【备考2023】浙教版科学“冲刺重高”压轴训练（三十七）：功和能、杠杆、滑轮组（含解析）

1．如图，A物体在大小为10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动(不计滑轮与细绳的摩擦及重力)，若A物体与桌面间的摩擦力为1N，g取10N/kg，下列说法中错误的是（　　）
A．拉力F做功的功率是3W
B．B物体的质量是2.7kg
C．B物体上升的速度是0.1m/s
D．A物体运动1s则B物体克服重力做功3J
2.如图是上肢力量健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB=3BO，配重的重力为120牛。重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛。在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。已知F1：F2=2：3，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是（　　）
A．配重对地面的压力为50牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛
B．配重对地面的压力为90牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛
C．健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛
D．配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛
3.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
4．一根金属棒AB置于水平地面上，现通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示。根据图像，下列说法中正确的是（　　）
A．该金属棒的长度L＝1.6m
B．在B端拉起的过程中，当x1＝0.6m时，测力计的示数为F1＝1.5N
C．当x2＝1.6m时，测力计的示数为F2＝5N
D．金属棒的重心到A端的距离为0.6m
5.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 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%
6.如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N．下列说法正确的是（　　）
A．物体A受到的摩擦力为10N
B．拉力F的功率为1.5W
C．滑轮组的机械效率为80%
D．拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动
7.如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，以下有关弹簧测力计示数的关系，正确的是（　　）
A．FA＝FB＝FC B．FA＝FB＝3FC
C．2FA＝3FC＝FB D．3FA＝6FC＝2FB
8.如图所示，用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱，拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙，长度为SAB ， 水平面CD光滑，长度为SCD ， 运动时间分别为tAB、tCD ， 运动速度分别为vAB、vCD。则（　　）
A．若SAB=SCD ， 则拉力在AB段做功较多
B．若SAB>SCD且tAB=tCD ， 则拉力在AB段做功较快
C．若SAB=SCD且tAB>tCD ， 则拉力在AB段做功较快
D．若vAB=vCD ， 则拉力在AB段和CD段做功一样多
9.在甲、乙两图中，甲图地面粗糙，乙图地面光滑．质量分别为 m、2m 的两个物体在大小都为 F 的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是（　　）
A．甲图中 F 做的功小于乙图中 F 做的功
B．甲图中 F 做的功等于乙图中 F 做的功
C．甲图中 F 做的功大于乙图中 F 做的功
D．条件不足，无法比较
10.在某次跳伞训练过程中，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s。在这个过程中运动员（　　）
A．受到的重力小于阻力
B．下落的平均速度20m/s
C．机械能先增加再减小最后保持不变
D．重力做功的平均功率为5×103W
11.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
A．0~2s内物块没有推动，推力小于摩擦力
B．2~4s内物块受到的摩擦力与水平推力是对平衡力
C．t=3s时，物块受到的摩擦力为f=3N
D．物块在4s- 6s时间内水平推力做功为16J
12.如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点时小球到达最右端的位置。则小球a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球在b点，小球的速度最小
B．小球在a点，弹簧的弹性势能最小
C．从a点到b点，小球的动能逐渐增大
D．从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小
13.如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物块m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定，试判断下列说法中正确的是（　　）
A．物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B．物体从A到C动能一直在减小
C．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
D．物体动能最大的位置在B和C之间
14.一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫物块C，恰好使木板水平放置，如图所示．现在水平力F将C由B向匀速推动过程中，下列相关说法中（　　）
①物块C对木块AB的摩擦力方向向右
②木板AB仅受重力和物块C对它的支持力的作用
③物块C受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
④推力F将逐渐变大
A．只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有①②正确 D．只有③④正确
15.安全阀常作为超压保护装置。如图是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意图，阀的横截面积S为6cm2，OA∶AB=1∶2，若锅炉能承受的最大压强为5.81×105Pa，大气压强为1.01×105Pa，则在B处应挂　 　N 的重物。若锅炉承受的最大压强减小，为保证锅炉安全，应将重物向　 　（选填“左”或“右”）移动。
16.如图所示，质量为m的人站在质量为的均匀木板AB的中点，木板可以绕B端转动，2若以人的重力为动力，这属于　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆。要使木板处于水平状态不动，此人拉力的大小为　 　。（摩擦忽略不计）
17．如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA=20cm，G1为边长是5cm的正方体，G2重为20N。当OC=10cm时，绳子的拉力为　 　N，此时G1对地面的压强为2×104Pa。现用一水平拉力，使G2以　 　cm/s的速度向右匀速运动，经过12.5s后，可使G1对地面的压力恰好为零。
18.用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，在此过程中弹簧的弹性势能增加量为　 　。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力　 　（选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力。（整个过程中不计能量损耗）
19.如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2秒末时，物体处于　 　状态，第6秒末到第9秒末，推力F做功是　 　焦耳,3-6秒时物体受到的滑动摩擦力为　 　牛。
20.小金利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组，用大小为2N的力F将质量为600克的物体A竖直向上匀速提升10厘米，取g=10N/kg。求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）克服物体A重力做的功：
（3）该装置的机械效率。
21.为了将放置在水平地面上重100N 的物体提升到高处，某同学设计了图甲所示的滑轮组。他所用的拉力F、重物的速度v和高度h随时间t 变化的关系分别如图乙、丙、丁所示。绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向，不计绳重和摩擦。求:
（1）在2～3s内，拉力F的功率。
（2）在1～2s内，拉力F做的功。
（3）若绳子能承受的最大拉力是2500N，该同学体重60ON，他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升多重的物体
22.如图，小型牵引机通过滑轮组匀速打捞起井中的物体。已知物体质量为120kg，密度为1.6×103kg/m3．物体在被拉出水面前后，牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2．不计摩擦、绳重及水的阻力。
（1）物体的体积多大？
（2）物体浸没在水中时所受的浮力是多少？
（3）物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少？
23.疫情的暴发给生活带来诸多不便，但却加快了线上教学的发展．为了更流畅的呈现板书，金老师将手机、 底面为正方形的底座、 大理石组装成了如图甲的拍摄仪， 其主要结构如图 乙． 组装流程： 将手机摄像头端伸出底座， 另一端用长方体大理石竖直向下压在手机末端， 固定手机． 已知所 用手机长度为20cm，质量为 160g 且分布均匀， 大理石质量为 240g．
（1）为扩大拍摄范围，并防止手机掉落，求手机可以伸出底座外的最大长度．
（2）徐老师也组装了一个拍摄装置如图丙．所用手机与金老师同款，底面为正方形的底座边长为4cm， 手机左侧有12cm 伸出底座．假设重物挂在手机的最边缘，求保证手机不掉落的重物质量范围．
24.如图光滑带槽的长木条 AB 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=0.2m，OB=0.3m。在木条的 B 端通过细线悬挂一个质量为 700g 长方体物块，并处于底面积为 50cm2 的圆柱形容器中，且物块始终不与容器底部接触，杠杆在水平位置保持平衡。先把质量为 750g 的水注入容器中，水未溢出，水面静止后，物块有一半体积露出水面，且杠杆仍在水平位置平衡，水对容器底面的压强为 2000Pa。然后，让质量为 900g 的小球从 B 端沿槽向 A 端匀速运动，经过 3s 后，A 端细绳的拉力为零。整个过程中，细绳不会断裂，长木条 AB 和细绳的质量
不计，求：
（1）加水前杠杆平衡时，A端细线对地面的拉力。
（2）加水稳定后，物块受到的浮力。
（3）物块的密度。
（4）小球运动的速度。
25．如图所示，质量不计的木板AB长1.6m，可绕固定点O转动，离O点0.4m的B端挂一重物G，板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住，木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N，木板水平平衡。
（1）在图上作出绳对木板的拉力的力臂。
（2）求重物G的大小。
（3）之后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球，若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动，问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零？(g取10N/kg，绳的重力不计)
参考答案
1．D
【解析】A.拉力F做功的功率P=Fv=10N×0.3m/s=3N，故A正确不合题意；
B.物体A做匀速直线运动，它受到向左的滑轮上的拉力、摩擦力和向右的拉力，那么F=f+F滑，即10N=1N+F滑动，那么滑轮上绳子的拉力F滑动=9N。根据nF=G=mg得到：3×0.9N=m×10N/kg，那么物体B的质量为2.7kg，故B正确不合题意；
C.根据公式v=nvB得到，物体B上升的速度，故C正确不合题意；
D.A物体运动1s，那么B物体也运动1s，那么物体B上升的高度hB=vBt=0.1m/s×1s=1m，那么物体B克服重力做功：WB=GBHB=2.7kg×10N/kg×1m=2.7J，故D错误符合题意。 故选D。
2.C
【解析】当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力F为：F=G-FN；
因为动滑轮上有2段绳子承担物重，
因此杠杆A点受到的拉力： ；
根据杠杆的平衡条件得到： ；
因为： AB=3BO ；
所以：AO=2BO；
那么： ；
即： ；
当压力为85N时， ；
当压力为60N时， ；
因为： F1：F2=2：3 ；
所以： ；
解得：G动=30N；
A.当配重对地面的压力为50N时，B点向下的拉力为：
，故A错误；
B.当配重对地面的压力为90N时，B点向下的拉力为：
，故B错误；
C.健身者在B点施加400N竖直向下的拉力时，
根据 得到：
；
解得：FN=35N，故C正确；
D.配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，
根据 得到：
；
因为人的最大拉力等于体重500N，因此配重不可能匀速拉起，故D错误。 故选C。
3.D
【解析】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。
4．C
【解析】由于拉力始终竖直向上，而杠杆的重力竖直向下，二者相互平行，
根据相似三角形的性质可知，动力臂与阻力臂之比不变。
由杠杆的平衡条件可知，杠杆的重力不变，那么拉力不变。
根据图乙可知，当拉起高度为1.2m后，拉力增大了，
那么此时A端肯定刚离地，
即金属棒长1.2米，故A错误；
由图乙可知，金属棒B端从0~1.2m时，拉力保持不变；
因此当x1=0.6m时，拉力，故B错误；
根据乙图可知，当x2=1.2~1.6m的过程中，拉力保持不变；
金属棒的重力，
根据二力平衡的知识可知，即F2=G=5N，故C正确；
由杠杆平衡条件得重心到A端的距离：， 故D错误。 故选C。
5.B
【解析】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。
6.C
【解析】A.物体B静止在地面上，水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A对它向左的摩擦力相互平衡，即fAB+4N=12N，则fAB=8N；根据相互作用力的知识可知，物体A受到的摩擦力为f=fAB=8N，故A错误；
B.由图知，水平使用滑轮组，承担拉力的绳子段数n=2，拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，
则拉力做功的功率：P=Fv=5N×0.2m/s=1W，故B错误；
C.滑轮组的机械效率：，故C正确；
D.若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。 故选C。
7.D
【解析】测力计C直接与绳子相连，则绳子上产生的拉力都是FC。
①以左边的滑轮为对象进行分析，它左边受到A测力计的拉力FA，右边受到两根绳子的拉力，都是FC。根据二力平衡的知识得到：FA=2FC，即3FA=6FC；
②以右边的滑轮为对象进行分析，它左边受到绳子的拉力三个，都是FC，右边受到B测力计的拉力FB。根据二力平衡的知识得到：3FC=FB，即6FC=2FB。 那么得到：3FA=6FC=2FB。 故选D。
8.B
【解析】根据题意可知，拉力F相等，且AB和CD的距离相等，根据W=Fs可知，拉力做的功一样多，故A错误；
若SAB>SCD且tAB=tCD ，根据公式可知，速度vAB>vCD。根据P=Fv可知，拉力做功功率PAB>PCD,则拉力在AB段做功快，故B正确；
若SAB=SCD且tAB>tCD ，根据公式可知，速度vABPCD,则拉力在CD段做功快，故C错误；
根据W=Fs=Fvt可知，只知道拉力和速度的大小关系，不知道时间的大小，无法判断做功的大小，故D错误。 故选B。
9.B
【解析】根据W=Fs可知，做功的大小只与物体受到的力和物体在力的方向上通过的距离有关。根据题目描述可知，两个物体受到的力F大小相等，且运动的距离s相等，因此对两个物体做的功相等，故B正确，而A、C、D错误。 故选B。
10.D
【解析】A.根据图像可知，运动员先加速后减速再匀速，那么他受到的合力先向下后向上最后为零，即重力先大于阻力，再重力小于阻力，最后重力等于阻力，故A错误；
B.后15s经过的距离s=vt=6m/s×15s=90m，则下落的平均速度，故B错误；
C.由于与空气摩擦，因此机械能会不断的转换为内能，则机械能不断减小，故C错误；
D.重力做功W=Gh=500N×300m=1.5×105J；
重力做功的功率，故D正确。 故选D。
11.D
【解析】A.根据乙图可知，0~2s内物体的速度为零，即处于静止状态，此时它受到的推力和摩擦力相互平衡，即二者大小相等，故A错误；
B.根据乙图可知，2~4s内物体做加速运动，此时它受到合力的方向与运动方向相同，即F-f>0，也就是F>f，肯定不是平衡力，故B错误；
C.根据图乙可知，4~6s内物块做匀速直线运动，此时它受到的摩擦力等于推力2N。再t=3s时，物体做加速运动，它对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力不变，还是2N，故C错误；
D.根据乙图可知，4~6s内物块做匀速直线运动，速度为4m/s，那么物块通过的距离：s=vt=4m/s×2s=8m，推力做功：W=Fs=2N×8m=16J，故D正确。 故选D。
12.C
【解析】从a到b的过程中，小球不受阻力，只受水平向右的弹力，此时合力的方向与运动方向相同，小球做加速运动，因此小球的动能逐渐增大，故C正确；
当小球到达b点时，弹簧恢复原长，弹力消失，此时小球受到的合力为零，加速停止，此时速度最大，故A错误；
小球在a点时压缩程度最大，因此弹性势能最大，故B错误；
从b点到c点，弹簧被拉长，且越来越长，因此弹性势能变大，故D错误。 故选C。
13.C
【解析】物体在竖水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力．从A到B过程中，弹簧的弹力水平向右，摩擦力水平向左，弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，故物体先加速后减速，因此动能最大的位置在A和B之间。从B到C过程，物体由于惯性继续向前运动，摩擦力方向向左，物体做减速运动；当质量一定时，速度越大动能越大，速度越小动能越小，所以物体从A到B过程中，动能先增大后减小，从B到C过程中，动能一直减小．故ABD错误，C正确． 故选C。
14.】A
【解析】①物体C向右运动，相当于AB向左运动，因此物体C对AB的摩擦力方向向右，故①正确；
②木块AB受到重力、支持力、摩擦力以及墙壁的支持力，故②错误；
③对面对C的支持力等于木板AB的压力和C的重力之和，与C的重力大小不同，肯定不是平衡力，故③错误；
④B为支点，AB的重力为阻力F2，阻力臂为AB的一半保持不变；C的支持力为动力，CB为动力臂；根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，C向右运动，动力臂CB变小，那么动力肯定增大，即C对AB的支持力增大；根据相互作用力原理可知，AB对C的压力增大，因此C受到的摩擦力肯定增大，那么水平力F肯定增大。 上面说法正确的是①④。故选A。
15.96；右
【解析】（1）A点受到向上的压力为：
F=△pS=（5.81×105Pa-1.01×105Pa）×6×10-4m2=288N；
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知：F OA=G OB；
因OA：AB=1：2，故OA：OB=1：3，
得到：288N×1=G×3；
解得：G=96N。
（2）若锅炉承受的最大压强减小，则A点受到的蒸汽压力FA减小。此时A点的力臂OA不变、重物的重力G不变，根据杠杆平衡条件G LG=FA OA可知，此时应减小重物的力臂，所以应将应将重物向右移动。
16.费力；
【解析】（1）根据图片可知，如果将人的重力看做动力，则动力臂为；绳子的拉力看做阻力，阻力臂为AB。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2）根据图片可知，B点为支点，阻力为绳子上的拉力FA，
而动力F1=G人+G木板-FA=mg-FA；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：（mg-FA）×=FA×AB； 则此人的拉力FA=。
17．10；4
【解析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：FA×OA=G2×OC；
FA×20cm=20N×10cm；
解得：FA=10N；
（2）此时G1对地面的压力为：F=pS=2×104Pa×（0.05m×0.05m）=50N；
那么物体G1的重力：G1=F+FA=10N+50N=60N；
当它对地面的压力为零时，杠杆上A的拉力刚好等于它的重力，
根据杠杆的平衡条件得到：G1×OA=G2×OD；
60N×20cm=20N×OD；
解得：OD=60cm；
那么G2运动的路程为：s=OD-OC=60cm-10cm=50cm；
那么G2的速度为：。
18.Gh；小于
【解析】在铁球下落时，铁球的重力势能转化为它的动能和弹簧的弹性势能；
在C点小球速度为0，那么动能为0，这时小球的重力势能全部转化为弹性势能，即：；
到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零，
因此从B到C时，小球的速度在不断减小，
那么这个过程中小球受到的合力向上，即：它受到的向下的重力小于向上的弹力。
19.静止；24；4
【解析】由图乙中速度—时间图线可知，在2秒末时物体处于静止状态。第6秒末到第9秒末时，推力的大小为4N，运动的距离为s=vt=2m/s×3s=6m，所以W=Fs=4N×6m=24J。由分析可知3—6秒时的摩擦力与6—9秒时的大小相同，6—9秒时物体做匀速直线运动，推力F与摩擦力是一对平衡力，所以f=F=4N。
20.（1）解：绳子端移动的距离：S=6h=6×10cm=60cm=0.6m
（2）解：物体的重力G=mg=0.6kg×10N/kg=6N；克服重力做的功W=Gh=6N×0.1m=0.6J
（3）解：该装置的机械效率η=W有/W总×100%=Gh/Fs×100%=0.6J/2×0.6J×100%=50%
【解析】（1）使用滑轮组提升重物时，根据s=nh计算出绳子自由端移动的距离；
（2）首先根据G=mg计算物体A的重力，再根据W=Gh计算克服重力做的功；
（3）首先根据W总=Fs计算出滑轮组做的总功，再根据计算滑轮组的机械效率。
21.（1）解：由图丙可知，在2～3s内，重物做匀速运动，v1 = 3.0m/s
拉力F1=40N，绳子自由端移动速度v2 = 3v1 = 9m/s
P = F1v2 = 40N×9m/s = 360W
（2）解：由图乙可知，在1～2s内，F2=50N
图乙可知，物体上升距离h = 1.5m
则绳子自由端移动距离s = 3h = 3×1.5m = 4.5m
W = F2s = 50N×4.5m = 225J
（3）解：由图丙可知，2～3s内，重物做匀速运动，受力平衡，
F = 1/3(G物+G动）即40N = 1/3(100N + G动） ∴G动 = 20N
绳子自由端的最大拉力是600N
G大 = 3F大－G动 = 3×600N-20N = 1780N
22.（1）由 可得，
物体的体积：；
（2）物体浸没在水中时所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N；
（3）物体的重力：G=mg=120kg×10N/kg=1200N，
设物体在水中受到的拉力为F1，
因F1+F浮=G，
所以F1=G-F浮=1200N-750N=450N，
设出水面前、后牵引力作用在绳端的拉力为F、F′，动滑轮的重力为G1，
因不计摩擦、绳重及水的阻力
所以，物体出水面前：①
物体出水面后：②
由①②两式相比可得： ，
解得：G1=300N
根据①式得：，
物体出水面前的机械效率：。
23.（1）设手机可以伸出底座外的最大长度为L1，
根据杠杆的平衡条件得到：G手机×L2=G大理石×L1；
m手机×L2=m大理石×（20cm-L1）；
160g×（L1- ）=240g×（20cm-L1）；
解得：L1=16cm。
（2）当以底座的左边缘为支点时，
根据杠杆的平衡条件得到：160g×（12cm-10cm）=m大理石×（20cm-12cm）；
解得：m大理石=40g；
当以底座的右边缘为支点时，
根据杠杆的平衡条件得到：160g×（12cm+4cm-10cm）=m大理石×（20cm-12cm-4cm）；
解得：m大理石'=240g；
因此重物的质量范围为40g~240g。
24.（1）解：m物=700g=0.7kg，G物=m物g=0.7kg×10N/kg=7N
∵杠杆平衡
∴FA×OA=FB×OB，FA×0.2m=7N×0.3m，FA=10.5N
（2）解：m水=750g=0.75kg，G水=m水g=0.75kg×10N/kg=7.5N，
F=pS=50×10-4m3×2000Pa=10N
F浮=F–G水=10N-7.5N=2.5N
（3）解： 物块排开水的体积 ；
则物块的体积为：V=2V排=2.5×10-4m3×2=5×10-4m3；
则物块的密度： ；
（4）当A端细绳的拉力为零时，小球的重力相当于阻力，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G球×L2'=FB×OB；
G球×L2'=（G-F浮）×OB；
0.9kg×10N/kg×L2'=（7N-2.5N）×0.3m；
解得：L2'=0.15m；
则小球的速度为： 。
25．（1）解：如答图所示。
（2）解：根据杠杆平衡条件得：F绳× AO＝G×BO，即8N× ×(1.6m－0.4m)＝G×0.4m，G＝12N。
（3）解：球的重力G球＝m球g＝0.5kg×10N/kg＝5N，当绳子拉力为0时，设球离O点距离为L球，则根据杠杆平衡条件得：G球×L球＝G×BO，即：5N×L球＝12N×0.4m，L球＝0.96m＝96cm。运动时间t＝ ＝ ＝4.8s。
【解析】（1）首先将绳子沿反方向延长，然后通过支点O做它的垂线段，这条垂线段就是拉力的力臂，如下图所示：
（2）根据图片可知，动力臂L与30°角相对，
那么动力臂L等于AO长度的一半；
根据杠杆平衡条件得：F绳×AO＝G×BO，
即8N××(1.6m－0.4m)＝G×0.4m，
解得：G＝12N。
（3）球的重力G球＝m球g＝0.5kg×10N/kg＝5N，
当绳子拉力为0时，设球离O点距离为L球，
则根据杠杆平衡条件得：G球×L球＝G×BO，
即：5N×L球＝12N×0.4m，
解得：L球＝0.96m＝96cm。
运动时间。
功和能、杠杆、滑轮组