2024中考冲刺之简单机械和功专题（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024中考冲刺之简单机械和功专题（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-14 09:59:33 | ||
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文档简介
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2024中考冲刺之简单机械和功专题
一、选择题（每空3分，总计45分）
1． （2022 南宁二模）停放共享自行车时，需将后轮略微提起摆放整齐。若要从如图所示的A、B、C、D四点中选择一点施加竖直向上的力，其中最省力的施力点是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
2． （2022建始县）如图所示，物体先后由倾角不同的光滑斜面1、2、3由静止开始从顶端滑到底端，它滑至底端的速度V1、V2、V3的正确关系是（ ）
A．V1＜V2＜V3 B．V1、V2、V3 C．V1＝V2＝V3 D．无法比较
3． 如图是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车，安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置，当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强p＝10MPa，水雾喷出的速度v≥10m/s，若喷孔的总面积S＝0.5cm2，当列车在平直轨道上制动减速时，将机械能转化为电能W1和内能W2，W1：W2＝9：16，如图乙是机械能的变化量△W与速度变化量△v的关系图象。若列车从108km/h开始减速，转化的电能为1kW h，则下列说法中不正确的是（ ）
A．水枪工作时，水对喷孔的压力为500N B．细水雾系统工作时，水枪的功率为5000W
C．列车减速时，机械能转化的内能为3.6×106J D．列车的速度最终将会减小到72km/h
4． 如图所示，金属小球从光滑轨道中的A点处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．小球能沿轨道向上运动到E点处
B．小球从A点加速下滑到C点时，重力没有对小球做功
C．小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小
D．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能
5． （2022南湖区月考）小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ ）
A．皮球由a到b时，动能逐渐增大 B．皮球在b点时的机械能最大
C．皮球由c到d时，机械能一直减小 D．皮球在a、c两点时动能相等
6． （2022 黄埔区一模）如图所示，爸爸和儿子在玩推箱子的游戏，他们在相同水平地面上水平向右匀速推动相同的箱子，让箱子运动相同的路程，儿子先到达终点。下列说法正确的是（ ）
A．爸爸对箱子的推力小于儿子对箱子的推力 B．爸爸推箱子的速度大于儿子推箱子的速度
C．爸爸对箱子做的功大于儿子对箱子做的功 D．爸爸对箱子做功的功率小于儿子做功的功率
7． 如图所示，是一个小球自由下落过程的频闪照片。小球下落的前一半路程中，重力做功为W1，功率为P1；小球在后一半路程中，重力做功为W2，功率为P2。下列说法中（ ）
①W1＝W2 ②W1＜W2 ③P1＝P2 ④P1＜P2
A．只有①④正确 B．只有②④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确
8． 如图所示，八年级的小明同学课间时间在单杠上做“引体向上”锻炼身体，根据图片信息可知，小明一次“引体向上”做的功约为（ ）
A．30J B．300J C．3000J D．30000J
9． 如图所示，A是一个重为G的活塞，B是一个粗细均匀、竖直固定放置的圆筒。用竖直向下的力F1推活塞A，使其恰能以速度v1匀速向下运动（如图甲），活塞从金属筒上端移动到下端的过程中，所用时间为t1，F1做的功为W1，功率为P1；若对活塞A施以竖直向上的力F2，使其恰能以速度v2匀速向上运动（如图乙），活塞从金属筒下端移动到上端的过程中，所用时间为t2，F2做的功为W2，功率为P2．已知F1＝G，P1＝P2．则下列判断正确的是（ ）
A．v1：v2＝2：1 B．t1：t2＝3：1 C．F1：F2＝1：2 D．W1：W2＝1：3
10．等臂杠杆两端各系一只等质量的铁球，将杠杆调平衡后，将球分别浸没在等质量、等密度的稀H2SO4和CuSO4溶液里（如图所示），一段时间后杠杆将会（ ）
A．左端上翘 B．右端上翘 C．仍然平衡 D．无法判断
11．如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（ ）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
12．（2022 昌平区二模）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体B在匀速下降时，通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到绳子水平向左的拉力为100N。当用一个水平向右的拉力拉动物体A时，物体A恰能向右做匀速直线运动。已知每个滑轮重均为20N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．物体A所受滑动摩擦力为300N B．物体B所受重力为300N
C．支架受到滑轮组的拉力为220N D．物体A受到水平向右的拉力为100N
13．（2023 柯城区二模）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的有（ ）
A．从O点到A点再到B点过程中运动员动能先增大后减少
B．从A点到B点再到C点过程中弹性绳的弹性势能先增大后减少
C．从C点到B点再到A点过程中运动员动能先增大后减少，运动员重力大小等于F0
D．从C点到B点再到A点过程中弹性绳的弹力一直减少，运动员重力大小小于F0
14．（2022 舟山模拟）如图1是中国自主研制的世界上最大起重机“宏海号”龙门吊，它可吊起22000吨的重物。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，图2是其工作示意图。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图象是（梁自重不计）（ ）
A． B． C． D．
15．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
二、填空题（每空2分，总计46分）
16．（2022九龙坡区期末）如图所示，物体B在弹簧测力的拉动下水平向右做匀速直线运动。已知绳子的拉力为5N，地面对B的摩擦力为8N，若不计弹簧测力计和绳子重力、忽略绳子和滑轮之间的摩擦，则物体A受到的摩擦力为 N，弹簧测力计的示数为 N。
17．（2022 昆山市二模）一小球重2N从水平台面上滚落到地面的过程中，经历了A、B、C三个位置，它们的位置关系如图所示。设小球在AB段重力做功为W1，重力的平均功率为P1；在BC段重力做功为W2，重力的平均功率为P2，则：W1＝ J，P1 P2（选填：＞/＜/＝）。
18．（2022 江阴市校级模拟）如图甲所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图乙所示，则杠杆的重力为 N，滑环的重力为 N.
19．（2022南江县期末）小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离，该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，其大小关系为W甲 W乙 W丙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
20．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。
21．（2022 苏州期中）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同，图甲所示的是小苏在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情景，他的身体与地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小苏的重心在A点，已知小苏的体重为560N，OA长为1m，OB长为1.4m。则地面对手的力F1＝ N。图丙所示的是小苏手扶凳子做俯卧撑保持静止时的情景，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，凳子对手的力F2与他的身体刚好垂直，且仍作用在B点。则F2 F1（＞/＜/＝）。
22．（2022通州区期末）用图甲所示的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦.物体和绳子自由端运动的s﹣t图像如图乙所示，其中反映绳子自由端运动的图像是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，若绳子能够承受的最大拉力为180N，则该滑轮组能够吊起物体的最大重力为 N，若拉动时F变为斜向上，则拉力大小会 （选填“变小”“不变”或“变大”）。
23．如图所示，在粗糙水平面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，弹簧在自然长度时，小球在O点，现通过小球压缩弹簧到A位置，由静止释放小球，小球从A点开始向右运动，最远运动到B点。则小球从A点到O点的过程中动能的变化情况为 ，长度AO OB（＞/＝/＜）。
24．如图所示，将长为 1.2 米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为 0.3 米。在 A 端挂一个重为 30 牛的物体，在 B 端挂一个重为 G 的物体。
（1）若 G=30 牛，台面受到木棒的压力为 牛。
（2）若要使木棒右端下沉，B 端挂的物体至少要大于 牛。
（3）若 B 端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则 G 的取值范围为 牛。
三、探究题（每空3分，总计33分）
25．（2022诸暨市期末）兴趣小组同学探究“物体动能大小的影响因素“实验中，猜想“物体动能大小与小球质量大小有关“，所用的实验装置如图甲，图乙和丙为实验改进装置，A、B为质量不同的两个小球。
（1）甲图的几次实验中，木块运动都到了长木板的末端之外，在现有器材的基础上，则解决的办法有：__________ （列举一点），
（2）实验中如甲图通过观察比较水平面上的物体移动的距离大小来判断小球动能的大小。这种方法称为转换法，请从功和能角度解释写出可以这样转换的原因 。
（3）有同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等“有疑惑。小组同学在乙图的基础上改进，在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽和两个钢尺（如图丙）。实验开始时，将钢尺1在如图位置竖直向上拉起，目的是保证 。
（4）丙图的实验中，若观察到 ，则可以确认两小球刚到达底部时的速度大小相等。
26．（2022 浦北县二模）小明利用所学知识设计测定固体和液体密度的方法，如图所示，忽略细绳的质量和体积，请根据要求完成以下问题：（已知水的密度为1.0×103kg/m3）
（1）由于没有天平，他自制了如图甲所示的杠杆，要使杠杆在水平位置平衡并静止，应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，这样做的目的是便于测量 ，并消除杠杆自重对实验的影响；
（2）将待测金属块P用细线挂在杠杆左侧A点，用相同的细线将两个相同圆柱体挂在杠杆右侧B点时，杠杆重新在水平位置保持静止，已知右侧每个圆柱体的质量均为360g，则该金属块的质量为____
g；
（3）他从杠杆上取下金属块P挂在弹簧测力计下，逐渐浸入水中，图丁此时金属块受到的浮力为 ，比较图丁和图戊可初步得出浸入水中的物体所受到的浮力与 有关；
（4）综合图中信息可以计算出金属块P的密度为 kg/m3，盐水的密度为 kg/m3。
四、计算题（每题12分，总计36分）
27．如图是我校《打造一艘可载人的帆船》项目化学习课上，同学们将打造好的帆船放在小河上。船质量60千克。
（1）帆船所受到的重力多大？
（2）查资料可知，当河面风速为8米/秒时，风压为50帕，此时风对船帆的最大推力多大？（已知船帆总的受力面积为7m2）
（3）经测算，当船受到风的推力是400牛，并以7米／秒的速度在河面上匀速行驶时，则2分钟内风力对帆船所做的功多大？
28．（2022 南京模拟）如图所示，斜面长s＝2m，高h＝0.4m，建筑工人将重G＝600N的货物箱用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F＝150N。忽略绳子重力。求：
（1）该过程拉力F做的功；
（2）该装置的机械效率；
（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小。
29．如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总质量300Kg，绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把质量为2×103kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3kW（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求：
（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力；
（2）物体离开水面前拉力F的大小；
（3）物体离开水面前上升的速度；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大。
2024中考冲刺之简单机械和功专题（参考答案）
一、选择题
1． 【答案】D
【解析】【考点】杠杆中最小力的问题．
【分析】根据杠杆平衡的条件F1×L1＝F2×L2可知，在杠杆中的阻力和阻力臂一定时，要使所用的动力最省力，必须使动力臂最长。
【解答】解：根据杠杆平衡的条件F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力和阻力臂一定时，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。若从如图中A、B、C、D四点选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮与地面的接触点转动，分别作出在A、B、C、D四点施加竖直向上的力并延长，从支点作出垂线，即力臂，如图所示：
由图可知最省力的点是D。
故选：D。
2． 【答案】C
【解析】【解答】解：在三个不同的光滑的表面上从相同高度滑下，是物体重力势能转化成动能的过程，没有能量损失，所以当滑到最底端时，速度相同。故选：C。
3． 【答案】C
【解析】【分析】（1）知道水对喷孔的压强和喷孔的总面积，根据p＝求出水对喷孔的压力；
（2）根据P＝＝＝Fv求出水枪的功率；
（3）知道转化的电能，根据电能W1与内能W2之比为9：16求出转化的内能；
（4）转化的电能和产生的内能之和即为减小的机械能，再对照图象得出减小的速度，最后求得列车的速度将会减小到的速度。
【解答】解：
A．由p＝可得，水枪工作时，水对喷孔的压力F压＝pS＝10×106Pa×0.5×10﹣4m2＝500N，故A正确；
B．水枪的功率P＝＝＝Fv＝500N×10m/s＝5000W，故B正确；
C．转化的电能W1＝1kW h，由＝可得，转化的内能W2＝kW h＝×3.6×106J＝6.4×106J，故C错误；
D．减小的机械能△W＝1kW h+kW h＝kW h＝×3.6×106J＝1×107J，
由图象乙可知，列车减小的速度为10m/s＝10×3.6km/h＝36km/h，
则列车的速度将会减小到108km/h﹣36km/h＝72km/h，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查力了压强公式、功率推导公式的应用以及单位的换算，是一道综合性较强的题目，关键是求出减小的机械能，对照图象得出减小的速度。
4． 【答案】C
【解析】【分析】影响动能大小的因素有：质量和速度，质量越大，速度越快，动能越大。
影响重力势能大小的因素有：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
物体在力的作用下沿力的方向移动了距离我们就说力对物体做了功。
【解答】解：
AD、因为是光滑的轨道，不计空气阻力，小球在轨道上运动没有机械能的损耗，则小球的机械能守恒，所以小球能到达的最高点应与A点在同一水平直线上，不能沿轨道向上运动到E点；因小球的机械能守恒，所以小球到达D点时的机械能等于它到达B点时的机械能，故AD错误；
B、小球从A点加速下滑到C点时，小球受竖直向下的重力，小球向下移动了距离，所以重力对小球做了功，故B错误；
C、小球到达C点（最低点）时，质量不变，此时速度最大，高度最小，所以它的动能最大，重力势能最小，故C正确；
故选：C。
【点评】本题考查了动能、势能、机械能的变化的判断以及做功的认识和理解，掌握这些基础知识是解题的关键。
5． 【答案】C
【解析】【考点】动能和势能的大小比较；机械能．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越高，重力势能越大；
（3）动能和势能统称为机械能。
【解答】解：A、皮球由a到b时，其质量不变，速度变慢，故动能变小，同时其高度增加，重力势能变大，故A错误；
B、从能量的转化的角度分析，当球离开手后的运动过程中，或与空气摩擦，或与地面摩擦，使得一部分机械能损失掉，所以相对来说，a点的机械能最大，故B错误；
C、皮球由c到d时，由于和空气、地面摩擦，故损失掉一部分机械能，故机械能减小，故C正确；
D、据机械能的损失可知，小球在a处的动能大于在c处的动能，故D错误；
故选：C。
6． 【答案】D
【解析】【考点】功的大小比较；功率大小的比较；二力平衡条件的应用．
【分析】（1）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，做匀速直线运动的物体受到平衡力作用，据此分析两人推力的大小关系；
（2）箱子运动相同的路程，儿子先到达终点，据此可知两人推箱子的速度大小关系；
（3）根据W＝Fs判断两人对箱子做功大小关系；
（4）根据P＝判断两人对箱子做功的功率关系。
【解答】解：
A、爸爸和儿子在相同水平地面上水平向右匀速推动相同的箱子，箱子对水平地面的压力和接触面的粗糙程度相同，所以箱子受到的摩擦力相等，
箱子在水平地面上做匀速直线运动，推力与摩擦力是一对平衡力，所以爸爸和儿子对箱子的推力相等，故A错误；
B、箱子运动相同的路程，儿子先到达终点，由v＝可知，儿子推箱子的速度比爸爸的大，故B错误；
C、爸爸和儿子对箱子的推力以及箱子运动路程都相等，由W＝Fs知，两人对箱子做的功相等，故C错误；
D、两人对箱子做的功相等，爸爸用的时间多，由P＝知，爸爸对箱子做功的功率小，故D正确。
故选：D。
7． 【答案】A
【解析】【分析】根据公式W＝Gh判断重力做功的大小关系；小球在下落过程中做加速直线运动，在后一半路程中用时较少，根据P＝判断功率的大小关系。
【解答】解：
小球在下落过程中，重力对小球做功；前后一半路程中小球的重力、下落高度均相同，则根据公式W＝Gh可知，重力做功相等，即W1＝W2；
由小球自由下落过程的频闪照片可知，小球在下落过程中做加速直线运动，在后一半路程中用时较少，根据功率公式P＝可知在后一半路程中重力做功的功率较大，即P1＜P2；
由此可知，只有①④正确。
故选：A。
【点评】本题考查了功、功率的大小比较，从频闪照片中得出小球在下落过程中的速度变化是解答此题的关键。
8． 【答案】B
【解析】【分析】根据W＝Fs＝Gh可知，要想估测出功的大小，需要估测出小明的重力和上升的高度。
【解答】解：小明的体重在G＝600N左右，引体向上的高度在h＝50cm＝0.5m左右，做一次引体向上克服自身的重力做的功约为W＝Gh＝600N×0.5m＝300J，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了功的计算公式的应用，属于基础知识，要掌握。
9． 【答案】D
【解析】【分析】解决本题的关键是知道活塞向下运动和向上运动时方向相反，大小相等，根据受力平衡求出F1与F2的大小，再根据公式P＝FV，求出速度的比值，最后利用速度的变形公式t＝求出结果。
【解答】解：当F1＝G时，活塞A恰能匀速下滑，此时f＝F1+G＝2G，
当用竖直向上的力F2作用于活塞A时，恰能使物体匀速向上滑动时，F2＝f+G＝3G，
所以，F1：F2＝G：3G＝1：3，
由于F1与F2在匀速推动活塞运动时的功率都相等，故根据公式P＝FV可知，＝＝＝3：1，
由于活塞运动路程相同，根据t＝，可得：t1：t2＝v2：v1＝1：3；
又∵P1＝P2，则由W＝Pt得：W1：W2＝P1t1：P2t2＝t1：t2＝1：3；
由此分析可知，只有D正确。
故选：D。
【点评】对于这类综合性较强的力学和运动学的结合题目，要抓住问题的关键，比如本题的活塞所受摩擦力，进行分析求解。
10．【答案】A
【解析】【答案】A
解:铁可以与稀硫酸发生反应产生氢气和硫酸亚铁,参加反应的铁溶解进溶液,使金属的质量减小;铁可以与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,生成的铜覆盖在铁的表面,且每有56份的铁参加反应,生成64份质量的铜,使金属铁球的质量增加8份,从而使左边质量减小,右边质量增加。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，当杠杆的力臂相等时,铁球质量大的一边会下沉,质量小的一边会上翘,故杠杆会左端上翘。
故选: A。
11．【答案】D
【解析】【答案】D
【解析】【分析】（1）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识判断它受到摩擦力的大小和方向；
（2）拉力作用在轴上，此时滑轮移动的速度比物体A移动的速度大，根据计算即可；
（3）根据功率的计算式P=Fv计算；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析即可。
【解答】A.物体B保持静止状态，它受到A施加的摩擦力与测力计的拉力相互平衡，二者大小相等，方向相反，即f=F拉=3N；因为测力计的拉力向左，所以摩擦力向右，故A错误；
B.滑轮移动的速度，故B错误；
C.绳子拉物体A的拉力为：；
绳子拉物体A的功率为：PA=FAvA=5N×0.2m/s=1W，故C错误；
D.在物体A运动的过程中，物体B对它的压力和接触面的粗糙程度不变，因此二者之间摩擦力的大小不变。物体受到的摩擦力和测力计的拉力始终平衡，因此谈话测力计的示数不变，还是3N，故D正确。
故选D。
12．【答案】C
【解析】【考点】滑轮组中的相关计算；二力平衡条件的应用．
【分析】（1）根据物体A在水平面上做匀速直线运动，利用二力平衡条件得出其所受滑动摩擦力大小；
（2）首先确定滑轮组绳子的有效股数，不计滑轮组的绳重和摩擦，利用F＝（G+G动）计算物体B所受重力；
（3）由图可知，支架受到滑轮组的拉力为2F+G定；
（4）对物体A进行受力分析，根据二力平衡条件计算物体A受到水平向右的拉力。
【解答】解：A．物体B在匀速下降时，A匀速向左运动，A处于平衡态，水平方向上受到了拉力和摩擦力，拉力的大小等于摩擦力的大小，故A受到的摩擦力的大小为100N，故A错误；
B．由图可知，图中n＝3，不计滑轮组的绳重和摩擦，F＝（G+G动），则物体B所受重力为：GB＝3F﹣G动＝3×100N﹣20N＝280N，故B错误；
C．支架受到滑轮组的拉力为：F′＝2F+G定＝2×100N+20N＝220N，故C正确；
D．当用一个水平向右的拉力拉动物体A时，物体A向右做匀速运动，其受到了向右的拉力和向左的摩擦力，还受到了绳子对其向左的拉力，其大小为100N，故一个水平向右的拉力为：F″＝F+f＝100N+100N＝200N，故D错误。
故选：C。
13．【答案】D
【解析】【考点】动能与势能的相互转化；弹力．
【分析】（1）从O点到A点再到B点过程中，根据运动员受力情况的变化判定速度的变化，从而判定出动能的变化；
（2）从A点到B点再到C点过程中，根据弹性绳的形变程度判定弹性势能的变化；
（3）从C点到B点再到A点过程中，根据运动员受力情况的变化判定速度的变化，从而判定出动能的变化；
（4）从C点到B点再到A点过程中，根据弹性绳的形变程度判定弹性势能的变化。
【解答】解：
A、从O点到A点的过程中，运动员受到重力的作用，向下做加速运动；从A再到B点过程中，运动员会受到竖直向上的弹力的作用，由弹力小于重力，故运动员仍然做加速运动，故从O点到A点再到B点过程中运动员动能是一直增大的，故A错误；
B、从A点到B点再到C点过程中弹性绳的形变程度逐渐变大，故弹性势能一直变大，故B错误；
C、从C点到B点过程中，弹性绳的弹力大于运动员的重力，故运动员做加速运动，动能变大，B点到A点的过程中，弹力小于重力，运动员做减速运动，动能变小；所以从C点到B点再到A点过程中运动员动能先增大后减少；由图乙可知，当运动员停止运动时，运动员受到重力和弹力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以此时的弹力为：G＝F＝0.6F0；所以运动员的重力要小于F0，故C错误；
D、从C点到B点再到A点过程中弹性绳的形变程度逐渐减小，则弹力一直减少，根据C的分析可知，运动员重力大小小于F0，故D正确。
故选：D。
14．【答案】B
【解析】【考点】杠杆的平衡条件．
【分析】分析右支架对主梁的支持力时，支点在左支架与主梁接触处，阻力是重物对主梁的拉力，大小等于重物的重力，右支架对主梁的支持力是动力，动力臂和阻力臂如图所示，根据杠杆的平衡条件可得出右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s之间的关系，由此可得出结论。
【解答】解：如图所示：
支点在左支架与主梁接触处，阻力是重物对主梁的拉力，大小等于重物的重力，即F2＝G，右支架对主梁的支持力是动力F1，动力臂L1和阻力臂L2如图所示，
根据杠杆的平衡条件可得：F1L1＝F2L2，即F1L1＝F2（L1﹣s），所以F1＝＝﹣s+G，即右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系是F＝﹣s+G，
由于G，L1是固定不变的，所以右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系是一次函数关系。
故选：B。
15．【答案】C
【解析】【答案】C
【解析】【分析】（1）对配重进行受力分析，根据二力平衡原理计算出配重绳子上的拉力F；对动滑轮进行受力分析，计算出杠杆A点产生的拉力FA；根据杠杆的平衡条件计算出B点的拉力F 1，并且找到B点拉力与配重的重力等之间的数学关系式；用同样的方法计算出B点的拉力F 2，借助 F1：F2=2：3 计算出动滑轮的重力；
（2）使用上面同样的方法计算出配重对地面的压力为50N和90N时，B点施加的向下的拉力；
（3）将FB=400N代入关系式计算配重对地面的压力；
（4）配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，根据上面的关系式计算出B点的拉力。
【解答】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。
二、填空题
16．【答案】5；18
【解析】【考点】摩擦力的大小．
【分析】物体B水平向右做匀速直线运动，物体A向左也做匀速直线运动，物体A受到B对A水平向右的摩擦力和绳子对物体A的拉力F2处于平衡状态，二力大小相等，据此求出绳子对物体A的拉力；B对A的摩擦力和A对B的摩擦力是一对相互作用力，二力大小相等，方向相反，对B物体受力分析可知，受到水平向右的拉力F1、A对B水平向左的摩擦力和地面对B施加的摩擦力，根据平衡状态合力为零求出弹簧测力计的示数。滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与外力大小无关。
【解答】解：物体B水平向右做匀速直线运动，物体A向左也做匀速直线运动，
因物体A受到B对A水平向右的摩擦力和绳子对物体A的拉力F2处于平衡状态，二力大小相等，
所以，绳子对物体A的拉力F2＝fBA＝5N，
因B对A的摩擦力和A对B的摩擦力是一对相互作用力，二力大小相等，方向相反，
所以，A对B水平向左的摩擦力fAB＝fBA＝5N，
因同一根绳子的拉力不变，
所以，绳子对B物体的拉力也为5N，
对B物体受力分析可知，受到水平向右的拉力F1、A对B水平向左的摩擦力和地面对B施加的摩擦力以及绳子对B的拉力，
此时B处于平衡状态，合力为零，则F1＝F2+fAB+fB＝5N+5N+8N＝18N。
故答案为：5；18。
【点评】本题考查了二力平衡条件和相互作用力的特点、力的合成的综合应用，选好研究对象和弄清各力之间的关系是关键。
17．【答案】0.4；＜
【解析】【解答】由图可知，AB段，小球在重力的方向上通过的距离为0.8m﹣0.6m＝0.2m；BC段，小球在重力的方向上通过的距离为0.6m﹣0.4m＝0.2m；故小球在AB段重力做功为W1＝Gh1＝2N×0.2m＝0.4J。
在AB段和BC段小球在重力的方向上通过的距离相等，同一小球的重力一定，所以由W＝Gh可知，重力做功W1＝W2；
由于小球在下落时做加速运动，根据v＝可知，小球在BC段运动的时间短，根据P＝可知，小球在BC段重力做功的功率较大，即P1＜P2。
故答案为：0.4；＜。
18．【答案】故答案为：100；50。
【解析】【考点】杠杆的平衡条件．
【分析】杠杆是粗细均匀的一只金属杆，重心在杠杆的中点，根据图象读出，当s为1m或0.1m时，动力臂与阻力臂的关系，然后根据杠杆的平衡条件分析。
【解答】解：由图甲可知，金属杆是粗细均匀的一只杠杆，重心在杠杆的中点，当s＝OA＝1m时，动力臂是阻力臂的二倍；
由图乙可知，此时的动力F＝100N，根据F1L1＝F2L2可知：（F﹣G滑）L1＝GL2
100N﹣G滑＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
根据图乙可知，s＝0.1m时，F′＝550N，L1＝0.1m，L2＝0.5m
根据F1L1＝F2L2可知：（F′﹣G滑）L1′＝GL2
550N﹣G滑＝5G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得，G滑＝50N，G＝100N。
故答案为：100；50。
19．【答案】＝；＝
【解析】【考点】比较功的大小．
【分析】物理中，功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积；即W＝Fs。
【解答】解：
小李同学先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；
该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，三个功的大小都等于W＝Fs；
即W甲＝W乙＝W丙。
故答案为：＝；＝。
20．【答案】（1）62；10 （2）60；40
【解析】【答案】（1）62；10 （2）60；40
【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。
21．【答案】400；＜
【解析】【考点】杠杆的平衡条件．
【分析】如图1所示，O为支点，重力的力臂为LA，F1的力臂为LB，依据杠杆的平衡条件F1LB＝GLA可得F1的大小；
手扶凳子时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为LA′，F2的力臂为LB′，依据杠杆的平衡条件F2LB′＝GLA′可得F2，由图可知力臂的大小关系，进而得出F2与F1的大小关系。
【解答】解：
如图1所示，O为支点，重力的力臂为LA，F1的力臂为LB，依据杠杆的平衡条件F1LB＝GLA可得：F1＝＝＝400N；
手扶凳子时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为LA′，F2的力臂为LB′，依据杠杆的平衡条件，F2LB′＝GLA′可得：F2＝，由图可知LA′＜LA，LB′＝LB，因此F2＜F1。
故答案为：400；＜。
22．【答案】A；40；500；变大。
【解析】【考点】滑轮组中的相关计算；滑轮组及其工作特点．
【分析】（1）由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，据此确定图乙中绳子自由端运动的s﹣t图像是A还是B；
（2）不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），据此求动滑轮重力；
（3）不计绳重和摩擦，知道绳子的拉力和动滑轮的重，利用F＝（G+G动）可求该滑轮组能够吊起物体的最大重力；
（4）根据力臂的变化和杠杆的平衡条件判断力F的变化。
【解答】解：
（1）由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，所以图乙中上面的倾斜直线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，由F＝（G+G动）可知，则动滑轮重力：G动＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N；
（3）不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可知，该滑轮组能够吊起物体的最大重力G大＝3F大﹣G动＝3×180N﹣40N＝500N；
（4）可以把动滑轮看出一个省力杠杆，拉动时F变为斜向上，则拉力F的力臂将变小，根据杠杆的平衡条件得F将变大。
故答案为：A；40；500；变大。
23．【答案】故答案为：先变大后变小；＞。
【解析】【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关；小球从A运动到O的过程中，受到水平向右的弹力、水平向左的摩擦力；该过程中弹簧的形变量减小，弹力减小，分析弹力与摩擦力的大小关系，确定小球的速度变化，从而可知小球动能的变化；
（2）弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；把弹簧和小球看做一个整体，根据初末状态的能量形式和能量守恒定律分析弹簧弹性势能的大小关系、形变量的大小关系，据此可判断长度AO与OB的关系。
【解答】解：
（1）小球从A运动到O的过程中，受到水平向右的弹力、水平向左的摩擦力；
开始一段时间内，弹力大于摩擦力，小球做加速运动，其速度不断增大，动能增大；当小球受到的弹力等于摩擦力时，小球的速度最大，动能最大；继续向右运动，弹簧的形变量减小，弹力减小，弹力小于摩擦力，小球做减速运动，动能变小，所以，小球从A点到O点的过程中动能先变大后变小；
（2）把弹簧和小球看做一个整体，小球在A点时速度为0、高度为0，则小球的动能、重力势能和机械能均为0，此时弹簧由于被压缩而具有较大弹性势能；
小球在整个运动过程中，需要克服摩擦做功，所以整体的机械能会转化为内能；小球最远运动到B点，此时小球的速度为0、高度为0，则小球的动能、重力势能和机械能均为0，但弹簧被拉长而具有一定的弹性势能；
根据能量守恒定律可知，在A点时弹簧的弹性势能大于在B点时弹簧的弹性势能，所以在A点时弹簧的形变量较大，故可知AO大于OB。
故答案为：先变大后变小；＞。
【点评】此题是关于运动和力的关系以及能量转化的问题，有一定难度。
24．【答案】（1）60 （2）90 （3）10~90
【解析】【答案】（1）60 （2）90 （3）10~90
【解析】【分析】杠杆原理 亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（动力和阻力）的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂。
【解答】（1）若 G＝30 牛，以木棒为研究对象，木棒受力平衡，故木棒受台面的支持力为60N, 台面收到木棒的压力与木棒受到台面的支持力为相互作用力，即为60N；
（2）若要使木棒右端下沉，则B点为支点，根据杠杆平衡条件GB×0.3＝GA×0.9, 解得GB＝90N，即B端挂的物体至少要大于90牛；
（3）若 B 端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，以A点为支点，根据杠杆平衡条件GB ×0.9＝GA×0.3，解得则 GB＝10N, 即G 的取值范围为.：10~90牛。
故答案为：（1）60；（2）90；（3）10~90。
三、探究题
25．【答案】（1）可降低小球下落的高度；
（2）木块移动的距离越远，表示碰撞时，小球对木块做的功越多，小球的动能就越大；
（3）两个不同质量的小球能从同一斜面的同一高度由静止开始运动；
（4）两个小球同时到达钢尺2。
【解析】【解答】解：（1））碰撞时，小球的动能越小，对木头做的功就越小，碰撞后木块移动的距离就越近，所以可降低小球下落的高度，来减小小球碰撞时的速度，从而减小小球碰撞时的动能；
（2）物体所具有的能量越多，其对外做功的本领就越强。碰撞后木块移动的距离就越远，则说明小球对木头做的功就越多，碰撞时，小球的动能就越大，所以这样做的原因是：木块移动的距离越远，表示碰撞时，小球对木块做的功越多，小球的动能就越大；
（3）要探究质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小是否相等，就是要保证两个不同质量的小球能从同一斜面的同一高度由静止开始运动；
（4）丙图的实验中，若观察到两个小球同时到达钢尺2，说明它们运动的时间是相同的，由于它们又是从斜面的一同高度静止下落，所以运动的路程也是相同的，由速度公式知，则可以确认两小球刚到达底部时的速度大小相等。
故答案为：（1） 可降低小球下落的高度；（2）木块移动的距离越远，表示碰撞时，小球对木块做的功越多，小球的动能就越大；（3）两个不同质量的小球能从同一斜面的同一高度由静止开始运动；（4）两个小球同时到达钢尺2。
26．【答案】（1）右；力臂；（2）480；（3）2；液体的密度；（4）2.4×103；1.2×103。
【解析】【考点】探究杠杆的平衡条件；阿基米德原理的应用；浮力大小的计算．
【分析】（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
（2）根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2进行解答；
（3）根据F浮＝G﹣F求出浮力的大小；分析图中的相同点和不同，根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论，然后分析答题；
（4）根据金属块P在水中的浮力，根据阿基米德原理求出物体排开的水的体积，即是金属块P的体积，根据ρ＝求出金属块P的密度；
排开盐水的体积等于金属块P的体积，再利用F浮＝ρ液gV排求盐水的密度。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）由图甲知，左侧力臂为15cm，右侧力臂为10cm，根据杠杆的平衡条件：
mPg L左＝m右g L右，
即：mP×10N/kg×15cm＝2×0.36kg×10N/kg×10cm，
解得：mP＝0.48kg＝480g；
（3）金属块P的重力G＝mPg＝0.48kg×10N/kg＝4.8N，
由丁图知，金属块P浸没时，弹簧测力计的示数为2.8N，由F浮＝G﹣F得：金属块P浸没在液体中所受的浮力大小为2N；
分析比较图丁、戊实验可知，物体排开的液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计示数不同，液体密度越大，弹簧测力计示数越小，浮力越大，可以得出结论：液体的密度越大，物体受到的浮力越大；
（4）由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知物体的体积为：
VP＝V排＝＝＝2×10﹣4m3；
金属块P的密度：
ρP＝＝＝2.4×103kg/m3；
排开盐水的体积等于金属块P的体积2×10﹣4m3；
由图戊可知，弹簧测力计示数为2.4N，金属块P完全浸没在盐水中所受浮力：F浮′＝4.8N﹣2.4N＝2.4N；
由浮力公式F浮＝ρ液gV排可知盐水的密度：
ρ盐水＝＝＝1.2×103kg/m3。
故答案为：（1）右；力臂；（2）480；（3）2；液体的密度；（4）2.4×103；1.2×103。
四、计算题
27．【答案】（1）600N （2）359N （3）336000J
【解析】【答案】（1）解：G=mg=60kg×10N/kg =600N
（2）解：F=Ps= 50Pa×7m2=350N
（3）解：W=F’s=Fvt=400N×7m/s×60s×2=336000J
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据G=mg计算出帆船受到的重力；
（2）根据F=pS计算风对帆船的最大推力；
（3）根据s=vt计算帆船前进的距离，再根据W=Fs计算风力对帆船所做的功。
28．【答案】（1）300J；（2）80%；（3）30N。
【解析】【考点】斜面的机械效率；功的计算和公式的应用．
【分析】（1）根据功的计算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即总功；
（2）根据W＝Gh求出有用功；根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率η。
（3）根据总功与有用功的差得出额外功，再根据W额＝fs求出摩擦力大小。
【解答】解：（1）该过程拉力F做的功：W总＝Fs＝150N×2m＝300J；
（2）此过程拉力做的有用功为：W有＝Gh＝600N×0.4m＝240J；
该装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%；
（3）此过程克服摩擦力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝300J﹣240J＝60J；
由W额＝fs得摩擦力为：f＝＝＝30N；
答：（1）该过程拉力F做的功为300J；
（2）该装置的机械效率为80%；
（3）货物箱在斜面上运动时受到的摩擦力大小为30N。
29．【答案】答：（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力为8×103N；
（2）物体离开水面前拉力F的大小为5×103N；
（3）物体离开水面前上升的速度为0.2m/s；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率为80%。
【解析】【分析】（1）未露出液面，此时物体排开水的体积与物体体积相等，由阿基米德原理可求出金属块的浮力；
（2）物体离开水面前受重力、拉力和浮力的作用，根据受力平衡求出物体对滑轮组的拉力G′；求出动滑轮的重力，由于绳重和摩擦不计，则利用F＝（G+G动）求绳子的拉力。
（3）根据P＝Fv即可求出上升的速度；
（4）根据η＝＝＝求机械效率。
【解答】解：（1）物体排开水的体积与物体的体积相等，即V排＝V物＝0.8m3，
则F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3＝8×103N；
（2）物体重力G＝mg＝2×103Kg×10N/kg＝2×104N；
由于物体离开水面前受重力、滑轮组对物体的拉力G′和浮力的作用，根据受力平衡可知：G＝G′+F浮；
所以，G′＝G﹣F浮＝2×104N﹣8×103N＝1.2×104N；
动滑轮的总重力为G动＝m动g＝300×10N/kg＝3×103N；
由图可知：滑轮组的绳子股数为n＝3，
则由于绳重和摩擦不计，所以绳子的拉力为F＝（G′+G动）＝×（1.2×104N+3×103N）＝5×103N；
（3）已知功率P＝3kW＝3000W，根据P＝＝＝Fv得：
速度v＝＝＝0.6m/s，则物体上升的速度为v′＝V＝×0.6m/s＝0.2m/s；
（4）由于绳重和摩擦不计，则η＝＝＝，
所以，物体离开水面前，的机械效率η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力为8×103N；
（2）物体离开水面前拉力F的大小为5×103N；
（3）物体离开水面前上升的速度为0.2m/s；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率为80%。
【点评】本题为力学综合题，考查了学生对阿基米德原理、功率公式、效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用所学知识。
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2024中考冲刺之简单机械和功专题
一、选择题（每空3分，总计45分）
1． （2022 南宁二模）停放共享自行车时，需将后轮略微提起摆放整齐。若要从如图所示的A、B、C、D四点中选择一点施加竖直向上的力，其中最省力的施力点是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
2． （2022建始县）如图所示，物体先后由倾角不同的光滑斜面1、2、3由静止开始从顶端滑到底端，它滑至底端的速度V1、V2、V3的正确关系是（ ）
A．V1＜V2＜V3 B．V1、V2、V3 C．V1＝V2＝V3 D．无法比较
3． 如图是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车，安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置，当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强p＝10MPa，水雾喷出的速度v≥10m/s，若喷孔的总面积S＝0.5cm2，当列车在平直轨道上制动减速时，将机械能转化为电能W1和内能W2，W1：W2＝9：16，如图乙是机械能的变化量△W与速度变化量△v的关系图象。若列车从108km/h开始减速，转化的电能为1kW h，则下列说法中不正确的是（ ）
A．水枪工作时，水对喷孔的压力为500N B．细水雾系统工作时，水枪的功率为5000W
C．列车减速时，机械能转化的内能为3.6×106J D．列车的速度最终将会减小到72km/h
4． 如图所示，金属小球从光滑轨道中的A点处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．小球能沿轨道向上运动到E点处
B．小球从A点加速下滑到C点时，重力没有对小球做功
C．小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小
D．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能
5． （2022南湖区月考）小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ ）
A．皮球由a到b时，动能逐渐增大 B．皮球在b点时的机械能最大
C．皮球由c到d时，机械能一直减小 D．皮球在a、c两点时动能相等
6． （2022 黄埔区一模）如图所示，爸爸和儿子在玩推箱子的游戏，他们在相同水平地面上水平向右匀速推动相同的箱子，让箱子运动相同的路程，儿子先到达终点。下列说法正确的是（ ）
A．爸爸对箱子的推力小于儿子对箱子的推力 B．爸爸推箱子的速度大于儿子推箱子的速度
C．爸爸对箱子做的功大于儿子对箱子做的功 D．爸爸对箱子做功的功率小于儿子做功的功率
7． 如图所示，是一个小球自由下落过程的频闪照片。小球下落的前一半路程中，重力做功为W1，功率为P1；小球在后一半路程中，重力做功为W2，功率为P2。下列说法中（ ）
①W1＝W2 ②W1＜W2 ③P1＝P2 ④P1＜P2
A．只有①④正确 B．只有②④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确
8． 如图所示，八年级的小明同学课间时间在单杠上做“引体向上”锻炼身体，根据图片信息可知，小明一次“引体向上”做的功约为（ ）
A．30J B．300J C．3000J D．30000J
9． 如图所示，A是一个重为G的活塞，B是一个粗细均匀、竖直固定放置的圆筒。用竖直向下的力F1推活塞A，使其恰能以速度v1匀速向下运动（如图甲），活塞从金属筒上端移动到下端的过程中，所用时间为t1，F1做的功为W1，功率为P1；若对活塞A施以竖直向上的力F2，使其恰能以速度v2匀速向上运动（如图乙），活塞从金属筒下端移动到上端的过程中，所用时间为t2，F2做的功为W2，功率为P2．已知F1＝G，P1＝P2．则下列判断正确的是（ ）
A．v1：v2＝2：1 B．t1：t2＝3：1 C．F1：F2＝1：2 D．W1：W2＝1：3
10．等臂杠杆两端各系一只等质量的铁球，将杠杆调平衡后，将球分别浸没在等质量、等密度的稀H2SO4和CuSO4溶液里（如图所示），一段时间后杠杆将会（ ）
A．左端上翘 B．右端上翘 C．仍然平衡 D．无法判断
11．如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（ ）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
12．（2022 昌平区二模）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体B在匀速下降时，通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到绳子水平向左的拉力为100N。当用一个水平向右的拉力拉动物体A时，物体A恰能向右做匀速直线运动。已知每个滑轮重均为20N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．物体A所受滑动摩擦力为300N B．物体B所受重力为300N
C．支架受到滑轮组的拉力为220N D．物体A受到水平向右的拉力为100N
13．（2023 柯城区二模）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的有（ ）
A．从O点到A点再到B点过程中运动员动能先增大后减少
B．从A点到B点再到C点过程中弹性绳的弹性势能先增大后减少
C．从C点到B点再到A点过程中运动员动能先增大后减少，运动员重力大小等于F0
D．从C点到B点再到A点过程中弹性绳的弹力一直减少，运动员重力大小小于F0
14．（2022 舟山模拟）如图1是中国自主研制的世界上最大起重机“宏海号”龙门吊，它可吊起22000吨的重物。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，图2是其工作示意图。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图象是（梁自重不计）（ ）
A． B． C． D．
15．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
二、填空题（每空2分，总计46分）
16．（2022九龙坡区期末）如图所示，物体B在弹簧测力的拉动下水平向右做匀速直线运动。已知绳子的拉力为5N，地面对B的摩擦力为8N，若不计弹簧测力计和绳子重力、忽略绳子和滑轮之间的摩擦，则物体A受到的摩擦力为 N，弹簧测力计的示数为 N。
17．（2022 昆山市二模）一小球重2N从水平台面上滚落到地面的过程中，经历了A、B、C三个位置，它们的位置关系如图所示。设小球在AB段重力做功为W1，重力的平均功率为P1；在BC段重力做功为W2，重力的平均功率为P2，则：W1＝ J，P1 P2（选填：＞/＜/＝）。
18．（2022 江阴市校级模拟）如图甲所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图乙所示，则杠杆的重力为 N，滑环的重力为 N.
19．（2022南江县期末）小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离，该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，其大小关系为W甲 W乙 W丙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
20．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。
21．（2022 苏州期中）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同，图甲所示的是小苏在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情景，他的身体与地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小苏的重心在A点，已知小苏的体重为560N，OA长为1m，OB长为1.4m。则地面对手的力F1＝ N。图丙所示的是小苏手扶凳子做俯卧撑保持静止时的情景，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，凳子对手的力F2与他的身体刚好垂直，且仍作用在B点。则F2 F1（＞/＜/＝）。
22．（2022通州区期末）用图甲所示的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦.物体和绳子自由端运动的s﹣t图像如图乙所示，其中反映绳子自由端运动的图像是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，若绳子能够承受的最大拉力为180N，则该滑轮组能够吊起物体的最大重力为 N，若拉动时F变为斜向上，则拉力大小会 （选填“变小”“不变”或“变大”）。
23．如图所示，在粗糙水平面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，弹簧在自然长度时，小球在O点，现通过小球压缩弹簧到A位置，由静止释放小球，小球从A点开始向右运动，最远运动到B点。则小球从A点到O点的过程中动能的变化情况为 ，长度AO OB（＞/＝/＜）。
24．如图所示，将长为 1.2 米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为 0.3 米。在 A 端挂一个重为 30 牛的物体，在 B 端挂一个重为 G 的物体。
（1）若 G=30 牛，台面受到木棒的压力为 牛。
（2）若要使木棒右端下沉，B 端挂的物体至少要大于 牛。
（3）若 B 端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则 G 的取值范围为 牛。
三、探究题（每空3分，总计33分）
25．（2022诸暨市期末）兴趣小组同学探究“物体动能大小的影响因素“实验中，猜想“物体动能大小与小球质量大小有关“，所用的实验装置如图甲，图乙和丙为实验改进装置，A、B为质量不同的两个小球。
（1）甲图的几次实验中，木块运动都到了长木板的末端之外，在现有器材的基础上，则解决的办法有：__________ （列举一点），
（2）实验中如甲图通过观察比较水平面上的物体移动的距离大小来判断小球动能的大小。这种方法称为转换法，请从功和能角度解释写出可以这样转换的原因 。
（3）有同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等“有疑惑。小组同学在乙图的基础上改进，在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽和两个钢尺（如图丙）。实验开始时，将钢尺1在如图位置竖直向上拉起，目的是保证 。
（4）丙图的实验中，若观察到 ，则可以确认两小球刚到达底部时的速度大小相等。
26．（2022 浦北县二模）小明利用所学知识设计测定固体和液体密度的方法，如图所示，忽略细绳的质量和体积，请根据要求完成以下问题：（已知水的密度为1.0×103kg/m3）
（1）由于没有天平，他自制了如图甲所示的杠杆，要使杠杆在水平位置平衡并静止，应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，这样做的目的是便于测量 ，并消除杠杆自重对实验的影响；
（2）将待测金属块P用细线挂在杠杆左侧A点，用相同的细线将两个相同圆柱体挂在杠杆右侧B点时，杠杆重新在水平位置保持静止，已知右侧每个圆柱体的质量均为360g，则该金属块的质量为____
g；
（3）他从杠杆上取下金属块P挂在弹簧测力计下，逐渐浸入水中，图丁此时金属块受到的浮力为 ，比较图丁和图戊可初步得出浸入水中的物体所受到的浮力与 有关；
（4）综合图中信息可以计算出金属块P的密度为 kg/m3，盐水的密度为 kg/m3。
四、计算题（每题12分，总计36分）
27．如图是我校《打造一艘可载人的帆船》项目化学习课上，同学们将打造好的帆船放在小河上。船质量60千克。
（1）帆船所受到的重力多大？
（2）查资料可知，当河面风速为8米/秒时，风压为50帕，此时风对船帆的最大推力多大？（已知船帆总的受力面积为7m2）
（3）经测算，当船受到风的推力是400牛，并以7米／秒的速度在河面上匀速行驶时，则2分钟内风力对帆船所做的功多大？
28．（2022 南京模拟）如图所示，斜面长s＝2m，高h＝0.4m，建筑工人将重G＝600N的货物箱用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F＝150N。忽略绳子重力。求：
（1）该过程拉力F做的功；
（2）该装置的机械效率；
（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小。
29．如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总质量300Kg，绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把质量为2×103kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3kW（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求：
（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力；
（2）物体离开水面前拉力F的大小；
（3）物体离开水面前上升的速度；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大。
2024中考冲刺之简单机械和功专题（参考答案）
一、选择题
1． 【答案】D
【解析】【考点】杠杆中最小力的问题．
【分析】根据杠杆平衡的条件F1×L1＝F2×L2可知，在杠杆中的阻力和阻力臂一定时，要使所用的动力最省力，必须使动力臂最长。
【解答】解：根据杠杆平衡的条件F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力和阻力臂一定时，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。若从如图中A、B、C、D四点选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮与地面的接触点转动，分别作出在A、B、C、D四点施加竖直向上的力并延长，从支点作出垂线，即力臂，如图所示：
由图可知最省力的点是D。
故选：D。
2． 【答案】C
【解析】【解答】解：在三个不同的光滑的表面上从相同高度滑下，是物体重力势能转化成动能的过程，没有能量损失，所以当滑到最底端时，速度相同。故选：C。
3． 【答案】C
【解析】【分析】（1）知道水对喷孔的压强和喷孔的总面积，根据p＝求出水对喷孔的压力；
（2）根据P＝＝＝Fv求出水枪的功率；
（3）知道转化的电能，根据电能W1与内能W2之比为9：16求出转化的内能；
（4）转化的电能和产生的内能之和即为减小的机械能，再对照图象得出减小的速度，最后求得列车的速度将会减小到的速度。
【解答】解：
A．由p＝可得，水枪工作时，水对喷孔的压力F压＝pS＝10×106Pa×0.5×10﹣4m2＝500N，故A正确；
B．水枪的功率P＝＝＝Fv＝500N×10m/s＝5000W，故B正确；
C．转化的电能W1＝1kW h，由＝可得，转化的内能W2＝kW h＝×3.6×106J＝6.4×106J，故C错误；
D．减小的机械能△W＝1kW h+kW h＝kW h＝×3.6×106J＝1×107J，
由图象乙可知，列车减小的速度为10m/s＝10×3.6km/h＝36km/h，
则列车的速度将会减小到108km/h﹣36km/h＝72km/h，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查力了压强公式、功率推导公式的应用以及单位的换算，是一道综合性较强的题目，关键是求出减小的机械能，对照图象得出减小的速度。
4． 【答案】C
【解析】【分析】影响动能大小的因素有：质量和速度，质量越大，速度越快，动能越大。
影响重力势能大小的因素有：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
物体在力的作用下沿力的方向移动了距离我们就说力对物体做了功。
【解答】解：
AD、因为是光滑的轨道，不计空气阻力，小球在轨道上运动没有机械能的损耗，则小球的机械能守恒，所以小球能到达的最高点应与A点在同一水平直线上，不能沿轨道向上运动到E点；因小球的机械能守恒，所以小球到达D点时的机械能等于它到达B点时的机械能，故AD错误；
B、小球从A点加速下滑到C点时，小球受竖直向下的重力，小球向下移动了距离，所以重力对小球做了功，故B错误；
C、小球到达C点（最低点）时，质量不变，此时速度最大，高度最小，所以它的动能最大，重力势能最小，故C正确；
故选：C。
【点评】本题考查了动能、势能、机械能的变化的判断以及做功的认识和理解，掌握这些基础知识是解题的关键。
5． 【答案】C
【解析】【考点】动能和势能的大小比较；机械能．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越高，重力势能越大；
（3）动能和势能统称为机械能。
【解答】解：A、皮球由a到b时，其质量不变，速度变慢，故动能变小，同时其高度增加，重力势能变大，故A错误；
B、从能量的转化的角度分析，当球离开手后的运动过程中，或与空气摩擦，或与地面摩擦，使得一部分机械能损失掉，所以相对来说，a点的机械能最大，故B错误；
C、皮球由c到d时，由于和空气、地面摩擦，故损失掉一部分机械能，故机械能减小，故C正确；
D、据机械能的损失可知，小球在a处的动能大于在c处的动能，故D错误；
故选：C。
6． 【答案】D
【解析】【考点】功的大小比较；功率大小的比较；二力平衡条件的应用．
【分析】（1）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，做匀速直线运动的物体受到平衡力作用，据此分析两人推力的大小关系；
（2）箱子运动相同的路程，儿子先到达终点，据此可知两人推箱子的速度大小关系；
（3）根据W＝Fs判断两人对箱子做功大小关系；
（4）根据P＝判断两人对箱子做功的功率关系。
【解答】解：
A、爸爸和儿子在相同水平地面上水平向右匀速推动相同的箱子，箱子对水平地面的压力和接触面的粗糙程度相同，所以箱子受到的摩擦力相等，
箱子在水平地面上做匀速直线运动，推力与摩擦力是一对平衡力，所以爸爸和儿子对箱子的推力相等，故A错误；
B、箱子运动相同的路程，儿子先到达终点，由v＝可知，儿子推箱子的速度比爸爸的大，故B错误；
C、爸爸和儿子对箱子的推力以及箱子运动路程都相等，由W＝Fs知，两人对箱子做的功相等，故C错误；
D、两人对箱子做的功相等，爸爸用的时间多，由P＝知，爸爸对箱子做功的功率小，故D正确。
故选：D。
7． 【答案】A
【解析】【分析】根据公式W＝Gh判断重力做功的大小关系；小球在下落过程中做加速直线运动，在后一半路程中用时较少，根据P＝判断功率的大小关系。
【解答】解：
小球在下落过程中，重力对小球做功；前后一半路程中小球的重力、下落高度均相同，则根据公式W＝Gh可知，重力做功相等，即W1＝W2；
由小球自由下落过程的频闪照片可知，小球在下落过程中做加速直线运动，在后一半路程中用时较少，根据功率公式P＝可知在后一半路程中重力做功的功率较大，即P1＜P2；
由此可知，只有①④正确。
故选：A。
【点评】本题考查了功、功率的大小比较，从频闪照片中得出小球在下落过程中的速度变化是解答此题的关键。
8． 【答案】B
【解析】【分析】根据W＝Fs＝Gh可知，要想估测出功的大小，需要估测出小明的重力和上升的高度。
【解答】解：小明的体重在G＝600N左右，引体向上的高度在h＝50cm＝0.5m左右，做一次引体向上克服自身的重力做的功约为W＝Gh＝600N×0.5m＝300J，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了功的计算公式的应用，属于基础知识，要掌握。
9． 【答案】D
【解析】【分析】解决本题的关键是知道活塞向下运动和向上运动时方向相反，大小相等，根据受力平衡求出F1与F2的大小，再根据公式P＝FV，求出速度的比值，最后利用速度的变形公式t＝求出结果。
【解答】解：当F1＝G时，活塞A恰能匀速下滑，此时f＝F1+G＝2G，
当用竖直向上的力F2作用于活塞A时，恰能使物体匀速向上滑动时，F2＝f+G＝3G，
所以，F1：F2＝G：3G＝1：3，
由于F1与F2在匀速推动活塞运动时的功率都相等，故根据公式P＝FV可知，＝＝＝3：1，
由于活塞运动路程相同，根据t＝，可得：t1：t2＝v2：v1＝1：3；
又∵P1＝P2，则由W＝Pt得：W1：W2＝P1t1：P2t2＝t1：t2＝1：3；
由此分析可知，只有D正确。
故选：D。
【点评】对于这类综合性较强的力学和运动学的结合题目，要抓住问题的关键，比如本题的活塞所受摩擦力，进行分析求解。
10．【答案】A
【解析】【答案】A
解:铁可以与稀硫酸发生反应产生氢气和硫酸亚铁,参加反应的铁溶解进溶液,使金属的质量减小;铁可以与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,生成的铜覆盖在铁的表面,且每有56份的铁参加反应,生成64份质量的铜,使金属铁球的质量增加8份,从而使左边质量减小,右边质量增加。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，当杠杆的力臂相等时,铁球质量大的一边会下沉,质量小的一边会上翘,故杠杆会左端上翘。
故选: A。
11．【答案】D
【解析】【答案】D
【解析】【分析】（1）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识判断它受到摩擦力的大小和方向；
（2）拉力作用在轴上，此时滑轮移动的速度比物体A移动的速度大，根据计算即可；
（3）根据功率的计算式P=Fv计算；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析即可。
【解答】A.物体B保持静止状态，它受到A施加的摩擦力与测力计的拉力相互平衡，二者大小相等，方向相反，即f=F拉=3N；因为测力计的拉力向左，所以摩擦力向右，故A错误；
B.滑轮移动的速度，故B错误；
C.绳子拉物体A的拉力为：；
绳子拉物体A的功率为：PA=FAvA=5N×0.2m/s=1W，故C错误；
D.在物体A运动的过程中，物体B对它的压力和接触面的粗糙程度不变，因此二者之间摩擦力的大小不变。物体受到的摩擦力和测力计的拉力始终平衡，因此谈话测力计的示数不变，还是3N，故D正确。
故选D。
12．【答案】C
【解析】【考点】滑轮组中的相关计算；二力平衡条件的应用．
【分析】（1）根据物体A在水平面上做匀速直线运动，利用二力平衡条件得出其所受滑动摩擦力大小；
（2）首先确定滑轮组绳子的有效股数，不计滑轮组的绳重和摩擦，利用F＝（G+G动）计算物体B所受重力；
（3）由图可知，支架受到滑轮组的拉力为2F+G定；
（4）对物体A进行受力分析，根据二力平衡条件计算物体A受到水平向右的拉力。
【解答】解：A．物体B在匀速下降时，A匀速向左运动，A处于平衡态，水平方向上受到了拉力和摩擦力，拉力的大小等于摩擦力的大小，故A受到的摩擦力的大小为100N，故A错误；
B．由图可知，图中n＝3，不计滑轮组的绳重和摩擦，F＝（G+G动），则物体B所受重力为：GB＝3F﹣G动＝3×100N﹣20N＝280N，故B错误；
C．支架受到滑轮组的拉力为：F′＝2F+G定＝2×100N+20N＝220N，故C正确；
D．当用一个水平向右的拉力拉动物体A时，物体A向右做匀速运动，其受到了向右的拉力和向左的摩擦力，还受到了绳子对其向左的拉力，其大小为100N，故一个水平向右的拉力为：F″＝F+f＝100N+100N＝200N，故D错误。
故选：C。
13．【答案】D
【解析】【考点】动能与势能的相互转化；弹力．
【分析】（1）从O点到A点再到B点过程中，根据运动员受力情况的变化判定速度的变化，从而判定出动能的变化；
（2）从A点到B点再到C点过程中，根据弹性绳的形变程度判定弹性势能的变化；
（3）从C点到B点再到A点过程中，根据运动员受力情况的变化判定速度的变化，从而判定出动能的变化；
（4）从C点到B点再到A点过程中，根据弹性绳的形变程度判定弹性势能的变化。
【解答】解：
A、从O点到A点的过程中，运动员受到重力的作用，向下做加速运动；从A再到B点过程中，运动员会受到竖直向上的弹力的作用，由弹力小于重力，故运动员仍然做加速运动，故从O点到A点再到B点过程中运动员动能是一直增大的，故A错误；
B、从A点到B点再到C点过程中弹性绳的形变程度逐渐变大，故弹性势能一直变大，故B错误；
C、从C点到B点过程中，弹性绳的弹力大于运动员的重力，故运动员做加速运动，动能变大，B点到A点的过程中，弹力小于重力，运动员做减速运动，动能变小；所以从C点到B点再到A点过程中运动员动能先增大后减少；由图乙可知，当运动员停止运动时，运动员受到重力和弹力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以此时的弹力为：G＝F＝0.6F0；所以运动员的重力要小于F0，故C错误；
D、从C点到B点再到A点过程中弹性绳的形变程度逐渐减小，则弹力一直减少，根据C的分析可知，运动员重力大小小于F0，故D正确。
故选：D。
14．【答案】B
【解析】【考点】杠杆的平衡条件．
【分析】分析右支架对主梁的支持力时，支点在左支架与主梁接触处，阻力是重物对主梁的拉力，大小等于重物的重力，右支架对主梁的支持力是动力，动力臂和阻力臂如图所示，根据杠杆的平衡条件可得出右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s之间的关系，由此可得出结论。
【解答】解：如图所示：
支点在左支架与主梁接触处，阻力是重物对主梁的拉力，大小等于重物的重力，即F2＝G，右支架对主梁的支持力是动力F1，动力臂L1和阻力臂L2如图所示，
根据杠杆的平衡条件可得：F1L1＝F2L2，即F1L1＝F2（L1﹣s），所以F1＝＝﹣s+G，即右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系是F＝﹣s+G，
由于G，L1是固定不变的，所以右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系是一次函数关系。
故选：B。
15．【答案】C
【解析】【答案】C
【解析】【分析】（1）对配重进行受力分析，根据二力平衡原理计算出配重绳子上的拉力F；对动滑轮进行受力分析，计算出杠杆A点产生的拉力FA；根据杠杆的平衡条件计算出B点的拉力F 1，并且找到B点拉力与配重的重力等之间的数学关系式；用同样的方法计算出B点的拉力F 2，借助 F1：F2=2：3 计算出动滑轮的重力；
（2）使用上面同样的方法计算出配重对地面的压力为50N和90N时，B点施加的向下的拉力；
（3）将FB=400N代入关系式计算配重对地面的压力；
（4）配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，根据上面的关系式计算出B点的拉力。
【解答】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。
二、填空题
16．【答案】5；18
【解析】【考点】摩擦力的大小．
【分析】物体B水平向右做匀速直线运动，物体A向左也做匀速直线运动，物体A受到B对A水平向右的摩擦力和绳子对物体A的拉力F2处于平衡状态，二力大小相等，据此求出绳子对物体A的拉力；B对A的摩擦力和A对B的摩擦力是一对相互作用力，二力大小相等，方向相反，对B物体受力分析可知，受到水平向右的拉力F1、A对B水平向左的摩擦力和地面对B施加的摩擦力，根据平衡状态合力为零求出弹簧测力计的示数。滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与外力大小无关。
【解答】解：物体B水平向右做匀速直线运动，物体A向左也做匀速直线运动，
因物体A受到B对A水平向右的摩擦力和绳子对物体A的拉力F2处于平衡状态，二力大小相等，
所以，绳子对物体A的拉力F2＝fBA＝5N，
因B对A的摩擦力和A对B的摩擦力是一对相互作用力，二力大小相等，方向相反，
所以，A对B水平向左的摩擦力fAB＝fBA＝5N，
因同一根绳子的拉力不变，
所以，绳子对B物体的拉力也为5N，
对B物体受力分析可知，受到水平向右的拉力F1、A对B水平向左的摩擦力和地面对B施加的摩擦力以及绳子对B的拉力，
此时B处于平衡状态，合力为零，则F1＝F2+fAB+fB＝5N+5N+8N＝18N。
故答案为：5；18。
【点评】本题考查了二力平衡条件和相互作用力的特点、力的合成的综合应用，选好研究对象和弄清各力之间的关系是关键。
17．【答案】0.4；＜
【解析】【解答】由图可知，AB段，小球在重力的方向上通过的距离为0.8m﹣0.6m＝0.2m；BC段，小球在重力的方向上通过的距离为0.6m﹣0.4m＝0.2m；故小球在AB段重力做功为W1＝Gh1＝2N×0.2m＝0.4J。
在AB段和BC段小球在重力的方向上通过的距离相等，同一小球的重力一定，所以由W＝Gh可知，重力做功W1＝W2；
由于小球在下落时做加速运动，根据v＝可知，小球在BC段运动的时间短，根据P＝可知，小球在BC段重力做功的功率较大，即P1＜P2。
故答案为：0.4；＜。
18．【答案】故答案为：100；50。
【解析】【考点】杠杆的平衡条件．
【分析】杠杆是粗细均匀的一只金属杆，重心在杠杆的中点，根据图象读出，当s为1m或0.1m时，动力臂与阻力臂的关系，然后根据杠杆的平衡条件分析。
【解答】解：由图甲可知，金属杆是粗细均匀的一只杠杆，重心在杠杆的中点，当s＝OA＝1m时，动力臂是阻力臂的二倍；
由图乙可知，此时的动力F＝100N，根据F1L1＝F2L2可知：（F﹣G滑）L1＝GL2
100N﹣G滑＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
根据图乙可知，s＝0.1m时，F′＝550N，L1＝0.1m，L2＝0.5m
根据F1L1＝F2L2可知：（F′﹣G滑）L1′＝GL2
550N﹣G滑＝5G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得，G滑＝50N，G＝100N。
故答案为：100；50。
19．【答案】＝；＝
【解析】【考点】比较功的大小．
【分析】物理中，功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积；即W＝Fs。
【解答】解：
小李同学先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；
该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，三个功的大小都等于W＝Fs；
即W甲＝W乙＝W丙。
故答案为：＝；＝。
20．【答案】（1）62；10 （2）60；40
【解析】【答案】（1）62；10 （2）60；40
【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。
21．【答案】400；＜
【解析】【考点】杠杆的平衡条件．
【分析】如图1所示，O为支点，重力的力臂为LA，F1的力臂为LB，依据杠杆的平衡条件F1LB＝GLA可得F1的大小；
手扶凳子时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为LA′，F2的力臂为LB′，依据杠杆的平衡条件F2LB′＝GLA′可得F2，由图可知力臂的大小关系，进而得出F2与F1的大小关系。
【解答】解：
如图1所示，O为支点，重力的力臂为LA，F1的力臂为LB，依据杠杆的平衡条件F1LB＝GLA可得：F1＝＝＝400N；
手扶凳子时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为LA′，F2的力臂为LB′，依据杠杆的平衡条件，F2LB′＝GLA′可得：F2＝，由图可知LA′＜LA，LB′＝LB，因此F2＜F1。
故答案为：400；＜。
22．【答案】A；40；500；变大。
【解析】【考点】滑轮组中的相关计算；滑轮组及其工作特点．
【分析】（1）由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，据此确定图乙中绳子自由端运动的s﹣t图像是A还是B；
（2）不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），据此求动滑轮重力；
（3）不计绳重和摩擦，知道绳子的拉力和动滑轮的重，利用F＝（G+G动）可求该滑轮组能够吊起物体的最大重力；
（4）根据力臂的变化和杠杆的平衡条件判断力F的变化。
【解答】解：
（1）由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，所以图乙中上面的倾斜直线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，由F＝（G+G动）可知，则动滑轮重力：G动＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N；
（3）不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可知，该滑轮组能够吊起物体的最大重力G大＝3F大﹣G动＝3×180N﹣40N＝500N；
（4）可以把动滑轮看出一个省力杠杆，拉动时F变为斜向上，则拉力F的力臂将变小，根据杠杆的平衡条件得F将变大。
故答案为：A；40；500；变大。
23．【答案】故答案为：先变大后变小；＞。
【解析】【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关；小球从A运动到O的过程中，受到水平向右的弹力、水平向左的摩擦力；该过程中弹簧的形变量减小，弹力减小，分析弹力与摩擦力的大小关系，确定小球的速度变化，从而可知小球动能的变化；
（2）弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；把弹簧和小球看做一个整体，根据初末状态的能量形式和能量守恒定律分析弹簧弹性势能的大小关系、形变量的大小关系，据此可判断长度AO与OB的关系。
【解答】解：
（1）小球从A运动到O的过程中，受到水平向右的弹力、水平向左的摩擦力；
开始一段时间内，弹力大于摩擦力，小球做加速运动，其速度不断增大，动能增大；当小球受到的弹力等于摩擦力时，小球的速度最大，动能最大；继续向右运动，弹簧的形变量减小，弹力减小，弹力小于摩擦力，小球做减速运动，动能变小，所以，小球从A点到O点的过程中动能先变大后变小；
（2）把弹簧和小球看做一个整体，小球在A点时速度为0、高度为0，则小球的动能、重力势能和机械能均为0，此时弹簧由于被压缩而具有较大弹性势能；
小球在整个运动过程中，需要克服摩擦做功，所以整体的机械能会转化为内能；小球最远运动到B点，此时小球的速度为0、高度为0，则小球的动能、重力势能和机械能均为0，但弹簧被拉长而具有一定的弹性势能；
根据能量守恒定律可知，在A点时弹簧的弹性势能大于在B点时弹簧的弹性势能，所以在A点时弹簧的形变量较大，故可知AO大于OB。
故答案为：先变大后变小；＞。
【点评】此题是关于运动和力的关系以及能量转化的问题，有一定难度。
24．【答案】（1）60 （2）90 （3）10~90
【解析】【答案】（1）60 （2）90 （3）10~90
【解析】【分析】杠杆原理 亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（动力和阻力）的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂。
【解答】（1）若 G＝30 牛，以木棒为研究对象，木棒受力平衡，故木棒受台面的支持力为60N, 台面收到木棒的压力与木棒受到台面的支持力为相互作用力，即为60N；
（2）若要使木棒右端下沉，则B点为支点，根据杠杆平衡条件GB×0.3＝GA×0.9, 解得GB＝90N，即B端挂的物体至少要大于90牛；
（3）若 B 端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，以A点为支点，根据杠杆平衡条件GB ×0.9＝GA×0.3，解得则 GB＝10N, 即G 的取值范围为.：10~90牛。
故答案为：（1）60；（2）90；（3）10~90。
三、探究题
25．【答案】（1）可降低小球下落的高度；
（2）木块移动的距离越远，表示碰撞时，小球对木块做的功越多，小球的动能就越大；
（3）两个不同质量的小球能从同一斜面的同一高度由静止开始运动；
（4）两个小球同时到达钢尺2。
【解析】【解答】解：（1））碰撞时，小球的动能越小，对木头做的功就越小，碰撞后木块移动的距离就越近，所以可降低小球下落的高度，来减小小球碰撞时的速度，从而减小小球碰撞时的动能；
（2）物体所具有的能量越多，其对外做功的本领就越强。碰撞后木块移动的距离就越远，则说明小球对木头做的功就越多，碰撞时，小球的动能就越大，所以这样做的原因是：木块移动的距离越远，表示碰撞时，小球对木块做的功越多，小球的动能就越大；
（3）要探究质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小是否相等，就是要保证两个不同质量的小球能从同一斜面的同一高度由静止开始运动；
（4）丙图的实验中，若观察到两个小球同时到达钢尺2，说明它们运动的时间是相同的，由于它们又是从斜面的一同高度静止下落，所以运动的路程也是相同的，由速度公式知，则可以确认两小球刚到达底部时的速度大小相等。
故答案为：（1） 可降低小球下落的高度；（2）木块移动的距离越远，表示碰撞时，小球对木块做的功越多，小球的动能就越大；（3）两个不同质量的小球能从同一斜面的同一高度由静止开始运动；（4）两个小球同时到达钢尺2。
26．【答案】（1）右；力臂；（2）480；（3）2；液体的密度；（4）2.4×103；1.2×103。
【解析】【考点】探究杠杆的平衡条件；阿基米德原理的应用；浮力大小的计算．
【分析】（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
（2）根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2进行解答；
（3）根据F浮＝G﹣F求出浮力的大小；分析图中的相同点和不同，根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论，然后分析答题；
（4）根据金属块P在水中的浮力，根据阿基米德原理求出物体排开的水的体积，即是金属块P的体积，根据ρ＝求出金属块P的密度；
排开盐水的体积等于金属块P的体积，再利用F浮＝ρ液gV排求盐水的密度。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）由图甲知，左侧力臂为15cm，右侧力臂为10cm，根据杠杆的平衡条件：
mPg L左＝m右g L右，
即：mP×10N/kg×15cm＝2×0.36kg×10N/kg×10cm，
解得：mP＝0.48kg＝480g；
（3）金属块P的重力G＝mPg＝0.48kg×10N/kg＝4.8N，
由丁图知，金属块P浸没时，弹簧测力计的示数为2.8N，由F浮＝G﹣F得：金属块P浸没在液体中所受的浮力大小为2N；
分析比较图丁、戊实验可知，物体排开的液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计示数不同，液体密度越大，弹簧测力计示数越小，浮力越大，可以得出结论：液体的密度越大，物体受到的浮力越大；
（4）由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知物体的体积为：
VP＝V排＝＝＝2×10﹣4m3；
金属块P的密度：
ρP＝＝＝2.4×103kg/m3；
排开盐水的体积等于金属块P的体积2×10﹣4m3；
由图戊可知，弹簧测力计示数为2.4N，金属块P完全浸没在盐水中所受浮力：F浮′＝4.8N﹣2.4N＝2.4N；
由浮力公式F浮＝ρ液gV排可知盐水的密度：
ρ盐水＝＝＝1.2×103kg/m3。
故答案为：（1）右；力臂；（2）480；（3）2；液体的密度；（4）2.4×103；1.2×103。
四、计算题
27．【答案】（1）600N （2）359N （3）336000J
【解析】【答案】（1）解：G=mg=60kg×10N/kg =600N
（2）解：F=Ps= 50Pa×7m2=350N
（3）解：W=F’s=Fvt=400N×7m/s×60s×2=336000J
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据G=mg计算出帆船受到的重力；
（2）根据F=pS计算风对帆船的最大推力；
（3）根据s=vt计算帆船前进的距离，再根据W=Fs计算风力对帆船所做的功。
28．【答案】（1）300J；（2）80%；（3）30N。
【解析】【考点】斜面的机械效率；功的计算和公式的应用．
【分析】（1）根据功的计算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即总功；
（2）根据W＝Gh求出有用功；根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率η。
（3）根据总功与有用功的差得出额外功，再根据W额＝fs求出摩擦力大小。
【解答】解：（1）该过程拉力F做的功：W总＝Fs＝150N×2m＝300J；
（2）此过程拉力做的有用功为：W有＝Gh＝600N×0.4m＝240J；
该装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%；
（3）此过程克服摩擦力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝300J﹣240J＝60J；
由W额＝fs得摩擦力为：f＝＝＝30N；
答：（1）该过程拉力F做的功为300J；
（2）该装置的机械效率为80%；
（3）货物箱在斜面上运动时受到的摩擦力大小为30N。
29．【答案】答：（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力为8×103N；
（2）物体离开水面前拉力F的大小为5×103N；
（3）物体离开水面前上升的速度为0.2m/s；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率为80%。
【解析】【分析】（1）未露出液面，此时物体排开水的体积与物体体积相等，由阿基米德原理可求出金属块的浮力；
（2）物体离开水面前受重力、拉力和浮力的作用，根据受力平衡求出物体对滑轮组的拉力G′；求出动滑轮的重力，由于绳重和摩擦不计，则利用F＝（G+G动）求绳子的拉力。
（3）根据P＝Fv即可求出上升的速度；
（4）根据η＝＝＝求机械效率。
【解答】解：（1）物体排开水的体积与物体的体积相等，即V排＝V物＝0.8m3，
则F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3＝8×103N；
（2）物体重力G＝mg＝2×103Kg×10N/kg＝2×104N；
由于物体离开水面前受重力、滑轮组对物体的拉力G′和浮力的作用，根据受力平衡可知：G＝G′+F浮；
所以，G′＝G﹣F浮＝2×104N﹣8×103N＝1.2×104N；
动滑轮的总重力为G动＝m动g＝300×10N/kg＝3×103N；
由图可知：滑轮组的绳子股数为n＝3，
则由于绳重和摩擦不计，所以绳子的拉力为F＝（G′+G动）＝×（1.2×104N+3×103N）＝5×103N；
（3）已知功率P＝3kW＝3000W，根据P＝＝＝Fv得：
速度v＝＝＝0.6m/s，则物体上升的速度为v′＝V＝×0.6m/s＝0.2m/s；
（4）由于绳重和摩擦不计，则η＝＝＝，
所以，物体离开水面前，的机械效率η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力为8×103N；
（2）物体离开水面前拉力F的大小为5×103N；
（3）物体离开水面前上升的速度为0.2m/s；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率为80%。
【点评】本题为力学综合题，考查了学生对阿基米德原理、功率公式、效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用所学知识。
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