九上科学3.4 简单机械 培优卷（含解析）

九上科学第三单元第四节简单机械培优卷
一、单选题
1．机械的使用给人们的工作带来许多方便。下列四种机械使用时一定不能省力的是（　　）
A．定滑轮B．动滑轮C．斜面D．滑轮组
2．在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为600 N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20 N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是 (　　)
A．甲方式中车对绳子的拉力为620 NB．乙方式中人对绳子的拉力为300 N
C．使用甲、乙两种方式都不能省功D．甲、乙两种方式的机械效率相等
3．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О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
4．如图所示的伸缩隔离柱常用来分流人群，其顶端的布带由内部弹性装置固定。当布带被向右拉出时，将隔离柱看作杠杆，则其支点及所受拉力的示意图正确的是（　　）
A．B．C． D．
5．“推枣磨”是古代的一种平衡游戏（如图），即将甲、乙鲜枣用粗细均匀的细竹签串在一起搁在去除部分枣尖露出枣核的丙鲜枣上，使之保持静止。据此可推测出（　　）
A．甲枣的质量一定大于乙枣 B．甲枣的质量一定小于乙枣
C．乙枣的质量一定小于丙枣 D．乙枣的质量一定大于丙枣
6．如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值，下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（　　）
A．悬点O适当右移，秤的量程会增大 B．秤的刻度值向右越来越大
C．每次倒入空桶的液体体积相同 D．增大M的质量，秤的量程会增大
7．如图所示，一直杆可绕O点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杆垂直的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置，在此过程中这个直杆（　　）
A．始终是省力杠杆 B．始终是费力杠杆
C．先是省力杠杆，后是费力杠杆 D．先是费力杠杆，后是省力杠杆
8．如图所示，物体A的质量m=12kg，在拉力大小为30N的F作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动10秒钟，并且绳子足够长，此过程该装置的机械效率为80%。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧测力计的示数为15N B．拉力F的功率为6瓦
C．拉力F做功30J D．该过程中有用功为12J
9．高速铁路的输电线，无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触，图乙为输电线的牵引装置工作原理图。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为100N。若某段时间内坠砣串下降了8cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．滑轮A为动滑轮，滑轮B为定滑轮
B．钢绳上的拉力为2000N
C．输电线P端受到的拉力大小为1000N
D．输电线P端向左移动了16cm
10．如图所示，用轻质材料制成的吊桥搭在河对岸．一个人从桥的左端匀速走到桥的右端，桥面始终是水平的，不计吊桥和绳的重力，人从吊桥左端出发时开始计时．则人在吊桥上行走过程中，吊桥右端所受地面支持力F与人行走时间t的关系图像是
A． B．C． D．
11．如图所示，用三种方法拉动同一物体以相等速度v匀速上升相同的高度h。拉力F1、F2、F3的功率分别是P1、P2、P3。不计滑轮与线及滑轮与转轴之间的摩擦，不计滑轮、绳的重量。则下列功率大小判定正确的是（　　）
A．P1>P2>P3 B．P1>P3>P2 C．P2>P3>P1 D．P1=P2=P3
12．如图所示为某同学用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作中，能使杆秤的量程变大的是（　　）
A．将a点向左移B．将b点向右移C．换一个质量较小的秤砣 D．将a，b点都向左移等长距离
13． 如图所示，用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验。下列说法正确的是(　　)
A．图甲，实验前杠杆斜着静止，说明杠杆没有处于平衡状态
B．图甲，为使杠杆处于水平状态，应将杠杆右端的平衡螺母向左调
C．图乙，在A 处和B处各增加一个钩码，杠杆仍然能保持平衡
D．图丙，弹簧测力计从a位置转到b位置，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大
14．质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式（如图），跳过相同高度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他在跳高过程中克服重力做功为（　　）
A．都必须大于mgh
B．都不一定大于mgh
C．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh
D．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh
15．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N 的物体沿水平方向匀速移动 2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程出下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m
B．物体受到的拉力为750N
C．拉力F的功率为750W
D．滑轮组的机械效率为80%
二、填空题
16．如图所示，货物G重200N，动滑轮重40N。竖直向上的拉力作用在轻质杠杆的B点，杠杆保持水平平衡（不计绳重和摩擦）。其中O为杠杆支点，且。
（1）拉力　 　N，拉力　 　N；
（2）若增大货物G的重力，保持杠杆在水平位置平衡，且拉力方向、大小不变，则作用点B应向　 　移动（选填“左”或“右”）。
17．如图所示，在住宅中通常用固定在墙上的三角支架ABC放置空调外机。如果A处固定的螺钉脱落，则支架会倾翻造成空调外机坠落事件。已知AB长40cm，AC长30cm，室外机的重力为450N，重力作用线正好经过AB中点。
（1）请在答题卷的图中画出三角支架A处所受的水平作用力F的示意图及其力臂。
（2）三角支架A处所受的水平作用力F的大小为　 　N（支架重力不计）。
18．如图所示是小楠练习书法时的筒化图。写字时毛笔杆相当于　 　(选填”省力”“费力”或”等臂”)杠杆。手握笔的位置向上移动，则写字时所需的动力将　 　(选填”变大”“变小”或”不变”)。
19．杭温铁路建成通车后，仙居到杭州不到1小时，目前正在建造中。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”它主要由主梁和支架构成，可以提升与平移重物，其示意图如图所示：
（1）“龙门吊将5×103千克的重物先从地面提升到8米，再向左平移6米到工作台，在这整个过程中“龙门吊”对重物做功的大小是　 　焦。
（2）已知重物的重力为G，主梁总长为L，不考虑主梁自身重力。重物由主梁右侧向左侧移动，当移动的距离为s时，以主梁左端点为支点，右支架对主梁的支持力F的表达式　 　(用所给字母表示)。
20．小金用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表
实验次数 物体种类 物重G/N 斜面高h/cm 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/cm 机械效率η/%
1 木块 4 15 1.1 100 54.5
2 小车 4 15 　 100 　
（1）沿斜面拉动物体时，应使其做　 　运动。
（2）第1次实验中，若该斜面是光滑的，则弹簧测力计的示数为　 　N
（3）请利用总功、有用功和额外功的关系推导出摩擦力f的表达式：　 　
21．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。现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B在5s内匀速上升了0.8m，则：（不计轮绳间摩擦）
（1）图中D为　 　（填“定”或“动”）滑轮，C在此次提升重物过程中的作用是　 　。
（2）拉力F的大小为　 　N，拉力F的功率为　 　W。
22．小金用水平方向的推力把箱子推到D处，如图甲所示。经过A处4秒后在B处遇到小华，小华迅速取下小箱子，1秒后在C处小金调整了推力，继续将大箱子推到D处才撤去推力。AD段推力与时间的关系如图乙，箱子速度与时间的关系如图丙。已知大箱子底面积为0.5平方米，质量为20千克，小箱子质量为5千克。（g=10N/Kg）
（1）AB段大箱子对地面的压强为　 　。
（2）BC段大箱子受到的摩擦力大小为　 　。
（3）CD段小金推力所做的功为　 　。
23．如图所示，GA=10N，GB=20N，放在光滑水平面上，现用一水平向右的力F作用在物体A上，使A向右匀速滑动。已知弹簧测力计的示数为2N，物体A的速度vA=0.2m/s，不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦。
（1）物体B受到的摩擦力大小为　 　N。
（2）拉力F的功率为　 　W。
24．T型杠铃是一种健身器材，如图甲，小滨在水平地面将杠铃拉至水平静止，杠铃离开地面后，与水平地面平行，可抽象成图乙模型，杠铃的固定轴为O，手对杠铃的拉力作用在B点，杠铃(包括杆和配重)的重心在A点。已知杠铃的总重为600N， OA长1.6m， OB 长1.2m。
（1）图乙中，小滨手对杠铃的拉力F1与杠铃垂直，求F1=　 　N。
（2）图丙中，小滨手对杠铃拉力F2始终与杠铃垂直，且仍作用在B点，他将杠铃从水平位置拉至图丙的过程中，拉力F2　 　(选填“一直变大”、“一直变小”、“始终不变”、“先变小后变大”)
三、实验探究题
25． 某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：
实验 次数 动滑轮重 G 动 /N 钩码 重 G 物/N 钩码上升 高度 h 物 /m
动力 F 动/N 动力作用点移动距离 S 动/m 滑轮组的机械效 率η
1
0.53 1 0. 1 0.7 0.3 47.6%
2 2 0. 1 1. 1 0.3 60.6%
3 4 0. 1 2 0.3 　
（1） 请在表格下图画出本实验的绕绳方法； 并在表格最后一栏写出正确的机械效率
（2） 用同一滑轮组提升不同重物至同一高度： 提升的物重增加时， 克服摩擦和绳重所做的额外功变　 　， 滑轮组的机械效率变　 　。
（3） 多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率， 目的是为了____。 （填字母）
A．减小摩擦
B．多次测量取平均值减小误差
C．获得多组数据归纳出物理规律
26．学习了杠杆知识后，小明和小亮利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件。他所选择的器材有：铅笔、相同质量橡皮若干、细线、刻度尺等。
（1）他将细线大致系在铅笔的中间附近，适当调节细线系的位置使铅笔在水平位置平衡（如图甲）。保持系的位置不变。然后用细线绑定数量不等的橡皮挂在杠杆支点两侧，如图乙所示。若想调节铅笔使其在水平位置平衡，他应将左侧橡皮的细线向　 　（选填“左”或“右”）移动。
（2）在实验过程中，小明不小心将前端较长的铅笔芯弄断了，铅笔失去平衡。接下来小明直接调节悬挂橡皮的细线，使铅笔重新水平平衡后（如图丙），得到的 　 　（选填“等于”或“不等于”) .
27．小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆．小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角，进行实验．其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如下表：
实验序号 钩码总重力 拉力作用线与竖直方向的夹角 拉力大小
① 3 0 2
② 3 30 2.4
③ 3 45 2.8
④ 3 60 4
（1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为　 　牛．
（2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是　 　．
（3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是：　 　．
（4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙．若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力．请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？　 　．
28．小宁做“探究杠杆平衡条件”实验，装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等。
（1）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.1N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，杠杆水平位置平衡；若斜拉弹簧测力计，使杠杆仍在水平位置平衡，弹簧测力计的示数　 　(填“变大”“变小”或“不变”)。
（2）小宁又制作了一个密度均匀的圆盘(相当于杠杆)，圆盘可以绕着圆心0转动(转轴阻力忽略不计)，圆盘上CH所在直线上相邻两点间距离相等。他先在圆盘的C点挂上4个钩码(如图)，再用一个量程合适的弹簧测力计在M点施加竖直向上的拉力后，圆盘　 　(填“能”或“不能”)在图示位置静止。
（3）为了探究“力的作用点到支点的距离是否一定影响杠杆的平衡”，小宁在圆盘的C点挂上4个钩码(如图乙)，又在G点挂上一定数量的钩码后发现圆盘在图示位置平衡。为了改变支点到力的作用点的距离，他将挂在G点的钩码先后挂在　 　两个点又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡，即可得到结论。
四、解答题
29．图甲是吊车支腿撑开立在工地上的情形，该吊车的一些参数为：整车自重G=10吨，车宽BC=3米，左右支腿跨度AD=6米。
（1）如图乙所示，当吊车吊起货物的质量过大时，会向右侧翻。此时若将吊车看作杠杆，则其支点是　 　。(选填图乙中的字母)
（2）某次操作过程中，吊车将3吨的货物以0.1米/秒的速度匀速向上提升了6米，求该过程中：
①吊车对货物所做的功。
②吊车对货物所做功的功率。
30．如图所示是小明家使用的升降衣架，它是通过一些简单机械组合来方便地晾起衣服。每个滑轮重1牛，横梁和衣架总重量为10牛。当晾衣架上所挂衣服重量为60牛时，小明同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移了1m，不计绳重和摩擦。
（1）该升降衣架的6个滑轮中，动滑轮有　 　个。
（2）小明所用拉力的大小为多少牛
（3）拉力F移动的速度为多少
31． （1）如图甲所示是一个核桃破壳器。破壳时，手柄可以看成一个杠杆。图乙为其简化的示意图。请在乙图中画出：
a.B点受到的阻力F2的力臂l2；b.作用在A点的最小动力F1。
（2）工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材质量为1.8×103kg的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。(g=10N/kg)求：
a.石材受到的阻力；
b.在石材移动40s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。
32．如图甲所示是小柯家厨房里的脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是利用了两个杠杆和轻质硬杆BC组合而成。图乙是其示意图： 脚踏杠杆AO1B、O为支点，A为脚踏处，AO1=24cm，BO1=18cm； 桶盖杠杆DCO2，O2为支点，桶盖的质量为600g，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆和其 他连接杆的质量不计，桶盖质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。请分析回答：
（1）出图乙可知，则杠杆AO1B为　 　(选填 “省力”“等臂” 或“费力”)杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，作用在C点的力至少为多大；
（3）若将桶盖翻开30°，桶盖克服重力做了多少功。．
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【分析】根据各种简单机械的特点判断。
【解答】定滑轮不省力不费力，只能改变力的方向，故A符合题意；
动滑轮最多可以省一半的力，故B不合题意；
使用斜面是通过增大距离的方式减小拉力，故C不合题意；
使用滑轮组时肯定能省力，故D不合题意。
故选A。
2．【答案】C
【解析】【分析】根据滑轮组及定滑轮的特点进行解答。
【解答】A.在甲方式中，两滑轮都是固定不动的，它们都是定滑轮，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，则车对绳子的拉力为600N，故A错误；
B.在乙方式中，两个滑轮组成滑轮组，由乙图可知，n=2，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，人对绳子的拉力：，故B错误；
C.根据机械的特点可知，使任何机械都不省功，所以使用甲、乙两种方式都不省功，故C正确；
D.由于忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，则在甲中，机械效率为100%；在乙中，机械效率为：，所以两种方式的机械效率不同，故D错误。
故答案为：C。
3．【答案】A
【解析】【分析】 初中物理学中把一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是任意形状的硬棒。 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；公式：F1×L1=F2×L2；变形式：F1：F2=L2：L1动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。 省力杠杆 ： 杠杆的动力臂比阻力臂长（L1>L2），动力比阻力小（F1F2)，可以把它叫做费力杠杆。 等臂杠杆： 杠杆的动力臂等于阻力臂（L1=L2），动力等于阻力(F1=F2)，称为等臂杠杆，它既不能省力，也不能省距离。
【解答】A.前臂杠杆的支点О在肘关节处 ，A正确；
B. 肱二头肌给桡骨的力F1是动力，B错误；
C. 重物给前臂的力F2是阻力，C错误；
D. 前臂是一根费力杠杆，D错误；
故答案为：A
4．【答案】B
【解析】【分析】根据杠杆的五要素的知识分析判断。
【解答】根据图片可知，当布带向右拉出时，隔离柱有向右倾倒的趋势，此时底座的右边缘固定 不动，相当于支点O。布带产生向右的拉力F，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
5．【答案】A
【解析】【分析】 根据杠杆的平衡条件分析。
【解答】解：将甲、乙鲜枣用粗细均匀的细竹签串在一起搁在去除部分枣尖露出枣核的丙鲜枣上，使之保持静止，杠杆处于平衡状态，丙是支点，根据图中甲的力臂比乙的力臂短，由杠杆平衡条件G1L1=G2L2知，甲重力大于乙的重力，甲的质量大于乙的质量，故A正确，BCD错误。
故选：A。
6．【答案】A
【解析】【分析】本题主要考查杠杆的相关知识，即动力x动力臂=阻力x阻力臂。
【解答】A.物体从B点到O点的距离为阻力臂，当o点向右移动时，阻力臂减少，动力臂增大，由上述平衡条件可知，动力减小，即所加液体的质量减少，又由于，所以密度也减少，即量程减少。
B.当空桶内的液体密度逐渐增大时，即A点的动力增大，此时应通过增大B到o的距离来达到平衡，故B向右移动时逐渐变大。
C.只有当液体体积相同时，才能通过质量大小来判断密度的大小，即来判断其液体密度的情况。
D.M质量增大时，即阻力臂X阻力的值变大，所以可以在左侧的空桶内装上质量更大的液体，即密度更大量程更大。
故答案为：A
7．【答案】C
【解析】【分析】（1）力臂的概念：从支点到力的作用线的距离叫做力臂。
（2）运用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析动力的大小变化。
【解答】由图可知动力F的力臂始终保持L1不变，物体的重力G始终大小不变。在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆。
故选C
8．【答案】D
【解析】【分析】 BC.由可求出物体移动的距离，图中拉力F作用在动滑轮的轴上，根据动滑轮特点可求出拉力移动距离，根据 W=Fs计算拉力做的总功，根据可求拉力的功率；
AD.根据可求出有用功，根据W有=Fs物求出弹簧测力计示数。
【解答】 BC.物体A移动距离sA=vt=0.1m/s×10s=1m，
由图知，拉力作用在动滑轮的轴上，所以拉力移动距离s=sA=0.5m；
拉力做的总功W总=Fs=30N×0.5m=15J，故C错误；
拉力的功率，故B错误；
D.由可得，有用功W有=ηW总=80%×15J=12J，故D正确；
A.物体A受到的拉力，所以弹簧测力计示数大小等于A受到的拉力12N，故A错误。
故选D。
9．【答案】B
【解析】【分析】（1）定滑轮是指固定不定的滑轮；动滑轮是指和物体一块运动的滑轮；
（2）钢绳上的拉力即为20个坠砣的总重力，由F=G可求得钢绳上的拉力。
（3）如图使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数n=2，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，
由G=FP，据此求输电线P端受到的拉力大小。
（4）坠砣串下降高度h=2sP，可求输电线P端向左移动的距离。【解答】A.图中A和B滑轮都固定不动，为定滑轮，故A错误；
B.20个坠砣的总重力：G=20×100N=2000N，钢绳上的拉力F=G=2000N，故B正确；
C.由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2，
图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，
可得G=FP，
则输电线P端受到的拉力大小：FP=2G=2×2000N=4×103N，故C错误；
D.图中坠砣挂在钢绳的自由端，且n=2，则坠砣串下降高度h=2sP，
则输电线P端向左移动的距离：sP=h=×8cm=4cm，故D错误。
故选B。
10．【答案】B
【解析】【解答】人从吊桥左端出发，在运动时间t后，杠杆受到物体的压力（阻力）等于人的重力，
动力臂为OA=L，杠杆受到物体的压力（阻力）F′=G，阻力臂为OB，OB=vt，
∵杠杆平衡，
∴F×OA=F′×OB=G×vt，
即：F×L=G×vt，
∴ ，
由此可知，当t=0时，F=0；当t增大时，F变大，是正比例关系；
故选B。
【分析】根据题意得出拉力F与时间t的关系式是本题的关键。
11．【答案】D
【解析】【分析】物体在竖直方向上做匀速直线运动，不计滑轮重、绳重及摩擦，根据定滑轮和动滑轮的工作特点，分别求出F1、F2、F3，根据动滑轮和定滑轮的特点分别求出拉力作用点移动的速度和物体移动速度的关系，根据P=Fv算出拉力的功率，再进行比较。
【解答】由题意可知，用三种方法拉动同一物体以相等速度v匀速上升相同高度h，不计滑轮与线及滑轮与转轴之间的摩擦，不计滑轮、绳的重量。
甲图：滑轮为动滑轮，动滑轮能省一半的力，则此时拉力F1=G；但是多费1倍的距离，则拉力作用点移动的速度v1=2v；
乙图：滑轮为动滑轮，但拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是一个费力杠杆，多费1倍的力，省一半的距离，因此F2=2G，拉力作用点移动的速度v2=v；
丙图：滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，且不计滑轮重及摩擦，则此时拉力F3=G；拉力作用点移动的速度v3=v；
根据P=Fv知，拉力的功率分别为：P1=F1v1=G×2v=Gv，
P2=F2v2=2G×v=Gv，
P3=F3v3=G×v=Gv，
所以拉力F1、F2、F3的功率P1=P2=P3，故A、B、C错误，D正确。
故选D。
12．【答案】D
【解析】【分析】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】 A.将a点向左移，阻力臂增大，动力臂和动力不变，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，阻力变小，即称量的最大质量变小，则量程变小，故A不合题意；
B.将b点向右移，阻力臂增大，动力不变，动力臂变小，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故B不合题意；
C.换一个质量较小的秤砣，阻力臂不变，动力变大，动力臂不变，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故C不合题意；
D.杆秤使用时，有G物Lab=G砣L砣，将a、b点都向左移等长距离，Lab不变，L砣变大，而G砣不变，可见G物变大，则所称量物体的质量变大，量程变大，故D符合题意。
故选D。
13．【答案】D
【解析】【分析】 A.杠杆静止时或杠杆匀速转动时，杠杆处于平衡状态；
B.平衡螺母向翘起的一端移动；
C.原来杠杆平衡，是因为两边的力和力臂的乘积相等，现在各加一个同样的钩码，就要看现在的力和力臂的乘积是否相等，据此分析得出结论；
D.根当拉力F向右倾斜时，保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知分析即可。
【解答】 A.图甲，实验前杠杆静止时或杠杆匀速转动时，说明杠杆处于平衡状态，故A错误；
B.杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，故B错误；
C.设一个钩码重为G，一格的长度为L，原来：3G×2L=2G×3L，杠杆平衡；
在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码，现在：4G×2L＜3G×3L，所以杠杆不再平衡，杠杆的右端下沉，故C错误；
D.图中弹簧测力计从a位置转到b，此时拉力F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，即测力计的示数变大，故D正确。
故选D。
14．【答案】D
【解析】【分析】功等于作用在物体上的力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，与其他因素无关，即：W=Fs。
【解答】如图所示，质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，
采用跨越式时的重心高度一定大于h，但采用背越式时，由于运动员的手、头、躯干和四肢不是同时通过横杆，运动员的重心高度有可能比横杆的高度h低，所以运动员用背越式克服重力所做的功不一定大于mgh，用跨越式克服重力所做的功必须大于mgh；
所以，D正确，ABC错误。
故答案为：D。
15．【答案】D
【解析】【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nsA求出绳子自由端沿水平方向移动；
（2）物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据FA=f=0.4G求出物体受到的拉力；
（3）根据W=Fs求出拉力F做的功，根据求出拉力F的功率；
（4）根据W有=FAsA求出拉力做的有用功，根据求出滑轮组的机械效率。【解答】A.由图可知，承担拉力的绳子段数n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nsA=2×2m=4m，故A错误；
B.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，
则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误；
C.拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J，
则拉力F的功率，故C错误；
D.有用功W有=FAsA=600N×2m=1200J，
则滑轮组的机械效率，故D正确。
故选D。
16．【答案】120；160；左
【解析】【分析】杠杆平衡条件：。
【解答】（1）[1][2]货物G重200N，动滑轮重40N，不计绳重和摩擦，n=2，则绳子的拉力F1和A点的作用力相等，都是
根据杠杆的平衡条件知道：，则
（2）[3]若增大货物G的重力，则A的拉力增大，保持杠杆在水平位置平衡，且拉力F2方向、大小不变，根据杠杆平衡条件知，当动力和阻力臂不变时，阻力增大，动力臂应该增大，即作用点B应向左移动。
17．【答案】（1）
（2）300
【解析】【分析】（1） 由图知C为支点，空调机压力使得杠杆顺时针转动A点的拉力阻碍转动，因而必须水平向左；根据力臂的定义画图；
（2）由图知AC为阻力臂，AB的二分之一是动力臂，然后根据杠杆的平衡条件计算可得。
【解答】 （1）由图知C为支点，空调机压力使得杠杆顺时针转动A点的拉力阻碍转动，因而必须水平向左；根据力臂是从支点到力的作用线距离，画图如图；
（2）由杠杆的平衡条件知：F AC=G AB；
即 F×30cm=450N××40cm；
解得：F=300N。
18．【答案】费力；变大
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
【解答】（1）根据题意可知，大拇指所在的位置为支点，食指施加动力，阻力作用在笔尖上。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2） 手握笔的位置向上移，则动力臂减小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，写字时所需的动力将变大。
19．【答案】（1）4×105J
（2）G(L-s)/L
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算出对重物做的功；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算。
【解答】（1）物体的重力为：W=Gh=5×103kg×10N/kg=5×104N；
对重物做的功为：W=Gh=5×104N×8m=4×105J；
（2）根据图片可知，左侧支架为支点，物体的重力为阻力，阻力臂为L2=L-s；右侧支架的支持力为动力，动力臂为L。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×（L-s）=F×L，解得：。
20．【答案】（1）平行于斜面匀速向上
（2）0.6
（3）f＝F﹣
【解析】【分析】（1）根据二力平衡的知识分析解答；
（2）如果斜面是光滑的，那么就不会克服摩擦力做额外功，即拉力做的总功和克服重力做的有用功相等，据此计算测力计的示数；
（3）根据W总=W有+W额，结合功的计算式W=Fs推导即可。
【解答】（1）沿斜面拉动物体时，如果物体沿斜面平行做匀速直线运动，那么它受到的拉力等于弹簧测力计的示数；
（2）如果斜面是光滑的，那么就不会克服摩擦力做额外功，
即拉力做的总功和克服重力做的有用功相等。
那么Fs=Gh；
100m×F=4N×145cm；
解得：F=0.6N。
（3）拉力做的总功等于克服重力做的有用功与克服摩擦力做的额外功之和；
即：W总=W有+W额；
Fs=fs+Gh；
解得：
21．【答案】（1）动；改变力的方向
（2）150；48
【解析】【分析】（1）固定不动的滑轮为定滑轮，跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮。根据定滑轮和动滑轮的用途解答。
（2）根据二力平衡的知识计算出拉力F，再根据W=Fs计算出功，最后根据计算出功率即可。
【解答】（1）根据图片可知，D滑轮跟随物体B一起上下移动，为动滑轮。C滑轮固定在地面上不动，为定滑轮，作用是改变力的方向。
（2）当物体A水平向右做匀速直线运动时，物体A受到的摩擦力与绳子上的拉力相互平衡，即；
当物体A水平向左做匀速直线运动时，物体A受到向左的拉力F，向右的绳子上的拉力F’与摩擦力f。根据二力平衡的知识可知，拉力F=F'+f=75N+75N=150N；
5s内物体A移动的距离：s=2h=2×0.8m=1.6m；
则拉力F做功：W=Fs=150N×1.6m=240J；
则拉力F的功率：。
22．【答案】（1）500Pa
（2）80N
（3）600J
【解析】【分析】（1）首先根据F=G总计算出AB段大箱子对地面的压力，再根据计算出它对地面的压强。
（2）根据丙图可知，CD段大箱子做匀速直线运动，可根据二力平衡的知识计算出大箱子受到的摩擦力，然后根据影响滑动摩擦力的因素的知识分析BC段大箱子受到的摩擦力。
（3）根据图像确定CD段的速度，然后根据s=vt计算出距离，再根据W=Fs计算出推力做的功。
【解答】（1）AB段大箱子对地面的压力：F=G总=（20kg+5kg）×10N/kg=250N；
则大箱子对地面的压强：。
（2）根据丙图可知，CD段大箱子做匀速直线运动，此时大箱子受到的摩擦力与推力相互平衡。根据乙图可知，这段时间内推力为80N，则摩擦力f=F=80N。BC段时，大箱子做加速运动，但是它对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，则它受到的摩擦力还是80N。
（3）CD段大箱子运动的速度为1.5m/s，时间为5s，
则大箱子运动的距离：s=vt=1.5m/s×5s=7.5m；
那么推力做的功为：W=Fs=80N×7.5m=600J。
23．【答案】（1）2
（2）1.2
【解析】【分析】 （1）由题意可知水平面光滑，水平面对B没有摩擦，物体B和A均处于平衡状态，可对B受力分析，由二力平衡可得到物体B受到的摩擦力；
（2）由于A匀速滑动，对A进行受力分析，可得到力F的大小，再由功率的推导公式P=Fv得到拉力F的功率。
【解答】 （1）根据题意可知，水平面光滑，水平面对B无摩擦力。当A向右匀速滑动，A、B两物体均处于平衡状态：对B受力分析，水平方向物体B受到向左弹簧的拉力与向右的摩擦力，根据二力平衡可得物体B的摩擦力：f=F=2N；
（2）由图可知，滑轮组有2段绳子拉着物体A，物体B端的拉力是2N，所以A端绳拉力：2N×2=4N。又因为力的作用是相互的，所以对物体A水平方向受力分析，物体A受到方向向左的绳子的拉力和B对A的摩擦力、向右受到拉力F，
根据力的平衡力条件可得：F=f+4N=2N+4N=6N；
因为A匀速滑动，所以拉力的功率：。
24．【答案】（1）800
（2）一直变小
【解析】【分析】 （1）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2计算F1的大小；
（2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析F2的大小变化。
【解答】 （1）杠铃离开地面后，小滨手对杠铃的拉力F1与杠铃垂直，动力臂等于OB长，而阻力臂等于OA长，
根据杠杆平衡条件可得F1lB=GlA，
代入数据可得：F1×1.2m=600N×1.6m，
解得：F1=800N；
（2）小滨手对杠铃拉力F2始终与杠铃垂直，且仍作用在B点，转动过程中动力臂大小不变，阻力大小不变，阻力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，动力减小，即拉力F2一直变小。
25．【答案】（1），66.7%
（2）大；大
（3）C
【解析】【分析】 （1）根据绳子自由端移动的距离与物体上升高度的关系s=nh求出绳子的有效段数，根据“奇动偶定”的原则确定滑轮组的绕线方法；由表中数据，根据可求出第3次的机械效率；
（2）提升的物重增加时，绳子对滑轮的压力会增大，则绳子与滑轮间的摩擦也会增大，而绳子自由端移动的距离不变，据此可知克服摩擦和绳重所做额外功的变化情况；结合表格中的数据判断滑轮组机械效率随物重的增加的变化情况；
（3）初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性。
【解答】 （1）根据绳子自由端移动的距离与物体上升高度的关系s=nh，结合表中数据，则绳子的有效段数：n=3，
根据“奇动偶定”的原则，则绳子应先系在动滑轮上面的挂钩上，然后依次绕线，如下图所示：
第3次实验的机械效率为：
；
（2）提升的物重增加时，绳子对滑轮的压力会增大，则绳子与滑轮间的摩擦也会增大，而绳子自由端移动的距离不变，所以可知克服摩擦和绳重所做的额外功变大；
由表中数据可知，提升的物重增加时，滑轮组的机械效率变大；
（3）多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，是为了进行多次测量，获得多组数据，总结实验规律，使实验结论具有普遍性，故选C。
故答案为：（1）见上图；66.7%；（2）大；大；（3）C。
26．【答案】（1）左
（2）不等于
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（2）铅笔芯没有断时，铅笔的重心从它的挂线位置通过，此时铅笔的重力对杠杆的平衡没有影响，即此时如果挂上橡皮，那么F1L1=F2L2。铅笔芯弄断后，左侧铅笔的重力减小，那么铅笔的重心肯定会向右移动，即此时铅笔的重力会对杠杆的平衡产生影响，此时两边橡皮的重力与力臂的乘积肯定不等，据此分析解答。
【解答】（1）根据图乙可知，铅笔的左端上翘，即左边橡皮的重力与力臂的乘积小于右边橡皮与力臂的乘积。为了使二者相等，必须增大左边的力臂而减小右边的力臂，即左侧橡皮的细线向左移动。
（2）在实验过程中，小明不小心将前端较长的铅笔芯弄断了，铅笔失去平衡。接下来小明直接调节悬挂橡皮的细线，使铅笔重新水平平衡后（如图丙），得到的 不等于 。
27．【答案】（1）1
（2）同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与有关，越大，拉力越大．（动滑轮拉力的方向没有保持竖直向上，不能能省一半的力）
（3）改变钩码的重力，重复上述实验
（4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大．（其它合理答案也可）
【解析】【分析】（1）动滑轮可以省一半的力，根据拉力求出动滑轮的重力。
（2）动滑轮可以省力，但是不能改变力的方向。
（3）多次实验可以寻找普遍规律，避免偶然性。
（4）当动力臂减小时，阻力和阻力臂不变，则动力就会变大。
【解答】（1）动滑轮可以省一半的力，，则G轮=2F-G物=2×2N-3N=1N。
（2）从4次实验数据可以得出结论是：同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与有关，越大，拉力越大．（动滑轮拉力的方向没有保持竖直向上，不能能省一半的力）。
（3）多次实验可以寻找普遍规律，避免偶然性，所以应该改变钩码的重力，重复上述实验。
（4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。
故答案为：（1）1；（2） 改变钩码的重力，重复上述实验 ；（3） 根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大 。
28．【答案】（1）变大
（2）不能
（3）N、D
【解析】【分析】利用杠杆平衡条件，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂
【解答】（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，当弹簧测力计改为斜拉时，拉力的力臂减小，再次使杠杆水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数将变大；
（2）设圆盘上CH所在直线上相邻两点间距离为a，阻力力与阻力臂的乘积为：
4x0.5Nx3a=6aN；动力与动力臂的乘积为：F动x0＝0；
由于F1L1≠F2L2，所以圆盘不能在图示位置静止；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得，4x0.5Nx3a=nx0.5Nx2a，解得n=6，
当改变右边挂钩码的位置时，4x0.5Nx3a=6x0.5Nxma，
解得m=2，
所以右边力臂保持不变，即他可以将挂在G点的钩码先后挂在D、N两个点又进行实验。
29．【答案】（1）D
（2）①G=3×104牛 W=1.8×105焦
②P=Fv或(W/t) =3000瓦
【解析】【分析】（1）杠杆上固定不动的点为支点；
（2）①根据G=mg计算出货物的重力，根据W=Gh计算吊车对货物做的功；
②根据P=Fv或计算吊车对货物做功的功率。
【解答】（1）当吊车吊起货物的质量过大时，会向右侧翻，此时只有D点固定不动，因此支点是D。
30．【答案】（1）6
（2）不计绳重和摩擦，每个滑轮重1N，升降衣架中动滑轮重G动=2N，所挂衣服重G=60N，横梁和衣架总重量G'=10N，由图可知，承担重物绳子的段数n=4，拉力的大小。
（3）物体上升的速度拉力F移动的速度为，vF=4v=4×0.2m/s=0.8m/s
【解析】【分析】 滑轮组是由多个动滑轮、定滑轮组装而成的一种简单机械。可以省力也可以改变施力方向。
【解答】（1）由图可知，使用升降衣架时下面的两个滑轮会随所挂衣服一样运动，所以6个滑轮中有两个动滑轮。
31．【答案】（1）
（2）(a)石材的重力：
G=mg=1.8×103kg×1ON/kg=1.8×104N，
石材受到的阻力：
f=0.1G=0.1×1.8×104N=1800N；
(b)由乙图可得，在t=10s内石材移动的距离s=1.0m，石材匀速运动的速度：
石材在t'=40s移动的距离：s’=vt'=0.1m/s×40s=4m ，
因为石材做匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，则滑轮组对石材的拉力：
F拉=f=1800N ，
工人做的有用功：W有用=F拉s’=180ON'×4m=7200.J ；
由 可得工人做的总功：W总=
由图知，n=3，工人拉力端移动的距离：SF=3s'=3x4m=12m ，
由w总=Fs可得工人的拉力：
【解析】【分析】（1）a.力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离；
b.当以支点到力的作用点之间的线段为动力臂时最长，此时动力最小。
（2） a.首先根据G=mg计算出石材受到的重力，再根据f=0.1G计算石材受到的阻力。
b.首先利用乙图，根据公式计算出石材运动的速度，再根据s'=vt'计算出40s内石材运动的距离，接下来根据W有用=F拉s'计算出工人做的有用功。再根据公式 可 计算出拉力做的总功，根据s=ns'计算出拉力移动的距离，最后根据公式计算绳子上的拉力F。
【解答】（1）a.通过支点O做阻力F2力的作用线的垂线，从支点到垂足之间的距离就是它的力臂L2；
b.通过A点作OA的垂线，在向下的方向上画上箭头表示最小的动力F1，如下图所示：
32．【答案】（1）省力
（2）设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆的平衡条件得：
F×AO1=F1×O1B…①
G×DO2=F2×CO2…②
F1=F2，
桶盖的重：G=mg=0.6kg×10N/kg=6N，
得：
则
（3）由题意可知，若将桶盖翻开30°，桶盖重心上升高度为=17.5cm
克服重力做功W=FS=GH=6N×0.175m=1.05J
【解析】【分析】本题考查杠杆平衡相关知识，一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是任意形状的硬棒。
支点：杠杆绕着转动的点，通常用字母O来表示。
动力：使杠杆转动的力，通常用F1来表示。
阻力：阻碍杠杆转动的力，通常用F2来表示。
动力臂：从支点到动力作用线的距离，通常用L1表示。
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，通常用L2表示。
【解答】(1)图乙可知，杠杆AO1B动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
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