湖北省黄冈中学功和机械能单元专项综合训练

湖北省黄冈中学功和机械能单元专项综合训练
一、选择题
1．如图所示，AB为一轻质杠杆，O为支点，OB=60cm，OA=20cm 两端分别悬挂实心铝球和实心铜球，杠杆在水平位置平衡，若将两球同时浸没在水中，（铝的密度为
2.7×103kg/m3，铜的密度为8.9×103kg/m3）则（）
A．杠杆仍能保持平衡B．铝球一端下降
C．铜球一端下降D．条件不足，无法判断
2．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
3．下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是
A．机械效率越高，机械做功一定越多
B．机械做功越多，机械效率一定越高
C．功率越大的机械，做功一定越快
D．做功越快的机械，机械效率一定越高
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．如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。

已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。

若人以0.6m/s
的速度匀速前行，经100s 将货物拉出仓库。

人拉货物的过程中，分析正确的是（ ）
A ．货物移动距离为20m
B ．工人的拉力为400N
C ．工人做的有用功为43.610J ⨯
D ．工人拉力的功率为360W
6．如图所示，一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上，若分别用一竖直向上的动力F 1、F 2作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（ ）
A ．F 1>F 2，因为甲中的动力臂长
B ．F 1<F 2，因为乙中的阻力臂长
C ．F 1>F 2，因为乙中的阻力臂短
D ．F 1=F 2，因为动力臂都是阻力臂的2倍
7．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m 1、m 2的货物，当他的肩处于O 点时，扁担水平平衡，已知l 1＞l 2，扁担和筐的重力不计．若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离△l ，则
A ．扁担仍能水平平衡
B ．扁担右端向下倾斜
C ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）21
l
l l -
D ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）2l
l l
-
8．质量为60kg 的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼．已知工人在1min 内将货物匀速提高6m ，作用在钢绳的拉力为400N ，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）．下列说法正确的是
A．作用在钢绳上的拉力的功率为400W
B．动滑轮的重力为200N
C．人对绳子的最大拉力为1000N
D．该滑轮组的最大机械效率为83.3%
9．如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是
A．20N B．25N C．30N D．35N
10．重为G的均匀木棒竖直悬于天花板上，在其下端施加一水平拉力F，让木棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中，下列说法中错误的是
A．动力臂逐渐变小
B．阻力臂逐渐变大
C．动力F与动力臂乘积不变
D．动力F逐渐变大
11．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12．一个原来处于平衡状态的杠杆，如果再作用一个力后，杠杆仍处于平衡状态，则此力（）
A．必须作用于动力的作用点上 B．必须作用在支点上
C．必须作用在阻力的作用点上 D．可以作用在杠杆任一点上，但必须使力的作用线通过支点
二、填空题
13．杠杆AB可绕支点O自由转动，AO：OB=3：4．将金属块M用细绳悬挂在杠杆A端，B 端通过细绳与动滑轮相连，动滑轮上绕有细绳，细绳一端固定在地面上，自由端施加拉力F1使杠杆水平平衡如图所示：若将物体M浸没到水中，需要在动滑轮细绳自由端上施加拉力F2才能使杠杆再次水平平衡，F1与F2的差为60N，已知物体M所受重力为880N，则物体M的密度是________ kg/m3．（g取10N/kg）
14．如图所示，一块高 40cm，宽 30cm，厚 10cm，质量为 1.5kg 的砖，竖直立在水平地面上，若要照图示方向推倒它，推力至少要做___________J 的功；若把砖推倒，最小的推力为___________N。

15．如图所示，不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦，当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时，物体恰好以v=2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到水平面的摩擦力为________N，拉力F的功率为________W；将拉力F增大为20N时，物体受到水平面的摩擦力将________（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。

16．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”）.
17．为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，甲工人利用图甲的滑轮组施加300N拉力在30s的时间内完成任务，此过程中绳子自由端移动的距离为________m，拉力的功率为________W；乙工人搭建了图乙所示的斜面，斜面长12m、高6m，乙工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重物也成功运送到楼顶，该过程中斜面的机械效率
为________，物体所受斜面的摩擦力为________N．
18．如图所示，杆秤秤砣的质量为0.1千克，杆秤的质量忽略不计．若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为0.05米、0.2米，则被测物的质量为_________千克．若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值_________被测物的真实质量值（选填“小于”、“等于”或“大于”）．
19．如图所示，用动滑轮把重为 40N 的物体 A 以 0.5m/s 的速度匀速提升，用时 4s，拉力F 的大小是 25N，则拉力F 的功率是_____W，动滑轮的机械效率是_____。

20．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.
三、实验题
21．如图所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。

此时，应把杠杆两端的平衡螺母向____选填（“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持___并静止，达到平衡状态。

这样做的好处是：________。

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。

于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂。

他这样得出的结论是否合理？____；为什么？_____。

（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。

其原因是 __________。

22．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示。

为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端螺母向_____边旋一些（选填“左“或“右”）。

（2）调好后第一组按图乙进行实验第二组按图丙进行实验．当杠杆平衡时，则F1_____F1'（填“＞”、“＜或“=”），理由是_____。

（3）探究完成后同学们一致认为丙方案好，理由是_____。

（4）小明进行正确的实验操作后得到的数据为F1=2N、L1=20cm、F2=4N和L2=10m小明根据这些数据能否得出探究结论？_____，理由是_____。

23．某同学用定滑轮和弹簧秤完成了以下几个实验：
（1）如图A所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）．乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为______N．
（2）在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N．
a.小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力（如图B）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），如图C所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保
持不变．由此可见，定滑轮只改变了力的____，不改变力的_____（均选填“大小”或“方向”）．所以，小明认为图A中b绳对乙的拉力为3N．
b.图A中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对相互作用力．为了探究这两个力的大小关系，再做如图D的实验：将弹簧测力计丙与丁相互对拉，它们的示数相等．
于是可以得出，b绳对乙的拉力______乙对b绳的拉力（选填“等于”或“不等于”）．由此可知，图A中b绳对乙的拉力为______N．
24．如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.
(1)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡.于是小明便得出了杠杆的平衡条件为: F A×OA=F B×OB．他这样得出的结论是否合
理?________.为什么?_______.
(2)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是: ____________________________
(3)小明用如图丙所示的实验装置继续研究“杠杆的机械效率”.实验时,将总重为G的钩码挂在杠杆A处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h,弹簧测力计的示数为F,其移动的距离为S,则杠杆的机械效率η＝___(用题中字母表示).若将钩码移动到B点,仍将它匀速提
升h的高度,则弹簧测力计的示数F′___ （>/=/<） F,杠杆的机械效率η′_____ （>/=/<）η25．探究杠杆的平衡条件
【提出问题】如图所示，是一种常见的杆秤．此时处于水平位置平衡．
发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉．他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的来实现；
发现二；接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡。

说明通过改变的长短也可以改变杠杆的平衡．
那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢?
【制定计划与设计实验】
实验前，轻质杠杆处于如图所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是
【实验结论】
如图所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是，
【拓展应用】如图所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个杠
杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），此杠杆的支点是图中的点，假如托起6N的重物，请你根据图21所示，估算出手臂要用的动力大约是 N
26．某小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图G－5－11所示．他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有、总功W总和机械效率η一并记入下表：
(1)实验时，应沿竖直方向________拉动弹簧测力计．
(2)表格中数据★＝________．
(3)比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是________________________．
(4)比较实验2、3，影响这两次实验机械效率的主要因素是____，使用滑轮组的优点是__．【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．B
解析：B
【详解】
如图，杠杆处于平衡状态，根据杠杆平衡条件得
G OA G OB ⨯=⨯铝铜
即
gV OA gV OB ρρ⨯=⨯铝铝铜铜
则
3333
8.910kg/m 60cm 89
2.710kg/m 20cm 9
OB V V OA ρρ⨯⨯⨯===⨯⨯⨯铜铝铜铝
当两球同时浸没在水中，杠杆两端力乘以力臂，左端
G F OA gV gV OA gV OA ρρρρ-⨯=-⨯=-⨯铝浮铝铝铝水铝铝水铝（）（）（）----①
右端
G F OB gV gV OB gV OB ρρρρ-⨯=-⨯=-⨯铜浮铜铜铜水铜铜水铜（）（）（）----②
由①②得
3333(2.7g/cm -1g/cm )8920cm
=0.71((8.9g/cm -1g/cm )(96)0)cm
V OA V OB ρρρρ-⨯⨯⨯≈<-⨯⨯⨯铝水铝铜水铜
即左端力与力臂的乘积小于右端力与力臂的乘积，所以杠杆的右端（铜球端）下沉。

故ACD 不符合题意，B 不符合题意。

故选B 。

2．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。

3．C
解析：C 【解析】
A ．机械效率是有用功和总功的比值，其高低与机械做功的多少无关，故A 不正确；
B ．机械做的功多，但不知道做的是总功还是有用功，机械效率无法确定，故B 不正确；
C ．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功一定越快，故C 正确；
D ．做功越快的机械说明功率大，但有用功和总功不确定，机械效率不一定越高，故D 不正确． 故选C ．
【点睛】本题考查机械效率和功率的物理意义，关键知道机械效率是有用功与总功的比值，并不能表示做功的快慢和多少．
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．B
解析：B 【详解】
A ．从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，人以0.6m/s 的速度匀速前行，那么货物的速度是0.3m/s ，经100s 货物移动距离为
0.3m/s 100s 30m s vt ==⨯=
货物移动距离为30m ，A 错误； B ．由题意可知，货物的重力
600kg 10N/kg 6000N G mg ==⨯=
其摩擦力
0.10.16000N 600N f G ==⨯=
由于货物匀速前行，绳对货物的拉力
600N F f ==
滑轮组的机械效率为75％，可得到
600N 100%75%2s
F s
η⋅=
⨯=⋅拉
解得400N F =拉，工人的拉力为400N ，B 正确；
C ．货物移动距离为30m ，绳对货物的拉力为600N ，则工人做的有用功为
4600N 30m 1.810J W Fs ==⨯=⨯有
工人做的有用功为41.810J ⨯，C 错误；
D ．由于人以0.6m/s 的速度匀速前行，工人的拉力为400N ，工人拉力的功率为
'400N 0.6m 240W P F v ==⨯=拉
工人拉力的功率为240W ，D 错误。

故选B 。

6．D
解析：D 【分析】
把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点；由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其中心上，此时动力F 克服的是水泥板的重力，即此时的阻力臂等于动力臂的一半；在此基础上，利用杠杆的平衡条件，即可确定F 1与F 2的大小关系。

【详解】
两次抬起水泥板时的情况如图所示：
在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以两图中动力臂都是阻力臂的2倍；依据Fl Gl =阻动可得，
1
2
l F G G l ==阻动，
所以，前后两次所用的力相同，即12F F =，故ABC 都错误，D 正确。

【点睛】
本题作为考查杠杆平衡条件应用的一道经典例题，很容易让学生在第一印象中选错，一定要仔细分析，重点记忆！
7．D
解析：D
【详解】
AB ．原来平衡时，m 1gl 1=m 2gl 2， 由图知，l 1＞l 2，所以m 1＜m 2，
设移动相同的距离∆l ，则左边：m 1g (l 1−△l )=m 1gl 1−m 1g △l ， 右边：m 2g (l 2−△l )=m 2gl 2−m 2g △l ， 因为m 1＜m 2，所以m 1△lg ＜m 2△lg ，
则m 1(l 1−△l )g ＞m 2(l 2−△l )g ，则杠杆的左端向下倾斜，故AB 错误； CD ．因为m 1(l 1−△l )g ＞m 2(l 2−△l )g ，故往右边加入货物后杠杆平衡， 即：m 1(l 1−△l )g =(m 2+m )(l 2−△l ) g ， 且m 1gl 1=m 2gl 2，
得m =(m 2−m 1)2l
l l
-，故C 错误，D 正确．
8．B
解析：B 【分析】
（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离s nh = ，利用W Fs = 求拉力做的功，再利用
W
P t
=
求拉力的功率； （2）由图乙可知，物重G=300N 时，滑轮组的机械效率η=60%，利用
=
33W Gh Gh G
W Fs F h F
η=
==有总
求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力1
3
F G G =+动（），据此求动滑轮重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于工人的重力； （4）利用1
3
F G G =+动（）求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率
()()
W G h G W G G h G G 有最大最大
大总最大动最大动η=
==++ . 【详解】
（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：36m 18m s nh ==⨯= ， 拉力做的功：400N 18m 7200J W Fs ==⨯=总， 拉力的功率：7200J
120W 60s
W P t =
==总，故A 错； （2）由图乙可知，物重G=300N 时，滑轮组的机械效率η=60%， 根据=
33W Gh Gh G W Fs F h F
η=
==有总
可得：拉力300N 500167N 3360%3G N F η=
==≈⨯， 因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则()1
3
F G G =
+动，
所以，500
3N 200N 300N 3
G nF G =-=⨯
-=动 ，故B 正确； （3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：
60kg 10N/kg 600N F G mg ===⨯=人大 ，故C 错；
（4）由()1
3
F G G =
+动可得，提升的最大物重：3600N 200N 1600N G nF G =-=⨯-=大大动 ，
机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：
()()1600N 100%88.9%1600N 200N
W G h G W G G h G G 有最大最大大总最大动最大动η====⨯=+++，故D
错． 故选B ．
9．D
解析：D 【详解】
由图可知，物体与滑轮的总重由两股绳子承担，且两根绳子的拉力的方向不平行，所以2F ＞G 动滑轮+G 物=10N+50N=60N ，即F ＞30N ，故选项A 、B 、C 不符合题意，D 正确为答案．
10．C
解析：C 【解析】
A. 由图可知，竖直位置时，动力臂为木棒的长，拉离竖直位置时，动力臂会小于木棒的长，所以动力臂逐渐变小，故A 正确；
B. 阻力为木棒的重力，竖直位置时，重力过支点，力臂为零，拉离竖直位置时，重力作用线远离支点，所以阻力臂逐渐变大，故B 正确；
C. 根据杠杆平衡条件知，动力F 与动力臂乘积等于木棒的重力与阻力臂的乘积，由于木棒的重力不变，阻力臂逐渐变大，所以乘积是变大的，故C 错误；
D. 由C 知，动力F 与动力臂乘积变大，而动力臂变小，根据杠杆平衡条件知，动力F 逐渐变大，故D 正确；
点睛：重点是杠杆平衡条件的应用，理解这一过程中，木棒的重不变，而阻力臂变大，所以乘积变大，动力变大．
11．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．
12．D
解析：D
【解析】左边的力矩（力与力臂的乘积）为：；右边的力矩为：；已知杠杆平衡，则：；在杠杆的一边添加一个力F后，若杠杆仍然平衡，则必须满足：的条件；所以所加力F的力臂必为0（即力矩为0），那么有两种情况：①力F的作用点为支点；②力F的作用线通过支点；显然D的说法更符合题意，故选D．
【点睛】此题考查的是杠杆中的力的分类，记住两点即可：
①作用点在支点或力的作用线经过支点的力，不会影响杠杆的转动；
②力的作用线不经过支点时，会影响杠杆的转动。

二、填空题
13．5×103
【分析】
表示出两次杠杆A、B端受到的拉力，根据杠杆的平衡条件列式，解方程可得M 受到的浮力大小，再根据阿基米德原理计算出物体M的体积，利用密度公式计算出M的密度．
【详解】
自由端施加拉
解析：5×103
【分析】
表示出两次杠杆A、B端受到的拉力，根据杠杆的平衡条件列式，解方程可得M受到的浮力大小，再根据阿基米德原理计算出物体M的体积，利用密度公式计算出M的密度．【详解】
自由端施加拉力F1使杠杆水平平衡时，杠杆A端受到的拉力F A=G M，由图左侧的滑轮为动滑轮,杠杆B端受到的拉力F B=2F1+G动，
根据杠杆的平衡条件：G M×AO=(2F1+G动)×OB…①
将物体M浸没到水中杠杆再次水平平衡时，
杠杆A端受到的拉力F′A=G M−F浮，
杠杆B端受到的拉力F′B=2F2+G动，
根据杠杆的平衡条件：(G M−F浮)×AO=(2F2+G动)×OB…②
①−②可得：F浮×AO=2(F1−F2)×OB
M 浸没水中后由于受到浮力,对杠杆A 端拉力减小,所以F 1>F 2， 所以：F 浮=
()122F F OB
AO
-⨯ =
260N 4
3
⨯⨯=160N ， 由F 浮=ρ水gV 排得M 的体积：V=V 排=F g 浮水ρ=33
160N
1.010kg /m 10N /kg
⨯⨯ =1.6×10−2m 3 所以M 的密度：ρ=m V =Vg M
G =23
880N 1.610m 10N /kg
-⨯⨯ =5.5×103kg/m 3 14．75 4.5 【详解】 如图：
[1]砖的重力
在B 端施加F 方向的最小力能使长方块木块翻转，根据杠杆平衡条件得， 则
所以把此正方体翻转的最小推力为F=4.5N 。

[2]力
解析：75 4.5 【详解】 如图：
[1]砖的重力
1.5kg 10N/kg 15N G mg ==⨯=
在B 端施加F 方向的最小力能使长方块木块翻转，根据杠杆平衡条件得，
OC G OB F ⨯=⨯
11
30cm 15cm 22
OC AO =
=⨯=
OB ==
则
15cm 15N 50cm F ⨯=⨯
所以把此正方体翻转的最小推力为F =4.5N 。

[2]力臂
OM '==
长方块升高
25cm-20cm=5cm h OM CM ='-=
用此种方法使木块竖起时，至少把正方体的重心从M 点升高到M′点，克服重力做功：
15N 0.05m 0.75J W Gh ==⨯=
答：推力最小为4.5N ；要使它翻转过来，至少要做0.75J 的功。

【点睛】
本题主要考查了杠杆的最小力的问题和功的计算，本题确定最长力臂和升高的距离是关键。

15．40 不变 【分析】
使用动滑轮可以省一半力； 物体匀速运动，受平衡力，平衡力大小相等，判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度； 根据算出拉力F 的功率；影响摩擦力的因素：压力和接触面
解析：40 不变 【分析】
使用动滑轮可以省一半力； 物体匀速运动，受平衡力，平衡力大小相等，判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度； 根据W Fs
P Fv t t
===算出拉力F 的功率；影响摩擦力的因素：压力和接触面的粗糙程度。

【详解】
[1]因为使用动滑轮可以省一半力，所以拉物体的力为
2210N 20N F F '==⨯=
物体做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力和摩擦力一对平衡力，大小相等，则
20N f F ='=
[2]由图知有2段绳子拉着物体，则有
222m/s 4m/s v v ==⨯=绳物
则拉力F 的功率为
10N 4m/s=40W p Fv ==⨯绳
[3]将拉力F 增大为20N 时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变，所以受到水平面的摩擦力不变。

【点睛】
本题考查了动滑轮的使用、平衡条件的应用、功率的计算、影响摩擦力的因素等知识，要牢记影响滑动摩擦力的两个因素，当两个因素都不变时，摩擦力的大小不变，与其它因素无关。

16．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．
17．180 75% 100 【解析】
解答：由题知,n=3,s=3h=3×6m=18m,W 总=Fs=300N×18m=5400J ； P===180W.人做的有用功：W 有=Gh=600
解析：180 75% 100 【解析】
解答：由题知,n=3,s=3h=3×6m=18m,W 总=Fs=300N×18m=5400J ； P=
W t
总=540030J
s =180W.人做的有用功：W 有=Gh=600N×6m=3600J ；人所做的总功： W 总=Fs=400N×12m=4800J ；人做功的机械效率：η=W W 有总=36004800J
J
=75%； W 总=W 有+W 额 Fs=Gh+fs f=
Fs Gh s -=4800360012J J
m
-=100N.
18．4 大于 【详解】 [1]如图，
∵杠杆平衡，得： G1lOA=G2lOB ， 即：
m1glOA=m2glOB ， 得：
[2]若秤砣有缺损，m2减小，而G1lOA 不变，所以lOB 要
解析：4 大于 【详解】 [1]如图，
∵杠杆平衡，得：
G 1l OA =G 2l OB ，
即：
m 1gl OA =m 2gl OB ，
得：
2OB 1OA 0.1kg 0.2m
=
==0.4kg 0.05m
m l m l [2]若秤砣有缺损，m 2减小，而G 1l OA 不变，所以l OB 要变大，杆秤所示的质量值要偏大．
19．80%
【解析】动滑轮由两段绳子拉着物体上升，即s=2h 。

总功为：W=Fs=F×2vt=25N×2×0.5m/s×4s=100J 拉力 F 的功率是： P=W 总t=100J4s=25W ； 有用功为
解析：80%
【解析】动滑轮由两段绳子拉着物体上升，即。

总功为：
拉力F 的功率是：
；
有用功为：
机械效率为：。

点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，明确这些功，求效率就很简单了。

20．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
三、实验题
21．左水平便于测量力臂不合理只通过一次测量，数据具有偶然性，不具有普遍性杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响。

【详解】
(1)[1][2]杠杆右端下沉，应将平衡螺母（左端和右端的平衡螺母调节方向一致）向左调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。

[3]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。

(2)[4][5]只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验具有偶然性，不具有普遍性，要多进行几次实验，避免偶然性。

(3)[6]用如图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重力对杠杆平衡有影响。

22．右＞丙图中的动力臂大力臂在杠杆上，便于测量力臂不能实验次数太少，不能得出普遍性规律
【详解】
(1)[1]如图，杠杆的右端上翘，应使杠杆两端的平衡螺母向右端移动。