资源简介

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专题5：简单的机械相关问题
一、单选题
1．长期低头会对颈部肌肉造成损伤，图中A点为头部重力作用点，B点为颈部肌肉受力点，下列能正确表示人低头时杠杆示意图是（　　）
A． B．
C． D．
2．我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（　　）
A．如图杠杆中“权”的质量小于“重”的质量
B．“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小
3． 如图，“胜哥”用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（　　）
A．每次倒入空桶的液体体积相同
B．秤的刻度值向右越来越大
C．悬点O适当右移，秤的量程会增大
D．增大M的质量，秤的量程会增大
4．生活中处处有科学。下列日常工具，在使用时属于省力杠杆的是（　　）
A．钓鱼竿 B．大铡刀
C．筷子 D．定滑轮
5．人的前臂相当于一根杠杆，对于这根杠杆在提起重物的过程中，下列分析合理的是（　　）
A．前臂杠杆的支点O在肘关节处 B．肱二头肌给桡骨的力F 是阻力
C．重物给前臂的力F 是动力 D．前臂是一根省力杠杆
6．“胜哥”的家乡金华盛产甘蔗。如下图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。若要较省力地切甘蔗，下列做法正确的是（　　）
A．甘蔗放在a点，施加F1的力 B．甘蔗放在a点，施加F2的力
C．甘蔗放在b点，施加F1的力 D．甘蔗放在b点，施加F2的力
7．如图所示，下列滑轮使用过程中（不计摩擦、滑轮重力和绳重）可以省力的是（　　）
A． B．
C． D．
8．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了滑轮的课程后，对相关知识有了深刻的理解。小科将甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　）
A．定滑轮质量一定是0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等
9．“胜哥”分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦.针对这一现象，小科看到后得出了以下4个结论：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率其中正确的结论共有几个？（　　）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
10．如图所示，小科用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦，这一过程中，下列说法错误的是（　　）
A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%
11．如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为fB和fC，则下列判断正确的是（　　）
A．fB＞fC B．fB＜fC C．ηB＜ηC D．ηB=ηC
12．小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素，斜面长为L，高为h，他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是（　　）
A．改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响
B．该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功
C．该斜面的机械效率为Ghx100％
D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率
13．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了滑轮的课程后，想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，如图所示，并测算了各次实验装置的机械效率。关于他的实验过程，下列说法中不正确的是（　　）
A．由①②可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B．由②③可知：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越低
C．在①实验中，应匀速竖直向上拉动绳子
D．为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
二、填空题
14．图甲是一种落地式海报架，图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆，水平向右的风将其吹倒的瞬间，支点是　 　（选填“B”或“C”）。适当增大∠BAC角度的大小，能否使海报架抵抗更大的风力？判断并说明理由　 　。
15． 一根轻质杜杆 ， 长为 ， 用细绳系于 点处悬挂起来，在 端各挂一个重物， 此时杜杆处于静止状态， 其中 ，如图所示。则：
（1） 如图所示杠杆　 　(填“是”或“不是”) 处于平衡状态。
（2） B 端物体重 ， 则 端物体重　 　N。
16．如图所示，有一根均匀铁棒，长为10cm，OA=2.5cm，重力G=600N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为　 　N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F应为　 　N。
17．如图所示，小科用180N的拉力F使重1000N的物体以1m/s的速度做匀速直线运动，已知物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.3倍。
（1）绳子自由端移动的速度是　 　。
（2）物体受到的拉力为　 　。
（3）滑轮组的机械效率为　 　。
18．如图所示，沿粗糙斜面匀速将一个重为G的物体拉到斜面顶端，斜面长s，高h。若拉力做功为W，则这个斜面的机械效率是　 　×100%，物体受到的摩擦力是　 　。(以上两空均用字母表示结果）
三、实验探究题
19．小科通过微信公众号“胜哥课程”观看了《探究杠杆的平衡条件》科学视频，马上进行了如下 实验：
（1）如图a所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向　 　旋（选填“左“或“右”）。
（2）如图b所示，在A位置上挂两个相同钩码，应该在B位置挂上　 　个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
（3）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
20．投石器是古代的攻城利器，科学小组同学想进一步了解投石器，开展了以下项目化学习研究：
[项目制作]经讨论后，利用配重、小石块、木杆、细绳、网兜等器材，制成投石器，如图。
[项目研究]
①松开系绳，配重下降，装有石块的一端快速上升，木杆停止后，石块被投出，记录石块投射的距离。
②调整系绳的长度，改变投射角度θ，记录投射距离，重复实验，数据如表。
投石器测试(m石块=50克)
投射角度θ 15° 30° 45° 60° 75°
投射距离(米) 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8
（1）小组同学探究的问题是　 　 。
（2）根据表中数据，可得出的结论是　 　。
[项目迭代]为使投石器能将石块投得更远，请你写出一种方法　 　。
21．某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程如下：(本实验均使用轻质杠杆)
实验1：在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验记录多组数据得出：F1×s1=F2×s2(注：s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验，也得到了同样的结论。
该结论适用于所有平衡时的杠杆吗
实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即： ▲
实验次数 F1/N s1/cm F2/N s2/cm l2/cm
1 1.0 10.0 0.5 21.3 20.1
2 1.5 20.0 1.0 31.7 29.8
3 2.0 30.0 2.5 25.5 24.0
s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢 研究小组的同学观察到：支点到F1的作用点的距离(s1)与支点到的作用线的距离(l1)是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3：
①移动钩码，使杠杆倾斜或匀速转动并使杠杆处于平衡状态。
②记录F1、s1、I1和F2、s2、I2。
③ ▲ ，多次记录杠杆处于平衡时的F1、s1、I1和F2、s2、I2。
④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。
最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1×l1=F2×l2。利用此平衡条件可以解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力。请回答
（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是　 　
（2）将实验3中的③填写完整。　 　
（3）请分析用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是　 　
22．滑轮组
⑴用弹簧测力计测出一组钩码的重力，填入表3-5中。
⑵用棉线把2个滑轮组合起来，其中一个作为定滑轮，另一个作为动滑轮，组成一个滑轮组，如图3-7甲所示。将滑轮组的上端挂在支架上，下端挂上钩码，用弹簧测力计系住棉线的另一端，拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升，读出此时弹簧测力计的示数，填入表3-5中。将拉力与钩码的重力进行比较，看看是否省力，算出拉力与重力的比值，填入表3-5中。
⑶数一数此时吊着动滑轮的棉线有几根，填入表3-5中。
⑷保持滑轮的个数不变，改变绕线方法，如图3-7乙所示，重复步骤2和3。
表3-5记录表
实验 钩码的重力大小(牛) 拉力的大小(牛) 拉力与重力之比 吊着动滑轮的绳的根数
甲 　 　 　 　
乙 　 　 　 　
⑸实验结论：　 。
23．下雨天，小颖站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌。她想，雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢？她提出了两种猜想：①雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关；②雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关。自己的猜想是否正确呢？为此，她设计了一个如图的装置（斜面光滑且较长，倾角α可调），用小球模拟雨滴进行了如下的探究活动：
表一
质量m/g 3 6 8 12 20
时间t/s 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7
表二
倾角α/° 15 30 45 60 75
时间t/s 1.9 1.6 1.2 1.6 1.9
（1）如图甲，保持斜面的倾角α不变，换用不同质量的小球，让它们分别从斜面的顶端由静止释放，测出小球下滑的时间如表一。小颖经过分析得出如下结论：　 　。
（2）不改变底边的长度，多次改变倾角。让同一小球从斜面的顶端由静止释放（如图乙）测出每次下滑的时间如表二。小颖对上述数据：进行了归纳分析，得出的结论是　 　。根据实验可知，为了减少雨水在屋面上流淌的时间，在建造人字形屋面时，屋面的倾角应该以　 　为宜。但实际建造房屋时，屋面倾角通常小于这个角，其原因之一可能是　 　。
24．小西想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？进行了以下的实验设计，他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：
实验次数 斜面倾角θ 物块重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长
s/m 有用功
W有/J 总功
W总/J 斜面的机械效率
① 300 5.0 0.6 4.2 1.2 3.0 5.0 　
② 300 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8 　 60%
③ 450 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71%
（1）根据表格中数据，第①次实验时，斜面的机械效率为　 　%。
（2）根据表格中数据，第②次实验时，物体所受到的斜面的摩擦力大小是　 　N。
（3）从三次实验结果中可以得到的结论是：斜面的机械效率与　 　有关。
25．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：
次数 钩 码重/N 动 滑 轮重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械 效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 \
3 6 0.8 5 \ 15 \
（1）在实验操作中应该使钩码　 　(选填“快速”或“缓慢”)匀速上升。
（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约　 　。
（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为 F，钩码重记为G，动滑轮重记为G/，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是 。
A．η＝ B．η＝
C．η＝ D．η＝1－
26．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2牛，测得的数据如表：
次数 钩码总重G/牛 钩码上升的高度h/米 测力计示数F/牛 测力计移动距离s/米 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 　
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上　 　拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为　 　，若不计绳重与摩擦，动滑轮重为　 　牛。
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用　 　图做的；第4次实验是用　 　图做的。(填“a”“b”或“c”)
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，　 　可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率　 　。
（5）分析第3、4次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度　 　。
（6）若小明在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则测出的机械效率将　 　(填“变大”“不变”或“变小”)。
四、解答题
27．图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2中杠杆AB，移动支架，可使支点О在AB间移动。杆水平静止，忽略杆重；
（1）人对杆的压力为F1，绳对杆的拉力为F2，F1、F2竖直向下；①在图2中画出F1的力臂； ②F2的力臂=　 　(用F1、F2、表示)；
（2）同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点О使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点O应向　 　(选填“A”或“B”)端移动。
28．小保在使用自动烤串机进行烤串时，发现一般的食物都能在烤串机上实现顺时针翻转，而花菜则在图甲→乙→丙三者之间晃动，无法完成顺时针翻转，为研究该问题，小科建构了如图丁所示的模型，OA长2厘米。
（1）烤花菜时，旋转的烤串签属于　 　杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)
（2）若花菜的质量为20克，要让花菜能完成转过图丁所示位置，烧烤机给齿轮的力等效作用在B点，则在B点处至少提供多少牛的力
（3）若想让花菜完成顺时针翻转，请提出一条合理的建议　 　
29．如图所示，小科用10N的力提升重为16N的物体，使物体在6s内提升3m。不计绳重和摩擦，请分析：
（1）该装置所使用的滑轮组具有 ____（填字母）的作用。
A．只省力 B．只改变力的方向
C．省力且改变力的方向 D．省力且不改变力的方向
（2）动滑轮的重为多少？
（3）此过程中，滑轮组的机械效率为多少？
30．如图甲为汽油机的四个冲程示意图，请回答下列问题。
（1）汽油机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是　 　（对图甲A、B、C、D重新排序）。
（2）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每分钟完成　 　个做功冲程，A图所示的冲程中，燃气内能会　 　（填“增大”或"减小”）。
（3）图乙所示为某汽油机的能流图，则该汽油机的效率为η=　 　（用图中的字母代号表示）。根据此图，提出一条提高发动机效率的有效措施：　 　。
（4）据报道，截止今年九月底我国新能源汽车的保有量已达1800多万辆。某品牌的一款电动汽车的部分参数如下表：
空车质量 1380kg
轮胎与地面总接触面积 0.032m2
电池容量 42kW·h
最大功率 100kw
最高速度 120km/h
最大续行里程 260km
假如汽车上只有质量为60kg的司机一人，汽车以60km/h的速度匀速行驶36km，耗电9kW·h。设汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍，则电动汽车电能转化为机械能的效率为　 　，显然相比汽油车大约30%的效率，电动汽车更环保，更节能。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据对杠杆要素的认识判断。
【解答】根据图片可知，当人的头部低下来时，O点固定不动，相当于杠杆的支点。头部的重力竖直向下，相当于阻力；颈部肌肉对其产生的拉力相当于动力。由于动力和阻力分别在支点的两侧，因此两个力的方向基本相同，即拉力也是向下的，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
2．【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】根据杠杆平衡条件： 动力*动力臂=阻力*阻力臂，用代数式表示为F1·l1=F2·l2进行分析。
【解答】A.如图杠杆中“权”的力臂大于“重”的力臂，所以根据杠杆平衡条件，“权”的质量小于“重”的质量，A正确；
B.“权”和“重”增加相同的质量，根据杠杆平衡计算可得，A端会下沉，B错误；
C.增大“重”时，应把“权”向A端适当移动，增加权的力臂，C错误；
D. 若将提纽O向B端移动一些，权力臂更大，杆秤的测量范围将变大，D错误；
故答案为：A。
3．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】先分析杠杆两边力和力臂的变化，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2对各个选项逐一分析即可。【解答】A.在液体体积相同时，液体的密度越大，质量越大，因此只有每次倒入空桶的液体体积相同，才能通过杠杆平衡条件得出液体质量的大小，从而判断液体密度的情况，故A正确不合题意；
B.当A端的空桶内的液体密度越大时，桶内液体的重力越大，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知，M的悬挂点离支点越远（即M向右移动），所以秤的刻度值向右越来越大，故B正确不合题意；
C.设物体M悬挂点B到O点的距离为阻力臂，悬点O适当右移，阻力臂减小，而动力臂增大，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2，可知所测液体的最大质量减小，所测液体的最大密度减小，秤的量程会减小，故C错误符合题意；
D.增大M的质量，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2，所测液体的最大质量增大，所测液体的最大密度增大，秤的量程会增大，故D正确不合题意。
故选C。
4．【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】A.使用钓鱼竿时，靠近胸口的手为支点，另一支手施加动力，阻力作用在鱼竿顶端。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A不合题意；
B.铡刀的转轴相当于支点，动力作用在手柄上，阻力作用在刀口上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B符合题意；
C.使用筷子时，大拇指所在的位置为支点，食指施加动力，阻力作用在筷子尖端。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C不合题意；
D.定滑轮的本质为等臂杠杆，故D不合题意。
故选B。
5．【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【分析】A.杠杆转动时保持不动的点为支点；
B.使杠杆转动的力是动力；
C.阻碍物体运动的力是阻力；
D.根据动力臂和阻力臂的大小关系确定杠杆的分类。
【解答】A.根据图片可知，当前臂转动时，肘关节处保持不动，则前臂杠杆的支点O在肘关节处，故A正确；
B.肱二头肌给桡骨的力F 使杠杆转动，为动力，故B错误；
C.重物给前臂的力F 阻碍物体运动，为阻力，故C错误；
D.根据图片可知，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D错误。
故选A。
6．【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】本题利用生活中某一实例，较全面地考查了物理知识的应用，根据杠杆平衡原理解答。
在阻力不变的情况下，减小阻力臂，能减小动力；在阻力、阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小
【解答】若要较省力地切甘蔗，则阻力臂最小，动力臂最大。甘蔗放在a点，阻力臂最小，F2的动力臂最长，故选B。
7．【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】定滑轮和动滑轮都可以看成是变形的杠杆，由杠杆的平衡条件，将杠杆分为省力、费力和等臂三类杠杆。本题的关键在于判断这个滑轮是定滑轮还是动滑轮。
【解答】A.该滑轮为定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，动力等于阻力，不能省力。故A不符合题意。
B.该滑轮为动滑轮，动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆，可以省力。故B符合题意。
C.该滑轮为定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，动力等于阻力，不能省力。故C不符合题意。
D.该滑轮为定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，动力等于阻力，不能省力。故D不符合题意。
故答案为：B
8．【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】AB.分别对甲、乙两物体进行受力分析，对甲有：G甲=f甲+F甲，则可求出甲受到的拉力；对乙有：G乙+f乙=F乙，而对于动滑轮有：2F甲=G动+F乙，从而可求出动滑轮的重力及质量，由于不知道动滑轮与定滑轮之间的关系，所以不能求出定滑轮的质量；
C.由v甲=2v乙可求出乙运动的速度，根据P=Fv可求出乙的功率；
D.由s=vt可求出甲、乙两物体运动的路程，再根据W=fs可求出甲、乙克服摩擦力做的功，即可判断它们的关系。
【解答】对甲、乙两物体进行受力分析，如下图所示：
AB.甲受到的重力为：G甲=m甲g=1.8kg×10N/kg=18N，
乙受到的重力为：G乙=m乙g=2kg×10N/kg=20N，
因为甲、乙都做匀速直线运动，
则有：G甲=f甲+F甲，G乙+f乙=F乙，
则：F甲=G甲-f甲=18N-4N=14N，故B错误；
则：F乙=G乙+f乙=20N+2N=22N，
而对于动滑轮有：2F甲=G动+F乙，则：G动=2F甲-F乙=2×14N-22N=6N，
由G=mg可知，动滑轮的质量为：，
由于不知道动滑轮与定滑轮之间的关系，所以不能求出定滑轮的质量，故A错误；
C.由v甲=2v乙可知，乙运动的速度为：v乙=v甲=×0.2m/s=0.1m/s，
那么乙所受拉力的功率为：P乙=F乙v乙=22N×0.1m/s=2.2W，故C正确；
D.甲、乙两物体在3s内运动的路程分别为：s甲=v甲t=0.2m/s×3s=0.6m；
s乙=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m；
由W=fs可知，3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功分别为：W甲=f甲s甲=4N×0.6m=2.4J，
W乙=f乙s乙=2N×0.3m=0.6J；
所以3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等，故D错误。
故选C。
9．【答案】D
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【分析】1、不计绳重及摩擦时，拉力所做的功等于重物和动滑轮克服重力所做的功；
2、根据机械效率计算公式；
3、滑轮组能省力，绳子自由端拉力与总重力之间的关系为：，n为动滑轮上绳子股数；
4、由功率计算公式：可计算出功率的大小。
【解答】 ①F1做的功等于F2做的功，在不计绳重及摩擦时，绳子自由端拉力F做的功转化为重物和动滑轮的重力势能，由于是同一重物一个动滑轮，且提升高度相同，所以W=G总h，所以F1做的功等于F2做的功说法正确；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率，由①可知两者总功相同，有用功是对重物做的功大小均为Gh也相同，所以机械效率相同，结论正确；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，甲滑轮组有两股绳子拉着动滑轮，，由乙滑轮组有三股绳子拉着动滑轮，，所以乙更加省力，结论正确；④F1做功的功率等于F2做功的功率，功率由于两者做的功相等，时间也相同所以功率是相同的，结论正确。综上可知正确的结论共有4个，D选项正确。
故选D
10．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】A.根据图片确定承担重力的绳子段数n，绳子自由端移动距离s=2h，利用速度公式求绳子自由端移动速度；
B.不计绳重及摩擦，根据F=（G+G动）求拉力的大小；
CD.利用W总=Fs求拉力做的总功，利用W有用=Gh求有用功，根据计算滑轮组的机械效率。
【解答】A.由图知，承担重力的绳子段数n=2，绳子自由端移动距离s=2h=2×0.1m=0.2m，
绳子自由端移动速度，故A错误符合题意；
B.不计绳重及摩擦，拉力，故B正确不合题意；
C.拉力做的功W总=Fs=0.625N×0.2m=0.125J，故C正确不合题意；
D.滑轮组做的有用功：W有用=Gh=1N×0.1m=0.1J，
滑轮组的机械效率：，
故D正确不合题意。
故选A。
11．【答案】B
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】已知高度相同，根据公式W=Gh可求有用功的大小，还知道拉力的大小和通过的路程大小，根据公式W=Fs可求拉力做的总功；根据比较机械效率的大小。
【解答】同一物体升高的高度相同，根据公式W有=Gh可知，有用功相同；
因为CA＞BA，拉力相同，根据公式W总=Fs可知，F2做的功多；
有用功相同，F2做的总功多，由可知，其机械效率低，即ηB＞ηC，故C、D错误。
影响滑动摩擦力大小的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度；
物体分别沿斜面BA和CA运动，可认为接触面的粗糙程度相同，斜面越陡，则压力越小，滑动摩擦力越小，则fB＜fC，故B正确，A错误。
故选B。
12．【答案】D
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）注意分析斜面的倾斜程度与h的关系；
（2）额外功是没有用，但是不得不做的功；
（3）（4）根据机械效率的公式判断
【解答】当改变斜面的高度h时，斜面的倾斜角度会发生改变，故A正确不合题意；
在整个过程中，克服重力做有用功，克服斜面摩擦做额外功，故B正确不合题意；
斜面的机械效率：，故C正确不合题意；
斜面的机械效率只与克服摩擦做的额外功大小有关，与物体在斜面上移动的距离无关，故D错误符合题意。
故选D。
13．【答案】B
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据图片比较①②的机械效率是否不同即可；
（2）将②③的物重与机械效率的大小进行比较即可；
（3）根据动滑轮的特点判断；
（4）根据减小误差的方法判断。
【解答】A.在实验①②中，绳子的绕法不同，但是机械效率相同，因此得到结论：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，故A正确不合题意；
B.在实验②③中，③中的物体重力大，机械效率也高，因此得到：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越高，故B错误符合题意；
C.在使用动滑轮时，只有绳子之间相互平行，此时的动力臂才最长，也最省力，因此提升重物时，自由端的拉力应该沿竖直方向，故C正确不合题意；
D.结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律，故D正确不合题意。
故选B。
14．【答案】C能；这样可以使重力的力臂增大
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】杠杆绕着转动的固定点叫支点，动力：使杠杆转动的力，通常用F1来表示。阻力：阻碍杠杆转动的力，通常用F2来表示。力臂：从支点到力的作用线的距离。杠杆平衡条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂。
【解答】（1）杠杆绕着转动的固定点叫支点，支点为杠杆在转动过程中的不动点，视海报架为杠杆，水平向右的风将其吹倒的瞬间，B点在移动，C点不动，故支点为C点。
（2）从支点到动力作用线的距离叫动力臂，重力G的力臂L2如图所示∠BAC角度越大，重力G的力臂L2越长，重力G大小不变，根据杠杆平衡原理可知，此时适当增大∠BAC角度，可以使海报架抵抗更大的风力。
15．【答案】（1）是
（2）15
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）杠杆的平衡状态包括：静止状态或匀速转动状态；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算。
【解答】（1）根据图片可知，此时杠杆处于静止状态，那么杠杆处于平衡状态；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：30N×1=F×2，解得：F=15N。
16．【答案】200；300
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】此题要明确杠杆的支点位置，当 铁棒的B端下沉 时，A为支点。当B端向上抬起时，C为支点。再根据杠杆的平衡条件列式计算。
【解答】当 铁棒的B端下沉 时，A为支点，根据杠杆的平衡可知：，
得
当B端向上抬起时，C为支点，根据杠杆的平衡可知：
得
故答案为：200；300
17．【答案】（1）2m/s
（2）300N
（3）83.3%
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担拉力的绳子段数n，然后根据v=nv物计算自由端移动的速度即可；
（2）首先根据f=0.3G计算物体受到的摩擦力，再根据平衡力的知识计算物体受到的拉力；
（3）根据计算滑轮组的机械效率。
【解答】（1）根据图片可知，动滑轮上承担拉力的绳子段数n=2，则绳子自由端移动的速度为：v=nv物=2×1m/s=2m/s；
（2）物体受到的摩擦力f=0.3G=0.3×1000N=300N，物体受到的拉力与摩擦力相互平衡，即物体受到的拉力F=f=300N；
（3）滑轮组的机械效率。
18．【答案】；
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据W有=Gh计算出有用功，再根据公式计算斜面的机械效率；
（2）物体克服摩擦力做额外功，首先根据W额=W总-W有计算出额外功，再根据计算摩擦力。
【解答】（1）拉动物体做的有用功为：W有=Gh；
斜面的机械效率为：；
（2）拉动物体做的额外功为：W额=W总-W有=W-Gh；
则物体受到的摩擦力：。
19．【答案】（1）右
（2）1
（3）变大
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）平衡螺母总是向轻的那端调节；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算；
（3）分析动力臂的长度变化，然后根据杠杆的平衡条件分析动力的大小变化。
【解答】（1）根据a图可知，杠杆的右端上翘，那么右端轻，因此平衡螺母向右端调节；
（2）设每格的长度为L，每个钩码重力为G，根据图b得到：
2G×2L=4L×nG；
解得：n=1；
（3）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，那么动力臂逐渐变小，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大。
20．【答案】（1）石块投射的距离与投射角度的关系
（2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)
【知识点】观察结果的记录与分析；科学探究的基本环节；杠杆的应用
【解析】【分析】 科学探究的六个步骤：提出问题-建立猜想和假设-制定实验方案-收集事实与证据-检验与评价-合作与交流。
【解答】（1）从题目的表格设计中可以看出本实验探究的问题是石块投射的距离与投射角度的关系
（2）分析表格数据可以得出的结论是石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；
此原理是一个杠杆，支点在中间，所以为了使投石器能将石块投得更远，就是让投石器受到的力更大，可以增大配重的质量或者增加木杆的长度都可以；
故答案为：（1） 石块投射的距离与投射角度的关系 （2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)
21．【答案】（1）F1×s1=F2×l2
（2）改变钩码数量，移动钩码。
（3）图1中动力臂是阻力臂的2倍，图2中动力臂等于阻力臂
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）根据表格数据，寻找其中的等量关系即可；
（2）在科学探究中，往往需要换用不同的器材多次实验，从而收集多组数据，这样得到的结论会更加客观，具有普遍意义；
（3）动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆，而定滑轮相当于等臂杠杆，据此分析解答。
【解答】（1） 在研究一侧弯曲的杠杆时， 分析表格数据得到： F1×s1=F2×l2 ；
（2）根据科学探究的要素可知，实验3中③处应该填写： 改变钩码数量，移动钩码。
（3）图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是：图1中动力臂是阻力臂的2倍，图2中动力臂等于阻力臂。
22．【答案】滑轮组的省力情况由吊着动滑轮的绳子根数n决定，即自由端的拉力等于物体总重力的。
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】根据表格数据计算拉力与重力的比值，然后与吊着动滑轮的绳子的根数进行比较即可。
【解答】分别计算出每组数据中钩码的重力和对应拉力的比值，发现比值始终等于对应动滑轮上绳子的根数，那么得到：滑轮组的省力情况由吊着动滑轮的绳子根数n决定，即自由端的拉力等于物体总重力的。
23．【答案】（1）在光滑斜面的倾角α不变的情况下，不同质量的小球下滑时间相同（或光滑斜面上，小球的下滑时间与质量无关）；
（2）在不改变斜面底边长度的情况下，随着斜面倾角的不断增大，小球下滑时间先是减小然后增大；45°；防止瓦片下滑（或同样耗材的情况下增大空间或节约建筑材料等）
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】斜面是一种简单机械，可用于克服垂直提升重物之困难，省力但是费距离。距离比和力比都取决于倾角：斜面与平面的倾角越小，斜面较长，则省力越大，但费距离。
【解答】（1）从表中可以看出，在光滑斜面的倾角不变情况下，不同质量的小球下滑时间相同(或光滑斜面上，小球的下滑时间与质量无关)；
（2）从表中可以看出，在不改变斜面底边长度的情况下随着斜面倾角的不断增大，小球下滑的时间先是减小然后增大；[3]小球在倾角为45°时，所用的时间最少，因此屋面的倾角应该为45°；
倾角越小瓦片越不容易下滑，并且节约建筑材料，因此实际建造房屋时，屋面倾角通常小于这个角，是为了防止瓦片下滑(或同样耗材的情况下增大空间或节约建筑材料等)。
24．【答案】（1）60
（2）1
（3）斜面倾角
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据公式计算鞋面的机械效率；
（2）根据W总'=F's计算出总功，再根据W额=W总-W有计算出克服摩擦力作的功，最后跟家计算出斜面的摩擦力；
（3）根据表格数据比照，分析影响鞋面机械效率的因素。
【解答】（1）机械效率；
（2）在第②次实验中，总功W总'=F's=2.5N×1.2m=3J；
额外功W额=W总-W有=3J-1.8J=1.2J；
那么物体受到的摩擦力；
（3）比较①②可知，当斜面倾角相同时，物体重力增大，但机械效率不变，即机械效率与物体重力无关；
比较②③可知，当物体重力相同时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越高，即斜面的机械效率与斜面倾角有关。
25．【答案】（1）缓慢
（2）83.3%（因为滑轮组有摩擦，所以不能用G/(G+G动）计算)
（3）A
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据二力平衡的知识可知，只有钩码向上做匀速直线运动时，整个装置才处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数才等于绳子上的拉力。速度越缓慢，越容易做到匀速运动。
（2）读出测力计的示数，根据滑轮组的机械效率计算即可；
（3）根据机械效率的公式分析解答。
【解答】（1）在实验操作中应该使钩码缓慢匀速上升。
（2）根据图片可知，在第三次测量中测力计的示数为2.4N，则滑轮组的机械效率：；
（3）当考虑滑轮组的摩擦时，有用功W有=Gh，总功W总=Fs，那么滑轮组的机械效率，故选A。
26．【答案】（1）匀速
（2）74%；1.4
（3）b；c
（4）增加物重；越低
（5）无关
（6）变小
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计 ；
（2）根据机械效率公式求出机械效率；根据求出动滑轮重；
（3）根据绳端移动距离与物体升高的高度的关系 ， 求出绳子的有效段数结合物重分析 ；
（4）纵向分析比较1、2次实验数据分析得出结论 ； 纵向分析3、4两次实验的相同和不同量 ， 结论表中数据得出结论；
（5）根据两次实验中的物体上升高度不同，机械效率相同得出结论。
（6）若实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，测出的拉力会增大。
【解答】（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计 ， 这样测力计示数才等于拉力大小 ；
（2）第1次实验测得的滑轮组的机械效率 ： ；
由得：；
（3）根据绳端移动距离与物体升高的高度的关系 ， 第2次实验 ， 考虑到钩码的重为6N ， 是用b图做的 ； 第4次实验是用c图做的 ；
（4）由1、2次实验数据可以知道 ： 使用同一滑轮组 ， 物体越重 ， 机械效率越高 ；
由1、3次实验数据可以知道 ： 使用不同的滑轮组 ， 提升相同的重物 ， 动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重) ， 滑轮组的机械效率越低；
（5）两次实验中的物体上升高度不同，但机械效率相同，所以，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；
（6）若在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，测出的拉力会偏大，根据可知，测出的机械效率会变小。
故答案为：（1）匀速；（2）74%；1.4；（3）b；c；（4）增加物重；越低；（5）无关；（6）变小。
27．【答案】（1）、
（2）B
【知识点】杠杆的平衡条件；力臂的画法
【解析】【分析】（1）力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离，结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算；
（2）根据杠杆的平衡条件分析动力臂和阻力臂的大小变化即可。
【解答】（1）从支点O到力F1作用线的垂线，从支点到垂足之间的距离为动力臂L1，如下图所示：
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到，F2的力臂： 。
（2） 同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点О使该压力变小，杆仍保持水平静止。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时要减小阻力臂，增大动力臂，即支点O向B端移动。
28．【答案】（1）费力
（2）解：根据图片可知，阻力臂L2=OA=0.02m，动力臂L1=OB=0.01m，
阻力F2=G=mg=0.02kgx10N/kg=0.2N，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1x0.01m=0.2N×0.02m；
解得：F1=0.4N。
（3）将齿轮做得更大
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据图片确定杠杆的要素，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可；
（3）当翻转花菜时，动力越小越容易完成，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答。
【解答】（1）根据丁图可知，O点为支点，花菜的重力为阻力，阻力臂为OA；OB为动力臂。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（3）若想让花菜完成顺时针翻转， 就要减小动力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时要增大动力臂，即将齿轮做得更大些。
29．【答案】（1）C
（2）由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时F＝1/n（G动+G物），所以动滑轮的重力：G动＝nF-G＝2×10N-16N＝4N
（3）滑轮组的机械效率：μ＝==×100%＝80%
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）固定不动的为定滑轮，不能省力可以改变力的方向。跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮，不能改变用力方向，可以省一半的力，据此分析判断；
（2）根据图片确定承担重力的绳子段数n，再根据计算动滑轮的重力；
（3）根据公式 计算滑轮组的机械效率。
【解答】（1）根据图片可知，A随物体一起移动，为动滑轮；B固定不动，为定滑轮，那么该滑轮组可以省力，也改变用力方向，故选C。
30．【答案】（1）BADC
（2）900；增大
（3）×100%；增加润滑油来减小汽缸内的摩擦
（4）80%
【知识点】热机；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，根据气阀开闭合，活塞移动情况确定冲程的名称，并排出正确顺序；
（2）热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周；压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能；
（3）热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值；根据热能的损失来判断提高机械效率的措施；
（4）汽车匀速行驶，牵引力与阻力相等，根据W=Fs便可计算出牵引力做的功；根据求出电动汽车电能转化为机械能的效率。
【解答】（1）甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二个冲程；
乙中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程；
丙中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程；
丁中的两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程；
故先后顺序为：BADC；
（2）若飞轮转速是1800r/min，表示每分钟飞轮转动1800圈，因为飞轮转2圈，对外做功1次，所以，所以该汽油机每分钟完成900个做功冲程；
A图为压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能，故燃气内能会增大；
（3）由能流图可知：燃料完全燃烧放出的热量为E=E1+E2+E3+E4，有用机械能即有用功为E2，所以内燃机的效率；
根据图示的能量流向图可知，要提高汽油机效率，可让汽油燃烧更充分、减少尾气带走的热量、减少热量散失、增加润滑油来减小汽缸内的摩擦；
（4）电动汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力平衡，
则电动汽车受到的牵引力为：
F=f=0.05（G车+G人）=0.05（m车+m人）g=0.05×（1380kg+60kg）×10N/kg=720N；
则电动车行驶36km，牵引力做的功为：
W=Fs=720N×3.6×104m=2.592×107J；
这个过程耗电：
W总=9kW h=9×3.6×106J=3.24×107J，
电动汽车电能转化为机械能的效率：
。
故答案为：（1）BADC；（2）900；增大；（3）；增加润滑油来减小汽缸内的摩擦；（4）80%。
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