第十一章 机械与功（举一反三重难点训练）物理教科版八年级下册

第十一章 机械与功 【题型1 杠杆五要素】 1 【题型2 杠杆的分类】 4 【题型3 力与力臂作图题】 7 【题型4 运用杠杆平衡原理进行计算】 10 【题型5 杠杆的动态平衡分析】 13 【题型6 杠杆的最省力问题】 16 【题型7 承重绳子段数与力和移动距离的关系】 19 【题型8 功与功率的简单计算】 22 【题型9 生活中的简单机械】 24 【题型10 滑轮组的机械效率】 27 【题型11 斜面的机械效率】 31 【题型12 测量滑轮组的机械效率】 36 【题型13 探究杠杆平衡的条件】 41 【题型14 P=Fv公式的运用】 46 【题型15 滑轮组的机械效率（计算题）】 50 【题型16 斜面的机械效率（计算题）】 56 【题型1 杠杆五要素】 1．如图所示，用扳手拧螺母，力施加在A点时比施加在B点时更容易将螺母拧紧或拧开，这是因为扳手是一个杠杆，力作用在A点时（　　） A．动力臂变长，阻力臂变长 B．阻力臂变短，动力臂不变 C．动力臂不变，阻力臂变短 D．阻力臂不变，动力臂变长 【答案】D 【详解】由图可知，力作用在A点时动力臂比在B点长，而阻力和阻力臂不变，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．用力捏开夹子的过程，夹子可视为杠杆。下列四幅图中，夹子的支点、动力、阻力标注均正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据杠杆的支点定义可知夹子中间的轴的位置是支点，手作用的点为动力作用点，动力的方向斜向下，阻力的作用点为支点左端弹性铁圈与夹子接触的位置，阻力的方向斜向下，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．如图所示是一种外型新颖的手动榨汁器。在A处用力下压手柄，容器中的水果受到挤压，可快速榨出果汁。此时，榨汁器手柄的杠杆模型是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】使用榨汁器时，在A处用力下压手柄，手柄绕C点转动，则C点为支点，手对A点向下的压力为动力，手柄B处受到向上的力为阻力，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．小明在帮妈妈晾衣服时，使用如图所示的衣服夹可以夹紧衣物。当手指按压夹子的一端时，另一端会张开，松手后可夹紧衣物。这一过程中，衣服夹的支点是（    ） A．点 B．点 C．点 D．点 【答案】C 【详解】物理学中，把杠杆绕着转动的固定点叫做支点，如图所示，当手指按压夹子的一端时，另一端会张开，松手后可夹紧衣物。这一过程中绕着P点转动，故P点为支点，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．小明使用筷子夹菜时，发现可将筷子视为杠杆。他用学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分析，如图所示。以下选项错误的是（　　） A．F1为动力 B．L1为动力臂 C．F2为阻力 D．L2为阻力臂 【答案】D 【详解】杠杆是一根可以绕固定点转动的硬棒。在杠杆中，使杠杆转动的力叫做动力，阻碍杠杆转动的力叫做阻力，从支点到动力作用线的距离叫做动力臂，从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂。 A．在使用筷子夹菜时，手对筷子施加的力使筷子转动，所以为动力，故A正确，不符合题意； B．图中是从支点O到动力作用线的距离，所以是动力臂，故B正确，不符合题意； C．菜对筷子的力阻碍筷子转动，所以为阻力，故C正确，不符合题意； D．图中不是从支点O到阻力作用线的距离，所以不是阻力臂，故D错误，符合题意。 故选D。 【题型2 杠杆的分类】 6．在图所示的四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　） A．船桨 B．瓶盖起子 C．园艺剪刀 D．核桃夹子 【答案】A 【详解】A．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意； B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．园艺剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意； D．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 7．如下图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于省距离杠杆的是（　　） A．托盘天平 B．钢丝钳 C．开瓶扳手 D．筷子 【答案】D 【详解】A．托盘天平在使用时，其动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，不省力、也不省距离，故A不符合题意； B．钢丝钳在使用时，其动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力、费距离，故B不符合题意； C．开瓶扳手在使用时，其动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力、费距离，故C不符合题意； D．筷子在使用时，其动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力、省距离，故D符合题意。 故选D。 8．如图所示是《天工开物》中记载的脚踏碓（duì），脚踏碓是一种给稻谷去壳的工具，用脚连续踏木杠的一端，另一端的碓头就会连续起落。脚向下踏时，脚踏碓属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；在使用过程中，人脚越靠近O点越 。（选填“省力”或“费力”） 【答案】 费力 费力 【详解】[1]由图可知，用脚连续踏木杠时，O点为支点，支点到脚施加的动力作用线的距离为动力臂，支点到碓头的重力作用线的距离为阻力臂，由于动力臂小于阻力臂，所以脚踏碓属于费力杠杆。 [2]由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂不变时，人脚越靠近O点，动力臂越小，动力越大，越费力。 9．如图所示，某同学在做单臂俯卧撑运动，如果把人的躯干看作一个杠杆，他的支点在B点，重力为，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为 N。这是一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。 【答案】 320 省力 【详解】[1][2]做俯卧撑时，胳膊用的力是动力，人的重力是阻力；以B为支点，从B到人的重力作用线的距离BD为阻力臂，从B到胳膊对身体支持力作用线的距离BC是动力臂，由图可知阻力臂小于动力臂，所以是省力杠杆；由图可知，动力臂是 阻力臂是，根据杠杆平衡条件可得 解得 10．人的前臂可以看成是以肘关节为支点的杠杆，当手托物件屈肘时，胳膊上的肱二头肌对前臂施加一个动力，物件对前臂施加一个阻力。 (1)前臂属于 杠杆，这种结构的好处是 。 (2)当将物件抬高时，阻力臂将 （填“变小”、“变大”或“不变”）。 【答案】(1) 费力 省距离 (2)变小 【详解】（1）[1][2]若把前臂看成杠杆，支点在肘关节的位置，肱二头肌收缩抬起前臂是动力，重物作用在手上产生的力是阻力。当屈肘将重物举起时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但省距离。 （2）随着手臂的抬起，支点到阻力作用线的距离变小，阻力臂变小。 【题型3 力与力臂作图题】 11．如图是用开瓶扳手打开瓶盖的示意图，画出动力臂 L1和阻力F2 的示意图。 【答案】 【详解】确定支点：开瓶扳手与瓶盖接触的点为支点（图中左侧接触点）。 画动力臂：动力F1是向上的力，从支点向动力F1的作用线作垂线，垂线段的长度即为动力臂L1。 画阻力：阻力是瓶盖对扳手的阻力，方向向下，作用点在支点处（与动力F1的作用效果相反）。 12．如图所示，是自卸车卸货的示意图，随着B点处液压杆逐渐升高，车厢绕C点转动，忽略车厢的质量，请你在图中画出阻力F2及其阻力臂l2。 【答案】 【详解】对图进行分析可知，阻力为货物对车厢的压力，作用点为A点，方向与车厢垂直向下，动力为液压杆对车厢的作用力，作用点为B点，支点为C点，则可得阻力F2及阻力臂l2如图所示： 13．根据要求作图： (1)在图中画出力F1、F2的力臂L1、L2； (2)在图中，画出作用在“开瓶起子”上的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图； (3)图（甲）为搬花神器，用它把花盆抬起时，相当于一个绕O点转动的杠杆。请在示意图（乙）图中画出花盆所受的重力、杠杆平衡时作用在A点的最小动力F。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）把动力作用线延长，注意延长线要画虚线。作出从支点到动力作用线的垂线，标出垂直符号，用大括号标出力臂的起止点，标出动力臂L1。再由支点向阻力作用线作垂线，标出垂足，用大括号标出阻力臂的起止点，用L2表示。如图所示： （2）把动力作用线反向延长，画出从支点到动力作用线的距离，标出垂足，用大括号标出动力臂的起始点，动力臂用L1表示。阻力F2就是瓶盖对起子的力，这个力的作用点在起子与瓶盖下沿的接触点，方向竖直向下。如图所示： （3）重力的方向竖直向下，过花盆的重心点O竖直向下画一线段，线段末端标出箭头，表示重力方向，箭头旁边标出字母G。阻力和阻力臂一定，根据杠杆平衡条件可知，要使动力最小，则动力臂最大；用虚线连接OA，即为最长动力臂，与之垂直的动力即为最小动力；阻力使杠杆逆时针转动，则动力应使杠杆顺时针转动，方向斜向下，过A点，向右下方与OA垂直的方向画出一线段，线段的末端标出箭头，表示力的方向，箭头旁边标出字母F，即为最小动力。如图所示： 【题型4 运用杠杆平衡原理进行计算】 14．调节杠杆水平平衡后，在支点O两侧挂的钩码如图所示，此时杠杆失去平衡。以下调节方式中，能够使杠杆重新平衡的是（　　） A．把左侧的钩码去掉一个 B．把左侧的钩码向左移动一格 C．在左侧的钩码下增加一个钩码 D．把右侧的钩码向左移动一格 【答案】B 【详解】设每个钩码的重力为G，杠杆每格长度为L， A．把左侧的钩码减掉一个，左边=2G×4L=8GL，右边=5G×3L=15GL，左边＜右边，不能使杠杆重新平衡，故A不符合题意； B．把左侧的钩码向左移动一格，左边=3G×5L=15GL，右边=5G×3L=15GL，左边=右边，能使杠杆重新平衡，故B符合题意； C．在左侧的钩码下增加一个钩码，左边=4G×4L=16GL，右边=5G×3L=15GL，左侧>右侧，不能使杠杆重新平衡，故C不符合题意； D．把右侧的钩码向左移动一格，左边=3G×4L=12GL，右边=5G×2L=10GL，左边>右边，不能使杠杆重新平衡，故D不符合题意。 故选B。 15．如图是小明同学做俯卧撑时的情形。点A为重心，已知小明双手支撑力F为350N，他自身的重力为 N。 【答案】560 【详解】由图可知，支点为O，双手支撑力F为动力，动力臂为OB，重力为阻力，支点到重力作用线的垂直距离为阻力臂，根据杠杆平衡条件可得 可得 16．如图所示，ON是一个轻质硬棒，长为1.5m，ON可以绕O点无摩擦转动。现将一个重为G=30N的重物悬挂在杠杆的点，，在点施加一个竖直向上的拉力，使杠杆水平平衡，则作用在点力的大小为 。    【答案】7.5 【详解】由杠杆平衡条件F1×L1=F2×L2知，G×OM=F×ON 则 因为，则 则 17．物理兴趣小组自制了一把杆秤，如图所示，杆秤自重不计，点与提纽点的距离是，铁秤砣的质量。现称量质量为的重物，杆秤平衡时点与点间的距离是，则重物的质量为 。 【答案】2.4 【详解】因为不计杆秤自重，且称量物体质量时，杆秤在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可得 则重物的质量 18．生活中的很多工具都能在物理学中找到模型。例如：拉杆式旅行箱可看成杠杆，如图所示。某人使得拉杆箱与水平面夹角为60°，将轮子视为支点，已知，，箱重，请计算使箱子在图示位置静止时，施加在端点A竖直向上的力 N。 【答案】48 【详解】阻力G的力臂是支点O到阻力作用线的垂直距离即为OB，动力F的力臂是支点O到动力F作用线的垂直距离，由于F是竖直向上的，动力臂为OA的水平分量，拉杆箱与水平面夹角为60°即 根据杠杆平衡原理可得，即解得施加在端点A竖直向上的力为48N。 【题型5 杠杆的动态平衡分析】 19．如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等。如果在杠杆两侧钩码下端各增加一个质量相等的钩码，杠杆（　　） A．右端下沉 B．左端下沉 C．仍然平衡 D．无法判断 【答案】B 【详解】设一个钩码重为G，一格的长度为L，在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码，杠杆左侧力和力臂的乘积为3G×4L=12GL 杠杆右侧力和力臂的乘积为5G×2L=10GL 因为12GL>10GL 所以杠杆不再平衡，杠杆向逆时针方向转动，即左端下沉，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 20．用如图所示的核桃夹夹核桃，在A点用力FA或在B点用力FB捏核桃夹时，核桃上表面受到的压力大小均为F，则（　　） A．F>FA>FB B．F>FB>FA C．FB>FA>F D．FA>F>FB 【答案】A 【详解】用如图所示的核桃夹夹核桃，核桃上表面受到的压力最大，阻力和阻力臂一定时，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，B点时动力臂最大，动力最小，所以，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 21．如图1是厦金大桥航道桥主塔的效果图，有望今年完成主体建设，小叶将其结构简化，抽象成图2模型图。若其他因素不变，适当增加桥塔的高度，则可以（　　） A．增加动力 B．减小阻力 C．增加动力臂 D．减小阻力臂 【答案】C 【详解】图2所示的模型，可以看做是一个在力的作用下静止在水平位置的杠杆。由图可知，若增加塔桥的高度，阻力（桥的重力）及阻力臂不变，但增加了支点O到钢索的垂直距离，即增大了动力臂，根据杠杆的平衡条件，增大动力臂，可以减小动力，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 22．如图，工人师傅剪断钢丝时，常把钢丝尽量往钳子的轴处靠近，这是为了（　　） A．增大阻力臂，方便使用 B．减小阻力臂，能够省力 C．减小动力臂，方便使用 D．增大动力臂，能够省力 【答案】B 【详解】常把钢丝尽量往钳子的轴处靠近，阻力臂减小了，阻力与阻力臂的乘积减小，动力臂不变，则动力减小，能够省力，故B符合题意，ABD不符合题意。 故选B。 23．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从水平位置OB转至OA，则在转动过程中（　　） A．F变大 B．F先变大后变小 C．F变小 D．F先变小后变大 【答案】C 【详解】杠杆缓慢地从水平位置OB转至OA时，F始终与杠杆垂直，动力臂不变，阻力大小不变，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件可知F变小，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【题型6 杠杆的最省力问题】 24．如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且，，，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于 N。 【答案】200 【详解】若以D点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下，此时为DA动力臂，为CD阻力臂，如图 若以B点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上，此时BA为动力臂，BC为阻力臂，如图 由图知，， 所以②更省力；如上图，以B为支点，由杠杆的平衡条件可得，要撬动该石块所用的最小的力应不小于 25．如图所示，O为杠杆的支点，在A点挂一重150N的重物。F1、F2、F3、F4这四个力中能使杠杆在水平位置平衡的是 ，其中能使杠杆在水平位置平衡的最小拉力为 N。 【答案】 F1和F2 200 【详解】[1][2]杠杆受到的动力和阻力使杠杆转动的方向相反。若重物作用在杠杆上的力为阻力，则施加在杠杆上的拉力为动力，杠杆受到重物的拉力使杠杆沿着逆时针转动，为使杠杆平衡，其受到的另外一个拉力应使杠杆顺时针转动，所以F3和F4不符合要求。由于阻力和阻力臂不变，要想使拉力最小，根据杠杆平衡的条件，这个力的力臂要最长，由图可以看出F1的力臂比F2的力臂大，因此最小的拉力是F1。根据杠杆平衡条件，设杠杆上一格的长度为L，则有 可得 26．如图所示是用道钉撬撬道钉的情景，道钉撬可视为以O为支点的杠杆，道钉对道钉撬的阻力的大小为4000N，阻力臂为0.06m，杆长为1.2m（图中未画出），斜杆与水平面的夹角为，不计道钉撬自身重力，则撬开道钉的最小动力为 N。 【答案】200 【详解】道钉对道钉撬的阻力的大小为4000N，阻力臂为0.06m，根据杠杆平衡条件可知，当大小不变时，越大，对应的就越小；所以当垂直作用在杆子末端时，最大为1.2m，此时最小，所以 27．如图所示，有一根质地均匀的长铁棒静置于水平桌面边缘，O为其重心，铁棒长为20cm，，重力，为了不使这根铁棒的B端下沉，则动力F至少应为 N，此时，该杠杆为 杠杆。为使铁棒保持该水平平衡状态，在不改变F作用点和方向的前提下，动力F不能超过 N。 【答案】 100 省力 150 【解析】【小题1】[1][2]设长铁棒的总长为L；为了不使这根铁棒的B端下沉，此时杠杆的支点是A， 根据杠杆的平衡条件可知，，所以 故该杠杆为省力杠杆。 [3]微微抬起这根铁棒的B端，此时杠杆的支点是C，根据杠杆的平衡条件可知，，则 28．如图所示，想用最小的力将重为G=500N，半径为r=0.5m 的轮子滚上高为h=0.2m的台阶，这个最小力F为 N。 【答案】200 【详解】如图所示∶ 做出最长动力臂、最小力的示意图，并做出阻力臂，动力臂用表示，其长度等于直径，即 阻力臂用L表示，即为OB长度，A为圆心，线段AB长度等于圆半径和台阶高度之差，即AB=0.5m-0.2m=0.3m △OAB为直角三角形，根据勾股定理得 由杠杆平衡条件可得 ，则最小力 【题型7 承重绳子段数与力和移动距离的关系】 29．如图所示，一个重G=20N的物体在拉力F的作用下被匀速提升了20cm。若滑轮重为10N、不计绳重和摩擦，则拉力F及其向上移动的距离s分别为（　　）    A．F=10N，s=20cm B．F=10N，s=40cm C．F=15N，s=20cm D．F=15N，s=40cm 【答案】D 【详解】由图知，使用的是动滑轮，不计滑轮重和摩擦，则拉力为 拉力端向上移动的距离为 s=2h=2×20cm=40cm 故选D。 30．用如图所示的滑轮组匀速拉动重为100N 的物体A水平向左移动2m，A受到地面对它的摩擦力为30N（不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．拉力F为50N B．绳子自由端移动的距离为6m C．A受到的摩擦力方向水平向左 D．拉力F为15N 【答案】D 【详解】AD ．由图可知，作用在动滑轮上绳子段数n=2，不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦，拉力的大小 故A错误，D正确； B．绳子自由端移动的距离 s绳=2s物=2×2m=4m 故B错误； C．摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，由于物体A向左运动，因此A受到的摩擦力方向水平向右，故C错误。 故选D。 31．如图，用滑轮组提升重物，不计摩擦和绳重，若动滑轮重为G动，物重为G物，则拉力F的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知，承担物重的绳子股数为n=3，不计摩擦和绳重，由可知，拉力F的大小为，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 32．用如图所示的滑轮组将150N的重物匀速提升2m，做的额外功为60J。（不计绳重和摩擦），绳子自由端移动的距离为 m，动滑轮的重力为 N，绳子自由端的拉力为 N。 【答案】 6 30 60 【详解】[1]动滑轮上绳子股数n=3，物体上升高度h=2m，绳子自由端移动距离 [2]额外功，不计绳重和摩擦时，额外功等于克服动滑轮重力做的功，所以动滑轮的重力为 [3]总功，有用功 总功大小为 由可得 33．在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，小松又设计了如图丙所示滑轮组： 物体A、B的重分别为40N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以2m/s做匀速直线运动（绳子和滑轮间的摩擦不计），物体B下落速度为 m/s；若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，所需力的大小为 N。 【答案】 1 30 【详解】[1]图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，B物体下落速度为 [2]绳子和滑轮间的摩擦不计，绳子的拉力 由物体间力的作用是相互的可知，物体A受到的拉力为FA'=FA=15N 此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，则物体A受到的摩擦力为f=FA'=15N 当物体A向左运动时，由于物体A对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变，则物体A受到的摩擦力不变，方向向右，要使物体A向左做匀速直线运动，则向左拉物体A的力F=f+FA'=15N+15N=30N 【题型8 功与功率的简单计算】 34．在水平地面上，用50N的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进5m用时10s，拉力的功率等于 W，重力做的功等于 J。 【答案】 25 0 【详解】[1]根据可得，拉力所做的功为 根据可得，拉力的功率 [2]重力方向是竖直向下的，而小车在水平方向移动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力做的功为0。 35．小华搬桌子，用了很大的力也没有搬动，小华对桌子 （选填“做了”或“没有做”）功，小梅同学用10N的水平力推动水平地面上重50N的桌子匀速直线前进4m，此过程推力所做的功为 J，重力做功 J。 【答案】 没有做 40 0 【详解】[1]作用在物体上的力，物体沿力的方向移动一段距离，这个力做了功；小华搬桌子，虽然对桌子有力的作用，但桌子没有在力的方向上通过一定的距离，小华对桌子没有做功。 [2]小梅同学的推力对桌子所做的功为 [3]桌子在重力方向上没有移动距离，所以重力没有做功，故重力做功为0J。 36．小华在体育中考跳绳考试中，她1min跳了180次，她的质量是50kg，每次跳起的高度约为4cm，（g取10N/kg），小华体重为 N，她跳一次绳做的功是 J，她在这1min内跳绳的功率是 W。 【答案】 500 20 60 【详解】[1]小华体重 [2]跳一次克服重力做的功 [3]跳一次所用的时间为 跳绳的功率 37．华益中学为了记录运动会中精彩的瞬间，学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示，重为30N的无人机以0.5m/s的速度竖直匀速上升20m，再以1m/s的速度水平匀速飞行50m，升力对无人机做的功为 J，做功时的功率为 W。（不计空气阻力） 【答案】 600 15 【详解】[1]以1m/s的速度水平匀速飞行时，升力的方向与运动方向垂直，不做功。竖直上升时，升力做功。升力的大小为 升力对无人机做的功为 [2]升力做功的功率为 38．如图为安徽体育中考男生选考项目含引体向上，能有效引导学生加强上肢力量的训练。某同学的质量为m，每次引体向上上升的高度均为h，某次测试时总共做了n个，用时为t，则该同学做功的功率为 。（均用题中所给字母表示，重力与质量的比值为g） 【答案】 【详解】每次引体向上所做的功，某次测试时总共做了n个，用时为t，则该同学做的功为 功率为 【题型9 生活中的简单机械】 39. 如图所示，螺丝钉上的螺纹越 （选填“密”或“稀”）一些，用起子拧螺丝钉会更省力，螺纹相当于 （填一种简单机械名称）模型。 【答案】 密 斜面 【详解】[1][2]同水平面成一倾斜角度的平面叫斜面，是简单机械的一种,上升高度一定时，斜面越长越省力，螺纹相当于斜面模型，螺丝钉上的螺纹越密一些，相当于增加了斜面的长度，所以螺丝钉上的螺纹越密一些，用起子拧螺丝钉会更省力。 40．如图所示，插入锁孔的钥匙转动时，锁芯随之转动可打开门，此时钥匙相当于 （选填“轮轴”“ 滑轮”或“斜面”），使用该机械 （选填“能”或“不能”）省功；如图所示，使用镊子夹取物体时，将手压在处，则该杠杆的支点是 （选填“”“”或“C”）点。 【答案】 轮轴 不能 【详解】[1][2]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。钥匙使用时，绕中心轴转动，故此时钥匙相当于轮轴；使用任何机械都不能省功，故该机械不能省功。 [3]如图所示，使用镊子夹取物体时，将手压在处，杠杆绕点转动，则该杠杆的支点是点。 41．构建模型是进行科学研究的重要手段和前提。图甲是卫生间的地漏，从其结构上看，它实际上是 模型；如图乙所示，弯弯曲曲的盘山公路实际上是 模型。 【答案】 连通器 斜面 【详解】[1]卫生间的地漏，采用了两侧顶部开口，底部连通的结构，实际上是连通器模型； [2]弯弯曲曲的盘山公路实际上是斜面模型，通过增大斜面长度来减小坡度，达到省力的目的，且任何机械都不能省功。 42．如图（a）是同学们常用的燕尾夹，，当用力摁住C点打开该夹子时，此时夹子可近似看作 杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”）；图（b），螺丝钉是一种类似斜面的机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度，螺纹 （填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 【答案】 等臂 密 【详解】[1]当用力摁住C点打开该夹子时，AC是围绕B点转动的，故B为支点。由于，即动力臂等于阻力臂，故此时夹子可近似看作为等臂杠杆。 [2]螺丝钉的螺纹可视为一种特殊的斜面，它是将斜面绕圆柱体表面螺旋状缠绕后形成的简单机械。其中，螺纹展开的长度相当于该斜面的长度。当螺丝钉应拧入的垂直深度一定时，即斜面高度一定时，螺丝钉的螺纹越密，其螺线的总长度越长，即斜面长度越长，根据斜面省力原理，使用螺纹密一些的螺丝钉时就越省力。 43．如图所示的是维修工人常用的一种套筒扳手。使用时将金属手柄插入套筒，再将套筒套在需要拧动的螺栓或螺母上，扳动金属手柄使套筒转动，就可以拧动螺栓或螺母了。使用时，套筒扳手相当于一个 （选填“滑轮”或“轮轴”）。若想要扳动时更省力，则可以 。 【答案】 轮轴 使手的位置远离套筒 【详解】[1]套筒扳手在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴。 [2]轮轴转动时，作用在轮上的力和作用在轴上的力方向相反，沿顺时针扳动套在螺栓上的螺母，则螺母受到螺栓施加的力沿逆时针方向。若想要扳动时更省力，可以使手的位置远离套筒，目的是增大轮半径，从而更省力。 【题型10 滑轮组的机械效率】 44．如图所示，用20N的拉力F向上拉动绳子，使重为50N的物体M在2s内匀速升高0.2m（不计绳重和摩擦）。下列说法错误的是（　　） A．动滑轮重为10N B．拉力的功率是6W C．滑轮组的机械效率约是83.3% D．绳子自由端移动0.4m 【答案】D 【详解】AD．如图，滑轮组有三根绳承担物重，，绳子自由端移动 动滑轮重为 故A正确，不符合题意，D错误，符合题意； B．拉力做的功 拉力的功率是 故B正确，不符合题意； C．滑轮组的机械效率约 故C正确，不符合题意。 故选D。 45．如图所示，工人用30N的拉力将重为150N的重物匀速向左移动40cm，物体与地面间摩擦力为45N，时间为20s。下列说法中错误的是（　　） A．此过程中有用功是18J B．此过程中额外功是6J C．此过程中滑轮的机械效率是75% D．此过程中拉力的功率是0.9W 【答案】D 【详解】A．水平使用滑轮组时，克服物体所受地面的摩擦力做的功为有用功，有用功为W有用=fs物=45N×40×10-2m=18J，故A正确，不符合题意； B．绳子自由端移动的距离为s=2s物=2×40×10-2m=0.8m 拉力做的总功为W总=Fs=30N×0.8m=24J 拉力做的额外功为W额=W总-W有用=24J-18J=6J，故B正确，不符合题意； C．滑轮组的机械效率为，故C正确，不符合题意； D．此过程中拉力的功率为，故D错误，符合题意。 故选D。 46．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，货物每次上升的速度恒定为2m/s，图乙是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，则下列判断正确的是（    ） A．动滑轮重为50N B．滑轮组的机械效率为70% C．拉绳子的力F为250N D．拉绳子的力F的功率为500W 【答案】C 【详解】A．由乙图可知:当时，，由滑轮组的机械效率 故A错误； B．当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 故B错误； C．由图可知，动滑轮上有两根绳，，当某次运送4件货物时，绳子的拉力 故C正确。 D．绳子自由端移动的速度 拉绳子的力F的功率为 故D错误。 故选C。 47．如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内使重为4000N的物体M在水平地面向右匀速移动了4m，电动卷扬机对滑轮组绳子端的拉力为F=250N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.1倍，动滑轮重50N，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下列说法正确的是（　　） A．电动卷扬机对物体M的功率为400W B．滑轮组的机械效率为88.9% C．克服绳重和摩擦做的功为200J D．电动卷扬机消耗的电能为1600J 【答案】C 【详解】A．有用功为 电动卷扬机对物体的功率为，故A错误； B．滑轮组的，机械效率为，故B错误； C．滑轮组做的总功为 克服动滑轮的重做的功为 克服绳重和摩擦做的功为，故C正确； D．电动卷扬机的效率是，电动卷扬机消耗的电能为，故D错误。 故选C。 48．用图甲的滑轮组提升重500N的物体，已知拉力F为200N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映物体运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，4s内对物体做的有用功为 J，该滑轮组的机械效率为 ，若增加被提升物体的重力，滑轮组的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 B 100 1000/ 83.3％ 变大 【详解】[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，根据可知，相同时间内绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映物体运动的图线是B。 [2]不计绳重和摩擦，动滑轮重力为 [3]由图乙，4s内物体上升2m，做的有用功为 [4]根据，4s内绳子自由端移动 所做的总功为 该滑轮组的机械效率为 [5]如果增加被提升物体的重力，所做的有用功增加，有用功在总功所占的比例将会变大，所以机械效率将会变大。 【题型11 斜面的机械效率】 49．工人师傅搭建了如图所示的斜面，用向上600N的拉力F，把一个质量为120kg的物体从斜面底端搬到2m高的架子上，斜面长为5m，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．物体的重力为120N B．工人拉力做的功为有用功 C．该过程中，额外功为500J D．该装置的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．物体的重力为 故A错误； B．使用斜面时，目的是将物体提升到一定高度，所以克服物体重力做的功是有用功，故B错误； C．克服物体重力做的功是有用功 工人拉力做的功是总功 额外功为 故C错误； D．该装置的机械效率 故D正确。 故选D。 50．如图所示，甲是固定在水平地面上高为h、长为s的斜面，工人用拉力F沿斜面向上把重为G的物体从斜面底端以速度v匀速地拉到斜面顶端。则在上述过程中（      ） A．拉力的功率为Gv B．额外功为Fs-Gh C．物体所受摩擦力的大小为F-G D．斜面的机械效率为 【答案】B 【详解】A．拉力所做的总功W总=Fs，拉力的功率 故A错误； B．拉力所做的有用功W有=Gh，额外功 故B正确； C．物体在运动的过程中受到的摩擦力 故C错误； D．斜面的机械效率 故D错误。 故选B。 51．有一斜面长为、高为，现用力沿斜面将重力为的物体从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为。则下列关于斜面对物体的摩擦力的表达式中不正确的是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．因为 W总=W有+W额 所以额外功 即 摩擦力 所以摩擦力不一定等于G，故A错误，A符合题意； B．有用功为 W有=Gh 总功为 W总=Fs 额外功 W额=fs 斜面对物体的摩擦力 故B正确，不符合题意； C．因为 W总=W有+W额 所以额外功 即 摩擦力 故C正确，不符合题意； D．总功（拉力做的功） 斜面的机械效率 物体与斜面间的摩擦力 故D正确，不符合题意。 故选A。 52．如图所示的斜面长6m、高用沿斜面向上的拉力F把一个重力为180N的物体，从斜面底端匀速拉到顶端，拉力F共做了450J的功。拉力F的大小是 N，物体与斜面间摩擦力的大小是 N，此时该斜面的机械效率为 。 【答案】 75 15 80% 【详解】[1]拉力F的大小是 [2]拉力做的有用功为 拉力做的额外功为 物体与斜面间摩擦力的大小为 [3]该斜面的机械效率为 53．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，在5s内将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则此过程中所做的有用功为 J，拉力的功率为 W，斜面的效率为 ，瓷砖与木板间的摩擦力为 N。 【答案】 1500 400 75% 100 【详解】[1]500N的瓷砖沿木板从地面匀速拉上3m高的窗台上，根据功的计算公式，可得此过程中克服瓷砖重力做的有用功 [2]400N的拉力，在5s内将瓷砖沿5m长的木板从地面匀速拉上窗台，在这个过程中，拉力做的总功 根据功率计算公式，可得拉力的功率 [3]根据机械效率公式，可得斜面的机械效率 [4]已知总功为2000J，有用功为1500J，则运动过程中克服瓷砖与木板间摩擦力做的额外功 根据功的计算公式，可得瓷砖与木板间的摩擦力 【题型12 测量滑轮组的机械效率】 54．某同学探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，他用质量相同的滑轮做了如图所示的实验，并测算了各次实验的机械效率，下列相关说法中正确的是（    ） A．实验时，可在弹簧测力计静止时读数 B．实验时，换用不同装置多次实验是为了减小误差 C．由甲乙可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法有关 D．由乙丙可知：同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越高 【答案】D 【详解】A．实验时需匀速拉动弹簧测力计，若静止读数，会忽略摩擦，导致测量的拉力偏小，机械效率偏大，故A错误； B．换用不同装置多次实验是为了探究机械效率与不同因素的关系（如绕法、物重），而非减小误差，故B错误； C．甲乙中绳子绕法不同，但机械效率均为 70%，说明滑轮组的机械效率与绳子绕法无关，故C错误； D．乙丙中滑轮组相同，丙提升的物体更重，机械效率更高（85% > 70%），说明同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越高，故D正确。 故选 D。 55．某同学测量滑轮组的机械效率的实验装置如图所示。实验时把重7.2N的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体上升的高度为0.1m，图中弹簧测力计的示数为 N，滑轮组的机械效率为 ％。如果用此滑轮组提升另一个重力为10N的物体，它的机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 3 80 变大 【详解】[1]弹簧测力计的示数为3N（结合滑轮组的受力特点，以及7.2N的物重，能推出拉力为3N）。 [2]滑轮组的机械效率：， 滑轮组的绳子段数，则，代入数值：， 所以滑轮组的机械效率为80%。 [3]用此滑轮组提升重力为10N的物体时，额外功基本不变，有用功增加，机械效率变大。 56．如图甲所示是“探究滑轮组机械效率和动滑轮自重关系”的实验（不计绳重和摩擦）。 (1)实验过程中用不同重力的动滑轮，按同种绕法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像。分析图像可知，被提升物体所受到的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）； (2)若钩码的总重为4N，经正确操作，测得图乙中A点处的滑轮组的机械效率是 %。 【答案】(1)低 (2)80 【详解】（1）根据图乙可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，曲线对应的纵坐标越低，滑轮组的机械效率越低。 （2）由图乙可知，点处动滑轮的重力，点处的滑轮组的机械效率是 57．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。 次数 钩码重/N 钩码上升距离 弹簧测力计示数 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9% (1)实验时，要竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)第2次实验中额外功为 J，滑轮组的机械效率为 （结果保留一位小数）； (3)第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 N； (4)分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （高/低）； (5)根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升，此时滑轮组的机械效率可能为（　　）（只填序号）； A．71.6% B．82.6% C．92.4% (6)若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，则过程中做的额外功 （增大/减小）不变），滑轮组的机械效率 （大于/等于/小于）83.3%； (7)若第3次实验中，弹簧测力计的示数是在向上拉动的过程中停下来读取的，则此时滑轮组实际的机械效率 （大于/等于/小于）90.9%。 【答案】(1)匀速 (2) 0.05 88.9% (3)2.2 (4)高 (5)C (6) 增大 等于 (7)小于 【详解】（1）在实验时，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于拉力的大小。 （2）第2次实验中拉力的总功为 第2次实验中有用功为 第2次实验中额外功为 滑轮组的机械效率为 （3）由图丙可知弹簧测力计的分度值为0.2N，根据指针位置可以知道其示数为2.2N （4）由表中实验数据可知，1、2、3次实验提升重物依次增加，滑轮组的机械效率越来越高，可得实验结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （5）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，重物更重，滑轮组的机械效率会更高。将6N的物体提升时，效率为90.9%，当提升8N物体时，效率会更高，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （6）若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，动滑轮的重力和摩擦力大小都不变，移动的距离增加，根据知额外功增大； 拉力和物体的重力大小不变，拉力移动距离仍是物体移动距离的3倍，根据机械效率公式，可知滑轮组的机械效率不变，等于83.3% （7）若第3次实验中，弹簧测力计的示数是在向上拉动的过程中停下来读取的，则此时滑轮组的绳子之间没有滑动摩擦力，造成拉力变小，滑轮组的总功比实际总功偏小，造成机械效率变大，所以实际机械效率要小于90.9% 【题型13 探究杠杆平衡的条件】 58．如图所示是探究“杠杆平衡条件”的实验，下列说法中正确的是（　　） A．若实验前杠杆如图甲，则应该将杠杆上左端的平衡螺母向右调节，才能使杠杆水平平衡 B．乙图中保持杠杆水平位置平衡，B点弹簧测力计向虚线方向转动过程中，示数会变小 C．乙图中保持杠杆水平位置平衡，B点弹簧测力计向虚线方向转动过程中，示数会变大 D．本实验要做多次探究，目的是求平均值减小误差 【答案】B 【详解】A．实验前杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，要使杠杆水平平衡，应将平衡螺母向左调节，故A错误； BC．乙图中，弹簧测力计向虚线方向转动时，拉力的力臂逐渐变大，而阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，拉力会变小，故B正确，C错误； D．本实验多次探究，是为了避免实验的偶然性，得出普遍规律，而不是求平均值减小误差，故D错误。 故选B。 59．探究杠杆的平衡条件时，将杠杆放在水平台上，杠杆处于图甲所示的状态。将杠杆调水平平衡后，左、右两边挂上钩码使杠杆再次平衡，如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．甲图中杠杆处于非平衡状态 B．甲图中杠杆右端的平衡螺母向右调，会使杠杆在水平位置平衡 C．乙图中钩码的重力是杠杆的动力和阻力 D．乙图中左右两边的钩码同时向外移1格，杠杆左侧下降 【答案】D 【详解】A．杠杆平衡状态有静止或者匀速转动，甲图中杠杆静止，处于平衡状态，故A错误； B．甲图中杠杆右端下倾，右端的平衡螺母向左调，会使杠杆在水平位置平衡，故B错误； C．乙图中钩码对杠杆的拉力是杠杆的动力和阻力，故C错误； D．乙图中左右两边的钩码同时向外移1格，杠杆左端力与力臂的乘积为 杠杆右端力与力臂的乘积为 则杠杆左侧下降，故D正确。 故选D。 60．用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆保持水平平衡目的是 ，弹簧测力计处于竖直方向，发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为完成实验，可以进行的操作是 。 【答案】 便于测量力臂 将弹簧测力计向左移动 【详解】[1]在探究杠杆平衡条件时，应使杠杆保持水平平衡，此时力臂就在杠杆上，即力臂与杠杆平行，便于测量力臂。 [2]弹簧测力计示数稍稍超过量程，说明动力偏大，为了完成实验，应减小动力，根据杠杆的平衡条件可知，若不改变阻力（钩码的重）和阻力臂（钩码悬挂的位置）时，可以增大动力臂从而减小动力，即将弹簧测力计向左移动。 61．在探究“杠杆平衡条件”实验中，若杠杆静止在如图所示的位置，可将杠杆右端的螺母向 （选填“左”或“右”）调节一些使杠杆在水平位置平衡，然后在A点挂2个50g的钩码，在B点应挂 个50g的钩码才能使杠杆恢复平衡。 【答案】 右 3 【详解】[1]杠杆的平衡螺母调节原则：“左沉右调，右沉左调”。杠杆静止时左端下沉，右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的螺母向右调节。 [2]设每个钩码重为G，杠杆上每一小格长度为L 。A点挂2个钩码，A点力臂LA​=3L，则A点的力与力臂的乘积为2G×3L=6GL B点力臂LB​=2L，根据杠杆平衡条件可得2G×3L​=FB×2L 则B点的力 即需要挂3个50g的钩码 。所以在B点应挂3个50g的钩码才能使杠杆恢复平衡。 62．在“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，此时杠杆 （是/不是）平衡状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向 端移动，在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是 。 (2)杠杆平衡后，小英同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡。若此时两边同时再加一个钩码，杠杆将向 端倾斜。 (3)取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的B点，当弹簧测力计由位置a转至位置b的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图丙），测力计示数将 。 (4)如图丁所示，已知每个钩码重，杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计示数大小为 N。 (5)调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到如表中的实验数据： 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 5 8 8 5 2 4 10 10 4 3 3 15 15 3 记录数据后，某同学分析实验数据得到如下结论：；请判断该同学结论与实验结果 ，与杠杆平衡条件 （相符/不符），你排除该同学结论的理由是 。 【答案】(1) 是 右 便于测量力臂 (2) 3 左 (3)变大 (4)3 (5) 不符 不符 不同的物理量不能直接相加 【详解】（1）[1]此时杠杆是静止的，处于平衡状态。 [2]杠杆调节原理“左高左调，右高右调”，由图甲可知，杠杆右端高于水平线，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向右移动。 [3]让杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂。 （2）[1] 根据杠杆平衡条件，设每个钩码重为G，每格长度为L，则 解得，故可在B位置挂上3个钩码。 [2] 若此时两边同时再加一个钩码，左边，右边，此时左边的力和力臂的乘积较大，杠杆将向左倾斜。 （3）弹簧测力计由a转至b时，拉力的力臂变短；根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，则动力变大。 （4）由题，每个钩码的重力，每一小格的长度为，弹簧测力计与水平方向成角，故拉力的力臂为 根据杠杆的平衡条件可知，故有 故。 （5）[1][2] 根据表格中的数据可知，该同学结论与实验结果不符，与杠杆平衡条件不符，因为不同的物理量不能直接相加。 63．小峰做探究“杠杆平衡条件”的实验时，杠杆刻度均匀。 (1)挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态。此时应将杠杆的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡，便于测量 。 (2)如图乙所示，在A处挂2个质量均为50g的钩码，在B处用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N。 (3)如图丙所示，保持A处所挂钩码的数量和位置不变，将弹簧测力计从位置缓慢转到位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中弹簧测力计的示数将 ，拉力（弹簧测力计示数）与其力臂的乘积将 。（均填“变大”“变小”或“不变”） (4)图乙中竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丁所示，此过程中，弹簧测力计的示数将 （填“变大”“变小”或“不变”），请用简短的语言解释理由： 。 【答案】(1) 平衡 右 力臂 (2)1.5 (3) 变大 不变 (4) 不变 见解析 【详解】（1）[1][2][3]挂钩码前杠杆静止，此时杠杆处于平衡状态；杠杆的左端低，右边上翘，因此要想使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节，使其在水平位置平衡的主要目的是消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，又便于方便测量力臂的大小。 （2）由图根据杠杆平衡条件可知 代入数据可得 解得 （3）[1][2]根据杠杆的平衡条件分析，将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其阻力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在从a到b的过程逐渐减小，动力F逐渐增大；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件可知，拉力F与其力臂的乘积也是不变的。 （4）[1][2]力臂等于支点到力的作用线的距离，竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丁所示，此过程中，弹簧测力计拉力的力臂变小，钩码对杠杆拉力的力臂也变小，但是根据三角形的相似性，动力臂和阻力臂的比值是不变的，所以拉力大小不变。 【题型14 P=Fv公式的运用】 64．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。请根据图像判断：在相等的时间内，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．如图乙，两次运动都是匀速直线运动，而木块与木板间压力大小相同且接触面粗糙程度相同，所以滑动摩擦力相同，当用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动时，木块做不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上，摩擦力和拉力是一对平衡力，即，故AB错误； CD．如图乙，在运动相同时间时，第一次运动路程更大，因此速度更大，而两次拉力相同，根据 ，故C正确，D错误。 故选C。 65．如图甲所示，放在水平地面上的物体受到水平方向的拉力F的作用，F的大小与时间t的关系和运动速度v的大小与时间t的关系分别如图乙、丙所示（　　） A．内，物体未被推动，拉力小于摩擦力 B．内，物体克服摩擦力所做的功的功率为18W C．内，物体做减速运动，物体受到的摩擦力小于时的摩擦力 D．物体在内受到的合力与内受到的合力大小相等 【答案】D 【详解】A．0～2s内，物体未被推动，处于平衡状态，拉力等于摩擦力，故A不符合题意； B．4～6s内，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的滑动摩擦力等于此时的拉力为5N，根据可得，物体克服摩擦力所做的功的功率，故B不符合题意； C．2～4s内，物体做加速运动，6～8s内，物体做减速运动，产生的摩擦力均为滑动摩擦力，由于物体在运动过程中压力和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力不变，根据二力平衡可知，4～6s内，物体做匀速直线运动，受到的滑动摩擦力等于此时的外力为5N，即2～4s内、6～8s内受到的摩擦力均为5N，故C不符合题意； D．物体在6～8s内受到的合力为 2～4s内受到的合力为 则物体在6～8s内受到的合力与2～4s内受到的合力大小相等，故D符合题意。 故选D。 66．一辆赛车在跌宕起伏道路行驶，先后完成匀速、快加速、慢减速行驶过程，若该赛车输出功率P恒定，则能近似描述牵引力F随时间t变化的图像是（   ） A．B．C． D． 【答案】C 【详解】赛车输出功率P恒定，由公式可得，匀速运动时，速度不变时，牵引力不变；快加速运动时，速度快速增加，牵引力快速减少；慢减速运动时，速度慢慢减少，牵引力也慢慢增加；故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 67．质量为m的雨滴从高空下落。下落时雨滴受到的阻力为，其中k为常数。当雨滴匀速下落时重力的功率为 。 【答案】 【详解】雨滴匀速下落时，受到阻力和重力的作用，根据二力平衡可知，此时雨滴的重力与阻力的大小相等，即 即 则雨滴匀速下落时，雨滴的速度 根据可得，雨滴匀速下落时重力的功率 68．甲、乙两辆汽车在水平公路上匀速行驶，它们功率相同，行驶速度之比v甲:v乙=2:3，在相同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为 ，牵引力之比为 ，该过程中汽车重力做功为 J。 【答案】 1:1 3:2 0 【详解】[1]它们功率相同，在相同的时间内，根据可知甲、乙两车牵引力做功之比 [2]根据 可知牵引力之比为 [3]汽车在行驶过程中，没有在重力的方向上通过距离，故不做功，该过程中汽车重力做功为0。 69．小汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶5min时，汽车发动机的功率为40kW，则汽车发动机提供的牵引力为 N。 【答案】2000 【详解】由得，汽车发动机提供的牵引力为 70．如图甲，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乙时，受到的水平推力为；当物体运动的速度和时间图像如图丙时，受到的水平推力为。两次推力的功率 （选填“>”、“=”或“<”） 【答案】< 【详解】由图乙可知，物体做匀速直线运动。根据二力平衡条件，此时物体受到的水平推力和摩擦力f 大小相等，即，物体的速度 由图丙可知，物体的速度不随时间变化，做匀速直线运动。根据二力平衡条件，水平推力和摩擦力 f 大小相等，即，此时物体的速度 ，因为物体在两种情况下受到的摩擦力 f 相同（同一物体在同一水平地面，压力和接触面粗糙程度不变），所以，，根据功率公式 则有，，故。 【题型15 滑轮组的机械效率（计算题）】 71．如图所示，工人通过滑轮组使重600N的箱子以0.4m/s的速度从地面提升到10m高的平台上，若工人吊起箱子过程中做的额外功是2000J，求： (1)滑轮组的机械效率是多大？ (2)工人做功的功率为多少？ 【答案】(1)75% (2)320W 【详解】（1）根据题意，工人做的有用功为提升箱子所做的功，已知箱子重力为600N，提升高度为10m，根据功的计算公式，可得有用功 工人做的总功等于有用功与额外功之和，已知额外功为2000J，则总功 滑轮组的机械效率为有用功与总功的比值，根据机械效率公式，可得机械效率 （2）已知箱子提升速度为0.4m/s，提升高度10m，提升时间 工人做功的功率为总功与做功时间的比值，已知总功为8000J，根据功率计算公式，可得工人做功的功率 72．用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体，人的体重为500N，人对绳子的拉力为200N，不计绳重和摩擦，求： (1)动滑轮重力。 (2)滑轮组的机械效率。 (3)如果绳子能承受的最大拉力是800N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组提升重物的最大机械效率。 【答案】(1)50N (2) (3) 【详解】（1）由图可知，动滑轮上的绳子段数为，不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力 （2）滑轮组的机械效率 （3）因为人的重力，小于绳子能承受最大拉力是，所以使用滑轮组时人向下的最大拉力等于人自身的重力，即 不计绳重和摩擦，根据可得，滑轮组能提升的最大物重 由（2）的解析可知，滑轮组的最大机械效率 73．小明用如图所示的滑轮组提升物体，已知动滑轮重120N，小明重600N，他的最大臂力为800N。 (1)若他用500N的拉力将重为830N的物体匀速提升2m，所用时间20s，求此过程中： ①他做的额外功是多少？ ②拉力做功的功率是多少？ (2)若把物体提升2m的过程中绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的，此滑轮组最高的机械效率是多少？ 【答案】(1)1660J；100W (2) 【详解】（1）①由图可知，该滑轮组由2段绳子承担物重，即。拉力F作用下，绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 提升物体做的有用功为 此过程中做的额外功为 ②拉力做功的功率为 （2）人站在地面上，施加的最大拉力不能超过其自身重力，否则人会被拉起。小明重600N，最大臂力为800N，因此他能施加的最大拉力 当拉力最大时，所提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高。绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的5%，则有用功与克服动滑轮所做额外功的总和占总功的95%，则 解得提升的最大物重，滑轮组最大机械效率 74．图甲是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为35N。某次操作中，将重405N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。（细绳的质量忽略不计，取g=10N/kg）求： (1)拉力F做功的功率； (2)利用该装置此次提升泥土的机械效率； (3)在提升泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。 【答案】(1) 180W (2) 90% (3) 30J 【详解】（1）根据图乙可知，拉力F所做的功W与时间t成正比，说明拉力的功率是恒定的。从图中任取一点，当时间t=4s时，拉力做的功W=720J 拉力F做功的功率为 （2）提升泥土的有用功功率为 拉力F做功的功率为总功率，即 该装置的机械效率为 （3）设泥土被提升的高度为h=3m。 在此过程中，拉力F做的总功为 做的有用功为 克服动滑轮和筐的总重力做的额外功为 拉力F做的总功等于有用功、克服动滑轮和筐的总重力做的额外功以及克服摩擦力做的功之和。 所以，克服摩擦力做的功为 75．下图是某科技小组设计的水下打捞装置示意图，已知被打捞的长方体合金块的密度为，合金块的底面积为，其高度为10cm。每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。（g取10N/kg，水的密度是）求： (1)合金块未露出水面时受到的浮力。 (2)合金块刚要露出水面时，底面受到的压强。 (3)合金块完全露出水面后匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率。 【答案】(1)100N (2)1000Pa (3)80% 【详解】（1）合金块的底面积，高度。 合金块的体积为：； 合金块未露出水面时，排开水的体积等于其自身体积，即。 根据阿基米德原理，合金块受到的浮力为：。 （2）合金块刚要露出水面时，其上表面与水面相平，其底面所处的深度等于合金块的高度，即。 根据液体压强公式，合金块底面受到的压强为：。 （3）合金块的质量为：； 合金块的重力为：； 合金块完全露出水面后，滑轮组做的有用功是提升合金块所做的功，额外功是提升动滑轮所做的功。 动滑轮的重力。 滑轮组的机械效率为：。 【题型16 斜面的机械效率（计算题）】 76．在劳动实践中，小杰在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用大小且平行于斜面的推力将质量的货物从斜面底端匀速地推到斜面顶端的车厢，用时间为10s，如图所示。已知斜面长为，斜面高，货物平放在车厢内时受力面积，g取。求： (1)货物所受的重力和货物在斜面上运动的平均速度； (2)货物平放在车厢内时对车厢的压强； (3)斜面的机械效率。 【答案】(1)600N，0.6m/s (2) (3)60% 【详解】（1）货物所受的重力为 货物在斜面上运动的平均速度 （2）货物平放在车厢内时，对车厢的压力等于其自身重力，即 货物的受力面积 货物平放在车厢内时对车厢的压强为 （3）有用功是克服重力做的功，则有用功为 推力做的功为总功，则总功为 斜面的机械效率为 77．如图所示，用拉力F把物重为G的物体从高为h，长为L的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中，求： (1)物体由底端运动到顶端的时间； (2)拉力的功率； (3)斜面的机械效率； (4)物体所受的摩擦力； （注：所有物理量表达式都用题干中所给字母表示） 【答案】(1) (2)P=Fv (3) (4) 【详解】（1）根据速度公式可知物体由底端运动到顶端的时间 （2）拉力的功率 （3）斜面的机械效率 （4）额外功 物体所受的摩擦力 78．如图甲所示，工人利用斜面搬运货物，在内匀速把货物拉到斜面顶端，拉力做的功随时间变化的关系如图乙所示，已知斜面高，长，机械效率为80%．求： (1)绳子拉力的功率． (2)货物的重力． (3)货物与斜面的摩擦力． 【答案】(1)200W (2)800N (3)100N 【详解】（1）由图可知，内拉力做的功为，则绳子拉力的功率 （2）根据可知，货物的重力 （3）根据可知，额外功 克服摩擦力做的功为额外功，则货物与斜面的摩擦力 79．在如图所示的装置中，斜面长6m，高2m，现将质量为210kg的物体从斜面底端匀速拉到顶端，若滑轮的机械效率为80%，人作用于绳自由端的拉力为600N，求： (1)人做的总功是多少？ (2)物体与斜面间的摩擦力是多少？ 【答案】(1)7200J (2)260N 【详解】（1）斜面长为L=6m，该滑轮为动滑轮，则绳子自由端通过的距离 s=2L=2×6m=12m 拉力所做的总功 W总=Fs=600N×12m=7200J （2）已知滑轮的机械效率为80%，根据机械效率公式可得动滑轮对物体所做的功（即使用斜面时做的总功） W=W总η=7200J×80%=5760J 将物体提到2m高处所做的有用功 W有=Gh=mgh=210kg×10N/kg×2m=4200J 则克服斜面摩擦力所做的额外功 W额=W-W有=5760J-4200J=1560J 克服斜面摩擦力所做的功为额外功，物体与斜面间的摩擦力 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章 机械与功 【题型1 杠杆五要素】 1 【题型2 杠杆的分类】 3 【题型3 力与力臂作图题】 5 【题型4 运用杠杆平衡原理进行计算】 6 【题型5 杠杆的动态平衡分析】 7 【题型6 杠杆的最省力问题】 9 【题型7 承重绳子段数与力和移动距离的关系】 10 【题型8 功与功率的简单计算】 12 【题型9 生活中的简单机械】 13 【题型10 滑轮组的机械效率】 14 【题型11 斜面的机械效率】 16 【题型12 测量滑轮组的机械效率】 18 【题型13 探究杠杆平衡的条件】 20 【题型14 P=Fv公式的运用】 23 【题型15 滑轮组的机械效率（计算题）】 24 【题型16 斜面的机械效率（计算题）】 27 【题型1 杠杆五要素】 1．如图所示，用扳手拧螺母，力施加在A点时比施加在B点时更容易将螺母拧紧或拧开，这是因为扳手是一个杠杆，力作用在A点时（　　） A．动力臂变长，阻力臂变长 B．阻力臂变短，动力臂不变 C．动力臂不变，阻力臂变短 D．阻力臂不变，动力臂变长 2．用力捏开夹子的过程，夹子可视为杠杆。下列四幅图中，夹子的支点、动力、阻力标注均正确的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示是一种外型新颖的手动榨汁器。在A处用力下压手柄，容器中的水果受到挤压，可快速榨出果汁。此时，榨汁器手柄的杠杆模型是（   ） A． B． C． D． 4．小明在帮妈妈晾衣服时，使用如图所示的衣服夹可以夹紧衣物。当手指按压夹子的一端时，另一端会张开，松手后可夹紧衣物。这一过程中，衣服夹的支点是（    ） A．点 B．点 C．点 D．点 5．小明使用筷子夹菜时，发现可将筷子视为杠杆。他用学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分析，如图所示。以下选项错误的是（　　） A．F1为动力 B．L1为动力臂 C．F2为阻力 D．L2为阻力臂 【题型2 杠杆的分类】 6．在图所示的四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　） A．船桨 B．瓶盖起子 C．园艺剪刀 D．核桃夹子 7．如下图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于省距离杠杆的是（　　） A．托盘天平 B．钢丝钳 C．开瓶扳手 D．筷子 8．如图所示是《天工开物》中记载的脚踏碓（duì），脚踏碓是一种给稻谷去壳的工具，用脚连续踏木杠的一端，另一端的碓头就会连续起落。脚向下踏时，脚踏碓属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；在使用过程中，人脚越靠近O点越 。（选填“省力”或“费力”） 9．如图所示，某同学在做单臂俯卧撑运动，如果把人的躯干看作一个杠杆，他的支点在B点，重力为，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为 N。这是一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。 10．人的前臂可以看成是以肘关节为支点的杠杆，当手托物件屈肘时，胳膊上的肱二头肌对前臂施加一个动力，物件对前臂施加一个阻力。 (1)前臂属于 杠杆，这种结构的好处是 。 (2)当将物件抬高时，阻力臂将 （填“变小”、“变大”或“不变”）。 【题型3 力与力臂作图题】 11．如图是用开瓶扳手打开瓶盖的示意图，画出动力臂 L1和阻力F2 的示意图。 12．如图所示，是自卸车卸货的示意图，随着B点处液压杆逐渐升高，车厢绕C点转动，忽略车厢的质量，请你在图中画出阻力F2及其阻力臂l2。 13．根据要求作图： (1)在图中画出力F1、F2的力臂L1、L2； (2)在图中，画出作用在“开瓶起子”上的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图； (3)图（甲）为搬花神器，用它把花盆抬起时，相当于一个绕O点转动的杠杆。请在示意图（乙）图中画出花盆所受的重力、杠杆平衡时作用在A点的最小动力F。 【题型4 运用杠杆平衡原理进行计算】 14．调节杠杆水平平衡后，在支点O两侧挂的钩码如图所示，此时杠杆失去平衡。以下调节方式中，能够使杠杆重新平衡的是（　　） A．把左侧的钩码去掉一个 B．把左侧的钩码向左移动一格 C．在左侧的钩码下增加一个钩码 D．把右侧的钩码向左移动一格 15．如图是小明同学做俯卧撑时的情形。点A为重心，已知小明双手支撑力F为350N，他自身的重力为 N。 16．如图所示，ON是一个轻质硬棒，长为1.5m，ON可以绕O点无摩擦转动。现将一个重为G=30N的重物悬挂在杠杆的点，，在点施加一个竖直向上的拉力，使杠杆水平平衡，则作用在点力的大小为 。    17．物理兴趣小组自制了一把杆秤，如图所示，杆秤自重不计，点与提纽点的距离是，铁秤砣的质量。现称量质量为的重物，杆秤平衡时点与点间的距离是，则重物的质量为 。 18．生活中的很多工具都能在物理学中找到模型。例如：拉杆式旅行箱可看成杠杆，如图所示。某人使得拉杆箱与水平面夹角为60°，将轮子视为支点，已知，，箱重，请计算使箱子在图示位置静止时，施加在端点A竖直向上的力 N。 【题型5 杠杆的动态平衡分析】 19．如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等。如果在杠杆两侧钩码下端各增加一个质量相等的钩码，杠杆（　　） A．右端下沉 B．左端下沉 C．仍然平衡 D．无法判断 20．用如图所示的核桃夹夹核桃，在A点用力FA或在B点用力FB捏核桃夹时，核桃上表面受到的压力大小均为F，则（　　） A．F>FA>FB B．F>FB>FA C．FB>FA>F D．FA>F>FB 21．如图1是厦金大桥航道桥主塔的效果图，有望今年完成主体建设，小叶将其结构简化，抽象成图2模型图。若其他因素不变，适当增加桥塔的高度，则可以（　　） A．增加动力 B．减小阻力 C．增加动力臂 D．减小阻力臂 22．如图，工人师傅剪断钢丝时，常把钢丝尽量往钳子的轴处靠近，这是为了（　　） A．增大阻力臂，方便使用 B．减小阻力臂，能够省力 C．减小动力臂，方便使用 D．增大动力臂，能够省力 23．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从水平位置OB转至OA，则在转动过程中（　　） A．F变大 B．F先变大后变小 C．F变小 D．F先变小后变大 【题型6 杠杆的最省力问题】 24．如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且，，，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于 N。 25．如图所示，O为杠杆的支点，在A点挂一重150N的重物。F1、F2、F3、F4这四个力中能使杠杆在水平位置平衡的是 ，其中能使杠杆在水平位置平衡的最小拉力为 N。 26．如图所示是用道钉撬撬道钉的情景，道钉撬可视为以O为支点的杠杆，道钉对道钉撬的阻力的大小为4000N，阻力臂为0.06m，杆长为1.2m（图中未画出），斜杆与水平面的夹角为，不计道钉撬自身重力，则撬开道钉的最小动力为 N。 27．如图所示，有一根质地均匀的长铁棒静置于水平桌面边缘，O为其重心，铁棒长为20cm，，重力，为了不使这根铁棒的B端下沉，则动力F至少应为 N，此时，该杠杆为 杠杆。为使铁棒保持该水平平衡状态，在不改变F作用点和方向的前提下，动力F不能超过 N。 28．如图所示，想用最小的力将重为G=500N，半径为r=0.5m 的轮子滚上高为h=0.2m的台阶，这个最小力F为 N。 【题型7 承重绳子段数与力和移动距离的关系】 29．如图所示，一个重G=20N的物体在拉力F的作用下被匀速提升了20cm。若滑轮重为10N、不计绳重和摩擦，则拉力F及其向上移动的距离s分别为（　　）    A．F=10N，s=20cm B．F=10N，s=40cm C．F=15N，s=20cm D．F=15N，s=40cm 30．用如图所示的滑轮组匀速拉动重为100N 的物体A水平向左移动2m，A受到地面对它的摩擦力为30N（不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．拉力F为50N B．绳子自由端移动的距离为6m C．A受到的摩擦力方向水平向左 D．拉力F为15N 31．如图，用滑轮组提升重物，不计摩擦和绳重，若动滑轮重为G动，物重为G物，则拉力F的大小为（　　） A． B． C． D． 32．用如图所示的滑轮组将150N的重物匀速提升2m，做的额外功为60J。（不计绳重和摩擦），绳子自由端移动的距离为 m，动滑轮的重力为 N，绳子自由端的拉力为 N。 33．在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，小松又设计了如图丙所示滑轮组： 物体A、B的重分别为40N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以2m/s做匀速直线运动（绳子和滑轮间的摩擦不计），物体B下落速度为 m/s；若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，所需力的大小为 N。 【题型8 功与功率的简单计算】 34．在水平地面上，用50N的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进5m用时10s，拉力的功率等于 W，重力做的功等于 J。 35．小华搬桌子，用了很大的力也没有搬动，小华对桌子 （选填“做了”或“没有做”）功，小梅同学用10N的水平力推动水平地面上重50N的桌子匀速直线前进4m，此过程推力所做的功为 J，重力做功 J。 36．小华在体育中考跳绳考试中，她1min跳了180次，她的质量是50kg，每次跳起的高度约为4cm，（g取10N/kg），小华体重为 N，她跳一次绳做的功是 J，她在这1min内跳绳的功率是 W。 37．华益中学为了记录运动会中精彩的瞬间，学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示，重为30N的无人机以0.5m/s的速度竖直匀速上升20m，再以1m/s的速度水平匀速飞行50m，升力对无人机做的功为 J，做功时的功率为 W。（不计空气阻力） 38．如图为安徽体育中考男生选考项目含引体向上，能有效引导学生加强上肢力量的训练。某同学的质量为m，每次引体向上上升的高度均为h，某次测试时总共做了n个，用时为t，则该同学做功的功率为 。（均用题中所给字母表示，重力与质量的比值为g） 【题型9 生活中的简单机械】 39. 如图所示，螺丝钉上的螺纹越 （选填“密”或“稀”）一些，用起子拧螺丝钉会更省力，螺纹相当于 （填一种简单机械名称）模型。 40．如图所示，插入锁孔的钥匙转动时，锁芯随之转动可打开门，此时钥匙相当于 （选填“轮轴”“ 滑轮”或“斜面”），使用该机械 （选填“能”或“不能”）省功；如图所示，使用镊子夹取物体时，将手压在处，则该杠杆的支点是 （选填“”“”或“C”）点。 41．构建模型是进行科学研究的重要手段和前提。图甲是卫生间的地漏，从其结构上看，它实际上是 模型；如图乙所示，弯弯曲曲的盘山公路实际上是 模型。 42．如图（a）是同学们常用的燕尾夹，，当用力摁住C点打开该夹子时，此时夹子可近似看作 杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”）；图（b），螺丝钉是一种类似斜面的机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度，螺纹 （填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 43．如图所示的是维修工人常用的一种套筒扳手。使用时将金属手柄插入套筒，再将套筒套在需要拧动的螺栓或螺母上，扳动金属手柄使套筒转动，就可以拧动螺栓或螺母了。使用时，套筒扳手相当于一个 （选填“滑轮”或“轮轴”）。若想要扳动时更省力，则可以 。 【题型10 滑轮组的机械效率】 44．如图所示，用20N的拉力F向上拉动绳子，使重为50N的物体M在2s内匀速升高0.2m（不计绳重和摩擦）。下列说法错误的是（　　） A．动滑轮重为10N B．拉力的功率是6W C．滑轮组的机械效率约是83.3% D．绳子自由端移动0.4m 45．如图所示，工人用30N的拉力将重为150N的重物匀速向左移动40cm，物体与地面间摩擦力为45N，时间为20s。下列说法中错误的是（　　） A．此过程中有用功是18J B．此过程中额外功是6J C．此过程中滑轮的机械效率是75% D．此过程中拉力的功率是0.9W 46．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，货物每次上升的速度恒定为2m/s，图乙是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，则下列判断正确的是（    ） A．动滑轮重为50N B．滑轮组的机械效率为70% C．拉绳子的力F为250N D．拉绳子的力F的功率为500W 47．如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内使重为4000N的物体M在水平地面向右匀速移动了4m，电动卷扬机对滑轮组绳子端的拉力为F=250N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.1倍，动滑轮重50N，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下列说法正确的是（　　） A．电动卷扬机对物体M的功率为400W B．滑轮组的机械效率为88.9% C．克服绳重和摩擦做的功为200J D．电动卷扬机消耗的电能为1600J 48．用图甲的滑轮组提升重500N的物体，已知拉力F为200N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映物体运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，4s内对物体做的有用功为 J，该滑轮组的机械效率为 ，若增加被提升物体的重力，滑轮组的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【题型11 斜面的机械效率】 49．工人师傅搭建了如图所示的斜面，用向上600N的拉力F，把一个质量为120kg的物体从斜面底端搬到2m高的架子上，斜面长为5m，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．物体的重力为120N B．工人拉力做的功为有用功 C．该过程中，额外功为500J D．该装置的机械效率为80% 50．如图所示，甲是固定在水平地面上高为h、长为s的斜面，工人用拉力F沿斜面向上把重为G的物体从斜面底端以速度v匀速地拉到斜面顶端。则在上述过程中（      ） A．拉力的功率为Gv B．额外功为Fs-Gh C．物体所受摩擦力的大小为F-G D．斜面的机械效率为 51．有一斜面长为、高为，现用力沿斜面将重力为的物体从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为。则下列关于斜面对物体的摩擦力的表达式中不正确的是（   ） A． B． C． D． 52．如图所示的斜面长6m、高用沿斜面向上的拉力F把一个重力为180N的物体，从斜面底端匀速拉到顶端，拉力F共做了450J的功。拉力F的大小是 N，物体与斜面间摩擦力的大小是 N，此时该斜面的机械效率为 。 53．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，在5s内将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则此过程中所做的有用功为 J，拉力的功率为 W，斜面的效率为 ，瓷砖与木板间的摩擦力为 N。 【题型12 测量滑轮组的机械效率】 54．某同学探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，他用质量相同的滑轮做了如图所示的实验，并测算了各次实验的机械效率，下列相关说法中正确的是（    ） A．实验时，可在弹簧测力计静止时读数 B．实验时，换用不同装置多次实验是为了减小误差 C．由甲乙可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法有关 D．由乙丙可知：同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越高 55．某同学测量滑轮组的机械效率的实验装置如图所示。实验时把重7.2N的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体上升的高度为0.1m，图中弹簧测力计的示数为 N，滑轮组的机械效率为 ％。如果用此滑轮组提升另一个重力为10N的物体，它的机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 56．如图甲所示是“探究滑轮组机械效率和动滑轮自重关系”的实验（不计绳重和摩擦）。 (1)实验过程中用不同重力的动滑轮，按同种绕法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像。分析图像可知，被提升物体所受到的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）； (2)若钩码的总重为4N，经正确操作，测得图乙中A点处的滑轮组的机械效率是 %。 57．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。 次数 钩码重/N 钩码上升距离 弹簧测力计示数 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9% (1)实验时，要竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)第2次实验中额外功为 J，滑轮组的机械效率为 （结果保留一位小数）； (3)第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 N； (4)分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （高/低）； (5)根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升，此时滑轮组的机械效率可能为（　　）（只填序号）； A．71.6% B．82.6% C．92.4% (6)若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，则过程中做的额外功 （增大/减小）不变），滑轮组的机械效率 （大于/等于/小于）83.3%； (7)若第3次实验中，弹簧测力计的示数是在向上拉动的过程中停下来读取的，则此时滑轮组实际的机械效率 （大于/等于/小于）90.9%。 【题型13 探究杠杆平衡的条件】 58．如图所示是探究“杠杆平衡条件”的实验，下列说法中正确的是（　　） A．若实验前杠杆如图甲，则应该将杠杆上左端的平衡螺母向右调节，才能使杠杆水平平衡 B．乙图中保持杠杆水平位置平衡，B点弹簧测力计向虚线方向转动过程中，示数会变小 C．乙图中保持杠杆水平位置平衡，B点弹簧测力计向虚线方向转动过程中，示数会变大 D．本实验要做多次探究，目的是求平均值减小误差 59．探究杠杆的平衡条件时，将杠杆放在水平台上，杠杆处于图甲所示的状态。将杠杆调水平平衡后，左、右两边挂上钩码使杠杆再次平衡，如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．甲图中杠杆处于非平衡状态 B．甲图中杠杆右端的平衡螺母向右调，会使杠杆在水平位置平衡 C．乙图中钩码的重力是杠杆的动力和阻力 D．乙图中左右两边的钩码同时向外移1格，杠杆左侧下降 60．用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆保持水平平衡目的是 ，弹簧测力计处于竖直方向，发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为完成实验，可以进行的操作是 。 61．在探究“杠杆平衡条件”实验中，若杠杆静止在如图所示的位置，可将杠杆右端的螺母向 （选填“左”或“右”）调节一些使杠杆在水平位置平衡，然后在A点挂2个50g的钩码，在B点应挂 个50g的钩码才能使杠杆恢复平衡。 62．在“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，此时杠杆 （是/不是）平衡状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向 端移动，在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是 。 (2)杠杆平衡后，小英同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡。若此时两边同时再加一个钩码，杠杆将向 端倾斜。 (3)取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的B点，当弹簧测力计由位置a转至位置b的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图丙），测力计示数将 。 (4)如图丁所示，已知每个钩码重，杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计示数大小为 N。 (5)调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到如表中的实验数据： 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 5 8 8 5 2 4 10 10 4 3 3 15 15 3 记录数据后，某同学分析实验数据得到如下结论：；请判断该同学结论与实验结果 ，与杠杆平衡条件 （相符/不符），你排除该同学结论的理由是 。 63．小峰做探究“杠杆平衡条件”的实验时，杠杆刻度均匀。 (1)挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态。此时应将杠杆的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡，便于测量 。 (2)如图乙所示，在A处挂2个质量均为50g的钩码，在B处用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N。 (3)如图丙所示，保持A处所挂钩码的数量和位置不变，将弹簧测力计从位置缓慢转到位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中弹簧测力计的示数将 ，拉力（弹簧测力计示数）与其力臂的乘积将 。（均填“变大”“变小”或“不变”） (4)图乙中竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丁所示，此过程中，弹簧测力计的示数将 （填“变大”“变小”或“不变”），请用简短的语言解释理由： 。 【题型14 P=Fv公式的运用】 64．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。请根据图像判断：在相等的时间内，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 65．如图甲所示，放在水平地面上的物体受到水平方向的拉力F的作用，F的大小与时间t的关系和运动速度v的大小与时间t的关系分别如图乙、丙所示（　　） A．内，物体未被推动，拉力小于摩擦力 B．内，物体克服摩擦力所做的功的功率为18W C．内，物体做减速运动，物体受到的摩擦力小于时的摩擦力 D．物体在内受到的合力与内受到的合力大小相等 66．一辆赛车在跌宕起伏道路行驶，先后完成匀速、快加速、慢减速行驶过程，若该赛车输出功率P恒定，则能近似描述牵引力F随时间t变化的图像是（   ） A．B．C． D． 67．质量为m的雨滴从高空下落。下落时雨滴受到的阻力为，其中k为常数。当雨滴匀速下落时重力的功率为 。 68．甲、乙两辆汽车在水平公路上匀速行驶，它们功率相同，行驶速度之比v甲:v乙=2:3，在相同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为 ，牵引力之比为 ，该过程中汽车重力做功为 J。 69．小汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶5min时，汽车发动机的功率为40kW，则汽车发动机提供的牵引力为 N。 70．如图甲，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乙时，受到的水平推力为；当物体运动的速度和时间图像如图丙时，受到的水平推力为。两次推力的功率 （选填“>”、“=”或“<”） 【题型15 滑轮组的机械效率（计算题）】 71．如图所示，工人通过滑轮组使重600N的箱子以0.4m/s的速度从地面提升到10m高的平台上，若工人吊起箱子过程中做的额外功是2000J，求： (1)滑轮组的机械效率是多大？ (2)工人做功的功率为多少？ 72．用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体，人的体重为500N，人对绳子的拉力为200N，不计绳重和摩擦，求： (1)动滑轮重力。 (2)滑轮组的机械效率。 (3)如果绳子能承受的最大拉力是800N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组提升重物的最大机械效率。 73．小明用如图所示的滑轮组提升物体，已知动滑轮重120N，小明重600N，他的最大臂力为800N。 (1)若他用500N的拉力将重为830N的物体匀速提升2m，所用时间20s，求此过程中： ①他做的额外功是多少？ ②拉力做功的功率是多少？ (2)若把物体提升2m的过程中绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的，此滑轮组最高的机械效率是多少？ 74．图甲是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为35N。某次操作中，将重405N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。（细绳的质量忽略不计，取g=10N/kg）求： (1)拉力F做功的功率； (2)利用该装置此次提升泥土的机械效率； (3)在提升泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。 75．下图是某科技小组设计的水下打捞装置示意图，已知被打捞的长方体合金块的密度为，合金块的底面积为，其高度为10cm。每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。（g取10N/kg，水的密度是）求： (1)合金块未露出水面时受到的浮力。 (2)合金块刚要露出水面时，底面受到的压强。 (3)合金块完全露出水面后匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率。 【题型16 斜面的机械效率（计算题）】 76．在劳动实践中，小杰在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用大小且平行于斜面的推力将质量的货物从斜面底端匀速地推到斜面顶端的车厢，用时间为10s，如图所示。已知斜面长为，斜面高，货物平放在车厢内时受力面积，g取。求： (1)货物所受的重力和货物在斜面上运动的平均速度； (2)货物平放在车厢内时对车厢的压强； (3)斜面的机械效率。 77．如图所示，用拉力F把物重为G的物体从高为h，长为L的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中，求： (1)物体由底端运动到顶端的时间； (2)拉力的功率； (3)斜面的机械效率； (4)物体所受的摩擦力； （注：所有物理量表达式都用题干中所给字母表示） 78．如图甲所示，工人利用斜面搬运货物，在内匀速把货物拉到斜面顶端，拉力做的功随时间变化的关系如图乙所示，已知斜面高，长，机械效率为80%．求： (1)绳子拉力的功率． (2)货物的重力． (3)货物与斜面的摩擦力． 79．在如图所示的装置中，斜面长6m，高2m，现将质量为210kg的物体从斜面底端匀速拉到顶端，若滑轮的机械效率为80%，人作用于绳自由端的拉力为600N，求： (1)人做的总功是多少？ (2)物体与斜面间的摩擦力是多少？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $