第11章 简单机械和功 提优测评卷-【实验班】 2026-2027学年九年级上册物理提优训练（苏科版·新教材）

第十一章提优测评卷 答策P18 时间：90分钟总分：100分 一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分 1.如图所示，环保卫士小艾正在垃圾分类，下列环节小艾对瓶子做功的是( A.从地上捡起瓶子 B.拿着瓶子站着不动 C,握稳瓶子沿水平路面匀速走向垃圾桶 D.瓶子离开手后掉落入垃圾桶中 剂 a (第1题) (第2题) (第3题) (第4题) 2.生活中，小华发现有如图甲所示的水龙头，很难徒手拧开，但用如图乙所示的钥匙，安装并旋 转钥匙就能正常出水，如图丙所示.下列有关这把钥匙的分析中正确的是( ). 戡 A.在使用过程中可以减小阻力臂 B.在使用过程中可以减小阻力 C.在使用过程中可以减小动力臂 D.在使用过程中可以增大动力臂 3.(2025·南京建邺区期中)如图所示，杠杆OAB的自重与摩擦不计，OA与BA垂直，lo4:lAB= 4:3,在OA的中点挂一个12N的重物G.作用在B点的动力F1由竖直方向逆时针缓慢转 羹 到水平方向，此过程中OA始终保持在水平位置静止，则F1的大小( ) A.不大于8N B.不小于6N C.逐渐变大 D.先变大后变小 4.如图所示是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂，下列工具使用时与机械臂同属于 费力杠杆的是( A.瓶盖起子 B.筷子 C.核桃夹 D.托盘天平 5.小明发现学校走廊的窗户可以从底部推开（如图甲所示），在他沿水平方向用力将窗户缓慢推 开的过程中，可将窗户看作一个杠杆（如图乙所示），O为支点，B点为窗扇的重心，已知窗扇 的重力为阻力，推力F为动力，则下列分析正确的是(). 1 甲 (第5题) A.在缓慢推开的过程中，阻力臂逐渐减小 B.在缓慢推开的过程中，动力逐渐减小 C.在缓慢推开的过程中，阻力和阻力臂的乘积不变 D.在缓慢推开的过程中，动力和动力臂的乘积逐渐变大 6.(2025·泰州海陵区月考)如图所示，分别用相同的力F匀速提升不同重物，若不计滑轮自身的重力 及摩擦，则下列关系正确的是( G, G C. b d (第6题) A.G1=G2<G3 B.G1<G2<G4 C.G1>G2>G4 D.G1<G3=G4 7.(2025·四川成都温江区期末)小乐购买了玩具并自己组装，用到了内六角螺丝和与其配套的内六角 扳手，如图所示，下列说法错误的是( ) A,内六角螺丝是一种类似斜面的机械 B.螺纹密一些的螺丝拧起来会更省力 C.内六角扳手使用过程中相当于轮轴 D.将扳手M点插入螺丝孔使用更省力 s/m 第一次 第二次 上1上上 M 0 2 4681012i/s (第7题) (第8题) 8.跨学科结合st图像计算功率之比小聪同学两次用水平方向的力F1和F2拉着同一物体在同一水 平面上做匀速直线运动，其运动的s-t图像如图所示，则两次拉力做功的功率之比为(). A.2:1 B.1:2 C.1:4 D.4:1 9.工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上.如图所示，斜面高为1m,长为3m,工人用400N 沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上.下列分析与计算正确的是(). A.利用斜面可以省力，也可以省功 B.工人对箱子做的有用功为2700J C.重物移动过程中受到斜面的摩擦力为400N D.在此过程中斜面的机械效率为75% 2 (第9题) (第10题) 10.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,现在杠杆在水 平位置平衡，以下做法仍能使杠杆平衡的是(). A.G增大且F不变 B.G不变且F增大 C.将F转至图中虚线方向，保持F的大小不变 D.将F转至图中虚线方向，同时增加F的大小 二、填空题（每空1分，共20分） 1.跨学科判断人体模型中的杠杆类型根据情境和题意，完成下列填空 腓肠肌 足部 骨骼 0 (第11题) (1)如图甲所示，将鞋带两端拉扯，鞋帮就会收紧，这与简单机械中的 的省力原理 相同. (2)骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动 产生的，其模型就是杠杆.如图乙所示，踮脚时可视为 杠杆，阻力是 2.常州市新北区孟河镇的市民有清明节登小黄山的习俗.如图所示是小黄山某处的地形图，体 重相等的甲、乙两人分别沿南坡、北坡两条路径以相等的行走速度从山脚登上山顶，则较省 力的是 (填“甲”或“乙”)，两人克服重力做功的功率P甲 (填“>”“=”或 “<”)Pz 甲 北坡 南坡 B (第12题) (第13题) 13.(2025·南京鼓楼区期中改编)如图所示，固定在地面的电动机，通过定滑轮提起重物，不计绳重和 摩擦，电动机拉绳功率恒定，重物由静止开始，经过连续的两段距离AB、BC,AB=BC,则克 服重物重力做功WAB WC,拉力对重物做功WAB WB.(填“>“<”或“=”) 4.(2025·苏州工业园区月考)某同学发明一个自动升降排水井盖（如图甲所示），其中井壁内侧固定 着支架的横杆上安装有定滑轮，下方的水槽两侧用一根完整的绳子绕过定滑轮，绳子中央固定 3 第十一章提优测评卷 着井盖的下凸起，暴雨时通过收集雨水实现井盖自动拾升（如图乙所示），加快路面雨水的排放. (1)某次排水过程中，重150N的井盖被拾升0.1m.此过程中克服井盖重力做功 J. (2)要使降水量稍小时就能拾升井盖，可采取 井盖质量或者 排水口的方 法.（填“增大”或“减小”） 带孔井盖 ☐雨水 定 H 轮 挡板 大小可调 的排水口 下水道 30 (第14题) (第15题) 15.(2025·泰州姜堰区期中)如图所示是小天制作的斜拉索大桥模型，桥面OA为长30cm、重5N、质 地分布均匀的长木板，桥塔GH为足够长的硬木棒，桥面OA可绕O点转动，且始终处于水 平位置，其A端用细线与桥塔GH上的B点固定连接.当细线固定在B点时，该模型相当 于一个 (填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，此时细线对桥面OA的拉力F= N;现代斜拉桥的桥塔通常建得很高，如2025年9月9日通车的常泰长江大桥主塔 设计总高352m,塔之所以建得高，可以 (填“增大”或“减小”)斜拉索（类似于图中 细线AB)对桥面的拉力， 16.新情境手机支架的杠杆平衡与稳定性分析(2025·南京建邺区期中)如图甲所示，将手机放在水平桌上的 手机支架上保持静止，图乙、丙分别为空载和放上手机后的简化示意图.手机对支架的作用 力可等效为图中的力F1,其大小始终等于手机的重力.已知该手机支架重为3N,AB=BC= DE=0.5CD,则支架的重心位于图丙中 (填“1”或“2”)位置，该手机的重力不大于 N.若将该手机旋转90度横放在支架上，则支架更不易倾倒，这是因为 ,手机 777777777777777777 777777777777 777 ABC DE 甲 乙 丙 (第16题) 17.(2025·德阳中考)塔吊是工程建设中常用的装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮 组.用200N的拉力F,将480N的重物在10s内竖直匀速提升2m,则拉力F的功率为 W,该滑轮组的机械效率为 (第17题) (第18题) 实验班提优训练物理九年级上JSKJ 4 8.如图所示，有一根质量均匀的杠杆OA,B是OA的中点.在C处挂重为80N的物体，用25N 的竖直向上拉力F将物体匀速缓慢提升20cm,若拉力F移动的距离为80cm,杠杆的机械 效率为 ,杠杆的重为 N.(不计摩擦) 三、作图与实验探究题（共36分） 19.(6分)按要求作图 (1)如图甲所示为护城河上的吊桥（质地均匀），请画出拉力F1的力臂1和阻力F2 (2)如图乙所示为钓鱼竿钓鱼时的示意图，请在B点画出最小动力F1并作出阻力臂12： (3)要拉动陷入泥坑中的汽车，清在图丙中画出所用最小力的绳子绕法. U (第19题) 20.(16分)实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中，所用的实验器材有刻度均匀的杠杆、支 架、刻度尺、细线和重为0.5N的相同钩码若干， G (第20题) (1)如图甲所示，杠杆处于 (填“平衡”或“不平衡”)状态，此时，应将杠杆右端的平衡 螺母向 (填“左”或“右”)调节，使杠杆水平平衡，这样做的好处是 (2)小明同学完成某次操作后实验现象如图乙所示，在B处所挂钩码为 个.为了进 一步完善实验，应进行多次实验，目的是 (填“减小误差”或“得到普遍规律”). (3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水 平位置平衡，其示数 (填“大于”“小于”或“等于”)B处所挂的钩码重力. (4)完成以上实验后，小华利用图丁来测量杠杆的机械效率，始终用竖直向上的力匀速拉动 质量分布均匀的杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将 ;如果仅将拉力F作用点 从图中位置移至B处，两次都将同一重物移动相同高度，此杠杆的机械效率将 (不 计摩擦).（填“变大”“变小”或“不变”） 1.(14分)在“探究滑轮特点”的实验中，如图所示，过程如下。（不计摩擦和细线的质量) (第21题) 5 (1)弹簧测力计在使用前需先 ,如图甲所示，弹簧测力计的示数F N (2)如图乙所示，细线的一端系上物体，另一端绕过滑轮与竖直倒放并再次校零的弹簧测力 计相连，沿F1方向匀速直线拉动测力计可使物体向 运动，这一过程中该滑轮是一 个 滑轮，它使用时的优点是可以 (3)接着使弹簧测力计分别沿F2、F3方向继续匀速直线拉动，此时F1 (填“大于” “小于”或“等于”)F2,由此说明使用该滑轮 (填“可以”或“不可以”)省力. 四、计算题（共14分） 2. (6分)(2025·宿迁宿豫区月考)如图所示，农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中 装了20kg谷子，右筐中装了25kg谷子，已知扁担的长度为1.8m(不考虑手臂帮扶及扁担 和筐的重力，g取10N/kg).求： (1)要使扁担水平平衡，小明的肩膀距扁担左端的距离； (2)扁担水平平衡后，小明将两筐谷子同时向内移动了0.1，扁担能否保持水平平衡，请通 过计算说明. (第22题) 23.(8分)(2025·陕西西安新城区月考)如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重力为1×104N的重物 匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg.求： (1)提升重物做的有用功： (2)绳端的拉力； (3)若动滑轮的重力为200N,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功； (4)若已知绳子能承受的最大拉力为1000N,动滑轮的重力为200N,忽略绳重和摩擦，求该 滑轮组机械效率的最大值， (第23题)令实验班提优训练物理九年级上JSKJ P8=P有相=450w 775% =600W.(3)由图可知，绳子段数n= _W_s=F=Fm物可知，滑轮组绳子自由 4,根据P总=t=t 端的拉力为F=P&一 600W n℃物4×0.5m/s =300N,不计绳重、摩 擦及水的阻力，由F=}(P十C)可知，动滑轮重为 G动=nF-F物=4×300N-900N=300N,物体完全露出 W有用X 水面后，不计绳重、摩擦，滑轮组的机械效率为刀一W量 Ww4×100%=G千Cah×10%= 100%=W有用十W额外 Gh G mg G十G动 ×100%= ×100%= mg十G动 210kg×10N/kg 210kgX10N/kg+300N×100%=87.5%. 10.(1)235N(2)11875Pa(3)2×103kg/m3 [解析(1)根据W=Gh可得，物体的重力为GA= W组0l二235N@根据7×10%可得，拉 h 2m 力懒的总功为W。-”-=50小，由图甲可知， 绳子段数n=2,则绳端移动的距离s=nh=2×2m= 4m,根据W=F可得，绳端拉力为F=W是=500J 4m 125N,则人对地面的压力为F压=G一F=600N一 压一 125N=475N,人对地面产生的压强为P地=S 2×2×10?m=11875Pa(3)不计绳重和摩擦，根据 475N F-Cx+Ga)得，动滑轮的重力为Ca=mF-C 2X125N-235N=15N,由p=pgh得，正方体B浸入水 中的深度为h=p下 2×103Pa P水g1.0×103kg/m3×10N/kg 0.2m,正方体B排开水的体积为V排=ah=(0.3m)2X 0.2m=1.8×10-m3,正方体B受到的浮力为F浮= P水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8X10-8m3= 180N,在乙装置中，动滑轮上的绳子段数n'=3,此时绳 子断裂，则拉力仍然为125N,不计绳重和摩擦，则拉力 F=克(G十G最-F#),则正方体B的重力为G。 3F+F浮-G动=3×125N+180N-15N=540N,根据 G=mg得，正方体B的质量为maC0=00 =2X 54kg,正方体B的密度为pB=V=0.3m)日 103kg/m3. 竞赛思维空间 77m 1△H=S[解析]浮箱受到的浮力等于浮箱的重力与 桥板对浮箱的压力之和，即F浮=GC十F.汽车未上桥时， 以A为支点，对桥板AB而言，根据杠杆平衡条件可得 ◆18 Mg7c0sa=FLc0sa,则F=号Mg,设车上桥后桥面与 浮箱上表面的夹角为0，则根据力矩平衡条件，有Mg· os9十mgxo0s0=F'Lcas0,解得F'=2Mg+mg元， L 浮力的增加量等于桥板对浮箱压力的增加量，即△F浮三 △F=F'-F=mg元=PsS△H,故△H=pS. >浮力增加量为pgS△H,依然以A为支点，对杆再次运 用杠杆平衡条件列式求解即可 2.(1)8000Pa(2)120N(3)4.5×103kg/m3(4)70% [解析](1)物体浸没在水中，工人匀速拉动绳子时，工人对 地面的压力F压=G人一F=600N-200N=400N,受力面 积S=500cm=0,05m,工人对地面的压强力=5- 400N =8000Pa.(2)由图知绳子段数n=3,物体浸没在 0.05m 水中，工人匀速拉动绳子时，拉力F,(G一F十G 即200N=号×(540N-F#十G),可得G-F袋 60N①，将物体完全拉出水面后人对地面的压强p'= 7200Pa,此时工人对地面的压力F压'=p'S=7200Pa× 0.05m2=360N,因为该压力F压'=G人一F',所以此时工 人施加的拉力大小F'=G人一F压'=600N一360N= 240N,因为F'=(G+G)=号×(540N+G) 240N,所以G动=180N…②，②代入①可得物体浸没在水 中受到的浮力F浮=120N.(3)由F浮=P水gV排可得物体 的体积V=V=P= 120N P水g1.0×103kg/m3X10N/kg 1.2×10-2m3,物体的质量m= G=540N=54kg,物 g 10 N/kg m 54 kg 体的密度p=7=1,2X10m=45X10kg/m. (4)提起物体时（没有露出水面），物体受到的拉力F拉= G-F浮=540N-120N=420N,滑轮组的机械效率7= ×10%-×10%-段源×160%=是× W总 Fs 100%=3装0N×10%=70% 第十一章提优测评卷 1.A[解析]从地上检起瓶子，有力作用在瓶子上，瓶子在该 力的方向上通过了距离，所以小艾对瓶子做了功，故A符 合题意；拿着瓶子站着不动，有力作用在瓶子上，但瓶子没 有在该力的方向上移动距离，所以小艾对瓶子不做功，故 B不符合题意；握稳瓶子沿水平路面匀速走向垃圾桶，作用 在瓶子上的力竖直向上，但瓶子移动的方向是水平的， 所以小艾对瓶子不做功，故C不符合题意；瓶子离开手后 →明确三种不做功的情况：一是有力没距离；二是有距 离没力；三是有力有距离，但力的方向与移动的方向相互 垂直 掉落入垃圾桶中，瓶子在重力作用下移动了距离，是重力 做了功，但小艾对瓶子没有做功，故D不符合题意. 2D[解析]由题图可知，安装并旋转钥匙，阻力和阻力臂不 变，动力臂变大，根据杠杆的平衡条件F11=F2l2可知， 动力变小故选D. 3.A[解析]当F1竖直向上时，动力臂的大小等于1a4的 长，在OA的中点挂一个12N的重物G,阻力臂是lo4的 一半，由杠杆平衡条件得12NXg=F1×1oA,解得F,= 2 6N,可知当F,由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢转到 水平向左的位置时，由力臂的定义可知，最大的动力臂是 ,即动力垂直于OB时，动力臂最大，因而动力臂先变大 后变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力先 变小后变大，根据勾股定理知，los:la=5:4;由杠杆平 衡条件得12NX=F%1×1,解得最小动力F1 2 4.8N;当动力沿水平方向时，动力臂大小等于lAB的长，此 时动力最大，由杠杆平衡条件得12N×受-PX1a,解 得最大动力F”1=8N,故A正确，B、C、D错误 4.B[解析]瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力 杠杆，故A不符合题意；筷子在使用时，动力臂小于阻力 臂，是费力杠杆，故B符合题意；核桃夹在使用时，动力臂 大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；托盘天平在使 用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D不符合题意. 5.D[解析]窗户可以从底部推开（如图甲所示），在他沿水 平方向用力将窗户缓慢推开的过程中，由于动力始终水 平，故动力臂始终在竖直方向，即支点到窗扇下边缘的竖 直距离，由图知动力臂逐渐减小，而窗扇的重力是阻力，阻 力臂逐渐增大，此时阻力不变，则阻力与阻力臂的乘积增 大，根据动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂知，动力和 动力臂的乘积逐渐变大，动力臂变小，故动力逐渐增大，故 A、B、C错误，D正确. 思路引得根据力臂是从支点到力的作用线的距离再 结合图确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆的平衡 条件（动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂）分析解答. 6.A[解析]不计滑轮自身的重力及摩擦，且绳端力F相 同，a、b图中是定滑轮，所以F=G1=G2;c图中是动滑轮， 能省一半力，所以F=2G,则G=2F;d图中是动滑轮， 提升重物时，绳端拉力方向斜向上，动力臂大于阻力臂，但 小于阻力臂的两倍，所以2G,<F,则G,<2F,G= G2<G4<G3,故A正确. 归纳总结根据定滑轮相当于一个等臂杠杆，不省力， 但能改变力的方向：动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两 倍的杠杆，能省一半力，但不能改变力的方向，分析解答 此题 7.D[解析]内六角螺丝是一种类似斜面的机械，故A正确： 螺丝钉的螺纹越密，说明螺丝的螺纹牙深越浅，螺丝旋进 的阻力就越小，旋进时自然就越省力了，故B正确；由轮和 轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫作轮轴，内六角扳手 使用过程中相当于轮轴，故C正确；根据轮轴的省力特点， 轮半径越大，越省力，因为将扳手上的N点插入螺丝孔后， 答案6D详解 力作用在M端，长柄为半径，反之将M点插入后，力只能 作用在N端，半径更短，所以将扳手上的N点插入螺丝孔 后使用更省力，故D错误. 8.A[解析]由图可知，物体两次在同一水平面上做匀速直 线运动，则物体两次受到的摩擦力相等，根据二力平衡可 知，摩擦力∫等于拉力F,则物体两次受到的拉力也相等， 即F1=F2;由s-t图像可知，当物体运动的时间1=t2= 8s时，物体运动的路程分别为s1=8m,s2=4m;由W= Fs可知，两次拉力做功之比为W1:W2=F151:F252= 1:-8m:4m=2:1:由P-罗可知，两次拉力微功 的功率之比为P,:P2= W1:W=W1:w2=2:1 t1 t2 思路引得物体两次在同一水平面上做匀速直线运动， 则物体两次受到的摩擦力相等，根据二力平衡可知，摩擦 力f等于拉力F,物体两次受到的拉力也相等，即F F:;根据W=F,可求出两次拉力做功之比；根据P=W, t 可求出两次拉力做功的功率之比 9.D 0.D[解析]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,此时的动力臂是1oB,当G增大时， 根据杠杆平衡条件G×LoA=FXLoB可知，F增大，如果 G不变则F不变，才能使得杠杆平衡，故A、B错误；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，杠杆才能平衡，故D正 确，C错误. 1.(1)滑轮组(2)省力人所受的重力[解析](1)如图甲 所示，将鞋带两端拉扯，鞋帮就会收紧，这与简单机械中的 滑轮组的省力原理相同.(2)如图乙所示，踮脚时动力臂比 阻力臂长，可视为省力杠杆；此时阻力是F2,即人所受的 重力. 2.甲<[解析]由图可知，南坡的坡度较小，所以较省力 的是甲；由题知，两人体重相等，上升的高度相等，根据 W=Gh可知，两人克服重力做功相等，人行走速度相等， 南坡路程长，根据速度公式=三可知，甲运动的时间 t 长，根据P?可知，甲的功率小，即P<P2 思路引得使用斜面可以省力，斜面的坡度越小越省 力，利用W=Gh比较两人克服重力做功大小，利用P 比较两人克服重力微功的功率大小 W 3.=>[解析]因为克服重物重力做功WAB=GhAB, Wc=GhC,且hAB=hc,重物的重力G不变，所以克服 重物重力做功WAB=WC;已知功率P恒定，重物速度逐 渐增大，由P=F0可知，拉力F逐渐减小，即FAB>FC; 又因为拉力对重物做功WAB=FABSAB,Wx=FCS, 且SAB=SC,所以拉力对重物做功W'AB>W'C. 14.(1)15(2)减小减小[解析](1)克服井盖重力做功 W=G·h=150N×0.1m=15J.(2)由图乙可知，水槽 以及水槽中水的重力等于井盖的重力，因此要使降水量 稍小时就能拾升井盖，可采取的措施有减小井盖的重力， 19合 ◇实验班提优训练物理九年级上JSKJ 从而减小井盖的质量，也可以减小排水口，使得水槽内水 的质量增大， 15.等臂5减小[解析]图中杠杆的支点是O,OA保持 水平时，此时拉力F为杠杆OA的动力，由于拉力方向与 OA成30度角，根据三角形关系可知，动力臂为OA长的 二分之一，阻力为杠杆OA的重力，阻力臂为OA长的二 分之一，动力臂等于阻力臂，因此该模型相当于一个等臂 杠杆，根据杠杆平衡原理可知FX1动=GXL阻，即FX 2OA=5NXOA,解得F=5N,所以细线对OA的拉 力F为5N.塔之所以建得高，根据题图可知，O到AB的 垂直距离变大，故可以增大斜拉索对桥面拉力的力臂，在 阻力和阻力臂不变的情况下，根据杠杆平衡条件可知，可 以减小斜拉索对桥面的拉力. 6.23手机重心降低，使得动力臂减小[解析]手机支 架可以看作杠杆，支点在C点，如果手机作用的压力看成 动力，使得杠杆逆时针转动，则阻力即支架的重力必须使 得杠杆顺时针转动，向下的作用力的作用点即支架的重 心必须在支点的右侧，即2位置.根据力臂的定义知，动 力臂与阻力臂大小分别等于l4c与lco,根据杠杆平衡条 件F1l1=F2l2,可得F1XLAc=GXlcD;已知AB=BC= DE=O.5CD,则LAc=lcD,解得G=F1=3N;若将该手 机旋转90度横放在支架上，手机重心降低，使得动力臂 减小，故支架更加稳定不易倾倒. 17.12080%[解析]由图可知，滑轮组中动滑轮上的绳子 段数为n=3,拉力F做的总功W总=Fs=Fh=200N× 3X2m=1200J,拉力F的功率P=W是=1200」 10s 120W;拉力做的有用功W有用=Gh=480N×2m=960J, 该滑轮组的机械效率7=W想×10%=950】× W点 1200J 100%=80%. 1880%10[解析]F的方向始终竖直向上，由于相似三 角形对应边成比例，所以阻力臂和动力臂比值不变，又 因为阻力大小不变，所以F的大小不变；W有用=G物h 80N×20×10-2m=16J,Wa=Fh'=25N×80× _W省里×100%= 102m=20J,杠杆的机械效率为7=wa 6×100%=80%,已知B是04的中点，则杠杆上升的目 1 高度h红=2×80X10-2m=0.4m,不计摩擦，因W红= G杠h杠=W益一W有用，所以G杠×0.4m=20J-16J=4J, 解得杠杆的重力为G杠=10N. 19.(1)如图所示 0 F [第19题(1)] [解析]吊桥所受的动力F1是绳子的拉力，方向沿绳子向 上，作用点在吊桥与绳子的连接处.吊桥所受的阻力 20 F2是其自身的重力，由于吊桥质地均匀，重力的作用点 在吊桥的重心（几何中心），方向竖直向下.从支点O向动 力F1的作用线作垂线，垂线段的长度就是动力臂1· (2)如图所示 第19题(2)] [解析]过支点A向阻力F2的作用线画垂线，该垂线段 为阻力臂2；要想使作用在B点的作用力最小，必须使动 力臂最大，当AB为动力臂时，动力臂是最大的，根据杠 杆的平衡条件可知，动力是最小的，过B点作AB的垂线 即为最小的动力F,方向斜向上 (3)如图所示 [第19题(3)] [解析]只有一个动滑轮，要求最省力则最多有3段绳子 承担力，将绳子先系在动滑轮的左边挂钩上，然后绕过左 边的定滑轮，再绕过动滑轮 20.(1)平衡右便于测量力臂，避免杠杆自重对实验的影 响(2)4得到普遍规律(3)大于(4)不变不变 「解析](1)杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆处于平 衡状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡 螺母向右调节；让杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 便于测量力臂，避免杠杆自重对实验的影响.(2)设每个 钩码重为G,杠杆每格长为，由杠杆平衡条件可知， 3G×41=nG×3l,解得n=4,故应在B处挂4个钩码才 能使杠杆平衡；进行多次实验的目的是得到普遍规律. (3)图丙所示实验，拉力的作用点不变，图丙中弹簧测力 计倾斜，则右端弹簧测力计拉力的力臂小于挂钩码的力 臂，而左端钩码重力与钩码重力的力臂均不变，由杠杆平 衡条件可知弹簧测力计拉力将变大，即其示数大于B处 所挂的钩码重力.(4)用竖直向上的力匀速拉动质量分布 均匀的杠杆，重力的方向竖直向下，在杠杆向上拉起的过 程中，由数学知识可知动力臂和阻力臂的比值不变，重力 不变，由杠杆的平衡条件可知拉力F的大小也不变：仅将 拉力作用点从图中位置移至B处，两次都将同一重物移 动相同高度，有用功不变，杠杆重心上升的高度不变，则 克服杠杆自重所做的额外功不变，故杠杆的机械效率 不变 21.(1)调零2.0(2)上定改变拉力的方向(3)等于 不可以 [解析](1)弹簧测力计使用前需调整指针，使其指在零刻 度线，保证测量初始值准确，故弹簧测力计在使用前需先 调零；由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N,可读出 的示数为2.0N.(2)如图乙所示，细线的一端系上物体， 另一端绕过滑轮与竖直倒放并再次校零的弹簧测力计相 连，沿F1方向匀速拉动测力计，绳子会对物体产生向上 的拉力，可使物体向上运动.由图乙可知，该滑轮的轴固 定不动，是定滑轮：定滑轮使用时的优点是可以改变拉力 →定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是 等臂杠杆，不省力也不费力，但可以放变作用力方向 的方向.(3)弹簧测力计分别沿F2、F3方向继续匀速直线 拉动，对比第1次实验，弹簧测力计的示数几乎不变，转 换不同角度匀速拉动，示数都几乎不变，即F1=F2=F3, 说明定滑轮不可以省力. 22.(1)1m(2)扁担不能保持水平平衡[解析](1)设小明 的肩膀距扁担左端的距离为l1,则F1l1=F2l2,即 20kg×10N/kg×l1=25kg×10N/kg×(1.8m一l1),解 得l1=1m,l2=1.8m-1m=0.8m.(2)小明将两筐谷 子同时向内移动了0.1m,此时11'=1m一0.1m= 0.9m,l2=0.8m-0.1m=0.7m,左端力与力臂的乘积 F1×l1'=20kg×10N/kg×0.9m=200N×0.9m= 180N·m,右端力与力臂的乘积F2×l2'=25kg× 10N/kg×0.7m=250N×0.7m=175N·m,左端力与 力臂的乘积大于右端力与力臂的乘积，则扁担不能保持 水平平衡 关键提醒(1)根据F111=F2l2,得出力臂大小.(2)将两 筐谷子同时向内移动了0.1m,得出此时动力臂和阻力臂 大小，根据力与力臂的乘积大小判断杠杆是否平衡. 23.(1)2×104J(2)3125N(3)4600J(4)95% [解析](1)提升重物做的有用功W有用=Gh=1×104N× 2m-2X10.(2由7W×10%可知，绳编的拉力 做的总功Ww。W组2X10=2.5×10,由图可知 780% 绳子段数n=4,绳子自由端移动的距离s=h=4× 2m=8m,由W8=F可知，绳端的拉力F=W叁- 2.5×10」=3125N.(3)克服动滑轮重力做的额外功 8 m W动=G动h=200NX2m=400J,由W总=W有用+W额外 可知，总的额外功W额外=W总一W有用=2.5X104J一2× 10J=5000J,则克服摩擦和钢丝绳重所做的功W,= W氯外一W动=5000J一400J=4600J.(4)由不计绳重和 摩擦时F=一(G十G动)可知，该滑轮组所能提升物体的最 n 大重力G大=F大一-G动=4X1000N-200N=3800N,则该 W有用大×100%= 滑轮组机械效率的最大值)二W大 W有用大 W有用大十W额外 ×100%= G大h ×100%= G大h十G动h G大 3800N G大十G动 100%=3800N+200N×100%=95%. 第十二章 机械能和内能 一、机械能 第1课时认识动能、势能和机械能 1.A[解析]“歼20”在空中加速向上爬升时，质量不变，速 答案6D详解 度变大，动能变大；同时质量不变，高度增加，重力势能 变大 思路引得掌握动能、重力势能的影响因素，利用控制变 量法即可判断动能、重力势能的变化情况 2.D[解析]一个物体没有做功，它可能具有能量，如静止在 高处的苹果具有重力势能，故A错误；物体能够做功，表示 这个物体具有能量，能够做的功越多，说明该物体具有的 能量就越大，并不一定是动能越大，也有可能是重力势能 或其他形式的能，故B错误；一个物体具有能量，说明它具 有做功的本领，但物体不一定正在做功，故C错误；一个物 体能够做功，具有做功的本领，说明它一定具有能量，故D 正确。 旧纳总结①一个物体能够对另一个物体做功，这个物 体就具有能量，能量反映了物体做功的本领，不同的物体 做功的本领也不同，一个物体能够做的功越多，表示这个 物体的能量越大；②机械能包括动能和势能；③功是能量 转化的量度，即做了多少功必然伴随多少能量发生了转 化，反之转化了多少能量必定同时做了多少功 3.重力势动摩擦力[解析]高处的水具有重力势能，流 下时高度降低，速度增大，将重力势能转化为动能.石磨接 触面粗糙是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的， 摩擦力越大，谷物在石磨间的研磨效果越好. 4.动能减小减小[解析]列车在进站时，列车的高度升 高，速度减小，把列车的动能转化成列车的重力势能；当出 站时，高度减小，又把列车的重力势能转化成动能，从而有 效节约能量.进站和出站过程中，列车克服摩擦力做功，机 械能减小. 5.D[解析]变形的撑竿发生了弹性形变，所以具有弹性势 能，故A不符合题意；拉开的弓发生了弹性形变，所以具有 弹性势能，故B不符合题意；压变形的蹦床发生了弹性形 变，所以具有弹性势能，故C不符合题意；抬高的桩锤没有 发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故D符合题意. 6.(5)(3)(6)(2)[解析](1)停在地面上的汽车，不 具有机械能；(2)在空中飞行的飞机具有动能和重力势能； (3)被起重机吊在空中静止的货物具有重力势能；(4)未发 生形变的弹簧不具有机械能；(5)在水平铁轨上行驶的火 车具有动能；(6)被拉长的橡皮筋具有弹性势能.综上可 知，只具有动能的是(5)；只有重力势能的是(3)；只有弹性 势能的是(6)；既具有动能又具有势能的是(2). 7.A[解析]大雁与燕子飞行的高度和速度都相同，大雁的 质量大，则大雁的动能和重力势能都大于燕子的动能和重 力势能，故A正确，B、C、D错误. 8.C[解析]根据图乙可知，小球的速度先变大后变小，由于 小球的质量不变，所以动能先变大后变小，故A错误；小球 在下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故B 错误；小球接触弹簧后，小球的一部分机械能转化为弹簧 的弹性势能，所以小球的机械能不断减少，故C正确， D错误. 关键提醒解题的关健要读懂图像，根据小球速度变化 的信息分析小球的运动过程，进而分析能量的变化情况. 9.变小不变小于[解析]AB段返回器的质量不变，高 21合