浙教版九年级科学第三章《能量的转化与守恒》第四节（机械效率）培优练习
一、单选题
1.如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，用10秒时间使物体A在水平方向匀速移动了5m，所用拉力F为20Ｎ，地面对物体A的摩擦力为30N。以下说法不正确的是（??
）
A.?绳子自由端移动的距离是10m?????????????????????????????B.?克服摩擦做的有用功是150J
C.?滑轮组的机械效率为75%????????????????????????????????????D.?拉力F做功的功率为10Ｗ
2.重为30牛的A物体，用如右图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1＝18N，F2＝8N，A物体在5s内匀速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（
???）
A.?绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大????????B.?F1做功比F2做功少
C.?两种方法中所做的有用功一样多?????????????????????????D.?两种方法中机械效率相同
3.如图所示，不计摩擦，把重G=16
N的物体匀速提起所用的拉力F=10
N，则关于该动滑轮的说法中错误的是
(??
)
???
A.?动滑轮重4
N???????????????????????????????????????????????????????B.?使用该动滑轮要费距离
C.?该动滑轮的机械效率为80%????????????????????????????????D.?提升物体的速度越快，机械效率越高
4.甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是
(??
)
A.?若G1=G2
，
拉力做的额外功相同
B.?若G1=G2
，
拉力做的总功相同
C.?若G1=G2
，
甲的机械效率大于乙的机械效率
D.?用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
5.用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N。则（
??）
A.?手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙???????????B.?手的拉力：F甲
C.?手的拉力：F甲>F乙；机械效率：η甲<η乙???????????D.?手的拉力：F甲>F乙；机械效率：η甲＞η乙
二、填空题
6.用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验（忽略绳重和摩擦）。实验中，向上匀速拉动弹簧测力计并读数。改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象。分析可知：
（1）被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将________。（填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）分析乙图象中的A点可知，被提升的物体重力为________N。
三、实验探究题
7.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用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
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B变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题：
（1）杠杆机械效率的表达式为η=________。(用已知或测量的物理量符号表示）
（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，不计装置的摩擦，则影响杠杆机械效率的主要因素是：
________。
（3）若将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将________（填“变大”“变小”“不变”）。请证明。________?。
四、解答题
8.新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）动滑轮的总重力是多少N？
9.小叶想要知道一块形状不规则的塑料泡沫浸没时所受的浮力大小，身边只有一个轻质滑轮，一把轻质硬木刻度尺，一个密度小于水的正方体木块，一个盛有适量水的水槽和线绳.测量步骤如下：
①如图甲所示，将塑料泡沫和木块分别挂在刻度尺两端，使杠杆水平平衡，读出力臂l1和l2；
②用刻度尺测量出正方体的边长为a，把木块放入水槽中，如图乙所示，用刻度尺测出它的下表面到水面的距离为h；
③如图丙所示，用此装置使塑料泡沫浸没在水中，并使杠杆水平平衡，读出力臂l1和l3.
请用已给出的符号表示（水的密度用ρ水表示）：
（1）木块的重力G木。
（2）塑料泡沫的重力G塑。
（3）塑料泡沫受到的浮力。
10.工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图象如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求：
（1）若工人用300N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了4m，工人所做功；
（2）当所运送建材的重为500N时，工人作用在绳子上的拉力；
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。
11.在拓展课上，小科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25牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.4倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）人的拉力做功的功率？
（2）拉动工件的过程中，滑轮组的机械效率是多少？
12.如图甲，某同学用两个滑轮组成的滑轮组，在同一种绕绳的方式下匀速提升不同质量的重物，得到了多组竖直作用在绳子自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系，并绘制出如图乙的F-G图像(不计绳重以及摩擦)。
?
（1）试根据图像计算动滑轮所受重力G动。
（2）在图甲中画出该同学的绕绳方法。
（3）用该滑轮组提起重为65
N的重物时，滑轮组的机械效率是多少?
13.如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%，A上升的速度始终为0.1m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流灯因素的影响），求：
（1）长方体A的重力；
（2）长方体A未露出水面时受到的浮力；
（3）长方体A静止在江底时上表面受到的水的压强；
（4）长方体A未露出水面时滑轮组的机械效率。
14.如图甲所示，正方体A边长0．2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B，圆柱体B的体积是密闭容器D的
；旁边浮体C的体积是0．1m3
，
该同学站在浮体C上，C总体积的
浸入水中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图乙所示；密闭容器D上升速度0．05m/s保持不变，密闭容器D被提出水面后，将圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面，同时手松开绳子，浮体C露出水面的体积减少总体积的
；在提升全过程中，配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10N。（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g=10N/kg)，求：
（1）D完全露出水面时人拉绳的力的大小。
（2）圆柱体B的重力；
（3）密闭容器D离开水面时，滑轮组提升重物B的机械效率（百分号前面保留整数）；
（4）圆柱体B的密度。
15.某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图象如图乙。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求：
（1）动滑轮重力；
（2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2
m/s?
的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率；
（3）一个重500
N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。
16.如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦均不计）
?
???
（1）若平衡臂长度不变，为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越________。
（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是________。若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104牛
，
则能吊起货物的质量不能超过多少千克________？
（3）若将重为1.2×104牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？
（4）已知电动机工作时输出功率为3600W保持不变，若电动机要将重为
1.2×104牛的货物提升到30米的高度，则需要用时多少秒？
17.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？
18.如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。(动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g取10牛/千克)
（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越________。
（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是________。若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104牛，则能吊起货物的质量不能超过多少千克________？
（3）若将重为1.2×104牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？
（4）若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104牛的货物提升到30米的高度，用时50秒，则该起升电动机的实际功率是多少瓦？
（5）电动机通过滑轮组，将质量为600千克的零件，以0.4米/秒的速度匀速吊高4米。求：电动机对零件做的功为多少焦？电动机的功率至少为多少瓦？(g取10牛/千克)
（6）已知横梁长度为L，零件质量为m，电动机吊着零件从M点出发并开始计时，以水平速度v匀速运动到N点，横梁对轨道A的压力F与时间t的关系式为：F＝________。
答案解析部分
一、单选题
1.
D
2.
D
3.
D
4.
C
5.
B
二、填空题
6.
（1）减小
（2）3
三、实验探究题
7.
（1）
（2）杠杆自重
（3）变大；设杠杆重心升高的距离为h，因为总功＝有用功+额外功，所以，Gh1+G杠h=Fh2
，
G不变，h1、G杠不变，钩码在C点升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，所以Gh1+G杠h变小，所以Fh2也变小，由可知，η变大。
四、解答题
8.
（1）解：使用滑轮组做的有用功：
W有用=Gh=2700N×2m=5400J
工人做的有用功是=5400J
（2）解：
由图可知，承担物重的绳子股数n=4，则s=4h，
使用滑轮组做的总功：W总=Fs=Fnh=750N×4×2m=6000J，
滑轮组的机械效率：
答：该滑轮组的机械效率是=90%
（3）解：不计绳重和摩擦力，
绳子自由端拉力：
即：，
解得：G动=300N
答：动滑轮的总重力是300N
9.
（1）木块在水面漂浮，
那么它的重力G=F浮=ρ水gV排=ρ水ga2h；
（2）在图甲中，根据杠杆的平衡条件得到：G泡沫×l1=G木块×l2；
G泡沫×l1=ρ水ga2h×l2；
解得：；
（3）在图丙中，根据杠杆的平衡条件得到：
F拉×l2=G木块×l3；
F拉×l2=ρ水ga2h×l3；
解得：；
根据F浮=G+F拉得到：
塑料泡沫浸没时受到的浮力为：F浮=+=。
10.
（1）拉力移动距离：s＝nh＝2×4m＝8m，
拉力做功：W＝Fs＝300N×8m＝2400J；
（2）由图乙可知，建材的重为500N时，滑轮组机械效率为50%，
η＝
得，建材的重为
500N时，工人作用在绳子上的拉力；
F＝
＝500N；
（3）由
F＝（G+G动）得，动滑轮重：G动＝2F﹣G＝2×500N﹣500N＝500N,
由η＝
得当机械效率为
80%时，所运送建材受到的重力：
G′＝
＝2000N。
11.
（1）W=Fs=25N×2m×2=100J
P=
=25W
（2）W有用=fs=100N×0.4×2m=80J
η=
=80%
12.
（1）解：由受力分析可知F=
(G+G动)。根据图像，取两个特殊点代入:
(G+G动)=20
N，
?
(70+G动)=40
N。(也可以根据其他点列方程)联立解之得G动=10
N，n=2
（2）解：如图所示。
?
（3）解：由题意可知此时的拉力F=
(G+G动)=
(65
N+10
N)=37.5
N。
?此时滑轮组的机械效率η=
=
=
=86.7%
13.
（1）解：由图乙可知，A露出水面后所受的拉力F2=2×104N，
长方体A的重力GA=F2=2×104N
答：长方体A的重力为2×104N
（2）解：由图乙可知，A未露出水面所受的拉力F1=1×104N，
A未露出水面时受到的浮力：
F浮=GA﹣F1=2×104N﹣1×104N=1×104N
答：长方体A未露出水面时受到的浮力为1×104N
（3）解：长方体A静止在江底时上表面受到的水的压强：p=ρ水gh上=1×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa
答：长方体A静止在江底时上表面受到的水的压强为8×104Pa
（4）解：A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F=6.25×103N，此时滑轮组对A的拉力F2=2×104N，
滑轮组的机械效率η1=80%，
由η=
=
=
=
得承担物重的绳子股数：
n=
=
=4，
拉力F=
（F2+G轮），则动滑轮重力：
G轮=4F﹣F2=4×6.25×103N﹣2×104N=5000N，
长方体A未露出水面时滑轮组的机械效率：
η2=
=
=
=
×100%≈66.7%
答：长方体A未露出水面时滑轮组的机械效率为66.7%
14.
（1）解：由图象可知，当密闭容器D完全露出水面时，F1的功率P1=12W，故F1=
=80N；
（2）解：将B放在C上，放开手后，显然有GB+F1=ρ水g`
VC
，
得GB=ρ水g`
VC
–F1=1×103×10×
×0.1-80=200N
（3）解：滑轮组提升重物B的机械效率η=
×100%=
×100%=
×100%=300×100%~83%
（4）解：由图可知F=
（GB+GD+G轮），且D未出水面时的功率P2=6W，拉力F2=
=40N；又有F2=
（GB+GD+G轮-F浮），，则得F浮=GB+GD+G轮-3F2=200N+40N-3×40N=120N，由F浮=ρ水g·VD得，VD=
=0.012m3
，
故VB=
VD=0.04m3
，
则ρB=
=5×103kg/m3。
15.
（1）解:由图乙可知，当f1＝200
N时，η1＝50%，W总1＝W有＋W额＝f1s＋G动s，η＝
＝
＝
＝50%，G动＝200
N
（2）解:当η2＝80%时，η2＝
＝80%，f2＝
800
N，W有2＝f2s＝800
N×2
m＝1600
J，当t＝
＝
＝10
s，P有＝
＝
＝160
W
（3）解:由图乙可知，当f3＝1600
N时，绳子刚好被拉断，绳b最大拉力F3＝
(G物＋G动)＝
(200
N＋1600N)＝600
N＞G人
，
故不会拉断绳子b
16.
（1）大
（2）改变力的方向；6000
（3）克服货物重力做功：；
（4）电动机做功：；
需要的时间：。
17.
（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＝
＝
×100%＝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
18.
（1）大
（2）改变力的方向；由题意可知该滑轮组承担总重的绳子有2段，故G＝2F＝3×104牛×2＝6×104牛
由G＝mg可得：m＝
（3）解：W＝Fs＝Gh＝1.2×104牛×30米＝3.6×105焦，由于水平移动时，重力方向上没移动距离，故水平移动过程中重力没做功
（4）解：有用功W有用＝Gh＝1.2×104牛×30米＝3.6×105焦，总功W总＝
＝
＝4×105焦，实际功率P＝
＝
＝8000瓦
（5）解：电动机对零件做的功：W＝Gh＝mgh＝600千克×10牛/千克×4米＝2.4×104焦，因横梁、电动机、挂钩、滑轮、钢索、导线的质量以及滑轮上的摩擦均不计，所以，拉力做的功即为克服零件重力所做的功，则电动机对零件做功的功率：P＝
＝
＝
＝mgv＝600千克×10牛/千克×0.4米/秒＝2.4×103瓦，则电动机的最小功率为2.4×103瓦
（6）mg－浙教版九年级科学第三章《能量的转化与守恒》第四节（杠杆）培优练习
一、单选题
1.赛龙舟是中国端午节的习俗之一，也是端午节最重要的节日民俗活动之一，如图为第十届长三角城市龙舟邀请赛的场景，龙舟大赛队员们正在奋力拼搏。在划龙舟的过程中，下列说法正确的是（
???）
A.?划龙舟的浆一定是省力杠杆
B.?浆往后划，龙舟前进，说明物体间力的作用是相互的
C.?停止划桨后，龙舟会慢慢停下来，说明力是维持龙舟运动的原因
D.?运动员在比赛中听到“加油”声奋力加快，这主要靠激素调节
2.一块厚度、密度均匀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，
因为乙图中的阻力臂长
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
3.如图，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点挂一个10N的重物，加在B点的动力使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计），则（??
）
A.?该杠杆一定是省力杠杆???????????????????????????????????????B.?作用点在B点的最小动力小于5N
C.?该杠杆一定是费力杠杆???????????????????????????????????????D.?作用点在B点的最小动力等于5N
4.如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆(?
???)
A.?仍能平衡????????????B.?不能平衡，大球那端下沉??????????C.?不能平衡，小球那端下沉??????????D.?无法判断
5.如右图所示，一根可绕O点转动的均匀硬棒重为G，在棒的一端始终施加水平力F，将棒从图示．位置缓慢提起至虚线位置的过程中(???
)???
A.?F的力臂变小，F的大小变大????????????????????????????????B.?F的力臂变大，F的大小变小
C.?重力G与它的力臂乘积保持不变??????????????????????????D.?重力G与它的力臂乘积变大
6.如图所示是一块三角形的均匀大木板ABC，已知AB?)
A.?F甲>F乙>F丙??????????????????????B.?F甲7.如图所示甲乙两杠杆处于水平位置平衡，甲图上有两个体积不同的铁球，乙图上有两个体积相同的铝球和铁球，如果把他们都浸没在水中，则杠杆将发生的变化是(???
)
A.?仍保持平衡??????B.?都失去平衡??????C.?甲仍保持平衡，乙失去平衡??????D.?甲失去平衡，乙仍保持平衡
8.小明骑独轮车，以速度ν匀速通过水平独木桥，独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑，A、B间距离为L，人和车的总重为G，如图所示。假设独轮车在A端支柱上方为初始时刻(t=0)，则B端支柱所受压力FB与时间t的关系图像为(不考虑独木桥重力及形变)
（
???）
A.??????????????B.??????????????C.??????????????D.?
二、填空题
9.如图所示，两个完全相同的托盘秤甲和乙放在水平地面上。木条AB质量分布不均匀，A、B是木条两端，C、D是木条上的两个点，AD=BD，AC=DC。托盘秤甲和乙的中心各固定有一个大小和质量不计的小木块，A端放在托盘秤甲的小木块上，B端放在托盘秤乙的小木块上，甲的示数是6N，乙的示数是18N。物体AB的重力为________N；若移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲的小木块上，则托盘秤乙的示数是________N。
10.如图为油厂的油桶，空桶质量为65Kg，油桶高为1.2m，底部直径为0.5m，据此回答。
（1）某次装卸中，小明需要将直立的空油桶(如图甲)沿D点推翻，则甲图上推翻空油桶所需的最小力F1的力臂是________。（选填“CD”、“BD”或“AD”）
（2）在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功________焦。
（3）若将翻倒的空油桶(如图乙)重新竖起所用的最小力为F2，那么，F1________F2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
11.如图所示，有一长方体平台，轻质杆AD放在台面BC上，且AB-CD=
BC，杆两端分别挂重物Ga和G，物重Ga=9N恒定不变，要使杆AD平衡，则
（1）杠杆水平平衡时a物体受到________力的作用（请写出a受到的所有力的名称）。
（2）平台台面BC受到的最大压力和最小压力之比为
________?。
12.某人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量，在称象过程中，他用到了吊车、铁笼和一根很长的配槽钢等辅助工具，操作步骤如下：
a．如图甲所示，将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡；
b．将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，如图乙所示，测得OB=8cm，OA=12m，弹簧测力计的示数为300N，根据上述数据测出了大象的重量。
（1）大象的质量为________kg。
（2）设计步骤a的目的是________。
13.?登山是人们喜爱的一种健身方式，露水常使山道变得湿滑，露是空气中的水蒸气?________（填物态变化名称）成水形成的，因此登山时应选择一双鞋底比较?________（选填“光滑”或“粗糙”）的登山鞋，以防止滑倒．登山时为避免后仰，上身应稍向前倾，同时背囊中较重的物品最好放在图示中的?________（选填“A”或“B”）位置处．
?
14.如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA=20cm，G1为边长是5cm的正方体，G2重为20N．当OC=l0cm时，绳子的拉力为________N，此时G1对地面的压强为2×104Pa．现用一水平拉力，使G2以________cm/s的速度向右匀速运动，经过12.5s后，可使G1对地面的压力恰好为零．
三、实验探究题
15.从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰（如图甲）或人下蹲弯曲膝盖（如图乙）把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F2作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。
（1）在丙图中画出F2力臂L2。
（2）当α角增大时，
F1________（填“变大”或“变小”或“不变”）。
（3）对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以下分析可得，________（填“甲”或“乙”）图中的姿势比较正确。
四、解答题
16.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）将两物分别浸没于水中(如图乙),杆将会________(选填“左端下降”“右端下降“或“仍然平衡”)，试通过推导说明。
17.一扇矩形窗户，重为60N（设重力作用在几何中心），高0.9米，宽0.4米，靠铰链A和B固定在窗户框架上，并可以绕AB形成的竖直轴线转动，其中AB=0.6米。
（1）在图中画出A处窗户所受铰链的水平作用力F的示意图；
（2）计算上述力的大小（要求在图中画出相关力的力臂）。
18.一根粗细均匀，长度为1m的木棒AB，将其浸没在水中，并使其可绕B端的水平轴自由转动．为使A端不上浮且维持木棒AB始终水平静止．在A端对其施加一个（方向待求的）力FA=25N，已知木棒重G=100N，木棒的密度和水的密度关系为：ρ木=0.8ρ水
，
ρ水=1×103kg/m3
．
求：
（1）木棒所受浮力的大小；
（2）力FA的力臂大小；
（3）力FA的可能方向（推导后将相关角度标在图中）
19.一根金属棒AB置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示，在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图象解答下列问题．
（1）该金属棒的长度l=________?m
（2）在B端拉起的过程中，当x1=0.6m时，测力计的示数为F1=________?N；当x2=1.6m时，测力计的示数F2=________?N
（3）求金属棒的重心到A端的距离d
20.神奇的10N弹簧测力计
李华家养了一条宠物狗，他想知道他的宠物狗究竟有多重，可身边只有一个称量范围是0～10N的弹簧测力计（用此测力计直接称量是不可能的），一把木质米尺（重力可不计），这可怎么测量？李华犯了愁，小明眼珠机灵一转，于是又找来一些辅助绳子，很快测量出了小狗的重力．聪明的你根据小明的计策，回答下列问题：
（1）写出测量原理；
（2）写出操作步骤和被测的物理量；
（3）写出被测结果的表达式。
答案解析部分
一、单选题
1.
B
2.
D
3.
B
4.
C
5.
B
6.
C
7.
C
8.
A
二、填空题
9.
44；16
10.
（1）AD
（2）32.5
（3）小于
11.
（1）重力和拉力（空气浮力可写可不写）
（2）3：1
12.
（1）4500
（2）使杠杆在水平位置平衡，从而便于测量力臂；b使杠杆自身重力不影响称象时的杠杆平衡
13.
液化；粗糙；A
14.
10；4
三、实验探究题
15.
（1）
（2）变小
（3）乙
四、解答题
16.
（1）m2/m1(m2:m1)
（2）仍然平衡，根据
可知同种金属制成的实心物块的体积分别为：
，
；
当浸没水中后，实心物块受到的浮力分别为：
F浮1＝ρ水gV排1＝ρ水gV1＝ρ水g×
，F浮2＝ρ水gV排2＝ρ水gV2＝ρ水g×
；
轻质杆左右两边受到的拉力分别为：
F1＝G1﹣F浮1＝m1g﹣ρ水g×
＝m1g（1﹣
），
F2＝G2﹣F浮2＝m2g﹣ρ水g×
＝m2g（1﹣
），
则：F1L1＝m1g（1﹣
）L1
，
F2L2＝m2g（1﹣
）L2
，
由于，m1gL1＝m2gL2
，
所以，F1L1＝F2L2；
即：杠杆仍然平衡。
17.
（1）A处窗户所受铰链的水平作用
（2）由题意，窗户可以看成以B为支点的杠杆，由于窗户重力作用它要顺时针转动，所以A处窗户所受铰链的水平作用力F方向向左，由此画出其力的示意图如图所示：
过支点B作力F和窗户重力的力臂，如图所示：
窗户宽0.4米，所以L=0.2m，
由杠杆的平衡条件有：F×AB=G×L，
即：F×0.6m=60N×0.2m，
解得F=20N。
18.
（1）【解答】解：木棒的质量m===10kg，已知ρ木=0.8ρ水=0.8×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3
，
由ρ=得：木棒的体积V===0.0125m3
，
由于木棒AB浸没在水中，则V排=V=0.0125m3
，
所以所受浮力F浮=ρ水gV排=V=1×103kg/m3×10N/kg×0.0125m3=125N；
（2）由于木棒AB浸没在水中，木棒受浮力和重力的作用，F浮＞G，
则浮力与重力的合力为F=F浮﹣G=125N﹣100N=25N；作用点在重心，方向是：竖直向上；
木棒AB始终水平静止，根据杠杆平衡条件得：FA×=F×L2
，
即FA×L1=F×AB，
所以，L1===0.5m；
（3）由于使A端不上浮且维持木棒AB始终水平静止，所以在杠杆A端施加阻碍木棒向上转动，则力的方向是向下，由于L1=0.5m；而AB=1m，
所以力FA的可能方向是与AB成30°的角方向是向右下方．
如图：
19.
（1）1.2
（2）3；5
（3）解：由杠杆平衡条件得，
重心到A端的距离d==0.72m．
答：金属棒的重心到A端的距离d为0.72m
20.
（1）测量原理为杠杆省力原理
（2）操作步骤和被测的物理量同上
（3）小狗的重力浙教版九年级科学第三章《能量的转化与守恒》第四节（滑轮）培优练习
一、单选题
1.如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)，下列四套装置中能实现的是（
???）
A.?????????B.?????????????????C.????????????????D.?
2.如图所示，用12N的水平力F拉滑轮，使重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6N，弹簧测力计的示数为2N且不变。若不计滑轮重、弹簧测力计重及绳重和滑轮轴摩擦，则下列说法中正确的是(???
)
A.?B受到的摩擦力方向向右?????????????????????????????????????B.?滑轮移动的速度为0.4m/s
C.?2秒内水平拉力F做功4.8J????????????????????????????????????D.?地面受到的摩擦力为4N
3.有一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械（如图所示），借助这种装置可以将较重的物体搬运到高处。小科利用该装置，在20s内将质量为80kg的重物匀速提升了3m。已知滚轴A、B的质量都是5kg。若不计绳重和摩擦，则以下说法正确的是（
???）
A.?该装置可以看做是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，其中动滑轮是A
B.?重物上升3m，绳子自由端下降12m
C.?整个过程，小科所做的功是2700J
D.?该过程，小科做功功率为127.5W
4.如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1
，
若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2
，
滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法正确的是（
???）
A.?F1=168N，P1=225W??????B.?F2=210N，P2=30W??????C.?F2=3F1
，
P1=P2??????D.?F1=F2
，
P1=3P2
5.如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（???
）
A.?物体A受到地面的摩擦力是5N?????????????????????????????B.?滑轮移动的速度是0.4m/s
C.?水平拉力F的功率是4.8W????????????????????????????????????D.?在2s内绳子对物体A做的功为4.8J
6.如图所示，质量为2Kg的物体A放在水平桌面上，（不计绳重及绳与轮的摩擦）动滑轮重6N，滑轮下面悬挂一物体B,当物体B重8N时，恰能匀速下滑。用一个水平向左的拉力F作用在物体A，使物体A以1m/s的速度向左做匀速直线运动，时间为3s。下列说法正确的是(???
)
A.?拉力F的大小为8N????????????????????????????B.?拉力F的功率是14W
C.?拉力F做的功是60J???????????????????????????D.?物体A在F作用下向左运动时，滑轮B以1m/s的速度匀速上升
7.如图甲所示，用由一个动滑轮和两个定滑组成的滑轮组提升吊篮C及其中的货物A和电动机B。启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s~2s内，滑轮组的机械效率为90%，则下列说法中正确的是（??
）
A.?在0~1s内，电动机提供的拉力所做的功为1100J
B.?在1s~2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W
C.?在0~3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W
D.?动滑轮重为100N
8.如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是（??
）
A.?F2的功率为0.6W?????????????????????????????????????????????????B.?如果增大F2
，
物体A可能向左运动
C.?物体A和地面之间有摩擦力?????????????????????????????????D.?弹簧测力计读数为9N
二、填空题
9.在某建筑工地上，工人用如图的滑轮组将重力为1200N的建筑材料从地面运到高10m的楼上，手竖直向上的拉力是500N，在这个过程中，滑轮组的机械效率是________。当所运的建筑材料重力增加时，此时滑轮组的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）请通过分析说明理由。（绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计）________
10.如图，三个滑轮拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，所使用的拉力分别为F1、F2和F3
，
不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦，则图
________(填“甲”“乙”或“丙”)中的滑轮属于定滑轮，拉力F1、F2和F3的大小关系是________。
11.古代护城河上有座吊桥,它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m,所受重力为3000N的均匀杆OA,可以绕转轴O点在竖直平面内转动,在O点正上方10m处固定一个定滑轮,绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连,用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时,绳子的拉力为F1.当士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时,绳子的拉力为F2,所用的时间是0.5min(忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦)。则：
（1）F1:F2=________.
（2）士兵们对吊桥昕做功的平均功率是________W.
12.如图，不计摩擦和滑轮的重量，物体的重量为1000牛，人体的重量为600牛，当物体G匀速升高时,人对地板的压力是________牛。
三、解答题
13.晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降
（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械应是________。
（2）使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是________。
（3）将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米，至少对衣服做多少功?
（4）由于使用不当.造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，在侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
14.如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g
取
10
牛/千克）
（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越________。
（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图
①滑轮
a
的作用是________。
②若钢丝绳能承受的最大拉力为
3×10
4
牛，则能吊起货物的质量不能超过多少千克________？
（3）若将重为
1.2×10
4
牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升
30
米，再沿水平方向移动
20
米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？
15.工人用如图所示的滑轮组提升建材，工人的重力是
700
N，双脚与地面的接触面积是
500cm2。他将
540
N
的建材匀速提升了
3
m,若动滑轮重为
10N，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。试求：
（1）提升建材所做的有用功是多少？
（2）工人对绳子的拉力是多少？
（3）提升建材时，工人对地面的压强是多少？
16.如图是水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D，物体A、B以及轻质杠杆MN组成。物体A通过细绳与滑轮C相连，物体B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：MN=1：3。物体B受到的重力为100N，A的底面积为0.04m2
，
高1m。当物体A恰好浸没在水中时，物体B对电子秤的压力为F1；若水位下降至物体A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为F2
，
已知：F1﹕F2=6﹕1。滑轮重、滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。求：
（1）物体A完全浸没时，A受到的浮力F浮。________
（2）物体A的密度ρA。________
（3）当物体A有部分浸入水中时，如果把细绳由N端向左移动到N′处，电子秤的示数恰好为零，NN′：MN=1﹕6，此时物体A浸在水中的体积V浸。________
17.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？
18.如图所示，木板和木板上的人通过滑轮组静止于空中，已知滑轮A的质量mA和滑轮B的质量mB均为5千克，木板质量M=10千克，人的质量m=30千克，不计摩擦与空气作用力。
（1）若人拉动绳子使木板上升，属于动滑轮的是________（填“滑轮A”或“滑轮B”）。
（2）图中的人受到的力有________个。
（3）当滑轮组静止于空中，图中各个滑轮两侧的细绳（不计质量）均处于竖直状态，求此时人拉绳的力为多大。（g=10牛/千克）
答案解析部分
一、单选题
1.D
2.D
3.D
4.D
5.D
6.B
7.A
8.B
二、填空题
9.80%；变大；方法1：
其中随着货物的增加，W有增大，W额不变，η增大。
方法2有些同学会带入数据进行计算也合理，例如：计算得G动=300N，如果G物=1500N，则
，
所以效率增大。
10.乙；F3>F2>F1
11.（1）:1
（2）250
12.100
三、解答题
13.（1）定滑轮
（2）减小摩擦
（3）W=Fs=Gh=20牛×1.5米=30焦
（4）晾衣杆可看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点，l2为悬挂点到支点的距离
根据杠杆平衡公式：F1×l1=F2×l2
可得l2=
=
=150厘米
挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。
14.（1）大
（2）改变力的作用方向；由题意可知该滑轮组承担总重的绳子有
2
段，故
G=2F=3×104
牛×2=6×104
牛
G=mg
可得：m=
=
=
（3）3.6×105J
15.（1）提升建材所做的有用功是：W有=Gh=540N×3m=1620J；
（2）工人对绳子的拉力为：；
（3）地面对工人的支持力为：F支=G-F=540N-275N=265N；
人对地面的压力：F压=F支=265N；
工人对地面的压强为：
16.（1）由阿基米德原理可知：F浮=ρ水gSh=1000kg/m3×10N/kg×0.04m2×1m=400N;答：A受到的浮力为400N
（2）当A恰好完全浸没在水中时，根据杠杆平衡条件得：FM×OM=FN×ON
1/4（GA-F浮）×OM=FN×2OM
FN=1/8（GA-F浮）
物体B对电子秤的压力为：100N–1/8（GA-F浮）
同理,当A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为：100N-1/8GA
[100N–1/8（GA-F浮）]÷[100N-1/8GA]=6
解得：GA=720N；
∴ρA=
=720N÷（10N/kg×0.04m2×1m）=1.8×103kg/m3；
答：物体A的密度为1.8×103kg/m3
（3）当把N移到N′处时：1/4（720N-F浮‘）×OM=100N×3/2OM
解得：F浮‘=120N；
∴V排=F浮‘/ρ水g=120N/（1000kg/m3×10N/kg）=0.012m3；
答：物体A浸在水面的体积为0.012m3
17.（1）n=3，s=3h=3×12m=36m，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；
（2）滑轮组的机械效率：
（3）
由
得，将物体由井底拉至井口需要的时间：
（4）牵引力：
F牵=F′+f=F′+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
拉力做功功率：
．
18.（1）滑轮B
（2）3
（3）设人拉绳的力大小为F，
以B为研究对象，
T=2F+mBg
用T表示A滑轮两侧绳子拉力大小，
以木板和人整体为研究对象
T+2F=（M+m）g
得F=87.5N