南昌市物理八年级第十一章 功和机械能中考综合专项复习训练

南昌市物理八年级第十一章 功和机械能中考综合专项复习训练

一、选择题

1．如图，保持F的方向竖直向上不变，将杆由A位置匀速转动到B位置，在这个过程中F将（ ）

A．先变大后变小 以采用的是（ ） A．一个定滑轮 B．杠杆 C．一个动滑轮

B．始终变大 C．始终变小 D．始终不变

2．要用30N的力刚好提起40N的物体，若不计机械本身重力和摩擦，则下列简单机械可

D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组

3．如图所示，在水平地面上，用力F拉动重500N的木箱，使它在3s内匀速直线运动了3m，受到的摩擦力为200N。不计滑轮重及绳与滑轮间摩擦，下列说法正确的是（ ）

A．拉力F的大小为250N C．拉力F做功的功率为100W 各再加重力相同的物体后，杠杆

B．拉力F做的功为600J D．绳端移动的速度为1m/s

4．如图所示，轻质均匀杠杆分别挂有重物GA和GB （GA>GB）,杠杆水平位置平衡，当两端

A．仍能保持平衡

B．不能平衡，左端下沉 C．不能平衡，右端下沉 D．不能确定哪端下沉

5．小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动．活动要求是：家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上，恰好使木板水平平衡．若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N，小兰站在距离中央支点2米的一侧，爸爸应站在距离支点l米的另一侧，木板水平平衡．现在他们同时开始匀速相向行走，小兰的速度是0.5米/秒，则爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏？

A．1.0米/秒 量（ ）

A．偏大 B．偏小 C．一样大 D．无法判断

7．如图所示，重20N的物体A放在水平桌面上，（不计绳重及绳子与轮的摩擦）动滑轮重6N，滑轮下面悬挂一个物体B，当物体B重8N时，恰能匀速下落，若用一个水平向左的力FA作用在物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则此拉力FA的大小为

B．0.75米/秒

C．0.5米/秒

D．0.25米/秒

6．一个刻度准确的杆秤，如果用了质量较大的秤砣，则用该秤称出的物体的质量比实际质

A．FA＝8N B．FA＝20N C．FA＝14N D．FA＝7N

8．如图所示，在水平拉力F的作用下重100 N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10 N，则拉力F的大小及物体A与水平桌面的摩擦力大小分别为( )

A．200 N，10 N B．200 N，20 N C．20 N，10 N D．20 N，20 N

9．如图为一健身器材模型，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，OA∶OB＝1∶4，质量为60 kg的小明站在水平放置的体重计上，通过该杠杆提起吊篮中的重物，吊篮重80 N．当棱长为20 cm的正方体重物甲刚被提起时，体重计示数为43 kg；当棱长为40 cm的正方体重物乙刚被提起时，体重计示数为18 kg．杠杆始终在水平位置保持平衡，A、B两端绳子拉力保持竖直．不计绳重、杠杆自重及摩擦， g取10 N/kg，则重物甲与重物乙的密度之比为( )

A．1∶3

B．2∶3

C．3∶2

D．3∶1

10．如图自行车是人们最常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它应用了许多物理知识。下列说法中不正确的是

A．刹车系统应用了杠杆及摩擦的知识 B．车把相当于费力杠杆 C．脚蹬属于省力杠杆

D．轮胎制有花纹是为了增大摩擦

二、填空题

11．在科技节，小海用传感器设计了如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB＝3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器连在天花板上，下端连在杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，不计杠杆、细杆及连接处的重力．当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为3kg．力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图象，（取g＝10N/kg）

（1）图甲所示的水箱装满水时，水受到的重力为_____N； （2）物体M的质量为_____kg；

（3）当向水箱中加入质量为1.1kg的水时，力传感器的示数大小为F，水箱对水平面的压强为p1；继续向水箱中加水，当力传感器的示数大小变为4F时，水箱对水平面的压强为p2，则p1：p2＝_____．

12．一个带有刻度的均匀杠杆，在中点支起，如图所示，当在B处挂3N钩码时，应在A处挂________N钩码，杠杆才能平衡。若平衡后在A、B两端再加挂1N的钩码，则杠杆将______(填“A端下沉”、“B端下沉”或“保持平衡”)。

13．如图所示，重为40牛的物体A通过轻质滑轮在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4米/秒的速度做匀速直线运动，物体A所受的摩擦力为20牛，则拉力F为_____牛；弹簧测力计的示数为_____牛，5秒钟内拉力F做功是_____焦，其功率为_____瓦。物体A受到的重力对物体所做的功为_____焦。

14．如图所示，重为10N的动滑轮右边用绳子固定，左边悬挂重为50N的物体A，在拉力F作用下将物体A匀速提起，绳重和摩擦均不计，则F=_____N，动滑轮这种使用方法的好处是_____（填“省力”或“省距离”）．

15．如图所示的装置中，重600N的人用力拉绳，使装置处于静止。装置中的滑轮A重500N，滑轮B重200N，底板C重100N。不计轴摩擦及绳重，人对底板C的压力为________N。

16．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为________N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了_______cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）

17．如图6，长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动，平板与水平地面的夹角为30°，在板上站两个小孩．已知20千克的甲小孩位于板的中点，30千克的乙小孩位于板的左端．现两个小孩均以0.1米／秒的速度同时向右慢慢移动，_____ s时间后平板开始

转动；乙小孩在这一过程中克服自身重力做功的功率为_____ W．（g=10N／kg）

18．如图所示，一直撬棒AD=1m，CD=BC=0.15m，石头垂直作用在棒上的力是420N，若要撬动石头，则施加在撬棒A点的力至少是_________N。

19．如图所示，有一根均匀铁棒，长为L，OA=L/4，重力G=600 N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为________ N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为________ N。

20．如图所示，置于水平桌面上的物体 A 的质量为90kg，悬挂在滑轮组下的物体 B 的质量为60kg．在物体 B 的作用下， A 恰能沿水平桌面向左做匀速直线运动．现用水平向右的力 F 1 拉动物体 A 以0.2m/s的速度沿桌面水平向右做匀速直线运动，在此过程中，物体 A 通过绳子拉动滑轮组的力为 T 1 ， T 1 提升物体 B 的机械效率为 η 1 ．当用此装置以相同的速度提升物体 C 时，水平向右拉物体 A 的力为 F 2 ，物体 A 通过绳子拉动滑轮组的力为 T 2 ， T 2 提升物体 C 的机械效率为 η 2 ．已知 η 1 : η 2 =16:15， T 1 : T 2 =5:4，不计绳重及滑轮的摩擦，则拉力 F 2 的功率为 W．（g取10N/kg）

三、实验题

21．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆（带刻度尺）、支架、细线、质量相同的钩码若干。

(1)将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向______（填左或右）端调；

(2)某同学进行正确的实验操作后，根据图甲图测出的一组实验数据，______（填能或不能）得出结论，理由是______；

(3)图甲所示，杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆______（填“顺时针”或“逆时针”）旋转；

(4)图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉。弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（填变大、不变或变小），其原因是______；

(5)在初中物理实验室，利用杠杆平衡原理制作的实验器材如：______。

22．图是小明同学进行“探究杠杆的平衡条件”的实验情景，实验中所用的每个钩码重

0.5N，杠杆上每一格长1cm，部分实验数据已记录在下表中。

实验序号 1 2 3 动力F/N 1.5 1 1 动力臂L1/cm 阻力F2/N 2 4 4 1 2 1.5 阻力臂L2/cm 3 2 2

(1)实验开始前，应先调节杠杆两端的__，使杠杆在__位置平衡，这样做是为了在实验中便于测量__；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向__调节。

(2)第二次实验中，保持钩码位置不动，把杠杆左边的钩码拿走1个，要让杠杆保持平衡，则应该将杠杆右边的钩码拿走__个。

(3)第三次实验中，小明把杠杆左边的钩码换成弹簧测力计，他的操作不规范，原因是他没有沿__方向拉弹簧测力计。

(4)在实验中，多次改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是__

A.多次测量取平均值减小误差

B.避免偶然性，使实验结论具有普遍性

(5)请用公式表述杠杆的平衡条件：__。

23．小明进行“探究杠杆平衡条件”的实验。每个钩码都完全相同。实验前，小明通过调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，消除了杠杆自重对实验的影响。

（1）当杠杆在水平位置平衡后，在实验中就可以方便测量______。 （2）要使图甲中杠杆水平平衡，应在A处挂_____个钩码。

（3）若在图甲A处挂完钩码平衡后，将左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格，则杠杆将_____（选填“继续平衡”、“向左倾斜”或“向右倾斜”）。

（4）小明改变实验方法，如图乙所示，重心C点不再是支点，并在A点仍挂两个钩码，对杠杆的拉力为FA，用校过零的弹簧测力计正确地测出B点使杠杆水平平衡时的拉力FB，则FB?LOB_____FA?LOA（选填“>”“=”或“<”）。

24．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

钩码重/N 2 4 6 弹簧测力计读数/N 0.8 1.5 2.2 钩码移动的距离/m 0.08 0.05 0.1 弹簧测力计移动的距离/m 0.24 0.15 ______ 机械效率 83.3% ______ 90.9% (1)在表中的空格处填上适当的数据；(机械效率用百分数表示，保留一位小数) (2)在实验操作中应竖直向上______拉动弹簧测力计；

(3)从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，______可提高滑轮组机械效率；

(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与______有关(写出一种影响因素即可)。

25．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如表：

实验序号 1 2 3 钩码重/N 2 4 6 钩码上升的距离/cm 8 5 10 弹簧测力计的读数/N 0.8 1.5 ②______ 弹簧测力计上升的距离/cm 24 15 ③______ 机械效率 83.3% ①______ 90.9% (1)在表中的空格处填上适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）； (2)在实验操作中，应竖直向上______拉动弹簧测力计；

(3)从实验数据分析可得出：使用同一滑轮组，______可以提高滑轮组的机械效率； (4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你做出恰当的猜想：滑轮组的机械效率可能还与______有关（写出一种影响因素即可）；

(5)若不考虑绳重的摩擦，本实验序号1中动滑轮的重为______N。

四、计算题

26．如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知当物体下降的距离为2m时，用时4s。工人的拉力为50N，工人质量为60kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦） (1)求工人放绳的速度； (2)求滑轮组的效率η1；

(3)如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：η2＝4：3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g＝10N/kg）。求：当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。

27．如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀拉动滑轮

组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面。（不计物体的高度、绳重和摩擦，ρ物＝7.6×103kg/m3，ρ海水取 1.0×103kg/m3）求： (1)物体浸没在海水中受到的浮力； (2)物体在海底时受到海水的压强；

(3)已知动滑轮的总质量为m0，物体匀速上升过程中，绳子自由端的拉力为F，求该滑轮组的机械效率。（用已知量的字母表示）

28．如图所示小明站在高台上通过滑轮组竖直向上匀速提升物体，假设在拉绳子的过程中，小明对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦。已知小明的质量为50kg，物体的质量为54kg，上升的高度为2m，动滑轮的质量为6kg，小明双脚与地面的总接触面积是500cm2，（g=10N/kg）求：

（1）滑轮对物体所做的有用功是多少？ （2）当提升物体时，滑轮组的机械效率为多少？ （3）小明对高台的压强是多少？

29．俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图所示是小张同学做俯卧撑时的示意图。小张重660N，1min做俯卧撑30 个，每做一次肩膀升高50cm。小明身体可视为杠杆，O为支点，A′为重心，OA=1.2m，A到 B点的距离为0.6m。求：

(1)地面对手的支持力；

(2)若每个手掌的面积为0.02㎡，求双手对地面的压强。

30．如图装置中,轻质杠杆支点为O,不吸水的正方体A和B通过轻质细线连接悬挂于D点,物体C悬挂于E点,杠杆在水平位置平衡．水平桌面上的柱形容器重为6N、底面积为

200cm2、高为34cm．已知GA?5N、GB?15N，,A和B的边长、连接A和B的细线

长以及B的下表面到容器底的距离均为10cm，O、D两点间的距离为20cm，O、E两点间的距离为80cm．求： （1）C物体的重力；

（2）向容器中缓慢加入5kg的水,同时调节物体C的位置使杠杆始终在水平位置平衡．此时容器底部受到水的压强

（3）在（2）问的基础上，剪断A上方的细线,待A、B静止后，容器对水平桌面的压强．

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题 1．D 解析：D 【详解】

如图，杠杆在A位置，因为杠杆平衡，所以

F×OA=G×OC

所以

F?OCG OA杠杆在B位置，OA?为动力臂，OC?为阻力臂，阻力不变为G，因为杠杆平衡， 所以

F??OA??G?OC?

所以

F??如图，又因为

OC?G OA?OC?D∽OA?B

所以

OC?:OA??OD:OB

因为

OD:OB?OC:OA

所以

OC?:OA??OC:OA

所以

F??OC?OCG?G?F OA?OA由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的大小不变。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。

2．B

解析：B 【详解】

A．定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故A不符合题意； B．根据杠杆的平衡条件得

30N?L1?40N?L2

所以L1:L2?4:3时可以满足条件，故B符合题意；

C．如果不计机械自身重力和摩擦，动滑轮可以省一半力，此时的拉力应为20N，故C不符合题意；

D．使用滑轮组时通过承担物重绳子的段数至少为2段，如果不计机械自身重力和摩擦，

F最大为物重G的二分之一，即拉力最大为20N，不可能达到30N，故D不符合题意。

故选B。

3．B

解析：B

【详解】

A．阻碍木箱运动的力为摩擦阻力，大小为200N；有两段绳子与动滑轮接触，所以绳子自由端拉力的大小为

F?A选项错误，不符合题意

200N?100N 2B．物体运动了3m，两段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的距离为

s?2?3m?6m

拉力做的功为

W?Fs?100N?6m?600J

B选项正确，符合题意 C．拉力做功的功率为

P?C选项错误，不符合题意 D．绳子自由端移动的速度为

W600J??200W t3sv?D选项错误，不符合题意 故选B。

s6m??2m/s t3s4．C

解析：C 【详解】

杠杆原来在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为GA和GB,其对应的力臂分别为lA和lB，如图所示：

根据杠杆平衡条件可得：GAlA=GBlB；

已知GA>GB所以lA

(GA+G)?lA=GAlA+GlA

右边力和力臂的乘积：

(GB+G)?lB=GBlB+GlB

由于lA

所以：

GAlA+GlA

即右边力和力臂的乘积较大，所以杠杆不能平衡，向右端下沉。故选C。

5．D

解析：D 【分析】

小兰和爸爸相向而行，动力、阻力不变，力臂同时减小，减小的量为vt，再次利用杠杆平衡条件求爸爸的速度． 【详解】

木板平衡时，小兰和爸爸对木板施加的力大小等于各自重力， 所以小兰和爸爸对杠杆施加的力分别为F1=400N，F2=800N， 由题意可知，两力臂分别为l1=2m，l2=1m，

他们同时开始匀速相向行走，设小兰和爸爸匀速行走的速度分别为v1和v2，行走时间为t，

（?F（ 要保证杠杆水平平衡，根据杠杆的平衡条件有：F1l1?v1t）2l2?v2t）400N?（2m?0.5m/s?t）?800N?（1m?v2t），

解得v2=0.25m/s． 故选D．

6．B

解析：B

【解析】根据杠杆的平衡条件，即

得：

；

当用了质量较大的秤砣即m1增大时，而物体质量即m2、L2不变，则L1会减小，而L1的长度代表物体的质量，所以用该秤称出的物体的质量比实际质量小。 故B正确。

点睛：关键是要清楚杆秤的结构，即放物体一端的力臂长度是不变的，秤砣在有刻度的另一侧，秤砣质量增大时，力臂会减小，而此力臂的长度代表被称量物体的质量，所以质量偏小。

7．C

解析：C 【解析】

分析：（1）根据滑轮组的省力情况，已知物体B和动滑轮的重力、绳重以及滑轮轮轴间摩擦，可求出绳子自由端的拉力，物体A匀速运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，可知物体A所受摩擦力大小；

（2）若用一水平向左的力F拉动物体A，拉力F的大小等于物体A所受摩擦力与绳子自由端的拉力之和．

解答：承担物B重的绳子股数是2，绳子自由端的拉力：

11F??（GB?G动）??（8N?6N）?7N，对物体A的拉力为7N，方向是水平向右的；

22物体A匀速运动，水平向右的拉力和摩擦力是一对平衡力，物体A所受摩擦力：

f?F??7N，方向水平向左；用一水平向左的力F拉动物体A，拉力：F?f?F??7N?7N?14N ，故C正确．

故选C．

【点睛】本题考查了动滑轮的特点，静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件进行分析，关键需要分清A物体的受力情况，有点难度．

8．C

解析：C

【解析】如图所示，弹簧测力计B示数为10N，通过滑轮拉动物体A相当于定滑轮，A受到拉力也为10N；A做匀速直线运动，所以物体A与水平桌面的摩擦力与A受到拉力是一对平衡力，摩擦力大小为10N；

向右的拉力F与向左的两段绳子的拉力平衡，所以拉力为： F?2?10N?20N 点睛：重点是滑轮受力情况的分析，对于单个滑轮来说，使用时处于平衡状态，绕绳子一侧的两段绳子的两个力的和等于另一侧的拉力。

9．D

解析：D 【解析】

当边长为20cm的正方体重物甲刚被提起时，杠杆左边受到的力F1=G篮+G甲=80N+ρ甲V甲g；体重计对人的支持力F支=F压=43kg×10N/kg=430N；杠杆对人的拉力F2=G人-F支=60kg×10N/kg-43kg×10N/kg=170N； 根据杠杆平衡条件得： F1×OA=F2×OB，

因为OA：OB=1：4，甲的体积V甲=（0.2m）2=0.008m3，乙的体积V乙=（0.4m）2=0.064m3，

所以（80N+ρ甲V甲g）×1=170N×4， （80N+ρ甲×0.008m3×10N/kg）×1=170N×4； 则ρ甲=7.5×103kg/m3；

当边长为40cm的正方体重物甲刚被提起时，杠杆左边受到的力F3=G篮+G乙=80N+ρ乙V乙g；体重计对人的支持力F支=F压=18kg×10N/kg=180N；杠杆对人的拉力F4=G人-F支=60kg×10N/kg-18kg×10N/kg=420N； 根据杠杆平衡条件得： F3×OA=F4×OB，

因为OA：OB=1：4，甲的体积V甲=（0.2m）2=0.008m3，乙的体积V乙=（0.4m）2=0.064m3，

所以（80N+ρ乙V乙g）×1=420N×4， （80N+ρ乙×0.064m3×10N/kg）×1=420N×4； 则ρ乙=2.5×103kg/m3；

所以ρ甲：ρ乙=7.5×103kg/m3：2.5×103kg/m3=3：1． 故选D．

【点睛】本题考查了重力公式、密度公式、杠杆平衡条件的应用，求出杠杆右端受到的拉力是关键．

10．B

解析：B

【解析】A、刹车时，人施加一个很小的力，就可以对车轮产生一个很大的摩擦力，应用杠杆和摩擦的知识，故A正确；

B、自行车的车把相当于一个以中间的轴为支点的省力杠杆，故B错误； C、脚蹬在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C正确．

D、轮胎制有花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故D正确． 故选B．

二、填空题

11．0.2 2：3 【详解】

第一空．根据题意知道，当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为3kg，所以，水受到的重力是：

G水＝m水g＝3kg×10N/kg＝30N； 第二空．由图乙知道，

解析：0.2 2：3 【详解】

第一空．根据题意知道，当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为3kg，所以，水受到的重力是：

G水＝m水g＝3kg×10N/kg＝30N；

第二空．由图乙知道，水箱中没有水时（m＝0），压力传感器受到的拉力F0＝6N，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知道， F0?OA＝GM?OB， 所以，

GM?OA1F0??6N=2N OB3即物体M的质量是：

mM?GM2N??0.2kg ； g10N/kg第三空．设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h，当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力2N， 由阿基米德原理知道： ρ水gSh1＝2N﹣﹣﹣﹣﹣①

由图乙知道，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N， 由杠杆的平衡条件知道，FA?OA＝FB?OB，

所以，

FB?OA1FA??24N?8N， OB3M受到竖直向上的浮力．竖直向下的重力和杆的作用力，则此时M受到的浮力是： F浮＝GM+FB＝2N+8N＝10N， 由阿基米德原理可知， ρ水gSh＝10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②解得： h＝5h1，

由图乙知道，加水1kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水2kg时M刚好浸没（此时浮力为10N），该过程中增加水的质量为1kg，浮力增大了10N，所以，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，当向水箱中加入质量为1.1kg的水时，受到的浮力为1N，B点受到的向上的力是： FB′＝GM﹣F浮′＝2N﹣1N＝1N， 由杠杆的平衡条件知道，

F?OB?FB?3?1N?3N， OA当力传感器的示数大小变为4F时，B点受到的向下的力是 ：

OA1?4F??4?3N=4N， OB3此时M受到的浮力是： F浮″＝GM+FB″＝2N+4N＝6N， 再次注入水的质量是： FB???6Nm水?＝?1kg﹣0.1kg＝0.5kg ，

10N当向水箱中加入质量为1.1kg的水时，水箱对水平面的压力：

F1＝（m水箱+m水+mM）g﹣FB′＝（0.8kg+1.1kg+0.2kg）×10N/kg﹣1N＝20N， 继续向水箱中加水，当力传感器的示数大小变为4F时，水箱对水平面的压力： F2＝（m水箱+m水+mM+m水′）g+FB″＝（0.8kg+1.1kg+0.2kg+0.5kg）×10N/kg+4N＝30N， 所以，两种情况下水箱对水平面的压强之比为：

F1S水箱F120N2P1?=?? ． F2P2F230N3S水箱12．A端下沉 【详解】

[1]当在B处挂3N钩码时，由杠杆平衡条件得 F1×3=3N×2

解得F1=2N，故应在A处挂2N的钩码。

[2]在A、B两端再加挂一个1N的钩码时有 （2N+1N）×3

解析：A端下沉

【详解】

[1]当在B处挂3N钩码时，由杠杆平衡条件Fl11?F2l2得

F1×3=3N×2

解得F1=2N，故应在A处挂2N的钩码。 [2]在A、B两端再加挂一个1N的钩码时有

（2N+1N）×3＞（3N+1N）×2

故A端下沉。

13．10 40 8 0 【详解】

[1][2]物体做匀速直线运动，则动滑轮受到平衡力作用，使用动滑轮拉物体运动，省一半力，所以拉力F及测力计的示数均为摩擦力的一半，即： F=F

解析：10 40 8 0 【详解】

[1][2]物体做匀速直线运动，则动滑轮受到平衡力作用，使用动滑轮拉物体运动，省一半力，所以拉力F及测力计的示数均为摩擦力的一半，即：

F=F示=

f20N??10N； 22[3]绳子自由端移动的距离为物体移动距离的二倍，则5秒钟内拉力F做功：

W=2Fvt=2×10N×0.4m/s×5s=40J；

[4]拉力功率：

P?W40J??8W； t5s[5]重力的方向竖直向下，物体没有竖直向下运动，所以物体A受到的重力对物体所做的功为0J。

14．省距离 【分析】

解答此题要知道轮轴运动的滑轮是动滑轮，如图所示，当直接用手拉动滑轮时，根据动滑轮的省力特点求出拉力大小；

这样使用动滑轮的方法，其特点是费力但可以省距离． 【详解】 向上的

解析：省距离 【分析】

解答此题要知道轮轴运动的滑轮是动滑轮，如图所示，当直接用手拉动滑轮时，根据动滑轮的省力特点求出拉力大小；

这样使用动滑轮的方法，其特点是费力但可以省距离． 【详解】

向上的拉力等于向下的力之和，包括动滑轮的重，物体的重和地面向下的拉力，所以：F=2G+G动=2×50N+10N=110N；

由图可知，该滑轮是动滑轮，由于绳子的一端固定，所以当滑轮上升1m，物体就会上升2m，

由此可知，物体上升的距离大于滑轮上升的距离，因此使用该动滑轮可以省距离．

15．475 【解析】 【详解】

解:读图可知G人+GB+G木=900N,这都由最上面的滑轮承担,而且左右拉力相等.因此,上面滑轮右侧的拉力为450N,减去下面滑轮B的自重200N，等于250N。这又由两

解析：475 【解析】 【详解】

解:读图可知G人+GB+G木=900N,这都由最上面的滑轮承担,而且左右拉力相等.因此,上面滑轮右侧的拉力为450N,减去下面滑轮B的自重200N，等于250N。这又由两段绳子平均分担,因此,人手处的拉力为F1=125N.于是得出,人对木板的压力F=G-F1=475N. 【点睛】

读图可知,整个装置的全部物重都由上面的一只滑轮承担,右侧的拉力则又由第二只滑轮分担.因为整个装置保持静止,所以每只滑轮两侧的力都是相等的。

16．15

【解析】分析：（1）知道钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，可以知道坠砣的总质量，再利用重力公式G=mg计算总重力；滑轮的轴固定不动的叫定滑轮，轴随物体一起运动的滑轮叫

解析：15

【解析】分析：（1）知道钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，可以知道坠砣的总质量，再利用重力公式

计算总重力；滑轮的轴固定不动的叫定滑

轮，轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，据此判断；G相当于物重，F为A端受到的为拉力，根据图得出n=2，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，可以得出F=2G； （2）根据公式解答：（1）

求出输电线A端向左移动的距离；

，

，根据图得

出n=2，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，可以得出A端受到的拉

；

（2）某段时间内坠砣串下降了30cm，所以输电线A端向左移动的距离为

；

故答案为：(1). 104 (2). 15

【点睛】本题综合了重力知识、质量知识、滑轮组的知识来解决实际问题，其中判断绳子的股数是关键。

17．15 【解析】

G乙l1＝G甲l2,∴m乙( ?vt)cos30°＝m甲Vtcos30°,即m乙( ?vt)＝m甲vt，可得30kg×(1.5m?0.1m/s×t)＝20kg×0.1m/s×

解析：15 【解析】 G乙l1＝G甲l2,∴m乙(

ll33 ?vt)cos30°＝m甲Vtcos30°,即m乙( ?vt)＝m甲vt，可得222230kg×(1.5m?0.1m/s×t)＝20kg×0.1m/s×t，所以t＝9s.乙小孩在这一过程中克服自身重力做功的功率P＝

mgh30kg?10N/kg?0.1m/s?9s?12WG乙h＝ ＝乙＝＝15W. ttt9s点睛：已知平板长和平板与地面夹角，以及小孩的速度和质量可画出力臂，根据杠杆平衡条件可求时间，根据乙小孩移动距离可求升高的高度，还知道时间，从而求出功率．

18．63

【解析】要使施加在撬棒A点的动力最小，应使动力臂L1最大；当以D为支点，在A点施加垂直AD向上的动力时，动力臂L1=AD=1m，即动力臂为最大值，则动力为最小；此时阻力F2=420N，阻力臂L

解析：63

【解析】要使施加在撬棒A点的动力最小，应使动力臂L1最大；当以D为支点，在A点施加垂直AD向上的动力时，动力臂L1=AD=1m，即动力臂为最大值，则动力为最小；此时阻力

F2=420N，阻力臂L2=CD=0.15m，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，施加在撬棒A点的力：

F1?F2L2420N?0.15m??63N． L11m故答案是：63．

19．300

【解析】为了不使这根铁棒的B端下沉，此时杠杆以B点为支点，动力臂为AB= ,阻力等于重力为600N，阻力臂为OA=，由由杠杆的平衡条件, ; 若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，此时杠

解析：300

【解析】为了不使这根铁棒的B端下沉，此时杠杆以B点为支点，动力臂为AB= 力等于重力为600N，阻力臂为OA=

3L ,阻4L，由由杠杆的平衡条件Fl11?F2l2, 4F1?F2l2=l1600N?3L4L4?200N;

若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，此时杠杆以A点为支点，动力臂为CB= L ,阻力等于重力为600N，阻力臂为OA=

L，由由杠杆的平衡条件Fl11?F2l2, 2F/?F2l2=l1600N?LL2?300N;

20．【解析】 ，

而T1：T2=5：4，即， 解得：； 而mB=60kg，

则物体B的重力为：GB=mBg=60kg×10N/kg=600N， 因此物体C的重力为：GC=×600N=450N； 而==

解析：【解析】

GB?13T1GB3T216????， ?2GC3T1GC153T2而T1：T2=5：4，即

GB3?416??， 3?5GC15GB4?； 解得：

GC3而mB=60kg，

则物体B的重力为：GB=mBg=60kg×10N/kg=600N， 因此物体C的重力为：GC=

33GB?×600N=450N； 441T13(GB?G轮)600N?G轮5?， ==而

T21450N?G轮4(GC?G轮)3解得动滑轮的重力为：G轮=150N；

∴A与桌面间的滑动摩擦力为：f=1/3（GB+G轮）=1/3×（600N+150N）=250N． 以物体A为研究对象进行受力分析，如图所示：

而T2=1/3（GC+G轮）=1/3×（450N+150N）=200N， ∴拉力F2的大小为：F2=T2+f=200N+250N=450N， ∵v=0.2m/s，

∴拉力F2的功率为：P2=F2v=450N×0.2m/s=90W．

三、实验题

21．左 不能 一组数据具有偶然性，不能得到普遍规律 逆时针 变大 拉力的力臂变小 托盘天平 【详解】

(1)[1]杠杆右端下沉，杠杆要在水平位置平衡，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向左端调。 (2)[2][3]为了使结论具有普遍性，避免偶然性，实验需要进行多次测量，然后分析数据得出结论，所以一组实验数据不能得出结论。

(3)[4]若每个钩码重G，每个小格长L，在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，支点左侧

3G×3L=9GL

支点右侧

2G×4L=8GL

则杠杆逆时针旋转。

(4)[5][6]弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的力臂变小，使杠杆仍然在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数将变大。

(5)[7]在初中物理实验室，利用杠杆平衡原理制作的实验器材如：托盘天平。 22．平衡螺母 水平 力臂 左 2 竖直 B F1L1?F2L2 【详解】

(1)[1][2][3][4]在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母；使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂；杠杆左端偏高，可将右端的平衡螺母向左端调节；或将左端的平衡螺母向左端调节。

(2)[5]钩码所挂位置不动，将左边的钩码拿掉一个，要使杠杆仍保持平衡状态，根据杠杆平衡的条件F1L1?F2L2可知

G?4L?F2?2L

所以

F2?2G

杠杆的B处应该挂2个钩码，应将右边的钩码拿掉2个。

(3)[6]第三次实验中，小明把杠杆左边的钩码换成弹簧测力计，他的操作不规范，由表格可知原因是他没有沿竖直方向拉弹簧测力计。

(4)[7]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。 (5)[8]由

1.5?2cm=1N?3cm=3N?cm

和

1N?4cm=2N?2cm=4N?cm

可知杠杆的平衡条件为

F1L1?F2L2

故杠杆平衡的条件为F1L1?F2L2。 23．力臂 1 向左倾斜 > 【解析】 【详解】

第一空．当杠杆在水平位置平衡后，因为重力的方向是竖直向下的，所以钩码对杠杆的拉力方向垂直于杠杆，结合力臂的定义可知，此时的力臂可以直接从杠杆尺上的刻度读出，即方便测量力臂；

第二空．设杠杆的一大格为为L，一个钩码的重为G，根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2，可得2G×2L=nG×4L，解得n=1（个），即应在A处挂1个钩码；

第三空．图甲A处挂完钩码平衡后，将左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格，杠杆左侧为：2G×3L=6GL；杠杆右侧为： G×5L=5GL，由于6GL>5GL，所以此时杠杆向左倾斜；

第四空．如图乙中，杠杆的重心远离支点，杠杆自身的重力将对杠杆平衡产生影响，且重心在支点的左侧，导致拉力F比忽略杠杆的重时由杠杆平衡条件计算出来的数值要大，所以FB?LOB＞FA?LOA。

24．9% 0.3 匀速 增大钩码重量 动滑轮的重量 【详解】

(1)[1][2]钩码重4N时的机械效率为

Gh4N?0.05m?100%??88.9% Fs1.5N?0.15m钩码重6N时的，弹簧测力计移动的距离为

G?h?6N?0.1ms????0.3m

??F?90.9%?2.2N??(2)[3]在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时根据牛顿第一定律可知，测力计的示数等于绳上的拉力大小。

(3)[4]从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，增大钩码重量可提高滑轮组机械效率。

(4)[5]根据??W有用?100%可知，滑轮组的机械效率可能还与动滑轮的重量有关，动滑轮W总越重，则额外功占比越大，机械效率越低。

25．9% 2.2 30 匀速 增大被提升物体的重力 动滑轮重力 0.4 【详解】

(1)[1]由表中实验数据可知，第2次实验时，滑轮组效率，

W有Gh4N?0.05m?2??100%?22?100%??100%?88.9%

W总F2s21.5N?0.15m[2]由图示测力计可知，其分度值为0.2N，示数为2.2N。

[3]由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子股数n为3，测力计移动距离

s=3h=3×10cm=30cm

(2)[4]在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计。这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小。

(3)[5]由表中实验数据可知，使用同一滑轮组，提升钩码重力越大，滑轮组效率越高，由此可知，增大被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率。 (4)[6]动滑轮重力、摩擦都可以影响滑轮组的效率。 (5)[7]若不考虑绳重及摩擦，根据

1F?（G?G动）

n可得，动滑轮的重

G动?nF?G?3?0.8N?2N?0.4N

四、计算题

26．(1)2 m/s；(2)80%；(3)625 N 【详解】

(1) 物体下降速度为

v?由图知，n=4，绳子上升的速度为

h2m??0.5m/s t4sv绳?4v物?4?0.5m/s?2m/s

(2) 绳子运动距离

s?4h?4?2m?8m

放绳子的有用功

W有用1?Gh?160N?2m?320J

放绳子的总功

W总1?Fs?50N?8m?400J

滑轮组的效率

?1?W有用1W总1?320J?100%?80% 400J (3) 物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由F?G动?G可得，动滑轮重力 4G动?4F?G?4?50N?160N?40N

已知η1：η2＝4：3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为

?2??1??80%?60%

物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率

3434?2=W有用2W总2?F拉hF拉F拉???60%

F拉h?G轮hF拉?G轮F拉?40N解得滑轮组对物体的拉力：F拉=60N

完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得：4F=F拉+G动，则人对绳子的拉力

F?F拉?G动60N?40N??25N 44因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N，人的重力为

G人?m人g?60kg?10N/kg?600N

对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力

F支?G人?F?600N?25N?625N

因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为625N。 答：(1)工人放绳的速度为2 m/s； (2)滑轮组的效率η1为80%； (3) 工人对地面的压力625N。 27．(1)1000N；(2)3×105Pa；(3)1-【详解】

(1)物体浸没在海水中时，排开海水的体积

V排=V=0.1m3

则物体浸没在海水中受到的浮力

F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N

(2)由图知，n=5，物体提升的速度

11v物=v=×0.5m/s=0.1m/s

55mg 5F由题意可得，物体在海底时的深度

h=v物t=0.1m/s×5×60s=30m

物体在海底时受到海水的压强

p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa

(3)设物体提升的高度为h，绳子自由端移动的距离为s，则

W总=Fs W额外=G0h=m0gh W有用=W总-W额外=Fs-m0gh

s=5h

机械效率为

W有用Fs?m0ghmghmghmg??1?0?1?0?1?0 η=

W总FsFsF?5h5F答：(1)物体浸没在海水中受到的浮力为1000N； (2)物体在海底时受到海水的压强为3×105Pa；

m0g。 5F28．(1)1080J；(2)90%；(3)1.4×104Pa 【详解】

(3)该滑轮组的机械效率为1-(1)由图可知，n＝3，小明做的有用功

W有用＝G物h＝mgh＝54kg×10N/kg×2m＝1080J

(2)不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率

?=W有用G物hm物ghm物54kg?100%=?100%=?100%=?100%=?100%?90% W总G物h+G动hm物gh?m动ghm物?m动54kg?6kg111G?G=m?mg=?54kg+6kg??10N/kg?200N ??物动?物动?333(3)不计绳重和摩擦，提升物体时绳端的拉力

F?小明匀速提升该物体时，由于绳子对他有向下的拉力，且绳子对他的拉力的大小等于他对绳端的拉力，所以，小明对高台的压力

F压＝G人+F＝m人g+F＝50kg×10N/kg+200N＝700N

小明对高台的压强

p?F压700N4=?1.4?10Pa ?42S500?10m答：(1)小明所做的有用功为1080J； (2)滑轮组的机械效率为90%； (3)小明对高台的压强为1.4×104Pa。 29．(1) 440N；(2) 1.1×104Pa 【详解】

(1)由杠杆平衡条件可得

F×OB=G×OA

地面对手的支持力

F?(2)双手对地面的压力

G?OA660N?1.2m??440N OB1.2m+0.6mF?F'?440N

双手对地面的压强

F'440Np???1.1?104Pa 2s2?0.02m答：(1)地面对手的支持力为440N； (2)双手对地面的压强为1.1×104Pa。 30．（1）5N（2）3000pa（3）3700pa 【详解】

(1)当容器中没有水时，物体C悬挂于E点．杠杆在水平位置平衡；由图知，O为支点，D为阻力作用点，阻力为

F2?GA?GB?5N?15N=20N，

OD为阻力臂，动力为

F1?GC，

OE为动力臂； 根据杠杆的平衡条件F2 LOD?F1 LOE可得：

GC?(2)B物体质量：

F2?LOD20N?20cm?=5N ； LOE80cmmB?B物体密度：

GB15N??1.5kg?1500g， g10N/kg?B?mB1500g??1.5g/cm3??水 3VB10?10?10cmh??10cm?10cm?20cm

B的上表面距容器底的高度：

当往容器中加入质量为5kg的水时，由??m 可知加入的水的体积为： VV水?没有B物体时水的深度：

m1?水?5000g3?5000cm，

1g/cm35000cm3h???25cm?20cm 2S200cm可知B浸没在水中， 当B浸没在水中时，柱形容器中水的深度：

V水h总?V水?VB排S?V水?VBS5000cm3?10?10?10cm3??30cm，

200cm2此时容器底部受到水的压强为：

p1??水gh总?1.0?103kg/m3?10N/kg?30?10?2m?3000Pa；

(3)由题意可知，

VA?VB?10?10?10?10?6m3?10?3m3，

GA?GB?5N+15N?20N，

当剪断细线，假设AB全部浸入水中，则

F浮总??水g?VA?VB??1.0?103kg/m3?10N/kg?2?10?3m3?20N=GA?GB

可得AB在剪断细线后，在水中会处于悬浮状态，其排开水的体积：

V排?柱形容器的容积：

F浮总?水g?20N?2000cm3 331.0?10kg/m?10N/kgV容?Sh容?200cm2?34cm?6800cm3

容器中水的体积和所排开的水的总体积：

V总?V水?V排?可得溢出水的体积：

m水?水?V排?5000g?2000cm3?7000cm3?V容 31g/cmV溢?V总?V容?7000cm3?6800cm3?200cm3

容器对水平面的压力：

F?GA?GB?G容?G水?GA溢=20N?6N?5kg?10N/kg?1.0?103kg/m3?200?10?6m3?10N/kg?74N

静止后容器对水平面的压强：

p?答：(1)C物体的重力为5N；

F74N??3700Pa． ?42S200?10m(2)容器底部受到水的压强为3000pa； (3)容器对水平桌面的压强为3700pa．