2022年辽宁省中考物理专题练6-功和机械能

这是一份2022年辽宁省中考物理专题练6-功和机械能，共23页。

A．小球从a点运动到c点，重力势能全部转化为动能
B．小球在b点的机械能大于在c点的机械能
C．小球在b点的动能等于在d点的动能
D．小球从a点运动到d点的过程中，机械能一定全部转化为内能
2．（2021•锦州一模）杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥就可以看作一个杠杆。如图所示，在用绳子刚刚拉起吊桥时，下列说法中正确的是（ ）
A．C点可以看作是杠杆的支点
B．使用这个杠杆可以省力
C．使用这个杠杆可以省距离
D．使用这个杠杆可以省功
3．（2021•于洪区二模）如图所示，是公园内的四座跷跷板。小明想与爸爸用此跷板玩游戏，但爸爸的体重几乎是小明体重的2倍，聪明的小明把爸爸拉到跷跷板跟前，安排好座位后，就顺利的玩了起来。小明安排的座位是（ ）
A．小明A位，爸爸C位B．小明A位，爸爸D位
C．小明B位，爸爸C位D．小明B位，爸爸D位
4．（2021•黑山县一模）如图甲所示用滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为500N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内匀速提升到10m的高度。拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小。则动滑轮重和机械效率分别为（ ）
A．100N；83.3%B．200N；60%C．50N；80%D．150N；75%
5．（2021•大连模拟）在“富国强军”的时代要求下，大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是（ ）（不考虑主梁自身重力）
A．B．
C．D．
6．（2021•铁岭模拟）如图所示的滑轮组拉着质量为10kg的物体M在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力F＝5N，物体M的速度v＝0.2m/s，滑轮组的机械效率为80%．下列说法中正确的是（ ）
A．物体M受到合力为零
B．物体M受到的摩擦力为15N
C．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
D．拉力F每秒钟做功为2J
7．（2022•沈阳模拟）小虎用如图所示的实验装置探究动能大小与哪些因素有关，小球从粗糙斜面上某一高度由静止开始释放，将水平木板上的木块推出一段距离，不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ）
A．小球在斜面上向下滚动过程中，机械能不变
B．整个过程中小球的能量是守恒的
C．小球释放的高度越高，它推动木块移动的距离越长
D．木板表面越光滑实验效果越好
8．（2021•大连模拟）如图中甲所示，小明用弹簧测力计拉木块。使它沿水平木板匀速滑动。图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
B．木块第一次受到的拉力较大
C．第二次拉木块时运动的速度较大
D．第二次拉木块时拉力做功较大
9．（2021•普兰店区一模）高台跳水运动员从空中下落的过程中（不计空气阻力），运动员的（ ）
A．重力势能不变，机械能不变
B．重力势减小，机械能减小
C．动能不变，机械能增大
D．动能增大，机械能不变
10．（2021•鞍山模拟）如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（ ）
A．球在B、C两点的动能相等
B．球在A、D两点的机械能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少
D．球从O点到C点的过程中势能转化为动能
11．（2021•新抚区模拟）如图所示是辽宁男篮在比赛中的精彩画面，辽宁男篮中的几位主力球员的精彩表现为球迷留下了深刻印象，下列说法正确的是（ ）
A．赵继伟助攻传球时，球的运动状态不变
B．郭艾伦持球突破上篮时，球的动能不变
C．韩德君摘下篮板球时，球具有的惯性不变
D．张镇麟双手灌篮时，不需要对球做功
12．（2021•台安县校级模拟）有关同学们在中考前体育考试时力现象的描述，正确的是（ ）
A．小王跳远时用力蹬地快速跳起，说明力是维持物体运动的原因
B．小英推出后的实心球在空中飞行过程中，她对实心球做了功
C．往返跑中小科在作变速运动，到达终点时他不能立即停下来是因为受到惯性作用
D．小芮在水平地面上站立时所受的重力和地面对她的支持力是一对平衡力
二．多选题（共1小题）
（多选）13．（2022•溪湖区校级模拟）如图所示，工人用滑轮组提升重物，在10s内将质量为100kg的物体匀速提升2m，已知工人向下的拉力为480N．下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下6m
B．工人所做有用功是2000J，总功是2880J
C．滑轮组机械效率为51%
D．物体上升的速度是0.2m/s
三．填空题（共4小题）
14．（2021•丹东）如图人站在匀速上升的自动扶梯上，以地面为参照物人是 （选填“运动”或“静止”）的；人匀速上升过程中的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
15．（2021•朝阳）在探究杠杆的平衡条件实验中，未挂钩码时，发现杠杆左低右高。应将左侧的螺母向 调节。用弹簧测力计在C点对杠杆施加竖直向上的拉力，若杠杆一直保持在水平位置平衡，只将弹簧测力计逐渐向右倾斜到图中位置，弹簧测力计的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
16．（2021•大连）工人使用独轮车搬运石头，相关信息如图所示，车箱和石头所受的总重力G＝1200N，推车时，双手向上的力F＝ N；如果将这些石头偏向车箱前部装载，推车时，双手向上的力为F′，则F′ F（选填“＞”“＝”或“＜”）。
17．（2022•沈阳模拟）如图，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆（质量忽略不计），OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一重为20N的物块。为使杠杆在图示位置静止，需要施加的最小的力F是 N。
四．作图题（共2小题）
18．（2021•辽阳）如图甲所示为搬花神器，用它把花盆抬起时，相当于一个绕O点转动的杠杆。其简化示意图如图乙所示，请在乙图中画出：
（1）花盆所受重力的示意图（O′为其重心）；
（2）杠杆平衡时作用在A点的最小动力F1及其力臂L1。
19．（2022•广东模拟）如图所示，在杠杆上的A点挂一重物，在C点对杠杆施加一个最小的力，使杠杆平衡在图示位置。试画出这个力的示意图和力臂。
五．实验探究题（共9小题）
20．（2021•阜新）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码质量都相等。
（1）如图甲所示，杠杆在此位置静止，这时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”）。
（2）调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量 。
（3）如图乙所示，若在A位置挂两个钩码，现有三个钩码，需挂在杠杆O点右侧第 格的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。
（4）实验时，多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，重复实验。这样做的目的是 。
（5）如图丙所示，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，其示数 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
21．（2022•葫芦岛模拟）同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如表所示：
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度 （选填“无关”或“有关”）。
（4）通过比较 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率 （选填“越大”或“越小”）。
22．（2021•海州区一模）有人说，同一机械的机械效率是不变的。小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验，来检验此说法是否正确。
（1）如图所示，小华在实验中保持滑轮组不变，改变重物的质量，通过弹簧测力计 拉动绳子使重物缓缓上升，测得数据如下表（g取10N/kg）：
第2次实验中的机械效率是 ；根据表中数据可以得到，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而 。
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 （选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
23．（2021•本溪二模）下面是探究“杠杆平衡条件”的实验过程，请回答下列问题。
（1）实验前要调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 。
（2）如图甲所示，要想使杠杆在水平位置平衡，只需将支点 侧的钩码向右移动一格即可。通过改变力和力臂进行多次实验，收集到了如表所示的数据，通过分析可以得出杠杆平衡的条件是：杠杆平衡时 。
（3）天平的实质是一个等臂杠杆，根据前面的探究可知，若在调节天平时将游码归零后，指针指在分度盘中线的左侧（如图乙），则应向 调节平衡螺母才能使天平平衡，这个过程实际上是通过改变 （填“力”或“力臂”）使天平平衡的。
（4）如图丙所示，用天平测量物体质量的过程中将物体和砝码的位置放反了，若游码在零刻线处时天平平衡，则根据杠杆平衡条件判断，此时测量的结果与真实值相比会 （填“偏大”、“偏小”或“没有变化”）。
24．（2021•沈阳二模）小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
（1）图甲中，杠杆静止时处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态.为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 选填“左”或“右”）移。
（2）如图乙所示，在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧B位置（右边位置第三格）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N。
（3）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小明用如图丁装置进行探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是 。
25．（2021•新抚区模拟）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。
（1）此实验是研究 （选填“碰撞前小球”、“碰撞后小球”或“碰撞后木块”）的动能，通过 来反映动能的大小。
（2）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图 （选填“甲”、“乙”）进行实验。
（3）木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ ，原因是 。
26．（2021•海安市模拟）小聪利用如图所示装置探究“物体动能的大小与哪些因素有关”。
（1）该实验是通过观察木块被钢球推动的距离，从而判断 （填“木块”或“钢球”）动能的大小。
（2）甲、乙两次实验中，将质量不同的钢球拉到相同的高度。由静止释放，小球向下摆动过程中，小球的 转化为动能。观察到质量大的钢球将木块推动的距离远，说明动能的大小和 有关。
（3）甲、丙两次实验中，将质量相同的钢球拉到不同的高度，由静止释放，观察木块被推动的距离，可以探究动能的大小和 的关系。
（4）小聪将木块下的铁板换成光滑的玻璃板，观察木块被钢球推动的距离。我们可以探究 对物体运动的影响，并可推断出：如果运动物体不受力将 。
27．（2021•中山区一模）某同学猜想“动能大小与质量和速度有关”，在探究物体动能与这两者的关系时，该同学先进行如图17所示操作：三辆小车分别从同一斜面的相同高度由静止释放，撞击水平面上同一木块。
（1）甲、乙、丙三图探究的是小车的动能与 的关系，实验中是通过观察 来比较动能的大小
（2）小明设计实验中，用小车释放高度影响小车到达水平面的速度，所以小车的释放高度要“适当”。那么释放高度过小有什么不足？
3）若要探究动能与另一个因素的关系时，让同一辆小车从 （选填“相同”或“不同”）的高度静止释放，推动木块在水平面上移动。
（4）该小组同学某次记录的部分实验数据如表：
分析表中数据可以得出的探究结论是 。
28．（2021•葫芦岛二模）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在水平面上向前移动一段距离后停下.
（1）本实验探究的是 （填“小钢球”或“小木块”）的动能。
（2）对比图甲和图丙，可探究物体的动能的大小与 的关系，若实验装置的水平面绝对光滑， （填“能”或“不能”）得出实验结论。
（3）如图甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f甲、f乙，f甲 f乙（选填“＞”、“＜”或“＝”），可见，滑动摩擦力的大小与物体 的大小无关。
六．计算题（共4小题）
29．（2021•新民市一模）如图所示，小明家装修房子时在楼上安装了一个滑轮组，将水泥从地面送上楼。他用300N的力拉动绳子，将一袋50kg的水泥匀速提升了2m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）水泥所受的重力；
（2）小明做的有用功；
（3）此过程中滑轮组的机械效率：
（4）动滑轮的重力。
30．（2021•大连二模）如图所示，小车在水平面上通过滑轮组提升重物，动滑轮重400N，小车的最大输出功率为3kW，重物A重1600N。（不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦）求：
（1）小车匀速提升重物A时滑轮组的机械效率；
（2）若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升，装置能提升重物的最大重力。（绳子能够承受足够大的力）
31．（2021•大连模拟）用图示装置提升重为900N的物体，在细绳的自由端施加一个拉力，恰好可以使物体匀速上升，此时滑轮组的机械效率为75%，求：
（1）作用在绳子自由端的拉力大小是多少？
（2）若不计绳重和摩擦，动滑轮的重力大小是多少？
（3）若不计绳重和摩擦，且提升的重物改为1200N，此时滑轮组的机械效率又为多少？
32．（2021•怀化）某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30dm3，密度为3×103kg/m3。每个滑轮的重力为20N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）工件浸没在水中时所受的浮力；
（2）工件受到的重力；
（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了多少功。
七．解答题（共1小题）
33．（2021•辽阳）趣味蹦床可以有效锻炼小朋友的平衡能力。如图所示，小华离开蹦床上升过程中，经过A点（动能为E1）后到达最高点B，从B点下落时，再次经过A点（动能为E2）。不计空气阻力，请回答：
（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能如何变化？
（2）E1和E2的大小关系，并说明判断依据。
2022年辽宁省中考物理专题练6-功和机械能
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．【解答】解：
A、从a点到c点过程中，小球的质量不变，高度变小，则重力势能变小，同时速度变大，动能变大，重力势能会转化为动能，由于小球在滚动的过程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，所以一部分重力势能会转化为内能，故A错误；
B、因小球在滚动过程中要克服摩擦力做功，机械能会逐渐减小，所以小球在b点的机械能大于在c点的机械能，故B正确；
C、小球从b运动到d的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能大于在d点的机械能；
已知b和d两点在同一水平高度，即两位置小球的重力势能相同，根据“机械能＝动能+势能”可知，小球在b点的动能大于在d点的动能，故C错误；
D、小球运动到d点时具有一定的高度，有一定的机械能，所以，小球从a到d的过程中，机械能不是全部转化为内能，故D错误。
故选：B。
2．【解答】解：A、由图可知吊桥绕着B点转动，所以护城河上安装的吊桥的支点是B点，故A错误；
BC、在刚刚拉起吊桥时，拉力的作用点是A点，阻力的作用点是桥AB的中点，过支点B做力作用线的垂线得到的线段，即为力臂，比较两力臂的大小可知，它的动力臂大于阻力臂，所以省力，但费距离，故B正确，C错误；
D、使用任何机械都不省功，故D错误。
故选：B。
3．【解答】解：跷跷板相当于等杠杆，跷跷板平衡时，小明对跷跷板的压力与力臂的乘积等于爸爸对跷跷板的压力与力臂的乘积；爸爸的体重几乎是小明体重的2倍，则爸爸对跷跷板的压力几乎是小明对跷跷板的压力的2倍，要使跷跷板平衡，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，小明的压力的力臂是爸爸的压力的力臂的2倍，即小明A位 爸爸C位，故A正确。
故选：A。
4．【解答】解：
（1）有用功：W有＝Gh＝500N×10m＝5000J；
据图乙可知，此时拉力做的总功是6000J，
所以其机械效率是：η=W有W总×100%=5000J6000J×100%≈83.3%；
（2）据图甲能看出有两端绳子吊着动滑轮，故应该费2倍的距离，所以绳子自由端移动的距离是s＝2×10m＝20m；
故据（2）中的数据可知，W＝Fs，故F=W总s=6000J20m=300N；
所以动滑轮的重力是G动＝2F﹣G＝2×300N﹣500N＝100N。
故选：A。
5．【解答】解：在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，以左侧的支柱为支点，右支架对主梁的支持力F为动力，重物对杠杆的拉力为重力，大小等于物体的重力G，动力臂为整个主梁的长度，设为L，阻力臂为L﹣s，
根据杠杆平衡条件FL＝G（L﹣s）得拉力：F＝G−GsL，
由关系式知：右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s成一次函数关系，且拉力随s的增大而减小，故B符合题意。
故选：B。
6．【解答】解：由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝3；
A、物体M做匀速直线运动，处于平衡状态，所以物体M受到的合力为0，故A正确；
B、绳子自由端移动的距离s＝3s物，
滑轮组的机械效率η=W有用W总=fs物Fs=fs物F×3s物=f3F，
所以物体M受到的摩擦力：f＝3Fη＝3×5N×80%＝12N，故B错误；
C、由于三段绳子拉着物体，所以绳端移动速度为物体移动速度的3倍，
即v绳＝3v＝3×0.2m/s＝0.6m/s，故C错误；
D、拉力F的功率P＝Fv绳＝5N×0.6m/s＝3W，
拉力F每秒做功为W＝Pt＝3W×1s＝3J，故D错误。
故选：A。
7．【解答】解：AB、在整个过程中小球要克服摩擦力做功，机械能转换为内能，所以小球的机械能减小，小球的能量不守恒，故AB错误；
C、由于动能的大小与物体的质量和速度有关，小车释放的高度越高，小车到达斜面底端速度越大，具有动能越大，小车推动木块移动的距离越长，故C正确；
D、木板表面越光滑，小球推动木块移动的距离越长，而木板的长度有限，将不利于实验，故D错误。
故选：C。
8．【解答】解：AB、从图象上可以看出，木块两次都是做匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等，而摩擦力决定于压力和接触面的粗糙程度，所以摩擦力的大小相同，拉力大小也相同，故A正确、B错误；
C、由图可知，相同时间内第一次运动的路程大于第二次运动的路程，所以第一次拉木块时运动的速度较大，故C错误；
D、由AB知，两次拉动木块的拉力大小相等，但木块两次滑动的距离未知，所以无法比较两次拉力做功大小，故D错误。
故选：A。
9．【解答】解：高台跳水运动员在空中下落过程中（不计空气阻力），质量不变、高度减小，重力势能减小；质量不变、速度变大，动能变大，在势能和动能的相互转化过程中机械能能量守恒。
故选：D。
10．【解答】解：由于存在空气的摩擦，秋千在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小；
A、球在B、C两点高度相同，重力势能相同，B的机械能大于C的机械能，B的动能大于C的动能，故A错误；
B、由于机械能逐渐减小，则A的机械能大于D的机械能，故B错误；
C、球从B点到O点的过程中，克服摩擦做功，机械能减少，故C正确；
D、球从O点到C点的过程中，质量不变，高度增加，重力势能变大，速度变小，动能变小，动能转化为重力势能，故D错误。
故选：C。
11．【解答】解：
A、赵继伟助攻传球时，球的速度大小和运动方向不断发生变化，所以球的运动状态不停的改变，故A错误；
B、郭艾伦持球突破上篮时，球的速度发生改变，所以球的动能改变，故B错误；
C、韩德君摘下篮板球时，球的质量不变，所以球具有的惯性不变，故C正确；
D、张镇麟双手灌篮时，运动员对球施加了力，篮球在力的方向上通过了距离，所以对篮球做了功，故D错误。
故选：C。
12．【解答】解：A、跳远时用力蹬地快速跳起，说明力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的，故A错误。
B、小英推出后的实心球在空中飞行过程中，小英对实心球不再施加力的作用，根据做功的条件知，小英对实心球没有做功，故B错误。
C、往返跑中小科在作变速运动，到达终点时他不能立即停下来是因为小科具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故C错误。
D、小芮在水平地面上站立时处于平衡状态，则小芮所受的重力和地面对她的支持力是一对平衡力，故D正确。
故选：D。
二．多选题（共1小题）
13．【解答】解：
A、由图可知动滑轮上的绳子股数为3，则绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×2m＝6m，故A正确；
B、工人所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝100kg×10N/kg×2m＝2000J，
拉力做的总功：W总＝Fs＝480N×6m＝2880J，故B正确；
C、滑轮组的机械效率：η=W有W总=2000J2880J×100%≈69.4%，故C错误；
D、物体上升的速度为：v=ℎt=2m10s=0.2m/s，故D正确。
故选：ABD。
三．填空题（共4小题）
14．【解答】解：（1）以地面为参照物，人和地面之间位置发生变化，所以人是运动的。
（2）人乘电梯匀速上升时，人的质量不变，速度不变，动能不变；上升时，人的质量不变，高度增大，重力势能增大，故机械能增大。
故答案为：运动；增大。
15．【解答】解：（1）杠杆左低右高，因此应将杠杆左端的平衡螺母向右调节；
（2）当弹簧测力计逐渐向右倾斜到图中位置，力臂变短，阻力、阻力臂不变，动力臂变短，动力变大，弹簧测力计的示数会变大。
故答案为：右；变大。
16．【解答】解：由图可知：独轮车在使用过程中，L1＝90cm+30cm＝120cm＝1.2m，L2＝30cm＝0.3m，
根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2得：FL1＝GL2，所以，F=GL2L1=1200N×；
如果将这些石头偏向车箱前部装载，推车时，动力臂不变，阻力臂变小，阻力不变，根据杠杆的平衡条件可知，双手向上的力变小，则F′＜F。
故答案为：300；＜。
17．【解答】解：在B点施加一个力最小的力，则力臂应最大，当OB作为力臂时，动力臂是最大的，动力最小；OA＝40cm，AB＝30cm，根据勾股定理可知，OB=(30cm)2+(40cm)2=50cm；OC＝20cm；
根据杠杆的平衡条件可知：G×OC＝F×OB，即：20N×20cm＝F×50cm，解得：F＝8N。
故答案为：8。
四．作图题（共2小题）
18．【解答】解：（1）重力方向竖直向下，作用点在重心，如下图所示：
（2）由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此连接OA作为动力臂L1最长；动力的方向应该向下，过点A垂直于OA斜向下作出最小动力F1的示意图，如图所示：
。
19．【解答】解：根据杠杆平衡条件，要想动力最小，动力臂就要最大，因为支点是O点，当力作用在C点时，力臂最长。所以过点C作垂直于OC的有向线段，即为最小力的示意图，要使杠杆平衡，其方向应该向上，如图所示：
五．实验探究题（共9小题）
20．【解答】解：（1）杠杆静止或匀速转动叫杠杆的平衡，故小王把杠杆放在支架上后，在图甲所示位置静止，这时的杠杆处于平衡状态；
（2）杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂；
（3）设杠杆的一个小格是l，一个钩码重为G，根据杠杆平衡条件得，2G×3l＝3G×L2，所以L2＝2l，所以挂在杠杆O点右侧第2格的位置挂3个钩码；
（4）探究杠杆平衡的条件时进行多次实验，多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力，动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是通过实验数据总结实验结论，使实验结论具有普遍性，避免偶然性；
（5）保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大。
故答案为：（1）平衡；（2）力臂；（3）2；（4）寻找普遍规律；（5）变大。
21．【解答】解：（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动；
（2）在第四次实验中，s＝0.5m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝5，即承担物重的绳子股数n＝5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的；
（3）通过比较实验1、2数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关；
（4）1、3两次实验，s＝0.3m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝3，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮的重力不同，机械效率不同，动滑轮越重机械效率越小。
故答案为：（1）匀速；（2）丙；（3）无关；（4）1、3；（5）越小。
22．【解答】解：（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力等于测力计示数；
（2）根据表中数据，第2次实验的机械效率：
η=W有用W总=GℎFsmgℎFs×100%=0.2kg×10N/kg××0.2m×100%＝62.5%；
根据表中数据可以得到，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而增大；
（3）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，他的想法不正确，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，导致测力计示数偏小，测量的机械效率偏高。
故答案为：（1）竖直匀速；（2）62.5%；增大；（3）不正确；摩擦力。
23．【解答】解：（1）实验前要调节杠杆在水平位置平衡，此时杠杆的重心过支点，杠杆重力的力臂为0，则这样做的目的是消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）如图甲所示，要想使杠杆在水平位置平衡，设一个钩码重为G，杠杆一个小格代表L，根据杠杆平衡条件得，
2G×2L＝G×nL，
所以n＝4，所以右端钩码向右移动1格，此时使杠杆在水平位置平衡；
从实验表格中可知，几次实验数据都满足：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；
（3）将游码归零后，指针偏在分度盘左侧，为使天平平衡，此时应将右端平衡螺母向右调节；
天平的实质是一个等臂杠杆，右端平衡螺母向右调节，增大平衡螺母到支点的距离，所以该操作实际上是通过增大右端平衡螺母对杠杆作用力的力臂来实现的；
（4）如图丙所示，用天平测量物体质量的过程中将物体和砝码的位置放反了，若游码在零刻线处时天平平衡，则根据杠杆平衡条件判断，天平是等臂杠杆，左盘的质量等于右盘质量，此时测量的结果与真实值相比会没有变化。
故答案为：（1）消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；（2）右；动力×动力臂＝阻力×阻力臂；（3）右；力臂；（4）没有变化。
24．【解答】解：（1）杠杆处于静止状态是平衡状态；为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，杠杆右端偏高，应将杠杆两端的螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡；
（2）一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格为L，
由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知，
3G×4L＝F×3L
解得：F＝4G＝4×0.5N＝2N；
（3）图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变小，这是因为，当拉力由倾斜变成竖直时，阻力阻力臂不变，拉力F力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡；
（4）利用如图丁所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
故答案为：（1）平衡；右；（2）2；（3）变小；（4）杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
25．【解答】解：（1）此实验是研究碰撞前小球的动能，该实验是通过木块移动的距离来表示小球具有的能量大小，用到了转换法；
（2）若要探究动能大小与速度的关系，控制物体的质量不变，改变物体的速度，应选择图乙进行实验；
（3）木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力，与压力大小和接触面粗糙程度有关，二者不变，滑动摩擦力不变；克服摩擦力做功的功率P=Wt=fst=fv可知，滑动摩擦力f不变，速度减小，木块在水平面上滑动时，克服摩擦力做功的功率变小；
（4）如果水平面绝对光滑，小球推木块运动时，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去；木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较。
故答案为：（1）木块移动的距离；（2）乙；（3）不变；变小；（4）不能；木块将做匀速直线运动。
26．【解答】解：（1）该实验中钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的，木块被撞的越远，说明钢球的动能越大，被撞的越近，说明钢球的动能越小，这里采用了转换法的思想；
（2）甲、乙两次实验中，将质量不同的钢球拉到相同的高度，由静止释放，小球向下摆动过程中，小球的重力势能转化为动能。不计空气阻力，钢球的机械能是守恒的，保持不变；观察到质量大的钢球将木块推动的距离更远，说明钢球对木块做功越多，钢球的动能越大，由此可以说明动能的大小和质量有关；
（3）甲、丙两次实验中，将质量相同的钢球拉到不同的高度，由静止释放，高度越高，撞击木块前的速度越大，木块移动的距离越远，动能越大，所以可以探究动能的大小和速度的关系；
（4）小聪将木块下的铁板换成光滑的玻璃板，观察木块被钢球推动的距离。我们可以探究阻力对物体运动的影响，并可推断出：如果运动物体不受力将做匀速直线运动。
故答案为：（1）钢球；（2）重力势能；质量；（3）速度；（4）阻力；做匀速直线运动。
27．【解答】解：（1））由图知，质量不相同小车分别从同一斜面同高度由静止滑下，小车的质量不同，初速度相同，所以可探究动能与小车的质量的关系；
实验中通过小车推动木块移动的距离来反映动能的大小；
（2）小车的释放高度要“适当”，释放高度过小时，小车到达水平面时的速度过小，动能过小，撞击木块移动的距离较小，不易于观察实验现象；
（3）若要探究动能与速度的关系时，需要控制小车的质量相同，滑下的高度不同，即让同一辆小车从不同的高度静止释放，推动木块在水平面上移动；
（4）根据表格中的数据可知，小车滑下的高度相同，到达水平面时的速度相同，小车的质量越大，推动木块移动的距离越大，则小车的动能越大，故结论为：在速度相同时，质量越大，动能越大。
故答案为：（1）质量；木块移动的距离；（2）小车的动能过小，撞击木块移动的距离较小，不易于观察实验现象；（3）不同；（4）在速度相同时，质量越大，动能越大。
28．【解答】解：（1）该实验研究的主体是小钢球，实验中探究的是小钢球的动能大小；
（2）对比图甲和图丙可知，两小球的质量相同，滚下的高度越大，到达水平面的速度越大，将木块推得越远，得出的结论是：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；
若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，小球和物块将一直运动下去，没有物块运动距离的远近之分，所以不能达到通过比较距离来比较动能的目的；
（3）甲、乙两次实验中，木块在移动的过程中对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变，即f甲＝f乙；木块在两次实验中运动的速度不同，摩擦力相同，由此可知，滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关。
故答案为：（1）小钢球；（2）速度；不能；（3）＝；速度。
六．计算题（共4小题）
29．【解答】解：（1）水泥所受的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；
（2）小明做的有用功：W有＝Gh＝500N×2m＝1000J；
（3）由图可知n＝2，滑轮组的机械效率：η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF=500N2×300N≈83.3%；
（4）因为不计绳重和摩擦时F=1n（G+G动），则动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×300N﹣500N＝100N。
答：（1）水泥所受的重力为500N；
（2）小明做的有用功为1000J；
（3）此过程中滑轮组的机械效率为83.3%：
（4）动滑轮的重力为100N。
30．【解答】解：（1）不计绳重及滑轮组的摩擦，W额＝G动h，小车提升重物A时滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=GℎGℎ+G动ℎ=GG+G动=1600N1600N+400N×100%＝80%；
（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则小车运动的速度：
v车＝nv物＝3×1m/s＝3m/s，
不计小车所受摩擦阻力，由P=Wt=Fst=Fv可得，小车提供的最大拉力：
F大=Pv车=3000W3m/s=1000N，
不计绳重及滑轮组的摩擦，拉力F=13（G+G动），能提升重物的最大重力：
G大＝3F大﹣G动＝3×1000N﹣400N＝2600N。
答：（1）小车提升重物A时滑轮组的机械效率为80%；
（2）若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升，整个装置工作过程中能提升重物的最大重力为2600N。
31．【解答】解：（1）由图知，n＝3，绳子自由端移动距离s＝3h，
滑轮组的机械效率η=W有用W总=GℎFs=GℎF×3ℎ=G3F=75%，
拉力大小：
F=G3×75%=900N3×75%=400N；
（2）不计绳重和摩擦，拉力F=13（G+G动），
则动滑轮重力：
G动＝3F﹣G＝3×400N﹣900N＝300N；
（3）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η=W有用W总=GℎGℎ+G动ℎ=GG+G动，
提升的重物改为G′＝1200N，此时滑轮组的机械效率：
η′=G'G'+G动'=1200N1200N+300N×100%＝80%。
答：（1）作用在绳子自由端的拉力大小是400N；
（2）若不计绳重和摩擦，动滑轮的重力大小是300N；
（3）若不计绳重和摩擦，且提升的重物改为1200N，此时滑轮组的机械效率又为80%。
32．【解答】解：（1）工件浸没在水中时，排开水的体积V排＝V＝30dm3＝0.03m3，
受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.03m3＝300N；
（2）根据ρ=mV可得，工件的质量：
m＝ρV＝3×103kg/m3×0.03m3＝90kg；
工件的重力G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N；
（3）工件在水中上升受到的拉力F拉＝G﹣F浮＝900N﹣300N＝600N，
绳子移动距离s＝2h＝2×6m＝12m，
工人拉绳子的力F=12（F拉+G动）=12（600N+20N）＝310N，
工人做功W总＝Fs＝310N×12m＝3720J。
答：（1）工件浸没在水中时所受的浮力为300N；
（2）工件受到的重力为900N；
（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了3720J功。
七．解答题（共1小题）
33．【解答】解：（1）从A上升到B的过程中，小华的质量不变，高度变大，所以重力势能变大；
（2）E1＝E2；不计空气阻力，小华的机械能是守恒的，即上升过程中的A点和下落过程的A的机械能是相同的，由于A点的高度不变，小华的质量不变，重力势能不变，所以动能是相同的。
故答案为：（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能变大；（2）E1＝E2；不计空气阻力，小华的机械能是守恒的，即上升过程中的A点和下落过程的A的机械能是相同的，由于A点的高度不变，小华的质量不变，重力势能不变，所以动能是相同的即E1＝E2。
实验
次数
钩码
重G/N
钩码上升
高度h/m
钩码上升
高度h/m
绳端移动
距离s/m
机械
效率η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.5%
序号
重物质量/kg
重物上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
绳端移动距离/cm
机械效率
1
0.1
10
1.1
20
45.5%
2
0.2
10
1.6
20
﹣﹣﹣
3
0.3
10
2.1
20
71.4%
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1
0.1
2
0.05
2
1.5
0.2
1
0.3
3
2
0.1
1
0.2
4
1
0.25
2.5
0.1
实验次数
1
2
3
小车质量m/g
10
20
30
小车释放的高度b/cm
5
5
5
木块移动距离s/cm
10
18
29