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专项集训5
简单机械
一、单选题
1.如图所示的工具中，属于费力杠杆的是
(
??)
A.?开瓶器
B.?核桃夹
C.?钳子
D.?食品夹
2.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.?
第2题图
第3题图
第4题图
3.小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图的是
(
??)
A.??B.??C.??D.
4.如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重为0.5牛）。下列说法正确的是
(
??)
A.实验前出现图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调????????
B.图乙，在AB处各增加一个钩码，杠杆仍然能保持平衡
C.图丙，弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大??????
D.图丁，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛
5.如图示是一种杠杆式开门器，主要应用于老人开门方便，针对这种开门器，你认为下列分析正确的是
(
??)
A.利用这种开门器，可以省去部分做功????B.手握部分越靠近锁孔越省力
C.该杠杆属于省力杠杆???????????D.利用杠杆式开门器，目的是为了省距离
第5题图
第6题图
第7题图
6.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
7.等臂杠杆两端各系一只等质量的铁球，将杠杆调平衡后，将球分别浸没在等质量、等密度的稀H2SO4和CuSO4溶液里（如图所示），一段时间后杠杆将会
(
??)
A.左端上翘???????B.右端上翘??????C.仍然平衡??????D.无法判断
8.如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)（??
）
A.270N???????B.360N???????C.540N?????
D.720N
第8题图
第10题图
9.对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是
(
??)
A.通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%?
B.做功多的机械，功率一定大
C.功率大的机械，做功一定快??????????
D.做功快的机械，机械效率一定高
10.现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b。将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是
(
??)
A.若La成立??????B.若La>
成立
C.若Lb
<
Lx?
D.若Lb
<
成立
11.如图所示，用由一个动滑轮和两个定滑组成的滑轮组提升吊篮及其中的货物和电动机，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825J
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200N
12.如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N．下列说法正确的是
(
??)
A.物体A受到的摩擦力为10N???????B.拉力F的功率为1.5W
C.滑轮组的机械效率为80%????????D.拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动
第12题图
第13题图
第14题图
13.如图所示，用
F1的力将物体
B
匀速提升
h1，F1做功
600J，若借助滑轮组用
F2的力把物体
B
匀速提升相同高度，F2做功为
1000J。下列说法正确的是
(
??)
A.F2做功的距离为3h
B.两个过程中的拉力F1=3F2
C.滑轮组机械效率为40%
D.F做功的功率比F2做功的功率小
14.如图所示，光滑带槽的长木条AB（质量不计）可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细线连接在地板上，OA=0.6m，OB=0.4m。在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C，C的密度为0.8×103kg/m3，B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块C缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态，然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0，下列结果不正确的是（忽略细线的重力，g取10N/kg）
(
??)
A.木块受到的浮力为0.5N
B.木块C受到细线的拉力为0.3N
C.小球刚放在B端时A端受到细线的拉力为2.2N
D.小球的运动速度为0.2m/s
15.如图，A物体在大小为10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动(不计滑轮与细绳的摩擦及重力)，若A物体与桌面间的摩擦力为1N，g取10N/kg，下列说法中错误的是
(
??)
A.拉力F做功的功率是3W
B.B物体的质量是2.7kg
C.B物体上升的速度是0.1m/s
D.A物体运动1s则B物体克服重力做功3J
第15题图
第16题图
第17题图
16.如图所示，AOB为一杠杆(质量忽略不计)
，物体悬挂在A端并浸没在水中，B端在F力作用下竖直向下拉。在烧杯中不断加入蔗糖固体搅拌溶解(溶解过程中溶液温度和体积不变)，若杠杆仍水平平衡，拉力F与溶解的蔗糖质量关系如下图，其中表示正确的是
(
??)
A.
B.
C.
D.?
二、填空题
17.小敏将质量为20克，体积为25厘米3的塑料块放入水平平衡的容器右端下降。撒去塑料块，往容器内缓慢倒入一定量的水，使容器再次水平平衡（图乙），将该塑料块轻轻放入图丙所示位置，放手后容器最终将________（选填“左低右高”、“左高右低”或“水平平衡”）。此时，塑料块所受浮力为________牛。
18.小亮同学设计了如图所示的装置进行实验，利用小量程弹簧称测金属的密度，其中杠杆OAB支点为O（杠杆OAB质量不计），OA:OB＝1:3。他实验的步骤如下：步骤一：用一细绳将体积为180cm3的金属块悬挂于A点，然后向容器中加水，使金属块浸没在水中。步骤二：使杠杆OAB在水平位置静止，读出弹簧测力计此时的读数为1.2N。
（1）金属块浸没在水中时受到的浮力为________N。
（2）被测金属块密度：ρ＝________g/cm3。
第18题图
第19题图
19.9月19日杭州街头再现合力抬车救人，如图甲是小车侧视图，部分参数的单位是mm，乙图是小车的俯视图。当时很多路人在后保险杠处用力抬，24秒救人完成。小金同学思考：在抬车过程中可将小车看成________杠杆（选填“省力、费力、等臂”），整车质量为1.5吨，车的重心离前轮轴心的水平距离为1.6m，当后轮离地的瞬间车受到人们的拉力至少为________牛。
20.如图所示为一拉杆旅行箱的示意图将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点已知箱重为250N，OA为120cm，OC为24cm。
（1）图中在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止则动力F的力臂为________cm。
（2）使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为________N。
21.学习杠杆知识之后,小金自制了一个杆秤,如图所示,杆秤、秤钩以及秤纽的总质量为0.05千克,秤砣的质量为0.1千克,秤钩悬挂处A与秤纽O间的距离为4厘来。
（1）已知秤杆、秤钩以及秤纽组成的系统重心在0点,挂上重物后,将秤砣移至距O点16厘米的B处时,秤杆恰好处于水平平衡,则所挂重物为________千克,手提秤纽O的拉力为________牛顿；
（2）称完以后,小金发现使用的秤砣生锈了,则称得的质量________(选填偏大"减小"或“不变")。
第21题图
第22题图
第23题图
22.用如图甲的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系：
（1）实验时，应________向下拉动弹簧测力计。
（2）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的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________。
（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N。(忽略绳重和摩擦)
23.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=10cm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。
24.小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N(物体B与A始终接触)，此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为________m/s，水平拉力F的功率为________W。
第24题图
第25题图
三、实验探究题
25.李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下：
A.取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为0点，如图甲所示；
B.将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示，
C.取出石块，擦干水分；将装有溢出水的塑料袋和石块分别挂于筷子上0点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出0点到两悬挂点的距离L1和L2，如图丙所示。
（1）已知水的密度为ρ水，则石块密度ρ石=
________。(用字母ρ水和所测得的物理量表示)；
（2）采用上述实验方法，筷子粗细不均匀对实验结果________。(选填“有”或“无”)影响；
（3）图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将
________。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
26.如图A所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止，这样做的目的是________________________。
（2）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图B所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：________________________________________。
第26题图
第27题图
27.小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小并多次测量，得表中所示的数据：
斜面倾斜角θ
小车重G/N
斜面高h/m
斜面长s/m
拉力F/N
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
12°
5
0.2
1
2.1
_____
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
__
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
__
（1）请你替小芳在表格的空格中填上适当的数据。
（2）分析表中的数据，可以得出的探究结论：斜面倾斜角θ越________，斜面越省力，斜面的机械效率越________。
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面________。
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持________不变，斜面的光滑程度不变，只改变________，这种研究问题的方法我们称之为________法。
（5）在上述实验中，物重、斜面长度不变，若不考虑斜面摩擦，图中能正确表示拉力F与斜面高度h关系的是____(填字母)。
A.
B.
C.
D.
28.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2牛，测得的数据如表：
次数
钩码总重G/牛
钩码上升的高度h/米
测力计示数F/牛
测力计移动距离s/米
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上________拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为________，若不计绳重与摩擦，动滑轮重为________牛。
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用________图做的；第4次实验是用________图做的。(填“a”“b”或“c”)
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率________。
（5）分析第3、4次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________。
（6）若小明在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则测出的机械效率将________(填“变大”“不变”或“变小”)。
四、解答题
29.有一种自来水的水龙头，在水龙头出水口处有个过滤嘴，内装滤网，可过滤掉小颗粒沙子，拧开过滤嘴可清洗滤网。但使用久了水龙头的过滤嘴就不容易拧开，而且圆形过滤嘴表面光滑，用扳钳等工具也不容易拧开。央视《是真的吗》栏目，介绍了一种只用筷子、棉线就能轻松拧下水龙头过滤嘴的简易方法。
第一步：在筷子一端缠绕一段棉线；(图示1)
第二步：把带筷子的棉线缠绕过滤嘴一周后在筷子上绕几圈，再将筷子沿上下方向拧几圈绑紧棉线；(图示2)
第三步：握筷子另一端沿水平方向逆时针旋转几圈，就可轻松拧下水龙头的过滤嘴。(图示3)
请你解释：用筷子、棉线就能轻松拧下水龙头过滤嘴的科学原理。。
30.小乐利用图示装置来测量一密度大于水的实心物体的密度，装置中的OB为轻质细杆，O端用光滑铰链固定在竖直墙上，B端系有细线并连接测力计。其操作：①在A处通过细线悬挂待测的实心物体，然后沿竖直方向(BC方向)拉测力计，使OB在水平位置平衡，并读出拉力大小；②将实心物体浸没在水中，保持拉力大小不变，只改变拉力方向，当拉力方向为BD时，OB再次在水平位置平衡，此时BC与BD之间的夹角为θ，若水的密度为ρ，推导出该实心物体的密度ρ物的表达式。
31.杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡测得OA=5cm，OB=10cm。
（1）计算秤砣的质量
（2）小金在B处标的刻度应为________kg。若图中OC=2OB，则C处的刻度应为________Kg
（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数________（选填“<”或“>”)2kg，由此可知一杆杄秤不能随意更换秤砣
32.在某建筑工地上，为了搬运建筑材料，常常采用如图所示的简单机械。示意图中滑轮A与滑车连接，滑轮D固定在地面塔架上。钢丝绳拉力，由电动机提供。此滑轮组在1min内将质量为0.45t的建筑材料匀速提升12m，拉力F所做的功为7.2×104J(钢丝绳重和摩擦不计，g取10N/kg)。求：
（1）D滑轮的作用是________。
（2）钢丝绳拉力做功的功率
（3）滑轮组的机械效率
33.用如图所示的装置提升重物，人以
60N
的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端
10
秒，使绳端匀速向下移动了
1.5
m，已知滑轮组的机械效率为
80%，绳重及摩擦不计，请回答下列问题。
（1）重物上升的高度；
（2）人所做功的功率:
（3）被吊起的重物所受的重力；
（4）如果绳子能承受的最大拉力为
90N，那么该滑轮组最大可吊起多重的物体?
34.如图所示，物体质量200kg，斜面长5m，高3m，若用500N的拉力将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来，（g=10N/kg）求：
（1）机械的总功率是多少？
（2）斜面和滑轮组装置的总机械效率是多少？
35.如图所示为一吊运设备的简化模型图，图中虚线框里是滑轮组(未画出)。滑轮组绳子自由端由电动机拉动，现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B，已知两物体重力GA＝1.75GB。当对A施以竖直向上的拉力FA＝1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA；当对B施以竖直向上的拉力FB＝1000N时，物体B也静止，受到地面支持力是NB，且NA＝2NB。求：
（1）物体A的重力GA和地面支持力NA大小。
（2）当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F＝625N的拉力时，物体B恰好以速度v被匀速提升，已知此时拉力F功率为500W，滑轮组机械效率为80%，不计各种摩擦和绳子质量，物体B的速度v为多少？
36.如图所示，质量不计的木板AB长1.6m，可绕固定点O转动，离O点0.4m的B端挂一重物G，板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住，木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N，木板水平平衡。
?
（1）在图上作出绳对木板的拉力的力臂。
（2）求重物G的大小。
（3）之后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球，若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动，问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零？(g取10N/kg，绳的重力不计)
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简单机械
参考答案
一、单选题
1.D
解析：A.使用开瓶器时，它与瓶盖接触的上面的点为支点，阻力作用在瓶盖与它接触的下面的点，动力作用在柄的末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A错误；
B.使用核桃夹时，夹片相连的位置为支点，阻力作用在中间，而动力作用在末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.使用钳子时，中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C错误；
D.使用食品夹时，夹片相连的位置为支点，阻力作用在末端，而动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D正确。
2.D
解析：AC.由四套装置图可知，在定滑轮的两侧各安装一个弹簧测力计，然后分别测量出钩码的重力和拉力；测量钩码重力的弹簧测力计应上方固定，所以AC不符合题意；
BD.为了控制变量，所以弹簧测力计应都是固定上方，下方可动，故B错误；D正确。
3.A
解析：根据订书机的工作过程可知，O点为杠杆的支点，作用在N点的动力竖直向下，而作用在M点的阻力方向向上，如下图所示：
故A正确，而B、C、D错误。
4.C
解析：A.甲图杠杆左低右高，说明左边的力与力臂之积大，所以平衡螺母应向右调；故A错误；
B.图乙，两边各增加一个勾码后，左边为：4×2；右边为：3×3；不平衡；故B错误；
C.图丙，当弹簧测力计从a转到b时，力臂在减小，由杠杆平衡原理可知，如果依然平衡则力会增大；故C正确；
D.由于杠杆没有处于中心位置，所以考虑杠杆自身重力问题，拉力会大于3N；故D错误。
5.C
解析：A.使用任何机械都不能省功，故A错误；
B.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，手握部分越靠近锁孔，动力臂越小，那么动力越大，越费力，故B错误；
C.当用手转动开门器时，锁孔位置是杠杆的支点，里面的弹簧产生的弹力为阻力，作用在圆球上；手对杠杆的动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C正确；
D.这种杠杆式开门器为省力杠杆，根据W=Fs可知，省力就得非距离，故D错误。
6.B
解析：根据杠杆的平衡条件得到：G×L2=F×
OA；
在杠杆转动的过程中，阻力臂L2逐渐变大而动力臂OA保持不变，那么动力F增大；
因为动力臂大于阻力臂，所以杠杆是省力杠杆。
7.A
解析：左边：铁和稀硫酸反应，生成硫酸亚铁和氢气，由于进入溶液铁的质量远远大于生成的氢气，所以溶液密度变大；
右边：铁和硫酸铜反应，生成硫酸亚铁和铜，由于进入溶液的铁的质量小于生成铜的质量，所以溶液的密度会变小。
那么左边溶液密度大于右边溶液密度，根据F浮=ρ液gV排可知，左边铁球上的浮力大于右边；
根据F拉=G-F浮可知，左边杠杆受到的拉力小于右边杠杆。
因此杠杆左端上翘，右端下沉。
8.B
解析：根据图片可知，动滑轮上承担重力的绳子n=2，
那么作用在杠杆左端的拉力；
根据杠杆的平衡条件得到：F拉×L2=F×OA；
270N×4L=F×3L；
解得：F=360N。
9.C
解析：A.通过改进机械的性能，可以减小额外功，但是不能将其变为零，因为摩擦阻力不可避免，所以所有机械效率都小于100%，故A错误；
B.当时间相同时，做功多的机器，功率一定大，没有限制时间相同，故B错误；
C.功率是表示物体做功快慢的物理量，因此功率大的机器，做功一定快，故C正确；
D.机械效率是表示机械性能好坏的，与做功快慢无关，故D错误。
10.A
解析：当把铝条a放在铁条上时，铁条的重力G铁为阻力，作用在中点，那么阻力臂为：；动力为铝条a的重力Ga，作用在它的中点处，动力臂为
根据杠杆的平衡条件得到：?
?①
当把铝条b放在铁条上时，铁条的重力G铁为阻力，作用在中点，那么阻力臂为：；动力为铝条a的重力Ga，作用在它的中点处，动力臂为
根据杠杆的平衡条件得到：
②
①÷②得到：
③
因为铝条a和b横截面积相等，根据公式G=ρVg=ρShg可知，铝条的重力与长度成正比，
即：
将其袋入③得到：
因为La所以
那么
化简得到：
整理得到：
即：
那么：
AB.如果支点O不动，因为Lb>La，所以肯定后有一部分在O点左侧。与原来相比可知，此时左边重力增大，为了维持平衡，必须减小阻力臂，增大动力臂，即支点向左移动，那么La，故A正确，B错误；
CD.若Lb
La，故C、D错误。
11.D
解析：A.由丁图可知，在0～1s内，物体升高的高度h=0.5m；由乙图可知，0～1s内的拉力F1=550N，
由图甲可知，滑轮组由4段绳子承担物重，
所以绳端移动的距离：s1=4h=4×0.5m=2m，
则拉力F做的功：W1=F1s1=550N×2m=1100J，故A错误；
B.在1～2s内对应的拉力F=500N，这段时间物体升高的高度h=1.5m-0.5m=1m，
则s2=4h=4×1m=4m，
则拉力F做的功：W2=Fs2=500N×4m=2000J，
1～2s内电动机提供的拉力的功率，故B错误；
C.在2～3s内对应的拉力F=500N，
由丙图知这段时间物体升高的高度：h=vt=1m/s×1s=1m，
则s3=4h=4×1m=4m，
则拉力F做的功：W3=Fs3=500N×4m=2000J，
在0～3s内拉力做的总功：W=1100J+2000J+2000J=5100J，
在0～3s内，电动机提供的拉力的功率：；故C错误；
D.在1s～2s内滑轮组的机械效率：；即；
解得：吊篮的总重力G=1800N；
那么动滑轮的重力G动=nF-G=500N×4-1800N=200N，故D正确。
12.C
解析：A.物体B静止在地面上，水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A对它向左的摩擦力相互平衡，即fAB+4N=12N，则fAB=8N；根据相互作用力的知识可知，物体A受到的摩擦力为f=fAB=8N，故A错误；
B.由图知，水平使用滑轮组，承担拉力的绳子段数n=2，拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，
则拉力做功的功率：P=Fv=5N×0.2m/s=1W，故B错误；
C.滑轮组的机械效率：
，
故C正确；
D.若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
13.A
解析：根据图片可知，滑轮组中承担重力的绳子段数n=3；
A.自由端F2移动的距离s=nh=3h1，故A正确；
B.在第一个过程中，拉力F1=G物；在第二个过程里，拉力，即3F2=G物+G动，因此F1<3F2，故B错误；
C.滑轮组的机械效率为：
，故C错误；
D.已知W114.D
解析：A.溢水杯内盛满水，当物体放入后，溢出0.5N的水，
根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力：F浮=G排=0.5N，故A正确不合题意；
B.排开水的体积：；
因为一半浸入水中，
所以物体的体积：V物=2V排=2×5×10-5m3=1×10-4m3；
物体的重力：G=mg=ρ物V物g=0.8×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg=0.8N，
则B端木块C所受的拉力：FB=G-F浮=0.8N-0.5N=0.3N，故B正确不合题意；
C.小球的重力为：G球=m球g=0.3kg×10N/kg=3N，
小球刚放在B端时，B端受到的力为FB=3N+0.3N=3.3N，
根据杠杆平衡条件得出关系式：FA×OA=FB×OB；
FA×0.6m=3.3N×0.4m；解得：FA=2.2N，故C正确不合题意；
D.当A端的拉力为0时，杠杆再次平衡，此时小球到O点距离：
s′=s-OB=vt-OB=v×4s-0.4m，
根据杠杆平衡条件可知：
G球×s′=FB×OB，
即：3N×（v×4s-0.4m）=0.3N×0.4m，
解得：v=0.11m/s，故D错误符合题意。
15.D
解析：A.拉力F做功的功率P=Fv=10N×0.3m/s=3N，故A正确不合题意；
B.物体A做匀速直线运动，它受到向左的滑轮上的拉力、摩擦力和向右的拉力，那么F=f+F滑，即10N=1N+F滑动，那么滑轮上绳子的拉力F滑动=9N。根据nF=G=mg得到：3×0.9N=m×10N/kg，那么物体B的质量为2.7kg，故B正确不合题意；
C.根据公式v=nvB得到，物体B上升的速度，故C正确不合题意；
D.A物体运动1s，那么B物体也运动1s，那么物体B上升的高度hB=vBt=0.1m/s×1s=1m，那么物体B克服重力做功：WB=GBHB=2.7kg×10N/kg×1m=2.7J，故D错误符合题意。
16.A
解析：（1）在溶液达到饱和前，随着蔗糖质量的增大，溶解的蔗糖质量不断增多，液体的密度不断增大。根据公式F浮=ρ液gV排可知，物体受到的浮力不断增大。根据公式FA=G-F浮可知，杠杆A端受到的拉力不断减小。根据杠杆的平衡条件FA×AO=FB×OB可知，B端的拉力F不断减小。
（2）当溶液达到饱和后，溶液的密度不再改变，根据上面的推导过程可知，B端的拉力F保持不变。
二、填空题
17.水平平衡；0.2
解析：装上水后，把塑料放入水中，容器的水面升高一部分，这时塑料对容器底部的力是均匀的，因此整个装置依然平衡；
，所以塑料块在水中处于漂浮状态，浮力等于重力，
18.（1）1.8
（2）3
解析：（1）由公式：，
；
（2）由于杠杆平衡可得：
对金属块进行受力分析可知，金属受向下的重力，向上的浮力F浮和绳子对金属块向上的拉力（与F1是一对相互作用力），三力作用下金属块处于平衡状态。
，
19.省力；7500
解析：（1）在抬车的过程中，将前轮看作支点，车的重力为阻力，阻力臂为L2=1.6m；抬车的动力作用在车尾，动力臂为：L1=2500mm+700mm=3200mm=3.2m。因为动力臂大于阻力臂，所以可将小车看成省力杠杆。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×3.2m=1.5×103kg×10N/kg×1.6m；
解得：F1=7500N。
20.（1）60
（2）50
解析：（1）如下图所示，延长F画出力的作用线，然后过支点作力的作用线的垂线段ON，则F的力臂就是ON，
在Rt△ANO中，∠NAO=30°
所以
那么箱子静止时动力F的力臂是60cm。
（2）当动力F如红色箭头方向时，它与OA垂直，此时动力臂最长，动力最小，
由杠杆平衡条件可得：F'×OA=G×OC，
即F'×120cm=250N×24cm，
解得F'=50N。
21.（1）0.4；5.5
（2）减小
解析：（1）根据杠杆的平衡条件得到：G×OA=G秤砣×OB
m×10N/kg×4cm=0.1kg×10N/kg×16cm
解得：m=0.4kg。
当秤杆处于静止状态时，它受到竖直向上的提力F，竖直向下的秤砣的质量、物体的质量和秤杆、秤钩和秤纽的总重力，
根据二力平衡的知识得到：F=G秤砣+G+G总
即：F=（0.1kg+0.4kg+0.05kg）×10N/kg=5.5N。
（2）称完以后，小金发现使用的秤砣生锈了，那么G秤砣增大了，根据G×OA=G秤砣×OB得到：OB的长度肯定会变小，即称得的质量偏小。
22.（1）匀速
（2）低
（3）3
解析：（1）实验时，应匀速向下拉动弹簧测力计。
（2）根据乙图可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
（3）根据乙图可知，当动滑轮重力为1N时，滑轮组的机械效率为75%；
根据公式得到：；
解得：G=3N。
23.10；4
解析：（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：FA×OA=G2×OC；
FA×20cm=20N×10cm；
解得：FA=10N；
（2）此时G1对地面的压力为：F=pS=2×104Pa×（0.05m×0.05m）=50N；
那么物体G1的重力：G1=F+FA=10N+50N=60N；
当它对地面的压力为零时，杠杆上A的拉力刚好等于它的重力，
根据杠杆的平衡条件得到：G1×OA=G2×OD；
60N×20cm=20N×OD；
解得：OD=60cm；
那么G2运动的路程为：s=OD-OC=60cm-10cm=50cm；
那么G2的速度为：。
24.0.1；3.6
解析：（1）滑轮移动的距离；
滑轮移动的速度；
（2）物体A做匀速直线运动，它受到向右的B施加的摩擦力，地面施加的摩擦力和向左的拉力FA
，
即FA=f地面+fB=10N+8N=18N。
拉力F=nFA=2×18N=36N；
拉力F的功率：P=Fv=36N×0.1m/s=3.6W。
三、实验探究题
25.（1）
（2）无
（3）偏大
解析：（1）根据杠杆的平衡条件得到：G水×L1=G石×L2；
ρ水gV排×L1=ρ石gV×L2；
ρ水×L1=ρ石×L2；
解得：
石块密度
；
（2）采用上述实验方法，筷子粗细不均匀对实验结果无影响；
（3）图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将偏大。
26.（1）左；便于直接在杠杆上测量（读取）力臂
（2）没有考虑杠杆重力对实验的影响或杠杆自重对实验存在影响。
解析：（1）杠杆的右端下沉，那么杠杆的左端轻，右端重，因此平衡螺母应该向左调节。使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止，这样做的目的是便于直接在杠杆上测量（读取）力臂。
（2）于是小组同学利用如图B所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：没有考虑杠杆重力对实验的影响或杠杆自重对实验存在影响。。
27.（1）1；3.6；81%
（2）小；低
（3）平行向上
（4）斜面倾斜角；小车重；控制变量
（5）B
解析：（1）根据表格数据可知，有用功W有=Gh=5×0.2N=1J；
总功W总=Fs=3.6N×1m=3.6J；
机械效率：。
（2）将表格中的数据从下向上看，比较第5列和第1列数据可知，斜面倾斜角θ越小，斜面越省力；
将第5列与第8列比较可知，斜面越省力，斜面的机械效率越低。
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面平行向上。
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面倾斜角不变，斜面的光滑程度不变，只改变小车重，这种研究问题的方法我们称之为控制变量法。
（5）如果不考虑斜面摩擦，那么有用功和总功相等，
那么Fs=Gh；
因此拉力；
因为重力G和s相同，所以拉力F与物体重力成正比，那么图像为一条通过坐标原点的斜线，
28.（1）匀速
（2）74%；1.4
（3）b；c
（4）增加物重；越低
（5）无关
（6）变小
解析：（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计
,
这样测力计示数才等于拉力大小
;
（2）第1次实验测得的滑轮组的机械效率
:
;
由得：；
（3）根据绳端移动距离与物体升高的高度的关系,
第2次实验
,
考虑到钩码的重为6N
,
是用b图做的
;
第4次实验是用c图做的;
（4）由1、2次实验数据可以知道:
使用同一滑轮组,
物体越重,
机械效率越高
;
由1、3次实验数据可以知道:
使用不同的滑轮组,
提升相同的重物,
动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)
,
滑轮组的机械效率越低；
（5）两次实验中的物体上升高度不同，但机械效率相同，所以，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；
（6）若在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，测出的拉力会偏大，根据可知，测出的机械效率会变小。
四、解答题
29.（1）把带筷子的棉线缠绕过滤嘴一周后在筷子上绕几圈，再将筷子沿上下方向拧几圈绑紧棉线，棉线拧的越紧，对滤嘴的压力越大，产生的摩擦力越大，越有利于拧下过滤嘴；
（2）水龙头可以看作一个轮轴，过滤嘴为轴，它与龙头之间的摩擦力为阻力；筷子为轮，手作用在上面的力为动力。因为动力臂大于阻力臂，所以可以起到省力的作用，自然能够轻松拧下来。
解析：根据增大摩擦的方法和杠杆原理分析即可。
30.设OB和OA长度分别为l1和l2，两次的拉力大小为F
根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，可得：
当拉力方向沿BC方向时有：Fl1=Gl2
当拉力方向沿BD方向时有：Fl1cosθ=(G-F浮)l2
由上两式可得：cosθ=
=1-
=1-
=1-
故有：ρ物=
(或表达为ρ物=
)
解析：（1）当拉力沿BC方向时，阻力为物体的重力，动力为F，从O点到A点、B点的长度就是对应的力臂的长度，根据杠杆的平衡条件列出平衡公式；
（2）当拉力沿BD方向时，动力臂的长度根据三角函数计算，即动力臂为
l1cosθ，而阻力此时等于物体的重力和受到的浮力之差，即阻力=
G-F浮，根据杠杆的平衡条件列出平衡公式；
（3）用阿基米德原理将F浮拆开，用密度公式将G拆开，将两个方程联立求解即可。
31.（1）根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，得m1gl1=m2gl2，即：m1l1=m2l2，2kg×5cm=m2×10cm，得m2=1kg
（2）2；4
（3）<
解析：（1）将O点看作杠杆的支点，秤砣的重力看做阻力，OB为阻力臂；物体的重力为动力，动力臂为OA，
根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，
即：m1gl1=m2gl2，
m1OA=m2OB；
2kg×5cm=m2×10cm；
解得：m2=1kg。
（2）因为秤砣在B处平衡时，物体的质量为2kg，所以小金在B处标的刻度应为2kg；
若图中OC=2OB，
根据杠杆的平衡条件得到：G物×OA=G秤砣×OC；
m物g×OA=m秤砣g×OC；
m物×OA=m秤砣×OC；
m物×5cm=1kg×20cm；
解得：m物=4kg；
因此在C处的刻度应为4kg；
（3）根据杠杆的平衡条件得到：
G物×OA=G秤砣×OC'
m物×OA=m秤砣×OC'
当物体的质量m物，OA不变时，秤砣的质量m秤砣增大，那么阻力臂OC'变小，
因此其读数<2kg。
32.（1）改变力的方向
（2）钢丝绳拉力做功的功率：；
（3）滑轮组做的有用功为：W=Gh=0.45×103kg×10N/kg×12m=5.4×104J；
那么滑轮组的机械效率为：。
解析：（1）根据图片可知，滑轮D固定在地面上，不随物体一起移动，为定滑轮，那么它的作用是：改变力的方向；
（2）已知拉力做的功和时间，根据公式计算钢丝绳拉力做功的功率；
（3）首先根据公式W=Gh计算克服重力做的有用功，再根据公式计算滑轮组的机械效率。
33.（1）根据图片可知，承担重物的绳子段数n=3；
那么重物上升的高度为：；
（2）人做的功W=Fs=60N×1.5m=90J；
人做功的功率为：；
（3）根据公式得到：；
解得：G=144N。
（4）动滑轮的重力：G动=nF-G=3×60N-144N=36N。
该滑轮组最大可吊起物体的重力：G物=nF-G动=3×90N-36N=234N。
解析：（1）根据计算重物上升的高度；
（2）首先根据W=Fs计算出人做的功，再根据计算做功的功率；
（3）根据滑轮组的机械效率计算物体的重力，根据G动=nF-G计算出动滑轮的重力；
（4）根据G物=nF-G动计算能够吊起的最大物体。
34.（1）自由端的拉力移动的速度v=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s；
机械的总功率p=Fv=500N×0.6m/s=300W。
（2）整个装置做的有用功W有=Gh=200kg×10N/kg×3m=6000J；
总功为；W总=Fs=500N×（5m×3）=7500J；
那么总机械效率为：。
解析：（1）首先根据v=nv物计算出自由端的拉力移动的速度，然后根据p=Fv计算总功率；
（2）首先根据W有=Gh计算有用功，再根据W总=Fs计算总功，最后根据计算机械效率。
35.（1）解：对A，由力的平衡条件可得，FA＋NA＝GA，即1500N＋NA＝GA……①
已知两物体重力GA＝1.75GB，且NA＝2NB
所以①式可写为1500N＋2NB＝1.75GB……②
对B，由力的平衡条件可得，FB＋NB＝GB，即1000N＋NB＝GB……③
②－③得，500N＋NB＝0.75GB……④
③－④得，500N＝0.25GB，GB＝2000N，则NB＝1000N，GA＝3500N，NA＝2000N。
（2）解：已知绳子自由端的拉力F＝625N，η＝80%，物体B重为2000N，设承担物重的绳子段数为n，则η＝
＝
＝
＝
＝80%，n＝4。
又因为拉力F做功的功率P＝500W，
由P＝＝＝Fv得，绳子自由端运动的速度v绳＝
＝
＝0.8m/s，则物体B匀速上升的速度v＝
v绳＝
×0.8m/s＝0.2m/s。
解析：（1）对物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识得到绳子的拉力FA、地面的支持力NA和重力GA的关系式；同理，对物体B进行受力分析，得到FB、地面的支持力NB和重力GB的关系式。将这两个关系式与两个物体重力之间的关系，支持力之间的关系式联立计算即可；
（2）当物体B匀速上升时，可根据公式?计算出动滑轮上承担重力的绳子段数n。接下来根据公式P=Fv绳计算出绳子自由端的移动速度，最后根据v绳=nv计算物体B上升的速度。
36.（1）解：如答图所示。
（2）解：根据杠杆平衡条件得：F绳×
AO＝G×BO，
即8N×
×(1.6m－0.4m)＝G×0.4m
G＝12N。
（3）解：球的重力G球＝m球g＝0.5kg×10N/kg＝5N
当绳子拉力为0时，设球离O点距离为L球，
则根据杠杆平衡条件得：G球×L球＝G×BO
即：5N×L球＝12N×0.4m
L球＝0.96m＝96cm。
运动时间t＝
＝
＝4.8s。
解析：（1）力臂是从支点到力的作用点的垂线段的长度，据此作出拉力的力臂。
（2）首先根据“30°角所对的直角边等于斜边的一半”计算出动力臂的长度，然后根据杠杆的平衡条件计算出即可；
（3）当绳子的拉力为零时，球的重力与G使杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件计算出此时球到支点O的距离，再根据速度公式计算小球的运动时间。
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精品试卷·第
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