1、2021年江苏中考物理习题专练（苏州专版）（11）简单机械和功一选择题（共8小题）1（2019秋姑苏区月考）如图，每个滑轮质量相同，重为G的物体，在拉力的作用下匀速上升，已知乙滑轮组的效率为，不计摩擦、绳重和木板重，下列说法不正确是（）A两滑轮组的机械效率可能相等BF1一定大于F2C每个滑轮重(1-)G2D甲、乙将重物提升相同的高度时，拉力的功率可能相等2（2020秋苏州期末）“双11”期间，两位快递员给同单元的客户送货，甲提着20kg的货物从l楼送至3楼，随后在3楼沿水平方向走了10m；乙提着15kg的货物从1楼送到5楼，随后在5楼沿水平方向走了5m。若按对货物做功多少计算运费，则客户给（）
2、A甲的运费高B乙的运费高C两人运费相同D无法确定3（2020秋昆山市月考）如图所示，重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动。已知滑轮组机械效率为80%，物体以速度为1m/s沿水平地面向左匀速运动了10s，下列分析计算正确的是（）A绳子端移动的距离为10mB物体受到的摩擦力为12NC拉力F做功的功率为5WD拉力F所做的有用功为500J4（2020秋常熟市期中）小明同学两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的st图象如图所示，下列判断正确的是（）A两次物体所受到的摩擦力f1f2B拉动到距离s1时，两次克服摩擦所做的功W1W2C拉动到距离s1时，两次拉
3、力对物体所做的功W1W2D拉动到距离s1时，两次拉力对物体做功的功率P1P25（2020秋常熟市期中）如图所示，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AOBO，ACOC，此时弹簧测力计乙的示数是18N。现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点，此时弹簧测力计甲的示数是（）A18NB16NC12ND8N6（2020秋常熟市期中）某初中生将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼，此时他搬书的功率为P1，搬书的效率为1；二是先搬一半书上楼，再搬剩余的部分，此时他搬书的功率为P2，搬书的效率为2假设他每次上楼的速度相同，则（）AP1P212BP1P
4、2 12CP1P212DP1P2127（2020秋太仓市期中）如图所示，是人们日常生活中常见的用起子开瓶盖的情景。这也是一个杠杆，那么下列关于这个杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点对应位置正确的是（）AABCBACBCBCADCAB8（2020秋昆山市月考）小明同学家住5楼一天，他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里，在此过程中，下列估算不合理的是（）A他提鸡蛋的力做的功约为200JB他提鸡蛋的力做功的功率约为3WC他爬楼做的功约为6102JD他爬楼做功的功率约为1102W二填空题（共14小题）9（2020秋太仓市期中）如图所示，均匀杆AB长为L，可以绕转轴A点在竖直平面内自由转动，在A点
5、正上方距离L处固定一个小定滑轮，细绳通过定滑轮与杆的另一端B相连，并将杆从水平位置缓慢向上拉起。已知杆水平时，细绳的拉力为T1，杆与水平面夹角为30时，细绳的拉力为T2，则T2：T1 。10（2018秋吴江区校级月考）斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为 N；如果斜面不光滑，所用推力为1250N，则斜面的机械效率为 。利用斜面所做的额外功为 J，物体受到斜面对它的摩擦力为 N。11（2020秋昆山市月考）如图甲所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F
6、与滑环离开O点的距离s的关系如图乙所示，则杠杆的重力为 N，滑环的重力为 N.12（2020秋昆山市月考）小红在探究完了杠杆的平衡条件后，对天平游码的质量产生了好奇，于是接下来小红又对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出L1和L2（如图所示），则游码的质量为 g。（用L1和L2表示）13（2020秋常熟市期中）一种新型井盖排水系统的结构简化示意图如图所示，排水系统由井盖、两个相同杠杆（AOB是其中之一）、容器等组成，AB长度是300mm，AO长度是180mm，井盖的上表面和侧面都有排水孔，下暴雨时，雨水从排水孔经排水管导流到容器中，再从容器底部的排水孔流入下水道，由于容器的排水速度较小，
7、当容器中的雨水上升到一定高度时，容器下降，拉动杠杆，将井盖项起，加速路面排水当容器中的雨水下降到一定高度时，井盖自动下降盖住井口，不影响车辆、行人的通行。该井盖的质量是28kg，容器的质量是5kg，不考虑杠杆的质量，不考虑各连接处的摩擦。（10N/kg）（1）某次调试中，为了节约用水，调试人员将容器底部的排水孔全部堵住，直接向容器内注水，假设在任意时刻水对容器底的压力与容器中水的重力大小相等，则注水 kg时，井盖刚好被顶起。（2）下暴雨时，杠杆会将井盖顶起50mm，如图乙所示，则两个相同的杠杆对井盖至少做了 J的功（3）如果想要更早开始排水，在设计时可以将O点尽量向 端（选填“A”、“B”）靠
8、近。14（2020秋姑苏区期中）如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为2N，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重50N的物体A相连，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12N；在物体B下加挂重为9N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10cm/s，若不计绳重及滑轮的摩擦，则物体B的重力大小为 N，F做功的功率为 W。15（2020秋姑苏区期中）现有一重为3000N的包装箱，工人师傅想把它搬到1.2m高的车厢上，他们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m
9、的简易斜面，如图所示，工人师傅站在地上用1200N沿斜面的推力把包装箱匀速推上车。该斜面的机械效率是 ；包装箱在斜面上运动时所受摩擦力为 。16（2020秋太仓市期中）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示，（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）（1）0s1s内，地面对物体的支持力是 N；（2）1s2s内，拉力F做的功是 J；（3）2s3s内，拉力F的功率是 W；（4）2s3s内，滑轮组的机械效率是 %。（结果保留一位小数）17（2020秋吴中区期
10、中）如图所示，妈妈体重比小明大，跷跷板水平平衡时，妈妈比小明离转轴 （填“远”或“近”）。若小明往转轴靠近一小段距离，为了保持跷跷板水平平衡，妈妈应适当 （填“远离”或“靠近”）转轴；若小明和妈妈分别抱上一只质量相同铁球，则跷跷板的 端会下沉（填“左”或“右”）。18（2020昆山市二模）一小球重2N从水平台面上滚落到地面的过程中，经历了A、B、C三个位置，它们的位置关系如图所示。设小球在AB段重力做功为W1，重力的平均功率为P1；在BC段重力做功为W2，重力的平均功率为P2，则：W1 J，P1 P2（选填：/）。19（2019秋常熟市期末）如图甲所示，一根粗细材料都均匀的金属棒AB置于水平地
11、面上，现通过弹簧测力计竖直向上将棒的B端缓慢拉起，A端先相对地面静止直至被缓慢拉离地面一定高度。在此过程中，弹簧测力计对AB棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图象解答下列问题。（1）该金属棒的长度l m；（2）在A端被拉离地面之前，弹簧测力计的示数F1 N；（3）当B端离地高度x1.2m时，弹簧测力计做功W0 J。20（2020秋太仓市期中）如图所示，一根质量分布均匀的木棒，能绕O处转轴自由转动（不计摩擦）。现有拉力F1始终水平方向、拉力F2始终与杆垂直和拉力F3始终竖直向上，分别作用在木棒最下端，使木棒由A处缓慢地抬升到B处，在此过程中，拉力 （选填“F1”、“F2”
12、或“F3”）的大小保持不变；抬升木棒的过程中，三拉力所做的功 （选填“F1大”、“F2大”、“F3大”或“一样大”）21（2020苏州模拟）如图所示为一拉杆旅行箱的示意图将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点已知箱重为250N，OA为120cm，OC为24cm。（1）图中在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止则动力F的大小为 N。（2）使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为 N。（3）生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。22（2020工业园区一模）雨滴在空气中竖直下落时，受到的阻力与速度平方成正比
13、，雨滴的速度越大所受阻力也越大，最终在落地之前变为匀速下落。则质量之比为1：4的两雨滴，落地时的速度之比为 ，落地时重力做功的功率之比为 。三作图题（共2小题）23（2020秋常熟市期中）图中，杠杆处于静止状态，请画出力F2的力臂l2和力臂l1对应的力F1。24（2020秋常熟市期中）图中，请画出要使硬棒OAB保持平衡时所需的最小力F的示意图及其力臂l；四实验探究题（共3小题）25（2019秋昆山市期末）小明同学在“探究杠杆平衡条件的实验”中：（1）实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向 调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 。（2）如图甲所示，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位
14、置平衡，应在B点挂 个相同的钩码；（3）如图乙所示，改用弹簧测力计向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时其示数将 ，原因是 。（4）小明查阅资料发现：当杠杆平衡时，所有动力与其力臂乘积之和等于所有阻力与其力臂乘积之和相等。于是他做了如图丙所示的实验，在杠杆左端挂了一个重为G1的物体，在杠杆右端不同位置分别挂了重为G2和G3的物体，并测出相对应的力臂，杠杆仍然在水平位置平衡。请写出此状态下杠杆平衡时的表达式： 。（答案必须利用丙图给的物理量表示）（5）学习了机械效率后，如图丁小明使用同一杠杆（质地均匀）采用两种方法将物体A提升相同的高度，在工作过程中方法一和方法二的机
15、械效率分别为1和2，则1 2（“”、“”或“”）。26（2020高新区二模）某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中。小敏用如图1所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。（1）实验中，测力计的示数F为 N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m时，C点上升了30cm，则杠杆的机械效率为 %。（2）实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是 。（3）若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。小王用如图2所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率。O为杠杆
16、的转轴，不计摩擦。实验时，给B端施加竖直向下的力，使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升。（图中杠杆为质量分布均匀的直棒）下表是提升物体时采集到的数据：实验序号物重G（N）拉力（N）A端上升的高度h/mB端下降的竖直距离s/m杠杆的效率250.040.02490.040.0289%250.060.0380%6130.040.0292%（1）第组实验中，杠杆的机械效率为 。（2）由 三组实验，可以初步得出的结论：相同的杠杆，提升的物体越重效率越高。（3）该实验中杠杆的效率总小于100%的原因是杠杆有自重，分析实验数据可知道杠杆的自重为 N。27（2020秋太仓市期末）如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机
17、械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验装置。在其它条件一定时获取了表格中的实验数据。（1）实验时，沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做 运动。（2）通过比较表格中“ ”和“ ”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。实验次数斜面的倾斜程度物重G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长度s/m机械效力1较缓100.15.50.536.4%2较陡100.27.00.53最陡100.38.50.570.6%（3）表格中空缺处的数据为 。依据完整的数据可得出结论：在其它条件一定时，斜面 ，机械效率越高。（4）学习小组进一步分析实验数据，发现在其它条件一定时，斜面越陡，物体所受的摩擦力越
18、。（5）请你结合所学物理知识，解决斜面的有关物理问题。图乙中木块分别沿斜面1、2滑到底端，木块到达斜面1、2底端时的速度分别为的v1、v2，若斜面粗糙程度相同则v1 v2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。五计算题（共3小题）28（2019秋工业园区期中）工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，已知箱子重为350N，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。（1）动滑轮的重力是多大？（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为200N，拉力做功的功率是多大？（3）当滑轮组的机械效率
19、为80%时，运送建材的重力是多大？29（2019苏州模拟）周末小吴同学和妈妈去菜市场买菜，推着装有15kg菜的推车，在平直的路面上推行，小推车在某段时间内速度V随时间t变化的关系图象如图所示，已知小推车自重50N，所受阻力是总重的0.1倍。（1）010秒内，水平推力 （填“大于”“小于”或“等于”）阻力，阻力大小为多少？（2）1020秒内水平推力做了多少功？（3）1020秒内水平推力的功率多大？30（2020秋太仓市期末）如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A以0.4m/s的速度匀速竖直上升了5s，在这个过程中，拉力F为500N。（不计绳重与摩
20、擦）求：（1）拉力F做的有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）使用相同的滑轮组，用300N的拉力匀速提升其它建筑材料B时，求被提升建筑材料B的重力。六解答题（共1小题）31（2020秋太仓市期中）丽丽在探究“杠杆平衡条件”的实验中：（1）实验前，丽丽发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （左/右）调节。（2）如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码 个。（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （变大/变小/不变），其原因是 。（
21、4）做实验时，如图丙所示的杠杆已达到平衡。当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时，弹簧秤的示数将 。（填“变大”、“变小”或“不变”，设杠杆质地均匀，支点恰好在杠杆的中心，并且不计支点处摩擦）（5）丽丽继续研究杠杆的机械效率，她用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F，装置如图丁所示，使杠杆缓慢匀速上升，用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2；则：杠杆机械效率的表达式为 。（用测量的物理量符号表示）；若只将测力计的悬挂点由A移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“
22、不变”）。2021年江苏中考物理习题专练（苏州专版）（11）简单机械和功参考答案与试题解析一选择题（共8小题）1【解答】解：（1）由图可知，甲滑轮组只有1个动滑轮，乙滑轮组有2个动滑轮，且不计摩擦、绳和木板的重，因克服物体重力G做的功为有用功，克服物重和动滑轮重做的功为总功，所以，两滑轮组的机械效率分别为：甲=W有W总=GG+G动，乙=W有W总=GG+2G动，则甲乙，故A错误；由乙=GG+2G动可得，动滑轮的重力（即每个滑轮重）：G动=(1-乙)G2乙，故C正确；（2）由图可知，n甲2，n乙4，不计摩擦、绳和木板的重，则两滑轮组绳子的拉力分别为：F1=12（G+G动）=14（2G+2G动），F
23、2=14（G+2G动），因（2G+2G动）（G+2G动），所以，F1F2，故B正确；甲、乙将重物提升相同的高度，拉力做功为总功，则F1与F2的功率分别为：P甲=W总t甲=(G+G动)ht甲，P乙=W总t乙=(G+2G动)ht乙，因t甲和t乙的关系不确定，所以，F1与F2的功率可能相等，故D正确。故选：A。2【解答】解：人在水平地面上走的过程中，拉力是竖直向上的，而货物是在水平方向上移动距离的，此过程中人对货物不做功；只有货物上升时，人要克服货物的重力做功；一层楼的高度约为3m，则：甲对货物做的功：W甲G甲货h甲m甲货gh甲20kg10N/kg（31）3m1200J；乙对货物做的功：W乙G乙货h
24、乙m乙货gh乙20kg10N/kg（51）3m2400J；由以上计算可知，乙对货物做的功多，即乙的运费高。故选：B。3【解答】解：A.由v=st可得，10s内物体移动的距离s物vt1m/s10s10m，由图可知n3，则绳子端移动的距离s绳ns物310m30m，故A错误；BD.由图可知，绳端的拉力F5N，则拉力做的总功W总Fs绳5N30m150J，由=W有W总100%可得，拉力F所做的有用功W有W总150J80%120J，故D错误；由W有fs物可得，物体受到的摩擦力f=W有s物=120J10m=12N，故B正确；C.拉力F做功的功率P=W总t=150J10s=15W，故C错误。故选：B。4【解答
25、】解：AB、同一物体的重力不变，对水平面的压力不变；在同一水平面上运动，则接触面的粗糙程度相同，故两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等，即f1f2；拉动到距离s1时，距离相等，所以根据Wfs可知，两次克服摩擦所做的功W1W2，故AB错误；CD、由图象可知，两次物体都做匀速直线运动，说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以，两次物体所受的拉力：F1F2f；拉动到距离s1时，距离相等，所以根据WFs可知，两次拉力对物体所做的功W1W2；拉动到距离s1时，第一次所用时间小于第二次所用时间，所以根据P=Wt可知，拉动到距离s1时，两次拉力对物体做功的功率P1P2，故C错误，D正确。故选：
26、D。5【解答】解：设木条重心在D点，当弹簧测力计甲在A的位置上，弹簧测力计乙在B的位置上时，以A端为支点，如图所示：由杠杆平衡条件有：FBABGAD，即：18NAB24NAD，所以：3AB4AD，AD=34AB，当弹簧测力计甲在C点时，以B为支点，此时弹簧测力计甲的示数为FC，因为AOBO，ACOC，所以COODBD，BC=34AB，BD=14AB由杠杆平衡条件有：FCBCGBD，即：FB34AB24N14AB，所以：FB8N，则弹簧测力计甲的示数为8N。故选：D。6【解答】解：这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由WGh可知，两次所做的有用功相等；方法一所做的额外功为克服自身重力所做的功，而
27、方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此方法二的额外功大于第一次的额外功，故方法二的总功大于第一次的总功，由=W有用W总可知，12。因上楼的速度相同，方法二需要上楼二次，所以方法二所用时间长；由P=Wt可知：P1P2。故选：B。7【解答】解：人们日常生活中用起子开瓶盖时，起子绕A点转动，所以这个杠杆的支点是A点；手对C点施加的力使杠杆向上转动，即动力，所以动力作用点是C点；瓶盖对B点施加的力阻碍杠杆向上转动，即阻力，所以阻力作用点是B点。故选：B。8【解答】解：（1）根据生活经验可知，一个鸡蛋质量约50g，30个鸡蛋的质量m11500g1.5kg，30个鸡蛋的重力G1m1g1.5kg
28、10N/kg15N；住宅楼的楼层高大约3m，家住5楼，此同学实际爬楼高度：h3m412m；提鸡蛋的力大约做功：W1G1h15N12m180J，接近200J，故A估算合理；从1楼到5楼大约时间t1min60s，提鸡蛋的力做功的功率：P1=W1t=180J60s=3W，故B估算合理；（2）小华自己体重G500N，他爬楼自身做的功：W2Gh500N12m6000J，故C估算不合理；他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到5楼的过程中爬楼做的总功：W总W1+W26000J+180J6180J，爬楼做功的功率：P=W总t=6180J60s=103W，接近1102 W故D估算合理。故选：C。二填空题（共14
29、小题）9【解答】解：（1）杆在水平位置时，如图，AOB和ABE都为等腰直角三角形，则AEBE由于BE2+AE2AB2故AE=22L，由杠杆平衡可得：T1AEGAC，T1=GACAE=G12L22L=22G。（2）把吊桥拉起到与水平面的夹角为30时，如图：ABO为等边三角形，ABL，BE=12L，由于BE2+AE2AB2故AE=32L，在ACC中，CAC30，CC=12AC=14L，由于AC2+CC2AC2，故AC=34L，根据杠杆平衡的条件可得：T2AEGAC，T2GACAE=G34L32L=12G；故T2：T1=12G：22G=2：2。故答案为：2：2。10【解答】解：（1）所做的有用功为：
30、W有Gh5000N1m5000J，若斜面光滑，则没有额外功，即推力做的功W总W有5000J，因为W总Fs，所以推力的大小：F=W总s=5000J5m=1000N；（2）如果斜面不光滑，推力为1250N，则推力的功为：W总Fs1250N5m6250J，斜面的机械效率：=W有W总100%=5000J6250J100%80%；（3）因为W总W额+W有，所以W额W总W有6250J5000J1250J，根据W额fs可得摩擦力的大小：f=W额s=1250J5m=250N。故答案为：1000； 80%； 1250；250。11【解答】解：由图甲可知，金属杆是粗细均匀的一只杠杆，重心在杠杆的中点，当sOA1m
31、时，动力臂是阻力臂的二倍；由图乙可知，此时的动力F100N，根据F1L1F2L2可知：（FG滑）L1GL2100NG滑=12G根据图乙可知，s0.1m时，F550N，L10.1m，L20.5m根据F1L1F2L2可知：（FG滑）L1GL2550NG滑5G联立可得，G滑50N，G100N。故答案为：100；50。12【解答】解：以天平的刀口为杠杆的支点，天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右，游码的质量为m；当游码位于零刻度线时，由杠杆的平衡条件得：m左g12L2+mg12L1m右g12L2；当游码位于最大值5克时，由杠杆的平衡条件得（m左+5）g12L2mg12L1+m右g12L2；由得，51
32、2L2mL1，解得：m=5L22L1。故答案为：5L22L1。13【解答】解：（1）井盖的重力：Gmg28kg10N/kg280N，由题知，两个杠杆完全相同，所以每个杠杆A端受到的压力大小等于井盖重力的一半，井盖刚好被顶起时，杠杆AOB的A端受到的压力：FA=12G=12280N140N，由杠杆平衡条件有：FAOAFBOBFB（ABAO），容器对杠杆B端的拉力：FB=FAOAAB-AO=140N180mm300mm-180mm=210N，由题意知，2FBG水+G容，所以容器中水的重力：G水2FBG容2FBm容g2210N5kg10N/kg370N，所以向容器中注水的质量：m水=G水g=370N
33、10N/kg=37kg；（2）杠杆将井盖顶起时是克服井盖重力做功，两个相同的杠杆至少做功：WGh280N50103m14J；（3）如果想要更早开始排水，即容器中水的重力小于370N时就能将井盖顶起，而A端受到井盖的压力不变，由杠杆的平衡条件可知，可以在设计时可以将O点尽量向A端靠近，以减小力臂OA，增大力臂OB。故答案为：（1）37；（2）14；（3）A。14【解答】解：（1）由图可知，n3，不计绳重及滑轮的摩擦，A对滑轮组的拉力F拉=13（GB+G动），弹簧测力计的示数等于两条绳子向下的拉力与一个定滑轮的重力之和：F示G动+2F拉，即：12N2N+213（GB+2N），解得B的重力：GB13
34、N；（2）A对滑轮组的拉力：F拉=13（GB+G动）=13（13N+2N）5N，A物体所受滑动摩擦力：fF拉5N；用水平向左的力F拉动A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力不变，此时拉力Ff+13（GB+GC+G动）5N+13（13N+9N+2N）13N；拉力端移动速度v3v物30.1m/s0.3m/s，拉力做功功率：P=Wt=Fst=Fv13N0.3m/s3.9W。故答案为：13；3.9。15【解答】解：（1）W有用Gh3000Nl.2m3.6103J，W总Fs1200N4m4.8103J，=W有用W总100%=3.6103J4.8103J100%75%；（2）由W总W有用+W
35、额外可知W额外W总W有用4.8103J3.6103J1.2103J，由W额外fs可知，摩擦力大小：f=W额外s=1.2103J4m=300N。故答案为：75%；300N。16【解答】解：（1）由图丙可知，2s3s内物体离开地面以v2.5m/s的速度匀速上升，由图乙可知，拉力F40N，不计绳重和绳与轮之间的摩擦，由F=1n（G+G动）可得，动滑轮的重力G动nFG340N100N20N，由图乙可知，0s1s内物体在F30N的拉力作用下静止，对动滑轮和物体整体受力分析可知，受到竖直向上3股绳子的拉力和地面的支持力、竖直向下物体和动滑轮的总重力作用处于平衡状态，由整体受到的合力为零可得：3F+F支持G
36、+G动，则地面对物体的支持力F支持G+G动3F100N+20N330N30N；（2）由图甲可知，n3，由图乙可知，1s2s内绳端的拉力F50N，由图丁可知，物体上升的高度h1.25m，则拉力F做的功WFsFnh50N31.25m187.5J；（3）2s3s内，拉力F40N，物体上升的速度v2.5m/s则F的功率P=Wt=Fst=Fnht=Fnv40N32.5m/s300W；（4）2s3s内，滑轮组的机械效率=W有W总100%=GhFs100%=GhFnh100%=GnF100%=100N340N100%83.3%。故答案为：（1）30；（2）187.5；（3）300；（4）83.3。17【解答
37、】解：（1）跷跷板在水平位置平衡时，设小明的重力为G1，其力臂为L1；妈妈的重力为G2，其力臂为L2，跷跷板在水平位置平衡时，则应满足G1L1G2L2，因G1G2（妈妈的体重大），所以L1L2，即妈妈比小明离转轴近；（2）若小明往转轴靠近一小段距离，即力臂L1减小，为了保持跷跷板水平平衡，由G1L1G2L2知，在G1和G2不变时，L1减小，L2也减小，所以妈妈应适当靠近转轴。（3）若小明和妈妈分别抱上一只质量相同的铁球，因L1L2，则m球gL1m球gL2，且G1L1G2L2，所以（G1+m球g）L1（G2+m球g）L2，则跷跷板的右端下沉。故答案为：近；靠近；右。18【解答】解：由图可知，AB
38、段，小球在重力的方向上通过的距离为0.8m0.6m0.2m；BC段，小球在重力的方向上通过的距离为0.6m0.4m0.2m；故小球在AB段重力做功为W1Gh12N0.2m0.4J。在AB段和BC段小球在重力的方向上通过的距离相等，同一小球的重力一定，所以由WGh可知，重力做功W1W2；由于小球在下落时做加速运动，根据v=st可知，小球在BC段运动的时间短，根据P=Wt可知，小球在BC段重力做功的功率较大，即P1P2。故答案为：0.4；。19【解答】解：（1）由于拉力始终竖直向上，由杠杆的平衡条件可知，拉力不变（动力臂与阻力臂之比不变）。由图乙可知，x从0m到1.0m的过程中，B端缓慢抬起，当x
39、1.0m时，A端恰好离地，所以该金属棒的长度l1.0m；（2）根据图乙可知，当W3.0J时，x1.0m，由WFh可得，F1=Wx=3.0J1.0m=3N；（3）因金属棒的重心位于中点，所以，由杠杆的平衡条件可得：GF1l/（1/2）l2F123N6N，x从1.0m到1.2m的过程中，弹簧测力计做的功：WGh6N（1.2m1.0m）1.2J，所以，当B端离地高度x1.2m时，弹簧测力计做功：W0W+W3J+1.2J4.2J。故答案为：（1）1.0；（2）3；（3）4.2。20【解答】解：分析杠杆的五要素，如下所示：（1）F2与杠杆垂直，动力臂大小等于OA，保持不变，杠杆的G不变，在上升的过程中，
40、阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件，F2逐渐变大；（2）设杠杆与竖直方向的夹角为，F1的力臂：L1cosOA，重力的力臂：L1sin12OA；根据杠杆的平衡条件：F1cosOAGsin12OA，F1=12Gtg，因变大时，F1也变大；（3）F3始终沿即沿竖直方向，由图可知，动力臂始终是阻力臂的2倍，根据杠杆的平衡条件，F3始终等于12G；（4）由功的原理，使用任何机械不省功，且不计摩擦，三次拉力抬升木棒的过程中所做的功都等于克服木棒重力所做的功，因木棒的重力不变、上升的高度相同，则三次克服木棒重力做的功相等，所以三次拉力做的功都相等；故答案为：F3；一样大。21【解答】解：（1）如图，延长F画出力
41、的作用线AM，然后过支点作力的作用线的垂线段ON，则F的力臂就是ON，在RtANO中，NAO30，所以ON=12AO=12120cm60cm；B为重心，BC为竖直方向，则图中OC为阻力臂，由杠杆平衡条件可得：FONGOC，即F60cm250N24cm，解得F100N。（2）F如红色方向时，动力臂最长为OA，动力最小，由杠杆平衡条件可得：FOAGOC，即F120cm250N24cm，解得F50N；（3）常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样阻力臂减小，阻力不变，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可以判断，最小动力将变小。故答案为：（1）100；（2）50；（3）变小。22【解答】解：雨滴落到地面前均已做匀
42、速直线运动，则雨滴受到的重力和空气阻力是一对平衡力，且受到的阻力与速度平方成正比，所以落地时雨滴受到的阻力：fmgkv2，则落地时雨滴的速度为v=mgk；已知两雨滴的质量之比m1：m21：4，所以两雨滴的速度之比：v1v2=m1gkm2gk=m1m2=14=12；重力做功的功率P=Wt=Ght=Gv，则两雨滴重力做功的功率之比为：P1P2=G1v1G2v2=m1gv1m2gv2=m1v1m2v2=1142=1：8。故答案为：1：2；1：8。三作图题（共2小题）23【解答】解：反向延长力F2的作用线，由支点向F2的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是其力臂L2；过力臂L1的下端，作L1的垂线，与杠
43、杆的交点为力F1的作用点，方向斜向上，如图所示：24【解答】解：连接OB，即为最长的力臂L，最小力F与OB垂直，要使杠杆平衡，方向应向上，如图所示：四实验探究题（共3小题）25【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，这样便于直接读出力臂；（2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALAFBLB，即4G3LFB2L，解得FB6G，需挂6个钩码；（3）保持作用点不变，当弹簧测力计由a转到b位置时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大； （4）实验中，另一同学设计了如图丙所示的实验装置，在杠
44、杆左端挂了一个重为G1的物体，在杠杆右端不同位置分别挂了重为G2和G3的物体，杠杆仍然在水平位置平衡杠杆的平衡条件还可以总结成所有“动力动力臂”的和等于所有“阻力阻力臂”的和，此状态下杠杆平衡时的表达式：G1l1G2l2+G3l3；（5）因为物体A提升相同的高度，由W有Gh可知，方法一和方法二所做的有用功相同，而方法一中克服杠杆自重做功，即总功等于有用功与额外功之和，方法二中不计重力的影响，因此总功等于有用功，由=W有W总=W有W有+W额可知，12。故答案为：（1）右；便于测量力臂；（2）6；（3）变大；当弹簧测力计由a转到b位置时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；（4）G1l1
45、G2l2+G3l3；（5）。26【解答】解：小敏：（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。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：=W有W总100%=0.1J0.15J100%66.7%；（2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力；（3）钩码的悬挂点在A点时，由杠杆的平衡条件得GOAFOB；悬挂点移至B点时，由杠杆的平衡条件得GOBFO
46、C，经对比发现，由OA到OB力臂变大，所以拉力F也变大，如果仍使钩码提升相同的高度，那么杠杆提升的高度就会减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大。小王：（1）第组实验中，杠杆的机械效率可以根据公式=W有W总=GhFs=2N0.04m5N0.02m100%80%；（2）要研究杠杆的机械效率与提升物体重力的关系，应控制杠杆的重力一定、提升物体的高度相同，而提升物体的重力不同，所以应分析表中三组实验，可得到的初步结论为：同一杠杆提起的物体越重，杠杆的机械效率越高；（3）分析第组实验数据，根据A、B两端上升和下降的距离关系可知力臂的关系AO2OB，设杠杆的重心为C，则由数学知识可知杠杆的重心到支点的
47、距离CO=12OB，所以可知当B端下降0.02m时，重心上升的高度为0.01m，拉力做的总功：W总Fs5N0.02m0.1J，有用功：W有Gh2N0.04m0.08J，则额外功：W额W总W有0.1J0.08J0.02J，不计摩擦，根据W额G杆h重心可得杠杆的自重：G杆=W额h重心=0.02J0.01m=2N。故答案为：小敏：（1）0.5；66.7；（2）杠杆的重力；（3）变大； 小王：（1）80%；（2）；（3）2。27【解答】解：（1）实验时，沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动；（2）比较表中“物块重”和“拉力”两栏对应的数据，由实验数据可知，在同一次实验中，
48、拉力总是小于重力的，由此可知斜面是一种省力的简单机械；（3）第3次实验的机械效率为：=W有W总=GhFs=10N0.2m7.0N0.5m100%57.1%，由表中实验数据可知：在其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；（4）由表中第1组实验数据可知，有用功：W有Gh10N0.1m1J，总功：W总Fs5.5N0.5m2.75J，则额外功：W额W总W有2.75J1J1.75J，因为W额fs，所以摩擦力：第一次实验中，f=W额s=1.75J0.5m=3.5N；同理，第二、三次实验中，摩擦力分别为：3N和2.5N，故得出，其它条件一定时，斜面越陡，物体所受的摩擦力越小；（5）若斜面粗糙程
49、度相同，斜面2的倾斜程度小，木块对斜面的压力大（在水平面上时，压力大小等于重力大小，压力最大），滑动摩擦力大，且斜面2更长，则克服摩擦所做的额外功多，木块到达斜面2底端时动能小，速度小，即v1大于v2。故答案为：（1）匀速直线； （2）物重；拉力；（3）57.1%；倾斜程度越大；（4）小；（5）大于。五计算题（共3小题）28【解答】解：（1）由甲图可知，n2，由乙图象可知，当重物G1400N时，150%，由=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF可得：拉力F1=G1n1=400N250%=400N；由于滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，则根据F=G+G动n可得动滑轮的重力：G动nF1G124
50、00N400N400N；（2）1min绳子自由端移动的距离s2h212m24m，拉力做的功：WFs200N24m4800J，拉力的功率：P=Wt=4800J60s=80W；（3）当280%时，由=W有用W总=W有用W有用+W额=GhGh+G动h=GG+G动可得，此时的物重：G2=2G动1-2=80%400N1-80%=1600N。答：（1）动滑轮的重力400N；（2）拉力的功率为80W；（3）当滑轮组的机械效率为80%时，运动建材的重力是1600N。29【解答】解：（1）由vt图象可知，在010s内小推车做加速运动，处于非平衡状态，水平推力大于阻力；阻力的大小：f0.1G总0.1（m物品g+G
51、车）0.1（15kg10N/kg+50N）20N；（2）由vt图象可知，在1020s内小推车做匀速运动，处于平衡状态，则水平推力Ff20N，由v=st可得，1020s内小推车运动的距离：svt0.8m/s10s8m，1020s内水平推力做的功：WFs20N8m160J；（3）1020s内水平推力的功率：P=Wt=160J10s=16W。答：（1）大于；阻力大小为20N；（2）1020s内水平推力做了160J的功；（3）1020s内水平推力的功率是16W。30【解答】解：（1）建筑材料A以0.4m/s的速度匀速竖直上升了5s，提升的高度为：hvt0.4m/s5s2m，有用功：W有用Gh900N2
52、m1800J；（2）绳子的有效段数为2，绳子移动的距离为：s2h22m4m，拉力做的总功：W总Fs500N4m2000J，滑轮组的机械效率：=W有W总100%=1800J2000J100%90%；（3）因不计绳重与摩擦，故F1=G+G动2，G动2F1G2500N900N100N；使用相同的滑轮组，用300N的拉力匀速提升其它建筑材料B时，同理：F2=G+G动2，被提升建筑材料B的重力：G2F2G动2300N100N500N故答案为：（1）拉力F做的有用功为1800J；（2）滑轮组的机械效率为90%；（3）使用相同的滑轮组，用300N的拉力匀速提升其它建筑材料B时，被提升建筑材料B的重力为500
53、N。六解答题（共1小题）31【解答】解：（1）杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向左调节；（2）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，图甲中，杠杆的左端：4G3L12GL，B处的力臂为4L，杠杆的右端：F24L12GL，解得F23G，即在B处挂3个同样的钩码；（3）如图乙，当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，拉力的力臂减小，为保持杠杆平衡，拉力要增大，所以弹簧测力计示数会变大。（4）做实验时，如图丙所示的杠杆已达到平衡。当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时，其动力臂、阻力臂的比值是不变的，所以在阻力不变的情况下，动力是不变的。（5）有用功为W有Gh1，总功W总Fh2，则机械效率的表达式=W有W总100%=Gh2Fh1100%。杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，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，若只将测力计的悬挂点由A移至C点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度不变，杠杆升高的距离h不变，所以Gh1+G杠h不变，所以Fh2也不变。根据=Gh2Fh1100%，分母不变，分子不变，所以不变。故答案为：（1）左；（2）3；（3）变大；该力的力臂变短了；（4）不变；（5）Gh2Fh1100%；不变。
