深圳坪山街道龙山学校初中部功和机械能单元练习

深圳坪山街道龙山学校初中部功和机械能单元练习
一、选择题
1．如图所示，轻质杠杆可绕O（O 是杠杆的中点）转动，现在B端挂一重为G的物体，在A端竖直向下施加一个作用力F，使其在如图所示的位置平衡，则
A．F 一定大于G
B．F 一定等于G
C．F 一定小于G
D．以上说法都不正确
2．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%
3．如图，拉力F将重 120N 的物体沿水平方向移动 1m，用时 1s。

运动时，物体与地面之间的摩擦力为 30N，此时滑轮组的机械效率为 80%。

下列说法正确的是（）
A．拉力F＝10N B．克服动滑轮重力做额外功 7.5J
C．动滑轮重 7.5N D．拉力的功率是 37.5W
4．如图人们用木棒撬石块，在C点沿不同方向施加作用力F1或F2或F3，这三个力的大小关（）
A ．123F F F ==
B ．123F F F >>
C ．123F F F <<
D ．无 法 判断
5．如图在水平力F 的作用下，使重为G 的木棒绕固定点沿逆时针方向转动，在棒与竖直方向的夹角θ逐渐增大的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A ．拉力F 不变，F 的力臂变大
B ．拉力F 变大，F 的力臂变小
C ．重力G 不变，G 的力臂变小
D ．重力G 变小，G 的力臂变大
6．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
7．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
8．如图所示，重为60牛的物体甲放在水平桌面上，与重为6牛的物体乙用细绳相连，绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计。

当物体乙恰好能以0.2米/秒的速度匀速下落时，下列判断中不正确的是
A．绳拉甲物体的力为6牛
B．甲物体的速度为0.2米/秒
C．5秒内绳的拉力对甲物体做的功为60焦
D．绳的拉力做功的功率为1.2W
9．关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是
A．功率大的机械，机械效率一定高B．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大
C．机械做功时，工作时间越短，功率一定越大D．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功
10．如图所示是某建筑工地用升降机提升大理石的滑轮组示意图。

滑轮组通过固定架被固定住，滑轮组中的两个定滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为
2000N．大理石的密度是2.8×103kg/m3，每块大理石的体积是1.0×10﹣2m3，升降机货箱和动滑轮的总重力是300N．在某次提升15块大理石的过程中，升降机在1min内将货箱中的大理石沿竖直方向匀速提升了15m，绳子末端的拉力为F，拉力F的功率为P，此时滑轮组的机械效率为η．不计绳子的重力和轮与轴的摩擦，g取10N/kg．下列选项中正确的是
A．升降机一次最多能匀速提升40块大理石
B．拉力F的大小为1300N
C．拉力F的功率P为1125W
D．滑轮组的机械效率η为85%
11．如图中某同学体重为500 N，他的手能承受的最大拉力为600 N，动滑轮重100 N，该同学利用如图所示的滑轮组把物体A吊起来，物体A的重量不能超过
A．1 000 N B．1 200 N C．900 N D．1 100 N
12．如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA=20cm，G1为边长是5cm的正方体，G2重为20N，当OC=10cm时，此时G1对地面的压强为2×104Pa，现用一水平拉力，使G2以2cm/s 的速度向右匀速速运动，当G1对地面的压力恰好为0时，经过的时间是( )
A．25s B．30s C．35s D．40s
二、填空题
13．如图所示，放在水平地面上边长为5cm的正方体，所受重力为200N，系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮，绳子另一端施加的拉力F为180N，该物体静止，则该物体此时受到的合力为________N，物体对地面的压强为__________Pa。

14．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，在此过程中，测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，杠杆的机械效率为75%，则测力计的示数
F=______N，使用该杠杆做额外功的一个原因是______。

15．一物体质量为10kg，小红用定滑轮将该物体在4s内匀速提升2m，所用拉力为
120N，此过程中，小红做的有用功是_______，定滑轮的机械效率是________，拉力做功的功率是_______。

（g=10N/kg）
16．小红所在的科技小组利用所学知识自制一杆秤（自重不计），如图．秤砣的质量m0为1kg，已知秤杆上0.5kg和2.5kg的两根刻度线相距10cm，则秤钩连接点A与提纽O点的距离是_____cm．小红又利用自制的弹簧测力计，想测出某金属块的密度，将金属块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和酒精中，金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示．则金属块的密度为______kg/m3．（酒精的密度为0.8×103kg/m3，g=10N/kg）
17．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）
18．五一长假期间，小聪随母亲去老家农村，看到很多老乡使用如图a所示杆秤称量质量。

回家后，小聪用一根长30厘米的轻质细木棒作秤杆、用0．3千克的铁块作秤砣，在距木棒一端4厘米处系上提纽线，制作了一把简易杆秤如图b所示。

①将被测物挂上并调节秤砣至图c所示位置时杆秤水平平衡，则被测物的质量m物=_______________。

②这把简易杆秤的最大称量是________千克。

若小聪不小心将秤砣摔掉了一块，则该杆秤测量物体质量的值将比真实值________（选填“偏小”、“不变”或“偏大”）。

19．如图是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图．该装置主要由滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成，配重C通过细绳与动滑轮相连，配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直．杠杆的B端放在水平台面上，杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动，开关被拉开前，杠杆在水平位置平衡．已知动滑轮P的质量m P为0.2kg，OA：OB=3：1，配重D的质量m D为1.5kg，作用在D上的竖直向下的压力F为
75N，刚好拉开开关所需的拉力T为6N．杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计，滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg．求：配重C的质量m C等于多少kg，开关刚好能被拉开？
20．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”）．
三、实验题
21．小明在探究杠杆的平衡条件的实验中，以杠杆中点为支点。

(1)小明在杠杆两侧挂上钩码，调节钩码的数量和位置直到杠杆水平平衡，如图甲所示，此时小明将两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离后，杠杆_____（选填“左”或“右”）端下沉；
(2)小明在得出杠杆平衡条件后，利用杠杆平衡条件解决问题：
①如图乙所示，有一根均匀铁棒BC ，其长为L ， O 点为其重心，其所受重力300N ；OA =
4
L
，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 ＇至少应为_____N ；
②如图丙所示，C 物体静止在水平地面上时，对地面的压强为6×105Pa 。

现将C 物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端，杠杆的B 端悬挂D 物体，当杠杆在水平位置平衡时，C 物体对地面的压强为2×105Pa ，已知：D 物体的质量为2kg ， OA :AB=1:4。

要使C 物体恰好被细绳拉离地面，则可以移动支点O 的位置，使O ＇A :AB =______。

22．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”)．
23．小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点．
（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η=________．（用物理量的符号表示）
（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度与第一次相同，则弹簧测力计的示数将________（选填“＞”、“=”或“＜”）F1，此次弹簧测力计做的功将________（选填“＞”、“=”或“＜”）第一次做的功．
（3）如果他想探究杠杆机械效率与物重的关系，在上述（1）实验基础上，接下来他应将3只钩码悬挂在________点（填“B”或“C”），并使钩码上升________高度（填“相同”或“不同”），测出拉力和A点移动的距离．
24．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．
25．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
26．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：
实验序号钩码
重/N
钩码上升
的距离/cm
弹簧测力计的
读数/N
弹簧测力计上
升的距离/cm
机械效率
1280.82483.3%
245 1.515①______
3610②______③______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。

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一、选择题
1．B
解析：B
【详解】
由题意知，O 是杠杆的中点，所以G的力臂与F的力臂相等；则由杠杆的平衡条件知：
F 一定等于
G ．故ACD 错误，B 正确．
2．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 。

3．D
解析：D 【详解】
A ．由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，即n =3，该滑轮组的机械效率
W fs f W Fns nF
η=
=
=
有用物总
物 则绳子自由端的拉力
30N 12.5N 3380%
f F η=
==⨯⨯ 故A 错误；
B ．滑轮组对物体做的有用功
30N 1m 30J W fs ==⨯=有用
滑轮组做的总功
312.5N 31m=37.5J W F s =⨯=⨯⨯总
额外功为
37.5J 30J 7.5J W W W =-=-=额总有用
由于绳有重力，绳与滑轮之间有摩擦力，故此额外功包括对动滑轮做的功和克服绳重及绳与滑轮之间的摩擦做功的总和，故克服动滑轮重力做的额外功应小于 7.5J ，故B 错误； C ．由B 知对动滑轮重力做的额外功小于 7.5J ，动滑轮上升的高度为1m ，根据W Gh =知，动滑轮重小于 7.5N ，故C 错误； D ．拉力做的总功为37.5J ，用时 1s ，由W
P t
=
得拉力的功率为 37.51s
J
37.5W W P t =
==总 故D 正确。

故选D 。

4．B
解析：B 【详解】
以B 点为支点，在C 点用F 1或者F 2向下撬，从图中可以看出，F 1的力臂小于F 2的力臂，在阻力和阻力臂一定时，根据杠杆的平衡条件可得，F 1 > F 2；若以A 点为支点，相比以B 点为支点来说，动力臂变长，阻力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，F 3 < F 2，所以这三个力的大小关系是123F F F >>；故A 、C 、D 不符合题意，B 符合题意。

故选B 。

5．B
解析：B 【详解】
设杠杆长为l ，由力臂的定义可知，水平力F 的力臂
1
l lcos θ
木棒重力的力臂
2sin l l θ=
随着夹角逐渐增大，F 的力臂越来越小，木棒重力的力臂越来越大，根据杠杆平衡条件
1122Fl F l =得
12Fl Gl =
重力大小不变，因此水平力F 变大，故B 正确。

故选B 。

6．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 。

7．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！
8．C
解析：C 【详解】
A ．图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落,所以绳拉甲物体的力
F =
G 乙=6N
故A 正确不符合题意；
B ．图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v 甲=v 乙=0.2m/s ，故B 正确不符合题意；
C ．5s 内甲物体移动的距离
s =v 甲t =0.2m/s×5s=1m
绳的拉力对甲物体做的功
W =Fs =6N×1m=6J
故C 错误符合题意；
D ．绳的拉力对甲物体做功功率
P =
W t =6J 5s
=1.2W 故D 正确不符合题意。

9．D
解析：D 【解析】 【分析】
（1）使用机械时，有用功与总功的比值叫机械效率； （2）物体在单位时间完成的功叫功率； （3）由功的原理可知使用任何机械都不省功。

【详解】
A 、功率越大，表示机械做功越快，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，故A 错误；
B 、从 100%W W η
=⨯有用总
可知，有用功多，机械效率的大小还要看总功的大小。

故B 错
误；
C 、从W
P t
=
可知，工作时间短，功率的大小还要看做功的多少，故C 错误； D 、利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功，故D 正确。

故选：D 。

10．C
解析：C
【解析】
【分析】
（1）已知大理石的密度和体积，利用m=ρV求质量，再利用公式G=mg得到重力；由图知，作用在动滑轮上的绳子有3段，已知钢丝绳能够承受的最大拉力、升降机货箱和动滑轮的总重力和作用在动滑轮上的绳子段数，可以得到动滑轮能够提升的最大重力；已知动滑轮提升的最大重力和货箱的重力，可以得到大理石的总重力；已知大理石的总重力和每块大理石的重力，两者之比就是大理石的数量；
（2）利用F=1
3
（G+G0）求拉力；
（3）利用s=3h求拉力端移动的距离，利用W=Fs求拉力做的功；已知做功时间，利用公
式P=W
t
求拉力的功率．
（4）求出有用功，再利用效率公式η=W
W
有
总
×100%求滑轮组的机械效率．
【详解】
（1）由ρ=m
V
得每块大理石的质量：m=ρV=2.8×103kg/m3×1.0×10-2m3=28kg
每块大理石重：G=mg=28kg×10N/kg=280N；
升降机一次能够提起的总重为G总=3×F最大=3×2000N=6000N
升降机一次能提起的大理石的总重为G石=G总-G0=6000N-300N=5700N
升降机一次能提起的大理石的块数为n=G
G
石=
5700
280
N
N
≈20（块），故A错；
（2）提升15块大理石的过程中，钢丝绳端移动的距离：s=3h=3×15m=45m
F=1
3
（G+G0）=
1
3
（15×280N+300N）=1500N，故B错；
（3）把货物提升15m拉力做的功：W=Fs=1500N×45m=6.75×104J
升降机的功率为P=W
t
=
4
6.7510J
60s
⨯
=1125W；故C正确；
（4）W有用=Gh=15×280N×15m=6.3×104J，
η=W
W
有
总
×100%=
4
4
6.310J
6.7510J
⨯
⨯
×100%≈93.3%，故D错．
故选C．
11．C
解析：C
【解析】
由图可知，n=2，
因G人=500N＜F手=600N，
所以，绳端的最大拉力F =G 人=500N ， 不计绳重和摩擦时，提升物体的重力最大，由
可得，最大物重：
G =nF -G 动=2×500N -100N=900N ．
故选C ．
12．A
解析：A 【详解】
根据杠杆的平衡条件，当OC ＝10cm 时，G 2×OC ＝F ×OA ，即
20N×10cm ＝F ×20cm
所以F ＝10N 。

此时G 1对地面的压强为2×104Pa ，即
1G F
S
-＝2×104Pa 其中
S ＝0.05m×0.05m ＝2.5×10-3m 2
代入前面的式子得，G 1＝60N 。

当G 1对地面的压力为0时，G 1×OA ＝G 2×l ，即
60N×20cm ＝20N×l
解得l ＝60cm ，根据题意有OC +vt ＝l ，即
10cm +2cm/s·t ＝60cm
所以t ＝25s ，故BCD 不符合题意，A 符合题意。

故选A 。

二、填空题
13．8000 【详解】
[1]物体此时处于静止状态，所受的是平衡力，所以合力为0。

[2]物体此时竖直方向受到三个力的作用：竖直向上的拉力、竖直向上的地面对物体的支持力和竖直向下的重力。

而地面对
解析：8000 【详解】
[1]物体此时处于静止状态，所受的是平衡力，所以合力为0。

[2]物体此时竖直方向受到三个力的作用：竖直向上的拉力、竖直向上的地面对物体的支持力和竖直向下的重力。

而地面对物体的支持力和物体对地面的压力是一对相互作用力，所以
F 压=F 支=
G -F 拉=200N-180N=20N
那么物体对地面的压强
2
20N 8000Pa 0.00.055m F p S ⨯=
==压
14．由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功
【分析】
本题考查机械效率的应用。

【详解】
[1]杠杆在使用过程中，所做的有用功
W 有=Gh=1.5N×0.3m=0.45J
根据得
解析：由于使用杠杆时需要克服杠杆自重（克服摩擦力）等做功 【分析】
本题考查机械效率的应用。

【详解】
[1]杠杆在使用过程中，所做的有用功
W 有=Gh =1.5N ×0.3m=0.45J
根据W W η=
有
总
得 0.45J
=
=
0.6J 75%
W W η
=有
总 而W 总=Fs ，所以
0.6J
=3N 0.2m
W F s =
=总 [2]杠杆本身有重力、支点与杠杆之间有摩擦，使用杠杆过程需克服这些做功，于是便出现了额外功。

15．200J 83.3％ 60W 【详解】
[1]所提升物体的重力为 有用功为
故有用功是200J 。

[2]总功为
则机械效率为
故机械效率为83.3%。

[3] 拉力做功的
解析：200J 83.3％ 60W
【详解】
[1]所提升物体的重力为
=10kg 10N /kg=100N G mg =⨯
有用功为
=100N 2m=200J W Gs =⨯有
故有用功是200J 。

[2]总功为
=120N 2m=240J W Fs =⨯总
则机械效率为
200J
=
83.3%240J
W W η=
≈有总
故机械效率为83.3%。

[3] 拉力做功的功率为
240J
==60W 4s
W P t =
总 即拉力F 的功率为60W 。

16．3 【分析】
（1）由杠杆的原理可知如何增大测量范围，由0.5kg 和2.5kg 时的平衡方程可求得AO 的距离；（2）分析物体的受力，可得出浮力等于重力减去拉力；根据阿基米德原理= =g ，变形后
解析：3310⨯ 【分析】
（1）由杠杆的原理可知如何增大测量范围，由0.5kg 和2.5kg 时的平衡方程可求得AO 的距离；（2）分析物体的受力，可得出浮力等于重力减去拉力；根据阿基米德原理F 浮=G 排 =ρ液g V 排，变形后可求金属块体积，再根据重力G 求出质量m ，最后利用ρ=m
V
，可求密度． 【详解】
(1)设0.5kg 时秤砣连接点与提纽O 之间的距离为L ，秤钩连接点A 与提钮O 点的距离是l ；则由平衡关系知：1m gl=0m gL ，2m gl=0m g(L+0.1)；已
知：1m =0.5kg ，2m =2.5kg ，0m =1kg ；代值得：0.5×l=L…①，2.5×l=L+0.1…②两式联立得：l=0.05m=5cm ；
(2)金属块浸没在水中时，拉力F 水=2N ，金属块受力情况为：G=F 水浮+F 水，即
G=ρ水g V 排+2N,代入数值得：G=1000kg/3m ×10N/kg×V+2N−−①；金属块浸没在酒精中时，拉力F 酒=2.2N;金属块受力情况为：G=F 酒浮+F 酒，即G=ρgV 酒排+2.2N ，代入数值得：
G=800kg/3m ×10N/kg×V+2.2N−−②；由①和②得：G=3N ，V=0.00013m ；金属块的质量为：m=
G g =3N 10/N kg
=0.3kg ； 金属块的密度为：ρ3m 0.3kg 0.0001V m
=
==3×310kg/3m 17．5×103 【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F 1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 =2F 1+G 动， 根据杠杆的平衡条件：G M ×AO=(2F 1+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 =2F 2+G 动，
根据杠杆的平衡条件：(G M −F 浮)×AO=(2F 2+G 动)×OB…② ①−②可得：F 浮×AO=2(F 1−F 2)×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 18．5千克；1．95千克；偏大 【解析】
试题分析：轻质杠杆的质量忽略不计，在C 图中杠杆平衡，满足平衡条件即G 物×4cm=G 砣×20cm ；可得G 物=5G 砣由重力与质量成正比可得m 物=5m 砣=5×0．3k
解析：5千克；1．95千克；偏大 【解析】
试题分析：轻质杠杆的质量忽略不计，在C图中杠杆平衡，满足平衡条件即G物×4cm=G砣×20cm；可得G物=5G砣由重力与质量成正比可得m物=5m砣=5×0．3kg=1．5kg；这个简易杆秤的最大称量时砣在最大位置时所测物体质量，即m最大=6．5砣=6．5×0．3kg=1．95kg；若秤砣摔掉了一块，则在杆秤的同一位置，即示数不变时，物体减小杠杆才能平衡，故读数大于物体质量即该杆秤测量物体质量的值将比真实值偏大。

考点：杠杆的平衡条件
19．4kg
【解析】
试题分析：以杠杆为研究对象，因为杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件得出两边受力的大小关系；
左边受力根据动滑轮的特点和同一直线上力的合成求得；
右边受力根据同一直线上同方向力的合成求得
解析： 4kg
【解析】
试题分析：以杠杆为研究对象，因为杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件得出两边受力的大小关系；
左边受力根据动滑轮的特点和同一直线上力的合成求得；
右边受力根据同一直线上同方向力的合成求得；
最后根据两边受力大小关系求配重C的质量m C．
解：若开关刚好能被拉开，则拉力T=6N，此时杠杆在水平位置平衡，B端受地面的支持力为0，
如右图：F A×OA=F B×OB，
由题知，OA：OB=3：1，
则F A：F B=1：3；①
细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计，
则T=（F拉+G轮），
则物体C受到的向上的拉力：
F拉="2T" G轮="2×6N" m P g="12N" 0.2kg×10N/kg=10N；
所以，杠杆左边受到力：
F A=
G C F拉=m C g 10N，②
F B=F+
G D=75N+m D g=75N+1.5kg×10N/kg=90N ③
将②③代入①得：
（m C g 10N）：90N=1：3，
解得：m C=4kg．
故答案为4．
【点评】本题综合考查了重力的计算、动滑轮的特点、杠杆的平衡条件、同一直线上力的合成，杠杆在水平位置平衡，B 端受地面的支持力为0是分析本题的关键．
20．4 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．
三、实验题
21．左 100 150 1:7 【详解】
(1)[1]设图甲中的一个钩码重力为G ，杠杆一小格的长度为l ，据杠杆的平衡条件有
3G ⋅2l =2G ⋅3l
小明将两边钩码同时远离支点移动nl 距离后，杠杆左右两边变成
3G ⋅(2l +nl )=(3n +6)Gl ，2G ⋅(3l +nl )=(2n +6)Gl
而
(3n +6)Gl >(2n +6)Gl
所以杠杆左端下沉。

(2)①[2]据题意知，为了不使铁棒的B 端下沉，需用外力来保持平衡，此时铁棒的A 为杠杆的支点，阻力臂为OA =4L ，动力臂为AB =34
L ，据杠杆平衡条件有 G 1⋅4L =F ⋅34
L 所以此时的外力
111300N 100N 33
F G ==⨯= [3]要将铁棒B 端稍微抬起，此时C 变成杠杆的支点，则
12
L L G F ⋅
=⋅＇ 所以此时的外力 111300N 150N 22
F G ==⨯=＇ ②[4]由题意知，D 物体的重力
G 2=mg =2kg×10N/kg=20N
挂上D 物体，杠杆在水平位置平衡时，设绳子对A 端的拉力为F 1，则有
F 1⋅OA =
G 2⋅OB
即
1220N 480N AB F G OA
=⋅=⨯= 悬挂D 物体前后，C 物体对地面压强变化
∆p =p 1-p 2=6×105Pa-2×105Pa=4×105Pa
那么C 物体与地面的接触面积
425110m 10Pa
80N 24F S p -=
==∆⨯⨯ 则C 物体的重力 G 3=F C =p 1S =6×105Pa×2×10-4m 2=120N
要使C 物体恰好被拉离地面，则A 端受到的拉力
F 2=
G 3=120N
那么
G 3⋅O ＇A =G 2⋅O ＇B
即。