39簡單機(jī)械計算(原卷版+解析)

備戰(zhàn)中考試題解讀第四部分必考解答題39簡單機(jī)械計算一、解答題1．（2021·臺州）是某簡易吊裝機(jī)、其簡化結(jié)構(gòu)如圖乙所示。（1）吊裝機(jī)工作時，頂端定滑輪的作用是。（2）吊裝機(jī)總重為1500牛，其重力作用線通過A點(diǎn)。結(jié)合乙圖數(shù)據(jù)計算，當(dāng)?shù)跹b機(jī)勻速吊起重物時，為防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？（3）吊裝機(jī)在使用時，通常在一定位置壓上配重防止翻倒。將同一配重分別放在圖中D，E，F(xiàn)處時，能達(dá)到最佳防翻效果的是。（4）電動機(jī)的額定功率是1200瓦，正常工作時消耗的電能有75%轉(zhuǎn)化為重物的機(jī)械能。當(dāng)?shù)跹b機(jī)配重足夠時，可在10秒內(nèi)使重物勻速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。2．（2021·寧波）反思是一種良好的學(xué)習(xí)品質(zhì)。（1）一根輕質(zhì)硬棒AB，在力的作用下能繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)在硬棒AB上施加兩個力F1和F2，O點(diǎn)到F1和F2的作用線的距離分別為d1和d2。小寧認(rèn)為，只要滿足F1×d1=F2×d2，則硬棒AB一定保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動。你認(rèn)為小寧的想法正確嗎？請說出你的理由。（2）在“動滑輪”實驗中，小寧通過如圖所示裝置進(jìn)行實驗，得到結(jié)論：使用動滑輪勻速提升物體，豎直向上的拉力F小于物重G。小寧思考后認(rèn)為，即使不計摩擦和繩重，上述結(jié)論要成立，物重G和動滑輪重G動之間也必須滿足一定條件。請你說出這一條件，并予以證明。3．（2021·杭州）已知一根質(zhì)量分布均勻的圓柱體木料質(zhì)量為60kg，體積為0.1m3。問：（1）此木料的密度為多少?（2）如圖所示，甲、乙兩人分別在A點(diǎn)和B點(diǎn)共同扛起此本料并恰好水平，其中AO=OB，O為木料的中點(diǎn)。求此時乙對木料的作用力大小。（3）若在(2)中當(dāng)乙的作用點(diǎn)從B點(diǎn)向O點(diǎn)靠近時，請列式分析此過程中甲對木料作用力大小變化情況。4．（2021·嘉興）健康的生活既要注意平衡膳食，還要積極參加體育鍛煉，如圖所示為可調(diào)式握力器，可用于鍛煉手部肌肉。鍛煉時只要抓住左手柄，用力抓緊使其碰觸右手柄上的計數(shù)按鈕，即算完成一個握力動作。（1）握力器的力度可以通過使用調(diào)節(jié)器移動彈簧下端的位置來改變。現(xiàn)在需要將力度調(diào)小，則應(yīng)該將彈簧下端向(選填“左”或“右”)移。（2）小嘉用平均大小為500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移動6厘米完成一個握力動作，則做功多少焦?（3）小嘉飲用一罐凈含量為330毫升的可樂后，獲得的能量為540千焦。若獲得能量的10%用于握力做功，則消耗這些能量需要完成多少個題(2)中的握力動作?5．（2020·臺州）晾衣架(如圖)給日常生活帶來許多方便，轉(zhuǎn)動手搖器能使橫桿上升或下降（1）安裝在天花板上虛線框內(nèi)的簡單機(jī)械應(yīng)是。（2）使用一段時間后，對手搖器的轉(zhuǎn)軸添加潤滑劑，目的是。（3）將掛在晾衣架上重為20牛的衣服升高1.5米，至少對衣服做多少功?（4）由于使用不當(dāng).造成晾衣架右側(cè)鋼絲繩受損，最多只能承受15牛的力，左側(cè)鋼絲繩能正常使用。晾衣架的橫桿上有11個小孔，相鄰兩孔間的距離均為20厘米?，F(xiàn)準(zhǔn)備將重為20牛的一件衣服掛到水平橫桿的小孔進(jìn)行晾曬，通過計算說明掛在哪些編號的小孔，在側(cè)鋼絲繩會斷裂(橫桿、衣架和鋼絲繩等自重不計)。6．（2020·杭州）桿秤是一種用來測量物體質(zhì)量的工具。小金嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤上不放重物時，將秤砣移至O點(diǎn)提紐處，桿秤恰好水平平衡，于是小金將此處標(biāo)為0刻度。當(dāng)秤盤上放一個質(zhì)量為2kg的物體時，秤砣移到B處，恰好能使桿秤水平平衡測得OA=5cm，OB=10cm。（1）計算秤砣的質(zhì)量（2）小金在B處標(biāo)的刻度應(yīng)為kg。若圖中OC=2OB，則C處的刻度應(yīng)為Kg（3）當(dāng)秤盤上放一個質(zhì)量為2kg的物體時，若換用一個質(zhì)量更大的秤砣，移動秤砣使桿秤再次水平平衡時，其讀數(shù)（選填“<”或“>”)2kg，由此可知一桿杄秤不能隨意更換秤砣7．（2021·南湖模擬）為解決城市停車難的問題，有人設(shè)計了一種圖甲所示的“路邊空中存車亭”，其工作原理如圖乙所示，其中A為存車架，O為桿OB的轉(zhuǎn)動軸，M為牽引鋼絲繩的電動機(jī)。存車時，電動機(jī)牽引鋼絲繩將桿OB拉到一定高度固定；取車時，將桿OB放下使存車架返回地面。請根據(jù)以上信息回答下列問題(忽略O(shè)B的重力和機(jī)械各部分的摩擦力)：（1）圖乙中C是滑輪。（2）若圖甲中汽車的質(zhì)量為1600千克，每個輪胎的觸地面積為0.02平方米，則存車架鋼板能承受的壓強(qiáng)至少要多大?（3）若“存車亭”的電能由遮陽棚上的太陽能光電板提供，太陽能光電板平均每小時每平方米面積吸收太陽能3×105焦，每天能光照10小時，它吸收的太陽能最終有10%能轉(zhuǎn)化為提升汽車和存車架的機(jī)械能(不計下降過程電動機(jī)消耗的電能)，則太陽能光電板的面積至少為多少平方米?(存車汽車平均質(zhì)量為1600千克)“存車亭”的部分?jǐn)?shù)據(jù)項目參數(shù)存車次數(shù)10次/天汽車提升高度3米存車架質(zhì)量600千克8．（2021·越城模擬）如圖所示，質(zhì)量為50kg的小明正在家中做俯臥撐運(yùn)動，可將他的身體視為一個杠桿，A點(diǎn)為身體重心。（1）將身體撐起的過程中，求地面對雙掌的支持力；（2）若雙掌與地面接觸的總面積為3×10-2m-2，求雙手對地面的壓強(qiáng)；（3）若小明在1min內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m，求他做俯臥撐的功率。9．（2021·奉化模擬）如圖甲所示是利用電動機(jī)和滑輪組（圖中未畫出），將實心圓柱體A從水庫底勻速豎直起吊的裝置示意圖．鋼纜繩對A的拉力F1隨時間t變化的圖象如圖乙所示，不計鋼纜繩重、鋼纜繩與滑輪間的摩擦及水的阻力．求：（1）長方體A的體積；（2）長方體A完全離開水面后，電動機(jī)對繩的拉力F為8×103N，滑輪組的機(jī)械效率為75%，求動滑輪的總重力．10．（2021·溫嶺模擬）圖甲為一款常用的掛架，兩端用兩個相同的真空吸盤（內(nèi)部被壓扁后的結(jié)構(gòu)如圖丙）。已知吸盤被壓扁后的橫截面積是40cm2，弧面面積50cm2，用力擠壓吸盤，掛架便可以固定在瓷磚上。（1）掛鉤上掛上一定質(zhì)量的物體，而掛架不會下滑的原因是。（2）AC長1米，掛鉤B距A點(diǎn)0.2米，當(dāng)大氣壓為1.0×105帕?xí)r，任意一個吸盤能承受的最大物重和受到壓力的關(guān)系如圖丁所示，在掛鉤B上最多能掛多重的物體？（掛架厚度、自重不計）（3）下列做法中可以增大掛架承重能力的是。A．墻壁越粗糙越好 B．減小吸盤內(nèi)外的壓強(qiáng)差C．將物體盡量掛在中間 D．選擇橫截面積更大的吸盤11．（2021·鄞州模擬）一種新型井蓋排水系統(tǒng)如圖甲所示，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化示意圖如圖乙所示，排水系統(tǒng)由井蓋、兩個相同杠桿（AOB是其中之一）、容器等組成，AB長度是300mm，AO長度是120mm，井蓋的上表面和側(cè)面都有排水孔，下暴雨時，雨水從排水孔經(jīng)排水管導(dǎo)流到容器中，再從容器底部的排水孔流入下水道由于容器的排水速度較小，當(dāng)容器中的雨水上升到一定高度時，容器下降，拉動杠桿，將井蓋頂起，加速路面排水。當(dāng)容器中的雨水下降到一定高度時，井蓋自動下降蓋住井口，不影響車輛、行人的通行。該井蓋的質(zhì)量是28.8kg，不考慮杠桿的質(zhì)量，不考慮各連接處的摩擦。（1）下暴雨時，杠桿會將井蓋頂起60mm，如圖丙所示。兩個相同杠桿對井蓋至少做了多少功？（2）已知井蓋用密度72×103kg/m3的球墨鑄鐵制成，工程師設(shè)想用強(qiáng)度更高，韌性更好的新材料來制造這種井蓋。若新材料的密度為24×103kg/m3，則換用新材料制造后，每個井蓋的質(zhì)量為多大？（3）某次調(diào)試中，為了節(jié)約用水，調(diào)試人員將容器底部的排水孔全部堵住，測出容器的質(zhì)量是4.6kg，再將容器和杠桿組裝在一起，直接向容器內(nèi)勻速注水，注水120s時球墨鑄鐵做的井蓋剛好被頂起。假設(shè)在任意時刻水對容器的壓力與容器中水的重力大小相等，則每分鐘向容器內(nèi)注水的體積是多少升？12．（2021·溫州模擬）軟質(zhì)液體眼手寶的安全問題被廣泛重視、如圖甲為小明設(shè)計的雙爪溫控暖手寶的工作原理圖：銜鐵可繞脊轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動，銜鐵A點(diǎn)與彈簧相連，B點(diǎn)通過連桿與空氣盒上的活塞相連，空氣盒中密封有一定體積的氣體。閉合開關(guān)S后，發(fā)熱電阻R給袋內(nèi)水加熱，使水溫升高，空氣盒內(nèi)氣體及熱敏電阻R的溫度也隨之升高，當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)定溫度時，銜鐵對彈簧的作用力達(dá)到2牛、觸點(diǎn)斷開，停止加熱。連桿對銜鐵B點(diǎn)的力F1隨溫度T的變化關(guān)系如圖乙，電磁鐵對銜鐵B點(diǎn)的力F2隨電流I的變化關(guān)系如圖丙。已知，OA=1厘米，OB=2厘米，發(fā)熱電阻R的阻值恒為100歐，熱敏電阻Rt的阻值隨水溫的升高而減小，電磁鐵的線圈電阻忽略不計。（1）為實現(xiàn)設(shè)定溫度溫控，加熱過程中，彈簧應(yīng)處于狀態(tài)。(填“拉伸”、“原長”或“壓縮”（2）若暖手寶內(nèi)水的設(shè)定溫度為65℃，則當(dāng)水溫達(dá)到此溫度時，熱敏電阻的阻值為多少歐？（3）如圖丁為某熱敏電阻Rt的阻值隨溫度的變化曲線(t0為設(shè)定溫度)。小明認(rèn)為，將該熱敏電阻替換原電路中的熱敏電阻，可以實現(xiàn)密封空氣盒損壞時，剩余電路仍能保障暖手寶在設(shè)定溫度的溫控保險，請說明其原理。13．（2021·溫州模擬）汽車行業(yè)經(jīng)常用“馬力”來描述車的動力性能。該詞源自18世紀(jì)，瓦特利用一匹馬勻速拉動4500牛的重物(如圖)，該馬在1分鐘內(nèi)將水桶提升了約10米，瓦特便將這匹馬在1秒內(nèi)所做的功稱為1馬力。(不考慮繩重和摩擦)（1）圖中滑輪A的實質(zhì)是。（2）“馬力”實際上是(填物理量的名稱)的單位。（3）某廠生產(chǎn)的太陽能混動汽車在太陽下照射4小時，可在蓄電池中存儲能量約6.75×106焦的能量，以供給汽車行駛所需。該車的最大動力為150馬力，求陽光照射4小時所存儲的能量理想狀態(tài)下可供該車在最大動力下行駛多少時間？14．（2021·慈溪模擬）小科觀察到高速公路進(jìn)出口處設(shè)有測量貨車重力的檢測裝置，他利用學(xué)過的知識設(shè)計了一套測量貨車重力的模擬裝置，其工作原理如圖甲所示。OAB為水平杠桿，OB長1m，O為支點(diǎn)，OA：AB=1：4，平板上物體所受重力大小可以通過電流表讀數(shù)顯示。已知定值電阻R0的阻值為10Ω，壓力傳感器R的阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示。平板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計。（1）當(dāng)電池組電壓U0=12V，平板上物體重力為100N時，電流表的讀數(shù)是多少？（2）電池組用久后電壓變小為U1，此時平板上物體重力為100N時，電流表讀數(shù)為0.3A，求U1。（3）若要使電池組電壓大小為U1時，平板上重為100N的物體對應(yīng)的電流表讀數(shù)和電池組電壓U0=12V的情況下相同，小科認(rèn)為可采取以下其中一種辦法予以解決，試通過計算回答：①其它條件不變，只更換電阻R0，則更換后的電阻大小為。②其它條件不變，只水平調(diào)節(jié)杠桿上觸點(diǎn)A的位置，則應(yīng)如何調(diào)節(jié)？。15．（2021·下城模擬）兩塊質(zhì)量分布均勻的相同長方體木塊甲和乙，重力均為G，長度均為L，如圖疊放，恰好能在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)。（1）乙右端與甲右端之間的最大水平距離為。（2）求乙右端與桌面右端之間的最大水平距離。16．（2021·甌海模擬）溫州地區(qū)常下暴雨，導(dǎo)致水庫水位超過警戒線產(chǎn)生危險。為自動測量水庫水位超出警戒線的高度，小明設(shè)計了一臺簡易水位測量儀，其工作原理如圖甲所示。密度比水大的圓柱體M底面積為10厘米2，物體M和N重力均為40牛，繩子繞過定滑輪把MN兩物體相連，調(diào)節(jié)繩子長度使M的下表面與水庫警戒線相平，輕質(zhì)杠桿OB繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，物體N放在杠桿的B處，OB長102厘米，力敏電阻R1通過A處對杠桿產(chǎn)生支撐，OA長51厘米，力敏電阻R1阻值與所受壓力FA的關(guān)系如表乙所示。電路電源電壓U恒為6伏，R0的阻值不變，在電流表相應(yīng)的位置標(biāo)出水位高度。(杠桿OB自身重力、繩重和摩擦均不計，水的密度ρ水=1.0×103千克/米3)（1）隨著水庫水位超出警戒線的高度變大，電路中的電壓表示數(shù)將(學(xué)法指導(dǎo)：分析愿理，列出思維過程流程圖：浮力變化→B處壓力變化→A處壓力變化→電阻R1變化→電壓表示數(shù)變化)壓力FA(牛)0102030電阻R1(歐)2015105（2）小明對自己制作的簡易水位測量儀進(jìn)行了如下測試并標(biāo)注刻度，請完成相關(guān)問題：①已知圓柱體M還未浸入水中時，電壓表示數(shù)為2伏，則R0的阻值為▲Ω。②當(dāng)某次水位超過警戒線一定高度h，電流表示數(shù)為0.3安。請計算h的高度值？(寫出計算過程)（3）若用這個完成測試的測量儀來測量海水超過警戒線的高度，只通過調(diào)節(jié)物體N在杠桿上放置的位置(其它條件不變)，仍用電流表也能準(zhǔn)確讀出水位高度。則應(yīng)如何調(diào)節(jié)N的位置，并說出理由。(已知ρ海水=1.02×103千克/米3，杠桿平衡條件F1L1=R2L2阿基米德原理F浮=G排液=ρ液gV排)17．（2021·鹿城模擬）圖甲為某品牌堅果開殼器，圖乙為其結(jié)構(gòu)示意圖。該開殼器的工作原理為：用力向下壓手柄可使金屬桿OA繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，帶動連桿BC運(yùn)動(連桿BC可繞B點(diǎn)和C點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動)，從而推動金屬活塞M在金屬套筒內(nèi)水平向右運(yùn)動，使固定在金屬活塞M和金屬塊N之間的堅果受到壓力。當(dāng)壓力增大到一定值時，堅果外殼就會被壓碎。

（1）開殼器使用過程中為了讓堅果不易滑落，其金屬塊與堅果接觸的面刻有花紋，這是通過增大而增大摩擦。（2）若某種堅果碎殼時，作用在其表面的壓力至少20牛，且堅果與金屬塊M間的接觸面積為0.5厘米2，則壓碎該堅果時，金屬塊M對堅果的壓強(qiáng)至少為帕。（3）如圖乙，若某次使用該開殼器對一堅果進(jìn)行碎殼過程中，當(dāng)金屬桿OA從豎直方向繞O點(diǎn)順時針緩慢勻速轉(zhuǎn)動60°時，連桿BC恰好處于水平位置。已知金屬桿OA長20厘米，OB長2厘米，連桿BC長2.5厘米。作用在A點(diǎn)的壓力F1=10牛，且方向始終垂直于金屬桿OA，連桿BC對金屬桿OA作用力F2的方向始終沿BC所在直線方向。求：該過程中連桿BC對金屬桿OA作用力F2大小的范圍。18．（2020·余杭模擬）如圖是工人將重100N的物體勻速放下的過程，已知物體下降的距離為3m，用時2s，工人的拉力為80N，工人質(zhì)量為60kg。（不計繩重及摩擦，g＝10N/kg）（1）求工人放繩的速度。（2）求滑輪組的效率η。（3）當(dāng)工人提升另一重240N的物體時工人對地面的壓力。19．（2020·杭州模擬）小葉想要知道一塊形狀不規(guī)則的塑料泡沫浸沒時所受的浮力大小，身邊只有一個輕質(zhì)滑輪，一把輕質(zhì)硬木刻度尺，一個密度小于水的正方體木塊，一個盛有適量水的水槽和線繩.測量步驟如下：①如圖甲所示，將塑料泡沫和木塊分別掛在刻度尺兩端，使杠桿水平平衡，讀出力臂l1和l2；②用刻度尺測量出正方體的邊長為a，把木塊放入水槽中，如圖乙所示，用刻度尺測出它的下表面到水面的距離為h；③如圖丙所示，用此裝置使塑料泡沫浸沒在水中，并使杠桿水平平衡，讀出力臂l1和l3.請用已給出的符號表示（水的密度用ρ水表示）：（1）木塊的重力G木。（2）塑料泡沫的重力G塑。（3）塑料泡沫受到的浮力。20．（2020·杭州模擬）ABCD為一油桶的截面圖，油桶的高AC為80cm，油桶的直徑CD為60cm，重力為800N，使該油桶繞D點(diǎn)翻轉(zhuǎn)。（1）請在甲圖中依據(jù)最大力臂作出最小推力的示意圖（畫出力臂和力）。（2）求出這個推力的大小。（3）這一過程中推力所做的功至少為多少焦？21．（2021·定海模擬）如圖是工程上用液壓汽車起重機(jī)提起重物的示意圖。C是卷揚(yáng)機(jī)，E為上下可伸縮的支撐桿。工作時，卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動使鋼絲繩帶動A上升。(滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計)（1）重物G的體積為500分米3，重為1.5×104N，若起初是浸沒在水中，則重物在水中受到的浮力有多大?(g=10N/kg)（2）重物被起重機(jī)提出水面后，放置在水平地面上，其與地面的接觸面積為0.5m2，求它對地面的壓強(qiáng)有多大?（3）使用時，A是滑輪。如果以0.4m/s的速度將重物勻速提高2m，則拉力的功率有多大?22．（2020·嘉興）十八世紀(jì)，瓦特發(fā)明的冷凝器蒸汽機(jī)，推動了人類第一次工業(yè)革命。如圖為利用瓦特蒸汽機(jī)提升物體的工作示意圖，蒸汽機(jī)的工作原理為：打開閥門A、關(guān)閉閥門B，高壓蒸汽進(jìn)入汽缸，推動活塞上行。當(dāng)活塞到達(dá)汽缸頂部時，關(guān)閉閥門A、打開閥門B，蒸汽進(jìn)入冷凝器，汽缸內(nèi)壓強(qiáng)減小，活塞下降。如此循環(huán)往復(fù)。（1）蒸汽推動活塞上行過程中，能量轉(zhuǎn)化是。（2）蒸汽機(jī)活塞上行過程與汽油機(jī)的沖程相似。（3）蒸汽機(jī)工作時，汽缸內(nèi)部壓強(qiáng)為1.1×106帕，若活塞面積為0.1米2，則活塞受到蒸汽的壓力是多少？（4）蒸汽機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)動，通過杠桿和定滑輪對重物做功。若物體質(zhì)量為200千克，活塞每次上升高度為0.6米，則活塞上升一次蒸汽機(jī)對物體做了多少有用功？假設(shè)活塞每分鐘向上運(yùn)動100次，該蒸汽機(jī)對物體做有用功的功率為多少？備戰(zhàn)中考試題解讀第四部分必考解答題39簡單機(jī)械計算一、解答題1．（2021·臺州）是某簡易吊裝機(jī)、其簡化結(jié)構(gòu)如圖乙所示。（1）吊裝機(jī)工作時，頂端定滑輪的作用是。（2）吊裝機(jī)總重為1500牛，其重力作用線通過A點(diǎn)。結(jié)合乙圖數(shù)據(jù)計算，當(dāng)?shù)跹b機(jī)勻速吊起重物時，為防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？（3）吊裝機(jī)在使用時，通常在一定位置壓上配重防止翻倒。將同一配重分別放在圖中D，E，F(xiàn)處時，能達(dá)到最佳防翻效果的是。（4）電動機(jī)的額定功率是1200瓦，正常工作時消耗的電能有75%轉(zhuǎn)化為重物的機(jī)械能。當(dāng)?shù)跹b機(jī)配重足夠時，可在10秒內(nèi)使重物勻速上升3米，求所吊重物受到的重力大小?！敬鸢浮浚?）改變力的方向（2）設(shè)物體重為G，動力臂L1=1.25m，阻力為吊裝機(jī)總重，F(xiàn)2=1500N，阻力臂L2=1.5-1.25=0.25m。

根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：GL1=F2L2，

G×1.25m=1500×0.25m，

解得：G=300N。（3）F（4）電機(jī)工作產(chǎn)生的機(jī)械能全部用來使拾升物體，

所以W物=G物h=ηW電；

G物h=ηPt；

G物×3m=75%×1200W×10s；代入數(shù)據(jù)即可解得：G物=3000N?！窘馕觥?1)吊裝機(jī)工作時，頂端定滑輪的作用是改變力的方向。(2)設(shè)物體重為G，動力臂L1=1.25m，阻力為吊裝機(jī)總重，F(xiàn)2=1500N，阻力臂L2=1.5-1.25=0.25m。

根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：GL1=F2L2，

G×1.25m=1500×0.25m，

解得：G=300N。(3)根據(jù)杠桿的平衡條件可知，所加配置為阻力，當(dāng)阻力臂越大的時候，吊裝機(jī)越不容易傾倒，故選F；(4)電機(jī)工作產(chǎn)生的機(jī)械能全部用來使拾升物體，

所以W物=G物h=ηW電；

G物h=ηPt；

G物×3m=75%×1200W×10s；代入數(shù)據(jù)即可解得：G物=3000N。2．（2021·寧波）反思是一種良好的學(xué)習(xí)品質(zhì)。（1）一根輕質(zhì)硬棒AB，在力的作用下能繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)在硬棒AB上施加兩個力F1和F2，O點(diǎn)到F1和F2的作用線的距離分別為d1和d2。小寧認(rèn)為，只要滿足F1×d1=F2×d2，則硬棒AB一定保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動。你認(rèn)為小寧的想法正確嗎？請說出你的理由。（2）在“動滑輪”實驗中，小寧通過如圖所示裝置進(jìn)行實驗，得到結(jié)論：使用動滑輪勻速提升物體，豎直向上的拉力F小于物重G。小寧思考后認(rèn)為，即使不計摩擦和繩重，上述結(jié)論要成立，物重G和動滑輪重G動之間也必須滿足一定條件。請你說出這一條件，并予以證明。【答案】（1）小寧的想法不正確如果硬棒AB在F1的作用下繞固定點(diǎn)O發(fā)生轉(zhuǎn)動的方向，與在F2的作用下繞固定點(diǎn)O發(fā)生轉(zhuǎn)動的方向相同，那么即使F1×d1=F2×d2成立，硬棒AB也不可能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動。（2）條件：物重G大于動滑輪重G動(G>G動)證明過程：在不計繩重和摩擦的情況下，F(xiàn)=G+因為F<G，所以G+G動【解析】（1）力的作用效果與力的大小、作用點(diǎn)和方向有關(guān)。在杠桿中，杠桿平衡需要滿足的條件：①力和力臂的乘積相等；②兩個力使杠桿的轉(zhuǎn)動方向相反，據(jù)此分析解答。

（2）在動滑輪上，承擔(dān)重力的繩子有2段，那么自由端的拉力為F=G+3．（2021·杭州）已知一根質(zhì)量分布均勻的圓柱體木料質(zhì)量為60kg，體積為0.1m3。問：（1）此木料的密度為多少?（2）如圖所示，甲、乙兩人分別在A點(diǎn)和B點(diǎn)共同扛起此本料并恰好水平，其中AO=OB，O為木料的中點(diǎn)。求此時乙對木料的作用力大小。（3）若在(2)中當(dāng)乙的作用點(diǎn)從B點(diǎn)向O點(diǎn)靠近時，請列式分析此過程中甲對木料作用力大小變化情況?！敬鸢浮浚?）解：ρ=mV=（2）解：G=mg=60kg×10N/kg=600N以A為支點(diǎn)，根據(jù)杠桿平衡條件F1×l1=F2×l2得F乙×AB=G即F乙=G×AOAB（3）解：當(dāng)乙的作用點(diǎn)向O點(diǎn)靠近時，此時作用點(diǎn)記為B’以A為支點(diǎn)，根據(jù)杠桿平衡條件：F1×l1=F2×l2得：F×AB’=G×AO即F乙=G×AO/AB’因為AB’減小，而G×AO不變，所以F乙變大而F乙+F甲=G，所以F甲變小【解析】（1）已知質(zhì)量和體積，根據(jù)公式ρ=mV=60kg0.1m3計算木料的密度；

（2）首先根據(jù)G=mg計算出木料的重力，然后將A看做杠桿的支點(diǎn)，木料的重力看做阻力，阻力臂為AO，B點(diǎn)的支持力為動力，動力臂為AB，然后根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2計算乙對木料的作用力。

（3）當(dāng)乙的作用點(diǎn)向O點(diǎn)靠近時，乙的動力臂逐漸減小，根據(jù)杠桿的平衡條件F1×l1=F24．（2021·嘉興）健康的生活既要注意平衡膳食，還要積極參加體育鍛煉，如圖所示為可調(diào)式握力器，可用于鍛煉手部肌肉。鍛煉時只要抓住左手柄，用力抓緊使其碰觸右手柄上的計數(shù)按鈕，即算完成一個握力動作。（1）握力器的力度可以通過使用調(diào)節(jié)器移動彈簧下端的位置來改變?，F(xiàn)在需要將力度調(diào)小，則應(yīng)該將彈簧下端向(選填“左”或“右”)移。（2）小嘉用平均大小為500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移動6厘米完成一個握力動作，則做功多少焦?（3）小嘉飲用一罐凈含量為330毫升的可樂后，獲得的能量為540千焦。若獲得能量的10%用于握力做功，則消耗這些能量需要完成多少個題(2)中的握力動作?【答案】（1）右（2）解：W=Fs=500N×0.06m=30J答：完成一個握手動作做功30J（3）解：540×答：飲用可樂后獲得的能量相當(dāng)于完成握手動作1800次的能量【解析】（1）根據(jù)杠桿的平衡條件分析；

（2）根據(jù)W=Fs計算一個握力動作所做的功；

（3）首先用獲得的能量×10%得到握力做的總功，再用握力做的總功除以一次握力做的功得到次數(shù)。5．（2020·臺州）晾衣架(如圖)給日常生活帶來許多方便，轉(zhuǎn)動手搖器能使橫桿上升或下降（1）安裝在天花板上虛線框內(nèi)的簡單機(jī)械應(yīng)是。（2）使用一段時間后，對手搖器的轉(zhuǎn)軸添加潤滑劑，目的是。（3）將掛在晾衣架上重為20牛的衣服升高1.5米，至少對衣服做多少功?（4）由于使用不當(dāng).造成晾衣架右側(cè)鋼絲繩受損，最多只能承受15牛的力，左側(cè)鋼絲繩能正常使用。晾衣架的橫桿上有11個小孔，相鄰兩孔間的距離均為20厘米?，F(xiàn)準(zhǔn)備將重為20牛的一件衣服掛到水平橫桿的小孔進(jìn)行晾曬，通過計算說明掛在哪些編號的小孔，在側(cè)鋼絲繩會斷裂(橫桿、衣架和鋼絲繩等自重不計)?！敬鸢浮浚?）定滑輪（2）減小摩擦（3）W=Fs=Gh=20?！?.5米=30焦（4）晾衣桿可看作是一個杠桿，左側(cè)繩與晾衣桿的交點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)，l2為懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)的距離根據(jù)杠桿平衡公式：F1×l1=F2×l2可得l2=F1×l掛在9、10、11三個孔上晾曬會損壞晾衣架?！窘馕觥浚?）根據(jù)圖片可知，安裝在天花板內(nèi)的機(jī)械，應(yīng)該能夠旋轉(zhuǎn)，并且它的位置固定不變，因此應(yīng)該是定滑輪。

（2）使用一段時間后，對手搖器的轉(zhuǎn)軸添加潤滑劑，目的是減小摩擦。

（3）至少對衣服做功：W=Fs=Gh=20N×1.5m=30J；

（4）晾衣桿可看作是一個杠桿，左側(cè)繩與晾衣桿的交點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)，l2為懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)的距離；

根據(jù)杠桿平衡公式：F1×l1=F2×l2；

可得：l2=F1×l1F6．（2020·杭州）桿秤是一種用來測量物體質(zhì)量的工具。小金嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤上不放重物時，將秤砣移至O點(diǎn)提紐處，桿秤恰好水平平衡，于是小金將此處標(biāo)為0刻度。當(dāng)秤盤上放一個質(zhì)量為2kg的物體時，秤砣移到B處，恰好能使桿秤水平平衡測得OA=5cm，OB=10cm。（1）計算秤砣的質(zhì)量（2）小金在B處標(biāo)的刻度應(yīng)為kg。若圖中OC=2OB，則C處的刻度應(yīng)為Kg（3）當(dāng)秤盤上放一個質(zhì)量為2kg的物體時，若換用一個質(zhì)量更大的秤砣，移動秤砣使桿秤再次水平平衡時，其讀數(shù)（選填“<”或“>”)2kg，由此可知一桿杄秤不能隨意更換秤砣【答案】（1）根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，得m1gl1=m2gl2，即：m1l1=m2l2，2kg×5cm=m2×10cm，得m2=1kg（2）2；4（3）<【解析】（1）將O點(diǎn)看作杠桿的支點(diǎn)，秤砣的重力看做阻力，OB為阻力臂；物體的重力為動力，動力臂為OA，

根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，

即：m1gl1=m2gl2，

m1OA=m2OB；

2kg×5cm=m2×10cm；

解得：m2=1kg。

（2）因為秤砣在B處平衡時，物體的質(zhì)量為2kg，所以小金在B處標(biāo)的刻度應(yīng)為2kg；

若圖中OC=2OB，

根據(jù)杠桿的平衡條件得到：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處的刻度應(yīng)為4kg；

（3）根據(jù)杠桿的平衡條件得到：

G物×OA=G秤砣×OC'；

m物×OA=m秤砣×OC'；

當(dāng)物體的質(zhì)量m物，OA不變時，秤砣的質(zhì)量m秤砣增大，那么阻力臂OC'變小，

因此其讀數(shù)<2kg。7．（2021·南湖模擬）為解決城市停車難的問題，有人設(shè)計了一種圖甲所示的“路邊空中存車亭”，其工作原理如圖乙所示，其中A為存車架，O為桿OB的轉(zhuǎn)動軸，M為牽引鋼絲繩的電動機(jī)。存車時，電動機(jī)牽引鋼絲繩將桿OB拉到一定高度固定；取車時，將桿OB放下使存車架返回地面。請根據(jù)以上信息回答下列問題(忽略O(shè)B的重力和機(jī)械各部分的摩擦力)：（1）圖乙中C是滑輪。（2）若圖甲中汽車的質(zhì)量為1600千克，每個輪胎的觸地面積為0.02平方米，則存車架鋼板能承受的壓強(qiáng)至少要多大?（3）若“存車亭”的電能由遮陽棚上的太陽能光電板提供，太陽能光電板平均每小時每平方米面積吸收太陽能3×105焦，每天能光照10小時，它吸收的太陽能最終有10%能轉(zhuǎn)化為提升汽車和存車架的機(jī)械能(不計下降過程電動機(jī)消耗的電能)，則太陽能光電板的面積至少為多少平方米?(存車汽車平均質(zhì)量為1600千克)“存車亭”的部分?jǐn)?shù)據(jù)項目參數(shù)存車次數(shù)10次/天汽車提升高度3米存車架質(zhì)量600千克【答案】（1）定滑輪（定）（2）解：F=G=mg=1600千克×10N/kg=16000NS=4×0.02m2=0.08m2P=F/S=16000N/0.08m2=2×105pa答：鋼板能承受的壓強(qiáng)至少為2×105pa（3）解：F=G=(1600+600)千克×10N/kg=22000NW=FS×10=22000N×3×10=660000J3×105J×10×10%×S=660000JS=2.2m2答：太陽能光電板面積至少為2.2m2【解析】（1）固定不動，不隨物體一起移動的滑輪叫定滑輪；和物體一起移動的滑輪叫動滑輪；

（2）首先根據(jù)F=G=mg計算出車架鋼板受到的壓力，再用車胎的觸地面積×4計算出與鋼板的接觸面積，最后根據(jù)公式p=F（3）首先根據(jù)F=G總=（m架+m車）計算車架和汽車的總重力，再根據(jù)W總=Fs×次/天計算出一天所做的功，接下來根據(jù)“電池板每平方米每小時吸收的太陽能×?xí)r間×轉(zhuǎn)化效率×電池板面積=電動機(jī)做功”列出方程，從而計算出電池板的面積即可。8．（2021·越城模擬）如圖所示，質(zhì)量為50kg的小明正在家中做俯臥撐運(yùn)動，可將他的身體視為一個杠桿，A點(diǎn)為身體重心。（1）將身體撐起的過程中，求地面對雙掌的支持力；（2）若雙掌與地面接觸的總面積為3×10-2m-2，求雙手對地面的壓強(qiáng)；（3）若小明在1min內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m，求他做俯臥撐的功率?！敬鸢浮浚?）解：G=mg=50kg×10N/kg=50ONG×L2=F×L1500N×0.9m=F×(0.9m+0.6m)得F=300N（2）解：p=F/S=300N/3×10-2m2=1×104帕（3）解：W1=Fs=Gh=30ON×0.4m=120JP=W/t=30×120J/60s=60W【解析】①根據(jù)圖片可知，腳尖可以看作杠桿的指點(diǎn)O，身體的重力G看作阻力，地面對雙掌的支持力F看作動力。根據(jù)G=mg計算出小明的體重，然后根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2列式計算出地面對雙掌的支持力。（2）雙手對地面的壓力等于地面對雙掌的支持力，根據(jù)公式p=FS計算雙手對地面的壓強(qiáng)。

（3）首先根據(jù)W1=Fs計算出一次做功的大小，再根據(jù)W總=nW1計算出1min內(nèi)做的總功，最后根據(jù)9．（2021·奉化模擬）如圖甲所示是利用電動機(jī)和滑輪組（圖中未畫出），將實心圓柱體A從水庫底勻速豎直起吊的裝置示意圖．鋼纜繩對A的拉力F1隨時間t變化的圖象如圖乙所示，不計鋼纜繩重、鋼纜繩與滑輪間的摩擦及水的阻力．求：（1）長方體A的體積；（2）長方體A完全離開水面后，電動機(jī)對繩的拉力F為8×103N，滑輪組的機(jī)械效率為75%，求動滑輪的總重力．【答案】（1）解：根據(jù)圖乙可知，A未露出水面時所受的拉力F1＝1.4×104N，物體A的重力G＝F2＝2.4×104N；則A未露出水面時受到的浮力：F?。紾﹣F1＝2.4×104N﹣1.4×104N＝1×104N；由F?。溅阉甮V排可得A排開水的體積：V排＝F浮ρ水g＝因為A浸沒在水中，所以A的體積：V＝V排＝1m3答：長方體A的體積為1m3（2）解：A完全離開水面后，滑輪組的機(jī)械效率為75%，此時電動機(jī)對繩的拉力F為8×103N，由公式η＝W有W總＝G?Fs＝n＝GηF＝2.4×不計鋼纜繩重、鋼纜繩與滑輪間的摩擦，由F＝1n（G+G動G動＝4F﹣G＝4×8×103N﹣2.4×104N＝8×103N．答：動滑輪的總重力為8×103N．10．（2021·溫嶺模擬）圖甲為一款常用的掛架，兩端用兩個相同的真空吸盤（內(nèi)部被壓扁后的結(jié)構(gòu)如圖丙）。已知吸盤被壓扁后的橫截面積是40cm2，弧面面積50cm2，用力擠壓吸盤，掛架便可以固定在瓷磚上。（1）掛鉤上掛上一定質(zhì)量的物體，而掛架不會下滑的原因是。（2）AC長1米，掛鉤B距A點(diǎn)0.2米，當(dāng)大氣壓為1.0×105帕?xí)r，任意一個吸盤能承受的最大物重和受到壓力的關(guān)系如圖丁所示，在掛鉤B上最多能掛多重的物體？（掛架厚度、自重不計）（3）下列做法中可以增大掛架承重能力的是。A．墻壁越粗糙越好 B．減小吸盤內(nèi)外的壓強(qiáng)差C．將物體盡量掛在中間 D．選擇橫截面積更大的吸盤【答案】（1）受到摩擦力的作用（2）解：F=pS=1.0×105Pa×0.004m2=400N由圖乙可知，當(dāng)F=400N時，f=240NFA最大時FA=f=240NFA×LAC=FB×LBC240N×1m=FB×0.8mFB=300NG=FB=300N（3）C；D【解析】（1）掛鉤上掛上一定質(zhì)量的物體，而掛架不會下滑的原因是受到摩擦力的作用。

（2）吸盤A受到的大氣壓力：F=pS=1.0×105Pa×0.004m2=400N；

由圖乙可知，當(dāng)F=400N時，吸盤摩擦力f=240N；

此時A處產(chǎn)生的拉力FA最大時，F(xiàn)A=f=240N；

根據(jù)杠桿的平衡條件得到：FA×LAC=FB×LBC；

240N×1m=FB×（1m-0.2m）；

解得：FB=300N；

則B處所掛物體的最大重力：G=FB=300N。（3）A.吸盤與墻壁之間的摩擦為靜摩擦力，它的大小與接觸面的粗糙程度無關(guān)，故A錯誤；

B.減小吸盤內(nèi)外的壓強(qiáng)差，那么吸盤受到的壓強(qiáng)減小，受到摩擦力減小，會使承重能力減小，故B錯誤；

C.將物體掛在中間時，物體重力產(chǎn)生拉力的力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，此時所掛物體的重力可以增大，故C正確；

D.根據(jù)F=pS可知，吸盤的橫截面積越大，它受到的大氣壓力越大，吸盤受到的摩擦力越大，掛架的承重能力越大，故D正確。

故選CD。11．（2021·鄞州模擬）一種新型井蓋排水系統(tǒng)如圖甲所示，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化示意圖如圖乙所示，排水系統(tǒng)由井蓋、兩個相同杠桿（AOB是其中之一）、容器等組成，AB長度是300mm，AO長度是120mm，井蓋的上表面和側(cè)面都有排水孔，下暴雨時，雨水從排水孔經(jīng)排水管導(dǎo)流到容器中，再從容器底部的排水孔流入下水道由于容器的排水速度較小，當(dāng)容器中的雨水上升到一定高度時，容器下降，拉動杠桿，將井蓋頂起，加速路面排水。當(dāng)容器中的雨水下降到一定高度時，井蓋自動下降蓋住井口，不影響車輛、行人的通行。該井蓋的質(zhì)量是28.8kg，不考慮杠桿的質(zhì)量，不考慮各連接處的摩擦。（1）下暴雨時，杠桿會將井蓋頂起60mm，如圖丙所示。兩個相同杠桿對井蓋至少做了多少功？（2）已知井蓋用密度72×103kg/m3的球墨鑄鐵制成，工程師設(shè)想用強(qiáng)度更高，韌性更好的新材料來制造這種井蓋。若新材料的密度為24×103kg/m3，則換用新材料制造后，每個井蓋的質(zhì)量為多大？（3）某次調(diào)試中，為了節(jié)約用水，調(diào)試人員將容器底部的排水孔全部堵住，測出容器的質(zhì)量是4.6kg，再將容器和杠桿組裝在一起，直接向容器內(nèi)勻速注水，注水120s時球墨鑄鐵做的井蓋剛好被頂起。假設(shè)在任意時刻水對容器的壓力與容器中水的重力大小相等，則每分鐘向容器內(nèi)注水的體積是多少升？【答案】（1）解：G=mg=28.8kg×10N/kg=288NW=G?=288N×0.06m=17.28J（2）解：V=m/ρ=28.8kg/7.2×m（3）解：取一側(cè)的杠桿進(jìn)行分析，當(dāng)杠桿剛好被撬動時：F1/2G×144N×0.12m=FGm水的體積V注水速度V12．（2021·溫州模擬）軟質(zhì)液體眼手寶的安全問題被廣泛重視、如圖甲為小明設(shè)計的雙爪溫控暖手寶的工作原理圖：銜鐵可繞脊轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動，銜鐵A點(diǎn)與彈簧相連，B點(diǎn)通過連桿與空氣盒上的活塞相連，空氣盒中密封有一定體積的氣體。閉合開關(guān)S后，發(fā)熱電阻R給袋內(nèi)水加熱，使水溫升高，空氣盒內(nèi)氣體及熱敏電阻R的溫度也隨之升高，當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)定溫度時，銜鐵對彈簧的作用力達(dá)到2牛、觸點(diǎn)斷開，停止加熱。連桿對銜鐵B點(diǎn)的力F1隨溫度T的變化關(guān)系如圖乙，電磁鐵對銜鐵B點(diǎn)的力F2隨電流I的變化關(guān)系如圖丙。已知，OA=1厘米，OB=2厘米，發(fā)熱電阻R的阻值恒為100歐，熱敏電阻Rt的阻值隨水溫的升高而減小，電磁鐵的線圈電阻忽略不計。（1）為實現(xiàn)設(shè)定溫度溫控，加熱過程中，彈簧應(yīng)處于狀態(tài)。(填“拉伸”、“原長”或“壓縮”（2）若暖手寶內(nèi)水的設(shè)定溫度為65℃，則當(dāng)水溫達(dá)到此溫度時，熱敏電阻的阻值為多少歐？（3）如圖丁為某熱敏電阻Rt的阻值隨溫度的變化曲線(t0為設(shè)定溫度)。小明認(rèn)為，將該熱敏電阻替換原電路中的熱敏電阻，可以實現(xiàn)密封空氣盒損壞時，剩余電路仍能保障暖手寶在設(shè)定溫度的溫控保險，請說明其原理。【答案】（1）拉伸（2）解：F1I2=F2I3F1×2cm=2N×1cmF2=1N據(jù)圖知，當(dāng)T=65℃時，金屬桿對銜鐵的作用力F1為0.8N；F2=1N-0.8N=0.2N據(jù)圖知，當(dāng)F2=0.2N時，I=2A；R總=U/I=220V/2A=110ΩR1=110Ω-100Ω=10Ω（3）解：當(dāng)空氣盒損壞，溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，雖然此時電磁鐵對銜鐵的磁力作用達(dá)不到要求值，電路仍處于連通狀態(tài)，但由于溫度高于設(shè)定值后，熱敏電阻阻值急劇增大，使通過電熱絲R的電流大大減小，根據(jù)Q=IRt可知，單位時間內(nèi)產(chǎn)熱盤減少，從而使溫度維持在設(shè)定溫度。【解析】（1）根據(jù)圖甲可知，當(dāng)溫度升高時，空氣盒里面氣體體積膨脹，向左推動連桿；熱敏電阻的阻值減小，通過電磁鐵的電流增大，則電磁鐵對B向左的引力增大，這兩個因素都會造成彈簧被拉長，即處于拉伸狀態(tài)；

（2）OAB為杠桿，支點(diǎn)為O，可將彈簧的拉力看作阻力，阻力臂為OA；B點(diǎn)的作用力為動力，動力臂為OB，再根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2計算空氣盒對B點(diǎn)的作用力。接下來根據(jù)乙圖確定65℃時金屬桿對銜鐵的作用力，然后根據(jù)二力平衡計算出電磁鐵對B點(diǎn)的作用力，再根據(jù)丙圖確定此時通過電路的電流。接下來根據(jù)公式R總=UI計算總電阻，最后根據(jù)計算出此時熱敏電阻R13．（2021·溫州模擬）汽車行業(yè)經(jīng)常用“馬力”來描述車的動力性能。該詞源自18世紀(jì)，瓦特利用一匹馬勻速拉動4500牛的重物(如圖)，該馬在1分鐘內(nèi)將水桶提升了約10米，瓦特便將這匹馬在1秒內(nèi)所做的功稱為1馬力。(不考慮繩重和摩擦)（1）圖中滑輪A的實質(zhì)是。（2）“馬力”實際上是(填物理量的名稱)的單位。（3）某廠生產(chǎn)的太陽能混動汽車在太陽下照射4小時，可在蓄電池中存儲能量約6.75×106焦的能量，以供給汽車行駛所需。該車的最大動力為150馬力，求陽光照射4小時所存儲的能量理想狀態(tài)下可供該車在最大動力下行駛多少時間？【答案】（1）等臂杠桿（2）功率（3）解：W=Fs=4500N×10m=45000JP=W/t=45000J/60g=750wt=W/P=6.75×106J/(750w×150)=60s【解析】（1）跟隨物體一起移動的為動滑輪，不跟隨物體一起移動的為定滑輪，然后根據(jù)它們的本質(zhì)解答；

（2）功率是用來表示物體做功快慢的物理量；

（3）首先根據(jù)W=Fs計算出馬做的功，然后根據(jù)P=Wt計算出馬做功的功率，從而找到1馬力和W之間的關(guān)系，最后根據(jù)14．（2021·慈溪模擬）小科觀察到高速公路進(jìn)出口處設(shè)有測量貨車重力的檢測裝置，他利用學(xué)過的知識設(shè)計了一套測量貨車重力的模擬裝置，其工作原理如圖甲所示。OAB為水平杠桿，OB長1m，O為支點(diǎn)，OA：AB=1：4，平板上物體所受重力大小可以通過電流表讀數(shù)顯示。已知定值電阻R0的阻值為10Ω，壓力傳感器R的阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示。平板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計。（1）當(dāng)電池組電壓U0=12V，平板上物體重力為100N時，電流表的讀數(shù)是多少？（2）電池組用久后電壓變小為U1，此時平板上物體重力為100N時，電流表讀數(shù)為0.3A，求U1。（3）若要使電池組電壓大小為U1時，平板上重為100N的物體對應(yīng)的電流表讀數(shù)和電池組電壓U0=12V的情況下相同，小科認(rèn)為可采取以下其中一種辦法予以解決，試通過計算回答：①其它條件不變，只更換電阻R0，則更換后的電阻大小為。②其它條件不變，只水平調(diào)節(jié)杠桿上觸點(diǎn)A的位置，則應(yīng)如何調(diào)節(jié)？?！敬鸢浮浚?）解：由杠桿平衡條件可知，當(dāng)F=100NFA·OA=FB·OB100N·OA=FB·OB由題意可知OA：AB=1：4OA：OB=1：5FB=20N由R的阻值隨所受壓力，變化關(guān)系圖像得R1=20Ω由歐姆定律得I=U0答：電流表的讀數(shù)為0.4A。（2）解：U1=IR總=I(R1+R0)=0.3A×(20Ω+10Ω)=9V答：U1的大小9V。（3）2.5Ω；將觸點(diǎn)A向左移動3cm【解析】（1）首先根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2計算出B點(diǎn)對壓力傳感器的壓力，再根據(jù)乙圖確定此時壓敏電阻的阻值，接下來根據(jù)R總=R1+R0計算出總電阻，最后根據(jù)I=U（2）已知電阻和電流，根據(jù)公式U1=IR總=I(R1+R0)計算出電源電壓。（3）①首先根據(jù)歐姆定律計算出電源電壓為9V，電流為0.4A時的總電阻，再根據(jù)R0'=R總'-R

1計算出更換后電阻大小即可；

②首先用R1'=R總'-R0計算出此時壓敏電阻的阻值，再根據(jù)乙圖確定此時壓力傳感器受到的壓力，接下來再根據(jù)杠桿的平衡條件計算出OA'，最后將它與OA相減即可。

【解答】（2）①電源電壓為9V，電流為0.4A時的總電阻為：R總'=U總'I=9V0.4A=22.5Ω；

此時更換后電阻的阻值：R0'=R總'-R1=22.5Ω-20Ω=2.5Ω。

②此時壓敏電阻的阻值為：R1'=R總'-R0=22.5Ω-10Ω=12.5Ω；

根據(jù)乙圖可知，此時壓力傳感器受到的壓力為23N；

根據(jù)杠桿的平衡條件得到：F15．（2021·下城模擬）兩塊質(zhì)量分布均勻的相同長方體木塊甲和乙，重力均為G，長度均為L，如圖疊放，恰好能在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)。（1）乙右端與甲右端之間的最大水平距離為。（2）求乙右端與桌面右端之間的最大水平距離?！敬鸢浮浚?）L/2（2）解：當(dāng)乙伸出甲的長度達(dá)最大時，設(shè)甲伸出桌子右端最大長度為L2。根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2有G（L/2-L2）=GL2則L2=L/4故有L3=L1+L2=L/2+L/4=3L/4【解析】（1）根據(jù)圖片可知，乙的重力作用在它長度的1/2處。當(dāng)它向右移動時，只要重力作用線通過甲，乙就能保持平衡。當(dāng)乙的重力作用線超過甲的右邊緣時，乙就會從上面掉下來，因此乙相對甲能夠伸出的最大長度為L/2，那么乙右端與甲右端之間的最大水平距離為：L?L2=L2。

（2）當(dāng)乙伸出甲的長度達(dá)最大時，設(shè)甲伸出桌子右端最大長度為L2。

那么甲的重力的力臂為：L2?L2；乙的重力的力臂為L2；

根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2得到：

G（L2?L2）=G16．（2021·甌海模擬）溫州地區(qū)常下暴雨，導(dǎo)致水庫水位超過警戒線產(chǎn)生危險。為自動測量水庫水位超出警戒線的高度，小明設(shè)計了一臺簡易水位測量儀，其工作原理如圖甲所示。密度比水大的圓柱體M底面積為10厘米2，物體M和N重力均為40牛，繩子繞過定滑輪把MN兩物體相連，調(diào)節(jié)繩子長度使M的下表面與水庫警戒線相平，輕質(zhì)杠桿OB繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，物體N放在杠桿的B處，OB長102厘米，力敏電阻R1通過A處對杠桿產(chǎn)生支撐，OA長51厘米，力敏電阻R1阻值與所受壓力FA的關(guān)系如表乙所示。電路電源電壓U恒為6伏，R0的阻值不變，在電流表相應(yīng)的位置標(biāo)出水位高度。(杠桿OB自身重力、繩重和摩擦均不計，水的密度ρ水=1.0×103千克/米3)（1）隨著水庫水位超出警戒線的高度變大，電路中的電壓表示數(shù)將(學(xué)法指導(dǎo)：分析愿理，列出思維過程流程圖：浮力變化→B處壓力變化→A處壓力變化→電阻R1變化→電壓表示數(shù)變化)壓力FA(牛)0102030電阻R1(歐)2015105（2）小明對自己制作的簡易水位測量儀進(jìn)行了如下測試并標(biāo)注刻度，請完成相關(guān)問題：①已知圓柱體M還未浸入水中時，電壓表示數(shù)為2伏，則R0的阻值為▲Ω。②當(dāng)某次水位超過警戒線一定高度h，電流表示數(shù)為0.3安。請計算h的高度值？(寫出計算過程)（3）若用這個完成測試的測量儀來測量海水超過警戒線的高度，只通過調(diào)節(jié)物體N在杠桿上放置的位置(其它條件不變)，仍用電流表也能準(zhǔn)確讀出水位高度。則應(yīng)如何調(diào)節(jié)N的位置，并說出理由。(已知ρ海水=1.02×103千克/米3，杠桿平衡條件F1L1=R2L2阿基米德原理F浮=G排液=ρ液gV排)【答案】（1）變大(或先變大后不變)（2）①10歐。(解：M還沒浸入水時，F(xiàn)B=40牛-40牛=0牛，F(xiàn)A=0牛：根據(jù)圖可知R1=20ΩU1=6V-2V=4V；I1=U1/R1=4V/20Ω=0.2A；R0=U0/I0=2伏/0.2安=10歐，，不需要計算)②水位超過警戒線高度h時，R總=U/l=6伏/0.3安=20歐，則R1=R總-R0=20歐-10歐=10歐，由圖得FA=20牛，F(xiàn)1×L1=F2×L2FB×102厘米=20×51厘米；FB=10牛圓柱體M受到的浮力F浮=10牛；F浮=ρ液gV排V排=F浮/ρ液g=10牛/1×103kg/m3×10Nkg=1×103m3h=1×10-3m3/10×10-4m2=1m（3）N放在杠桿B的右邊100厘米處。在湖水和海水水位高度相同的情況下，電流表示數(shù)相同，則電路壓敏電阻相同，A處壓力相同，F(xiàn)A×OA=FB×L2FA和OA不變，壓力大小等于物體M的浮力大小，海水密度變?yōu)樗拿芏鹊?.02倍，浮力變?yōu)?.02倍，則力臂要減小到原來的1/1.02，力臂為100cm．(定量回答)則電路壓敏電阻相同，A處壓力相同，F(xiàn)A×OA=FB×L2FA和OA不變，海水密度變大，浮力變大，則力臂要減小。(定性回答)N放在杠桿B的右邊。(只有判斷，沒理由)【解析】（1）根據(jù)甲圖可知，M和N的重力相等，當(dāng)M不受浮力時，N對B處的壓力為零。當(dāng)水位超過警戒線后，M受到浮力，于是N會對B產(chǎn)生壓力，壓力的大小正好等于M受到的浮力。首先根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析M受到浮力的變化，進(jìn)而得到B處壓力的變化，再根據(jù)杠桿的平衡條件判斷A處壓力的變化，接下來確定壓敏電阻R1的阻值變化，根據(jù)歐姆定律分析電流變化，根據(jù)U=IR分析電壓表的示數(shù)變化即可。

（2）①圓柱體M還未浸入水中時，B處不受壓力，此時壓敏電阻R1=20Ω，首先根據(jù)U1=U總-U0計算出R1兩端的電壓，再根據(jù)I1=U1R1計算出通過電路的電流，最后跟機(jī)R0=U0I0計算即可；

②首先根據(jù)R總=Ul計算出此時的總電阻，再根據(jù)R1=R【解答】（1）隨著水庫水位超出警戒線的高度變大，M排開水的體積不斷增大，根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，M受到的浮力增大，那么N對B處的壓力增大，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，杠桿對壓敏電阻R1的壓力增大，它的阻值變小。根據(jù)歐姆定律可知，此時通過電路的電流變大，根據(jù)U=IR可知，電壓表的示數(shù)將變大。17．（2021·鹿城模擬）圖甲為某品牌堅果開殼器，圖乙為其結(jié)構(gòu)示意圖。該開殼器的工作原理為：用力向下壓手柄可使金屬桿OA繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，帶動連桿BC運(yùn)動(連桿BC可繞B點(diǎn)和C點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動)，從而推動金屬活塞M在金屬套筒內(nèi)水平向右運(yùn)動，使固定在金屬活塞M和金屬塊N之間的堅果受到壓力。當(dāng)壓力增大到一定值時，堅果外殼就會被壓碎。

（1）開殼器使用過程中為了讓堅果不易滑落，其金屬塊與堅果接觸的面刻有花紋，這是通過增大而增大摩擦。（2）若某種堅果碎殼時，作用在其表面的壓力至少20牛，且堅果與金屬塊M間的接觸面積為0.5厘米2，則壓碎該堅果時，金屬塊M對堅果的壓強(qiáng)至少為帕。（3）如圖乙，若某次使用該開殼器對一堅果進(jìn)行碎殼過程中，當(dāng)金屬桿OA從豎直方向繞O點(diǎn)順時針緩慢勻速轉(zhuǎn)動60°時，連桿BC恰好處于水平位置。已知金屬桿OA長20厘米，OB長2厘米，連桿BC長2.5厘米。作用在A點(diǎn)的壓力F1=10牛，且方向始終垂直于金屬桿OA，連桿BC對金屬桿OA作用力F2的方向始終沿BC所在直線方向。求：該過程中連桿BC對金屬桿OA作用力F2大小的范圍。【答案】（1）接觸面的粗糙程度（2）4×106（3）該過程中連桿BC對金屬桿OA作用力F2大小的范圍是100?！?00牛?！窘馕觥浚?）開殼器使用過程中為了讓堅果不易滑落，其金屬塊與堅果接觸的面刻有花紋，這是通過增大接觸面的粗糙程度而增大摩擦。

（2）金屬塊M對堅果的壓強(qiáng)p=FS=20N0.5×10?4m2=4×106Pa；

（3）在OA轉(zhuǎn)動的過程中，當(dāng)連桿BC與OA垂直時，此時F2的力臂最長，此時F2最??；

根據(jù)杠桿的平衡條件得到：F2×OB=F1×OA；

F2×2cm=10N×20cm；

解得：F2=100N；

當(dāng)OA轉(zhuǎn)過60°后，連桿BC與OA的夾角為：90°-60°=30°，

此時F2的力臂為L2=OB×sin30°=2cm×18．（2020·余杭模擬）如圖是工人將重100N的物體勻速放下的過程，已知物體下降的距離為3m，用時2s，工人的拉力為80N，工人質(zhì)