华师大版科学九年级上册 第五章 简单机械 单元训练（38题）（含解析）
文档属性
| 名称 | 华师大版科学九年级上册 第五章 简单机械 单元训练（38题）（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 华东师大版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2025-10-14 08:48:57 | ||
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文档简介
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第五章 简单机械
一．选择题（共20小题）
1．五一假期，小科乘坐观光缆车游览佛顶山。如图所示，在缆车沿钢缆匀速直线驶向斜上方运动的过程中（缆车与钢缆接头处保持固定连接，不计空气阻力）。对缆车而言，肯定发生改变的是（ ）
A．运动状态 B．钢缆的拉力 C．惯性大小 D．机械能
2．将一本科学课本从地上捡起放到课桌上，所做的功大约是（ ）
A．0.3J B．3J C．30J D．300J
3．我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），“标”是指提纽到“权”的距离，“本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（ ）
A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力
B．“权”“重”增加相同的质量，A端会下降
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽0向B端移动一些，杆秤测量范围变大
4．将甲、乙、丙三个相同的小球，从光滑斜面的顶端A点同时静止滑下，如图所示。实验发现，乙小球第一个到达底部B点，丙小球第二个到达底部B点，甲小球第三个到达底部B点，不计空气阻力，下列关于小球通过底部时的速度，说法正确的是（ ）
A．v甲＞v乙＞v丙 B．v乙＞v甲＞v丙 C．v丙＞v乙＞v甲 D．v甲＝v乙＝v丙
5．滑雪者从一定高度的雪坡顶端静止自由滑下，最终停在水平雪地上（雪坡和雪地均粗糙，空气阻力忽略不计）。此运动过程中，能量变化的分析正确的是（ ）
A．整个滑行过程中滑雪者的运动状态不变
B．在雪坡滑行时，重力势能全部转化为动能
C．在水平雪地上滑行时，机械能保持不变
D．整个滑行过程中，机械能的总减少量等于克服摩擦力做的总功
6．一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一根牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．图乙中杆AOD可看作杠杆，D处是可伸缩的弹簧
B．当按下按钮时，按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动
C．当松开按钮时，D点处受到向下的力，使A端翘起将牙签送出
D．将牙签送出时，杆AOD相当于省力杠杆
7．某同学用大小恒定的推力F＝300牛（方向如图所示），10秒钟内将重为500牛的物体从斜面底端匀速推到了顶端，已知斜面高为5米，长为10米。下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力也可以省功 B．物体沿斜面运动的速度为0.5米/秒
C．物体受到的摩擦力为300牛 D．推物体时，推力的功率为300瓦
8．如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点只具有动能
B．小球在C点的动能小于在F点的动能
C．小球从E点到F点的过程中，机械能变大
D．小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能
9．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400N的箱子匀速向上提起相同的高度，甲用时为10秒，乙用时为30秒。已知每个滑轮重为20N，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．使用甲方式不能省力，但能省功 B．乙方式人对绳子的拉力为220N
C．甲方式对箱子做功比乙方式快 D．甲、乙两种方式的机械效率相等
10．小平同学用多个大小相同，质量不同的小球，做了如图实验：将弹簧一端固定在墙面，另一端自然伸长至A，压缩弹簧至同一位置静止释放不同小球，小球落地位置不同。若平面均光滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的弹性势能不同
B．小球在平面上运动时，速度一直增大
C．从小球开始运动到落地前一瞬间，小球的机械能守恒
D．小球落地位置不同是由于小球的质量不同
11．如图所示为蹦床运动员在空中展示的动作，下列有关运动员在蹦床上运动时的说法中正确的是（ ）
①运动员在最高点时，重力势能最大，动能最小②运动员在下肢刚接触蹦床时，动能最大
③运动员在蹦床上下落至最低点时，蹦床的弹性势能最大④运动员在运动过程中机械能守恒
A．①④ B．①③ C．②③ D．②④
12．如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．t1～t2过程中，小球做先减速后加速运动 B．t1～t3运动过程中，小球的机械能守恒
C．t2～t3过程中，小球的动能先增加后减小 D．t2～t3这段时间内，小球的机械能先增大后减小
13．如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升相同的高度h时，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做的功为W甲和W乙。若不计摩擦、绳重和动滑轮的重力，则F甲与F乙、W甲与W乙的大小关系是（ ）
A．F甲＜F乙、W甲＝W乙 B．F甲＞F乙、W甲＞W乙
C．F甲＞F乙、W甲＝W乙 D．F甲＜F乙、W甲＜W乙
14．关于如图所示“探究动滑轮的特点”的实验，下列说法正确的是（ ）
A．匀速上升竖直向上拉和斜着向上拉时，弹簧测力计示数相等
B．改变钩码个数重复实验为了取平均值减小误差
C．所挂钩码个数越多弹簧测力计示数越接近钩码总重力
D．当钩码匀速上升和加速上升时，弹簧测力计的读数不相等
15．如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体，杠杆平衡时AO处于水平位置，若AO＝BO，杠杆自重不计，则GA和GB的大小关系是（ ）
A．GA＞GB B．GA＝GB C．GA＜GB D．无法比较
16．如图所示，木块从水平地面上P点以速度v向右运动冲上斜面，最终停在斜面上的Q点。对于这个过程，下列说法中正确的是（ ）
A．木块在 Q 点静止时，重力和摩擦力二力平衡
B．木块在斜面上所受摩擦力方向始终沿斜面向下
C．木块的动能没有全部转化为重力势能
D．木块能冲上斜面是因为木块受到了惯性作用
17．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆 B．F变大，杠杆是省力杠杆
C．F不变，杠杆是费力杠杆 D．F变大，杠杆是费力杠杆
18．小明同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s﹣t图象如图所示，下列判断错误的是（ ）
A．两次物体所受到的摩擦力f1＝f2
B．两次物体所受的拉力F1＞F2
C．0﹣t1时间内，两次拉力对物体所做的功W1＞W2
D．0﹣t1时间内，两次拉力对物体做功的功率P1＞P2
19．如图甲所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的两段图像，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中木块受到的拉力为3.8N
B．木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1：2
C．AB段和BC段拉力做功的功率之比为2：1
D．AB段木块受平衡力作用，BC段木块受力不平衡
20．如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（ ）
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛 D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W
二．填空题（共7小题）
21．如图甲所示，小科分别将A、B两个完全相同的物体，沿左右两边斜面拉到顶端，做功情况如图乙所示。
（1）小科对B做的额外功是 J。
（2） 侧斜面的机械效率更高（填“左”或“右”）。
22．如图所示，单摆小球从A点由静止释放经过最低点B然后到达C点（忽略空气阻力）。则小球摆动到 （选填“A”“B”或“C”）点时动能是最大的；若小球到达C点时，所受的外力突然全部消失，则小球 （选填“保持静止”、“继续做曲线运动”、“做匀速直线运动”）。若A与C等高，则小球从A运动到C过程中，机械能 （填：“守恒”或“不守恒”）（忽略绳子形变）。
23．如图所示，小王用两个同的滑轮组（摩擦和绳重不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＝G2，则所用的拉力F1 F2（选填“＞”、“＜”或“＝”），其机械效率η1 η2（填“＞”、“＜”或“＝”），若将物体G1慢慢浸入水中的过程中，其机械效率η1将不断 。（选填“减小”或“不变”或“增大”）。
24．如图所示，用12N的水平拉力F拉滑轮，使重为10N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重为6N，弹簧测力计的示数为2N且不变。若不计滑轮、弹簧测力计及绳所受重力和绳与滑轮间的摩擦，则：
（1）地面受到的摩擦力大小为 N。滑轮移动的速度为 。
（2）在2s内，水平拉力F做功为 J。
25．如图所示，推走独轮车之前，先将其撑脚抬离地面。慢慢抬起的过程中，独轮车属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆。已知车厢和砖头的总重力G＝800N，则图中人手竖直向上的力为 N．若施加在车把手向上的力始终与把手垂直，则慢慢抬起的过程中这个力的大小 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“始终不变”）。
26．同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计）。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）小球能到达最高点的高度h1 h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
27．如图所示，在两个等长、等高但材质不同的甲、乙斜面上，用平行于斜面的拉力F，分别将质量为m和2m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙斜面的机械效率分别为η甲、η乙，物体在斜面上受到的摩擦力分别为f甲，f乙，则W甲 W乙；η甲 η乙；f甲 f乙（以上三空均选填“＜”“＝”或“＞”）。
三．实验探究题（共7小题）
28．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）为了便于直接读出力臂的大小，应对图甲杠杆进行的操作是 。
（2）如果利用如图乙装置进行实验，每个钩码重0.5N，考虑到杠杆实际情况，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数 2.1N（填“大”、“等于”或“小于”）。
（3）实验中，如果只在杠杆右侧挂钩码，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，如图丙所示，发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡，你认为原因是 。
29．某同学发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了他研究的兴趣。他提出问题“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重G/N 物块上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物块移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68%
3 最陡 5.0 0.25 3.2 0.50 1.25
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 。
（2）根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是 。
（3）通过对上述实验数据的分析，可得到斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 。
（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 。
30．如图所示的质量分布均匀的杠杆处于平衡状态，O为支点，已知钩码重为9.8N，小宁测出测力计拉力的力臂与钩码拉力的力臂之比为7：3。
（1）若忽略杠杆自重，弹簧测力计拉力大小为 N，实际测量值要比该值 。（填“大”“小”或“一样”）
（2）小宁想继续探究杠杆的机械效率。若只将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码缓慢提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 。
31．如图为一种“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，OA＝2OB，G1＝12N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为 牛。
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB'（OB'＝OB），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2的悬挂点应该移动至 点处（填“①”、“②”或“③”）。若不移动G2的悬挂点，则A端将 （填“上升”或“下降”）。
（3）将一个弹簧测力计用轻质细绳挂在B′处，且拉力F垂直OB′，要使杠杆在图丙位置保持平衡，拉力F的大小为 牛。
32．学习了杠杆知识后，小保和小实利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件。他们所选择的器材有：铅笔、橡皮若干（每块橡皮质量为10g）、细线、刻度尺、弹簧测力计等。
（1）他们将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，若想调节铅笔使其在水平位置平衡，则应将细线向 （选填“左”或“右”）移动；
（2）调节水平平衡后，他们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，所测数据记录在表中，表格中L2的大小为 米；
动力F1/N L1/m 阻力F2/N L2/m F1L1/N m F2L2/N m
0.2 0.02 0.1
0.004 0.004
记录并分析数据后，小保得出结论：“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”，小实得出结论：“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，到底谁的结论正确呢？为了进一步完善实验，得出普遍规律，接下来的做法应该是 ；（填字母代号）
A改变力的大小 B．改变力的方向 C．改变力的作用点
（3）在实验过程中，铅笔水平平衡后（如图乙），小保不小心将前端细长的铅笔芯弄断了（如图丙），她立即将细笔握住，并将断笔芯放到左端细线下方固定好（如图丁），则松手后的铅笔 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）。
33．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的 （填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向 （填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 N，夹角θ为 度。
（3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ，则弹簧测力计的示数可能为 （填“2.9”或“3.1”）N。
34．如图是小科用实验来模拟滑板比赛中场景，用质量为2kg的小球从高5m处的A处开始静止滑下，经过最低点C后再滑到右边的最高点D（高4.5m），立即返回到左边的最高点B。请回答下列问题：
（1）小球第一次经过C的动能设为E1，第二次回到C时设为E2；则E1 E2（选填“＞”或“＜”或“＝”）。
（2）小球从A滑到C过程中重力做的功是 J。
（3）小科猜想若是参加比赛的运动员，如果能从A点出发，滑到另一侧高台E（与A处等高）处，下列措施能让运动员最终可行的是 。（可多选）
A.运动员以一定初速度下滑 B.运动员携带重物增加总重
C.运动员站立出发，滑下后蹲下 D.运动员更换一个质量更轻的滑板
四．计算题（共2小题）
35．如图所示，汁轮组悬挂在水平支架上，重为800N的工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重为300N的物体以0.4m/s的速度匀速上升。在这个过程中，人施加的拉力F为200N。两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：
（1）拉力F的功率；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）该工人利用此滑轮组提升该货物时，支架受到滑轮组的拉力；
（4）若绳子能承受的最大拉力为1000N，该滑轮组的最大机械效率。
36．如图所示，将长为1.2米的轻质木棒（重力忽略不计）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，台面收到木棒的压力为多少？
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少？
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为多少？
五．解答题（共2小题）
37．图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，可以推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
38．钓鱼是目前最受欢迎的户外休闲活动之一。如图甲是人坐在钓箱上垂钓时的情景。该钓箱长40cm、宽25cm、高30cm，空箱时，整箱质量仅5kg，轻便易携，还可以安装遮阳伞等配件。
（1）小明把空箱向上搬100cm后放到车上，向上搬100cm的过程中小明对钓箱做了多少功？
（2）空箱时，钓箱可以近似看作是一个质量分布均匀的长方体，如图乙，试计算把左侧底边稍微抬离地面需要施加的最小力是多少牛。
（3）如图丙，若风从左往右吹，安装遮阳伞后，钓箱容易发生翻倒。除遮阳伞外，钓箱（包括箱内的物品）重心可近似看做在钓箱的几何中心。遮阳伞（包括伞杆）的质量为4kg，重心在M点下方30cm处。已知某时刻遮阳伞承受的水平风压为20N/m2，遮阳伞承受该风压的等效垂直面积为1.5m2，风压的作用点可视为M点。为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放多少千克的重物？
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D B C D D D D D C D B
题号 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 C C D C C B B C C
一．选择题（共20小题）
1．五一假期，小科乘坐观光缆车游览佛顶山。如图所示，在缆车沿钢缆匀速直线驶向斜上方运动的过程中（缆车与钢缆接头处保持固定连接，不计空气阻力）。对缆车而言，肯定发生改变的是（ ）
A．运动状态 B．钢缆的拉力
C．惯性大小 D．机械能
【解答】解：A、缆车沿钢缆匀速直线驶向斜上方运动，速度大小和方向都没有改变，则运动状态没有改变，故A错误；
B、缆车沿钢缆匀速直线驶向斜上方运动为平衡状态，钢缆的拉力大小等于重力大小，重力不变，钢缆的拉力保持不变，故B错误；
C、惯性与质量有关，此时缆车的质量没有变，故惯性也保持不变，故C错误；
D、缆车沿钢缆匀速直线驶向斜上方运动，速度不变，质量不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，机械能等于动能加重力势能，故机械能变大，故D正确。
故选：D。
2．将一本科学课本从地上捡起放到课桌上，所做的功大约是（ ）
A．0.3J B．3J C．30J D．300J
【解答】解：课桌的高度约为1m，一本科学课本的重力约为3N，
将一本科学课本从地上捡起放到课桌上，所做的功约为：W＝Gh＝3N×1m＝3J。
故选：B。
3．我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），“标”是指提纽到“权”的距离，“本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（ ）
A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力
B．“权”“重”增加相同的质量，A端会下降
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽0向B端移动一些，杆秤测量范围变大
【解答】解：A、由图可知，“权”“重”表示作用在杠杆上的力，“标”“本”表示作用在杠杆上的“权”“重”到支点的距离，即为力臂，故A正确，不符合题意；B、杠杆原本是平衡的，即“权”ד标”＝“重”ד本”。假设左右侧两侧增加的质量均为m，则左侧动力与动力臂的乘积增加量为mד标”，则右侧阻力与阻力臂的乘积增加量为mד本”，因“标”＞“本”，则mד标”＞mד本”，即（“权+m”）ד标”＞（“重+m”）ד本”，所以A段会下沉，故B正确，不符合题意；C、在“权”不变、“重”增大时，若要杠杆仍保持平衡，根据杠杆的平衡条件可知，应增大“标”，即把“权”向A端适当移动，故C错误，符合题意；D、将提纽O向B端移动一些，“标”增大而“本”变小，则“权”ד标”增大。由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故D正确，不符合题意。故选：C。
4．将甲、乙、丙三个相同的小球，从光滑斜面的顶端A点同时静止滑下，如图所示。实验发现，乙小球第一个到达底部B点，丙小球第二个到达底部B点，甲小球第三个到达底部B点，不计空气阻力，下列关于小球通过底部时的速度，说法正确的是（ ）
A．v甲＞v乙＞v丙 B．v乙＞v甲＞v丙
C．v丙＞v乙＞v甲 D．v甲＝v乙＝v丙
【解答】解：ABC、不符合题意。
D、符合题意。将甲、乙、丙三个相同的小球，从光滑斜面的顶端A点同时静止滑下，由于高度和初速度都相同，则机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所以三个小球通过底部时的速度时，由于高度相同，重力势能相同，则动能相同，速度相同。
故选：D。
5．滑雪者从一定高度的雪坡顶端静止自由滑下，最终停在水平雪地上（雪坡和雪地均粗糙，空气阻力忽略不计）。此运动过程中，能量变化的分析正确的是（ ）
A．整个滑行过程中滑雪者的运动状态不变
B．在雪坡滑行时，重力势能全部转化为动能
C．在水平雪地上滑行时，机械能保持不变
D．整个滑行过程中，机械能的总减少量等于克服摩擦力做的总功
【解答】解：A、整个滑行过程中滑雪者的速度变大，运动状态改变，故A错误；
B、雪坡表面粗糙，下滑过程中，重力势能转化为动能和内能，故B错误；
C、雪地表面粗糙，水平滑行过程中，滑雪者受到摩擦力，动能转化为内能，故C错误；
D、整个滑行过程中，重力势能转化为内能，机械能的总减少量等于克服摩擦力做的总功，故D正确；
故选：D。
6．一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一根牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．图乙中杆AOD可看作杠杆，D处是可伸缩的弹簧
B．当按下按钮时，按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动
C．当松开按钮时，D点处受到向下的力，使A端翘起将牙签送出
D．将牙签送出时，杆AOD相当于省力杠杆
【解答】解：A．杆AOD可看作以O点为支点的杠杆，由题意可知，D处是可伸缩的弹簧，故A正确，不符合题意；B．由图乙可知，当按下按钮时，按钮作用在B点，杠杆绕着O点逆时针转动，故B正确，不符合题意；
C．松开按钮后，图乙中D处受到弹簧向下的力，使杠杆AOD绕O点顺时针转动，使A端翘起将牙签送出，故C正确，不符合题意；
D．将牙签送出时，D处受到弹簧向下的力为动力，动力臂小于阻力臂，杠杆AOD相当于费力杠杆，故D错误，符合题意。
故选D。
7．某同学用大小恒定的推力F＝300牛（方向如图所示），10秒钟内将重为500牛的物体从斜面底端匀速推到了顶端，已知斜面高为5米，长为10米。下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力也可以省功
B．物体沿斜面运动的速度为0.5米/秒
C．物体受到的摩擦力为300牛
D．推物体时，推力的功率为300瓦
【解答】解：A．由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B．沿斜面上10秒钟走完10米，故物体沿斜面运动的速度为：，故B错误；
C．推物体所做的有用功为：W有＝Gh＝500N×5m＝2500J，所做的总功为：W总＝Fs＝300N×10m＝3000J，
克服物体受到斜面的摩擦力所做的额外功为：W额＝W总﹣W有＝3000J﹣2500J＝500J，由W额＝fs得，物体所受到的摩擦力：，故C错误；
D．推力所做的总功3000J，用的时间为10s，其功率为：，故D正确。
故选：D。
8．如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点只具有动能
B．小球在C点的动能小于在F点的动能
C．小球从E点到F点的过程中，机械能变大
D．小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能
【解答】解：A、小球在A点由于有高度，有质量，所以也具有重力势能，故A错误；
B、C点运动到F点的过程，由于物体与地面发生碰撞，且上升的高度E点低于B点，故机械能有损失，小球在C点的机械能大于在F点的机械能；由图知C、F两处等高，小球的重力势能相同，但小球在 C点动能大于F点的动能，故B错误；
C、小球从E点到F点过程中，不计空气阻力，重力势能转化为动能，机械能守恒，故C错误；
D、小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能，重力势能逐渐增加，故D正确。
故选：D。
9．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400N的箱子匀速向上提起相同的高度，甲用时为10秒，乙用时为30秒。已知每个滑轮重为20N，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．使用甲方式不能省力，但能省功
B．乙方式人对绳子的拉力为220N
C．甲方式对箱子做功比乙方式快
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
【解答】解：A、因为图甲中两个滑轮都是定滑轮，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，F＝G＝400N，即使用定滑轮不能省力，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B、由图乙知n＝2，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，乙方式人对绳子的拉力为：
F210N，故B错误；
C、图甲中，人做的功为：W甲＝F's'＝Gh＝400N×h，
人做功的功率为：P甲40hW，
图乙中，人做的功为：W乙＝Fs＝F×2h＝210N×2h，
人做功的功率为：P乙14hW，
即P甲＞P乙，甲方式对箱子做功比乙方式快，故C正确；
D、甲方式两个滑轮都是定滑轮，不计绳重和摩擦，不用做额外功，机械效率100%，乙方式有一个动滑轮，需要做额外功，机械效率小于100%，故D错误。
故选：C。
10．小平同学用多个大小相同，质量不同的小球，做了如图实验：将弹簧一端固定在墙面，另一端自然伸长至A，压缩弹簧至同一位置静止释放不同小球，小球落地位置不同。若平面均光滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的弹性势能不同
B．小球在平面上运动时，速度一直增大
C．从小球开始运动到落地前一瞬间，小球的机械能守恒
D．小球落地位置不同是由于小球的质量不同
【解答】解：
A、将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的形变程度相同，所以弹簧的弹性势能相同，故A不符合题意；
B、根据牛顿第一定律，物体不受力时将保持匀速直线运动状态，所以小球速度保持不变，并非一直增大，故B不符合题意；
C、小球开始运动时动能为0，只有重力势能，后来弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球的重力势能不变，小球的机械能增大，再后来小球机械能不变；小球的机械能是先增大、后不变，故C错误；
D、由于小球质量 m 不同，所以小球离开平面时的速度 v 不同，小球离开平面后做平抛运动，水平方向匀速运动的速度不同，导致落地位置不同。因此，小球落地位置不同是由于速度不同（由质量不同引起速度不同），本质原因是质量不同影响了速度，故D正确。
故选：D。
11．如图所示为蹦床运动员在空中展示的动作，下列有关运动员在蹦床上运动时的说法中正确的是（ ）
①运动员在最高点时，重力势能最大，动能最小
②运动员在下肢刚接触蹦床时，动能最大
③运动员在蹦床上下落至最低点时，蹦床的弹性势能最大
④运动员在运动过程中机械能守恒
A．①④ B．①③ C．②③ D．②④
【解答】解：①运动员在最高点时，高度最高，质量不变，根据重力势能的影响因素可知重力势能最大；此时速度为0，质量不变，根据动能的影响因素可知动能最小，故①正确。②运动员在下肢刚接触蹦床时，还会继续向下运动，此时重力大于弹力，速度还会增大，此时动能不是最大，当蹦床的弹力等于运动员的重力时，速度最大，动能最大，故②错误。③运动员在蹦床上下落至最低点时，蹦床的弹性形变程度最大，根据弹性势能的影响因素可知蹦床的弹性势能最大，故③正确。④运动员在运动过程中，由于存在空气阻力以及蹦床的摩擦等，会有一部分机械能转化为内能等其他形式的能，机械能不守恒，故④错误。故ACD错误，B正确。故选：B。
12．如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．t1～t2过程中，小球做先减速后加速运动
B．t1～t3运动过程中，小球的机械能守恒
C．t2～t3过程中，小球的动能先增加后减小
D．t2～t3这段时间内，小球的机械能先增大后减小
【解答】解：A、在t1～t2过程中，小球刚接触弹簧时，弹簧弹力小于重力，合力向下，小球做加速运动；随着弹簧压缩，弹力增大，当弹力等于重力时，速度达到最大；之后弹力大于重力，合力向上，小球做减速运动，所以小球是先加速后减速，故A错误。
B、在t1～t3运动过程中，弹簧的弹力对小球做功，小球的机械能不守恒，故B错误。
C、t2～t3过程中，弹簧弹力逐渐减小，小球向上运动，开始时弹力大于重力，小球做加速运动，动能增加；当弹力等于重力时，速度最大，动能最大；之后弹力小于重力，小球做减速运动，动能减小，所以小球的动能先增加后减小，故C正确。
D、在t2～t3这段时间内，弹簧的弹力对小球做功，除重力外还有弹力做功，小球的机械能不守恒，且由于弹力对小球做正功，小球的机械能是增大的，故D错误。
故选：C。
13．如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升相同的高度h时，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做的功为W甲和W乙。若不计摩擦、绳重和动滑轮的重力，则F甲与F乙、W甲与W乙的大小关系是（ ）
A．F甲＜F乙、W甲＝W乙 B．F甲＞F乙、W甲＞W乙
C．F甲＞F乙、W甲＝W乙 D．F甲＜F乙、W甲＜W乙
【解答】解：不计摩擦、滑轮重和绳重，用同一个动滑轮先后提升同一物体，
甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，省一半的距离，即F甲＝2G，s甲h；
乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，费一半的距离，即F乙G，s乙＝2h。
则W甲＝F甲×s甲＝2Gh＝Gh，W乙＝F乙×s乙G×2h＝Gh，
所以，F甲＞F乙，W甲＝W乙，故ABD错误，C正确。
故选：C。
14．关于如图所示“探究动滑轮的特点”的实验，下列说法正确的是（ ）
A．匀速上升竖直向上拉和斜着向上拉时，弹簧测力计示数相等
B．改变钩码个数重复实验为了取平均值减小误差
C．所挂钩码个数越多弹簧测力计示数越接近钩码总重力
D．当钩码匀速上升和加速上升时，弹簧测力计的读数不相等
【解答】解：A、因为此滑轮是动滑轮，当物体匀速运动时，若绳子竖直向上拉，其力臂为滑轮的直径，若斜着拉，则其力臂小于滑轮的直径，所以两次的拉力会不同，两个拉力方向夹角越小，所用的拉力越小，所以竖直向上的拉力始终小于斜着向上拉的力故A错误；
B、实验中，需要改变钩码的个数进行多次实验，这主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，故B错误；C、钩码越多，物体的重力越大，则动滑轮重力对拉力的影响越小，拉力F就越接近G，故C错误。
D、钩码匀速上升时，受到平衡力，弹簧测力计的示数等于钩码所受的重力，加速上升时，受到非平衡力，弹簧测力计的示数大于钩码所受的重力，故D正确。
故选：D。
15．如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体，杠杆平衡时AO处于水平位置，若AO＝BO，杠杆自重不计，则GA和GB的大小关系是（ ）
A．GA＞GB B．GA＝GB C．GA＜GB D．无法比较
【解答】解：杠杆的力臂如图所示：
由杠杆的平衡条件得：GALA＝GBLB
从图中可以看出力臂LA＞LB，
所以物体的重力GA＜GB。
故选：C。
16．如图所示，木块从水平地面上P点以速度v向右运动冲上斜面，最终停在斜面上的Q点。对于这个过程，下列说法中正确的是（ ）
A．木块在 Q 点静止时，重力和摩擦力二力平衡
B．木块在斜面上所受摩擦力方向始终沿斜面向下
C．木块的动能没有全部转化为重力势能
D．木块能冲上斜面是因为木块受到了惯性作用
【解答】解：
A、对木块进行受力分析可知，木块在Q点静止时，其受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力三个力的作用，重力和摩擦力不在同一条直线上，不是平衡力，故A错误；
B、木块在斜面上向上运动时所受摩擦力方向是沿斜面向下的；当木块停在斜面上时，所受摩擦力的方向是沿斜面向上的，故B错误；
C、木块在向上运动的过程中，由于克服摩擦做功，一部分动能转化为内能，故动能没有全部转化为重力势能，故C正确；
D、木块能冲上斜面是因为木块具有惯性，仍要保持原来的运动状态，所以木块能冲上斜面表明木块具有惯性，惯性是一种性质，不是一种作用，故D错误。
故选：C。
17．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆
B．F变大，杠杆是省力杠杆
C．F不变，杠杆是费力杠杆
D．F变大，杠杆是费力杠杆
【解答】解：由图可知，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力逐渐变大．
故选：B．
18．小明同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s﹣t图象如图所示，下列判断错误的是（ ）
A．两次物体所受到的摩擦力f1＝f2
B．两次物体所受的拉力F1＞F2
C．0﹣t1时间内，两次拉力对物体所做的功W1＞W2
D．0﹣t1时间内，两次拉力对物体做功的功率P1＞P2
【解答】解：
AB、同一物体的重力不变，对水平面的压力不变；在同一水平面上运动，则接触面的粗糙程度相同，故两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等，即f1＝f2；
由图象可知，两次物体都做匀速直线运动，说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以，两次物体所受的拉力：F1＝F2＝f；故A正确，B错误；
CD、由图象可知，0﹣t1物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，又知两次拉力相等，根据W＝Fs可知W1＞W2；
0﹣t1时间内，即时间相同，且W1＞W2；根据P可知，0﹣t1时间内，两次拉力对物体做功的功率：P1＞P2；故CD正确。
故选：B。
19．如图甲所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的两段图像，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中木块受到的拉力为3.8N
B．木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1：2
C．AB段和BC段拉力做功的功率之比为2：1
D．AB段木块受平衡力作用，BC段木块受力不平衡
【解答】解：
A、从图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.2N，即图甲中木块受到的拉力为2.2N，故A错误；
B、两次拉动同一木块在水平长木板上做匀速直线运动，压力大小和接触面的粗糙程度均相同，则木块受到的摩擦力大小相同，即木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1：1，故B错误；
CD、从图乙可知，木块两段都做匀速直线运动，AB段3s运动路程为12cm，BC段3s运动路程为18cm﹣12cm＝6cm；由速度公式可知，木块AB和BC段的速度之比v1：v2＝s1：s2＝12cm：6cm＝2：1，
从图乙可知，木块两段都做匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用，处于平衡状态，所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等，因为摩擦力大小相同，故拉力的大小也相同，
根据PFv知，在拉力一定时，功率与速度成正比，即P1：P2＝v1：v2＝2：1，故C正确、D错误。
故选：C。
20．如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（ ）
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛
D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W
【解答】解：A、从图中可知，10s内，物体A移动的距离为1m；n＝3，则10s内，绳子自由端沿水平方向移动的距离s′＝ns＝3×1m＝3m，故A错误；
BC、物体A在水平方向上受到的阻力f＝0.1G＝0.1×120N＝12N，
机械效率η，
则绳子自由端的拉力F5N，
左侧墙受到滑轮组的拉力F拉＝4F＝4×5N＝20N，故B错误、C正确；
D、从图中可知，物体的速度v0.1m/s，
则绳子自由端的速度v′＝nv＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
根据PFv可知拉力F做功的功率P＝Fv′＝5N×0.3m/s＝1.5W，故D错误。
故选C。
二．填空题（共7小题）
21．如图甲所示，小科分别将A、B两个完全相同的物体，沿左右两边斜面拉到顶端，做功情况如图乙所示。
（1）小科对B做的额外功是 0.5 J。
（2） 右 侧斜面的机械效率更高（填“左”或“右”）。
【解答】解：（1）由题知，A、B是完全相同的物体，则A、B的重力相同，上升的高度相同，由W＝Gh可知，拉力做的有用功相同，拉力对B物体做的有用功：
W有用B＝W有用A＝W总A﹣W额A＝3J﹣1J＝2J，
小科对B做的额外功：
W额B＝W总B﹣W有用B＝2.5J﹣2J＝0.5J；
（2）小科做的有用功相同，小科做的总功W总A＞W总B，由η可得，η左＜η右，即右侧斜面的机械效率更高。
故答案为：（1）0.5；（2）右。
22．如图所示，单摆小球从A点由静止释放经过最低点B然后到达C点（忽略空气阻力）。则小球摆动到 B （选填“A”“B”或“C”）点时动能是最大的；若小球到达C点时，所受的外力突然全部消失，则小球 保持静止 （选填“保持静止”、“继续做曲线运动”、“做匀速直线运动”）。若A与C等高，则小球从A运动到C过程中，机械能 守恒 （填：“守恒”或“不守恒”）（忽略绳子形变）。
【解答】解：小球的质量一定，摆动到B点时的速度最大，动能最大；
当小球到达C点时，速度为0，此时小球所受各力突然全部消失，根据牛顿第一定律，物体将保持这一状态，所以小球将处于静止状态；
忽略空气阻力，没有外力对小球做功，小球从A运动到C过程中机械能是守恒的。
故答案为：B；保持静止；守恒。
23．如图所示，小王用两个同的滑轮组（摩擦和绳重不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＝G2，则所用的拉力F1 ＞ F2（选填“＞”、“＜”或“＝”），其机械效率η1 ＝ η2（填“＞”、“＜”或“＝”），若将物体G1慢慢浸入水中的过程中，其机械效率η1将不断 减小 。（选填“减小”或“不变”或“增大”）。
【解答】解：
小王用两个同的滑轮组（摩擦和绳重不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＝G2，从图中可知n1＝2，n2＝3，根据F（G+G动）可知所用的拉力F1＞F2；
根据η可知其机械效率η1＝η2；
若将物体G1慢慢浸入水中的过程中，根据阿基米德原理可知所受的浮力逐渐变大，根据η可知其机其机械效率η1将不断减小。
故答案为：＞；＝；减小。
24．如图所示，用12N的水平拉力F拉滑轮，使重为10N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重为6N，弹簧测力计的示数为2N且不变。若不计滑轮、弹簧测力计及绳所受重力和绳与滑轮间的摩擦，则：
（1）地面受到的摩擦力大小为 4 N。滑轮移动的速度为 0.1m/s 。
（2）在2s内，水平拉力F做功为 2.4 J。
【解答】解：（1）物块A受到向右的拉力F06N，设地面、物体B对物体A的摩擦力分别为f1、f2，物体A在水平地面上匀速运动，受到平衡力的作用，F0＝f1+f2，
A对B的摩擦力为f2′，f2与f2′是相互作用力，则有f2＝f2′.，物体B相对地面处于静止状态，物体B受到平衡力的作用，f2′与弹簧测力计对B的拉力是一对平衡力，所以f2′＝F′＝2N，所以f2＝2N，地面对A的摩擦力f1＝F0﹣f2＝6N﹣2N＝4N，地面受到的摩擦力与地面对物体A的摩擦力是相互作用力，故地面受到的摩擦力f1′＝f1＝4N；
滑轮一定的速度v0.1m/s
（2）动滑轮移动的距离s＝v0t＝0.1m/s×2s＝0.2m，拉力做的功W＝Fs＝12N×0.2s＝2.4J。
故答案为：（1）4；0.1m/s；（2）2.4。
25．如图所示，推走独轮车之前，先将其撑脚抬离地面。慢慢抬起的过程中，独轮车属于 省力 （选填“省力”或“费力”）杠杆。已知车厢和砖头的总重力G＝800N，则图中人手竖直向上的力为 160 N．若施加在车把手向上的力始终与把手垂直，则慢慢抬起的过程中这个力的大小 逐渐减小 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“始终不变”）。
【解答】解：
（1）独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
（2）由图可知，LG＝0.2m，LF＝1m，
由杠杆的平衡条件可得：G LG＝F LF，
则图中人手竖直向上的力FG800N＝160N；
（3）向上施加在车把手上的力始终与把手垂直，则动力臂大小不变，而阻力G不变，阻力臂变小，由杠杆平衡条件可得，动力F将变小。
故答案为：省力；160；逐渐减小。
26．同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计）。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 不变 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）小球能到达最高点的高度h1 大于 h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【解答】解：（1）小球在沿斜面上升的过程中，不考虑空气的阻力没有摩擦，机械能是守恒的，即小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量不变；
（2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能Ek相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，故h1大于h2。
故答案为：（1）不变；（2）大于。
27．如图所示，在两个等长、等高但材质不同的甲、乙斜面上，用平行于斜面的拉力F，分别将质量为m和2m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙斜面的机械效率分别为η甲、η乙，物体在斜面上受到的摩擦力分别为f甲，f乙，则W甲 ＝ W乙；η甲 ＜ η乙；f甲 ＞ f乙（以上三空均选填“＜”“＝”或“＞”）。
【解答】解：由题知，两斜面等长，将A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端，则s相等，拉力均为F，根据W＝Fs可知，甲、乙两斜面上的拉力所做的功（即总功）：W甲＝W乙；
由题知，两斜面等高，且m甲＜m乙，根据W有＝Gh＝mgh可知，有用功W甲有＜W乙有，
由机械效率η可知，η甲＜η乙；
因为W额外＝W总﹣W有，所以W额甲＞W额乙，由可知，f甲＞f乙。
故答案为：＝；＜；＞。
三．实验探究题（共7小题）
28．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）为了便于直接读出力臂的大小，应对图甲杠杆进行的操作是 把杠杆右端的平衡螺母向右调节 。
（2）如果利用如图乙装置进行实验，每个钩码重0.5N，考虑到杠杆实际情况，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数 大 2.1N（填“大”、“等于”或“小于”）。
（3）实验中，如果只在杠杆右侧挂钩码，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，如图丙所示，发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡，你认为原因是 当杠杆在水平位置时，动力臂为零，杠杆无法平衡 。
【解答】解：（1）实验前，应先调节杠杆在 水平位置平衡。这样做，可以使杠杆自身重力的力臂为 0，消除自身的重力影响；还可以方便地测量力臂。调节时，如发现杠杆右端偏高，应把杠杆右端的平衡螺母向右调节；
（2）若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件3G×7L＝F×5L，
解得F＝4.2G，
F＝4.2×0.5N＝2.1N。
由于杆的重心在杆的中点，重心在支点的左侧，考虑杠杆自身重力的影响，杠杆的重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于2.1N；
（3）由图将杠杆左侧的所有钩码拿掉，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，当杠杆拉到水平位置时F的力臂通过支点，即力臂为0，根据杠杆的平衡条件所以始终不能平衡。
故答案为：（1）把杠杆右端的平衡螺母向右调节；（2）大；（3）当杠杆在水平位置时，动力臂为零，杠杆无法平衡。
29．某同学发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了他研究的兴趣。他提出问题“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重G/N 物块上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物块移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68%
3 最陡 5.0 0.25 3.2 0.50 1.25
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 弹簧测力计、刻度尺 。
（2）根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是 78% 。
（3）通过对上述实验数据的分析，可得到斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 费力 。
（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高 。
【解答】解：（1）要测量斜面的机械效率，需要测量物重及拉力的大小，故需要弹簧测力计；还需要测量斜面的高度和斜面的长度，故需要有刻度尺；
（2）第三次实验拉力做的总功为：
W总＝Fs＝3.2N×0.50m＝1.6J，
则第三次实验的机械效率为：
η100%≈78%；
（3）通过比较发现，实验1中力最小，实验3中力最大，而实验1中斜面最缓，实验3中斜面最陡，故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越缓越省力，越陡越费力；
（4）由数据分析可知，三次实验中，物体的重力相同，上升的高度不同，斜面的倾斜程度不同，斜面越陡，机械效率越高，故可得出结论：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高。
故答案为：（1）弹簧测力计、刻度尺；（2）78%；（3）费力；（4）在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高。
30．如图所示的质量分布均匀的杠杆处于平衡状态，O为支点，已知钩码重为9.8N，小宁测出测力计拉力的力臂与钩码拉力的力臂之比为7：3。
（1）若忽略杠杆自重，弹簧测力计拉力大小为 4.2 N，实际测量值要比该值 大 。（填“大”“小”或“一样”）
（2）小宁想继续探究杠杆的机械效率。若只将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码缓慢提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 不变 。
【解答】解：（1）根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，已知钩码重力F2＝9.8N，设弹簧测力计拉力为F1，弹簧测力计拉力的力臂l1与钩码拉力的力臂l2之比为7：3；由F1l1＝F2l2，将以上数据带入公式可得F1＝9.8N4.2N；因为忽略杠杆自重时计算出弹簧测力计拉力为4.2N，而实际情况中杠杆有自重，且杠杆自重会使弹簧测力计的拉力增大，所以实际测量值要比4.2N大；
（2）将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码缓慢提升相同的高度；有用功W有＝Gh（G为钩码重力，h为钩码提升高度），因为钩码重力和提升高度都不变，所以有用功不变；额外功主要是克服杠杆自重做的功，由于杠杆的位置、重力等都不变，所以额外功也不变；总功W总＝W有+W额，有用功和额外功都不变，那么总功也不变；根据机械效率公式η100\%，W有和W总都不变，所以杠杆的机械效率将不变。
故答案为：
（1）4.2；大；
（2）不变。
31．如图为一种“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，OA＝2OB，G1＝12N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为 24 牛。
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB'（OB'＝OB），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2的悬挂点应该移动至 ② 点处（填“①”、“②”或“③”）。若不移动G2的悬挂点，则A端将 下降 （填“上升”或“下降”）。
（3）将一个弹簧测力计用轻质细绳挂在B′处，且拉力F垂直OB′，要使杠杆在图丙位置保持平衡，拉力F的大小为 24 牛。
【解答】解：（1）如图甲，杠杆在水平位置平衡，
由杠杆平衡条件得：G1×OA＝G2×OB，
即：12N×0.2m＝G2×0.1m，
解得：G2＝24N；
（2）保持G1位置不变，即左边的力和力臂不变；G2不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，应该使右边的力臂不变；原来G2的力臂为OB，所以G2应该移动到②点处；
若不移动，杠杆左侧力与力臂的乘积大于右侧的力与力臂的乘积，此时杠杆A端下降。
（3）将一个弹簧测力计用轻质细绳挂在B′处，且拉力F垂直OB′，此时力臂为OB'，与甲图物体的拉力力臂相等，要使杠杆在图丙位置保持平衡，拉力大小等于G2＝24N。
故答案为：（1）24；（2）②，；下降；（3）24。
32．学习了杠杆知识后，小保和小实利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件。他们所选择的器材有：铅笔、橡皮若干（每块橡皮质量为10g）、细线、刻度尺、弹簧测力计等。
（1）他们将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，若想调节铅笔使其在水平位置平衡，则应将细线向 左 （选填“左”或“右”）移动；
（2）调节水平平衡后，他们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，所测数据记录在表中，表格中L2的大小为 0.04 米；
动力F1/N L1/m 阻力F2/N L2/m F1L1/N m F2L2/N m
0.2 0.02 0.1
0.04 0.004 0.004
记录并分析数据后，小保得出结论：“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”，小实得出结论：“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，到底谁的结论正确呢？为了进一步完善实验，得出普遍规律，接下来的做法应该是 B ；（填字母代号）
A改变力的大小 B．改变力的方向 C．改变力的作用点
（3）在实验过程中，铅笔水平平衡后（如图乙），小保不小心将前端细长的铅笔芯弄断了（如图丙），她立即将细笔握住，并将断笔芯放到左端细线下方固定好（如图丁），则松手后的铅笔 右端下沉 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）。
【解答】解：（1）由图可知，铅笔静止后左端下沉，若想调节铅笔水平平衡，应将支点向左移动，即细线向左移动；
（2）据表可知F2L2＝0.004N m，阻力F2＝0.1N，则阻力臂为
；
“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向，故B符合题意，AC不符合题意。
故选：B；
（3）由丁图可知，把折断的铅笔芯放到左端细线下方固定，对于杠杆来说，杠杆两侧的重力不变，但是杠杆左侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，G左L左＜G右L右，杠杆不能在水平位置平衡，杠杆右端下沉。
故答案为：（1）左；（2）0.04；B；（3）右端下沉。
33．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的 左 （填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向 右 （填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 3.0 N，夹角θ为 30 度。
（3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ，则弹簧测力计的示数可能为 3.1 （填“2.9”或“3.1”）N。
【解答】解：（1）如图所示，杠杆左端下沉，杠杆的重心偏左，即杠杆的重心位于支点O的左侧；
杠杆的右端高，所以应将杠杆左端的的平衡螺母向右移；
（2）由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则弹簧测力计示数为3.0N；
如图，
设杠杆的一个小格为L，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，4×0.5N×3L＝3.0N×nL，
解得，n＝2，即OC＝2L，
在Rt△OCA中，sinθ，则θ＝30°；
（3）若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆左侧下降，说明杠杆左侧偏重，当杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ时，弹簧测力计对杠杆的拉力要比调节杠杆平衡时偏大，所以弹簧测力计的示数可能为3.1N。
故答案为：（1）左；右；（2）3.0；30；（3）3.1。
34．如图是小科用实验来模拟滑板比赛中场景，用质量为2kg的小球从高5m处的A处开始静止滑下，经过最低点C后再滑到右边的最高点D（高4.5m），立即返回到左边的最高点B。请回答下列问题：
（1）小球第一次经过C的动能设为E1，第二次回到C时设为E2；则E1 ＞ E2（选填“＞”或“＜”或“＝”）。
（2）小球从A滑到C过程中重力做的功是 100 J。
（3）小科猜想若是参加比赛的运动员，如果能从A点出发，滑到另一侧高台E（与A处等高）处，下列措施能让运动员最终可行的是 AC 。（可多选）
A.运动员以一定初速度下滑
B.运动员携带重物增加总重
C.运动员站立出发，滑下后蹲下
D.运动员更换一个质量更轻的滑板
【解答】解：（1）质量为2kg的小球从高5m处的A处开始静止滑下，经过最低点C后再滑到右边的最高点D（高4.5m），立即返回到左边的最高点B，最高点越来越低，说明此过程有摩擦力，将机械能转化为内能，故小球第一次经过C的动能E1大于第二次回到C时动能E2；
（2）小球质量为2kg，A点高5m，则从A滑到C过程中重力做的功W＝Gh＝mgh＝2kg×10N/kg×5m＝100J；
（3）A、若想使运动员能滑到另一侧高台E处，由于存在机械能的损失，故A点的机械能必须大于E点，如果到E的速度为0，只有重力势能，因而A必须有动能，即以一定初速度下滑；故A正确；
B、携带重物增加总重，A、E两点的重力势能同样增大，不可以达到A点机械能大的目的，故B错误；
C、如果站立出发，滑下后蹲下，A点的重力势能大于B点，故可以达到A点机械能大的目的，故C正确；
D、运动员更换一个质量更轻的滑板，A、E两点的重力势能同样减小，不可以达到A点机械能大的目的，故D错误。
故选：AC。
故答案为：（1）＞；（2）100；（3）AC。
四．计算题（共2小题）
35．如图所示，汁轮组悬挂在水平支架上，重为800N的工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重为300N的物体以0.4m/s的速度匀速上升。在这个过程中，人施加的拉力F为200N。两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：
（1）拉力F的功率；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）该工人利用此滑轮组提升该货物时，支架受到滑轮组的拉力；
（4）若绳子能承受的最大拉力为1000N，该滑轮组的最大机械效率。
【解答】解：（1）由图可知，n＝2，绳末端拉力移动的速度为：
v绳＝nv物＝2×0.4m/s＝0.8m/s，
则拉力F的功率为：
PFv绳＝200N×0.8m/s＝160W；
（2）不计滑轮组的绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为：
η100%＝75%；
（3）不计滑轮组的绳重和摩擦，根据可得，动滑轮的重力为：
G动＝nF﹣G＝2×200N﹣300N＝100N，
因两个滑轮质量相等，重力也相等，即G定＝G动＝100N，
该工人利用此滑轮组提升该货物时，支架受到滑轮组的拉力：
F拉＝G定+3F＝100N+3×200N＝700N；
（4）若绳子能承受的最大拉力为1000N，不计滑轮组的绳重和摩擦，根据可知，提升货物的重力为：
G′＝nF′﹣G动＝2×1000N﹣100N＝1900N，
该滑轮组的最大机械效率为：
η'100%＝95%。
答：（1）拉力F的功率为160W；
（2）该滑轮组的机械效率为75%；
（3）该工人利用此滑轮组提升该货物时，支架受到滑轮组的拉力为700N；
（4）若绳子能承受的最大拉力为1000N，该滑轮组的最大机械效率为95%。
36．如图所示，将长为1.2米的轻质木棒（重力忽略不计）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，台面收到木棒的压力为多少？
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少？
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为多少？
【解答】解：（1）放在水平方形台面上轻质木棒受左右两物体的竖直向下的拉力和台面竖直向上的支持力，即F支持＝F拉力＝2G＝2×30N＝60N；
因为木板对台面的压力和台面对木棒的支持力是一道相互作用力，大小相等，即F压力＝F支持＝60N；
（2）此时L左＝1.2m﹣0.3m＝0.9m，L右＝0.3m，
根据杠杆的平衡条件：GA×L左＝GB×L右得。
B端挂的物体的重力：
GB90N；
（3）若以右边缘为支点，右边力臂最小，力最大为90N；
若以左边缘为支点，右边力臂最大，力最小，此时L左′＝0.3m，L右′＝1.2m﹣0.3m＝0.9m，
最小为：
F小10N。
答：（1）若G＝30牛，台面收到木棒的压力为60N；
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于90N；
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为10N～90N。
五．解答题（共2小题）
37．图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，可以推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
【解答】解：（1）如图所示：
摆叶AOB可视为杠杆，此时：l1＝OC＝4.5厘米，l2＝OD＝1.5厘米；
F1＝G叶瓣＝0.04N
根据杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2得：0.04N×4.5厘米＝F2×1.5厘米；
解得：F2＝0.12牛；
依据题意可知，B端固定的小磁铁的重力和小磁铁对B端的作用力F2大小相等，即小磁铁B的重力GB＝F2＝0.12N；
（2）摆叶AOB顺时针小幅摆动后，使得力臂l1变小，l2变大，则F1l1＜F2l2，所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。
答：（1）磁铁受到的重力是0.12牛；
（2）摆叶AOB顺时针小幅摆动后，使得力臂l1变小，l2变大，则F1l1＜F2l2，所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。
38．钓鱼是目前最受欢迎的户外休闲活动之一。如图甲是人坐在钓箱上垂钓时的情景。该钓箱长40cm、宽25cm、高30cm，空箱时，整箱质量仅5kg，轻便易携，还可以安装遮阳伞等配件。
（1）小明把空箱向上搬100cm后放到车上，向上搬100cm的过程中小明对钓箱做了多少功？
（2）空箱时，钓箱可以近似看作是一个质量分布均匀的长方体，如图乙，试计算把左侧底边稍微抬离地面需要施加的最小力是多少牛。
（3）如图丙，若风从左往右吹，安装遮阳伞后，钓箱容易发生翻倒。除遮阳伞外，钓箱（包括箱内的物品）重心可近似看做在钓箱的几何中心。遮阳伞（包括伞杆）的质量为4kg，重心在M点下方30cm处。已知某时刻遮阳伞承受的水平风压为20N/m2，遮阳伞承受该风压的等效垂直面积为1.5m2，风压的作用点可视为M点。为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放多少千克的重物？（空气对遮阳伞的升力忽略不计）
【解答】解：（1）空钓箱的重力为：G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N；
小明对钓箱做的功为：W＝Gh＝50N×1m＝50J；
（2）钓箱可以近似看作是一个质量分布均匀的长方体，把左侧底边稍微抬离地面时，要使施加的力最小，则动力臂应该是最大的，如下所示：
；
当AB为动力臂时，此时的动力臂最大；L1＝AB50cm；
钓箱重力的力臂为：L240cm＝20cm；
根据杠杆的平衡条件可知，所需的最小动力为：F20N；
（3）遮阳伞承受风压的面积为1.5m2，某时刻风压为20N/m2，则风力的大小为：F1＝1.5m2×20N/m2＝30N，
根据杠杆平衡条件可得G0L0＝F1L1，即G040cm＝30N×（105cm+30cm+5cm），
解方程可得G0＝210N，
钓箱内放重物的质量：m′16kg。
答：（1）小明对钓箱做的功为50J；
（2）把左侧底边稍微抬离地面需要施加的最小力是20N；
（3）当人离开钓箱后，为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放16kg的重物。
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第五章 简单机械
一．选择题（共20小题）
1．五一假期，小科乘坐观光缆车游览佛顶山。如图所示，在缆车沿钢缆匀速直线驶向斜上方运动的过程中（缆车与钢缆接头处保持固定连接，不计空气阻力）。对缆车而言，肯定发生改变的是（ ）
A．运动状态 B．钢缆的拉力 C．惯性大小 D．机械能
2．将一本科学课本从地上捡起放到课桌上，所做的功大约是（ ）
A．0.3J B．3J C．30J D．300J
3．我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），“标”是指提纽到“权”的距离，“本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（ ）
A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力
B．“权”“重”增加相同的质量，A端会下降
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽0向B端移动一些，杆秤测量范围变大
4．将甲、乙、丙三个相同的小球，从光滑斜面的顶端A点同时静止滑下，如图所示。实验发现，乙小球第一个到达底部B点，丙小球第二个到达底部B点，甲小球第三个到达底部B点，不计空气阻力，下列关于小球通过底部时的速度，说法正确的是（ ）
A．v甲＞v乙＞v丙 B．v乙＞v甲＞v丙 C．v丙＞v乙＞v甲 D．v甲＝v乙＝v丙
5．滑雪者从一定高度的雪坡顶端静止自由滑下，最终停在水平雪地上（雪坡和雪地均粗糙，空气阻力忽略不计）。此运动过程中，能量变化的分析正确的是（ ）
A．整个滑行过程中滑雪者的运动状态不变
B．在雪坡滑行时，重力势能全部转化为动能
C．在水平雪地上滑行时，机械能保持不变
D．整个滑行过程中，机械能的总减少量等于克服摩擦力做的总功
6．一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一根牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．图乙中杆AOD可看作杠杆，D处是可伸缩的弹簧
B．当按下按钮时，按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动
C．当松开按钮时，D点处受到向下的力，使A端翘起将牙签送出
D．将牙签送出时，杆AOD相当于省力杠杆
7．某同学用大小恒定的推力F＝300牛（方向如图所示），10秒钟内将重为500牛的物体从斜面底端匀速推到了顶端，已知斜面高为5米，长为10米。下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力也可以省功 B．物体沿斜面运动的速度为0.5米/秒
C．物体受到的摩擦力为300牛 D．推物体时，推力的功率为300瓦
8．如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点只具有动能
B．小球在C点的动能小于在F点的动能
C．小球从E点到F点的过程中，机械能变大
D．小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能
9．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400N的箱子匀速向上提起相同的高度，甲用时为10秒，乙用时为30秒。已知每个滑轮重为20N，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．使用甲方式不能省力，但能省功 B．乙方式人对绳子的拉力为220N
C．甲方式对箱子做功比乙方式快 D．甲、乙两种方式的机械效率相等
10．小平同学用多个大小相同，质量不同的小球，做了如图实验：将弹簧一端固定在墙面，另一端自然伸长至A，压缩弹簧至同一位置静止释放不同小球，小球落地位置不同。若平面均光滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的弹性势能不同
B．小球在平面上运动时，速度一直增大
C．从小球开始运动到落地前一瞬间，小球的机械能守恒
D．小球落地位置不同是由于小球的质量不同
11．如图所示为蹦床运动员在空中展示的动作，下列有关运动员在蹦床上运动时的说法中正确的是（ ）
①运动员在最高点时，重力势能最大，动能最小②运动员在下肢刚接触蹦床时，动能最大
③运动员在蹦床上下落至最低点时，蹦床的弹性势能最大④运动员在运动过程中机械能守恒
A．①④ B．①③ C．②③ D．②④
12．如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．t1～t2过程中，小球做先减速后加速运动 B．t1～t3运动过程中，小球的机械能守恒
C．t2～t3过程中，小球的动能先增加后减小 D．t2～t3这段时间内，小球的机械能先增大后减小
13．如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升相同的高度h时，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做的功为W甲和W乙。若不计摩擦、绳重和动滑轮的重力，则F甲与F乙、W甲与W乙的大小关系是（ ）
A．F甲＜F乙、W甲＝W乙 B．F甲＞F乙、W甲＞W乙
C．F甲＞F乙、W甲＝W乙 D．F甲＜F乙、W甲＜W乙
14．关于如图所示“探究动滑轮的特点”的实验，下列说法正确的是（ ）
A．匀速上升竖直向上拉和斜着向上拉时，弹簧测力计示数相等
B．改变钩码个数重复实验为了取平均值减小误差
C．所挂钩码个数越多弹簧测力计示数越接近钩码总重力
D．当钩码匀速上升和加速上升时，弹簧测力计的读数不相等
15．如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体，杠杆平衡时AO处于水平位置，若AO＝BO，杠杆自重不计，则GA和GB的大小关系是（ ）
A．GA＞GB B．GA＝GB C．GA＜GB D．无法比较
16．如图所示，木块从水平地面上P点以速度v向右运动冲上斜面，最终停在斜面上的Q点。对于这个过程，下列说法中正确的是（ ）
A．木块在 Q 点静止时，重力和摩擦力二力平衡
B．木块在斜面上所受摩擦力方向始终沿斜面向下
C．木块的动能没有全部转化为重力势能
D．木块能冲上斜面是因为木块受到了惯性作用
17．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆 B．F变大，杠杆是省力杠杆
C．F不变，杠杆是费力杠杆 D．F变大，杠杆是费力杠杆
18．小明同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s﹣t图象如图所示，下列判断错误的是（ ）
A．两次物体所受到的摩擦力f1＝f2
B．两次物体所受的拉力F1＞F2
C．0﹣t1时间内，两次拉力对物体所做的功W1＞W2
D．0﹣t1时间内，两次拉力对物体做功的功率P1＞P2
19．如图甲所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的两段图像，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中木块受到的拉力为3.8N
B．木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1：2
C．AB段和BC段拉力做功的功率之比为2：1
D．AB段木块受平衡力作用，BC段木块受力不平衡
20．如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（ ）
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛 D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W
二．填空题（共7小题）
21．如图甲所示，小科分别将A、B两个完全相同的物体，沿左右两边斜面拉到顶端，做功情况如图乙所示。
（1）小科对B做的额外功是 J。
（2） 侧斜面的机械效率更高（填“左”或“右”）。
22．如图所示，单摆小球从A点由静止释放经过最低点B然后到达C点（忽略空气阻力）。则小球摆动到 （选填“A”“B”或“C”）点时动能是最大的；若小球到达C点时，所受的外力突然全部消失，则小球 （选填“保持静止”、“继续做曲线运动”、“做匀速直线运动”）。若A与C等高，则小球从A运动到C过程中，机械能 （填：“守恒”或“不守恒”）（忽略绳子形变）。
23．如图所示，小王用两个同的滑轮组（摩擦和绳重不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＝G2，则所用的拉力F1 F2（选填“＞”、“＜”或“＝”），其机械效率η1 η2（填“＞”、“＜”或“＝”），若将物体G1慢慢浸入水中的过程中，其机械效率η1将不断 。（选填“减小”或“不变”或“增大”）。
24．如图所示，用12N的水平拉力F拉滑轮，使重为10N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重为6N，弹簧测力计的示数为2N且不变。若不计滑轮、弹簧测力计及绳所受重力和绳与滑轮间的摩擦，则：
（1）地面受到的摩擦力大小为 N。滑轮移动的速度为 。
（2）在2s内，水平拉力F做功为 J。
25．如图所示，推走独轮车之前，先将其撑脚抬离地面。慢慢抬起的过程中，独轮车属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆。已知车厢和砖头的总重力G＝800N，则图中人手竖直向上的力为 N．若施加在车把手向上的力始终与把手垂直，则慢慢抬起的过程中这个力的大小 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“始终不变”）。
26．同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计）。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）小球能到达最高点的高度h1 h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
27．如图所示，在两个等长、等高但材质不同的甲、乙斜面上，用平行于斜面的拉力F，分别将质量为m和2m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙斜面的机械效率分别为η甲、η乙，物体在斜面上受到的摩擦力分别为f甲，f乙，则W甲 W乙；η甲 η乙；f甲 f乙（以上三空均选填“＜”“＝”或“＞”）。
三．实验探究题（共7小题）
28．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）为了便于直接读出力臂的大小，应对图甲杠杆进行的操作是 。
（2）如果利用如图乙装置进行实验，每个钩码重0.5N，考虑到杠杆实际情况，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数 2.1N（填“大”、“等于”或“小于”）。
（3）实验中，如果只在杠杆右侧挂钩码，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，如图丙所示，发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡，你认为原因是 。
29．某同学发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了他研究的兴趣。他提出问题“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重G/N 物块上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物块移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68%
3 最陡 5.0 0.25 3.2 0.50 1.25
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 。
（2）根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是 。
（3）通过对上述实验数据的分析，可得到斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 。
（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 。
30．如图所示的质量分布均匀的杠杆处于平衡状态，O为支点，已知钩码重为9.8N，小宁测出测力计拉力的力臂与钩码拉力的力臂之比为7：3。
（1）若忽略杠杆自重，弹簧测力计拉力大小为 N，实际测量值要比该值 。（填“大”“小”或“一样”）
（2）小宁想继续探究杠杆的机械效率。若只将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码缓慢提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 。
31．如图为一种“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，OA＝2OB，G1＝12N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为 牛。
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB'（OB'＝OB），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2的悬挂点应该移动至 点处（填“①”、“②”或“③”）。若不移动G2的悬挂点，则A端将 （填“上升”或“下降”）。
（3）将一个弹簧测力计用轻质细绳挂在B′处，且拉力F垂直OB′，要使杠杆在图丙位置保持平衡，拉力F的大小为 牛。
32．学习了杠杆知识后，小保和小实利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件。他们所选择的器材有：铅笔、橡皮若干（每块橡皮质量为10g）、细线、刻度尺、弹簧测力计等。
（1）他们将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，若想调节铅笔使其在水平位置平衡，则应将细线向 （选填“左”或“右”）移动；
（2）调节水平平衡后，他们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，所测数据记录在表中，表格中L2的大小为 米；
动力F1/N L1/m 阻力F2/N L2/m F1L1/N m F2L2/N m
0.2 0.02 0.1
0.004 0.004
记录并分析数据后，小保得出结论：“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”，小实得出结论：“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，到底谁的结论正确呢？为了进一步完善实验，得出普遍规律，接下来的做法应该是 ；（填字母代号）
A改变力的大小 B．改变力的方向 C．改变力的作用点
（3）在实验过程中，铅笔水平平衡后（如图乙），小保不小心将前端细长的铅笔芯弄断了（如图丙），她立即将细笔握住，并将断笔芯放到左端细线下方固定好（如图丁），则松手后的铅笔 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）。
33．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的 （填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向 （填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 N，夹角θ为 度。
（3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ，则弹簧测力计的示数可能为 （填“2.9”或“3.1”）N。
34．如图是小科用实验来模拟滑板比赛中场景，用质量为2kg的小球从高5m处的A处开始静止滑下，经过最低点C后再滑到右边的最高点D（高4.5m），立即返回到左边的最高点B。请回答下列问题：
（1）小球第一次经过C的动能设为E1，第二次回到C时设为E2；则E1 E2（选填“＞”或“＜”或“＝”）。
（2）小球从A滑到C过程中重力做的功是 J。
（3）小科猜想若是参加比赛的运动员，如果能从A点出发，滑到另一侧高台E（与A处等高）处，下列措施能让运动员最终可行的是 。（可多选）
A.运动员以一定初速度下滑 B.运动员携带重物增加总重
C.运动员站立出发，滑下后蹲下 D.运动员更换一个质量更轻的滑板
四．计算题（共2小题）
35．如图所示，汁轮组悬挂在水平支架上，重为800N的工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重为300N的物体以0.4m/s的速度匀速上升。在这个过程中，人施加的拉力F为200N。两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：
（1）拉力F的功率；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）该工人利用此滑轮组提升该货物时，支架受到滑轮组的拉力；
（4）若绳子能承受的最大拉力为1000N，该滑轮组的最大机械效率。
36．如图所示，将长为1.2米的轻质木棒（重力忽略不计）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，台面收到木棒的压力为多少？
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少？
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为多少？
五．解答题（共2小题）
37．图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，可以推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
38．钓鱼是目前最受欢迎的户外休闲活动之一。如图甲是人坐在钓箱上垂钓时的情景。该钓箱长40cm、宽25cm、高30cm，空箱时，整箱质量仅5kg，轻便易携，还可以安装遮阳伞等配件。
（1）小明把空箱向上搬100cm后放到车上，向上搬100cm的过程中小明对钓箱做了多少功？
（2）空箱时，钓箱可以近似看作是一个质量分布均匀的长方体，如图乙，试计算把左侧底边稍微抬离地面需要施加的最小力是多少牛。
（3）如图丙，若风从左往右吹，安装遮阳伞后，钓箱容易发生翻倒。除遮阳伞外，钓箱（包括箱内的物品）重心可近似看做在钓箱的几何中心。遮阳伞（包括伞杆）的质量为4kg，重心在M点下方30cm处。已知某时刻遮阳伞承受的水平风压为20N/m2，遮阳伞承受该风压的等效垂直面积为1.5m2，风压的作用点可视为M点。为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放多少千克的重物？
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D B C D D D D D C D B
题号 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 C C D C C B B C C
一．选择题（共20小题）
1．五一假期，小科乘坐观光缆车游览佛顶山。如图所示，在缆车沿钢缆匀速直线驶向斜上方运动的过程中（缆车与钢缆接头处保持固定连接，不计空气阻力）。对缆车而言，肯定发生改变的是（ ）
A．运动状态 B．钢缆的拉力
C．惯性大小 D．机械能
【解答】解：A、缆车沿钢缆匀速直线驶向斜上方运动，速度大小和方向都没有改变，则运动状态没有改变，故A错误；
B、缆车沿钢缆匀速直线驶向斜上方运动为平衡状态，钢缆的拉力大小等于重力大小，重力不变，钢缆的拉力保持不变，故B错误；
C、惯性与质量有关，此时缆车的质量没有变，故惯性也保持不变，故C错误；
D、缆车沿钢缆匀速直线驶向斜上方运动，速度不变，质量不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，机械能等于动能加重力势能，故机械能变大，故D正确。
故选：D。
2．将一本科学课本从地上捡起放到课桌上，所做的功大约是（ ）
A．0.3J B．3J C．30J D．300J
【解答】解：课桌的高度约为1m，一本科学课本的重力约为3N，
将一本科学课本从地上捡起放到课桌上，所做的功约为：W＝Gh＝3N×1m＝3J。
故选：B。
3．我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），“标”是指提纽到“权”的距离，“本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（ ）
A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力
B．“权”“重”增加相同的质量，A端会下降
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽0向B端移动一些，杆秤测量范围变大
【解答】解：A、由图可知，“权”“重”表示作用在杠杆上的力，“标”“本”表示作用在杠杆上的“权”“重”到支点的距离，即为力臂，故A正确，不符合题意；B、杠杆原本是平衡的，即“权”ד标”＝“重”ד本”。假设左右侧两侧增加的质量均为m，则左侧动力与动力臂的乘积增加量为mד标”，则右侧阻力与阻力臂的乘积增加量为mד本”，因“标”＞“本”，则mד标”＞mד本”，即（“权+m”）ד标”＞（“重+m”）ד本”，所以A段会下沉，故B正确，不符合题意；C、在“权”不变、“重”增大时，若要杠杆仍保持平衡，根据杠杆的平衡条件可知，应增大“标”，即把“权”向A端适当移动，故C错误，符合题意；D、将提纽O向B端移动一些，“标”增大而“本”变小，则“权”ד标”增大。由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故D正确，不符合题意。故选：C。
4．将甲、乙、丙三个相同的小球，从光滑斜面的顶端A点同时静止滑下，如图所示。实验发现，乙小球第一个到达底部B点，丙小球第二个到达底部B点，甲小球第三个到达底部B点，不计空气阻力，下列关于小球通过底部时的速度，说法正确的是（ ）
A．v甲＞v乙＞v丙 B．v乙＞v甲＞v丙
C．v丙＞v乙＞v甲 D．v甲＝v乙＝v丙
【解答】解：ABC、不符合题意。
D、符合题意。将甲、乙、丙三个相同的小球，从光滑斜面的顶端A点同时静止滑下，由于高度和初速度都相同，则机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所以三个小球通过底部时的速度时，由于高度相同，重力势能相同，则动能相同，速度相同。
故选：D。
5．滑雪者从一定高度的雪坡顶端静止自由滑下，最终停在水平雪地上（雪坡和雪地均粗糙，空气阻力忽略不计）。此运动过程中，能量变化的分析正确的是（ ）
A．整个滑行过程中滑雪者的运动状态不变
B．在雪坡滑行时，重力势能全部转化为动能
C．在水平雪地上滑行时，机械能保持不变
D．整个滑行过程中，机械能的总减少量等于克服摩擦力做的总功
【解答】解：A、整个滑行过程中滑雪者的速度变大，运动状态改变，故A错误；
B、雪坡表面粗糙，下滑过程中，重力势能转化为动能和内能，故B错误；
C、雪地表面粗糙，水平滑行过程中，滑雪者受到摩擦力，动能转化为内能，故C错误；
D、整个滑行过程中，重力势能转化为内能，机械能的总减少量等于克服摩擦力做的总功，故D正确；
故选：D。
6．一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一根牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．图乙中杆AOD可看作杠杆，D处是可伸缩的弹簧
B．当按下按钮时，按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动
C．当松开按钮时，D点处受到向下的力，使A端翘起将牙签送出
D．将牙签送出时，杆AOD相当于省力杠杆
【解答】解：A．杆AOD可看作以O点为支点的杠杆，由题意可知，D处是可伸缩的弹簧，故A正确，不符合题意；B．由图乙可知，当按下按钮时，按钮作用在B点，杠杆绕着O点逆时针转动，故B正确，不符合题意；
C．松开按钮后，图乙中D处受到弹簧向下的力，使杠杆AOD绕O点顺时针转动，使A端翘起将牙签送出，故C正确，不符合题意；
D．将牙签送出时，D处受到弹簧向下的力为动力，动力臂小于阻力臂，杠杆AOD相当于费力杠杆，故D错误，符合题意。
故选D。
7．某同学用大小恒定的推力F＝300牛（方向如图所示），10秒钟内将重为500牛的物体从斜面底端匀速推到了顶端，已知斜面高为5米，长为10米。下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力也可以省功
B．物体沿斜面运动的速度为0.5米/秒
C．物体受到的摩擦力为300牛
D．推物体时，推力的功率为300瓦
【解答】解：A．由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B．沿斜面上10秒钟走完10米，故物体沿斜面运动的速度为：，故B错误；
C．推物体所做的有用功为：W有＝Gh＝500N×5m＝2500J，所做的总功为：W总＝Fs＝300N×10m＝3000J，
克服物体受到斜面的摩擦力所做的额外功为：W额＝W总﹣W有＝3000J﹣2500J＝500J，由W额＝fs得，物体所受到的摩擦力：，故C错误；
D．推力所做的总功3000J，用的时间为10s，其功率为：，故D正确。
故选：D。
8．如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点只具有动能
B．小球在C点的动能小于在F点的动能
C．小球从E点到F点的过程中，机械能变大
D．小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能
【解答】解：A、小球在A点由于有高度，有质量，所以也具有重力势能，故A错误；
B、C点运动到F点的过程，由于物体与地面发生碰撞，且上升的高度E点低于B点，故机械能有损失，小球在C点的机械能大于在F点的机械能；由图知C、F两处等高，小球的重力势能相同，但小球在 C点动能大于F点的动能，故B错误；
C、小球从E点到F点过程中，不计空气阻力，重力势能转化为动能，机械能守恒，故C错误；
D、小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能，重力势能逐渐增加，故D正确。
故选：D。
9．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400N的箱子匀速向上提起相同的高度，甲用时为10秒，乙用时为30秒。已知每个滑轮重为20N，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．使用甲方式不能省力，但能省功
B．乙方式人对绳子的拉力为220N
C．甲方式对箱子做功比乙方式快
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
【解答】解：A、因为图甲中两个滑轮都是定滑轮，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，F＝G＝400N，即使用定滑轮不能省力，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B、由图乙知n＝2，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，乙方式人对绳子的拉力为：
F210N，故B错误；
C、图甲中，人做的功为：W甲＝F's'＝Gh＝400N×h，
人做功的功率为：P甲40hW，
图乙中，人做的功为：W乙＝Fs＝F×2h＝210N×2h，
人做功的功率为：P乙14hW，
即P甲＞P乙，甲方式对箱子做功比乙方式快，故C正确；
D、甲方式两个滑轮都是定滑轮，不计绳重和摩擦，不用做额外功，机械效率100%，乙方式有一个动滑轮，需要做额外功，机械效率小于100%，故D错误。
故选：C。
10．小平同学用多个大小相同，质量不同的小球，做了如图实验：将弹簧一端固定在墙面，另一端自然伸长至A，压缩弹簧至同一位置静止释放不同小球，小球落地位置不同。若平面均光滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的弹性势能不同
B．小球在平面上运动时，速度一直增大
C．从小球开始运动到落地前一瞬间，小球的机械能守恒
D．小球落地位置不同是由于小球的质量不同
【解答】解：
A、将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的形变程度相同，所以弹簧的弹性势能相同，故A不符合题意；
B、根据牛顿第一定律，物体不受力时将保持匀速直线运动状态，所以小球速度保持不变，并非一直增大，故B不符合题意；
C、小球开始运动时动能为0，只有重力势能，后来弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球的重力势能不变，小球的机械能增大，再后来小球机械能不变；小球的机械能是先增大、后不变，故C错误；
D、由于小球质量 m 不同，所以小球离开平面时的速度 v 不同，小球离开平面后做平抛运动，水平方向匀速运动的速度不同，导致落地位置不同。因此，小球落地位置不同是由于速度不同（由质量不同引起速度不同），本质原因是质量不同影响了速度，故D正确。
故选：D。
11．如图所示为蹦床运动员在空中展示的动作，下列有关运动员在蹦床上运动时的说法中正确的是（ ）
①运动员在最高点时，重力势能最大，动能最小
②运动员在下肢刚接触蹦床时，动能最大
③运动员在蹦床上下落至最低点时，蹦床的弹性势能最大
④运动员在运动过程中机械能守恒
A．①④ B．①③ C．②③ D．②④
【解答】解：①运动员在最高点时，高度最高，质量不变，根据重力势能的影响因素可知重力势能最大；此时速度为0，质量不变，根据动能的影响因素可知动能最小，故①正确。②运动员在下肢刚接触蹦床时，还会继续向下运动，此时重力大于弹力，速度还会增大，此时动能不是最大，当蹦床的弹力等于运动员的重力时，速度最大，动能最大，故②错误。③运动员在蹦床上下落至最低点时，蹦床的弹性形变程度最大，根据弹性势能的影响因素可知蹦床的弹性势能最大，故③正确。④运动员在运动过程中，由于存在空气阻力以及蹦床的摩擦等，会有一部分机械能转化为内能等其他形式的能，机械能不守恒，故④错误。故ACD错误，B正确。故选：B。
12．如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．t1～t2过程中，小球做先减速后加速运动
B．t1～t3运动过程中，小球的机械能守恒
C．t2～t3过程中，小球的动能先增加后减小
D．t2～t3这段时间内，小球的机械能先增大后减小
【解答】解：A、在t1～t2过程中，小球刚接触弹簧时，弹簧弹力小于重力，合力向下，小球做加速运动；随着弹簧压缩，弹力增大，当弹力等于重力时，速度达到最大；之后弹力大于重力，合力向上，小球做减速运动，所以小球是先加速后减速，故A错误。
B、在t1～t3运动过程中，弹簧的弹力对小球做功，小球的机械能不守恒，故B错误。
C、t2～t3过程中，弹簧弹力逐渐减小，小球向上运动，开始时弹力大于重力，小球做加速运动，动能增加；当弹力等于重力时，速度最大，动能最大；之后弹力小于重力，小球做减速运动，动能减小，所以小球的动能先增加后减小，故C正确。
D、在t2～t3这段时间内，弹簧的弹力对小球做功，除重力外还有弹力做功，小球的机械能不守恒，且由于弹力对小球做正功，小球的机械能是增大的，故D错误。
故选：C。
13．如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升相同的高度h时，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做的功为W甲和W乙。若不计摩擦、绳重和动滑轮的重力，则F甲与F乙、W甲与W乙的大小关系是（ ）
A．F甲＜F乙、W甲＝W乙 B．F甲＞F乙、W甲＞W乙
C．F甲＞F乙、W甲＝W乙 D．F甲＜F乙、W甲＜W乙
【解答】解：不计摩擦、滑轮重和绳重，用同一个动滑轮先后提升同一物体，
甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，省一半的距离，即F甲＝2G，s甲h；
乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，费一半的距离，即F乙G，s乙＝2h。
则W甲＝F甲×s甲＝2Gh＝Gh，W乙＝F乙×s乙G×2h＝Gh，
所以，F甲＞F乙，W甲＝W乙，故ABD错误，C正确。
故选：C。
14．关于如图所示“探究动滑轮的特点”的实验，下列说法正确的是（ ）
A．匀速上升竖直向上拉和斜着向上拉时，弹簧测力计示数相等
B．改变钩码个数重复实验为了取平均值减小误差
C．所挂钩码个数越多弹簧测力计示数越接近钩码总重力
D．当钩码匀速上升和加速上升时，弹簧测力计的读数不相等
【解答】解：A、因为此滑轮是动滑轮，当物体匀速运动时，若绳子竖直向上拉，其力臂为滑轮的直径，若斜着拉，则其力臂小于滑轮的直径，所以两次的拉力会不同，两个拉力方向夹角越小，所用的拉力越小，所以竖直向上的拉力始终小于斜着向上拉的力故A错误；
B、实验中，需要改变钩码的个数进行多次实验，这主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，故B错误；C、钩码越多，物体的重力越大，则动滑轮重力对拉力的影响越小，拉力F就越接近G，故C错误。
D、钩码匀速上升时，受到平衡力，弹簧测力计的示数等于钩码所受的重力，加速上升时，受到非平衡力，弹簧测力计的示数大于钩码所受的重力，故D正确。
故选：D。
15．如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体，杠杆平衡时AO处于水平位置，若AO＝BO，杠杆自重不计，则GA和GB的大小关系是（ ）
A．GA＞GB B．GA＝GB C．GA＜GB D．无法比较
【解答】解：杠杆的力臂如图所示：
由杠杆的平衡条件得：GALA＝GBLB
从图中可以看出力臂LA＞LB，
所以物体的重力GA＜GB。
故选：C。
16．如图所示，木块从水平地面上P点以速度v向右运动冲上斜面，最终停在斜面上的Q点。对于这个过程，下列说法中正确的是（ ）
A．木块在 Q 点静止时，重力和摩擦力二力平衡
B．木块在斜面上所受摩擦力方向始终沿斜面向下
C．木块的动能没有全部转化为重力势能
D．木块能冲上斜面是因为木块受到了惯性作用
【解答】解：
A、对木块进行受力分析可知，木块在Q点静止时，其受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力三个力的作用，重力和摩擦力不在同一条直线上，不是平衡力，故A错误；
B、木块在斜面上向上运动时所受摩擦力方向是沿斜面向下的；当木块停在斜面上时，所受摩擦力的方向是沿斜面向上的，故B错误；
C、木块在向上运动的过程中，由于克服摩擦做功，一部分动能转化为内能，故动能没有全部转化为重力势能，故C正确；
D、木块能冲上斜面是因为木块具有惯性，仍要保持原来的运动状态，所以木块能冲上斜面表明木块具有惯性，惯性是一种性质，不是一种作用，故D错误。
故选：C。
17．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆
B．F变大，杠杆是省力杠杆
C．F不变，杠杆是费力杠杆
D．F变大，杠杆是费力杠杆
【解答】解：由图可知，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力逐渐变大．
故选：B．
18．小明同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s﹣t图象如图所示，下列判断错误的是（ ）
A．两次物体所受到的摩擦力f1＝f2
B．两次物体所受的拉力F1＞F2
C．0﹣t1时间内，两次拉力对物体所做的功W1＞W2
D．0﹣t1时间内，两次拉力对物体做功的功率P1＞P2
【解答】解：
AB、同一物体的重力不变，对水平面的压力不变；在同一水平面上运动，则接触面的粗糙程度相同，故两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等，即f1＝f2；
由图象可知，两次物体都做匀速直线运动，说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以，两次物体所受的拉力：F1＝F2＝f；故A正确，B错误；
CD、由图象可知，0﹣t1物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，又知两次拉力相等，根据W＝Fs可知W1＞W2；
0﹣t1时间内，即时间相同，且W1＞W2；根据P可知，0﹣t1时间内，两次拉力对物体做功的功率：P1＞P2；故CD正确。
故选：B。
19．如图甲所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的两段图像，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中木块受到的拉力为3.8N
B．木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1：2
C．AB段和BC段拉力做功的功率之比为2：1
D．AB段木块受平衡力作用，BC段木块受力不平衡
【解答】解：
A、从图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.2N，即图甲中木块受到的拉力为2.2N，故A错误；
B、两次拉动同一木块在水平长木板上做匀速直线运动，压力大小和接触面的粗糙程度均相同，则木块受到的摩擦力大小相同，即木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1：1，故B错误；
CD、从图乙可知，木块两段都做匀速直线运动，AB段3s运动路程为12cm，BC段3s运动路程为18cm﹣12cm＝6cm；由速度公式可知，木块AB和BC段的速度之比v1：v2＝s1：s2＝12cm：6cm＝2：1，
从图乙可知，木块两段都做匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用，处于平衡状态，所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等，因为摩擦力大小相同，故拉力的大小也相同，
根据PFv知，在拉力一定时，功率与速度成正比，即P1：P2＝v1：v2＝2：1，故C正确、D错误。
故选：C。
20．如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（ ）
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛
D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W
【解答】解：A、从图中可知，10s内，物体A移动的距离为1m；n＝3，则10s内，绳子自由端沿水平方向移动的距离s′＝ns＝3×1m＝3m，故A错误；
BC、物体A在水平方向上受到的阻力f＝0.1G＝0.1×120N＝12N，
机械效率η，
则绳子自由端的拉力F5N，
左侧墙受到滑轮组的拉力F拉＝4F＝4×5N＝20N，故B错误、C正确；
D、从图中可知，物体的速度v0.1m/s，
则绳子自由端的速度v′＝nv＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
根据PFv可知拉力F做功的功率P＝Fv′＝5N×0.3m/s＝1.5W，故D错误。
故选C。
二．填空题（共7小题）
21．如图甲所示，小科分别将A、B两个完全相同的物体，沿左右两边斜面拉到顶端，做功情况如图乙所示。
（1）小科对B做的额外功是 0.5 J。
（2） 右 侧斜面的机械效率更高（填“左”或“右”）。
【解答】解：（1）由题知，A、B是完全相同的物体，则A、B的重力相同，上升的高度相同，由W＝Gh可知，拉力做的有用功相同，拉力对B物体做的有用功：
W有用B＝W有用A＝W总A﹣W额A＝3J﹣1J＝2J，
小科对B做的额外功：
W额B＝W总B﹣W有用B＝2.5J﹣2J＝0.5J；
（2）小科做的有用功相同，小科做的总功W总A＞W总B，由η可得，η左＜η右，即右侧斜面的机械效率更高。
故答案为：（1）0.5；（2）右。
22．如图所示，单摆小球从A点由静止释放经过最低点B然后到达C点（忽略空气阻力）。则小球摆动到 B （选填“A”“B”或“C”）点时动能是最大的；若小球到达C点时，所受的外力突然全部消失，则小球 保持静止 （选填“保持静止”、“继续做曲线运动”、“做匀速直线运动”）。若A与C等高，则小球从A运动到C过程中，机械能 守恒 （填：“守恒”或“不守恒”）（忽略绳子形变）。
【解答】解：小球的质量一定，摆动到B点时的速度最大，动能最大；
当小球到达C点时，速度为0，此时小球所受各力突然全部消失，根据牛顿第一定律，物体将保持这一状态，所以小球将处于静止状态；
忽略空气阻力，没有外力对小球做功，小球从A运动到C过程中机械能是守恒的。
故答案为：B；保持静止；守恒。
23．如图所示，小王用两个同的滑轮组（摩擦和绳重不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＝G2，则所用的拉力F1 ＞ F2（选填“＞”、“＜”或“＝”），其机械效率η1 ＝ η2（填“＞”、“＜”或“＝”），若将物体G1慢慢浸入水中的过程中，其机械效率η1将不断 减小 。（选填“减小”或“不变”或“增大”）。
【解答】解：
小王用两个同的滑轮组（摩擦和绳重不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＝G2，从图中可知n1＝2，n2＝3，根据F（G+G动）可知所用的拉力F1＞F2；
根据η可知其机械效率η1＝η2；
若将物体G1慢慢浸入水中的过程中，根据阿基米德原理可知所受的浮力逐渐变大，根据η可知其机其机械效率η1将不断减小。
故答案为：＞；＝；减小。
24．如图所示，用12N的水平拉力F拉滑轮，使重为10N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重为6N，弹簧测力计的示数为2N且不变。若不计滑轮、弹簧测力计及绳所受重力和绳与滑轮间的摩擦，则：
（1）地面受到的摩擦力大小为 4 N。滑轮移动的速度为 0.1m/s 。
（2）在2s内，水平拉力F做功为 2.4 J。
【解答】解：（1）物块A受到向右的拉力F06N，设地面、物体B对物体A的摩擦力分别为f1、f2，物体A在水平地面上匀速运动，受到平衡力的作用，F0＝f1+f2，
A对B的摩擦力为f2′，f2与f2′是相互作用力，则有f2＝f2′.，物体B相对地面处于静止状态，物体B受到平衡力的作用，f2′与弹簧测力计对B的拉力是一对平衡力，所以f2′＝F′＝2N，所以f2＝2N，地面对A的摩擦力f1＝F0﹣f2＝6N﹣2N＝4N，地面受到的摩擦力与地面对物体A的摩擦力是相互作用力，故地面受到的摩擦力f1′＝f1＝4N；
滑轮一定的速度v0.1m/s
（2）动滑轮移动的距离s＝v0t＝0.1m/s×2s＝0.2m，拉力做的功W＝Fs＝12N×0.2s＝2.4J。
故答案为：（1）4；0.1m/s；（2）2.4。
25．如图所示，推走独轮车之前，先将其撑脚抬离地面。慢慢抬起的过程中，独轮车属于 省力 （选填“省力”或“费力”）杠杆。已知车厢和砖头的总重力G＝800N，则图中人手竖直向上的力为 160 N．若施加在车把手向上的力始终与把手垂直，则慢慢抬起的过程中这个力的大小 逐渐减小 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“始终不变”）。
【解答】解：
（1）独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
（2）由图可知，LG＝0.2m，LF＝1m，
由杠杆的平衡条件可得：G LG＝F LF，
则图中人手竖直向上的力FG800N＝160N；
（3）向上施加在车把手上的力始终与把手垂直，则动力臂大小不变，而阻力G不变，阻力臂变小，由杠杆平衡条件可得，动力F将变小。
故答案为：省力；160；逐渐减小。
26．同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计）。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 不变 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）小球能到达最高点的高度h1 大于 h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【解答】解：（1）小球在沿斜面上升的过程中，不考虑空气的阻力没有摩擦，机械能是守恒的，即小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量不变；
（2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能Ek相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，故h1大于h2。
故答案为：（1）不变；（2）大于。
27．如图所示，在两个等长、等高但材质不同的甲、乙斜面上，用平行于斜面的拉力F，分别将质量为m和2m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙斜面的机械效率分别为η甲、η乙，物体在斜面上受到的摩擦力分别为f甲，f乙，则W甲 ＝ W乙；η甲 ＜ η乙；f甲 ＞ f乙（以上三空均选填“＜”“＝”或“＞”）。
【解答】解：由题知，两斜面等长，将A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端，则s相等，拉力均为F，根据W＝Fs可知，甲、乙两斜面上的拉力所做的功（即总功）：W甲＝W乙；
由题知，两斜面等高，且m甲＜m乙，根据W有＝Gh＝mgh可知，有用功W甲有＜W乙有，
由机械效率η可知，η甲＜η乙；
因为W额外＝W总﹣W有，所以W额甲＞W额乙，由可知，f甲＞f乙。
故答案为：＝；＜；＞。
三．实验探究题（共7小题）
28．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）为了便于直接读出力臂的大小，应对图甲杠杆进行的操作是 把杠杆右端的平衡螺母向右调节 。
（2）如果利用如图乙装置进行实验，每个钩码重0.5N，考虑到杠杆实际情况，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数 大 2.1N（填“大”、“等于”或“小于”）。
（3）实验中，如果只在杠杆右侧挂钩码，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，如图丙所示，发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡，你认为原因是 当杠杆在水平位置时，动力臂为零，杠杆无法平衡 。
【解答】解：（1）实验前，应先调节杠杆在 水平位置平衡。这样做，可以使杠杆自身重力的力臂为 0，消除自身的重力影响；还可以方便地测量力臂。调节时，如发现杠杆右端偏高，应把杠杆右端的平衡螺母向右调节；
（2）若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件3G×7L＝F×5L，
解得F＝4.2G，
F＝4.2×0.5N＝2.1N。
由于杆的重心在杆的中点，重心在支点的左侧，考虑杠杆自身重力的影响，杠杆的重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于2.1N；
（3）由图将杠杆左侧的所有钩码拿掉，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，当杠杆拉到水平位置时F的力臂通过支点，即力臂为0，根据杠杆的平衡条件所以始终不能平衡。
故答案为：（1）把杠杆右端的平衡螺母向右调节；（2）大；（3）当杠杆在水平位置时，动力臂为零，杠杆无法平衡。
29．某同学发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了他研究的兴趣。他提出问题“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重G/N 物块上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物块移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68%
3 最陡 5.0 0.25 3.2 0.50 1.25
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 弹簧测力计、刻度尺 。
（2）根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是 78% 。
（3）通过对上述实验数据的分析，可得到斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 费力 。
（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高 。
【解答】解：（1）要测量斜面的机械效率，需要测量物重及拉力的大小，故需要弹簧测力计；还需要测量斜面的高度和斜面的长度，故需要有刻度尺；
（2）第三次实验拉力做的总功为：
W总＝Fs＝3.2N×0.50m＝1.6J，
则第三次实验的机械效率为：
η100%≈78%；
（3）通过比较发现，实验1中力最小，实验3中力最大，而实验1中斜面最缓，实验3中斜面最陡，故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越缓越省力，越陡越费力；
（4）由数据分析可知，三次实验中，物体的重力相同，上升的高度不同，斜面的倾斜程度不同，斜面越陡，机械效率越高，故可得出结论：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高。
故答案为：（1）弹簧测力计、刻度尺；（2）78%；（3）费力；（4）在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高。
30．如图所示的质量分布均匀的杠杆处于平衡状态，O为支点，已知钩码重为9.8N，小宁测出测力计拉力的力臂与钩码拉力的力臂之比为7：3。
（1）若忽略杠杆自重，弹簧测力计拉力大小为 4.2 N，实际测量值要比该值 大 。（填“大”“小”或“一样”）
（2）小宁想继续探究杠杆的机械效率。若只将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码缓慢提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 不变 。
【解答】解：（1）根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，已知钩码重力F2＝9.8N，设弹簧测力计拉力为F1，弹簧测力计拉力的力臂l1与钩码拉力的力臂l2之比为7：3；由F1l1＝F2l2，将以上数据带入公式可得F1＝9.8N4.2N；因为忽略杠杆自重时计算出弹簧测力计拉力为4.2N，而实际情况中杠杆有自重，且杠杆自重会使弹簧测力计的拉力增大，所以实际测量值要比4.2N大；
（2）将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码缓慢提升相同的高度；有用功W有＝Gh（G为钩码重力，h为钩码提升高度），因为钩码重力和提升高度都不变，所以有用功不变；额外功主要是克服杠杆自重做的功，由于杠杆的位置、重力等都不变，所以额外功也不变；总功W总＝W有+W额，有用功和额外功都不变，那么总功也不变；根据机械效率公式η100\%，W有和W总都不变，所以杠杆的机械效率将不变。
故答案为：
（1）4.2；大；
（2）不变。
31．如图为一种“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，OA＝2OB，G1＝12N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为 24 牛。
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB'（OB'＝OB），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2的悬挂点应该移动至 ② 点处（填“①”、“②”或“③”）。若不移动G2的悬挂点，则A端将 下降 （填“上升”或“下降”）。
（3）将一个弹簧测力计用轻质细绳挂在B′处，且拉力F垂直OB′，要使杠杆在图丙位置保持平衡，拉力F的大小为 24 牛。
【解答】解：（1）如图甲，杠杆在水平位置平衡，
由杠杆平衡条件得：G1×OA＝G2×OB，
即：12N×0.2m＝G2×0.1m，
解得：G2＝24N；
（2）保持G1位置不变，即左边的力和力臂不变；G2不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，应该使右边的力臂不变；原来G2的力臂为OB，所以G2应该移动到②点处；
若不移动，杠杆左侧力与力臂的乘积大于右侧的力与力臂的乘积，此时杠杆A端下降。
（3）将一个弹簧测力计用轻质细绳挂在B′处，且拉力F垂直OB′，此时力臂为OB'，与甲图物体的拉力力臂相等，要使杠杆在图丙位置保持平衡，拉力大小等于G2＝24N。
故答案为：（1）24；（2）②，；下降；（3）24。
32．学习了杠杆知识后，小保和小实利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件。他们所选择的器材有：铅笔、橡皮若干（每块橡皮质量为10g）、细线、刻度尺、弹簧测力计等。
（1）他们将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，若想调节铅笔使其在水平位置平衡，则应将细线向 左 （选填“左”或“右”）移动；
（2）调节水平平衡后，他们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，所测数据记录在表中，表格中L2的大小为 0.04 米；
动力F1/N L1/m 阻力F2/N L2/m F1L1/N m F2L2/N m
0.2 0.02 0.1
0.04 0.004 0.004
记录并分析数据后，小保得出结论：“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”，小实得出结论：“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，到底谁的结论正确呢？为了进一步完善实验，得出普遍规律，接下来的做法应该是 B ；（填字母代号）
A改变力的大小 B．改变力的方向 C．改变力的作用点
（3）在实验过程中，铅笔水平平衡后（如图乙），小保不小心将前端细长的铅笔芯弄断了（如图丙），她立即将细笔握住，并将断笔芯放到左端细线下方固定好（如图丁），则松手后的铅笔 右端下沉 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）。
【解答】解：（1）由图可知，铅笔静止后左端下沉，若想调节铅笔水平平衡，应将支点向左移动，即细线向左移动；
（2）据表可知F2L2＝0.004N m，阻力F2＝0.1N，则阻力臂为
；
“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向，故B符合题意，AC不符合题意。
故选：B；
（3）由丁图可知，把折断的铅笔芯放到左端细线下方固定，对于杠杆来说，杠杆两侧的重力不变，但是杠杆左侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，G左L左＜G右L右，杠杆不能在水平位置平衡，杠杆右端下沉。
故答案为：（1）左；（2）0.04；B；（3）右端下沉。
33．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的 左 （填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向 右 （填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 3.0 N，夹角θ为 30 度。
（3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ，则弹簧测力计的示数可能为 3.1 （填“2.9”或“3.1”）N。
【解答】解：（1）如图所示，杠杆左端下沉，杠杆的重心偏左，即杠杆的重心位于支点O的左侧；
杠杆的右端高，所以应将杠杆左端的的平衡螺母向右移；
（2）由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则弹簧测力计示数为3.0N；
如图，
设杠杆的一个小格为L，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，4×0.5N×3L＝3.0N×nL，
解得，n＝2，即OC＝2L，
在Rt△OCA中，sinθ，则θ＝30°；
（3）若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆左侧下降，说明杠杆左侧偏重，当杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ时，弹簧测力计对杠杆的拉力要比调节杠杆平衡时偏大，所以弹簧测力计的示数可能为3.1N。
故答案为：（1）左；右；（2）3.0；30；（3）3.1。
34．如图是小科用实验来模拟滑板比赛中场景，用质量为2kg的小球从高5m处的A处开始静止滑下，经过最低点C后再滑到右边的最高点D（高4.5m），立即返回到左边的最高点B。请回答下列问题：
（1）小球第一次经过C的动能设为E1，第二次回到C时设为E2；则E1 ＞ E2（选填“＞”或“＜”或“＝”）。
（2）小球从A滑到C过程中重力做的功是 100 J。
（3）小科猜想若是参加比赛的运动员，如果能从A点出发，滑到另一侧高台E（与A处等高）处，下列措施能让运动员最终可行的是 AC 。（可多选）
A.运动员以一定初速度下滑
B.运动员携带重物增加总重
C.运动员站立出发，滑下后蹲下
D.运动员更换一个质量更轻的滑板
【解答】解：（1）质量为2kg的小球从高5m处的A处开始静止滑下，经过最低点C后再滑到右边的最高点D（高4.5m），立即返回到左边的最高点B，最高点越来越低，说明此过程有摩擦力，将机械能转化为内能，故小球第一次经过C的动能E1大于第二次回到C时动能E2；
（2）小球质量为2kg，A点高5m，则从A滑到C过程中重力做的功W＝Gh＝mgh＝2kg×10N/kg×5m＝100J；
（3）A、若想使运动员能滑到另一侧高台E处，由于存在机械能的损失，故A点的机械能必须大于E点，如果到E的速度为0，只有重力势能，因而A必须有动能，即以一定初速度下滑；故A正确；
B、携带重物增加总重，A、E两点的重力势能同样增大，不可以达到A点机械能大的目的，故B错误；
C、如果站立出发，滑下后蹲下，A点的重力势能大于B点，故可以达到A点机械能大的目的，故C正确；
D、运动员更换一个质量更轻的滑板，A、E两点的重力势能同样减小，不可以达到A点机械能大的目的，故D错误。
故选：AC。
故答案为：（1）＞；（2）100；（3）AC。
四．计算题（共2小题）
35．如图所示，汁轮组悬挂在水平支架上，重为800N的工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重为300N的物体以0.4m/s的速度匀速上升。在这个过程中，人施加的拉力F为200N。两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：
（1）拉力F的功率；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）该工人利用此滑轮组提升该货物时，支架受到滑轮组的拉力；
（4）若绳子能承受的最大拉力为1000N，该滑轮组的最大机械效率。
【解答】解：（1）由图可知，n＝2，绳末端拉力移动的速度为：
v绳＝nv物＝2×0.4m/s＝0.8m/s，
则拉力F的功率为：
PFv绳＝200N×0.8m/s＝160W；
（2）不计滑轮组的绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为：
η100%＝75%；
（3）不计滑轮组的绳重和摩擦，根据可得，动滑轮的重力为：
G动＝nF﹣G＝2×200N﹣300N＝100N，
因两个滑轮质量相等，重力也相等，即G定＝G动＝100N，
该工人利用此滑轮组提升该货物时，支架受到滑轮组的拉力：
F拉＝G定+3F＝100N+3×200N＝700N；
（4）若绳子能承受的最大拉力为1000N，不计滑轮组的绳重和摩擦，根据可知，提升货物的重力为：
G′＝nF′﹣G动＝2×1000N﹣100N＝1900N，
该滑轮组的最大机械效率为：
η'100%＝95%。
答：（1）拉力F的功率为160W；
（2）该滑轮组的机械效率为75%；
（3）该工人利用此滑轮组提升该货物时，支架受到滑轮组的拉力为700N；
（4）若绳子能承受的最大拉力为1000N，该滑轮组的最大机械效率为95%。
36．如图所示，将长为1.2米的轻质木棒（重力忽略不计）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，台面收到木棒的压力为多少？
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少？
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为多少？
【解答】解：（1）放在水平方形台面上轻质木棒受左右两物体的竖直向下的拉力和台面竖直向上的支持力，即F支持＝F拉力＝2G＝2×30N＝60N；
因为木板对台面的压力和台面对木棒的支持力是一道相互作用力，大小相等，即F压力＝F支持＝60N；
（2）此时L左＝1.2m﹣0.3m＝0.9m，L右＝0.3m，
根据杠杆的平衡条件：GA×L左＝GB×L右得。
B端挂的物体的重力：
GB90N；
（3）若以右边缘为支点，右边力臂最小，力最大为90N；
若以左边缘为支点，右边力臂最大，力最小，此时L左′＝0.3m，L右′＝1.2m﹣0.3m＝0.9m，
最小为：
F小10N。
答：（1）若G＝30牛，台面收到木棒的压力为60N；
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于90N；
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为10N～90N。
五．解答题（共2小题）
37．图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，可以推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
【解答】解：（1）如图所示：
摆叶AOB可视为杠杆，此时：l1＝OC＝4.5厘米，l2＝OD＝1.5厘米；
F1＝G叶瓣＝0.04N
根据杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2得：0.04N×4.5厘米＝F2×1.5厘米；
解得：F2＝0.12牛；
依据题意可知，B端固定的小磁铁的重力和小磁铁对B端的作用力F2大小相等，即小磁铁B的重力GB＝F2＝0.12N；
（2）摆叶AOB顺时针小幅摆动后，使得力臂l1变小，l2变大，则F1l1＜F2l2，所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。
答：（1）磁铁受到的重力是0.12牛；
（2）摆叶AOB顺时针小幅摆动后，使得力臂l1变小，l2变大，则F1l1＜F2l2，所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。
38．钓鱼是目前最受欢迎的户外休闲活动之一。如图甲是人坐在钓箱上垂钓时的情景。该钓箱长40cm、宽25cm、高30cm，空箱时，整箱质量仅5kg，轻便易携，还可以安装遮阳伞等配件。
（1）小明把空箱向上搬100cm后放到车上，向上搬100cm的过程中小明对钓箱做了多少功？
（2）空箱时，钓箱可以近似看作是一个质量分布均匀的长方体，如图乙，试计算把左侧底边稍微抬离地面需要施加的最小力是多少牛。
（3）如图丙，若风从左往右吹，安装遮阳伞后，钓箱容易发生翻倒。除遮阳伞外，钓箱（包括箱内的物品）重心可近似看做在钓箱的几何中心。遮阳伞（包括伞杆）的质量为4kg，重心在M点下方30cm处。已知某时刻遮阳伞承受的水平风压为20N/m2，遮阳伞承受该风压的等效垂直面积为1.5m2，风压的作用点可视为M点。为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放多少千克的重物？（空气对遮阳伞的升力忽略不计）
【解答】解：（1）空钓箱的重力为：G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N；
小明对钓箱做的功为：W＝Gh＝50N×1m＝50J；
（2）钓箱可以近似看作是一个质量分布均匀的长方体，把左侧底边稍微抬离地面时，要使施加的力最小，则动力臂应该是最大的，如下所示：
；
当AB为动力臂时，此时的动力臂最大；L1＝AB50cm；
钓箱重力的力臂为：L240cm＝20cm；
根据杠杆的平衡条件可知，所需的最小动力为：F20N；
（3）遮阳伞承受风压的面积为1.5m2，某时刻风压为20N/m2，则风力的大小为：F1＝1.5m2×20N/m2＝30N，
根据杠杆平衡条件可得G0L0＝F1L1，即G040cm＝30N×（105cm+30cm+5cm），
解方程可得G0＝210N，
钓箱内放重物的质量：m′16kg。
答：（1）小明对钓箱做的功为50J；
（2）把左侧底边稍微抬离地面需要施加的最小力是20N；
（3）当人离开钓箱后，为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放16kg的重物。
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