1、2021 年江苏南京中考物理习题专练（年江苏南京中考物理习题专练（11）简单机械和功）简单机械和功 一选择题（共一选择题（共 8 小题）小题） 1 （2019秦淮区一模）如图，斜面上 s3m，h0.6m，建筑工人用绳子在 6s 内将重 500N 的物体从其底 端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是 150N（忽略绳子的重力） 。则下列说法正确的是（ ） A克服斜面摩擦力所做的功是 150J B拉力的功率是 50W C拉力所做的功是 300J D斜面的机械效率是 80% 2（2020 秋秦淮区期中） 用如图所示的滑轮组， 将 5 块相同的大理石， 分二次从地面匀速提升相同的高度； 若每块大理石重为 G
2、，第一次运 2 块，第二次运 3 块，两次拉力分别为 F1、F2效率为 1、2（小桶、绳 重及摩擦均忽略不计） ，下列选项正确的是（ ） A12 B12 CF1G DF21.5G 3 （2020 秋南京期中）如图所示的轻质杠杆处于水平平衡状态，设弹簧测力计竖直向上的拉力为 F，每只 钩码重力均为 G，ACBCBO，下列说法正确的是（ ） AF= 1 3G B若将 2 只钩码悬挂到 C 点，拉力 F 变大 C若将弹簧测力计逐渐向右倾斜，拉力 F 变小 D若在 A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使 A 点上升的高度相同，钩码悬挂在 B 点与 C 点相比，两 次所做的有用功相同 4 （2020 秋建
3、邺区期中）如图所示，用甲、乙两个滑轮组分别将不同的物体 A 和 B 匀速提升相同的高度， 滑轮完全相同且不计绳重和摩擦，若滑轮组甲的机械效率较大，则下列判断正确的是（ ） A 物体比 B 物体轻 提升 A 的拉力较大 提升 A 所做的额外功较少 提升 B 做的总功较少 A只有 B只有 C只有 D只有 5 （2020 秋秦淮区期中）如图，在斜面上将一个重为 15N 的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上 的拉力 F6N，斜面长 s1.2m、斜面高 h0.3m.下列说法正确的是（ ） A斜面的机械效率为 62.5% B物体没有受到摩擦力 C克服物体重力做功 7.2J D增大斜面的倾斜程度，斜面的
4、机械效率不变 6 （2020 秋建邺区校级月考）工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机 械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做的（ ） A有用功减小，总功不变 B有用功增加，总功增加 C有用功不变，总功减小 D有用功不变，总功不变 7 （2020 秋鼓楼区校级月考）如图所示，将重为 100N 的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长 是 5m，高是 2m，拉力 F50N，则该装置的机械效率为（ ） A40% B50% C80% D100% 8 （2020 秋玄武区校级月考）在测量图甲所示滑轮组机械效率 的实验中，通过改变物重 G 或动滑轮重 G动进行
5、多次实验，得到了如图乙所示的效率与物重或动滑轮重的关系，图中纵轴表示机械效率的倒数 1，若不计绳重与摩擦，则横轴可能表示（ ） AG BG动 CG2 DG 动 1 二填空题（共二填空题（共 15 小题）小题） 9 （2020玄武区二模）如图所示，物体重 425N，动滑轮重 20N，工人用 250N 的拉力将重物匀速提升 4m， 所用时间为 20s， 则此过程中额外功是 J， 拉力的功率是 W， 动滑轮的机械效率是 。 10 （2020鼓楼区校级二模）用如图所示的滑轮组将重 100N 的物体以 0.5m/s 的速度匀速提升 1m，拉力 F 为 60N此过程中有用功为 J，滑轮组机械效率为 。其它
6、情况不变，仅将物体匀速提高 2m，则下列物理量没有变化的是 （填写序号）机械效率效率：额外功；总功：拉力的 功率。 11 （2020鼓楼区一模）在如图所示的测量中，弹簧测力计的示数为 ，钩码的重力为 1.0N，钩码上 升的高度 h 为 0.1m，测力计竖直向上移动的距离 s 为 0.3m，此时杠杆的机械效率为 。忽略杠杆 转动轴的摩擦，仅将钩码的悬挂点从 A 移到 B，若重物提升高度相同，则额外功与有用功的比值将 （选填“增大” 、 “减小”或“不变” ，下同） ，杠杆的机械效率将 。 12 （2020南京二模）用如图所示的滑轮组在 2s 内将货物提升 0.6m，已知动滑轮重 40N，货物重
7、300N， 拉力的功率为 108W则货物被提升时绳端的拉力是 N，该滑轮组的机械效率是 %若不 计绳重， 克服摩擦力做的额外功为 J 下列做法中能使滑轮组的机械效率发生改变的是 （选 填序号） 。 改变物体提升的高度 改变所提升物体的物重 改变定滑轮重 改变动滑轮重 13（2020玄武区一模） 建筑工地上， 起重机吊臂上的滑轮组如图所示， 钢丝绳能承受的最大拉力为 3000N， 其货箱重 400N，则该起重机一次最多能匀速提起的货物重 （选填“” 、 “”或“” ）8600N； 当用 1200N 的拉力将质量为 300kg 的货物以 0.6m/s 的速度匀速提升 5s 的过程中，有用功是 J，
8、 拉力 F 的功率是 W，其机械效率是 。 14 （2020南京二模）建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，动滑轮重 200N，匀速起吊重 6103N 的物体，物体 10s 内上升了 5m，此过程中滑轮组的机械效率为 80%，则有用功为 J，额外功为 J，拉力 F 为 N，其功率为 W。 15 （2020秦淮区一模）如图所示，用滑轮组提升重 100N 的物体时，在 10s 内绳子自由端被匀速拉下 6m。 已知拉绳子的力 F 为 70N，则在此过程中滑轮组所做的有用功是 J，拉力 F 的功率是 W， 该滑轮组机械效率为 %（保留一位小数） 。 16 （2020南京一模）如图所示，已知物体和动
9、滑轮的总重为 200N，物体 2s 内匀速上升高度为 1m，绳子 与滑轮的摩擦力、 空气阻力均忽略不计， 则此过程中绳子移动的速度为 m/s， 拉力 F 为 N， 总功为 J，其功率为 W，若该滑轮的机械效率为 80%，则额外功为 J。 17 （2020 秋秦淮区期中）如图甲是同学们常用的燕尾夹，ABBC，当用力摁住 C 点打开该夹子时，可 把 点看作支点，此时夹子可近似看作 杠杆（选填“省力” “费力”或“等臂” ）.如图乙所 示，手柄 （选填“粗”或“细” ）一些的螺丝刀用起来更省力；螺纹 （选填“密”或“稀” ） 一些的螺丝钉拧起来更省力. 18 （2020 秋秦淮区月考）如图所示OAB
10、 是杠杆，OA 与 BA 垂直，在 OA 的中点挂一个 10N 的重物， 加在 B 点的动力 F1始终使 OA 在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计） 。 （1）作用在 B 点的最小动力 5N（选填“小于” 、等于” 、 “大于” ） 。 （2）当 F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力 F1的大小变化是 （选填“变大” 、 “变小” 、 “先变大后变小”或“先变小后变大” ） 19 （2020 秋鼓楼区校级月考）小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠 杆，使挂在杠杆下面的钩码缓慢上升。重为 5N 的钩码挂在 A 点时，人的拉力 F 为
11、4N，钩码上升 0.3m 时，动力作用点 C 上升 0.5m。则此时机械效率 1为 ；小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪 些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到 B 点，再次缓慢提升杠杆，使动力作用点 C 仍然上升 0.5m， 问：有用功与第一次相比 （选填“变大” “变小”或“不变” ） ；额外功与第一次相比 （选 填“变大” “变小”或“不变” ） ，此时的机械效率 1 2（选填“大于” 、 “小于”或“等于” ） 。 20 （2020 秋鼓楼区校级月考）如图所示，小明利用滑轮组提升重为 360N 的重物，动滑轮重 30N，5s 内 物体被匀速提升的高度为 1.5m，拉力的功率为 180
12、W（不计绳重）则拉力 F N，提升该物体的 机械效率为 ，物体上升 3m 过程中，克服摩擦力做的功为 J。 21 （2020 秋建邺区校级月考）小明用扁担挑货物，已知悬挂点 A 离支点 O 有 30cm，A 点挂的货物重为 60N，B 点挂的货物重为 40N，扁担在水平位置平衡，则 B 点离支点的距离为 m。若两边货篮里 再放同样重的铁球， 则 （选填：“A” 或 “B” ） 端将下降， 为继续保持扁担水平， 支点 O 应向 （选 填： “A”或“B” ）端移动一段距离。 22 （2020 秋建邺区校级月考）如图所示，斜面长 5m，高 1m，工人沿斜面方向通过绳子用 400N 的力把 重 18
13、00N 的木箱匀速拉到车上，拉力做功是 J，斜面的机械效率是 ，木箱受到的摩擦力 为 N。 23 （2020 秋鼓楼区校级月考）如图所示，用平行于斜面的拉力 F，将重为 2N 的物体沿斜面从底端匀速拉 至顶端。若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力 F 为 N，拉力对物体所做的功为 J；若斜 面的机械效率为 80%，则此时拉力 F 为 N，物体受到的摩擦力为 N。 三作图题（共三作图题（共 1 小题）小题） 24 （2020 秋建邺区期末）按要求作图 如图所示用一根细绳将杠杆 AOB 在 O 点悬挂起来，并在 B 处挂一重物 G，欲在杠杆上施加一最小动力 F1，使其在图示位置平衡，作出最小动力 F
14、1的示意图和阻力臂 L2。 四实验探究题（共四实验探究题（共 4 小题）小题） 25 （2020玄武区二模）在探究杠杆平衡条件的实验中： （1）如甲图所示，在杠杆右边 B 处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左边 A 处挂 个相同的钩码。 （2）探究过程中，在杠杆左端某一固定位置挂一个重力 G2.5N 的物体，在杠杆右端不同位置处施加 不同的竖直向下的力 F， 保证杠杆处于平衡状态。 根据多次测量的 F、 L 数据， 画出 F 和1 的图线如图丙， 由图丙可得出杠杆平衡的条件是 F 与 L 成 比，根据杠杆平衡条件，可求出重力 G 的力臂是 m。 26 （2020 秋建邺区期
15、中）一根长度为 1.2m、重为 5N 的金属棒 AB 置于水平地面上，用弹簧测力计始终 沿竖直方向拉棒的 B 端使其缓慢匀速拉起，直至离开地面，如图甲所示 （1）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 h 的关系，如图乙所示，其中最 合理的是 （2）在 B 端拉起的过程中，当 h11m 时，测力计的示数 F1为 3N；由此推断：金属棒的重心到 A 端的 距离 d m，当 h22m 时，拉力 F1做的功 W2 J （3） 若通过弹簧测力计竖直地将置于水平地面上的金属棒 AB 的左端 A 缓慢匀速拉起， 当 h0.6m 时， 测力计的示数 F2 N 27 （2020 秋南
16、京期中）小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验， 实验数据如下表： 次数 物重 G/N 物体上升的高度 h/cm 测力计的示数 F/N 测为计移动的距离 s/cm 1 6 3 2.5 9 2 6 5 2.5 17 3 6 8 2.5 24 （1）表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是 。 （2）分析表中数据可知：滑轮组的机械效率与 无关。 （3）如果用改滑轮组提起重 8N 的重物，则该滑轮组的机械效率将 （选填“增大” “减小”或“不 变” ） 。 （4）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。当这两位同学使用各自的滑轮 组提升相同的重物
17、时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率 （选填“相同”或“不相同” ） 。 28 （2019玄武区校级一模）在“探究杠杆平衡条件的实验”中： （1）如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将两端的平衡螺母向 （左/右）调节，直到杠杆 在水平位置平衡。 （2）如图乙所示挂上钩码后，杠杆恰好在水平位置平衡，当将 A、B 两点下方所挂钩码同时朝远离支点 O 方向移动一小格，则杠杆 （左/右）端将下沉。 （3）某同学根据如图乙所示的这第一组实验数据，猜想杠杆的平衡条件可能是：动力+动力臂阻力+ 阻力臂，分析可知他的这个猜想不科学，原因是： 。 （4）如图丙所示，若不在 B 点挂钩码，改用弹簧测力计在 B
18、点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡， 当测力计从 a 位置转到 b 位置时，其示数大小将 。 （5）某同学用图丁装置进行探究，发现总是无法得到课本上所给出的平衡条件，原因是 。 五计算题（共五计算题（共 2 小题）小题） 29 （2020 秋建邺区期中）小明用如图所示的滑轮组提升物体，已知动滑轮重 120N，小明重 600N，他的 最大臂力为 800N。 （1）若他用 500N 的拉力将重为 830N 的物体匀速提升 2m，所用时间 2s，求此过程中： 他做的额外功是多少？ 拉力做功的功率是多少？ （2）若提升过程中绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的 5%，此滑轮组最高的机械效率是多少？ 3
19、0 （2020 秋南京期中）如图中的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB 是竖直支架，CD 是水 平臂，其上 OC 段叫平衡臂，C 端装有配重体，OD 段叫吊臂，E 处装有滑轮，可在 O、D 两点间移动。 （1） 由 “塔吊” 结构图甲可知， 当 E 点越靠近 D 点时， 能安全吊起重物的最大质量越 （选填 “大” 或“小” ） （2）用此“塔吊”将 1.5t 的钢材先竖直匀速吊起 10m 高，然后沿水平方向缓慢移动 8m 后即送达指定位 置，求这一过程中“塔吊”对钢材做功。 （3） “塔吊”通过电动机带动如图乙所示的滑轮组，竖直吊起物体。某次吊起的重物为 3104N，物体 匀速上升的
20、速度为 1.5m/s，此时滑轮组的机械效率为 30%，求电动机对滑轮组钢丝上水平拉力 F 做功的 功率。 六解答题（共六解答题（共 2 小题）小题） 31 （2020鼓楼区二模）如图所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上 A 点。请作出拔钉子时所用最 小动力 F1的示意图及阻力 F2的力臂 L2。 32 （2019 秋鼓楼区校级月考）一辆汽车装满货物共重 5104N，发动机的功率为 7104W，在平直公路 上匀速行驶了 10min，汽车所受阻力是车总重的 0.1 倍。求： （1）这段时间内汽车的牵引力做了多少功？ （2）汽车的牵引力是多大？ （3）汽车的行驶速度是多少？ 参考答案与试题解析参
21、考答案与试题解析 一选择题（共一选择题（共 8 小题）小题） 1 【解答】解： AC、拉力 F 做的总功：W总Fs150N3m450J； 有用功：W有用Gh500N0.6m300J， 克服斜面摩擦力所做的功：W额W总W有用450J300J150J，故 A 正确、C 错误； B、拉力的功率：P= 总 = 450 6 =75W，故 B 错； D、斜面的机械效率： = 有用 总 = 300 450 100%66.7%，故 D 错。 故选：A。 2 【解答】解：AB、小桶、绳重及摩擦均忽略不计，动滑轮的重一定，将大理石提升相同的高度，由 W额 G动h 可知两次所做的额外功相同；第 2 次提升大理石的总
22、重力大，由 W有G物h 可知第 2 次所做的 有用功多，则第 2 次有用功在总功中所占的比例更大，所以第 2 次的机械效率较高，即 12；故 A 错 误，B 正确。 CD、由图可知，作用在动滑轮上绳子的股数为 2； 小桶、绳重及摩擦均忽略不计，且每块大理石重为 G，由 F= 1 2（G 物+G动）可得这 2 次的拉力分别为： F1= 1 2（2G+G 动）G+ 1 2G 动G， F2= 1 2（3G+G 动）1.5G+ 1 2G 动1.5G，故 CD 错误。 故选：B。 3 【解答】解： A、由图可知，支点为 O，动力臂为 OA，阻力臂为 OB，且 AO3BO， 根据杠杆平衡条件可得： = 2
23、 = 2 3 = 2 3 ，故 A 错误； B、若将 2 只钩码悬挂到 C 点，阻力和动力臂不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件可知拉力 F 变大， 故 B 正确； C、若将弹簧测力计逐渐向右倾斜，动力臂变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知拉力 F 变 大，故 C 错误； D、若在 A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使 A 点上升的高度相同，钩码悬挂在 B 点与 C 点相比，B 点提升的高度较小，由 W有Gh 可知，钩码悬挂在 B 点时所做的有用功较少，故 D 错误； 故选：B。 4 【解答】解：用同一滑轮组分别将两个不同的物体 A 和 B 匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影 响，提
24、升 A 的过程滑轮组的机械效率较大，由 = 有 总 = +动 = +动可知，A 物体比 B 物体重， 故错误； 由图知 n2，因不计绳重和摩擦，A 物体比 B 物体重，且 G动相同，由 F= 1 2（G+G 动）可知，提升 A 的拉力较大，故正确； 由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力 所做的功是额外功，由 W额G动h 知，提升 A 和 B 所做的额外功相同，故错误； 由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，A 物体比 B 物体重，由 W有用Gh 知，提升 A 做的有用功较多，而额外功相同，所以提升 A 时做的总功多，提升
25、B 时做的总功少，故 正确。 故选：B。 5 【解答】解：ABC.克服物体重力所做的有用功： W有Gh15N0.3m4.5J，故 C 错误； 拉力做的总功： W总Fs6N1.2m7.2J， 斜面的机械效率： = 有 总 100%= 4.5 7.2 100%62.5%，故 A 正确； 由 W总W有可知，物体需要克服摩擦力做额外功，即物体受到摩擦力，故 B 错误； D.当斜面的倾角变大时， 物体对斜面的压力逐渐变小， 接触面的粗糙程度不变， 受到的滑动摩擦力变小， 额外功变小，有用功占总功的比例变大，则斜面的机械效率变大，故 D 错误。 故选：A。 6 【解答】解：加润滑油后，工人提升同样的重物到
26、五楼，对重物做的有用功不变； 但加了润滑油后，额外功变小，因总功等于有用功加上额外功，所以工人做的总功变小。只有 C 正确 故选：C。 7 【解答】解： 拉力做的有用功为：W有Gh100N2m200J； 斜面上装一个动滑轮，斜面的长是 5m， 所以绳子末端移动的距离为：snL25m10m， 拉力做的总功为：W总Fs50N10m500J； 则机械效率为：= 有 总 = 200 500 100%40%。 故选：A。 8 【解答】解： 不计绳重与摩擦， 此滑轮组的机械效率 = 有 总 = = +动， 则 1= +动 =1+ 动 =1+ （G 1G 动） ， 已知图中纵轴表示机械效率的倒数 1，由此可
27、知，若不计纯重与摩擦，则横轴可能表示 G1 或 G动， 故 B 正确。 故选：B。 二填空题（共二填空题（共 15 小题）小题） 9 【解答】解：根据图示可知，n2，绳子自由端移动的距离：s2h24m8m， 有用功：W有Gh425N4m1700J， 总功：W总Fs250N8m2000J， 额外功：W额W总W有2000J1700J300J； 拉力的功率：P= 总 = 2000 20 =100W； 动滑轮的机械效率：= 有 总 100%= 1700 2000 100%85%。 故答案为：300；100；85%。 10 【解答】解： （1）此过程中做的有用功：W有Gh100N1m100J； （2）由
28、图可知，n2，拉力端移动的距离：s2h21m2m， 拉力做的总功：W总Fs60N2m120J； 滑轮组的机械效率：= 有 总 = 100 120 100%83.3%； （3）其它情况不变，仅将物体匀速提高 2m，由 = 有 总 = = 2可知，滑轮组的机械效率不变； 将物体提升到 2m 的高度，由 W有Gh 可知，有用功增大，但机械效率不变，根据 W总= 有 可知， 总功变大； 其它情况不变，仅将物体匀速提高 2m，机械效率不变，总功增大，所以由 W额W总（1）可知， 额外功会增大； 其它情况不变，仅将物体匀速提高 2m，则拉力大小和拉力端移动的速度不变，根据 P= = =Fv 可知，拉力的功
29、率不变， 通过以上分析可知，物理量没有变化的是。 故答案为：100；83.3%；。 11 【解答】解： （1）由图可知，弹簧测力计的分度值是 0.1N，所以它的示数是 0.5N。 （2）在实验过程中，有用功是：W有Gh1.0N0.1m0.1J， 总功是：W总Fs0.5N0.3m0.15J， 所以杠杆的机械效率是：= 有 总 100%= 0.1 0.15 100%66.7%； （3）杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，并且 W有+W额W总； 设杠杆重心升高的距离为 h，所以，Gh1+G杠hFh2，G 不变，h1不变，G杠不变， 钩码从 A 点到 B 点，钩码还升高相同的高度，有用
30、功不变； 杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离 h 变小，克服杠杆重力所做的额外功变小，所以额外功与有用功 的比值将减小； 因为 Gh1+G杠h 变小， 所以 Fh2也变小； 根据 = 有 总 = 1 2可知， 总功变小， 有用功不变， 所以 增大。 故答案是：0.5N； 66.7%；减小；增大。 12 【解答】解： （1）由图知，n2，绳子自由端移动的距离：snh20.6m1.2m， 拉力做的功：W总Pt108W2s216J， 根据 WFs 可得： 拉力 F= = 216 1.2 =180N； （2）根据 = 有用 总 = = = 可得： 滑轮组的机械效率： = 100%= 300 2180
31、100%83.3%； （3）滑轮组克服物重、动滑轮重做的功为： W1G总h（300N+40N）0.6m204J， 滑轮组克服摩擦力做的功： W2W总W1216J204J12J； （4）有用滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关。故能使滑轮组的机械效率 发生改变。 故答案为：180；83.3；12；。 13 【解答】解： （1）不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，由图可知承重绳子的股数 n3，由 F= 1 （G+G 箱）可得： 最大物重 G物最大nFG箱33000N400N8600N； 由于实际使用该滑轮组，滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦的存在，所以，实际吊起的货物重 GG物最大 8600
32、N； （2）货物的重力 Gmg300kg10N/kg3000N， 根据 v= 可得： 货物提升的高度 hvt0.6m/s5s3m； 有用功 W有用Gh3000N3m9000J； 起重机吊臂上的钢丝绳移动的距离 snh33m9m， 总功 W总Fs1200N9m10800J； 起重机的功率 P= 总 = 10800 5 =2160W； 机械效率 = 有用 总 100%= 9000 10800 100%83.3%； 故答案为：；9000；2160；83.3%。 14 【解答】解： （1）所做的有用功： W有用Gh6103N5m3104J； （2）由 = 有用 总 =80%可得拉力做的总功： W总=
33、有用 80% = 3104 80% =3.75104J； 则额外功： W额W总W有用3.75104J3104J7500J； （3）由图可知，使用滑轮组时绳子的有效股数 n3， 绳端移动的距离 s3h35m15m， 由 W总Fs 得拉力大小： F= 总 = 3.75104 15 =2500N； （4）拉力 F 的功率： P= 总 = 3.75104 10 =3750W。 故答案为：3104；7500；2500；3750。 15 【解答】解： 由图可知 n2，由 s2h 可得，物体被提升的高度 h= 1 2s= 1 2 6m3m， 所做的有用功：W有用Gh100N3m300J， 拉力做的总功：W总
34、Fs70N6m420J， 拉力做功的功率：P= 总 = 420 10 =42W； 滑轮组的机械效率：= 有用 总 = 300 420 100%71.4%， 故答案为：300；42；71.4。 16 【解答】解： 由图可知 n2，绳子移动的距离：s2h21m2m； 绳子移动的速度： v= = 2 2 =1m/s； 绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计，则人对绳子的拉力： F= 1 2（GA+G 动）= 1 2G 总= 1 2 200N100N， 拉力所做的总功：W总Fs100N2m200J； 拉力做功的功率： P= 总 = 200 2 =100W； 由 = 有用 总 得有用功： W有用W总80%
35、200J160J， 额外功为：W额W总W有用200J160J40J。 故答案为：1；100；200； 100； 40。 17 【解答】解： （1）当用力摁住 C 点打开该夹子时，AC 是围绕 B 点转动的，故 B 为支点；由于 ABBC， 故动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆。 （2）螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件 F1RF2r 可知，手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力； （3）螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，斜面是一种变形的杠杆，因此螺丝钉是被拧成圆柱 形的类似斜面的机械；螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长。因为斜面高度一定时，斜面越长，使 用起来越省力。 故答案为：B；等臂；粗；密
36、。 18 【解答】解： （1）如图所示，当力臂为 OB 时，动力最小； 根据杠杆平衡条件可知，当 F1竖直向上时，G 2 =F1OA， 即：10N 2 =F1OA，则 F15N，因此作用在 B 点的最小动力小于 5N； （2）由图可知，当 F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力臂先变大后 变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力先变小后变大。 故答案为： （1）小于； （2）先变小后变大。 19 【解答】解： （1）有用功：W有用Gh5N0.3m1.5J； 总功：W总Fs4N0.5m2J， 机械效率：= 有 总 100%= 1.5 2 100%75%； （2）
37、钩码的悬挂点在 A 点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动， 则由杠杆的平衡条件得：GOA+G杠杆1 2OCFOC； 悬挂点移至 B 点时，由杠杆的平衡条件得 GOB+G杠杆1 2OCFOC， 观察比较可知，悬挂点移至 B 点时，OBOA，即钩码重力的力臂变小，所以拉力 F 也变小； 杠杆的机械效率：= 有 总 = 有用 有用+额 = 1 1+ 额 有用 ； 因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额外功不变（即 W额G杠杆h杠杆不变） ；由于悬挂 点 B 更接近支点，所以钩码提升的高度减小，根据 W有用Gh 可知，有用功减小； 从上面 的表达式可知：W有用减小、W额不变，所以 额 有用变大
38、，分母变大， 就减小；即 21。 故答案为：75%；减小；不变；大于。 20 【解答】解： （1）由图可知，n3，则绳端移动的距离： snh31.5m4.5m， 由 P= 可得，拉力做的总功： W总Pt180W5s900J， 由 WFs 可得，拉力的大小： F= 总 = 900 4.5 =200N； （2）滑轮组做的有用功： W有Gh360N1.5m540J， 提升该物体的机械效率： = 有 总 100%= 540 900 100%60%， （3）物体上升 3m 过程中，克服动物体重力做的功： W有G物h1360N3m1080J， 物体上升 3m 过程中，克服动滑轮重力做的功： W动G动h13
39、0N3m90J， 由于该滑轮组的机械效率为 60%， 所以物体上升 3m 过程中，所做的总功为： W总= 有 = 1080 60% =1800J， 则克服摩擦力做的功： W摩擦W总W有W动1800J1080J90J630J。 故答案为：200；60%；630。 21 【解答】解： （1）扁担为一杠杆，O 为支点，由题知，AO30cm，货物 A 重为 60N（G1F160N， 为动力） ，B 点挂的货物重为 40N（G2F240N，为动力为阻力） ， 由杠杆的平衡条件，F1OAF2OB， OB= 1 2 = 6030 40 =45cm0.45m； （2）若两边货篮里再放同样重的铁球，左边力与力臂
40、之积： （G1+G）OA； 右边力和力臂之积： （G2+G）OB， 因 G1OAG2OB， 而 G1G2，则有 OAOB， 故 GOAGOB， 故（G1+G）OAG1OA+GOA（G2+G）OBG2OB+GOB， 故 B 端将下降； （3）由，为使杠杆重新平衡，在动力和阻力大小不变的条件下，可减小右边力的臂，同时增大左边 力的力臂，当（G1+G）OA（G2+G）OB，扁担可重新平衡，即支点 O 应向 B 端移动一段距 离。 故答案为：0.45； B；B. 22 【解答】解： （1）拉力对木箱做的功（总功） ： W总Fs400N5m2000J； （2）所做的有用功： W有Gh1800N1m180
41、0J； 斜面的机械效率： = 有 总 = 1800 2000 100%90%； （3）克服摩擦力做的额外功： W额W总W有2000J1800J200J， 由 W额fs 可得木箱受到的摩擦力： f= 额 = 200 5 =40N。 故答案为：2000；90%；40。 23 【解答】解： （1）拉力对物体的有用功为： W有Gh2N0.2m0.4J， 若斜面光滑，则没有额外功，即拉力的功 W总W有0.4J， 因为 W总Fs，所以拉力的大小： F= 总 = 0.4 0.4 =1N； （2）若斜面的机械效率为 80%，根据 = 有 总可得此时的总功： W总= 有 = 0.4 80% =0.5J， 根据
42、W总Fs 得，此时所用的拉力： F= 总 = 0.5 0.4 =1.25N； （3）因为 W总W额+W有， 所以 W额W总W有0.5J0.4J0.1J， 根据 W额fs 可得摩擦力的大小： f= 额 = 0.1 0.4 =0.25N。 故答案为：1；0.4；1.25；0.25。 三作图题（共三作图题（共 1 小题）小题） 24 【解答】解： （1）根据杠杆平衡的条件 F1L1F2L2可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用 的动力最小，必须使动力臂最长； 由图知，B 点离支点最远，故最长的动力臂为 OB；过 B 点作垂直于 OB 的作用力 F1，为使杠杆平衡， 动力的方向应垂直于 OB 向上
43、； （2）重物对杠杆的拉力为阻力，从 O 点作阻力作用线的垂线，可得阻力 F2的力臂 L2如图所示： 四实验探究题（共四实验探究题（共 4 小题）小题） 25 【解答】解： （1）设每个钩码的重力为 G，每个格的长度为 L，根据杠杆的平衡条件： F1L1F2L2 F12L2G3L 则 F13G 所以应在杠杆左边 A 处挂三个钩码； （2）如丙图，F 和1 成正比， 1 为定值，所以 FL 为定值，可以推断 FL 成反比。 因为1 =4m 1，所以 L0.25m， 根据杠杆平衡条件得：GLFL， 所以，2.5NL2N0.25m， 所以，L0.2m。 故答案为： （1）3； （2）反；0.2。 2
44、6 【解答】解： （1）金属棒没离开地面时，金属棒是在拉力作用下绕着 A 端被缓慢匀速提起，此时金属棒是杠杆， 支点为 A，动力为测力计对金属棒的拉力，阻力为金属棒的重力，其中棒长 L，设金属棒的重心离 A 端 距离为 d，如图 1； 根据杠杆的平衡条件可得 F1L1GL2，且由数学知识可得1 2 = ，所以 1 = ，这一过程中测力计对金 属棒的拉力 F1不变，且 F1G。 金属棒没离开地面时，测力计对棒所做的功 WF1h，因 F1不变，所以 W 和 h 成正比关系， 当金属棒 AB 离开地面后，因竖直匀速提起金属棒，所以由二力平衡条件可知拉力 F1G5N，测 力计对棒所做的功 WF1h，且
45、此过程中 F1不变，故 W 和 h 也成正比关系，但 F1F1，所以提升 相同高度时拉力做功更多，即图线更陡； 综上，所以 B 图最能表现弹簧测力计对棒所做的功 W 与 B 端离开地面的高度 h 的关系，故应该选 B。 （2）当 h11m 时，金属棒 AB 还没离开地面，假设金属棒与地面的夹角为 ，如图 2； 根据杠杆平衡条件，有 F1LcosGdcos， 即 3N1.2m5Nd， 解得 d0.72m，即金属棒的重心到 A 端的距离 d 为 0.72m。 当 h22m 时，金属棒 AB 已经离开地面，未离开地面时，弹簧测力计示数 F1为 3N 且不变， 弹簧测力计对棒做的功为：W未F1L3N1
46、.2m3.6J， 金属棒离开地面继续上升的高度为：h22m1.2m0.8m， 离开地面后，弹簧测力计对棒所做的功为克服棒重力做的功：W后Gh25N0.8m4J， 故当 h22m 时，拉力 F1做的功为：W2W未+W后3.6J+4J7.6J； （3）由（2）可知金属棒的重心到 A 端的距离 d 为 0.72m， 则金属棒的重心到 B 端的距离为：d11.2m0.72m0.48m， 若弹簧测力计竖直地将置于水平地面上的金属棒 AB 的左端 A 缓慢匀速拉起时， 当 h0.6m 时，金属棒 AB 未离开地面，设金属棒 AB 与地面的夹角为 ，如图 3， 根据杠杆平衡条件，有 F2LcosGd1cos
47、， 即 F21.2m5N0.48m， 解得 F22N。 故答案为： （1）B； （2）0.72；7.6； （3）2。 27 【解答】解： （1）图甲中的滑轮组由 3 段绳子承担物重，即 n3； 根据 snh 可知第 2 次实验中的测力计移动的距离测量错误，应该为 s23h235cm15cm，故 17cm 错误； （2）第 1 次实验测得滑轮组的机械效率： 1= 有用 总 100%= 11 11 100%= 60.03 2.50.09 100%80%； 同理可得，第 2、3 次实验测得滑轮组的机械效率也是 80%； 分析表中 3 次实验数据可以看出，虽然 3 次实验中提升钩码的高度不同，但是其机械效率是相同的，由 此得出：同一滑轮组在提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关； （3）使用同一滑轮组，提起重 8N 的重物，有用功增加，而额外功不变，有用功在总功中所占的比例增 大，则滑轮组的机械效率变大。 （4）小红多了一个定滑轮，是为了改变用力方向。 当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，他们做的有用功相同，额外功 也相同，因此总功相同，则它们的机械效率相同。 故答案为： （1）17cm； （2）物体上升的高度； （3）增大； （4）相同。 28 【解答】解： （1）若开始实验前发