中小学教育资源及组卷应用平台
答案解析部分
一、杠杆原理及应用
1.【答案】 （1）解：∵杠杆平衡时有：F1×L1=F2×L2
∴m1g×L1=m2g×L2
变形得到：L1:L2=m2:m1
（2）仍然平衡；
以浸没于水的物体为研究对象进行受力分析：
F拉+F浮=m物g
∵m1gL1=m2gL2
∴F拉1L1=F拉2L2
因此杠杆仍然平衡
2.【答案】 （1）解：由图可知：由于作用力F1始终与硬棒垂直，则动力臂L1使与硬棒OA相等，重物的重力不变，硬捧由位置A拉至水平位置B，阻力臂变大，由杠杆平衡条件可知，因为阻力和动力臂一定，阻力臂越长，动力F1就大
（2）解：重物挂于OA的中点，硬棒到达水平位置时，
3.【答案】 （1）变小
（2）指针旋转1/3圈时，锯齿移动20个，20*1毫米=20毫米，即弹簧伸长20毫米，
由图丙可知弹簧受到的拉力F=200牛
FClAC = FBlAB?
FB=200牛×3=600牛
m=G/g=600牛/10牛/千克=60千克
（3）可以测量更大的体重
4.【答案】 （1）解：如图，其中F为动力，L1为动力臂；F2为阻力，L2为阻力臂；
（2）解：深潜器入水前BE的拉力F2=G=mg=（25×1000）kg×10N/kg=2.5×105N，由几何关系可以计算得L1=2m，L2=4m，根据杠杆平衡条件可知，两根伸缩杆的总拉力F1=5×105N；
（3）解：深潜器入水后BE的拉力F'2=G-F浮=G-ρ水gV排=2.5×105N-1.0×103kg/m3×10N/kg×24.5m3=5×103N，
根据杠杆平衡条件，深潜器入水后，两根伸缩杆的总拉力
故两根伸缩杆所受的2m总拉力减小量△F=F1-F'1=5×105N-1×104N=4.9×105N。
5.【答案】 （1）解：FXOB=G×OA，F×0.9m=60N×0.6m，所以F=40N
（2）解：乙同学，因为A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能是等臂杠杆，也可能是省力杠杆，还可能是费力杠杆
6.【答案】 （1）解：由题意可知，以O为支点，整体可以看成杠杆且处于平衡状态
F=G1+G2=（m1+m2)g=(0.4kg+0.6kg)×10N/kg=10N
（2）解：F1L1=F2L2, FD=6cm
7.【答案】 （1）b：a
（2）静止不动
（3）△b：△a
8.【答案】 10；10；0.8m；1.0m
9.【答案】 （1）O处
（2）左
（3）小于
（4）1.2×103kg/m3或0.8×103kg/m3
答：该种液体的密度为1.2×103kg/m3或0.8×103kg/m3
10.【答案】 解：设被测物体的密度为ρ，体积为v，挂物物处离提的距离为L0，秤锤重为G0，
根据杠杆的平衡条件可得
空气中ρVgL0=G0Ll①
浸没在中后(ρVg-ρ水Vg)=G0L2②
由①、②两式得
ρ=L1 p水／(L1-L2)
所以小学的结论是正确的
11.【答案】 （1）省力
（2）解：G=mg=50kg×10N/kg=500N
FA×O1A=FB×O1B，即FB=6FA?????? ①式
（G-FA'）×O2C=FD×O2D，即：FD=2（G-FA'）②式
由于物体间相互作用力的大小相等，FB=FD、FA=FA'
由①式、②式得：FA=125N
答：需要对手柄A施加竖直向下的拉力为125N。
12.【答案】 （1）解：解：根据杠杆平衡条件，有? m1gL1=m2gL2
即大老鼠的重心离O点右侧20cm时，即将掉落下去
（2）能捉到质量大于200g的老鼠；捉不到质量小于200g的老鼠
13.【答案】 （1）解：若 G=30牛，台面受到杆的压力为左右两侧力之和，故为30N+30N=60N
（2）解：根据公式：F1×L1=F2×L2 ， 若要使杆右端下沉，则支点在平台右侧，故有：
FA×0.9m=FB×0.3m，因为FA=30N，所以FB??=90N
（3）解：根据公式：F1×L1=F2×L2 ， 若 B端挂物体后，杆仍在水平台面上静止，即轻质杆既不向右倾斜也不向左倾斜。
不 向 右 倾 斜 时，FA×0.9m=FB×0.3m，即FB =90N。
不向左倾斜时，FA×0.3m=FB×0.9m，即FB=10N。
故G的取值范围是：10牛≤G≤90牛（或10～90N）
14.【答案】 解：若以右边缘C点为支点，右边力臂为lCE ， 右边拉力为G乙=20N，左边力臂为lAC=20cm+30cm=50cm，左边拉力为G甲=40N，根据杠杆的平衡条件G乙×lCE=G甲×lAC ， 可知lCE=100cm；若以左边缘B点为支点，右边力臂为lBD ， 右边拉力为G乙=20N，左边力臂为lAB=20cm，左边拉力为G甲=40N，根据杠杆的平衡条件G乙×lBD=G甲×lAB ， 可知lBD=40cm；则CD的长度为lCD= lBD-lBC=40cm-30cm=10cm，悬挂乙的细绳可移动范围DE长度：lDE= lCE- lCD=100cm-10cm=90cm。
15.【答案】 （1）252（2）D
（3）墙面漆的重力为：G'=m'g=30kg×10N/kg=300N；
以A为支点，根据杠杆的平衡条件可知：G'LG=F2L2 ，
16.【答案】 （1）解：有用功：W有用＝Gh＝5牛×0.3米＝1.5焦
总功：W总＝Fs＝4牛×0.5米＝2焦
机械效率：η1＝ ＝75%（2）变小
17.【答案】 （1）OB＝AO＋AB＝10厘米＋20厘米＝30厘米＝0.3米，不计杠杆自重和摩擦，可由杠杆平衡条件，F×OB＝G×OA，即F×0.3米＝9牛×0.1米，解得F＝3牛
（2）解：因为AO∶OB＝10厘米∶30厘米＝1∶3，所以hA∶hB＝1∶3；若F＝3.75牛，
（3）变大
18.【答案】 （1）在
（2）D
（3）2×10Kg/m3
19.【答案】 （1）F0=pS=1×10 5Pa×40×10 －4m2 =400N
（2）F1·L1 =F2·L2 F·OB= F0·OA F×4= 400N×1 F=100N
（3）p地=F压/S=(500N－100N)/200×10－4m2×2=1.0×104Pa
20.【答案】（1）省力杠杆
（2）解：杠杆平衡条件： F1L1=F2L2???????????????????? F×OB=G×OA
???????????????????? F×1.5=G×1
?????? G=mg=600N???? F=400N，力的作用是相互的，故手对地面的压力为400N
（3）解：F=400N,S=0.04m2 ， P=F/S=400N/0.04m2=10000Pa
（4）解：W=FS=400N×0.4m×45=7200J???? P=W/t=7200J/60s=120W
21.【答案】 （1）解：过P点沿竖直向上画一条带箭头的线段，即动力F1；过M点沿竖直向下画一条带箭头的线段，即阻力F2；过支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段，即为动力臂L1和阻力臂L2；如下图所示：
（2）解：根据杠杠平衡条件F1L1=F2L2得：FL1=GL2
22.【答案】 （1）当柱形薄壁容器中没有液体时，物体C悬挂于E点，杠杆在水平位置平衡；
由图知，O为支点，Q为阻力作用点，F2=GA+GB=0.016N+0.128N=0.144N，
QO为阻力臂，动力F1=GC=0.04N，OE为动力臂；
根据杠杆的平衡条件可得：F2LQO=F1LOE ，
答：O、E两点间的距离LOE＝14.4cm
（2）
则B物体受到的浮力FB浮=ρ水gVB排=ρ水gSBhB=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m2×0.01m=0.04N；
所以此时对杠杆的拉力为F2′=GA+GB-FB浮=0.016N+0.128N-0.04N=0.104N，
根据杠杆的平衡条件可得：F2′LQO=F1LOF ，
则LEF=LOE-LOF=14.4cm-10.4cm=4cm
答：E、F两点间的距离LEf＝4cm
（3）
由图可知此时物块B上表面所处的深度h′=hA+b=1.6cm+2cm=3.6cm=0.036m，
p′═ρ水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.036m=360Pa，
F′=p′SB=360Pa×4×10-4m2=0.144N
答：水对物块B上表面的压力Fb＝0.144N。
二、滑轮原理及应用
23.【答案】 （1）建材的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N；
F=400N；
（2）拉力移动的距离：s=nh=2×12m=24m；
拉力做的功：W=Fs=200N×24m=4800J；
（3）当建材质量为40kg时，G'=600N。
24.【答案】 （1）解：用动滑轮提升物体，则s=2h，
拉力做的总功：W总=Fs，
（2）解：
W有用=η×W总=80％×45J=36J，
W额=W总-W有用=45J-36J=9J，
不计摩擦和绳重，使用动滑轮做的额外功W额=G动h，
则动滑轮上升高度 3m
因为使用滑轮组时，动滑轮和物体一起运动，
所以重物上升的高度为3m。
25.【答案】 （1）C
（2）解：m＝G/g＝120kg，V＝m/ρ＝0.075m3 ， F浮＝ρ水V排g＝750N，
绳拉重物的力为F1＝G－F浮＝1200N－750N＝450N
2(450＋G动)/3＝(1200＋G动)/3
G动＝300N
（3）解：F车拉＝(1200N＋300N)/3＝500N，v＝3×0.6m/s＝1.8m/s
P＝Fv＝500N×1.8m/s＝900W
26.【答案】 （1）解: W有=Gh=mgh=400kg×10N/kg×10m=4×104J；
（2）解: 绳子自由端移动距离s=nh=5×10m=50m；拉力F做的总功为W总=Fs=1000N×50m=5×104J，则滑轮组机械效率为η=W有用/W总×100%=4×104J/5×104J=80%；
（3）解: 电流做功的功率：P=UI=220V×2.5A=550W，则电动机线圈的发热功率：P热=P-P拉力=550W-500W=50W，由P热=I2R可得电动机线圈的电阻：R=8Ω。
27.【答案】 （1）解：由图可知，n＝3，则绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×1米＝3米
（2）解：有用功：W有＝Gh＝900牛×1米＝900焦
总功：W总＝Fs＝400牛×3米＝1 200焦
此滑轮组的机械效率：η＝ ＝75%
（3）解：拉力F的功率：P＝120瓦
28.【答案】（1）S=Vt=0.6m/s×10s=6m
（2）解:n=3，绳子自由端拉力F的速度为V=0.6m/s×3=1.8m/s
???? P=FV=800N×1.8m/s=1440w
（3）η=W有/W总 ， W总=Pt=FS=14400J，W有=14400J×75%=10800J，
有滑轮组水平移动重物过程中，克服重物受到的摩擦力做功为有用功，W有=fS物
??? 故f= W有/S物=10800J/6m=1800N
29.【答案】（1）F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-2m3=200N
（2）?拉力端移动的速度v=2vA=2×0.1m/s=0.2m/s
拉力F的功率：P=Fv=400N×0.2m/s=80W
（3）动滑轮的重力为G动 ， A完全在水中时绳上拉力为T
GA=F浮+T????
所以T= GA-F浮=800N－200N=600N
所以G动=2F－T=2×400N－600N=200N
30.【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：每个滑轮的重力G轮=m轮g=5kg×10N/kg=50N根据绕绳情况可知，拉力F=（G物+ G轮）/3=（550N +50N）/3=200N
拉力的功率P=W/t=Fs/t=200N×1.5 m/10s=30W
31.【答案】证明：
∵W甲=G1h，W乙=G2h，
又∵G1=G2 ，
∴W甲=W乙 ，
根据W甲=F1s=F1?3h=3F1h，W乙=F2s=F2?4h=4F2h，
又F1=F2 ，
∴W甲＜W乙 ，
又∵η1= ，η2= ，
∴η1＞η2
∵P1= ，P2= ，
又∵W甲＜W乙 ，
∴P1＜P2
32.【答案】（1）解：由图知，n=3，
将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s=3h=3×12m=36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J
（2）解：W有用=Gh=6×103N×12m=7.2×104J；
滑轮组的机械效率：
η≈90.9%
（3）解：已知汽车运动的速度为v=3m/s，
则物体上升速度：v物= =1m/s，t物=12s
（4）解：汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
牵引力做功功率：
P=F牵v汽=5.2×103N×3m/s=1.56×104W．
33.【答案】（1）金属块排开水的体积与金属块的体积相等，即V排=V金=Sh=0.05m2×0.2m=0.01m3 ，
则F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N；
（2）由于第二阶段，从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t2=4s；上升高度为物体的高h，
则上升速度v=0.05m/s；
所由第一阶段上升高度s=vt1=0.05m/s×40s=2m，
绳对重物做的功W=F1s=140N×2m=280J．
（3）由于不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，则绳子的拉力F=G+G动），s=nh
则η=，
所以，第一阶段运动中的机械效率η1=×100%≈70%；
由于第一阶段重物对滑轮组的拉力F1=G﹣F浮 ， 则G=F1+F浮=140N+100N=240N，
所以第二阶段运动中的机械效率η2=×100%=≈80%．
34.【答案】（1）?解：重物对地面的压力：F=G=mg=35kg×10N/kg=350N，
重物对地面的压强：p=875Pa；
（2）拉力的功率：P=150W；
（3）滑轮组做的有用：W有用=Gh=350N×9m=3150J，
滑轮组的机械效率：η=×100%==70%；
三、斜面
35.【答案】 解：因为W总=W有用+W额 ， 所以W额=W总-W有用=Fs-ηFs=（1-η)Fs=fs，所以物体受到的摩擦力：f=F(1-η）。
36.【答案】 （1）解：知道沿斜面的拉力是300牛，斜面的长度是5米，故W总＝Fs＝F·L＝300牛×5米＝1 500焦
（2）解：此时W有用＝Gh＝1 200牛×1米＝1 200焦
η＝80%
（3）解：W额外＝W总－W有用＝1 500焦－1 200焦＝300焦
根据W额外＝fL，得f＝60牛
37.【答案】解：设桥面上没有汽车时，浮箱对桥板的支持力为N0 ， 浮箱浸入水中的深度为ΔH0；汽车开上桥面后，浮箱对桥板的支持力为N ， 浮箱浸入水中的深度为ΔH′，浮箱浸入水中的深度变化了ΔH ，
38.【答案】（1）物体A从底端到顶端的平均速度：
v=0.1m/s．
（2）拉力做的总功W总=Fs=3N×1.2m=3.6J，
则拉力的功率P=0.3W．
（3）拉力做的有用功W有=Gh=5N×0.6m=3J，
则此斜面的机械效率η=×100%≈83.3%．
39.【答案】 （1）因为F=600N，v=0.2m/s，
所以小明同学拉木箱的功率为：P==Fv=600N×0.2m/s=120W；
（2）因为G=1000N，h=5m，
所以做的有用功为：W有用=Gh=1000N×5m=5000J，
做的总功W总=Fs=600N×10m=6000J
则机械效率为：η=×100%=≈83.3%．
（3）额外功为：W额外=W总﹣W有用=6000J﹣5000J=1000J，而W额外=fL，
则摩擦力的大小为：f==100N．
40.【答案】（1）解：物体移动距离s=6m，运动时间t=20s，货物运动速度v=0.3m/s
答：重物沿斜面匀速运动的速度为0.3m/s
（2）解：斜面的倾角为30°，根据直角三角形特点，物体在斜面移动6m，上升的高度h==3m，
工人所做有用功：W有用=Gh=500N×3m=1500J
答：工人提升重物做的有用功是1500J
（3）解：由图可知，滑轮组的n值为2，绳子自由端移动距离s′=nh=2×6m=12m，
工人所做总功：W总=Fs′=400N×12m=4800J，
答：该装置的机械效率31.25%
41.【答案】（1）解：知道沿斜面的拉力是300N，斜面的长度是5m，故W总=Fs=FL=300N×5m=1500J；
答：拉力做功1500J
（2）解:此时W有=Gh=1200N×1m=1200J；
答：工人使用斜面做功的机械效率是80%
（3）解:?故W额=W总﹣W有=1500J﹣1200J=300J；
?
答：物体和斜面之间的摩擦力是60N．
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版9年级上册 第三章能量转化与守恒 简单机械 解答题（尖子生突破）
一、杠杆原理及应用
1.如图甲,有一轻质杆,左右各挂由同种金属制成,质量分别为m1和m2(m1>m2)的实心物块后恰好水平平衡
（1）求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比
（2）将两物分别浸没在水中，杆将会?? ▲?? （选填“左端下降”“右端下降”“仍然平衡”），试通过推导说明。
2.小华同学将硬棒的一端固定在墙壁的O点，通过提拉另一端A来起吊重物，如图所示．若作用力 始 终与硬棒垂直，起吊的重物质量为20kg．（g取10N/kg）
（1）说明硬捧由位置A拉至水平位置B（保证任意角度，硬棒均处于 平衡状态），作用力大小的变化情况．
（2）重物挂于OA的中点，硬棒到达水平位置时，作用力的大小是多少N？
3.图甲是可以测量体重的转盘式弹簧秤，其内部结构原理如图乙所示。当人站在秤盘上时，会对B点产牛压力，弹簧被拉伸，并带动衔铁CD使锯条状的金属片移动（锯条移动的距离与弹簧拉伸的距离相同），锯条上的锯齿再带动齿轮旋转，齿轮再带动表针旋转（转盘固定不动），给出最终的读数（表盘上的刻度未标出）。已知AB:BC=1：2，锯条上每个锯齿间的距离为1毫米，齿轮共有60个齿面（未完全画出）。
（1）表盘上的刻度值按顺时针方向逐渐________（填“变大”或“变小”）。
（2）图丙表示上述弹簧的伸长长度△L与所受拉力F的关系。当某人站在秤盘上测量体重时，指针旋转了1/3圈，请计算此人的质量是多少？（g取10牛/千克）
（3）有同学认为人直接站在C点也可以进行测量，不需要AB棒，请你写出该体重计这样设计的好处是________。
4.如图甲所示，我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验。调控两根伸缩杆，可使“ ”形架绕固定在甲板上的转轴转动到适当位置，然后由固定在“ ”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器。甲图所示位置的“ ”形架，可以简化为乙图中以O为支点的杠杆，OB表示“ ”形架，CD表示两根伸缩杆，图中OD长4m，OB长8m，C为OB的中点。调控两根伸缩杆DC，当乙图中的角∠CDO=30°时，保持两根伸缩杆的长度不再变化，深潜器悬停在空中。深潜器的质量为25t，总体积为24．5m3。不考虑“ ”形架、两根伸缩杆、绞车和钢缆的重力，也不计摩擦阻力。（g取10N/kg，海水密度设为1×103kg/m3)
（1）请在乙图中画出杠杆OB的动力及动力臂和阻力及阻力臂。
（2）此时，两根伸缩杆DC所受的总拉力为大?
（3）此后，在绞车缓慢向下释放深潜器至其刚浸没时，两根伸缩杆DC所受的总拉力将减小多少?
5.如图所示，一根长为1.2米的轻质杠杆0A可绕固定点O转动，C点处悬挂一重为60牛的物体。（已知AB=BC=CD=D0)
（1）若在B点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，求这个力的大小。
（2）若在A点施加一个力使杠杆水平平衡，甲同学认为该杠杆一定是省力杠杆，乙同学认为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点，并说明理由。
6.如图甲所示，铅笔和羊角锤用一根细绳连接恰好能在桌子边缘静止。每次摆动羊角锤，最后都能静止如图甲，此时只有笔尖跟桌面接触，并且铅笔恰好水平。分析时可以把铅笔、羊角锤和绳子组成的整体看成一个杠杆，示意图（忽略了粗细）如图乙。假设锤头重力集中在D点，木柄重力集中在AD中点H处，F点在木柄上且处于O点正下方。羊角锤锤头质量m1=0.6kg，木柄质量m2=0.4kg，铅笔和细绳质量不计。测得OB=15cm， AD=30cm。求：
（1）O点处的笔尖受到的支持力。
（2）FD的长度。
7.为了确定甲、乙两个物体的重力之比，小明设计了如图所示装置，轻质细杆AB可以绕O点自由转动，将甲、乙两个均匀实心圆柱体分别悬挂在A、B两处，细杆恰好静止处于水平位置。
（1）若测得OA的长度为a，OB的长度为b，则甲、乙两个物体|甲|乙的重力之比为________。
（2）小明将甲缓慢同下移动一段距离使杆缓慢转过一定角度（细线始终保持竖直方向），然后松手，细杆将________（填“顺时针转动”、“逆时针转动”或“静止不动"）；
（3）小明发现细杆的长度较长，身边只有量程较小的刻度尺，无法直接测量OA和OB的长度，于是小明将甲向右移动了较小一段距离，同时将乙向左移动，直至细杆第二次静止平衡，用刻度尺分别测出甲、乙移动距离为△a和△b，则甲，乙两个物体的重力之比为 ________，请你列式证明。
8.如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为0，且AO=1m，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N．一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动，则：
①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小是________N;
②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率是________W.
③滑块在O点左侧________到右测________范围内滑动才能使AB保持水平．
9.如图所示是一个自制密度秤，其外形与杆秤类似。装秤钩的B处吊着一个体积为50cm3、密度为6g/cm3的均匀合金块，提纽位于O处，质量为100g的秤砣放在A处时，秤杆恰好水平平衡（图甲)。把合金块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
（1）在图示甲位置平衡时，整个装置的总重心位于________。（填“A处”“O处”或“AO之间的某一位置”）
（2）当测量水的密度时，将合金块浸没在水中，秤砣移到C处时密度秤水平平衡，如图乙所示。现在向水中加入一定量的食盐，则秤陀向________（填“左”或“右”）移才能使密度秤再次在水平位置平衡。
（3）若测量液体的密度时，合金块没有完全浸没，则测量值________（填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
（4）现将合金块浸没于某一种液体中，秤砣移到D位置时密度秤水平平衡，测得OB=20cm，CD=2cm，求该种液体的密度。
10.小沈同学在科学周活动时制作了一支可以测定物体密度的杆秤(杠杆自身重力不计)。使用时，只要把被测物体持在杆秤的挂钩上，移动秤锤，使秤杆平衡在水平位置，读出L1；再将被测物体浸没在水中，移动秆锤使秤杆再次水平平衡，读出L2 ， 如图所示，由此可得被测物体的密度ρ=L1 p水／(L1-L2)，请证明小沈同学的这个结论是否正确。
11.图甲是小区内的健身器械坐拉器，图乙是结构模型图。坐在座椅上的人，用力向下拉动手柄A时，操作杆AB会绕着转轴O1 ， 转动，连杆BD拉动杆O2C绕转轴O2转动，将座椅向上抬起。图乙中O1A：O1B=6：1，O2C：O2D=2：1，此时AB杆处于水平位置，BD杆垂直于杆AB和O2C，BD杆对AB和O2C杆的拉力均沿着BD。某同学想估算坐在坐拉器上抬起自己的拉力大小。若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向在同一直线，忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。
（1）杠杆AO1B可视作一种________杠杆（填“省力”或“费力”）。
（2）若该同学的质量为50kg，此时他让自己保持在图乙的状态，需要对手柄A施加竖直向下的拉力为多大？
12.小明同学在学校科技节创新发明大赛中设计了一款捕鼠器，如图甲所示，水平桌面上放置一块长为60cm的轻质木板（即质量忽略不计），木板右侧放一些诱饵，下方摆放一个大木桶。小华看了小明的设计后给出了改进意见，如图乙所示，她将木板中间位置固定在桌子边缘O点处，且可绕O点在竖直平面内转动，将诱饵固定在木板最右端，同时在木板最左端固定一个质量为200g的配重。
（1）在小华改进后的方案中，已知配重离O点距离为0.3m，现有一质量为300g的大老鼠走在木板上，当大老鼠的重心离O点右侧多远时，即将掉落下去？
（2）相比小明的设计，小华改进后的方案有什么优缺点，请各写一个。（常见老鼠的质量约在100～300g之间）
优点：________；
缺点：________。
13.如图，将长为1.2米的轻质杆平放在水平方形台面上，杆左右两端点分别为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。问：
（1）若G=30牛，则台面受到杆的压力为多少牛?
（2）若要使杆右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少牛?
（3）若B端挂物体后，杆仍在水平台面上静止，则G的取值范围是多少牛?
14.如图所示，在宽为BC=30cm的小方凳上与凳边平行放一轻质硬木棒，木棒左端d处悬挂物体甲，右侧悬挂物体乙，使木棒能水平静止，当把悬挂乙的细绳移至E点时，木棒恰好将顺时针转动。已知AB=20cm，则要使木棒能水平静止，悬挂乙的细绳可移动范围DE长度是多少?
15.小科家里进行装修，装修的工人从建材市场运来一些质量均匀的矩形实木板和墙面漆，每块木板的规格是1.2m×2m×0.015m，密度为0.7×103kg/m3 ， 每一桶墙面漆的质量为30kg。
（1）木板的重力为________N。
（2）工人用一个竖直向上的力F将木板的一端匀速抬起到某个位置（如图甲所示），在抬起过程中，力F的变化趋势是________。
A．变大??? B．变小???? C．先变大后变小??? D．不变
（3）小科和工人身形相近，他们一起用一根轻杆将墙面漆抬起，工人抬起轻杆的A端，小科抬着B端，两人施力的方向都为竖直向上，且保持轻杆水平（如图乙所示），其中，AB为1.2m，桶悬挂点C离A端为0.4m，则小科对木板的力F2为多少？
16.小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。(支点和杠杆的摩擦不计)问：
（1）重为5牛的钩码挂在A点时，人的拉力F为4牛，钩码上升0.3 米时，动力作用点C上升0.5米，此时机械效率η1为多大？
（2）小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5米。问：人的拉力F与第一次相比? ▲? (填“变大”“变小”或“不变”)。比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给以推导。
17.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①将杠杆的O点悬挂，能自由转动，在A点悬挂总重为9牛的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆保持水平静止。其中AO＝10厘米，AB＝20厘米。②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为3.75牛。回答下列问题：
（1）杠杆静止时，若杠杆自重和摩擦不计，弹簧秤示数应为________。
（2）杠杆缓慢转动时，其机械效率为多少？
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C点，O和B位置不变，仍将钩码提升相同的高度(不计摩擦阻力)，则杠杆的机械效率将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
18.小明利用一根木筷、物体M、托盘和烧杯自制简易密度秤，主要制作步骤如下:
①如图所示，将烧杯放入A端的托盘中，改变物体M悬挂点的位置至B，使木筷在水平位置静止；②在A端的烧杯内注入体积为V的水，改变物体M悬挂点的位置至C，使木筷在水平位置再次静 止，在C点标注水的密度值为1.0g/cm3；
③在A端的烧杯内注入体积为V0的其它液体，重复步骤②，在密度秤上标注刻度。
（1）要在该密度秤上标出密度为0.5g/cm3的刻度线，则所标刻度线________?(选填“在”或“不在”)BC的中间位置；
（2）小明发现他所制成的密度秤相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度秤测量液体密度时误差较大，为此同学们提出了如下改进方案，其中可行的是 ?????:
A.?增大物体M的质量????????????????????B.?换长些的木筷制作密度秤
C.?换更轻的木筷制作密度秤??????????D.?标密度秤的刻度线时，适当增大装入烧杯的液体的体积V0
（3）小明最终所制成的密度秤，OA的长度为4m，OB的长度为2m，OD的长度为10cm，物体M的质量为100g，每次测量时，在A端烧杯内均倒入体积为100cm3的液体，则该密度秤所能测量的液体的最大密度为多少?
19.如图所示，将质量不计的吸盘内部空气排尽后与水平地砖完全贴合，已知：贴合的面积为 40cm2 ， 实验时的大气压强为 1×10?5Pa，轻质杠杆 AB 可以绕 O 点无摩擦转动，OA 与OB 的长度之比为1∶4，保持杠杆水平；小明体重500N，每一只脚与地面接触面积200cm2。在 B 端用竖直向下的拉力 F 将吸盘沿竖直方向刚好拉离地砖，求：
（1）吸盘所受的大气压力 F0；
（2）小明将吸盘刚好拉离地砖所用拉力 F；
（3）小明将吸盘刚好拉离地砖时，双脚站立在地面的小明对地面的压强多大。
20.如图所示为小召同学做俯卧撑时的示意图。已知小召同学体重60kg，1min钟内做了45个，每做一次肩膀升高40cm，人身体可视为杠杆，O点为支点，E点为重心，OA=1m，AB=0.5m。试分析计算回答：
（1）试判断：做俯卧撑时人所属的杠杆类型为________。
（2）手对地面的压力为多少牛?
（3）若每个手掌的面积是0.02m2 ， 求双手对地面的压强是多少Pa?
（4）小召此次做俯卧撑的功率为多少?
21.轻质杠杆OP能绕O点转动，P端用细绳a悬于N点，现有一质量为m的物体A通过绳子和滑环挂在M点（滑环和绳子的质量可忽略）．如图甲所示，杠杆OP与水平方向成角θ倾斜，物体A随滑环刚好可以沿杠杆由M点向P端匀速滑动．
（1）画出滑环到M点时杠杆所受动力、阻力示意图及动力臂、阻力臂．
（2）小明认为物体A沿杠杆OP匀速下滑的过程中，细绳a所承受的拉力F随物体A的滑动时间t成比例，请应用相关知识证明小明的观点是否正确．
22.如图所示裝置中，轻质杠杆支点为O，物块A、B通过轻质细线悬于Q点，当柱形薄壁容器中没有液体时，物体C悬挂于E点。杠杆在水平位置平衡；当往容器中加入质量为m1的水时，为使杠杆在水平位置平衡，物块C应悬于F点。A、B为均匀实心正方体，A、B的边长均为a。连接A、B的细线长为b，B的下表面到容器底的距离也为b，柱形容器底面积为S。已知：a＝b＝2cm，S＝16cm2 ， O、Q两点间的距离为LOQ＝4cm；三个物块的重为GA＝0.016N，GB＝0.128N，GC＝0.04N，m1＝44g；ρ水＝1.0×103kg/m3。杠杆重力对平衡的影响忽略不计，细线重力忽略不计，物块不吸水。
（1）O、E两点间的距离LOE为多少？
（2）LEF为多少？
（3）如果剪断物块A上方的细线，往容器中加水，直到容器中水的质量为 m2＝120g，则物块处于平衡位置后，水对物块B上表面的压力Fb为多少？
滑轮原理及应用
23.工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼.每改运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如同乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N／kg。
（1）若某次运送建材的质量为40 kg.求此时的拉力是多少？
（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12 m，作用在钢绳上的托力为200 N，拉力做功的功率是多大？
（3）当滑轮组的机械效率为60％时，运送建材的重力是多大？
24.如图所示，工人师傅用动滑轮把重物匀速提升到一定高度，重物的重为G物 ， 动滑轮的重为G动 ， 此装置的机械效率为η，工人的拉力为F，不计绳重和摩擦。
（1）请推导：F= G动/2(1-n)
（2）如果动滑轮的自重为3N，该装置的机械效率为80％，工人的拉力所做的功为45J， 求重物上升的高度。
25.如图所示，一小型牵引车通过滑轮组打捞深井中的重物，物重为1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3。测得物体在出水面前、完全出水面后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1∶2，不计绳重、轮绳摩擦及水的阻力。试分析计算回答：
（1）滑轮组在此次打捞重物体现的特点有( )
A.?只省力??????B.?只改变力的方向????C.?省力且改变力的方向??????????
D.?不省力、不改变力的方向
（2）动滑轮的重力为多少？
（3）若重物在出面后上升的速度为0.6m/s，则牵引车的拉力功率为多少？
26.如图所示为一吊运设备的简化模型图，电动机转轴可拉动滑轮组绳子自由端，使重物上升，在把质量为400kg的重物匀速竖直向上提升的过程中（g取10N/kg）：
（1）若物体上升高度为10m，则整个装置做的有用功为多少？
（2）若绳子自由端拉力F为1000N，则滑轮组机械效率为多少？
（3）若电动机两端电压是220V，绳子自由端拉力F的功率为500W时，电流是2.5A，则电动机的线圈电阻是多少?
27.如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10秒的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1米，已知拉力F为400牛，建筑材料的重力G为900牛，求这个过程中：
（1）绳子自由端移动的距离。
（2）此滑轮组的机械效率。
（3）拉力F的功率。
28.利用如图所示的滑轮组，用F=800N的力拉绳子自由端，货物A重3000N，A以0.6m/s的速度匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%，求：
（1）货物A在10s内移动的距离。
（2）该过程中拉力F的功率。
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
29.如图所示用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体A的质量为80kg，体积为2×10-2m3。当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N时，物体A在水中以0.1m/s的速度匀速竖直上升（物体A始终未露出水面。不计绳重和摩擦，g取10N/kg）。求：
（1）物体A在水中（未露出水面）时受到的浮力F浮；
（2）物体A在水中匀速竖直上升时，拉力F的功率P；
（3）动滑轮所受的重力G动。
30.如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以力F向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10s，使绳端匀速向下移动了1.5m，重为G物=550N的物体匀速上升了0.5m，己知每个滑轮的质量均为m轮=5kg，滑轮与轴间的摩擦可以忽略不计(g=10N/kg)。
（1）按题意画出滑轮组的绕绳。
（2）人所做功的功率多大？
31.利用如图所示的甲、乙装置，在相同的时间内，用同样大小的力F1、F2把物重相等的物体C1、C2提升相同的高度．如果用η1、η2分别表示甲乙装置的机械效率，P1、P2分别表示F1、F2做功的功率，请分别比较η1、η2和P1、P2的大小关系，并用相关知识加以说明．
32.如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图．已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍．求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？
33.我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水，为复原我国海上丝绸之路历史提供了及其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式．在世界水下考古也是一大创新．某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利用滑轮组从水下打捞一重物．如图所示，用一个底面积S=0.05m2 ， 高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子的自由端，使重物从水底开始向上运动．假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水底开始运动到重物的上表面刚露出水面．绳对重物的拉力F1=140N，用时t1=40s，第二阶段，从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t2=4s：第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升．已知动滑轮所受重力G=60N，ρ水=1.0×103kg/m3 ， g=10N/kg，不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化．求：
（1）在第一阶段运动中，水对重物的浮力F浮为多大？
（2）在第一阶段运动中，绳对重物做功W1为多大？
（3）滑轮在第一阶段运动中的机械效率η1和在第三阶段运动中的机械效率η2分别为多大？
34.?小明用如图所示的滑轮组，将底面积为0.4m2、质量为35kg的正方体重物从水平地面匀速提升了9m，用时30s，做功4500J．（g取10N/kg）．求：
（1）重物静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
三、斜面
35.如图已知某斜面的长度为s、高度h、一物体所受摩擦力f、重力G、机械效率η，用平行于斜面的力F将物体匀速拉到斜面顶端。试证明f=F(1-η)
36.在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1 200牛的物体沿着长L＝5米、高h＝1米的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300牛(不计空气阻力)。求：
（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？
（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？
（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？
37.如图所示，质量为M、长度为L的均匀桥板AB ， A端连在桥墩上可以自由转动，B端搁在浮在水面的浮箱C上。一辆质量为m的汽车P从A处匀速驶向B处。设浮箱为长方体，上下浮动时上表面保持水平，并始终在水面以上，上表面面积为S；水密度为ρ；汽车未上桥面时桥板与浮箱上表面夹角为α。汽车在桥面上行使的过程中，浮箱沉入水中的深度增加，求深度的增加量ΔH跟汽车P离开桥墩A的距离x的关系(汽车P可以看作一点)。 ?
38.?如图所示，现将重为5N的物体A沿长1.2m，高0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3N，所有时间是12s，求：
（1）物体A从底端到顶端的平均速度
（2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率
（3）求此斜面的机械效率．（保留一位小数）
39.?小明想把重1000N的木箱A搬到高h=5m，长L=10m的斜面上，如图所示．他站在斜面上，沿斜面向上用F=600N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端．求：
（1）小明同学拉木箱的功率是多大？
（2）该斜面的机械效率是多少？
（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？
40.?建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的机械装置，斜面的倾角为30°且固定在水平面上．工人用400N的力拉绳子，重为500N的货物沿斜面匀 速向上运动6m所用时间为20s，求此过程中
（1）重物沿斜面匀速运动的速度大小
（2）工人提升重物做的有用功
（3）该装置的机械效率
41.?在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N（不计空气阻力）．求：
（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？
（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？
（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
