焦作市第一中学功和机械能单元专项综合训练

焦作市第一中学功和机械能单元专项综合训练

一、选择题

1．关于功、功率和机效率，下列说法中正确的是（）

A．做功多的机械，功率一定大

B．功率大的机械，做功一定快

C．做功快的机械，机械效率一定高

D．精密的机械，机械效率能达到100％

2．如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力F的方向，使其从

①→②→③，此过程中（）

A．①位置力臂最长B．③位置力臂最长

C．弹簧测力计示数先变大后变小D．弹簧测力计示数先变小后变大

3．如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中下列说法正确的是（）

A．绳子自由端移动的距离为2m

B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N

C．拉力F的功率为4W

D．有用功为120J

4．关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是

A．功率大的机械，机械效率一定高B．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大

C．机械做功时，工作时间越短，功率一定越大D．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功

5．如图所示是某建筑工地用升降机提升大理石的滑轮组示意图。滑轮组通过固定架被固定住，滑轮组中的两个定滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为

2000N．大理石的密度是2.8×103kg/m3，每块大理石的体积是1.0×10﹣2m3，升降机货箱和动滑轮的总重力是300N．在某次提升15块大理石的过程中，升降机在1min内将货箱中的大理石沿竖直方向匀速提升了15m，绳子末端的拉力为F，拉力F的功率为P，此时滑轮组

的机械效率为η．不计绳子的重力和轮与轴的摩擦，g取10N/kg．下列选项中正确的是

A．升降机一次最多能匀速提升40块大理石

B．拉力F的大小为1300N

C．拉力F的功率P为1125W

D．滑轮组的机械效率η为85%

6．如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是

A．20N B．25N C．30N D．35N

7．重为G的均匀木棒竖直悬于天花板上，在其下端施加一水平拉力F，让木棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中，下列说法中错误的是

A．动力臂逐渐变小

B．阻力臂逐渐变大

C．动力F与动力臂乘积不变

D．动力F逐渐变大

8．如图所示杠杆，力F方向始终竖直向上，当此杠杆在动力F作用下，将一个由细绳系的物体由图中位置逆时针匀速转动到水平位置时，则

A．F大小始终不变B．F先变大后变小

C．F先变小后变大D．无法判断F大小的变化

9．用F 1的拉力直接将重为G 的物体A 匀速提升h （如图甲）；换用斜面把物体A 匀速提升相同的高度，拉力为F 2 ， 物体沿斜面运动的距离为L （如图乙），利用斜面工作过程中

A ．有用功为F 2h

B ．额外功为F 2L －F 1h

C ．总功为（F 1+F 2）L D

．机械效率为12

F F 10．如图所示，一直杆可绕O 点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆

A ．始终是省力杠杆

B ．始终是费力杠杆

C ．先是省力的，后是费力的

D ．先是费力的，后是省力的 11．一个原来处于平衡状态的杠杆，如果再作用一个力后，杠杆仍处于平衡状态，则此力

（ ） A ．必须作用于动力的作用点上 B ．必须作用在支点上

C ．必须作用在阻力的作用点上

D ．可以作用在杠杆任一点上，但必须使力的作用线通过支点

12．用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上，重为100N 的物体提升一定高度．当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F 拉绳时，物体的速度v 和物体上升的高度h 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示．（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果不正确的是

A ．1s ～2s 内，拉力F 做的功是15J

B ．2s ～3s 内，拉力F 的功率是24W

C ．1s 时，物体对地面的压力是30N

D ．动滑轮重50N

二、填空题

13．如图所示为探究滑轮组作用的实验装置，每个钩码重2N 。实验时要竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计，拉力大小如图所示，则动滑轮重为______N ，将弹簧测力计向上移动

30cm，则钩码上升的高度为______cm。（不计一切摩擦及绳重）

14．一工人利用如图所示的滑轮组提起重物，当被提起重物的重力是150N时，滑轮组的机械效率为60%。若忽略绳重、滑轮摩擦，则动滑轮重________N。

15．用如图甲所示的装置将实心物体A从深井中吊出来，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60N，物体匀速上升的速度始终为1m/s（不计绳重、摩擦及阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg），则物体浸没在水中时受到的浮力为_________N；物体浸没在水中时滑轮组的机械效率为___________。

16．如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下，沿水平面以2m/s的速度做匀速直线运动，此时物体A所受的摩擦力是20N，如果滑轮、绳子所受重力及滑轮与轴的摩擦均不计，则拉力F的大小为___________N；拉力F做功的功率为___________W。

17．用如图所示滑轮组拉着一重为 90N 的物体匀速前进了 0.2m，若物体与地面的摩擦力是物体重力的 0.1 倍，则木块克服摩擦所做的功为___________J。如果小勇对绳的拉力

F=4N，则该滑轮组的机械效率为___________%。

18．2010年4月14日，青海玉树发生7.1级地震，救援队利用各种器材展开抢险救灾工作．

（1）利用如图1所示的钢丝钳，救援队吧钢筋剪断，钢丝钳是杠杆．

（2）使用撬棒，救援队员吧滚落在公路上的石块撬起，如图2所示，若救援队在撬棒D点沿DM方向用来撬起石块1，撬棒的支点是点，若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，撬棒的支点是点．沿方向撬起石块1更省力．

19．如图所示，A物体受到的重力是100Ｎ，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向右匀速直线运动。已知拉力F=5Ｎ，滑轮组的机械效率为80%，拉力F的功率是______；物体A受到水平地面的摩擦力是______N。

20．如图所示,甲、乙两套装置中，每个滑轮的质量相等，绳重和摩擦忽略不计．用甲装置把重为 100N 物体 G 升高 2m，所用拉力为 62.5N，甲、乙装置的机械效率分别η1、η2，则η1= ___；若用乙装置提相同的重物，则拉力 F2 ___F1(选填“>”、“<”或“=”，下同)，机械效率η2________η1。

三、实验题

21．对于杠杆的原理，我国古代也很注意研究，在古书《墨经》中就对杆秤作了科学的说明。某物理小组探究如图所示的一杆秤，通过观察和测量知道：杆秤上标有刻度，提纽在B点，秤钩在A点，O点为刻度的起点（为零刻度点，在B点左侧）。用刻度尺量出

OA=l1，OB=l2。

(1)秤钩不挂重物时，秤砣挂在O点时杆秤平衡，则重心C应在B点的__________侧（选填

“左”、“右”或“不确定”）。设该杆秤秤砣的质量为m，则杆秤自身重力（不含秤砣）和它的力臂的乘积是__________。

(2)物理小组利用空瓶（空瓶质量比秤砣质量小一些）、细线和原有秤砣测出原秤砣的质量。方法是：用细线系在空瓶上并置于__________点，慢慢往瓶中加沙子，如果杆秤恰能平衡，相当于新做了一个秤砣，再把它挂在秤钩上，移动原秤砣位置至杆秤平衡，秤杆上的读数即为原秤砣质量。

(3)物理小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力，杠杆的平衡条件是：F动l动=F阻l阻+F′阻l′，如图所示”。则上一问中实际上只要有刻度尺利用科学推理也可测得秤砣质量，方法

阻

是：设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙，将甲置于A点，乙置于B点右侧某点，杆秤恰好平衡。由杠杆的平衡条件可知，量出长度l1、l2后，只须从B点起向右量出长度

__________，该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m。

22．（1）如图是某街道路灯悬挂的情景。画出斜拉钢丝对横杆拉力F的示意图和对应的力臂L（_______________）

（2）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验：

实验一：将重为G的物块A放在一水平薄木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图甲所示。读出弹簧测力计示数为F0。

实验二：再将上述木板一端垫起，构成一个长为s、高为h的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A，使它在斜面上匀速向上运动，如图乙所示。读出弹簧测力计的示数为

F1。请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题。（阅读图丙）

①画出物块A在斜面上运动时对斜面的压力F N的示意图____________。

②物块A与薄木板之间摩擦力的比例常数μ=_________。（用实验中的数据表示）

23．如图所示，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___并静止，达到平衡状态。这样做的好处是：________。

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂。他这样得出的结论是否合理？____；为什么？_____。

（3）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乙所示装置进行探究，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 __________。

24．如图，为探究“杠杆的平衡条件”的实验.

（1）实验前，正确安装好杠杆后，调节______使杠杆在水平位置平衡，目的是_______.（2）杠杆平衡后，在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆_______，记录数据.

（3）将弹簧测力计作用在C点，需______（选填“竖直向上”、“竖直向下”）拉弹簧测力计

使杠杆平衡，记录数据；若不是竖直拉弹簧测力计，其示数将_______（选填“变大” “不变”或"变小”）.通过数据分析可得出杠杆的平衡条件．

（4）利用图乙所示装置迸行拓展实验，当用于探究杠杆平衡条件时，实验结论与杠杆平衡条件不相符，原因是______；当用于研究机械效率时，缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高h，测得杠杆机械效率为η1，将钩码移到B点，仍使钩码升高h测得的机械效率为η2，则η1______η2（选填“等于”或“不等于”）.

25．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．

（1）实验中应沿竖直方向_____缓慢拉动弹簧测力计．

（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法_____（选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到_____对滑轮组机械效率的影响．

（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整

______．

（4）通过比较_____两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）

（5）通过比较_____两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．（填实验次数的序号）

（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：_________________________________ 26．小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均为100g，杠杆上相邻刻线间的距离相等。请按要求完成下列问题：

(1)将杠杆安装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆右侧的平衡螺母向______调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡。

(2)将杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的B点悬挂了3个钩码，如图所示。为使杠杆保持水平平衡状态，应该在A点悬挂 ________个钩码。

(3)若撤掉杠杆A点的钩码，为使杠杆在水平位置平衡，应该用弹簧测力计在杠杆______（选填“A”或“C”）处竖直向上拉，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数为

_______N。（g取10N/kg）

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．B

解析：B

【详解】

A．做功的多少由力的大小和在力的方向上移动的距离大小有关，而功率是指的做功的快慢，由做功的多少和时间共同决定，做功多的机械，不一定花的时间短，故A选项错误；B．功率是指的做功的快慢，故功率大则做功一定快，是正确的，故B选项正确；

C．做功快的机械是指功率大，是做功的快慢，而机械效率是指的有用功和总功的比例，故功率大，机械效率不一定大，故C选项错误；

D．任何一个机械不可能达到100%，故D选项错误。

故选B。

2．D

解析：D

【详解】

AB．力臂是支点到力的作用点的线段，由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大，故AB 不符合题意；

CD．从①→②→③时动力臂先变大后变小，由图可知阻力等于钩码重力不变，在水平位置平衡所以阻力臂也不变，根据杠杆平衡的条件可知，弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大，故C不符合题意，D符合题意。

故选D。

3．B

解析：B

【详解】

A ．由图知n ＝3，则绳子自由端移动的距离

s 绳＝3s 物＝3v 物t ＝3×0.2m/s×10s ＝6m

故A 错；

B ． 因为

=100% =100%=100%=100%=80%33W fs fs f W Fs F s F

η????有物物绳总物 所以物体与地面间的滑动摩擦力

380%320N 80%48N f F =?=??=

故B 正确；

C ．拉力做的功为

W 总＝Fs 绳＝20N×6m ＝120J

拉力做功的功率

120J 12W 10s

W p t =

==总 故C 错误；

D ．有用功 W 有＝fs 物＝fv 物t ＝48N×0.2m/s×10s ＝96J

故D 错。

故选B 。

4．D

解析：D

【解析】

【分析】

（1）使用机械时，有用功与总功的比值叫机械效率；

（2）物体在单位时间完成的功叫功率；

（3）由功的原理可知使用任何机械都不省功。

【详解】

A 、功率越大，表示机械做功越快，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，故A 错误；

B 、从 100%W W η

=?有用总可知，有用功多，机械效率的大小还要看总功的大小。故B 错

误； C 、从W P t

=可知，工作时间短，功率的大小还要看做功的多少，故C 错误； D 、利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功，故D 正确。

故选：D。

5．C

解析：C

【解析】

【分析】

（1）已知大理石的密度和体积，利用m=ρV求质量，再利用公式G=mg得到重力；由图知，作用在动滑轮上的绳子有3段，已知钢丝绳能够承受的最大拉力、升降机货箱和动滑轮的总重力和作用在动滑轮上的绳子段数，可以得到动滑轮能够提升的最大重力；已知动滑轮提升的最大重力和货箱的重力，可以得到大理石的总重力；已知大理石的总重力和每块大理石的重力，两者之比就是大理石的数量；

（2）利用F=1

3

（G+G0）求拉力；

（3）利用s=3h求拉力端移动的距离，利用W=Fs求拉力做的功；已知做功时间，利用公

式P=W

t

求拉力的功率．

（4）求出有用功，再利用效率公式η=W

W

有

总

×100%求滑轮组的机械效率．

【详解】

（1）由ρ=m

V

得每块大理石的质量：m=ρV=2.8×103kg/m3×1.0×10-2m3=28kg

每块大理石重：G=mg=28kg×10N/kg=280N；

升降机一次能够提起的总重为G总=3×F最大=3×2000N=6000N

升降机一次能提起的大理石的总重为G石=G总-G0=6000N-300N=5700N

升降机一次能提起的大理石的块数为n=G

G

石=

5700

280

N

N

≈20（块），故A错；

（2）提升15块大理石的过程中，钢丝绳端移动的距离：s=3h=3×15m=45m

F=1

3

（G+G0）=

1

3

（15×280N+300N）=1500N，故B错；

（3）把货物提升15m拉力做的功：W=Fs=1500N×45m=6.75×104J

升降机的功率为P=W

t

=

4

6.7510J

60s

?

=1125W；故C正确；

（4）W有用=Gh=15×280N×15m=6.3×104J，

η=W

W

有

总

×100%=

4

4

6.310J

6.7510J

?

?

×100%≈93.3%，故D错．

故选C．6．D 解析：D 【详解】

由图可知，物体与滑轮的总重由两股绳子承担，且两根绳子的拉力的方向不平行，所以2F ＞G 动滑轮+G 物=10N+50N=60N ，即F ＞30N ，故选项A 、B 、C 不符合题意，D 正确为答案．

7．C

解析：C

【解析】

A. 由图可知，竖直位置时，动力臂为木棒的长，拉离竖直位置时，动力臂会小于木棒的长，所以动力臂逐渐变小，故A 正确；

B. 阻力为木棒的重力，竖直位置时，重力过支点，力臂为零，拉离竖直位置时，重力作用线远离支点，所以阻力臂逐渐变大，故B 正确；

C. 根据杠杆平衡条件知，动力F 与动力臂乘积等于木棒的重力与阻力臂的乘积，由于木棒的重力不变，阻力臂逐渐变大，所以乘积是变大的，故C 错误；

D. 由C 知，动力F 与动力臂乘积变大，而动力臂变小，根据杠杆平衡条件知，动力F 逐渐变大，故D 正确；

点睛：重点是杠杆平衡条件的应用，理解这一过程中，木棒的重不变，而阻力臂变大，所以乘积变大，动力变大．

8．A

解析：A

【解析】

如图,当杠杆匀速转动到水平位置时,

因为动力、阻力作用点不变, 所以OA OC OB OD

L L L L =不变; 又因为阻力(物重G 不变),由OB OA L F L G =得: OA OB

L G F L =. 所以当杠杆匀速转动到水平位置时,动力F 的大小不变.

所以A 选项是正确的.

【点睛】画出动力臂和阻力臂,杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系不变,而阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可以知道动力不变．

9．B

解析：B

【解析】

A.借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W 有=Gh =F 1h ，故A 错误；BC.

B.拉力所做的总功：W 总=F 2L ，额外功W 额= W 总-W 有= F 2L - F 1h ，故B 正确，C 错误；D. 机

械效率η12Fh?F L

W W ==有

总，故D 错误．故选B. 10．C

解析：C

【详解】

由图可知动力F 1的力臂始终保持不变，物体的重力G 始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L 2＜L 1之前杠杆是省力杠杆，在L 2＞L 1之后，杠杆变为费力杠杆．

11．D

解析：D

【解析】左边的力矩（力与力臂的乘积）为：

；右边的力矩为：；已知杠杆平衡，则：

；在杠杆的一边添加一个力F 后，若杠杆仍然平衡，则必须满足：

的条件；所以所加力F 的力臂必为0（即力矩为0），那么有两种情况：①力F 的作用点为支点；②力F 的作用线通过支点；显然D 的说法更符合

题意，故选D ．

【点睛】此题考查的是杠杆中的力的分类，记住两点即可：

①作用点在支点或力的作用线经过支点的力，不会影响杠杆的转动；

②力的作用线不经过支点时，会影响杠杆的转动。 12．D

解析：D

【解析】由图乙和图丁可知，1s-2s 内，拉力F 的大小为50N ，货物升高的高度为0.1m ，

则拉力F 通过的距离为0.3m ，所以拉力做的功为W =Fs =50N×

0.3m=15J ，故A 正确；由图乙和图丙可知，2s-3s 内，拉力F 的大小为40N ，货物上升的速度为速度为0.2m/s ，则可知

拉力F 的速度为0.6m/s ，所以拉力的功率P =Fv =40N×

0.6m/s=24W ，故B 正确；在2s-3s 内货物是匀速上升的，此时的拉力大小为40N ，则可求出动滑轮的重为120N-100N=20N ，故D 错；由图乙可知，货物在1s 时，拉力的大小为30N ，则可得滑轮组对货物的拉力大小为30N×3-20N=70N ，所以可得货物对地面的压力为100N-70N=30N ，故C 正确；应选D 。

二、填空题

13．2 10

【分析】

(1)实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；在进行测量工具的读数时，要先认清分度值；

(2)不计绳重和摩擦，利用F=(G+G 轮)求动滑轮

解析：2 10

【分析】

(1)实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；在进行测量

工具的读数时，要先认清分度值；

(2)不计绳重和摩擦，利用F =13

(G +G 轮)求动滑轮的重力； (3)由图可知，该滑轮组绳子的段数为n =3，根据s =nh 可以判断出钩码上升的高度。

【详解】

[1]弹簧测力计的分度值是0.2N ，所以拉力大小是2.4N 。

不计绳重和摩擦，根据F =1n

(G +G 轮)可得，动滑轮的重力 G 轮=3F -G =3×2.4N-6N=1.2N

[2]由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，则由s =3h 得，钩码上升的高度

h =13s =13

×30cm=10cm 14．100

【详解】

因不计绳重和摩擦，由题意可知，效率

则动滑轮的重力为

故动滑轮的重力为100N 。

解析：100

【详解】

因不计绳重和摩擦，由题意可知，效率

=60%G G G η=+物物动

则动滑轮的重力为

150N =

-=-150N=100N 60%

G G G η物动物 故动滑轮的重力为100N 。 15．80%

【分析】

由图甲可知，承担物重的绳子股数n=2，则绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的2倍；由图乙可知圆柱体A 离开水面后拉力F 的功率，利用求绳子自由端的拉力，而不计绳重、摩擦及阻力

解析：80%

【分析】

由图甲可知，承担物重的绳子股数n =2，则绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的2倍；由图乙可知圆柱体A 离开水面后拉力F 的功率，利用P Fv =求绳子自由端的拉力，

而不计绳重、摩擦及阻力，拉力A ()12F G G '=+轮，据此求A 的重力；由图乙可知圆柱体A 在水中拉力F 的功率，由P Fv =得绳子自由端的拉力，不计绳重、摩擦及阻力，拉力

A )12

(F G F G =-+浮轮，据此求浮力大小；不计绳重、摩擦及阻力，利用A A W G F W G G F η-==+-有浮浮

总轮求物体浸没水中时的机械效率。 【详解】

[1]由图甲可知，n =2，则拉力F 拉绳的速度

A 221m/s 2m/s v v ==?=

由图乙可知，圆柱体A 离开水面后拉力F 的功率420W ，由P Fv =得，绳子自由端的拉力

420W 210N 2m/s P F v ''=

== 不计绳重、摩擦及阻力，拉力A ()12

F G G '=+轮，A 的重力 A 22210N 60N 360N G F G ='-=?-=轮

由图乙可知，圆柱体A 在水中拉力F 的功率300W ，由P Fv =得，绳子自由端的拉力

300W 150N 2m/s P F v =

== 不计绳重、摩擦及阻力，拉力A )12

(F G F G =-+浮轮，物体浸没在水中时受到的浮力 A 02360N 6N 150N 1220N F G G F =+=+-=-?浮轮

[2]物体浸没在水中的机械效率

()()A A 360N 120N 100%100%100%80%360N 120N 60N G F h W W G F G h

η--=?=?=?=-+-+浮有总浮轮 16．40

【解析】物体移动的速度：v 物=2m/s ，

由图知，n=2，拉力移动的速度：v=2v 物=2×2m/s=4m/s ，

因为物体匀速直线运动，所以动滑轮对物体的拉力：F 拉=f=20N ，

因为滑轮和绳的

解析：40

【解析】物体移动的速度：v 物=2m/s ，

由图知，n =2，拉力移动的速度：v =2v 物=2×2m/s=4m/s，

因为物体匀速直线运动，所以动滑轮对物体的拉力：F 拉=f =20N ，

因为滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，

所以水平拉力：．

拉力的功率：．

故答案为：10；40．

17．875%

【解析】

（1）由题意可知，木块受到的摩擦力：

f=0.1G=0.1×90N=9N，

木块克服摩擦所做的功：

W有=fs物=9N×0.2m=1.8J；

（2）由图可知，n=3，则绳端移动的

解析：875%

【解析】

（1）由题意可知，木块受到的摩擦力：

f=0.1G=0.1×90N=9N，

木块克服摩擦所做的功：

W有=fs物=9N×0.2m=1.8J；

（2）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：

s绳=ns物=3×0.2m=0.6m，

拉力做的总功：

W总=Fs绳=4N×0.6m=2.4J，

滑轮组的机械效率：．

故答案为：1.8；75．

18．省力；A；C；DM

【解析】

试题分析：（1）钢丝钳的动力臂大于阻力臂，利用它可以很轻易的剪短钢丝，是省力杠杆；

（2）读图可知，当沿DM方向用力撬石块1时，杠杆围绕A点转动，因此A为这时的支点；同

解析：省力；A；C；DM

【解析】

试题分析：（1）钢丝钳的动力臂大于阻力臂，利用它可以很轻易的剪短钢丝，是省力杠杆；

（2）读图可知，当沿DM方向用力撬石块1时，杠杆围绕A点转动，因此A为这时的支点；同样，当沿DN方向用力撬石块1时，杠杆围绕C点转动，因此C为此时的支点；当以A为支点时，杠杆的动力臂为AD的长，当以C为支点时，杠杆的动力臂是从C点到DN的作用线的距离，显然要比AD要短，因此，沿DM方向用力撬石块1更省力．

19．3W 12

【详解】

[1]由图知道，n=3，则绳端移动的速度

v 绳 =nvA =3×0.2m/s=0.6m/s

由知道，拉力F 的功率

P=Fv 绳 =5N×0.6m/s=3W

[2]由

解析：3W 12

【详解】

[1]由图知道，n =3，则绳端移动的速度

v 绳 =nv A =3×0.2m/s=0.6m/s

由P Fv =知道，拉力F 的功率

P=Fv 绳 =5N ×0.6m/s=3W

[2]由W W η=有总

根据题意知道， A A A ==80%35W fs fs f f W Fs Fns nF N

η====?有

绳总 解得物体A 受到水平地面的摩擦力

f=12N 20．80% < =

【解析】

根据动滑轮的性质可知物体上升2m ，绳子上升4m ，根据；人做的有用功；根

据

；由图可知，甲图中滑轮组绳子的有效股数为n1=2；乙图中滑轮组绳子的有效

股数为

解析：80% < =

【解析】

根据动滑轮的性质可知物体上升2m ，绳子上升4m ，根据

62.54250W Fs N m J ==?=总；人做的有用功1002200W Gh N m J ==?=有；根据 200100%80%250W J W J

η==?=有

总；由图可知，甲图中滑轮组绳子的有效股数为n 1=2；乙图中滑轮组绳子的有效股数为n 2=3，因为每个滑轮的质量均相等，所以每个滑轮的重力相等， 忽略绳重和摩擦，由1F G G n =+物动（），可得，121123F G G F G G =+=+动动（），（）；所以，F 1＞F 2；比较甲、乙两个滑轮组可知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，

W G h W G h 额轮有用物，==，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，根据W W η=有总

可知，两个滑轮组的机械效率相同，即：ηη=甲乙． 故答案为：80%；＜；=．

【点睛】本题考查了使用滑轮组时绳子有效股数的确定，有用功、额外功、总功、机械效率的计算，不计摩擦和绳重时拉力的求法；本题关键在于确定额外功相等。

三、实验题

21．右 2mgl O 1l

【详解】

(1)[1][2]由于O 点是刻度的起点，即秤钩上不挂重物时，秤砣的位置应该在O 点，提起B ，杆秤平衡，把秤砣作用在杆秤上的力看成动力，则阻力就是杆秤的重力作用点（重心）应该在B 点的右侧；且根据杠杆的平衡条件可得

mgl 2=G 杆秤×力臂

(2)[3]做一个新秤砣的方法就是采用等交换替代法，由于秤砣放在O 点处时能与杆秤的自重相平衡，那么如果我们也在O 点用细线系一个小瓶，向里面加入适量的沙子，待杆秤平衡时，小瓶与沙子所起的作用就与秤砣的作用一样，故它们的质量是相等的。

(3)[4]根据已经得出的两个阻力的平衡规律，如果放在杆秤上，则存在如下关系

mg ×（l 1+l 2)=mg ×l ′+G 杆秤×力臂

将第(1)问的关系式代入可得

mg ×l 1=mg ×l ′

即l ′= l 1，故只需要从B 点起向右量出长度l 1，该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量。 22． 0F G

μ= 【详解】

(1)[1]拉力的作用点在横杆上，从作用点开始，沿力的方向画一条带箭头的线段，标出F ，即为F 的示意图；从支点O 向F 所在的直线作垂线，并标出L ，即为拉力F 的力臂。如图所示：

(2)[2]物块A 在斜面上运动时对斜面的压力F N 的作用点在斜面上，方向垂直于斜面竖直向下，过压力的作用点，沿压力的方向画一条有向线段，即为其压力示意图。如下图所示：

[3]重为G 的物块A 在一水平薄木板上在拉力为F 0的作用下匀速直线运动，此时物块A 受到的摩擦力

f=F 0

受到的支持力

F N =G

根据题意可知

0N f F F G μμ===

所以物块A 与薄木板之间摩擦力的比例常数

0F G

μ= 23．左 水平 便于测量力臂 不合理 只通过一次测量，数据具有偶然性，不具有普遍性 杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响。

【详解】

(1)[1][2]杠杆右端下沉，应将平衡螺母（左端和右端的平衡螺母调节方向一致）向左调节， 使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。

[3]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。

(2)[4][5]只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验具有偶然性，不具有普遍性，要多进行几次实验，避免偶然性。

(3)[6]用如图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重力对杠杆平衡有影响。

24．平衡螺母 消除杠杆重力对平衡产生的影响 在水平位置平衡 竖直向上 变大 杠杆自重对杠杆平衡产生影响 不等于

【详解】

第一空．实验时，正确安装好杠杆后，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡；

第二空．当杠杆在水平位置平衡时，杠杆还没有施加动力和阻力，所以一定不是便于测量力臂，而杠杆的重心在支点的正上方，此时重力的力臂为零，可以消除杠杆重力对平衡产

生的影响；

第三空．实验过程中，在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，记录数据；

第四空．将弹簧测力计作用在C点，则此时动力和阻力在支点的同一侧，二力方向相反，杠杆才能平衡，所以需竖直向上拉弹簧测力计使杠杆平衡，记录数据；

第五空．若不是竖直拉弹簧测力计，此时动力臂将变小，而阻力和阻力臂都不变，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2知，拉力将变大，即测力计示数将变大，再通过数据分析可得出杠杆的平衡条件．

第六空．利用图乙所示装置迸行拓展实验，由图知，此时支点在杠杆的一端，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响，导致拉力比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大，所以实验结论与杠杆平衡条件不相符，即原因是杠杆自重对杠杆平衡产生影响；

第七空．相同的钩码，两次钩码升高的高度相等，所以两次有用功相等；将钩码由A点移到B点，要升高相同的高度，拉力提升的高度更大，即将杠杆提升的高度增加，额外功增大，因为总功等于额外功与有用功之和，因此第二次弹簧测力计做的总功大于第一次做的

总功，根据

W

W

η=有用

总

知，两次机械效率不等，即η1不等于η2．

25．匀速不正确摩擦0.4；80%1、22、3不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低

【解析】

【详解】

（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）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；

（3）丁图中，绳子的有效段数为n=4，绳端移动距离

s=nh=4×0.1m=0.4m

滑轮组的机械效率

η=

h8N0.1m

=

2.5N0.4m

有

总

W G

W FS

?

=

?

=80%

（4）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh，所以，结合表中数据可知实验

1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3；再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；通过比较1、2两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；

（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。

（6）通过比较3、4两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。

26．左 2 C 1.5

【详解】

(1)[1]杠杆右端下沉，左端上翘，哪边高，平衡螺母像哪边调，所以应调节杠杆右侧的平衡螺母向左。

(2)[2]一个钩码重力

0.1kg 10N/kg 1N G mg ==?=

假设杠杆一小格为L ，A 点挂n 个钩码，根据杠杆平衡条件有

1N 331N 2n L L ??=??

解得n =2，所以应该在A 点悬挂2个钩码。

(3)[3][4]撤掉杠杆A 点的钩码，为使杠杆能够在水平位置重新平衡，应该用弹簧测力计在杠杆A 处竖直向下拉或者在杠杆C 处竖直向上拉；根据杠杆平衡条件有

B B

C C F L F L =

则弹簧测力计的示数

31N 3 1.5N 4B B C C F L L F L L ??===

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fjem.html