人教版初二物理下学期 功和机械能单元 易错题难题提优专项训练

一、选择题
1．如图，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则（）
A．拉力做的总功为4.8J B．斜面的机械效率为90%
C．斜面上物体受到的摩擦力为5N D．物体由斜面底端运动到顶端用时2s
2．在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。

当电动机用800N的力拉钢丝绳，使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为90%，g取
10N/kg。

则下列说法中正确的是（）
A．建筑材料的质量为2160kg
B．电动机对钢丝绳做的功为1600J
C．钢丝绳自由端移动的速度为0.1m/s
D．电动机对钢丝绳做功的功率为240W
3．如图所示，AB=3AE，AC=2AE，AD=1.5AE。

若把物体沿AB、AC、AD三个斜面匀速地拉到顶端A时，（不计摩擦）则（）
A．沿着AB用的拉力小，做功多B．沿着AC用的拉力小，做功多
C．沿着AD用的拉力大，做功少D．沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多
4．如图所示，A物体受到的重力是 100N，在拉力F 的作用下，能以 0.2m/s 的速度在水平
地面上向左匀速直线运动。

已知拉力F＝5N，滑轮组的机械效率为 80%，则下列说法正确的是（）
A．拉力F 的功率是 1W B．2s 内绳子自由端移动的距离是 1.2m C．5s 内拉力所做功的大小是 15J D．物体 A受到水平地面的摩擦力大小是 8N 5．如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中下列说法正确的是（）
A．绳子自由端移动的距离为2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N
C．拉力F的功率为4W
D．有用功为120J
6．如图所示，物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s，试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。

下列判断正确的是
A．F1=2F2W1=W2
B．F1=1
2
F2W1=
1
2
W2
C．F1=4F2W1= W2
D．F1=1
4
F2W1=
1
4
W2
7．用图所示装置提升重为350 N的箱子，动滑轮重50N，不计绳重和一切摩擦，下列说法正确的是
A．该装置不仅省力，还省距离
B．箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为200 N
C．箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度
D．此过程装置的机械效率约为58.3%
8．如图所示，一根直硬棒被细绳系在O点吊起．A处挂一实心金属块甲，B处挂一石块乙时恰好能使硬棒在水平位置平衡．不计硬棒与悬挂的细绳质量，下列推断合理的是
A．甲的质量和密度都比乙大
B．O点绳子拉力一定等于甲、乙重力之和
C．如果甲浸没在水中，硬棒会逆时针转动
D．如果甲浸没在水中，要使硬棒水平平衡，可将乙向右移动
9．用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上，重为100N的物体提升一定高度．当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力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）下列计算结果不正确的是
A．1s～2s内，拉力F做的功是15J B．2s～3s内，拉力F的功率是24W
C．1s时，物体对地面的压力是30N D．动滑轮重50N
10．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为（）N，物体A与水平桌面的摩擦力大小（）N．
A．200N；10N B．200N；20N C．20N；10N D．20N；20N
二、填空题
11．如图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置，A B是个杠杆，O为支点，杠杆平衡时，B端受到的向下的拉力________A端受到的向下拉力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；用于装载货物的小车自重为500N，若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1600N，该滑轮组的效率η甲＝________；若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙，乙滑轮组的效率为η乙，考虑实际情况，则F甲
________F乙，η甲________η乙（选填“>”、“<”或“＝”）．
12．如图所示是一种小型千斤顶，当手往下压动摇臂时，能把顶着的重物微微抬高一段很小的距离。

把摇臂向上复位时，抬起的重物可以保持不动，再按下摇臂时，重物又被微微抬起。

上下往复操作摇臂，重物便渐渐举高。

用这种千斤顶把某汽车的一个后轮顶起时，施加在摇臂上向下的压力为100N，每压一次，手向下移动的距离是20cm，则每压一次手对千斤顶做功_____焦，压120次后，后轮被抬高15cm，若汽车质量4×103kg，千斤顶支持其重量的30%，不考虑手使摇臂向上复位所作的功，该千斤顶的机械效率是_____。

13．如图，重力不计的一长木板AB可绕O点无摩擦转动，且OA=1m，OB=4m。

在A端用一细绳挂一边长为0.5m的正方体C，体重为600N的小明站在B点时，正方体C对地面的压力刚好为300N，则正方体C的重力为____N；当小明由B点向左走____ m时，正方体C 对地面的压是6000Pa。

14．如图，把物体A放在水平板OB的正中央，用一不变的力F将板的B端匀速地慢慢抬高（O端不动），设A相对平板静止，则A对板的压力将__________，A与B之间的摩擦力将___________，F对O点的力矩将_____________．
15．如图所示，工人师傅想把一个重800牛的油桶滚上一个台阶，他沿最省力的方向推动油桶．在图中画出这个力的力臂________，这个力的大小是________ N（支点O已在图中给出且支点O与圆心等高）．
16．图中所示是自行车上两个典型的轮轴装置，从图中可知脚踏板与________组成了一个________轮轴，飞轮与________组成了一个________轮轴.
17．某同学骑自行车在水平路面行进，当自行车两个脚踏板转到___________位置时(填水平方向、竖直方向或与水平方向成45度角)，用力最小，这是因为这个位置的________最大．
18．2010年4月14日，青海玉树发生7.1级地震，救援队利用各种器材展开抢险救灾工作．
（1）利用如图1所示的钢丝钳，救援队吧钢筋剪断，钢丝钳是杠杆．
（2）使用撬棒，救援队员吧滚落在公路上的石块撬起，如图2所示，若救援队在撬棒D点沿DM方向用来撬起石块1，撬棒的支点是点，若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，撬棒的支点是点．沿方向撬起石块1更省力．
19．如图所示，物体G重60 N，挂在匀质杠杆的一端，要使杠杆平衡可以在A点加一个方向为_____的_____ N的力；也可以在B点加一个方向为_____的_____ N的力.
20．如图所示，用滑轮组将钩码匀速向上提起20cm，则绳端移动的距离是
___________cm；若不计绳重与摩擦，只适当增加钩码的重力，该滑轮组的机械效率会
___________（选填“变大”或“变小”)。

三、实验题
21．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的D点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，
在占点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变)，在此过程中弹
簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。

回答下列问题：
(1)杠杆机械效率的表达式为η=____________．(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中，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C，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“不变”)．
22．小华研究有关杠杆平衡的问题，他在已调节水平平衡的杠杆上，用弹簧测力计、钩码分别进行实验，研究过程如图所示(弹簧测力计对杠杆的力为动力、钩码对杠杆的力为阻力,钩码均相同且位置保持不变),请你根据实验情况和测量结果进行分析和归纳。

(1)由______两图中动力与动力臂大小间的关系可初步看出:阻力与阻力臂不变，当杠杆平衡时，动力臂越大，所用动力越小;
(2)根据四个图中杠杆的平衡情况与动力、阻力使杠杆转动方向的关系可知:
(a)当动力、阻力使杠杆转动方向__________时，杠杆不能平衡;
(b)当________________时，杠杆_____________(选填“一定”或“可能”)平衡。

23．如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。

(1)为了在实验中方便读取力臂，探究前和探究过程中我们都应将杠杆调整到____________ 位置平衡。

挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，接下来应杠杆两端的螺母适当向
_________(选填“左”或“右”)调解。

(2)如图乙，A点挂有2个重力均为0.5N的钩码。

为了让杠杆在实验所需要的位置平衡，应在支点右侧B点(第2格处)挂_________个相同的钩码(每个钩码重均为0.5N)。

(3)改变钩码个数及力臂，多次实验得出结论：杠杆的平衡条件是：__________________。

多次实验是为了使实验结论具有_____________性。

(4)如图丙，现给你一个量程为0〜2N的弹簧测力计，若干个重力均为0.5N的钩码。

钩码挂在C点处，现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡(不计杠杆自重对实验的影响)，则在C点处所挂钩码的最多个数为__________________个。

24．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小明同学用两个完全相同的滑轮先后组成了如图甲、乙、丙所示的三个滑轮组并用这三个滑轮组各进行了一次实验，实验数据如下表。

（1）将表格中的数据①②补充完整．①_____；②_____。

（2）已知实验次数3中的数据是通过滑轮组丙实验得到的。

分析表中的实验数据可知：实验次数2中的数据是通过滑轮组_____实验得到的。

（3）分析实验次数2和3的数据可初步得出：使用同一滑轮组时，提升的物体_____，滑轮组的机械效率越高。

25．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
(1)根据表格中的数据，在图甲中画出滑轮的绕绳方法_________．
(2)实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升．在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应____________(填“保持静止”或“匀速上升”)．
(3)第三次实验时，弹簧测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为________N，滑轮组的机械效率为________%．
(4)根据表格中的数据分析可知：
①随着物重的增大，额外功________(填“变小”“不变”或“变大”)，原因是
____________________．
②要提高同一滑轮组的机械效率，可以采取__________________的措施．
四、计算题
26．如图是建造楼房时常用的混凝土泵车，它使用柴油提供动力，能将搅拌好的混凝土抽到高处进行浇灌，该车满载时总重为2.5×105N，为了减少对地面的压强它装有四只支腿，支腿和车轮与地面的总接触面积为2m2，该车正常工作时每小时可以将60m3的混凝土输送到10m高的楼上．求：（g=10N/kg，ρ混凝土=4.3×103kg/m3，q柴油=4.3×107J/kg）
（1）该车满载时静止在水平路面上时对路面的压强；
（2）该车将60m3的混凝土输送到10m高的楼上，克服混凝土重力所做的功；
（3）该车将60m3的混凝土输送到10m高的楼上，消耗柴油2kg，则泵车的效率为多少？27．某建筑工地上，甲、乙两位工人采用如图所示的装置提升一个重为G 1 的货箱．当两人同时对绳索施加竖直向下的等大的拉力，使货箱以速度υ 平稳上升时，甲、乙两人对地面的压力之比为3∶4．之后两位工人用此装置提升另一个重为G 2 的货箱，使货箱仍以速度υ 平稳上升．用此装置先、后两次提升不同的货箱，两位工人拉力总共做的功随时间变化的图像如图中①、②所示．已知工人甲重650N，工人乙重700N；G 1 ∶G 2 =3∶1，此装置中两个滑轮组的规格完全相同．不计绳重和轴摩擦．求：
（1）第一个货箱的重力；
（2）提升第二个货箱整个装置的机械效率．
28．如图所示，站在地面上的工人师傅利用滑轮组提升重为900N物体，10秒内物体匀速上升的高度为1m，工人师傅的拉力F为400N，不计摩擦和绳重。

求：
(1)10s内做的有用功；
(2)拉力F的功率；
(3)滑轮组的机械效率；
(4)若工人师傅的重力为700N，双脚与地面的接触面积为500cm2，匀速提升重为1200N的重物时（如图所示），工人师傅对地面的压强。

29．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为80 kg，M的体积为6×103m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s 的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。

求:（g=10N/kg）
（1）物体M的重力；
（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；
（3）滑轮组提升重物的机械效率；
（4）动滑轮的重力。

30．小峰利用滑轮组将一个正方体金属块A从某溶液池内匀速提出液面，当金属块A浸没在液面下，上表面距液面的距离为h时开始计时，如图甲，计时后调整滑轮组绳端竖直向上拉力F的大小使金属块A始终以大小不变的速度匀速上升，提升过程中拉力F与金属块A向上运动时间关系如图乙。

已知金属块A被提出液面后，滑轮组的机械效率为80%，
h=0.25m，(假设溶液池足够大,金属块被提出液面前后液面高度不变,不计绳重及摩擦,)。

求：
（1）金属块A的重力；
（2）动滑轮的总重；
（3）正方体A的体积；
（4）溶液的密度。

【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】 拉力做的总功为
s 5N 1.2m 6J W F ==⨯=总
故 A 选项错误； 有用功为
==16N 0.3m=4.8J W Gh ⨯有
斜面的机械效率为
4.8J
=
=80%6J
W W η=
有总
故B 选项错误；
C ．斜面上物体受到的摩擦力做的功为
=-=6J-4.8J=1.2J W W W 额总有
斜面上物体受到的摩擦力的大小为
1.2J
=
=1N 1.2m
W f s
=
额 故C 选项错误；
D ．根据P Fv =，物体由斜面底端运动到顶端的速度为
3W =
=0.6m/s 5N P v F = 物体由斜面底端运动到顶端用时
1.2m =2s 0.6m/s
s t v =
= 故D 选项正确。

2．D
解析：D 【详解】
ABC ．图中动滑轮上绳子的有效段数为3，建筑材料匀速上升1m ，钢丝绳移动的距离
331m 3m s h ==⨯=
钢丝绳自由端的移动的速度
3m 10s
0.3m/s t v s =
==
电动机用800N 的力拉钢丝绳，电动机对钢丝绳做的功即总功
800N 3m 2400J W Fs ==⨯=总
B 错误； 滑轮组的机械效率
100%W mgh
W W η=
=
⨯有总
总
则建筑材料的质量
2400J 90%
216kg 10N/kg 1m
W m gh η⨯=
==⨯总 A 错误；
D ．电动机对钢丝绳做功的功率
2400J
240W 10s
W P t =
==总 D 正确。

故选D 。

3．D
解析：D 【详解】
由图可知，斜面AB 倾斜角度最小，所以沿着AB 用的拉力最小；斜面AD 斜角度最大，沿着AD 的拉力最大；不考虑摩擦，额外功为0，利用斜面做的功都等于提升物体做的功，所以拉力在三斜面上做功相同；由以上分析可知，沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多。

故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

4．D
解析：D 【详解】
A ．由图可知，连接动滑轮绳子的股数n =2，则绳端移动的速度
v 绳=nv A =2×0.2m/s=0.4m/s
拉力F 的功率
5N 0.4m /s 2W Fs W P Fv t t
=
===⨯=绳绳 故A 错误；
B ．2s 内绳子自由端移动的距离
s 绳=v 绳t 1=0.4m/s×2s=0.8m
故B 错误；
C ．5s 内绳子自由端移动的距离
s 绳′=v 绳t 2=0.4m/s×5s=2m
W=Fs 绳′=5N×2m=10J
故C 错误； D ．由
A A A W fs fs f
W Fs Fns nF
η=
=
==有用总
绳 物体A 受到水平地面的摩擦力大小
f=nηF =2×80%×5N=8N
故D 正确。

故选D 。

5．B
解析：B 【详解】
A ．由图知n ＝3，则绳子自由端移动的距离
s 绳＝3s 物＝3v 物t ＝3×0.2m/s×10s ＝6m
故A 错； B ． 因为
=
100% =100%=100%=100%=80%33W fs fs f
W Fs F s F
η⨯⨯⨯⨯有物物绳总物 所以物体与地面间的滑动摩擦力 380%320N 80%48N f F =⨯=⨯⨯=
故B 正确； C ．拉力做的功为
W 总＝Fs 绳＝20N×6m ＝120J
拉力做功的功率
120J
12W 10s
W p t =
==总 故C 错误； D ．有用功
W 有＝fs 物＝fv 物t ＝48N×0.2m/s×10s ＝96J
故D 错。

故选B 。

6．C
解析：C 【详解】
物体A 在两种情况下的摩擦力f 相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮的轴固定不动，可以看做是特殊使用的定滑轮。

则：
F 1=2f
F 2=
12
f 故：
F 1=4F 2
根据功的公式可知：
W 1=F 1×
12s =2f ×12s =fs W 2=F 2×2s =1
2
f ×2s =fs
故：W 1=W 2，故选C 。

7．B
解析：B 【解析】 【详解】
A ．由图知，该装置由两段绳子承重，可以省力，但费距离，故A 错误；
B ．n=2，不计绳重和一切摩擦且箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为：
350N 50N
200N 22
G G F ++=
==轮，故B 正确； C ．n=2，所以箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度一半，故C 错误； D ．不计绳重和一切摩擦时，此装置的机械效率约为：
()
350N
350N 50N 100%100%87.5%W G G h Gh W η++=
=
⨯=⨯=轮有用总
，故D 错误。

8．B
解析：B 【解析】
A. 根据杠杆的平衡条件知，OA>OB ，所以F A <F B ，而两个拉力等于物体的重，且重与质量成正比，所以甲的质量比乙小，没有体积关系，不能比较密度的大小，故A 错误；
B. 图中杠杆保持静止，受力平衡，所以O 点绳子向上的拉力一定等于甲、乙重力之和，故B 正确；
C. 如果甲浸没在水中，受到浮力的作用，F A 会减小，硬棒会顺时针转动，故C 错误；
D. 如果甲浸没在水中，受到浮力的作用，F A 会减小，L A 不变，F B 不变，根据杠杆平衡条件得，要使硬棒水平平衡，L B 应减小，即可将乙向左移动，故D 错误； 故选B ．
9．D
解析：D
【解析】由图乙和图丁可知，1s-2s 内，拉力F 的大小为50N ，货物升高的高度为0.1m ，则拉力F 通过的距离为0.3m ，所以拉力做的功为W =Fs =50N×
0.3m=15J ，故A 正确；由图乙和图丙可知，2s-3s 内，拉力F 的大小为40N ，货物上升的速度为速度为0.2m/s ，则可知拉力F 的速度为0.6m/s ，所以拉力的功率P =Fv =40N×
0.6m/s=24W ，故B 正确；在2s-3s 内
货物是匀速上升的，此时的拉力大小为40N，则可求出动滑轮的重为120N-100N=20N，故D错；由图乙可知，货物在1s时，拉力的大小为30N，则可得滑轮组对货物的拉力大小为30N×3-20N=70N，所以可得货物对地面的压力为100N-70N=30N，故C正确；应选D。

10．C
解析：C
【解析】
解答本题需掌握物体A匀速运动，受到的合力为零，故A物体所受拉力和摩擦力相等；动滑轮上有两段绳子，拉力F是A所受摩擦力的2倍．
解答：
如图所示，弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N；又因为动滑轮上承担物重的两段绳上的力是相等的，所以A受到拉力为10N；又因物体A做匀速直线运动，则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是10N；
拉力F=2f=2×10N=20N.
故选C.
二、填空题
11．小于；62.5% ；&gt;；&gt;
【解析】
试题分析：1）因为OA＜OB，由FA×OA=FB×OB可知，FA＞FB ；
（2）滑轮组的效率：η=W有×100%/W总=Gh×100%/Fs=G×
解析：小于；62.5% ；&gt;；&gt;
【解析】
试题分析：1）因为OA＜OB，由F A×OA=F B×OB可知，F A＞F B ；
（2）滑轮组的效率：η=W有×100%/W总
=Gh×100%/Fs=G×100%/2F=2000N×100%/2×1600N=62.5%；
（3）由图示可知，甲图中n=2，乙图中n=3，由F=（G+G动）/n可知，F甲＞F乙；根据题意可知，两种方法提升货物，并且匀速提升高度相同，则有用功相同，而图乙中绳子的长度将增加，因此乙中的额外功会大于甲中的额外功，由η=W有/W总=W有/W有+W额可知，η甲＞η乙．
考点：滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的大小比较；滑轮（组）的机械效率
12．20J、73.5%
【解析】
试题分析：手压一次所做的功为：W=Fs=100N×0.2m=20J
汽车作用在千斤顶上的压力为阻力：F阻=30%mg=0.3×4×103kg×9.8N/kg=11.76 解析：20J、73.5%
【解析】
试题分析：手压一次所做的功为：
汽车作用在千斤顶上的压力为阻力：
将后轮抬起15cm 所做的有用功为：
手压120次所做的总功为：
该千斤顶的机械效率是：
考点：机械效率
13．2 【详解】
[1]根据杠杆的平衡条件得
因力的作用是相互的，正方体C 受到的拉力为2400N ，正方体C 受力平衡，故重力为
2400N300N=2700N
[2]当正方体C 对地面的压强为6
解析：2 【详解】
[1]根据杠杆的平衡条件得
1F OA G OB ⨯=⨯人
1OB 4m
600N 2400N OA 1m
F G ⨯
=⨯人＝＝ 因力的作用是相互的，正方体C 受到的拉力为2400N ，正方体C 受力平衡，故重力为
2400N +300N=2700N
[2]当正方体C 对地面的压强为6000Pa 时，正方体C 对地面的压力为
()2
6000Pa 0.5m 1500N F pS ==⨯=
此时正方体C 对木板的拉力为
12700N 1500N 1200N F =-='
根据杠杆的平衡条件得
1F OA G OB '⨯=⨯'人
∴11200N 1m
2m 600F OA OB G N
⨯⨯'=
=='人 即小明由B 点向左走
4m-2m=2m
14．减小 增大 减小
【详解】
[1][2]物体m受重力、支持力和静摩擦力；由平衡条件得：支持力N=mgcos
①，静摩擦力f=mgsin ②，在平板绕接地点转动过程中，角逐渐增
解析：减小增大减小
【详解】
[1][2]物体m受重力、支持力和静摩擦力；由平衡条件得：支持力N=mg cosθ①，静摩擦力f=mg sinθ②，在平板绕接地点转动过程中，角θ逐渐增大，则支持力N减小，由牛顿第三定律可知，物体m对平板的压力N′=N=mg cosθ减小，摩擦力f=mg sinθ增大；[3]设m到接地点的距离为l，支持力的力臂等于l，对物体和平板整体而言，总重力要使板顺时针转动，拉力要使板逆时针转动，根据力矩平衡条件，有
F•L cosθ=MgL2cosθ+mgl cosθ③
其中：L为板长，则F的力矩：
MF=F•L cosθ=MgL2cosθ+mglcosθ
可见，随着θ的增大，cosθ减小，MgL2cosθ+mgl cosθ减小，则MF减小，即F对O点的力矩将减小．
15．【解析】
如图支点在O点，当以圆的直径为力臂时，力臂最长，最省力，所以力的作用点在O与圆的连线所在的直径与圆左侧的交点，垂直于此直径向上施力最省力，如图力臂：
如图，动力臂为直径，动力臂为半径，根
解析：
【解析】
如图支点在O点，当以圆的直径为力臂时，力臂最长，最省力，所以力的作用点在O与圆的连线所在的直径与圆左侧的交点，垂直于此直径向上施力最省力，如图力臂：
如图，动力臂为直径，动力臂为半径，根据杠杆平衡条件得：
，解得，．
点睛：作杠杆上的最小动力F，是常考的内容之一，方法是先确定力的作用点，以此作用点到支点的距离作为力臂，此时力臂最长，即力垂直于此连线时最省力．
16．齿轮盘省力后车轮费力
【解析】由图知：脚踏板的半径要大于齿轮盘的半径，因此脚踏板与齿轮盘组成轮轴，脚踏板是轮，齿轮盘是轴，组成了一个省力轮轴；
飞轮和后车轮组成轮轴，飞轮是轴，后车轮
解析：齿轮盘省力后车轮费力
【解析】由图知：脚踏板的半径要大于齿轮盘的半径，因此脚踏板与齿轮盘组成轮轴，脚踏板是轮，齿轮盘是轴，组成了一个省力轮轴；
飞轮和后车轮组成轮轴，飞轮是轴，后车轮是轮，组成了一个费力轮轴。

故答案为：
齿轮盘；省力；后车轮；费力。

【点睛】首先分清两部分哪个是轮、哪个是轴，再判断力是作用在轮上、还是作用在轴上来进行解答。

此题考查了常见的机械：轮轴.如果需要判断轮轴是省力还是费力，只需判断出力是作用在哪一部分：若力作用在轮上，则是省力轮轴；若作用在轴上，则是费力轮轴。

17．水平方向动力臂
【解析】自行车的两个脚踏板相当于双轴对称性杠杆，支点在两脚踏板的中心转轴点，当转到水平位置时，此时动力臂最大，在阻力和阻力臂不变的情况下，此时动力最小．
故答案为：车把有花纹
解析：水平方向动力臂
【解析】自行车的两个脚踏板相当于双轴对称性杠杆，支点在两脚踏板的中心转轴点，当转到水平位置时，此时动力臂最大，在阻力和阻力臂不变的情况下，此时动力最小．
故答案为：车把有花纹是为增大摩擦（合理即可）；水平方向；动力臂．
18．省力；A；C；DM
【解析】
试题分析：（1）钢丝钳的动力臂大于阻力臂，利用它可以很轻易的剪短钢丝，是省力杠杆；
（2）读图可知，当沿DM方向用力撬石块1时，杠杆围绕A点转动，因此A
为这时的支点；同
解析：省力；A；C；DM
【解析】
试题分析：（1）钢丝钳的动力臂大于阻力臂，利用它可以很轻易的剪短钢丝，是省力杠杆；
（2）读图可知，当沿DM方向用力撬石块1时，杠杆围绕A点转动，因此A为这时的支点；同样，当沿DN方向用力撬石块1时，杠杆围绕C点转动，因此C为此时的支点；当以A为支点时，杠杆的动力臂为AD的长，当以C为支点时，杠杆的动力臂是从C点到DN的作用线的距离，显然要比AD要短，因此，沿DM方向用力撬石块1更省力．
19．竖直向下 80 竖直向上 80
【解析】
试题分析：杠杆中动力与阻力是使杠杆转动方向相反的两个力，重物G 使杠杆逆时针转动，则作用在A 点的力会使杠杆作顺时针转动，方向竖直向下，作用在B 点的力应竖直
解析：竖直向下 80 竖直向上 80 【解析】
试题分析：杠杆中动力与阻力是使杠杆转动方向相反的两个力，重物G 使杠杆逆时针转动，则作用在A 点的力会使杠杆作顺时针转动，方向竖直向下，作用在B 点的力应竖直向上．力臂可以通过杠杆上的格子来表示，根据杠杆平衡条件可以算出作用在A 点、B 点的力的大小．
考点：杠杆平衡条件应用
20．变大 【分析】
(1)由图可知，绳子的有效股数为3，绳子自由端移动的距离；
(2)滑轮组一定时，只增大提升物体的重，有用功增大，额外功不变，分析有用功在总功中所占比例的变化，即可判断机械效率
解析：变大 【分析】
(1)由图可知，绳子的有效股数为3，绳子自由端移动的距离3s h =；
(2)滑轮组一定时，只增大提升物体的重，有用功增大，额外功不变，分析有用功在总功中所占比例的变化，即可判断机械效率的变化情况。

【详解】
[1]由图可知，绳子的有效股数为3，绳端移动的距离
320cm 60cm s nh ==⨯=
[2]若不计绳重与摩擦，只适当增加钩码的重力，有用功增大，额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，则滑轮组的机械效率变大。

三、实验题
21．
1
2
100%Gh Fh ⨯ 杠杆的自重 变大 【详解】
（1）有用功为W 有=Gh 1，总功W 总=Fh 2，则机械效率的表达式
η=W W 有
总
×100%=1
2Gh Fh ×100%．
（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．。