功和机械能单元 易错题难题提高题检测试卷

功和机械能单元易错题难题提高题检测试卷

一、选择题

1.如图所示，A8为-—轻质杠杆，。为支点，08=60cm,OA=20cm两端分别悬挂实心铝球

和实心铜球，杠杆在水平位置平衡，若将两球同时浸没在水中，（铝的密度为

2.7X103kg/m3,铜的密度为8.9xlO3kg/m3)则()

0

B

O

0洞

铝

A.杠杆仍能保持平衡B.铝球一端下降

C.铜球一端下降D.条件不足，无法判断

2.某同学用滑轮组提升物体，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a

所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450g,所

用动滑轮的质量为50g,绳子自由端的拉力F为3.2N.g取10N/kg。在0~2s的过程中，下

列说法中正确的是（）

A.物体上升的速度为0.1m/sB.机械提升动滑轮做的功0.2J

C.滑轮组的机械效率为90%D.拉力F的功率为0.64W

3.如图，拉力F将重120N的物体沿水平方向移动：Lm,用时Is。运动时，物体与地面之

间的摩擦力为30N,此时滑轮组的机械效率为80%。下列说法正确的是（）

A.拉力F=10NB.克服动滑轮重力做额外功7.5J

C.动滑轮重7.5ND.拉力的功率是37.5W

4.如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地

面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中下列说法正确的是

（）

A.绳子自由端移动的距离为2m

B.物体与地面间的滑动摩擦力为48N

C.拉力F的功率为4W

D.有用功为120J

5.如图所示，某人用扁担担起两筐质量为mi、m2的货物，当他的肩处于。点时，扁担水

平平衡，已知扁担和筐的重力不计.若将两筐的悬挂点向。点移近相同的距离△/,

则

<-------/]---------I]―►

-KT\5S[A7-

A.扁担仍能水平平衡

B.扁担右端向下倾斜

/

C.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（mz-ml;~-

‘2-1

I

D.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为-一7

’2I

6.用4只完全相同的滑轮和2根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳的自

由端用大小分别为F1和F2的拉力，将同一重物在相同的时间内，匀速提升相同的高度，两

滑轮组绳子的自由端移动的速度分别为“和-2.若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是

甲乙

A.甲乙滑轮组绳子自由端移动的距离相同

B.8大于F2

C.V1大于V2

D.Fi和尸2做的功不相等

7.如图，质量分别为mi、m2、m3（mi>m2）的物体通过轻绳和弹簧连接起来，三个物体

均处于静止状态.不计弹簧自重、绳重和摩擦，关于此装置的说法错误的是（）

A.绳子对m2的拉力大小为m2g

B.绳子对mi的拉力大小为mig

C.弹簧中拉力大小为（/77广/7）2）g

D.地面对m3的支持力大小为（/7?2+m3-n?i）g

8.用Fi的拉力直接将重为G的物体A匀速提升h（如图甲）；换用斜面把物体A匀速提

升相同的高度，拉力为Fz,物体沿斜面运动的距离为L（如图乙），利用斜面工作过程中

F.

A.有用功为FzhB.额外功为F2L—FihC.总功为（FI+F）LD.机械效率为U

2人

9.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AB=1.8m,BD=0.6m,CD=0.4m,则要撬动该石块所用的最小的力应不小于

10.如图自行车是人们最常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它应用了许多物

理知识。下列说法中不正确的是

A.刹车系统应用了杠杆及摩擦的知识

B.车把相当于费力杠杆

C.脚蹬属于省力杠杆

D.轮胎制有花纹是为了增大摩擦

二、填空题

11.如图所示，放在水平地面上边长为5cm的正方体，所受重力为2OON,系着它的一根

竖直轻绳绕过光滑滑轮，绳子另一端施加的拉力F为180N,该物体静止，则该物体此时受

到的合力为N,物体对地面的压强为Pa。

12.如图所示的两种情况中，OB=AB,物体均重为G,两轻质杠杆均处于水平平衡状态,

比较力F、百的大小，满足关系式

13.如图所示的AB为轻质杠杆，0为悬点，放在水平面上的物体M用细线悬挂在杠杆A

端.已知OA：OB=1：2,M的密度为BXIO'kg/m',体积为8/10一转.当B端悬挂一个质

量为10kg重物时，杠杆水平平衡，则物体M对水平面的压力为N（g取

10N/kg）.

0

14.用如图甲所示的装置将实心物体A从深井中吊出来，拉力的功率随时间的变化如图乙

所示，己知动滑轮的重力为60N,物体匀速上升的速度始终为lm/s（不计绳重、摩擦及阻

力，p水=lxl03kg/m3,g=10N/kg）,则物体浸没在水中时受到的浮力为N；物体

浸没在水中时滑轮组的机械效率为,

15.如图，小明在用动滑轮（不计绳重和摩擦）匀速提升不同重物时，记录下了在绳子自

由端使用的拉力F与对应所提升的物体重力G,如表：

G/Nl2

FN0.71.23.2

分析表中数据可知，拉力F与重力G的关系式是：F=；动滑轮重为N；

随着物重的增加，动滑轮的机械效率变.

16.如图所示，轻质木杆AB可以绕0点转动，0A的长度是0B的三倍，A端细线下所挂

280N的重物静止在水平地面上，在B点用600N的动力竖直向下拉动，木杆静止不动，则

重物对水平地面的压力为N,此木杆为（“省力”“费力”“等臂”）杠

杆。

17.如图所示，搬运工人用滑轮将重为425N的重物匀速提升4m,所用拉力为25ON,时

间为20s.则此过程中总功是J,拉力的功率是W,滑轮的机械效率是

18.如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体4沿水平桌面做匀速直线运动，

弹簧秤8的示数为10N,则拉力F的大小为N,物体A与水平桌面的摩擦力大小为

_____N.

19.如图所示，不计重力的杠杆OB可绕。点转动，重为10N的重物P悬挂在杠杆的中点

A处，拉力Fi与杠杆成30。角，杠杆在水平位置保持平衡，根据杠杆的平衡可求出拉力的

大小F尸N；若仅增大拉力Fi与杠杆间的夹角，其它条件保持不变，则拉力F的

大小变化规律是.

20.如图所示，杆秤秤坨的质量为0.1千克，杆秤的质量忽略不计.若杆秤水平静止时，

被测物和秤秘到秤纽的距离分别为0.05米、0.2米，则被测物的质量为千克.若

秤坨有缺损时，则杆秤所示的质量值被测物的真实质量值（选填"小于"、"等于"

或"大于"）.

三、实验题

21.图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形

容器，中间有圆柱形的孔（图乙是浮子的放大示意图），壁的厚度忽略不计，浮子通过圆

孔套在直杆上，并与调节螺母紧密相连，手动上下移动调节螺母，可以使浮子的位置随之

上下移动，轻质细杆AB可绕。点旋转，A端与直杆底端相连，B端装有塞子当水箱的进水

孔进水，水面接触到浮子下端后，浮子内的空气开始被封闭压缩，随着水位继续上升，浮

子上升带动直杆向上运动，当水位上升到一定高度，A8杆处于水平位置时，塞子压住进水

⑴为测出浮子上底面的面积，现有刻度尺、量筒和水，请完成实验：

①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度打；

②将浮子装满水，用;

③浮子上底面的面积表达式：S产（用所测量物理量的符号表示）。

（2）若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露，用上述方法测得的浮子上底面的面积为

10cm2,外界大气压为1.0xl05pa,浮子、直杆、细杆AB、塞子的重力及所受浮力均不计，

忽略所有摩擦，当进水孔停止进水时，浮子内的气体压强为外界大气压强的1.2倍，

OA=6cm,OS=4cm,塞子受到水的压力为N«

⑶科学研究表明，一定质量的气体，在温度不变时，其压强与体积成反比，当进水孔的水

压过大时，塞子被冲开，水箱内的水位超过一定高度，会使水溢出，若通过移动调节螺母

的方法保证桶正常使用，应如何移动调节螺母：。

22.如图所示，是小王利用刻度均匀的杠杆进行探究"杠杆的平衡条件”。

<甲><z>（丙）

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母

向—（左/右）端调节，直到杠杆在水平位置平衡；

（2）如图甲所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂一个同样的钩码，杠杆

仍然在水平位置平衡；

（3）如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍

然处于水平位置平衡时，FxOC_GxOD；（选填"大于"、"小于"或"等于"）

（4）如图丙是根据"杠杆平衡条件”制作的只需要一个祛码的天平，横梁可绕轴。在竖直平

面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用祛码是实验室里常见的钩码，用

细线挂在右侧带刻度线的横梁上。

①下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填序号）：

A.将天平放在水平台面上时

B.调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记

C.将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处

D.由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量

E.将待测物体放在天平左侧的置物盘中

F.移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记

②调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的

重垂线将对准底座上标记的侧（填"左"或"右"）。

23.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右

端螺母向边旋一些（选填”左”或“右”）.

（2）调好后第一组按图乙进行实验第二组按图丙进行实验.当杠杆平衡时，则FiFi'

（填"（或,理由是。

（3）探究完成后同学们一致认为丙方案好，理由是。

（4）小明进行正确的实验操作后得到的数据为Fi=2N、b=20cm、E=4N和gOm小明根

据这些数据能否得出探究结论？,理由是。

24.如图所示，探究小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、若干相同钩码、弹簧测力

计（单位：N）等实验器材探究杠杆的平衡条件，在探究实验中：

闵

（1）在挂钩码前，小组发现杠杆左端高右端低（如图甲），应将杠杆两端的平衡螺母向

（选填“左”或“右”）端调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是为了方

便读出______;

（2）接着小组在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位

置平衡（如图乙），这时杠杆两侧受到的作用力大小（选填“大于”“等于”或

“小于”）各自钩码所受重力大小，若在A、B下方再增挂一个相同的钩码，则杠杆

（选填“左”或“右”）端将下沉；

（3）如图丙是已经调节平衡的杠杆，用弹簧测力计在杠杆C处竖直向上拉，在A处挂上适

当的钩码，使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计读数为,钩码总质量为

kg.（g取10N/kg）

25.小李在测定某滑轮组的机械效率时，得到下表中的两组数据.

序号物重G/N提升重物高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率n

160.12.50.460%

2160.150.480%

（1）该实验采用的实验装置图应为图中的（填“甲”或“乙”）.

（2）比较两组实验数据可初步得出：使用同一滑轮组提升物体，物体所受的重力越大，滑

轮组的机械效率越（选填"高”或“低”）.

8Q

甲乙

四、计算题

26.如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知当物体下降的距离为2m时，用时

4so工人的拉力为50N,工人质量为60kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）

⑴求工人放绳的速度；

（2）求滑轮组的效率ni；

⑶如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为小，已知公：02=4：3（物体在水中仍匀速

下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求：当物体完全浸没水中

后，工人对地面的压力。

27.用如图所示的滑轮组把一个重30N的物体沿竖直方向匀速提升0.6m,拉力是12N,不

计绳重与摩擦，求：

⑴该过程所做的有用功是多少？

⑵该过程所做的总功为多少？

⑶该滑轮组的机械效率为多大？（计算结果要求小数点后保留1位小数）

⑷该动滑轮的重力为多大？

28.如图所示，站在地面上的工人师傅利用滑轮组提升重为900N物体，10秒内物体匀速

上升的高度为1m,工人师傅的拉力F为400N,不计摩擦和绳重。求：

（l）10s内做的有用功；

⑵拉力F的功率；

⑶滑轮组的机械效率；

⑷若工人师傅的重力为700N,双脚与地面的接触面积为500cm2,匀速提升重为1200N的

重物时（如图所示），工人师傅对地面的压强。

29.用如图所示的滑轮组提升重物，摩擦不计，当物重G=1800N、拉力F为500N时，可

使物体匀速上升。求：

⑴当拉绳的速度为多大时，可使重物以0.65m/s的速度匀速上升；

⑵当被提起的重物G=2400N时，拉力F为多大时可以使物体匀速上升。

30.如图所示，两个和尚用轻质扁担来抬水，水桶和水的总质量为20千克。扁担在水平位

置平衡时，水桶悬挂点到甲和尚肩上支撑点的距离为0.8米，到乙和尚肩上支撑点的距离

为1.2米。

（1）求甲和尚对扁担的支持力。

（2）如果在水桶中多装入5千克水，要保持两和尚支撑点的位置及甲和尚对扁担的支持力

大小不变，求水桶悬挂点应移动的距离和方向。

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1.B

解析：B

【详解】

如图，杠杆处于平衡状态，根据杠杆平衡条件得

G铝xOA=G铜xOB

即

「铝g腺xOA—「铜g%xOB

则

33

4_。铜xOB_8.9x10kg/mx60cm_89

33

―Q铝xQ4-2.7xl0kg/mx20cm~~9

当两球同时浸没在水中，杠杆两端力乘以力臂，左端

（G铝—/铝）xOA=（夕铝g喔一夕水g%）xOA=（夕铝—。水）g/xOA---①

右端

<G铜一%铜）xOB=（夕铜g%-xOB=（2铜一。水）g%xOB一②

由①②得

（夕铝一。水）/xOA_（2.7g/cn?-Ig/cn?）x89x20cm

---------------------------------------------；-----------；------------------a1J./V1

33

（夕铜一。水）%xOB（8.9g/cm-lg/cm）x9x60cm

即左端力与力臂的乘积小于右端力与力臂的乘积，所以杠杆的右端（铜球端）下沉。故

ACD不符合题意，B不符合题意。

故选B。

2.D

解析：D

【详解】

A.由图可知，当物体运动2s时，路程是10cm,物体上升速度为

s物_10cm0.Im

=0.05m/s

t2s~2s~

故A错误；

B.动滑轮做的功

%=G动s物=f"物=0.05kgxlON/kgx0.Im=0.05J

故B错误；

c.当物体运动2s时，路程是10cm,有用功为

Wtj=G物s物=机物gs物=0.45kgxlON/kgxO.lm=0.45J

总功为

=Fs^=3.2Nx0.4m=1.28J

机械效率为

W045J

〃=」X100%=—X100%B35.2%

伍1.28J

故c错误；

D.根据图可知，当绳子运动2s时，路程是40cm,绳子的速度为

40cm0.4m八_,

咻=/=-----=-----=0.2m/s

t2s2s

拉力F的功率为

P=Fv^=3.2Nx0.2m/s=0.64W

故D正确。

故选Do

3.D

解析：D

【详解】

A.由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，即。=3,该滑轮组的机械效率

W总物nF

则绳子自由端的拉力

F=^—==12.5N

3x7；3x80%

故A错误；

B.滑轮组对物体做的有用功

W有用=於=3()Nxlm=3OJ

滑轮组做的总功

叱也=Fx3s=12.5Nx3xlm=37.5J

额外功为

%=Wa-%用=37.5J-30J=7.5J

由于绳有重力，绳与滑轮之间有摩擦力，故此额外功包括对动滑轮做的功和克服绳重及绳

与滑轮之间的摩擦做功的总和，故克服动滑轮重力做的额外功应小于7.5J,故B错误；

C.由B知对动滑轮重力做的额外功小于7.5J,动滑轮上升的高度为1m,根据W=G〃

知，动滑轮重小于7.5N,故C错误；

D.拉力做的总功为37.5J,用时1s,由尸=—得拉力的功率为

t

/,=%L=3L5£=37.5W

tIs

故D正确。

故选D。

4.B

解析：B

【详解】

A.由图知n=3,则绳子自由端移动的距离

s纯=35物=3v的t=3x0.2m/sxl0s=6m

故A错；

B.因为

77=—xl00%=&X100%=X100%=工X100%=80%

明片绳⑸物3F

所以物体与地面间的滑动摩擦力

/=3Fx80%=3x20Nx80%=48N

故B正确；

C.拉力做的功为

Wg,=Fs绳=20Nx6m=120J

拉力做功的功率

〃2W

t10s

故C错误；

D.有用功

W有=内物=加物t=48NxO.2m/sxl0s=96J

故D错。

故选Bo

5.D

解析：D

【详解】

AB.原来平衡时，migh=m2gk,

由图知，h>k,所以miVmz,

设移动相同的距离△/,则左边：mig(h-Al)=migh-migAlf

右边：m2g(k-4l)=m2gk-rmgH,

因为所以miRgVmzHg,

则mi(/r~4/)g>m2(/2-Mg,则杠杆的左端向下倾斜，故AB错误；

CD.因为-△/©,故往右边加入货物后杠杆平衡，

即:mi(h-Al)g=(m2+m)(l2-Al)g,

且migh二m2gE,

I

W----7,故C错误，D正确.

，2—2

6.B

解析：B

【解析】

A.如图，甲滑轮组由两段绳子承担物重，则Fi移动的距离为：电=2/7；

乙滑轮组由三段绳子承担物重，则F2移动的距离为：$2=3/2,所以邑>电，故A错误；

B.在不计绳重和摩擦时，月=g(G物+G动)；K=g(G物+G动)，所以F1大于F2,故B

正确;

C.在相同的时间内，匀速提升相同的高度，由于根据u=士得，V1小于"2,故C

t

错误；

D.在不计绳重和摩擦时，F1和F2做的功都为：W=（G物+G动）〃，即做功相等，故D错

误；

故选B.

7.A

解析：A

【解析】

分析：分别对质量为mi、m2、m3的物体进行受力分析，然后对照各选项逐一进行判断即

可.

解答：如图所示：

而

m2

甲U][jmi

a乙

A、根据定滑轮工作特点可知，绳子对甲物体的拉力等于物体乙对绳子的拉力，等于乙物

体的重力，所以，绳子对甲物体的拉力大小为mig,故A错误：

B、对乙物体进行受力分析可知，此时乙物体的重力与绳子对乙物体的拉力是一对平衡力，

所以，绳子对乙物体的拉力大小为mig.故B正确；

C、弹簧中拉力为乙物体与甲物体的重力之差，即（mi-m2）g,故C正确；

D、对丙物体进行受力分析可知，物体丙受到地面的支持力、甲物体的压力（等于重

力）、乙物体的拉力（等于重力）三个力的作用，地面对丙物体的支持力大小为（mz+m3-

mi）g.故D正确.

故选A.

【点睛】此题考查定滑轮及其工作特点、力与运动的关系，关键是对各个物体进行正确的

受力分析，有一定难度！

8.B

解析：B

【解析】

A.借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则WLGh=Fih,故A错误；BCB拉

力所做的总功：We=F2L,额外功W儆=W,「W产F2LFih,故B正确，C错误；D.机

匕Fh?

械效率n=G厂=；7丁，故D错误.故选B.

唯F2L

9.D

解析：D

【解析】

若以。点为支点，则作用在4点的最小力应垂直杠杆斜向下，此时加为动力臂，DC为阻

力臂，如下左图所示，若以8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，8c为阻力臂，如下右图所示.

尸Rx/)C1800Nx0.4m.

山左:国可得：F]xDA=ExDCFI==…=6()(K)rN

DA1.2m

由右图可得：F3XBA=F2XBC

„xBC1800Nx0.2/n.

月=———=------------=200NFi<Fi故本题选D.

BA1.8/〃

【点睛】要克服思维定式，不能只想到以。点为支点，动力方向垂直杠杆斜向下，把另外

一种情况遗漏.

10.B

解析：B

【解析】A、刹车时，人施加一个很小的力，就可以对车轮产生一个很大的摩擦力，应用杠

杆和摩擦的知识，故A正确：

B、自行车的车把相当于一个以中间的轴为支点的省力杠杆，故B错误；

C、脚蹬在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C正确.

D、轮胎制有花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故D正确.

故选B.

二、填空题

11.8000

【详解】

⑴物体此时处于静止状态，所受的是平衡力，所以合力为0。

⑵物体此时竖直方向受到三个力的作用：竖直向上的拉力、竖直向上的地面对

物体的支持力和竖直向下的重力。而地面对

解析：8000

【详解】

⑴物体此时处于静止状态，所受的是平衡力，所以合力为0。

⑵物体此时竖直方向受到三个力的作用：竖直向上的拉力、竖直向上的地面对物体的支持

力和竖直向下的重力。而地面对物体的支持力和物体对地面的压力是一对相互作用力，所

以

Fa=Fi=G-Fa=200N-180N=20N

那么物体对地面的压强

尊=20N

=8000Pa

S0.05x0.05m2

12.【详解】

在左图中，LOB是阻力臂，LOA是动力臂，因为LOB=LAB,所以

又因为所以

右图中，LOB是动力臂，LOA是阻力臂，因为，所以

由①②可知。

解析：4F=F

【详解】

在左图中，LOB是阻力臂，LOA是动力臂，因为LO8=LAB,所以

又因为向/=GLOB所以

F=_LG…①

2

右图中，是动力臂，LOA是阻力臂，因为尸q8=GL°A，所以

F=2G…②

由①②可知4尸=尸。

13.40

【详解】

杠杆B端受到的拉力为；

因为，

所以，

即；

M物体的重力为，

地面对物体M的支持力为，

所以物体M对地面的压力与支持力相等，为.

【点睛】

理解M的重力与对杠杆的拉力之差就是地面对

解析:40

【详解】

杠杆B端受到的拉力为FB=GB=mBg=10kgxl0N/kg=WON;

因为耳。=84,

所以乙・。4=心・。8,

F•OR2

即尼=-^-----=100Nx-=200N;

，OA1

333

M物体的重力为6“=mMg=pMVMg=3x\O^kg/mx8x1O-mx1ON/kg=240N,

地面对物体M的支持力为N=G,“-吊=240N-200N=40N,

所以物体M对地面的压力与支持力相等，为/=N=40N.

【点睛】

理解M的重力与对杠杆的拉力之差就是地面对M的支持力，根据力的作用相互性可以得

到M对地面的压力，关键还是杠杆平衡条件的灵活运用.

14.80%

【分析】

由图甲可知，承担物重的绳子股数n=2,则绳子自由端移动的速度等于物体升

高速度的2倍；由图乙可知圆柱体A离开水面后拉力F的功率，利用求绳子自

由端的拉力，而不计绳重、摩擦及阻力

解析：80%

【分析】

由图甲可知，承担物重的绳子股数。=2,则绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的2

倍；由图乙可知圆柱体A离开水面后拉力F的功率，利用P=bn求绳子自由端的拉力，

而不计绳重、摩擦及阻力，拉力F=,（GA+G轮），据此求A的重力；由图乙可知圆柱体

A在水中拉力F的功率，由P=FV得绳子自由端的拉力，不计绳重、摩擦及阻力，拉力

F=；（GA-/+G轮），据此求浮力大小；不计绳重、摩擦及阻力，利用

%GA—F淳

〃=言=/尸、「求物体浸没水中时的机械效率。

%.GA+Q「场

【详解】

［1］由图甲可知，"=2,则拉力F拉绳的速度

v=2VA=2xlm/s=2m/s

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

p'420W

尸'=二=上比=210N

v2m/s

不计绳重、摩擦及阻力，拉力尸=］（GA+G轮），A的重力

GA=2尸'-G轮=2X21ON—6()N=360N

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

P_300W

150N

v2m/s

不计绳重、摩擦及阻力，拉力E=g（GA-5孚+G轮），物体浸没在水中时受到的浮力

。=GA+G轮-2F=360N+60N-2x150N=120N

⑵物体浸没在水中的机械效率

WC（G.-F^}h360N-120N

〃=上x100%=^xl00%=——xl00%=80%

W&（GA—七+G轮）〃360N-120N+60N

15.F=l/2（G+0.4N）0.4大

【解析】

不计绳重和摩擦时，动滑轮省一半力，即，

从表格中选任一数据代入得：，解得：，

所以拉力F与重力G的关系式是：；

机械效率为有用功

解析：F=]/2（G+0.4N）0.4大

【解析】

不计绳重和摩擦时，动滑轮省一半力，即F=g（G物+G滑轮）,

从表格中选任一数据代入得：0.7N=g（lN+G滑轮），解得：G滑轮=（）.4N,

所以拉力F与重力G的关系式是：F=g（G物+0.4N）；

机械效率为有用功与总功的比.要提高机械效率，可以减小做功过程中的额外功或增大有

用功.所以随着物重的增加，有用功增加，而额外功不变，则动滑轮的机械效率变大.

点睛：重点是动滑轮省一半力的应用和机械效率的判断，当一次做功中有用功增大时，或

额外功减小时，有用功与总功的比都会增大，即机械效率增大.

16.费力

【解析】以杠杆为研究对象，杠杆A点受到物体G对其竖直向下的拉力FA和B

点竖直向下的拉力FB,杠杆不动，即处于平衡状态.根据杠杆的平衡条件，所

以FAXOA=FBXOB.由于FB=600N,0A=

解析：费力

【解析】以杠杆为研究对象，杠杆A点受到物体G对其竖直向下的拉力片和B点竖直向下

的拉力杠杆不动，即处于平衡状态.根据杠杆的平衡条件，所以温义。1=”义必.由于

片=600N,0归30B,可以求得£=200N.由于物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体G

的拉力竖直向上且等于200N.以物体G为研究对象，其受到三个力的作用：杠杆对其向上

的拉力尸拉=200N,重力为280N,地面对其竖直向上的支持力少交.物体处于静止状态，所

以这三个力平衡即：G=FdF及,从而可以求得尸支等于80N,因为物体处于平衡状态，所以

尸武尸土=80N.由图示情况可知，动力臂小于阻力臂，所以此木杆为费力杠杆.

故答案为：80；费力

17.10085%

【解析】

工人做的有用功：

W有用=Gh=425Nx4m=1700J,

因为使用的是动滑轮，所以拉力移动的距离s=2h=2x4m=8m,

工人做的总功：

W总=Fs=2

解析：10085%

【解析】

工人做的有用功：

/fOTi=6ft=425NX4m=1700J,

因为使用的是动滑轮，所以拉力移动的距离s-2/F2X4m=8m,

工人做的总功：

W+=/^250NX8m=2000J,

所以，/题外=oi=2000J-l700J=300J,

拉力的功率：P=%=迎虫=100W；

t20s

动滑轮的机械效率：〃=串xI00%=以%xl00%=85%.

W，Y，2(XX)J

故答案为(1).2000(2).100(3).85%

18.10

【解析】

如图所示，弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N；则物体A受

到拉力为10N；又因物体A做匀速直线运动，则物体A与水平桌面的摩擦力与

物体A受到拉力是一对平衡力，则摩擦

解析：10

【解析】

如图所示，弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N；则物体A受到拉力为

10N；又因物体A做匀速直线运动，则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一

对平衡力，则摩擦力大小也是10N；

拉力F=2六2xlON=2ON.

故答案为20；10.

19.先变小后变大

【解析】

试题分析：先过支点作拉力F1的力臂，然后根据直角三角形30。角对应的直角边

等于斜边的一半（即杠杆OA长度的一半）；

已知F1的力臂、物体对杠杆向下的拉力和对应的力臂，

解析：先变小后变大

【解析】

试题分析：先过支点作拉力Fi的力臂，然后根据直角三角形30。角对应的直角边等于斜边

的一半（即杠杆OA长度的一半）；

己知Fi的力臂、物体对杠杆向下的拉力和对应的力臂，根据杠杆平衡的条件即可求出拉力

的大小.

根据Fi与杠杆间的夹角为90。时力臂最大，所以拉力的力臂先变大后变小，再利用杠杆平

衡的条件分析拉力的变化.

解：过支点作拉力Fi的力臂OC,如图所示：

从图中可以看出，OBC为直角三角形，而直角三角形30。角对应的直角边等于斜边的一

半，故拉力Fi的力臂为

又因为作用在杠杆A处的拉力大小等于物重10N,对应的力臂等于£OB，且作用在杠杆上

的动力臂等于阻力臂，所以动力等于阻力，即Fi=G=10N.

因为当Fi与杠杆间的夹角为90。时，对应的力臂最大，所以Li先变大后变小；

根据杠杆平衡的条件可得：F[L产GXaOB，即阻力与阻力臂的乘积不变，而L1先变大后

变小，故Fi先变小后变大.

故。等答案为10,先变小后边大.

C平

【点评】本题考查直角三角形角和边的关系以及杠杆平衡条件掌握情况.

20.4大于

【详解】

⑴如图,

・•,杠杆平衡，得：

G1IOA=G2IOB,

即：

mlglOA=m2glOB,

得:

⑵若秤坨有缺损，m2减小，而G1I0A不变，所以IOB要

解析：4大于

【详解】

[1]如图,

A0\B

O

[jt

J▼

%%

・••杠杆平衡，得：

G1/OA=G2/OB,

即：

mig/oA=m2g/oB.

得：

如，OB0.1kgx0.2m.

m,=-°■=-----------------=0.4kg

[ZOA0.05m&

⑵若秤坨有缺损，m2减小，而GI/OA不变，所以/OB要变大，杆秤所示的质量值要偏大.

三、实验题

V

21.量筒测出浮子里面水的体积V-30适当向下移动

h

【详解】

⑴卬将浮子装满水，利用量筒测出浮子里面水的体积入

⑵根据体积计算公式，可知浮子上底面的面积表达式为

sk=-

(2)[3]已知浮子内的气体压强为

P=L2Po

则浮子内外气体压强差为

=O.2〃o

浮子上底面所受内外气体压力差方向向上，为

AF=bpS=0.2PoS

浮子对直杆A端向上的作用力为

4=△尸

以细杆为研究对象，处于水平位置时，根据杠杆平衡条件可知

FAOA=FBOB

则塞子受到水的压力为

5-42（

Fg=R•—=O.2poS—=0.2xl0Paxl0xl0mx^^=30N

BAOB"°OB0.04m

⑶⑷当进水孔的水压过大时，应适当向下移动螺母，减小浮子内部气体的体积，使浮子内

部的压强变大，则A端受到的向上的拉力就变大，根据杠杆平衡条件可知塞子对水的压力

就变大，则塞子就不容易冲开。

22.右6大于ACBEFD左

【解析】

【详解】

第一空.杠杆静止时杠杆左端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应向右调节平衡螺母;

第二空.设一个钩码的重力为G,杠杆一小格的长度为L,则由杠杆平衡条件64可

得:

S=6G

2L

即需要在B点处应挂6个同样的钩码；

第三空.由图乙可知支点位置位于杠杆右侧，因此杠杆在水平位置平衡时不能排除杠杆自

重的影响，因此FxOC大于GxOD；

第四空.A.将天平放在水平台面上；

C.将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处（相当于游码回零）；

B.调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记（相当于移动平衡螺

母使指针指到分度盘的中央位置）；

E.将待测物体放在天平左侧的置物盘中（相当于左盘放物体）；

F.移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记（相当于增减祛码或移动

游码使天平重新平衡）：

D.由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量；

第五空.调节天平至水平位置平衡时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记；把待测物

体放在天平左侧的置物盘中时，则左盘下降，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的左

侧。

23.右>丙图中的动力臂大力臂在杠杆上，便于测量力臂不能实验次数太少，不

能得出普遍性规律

【详解】

（1）卬如图，杠杆的右端上翘，应使杠杆两端的平衡螺母向右端移动。

⑵⑵⑶乙丙两图中，杠杆都在水平位置平衡，阻力和阻力臂不变。丙图中，当弹簧测力计

垂直杠杆时，力臂在杠杆上，为。8的长：乙图中，当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，力臂

会减小，小于。8的长；倾斜拉动杠杆在水平位置平衡时，力臂变小，根据杠杆平衡条件

知，动力变大，所以

即原因是乙图中动力臂小，丙图中的动力臂大。

⑶［4］丙图，杠杆在水平位置平衡，力垂直作用在杠杆上，则力臂在杠杆上，便于测量力臂

大小。

⑷⑸只有•次实验数据，总结实验规律得出结论，规律很具有偶然性，所以根据这些数据

不能总结规律，因为实验次数少。

【点睛】

要得到一个普遍性的规律，应多次实验，注意多次实验时，应选择不同的力臂大小和动

力、阻力大小，避免实验的偶然性，使结果更有说服力、更具普遍性。

24.左力臂等于左3N0.2

【解析】

试题分析：(1)杠杆重心右移应将平衡螺母向左调节，直至重心移到支点处；由于力臂是

支点到力的作用线的垂直距离，调节杠杆在水平位置平衡时，可以方便的读出力臂；

(2)杠杆两侧受到的作用力大小等于各自钩码所受重力大小；［设杠杆的一个小格为L,-

个钩码的重力为G,分别加挂一个相同的钩码后：左边=5G'3L,右边=7Gx2L,左边〉右

边，所以，杠杆不能平衡，杠杆右端上升，左端下沉；

(3)图中弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为3.0N；设杠杆的一个小格为

L,钩码的质量为G,根据杠杆平衡条件可得，Gx3L=3.0Nx2L,则G=2萼骂=2N,所以

3L

钩码的总质量m=-^=—―=0.2kg.

g10N/kg

考点：探究杠杆的平衡条件实验

25.(1)甲(2)高

【解析】

试题分析：图甲中是由n=4段绳子提升重物的，图乙中是由n=5段绳子提升重物的，表格

中提升重物的高度都为h=0.1m,绳端移动的距离都为S=0.4m,根据S=nh故实验装置图应

为图甲，再根据表格数据当物重为6N时，机械效率为60%,据当物重为16N时，机械效

率为80%,故物体所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高.

考点：滑轮组机械效率.

四、计算题

26.(1)2m/s；(2)80%；(3)625N

【详解】

⑴物体下降速度为

h2m八三,

v=—=----=0.5m/s

t4s

由图知，n=4,绳子上升的速度为

4V物=4x0.5m/s=2m/s

(2)绳子运动距离

s=4/z=4x2m=8m

放绳子的有用功

叫用i=G〃=160Nx2m=320J

放绳子的总功

W&1=Fs=50Nx8m=400J

滑轮组的效率

=1^21x100%=80%

&400J

⑶物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳

子的拉力，由尸=红土人可得，动滑轮重力

G动=4F-G=4x5()N-160N=40N

已知公：A=4：3,则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为

33

?=