中考物理 杠杆平衡条件的应用问题 综合题附详细答案

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题
1．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是
A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知车厢绕着点C转动,所以点C为支点;
当物体放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力，所以选项ABD都不正确，故答案为 C.
2．如图所示，作用在A点的各个力中，不可能使杠杆平衡的力是
A．F3和F4
B．F1和F3
C．F2和F4
D．F1和F2
【答案】A
【解析】
【详解】
因为力F3的作用线所在的直线过支点O，所以力F3的力臂为0，又因为0乘以任何数都为0，所以力F3不能使杠杆平衡；力F4使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同，所以力F4不能使杠杆平衡；力F1和F2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反，所以力F1
和F 2可以使杠杆平衡；故选A 。

3．如图所示，将重150N 的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端，杠杆的B 端悬挂乙物体，杠杆在水平位置平衡，已知：乙物体所受重力为30N ，:1:3AO OB =，甲物体的底面积为0.2m 2，g 取10N/kg 。

下列说法正确的是（ ）
A ．甲物体对杠杆的拉力为10N
B ．杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N
C ．甲物体对水平地面的压强为750Pa
D ．水平地面对甲物体的支持力为60N
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】 对物体甲受力分析，甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用，其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。

AB ．根据杠杆平衡条件可知杠杆A 端受到物体的拉力与OA 的乘积等于乙给B 端的拉力与OB 的乘积相等，则有
A 330N 90N 1
G OB F OA ==⨯=乙 即甲对杠杆的拉力为90N ，杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，故AB 项错误；
CD ．甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为
A 150N 90N 60N F F G F ==-=-=甲压支
则甲物体对水平地面的压强
2
60N 300Pa 0.2m F p S ===压甲甲 故C 项错误，D 项正确。

故选D 。

4．如图所示为等刻度轻质杠杆，A 处挂4牛的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则在B 处施加的力（ ）
A ．可能为0.5牛
B ．一定为2牛
C ．一定为3牛
D ．可能是4牛
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】 设杠杆每小格的长度为L ，若在B 点用垂直OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡，此时所用的力最小，根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可得
min 42F L G L ⋅=⋅
则有
min 24N
22N 44
G L F L ⋅⨯=== 若在B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡，由杠杆平衡条件1122Fl F l =可知 2211F l F l =
则此时杠杆左边的阻力与阻力臂的乘积不变，动力臂减小，故动力将增大，故若使杠杆在水平位置平衡，在B 点施加的力
2N F ≥
故选D 。

5．要使图中的杠杆平衡，分别用F A 、F B 、F C 的拉力，这三个力的关系应是
A ．F A ＞F
B ＞F C
B ．F A ＜F B ＜F
C C ．F A ＞F C ＞F B
D ．F A =F B =F C
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】 分别从支点向三条作用线做垂线，作出三个力的力臂，如图；
从图可知，三个方向施力，F B 的力臂L OB 最长，其次是L OC 、L OA ，而阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件1122F L F L =可知，动力臂越长动力越小，所以三个方向施力大小：F A ＞F C ＞F B ．
故选C ．
6．如图所示为一轻质杠杆。

机翼模型固定在直杆上，它们总重 6N ，直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直。

同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。

下列说法中正确的是（ ）
A ．测力计在a 位置时的示数为 1.5N
B ．测力计从a 位置转到b 位置后，示数将会变小
C ．测力计在a 位置时示数为Fa ，移至c 位置时示数为Fc ，则 Fa ∶Fc =4∶1
D ．测力计在c 位置时，对模型水平向右吹风，示数将会变大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．我们将杠杆左边受到的拉力定义为阻力，右边受到的拉力定义为动力。

因为动力臂为阻力臂的14
，根据杠杆平衡条件1122Fl F l =我们可以知道，动力应为阻力6N 的4倍，即为24N ，A 选项错误，不符合题意；
B ．测力计a 位置时，动力臂等于支点到力的作用点的距离；当测力计在b 位置时，动力臂与支点到力的作用点的距离为直角三角形的一条直角边与斜边的关系，即测力计从a 位置转到b 位置，动力臂变小了。

根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可以知道，在阻力与阻力臂均不变的情况下，动力臂减小，要使杠杆继续平衡，动力应该增大。

B 选项错误，不符合题意；
C ．当测力计从a 位置转到c 位置时，动力臂变为原来的4倍。

由杠杆平衡条件1122Fl F l =可以知道，在阻力与阻力臂均不变的情况下，动力臂变为原来的4倍，要使杠杆继续平
衡，动力应变为原来的14
，即Fa ∶Fc =4∶1。

C 选项正确，符合题意； D ．对模型向右吹风，根据流体压强与流速的关系可以知道，模型会受到一个向上的升力，即杠杆左边受到的拉力会减小。

根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可以知道，在力臂均不变的情况下，阻力减小了，要使杠杆继续平衡，动力也应减小。

D 选项错误，不符合题意。

故选C 。

7．小明做探究杠杆平衡条件的实验时将手中的5个钩码挂成了如图所示的情况，则（
）
A ．由图可以得到杠杆平衡条件为F 1L 1=F 2L 2
B ．小明在F 1和F 2的下方各再挂一个钩码杠杆仍能平衡
C ．小明取下F 1下的一个钩码并将F 2的钩码取下杠杆仍能平衡
D ．小明取下F 2下的钩码并将F 3的钩码向右移至20cm 处杠杆仍能平衡
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．假设一个钩码的重力为G
F 1=2
G ，F 2=G ，F 3=2G
各力力臂为
L 1=20，L 2=10，L 3=15
F 1L 1=2
G ⨯20=40G
F 2L 2=
G ⨯10=10G
F 3L 3=2
G ⨯15=30G
杠杆平衡的条件为
F 1L 1=F 2L 2+F 3L 3
故A 不符合题意；
B ．在F 1和F 2的下方各再挂一个钩码后
F 1L 1=3
G ⨯20=60G
F 2L 2=2
G ⨯10=20G
F 3L 3=2
G ⨯15=30G
F1L1>F2L2+F3L3
杠杆失去平衡，故B不符合题意；
C．取下F1下的一个钩码并将F2的钩码取下后
F1L1=G⨯20=20G
F2L2=0
F3L3=2G⨯15=30G
F1L1<F2L2+F3L3
杠杆失去平衡，故C不符合题意；
D．取下F2下的钩码并将F3的钩码向右移至20cm处后
F1L1=2G⨯20=40G
F2L2=0
F3L3=2G⨯20=40G
F1L1=F2L2+F3L3
杠杆重新平衡，故D符合题意。

故选D。

8．如图所示，用轻质材料制成的吊桥搭在河对岸．一个人从桥的左端匀速走到桥的右端，桥面始终是水平的，不计吊桥和绳的重力，人从吊桥左端出发时开始计时．则人在吊桥上行走过程中，吊桥右端所受地面支持力F与人行走时间t的关系图像是( )
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】
【详解】
吊桥相当于一个杠杆，以吊桥的左端为支点，人从吊桥左端出发，匀速走到桥的右端，杠杆受到人的压力（阻力）等于人的重力，动力臂为
OA=L，
杠杆受到物体的压力（阻力）
F′=G，
阻力臂为
OB =vt，
因为杠杆平衡，所以满足
F×OA=F′×OB=G×vt，
即：
F×L=G×vt，
Gvt
F
L
由此可知，当t=0时，F=0．当t增大时，F变大，F与人行走时间t是正比例关系，故图象B正确，符合题意为答案．
9．生活中，小华发现有如图甲所示的水龙头，很难徒手拧开，但用如图乙所示的钥匙，安装并旋转钥匙就能正常出水（如图丙所示）．下列有关这把钥匙的分析中正确的是
A．在使用过程中可以减小阻力臂
B．在使用过程中可以减小阻力
C．在使用过程中可以减小动力臂
D．在使用过程中可以减小动力
【答案】D
【解析】
【详解】
由图可知，安装并旋转钥匙，阻力臂不变，阻力不变，动力臂变大，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知，动力变小，故选D。

10．在我国古代书籍《墨经》中，对杠杆有精辟论述，并有许多巧妙的应用．如下图所示是在井上汲水的桔槔，下列对其在使用中正确的解释是
A．桔槔是等臂杠杆，不省力也不费力
B．向井内放送水桶时，人用的力气一定小于水桶的重力，所以省力
C．桔槔是不等臂杠杆，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆
D．往上提水时，人用的力气一定小于桶与水的总重，所以省力
【答案】D
【解析】
【分析】
杠杆的分类：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂
杠杆，动力臂等于阻力臂；要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。

【详解】
AC ．由图可见，桔槔是不等臂杠杆，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故AC 错误； B ．向井内放送水桶时，人用的力通过杠杆原理，与石头的重力相关，一般比木桶的重力要大，故B 错误；
D ．往上提水时，因为有石头帮忙，人的力气比水和桶的总重力小，故D 正确。

故选D 。

【点睛】
此题主要考查了对简单机械的认识，要掌握杠杆的要素。

11．在一个长3米的跷跷板（支点在木板中点）的两端分别放置两个木箱，它们的质量分别为m 1=30kg ，m 2=20kg ，为了使跷跷板在水平位置平衡，以下做法可行的是（ ）
A ．把m 1向右移动0.5米
B ．把m 2向左移动0.5米
C ．把m 1向右移动0.2米
D ．把m 2向左移动0.3米
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】 跷跷板的支点在木板中点，根据图中信息可知，木板左边受到的压力比右边大，为了使跷跷板在水平位置平衡，应该将m 1向右移，则m 2的力臂不变为1.5m ，根据杠杆的平衡条件有
1122m gl m gl '=
代入数据可得m 1向右移后的力臂
221120kg 1.5m 1m 30kg
m gl l m g ⨯'=== m 1的力臂由1.5m 变为1m ，为了使跷跷板在水平位置平衡，把m 1向右移动0.5米，所以BCD 项错误，A 项正确。

故选A 。

12．如图是上肢力量健身器示意图，杠杆AB 可绕O 点在竖直平面内转动，3AB BO =，配重的重力为120牛，重力为500牛的健身者通过细绳在B 点施加竖直向下的拉力为F 1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛，在B 点施加竖直向下的拉力为F 2
时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。

已知122:3:F F =，杠杆AB 和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A ．配重对地面的压力为50牛时，健身者在
B 点施加竖直向下的拉力为160牛 B ．配重对地面的压力为90牛时，健身者在B 点施加竖直向下的拉力为120牛
C ．健身者在B 点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛
D ．配重刚好被匀速拉起时，健身者在B 点施加竖直向下的拉力为540牛
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力为
N F G F =-
由图知动滑轮上有2段绳子承担物重，因此杠杆A 点受到的拉力
N 22A F F G G F G +⨯=-=+动动（）
根据杠杆的平衡条件得到
A B F OA F OB ⋅=⋅
即
N 2B G F G OA F OB ⨯-+⨯=⨯⎡⎤⎣⎦动（）
因为
3AB BO =
所以
2AO BO =
则
N 221B G F G F ⨯-+⨯=⨯⎡⎤⎣⎦动（）
即
N 42B F G F G ⨯-=+动（）
当压力为85N 时
14120N -85N 2F G =⨯+动（）
当压力为60N 时
24120N -60N 2F G =⨯+动（）
因为
122:3:F F ＝
所以
124120N -85N 24120N -60N 223
G F F G ⨯+=⨯=+动动（）（） 解得
30N G =动
A ．当配重对地面的压力为50N 时，
B 点向下的拉力为
N 424120N -50N 230N =340N B F G F G ⨯-=⨯⨯=++动（）（）
故A 错误；
B ．当配重对地面的压力为90N 时，B 点向下的拉力为
N 424120N -90N 230N =180N B F G F G ⨯-=⨯⨯=++动（）（）
故B 错误；
C ．健身者在B 点施加400N 竖直向下的拉力时，根据
N 42B F G F G ⨯-=+动（）
可得
N 400N 4120N 230N F =⨯-+⨯（）
解得
N 35N F =
故C 正确；
D ．配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，根据
N 42B F G F G ⨯-=+动（）
可得
4120N -0N 230N =540N >500N B F ⨯+⨯=（）
因为人的最大拉力等于体重500N ，因此配重不可能匀速拉起，故D 错误。

故选C 。

13．如图所示，小明用一可绕O 点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高。

他用一个始终与杠杆垂直的力F 使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中，此杠杆（ ）
A ．一直是省力的
B ．先是省力的，后是费力的
C ．一直是费力的
D ．先是费力的，后是省力的
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】 由题图可知动力F 的力臂l 1始终保持不变，物体的重力G 始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂l 2逐渐增大，在l 2＜l 1之前杠杆是省力杠杆，在l 2＞l 1之后，杠杆变为费力杠杆，故选B 。

14．如图所示，在等臂杠杆两端各挂等重的实心铅块和铁块（ρρ>铅铁），杠杆水平平衡，若将铁块和铅块同时浸没在水中（未触底），则（ ）
A ．杠杆左端上翘
B ．杠杆右端上翘
C ．杠杆仍然水平平衡
D ．不确定
【答案】A
【解析】
【分析】 根据铅块和铁块质量相同，并结合杠杆的平衡条件确定杠杆的类型，即为等臂杠杆；因此当铁块、铅块都浸没水中后，受到浮力较小的一侧，杠杆下沉。

【详解】
原来杠杆平衡，且铅块和铁块质量相同（重力相同），且杠杆为等臂杠杆；由杠杆平衡条件可知，两侧的力臂相同，铅块和铁块质量相同，因为ρρ>铅铁，则由m
V ρ= 可知
V V <铅铁，当浸没水中后，由F gV ρ=浮水排可知，铁块受到的浮力大，铅块受到的浮力较小，此时杠杆受到的拉力
F G F =-浮拉物
因重力相同、铅块受到的浮力较小，则可知铅块对杠杆的拉力较大，因两侧的力臂相同，所以铅块一侧拉力与力臂的乘积较大，则铅块一侧将下降，即右端下降，左端上翘。

15．如图甲，轻质杠杆AOB 可以绕支点O 转动，A 、B 两端分别用竖直细线连接体积均为1000cm 3的正方体甲、乙，杠杆刚好水平平衡，已知AO :OB =5:2；乙的重力为50N ，乙对地面的压强为3000Pa ．甲物体下方放置一足够高的圆柱形容器，内装有6000cm 3的水(甲并未与水面接触)，现将甲上方的绳子剪断，甲落入容器中静止，整个过程不考虑水溅出,若已知圆柱形容器的底面积为200cm 2，则下列说法中正确的是（ ）
A ．杠杆平衡时，乙对地面的压力为50N
B ．甲的密度为2×103kg/m 3
C ．甲落入水中静止时，水对容器底部的压强比未放入甲时增加了400Pa
D ．甲落入水中静止时，水对容器底部的压力为14N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．乙的边长
L 乙333=1000cm V 乙，
乙的底面积
S 乙= L 乙2=（0.1m ）2=0.01m 2，
杠杆平衡时，乙对地面的压力
F 乙=p 乙S 乙=3000Pa×0.01m 2=30N ，
故A 错误；
B ．地面对乙的支持力和乙对地面的压力是相互作用力，地面对乙的支持力
F 乙支持= F 乙=30N ，
B 端受到的拉力
F B =
G 乙-F 乙支持=50N-30N=20N ，
由杠杆的平衡条件可知G 甲OA =F B OB ，
G 甲=
B 2=20N 5OB F OA ⨯⨯=8N ， 甲的密度
ρ甲=
-638N ==10N/kg 100010m
m G V gV ⨯⨯甲甲甲甲=0.8×103kg/m 3 故B 错误；
ρ甲＜ρ水，
甲落入水中静止时，处于漂浮状态，
F 浮甲=
G 甲=8N ，
排开水的体积
V 排甲=338N 110kg/m 10N/kg
F g ρ=⨯⨯浮甲水=8×10-4m 3， 甲落入水中静止时水面上升的高度
Δh =-43
-42810m =20010m
V S ⨯⨯排容=0.04m ， 水对容器底部的压强比未放入甲时增加了
Δp=ρg Δh =1×103kg/m 3×10N/kg×0.04m=400Pa ，
故C 正确；
D ．原来容器中水的深度
h =3
2
6000cm =200cm V S 水
容=30cm=0.3m ， 甲落入水中静止时，水的深度
h 1= h +Δh =0.3m+0.04m=0.34m ，
甲落入水中静止时，水对容器底部的压强
p 1=ρgh 1=1×103kg/m 3×10N/kg×0.34m=3400Pa ，
甲落入水中静止时，水对容器底部的压力
F = p 1S 容=3400Pa×200×10-4m 2=68N ，
故D 错误．
16．如图所示，七块完全相同的砖块按照图示的方式叠放起来，每块砖的长度均为L ，为保证砖块不倒下，6号砖块与7号砖块之间的距离S 将不超过 （ ）
A ．3115L
B ．2L
C ．52L
D ．74
L 【答案】A
【解析】
【分析】
因两部分对称，则可只研究一边即可；1砖受2和3支持力而处于平衡状态，则可由力的
合成求得1对2的压力；而2砖是以4的边缘为支点的杠杆平衡，则由杠杆的平衡条件可得出2露出的长度，同理可求得4露出的长度，则可求得6、7相距的最大距离。

【详解】
1处于平衡，则1对2的压力应为
2
G ；当1放在2的边缘上时距离最大；2处于杠杆平衡状态，设2露出的长度为x ，则2下方的支点距重心在 -2
L x 处；由杠杆的平衡条件可知
-22
L G G x x ⎛⎫= ⎪⎝⎭ 解得
3
L x = 设4露出的部分为x 1；则4下方的支点距重心在
1-2
L x 处；4受到的压力为
2
G G +
则由杠杆的平衡条件可知 114-52G G x G x ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝
⎭ 解得
15
L x =
则6、7之间的最小距离应为 ()131223515
L L L x x L L ⎛⎫++=++= ⎪⎝⎭ 故选A 。

17．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体Ｍ是重5000N 的配重，杠杆AB 的支点为O ，已知长度OA ∶OB =1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P ，每个滑轮重100N ，工人体重为700N ，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。

当工人用300N 的力竖直向下以1m/s 的速度匀速拉动绳子时（ ）
A．建筑材料P上升的速度为3m/s B．物体M对地面的压力为5000N C．工人对地面的压力为400N D．建筑材料P的重力为600N 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度
v=1
2
v绳=
1
2
×1m/s=0.5m/s
故A错误；
B．定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得
F A′=3F+G定=3×300N+100N=1000N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即
F A= F A′=1000N
根据杠杆的平衡条件F A×OA=F B×OB，且OA:OB=1:2，所以
F B=F A×OA
OB
=1000N×
2
OA
OA
=500N
因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即
F B′=F B=500N
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为
F M支持=
G M− F B′=5000N−500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力
F M压=F M支持=4500N
故B错误；
C．当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得F+F支=G，则
F支=G−F=700N−300N=400N
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面
的压力
F 压=F 支=400N
故C 正确；
D ．由图可知n =2，且滑轮组摩擦均不计，由F =12
(G +G 动)可得，建筑材料P 重 G =2F −G 动=2×300N−100N=500N
故D 错误。

故选C 。

18．如图，轻质杠杆可绕O 点转动（不计摩擦）．A 处挂着一重为80N 、底面积为500cm 2的物体G ．在B 点施加一个垂直于杆的动力F 使杠杆水平平衡，且物体G 对地面的压强为1000Pa ，OB =3OA ．则B 点的拉力F 的大小为
A ．50N
B ．30N
C ．10N
D ．90N
【答案】C
【解析】 【分析】
【详解】 地面对物体G 的支持力
21000Pa 0.05m 50N F F ps ===⨯=压支
物体G 对杠杆的拉力
A 80N 50N 30N F G F =-=-=支
已知
OB =3OA ，
由杠杆平衡的条件A F F OB OA ⨯=⨯可得：
A 1=30N =10N 3
F OA F OB ⨯=
⨯． 故选C ．
19．如图为搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G 为1 000 N （车架所受重力忽略不计），独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F 的大小为 （ ）
A ．200 N
B ．300 N
C ．400 N
D ．500 N
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
由平衡条件可知 12Gl Fl =
则 12
1000N 0.3=300N m
Gl F l ⨯=
=ｍ１ 故选B 。

20．如图所示，体积之比为1∶2的甲、乙两个实心物块，分别挂在杠杆两端，此时杠杆恰好水平平衡，则甲、乙两个物块的密度之比为（ ）
A ．1∶1
B ．1∶2
C ．4∶3
D ．2∶1
【答案】C
【解析】
【分析】 【详解】 由图知道，甲物体挂在左边第3格处，乙物体挂在右边第2格处，由杠杆的平衡条件知道，此时12G l G l =甲乙即
32m g m g ⨯=⨯甲乙
所以23
m m 甲乙＝，又因为V 甲/V 乙＝1/2，甲、乙两个物块的密度之比是
2
4
1
33
2
m
V
m
V
ρ
ρ
===
甲
甲甲
乙
乙
乙
故C正确。

故选C。

二、初中物理功和机械能问题
21．如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向3N的力F．物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在MO段做匀速直线运动，F在MN、OP段做功分别为W MN、W OP，功率分别为P MN、P OP，则
A．W MN<W OP
B．W MN>W
OP
C．P MN>P OP
D．P MN<P OP
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在MO段做匀速直线运动，由图可得MN的距离等于OP的距离，根据功的公式W=FS可知：在F相同和S相同的情况下，W应该相同，所以AB均错误；在做功相同时，MN段所用时间是OP段时间的2倍，根据P=W/t，得出P MN<P OP；答案选D．
22．在2020年央视春晚杂技“绽放”的表演中，当其中一名杂技演员被抛出后，其仍可在空中继续向上运动，如图所示，则下列说法中正确的是（）
A．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，仍受到惯性的作用
B．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其惯性不断减小
C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其机械能不断减小
D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，其受到向上的抛力大于其重力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．惯性是物体固有的属性，它不是力，所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的，被抛出的杂技演员能够向上运动，是因为物体具有惯性。

故A错误；
B．惯性是物体固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。

被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，因为质量不变，所以惯性大小不变。

故B错误；
C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，杂技演员除了受重力外，还受到空气阻力，质量一定，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，此过程中，演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功，所以，此过程机械能不守恒，机械能总量减小，故C正确；
D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，演员只受到重力和空气阻力，这两个力都是阻碍演员向上运动的，演员不受向上的抛力，演员是由于惯性向上运动的，惯性不是力，所以演员所受合力方向向下，所受合力方向与运动速度方向相反，演员向上做减速运动。

故D错误。

故选C。

23．关于能的概念，以下说法正确的是（）
A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能
B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能C．甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大
D．甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以具有能，A正确；
B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，尽管小球不能做功，但是它具有一定高度，具有重力势能，B错误；
C．甲物体比乙物体的速度大，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多，那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小，C错误；
D．甲物体的位置比乙物体的位置高，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小，那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小，D错误。

故选A。

24．在雄壮的国歌声中，升旗手在50秒时间内将重5N的国旗缓缓上升到旗杆顶端，下面
分析正确的是（ ）
A ．缓缓上升，动能转化为重力势能
B ．升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向下
C ．他对国旗做功的功率最接近于1W
D ．旗杆顶端的滑轮在使用时是省力的
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)影响动能的因素是质量和速度；影响重力势能的因素是质量和高度；在一定条件下，动能和势能可以相互转化；
(2)两个物体发生相对运动时，摩擦力方向与相对运动的方向相反；
(3)已知国旗重力，估计出旗杆高度，可以得到克服旗杆重力做的功；功与时间之比为功率；
(4)定滑轮的本质是等臂杠杆，所以不能省力。

【详解】
A ．国旗匀速上升过程中，速度不变，质量不变，则动能不变，高度增大，国旗的重力势能逐渐增大，没有动能转化为重力势能，故A 错误；
B ．由于力的作用是相互的，升旗同学向下拉绳，升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向上，故B 错误；
C ．已知国旗的重力5N ，旗杆大约10m 高，克服国旗的重力做功为
5N 10m 50J W Gh ==⨯=
国歌的演奏一遍的标准时间是50秒，他对国旗做功的功率最接近于
50J 1W 50s
W P t =
== 故C 正确； D ．国旗杆上的滑轮为定滑轮，则利用定滑轮升国旗，可以改变施力的方向但不能省力，故D 错误。

故选C 。

25．一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能E p 随着时间的变化图像可能是( )
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知，不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，石块做加速运动，石块在相同时间内下降的速度越来越大，石块所处的高度减小得越来越快，石块的重力势能E p减小得越来越快，符合这一规律的只有C图，而D图是石块的重力势能E p随时间减小得越来越慢，故D错误。

故选C。

26．如图是一个光滑的轨道．某小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到
A．a点B．b点
C．c点D．d点
【答案】C
【解析】
【详解】
本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。

故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，故选C。

27．九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室，所用时间为 30 s。

他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（）
A．1.5 W B．15 W C．150 W D．1500 W
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
一层楼的高度约为3m，三层高度约为9m，九年级的同学体重大约为50kg，则克服自身重力所做的功约为
W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×9m=4500J
克服重力做功的功率。