优质枣庄市物理八年级第十一章
功和机械能单元训练
一、选择题 1．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 η 与物重 G 物 的关系，改变 G 物 ，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 η 与 G 物 关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（
）
A．此滑轮组动滑轮的重力为 2N
B．当 G 物 ＝6N 时，机械效率约为 η＝66.7%
C．同一滑轮组 η 随 G 物 的增大而增大，最终将超过 100%
D．G 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
2．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
3．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 G 1
=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．G 2 =280N
C．e 处绳子的拉力为 140N
D．G 2 =200N
4．如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力 F 的方向，使其从①→②→③，此过程中（
）
A．①位置力臂最长 B．③位置力臂最长
C．弹簧测力计示数先变大后变小 D．弹簧测力计示数先变小后变大
5．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 ）2 1ll 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 ）2ll l 6．如图所示的四幅图中，不正确的是
A．滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出后沿斜面向上运动的过程中的受力示意图（略空气阻力）
B．近视眼成像情况和近视眼校正后成像情况
C．同名磁极（S）的磁场方向
D．吊桥所受拉力的力臂 L 1
7．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
8．如图所示的滑轮组中，不计摩擦和滑轮及绳重，则拉力 F 为（
）
A．G/8
B．G/6
C．G/5
D．G/4
9．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
10．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 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，一根均匀的细木棒 OC，OA= OC，B 为 OC 的中点，在 C 点施力将挂在 A点的重为 180N 的物体匀速提升 0.2m，木棒的机械效率为 90%，这里的木棒是一种简单机械，称为______，提升该物体做的有用功是______J，木棒重为______N（不计摩擦）．
13．一根粗细均匀的木料（圆柱形的），重是 100N，放在水平地面上，现将它的一端微微抬起，所需的最小力是 _______N。
14．一工人利用如图所示的滑轮组提起重物，当被提起重物的重力是 150N 时，滑轮组的机械效率为 60%。若忽略绳重、滑轮摩擦，则动滑轮重________N。
15．如图所示，重为 40 牛的物体 A 通过轻质滑轮在水平拉力 F 的作用下，沿水平面以 0.4米/秒的速度做匀速直线运动，物体 A 所受的摩擦力为 20 牛，则拉力 F 为_____牛；弹簧测力计的示数为_____牛，5 秒钟内拉力 F 做功是_____焦，其功率为_____瓦。物体 A 受到的重力对物体所做的功为_____焦。
16．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_____。
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．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．
19．小明同学利用身边的简易器材制作了一个捕鼠器，如图所示长 1.0m 重 1.5N 的均匀木板放在水平桌面上，木板左端离桌面沿 0.4m，上面挂一诱铒，若一重 0.5N 的老鼠偷吃食物，沿木板向左端爬去，当老鼠爬过离桌沿________米时，木板会失去平衡，而使它落入桌子下面的水桶中。该捕鼠器是利用________原理制成的。
20．如图所示，置于水平桌面上的物体 A 的质量为 90kg，悬挂在滑轮组下的物体 B 的质量为 60kg．在物体 B 的作用下， A 恰能沿水平桌面向左做匀速直线运动．现用水平向右的力 F 1 拉动物体 A 以 0.2m/s 的速度沿桌面水平向右做匀速直线运动，在此过程中，物体 A 通过绳子拉动滑轮组的力为 T 1 ， T 1 提升物体 B 的机械效率为 η 1 ．当用此装置以相同的速度提升物体 C 时，水平向右拉物体 A 的力为 F 2 ，物体 A 通过绳子拉动滑轮组的力为 T 2 ， T 2 提升物体 C 的机械效率为 η 2 ．已知 η 1 : η 2 =16:15， T 1 : T 2 =5:4，不计绳重及滑轮的摩擦，则拉力 F 2 的功率为 W．（g 取 10N/kg）
三、 实验题 21．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆（带刻度尺）、支架、细线、质量相同的钩码若干。
(1)将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向______（填左或右）端调；
(2)某同学进行正确的实验操作后，根据图甲图测出的一组实验数据，______（填能或不能）得出结论，理由是______；
(3)图甲所示，杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆______（填“顺时针”或“逆时针”）旋转；
(4)图乙所示，用弹簧测力计在 C 处竖直向上拉。弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（填变大、不变或变小），其原因是______；
(5)在初中物理实验室，利用杠杆平衡原理制作的实验器材如：______。
22．小明利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验过程中应将杠杆调节到______位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和便于______。如果杠杆左端向下倾斜，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节；
（2）杠杆平衡后，在 A 点挂 3 个相同的钩码，再在 B 点挂______个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡；
（3）在（2）杠杆平衡的基础上，将 A、B 两点下方所挂的钩码同时朝远离支点 O 的方向各移动一小格，则杠杆的______（选填“左”或“右”）端将下沉。
23．小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率，他记录的实验数据如下表。
次数
物重 G/N
绳自由端的拉力 F/N
钩码上升的高度 h/cm
绳自由端移动的距离s/cm
机械效率 η/%
1
1.0
0.5
10
30
2
2.0
0.9
5
15
74.1
(1)根据记录表格中提供的信息，组装图中小军使用的滑轮组______；
(2)根据给出的实验数据，计算出第一次的机械效率并填入表格中______；（结果保留三位有效数字）
(3)同一个滑轮组，在两次实验过程中机械效率不同，主要原因是______。
24．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/m 3 。
25．如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置．小名猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关．表格是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据．
实验
次数
斜面的倾
斜程度
物块重
G/N
斜面高
度 h/m
拉力
F/N
斜面长
度 s/m
机械效
率 η
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1
70.6%
（1）实验时，沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做____________运动．
（2）通过比较表格中“物块重”和“____________”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械．
（3）表格实验数据验证了__________（填“小名”或“小悦”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面___________，机械效率越高．
（4）第一次实验中，物块所受斜面的摩擦力为___________N．
（5）请你进一步分析实验数据，并结合所学物理知识，解决下列关于斜面的物理问题．图乙中斜面 1 的长度小于斜面 2 的长度，木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑，该过程中斜面对木块的支持力______（填“做功”或“不做功）．木块到达斜面 1、2 底端时的速度分别为 v 1 、v 2 ，若斜面光滑，则 v 1 ______v 2 （填“大于”“小于”或“等于”）；若斜面粗糙程度相同，则 v 1 ______v 2 （填“大于”“小于”或“等于”）．
四、计算题 26．用如图所示的滑轮组把一个重 30N 的物体沿竖直方向匀速提升 0.6m，拉力是 12N，不计绳重与摩擦，求：
(1)该过程所做的有用功是多少？
(2)该过程所做的总功为多少？
(3)该滑轮组的机械效率为多大？（计算结果要求小数点后保留 1 位小数）
(4)该动滑轮的重力为多大？
27．图甲是某起重船的示意图，A 处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示。在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了 18m 3 ，重物在空中匀速竖直上升了 3m。已知动滑轮总重为 2×10 4 N，海水密度 ρ 海水 ＝1.0×10 3 kg/m 3 ，g 取10N/kg。当重物在空中匀速上升时，若不计摩擦及钢丝绳重，求：
(1)被吊起的重物受到的重力；
(2)钢丝绳拉力 F 所做的功；
(3)滑轮组的机械效率。
28．用如图所示的滑轮组。小明站在地面上把一件重为 400N 的材料在 30s 内匀速提升到12m 的楼上，此过程中滑轮组的机械效率为 80%。（不计绳重及摩擦）求：
(1)在此过程中小明所做的有用功是多少？
(2)则拉力功率为多大？
(3)提升 500N 重物时，机械效率是多少？
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 6×10 3 m 3 ，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．体重为 600N 的小亮，用如图
所示的滑轮组将一个重为 400N 的木箱从水平地 面匀速提高 2m，所用的拉力为 250N，不计绳重和摩擦．求这个过程中：
（1）滑轮组做的有用功；
（2）动滑轮的重力；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）若绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为 500N，求小亮利用这个滑轮组工作时能提起的最 大物重．
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一、选择题
1．B 解析：B
【分析】
(1)结合图中信息，根据
"W Gh GW Gh G h G G 有总 动 动求得动滑轮的重力。
(2)当 G 物 ＝6N 时，根据"W Gh GW Gh G h G G 有总 动 动求得机械效率。
(3)使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率。
(4)G 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，改为 2 段绳子承担，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由 W 额 ＝Gh 可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同。
【详解】
A．由图象可知，当 G＝12N 时，η＝80%，不计绳重和摩擦，则
"W Gh GW Gh G h G G 有总 动 动 即
12N80%12N G动 解得
G 动 ＝3N
故 A 错误；
B．当 G 物 ＝6N 时，此时的机械效率
"6N100% 66.7%6N 3NW Gh GW Gh G h G G 有总 动 动 故 B 正确。
C．由图象可知，同一滑轮组 η 随 G 物 的增大而增大，由题知，不计绳重和摩擦；使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式WW 有总知，机械效率一定小于 1，即同一滑轮组机械效率 η 随 G 物 的增大而增大，但最终不能超过 100%，故 C 错误；
D．G 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，如下图所示，
因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W 额 ＝G 动 h，则额外功 W 额 相同，又因为 W 总 ＝W 有 +W 额 ，所以总功相同，由WW 有总知，两装置的机械效率相同，即
η 1 ＝η 2
所以，G 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率不变，故 D 错误。
故选 B。
2．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．
3．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
12bG G F 动 则 b 处绳子的拉力为
1100N+20N60N2 2bG GF 动 故 A 错误；
C．e 处绳子的拉力为
2 2 60N 20N 140Ne bF F G 动 故 C 正确；
BD．G 2 由两根绳子加上 f 承担，则
22b fG G F F 动 2f bF F G 动
则
24 4 60N 240NbG F 故 B、D 错误。
故选 C。
4．D 解析：D
【详解】
AB．力臂是支点到力的作用点的线段，由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大，故 AB不符合题意；
CD．从①→②→③时动力臂先变大后变小，由图可知阻力等于钩码重力不变，在水平位置平衡所以阻力臂也不变，根据杠杆平衡的条件可知，弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大，故 C 不符合题意，D 符合题意。
故选 D。
5．D 解析：D
【详解】
AB．原来平衡时，m 1 gl 1 =m 2 gl 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 1 g(l 1 − △ l)=m 1 gl 1 −m 1 g △ l，
右边：m 2 g(l 2 − △ l)=m 2 gl 2 −m 2 g △ 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 1 gl 1 =m 2 gl 2 ，
得 m=(m 2 −m 1 )2ll l ，故 C 错误，D 正确．
6．A 解析：A
【解析】
【分析】
（1）对滑块进行受力分析，根据光滑斜面可得，滑块不受摩擦力作用，因此滑块只受重力和支持力作用；
（2）近视眼成因：眼球晶状体的曲度过大，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的前方造成近视眼。近视矫正方法，需佩戴凹透镜。
（3）磁感线都是从北极出发回到南极；
（4）力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离。
【详解】
A、滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出后沿斜面向上运动，是因为滑块具有惯性，因为斜面光滑，所以不受摩擦力的作用，只受到竖直向下的重力和垂直于斜面向上的支持力作用，故 A错误；
B、近视眼成因：眼球晶状体的曲度过大，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的前方造成近视眼。近视矫正方法，需佩戴凹透镜。故 B 正确；
C、在磁体外部，磁感线的方向都是从 N极出发回到 S极，故 C 正确；
D、由图可知，杠杆的支点为 C，吊桥所受拉力的力臂是从 C 到拉力作用线的垂线段，故D正确。
故选：A。
7．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．
8．A 解析：A
【解析】在不计摩擦和滑轮及绳重时，使用单个的动滑轮省一半力。
如图最下面的动滑轮两段绳子拉着物体，拉力为物重的一半，即 ；
中间的动滑轮又省了一半力，即每段绳子的拉力为：
；
到最上面的一个动滑轮，现省一半力，即绳子的拉力为：
。
故 A正确。
9．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．
10．A 解析：A
【解析】
A、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，12F G G 物 动（ ）
，
滑轮组的动滑轮所受的重力：
G 动 =2 F - 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，12F 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
11．小于；62.5% ；>；> 【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% ；>；>
【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．杠杆
36
10
【详解】
根据图示可知，木棒可以绕 O 点转动，故该木棒相当于杠杆； 有用功：W 有=Gh=180N×0．2m=36J； 因为 OA=OC，B 为 OC 的中点，所以 OB=2 解析：杠杆
36
10
【详解】
根据图示可知，木棒可以绕 O 点转动，故该木棒相当于杠杆；
有用功：W 有 =Gh=180N×0．2m=36J；
因为 OA= OC，B 为 OC 的中点，所以 OB=2OA；故当物体上升 0．2m 时，B 点将上升0．4m；
不计摩擦，由 和 W 额 =G 木 h′可得：
，
解得 G 木 =10N．
13．50 【详解】
根据题意知，此时可以将木棒看做是一个以木棒没有离地端为支点的杠杆，阻力是木棒的重力，为 100N，因为木棒是均匀的，所以动力臂等于木棒长 L，阻力臂是木棒长的一半为，根据杠杆的平衡条件可 解析：50
【详解】
根据题意知，此时可以将木棒看做是一个以木棒没有离地端为支点的杠杆，阻力是木棒的重力，为 100N，因为木棒是均匀的，所以动力臂等于木棒长 L，阻力臂是木棒长的一半为12L ，根据杠杆的平衡条件可得所需要的力为
2 211100N2= =50NLF LFL L 故所需要的最小的力为 50N。
14．100 【详解】
因不计绳重和摩擦，由题意可知，效率
则动滑轮的重力为
故动滑轮的重力为 100N。
解析：100
【详解】
因不计绳重和摩擦，由题意可知，效率
=60%GG G 物物 动 则动滑轮的重力为
150N= - = -150N=100N60%GG G物动 物 故动滑轮的重力为 100N。
15．10
40
8
0
【详解】
[1][2]物体做匀速直线运动，则动滑轮受到平衡力作用，使用动滑轮拉物体运动，省一半力，所以拉力 F 及测力计的示数均为摩擦力的一半，即：
F=F 解析：10
40
8
0
【详解】
[1][2]物体做匀速直线运动，则动滑轮受到平衡力作用，使用动滑轮拉物体运动，省一半
力，所以拉力 F 及测力计的示数均为摩擦力的一半，即：
F=F 示 =20N10N2 2f ；
[3]绳子自由端移动的距离为物体移动距离的二倍，则 5 秒钟内拉力 F 做功：
W=2Fvt=2×10N×0.4m/s×5s=40J；
[4]拉力功率：
40J8W5sWPt ；
[5]重力的方向竖直向下，物体没有竖直向下运动，所以物体 A 受到的重力对物体所做的功为 0J。
16．80% 【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。
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．
18．180
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=Wt总=540030Js=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=WW有总=36004800JJ =75%；
W 总 =W 有 +W 额
Fs=Gh+fs
f=Fs Ghs=4800 360012J Jm=100N.
19．3
杠杆
【详解】
[1][2]均匀木板的支点在水平桌面的最左端，而木板的重心在木板的中间，所以根据杠杆平衡原理得 0.5N×L=1.5N×0.1m 解得L=0.3m。该捕鼠器是利用杠 解析：3
杠杆
【详解】
[1][2]均匀木板的支点在水平桌面的最左端，而木板的重心在木板的中间，所以根据杠杆平衡原理得
0.5N×L=1.5N×0.1m
解得 L=0.3m。该捕鼠器是利用杠杆原理制成的。
20．【解析】
， 而 T1：T2=5：4，即， 解得：； 而 mB=60kg， 则物体 B 的重力为：GB=mBg=60kg×10N/kg=600N， 因此物体 C 的重力为：GC=×600N=450N； 而== 解析：【解析】
B1 1 B 2C2 1 C2G3T G 3T 16G3T G 153T ，
而 T 1 ：T 2 =5：4，即BCG 3 4 163 5 G 15 ，
解得：BCG 4G 3；
而 m B =60kg，
则物体 B 的重力为：G B =m B g=60kg×10N/kg=600N，
因此物体 C 的重力为：G C =B3 3G4 4 ×600N=450N；
而12TT=BC1(G G )31(G G )3轮轮=600N G 5450N G 4轮轮，
解得动滑轮的重力为：G 轮 =150N；
∴ A 与桌面间的滑动摩擦力为：f=1/3（G B +G 轮 ）=1/3×（600N+150N）=250N．
以物体 A 为研究对象进行受力分析，如图所示：
而 T 2 =1/3（G C +G 轮 ）=1/3×（450N+150N）=200N，
∴ 拉力 F 2 的大小为：F 2 =T 2 +f=200N+250N=450N，
∵ v=0.2m/s，
∴ 拉力 F 2 的功率为：P 2 =F 2 v=450N×0.2m/s=90W．
三、实验题
21．左
不能
一组数据具有偶然性，不能得到普遍规律
逆时针
变大
拉力的力臂变小
托盘天平
【详解】
(1)[1]杠杆右端下沉，杠杆要在水平位置平衡，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向左端调。
(2)[2][3]为了使结论具有普遍性，避免偶然性，实验需要进行多次测量，然后分析数据得出结论，所以一组实验数据不能得出结论。
(3)[4]若每个钩码重 G，每个小格长 L，在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，支点左侧
3G×3L=9GL
支点右侧
2G×4L=8GL
则杠杆逆时针旋转。
(4)[5][6]弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的力臂变小，使杠杆仍然在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数将变大。
(5)[7]在初中物理实验室，利用杠杆平衡原理制作的实验器材如：托盘天平。
22．水平
测量力臂
右
4
右
【分析】
(1)为了便于测量力臂大小，需要杠杆在水平位置平衡，调节平衡时将螺母向上翘的一端移动；
(2)(3)根据杠杆的平衡条件分析解答。
【详解】
(1)[1][2][3]实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂；杠杆左端向下倾斜，则应将平衡螺母向右端调节。
(2)[4]若每个钩码重 G，每个小格长 L，在 A 点挂 3 个相同的钩码，让杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件有
3G×4L=nG×3L
解得
n=4
在 B 点挂 4 个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡。
(3)[5]将 A、B 两点下方所挂的钩码同时朝远离支点 O 的方向各移动一小格，杠杆左侧
3G×5L=15GL
支点右侧
4G×4L=16GL
则杠杆的右端将下沉。
23． 7
两次提升的物重不同
【详解】
(1)[1]当钩码上升的高度为 10cm 时，绳自由端移动的距离为 30cm，则绳子承担重物的段数
30cm310cmsnh
绳子的段数是奇数，从动滑轮开始绕起，如图所示
(2)[2]第一次的机械效率
111 1 11N 0.1m100% 100% 100% 66.7%0.5N 0.3mW G hW Fs 有1 有1总 (3)[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组，即绳重、摩擦、滑轮重是相同的，所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。
24．增大
无关
5
0.4×10 3
【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 =1.0×10 3 kg/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，
OB=A10N 10cm=20NF OAF=5cm；
第四空．液体密度越小，浮力越小，拉力越大，根据 F 1 l 1 =F 2 l 2
得到：在 l 1 、F 2 不变时，拉力 F 1 越大，l 2 越大，最大为 OE，为 8cm，由 F A ′OA= FOE得到
F A ′=20N 8cm=10cmF OEOA =16N，
物体 M 受到的力：A点对 M 的拉力 F A ′、浮力 F 浮 ′、重力，
物体 M 受到的浮力为：
F 浮 ′=G M -F A ′=20N-16N=4N；
根据 F 浮 =ρ 液 gV 排 得到液体的密度为：
ρ 液小 =34N=10N/kg (0.1m)FgV浮排=0.4×10 3 kg/m 3 。
25．匀速直线
拉力
小悦
倾斜程度越大（或越陡）
3.5
不做功
等于
大于
【解析】
（1）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动．（2）比较表中“物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据，由实验数据可知，在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械．（3）由表中实验数据可知，实验控制了斜面长度不变而高度不断变化，斜面的倾斜程度不断变化，实验研究的是斜面成像程度对斜面机械效率的影响，验证了小悦的猜想，由表中实验数据可知：在其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高．（4）由表中第 1 组实验数据可知，W 总 Fs 5.5N×1m 5.5J，W有用 Gh 10N×0.2m 2J，额外功：W 额 W 总 - - W 有用 5.5J - - 2J 3.5J，∵W额 fs，∴摩擦力 f3.51W Js m 额3.5N.(5) 木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑，该过程中物体受斜面支持力，但在力的方向上没有通过距离，故支持力对木块不做功, 木块到达斜面 1、2 底端时的速度分别为 v 1 、v 2 ，若斜面光滑，没有摩擦，物体的机械能没有损失，则 v 1 v 2 ；若斜面粗糙程度相同，斜面 2 较长，机械能损失较多，则 v 1 v 2 ．
点睛：（1）应沿斜面匀速拉动木块，让木块做匀速直线运动．（2）分析表中实验数据，根据所控制的变量与实验现象分析答题．（3）分析表中实验数据，根据实验所控制的变量与实验数据，得出实验结论．（4）根据表中实验数据求出额外功，然后由功的计算公式求出摩擦力．
四、计算题
26．(1)18J；(2)21.6J；(3)83.3%；(4)6N
【详解】
(1)有用功为
30N 0.6m 18J W Gh 有 (2)由图可知绳子承担重物的段数 n 为 3，则绳子自由端移动的距离
3 3 0.6m 1.8m s h
总功为
12N 1.8m 21.6J W Fs 总 (3)滑轮组的机械效率
18J100% 100% 83.3%21.6JWW 有总
(4)不计绳重与摩擦，由 1F G Gn 物 动可得动滑轮的重力为
3 12N 30N 6N G nF G 动 物 答：(1)有用功是 18J；
(2)总功是 21.6J；
(3)机械效率是 83.3%；
(4)动滑轮的重力是 6N。
27．(1)1.8×10 5 N；(2)6×10 5 J；(3)90%
【详解】
(1)起重船增大的浮力
ΔF 浮 =ρ 水 gΔV 排 =1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×18m 3 =1.8×10 5 N
当起重船不吊装重物时
F 浮 ＝G 船 ①
当起重船吊装重物时
F ´ 浮 ＝G 船 ＋G 物 ②
由①②两式可得，被吊起重物受到的重力
G 物 ＝ΔF 浮 ＝1.8×10 5 N
(2)钢丝绳的拉力
F＝14(G 物 +G 动 )＝14×(1.8×10 5 N+2×10 4 N)＝5×10 4 N
拉力端移动距离
s=4h=4×3m=12m
拉力做的总功
W 总 =Fs=5×10 4 N×12m=6×10 5 J
(3)拉力做的有用功
W 有用 =Gh=1.8×10 5 N×3m=5.4×10 5 J
滑轮组的机械效率
=WW有用总=555.4 10 J6 10 J=90%
答：(1)被吊起的重物受到的重力是 1.8×10 5 N；
(2)钢丝绳拉力 F 所做的功是 6×10 5 J；
(3)滑轮组的机械效率是 90%。
28．(1)4800J；(2) 200W；(3) 83.3%
【详解】
(1)材料克服重力做的功为有用功
400s 12m 4800J W G h 有 物 (2)拉力做的功为总功，由100% 80%WW 有总可得总功
4800J6000J80% 80%WW 有总 则拉力功率
6000J200W30sWPt
(3)由图可知绳子承担重物的段数 n 为 2，物体上升 12m，则绳子末端在拉力的作用下移动
2 12m 24m s nh
由(2)知拉力做功 6000J，由 W=Fs 可得拉力
6000J=250N24mWFs 总 由 1F G Gn 物 动可得动滑轮的重力
2 2 250N 400N 100N G F G 动 物 提升 500N 重物时，物体做的有用功
W G h 有 物 拉力做的有用功
1= W Fs nFh n G G hn 总 动 物 机械效率是
500N100% 100% 100% 100% 83.3%1100N 500NW G h GWG Gn G G hn 有 物 物总动 物动 物 答：(1)在此过程中小明所做的有用功是 4800J；
(2)则拉力功率为 200W；
(3)提升 500N 重物时，机械效率是 83.3%。
29．（1）800 N；（2）740N； （3）92.5%；（4）60N。
【解析】
【详解】
（1）．物体 M 的重力：G 物 =mg=80kg×10N/kg=800N；
（2）．由于物体未露出水面,完全浸没在水中,所以 V 排 =V 物
F 浮 =ρ 水 gV 排 =ρ 水 gV 物 =1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×6×10 −3 m 3 =60N，
当物体在水里匀速上升时受三个力的作用,物体的重力、浮力和绳子的拉力,处于三力平衡,即 F 绳 =G 物 −F 浮
则 F 绳 =G 物 −F 浮 =800N−60N=740N；
（3）．由 v=st得，
物体运动的时间：
t=sv=10m0.5m/s =20s，
根据图乙可知，此时绳自由端拉力 F 做的总功是 8000J，
W 有用 =F 绳 ×h 物 =740N×10m=7400J，
滑轮组提升重物的机械效率：
η=WW有用总 ×100%=7400J8000J×100%=92.5%；
（4）．由图甲可知，n=2，
滑轮组提升重物的总功：W 总 =Fs=F×2h 物 :
则：F=2Wh总物 =8000J2 10m =400N，
因为匀速提升，对滑轮组受力分析，
则由 F=1n(F 绳 +G 动 )可得,
G 轮 =2F−F 绳 =2×400N−740N=60N.
答：（1）．物体 M 的重力为 800N；
（2）．动滑轮下端挂钩上的绳子拉力为 740N；
（3）．滑轮组提升重物的机械效率为 92.5%；
（4）．动滑轮的重力为 60N.
30．（1）
800J （2）100N（3）80%（4）900N
【详解】
（1）滑轮组做的有用功为：
= =400N 2m=800J W Gh 有 （2）由图可知，绳子段数 2 n ，由1F G Gn 拉 动（ ）
得，动滑轮的重力为：
= - =2 250N-400N=100N G nF G 动 拉 （3）绳子自由端移动的距离为：
2 2m=4m s nh ；
滑轮组做的总功为：
= s=250N 4m=1000J W F 总 滑轮组的机械效率为：
800J=80%1000JW GhW Fs 有总 （4）根据1F G Gn 拉 动（ ）
可得，最大拉力为 500N 时物体的重力：
2 500N-100N=900Nmax maxG nF G 拉 动
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