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第十二章简单机械
一．选择题（共13小题）
1．下列生活中的杠杆，属于费力杠杆的是
A．剪铁皮的剪刀 B．桥瓶盖的起子
C．筷子 D．抽水机的手柄
2．如图所示是一种外型新颖的手动榨汁器。在处用力下压手柄，容器中的水果受到挤压，可快速榨出果汁。此时，榨汁器手柄的杠杆模型是
A． B．
C． D．
3．如图所示的是力学的四个实验情景图，下列描述正确的是
A．甲图中木块随小车一起向前匀速运动，当小车突然刹车时，木块受到惯性的作用会向前倾倒
B．乙图中杠杆均匀，若将左端的3个钩码向左移动少许，杠杆能够平衡
C．丙图中盐水均匀，鸡蛋悬浮于处，当再往杯中加盐并搅匀后，鸡蛋会上浮到处静止
D．丁图中当向玻璃管中吹风时，管中的水面会下降，管中的水面会上升
4．如图，关于动滑轮的特点及其与杠杆原理的关系，下列说法错误的是
A．点为杠杆的支点，滑轮的轴为阻力的作用点，为动力的作用点
B．沿竖直方向提升重物时，动力臂为阻力臂的两倍
C．根据可知，所以使用动滑轮省力
D．当改变拉力的方向时，的大小不变
5．国旗杆顶端装有定滑轮，这是为了
A．省力 B．省距离 C．改变施力方向 D．省功
6．如图所示为铁路输电线的牵引装置原理图，采用坠砣牵引来自动补偿输电线的张紧，以此保障列车电极与输电线的接触。钢绳通过滑轮组悬挂配重为的坠砣，输电线的一端点与滑轮相连被张紧。若某段时间内坠砣竖直上升了，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，下列说法正确的是
A．滑轮是定滑轮
B．滑轮是动滑轮
C．输电线端受到的拉力为
D．输电线点向右移动了
7．如图甲所示，工人用推力将重为的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长、高。始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是
A．内，箱子做加速运动
B．内，箱子所受摩擦力为
C．内，箱子的速度是
D．内，推力的功率为
8．如图所示，重为的物体在水平拉力的作用下水平向左匀速运动，滑轮的速度为，弹簧测力计的示数为，忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是
A．物体所受地面的摩擦力为
B．使用该动滑轮的目的是为了省力
C．水平拉力的功率
D．物体的运动速度为
9．我国很早就有使用滑轮的记载。关于图中使用滑轮提升重物的说法正确的是
A．甲图是动滑轮，可以省力
B．甲图是定滑轮，改变了用力方向
C．乙图是定滑轮，可以省力
D．乙图是动滑轮，改变了用力方向
10．骑自行车是一种有氧运动。骑自行车上坡时往往要走形路线，如图所示。与走直线相比，选择形路线骑行的好处是
A．省力 B．省距离 C．省功 D．省时间
11．用同一动滑轮分别将重力为和的重物匀速提升相同高度，已知提升时动滑轮机械效率，提升时动滑轮机械效率。则两种情况下，动滑轮的额外功之比约为
A． B． C． D．
12．如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为，牵引力为，对绳子的拉力为；物体的重力为，物体匀速上升的速度始终为，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，取。下列说法中
A．滑轮组的机械效率为
B．汽车受到的摩擦力为
C．汽车牵引力在内做的功为
D．汽车牵引力的功率为
13．小明分别用图甲和乙的滑轮组匀速提升同一重物到相同高度，实际测量，，则
A． B． C． D．
二．填空题（共3小题）
14．如图，在水平拉力的作用下，物体做匀速直线运动，该滑轮为 （选填“动”或“定” 滑轮。滑轮与绳子质量不计，滑轮与绳子之间的摩擦不计，若物体与地面间的摩擦力为，物体匀速向右运动了，则拉力所在的绳端移动了 ，拉力大小为 。
15．如图小荣用动滑轮匀速提升物体，动滑轮本质上是 （选填“等臂”、“省力”或“费力” 杠杆；若物体重力为，拉力为，则该动滑轮的机械效率为 。
16．如图所示，为刻度间隔相等的轻质杠杆，处挂的物体。为使杠杆在水平位置平衡，则在端施加的最小力是 ；若在端施加一个拉力，刚好使杠杆在水平位置平衡时为等臂杠杆，则该拉力的方向为 。
三．实验探究题（共3小题）
17．物理兴趣小组利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲所示。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
（1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小阳认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆进行实验，保持处悬挂钩码的个数和位置不变。把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆不再平衡。与处相比，支点到力的作用点的距离 （选填“变小”“不变”或“变大” ；把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下 的距离不变；由此初步判断 的观点是正确的（选填“小阳”或“小明” 。
（2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。表格中处应填写的内容是 ；分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是 。
实验次数 动力 阻力
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
（3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。其原是 。
18．在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，实验装置及实验情形如图所示：
（1）实验过程读弹簧测力计示数，应该 （选填“匀速拉动”“静止” 时读数；
（2）由图甲知：使用定滑轮不省力，但可以改变 ；
（3）由图乙知：使用动滑轮可以省力，但没有省一半的力，原因是 ；
（4）探究实验完成后小松又设计了如图丙所示滑轮组，物体、的重分别为、，动滑轮重为，此时物体在水平面上向右以做匀速直线运动（绳子和滑轮间的摩擦不计），物体下落速度为 ；若用力向左拉物体，使物体向左做匀速直线运动，所需力的大小为 。
19．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，进行了三次实验，实验数据如下表。
实验次数 物重 物体上升的高度 测力计示数 测力计移动的距离 机械效率
1 6 3 2.5 9 80.0
2 8 3 3.2 9
3 10 3 3.9 9 85.5
（1）由表中数据可知，该实验是用 图（选填“甲”或“乙” 所示的滑轮组进行操作的；
（2）第2次实验中，滑轮组的机械效率是 （结果保留到；
（3）分析三次实验数据，可以得到的实验结论是： ；
（4）实验过程中，发现拉动弹簧测力计时不易读数，某同学认为应该静止时读数，老师说该想法是错误的，原因是 。
四．计算题（共3小题）
20．如图所示，一位同学用滑轮组拉着重，底面积为的物体，使它内在水平地面上匀速前进，水平拉力，若物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，求：
（1）物体静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）该同学做的功及功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
21．如图所示是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次湖中打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度的位置。已知物体的重力为，体积为；水的深度为。在物体离开水面后匀速上升的过程中，与电动机连接的绳子的拉力功率。水的密度为；取，不计水和空气的阻力。求：
（1）物体浸没在水中所受的浮力和此时水对水底的压强；
（2）物体离开水面后，在内匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率。
22．如图所示，工人师傅在内将重为的物体匀速提升了，拉力的大小为。求在此过程中：（不计绳重及摩擦）
（1）工人师傅做功的功率。
（2）该滑轮组的机械效率。
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第十二章简单机械
一．选择题（共13小题）
1．下列生活中的杠杆，属于费力杠杆的是
A．剪铁皮的剪刀 B．桥瓶盖的起子
C．筷子 D．抽水机的手柄
【答案】
【解答】解：．剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意；
．起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意。
．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故符合题意；
．抽水机手柄在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意。
故选：。
2．如图所示是一种外型新颖的手动榨汁器。在处用力下压手柄，容器中的水果受到挤压，可快速榨出果汁。此时，榨汁器手柄的杠杆模型是
A． B．
C． D．
【答案】
【解答】解：榨汁器在使用过程中围绕点转动，故点是支点；动力作用在点，阻力作用在点，由图可知，故符合题意、不合题意。
故选：。
3．如图所示的是力学的四个实验情景图，下列描述正确的是
A．甲图中木块随小车一起向前匀速运动，当小车突然刹车时，木块受到惯性的作用会向前倾倒
B．乙图中杠杆均匀，若将左端的3个钩码向左移动少许，杠杆能够平衡
C．丙图中盐水均匀，鸡蛋悬浮于处，当再往杯中加盐并搅匀后，鸡蛋会上浮到处静止
D．丁图中当向玻璃管中吹风时，管中的水面会下降，管中的水面会上升
【答案】
【解答】解：、木块与小车一起向右做匀速运动，当小车受阻力停止时，木块上部由于惯性仍要保持原来的运动状态，所以木块向前运动，由于木块的下表面受到摩擦力的作用，说以木块会向前倾倒，故错误；
、设杠杆一个小格代表，一个钩码重为，杠杆右端：，杠杆左端：，要使杠杆平衡，需要减小左端力与力臂的乘积，所以左端的钩码应向右移动一段距离，杠杆才会平衡，故正确；
、丙图中盐水均匀，鸡蛋悬浮于处，根据物体的浮沉条件可知，鸡蛋的密度与盐水密度相同；当再往杯中加盐并搅匀后，盐水的密度变大，大于鸡蛋的密度，鸡蛋会上浮，最终漂浮在液面上，故错误；
、管上面的玻璃管比较细，风经过管上方的流动速度大于管上方的空气流动速度，管上方的压强小于管上方的压强，水被压向管，所以管水面上升，管水面下降，故正确。
故选：。
4．如图，关于动滑轮的特点及其与杠杆原理的关系，下列说法错误的是
A．点为杠杆的支点，滑轮的轴为阻力的作用点，为动力的作用点
B．沿竖直方向提升重物时，动力臂为阻力臂的两倍
C．根据可知，所以使用动滑轮省力
D．当改变拉力的方向时，的大小不变
【答案】
【解答】解：、如图，点是支点，动力臂是直径，阻力臂是半径，所以，动力的力臂应为阻力力臂2倍，动滑轮有两段绳子承担物重，不计绳重、动滑轮重和摩擦，根据杠杆平衡条件，即，得，所以使用动滑轮省力，故正确；
、由图可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，当改变拉力的方向时，拉力的力臂变小了，根据杠杆平衡条件可知，则拉力将变大，故错误。
故选：。
5．国旗杆顶端装有定滑轮，这是为了
A．省力 B．省距离 C．改变施力方向 D．省功
【解答】解：功的原理告诉我们，使用任何机械都不能省功，使用定滑轮时也不例外；
旗杆上装有定滑轮，利用它来升国旗时，人可以在旗杆下面往下拉动，使国旗向上运动，达到改变施加力方向的目的；
故选：。
6．如图所示为铁路输电线的牵引装置原理图，采用坠砣牵引来自动补偿输电线的张紧，以此保障列车电极与输电线的接触。钢绳通过滑轮组悬挂配重为的坠砣，输电线的一端点与滑轮相连被张紧。若某段时间内坠砣竖直上升了，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，下列说法正确的是
A．滑轮是定滑轮
B．滑轮是动滑轮
C．输电线端受到的拉力为
D．输电线点向右移动了
【答案】
【解答】解：、由图可知，滑轮固定不动，是定滑轮；滑轮随输电线一起移动，是动滑轮，故错误；
、由图可知，，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，根据可知，输电线端受到的拉力为：
，故错误；
、根据可知，输电线端向左移动的距离为：
，故正确。
故选：。
7．如图甲所示，工人用推力将重为的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长、高。始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是
A．内，箱子做加速运动
B．内，箱子所受摩擦力为
C．内，箱子的速度是
D．内，推力的功率为
【答案】
【解答】解：、由图乙可知，箱子在内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，故错误；
、内，由图丙可知此时推力为，总功为：，有用功为：，额外功为：，箱子所受摩擦力为：，故错误；
、内，箱子做匀速运动，箱子的速度，故错误；
、由图乙可知，箱子在内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，速度为，由图丙知内，推力的大小为，推力的功率为：，故正确；
故选：。
8．如图所示，重为的物体在水平拉力的作用下水平向左匀速运动，滑轮的速度为，弹簧测力计的示数为，忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是
A．物体所受地面的摩擦力为
B．使用该动滑轮的目的是为了省力
C．水平拉力的功率
D．物体的运动速度为
【答案】
【解答】解：、弹簧秤的示数为，即绳子对弹簧秤的拉力为，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体的拉力也为；物体向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以受到地面的摩擦力，故错误；
、拉力作用在动滑轮轴上，费力但省一半的距离，故错误；
、不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力作用在动滑轮轴上，与右侧两段绳子的拉力平衡，
则拉力的大小为：，拉力端移动的速度等于滑轮移动速度的，则拉力的功率为：
，故正确；
、动滑轮绳子股数为2，物体的运动速度为，故错误。
故选：。
9．我国很早就有使用滑轮的记载。关于图中使用滑轮提升重物的说法正确的是
A．甲图是动滑轮，可以省力
B．甲图是定滑轮，改变了用力方向
C．乙图是定滑轮，可以省力
D．乙图是动滑轮，改变了用力方向
【答案】
【解答】解：、甲图的滑轮是动滑轮，可以省力，不能改变力的方向，故正确，错误；
、乙图中的滑轮是定滑轮，不省力，不省距离，可以改变力的方向，故错误。
故选：。
10．骑自行车是一种有氧运动。骑自行车上坡时往往要走形路线，如图所示。与走直线相比，选择形路线骑行的好处是
A．省力 B．省距离 C．省功 D．省时间
【答案】
【解答】解：骑自行车上坡时要走“”形路线，是利用斜面原理；
上坡时，不管路线如何，自行车上升的高度不变，走形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，由功的原理知，斜面越长越省力。
故选：。
11．用同一动滑轮分别将重力为和的重物匀速提升相同高度，已知提升时动滑轮机械效率，提升时动滑轮机械效率。则两种情况下，动滑轮的额外功之比约为
A． B． C． D．
【答案】
【解答】解：因，且和可知，，
因用同一动滑轮分别将重力为和的重物匀速提升相同高度，已知提升时动滑轮机械效率，提升时动滑轮机械效率，则动滑轮的额外功之比约为：
，故正确，错误。
故选：。
12．如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为，牵引力为，对绳子的拉力为；物体的重力为，物体匀速上升的速度始终为，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，取。下列说法中
A．滑轮组的机械效率为
B．汽车受到的摩擦力为
C．汽车牵引力在内做的功为
D．汽车牵引力的功率为
【答案】
【解答】解：、由图可知，，滑轮组的机械效率为：
，故错误；
、汽车受到的摩擦力为，故错误；
、汽车的速度为，
汽车牵引力在内做的功为：
，故错误；
、汽车牵引力的功率为：
，故正确。
故选：。
13．小明分别用图甲和乙的滑轮组匀速提升同一重物到相同高度，实际测量，，则
A． B． C． D．
【答案】
【解答】解：、图甲和乙的滑轮组匀速提升同一重物到相同高度，则根据可知有用功相同，即：，故错误；
、把同一重物匀速提升相同的高度，图甲和乙拉力移动的距离为：，，
则，，所以，，故错误；
、已知，，根据可知：，故错误，正确。
故选：。
二．填空题（共3小题）
14．如图，在水平拉力的作用下，物体做匀速直线运动，该滑轮为 动 （选填“动”或“定” 滑轮。滑轮与绳子质量不计，滑轮与绳子之间的摩擦不计，若物体与地面间的摩擦力为，物体匀速向右运动了，则拉力所在的绳端移动了 ，拉力大小为 。
【答案】动；1；40。
【解答】解：（1）如图所示的滑轮工作特点可判断该滑轮为动滑轮；
（2）已知摩擦力为，从图中可得有二段绳子在拉物体，故拉力；物体匀速向右运动了，有两段绳子在拉物体，故绳端的移动距离为。
故答案为：动；1；40。
15．如图小荣用动滑轮匀速提升物体，动滑轮本质上是 省力 （选填“等臂”、“省力”或“费力” 杠杆；若物体重力为，拉力为，则该动滑轮的机械效率为 。
【答案】省力；80。
【解答】解：（1）动滑轮的本质是一个动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆；
（2）由图可知，动滑轮的机械效率：。
故答案为：省力；80。
16．如图所示，为刻度间隔相等的轻质杠杆，处挂的物体。为使杠杆在水平位置平衡，则在端施加的最小力是 2 ；若在端施加一个拉力，刚好使杠杆在水平位置平衡时为等臂杠杆，则该拉力的方向为 。
【答案】2；与杠杆成角斜向上
【解答】解：在端施加的最小力，根据杠杆的平衡条件知，动力臂必须最大，故最大力臂等于的长，在端施加的力的方向应竖直方向，而左侧使得杠杆逆时针转动，右侧的力必须顺时针转动，故竖直向下，则支点到的力臂有2小格，支点到的力臂有4小格，由杠杆平衡条件可知
；
即；
解得；
在端施加一个拉力，刚好使杠杆在水平位置平衡时为等臂杠杆，则动力臂等于阻力臂，由图可知，支点到的力臂有2小格，的距离有4小格，由数学知识，在直角三角形中，角所对的直角边为斜边的，所以拉力与杠杆成角斜向上时，拉力的力臂为的，有2小格，此时刚好使杠杆在水平位置平衡时为等臂杠杆。
故答案为：2；与杠杆成角斜向上。
三．实验探究题（共3小题）
17．物理兴趣小组利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲所示。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
（1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小阳认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆进行实验，保持处悬挂钩码的个数和位置不变。把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆不再平衡。与处相比，支点到力的作用点的距离 不变 （选填“变小”“不变”或“变大” ；把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下 的距离不变；由此初步判断 的观点是正确的（选填“小阳”或“小明” 。
（2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。表格中处应填写的内容是 ；分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是 。
实验次数 动力 阻力
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
（3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。其原是 。
【答案】（1）不变；支点到力的作用线；小明；（2）动力臂；动力动力臂阻力阻力臂；（3）此端力和力臂的乘积变小。
【解答】解：（1）由题意知，，当把处悬挂的钩码改挂在处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杆不再平衡；
把处悬挂的钩码改挂在处，支点到力的作用线的距离相同，发现杠杆仍保持平衡；
由以上分析可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离，故小明的观点是正确的；
（2）由杠杆平衡条件可知，还需要测量力臂，因此处应填：动力臂，处应填：阻力臂；
由表中数据可知，每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，故得出杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂。
设一个钩码的重为，标尺上一格的长度为，则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，此时左侧：
右侧：
因左侧力和力臂的乘积较大，故杠杆左端下沉；
（3）当一端烛油滴下时，此端蜡烛的重力变小，导致此端的力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡，所以此端上升。
故答案为：（1）不变；支点到力的作用线；小明；（2）动力臂；动力动力臂阻力阻力臂；（3）此端力和力臂的乘积变小。
18．在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，实验装置及实验情形如图所示：
（1）实验过程读弹簧测力计示数，应该 匀速拉动 （选填“匀速拉动”“静止” 时读数；
（2）由图甲知：使用定滑轮不省力，但可以改变 ；
（3）由图乙知：使用动滑轮可以省力，但没有省一半的力，原因是 ；
（4）探究实验完成后小松又设计了如图丙所示滑轮组，物体、的重分别为、，动滑轮重为，此时物体在水平面上向右以做匀速直线运动（绳子和滑轮间的摩擦不计），物体下落速度为 ；若用力向左拉物体，使物体向左做匀速直线运动，所需力的大小为 。
【答案】（1）匀速拉动；
（2）力的方向；
（3）动滑轮重；
（4）1；30。
【解答】解：（1）在实验中，要探究拉动时，拉力与提升物重的关系，应匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡，且在拉动时，读出测力计的示数；
（2）由图甲知，向各个方向通过定滑轮拉动同一重物时，弹簧测力计的示数保持不变，且等于物重，所以使用定滑轮不省力，但能改变力的方向；
（3）人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力增大。“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的重量和摩擦是客观存在的；
（4）由可知，物体下落速度为：；
由图知，动滑轮组由2段绳子承担物重，所以，
由物体间力的作用是相互的可知，物体受到的拉力为：，
此时物体在水平面上向右做匀速直线运动，则物体受到的摩擦力为：
当物体向左运动时，由于物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变，则物体受到的摩擦力不变，方向向右，要使物体向左做匀速直线运动，则向左拉物体的力。
故答案为：（1）匀速拉动；
（2）力的方向；
（3）动滑轮重；
（4）1；30。
19．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，进行了三次实验，实验数据如下表。
实验次数 物重 物体上升的高度 测力计示数 测力计移动的距离 机械效率
1 6 3 2.5 9 80.0
2 8 3 3.2 9
3 10 3 3.9 9 85.5
（1）由表中数据可知，该实验是用 甲 图（选填“甲”或“乙” 所示的滑轮组进行操作的；
（2）第2次实验中，滑轮组的机械效率是 （结果保留到；
（3）分析三次实验数据，可以得到的实验结论是： ；
（4）实验过程中，发现拉动弹簧测力计时不易读数，某同学认为应该静止时读数，老师说该想法是错误的，原因是 。
【答案】（1）甲；（2）；（3）使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；（4）没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。
【解答】解：（1）由表格数据可知，当物体上升的高度为时，测力计移动的距离为，可知滑轮组绳子承重股数为：
，
由题图可知，甲滑轮组的绳子承重股数为3股，乙滑轮组的绳子承重股数为2股，所以该实验是用甲图所示滑轮组进行操作的；
（2）第2次实验中，滑轮组的机械效率是：
；
（3）纵向分析实验数据可知，使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；
（4）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，所以她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。
故答案为：（1）甲；（2）；（3）使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；（4）没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。
四．计算题（共3小题）
20．如图所示，一位同学用滑轮组拉着重，底面积为的物体，使它内在水平地面上匀速前进，水平拉力，若物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，求：
（1）物体静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）该同学做的功及功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）物体静止在水平地面上时对地面的压强为；
（2）该同学做的功为，功率为；
（3）该滑轮组的机械效率为。
【解答】解：（1）物体静止在水平地面上时对地面的压力等于自身的重力，即，则物体静止在水平地面上时对地面的压强为：
；
（2）由图可知，，该同学做的功为：
，
该同学做功的功率为：
；
（3）若物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，摩擦力为，
克服摩擦力做的有用功为：
，
则该滑轮组的机械效率为：
。
答：（1）物体静止在水平地面上时对地面的压强为；
（2）该同学做的功为，功率为；
（3）该滑轮组的机械效率为。
21．如图所示是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次湖中打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度的位置。已知物体的重力为，体积为；水的深度为。在物体离开水面后匀速上升的过程中，与电动机连接的绳子的拉力功率。水的密度为；取，不计水和空气的阻力。求：
（1）物体浸没在水中所受的浮力和此时水对水底的压强；
（2）物体离开水面后，在内匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率。
【答案】（1）物体浸没在水中所受的浮力为，此时水对水底的压强为；
（2）物体离开水面后，在内匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为。
【解答】解：（1）根据可知，物体浸没在水中所受的浮力为：；
水对水底的压强为：
；
（2）物体离开水面后匀速上升的过程中滑轮组做的有用功为：
，
电动机做的总功为：
，
滑轮组的机械效率为：
。
答：（1）物体浸没在水中所受的浮力为，此时水对水底的压强为；
（2）物体离开水面后，在内匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为。
22．如图所示，工人师傅在内将重为的物体匀速提升了，拉力的大小为。求在此过程中：（不计绳重及摩擦）
（1）工人师傅做功的功率。
（2）该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）工人师傅做功的功率为；
（2）该滑轮组的机械效率为。
【解答】解：（1）由图可知，绳端移动的距离，
工人师傅做的功，
工人师傅做功的功率为：
；
（2）工人师傅对物体所做的有用功；
该滑轮组的机械效率：
。
答：（1）工人师傅做功的功率为；
（2）该滑轮组的机械效率为。
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