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3.4 简单机械
1．下列各图是正在使用的杠杆，其中属于费力杠杆的是（ ）
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
2．如图所示，杠杆处于平衡状态，若将A处的钩码向右移动一格，为使杠杆重新平衡可以（ ）
A．把B处钩码向右移动一格 B．在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格
C．把B处钩码拿掉一个 D．在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格
3．如图所示，一根木棒在一个始终竖直向上的拉力F作用下绕转轴O自由转动（不计摩擦），使木棒的下端由A处缓慢地抬升到B处。这一过程中，拉力F的大小如何变化（ ）
A．逐渐增大 B．保持不变 C．逐渐减小 D．无法确定
4．小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮
B．人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
5．如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且G动小于G物，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙
B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙
C．绳子自由端的拉力大小为F甲＞F乙＝F丙
D．三个装置的机械效率为η甲＞η乙＝η丙
6．人的前臂相当于一根杠杆，对于这根杠杆在提起重物的过程中，下列分析合理的是（ ）
A．前臂杠杆的支点O在肘关节处 B．肱二头肌给桡骨的力F1是阻力
C．重物给前臂的力F2是动力 D．前臂是一根省力杠杆
7．小金用如图滑轮组提起一个重物，已知重物重力为G，小金重力为500N，不计绳子与滑轮之间的摩擦力。以下说法中正确的是（ ）
A．若不计滑轮重力，小金可以提起的重物最大重力不超过500N
B．若小金将绳子竖直向下拉动2m，则重物可以提升4m
C．若G＝600N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮的重力为200N
D．若小金向右拉动绳子，所需的拉力将会逐渐增大
8．下列关于科学课中的活动分析正确的是（ ）
A．实验甲说明使用定滑轮能省力 B．实验乙说明大气只存在向下的压力
C．实验丙说明可燃物燃烧需温度达到着火点
D．实验丁说明液体受热下降，遇冷上升，形成对流
9．轻质杠杆每小格的长度相等，O为支点。在杠杆左侧挂一物体甲，若在杠杆右侧挂一物体乙，并在物体乙的下方拴接一个弹簧，如图所示，当杠杆在水平位置时，整个装置处于平衡状态。已知物体乙的重力为600N，弹簧对物体乙的作用力为300N．下列说法正确的是（ ）
A．物体甲的重力不可能为450N B．物体甲的重力可能为300N
C．物体乙受到弹簧的一定处于压缩状态
D．物体乙受到绳子的拉力可能为900N或300N
10．有一种多功能剪刀，如图所示，图中标注了该剪刀的相关用途。对于它的使用，以下分析正确的是（ ）
A．做为剪刀使用时：物体越靠近O点越省力
B．做为启瓶器使用时：它是一个费力杠杆
C．做为削皮刀使用时：刀刃很锋利，是为了增大压力把果皮削掉
D．做为挤压钳使用时：挤压齿尖锐，是为了减小压强把果壳挤开
11．手推着载有重物的推车过障碍物时，若要从如图四点中选择一点施力将前轮略微提起。其中最省力的点是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
12．小明用如图所示滑轮组拉着A、B物体一起匀速前进，绳子自由端运动了0.2m，若物体B与地面的摩擦力为9N。（绳重，滑轮重，绳与滑轮摩擦不计）。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做功为1.8J B．拉力F增加，地面对B的摩擦力增加
C．该滑轮组的机械效率为80% D．A、B间的摩擦力为0N
13．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静止在光滑地面上，弹簧测力计示数为30N，下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到的摩擦力为20N B．拉力F的功率为1.0W
C．滑轮组的机械效率为75% D．拉力F增大时，弹簧测力计示数增大
14．小明用如图装置“测量大气压”时，发现弹簧秤的量程太小，无法拉开紧贴在地面上的吸盘，于是他加了一个轻质滑轮，若不计滑轮自重和摩擦，下列操作最有可能完成实验的是（ ）
15．如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1，若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2，滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．F1＝168N，P1＝225W B．F2＝210N，P2＝30W
C．F2＝3F1，P1＝P2 D．F1＝F2，P1＝3P2
16．即将放寒假，某同学利用拉杆箱将学校里的物品运回家里。他所用的拉杆箱示意图如图所示。装有物品的拉杆箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F使拉杆箱保持静止。下列说法中正确的是（ ）
A．其他条件不变，仅伸长拉杆的长度，拉力F增大
B．其他条件不变，拉力F的方向沿顺时针改变20°，拉力F减小
C．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，拉力F增大
D．使拉力F的方向沿顺时针改变40°，通过调节拉力大小，不能使拉杆箱保持静止
17．我们经常用摩擦力的知识来分析拔河比赛的输赢情况。如图，小明和爸爸妈妈通过一个滑轮组进行拔河比赛。已知爸爸与地面之间的摩擦力最大可达540牛。为了胜过爸爸，小明能挺住不动，则妈妈与地面间的摩擦力至少应达到（不计滑轮重、绳重及其摩擦）（ ）
A．540牛 B．270牛 C．360牛 D．200牛
18．杆秤（如图）是中国最古老也是现今人们仍然在使用的测量工具。
（1）在制作杆秤时需要用到的测量工具有 ____________________________（写2个）。
（2）已知该秤盘质量为0.5kg（杆秤的质量忽略不计），秤砣质量为1kg，OA距离为10厘米，则零刻度位置距提纽O点 _________厘米。
19．实验是科学研究的重要手段。
（1）“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图甲所示，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 ______N。
（2）如图乙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时，A的气压会小于待抽气容器，请分析图丙中的过滤方式与普通过滤方式相比，所具有的优点是 __________________。
20．如图所示，在水平拉力F的作用下，重为50牛的物体A沿着水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为3牛，绳和滑轮的重力以及绳和滑轮之间的摩擦均不计。则：
（1）A与水平桌面的摩擦力大小是 _________牛。
（2）此装置中，在拉动过程中动滑轮的作用是 _________（填“省力”或“省距离”）。
21．用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是_________（选填“A”或“B”），动滑轮重为_________N。
22．共享单车不但为出行带来很大方便，而且还健康、环保。如图是车篮子示意图，CAB可视为一个杠杆，AC长24厘米，AB长6厘米。若以A为支点，物体放在篮子中心C点，则（1）紧固螺丝B处对篮子的作用力方向是_________（选填“F1”、“F2”或“F3”）。
（2）若不计车篮子自身重力，车篮子载物20牛时，B处受力大小约为 _________牛。
23．如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动，不计滑轮与绳子间摩擦。
（1）图中D为 _________（填“定”或“动”）滑轮。
（2）现用水平向左的拉力F作用于物体A，使物体B匀速上升，拉力F的大小为 _________N，物体A受到摩擦力的方向为 __________________。（选填“水平向左”或“水平向右”）
24．如图所示，轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动（AB＝2AO）。将棱长为10cm的正方体合金块，用轻绳挂在A点处，合金的质量是9kg，在B点施加竖直向上的力F1＝_________时，杠杆在水平位置平衡，此时合金块对水平地面的压强恰好为0．若撤去F1，在B点施加力F2＝52N的力时，合金块对地面的压强为_________Pa。
25．小陈测量“滑轮组机械效率”实验中的某次情形如图，测得的实验数据记录如表。
钩码总重G/N 钩码上升高度h/cm 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/cm
1.5 10 0.4 30
（1）实验中小陈拉动测力计移动距离是钩码上升高度的3倍，是因为__________________。
（2）根据表中的数据计算滑轮组机械效率为 _________%。对于这个结果你认为正确吗？请分析原因：___________________________。
（3）对测定滑轮组机械效率有影响的因素有__________________（写出一点）。
26．杆秤（如图甲）是我国古老的质量测量工具，如今人们仍然在使用。小科想：是否可以将杆秤改成“密度秤”，于是利用身边的物品，进行了如下操作：
【制作步骤】
步骤Ⅰ：取一根粗细均匀的木棒，制作好“密度秤”。未悬挂秤砣时提起秤纽，发现木棒不能水平平衡。小科将木棒换成了头粗尾细的筷子，并在杯中放入几枚硬币，移动秤砣，当“密度秤”在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度线（单位：g/cm3）。
步骤Ⅱ：按图丙所示，在杯中倒入一定量的水，提起秤纽，移动秤砣，当“密度秤”再次在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度，再将BC两刻度线之间分为10等份。
步骤Ⅲ：在杯中倒入“等量”的酒精，移动秤砣使“密度秤”再次在水平位置平衡，测得酒精的密度。
【反思总结】（1）杆秤的工作原理是_________。
（2）步骤Ⅰ中将图乙中的木棒换成筷子的目的是 ____________________________________。
（3）步骤Ⅲ中“等量”的意思是 ___________________________。
（4）小科用该“密度秤”测量食盐水的密度，发现秤砣移至最右端还不能水平平衡。为达到实验目的，下列操作可行的是 _________。
A．提纽左移 B．增加杯中硬币数量 C．增大秤砣质量 D．减少水量
小柯同学把杆秤改装成能粗略测量液体密度的密度秤，在秤钩位置挂着一个金属块，当秤砣在O点时秤杆恰好平衡（如图甲所示）。当用该密度秤测量某种液体密度时，移动秤砣至重新平衡，如图乙所示，请用所学知识解释该密度秤的原理。
28．实验是科学研究的重要手段。
（1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。
①杠杆在如图甲所示的位置静止时_________（填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。
②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 _________N。
（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会 _________（填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是___________________________。
29．为了解决城市道路因排水不畅而导致的道路积水问题，某兴趣小组设计了一款能自动打开、自动复原的装置，如图甲所示。细绳的一端连接支撑杆底部，一端通过定滑轮与水槽相连。轻质塑料体和支撑杆均与排水井盖固定，塑料体与水槽间不紧贴，路面的积水可以通过排水孔流入井盖。当暴雨时，路面积水进入水槽的速度大于下水孔出水速度，水槽蓄水至一定程度，水槽下降，井盖抬升，从而使路面积水从井盖下方排走，如图乙、图丙所示。已知，塑料体井盖质量为15千克，水槽质量为5千克，底面积为0.06米2，轻质塑料体的底面积为0.006米2。
（1）在该装置中，定滑轮的作用为___________________________。
（2）计算水槽总蓄水量至少多少深度可以将井盖刚好抬升。
（3）在设计时，为了使井盖能顺利上升和下降，需要考虑的因素是__________________。
第2题
第3题
第4题
第5题
第6题
第7题
第9题
第10题
第11题
第12题
第13题
A．
B．
C．
D．
第15题
第16题
第17题
第18题
第19题
第20题
第21题
第22题
第23题
第24题
第25题
第26题
第27题
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3.4 简单机械（带答案）
1．下列各图是正在使用的杠杆，其中属于费力杠杆的是（ ）
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
解：①核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；②筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；③羊角锤动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
④钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。故选：D。
2．如图所示，杠杆处于平衡状态，若将A处的钩码向右移动一格，为使杠杆重新平衡可以（ ）
A．把B处钩码向右移动一格 B．在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格
C．把B处钩码拿掉一个 D．在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格
解：设一个钩码为G，一格的长度为L；将A处的钩码向右移动一格，左侧：3G×L＝3GL，
A、把B处钩码向右移动一格，右侧：2G×4L＝8GL≠3GL，故A错误；
B、在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格，右侧：3G×2L＝6GL≠3GL，故B错误；
C、把B处钩码拿掉一个，3G×L′＝3GL，可使杠杆在水平位置再次平衡，故C正确，
D、在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格，右侧：4G×4L＝16GL≠3GL，故D错误。故选：C。
3．如图所示，一根木棒在一个始终竖直向上的拉力F作用下绕转轴O自由转动（不计摩擦），使木棒的下端由A处缓慢地抬升到B处。这一过程中，拉力F的大小如何变化（ ）
A．逐渐增大 B．保持不变 C．逐渐减小 D．无法确定
解：一根木棒在一个始终竖直向上的拉力F作用下绕转轴O自由转动，在转动的过程中，阻力大小不变，根据三角形知识可知，动力臂和阻力臂的比值不变，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力的大小不变，故B正确。故选：B。
4．小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮 B．人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
解：A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；
B、使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；
C、不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；
D、使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。故选：C。
5．如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且G动小于G物，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙
B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙
C．绳子自由端的拉力大小为F甲＞F乙＝F丙 D．三个装置的机械效率为η甲＞η乙＝η丙
解：A、克服物体重力做的功为有用功，甲、乙、丙三种装置做的有用功都为W有用＝G物h，故A正确；
B、从图中可知，甲为定滑轮（n＝1），乙为动滑轮（n＝2），丙为滑轮组（n＝3），在相同的时间内物体被提升的高度均为h，则绳子自由端移动的距离s甲＝h，s乙＝2h，s丙＝3h，因此s甲＜s乙＜s丙，运动时间相同，根据v＝可知绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙，故B正确；
C、不计绳重和摩擦，F甲＝G物，F乙＝×（G物+G动），F丙＝×（G物+G动），滑轮质量均相等且G动小于G物，故F甲＞F乙＞F丙，故C错误；
D、不计绳重和摩擦，甲的有用功与总功相等，机械效率为100%，乙和丙克服动滑轮的重力做的功为额外功，W额＝G动h，乙、丙两种装置的机械效率η＝＝＝，则η乙＝η丙，故D正确。 故选：C。
6．人的前臂相当于一根杠杆，对于这根杠杆在提起重物的过程中，下列分析合理的是（ ）
A．前臂杠杆的支点O在肘关节处 B．肱二头肌给桡骨的力F1是阻力
C．重物给前臂的力F2是动力 D．前臂是一根省力杠杆
解：ABC、用手提起重物时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处，故A正确、BC错误；
D、用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆，故D错误。
故选：A。
7．小金用如图滑轮组提起一个重物，已知重物重力为G，小金重力为500N，不计绳子与滑轮之间的摩擦力。以下说法中正确的是（ ）
A．若不计滑轮重力，小金可以提起的重物最大重力不超过500N
B．若小金将绳子竖直向下拉动2m，则重物可以提升4m
C．若G＝600N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮的重力为200N
D．若小金向右拉动绳子，所需的拉力将会逐渐增大
解：由图知，承担物重的绳子股数n＝2。
A、不计绳子与滑轮之间的摩擦力，若不计滑轮重力，拉力F＝G，而小金的最大拉力F最大＝G人＝500N，可以提起的重物最大重力G最大＝2F最大＝2×500N＝1000N，故A错误；
B、若小金将绳子竖直向下拉动s＝2m，重物提升高度h＝s＝s＝×2m＝1m，故B错误；
C、不计绳子与滑轮之间的摩擦力时滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，
若G＝600N时，滑轮组的机械效率为75%，可得：75%＝
解得动滑轮的重力G动＝200N，故C正确；
D、由于定滑轮不能省力，只能改变动力的方向，所以当小金向右拉动绳子，所需拉力的大小不变，故D错误。 故选：C。
8．下列关于科学课中的活动分析正确的是（ ）
A．实验甲说明使用定滑轮能省力 B．实验乙说明大气只存在向下的压力
C．实验丙说明可燃物燃烧需温度达到着火点
D．实验丁说明液体受热下降，遇冷上升，形成对流
解：A、定滑轮只能改变用力方向，不能省力，故A错误；
B、大气压向各个方向都有压力，故B错误；
C、可燃物燃烧需要温度达到着火点，才能燃烧，故C正确；
D、液体或气体受热上升、遇冷下降，形成对流，故D错误。 故选：C。
9．轻质杠杆每小格的长度相等，O为支点。在杠杆左侧挂一物体甲，若在杠杆右侧挂一物体乙，并在物体乙的下方拴接一个弹簧，如图所示，当杠杆在水平位置时，整个装置处于平衡状态。已知物体乙的重力为600N，弹簧对物体乙的作用力为300N．下列说法正确的是（ ）
A．物体甲的重力不可能为450N B．物体甲的重力可能为300N
C．物体乙受到弹簧的一定处于压缩状态
D．物体乙受到绳子的拉力可能为900N或300N
解：由题，物体乙受到的弹簧的作用力可能向上，也可能向下，所以弹簧可能处于拉伸也可能处于压缩状态，故C错误；
若物体乙受到的弹簧的作用力方向向上，则此时乙物体对杠杆拉力是F拉＝G﹣F弹＝600N﹣300N＝300N，所以据杠杆的平衡条件知：G甲L甲＝F拉L乙，
设杠杆上每小格长为L，则：G甲＝＝＝150N；
若物体乙受到的弹簧的作用力方向向下，此时乙物体对杠杆拉力是F拉＝G+F弹＝600N+300N＝900N，故此时乙受到绳子的拉力是900N，即D正确；
物体乙受到的弹簧的作用力方向向下的情况下，根据杠杆的平衡条件知：
G甲L甲＝F拉L乙，故G甲＝＝＝450N，故A错误，B错误。
故选：D。
10．有一种多功能剪刀，如图所示，图中标注了该剪刀的相关用途。对于它的使用，以下分析正确的是（ ）
A．做为剪刀使用时：物体越靠近O点越省力
B．做为启瓶器使用时：它是一个费力杠杆
C．做为削皮刀使用时：刀刃很锋利，是为了增大压力把果皮削掉
D．做为挤压钳使用时：挤压齿尖锐，是为了减小压强把果壳挤开
解：A、做剪刀使用时：当所剪物体放在边缘时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；当所剪物体放在靠里边时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；当放在与动力臂相同的地方，是等臂杠杆，即不省力也不费力；所以物体越靠近O点越省力，故A正确；
B、做为启瓶器使用时，应用了杠杆的知识，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故B错误。
C、做削皮刀使用时：刀刃很锋利，是在压力一定的条件下，减小接触面积增大压强，故C错误；
D、做挤压钳：应用了压强和摩擦力的知识。挤压齿尖且参差不齐，不仅通过减小受力面积的方法增大了压强；还通过增加表面粗糙程度的方法增大了摩擦力，既利于挤压果壳。又避免坚果滑落，故D错误； 故选：A。
11．手推着载有重物的推车过障碍物时，若要从如图四点中选择一点施力将前轮略微提起。其中最省力的点是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
解：根据杠杆的平衡条件F1×L1＝F2×L2可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长；若要从如图四点中选择一点施力，将前轮略微提起，是围绕后轮与地面的接触点转动（即该点为支点），分别比较在A、B、C、D四点施加力的力臂，可知只有在A点施力时，动力臂最长，则此时最省力。故选：A。
12．小明用如图所示滑轮组拉着A、B物体一起匀速前进，绳子自由端运动了0.2m，若物体B与地面的摩擦力为9N。（绳重，滑轮重，绳与滑轮摩擦不计）。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做功为1.8J B．拉力F增加，地面对B的摩擦力增加
C．该滑轮组的机械效率为80% D．A、B间的摩擦力为0N
解：A、由图可知，n＝3，绳重，滑轮重，绳与滑轮摩擦不计，拉力F为：F＝f＝×9N＝3N，
则拉力做的功为：W总＝Fs绳＝3N×0.2m＝0.6J，故A错误；
B、当拉力F增加时，B对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以地面对B的摩擦力不变，故B错误；
C、物体B移动的距离为：s物＝s绳＝×0.2m＝m，
有用功为：W有＝fs物＝9N×m＝0.6J，
则该滑轮组的机械效率为：η＝＝×100%＝100%，故C错误；
D、A水平方向不受外力而做匀速直线运动，所以A、B间的摩擦力为0N，故D正确。
故选：D。
13．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静止在光滑地面上，弹簧测力计示数为30N，下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到的摩擦力为20N B．拉力F的功率为1.0W
C．滑轮组的机械效率为75% D．拉力F增大时，弹簧测力计示数增大
解：A．物体B静止在光滑地面上时处于平衡状态，弹簧测力计对B水平向右的拉力和物体A对物体B水平向左的摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，由弹簧测力计的示数可知，fAB＝F弹簧＝30N，
因物体A对物体B水平向左的摩擦力与物体B对物体A水平向右的摩擦力是一对相互作用力，所以物体A受到的摩擦力fBA＝fAB＝30N，故A错误；
B．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则绳子自由端移动的速度vF＝nvA＝2×0.1m/s＝0.2m/s，则拉力F的功率P＝＝＝FvF＝20N×0.2m/s＝4W，故B错误；
C．滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝75%，故C正确；
D．拉力F增大时，A将做加速运动，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，则物体A对物体B水平向左的摩擦力不变，物体B对物体A水平向右的摩擦力也不变，即物体B仍然静止，弹簧测力计示数不变，故D错误。故选：C。
14．小明用如图装置“测量大气压”时，发现弹簧秤的量程太小，无法拉开紧贴在地面上的吸盘，于是他加了一个轻质滑轮，若不计滑轮自重和摩擦，下列操作最有可能完成实验的是（ ）
解：AB、AB图中两个滑轮均为定滑轮，定滑轮不省力，只能改变力的方向，故AB错误；
C、滑轮作为动滑轮使用，不计滑轮自重和摩擦，能省一半的力，故C正确；
D、滑轮作为动滑轮使用，弹簧测力计作用在滑轮轴上，不计滑轮自重和摩擦，弹簧测力计拉力为绳子拉力的2倍，故D错误。 故选：C。
15．如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1，若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2，滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．F1＝168N，P1＝225W B．F2＝210N，P2＝30W
C．F2＝3F1，P1＝P2 D．F1＝F2，P1＝3P2
解：（1）拉物体A的绳子克服阻力做的功为有用功，拉力F1做的功为总功，
滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝，
拉力：F1＝＝＝210N﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
又v拉1＝v物1。拉力F1的功率为：
P1＝＝＝F1×v拉1＝F1×v物1＝210N××1.5m/s＝105W﹣﹣﹣﹣②；故A错误；
（2）因滑轮自重和绳重忽略不计，滑轮组在拉力F2作用下时，仍拉着物体A做匀速运动，由影响摩擦力大小的因素，受到阻力不变，故此时滑轮组的机械效率不变，
同理：F2＝＝＝210N﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
P2＝F2×v拉2＝F2×v物2＝210N××0.5m/s＝35W﹣﹣﹣﹣﹣④，故B错误；
（3）由①③得：F1＝F2；由②④得：P1＝3P2，故C错误，D正确。故选：D。
16．即将放寒假，某同学利用拉杆箱将学校里的物品运回家里。他所用的拉杆箱示意图如图所示。装有物品的拉杆箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F使拉杆箱保持静止。下列说法中正确的是（ ）
A．其他条件不变，仅伸长拉杆的长度，拉力F增大
B．其他条件不变，拉力F的方向沿顺时针改变20°，拉力F减小
C．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，拉力F增大
D．使拉力F的方向沿顺时针改变40°，通过调节拉力大小，不能使拉杆箱保持静止
解：A、由图知，O为支点，反向延长力F的作用线，由O点做F作用线的垂线，垂线段长为其力臂L，如下图所示：
其它条件不变时，仅伸长拉杆的长度，由图可知，动力臂会变大，在阻力、阻力臂不变时，动力臂变大，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”可知，拉力F减小，故A错误；
B、其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变20°，动力臂会变小，在阻力、阻力臂不变时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，拉力F增大，故B错误；
C、箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，阻力不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，拉力F减小，故C错误；
D、使拉力F的方向沿顺时针改变40°，此时拉力方向向下，阻力方向不变，仍然竖直向下，在两个向下的力作用下，无论怎样调节拉力大小，都不能使拉杆箱保持静止，故D正确。 故选：D。
17．我们经常用摩擦力的知识来分析拔河比赛的输赢情况。如图，小明和爸爸妈妈通过一个滑轮组进行拔河比赛。已知爸爸与地面之间的摩擦力最大可达540牛。为了胜过爸爸，小明能挺住不动，则妈妈与地面间的摩擦力至少应达到（不计滑轮重、绳重及其摩擦）（ ）
A．540牛 B．270牛 C．360牛 D．200牛
解：若不计滑轮重、绳重及滑轮组摩擦，小明所使用的拉力F＝f＝×540N＝180N；
由于爸爸妈妈在轻质滑轮组两端拉着滑轮组，则f妈妈＝f爸爸﹣F＝540N﹣180N＝360N，故ABD错误，C正确。 故选：C。
18．杆秤（如图）是中国最古老也是现今人们仍然在使用的测量工具。
（1）在制作杆秤时需要用到的测量工具有 弹簧测力计和刻度尺 （写2个）。
（2）已知该秤盘质量为0.5kg（杆秤的质量忽略不计），秤砣质量为1kg，OA距离为10厘米，则零刻度位置距提纽O点 5 厘米。
解：（1）制作杆秤需要测量秤砣和秤盘、标准码的重力和力臂的长度，需要用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺；
（2）已知该秤盘质量为0.5kg（杆秤的质量忽略不计），秤砣质量为1kg，OA距离为10厘米，零刻度表示秤盘中没有其他物体，假设0刻度在D点，根据杠杆的平衡条件有：
G砣×OD＝G盘×OA，即：m砣g×OD＝m盘g×OA，1kg×OD＝0.5kg×10cm，
所以OD＝5cm。故答案为：弹簧测力计和刻度尺；5。
19．实验是科学研究的重要手段。
（1）“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图甲所示，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 1.5 N。
（2）如图乙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时，A的气压会小于待抽气容器，请分析图丙中的过滤方式与普通过滤方式相比，所具有的优点是 会加快过滤速度 。
解：（1）若每个小格长L，在A点挂2个相同的钩码，在B点竖直向下拉弹簧测力计，让杠杆在水平位置平衡，
根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2有：
2×0.5N×3L＝F×2L，解得F＝1.5N，弹簧测力计的示数应为1.5N；
（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时，A处的流速大于待抽气容器处，则A的气压会小于待抽气容器；图丁中自来水通过抽气泵抽出锥形瓶内的空气，使得锥形瓶内气压减小，小于外界气压，故会加快过滤速度。
故答案为：（1）1.5；（2）会加快过滤速度。
20．如图所示，在水平拉力F的作用下，重为50牛的物体A沿着水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为3牛，绳和滑轮的重力以及绳和滑轮之间的摩擦均不计。则：
（1）A与水平桌面的摩擦力大小是 3 牛。
（2）此装置中，在拉动过程中动滑轮的作用是 省距离 （填“省力”或“省距离”）。
解：（1）由题意可知，弹簧测力计B测出了动滑轮上绳子的拉力为3N，则物体A受到拉力F拉＝3N；
因为物体A做匀速直线运动，所以物体A受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，则A受到的摩擦力f＝F拉＝3N；
（2）图中拉力F作用在动滑轮的轴上，与滑轮左侧两段绳子的拉力平衡，则：F＝2F拉＝2×3N＝6N；
由于动滑轮有两段绳子拉着滑轮，拉力F作用在轴上，所以费力但省距离。
故答案为：3；省距离。
21．用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 A （选填“A”或“B”），动滑轮重为 40 N。
解：（1）由图甲可知，n＝3，则绳子自由端移动距离s＝3h，所以绳子自由端移动的速度与物体提升速度的3倍，因此图乙中倾斜直线A是绳子自由端运动的s﹣t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s﹣t图像；
（2）不计绳重和摩擦，则动滑轮重力：G动＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N。故答案为：A；40。
22．共享单车不但为出行带来很大方便，而且还健康、环保。如图是车篮子示意图，CAB可视为一个杠杆，AC长24厘米，AB长6厘米。若以A为支点，物体放在篮子中心C点，则（1）紧固螺丝B处对篮子的作用力方向是 F3 （选填“F1”、“F2”或“F3”）。
（2）若不计车篮子自身重力，车篮子载物20牛时，B处受力大小约为 80 牛。
解：（1）根据杠杆中动力和阻力的定义可知，图中作用在点C的阻力使车篮子绕点A逆时针转动，作用在点B的动力应使车篮子绕点A顺时针转动，力F1使车篮子逆时会转动，力F2的作用线通过支点A，无法使杠杆的平衡，力F3使车篮子顺时针转动，故选F3；
（2）根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得，G×AC＝F3×AB，即20N×24cm＝F3×6cm，解得F3＝80N。 故答案为：F3；80。
23．如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动，不计滑轮与绳子间摩擦。
（1）图中D为 动 （填“定”或“动”）滑轮。
（2）现用水平向左的拉力F作用于物体A，使物体B匀速上升，拉力F的大小为 150 N，物体A受到摩擦力的方向为 水平向右 。（选填“水平向左”或“水平向右”）
解：（1）由图可知，D滑轮随物体一起运动，因此D滑轮是动滑轮；C滑轮固定不动，因此C滑轮是定滑轮；
（2）由图可知，承担物重的绳子股数n＝2，不计滑轮与绳子间摩擦，绳子自由端的拉力：F绳＝（GB+G动）＝×（120N+30N）＝75N；
物体A匀速运动，则拉力和摩擦力是一对平衡力，所以物体A所受摩擦力：f＝F绳＝75N，
用一水平向左的力F拉动物体A，使物体B匀速上升，此时物体A受到摩擦力方向水平向右，由于压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变，
此时拉力：F＝f+F绳＝75N+75N＝150N。
故答案为：（1）动；（2）150；水平向右。
24．如图所示，轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动（AB＝2AO）。将棱长为10cm的正方体合金块，用轻绳挂在A点处，合金的质量是9kg，在B点施加竖直向上的力F1＝ 30N 时，杠杆在水平位置平衡，此时合金块对水平地面的压强恰好为0．若撤去F1，在B点施加力F2＝52N的力时，合金块对地面的压强为 1200 Pa。
解：（1）阻力：F2＝G＝mg＝9kg×10N/kg＝90N，
杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0；对合金块进行受力分析可知，此时合金块受到竖直向下的重力和细绳对它竖直向上的拉力，并且这两个力是一对平衡力，根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2可得，G OA＝F1 OB，
即90N×OA＝F1×3OA，F1＝30N；
（2）如图所示：
从图中可以看出，OBC为直角三角形，而直角三角形30°角对应的直角边等于斜边的一半，故拉力F2的力臂为：L2＝OB，
撤去F1，在B点施加F2时，对合金块进行受力分析可知，此时合金块受重力、绳子向上的拉力及地面对它的支持力，如图所示：
因此作用在杠杆上的力为FA，根据杠杆平衡条件：F2L2＝FAOA，
即52N×OB＝FA×OB，解得FA＝78N，
则物体对地面的压力：F＝FN＝G﹣FA＝90N﹣78N＝12N，
合金块对地面的压强：p＝＝＝1200Pa。故答案为：30；1200。
25．小陈测量“滑轮组机械效率”实验中的某次情形如图，测得的实验数据记录如表。
钩码总重G/N 钩码上升高度h/cm 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/cm
1.5 10 0.4 30
（1）实验中小陈拉动测力计移动距离是钩码上升高度的3倍，是因为 承担物重的绳子有三段 。
（2）根据表中的数据计算滑轮组机械效率为 125 %。对于这个结果你认为正确吗？请分析原因： 弹簧测力计的示数读错了 。
（3）对测定滑轮组机械效率有影响的因素有 滑轮与绳子之间的摩擦 （写出一点）。
解：（1）由图可知有三段绳子承担物重，所以测力计移动距离是钩码上升高度的3倍；
（2）滑轮组的机械效率为：
η＝×100%＝＝×100%＝125%，
图示弹簧测力计的时数为0.8N，是弹簧测力计的示数读错了；
（3）因为对重物做的功是有用功，所以重物重力大小可能会影响机械效率；对动滑轮要做额外功，所以动滑轮重力也会影响机械效率；还有绳子重力以及摩擦都可能影响机械效率。
故答案为：（1）承担物重的绳子有三段；（2）125；弹簧测力计的示数读错了；（3）滑轮与绳子之间的摩擦。
26．杆秤（如图甲）是我国古老的质量测量工具，如今人们仍然在使用。小科想：是否可以将杆秤改成“密度秤”，于是利用身边的物品，进行了如下操作：
【制作步骤】
步骤Ⅰ：取一根粗细均匀的木棒，制作好“密度秤”。未悬挂秤砣时提起秤纽，发现木棒不能水平平衡。小科将木棒换成了头粗尾细的筷子，并在杯中放入几枚硬币，移动秤砣，当“密度秤”在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度线（单位：g/cm3）。
步骤Ⅱ：按图丙所示，在杯中倒入一定量的水，提起秤纽，移动秤砣，当“密度秤”再次在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度，再将BC两刻度线之间分为10等份。
步骤Ⅲ：在杯中倒入“等量”的酒精，移动秤砣使“密度秤”再次在水平位置平衡，测得酒精的密度。
【反思总结】（1）杆秤的工作原理是 杠杆平衡条件 。
（2）步骤Ⅰ中将图乙中的木棒换成筷子的目的是 消除筷子自身的重力对杠杆平衡的影响 。
（3）步骤Ⅲ中“等量”的意思是 酒精的体积与水的体积相等 。
（4）小科用该“密度秤”测量食盐水的密度，发现秤砣移至最右端还不能水平平衡。为达到实验目的，下列操作可行的是 ACD 。
A．提纽左移 B．增加杯中硬币数量 C．增大秤砣质量 D．减少水量
解：（1）杆秤的工作原理是杠杆平衡条件；
（2）筷子头粗尾细，重心偏向粗头一侧，即可以使筷子的重心与支点（秤纽）重合，由杠杆的平衡条件条件可知，此时可以消除筷子自身的重力对杠杆平衡的影响；
（3）设杯子和硬币的总质量为m0，秤砣的质量为m砣，由杠杆的平衡条件可知：G左×L左＝G右×L右，由G＝mg可得：（m0+m液）g×L左＝m砣g×L右，
即（m0+m液）×L左＝m砣×L右，
由ρ＝可得：（m0+ρ液V）×L左＝m砣×L右，则液体的密度：ρ液＝，
由题意可知，该密度秤是通过秤陀的悬挂点到“0”刻度线之间的距离来表示液体密度的，结合所推导的液体密度表达式可知，应保持液体的体积相等，
因此步骤Ⅲ中“等量”的意思是：酒精的体积与水的体积相等；
（4）由（3）推导的液体密度表达式ρ液＝可知，若秤砣移至最右端还不能水平平衡。要增加所能测液体的密度范围，可以增大右侧的力臂或减小左侧的力臂，可以将提纽左移；或者减小m0，即减少杯中硬币数量；或增大m砣，即增大秤陀质量；或减小液体的体积，即减少水量，故ACD可行、B不可行；
故选：ACD。故选：（1）杠杆平衡条件；（2）消除筷子自身的重力对杠杆平衡的影响；（3）酒精的体积与水的体积相等；（4）ACD。
27．小柯同学把杆秤改装成能粗略测量液体密度的密度秤，在秤钩位置挂着一个金属块，当秤砣在O点时秤杆恰好平衡（如图甲所示）。当用该密度秤测量某种液体密度时，移动秤砣至重新平衡，如图乙所示，请用所学知识解释该密度秤的原理。
解：当把金属块完全浸没在液体中时，杠杆左端的拉力为金属块的重力和所受浮力之差，
根据杠杆的平衡条件可知：（G金﹣F浮）×L左＝G称×L右，
金属块受到的浮力为：F浮＝，
由阿基米德原理：F浮＝ρ液gV排，可知液体的密度为：ρ液＝，
可以计算出L右对应的液体密度。
28．实验是科学研究的重要手段。
（1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。
①杠杆在如图甲所示的位置静止时 是 （填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。
②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 1.5 N。
（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会 小于 （填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是 会加快过滤速度 。
解：（1）①如图甲的位置静止时是处于杠杆平衡状态的；
②若每个小格长L，在A点挂2个相同的钩码，在B点竖直向下拉弹簧测力计，让杠杆在水平位置平衡，
根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2有：
2×0.5N×3L＝F×2L，解得F＝1.5N，弹簧测力计的示数应为1.5N；
（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时，A处的流速大于待抽气容器处，则A的气压会小于待抽气容器；图丁中自来水通过抽气泵抽出锥形瓶内的空气，使得锥形瓶内气压减小，小于外界气压，故会加快过滤速度。
故答案为：（1）①是；②1.5；（2）小于；会加快过滤速度。
29．为了解决城市道路因排水不畅而导致的道路积水问题，某兴趣小组设计了一款能自动打开、自动复原的装置，如图甲所示。细绳的一端连接支撑杆底部，一端通过定滑轮与水槽相连。轻质塑料体和支撑杆均与排水井盖固定，塑料体与水槽间不紧贴，路面的积水可以通过排水孔流入井盖。当暴雨时，路面积水进入水槽的速度大于下水孔出水速度，水槽蓄水至一定程度，水槽下降，井盖抬升，从而使路面积水从井盖下方排走，如图乙、图丙所示。已知，塑料体井盖质量为15千克，水槽质量为5千克，底面积为0.06米2，轻质塑料体的底面积为0.006米2。
（1）在该装置中，定滑轮的作用为 改变力的方向，使井盖抬升 。
（2）计算水槽总蓄水量至少多少深度可以将井盖刚好抬升。
（3）在设计时，为了使井盖能顺利上升和下降，需要考虑的因素是 滑轮转动的摩擦力、水槽的质量应小于井盖的质量等 。
解：（1）由定滑轮的特点可知，在该装置中，定滑轮的作用为改变力的方向，使井盖抬升；
（2）抬升需要得力为F＝G排水井盖﹣G水槽＝（m排水井盖﹣m水槽）g＝（15kg﹣5kg）×10N/kg＝100N，
蓄水后，刚好抬升时产生的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水×g×h×S塑料体，
蓄水后，增加的水的重力：G水＝h×（S水槽﹣S塑料体）g×ρ水，
蓄水后，水槽底部受到浮力的反作用力：F反＝F浮＝ρ水×g×h×S塑料体，F＝F浮+G水+F反，
即100N＝2ρ水×g×h×S塑料体+h×（S水槽﹣S塑料体）g×ρ水＝ρ水×g×h×S塑料体+h×（S水槽+S塑料体），
100N＝1×103kg/m3×10N/kg×h×（0.06m2+0.006m2），解得：h＝0.57m。
（3）在设计时，为了使井盖能顺利上升和下降，需要考虑的因素是滑轮转动的摩擦力、水槽的质量应小于井盖的质量等。
答：（1）改变力的方向，使井盖抬升；（2）水槽总蓄水量至少为0.57m可以将井盖刚好抬升；
（3）滑轮转动的摩擦力、水槽的质量应小于井盖的质量等。
第2题
第3题
第4题
第5题
第6题
第7题
第9题
第10题
第11题
第12题
第13题
A．
B．
C．
D．
第15题
第16题
第17题
第18题
第19题
第20题
第21题
第22题
第23题
第24题
第25题
第26题
第27题
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