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北师大版（郭玉英）八年级下册 第九章 《机械和功》单元测试 提升卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1．小雨同学在课堂上勤思好学，在生活中善于观察，她发现应用杠杆能给我们的生活带来便利。如图所示的应用中，能省距离的是（　　）
A．核桃夹 B．钳子
C．筷子 D．托盘天平
【答案】C
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】 A.在使用核桃夹时，动力臂通常大于阻力臂。因此，核桃夹是一个省力杠杆，但费距离，故A不合题意；
B.钳子在使用时，动力臂通常大于阻力臂，因为需要较大的力来夹紧或剪断物体。因此，钳子是一个省力杠杆，但会费距离，故B不合题意；
C.使用筷子时，动力臂通常小于阻力臂，因为需要用较小的力来夹取食物。因此，筷子是一个费力杠杆，但能省距离，故C符合题意；
D.托盘天平是一个等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力，也不省距离，故D不合题意；
故选C。
【分析】 （1）根据杠杆的原理，当动力臂大于阻力臂时，杠杆为省力杠杆，但会费距离；
（2）当动力臂小于阻力臂时，杠杆为费力杠杆，但能省距离。
（3）题目要求找出能省距离的应用，即寻找动力臂小于阻力臂的情况。
2． 戥子是一种微型杠杆，中药房里都是用戥子称量中药。如图所示，不考虑秤杆重力，已知秤砣的质量是m，零刻度线在提纽右侧、离提纽的距离为，秤盘离提纽悬挂点的距离为。当盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杠杆水平平衡时，秤砣悬挂点到提纽的距离是，以下判断正确的是（　　）
A．整个秤盘的质量是
B．中药的质量是
C．提纽向左移动一段距离，戥子的量程会变小
D．增加秤砣的质量，戥子的量程会变小
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】解：A、当秤盘为空时，杠杆平衡，此时秤砣在零刻度线处。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，有：m盘gL1=mgL0，解得秤盘质量，因此A错误。
B、当放入中药后，设中药质量为m药 ，杠杆再次平衡。根据杠杆平衡条件：(m盘 +m药 )gL1=mgL2 将代入上式：，化简得：mL0+m药 L1 =mL2，解得：，因此B正确。
C、戥子的最大称量对应秤砣在最右端时的情况。提纽向左移动，会减小秤盘到提纽的距离L1 。根据（Lmax为秤砣最大力臂），当L1减小时，最大称量m总会变大，因此C错误。
D、根据，当增加秤砣质量m时，在L1和Lmax不变的情况下，最大称量m总会变大，因此D错误。
故选：B。
【分析】（1）根据杠杆平衡条件，当秤盘为空时，可求出秤盘质量。
（2）当放入中药后，根据杠杆平衡条件，可推导出中药质量。
（3）提纽向左移动，会使力臂减小，在秤砣质量不变时，最大称量值会变大。
（4）增加秤砣质量，在力臂不变时，最大称量值会变大。
3．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物，不考虑摩擦，三个力的大小关系是（　　）
A．F1F2>F3 C．F2>F1=F3 D．F1=F2=F3
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】使用定滑轮不省力也不省距离，只改变力的方向；如图所示，不考虑摩擦，使用定滑轮匀速提起重物时，三个拉力的大小都等于物体的重力，所以三个力的大小相等，故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】使用定滑轮不省力也不省距离，只改变力的方向。
4．如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中最小的拉力是（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】解：不计滑轮重、绳重及摩擦：
第一个滑轮组和第四个滑轮组，由2段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F1=F4=G，
第二个滑轮组，由3段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F2=G，
第三个滑轮组，使用的是2个定滑轮，所以拉力F3=G．
由此可知，拉力F最小的是F2．
故选B．
【分析】不计滑轮重、绳重及摩擦，直接提升物体时F=G，使用滑轮组时，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是物重的几分之一，因此承担动滑轮和物体的重的绳子段数越多越省力．
5．用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2.不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑.则F1与F2的大小关系是(　　).
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；力的合成与应用；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】图中，木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面，相对地面静止，B受到平衡力，向左的拉力F2和A对B向右的摩擦力f是平衡力，力的大小相等，A向右运动时，受到向右的拉力FA，B对A向左的摩擦力f、地面对A向左的摩擦力f地，则FA=f+f地，不计绳重、轮重时，动滑轮的拉力F1=2FA=2(f+f地)，则F2>2F2，D符合题意。
故选D。
【分析】静止和匀速直线运动的物体，受到平衡力，根据物体受到的力，结合平衡力的关系，判断力的大小关系。
6．周末，小明在家进行大扫除，如图所示为小明竖直向上施力抬起沙发时的情景。已知沙发的质量为50，沙发的重心在其中心位置，重心上升的高度为20，g取10。下列说法正确的是
A．沙发扶手的高度约为50
B．小明抬沙发时，沙发相当于一个费力杠杆
C．在图示位置静止时，小明对沙发的力为250N
D．小明对沙发做的功为200J
【答案】C
【知识点】长度的估测；杠杆的平衡条件；杠杆的分类；功的计算及应用
【解析】【解答】A、沙发扶手的高度约为人高度的一般，大致为50-60cm，故A错误；
B、抬起沙发时，沙发的重心和支点的距离即为阻力臂，小于动力臂，所以阻力大于动力，属于省力杠杆，故B错误；
C、根据杠杆平衡可知，F×L1=G×L2，L1=2L2，所以F=0.5G=250N，故C正确；
D、根据相似三角形可知，手运动的距离为重心距离的二倍，根据W=Fh计算可知，沙发做功W=250N×0.4m=1000J。故D错误。
综上选C。
【分析】1、杠杆原理的应用：杠杆的平衡条件为：动力*动力臂=阻力*阻力臂；；
2、做功：公式为W=Fs，其中s是沿着力的方向移动的距离。
7．如图，在一次推铅球运动中，手臂长约0.6m 的某同学将质量为5kg 的铅球用600 N的力推出后，成绩为8 m，则这个同学的推力对铅球做的功约为(　　).
A．30J B．360 J C．400 J D．4 800 J
【答案】B
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】 手臂长约0.6m，用600N的力推出铅球，则这个同学的推力对铅球做的功为：
W=Fs=600N×0.6m=360J。
故选：B。
【分析】由题知，铅球在推力的作用下移动了0.6m，利用W=Fs计算他在推铅球时做的功。
8．某同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为15s。那么他上楼过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值（　　）
A．2W B．20W C．200W D．2000W
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；功的计算及应用
【解析】【解答】中学生的质量大约50kg，则重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N
，从一楼跑到三楼上升的高度约为6m，
克服重力做的功约为W=Gh=500N×6m=3000J；
克服自己重力做功的功率约为。
故选C。
【分析】根据G=mg估测中学生的体重，根据W=Gh计算克服重力做功，根据计算克服重力做功的功率。
9．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． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】功率的概念；功率的计算；功的概念；功的计算及应用
【解析】【解答】已知条件：两次用力大小相同：F1= F2 = F
两次移动距离相同：s1 = s2 = s
两次所用时间相同：t1 = t2 = t
物体质量不同，表面粗糙度不同
根据功的计算公式：W1= Fs，W2 = Fs；可得：W1= W2
根据功率的计算公式：
综上，W1 = W2，P1 = P2
故答案为：C。
【分析】本题考查功和功率的概念及其计算。解题关键在于理解功的决定因素和功率的定义。功的大小由力的大小、物体在力的方向上移动的距离决定，与物体质量、表面粗糙度、运动状态等无关。题目中明确给出两次用力大小相同、移动距离相同、所用时间相同，因此功必然相等。功率是单位时间内完成的功，既然功相等且时间相等，功率也必然相等。解题时需要抓住功的基本定义式W=Fs，明确哪些是决定因素，哪些不是。
10． 如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（　　）
A．拉力做功为3J
B．物体受到摩擦力为1.5N
C．在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D．若以的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A：有用功为克服重力做的功，由可得，拉力做的总功，故A错误；
B：在直角三角形中，30度所对的直角边是斜边的一半可知，斜面长度为s=1m，，即，解得拉力F=4N，因为物体做的是匀速直线运动，受到的摩擦力和拉力是平衡力，大小相等，所以物体受到的摩擦力为4N，故B错误；
C：在匀速拉动过程中，物体的动能不变，但是物体的高度升高，重力势能增大，所以机械能也增大，故C错误；
D：影响斜面机械效率的因素有：斜面的倾斜程度（倾斜程度越大，机械效率越高） 、斜面的粗糙程度（斜面越粗糙，机械效率越低），与拉动的速度大小无关，所以改变拉动物体的速度，斜面的机械效率不变，故D正确。
故选D。
【分析】（1）根据W=Gh求出有用功，W=Fs求出总功，还要结合进行相关的计算；（2）实验中应注意保持绳子的拉力方向与斜面平行，且匀速直线拉动物体，物体受的拉力才等于摩擦力；（3）斜面的机械效率和斜面的倾斜程度、粗糙程度有关，所以实验中才用控制变量法来进行实验。
二、多选题（每题3分，共9分）
11．下图为建房时常用的吊机，其顶部装有一个滑轮。装砂子的斗车自身质量为20kg，静止时与地面的总接触面积为。当钢丝绳的拉力为3500N时，吊机刚好能匀速吊起装有的砂子的斗车．下列分析正确的是（　　）（，取）
A．为防止吊机翻倒，配重应尽量靠近处放置
B．此装置可以省力
C．装有的砂子的斗车静止在水平地面上时，对地面的压强为
D．此装置运送砂子的机械效率约为85.7%
【答案】A,C,D
【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A、根据杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小、越安全，因此为防止吊机翻倒，配重应尽量远离C处放置，故A错误；
B、如图为建房时常用的吊机，其顶部装有一个滑轮，此滑轮固定不动，为定滑轮，定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故B错误；
C、0.2m3砂子的质量为：m=ρ砂V=1.5×103kg/m3×0.2m3=300kg；斗车静止在水平地面上时，对地面的压力等于斗车和砂子的重力之和，即F压=G斗+G砂=（m斗+m砂）g=（20kg+300kg）×10N/kg=3200N，则对地面的压强为： ，故C正确；
D、定滑轮绳子股数为1，此装置的机械效率为：
，故D正确。
故选：CD。
【分析】（1）根据杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小、越安全；
（2）固定不动的滑轮叫做定滑轮，定滑轮不省力，但可以改变力的方向；
（3）根据密度公式求出砂子的质量，斗车静止在水平地面上时，对地面的压力等于斗车和砂子的重力之和，利用求出对地面的压强；
（4）定滑轮绳子股数为1，根据求出此装置的机械效率。
12． 如图所示，用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为800 N的物体 A，卷扬机对绳子的拉力F=500 N，经过10s物体A竖直匀速上升了2m，此过程中不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦力，g=10 N/㎏g。下列说法正确的是
A．动滑轮的质量为30 kg
B．滑轮对物体A做的有用功为1600J
C．拉力做功的功率为100W
D．动滑轮的机械效率为80%
【答案】B,D
【知识点】功率的计算；动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；有用功和额外功
【解析】【解答】A、由图可知n=2，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力：G动=nF-G=2×500N-800N=200N，由G=mg可知，动滑轮的质量：，故A错误；
B、滑轮对物体A做的有用功：W有=Gh=800N×2m=1600J，故B正确；
C、绳子自由端移动的距离：s=nh=2×2m=4m，拉力做的总功：W总=Fs=500N×4m=2000J，拉力做功的功率：，故C错误；
D、动滑轮的机械效率：，故D正确。
故选BD。
【分析】（1）由图可知n=2，利用不计绳重和摩擦时求动滑轮的重力，根据G=mg求出动滑轮的质量。
（2）利用W有=Gh求滑轮对物体A做的有用功。
（3）绳子自由端移动的距离s=nh，利用W总=Fs求拉力做的总功；利用求拉力做功的功率。
（4）利用求动滑轮的机械效率。
13．在践行青岛中小学生“十个一”行动中，小明用独轮车帮助爸爸运送货物。车和货物的总重力G为960N，小明的质量为，双脚与地面的接触面积为。小明抬起独轮车在水平地面静止时如图所示，下列说法正确的是
A．独轮车是一个费力杠杆 B．小明对车竖直向上的力F为400N
C．小明对地面的压力为900N D．小明对地面的压强为
【答案】B,C
【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【解答】A、在提起车把手的过程中，可以将其抽象为一个硬棒；车身是绕着车轮的转轴处转动的，所以我们可以认为转轴处为该杠杆的支点，此时的动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故A正确；
B、工人缓缓提起车把手的过程中，我们可以认为车处于杠杆平衡状态，则可得：G总×0.5m＝F×1.2m，已知G总＝960N，则F＝400N，故B正确；
C、小明对车竖直向上的力为400N，由于力的作用是相互的，车对小明有向下的压力，大小为400N，所以小明对地面的压力大小为F压=400N+50kg×10N/kg=900N，故C正确；
D、小明对地面的压强为，故D错误。
故答案为：BC。
【分析】在提起车把手的过程中，车身部分绕着转轴转动；结合力臂大小分析；在本题中，我们可以将车厢和货物所受的重力作为阻力，人对车把手施加的力作为动力，则根据杠杆的平衡条件可以求得人对车的力；根据相互作用力，人对车的力等于车对人的力，结合压力等于重力与车对人的作用力之和分析，根据压强公式解答。
三、填空题（每空2分，共10分）
14． 甲、乙机械把同样重的物体匀速向上提升。两机械做功情况的部分数据如图所示，则甲机械的总功为　 　J，乙机械的有用功为　 　J，甲机械的效率　 　乙机械的效率（选填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】2000；900；小于
【知识点】机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：由图可知，甲机械的有用功为500J，占总功的25%，即甲的机械效率为25%；
由可知，甲机械的总功为：；
乙机械的额外功为2100J，占总功的70%，则乙机械的总功为：；
则乙机械的有用功为：W有乙=W总乙-W额乙=3000J-2100J=900J；
由图可知，甲的机械效率为25%，乙的机械效率为30%，因此甲的机械效率小于乙的机械效率。
故答案为：2000；900；小于。
【分析】 （1）由图可知，甲机械的有用功为500J，占总功的25%，由可计算甲机械的总功；
（2）乙机械的额外功为2100J，占总功的70%，可计算出乙机械的总功，用总功减去额外功得到乙机械的有用功；
（3）由图可知，甲的机械效率为25%，乙的机械效率为30%，由此可比较甲、乙的机械效率大小。
15．在不计绳重和摩擦的情况下用如图所示的滑轮组匀速提起一个重为180N的物体，物体在10s内竖直上升了1m，人拉绳的力为80N，人拉绳子做功的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。
【答案】24；75%
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】由题图可知，该滑轮组n=3，绳端移动距离：s=nh=3×1m=3m，拉力做的总功：
W总＝Fs＝80N×3m＝240J，代入对应时间，即可算出拉力做功功率 。
利用W有 =Gh计算提升物体所做的有用功 W有用＝Gh＝180N×1m＝180J ；滑轮组机械效率： 。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。效率的计算。
四、实验探究题（每空2分，共22分）
16．李博同学用如图所示的装置测定滑轮组的机械效率，记录的实验数据如下表：
实验序号 钩码重力G（N） 拉力F（N） 机械效率（%）
1 6.0 2.5 80
2 6.0 2.5 60
3 12.0 4.0 　
（1）实验中，用力拉弹簧测力计时应使钩码　 　；
（2）通过表中数据可分析出实验序号1是用　 　装置做的实验，实验序号2是用　 　装置做的实验（填“甲”或“乙”）
（3）李博用装置乙做了实验序号3的实验，请帮他填好表中的空格　 　。
【答案】（1）匀速上升
（2）甲；乙
（3）75
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】 解：（1）为了使拉力大小不变，更准确地测出拉力的大小，必须匀速拉动弹簧测力计；
（2）在实验1中，F=2.5N，G=6.0N，η1=80%，
因为，
解得n=3，即用甲装置做的实验；
在实验2中，F=2.5N，G=6.0N，η1=60%，
因为，
解得n=4，即用乙装置做的实验；
（3）乙装置n=4，
实验序号3中，F=4N，G=12.0N，则。
故答案为：（1）匀速上升；（2）甲；乙；（3）75。
【分析】 （1）只有在匀速拉动时，拉力的大小才是不变的，才等于弹簧测力计的示数。
（2）知道实验序号1中钩码重、拉力大小、机械效率大小，根据效率公式求n的大小，即承担物重的绳子股数，再去判断。
（3）由乙装置可知绳子的有效股数，根据求出实验序号3的机械效率。
17．如图所示，是探究杠杆平衡条件的实验。
（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；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向　 　调节。
（2）如图乙所示，A点挂有2个质量为50g的钩码，当在B点挂　 　个质量为50g的钩码，能使杠杆在水平位置平衡。
（3）实验中需要改变实验条件，测量多组杠杆平衡时的动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，目的是：　 　。
（4）如图丙所示，在C点悬挂3个质量为50g的钩码，在 D 点用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置再次平衡，则拉力大小为　 　N。若保持杠杆平衡状态不变，将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中，其示数将 　 　(选填“变大”、“小”或“不变”)。如果测力计的量程为0~5N，保持支点O、悬挂点 D位置不变，利用图丙中的杠杆能较为准确地测出的最大物体质量为 　 　g(g取10N/kg)。
【答案】（1）是；右
（2）3
（3）寻找普遍规律，避免偶然性
（4）1.2；变大；2500
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】 （1）①根据题意可知，挂钩码前，杠杆保持静止状态，则此时杠杆处于平衡状态；
②如图甲所示，杠杆右端上翘，说明杠杆右侧较轻，应将右端平衡螺母向右端移动；
（2）根据乙图可知，设每个钩码的重力为G，杠杆每个格的长度为L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 得到：2G×3L=nG×2L，
解得：n=3，
即应在B点挂3个质量均为50g的钩码；
（3）探究杠杆平衡的条件时进行多次实验，多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，其目的是寻找普遍规律，避免偶然性；
（4）①3个质量为50g的钩码的总重量为：G=mg=3×0.05kg×10N/kg=1.5N，
在D点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：
1.5N×4L=F×5L，
解得：F=1.2N；
②若在D点斜向右下方拉弹簧测力计此时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时动力变大，则弹簧测力计的示数将变大；
③弹簧测力计的量程为0～5N时，拉力最大为5N，物体挂在左边第1格，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：
G' L左=F' L右；
G'×L=5N×5L；
解得：G'=25N
那么能准确测出的最大物体质量为：。
【分析】（1）①杠杆静止或匀速转动时，杠杆都处于平衡状态；
②平衡螺母总是向较轻的一侧调节；
（2）利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算；
（3）在科学测量中多次实验的目的只有两个，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性；
（4）①确定动力臂和阻力臂，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2进行分析计算；
②当弹簧测力计斜着拉时，注意分析动力臂的长度变化，然后根据杠杆平衡条件分析拉力的变化即可；
③弹簧测力计的量程为0～5N时，拉力最大为5N，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2计算出称量物体的最大重力，再根据计算物体的最大质量。
五、计算题（共11分）
18．一辆汽车沿着长为8km的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时5min，汽车发动机牵引力为3000N，共消耗汽油1L。汽油的密度；汽油的热值。求：
（1）汽车行驶的速度是多少km/h？
（2）汽车发动机牵引力的功率是多大？
（3）汽车发动机的效率是多大？
【答案】（1）解：汽车的行驶速度 。
答：汽车行驶的速度是96km/h。
（2）解：汽车发动机牵引力的功率 。
答：汽车发动机牵引力的功率是80000W。
（3）解：汽车发动机的效率
答：汽车发动机的效率是74.53%。
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；机械效率
【解析】【分析】 （1）已知总路程和总时间，根据公式可求行驶的速度。
（2）已知牵引力和行驶的距离还有时间，根据公式可求功率。
（3）已知距离和牵引力，可求牵引力做的功，还知燃烧汽油释放的能量，二者之比就是汽车发动机的效率。
19．如图所示，一名体重为650N的工人用滑轮将重900N的物体匀速提升了1m，人对绳自由端竖直向下的拉力 F为500N，不计绳重和摩擦。求：
（1）绳自由端移动的距离
（2）动滑轮的重力大小
（3）工人利用该滑轮组最大能提起重物的重力为多少
【答案】（1）解：由图可知，动滑轮上有2股绳子，即n=2，所以绳自由端移动的距离.s=2h=2×1m=2m。
（2）解：由 得，所以动滑轮的重力大小是 。
（3）解： 当工人对绳子的拉力 F等于工人自重G人时，拉力最大F大=650N，
此时利用该滑轮组最大能提起重物的重力最大，
由 得， 最大能提起重物的重力 。
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定滑轮组承担重力的绳子股数n，然后利用s=nh求出绳自由端移动的距离；
（2）不计绳重和摩擦，根据计算动滑轮的重力；
（3）当工人对绳子的拉力F等于工人自重G人时，拉力最大，不计绳重和摩擦，根据求出最大能提起重物的重力。
六、科普阅读题（每空2分，共12分）
20．阅读下列短文，回答问题，
变速自行车
自行车已有一百多年历史，是世界各国居民喜爱的交通、健身工具，它由许多简单机械组成。是人类发明的最成功的人力机械之一、如图是自行车的部分结构示意图，骑行时人在脚踏处施力，通过曲柄带动前齿轮且顺时针转动，再通过链条带动后齿轮B与后轮一起转动。曲柄与齿轮A、后轮与齿轮B，两处都是同轴转动（物体绕同一个中心轴转动，在相同时间转过的圈数相同）的轮轴结构，也可视为不等臂杠杆。4、B齿轮通过链条配合工作，在相同时间转过的齿数相同，链条与4、B齿轮间的作用力大小相等。
变速自行车与普通自行车的区别是它的前、后齿轮由多个齿数不同的齿轮组成。变逸系统可以调节链条和不同齿数的前、后齿轮配合，即调节齿比数（齿比=前齿数/后齿数），从而改变车速。
下表是小明的变速自行车的部分参数，齿轮的周长等于齿数与链条节距的乘积。
结构 参数
前齿轮（3速) 齿数：22、32、45
曲柄 长度：l=18cm
后齿轮（7速） 齿数：12、15、17、19、21、24、28
轮貽 直径：D=60cm
链条 节距：d=1.5cm
（1）如图所示，曲柄和前齿轮是按照　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的：骑行时，前齿轮A和后齿轮 B　 　（选填“是”或“不是”）同轴转动：
（2）小明调节自行车齿比为45/15。当他通过蹬脚踏使前齿轮转动一圈，后轮转动　 　圈：
（3）当小明骑自行车爬坡时，为了最省力，应该调整齿比为　 　(用分数表示)：
（4）小明调节自行车为最大齿比，以9m/s的速度在某段水平路面匀速骑行时，地面对后轮的摩擦力为20N．则他1分钟要使脚踏转动　 　圈，作用在脚踏上的力至少为　 　N. (π=3)
【答案】（1）省力；不是
（2）3
（3）
（4）80；125
【知识点】杠杆的平衡条件；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解：（1）题文中已有介绍：自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，此时动力臂大于阻力臂，因此是一个省力杠杆，曲轴和脚踏是一体，故前齿轮和脚踏板是省力杠杆；
骑行时，前齿轮A和后齿轮B不是绕同一个中心轴转动，所以，不是同轴转动；
（2） 由自行车齿比为，前齿轮是后齿轮的三倍，二者同一链条相连，故同时间通过距离相同，故前轮转一圈，后轮转三圈；
（3）由表格数据可知，最大齿比45/12，1min内后轮经过的距离为s=vt=9m/s×60s=540m；即3×0.6m×n后轮=540m，解得n后轮=300，由于后轮与后齿轮同轴，所以后齿轮在1min内转的圈数等于后轮在1min内转的圈数，假设前齿轮转过的圈数为n前，根据前后齿轮转过的距离相等可得12×n后轮×d=45×n前×d，可得n前=80，则他1分钟要使脚踏板转动80圈；
后轮与齿轮B是轮轴型的杠杆，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面对后轮的摩擦力，动力臂为后齿轮的半径，阻力臂是后车轮半径，
根据杠杆条件……①
链条对前齿轮的力与链条对后齿轮的的力大小相等，前齿轮和脚踏板也是杠杆，动力我人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，根据杠杆条件F链×r前=F蹬×l……②
前后齿轮半径之比等于齿数之比，即……③
联立①②③可得，作用子脚踏板的力至少为；
可得F当小明骑自行车爬坡时，后轮受到的摩擦力不变，曲柄长度和轮胎直径不变，为了最省力，应该调整齿比最小，根据表格数据可知，最小为。
故答案为：（1）省力；不是；（2）3；=；（3）；（4）80；125。
【分析】 （1）轮轴由轮和轴组成，是变形杠杆，对比杠杆中动力臂和阻力臂的长度大小，可以辨别出是省力还是费力杠杆；由图分析AB是否同轴；
（2）自行车齿比为，前齿轮是后齿轮的三倍，二者同一链条相连，故同时间通过距离相同，据此分析；
（3）(4)由前后齿轮转过的距离相等及杠杆平衡条件分析；根据第4问的分析求解。
七、综合题（每空2分，共6分）
21．将货物沿竖直方向匀速提升4m，货物所受竖直向上的力对货物做功1.8×104J.提升货物的三个方案如下表.
方案 一 二 三
所用机械 燃油叉车 滑轮组 电动升降台
示意图
用时 t/s 5 30 15
其他数据 耗油 F=2.5×103N 电动机做功45kJ
（1）方案一燃油完全燃烧放出热量为　 　J(燃油热值(4.5×107J/ kg) ；
（2）求方案二拉力F的功率和滑轮组的机械效率；
（3）请选择一个你会选用的方案，并写出一条理由.
【答案】（1）解：方案一燃油完全燃烧放出热量为：Q放=mq=2×10-2kg×4.5×107J/kg=9×105J。
（2）解：由图可知，n=3，拉力做的总功为：
W总=Fs=Fnh=2.5×103N×3×4m=3×104J，
拉力F的功率为：；
滑轮组的机械效率为：。
答： 方案二拉力F的功率和滑轮组的机械效率为60%。
（3）解：选方案一，理由是用时最短；
选方案二，理由是器材简单易得；
选方案三，理由是电能便于输送和转化。
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】 （1）根据Q放=mq求出方案一燃油完全燃烧放出热量；
（2）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总=Fs=Fnh求出拉力做的总功，根据求出拉力F的功率，利用求出滑轮组的机械效率；
（3）根据选择的方案分析回答。
1 / 1北师大版（郭玉英）八年级下册 第九章 《机械和功》单元测试 提升卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1．小雨同学在课堂上勤思好学，在生活中善于观察，她发现应用杠杆能给我们的生活带来便利。如图所示的应用中，能省距离的是（　　）
A．核桃夹 B．钳子
C．筷子 D．托盘天平
2． 戥子是一种微型杠杆，中药房里都是用戥子称量中药。如图所示，不考虑秤杆重力，已知秤砣的质量是m，零刻度线在提纽右侧、离提纽的距离为，秤盘离提纽悬挂点的距离为。当盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杠杆水平平衡时，秤砣悬挂点到提纽的距离是，以下判断正确的是（　　）
A．整个秤盘的质量是
B．中药的质量是
C．提纽向左移动一段距离，戥子的量程会变小
D．增加秤砣的质量，戥子的量程会变小
3．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物，不考虑摩擦，三个力的大小关系是（　　）
A．F1F2>F3 C．F2>F1=F3 D．F1=F2=F3
4．如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中最小的拉力是（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
5．用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2.不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑.则F1与F2的大小关系是(　　).
A． B． C． D．
6．周末，小明在家进行大扫除，如图所示为小明竖直向上施力抬起沙发时的情景。已知沙发的质量为50，沙发的重心在其中心位置，重心上升的高度为20，g取10。下列说法正确的是
A．沙发扶手的高度约为50
B．小明抬沙发时，沙发相当于一个费力杠杆
C．在图示位置静止时，小明对沙发的力为250N
D．小明对沙发做的功为200J
7．如图，在一次推铅球运动中，手臂长约0.6m 的某同学将质量为5kg 的铅球用600 N的力推出后，成绩为8 m，则这个同学的推力对铅球做的功约为(　　).
A．30J B．360 J C．400 J D．4 800 J
8．某同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为15s。那么他上楼过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值（　　）
A．2W B．20W C．200W D．2000W
9．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． B．
C． D．
10． 如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（　　）
A．拉力做功为3J
B．物体受到摩擦力为1.5N
C．在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D．若以的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
二、多选题（每题3分，共9分）
11．下图为建房时常用的吊机，其顶部装有一个滑轮。装砂子的斗车自身质量为20kg，静止时与地面的总接触面积为。当钢丝绳的拉力为3500N时，吊机刚好能匀速吊起装有的砂子的斗车．下列分析正确的是（　　）（，取）
A．为防止吊机翻倒，配重应尽量靠近处放置
B．此装置可以省力
C．装有的砂子的斗车静止在水平地面上时，对地面的压强为
D．此装置运送砂子的机械效率约为85.7%
12． 如图所示，用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为800 N的物体 A，卷扬机对绳子的拉力F=500 N，经过10s物体A竖直匀速上升了2m，此过程中不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦力，g=10 N/㎏g。下列说法正确的是
A．动滑轮的质量为30 kg
B．滑轮对物体A做的有用功为1600J
C．拉力做功的功率为100W
D．动滑轮的机械效率为80%
13．在践行青岛中小学生“十个一”行动中，小明用独轮车帮助爸爸运送货物。车和货物的总重力G为960N，小明的质量为，双脚与地面的接触面积为。小明抬起独轮车在水平地面静止时如图所示，下列说法正确的是
A．独轮车是一个费力杠杆 B．小明对车竖直向上的力F为400N
C．小明对地面的压力为900N D．小明对地面的压强为
三、填空题（每空2分，共10分）
14． 甲、乙机械把同样重的物体匀速向上提升。两机械做功情况的部分数据如图所示，则甲机械的总功为　 　J，乙机械的有用功为　 　J，甲机械的效率　 　乙机械的效率（选填“大于”“等于”或“小于”）。
15．在不计绳重和摩擦的情况下用如图所示的滑轮组匀速提起一个重为180N的物体，物体在10s内竖直上升了1m，人拉绳的力为80N，人拉绳子做功的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。
四、实验探究题（每空2分，共22分）
16．李博同学用如图所示的装置测定滑轮组的机械效率，记录的实验数据如下表：
实验序号 钩码重力G（N） 拉力F（N） 机械效率（%）
1 6.0 2.5 80
2 6.0 2.5 60
3 12.0 4.0 　
（1）实验中，用力拉弹簧测力计时应使钩码　 　；
（2）通过表中数据可分析出实验序号1是用　 　装置做的实验，实验序号2是用　 　装置做的实验（填“甲”或“乙”）
（3）李博用装置乙做了实验序号3的实验，请帮他填好表中的空格　 　。
17．如图所示，是探究杠杆平衡条件的实验。
（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；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向　 　调节。
（2）如图乙所示，A点挂有2个质量为50g的钩码，当在B点挂　 　个质量为50g的钩码，能使杠杆在水平位置平衡。
（3）实验中需要改变实验条件，测量多组杠杆平衡时的动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，目的是：　 　。
（4）如图丙所示，在C点悬挂3个质量为50g的钩码，在 D 点用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置再次平衡，则拉力大小为　 　N。若保持杠杆平衡状态不变，将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中，其示数将 　 　(选填“变大”、“小”或“不变”)。如果测力计的量程为0~5N，保持支点O、悬挂点 D位置不变，利用图丙中的杠杆能较为准确地测出的最大物体质量为 　 　g(g取10N/kg)。
五、计算题（共11分）
18．一辆汽车沿着长为8km的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时5min，汽车发动机牵引力为3000N，共消耗汽油1L。汽油的密度；汽油的热值。求：
（1）汽车行驶的速度是多少km/h？
（2）汽车发动机牵引力的功率是多大？
（3）汽车发动机的效率是多大？
19．如图所示，一名体重为650N的工人用滑轮将重900N的物体匀速提升了1m，人对绳自由端竖直向下的拉力 F为500N，不计绳重和摩擦。求：
（1）绳自由端移动的距离
（2）动滑轮的重力大小
（3）工人利用该滑轮组最大能提起重物的重力为多少
六、科普阅读题（每空2分，共12分）
20．阅读下列短文，回答问题，
变速自行车
自行车已有一百多年历史，是世界各国居民喜爱的交通、健身工具，它由许多简单机械组成。是人类发明的最成功的人力机械之一、如图是自行车的部分结构示意图，骑行时人在脚踏处施力，通过曲柄带动前齿轮且顺时针转动，再通过链条带动后齿轮B与后轮一起转动。曲柄与齿轮A、后轮与齿轮B，两处都是同轴转动（物体绕同一个中心轴转动，在相同时间转过的圈数相同）的轮轴结构，也可视为不等臂杠杆。4、B齿轮通过链条配合工作，在相同时间转过的齿数相同，链条与4、B齿轮间的作用力大小相等。
变速自行车与普通自行车的区别是它的前、后齿轮由多个齿数不同的齿轮组成。变逸系统可以调节链条和不同齿数的前、后齿轮配合，即调节齿比数（齿比=前齿数/后齿数），从而改变车速。
下表是小明的变速自行车的部分参数，齿轮的周长等于齿数与链条节距的乘积。
结构 参数
前齿轮（3速) 齿数：22、32、45
曲柄 长度：l=18cm
后齿轮（7速） 齿数：12、15、17、19、21、24、28
轮貽 直径：D=60cm
链条 节距：d=1.5cm
（1）如图所示，曲柄和前齿轮是按照　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的：骑行时，前齿轮A和后齿轮 B　 　（选填“是”或“不是”）同轴转动：
（2）小明调节自行车齿比为45/15。当他通过蹬脚踏使前齿轮转动一圈，后轮转动　 　圈：
（3）当小明骑自行车爬坡时，为了最省力，应该调整齿比为　 　(用分数表示)：
（4）小明调节自行车为最大齿比，以9m/s的速度在某段水平路面匀速骑行时，地面对后轮的摩擦力为20N．则他1分钟要使脚踏转动　 　圈，作用在脚踏上的力至少为　 　N. (π=3)
七、综合题（每空2分，共6分）
21．将货物沿竖直方向匀速提升4m，货物所受竖直向上的力对货物做功1.8×104J.提升货物的三个方案如下表.
方案 一 二 三
所用机械 燃油叉车 滑轮组 电动升降台
示意图
用时 t/s 5 30 15
其他数据 耗油 F=2.5×103N 电动机做功45kJ
（1）方案一燃油完全燃烧放出热量为　 　J(燃油热值(4.5×107J/ kg) ；
（2）求方案二拉力F的功率和滑轮组的机械效率；
（3）请选择一个你会选用的方案，并写出一条理由.
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】 A.在使用核桃夹时，动力臂通常大于阻力臂。因此，核桃夹是一个省力杠杆，但费距离，故A不合题意；
B.钳子在使用时，动力臂通常大于阻力臂，因为需要较大的力来夹紧或剪断物体。因此，钳子是一个省力杠杆，但会费距离，故B不合题意；
C.使用筷子时，动力臂通常小于阻力臂，因为需要用较小的力来夹取食物。因此，筷子是一个费力杠杆，但能省距离，故C符合题意；
D.托盘天平是一个等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力，也不省距离，故D不合题意；
故选C。
【分析】 （1）根据杠杆的原理，当动力臂大于阻力臂时，杠杆为省力杠杆，但会费距离；
（2）当动力臂小于阻力臂时，杠杆为费力杠杆，但能省距离。
（3）题目要求找出能省距离的应用，即寻找动力臂小于阻力臂的情况。
2．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】解：A、当秤盘为空时，杠杆平衡，此时秤砣在零刻度线处。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，有：m盘gL1=mgL0，解得秤盘质量，因此A错误。
B、当放入中药后，设中药质量为m药 ，杠杆再次平衡。根据杠杆平衡条件：(m盘 +m药 )gL1=mgL2 将代入上式：，化简得：mL0+m药 L1 =mL2，解得：，因此B正确。
C、戥子的最大称量对应秤砣在最右端时的情况。提纽向左移动，会减小秤盘到提纽的距离L1 。根据（Lmax为秤砣最大力臂），当L1减小时，最大称量m总会变大，因此C错误。
D、根据，当增加秤砣质量m时，在L1和Lmax不变的情况下，最大称量m总会变大，因此D错误。
故选：B。
【分析】（1）根据杠杆平衡条件，当秤盘为空时，可求出秤盘质量。
（2）当放入中药后，根据杠杆平衡条件，可推导出中药质量。
（3）提纽向左移动，会使力臂减小，在秤砣质量不变时，最大称量值会变大。
（4）增加秤砣质量，在力臂不变时，最大称量值会变大。
3．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】使用定滑轮不省力也不省距离，只改变力的方向；如图所示，不考虑摩擦，使用定滑轮匀速提起重物时，三个拉力的大小都等于物体的重力，所以三个力的大小相等，故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】使用定滑轮不省力也不省距离，只改变力的方向。
4．【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】解：不计滑轮重、绳重及摩擦：
第一个滑轮组和第四个滑轮组，由2段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F1=F4=G，
第二个滑轮组，由3段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F2=G，
第三个滑轮组，使用的是2个定滑轮，所以拉力F3=G．
由此可知，拉力F最小的是F2．
故选B．
【分析】不计滑轮重、绳重及摩擦，直接提升物体时F=G，使用滑轮组时，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是物重的几分之一，因此承担动滑轮和物体的重的绳子段数越多越省力．
5．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；力的合成与应用；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】图中，木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面，相对地面静止，B受到平衡力，向左的拉力F2和A对B向右的摩擦力f是平衡力，力的大小相等，A向右运动时，受到向右的拉力FA，B对A向左的摩擦力f、地面对A向左的摩擦力f地，则FA=f+f地，不计绳重、轮重时，动滑轮的拉力F1=2FA=2(f+f地)，则F2>2F2，D符合题意。
故选D。
【分析】静止和匀速直线运动的物体，受到平衡力，根据物体受到的力，结合平衡力的关系，判断力的大小关系。
6．【答案】C
【知识点】长度的估测；杠杆的平衡条件；杠杆的分类；功的计算及应用
【解析】【解答】A、沙发扶手的高度约为人高度的一般，大致为50-60cm，故A错误；
B、抬起沙发时，沙发的重心和支点的距离即为阻力臂，小于动力臂，所以阻力大于动力，属于省力杠杆，故B错误；
C、根据杠杆平衡可知，F×L1=G×L2，L1=2L2，所以F=0.5G=250N，故C正确；
D、根据相似三角形可知，手运动的距离为重心距离的二倍，根据W=Fh计算可知，沙发做功W=250N×0.4m=1000J。故D错误。
综上选C。
【分析】1、杠杆原理的应用：杠杆的平衡条件为：动力*动力臂=阻力*阻力臂；；
2、做功：公式为W=Fs，其中s是沿着力的方向移动的距离。
7．【答案】B
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】 手臂长约0.6m，用600N的力推出铅球，则这个同学的推力对铅球做的功为：
W=Fs=600N×0.6m=360J。
故选：B。
【分析】由题知，铅球在推力的作用下移动了0.6m，利用W=Fs计算他在推铅球时做的功。
8．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；功的计算及应用
【解析】【解答】中学生的质量大约50kg，则重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N
，从一楼跑到三楼上升的高度约为6m，
克服重力做的功约为W=Gh=500N×6m=3000J；
克服自己重力做功的功率约为。
故选C。
【分析】根据G=mg估测中学生的体重，根据W=Gh计算克服重力做功，根据计算克服重力做功的功率。
9．【答案】C
【知识点】功率的概念；功率的计算；功的概念；功的计算及应用
【解析】【解答】已知条件：两次用力大小相同：F1= F2 = F
两次移动距离相同：s1 = s2 = s
两次所用时间相同：t1 = t2 = t
物体质量不同，表面粗糙度不同
根据功的计算公式：W1= Fs，W2 = Fs；可得：W1= W2
根据功率的计算公式：
综上，W1 = W2，P1 = P2
故答案为：C。
【分析】本题考查功和功率的概念及其计算。解题关键在于理解功的决定因素和功率的定义。功的大小由力的大小、物体在力的方向上移动的距离决定，与物体质量、表面粗糙度、运动状态等无关。题目中明确给出两次用力大小相同、移动距离相同、所用时间相同，因此功必然相等。功率是单位时间内完成的功，既然功相等且时间相等，功率也必然相等。解题时需要抓住功的基本定义式W=Fs，明确哪些是决定因素，哪些不是。
10．【答案】D
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】A：有用功为克服重力做的功，由可得，拉力做的总功，故A错误；
B：在直角三角形中，30度所对的直角边是斜边的一半可知，斜面长度为s=1m，，即，解得拉力F=4N，因为物体做的是匀速直线运动，受到的摩擦力和拉力是平衡力，大小相等，所以物体受到的摩擦力为4N，故B错误；
C：在匀速拉动过程中，物体的动能不变，但是物体的高度升高，重力势能增大，所以机械能也增大，故C错误；
D：影响斜面机械效率的因素有：斜面的倾斜程度（倾斜程度越大，机械效率越高） 、斜面的粗糙程度（斜面越粗糙，机械效率越低），与拉动的速度大小无关，所以改变拉动物体的速度，斜面的机械效率不变，故D正确。
故选D。
【分析】（1）根据W=Gh求出有用功，W=Fs求出总功，还要结合进行相关的计算；（2）实验中应注意保持绳子的拉力方向与斜面平行，且匀速直线拉动物体，物体受的拉力才等于摩擦力；（3）斜面的机械效率和斜面的倾斜程度、粗糙程度有关，所以实验中才用控制变量法来进行实验。
11．【答案】A,C,D
【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A、根据杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小、越安全，因此为防止吊机翻倒，配重应尽量远离C处放置，故A错误；
B、如图为建房时常用的吊机，其顶部装有一个滑轮，此滑轮固定不动，为定滑轮，定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故B错误；
C、0.2m3砂子的质量为：m=ρ砂V=1.5×103kg/m3×0.2m3=300kg；斗车静止在水平地面上时，对地面的压力等于斗车和砂子的重力之和，即F压=G斗+G砂=（m斗+m砂）g=（20kg+300kg）×10N/kg=3200N，则对地面的压强为： ，故C正确；
D、定滑轮绳子股数为1，此装置的机械效率为：
，故D正确。
故选：CD。
【分析】（1）根据杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小、越安全；
（2）固定不动的滑轮叫做定滑轮，定滑轮不省力，但可以改变力的方向；
（3）根据密度公式求出砂子的质量，斗车静止在水平地面上时，对地面的压力等于斗车和砂子的重力之和，利用求出对地面的压强；
（4）定滑轮绳子股数为1，根据求出此装置的机械效率。
12．【答案】B,D
【知识点】功率的计算；动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；有用功和额外功
【解析】【解答】A、由图可知n=2，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力：G动=nF-G=2×500N-800N=200N，由G=mg可知，动滑轮的质量：，故A错误；
B、滑轮对物体A做的有用功：W有=Gh=800N×2m=1600J，故B正确；
C、绳子自由端移动的距离：s=nh=2×2m=4m，拉力做的总功：W总=Fs=500N×4m=2000J，拉力做功的功率：，故C错误；
D、动滑轮的机械效率：，故D正确。
故选BD。
【分析】（1）由图可知n=2，利用不计绳重和摩擦时求动滑轮的重力，根据G=mg求出动滑轮的质量。
（2）利用W有=Gh求滑轮对物体A做的有用功。
（3）绳子自由端移动的距离s=nh，利用W总=Fs求拉力做的总功；利用求拉力做功的功率。
（4）利用求动滑轮的机械效率。
13．【答案】B,C
【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【解答】A、在提起车把手的过程中，可以将其抽象为一个硬棒；车身是绕着车轮的转轴处转动的，所以我们可以认为转轴处为该杠杆的支点，此时的动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故A正确；
B、工人缓缓提起车把手的过程中，我们可以认为车处于杠杆平衡状态，则可得：G总×0.5m＝F×1.2m，已知G总＝960N，则F＝400N，故B正确；
C、小明对车竖直向上的力为400N，由于力的作用是相互的，车对小明有向下的压力，大小为400N，所以小明对地面的压力大小为F压=400N+50kg×10N/kg=900N，故C正确；
D、小明对地面的压强为，故D错误。
故答案为：BC。
【分析】在提起车把手的过程中，车身部分绕着转轴转动；结合力臂大小分析；在本题中，我们可以将车厢和货物所受的重力作为阻力，人对车把手施加的力作为动力，则根据杠杆的平衡条件可以求得人对车的力；根据相互作用力，人对车的力等于车对人的力，结合压力等于重力与车对人的作用力之和分析，根据压强公式解答。
14．【答案】2000；900；小于
【知识点】机械效率；有用功和额外功
【解析】【解答】解：由图可知，甲机械的有用功为500J，占总功的25%，即甲的机械效率为25%；
由可知，甲机械的总功为：；
乙机械的额外功为2100J，占总功的70%，则乙机械的总功为：；
则乙机械的有用功为：W有乙=W总乙-W额乙=3000J-2100J=900J；
由图可知，甲的机械效率为25%，乙的机械效率为30%，因此甲的机械效率小于乙的机械效率。
故答案为：2000；900；小于。
【分析】 （1）由图可知，甲机械的有用功为500J，占总功的25%，由可计算甲机械的总功；
（2）乙机械的额外功为2100J，占总功的70%，可计算出乙机械的总功，用总功减去额外功得到乙机械的有用功；
（3）由图可知，甲的机械效率为25%，乙的机械效率为30%，由此可比较甲、乙的机械效率大小。
15．【答案】24；75%
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】由题图可知，该滑轮组n=3，绳端移动距离：s=nh=3×1m=3m，拉力做的总功：
W总＝Fs＝80N×3m＝240J，代入对应时间，即可算出拉力做功功率 。
利用W有 =Gh计算提升物体所做的有用功 W有用＝Gh＝180N×1m＝180J ；滑轮组机械效率： 。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。效率的计算。
16．【答案】（1）匀速上升
（2）甲；乙
（3）75
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】 解：（1）为了使拉力大小不变，更准确地测出拉力的大小，必须匀速拉动弹簧测力计；
（2）在实验1中，F=2.5N，G=6.0N，η1=80%，
因为，
解得n=3，即用甲装置做的实验；
在实验2中，F=2.5N，G=6.0N，η1=60%，
因为，
解得n=4，即用乙装置做的实验；
（3）乙装置n=4，
实验序号3中，F=4N，G=12.0N，则。
故答案为：（1）匀速上升；（2）甲；乙；（3）75。
【分析】 （1）只有在匀速拉动时，拉力的大小才是不变的，才等于弹簧测力计的示数。
（2）知道实验序号1中钩码重、拉力大小、机械效率大小，根据效率公式求n的大小，即承担物重的绳子股数，再去判断。
（3）由乙装置可知绳子的有效股数，根据求出实验序号3的机械效率。
17．【答案】（1）是；右
（2）3
（3）寻找普遍规律，避免偶然性
（4）1.2；变大；2500
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】 （1）①根据题意可知，挂钩码前，杠杆保持静止状态，则此时杠杆处于平衡状态；
②如图甲所示，杠杆右端上翘，说明杠杆右侧较轻，应将右端平衡螺母向右端移动；
（2）根据乙图可知，设每个钩码的重力为G，杠杆每个格的长度为L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 得到：2G×3L=nG×2L，
解得：n=3，
即应在B点挂3个质量均为50g的钩码；
（3）探究杠杆平衡的条件时进行多次实验，多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，其目的是寻找普遍规律，避免偶然性；
（4）①3个质量为50g的钩码的总重量为：G=mg=3×0.05kg×10N/kg=1.5N，
在D点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：
1.5N×4L=F×5L，
解得：F=1.2N；
②若在D点斜向右下方拉弹簧测力计此时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时动力变大，则弹簧测力计的示数将变大；
③弹簧测力计的量程为0～5N时，拉力最大为5N，物体挂在左边第1格，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：
G' L左=F' L右；
G'×L=5N×5L；
解得：G'=25N
那么能准确测出的最大物体质量为：。
【分析】（1）①杠杆静止或匀速转动时，杠杆都处于平衡状态；
②平衡螺母总是向较轻的一侧调节；
（2）利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算；
（3）在科学测量中多次实验的目的只有两个，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性；
（4）①确定动力臂和阻力臂，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2进行分析计算；
②当弹簧测力计斜着拉时，注意分析动力臂的长度变化，然后根据杠杆平衡条件分析拉力的变化即可；
③弹簧测力计的量程为0～5N时，拉力最大为5N，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2计算出称量物体的最大重力，再根据计算物体的最大质量。
18．【答案】（1）解：汽车的行驶速度 。
答：汽车行驶的速度是96km/h。
（2）解：汽车发动机牵引力的功率 。
答：汽车发动机牵引力的功率是80000W。
（3）解：汽车发动机的效率
答：汽车发动机的效率是74.53%。
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；机械效率
【解析】【分析】 （1）已知总路程和总时间，根据公式可求行驶的速度。
（2）已知牵引力和行驶的距离还有时间，根据公式可求功率。
（3）已知距离和牵引力，可求牵引力做的功，还知燃烧汽油释放的能量，二者之比就是汽车发动机的效率。
19．【答案】（1）解：由图可知，动滑轮上有2股绳子，即n=2，所以绳自由端移动的距离.s=2h=2×1m=2m。
（2）解：由 得，所以动滑轮的重力大小是 。
（3）解： 当工人对绳子的拉力 F等于工人自重G人时，拉力最大F大=650N，
此时利用该滑轮组最大能提起重物的重力最大，
由 得， 最大能提起重物的重力 。
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定滑轮组承担重力的绳子股数n，然后利用s=nh求出绳自由端移动的距离；
（2）不计绳重和摩擦，根据计算动滑轮的重力；
（3）当工人对绳子的拉力F等于工人自重G人时，拉力最大，不计绳重和摩擦，根据求出最大能提起重物的重力。
20．【答案】（1）省力；不是
（2）3
（3）
（4）80；125
【知识点】杠杆的平衡条件；轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解：（1）题文中已有介绍：自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，此时动力臂大于阻力臂，因此是一个省力杠杆，曲轴和脚踏是一体，故前齿轮和脚踏板是省力杠杆；
骑行时，前齿轮A和后齿轮B不是绕同一个中心轴转动，所以，不是同轴转动；
（2） 由自行车齿比为，前齿轮是后齿轮的三倍，二者同一链条相连，故同时间通过距离相同，故前轮转一圈，后轮转三圈；
（3）由表格数据可知，最大齿比45/12，1min内后轮经过的距离为s=vt=9m/s×60s=540m；即3×0.6m×n后轮=540m，解得n后轮=300，由于后轮与后齿轮同轴，所以后齿轮在1min内转的圈数等于后轮在1min内转的圈数，假设前齿轮转过的圈数为n前，根据前后齿轮转过的距离相等可得12×n后轮×d=45×n前×d，可得n前=80，则他1分钟要使脚踏板转动80圈；
后轮与齿轮B是轮轴型的杠杆，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面对后轮的摩擦力，动力臂为后齿轮的半径，阻力臂是后车轮半径，
根据杠杆条件……①
链条对前齿轮的力与链条对后齿轮的的力大小相等，前齿轮和脚踏板也是杠杆，动力我人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，根据杠杆条件F链×r前=F蹬×l……②
前后齿轮半径之比等于齿数之比，即……③
联立①②③可得，作用子脚踏板的力至少为；
可得F当小明骑自行车爬坡时，后轮受到的摩擦力不变，曲柄长度和轮胎直径不变，为了最省力，应该调整齿比最小，根据表格数据可知，最小为。
故答案为：（1）省力；不是；（2）3；=；（3）；（4）80；125。
【分析】 （1）轮轴由轮和轴组成，是变形杠杆，对比杠杆中动力臂和阻力臂的长度大小，可以辨别出是省力还是费力杠杆；由图分析AB是否同轴；
（2）自行车齿比为，前齿轮是后齿轮的三倍，二者同一链条相连，故同时间通过距离相同，据此分析；
（3）(4)由前后齿轮转过的距离相等及杠杆平衡条件分析；根据第4问的分析求解。
21．【答案】（1）解：方案一燃油完全燃烧放出热量为：Q放=mq=2×10-2kg×4.5×107J/kg=9×105J。
（2）解：由图可知，n=3，拉力做的总功为：
W总=Fs=Fnh=2.5×103N×3×4m=3×104J，
拉力F的功率为：；
滑轮组的机械效率为：。
答： 方案二拉力F的功率和滑轮组的机械效率为60%。
（3）解：选方案一，理由是用时最短；
选方案二，理由是器材简单易得；
选方案三，理由是电能便于输送和转化。
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】 （1）根据Q放=mq求出方案一燃油完全燃烧放出热量；
（2）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总=Fs=Fnh求出拉力做的总功，根据求出拉力F的功率，利用求出滑轮组的机械效率；
（3）根据选择的方案分析回答。
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