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(辅导班专用)九年级物理寒假讲义 专题14 简单机械（跟踪练习）（含解析）
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这是一份(辅导班专用)九年级物理寒假讲义 专题14 简单机械（跟踪练习）（含解析），共58页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
专题14 简单机械（练习）（教师版）
第一部分 基础练习
一、选择题
1．下列工具在使用时属于费力杠杆的是（ ）。
A.铁皮剪刀
B.理发剪刀
C.树枝剪刀
D.钢丝钳
2.如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆（ ）。
A.一定是省力杠杆；B.一定是费力杠杆；C.一定是等臂杠杆；D.以上情况都有可能
3．如图所示，在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中，要使调好的杠杆重新在水平位置平衡，应在A处悬挂钩码的个数是（ ）。
A.一个 B.两个 C.三个 D.四个
4．用细绳系住厚度不均匀的木板的O处，木板恰好处于静止状态，且上表面保持水平。如图所示，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，要使木板在此过程始终保持平衡，必须满足的条件是（ ）。
A.两车的质量相等； B.两车的速度大小相等；
C.质量较小的车速度较大；D.两车同时到达木板两端
5．如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，O为支点，物体A是边长为0.1m的正立方体。当杠杆右侧挂一个重4N的物体B时，杠杆在水平位置平衡。此时物体A对水平桌面的压强为300Pa。下列说法正确的是（ ）。
A.物体A受到的支持力为2N；
B.物体A受到的重力为5N；
C.物体B向右移动l小格，物体A受到的拉力减小1N；
D.物体B向右移动l小格，物体A受到的支持力减小1N
6.如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（ ）。
A.动力臂逐渐变大；B.阻力臂逐渐变大；C.动力F保持不变；D.动力F逐渐减小
7.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ）。
A．W1=W2，η1=η2； B．W1=W2，η1＜η2；
C．W1＜W2，η1＞η2；D．W1＞W2，η1＞η2
8.如图所示的装置中，物体G1重为100N，物体G2重为10N，当G1不加外力时，G2恰能匀速下降。若在G1上加水平向左的拉力（如图虚线所示），恰能让G1匀速向左运动，则拉力F为（不计拉绳的重及摩擦）（ ）。
A.10N B.20N C.50N D.110N
9.如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离.所用拉力分别是F1、F2、F3，这三个力作用点移动距离分别是S1、S2、S3，移动速度分别为V1、V2、V3，不计滑轮摩擦，则（ ）。
A.F1:F2:F3=2:1:4、S1:S2:S3=2:1:4； B.F1:F2:F3=2:1:4、S1:S2:S3=2:4:1；
C.F1:F2:F3=2:4:1、V1:V2:V3=2:1:4； D.F1:F2:F3=2:1:4、V1:V2:V3=2:4:1
10.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）。
A．甲图省力，机械效率甲图大；B．甲图省力，机械效率一样大；
C．乙图省力，机械效率乙图大；D．乙图省力，机械效率一样大
11.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同；
B．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同；
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等；
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
二、填空题
12.如图所示，曲杆AOB可绕轴O转动，AO=BO，在A点挂一重为200N的重物，曲杆在水平位置平衡时，向下的拉力F 200N。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
13.如图所示，有一块质量不计的长木块AB可绕O点无摩擦转动，且OA=1m，OB=3m，在A端挂一个配重P，体重为400N的小明站在B点时，P对地面的压力为300N，则配重P受的重力大小为___N，当小明向左走到距O点___m处时，P对地面的压力刚好为860N。
14.如图所示，在竖直向上大小为10N力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为 和 。
15.如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是 ，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是 。
16.一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为 ，乙图中人拉动汽车的拉力至少为＿＿＿，其中比较省力的是＿＿图。（绳与滑轮间的摩擦不计）。
甲
乙
17.利用如图所示的滑轮组将一个重200N的物体，匀速提高5m，不计滑轮自重、绳重及摩擦，绳子自由端施加的拉力F为 N。若实际拉力F为60N，则实际拉力F所做的功为 J。
18.滑轮组将重500N的物体，举高80cm的过程中，机械效率为80%，则此过程中有用功为 J；额外功为 J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重 N；当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为 。
三、作图题
19.如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下处于平衡状态，O为支点，l1是力F1的力臂，在图中画出F2的力臂和动力F1。
20.胶棉拖把的主要结构如图甲所示，使用时先将棉头浸泡于水中吸水，再拉动拉手，使之绕O点转动，胶棉夹将棉头中多余水挤出后便可清理地板，请在图乙示意图中画出：
（1）动力F1的力臂l1；
（2）作用在B点的阻力F2。
四、实验探究题
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，此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向 调。
（2）某同学进行正确的实验操作后，能不能根据图（甲）这一组数据得出探究结论？ （填“能”或“不能”）。理由是 。
（3）如图（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“左”或“右”）端将下沉。
（4）如图（乙）所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉。当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 （选填：“变大”、“变小”或“不变”），其原因是： 。
22.下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离S，将这三个量填入表格。
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。
实验记录：
实验次数
钩码重力G/N
物体上升的高度h/cm
有用功
W有/J
拉力
F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
总功
W总/J
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。
请你评价小明和小红的实验报告。
（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性。
五、计算题
23.利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）货物A在10 s内移动的距离；
（2）这个过程中拉力F的功率；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
24.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍．求：
（1）货箱的重力是多少？
（2）拉力F的功率是多少？
（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？
（4）此滑轮组的机械效率是多少？
第二部分 提高练习
一、选择题
1．（2020·咸宁）下列的工具中，在使用时可以省距离的是（ ）。
A．食品夹 B．裁剪刀
C．钢丝钳 D．核桃夹
2．（2020·凉山）在如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）。
A． B．
C． D．
3.（2020·河南）在图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是（ ）
A. 瓶盖起子 B.食品夹 C 起钉锤 D.核桃夹
4．（2020·安顺）撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是（ ）。
A．此时撬棒为等臂杠杆；
B．应用此撬棒的主要目的是省力；
C．力F的作用点靠近O点会更省力；
D．应用此撬棒的主要目的是省距离
5.（2020·龙东）下图是杠杆原理在生活中的应用，能省距离的是（ ）。
6.（2020·宜昌）如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是（ ）。
A. 手握的位置靠近把手末端时更费力；
B. 砖头的位置远离车轮时抬起更省力；
C. 轮子的中心是杠杆的支点；
D. 图中拉力F大于重力G
7.（2020·宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（ ）。
A. 任何机械设备的效率总小于1；
B. 减小机械内部摩擦可以提高其效率；
C. 提高机械设备的效率可以节能减排；
D. 用机械设备做功越快，其效率越高
8．（2020·长沙）罗老师用加装了杠杆装置的压缩空气引火仪来演示实验，她将一小团硝化棉放入厚玻璃筒内，握住杠杆的A端迅速向下压，棉花被点燃，下列说法正确的是（ ）。
A．该杠杆是费力杠杆；
B．该杠杆是省力杠杆；
C．向下压活塞时，将内能转化为机械能；
D．在B点竖直向下压比在A点竖直向下压省力
9.（2020·达州）一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块，此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中，如图所示。已知：，，，则下列判断正确的是（ ）。
A. A端下降 B. B端下降 C. 仍然平衡 D. 无法判断
10．（2020·山西）如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）。
A．甲方式可以省力；
B．乙方式不能改变力的方向；
C．甲、乙两种方式做的有用功相等；
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
11．（2020·东莞）在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）。
A．绳子自由端被拉下了10m；B．这个滑轮组能省距离；
C．这个滑轮组能省力； D．这个滑轮组能省功
12.（2020·广州）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（ ）。
A. 甲的机械效率比丙的大；
B. 乙、丁的机械效率相同；
C. 使用丙提升物体M时省力；
D. 实验测得的数据无法算出机械效率
13.（2020·黄石）如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用100N的拉力F，在10s内把重150N的重物G提升4m，则此过程中（ ）。
A. 该滑轮组的效率为75% B. 他做的总功为1200J
C. 他做的有用功为800J D. 他对滑轮组做功的功率为60W
14.（2020·天门）如图所示，用滑轮组提升重物，此时测力计示数为680N｡已知人的质量为50kg，每个滑轮的重力为20N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A. 人的拉力大小为340N B. 物体的重力为420N
C. 滑轮组的机械效率为61.8% D. 人能够拉起的最大物重为980N
15．（2020·凉山）关于功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）。
A．做功越多的机械，其功率就越大；
B．越省力的机械，其功率就越小；
C．做功越慢的机械，其机械效率就越低；
D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
16．（2020·咸宁）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（ ）。
A．动滑轮的重力为5N；
B．该滑轮组的机械效率可以达到100%；
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少；
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
17.（2020·随州）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：
①动滑轮重为200N；
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J；
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大；
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（ ）。
A. 只有①③正确；B. 只有②③正确；C. 只有①②③正确；D. ①②③④都正确
18.（2020·丹东）如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力，斜面长、斜面高。下列说法正确的是（ ）。
A. 克服物体重力做功7.2J B. 额外功为1.8J
C. 物体受到的摩擦力为2.25N D. 斜面的机械效率为37.5%
二、填空题
19.（2020·广州）如图所示，以硬尺上某位置为支点O，在尺上挂一重3N的物体M，尺在竖直向上的拉力F作用下保持水平静止，尺的质量不计。
(1)O在______dm刻度线处；
(2)画出F的力臂______。
20．（2020·黑龙江）在”探究杠杆平衡条件”的实验前，如图甲，杠杆不在水平位置平衡，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 移动。实验中，如图乙，在A点用弹簧测力计施加一个竖直向上的力，在B点施加一个最小为 N的力，才能使杠杆在水平位置重新平衡。
21.（2020·随州）小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题：
(1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______；
(2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：“F1×L1=F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：______；
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
2
6
3
4
(3)某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆应用与此图中杠杆类型相同的是______（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）；
(4)在上图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过______cm。
22．（2020·齐齐哈尔）小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N．此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
23．（2020·临夏）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
24.（2020·武威）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
25.（2020·南京）如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是______，克服动滑轮重所做的额外功占总功的______%。
26．（2020·淮安）如图所示，小明用100N竖直向上的力F，将重为150N的物体，在时间5s内匀速提升1m。在此过程中力F做功的功率为 W．滑轮的机械效率为 。
27．（2020·扬州）如图，“测动滑轮机械效率”时必须沿 方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码重为1N，弹簧测力计的示数为 N，动滑轮的机械效率是 。
28.（2020·营口）如图所示是小娜测量滑轮组的机械效率的实验装置，每个钩码重。实验时小娜沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，用时，弹簧测力计示数如图所示，不计绳重及摩擦，则装置中动滑轮重是______N，拉力做功的功率是______W，滑轮组的机械效率是______。（计算结果精确到0.1%）
三、作图题
29．（2020·扬州）如图，在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力F及对应的力臂l。
30.（2020·营口）如图甲所示是一种红酒开瓶器，图乙是其简化的示意图，O是支点，是瓶塞作用在B点的阻力。请在图乙中画出阻力臂，并画出作用在A点的最小动力及动力臂。
31.（2020·朝阳）图甲是自行车手闸，其中AOC部分可视为杠杆，O为支点，刹车线对A点的拉力为阻力F2，其简化示意图如图乙。请在乙图中画出：
(1)阻力的力臂L2；
(2)刹车时，作用在杠杆AOC上的最小动力F1。
32.（2020·丹东）如图，O点是轻质杠杆AOB的支点，杠杆上的C点受到阻力F2的作用。若使杠杆在图中所示位置静止，请在杠杆上画出所要施加的最小动力F1的示意图，并画出动力臂l1和阻力臂l2。
四、实验探究题
33.（2020·丹东）在“探究杠杆平衡条件”实验时，实验中所用钩码的质量均为50g。
(1)实验前，应先调节杠杆在水平位置平衡。若向右调节杠杆两端的_______时，可使杠杆在水平位置平衡，则调节前，杠杆____（选填 “左”或“右”）端偏低；
(2)如图甲，当在杠杆左侧第2格处挂6个钩码，在右侧第3格处挂____个钩码（图中右侧钩码未画出）的时候，杠杆在水平位置平衡。此时，若将杠杆左右两侧所挂的钩码各向远离支点O的方向移动1个格，则杠杆_____（ 选填“左”或“右”）端将下降；
(3)如图乙，当在杠杆左侧第2格处挂4个钩码，在杠杆的右侧用竖直向下的拉力F作用时，杠杆在水平位置平衡。若使杠杆继续在水平位置保持平衡，将拉力方向旋转到图中虚线位置时，拉力F的力臂将_____， 拉力F的大小将______（两空都选填“变大”、“变小”或“不变”）。
34.（2020·广元）如图所示是小王“探究杠杆的平衡条件”的装置，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为0~5N。
(1)将该装置置于水平桌面上，静止时处于甲图所示状态。为使杠杆在水平位置平衡，小王应将杠杆右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）移，这样做的好处是便于直接测量______。
(2)乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在A点下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将B点的钩码向右移动______格。
(3)丙图中杠杆每个小格长度均为5 cm，在C点竖直悬挂4个重为0.5N的钩码，当在D点用如丙图所示动力F拉杠杆。使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为______cm，动力F为______N。
35.（2020·东营）学习了“滑轮组的机械效率”后，某兴趣小组对“斜面的机械效率与哪些因素有关”这一课题产生了浓厚兴趣，他们猜想，斜面作为一种简单机械，它的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关｡为此，实验室提供了如下器材∶长木板､垫木（长宽高之比为1∶2∶4）､木块（带钩）､天平､弹簧测力计､停表､刻度尺､细线｡请根据需要选择合适的器材，完成以下题目｡
(1)实验目的：______
(2)实验器材：______
(3)实验步骤：______
(4)分析与论证：______
(5)交流与评估：______
36.（2020·威海）如图所示，用滑轮组提升物体，已知滑轮质量均为2kg，物体重100N，绳子能承受的最大拉力为50N。请画出绳子的正确绕法，并在绳的末端标出力的方向。（不考虑绳重及摩擦）
37．（2020·河北）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，如： 。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
实验序号
1
2
3
4
5
6
斜面倾角
θ
θ
θ
θ
θ1（θ1＞θ2）
θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物块重G/N
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力F/N
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
回答下列问题：
（1）通过对比实验 中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；
（2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时， ；
（3）为验证猜想3，小明做了实验 （填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是 。
【拓展】完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是 %．（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功）
38．（2020·黑龙江）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。
（1）实验中应 拉动弹簧测力计。
（2）实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下。
装置
钩码重/N
钩码上升的高度/m
弹簧测力计示数/N
绳子自由端移动的距离/m
a
2
0.1
1.5
0.2
b
2
0.1
1.0
0.3
c
5
0.1
2.0
0.3
计算出a组实验的：有用功 J，机械效率 。
（3）比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：η1 η2．若提升相同物重到相同高度，与a装置相比，b装置的优势是 。
比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1 η2，影响它们机械效率高低的因素是 。
五、计算题
39.（2020·潍坊）疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1=10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量m2=56kg，g取10N/kg，求此时：
(1)大壮对杆的拉力大小；
(2)地面对大壮的支持力大小。
40．（2020·天水）在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在20s内将450N的材料提升了10m，（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg）。求：
（1）拉力的功率是多少？
（2）提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？
（3）若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？
41.（2020·龙东）如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N。求：
(1)物体上升的高度；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)拉力的功率。
42.（2020·荆州）为了进一步理解所学知识，朝阳中学物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为0.3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滑动摩擦力为2N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.05kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为0.2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求：
(1)细绳的拉力F；
(2)滑轮组的机械效率η；
(3)玩具电动小车牵引力的功率P。
43.（2020·南通）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。
(1)求提升重物做的有用功；
(2)求绳端的拉力；
(3)若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
44．（2020·苏州）科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图（如图）进行研究。若爷爷质量m人＝60kg，奶奶用F＝240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s＝6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）奶奶所做的功；
（2）动滑轮（含座椅）的质量；
（3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）。
45.（2020·达州）如图所示，物体A重200N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有足够深的水。用图中的滑轮组（定滑轮用轻质细杆固定在水平地面上）将浸没在水中的物体A匀速提出水面，当物体A浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体A不吸水、不沾水，，，g=10N/kg。求：
(1)物体浸没在水中时受到的浮力；
(2)物体完全提出水面后，水对容器底减小的压强；
(3)物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率。（小数点后保留一位数字）
参考答案
第一部分 基础练习
一、选择题
1．【答案】B。
【解析】A、剪铁皮的剪刀在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
B、理发剪刀在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
C、树枝剪刀在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
D、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选B。
2.【答案】D。
【解析】B 点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能省力，可能费力，可能既不省力也不费力．故ABC 不符合题意，D 符合题意。故选D。
3．【答案】C。
【解析】设每个钩码的重力是G，杠杆每格的长度是L，
由图示可知，左边动力F动=2G，动力臂L动=3L，阻力臂L阻=2L，
由杠杆平衡条件得：F动×L动=F阻×L阻，即2G×3L=F阻×2L，
解得F阻=3G，则在B处应挂3个钩码。故选C。
4．【答案】D。
【解析】木板原来是平衡的，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，若保持木板平衡根据杠杆的平衡条件：G1L1=G2L2，
根据可得L=vt，则有：m1v1t=m2v2t，即：m1v1=m2v2，
A、两车的质量相等，速度不同则不能平衡，故A错误。
B、车的速度大小相等，质量不同不能平衡，故B错误。
C、须满足G左/G右与两端距支点距离L右/L左相等才能平衡，故C错误。
D、质量较小的车速度较大，故D正确。故选D。
5．【答案】BD。
【解析】A、此时物体处于静止状态，其对地面的压强是300Pa，其底面积是0.01m2，故此时物体对地面的压力是：F=PS=300Pa×0.01m2=3N；
由于此时物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，故大小相等，故此时物体A受到的支持力是3N，即该选项错误。
B、据杠杆的平衡条件知，此时杠杆对A 的拉力是F拉，故F拉LA=FBLB，
故,由于此时的F拉=G-F支，故G=F拉+F支=3N+2N=5N。故该选项正确。
C、当物体B向右移动一个小格，此时符合杠杆的平衡条件，即
，故此时物体A受到的拉力增大1N，故该选项错误。
D、据上面的分析不难看出，此时物体A受到的拉力增大1N，即此时物体A受到的支持力减小1N，故该选项正确。故选BD。
6.【答案】A。
【解析】因为动力F始终与杠杆垂直，所以动力臂不变，故CD错误。
将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，阻力G的力臂变大，而阻力不变，动力臂不变，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，动力F变大．故A正确，B错误。故选A。
7.【答案】C。
【解析】根据总功等于有用功加上额外功，由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，可以比较出两种情况的总功大小；再根据两种情况的有用功相同，利用即可比较出二者机械效率的大小。
因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高；因为乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。
即W1＜W2，η1＞η2，所以C选项正确。
8.【答案】B。
【解析】当G1不加外力时，因为G2匀速下降，根据定滑轮的特点可知，G1受到的摩擦力f=G2=10N。
当G1受到拉力水平向左匀速运动时，摩擦力的方向虽然变了，但大小不变，所以拉力F=f+G2=10N+10N=20N。故选B。
9.【答案】B。
【解析】由图可见，本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功，假设物体与水平面的摩擦力f，物体移动的速度为v0，运动的时间为t，则对这三个图分析可得：
（1） 甲图：滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F1=f；拉力的作用点移动的速度v1=v0，作用点移动的距离S1=v0t。
（2）乙图：滑轮为动滑轮，因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力；但是费2倍的距离，拉力的作用点移动的速v2=2v0，作用点移动的距离S2=2v0t。
（3）丙图：滑轮为动滑轮，拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是个费力杠杆，费2倍的力，省2倍的距离，因此F3=2f,
拉力的作用点移动的速度，作用点移动的距离;
综上分析可知：①F1：F2：F3=f：f：2f=2：1：4；
②v1：v2：v3=v0：2v0：v0=2：4：1；
③S1：S2：S3=v0t：2v0t：v0t=2：4：1。故选B。
10.【答案】B。
【解析】分析左图可知，n=3，则s=3h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，。
（2）分析右图可知，n=2，则s=2h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，
，由此可知：F1＜F2，η1=η2，所以甲图省力，机械效率一样大。
11.【答案】C。
【解析】由图可知，甲滑轮组n=2，乙滑轮组n=3，；货物重相同，故，；甲图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的2倍，乙图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的3倍，所以，两个力对物体做功相同（忽略绳重及摩擦）。
二、填空题
12.【答案】大于。
【解析】∵OD＜OA，根据杠杆原理：G×OA=F×OD，所以F＞G=200N。
故答案为：大于。
13.【答案】1500；1.6。
【解析】（1）当配重P对地面的压力为300N时，配重对杠杆的拉力F拉=GP-F压；
由杠杆的平衡条件，（GP-F压）×OA=G人×OB，
可得，;
（2）当P对地面的压力是860N时,则配重对杠杆的拉力，F拉=GP-F压=1500N-860N=640N，此时人位于B′点，如下图：
F拉×OA=G人×OB′，。
故答案为：1500；1.6。
14.【答案】5N、0.1m/s。
【解析】根据题干中图可知：该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F=2G=10N，则G=5N；
F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故重物A上升速度为0.2m/s，F上升的速度就是0.1m/s。
故答案为：5N、0.1m/s。
15.【答案】乙；F1=F3＞F2。
【解析】不计摩擦和动滑轮重；用F1的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故F1=G。
用F2的力提升重物时，用的是动滑轮；根据动滑轮能够省一半的力，故F2=。
用F3的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故F3=G。
故答案为：乙；F1=F3＞F2。
16.【答案】800N、400N、乙。
【解析】使用一个动滑轮可以省一半的力，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。
甲图滑轮为定滑轮，F=f=800N；乙图滑轮为动滑轮，F==400N，比较省力的是乙图。
故答案：800N、400N、乙。
17.【答案】50、1200。
【解析】由图知，承担物重的绳子股数n=4。
（1）不计滑轮自重、绳重及摩擦，拉力F=G=×200N=50N。
（2）拉力端移动的距离s=4h=4×5m=20m，
实际拉力做功：W=F′s=60N×20m=1200J。
故答案为：50、1200。
18.【答案】400、100、125、76.2%。
【解析】W有用1=G1h=500N×0.8m=400J，;
W额=W总1-W有用1=500J-400J=100J，
；
W有用2=G2h=400N×0.8m=320J，
W总2=W有用2+W额=320J+100J=420J，
。
故答案为：400、100、125、76.2%。
三、作图题
19.【解析】过支点O作垂直于F2作用线的垂线段，即l2；过l1的末端作用垂直于l1的动力，即F1。如图所示。
20.【解析】由图可知，支点为O，由O点向力F1的作用线引垂线，作用出其力臂L1如图：阻力F2的作用点在B点，方向斜向下，阻力F2的示意图如图：
四、实验探究题
21.【答案】（1）左；（2）不能；实验次数太少，得出的结论具有偶然性；（3）左；（4）变大；其力臂变小。
【解析】（1）杠杆右端下沉，左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动。
（2）用实验来探究物理规律时，要采用多次实验，用多组实验数据来总结实验结论，实验结论具有普遍性，如果只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性，所以不能用一次实验数据总结实验结论。
（3）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，如果在图甲中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时，
杠杆的左端：3G×3L=9GL，杠杆的右端：2G×4L=8GL，所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积，所以杠杆左端下沉。
（4）乙图中，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC，弹簧测力计向右倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。
故答案为：（1）左；（2）不能；实验次数太少，得出的结论具有偶然性；（3）左；（4）变大；其力臂变小。
22.【解析】（1）①表中有用功W有用=Gh和总功W总=FS的计算值都是错误的，原因在于计算时，物体上升的高度和测力计通过的距离均以cm为单位，在计算时没有换算成国际单位m。
②在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小，由表中数据可知，小明和小红没有改变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系。
（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，要控制物体的重力相同，为使结论具有普遍性，应换用不同的滑轮组多次实验；原实验只使用了一个滑轮组做了实验。
研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，使用不同的滑轮组做实验，而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验。
故答案为：（1）有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，小明和小红没有改变提升物体的重力大小；（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑轮组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。
五、计算题
23.【解析】（1）根据v=可知货物A在10 s内移动的距离：sA=vAt=0.1m/s×10s=1m；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，绳子自由端移动的速度：
v绳=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力的功率：；
（3）由η===得摩擦力：f=nηF=2×75%×1000N=1500N。
答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。
24.【解析】（1）货箱所受重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N。
（2）滑轮组n值为3，绳子自由端移动速度：v绳=3v=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力的功率是P=Fv绳=50N×0.3m/s=15W。
（3）f=0.2G=0.2×600N=120N；
由v=得，货箱移动距离：s=vt=0.1m/s×1×60s=6m，
克服摩擦做功：W有=fs=120N×6m=720J。
（4）1min内绳子自由端移动距离：s绳=3s=3×6m=18m，[来源:学科网]
W总=Fs绳=50N×18m=900J，η=×100%=×100%=80%。
答：（1）货箱所受重力为600N；（2）拉力F做功的功率是15W；（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是720J；（4）该滑轮组的机械效率是80%。
第二部分 提高练习
一、选择题
1．【答案】A。
【解析】A、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，可省距离，故A符合题意；
B、裁剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故B不符合题意；
C、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故D不符合题意。故选：A。
2．【答案】C。
【解析】A、老虎钳在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不合题意；
B、起子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不合题意；
C、筷子在使用时，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，故C符合题意；
D、道钉撬在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意。故选：C。
3.【答案】B。
【解析】A.支点在瓶盖边缘，动力臂长，是省力杠杆；
B.支点在夹子两壁连接处，动力臂短，是费力杠杆；
C.支点是锤子与地面的接触点，动力臂长，是省力杠杆；
D. 支点在夹子两壁连接处，动力臂长，是省力杠杆。
4．【答案】B。
【解析】ABD、由图知，在使用撬棒时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，使用该杠杆省力但费距离，故B正确、AD错误；
C、力F的作用点靠近O点时，动力臂减小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力会变大，会更费力，故C错误。故选：B。
5.【答案】D。
【解析】能省距离的杠杆即为费力杠杆。
A、 用羊角锤起钉子，是省力杠杆，费距离，故A错；
B、 用撬棒撬石头，是省力杠杆，费距离，故B错；
C、 用启子起瓶盖，是省力杠杆，费距离，故C错；
D、 用钓鱼竿钓鱼，是费力杠杆，省距离，故D正确。故选D
6.【答案】C。
【解析】A．手握的位置靠近把手末端时，动力臂更长，则更省力，故A错误；
B．砖头的位置远离车轮时，重力的阻力臂变大，故抬起更费力，故B错误；
C．工地搬运砖头的独轮车工作时，车轮中心是支点，故C正确；
D．根据杠杆平衡条件，拉力力臂大于阻力力臂，故图中拉力F小于重力G，故D错误。
故选C。
7.【答案】D。
【解析】A．任何机械设备都会有摩擦产生的无用功，故其机械效率不会达到100%，故A正确，A不符合题意；
B．减小机械内部摩擦可以减小无用功比例，从而提高其效率，故B正确，B不符合题意；
C．提高机械设备的效率可以提高有用功的比例，从而节能减排，故C正确，C不符合题意；
D．用机械设备做功越快，其功率越高，与机械效率无关，故D错误，D符合题意。
故选D。
8．【答案】B。
【解析】AB、图中动力作用在杠杆的A端，活塞对杠杆的力为阻力，该杠杆在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误、B正确；
C、向下压活塞时，消耗了机械能，将机械能转化为筒内空气的内能，故C错误；
D、由图知，在B点竖直向下压与在A点竖直向下压相比，动力臂变小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可得动力变大，即费力一些，故D错误。故选：B。
9.【答案】B。
【解析】在轻质不等臂杠杆AOB两端吊上实心铝块和铜块时，杠杆在水平位置平衡，由图知OB
而ρ铝<ρ铜，所以，V铝g>V铜g
将铝块和铜块同时浸没在水中后，杠杆左、右两边有(G铝-F浮)⋅OA，(G铜-F浮＇)⋅OB
即(ρ铝V铝g-ρ水V铝g)⋅OA，(ρ铜V铜g-ρ铜V铜g)⋅OB
那么ρ铝V铝g⋅OA -ρ水V铝g⋅OA<ρ铜V铜g⋅OB -ρ铜V铜g⋅OB
所以B端下沉。故ACD错误，B正确。故选B。
10．【答案】C。
【解析】A、由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B、乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；
C、由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；故C正确；
D、由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大于甲方式，
有用功相同、总功不相同，根据η＝×100%可知，两个滑轮组的机械效率不相等，故D错误。故选：C。
11．【答案】C。
【解析】AB、由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m，使用该滑轮组要费距离，故AB错误；
C、使用这个滑轮组由两股绳子承担物重和动滑轮重，能省力，故C正确；
D、使用该滑轮组要提升动滑轮、克服摩擦做额外功，所以要多做功，故D错误。故选：C。
12.【答案】A。
【解析】A．设物体上升的距离为h，甲机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以甲机械的机械效率为：
丙机械中绳子的有效段数n=2，所以丙机械的机械效率为：
所以甲的机械效率比丙的大，故A符合题意；
B．设物体上升的距离为h，乙机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以乙机械的机械效率为：
丁机械中绳子的有效段数n=2，所以丁机械的机械效率为：
所以乙、丁的机械效率不相同，故B不符合题意；
C．由图可知， ，所以使用丙提升物体M时不省力，故C不符合题意；
D．实验测得的数据可以算出机械效率，故D不符合题意。故选A。
13.【答案】A。
【解析】此过程中他做的有用功为
他做的总功为
他对滑轮组做功的功率为
该滑轮组的效率为
A．该滑轮组的效率为75%，故A项符合题意；
B．他做的总功为800J，故B项不符合题意；
C．他做的有用功为600J，故C项不符合题意；
D．他对滑轮组做功的功率为80W，故D项不符合题意。故选A。
14.【答案】BD。
【解析】AB．由图知，n=2，不考虑绳重及摩擦，绳端的拉力F=(G+G轮)，测力计示数等于物体的重力、两个滑轮的重力和人的拉力的总和，即
G +2G轮+F=G +2G轮+(G+G轮)=680N
G轮=20N，则动物体的重力G=420N
人的拉力大小，F=(G+G轮)=(420N +20N)=220N
故A错误，B正确；
C．滑轮组的机械效率：η======95.4%；故C错误；
D．人的重力G人=m人g=50kg×10N/kg=500N
人施加的最大拉力F最大=G人=500N
不考虑绳重及摩擦，绳端的最大拉力F最大= (G最大+G轮)
提起货物的最大重力G最大=2F最大−G动=2×500N−20N=980N
故D正确。故选BD。
15．【答案】D。
【解析】A、由公式P＝知，功率与做功多少和所用时间都有关；做功多，时间不确定，则功率不能确定，故A错误；
B、功率与机械的省力情况无关，故B错误；
C、功率是描述物体做功快慢的物理量，做功慢的机械，其功率小；机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系，故C错误；
D、机械效率是指有用功与总功的比值，所以有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高，故D正确。故选：D。
16．【答案】D。
【解析】A、由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%，
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝50%，
解得动滑轮重力：G动＝10N，故A错误；
B、使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误；
C、滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：W额＝G动h＝10N×0.5m＝5J，故D正确。故选：D。
17.【答案】C。
【解析】由题意物体所受的重力
物体上升的高度，此时滑轮组做的有用功为
根据机械效率公式有，总功为
而有
又因为可得
①②均正确。
机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，③正确。
若要滑轮组的机械效率达到，由效率公式有
化解可得当时，滑轮组的效率能到达，则若增大重物A的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%，④错误。故选C。
18.【答案】C。
【解析】A．克服物体重力做功为
故A错误；
B．拉力做的总功为
则额外功为；故B错误；
C．由得，物体受到的摩擦力为
故C正确；
D．斜面的机械效率为
故D错误。故选C。
二、填空题
19.【答案】(1)1；(2)如图。
【解析】(1)由题图可知，要使尺保持水平静止，则支点O可能在力F的左侧，或物体M的右侧；当支点O在力F的左侧时，设支点距离力F的位置为L，由杠杆的平衡条件可得
带入数据，解得
即O在1dm刻度线处。
当支点O在物体M的右侧时，设支点距离力物体M的位置为，由杠杆的平衡条件可得
带入数据，解得；不符合题意，舍去。
(2)由于O在1dm刻度线处，所以F的力臂如图所示：
20．【答案】左；1。
【解析】（1）杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，则重心应向左移动，故应向左调节左端或右端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）由图可知弹簧拉力计的示数为3.0N，设杠杆的一个刻度为L，则拉力的力臂为2L；B点施加力的力臂为6L，根据杠杆平衡的条件可得，在B点施加一个最小为F2＝＝＝1N。
故答案为：左；1。
21.【答案】(1)便于直接测量力臂；(2)不合理，只有一组实验数据，得到的结论具有偶然性；(3)核桃夹；(4)10cm。
【解析】(1)在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位置平衡。
(2)在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一个省力杠杆；而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个费力杠杆；所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，每个钩码重均为0.5N，则图中钩码的总重力为
弹簧测力计施加拉力的力臂
钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对杠杆施加拉力的最大力臂
即钩码到支点的距离不应超过10cm。
22．【答案】4；80%。
【解析】（1）由图知，n＝2，绳端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m；
（2）滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80%；
故答案为：4；80%。
23．【答案】0.72；83.3%。
【解析】（1）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝3h＝3×0.4m＝1.2m，
由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，即拉力F＝2.4N，
拉力做的总功：W总＝Fs＝2.4N×1.2m＝2.88J，
拉力做功功率：P＝＝＝0.72W；
（2）拉力做的有用功：W有用＝Gh＝6N×0.4m＝2.4J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈83.3%。
故答案为：0.72；83.3%。
24.【答案】(1)0.72；(2)83.3%。
【解析】由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功W总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J
拉力的功率P==0.72W
有用功W有=Gh=6N×0.4m=2.4J
滑轮组的机械效率。
25.【答案】(1)630；(2)75；(3)84%；(4)10。
【解析】此过程中有用功W有=Gh=210N×3m=630J
拉力做的功W总=Fs=F×2h=125N×2×3m=750J
拉力的功率P==75W
滑轮的机械效率=84%
克服动滑轮重所做的额外功W额=G动h=25N×3m=75J
克服动滑轮重所做的额外功占总功的=10%。
26．【答案】40；75%。
【解析】（1）由图知，使用动滑轮时，n＝2，拉力端移动的距离s＝2h＝2×1m＝2m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝100N×2m＝200J，
拉力做功的功率：P＝＝＝40W；
（2）所做的有用功：W有用＝Gh＝150N×1m＝150J，
动滑轮的机械效率：η＝＝×100%＝75%。
故答案为：40；75%。
27．【答案】竖直；0.6；83.3%。
【解析】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；
（2）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为0.6N；
（3）动滑轮的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。
故答案为：竖直；0.6；83.3%。
28.【答案】(1)0.6；(2)0.108；(3)83.3%。
【解析】由图可知，绳子股数
绳子自由端拉力，由弹簧测力计示数可得
不计绳重及摩擦，每个钩码重，对动滑轮受力分析，可得
则动滑轮重
绳子自由端拉力做的总功
拉力做功的功率
滑轮组对钩码做的有用功
则滑轮组的机械效率。
三、作图题
29．【解析】由图示可知，当杠杆与地面的接触点（A点）为支点时，作用在A点动力的力臂最大，所以此时动力最小，连接AD为动力臂l，过D点作垂直于动力臂向上的力，即为最小动力F的示意图。如图所示：
30.【解析】过O点作阻力F2作用线的垂线，O点到垂足间的线段即为阻力臂l2；要使A点的动力最小，根据杠杆的平衡条件分析可知，就要使A点的动力臂l1最大，连接O、A两点，线段OA为动力臂l1，即可满足要求，然后以A点为作用点，垂直于OA斜向上作动力F1的示意图即可，如下图所示：
31.【解析】(1)反向延长F2的作用线，从支点O作动力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂L2。
(2)由杠杆平衡条件F1 L1=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OC作为动力臂最长；动力的方向应该垂直力臂OC向上，过点C垂直于OC向上作出最小动力F1的示意图，如图所示：
32.【解析】在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，最省力，即动力臂最长，由图知OA比OB长，所以OA做动力臂最长，过A点与OA垂直向上作垂线就得到动力F1的方向；画出阻力作用线，则支点O到阻力作用线的垂直距离为阻力臂l2，如图所示：
四、实验探究题
33.【答案】(1)平衡螺母；(2)左；(3)4；(4)左；(5)减小；(6)增大。
【解析】(1)实验前，为了便于测量杠杆的力臂，应使杠杆在水平位置平衡，故应调调节平衡螺母；若向右调节平衡螺母，则说明杠杆的左端偏低。
(2)如图甲，当在杠杆左侧第2格处挂6个钩码，设杠杆上每一小格代表的长度为L，每钩码的重力为G，由杠杆平衡条件可知
解得；故应在右侧第3格处挂4个钩码。
若将杠杆左右两侧所挂的钩码各向远离支点O的方向移动1个格，则杠杆左边力与力臂的乘积为
杠杆右边力与力臂的乘积为
因杠杆左边力与力臂的乘积大于杠杆右边力与力臂的乘积，故杠杆左端下降。
(3)由杠杆平衡条件知
将拉力方向旋转到图中虚线位置时，阻力乘阻力臂的值不变，拉力的力臂减小，故拉力将增大。
34.【答案】(1)左；(2)力臂；(3)1；(4)10；(5)3。
【解析】(1)为使杠杆在水平位置平衡，小王应将杠杆右端平衡螺母向左移。
在实验中也必须使杠杆在水平位置平衡是为了便于测量力臂。
(2)如图乙所示，设一格的长度为l，根据杠杆的平衡条件可得
解得：n=4，故应该将B处所挂钩码向右移动4−3=1格
(3)当动力在D点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是
根据杠杆的平衡条件可得，动力为
。
35.【答案】见解析。
【解析】(1)实验目的∶探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度是否有关
(2)实验器材∶长木板､垫木､木块（带钩）弹簧测力计､刻度尺､细线
(3)实验步骤∶
①把垫木平放，将长木板的一端垫高，构成一个斜面｡用刻度尺测出斜面的长度s1和斜面高度｡用弹簧测力计测出木块所受的重力G，再用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速滑动，由底部上升到顶端，记下此时弹簧测力计的示数F1，记录数据｡
②把垫木侧放，将长木板的一端垫高，斜面变陡一些，重做实验，记录数据｡
③把垫木竖放，将长木板的一端垫高，斜面再变陡一些，重做实验，记录数据｡
④收集处理数据，进行比较､归纳｡
(4)分析与论证∶
通过公式计算出各次实验的机械效率，进行分析∶若测得的机械效率都相等，说明斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度无关；若测得的机械效率不相等，说明斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关｡
(5)交流与评估∶
①该实验中，测量拉力时，应保持木块在斜面上做匀速运动｡
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度等其他因素有怎样的关系呢，如何验证？
36.【解析】滑轮的重力
则滑轮和物体总重力为100N+20N=120N
已知绳子能承受的最大拉力为50N，当绳子承担重物的段数为3时，则能够提升物体的最大重力为
当绳子承担重物的段数为2时，则能够提升物体的最大重力为
物体重100N，大于80N，小于130N，所以滑轮组上绳子承担重物的段数为3，起点从动滑轮的挂钩开始，绳子末端的拉力向上，如图所示
37．【解析】斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时，斜面越长，则坡度越缓，则越省力；如：盘山公路；
（1）探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制物重、倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1和2的数据；
（2）对比实验1、5、6中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；
（3）探究斜面省力的情况与重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同；所以需要对比1、3、4的实验数据；
根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等；
【拓展】有用功为：W有＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J；拉力做的总功：W总＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J；
斜面的机械效率：η＝＝×100%＝62.5%。
故答案为：盘山公路；（1）1和2；（2）其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；（3）1、3、4；根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等；【拓展】62.5。
38．【答案】（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。
【解析】（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数；
（2）由第三组数据知，有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；
总功为：W总＝Fs＝1.5N×0.2m＝0.3J；
则机械效率为：η＝×100%＝×100%≈66.7%；
（3）b的有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；总功为：W总＝Fs＝1.0N×0.3m＝0.3J；
ab的有用功和总功相同，机械效率相同；
根据数据可知，a的拉力大于b的拉力，所以b的优势是省力；
c的有用功为：W'有用＝G'h'＝5N×0.1m＝0.5J；总功为：W'总＝F's'＝2.0N×0.3m＝0.6J；
则机械效率为：η'＝×100%＝×100%≈83.3%；
b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1＜η2，其原因是提升物体的重力不同。
故答案为：（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。
五、计算题
39.【解析】(1) 缓慢拉动轻杆至水平位置，根据杠杆平衡条件可得：FA×OA=FB×OB，FA的大小等于GA，即FA=GA= m1g=10kg10N/kg=100N，
则FB===300N；
即大壮对杆的拉力为300N。
(2) 大壮受三个力，重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大壮的支持力F支，三个力平衡，杆对大壮的拉力与大壮对杆的拉力为相互作用力，大小相等，则地面对大壮的支持力
F支=G-F=m2g-F=56kg10N/kg-300N=260N
地面对大壮的支持力为260N。
答：(1)大壮对杆的拉力大小为300N；(2)地面对大壮的支持力大小为260N。
40．【解析】（1）由图知，n＝3，
则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×10m＝30m，
拉力做的功：W总＝Fs＝250N×30m＝7500J，
则施加拉力的功率：P＝＝＝375W；
（2）有用功W有用＝Gh＝450N×10m＝4500J，
机械效率η＝×100%＝×100%＝60%；
（3）由F＝（G+G动）可得，
动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝3×250N﹣450N＝300N；
由F＝（G+G动）可得，
最大物重G′＝nF′﹣G动＝3×400N﹣300N＝900N；
此滑轮组的最大机械效率η′＝＝＝＝＝75%。
答：（1）拉力的功率是375W；（2）提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是60%；（3）若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到75%。
41.【答案】(1)0.5m；(2)90%；(3)90W 。
【解析】(1)物体上升的高度：h=vt=0.1m/s×5s =0.5m
(2)因为W有=Gh=810N×0.5m=405J；
绳子的末端通过的距离：s=3h=3×0.5m=1.5m，W总=Fs=300N×1.5m=450J
所以滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝90%
(3)拉力的功率：P＝＝＝90W。
42.【解析】(1)动滑轮与重物在细绳的拉力作用下做匀速直线运动，将动滑轮和物体看做整体，整体处于平衡状态，受平衡力，根据平衡力条件，可得
则
(2)滑轮组的机械效率
(3)由题意可知，小车也做匀速直线运动，则小车的牵引力
则牵引力的功率：
答：(1)细绳的拉力是1.25N；(2)滑轮组的机械效率是80%；(3)玩具电动小车牵引力的功率0.65W。
43.【解析】(1)提升重物做的有用功W有=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J
提升重物做的有用功为2.4×104J。
(2)由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=nh=3×2m=6m
由η=可得总功W总===3×104J
绳端的拉力F===5×103N
绳端的拉力为5×103N。
(3)由W有+W额=W总可得，额外功W额=W总−W有=3×104J −2.4×104J =6×103J
克服动滑轮重力所做的额外功W动=G动h=m动gh=40kg10N/kg2m=800J
克服摩擦和钢丝绳重所做的功W′= W额− W动=6×103J-800J =5.2×103J
克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2×103J。
答：(1)提升重物做的有用功为2.4×104J；(2) 绳端的拉力为5×103N；(3) 克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2×103J。
44．【解析】（1）奶奶所做的功：W＝Fs＝240N×6m＝1440J；
（2）爷爷的质量m人＝60kg，则爷爷的重力：
G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，
由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得动滑轮（含座椅）的重力：
G动＝nF﹣G＝3×240N﹣600N＝120N，
动滑轮（含座椅）的质量：m动＝＝＝12kg；
（3）不计绳重和摩擦，该升降座椅装置的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。
答：（1）奶奶所做的功是1440J；（2）动滑轮（含座椅）的质量是12kg；（3）该升降座椅装置的机械效率是83.3%。
45.【解析】(1)根据密度公式可知物体的体积为
则根据阿基米德浮力公式，物体浸没在水中时受到的浮力为
(2)物体完全提出水面后，水位降低高度为
则水对容器底减小的压强为
(3)动滑轮与3股绳子接触，故n=3，即
当物体A浸没在水中匀速上升时
滑轮组的机械效率为
代入数据可知
则可知动滑轮的重量为
物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率为
答：(1)物体浸没在水中时受到的浮力为40N；(2)物体完全提出水面后，水对容器底减小的压强为1000Pa；(3)物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率为83.3%。
专题14 简单机械（练习）（教师版）
第一部分 基础练习
一、选择题
1．下列工具在使用时属于费力杠杆的是（ ）。
A.铁皮剪刀
B.理发剪刀
C.树枝剪刀
D.钢丝钳
2.如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆（ ）。
A.一定是省力杠杆；B.一定是费力杠杆；C.一定是等臂杠杆；D.以上情况都有可能
3．如图所示，在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中，要使调好的杠杆重新在水平位置平衡，应在A处悬挂钩码的个数是（ ）。
A.一个 B.两个 C.三个 D.四个
4．用细绳系住厚度不均匀的木板的O处，木板恰好处于静止状态，且上表面保持水平。如图所示，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，要使木板在此过程始终保持平衡，必须满足的条件是（ ）。
A.两车的质量相等； B.两车的速度大小相等；
C.质量较小的车速度较大；D.两车同时到达木板两端
5．如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，O为支点，物体A是边长为0.1m的正立方体。当杠杆右侧挂一个重4N的物体B时，杠杆在水平位置平衡。此时物体A对水平桌面的压强为300Pa。下列说法正确的是（ ）。
A.物体A受到的支持力为2N；
B.物体A受到的重力为5N；
C.物体B向右移动l小格，物体A受到的拉力减小1N；
D.物体B向右移动l小格，物体A受到的支持力减小1N
6.如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（ ）。
A.动力臂逐渐变大；B.阻力臂逐渐变大；C.动力F保持不变；D.动力F逐渐减小
7.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ）。
A．W1=W2，η1=η2； B．W1=W2，η1＜η2；
C．W1＜W2，η1＞η2；D．W1＞W2，η1＞η2
8.如图所示的装置中，物体G1重为100N，物体G2重为10N，当G1不加外力时，G2恰能匀速下降。若在G1上加水平向左的拉力（如图虚线所示），恰能让G1匀速向左运动，则拉力F为（不计拉绳的重及摩擦）（ ）。
A.10N B.20N C.50N D.110N
9.如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离.所用拉力分别是F1、F2、F3，这三个力作用点移动距离分别是S1、S2、S3，移动速度分别为V1、V2、V3，不计滑轮摩擦，则（ ）。
A.F1:F2:F3=2:1:4、S1:S2:S3=2:1:4； B.F1:F2:F3=2:1:4、S1:S2:S3=2:4:1；
C.F1:F2:F3=2:4:1、V1:V2:V3=2:1:4； D.F1:F2:F3=2:1:4、V1:V2:V3=2:4:1
10.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）。
A．甲图省力，机械效率甲图大；B．甲图省力，机械效率一样大；
C．乙图省力，机械效率乙图大；D．乙图省力，机械效率一样大
11.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同；
B．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同；
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等；
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
二、填空题
12.如图所示，曲杆AOB可绕轴O转动，AO=BO，在A点挂一重为200N的重物，曲杆在水平位置平衡时，向下的拉力F 200N。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
13.如图所示，有一块质量不计的长木块AB可绕O点无摩擦转动，且OA=1m，OB=3m，在A端挂一个配重P，体重为400N的小明站在B点时，P对地面的压力为300N，则配重P受的重力大小为___N，当小明向左走到距O点___m处时，P对地面的压力刚好为860N。
14.如图所示，在竖直向上大小为10N力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为 和 。
15.如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是 ，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是 。
16.一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为 ，乙图中人拉动汽车的拉力至少为＿＿＿，其中比较省力的是＿＿图。（绳与滑轮间的摩擦不计）。
甲
乙
17.利用如图所示的滑轮组将一个重200N的物体，匀速提高5m，不计滑轮自重、绳重及摩擦，绳子自由端施加的拉力F为 N。若实际拉力F为60N，则实际拉力F所做的功为 J。
18.滑轮组将重500N的物体，举高80cm的过程中，机械效率为80%，则此过程中有用功为 J；额外功为 J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重 N；当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为 。
三、作图题
19.如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下处于平衡状态，O为支点，l1是力F1的力臂，在图中画出F2的力臂和动力F1。
20.胶棉拖把的主要结构如图甲所示，使用时先将棉头浸泡于水中吸水，再拉动拉手，使之绕O点转动，胶棉夹将棉头中多余水挤出后便可清理地板，请在图乙示意图中画出：
（1）动力F1的力臂l1；
（2）作用在B点的阻力F2。
四、实验探究题
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，此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向 调。
（2）某同学进行正确的实验操作后，能不能根据图（甲）这一组数据得出探究结论？ （填“能”或“不能”）。理由是 。
（3）如图（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“左”或“右”）端将下沉。
（4）如图（乙）所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉。当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 （选填：“变大”、“变小”或“不变”），其原因是： 。
22.下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离S，将这三个量填入表格。
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。
（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。
实验记录：
实验次数
钩码重力G/N
物体上升的高度h/cm
有用功
W有/J
拉力
F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
总功
W总/J
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。
请你评价小明和小红的实验报告。
（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；
（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性。
五、计算题
23.利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）货物A在10 s内移动的距离；
（2）这个过程中拉力F的功率；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
24.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍．求：
（1）货箱的重力是多少？
（2）拉力F的功率是多少？
（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？
（4）此滑轮组的机械效率是多少？
第二部分 提高练习
一、选择题
1．（2020·咸宁）下列的工具中，在使用时可以省距离的是（ ）。
A．食品夹 B．裁剪刀
C．钢丝钳 D．核桃夹
2．（2020·凉山）在如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）。
A． B．
C． D．
3.（2020·河南）在图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是（ ）
A. 瓶盖起子 B.食品夹 C 起钉锤 D.核桃夹
4．（2020·安顺）撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是（ ）。
A．此时撬棒为等臂杠杆；
B．应用此撬棒的主要目的是省力；
C．力F的作用点靠近O点会更省力；
D．应用此撬棒的主要目的是省距离
5.（2020·龙东）下图是杠杆原理在生活中的应用，能省距离的是（ ）。
6.（2020·宜昌）如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是（ ）。
A. 手握的位置靠近把手末端时更费力；
B. 砖头的位置远离车轮时抬起更省力；
C. 轮子的中心是杠杆的支点；
D. 图中拉力F大于重力G
7.（2020·宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（ ）。
A. 任何机械设备的效率总小于1；
B. 减小机械内部摩擦可以提高其效率；
C. 提高机械设备的效率可以节能减排；
D. 用机械设备做功越快，其效率越高
8．（2020·长沙）罗老师用加装了杠杆装置的压缩空气引火仪来演示实验，她将一小团硝化棉放入厚玻璃筒内，握住杠杆的A端迅速向下压，棉花被点燃，下列说法正确的是（ ）。
A．该杠杆是费力杠杆；
B．该杠杆是省力杠杆；
C．向下压活塞时，将内能转化为机械能；
D．在B点竖直向下压比在A点竖直向下压省力
9.（2020·达州）一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块，此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中，如图所示。已知：，，，则下列判断正确的是（ ）。
A. A端下降 B. B端下降 C. 仍然平衡 D. 无法判断
10．（2020·山西）如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）。
A．甲方式可以省力；
B．乙方式不能改变力的方向；
C．甲、乙两种方式做的有用功相等；
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
11．（2020·东莞）在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）。
A．绳子自由端被拉下了10m；B．这个滑轮组能省距离；
C．这个滑轮组能省力； D．这个滑轮组能省功
12.（2020·广州）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（ ）。
A. 甲的机械效率比丙的大；
B. 乙、丁的机械效率相同；
C. 使用丙提升物体M时省力；
D. 实验测得的数据无法算出机械效率
13.（2020·黄石）如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用100N的拉力F，在10s内把重150N的重物G提升4m，则此过程中（ ）。
A. 该滑轮组的效率为75% B. 他做的总功为1200J
C. 他做的有用功为800J D. 他对滑轮组做功的功率为60W
14.（2020·天门）如图所示，用滑轮组提升重物，此时测力计示数为680N｡已知人的质量为50kg，每个滑轮的重力为20N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A. 人的拉力大小为340N B. 物体的重力为420N
C. 滑轮组的机械效率为61.8% D. 人能够拉起的最大物重为980N
15．（2020·凉山）关于功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）。
A．做功越多的机械，其功率就越大；
B．越省力的机械，其功率就越小；
C．做功越慢的机械，其机械效率就越低；
D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
16．（2020·咸宁）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（ ）。
A．动滑轮的重力为5N；
B．该滑轮组的机械效率可以达到100%；
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少；
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
17.（2020·随州）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：
①动滑轮重为200N；
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J；
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大；
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（ ）。
A. 只有①③正确；B. 只有②③正确；C. 只有①②③正确；D. ①②③④都正确
18.（2020·丹东）如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力，斜面长、斜面高。下列说法正确的是（ ）。
A. 克服物体重力做功7.2J B. 额外功为1.8J
C. 物体受到的摩擦力为2.25N D. 斜面的机械效率为37.5%
二、填空题
19.（2020·广州）如图所示，以硬尺上某位置为支点O，在尺上挂一重3N的物体M，尺在竖直向上的拉力F作用下保持水平静止，尺的质量不计。
(1)O在______dm刻度线处；
(2)画出F的力臂______。
20．（2020·黑龙江）在”探究杠杆平衡条件”的实验前，如图甲，杠杆不在水平位置平衡，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 移动。实验中，如图乙，在A点用弹簧测力计施加一个竖直向上的力，在B点施加一个最小为 N的力，才能使杠杆在水平位置重新平衡。
21.（2020·随州）小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题：
(1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______；
(2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：“F1×L1=F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：______；
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
2
6
3
4
(3)某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆应用与此图中杠杆类型相同的是______（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）；
(4)在上图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过______cm。
22．（2020·齐齐哈尔）小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N．此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
23．（2020·临夏）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
24.（2020·武威）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
25.（2020·南京）如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是______，克服动滑轮重所做的额外功占总功的______%。
26．（2020·淮安）如图所示，小明用100N竖直向上的力F，将重为150N的物体，在时间5s内匀速提升1m。在此过程中力F做功的功率为 W．滑轮的机械效率为 。
27．（2020·扬州）如图，“测动滑轮机械效率”时必须沿 方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码重为1N，弹簧测力计的示数为 N，动滑轮的机械效率是 。
28.（2020·营口）如图所示是小娜测量滑轮组的机械效率的实验装置，每个钩码重。实验时小娜沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，用时，弹簧测力计示数如图所示，不计绳重及摩擦，则装置中动滑轮重是______N，拉力做功的功率是______W，滑轮组的机械效率是______。（计算结果精确到0.1%）
三、作图题
29．（2020·扬州）如图，在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力F及对应的力臂l。
30.（2020·营口）如图甲所示是一种红酒开瓶器，图乙是其简化的示意图，O是支点，是瓶塞作用在B点的阻力。请在图乙中画出阻力臂，并画出作用在A点的最小动力及动力臂。
31.（2020·朝阳）图甲是自行车手闸，其中AOC部分可视为杠杆，O为支点，刹车线对A点的拉力为阻力F2，其简化示意图如图乙。请在乙图中画出：
(1)阻力的力臂L2；
(2)刹车时，作用在杠杆AOC上的最小动力F1。
32.（2020·丹东）如图，O点是轻质杠杆AOB的支点，杠杆上的C点受到阻力F2的作用。若使杠杆在图中所示位置静止，请在杠杆上画出所要施加的最小动力F1的示意图，并画出动力臂l1和阻力臂l2。
四、实验探究题
33.（2020·丹东）在“探究杠杆平衡条件”实验时，实验中所用钩码的质量均为50g。
(1)实验前，应先调节杠杆在水平位置平衡。若向右调节杠杆两端的_______时，可使杠杆在水平位置平衡，则调节前，杠杆____（选填 “左”或“右”）端偏低；
(2)如图甲，当在杠杆左侧第2格处挂6个钩码，在右侧第3格处挂____个钩码（图中右侧钩码未画出）的时候，杠杆在水平位置平衡。此时，若将杠杆左右两侧所挂的钩码各向远离支点O的方向移动1个格，则杠杆_____（ 选填“左”或“右”）端将下降；
(3)如图乙，当在杠杆左侧第2格处挂4个钩码，在杠杆的右侧用竖直向下的拉力F作用时，杠杆在水平位置平衡。若使杠杆继续在水平位置保持平衡，将拉力方向旋转到图中虚线位置时，拉力F的力臂将_____， 拉力F的大小将______（两空都选填“变大”、“变小”或“不变”）。
34.（2020·广元）如图所示是小王“探究杠杆的平衡条件”的装置，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为0~5N。
(1)将该装置置于水平桌面上，静止时处于甲图所示状态。为使杠杆在水平位置平衡，小王应将杠杆右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）移，这样做的好处是便于直接测量______。
(2)乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在A点下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将B点的钩码向右移动______格。
(3)丙图中杠杆每个小格长度均为5 cm，在C点竖直悬挂4个重为0.5N的钩码，当在D点用如丙图所示动力F拉杠杆。使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为______cm，动力F为______N。
35.（2020·东营）学习了“滑轮组的机械效率”后，某兴趣小组对“斜面的机械效率与哪些因素有关”这一课题产生了浓厚兴趣，他们猜想，斜面作为一种简单机械，它的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关｡为此，实验室提供了如下器材∶长木板､垫木（长宽高之比为1∶2∶4）､木块（带钩）､天平､弹簧测力计､停表､刻度尺､细线｡请根据需要选择合适的器材，完成以下题目｡
(1)实验目的：______
(2)实验器材：______
(3)实验步骤：______
(4)分析与论证：______
(5)交流与评估：______
36.（2020·威海）如图所示，用滑轮组提升物体，已知滑轮质量均为2kg，物体重100N，绳子能承受的最大拉力为50N。请画出绳子的正确绕法，并在绳的末端标出力的方向。（不考虑绳重及摩擦）
37．（2020·河北）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，如： 。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
实验序号
1
2
3
4
5
6
斜面倾角
θ
θ
θ
θ
θ1（θ1＞θ2）
θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物块重G/N
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力F/N
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
回答下列问题：
（1）通过对比实验 中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；
（2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时， ；
（3）为验证猜想3，小明做了实验 （填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是 。
【拓展】完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是 %．（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功）
38．（2020·黑龙江）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。
（1）实验中应 拉动弹簧测力计。
（2）实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下。
装置
钩码重/N
钩码上升的高度/m
弹簧测力计示数/N
绳子自由端移动的距离/m
a
2
0.1
1.5
0.2
b
2
0.1
1.0
0.3
c
5
0.1
2.0
0.3
计算出a组实验的：有用功 J，机械效率 。
（3）比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：η1 η2．若提升相同物重到相同高度，与a装置相比，b装置的优势是 。
比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1 η2，影响它们机械效率高低的因素是 。
五、计算题
39.（2020·潍坊）疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1=10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量m2=56kg，g取10N/kg，求此时：
(1)大壮对杆的拉力大小；
(2)地面对大壮的支持力大小。
40．（2020·天水）在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在20s内将450N的材料提升了10m，（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg）。求：
（1）拉力的功率是多少？
（2）提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？
（3）若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？
41.（2020·龙东）如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N。求：
(1)物体上升的高度；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)拉力的功率。
42.（2020·荆州）为了进一步理解所学知识，朝阳中学物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为0.3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滑动摩擦力为2N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.05kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为0.2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求：
(1)细绳的拉力F；
(2)滑轮组的机械效率η；
(3)玩具电动小车牵引力的功率P。
43.（2020·南通）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。
(1)求提升重物做的有用功；
(2)求绳端的拉力；
(3)若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
44．（2020·苏州）科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图（如图）进行研究。若爷爷质量m人＝60kg，奶奶用F＝240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s＝6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）奶奶所做的功；
（2）动滑轮（含座椅）的质量；
（3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）。
45.（2020·达州）如图所示，物体A重200N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有足够深的水。用图中的滑轮组（定滑轮用轻质细杆固定在水平地面上）将浸没在水中的物体A匀速提出水面，当物体A浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体A不吸水、不沾水，，，g=10N/kg。求：
(1)物体浸没在水中时受到的浮力；
(2)物体完全提出水面后，水对容器底减小的压强；
(3)物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率。（小数点后保留一位数字）
参考答案
第一部分 基础练习
一、选择题
1．【答案】B。
【解析】A、剪铁皮的剪刀在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
B、理发剪刀在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
C、树枝剪刀在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
D、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选B。
2.【答案】D。
【解析】B 点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能省力，可能费力，可能既不省力也不费力．故ABC 不符合题意，D 符合题意。故选D。
3．【答案】C。
【解析】设每个钩码的重力是G，杠杆每格的长度是L，
由图示可知，左边动力F动=2G，动力臂L动=3L，阻力臂L阻=2L，
由杠杆平衡条件得：F动×L动=F阻×L阻，即2G×3L=F阻×2L，
解得F阻=3G，则在B处应挂3个钩码。故选C。
4．【答案】D。
【解析】木板原来是平衡的，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，若保持木板平衡根据杠杆的平衡条件：G1L1=G2L2，
根据可得L=vt，则有：m1v1t=m2v2t，即：m1v1=m2v2，
A、两车的质量相等，速度不同则不能平衡，故A错误。
B、车的速度大小相等，质量不同不能平衡，故B错误。
C、须满足G左/G右与两端距支点距离L右/L左相等才能平衡，故C错误。
D、质量较小的车速度较大，故D正确。故选D。
5．【答案】BD。
【解析】A、此时物体处于静止状态，其对地面的压强是300Pa，其底面积是0.01m2，故此时物体对地面的压力是：F=PS=300Pa×0.01m2=3N；
由于此时物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，故大小相等，故此时物体A受到的支持力是3N，即该选项错误。
B、据杠杆的平衡条件知，此时杠杆对A 的拉力是F拉，故F拉LA=FBLB，
故,由于此时的F拉=G-F支，故G=F拉+F支=3N+2N=5N。故该选项正确。
C、当物体B向右移动一个小格，此时符合杠杆的平衡条件，即
，故此时物体A受到的拉力增大1N，故该选项错误。
D、据上面的分析不难看出，此时物体A受到的拉力增大1N，即此时物体A受到的支持力减小1N，故该选项正确。故选BD。
6.【答案】A。
【解析】因为动力F始终与杠杆垂直，所以动力臂不变，故CD错误。
将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，阻力G的力臂变大，而阻力不变，动力臂不变，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，动力F变大．故A正确，B错误。故选A。
7.【答案】C。
【解析】根据总功等于有用功加上额外功，由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，可以比较出两种情况的总功大小；再根据两种情况的有用功相同，利用即可比较出二者机械效率的大小。
因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高；因为乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。
即W1＜W2，η1＞η2，所以C选项正确。
8.【答案】B。
【解析】当G1不加外力时，因为G2匀速下降，根据定滑轮的特点可知，G1受到的摩擦力f=G2=10N。
当G1受到拉力水平向左匀速运动时，摩擦力的方向虽然变了，但大小不变，所以拉力F=f+G2=10N+10N=20N。故选B。
9.【答案】B。
【解析】由图可见，本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功，假设物体与水平面的摩擦力f，物体移动的速度为v0，运动的时间为t，则对这三个图分析可得：
（1） 甲图：滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F1=f；拉力的作用点移动的速度v1=v0，作用点移动的距离S1=v0t。
（2）乙图：滑轮为动滑轮，因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力；但是费2倍的距离，拉力的作用点移动的速v2=2v0，作用点移动的距离S2=2v0t。
（3）丙图：滑轮为动滑轮，拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是个费力杠杆，费2倍的力，省2倍的距离，因此F3=2f,
拉力的作用点移动的速度，作用点移动的距离;
综上分析可知：①F1：F2：F3=f：f：2f=2：1：4；
②v1：v2：v3=v0：2v0：v0=2：4：1；
③S1：S2：S3=v0t：2v0t：v0t=2：4：1。故选B。
10.【答案】B。
【解析】分析左图可知，n=3，则s=3h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，。
（2）分析右图可知，n=2，则s=2h，因为摩擦力可以忽略不计，所以，
，由此可知：F1＜F2，η1=η2，所以甲图省力，机械效率一样大。
11.【答案】C。
【解析】由图可知，甲滑轮组n=2，乙滑轮组n=3，；货物重相同，故，；甲图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的2倍，乙图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的3倍，所以，两个力对物体做功相同（忽略绳重及摩擦）。
二、填空题
12.【答案】大于。
【解析】∵OD＜OA，根据杠杆原理：G×OA=F×OD，所以F＞G=200N。
故答案为：大于。
13.【答案】1500；1.6。
【解析】（1）当配重P对地面的压力为300N时，配重对杠杆的拉力F拉=GP-F压；
由杠杆的平衡条件，（GP-F压）×OA=G人×OB，
可得，;
（2）当P对地面的压力是860N时,则配重对杠杆的拉力，F拉=GP-F压=1500N-860N=640N，此时人位于B′点，如下图：
F拉×OA=G人×OB′，。
故答案为：1500；1.6。
14.【答案】5N、0.1m/s。
【解析】根据题干中图可知：该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F=2G=10N，则G=5N；
F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故重物A上升速度为0.2m/s，F上升的速度就是0.1m/s。
故答案为：5N、0.1m/s。
15.【答案】乙；F1=F3＞F2。
【解析】不计摩擦和动滑轮重；用F1的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故F1=G。
用F2的力提升重物时，用的是动滑轮；根据动滑轮能够省一半的力，故F2=。
用F3的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故F3=G。
故答案为：乙；F1=F3＞F2。
16.【答案】800N、400N、乙。
【解析】使用一个动滑轮可以省一半的力，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。
甲图滑轮为定滑轮，F=f=800N；乙图滑轮为动滑轮，F==400N，比较省力的是乙图。
故答案：800N、400N、乙。
17.【答案】50、1200。
【解析】由图知，承担物重的绳子股数n=4。
（1）不计滑轮自重、绳重及摩擦，拉力F=G=×200N=50N。
（2）拉力端移动的距离s=4h=4×5m=20m，
实际拉力做功：W=F′s=60N×20m=1200J。
故答案为：50、1200。
18.【答案】400、100、125、76.2%。
【解析】W有用1=G1h=500N×0.8m=400J，;
W额=W总1-W有用1=500J-400J=100J，
；
W有用2=G2h=400N×0.8m=320J，
W总2=W有用2+W额=320J+100J=420J，
。
故答案为：400、100、125、76.2%。
三、作图题
19.【解析】过支点O作垂直于F2作用线的垂线段，即l2；过l1的末端作用垂直于l1的动力，即F1。如图所示。
20.【解析】由图可知，支点为O，由O点向力F1的作用线引垂线，作用出其力臂L1如图：阻力F2的作用点在B点，方向斜向下，阻力F2的示意图如图：
四、实验探究题
21.【答案】（1）左；（2）不能；实验次数太少，得出的结论具有偶然性；（3）左；（4）变大；其力臂变小。
【解析】（1）杠杆右端下沉，左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动。
（2）用实验来探究物理规律时，要采用多次实验，用多组实验数据来总结实验结论，实验结论具有普遍性，如果只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性，所以不能用一次实验数据总结实验结论。
（3）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，如果在图甲中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时，
杠杆的左端：3G×3L=9GL，杠杆的右端：2G×4L=8GL，所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积，所以杠杆左端下沉。
（4）乙图中，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC，弹簧测力计向右倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。
故答案为：（1）左；（2）不能；实验次数太少，得出的结论具有偶然性；（3）左；（4）变大；其力臂变小。
22.【解析】（1）①表中有用功W有用=Gh和总功W总=FS的计算值都是错误的，原因在于计算时，物体上升的高度和测力计通过的距离均以cm为单位，在计算时没有换算成国际单位m。
②在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小，由表中数据可知，小明和小红没有改变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系。
（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，要控制物体的重力相同，为使结论具有普遍性，应换用不同的滑轮组多次实验；原实验只使用了一个滑轮组做了实验。
研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，使用不同的滑轮组做实验，而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验。
故答案为：（1）有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，小明和小红没有改变提升物体的重力大小；（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑轮组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。
五、计算题
23.【解析】（1）根据v=可知货物A在10 s内移动的距离：sA=vAt=0.1m/s×10s=1m；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，绳子自由端移动的速度：
v绳=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力的功率：；
（3）由η===得摩擦力：f=nηF=2×75%×1000N=1500N。
答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。
24.【解析】（1）货箱所受重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N。
（2）滑轮组n值为3，绳子自由端移动速度：v绳=3v=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力的功率是P=Fv绳=50N×0.3m/s=15W。
（3）f=0.2G=0.2×600N=120N；
由v=得，货箱移动距离：s=vt=0.1m/s×1×60s=6m，
克服摩擦做功：W有=fs=120N×6m=720J。
（4）1min内绳子自由端移动距离：s绳=3s=3×6m=18m，[来源:学科网]
W总=Fs绳=50N×18m=900J，η=×100%=×100%=80%。
答：（1）货箱所受重力为600N；（2）拉力F做功的功率是15W；（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是720J；（4）该滑轮组的机械效率是80%。
第二部分 提高练习
一、选择题
1．【答案】A。
【解析】A、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，可省距离，故A符合题意；
B、裁剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故B不符合题意；
C、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故D不符合题意。故选：A。
2．【答案】C。
【解析】A、老虎钳在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不合题意；
B、起子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不合题意；
C、筷子在使用时，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，故C符合题意；
D、道钉撬在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意。故选：C。
3.【答案】B。
【解析】A.支点在瓶盖边缘，动力臂长，是省力杠杆；
B.支点在夹子两壁连接处，动力臂短，是费力杠杆；
C.支点是锤子与地面的接触点，动力臂长，是省力杠杆；
D. 支点在夹子两壁连接处，动力臂长，是省力杠杆。
4．【答案】B。
【解析】ABD、由图知，在使用撬棒时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，使用该杠杆省力但费距离，故B正确、AD错误；
C、力F的作用点靠近O点时，动力臂减小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力会变大，会更费力，故C错误。故选：B。
5.【答案】D。
【解析】能省距离的杠杆即为费力杠杆。
A、 用羊角锤起钉子，是省力杠杆，费距离，故A错；
B、 用撬棒撬石头，是省力杠杆，费距离，故B错；
C、 用启子起瓶盖，是省力杠杆，费距离，故C错；
D、 用钓鱼竿钓鱼，是费力杠杆，省距离，故D正确。故选D
6.【答案】C。
【解析】A．手握的位置靠近把手末端时，动力臂更长，则更省力，故A错误；
B．砖头的位置远离车轮时，重力的阻力臂变大，故抬起更费力，故B错误；
C．工地搬运砖头的独轮车工作时，车轮中心是支点，故C正确；
D．根据杠杆平衡条件，拉力力臂大于阻力力臂，故图中拉力F小于重力G，故D错误。
故选C。
7.【答案】D。
【解析】A．任何机械设备都会有摩擦产生的无用功，故其机械效率不会达到100%，故A正确，A不符合题意；
B．减小机械内部摩擦可以减小无用功比例，从而提高其效率，故B正确，B不符合题意；
C．提高机械设备的效率可以提高有用功的比例，从而节能减排，故C正确，C不符合题意；
D．用机械设备做功越快，其功率越高，与机械效率无关，故D错误，D符合题意。
故选D。
8．【答案】B。
【解析】AB、图中动力作用在杠杆的A端，活塞对杠杆的力为阻力，该杠杆在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误、B正确；
C、向下压活塞时，消耗了机械能，将机械能转化为筒内空气的内能，故C错误；
D、由图知，在B点竖直向下压与在A点竖直向下压相比，动力臂变小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可得动力变大，即费力一些，故D错误。故选：B。
9.【答案】B。
【解析】在轻质不等臂杠杆AOB两端吊上实心铝块和铜块时，杠杆在水平位置平衡，由图知OB
而ρ铝<ρ铜，所以，V铝g>V铜g
将铝块和铜块同时浸没在水中后，杠杆左、右两边有(G铝-F浮)⋅OA，(G铜-F浮＇)⋅OB
即(ρ铝V铝g-ρ水V铝g)⋅OA，(ρ铜V铜g-ρ铜V铜g)⋅OB
那么ρ铝V铝g⋅OA -ρ水V铝g⋅OA<ρ铜V铜g⋅OB -ρ铜V铜g⋅OB
所以B端下沉。故ACD错误，B正确。故选B。
10．【答案】C。
【解析】A、由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B、乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；
C、由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；故C正确；
D、由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大于甲方式，
有用功相同、总功不相同，根据η＝×100%可知，两个滑轮组的机械效率不相等，故D错误。故选：C。
11．【答案】C。
【解析】AB、由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m，使用该滑轮组要费距离，故AB错误；
C、使用这个滑轮组由两股绳子承担物重和动滑轮重，能省力，故C正确；
D、使用该滑轮组要提升动滑轮、克服摩擦做额外功，所以要多做功，故D错误。故选：C。
12.【答案】A。
【解析】A．设物体上升的距离为h，甲机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以甲机械的机械效率为：
丙机械中绳子的有效段数n=2，所以丙机械的机械效率为：
所以甲的机械效率比丙的大，故A符合题意；
B．设物体上升的距离为h，乙机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以乙机械的机械效率为：
丁机械中绳子的有效段数n=2，所以丁机械的机械效率为：
所以乙、丁的机械效率不相同，故B不符合题意；
C．由图可知， ，所以使用丙提升物体M时不省力，故C不符合题意；
D．实验测得的数据可以算出机械效率，故D不符合题意。故选A。
13.【答案】A。
【解析】此过程中他做的有用功为
他做的总功为
他对滑轮组做功的功率为
该滑轮组的效率为
A．该滑轮组的效率为75%，故A项符合题意；
B．他做的总功为800J，故B项不符合题意；
C．他做的有用功为600J，故C项不符合题意；
D．他对滑轮组做功的功率为80W，故D项不符合题意。故选A。
14.【答案】BD。
【解析】AB．由图知，n=2，不考虑绳重及摩擦，绳端的拉力F=(G+G轮)，测力计示数等于物体的重力、两个滑轮的重力和人的拉力的总和，即
G +2G轮+F=G +2G轮+(G+G轮)=680N
G轮=20N，则动物体的重力G=420N
人的拉力大小，F=(G+G轮)=(420N +20N)=220N
故A错误，B正确；
C．滑轮组的机械效率：η======95.4%；故C错误；
D．人的重力G人=m人g=50kg×10N/kg=500N
人施加的最大拉力F最大=G人=500N
不考虑绳重及摩擦，绳端的最大拉力F最大= (G最大+G轮)
提起货物的最大重力G最大=2F最大−G动=2×500N−20N=980N
故D正确。故选BD。
15．【答案】D。
【解析】A、由公式P＝知，功率与做功多少和所用时间都有关；做功多，时间不确定，则功率不能确定，故A错误；
B、功率与机械的省力情况无关，故B错误；
C、功率是描述物体做功快慢的物理量，做功慢的机械，其功率小；机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系，故C错误；
D、机械效率是指有用功与总功的比值，所以有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高，故D正确。故选：D。
16．【答案】D。
【解析】A、由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%，
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝50%，
解得动滑轮重力：G动＝10N，故A错误；
B、使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误；
C、滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：W额＝G动h＝10N×0.5m＝5J，故D正确。故选：D。
17.【答案】C。
【解析】由题意物体所受的重力
物体上升的高度，此时滑轮组做的有用功为
根据机械效率公式有，总功为
而有
又因为可得
①②均正确。
机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，③正确。
若要滑轮组的机械效率达到，由效率公式有
化解可得当时，滑轮组的效率能到达，则若增大重物A的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%，④错误。故选C。
18.【答案】C。
【解析】A．克服物体重力做功为
故A错误；
B．拉力做的总功为
则额外功为；故B错误；
C．由得，物体受到的摩擦力为
故C正确；
D．斜面的机械效率为
故D错误。故选C。
二、填空题
19.【答案】(1)1；(2)如图。
【解析】(1)由题图可知，要使尺保持水平静止，则支点O可能在力F的左侧，或物体M的右侧；当支点O在力F的左侧时，设支点距离力F的位置为L，由杠杆的平衡条件可得
带入数据，解得
即O在1dm刻度线处。
当支点O在物体M的右侧时，设支点距离力物体M的位置为，由杠杆的平衡条件可得
带入数据，解得；不符合题意，舍去。
(2)由于O在1dm刻度线处，所以F的力臂如图所示：
20．【答案】左；1。
【解析】（1）杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，则重心应向左移动，故应向左调节左端或右端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）由图可知弹簧拉力计的示数为3.0N，设杠杆的一个刻度为L，则拉力的力臂为2L；B点施加力的力臂为6L，根据杠杆平衡的条件可得，在B点施加一个最小为F2＝＝＝1N。
故答案为：左；1。
21.【答案】(1)便于直接测量力臂；(2)不合理，只有一组实验数据，得到的结论具有偶然性；(3)核桃夹；(4)10cm。
【解析】(1)在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位置平衡。
(2)在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一个省力杠杆；而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个费力杠杆；所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，每个钩码重均为0.5N，则图中钩码的总重力为
弹簧测力计施加拉力的力臂
钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对杠杆施加拉力的最大力臂
即钩码到支点的距离不应超过10cm。
22．【答案】4；80%。
【解析】（1）由图知，n＝2，绳端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m；
（2）滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80%；
故答案为：4；80%。
23．【答案】0.72；83.3%。
【解析】（1）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝3h＝3×0.4m＝1.2m，
由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，即拉力F＝2.4N，
拉力做的总功：W总＝Fs＝2.4N×1.2m＝2.88J，
拉力做功功率：P＝＝＝0.72W；
（2）拉力做的有用功：W有用＝Gh＝6N×0.4m＝2.4J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈83.3%。
故答案为：0.72；83.3%。
24.【答案】(1)0.72；(2)83.3%。
【解析】由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功W总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J
拉力的功率P==0.72W
有用功W有=Gh=6N×0.4m=2.4J
滑轮组的机械效率。
25.【答案】(1)630；(2)75；(3)84%；(4)10。
【解析】此过程中有用功W有=Gh=210N×3m=630J
拉力做的功W总=Fs=F×2h=125N×2×3m=750J
拉力的功率P==75W
滑轮的机械效率=84%
克服动滑轮重所做的额外功W额=G动h=25N×3m=75J
克服动滑轮重所做的额外功占总功的=10%。
26．【答案】40；75%。
【解析】（1）由图知，使用动滑轮时，n＝2，拉力端移动的距离s＝2h＝2×1m＝2m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝100N×2m＝200J，
拉力做功的功率：P＝＝＝40W；
（2）所做的有用功：W有用＝Gh＝150N×1m＝150J，
动滑轮的机械效率：η＝＝×100%＝75%。
故答案为：40；75%。
27．【答案】竖直；0.6；83.3%。
【解析】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；
（2）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为0.6N；
（3）动滑轮的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。
故答案为：竖直；0.6；83.3%。
28.【答案】(1)0.6；(2)0.108；(3)83.3%。
【解析】由图可知，绳子股数
绳子自由端拉力，由弹簧测力计示数可得
不计绳重及摩擦，每个钩码重，对动滑轮受力分析，可得
则动滑轮重
绳子自由端拉力做的总功
拉力做功的功率
滑轮组对钩码做的有用功
则滑轮组的机械效率。
三、作图题
29．【解析】由图示可知，当杠杆与地面的接触点（A点）为支点时，作用在A点动力的力臂最大，所以此时动力最小，连接AD为动力臂l，过D点作垂直于动力臂向上的力，即为最小动力F的示意图。如图所示：
30.【解析】过O点作阻力F2作用线的垂线，O点到垂足间的线段即为阻力臂l2；要使A点的动力最小，根据杠杆的平衡条件分析可知，就要使A点的动力臂l1最大，连接O、A两点，线段OA为动力臂l1，即可满足要求，然后以A点为作用点，垂直于OA斜向上作动力F1的示意图即可，如下图所示：
31.【解析】(1)反向延长F2的作用线，从支点O作动力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂L2。
(2)由杠杆平衡条件F1 L1=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OC作为动力臂最长；动力的方向应该垂直力臂OC向上，过点C垂直于OC向上作出最小动力F1的示意图，如图所示：
32.【解析】在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，最省力，即动力臂最长，由图知OA比OB长，所以OA做动力臂最长，过A点与OA垂直向上作垂线就得到动力F1的方向；画出阻力作用线，则支点O到阻力作用线的垂直距离为阻力臂l2，如图所示：
四、实验探究题
33.【答案】(1)平衡螺母；(2)左；(3)4；(4)左；(5)减小；(6)增大。
【解析】(1)实验前，为了便于测量杠杆的力臂，应使杠杆在水平位置平衡，故应调调节平衡螺母；若向右调节平衡螺母，则说明杠杆的左端偏低。
(2)如图甲，当在杠杆左侧第2格处挂6个钩码，设杠杆上每一小格代表的长度为L，每钩码的重力为G，由杠杆平衡条件可知
解得；故应在右侧第3格处挂4个钩码。
若将杠杆左右两侧所挂的钩码各向远离支点O的方向移动1个格，则杠杆左边力与力臂的乘积为
杠杆右边力与力臂的乘积为
因杠杆左边力与力臂的乘积大于杠杆右边力与力臂的乘积，故杠杆左端下降。
(3)由杠杆平衡条件知
将拉力方向旋转到图中虚线位置时，阻力乘阻力臂的值不变，拉力的力臂减小，故拉力将增大。
34.【答案】(1)左；(2)力臂；(3)1；(4)10；(5)3。
【解析】(1)为使杠杆在水平位置平衡，小王应将杠杆右端平衡螺母向左移。
在实验中也必须使杠杆在水平位置平衡是为了便于测量力臂。
(2)如图乙所示，设一格的长度为l，根据杠杆的平衡条件可得
解得：n=4，故应该将B处所挂钩码向右移动4−3=1格
(3)当动力在D点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是
根据杠杆的平衡条件可得，动力为
。
35.【答案】见解析。
【解析】(1)实验目的∶探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度是否有关
(2)实验器材∶长木板､垫木､木块（带钩）弹簧测力计､刻度尺､细线
(3)实验步骤∶
①把垫木平放，将长木板的一端垫高，构成一个斜面｡用刻度尺测出斜面的长度s1和斜面高度｡用弹簧测力计测出木块所受的重力G，再用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速滑动，由底部上升到顶端，记下此时弹簧测力计的示数F1，记录数据｡
②把垫木侧放，将长木板的一端垫高，斜面变陡一些，重做实验，记录数据｡
③把垫木竖放，将长木板的一端垫高，斜面再变陡一些，重做实验，记录数据｡
④收集处理数据，进行比较､归纳｡
(4)分析与论证∶
通过公式计算出各次实验的机械效率，进行分析∶若测得的机械效率都相等，说明斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度无关；若测得的机械效率不相等，说明斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关｡
(5)交流与评估∶
①该实验中，测量拉力时，应保持木块在斜面上做匀速运动｡
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度等其他因素有怎样的关系呢，如何验证？
36.【解析】滑轮的重力
则滑轮和物体总重力为100N+20N=120N
已知绳子能承受的最大拉力为50N，当绳子承担重物的段数为3时，则能够提升物体的最大重力为
当绳子承担重物的段数为2时，则能够提升物体的最大重力为
物体重100N，大于80N，小于130N，所以滑轮组上绳子承担重物的段数为3，起点从动滑轮的挂钩开始，绳子末端的拉力向上，如图所示
37．【解析】斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时，斜面越长，则坡度越缓，则越省力；如：盘山公路；
（1）探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制物重、倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1和2的数据；
（2）对比实验1、5、6中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；
（3）探究斜面省力的情况与重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同；所以需要对比1、3、4的实验数据；
根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等；
【拓展】有用功为：W有＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J；拉力做的总功：W总＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J；
斜面的机械效率：η＝＝×100%＝62.5%。
故答案为：盘山公路；（1）1和2；（2）其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；（3）1、3、4；根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等；【拓展】62.5。
38．【答案】（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。
【解析】（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数；
（2）由第三组数据知，有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；
总功为：W总＝Fs＝1.5N×0.2m＝0.3J；
则机械效率为：η＝×100%＝×100%≈66.7%；
（3）b的有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；总功为：W总＝Fs＝1.0N×0.3m＝0.3J；
ab的有用功和总功相同，机械效率相同；
根据数据可知，a的拉力大于b的拉力，所以b的优势是省力；
c的有用功为：W'有用＝G'h'＝5N×0.1m＝0.5J；总功为：W'总＝F's'＝2.0N×0.3m＝0.6J；
则机械效率为：η'＝×100%＝×100%≈83.3%；
b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1＜η2，其原因是提升物体的重力不同。
故答案为：（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。
五、计算题
39.【解析】(1) 缓慢拉动轻杆至水平位置，根据杠杆平衡条件可得：FA×OA=FB×OB，FA的大小等于GA，即FA=GA= m1g=10kg10N/kg=100N，
则FB===300N；
即大壮对杆的拉力为300N。
(2) 大壮受三个力，重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大壮的支持力F支，三个力平衡，杆对大壮的拉力与大壮对杆的拉力为相互作用力，大小相等，则地面对大壮的支持力
F支=G-F=m2g-F=56kg10N/kg-300N=260N
地面对大壮的支持力为260N。
答：(1)大壮对杆的拉力大小为300N；(2)地面对大壮的支持力大小为260N。
40．【解析】（1）由图知，n＝3，
则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×10m＝30m，
拉力做的功：W总＝Fs＝250N×30m＝7500J，
则施加拉力的功率：P＝＝＝375W；
（2）有用功W有用＝Gh＝450N×10m＝4500J，
机械效率η＝×100%＝×100%＝60%；
（3）由F＝（G+G动）可得，
动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝3×250N﹣450N＝300N；
由F＝（G+G动）可得，
最大物重G′＝nF′﹣G动＝3×400N﹣300N＝900N；
此滑轮组的最大机械效率η′＝＝＝＝＝75%。
答：（1）拉力的功率是375W；（2）提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是60%；（3）若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到75%。
41.【答案】(1)0.5m；(2)90%；(3)90W 。
【解析】(1)物体上升的高度：h=vt=0.1m/s×5s =0.5m
(2)因为W有=Gh=810N×0.5m=405J；
绳子的末端通过的距离：s=3h=3×0.5m=1.5m，W总=Fs=300N×1.5m=450J
所以滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝90%
(3)拉力的功率：P＝＝＝90W。
42.【解析】(1)动滑轮与重物在细绳的拉力作用下做匀速直线运动，将动滑轮和物体看做整体，整体处于平衡状态，受平衡力，根据平衡力条件，可得
则
(2)滑轮组的机械效率
(3)由题意可知，小车也做匀速直线运动，则小车的牵引力
则牵引力的功率：
答：(1)细绳的拉力是1.25N；(2)滑轮组的机械效率是80%；(3)玩具电动小车牵引力的功率0.65W。
43.【解析】(1)提升重物做的有用功W有=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J
提升重物做的有用功为2.4×104J。
(2)由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=nh=3×2m=6m
由η=可得总功W总===3×104J
绳端的拉力F===5×103N
绳端的拉力为5×103N。
(3)由W有+W额=W总可得，额外功W额=W总−W有=3×104J −2.4×104J =6×103J
克服动滑轮重力所做的额外功W动=G动h=m动gh=40kg10N/kg2m=800J
克服摩擦和钢丝绳重所做的功W′= W额− W动=6×103J-800J =5.2×103J
克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2×103J。
答：(1)提升重物做的有用功为2.4×104J；(2) 绳端的拉力为5×103N；(3) 克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2×103J。
44．【解析】（1）奶奶所做的功：W＝Fs＝240N×6m＝1440J；
（2）爷爷的质量m人＝60kg，则爷爷的重力：
G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，
由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得动滑轮（含座椅）的重力：
G动＝nF﹣G＝3×240N﹣600N＝120N，
动滑轮（含座椅）的质量：m动＝＝＝12kg；
（3）不计绳重和摩擦，该升降座椅装置的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。
答：（1）奶奶所做的功是1440J；（2）动滑轮（含座椅）的质量是12kg；（3）该升降座椅装置的机械效率是83.3%。
45.【解析】(1)根据密度公式可知物体的体积为
则根据阿基米德浮力公式，物体浸没在水中时受到的浮力为
(2)物体完全提出水面后，水位降低高度为
则水对容器底减小的压强为
(3)动滑轮与3股绳子接触，故n=3，即
当物体A浸没在水中匀速上升时
滑轮组的机械效率为
代入数据可知
则可知动滑轮的重量为
物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率为
答：(1)物体浸没在水中时受到的浮力为40N；(2)物体完全提出水面后，水对容器底减小的压强为1000Pa；(3)物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率为83.3%。
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