专题01 简单机械和功（江苏专用） -【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期末真题分类汇编（江苏专用）

专题01 简单机械和功 杠杆及其五要素 探究杠杆的平衡条件 杠杆平衡条件的应用 滑轮与滑轮组 功及其计算 功率及其计算 功率的测定 机械效率与功的原理 机械效率的测定 机械效率的变化和计算 考点一 杠杆及其五要素 1．（2023春•兴化市期末）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（　　） A． B． C． D． 2．（2022秋•溧阳市期末）如图所示为一轻质硬棒，在A点悬挂重物G，在C点作用一拉力F，使硬棒水平平衡，则硬棒的支点可能在（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 3．（2021春•邳州市期末）自制简易天平时，要把横梁架在支架上，小明设计了如图所示的几种方案，其中合理的是（　　） A． B． C． D． 4．（2022秋•亭湖区期末）在图中画出力F的力臂l1。 5．（2023秋•建湖县期末）在如图所示的杠杆示意图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的力臂l2。 6．（2023秋•仪征市期末）如图是小明用力F将倒在路边的垃圾桶扶起来的示意图，图乙是其简化图，此过程垃圾桶看作是一个以A点为支点的杠杆。请在图乙画出垃圾桶所受到的重力G（O点为重心）和力F的力臂l。 7．（2023秋•苏州期末）在如图中画出杠杆所受的阻力F2并画出动力F1的力臂l1。 8．（2023秋•南京期末）如图为用手写字时的示意图，笔可以看做是杠杆，O为支点，F为阻力，请画出F的力臂l。 9．（2023春•海安市期末）请在图中画出杠杆所受动力的力臂L1和所受阻力F2的示意图。 10．（2023秋•宿城区期末）请在图中作出杠杆静止时L1对应的力F1和F2的力臂。 考点二 探究杠杆的平衡条件 11．（2023秋•姜堰区期末）下面是“探究杠杆的平衡条件”实验装置图，关于此实验说法正确的是（　　） A．图甲中，欲使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应该向左调节 B．图乙中，在A点用力拉杠杆，一定是省力杠杆 C．图丙中，若杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格，则杠杆左端下沉 D．图丁中，当F的大小等于钩码重力一半时，可以使杠杆平衡 12．（2023秋•大丰区期末）小华同学在探究“杠杆平衡条件”的实验中，他组装好实验装置后，发现杠杆处于如图所示位置静止，此时杠杆 　 　（填“处于”或“不处于”）平衡状态，接着调节右端的平衡螺母，使它向 　 　（填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡。实验中，通过改变钩码的数量或钩码的 　 　，使杠杆在水平位置平衡。 13．（2023秋•丰县期末）在探究杠杆平衡条件实验中，实验前杠杆位置如图所示，应将杠杆右端的平衡螺母向 　 　调节。调节好后，在杠杆上A处挂2个钩码，为使杠杆重新平衡，应在B处挂 　 　个钩码；平衡后如果A、B两处再各挂一个钩码，杠杆的 　 　端会下沉（填“左”或“右”）。 14．（2023秋•建邺区期末）“探究杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码重0.5N。 （1）如图甲所示，杠杆静止在该位置。为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　移动； （2）杠杆静止在水平位置后，将4个钩码悬挂在A点，如图乙所示，要使杠杆仍在水平位置平衡，则应在B点悬挂 　 　个钩码； （3）如图丙所示，在拉力F1的作用下杠杆仍在水平位置平衡，则F1＝　 　N；若力的作用点和大小都不变，仅改变拉力的方向，使拉力F1绕D点逆时针旋转 　 　°，仍可使杠杆在水平位置平衡。 15．（2023秋•苏州期末）利用图示装置探究“杠杆的平衡条件”。 （1）如图甲所示，杠杆静止，此时它处于 　 　（平衡/非平衡）状态，为使它在水平位置平衡，可将平衡螺母向 　 　（左/右）调节；在杠杆两侧悬挂钩码，调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 16.0 1.0 8.0 2 1.0 15.0 1.0 15.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 （2）分析表中实验数据，得出杠杆的平衡条件为 　 　（用F1、F2、l1、l2表示）； （3）如图乙所示，当杠杆平衡后，将两侧钩码同时远离支点O移动5cm，则杠杆 　 　（左端下沉/右端下沉/保持水平平衡）； （4）如图丙所示，F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将 　 　。 16．（2023秋•苏州期末）小华做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上每格的长度相等。 （1）杠杆在如图甲所示的位置静止时 　 　（填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的。 （2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　（填“左”或“右”）端调节。 （3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数F＝　 　N。当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 　 　（填“变大”、“变小”或“不变”），若想此时弹簧测力计示数仍等于F，应将弹簧测力计的作用点向 　 　（填“左”或“右”）移动适当的距离。 17．（2024春•南通期末）小明对杠杆平衡条件开展相关实验探究（不计支点处摩擦）。 （1）安装后，杠杆左端翘起，应将平衡螺母向 　 　调节（选填“左”或“右”）。让杠杆在水平位置平衡，这样操作的目的是为了 　 　； （2）如图甲所示，在点A处挂3个钩码，点C处挂 　 　个钩码时，可观察到杠杆在水平位置平衡，小明随即得到杠杆的平衡条件是F1l1＝F2l2，同学们都认为不合理，理由是 　 　； （3）小明换用可以在O点弯折的杠杆进一步研究杠杆平衡条件。如图乙所示，杠杆左侧保持不变，右侧向下折至图示位置，要使杠杆在此位置平衡，若不改变右侧钩码数量，悬挂点应该在点 　 　（选填“C”、“D”或“C和D之间”）处。 18．（2023秋•高邮市期末）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态；实验时，小明没有调节杠杆在水平位置平衡，就开始实验，　 　（选填“能”或“不能”）探究得到正确结论；请说出你的理由：　 　； （2）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡收集多组数据，其目的是 　 　； （3）如图乙，用测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，为了保持杠杆在水平位置平衡，测力计的示数将 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）图丙的漫画中，　 　（选填“小猴”或“小兔”）分得的萝卜质量大，其原因是 　 　。 考点三 杠杆平衡条件的应用 19．（2023秋•仪征市期末）如图，是生活中经常使用的工具，其中属于省力杠杆的是（　　） A．钓鱼竿钓鱼 B．食品夹夹面包 C．起子开瓶盖 D．筷子夹菜 20．（2023秋•苏州期末）“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动整个地球。”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（　　） A．天平 B．定滑轮 C．钓鱼竿 D．铡刀 21．（2023春•海门市期末）如图所示，衣架上的两个夹子分别夹住一条毛巾，以下方法不能使衣架在水平位置平衡的是（　　） A．右边夹子向左移动 B．右边毛巾的下角夹在左边夹子上 C．左边夹子向左移动 D．左边毛巾的下角夹在右边夹子上 22．（2023秋•靖江市期末）如图所示筷子盒在A处施加向下的力时，筷子会从出口滚出。忽略筷子的压力，以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是（　　） A． B． C． D． 23．（2023秋•太仓市期末）如图所示的甲、乙两个M形硬质轻杆可绕中间转轴O灵活转动杆两端分别用细绳悬挂两个质量相等的重物。现保持平衡状态。用手使两个右端的重物略微下降一小段距离后再松手，能恢复到原来平衡位置的是（　　） A．只有甲 B．只有乙 C．甲和乙 D．都不能 24．（2023秋•丹徒区期末）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，在B点作用一个竖直向上的拉力F，保持杠杆始终在水平位置平衡。若F改为沿虚线方向施力，则（　　） A．F大小不变 B．F将减小 C．F的力臂变短 D．F的力臂不变 25．（2023秋•海安市期末）小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图所示。若两边同时各增加一枚同种硬币，则杠杆将（　　） A．右端下降 B．左端下降 C．仍然水平平衡 D．无法判断其状态 26．（2023春•姜堰区期末）如图所示，作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢匀速地由位置A拉至位置B，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力F的力臂不变，拉力F变大 B．拉力F先变小后变大 C．阻力和阻力臂乘积不变 D．这个杠杆先省力后费力 27．（2023春•靖江市期末）悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点，最小的力为FA；若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC，且AB＝BO＝OC．下列判断正确的是（　　） A．FA＞G B．FB＝G C．FC＜G D．FB＞FC 28．（2023秋•镇江期末）如图1所示是用于松紧内六角螺丝的扳手，AB＞BC。其使用方法如图2、3所示，该工具属于 　 　（填简单机械名称），使用时可以 　 　。图2与图3两种使用方法相比，图 　 　可以更轻松地拧动螺丝。 29．（2023秋•江都区期末）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示。若该同学质量为60kg，不计墙壁对手掌的摩擦力，墙壁对她的支撑力约为 　 　N；若她只将胳膊弯曲，墙壁对手掌的支撑力F将会 　 　。若该同学欲增强对胳膊肌肉的锻炼效果，请结合本题知识对她提出一点建议：　 　。 30．（2023春•姜堰区期末）利用杠杆投掷石球，如图，作用在A点的力沿 　 　时最小，此杠杆属于 　 　杠杆。已知石球重100N，OA：OB＝1：4，则作用在A点力的最小值为 　 　N（不计杠杆自重及摩擦）。 31．（2023秋•苏州期末）小明用一根粗细均匀、质量为0.02kg的木棒自制了一把杆秤，杆秤上每格长度均相等，如图所示。当他在秤钩处挂上质量为0.4kg的物体时（不计秤钩和细线质量），应将质量为0.1kg的秤砣挂在 　 　（B点/B点右侧/B点左侧）才能使杆秤在水平位置平衡。为将杆秤的零刻度线调至O点，他在A处安装了一个秤盘，则该秤盘的质量为 　 　kg。 32．（2023秋•南京期末）同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。 （1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，先将头向前抬起，可以减小 　 　力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 　 　； （2）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改变 　 　的大小。 33．（2023秋•南通期末）如图所示，请画出小球所受重力G和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。 34．（2023秋•玄武区期末）图（a）是一款水管扳手钳，其中AOB部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图（b）所示。请在图（b）中画出杠杆平衡时的阻力臂l2及作用在B点的最小动力F1。 考点四 滑轮与滑轮组 35．（2023秋•江都区期末）如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．F1较大 B．F2较大 C．F3较大 D．F1、F2、F3的大小相等 36．（2022春•海安市期末）如图为“探究动滑轮工作时的特点”实验，每个钩码所受的重力为2N，动滑轮所受的重力为1N，竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升.则弹簧测力计的示数最符合实际的是（　　） A．2.0N B．2.5N C．2.6N D．4.0N 37．（2021春•江阴市期末）借助简单机械将重物提升，若不计滑轮重量及摩擦，以下装置最省力的是（　　） A． B． C． D． 38．（2024春•苏州期末）如图，重10N的乙物块下方连有一个重5N的钩码丙，上端通过细线绕过定滑轮连接一个重10N的甲物块，将它们由静止释放。A、B为图中线上的两个点，在乙下落到地面过程中（细线重力及各处摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（　　） A．钩码落地前，A处拉力大小为15N B．钩码落地前，B处拉力大小为5N C．钩码落地后，乙将处于平衡状态 D．钩码落地后，甲由于惯性将继续保持向上加速运动状态 39．（2023秋•溧阳市期末）如图所示，取两根光滑轻质木棍，将轻质绳子的一端系在其中一根棍子上，再按图示绕法依次绕过两根木棍，小明和小华分别紧握木棍，小红以拉力F匀速拉动绳子的末端，两根棍子靠拢。下列说法中正确的是（　　） A．两根棍子靠拢的速度大于小红拉绳端的速度 B．两根棍子靠拢的速度等于小红拉绳端的速度 C．小明受到绳子的拉力小于小华受到绳子的拉力 D．小明受到绳子的拉力等于小华受到绳子的拉力 40．（2022秋•兴化市期末）下列关于滑轮和滑轮组的说法中，完全正确的一组是（　　） ①使用定滑轮一定既不省力也不费力； ②使用动滑轮有时可能不省力； ③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力； ④使用滑轮组有时既能省力，又能改变力的方向； ⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向； ⑥组成滑轮组时，动滑轮和定滑轮的数目一定要相等。 A．①④ B．②⑤⑥ C．②④ D．②④⑥ 41．（2023秋•常州期末）如图所示，每个滑轮自重相等，不计绳重和轮、轴间摩擦，分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物G1、G2时，甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等。已知G1＝60N、G2＝38N，则每个滑轮的重为（　　） A．3N B．6N C．11N D．22N 42．（2022秋•连云港期末）如图所示的简单机械，正常使用时能省力的是（　　） A．筷子 B．食品夹 C．定滑轮 D．动滑轮 43．（2023秋•建湖县期末）拧螺帽时，用图甲b的握法更容易拧紧，原因是在相同条件下，该种握法增大了 　 　；如图乙，旗杆顶部装配一个 　 　滑轮，目的是能改变 　 　。 44．（2022春•平邑县期末）如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是　 　，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是　 　。 45．（2022秋•亭湖区期末）如图所示，某工人将重150N的铁桶在10s内竖直向上匀速拉起4m，A装置是 　 　滑轮；滑轮、绳的重力及摩擦不计，工人拉绳端的力为 　 　N，拉力移动的距离为 　 　m。 46．（2022春•崇川区期末）如图所示，小华用动滑轮匀速提起200N的物体使其上升5m，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人对绳子的拉力为 　 　N，绳端移动的距离为 　 　m；实际测量出拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 　 　N，若绳子最多能承受300N拉力，则小华最多能提升 　 　N的物体. 47．（2023秋•常州期末）如图所示，使用滑轮分别按甲、乙两种方式匀速提升同一重物，不计滑轮自重，不计绳重及轮、轴间摩擦，使用甲装置的好处是 　 　；使用乙装置的好处是 　 　。 48．（2023秋•连云港期末）如图所示，将滑轮看作是杠杆，请标出支点O并画出拉力F的力臂l。 49．（2023春•崇川区校级期末）工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N，求： （1）动滑轮的重力； （2）钢绳自由端移动的距离； （3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力。 考点五 功及其计算 50．（2023秋•太仓市期末）在成都大运会上，我国举重运动员李发斌夺得男子61公斤级冠军。如图所示，这是他在举重过程中挺举连续动作的几个状态图，下列关于他的做功情况的判断不正确的是（　　） A．从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃做了功 B．从上拉状态发力到上挺状态过程中对杠铃做了功 C．从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功 D．在站立状态过程中对杠铃做了功 51．（2023秋•邗江区校级期末）如图所示是环保卫士小明在进行垃圾分类，下列各环节中小明对瓶子做功的是（　　） A．从地上拾起瓶子 B．保持瓶子在水平方向上走到可回收垃圾桶 C．拿着瓶子站在垃圾桶旁不动 D．瓶子离开手后掉落桶中 52．（2023秋•常州期末）放学后，小华背着重50N的书包，先沿水平路面走了200m，再登楼梯从一楼到四楼才到家。已知每层楼高3m，小华放学后回家的全过程中，她对书包做的功为（　　） A．450J B．600J C．10450J D．10600J 53．（2021秋•宝应县期末）早上到校后，小陈同学背着重50N的书包沿水平路面从建兰门口出发走了30m，又登上大约10m高的三楼才到教室，则他在上学的过程中对书包所做的功约为（　　） A．0J B．500J C．1500J D．2000J 54．（2021秋•海陵区期末）小明看到A4打印纸的包装上标有“70g/m2”字样，表示打印纸每平方米的质量是70g，用刻度尺测出了A4打印纸的长和宽分别是30cm和21cm，他用一张A4纸折一个纸飞机从学校教学楼的四楼水平抛出（层高约3.5m），纸飞机在空中盘旋后落在一楼地面上，则整个过程中纸飞机重力做功约为（　　） A．0.45J B．0.55J C．0.65J D．0.75J 55．（2023春•崇川区校级期末）如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（　　） A． W1＝W2＜W3 B．W1＝W2＝W3 C．W2＜W1＝W3 D．W1＜W2＜W3 56．（2023秋•赣榆区期末）如图，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC以相同的速度，匀速拉到顶点A，施加的力分别为F1、F2，拉力做功分别为W1、W2，下列选项正确的是（　　） A．F1＜F2 W1＞W2 B．F1＞F2 W1＝W2 C．F1＞F2 W1＞W2 D．F1＜F2 W1＝W2 57．（2021秋•高邮市期末）用大小相等的拉力F沿不同的方向从静止开始拉同一物体运动相同的路程s（乙、丙粗糙程度相同），则下列判断正确的是（　　） A．甲图中的拉力F做功最多 B．甲图中的拉力F做功最少 C．丙图中的拉力F做功最多 D．甲、乙、丙三种情况拉力F做功相等 58．（2022秋•南京期末）如图，某型号无人机的质量为2.5kg，在水平方向上以最大速度匀速飞行6km过程中，消耗3.6×104J电能，其中60%转化为机械能。求： （1）悬停时，无人机受到的升力有多大？ （2）从地面飞到离地10m高处过程中，无人机克服自重做了多少功？ （3）以最大速度沿水平方向匀速飞行过程中，无人机受到的水平推力是多少？ 考点六 功率及其计算 59．（2023秋•溧阳市期末）当两台机器正常工作时，功率大的机器与功率小的机器相比（　　） A．做功一定多 B．做功不可能相同 C．相同的时间内做功一定多 D．做相同的功所用的时间一定多 60．（2023秋•无锡期末）体育课上，老师通过改变音乐的节奏来控制同学们完成20个仰卧起坐的快慢。调节后改变了同学们做仰卧起坐时（　　） A．功率的大小 B．做功的多少 C．所需力的大小 D．重心上升的高度 61．（2023秋•南通期末）研究表明，人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍，人正常步行时，速度约为1.4m/s，请你估算一名中学生正常步行半小时克服重力做功的功率约为（　　） A．10W B．20W C．70W D．140W 62．（2023秋•广陵区期末）两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s﹣t图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（　　） A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．两次物体所受的拉力：F1＝F2 C．0～8s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2 D．0～8s两次拉力对物体做的功：W1＝W2 63．（2023秋•海门区期末）北京冬奥会上，运动员孔凡影从斜坡上A点沿直线滑到B点过程中，拍摄的频闪照片如图所示，若相机每隔0.2s闪拍一次，则孔凡影在AB间，重力做功的功率最接近于（　　） A．7W B．70W C．700W D．7000W 64．（2024春•启东市期末）如图甲所示，水平向右的推力F将重为4N的物体压在竖直的粗糙程度相同的墙面上，墙面足够大，F的大小与时间t的关系如图乙所示，且已知前2s物体静止，在2s～4s时间内物体向下滑动速度逐渐增大到2m/s，之后保持2m/s速度不变，则（　　） A．当t＝1s时，物体受到的摩擦力为12N B．当t＝3s时，物体受到的摩擦力一定小于4N C．在2s～6s时间内，物体受到的滑动摩擦力大小相等 D．在4s～6s内，滑动摩擦力对物体做功的功率为16W 65．（2024春•如皋市期末）物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则F1：F2和P1：P2分别为（　　） A．1：1，3：5 B．3：5，1：1 C．3：5，5：3 D．1：1，9：25 66．（2023秋•高邮市期末）小明将重为25N的物体从地面缓慢提升0.4m，然后又提着物体在水平路面上匀速直线行走了5m，一共用时20s，则提升物体过程中，小明对物体做了 　 　J的功，提着物体水平行走过程中，小明对物体做了 　 　J的功，整个过程中对物体做功的功率是 　 　W。 67．（2023秋•苏州期末）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2，两次推力的功率分别为P1、P2，则F1　 　F2，P1　 　P2（填“＞”、“＜”或“＝”）。 68．（2023春•如皋市期末）一辆质量2t的汽车，在平直公路上以100kW的额定功率由静止开始运动，15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行150m停下。其v﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求： （1）整个过程中发动机所做的功的大小； （2）汽车运动的最大速度v； （3）整个过程中克服阻力所做的功的大小。 考点七 功率的测定 69．（2023秋•沛县校级期末）一位同学从一楼走到三楼，要估测他上楼的功率，下列数据中不需要测量的是（　　） A．体重 B．楼高 C．上楼时间 D．上楼步数 70．（2023秋•句容市期末）体育课上，小明想估测小强做引体向上时的功率，下列说法不正确的是（　　） A．必须测量小强的体重 B．必须测量小强的身高 C．必须测量做引体向上的时间 D．必须测量做引体向上的次数 71．（2023秋•兴化市期末）大人与小孩比赛从一楼登上五楼，比比谁的功率大，为此，需要测量一些物理量：①五楼地面到一楼地面的高度；②从一楼到达五楼所用的时间；③大人与小孩的质量或体重；④一楼到五楼楼梯的长度。上述物理量中必须测量的量是（　　） A．①②③ B．②③④ C．①④ D．②③ 72．（2022秋•太仓市期末）攀岩运动是从登山运动中派生来的新项目，要测量某运动员在一次攀岩比赛中克服重力做功的功率，需要测量的物理量有该运动员的 　 　、　 　和 　 　。 73．（2021秋•锡山区期末）引体向上是一种体育运动，如图所示：该运动的规范动作是：两手正握单杠，身体自然悬垂，上拉时，下颚超过单杠；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉、下放，重复动作，达到锻炼的目的。小明同学想测出自己引体向上的功率大小，则其需要测量的物理量有自己的体重G、　 　、　 　，用上述测量的物理量写出做引体向上的功率的表达式P＝　 　。 74．（2022春•如皋市校级期末）小波同学和大家一样是一名要参加中考的初三学生，他了解到要中考体育跳绳需要达到一分钟180个才能满分，于是在某个阳光明媚的上午，小波在学校操场上进行了测试。同时，“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小波同学跳绳的功率。 （1）根据你所掌握的知识，要达到实验目的，兴趣小组需要选择的实验器材有：　 　，　 　和 秒表。 （2）兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图，如图，假设小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算，可以判断出这次跳绳小波 　 　（“能”或“不能”）获得满分。 （3）称的小波同学体重约为60kg，请你通过图，大致估算出整个过程小波做的功为 　 　J；他跳绳的功率约为 　 　W．（g取10N/kg） （4）从实际角度分析，你认为小波同学此次跳绳的实际功率应该比计算出的功率 　 　（“偏大”“偏小”或“相等”）。写出一条你认为的原因：　 　。（合理即可） 考点八 机械效率与功的原理 75．（2023秋•邗江区期末）如图所示，关于简单机械，下列说法不正确的是（　　） A．如图甲是一个省力杠杆 B．如图乙使用定滑轮可以改变力的方向 C．如图丙使用斜面可以省功 D．如图丁使用滑轮组可以省力 76．（2024春•兴化市期末）兴化是鱼米之乡，水网密布，鱼虾丰美，拥有众多钓鱼爱好者。对于钓鱼爱好者在钓鱼时的情况，下列说法中正确的是（　　） A．钓鱼竿弯曲，说明力可以改变物体的运动状态 B．手拉钓鱼竿做的是有用功 C．等待鱼上钩保持不动时，人对鱼竿做了功 D．使用钓鱼竿可以省距离 77．（2023秋•苏州期末）下列说法中正确的是（　　） A．用同一水桶从井中提水时，提一桶水比提半桶水的机械效率高 B．水桶掉到井里，把水桶捞上来时，对桶做的功是额外功 C．用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是有用功 D．使用机械过程中，额外功越少，则机械效率就越高 78．（2023秋•宿城区期末）下列关于机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越快的机械，机械效率越高 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．做功相等的情况下，额外功越少的机械，机械效率越高 79．（2023秋•仪征市期末）关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（　　） A．正在水平地面上滚动的足球，足球受到的重力做了功 B．功率越大的机械做功越快 C．用滑轮组提升货物时，功率越大，则机械效率就越高 D．经过不断改进，机器做功的机械效率可达到100% 80．（2022秋•邗江区期末）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．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功 C．功率大的机器比功率小的机器做功多 D．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大 81．（2022秋•盱眙县期末）图甲是一个汽车引擎盖，被抬起的过程可近似看成一个能绕B点转动的均匀直杠杆AB（如图乙）；若引擎盖重G＝200N，其重心在中点C处，不计摩擦，刚刚抬起时，作用在A点竖直向上的力F＝　 　N，使用杠杆 　 　（选填“能”或“不能”）省功。 82．（2022秋•阜宁县期末）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，已知箱子重900N，斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。 （1）在这过程中工人做的有用功； （2）推力对箱子做的功； （3）物体受到斜面的摩擦力。 考点九 机械效率的测定 83．（2021秋•吴江区期末）用如图所示的装置探究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（　　） A．实验时弹簧测力计可以在静止时读数 B．测量机械效率的原理：η＝×100% C．此装置可以探究滑轮组机械效率与绳子股数的关系 D．实验测量工具可以不用刻度尺 84．（2022秋•太仓市期末）为了研究机械效率与哪些因素有关，小明同学提出两个猜想：猜想一：机械效率是否与G物有关；猜想二：机械效率是否与G动有关。为了验证猜想，小明先用如图甲所示的装置不断改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙（a）所示；然后换另一个不同重量的动滑轮，不断改变G物，计算并绘出η与G物关系如图乙（b）所示。根据图象他（　　） A．只能验证猜想一 B．只能验证猜想二 C．既不能验证猜想一，也不能验证猜想二 D．既能验证猜想一，也能验证猜想二 85．（2023秋•沛县校级期末）如图所示，在测量斜面的机械效率时，已知木块所受重力G为10N，斜面长s为0.5m，高h为0.2m。 （1）实验时，沿斜面拉动弹簧测力计，应尽量使木块做 　 　直线运动； （2）如果弹簧测力计示数为7.0N，则斜面的机械效率为 　 　； （3）实验中，木块受到木板对它的摩擦力大小为 　 　N； （4）如果要提高斜面的机械效率，请你提出一个合理可行的方法：　 　。 86．（2020秋•启东市期末）小明用如图所示装置探究“斜面的机械效率”。实验前他有如下猜想： A．斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关； B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。 （1）实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做　 　运动。 （2）下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据： 次数 物体 物重 G/N 拉升高度 h/cm 拉力 F/N 拉动距离s/cm 机械效率η/% 1 木块 6 10 1.20 100 50 2 小车 6 12 0.75 120 ①第2次实验时斜面的机械效率为　 　%； ②进行这两次对比实验是为了研究斜面机械效率与　 　的关系； ③第1次实验中，木块所受摩擦力为　 　N。 （3）小明进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把重为5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系： L/m 0.45 0.40 0.35 0.30 W额外/J 0.90 0.80 0.70 0.60 ①由表格中信息可知：W额外与L成　 　比； ②当斜面的水平长度L＝0.40m时，拉力做的总功为　 　J； ③若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为　 　N。 87．（2022秋•淮安区期末）如图是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。 实验次数 斜面的倾斜程度 物块重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 机械效率 1 较缓 10 0.1 5.0 1 2 较陡 10 0.3 6.7 1 45% 3 最陡 10 0.5 8.4 1 60% 实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如表： （1）小明探究的是斜面的机械效率跟 　 　的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为 　 　。物块和斜面的内能增加了约 　 　J。 （2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越 　 　。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持 　 　不变。 88．（2022秋•宝应县期末）用如图所示的装置探究杠杆的机械效率与悬挂点的关系，OC是一根均匀的杠杆，且OA＝AB＝BC，分别把钩码挂在A点和B点进行实验（不计摩擦），收集的数据如下表： 悬挂点 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 拉力的大小F/N 拉力移动距离s/m 机械效率η A 6 0.2 3 0.6 66.7% B 6 0.2 5 0.3 （1）钩码挂在B点时的机械效率η＝　 　 （2）从实验数据分析得出，杠杆的机械效率与悬挂点 　 　（有关/无关），影响杠杆的机械效率的因素有多个，请你再说出一个：　 　。 （3）分析表格中数据，请你求出杠杆的自重为 　 　 （4）若把弹簧测力计由C点移到B位置，点O位置不变，仍将挂在A点的钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 　 　（填“变大”、“变小”或“不变”） 89．（2022秋•如皋市期末）小敏和小王分别用如图甲、乙所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，他们都在竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。杠杆为质量分布均匀的直棒，不计转轴处摩擦。下表是小王实验时采集到的数据： 实验序号 物重G/N 拉力F/N A端上升的高度h/m B端下降的高度s/m 杠杆的效率 1 2 5 0.04 0.02 80% 2 4 9 0.04 0.02 89% 3 2 5 0.06 0.03 80% 4 6 13 0.04 0.02 92% （1）小敏实验中，测力计的示数为0.5N，钩码总重为1.0N，钩码上升高度为0.12m时，C点上升了0.30m，则杠杆的机械效率为 　 　%； （2）图甲装置中，若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则拉力大小将 　 　，杠杆的机械效率将 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是 　 　； （3）由上表 　 　三组实验（填实验序号），可以初步得出的结论：相同的杠杆，提升的物体越重，效率越高； （4）分析上表第一组实验数据可知图乙中杠杆的自重为 　 　N。 90．（2023秋•邗江区校级期末）用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮所受重力G动的关系（忽略绳重和摩擦）： （1）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为 　 　m/s； （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所示的图象，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 　 　；（填“高”或“低”） （3）分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为 　 　N。 91．（2023秋•丰县期末）在测量如图甲所示滑轮组机械效率的实验中。 （1）使用滑轮组提升重物时，在竖直向上拉动弹簧测力计时应保持 　 　运动； （2）若钩码重为6N，弹簧测力计示数为2.5N，则滑轮组的机械效率为 　 　； （3）如果绳重及摩擦很小，可以忽略。则一个动滑轮重为 　 　N； （4）另一组同学多用了一个滑轮，组成了如图乙所示的滑轮组来提升相同的钩码。从使用效果看，滑轮组乙和甲相比的优点和缺点：　 　。 92．（2023秋•泗阳县期末）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小雨和小明用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 1 0.2 0.7 0.4 71.4% 2 2 0.2 1.3 0.4 76.9% 3 3 0.2 1.8 0.4 —— （1）小雨是用图中的 　 　（选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的； （2）实验中用到的测量工具有弹簧测力计和 　 　； （3）在第3次实验中，滑轮组的机械效率是 　 　； （4）分析数据可得结论：使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率与物重的关系可能是 　 　； （5）小明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，你认为他的想法是 　 　（选填“正确”或“错误”）的，如果这样做，测得的机械效率将 　 　（选填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 考点十 机械效率的变化与计算 93．（2023秋•海门区期末）如图，用滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计摩擦，下列措施不能提高滑轮组机械效率的是（　　） A．增加重物的重力 B．减小滑轮的重力 C．减小绳子的重力 D．减少绳子的股数 94．（2022秋•邗江区期末）如图所示使用滑轮组提升重物时，能够提高机械效率的方法是（　　） A．改变绕绳的方式 B．增加物体的提升高度 C．减少物体的提升高度 D．增加提升物的物重 95．（2024春•南通期末）如图所示，用质地均匀的杠杆匀速提升重物（不计摩擦），若想提高杠杆的机械效率，可采取的方法是（　　） A．将悬挂点B向右移动 B．将提升点A向左移动 C．减小物体所受的重力 D．增加重物上升的高度 96．（2023秋•海安市期末）如图为小华测量斜面机械效率的实验装置。斜面高度为30cm，她用沿斜面向上50N的拉力将物体A匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为80%。由图可估算出物体A的重力最接近于（　　） A．80N B．100N C．120N D．140N 97．（2023秋•玄武区期末）一木箱重300N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示，已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，下列说法正确的是（　　） A．拉力F＝150N B．斜面的机械效率η＝40% C．木箱被提升的高度 h＝1.2m D．木箱所受的摩擦力f＝100N 98．（2023秋•溧阳市期末）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，质量为50kg的小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示。系A的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。下列结论中正确的是（　　） ①动滑轮的重力为5N ②1～2s内拉力F的功率为2W ③此装置匀速提升重物的最大机械效率约为83.3% ④用此装置匀速提升60N的货物时，小明对地面压力为470N A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 99．（2023秋•常州期末）利用如图所示的杠杆将重为6N的物体缓慢匀速提高10cm，手竖直向上施加于杠杆右端的拉力F为4N，手竖直向上移动的距离s为30cm。则杠杆的机械效率为（　　） A．22% B．33% C．50% D．67% 100．（2023秋•苏州期末）如图甲所示，一木箱重400N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处。已知整个过程中工人做的有用功W有与木箱运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，则拉力F＝　 　N，斜面的机械效率η＝　 　，木箱所受的摩擦力f＝　 　N。 101．（2023秋•广陵区期末）小明用如图所示轻质滑轮组拉着重为100N的物体A匀速前进0.5m，若物体A与地面的摩擦力为20N，则克服摩擦力所做的有用功是 　 　J；若该滑轮组的机械效率为80%，则拉力F的大小为 　 　N。 102．（2023秋•靖江市期末）工人师傅要将质量为100kg的木箱搬到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的长板放在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力在10s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示。求：（g取10N/kg） （1）工人所做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）木箱所受的摩擦力。 103．（2022秋•亭湖区期末）如图所示，在竖直向下拉力F的作用下，使杠杆从水平位置将一物体缓慢匀速提升。如表是提升物体时采集到的信息： 物重G（N） OA（m） OB（m） A端上升的 高度h/m B端下降的竖 直距离s/m 40 0.8 0.4 0.4 0.2 求： （1）不计杠杆自重和摩擦，杠杆处于水平静止时，拉力F的大小。 （2）实际提升所用的拉力F为100N，拉力F做的总功。 （3）实际拉力F为100N时，杠杆的机械效率η。 104．（2023秋•连云港期末）工人师傅用如图所示滑轮组提升建筑材料，用500N的拉力使建筑材料匀速直线上升了4m，用时20s。不计绳重和摩擦，此过程机械效率为90%。求： （1）拉力做的功； （2）拉力的功率； （3）该建筑材料的重力大小。 105．（2023秋•常州期末）小明用滑轮组提升物体，物体竖直上升移动的距离随时间变化的关系如图中图线甲所示，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线乙所示。已知物体的质量为90kg，绳子自由端的拉力F为260N，g取10N/kg。不计绳重和轮、轴间摩擦，在0～4s的过程中，求： （1）滑轮组对物体做的有用功？ （2）拉力F做功的功率？ （3）用该滑轮组提升重660N的物体时，滑轮组的机械效率？ 106．（2023秋•宝应县期末）筷子是东亚文化圈普遍使用的餐具，如图所示将AB这支筷子作为杠杆，O点为支点，食指指头对筷子上M点的压力FM（垂直于筷子）是动力。则（　　） A．阻力臂是MN、动力臂是OM B．阻力是筷子对食物的压力 C．阻力的方向向上 D．把食物靠近支点放置时，食指对筷子上M点的压力FM变大 107．（2023秋•宿迁期末）地震后，许多救灾人员用如图所示的“大力钳”剪断废墟中的钢筋，救出被困群众，大力钳上的主要数据如图所示。若某救灾人员在“握力作用处”向下施加压力F，则“被钳钢筋”承受的压力为（　　） A．6F B．36F C．18F D．12F 108．（2023春•海安市期末）如图所示是健身房的牵引装置，若绳b处固定，在a处用力Fa拉绳，可使重物G匀速上升；若绳a处固定，在b处用力Fb拉绳，也可使重物G匀速上升，则（　　）（不考虑摩擦、绳重、动滑轮重力） A．Fa＝Fb B．Fa＞Fb C．2Fa＝Fb D．2Fa＜Fb 109．（2022春•如皋市期末）一根金属棒AB置于水平地面上，用弹簧测力计始终沿竖直方向拉棒的B端使其缓慢匀速拉离地面，如图所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度h的关系，下列选项中最合理的是（　　） A． B． C． D． 110．（2024春•海门区期末）如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受沿水平方向5N的力F作用，物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，F在EF、GH段做功分别为WEF、WGH，功率分别为PEF、PGH，则（　　） A．WEF＜WGH B．WEF＞WGH C．PEF＞PGH D．PEF＜PGH 111．（2023秋•无锡期末）用如图所示的装置测量提升物体所做的功。经测量，斜面长s＝0.6m，高h＝0.3m，图甲中用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h处，测力计示数F1＝5.5N，图乙中沿竖直方向匀速提升小车，使之上升高度h，测力计示数F2＝10N。关于该实验，下列说法中错误的是（　　） A．斜面可以省力，但不能省功 B．斜面可以省力，也可以省功 C．拉力F1做功为3.3J D．拉力F2做功为3J 112．（2023春•兴化市期末）用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F1、F2，此过程相关数据如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．F1比F2小 B．乙的机械效率更高 C．F1功率比F2的功率小 D．甲、乙装置中的两个物体重力G1比G2小 113．（2023秋•淮安期末）如图所示，在探究杠杆平衡条件时，杠杆上标出了分布均匀的7个点，杠杆在水平位置平衡，则杠杆的重心在 　 　点。现有一些完全相同的钩码，当在G点悬挂2个钩码时，要在C点悬挂 　 　个钩码才能使杠杆再次水平平衡；G点悬挂3个钩码，在其余6个点上分别挂钩码，有些点无论怎么挂钩码都无法使杠杆再次水平平衡，这些点共有 　 　个。 114．（2023春•虎丘区期末）如图所示，将长为1.5m的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3m。在A端挂一个重为15N的物体，在B端挂一个重为G的物体。 （1）若G＝15N，台面受到木棒的压力为 　 　N。 （2）若要使木棒左端下沉，B端挂的物体要小于 　 　N。 （3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为 　 　N。 115．（2023秋•溧阳市期末）一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，先后用如图所示的两种方法将其一端抬离地面，则甲方法中的动力臂 　 　（大于/等于/小于）乙方法中的动力臂，F甲　 　（＞/＝/＜）F乙。 116．（2023秋•赣榆区期末）如甲所示，水平地面上的物体，受到始终保持水平的推力F作用，其F﹣t和v﹣t的图象分别如乙、丙所示。由图可知，3～6s内，物体在做 　 　运动（选填“加速”、“匀速”或“减速”），物体受到的滑动摩擦力为 　 　N；9～12s内，推力F做的功是 　 　J。 117．（2023春•海门市期末）如图所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。第1秒物体受到的摩擦力是 　 　N；第3秒物体受到的摩擦力是 　 　N；第4﹣6秒推力做功的功率是 　 　W。 118．（2023秋•秦淮区期末）图中，用直棒提升重物，画出图示位置所用最小力F1和阻力F2的力臂L2。 119．（2023秋•宿城区期末）画出瓶起子F1的力臂。 120．（2023秋•姜堰区期末）在如图中，杠杆AB处于平衡状态，请作出杠杆所受阻力F2的示意图和动力臂L1对应动力F1的示意图。 121．（2024•厦门模拟）如图是一款瓶起子，可看成以O为支点的杠杆。请在图中画出作用在A点的最小动力F1及动力臂L1。 122．（2023秋•鼓楼区期末）在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验前若向右调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，则调节之前杠杆 　 　端高； （2）图甲中，在A处挂2个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，应在B处挂 　 　个钩码。杠杆平衡后，再用一滑轮推动悬线（如图乙），会发现杠杆 　 　（填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。 （3）图丙中，长为3cm的长方体橡皮放在20cm长的直尺（两端刻度线与尺的边缘对齐）上，向右移动直尺，使其恰好不翻倒，此时位置如图丁，若橡皮和直尺均质地均匀，则橡皮和直尺的质量之比为 　 　，将橡皮翻转至虚线位置（如图戊），则直尺 　 　（选填“不能”或“能”）平衡。 123．（2023秋•海安市期末）风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，利用如图实验装置进行实验： ①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码； ②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。 （1）实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的质量m，则风车做功的功率P＝　 　（表达式中的物理量均用符号表示）。 （2）实验交流时，兴趣小组的同学又提出了“风车做功的功率与风速有什么关系”的问题，于是同学们进行了探究并将实验收集到的数据记录在下表（注：电风扇挡位越高，风速越大）。 电风扇挡位 钩码的质量/g 提升钩码到A点的时间/s 1 50 15 2 50 13 3 50 10 ①实验中，通过测量 　 　来比较风车输出功率的大小。 ②由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，风车的输出功率 　 　（选填“越大”或“越小”）。 （3）兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如下： 风速/m•s﹣1 4 6 8 10 12 14 16 18 20 输出功率/kW 0 75 200 360 540 740 730 650 550 ①小虎由表格数据得出：风速为14m/s时风力发电机的输出功率最大。你认为他的判断是 　 　（选填“准确”或“不准确”）的，理由是 　 　。 ②根据表中数据分析，随着风速的增大，给风电场发电带来的经济效益 　 　（选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）。 124．（2023秋•海安市期末）如图，小明在“测量滑轮组的机械效率”实验中，记录实验数据如表所示。 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 2 2 0.2 1.1 3 4 0.1 1.4 0.3 76.9% （1）根据表中的数据计算得出：第2次实验时绳端移动的距离s＝　 　m，机械效率η＝　 　%。 （2）比较1、2两次实验数据初步得出：用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度 　 　（选填“有关”或“无关”）。 （3）比较 　 　（填实验次数的序号）两次实验数据初步得出：滑轮组机械效率与被提的重物大小有关。 （4）小明第4次提升的钩码重为3N，则测得滑轮组的机械效率最接近于 　 　。 A.58.4% B.60.6% C.70.6% D.80.2% （5）若小明实验过程中是加速拉动绳子并读出弹簧测力计示数，则测得的机械效率将 　 　（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 125．（2023春•海门市期末）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为2.4×104N的重物匀速吊起2m时，此时拉力F＝1.0×104N，g取10N/kg。 （1）求提升重物做的有用功； （2）求滑轮组的机械效率； （3）若动滑轮的重力为500N，求克服摩擦和钢绳重所做的功。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 简单机械和功 杠杆及其五要素 探究杠杆的平衡条件 杠杆平衡条件的应用 滑轮与滑轮组 功及其计算 功率及其计算 功率的测定 机械效率与功的原理 机械效率的测定 机械效率的变化和计算 考点一 杠杆及其五要素 1．（2023春•兴化市期末）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】解： A、阻力的方向应为垂直于杠杆向下，动力方向以及作用点、支点位置正确，故A正确； B、阻力的方向应该向下，故B错误； CD、阻力作用点不对，故CD错误。 故选：A。 2．（2022秋•溧阳市期末）如图所示为一轻质硬棒，在A点悬挂重物G，在C点作用一拉力F，使硬棒水平平衡，则硬棒的支点可能在（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 【答案】D 【解析】解：动力与阻力使杠杆的转动方向相反，若一个力能使杠杆顺时针转动，则另一个力需使杠杆逆时针转动； AC、支点不能和力的作用点相同，否则力臂为0，所以A、C两点不能作为支点，故AC错误； B、当B点为支点时，F1、G使杠杆转动的方向相同，均使杠杆沿逆时针方向转动，故B错误； D、当D点为支点时，F1、G使杠杆转动的方向相反，故D正确。 故选：D。 3．（2021春•邳州市期末）自制简易天平时，要把横梁架在支架上，小明设计了如图所示的几种方案，其中合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】解：根据课本知识可知，天平的实质是一个等臂杠杆，使用天平在测量质量的过程中，为了使横梁能自由转动，要尽量减小其接触面的面积，故D正确。 故选：D。 4．（2022秋•亭湖区期末）在图中画出力F的力臂l1。 【答案】 【解析】解：过支点O垂直于F作用线的垂线段l1，即F的力臂l1；如图所示： 5．（2023秋•建湖县期末）在如图所示的杠杆示意图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的力臂l2。 【答案】 【解析】解：已知支点为O，延长动力F1的作用线，过支点O作动力F1作用线的垂线段l1；反向延长阻力F2的作用线，过支点O作阻力F2作用线的垂线段l2，那么l1、l2即为所求作的力臂。如图所示： 6．（2023秋•仪征市期末）如图是小明用力F将倒在路边的垃圾桶扶起来的示意图，图乙是其简化图，此过程垃圾桶看作是一个以A点为支点的杠杆。请在图乙画出垃圾桶所受到的重力G（O点为重心）和力F的力臂l。 【答案】 【解析】解： 重力的方向是竖直向下的，从垃圾桶的重心画一条竖直向下的带箭头的有向线段，用G表示，即为其所受重力的示意图： 反向延长拉力F的作用线，从支点A作拉力F作用线的垂线段，即为拉力F的力臂l，如图所示： 7．（2023秋•苏州期末）在如图中画出杠杆所受的阻力F2并画出动力F1的力臂l1。 【答案】 【解析】解： （1）重物对杠杆的拉力为阻力，阻力作用点在绳与杠杆接触点A，从A竖直向下画一带箭头的线段表示阻力； （2）支点为O，延长动力的作用线，从支点向动力作用线作垂线，支点到垂足的距离为动力臂l1，如图所示： 8．（2023秋•南京期末）如图为用手写字时的示意图，笔可以看做是杠杆，O为支点，F为阻力，请画出F的力臂l。 【答案】 【解析】解：反向延长力F的作用线，过支点O作阻力F作用线的垂线段，即为阻力F的力臂l，如下图所示： 故答案为：见上图。 9．（2023春•海安市期末）请在图中画出杠杆所受动力的力臂L1和所受阻力F2的示意图。 【答案】 【解析】解：阻力F2作用点在点A，方向竖直向上；动力臂为支点到动力F作用线的距离，如图所示： 10．（2023秋•宿城区期末）请在图中作出杠杆静止时L1对应的力F1和F2的力臂。 【答案】 【解析】解：由图可知，O为支点，从O向力F2的作用线引垂线，支点到垂足的距离就是力臂L2； 作力臂L1的垂线即力F1的作用线，与杠杆的交点就是作用点，F1使杠杆的转动方向与力F2的相反；如下图所示： 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/11/21 19:36:43；用户：舒长顺；邮箱：13937030714；学号：47174841 考点二 探究杠杆的平衡条件 11．（2023秋•姜堰区期末）下面是“探究杠杆的平衡条件”实验装置图，关于此实验说法正确的是（　　） A．图甲中，欲使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应该向左调节 B．图乙中，在A点用力拉杠杆，一定是省力杠杆 C．图丙中，若杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格，则杠杆左端下沉 D．图丁中，当F的大小等于钩码重力一半时，可以使杠杆平衡 【答案】C 【解析】解：A、如图，杠杆的右端上翘，右端的平衡螺母向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，故A错误； B、由图可知杠杆的动力臂为O点到动力F作用线的垂直距离；阻力臂为O点到重力作用线的垂直距离，当F的方向和OA垂直时，动力臂最大，此时最省力；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆，故B错误； C、杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格，左侧＝3G×3L＝9GL，右侧＝2G×4L＝8GL，因左侧力和力臂的乘积大于右侧力和力臂的乘积，所以杠杆不再平衡，且杠杆左端下沉，故C正确； D、如图所示中，当F的大小等于钩码重力一半时，F与钩码的重力，力与力臂的乘积产生的效果向同方向转动，杠杆不能平衡，故D错误； 故选：C。 12．（2023秋•大丰区期末）小华同学在探究“杠杆平衡条件”的实验中，他组装好实验装置后，发现杠杆处于如图所示位置静止，此时杠杆 　处于　（填“处于”或“不处于”）平衡状态，接着调节右端的平衡螺母，使它向 　右　（填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡。实验中，通过改变钩码的数量或钩码的 　位置　，使杠杆在水平位置平衡。 【答案】处于；右；位置。 【解析】解：（1）此时的杠杆静止是处于平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向右边移动； （2）实验中，用钩码的重力分别表示动力和阻力，多次改变钩码的数量和钩码悬挂的位置，使杠杆在水平位置平衡。 故答案为：处于；右；位置。 13．（2023秋•丰县期末）在探究杠杆平衡条件实验中，实验前杠杆位置如图所示，应将杠杆右端的平衡螺母向 　右　调节。调节好后，在杠杆上A处挂2个钩码，为使杠杆重新平衡，应在B处挂 　4　个钩码；平衡后如果A、B两处再各挂一个钩码，杠杆的 　左　端会下沉（填“左”或“右”）。 【答案】右；4；左。 【解析】解：调节杠杆平衡时，杠杆左端下沉，应把杠杆左端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。 设杠杆一格的长度是L，一个钩码重是G， 所以由杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2得， 图甲中，2G×4L＝nG×2L，所以n＝4（个）。 如果再在A、B两处各加挂一个钩码，3G×4L＞5G×2L，所以杠杆左端下沉。 故答案为：右；4；左。 14．（2023秋•建邺区期末）“探究杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码重0.5N。 （1）如图甲所示，杠杆静止在该位置。为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　左　移动； （2）杠杆静止在水平位置后，将4个钩码悬挂在A点，如图乙所示，要使杠杆仍在水平位置平衡，则应在B点悬挂 　6　个钩码； （3）如图丙所示，在拉力F1的作用下杠杆仍在水平位置平衡，则F1＝　2　N；若力的作用点和大小都不变，仅改变拉力的方向，使拉力F1绕D点逆时针旋转 　120　°，仍可使杠杆在水平位置平衡。 【答案】（1）左；（2）6；（3）2；120。 【解析】解：（1）如图甲所示，杠杆右端下沉，应将平衡螺母向左移动； （2）设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L， 由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知， 4G×3L＝nG×2L 解得：n＝6，即在B位置挂上6个钩码，使杠杆在水平位置平衡； （3）如图丙所示，已知OC＝2l，OD＝4l，G＝4G0＝4×0.5N＝2N，在拉力F1的作用下杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，F1L1＝F2L2， F作用点在D点，力臂是OD，G×OC＝F1×OD， 因为OC＝OD，所以G＝F1＝2N， 保持A点所挂重物不变，力的作用点和大小都不变，仅改变拉力的方向，使拉力F1绕D点逆时针旋转120°，根据数学知识可知力臂的大小不变，仍为2l，可使杠杆在水平位置平衡。 故答案为：（1）左；（2）6；（3）2；120。 15．（2023秋•苏州期末）利用图示装置探究“杠杆的平衡条件”。 （1）如图甲所示，杠杆静止，此时它处于 　平衡　（平衡/非平衡）状态，为使它在水平位置平衡，可将平衡螺母向 　右　（左/右）调节；在杠杆两侧悬挂钩码，调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 16.0 1.0 8.0 2 1.0 15.0 1.0 15.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 （2）分析表中实验数据，得出杠杆的平衡条件为 　F1l1＝F2l2：　（用F1、F2、l1、l2表示）； （3）如图乙所示，当杠杆平衡后，将两侧钩码同时远离支点O移动5cm，则杠杆 　右端下沉　（左端下沉/右端下沉/保持水平平衡）； （4）如图丙所示，F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将 　变大　。 【答案】（1）平衡；右；（2）F1l1＝F2l2；（3）右端下沉；（4）变大。 【解析】解：（1）杠杆处于静止状态，则杠杆处于平衡状态；杠杆左端下沉，杠杆的右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡； （2）通过分析实验数据，可知杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2； （3）如图乙所示，当杠杆平衡后，左侧力臂为15cm，右侧力臂为左侧力臂的一半，即×15cm＝7.5cm，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O的方向各移动5cm， 左端：1G×（15cm+5cm）＝0.2m×G，右端：2G×（7.5cm+5cm）＝0.25m×G， 左端力与力臂的乘积小于右端的力与力臂的乘积，杠杆将右端下沉； （4）在杠杆缓慢由A到B的过程中，动力臂OA（即拉力F的力臂）不变，阻力G的大小不变，而阻力臂L（即重力G的力臂）却逐渐增大； 由杠杆的平衡条件知：F•OA＝G•L，当OA、G不变时，L变大，那么F也变大，即拉力F在这个过程中逐渐变大。 故答案为：（1）平衡；右；（2）F1l1＝F2l2；（3）右端下沉；（4）变大。 16．（2023秋•苏州期末）小华做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上每格的长度相等。 （1）杠杆在如图甲所示的位置静止时 　是　（填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的。 （2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　右　（填“左”或“右”）端调节。 （3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数F＝　1.5　N。当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 　变大　（填“变大”、“变小”或“不变”），若想此时弹簧测力计示数仍等于F，应将弹簧测力计的作用点向 　右　（填“左”或“右”）移动适当的距离。 【答案】（1）是；（2）右；（3）1.5；变大；右。 【解析】解：（1）如图（甲）的位置静止时是处于杠杆平衡状态的； （2）如图甲，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右端调节。我们使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂大小； （3）若每个小格长L，在A点挂2个相同的钩码，在B点竖直向下拉弹簧测力计，让杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件有：2×1N×3L＝F×2L，解得F＝3N，弹簧测力计的示数应为3N； 斜向下拉时，阻力和阻力臂一定，动力臂变小，动力变大，所以，测力计的示数将大于3N，要保持F大小不变，就得减小阻力臂，即应将钩码向右移动适当的距离。 故答案为：（1）是；（2）右；（3）1.5；变大；右。 17．（2024春•南通期末）小明对杠杆平衡条件开展相关实验探究（不计支点处摩擦）。 （1）安装后，杠杆左端翘起，应将平衡螺母向 　左　调节（选填“左”或“右”）。让杠杆在水平位置平衡，这样操作的目的是为了 　便于测量力臂　； （2）如图甲所示，在点A处挂3个钩码，点C处挂 　2　个钩码时，可观察到杠杆在水平位置平衡，小明随即得到杠杆的平衡条件是F1l1＝F2l2，同学们都认为不合理，理由是 　只测一次，结论不具有普遍性　； （3）小明换用可以在O点弯折的杠杆进一步研究杠杆平衡条件。如图乙所示，杠杆左侧保持不变，右侧向下折至图示位置，要使杠杆在此位置平衡，若不改变右侧钩码数量，悬挂点应该在点 　C和D之间　（选填“C”、“D”或“C和D之间”）处。 【答案】（1）左；便于测量力臂；（2）2；只测一次，结论不具有普遍性；（3）C和D之间。 【解析】解：（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，说明杠杆的重心在支点右侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向左调节，实验过程中，应调节使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是为了便于测量力臂； （2）力设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知， 3G×2L＝nG×3L 解得：n＝2，即在C位置挂上2个钩码，使杠杆在水平位置平衡； 通过实验探究得出实验结论时，要进行多次实验，得到的实验结论才具有普遍性，所以只做一次实验，结论不具有普遍性； （3）保持A点钩码、位置不变，即左边的力和力臂不变，不改变右侧钩码数量，要使杠杆在图乙位置保持平衡，应该使右边的力臂不变；原来C点的力臂为C，所以悬挂点应该在点C和D之间处。 故答案为：（1）左；便于测量力臂；（2）2；只测一次，结论不具有普遍性；（3）C和D之间。 18．（2023秋•高邮市期末）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　平衡　（选填“平衡”或“非平衡”）状态；实验时，小明没有调节杠杆在水平位置平衡，就开始实验，　不能　（选填“能”或“不能”）探究得到正确结论；请说出你的理由：　杠杆自重对实验的影响　； （2）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡收集多组数据，其目的是 　避免偶然性，寻找普遍规律　； （3）如图乙，用测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，为了保持杠杆在水平位置平衡，测力计的示数将 　变大　（选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）图丙的漫画中，　小猴　（选填“小猴”或“小兔”）分得的萝卜质量大，其原因是 　杠杆平衡时，力臂越小，力越大　。 【答案】（1）平衡；不能；杠杆自重对实验的影响；（2）避免偶然性，寻找普遍规律；（3）变大；（4）小猴；杠杆平衡时，力臂越小，力越大。 【解析】解：（1）杠杆保持静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡； 实验前需调节杠杆在水平位置平衡，可以便于测量力臂并消除杠杆自重对实验的影响，若没有调节杠杆在水平位置平衡，无法得到正确结论； （2）本实验是探究杠杆平衡条件的实验，属于探究性实验，多次测量的目的是避免偶然性，寻找普遍规律； （3）如图乙所示，当弹簧测力计逐渐向左倾时，动力臂变小，因阻力和阻力臂不变，由杠杆的平衡条件，则弹簧测力计的示数将逐渐变大。 （5）如下图所示： 以O1为支点，左端的重心在P处，右端的重心在Q处，LP＜LQ，即左端重力的力臂小于右端重力的力臂。 根据杠杆的平衡条件可得：GP•LP＝GQ•LQ， 因为LP＜LQ， 所以，GP＞GQ，即mPg＞mQg， 所以mP＞mQ， 故小猴分得的萝卜质量大。 故答案为：（1）平衡；不能；杠杆自重对实验的影响；（2）避免偶然性，寻找普遍规律；（3）变大；（4）小猴；杠杆平衡时，力臂越小，力越大。明 考点三 杠杆平衡条件的应用 19．（2023秋•仪征市期末）如图，是生活中经常使用的工具，其中属于省力杠杆的是（　　） A．钓鱼竿钓鱼 B．食品夹夹面包 C．起子开瓶盖 D．筷子夹菜 【答案】C 【解析】解：A、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意； B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C符合题意； D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。 故选：C。 20．（2023秋•苏州期末）“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动整个地球。”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（　　） A．天平 B．定滑轮 C．钓鱼竿 D．铡刀 【答案】D 【解析】解：A、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆； B、定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆； C、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； D、铡刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 故选：D。 21．（2023春•海门市期末）如图所示，衣架上的两个夹子分别夹住一条毛巾，以下方法不能使衣架在水平位置平衡的是（　　） A．右边夹子向左移动 B．右边毛巾的下角夹在左边夹子上 C．左边夹子向左移动 D．左边毛巾的下角夹在右边夹子上 【答案】D 【解析】解：A、右边夹子向左移动，右端的力不变，力臂变小，右端力和力臂的乘积更小，衣架有可能在水平位置平衡，故A正确。 B、右边毛巾的下角夹在左边夹子上，相当于右端减小了重力，左端增加了重力，导致左端力和力臂乘积变大，右端力和力臂的乘积变小，衣架有可能在水平位置平衡，故B正确。 C、左边夹子向左移动，左端的力不变，力臂变大，左端力和力臂乘积变大，衣架有可能在水平位置平衡，故C正确。 D、左边毛巾的下角夹在右边夹子上，相当于左端减小了重力，右端增加了重力，导致右端力和力臂乘积更大，左端力和力臂的乘积更小，衣架不会在水平位置平衡，故D错误。 故选：D。 22．（2023秋•靖江市期末）如图所示筷子盒在A处施加向下的力时，筷子会从出口滚出。忽略筷子的压力，以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】解：A处施加的动力的方向是向下的，支点在杠杆的最左侧，所以阻力的方向是向上的，根据四个选项可知，A中图正确。 故选：A。 23．（2023秋•太仓市期末）如图所示的甲、乙两个M形硬质轻杆可绕中间转轴O灵活转动杆两端分别用细绳悬挂两个质量相等的重物。现保持平衡状态。用手使两个右端的重物略微下降一小段距离后再松手，能恢复到原来平衡位置的是（　　） A．只有甲 B．只有乙 C．甲和乙 D．都不能 【答案】B 【解析】解：如图所示的甲、乙M形硬质轻杆，处于保持平衡状态。 由于悬挂的两个重物质量相等，则作用在M形硬质轻杆两端的上的拉力相等，则杠杆示意图分别如下图： 甲硬质轻杆，根据杠杆平衡条件可得：GL1＝GL2，则：L1＝L2； 乙硬质轻杆，同理可得：GL3＝GL4，则：L3＝L4； 用手使两个右端的重物略微下降一小段距离后，则杠杆示意图分别如下图： 由于轻杆端点的位置不同，右端的重物略微下降一小段距离后，由力臂的变化图可知， 甲硬质轻杆，L1′＜L1，L2′＞L2，则：GL1′＜GL2′， 所以，甲杆右端的重物继续下降，则不能恢复到原来平衡位置。 乙硬质轻杆，L3′＞L3，L4′＜L4，则：GL3′＞GL4′， 所以，乙杆左端的重物会下降，则能恢复到原来平衡位置。 故选：B。 24．（2023秋•丹徒区期末）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，在B点作用一个竖直向上的拉力F，保持杠杆始终在水平位置平衡。若F改为沿虚线方向施力，则（　　） A．F大小不变 B．F将减小 C．F的力臂变短 D．F的力臂不变 【答案】C 【解析】解：若F改为沿虚线方向施力，动力臂减小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件得，动力F变大，故C正确，ABD错误。 故选：C。 25．（2023秋•海安市期末）小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图所示。若两边同时各增加一枚同种硬币，则杠杆将（　　） A．右端下降 B．左端下降 C．仍然水平平衡 D．无法判断其状态 【答案】B 【解析】解：根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，设每个硬币的重力为G，则由图可得，2Gl1＝4Gl2，则l1：l2＝2：1；若两边同时各增加—枚硬币，则左边为：3Gl1＝6Gl2，右边为5Gl2，由于6Gl2＞5Gl2，所以杠杆的左端将下沉。 故选：B。 26．（2023春•姜堰区期末）如图所示，作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢匀速地由位置A拉至位置B，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力F的力臂不变，拉力F变大 B．拉力F先变小后变大 C．阻力和阻力臂乘积不变 D．这个杠杆先省力后费力 【答案】A 【解析】解：重物G通过细线对杠杆的拉力为F′大小等于物体的重力G，即F′＝G，重力不变； 由图知，在杠杆缓慢由A到B的过程中，动力臂OA的长度没有变化，细线对杠杆的拉力F′的大小没有变化，而阻力臂L却逐渐增大； 由杠杆的平衡条件知：F×OA＝GL，当OA、G不变时，L越大，GL的乘积越大，那么F越大，因此拉力F在这个过程中逐渐变大； 由于该过程中，动力臂始终大于阻力臂，杠杆一直省力； 综上所述，A正确，BCD错误。 故选：A。 27．（2023春•靖江市期末）悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点，最小的力为FA；若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC，且AB＝BO＝OC．下列判断正确的是（　　） A．FA＞G B．FB＝G C．FC＜G D．FB＞FC 【答案】C 【解析】解：在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力最小； 根据力臂的定义可知，重力的方向竖直向下，重力的力臂要小于OB； 若力施加在A点，当OA为动力臂时，动力最小为FA；若力施加在B点，当OB为力臂时动力最小，为FB；若力施加在C点，当OC为力臂时，最小的力为FC，从支点做阻力的力臂OB'：由图可知，OA＞OB＝OC，根据杠杆的平衡条件可知，FA、FB、FC都要小于G；由于OB＝OC，则FB＝FC，故C正确，ABD错误。 故选：C。 28．（2023秋•镇江期末）如图1所示是用于松紧内六角螺丝的扳手，AB＞BC。其使用方法如图2、3所示，该工具属于 　轮轴　（填简单机械名称），使用时可以 　省力　。图2与图3两种使用方法相比，图 　2　可以更轻松地拧动螺丝。 【答案】轮轴；省力；2。 【解析】解：（1）六角螺丝的扳手在使用时绕中心轴B转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴是一种省力杠杆； （2）图2所示，手拿A点时，动力臂较大，根据杠杆平衡条件可知此方法省力，而图3所示，手拿C点时，阻力臂较大，根据杠杆平衡条件可知此方法费力，所以图2可以更轻松地拧动螺丝。 故答案为：轮轴；省力；2。 29．（2023秋•江都区期末）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示。若该同学质量为60kg，不计墙壁对手掌的摩擦力，墙壁对她的支撑力约为 　225　N；若她只将胳膊弯曲，墙壁对手掌的支撑力F将会 　变大　。若该同学欲增强对胳膊肌肉的锻炼效果，请结合本题知识对她提出一点建议：　增大脚尖与墙壁的距离　。 【答案】225；变大；增大脚尖与墙壁的距离。 【解析】解：过重心作竖直向下的重力即为F2，从支点O向力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂L2，如图， 由图可知L约为8个小格，L2为3个小格，根据杠杆平衡条件可得FL＝F2L2，且F2＝mg， 则支撑力：F＝＝＝＝225N； 只将胳膊弯曲，根据杠杆平衡条件可知墙壁对手掌的支撑力F将会变大； 脚尖离开墙壁越远，支撑点会下移，由图可知动力臂会减小，阻力臂会增大，阻力（人的重力）大小不变，根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大。故答案为：225；变大；增大脚尖与墙壁的距离。 30．（2023春•姜堰区期末）利用杠杆投掷石球，如图，作用在A点的力沿 　b　时最小，此杠杆属于 　费力　杠杆。已知石球重100N，OA：OB＝1：4，则作用在A点力的最小值为 　400　N（不计杠杆自重及摩擦）。 【答案】b；费力；400 【解析】解： （1）在A端施力F，当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时最省力，即作用在A点的力沿b时最小； （2）根据杠杆的平衡条件知： F×LOA＝G×LOB，其中：LOA：LOB＝1：4，G＝100N， 所以，F＝4G＝4×100N＝400N； 则此杠杆属于费力杠杆。 故答案为：b；费力；400。 31．（2023秋•苏州期末）小明用一根粗细均匀、质量为0.02kg的木棒自制了一把杆秤，杆秤上每格长度均相等，如图所示。当他在秤钩处挂上质量为0.4kg的物体时（不计秤钩和细线质量），应将质量为0.1kg的秤砣挂在 　B点左侧　（B点/B点右侧/B点左侧）才能使杆秤在水平位置平衡。为将杆秤的零刻度线调至O点，他在A处安装了一个秤盘，则该秤盘的质量为 　0.05　kg。 【答案】B点左侧；0.05。 【解析】解：根据杠杆平衡条件可知，G1L1＝G2L2+G3L3， 即：m1gL1＝m2gL2+m3gL3， 则：m1L1＝m2L2+m3L3， 当他在秤钩处挂上质量为0.4kg的物体时（不计秤钩和细线质量），设杠杆每格长为L， 则有：0.4kg×2L＝0.02kg×5L+0.1kg×L3， 解得：L3＝7L， 故将质量为0.1kg的秤砣挂在B点左侧； 秤盘中无重物，若把秤砣悬挂在O点处，因秤砣对杆秤的拉力过支点，其力臂为0，杆秤仍平衡，由此可知该杆秤的零刻度线应该标在O点， 根据杠杆平衡条件可知，G4L1＝G2L2， 即：m4gL1＝m2gL2， 则：m4L1＝m2L2， 则秤盘的质量为：m4＝＝＝0.05kg。 故答案为：B点左侧；0.05。 32．（2023秋•南京期末）同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。 （1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，先将头向前抬起，可以减小 　阻　力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 　变小　； （2）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改变 　功率　的大小。 【答案】（1）阻；变小；（2）功率。 【解析】解： （1）先将头向前抬起，人的重心向右移动，可以减小阻力臂；在平躺至坐起的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会变小； （2）做仰卧起坐时，每次所做的功相同，同学们可以改变仰卧起坐的快慢，则做功的功率发生了改变，所以其实质是改变功率的大小。 故答案为：（1）阻；变小；（2）功率。 33．（2023秋•南通期末）如图所示，请画出小球所受重力G和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。 【答案】 【解析】解：小球所受重力G的方向是竖直向下的，作用点在重心； 由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；由图可知，A点距离O点是最远的，故AO为力臂时，力是最小的；由于小球的拉力使得杠杆顺时针转动，则动力必须使得杠杆逆时针转动，动力方向垂直于OA向上，如图所示： 34．（2023秋•玄武区期末）图（a）是一款水管扳手钳，其中AOB部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图（b）所示。请在图（b）中画出杠杆平衡时的阻力臂l2及作用在B点的最小动力F1。 【答案】 【解析】解：从支点O作阻力F2作用线的垂线，则支点到垂足的距离为阻力臂l2； 若动力作用在B点，以OB为动力臂是最长的力臂，此时力最小，则连接OB为最长力臂，再过B点做OB的垂线，即动力F1的作用线，以O为支点，F1、F2作用效果相反，F2使杠杆顺时针转动，则F1使杠杆逆时针转动，F1的方向向上，如图所示： 考点四 滑轮与滑轮组 35．（2023秋•江都区期末）如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．F1较大 B．F2较大 C．F3较大 D．F1、F2、F3的大小相等 【答案】D 【解析】解：由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，忽略绳子与滑轮的摩擦，所以F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故ABC错误，故D正确。 故选：D。 36．（2022春•海安市期末）如图为“探究动滑轮工作时的特点”实验，每个钩码所受的重力为2N，动滑轮所受的重力为1N，竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升.则弹簧测力计的示数最符合实际的是（　　） A．2.0N B．2.5N C．2.6N D．4.0N 【答案】C 【解析】解：根据动滑轮的特点，有绳子自由端弹簧测力计的示数为F＝（G钩+G动）＝×（2×2N+1N）＝2.5N，若考虑摩擦等因素，弹簧测力计的示数应该会超过2.5N，比2.5N略大，所以答案应该选C。 故选：C。 37．（2021春•江阴市期末）借助简单机械将重物提升，若不计滑轮重量及摩擦，以下装置最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】解：不计滑轮重及摩擦： A、拉力F＝G， B、n＝2，拉力F＝G， C、使用的是定滑轮，拉力F＝G， D、n＝3，拉力F＝G， D最省力。 故选：D。 38．（2024春•苏州期末）如图，重10N的乙物块下方连有一个重5N的钩码丙，上端通过细线绕过定滑轮连接一个重10N的甲物块，将它们由静止释放。A、B为图中线上的两个点，在乙下落到地面过程中（细线重力及各处摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（　　） A．钩码落地前，A处拉力大小为15N B．钩码落地前，B处拉力大小为5N C．钩码落地后，乙将处于平衡状态 D．钩码落地后，甲由于惯性将继续保持向上加速运动状态 【答案】C 【解析】解：A图中的两个滑轮都是定滑轮，不能省力，左边的乙物体和钩码的总重大于右边的甲物体的重力，将它们由静止释放，整个系统向左运动，乙和丙加速下降，甲加速上升。整个系统做加速运动，砝码落地前，绳子对甲和乙的拉力均等于10N，A处拉力小于15N，故A错误； B、钩码落地前，丙加速下落，钩码的重力大于绳子对它向上的拉力，所以B处拉力小于5N，故B错误； C、钩码落地后，乙受到平衡力的作用，处于平衡状态，故C正确； D、钩码落地后，甲处于平衡状态，故D错误。 故选：C。 39．（2023秋•溧阳市期末）如图所示，取两根光滑轻质木棍，将轻质绳子的一端系在其中一根棍子上，再按图示绕法依次绕过两根木棍，小明和小华分别紧握木棍，小红以拉力F匀速拉动绳子的末端，两根棍子靠拢。下列说法中正确的是（　　） A．两根棍子靠拢的速度大于小红拉绳端的速度 B．两根棍子靠拢的速度等于小红拉绳端的速度 C．小明受到绳子的拉力小于小华受到绳子的拉力 D．小明受到绳子的拉力等于小华受到绳子的拉力 【答案】C 【解析】解：AB、在棍子的中部绕几圈，它的实质是一个滑轮组，小红拉绳端相当于自由端，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，在滑轮组中，自由端移动的速度大于物体移动的速度，故AB错误； CD、由图可知小明那端木棍有6段绳子相连，因此小明受到的拉力为6F，小华那端木棍有7段绳子相连，因此小华受到的拉力为7F，所以小明受到绳子的拉力小于小华受到绳子的拉力，故C正确，D错误。 故选：C。 40．（2022秋•兴化市期末）下列关于滑轮和滑轮组的说法中，完全正确的一组是（　　） ①使用定滑轮一定既不省力也不费力； ②使用动滑轮有时可能不省力； ③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力； ④使用滑轮组有时既能省力，又能改变力的方向； ⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向； ⑥组成滑轮组时，动滑轮和定滑轮的数目一定要相等。 A．①④ B．②⑤⑥ C．②④ D．②④⑥ 【答案】C 【解析】解： ①定滑轮实质是个等臂杠杆，定滑轮不省力也不省距离，但没有说不费力，因为使用过程中还有摩擦力的存在，故①错误； ②使用动滑轮时，拉力不但承担物体重力，还要承担动滑轮重和摩擦力，因此使用动滑轮有可能不省力，故②正确； ③使用只有两股绳子的滑轮组时，就不比动滑轮省力，还要费力，故③错误； ④⑤滑轮组中既有定滑轮，又有动滑轮，省力情况要根据物重、动滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦力大小来决定，当物重远大于动滑轮重和摩擦力时，它要省力，可以改变力的方向，当物重小于等于动滑轮重和摩擦力时，滑轮组就不能省力，可以改变力的方向，故④正确，⑤错误； ⑥组成滑轮组时，滑轮组中定滑轮和动滑轮的个数不一定相等，根据需要安排滑轮的个数，故⑥错误。 故选：C。 41．（2023秋•常州期末）如图所示，每个滑轮自重相等，不计绳重和轮、轴间摩擦，分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物G1、G2时，甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等。已知G1＝60N、G2＝38N，则每个滑轮的重为（　　） A．3N B．6N C．11N D．22N 【答案】B 【解析】解：由图可知，n甲＝3，n乙＝2；不计绳重和轮、轴间摩擦，且每个滑轮自重相等， 则F甲＝（G1+G动）＝×（60N+G动）， F乙＝（G2+G动）＝×（38N+G动）， 因甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等，即×（60N+G动）＝×（38N+G动）， 解得：G动＝6N，故ACD错误，B正确。 故选：B。 42．（2022秋•连云港期末）如图所示的简单机械，正常使用时能省力的是（　　） A．筷子 B．食品夹 C．定滑轮 D．动滑轮 【答案】D 【解析】解：A、根据图示可知，使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，即费力省距离，故A错误； B、根据图示可知，使用食品夹时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，即费力省距离，故B错误； C、定滑轮实质上是一个等臂杠杆，即动力臂等于阻力臂，既不省距离，也不费距离，故C错误； D、动滑轮实质上是一个省力杠杆，即省力但一定费距离，故D正确。 故选：D。 43．（2023秋•建湖县期末）拧螺帽时，用图甲b的握法更容易拧紧，原因是在相同条件下，该种握法增大了 　动力臂　；如图乙，旗杆顶部装配一个 　定　滑轮，目的是能改变 　施力的方向　。 【答案】动力臂；定；施力的方向。 【解析】解：拧螺帽时，用图甲b的握法更容易拧紧，原因是在相同条件下，该种握法增大了动力臂；如图乙，旗杆顶部装配一个定滑轮，目的是能改变施力的方向。 故答案为：动力臂；定；施力的方向。 44．（2022春•平邑县期末）如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是　乙　，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是　F1＝F3＞F2　。 【答案】乙；F1＝F3＞F2 【解析】解：不计摩擦和动滑轮重； 用F1的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故F1＝G。 用F2的力提升重物时，用的是动滑轮；根据动滑轮能够省一半的力，故F2＝。 用F3的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故F3＝G。 故答案为：乙；F1＝F3＞F2。 45．（2022秋•亭湖区期末）如图所示，某工人将重150N的铁桶在10s内竖直向上匀速拉起4m，A装置是 　动　滑轮；滑轮、绳的重力及摩擦不计，工人拉绳端的力为 　75　N，拉力移动的距离为 　8　m。 【答案】动；75；8。 【解析】解：图中的滑轮随物体一起运动，此装置是动滑轮，可以省一半的力； 因为滑轮和绳的重力、摩擦均不计，所以拉力F＝G＝×150N＝75N， 绳子自由端移动距离s＝2h＝2×4m＝8m。 故答案为：动；75；8。 46．（2022春•崇川区期末）如图所示，小华用动滑轮匀速提起200N的物体使其上升5m，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人对绳子的拉力为 　100　N，绳端移动的距离为 　10　m；实际测量出拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 　20　N，若绳子最多能承受300N拉力，则小华最多能提升 　580　N的物体. 【答案】100；10；20；580。 【解析】解： 图中使用动滑轮提升物体，则n＝2。 （1）因动滑轮有两段绳子承担物重，不计绳重、滑轮重及摩擦， 所以绳端的拉力：F＝G＝×200N＝100N；绳子自由端向上移动的距离： s＝nh＝2×5m＝10m； （2）若不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），则动滑轮重力： G动＝2F′﹣G＝2×110N﹣200N＝20N； （3）因绳子最多能承受的拉力为300N， F大＝＝＝300N， 解得：G物大＝580N，即利用此滑轮组最多能吊起的物体重力为580N。 故答案为：100；10；20；580。 47．（2023秋•常州期末）如图所示，使用滑轮分别按甲、乙两种方式匀速提升同一重物，不计滑轮自重，不计绳重及轮、轴间摩擦，使用甲装置的好处是 　省一半力　；使用乙装置的好处是 　改变力的方向　。 【答案】省一半力；改变力的方向。 【解析】解：由图可知，甲为动滑轮，其使用时的好处是可以省一半力； 乙为定滑轮，其使用时的好处是可以改变力的方向。 故答案为：省一半力；改变力的方向。 48．（2023秋•连云港期末）如图所示，将滑轮看作是杠杆，请标出支点O并画出拉力F的力臂l。 【答案】 【解析】解：动滑轮的支点O在绳子与边框的接触点上，动力F为绳子的拉力，方向向上，过支点O向动力作用线画垂线，就得到动力臂l，如图所示： 49．（2023春•崇川区校级期末）工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N，求： （1）动滑轮的重力； （2）钢绳自由端移动的距离； （3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力。 【答案】（1）动滑轮的重力为100N； （2）钢绳自由端移动的距离为18m； （3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力为400N。 【解析】解： （1）由图示可知，n＝3， 滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝3F﹣G＝3×300N﹣800N＝100N； （2）已知建材上升的高度为6m，则钢绳自由端移动的距离：s＝3h＝3×6m＝18m； （3）滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计，当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力：F′＝（G′+G动）＝×（1100N+100N）＝400N。 答：（1）动滑轮的重力为100N； （2）钢绳自由端移动的距离为18m； （3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力为400N。 考点五 功及其计算 50．（2023秋•太仓市期末）在成都大运会上，我国举重运动员李发斌夺得男子61公斤级冠军。如图所示，这是他在举重过程中挺举连续动作的几个状态图，下列关于他的做功情况的判断不正确的是（　　） A．从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃做了功 B．从上拉状态发力到上挺状态过程中对杠铃做了功 C．从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功 D．在站立状态过程中对杠铃做了功 【答案】D 【解析】解：A、从发力到上拉状态过程中，对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故A正确； B、从上拉状态发力到上挺状态过程中，对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故B正确； C、从上挺状态发力到站立状态过程中，对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故C正确； D、在站立状态过程中，对杠铃施加一个向上的力，杠铃没有向上移动了距离，对杠铃没有做功，故D错误。 故选：D。 51．（2023秋•邗江区校级期末）如图所示是环保卫士小明在进行垃圾分类，下列各环节中小明对瓶子做功的是（　　） A．从地上拾起瓶子 B．保持瓶子在水平方向上走到可回收垃圾桶 C．拿着瓶子站在垃圾桶旁不动 D．瓶子离开手后掉落桶中 【答案】A 【解析】解：A．从地上拾起瓶子的过程中，小明对瓶子施加了向上的力，瓶子向上移动了距离，所以小明对瓶子做了功，故A符合题意； B．保持瓶子在水平方向上走的过程中，小明对瓶子施加了向上的力，而瓶子在水平方向上移动了距离，并没有在力的方向上移动距离，所以小明对瓶子没有做功，故B不符合题意； C．拿着瓶子站在垃圾桶旁不动时，小明对瓶子施加了向上的力，瓶子没有移动距离，所以小明对瓶子没有做功，故C不符合题意； D．瓶子离开手后掉落桶中的过程，瓶子向下移动了距离，但小明没有对瓶子施加力，所以小明对瓶子没有做功，故D不符合题意。 故选：A。 52．（2023秋•常州期末）放学后，小华背着重50N的书包，先沿水平路面走了200m，再登楼梯从一楼到四楼才到家。已知每层楼高3m，小华放学后回家的全过程中，她对书包做的功为（　　） A．450J B．600J C．10450J D．10600J 【答案】A 【解析】解：某同学背着书包给书包一个向上的力，只有向上移动距离，该同学对书包才做功。某同学背着重50N的书包沿水平路面走了200m，给书包的力是向上的，移动的距离是水平方向的，此过程没有做功。又登上四楼，升高的高度为（4﹣1）×3m＝9m，此过程做功： W＝Fs＝50N×9m＝450J。 故选：A。 53．（2021秋•宝应县期末）早上到校后，小陈同学背着重50N的书包沿水平路面从建兰门口出发走了30m，又登上大约10m高的三楼才到教室，则他在上学的过程中对书包所做的功约为（　　） A．0J B．500J C．1500J D．2000J 【答案】B 【解析】解：某同学背着书包给书包一个向上的力，只有向上移动距离，该同学对书包才做功。某同学背着重50N的书包沿水平路面走了30m，给书包的力是向上的，移动的距离是水平方向的，此过程没有做功。又登上大约10m高的四楼才回到家此过程做功。 W＝Fs＝50N×10m＝500J。 故选：B。 54．（2021秋•海陵区期末）小明看到A4打印纸的包装上标有“70g/m2”字样，表示打印纸每平方米的质量是70g，用刻度尺测出了A4打印纸的长和宽分别是30cm和21cm，他用一张A4纸折一个纸飞机从学校教学楼的四楼水平抛出（层高约3.5m），纸飞机在空中盘旋后落在一楼地面上，则整个过程中纸飞机重力做功约为（　　） A．0.45J B．0.55J C．0.65J D．0.75J 【答案】B 【解析】解：一张纸的总面积S＝ab＝30cm×21cm＝630cm2＝6.3×10﹣2m2； 这张纸的质量m＝70g/m2×6.3×10﹣2m2＝4.41g＝4.41×10﹣3kg； 一张该A4纸折叠的纸飞机从四楼水平抛出落在一楼地面的过程中，由每层楼高约3.5m，将纸飞机抛出的位置到四楼地面的高度约为1.6m，可知纸飞机下落的高度：h≈3×3.5m+1.6m＝12.1m， 则整个过程中纸飞机重力做功为：W＝Gh＝4.41×10﹣3kg×10N/kg×12.1m＝0.53361J，接近0.55J，故B正确。 故选：B。 55．（2023春•崇川区校级期末）如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（　　） A． W1＝W2＜W3 B．W1＝W2＝W3 C．W2＜W1＝W3 D．W1＜W2＜W3 【答案】A 【解析】解：由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为：W1＝F1s； 第二幅图中，拉力移动的距离也等于物体移动距离为s，拉力做的功为：W2＝F2s； 第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s，拉力做的功为：W3＝F3×2s。 又因为拉力F1、F2、F3大小相等， 所以综上分析可得：W1＝W2＜W3．故A正确，BCD错误。 故选：A。 56．（2023秋•赣榆区期末）如图，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC以相同的速度，匀速拉到顶点A，施加的力分别为F1、F2，拉力做功分别为W1、W2，下列选项正确的是（　　） A．F1＜F2 W1＞W2 B．F1＞F2 W1＝W2 C．F1＞F2 W1＞W2 D．F1＜F2 W1＝W2 【答案】D 【解析】解： （1）斜面AB倾斜角度小于AC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即F1＜F2； （2）斜面光滑说明摩擦力为0，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即W1＝W2。 故选：D。 57．（2021秋•高邮市期末）用大小相等的拉力F沿不同的方向从静止开始拉同一物体运动相同的路程s（乙、丙粗糙程度相同），则下列判断正确的是（　　） A．甲图中的拉力F做功最多 B．甲图中的拉力F做功最少 C．丙图中的拉力F做功最多 D．甲、乙、丙三种情况拉力F做功相等 【答案】D 【解析】解： 由题意可知：F甲＝F乙＝F丙；s甲＝s乙＝s丙； 由W＝Fs可知：W甲＝W乙＝W丙，即三种情况下拉力F做功相等，故ABC错误，D正确。 故选：D。 58．（2022秋•南京期末）如图，某型号无人机的质量为2.5kg，在水平方向上以最大速度匀速飞行6km过程中，消耗3.6×104J电能，其中60%转化为机械能。求： （1）悬停时，无人机受到的升力有多大？ （2）从地面飞到离地10m高处过程中，无人机克服自重做了多少功？ （3）以最大速度沿水平方向匀速飞行过程中，无人机受到的水平推力是多少？ 【答案】（1）悬停时，无人机受到的升力为25N； （2）从地面飞到离地10m高处过程中，无人机克服自重做了250J的功； （3）以最大速度沿水平方向匀速飞行过程中，无人机受到的水平推力是3.6N。 【解析】解：（1）无人机悬停时，处于平衡状态，升力与重力平衡，大小相等，即F升＝G＝mg＝2.5kg×10N/kg＝25N； （2）无人机克服重力做的功W＝Gh＝25N×10m＝250J； （3）无人机水平飞行时，获得的机械能W机械＝60%W电＝60%×3.6×104J＝2.16×104J； 无人机受到的水平推力F＝＝＝3.6N； 答：（1）悬停时，无人机受到的升力为25N； （2）从地面飞到离地10m高处过程中，无人机克服自重做了250J的功； （3）以最大速度沿水平方向匀速飞行过程中，无人机受到的水平推力是3.6N。 考点六 功率及其计算 59．（2023秋•溧阳市期末）当两台机器正常工作时，功率大的机器与功率小的机器相比（　　） A．做功一定多 B．做功不可能相同 C．相同的时间内做功一定多 D．做相同的功所用的时间一定多 【答案】C 【解析】解：当两台机器正常工作时，功率大的机器与功率小的机器相比，根据W＝Pt可知：在相同的时间内，功率大的机器所做的功多，故C正确，ABD错误。 故选：C。 60．（2023秋•无锡期末）体育课上，老师通过改变音乐的节奏来控制同学们完成20个仰卧起坐的快慢。调节后改变了同学们做仰卧起坐时（　　） A．功率的大小 B．做功的多少 C．所需力的大小 D．重心上升的高度 【答案】A 【解析】解：做仰卧起坐时，每次所做的功相同，则完成20个仰卧起坐做的总功相同，老师通过改变音乐的节奏改变了同学们仰卧起坐的快慢，则学生做功的时间改变，所以做功的功率发生了改变，所以其实质是改变功率的大小。 故选：A。 61．（2023秋•南通期末）研究表明，人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍，人正常步行时，速度约为1.4m/s，请你估算一名中学生正常步行半小时克服重力做功的功率约为（　　） A．10W B．20W C．70W D．140W 【答案】C 【解析】解：中学生的步距约为0.5m，根据题意可知每走一步重心上升的高度Δh＝0.1L＝0.1×0.5m＝0.05m， 中学生的重力约为：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N， 每走一步克服重力做功W＝GΔh＝500N×0.05m＝25J。 由v＝可得，一个中学生正常步行半小时所走的路程： s＝vt＝1.4m/s×30×60s＝2520m， 总共走的步数n＝2520m/0.5m＝5040步， 克服重力做的总功W′＝5040W＝5040×25J＝1.26×105J， 则整个过程中克服重力做功的功率约为P＝＝＝70W，故C正确。 故选：C。 62．（2023秋•广陵区期末）两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s﹣t图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（　　） A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．两次物体所受的拉力：F1＝F2 C．0～8s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2 D．0～8s两次拉力对物体做的功：W1＝W2 【答案】B 【解析】解： A、由图象可知，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，所以v1＞v2；故A错误； B、同一物体的重力不变，对水平面的压力不变；在同一水平面上运动，接触面的粗糙程度相同，故两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等；由图象可知，两次物体都做匀速直线运动，说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以，两次物体所受的拉力：F1＝F2＝f；故B正确； CD、由图象可知，0～8s物体第一次通过的路程为0.8m，第二次通过的路程为0.4m，又知两次拉力相等，根据W＝Fs可知W1＝2W2； 0～8s，时间相同，且W1＞W2；根据P＝可知，0～8s两次拉力对物体做功的功率：P1＞P2；故CD错误。 故选：B。 63．（2023秋•海门区期末）北京冬奥会上，运动员孔凡影从斜坡上A点沿直线滑到B点过程中，拍摄的频闪照片如图所示，若相机每隔0.2s闪拍一次，则孔凡影在AB间，重力做功的功率最接近于（　　） A．7W B．70W C．700W D．7000W 【答案】D 【解析】解：运动员的身高约为1.7m，由图可知AB间高度差约为3个运动员的身高，即竖直高度h＝3×1.7m＝5.1m， 根据题意可知相机每隔0.2s闪拍一次，时间t＝2×0.2s＝0.4s， 重力的平均速度：v＝＝＝12.75m/s， 孔凡影的重力约600N， 重力做功的功率P＝＝＝Gv＝600N×12.75m/s＝7650W，接近7000W，故D正确。 故选：D。 64．（2024春•启东市期末）如图甲所示，水平向右的推力F将重为4N的物体压在竖直的粗糙程度相同的墙面上，墙面足够大，F的大小与时间t的关系如图乙所示，且已知前2s物体静止，在2s～4s时间内物体向下滑动速度逐渐增大到2m/s，之后保持2m/s速度不变，则（　　） A．当t＝1s时，物体受到的摩擦力为12N B．当t＝3s时，物体受到的摩擦力一定小于4N C．在2s～6s时间内，物体受到的滑动摩擦力大小相等 D．在4s～6s内，滑动摩擦力对物体做功的功率为16W 【答案】B 【解析】解：A、当t＝1s时，物体处于静止状态，在竖直方向上受到的静摩擦力与重力平衡，大小相等，f静＝G＝4N，故A错误； B、在2～4s内，物体向下加速运动，在竖直方向上受力不平衡，且受到的滑动摩擦力小于重力，即f＜G＝4N，即当t＝3s时，物体受到的摩擦力一定小于4N，故B正确； CD、在4～6s时间内，物体向下做匀速直线运动，在竖直方向上受到的滑动摩擦力与重力平衡，大小相等，即：f′＝G＝4N，则在2s～6s时间内，物体受到的滑动摩擦力大小不相等，故C错误； 根据P＝＝＝Fv可得，在4s～6s内，滑动摩擦力对物体做功的功率：P＝fv＝4N×2m/s＝8W，故D错误。 故选：B。 65．（2024春•如皋市期末）物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则F1：F2和P1：P2分别为（　　） A．1：1，3：5 B．3：5，1：1 C．3：5，5：3 D．1：1，9：25 【答案】A 【解析】解：因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力没变，故受到的水平推力为F1＝F2，因此F1：F2＝1：1， 由图象甲可知，第一次物体的速度大小为：v甲＝＝＝3m/s， 由v﹣t图象乙可知，第二次物体的速度大小为：v乙＝5m/s， 由P＝Fv可得，两次推力的功率之比：＝＝＝＝，故A正确。 故选：A。 66．（2023秋•高邮市期末）小明将重为25N的物体从地面缓慢提升0.4m，然后又提着物体在水平路面上匀速直线行走了5m，一共用时20s，则提升物体过程中，小明对物体做了 　10　J的功，提着物体水平行走过程中，小明对物体做了 　0　J的功，整个过程中对物体做功的功率是 　0.5　W。 【答案】10；0；0.5。 【解析】解： 提升物体过程中，因为是缓慢提升物体，则拉力与物重大小相等，所以拉力做的功等于克服物体重力做的功， 则小明对物体做的功：W＝Gh＝25N×0.4m＝10J； 提着物体在水平路面上匀速直线行走了5m，人施加了一个向上的力，但物体并没有在力的方向上移动距离，所以此过程中小明对物体不做功，即做功为0J； 一共用时20s，则整个过程中对物体做功的功率：P＝＝＝0.5W。 故答案为：10；0；0.5。 67．（2023秋•苏州期末）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2，两次推力的功率分别为P1、P2，则F1　＝　F2，P1　＜　P2（填“＞”、“＜”或“＝”）。 【答案】＝；＜ 【解析】解：由图像甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为v甲＝＝＝2m/s； 由v﹣t图像乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙＝4m/s； 因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，摩擦力没变，故受到的水平推力为F1＝F2； 已知v甲＜v乙，由P＝＝＝Fv可得，两次推力的功率P1＜P2。 故答案为：＝；＜。 68．（2023春•如皋市期末）一辆质量2t的汽车，在平直公路上以100kW的额定功率由静止开始运动，15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行150m停下。其v﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求： （1）整个过程中发动机所做的功的大小； （2）汽车运动的最大速度v； （3）整个过程中克服阻力所做的功的大小。 【答案】（1）整个过程中发动机所做的功为3.5×106J； （2）汽车运动的最大速度为25m/s； （3）整个过程中克服阻力所做的功为3.4×106J。 【解析】解：（1）汽车个过程中发动机所做功所用的时间：t＝35s； 整个过程中发动机所做的功：W＝P额t＝100×103W×35s＝3.5×106J； （2）汽车匀速直线运动时，汽车的牵引力F牵＝f＝0.2G＝0.2mg＝0.2×2×103kg×10N/kg＝4×103N； 根据P＝Fv可知，汽车的最大速度：v＝＝＝25m/s； （3）车在运动过程中受到的阻力：f＝4×103N； 由v＝可知，汽车在15s～35s行驶的路程：s′＝vt′＝25m/s×20s＝500m； 整个过程汽车行驶的路程：s＝200m+500m+150m＝850m； 整个过程中克服阻力所做的功：Wf＝fs＝4×103N×850m＝3.4×106J。 答：（1）整个过程中发动机所做的功为3.5×106J； （2）汽车运动的最大速度为25m/s； （3）整个过程中克服阻力所做的功为3.4×106J。 考点七 功率的测定 69．（2023秋•沛县校级期末）一位同学从一楼走到三楼，要估测他上楼的功率，下列数据中不需要测量的是（　　） A．体重 B．楼高 C．上楼时间 D．上楼步数 【答案】D 【解析】解：自己上楼时的功率：P＝＝，需要测量的物理量是小明的体重、楼层的高度、上楼时所用的时间，不需要测量上楼步数。 故选：D。 70．（2023秋•句容市期末）体育课上，小明想估测小强做引体向上时的功率，下列说法不正确的是（　　） A．必须测量小强的体重 B．必须测量小强的身高 C．必须测量做引体向上的时间 D．必须测量做引体向上的次数 【答案】B 【解析】解：要想估测小强做引体向上时的功率，需要多次引体向上做的功和所用的时间，根据公式P＝＝＝可知，需要测量的物理量包括小强的体重（质量），做引体向上的时间，做引体向上的次数和重心上升的高度，而不需要测量小强的身高。 故选：B。 71．（2023秋•兴化市期末）大人与小孩比赛从一楼登上五楼，比比谁的功率大，为此，需要测量一些物理量：①五楼地面到一楼地面的高度；②从一楼到达五楼所用的时间；③大人与小孩的质量或体重；④一楼到五楼楼梯的长度。上述物理量中必须测量的量是（　　） A．①②③ B．②③④ C．①④ D．②③ 【答案】D 【解析】解：登楼是大人与小孩克服自身重力在竖直方向上做功，功率的计算公式为P＝＝， 大人与小孩上楼的高度相同，不需要测量楼高，需要测量的物理量是：大人与小孩的质量或体重，从一楼到达五楼所用的时间，故D正确，ABC不正确。 故选：D。 72．（2022秋•太仓市期末）攀岩运动是从登山运动中派生来的新项目，要测量某运动员在一次攀岩比赛中克服重力做功的功率，需要测量的物理量有该运动员的 　该运动员的质量m　、　上升的高度h　和 　上升的高度h所用时间t　。 【答案】该运动员的质量m；上升的高度h；上升的高度h所用时间t。 【解析】解：测量某运动员在一次攀岩比赛中克服重力做功的功率，根据P＝可知，需要测量的物理量有该运动员的质量m、上升的高度h及上升的高度h所用时间t。 故答案为：该运动员的质量m；上升的高度h；上升的高度h所用时间t。 73．（2021秋•锡山区期末）引体向上是一种体育运动，如图所示：该运动的规范动作是：两手正握单杠，身体自然悬垂，上拉时，下颚超过单杠；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉、下放，重复动作，达到锻炼的目的。小明同学想测出自己引体向上的功率大小，则其需要测量的物理量有自己的体重G、　每次重心上升的高度h　、　向上n次所用的时间t　，用上述测量的物理量写出做引体向上的功率的表达式P＝　　。 【答案】每次重心上升的高度h；向上n次所用的时间t； 【解析】解：人做引体向上时的功率：P＝＝，所以实验中需要测出人的重力G、每次重心上升的高度h、向上n次所用的时间t。 故答案为：每次重心上升的高度h；向上n次所用的时间t；。 74．（2022春•如皋市校级期末）小波同学和大家一样是一名要参加中考的初三学生，他了解到要中考体育跳绳需要达到一分钟180个才能满分，于是在某个阳光明媚的上午，小波在学校操场上进行了测试。同时，“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小波同学跳绳的功率。 （1）根据你所掌握的知识，要达到实验目的，兴趣小组需要选择的实验器材有：　台秤　，　刻度尺　和 秒表。 （2）兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图，如图，假设小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算，可以判断出这次跳绳小波 　不能　（“能”或“不能”）获得满分。 （3）称的小波同学体重约为60kg，请你通过图，大致估算出整个过程小波做的功为 　3600　J；他跳绳的功率约为 　60　W．（g取10N/kg） （4）从实际角度分析，你认为小波同学此次跳绳的实际功率应该比计算出的功率 　偏大　（“偏大”“偏小”或“相等”）。写出一条你认为的原因：　四肢的运动要消耗能量　。（合理即可） 【答案】（1）台秤、刻度尺；（2）不能；（3）3600；60；（3）偏大；四肢的运动要消耗能量 【解析】解：（1）测量跳绳的功率就是测量克服自身重力的平均功率， 由P＝＝＝可知，需要的实验器材有：测量小波质量m的台秤、测量重心上升高度h的刻度尺和测量时间的秒表； （2）由图可知，跳一次绳的时间为0.4s， 则1min跳绳的次数n＝＝150个＜180个， 所以，这次跳绳小波不能获得满分； （3）由图可知，跳一次绳重心上升的高度h＝4cm＝0.04m， 则跳一次绳克服重力所做的功：W1＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×0.04m＝24J， 整个过程小波做的功： W总＝150×24J＝3600J， 他跳绳的功率： P＝＝＝60W； （4）由于四肢的运动要消耗能量，身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量，心脏推动血液循环要消耗能量，人体向外散热要消耗能量等， 所以，小波同学此次跳绳的实际功率应该比计算出的功率偏大。 故答案为：（1）台秤、刻度尺；（2）不能；（3）3600；60；（3）偏大；四肢的运动要消耗能量。 考点八 机械效率与功的原理 75．（2023秋•邗江区期末）如图所示，关于简单机械，下列说法不正确的是（　　） A．如图甲是一个省力杠杆 B．如图乙使用定滑轮可以改变力的方向 C．如图丙使用斜面可以省功 D．如图丁使用滑轮组可以省力 【答案】C 【解析】解：A．图中杠杆的动力臂大于阻力臂，能够省力，是省力杠杆，故A正确； B．使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故B正确； C．任何机械都不能省功，使用斜面可以省力、但不可以省功，故C错误； D．使用滑轮组可以省力，故D正确。 故选：C。 76．（2024春•兴化市期末）兴化是鱼米之乡，水网密布，鱼虾丰美，拥有众多钓鱼爱好者。对于钓鱼爱好者在钓鱼时的情况，下列说法中正确的是（　　） A．钓鱼竿弯曲，说明力可以改变物体的运动状态 B．手拉钓鱼竿做的是有用功 C．等待鱼上钩保持不动时，人对鱼竿做了功 D．使用钓鱼竿可以省距离 【答案】D 【解析】解：A、钓鱼竿弯曲，说明力可以改变物体的形状，故A错误； B、手拉鱼竿做的是总功，故B错误； C、等待鱼上钩保持不动时，人对鱼竿有力的作用，但鱼竿没有在力的方向上移动距离，所以人对鱼竿没有做功，故C错误； D、使用钓鱼竿时是钓鱼竿是费力杠杆，能省距离，但费力，故D正确。 故选：D。 77．（2023秋•苏州期末）下列说法中正确的是（　　） A．用同一水桶从井中提水时，提一桶水比提半桶水的机械效率高 B．水桶掉到井里，把水桶捞上来时，对桶做的功是额外功 C．用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是有用功 D．使用机械过程中，额外功越少，则机械效率就越高 【答案】A 【解析】解：A、额外功等于水桶重力乘以提水高度，水桶重力和提水高度都相等，所以额外功相等； 第一次取半桶水，第二次取满桶水，根据W有用＝Gh知：第二次所做有用功要多； 在额外功相等的情况下，有用功多的机械效率高，所以提一桶水比提半桶水的机械效率高，故A正确； B、从井里捞桶时，目的是捞桶，所以对桶做的功是有用功，同时，还要将桶中的部分水提起来，所以对水做的功是额外功，故B错误； C、用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是总功，故C错误； D、机械效率高的机械，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，故D错误。 故选：A。 78．（2023秋•宿城区期末）下列关于机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越快的机械，机械效率越高 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．做功相等的情况下，额外功越少的机械，机械效率越高 【答案】D 【解析】解：AB．机械效率是指有用功占总功的百分比，与是否省力、做功快慢没有必然的联系，故AB不符合题意； C．效率指有用功占总功的比值，有用功多，额外功多少不确定，则效率不一定高，故C不符合题意； D．做功相等的情况下，额外功越少的机械，有用功占总功的比值越大，所以机械效率越高，故D符合题意。 故选：D。 79．（2023秋•仪征市期末）关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（　　） A．正在水平地面上滚动的足球，足球受到的重力做了功 B．功率越大的机械做功越快 C．用滑轮组提升货物时，功率越大，则机械效率就越高 D．经过不断改进，机器做功的机械效率可达到100% 【答案】B 【解析】解：A、足球在水平地面上滚动，重力的方向与运动方向垂直，足球受到的重力对足球没有做功，故A错误； B、功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械做功越快，故B正确； C、用滑轮组提升货物时，功率越大，不会改变有用功与总功的比值，不能改变滑轮组的机械效率，故C错误； D、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%，故D错误。 故选：B。 80．（2022秋•邗江区期末）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．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功 C．功率大的机器比功率小的机器做功多 D．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大 【答案】B 【解析】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、使用机械可以省力或省距离，根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故B正确； C、由W＝Pt可知，做功的多少，不仅与功率有关，还与工作时间有关，故C错误； D、有用功越多，机械效率不一定越大，因为由η＝×100%可知，机械效率的大小还要看总功的大小，故D错误。 故选：B。 81．（2022秋•盱眙县期末）图甲是一个汽车引擎盖，被抬起的过程可近似看成一个能绕B点转动的均匀直杠杆AB（如图乙）；若引擎盖重G＝200N，其重心在中点C处，不计摩擦，刚刚抬起时，作用在A点竖直向上的力F＝　100　N，使用杠杆 　不能　（选填“能”或“不能”）省功。 【答案】100；不能。 【解析】解：重心在中点C处，则BA＝2BC；杠杆在水平位置保持平衡，由FLBA＝GLBC可得拉力的大小：F＝×G＝×200N＝100N； 功的原理告诉人们，省力又省距离的机械是不存在的，使用任何机械都不能省功。 故答案为：100；不能。 82．（2022秋•阜宁县期末）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，已知箱子重900N，斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。 （1）在这过程中工人做的有用功； （2）推力对箱子做的功； （3）物体受到斜面的摩擦力。 【答案】（1）在这过程中工人做的有用功为900J； （2）推力对箱子做的功为1200J； （3）物体受到斜面的摩擦力为100N。 【解析】解：（1）人对物体所做的有用功： W有＝Gh＝900N×1m＝900J； （2）推力对箱子做的功： W总＝FL＝400N×3m＝1200J； （3）额外功：W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J； 则摩擦力：f＝＝＝100N。 答：（1）在这过程中工人做的有用功为900J； （2）推力对箱子做的功为1200J； （3）物体受到斜面的摩擦力为100N。 考点九 机械效率的测定 83．（2021秋•吴江区期末）用如图所示的装置探究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（　　） A．实验时弹簧测力计可以在静止时读数 B．测量机械效率的原理：η＝×100% C．此装置可以探究滑轮组机械效率与绳子股数的关系 D．实验测量工具可以不用刻度尺 【答案】A 【解析】解：A、若弹簧测力计在静止时读数，则没有测量出绳子与滑轮间的摩擦，拉力偏小，总功偏小，根据η＝×100%，此时所测的机械效率偏大，则该方法是错误的，故A错误； B、测量机械效率的原理：η＝×100%，故B正确； C、改变绳子缠绕形式可以探究滑轮组机械效率与绳子股数的关系，故C正确； D、因s＝3h，则滑轮组的机械效率η＝＝＝＝×100%，所以实验中可以不测量h和s，即刻度尺可以不用，故D正确。 故选：A。 84．（2022秋•太仓市期末）为了研究机械效率与哪些因素有关，小明同学提出两个猜想：猜想一：机械效率是否与G物有关；猜想二：机械效率是否与G动有关。为了验证猜想，小明先用如图甲所示的装置不断改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙（a）所示；然后换另一个不同重量的动滑轮，不断改变G物，计算并绘出η与G物关系如图乙（b）所示。根据图象他（　　） A．只能验证猜想一 B．只能验证猜想二 C．既不能验证猜想一，也不能验证猜想二 D．既能验证猜想一，也能验证猜想二 【答案】D 【解析】解： 由图（a）或者图（b）可知，当甲图中动滑轮的重力一定时，都有滑轮组的机械效率随提升物体重力的增大而增大，故可以验证猜想一； 在图（a）和图（b）中，提升物体的重力相同时，动滑轮的重力不同，滑轮组的机械效率不同，故可以验证猜想二。 综上可知，ABC选项错误、D正确。 故选：D。 85．（2023秋•沛县校级期末）如图所示，在测量斜面的机械效率时，已知木块所受重力G为10N，斜面长s为0.5m，高h为0.2m。 （1）实验时，沿斜面拉动弹簧测力计，应尽量使木块做 　匀速　直线运动； （2）如果弹簧测力计示数为7.0N，则斜面的机械效率为 　57%　； （3）实验中，木块受到木板对它的摩擦力大小为 　3　N； （4）如果要提高斜面的机械效率，请你提出一个合理可行的方法：　增大斜面的倾角　。 【答案】（1）匀速；（2）57%；（3）3；（4）增大斜面的倾角 【解析】解：（1）实验时，沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动； （2）总功为：W总＝Fs＝7.0N×0.5m＝3.5J； 有用功为：W有用＝Gh＝10N×0.2m＝2J； 机械效率为：η＝＝≈57%； （3）额外功：W额＝W总﹣W有用＝3.5J﹣2J＝1.5J， 由W额＝fs可知，摩擦力大小：f＝＝＝3N； （4）斜面的机械效率与斜面的倾角有关，且斜面倾角越大，机械效率越高，所以要提高此实验斜面的机械效率，可以增大斜面的倾角。 故答案为：（1）匀速；（2）57%；（3）3；（4）增大斜面的倾角。 86．（2020秋•启东市期末）小明用如图所示装置探究“斜面的机械效率”。实验前他有如下猜想： A．斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关； B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。 （1）实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做　匀速直线　运动。 （2）下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据： 次数 物体 物重 G/N 拉升高度 h/cm 拉力 F/N 拉动距离s/cm 机械效率η/% 1 木块 6 10 1.20 100 50 2 小车 6 12 0.75 120 ①第2次实验时斜面的机械效率为　80　%； ②进行这两次对比实验是为了研究斜面机械效率与　摩擦力　的关系； ③第1次实验中，木块所受摩擦力为　0.6　N。 （3）小明进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把重为5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系： L/m 0.45 0.40 0.35 0.30 W额外/J 0.90 0.80 0.70 0.60 ①由表格中信息可知：W额外与L成　正　比； ②当斜面的水平长度L＝0.40m时，拉力做的总功为　2.3　J； ③若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为　2　N。 【答案】（1）匀速直线；（2）①80；②摩擦力；③0.6；（3）①正；②2.3；③2 【解析】解：（1）沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动。 （2）①第2次实验时斜面的机械效率η＝＝＝＝80%； ②由图可知，物体的重力是相同的，小车与斜面间的摩擦是滚动摩擦，而木块与斜面间的摩擦是滑动摩擦，它们受到的摩擦力也不同，故探究的是斜面的机械效率与摩擦力的关系； ③第1次实验沿斜面拉木块做的有用功W有＝Gh＝6N×0.1m＝0.6J， 拉力做的总功W总＝Fs＝1.2N×1m＝1.2J， 则额外功W额＝W总﹣W有＝1.2J﹣0.6J＝0.6J， 由W额＝fs得，木块所受摩擦力f＝＝＝0.6N。 （3）①由表中实验数据可知，W额外与L成正比； ②当斜面的水平长度L＝0.40m时，斜面高度h′＝＝＝0.3m， 此时有用功W有用′＝Gh′＝5N×0.3m＝1.5J， 总功W总′＝W有用′+W额外＝1.5J+0.8J＝2.3J， ③当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度L＝S＝0.50m， 设此时的额外功为W，因额外功与L成正比，则＝，则W＝1J， 由W＝fs得，f＝＝＝2N， 此时木块在水平桌面上做匀速运动，由平衡条件得：弹簧测力计的拉力F＝f＝2N； 故答案为：（1）匀速直线；（2）①80；②摩擦力；③0.6；（3）①正；②2.3；③2。 87．（2022秋•淮安区期末）如图是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。 实验次数 斜面的倾斜程度 物块重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 机械效率 1 较缓 10 0.1 5.0 1 2 较陡 10 0.3 6.7 1 45% 3 最陡 10 0.5 8.4 1 60% 实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如表： （1）小明探究的是斜面的机械效率跟 　斜面的倾斜程度　的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为 　20%　。物块和斜面的内能增加了约 　4　J。 （2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越 　高　。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持 　斜面的倾斜程度　不变。 【答案】（1）斜面的倾斜程度；20%；4；（2）高；斜面的倾斜程度。 【解析】解：（1）由题意和表中信息可知，实验过程中斜面的粗糙程度一定，而斜面的倾斜程度不同，所以该实验是探究斜面的机械效率和斜面的倾斜程度的关系； 第一次实验的机械效率：η＝＝＝×100%＝20%； 实验过程中要克服摩擦力做额外功，一部分机械能会转化为内能， 所以，物块和斜面的内能增加量等于额外功，即ΔE内＝W额＝W总﹣W有用＝Fs﹣Gh＝5N×1m﹣10N×0.1m＝5J﹣1J＝4J； （2）根据表中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高； 要探究斜面机械效率和斜面粗糙程度的关系，根据控制变量法可知，要控制斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度。 故答案为：（1）斜面的倾斜程度；20%；4；（2）高；斜面的倾斜程度。 88．（2022秋•宝应县期末）用如图所示的装置探究杠杆的机械效率与悬挂点的关系，OC是一根均匀的杠杆，且OA＝AB＝BC，分别把钩码挂在A点和B点进行实验（不计摩擦），收集的数据如下表： 悬挂点 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 拉力的大小F/N 拉力移动距离s/m 机械效率η A 6 0.2 3 0.6 66.7% B 6 0.2 5 0.3 （1）钩码挂在B点时的机械效率η＝　80%　 （2）从实验数据分析得出，杠杆的机械效率与悬挂点 　有关　（有关/无关），影响杠杆的机械效率的因素有多个，请你再说出一个：　杠杆自重（所挂物体的重）　。 （3）分析表格中数据，请你求出杠杆的自重为 　2N　 （4）若把弹簧测力计由C点移到B位置，点O位置不变，仍将挂在A点的钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 　不变　（填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】（1）80%； （2）有关；杠杆自重（所挂物体的重）； （3）2N；（4）不变 【解析】解：（1）钩码挂在B点时的有用功： W有用＝Gh＝6N×0.2m＝1.2J； 做的总功为： W总＝Fs＝5N×0.3m＝1.5J； 钩码挂在B点时的机械效率： η＝×100%＝×100%＝80%； （2）由AB的机械效率可知，同一物体提升相同的高度，悬挂点不同，拉力不同，机械效率不同，说明杠杆的机械效率与悬挂点有关； 不计摩擦力，杠杆的重力和提升物体的重力也会影响杠杆的机械效率； （3）由不计摩擦力，杠杆重力做的功为额外功； 第1次实验即物体挂在A点时，有用功：W有用＝Gh＝6.0N×0.2m＝1.2J； 总功为：W总＝Fs＝3N×0.6m＝1.8J； 额外功：W额＝W总﹣W有用＝1.8J﹣1.2J＝0.6J； 因为OA＝AB＝BC即OA＝OC，由重物移动0.2m，拉力F移动0.6m知：重物移动距离为拉力移动距离的，杠杆的重心会移动×0.6m＝0.3m； 可知杠杆自重：G杆＝＝＝2N。 若只将测力计的悬挂点由C移至B点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度不变，杠杆升高的距离h不变， 所以Gh1+G杠h不变，所以Fh2也不变。根据η＝×100%，分母不变，分子不变，所以η不变。 故答案为：（1）80%； （2）有关；杠杆自重（所挂物体的重）； （3）2N；（4）不变。 89．（2022秋•如皋市期末）小敏和小王分别用如图甲、乙所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，他们都在竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。杠杆为质量分布均匀的直棒，不计转轴处摩擦。下表是小王实验时采集到的数据： 实验序号 物重G/N 拉力F/N A端上升的高度h/m B端下降的高度s/m 杠杆的效率 1 2 5 0.04 0.02 80% 2 4 9 0.04 0.02 89% 3 2 5 0.06 0.03 80% 4 6 13 0.04 0.02 92% （1）小敏实验中，测力计的示数为0.5N，钩码总重为1.0N，钩码上升高度为0.12m时，C点上升了0.30m，则杠杆的机械效率为 　80　%； （2）图甲装置中，若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则拉力大小将 　变大　，杠杆的机械效率将 　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是 　杠杆的重力　； （3）由上表 　①②④　三组实验（填实验序号），可以初步得出的结论：相同的杠杆，提升的物体越重，效率越高； （4）分析上表第一组实验数据可知图乙中杠杆的自重为 　2　N。 【答案】（1）80；（2）变大；变大；杠杆的重力；（3）①②④；（4）2。 【解析】解：（1）测力计的示数为0.5N，钩码总重为1.0N，钩码上升高度为0.12m时，C点上升了0.30m， 所以杠杆的机械效率是：η＝×100%＝＝＝80%； （2）钩码的悬挂点在A点时，由杠杆的平衡条件得G•OA＝F•OC；悬挂点移至B点时，由杠杆的平衡条件得G•OB＝F•OC，经对比发现，由OA到OB力臂变大，所以拉力F也变大，如果仍使钩码提升相同的高度，那么杠杆重心提升的高度就会减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大。有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力； （3）要研究杠杆的机械效率与提升物体重力的关系，应控制杠杆的重力一定、提升物体的高度相同，而提升物体的重力不同，所以应分析表中①②④三组实验，可得到的初步结论为：同一杠杆提起的物体越重，杠杆的机械效率越高； （4）分析第①组实验数据，根据A、B两端上升和下降的距离关系可知力臂的关系AO＝2OB，设杠杆的重心为C， 则由数学知识可知杠杆的重心到支点的距离CO＝OB，所以可知当B端下降0.02m时，重心上升的高度为0.01m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝5N×0.02m＝0.1J， 有用功：W有＝Gh＝2N×0.04m＝0.08J， 则额外功：W额＝W总﹣W有＝0.1J﹣0.08J＝0.02J， 不计摩擦，根据W额＝G杆h重心可得杠杆的自重：G杆＝＝＝2N。 故答案为：（1）80；（2）变大；变大；杠杆的重力；（3）①②④；（4）2。 90．（2023秋•邗江区校级期末）用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮所受重力G动的关系（忽略绳重和摩擦）： （1）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为 　0.2　m/s； （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所示的图象，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 　低　；（填“高”或“低”） （3）分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为 　3　N。 【答案】（1）0.2；（2）低；（3）3。 【解析】解：（1）由图知，绳子的有效段数为2，若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为：v绳子＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s； （2）根据图乙可知，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； （4）根据图象可知，当动滑轮中为1N时，滑轮组的机械效率为75%， 因忽略绳重和摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，则η＝＝＝×100%， 即75%＝， 被提升物体的重力G＝3N。 故答案为：（1）0.2；（2）低；（3）3。 91．（2023秋•丰县期末）在测量如图甲所示滑轮组机械效率的实验中。 （1）使用滑轮组提升重物时，在竖直向上拉动弹簧测力计时应保持 　匀速　运动； （2）若钩码重为6N，弹簧测力计示数为2.5N，则滑轮组的机械效率为 　80%　； （3）如果绳重及摩擦很小，可以忽略。则一个动滑轮重为 　1.5　N； （4）另一组同学多用了一个滑轮，组成了如图乙所示的滑轮组来提升相同的钩码。从使用效果看，滑轮组乙和甲相比的优点和缺点：　优点是省力，缺点是在有用功相同时，机械效率会偏低　。 【答案】（1）匀速；（2）80%；（3）1.5；（4）优点是省力，缺点是在有用功相同时，机械效率会偏低。 【解析】解：（1）在使用弹簧测力计时，要保证匀速直线拉动，才能稳定的读取弹簧测力计的示数； （2）由图甲可知，n＝3，钩码重为6N，弹簧测力计示数为2.5N，则滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝80%； （3）绳重和摩擦忽略不计，则绳端的拉力F＝（G+G动）， 即：2.5N＝（6N+G动）， 解得：G动＝1.5N； （4）图乙中动滑轮的个数多，省力，做的额外功更多，在有用功相同时，机械效率会更低，优点是省力，缺点是在有用功相同时，机械效率会偏低。 故答案为：（1）匀速；（2）80%；（3）1.5；（4）优点是省力，缺点是在有用功相同时，机械效率会偏低。 92．（2023秋•泗阳县期末）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小雨和小明用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 1 0.2 0.7 0.4 71.4% 2 2 0.2 1.3 0.4 76.9% 3 3 0.2 1.8 0.4 —— （1）小雨是用图中的 　乙　（选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的； （2）实验中用到的测量工具有弹簧测力计和 　刻度尺　； （3）在第3次实验中，滑轮组的机械效率是 　83.3%　； （4）分析数据可得结论：使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率与物重的关系可能是 　A　； （5）小明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，你认为他的想法是 　错误　（选填“正确”或“错误”）的，如果这样做，测得的机械效率将 　偏大　（选填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 【答案】（1）乙；（2）刻度尺；（3）83.3%；（4）A；（5）错误；偏大。 【解析】解：（1）由表中数据可知，绳子的有效段数为： n＝＝＝2； 小皇是利用图中的乙滑轮组完成实验的； （2）因表中要测量长度，故实验中用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺； （3）在第③次实验中，滑轮组的机械效率是： η＝＝＝×100%≈83.3%； （4）动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大； 同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，故滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是A； 故选：A； （5）实验中应匀速缓慢竖直拉动测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于作用在绳子自由端的拉力大小。乐乐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，若该静止读数，没有测量出机械之间的摩擦力，测量值偏小，她的想法是错误，如果这样做，求出的总功偏小，测得的机械效率将偏大。 故答案为：（1）乙；（2）刻度尺；（3）83.3%；（4）A；（5）错误；偏大。 考点十 机械效率的变化与计算 93．（2023秋•海门区期末）如图，用滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计摩擦，下列措施不能提高滑轮组机械效率的是（　　） A．增加重物的重力 B．减小滑轮的重力 C．减小绳子的重力 D．减少绳子的股数 【答案】D 【解析】解：用滑轮组竖直向上提升重物时，有用功：W有＝G物h， 不计绳重和摩擦，额外功：W额＝G动h， 总功：W总＝W有+W额＝G物h+G动h； 则滑轮组的机械效率：η＝＝＝， 由上式可知， A、增大重物的重力，在额外功一定时，可增加有用功，能提高滑轮组的机械效率，故A不符合题意； B、减小动滑轮的重力，在有用功一定时，额外功减小，滑轮组的机械效率会提高，故B不符合题意； C、减小绳子的重力，在有用功一定时，额外功减小，滑轮组的机械效率会提高，故C不符合题意； D、减少绳子股数，不影响滑轮组的机械效率，故D符合题意。 故选：D。 94．（2022秋•邗江区期末）如图所示使用滑轮组提升重物时，能够提高机械效率的方法是（　　） A．改变绕绳的方式 B．增加物体的提升高度 C．减少物体的提升高度 D．增加提升物的物重 【答案】D 【解析】解：A、改变绳子的缠绕方法，对重物被拉升没有影响，即对有用功没影响；对动滑轮的拉升、动滑轮转动时的摩擦也没有影响，即不影响额外功。所以改变绕绳方式不影响机械效率。故A错； B、增加重物提升高度的时候，绳端被拉升的距离也变长了，根据η＝＝＝＝可知机械效率并不受影响。故B错； C、减少提升高度，与B项是一样的道理，同样机械效率不受影响。故C错； D、增加重物的重力，在动滑轮、摩擦不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功增加了，所以机械效率就提高了。故D正确。 故选：D。 95．（2024春•南通期末）如图所示，用质地均匀的杠杆匀速提升重物（不计摩擦），若想提高杠杆的机械效率，可采取的方法是（　　） A．将悬挂点B向右移动 B．将提升点A向左移动 C．减小物体所受的重力 D．增加重物上升的高度 【答案】A 【解析】解：A、将悬挂点B向右移动时，物重不变，提升相同的高度，根据W有＝Gh知有用功不变； 提升相同的高度，杠杆提升的高度减小，则由W额＝G杆h杆可知额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，所以拉力做的总功变小，则有用功与总功的比值变大，即杠杆的机械效率将变大，故A正确； B、仅将提升点A向左移动，物体被提升相同的高度，有用功不变，要把杠杆提升同样的高度，克服杠杆重力做的功不变，即额外功不变，则总功不变，所以机械效率不变，故B错误； C、仅减小物体所受的重力，可以减少有用功，额外功不变，总功减少，所以机械效率降低，故C错误； D、仅增加重物上升的高度，有用功和总功都成相同倍数的变化，所以机械效率不变，故D错误。 故选：A。 96．（2023秋•海安市期末）如图为小华测量斜面机械效率的实验装置。斜面高度为30cm，她用沿斜面向上50N的拉力将物体A匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为80%。由图可估算出物体A的重力最接近于（　　） A．80N B．100N C．120N D．140N 【答案】D 【解析】解：由题知，斜面高h＝30cm＝0.3m，由图可知斜面长s＞3h＝3×0.3m＝0.9m， 拉力做的总功：W总＞Fs＝50N×0.9m＝45J， 由η＝得拉力做的有用功： W有用＞η×W总＝80%×45J＝36J， 由W有用＝Gh得物体A的重力： G＞＝＝120N，故D正确、ABC错误。 故选：D。 97．（2023秋•玄武区期末）一木箱重300N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示，已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，下列说法正确的是（　　） A．拉力F＝150N B．斜面的机械效率η＝40% C．木箱被提升的高度 h＝1.2m D．木箱所受的摩擦力f＝100N 【答案】C 【解析】解： A、由图乙可知，木箱沿斜面运动6m时，拉力做的功为600J， 由W总＝Fs可得拉力大小：F＝＝＝100N，故A错误； B、因为W总＝W有用+W额，所以拉力做的有用功：W有用＝W总﹣W额＝600J﹣240J＝360J， 斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝60%，故B错误； C、由W有用＝Gh得木箱被提升的高度： h＝＝＝1.2m，故C正确； D、拉力做的额外功大小等于克服木箱受摩擦力做的功， 由W额＝fs得木箱受摩擦力大小：f＝＝＝40N，故D错误。 故选：C。 98．（2023秋•溧阳市期末）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，质量为50kg的小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示。系A的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。下列结论中正确的是（　　） ①动滑轮的重力为5N ②1～2s内拉力F的功率为2W ③此装置匀速提升重物的最大机械效率约为83.3% ④用此装置匀速提升60N的货物时，小明对地面压力为470N A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 【答案】B 【解析】解： ①由图丙可知，在1～2s内A被匀速提升，由图乙可知此时拉力F＝10N， 由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F＝（GA+G动），则动滑轮重力： G动＝2F﹣GA＝2×10N﹣15N＝5N，故①正确； ②由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移动速度v＝2vA＝2×2m/s＝0.4m/s， 1～2s内拉力F的功率：P＝＝＝Fv＝10N×0.4m/s＝4W，故②错误； ③忽略绳重及摩擦，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N， C处绳子拉力：FC＝（FB+G动）＝×（FB+5N）， B处绳子的最大拉力：FB最大＝2FC最大﹣G动＝2×60N﹣5N＝115N， 此装置最多能匀速运载货物的重力：G最大＝FB最大﹣GA＝115N﹣15N＝100N， 此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，则此装置提升重物的最大机械效率： η最大＝＝＝＝≈83.3%，故③正确； ④提升60N货物时，绳端人的拉力： F拉＝（G货+GA+G动）＝×（60N+15N+5N）＝40N， 小明对地面压力： F压＝G小明﹣F拉＝m小明g﹣F拉＝50kg×10N/kg﹣40N＝460N，故④错误。 故选：B。 99．（2023秋•常州期末）利用如图所示的杠杆将重为6N的物体缓慢匀速提高10cm，手竖直向上施加于杠杆右端的拉力F为4N，手竖直向上移动的距离s为30cm。则杠杆的机械效率为（　　） A．22% B．33% C．50% D．67% 【答案】C 【解析】解：有用功为W有用＝Gh＝6N×0.1m＝0.6J 拉力所做的功为W总＝Fs＝4N×0.3m＝1.2J； 杠杆的机械效率为η＝×100%＝×100%＝50%。 故选：C。 100．（2023秋•苏州期末）如图甲所示，一木箱重400N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处。已知整个过程中工人做的有用功W有与木箱运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，则拉力F＝　100　N，斜面的机械效率η＝　70%　，木箱所受的摩擦力f＝　30　N。 【答案】100；70%；30。 【解析】解：（1）由图象知，总功为W总＝W有+W额＝560J+240J＝800J， 木箱移动的距离s＝8m，由W＝Fs得，拉力大小：F＝＝＝100N； （2）斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝70%； （3）由W额＝fs得摩擦力大小：f＝＝＝30N。 故答案为：100；70%；30。 101．（2023秋•广陵区期末）小明用如图所示轻质滑轮组拉着重为100N的物体A匀速前进0.5m，若物体A与地面的摩擦力为20N，则克服摩擦力所做的有用功是 　10　J；若该滑轮组的机械效率为80%，则拉力F的大小为 　8.33　N。 【答案】10；8.33。 【解析】解：（1）地面对物体A的摩擦阻力为20N，克服摩擦力所做的功： W有＝fs＝20N×0.5m＝10J； （2）绳子的有效段数为3，绳子通过的距离为3s，拉力做的功为总功，滑轮组的机械效率为： η＝＝＝×100%； 拉力F的大小为： F＝＝≈8.33N。 故答案为：10；8.33。 102．（2023秋•靖江市期末）工人师傅要将质量为100kg的木箱搬到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的长板放在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力在10s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示。求：（g取10N/kg） （1）工人所做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）木箱所受的摩擦力。 【答案】（1）工人所做的有用功为1500J； （2）斜面的机械效率为75%； （3）木箱所受的摩擦力是100N。 【解析】解：（1）工人所做的有用功： W有＝Gh＝mgh＝100kg×10N/kg×1.5m＝1500J； （2）拉力做的总功： W总＝Fs＝400N×5m＝2000J， 斜面的机械效率： η＝×100%＝×100%＝75%； （3）克服摩擦力所做的额外功： W额＝W总﹣W有＝2000J﹣1500J＝500J， 由W额＝fs可得，木箱所受的摩擦力： f＝＝＝100N。 答：（1）工人所做的有用功为1500J； （2）斜面的机械效率为75%； （3）木箱所受的摩擦力是100N。 103．（2022秋•亭湖区期末）如图所示，在竖直向下拉力F的作用下，使杠杆从水平位置将一物体缓慢匀速提升。如表是提升物体时采集到的信息： 物重G（N） OA（m） OB（m） A端上升的 高度h/m B端下降的竖 直距离s/m 40 0.8 0.4 0.4 0.2 求： （1）不计杠杆自重和摩擦，杠杆处于水平静止时，拉力F的大小。 （2）实际提升所用的拉力F为100N，拉力F做的总功。 （3）实际拉力F为100N时，杠杆的机械效率η。 【答案】（1）拉力F的大小为80N； （2）若实际拉力F为100N，拉力做的总功为20J； （3）杠杆的机械效率80%。 【解析】解：（1）不计杠杆自重和摩擦， 由杠杆平衡条件可得：F×OB＝G×OA，即F×0.4m＝40N×0.8m 解得：F＝80N； （2）由表中数据可知：s＝0.2m，h＝0.4m， 拉力做的总功：W总＝F′s＝100N×0.2m＝20J； （3）有用功：W有用＝Gh＝40N×0.4m＝16J， 杠杆的机械效率： η＝×100%＝×100%＝80%。 答：（1）拉力F的大小为80N； （2）若实际拉力F为100N，拉力做的总功为20J； （3）杠杆的机械效率80%。 104．（2023秋•连云港期末）工人师傅用如图所示滑轮组提升建筑材料，用500N的拉力使建筑材料匀速直线上升了4m，用时20s。不计绳重和摩擦，此过程机械效率为90%。求： （1）拉力做的功； （2）拉力的功率； （3）该建筑材料的重力大小。 【答案】（1）拉力做的功为4000J； （2）拉力的功率为200W； （3）该建筑材料的重力为900N。 【解析】解：（1）由图可知，动滑轮上绳子的段数n＝2， 已知物体上升的高度h＝4m，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×4m＝8m， 拉力做的功：W总＝Fs＝500N×8m＝4000J； （2）拉力的功率：P＝＝＝200W； （3）此过程机械效率为90%，则克服建筑材料重力做的有用功：W有用＝ηW总＝90%×4000J＝3600J， 由W有用＝Gh可得，建筑材料的重力：G＝＝＝900N。 答：（1）拉力做的功为4000J； （2）拉力的功率为200W； （3）该建筑材料的重力为900N。 105．（2023秋•常州期末）小明用滑轮组提升物体，物体竖直上升移动的距离随时间变化的关系如图中图线甲所示，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线乙所示。已知物体的质量为90kg，绳子自由端的拉力F为260N，g取10N/kg。不计绳重和轮、轴间摩擦，在0～4s的过程中，求： （1）滑轮组对物体做的有用功？ （2）拉力F做功的功率？ （3）用该滑轮组提升重660N的物体时，滑轮组的机械效率？ 【答案】（1）滑轮组对物体做的有用功为90J； （2）拉力F做功的功率为26W； （3）用该滑轮组提升重660N的物体时，滑轮组的机械效率82.5%。 【解析】解：（1）物体的重力：G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N， 图线甲可知，t＝4s时，物体竖直上升的高度h＝10cm＝0.1m， 滑轮组对物体做的有用功： W有＝Gh＝900N×0.1m＝90J。 （2）由图线乙可知，t＝4s时，绳子自由端竖直移动的距离s＝40cm＝0.4m， 拉力F做的功： W总＝Fs＝260N×0.4m＝104J， 拉力F的功率： P＝＝＝26W； （3）由s＝nh可得，滑轮组绳子的有效股数： n＝＝＝4， 不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力： G动＝nF﹣G＝4×260N﹣900N＝140N， 用该滑轮组提升重660N的物体时，滑轮组的机械效率： η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝82.5%。 答：（1）滑轮组对物体做的有用功为90J； （2）拉力F做功的功率为26W； （3）用该滑轮组提升重660N的物体时，滑轮组的机械效率82.5%。 106．（2023秋•宝应县期末）筷子是东亚文化圈普遍使用的餐具，如图所示将AB这支筷子作为杠杆，O点为支点，食指指头对筷子上M点的压力FM（垂直于筷子）是动力。则（　　） A．阻力臂是MN、动力臂是OM B．阻力是筷子对食物的压力 C．阻力的方向向上 D．把食物靠近支点放置时，食指对筷子上M点的压力FM变大 【答案】C 【解析】解：ABC、由图可见，杠杆绕O点转动，O为支点；作用在M点向下的是动力，是手对筷子的力FM，故B错误；作用在N点向上的力是阻力FN，故C正确；分别从支点O向阻力作用线作垂线，就得到阻力臂0N，用LN表示，动力臂是OM，故A错误；如下图： D、把食物靠近支点放置时，阻力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知食指对筷子上M点的压力FM变小，故D错误； 故选：C。 107．（2023秋•宿迁期末）地震后，许多救灾人员用如图所示的“大力钳”剪断废墟中的钢筋，救出被困群众，大力钳上的主要数据如图所示。若某救灾人员在“握力作用处”向下施加压力F，则“被钳钢筋”承受的压力为（　　） A．6F B．36F C．18F D．12F 【答案】C 【解析】解：根据图示可知，支点分别为D点和B点，当以D点为支点时，杠杆CDE，L1＝6a，L2＝a， 由F1L1＝F2L2知，阻力F2＝＝＝6F； 当以B点为支点时，杠杆ABC，动力为6F，动力臂为3a，阻力臂为a 故“被钳钢筋”承受的压力F′＝＝18F。 故选：C。 108．（2023春•海安市期末）如图所示是健身房的牵引装置，若绳b处固定，在a处用力Fa拉绳，可使重物G匀速上升；若绳a处固定，在b处用力Fb拉绳，也可使重物G匀速上升，则（　　）（不考虑摩擦、绳重、动滑轮重力） A．Fa＝Fb B．Fa＞Fb C．2Fa＝Fb D．2Fa＜Fb 【答案】C 【解析】解：不考虑摩擦、绳重、动滑轮重力。 （1）当绳b处固定不动，在a处用力Fa拉绳时，左边是动滑轮，根据同一根绳子上的拉力相等得出Fa＝G； （2）由图知，当绳a处固定不动，手在b处用力Fb拉绳时，a处的拉力F拉和物体的重力G相等， 物体G匀速上升时，中间的滑轮处于平衡状态， 中间的滑轮受向上的拉力Fb、2段绳子向下的拉力2F拉， 则由二力平衡条件可得： Fb＝2F拉＝2G； Fb＝2Fa。 故选：C。 109．（2022春•如皋市期末）一根金属棒AB置于水平地面上，用弹簧测力计始终沿竖直方向拉棒的B端使其缓慢匀速拉离地面，如图所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度h的关系，下列选项中最合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】解： （1）①金属棒没离开地面时，金属棒是在拉力作用下绕着A端被缓慢匀速提起，此时金属棒是杠杆，支点为A，动力为测力计对金属棒的拉力，阻力为金属棒的重力，其中棒长L，设金属棒的重心离A端距离为d，如图1； 根据杠杆的平衡条件可得F1L1＝GL2，且由数学知识可得＝，所以＝，这一过程中测力计对金属棒的拉力F1不变，且F1＜G。 金属棒没离开地面时，测力计对棒所做的功W＝F1h，因F1不变，所以W和h成正比关系， ②当金属棒AB离开地面后，因竖直匀速提起金属棒，所以由二力平衡条件可知拉力F1′＝G，测力计对棒所做的功W＝F1′h，且此过程中F1′不变，故W和h也成正比关系，但F1′＞F1，所以提升相同高度时拉力做功更多，即图线更陡； 综上，所以B图最能表现弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度h的关系，故D正确、ABC错误。 故选：D。 110．（2024春•海门区期末）如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受沿水平方向5N的力F作用，物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，F在EF、GH段做功分别为WEF、WGH，功率分别为PEF、PGH，则（　　） A．WEF＜WGH B．WEF＞WGH C．PEF＞PGH D．PEF＜PGH 【答案】D 【解析】解：由图可知，GH段和EF段的路程都为s＝3m，拉力都是F＝5N，由W＝Fs可得做的功WEF＝WGH； 由题可知，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，设GH段用的时间tGH＝t，则EF段用的时间tEF＝2t，所以tEF＞tGH，故做的功相同，由P＝可知，PEF＜PGH。 故选：D。 111．（2023秋•无锡期末）用如图所示的装置测量提升物体所做的功。经测量，斜面长s＝0.6m，高h＝0.3m，图甲中用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h处，测力计示数F1＝5.5N，图乙中沿竖直方向匀速提升小车，使之上升高度h，测力计示数F2＝10N。关于该实验，下列说法中错误的是（　　） A．斜面可以省力，但不能省功 B．斜面可以省力，也可以省功 C．拉力F1做功为3.3J D．拉力F2做功为3J 【答案】B 【解析】解：AB、根据斜面的工作特点和功的原理可知，利用斜面提高物体可以省力，但不能省功，故A正确、B错误； C、由W＝Fs可知，拉力F1做功W1＝F1s＝5.5N×0.6m＝3.3J，故C正确； D、拉力F2做功W2＝F2h＝10N×0.3m＝3J，故D正确。 故选：B。 112．（2023春•兴化市期末）用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F1、F2，此过程相关数据如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．F1比F2小 B．乙的机械效率更高 C．F1功率比F2的功率小 D．甲、乙装置中的两个物体重力G1比G2小 【答案】B 【解析】解：D、由图可知，甲滑轮组中，n甲＝3；乙滑轮组中，n乙＝2； 由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为： W总甲＝1200J、W额甲＝500J，W总乙＝800J、W额乙＝200J， 甲、乙滑轮组做的有用功分别为：W有甲＝W总甲﹣W额甲＝1200J﹣500J＝700J， W有乙＝W总乙﹣W额乙＝800J﹣200J＝600J， 即W有甲＞W有乙， 由于物体上升的高度相同，由W有＝Gh可知，物重G1、G2的大小关系为：G1＞G2，故D错误； A、由s＝nh可知，绳子自由端移动距离分别为：s甲＝n甲h＝3h，s乙＝n乙h＝2h 即s甲＞s乙， 由W总＝Fs可知，两滑轮组中，绳端拉力分别为：F1＝＝＝，F2＝＝＝， 即F1＝F2，故A错误； B、甲、乙滑轮组的机械效率分别为：η1＝×100%＝×100%≈58.3%，η2＝×100%＝×100%＝75%， 即η1＜η2，故B正确； C、甲、乙装置中拉力做功的功率分别为：P1＝＝，P2＝＝， 即P1＞P2，故C错误。 故选：B。 113．（2023秋•淮安期末）如图所示，在探究杠杆平衡条件时，杠杆上标出了分布均匀的7个点，杠杆在水平位置平衡，则杠杆的重心在 　D　点。现有一些完全相同的钩码，当在G点悬挂2个钩码时，要在C点悬挂 　6　个钩码才能使杠杆再次水平平衡；G点悬挂3个钩码，在其余6个点上分别挂钩码，有些点无论怎么挂钩码都无法使杠杆再次水平平衡，这些点共有 　4　个。 【答案】D；6；3。 【解析】解：（1）杠杆上有分布均匀的7个点，第四个点为杠杆的中心，所以D为杠杆的重心； （2）设一个钩码的重是G，杠杆一个小格代表L， 根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，F1×L＝2G×3L， 所以C点悬挂钩码的个数为：F1＝6G，即在C点悬挂6个钩码； G点悬挂3钩码不变，即左侧：3G×3L＝9GL， 在左侧第一个格（即A）处挂钩码的个数为：＝3G； 在左侧第二个格（即B）处挂钩码的个数为：＝4.5G； 在左侧第三个格（即C）处挂钩码的个数为：＝9G； 若在右侧E、F处挂钩码，由于与G点悬挂钩码时使杠杆转动的方向相同，所以无论挂多少个钩码都无法使杠杆再次水平平衡，在D点挂钩码时D点处力与力臂的乘积为零，杠杆不能平衡，故B、D、E、F这4点无论挂多少个钩码都无法使杠杆再次水平平衡。 故答案为：D；6；4。 114．（2023春•虎丘区期末）如图所示，将长为1.5m的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3m。在A端挂一个重为15N的物体，在B端挂一个重为G的物体。 （1）若G＝15N，台面受到木棒的压力为 　30　N。 （2）若要使木棒左端下沉，B端挂的物体要小于 　3.75　N。 （3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为 　3.75N～60　N。 【答案】（1）30；（2）3.75；（3）3.75N～60。 【解析】解：（1）放在水平方形台面上轻质木棒受左右两物体竖直向下的拉力和台面竖直向上的支持力作用处于平衡状态， 则F支持＝2F拉＝2G＝2×15N＝30N， 因木棒对台面的压力和台面对木棒的支持力是一对相互作用力， 所以，台面受到木棒的压力F压＝F支持＝30N； （2）若要使木棒左端下沉，此时支点在水平方形台面上左端，则： 力臂分别为：L左＝0.3m，L右＝1.5m﹣0.3m＝1.2m， 根据杠杆的平衡条件：GA×L左＝GB×L右得。 B端挂的物体的重力： GB＝＝＝3.75N； （3）以台面左边缘为支点，右边力臂最大，力最小，由上分析可知：GB小＝3.75N； 以台面右边缘为支点，此时L左′＝1.5m﹣0.3m＝1.2m，L右′＝0.3m， 根据GA×L左′＝GB大×L右′可得： GB大＝＝＝60N。 故答案为：（1）30；（2）3.75；（3）3.75N～60。 115．（2023秋•溧阳市期末）一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，先后用如图所示的两种方法将其一端抬离地面，则甲方法中的动力臂 　小于　（大于/等于/小于）乙方法中的动力臂，F甲　＝　（＞/＝/＜）F乙。 【答案】小于；＝。 【解析】解：两次抬起水泥板时的情况如图所示： 在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一。根据杠杆的平衡条件F＝＝G．所以前后两次所用的力相同。 故答案为：小于；＝。 116．（2023秋•赣榆区期末）如甲所示，水平地面上的物体，受到始终保持水平的推力F作用，其F﹣t和v﹣t的图象分别如乙、丙所示。由图可知，3～6s内，物体在做 　加速　运动（选填“加速”、“匀速”或“减速”），物体受到的滑动摩擦力为 　6　N；9～12s内，推力F做的功是 　54　J。 【答案】加速；6；54。 【解析】解：（1）由图乙、丙可知，9～12s内物体做匀速直线运动，此时摩擦力等于推力等于6N，3～6s内物体做加速直线运动，因为物体对水平地面的压力和水平面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，也是6N； （2）由图乙可知，9～12s内物体受到的推力为6N，由图丙可知，9～12s内物体的速度为3m/s， 9～12s内物体通过的距离为s＝vt＝3m/s×（12s﹣9s）＝9m， 9～12s内，推力F做的功是W＝Fs＝6N×9m＝54J。 故答案为：加速；6；54。 117．（2023春•海门市期末）如图所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。第1秒物体受到的摩擦力是 　1　N；第3秒物体受到的摩擦力是 　2　N；第4﹣6秒推力做功的功率是 　8　W。 【答案】1；2；8。 【解析】解：由丙图知物体在第1秒时处于静止状态，摩擦力等于推力，由乙图知此时推力F＝1N，则摩擦力f＝F＝1N； 由丙图知物体在第4﹣6秒时做匀速直线运动，摩擦力等于推力， 由乙图知此时推力F′＝2N，则滑动摩擦力f′＝F′＝2N， 第3秒物体在加速运动，推力大于摩擦力，由于物体在运动过程中，对地面的压力和接触面的粗糙程度都没变，则滑动摩擦力不变，所以第3秒物体受到的滑动摩擦力是2N； 第4﹣6秒推力做功的功率为P＝F′v′＝2N×4m/s＝8W。 故答案为：1；2；8。 118．（2023秋•秦淮区期末）图中，用直棒提升重物，画出图示位置所用最小力F1和阻力F2的力臂L2。 【答案】 【解析】解：物体对杠杆的拉力为阻力F2，方向竖直向下，反向延长阻力F2的作用线，从支点O向阻力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是阻力臂l2。 使杠杆AB静止时所用最小力的作用点在离支点最远的B点，用力方向与OB垂直，这样动力臂最长（等于OB），最省力，动力的方向大致向上；如图所示： 119．（2023秋•宿城区期末）画出瓶起子F1的力臂。 【答案】 【解析】解： 用起子开瓶盖时，O为支点，过支点O作力F1的作用线的垂线段，标出力臂符号L1．如图所示： 120．（2023秋•姜堰区期末）在如图中，杠杆AB处于平衡状态，请作出杠杆所受阻力F2的示意图和动力臂L1对应动力F1的示意图。 【答案】 【解析】解：阻力F2是物体对杠杆的拉力，作用点在杠杆上，方向竖直向下； 过动力臂L1的左端，作垂直于向下L1的直线，与杠杆的交点为动力的作用点，进而作出其对应动力F1的示意图。如图所示： 121．（2024•厦门模拟）如图是一款瓶起子，可看成以O为支点的杠杆。请在图中画出作用在A点的最小动力F1及动力臂L1。 【答案】 【解析】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长； 在开瓶盖时，动力的方向应该向左，过点A垂直于OA向左作出最小动力F1的示意图，如图所示： 122．（2023秋•鼓楼区期末）在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验前若向右调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，则调节之前杠杆 　右　端高； （2）图甲中，在A处挂2个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，应在B处挂 　1　个钩码。杠杆平衡后，再用一滑轮推动悬线（如图乙），会发现杠杆 　右端下沉　（填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。 （3）图丙中，长为3cm的长方体橡皮放在20cm长的直尺（两端刻度线与尺的边缘对齐）上，向右移动直尺，使其恰好不翻倒，此时位置如图丁，若橡皮和直尺均质地均匀，则橡皮和直尺的质量之比为 　3：2　，将橡皮翻转至虚线位置（如图戊），则直尺 　能　（选填“不能”或“能”）平衡。 【答案】（1）右；（2）1；右端下沉；（3）3：2；能。 【解析】解：（1）在挂钩码前，通过向右调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，说明调节之前，杠杆的右端高左端低； （2）设每个钩码重为G，杠杆每格长为L，根据杠杆平衡条件有：2G×10cm＝nG×20cm，解得：n＝1，故应在A处挂1个相同的钩码； 图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动左侧钩码的悬线，则左侧悬线对杠杆的拉力变为斜向下，左侧拉力的力臂会变小，这时杠杆左侧拉力与力臂的乘积变小，小于右侧拉力与力臂的乘积，所以杠杆的右端下沉； （3）以桌子边缘为支点，由图丁可知，橡皮重心距桌面边沿的距离L1＝+1.5cm＝3cm，直尺重心距桌面边沿的距离L2＝﹣5.5cm＝4.5cm， 根据杠杆的平衡条件可得：G1L1＝G2L2，m1g×L1＝m2g×L2，则＝＝＝， 将橡皮翻转至虚线位置（如图戊），则直尺重心左移，G1L1变大，仍能平衡。 故答案为：（1）右；（2）1；右端下沉；（3）3：2；能。 123．（2023秋•海安市期末）风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，利用如图实验装置进行实验： ①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码； ②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。 （1）实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的质量m，则风车做功的功率P＝　　（表达式中的物理量均用符号表示）。 （2）实验交流时，兴趣小组的同学又提出了“风车做功的功率与风速有什么关系”的问题，于是同学们进行了探究并将实验收集到的数据记录在下表（注：电风扇挡位越高，风速越大）。 电风扇挡位 钩码的质量/g 提升钩码到A点的时间/s 1 50 15 2 50 13 3 50 10 ①实验中，通过测量 　提升钩码到A点的时间　来比较风车输出功率的大小。 ②由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，风车的输出功率 　越大　（选填“越大”或“越小”）。 （3）兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如下： 风速/m•s﹣1 4 6 8 10 12 14 16 18 20 输出功率/kW 0 75 200 360 540 740 730 650 550 ①小虎由表格数据得出：风速为14m/s时风力发电机的输出功率最大。你认为他的判断是 　不准确　（选填“准确”或“不准确”）的，理由是 　没有仔细探究14m/s附近的风速变化情况，可能是略大于或略小于14m/s时风力发电机的输出功率最大　。 ②根据表中数据分析，随着风速的增大，给风电场发电带来的经济效益 　先变大后变小　（选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）。 【答案】（1）；（2）①提升钩码到A点的时间；②越大；（3）①不准确；没有仔细探究14m/s附近的风速变化情况，可能是略大于或略小于14m/s时风力发电机的输出功率最大。②先变大后变小。 【解析】解：（1）由W＝Gh＝mgh可知，要测细线对回形针做的功，需要天平测出回形针的总质量m、用刻度尺测出回形针上升的高度h， 功率为：P＝＝＝； （2）①根据表格数据，每次将相同的钩码提升相同的高度，所做功相等，因而通过测量提升钩码到A点的时间比较功率大小； ②由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，所用时间越短，风车的输出功率越大； （3）①由表格数据得出：风速增大时，功率先变大后变小，而表格中风速为14m/s时风力发电机的输出功率最大，但不一定就是最大值，他的判断是不准确的，理由是没有仔细探究14m/s附近的风速变化情况，可能是略大于或略小于14m/s时风力发电机的输出功率最大。 ②根据表中数据分析，随着风速的增大，功率先变大后变小，而发电功率越大，效益越好，给风电场发电带来的经济效益先变大后变小。 故答案为：（1）；（2）①提升钩码到A点的时间；②越大；（3）①不准确；没有仔细探究14m/s附近的风速变化情况，可能是略大于或略小于14m/s时风力发电机的输出功率最大。②先变大后变小。 124．（2023秋•海安市期末）如图，小明在“测量滑轮组的机械效率”实验中，记录实验数据如表所示。 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 2 2 0.2 1.1 3 4 0.1 1.4 0.3 76.9% （1）根据表中的数据计算得出：第2次实验时绳端移动的距离s＝　0.6　m，机械效率η＝　60.6　%。 （2）比较1、2两次实验数据初步得出：用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度 　无关　（选填“有关”或“无关”）。 （3）比较 　1、3　（填实验次数的序号）两次实验数据初步得出：滑轮组机械效率与被提的重物大小有关。 （4）小明第4次提升的钩码重为3N，则测得滑轮组的机械效率最接近于 　C　。 A.58.4% B.60.6% C.70.6% D.80.2% （5）若小明实验过程中是加速拉动绳子并读出弹簧测力计示数，则测得的机械效率将 　偏小　（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 【答案】（1）0.6；60.6%；（2）无关；（3）1、3；（4）C；（5）偏小。 【解析】解：（1）由图知第1、2次实验中物体的重力为2N，第3次实验物体的重力为4N，说明第1、2次实验是由甲图完成的，第3次实验是由乙图完成的，实验中由三段绳子承担物重，所以第2次实验中绳子移动的距离：s＝3h＝3×0.2m＝0.6m， 第2次实验测得机械效率为： η＝＝×100%＝≈60.6%； （2）比较1、2两次实验数据，n的值相同，提升的物体重力相同，改变了物体被提升的高度，机械效率不变。可得出结论：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关； （3）比较1、3两次实验数据，n的值相同，提升的物体重力变大，物体被提升的高度相同，机械效率变大，可得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高； （4）第4次提升的钩码重为3N， 因为同一滑轮组提起物体越重机械效率越高，且G1＜G4＜G3，所以η1＜η4＜η3， 所以第4次提升的钩码重为3N，滑轮组机械效率范围为60.6%～76.9%，故C符合题意； （5）若该同学加速拉起测力计，所以所测拉力偏大，总功偏大，所以机械效率偏小。 故答案为：（1）0.6；60.6%；（2）无关；（3）1、3；（4）C；（5）偏小。 125．（2023春•海门市期末）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为2.4×104N的重物匀速吊起2m时，此时拉力F＝1.0×104N，g取10N/kg。 （1）求提升重物做的有用功； （2）求滑轮组的机械效率； （3）若动滑轮的重力为500N，求克服摩擦和钢绳重所做的功。 【答案】（1）提升重物做的有用功为4.8×104J； （2）滑轮组的机械效率为80%； （3）克服摩擦和钢绳重所做的功为1.1×104J。 【解析】解：（1）提升重物做的有用功：W有＝Gh＝2.4×104N×2m＝4.8×104J； （2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝1.0×104N×6m＝6×104J， 滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%； （3）总的额外功：W额＝W总﹣W有＝6×104J﹣4.8×104J＝1.2×104J， 克服动滑轮重力做的功：W动＝G动h＝500N×2m＝1000J， 则克服摩擦和钢绳重所做的功：Wf＝W额﹣W动＝1.2×104J﹣1000J＝1.1×104J。 答：（1）提升重物做的有用功为4.8×104J； （2）滑轮组的机械效率为80%； （3）克服摩擦和钢绳重所做的功为1.1×104J。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$