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【素养解码】浙教版 九年级 科学上册·阶段评价练（14）
能量的转化与守恒·第3章第4节
1．机械的发明和使用，极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械，一定不能省力的是（ ）
A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面
2．蒸食物时，常用盘子夹（如图）来夹取热盘子，既方便又安全。在夹盘子时，对该盘子夹右侧支架受力情况分析正确的是（ ）
A． B． C． D．
3．在如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．筷子 B．开瓶器 C．园艺剪刀 D．核桃夹子
4．如图所示是抛石机的简单结构示意图，长杆AB可绕O点转动，在B处放重石，抛石机在使用过程中（ ）
A．可以省力 B．可以省距离
C．既省力又省距离 D．既省距离又省功
5．一块厚度、密度均匀的长方形水泥板平放在水平地面上，现分别用竖直向上的力F甲和F乙作用在不同的位置（如图甲、乙），将其一端缓缓抬离地面，则下列说法正确的是（ ）
A．F甲>F乙，因为甲图中的动力臂长
B．F甲C．F甲>F乙，因为乙图中时阻力臂短
D．F甲=F乙，因为两图中动力臂都是阻力臂的2倍
6．如图杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力的方向，使其从位置①到位置②，再到位置③。此过程中，弹簧测力计的示数将（ ）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
7．为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦和绳重，下列有关分析正确的是（ ）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力F的大小是配重G大小的二分之一
C．拉力所做的功等于配重和动滑轮增加的重力势能
D．将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等
8．在节假日悬挂灯笼营造喜庆氛围是民间传统的习俗。如图，将两个用相同材料制作的大、小灯笼分别悬挂在同一挑竿的不同挂钩下，其中固定绳索受到拉力最小的是（ ）
A． B． C． D．
9．如图是秤的杠杆原理，其中“标”、“本”表示力臂，“权”、“重”表示力。以下说法中符合杠杆平衡原理的是（ ）
A．增大“重”时，应把“权”向A端移
B．“权”小于“重”时，“标”一定小于“本”
C．提纽向右移时，B端下沉
D．增大“重”时，应换用更小的“权”
10．“低碳环保，绿色出行。”骑车出行不仅有利于减少二氧化碳排放，也是一种很好的健身方式。下列有关自行车结构及骑行时的叙述正确的是（ ）
A．自行车匀速转弯时受到平衡力的作用
B．刹车时自行车受到惯性的作用会继续前进一段距离
C．地面对自行车的摩擦力不一定总是阻碍自行车前进
D．车把上的刹车把手属于费力杠杆
11．骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。如图所示，小科用手提起哑铃，这一动作可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动。下列说法正确的是（ ）
A．此杠杆的阻力是哑铃受到的重力
B．此杠杆的支点为A点
C．肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
D．用手提起哑铃的过程中，动力臂小于阻力臂
12．如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M，用一把弹簧测力计依次在A，B，C三点沿圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是（ ）
A．F1＜F2＜F3＜G B．F1＞F2＞F3＞G C．F1=F2=F3=G D．F1＞F2=F3=G
13．如图有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止。在此过程中，拉力F将（ ）
A．先逐渐变小，后又逐渐变大 B．逐渐变大
C．先逐渐变大，后又逐渐变小 D．逐渐变小
14．如图所示，小雪用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m。已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦。这一过程中，下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.1m/s B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为75%
15．物体A在大小为2N的水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．此滑轮是定滑轮 B．拉力F做功的功率为0.4瓦
C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．物体A受到地面的摩擦力是4N
（第15题图） （第16题图） （第17题图）
16．如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为fB和fC，则下列判断正确的是（ ）
A．fB＞fC B．fB＜fC C．ηB＜ηC D．ηB=ηC
17．如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同高度（不计绳的自重及摩擦），所用的拉力F甲和F乙，拉力的功率分别是Р甲和P乙，拉力所做的功分别是W甲和W乙，机械效率分别是甲和乙，则（ ）
A．甲=乙 B．F甲=F乙 C．P甲＞P乙 D．W甲＜W乙
18．如图所示的圆盘，第二个圆的半径为第一个的2倍，第三个圆的半径为第一个的3倍，以此类推。该圆盘可以在力的作用下绕圆心转动。现在不同位置上同时分别挂上一个钩码（钩码的质量相等），则可以让圆盘不发生转动的是（ ）
A．甲、乙 B．甲、丙 C．甲、丁 D．乙、丙
19．如图为《墨经》中记载的古代提升重物工具“车梯”，车梯工作时相当于滑轮组。假设利用此车梯匀速提升重为500牛的物体上升4米，不计摩擦和滑轮自重，下列说法不正确的是（ ）
A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮
B．提升物体过程中绳端移动的距离为16米
C．提升物体时人对绳子的拉力为250牛
D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦
20．如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是（ ）
A．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变
B．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
C．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大
D．吊臂是一个省力的杠杆
21．工人要把货物搬到汽车上，如图所示，用400牛的拉力，将重为500牛的物体，在5秒内匀速拉上1米高的车内，木板长为2米。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的有用功为400焦 B．拉力做的总功为1000焦
C．拉力做的额外功为200焦 D．斜面对物体的摩擦力为150牛
22．如图所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N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l0N，弹簧测力计的示数为5N且不变。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦。则下列说法中正确的是（ ）
A．地面受到的摩擦力为12N B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．水平拉力F的功率为4.8W D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J
23．如图所示为小区里的高层电梯工作示意图，轿厢重4500N，重为500N的小明乘坐电梯匀速上升60m，用时60s，F=3000N，忽略绳重与摩擦，电动机中的滑轮为定滑轮。下列说法正确的是（ ）
A．电梯的平均速度为1.05m/s
B．动滑轮A重500N
C．若乘坐电梯的乘客增多，动滑轮A的机械效率将增大
D．若轿厢匀速运动的速度增大，动滑轮A的机械效率将增大
24．如图所示，重为的物体与地面间的摩擦力大小是，物体在的水平拉力的作用下以0.2m/s的速度移动，则滑轮组的机械效率约为 ；内拉力做的功是 J。
25．在“测杠杆机械效率”的实验中，如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中，弹簧测力计的示数
（选填“变大”“变小”或“不变”）。若OA：OB=2：3，物块所受重力G为1.4N，弹簧测力计的示数F是2.8牛。则该杠杆的机械效率为 。
26．如图所示，小华同学用50N的水平拉力F拉重力为400N的木箱，使木箱在水平面上匀速直线运动前进了4m，若木箱与地面之间的摩擦力是80N。则A点处的力在此过程中做的功为 J，此过程中该滑轮组的机械效率是 。
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“>”）。
28．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80cm，AC长50cm，室外机的重力为500N，重力作用线正好经过AB中点。
（1）在图中画出三角支架A处所受的水平作用力F的示意图及其力臂；
（2）计算三角支架A处所受的水平作用力F为 N（支架重力不计）；
（3）为了避免A处螺钉受力太大而脱落，导致支架倾翻空调外机坠落，安装师傅会将室外机向
（填“A”或“B”）靠近一些，理由是 。
（第28题图） （第29题图）
29．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示。工人用3m长的斜面，把1200N的重物提高1m。假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 。若实际用力为500N，则斜面的机械效率为 ，推重物时，重物受到的摩擦力为 。
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．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。
32．用如图所示的装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表所示。
实验次序 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
1 木块 4 15 1.1 90 60.6%
2 小车 4 15 90
（1）如图所示，要测量斜面的机械效率，除了长木板和木块外，还需要的主要测量工具是弹簧测力计和 ；
（2）根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率约为 （结果精确到0.1%）。由实验可得初步结论： ；
（3）第1次实验中，木块所受摩擦力约为 N（结果保留两位小数）。
33．在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照如图所示的实验器材进行实验、每个小组的实验器材都相同（摩擦和绳重忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码，如图a所示。乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们偏离竖直方向斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码，实验情况分别如图b、c所示。各小组的实验数据记录在表格中。
表一（甲小组） 表二（乙小组） 表三（丙小组）
实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛）
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
（1）第1次实验滑轮的机械效率为 ；实验中所用动滑轮的重力为 N。
（2）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是 。
（3）如果家里安装日光灯，你认为更合理的为图 （填“甲”或“乙”）。
34．兴趣小组利用刻度均匀的匀质杠杆探究“杠杆的平衡条件”。（每个钩码重均为）
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，如甲图所示，此时杠杆 （填“处于”或“不处于”）平衡状态。
（2）同学们进行实验（如图乙所示），分析后得出以下两个结论：
①动力×支点到动力作用线的距离=阻力×支点到阻力作用线的距离
②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
为了验证哪个结论正确，他们继续进行实验。杠杆在水平位置平衡时，用弹簧测力计分别竖直向下和斜向下拉动杠杆，如图丙所示，观察到弹簧测力计示数 的现象。由此他们得出结论②是错误的。
（3）他们又设计了一个方法证明①结论是正确的。他们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O转动（转轴阻力忽略不计）。如图丁所示，若已知以O为圆心的三个同心圆的半径关系OC=3OA，OB=2OA，则在点悬挂4个钩码，需要在D点挂上 个钩码才能使圆盘平衡。为了改变支点到力的作用点的距离，他将挂在点的钩码先后挂在 两个点，又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡。此发现加深了他们对杠杆平衡条件和力臂的认识。
35．现有一把刻度尺、 一个弹簧秤、一重力为G的物块从长度为S的木板、木块A。请设计一个“探究斜面的额外功（W额外）与斜面的水平长度（L）是否有关”的实验中。
（1）如图所示，某老师将弹簧测力计将重力G＝5．0N的物块从长度S＝0．50m的木板搭成一个斜面底端匀速拉至斜面顶端。在实验中，调整斜面的高度为h＝0．20m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F＝4．0N，则有用功为 J，机械效率为 。
（2）概述实验的步骤、需要测量的物理量： ，额外功（W额外）的表达式为 。
（3）将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度—工具所限，测量的为近似值）有如下关系：
L（m） 0．45 0．40 0．35 0．30
W额外（J） 0．90 0．80 0．70 0．60
通过数据分析，得出初步结论： 。
36．如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）在5秒内物体上升的高度是 m。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 。
（3）拉力F的功率是 W。
（4）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
37．小明到某山区旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械（如图所示），当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面，对此小明充满好奇，经主人同意后，小明借助该装置，用很小拉力1分钟就能将质量为80千克的重物匀速提升了3米。
（1）该装置可简化看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，则属于动滑轮的是 （选填“A”或“B”）。
（2）重物上升3米的过程中，小明对重物做的功为 焦耳。
（3）主人介绍滑轮B的质量为5千克，不计绳重和摩擦，整个过程中，求小明做功的功率。
38．如图甲是用滑轮组提升货物的示意图。在拉力的作用下，货物被匀速竖直提升。绳重、轮与轴的摩擦力忽略不计。
（1）如果在大小为10牛的拉力作用下，2秒内，物体上升了4米，则拉力做的功率是多少？
（2）编号为 （选填“①”或“②”）的曲线能反映此滑轮组的机械效率η随货物所受重力G物的变化关系。
（3）除通过改变G物提高机械效率外，提高该滑轮组的机械效率的具体方法还有： 。
（4）根据乙图中的数据，动滑轮的重力为多少牛。
39．如图甲为轻质梯子，小金将梯子靠在墙上，爬至梯子中点B，手捧所需物体，此时墙壁对梯子的支撑力F如图所示。已知CD长度为3m，AD长度为1m，不计墙壁对梯子的摩擦力。
（1）以A为支点，作出力F的力臂。
（2）小金质量为45kg，物体质量为3kg，求墙壁对梯子的支撑力加F为多少牛？
（3）小金取到物体后，匀速往下走的过程中，墙壁对梯子的支撑加F大小如何变化，请列式分析。
40．在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功。
（2）人的拉力做功的功率。
（3）动滑轮受到的重力。
41．筒车是一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）
（1）若筒车质量为100kg，与地面的接触面积1m ，枯水季节时，筒车对地面的压强多少；
（2）若该筒车工作旋转一周，对进入接水槽的水所做的功为多少；
（3）若流水对筒车所做的功转化效率为80%．则流水冲击筒车的功率为多少。
42．如图所示的滑轮组，缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，在保证绳子未断的情况下，计算并回答下列问题：（已知动滑轮重 80牛，摩擦及绳重不计）
（1）物体重为200N，在10s内被匀速拉升1m。求提升重物的过程中拉力做功的功率为多少？此时滑轮组的机械效率大小为多少？（精确到 0.1%）
（2）利用该滑轮组能提起物体的最大质量是多少？
43．小科的质量为48千克，俯卧撑和引体向上是小科热爱的两项体育运动。俯卧撑时他所受的重力可视为集中在E点，静止支撑时如图甲所示，此时地面对双手的支持力为F；引体向上人整体上升高度约为0.6米，如图乙所示。请分析计算：
（1）如图甲所示，静止支撑时地面对双手的支持力F为多少
（2）小科按图乙做一个引体向上，克服重力做功多少焦
（3）若小科在60秒内完成10个引体向上，小科引体向上做功的功率为多少瓦
44．条凳（如图甲）是我们生活中常用的家具。当小朋友单侧就坐时，凳子没有翘起来；当大人单侧就坐时，另一端会翘起来造成安全事故。小科想知道最大多少质量的人坐上去是安全的？于是小科利用家里的器材进行实验探究：他利用卷尺测得该条凳凳面长度为1.8m，登脚间距为1.0m，对称安装在凳面上（如图乙）。然后将电子秤放到其中一边的凳脚下，显示示数为7.2kg。（假设条凳质量均匀分布；g取10N/kg）
（1）请求出该条凳的质量为多少？
（2）估测某人臀部宽度为0.3m，假设臀部边缘与凳子边缘齐平，人对凳面的压力作用在受力面中心。请求出在安全情况下，条凳单侧最大能够承受人的压力为多大？
（3）如果你作为安装师傅，从安全角度考虑，你将如何改进？并陈述改进的理由。
45．为了将放置在水平地面上、重G="100" N的重物提升到高处。小明同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置。当小明用图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图(丙)和(丁)所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。
（1）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η？
（2）在1～2s内，拉力F做的功W？
（3）在0～1s内，重物对地面的压强p？
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【素养解码】浙教版 九年级 科学上册·阶段评价练（14）
能量的转化与守恒·第3章第4节
1．机械的发明和使用，极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械，一定不能省力的是（ ）
A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面
【答案】C
【详解】A．杠杆在使用过程中，如果动力臂大于阻力臂，可以省力，故A不符合题意；
B．动滑轮相当于省力杠杆，使用动滑轮可以省一半的力，故B不符合题意；
C．定滑轮相当于等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故C符合题意；
D．使用斜面费距离，但可以省力，故D不符合题意。
故选C。
2．蒸食物时，常用盘子夹（如图）来夹取热盘子，既方便又安全。在夹盘子时，对该盘子夹右侧支架受力情况分析正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】用盘子夹来夹取热盘子时，盘子夹右侧支架相当于杠杆，上方是支点，手对右侧夹子支架的作用力为动力，方向向左。右侧架子支架受到盘子的力为阻力，方向向右。故A正确，BCD错误。
故选A。
3．在如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．筷子 B．开瓶器
C．园艺剪刀 D．核桃夹子
【答案】A
【详解】A．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C．剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意；
故选A。
4．如图所示是抛石机的简单结构示意图，长杆AB可绕O点转动，在B处放重石，抛石机在使用过程中（ ）
A．可以省力 B．可以省距离
C．既省力又省距离 D．既省距离又省功
【答案】B
【详解】由图可知，抛石机在使用过程中，支点是O点，A为动力作用点，B是阻力作用点，此时动力臂小于阻力臂，所以属于费力杠杆，但可以省距离，不能省功。
故选B。
5．一块厚度、密度均匀的长方形水泥板平放在水平地面上，现分别用竖直向上的力F甲和F乙作用在不同的位置（如图甲、乙），将其一端缓缓抬离地面，则下列说法正确的是（ ）
A．F甲>F乙，因为甲图中的动力臂长
B．F甲C．F甲>F乙，因为乙图中时阻力臂短
D．F甲=F乙，因为两图中动力臂都是阻力臂的2倍
【答案】D
【详解】根据题意知道，两次抬起水泥板时的情况时，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，如图：
由图知道，两种情况下，阻力臂都等于动力臂的二分之一，由杠杆的平衡条件知道，两次用的力都等于水泥板重力的二分这一，即前后两次所用的力相同，故ABC错误，D正确。
故选D。
6．如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力的方向，使其从位置①到位置②，再到位置③。此过程中，弹簧测力计的示数将（ ）
A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小
【答案】C
【详解】测力计在②位置时，其动力臂等于右段杆长，此时动力臂最长，由①一②一③的过程动力臂先变大后变小，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，在阻力和阻力臂一定时，测力计的示数先变小后变大，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7．为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦和绳重，下列有关分析正确的是（ ）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力F的大小是配重G大小的二分之一
C．拉力所做的功等于配重和动滑轮增加的重力势能
D．将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等
【答案】C
【详解】A．由题图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向；定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故A错误；
B．该滑轮组中绳子承重股数为n=2，不计摩擦和绳重，拉力的大小为
是配重G和动滑轮总重的二分之一，故B错误；
CD．直接提升配重做的功是有用功，用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功，拉力所做的功等于配重和动滑轮增加的重力势能，即用该装置所做的功（总功）大于有用功，故C正确，D错误。
故选C。
8．在节假日悬挂灯笼营造喜庆氛围是民间传统的习俗。如图，将两个用相同材料制作的大、小灯笼分别悬挂在同一挑竿的不同挂钩下，其中固定绳索受到拉力最小的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】图中的挑竿可以看做是一根杠杆，阻力为灯笼的重力，固定绳索的拉力为动力。该杠杆中支点和固定绳索的位置不变，所以其动力臂不变，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，阻力和阻力臂越小，动力就越小。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9．如图是秤的杠杆原理，其中“标”、“本”表示力臂，“权”、“重”表示力。以下说法中符合杠杆平衡原理的是（ ）
A．增大“重”时 ，应把“权”向A端移
B．“权”小于“重”时，“标”一定小于“本”
C．提纽向右移时，B端下沉
D．增大“重”时，应换用更小的“权”
【答案】A
【详解】A．增大“重”时 ，根据杠杆平衡的条件可知，杠杆右侧力与力臂的乘积变大，“权”大小不变，则力臂需要变大，即应把“权”向A端移，故A符合题意；
B．“权”小于“重”时，根据杠杆平衡的条件可知，“标”一定大于“本”，故B不符合题意；
C．提纽向右移时，A端力与力臂的乘积变大，则A端下沉，故C不符合题意；
D．增大“重”时，根据杠杆平衡的条件可知，杠杆右侧力与力臂的乘积变大，应换用更大的“权”，故D不符合题意。
故选A。
10．“低碳环保，绿色出行。”骑车出行不仅有利于减少二氧化碳排放，也是一种很好的健身方式。下列有关自行车结构及骑行时的叙述正确的是（ ）
A．自行车匀速转弯时受到平衡力的作用
B．刹车时自行车受到惯性的作用会继续前进一段距离
C．地面对自行车的摩擦力不一定总是阻碍自行车前进
D．车把上的刹车把手属于费力杠杆
【答案】C
【详解】A．自行车匀速转弯时，速度方向是变化的，受到的力不是平衡力，故A错误；
B．自行车具有惯性，刹车时自行车由于惯性会继续前进一段距离，惯性不是力，不能说“受到惯性的作用”，故B错误；
C．用力蹬脚踏使自行车前进时，后轮相对于地面有向后运动的趋势，因此后轮受到地面对它向前的摩擦力，这是自行车前进的动力，故C正确；
D．车把上的刹车把手在使用时动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，为省力杠杆，故D错误。
故选C。
11．骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。如图所示，小科用手提起哑铃，这一动作可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动。下列说法正确的是（ ）
A．此杠杆的阻力是哑铃受到的重力
B．此杠杆的支点为A点
C．肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
D．用手提起哑铃的过程中，动力臂小于阻力臂
【答案】D
【详解】A．用手提起哑铃，此杠杆的阻力是哑铃对手的压力，哑铃受到的重力是哑铃受到的力，不是杠杆受到的力，故A错误；
B．此杠杆的支点为C点，A点是动力作用点，故B错误；
C．肱二头肌对前臂的牵引力是使杠杆转动的力，是动力，故C错误；
D．支点到动力作用线的距离是动力臂，支点到阻力作用线的距离是阻力臂，用手提起哑铃的过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D正确。
故选D。
12．如图所示，可绕点转动的轻质杠杆，在点挂一个重为的物体，用一把弹簧测力计依次在，，三点沿圆相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为、、，它们的大小关系是
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】设拉力的力臂为l，
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，当杠杆在水平位置平衡时：Fl=GlOD，则拉力F=，
因为G,lOD不变,lOD=l=r，所以F=G，由于F1、F2、F3的力臂都是圆的半径,故F1= F2= F3=G.
故C正确.
13．如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止。在此过程中，拉力F将（ ）
A．先逐渐变小，后又逐渐变大 B．逐渐变大
C．先逐渐变大，后又逐渐变小 D．逐渐变小
【答案】D
【详解】当物块向左匀速滑动时，且木板始终在水平位置保持静止，此时阻力臂变小，根据杠杆平衡条件
可知，阻力与阻力臂的乘积变小，动力臂不变，则动力变小，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
14．如图所示，小雪用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m。已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦。这一过程中，下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.1m/s B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为75%
【答案】D
【详解】A．由图知，承担重力的绳子段数n=2，则绳子自由端移动距离s=2h=2×0.1m=0.2m
绳子自由端移动速度，故A正确，不符合题意；
B．不计绳重及摩擦，拉力故B正确，不符合题意；
C．拉力做的功W总=Fs=0.625N×0.2m=0.125J，故C正确，不符合题意；
D．有用功W有用=Gh=1N×0.1m=0.1J，滑轮组的机械效率故D错误，符合题意。
故选D。
15．物体A在大小为2N的水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．此滑轮是定滑轮 B．拉力F做功的功率为0.4瓦
C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．物体A受到地面的摩擦力是4N
【答案】D
【详解】A．根据图片可知，滑轮固定在物体A上，跟随物体一起移动，为动滑轮，故A错误；
B．拉力移动的速度v=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s
则拉力的功率P=Wt=Fst=Fv=2N×0.4m/s=0.8W
故B错误；
C．此滑轮为动滑轮，不能改变用力方向，但可以省力，故C错误；
D．物体A受到地面的摩擦力f=nF=2×2N=4N
故D正确。
故选D。
16．如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为fB和fC，则下列判断正确的是（ ）
A．fB＞fC B．fB＜fC C．ηB＜ηC D．ηB=ηC
【答案】B
【详解】AB．影响滑动摩擦力大小的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度；物体分别沿斜面BA和CA运动，可认为接触面的粗糙程度相同，斜面越陡，则压力越小，滑动摩擦力越小，则fB＜fC故B正确，A错误；
CD．由题知同一物体升高的高度相同，根据公式W有=Gh可知有用功相同；因为CA＞BA，拉力相同，根据公式W总=Fs可知F2做的功多；有用功相同，F2做的总功多，由η=可知，其机械效率低，即ηB＞ηC，故CD错误。
故选B。
17．如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同高度（不计绳的自重及摩擦），所用的拉力F甲和F乙，拉力的功率分别是Р甲和P乙，拉力所做的功分别是W甲和W乙，机械效率分别是甲和乙，则（ ）
A．甲=乙 B．F甲=F乙
C．P甲＞P乙 D．W甲＜W乙
【答案】D
【详解】B．由图甲可知该滑轮为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知F甲=G甲=G
由图乙可知，又因为一般情况下G动＜G，所以，则拉力F甲＞F乙
故B错误；
D．因为两物体重力相同，提升相同的高度，所以W甲有=W乙有
由于图乙要克服动滑轮重力做功，所以使用动滑轮做的总功多，即W甲＜W乙
故D正确；
C．因为所用时间相同，由可知P甲＜P乙
故C错误；
A．由可知η甲＞η乙
故A错误。
故选D。
18．如图所示的圆盘，第二个圆的半径为第一个的2倍，第三个圆的半径为第一个的3倍，以此类推。该圆盘可以在力的作用下绕圆心转动。现在不同位置上同时分别挂上一个钩码（钩码的质量相等），则可以让圆盘不发生转动的是（ ）
A．甲、乙 B．甲、丙 C．甲、丁 D．乙、丙
【答案】C
【详解】由于两侧钩码的质量相等，拉力相等，故动力与阻力相等，根据杠杆平衡条件知，两侧力臂相等时，杠杆能保持静止，力臂是从支点到力的作用线的垂直距离；甲图，动力和阻力都作用在3圈上，动力臂和阻力相等都是3L，圆盘能平衡，故甲符合题意；
乙图，左侧力臂2L，右侧力臂3L，圆盘不能平衡，故乙不符合题意；
丙图，左侧力臂2L，右侧力臂3L，圆盘不能平衡，故丙不符合题意；
丁图，左侧力臂3L，右侧力臂3L，圆盘能平衡，故丁符合题意。
由以上分析可知，C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
19．如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物工具“车梯”，车梯工作时相当于滑轮组。假设利用此车梯匀速提升重为500牛的物体上升4米，不计摩擦和滑轮自重，下列说法不正确的是（ ）
A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮
B．提升物体过程中绳端移动的距离为16米
C．提升物体时人对绳子的拉力为250牛
D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦
【答案】C
【详解】A．图中①所指的部件工作时，随物体一起运动，可以省力，相当于滑轮组中的动滑轮，故A正确，不符合题意；
B．如图所示，一共有4段绳子承担重物，提升物体过程中绳端移动的距离为
故B正确，不符合题意；
C．提升物体时人对绳子的拉力为，故C错误，符合题意；
D．提升物体过程中人拉绳子做功为，故D正确，不符合题意。
故选C。
20．如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是（ ）
A．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变
B．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
C．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大
D．吊臂是一个省力的杠杆
【答案】B
【详解】吊臂的杠杆示意图如下所示：
ABC．如图，l1不变，吊臂被顶起的过程中l2减小，根据杠杆平衡条件，F1逐渐减小，故B正确，AC错误；
D．如图，，所以吊臂是费力杠杆，故D错误。
故选B。
21．工人要把货物搬到汽车上，如图所示，用400牛的拉力，将重为500牛的物体，在5秒内匀速拉上1米高的车内，木板长为2米。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的有用功为400焦 B．拉力做的总功为1000焦
C．拉力做的额外功为200焦 D．斜面对物体的摩擦力为150牛
【答案】D
【详解】A．拉力做的有用功W有=Gh=500N×1m=500J故A错误；
B．拉力做的总功W总=Fs=400N×2m=800J故B错误；
C．拉力做的额外功为W额= W总- W有=800J-500J=300J故C错误；
D．斜面对物体的摩擦力为故D正确。
故选D。
22．如图所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N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l0N，弹簧测力计的示数为5N且不变。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦。则下列说法中正确的是（ ）
A．地面受到的摩擦力为12N B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．水平拉力F的功率为4.8W D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J
【答案】D
【详解】A匀速运动，B保持静止，则A、B所受合力均为零，对B有弹簧测力计的拉力等于A对B的摩擦力，则A、B间摩擦力为5N，对A有绳子的拉力等于A、B间摩擦力和A与地面的摩擦力之和，动滑轮上有两段绳子，则当拉力为24N时，绳子对A的拉力为12N，则可求A与地面间摩擦力为f=12N-5N=7N，物体A的速度为0.2m/s，动滑轮上有两段绳子，则滑轮移动速度为0.1m/s，则拉力功率为P=Fv=24N×0.1m/s=2.4W，2s内绳子对物体A做功为W=F绳s=12N×0.2m/s×2s=4.8J
故选D。
23．如图所示为小区里的高层电梯工作示意图，轿厢重4500N，重为500N的小明乘坐电梯匀速上升60m，用时60s，，忽略绳重与摩擦，电动机中的滑轮为定滑轮。下列说法正确的是（ ）
A．电梯的平均速度为1.05m/s
B．动滑轮A重500N
C．若乘坐电梯的乘客增多，动滑轮A的机械效率将增大
D．若轿厢匀速运动的速度增大，动滑轮A的机械效率将增大
【答案】C
【详解】A．小明乘坐电梯匀速上升60m，用时60s，电梯的平均速度
故A错误；
B．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2,，F=3000N，则
解得动滑轮的重力G动=1000N，故B错误；
C．若坐电梯的乘客增多，箱体重力不变，动滑轮和钢丝绳的重力及摩擦力均忽略不计，额外功不变，有用功增加，由，可知，该电梯机械效率将变大，故C正确；
D．由，可知，机械效率与运动的速度无关，所以轿厢匀速运动的速度增大，机械效率不变，故D错误。
故选C。
二、填空题
24．如图所示，重为的物体与地面间的摩擦力大小是，物体在的水平拉力的作用下以的速度移动，则滑轮组的机械效率约为 ；内拉力做的功是 J。
【答案】 62.5% 2880
【详解】[1]由图可知，滑轮组做的有用功为，滑轮组做的总功为，滑轮组的效率为
[2]1min内物体移动的距离为，1min内拉力做的功为
25．在“测杠杆机械效率”的实验中，如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中，弹簧测力计的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）。若，物块所受重力G为1.4N，弹簧测力计的示数F是2.8牛。则该杠杆的机械效率为 %。
【答案】 不变 75
【详解】[1]由图知道，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中，弹簧测力计的示数保持不变。
[2]若OA∶OB=2∶3，则拉力和物体上升的高度之比为2∶3，则杠杆的机械效率
26．如图所示，小华同学用50N的水平拉力F拉重力为400N的木箱，使木箱在水平面上匀速直线运动前进了4m，若木箱与地面之间的摩擦力是80N。则A点处的力在此过程中做的功为 J，此过程中该滑轮组的机械效率是 。
【答案】 320 80%
【详解】[1]因木箱做匀速直线运动处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以，木箱受到的拉力即A点处的拉力F拉=f=80N
该力在此过程中做的功W有=F拉s物=80N×4m=320J
[2]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则绳子自由端移动的距离s绳=ns物=2×4m=8m
拉力做的总功W总=Fs绳=50N×8m=400J
此过程中该滑轮组的机械效率
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、，斜面的机械效率分别为、，物体在斜面上受到的摩擦力分别为，，则 ； ； （以上三空均选填“<”“=”或“>”）。
【答案】 = < >
【详解】[1]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根据可知，甲、乙两斜面上的拉力所做的功相等，即总功相等，。
[2]由题知，两斜面等高，且，根据可知，有用功，斜面的机械效率，由此可知，。
[3]由可知，用甲斜面提升物体时做的额外功较多，，由可知，。
28．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80cm，AC长50cm，室外机的重力为500N，重力作用线正好经过AB中点。
(1)在图中画出三角支架A处所受的水平作用力F的示意图及其力臂 ；
(2)计算三角支架A处所受的水平作用力F的大小（支架重力不计） ；
(3)为了避免A处螺钉受力太大而脱落，导致支架倾翻空调外机坠落，安装师傅会将室外机向 （填“A”或“B”）靠近一些，理由是 。
【答案】(1)见解析
(2)400N
(3) A 见解析
【详解】（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）由杠杆的平衡条件可知，，，带入数据为，解得F＝400N。
（3）[1][2]根据杠杆的平衡条件可知，G和L1不变的情况下，减小L2，可以使F减小，安装师傅会将室外机向A靠近一些。
29．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示。工人用3m长的斜面，把1200N的重物提高1m。假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 。若实际用力为500N，则斜面的机械效率为 ，推重物时，重物受到的摩擦力为 。
【答案】 400N 80% 100N
【分析】（1）斜面很光滑，所以人的推力做的功等于物体克服重力做的功；根据W＝Fs计算施加的推力。
（2）利用公式W有＝Gh求出有用功，利用W总＝Fs求出总功，再利用公式计算机械效率。
（3）首先根据总功＝有用功+额外功，求出推物体所做的额外功，再根据W额＝fs计算摩擦力。
【详解】（1）斜面很光滑，所以，人做的有用功等于重物重力所做功，则：
推力做的功W总＝W有＝Fs=Gh=1200N×1m＝1200J，
推力；
（2）人所做的总功：W总'=Fs=500N×3m=1500J，
斜面的机械效率：；
（3）摩擦力做的功W额＝W总'－W有＝1500J-1200J=300J，
重物受到的摩擦力。
【点睛】本题考查机械效率以及斜面及其工作特点。
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？
【答案】 2 18N 0.8m/s
【详解】（1）[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。
（2）[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）[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
31．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。
【答案】 2 1.2
【详解】（1）[1]根据题意知道，当A向右匀速滑动，A、B两物体均处于平衡状态，对A受力分析有
根据物体受力平衡知道
FA+f1=F ①
FN=GA=10N ②
对B受力分析有
根据物体受力平衡知道
FB= f1′ ③
FNB=FN′+GB ④
其中FN与FN′、f1与f1′是一对相互作用力，即
FN=FN′
f1=f1ˊ
根据题意知道
FB=2N
则由③知道，物体B受到A的摩擦力大小为2N。
（2）[2]对于滑轮组，则弹簧秤的示数为FB，由于滑轮组的绳子股数n=2，则
FA=2FB=2×2N=4N
由①知道
由于
所以，拉力F的功率为
三、探究题
32．用如图所示的装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表所示．
实验次序 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
1 木块 4 15 1.1 90 60.6%
2 小车 4 15 90
（1）如图所示，要测量斜面的机械效率，除了长木板和木块外，还需要的主要测量工具是弹簧测力计和 ；
（2）根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率约为 （结果精确到0.1%）。由实验可得初步结论： ；
（3）第1次实验中，木块所受摩擦力约为 N（结果保留两位小数）。
【答案】 刻度尺 95.2% 见解析 0.43
【详解】（1）[1]要测量斜面的机械效率，需要用弹簧测力计测量物体的重力和受到的拉力，用刻度尺测量斜面的高度、斜面的长度，则测量工具是弹簧测力计和刻度尺。
（2）[2][3]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，则第2次实验时测力计的示数（即拉力）F=0.7N，第2次实验的机械效率
比较两次的机械效率可知，第2次的机械效率较大，而两次实验中斜面的倾斜程度相同，小车所受的摩擦力较小，由此可得出结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大。
（3）[4]由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功
W有=Gh=4N×0.15m=0.6J
拉力做的总功
W总=Fs=1.1N×0.9m=0.99J
额外功
W额=W总-W有=0.99J-0.6J=0.39J
由W额=fs得木块所受的摩擦力
33．在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照如图所示的实验器材进行实验、每个小组的实验器材都相同（摩擦和绳重忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码，如图a所示。乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们偏离竖直方向斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码，实验情况分别如图b、c所示。各小组的实验数据记录在表格中。
表一（甲小组） 表二（乙小组） 表三（丙小组）
实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛）
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
(1)第1次实验滑轮的机械效率为 ；实验中所用动滑轮的重力为 N。
(2)分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是 。
(3)如果家里安装日光灯，你认为更合理的为图 （填“甲”或“乙”）。
【答案】(1) 83.3% 0.2
(2)拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大
(3)甲
【详解】（1）[1]图a中绳子股数n=2，第1次实验滑轮的机械效率为
[2]不计绳重和摩擦，动滑轮的重力G动=2F-G=2×0.6N-1.0N=0.2N
（2）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件可知，使用动滑轮匀速提起同一重物时，测力计与竖直方向夹角不同，拉力的大小不同，并且拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大。
（3）根据得出的结论“拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大”可知，图乙绳子承受的拉力大，应该选用甲图比较合理。
34．兴趣小组利用刻度均匀的匀质杠杆探究“杠杆的平衡条件”。（每个钩码重均为）
(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，如甲图所示，此时杠杆 （填“处于”或“不处于”）平衡状态。
(2)同学们进行实验（如图乙所示），分析后得出以下两个结论：
①动力×支点到动力作用线的距离=阻力×支点到阻力作用线的距离
②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
为了验证哪个结论正确，他们继续进行实验。杠杆在水平位置平衡时，用弹簧测力计分别竖直向下和斜向下拉动杠杆，如图丙所示，观察到弹簧测力计示数 的现象。由此他们得出结论②是错误的。
(3)他们又设计了一个方法证明①结论是正确的。他们制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心转动（转轴阻力忽略不计）。如图丁所示，若已知以为圆心的三个同心圆的半径关系，，则在点悬挂4个钩码，需要在点挂上 个钩码才能使圆盘平衡。为了改变支点到力的作用点的距离，他将挂在点的钩码先后挂在 两个点，又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡。此发现加深了他们对杠杆平衡条件和力臂的认识。
【答案】(1)处于
(2)不同
(3) 6 G、P
【详解】（1）杠杆虽然右端下沉，但是杠杆保持静止，杠杆在力的作用下静止或缓慢匀速转动的状态，都称为杠杆的平衡状态，所此时杠杆处于平衡状态。
（2）杠杆在水平位置平衡时，用弹簧测力计分别竖直向下和斜向下拉动杠杆，由图丙可知，斜拉时观察到弹簧测力计的示数不同，说明斜拉时结论②不成立。
（3）[1]设一个钩码的重力为G，在C点悬挂4个钩码，由杠杆平衡条件得4G×OC=nG×OD，
即4G×3OA= nG×2OA，
解得n=6，所以需要在D点挂上6个钩码才能使圆盘平衡。
[2]根据杠杆的平衡条件F1l1= F2l2得，左边力与力臂保持不变，右边力也保持不变，要使圆盘仍然平衡，则右边的力臂也必须保持不变，即他可以将挂在D点的钩码先后挂在G、P两个点又进行实验，确保力臂不变。
35．现有一把刻度尺、 一个弹簧秤、一重力为G的物块从长度为S的木板、木块A。请设计一个“探究斜面的额外功（W额外）与斜面的水平长度（L）是否有关”的实验中。
（1）如图所示，某老师将弹簧测力计将重力G＝5．0N的物块从长度S＝0．50m的木板搭成一个斜面底端匀速拉至斜面顶端。在实验中，调整斜面的高度为h＝0．20m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F＝4．0N，则有用功为 J，机械效率为 。
（2）概述实验的步骤、需要测量的物理量： ，额外功（W额外）的表达式为 。
（3）将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度—工具所限，测量的为近似值）有如下关系：
L（m） 0．45 0．40 0．35 0．30
W额外（J） 0．90 0．80 0．70 0．60
通过数据分析，得出初步结论： 。
【答案】（1）1 50%
（2）调节斜面的水平长度，将物块从斜面底端匀速拉至顶端，测量拉力F，斜面水平长度L，物重G，斜面高h W额外功＝FL–Gh
（3）斜面的长不变时，斜面的额外功与斜面的水平长度成正比
【详解】(1)有用功W有用=Gh=5N×0.20=1J,总功W总=Fs=4N×0.5m=2J，斜面的效率η==50%；
(2)实验步骤：用弹簧测力计将重力为G的物块从长度为S的木板搭成一个高度为h的斜面底端匀速拉至斜面顶端，拉力大小为F.在实验中需要测量物体的重力为G，弹簧测力计沿斜面匀速拉动物体的拉力为F. 斜面的长s、斜面的高度h，总功为：W总=FS；W有用=Gh；W额外=W总 W有用=FS Gh.
(3)通过数据分析可以得出：斜面的长不变时，斜面的额外功与斜面的水平长度成正比。
四、解答题
36．如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为．图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
(1)在5秒内物体上升的高度是 m。
(2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 。
(3)拉力F的功率是 W。
(4)计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
【答案】(1)1
(2)总功
(3)30
(4)见解析
【详解】（1）由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数
n=3
物体上升的高度
（2）纵坐标表示拉力的大小，横坐标为绳端移动的距离，所以二者乘积Fs为总功。
（3）拉力所做的总功
W=Fs=50N×3m=150J
功率为
（4）滑轮组的机械效率
37．小明到某山区旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械（如图所示），当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面，对此小明充满好奇，经主人同意后，小明借助该装置，用很小拉力1分钟就能将质量为80千克的重物匀速提升了3米，请根据所学知识解答下列问题：
（1）该装置可简化看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，则属于动滑轮的是 （选填“A”或“B”）。
（2）重物上升3米的过程中，小明对重物做的功为 焦耳。
（3）主人介绍滑轮B的质量为5千克，不计绳重和摩擦，整个过程中，求小明做功的功率。
【答案】 B 2400 42.5W
【详解】（1）[1]提升物体时，A的轴固定不动，属于定滑轮；B和物体一起移动，属于动滑轮。
（2）[2]重物重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
小明对重物做的功
W有用=Gh=800N×3m=2400J
（3）[3]动滑轮B的重力
G轮=m轮g=5kg×10N/kg=50N
不计绳重和摩擦，拉力为
拉力端移动距离
s=5h=5×3m=15m,
小明做的功
W总=Fs=170N×15m=2550J
小明做功的功率为
38．如图甲是用滑轮组提升货物的示意图。在拉力的作用下，货物被匀速竖直提升。绳重、轮与轴的摩擦力忽略不计。求
(1)如果在大小为牛的拉力作用下，秒内，物体上升了米，则拉力做的功率是多少？
(2)编号为 （选填“①”或“②”）的曲线能反映此滑轮组的机械效率随货物所受重力的变化关系。
(3)除通过改变提高机械效率外，提高该滑轮组的机械效率的具体方法还有： 。
(4)根据乙图中的数据，动滑轮的重力为多少牛。
【答案】(1)见解析
(2)①
(3)减小动滑轮重力和摩擦
(4)见解析
【详解】（1）由图甲可知，绳子股数n=2
拉力做功功率为
（2）因为滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，G动相同时，G物越大、η越大，由图象知，编号为①的曲线能反映此滑轮组的机械效率η随货物所受重力G物的变化关系。
（3）克服滑轮组的动滑轮重力以及摩擦所做功是额外功，所以除通过改变G物提高械效率外，提高该滑轮组的械效率的具体方法还有：减小动滑轮重力和摩擦。
（4）由图象①知，当提升货物重力为100N时，滑轮组的机械效率为50%，
即
可得
解得G动=100N
39．如图甲为轻质梯子，小金将梯子靠在墙上，爬至梯子中点B，手捧所需物体，此时墙壁对梯子的支撑力F如图所示。已知CD长度为3m，AD长度为1m，不计墙壁对梯子的摩擦力。
（1）以A为支点，作出力F的力臂。
（2）小金质量为45kg，物体质量为3kg，求墙壁对梯子的支撑力加F为多少牛？
（3）小金取到物体后，匀速往下走的过程中，墙壁对梯子的支撑加F大小如何变化，请列式分析。
【答案】（1）；（2）80N；（3）支撑力F逐渐变小
【详解】解：（1）过A点，作支撑力F的力的作用线的垂线，即为作出力F的力臂，如图所示：
（2）小金质量为45kg，物体质量为3kg，小金的总重力为
G =mg=(45kg+3kg) ×10N/kg=480N
根据杠杆的平衡条件FL=GL2 解得墙壁对梯子的支撑力F为
（3）根据杠杆的平衡条件FL1=GL2：可知。小金取到物体后，匀速往下走的过程中，L2逐渐变小，而总重力和动力臂都不变，所以支撑力F逐渐变小。
答：（1）见解析；
（2）墙壁对梯子的支撑力F为80N；
（3）支撑力F逐渐变小。
40．在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功。
（2）人的拉力做功的功率。
（3）动滑轮受到的重力。
【答案】 解：s=2×2米=4米
W=Fs=18牛×4米=72焦 解：F=W/S=72/4=18 解：f=0.35G=0.35×100牛=35牛,F轮=2X18-35=1牛
【详解】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数是：n=2，故绳端移动的距离是：s绳=ns物=2×2m=4m，所以，人的拉力所做的功是：W=Fs绳=18N×4m=72J；
（2）根据题意知道，拉力F做功时间是t=4s，则做功的功率是：P=W/t=72J/4s=18W；
（3）由于物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，所以物体受到的摩擦力是：f=0.35G=0.35×100N=35N；
又因为物体匀速移动时处于平衡状态，故物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，
所以，滑轮组对物体的拉力是：F拉=f=35N，
由于不计绳重及机械的摩擦，所以，由F=（G动+F拉）/n可知，动滑轮的重力是：
G动 =nF-F拉=2×18N-35N=1N
【点睛】本题考查的是功率公式、做功公式、滑轮组绳子拉力公式的应用，解题的关键是滑轮组公式的灵活运用。
41．筒车是一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）
（1）若筒车质量为100kg，与地面的接触面积1m ，枯水季节时，筒车对地面的压强多少；
（2）若该筒车工作旋转一周，对进入接水槽的水所做的功为多少；
（3）若流水对筒车所做的功转化效率为80%．则流水冲击筒车的功率为多少。
【答案】（1）103Pa ；（2）1920J ；（3）40W
【详解】解：（1）筒车质量为100kg，与地面的接触面积1m ，根据压强公式
可得压强为
（2）根据功的公式可得，该筒车工作旋转一周，对进入接水槽的水所做的功为
（3）根据功率公式可得功率为
流水对筒车所做的功转化效率为80%，则流水冲击筒车的功率为
答：（1）若筒车质量为100kg，与地面的接触面积1m ，枯水季节时，筒车对地类的压强为；
（2）若该筒车工作旋转一周，对进入接水槽的水所做的功为；
（3）若流水对筒车所做的功转化效率为80%．则流水冲击筒车的功率为40W。
42．如图所示的滑轮组，缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，在保证绳子未断的情况下，计算并回答下列问题：（已知动滑轮重 80牛，摩擦及绳重不计）
（1）物体重为200N，在10s内被匀速拉升1m。求提升重物的过程中拉力做功的功率为多少？此时滑轮组的机械效率大小为多少？（精确到 0.1%）
（2）利用该滑轮组能提起物体的最大质量是多少？
【答案】（1）28W；71.4%；（2）52kg
【详解】解：（1）由图可知，物重由两段绳子承担，则作用在绳子自由端的拉力
绳子自由端移动的距离为
s=2h=2×1m=2m
拉力做功功率为
滑轮组的机械效率
（2）根据公式，可得
G最大=2F最大-G动=2×300N-80N=520N
能提起物体的最大质量
答：（1）拉力做功的功率为28W；滑轮组的机械效率为71.4%；
（2）利用该滑轮组能提起物体的最大质量为52kg。
43．小科的质量为48千克，俯卧撑和引体向上是小科热爱的两项体育运动。俯卧撑时他所受的重力可视为集中在E点，静止支撑时如图甲所示，此时地面对双手的支持力为F；引体向上人整体上升高度约为0.6米，如图乙所示。请分析计算：
（1）如图甲所示，静止支撑时地面对双手的支持力F为多少
（2）小科按图乙做一个引体向上，克服重力做功多少焦
（3）若小科在60秒内完成10个引体向上，小科引体向上做功的功率为多少瓦
【答案】（1）300N；（2）288焦；（3）48W
【详解】解：（1）由图甲知道，此时人体相当于一个杠杆，阻力大小等于人的体重，即
由图知道，动力臂
阻力臂
根据杠杆平衡条件知道，静止支撑时地面对双手的支持力
（2）小科按图乙做一个引体向上，上升高度为0.6m，则需克服自身重力做功
W=Gh=480N×0.6m=288J
（3）完成10个引体向上做的总功
则小科引体向上做功的功率
答：（1）静止支撑时地面对双手的支持力F为300N；
（2）小科按图乙做一个引体向上，克服重力做的功为288J；
（3）小科引体向上做功的功率为48W。
44．条凳（如图甲）是我们生活中常用的家具。当小朋友单侧就坐时，凳子没有翘起来；当大人单侧就坐时，另一端会翘起来造成安全事故。小科想知道最大多少质量的人坐上去是安全的？于是小科利用家里的器材进行实验探究：他利用卷尺测得该条凳凳面长度为1.8m，登脚间距为1.0m，对称安装在凳面上（如图乙）。然后将电子秤放到其中一边的凳脚下，显示示数为7.2kg。（假设条凳质量均匀分布；g取10N/kg）
(1)请求出该条凳的质量为多少？
(2)估测某人臀部宽度为0.3m，假设臀部边缘与凳子边缘齐平，人对凳面的压力作用在受力面中心。请求出在安全情况下，条凳单侧最大能够承受人的压力为多大？
(3)如果你作为安装师傅，从安全角度考虑，你将如何改进？并陈述改进的理由。
【答案】(1)14.4kg
(2)
(3)见解析
【详解】（1）电子秤显示示数为7.2kg，则一边凳脚的压力
根据杠杆平衡条件得，，即
则该条凳的重力
该条凳的质量
（2）根据杠杆平衡条件得，可得
即
条凳单侧最大能够承受人的压力为。
（3）将凳脚向外侧移动一段距离进行安装。在阻力不变情况下，通过减小动力臂，增大阻力臂，从而增大动力。使凳子一侧受到较大压力时，而不会翘起来。
45．为了将放置在水平地面上、重G="100" N的重物提升到高处。小明同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置。当小明用图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图(丙)和(丁)所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。
（1）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η？
（2）在1～2s内，拉力F做的功W？
（3）在0～1s内，重物对地面的压强p？
【答案】解：（1） P=300W η=83.33%
（2）W=187.5
（3）p=600Pa
【详解】(1)由图可知在2 3s内，重物做匀速运动，v3=2.50m/s，拉力F3=40N，∵从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3，∴拉力F的作用点下降的速度：
v′3=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s
拉力做功功率(总功率):
P总===F3v′3=40N×7.5m/s=300W
滑轮组的机械效率：
=×100%=×100%=×100%≈83.33%
(2) 1 2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m，拉力F的作用点下降的距离s2=3h2=3×1.25m=3.75m
拉力做的功：
W=F2s2=50N×3.75m=187.5J
(3)设动滑轮重为G动，∵F3= (G物+G动)，∴动滑轮重：
G动=3F3 G=3×40N 100N=20N
在0 1s内，拉力F1=30N，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态。∴F支+3F1=G+G动，地面对物体的支持力：
F支=G+G动 3F1=100N+20N 3×30N=30N
根据力的作用是相互的，重物对地面的压力：F压=F支=30N，对地面的压强：
P===600Pa
答：(1)在2 3s内，拉力F的功率为300W，滑轮组的机械效率为83.33%；
(2)在1 2s内，拉力F做的功为187.5J；
(3)在0 1s内，重物对地面的压强600Pa。
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