）根据图片可知，动滑轮受到水平向左的摩擦力f，水平向右的两个拉力F，则木块对木板的摩擦力f=2F=2×3N=6N。木块对木板的摩擦力与木板对木块的摩擦力为相互作用力，二者大小相等，即木板对木块的向右的摩擦力f=6N。因为木块处于静止状态，所以它受到的测力计的拉力与木板对它的摩擦力相互平衡，即弹簧测力计的示数F拉=f=6N。
（2）拉力移动的距离s=ns木=2×0.4m=0.8m；
拉力做的功W=Fs=3N×0.8m=2.4J。
28．【答案】1000；80%；50
【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总=Fs计算出推力做的功，根据W有=Gh计算有用功，根据计算出斜面的机械效率。
（2）根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，再根据计算出斜面对物体的摩擦力。
【解答】（1）推力做的功W总=Fs=250N×4m=1000J；
推力做的有用功W有=Gh=400N×2m=800J；
则斜面的机械效率：。
（2）克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=1000J-800J=200J；
斜面对物体的摩擦力为：。
29．【答案】（1）80.6%
（2）费力
（3）大于
（4）在斜面接触面粗糙程度相同时（或其他条件相同时），斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据公式W总=Fs计算总功，根据W有=Gh计算有用功，最后根据计算斜面的机械效率。
（2）将表格中第二列和第五列的数据分析即可；
（3）当物体在斜面上做匀速直线运动时，根据二力平衡的知识比较拉力F与摩擦力f的大小。
（4）将第二列和最后一列的数据进行对比，从而得到有关斜面机械效率的结论。
【解答】（1）第三次实验中有用功为：W有=Gh=5N×0.25m=1.25J；
总功为：W总=Fs=3.1N×0.5m=1.55J；
那么斜面的机械效率为：。
（2）将表格中第二列和第五列的数据分析得到：斜面越陡，越费力。
（3）当物体在斜面上做匀速直线运动时，物体受到沿斜面向上的拉力F、沿斜面向下的摩擦力和重力的分力，根据二力平衡的知识得到：F=f+G分力，因此拉力F大于物体受到的摩擦力。
（4）将第二列和最后一列的数据进行对比得到：在斜面接触面粗糙程度相同时（或其他条件相同时），斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。
30．【答案】（1）F1×S1=F2×L2
（2）倾斜或转动
（3）图1中动力臂是阻力臂的2倍，图2中动力臂等于阻力臂
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据表格数据分析解答；
（1）根据表格数据分析解答；
（2）根据实验目的分析解答；
（3）科学上把支点到到力的作用线的距离称为力臂；
（4）分析两种滑轮的力臂关系得出结论。
【解答】解：（1）根据表格数据知F1×s1=F2×l2；
（2）本实验是研究支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）哪个更有价值，所以应该让着两者不相等，所以应该让杠杆倾斜或转动时，记录杠杆处于平衡时的多组F、s、l的关系；
（3）科学上把支点到到力的作用线的距离称为力臂；
（4）图1中是动滑轮，动力臂是阻力臂的2倍，而图2中是定滑轮，动力臂等于阻力臂，所以图1中的动力臂大于图2中的动力臂，所以用图1方式提升物体比用图2方式省力。
31．【答案】（1）0.15
（2）A
（3）F3L3+F2L2
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析解答；
（2）根据对杠杆平衡实验的过程的理解分析判断；
（3）无论两侧挂几组钩码，每一组都有自己的力与力臂，据此求出每一个力与相应力臂的乘积，再相加，然后比较两侧力和力臂的乘积之和是否相等即可。
【解答】（1）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：
1.5N×0.1m=1N×L2；
解得：L2=0.15m；
（2）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F3L3+F2L2=2G×2L+2G×4L=12GL；杠杆左侧F1L1=4G×3L=12GL，故左侧等于右侧，故F3L3+F2L2=F1L1。
32．【答案】（1）600J
（2）由题可知，斜面长s=5m，高h=3m，拉力F=150N，
那么总功W总=Fs=150N×5m=750J，
斜面的机械效率： ；
（3）31.5
【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）物体匀速上升，拉力克服物重做功，利用W=Gh计算；
（2）利用斜面提升物体时，可利用
求解；
（3）由
求出拉力，利用W=Fs求出拉力所做的功，由
求拉力F丙做功的功率。
【解答】（1）由图（甲）可知，拉力克服物重做功，可得：W甲=F甲h=Gh=200N×3m=600J；
（3）拉力
，
绳子移动距离s′=2h=2×3m=6m，
则W丙=F丙s′=105N×6m=630J，
拉力F丙的功率：
。
33．【答案】（1）解：V物==0.2m/s
v=3v物=0.6m/s
（2）解：F==200N
（3）解：3F=G动+G物
G动=3F-G物=600N-450N=150N
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据计算物体上升的速度，再根据v=nv物计算小强拉绳子的速度；
（2）已知拉力的功率和速度，根据公式计算拉力F的大小；
（3）动滑轮受到向上的3个拉力F，向下的物体重力G物和动滑轮的重力G动，根据二力平衡的条件得到：3F=G动+G物，据此计算出动滑轮的重力即可。
34．【答案】（1）解：根据杠杆平衡条件可得： FL0B=GL0C
7.5N×(1m-0.2m) =G×0.4m，
G=15N
m= = =1.5kg
（2）解：弹簧测力计的量程为0~10N，可得F最大=10N；
根据杠杆平衡条件可得： GL最大=F最大LOB
15N×L最大=10N×(1m-0.2m)，
L最大=0.53m。
大白菜悬挂点与0点之间的距离取值范围为0 ~0.53m。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据图片可知，此时大白菜的重力为阻力F2，阻力臂为OC；弹簧测力计的拉力为动力F1，动力臂为OB，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
（2）根据弹簧测力计的量程确定最大动力，然后再根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算出大白菜悬挂点与O点的最大距离，从而确定这个距离的取值范围。
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浙教版科学九年级上学期 第三单元 3.4 综合练习
一、单选题
1．（2022九上·余姚期末）下列属于费力杠杆的是（ ）
A．天平 B．钓鱼竿
C．铡刀 D．瓶盖起子
【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的种类。
【解答】A.托盘天平的两个托盘到中间转轴的距离相等，即动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆，故A不合题意；
B.使用钓鱼竿时，靠近胸口的手为支点，另一支手施加动力，阻力作用在鱼竿顶端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B符合题意；
C.使用铡刀时，转轴为支点，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不合题意；
D.使用瓶盖起子时，起子与瓶盖上表面接触的位置为支点，动力作用在手柄上，阻力作用在瓶盖边缘，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选B。
2．（2021九上·金华期中）如图所示，具有一定质量且分布均匀的杠杆可绕O转动，在A点始终受一垂直作用于杠杆向上的力，在从A转动到A’位置时，此过程中，力F将（ ）
A．变大 B．变小
C．先变大，后变小 D．先变小，后变大
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
【解答】根据图片可知，在杠杆抬起的过程中，杠杆的重力G保持不变，但是阻力臂L2先变大后变小，且动力臂保持不变。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×L1=G×L2可知，动力F1先变大后变小。
故选C。
3．（2021九上·拱墅期末）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200N和100N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
【答案】C
【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】（1）根据比较拉力大小；
（2）根据W有=Gh比较有用功的大小；
（3）根据W额=G动h比较额外功的大小；
（4）根据比较机械效率的大小。
【解答】A.甲图中拉力为：；
乙图中拉力为：；
则两个拉力不相等，故A不合题意；
B.根据W有=Gh可知，两个物体上升相同的高度时，甲物体的重力大，则甲中做的有用功多，故B不合题意；
C.根据W额=G动h，动滑轮的重力和上升的高度都相等，则做的额外功相等，故C符合题意；
D.根据可知，当额外功相等时，有用功越大，则机械效率越高。因为甲的有用功大于乙，所以甲的机械效率大于乙，故D不合题意。
故选C。
4．（2021九上·舟山月考）如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，一直弹簧秤读数为10N，物体M的运动速度为1米/秒（若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5牛 B．物体M与地面间的摩擦力为10牛
C．水平拉力F做功的功率为20瓦 D．1秒内滑轮对物体M做功为10焦
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）（2）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；
（2）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。【解答】如图所示，承担拉力的绳子段数n=2。因为物体做匀速运动，那么f=2F=2×10N=20N，即物体M与地面之间的摩擦力为20N，故A、B错误；
物体移动的路程s′=v物t，
拉力移动的距离：s=2s′=2×v物t=2×1m/s×1s=2m，
拉力做功：W=Fs=10N×2m=20J，
拉力做功功率：；
故C正确，D错误。
故选C。
5．（2021九上·金华月考）如图所示，一直杆可绕O点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杆垂直的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置，在此过程中这个直杆（ ）
A．始终是省力杠杆 B．始终是费力杠杆
C．先是省力杠杆，后是费力杠杆 D．先是费力杠杆，后是省力杠杆
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】注意分析动力臂和阻力臂的变化，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
【解答】根据图片可知，动力F始终与杠杆垂直，因此动力臂L1保持不变。在杠杆转动过程中，由于物体重力的方向是竖直向下的，所以当杠杆转动到水平位置时阻力臂最长，即阻力臂不断增大。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力是不断增大的。在开始的一段时间内，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；在后来的时间内，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
6．（2021九上·杭州月考）如图所示，有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，则（ ）
A．物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能
B．拉物体的速度越快，斜面的机械效率越高
C．该斜面的机械效率是90%
D．斜面上物体受到的摩擦力为1N
【答案】D
【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）根据能量转化的过程判断；
（2）（3）根据公式分析；
（4）根据W额=W总-W有计算出克服阻力做的额外功，再根据计算出物体受到的摩擦力。
【解答】A.物体沿斜面匀速上升时，速度不变，则动能不变；高度增大，则重力势能增大，二者之间没有转化关系，故A错误；
B.根据可知，斜面机械效率的大小与有用功和总功的大小有关，与物体运动的速度无关，故B错误；
C.有用功W有=Gh=16N×0.3m=4.8J，总功W总=Fs=5N×1.2m=6J，则斜面的机械效率：，故C错误；
D.克服阻力做的额外功W额=W总-W有=6J-4.8J=1.2J，则受到的摩擦力：，故D正确。
故选D。
7．（2021九上·台州期中）工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C．绳子自由端下拉1m，桶上升2m
D．质量为50kg的工人利用该滑轮组能提起120kg的砂石
【答案】B
【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）根据定滑轮的作用判断；
（2）根据动滑轮的作用判断；
（3）根据s=nh判断；
（4）根据判断。
【解答】A.定滑轮不省力不费力，但能改变力的方向，故A错误；
B.动滑轮相当于一个省力杠杆，它的动力臂是阻力臂的2倍，故B正确；
C.根据s=nh可知，当绳子自由端下拉1m时，桶上升：，故C错误；
D.根据得到：，解得：G动+G物=1000N，肯定不能提起120kg的砂石，故D错误。
故选B。
8．（2021九上·台州期中）用一滑轮组提升重物，不计摩擦，下列方法中可以提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．改变绕绳方法 B．增加重物的提升高度
C．加快提升的速度 D．增加提升重物的重力
【答案】D
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】根据机械效率的公式分析判断。
【解答】用一滑轮组提升重物，不计摩擦，那么只对动滑轮的重力做额外功，根据可知，滑轮组的机械效率只与物体的重力和动滑轮的重力有关，即增大物重，减小动滑轮重力，可以增大机械效率，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
9．（2021九上·海曙期中）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F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h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F做的功是187.5J
C．2-3s内，拉力F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；功率计算公式的应用；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。0s～1s内，物体处于静止，1s～2s内，物体在做加速运动，2s～3s内，物体匀速运动。
（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体静止，设动滑轮对物体的拉力F′，其关系为；物体对地面的压力等于地面对物体的支持力，等于物体的重力G减去动滑轮对物体的拉力F′；
（2）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总=Fs求拉力做的总功；
（3）由F-t图像得出在2～3s内的拉力F，由图像丙确定物体移动的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P=Fv求拉力做功的功率；
（4）利用求滑轮组的机械效率。
【解答】A.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，及动滑轮对物体的拉力F′作用，
则物体对地面的压力：F压=F支=G-F′=G-3F拉+G动=100N-3×30N+G动=G动+10N＞10N，故A错误；
B.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总2=F2s2=50N×3.75m=187.5J，
故B正确；
C.由图可知，在2～3s内，拉力F3=40N，物体上升的速度为v物3=2.5m/s；
拉力F移动的速度v3=3v物3=3×2.5m/s=7.5m/s，
拉力做功的功率：P3=F3v3=40N×7.5m/s=300W，故C错误；
D.2s～3s内滑轮组的机械效率：，
故D错误。
故选B。
10．（2021九上·杭州期中）为早日实现“建设美丽杭州，打造江南水乡典范”的目标，各项工程建设正在我市如火如荼的开展。如图为正在施工的工程车，下列关于工程车的说法正确的是（ ）
A．做的功越多，效率越高 B．做功多的工程车，功率大
C．延长工作时间，可提高效率 D．做功越快的工程车，功率越大
【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】（1）（3）根据机械效率的影响因素判断；
（2）（4）根据功率的公式判断。
【解答】根据机械效率的公式可知，工程车的机械效率只与有用功和总功的比值大小有关，与做功的多少和时间长短无关，故A、C错误；
根据可知，功率大小有做功多少和时间共同决定，即时间相同时，做功越多，功率越大，故C错误；
功率是表示物体做功快慢的物理量，即做功越快，功率越大，故D正确。
故选D。
11．（2020九上·杭州月考）小王搭了一块木板在平台上，用 F=400 N 的推力，将质量为 50 kg 的物体在 5 s 内匀速推上 1 m 高的平台，木板长 s=2 m（g 取 10 N/kg）。则下列说法正确的是（ ）
A．推力的功率为80W B．斜面的机械效率为40%
C．推力做的总功为1000J D．斜面对物体的摩擦力为150N
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）（3）首先根据W总=FL计算出推力做的总功，再根据计算出推力的功率；
（2）根据W有=Gh计算出推力做的有用功，然后根据计算出斜面的机械效率；
（4）首先根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，然后根据计算出摩擦力。
【解答】推力做的总功W总=FL=400N×2m=800J；
推力做功的功率：，故A、C错误；
推力做的有用功为：W有=Gh=50kg×10N/kg×1m=500J；
则斜面的机械效率为：，故B错误；
克服摩擦做的额外功：W额=W总-W有=800J-500J=300J；
斜面对物体的摩擦力：。
故选D。
12．（2021九上·杭州期中）如图所示，用同样的轻绳（不计绳重和摩擦）和滑轮分别安装成甲乙两种装置（G物＞G轮）。在将同一物体匀速提升相同高度的过程中（ ）
A．F1＞F2、η甲＞η乙 B．F1＞F2、η甲＜η乙
C．F1＜F2、η甲＜η乙 D．F1＜F2、η甲＞η乙
【答案】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】根据动滑轮和定滑轮的特点比较拉力的大小，根据比较机械效率的大小。
【解答】（1）甲为定滑轮，不省力不费力，则F1=G物；
乙为动滑轮，省一半的力，即：；
因为G物>G动；
所以；
则F1>F2。
（2）同一物体提升相同高度，根据W有=G物h可知，二者做的有用功相等；
甲不对滑轮做额外功，而乙克服动滑轮重力做额外功，
根据W总=W有+W额可知，则W总甲根据公式可知，机械效率η甲>η乙。
故选A。
13．（2021九上·椒江期中）如图所示，长1米的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上套一滑环，用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动，并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数F与滑环离开O点的距离s之间的关系图象为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】力与运动的关系；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】根据杠杆平衡条件计算，动力和动力臂成反比。
【解答】由图知道，光滑金属杆可绕O点转动，即OA是一杠杆，测力计示数F，为动力，滑环离开O点的距离s，为动力臂，金属杆的重力为阻力， 阻力臂为OA的一半， 由杠杆平衡的条件
金属杆的重力和金属杠的长度大小不变，从上式可知随着距离s的变大，测力计示数F在变小，两者是成反比的，两者的关系图像是B图像。
故答案为：B。
14．（2021九上·椒江期中）工人利用如图所示的滑轮组将重300N的物体向上匀速提起2m用时5s。所用拉力为110N。（不计绳重和摩擦力）以下相关计算的正确的是（ ）
A．绳子端的移动速度为0.4m/s B．动滑轮的重力为30N
C．拉力的功率为44W D．该滑轮的机械效率为85%
【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率
【解析】【分析】 1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，根据v=
求出绳子自由端移动速度；
（2）因为不计摩擦和绳重时，绳子末端的拉力F拉=
（G+G动），由此可求动滑轮的自重．
（3）根据求功率．
（4）滑轮组的机械效率可利用η=.
【解答】 A.由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，
绳子自由端移动速度：v=
==1.2m/s，故A错误；
B.不计摩擦和绳重时，绳子末端的拉力F=（G+G动），
所以动滑轮的自重G动=nF-G=3×110N-300N=30N．故B正确；
C.拉力做功的功率=110N×1.2m/s=145.2W．故C错误；
D.滑轮组的机械效率===90.1%，故D错误．
故选B．
15．（2021九上·杭州期中）如图所示，在力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数是2N，不计滑轮和绳子重及它们之间的摩擦，则下列说法中不正确的是（ ）
A．物体A受到的摩擦力是4N B．在 5s内拉力F的功为2J
C．拉力F的功率为0.2W D．重力对物体A不做功
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据拉力F与弹簧测力计的示数相等可求出拉力大小；知道拉力F大小，根据动滑轮省一半力，可求出物体A受到的摩擦力；
（2）因为动滑轮省一半力，但要多移动一半的距离，所以绳子自由端运动的速度是物体A运动速度的2倍。由绳子自由端运动的速度和时间、拉力大小根据W=Fs可求出拉力所做的功。
（3）根据 求得拉力F的功率；
（4）根据做功的两个要素判断。
【解答】A.水平拉力F与弹簧测力计的示数相等，则拉力F=2N．
动滑轮省一半力，即拉力F是摩擦力的一半，
那么摩擦力f=2F=2×2N=4N．故A正确不合题意；
B.物体A的路程：sA=vt=0.1m/s×5s=0.5m，
绳子自由端移动的距离：s=2sA=2×0.5m=1m，
拉力做的功W=Fs=2N×1m=2J，故B正确不合题意；
C.拉力F的功率，故C错误符合题意；
D.物体在水平桌面上做匀速直线运动，在重力的方向上没有移动距离，重力做功为0，故D正确不合题意。
故选C。
16．（2020九上·余杭月考）如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹管测力计的示数恒为5N(不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑)。下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到地面的摩擦力是5N
B．滑轮移动的速度是0.4m/s
C．水平拉力F的功率是4.8W
D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）要判断出A所受的摩擦力，首先根据拉力F和动滑轮的特点，计算出绳子对A的拉力，对A进行受力分析，根据平衡力的特点计算出A受地面的摩擦力；
（2）根据动滑轮的特点及A的移动速度判断滑轮的移动速度；
（3）根据公式P=Fv计算出拉力F的功率；
（4）利用W=Fs求绳子对物体A做的功。
【解答】A.动滑轮上有2根绳子承担拉力，因为拉力F=24N，所以对A的拉力为FA=.
弹簧测力计的示数恒为5N，则物体B对A的摩擦力fAB为5N，方向向右，
所以地面对A的摩擦力为f地面=FA-fAB=12N-5N=7N，故A错误；
B.A移动的速度即绳端移动的速度为0.2m/s，
所以滑轮的移动速度为，故B错误；
C.水平拉力的功率P=Fv=24N×0.1m/s=2.4W，故C错误；
D.绳子对A的拉力是12N，2s物体A移动的距离为s=vt=0.2m/s×2s=0.4m，
绳子的拉力做功W=Fs=12N×0.4m=4.8J，故D正确。
故选D。
17．（2020九上·兰溪期中）如图所示，光滑带槽的长木条AB（质量不计）可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细线连接在地板上，OA=0.6m，OB=0.4m。在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C，C的密度为0.8×103kg/m3 ， B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块C缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态，然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0，下列结果不正确的是（忽略细线的重力，g取10N/kg）（ ）
A．木块受到的浮力为0.5N
B．木块C受到细线的拉力为0.3N
C．小球刚放在B端时A端受到细线的拉力为2.2N
D．小球的运动速度为0.2m/s
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；浮力大小的计算；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）利用溢出水的重力，根据阿基米德原理即可求出物体受到的浮力；
（2）根据F浮=ρ水V排g求排开水的体积；此时木块浸入体积为木块体积的一半，可求木块的体积，又知道木块的密度，利用密度公式和重力公式求木块重；根据FB=G-F浮求杠杆B端受到的拉力FB，
（3）根据杠杆平衡条件得出关系式FA×OA=FB×OB求出小球刚放在B端时A端受到细线的拉力；
（4）知道小球的质量可求重力，设小球的运动速度为v，则小球滚动的距离s=vt，可求当A端的拉力为0时，小球到O点距离（s-OB=vt-OB=v×4s-0.4m），再根据杠杆平衡条件得出G球×s′=FB×OB，据此求小球运动速度。
【解答】A.溢水杯内盛满水，当物体放入后，溢出0.5N的水，
根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力：F浮=G排=0.5N，故A正确不合题意；
B.排开水的体积：
；
因为一半浸入水中，
所以物体的体积：V物=2V排=2×5×10-5m3=1×10-4m3；
物体的重力：G=mg=ρ物V物g=0.8×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg=0.8N，
则B端木块C所受的拉力：FB=G-F浮=0.8N-0.5N=0.3N，故B正确不合题意；
C.小球的重力为：G球=m球g=0.3kg×10N/kg=3N，
小球刚放在B端时，B端受到的力为FB=3N+0.3N=3.3N，
根据杠杆平衡条件得出关系式：FA×OA=FB×OB；
FA×0.6m=3.3N×0.4m；
解得：FA=2.2N，故C正确不合题意；
D.当A端的拉力为0时，杠杆再次平衡，此时小球到O点距离：
s′=s-OB=vt-OB=v×4s-0.4m，
根据杠杆平衡条件可知：
G球×s′=FB×OB，
即：3N×（v×4s-0.4m）=0.3N×0.4m，
解得：v=0.11m/s，故D错误符合题意。
故选D。
18．如图，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中（ ）
A．绳子自由端移动的距离为6m B．动滑轮重100N
C．拉力做功的功率为100W D．滑轮组的机械效率为60%
【答案】B
【知识点】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s=nh计算绳子自由端移动的距离；
（2）根据nF=G+G动计算动滑轮的重力；
（3）首先根据W=Fs计算出拉力做的功，再根据计算拉力做功的功率；
（4）当使用滑轮组提升重物时，可根据公式计算机械效率。
【解答】A.绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m，故A错误；
B.根据nF=G+G动得到：2×300N=500N+G动，解得：G动=100N，故B正确；
C.拉力做的功W=Fs=300N×4m=1200J，拉力的功率，故C错误；
D.滑轮组的机械效率，故D错误。
故选B。
19．如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）
A．0.4J 83.3% B．0.8J 91.7% C．0.8J 83.3% D．0.4J 91.7%
【答案】C
【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】使用滑轮组提升重物时，根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据计算机械效率，根据W额=W总-W有计算额外功。
【解答】滑轮组做的有用功W有=Gh=10N×0.4m=4J；
总功：W总=Fs=6N×（2×0.4m）=4.8J；
那么额外功：W额=W总-W有=4.8J-4J=0.8J；
滑轮组的机械效率。
故选C。
20．（2020九上·江干期末）如图所示，用300N的力沿斜面将600N的物体匀速推到斜面的项部，斜面的长度为3m，高度为1m。下列说法正确的是（ ）
A．此斜面的机械效率为50% B．人们使用斜面主要是为了省功
C．物体受到的摩擦力是100N D．运动过程中木块的机械能守恒
【答案】C
【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）根据计算斜面的机械效率；
（2）根据功的原理判断；
（3）根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的功，再根据计算摩擦力；
（4）根据能量转化的知识判断。
【解答】A.推力做的有用功W有=Gh=600N×1m=600J；
总功W总=Fs=300N×3m=900J；
那么斜面的机械效率，
故A错误；
B.使用任何机械都不能省功，使用斜面是为了省力，故B错误；
C.克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=900J-600J=300J；
那么物体受到的摩擦力；
故C正确；
D.由于克服摩擦做功，因此木块的机械能不守恒，故D错误。
故选C。
二、填空题
21．（2019九上·江北期末）在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面。螺丝钉是一种类似 的机械（填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”），螺纹 （填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
【答案】斜面；密
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】斜面是通过延长距离而达到省力的目的，例如斜坡、斧头、螺丝。
【解答】螺丝钉是一种类似斜面的机械，斜面越长就越省力，因此螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
故答案为：斜面；密
22．（2022九上·衢江期末）如图为动滑轮，它相当于一个 杠杆， 若用它将总重为1牛的钩码匀速提高2米，不计轮和绳重以及滑轮与绳子之间的摩擦，则弹簧测力计示数为 牛。
【答案】省力；0.5
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据动滑轮的本质解答；
（2）根据公式 计算绳子自由端的拉力。
【解答】（1）动滑轮的动力臂为直径，阻力臂为半径，本质是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
（2）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则弹簧测力计的示数为： 。
23．（2021九上·镇海期末）如图所示，用水平方向的力F拉绳子的一端，使物体A以2m/s的速度向左匀速运动，此时弹簧测力计的示数为8N。不计滑轮、弹簧测力计的重力及绳与滑轮间的摩擦，则物体A在水平面受到的摩擦力为 N ，拉力的功率为 W。
【答案】16；32
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）当使用滑轮组水平拉动物体时，根据计算出绳子自由端的拉力；
（2）首先根据v=nv物计算出拉力的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=2，则物体在水平面受到的摩擦力：f=nF=2×8N=16N；
（2）拉力移动的速度：v=nv物=2×2m/s=4m/s；
则拉力的功率：P=Fv=8N×4m/s=32W。
24．（2021九上·义乌期中）如图所示，物重G＝30N，绳的一端拴在地面，拉力F使滑轮匀速上升。
（1）若滑轮重为2N，使物体上升20cm，则拉力F＝ N，滑轮向上移动 cm。
（2）若滑轮重不计，滑轮向移动20cm，则拉力F= N，物体上升 cm。
【答案】（1）62；10
（2）60；40
【知识点】二力平衡的条件及其应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出拉力F。首先将拉力F与重力G进行比较，确定省力还是费力，然后再计算滑轮移到的距离。
（2）根据（1）中的方法分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，动滑轮受到竖直向上的拉力F，竖直向下的重力G动，绳子向下的拉力2个，都等于G。根据二力平衡的知识得到：F=G动+2G=2N+30N×2=62N。
因为62N>30N，所以此时动滑轮是费力的，那么省距离，即滑轮向上移到的距离：。
（2）若滑轮重力不计，那么拉力F=2G=30N×2=60N。而物体上升的高度：s=nh=2×20cm=40cm。
25．（2021九上·浙江期中）如图所示，物体A重200N，滑轮重10N，绳和测力计重及摩擦不计，弹簧秤示数为60N，物体B的重为 N；若物体B匀速向上运动的速度为0.2m/s，则人做功的功率为 W。
【答案】25；6
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，得到力的平衡式，然后代入数据计算出即可；
（2）首先根据动滑轮的特点计算出拉动弹簧测力计的速度，然后利用公式P=Fv计算功率的大小。
【解答】（1）在不计绳和测力计重及摩擦时，图中有两股绳子连接动滑轮，
根据二力平衡的知识可知，弹簧测力计的示数：F=2GB+G动，
即：60N=2GB+10N；
解得，物体B的重力：GB=25N；
（2）图中有两股绳子连接动滑轮，所以人拉弹簧的速度等于物体B速度的一半，
即速度，
则人做功的功率：P=Fv=60N×0.1m/s=6W。
26．（2021九上·海曙期中）在“研究杠杆平衡条件”的实验中如图所示，在B点悬挂重物G，在C点用弹簧测力计勾住，使杠杆AB在水平方向平衡。若弹簧测力计的示数为3G，则AC：BC＝ 。若弹簧测力计改为沿图示虚线方向拉，使杠杆AB 仍保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】1：2；变大
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；
（2）注意分析动力臂的长度变化，再根据杠杆的平衡条件确定测力计的示数变化。
【解答】（1）根据杠杆的平衡条件得到F1L1=F2L2得到：3G×AC=G×AB；
解得：AC：AB=1：3；
因为AC=AB+CB，
所以：AC：BC=1：2。
（2）若弹簧测力计改为沿图示虚线方向拉，则动力臂变短，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时动力会变大，即弹簧测力计的示数将变大。
27．（2021九上·金华期中）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3 牛的水平拉力F的作用下，木板向右匀速运动了0.4米，弹簧测力计的示数是 ，该过程中拉力做的功为 。
【答案】6N；2.4J
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的原理计算出木块对木板的摩擦力，然后再根据二力平衡的知识计算出弹簧测力计的拉力；
（2）首先根据s=ns木计算出拉力移动的距离，再根据W=Fs计算拉力做的功。
【解答】（1）根据图片可知，动滑轮受到水平向左的摩擦力f，水平向右的两个拉力F，则木块对木板的摩擦力f=2F=2×3N=6N。木块对木板的摩擦力与木板对木块的摩擦力为相互作用力，二者大小相等，即木板对木块的向右的摩擦力f=6N。因为木块处于静止状态，所以它受到的测力计的拉力与木板对它的摩擦力相互平衡，即弹簧测力计的示数F拉=f=6N。
（2）拉力移动的距离s=ns木=2×0.4m=0.8m；
拉力做的功W=Fs=3N×0.8m=2.4J。
28．（2021九上·杭州期中）用大小为250N、方向沿斜面向上的推力F，将重为400N的货物由斜面底端推至车箱，已知斜面长s为4m，高h为2m，如图所示，则此过程中推力所做的功为 J，斜面的机械效率为 ，斜面对货物的摩擦力为 N。
【答案】1000；80%；50
【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总=Fs计算出推力做的功，根据W有=Gh计算有用功，根据计算出斜面的机械效率。
（2）根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，再根据计算出斜面对物体的摩擦力。
【解答】（1）推力做的功W总=Fs=250N×4m=1000J；
推力做的有用功W有=Gh=400N×2m=800J；
则斜面的机械效率：。
（2）克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=1000J-800J=200J；
斜面对物体的摩擦力为：。
三、实验探究题
29．（2020九上·西湖月考）小西学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系 ”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：
实验次数 斜面的倾斜程度 物体重G/N 物体上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物体移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.1 98%
3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50
（1）根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是 ；
（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 （“省力”、“费力”）；
（3）拉力F （“大于”、“等于”、“小于”）物体所受的摩擦力。
（4）通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 。
【答案】（1）80.6%
（2）费力
（3）大于
（4）在斜面接触面粗糙程度相同时（或其他条件相同时），斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据公式W总=Fs计算总功，根据W有=Gh计算有用功，最后根据计算斜面的机械效率。
（2）将表格中第二列和第五列的数据分析即可；
（3）当物体在斜面上做匀速直线运动时，根据二力平衡的知识比较拉力F与摩擦力f的大小。
（4）将第二列和最后一列的数据进行对比，从而得到有关斜面机械效率的结论。
【解答】（1）第三次实验中有用功为：W有=Gh=5N×0.25m=1.25J；
总功为：W总=Fs=3.1N×0.5m=1.55J；
那么斜面的机械效率为：。
（2）将表格中第二列和第五列的数据分析得到：斜面越陡，越费力。
（3）当物体在斜面上做匀速直线运动时，物体受到沿斜面向上的拉力F、沿斜面向下的摩擦力和重力的分力，根据二力平衡的知识得到：F=f+G分力，因此拉力F大于物体受到的摩擦力。
（4）将第二列和最后一列的数据进行对比得到：在斜面接触面粗糙程度相同时（或其他条件相同时），斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。
30．（2021九上·金华期中）下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：(本实验均使用轻质杠杆)
实验1：在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验，记录多组数据。得出：F1×s1＝F2×s2(注：s1和s2分别表示支点到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验，也得到了同样的结论。
该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？
实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：(待填)。
实验次数 F1/N s1/cm F2/N s2/cm l2/cm
1 1.0 10.0 0.5 21.3 20.1
2 1.5 20.0 1.0 31.7 29.8
3 2.0 30.0 2.5 25.5 24.0
s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F的作用点的距离(s1)与支点到F1的作用线的距离(l1)是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3：①移动钩码，使杠杆 (待填) 。
②继续实验，使杠杆平衡，记录F1、s1、l1和F2、s2、l2。
③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2。
④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。
最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：F1×l1＝F2×l2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。请回答：
（1）实验2中，在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是 。
（2）将实验3中的①填写完整 。
（3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为“力臂”。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。用下图中的图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 。
【答案】（1）F1×S1=F2×L2
（2）倾斜或转动
（3）图1中动力臂是阻力臂的2倍，图2中动力臂等于阻力臂
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据表格数据分析解答；
（1）根据表格数据分析解答；
（2）根据实验目的分析解答；
（3）科学上把支点到到力的作用线的距离称为力臂；
（4）分析两种滑轮的力臂关系得出结论。
【解答】解：（1）根据表格数据知F1×s1=F2×l2；
（2）本实验是研究支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）哪个更有价值，所以应该让着两者不相等，所以应该让杠杆倾斜或转动时，记录杠杆处于平衡时的多组F、s、l的关系；
（3）科学上把支点到到力的作用线的距离称为力臂；
（4）图1中是动滑轮，动力臂是阻力臂的2倍，而图2中是定滑轮，动力臂等于阻力臂，所以图1中的动力臂大于图2中的动力臂，所以用图1方式提升物体比用图2方式省力。
31．（2021九上·温州月考）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。
（1）小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图1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。
（2）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
（3）小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结构会怎样？通过实验，他们得到了如图2所示的结果．根据这个结果，可以初步得出，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）0.15
（2）A
（3）F3L3+F2L2
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析解答；
（2）根据对杠杆平衡实验的过程的理解分析判断；
（3）无论两侧挂几组钩码，每一组都有自己的力与力臂，据此求出每一个力与相应力臂的乘积，再相加，然后比较两侧力和力臂的乘积之和是否相等即可。
【解答】（1）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：
1.5N×0.1m=1N×L2；
解得：L2=0.15m；
（2）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F3L3+F2L2=2G×2L+2G×4L=12GL；杠杆左侧F1L1=4G×3L=12GL，故左侧等于右侧，故F3L3+F2L2=F1L1。
四、解答题
32．（2022九上·衢江期末）小科用三种不同的方法抬升重为200N的物体。
（1）如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m， F甲所做的功为 。
（2）如图乙，斜面长5m，高3m，拉力F乙=150N，沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，计算该斜面工作时的机械效率。
（3）如图丙，在20s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N。请计算拉力F丙做功的功率为 。（不计绳重及摩擦）
【答案】（1）600J
（2）由题可知，斜面长s=5m，高h=3m，拉力F=150N，
那么总功W总=Fs=150N×5m=750J，
斜面的机械效率： ；
（3）31.5
【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）物体匀速上升，拉力克服物重做功，利用W=Gh计算；
（2）利用斜面提升物体时，可利用
求解；
（3）由
求出拉力，利用W=Fs求出拉力所做的功，由
求拉力F丙做功的功率。
【解答】（1）由图（甲）可知，拉力克服物重做功，可得：W甲=F甲h=Gh=200N×3m=600J；
（3）拉力
，
绳子移动距离s′=2h=2×3m=6m，
则W丙=F丙s′=105N×6m=630J，
拉力F丙的功率：
。
33．（2020九上·越城期末）小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W，不计绳子的重和滑轮与转轴之间的摩擦。求：
（1）小强拉绳子的速度；
（2）拉力F的大小；
（3）动滑轮的重力。
【答案】（1）解：V物==0.2m/s
v=3v物=0.6m/s
（2）解：F==200N
（3）解：3F=G动+G物
G动=3F-G物=600N-450N=150N
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据计算物体上升的速度，再根据v=nv物计算小强拉绳子的速度；
（2）已知拉力的功率和速度，根据公式计算拉力F的大小；
（3）动滑轮受到向上的3个拉力F，向下的物体重力G物和动滑轮的重力G动，根据二力平衡的条件得到：3F=G动+G物，据此计算出动滑轮的重力即可。
34．（2020九上·杭州期末）小乐利用一个量程为10N的弹簧测力计和一根长1米的轻质杠杆AB自制了一个简易的称重装置，并对一株大白菜进行称重。简易称重装置如图所示，O为杠杆的支点，OA长始终为0.2米，蔬菜悬挂于距O点0.4米的C点，在B点用弹簧测力计竖直向上提起。(g=10N/kg)
（1）大白菜悬挂C点时，弹簧测力计的示数为7.5牛，求这株大白菜的质量。
（2）小乐发现若将这株大白菜悬挂点向右移动一定距离，弹簧测力计示数会超过量程。若要使轻质杠杆AB始终处于水平平衡，且测力计读数不超过量程，求大白菜悬挂点与O点距离的取值范围。
【答案】（1）解：根据杠杆平衡条件可得： FL0B=GL0C
7.5N×(1m-0.2m) =G×0.4m，
G=15N
m= = =1.5kg
（2）解：弹簧测力计的量程为0~10N，可得F最大=10N；
根据杠杆平衡条件可得： GL最大=F最大LOB
15N×L最大=10N×(1m-0.2m)，
L最大=0.53m。
大白菜悬挂点与0点之间的距离取值范围为0 ~0.53m。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据图片可知，此时大白菜的重力为阻力F2，阻力臂为OC；弹簧测力计的拉力为动力F1，动力臂为OB，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
（2）根据弹簧测力计的量程确定最大动力，然后再根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算出大白菜悬挂点与O点的最大距离，从而确定这个距离的取值范围。
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