專題10杠桿滑輪機(jī)械效率

2022年中考物理二輪復(fù)習(xí)專題提升練習(xí)杠桿、滑輪、機(jī)械效率姓名：________學(xué)校：________班級：________題型選擇題填空題作圖題實(shí)驗(yàn)題計(jì)算題總計(jì)題數(shù)1510501040一、選擇題（共15小題）：1．生活中處處有物理，下列說法錯誤的是（）A．甲圖鉗子是省力杠桿 B．乙圖破窗錘的敲擊端做成錐狀是利用減小受力面積來增大壓強(qiáng) C．丙圖自行車剎車時(shí)用力捏車閘是通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力 D．丁圖在火車站站臺候車時(shí)，人必須站在安全線以外，是為了避免列車駛過時(shí)空氣流速增大壓強(qiáng)減小造成的危險(xiǎn)【答案】C【解析】解：A、鉗子在使用時(shí)，動力臂大于阻力臂，為省力杠桿，故A正確；B、破窗錘的敲擊端做成錐狀，是通過減小受力面積來增大壓強(qiáng)，故B正確；C、騎共享單車剎車時(shí)用力捏車閘，是在接觸面粗糙程度一定時(shí)，通過增大壓力來增大摩擦力，故C錯誤；D、當(dāng)列車駛進(jìn)站臺時(shí)，會帶動人和車之間的空氣流動速度加快，根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可知：安全線以內(nèi)的地方空氣流速增大，壓強(qiáng)減小，而此時(shí)人外側(cè)的空氣流動速度慢，根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可知，人外側(cè)空氣流速慢壓強(qiáng)大，而內(nèi)側(cè)流速快壓強(qiáng)小，會產(chǎn)生一個向內(nèi)側(cè)的壓強(qiáng)差，將人推向火車，易出現(xiàn)危險(xiǎn)，故D正確。故選：C。2．小明自制的桿秤如圖所示，O為桿秤提紐，不掛重物和秤砣時(shí)，手提提紐桿秤可水平平衡。用它稱一物體，已知秤砣質(zhì)量m＝0.2kg，OA＝8cm，當(dāng)OB＝40cm時(shí)，桿秤水平平衡，則物體的質(zhì)量為（）A．1.0kg B．0.8kg C．0.6kg D．0.4kg【答案】A【解析】解：桿秤繞提紐O轉(zhuǎn)動，所以點(diǎn)O是桿秤的支點(diǎn)，作用在A處的力使桿秤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，由于桿秤水平平衡，其力臂是OA，作用在B處的力使桿秤順時(shí)針轉(zhuǎn)動，其力臂是OB；根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2，可知，m物g×OA＝m秤砣g×OB，即m物×8cm＝0.2kg×40cm，解得m物＝1kg，故A正確，B、C、D錯誤。故選：A。3．如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，OA＝AB，用細(xì)線將重物懸掛在A點(diǎn)，在B點(diǎn)作用豎直向上的拉力F，則在保持杠桿水平靜止的情況下（）A．拉力F的大小為物重的2倍 B．當(dāng)懸掛點(diǎn)左移時(shí)，F(xiàn)將減小 C．若F改為沿圖中虛線方向施力，F(xiàn)將增大 D．若物重增加2N，F(xiàn)的大小也增加2N【答案】C【解析】解：A、由圖可知，OA＝AB，阻力的力臂為動力力臂的一半，根據(jù)杠桿的平衡條件F×OB＝G×OA可知，拉力F的大小為物重的二分之一，故A錯誤；B、當(dāng)懸掛點(diǎn)左移時(shí)，動力臂、阻力不變，阻力臂變大，則動力F將變大，故B錯誤；C、保持杠桿在水平位置平衡，將拉力F轉(zhuǎn)至虛線位置時(shí)，拉力的力臂變小，因?yàn)樽枇εc阻力臂不變，由杠桿的平衡條件可知，拉力變大，故C正確；D、若物重增加2N，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)的變化量為2N×1故選：C。4．如圖是小華在勞動教育實(shí)踐活動中體驗(yàn)中國傳統(tǒng)農(nóng)耕“舂稻谷”的示意圖。小華若要更省力，下列做法可行的是（）A．支點(diǎn)不動，腳在桿上的位置前移 B．將支點(diǎn)靠近人，腳在桿上的位置不動 C．將支點(diǎn)靠近人，同時(shí)腳在桿上的位置前移 D．將支點(diǎn)遠(yuǎn)離人，同時(shí)腳在桿上的位置后移【答案】D【解析】解：A、支點(diǎn)不動，腳在桿上的位置前移，此時(shí)阻力、阻力臂不變，動力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力變大，不能省力，故A錯誤；B、將支點(diǎn)靠近人，腳在桿上的位置不動，此時(shí)阻力不變，阻力臂變大，動力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力變大，不能省力，故B錯誤；C、將支點(diǎn)靠近人，同時(shí)腳在桿上的位置前移，阻力不變，阻力臂變大，動力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力變大，不能省力，故C錯誤；D、將支點(diǎn)遠(yuǎn)離人，同時(shí)腳在桿上的位置后移，阻力不變，阻力臂變小，動力臂變大，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力變小，能省力，故D正確。故選：D。5．如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動，在木桿的右端施加一個始終垂直于木桿的作用力F，使木桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到OB位置的過程中，力F的大小將（）A．先變大，后變小 B．先變小，后變大 C．一直是變大的 D．一直是變小的【答案】A【解析】解：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2分析，將杠桿緩慢地由最初位置拉到水平位置時(shí)，動力臂不變，阻力為杠桿的重力，也不變，阻力臂變大，所以動力變大。當(dāng)杠桿從水平位置拉到最終位置時(shí)，動力臂不變，阻力不變，阻力臂變小，所以動力變小。故F先變大后變小。故A正確，BCD錯誤。故選：A。6．如圖所示，是我國古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理（如圖所示），此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)，有關(guān)它的說法錯誤的是（）A．“標(biāo)”“本”表示力臂，“權(quán)”“重”表示力 B．“權(quán)”“重”增加相同的質(zhì)量，A端會上揚(yáng) C．增大“重”時(shí)，應(yīng)把“權(quán)”向A端適當(dāng)移動 D．若將提紐O向B端移動一些，桿秤測量范圍變大【答案】B【解析】解：A、根據(jù)杠桿的五要素并結(jié)合圖可知，“標(biāo)”“本”表示力臂，“權(quán)”“重”表示力，故A正確；B、設(shè)增加的質(zhì)量為Δm，由圖可知，杠桿平衡時(shí)“標(biāo)”大于“本”，則Δmד標(biāo)”＞Δmד本”即“權(quán)+Δm”ד標(biāo)”＞“重+Δm”ד本”，故B錯誤；C、在“權(quán)”不變時(shí)，“重”增大，需要“標(biāo)”增大，即把“權(quán)”向A端適當(dāng)移動，故C正確；D、將提紐O向B端移動一些，“標(biāo)”增大，則“權(quán)”和“標(biāo)”的乘積增大，而“本”變小，由杠桿平衡可知“重”增大，即桿秤測量范圍增大，故D正確。故選：B。7．現(xiàn)有史籍中最早討論滑輪的是《墨經(jīng)》。書中將向上提舉重物的力稱為“挈”，將自由往下降落稱為“收”，將整個滑輪稱為“繩制”（圖1）?，F(xiàn)分別用甲、乙兩個力替代“收”（圖2），使重物在相同的時(shí)間內(nèi)勻速上升相同高度。不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．使用這個滑輪能省力 B．甲拉力大小等于乙拉力大小 C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功 D．甲拉力使繩自由端移動的速度小于乙拉力使繩自由端移動的速度【答案】B【解析】解：A、由圖可知，圖中的滑輪是定滑輪，使用定滑輪只能改變力的方向，不能省力，故A錯誤；B、定滑輪是等臂杠桿，由于阻力和阻力臂不變，動力臂都等于滑輪的半徑，即甲、乙拉力的力臂相等，根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2，可知，甲拉力大小等于乙拉力的大小，故B正確C、由題意可知，重物上升的距離相同；在使用定滑輪中，繩子移到的距離等于重物上升的距離；由于甲、乙拉力大小相等，根據(jù)W＝Fs可知甲、乙拉力做功的大小相等，故C錯誤；D、由題意可知，重物在相同時(shí)間內(nèi)上升的距離相同，即重物上升的速度相同；在使用定滑輪中，繩子移動的距離等于重物上升的距離，繩子移動的時(shí)間和重物上升的時(shí)間相同，根據(jù)v=s故選：B。8．如圖用40N的拉力F水平拉著重為100N的物體在水平路面上勻速移動3m的距離。物體所受摩擦力為60N，則（）A．總功為300J B．有用功為240J C．額外功為60J D．機(jī)械效率為80%【答案】C【解析】解：A、使用動滑輪拉力端移動距離：s＝2s物＝2×3m＝6m，拉力做的總功：W總＝Fs＝40N×6m＝240J，故A錯誤；B、使用動滑輪做的有用功等于克服物體受摩擦力做的功：W有＝fs物＝60N×3m＝180J，故B錯誤；C、額外功W額＝W總﹣W有＝240J﹣180J＝60J，故C正確；D、機(jī)械效率η=W有用W故選：C。9．如圖所示，用F＝10N的拉力使重物勻速上升0.1m，已知物體的重力為27N（忽略繩子與滑輪的摩擦及繩子的重力），下列說法正確的是（）A．繩子末端移動的距離是0.2m B．拉力做的功是2.7J C．滑輪組的機(jī)械效率是90% D．動滑輪的重力是1N【答案】C【解析】解：A、由圖知n＝3，則繩子末端移動的距離：s＝3h＝3×0.1m＝0.3m，故A錯誤；B、拉力做的總功：W總＝Fs＝10N×0.3m＝3J，故B錯誤；C、有用功為：W有用＝Gh＝27N×0.1m＝2.7J；機(jī)械效率為：η=WD、拉力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝3J﹣2.7J＝0.3J；不計(jì)繩重和滑輪的摩擦，由W額＝G動h可得，動滑輪的重力：G動=W故選：C。10．甲裝置中，空吊籃A重25N，B處繩子承受的拉力足夠大，C處繩子承受的最大拉力為100N。小壯將A提升到高處，施加拉力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙，A上升速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙。忽略繩重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（）A．動滑輪所受的重力為15N B．第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為30J C．此裝置最多能勻速運(yùn)載160N重的貨物 D．此裝置運(yùn)載貨物最高機(jī)械效率為92.5%【答案】D【解析】解：A、由圖丙可知，在1～2s內(nèi)（第2s內(nèi)）A被勻速提升，由圖乙可知拉力F＝20N，由圖知，n＝2，忽略繩重及摩擦，動滑輪重力G動＝nF﹣GA＝2×20N﹣25N＝15N，故A正確；B、由圖丙可知，第2s內(nèi)A上升的速度vA＝2m/s，第2s內(nèi)滑輪上升的高度h＝vAt＝2m/s×1s＝2m，第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為W額＝G動h＝15N×2m＝30J，故B正確；C、忽略繩重及摩擦，繩子拉力為：F=1n（G+GA+G則提升貨物的最大重力為：G＝2F最大﹣GA﹣G動＝2×100N﹣25N﹣15N＝160N，故C正確；D、此裝置提升重物的機(jī)械效率隨提升物重的增大而增大，則此裝置提升重物的最大機(jī)械效率為：η=W故選：D。11．如圖，在斜面上將一個重為15N的物體勻速從斜面底端拉到頂端，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面長s＝1.2m、斜面高h(yuǎn)＝0.3m。下列說法正確的是（）A．克服物體重力做功7.2J B．額外功為1.8J C．物體受到的摩擦力為2.25N D．斜面的機(jī)械效率為37.5%【答案】C【解析】解：A、克服物體重力做功（即有用功）：W有用＝Gh＝15N×0.3m＝4.5J，故A錯誤；B、拉力做的總功：W總＝Fs＝6N×1.2m＝7.2J，則額外功：W額＝W總﹣W有＝7.2J﹣4.5J＝2.7J，故B錯誤；C、由W額＝fs可得，物體受到的摩擦力：f=WD、斜面的機(jī)械效率：η=W有用W故選：C。12．工人利用滑輪組吊起重為2400N的路燈桿（質(zhì)量分布均勻）。如圖所示，這是路燈桿一端剛被勻速拉起的簡圖。路燈桿離地后被勻速提升1m，繩端拉力F＝1000N。下列說法正確的是（）A．路燈桿一端剛被勻速拉起時(shí)，相當(dāng)于費(fèi)力杠桿 B．路燈桿離地后，受到的拉力小于2400N C．路燈桿離地后，繩端拉力F做的功為1000J D．路燈桿離地后，滑輪組的機(jī)械效率為80%【答案】D【解析】解：A、路燈桿一端剛被勻速拉起時(shí)，阻力為路燈桿的重力G，作用點(diǎn)在重心上，繩子對路燈桿的拉力是動力F，支點(diǎn)為路燈桿的左端，可見，動力臂大于阻力臂，所以路燈桿相當(dāng)于省力杠桿，故A錯誤。B、路燈桿離地后被勻速提升，桿受到的拉力與重力是一對平衡力，則拉力為：F拉＝G＝2400N，故B錯誤。C、由圖可知承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n＝3，路燈桿離地后被勻速提升1m，則繩子自由端移動距離為：s＝3h＝3×1m＝3m，繩端拉力F做的功為：W總＝Fs＝1000N×3m＝3000J，故C錯誤。D、路燈桿離地后，所做有用功為：W有＝Gh＝2400N×1m＝2400J，滑輪組的機(jī)械效率為：η=W故選：D。13．用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體，每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機(jī)械效率與物體受到重力的關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦，下列分析正確的是（）A．動滑輪的重力為5N B．該滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到100% C．滑輪組的機(jī)械效率越高，拉力做功越少 D．每次提升重物時(shí)，滑輪組做的額外功為5J【答案】D【解析】解：A、由圖乙可知，提升物重G＝10N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η＝50%，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η=W解得動滑輪重力：G動＝10N，故A錯誤；B、使用滑輪組時(shí)，需要提升動滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機(jī)械效率總小于100%，故B錯誤；C、滑輪組的機(jī)械效率越高，說明有用功與總功的比值越大，拉力做功不一定少，故C錯誤；D、由題知，利用滑輪組每次物體被提升的高度均為0.5m，提升動滑輪上升的高度也都是0.5m，則每次提升重物時(shí)，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組做的額外功都為：W額＝G動h＝10N×0.5m＝5J，故D正確。故選：D。14．體重為60kg的工人利用如圖滑輪組將一質(zhì)量為80kg的重物A勻速提升1m，此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為80%（不計(jì)繩重與摩擦，g取10N/kg），小明對此工作過程及裝置作出了以下論斷：①動滑輪重為200N②此過程中，工人對繩的拉力做功1000J③重物勻速上升過程中，它的機(jī)械能增大④若增大重物A的質(zhì)量，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時(shí)，機(jī)械效率不可能達(dá)到90%關(guān)于小明的以上論斷（）A．只有①③正確 B．只有②③正確 C．只有①②③正確 D．①②③④都正確【答案】D【解析】解：（1）重物A的重力：GA＝mAg＝80kg×10N/kg＝800N不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W（2）工人對重物A做的有用功：W有用＝Gh＝800N×1m＝800J，由η=W有用W總（3）重物勻速上升過程中，質(zhì)量不變、速度不變，動能不變；質(zhì)量不變、高度增大，重力勢能增大，它的機(jī)械能增大，故③正確；（4）若增大重物A的質(zhì)量，重物的重力增大，滑輪組的機(jī)械效率增大，同時(shí)工人的拉力增大，工人的最大拉力：F最大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，由圖知，n＝3，不計(jì)繩重和摩擦，最大拉力F最大=13（G最大+G提升的最大物重：G最大＝3F最大﹣G動＝3×600N﹣200N＝1600N，因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，滑輪組的最大機(jī)械效率η=W所以最大機(jī)械效率：η最大=G所以，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時(shí)，機(jī)械效率不可能達(dá)到90%，故④正確。故①②③④正確。故選：D。15．如圖甲所示，用動滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起，拉力F隨提升高度h變化的關(guān)系如圖乙所示。物塊完全離開水面后，動滑輪的機(jī)械效率為87.5%，繩重和摩擦忽略不計(jì)。下列選項(xiàng)正確的是（）A．物塊的邊長為0.6m B．動滑輪重為300N C．提升物塊完全離開水面前，動滑輪的機(jī)械效率大于87.5% D．將物塊提升至上表面與水面相平的過程中拉力F做的功為1650J【答案】D【解析】解：A.動滑輪繩子的有效股數(shù)n＝2，由圖乙可知，物塊浸沒時(shí)繩子的拉力F1＝1375N，繩重和摩擦忽略不計(jì)，由F=1n（G+G動﹣F浮）可得：1375N=12（G+G當(dāng)物塊完全離開水面后繩子的拉力F2＝2000N，由F=1n（G+G動）可得：2000N=1由①②可得：F?。?250N，因物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等，所以，由F?。溅岩篻V排可得，物塊的體積：V＝V排=F浮ρ由V＝L3可得，物塊的邊長：L=3B.繩重和摩擦忽略不計(jì)，物塊完全離開水面后，動滑輪的機(jī)械效率：η=W有W總×100%=由②③可得：G＝3500N，G動＝500N，故B錯誤；C.繩重和摩擦忽略不計(jì)，提升物塊完全離開水面前，滑輪組的機(jī)械效率：η′=W有′W總′×則動滑輪的機(jī)械效率小于87.5%，故C錯誤；D.將物塊提升至上表面與水面相平的過程中，由圖乙可知，物體上升的高度h＝0.6m，拉力F＝1375N，繩子自由端移動的距離：s＝nh＝2×0.6m＝1.2m，此過程中拉力F做的功W＝Fs＝1375N×1.2m＝1650J，故D正確。故選：D。二、填空題（共10小題）：16．如圖所示是某簡易杠桿的示意圖，已知AOB水平，OA＝OB，物體重力G＝10N，拉力F的方向如圖所示。該杠桿是杠桿，F(xiàn)＝N?！敬鸢浮抠M(fèi)力；20?！窘馕觥拷猓海?）如圖，延長動力作用線，作出動力臂OC，∠CBO＝30°，BO＝AO，在直角三角形中30°所對的直角邊是斜邊的一半，所以O(shè)C=12OBO是杠桿AOB的支點(diǎn)，OA是阻力臂，OC是動力臂，動力臂小于阻力臂，為費(fèi)力杠桿；F是動力，阻力FA＝G＝10N，根據(jù)杠桿平衡條件得，F(xiàn)A×OA＝F×OC，即：10N×OA＝F×1故答案為：費(fèi)力；20。17．如圖甲所示，AB為輕質(zhì)杠桿，AC為輕質(zhì)硬棒且與力傳感器相連，圖乙是物體M從A點(diǎn)開始向右勻速運(yùn)動過程中力傳感器讀數(shù)大小與時(shí)間的關(guān)系圖像，則物體M的質(zhì)量大小g；已知OA的長度為30cm，OB足夠長，AC能承受的最大彈力大小為15N，若要桿不斷，物體從A點(diǎn)開始運(yùn)動時(shí)間最長為s（g＝10N/kg）?！敬鸢浮?000；12.5。【解析】解：（1）由圖甲知，當(dāng)M在A點(diǎn)時(shí)，傳感器的力等于物體的重力，由圖乙知，物體的重力為：G＝10N，則物體的質(zhì)量為：m=G（2）當(dāng)M運(yùn)動到支點(diǎn)O時(shí)，傳感器的力為0，由圖乙知，此時(shí)用時(shí)t＝5s，所以物體M的速度為：v=OA由圖乙知，當(dāng)傳感器的拉力為15N時(shí)，M應(yīng)在支點(diǎn)O的右側(cè)，此時(shí)距離支點(diǎn)為L，根據(jù)杠桿的平衡條件：F傳?OA＝G?L則L=F從A點(diǎn)物體M運(yùn)動的路程為：s＝30cm+45cm＝75cm；由v=st得，運(yùn)動的時(shí)間為：t故答案為：1000；12.5。18．如圖所示，在一質(zhì)量不計(jì)、刻度分布均勻的杠桿上的A點(diǎn)懸掛兩個質(zhì)量均為50g的鉤碼，將一質(zhì)量為0.3kg的物體放在水平地面上，用一輕繩將該物體懸掛在杠桿上的B點(diǎn)，杠桿在水平位置平衡。此時(shí)輕繩對杠桿的拉力大小為N，物體對地面的壓力大小為N。要使物體對地面的壓力大小為零，同時(shí)杠桿在水平位置平衡，則在A點(diǎn)要增掛個50g的鉤碼?，F(xiàn)提供一個量程為0～3N的彈簧測力計(jì)和若干個50g的鉤碼，利用彈簧測力計(jì)和鉤碼使杠桿在水平位置平衡，則在A點(diǎn)所掛鉤碼的個數(shù)最多為個。（g＝10N/kg）【答案】0.75；2.25；6；10?！窘馕觥拷猓簝蓚€質(zhì)量均為50g的鉤碼的重力為：G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N；設(shè)杠桿上每個小格的長度為L；杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件可知：F1L1＝G1L2，即：F1×4L＝1N×3，解得：F1＝0.75N；物體的重力為：G'＝m'g＝0.3kg×10N/kg＝3N；物體受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力和拉力的作用，則地面對物體的支持力的大小為：F支＝G'﹣F1＝3N﹣0.75N＝2.25N；要使物體對地面的壓力大小為零，同時(shí)杠桿在水平位置平衡，此時(shí)物體對杠桿的拉力為3N；根據(jù)杠桿的平衡條件可知：3N×4L＝G''×3L，解得：G''＝4N；每個鉤碼的重力為0.5N，則A端所掛鉤碼的個數(shù)為：n=4N要使在A點(diǎn)所掛鉤碼的個數(shù)最多，鉤碼對杠桿的拉力的力臂不變，當(dāng)彈簧測力計(jì)示數(shù)最大、彈簧測力計(jì)對杠桿拉力的力臂最大時(shí)，所掛鉤碼個數(shù)最大；彈簧測力計(jì)的最大稱量值為3N，最大力臂為5L，根據(jù)杠桿的平衡條件可知：3N×5L＝GA×3L，解得：GA＝5N；每個鉤碼的重力為0.5N，則A點(diǎn)所掛鉤碼的最多個數(shù)為：n'=5N故答案為：0.75；2.25；6；10。19．如圖所示，輕質(zhì)杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，在杠桿左端A處懸掛質(zhì)量為0.4kg的金屬塊甲，杠桿右端B處懸掛金屬塊乙，杠桿恰好在水平位置上平衡；已知OA長10cm，OB長20cm。則金屬塊乙的重力是N；現(xiàn)保持金屬塊甲位置不變，移動燒杯的位置使其部分浸沒在水中后，調(diào)節(jié)乙物體的位置至O點(diǎn)15cm處，使杠桿重新在水平位置平衡，此時(shí)金屬塊甲受到水對它的浮力大小為N。（不計(jì)繩和杠桿自重）【答案】2；1?！窘馕觥拷猓海?）金屬塊甲的質(zhì)量為0.4kg，則其重力為：G甲＝m甲g＝0.4kg×10N/kg＝4N；杠桿恰好在水平位置上平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，G甲LOA＝G乙LOB，則：G乙=G甲L（2）現(xiàn)保持金屬塊甲位置不變，移動燒杯的位置使其部分浸沒在水中后，調(diào)節(jié)乙物體的位置至O點(diǎn)15cm處，使杠桿重新在水平位置平衡；根據(jù)杠桿的平衡條件可知：FALOA＝G乙LOC，即：FA×10cm＝2N×15cm，解得：FA＝3N；甲在水中受到豎直向下的重力G、豎直向上的浮力F浮和豎直向上的拉力FA的共同作用，則F浮＝G﹣FA＝4N﹣3N＝1N。故答案為：2；1。20．用如圖所示滑輪組拉動物體A在粗糙的水平面上運(yùn)動，不計(jì)繩和滑輪的自重。當(dāng)F為20N時(shí)，物體A在水平面上做勻速直線運(yùn)動，此時(shí)物體A受到地面的摩擦力為30N，則滑輪組的機(jī)械效率是；當(dāng)F增大到50N時(shí)，物體A受到地面的摩擦力為N。【答案】75%；30?！窘馕觥拷猓海?）克服摩擦力做的功為有用功：W有用＝fs；由圖可知：n＝2，繩子自由端移動的距離sF＝2s，做的總功：W總＝F×2s，滑輪組的機(jī)械效率：η=W（2）當(dāng)拉力改變時(shí)，由于接觸面的粗糙程度和物體A對地面的壓力不變，所以滑動摩擦力大小不變?nèi)詾?0N。故答案為：75%；30。21．用如圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計(jì)繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運(yùn)動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運(yùn)動的圖線是（選填“A”或“B”），動滑輪重為N，3s內(nèi)對物體做的有用功為J?！敬鸢浮緼；40；300。【解析】解：（1）由圖甲可知，n＝3，則拉力端移動距離s＝3h，所以圖乙中上面的傾斜直線A是繩子自由端運(yùn)動的s﹣t圖像，而下面的傾斜直線B是物體運(yùn)動的s﹣t圖像；（2）不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=13（G+GG動＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N；（3）由圖乙可知，t＝3s時(shí)，物體運(yùn)動的高度h＝1.5m，對物體做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。故答案為：A；40；300。22．如圖所示，固定的斜面長s＝1.2m，高h(yuǎn)＝0.3m。沿斜面向上用5N的拉力在2s內(nèi)把一個重16N的物體從斜面底端勻速拉到頂端。拉力的功率為W，斜面的機(jī)械效率為。【答案】3；80%。【解析】解：（1）拉力所做的總功為：W總＝Fs＝5N×1.2m＝6J；拉力的功率為：P=W（2）此過程所做的有用功為：W有＝Gh＝16N×0.3m＝4.8J；則斜面的機(jī)械效率為：η=W故答案為：3；80%。23．在建筑工地上，小明同學(xué)利用如圖所示的裝置，用25N的拉力使重為300N的物體A沿著水平地面勻速運(yùn)動。A在運(yùn)動時(shí)受到地面的摩擦力為其所受重力的0.2倍，不計(jì)繩重及滑輪組的摩擦。則動滑輪所受重力為N，該裝置的機(jī)械效率為。若增加物體A的重力，仍使物體A勻速運(yùn)動，則該裝置的機(jī)械效率將（選填“增大”、“減小”或“不變”）?！敬鸢浮?5；80%；增大?！窘馕觥拷猓海?）因?yàn)槲矬wA在運(yùn)動時(shí)受到地面的摩擦力為其所受重力的0.2倍，所以物體受到的摩擦力：f＝0.2G＝0.2×300N＝60N；因物體A勻速運(yùn)動，繩子對物體的拉力和物體受到的摩擦力是一對平衡力，所以滑輪組對物體的拉力F拉＝f＝60N，由圖知n＝3，不計(jì)繩重與摩擦，由F=1n（G動+FG動＝nF﹣F拉＝3×25N﹣60N＝15N；（2）滑輪組的機(jī)械效率：η=W（3）若增加物體A的重力，仍使物體A勻速運(yùn)動，因物體對地面的壓力增大，則摩擦力增大，克服物體與地面間摩擦力做的有用功增大，在額外功不變的情況下，有用功在總功中所占的比例增大，則機(jī)械效率將增大。故答案為：15；80%；增大。24．如圖所示滑輪組提升正方體物體，動滑輪重2N，不計(jì)摩擦和繩重。物體邊長為0.1m，密度為2×103kg/m3，物體的質(zhì)量是kg；作用在繩端的拉力F為N時(shí)，物體對水平地面的壓強(qiáng)為600Pa。（g＝10N/kg）【答案】2；8?！窘馕觥拷猓海?）物體的體積：V＝（0.1m）3＝0.001m3，物體的質(zhì)量：m＝ρV＝2×103kg/m3×0.001m3＝2kg；（2）物體的重：G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N，∵p=F∴物體對地面的壓力：F壓＝ps＝600Pa×0.01m2＝6N，∵力的作用是相互的，∴F支＝F壓＝6N，∵物體靜止，∴F支+F拉＝G，∴F拉＝G﹣F支＝20N﹣6N＝14N，∵忽略摩擦和繩重，∴拉力：F=12（F拉+G輪）故答案為：2；8。25．如圖所示的滑輪組（不計(jì)繩重及摩擦），工人師傅用40N的拉力將質(zhì)量為5kg、底面積為1600cm2的空吊籃A勻速提升到二樓平臺，此滑輪組的機(jī)械效率為%；若靜止在二樓平臺的吊籃里裝了1020N的磚塊，繩子B和C能承受的最大拉力分別為1000N和600N，當(dāng)質(zhì)量為50kg的工人師傅拉繩子C時(shí)，吊籃對二樓平臺的最小壓強(qiáng)為Pa?！敬鸢浮?2.5%；625。【解析】解：（1）滑輪組的機(jī)械效率：η=W有W總×100%=G?Fs（2）提空吊籃A時(shí)，由F=12（G+GG動＝2F﹣G＝2×40N﹣5kg×10N/kg＝30N；工人師傅的重力：G人＝m人g＝50kg×10N/kg＝500N；繩子C承受的最大拉力大于工人師傅的重力，為了使工人不被繩子拉起來，所以作用在繩子C的最大拉力F′只能為500N；以動滑輪為研究對象，受向下的重力G動和繩子B的拉力FB，由F′=12（FB+G動）可得，此時(shí)繩子B的拉力：FB＝2F′﹣G動＝2×500N﹣30N＝970N＜1000N，即吊籃受到向上的拉力F此時(shí)吊籃對二樓平臺的壓力最小、壓強(qiáng)最?。灰缘趸@和磚塊的整體為研究對象，則地面受到的壓力：F″＝G籃+G磚﹣FB＝5kg×10N/kg+1020N﹣970N＝100N；吊籃對二樓平臺的最小壓強(qiáng)：p=F″故答案為：62.5%；625。三、作圖題（共5小題）：26．按題目要求作圖：杠桿上B點(diǎn)掛著重物G，若在A點(diǎn)施加一個最小的力F使杠桿在圖中的位置平衡，請畫出力F的示意圖?！敬鸢浮咳鐖D所示?！窘馕觥拷猓焊鶕?jù)杠桿平衡條件，要想動力最小，動力臂就要最大，因?yàn)橹c(diǎn)是O點(diǎn)，當(dāng)力作用在A點(diǎn)，OA為力臂時(shí)，力臂最長、動力最小，連接OA，動力F應(yīng)與OA垂直斜向下，如圖所示：27．在圖中，畫出動力F的力臂l?！敬鸢浮咳鐖D所示?！窘馕觥拷猓阂阎軛U支點(diǎn)為O，從支點(diǎn)O到力F的作用線作垂線段，即可作出力臂l，如圖所示：28．如圖所示，杠桿OA在力F1、F2的作用下處于平衡狀態(tài)，L1為動力F1的力臂，請?jiān)趫D中作出動力F1的示意圖和F2的力臂。【答案】如圖所示?！窘馕觥拷猓河蓤D可知，O為支點(diǎn)，由O向力F2的作用線引垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂L2；如下圖所示：作力臂L1的垂線即力F1的作用線，與杠桿的交點(diǎn)就是作用點(diǎn)，F(xiàn)1使杠桿的轉(zhuǎn)動方向與力F2的相反；如下圖所示：29．如圖所示，碗中盛有水，木筷與碗口接觸點(diǎn)O為支點(diǎn)，請你以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)，畫出浮力和浮力的力臂?！敬鸢浮咳鐖D所示?！窘馕觥拷猓海?）已知B為浮力作用點(diǎn)。從浮力的作用點(diǎn)B沿豎直向上畫一條帶箭頭的線段，表示筷子受到的浮力，用符號F浮表示；（2）從支點(diǎn)O做浮力作用線的垂線段，用L表示浮力的力臂，如圖所示：30．如圖所示，杠桿OA可繞固定點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動，作用于B點(diǎn)的細(xì)繩繞過定滑輪，沿細(xì)繩施加一個拉力F，讓杠桿A端吊著的重物在水中靜止。畫出拉力F的力臂l、重物受到的重力G和浮力F浮。【答案】如圖所示?！窘馕觥拷猓海?）由圖知F為拉力，從支點(diǎn)O做動力F的垂線段，即為拉力F的力臂l，如圖所示：（2）物體浸沒在水中時(shí)，受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力及拉力作用，使物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，則浮力應(yīng)小于重力，重力和浮力的作用點(diǎn)都在物體的重心，如圖所示：四、計(jì)算題（共10小題）：31．如圖所示，重力不計(jì)的木棒AOB可繞支點(diǎn)O無摩擦轉(zhuǎn)動，木棒AB長為3m，均勻正方體甲的邊長為0.1m，物體乙的質(zhì)量為4.8kg。當(dāng)把甲、乙兩物體用細(xì)繩分別掛在木棒的兩個端點(diǎn)A、B上時(shí)，木棒在水平位置平衡，此時(shí)物體甲對地面的壓強(qiáng)為2000Pa，支點(diǎn)O距A點(diǎn)1.6m。（g＝10N/kg）求：（1）物體乙受到的重力；（2）物體甲受到的支持力；（3）物體甲的密度?！敬鸢浮浚?）物體乙受到的重力為48N；（2）物體甲受到的支持力為20N；（3）物體甲的密度為6.2×103kg/m3?！窘馕觥拷猓海?）物體乙受到的重力：G乙＝m乙g＝4.8kg×10N/kg＝48N；（2）由p=FS可得，甲物體對地面的壓力：F壓＝pS＝2000Pa×（0.1m）因?yàn)榧孜矬w對地面的壓力與地面對甲物體的支持力是一對相互作用力，所以地面對物體甲的支持力：F支＝F壓＝20N；（3）杠桿A端受到的拉力：FA＝G甲﹣F支，不計(jì)木棒的重力，根據(jù)杠桿平衡條件可得：（G甲﹣F支）×OA＝G乙×OB，則物體甲的重力：G甲=G乙×OBOA由G＝mg可得，物體甲的質(zhì)量：m甲=G物體甲的體積：V甲＝a3＝（0.1m）3＝0.001m3，物體甲的密度：ρ甲=m甲V甲=答：（1）物體乙受到的重力為48N；（2）物體甲受到的支持力為20N；（3）物體甲的密度為6.2×103kg/m3。32．如圖所示是一個水位監(jiān)測儀的簡化模型。杠桿AB質(zhì)量不計(jì)，A端懸掛著物體M，B端懸掛著物體N，支點(diǎn)為O，BO＝4AO。物體M下面是一個壓力傳感器，物體N是一個質(zhì)量分布均勻的實(shí)心圓柱體，放在水槽中，當(dāng)水槽中無水時(shí)，物體N下端與水槽的底部恰好接觸且壓力為零，此時(shí)壓力傳感器的示數(shù)也為零。已知物體N的質(zhì)量m2＝4kg，高度H＝1m，橫截面積S＝20cm2（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求：（1）物體N的密度ρ；（2）物體M的質(zhì)量m1；（3）當(dāng)壓力傳感器的示數(shù)F＝40N時(shí)，求水槽內(nèi)水的深度h。【答案】（1）物體N的密度ρ為2×103kg/m3；（2）物體M的質(zhì)量m1為16kg；（3）當(dāng)壓力傳感器的示數(shù)F＝40N時(shí)，水槽內(nèi)水的深度h為0.5m?！窘馕觥拷猓海?）S＝20cm2＝0.002m2；物體N的密度為：ρ=m2V=m（2）水槽中無水時(shí)，物體N下端與水槽的底部恰好接觸且壓力為零，此時(shí)壓力傳感器的示數(shù)也為零，此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)，根據(jù)杠桿的平衡條件可知：m1g×AO＝m2g×BO，則：m1＝m2×BO（3）M的重力為：G1＝m1g＝16kg×10N/kg＝160N；則A端受到的拉力為：FA＝G1﹣F＝160N﹣40N＝120N；根據(jù)杠桿的平衡條件可知：FA×AO＝FB×BO，則B端受到的拉力為：FB=FA×AON的重力為：G2＝m2g＝4kg×10N/kg＝40N；N浸入水中，受到豎直向上的拉力和浮力、豎直向下的重力，則浮力為：F?。紾2﹣FB＝40N﹣30N＝10N；根據(jù)阿基米德原理可知，N排開的水的體積為：V排=F浮ρ水g則N浸入水中的深度即水的深度為：h=V答：（1）物體N的密度ρ為2×103kg/m3；（2）物體M的質(zhì)量m1為16kg；（3）當(dāng)壓力傳感器的示數(shù)F＝40N時(shí)，水槽內(nèi)水的深度h為0.5m。33．圖甲是《天工開物》中記載的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意圖如圖乙。輕質(zhì)杠桿的支點(diǎn)O距左端l1＝0.5m，距右端l2＝0.2m。在杠桿左端懸掛質(zhì)量為2kg的物體A，右端掛邊長為0.1m的正方體B，杠桿在水平位置平衡時(shí)，正方體B對地面的壓力為20N。求：（1）此時(shí)杠桿左端所受拉力大小為多少牛頓？（2）正方體B的密度為多少千克每立方米？（3）若該處為松軟的泥地，能承受最大壓強(qiáng)為4×103Pa，為使杠桿仍在水平位置平衡，物體A的重力至少為多少牛頓？【答案】（1）此時(shí)杠桿左端所受拉力大小為20N；（2）正方體B的密度為7×103kg/m3；（3）物體A的重力至少為12N?！窘馕觥拷猓海?）此時(shí)杠桿左端所受拉力：F左＝GA＝mAg＝2kg×10N/kg＝20N；（2）由F1l1＝F2l2可得，杠桿右端的拉力即繩子對B的拉力：FB＝F右=l1l2因正方體B對地面的壓力等于B的重力減去繩子對B的拉力，所以，B的重力：GB＝FB+F壓＝50N+20N＝70N，由G＝mg可得，B的質(zhì)量：mB=GB的體積：VB＝L3＝（0.1m）3＝0.001m3，B的密度：ρB=mBVB=（3）B的底面積：SB＝L2＝（0.1m）2＝0.01m2，由p=FS可得，B對地面的最大壓力：F壓′＝pSB＝4×103Pa×0.01m杠桿右端受到的拉力：F右′＝GB﹣F壓′＝70N﹣40N＝30N，物體A的最小重力：GA′＝F左′=l2l1F答：（1）此時(shí)杠桿左端所受拉力大小為20N；（2）正方體B的密度為7×103kg/m3；（3）物體A的重力至少為12N。34．圖甲為某自動注水裝置的部分結(jié)構(gòu)簡圖，輕質(zhì)杠桿AOB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點(diǎn)，OA：OB＝3：1，豎直細(xì)桿a的一端連接在杠桿的A點(diǎn)，另一端與高為0.2m的長方體物塊C固定；豎直細(xì)桿b的下端通過力傳感器固定，上端連接在杠桿的B點(diǎn)（不計(jì)杠桿、細(xì)桿及連接處的重力和細(xì)桿的體積）。圓柱形水箱中有質(zhì)量為3kg的水，水箱的橫截面積為1×10﹣2m2，打開水龍頭，將水箱中的水緩慢放出，通過力傳感器能顯示出細(xì)桿b對力傳感器的壓力或拉力的大小；圖乙是力傳感器示數(shù)F的大小隨放出水質(zhì)量m變化的圖像。當(dāng)放出水的質(zhì)量達(dá)到2kg時(shí)，物體C剛好全部露出水面，此時(shí)裝置由力傳感器控制開關(guān)開始注水，g＝10N/kg。求：（1）物塊C的重力；（2）物塊C浸沒在水中時(shí)受到的浮力；（3）物塊C的橫截面積；（4）當(dāng)力傳感器示數(shù)為0時(shí)，水箱底部受到水的壓強(qiáng)?！敬鸢浮浚?）物塊C的重力為2N；（2）物塊C浸沒在水中時(shí)受到的浮力為10N；（3）物塊C的橫截面積為5×10﹣3m2；（4）當(dāng)力傳感器示數(shù)為0時(shí)，水箱底部受到水的壓強(qiáng)1400Pa?！窘馕觥拷猓河深}意可知，物體C全部露出水面之前，C受豎直向下的重力、豎直向上的浮力和細(xì)桿a對C的壓力或拉力作用，在杠桿AOB中，由杠桿平衡條件可得：Fa×OA＝F×OB，因?yàn)镺A＝3OB，所以Fa=1由乙可知，F(xiàn)由24N減小到0N過程中，C受到的浮力較大，細(xì)桿a對C有壓力的作用，即：GC+Fa壓＝F??；F由0N增大到2N過程中，C受到的浮力較小，細(xì)桿a對C有拉力的作用，即：GC＝Fa拉+F浮。（1）當(dāng)排水量為2kg時(shí)，C剛好全部露出水面，此時(shí)C所受浮力為0N，則C的重力為：GC＝Fa拉=13F（2）（3）排水量從0到1kg的過程中，C完全浸沒，C排開水的體積等于C的體積，此時(shí)Fa壓=13F′C所受的浮力為：F?。紾C+Fa壓＝2N+8N＝10N，C的體積為：VC＝V排=F浮ρ水gC的橫截面積為：SC=VC?C=（4）當(dāng)Fa＝0N時(shí)，C剛好漂浮，F(xiàn)浮′＝GC＝2N，C浸入水中的體積為：V浸＝V排′=F浮′ρ水C浸入水中的深度為：h浸=V1kg水的深度為：h'=V此時(shí)水箱中水的深度為：h水＝h'+h浸＝0.04m+0.1m＝0.14m；則水產(chǎn)生的壓強(qiáng)為：p＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.14m＝1400Pa。答：（1）物塊C的重力為2N；（2）物塊C浸沒在水中時(shí)受到的浮力為10N；（3）物塊C的橫截面積為5×10﹣3m2；（4）當(dāng)力傳感器示數(shù)為0時(shí)，水箱底部受到水的壓強(qiáng)1400Pa。35．一輛質(zhì)量為3.5×103kg的汽車不慎陷入泥濘地面，汽車司機(jī)組織人們用如圖所示的滑輪組將汽車拖出。已知整個過程中，水平拉力F＝2×103N，汽車沿水平方向勻速移動了6m，滑輪組的機(jī)械效率是90%。求：（1）拉力F做的總功；（2）汽車受到的阻力大小。【答案】（1）拉力F做的總功為3.6×104J；（2）汽車受到的阻力大小為5.4×103N?！窘馕觥拷猓海?）由圖可知n＝3，則繩端移動的距離：s繩＝3s車＝3×6m＝18m，拉力F做的總功：W總＝Fs繩＝2×103N×18m＝3.6×104J；（2）由η=W拉力做的有用功：W有＝W總η＝3.6×104J×90%＝3.24×104J；由W有＝fs車可得，汽車受到的阻力：f=W有s答：（1）拉力F做的總功為3.6×104J；（2）汽車受到的阻力大小為5.4×103N。36．建筑工人用如圖甲所示的滑輪組勻速提升建材，每次運(yùn)送量不定，滑輪組的機(jī)械效率η隨物重G的變化圖象如圖乙所示。忽略繩重、吊籃重及摩擦。求：（1）動滑輪的自重；（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%時(shí)，提升的物重是多少？【答案】（1）動滑輪的自重為100N；（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%時(shí)，提升的物重是300N?！窘馕觥拷猓海?）忽略繩重、吊籃重及摩擦，則滑輪組的機(jī)械效率：η=W有用W總×100%=由圖象可知，當(dāng)提起的建材重G＝150N時(shí)，機(jī)械效率η＝60%，則60%=解得：G動＝100N；（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%時(shí)，則有75%=G′解得：G′＝300N。答：（1）動滑輪的自重為100N；（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%時(shí)，提升的物重是300N。37．如圖，塔式起重機(jī)上的滑輪組勻速吊起重物時(shí)，所用的拉力為5×103N，重物升高2m，此過程中滑輪組的機(jī)械效率為80%，g取10N/kg。求：（1）拉力做的總功；（2）有用功與物重；（3）若克服摩擦和鋼繩重所做的功為5.0×103J，求動滑輪重。【答案】（1）拉力做的總功是3×104J；（2）有用功是2.4×104J，物重是1.2×104N；（3）若克服摩擦和鋼繩重所做的功為5.0×103J，動滑輪重是500N?！窘馕觥拷猓海?）拉力做的總功：W總＝Fs＝5×103N×3×2m＝3×104J，（2）滑輪組的機(jī)械效率η=W有W總得，有用功為：W有＝W總η＝3×10由W有＝Gh可得物重：G=W有?（3）由W有+W額＝W總可得，額外功：W額＝W總﹣W有＝3×104J﹣2.4×104J＝0.6×104J，克服動滑輪重力所做的額外功：W動＝W額﹣W1＝0.6×104J﹣5.0×103J＝1000J，則動滑輪的重力：G動=W答：（1）拉力做的總功是3×104J；（2）有用功是2.4×104J，物重是1.2×104N；（3）若克服摩擦和鋼繩重所做的功為5.0×103J，動滑輪重是500N。38．如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過程，已知物體下降的距離為3m，用時(shí)3s，工人的拉力為50N，工人質(zhì)量為50kg。（物體未浸入水中，且不計(jì)繩重及摩擦）求：（1）工人放繩的速度；（2）滑輪組的效率η1；（3）如果物體完全浸沒水中后滑輪的機(jī)械效率為η2，已知η1：η2＝4：3（物體在水中仍勻速下降，動滑輪不會浸入水中且不計(jì)繩重及摩擦，g＝10N/kg）。求當(dāng)物體完全浸沒水中后，工人對地面的壓力?！敬鸢浮浚?）工人放繩的速度為4m/s；（2）滑輪組的效率η1為80%；（3）求當(dāng)物體完全浸沒水中后，工入對地面的壓力為525N。【解析】解：（1）物體下降速度為：v=?