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【素养解码】浙教版 九年级 科学上册·阶段评价练（18）
能量的转化与守恒·专题7 简单机械及机械效率
知识储备1：杠杆
1、杠杆：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒。
（1）五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂（如图所示）。
注意：
①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离；
②力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如果力的作用线恰好通过支点， 则力臂为零；
③力的作用点一定在杠杆上；
④对于形状规则、密度均匀的杠杆，重心在杠杆的中心位置。
（2）平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。公式：F1×L1=F2×L2。
（3）杠杆的最小力问题
做此类题，必须先找准杠杆的动力、阻力、动力臂、阻力臂，以及各力臂的变化，此类题只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行判断。
知识储备2：滑轮
1、滑轮：周边有槽、能绕中心轴转动的小轮。
（1）定滑轮：轴固定不动，不能省力，但能改变力的方向，相当于等臂杠杆。
（2）动滑轮：轴随重物一起运动，能省一半的力，但不能改变力的方向，相当于动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。
（3）滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合成的简单机械。使用时，动滑轮和重物的总重力由几股绳子承担，每股绳子的受力就为总重力的几分之一，即G总=G轮+G物，F=G物，且重物上升h，绳子的自由端移动距离s=nh。
知识储备3：斜面
1、若不计摩擦力，斜面长L是斜面高h的几倍，匀速把物体沿斜面上推时的推力F就是物重的几分之一，公式：FL=Gh，F=。
2、若存在摩擦力f，则有FL=Gh+f L。
知识储备4：机械效率
1、有用功：在完成任务过程中必须要做的功。
2、额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功。（一般指克服动滑轮自重做的功和克服摩擦产生的内能）
3、总功：人的拉力F（动力）对动滑轮所做的功，叫做总功。公式：W总＝W有用＋W额外。
4、机械效率：η=×100%。
1．下列关于机械效率说法正确的是（　　）
A．机械做功越快，机械效率就越高 B．省力越多的机械，机械功率越大
C．单位时间做功越多的机械，效率越高 D．额外功在总功中占比例越小的机械效率越高
【答案】D
【详解】A．机械效率是有用功跟总功的比值，与做功的快慢没有关系，故A错误；
B．机械功率是机械做功与做功时间的比值，与省力与费力也没有关系，故B错误；
C．机械效率是有用功跟总功的比值，跟做功快慢无关，即单位时间做功多少无关，故C错误；
D．额外功在总功中占的比例越小，则有用功在总功中占的比例越大，有用功跟总功的比值越大，机械效率越高，故D正确。
故选D。
2．“垃圾分类，人人有责”， 带盖的垃圾桶能有效防止易腐垃圾的异味散出，以下说法不正确的是（　　）
A．图甲中垃圾桶盖ABC为一个费力杠杆
B．图甲中脚踏部分DEF为一个省力杠杆
C．图乙中的垃圾桶盖为一个等臂杠杆
D．图丙中垃圾桶盖为一个费力杠杆
【答案】D
【详解】A．图甲中垃圾盖ABC的支点在C点，动力竖直向上作用在B点，阻力为盖的重力，作用在桶盖重心，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A正确，不符合题意；
B．图甲中脚踏部分DEF支点在E点，动力竖直向下作用在F点，阻力竖直向下作用在D点，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B正确，不符合题意；
C．图乙中的垃圾桶盖支点在中间，动力臂等于阻力臂，为一个等臂杠杆，故C正确，不符合题意；
D．图丙中垃圾桶盖支点在盖的右端，动力向上作用在盖的左端，阻力为盖的重力，作用在桶盖重心，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D错误，符合题意。
故选D。
3．一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置，下列说法正确的是( )
A．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力
B．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力
C．甲安装的是动滑轮，能省力
D．乙安装的是动滑轮，能省力
【答案】D
【详解】由图知道，甲图使用定滑轮，所以，拉力等于汽车受到的阻力；乙图使用动滑轮，所以，拉力为汽车所受阻力的一半，即乙方法使用的滑轮是能省力的，故D正确。
4．小李的质量为40kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为80kg，可以举起40kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（　　）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
【答案】B
【详解】定滑轮可以改变动力的方向，不省力。小李的体重是
G1=m1g=40kg×10N/kg=400N
小胖的体重是
G2=m2g=80kg×10N/kg=800N
小李要想把小胖拉起来，至少要用800N的力，力的作用是相互的。此时小李受到绳向上的拉力大于他的体重。所以小李不能把小胖拉起来，绳子上的作用力最大只能等于重力较小的小李的重力，则绳子上的作用力小于小胖的重力，即小胖把小李拉起，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆焊接于点后悬挂于竖直墙壁的点，轻杆的延长线过球心，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）
A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8牛
【答案】B
【详解】由图知，当力F作用在球的下边缘，且与通过AB的直径垂直时，动力臂最长，动力最小，其受力情况和力臂如下图所示∶
球的重力G竖直向下，力臂为L2，由图知L2 = R，F的力臂等于杆的长度与球的直径之和为
根据杠杆的平衡条件可得
代入数据解得
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
6．挂钟的分针转动的动力来自机械齿轮，可认为是作用在C点且方向始终与分针垂直的力F，当分针匀速由A位置（如图甲）顺时针转动到B位置（如图乙）过程中，力F大小的变化情况为（　　）
　　
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变大后变小 D．先变小后变大
【答案】B
【详解】在分针转动的过程中，将转轴看作支点O，分针的重力看作阻力，力F看作动力。在分针从A到B的过程中，阻力和动力臂保持不变，而阻力臂逐渐减小，根据杠杆的平衡条件可知，动力F逐渐变小。
故选B。
7．如图所示，AOB为一杠杆，O为支点，杠杆重不计，.在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当AO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡；需在B端施加最小的力为；当BO段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B施加最小的力为，则（ ）
A． B． C． D．无法比较
【答案】B
【详解】（1）当AO段处于水平位置时，如左图所示最省力，
∵
F1lOB=GlOA
∴
F1==G；
（2）当OB段处于水平位置时，如右图所示最省力，
∵
F2lOB=GlOC
∴
F2=
∵
lOC＜lOB
∴
F2＜G
∴
F1＞F2；
故选B．
8．如图所示，均匀铁棒的正中心钻有一孔，在这个孔里，穿着一条非常牢固的细金属丝，使这根铁棒能够沿着水平轴线旋转。如果转动这根铁棒，静止后它（　　）
A．只能停留在竖直位置 B．只能停留在水平位置
C．可以停留在任意位置 D．只能停留在水平或竖直位置
【答案】C
【详解】根据题意知道， 图中装置是一个等臂杠杆，由杠杆的平衡条件知道，如果转动这根铁棒，静止后它可以停留在任意位置，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
9．如图，用一根带有刻度的质量分布均匀的木尺作为杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验（每钩码重为0.5牛），下列说法正确的是（　　）
A．实验前出现图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调
B．图乙，在AB处各增加一个钩码，杠杆右端会下沉
C．图丙，弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变小
D．图丁，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛
【答案】B
【详解】A.由图可知，杠杆的右端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向右端移动，故A错误。
B.设一个钩码重为G，一格的长度为L，
原来
3G×2L=2G×3L
杠杆平衡；
在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码，现在
4G×2L＜3G×3L
所以杠杆不再平衡，杠杆的右端下沉，故B正确。
C.图中弹簧测力计从a位置转到b，此时拉力F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，即测力计的示数变大，故C错误。
D.若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件可得
F′ 2L=3G 4L，
解得测力计的示数
F′=6G=6×0.5N=3N
利用如图所示装置进行探究，杠杆的重力不能忽略，且杠杆的重心在杆的中点（杠杆的重心没有通过支点），杠杆的重力与钩码的重力都会使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于3N，故D错误。
故选B。
10．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
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
【答案】D
【详解】A．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。
B．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。
C．斜面的机械效率
故C正确不合题意。
D．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。
11．如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0．2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的重以及摩擦，则下列说法中正确的有（ ）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0．4m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，物体B的运动状态保持不变
【答案】D
【详解】A．B静止处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩擦力的作用，由平衡条件知道，B受到的摩擦力是f=F=3N，方向水平向右，故A错误；
B．由于图中是动滑轮，所以，当物体A的移动速度为0.2m/s，动滑轮的移动速度为0.1m/s，故B错误；
C．由于滑轮为动滑轮，所以，绳子拉物体A的拉力为F的一半，大小是5N，由知道，绳子拉物体A的功率是：
；
故C错误；
D．测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力，在运动过程中，若拉力增大到12N，由于B和A之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态保持不变，故D正确，
故选D。
12．如下图所示，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100N B．水平向右的力F的大小为400N
C．物体B所受重力为400N D．拉力F做功的功率为63W
【答案】D
【详解】AC．由图可知，n=3，则两条绳子向下拉弹簧测力计的拉力
对弹簧进行受力分析可知，弹簧测力计的示数等于两条绳子向下的拉力和一个定滑轮的重力
F示=G动+F下
即
450N=50N+（50N+GB）
解得B的重力
GB=550N
则物体A在绳的水平拉力
F=×（50N+550N）=200N
由二力平衡的条件可得，A物体所受摩擦力
f=F=200N
故AC错误。
B．水平向右的拉力
故B错误。
D．因为B上升的速度为v物=0.05m/s，所以A的速度为
vA=3v物=3×0.05m/s=0.15m/s
拉力F做功的功率
故D正确。
故选D。
13．小科用如图甲所示的方式把重为700N货物搬往高台，发现非常吃力，于是他找来一块木板，搭成图乙所示的斜面，斜面长2m、高1m，然后站在高台上借助一根绳子沿斜面把货物拉上了高台，拉力做功为1000J。
(1)小科将货物沿斜面拉上高台所做的有用功为 J。
(2)货物受到斜面的摩擦力大小为 N。
(3)利用斜面搬运货物的优点是 。
【答案】(1)700
(2)150
(3)可以省力
【详解】（1）克服物体重力做的有用功W有=Gh=700N×1m=700J
（2）拉力做的额外功W额=W总-W有=1000J-700J=300J
由W额=fs可得，斜面上物体受到的摩擦力
（3）斜面是一种省力机械，利用斜面搬运货物可以省力。
14．图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s 内对物体做的有用功为 J。
【答案】 A 40 300
【详解】[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。
[2]动滑轮的重力为
[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为
15．人体中有不少骨构成了杠杆，仰卧起坐时，人体可以看成杠杆。如图，O为支点，肌肉的拉力F为动力，在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 （变大/不变/变小）。重为的同学在内做了40次仰卧起坐。若该同学上半身的重力约为全身重力的，每次上半身重心上升的高度为，则她在内克服上半身重力做功为 J，克服上半身重力做功的功率为 W。

【答案】 变小 3600 60
【详解】[1]仰卧起坐时，大体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，上半身的重力为阻力；在平躺至坐起的过程中，由图可知，肌肉拉力的力臂（动力臂）基本不变，而重力的力臂（阻力臂）逐渐变小，阻力G和动力臂不变，阻力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变小，即运动员肌肉所施加的动力变小。
[2][3]由题意可知，该同学上半身的重力
该同学做一次仰卧起坐，克服上半身重力做的功
在1min内做了40次仰卧起坐，则她在这段时间克服上半身重力做的功
她在这段时间克服上半身重力做功的功率
16．如图所示为晾衣架，横杆自重10牛，两个动滑轮的自重相同，现横杆上挂有重为64牛的衣物。若小乐用20牛的拉力竖直向下拉绳子使衣物匀速上升1米，共用时5秒（衣物上升过程中，横杆保持水平，不计绳重及摩擦）。则此过程中，绳子拉力做功的功率是 瓦；该晾衣架的机械效率为 ；每个动滑轮自重为 牛。
【答案】 16 80% 3
【详解】[1][2][3]由图可知，承担物重的绳子段数n=4，物体上升h=1m，则绳子自由端移动的距离s=nh=4×1m=4m
根据W总=Fs，拉力F=20N，s=4m，可得W总=Fs=20N×4m=80J
已知时间t=5s，则绳子拉力做功的功率
有用功W有=Gh=64N×1m=64J
则晾衣架的机械效率
根据有：
解得G动=3N，即每个动滑轮自重为3N。
17．如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹簧测力计a的读数是6N。试回答下列问题：（不计绳重及摩擦）
（1）弹簧测力计b的读数是 ；
（2）2秒内将重物匀速拉升10厘米，拉力的功率为 瓦；
（3）若重物G增大为12牛，仍将其匀速拉升，弹簧测力计b的读数是 N。
【答案】 6N 0.6 7
【详解】（1）[1]根据图片可知，弹簧测力计a和b都连接在同一根绳子上，则当绳子静止时，两个测力计的示数应是相等的，弹簧测力计a的读数是6N，则弹簧测力计b的读数为6N。
（2）[2]由图可知滑轮是动滑轮，绕绳子的段数n=2，拉力移动的距离
s=nh=2×10×10-2m=0.2m
拉力做的功
W=Fs=6N×0.2m=1.2J
拉力的功率
（3）[3]动滑轮的重力为
G动=2F-G=2×6N-10N=2N
此时的拉力为
18．如图所示，GA=10N，GB=20N，放在光滑水平面上，现用一水平向右的力F作用在物体A上，使A向右匀速滑动。已知弹簧测力计的示数为2N，物体A的速度vA=0.2m/s，不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦。
（1）物体B受到的摩擦力大小为 N。
（2）拉力F的功率为 W。
【答案】 2 1.2
【详解】（1）[1]根据题意知道，当A向右匀速滑动，A、B两物体均处于平衡状态，对A受力分析有
根据物体受力平衡知道
FA+f1=F ①
FN=GA=10N ②
对B受力分析有
根据物体受力平衡知道
FB= f1′ ③
FNB=FN′+GB ④
其中FN与FN′、f1与f1′是一对相互作用力，即
FN=FN′
f1=f1ˊ
根据题意知道
FB=2N
则由③知道，物体B受到A的摩擦力大小为2N。
（2）[2]对于滑轮组，则弹簧秤的示数为FB，由于滑轮组的绳子股数n=2，则
FA=2FB=2×2N=4N
由①知道
由于
所以，拉力F的功率为
19．小金同学用如图所示的装置探究影响斜面机械效率的因素：在实验过程中，应拉着物体沿着斜面向上做匀速直线运动。
（1）若斜长为 s，斜面高为 h，拉力为 F，物重为 G，那么测得斜面的机械效率为 ；（用题中字母表示）
（2）若斜面的倾斜程度、粗糙程度和物重都保持不变，只增加物体在斜面上运动的长度，则所测斜面的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 不变
【详解】（1）[1]总功为
有用功为
斜面的机械效率为
（2）[2]由机械效率的公式可知
斜面的倾斜程度、粗糙程度和物重都保持不变，由于
（θ为斜面倾角），保持不变，故机械效率不变。
20．某实验小组探究影响滑轮组机械效率因素的实验装置如图所示，实验数据如表：
次数 物理量 1 2 3 4
钩码重G/N 4 4 6 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2
绳端拉力F/N 1.4 1.8 2.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.5 0.3 0.3 0.6
机械效率η 57% 74% 83%
（1）通过分析表中数据可知第2次实验是用 （填“甲”或“乙”）图装置做到；
（2）计算第4次实验的机械效率 ，在第4次实验中钩码上升的时间是6s，则该次实验中拉力F的功率是 W；
（3）通过比较3和4两次的实验数据，可以得出的结论是 ；
（4）已知每只滑轮重1N，请计算第2次实验中由于机械摩擦而损耗的能量为 J。
【答案】 甲 83% 0.24 见解析 0.04
【详解】（1）[1]根据第2次实验数据可得动滑轮绕绳子的段数
所以第2次实验是用甲图装置做的。
（2）[2][3]第4次实验所做的有用功
W有=G4h4=6N×0.2m=1.2J
总功
W总4=F4s4=2.4N×0.6m=1.44J
机械效率
该次实验中拉力的功率
（3）[4]比较3、4实验可知：使用同一滑轮组，物体的重力相同，物体提升的高度不同，但机械效率相同，可以得出的结论是滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
（4）[5]第2次做的总功
W总2=F2s2=1.8N×0.3m=0.54J
有用功
W有2=G2h2=4N×0.1m=0.4J
对动滑轮做功
W动=G动h2=1N×0.1m=0.1J
则克服摩擦力做功（即损耗的能量）
Wf=W总2-W有2-W动=0.54J-0.4J-0.1J=0.04J
21．如图所示，小科探究杠杆的平衡条件实验中所用的实验器材有：杠杆，支架，刻度尺和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，如甲图所示，杠杆 （选填“处于”或“不处于”）平衡状态，此时，应把杠杆两端平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时保持水平位置平衡，防止杠杆自重影响实验；
(2)杠杆调节平衡后，小科在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，如图乙所示，于是小科得出了杠杆平衡条件为：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。他这样得出结论是不正确的，请说明理由 ；
(3)小科为了纠正自己的观点，在B点改用弹簧测力计来拉，多次改变拉力的 ，仍使杠杆水平平衡，比较拉力的大小。
【答案】(1) 处于 右
(2)未改变力的方向，进行实验。
(3)方向
【详解】（1）[1]甲图所示，杠杆静止，处于平衡状态。
[2]此时杠杆左端低，右端高，说明左端沉，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节。
（2）力臂是过支点作力的垂线段，当杠杆在水平位置时，力臂是支点到力作用点的距离，若改变力的方向，力臂会发生改变，因此力臂不能记为力到力作用点的距离。
（3）小科为了纠正自己的观点，在B点改用弹簧测力计来拉，多次改变拉力的方向，仍使杠杆水平平衡，比较拉力的大小，即可得到正确规律。
22．小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。
(1)当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平位置平衡，应当将杠杆的平衡螺母向 （选填“右”或“左”）调节；
(2)在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如表。分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是 ；
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 15.0 1.5 10.0
3 1.5 10.0 0.5 30.0
…
(3)本次探究经过多次实验的目的是 ；
A．减小实验误差 B．寻找普遍规律
(4)如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会 （选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）；
(5)如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，则Fa Fb。（选填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】(1)右
(2)F1l1=F2l2
(3)B
(4)右端下沉
(5)小于
【详解】（1）为使杠杆在水平位置平衡，应调节螺母向上翘的一端移动，图甲中，杠杆左端下降，要调节到水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂。
（2）由表格中数据知，第一次数据0.5N×20.0cm=1.0N×10.0cm
第二次数据1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm
第三次数据1.5N×10.0cm=0.5N×30.0cm
根据表格中数据，可以看出杠杆平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。
（3）通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据归纳出物理规律才具有普遍性，结论才正确，所以在探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，故选B。
（4）设一个钩码的重力为G，杠杆一格长度为L，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆左端G×3L=3GL
杠杆右端2G×2L=4GL
由于3GL<4GL，故杠杆将会右端下沉。
（5）弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，竖直向上的拉力的力臂大于斜向上的拉力的力臂，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件得到Fa23．项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。根据杆秤的工作原理和下列器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。按照下列步骤制作了此密度计
步骤：①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度；
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣；当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“？”刻度（单位g/cm ）；
④________________________。
(1)杆秤的工作原理是 ；
(2)步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为 。
(3)如何在杆秤上标其它刻度（精确到0.1g/cm）？请将步骤④的操作补充完整： 。
(4)用多种密度已知的液体对出密度秤”刻度准确度进行检验。为了制作出精确度更高的“密度秤”，请举出一项改进措施是 。
【答案】(1)杠杆平衡条件
(2)1.0
(3)以A、B两点之间的长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度
(4)减小秤砣的质量
【详解】（1）通过图示的模型结合杠杆的定义，即可确定它用到的相关知识，杆秤的工作原理是杠杆平衡原理。
（2）密度秤测量水的密度，水的密度是1.0g/cm3，故在B的位置标记为1.0。
（3）由题意知，要制作一个刻度均匀的密度计，且要精确到0.1g/cm，因此接下来应以A、B两点之间的长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
（4）为了制作出精确度更高的“密度秤”，根据杠杆原理可知，是在阻力和阻力臂不变的情况下，增大动力臂，因此应减小动力，所以可以减小秤砣的质量。
24．如图甲所示，可调式握力器用于锻炼手部肌肉。锻炼时抓住手柄的左侧，用力抓紧使其碰触到右侧的读数按钮，即算完成一个握力动作。
(1)如图甲所示，握力器的力度可以通过调节器旋钮来调整，使弹簧下端在调节区域内左右移动。当弹簧下端向左移动时，小科要完成一个握力动作需要用 （选填“更大”或“更小）的力；
(2)如图乙所示，小科用F1的力抓握力器的手柄，此时弹簧的拉力F2=20N，阻力臂OA=2.0cm，动力臂OB=5.0cm，则此时F1= N；
(3)小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，则小科做功的功率至少为 瓦。
【答案】(1)更大
(2)8
(3)10
【详解】（1）弹簧拉伸的形变程度越大，其弹力越大，所需的握力就越大，反之，所需的握力就越小。向左调节调节器，可使弹簧的伸长量变大，所需力度就变大。
（2）根据杠杆平衡条件可得此时
（3）完成了60个握力动作做的功为
则小科做功的功率至少为
25．某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂L1和阻力的力臂L2；( )
（2）该同学质量为48kg，求墙壁对人的支撑力约为多少N？ （g取10N/kg）
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F将 （选填“变大”、“变小”或“不变"）。
【答案】 180 变大
【详解】（1）[1]作力F的作用线并延长，从O点向力F的作用线作垂线段即为力臂L1；从人体重心A竖直向下作一条带箭头的线段即为阻力F2，从O点向阻力F2的作用线作垂线段即为力臂L2。如图所示：
（2）[2]该同学质量为48kg，则阻力
F2=G=mg=48kg×10N/kg=480N
由（1）中图可知，设每一格的长度为a，阻力力臂为L2=3a，动力F的力臂L1=8a，由杠杆平衡条件可得
480N×3a=F×8a
解得F=180N，即墙壁对人的支撑力为180N。
（3）[3]若增大脚尖与墙壁的距离，人的身子长不变，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑点会下降，由图可知，动力臂会减小，阻力臂会增大，因人的重力不变，则阻力的大小不变，根据杠杆平衡条件可知，支撑力F将变大。
26．装修没有电梯的房屋时工人常用滑轮组提升沙石等材料。如图所示，用滑轮组匀速提起质量为1000N的材料，拉力大小为400N，材料在20s内向上移动了2m，不计绳重和摩擦。
(1)工人拉绳的速度是 m/s。
(2)拉力做功的功率是 W。
(3)若工人的体重为500N，绳子可承受的拉力最大为800N，则该工人利用这个滑轮组最大能匀速提升物重为多少的物体 （写出计算过程）
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】（1）材料上升的速度为
由图可知，有效绳子股数为3股，故工人拉绳的速度为
（2）拉力做功的功率
（3）动滑轮的重力
最大拉力
最大物重
27．如图是滑轮和斜面构成的一种组合机械。重物为，在拉力作用下，重物以速度沿斜面匀速移动，重物上升的高度为，该组合机械的机械效率为，求：
(1)有用功的大小。
(2)拉力的功率大小。
(3)拉力的大小。（计算结果保留一位小数）
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）有用功的大小
（2）拉力做的功
时间
拉力F的功率
（3）绳端移动的距离
所需拉力
28．反思是一种良好的学习品质。
（1）一根轻质硬棒，在力的作用下能绕固定点转动。现在硬棒上施加两个力和，点到和的作用线的距离分别为和。小宁认为，只要满足，则硬棒一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力小于物重。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重和动滑轮重之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
【答案】（1）见解析；（2）见解析
【详解】（1）不正确；若要硬棒AB保持静止状态或匀速转动，除了要满足杠杆平衡条件，即F1×d1=F2×d2，还需要两个力根据实际情况在方向上满足一定的条件。
（2）需要满足G>G动；
由于动滑轮上有两段绳子，则在不计摩擦的情况下，绳子拉力为
则要满足竖直向上的拉力F小于物重G，即为
解得G>G动。
29．如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象。
（1）每个滑轮重多少N
（2）绳子能承受的最大拉力是多少N
（3）当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N
【答案】(1)100N；(2)500N；(3)800N；
【详解】(1)由图乙可知，在物重增加时，该滑轮组的机械效率将变大；由乙图可知：当G=200N时，，则有：
代入数据得：
解得：
(2)由图乙可知：,当时，绳子刚好被拉断，则绳子能承受的最大拉力：
(3) 由题意得：
代入数据得：
答：(1)每个滑轮重100N；
(2)绳子能承受的最大拉力是500N；
(3)当滑轮组的机械效率为80%时，物体重800N；
30．如图所示，汁轮组悬挂在水平支架上，重为800N 的工人站在水平地面上，竖直向下拉动 绳子自由端，使重为300N 的物体以0.4m/s 的速度匀速上升。在这个过程中，人施加的拉力F为200N。 两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：
(1)拉力F的功率；
(2)该滑轮组的机械效率；
(3)该工人利用此滑轮组提升该货物时，支架受到滑轮组的拉力；
(4)若绳子能承受的最大拉力为1000N， 该滑轮组的最大机械效率。
【答案】(1)160W
(2)75%
(3)700N
(4)95%
【详解】（1）图中连接动滑轮绳子的股数是2股，已知物体移动的速度是0.4m/s，则绳末端拉力移动的速度为
拉力F的功率为
（2）不计滑轮组的绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为
（3）不计滑轮组的绳重和摩擦，根据可得，动滑轮的重力为
支架受到滑轮组的拉力大小等于滑轮组的总重力加人的拉力，则拉力为
（4）若绳子能承受的最大拉力为1000N，根据可得，提升货物的重力为
该滑轮组的最大机械效率为
31．如图①所示，质量分布不均匀的木条AB两端分别悬挂在两个竖直弹簧秤甲乙下方，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC，弹簧测力计甲、乙的示数分别是 3N、9N。
（1） 求木条AB 的质量；
（2）现将弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点（弹簧测力计始终竖直），此时弹簧测力计乙的示数是为多少？
（3）如图②，将甲弹簧秤下端系住A端，手提甲上端，在保证乙弹簧测力计始终竖直悬挂的前提下，竖直并缓慢地将A点向上提了8厘米，这个过程中，甲弹簧秤的读数 ，（选填：变大、变小或不变）A点上的拉力克服木条的重力做了多少功？
【答案】 1.2kg 8N 不变 0.24J
【详解】解：（1）由图①知道，木条受到两弹簧测力计竖直向上的拉力和竖直向下的重力，由力的平衡条件知道，木条的重力
由G=mg知道，木条的质量
（2）设木条的重心在D点，以B为支点，由杠杆的平衡条件知道
则
弹簧测力计甲移到C时，以B点为支点，此时重力的力臂为
弹簧测力计甲对木条的拉力的力臂为
由杠杆的平衡条件知道
则
由力的平衡条件可知，弹簧测力计乙的示数
（3）以B点为支点，设重力的力臂为L2，弹簧测力计甲的拉力的力臂为L1，由数学知识可知
由杠杆平衡条件知道
则
因此这个过程中，甲弹簧秤的读数保持不变；A点上升8cm时，设木条的重心上升的高度为h，A点上升的高度为hA，由数学知识知道
则木条重心上升的高度
A点上的拉力克服木条的重力做的功
答：（1）木条AB的质量为1.2kg；
（2）此时弹簧测力计乙的示数是为8N；
（3）这个过程中，甲弹簧秤的读数保持不变，A点上的拉力克服木条的重力做的功为0.24J。
32．电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成，电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定载重量是1000kg。某次电梯满载上升时的v一t图像如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。(g=10N／kg)
(1)电梯匀速上升的高度是多少？
(2)电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？
(3)电梯匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？
【答案】(1)12m(2)4.8×104J(3)2.2×104W
【详解】试题分析：
(1)由图乙可知，在2-8 s时电梯是匀速上升的，所以可用：求出上升的高度.
(2)先求出对重的重力，然后由公式求出所做的功.
(3)先用由平衡条件求出拉力F，再通过公式：算出功率.
(4)简述对重的作用.
试题解析：
(1)由图像可知v=2 m/s，匀速运动的时间t=6 s，
电梯匀速上升的高度：.
(2)对重的重力，对重下降高度h=12 m，对重的重力做的功： .
(3)由平衡条件知，，故电动机钢丝绳对轿厢的拉力
.
电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率：
.
33．为完成某水下工程，施工队要把一个圆柱体工件从水中提起。通过技术分析，采用一辆四轮小型牵引车，通过牵引滑轮组匀速打捞起水中的圆柱体工件，小型牵引车始终保持的速度牵引，如图（a）所示。在打捞的过程中，小型牵引车的拉力功率随打捞时间的变化如图（b）所示。已知动滑轮重为，不计绳重与摩擦，试计算：
(1)圆柱体工件在没有露出水面前，所受到的浮力是多少
(2)当圆柱体工件被拉出水面后在空中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率是多少
【答案】(1)300N
(2)92%
【详解】（1）由图乙知道，在圆柱体工件没有露出水面前，小型牵引车的拉力功率 ，牵引绳的拉力为
由图知道，滑轮组由3段绳子承担物重，由于使用滑轮组时不计绳子与滑轮间的摩擦，拉力
所以，在圆柱体工件没有露出水面前，滑轮组对物体的提力
当圆柱体工件被拉出水面后在空中匀速上升的过程中，牵引功率1600W，此时绳子的牵引拉力
此时，物体被拉出水面，滑轮组对物体的拉力等于物体重力，物体重力为
圆柱体工件在没有露出水面前，所受到的浮力是
（2）当圆柱体工件被拉出水面后在空中匀速上升的过程中，由于使用滑轮组时不计绳子与滑轮间的摩擦，则
所以，滑轮组的机械效率
34．如图一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，将边长5cm的正方体G1通过轻质细绳系于正上方杠杆A点，G2=40N，将G2放在B点时，G1对地面的压强为2×104Pa，已知OA=0.2m，OB=0.1m
（1）此时细绳作用于A的拉力；
（2）正方体G1的重力；
（3）现用F=5N的水平拉力使G2以0.05m/s的速度从B点向右匀速直线运动，经过一段时间使G1对地面的压力恰好为零，在这段时间内拉力做功。
【答案】（1）20N；（2）70N；（3）1.25J
【详解】解：（1）设此时细绳作用于A的拉力为FA，由杠杆的平衡条件知道
则绳子的拉力
（2）此时G1对地面的压强为2×103Pa，则由 知道，G1对地面的压力
因正方体对地面的压力等于自身的重力减去绳子的拉力，所以，正方体G1的重力
（3）G1对地面的压力恰好为零时，绳子的拉力
设此时G2向右运动到D位置，由杠杆的平衡条件
则G2向右运动的距离
在这段时间内拉力做功
答：（1）此时细绳作用于A的拉力20N；
（2）正方体G2的重力70N；
（3）在这段时间内拉力做功1.25J。
35．如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA∶OB=2∶3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)
（1）物体M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物体M1对水平面的压力。
【答案】(1)80N；(2) 50W；(3) 245N
【分析】（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，
已知滑轮组的机械效率，根据得出物体M2的重力；
（2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，作用在绳子自由端的拉力：根据绳子自由端移动的距离为：
s=2h，由得出绳子自由端的速度为物体上升速度的2倍，根据求出拉力F的功率；
（3）由力的平衡，得出绳子对定滑轮向上的拉力，根据力的作用是相互的，即定滑轮对绳子的拉力可知作用在杠杆B端的力为，根据杠杆的平衡条件求出绳子作用在杠杆A端的力，根据力的作用是相互的知杠杆对绳子的拉力，即绳子对绳子对M1向上的拉力为FA′，由力的平衡，求出地面对M1的支持力，由力的相互性求出物体M1对水平面的压力。
【详解】（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，
则滑轮组的机械效率：即
解得物体M2的重力：G＝80N；
（2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：
物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s＝2h，
由可得绳子自由端的速度为：v绳＝2v＝2×0.5m/s＝1m/s；
拉力F的功率：
（3）由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力：F′B＝3F+G定＝3×50N+20N＝170N，
根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FB＝F′B＝170N，
根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，
故绳子对杠杆A端的拉力为：
力的作用是相互的，则绳子对M1向上的拉力为：FA′＝FA＝255N，
根据力的平衡，地面对M1的支持力：F支＝G1﹣FA′＝500N﹣255N＝245N；
由力的相互性可知，物体M1对水平面的压力：F压＝F支＝245N。
【点睛】本题考查有关滑轮的知识，力的平衡和相互性及杠杆的平衡条件、机械效率公式的运用，综合性强。
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【素养解码】浙教版 九年级 科学上册·阶段评价练（18）
能量的转化与守恒·专题7 简单机械及机械效率
知识储备1：杠杆
1、杠杆：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒。
（1）五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂（如图所示）。
注意：
①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离；
②力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如果力的作用线恰好通过支点， 则力臂为零；
③力的作用点一定在杠杆上；
④对于形状规则、密度均匀的杠杆，重心在杠杆的中心位置。
（2）平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。公式：F1×L1=F2×L2。
（3）杠杆的最小力问题
做此类题，必须先找准杠杆的动力、阻力、动力臂、阻力臂，以及各力臂的变化，此类题只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行判断。
知识储备2：滑轮
1、滑轮：周边有槽、能绕中心轴转动的小轮。
（1）定滑轮：轴固定不动，不能省力，但能改变力的方向，相当于等臂杠杆。
（2）动滑轮：轴随重物一起运动，能省一半的力，但不能改变力的方向，相当于动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。
（3）滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合成的简单机械。使用时，动滑轮和重物的总重力由几股绳子承担，每股绳子的受力就为总重力的几分之一，即G总=G轮+G物，F=G物，且重物上升h，绳子的自由端移动距离s=nh。
知识储备3：斜面
1、若不计摩擦力，斜面长L是斜面高h的几倍，匀速把物体沿斜面上推时的推力F就是物重的几分之一，公式：FL=Gh，F=。
2、若存在摩擦力f，则有FL=Gh+f L。
知识储备4：机械效率
1、有用功：在完成任务过程中必须要做的功。
2、额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功。（一般指克服动滑轮自重做的功和克服摩擦产生的内能）
3、总功：人的拉力F（动力）对动滑轮所做的功，叫做总功。公式：W总＝W有用＋W额外。
4、机械效率：η=×100%。
1．下列关于机械效率说法正确的是（　　）
A．机械做功越快，机械效率就越高 B．省力越多的机械，机械功率越大
C．单位时间做功越多的机械，效率越高 D．额外功在总功中占比例越小的机械效率越高
2．垃圾分类，人人有责。带盖的垃圾桶能有效防止易腐垃圾的异味散出，以下说法不正确的是（　　）
A．图甲中垃圾桶盖ABC为一个费力杠杆 B．图甲中脚踏部分DEF为一个省力杠杆
C．图乙中的垃圾桶盖为一个等臂杠杆 D．图丙中垃圾桶盖为一个费力杠杆
3．一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置，下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力 B．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力
C．甲安装的是动滑轮，能省力 D．乙安装的是动滑轮，能省力
4．小李的质量为40kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为80kg，可以举起40kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（　　）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
5．如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆焊接于点后悬挂于竖直墙壁的点，轻杆的延长线过球心，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（　　）
A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8牛
6．挂钟的分针转动的动力来自机械齿轮，可认为是作用在C点且方向始终与分针垂直的力F，当分针匀速由A位置（如图甲）顺时针转动到B位置（如图乙）过程中，力F大小的变化情况为（　　）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变大后变小 D．先变小后变大
（第6题图） （第7题图） （第8题图）
7．如图所示，AOB为一杠杆，O为支点，杠杆重不计，AO=OB。在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当AO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡；需在B端施加最小的力为F1；当BO段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B施加最小的力为F2，则（　　）
A．F1＜F2 B．F1＞F2 C．F1=F2 D．无法比较
8．如图所示，均匀铁棒的正中心钻有一孔，在这个孔里，穿着一条非常牢固的细金属丝，使这根铁棒能够沿着水平轴线旋转。如果转动这根铁棒，静止后它（　　）
A．只能停留在竖直位置 B．只能停留在水平位置
C．可以停留在任意位置 D．只能停留在水平或竖直位置
9．如图，用一根带有刻度的质量分布均匀的木尺作为杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验（每钩码重为0.5牛），下列说法正确的是（　　）
A．实验前出现图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调
B．图乙，在AB处各增加一个钩码，杠杆右端会下沉
C．图丙，弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变小
D．图丁，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛
10．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
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
11．如图用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的重以及摩擦，则下列说法中正确的有（　　）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，物体B的运动状态保持不变
12．如图，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100N B．水平向右的力F的大小为400N
C．物体B所受重力为400N D．拉力F做功的功率为63W
13．小科用如图甲所示的方式把重为700N货物搬往高台，发现非常吃力，于是他找来一块木板，搭成图乙所示的斜面，斜面长2m、高1m，然后站在高台上借助一根绳子沿斜面把货物拉上了高台，拉力做功为1000J。
（1）小科将货物沿斜面拉上高台所做的有用功为 J。
（2）货物受到斜面的摩擦力大小为 N。
（3）利用斜面搬运货物的优点是 。
14．图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内对物体做的有用功为 J。
（第14题图） （第15题图） （第16题图）
15．人体中有不少骨构成了杠杆，仰卧起坐时，人体可以看成杠杆。如图，O为支点，肌肉的拉力F为动力，在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 （变大/不变/变小）。重为的同学在内做了40次仰卧起坐。若该同学上半身的重力约为全身重力的，每次上半身重心上升的高度为，则她在内克服上半身重力做功为 J，克服上半身重力做功的功率为 W。
16．如图所示为晾衣架，横杆自重10牛，两个动滑轮的自重相同，现横杆上挂有重为64牛的衣物。若小乐用20牛的拉力竖直向下拉绳子使衣物匀速上升1米，共用时5秒（衣物上升过程中，横杆保持水平，不计绳重及摩擦）。则此过程中，绳子拉力做功的功率是 瓦；该晾衣架的机械效率为 ；每个动滑轮自重为 牛。
17．如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹簧测力计a的读数是6N。试回答下列问题：（不计绳重及摩擦）
（1）弹簧测力计b的读数是 ；
（2）2秒内将重物匀速拉升10厘米，拉力的功率为 瓦；
（3）若重物G增大为12牛，仍将其匀速拉升，弹簧测力计b的读数是 N。
18．如图所示，GA=10N，GB=20N，放在光滑水平面上，现用一水平向右的力F作用在物体A上，使A向右匀速滑动。已知弹簧测力计的示数为2N，物体A的速度vA=0.2m/s，不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦。
（1）物体B受到的摩擦力大小为 N。
（2）拉力F的功率为 W。
19．小金同学用如图所示的装置探究影响斜面机械效率的因素：在实验过程中，应拉着物体沿着斜面向上做匀速直线运动。
（1）若斜长为s，斜面高为h，拉力为F，物重为 G，那么测得斜面的机械效率为 ；（用题中字母表示）
（2）若斜面的倾斜程度、粗糙程度和物重都保持不变，只增加物体在斜面上运动的长度，则所测斜面的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
20．某实验小组探究影响滑轮组机械效率因素的实验装置如图所示，实验数据如表：
次数 物理量 1 2 3 4
钩码重G/N 4 4 6 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2
绳端拉力F/N 1.4 1.8 2.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.5 0.3 0.3 0.6
机械效率η 57% 74% 83%
（1）通过分析表中数据可知第2次实验是用 （填“甲”或“乙”）图装置做到；
（2）计算第4次实验的机械效率 ，在第4次实验中钩码上升的时间是6s，则该次实验中拉力F的功率是 W；
（3）通过比较3和4两次的实验数据，可以得出的结论是 ；
（4）已知每只滑轮重1N，请计算第2次实验中由于机械摩擦而损耗的能量为 J。
21．如图所示，小科探究杠杆的平衡条件实验中所用的实验器材有：杠杆，支架，刻度尺和质量相同的钩码若干个。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，如甲图所示，杠杆
（选填“处于”或“不处于”）平衡状态，此时，应把杠杆两端平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时保持水平位置平衡，防止杠杆自重影响实验；
（2）杠杆调节平衡后，小科在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，如图乙所示，于是小科得出了杠杆平衡条件为：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。他这样得出结论是不正确的，请说明理由 ；
（3）小科为了纠正自己的观点，在B点改用弹簧测力计来拉，多次改变拉力的 ，仍使杠杆水平平衡，比较拉力的大小。
22．小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。
（1）当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平位置平衡，应当将杠杆的平衡螺母向 （选填“右”或“左”）调节；
（2）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如表。分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是 ；
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 15.0 1.5 10.0
3 1.5 10.0 0.5 30.0
…
（3）本次探究经过多次实验的目的是 ；
A．减小实验误差 B．寻找普遍规律
（4）如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会 （选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）；
（5）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，则Fa Fb。（选填“大于”“等于”或“小于”）。
23．项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。根据杆秤的工作原理和下列器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。按照下列步骤制作了此密度计
步骤：①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度；
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣；当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“？”刻度（单位g/cm ）；
④________________________。
（1）杆秤的工作原理是 ；
（2）步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为 。
（3）如何在杆秤上标其它刻度（精确到0.1g/cm）？请将步骤④的操作补充完整： 。
（4）用多种密度已知的液体对出密度秤”刻度准确度进行检验。为了制作出精确度更高的“密度秤”，请举出一项改进措施是 。
24．如图甲所示，可调式握力器用于锻炼手部肌肉。锻炼时抓住手柄的左侧，用力抓紧使其碰触到右侧的读数按钮，即算完成一个握力动作。
（1）如图甲所示，握力器的力度可以通过调节器旋钮来调整，使弹簧下端在调节区域内左右移动。当弹簧下端向左移动时，小科要完成一个握力动作需要用 （选填“更大”或“更小）的力；
（2）如图乙所示，小科用F1的力抓握力器的手柄，此时弹簧的拉力F2=20N，阻力臂OA=2.0cm，动力臂OB=5.0cm，则此时F1= N；
（3）小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，则小科做功的功率至少为 瓦。
25．某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂L1和阻力的力臂L2；
（2）该同学质量为48kg，求墙壁对人的支撑力约为多少N？（g取10N/kg）
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F将 （选填“变大”、“变小”或“不变"）。
26．装修没有电梯的房屋时工人常用滑轮组提升沙石等材料。如图所示，用滑轮组匀速提起质量为1000N的材料，拉力大小为400N，材料在20s内向上移动了2m，不计绳重和摩擦。
（1）工人拉绳的速度是 m/s。
（2）拉力做功的功率是 W。
（3）若工人的体重为500N，绳子可承受的拉力最大为800N，则该工人利用这个滑轮组最大能匀速提升物重为多少的物体 （写出计算过程）
27．如图是滑轮和斜面构成的一种组合机械。重物为，在拉力作用下，重物以速度沿斜面匀速移动，重物上升的高度为，该组合机械的机械效率为，求：
（1）有用功的大小。
（2）拉力的功率大小。
（3）拉力的大小。（计算结果保留一位小数）
28．反思是一种良好的学习品质。
（1）一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
29．如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象。
（1）每个滑轮重多少N
（2）绳子能承受的最大拉力是多少N
（3）当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N
30．如图所示，汁轮组悬挂在水平支架上，重为800N 的工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重为300N 的物体以0.4m/s 的速度匀速上升。在这个过程中，人施加的拉力F为200N。两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：
（1）拉力F的功率；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）该工人利用此滑轮组提升该货物时，支架受到滑轮组的拉力；
（4）若绳子能承受的最大拉力为1000N，该滑轮组的最大机械效率。
31．如图①所示，质量分布不均匀的木条AB两端分别悬挂在两个竖直弹簧秤甲乙下方，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC，弹簧测力计甲、乙的示数分别是 3N、9N。
（1）求木条AB的质量；
（2）现将弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点（弹簧测力计始终竖直），此时弹簧测力计乙的示数是为多少？
（3）如图②，将甲弹簧秤下端系住A端，手提甲上端，在保证乙弹簧测力计始终竖直悬挂的前提下，竖直并缓慢地将A点向上提了8厘米，这个过程中，甲弹簧秤的读数 （选填：变大、变小或不变）A点上的拉力克服木条的重力做了多少功？
32．电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成，电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定载重量是1000kg。某次电梯满载上升时的v-t图像如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。（g=10N／kg）
（1）电梯匀速上升的高度是多少？
（2）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？
（3）电梯匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？
33．为完成某水下工程，施工队要把一个圆柱体工件从水中提起。通过技术分析，采用一辆四轮小型牵引车，通过牵引滑轮组匀速打捞起水中的圆柱体工件，小型牵引车始终保持的速度牵引，如图（a）所示。在打捞的过程中，小型牵引车的拉力功率随打捞时间的变化如图（b）所示。已知动滑轮重为，不计绳重与摩擦，试计算：
（1）圆柱体工件在没有露出水面前，所受到的浮力是多少
（2）当圆柱体工件被拉出水面后在空中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率是多少
34．如图一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，将边长5cm的正方体G1通过轻质细绳系于正上方杠杆A点，G2=40N，将G2放在B点时，G1对地面的压强为2×104Pa，已知OA=0.2m，OB=0.1m
（1）此时细绳作用于A的拉力；
（2）正方体G1的重力；
（3）现用F=5N的水平拉力使G2以0.05m/s的速度从B点向右匀速直线运动，经过一段时间使G1对地面的压力恰好为零，在这段时间内拉力做功。
35．如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA∶OB=2∶3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重、摩擦均不计）
（1）物体M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物体M1对水平面的压力。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com) 同舟共理工作室·周承秉
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