北京第八十中学简单机械单元综合练习

北京第八十中学简单机械单元综合练习
一、选择题
1．用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计．则
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
2．材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点（OA＜OB），如图所示，杠杆处于平衡状态．如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，杠杆将会
A．A端下沉B．B端下沉C．仍保持平衡D．无法确定
3．如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N 的木箱由斜面底端以0.2m/s的速度匀速拉到顶端，下列判断正确的是（）
A．重力做功的大小为800J B．斜面对木箱的摩擦力大小为25N
C．拉力做功的功率为125W D．斜面的机械效率为75%
4．如图，在竖直向上的力F的作用下，重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。

已知重物上升速度为0.4m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为（）
A．5N 0.8m/s B．20N 0.8m/s C．5N 0.2m/s D．20N 0.2m/s
5．如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。

重物G1
=100N，每一个滑轮重力均为20N，则下列说法正确的是（）
A．b处绳子的拉力为50N
B．G2=280N
C．e处绳子的拉力为140N
D．G2=200N
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．如图所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动．物体B重10N，弹簧测力计的示数为5N且不变．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确是
A．地面受到的摩擦力为12N B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．水平拉力F的功率为4.8W D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J 8．如图所示，边长为a、密度均匀的正方体物块静止于河岸边，在BB′边上施加一个力F 使其绕DD′边转动掉落于河水中，它漂浮时露出水面的高度为h，水的密度为ρ，则下列说法中不正确的是
A．物块的密度为a h
a
ρ-
（）
B．物块的重力为（a﹣h）ρga
C．物块漂浮在水面时底面受水的压强为ρg（a﹣h）
D．为了使物块掉落于河水中，力F至少是
2 2
4
a h a g ρ-
（）
9．用同种材料制成的物体A和B，分别挂在杠杆的两端，且G A＞G B，此时杠杆平衡，如图（a）所示，若将两物体全部浸入水中，如图（b）所示，杠杆将会（）
A．A物体下移，B物体上移B．A物体上移，B物体下移C．仍将保持平衡D．无法判断
10．通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是( ) A．增加动滑轮，减小拉力 B．改用质量小的定滑轮
C．减少提升高度，减少做功 D．增加提升重物重力，增大有用功
11．如图所示，粗细均匀的直尺AB，将中点O支起来，在B端放一支蜡烛，在AO的中点C放两支与B端完全相同的蜡烛，此时直尺AB恰好在水平位置平衡，如果将三支蜡烛同时点燃，且它们的燃烧速度相同，那么在蜡烛的燃烧过程中，直尺AB将（）
A．A端将逐渐上升
B．始终保持平衡
C．B端将逐渐上升
D．不能保持平衡，待两边蜡烛燃烧完了以后，才能恢复平衡
12．如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G的情景．已知重物G所受的重力为700 N，当他沿水平方向用400 N的力拉重物G时，重物G恰好做匀速直线运动．不计绳重及摩擦，下列说法正确的是
A．该滑轮组的动滑轮所受的重力为100 N
B．若工人拉动绳子的速度为0.5 m/s，则4 s后，绳子的拉力所做的功为1 400 J
C．当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动，且绳端运动相同的距离时，工人所做的功大小不同
D．若将重物G换为质量更大的物体，则在不改变其他条件的情况下，工人将更省力
二、填空题
13．为将放置在水平地面上、重为90N的重物提升到高处．小桂同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置．当小桂所用的拉力F随时间t变化的图象如图（乙）所示，重物的速度v 随时间t变化的图象如图（丙）所示．不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向．物体离开地面匀速上升时，小桂的拉力F＝____N；若重物与地面的接触面积S ＝500cm2，在0～1s内，重物对地面的压强为________P a．
14．如图所示的AB为轻质杠杆，O为悬点，放在水平面上的物体M用细线悬挂在杠杆A 端．已知OA：OB=1：2，M的密度为3×103kg/m3，体积为8×10﹣3m3．当B端悬挂一个质量为10kg重物时，杠杆水平平衡，则物体M对水平面的压力为________N（g取
10N/kg）．
15．用如图甲所示的装置将实心物体A从深井中吊出来，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60N，物体匀速上升的速度始终为1m/s（不计绳重、摩擦及阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg），则物体浸没在水中时受到的浮力为_________N；物体浸没在水中时滑轮组的机械效率为___________。

16．如图所示，G A=10 N，G B=20 N，现用一水平向右的力F作用物体A上，使A向右匀速滑动，则弹簧秤的示数为_________N，拉力F为_________N．（已知物体A、B和地面的
表面粗糙程度都相同，摩擦力f与表面所受的压力F N
成正比，且0.2
N
f
F
，不计绳、弹簧
秤、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦）．
17．如图所示，质量分布均匀的长方形木板AB的长度L=4m，中央支于支架O上，A、B
端分别用细绳AD、BC系于天花板上，木板AB水平时，绳AD、BC刚好绷直，且AD绳竖直，BC绳与板AB成30°角，已知细绳承受的最大拉力均为360N．现有重为300N的小孩，从O点出发。

（1）如果沿OA方向向A端缓慢行走，当小孩行走到距离O点1.5m的E点时，AD绳上的拉力是_______N
（
2）如果沿OB方向向B端缓慢行走，在保证细绳不被拉断的情况下，小孩向右行走的最大距离是_______m。

18．如图所示，搬运工人用滑轮将重为425 N的重物匀速提升4m，所用拉力为250N，时间为20s．则此过程中总功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是
______．
19．某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度，已知木块的重力为3N，体积为
500cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2.5N，g=10N/kg，盐水密度是
________kg/m3；若剪断细绳，木块最终静止时所受浮力是________N。

（一切摩擦与阻力均忽略不计）
20．如图长2m的粗细和密度都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与滑环离开O 点的距离S的关系如图所示，则杆重________ N；当滑环滑到图中A点时，金属杆是一个________杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）.
三、实验题
21．在探究“杠杆平衡条件”实验中(每个钩码质量相等，杠杆上每小格等距)
(1)将杠杆的中点O挂在支架上后，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是
_____________；
(2)杠杆平衡后，小明同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上_____个钩码，使杠杆在水平位置平衡；
(3)取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点使杠杆在水平位置保持平衡。

当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙)，测力计示数将_____________(选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)；
(4)接着小明把支点选到B点，如图丙，在A点挂一个钩码，在C点挂3个钩码，杠杆也恰好水平静止，她觉得此时不满足杠杆平衡条件，造成这个问题的原因是_____________；
(5)完成以上实验后，小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率。

如图丁，实验时，竖直向上拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F=_____N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为_______%(结果精确到0.1%)。

如果把钩码由A移至B，两次实验A点竖直移动相同距离，拉力所做的有用功将____，此杠杆的机械效率将
________(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。

22．小聪同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如下图所示的实验。

（1）小聪对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度无关。

对此正确的解释是：浮力的大小随着排开水的体积的增大而________，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度________。

（2）小聪利用浮力和杠杆的知识。

发明了一个密度秤：如图，轻质扛杆可绕O点转动，杠杆上用细绳悬挂两个的正方体M、N（边长为10cm，重力为20N）；OA长度为10cm，OE长度为8cm。

小聪向容器中倒入不同密度的液体，每次都将M浸没于液体中，移动物体N。

使杠杆在水平位置平衡，OE上便可刻上不同液体的密度值。

当物体M浸没于水中时，物体N移动到B点时杠杆恰好水平静止，那么OB的长度为_________cm。

在B点标
上ρ水；这个密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m3。

23．小明小组在“研究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验时应先调节杠杆在______位置平衡，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向________调（填“左“或“右“）。

（2）下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：分析表中的1、2两次实验数
据可以得出的结论是________.
实验次数F1/N L1/cm F2/N L2/cm 125110 2310215
31
204*
（3）第3次实验数据不全，请根据已有信息分析，此处的数据应该是_______;
（4）杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在图示位置保持平衡.这时应在B位置挂上_____个钩码.
24．测量滑轮组的机械效率
280.1 3.10.3 380.1 2.50.4
结论通过比较______（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率
问题讨论实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数．你认为他的想法____“不正确”），因为他没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响．
25．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 弹簧测力计读数
/N
钩码移动的距离
/m
弹簧测力计移动
的距离/m
机械效率
20.80.080.2483.3%
4 1.50.050.15______
6 2.20.1______90.9%
(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)。

26．用如图的实验装置“探究滑轮组的机械效率”，其中甲、乙滑轮组相同，丙滑轮组中的动滑轮比甲、乙的动滑轮重，每个钩码重均为2N，三次实验的测量数据如下表。

(1)实验中要用______测量钩码和绳子通过的距离；应尽量竖直向上______拉动弹簧测力计；
(2)实验3中用滑轮组做的有用功是______J，滑轮组的机械效率为______；
(3)通过比较1、2两次实验数据得出结论：用同一滑轮组提升重物时，物重越______，滑轮组的机械效率越高；通过比较1、3两次实验数据可得出结论：用滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越______。

实验序号钩码重
G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉
力F/N
绳端移动
距离s/m
机械效
率η
120.110.366.7%
240.1 1.50.388.9%
320.1 1.10.3
【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】
由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：F 甲
＞F乙；两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑
轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式
W
W
η=有
总
可知，有用功相
同时，总功越大的，机械效率越小；所以选D．
2．C
解析：C 【详解】
由题知，甲．乙两物体的密度相同，OA ＜OB ，即甲的力臂要小于乙的力臂： 根据杠杆的平衡条件可知，G l G l ⨯⨯甲甲甲乙＝ 即：gV l gV l ρρ甲甲乙乙＝ 所以：V l V l 甲甲乙乙＝
如果将甲．乙物体（不溶于水）浸没于水中，此时甲乙都要受到浮力的作用，根据阿基米德原理可知，甲乙受到的浮力分别为：
F gV ρ甲浮甲水＝ F gV ρ乙浮乙水＝
此时左边拉力与力臂的乘积为：
G gV l G l gV l ρρ⨯⨯⨯甲甲甲甲甲甲甲水水（﹣）＝﹣① 此时右边拉力与力臂的乘积为：
G gV l G L gV l ρρ⨯⨯⨯乙乙乙乙乙乙乙水水（﹣）＝﹣② 由于V l V l 甲甲乙乙＝
所以：gV l gV l ρρ⨯⨯甲甲乙乙水水＝
则由①②两式可知，此时左右两边拉力与力臂的乘积相同，则杠杆仍然会保持平衡，故C 正确，ABD 错误．
3．B
解析：B 【详解】
A ．由题意可知，重力做功的大小是
G 200N 1m 200J W Gh ==⨯=
A 错误；
B ．由题意可知，摩擦力所做的功是额外功，总功大小是
75N 4m 300J W Fs ==⨯=总
由上述可知，有用功大小是
G 200J W W ==有用
那么额外功大小是
-300J -200J 100J W W W ===额总有用
可知斜面对木箱的摩擦力大小是
100J
25N 4m
W f s
=
=
=额 B 正确；
C ．木箱是匀速运动的，根据P Fv =可知，拉力做功的功率是
75N 0.2m/s 15W P Fv ==⨯=
C 错误；
D ．由上述可知，斜面的机械效率是
200J
100%100%66.7%300J
W W η=
⨯=
⨯≈有用总
D 错误。

故选B 。

4．D
解析：D 【详解】
由图可知，该滑轮是动滑轮，当重物A 上升速度为0.4m/s 时，滑轮上升速度是物体速度的一半，即0.2m/s ；此时拉力为是物重的2倍，因此拉力为
2210N 20N F G ==⨯=
故D 正确。

故选D 。

5．C
解析：C 【详解】
A ．由图知，a 、b 、c 、d 在同一根绳上，拉力相同；e 、f 在同一根绳上，拉力相同；G 1由两根绳子承担
12b G G F +=动
则b 处绳子的拉力为
1100N+20N
60N 22
b G G F +=
==动 故A 错误； C ．e 处绳子的拉力为
2260N 20N 140N e b F F G =+=⨯+=动
故C 正确；
BD ．G 2由两根绳子加上f 承担，则
22b f G G F F +=+动 2f b F F G =+动
则
24460N 240N b G F ==⨯=
故B 、D 错误。

故选C 。

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．D
解析：D 【解析】 【分析】
A 、物体A 受到向左的拉力等于地面的摩擦力加上
B 的摩擦力，B 对A 的摩擦力等于弹簧测力计的示数，据此求地面受到的摩擦力；
B 、滑轮为动滑轮，滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一；
C 、利用P=Fv 求拉力做功功率；
D 、利用速度公式求物体A 在2s 移动的距离，利用W=F 左s 求做功大小。

【详解】
A 、图中使用的是动滑轮，拉力F=2F 左，物体A 受到向左的拉力：
11
24N 12N 22
F F =
=⨯=左，而f B =F 示=5N ， 物体A 受到向左的拉力等于地面的摩擦力f 地加上B 的摩擦力f B ，即F 左=f 地+f B ， 所以地面受到的摩擦力：f 地=F 左-f B =12N-5N=7N ，故A 错；
B 、滑轮移动的速度11
0.2m/s 0.1m/s 22
v V =
=⨯=轮物，故B 错； C 、拉力做功功率P=Fv 轮=24N×0.1m/s=2.4W ，故C 错；
D 、拉力F 移动距离s=vt=0.2m/s×2s=0.4m ，对A 做功：W=F 左s=12N×0.4m=4.8J ，故D 正确。

故选：D 。

8．B
解析：B 【解析】 【分析】
物体在水中漂浮，浮力等于自身重力，根据此关系式可求物体的密度；
根据A 中求得的组成物块材料的密度，将其代入G=mg=ρ物gV =ρ物ga 3，即可得出结论；
由图可分析出物块底面所处的深度，再根据公式p=ρgh 可求出其底面的压强；
，根据杠杆的平衡条件可求动力的大小。

【详解】
A 、因为物块漂浮，所以F 浮=ρgV 排=ρga 2（a-h ），G=mg=ρ物gV =ρ物ga 3，又知F 浮=G ，即F 浮=ρgV 排=ρga 2（a-h ）=ρ物gV =ρ物ga 3，解得()a h a
ρ
ρ-=物，故A 正确，不符合题意；
B 、物块所受的重力3
32()()a h G mg gV ga g a a h ga a
ρ
ρρρ-====⨯⨯=-物物，故B 错误，符合题意；
C 、物块漂浮时底面所处的深度为a-h ，则物块底面所受水的压强p=ρg（a-h ），故C 正确，不符合题意；
D 、物体重力为G=mg=ρ物Vg=ρ物a 3g ，根据杠杆平衡条件FL 1=GL 2
，所以
22
2
1
()()4
a
a h ga GL a h a g F L ρ-⨯
-=
==，故D 正确，不符合题意。

故选B 。

9．C
解析：C 【详解】
杠杆两端分别挂上体积不同的两个金属块A. B 时，杠杆在水平位置平衡．因为杠杆平衡，m ＝ρV ,所以G A ×OA ＝G B ×OB ,m A g×OA ＝m B g×OB ,ρV A g×OA ＝ρV B g×OB ，即：V A ×OA ＝V B ×OB;若将两球同时浸没在水中，则：左端＝(ρV A g−ρ水V A g)×OA ＝ρV A g×OA−ρ水V A g×OA ,右端＝(ρV B g−ρ水V B g)×OB ＝ρV B g×OB−ρ水V B g×OB ,
又因为V A ×OA ＝V B ×OB ，所以ρ水V A g×OA ＝ρ水V B g×OB ，即ρV A g×OA−ρ水V A g×OA ＝ρV B g×OB−ρ水V B g×OB ，因此杠杆仍然平衡．
10．D
解析：D
【解析】A 选项，动滑轮越重，需要做的额外功越多，机械效率越低，故A 错误。

B 选项，改用质量小的定滑轮，不会提高滑轮组的机械效率，故B 错误。

C 选项，由公式ηW Gh Gh G
W FS Fnh nF
==
==
有总
可知，机械效率的高低与物体被提升的高度无关，故C 错误。

D 选项，提高物体的质量，可以提高有用功，在额外功不变的情况下，可以提高滑轮组的机械效率，故D 正确。

故本题答案为D 。

11．B
解析：B
【详解】
设一只蜡烛的质量为m，直尺长度为L，因为
2m×1
4
L＝m×
1
2
L
所以直尺在水平位置平衡；因为三支蜡烛同时点燃，并且燃烧速度相同，所以三支蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，因为
2（m−m′）×1
4
L＝（m−m′）×
1
2
L
所以在燃烧过程中直尺仍能平衡。

故选B。

12．A
解析：A
【解析】
A、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，
1
2
F G G
=+
物动
（），
滑轮组的动滑轮所受的重力：G动=2F-G物=2×400N-700N=100N，故A正确；
B、绳子移动的距离，s=vt=0.5m/s×4s=2m，
绳子的拉力所做的功：W=Fs=400N×2m=800J，故B错误；
C、工人所做的功，等于绳子的拉力与绳子移动距离的乘积，与绳子的不同速度无关，大小W=Fs，工人所做的功相同，故C错误；
D、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，
1
2
F G G
=+
物动
（），当重物G换为质量更
大的物体时，F将变大，更费力，故D错误．
故选A．
二、填空题
13．600
【解析】
【详解】
第一空．由图丙可知在2∼3s内，重物做匀速运动，由图乙可知，此时拉力F=40N；
第二空．从动滑轮上直接引出的绳子股数n=3，
从丙图可知，物体在2∼3s内做匀速
解析：600
【解析】
【详解】
第一空．由图丙可知在2∼3s内，重物做匀速运动，由图乙可知，此时拉力F=40N；
第二空．从动滑轮上直接引出的绳子股数n =3，
从丙图可知，物体在2∼3s 内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力F 3=40N ， 根据F =
1
n
(G 物+G 动)可得： G 动=nF 3−G 物=3×40N−90N=30N ，
在0∼1s 内,拉力F 1=30N ，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态， F 支+3F 1=G 物+G 动，地面对物体的支持力： F 支=G 动+G 物−3F 1=30N+90N−3×30N=30N ， 根据力的作用是相互的，重物对地面的压力： F 压=F 支=30N ， 对地面的压强： p =
-22
30N
510m
F S =⨯压=600Pa 。

14．40 【详解】
杠杆B 端受到的拉力为； 因为， 所以， 即；
M 物体的重力为，
地面对物体M 的支持力为，
所以物体M 对地面的压力与支持力相等，为． 【点睛】
理解M 的重力与对杠杆的拉力之差就是地面对
解析：40 【详解】
杠杆B 端受到的拉力为10kg 10N/kg 100N B B B F G m g ===⨯=； 因为1122F L F L =， 所以••A B F OA F OB =， 即•2
100N 200N 1
B A F OB F OA =
=⨯=； M 物体的重力为3333
310kg/m 810m 10N/kg 240N M M M M G m g V g ρ===⨯⨯⨯⨯=﹣，
地面对物体M 的支持力为240N 200N 40N M
A N G F ===﹣﹣， 所以物体M 对地面的压力与支持力相等，为40N F N ==压． 【点睛】
理解M 的重力与对杠杆的拉力之差就是地面对M 的支持力，根据力的作用相互性可以得到M 对地面的压力，关键还是杠杆平衡条件的灵活运用．
15．80% 【分析】
由图甲可知，承担物重的绳子股数n=2，则绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的2倍；由图乙可知圆柱体A 离开水面后拉力F 的功率，利用求绳子自由端的拉力，而不计绳重、摩擦及阻力
解析：80% 【分析】
由图甲可知，承担物重的绳子股数n =2，则绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的2倍；由图乙可知圆柱体A 离开水面后拉力F 的功率，利用P Fv =求绳子自由端的拉力，而不计绳重、摩擦及阻力，拉力A ()1
2
F G G '=
+轮，据此求A 的重力；由图乙可知圆柱体A 在水中拉力F 的功率，由P Fv =得绳子自由端的拉力，不计绳重、摩擦及阻力，拉力
A )1
2
(F G F G =-+浮轮，据此求浮力大小；不计绳重、摩擦及阻力，利用
A A W G F W G G F η-==+-有浮浮
总轮求物体浸没水中时的机械效率。

【详解】
[1]由图甲可知，n =2，则拉力F 拉绳的速度
A 221m/s 2m/s v v ==⨯=
由图乙可知，圆柱体A 离开水面后拉力F 的功率420W ，由P Fv =得，绳子自由端的拉力
420W 210N 2m/s
P F v ''=
== 不计绳重、摩擦及阻力，拉力A ()1
2
F G G '=
+轮，A 的重力 A 22210N 60N 360N G F G ='-=⨯-=轮
由图乙可知，圆柱体A 在水中拉力F 的功率300W ，由P Fv =得，绳子自由端的拉力
300W 150N 2m/s
P F v =
== 不计绳重、摩擦及阻力，拉力A )1
2
(F G F G =
-+浮轮，物体浸没在水中时受到的浮力 A 02360N 6N 150N 1220N F G G F =+=+-=-⨯浮轮
[2]物体浸没在水中的机械效率
()()
A A 360N 120N
100%100%100%80%360N 120N 60N G F h W W G F G h η--=⨯=⨯=⨯=-+-+浮有总浮轮
16．18
【解析】
如图的滑轮组，当A 向右匀速滑动时，测力计拉着B 应向左滑动．
根据得，B 受到A 的摩擦力为：；
B 受到地面的摩擦力为：； 则B 受到的摩擦力之和为：， 根据二力平衡可得，要使B 向左
解析：18 【解析】
如图的滑轮组，当A 向右匀速滑动时，测力计拉着B 应向左滑动． 根据
0.2N
f
F =得，B 受到A 的摩擦力为：0.20.210N 2N A N f F ==⨯=； B 受到地面的摩擦力为：()0.20.210N+20N
6N N f F 地面==⨯=； 则B 受到的摩擦力之和为：B +=2N+6N=8N A f f f =地面， 根据二力平衡可得，要使B 向左运动，测力计的示数为8N ；
与A 相连的动滑轮，由两段绳子拉着，所以动滑轮对A 的拉力为16N ； A 与B 间的摩擦力为2N ，A 要向右运动，根据平衡力的条件得拉力F 为：
16N 2N 18N F =+=．
点睛：重点是滑轮组的工作特点和平衡力的应用，关键是明白，A 要向右运动时，B 应向左运动，然后从测力计开始分析可得结果．
17．1.2
【解析】（1）当小孩在OA 侧时，CB 松驰，在人与DA 的拉力的作用下平衡，以O 为支点，由杠杆平衡条件可得G1×OE=F×OA， 代入数据得：300N×1.5m=F×2m，解得：F=225N 。

解析：1.2
【解析】（1）当小孩在OA 侧时，CB 松驰，在人与DA 的拉力的作用下平衡，以O 为支点，由杠杆平衡条件可得， 代入数据得：
，解得：。

（2）小孩在B 侧时，B 产生拉力，在人与BC 的拉力的作用下平衡，以O 为支点，则BC 绳的拉力的力臂为：
，
设人走的最远距离为L ，由杠杆平衡条件可得：
，
点睛：重点是杠杆平衡条件的应用及计算，难点是根据直角三角形中30度所对的直角边等于斜边的一半，得出B 点的拉力的力臂，再根据平衡条件进行计算。

18．100 85%
【解析】 工人做的有用功：
W 有用=Gh=425N×4m=1700J，
因为使用的是动滑轮，所以拉力移动的距离s=2h=2×4m=8m， 工人做的总功： W 总=Fs=2
解析：100 85% 【解析】 工人做的有用功：
W 有用=Gh =425N×4m=1700J，
因为使用的是动滑轮，所以拉力移动的距离s =2h =2×4m=8m， 工人做的总功：
W 总=Fs =250N×8m=2000J，
所以，W 额外=W 总-W 有用=2000J-1700J=300J ， 拉力的功率：2000J
100W 20s
W P t =
==总； 动滑轮的机械效率：1700J
100%100%85%2000J
W W η=
⨯=
⨯=有用总
． 故答案为 (1). 2000 (2). 100 (3). 85%
19．3 【详解】
[1]木块受到的浮力为 F 浮=F+G=3N+2.5N=5.5N 因为所以液体的密度为
[2]因为G=mg 所以木块的质量为
木块的密度为
小于液体密度，木块将上浮，最终静止
解析：3 【详解】
[1]木块受到的浮力为
F 浮=F +
G =3N+2.5N=5.5N
因为=g F ρ浮液排V 所以液体的密度为
33
63
5.5N 1.110kg m g 10N kg 50010m F V ρ-=
==⨯⨯⨯浮排 [2]因为G=mg 所以木块的质量为
3N 0.3kg 10N kg
G m g =
== 木块的密度为
33630.3kg =
0.610kg m 50010m
m V ρ-'==⨯⨯ 小于液体密度，木块将上浮，最终静止在液面上，受到的浮力为F 浮′=G =3N 。

【点睛】 浮力的计算
20．省力 【解析】
试题分析：金属杆重心在中心上，阻力臂为L2=1m ，取图象上的一点F=40N ，L1=1m ，
根据杠杆的平衡条件： ∴
解得：G=40N ；
当滑环滑到图中A 点时，动力臂大于阻力臂
解析：省力 【解析】
试题分析：金属杆重心在中心上，阻力臂为L 2=1m ，取图象上的一点F=40N ，L 1=1m ， 根据杠杆的平衡条件：12FL GL = ∴40N 1m G 1m ⨯=⨯ 解得：G=40N ；
当滑环滑到图中A 点时，动力臂大于阻力臂为省力杠杆． 考点：杠杆的平衡条件．
点评：学会看图象是学物理的基本要求，象速度-时间图象、路程-时间图象等，要先看纵坐标轴、横坐标轴各表示什么，再顺着图象看懂表示的物理过程．
三、实验题
21．消除杠杆自重的影响 3 先变小后变大 没有消除杠杆自身重力的影响 0.5 66.7% 不变 变大 【详解】
(1)[1]将杠杆的中点O 挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自重的影响。

(2)[2]设杠杆的一个小格为L ，一个钩码重为G ，因为
1122Fl F l =
所以
232G L nG L ⨯=⨯
解得n ＝3，所以在A 处挂3个钩码。

(3)[3]由图可知，OC 为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大。

(4)[4]把支点选到B 点，杠杆的重心在O 点，在计算时，由于杠杆自身重力的影响，左边应有两个力，故觉得此时不满足杠杆平衡条件。

(5)[5]完成以上实验后，小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升，由图知，拉力F ＝0.5N 。

[6]有用功是
1.0N 0.1m 0.1J W Gh ==⨯=有用
总功是
0.5N 0.3m 0.15J W Fs =⨯==总
所以杠杆的机械效率是
0.1J 100%100%66.7%0.15J
W W η=⨯=⨯≈有用
总 [7][8]将钩码的悬挂点由A 移至B ，O 、C 位置不变，仍将钩码提升相同的高度，有用功不变；由于额外功是提升杠杆所做的功，悬挂点由A 移至B 后，杠杆实际提升的高度变小，所以额外功也变小，则总功变小，所以杠杆的机械效率将变大。

22．增大 无关 5 0.4×103
【解析】
【详解】
第一空．探究物体浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时，应控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同，实验B 、C 中物体在液体中浸没的深度改变的同时，其排开液体体积是变化的，V 排B ＜V 排C ，图B 中弹簧测力计的示数小于C 图中的示数，根据F 浮=G -F 得到，F 浮B ＜F 浮C ，浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大；
第二空．图C 、D 中，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，弹簧测力计的示数保持不变，浮力的大小与深度无关；
第三空．E 端所受到的力等于重物N 对杠杆的拉力，大小等于物体N 的重力，即 F =G N =20N ；
当物体M 浸没在水中时，受到的浮力为：
F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×（0.1m ）3=10N ，
物体M 受到的力：A 点对M 的拉力F A 、浮力、重力，故物体M 受到的拉力为： F A =G M -F 浮=20N-10N=10N ；
此时杠杆受到物体M 的拉力等于F A ，物体N 移动到B 点时杠杆恰好水平静止，由杠杆平衡条件得到：F A OA =FOB ，。