华师大版初中科学九年级上学期 ?第5章 功和简单机械 单元试卷

登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
华师大版初中科学九年级上学期 第5章 功和简单机械 单元试卷
一、选择题(每题2分，共40分)
1．如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是（　　）
A．食品夹
B．裁纸刀
C．托盘天平
D．瓶盖起子
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】如果动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
【解答】A.使用食品夹时，阻力作用在夹片顶端，而动力作用在夹片的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A符合题意；
B.使用裁纸刀时，转轴处为支点，阻力作用在中间，动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；
C.托盘天平的两个托盘到支点的距离相等，即动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆，故C不合题意；
D.使用瓶盖起子时，起子与瓶盖上面接触的位置为支点，阻力作用在瓶盖边缘，而动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选A。
2．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．功率大的机械，做功一定多 B．做功快的机械，功率一定大
C．效率高的机械，功率一定大 D．做功多的机械，效率一定高
【答案】B
【知识点】功率；机械效率
【解析】【分析】（1）根据公式W=Pt判断；
（2）根据功率的意义判断；
（3）将功率和效率的意义对比即可；
（4）根据公式判断即可。
【解答】A.根据公式W=Pt可知，功的大小由功率和时间共同决定，只知道功率的大小无法比较功的大小，故A错误；
B.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B正确；
C.机械效率表示机器性能的好坏，与功率没有任何联系，故C错误；
D.根据公式可知，机械效率的大小由有用功和总功共同决定，只知道总功的大小，无法比较机械效率的大小，故D错误。
故选B。
3．在日常生活中，用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是（　　）
A．一个定滑轮 B．一个动滑轮 C．杠杆 D．斜面
【答案】A
【知识点】杠杆的应用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】从题目条件可知应该是省力杠杆，不能够完成的只能是等臂或费力杠杆，定滑轮是等臂杠杆。
故选A
【分析】动滑轮和斜面都可以看成是省力杠杆，所以都可以完成，杠杆有省力杠杆和费力杠杆，所以也能实现。
4．下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（　　）
A．指甲剪是省力省功的机械
B．定滑轮不省力，但能改变力的方向
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功
D．斜面的机械效率可以达到100%
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据功的原理判断；
（2）根据定滑轮的特点分析；
（3）根据功的原理分析；
（4）注意物体运动过程中要受到摩擦力。
【解答】A.根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，因此指甲剪只能省力不能省功，故A错误；
B.定滑轮不省力不费力，但是能改变力的方向，故B正确；
C.使用滑轮组不能省功，要么省力费距离，要么费力省距离，故C错误；
D.使用斜面肯定要克服摩擦做额外功，因此机械效率肯定小于100%，故D错误。
故选B。
5．如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件；滑轮组绳子拉力的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）不考虑自重和摩擦，那么拉力做的总功与克服重力做的有用功相等，据此计算拉力F1；
（2）根据计算拉力F2；
（3）根据二力平衡的知识计算拉力F3；
（4）根据杠杆的平衡原理计算拉力F4。
【解答】A.根据W总=W有得到：F1×4m=G×2m；
解得：；
B.承担重力的绳子段数n=3，绳子的拉力；
C.动滑轮受到向上的拉力F3，向下的两个拉力，它们都等于物体的重力G，根据二力平衡的知识得到：拉力F3=2G；
D.根据杠杆的平衡条件得到：F4×L1=G×L2；
；
那么拉力。
因此所需动力最小的是D。
故选D。
6．如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆（　　）
A．右边向下倾斜 B．左边向下倾斜
C．仍保持水平位置平衡 D．无法确定杠杆是否平衡
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】比较支点两侧力和力臂的乘积，哪边乘积大，杠杆就向哪边下沉。
【解答】设钩码的重力为G，杠杆上每格长度为L，
左边：（3G+G）×2L=8GL；
右边：（2G+G）×3L=9GL；
力和力臂的乘积：右边大于左边；
因此杠杆的右边向下倾斜。
故选A。
7．用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）
A．木块两次做匀速直线运动时，弹簧测力计示数分别为F1、F2，则F1＞F2
B．木块两次受到滑动摩擦力分别为F1'、F2'，则F1'＜F2'
C．两次拉力分别在10s内对木板做功为W1、W2，则W1＜W2
D．两次拉力分别在10s内对木块做功的功率为P1、P2，则P1>P2
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据影响滑动摩擦力的两个因素分析木块受到的摩擦力的大小是否改变；
（2）根据二力平衡的知识比较每次拉力和摩擦力的大小关系，然后（1）中的结论比较两次拉力的大小；
（3）根据乙图确定10s内木块前进的距离，再根据W=Fs比较做功的大小；
（4）根据公式比较功率的大小。
【解答】同一木块，它对木板的压力和接触面的粗糙程度相同，因此它受到的摩擦力大小相等，故B错误；
木块两次都在水平木板上做匀速直线运动，那么它受到的拉力等于摩擦力。因为摩擦力相等，所以两次的压力相等，故A错误；
根据公式W=Fs可知，当拉力相等时，功的大小与距离成正比。根据乙图可知，10s第一次前进50cm，第二次前进20cm，因此s1>s2，那么做功W1>W2，故C错误；
根据公式可知，当时间相等时，功率与功的大小成正比。因为W1>W2，所以P1>P2，故D正确。
故选D。
8．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是（　　）
A．用一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等
D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）（2）根据滑轮组的机械效率分析；
（3）如果不考虑绳子重和摩擦，那么拉力做的总功等于克服滑轮和物体重力做的功之和，据此比较；
（4）如果不考虑绳子重和摩擦，那么对动滑轮的重力做额外功，据此比较。
【解答】根据公式可知，同一滑轮组G动相同，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，故A错误；
根据公式可知，如果物体重力G相等，那么G动越小，滑轮组的机械效率越高。当G1=G2时，G动1根据W额=G动h可知，当升高的高度h相同时，动滑轮的重力越大，做的额外功越大。因为G动2>G动1，所以乙滑轮组做的额外功大于甲做的额外功，故D错误；
如果G1=G2，且高度h相等，根据公式W有=Gh可知，两个滑轮组做的有用功相等。W额乙>W额甲，根据W总=W有+W额可知，拉力F2做的功大于F1做的功，故C错误。
故选B。
9．如图所示，用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2和F3，则它们的大小关系正确的是(不计滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦)（　　）
A．F3＜F1＜F2 B．F1＜F2＜F3 C．F2＜F1＜F3 D．F3＜F2＜F1
【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】根据动滑轮和定滑轮的工作特点计算出三个拉力，然后比较大小即可。
【解答】左图；定滑轮不省力不费力，那么拉力等于地面对A的摩擦力，即F1=f；
中图：动滑轮可以省一半的力，那么拉力等于地面对A摩擦力的一半，即F2=；
右图：动滑轮受到两个向左的拉力，都等于地面对A的摩擦力，向右的一个拉力F3。根据二力平衡的知识得到，拉力F3=2f。
因此三个拉力的大小关系为：F2＜F1＜F3。
故选C。
10．如图所示，让钢球从斜槽上由静止滚下，钢球运动到水平面上碰到静止的木块后，能将木块撞出一段距离。下列说法正确的是(不计空气阻力)（　　）
A．钢球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性
B．木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多
C．钢球在斜槽上向下滚动时，它的机械能越来越大
D．木块被撞出一段距离，说明物体的运动需要力来维持
【答案】B
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据重力的作用分析；
（2）根据W=fs分析；
（3）注意钢球要克服摩擦，将机械能转化为内能；
（4）根据力和运动的关系判断。
【解答】A.钢球能从斜槽上滚下，是因为受到重力的作用，故A错误；
B.木块与水平面之间的摩擦力相等，根据公式W=fs可知，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，故B正确；
C.钢球在斜槽上向下滚动时，由于克服摩擦做功，因此部分机械能会转化为内能，因此它的机械能越来越小，故C错误；
D.木块原来是静止的，受到铁球的撞击后向前运动了一段距离，即它的运动状态发生改变，因此力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，故D错误。
故选B。
11． 如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　）
A．小石块减少的重力势能全部转化为动能
B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小
D．小石块在C点时，受到平衡力的作用
【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【解答】解：
小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；
在BC段受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长（大于原长），弹力逐渐增大．当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减速下落．
A、从A点到C点运动过程中小石块的有重力势能转化为动能还转化为橡皮筋的弹性势能，故A错误；
B、由题B点是橡皮筋自然下垂长度的位置，所以在AB段，橡皮筋对小石块没有弹力，故B错误；
C、从B点下落到C点的过程中，小石块速度先加速后减速，故C正确；
D、BC过程中小石块先加速后减速，减速过程中是因为弹力大于重力，C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，到达C点后小石块会改变运动状态向上运动，故C点时受到并不是平衡力，故D错误．
故选C．
【分析】（1）小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；
在BC段受到橡皮筋的拉力作用：当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减速下落．
（2）影响动能的因素有：质量和速度；
影响重力势能的因素有：质量和高度；
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大．
12．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。
13．如图所示为一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力。在a到d的整个过程中，下列说法不正确的是（　　）
A．只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C．在c到d的过程中，铅球的重力势能减少
D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断地变化
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
（2）不考虑空气阻力，那么没有能量损耗，即铅球的机械能守恒；
（3）重力势能的大小与质量和高度的大小有关；
（4）运动状态的改变包括：①静止变运动；②运动变静止；③运动方向改变；④速度大小改变。
【解答】A.从a到b的过程中，铅球受力且在力的方向上经过了距离，因此运动员对铅球做功；而b到c，c到d的过程中，铅球不再受到推力，因此不做功，故A正确不合题意；
B.在b到d的过程中，铅球不受阻力，没有能量损耗，因此它机械能保持不变，故B错误符合题意；
C.在c到d的过程中，铅球的质量不变，但是高度减小，所以它的重力势能减小，故C正确不合题意；
D.在a到d的过程中，铅球的运动速度和运动方向不断改变，因此运动状态不断的变化，故D正确不合题意。
故选B。
14．如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出(不计空气阻力和摩擦)，设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3，则（　　）

A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＝v2＝v3 D．无法确定
【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】根据能量守恒定律分析即可。
【解答】同一小球质量相等，高度相等，那么它具有的重力势能相等。虽然它抛出的角度不同，但是没有任何能量损耗和增加，因此落地时机械能守恒，即原来的重力势能全部转化为动能，那么动能相同。因为它落地时的动能相同，所以落地时的速度相同，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
15．如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)（　　）
A．270N B．360N C．540N D．720N
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先根据计算出作用在杠杆左端的拉力F拉，再根据杠杆的平衡条件计算出作用在A点向上的拉力F。
【解答】根据图片可知，动滑轮上承担重力的绳子n=2，
那么作用在杠杆左端的拉力；
根据杠杆的平衡条件得到：F拉×L2=F×OA；
270N×4L=F×3L；
解得：F=360N。
故选B。
16．如图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力为80N，假如在5s时间内，物体水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（　　）
A．拉力F做功为30J B．物体重力做功为120J
C．拉力F做功的功率为12W D．该装置的机械效率约为60%
【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；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据s=ns物计算出水平拉力移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力做的功；
（2）根据W=Gh计算物体重力做的功；
（3）根据公式计算拉力做功的功率；
（4）当使用滑轮水平拉动物体时，根据公式计算机械效率。
【解答】A.水平拉力移动的距离s=ns物=2×0.6m=1.2m，拉力做的功W总=Fs=50N×1.2N=60J，故A错误；
B.物体在竖直方向上通过个距离为0m，根据公式W=Gh可知，物体重力做功0J，故B错误；
C.拉力做功的功率，故C正确；
D.该装置的机械效率，故D错误。
故选C。
17．都市生活离不开电梯，如图，将电梯简化为“钢绳拉着电梯厢在竖直导轨上运动”模型。小刚同学乘坐电梯从一楼到五楼，电梯厢和人的总质量为500kg，电梯上行受到轨道摩擦力为500N，钢绳对电梯厢的拉力用T表示。电梯(底面)在A点(一楼地面)到B点(二楼地面)过程中速度在增加，用时4s；在B点到D点(四楼地面)过程中匀速运动，用时4s；在D点到E点(五楼地面)过程中速度逐渐减小，用时4s；每层楼高3m(g取10N/kg)，下面说法正确的是（　　）
A．电梯从A点到B点过程中，钢绳拉力T做功1.65×104J
B．电梯从B点到C点过程中，钢绳拉力T做功的功率4.125×103W
C．电梯从C点到D点过程中，钢绳拉力T做功的功率8.25×103W
D．电梯从D点到E点过程中，钢绳拉力T＝5.55×103N
【答案】C
【知识点】力与运动的关系；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先计算出匀速运动时钢绳拉力做的功，然后再将加速运动时的拉力与总重力比较，从而确定实际做功的大小；
（2）从B到C电梯匀速上升，根据计算出速度，再根据P=Fv计算拉力的功率；
（3）根据（2）中的分析判断；
（4）当合力的方向与运动方向相同时，做加速运动；当合力为零时，加速停止；当合力方向与运动方向相反时，做减速运动。
【解答】A.电梯从A点到B点过程中，如果做匀速运动，那么钢绳拉力T=G总=（500kg+50kg）×10N/kg=5500N，那么拉力做功W=Gh=5500N×3m=1.65×104J 。由于实际上做加速运动，那么拉力T>G总，因此实际做功大于1.65×104J ，故A错误；
B.电梯从B点到C点过程中运动，它的速度，钢绳拉力T做功的功率P=Fv=5500N×1.5m/s=8.25×103W ，故B错误；
C.电梯从C点到D点过程中，与从B点到C点的过程中速度相同，状态一样，因此钢绳做功的功率为8.25×103W，故C正确；
D.电梯从D点到E点过程中，电梯做减速运动，那么合力的方向与运动方向相反，即方向向下，那么钢绳的拉力小于总重力，因此钢绳的拉力小于5500N，故D错误。
故选C。
18．下列说法正确的是（　　）
A．运动的物体具有的能量叫做动能
B．甲、乙二人同时登山，甲先到达山顶，则甲的功率大
C．功就是能，因为它们的单位相同
D．用50N的水平力拉着重100N的小车沿着水平地面前进5m，则此过程拉力做的功比重力做的功多
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）根据动能的定义分析；
（2）爬山是克服自身重力做功，根据公式分析判断；
（3）根据功和能的定义判断；
（4）根据W=Fs和W=Gh计算后比较即可。
【解答】A.物体由于运动而具有的能量叫动能；而运动的物体肯定具有动能，也可能被举高而具有重力势能，故A错误；
B.根据可知，当人的体重G和山的高度h相同时，运动时间t越小，那么功率越大，而题目没有明确G和h的关系，故B错误；
C.一个物体受到了力，且在力的方向上通过距离，那么这个力就做功；如果一个物体能够对外做功，那么它具有能量，可见，二者不是同一个物理量，故C错误；
D.拉力做的功W=Fs=50N×5m=250J，重力做的功W=Gh=100N×0m=0J，故D正确。
故选D。
19．小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长4m，乙斜面长5m，所做的功分别是W甲、W乙，则下列说法正确的是（　　）
A．使用甲斜面比使用乙斜面要省功
B．甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高
C．拉力F甲与F乙之比为5∶4
D．两个拉力做功W甲与W乙之比为4∶5
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据功的原理分析；
（2）首先分析两个斜面上做的额外功和有用功的大小，再根据机械效率分析机械效率的大小；
（3）根据（2）中结果分析拉力做功的大小关系，再根据W=Fs计算拉力的比值；
（4）根据（2）中结果计算两个拉力做功之比。
【解答】根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；
如果斜面光滑，那么就没有摩擦力，不做额外功，则利用斜面提升物体所做的总功都等于有用功。
根据W有=Gh可知，两个拉力做的有用功相等，也就是总功相等，因此它们的机械效率相等，故B错误；
因为W甲=W乙，所以二者做功之比为1：1，故D错误；
那么F甲S甲=F乙S乙；
即，故C正确。
故选C。
20．一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F＝30N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直。已知OA＝15cm，OB＝5cm，则重物对水平地面的压力为（　　）
A．80N B．60N C．40N D．20N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】首先根据杠杆的平衡条件计算出作用在A点的拉力，然后再根据二力平衡的知识计算出地面对物体的支持力，最后根据二力平衡的知识计算出物体对地面的压力。
【解答】根据杠杆的平衡条件得到：FA×OA=F×OB；
FA×15cm=30N×5cm；
解得：FA=10N；
物体受到竖直向上的拉力FA，支持力FN和向下的重力G，
根据二力平衡的知识得到：G=FN+FA；
50N=FN+10N；
解得：FN=40N；
重物对地面的压力和地面对物体的支持力为相互作用力，
因此二者大小相等。
即重物对地面的压力F压=FN=40N。
故选C。
二、填空题(21题4分，其余每空2分，共20分)
21．如图所示，利用羊角锤撬起钉子，请你在羊角锤A点处画出所能施加最小动力F1，并画出阻力F2的阻力臂L2。
【答案】如答图所示。
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）力臂是从支点到力的作用线的垂线段；
（2）当以支点到力的作用点的线段为力臂时最长，此时动力最小。
【解答】（1）从支点O做F2力的作用线的垂线，从支点到垂足之间的距离就是阻力臂L2；
（2）将支点O与动力作用点A相连，OA就成最长的力臂。通过A点做OA的垂线，方向向左，这就是最小动力F1，如下图所示：
22．
2016年浙江最大抽水蓄能电站在缙云开建。其工作原理如图所示。用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电(g取10N/kg)。
（1）蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的　 　。
（2）发电时，若该电站上水库可用于发电的库容量为7.86×106m3，上下水库平均水位差637m。上水库中可用于发电的水流到下水库，水的重力做功为　 　J。
【答案】（1）重力势能
（2）5.00682×1013
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）物体被举高而产生的能量叫重力势能；
（2）首先根据G=mg=ρVg计算出水的重力，再根据W=Gh计算水的重力做的功。
【解答】（1）蓄能时，水被抽到上水库中，被升高了，因此重力势能增大，于是将电能转化为水的重力势能。
（2）水的重力为：G=mg=ρVg=103kg/m3×10N/kg×7.86×106m3=7.86×1010N；
水的重力做功：W=Gh=7.86×1010N×637m=5.00682×1013J。
23．小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N(物体B与A始终接触)，此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为　 　m/s，水平拉力F的功率为　 　W。
【答案】0.1；3.6
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）滑轮移动的距离与拉力F一致，即根据计算出滑轮移动的距离，再根据公式计算它的速度；
（2）首先对A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出A受到的拉力，再根据计算出拉力F，最后根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）滑轮移动的距离；
滑轮移动的速度；
（2）物体A做匀速直线运动，它受到向右的B施加的摩擦力，地面施加的摩擦力和向左的拉力FA，
即FA=f地面+fB=10N+8N=18N。
拉力F=nFA=2×18N=36N；
拉力F的功率：P=Fv=36N×0.1m/s=3.6W。
24．
2018年5月21日，我国成功发射了“嫦娥四号”的中继星——“鹊桥号”，它将成为“嫦娥四号”与地球间的“通信桥梁”。
（1）“鹊桥号”质量为448kg，发射后随火箭竖直升空1000m的过程中，“鹊桥号”需克服重力做功　 　J。(g取10N/kg)
（2）火箭在升空过程中的能量转化是　 　。
【答案】（1）4.48×106
（2）化学能转化为机械能
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算克服重力做的功；
（2）火箭的燃料燃烧，将本身的化学能转化为内能，高温高压的燃气推动火箭上升，将内能又转化成机械能。
【解答】（1）“鹊桥号”需克服重力做功W=Gh=448kg×10N/kg×1000m=4.48×106J；
（2）火箭在升空过程中的能量转化是化学能转化为机械能。
25．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。
【答案】400；450
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）A点为杠杆的支点，杠杆的重力G为阻力，阻力臂为OA，F为动力，动力臂为AB，根据杠杆的平衡条件计算外力F的大小即可；
（2）C点为支点，G为阻力，阻力臂为OC，动力为F'，动力臂为CB，根据杠杆的平衡条件计算即可。
【解答】（1）根据杠杆的平衡条件得到：G×OA=F×AB；
900N×=F×（）；
解得：F=400N。
（2）根据杠杆的平衡条件得到：G×OC=F×CB；
900N×=F×L；
解得：F=450N。
三、实验探究题(每空3分，共30分)
26．教室内的日光灯一般都是由两条竖直平行的吊链吊在天花板上的(如图甲所示)，两条吊链竖直平行除了美观外，还蕴含着科学道理。
（1）图甲中a、b是挂日光灯的吊链。若以吊链a的固定点O作为支点，F甲作为拉力时，可将灯视作　 　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
（2）比较图甲、图乙两种悬挂方式，图甲吊链受到的拉力大小为F甲，图乙吊链受到的拉力大小为F乙，则F甲　 　F乙(选填“＞”“＝”或“＜”)。
（3）若图甲中b吊链突然断开后日光灯将绕O点转动，此时日光灯的重力势能将　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】（1）省力
（2）＜
（3）减小
【知识点】势能的影响因素；杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）如果动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；如果动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
（2）分析动力臂的大小，根据杠杆的平衡条件比较两个拉力的大小；
（3）分析日光灯重心的高度变化即可。
【解答】（1）若以吊链a的固定点O作为支点，F甲作为拉力，日光灯的重力为阻力，作用在日光灯的中心上，如下图所示，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（2）图甲中，F甲与日光灯垂直，因此从支点O到动力作用点的长度就是动力臂，这也是最长的力臂；图乙中，F乙是倾斜的，此时的动力臂肯定小于从支点O到动力作用点的长度。根据杠杆的平衡条件可知，动力臂越短，动力越大，即F甲（3）若图甲中b吊链突然断开后日光灯将绕O点转动，此时日光灯的重心的高度不断减小，它的重力势能将减小。
27．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。
（1）实验时小红沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为　 　。
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率与动滑轮重有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像。由图像可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　 　。若不计绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为　 　N。
【答案】（1）匀速；83.3%
（2）低；3
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）只有匀速直线拉动绳子时，测力计的示数才和绳子的拉力相等。当竖直拉动物体时，根据公式计算滑轮组的机械效率；
（2）根据图乙确定滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系，再根据机械效率的公式计算此时提升物体的重力。
【解答】（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
根据图甲可知，此时弹簧测力计的拉力为2.4N，
那么滑轮组的机械效率为：。
（2）根据乙图可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
当滑轮组的机械效率为75%时，动滑轮的重力为1N，根据得到：
；
解得：G=3N。
28．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，实验现象如图甲所示，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，结果会怎样？通过实验，他们得到了如图乙所示的结果。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）F2L2＋F3L3
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算；
（2）分析各个选项中的因素是否会对平衡造成影响即可；
（3）当支点两次各只有一个力作用时，决定杠杆是否平衡的关键是力和力臂的乘积是否相等。如果支点两次不是一个力，那么两侧力和力臂的乘积的和是否是决定平衡的关键呢？将支点两侧力和力臂的乘积的和进行比较即可。
【解答】（1）根据杠杆的平衡条件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，只会应该整个装置的稳定性，并不会影响杠杆的平衡，故A符合题意；
B.单个钩码的重力不完全相等，那么就会影响杠杆平衡时力臂的长度，从而使计算出的数据出现差异，故B不合题意；
C.在探究杠杆的平衡条件时，绳套的重力是忽略不计的。如果绳套的重力偏大，那么悬挂钩码的重力偏大，测量出的力臂偏小，而钩码的重力和力臂的乘积就会偏小，从而出现误差，故C不合题意；
D.如果杠杆与转轴之间的摩擦偏大，那么就会出现即使一侧的力和力臂的乘积偏小，杠杆也会平衡的情况，从而出现误差，故D不合题意。
故选A。
（3）根据乙图可知，当杠杆平衡时，左边钩码重力和力臂的乘积为：4G×3L=12GL；
右边钩码重力和力臂乘积之和为：2G×2L+2G×4L=12GL；
可见，左右两侧力和力臂的乘积相等，
即F1L1＝F2L2＋F3L3。
四、解答题(每题10分，共30分)
29．利用如图所示的滑轮组，用F＝1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）货物A在10s内移动的距离。
（2）这个过程中拉力F的功率。
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
【答案】（1）解：根据v＝ 可知，货物A在10s内移动的距离sA＝vAt＝0.1m/s×10s＝1m
（2）解：由图可知，动滑轮上绳子的有效股数n＝2，绳子自由端移动的速度v绳＝nvA＝2×0.1m/s＝0.2m/s，拉力的功率P＝ ＝ ＝Fv绳＝1000N×0.2m/s＝200W。
（3）解：由η＝ ＝ ＝ 得，f＝nηF＝2×75%×1000N＝1500N。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据速度公式sA＝vAt计算货物移动的距离；
（2）首先确定动滑轮上承担拉力的绳子段数n，然后根据v绳＝nvA计算出绳子自由端移动的速度，最后根据P=Fv绳计算拉力的功率。
（3）当使用滑轮组水平拉动物体时，滑轮组的机械效率 ，据此计算水平地面对货物的摩擦力大小。
30．已知物体的重力势能表达式为EP＝mgh，动能表达式为EK＝ mv2。其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1。
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W。
（3）物体落地前瞬间的动能EK2。
【答案】（1）解：物体的重力势能EP＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J，动能EK1＝ mv2＝ ×0.4kg×(2m/s)2＝0.8J。
（2）解：物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W＝Gh＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J。
（3）解：物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间的动能EK2＝EK1＋EP＝0.8J＋6J＝6.8J。
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式EP＝mgh计算物体的重力势能，根据公式计算物体的动能EK1；
（2）根据公式WGh=mgh计算重力做的功；
（3）在物体下落的过程中，机械能守恒，根据机械能=重力势能+动能计算出开始时物体的机械能。当物体落地时，它的重力势能全部转化为动能，即此时的动能等于开始时的机械能，据此计算即可。
31．如图所示为一吊运设备的简化模型图，图中虚线框里是滑轮组(未画出)。滑轮组绳子自由端由电动机拉动，现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B，已知两物体重力GA＝1.75GB。当对A施以竖直向上的拉力FA＝1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA；当对B施以竖直向上的拉力FB＝1000N时，物体B也静止，受到地面支持力是NB，且NA＝2NB。求：
（1）物体A的重力GA和地面支持力NA大小。
（2）当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F＝625N的拉力时，物体B恰好以速度v被匀速提升，已知此时拉力F功率为500W，滑轮组机械效率为80%，不计各种摩擦和绳子质量，物体B的速度v为多少？
【答案】（1）解：对A，由力的平衡条件可得，FA＋NA＝GA，即1500N＋NA＝GA……①
已知两物体重力GA＝1.75GB，且NA＝2NB，
所以①式可写为1500N＋2NB＝1.75GB……②
对B，由力的平衡条件可得，FB＋NB＝GB，即1000N＋NB＝GB……③
②－③得，500N＋NB＝0.75GB……④
③－④得，500N＝0.25GB，GB＝2000N，则NB＝1000N，GA＝3500N，NA＝2000N。
（2）解：已知绳子自由端的拉力F＝625N，η＝80%，物体B重为2000N，设承担物重的绳子段数为n，则η＝ ＝ ＝ ＝ ＝80%，n＝4。
又因为拉力F做功的功率P＝500W，
由P＝ ＝ ＝Fv得，绳子自由端运动的速度v绳＝ ＝ ＝0.8m/s，则物体B匀速上升的速度v＝ v绳＝ ×0.8m/s＝0.2m/s。
【知识点】二力平衡的条件及其应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）对物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识得到绳子的拉力FA、地面的支持力NA和重力GA的关系式；同理，对物体B进行受力分析，得到FB、地面的支持力NB和重力GB的关系式。将这两个关系式与两个物体重力之间的关系，支持力之间的关系式联立计算即可；
（2）当物体B匀速上升时，可根据公式 计算出动滑轮上承担重力的绳子段数n。接下来根据公式P=Fv绳计算出绳子自由端的移动速度，最后根据v绳=nv计算物体B上升的速度。
二一教育在线组卷平台（zujuan.21cnjy.com）自动生成 1 / 1登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
华师大版初中科学九年级上学期 第5章 功和简单机械 单元试卷
一、选择题(每题2分，共40分)
1．如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是（　　）
A．食品夹
B．裁纸刀
C．托盘天平
D．瓶盖起子
2．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．功率大的机械，做功一定多 B．做功快的机械，功率一定大
C．效率高的机械，功率一定大 D．做功多的机械，效率一定高
3．在日常生活中，用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是（　　）
A．一个定滑轮 B．一个动滑轮 C．杠杆 D．斜面
4．下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（　　）
A．指甲剪是省力省功的机械
B．定滑轮不省力，但能改变力的方向
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功
D．斜面的机械效率可以达到100%
5．如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆（　　）
A．右边向下倾斜 B．左边向下倾斜
C．仍保持水平位置平衡 D．无法确定杠杆是否平衡
7．用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）
A．木块两次做匀速直线运动时，弹簧测力计示数分别为F1、F2，则F1＞F2
B．木块两次受到滑动摩擦力分别为F1'、F2'，则F1'＜F2'
C．两次拉力分别在10s内对木板做功为W1、W2，则W1＜W2
D．两次拉力分别在10s内对木块做功的功率为P1、P2，则P1>P2
8．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是（　　）
A．用一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等
D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
9．如图所示，用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2和F3，则它们的大小关系正确的是(不计滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦)（　　）
A．F3＜F1＜F2 B．F1＜F2＜F3 C．F2＜F1＜F3 D．F3＜F2＜F1
10．如图所示，让钢球从斜槽上由静止滚下，钢球运动到水平面上碰到静止的木块后，能将木块撞出一段距离。下列说法正确的是(不计空气阻力)（　　）
A．钢球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性
B．木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多
C．钢球在斜槽上向下滚动时，它的机械能越来越大
D．木块被撞出一段距离，说明物体的运动需要力来维持
11． 如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　）
A．小石块减少的重力势能全部转化为动能
B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小
D．小石块在C点时，受到平衡力的作用
12．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%
13．如图所示为一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力。在a到d的整个过程中，下列说法不正确的是（　　）
A．只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C．在c到d的过程中，铅球的重力势能减少
D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断地变化
14．如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出(不计空气阻力和摩擦)，设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3，则（　　）

A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＝v2＝v3 D．无法确定
15．如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)（　　）
A．270N B．360N C．540N D．720N
16．如图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力为80N，假如在5s时间内，物体水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（　　）
A．拉力F做功为30J B．物体重力做功为120J
C．拉力F做功的功率为12W D．该装置的机械效率约为60%
17．都市生活离不开电梯，如图，将电梯简化为“钢绳拉着电梯厢在竖直导轨上运动”模型。小刚同学乘坐电梯从一楼到五楼，电梯厢和人的总质量为500kg，电梯上行受到轨道摩擦力为500N，钢绳对电梯厢的拉力用T表示。电梯(底面)在A点(一楼地面)到B点(二楼地面)过程中速度在增加，用时4s；在B点到D点(四楼地面)过程中匀速运动，用时4s；在D点到E点(五楼地面)过程中速度逐渐减小，用时4s；每层楼高3m(g取10N/kg)，下面说法正确的是（　　）
A．电梯从A点到B点过程中，钢绳拉力T做功1.65×104J
B．电梯从B点到C点过程中，钢绳拉力T做功的功率4.125×103W
C．电梯从C点到D点过程中，钢绳拉力T做功的功率8.25×103W
D．电梯从D点到E点过程中，钢绳拉力T＝5.55×103N
18．下列说法正确的是（　　）
A．运动的物体具有的能量叫做动能
B．甲、乙二人同时登山，甲先到达山顶，则甲的功率大
C．功就是能，因为它们的单位相同
D．用50N的水平力拉着重100N的小车沿着水平地面前进5m，则此过程拉力做的功比重力做的功多
19．小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长4m，乙斜面长5m，所做的功分别是W甲、W乙，则下列说法正确的是（　　）
A．使用甲斜面比使用乙斜面要省功
B．甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高
C．拉力F甲与F乙之比为5∶4
D．两个拉力做功W甲与W乙之比为4∶5
20．一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F＝30N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直。已知OA＝15cm，OB＝5cm，则重物对水平地面的压力为（　　）
A．80N B．60N C．40N D．20N
二、填空题(21题4分，其余每空2分，共20分)
21．如图所示，利用羊角锤撬起钉子，请你在羊角锤A点处画出所能施加最小动力F1，并画出阻力F2的阻力臂L2。
22．
2016年浙江最大抽水蓄能电站在缙云开建。其工作原理如图所示。用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电(g取10N/kg)。
（1）蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的　 　。
（2）发电时，若该电站上水库可用于发电的库容量为7.86×106m3，上下水库平均水位差637m。上水库中可用于发电的水流到下水库，水的重力做功为　 　J。
23．小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N(物体B与A始终接触)，此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为　 　m/s，水平拉力F的功率为　 　W。
24．
2018年5月21日，我国成功发射了“嫦娥四号”的中继星——“鹊桥号”，它将成为“嫦娥四号”与地球间的“通信桥梁”。
（1）“鹊桥号”质量为448kg，发射后随火箭竖直升空1000m的过程中，“鹊桥号”需克服重力做功　 　J。(g取10N/kg)
（2）火箭在升空过程中的能量转化是　 　。
25．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。
三、实验探究题(每空3分，共30分)
26．教室内的日光灯一般都是由两条竖直平行的吊链吊在天花板上的(如图甲所示)，两条吊链竖直平行除了美观外，还蕴含着科学道理。
（1）图甲中a、b是挂日光灯的吊链。若以吊链a的固定点O作为支点，F甲作为拉力时，可将灯视作　 　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
（2）比较图甲、图乙两种悬挂方式，图甲吊链受到的拉力大小为F甲，图乙吊链受到的拉力大小为F乙，则F甲　 　F乙(选填“＞”“＝”或“＜”)。
（3）若图甲中b吊链突然断开后日光灯将绕O点转动，此时日光灯的重力势能将　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
27．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。
（1）实验时小红沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为　 　。
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率与动滑轮重有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像。由图像可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　 　。若不计绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为　 　N。
28．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，实验现象如图甲所示，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，结果会怎样？通过实验，他们得到了如图乙所示的结果。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(每题10分，共30分)
29．利用如图所示的滑轮组，用F＝1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）货物A在10s内移动的距离。
（2）这个过程中拉力F的功率。
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
30．已知物体的重力势能表达式为EP＝mgh，动能表达式为EK＝ mv2。其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1。
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W。
（3）物体落地前瞬间的动能EK2。
31．如图所示为一吊运设备的简化模型图，图中虚线框里是滑轮组(未画出)。滑轮组绳子自由端由电动机拉动，现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B，已知两物体重力GA＝1.75GB。当对A施以竖直向上的拉力FA＝1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA；当对B施以竖直向上的拉力FB＝1000N时，物体B也静止，受到地面支持力是NB，且NA＝2NB。求：
（1）物体A的重力GA和地面支持力NA大小。
（2）当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F＝625N的拉力时，物体B恰好以速度v被匀速提升，已知此时拉力F功率为500W，滑轮组机械效率为80%，不计各种摩擦和绳子质量，物体B的速度v为多少？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】如果动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
【解答】A.使用食品夹时，阻力作用在夹片顶端，而动力作用在夹片的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A符合题意；
B.使用裁纸刀时，转轴处为支点，阻力作用在中间，动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；
C.托盘天平的两个托盘到支点的距离相等，即动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆，故C不合题意；
D.使用瓶盖起子时，起子与瓶盖上面接触的位置为支点，阻力作用在瓶盖边缘，而动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选A。
2．【答案】B
【知识点】功率；机械效率
【解析】【分析】（1）根据公式W=Pt判断；
（2）根据功率的意义判断；
（3）将功率和效率的意义对比即可；
（4）根据公式判断即可。
【解答】A.根据公式W=Pt可知，功的大小由功率和时间共同决定，只知道功率的大小无法比较功的大小，故A错误；
B.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B正确；
C.机械效率表示机器性能的好坏，与功率没有任何联系，故C错误；
D.根据公式可知，机械效率的大小由有用功和总功共同决定，只知道总功的大小，无法比较机械效率的大小，故D错误。
故选B。
3．【答案】A
【知识点】杠杆的应用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】从题目条件可知应该是省力杠杆，不能够完成的只能是等臂或费力杠杆，定滑轮是等臂杠杆。
故选A
【分析】动滑轮和斜面都可以看成是省力杠杆，所以都可以完成，杠杆有省力杠杆和费力杠杆，所以也能实现。
4．【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据功的原理判断；
（2）根据定滑轮的特点分析；
（3）根据功的原理分析；
（4）注意物体运动过程中要受到摩擦力。
【解答】A.根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，因此指甲剪只能省力不能省功，故A错误；
B.定滑轮不省力不费力，但是能改变力的方向，故B正确；
C.使用滑轮组不能省功，要么省力费距离，要么费力省距离，故C错误；
D.使用斜面肯定要克服摩擦做额外功，因此机械效率肯定小于100%，故D错误。
故选B。
5．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件；滑轮组绳子拉力的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）不考虑自重和摩擦，那么拉力做的总功与克服重力做的有用功相等，据此计算拉力F1；
（2）根据计算拉力F2；
（3）根据二力平衡的知识计算拉力F3；
（4）根据杠杆的平衡原理计算拉力F4。
【解答】A.根据W总=W有得到：F1×4m=G×2m；
解得：；
B.承担重力的绳子段数n=3，绳子的拉力；
C.动滑轮受到向上的拉力F3，向下的两个拉力，它们都等于物体的重力G，根据二力平衡的知识得到：拉力F3=2G；
D.根据杠杆的平衡条件得到：F4×L1=G×L2；
；
那么拉力。
因此所需动力最小的是D。
故选D。
6．【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】比较支点两侧力和力臂的乘积，哪边乘积大，杠杆就向哪边下沉。
【解答】设钩码的重力为G，杠杆上每格长度为L，
左边：（3G+G）×2L=8GL；
右边：（2G+G）×3L=9GL；
力和力臂的乘积：右边大于左边；
因此杠杆的右边向下倾斜。
故选A。
7．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据影响滑动摩擦力的两个因素分析木块受到的摩擦力的大小是否改变；
（2）根据二力平衡的知识比较每次拉力和摩擦力的大小关系，然后（1）中的结论比较两次拉力的大小；
（3）根据乙图确定10s内木块前进的距离，再根据W=Fs比较做功的大小；
（4）根据公式比较功率的大小。
【解答】同一木块，它对木板的压力和接触面的粗糙程度相同，因此它受到的摩擦力大小相等，故B错误；
木块两次都在水平木板上做匀速直线运动，那么它受到的拉力等于摩擦力。因为摩擦力相等，所以两次的压力相等，故A错误；
根据公式W=Fs可知，当拉力相等时，功的大小与距离成正比。根据乙图可知，10s第一次前进50cm，第二次前进20cm，因此s1>s2，那么做功W1>W2，故C错误；
根据公式可知，当时间相等时，功率与功的大小成正比。因为W1>W2，所以P1>P2，故D正确。
故选D。
8．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）（2）根据滑轮组的机械效率分析；
（3）如果不考虑绳子重和摩擦，那么拉力做的总功等于克服滑轮和物体重力做的功之和，据此比较；
（4）如果不考虑绳子重和摩擦，那么对动滑轮的重力做额外功，据此比较。
【解答】根据公式可知，同一滑轮组G动相同，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，故A错误；
根据公式可知，如果物体重力G相等，那么G动越小，滑轮组的机械效率越高。当G1=G2时，G动1根据W额=G动h可知，当升高的高度h相同时，动滑轮的重力越大，做的额外功越大。因为G动2>G动1，所以乙滑轮组做的额外功大于甲做的额外功，故D错误；
如果G1=G2，且高度h相等，根据公式W有=Gh可知，两个滑轮组做的有用功相等。W额乙>W额甲，根据W总=W有+W额可知，拉力F2做的功大于F1做的功，故C错误。
故选B。
9．【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】根据动滑轮和定滑轮的工作特点计算出三个拉力，然后比较大小即可。
【解答】左图；定滑轮不省力不费力，那么拉力等于地面对A的摩擦力，即F1=f；
中图：动滑轮可以省一半的力，那么拉力等于地面对A摩擦力的一半，即F2=；
右图：动滑轮受到两个向左的拉力，都等于地面对A的摩擦力，向右的一个拉力F3。根据二力平衡的知识得到，拉力F3=2f。
因此三个拉力的大小关系为：F2＜F1＜F3。
故选C。
10．【答案】B
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据重力的作用分析；
（2）根据W=fs分析；
（3）注意钢球要克服摩擦，将机械能转化为内能；
（4）根据力和运动的关系判断。
【解答】A.钢球能从斜槽上滚下，是因为受到重力的作用，故A错误；
B.木块与水平面之间的摩擦力相等，根据公式W=fs可知，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，故B正确；
C.钢球在斜槽上向下滚动时，由于克服摩擦做功，因此部分机械能会转化为内能，因此它的机械能越来越小，故C错误；
D.木块原来是静止的，受到铁球的撞击后向前运动了一段距离，即它的运动状态发生改变，因此力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，故D错误。
故选B。
11．【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【解答】解：
小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；
在BC段受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长（大于原长），弹力逐渐增大．当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减速下落．
A、从A点到C点运动过程中小石块的有重力势能转化为动能还转化为橡皮筋的弹性势能，故A错误；
B、由题B点是橡皮筋自然下垂长度的位置，所以在AB段，橡皮筋对小石块没有弹力，故B错误；
C、从B点下落到C点的过程中，小石块速度先加速后减速，故C正确；
D、BC过程中小石块先加速后减速，减速过程中是因为弹力大于重力，C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，到达C点后小石块会改变运动状态向上运动，故C点时受到并不是平衡力，故D错误．
故选C．
【分析】（1）小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；
在BC段受到橡皮筋的拉力作用：当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减速下落．
（2）影响动能的因素有：质量和速度；
影响重力势能的因素有：质量和高度；
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大．
12．【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。
13．【答案】B
【知识点】力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
（2）不考虑空气阻力，那么没有能量损耗，即铅球的机械能守恒；
（3）重力势能的大小与质量和高度的大小有关；
（4）运动状态的改变包括：①静止变运动；②运动变静止；③运动方向改变；④速度大小改变。
【解答】A.从a到b的过程中，铅球受力且在力的方向上经过了距离，因此运动员对铅球做功；而b到c，c到d的过程中，铅球不再受到推力，因此不做功，故A正确不合题意；
B.在b到d的过程中，铅球不受阻力，没有能量损耗，因此它机械能保持不变，故B错误符合题意；
C.在c到d的过程中，铅球的质量不变，但是高度减小，所以它的重力势能减小，故C正确不合题意；
D.在a到d的过程中，铅球的运动速度和运动方向不断改变，因此运动状态不断的变化，故D正确不合题意。
故选B。
14．【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】根据能量守恒定律分析即可。
【解答】同一小球质量相等，高度相等，那么它具有的重力势能相等。虽然它抛出的角度不同，但是没有任何能量损耗和增加，因此落地时机械能守恒，即原来的重力势能全部转化为动能，那么动能相同。因为它落地时的动能相同，所以落地时的速度相同，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
15．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先根据计算出作用在杠杆左端的拉力F拉，再根据杠杆的平衡条件计算出作用在A点向上的拉力F。
【解答】根据图片可知，动滑轮上承担重力的绳子n=2，
那么作用在杠杆左端的拉力；
根据杠杆的平衡条件得到：F拉×L2=F×OA；
270N×4L=F×3L；
解得：F=360N。
故选B。
16．【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；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据s=ns物计算出水平拉力移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力做的功；
（2）根据W=Gh计算物体重力做的功；
（3）根据公式计算拉力做功的功率；
（4）当使用滑轮水平拉动物体时，根据公式计算机械效率。
【解答】A.水平拉力移动的距离s=ns物=2×0.6m=1.2m，拉力做的功W总=Fs=50N×1.2N=60J，故A错误；
B.物体在竖直方向上通过个距离为0m，根据公式W=Gh可知，物体重力做功0J，故B错误；
C.拉力做功的功率，故C正确；
D.该装置的机械效率，故D错误。
故选C。
17．【答案】C
【知识点】力与运动的关系；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先计算出匀速运动时钢绳拉力做的功，然后再将加速运动时的拉力与总重力比较，从而确定实际做功的大小；
（2）从B到C电梯匀速上升，根据计算出速度，再根据P=Fv计算拉力的功率；
（3）根据（2）中的分析判断；
（4）当合力的方向与运动方向相同时，做加速运动；当合力为零时，加速停止；当合力方向与运动方向相反时，做减速运动。
【解答】A.电梯从A点到B点过程中，如果做匀速运动，那么钢绳拉力T=G总=（500kg+50kg）×10N/kg=5500N，那么拉力做功W=Gh=5500N×3m=1.65×104J 。由于实际上做加速运动，那么拉力T>G总，因此实际做功大于1.65×104J ，故A错误；
B.电梯从B点到C点过程中运动，它的速度，钢绳拉力T做功的功率P=Fv=5500N×1.5m/s=8.25×103W ，故B错误；
C.电梯从C点到D点过程中，与从B点到C点的过程中速度相同，状态一样，因此钢绳做功的功率为8.25×103W，故C正确；
D.电梯从D点到E点过程中，电梯做减速运动，那么合力的方向与运动方向相反，即方向向下，那么钢绳的拉力小于总重力，因此钢绳的拉力小于5500N，故D错误。
故选C。
18．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）根据动能的定义分析；
（2）爬山是克服自身重力做功，根据公式分析判断；
（3）根据功和能的定义判断；
（4）根据W=Fs和W=Gh计算后比较即可。
【解答】A.物体由于运动而具有的能量叫动能；而运动的物体肯定具有动能，也可能被举高而具有重力势能，故A错误；
B.根据可知，当人的体重G和山的高度h相同时，运动时间t越小，那么功率越大，而题目没有明确G和h的关系，故B错误；
C.一个物体受到了力，且在力的方向上通过距离，那么这个力就做功；如果一个物体能够对外做功，那么它具有能量，可见，二者不是同一个物理量，故C错误；
D.拉力做的功W=Fs=50N×5m=250J，重力做的功W=Gh=100N×0m=0J，故D正确。
故选D。
19．【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据功的原理分析；
（2）首先分析两个斜面上做的额外功和有用功的大小，再根据机械效率分析机械效率的大小；
（3）根据（2）中结果分析拉力做功的大小关系，再根据W=Fs计算拉力的比值；
（4）根据（2）中结果计算两个拉力做功之比。
【解答】根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；
如果斜面光滑，那么就没有摩擦力，不做额外功，则利用斜面提升物体所做的总功都等于有用功。
根据W有=Gh可知，两个拉力做的有用功相等，也就是总功相等，因此它们的机械效率相等，故B错误；
因为W甲=W乙，所以二者做功之比为1：1，故D错误；
那么F甲S甲=F乙S乙；
即，故C正确。
故选C。
20．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】首先根据杠杆的平衡条件计算出作用在A点的拉力，然后再根据二力平衡的知识计算出地面对物体的支持力，最后根据二力平衡的知识计算出物体对地面的压力。
【解答】根据杠杆的平衡条件得到：FA×OA=F×OB；
FA×15cm=30N×5cm；
解得：FA=10N；
物体受到竖直向上的拉力FA，支持力FN和向下的重力G，
根据二力平衡的知识得到：G=FN+FA；
50N=FN+10N；
解得：FN=40N；
重物对地面的压力和地面对物体的支持力为相互作用力，
因此二者大小相等。
即重物对地面的压力F压=FN=40N。
故选C。
21．【答案】如答图所示。
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）力臂是从支点到力的作用线的垂线段；
（2）当以支点到力的作用点的线段为力臂时最长，此时动力最小。
【解答】（1）从支点O做F2力的作用线的垂线，从支点到垂足之间的距离就是阻力臂L2；
（2）将支点O与动力作用点A相连，OA就成最长的力臂。通过A点做OA的垂线，方向向左，这就是最小动力F1，如下图所示：
22．【答案】（1）重力势能
（2）5.00682×1013
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）物体被举高而产生的能量叫重力势能；
（2）首先根据G=mg=ρVg计算出水的重力，再根据W=Gh计算水的重力做的功。
【解答】（1）蓄能时，水被抽到上水库中，被升高了，因此重力势能增大，于是将电能转化为水的重力势能。
（2）水的重力为：G=mg=ρVg=103kg/m3×10N/kg×7.86×106m3=7.86×1010N；
水的重力做功：W=Gh=7.86×1010N×637m=5.00682×1013J。
23．【答案】0.1；3.6
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）滑轮移动的距离与拉力F一致，即根据计算出滑轮移动的距离，再根据公式计算它的速度；
（2）首先对A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出A受到的拉力，再根据计算出拉力F，最后根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）滑轮移动的距离；
滑轮移动的速度；
（2）物体A做匀速直线运动，它受到向右的B施加的摩擦力，地面施加的摩擦力和向左的拉力FA，
即FA=f地面+fB=10N+8N=18N。
拉力F=nFA=2×18N=36N；
拉力F的功率：P=Fv=36N×0.1m/s=3.6W。
24．【答案】（1）4.48×106
（2）化学能转化为机械能
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算克服重力做的功；
（2）火箭的燃料燃烧，将本身的化学能转化为内能，高温高压的燃气推动火箭上升，将内能又转化成机械能。
【解答】（1）“鹊桥号”需克服重力做功W=Gh=448kg×10N/kg×1000m=4.48×106J；
（2）火箭在升空过程中的能量转化是化学能转化为机械能。
25．【答案】400；450
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）A点为杠杆的支点，杠杆的重力G为阻力，阻力臂为OA，F为动力，动力臂为AB，根据杠杆的平衡条件计算外力F的大小即可；
（2）C点为支点，G为阻力，阻力臂为OC，动力为F'，动力臂为CB，根据杠杆的平衡条件计算即可。
【解答】（1）根据杠杆的平衡条件得到：G×OA=F×AB；
900N×=F×（）；
解得：F=400N。
（2）根据杠杆的平衡条件得到：G×OC=F×CB；
900N×=F×L；
解得：F=450N。
26．【答案】（1）省力
（2）＜
（3）减小
【知识点】势能的影响因素；杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）如果动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；如果动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
（2）分析动力臂的大小，根据杠杆的平衡条件比较两个拉力的大小；
（3）分析日光灯重心的高度变化即可。
【解答】（1）若以吊链a的固定点O作为支点，F甲作为拉力，日光灯的重力为阻力，作用在日光灯的中心上，如下图所示，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（2）图甲中，F甲与日光灯垂直，因此从支点O到动力作用点的长度就是动力臂，这也是最长的力臂；图乙中，F乙是倾斜的，此时的动力臂肯定小于从支点O到动力作用点的长度。根据杠杆的平衡条件可知，动力臂越短，动力越大，即F甲（3）若图甲中b吊链突然断开后日光灯将绕O点转动，此时日光灯的重心的高度不断减小，它的重力势能将减小。
27．【答案】（1）匀速；83.3%
（2）低；3
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）只有匀速直线拉动绳子时，测力计的示数才和绳子的拉力相等。当竖直拉动物体时，根据公式计算滑轮组的机械效率；
（2）根据图乙确定滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系，再根据机械效率的公式计算此时提升物体的重力。
【解答】（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
根据图甲可知，此时弹簧测力计的拉力为2.4N，
那么滑轮组的机械效率为：。
（2）根据乙图可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
当滑轮组的机械效率为75%时，动滑轮的重力为1N，根据得到：
；
解得：G=3N。
28．【答案】（1）0.15
（2）A
（3）F2L2＋F3L3
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算；
（2）分析各个选项中的因素是否会对平衡造成影响即可；
（3）当支点两次各只有一个力作用时，决定杠杆是否平衡的关键是力和力臂的乘积是否相等。如果支点两次不是一个力，那么两侧力和力臂的乘积的和是否是决定平衡的关键呢？将支点两侧力和力臂的乘积的和进行比较即可。
【解答】（1）根据杠杆的平衡条件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，只会应该整个装置的稳定性，并不会影响杠杆的平衡，故A符合题意；
B.单个钩码的重力不完全相等，那么就会影响杠杆平衡时力臂的长度，从而使计算出的数据出现差异，故B不合题意；
C.在探究杠杆的平衡条件时，绳套的重力是忽略不计的。如果绳套的重力偏大，那么悬挂钩码的重力偏大，测量出的力臂偏小，而钩码的重力和力臂的乘积就会偏小，从而出现误差，故C不合题意；
D.如果杠杆与转轴之间的摩擦偏大，那么就会出现即使一侧的力和力臂的乘积偏小，杠杆也会平衡的情况，从而出现误差，故D不合题意。
故选A。
（3）根据乙图可知，当杠杆平衡时，左边钩码重力和力臂的乘积为：4G×3L=12GL；
右边钩码重力和力臂乘积之和为：2G×2L+2G×4L=12GL；
可见，左右两侧力和力臂的乘积相等，
即F1L1＝F2L2＋F3L3。
29．【答案】（1）解：根据v＝ 可知，货物A在10s内移动的距离sA＝vAt＝0.1m/s×10s＝1m
（2）解：由图可知，动滑轮上绳子的有效股数n＝2，绳子自由端移动的速度v绳＝nvA＝2×0.1m/s＝0.2m/s，拉力的功率P＝ ＝ ＝Fv绳＝1000N×0.2m/s＝200W。
（3）解：由η＝ ＝ ＝ 得，f＝nηF＝2×75%×1000N＝1500N。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据速度公式sA＝vAt计算货物移动的距离；
（2）首先确定动滑轮上承担拉力的绳子段数n，然后根据v绳＝nvA计算出绳子自由端移动的速度，最后根据P=Fv绳计算拉力的功率。
（3）当使用滑轮组水平拉动物体时，滑轮组的机械效率 ，据此计算水平地面对货物的摩擦力大小。
30．【答案】（1）解：物体的重力势能EP＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J，动能EK1＝ mv2＝ ×0.4kg×(2m/s)2＝0.8J。
（2）解：物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W＝Gh＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J。
（3）解：物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间的动能EK2＝EK1＋EP＝0.8J＋6J＝6.8J。
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式EP＝mgh计算物体的重力势能，根据公式计算物体的动能EK1；
（2）根据公式WGh=mgh计算重力做的功；
（3）在物体下落的过程中，机械能守恒，根据机械能=重力势能+动能计算出开始时物体的机械能。当物体落地时，它的重力势能全部转化为动能，即此时的动能等于开始时的机械能，据此计算即可。
31．【答案】（1）解：对A，由力的平衡条件可得，FA＋NA＝GA，即1500N＋NA＝GA……①
已知两物体重力GA＝1.75GB，且NA＝2NB，
所以①式可写为1500N＋2NB＝1.75GB……②
对B，由力的平衡条件可得，FB＋NB＝GB，即1000N＋NB＝GB……③
②－③得，500N＋NB＝0.75GB……④
③－④得，500N＝0.25GB，GB＝2000N，则NB＝1000N，GA＝3500N，NA＝2000N。
（2）解：已知绳子自由端的拉力F＝625N，η＝80%，物体B重为2000N，设承担物重的绳子段数为n，则η＝ ＝ ＝ ＝ ＝80%，n＝4。
又因为拉力F做功的功率P＝500W，
由P＝ ＝ ＝Fv得，绳子自由端运动的速度v绳＝ ＝ ＝0.8m/s，则物体B匀速上升的速度v＝ v绳＝ ×0.8m/s＝0.2m/s。
【知识点】二力平衡的条件及其应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）对物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识得到绳子的拉力FA、地面的支持力NA和重力GA的关系式；同理，对物体B进行受力分析，得到FB、地面的支持力NB和重力GB的关系式。将这两个关系式与两个物体重力之间的关系，支持力之间的关系式联立计算即可；
（2）当物体B匀速上升时，可根据公式 计算出动滑轮上承担重力的绳子段数n。接下来根据公式P=Fv绳计算出绳子自由端的移动速度，最后根据v绳=nv计算物体B上升的速度。
二一教育在线组卷平台（zujuan.21cnjy.com）自动生成 1 / 1