沪科版物理八年级（下）第十章 机械与人 单元测试题（二）

沪科版物理八年级（下）第十章 机械与人 单元测试题（二）
一．单项选择题（共10小题，各2分，共20分）
1．如图，用一根绳子绕过定滑轮，一端固定，手执一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　　）
A．F1较小 B．F2较小
C．F3较小 D．三个力一样大
2．排球是体育学考的选考项目。如图所示，球在向上运动的过程中，忽略空气阻力的影响，排球的（　　）
A．动能减小，重力势能增大，机械能不变
B．动能增大，重力势能减小，机械能不变
C．动能减小，重力势能增大，机械能减小
D．动能增大，重力势能减小，机械能增大
3．下列简单工具：①钓鱼竿 ②剪铁皮剪刀 ③撬棒 ④筷子 ⑤铡刀 ⑥缝纫机踏脚板 ⑦开酒瓶的起子，在使用过程中，属费力杠杆的是（　　）
A．①④⑥ B．①②⑥ C．①②③ D．⑤⑥⑦
4．2019年4月24日，三明籍运动员邓薇在浙江宁波举办的2019年亚洲举重锦标赛暨2020年东京奥运会资格赛女子64公斤级比赛中，打破三项世界纪录。如图，在挺举比赛中她举起了142kg的杠铃，在举起杠铃过程中她对杠铃做功最接近（　　）
A．300 J B．600 J C．1400J D．2600J
5．如图所示装置中，不计滑轮、弹簧秤及轻绳的质量，若拉力F＝4N时，整个装置处于静止状态，则甲、乙两弹簧的读数分别为（　　）
A．12N，8N B．8N，8N C．8N，12N D．12N，12N
6．在水平路面上，某人用300N的水平拉力拉着重1200N的车，在30s内前进了10m。这一过程中，人对车做功的功率为（　　）
A．40W B．100W C．400W D．3000W
7．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（　　）
A． B． C． D．
8．如图，甲乙两个滑轮组，其中每个大小相同的滑轮质量相同，用它们分别将相同的重物提高到相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．两滑轮组绳自由端拉力相等
B．两滑轮组机械效率相等
C．乙滑轮组的额外功多
D．甲滑轮组绳自由端移动的距离多
9．甲、乙两台起重机的功率之比是4：3，所吊起的重物质量之比是2：3，如果将物体吊到同样高度，它们所用的时间之比是（　　）
A．2：1 B．8：9 C．1：1 D．1：2
10．如图，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%．下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的距离为 2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为 48N
C．拉力 F 的功率为 9.6W
D．有用功为 120J
二．多选题（共2小题，各4分，共8分）
11．下面是同学们上体育课时的一些场景，其中解释正确的是（　　）
A．百米赛跑时，裁判员是通过相同路程比较时间的方法来判定运动员运动快慢的
B．同学们在进行篮球绕杆练习时，认为杆静止是选择了自己为参照物
C．抛出去的铅球最终落回地面，是因为铅球受重力的作用
D．男同学举着杠铃不动时，他对杠铃做了功
12．如图甲所示，质量为60kg的工人用滑轮组运送货物上楼。图乙为滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象。已知工人在1min内将货物匀速向上提高了12m，作用在绳上的拉力为200N，机械中摩擦力及绳重忽略不计。g取10N/kg。下列结论正确的是（　　）
A．.动滑轮的重力为200N
B．1min内拉力的功率为100W
C．.该工人可以提升重1800N的货物
D．.拉力为200N时滑轮组机械效率是66.7%
三．填空题（共8小题，每空1分，共16分）
13．宋词《江城子。密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”。当弓将箭射出时，　 　能转化为动能；因为箭有　 　，所以离开弓会继续向前运动。
14．用10N的水平推力，使重80N的物体沿水平方向匀速移动了5m，则在此过程中推力所做的功为　 　J，重力所做的功为　 　J。
15．用图甲、乙两种装置将重均为80N的物体匀速提升，图中每个滑轮等重，且不计绳重和摩擦，在重物上升过程中，甲的机械效率　 　乙的机械效率（选填“大于”“等于”或“小于”）；若此时甲的机械效率为80%，则每个滑轮的重为　 　N。
16．如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。已知AB长40cm，AC长30cm。室外机的重力为300N，恰好作用在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为　 　N（支架重力不计）。为了安全，室外机的位置应尽量　 　墙壁。
17．一粗糙斜面高2m，长5m，用沿斜面向上的力把重为10N的物体由斜面低端匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做功30J，则拉力的大小为　 　N，物体所受摩擦力为　 　N。
18．如图甲所示，一块质量为0.4kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向上拉力F的作用下向上运动，做功为7.2J，铁块运动的速度v与t的关系图象如图乙所示。则拉力F＝　 　N 铁块受到的摩擦力为　 　N，（取g＝10N/kg）
19．一辆搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受总重力G＝1200N，独轮车的有关尺寸如图所示，它是一个　 　杠杆。推车时，人手向上的力F应为　 　N，生活中应用这个特点的杠杆还有　 　（请举出一例）。
20．现有60包大米，总质量为300kg．小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象。由图分析可知，他为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬　 　包。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间　 　s．（g＝10N/kg）
四．作图题（共2小题，各2分，共4分）
21．如图是我们经常使用的起子。请在图中画出作用在A点最小的力F及其力臂l。
22．如图所示，杠杆处于平衡状态，请画出F2对应的阻力臂L2以及动力臂L1所对应的动力F1．
五．实验探究题（共3小题，第题7分，共21分）
23．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，
（1）实验前出现如图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的螺母向　 　调（选填“左”或“右”）。这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和便于　 　。
（2）如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）杠杆平衡时，在杠杆的O点用弹簧测力计额外施加一个斜向上的力，这个力的力臂是　 　cm，这个力在探究实验时　 　（选填“会”或“不会”）影响到杠杆的平衡。
（4）实验中改变力和力臂的大小得到的数据如下表所示。多次测量的目的是　 　。
分析数据可知，杠杆的平衡条件是　 　。
24．如图所示，是测量滑轮组机械效率的实验装置。实验时竖直向下匀速拉动弹
簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升，实验数据记录表中。
序号
动滑轮重G动/N
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳的拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
0.1
1
0.2
0.6
0.4
83.3%
2
0.1
2
0.2
1.1
0.4
3
0.2
2
0.2
1.2
0.4
83.3%
（1）第二次提升钩码，测得滑轮组的机械效率约为　 　.
（2）对于同一滑轮组，所提升钩码的重力增大，机械效率将　 　；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将　 　。（选填“增大”“减小”或“不变”）
（3）拉力F与（G动+G）/2，的关系是　 　，其中隐含的道理是　 　。
25．某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如表：
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
直接将钩码举高做的功
W有用/J
弹簧力计的示数
F拉/N
绳子自由端移动距离
s物/m/
使用滑轮组动力做功
W总/J
滑轮组的机械效率η
1
0.53
1
0.1
0.1
0.7
0.3
0.21
47.6%
2
2
0.1
0.2
1.1
0.3
0.33
60.6%
3
4
0.1
0.4
2
0.3
0.6
66.6%
（1）请你在图中画出本实验的绕绳方法。
（2）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：克服动滑轮的重力所做的额外功　 　（相同/不同）；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功　 　（变大/不变/变小），滑轮组的机械效率　 　（变大/不变/变小）。
（3）由本实验　 　（能/不能）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关。
六．综合应用题（共4小题，共31分）
26．（10分）阅读理解题
“蛟龙”﹣﹣AG600水陆两栖飞机
2018年10月20日，中国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“蛟龙”AG600在湖北荆门漳河水库首飞成功（如图甲所示）!AG600是我国为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，首次研制的大型特种用途民用飞机，是国家应急救援体系建设急需的重大航空装备。
AG600飞机可以在陆基机场和水上起降，水面起降抗浪高度大于2.8m海浪，是世界上最大的水陆两用飞机。当飞机停泊在水上时，宽大船体所产生的浮力，就会使飞机浮在水面上并且不会下沉，但在需要起飞时，螺旋桨发动机产生的拉力，就会拖着它以相当快的速度在水面上滑跑。伴随着速度的不断增加，机翼上产生的升力逐渐增大，从而把飞机从水面上逐渐托起来，成为在空中飞行的航船。
AG600飞机使用四台W﹣6涡轮螺旋桨发动机，单台发动机功率约3800kW．“蛟龙”AG600的最大起飞重量可达53.5t，最大平飞速度560km/h，最大航程可达5500km。在水上救援方面，一次可救援50名遇险人员或装载相应重量的空投物资。AG600飞机的应用可以实现我国对南海更远端的中沙群岛、南沙群岛以及公海等区域的救助，更好地满足日益増长的海洋战略发展需求。（已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）WJ﹣6涡轮螺旋桨发动机工作时将燃料燃烧获得的　 　能转化为机械能；AG600飞机起飞时，当升力略大于　 　N时，飞机就可以离陆上升了。
（2）AG600飞机的机翼设计成如图乙所示的截面图，当飞机水平飞行时，下列说法正确的是　 　。
A．机翼上方空气速度大，压强小 B．机翼上方空气速度大，压强大
C．机翼下方空气速度大，压强小 D．机翼下方空气速度大，压强大
（3）若AG600飞机全速飞行1小时，发动机做功大约为　 　J（结果保留两位有效数字）。飞机满载货物时，为了能在水上起降，飞机排开水的体积约为　 　m3。
27．（7分）如图所示（滑轮组的绕线未画出），小红站在地面上用力竖直向下拉动绕在滑轮组上的绳子，10秒内使120kg的重物匀速上升了0.5m，绳端向下移动了1.5m又知道此时滑轮组的机械效率为80%（g＝10N/kg，不计绳重和摩擦）
（1）根据题意画出滑轮组的绕线
（2）滑轮组对重物所做的功是多少？
（3）小红拉绳子的力有多大？
（4）如果重物的质量变为150kg，小红还用10秒的时间把重物提升了0.5m，那么，此时拉力的功率是多少？
28．（7分）为了迎接扬州建城2500周年，建筑工人对扬州古建筑进行维修，需要将建筑材料运送到6m高的楼顶上，工人搭建了长12m、高6m的斜面。工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重为600N的建筑材料成功运上楼顶，如图所示。求该过程中：
（1）工人所做的有用功和总功；
（2）斜面的机械效率；
（3）工人所做的额外功和物体所受斜面的摩擦力。
29．（7分）用质量5t的卡车和滑轮组（滑轮组不计绳重及摩擦，每个滑轮质量为175kg）将质量为1.2t的设备从深20m的矿井中匀速拉至水平地面。卡车行驶时受到的阻力恒为车重的0.1倍，设备刚好完全露出地面用时10s并消耗汽油0.05kg。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）
（1）全过程中，卡车对设备做功多少焦耳？
（2）此时卡车发动机的效率是多少？
（3）如果该卡车保持发动机功率不变，要匀速拉起另一套质量为4.075t的设备，这套设备的上升速度是多少？

沪科版物理八年级（下）第十章 机械与人 单元测试题（二）
参考答案与试题解析
一．单项选择题（共10小题，各2分，共20分）
2．【分析】在排球被抛出向上运动的过程中，由于受到重力的作用，它的速度会越来越小，排球质量不变的情况下，其动能不断减小。排球在上升的过程中，高度不断增加，所以其重力势能在不断增加。排球在上升的过程中，不考虑空气阻力，这是一个动能转化成重力势能的过程，在转化的过程中，机械能的总量保持不变。
【解答】解：
排球质量不变，在上升过程中，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能增加；动能和重力势能在转化过程中，由于忽略阻力，所以机械能的总量保持不变。
故选：A。
【点评】动能和重力势能的变化，一定要把握好影响它们的因素是什么，才能找到突破口。
3．【分析】结合生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：
①钓鱼竿、④筷子、⑥缝纫机踏脚板，在使用时动力臂小于阻力臂，都是费力杠杆；
②剪铁皮剪刀、③撬棒、⑤铡刀、⑦开酒瓶的起子，在使用时动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆；
故选：A。
【点评】此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
4．【分析】知道挺举杠铃的质量大小关系，利用重力公式得出挺举杠铃重的大小，利用W＝Gh可求她对杠铃做功
【解答】解：G＝mg＝142kg×10N/kg＝1420N；
在举起杠铃过程中被举起的高度一般为1.8m，
则挺举时做功W＝Gh＝1420N×1.8m＝2556J。
故选：D。
【点评】本题考查了重力、功的计算，关键是公式的灵活运用，虽知识点多，但都属于基础，难度不大。
5．【分析】水平使用滑轮组，分析滑轮组承担左、右边拉力的绳子股数n，不计滑轮、弹簧秤及轻绳的质量，拉力F＝F拉，据此得出甲、乙弹簧秤的读数。
【解答】解：
由图知，滑轮组承担左边拉力的绳子股数n＝3，不计滑轮、弹簧秤及轻绳的质量，拉力F＝F左，
滑轮组受到水平向左的拉力F左＝3F＝3×4N＝12N，根据力的相互作用性可知，甲弹簧秤的读数为12N；
滑轮组承担右边拉力的绳子股数n＝2，不计滑轮、弹簧秤及轻绳的质量，拉力F＝F右，
滑轮组受到水平向右的拉力F右＝2F＝2×4N＝8N，根据力的相互作用性可知，乙弹簧秤的读数为8N。
故选：A。
【点评】本题考察了水平使用滑轮组时拉力的计算，确定承担物重的绳子股数是关键。
6．【分析】解决此题的关键排除题目中的干扰力重力，然后利用功的公式W＝Fs和功率的公式P＝求解即可。
【解答】解：人对车做功是拉力所做的功，
则人对车做的功：W＝Fs＝300N×10m＝3000J，
人对车做功的功率：P＝＝＝100W。
故选：B。
【点评】本题是有关功率的计算，关键是能够正确计算出人对车所做的功，求解此类题目时主要是选择合适的力计算功，不要犯张冠李戴的错误。
7．【分析】使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由3段绳子与动滑轮相连，则拉力端移动距离s＝3s物，可利用公式η＝计算出滑轮组的机械效率；物体做匀速直线运动时处于平衡状态，绳子的拉力和物体受到的摩擦力是一道平衡力，二力大小相等。
【解答】解：
由图知，由3段绳子与动滑轮相连，即n＝3，则拉力端移动的距离s＝3s物，
滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝，
因物体做匀速直线运动，所以拉力FA和摩擦力f是一对平衡力，则f＝FA，
所以，滑轮组的机械效率：η＝＝。
故ACD错、B正确。
故选：B。
【点评】本题考查滑轮组的机械效率的理解与应用，关键是知道使用滑轮组水平拉动物体克服物体摩擦力所做的功为有用功。
8．【分析】（1）由图可知两滑轮组绳子的有效股数，不计绳重和摩擦，则F＝（G动+G）求出滑轮组拉力的大小，然后比较两者的大小关系；
（2）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力所做的功为总功，则滑轮组的机械效率η＝＝＝，据此比较两滑轮组的机械效率大小；
（3）W额＝G动h求出额外功；
（4）由图可知两滑轮组绳子的有效股数，可知绳自由端移动的距离。
【解答】解：A、由图可知，n甲＝3，n乙＝4，不计绳重和摩擦，则F1＝（G动+G）；F2＝（2G动+G）；两滑轮组绳自由端拉力不相等，故A错误；
B、不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η甲＝；
η乙＝；故两滑轮组机械效率不相等，故B错误；
C：滑轮组的额外功W甲额＝G动h；W乙额＝2G动h，故乙滑轮组的额外功多，故C正确；
D、滑轮组绳自由端移动的距离s甲＝3h，s乙＝4h，则乙滑轮组绳自由端移动的距离多，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查了滑轮组绳端拉力公式和机械效率公式、影响滑轮组机械效率大小因素的应用等，明确滑轮组绳子的有效股数和有用功是关键。
9．【分析】先根据W＝Gh计算出甲乙两台起重机所做的功的比例关系，再列出两台起重机的功率与做的功的比例关系，根据做功公式W＝Pt就所用的时间之比。
【解答】解：m甲：m乙＝2：3，h甲：h乙＝1：1，
W甲：W乙＝G甲h甲：G乙h乙＝m甲gh甲：m乙gh乙＝2：3，
又已知P甲：P乙＝2：1，
由P＝可知，所用的时间之比：t甲：t乙＝：＝×＝×＝1：2。
故选：D。
【点评】本题考查了功的计算，列出功率、时间与做功的比例关系是解题的关键。
10．【分析】A、知道物体移动速度和时间，利用s＝vt求物体移动距离，由题知，n＝3，拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍；
B、知道机械效率和拉力大小，利用η＝＝＝＝求摩擦力f；
C、利用W＝Fs求拉力做的总功，再利用功率公式求拉力做功功率；
D、拉力做的有用功等于摩擦力乘以物体移动的距离。
【解答】解：
A、由图知，n＝3，则绳子自由端移动的距离：s绳＝3s物＝3v物t＝3×0.2m/s×10s＝6m，故A错；
B、拉力做的有用功W有＝fs物，W总＝Fs绳，
因为η＝＝＝＝，
所以物体与地面间的滑动摩擦力：
f＝η×3F＝80%×3×20N＝48N，故B正确；
C、拉力做功为：W总＝Fs绳＝20N×6m＝120J，
拉力做功的功率：P＝＝＝12W，故C错；
D、有用功：W有＝fs物＝fv物t＝48N×0.2m/s×10s＝96J，故D错。
故选：B。
【点评】水平使用滑轮组时注意：有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，这是本题的关键、易错点。
二．多选题（共2小题，各4分，共8分）
11．【分析】利用以下知识分析判断：
①生活中比较物体快慢的两种常用方法：相同时间比路程，路程长者快；相同路程比时间，时间短者快。
②物体是运动还是静止，取决于参照物的选取，若研究对象相当于参照物的位置没有变化，则研究对象就是静止的。
③地面附近的物体受到重力作用，重力方向竖直向下。
④做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。
【解答】解：
A、百米赛跑时路程相同，裁判员通过比较时间来判断运动快慢，即通过相同路程比时间的方法来判定运动快慢，故A正确。
B、同学们在进行篮球绕杆练习时，认为杆静止是选择了地面为参照物，故B错。
C、踢出去的足球最终落到地面，是因为足球受到重力作用，故C正确。
D、男同学举着杠铃不动，对杠铃有力的作用，但杠铃没有移动距离，所以同学对杠铃不做功，故D错误。
故选：AC。
【点评】用所学物理知识分析身边实际现象是考试的重点，也反应了学以致用的思想，因此在平时学习时注意联系生活，多分析、多解释。
12．【分析】（1）由图乙可知，提升物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，机械中摩擦力及绳重忽略不计，利用η＝＝＝＝求动滑轮重力；
（2）由图可知，n＝3，拉力端移动的距离s＝nh，利用W＝Fs求拉力做的总功，再利用P＝求拉力的功率；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于人的重力，利用F＝（G+G动）求提升的最大物重；
（4）拉力为200N时，由F＝（G+G动）可得提升的物重，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝。
【解答】解：
（1）由图乙可知，提升物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，
因机械中摩擦力及绳重忽略不计，
则滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝，
代入数据可得：
60%＝，
解得动滑轮重力：
G动＝200N，故A正确；
（2）由图可知，n＝3，拉力端移动的距离s＝nh＝3×12m＝36m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝200N×36m＝7200J，
拉力的功率：
P＝＝＝120W，故B错；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力F最大＝G人＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，
由F＝（G+G动）可得提升的最大物重：
G最大＝nF最大﹣G动＝3×600N﹣200N＝1600N，故C错；
（4）拉力为200N时，由F＝（G+G动）可得提升的物重G＝3F﹣G动＝3×200N﹣200N＝400N，
此时滑轮组的机械效率：
η′＝＝＝＝＝×100%≈66.7%，故D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了做功公式、功率公式、机械效率公式的应用，利用好三个关系式：一是械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力F＝（G+G动）、二是滑轮组的机械效率η＝＝＝＝；三是滑轮组的机械效率η＝＝＝＝。
三．填空题（共8小题，各题2分，共16分）
13．【分析】拉弓射箭时，弓发生了弹性形变，弓具有了弹性势能；一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性。
【解答】解：拉弓射箭时，弓发生了弹性形变，则弓具有弹性势能，箭射出去就是因为弓的弹性势能转化为了箭的动能；
箭离开弓后还能继续运动是因为箭具有惯性，会保持原来向前的运动状态。
故答案为：弹性势；惯性。
【点评】本题主要考查了弹性势能与动能的转化，以及惯性的理解，属基础题，难度不大。
14．【分析】推力做的功为推力与在推力的方向上移动的距离的乘积，即：W＝Fs；
在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功。
【解答】解：推力F＝10N，物体在水平方向上移动距离s＝5m，
推力做功：
W推＝Fs＝10N×5m＝50J；
重力的方向是竖直向下的，而物体在竖直方向上没有移动距离，所以重力不做功，即：W重＝0J，
故答案为：50；0。
【点评】解此类题的关键是理解做功的必要因素，在水平方向上移动距离重力不做功。
15．【分析】（1）将同一重物匀速提升到相同高度，利用W＝Gh比较有用功大小；不计绳重及摩擦时，提升动滑轮做的功是额外功，甲中只有一个动滑轮，乙图中有两个动滑轮，提起相同高度，利用W＝Gh比较额外功大小；而W总＝W有+W额，据此比较总功大小；两图中有用功相同，乙图中做的总功大，利用η＝比较机械效率大小。
（2）图甲中，机械效率为80%，不计绳重和摩擦，利用η＝＝＝求动滑轮重力。
【解答】解：
（1）因为W有用＝Gh，所以利用甲和乙滑轮组将同一重物提升相同高度做的有用功相等，即W有用甲＝W有用乙；
不计绳重及摩擦时，提升动滑轮做的功是额外功，甲图中只有一个动滑轮，乙图中有两个动滑轮，提起相同高度，由W额＝G轮h可知，所以W额甲＜W额乙；
因为W总＝W有+W额，W额甲＜W额乙，W有用甲＝W有用乙，所以甲的总功小于乙的总功，即W总甲＜W总乙；
两图中有用功相同，甲的总功小，由η＝可知，甲的机械效率大，即η甲＞η乙；
（2）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝80%，解得动滑轮重力G轮＝20N。
故答案为：大于；20。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、额外功和机械效率的大小比较，明确有用功、总功的含义是关键。
16．【分析】根据杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，力越小，空调越牢固，据此根据图示情景分析答题。
【解答】解：
由题意可知，以C为支点，ABC是一个杠杆。AC为A处螺钉水平拉力的力臂，室外机对其压力的力臂为AB长的，
由杠杆平衡条件可得：F×AC＝G×AB；
即：F×30cm＝300N××40cm；
解得：F＝200N；
为了安全，应减小A处的拉力（若拉力过大，支架对螺钉拉力会使螺钉松动而造成危险）；
在A处拉力和阻力G一定时，室外机的位置越靠近墙壁，室外机对支架压力力臂越小，根据杠杆平衡条件可知，A处的拉力将减小，以保证支架和室外机的安全。
故答案为：200；靠近。
【点评】此题考查对杠杆平衡条件的应用，熟练应用杠杆平衡条件、正确分析力臂即可正确解题。
17．【分析】知道拉力做的功和斜面长度，根据W总＝Fs求出拉力大小；根据W有用＝Gh求出有用功，再求出克服摩擦力做的额外功，根据W额＝fs求出摩擦力。
【解答】解：由W总＝Fs得拉力：
F＝＝＝6N；
有用功：W有用＝Gh＝10N×2m＝20J，
克服摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝30J﹣20J＝10J，
由W额＝fs得摩擦力：
f＝＝＝2N。
故答案为：6；2。
【点评】此题主要考查的是学生对总功、有用功、额外功计算公式的理解和掌握，知道克服摩擦做的功是额外功是解决此题的关键，难度不大。
18．【分析】分析乙图可知，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，所以铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用；
（1）由图知铁块运动时间和速度，利用s＝vt求运动距离；知道拉力做功，利用W＝Fs求拉力；
（2）知道铁块质量，利用G＝mg求其重力；而铁块在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据平衡力的特点，拉力等于重力加上摩擦力，据此可求铁块受到摩擦力大小。
【解答】解：
由乙图可知，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，所以铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用。
（1）由图知，铁块运动的时间t＝6s，v＝0.2m/s，
由v＝得运动距离：s＝vt＝0.2m/s×6s＝1.2m，
由W＝Fs得拉力：F＝＝＝6N；
（2）铁块的重力：G＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N，
铁块在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据平衡力的特点可得，F＝G+f，
所以铁块受到摩擦力大小：f＝F﹣G＝6N﹣4N＝2N。
故答案为：6；2。
【点评】本题考查了速度公式、重力公式、功的公式、力的平衡的应用。能从图中得出相关信息是关键。
19．【分析】结合图片和生活经验，先判断独轮车在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，并举例生活中省力杠杆的应用；
再根据杠杆平衡原理计算人手向上的力的大小。
【解答】解：独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2得，
FL1＝GL2，
F×1m＝1200N×0.3m
F＝360N；
生活中的省力杠杆还有钳子。
故答案为：省力；360；钳子。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，属于基础题；正确理解杠杆平衡条件是解题的关键。
20．【分析】（1）由于总功一定，根据W＝Pt得出何种情况下搬运的时间最短；
（2）知道最大输出功率，可求每次上楼时间，再求出下楼时间，进而得出一次搬动大米总共用的时间。
【解答】解：
（1）由图象可知：当搬动质量为15kg物体时，人用于搬动物体的功率（输出）最大，其值为50W；
60包大米，总质量为300kg，每包大米的质量是5kg；由于搬动大米所需要做的总功是一定的，要尽快完成搬运工作，要求人始终在最大功率（输出）状态下工作，每次应搬动质量15kg的物体，即3包大米；
（2）每次搬运的大米的重力G＝mg＝15kg×10N/kg＝150N；
克服大米重力做的功W＝Gh＝150N×10m＝1500J；
由P＝可得，则每次上楼所用的时间t＝＝＝30s，
由题知，每次下楼所用的时间是15s，则一个来回需要的时间是30s+15s＝45s，
每次搬运15kg的大米，300kg需要20次，
所以，他最快完成搬运任务并返回原地所用的总时间：20×45s＝900s。
故答案为：3；900。
【点评】求尽快把物体搬到楼上需要的时间，找到最大功率和最大功率下的质量，这是本题的关键，学会在图象上获取有用信息。
四．作图题（共2小题，各2分，共4分）
21．【分析】由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，根据图示确定最大动力臂，作出最小力。
【解答】解：由图示可知，O为支点，要使力最小，力臂最长，连接OA为最长的动力臂L，过A点作OA的垂线即为最小的力F，方向向上，如图所示：
【点评】力臂一定是支点到力的作用线的垂直线段，力臂作图题是中考考查的重点，要重点掌握。
22．【分析】根据力与力臂垂直的关系进行作图，即过支点作阻力作用线的垂线段，即为阻力臂；过动力臂的末端作垂直于杠杆的作用力F1。
【解答】解：反向延长力F2的作用线，过支点O作垂直于F2作用线的垂线段即为阻力臂L2；
过L1的末端做垂直于杠杆的作用力F1；为使杠杆平衡，动力F1方向是向下的，如图所示：
【点评】本题考查了杠杆平衡条件、力臂的概念、力的示意图的画法，知道力臂是从支点到力的作用线的垂直距离是关键。易错点将垂足当做动力作用点。
五．实验探究题（共3小题，各题7分，共21分）
23．【分析】（1）杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，目的是为了便于测量力臂。
（2）当拉力F向右倾斜时，保持作用点不动，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，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大；
（3）过支点的力，力臂为零。
（4）实验中为得出杠杆平衡条件的普遍规律，需多测几组数据进行分析；杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2。
【解答】解：（1）实验前出现如图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的螺母向左调。这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂；
（2）如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，此时拉力F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，拉力变大，即测力计示数变大；
（3）杠杆在O点还受到一个向上的力，这个力与杠杆自身重力都过杠杆的支点，力臂为零，这个力的力臂是 0cm；这两个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。
（4）多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件。该实验测多组数据的目的是为了得出的结论更具有普遍性；
故答案为：（1）左；测量力臂；（2）变大；（3）0；不会；（4）为了得出的结论更具有普遍性；F1L1＝F2L2。
【点评】杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡。
24．【分析】（1）根据表中数据，根据η＝＝×100%求出第二次实验机械效率；
（2）比较实验1、2和2、3实验，找出相同量和不同量，分析得出机械效率与变化量的关系；
（3）在不计绳子重和绳子与机械之间的摩擦时，F＝（G动+G），据此分析。
【解答】解：
（1）根据表中数据，第二次实验机械效率为：
η＝＝＝×100%≈90.9%；
（2）由实验1、2知，对于同一滑轮组，所提升钩码的重力增大，机械效率将增大；
由实验2、3知，提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将减小；
（3）在不计绳子重、绳子与机械之间的摩擦时，F＝（G动+G）；而实验中，绳子重、绳子与机械之间的摩擦是存在的，故F＞（G动+G）。
故答案为：（1）90.9%；
（2）增大；减小；
（3）F大于（G动+G）；绳子重、绳子与滑轮之间的摩擦是存在的。
【点评】本题测量滑轮组机械效率，考查机械效率计算、数据分析、控制变量法及F＝（G动+G）的适用条件。
25．【分析】（1）要根据绳子自由端移动的距离和钩码上升高度之间的关系，判断承担物重的绳子的段数，它们之间的关系式是s＝nh。
（2）根据W＝Gh可得：用同一滑轮组提升不同重物至同一高度克服动滑轮的重所做的额外功关系，计算每次实验的额外功可知克服摩擦和绳重所做的额外功变化情况；由表格数据可知机械效率变化；
（3）该实验只能说明滑轮组机械效率与提升物重大小的关系，没有对其它简单机械做实验研究，不能得出其它机械的机械效率跟物重的关系，据此判断。
【解答】解：（1）由表格中数据可知，物体上升的高度h＝0.1m，而绳子自由端移动的距离为0.3m，s＝3h，所以由3段绳子承担物重，因此要从动滑轮绕起，如图所示：
；
（2）由W＝Gh可知，用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，克服动滑轮的重所做的额外功相同；
根据W额＝W总﹣W有，由表中数据，第1次实验额外功为0.21J﹣0.1J＝0.1J；第2次实验额外功为0.33J﹣0.2J＝0.11J；第3次实验额外功为0.6J﹣0.4J＝0.2J；
额外功是指克服动滑轮重和克服摩擦和绳重所做的功，由此可知克服摩擦和绳重所做的额外功变大；
由表中数据可知，滑轮组的机械效率变高；
（3）该实验只能说明滑轮组机械效率与提升物重大小的关系，不能得出其它机械的机械效率跟物重的关系。
故答案为：（1）如上图； （2）相同；变大；变大； （3）不能。
【点评】本题考查了测量滑轮组机械效率的实验，涉及到组装滑轮组、滑轮组机械效率的计算以及分析实验数据得出结论、多次测量的目的等，要注意影响滑轮组机械效率因素的掌握。
六．综合应用题（共4小题，共31分）
26．【分析】（1）涡轮螺旋桨发动机工作时将燃料燃烧获得的内能转化为机械能。升力大于重力时，飞机就可以离陆上升；
（2）根据题目图中所示，机翼上方凸出，在相同的时间里，上方机翼走过的路程多，则上方机翼空气流速较大，压强较小。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力，当飞机的速度达到一定值时，机翼所受的升力大于飞机自重，飞机就起飞了。那么题目答案则一目了然了。
（3）利用P＝可求1h发动机做功；利用阿基米德原理计算飞机排开水的体积。
【解答】解：（1）涡轮螺旋桨发动机工作时将燃料燃烧获得的内能转化为机械能。
飞机的最大起飞重力G＝mg＝53.5×103kg×10N/kg＝5.35×105N，
故当升力大于5.35×105N时，飞机就可以离陆上升。
（2）根据题目图中所示，机翼上方凸出，下方平直，在相同是时间内，空气经过机翼上方的路程长，速度大；经过机翼下方的路程短，速度小。所以，上方空气流速大压强小，下翼面空气流速小受到的压强大。故应选
（3）发动机的总功率P＝4×3800×103W＝1.52×104W，
则根据P＝可得，1h做功W＝Pt＝1.52×104W×3600s＝5.5×107J。
为了能在水上起降，飞机应该漂浮在水面，故受到的浮力F浮＝G＝5.35×105N，
所以，根据F浮＝ρgV排可得，排开水的体积：
V排＝＝＝53.5m3。
故答案为：（1）内；5.35×105；（2）A；（3）5.5×107；53.5。
【点评】本题以蛟龙”﹣﹣AG600水陆两栖飞机为背景考查了能的转化、流体压强和流速的关系、阿基米德原理和物体漂浮条件的应用，为力学综合题，要求认真审题，灵活应用相关公式。
27．【分析】（1）已知绳子拉下的距离和物体上升的高度，可以得到作用在动滑轮上的绳子段数；
（2）已知物体质量，可求得其重力，利用W＝Gh可求得滑轮组对重物所做的功（即有用功）；
（3）已知滑轮组的机械效率为80%，利用η＝可求得总功；根据W总＝Fs变形可求得小红拉绳子的力；
（4）不计绳重和摩擦，先根据F＝（G+G动）求得动滑轮的重力；重物的质量变为150kg可求得其重力，再利用F＝（G+G动）求得重物的质量变为150kg时的拉力，然后利用W＝Fs可求得总功，再利用P＝求得此时拉力的功率。
【解答】解：
（1）由s＝nh可得，作用在动滑轮上绳子的段数：n＝＝＝3，
所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如下图所示：
（2）物体的重力：G＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N，
滑轮组对重物所做的功（有用功）：W有用＝Gh＝1200N×0.5m＝600J，
（3）由η＝可得，滑轮组对重物所做的功：W总＝＝＝750J；
由W总＝Fs可得，小红拉绳子的力：F＝＝＝500N，
（4）不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝3F﹣G＝3×500N﹣1200N＝300N，
如果重物的质量变为150kg，则此物体的重力：G′＝m′g＝150kg×10N/kg＝1500N，
此时的拉力：F′＝（G′+G动）＝（1500N+300N）＝600N，
此时拉力所做的功：W′＝F′s＝600N×3×0.5m＝900J，
此时拉力的功率：P＝＝＝90W。
答：（1）见上图；
（2）滑轮组对重物所做的功是600J；
（3）小红拉绳子的力有500N；
（4）此时拉力的功率是90W。
【点评】此题属于力学综合题，考查了滑轮组的绕绳方法、功的计算、功率的计算、机械效率的计算，考查的知识点较多，需要熟练掌握相应的公式或根据需要灵活进行公式变形。
28．【分析】（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上楼顶，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，由W＝Gh求解；人做的总功为人的推力做功，由W＝Fs求解；
（2）利用机械效率公式求斜面的机械效率；
（3）人做的额外功是人克服摩擦力做功，等于总功减去额外功，再利用W额＝fs求摩擦力。
【解答】解：
（1）工人所做的有用功：W有＝Gh＝600N×6m＝3600J；
工人所做的总功：W总＝Fs＝400N×12m＝4800J；
（2）η＝＝×100%＝75%；
（3）工人所做的额外功：W额＝W总﹣W有＝4800J﹣3600J＝1200J；
物体所受斜面的摩擦力：f＝＝＝100N。
答：
（1）工人所做的有用功为3600J；总功为4800J；
（2）斜面的机械效率75%；
（3）工人所做的额外功为1200J；物体所受斜面的摩擦力为100N。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率的计算方法，理解他们的工作原理是本题的关键。
29．【分析】（1）根据G＝mg求出质量为1.2t的设备的重力：根据W＝Fs＝Gh求出从深20m的矿井中匀速拉至水平地面卡车对设备做功；
（2）根据G＝mg求出每个滑轮和卡车的重力，根据卡车行驶时受到的阻力恒为车重的0.1倍求出f
由图可知绳子的有效段数，滑轮组不计绳重及摩擦，根据F＝求出作用在绳子自由端的拉力；
因车做匀速直线运动，根据力的平衡求出汽车的牵引力；根据v＝求出汽车的速度，根据P＝F引v求出汽车的功率，根据W＝Pt从而求出将设备从深20m的矿井中匀速拉至水平地面牵引力做的功；
根据Q＝mq消耗汽油0.05kg放出的热量，根据η＝×100%求出此时卡车发动机的效率；
（3）根据G＝mg得出质量为4.075t的设备的重力，因车做匀速直线运动，根据力的平衡得出此时汽车的牵引力：
根据P＝Fv求出要匀速拉起另一套质量为4.075t的绳子自由移动的速度，根据v设＝v′得出这套设备的上升速度。
【解答】（1）质量为1.2t的设备的重力：
G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N；
从深20m的矿井中匀速拉至水平地面。
卡车对设备做功：
W＝Fs＝Gh＝1.2×104N×20m＝2.4×105J；
（2）每个滑轮质量为175kg，滑轮的重力：
G轮＝m轮g＝175kg×10N/kg＝1750N，
质量5t的卡车的重力：
G车＝m车g＝5kg×103kg×10N/kg＝5×104N，
卡车行驶时受到的阻力恒为车重的0.1倍，
则f＝0.1G车＝0.1×5×104N＝5×103N；
由图可知，n＝3，滑轮组不计绳重及摩擦，
不计绳重和摩擦，
F＝＝；
因车做匀速直线运动，根据力的平衡，故汽车的牵引力：
F引＝F+f＝+5×103N；
汽车的速度：
v＝＝＝6m/s，
因P＝＝＝Fv，
汽车的功率：
P＝F引v＝（+5×103N）×6m/s＝5.75×104W；
设备从深20m的矿井中匀速拉至水平地面，牵引力做的功：
W＝Pt＝5.75×104W×10s═5.75×105J；
消耗汽油0.05kg放出的热量：
Q＝mq＝0.05kg×4.6×107J/kg＝2.3×106J；
此时卡车发动机的效率是：
η＝×100%＝＝25%；
（3）该卡车保持发动机功率不变，
P＝5.75×104W；
质量为4.075t的设备的重力：
G′＝m′g＝4.075×103kg×10N/kg＝4.075×104N；
因车做匀速直线运动，根据力的平衡，故汽车的牵引力：
F′引＝F′+f＝+5×103N；
答：（1）全过程中，卡车对设备做功2.4×105J；
（2）此时卡车发动机的效率是25%；
（3）如果该卡车保持发动机功率不变，要匀速拉起另一套质量为4.075t的设备，这套设备的上升速度是1m/s。
【点评】本题考查重力、速度、功率、效率、Q＝mq公式及力的平衡和作用在滑轮组绳子自由端的力的运用，综合性强，难度较大。