02功能转化杠杆滑轮与受力分析（原卷版）

备考2022年考前易错点查漏补缺02功能转化、杠杆、滑轮与受力分析一、功能转化与受力分析1．（2021九上·诸暨期中）如图所示，用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱，拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙，长度为SAB，水平面CD光滑，长度为SCD，运动时间分别为tAB、tCD，运动速度分别为vAB、vCD。则（）A．若SAB=SCD，则拉力在AB段做功较多B．若SAB>SCD且tAB=tCD，则拉力在AB段做功较快C．若SAB=SCD且tAB>tCD，则拉力在AB段做功较快D．若vAB=vCD，则拉力在AB段和CD段做功一样多2．（2021九上·绍兴期中）在甲、乙两图中，甲图地面粗糙，乙图地面光滑．质量分别为m、2m的两个物体在大小都为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是（）A．甲图中F做的功小于乙图中F做的功B．甲图中F做的功等于乙图中F做的功C．甲图中F做的功大于乙图中F做的功D．条件不足，无法比较3．（2021·宁海模拟）在某次跳伞训练过程中，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s。在这个过程中运动员（）A．受到的重力小于阻力B．下落的平均速度20m/sC．机械能先增加再减小最后保持不变D．重力做功的平均功率为5×103W4．（2021·余姚模拟）放在水平地面上的一物块，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，物块速度v与时间t的关系如图乙所示，下列说法正确的是()A．0~2s内物块没有推动，推力小于摩擦力B．2~4s内物块受到的摩擦力与水平推力是对平衡力C．t=3s时，物块受到的摩擦力为f=3ND．物块在4s6s时间内水平推力做功为16J5．（2021·宁波模拟）如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（）A．W1＞W2B．W1＜W2C．f1＞f2 D．f1＜f26．（2021九下·台州开学考）如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点时小球到达最右端的位置。则小球a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（）A．小球在b点，小球的速度最小B．小球在a点，弹簧的弹性势能最小C．从a点到b点，小球的动能逐渐增大D．从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小7．（2019·义乌模拟）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物块m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定，试判断下列说法中正确的是（）A．物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小B．物体从A到C动能一直在减小C．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小D．物体动能最大的位置在B和C之间8．（2019·富阳模拟）如图所示，原长为1的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J.则木块最终静止的位置一定不可能位于(B／C／D)点，整个过程中木块克服阻力做的功是J，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于(B／C／D)点。9．（2017九上·乐清月考）用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，在此过程中弹簧的弹性势能增加量为。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力（选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力。（整个过程中不计能量损耗）10．（2018九上·义乌月考）如图甲所示，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的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2秒末时，物体处于状态，第6秒末到第9秒末，推力F做功是焦耳,36秒时物体受到的滑动摩擦力为牛。二、杠杆与受力分析11．（2021·海曙模拟）如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB=20A，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则()A．物体M的密度为0.6×103kg/m3B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.4kgC．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为31N12．（2020九上·杭州月考）在杠杆的两端挂着质量和体积都相同的铝球和铁球,这时杠杆平衡；将两球分别浸泡在质量和溶质质量分数都相同的稀硫酸中(如图所示)，直至两个烧杯中均没有气泡产生为止，两球的外形变化不大且无孔洞出现。下列推测中正确的是（）①反应结束后，烧杯甲中的溶液质量大；②反应结束后，烧杯乙中的溶液质量大；③拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向A端移动；④拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向B端移动A．①③ B．①④ C．②③ D．②④13．（2020九上·兰溪期中）如图所示，光滑带槽的长木条AB（质量不计）可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细线连接在地板上，OA=0.6m，OB=0.4m。在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C，C的密度为0.8×103kg/m3，B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块C缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态，然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0，下列结果不正确的是（忽略细线的重力，g取10N/kg）（）A．木块受到的浮力为0.5NB．木块C受到细线的拉力为0.3NC．小球刚放在B端时A端受到细线的拉力为2.2ND．小球的运动速度为0.2m/s14．一根金属棒AB置于水平地面上，现通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示。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x的关系如图乙所示。根据图像，下列说法中正确的是（）A．该金属棒的长度L＝1.6mB．在B端拉起的过程中，当x1＝0.6m时，测力计的示数为F1＝1.5NC．当x2＝1.6m时，测力计的示数为F2＝5ND．金属棒的重心到A端的距离为0.6m15．一个600N重的成年人和一个小孩都过一道4m宽的水渠，成人从左岸到右岸，而小孩从水渠右岸到左岸，两岸各有一块3m长的坚实木板，他们想出了如图的方式过渠，请分析在忽略木板自身重量和木板叠交的距离情况下，要使成年人和小孩都能平安过渠，小孩的体重不能轻于多少牛？()A．100N B．200N C．300N D．400N16．（2019九上·余杭月考）一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫物块C，恰好使木板水平放置，如图所示．现在水平力F将C由B向匀速推动过程中，下列相关说法中（）①物块C对木块AB的摩擦力方向向右②木板AB仅受重力和物块C对它的支持力的作用③物块C受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力④推力F将逐渐变大A．只有①④正确 B．只有②③正确C．只有①②正确 D．只有③④正确17．（2021九上·宁波月考）安全阀常作为超压保护装置。如图是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意图，阀的横截面积S为6cm2，OA∶AB=1∶2，若锅炉能承受的最大压强为5.81×105Pa，大气压强为1.01×105Pa，则在B处应挂N的重物。若锅炉承受的最大压强减小，为保证锅炉安全，应将重物向（选填“左”或“右”）移动。18．（2020九上·温州月考）如图所示，质量为m的人站在质量为m2的均匀木板AB的中点，木板可以绕B端转动，2若以人的重力为动力，这属于（选填“省力”或“费力”）杠杆。要使木板处于水平状态不动，此人拉力的大小为19．如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA=20cm，G1为边长是5cm的正方体，G2重为20N。当OC=10cm时，绳子的拉力为N，此时G1对地面的压强为2×104Pa。现用一水平拉力，使G2以cm/s的速度向右匀速运动，经过12.5s后，可使G1对地面的压力恰好为零。20．（2022·杭州模拟）疫情的暴发给生活带来诸多不便，但却加快了线上教学的发展．为了更流畅的呈现板书，金老师将、底面为正方形的底座、大理石组装成了如图甲的拍摄仪，其主要结构如图乙．组装流程：将摄像头端伸出底座，另一端用长方体大理石竖直向下压在末端，固定．已知所用长度为20cm，质量为160g且分布均匀，大理石质量为240g．（1）为扩大拍摄范围，并防止掉落，求可以伸出底座外的最大长度．（2）徐老师也组装了一个拍摄装置如图丙．所用与金老师同款，底面为正方形的底座边长为4cm，左侧有12cm伸出底座．假设重物挂在的最边缘，求保证不掉落的重物质量范围．21．（2021·鄞州模拟）如图光滑带槽的长木条AB可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细线连接在地板上，OA=0.2m，OB=0.3m。在木条的B端通过细线悬挂一个质量为700g长方体物块，并处于底面积为50cm2的圆柱形容器中，且物块始终不与容器底部接触，杠杆在水平位置保持平衡。先把质量为750g的水注入容器中，水未溢出，水面静止后，物块有一半体积露出水面，且杠杆仍在水平位置平衡，水对容器底面的压强为2000Pa。然后，让质量为900g的小球从B端沿槽向A端匀速运动，经过3s后，A端细绳的拉力为零。整个过程中，细绳不会断裂，长木条AB和细绳的质量不计，求：（1）加水前杠杆平衡时，A端细线对地面的拉力。（2）加水稳定后，物块受到的浮力。（3）物块的密度。（4）小球运动的速度。22．如图所示，质量不计的木板AB长1.6m，可绕固定点O转动，离O点0.4m的B端挂一重物G，板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住，木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N，木板水平平衡。（1）在图上作出绳对木板的拉力的力臂。（2）求重物G的大小。（3）之后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球，若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动，问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零？(g取10N/kg，绳的重力不计)三、滑轮与受力分析23．（2022·慈溪模拟）如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G=80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的图像如图丙所示。已知在24s内重物上升的竖直高度为2m，则下列说法错误的是（）A．动滑轮重为20NB．02s内重物对地面的压力为40NC．24s内，绳自由端下降的平均速度为2m/sD．46s内，拉力F的功率为100W24．（2021九上·义乌期中）如右图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连。此时物体A在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动，此时测力计的示数为450N；在物体B下加挂重为60N的物体C后，用水平向右的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s。已知每个滑轮重均为50N，若不计绳重及滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是（）A．物体A所受滑动摩擦力大小为100NB．水平向右的力F的大小为400NC．物体B所受重力为400ND．拉力F做功的功率为63W25．（2021·余姚模拟）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长)；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（）A．拉力F的功率为1.0WB．物体A受到的摩擦力为16NC．滑轮组的机械效率为75%D．拉力F增大到10N时，物体B开始向左运动26．（2021九下·诸暨期中）如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A对于地面静止，物体B以一定速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。则A与地面、A与B之间的摩擦力、弹簧测力计的示数大小分别为（）A．2N6N9N B．6N6N6N C．4N2N9N D．2N6N6N27．（2021九下·杭州开学考）如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法不正确的是（）A．物体A受到地面水平向右3N的摩擦力B．物体A受到B的摩擦力是2NC．滑轮移动的速度是0.1m/sD．拉力F做功功率为4W28．（2020九上·镇海月考）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度ℎ随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（）A．01s内，地面对物体的支持力是10NB．12s内，拉力F做的功是187.5JC．23s内，拉力F的功率是100WD．23s内，滑轮组的机械效率是62.5%29．（2020九上·鄞州期中）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N．下列说法正确的是（）A．物体A受到的摩擦力为10NB．拉力F的功率为1.5WC．滑轮组的机械效率为80%D．拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动30．（2020九上·杭州月考）如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，以下有关弹簧测力计示数的关系，正确的是（）A．FA＝FB＝FC B．FA＝FB＝3FCC．2FA＝3FC＝FB D．3FA＝6FC＝2FB31．如图，A物体在大小为10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动(不计滑轮与细绳的摩擦及重力)，若A物体与桌面间的摩擦力为1N，g取10N/kg，下列说法中错误的是（）A．拉力F做功的功率是3WB．B物体的质量是2.7kgC．B物体上升的速度是0.1m/sD．A物体运动1s则B物体克服重力做功3J32．（2019·绍兴）如图是上肢力量健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB=3BO，配重的重力为120牛。重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛。在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。已知F1：F2=2：3，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是（）A．配重对地面的压力为50牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛B．配重对地面的压力为90牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛C．健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛D．配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛33．（2021九上·金华期中）如图所示，光滑水平地面上有一块足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮(不计滑轮自重及轴心的摩擦)，木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。在绳端3牛的水平拉力F的作用下，木板向右匀速运动了0.4米，弹簧测力计的示数是，该过程中拉力做的功为。34．（2020九上·诸暨期末）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长)；物体B静止在地面上，受到地面水平向右4N的摩擦力，绳重及摩擦不计。（1）拉力F做功的功率为W。（2）物体A向左做匀速直线运动时，弹簧测力计示数为N。35．（2020九上·宁波月考）如图所示，物