第11章《簡單機(jī)械和功》（40題）-2024-2025學(xué)年蘇科版物理九年級上冊考點(diǎn)分類專題

第第頁2024-2025學(xué)年蘇科版物理九年級上冊期中真題培優(yōu)易錯知識精講練第11章《簡單機(jī)械和功》（40題）（高頻易錯點(diǎn)+歷年真題）知識點(diǎn)01：杠桿力臂的作法誤區(qū)：學(xué)生可能在確定力臂時(shí)，混淆了從支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離與從支點(diǎn)到力的作用線的距離。實(shí)際上，力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離。注意事項(xiàng)：作圖時(shí)，確保力臂與力的作用線垂直，且通過支點(diǎn)。杠桿的平衡變化誤區(qū)：在杠桿平衡時(shí)，學(xué)生可能錯誤地假設(shè)當(dāng)改變其中一個力或力臂時(shí)，另一個力或力臂會保持不變。實(shí)際上，當(dāng)改變一個因素時(shí)，其他因素可能會隨之變化以保持平衡。注意事項(xiàng)：理解杠桿平衡條件的動態(tài)變化，即F1L1=F2L2，當(dāng)其中一個量變化時(shí)，其他量也會相應(yīng)變化。杠桿的分類誤區(qū)：混淆不同類型的杠桿及其特點(diǎn)。例如，將費(fèi)力杠桿誤認(rèn)為是省力杠桿，或?qū)⒌缺鄹軛U誤認(rèn)為是省力或費(fèi)力杠桿。注意事項(xiàng)：明確三種杠桿的特點(diǎn)：省力杠桿（L1>L2,平衡時(shí)F1<F2）、費(fèi)力杠桿（L1<L2,平衡時(shí)F1>F2）和等臂杠桿（L1=L2,平衡時(shí)F1=F2）。知識點(diǎn)02：滑輪定滑輪與動滑輪的特點(diǎn)誤區(qū)：混淆定滑輪和動滑輪的功能。定滑輪不省力但能改變力的方向，而動滑輪省一半力但不能改變力的方向。注意事項(xiàng)：明確定滑輪和動滑輪的特點(diǎn)，理解其在不同場景下的應(yīng)用?；喗M誤區(qū)：在計(jì)算滑輪組提升重物所需的力時(shí)，學(xué)生可能錯誤地假設(shè)所有滑輪都是定滑輪或動滑輪，從而導(dǎo)致計(jì)算錯誤。注意事項(xiàng)：注意滑輪組中定滑輪和動滑輪的組合方式，根據(jù)組合方式正確計(jì)算所需的力。知識點(diǎn)03：功和功率功的定義和計(jì)算誤區(qū)：在計(jì)算功時(shí)，學(xué)生可能忽略了功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離。注意事項(xiàng)：理解功的定義（W=Fs），確保在計(jì)算時(shí)同時(shí)考慮力和距離兩個因素，并注意單位統(tǒng)一。功率的概念和計(jì)算誤區(qū)：在計(jì)算功率時(shí)，學(xué)生可能將功率與功混淆，或者錯誤地假設(shè)功率與速度成正比。注意事項(xiàng)：明確功率是單位時(shí)間內(nèi)所做的功（P=W/t），理解功率與功和時(shí)間的關(guān)系，并注意單位統(tǒng)一。一．選擇題（共12小題）1．（2024春?古縣期中）如圖，將餐叉平插入玉米粒根部，用手向下壓叉柄，玉米粒便在餐叉的撬動下脫落，這一過程中，餐叉相當(dāng)于一個（）A．省力杠桿 B．費(fèi)力杠桿 C．等臂杠桿 D．滑輪試題思路分析：結(jié)合圖片，先判斷杠桿在使用過程中，動力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。詳細(xì)規(guī)范解答：解：用手下壓叉柄，撬動的過程中動力臂大于阻力臂，餐叉相當(dāng)于省力杠桿。故選：A。考察易錯點(diǎn)與重難點(diǎn)：杠桿根據(jù)其省力情況可以分為三類：動力臂大于阻力臂的杠桿為省力杠桿；動力臂小于阻力臂的杠桿為費(fèi)力杠桿；動力臂等于阻力臂的杠桿為等臂杠桿。2．（2023秋?建鄴區(qū)期中）用如圖所示的滑輪組甲和乙分別提升物體，不計(jì)繩重和摩擦，下面說法正確的是（）A．若物體重力和提升高度相同，則滑輪組的機(jī)械效率相同 B．若動滑輪重力和物體重力相同，則滑輪組的機(jī)械效率相同 C．若動滑輪重力和繩端拉力相同，則滑輪組甲的機(jī)械效率高 D．若物體重力和繩端拉力相同，則滑輪組乙的機(jī)械效率高試題思路分析：（1）若物體重力和提升高度相同，不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)η＝＝分析回答；（2）若動滑輪重力和物體重力相同，不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)η＝＝＝＝分析回答；（3）若動滑輪重力和繩端拉力相同，不計(jì)繩重和摩擦，先確定兩滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，判斷兩圖中提升物重的大小關(guān)系，根據(jù)η＝＝＝＝判斷機(jī)械效率的大??；（4）若動滑輪重力和繩端拉力相同，不計(jì)繩重和摩擦，先確定兩滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，判斷兩圖中動滑輪的大小關(guān)系，根據(jù)η＝＝＝＝判斷機(jī)械效率的大小。詳細(xì)規(guī)范解答：解：A、若物體重力和提升高度相同，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η＝＝，物重相等，即有用功相等，兩滑輪組中動滑輪的重力不一定相等，即額外功不一定相等，則滑輪組的機(jī)械效率不一定相同，故A錯誤；B、若動滑輪重力和物體重力相同，不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)η＝＝＝＝可知，滑輪組的機(jī)械效率相同，故B正確；C、滑輪組甲由2段繩子承擔(dān)物重，滑輪組乙由3段繩子承擔(dān)物重，若動滑輪重力和繩端拉力相同，且不計(jì)繩重和摩擦，則提升的物重分別為：G甲＝2F﹣G動，G乙＝3F﹣G動，顯然乙圖中物重要重些，由η＝＝＝＝，可知，滑輪組乙的機(jī)械效率高，故C錯誤；D、滑輪組甲由2段繩子承擔(dān)物重，滑輪組乙由3段繩子承擔(dān)物重，若物體重力和繩端拉力相同，且不計(jì)繩重和摩擦，則G甲動＝2F﹣G，G乙動＝3F﹣G，顯然乙圖中動滑輪要重些，由η＝＝＝＝，可知，滑輪組乙的機(jī)械效率低，故D錯誤。故選：B?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題主要考查了對機(jī)械效率概念的理解，要掌握影響有用功、總功大小的因素，才能判斷出機(jī)械效率的高低。3．（2023秋?濱湖區(qū)校級期中）投擲實(shí)心球是我市體育中考項(xiàng)目之一。投擲過程中，考生對實(shí)心球沒有做功的是（）A．從地面拿起實(shí)心球 B．將實(shí)心球舉高 C．用力將實(shí)心球擲出 D．實(shí)心球離開手后繼續(xù)在空中飛行試題思路分析：力對物體做功的兩個必要因素：作用在物體上的力，物體在該力的方向上通過了距離。詳細(xì)規(guī)范解答：解：A、從地面拿起實(shí)心球，人對實(shí)心球的力豎直向上，實(shí)心球在力的方向上移動距離，人對實(shí)心球做功，故A錯誤；B、將實(shí)心球舉高，人對實(shí)心球的力豎直向上，實(shí)心球在力的方向上移動距離，人對實(shí)心球做功，故B錯誤；C、用力將實(shí)心球擲出，人對實(shí)心球施加向上的力，實(shí)心球在力的方向上移動了距離，人對實(shí)心球做了功，故C錯誤；D、實(shí)心球離開手后繼續(xù)在空中飛行，人對實(shí)心球沒有力的作用，人對實(shí)心球沒有做功，故D正確。故選：D?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：此題考查力是否做功的判斷，明確三種情況不做功：一是有力無距離（例如：推而未動），二是有距離無力（靠慣性運(yùn)動），三是力的方向與運(yùn)動方向垂直。4．（2023秋?濱?？h期中）杭州亞運(yùn)會女子10米跳臺冠軍全紅蟬完成一次跳水動作過程中，自身重力做功最接近（）A．400J B．800J C．4000J D．8000J試題思路分析：先估測全紅蟬的質(zhì)量，根據(jù)G＝mg計(jì)算其重力，知道下落的高度，再根據(jù)W＝Gh計(jì)算自身重力做的功。詳細(xì)規(guī)范解答：解：全紅蟬的質(zhì)量約為40kg，其重力G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N，從10米高的跳臺下落，則自身重力做功：W＝Gh＝400N×10m＝4000J。故選：C?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了質(zhì)量的估測、重力和功的計(jì)算，屬于基礎(chǔ)題。5．（2023秋?江都區(qū)期中）下列說法中正確的是（）A．機(jī)器的功率越大，做的功越多 B．做有用功越多的機(jī)械，效率越高 C．機(jī)器的功率越小，效率越低 D．機(jī)器的功率越小，做功越慢試題思路分析：（1）功率是單位時(shí)間內(nèi)做的功，表示的是做功的快慢；（2）機(jī)械效率是指有用功與總功的比值，機(jī)械效率高說明有用功與總功的比值大。詳細(xì)規(guī)范解答：解：A、由W＝Pt可以看出，做功多少與功率和時(shí)間成正比，功率較大，時(shí)間不確定，做功多少不能確定。故A錯誤；B、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，有用功較多，總功不確定，機(jī)械效率不能確定。故B錯誤；C、機(jī)械做功快慢與機(jī)械效率沒有關(guān)系。故C錯誤；D、功率描述的是物體做功的快慢，所以功率越小的物體，做功越慢。故D正確。故選：D?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了我們對機(jī)械效率、功率的掌握和應(yīng)用，使用機(jī)械時(shí)省力情況、功率大小、效率高低沒有必然聯(lián)系。6．（2023秋?漣水縣校級期中）如圖所示，用手沿豎直方向勻速拉一個動滑輪，使掛在下面重為G的物體緩緩上升，不計(jì)繩重和摩擦?，F(xiàn)改變的物體的重力G，則動滑輪的機(jī)械效率η與物體重力G的關(guān)系可能符合下列圖中的（）A． B． C． D．試題思路分析：動滑輪的重力不可忽略，若不計(jì)繩重和摩擦，則克服動滑輪重力所做的功為額外功；物重增大，有用功逐漸增大，有用功在總功中所占的比例增大，所以機(jī)械效率逐漸增大，但機(jī)械效率不可能增大到100%，只能接近100%，據(jù)此判斷機(jī)械效率η與物體重力G的關(guān)系。詳細(xì)規(guī)范解答：解：動滑輪的重力不可忽略，若不計(jì)繩重和摩擦，則克服動滑輪重力所做的功為額外功；物重增大，有用功逐漸增大，有用功在總功中所占的比例增大，則機(jī)械效率逐漸增大，但機(jī)械效率不可能增大到100%，只能接近100%，所以機(jī)械效率增大得越來越緩慢，機(jī)械效率η與物體重力G的關(guān)系并不成正比，故B正確，ACD錯誤。故選：B?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了動滑輪機(jī)械效率的變化問題，要知道提升物重大小對機(jī)械效率的影響（同一滑輪組，機(jī)械效率隨物重的增大而增大）。7．（2023秋?濱湖區(qū)校級期中）肱二頭肌收縮產(chǎn)生的力使前臂骨骼繞肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，此時(shí)前臂骨骼可以看成一個杠桿模型，簡稱前臂杠桿。如圖所示，手提重物時(shí)，對前臂杠桿的分析錯誤的是（）A．前臂杠桿是省力杠桿 B．肘關(guān)節(jié)處可以視為支點(diǎn) C．肱二頭肌對前臂杠桿的牽引力是動力 D．前臂保持水平時(shí)，阻力臂最長試題思路分析：首先確定杠桿的支點(diǎn)、動力、阻力及對應(yīng)的動力臂和阻力臂，比較力臂大小得出杠桿類型；根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2，并結(jié)合力臂的概念進(jìn)行分析.詳細(xì)規(guī)范解答：解：ABC、用手向上舉物體時(shí)，肘關(guān)節(jié)處可以視為支點(diǎn)，肱二頭肌對前臂杠桿的牽引力使得杠桿轉(zhuǎn)動，是動力，根據(jù)圖中知，動力臂小于阻力臂，因此前臂是一個費(fèi)力杠桿，故A錯誤，BC正確；D．前臂保持水平時(shí)，從支點(diǎn)到阻力的距離最大，阻力臂最長，故D正確。故選：A?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查杠桿的五要素與分類，屬于基礎(chǔ)題。8．（2023秋?天寧區(qū)校級期中）用如圖所示的四種簡單機(jī)械，將同一重物從低處勻速提升到高處，在不計(jì)機(jī)械自重及摩擦的情況下，最省力的是（）A． B． C． D．試題思路分析：（1）動滑輪在理想情況下可以省一半力。（2）在忽略斜面摩擦的情況下，斜面長是斜面高的多少倍，所用的拉力就是物重的多少分之一。（3）根據(jù)杠桿的平衡條件進(jìn)行分析。（4）使用定滑輪不省力。詳細(xì)規(guī)范解答：解：由題知，不計(jì)機(jī)械自重及摩擦；A、動滑輪可以省一半力，即；B、不計(jì)摩擦，根據(jù)功的原理可知：FL＝Gh，則；C、根據(jù)題圖可知：此時(shí)的動力臂為：；阻力臂為：；；杠桿的動力臂是阻力臂的1.5倍，所以；D、使用定滑輪不省力，即F＝G；綜上可知：最省力的是斜面，故B符合題意，ACD不符合題意。故選：B?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題主要考查了常見的簡單機(jī)械的省力狀況，屬于基礎(chǔ)性題目；會利用杠桿原理進(jìn)行分析。9．（2023秋?新吳區(qū)期中）用如圖所示的裝置提升重為800N的物體A，動滑輪重為200N。在卷揚(yáng)機(jī)對繩子的拉力F作用下，物體A在10s內(nèi)豎直勻速上升了2m。在此過程中，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．物體A上升的速度為0.4m/s B．滑輪組的有用功為2000J C．拉力F的功率為100W D．滑輪組的機(jī)械效率為80%試題思路分析：（1）已知物體上升的時(shí)間和距離，利用速度公式求物體A上升的速度；（2）利用W＝Gh求拉力做的有用功；（3）由圖知，滑輪組承擔(dān)物重的繩子有效股數(shù)n＝2，不計(jì)繩重和輪與軸間的摩擦，拉力F＝（G物+G動）；拉力端移動距離s＝2h，利用W＝Fs求拉力做的總功，再利用P＝求拉力F做功的功率；（4）滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。詳細(xì)規(guī)范解答：解：A、物體A上升的速度為：v＝＝＝0.2m/s，故A錯誤；B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B錯誤；C、由圖知，n＝2，不計(jì)繩重和輪與軸間的摩擦，拉力：F＝（G物+G動）＝（800N+200N）＝500N；拉力端移動距離：s＝2h＝2×2m＝4m，拉力做總功：W總＝Fs＝500N×4m＝2000J；拉力做功功率：P＝＝＝200W，故C錯誤；D、動滑輪提升物體A的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。故選：D?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了使用滑輪組時(shí)速度、有用功、總功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算，要利用好關(guān)系式：不計(jì)繩重和輪與軸間的摩擦?xí)r，拉力F＝（G物+G動）。10．（2023秋?濱海縣期中）用同一定滑輪分別沿圖示方向?qū)⑼恢匚飫蛩偬崞?，不?jì)繩重與摩擦，三個力（）A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一樣大試題思路分析：定滑輪的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不省力，但是可以改變用力方向。詳細(xì)規(guī)范解答：解：使用定滑輪不省力，但是可以改變用力方向，不計(jì)摩擦力和繩重，施加的拉力等于物重，所以F1＝F2＝F3，故ABC錯誤，D正確。故選：D?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：此題考查了定滑輪的工作特點(diǎn)，是對基礎(chǔ)知識的考查。11．（2023秋?新沂市期中）初中生小明回家上樓，用30s從一樓走到三樓，他上樓過程的功率大約為（）A．1W B．10W C．100W D．1000W試題思路分析：先估測人的質(zhì)量和走上三樓的高度；根據(jù)質(zhì)量求出重力，再根據(jù)W＝Gh求出他上樓時(shí)做的功，由P＝求出功率。詳細(xì)規(guī)范解答：解：一個學(xué)生的質(zhì)量約為50kg，每一層樓的高度為3m，從一樓走到三樓，上升的高度為6m；從一樓走到三樓做的功：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×6m＝3000J，從一樓走到三樓的時(shí)間為30s，則他上樓時(shí)的功率：P＝＝＝100W，故C正確。故選：C?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查功率公式的應(yīng)用，難度不大。12．（2023秋?清江浦區(qū)期中）下列過程中，力對物體做功的是（）A．用力推木箱前進(jìn) B．提著水桶水平前進(jìn) C．舉著杠鈴原地不動 D．被拋出后的實(shí)心球試題思路分析：做功包含的兩個必要因素：作用在物體上的力；物體在力的方向上通過的距離。二者缺一不可。詳細(xì)規(guī)范解答：解：A．用力推木箱前進(jìn)，人對木箱有一個推力，木箱在力的方向上移動了距離，力對木箱做了功，故A符合題意；B．提著水桶水平前進(jìn)，人對水桶有一個向上的力，水桶在水平方向上前進(jìn)，在力的方向沒有移動距離，因此人對水桶沒有做功，故B不符合題意；C．舉著杠鈴原地不動，人給杠鈴一個向上的力，杠鈴在力的方向上沒有移動距離，人對杠鈴沒有做功，故C不符合題意；D．被拋出后的實(shí)心球由于慣性繼續(xù)向前運(yùn)動，球雖然移動了距離，但是球被拋出后不再受到人的力的作用，因此人對球不做功，故D不符合題意。故選：A?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：此題考查的是力對物體做功的條件的判斷，特別要好好理解物體沿力的方向通過的距離。二．填空題（共11小題）13．（2023秋?鎮(zhèn)江期中）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA的中點(diǎn)處懸掛重為100N的物體，在A端施加一豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則力F的大小為50N。保持F的方向始終與OA垂直，將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中，力F的力臂將不變（選填“變大”“變小”或“不變”，下同），力F的大小將變小。試題思路分析：（1）輕質(zhì)杠桿OA的中點(diǎn)處懸掛重為100N的物體，知道兩力臂的大小關(guān)系、阻力G的大小，利用杠桿平衡條件求出動力F的大??；（2）將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中，保持F的方向始終與OA垂直，分析動力臂、阻力臂以及阻力的變化，再利用杠桿平衡條件分析拉力F的大小變化情況。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）輕質(zhì)杠桿OA的中點(diǎn)處懸掛重為110N的物體，杠桿在A位置時(shí)，動力臂與阻力臂的關(guān)系為LOA＝2LG，由杠桿平衡條件可知：FLOA＝GLG，則力F的大小為：F＝＝×100N＝50N；（2）力F的力臂為支點(diǎn)O到力F作用線的垂線段；將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中，保持F的方向始終與OA垂直，則動力F的力臂都是LOA，即力F的力臂將不變；在該過程中，動力臂不變，阻力大小等于物體的重力，即阻力不變，由圖可知轉(zhuǎn)動過程中阻力臂會變小，根據(jù)杠桿的平衡條件知，動力F會變小。故答案為：50；不變；變小?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了學(xué)生對杠桿平衡條件的了解和掌握，明確力臂的變化是解題的關(guān)鍵。14．（2023秋?惠山區(qū)期中）粗糙的地面上有一個重50N的物體，某人用20N的水平拉力，使其在10s內(nèi)勻速前進(jìn)20m，則在此過程中拉力所做的功是400J，支持力做功的功率是0W。試題思路分析：做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是在力的方向上移動的距離，利用功的公式求做功大小。詳細(xì)規(guī)范解答：解：在此過程中拉力所做的功W＝Fs＝20N×20m＝400J，支持力的方向是豎直向上的，物體水平移動，在支持力的方向沒移動距離，所以支持力不做功，則支持力做功的功率為0W。故答案為：400；0?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：明確三種情況不做功：一是有力無距離（例如：推而未動），二是有距離無力（靠慣性運(yùn)動），三是力的方向與運(yùn)動方向垂直。15．（2023春?江寧區(qū)期中）某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中a所示，物體上升的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中b所示。已知物體的重力為4.5N，所用動滑輪的重力為0.5N，繩子自由端的拉力F為1.3N。在0～2s內(nèi)，拉力所做的總功為0.52J，拉力F的功率為0.26W，額外功為0.07J，滑輪組的機(jī)械效率為86.5%。試題思路分析：由圖知，0～2s內(nèi)繩端移動距離s和物體上升高度h，由W總＝Fs計(jì)算拉力所做的總功；由P＝計(jì)算拉力的功率；由W有＝Gh和W總＝W有+W額計(jì)算額外功；由η＝可求滑輪組的機(jī)械效率。詳細(xì)規(guī)范解答：解：由圖線a知，0～2s內(nèi)繩端移動距離s＝40cm＝0.4m，拉力所做的總功W總＝Fs＝1.3N×0.4m＝0.52J；拉力F的功率：P＝＝＝0.26W；由圖線b知，0～2s內(nèi)物體上升高度h＝10cm＝0.1m，克服物體重力做的有用功：W有＝Gh＝4.5N×0.1m＝0.45J，額外功：W額＝W總﹣W有＝0.52J﹣0.45J＝0.07J；滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝≈86.5%。故答案為：0.52；0.26；0.07；86.5%考察易錯點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查使用滑輪組時(shí)總功、額外功、拉力功率和機(jī)械效率的計(jì)算，要能從圖中獲取有用信息，難度不大。16．（2023秋?興化市期中）如圖所示，質(zhì)量為50kg的同學(xué)在做仰臥起坐運(yùn)動。若該同學(xué)上半身的質(zhì)量約為全身質(zhì)量的40%，她在1min內(nèi)做了40個仰臥起坐，每次上半身仰臥起坐重心上升的高度均為0.3m，則她在1min內(nèi)克服重力做的功為2400J，功率為40W。試題思路分析：已知該同學(xué)的質(zhì)量，根據(jù)G＝mg可求得其重力，然后由題意可求得她上半身的重力，由W＝Gh可求得她做一次仰臥起坐克服重力做的功，她在一段時(shí)間內(nèi)做了40個仰臥起坐，則在這段時(shí)間克服重力做的功W′＝40W，根據(jù)P＝得出功率。詳細(xì)規(guī)范解答：解：該同學(xué)的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，她上半身的重力：G上＝40%G＝40%×500N＝200N，做一次仰臥起坐克服重力做的功：W＝G上h＝200N×0.3m＝60J，做了40個仰臥起坐克服重力做的功：W′＝40W＝40×60J＝2400J。功率為：P＝＝＝40W。故答案為：2400；40?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：此題考查了重力、功和功率的計(jì)算，是一道與生活實(shí)際聯(lián)系緊密的題目，難度不大。17．（2023秋?濱湖區(qū)校級期中）如圖所示，物體重G為270N，現(xiàn)在拉力F為100N的作用下勻速上升了4m。若不計(jì)繩重和摩擦，則該滑輪組的機(jī)械效率為90%；如果在它的下面掛上重為540N的重物，把重物提升4m所用的時(shí)間是5s，求此時(shí)拉力的功率為456W。試題思路分析：（1）根據(jù)滑輪組裝置確定繩子股數(shù)，利用η＝＝＝＝求出該滑輪組的機(jī)械效率；（2）利用F＝（G+G動）求出動滑輪重，然后求出在它的下面掛上重為540N的重物時(shí)所需要的拉力，根據(jù)W總＝Fs＝Fnh求出拉力做的總功，利用P＝求出拉力的功率。詳細(xì)規(guī)范解答：解：由圖可知，n＝3，該滑輪組的機(jī)械效率為：η＝＝＝＝＝×100%＝90%；動滑輪重為：G動＝nF﹣G＝3×100N﹣270N＝30N；如果在它的下面掛上重為540N的重物，此時(shí)拉力為：F'＝（G'+G動）＝（540N+30N）＝190N，拉力做的功為：W總＝F's＝F'nh＝190N×3×4m＝2280J，則拉力的功率為：P＝＝＝456W。故答案為：90%；456?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了做功公式、功率公式和滑輪組拉力公式以及滑輪組機(jī)械效率公式的應(yīng)用，明確滑輪組繩子的有效股數(shù)是關(guān)鍵。18．（2023春?海州區(qū)校級期中）如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體，不計(jì)繩重和摩擦。若GA＞GB，則η甲＞η乙；若FA＝FB，則GA＜GB。（選填“＞”、“＜”或“＝”）試題思路分析：（1）不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動滑輪重力做的功為總功，根據(jù)η＝×100%＝×100%＝×100%結(jié)合GA＞GB比較兩滑輪組的機(jī)械效率關(guān)系；（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)F＝（G+G動）結(jié)合FA＝FB得出提升物體的重力關(guān)系。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動滑輪重力做的功為總功，則滑輪組的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，因物體的重力G越大，1+越小，越大，且動滑輪的重力相等，所以GA＞GB時(shí)，η甲＞η乙；（2）由圖可知，n甲＝2，n乙＝3，由F＝（G+G動）可得，提升物體的重力：G＝nF﹣G動，則FA＝FB時(shí)，提升物體的重力關(guān)系為GA＜GB。故答案為：＞；＜?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了滑輪組機(jī)械效率公式和繩子拉力公式的應(yīng)用，明確有用功和總功以及滑輪組繩子的有效股數(shù)是關(guān)鍵。19．（2023秋?梁溪區(qū)校級期中）如圖所示，重為20N，棱長為10cm的正方體物塊放在水平桌面上，在10N的水平拉力F作用下，5s內(nèi)沿水平方向勻速移動了50cm，則物塊對水平桌面的壓強(qiáng)為2000Pa，水平拉力F做功的功率為1W。試題思路分析：（1）正方體對水平桌面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)S＝L2求出正方體的底面積，其大小即為受力面積的大小，根據(jù)p＝求出物塊對水平桌面的壓強(qiáng)；（2）根據(jù)v＝求出正方體物塊沿水平方向勻速運(yùn)動的速度，利用P＝＝＝Fv求出水平拉力F做功的功率。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）正方體對水平桌面的壓力：F＝G＝20N，正方體的底面積：S＝L2＝（10cm）2＝100cm2＝0.01m2，則物塊對水平桌面的壓強(qiáng)：p＝＝＝2000Pa；（2）正方體物塊沿水平方向勻速運(yùn)動的速度：v＝＝＝0.1m/s，水平拉力F做功的功率：P＝＝＝F′v＝10N×0.1m/s＝1W。故答案為：2000；1?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了壓強(qiáng)公式和功率公式的應(yīng)用，要注意物體對水平面的壓力和自身的重力相等。20．（2023春?鼓樓區(qū)期中）小明用如圖所示的滑輪將重為3N的鉤碼緩緩勻速豎直提升0.2m，鉤碼上升時(shí)間為4s，彈簧測力計(jì)示數(shù)為2N。該滑輪實(shí)質(zhì)上是一個省力杠桿，鉤碼上升速度v為0.05m/s，拉力功率P為0.2W，機(jī)械效率η為75%。在滑輪下方再增加一個鉤碼，該滑輪的機(jī)械效率變大。若去掉條件“4s”，以上所求三個物理量中仍然能夠求出的有η（用題中符號表示）。試題思路分析：此題中，用鉤碼上升的距離和上升的時(shí)間，根據(jù)速度公式可計(jì)算出鉤碼上升的速度；再用繩子自由端的拉力、繩子自由端通過的距離和所用時(shí)間，根據(jù)功率公式計(jì)算出拉力的功率；最后根據(jù)鉤碼上升做的有用功和繩子自由端拉力所做的總功，利用機(jī)械效率公式求出動滑輪的機(jī)械效率。詳細(xì)規(guī)范解答：解：圖中滑輪是動滑輪，實(shí)質(zhì)是動力臂是阻力臂2倍的杠桿，是一個省力杠桿。鉤碼上升速度，繩子自由端的速度v繩＝2v＝2×0.05m/s＝0.1m/s，拉力功率；機(jī)械效率；滑輪下方再增加一個鉤碼，提升相同的高度，由W有＝Gh可知有用功增大，由可知該滑輪的機(jī)械效率變大。若去掉條件“4s”，速度和功率用到時(shí)間，無法求出速度和功率，由可知仍然能夠求出機(jī)械效率。故答案為：省力；0.05；0.2；75%；大；η?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：此題考查了動滑輪的應(yīng)用、功率公式、機(jī)械效率的計(jì)算等方面的知識點(diǎn)。21．（2023秋?蘇州期中）在測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，用如圖所示的滑輪組先勻速提升重為G1的物體，額外功與有用功之比為1：3；再勻速提升重為G2的物體。先后兩次繩子自由端的拉力之比為2：5。若不計(jì)繩重和摩擦，則G1：G2＝1：3，先后兩次滑輪組的機(jī)械效率之比為5：6。試題思路分析：（1）由圖可知n＝3，不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，克服物體重力所做的功為有用功，克服動滑輪重力所做的功為額外功，根據(jù)W＝Gh表示出使用滑輪組勻速提升重為G1的物體時(shí)額外功與有用功之比即可求出物體浮重力G1和動滑輪重力之間的關(guān)系；使用同一個滑輪組先后勻速提升重為G1和G2的物體時(shí)，兩次繩子自由端的拉力之比為2：5，根據(jù)F＝（G+G動）求出物體G1與G2的比值；（2）利用不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝求出先后兩次滑輪組的機(jī)械效率之比。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）由圖可知n＝3，因?yàn)閯蛩偬嵘貫镚1的物體，額外功與有用功之比為1：3，不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，克服物體重力所做的功為有用功，克服動滑輪重力所做的功為額外功，所以，由W＝Gh可得：＝＝＝，即G動＝，因使用同一個滑輪組先后勻速提升重為G1和G2的物體時(shí)，兩次繩子自由端的拉力之比為2：5，所以，由F＝（G+G動）可得：＝＝＝＝，解得：＝；（2）由不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝可知，先后兩次滑輪組的機(jī)械效率之比：＝＝＝。故答案為：1：3；5：6。考察易錯點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了使用滑輪組時(shí)繩子自由端的拉力和機(jī)械效率公式的應(yīng)用，利用好不計(jì)摩擦和繩重時(shí)拉力F＝（G+G動）是關(guān)鍵。22．（2023秋?海門市校級期中）如圖所示，用動滑輪將80N重的物體在10s內(nèi)勻速提升1m，則有用功為80J，此過程中拉力F大小為50N，則機(jī)械效率為80%，拉力做功的功率為10W。要提高動滑輪的機(jī)械效率，可采取的方法是增加被提升物體的物重（或減小動滑輪重力，或減小摩擦）（寫一法）。試題思路分析：（1）根據(jù)W有＝Gh求出有用功；（2）根據(jù)滑輪組裝置確定繩子股數(shù)，利用W總＝Fs＝Fnh求出總功，根據(jù)η＝求出該滑輪組的機(jī)械效率；（3）根據(jù)P＝求出拉力做功的功率；（4）提高滑輪組機(jī)械效率的方法：增大提升物重、減小動滑輪重、減小摩擦。詳細(xì)規(guī)范解答：解：用動滑輪將80N重的物體在10s內(nèi)勻速提升1m，則有用功為：W有＝Gh＝80N×1m＝80J；由圖可知，n＝2，拉力做的總功為：W總＝Fs＝Fnh＝50N×2×1m＝100J，則該滑輪組的機(jī)械效率為：η＝＝×100%＝80%；P＝＝＝10W；要提高動滑輪的機(jī)械效率，可以增大提升的物重，或減小動滑輪重力，或減小摩擦。故答案為：80；80%；10；增加被提升物體的物重（或減小動滑輪重力，或減小摩擦）?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了做功公式、功率公式和滑輪組機(jī)械效率公式的應(yīng)用，明確滑輪組繩子的有效股數(shù)是關(guān)鍵。23．（2023秋?淮陰區(qū)期中）如圖所示小明組裝了甲、乙兩種滑輪，用來提升同一物體，G物＝200N（不計(jì)繩重、輪重和摩擦），要使物體豎直勻速提升2m。則①F甲＝100N，②F乙＝400N，并向上移動1m。試題思路分析：軸隨物體一起運(yùn)動的滑輪是動滑輪，不計(jì)繩重、輪重和摩擦，使用動滑輪能省一半力，但費(fèi)距離，繩自由端移動的距離s＝2h。詳細(xì)規(guī)范解答：解：①圖甲是動滑輪，動滑輪不能改變力的方向，不計(jì)繩重、輪重和摩擦，使用動滑輪能省一半力，所以F甲＝G物＝×200N＝100N；②圖乙是動滑輪，由圖可知，不計(jì)繩重、輪重和摩擦，G物＝F乙＝200N，所以F乙＝400N，拉力端移動的距離為s'＝h＝×2m＝1m。故答案為：①100；②400；1?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：此題考查了動滑輪的工作特點(diǎn)，是一道基礎(chǔ)題。三．作圖題（共3小題）24．（2023秋?惠山區(qū)校級期中）圖甲是小明自行車的手閘，其中ABO可視為一種杠桿，簡化示意圖如圖乙，O為支點(diǎn)，F(xiàn)2為阻力，請?jiān)趫D乙中畫出作用在A點(diǎn)的最小動力F1。試題思路分析：根據(jù)杠桿平衡條件可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動力臂越長，動力越小。詳細(xì)規(guī)范解答：解：由杠桿平衡條件可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動力臂越長，動力越?。粓D中支點(diǎn)在O點(diǎn)，因此OA作為動力臂l1最長；動力的方向應(yīng)該向下，過點(diǎn)A垂直于OA向下作出最小動力F1，如圖所示：。答：?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題的解題關(guān)鍵是通過杠桿的平衡條件得出：在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動力臂越長，動力越小的結(jié)論。25．（2023秋?高港區(qū)期中）如圖甲所示為搬花神器，用它把花盆拾起時(shí)，相當(dāng)于一個繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的杠桿。其簡化示意圖如圖乙所示，請?jiān)谝覉D中畫出杠桿平衡時(shí)作用在A點(diǎn)的最小動力F。試題思路分析：力臂的概念：力臂是指從支點(diǎn)到力的作用線的距離；杠桿平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂（F1l1＝F2l2），在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動力臂越長，動力越小。詳細(xì)規(guī)范解答：解：由杠桿平衡條件F1l1＝F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動力臂越長，動力越??；圖中支點(diǎn)在O點(diǎn)，因此連接OA作為動力臂l1最長；動力的方向應(yīng)該向下，從點(diǎn)A垂直于OA斜向下作出最小動力F1的示意圖，如圖所示：考察易錯點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題的解題關(guān)鍵是通過杠桿的平衡條件得出：在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動力臂越長，動力越小的結(jié)論。26．（2023秋?邗江區(qū)校級期中）如圖中是螺絲刀撬圖釘?shù)膱D片，請你在圖中畫出施加在A點(diǎn)的動力F1對應(yīng)的動力臂l1。試題思路分析：支點(diǎn)為O，用虛線延長動力的作用線；用虛線作支點(diǎn)到動力作用線的垂線，可得動力臂。詳細(xì)規(guī)范解答：解：由圖可知，支點(diǎn)是O，由支點(diǎn)向力的作用線引垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是動力F1對應(yīng)的動力臂l1，如圖所示：考察易錯點(diǎn)與重難點(diǎn)：此題主要考查力臂的畫法，比較簡單。四．實(shí)驗(yàn)探究題（共5小題）27．（2023秋?虎丘區(qū)期中）小明在測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)中每個鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)序號鉤碼總重G/N鉤碼上升的高度h/m測力計(jì)示數(shù)F/N測力計(jì)移動距離s/m機(jī)械效率η140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%（1）第1次實(shí)驗(yàn)測得的機(jī)械效率約為74%（保留整數(shù)）；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是用圖丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成的；（3）分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率越低；（4）若不計(jì)繩重與摩擦（以第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算）：若使此滑輪組的機(jī)械效率不低于90%，所提升的重物至少為12.6N。試題思路分析：（1）根據(jù)η＝×100%＝算出第1次實(shí)驗(yàn)滑輪組機(jī)械效率；（2）根據(jù)繩端移動距離與物體上升的高度判斷出承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，同時(shí)也要注意被提升的物重；（3）影響滑輪組機(jī)械效率的因素：物重和動滑輪的個數(shù)，被提升的物體越重、動滑輪的個數(shù)越少，則滑輪組的機(jī)械效率越高；（4）根據(jù)第1次的數(shù)據(jù)，不計(jì)繩重與摩擦計(jì)算動滑輪的重力，根據(jù)機(jī)械效率的公式η＝＝計(jì)算物體的重力。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）第1次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率為：η＝×100%＝＝×100%≈74%；（2）由數(shù)據(jù)可知第4次實(shí)驗(yàn)中，s為h的5倍，所以滑輪組由5段繩子承擔(dān)物重，所以第4次實(shí)驗(yàn)是用圖丙做的；（3）分析第1、3次實(shí)驗(yàn)，兩次提升物體的重力相同，第3次實(shí)驗(yàn)繩子股數(shù)多，說明動滑輪多，動滑輪較重，而機(jī)械效率較低，所以可得使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率越低；（4）若不計(jì)繩重與摩擦（以第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算）：動滑輪的重力G動＝nG﹣G＝3×1.8N﹣4N＝1.4N；若使此滑輪組的機(jī)械效率不低于90%，η＝＝＝＝＝＝90%；解得G＝12.6N。故答案為：（1）74%；（2）丙；（3）越低；（4）12.6?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：此題是測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)，主要考查了有關(guān)滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，以及影響滑輪組機(jī)械效率的因素：被提升的物重和動滑輪的重力。被提升的物體越重，動滑輪的重力越小，滑輪組的機(jī)械效率越高。28．（2023秋?邗江區(qū)校級期中）下面是小東同學(xué)利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)。（每個鉤碼重0.5N）（1）實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖甲所示情況，該杠桿處于平衡狀態(tài)（選填“平衡狀態(tài)”或“非平衡狀態(tài)”）。此時(shí)，應(yīng)將杠桿兩端的螺母向右調(diào)（選填“左”或“右”），使杠桿在水平位置平衡。（2）如圖乙所示，在B點(diǎn)處施加一個豎直向下的拉力F＝3N時(shí)，杠桿仍然在水平位置平衡。當(dāng)拉力F向右傾斜時(shí)，仍要保持杠桿在水平位置平衡，拉力F的大小將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（3）實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了圖丙所示的情況，為了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將左邊的鉤碼向右（選填“左”或“右”）移動1格。（4）如果小東又進(jìn)行了如圖丁所示的探究，發(fā)現(xiàn)用彈簧測力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉使杠桿仍然處于水平位置平衡時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)會大于（選填“大于”、“等于”或“小于”）3N，這是因?yàn)楦軛U的支點(diǎn)沒有在杠桿的正中間。試題思路分析：（1）當(dāng)杠桿受力平衡時(shí)將保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)；調(diào)節(jié)杠桿平衡的原則是螺母的調(diào)節(jié)方向是向上翹的那端調(diào)節(jié)；（2）當(dāng)拉力F向右傾斜時(shí)，分析出力臂的變化結(jié)合杠桿的平衡條件判斷力的變化；（3）根據(jù)杠桿平衡條件判斷鉤碼移動的格數(shù)；（4）圖丁給出的杠桿，自身重力對杠桿平衡的影響不能忽略，再利用杠桿平衡條件分析判斷。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）杠桿靜止在圖甲所示的位置，則此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)；要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；（2）如改變彈簧測力計(jì)拉力的方向，向右傾斜時(shí)，阻力和阻力臂不變，動力臂減小，動力要增大，所以彈簧測力計(jì)示數(shù)變大，才能使杠桿仍然水平平衡；（3）設(shè)杠桿的一個小格為L，一個鉤碼的重力為G，根據(jù)杠桿平衡條件得，2G?nL＝G?4L，即n＝2，所以左端的鉤碼向右移動1個小格；（4）若不計(jì)杠桿的重力，根據(jù)杠桿的平衡條件3G×6L＝F×3L，解得F＝6G，F(xiàn)＝6×0.5N＝3N。由于桿的重心在桿的中點(diǎn)，重心在支點(diǎn)的左側(cè)，考慮杠桿自身重力的影響，杠桿的重力與鉤碼同時(shí)使杠桿向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，所以彈簧測力計(jì)的示數(shù)應(yīng)大于3N。故答案為：（1）平衡狀態(tài)；右；（2）變大；（3）右；1；（4）大于?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，掌握杠桿的平衡條件是解答本題的關(guān)鍵，同時(shí)考慮杠桿自重對其平衡的影響是解答本題的易錯點(diǎn)。29．（2023秋?淮陰區(qū)期中）“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)：（1）如圖甲所示，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)。為方便測量力臂，應(yīng)向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)螺母，使杠桿在水平位置平衡；（2）如圖乙所示，在A（選填“A”、“B”或“C”）點(diǎn)豎直向上（選填“向上”或“向下”）拉時(shí)，可使杠桿保持水平位置平衡，此時(shí)杠桿屬于省力杠桿；（3）某同學(xué)用彈簧測力計(jì)在D點(diǎn)豎直向下拉，然后將彈簧測力計(jì)繞D點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度至如圖丙所示位置，在旋轉(zhuǎn)過程中，要使杠桿始終在水平位置平衡，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)將逐漸變大（選填“變大”或“變小”），原因是阻力和阻力臂不變，動力臂變小，動力慢慢變大。試題思路分析：（1）在調(diào)平杠桿平衡時(shí)，杠桿的哪端高，平衡螺母要向哪端移動；（2）杠桿動力和阻力在同一側(cè)時(shí)，兩者力的方向應(yīng)該相反才能保持杠桿平衡，動力臂大于阻力臂時(shí)，杠桿為省力杠桿；（3）根據(jù)操作中引起力臂的變化，根據(jù)杠桿平衡條件分析解題。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)前為方便測量力臂，應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，右端偏高，這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向右端調(diào)節(jié)；（2）要使杠桿屬于省力杠桿，則動力臂應(yīng)大于阻力臂，所以應(yīng)該選擇在A點(diǎn)施加向上的力；（3）彈簧測力計(jì)在B處豎直向下拉時(shí)，拉力的方向豎直向下與杠桿垂直，動力臂等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離；彈簧測力計(jì)在逐漸旋轉(zhuǎn)過程中，拉力的方向不再與杠桿垂直，動力臂不再等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，即動力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件得，動力變大，阻力和阻力臂不變，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)變大。故答案為：（1）力臂；右；（2）A；向上；（3）變大；阻力和阻力臂不變，動力臂變小，動力慢慢變大?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題重點(diǎn)考查探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)調(diào)平和操作，要求平時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)多加注意，鍛煉自己的實(shí)驗(yàn)操作能力。正確理解杠桿的平衡條件是關(guān)鍵。30．（2023秋?無錫期中）小紅在測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖所示，每個鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如表：次數(shù)鉤碼總重G/N鉤碼上升的高度h/m測力計(jì)示數(shù)F/N測力計(jì)移動距離s/m機(jī)械效率η140.11.80.374%260.10.3340.11.40.557%440.21.41.057%（1）第2次測量中，測力計(jì)示數(shù)如乙圖。由乙圖可知拉力大小為2.4N；第2次實(shí)驗(yàn)測得的機(jī)械效率為83%（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實(shí)驗(yàn)是用丙（填“甲”、“乙”或“丙”）圖做的；（3）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，提升物體的重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。分析表格中1、3兩次的數(shù)據(jù)，得到了提高滑輪組機(jī)械效率的另一種方法。生活中汽車作為一種“機(jī)械”，提高效率對節(jié)能減排有重要意義，請指出以下三種提高效率的方法中，方法二采用了與此相同的方法；方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量滿員出行；方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量；方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑；（4）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度無關(guān)。試題思路分析：（1）根據(jù)圖乙讀出拉力的大小；由表格中第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，提升物體的重力為6N，由測力計(jì)移動的距離和物體上升的高度之間的關(guān)系可知使用的是圖乙裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)η＝＝得出機(jī)械效率；（2）由表格中第4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，利用n＝得出連接動滑輪的繩子的段數(shù)，進(jìn)而分析；（3）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用的是同一滑輪組，第2次實(shí)驗(yàn)中機(jī)械效率更大，說明提升物體的重力變大，機(jī)械效率變大；分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用的是不同的滑輪組，第3次機(jī)械效率低，說明動滑輪的個數(shù)增多，機(jī)械效率減?。粚τ诟淖兓喗M機(jī)械效率的方法，有兩種情況：一是減輕動滑輪質(zhì)量、加潤滑油減小摩擦，這些方法可以減少額外功，提高機(jī)械效率；二是增加提升物體的重，在額外功不變的情況下，增大有用功，從而提高機(jī)械效率，據(jù)此分析。（4）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物體提升的高度變大，機(jī)械效率不變。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）由圖乙可知拉力為2.4N；第2次實(shí)驗(yàn)測得的機(jī)械效率為：η＝＝＝≈83%；（2）由表格中第4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，連接動滑輪的繩子的段數(shù)為n＝＝＝5，即使用的是圖丙裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。（3）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用的是同一滑輪組，第2次實(shí)驗(yàn)中機(jī)械效率更大，說明提升物體的重力變大，機(jī)械效率變大；分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用的是不同的滑輪組，第3次機(jī)械效率低，說明動滑輪的個數(shù)增多，機(jī)械效率減??；方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員，是在額外功相同時(shí)，人越多，有用功越多，機(jī)械效率越高，故不符合題意；方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量，是通過減小額外功來增加機(jī)械效率的，故符合題意。方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑。提高滑輪組機(jī)械效率的方法是通過減小摩擦來增加機(jī)械效率的，故不符合題意，故選方法二與本實(shí)驗(yàn)中1、3方法相同；（5）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物體提升的高度變大，機(jī)械效率不變，即機(jī)械效率與提升物體的高度無關(guān)。故答案為：（1）2.4；83%；（2）丙；（3）提升物體的重力越大；二；（5）上升的高度?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題為測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，考查機(jī)械效率的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)論等知識。31．（2023秋?儀征市期中）小明用同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)測量滑輪組的機(jī)械效率，并將獲得的數(shù)據(jù)填在表中。實(shí)驗(yàn)次序鉤碼重/N鉤碼上升高度/cm測力計(jì)示數(shù)/N繩端移動距離/cm12100.8402551520（1）根據(jù)小明同學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄可以確定：①實(shí)驗(yàn)裝置所用滑輪的個數(shù)至少是3個，其中動滑輪是2個。②第1次測得滑輪組的機(jī)械效率為62.5%，若測出動滑輪的重為0.3N，計(jì)算出實(shí)驗(yàn)中克服摩擦力和繩重所做的額外功為0.09J，第3次提升的鉤碼重為3N，則測得滑輪組的機(jī)械效率范圍為62.5%～83.3%。（2）小華利用圖甲滑輪組，只改變物重進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)（忽略繩重和摩擦），作出了如圖乙所示的圖像，已知該圖像的縱坐標(biāo)表示滑輪組機(jī)械效率的倒數(shù)，則該圖像的橫坐標(biāo)所表示的物理量是物重的倒數(shù)。試題思路分析：（1）①先根據(jù)拉力端移動的距離、鉤碼升高的高度，求出承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n；再確定需要滑輪的個數(shù)；②由表中數(shù)據(jù)可知，第一次實(shí)驗(yàn)鉤碼的重力、拉力、鉤碼上升高度、拉力端移動的距離，由W有＝Gh計(jì)算有用功、由W總＝Fs計(jì)算總功，再利用η＝計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率；由W總＝W有+W額，先計(jì)算出克服動滑輪所做額外功，再計(jì)算克服摩擦力和繩重所做的額外功；由η＝計(jì)算第二次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率，同一滑輪組提起物體越重效率越高，由此判斷第三次的機(jī)械效率范圍；（2）利用不計(jì)繩重和摩擦?xí)rη＝＝＝＝可得η﹣1與G和G動的關(guān)系。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）①根據(jù)s＝nh，由數(shù)據(jù)可知，該滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù)：n＝＝＝4，而“一動一定”的滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多為3，因此該實(shí)驗(yàn)裝置至少有2個動滑輪、1個定滑輪；總共至少需要3個滑輪；②由表中數(shù)據(jù)知，第一次實(shí)驗(yàn)鉤碼的重力G＝2N，拉力F＝0.8N，鉤碼上升高度h＝10cm＝0.1m，拉力端移動的距離s＝40cm＝0.4m，有用功：W有用1＝G1h1＝2N×0.1m＝0.2J，總功：W總1＝F1s1＝0.8N×0.4m＝0.32J，機(jī)械效率：η1＝×100%＝×100%＝62.5%；克服動滑輪重所做額外功：W動＝G動h＝0.3N×0.1m＝0.03J，由W總＝W有+W額可得，克服摩擦力和繩重所做的額外功為：W′＝W總1﹣W有1﹣W動＝0.32J﹣0.2J﹣0.03J＝0.09J；由表中數(shù)據(jù)可得，第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：η2＝×100%＝×100%＝×100%≈83.3%，第三次提升的鉤碼重為3N，因?yàn)橥换喗M提起物體越重機(jī)械效率越高，且G1＜G3＜G2，所以η1＜η3＜η2，所以第三次提升的鉤碼重為3N，滑輪組機(jī)械效率范圍為62.5%～83.3%。（2）因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，所以滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝，則η﹣1＝＝1+＝1+（G﹣1×G動），已知圖中縱軸表示機(jī)械效率的倒數(shù)η﹣1，由此可知，若不計(jì)純重與摩擦，則橫軸可能表示物重的倒數(shù)。故答案為：（1）①3；2；②62.5%；0.09；62.5%～83.3%；（2）物重的倒數(shù)?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題以測滑輪組機(jī)械效率為情景考查了滑輪組的裝配、有用功、總功和額外功以及機(jī)械效率的計(jì)算，要知道同一滑輪組提起物體越重效率越高。五．計(jì)算題（共5小題）32．（2023秋?工業(yè)園區(qū)校級期中）爸爸開著滿載質(zhì)量為1.8×103kg的小轎車帶小明去旅行，如圖所示，汽車在整個過程中以恒定的功率行駛，受到的阻力為車重的0.1倍且保持不變，從啟動到勻速運(yùn)動之前行駛的路程為150m，運(yùn)動的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，求：（g＝10N/kg）（1）小轎車勻速行駛時(shí)發(fā)動機(jī)牽引力的大小；（2）小轎車勻速行駛時(shí)，牽引力的功率；（3）10s內(nèi)小轎車牽引力做的功；試題思路分析：（1）根據(jù)G＝mg求汽車的重力，根據(jù)小轎車受到的阻力為車重的0.1倍求出汽車受到的阻力，根據(jù)二力平衡條件求出小轎車勻速運(yùn)動時(shí)的牽引力；（2）根據(jù)圖象可知汽車做勻速行駛時(shí)的速度，根據(jù)P＝＝Fv得到小轎車勻速行駛時(shí)，牽引力的功率；（3）根據(jù)汽車在整個過程中以恒定的功率行駛可知10s內(nèi)汽車引力的功率，根據(jù)W＝Pt得到10s內(nèi)小轎車牽引力做的功。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）汽車的重力：G＝mg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N，由汽車受到的阻力為車重的0.1倍可知，汽車受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×1.8×104N＝1.8×103N，因?yàn)槠囎鰟蛩龠\(yùn)動，所以，由二力平衡條件可知，汽車勻速運(yùn)動時(shí)的牽引力：F＝f＝1.8×103N；（2）由圖象可知，汽車做勻速行駛時(shí)的速度為30m/s，小轎車勻速行駛時(shí)，牽引力的功率：P＝＝Fv＝1.8×103N×30m/s＝5.4×104W；（3）因?yàn)槠囋谡麄€過程中以恒定的功率行駛，所以10s內(nèi)汽車引力的功率也為5.4×104W，10s內(nèi)汽車牽引力做的功：W＝Pt＝5.4×104W×10s＝5.4×105J。答：（1）小轎車勻速行駛時(shí)發(fā)動機(jī)牽引力的大小是1.8×103N；（2）小轎車勻速運(yùn)動時(shí)，牽引力功率是5.4×104W；（3）10s內(nèi)汽車牽引力做的功是5.4×105J?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查功和功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖像讀出相關(guān)的信息。33．（2023秋?沭陽縣校級期中）如圖所示，斜面長s＝8m，高h(yuǎn)＝3m。用平行于斜面F＝50N的拉力，將重力為G＝100N的物體，由斜面的底端勻速拉到頂端，用時(shí)t＝10s。求：（1）有用功W有；（2）該斜面的機(jī)械效率η；（3）物體受到的摩擦力f。試題思路分析：（1）根據(jù)W有用＝Gh求出有用功；（2）根據(jù)W總＝Fs求出總功，根據(jù)η＝求出機(jī)械效率；（3）求出額外功，物體克服摩擦力做的功為額外功，根據(jù)W額＝fs求出摩擦力。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）物體克服重力所做的有用功：W有用＝Gh＝100N×3m＝300J；（2）拉力做的總功：W總＝Fs＝50N×8m＝400J，該斜面的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；（3）物體克服摩擦力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝400J﹣300J＝100J，由W額＝fs得，物體受到的摩擦力：f＝＝＝12.5N；答：（1）有用功300J；（2）該斜面的機(jī)械效率75%；（3）物體受到的摩擦力12.5N?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：熟練運(yùn)用功的計(jì)算公式，明確總功、有用功、額外功間的關(guān)系，是解答此題的關(guān)鍵。34．（2023秋?新沂市期中）如圖所示是一種塔式起重機(jī)上的滑輪組。已知在勻速起吊600kg的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是80%，g取10N/kg。（1）使物體上升5m，所做的有用功是多少？（2）使物體上升5m，所做的總功是多少？（3）繩端的拉力F是多大？試題思路分析：（1）先根據(jù)G＝mg計(jì)算物體的重力，根據(jù)W＝Gh求出有用功；（2）根據(jù)η＝求出總功；（3）利用W總＝Fs的變形公式求出拉力。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）物體的重力G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，有用功W有＝Gh＝6000N×5m＝3×104J；（2）滑輪組的機(jī)械效率η＝得：W總＝＝＝3.75×104J；（3）繩端的拉力F＝＝＝2500N。答：（1）使物體上升5m，所做的有用功是3×104J；（2）使物體上升5m，所做的總功是3.75×104J；（3）繩端的拉力F是2500N?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：此題主要考查的是對重力、有用功、功率計(jì)算公式及其變形公式的理解和掌握，難度不大。35．（2023秋?高港區(qū)期中）如圖，塔式起重機(jī)上的滑輪組10s內(nèi)將質(zhì)量為1.2×103kg的重物勻速吊起2m，滑輪組的機(jī)械效率為80%。求：（1）提升重物做的有用功；（2）繩端的拉力及其功率。試題思路分析：（1）根據(jù)W有＝Gh＝mgh求出有用功；（2）根據(jù)滑輪組裝置確定繩子股數(shù)，利用η＝求出總功，根據(jù)W總＝Fs＝Fnh求出繩端的拉力；利用P＝求出繩端的拉力的功率。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）提升重物做的有用功為：W有＝Gh＝mgh＝1.2×103kg×10N/kg×2m＝2.4×104J；（2）由圖可知，n＝3；繩端的拉力做的總功為：W總＝＝＝3×104J，繩端的拉力為：F＝＝＝5×103N；繩端的拉力的功率為：P＝＝＝3×103W。答：（1）提升重物做的有用功為2.4×104J；（2）繩端的拉力為5×103N，功率為3×103W?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了做功公式、功率公式和滑輪組機(jī)械效率公式的應(yīng)用，明確滑輪組繩子的有效股數(shù)是關(guān)鍵。36．（2023秋?銅山區(qū)校級期中）小明家裝修房屋，一箱質(zhì)量為80kg的建筑材料放在水平地面上。裝修工人用500N的拉力F通過如圖所示的滑輪組將建筑材料勻速提升3m，用時(shí)20s。（g＝10N/kg）求：（1）拉力F的功率；（2）滑輪組的機(jī)械效率。試題思路分析：（1）由圖可知n＝，繩子自由端移動的距離s＝nh，由拉力做的總功W總＝Fs，拉力做功的功率；（2）物體的重力G＝mg，滑輪組做的有用功W有＝Gh，滑輪組的機(jī)械效率。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）由圖可知n＝2，繩子自由端移動的距離s＝nh＝2×3m＝6m，拉力做的總功W總＝Fs＝500N×6m＝3000J，拉力做功的功率；（2）物體的重力G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N，滑輪組做的有用功W有＝Gh＝800N×3m＝2400J，滑輪組的機(jī)械效率；答：（1）拉力F的功率是150W；（2）滑輪組的機(jī)械效率是80%。考察易錯點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查了使用滑輪組時(shí)有用功、總功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算，關(guān)鍵是從圖中得出滑輪組繩子的有效股數(shù)。六．解答題（共3小題）37．（2023秋?徐州期中）請畫出圖中滑輪組最省力時(shí)的繩子繞法。試題思路分析：要解決此題，需要知道滑輪組的繞線方法，繩子先系在動滑輪的掛鉤上時(shí)最省力。詳細(xì)規(guī)范解答：解：當(dāng)繩子從動滑輪繞起時(shí)，承擔(dān)拉力的繩子的段數(shù)最多，用起來最省力。如圖：考察易錯點(diǎn)與重難點(diǎn)：最省力的滑輪組繞繩方法：繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過定滑輪，再繞過動滑輪。38．（2023秋?天寧區(qū)校級期中）我國萬米深潛作業(yè)次數(shù)和下潛人數(shù)位居世界首位。圖甲所示為我國“奮斗者”號載人潛水器的海試現(xiàn)場。潛水器的前邊固定一個采樣籃，里面放著海底沉積物采樣器等工具，采樣器是一個下端開口的圓形玻璃管。潛水器兩側(cè)各連著一只機(jī)械手臂，其中一只機(jī)械手臂的簡化示意圖如圖乙所示，它由金屬桿AB、OC和可以伸縮的液壓桿AC組成，C點(diǎn)為機(jī)械手臂和潛水器的連接點(diǎn)。當(dāng)液壓桿伸長或縮短時(shí)，會帶動金屬桿AB（AB桿質(zhì)量分布均勻）繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，金屬桿B端就會向上提或向下壓采樣器。（1）當(dāng)液壓桿AC收縮，帶動金屬桿AB繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)至水平位置時(shí)。請?jiān)趫D乙中畫出液壓桿AC對金屬桿A端拉力的力臂L1，以及采樣器對金屬桿B端的力F2的示意圖。（2）若OA、OC和AC的長分別足18cm、24cm和30cm，OB的長是72cm，這只機(jī)械手臂的液壓桿AC對水平金屬桿A端的拉力是200N。①求采樣器對金屬桿B端的力F的大?。浚ú豢紤]金屬桿AB和采樣器它們受到的重力和浮力）②在采集器對金屬桿拉力不變情況下，若連接點(diǎn)A向右移動一些（未過O點(diǎn)），AC上的力將變大（變大/變小/不變）。（3）若考慮金屬桿AB的自重，在采集器離開水面勻速提升重物到相同高度的過程中，如果把是掛B點(diǎn)向左移動（未過O點(diǎn)），則機(jī)械手臂的機(jī)械效率將變?。ㄗ兇?變小/不變）。試題思路分析：（1）根據(jù)力的作用是相互的，分析采樣器對金屬桿AB的作用力，根據(jù)力臂的定義畫圖；（2）根據(jù)三角形知識計(jì)算動力臂長，利用杠桿平衡計(jì)算采樣器對金屬桿B端的力；根據(jù)杠桿平衡條件分析動力臂變小時(shí)的動力變化；（3）根據(jù)有用功不變，改變作用點(diǎn)后做的額外功變化，確定機(jī)械效率的變化。詳細(xì)規(guī)范解答：解：（1）水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時(shí)，由于力的作用是相互的，采樣器對金屬桿AB的力F2的方向豎直向上，如下圖所示：（2）①由OA＝18cm，OC＝24cm，AC＝30cm，可得OA2+OC2＝AC2，所以△AOC為直角三角形，由幾何知識可得OD?AC＝OA?OC，解得F1的力臂為：L1＝OD＝＝14.4cm＝0.144m，機(jī)械手臂的液壓桿AC對水平金屬桿A端的拉力F1＝200N，O為支點(diǎn)，F(xiàn)2的力臂L2＝OB＝72cm＝0.72m，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可得采樣器對金屬桿B端的力F的大?。篎＝F2＝F1＝×200N＝40N；②在采集器對金屬桿拉力不變情況下，若連接點(diǎn)A向右移動一些（未過O點(diǎn)），L1變小，和F2和L2動力不變，根據(jù)F1L1＝F2L2可知AC上的力將變大；（3）若考慮金屬桿AB的自重，在采集器離開水面勻速提升重物到相同高度的過程中，對物體做的有用一定，如果把是掛B點(diǎn)向左移動（未過O點(diǎn)），物體高度相同，但杠桿轉(zhuǎn)動的角度變大，使得杠桿重心上升的高度變大，因而左的額外功變大，有用功不變，總功變大，則機(jī)械手臂的機(jī)械效率將變小。答：（1）見解答；（2）①采樣器對金屬桿B端的力F2的大小為40N；②變大；（3）變小?？疾煲族e點(diǎn)與重難點(diǎn)：本題考查杠桿平衡條件、力的示意圖、壓強(qiáng)、浮力及重力等物理知識，以及數(shù)學(xué)幾何的內(nèi)容，是一道學(xué)科綜合題，難度較大。39．（2023秋?梁溪區(qū)校級期中）如圖甲所示的隱形床因美觀且節(jié)約空間的特點(diǎn)，近些年備受年輕人喜愛。其工作原理和物理有著密不可分的關(guān)系。將隱形床處于水平位置時(shí)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，取其部分可抽象成如圖乙所示的模型。隱形床可圍繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，把床架和床墊看成一個整體，床兩側(cè)各裝一根液壓桿連接在床架上B處和墻體上A處，通過控制液壓桿的開關(guān)可以在10秒內(nèi)收起床體。已知床架上B處與O點(diǎn)的距離為0.5m，床的長度為2m，整個床體（包含床墊）質(zhì)量約為80kg，整個床體厚度為0.2m。求：（g取10N/kg）（1）圖乙中液壓桿和床架構(gòu)成了費(fèi)力杠桿；（2）當(dāng)收起床體時(shí)，每個液壓桿至少要提供多大的力？（3）計(jì)算液壓桿收起床體過程中，對床體做功的功率大??？試題思路