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期末复习三　机械与功
1.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（ 　）
A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越快的机械，机械效率越高
C.所做有用功越多的机械，机械效率越高
D.使用机械可以省力或省距离，但不能省功
2.（广东中考）如图为某款剪刀的示意图.握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（ 　）
A.省力
B.费力
C.省功
D.省距离
3.下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（ 　）
4.如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离.该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（ 　）
A.W1＜W2，P1＜P2
B.W1＞W2，P1＞P2
C.W1＝W2，P1＝P2
D.W1＜W2，P1＞P2
5.用一个动滑轮把重100 N的沙袋从地面提到9 m高的脚手架上，所用的力是60 N，若不计滑轮及绳重，下列说法正确的是（ 　）
A.所做的有用功是540 J
B.所做的总功是900 J
C.所做的额外功是90 J
D.动滑轮的机械效率约为83.3％
6.（重庆中考）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点.当不挂秤砣且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡.当秤盘放100 g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示.在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线.下列说法正确的是（ 　）
A.自制杆秤的每一格约表示2.08 g
B.称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D.若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
7.某同学发明一自动升降排水井盖如图甲所示，暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升如图乙所示，加快路面雨水的排放.某次排水过程中，重150 N的井盖被抬升0.1 m，下列说法正确的是（ 　）
A.此过程中，克服井盖重力做功1 500 J
B.此过程中，定滑轮的作用是改变力的大小
C.要使降水量更大时才抬升井盖，可增大排水口面积
D.要使降水量稍小时就能抬升井盖，可增大井盖的重量
8.（北京中考改编）用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20 s内绳子自由端竖直匀速移动16 m，重物竖直匀速上升4 m.已知动滑轮总重100 N，提升的物体重800 N.关于该过程，下列说法正确的是（ 　）
A.绳子自由端拉力的功率为20 W
B.额外功为400 J
C.绳子自由端拉力的大小为250 N
D.滑轮组的机械效率约为88.9％
9.俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，对水做的功是 （选填“有用”或“额外”）功，对竹篮做的功是 （选填“有用”或“额外”）功，“竹篮打水一场空”所包含的物理道理是机械效率 （选填“高”或“低”）.
10.（河南中考）人体中有很多结构可简化为杠杆.如图，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种 杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离 （选填“大于”“等于”或“小于”）手移动的距离.
第10题图
11.如图所示，用20 N的拉力向上拉动绳子，使重为50 N的物体5 s内匀速升高5 m（不计绳重和摩擦）.则绳子自由端拉动的速度为 m/s，拉力F的功率为 W，动滑轮重为 N.
第11题图
12.如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40 cm，AC长30 cm，室外机的质量为30 kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处螺钉受到的水平拉力F为 N（支架重力不计），为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量 （选填“靠近”或“远离”）墙壁.（g取10 N/kg）
13.小明在探究“杠杆平衡的条件”实验中：
（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态.此时应把杠杆的平衡螺母向 调，直至在水平位置平衡.
（2）如图乙所示，在A点挂2个质量均为50 g的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，目的是 .
（3）如图丙，保持A点所挂钩码的数量和位置不变，将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中拉力F （选填“变大”“变小”或“不变”）.
（4）小明处理数据时发现每次所测得的拉力的大小和通过课本上的“杠杆平衡条件”计算所得的结果均不太一致.经检查力臂的测量无误，结合其操作示意图，联系弹簧测力计使用的注意事项，你认为出现这一情况的原因很可能是 .
测量序号 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 1 5 0.9 5
2 2.5 10 2.4 10
3 1.5 20 1.9 15
14.小明所在的科学小组发现生活中很多机械都是由多个简单机械组合而成的.
（1）如图甲中的吊车车臂由 与滑轮组组成.图乙中拧动的水龙头由 （螺旋）与轮轴组成，使用乙组合机械可以省 （选填“力”“距离”或“功”）.
（2）小明制作了如图丙所示的由动滑轮与斜面组合而成的机械模型，他想探究：该机械模型的机械效率与哪些因素有关？
【提出猜想】小明提出了如下猜想：
猜想一：该机械模型的机械效率可能与被提升的物重有关.
猜想二：该机械模型的机械效率可能与动滑轮自重有关.
请你再帮他提出一个猜想三：该机械模型的机械效率可能与 有关.
【实验探究】为了验证猜想一、二，小明进行了三次实验，并计算出每次的机械效率，记录数据在表格中：
实验序号 动滑 轮重 G1/N 被提升 物重 G2/N 斜面的高 度h/cm 绳自由端 拉力F/N 绳自由端 移动的距 离s/cm 机械 效率η
1 0.2 2 6 0.8 20 75％
2 0.2 4 6 1.4 20 85.7％
3 0.4 2 6 0.9 20 66.7％
【得出结论】小明通过上述实验数据，得出实验结论：由实验1、2可以得出：当动滑轮自重相同时，被提升的物重越大，该机械模型的机械效率 .由实验 （填序号）可以得出：当被提升的物重相同时，动滑轮自重越大，该机械模型的机械效率越低.
【反思交流】小组成员讨论后，认为实验结论仍不够可靠，因为 .
15.如图是某厂家开发的汽车，其质量为1 500 kg，车轮与地面接触的总面积为0.075 m2，该车在水平路面上匀速直线行驶13.8 km，用时10 min，这一过程中汽车发动机的输出功率为4.6×104 W.求：（g取10 N/kg）
（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）汽车牵引力所做的功；
（3）行驶过程中汽车受到的阻力.
16.如图所示，某人用滑轮组从水池底匀速提起实心正方体物体A（物体底部与池底不密合）.物体A从离开池底到刚要露出水面经历的时间为15 s，提升的高度为3 m.当人作用在绳端竖直向下的拉力为F1时，物体A受到池底的支持力为FN.当物体A刚刚离开池底到刚好要露出水面前始终以某一速度匀速上升时，人作用在绳端竖直向下的拉力为F2，此时人拉力做功的功率为160 W.已知：物体A的密度为ρ＝2.5×103 kg/m3，体积为V＝0.04 m3，水的密度为ρ水＝1.0×103 kg/m3，F1∶F2＝3∶8.不计摩擦和绳重及水的阻力，g取10 N/kg.求：
（1）物体A所受的重力GA.
（2）物体A在水中匀速上升且未露出水面前，人对绳做的功W.
（3）物体A在水中匀速上升且未露出水面前，滑轮组的机械效率.
（4）当作用在绳端的拉力为F1时，物体A对池底的压力F压.期末复习三　机械与功
1.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　D　）
A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越快的机械，机械效率越高
C.所做有用功越多的机械，机械效率越高
D.使用机械可以省力或省距离，但不能省功
2.（广东中考）如图为某款剪刀的示意图.握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（　A　）
A.省力
B.费力
C.省功
D.省距离
3.下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　A　）
4.如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离.该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　C　）
A.W1＜W2，P1＜P2
B.W1＞W2，P1＞P2
C.W1＝W2，P1＝P2
D.W1＜W2，P1＞P2
5.用一个动滑轮把重100 N的沙袋从地面提到9 m高的脚手架上，所用的力是60 N，若不计滑轮及绳重，下列说法正确的是（　D　）
A.所做的有用功是540 J
B.所做的总功是900 J
C.所做的额外功是90 J
D.动滑轮的机械效率约为83.3％
6.（重庆中考）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点.当不挂秤砣且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡.当秤盘放100 g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示.在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线.下列说法正确的是（　B　）
A.自制杆秤的每一格约表示2.08 g
B.称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D.若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
7.某同学发明一自动升降排水井盖如图甲所示，暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升如图乙所示，加快路面雨水的排放.某次排水过程中，重150 N的井盖被抬升0.1 m，下列说法正确的是（　C　）
A.此过程中，克服井盖重力做功1 500 J
B.此过程中，定滑轮的作用是改变力的大小
C.要使降水量更大时才抬升井盖，可增大排水口面积
D.要使降水量稍小时就能抬升井盖，可增大井盖的重量
8.（北京中考改编）用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20 s内绳子自由端竖直匀速移动16 m，重物竖直匀速上升4 m.已知动滑轮总重100 N，提升的物体重800 N.关于该过程，下列说法正确的是（　C　）
A.绳子自由端拉力的功率为20 W
B.额外功为400 J
C.绳子自由端拉力的大小为250 N
D.滑轮组的机械效率约为88.9％
9.俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，对水做的功是　有用　（选填“有用”或“额外”）功，对竹篮做的功是 　额外　（选填“有用”或“额外”）功，“竹篮打水一场空”所包含的物理道理是机械效率 　低　（选填“高”或“低”）.
10.（河南中考）人体中有很多结构可简化为杠杆.如图，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种 　费力　杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离 　小于　（选填“大于”“等于”或“小于”）手移动的距离.
第10题图
11.如图所示，用20 N的拉力向上拉动绳子，使重为50 N的物体5 s内匀速升高5 m（不计绳重和摩擦）.则绳子自由端拉动的速度为　3　m/s，拉力F的功率为 　60　W，动滑轮重为　10　N.
第11题图
12.如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40 cm，AC长30 cm，室外机的质量为30 kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处螺钉受到的水平拉力F为　200　N（支架重力不计），为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量　靠近　（选填“靠近”或“远离”）墙壁.（g取10 N/kg）
13.小明在探究“杠杆平衡的条件”实验中：
（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆　是　（选填“是”或“不是”）平衡状态.此时应把杠杆的平衡螺母向 　右　调，直至在水平位置平衡.
（2）如图乙所示，在A点挂2个质量均为50 g的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，目的是 　便于测量力臂　.
（3）如图丙，保持A点所挂钩码的数量和位置不变，将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中拉力F 　变大　（选填“变大”“变小”或“不变”）.
（4）小明处理数据时发现每次所测得的拉力的大小和通过课本上的“杠杆平衡条件”计算所得的结果均不太一致.经检查力臂的测量无误，结合其操作示意图，联系弹簧测力计使用的注意事项，你认为出现这一情况的原因很可能是 　杠杆与支架之间存在摩擦（或钩码生锈了）　.
测量序号 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 1 5 0.9 5
2 2.5 10 2.4 10
3 1.5 20 1.9 15
14.小明所在的科学小组发现生活中很多机械都是由多个简单机械组合而成的.
（1）如图甲中的吊车车臂由　杠杆　与滑轮组组成.图乙中拧动的水龙头由　斜面　（螺旋）与轮轴组成，使用乙组合机械可以省 　力　（选填“力”“距离”或“功”）.
（2）小明制作了如图丙所示的由动滑轮与斜面组合而成的机械模型，他想探究：该机械模型的机械效率与哪些因素有关？
【提出猜想】小明提出了如下猜想：
猜想一：该机械模型的机械效率可能与被提升的物重有关.
猜想二：该机械模型的机械效率可能与动滑轮自重有关.
请你再帮他提出一个猜想三：该机械模型的机械效率可能与 　斜面倾斜程度　有关.
【实验探究】为了验证猜想一、二，小明进行了三次实验，并计算出每次的机械效率，记录数据在表格中：
实验序号 动滑 轮重 G1/N 被提升 物重 G2/N 斜面的高 度h/cm 绳自由端 拉力F/N 绳自由端 移动的距 离s/cm 机械 效率η
1 0.2 2 6 0.8 20 75％
2 0.2 4 6 1.4 20 85.7％
3 0.4 2 6 0.9 20 66.7％
【得出结论】小明通过上述实验数据，得出实验结论：由实验1、2可以得出：当动滑轮自重相同时，被提升的物重越大，该机械模型的机械效率　越高　.由实验 　1、3　（填序号）可以得出：当被提升的物重相同时，动滑轮自重越大，该机械模型的机械效率越低.
【反思交流】小组成员讨论后，认为实验结论仍不够可靠，因为 　实验次数太少，实验结论不具有普遍性　.
15.如图是某厂家开发的汽车，其质量为1 500 kg，车轮与地面接触的总面积为0.075 m2，该车在水平路面上匀速直线行驶13.8 km，用时10 min，这一过程中汽车发动机的输出功率为4.6×104 W.求：（g取10 N/kg）
（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）汽车牵引力所做的功；
（3）行驶过程中汽车受到的阻力.
解：（1）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压力：
F压＝G＝mg＝1 500 kg×10 N/kg＝1.5×104 N，
对地面的压强：
p＝＝＝2×105 Pa.
（2）汽车牵引力所做的功：
W＝Pt＝4.6×104 W×10×60 s＝2.76×107 J.
（3）汽车受到的牵引力：
F＝＝＝2×103 N，
汽车匀速直线行驶，牵引力和阻力是一对平衡力，阻力：f＝F＝2×103 N.
16.如图所示，某人用滑轮组从水池底匀速提起实心正方体物体A（物体底部与池底不密合）.物体A从离开池底到刚要露出水面经历的时间为15 s，提升的高度为3 m.当人作用在绳端竖直向下的拉力为F1时，物体A受到池底的支持力为FN.当物体A刚刚离开池底到刚好要露出水面前始终以某一速度匀速上升时，人作用在绳端竖直向下的拉力为F2，此时人拉力做功的功率为160 W.已知：物体A的密度为ρ＝2.5×103 kg/m3，体积为V＝0.04 m3，水的密度为ρ水＝1.0×103 kg/m3，F1∶F2＝3∶8.不计摩擦和绳重及水的阻力，g取10 N/kg.求：
（1）物体A所受的重力GA.
（2）物体A在水中匀速上升且未露出水面前，人对绳做的功W.
（3）物体A在水中匀速上升且未露出水面前，滑轮组的机械效率.
（4）当作用在绳端的拉力为F1时，物体A对池底的压力F压.
解：（1）物体A的重力：
G＝mg＝ρVg＝2.5×103 kg/m3×0.04 m3×10 N/kg＝1 000 N.
（2）物体A在水中匀速上升且未露出水面前，人对绳做的功：
W总＝Pt＝160 W×15 s＝2 400 J.
（3）物体A未露出水面前排开水的体积：V排＝V＝0.04 m3，此时物体A受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m3＝400 N.
物体A从离开池底到刚要露出水面经历的时间为15 s，提升的高度为3 m，则物体A上升的速度：
vA＝＝＝0.2 m/s，
由图可知n＝2，则人拉绳的速度：
v＝nvA＝2×0.2 m/s＝0.4 m/s.
由P＝＝＝Fv可得此时的拉力：
F2＝＝＝400 N，
滑轮组的机械效率：
η＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝75％.
（4）不计摩擦和绳重及水的阻力，物体匀速上升时，绳端的拉力F2＝（G－F浮＋G动），
则动滑轮的重力：G动＝nF2＋F浮－G＝2×400 N＋400 N－1 000 N＝200 N，
由题知，F1∶F2＝3∶8，则
F1＝F2＝×400 N＝150 N，
因为F1＜F2，所以拉力为F1时，物体A没有被提起来（仍与池底接触），
由力的平衡条件可得：2F1＋FN＋F浮＝G＋G动，
则物体A受到池底的支持力：
FN＝G＋G动－2F1－F浮＝1 000 N＋200 N－2×150 N－400 N＝500 N，
因为物体间力的作用是相互的，所以物体A对池底的压力：F压＝FN＝500 N.

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