2023-2024学年苏科版初三物理上册期末复习专题（一）简单机械和功

这是一份2023-2024学年苏科版初三物理上册期末复习专题（一）简单机械和功，共24页。试卷主要包含了杠杆和滑轮，功与功率，机械效率等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中( )
A. F不变，杠杆是省力杠杆B. F变大，杠杆是省力杠杆
C. F不变，杠杆是费力杠杆D. F变大，杠杆是费力杠杆
2.如图所示是同学们常用的燕尾夹，当用力摁住N点打开该夹子时，能正确表示该过程的MON杠杆示意图的是 ( )
A. B.
C. D.
3.如图所示的各简单机械使所受重力同为G的物体都处于静止状态，在不计机械自重和摩擦的情况下其中用力最小的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示，某同学用重为10 N的动滑轮匀速提升重为70 N的物体，不计绳重和摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是 ( )
A. 30 N
B. 35 N
C. 40 N
D. 45 N
5.小明到某山区旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械(如图所示)，当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面，他借助该装置提升1000N的重物(不计装置自重和摩擦)，下列说法正确的是( )
A. 可以把A、B简化看成动滑轮
B. 人将绳拉动1m时，物体也上升1m
C. 物体匀速上升时，人对绳的拉力为200N
D. 利用该装置不能省力，但能改变力的方向
6.如图所示的装置中，已知重物G1=500牛顿，重物G2=1200牛顿，在不考虑摩擦和滑轮重力的情况下，使重物G1保持平衡的拉力F应等于( )
A. 500牛
B. 1200牛
C. 600牛
D. 250牛
7.如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图．它由4个定滑轮和2个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降．假设在升降过程中衣架横梁保持水平，若衣服和晾衣架等总重30 N，每个滑轮重10 N(各种摩擦力及绳重忽略不计)，则静止时绳子拉力为( )
A. 25 NB. 12.5 NC. 22.5 ND. 20 N
8.人做俯卧撑时可以看成一个杠杆，如图所示，A为重心，O为支点，支撑点为B，手臂与地面垂直，则动力臂是________m；假如人的质量是50 kg，则人所受的重力为________N，地面对他双手的支持力是________N.(g取9.8 N/kg)
9.如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机．如果A处螺钉松脱，则支架会绕________点倾翻．已知AB长40 cm，AC长30 cm，室外机的重力为300 N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为________N(支架重力不计).为了安全，室外机应尽量________(填“靠近”或“远离”)墙壁．
10.如图所示，O为支点，l1为动力F1的力臂，请作出此杠杆的动力F1和阻力F2的示意图．
11.如图，杠杆B点挂一重物G，要使杠杆在图示位置平衡，画出最小动力F1的示意图及其力臂．
12.小明用如图所示刻度、质量分布都均匀的杠杆探究杠杆平衡条件．
(1)实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在__________位置平衡，目的是__________________________________.若发现杠杆右端偏高，可将平衡螺母向__________调节．
(2)当杠杆水平平衡后，在左侧第2格上挂3个相同钩码(每个钩码重0.5 N)，要使杠杆在水平位置再次平衡，则应在右侧第3格上挂__________N钩码．之后保持悬挂点位置不变，左右两边再各增加1个钩码，杠杆将__________(填“不动”“顺时针旋转”或“逆时针旋转”)．
(3)去掉右侧钩码，用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡．然后，将弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐__________(填“增大”“减小”或“不变”)．
13.如图所示，重900N的物体，放在水平地面上，一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提到楼上，要想使人所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。
类型二 功与功率
14.如图所示的四种情景中，人对物体做了功的是
A. 搬石头但没有搬动B. 物体在绳子拉力作用下升高
C. 手提滑板在水平路面匀速前行D. 踢出去的足球在空中飞行
15.如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0∼6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2∼4s内，拉力所做的功为( )
A. 10J
B. 30J
C. 50J
D. 80J
16.小红同学用一个距离手3 m高的定滑轮拉住重100 N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4 m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功( )
A. 200 JB. 300 J
C. 400 JD. 500 J
17.如图所示，AC>BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下( )
A. F1B. F1>F2，P1>P2
C. F1=F2，P1=P2
D. F118.如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使木块沿水平木板匀速滑动，图乙是他在同一木板上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( )
木块第1次受到的拉力较大
B. 第1次拉力做功的功率较大
C. 第2次拉力做的功较多
D. 木块第2次受到的摩擦力较大
类型三 机械效率
19.用4个相同的滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升A、B两个物体时，拉力F相等。不计绳重和摩擦，若滑轮组甲的机械效率为90%，则滑轮组乙的机械效率为( )
A. 85%
B. 70%
C. 95%
D. 75%
20.在斜面上将一个重力为60N的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m。把重物直接提升h所做的功为有用功。下列说法正确的是( )
A. 斜面越缓，省力效果越弱
B. 其它不变，增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率提高
C. 此斜面的机械效率为66.7%
D. 物体受到的摩擦力大小为10N
21.小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：
(1)请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
(2)分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角度越______，斜面越省力，斜面的机械效率越______。
(3)实验过程中拉力的方向应与斜面______。
(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持______不变，斜面的光滑程度不变，只改变______。
22.用如图所示的滑轮组将重为300 N的物体以0.1 m/s的速度匀速向上提升10 s．
(1)若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F．
(2)实际中动滑轮重为40 N，人的拉力做功400 J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功．
23.如图，一辆货车匀速从山底A开到山顶B.货车重为5.0×104N，发动机的功率50 kW保持不变，山坡AB长2000 m，高h为300 m，牵引力保持2.5×104N不变，不计空气阻力．求：
(1)汽车从山底开到山顶所做的有用功．
(2)山坡的机械效率．
(3)汽车在山坡上行驶时的摩擦力．
素养提升
24.晚饭后，妈妈带着小涛和他两岁的妹妹到文化活动中心玩跷跷板，如图所示，图中的转轴相当于杠杆的__________，妈妈和妹妹的总重力比小涛的重力大，跷跷板水平平衡时，小涛比妈妈离转轴__________(填“远”或“近”)；若妈妈放下怀抱中的妹妹(妈妈的位置不变)，为了保持跷跷板水平平衡，小涛应适当__________(填“远离”或“靠近”)转轴。
25.物理知识在生活中有广泛的应用，园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀的轴口处靠近，这样做是通过 的方式达到省力的目的．这种剪刀无论怎么使用都能省力，这种说法是 (正确/错误)的．
26.如图所示，在研究滑轮组时，测得A物体重为6N，当拉动甲测力计，使A以0.2m/s的速度匀速右移时，乙测力计的示数为2.4N，此滑轮组的效率为80%，则拉动甲测力计的功率为______ W。
27.如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体在5s内缓慢升高10cm，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为25cm。整个过程中所做有用功为______ J，拉力的功率为______ W，机械效率为______ 。
28.在如图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是( )
A. W1=W2W3D. W129.小明对四位同学的做功情况各测量了一次，把四位同学的做功W和所用时间t在坐标系中描点，得到了图中甲、乙、丙、丁四个点，这四个同学中做功功率相同的是
( )
A. 甲和乙B. 丙和乙C. 甲和丙D. 甲和丁
30.如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦)，拉力F1、F2、F3的大小关系是( )
A. F331.如图a是一种新型开瓶器，借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖，该开瓶器可看作一个杠杆．请在图b中画出该开瓶器工作时的支点O、作用在A点的动力F1、阻力F2的力臂l2的示意图．
32.用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。
33.在探究杠杆平衡条件的实验中：
(1)如图甲所示，实验前杠杆左端下沉则应将平衡螺母向________调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是________________________；
(2)如图乙，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂________个相同的钩码：当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，此时杠杆在水平位置________(“能”或“不能”)保持平衡；
(3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数将________，因为________________；小明经过多次实验，分析实验数据得出了杠杆的平衡条件________________；(写公式)
(4)如图丁所示，已知每个钩码重0.5 N，杠杆上每个小格长度为2 cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时拉力F的力臂大小为________cm，弹簧测力计示数大小为________N。
34.科技馆里，小明和爸爸正在体验升降座椅装置，如图为升降座椅装置的简图。已知爸爸的质量为60kg，小明用240N的拉力将爸爸匀速拉升到顶端，用时30s，该过程中小明手握住绳子向下拉动的总长度为6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
(1)小明拉绳所做功的功率为多少？
(2)动滑轮(含座椅)的质量为多少？
(3)该升降座椅装置的机械效率多大？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：由图可知，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，动力逐渐变大。
故选：B。
从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变，然后分析阻力与阻力臂的关系，并得出正确结果。
2.【答案】A
【解析】解：当用力摁住N点打开该夹子时，会绕着中间的固定点O转动，即O为支点；所按压的N点为动力F1的作用点，F1的方向向下；杠杆MON受到金属弹片向下的阻力F2作用，M点即阻力F2的作用点．
3.【答案】A
【解析】解：A、由图可知，动力臂约为阻力臂的3倍，在不计机械自重和摩擦的情况下，根据杠杆平衡条件可得F1=GL2L1=13G；
B、由图可知，阻力臂约为动力臂的2倍，在不计机械自重和摩擦的情况下，根据杠杆平衡条件可得F2=GL2L1=2G；
C、图中为定滑轮，在不计机械自重和摩擦的情况下，F3=G。
D、图中为动滑轮，在不计机械自重和摩擦的情况下，F4=12G；
综上可知F1最小，故A符合题意。
故选：A。
在不计摩擦、机械自重的理想状况下：
①根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知动力的大小；
②滑轮组绳子末端的拉力F=1n×G。
此题主要是考查各种简单机械省力情况及省力的原理。
4.【答案】D
【解析】动滑轮之所以能省一半的力，是因为其相当于杠杆的变形，轮的直径相当于动力臂，轮的半径相当于阻力臂，这样动力臂是阻力臂的二倍，自然就能省一半的力．而这一关系成立的前提条件是：必须竖直向上拉绳子．不计绳重和摩擦，重物和动滑轮的总重由2段绳子承担，当沿竖直方向拉动时，拉力F=12G物+G动=12×(70N+10N)=40N；图中斜向上拉绳子时，动力臂和阻力臂都会减小，但动力臂会小于阻力臂的二倍，而阻力不变，由杠杆平衡条件可知，动力就会增大，因此所用拉力变大，则拉力F>40 N，故选D．
考查动滑轮及其工作特点，难度一般。
由F=12(G物+G动)可求出竖直方向拉动时，拉力大小，再分析斜向上拉绳子时，动力臂和阻力臂的变化，由杠杆平衡条件得出可能拉力的大小。
5.【答案】C
【解析】解：A.A相当于定滑轮，B相当于动滑轮，可以把A、B简化看成滑轮组，故A错误；
B.由图可知，滑轮组有效绳子为5段，人将绳拉动1m时，物体上升1m5=0.2m，故B错误；
C.不计装置自重和摩擦，人对绳的拉力为F=Gn=1000N5=200N，故C正确；
D.利用滑轮组可以省力，也能改变力的方向。故D错误。
故选：C。
(1)轴固定不动的滑轮是定滑轮，滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮；
(2)由图知，A、B组成滑轮组，n=5，拉力端移动距离s=5h；
(3)不计摩擦和装置的自重，拉力F=15G；
(4)利用该装置既能省力，又能改变力的方向。
本题考查了滑轮的分类以及滑轮组的特点，确定承担物重的绳子股数、利用好不计摩擦和装置的自重拉力F=15G是关键。
6.【答案】A
【解析】解：
由图可知，滑轮组由一根绳子绕过各滑轮，且同一根绳子上各处的拉力相等，
不考虑摩擦，则要使重物G1保持平衡，应满足F=G1=500N，
不考虑摩擦和动滑轮重力，2F=2×500N故选：A。
由图可知，滑轮组由一股绳子缠绕而成，要使重物G1保持平衡，拉力F等于G1；不考虑摩擦和动滑轮重力，重物G2受到2F的作用，据此分析选择。
本题考查了学生对滑轮组省力特点的了解与掌握，看出滑轮组由一股绳子缠绕而成是本题的关键。
7.【答案】B
【解析】略
8.【答案】1.5 490 294
【解析】如题图，O为支点，手臂B处施力为动力，动力臂大小为x1+x2，重力是阻力，阻力臂大小为x1，所以动力臂大小是：x1+x2=0.9 m+0.6 m=1.5 m.人所受的重力为：G=mg=50 kg×9.8 N/kg=490 N，根据杠杆平衡条件得：F×(x1+x2)=G×x1，F×1.5 m=490 N×0.9 m，解得F=294 N，则地面对他双手的支持力是294 N．
9.【答案】C 200 靠近
【解析】由题图可知，如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻．依题，这是一个以C点为支点的杠杆，根据杠杆平衡条件：G室外机×12AB=F×AC，解得F=200 N.空调室外机的重力一定，室外机离墙壁越近，力臂越小，作用在A点的拉力越小，越安全，所以室外机应尽量靠近墙壁．
10.【答案】
【解析】略
11.【答案】
【解析】略
12.【答案】(1)水平；消除杠杆自重对实验的影响，方便测量力臂；右；(2)1；顺时针旋转；(3)增大
【解析】(1)实验前调节杠杆在水平位置平衡，是为了消除杠杆自重对实验的影响，方便测量力臂，杠杆右端偏高，应将两端的平衡螺母向右调节．
(2)由杠杆平衡条件得3G×2l=G′×3l，G′=2G=2×0.5 N=1 N，即在右侧第3格上挂的钩码重力为1 N；当保持悬挂点位置不变，左右两边再各增加1个钩码，则4G×2l<3G×3l，故杠杆右端下沉，将顺时针旋转．
(3)将弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡时，阻力、阻力臂不变，动力臂逐渐变小，动力逐渐变大，弹簧测力计示数将逐渐增大．
13.【答案】解：图中滑轮组由两个定滑轮和一个动滑轮组成，有两种绕线方法，承担重物的绳子的根数越多越省力；一种是由两根绳子承担重物，一种是由三根绳子承担重物，要想最省力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始缠绕，如下图所示。

【解析】与滑轮组中的动滑轮相连的绳子有几段，绳子自由端的拉力就是物重和滑轮组总重的几分之一，绳子段数越大，越省力。
此题是有关滑轮组的绕法，有关滑轮组可以从定滑轮也可以从动滑轮绕起，在题目中要根据实际情况而定。此题需要判断处拉力的方向，从而确定绕法。
14.【答案】B
【解析】【分析】
做功的两个必要条件：(1)有力作用在物体上；(2)在力的方向上物体产生了距离，二者缺一不可。
明确三种情况不做功：一是有力无距离(例如：推而未动)，二是有距离无力(靠惯性运动)，三是力的方向与运动方向垂直。
【解答】
A.搬石头但没有搬动，人给石头施加了力，但是没有距离，不符合做功的条件，故不做功，不合题意；
B.物体在绳子拉力下升高，人对物体施加了力，物体在力的作用下移动了距离，所以人对物体做功，符合题意；
C.手提滑板在水平路面匀速前行，力与物体移动距离的方向是垂直的，二者没有因果关系，故不做功，不合题意；
D.踢出去的足球在空中飞行，足球被踢出后，不再受人的作用，故人对球不做功，不合题意。
故选B。
15.【答案】B
【解析】由图乙可知，在2∼4s内，拉力为F=3N
由图丙可知，在2∼4s内，物体做匀速运动，有v=5.0m/s
此时摩檫力与拉力是一对平衡力，大小相等，有f=F=3N
根据v=st
可得，物体运动的距离为s=vt=5.0m/s×2s=10m
由做功的计算公式可得，物体克服摩檫力所做的功为W=fs=3N×10m=30J
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
16.【答案】A
【解析】滑轮右端的绳子原长为3 m，小红从定滑轮正下方沿水平方向移动4 m，由数学知识，则移动后绳长为l= (3m)2+(4m)2=5m，所以绳子自由端移动的距离s=5 m−3 m=2 m，则物体被提高的高度为h=s=2 m，滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，他至少做的功W总=W有用=Gh=100 N×2 m=200 J，故A符合题意．
17.【答案】A
【解析】解：
(1)不计摩擦，斜面AC倾斜角度小于BC，则AC>BC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即F1(2)不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同(等于克服物体重力所做的功)，即W1=W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据P=Wt可知，拉力做功的功率相同，即P1=P2。
故选：A。
(1)斜面倾斜角度越大，越费力，斜面AC的倾斜角度小于斜面BC，所以斜面AC更省力，
(2)不考虑摩擦的情况下，斜面光滑，使用光滑的斜面没有额外功；根据功率的计算公式P=Wt，结合做功的多少和所用时间的多少分析所做的功的功率大小。
本题考查斜面的省力情况，物体做功的大小以及做功功率的大小，关键是知道接触面光滑，摩擦力为0，使用任何机械都不省功。
18.【答案】B
【解析】解：AD、由于滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，上述两种过程中，木块对木板的压力没有变，接触面的粗糙程度没有变，故两次运动过程中滑动摩擦力相等，故D错误；
从图像上可以看出，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，因为摩擦力相等，拉力也相等，故A错误；
B、从图中可以看出第1次木块运动的速度较大，而木块所受的拉力不变，根据公式P=Wt=Fst=Fv可知，拉力第1次做功的功率大，故B正确；
C、两次的拉力相同，两次运动距离不确定，所以不能确定两次做的功大小，故C错误。
故选：B。
(1)滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关；先判断两次运动过程中滑动摩擦力的大小，然后根据图像判断木块两次的运动状态，然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系；
(2)根据决定功率的因素即木块的拉力和木块的速度进行分析；
(3)根据作用在物体上的拉力和在拉力方向上通过的距离，利用公式W=Fs比较两次做功的多少。
要结合物体受力与运动状态的关系以及相关的计算公式，根据平衡力的知识和对图像的理解来解决此题。
19.【答案】A
【解析】解：甲图中，n甲=3，滑轮组的机械效率为η甲=W有用W总=GAhFs=GAhF⋅3h=GA3F=90%，则物体A的重力GA=2.7F，
不计绳重和摩擦，图甲中绳端拉力F=13×(GA+G动)，则动滑轮的重力G动=3F−GA=3F−2.7F=0.3F，
乙图中，n乙=2，绳端拉力F=12×(GB+G动)，则GB=2F−G动=2F−0.3F=1.7F，
乙图中滑轮组的机械效率为η乙=W有用′W总′=GBhF⋅2h=GBhF⋅2h=GB2F=1.7F2F=85%，故A正确。
故选：A。
根据甲图中滑轮组的机械效率η甲=W有用W总=GAhFs=GAhF⋅3h=GA3F=90%，导出物体A的重力和F的关系，不计绳重和摩擦，根据滑轮组的特点绳端拉力F=1n×(G+G动)，导出动滑轮的重力和F的关系，导出物体B的重力和F的关系，根据η=GnF计算乙的机械效率。
本题考查了滑轮组机械效率的计算，要求学生能够灵活运用公式进行计算，能够导出物体B和F的关系，是解答本题的关键。
20.【答案】BD
【解析】【分析】
本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功、机械效率、摩擦力的计算以及影响斜面机械效率的因素，属于对基础知识的考查，难度不大。
(1)使用斜面时，在斜面的粗糙程度一定时，斜面坡度越小，越省力；
(2)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、粗糙程度有关；
(3)知道物体重力、斜面高，利用W=Gh求拉力做的有用功；知道拉力大小、斜面长，利用W=Fs求拉力做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；
(4)根据W额=W总−W有求出额外功；使用斜面时，克服摩擦力做的功为额外功，再利用W额=fs求出摩擦力大小。
【解答】
A.根据功的原理，使用任何机械都不能省功，当斜面越缓，即相同的高度，物体移动的距离越大，同等条件下，对应的拉力越小，越省力，故A错误；
B.其它不变，增大斜面的倾斜程度，物体对斜面的压力越小，受到的摩擦力越小，同等情况下，所做的额外功越少，斜面的机械效率越高，故B正确；
C.此斜面的机械效率为：η=W有用W总×100％=GhFs×100％=60N×1m40N×2m×100％=75％，故C错误；
D.由W总=W有用+W额外可得Fs=Gh+fs，物体受到的摩擦力大小为f=Fs−Ghs=40N×2m−60N×1m2m=10N，故D正确。
21.【答案】小；低；平行；斜面倾斜角度；小车的物重
【解析】解：(1)斜面倾斜角θ=12°时做的有用功：
W有1=G1h1=5N×0.2m=1.0J，
斜面倾斜角θ=30°时做的有用功：
W总2=F2s2=3.6N×1m=3.6J；
由表中实验数据可知，斜面倾斜角θ=30°时斜面的机械效率：
η=W有3W总3×100%=×100%≈81.4%.如下表所示：
(2)由表中实验数据可知：拉动同样重的小车，斜面倾斜角θ越小，所用的拉力越小，斜面越省力，斜面的机械效率越低；
(3)实验过程中拉力的方向应与斜面平行；
(4)由(2)知，斜面倾斜角度影响机械效率的大小，若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面倾斜角度不变，只改变小车的重力进行试验即可。
故答案为：(1)如上表所示；(2)小；低；(3)平行；(4)斜面倾斜角度；小车的物重大小。
(1)根据表中数据分别求出有用功、总功，根据效率公式求出斜面的效率；
(2)纵向分析表中实验数据，找出不变的量和变化的量，分析实验数得出结论。
(3)利用斜面提升重物，额外功主要是克服摩擦力而做的功，拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，故拉力的方向应与斜面平行；
(4)根据控制变量法，若想探究斜面的机械效率与物重的关系，必须控制其它影响机械效率的因素不变，只改变物体的重力。
本题考查了求功、斜面效率、实验数据分析及归纳结论的能力、实验注意事项及控制变量法的运用等问题。难度适中。
22.【答案】(1)150 N
(2)75% 60 J
【解析】(1)滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳的拉力F=12G物=12×300N=150N．
(2)物体上升的高度h=vt=0.1 m/s×10 s=1 m， 有用功W有用=Gh=300 N×1 m=300 J， 滑轮组的机械效率η=W有用W总×100%=300J400J×100%=75%， 克服动滑轮做的功W动=G动h=40 N×1 m=40 J， 额外功W额外=W总−W有用=400 J−300 J=100 J， 克服绳重和摩擦所做的额外功 W=W额外−W动=100 J−40 J=60 J．
23.【答案】(1)1.5×107J
(2)30%
(3)1.75×104N
【解析】(1)由题意可知，车从山底开到山顶所做的有用功W有用=Gh=5.0×104N×300 m=1.5×107 J.
(2)由W=Fs可知，汽车从山底开到山顶所做的总功 W总=Fs=2.5×104N×2000 m=5×107J， 由η=W有用W总×100%可知，山坡的机械效率 η=W有用W总×100%=1.5×107J5×107J×100%=30%．
(3)由题意可知，额外功 W额外=W总−W有用=5×107J−1.5×107J=3.5×107J， 由W额外=fs可知，汽车在山坡上行驶时的摩擦力f=W额外s=3.5×107J2000m=1.75×104N．
24.【答案】支点；远；靠近
【解析】【分析】
本题考查杠杆五要素及杠杆平衡条件的应用，杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等，不能只看力或力臂的大小。
在物理学中规定硬棒绕着转动的固定点叫做支点；
跷跷板在水平位置平衡，知道妈妈、妹妹和小涛的体重关系，利用杠杆的平衡条件判断离支点的距离的大小；根据杠杆的平衡条件分析解答。
【解答】
把跷跷板看作杠杆，杠杆是绕着转轴转动，所以转轴即为杠杆的支点；
跷跷板在水平位置平衡时，设妈妈和妹妹的总重力为G1，力臂为L1，小涛的重力为G2，力臂为L2，
因为G1L1=G2L2、已知G1>G2，所以L1若妈妈放下怀抱中的妹妹，即G1减小，妈妈的位置不变，即L1不变，为了保持跷跷板水平平衡，由G1L1=G2L2知，在L1和G2不变时，G1减小，L2也减小，即小涛应适当靠近转轴。
故答案为：支点；远；靠近。
25.【答案】减小阻力臂
错误

【解析】略
26.【答案】0.6
【解析】解：因为物体做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，物体受到的地面的摩擦力：f=F乙=2.4N，
由图可知n=3，绳子自由端移动的速度：v=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s，
由η=W有W总=fs物Fs=fs物Fns物=fnF可知，绳子自由端的拉力：F=fnη=2.4N3×80%=1N，
则拉动甲测力计的功率：P=Wt=Fst=Fv=1N×0.6m/s=0.6W。
故答案为：0.6。
根据二力平衡条件求出物体受到地面的摩擦力；由图可知n=3，绳子自由端移动的速度v=nv物；利用η=W有W总=fs物Fs=fs物Fns物=fnF求绳子自由端的拉力；利用P=Wt=Fst=Fv求拉力做功的功率。
本题考查了使用滑轮组时功率和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
27.【答案】1.8 0.4 90%
【解析】解：有用功为：W有=Gh=18N×0.1m=1.8J，
拉力所做的功为：W总=Fs=8N×0.25m=2J，
拉力的功率为：P=W总t=2J5s=0.4W，
杠杆的机械效率为η=W有用W总×100%=1.8J2J×100%=90%。
故答案为：1.8；0.4；90%。
知道物体的重力和物体升高的高度，根据公式W=Gh可求有用功；已知拉力的大小和拉力移动的距离，根据公式W=Fs可求拉力所做的功，根据P=W总t可求拉力的功率；机械效率等于有用功和总功的比值。
本题考查了使用杠杆时有用功、总功、功率和机械效率的计算，关键是功、功率和机械效率公式的灵活应用。
28.【答案】A
【解析】解：由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为：W1=F1s；
第二幅图中，拉力移动的距离也等于物体移动距离为s，拉力做的功为：W2=F2s；
第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s，拉力做的功为：W3=F32s。
又因为拉力F1、F2、F3大小相等，
所以综上分析可得：W1=W2=Fs故选：A。
根据功的计算公式W=Fs可知：比较功的大小要比较拉力F和移动距离s的大小，从题目中找出F、L的大小就可比较做功的多少。
本题考查功的计算，比较做功多少的题目，要紧扣做功的两个必要条件，只要比较出拉力和移动距离的大小关系，即可根据公式W=FL比较出做功的多少关系。
29.【答案】B
【解析】解：将各点与坐标原点相连，并作出相应的“辅助线”，如图所示。由图可知，甲和乙做功相同时，甲所用时间较少，根据P=Wt可知，甲的功率大于乙的功率；甲和丙所用时间相同时，甲做功较多，根据P=Wt可知，甲的功率大于丙的功率；丙和丁做功相同时，丙所用时间较少，根据P=Wt可知，丙的功率大于丁的功率；故甲的功率大于丁的功率；丙和乙在同一条倾斜直线上，说明二者各自做的功与时间的比值相等，即丙和乙做功的功率相同。故A、C、D错误，B正确。
30.【答案】C
【解析】第一图中，为等臂杠杆，根据杠杆平衡条件知F1=G
第二图中，3段绳子与动滑轮接触，有F2=13G
第三图中，为动滑轮，但动力作用在轴上，所以拉力是物重的2倍，即F3=2G
有F2故选C。
31.【答案】如图所示

【解析】解：图中的开瓶器在打开瓶盖时，支点在开瓶器弯处与瓶盖的接触点O点，由支点O向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂l2；由图可知，阻力的方向斜向左下方，阻力有绕着O点顺时针转动的效果，则动力F1会绕着O点按逆时针方向转动，故动力的方向为垂直于OA向右，作用点在A点．
32.【答案】解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子数最多，由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，最多能绕出由3段绳子承担物重，所以要从定滑轮绕起，绕绳方法如下：

【解析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。本题中，要求最省力，属于第二种。
省力多少和绳子的绕法，决定滑轮组的使用效果，动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一。
33.【答案】( 1 )右；消除杠杆自重对杠杆平衡的影响； ( 2 ) 6；不能；( 3 )变大；阻力和阻力臂不变，动力臂变短；F1L1=F2L2；( 4 ) 4；3
【解析】【分析】
此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。
( 1 )调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
( 2 )设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件判断在B点挂钩码的数量；根据杠杆平衡条件判断是否平衡；
( 3 )根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力；当拉力F向右倾斜时，保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大；
( 4 )当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30∘角)动力臂是12OC，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数。
【解答】
( 1 )调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
( 2 )设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G ，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，即4G×3L=FB×2L ，解得FB=6G，需挂6个钩码；
若A 、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧4G×4L=16GL ，右侧6G×3L=18GL，因为16GL<18GL，所以杠杆不能平衡；
( 3 )保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件，力变大；经过多次实验，分析实验数据得出了杠杆的平衡条件F1L1=F2L2；
( 4 )当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30∘角)杠杆，此时动力臂等于
12OC=12×4×2cm=4cm，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得F1=F2L2L1=4×0.5N×3×2cm4cm=3N 。
34.【答案】解：(1)小明拉绳所做功：W=Fs=240N×6m=1440J，
小明拉绳所做功的功率为：P=W t=1440J30s=48W；
(2)爸爸的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N，
由图可知n=3，因为不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)，
所以动滑轮(含座椅)的重力：G动=nF−G=3×240N−600N=120N；
由G=mg可知，动滑轮(含座椅)的质量：m动=G动g=120N10N/kg=12kg；
(3)该升降座椅装置的机械效率：η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=600N3×240N×100%≈83.3%。
答：(1)小明拉绳所做功的功率为48W；
(2)动滑轮(含座椅)的质量为12kg；
(3)该升降座椅装置的机械效率为83.3%。
【解析】(1)根据W=Fs求出功的大小；根据P=Wt求出功率的大小；
(2)由图可知n=3，根据F=1n(G+G动)求出动滑轮(含座椅)的重力，根据G=mg求动滑轮(含座椅)的质量；
(3)利用η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF求滑轮组的机械效率。
本题考查了功率、机械效率、功的计算公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。斜面倾斜角θ
小车重G/N
斜面高h/m
斜面长s/m
拉力F/N
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
12°
5
0.2
1
2.1
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
斜面倾
斜角θ
小车重
G/N
斜面高
h/m
斜面长
s/m
拉力
F/N
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效
率η
12°
5
0.2
1
2.1
1.0
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
3.6
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
81.4%