物理（三）-2023年中考考前20天终极冲刺攻略

这是一份物理（三）-2023年中考考前20天终极冲刺攻略，共139页。


目 录 /cntents
倒计时第12天 \l "_Tc18774" 杠杆…………………………………………1
倒计时第11天 \l "_Tc25341" 滑轮 ………………………………………39
倒计时第10天 \l "_Tc11811" 功和功率 …………………………………75
倒计时第9天 \l "_Tc23115" 机械效率………………………………… PAGEREF _Tc23115 \h 103
TOC \ "1-1" \h \u
倒计时第12天天
杠杆
考点透视
了解什么是杠杆；理解杠杆的五要素；掌握杠杆平衡的计算方法；掌握杠杆的分类；理解杠杆在生活中的应用。
满分技巧
【知识网络】
【考点梳理】
考点：杠杆
定义：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。
杠杆的五要素：
（1）支点：杠杆绕着转动的点，即图中的O点.
（2）动力：使杠杆转动的力，即图中的F1。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，即图中的F2。
（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离，即图中的。
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，，即图中的。
杠杆的平衡：静止或匀速转动
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用字母表示为：；杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。
杠杆分类：
（1）省力杠杆：＞，F1＜F2。
这类杠杆的特点是动力臂大于阻力臂，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。
（2）费力杠杆：＜，F1＞F2。
这类杠杆的特点是动力臂小于阻力臂，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。
（3）等臂杠杆：=，F1=F2。
这类杠杆的动力臂等于阻力臂，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。
力臂的画法：
（1）明确支点，用O表示 ；
（2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线；
（3）过支点O作该力的作用线的垂线；
（4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母（或)。
真题回眸
1．（2022·江苏常州·统考中考真题）为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”，农业专家自制轻质拔草器，如图所示，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起。若拔同一植株，手施力最小的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】杠杆平衡条件。根据题意可知阻力大小是不变的，要让动力最小，应该使尽量小，尽量大。根据图示最小，垂直于杠杆，的长度最大的，C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．（2022·内蒙古包头·统考中考真题）如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（ ）
A．F的大小为物重的2倍
B．物重增加5N，F的大小也增加5N
C．物体悬挂点右移，拉力F会增大
D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
【答案】C
【详解】A．由图可知，OA=AB，阻力的力臂为动力力臂的一半，根据杠杆的平衡条件可知
由于 ，拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误；
B．若物重增加5N，根据杠杆的平衡条件可知，F的变化量为，根据杠杆平衡条件可知，解得，故B错误:
C．当悬挂点右移时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，则动力F将变大，故C正确；
D．保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。
故选C。
3．（2022·江苏淮安·统考中考真题）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】根据杠杆的支点定义可知夹子中间的轴的位置是支点，手作用的点为动力作用点，动力的方向向下，阻力的作用点为支点左端弹性铁圈与夹子接触的位置，阻力的方向向下，故A符合题意。
故选A。
4．（2022·西藏·统考中考真题）杠杆在生活中无处不在，下图所示工具在使用过程中属于费力杠杆的是（ ）
A． 铁皮剪B． 定滑轮
C． 钳子D． 船桨
【答案】D
【详解】A．铁皮剪的动力臂大于阻力臂，所以铁皮剪是省力杠杆，故A不符合题意；
B．定滑轮相当于等臂杠杆，使用定滑轮不省力，故B不符合题意；
C．钳子的动力臂大于阻力臂，所以钳子是省力杠杆，故C不符合题意；
D．船桨的动力臂小于阻力臂，所以船桨是费力杠杆，能省距离，故D符合题意。
故选D。
5．（2022·江苏盐城·统考中考真题）如图是小华做“探究杠杆平衡条件”实验时的情形，下列操作能使杠杆在水平位置平衡的是（ ）
A．增加钩码的个数B．向左调节平衡螺母
C．向右移动钩码的位置D．减小弹簧测力计的拉力
【答案】C
【详解】如图，杠杆向左倾斜，说明左侧钩码对杠杆的拉力与力臂的乘积，大于右侧拉力与力臂的乘积；
A．增加左侧钩码个数，左侧的力臂不变，力变大，力与力臂的乘积变大，根据可知，杠杆不会平衡，故A不符合题意；
B．在实验的过程中，不能通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，故B不符合题意；
C．将左侧钩码向右移动，左侧的力不变，力臂变小，则左侧力与力臂的乘积变小，会使杠杆平衡，故C符合题意；
D．减小弹簧测力计的拉力，右侧的力臂不变，力变小，力与力臂的乘积变小，杠杆不会平衡，故D不符合题意。
故选C。
6．（2022·辽宁营口·统考中考真题）图甲是自行车的手闸，其中ABO部分可视为一种杠杆，其简化示意图如图乙所示，O为支点，F2为阻力，请在图乙中画出：（1）作用在A点的最小动力F1及其力臂；（2）阻力F2的力臂。
【答案】
【详解】（1）由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂乘积一定时，动力臂越长，动力越小，图中O为支点，因此OA作为动力臂最长；动力方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图。
（2）从支点O作阻力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂，如图所示：
7．（2022·四川攀枝花·统考中考真题）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点在竖直平面内转动，请在图示位置画出小球所受重力G和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图，并简述F的作图依据。
【答案】
【详解】过小球的重心沿竖直向下的方向画出重力的示意图，由杠杆的平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；由图可知，O点距离A点是最远的，故OA为力臂时，力是最小的，过端点A做垂直OA向上的力，如图所示：
8．（2022·江苏苏州·统考中考真题）在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F；
【答案】
【详解】由图可知，O为支点，重物向下拉杠杆的力为阻力，则过支点做阻力作用线的垂线段即为阻力臂l；；由杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最小力F作用在A点，当OA为F的力臂时，力臂最长，此时力F最小，且F的方向垂直杠杆向上，从A点垂直OA向上画出F的示意图，如图所示：
9．（2022·辽宁丹东·统考中考真题）《西游记》中的孙悟空形象深受人们喜爱。如图甲所示，孙悟空肩上的金箍棒可看做杠杆，其简图如图乙。图中，O为支点，O′为金箍棒重心位置，A为动力F的作用点。请在图中画出：
（1）金箍棒所受重力的示意图；
（2）作用在A点的最小动力F的示意图及其力臂l。
【答案】
【详解】金箍棒的重心在O′点，重力的方向总是竖直向下，重力的示意图如图所示；以O点为支点，在A处用力最小，则其力臂最大，最大值为OA，则最小动力F的方向垂直OA，及其力臂l，如图所示：
10．（2022·辽宁丹东·统考中考真题）“探究杠杆的平衡条件”实验。
（1）如图甲所示，杠杆处于静止状态。为方便测量___________，应向___________（选填“左”或“右”）调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。设右侧钩码对杠杆施的力为动力，左侧钩码对杠杆施的力为阻力；测出杠杆平衡时的动力臂和阻力臂；把、、、的数据填入表格中。改变动力和动力臂的大小，相应调节阻力和阻力臂，再做几次实验，实验数据如下表所示；
分析表中的数据得到杠杆的平衡条件：___________用、、、表示；
（3）如图乙所示，在___________（选填“A”、“B”或“C”）点竖直___________（选填“向上”或“向下”）拉时，可使杠杆保持水平位置平衡，此时杠杆属于省力杠杆；
（4）在完成实验后，小辉利用杠杆平衡条件完成了老师提出的问题。如图丙所示，轻质杠杆可绕点转动，它的中点挂有的重物，在杠杆右端用竖直向上的力___________N，可使杠杆在水平位置平衡。
【答案】 力臂 右 A 向上
【详解】（1）[1][2]实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到水平位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，右端偏高，这时应将平衡螺母向右端调节。
（2）[3]分析表中的实验数据，发现：动力动力臂阻力阻力臂，用、、和分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆平衡条件可表示为
（3）[4][5]要使杠杆属于省力杠杆，则动力臂应大于阻力臂，所以应该选择在A点施加向上的力。
（4）[6]根据，可得
11．（2022·湖北黄冈·统考中考真题）由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器，世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置。
（1）当箱梁静止在水平桥面时，箱梁与桥面的接触面积为200m2，求箱梁对桥面的压强；
（2）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6 m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30m。求此过程中克服箱梁所受重力做的功；
（3）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中l1表示MN的水平距离，l2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力（不包括轮车A受到的重力）、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式（用字母表示）。
【答案】（1）5×104pa；（2）6×106J；（3）
【详解】（1）根据公式可得。箱梁对地面的压强为
（2）根据重力做功的公式W=Gh可得，克服重力做的功为W=Gh=1.0×107N ×10N/kg=6×106J
（3）根据杠杆平衡的原理可知F l1＝G（l1－l2），
答：（1）箱梁对桥面的压强为5×104pa；
（2）此过程中克服箱梁所受重力做的功为6×106J；
（3）支持力F的表达式。
12．（2022·北京·统考中考真题）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图23甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，她的身体与地面平行，可抽象成如图23乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。
（1）图23乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小；
（2）图24所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时她的身体姿态与图23甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
【答案】（1）500N；（2）<
【详解】解：（1）如图1所示，O为支点，重力的力臂为l，F1的力臂为l
根据杠杆平衡条件F1l=Gl，可得
（2）小京手扶栏杆时抽象成的杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为l′，F2的力臂为l
根据杠杆平衡条件F2l′=Gl′，可得，由图可知l′13．（2022·四川达州·统考中考真题）某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型，轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动，AO∶OB=2∶3，物体N是一个不吸水的柱体，打开阀门，假定水的流量相同，物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示，t2时刻装置自动报警，t3时刻塔内水流完，杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6×103kg/m3，棱长为0.1m，悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量，求：
（1）物体M的重力大小；
（2）t1时刻杠杆A端所受拉力大小；
（3）物体N的密度。
【答案】（1）60N；（2）30N；（3）1.5×103kg/m3
【详解】解：（1）由题意可知，物体M的密度为ρM=6×103kg/m3，物体M的体积为VM=(0.1m)3=1×10-3m3
故由可得，物体M的质量为mM=ρMVM=6×103kg/m3×1×10-3m3=6kg
故由G=mg可得，物体M的重力大小为GM=mMg=6kg×10N/kg=60N
（2）由图乙可知，t1时刻物体M对压力传感器的压强为p=4000Pa，故由可得，物体M对压力传感器的压力为F压=pSM=4000Pa×(0.1m)2=40N
因物体M对压力传感器的压力F压与压力传感器对物体M的支持力F支是一对相互作用力，大小相等，故可知压力传感器对物体M的支持力为F支=F压=40N
对物体M受力分析可知，物体M受到向下的重力GM，向上的压力传感器的支持力F支和绳子的拉力F，物体M处于受力平衡状态，由力的平衡可得GM=F支+F
解得B端绳子的拉力为F=GM-F支=60N-40N=20N
杠杆在水平位置平衡时，由杠杆的平衡条件可得F×OA=F×OB
解得t1时刻杠杆A端所受拉力大小为
（3）由图乙可知，随着时间的增加，水塔内的水逐渐减少，t1时刻开始，物体N开始露出水面，此时杠杆A端所受拉力逐渐增大，由杠杆的平衡条件可知，此时杠杆B端所受拉力也逐渐增大，则物体M对压力传感器的压力逐渐减小，故物体M对压力传感器的压强也逐渐减小，t2时刻，物体N恰好完全露出水面，此时水面位于物体N的下边缘，杠杆A端所受拉力最大，则此时杠杆B端所受拉力也最大，物体M对压力传感器的压强最小，为0，t3时刻，塔内水流完，此时物体M对压力传感器的压强仍为0，物体N完全露出水面时，此时杠杆A端所受拉力F′A等于物体N的重力GN，因此时物体M对压力传感器的压强为零，故可得此时杠杆B端所受拉力F′B等于物体M的重力GM，由杠杆的平衡条件可得GN×OA=GM×OB
解得物体N的重力为
由（2）中可得，t1时刻杠杆A端所受拉力大小为FA=30N，由称重法可得，此时物体N所受浮力为F浮=GN-F=90N-30N=60N
因此时物体N完全浸没在水中，故由F浮=ρ液gV排可得，物体N的体积为
故由可得，物体N的密度为
答：（1）物体M的重力大小为60N；
（2）t1时刻杠杆A端所受拉力大小为30N；
（3）物体N的密度为1.5×103kg/m3。
14．（2022·湖北武汉·统考中考真题）我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者"号载人潜水器的海试现场。
（1）潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示，它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成，C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动金属杆AB绕着O点转动，金属杆B端就会向上提或向下压采样器；
①请在图乙中画出水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，采样器对金属杆AB的力的示意图；
②若OA、OC和AC的长分别是18cm、24cm和30cm，OB的长是72cm，这只机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N，玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2cm2时，则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa?（不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力）
（2）总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者”号时，可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”，即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是1.8t。体积是0.3m3的两只机械手臂和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?
【答案】（1）①，②2×105Pa；（2）3.57×105N，1.5×104N
【详解】解：（1）①水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，根据力的作用是相互的，采样器对杠杆有一个竖直向上的力，其大小为F，故如图所示：
（2）②根据勾股定理可知
该三角形是直角三角形，AC为斜边，根据三角形的面积公式可知，液压杆AC对水平金属杆A端拉力的力臂
金属杆B端对采样器的压力
圆环形管口对海底沉积物产生的压强
（3）潜水器处于悬浮状态，总浮力为
潜水器抛掉机械手臂等物体后，减小的浮力
减小的重力
潜水器剩下的重力
抛掉机械手臂等物体后潜水器受到的浮力
抛掉机械手臂等物体后浮力比重力大
答：（1）①见解析，②竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是；
（2）潜水器受到的浮力是，浮力比重力大。
15．（2022·内蒙古兴安盟·统考中考真题）某物理研究小组设计了-个压力报警装置，工作原理如图甲所示，OBA为水平杠杆，OA长100cm，O为支点，OB∶OA = 1∶5，已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，压力传感器受到的压力F与R的阻值变化关系如图乙所示。当托盘空载时，闭合开关S，电压表示数为1V；当托盘所受压力增大，电压表示数达到2V时，报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量忽略不计，电压表的量程为0 ~3V。求：
（1）电源电压；
（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力；
（3）当托盘受到的压力为80N时，报警器是否报警；
（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5∶6时，托盘受到的压力。
【答案】（1）4V；（2）20N；（3）不报警；（4）150N
【详解】解：（1）由图甲可知，电阻R与R0串联，电压表测量R0两端的电压。当托盘空载时，电路中的电流为
由图乙可知，托盘空载时，压力传感器电阻R=30Ω，则电源电压为U=I1（R+R0）=0.1A×（10Ω+30Ω）=4V
（2）当报警器开始报警时，此时电路中的电流为
压力传感器的电阻为
由图乙可知，当压力传感器电阻为10Ω时，压力传感器受到的压力为20N。
（3）根据杠杆的平衡条件可得F托盘′×OB=F′×OA
压力传感器受到的压力为
由于传感器受到的压力为20N时报警，而16N<20N，所以报警器不报警。
（4）电压表的量程为0 ~3V，要保证电路安全，电路的最大电流为
电路的最大功率为P最大=UI最大=4V×0.3A=1.2W
此时电路输出的电功率
根据公式，此时电路输出的最大功率，则
由图乙可知当压力传感器R″=6Ω时，压力传感器受到的压力为F″=30N，根据杠杆的平衡条件可得，托盘受到的压力
答：（1）电源电压为4V；
（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力为20N；
（3）当托盘受到的压力为80N时，报警器不报警；
（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5∶6时，托盘受到的压力为150N。
名校预测

1．（2022·河南·河南师大附中校考二模）如图所示是古代战争中的“大炮”——抛石机，用它把大石块抛出去，打击远处的敌人，它实际是一个（ ）
A．费力杠杆B．等臂杠杆C．省力杠杆D．斜面
2．（2022·山东滨州·统考一模）肌肉注射也叫打小针，是一种常用的药物注射治疗方法。如图甲所示是注射器吸取药液时的情境，图乙是医疗废物垃圾桶，图丙是医疗废物垃圾桶的力学示意图。以下说法正确的是（ ）
A．注射器吸取药液时，是利用大气压强把药液压入注射器内
B．注射器的针头做得很尖，是为了减小压强
C．杠杆ABC为费力杠杆
D．杠杆A'B'C的动力臂是A'B'，阻力臂是B'C
3．（2022·江苏·校联考模拟预测）如图所示，质量分布均匀的直杆AB置于水平地面上，现在A端施加拉力F，缓慢抬起直杆直至竖直。B端始终和地面之间保持相对静止，F的方向始终和直杆垂直，该过程中拉力F的大小将（ ）
A．保持不变B．先减小后增大
C．逐渐减小D．先增大后减小
4．（2022·广东广州·广州市天河中学校考三模）如图两杠杆都处于平衡状态。图甲所示轻质塑料袋装满了体积不同的两种不同液体M、N，图乙所示是体积相同但密度不同的金属P、Q。则（ ）
A．M的密度大于NB．M的质量大于N
C．P的密度大于QD．P的质量大于Q
5．（2022·山东济南·统考一模）如图甲、乙所示，是某人分别用两种方式挑着同一物体行走时的情景，小强看后感到疑惑：改变物体的位置，人用的力更大了吗？于是想用实验的方法一探究竟。他要探究的问题是：在杠杆平衡的情况下（ ）
A．动力和阻力一定时，动力臂和阻力臂的关系
B．动力臂和阻力臂一定时，动力和阻力的关系
C．动力和阻力臂一定时，动力臂和阻力的关系
D．阻力和动力臂一定时，动力和阻力臂的关系
6．（2022·重庆·重庆实验外国语学校校考二模）多多设计了一个储水控制装置，如图甲所示为该装置的简易模型。OAB是一个轻质杠杆，杠杆绕O点转动，OA∶OB=2∶1。B点处用轻质弹簧连接了一个底面积为100cm2的长方体浮桶，浮筒位于水箱底部，此时恰好对水箱底部无压力。A点与固定在天花板上的压敏电阻C通过一根轻质细杆相连，压敏电阻通过电路控制加水管（电路未画出）。现打开加水管向水箱内加水，当桶底升至阀门所处高度时，加水管停止加水，此过程中压敏电阻C所受的力与加水的体积的关系如图乙所示（已知弹簧的弹力每改变5N，弹簧形变量改变1cm，整个过程发生在弹簧弹性限度内），以下说法正确的是（ ）
A．浮筒的重力为2N
B．水箱的底面积180cm2
C．停止加水时浮筒移动的距离为4cm
D．整个过程中浮筒下表面所受的最大压强为2.4×103Pa
7．（2022·辽宁沈阳·统考二模）如图所示，一个轻质杠杆上挂一个重物，用一个始终沿水平方向的力F将杠杆匀速拉向水平位置的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．动力与动力臂的乘积变大B．力F逐惭变小
C．动力臂始终大于阻力臂D．动力臂和阻力臂都变大
8．（2022·重庆南岸·模拟预测）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动，AO:OB=1:2，OC=CB，质量分布均匀的正方体M通过细杆与杠杆C点相连（轻质杠杆和细杆的质量均忽略不计），物体M的重力为40N，边长为10cm，将底面积为50cm2、重为20N的物体N从杠杆B端向A端移动。当N运动到A端时，将M沿竖直方向切去部分，并将其平放在N上，使M对水平地面的压强刚好为500Pa。下列说法正确的是（ ）
A．当物体N在B端时，细杆所受压力为20N
B．当物体N在B端时，M对地面的压强为4×103Pa
C．当物体N在A端时，M应切去部分的质量为0.8kg
D．当物体N在A端时，M切去部分对N的压强为800Pa
9．（多选）（2022·湖南·校考一模）如图所示为小刚外出所拿的行李箱，О为该行李箱的轮轴，OA为可伸缩拉杆（重力可忽略），把箱体和拉杆OA看成一个整体。小刚在拉杆端点A处施加一始终垂直于拉杆的力F，在他使用行李箱时，下列说法正确的是（ ）
A．如图所示，该行李箱是一个省力杠杆
B．小刚在拖动行李箱时总是先拉出上方的拉杆，这样可以增大动力臂，从而达到省距离目的
C．小刚使箱体从图示位置绕О点缓慢逆时针转至接近竖直位置，此过程力中F始终不变
D．手柄A的位置做的比较宽大是为了减小压强
10．（多选）（2022·四川成都·校联考模拟预测）如图所示组合机械，配重M的质量为，底面积为，将M用绳系在杠杆AOB的B端，杠杆的支点为O点（固定不动），，在杠杆的A端悬挂一滑轮组，定滑轮重，动滑轮重，当工人利用滑轮组提升重力为的物体以的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡。杠杆与绳的重量、滑轮转轴的摩擦均不计，下列说法正确的是（ ）
A．工人施加拉力的功率为B．滑轮组的机械效率为
C．B点受到绳子拉力为D．配重M对水平地面的压强为
11．（2023·河北邢台·统考模拟预测）如图所示，轻质杠杆OP长1m，能绕O点转动，P端用细绳悬于N点。现有一个重为7N的合金块A通过滑环悬挂于M点，M点距离O点20cm。倾斜的杆OP与水平方向成30°角，滑环刚好能从M向P端以2cm/s的速度匀速滑动，若滑环从M点开始用时30s滑动到某点Q（图中未画出）时，细绳恰好断裂。（g取10N/kg）求：
（1）细绳能承受的最大拉力；
（2）滑环自M点滑动到Q点的过程中，合金块A所受重力做的功和重力做功的功率。
12．（2023·山东·校联考模拟预测）如图所示的装置中，轻质杠杆的支点为O，物块A、B通过轻质细线悬于Q点，当柱形薄壁容器中没有水时，物体C悬挂于E点，杠杆在水平位置平衡；当往容器中加入质量为m的水时（水还未浸没物体），为使杠杆在水平位置平衡，物块C应悬挂于F点A，B为均匀实心正方体，A，B的边长均为20cm。B的下表面到容器底的距离为20cm，柱形容器底面积为S=600cm2。已知：两个物块的重分别为GA=1.6N，GB=12.8N，OQ=4cm，OE=14.4cm，OF=10.4cm；ρ水=1.0×103kg/m3，杠杆重力对平衡的影响忽略不计，细线重力忽略不计，物块不吸水。求：
（1）物体C的重力；
（2）物块C悬挂于F点时，物体B受到的浮力；
（3）物体B浸入水中的深度h浸；
（4）往容器中加入水的质量m。
13．（2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测）用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N；如果将该滑轮组与其它部件组合成一监控水库水位的模拟装置（如图所示），整个模拟装置是由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC∶OD =1∶2，A的体积为0.02m3，A重为450N，B重为300N，不计绳重与摩擦（ρ水=1.0×103kg/m3）。求：
（1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力；
（2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力。
14．（2023·山东泰安·校考模拟预测）如图所示，重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动，木棒AB长为1.5m，物体甲是重力为79N、边长为0.12m的正方体，物体乙所受重力为56N，当把甲、乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时，木棒在水平位置平衡，支点O距A点0.8m。求：
（1）A端受到绳子的拉力；
（2）物体甲对地面的压强。
15．（2023·天津南开·统考一模）超载是交通安全的一大隐患，为此物理兴趣小组设计了“超载检测报警系统”建议安装在高速收费站，减少交通事故发生。设计图为下图甲所示，其中ABO是杠杆组件（质量忽略不计），O为支点，B点为汽车重力承压点，A端的压杆作用于压敏电阻，AB∶BO=3∶1。在测量电路中，R为压敏电阻，阻值随压力变化的关系如下表所示；电路中小灯泡其两端电压U<2.5U0时为绿光，U≥2.5U0时为红光，报警提示。灯泡电流随电压变化的曲线如图乙所示。电源电压为6U0且保持不变，闭合开关，求：
（1）请画出图甲中小汽车作用在杠杆B点上的力及力臂；
（2）该系统报警时汽车的最小总重力；
（3）不改变电路元件、支点位置和杠杆组件，若要增大报警时的载重量，可以采取什么措施。
16．（2023·湖北黄冈·校考二模）物理兴趣小组设计了一台电子秤，利用电压表示数显示物体质量大小（不计托盘的质量），其电路如图甲所示。电源电压为6V保持不变，电压表量程为0-3V，压敏电阻其阻值R与所受压力F的关系如下表所示。闭合开关，当压敏电阻上未放物体时，电压表示数为1V。求：
（1）R0的电阻值；
（2）该电子秤能测量的最大质量；
（3）该电子秤还可以显示水面高度变化。如图乙所示，长方体A、B通过细绳与杠杆MON连接，O为支点，MO∶NO=2∶1。长方体A的密度为1.2g/cm3，底面积为50cm2，高30cm；且底部刚好与水面接触；长方体B重10N，底部与电子秤接触。不计绳重、杠杆重、杠杆与支点的摩擦，杠杆始终在水平位置静止。为保证电子秤安全，水面上升的最大高度为多少cm?
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
压力F/N
0
5
10
15
20
25
30
…
压敏电阻R/Ω
30
27
24
21
18
15
12
…
压力F/N
0
1
2
3
4
…
7
8
9
压敏电阻R/
50
45
40
35
30
…
15
10
5
专家押题
1．杆秤是人们生活中常用的工具，如图是用杆秤测量物体M质量时的示意图，已知秤砣质量为0.3kg，提纽到秤钩的距离OB为3cm，当秤砣在A处时距提纽12cm，杆秤恰好平衡，不计秤杆及秤钩质量，则物体M质量为________kg。
2．如图是某简易杠杆的示意图，已知AOB水平，OA=OB，物体重力G=10N，拉力F的方向如图所示，则F=_________N。
3．如图所示，画出使杠杆AOB在如图所示位置静止时所用最小力F及其力臂。
4．小华同学为“探究杠杆的平衡条件”，设计了如图所示的实验。
（1）实验前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 _____（选填“平衡”或“非平衡”）状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 _____（选填“左”或“右”）调节；
（2）调节好杠杆后，为了获取实验数据，在图乙、丙两个方案中，按 _____方案进行实验能更加方便地测出 _____。
（3）经过实验，得到的数据如下表：
由数据可初步得到的结论是 _____（用公式表示）；
（4）保持杠杆一直处于水平位置平衡，当弹簧测力计由图乙逐渐旋转至图丙所示位置时，弹簧测力计的示数 _____（选填“变小”“变大”或“不变”）。
（5）甲物体静置在水平地面上时，对地面的压强为p0。小华将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，把质量为m0的乙物体悬挂在杠杆的B端，如图丁所示，此时杠杆在水平位置平衡且甲物体对地面的压强为p1，AO∶OB＝1∶3，O为支点。要使甲物体刚好被细绳拉离地面，小华设计了以下两种方案，请你帮他完成；
方案一：仅将支点O向 _____（选填“左”或“右”）移动适当距离；
方案二：仅增加乙物体的质量，则乙物体增加的质量为 _____。
5．如图所示，一个重力为6N，密度为6g/cm3的合金块，悬挂在轻质杠杆的A点，O为支点，OA长10cm，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重力为0.7N的物体，OB长70cm，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求：
（1）合金块的体积；
（2）A端受到绳子的拉力大小；
（3）该液体密度为多少。
妙趣横生
中国古代机械探秘——杠杆
子贡南游于楚，反于晋，过汉阴，见一丈人方将为圃畦，凿隧而入井，抱瓮而出灌，滑滑然用力甚多而见功寡。子贡曰："有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多，夫子不欲乎？"为圃印而视之曰："奈何？"曰："苗本为机，后重前轻，挈水若抽，数如洪汤，其名为棒。"——《庄子外篇·天地》
桔槔
明代罗颀（qí）所编的《物源》一书说“伊尹（yī yǐn）始作桔槔”。伊尹是商汤的贤臣，也就是说，它产生于约公元前1700年。将一根粗木杆支架于立柱上就可以造成简单的桔槔。春秋时期，桔槔被普遍用作农田灌溉机械。
倒计时第11天天
滑轮
考点透视
了解滑轮的分类；掌握动滑轮和定滑轮的作用；掌握定滑轮、动滑轮和滑轮组的计算；掌握滑轮组绳子的绕法。
满分技巧
【知识网络】
【考点梳理】
1.定滑轮：
（1)定义：工作时，轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。
（2）实质：如图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。
（3）作用：不能省力，但可以改变用力方向。
2.动滑轮：
（1）定义：轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。
（2）实质：如图乙所示，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。
（3）作用：可以省力，但是不能改变力的方向。
3.滑轮组：
（1）组成：定滑轮和动滑轮
（2）作用：既可以改变力的大小又可以改变力的方向
（3）滑轮组绳子自由端的拉力：（忽略绳子重和摩擦）。
（4）物体上升的高度h与绳子自由端移动的距离s的关系：。
考点诠释：
1. 组装滑轮组，在知道或算出滑轮组承担重物的绳子段数情况下，根据“奇动偶定”的原则,先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。
2.时间t内，物体上升高度h,绳子自由端移动的距离s；物体移动的速度，绳子自由端移动的速度；所以物体上升的速度与绳子自由端移动的速度关系：。
真题回眸
1．（2022·四川宜宾·统考中考真题）2021.7.1是庆祝中国共产党成立100周年大会在北京天安门广场隆重举行，伴随着嘹亮的国歌声，五星红旗冉冉升起。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，如图，该滑轮的作用是（ ）
A．增大绳子自由端移动的距离B．减小拉力
C．改变拉力的方向D．减少拉力做功
【答案】C
【详解】旗杆顶部滑轮的轴不动，是一个定滑轮，它能改变动力的方向，但不能省力、省功以及增大绳子自由端移动的距离。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．（2022·辽宁·统考中考真题）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为50%B．动滑轮重为100N
C．绳子自由端拉力的功率为20WD．增大物重机械效率不变
【答案】B
【详解】A．物体的重力G=mg=300kg×10N/kg=3000N
物体受到的摩擦力f=0.1G=0.1×3000N=300N
则拉力F克服物体摩擦力做的有用功W有=fL=300N×1m=300J
由图可知，动滑轮用2段绳子拉物体，且弹簧测力计的示数为200N，则拉力F=200N，绳子自由端移动的距离s=2m，拉力做的总功W总=Fs=200N×2m=400J
滑轮组的效率，故A错误；
B．由可知，动滑轮重G动=nF-f=2×200N-300N=100N，故B正确；
C．拉力的功率，故C错误；
D．若增大物重，则物体受到的摩擦力变大，物体移动相同的距离，滑轮组所做的有用功变大，而额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，因此机械效率会变大，故D错误。
故选B。
3．（多选）（2022·山东潍坊·统考中考真题）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为，两名工人及工具的总质量为，某次吊升过程中，吊篮在内匀速上升了。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）

A．吊篮的动能不变B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为D．电动机拉动绳子的功率为
【答案】AD
【详解】AB．吊篮匀速上升的过程，质量不变，速度不变，高度升高，所以动能不变，重力势能变大，机械能变大，机械能不守恒，故A正确，B错误；
C．由图示知，承重绳子为4根。不计滑轮重、绳重及摩擦时，电动机对绳子的拉力，C错误；
D．绳子在30s内移动的距离s=4h=4×6m=24m，绳子移动的速度，电动机拉动绳子的功率P=Fv=600N×0.8m/s=480W，故D正确。
故选AD。
4．（2023·山东泰安·统考一模）杆秤是人们生活中常用的工具，如图是用杆秤测量物体M质量时的示意图，已知秤砣质量为0.3kg，提纽到秤钩的距离OB为3cm，当秤砣在A处时距提纽12cm，杆秤恰好平衡，不计秤杆及秤钩质量，则物体M质量为________kg。
【答案】1.2
【详解】根据题意可知，OB＝3cm，OA＝12cm，根据杠杆的平衡条件可知G物×OB＝G砣×OA，即m物g×OB＝m砣g×OA，则物体的质量为
5．（2023·安徽蚌埠·统考一模）如图是某简易杠杆的示意图，已知AOB水平，OA=OB，物体重力G=10N，拉力F的方向如图所示，则F=_________N。
【答案】20
【详解】由图示知，拉力F的作用线与水平方向成30度角，则F对应的力臂
据杠杆的平衡条件有，解得，F=20N。
6．（2022·四川巴中·中考真题）用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重350N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为___________，拉力的功率为___________W。若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物则滑轮组的机械效率为___________。
【答案】 87.5% 100 90%
【详解】[1]把重350N的货物竖直匀速提高10m，对物体做的有用功为
滑轮组上承担重量的绳子股数为n=2，所以绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
滑轮组的机械效率为
[2]拉力的功率为
[3]由可知，动滑轮的重力为
若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物，则滑轮组的机械效率为
7．（2023·广东深圳·二模）如图所示，画出使杠杆AOB在如图所示位置静止时所用最小力F及其力臂。
【答案】
【详解】根据杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，要最省力，即动力臂最长；由图知OA比OB长，所以OA作动力臂最长，最省力，过A点垂直于OA向上作垂线段，就得到动力F，OA即为其力臂L，如下图所示
8．（2022·甘肃金昌·中考真题）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。
【答案】
【详解】由于图中只有一个动滑轮，承担物重的绳子段数最多为3段，此时最省力，其绕法如图所示
9．（2022·广西河池·统考中考真题）如图所示，请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。
【答案】
【详解】根据题滑轮组的工作特点可知，使用滑轮组提升重物时，不计绳重和摩擦，绳端拉力F大小与绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n的关系为

因此绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n越大，滑轮组越省力，由图示可知，题中绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数最大为n=3，故最省力的滑轮组绳子的绕法如图所示：
10．（2023·云南昆明·统考一模）小华同学为“探究杠杆的平衡条件”，设计了如图所示的实验。
（1）实验前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 _____（选填“平衡”或“非平衡”）状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 _____（选填“左”或“右”）调节；
（2）调节好杠杆后，为了获取实验数据，在图乙、丙两个方案中，按 _____方案进行实验能更加方便地测出 _____。
（3）经过实验，得到的数据如下表：
由数据可初步得到的结论是 _____（用公式表示）；
（4）保持杠杆一直处于水平位置平衡，当弹簧测力计由图乙逐渐旋转至图丙所示位置时，弹簧测力计的示数 _____（选填“变小”“变大”或“不变”）。
（5）甲物体静置在水平地面上时，对地面的压强为p0。小华将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，把质量为m0的乙物体悬挂在杠杆的B端，如图丁所示，此时杠杆在水平位置平衡且甲物体对地面的压强为p1，AO∶OB＝1∶3，O为支点。要使甲物体刚好被细绳拉离地面，小华设计了以下两种方案，请你帮他完成；
方案一：仅将支点O向 _____（选填“左”或“右”）移动适当距离；
方案二：仅增加乙物体的质量，则乙物体增加的质量为 _____。
【答案】 平衡 右 乙 力臂 F1L1＝F2L2 变大 左
【详解】（1）[1][2]如图甲所示，杠杆在此位置静止，所以此时杠杆处于平衡状态；要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右调节。
（2）[3][4]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，图乙所示实验，测力计拉力与杠杆垂直，可以直接从杠杆上读取测力计拉力力臂，图丙所示实验，拉力与杠杆不垂直，不便于测量测力计拉力力臂，图乙中竖直向上拉动实验操作更方便。
（3）[5]由表中实验数据可知，F1L1＝F2L2，此时杠杆平衡，由此可得杠杆平衡条件是：F1L1＝F2L2。
（4）[6]当弹簧测力计逐渐由图乙位置向右倾至图丙的位置时，弹簧测力计拉力的力臂在减小，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数变大。
（5）[7]方案一：将支点O向左移动适当的距离，OA减小，OB增大，由FA×OA＝m0g×OB可知，FA变大，当FA＝G甲时，甲物体刚好拉离地面。
[8]方案二：甲静止在地面，G甲＝F甲＝p0S，如图丁所示，当杠杆在水平位置平衡且甲物体对地面的压强为p1，此时物体对地面的压力F1＝p1S，杠杆A端受到的拉力FA＝G甲﹣F1＝p0S﹣p1S
由杠杆平衡条件可知FA×OA＝G0×OB，即（p0S﹣p1S）×1＝m0g×3
则，当甲物体刚好被细绳拉离地面时，由杠杆平衡条件可知G甲×OA＝G总×OB
即有p0S×1＝（m0g+Δmg）×3，则，所以。
11．（2023·广东深圳·二模）如图所示，一个重力为6N，密度为6g/cm3的合金块，悬挂在轻质杠杆的A点，O为支点，OA长10cm，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重力为0.7N的物体，OB长70cm，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求：
（1）合金块的体积；
（2）A端受到绳子的拉力大小；
（3）该液体密度为多少。
【答案】（1）100cm3；（2）4.9N；（3）1.1×103kg/m3
【详解】解：（1）由题意可知，合金块的重力为G=6N，合金块的密度
故合金块的体积
（2）设A端受到的绳子拉力为F，B端的绳子拉力为F，由受力分析可知，B端的绳子拉力F等于物体的重力G物，即F=G物=0.7N
因杠杆处于水平平衡状态，故由杠杆的平衡原理可得F×OA=F×OB
解得A端受到的绳子拉力
（3）对合金块受力分析可知，合金块受到向下的重力G，向上的绳子拉力F，向上的液体的浮力F浮，因合金块处于受力平衡状态，故由力的平衡可得G=F+F浮
解得合金块所受浮力F浮=G-F=6N-4.9N=1.1N
故由F浮=ρ液gV排可得，该液体的密度
答：（1）合金块的体积为100cm3；
（2）A端受到绳子的拉力大小为4.9N；
（3）该液体密度为1.1×103kg/m3。
12．（2022·四川资阳·统考中考真题）我国第十四个五年规划和2035年远景目标纲要明确提出，要推进以县城为重要载体的城镇化建设，加快推进公共服务、环境卫生、市政公用、产业配套等设施提级扩能，增强综合承载能力和治理能力。随着近期疫情防控形势的好转，各类基础设施建设正如火如荼的展开。如图所示，一建筑工人欲通过滑轮组向高的三楼阳台上运送建筑材料，已知滑轮组的定滑轮固定在三楼阳台上面的天花板外缘。若工人用的力拉绳子，将重为的建材在内匀速竖直的由地面提升到三楼阳台上，不计建材和滑轮组长度，忽略绳的重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，g取，求：
（1）工人拉力F的功率P；
（2）滑轮组装置的机械效率η（结果保留2位小数）；
（3）滑轮组中动滑轮的质量m。
【答案】（1）216W；（2）97.22%；（3）4kg
【详解】解：（1）由图可知
绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
工人拉力的功率为
（2）有用功为
滑轮组的机械效率
（3）不计绳重和摩擦
则动滑轮的重力
由知动滑轮的质量为
答：（1）工人拉力的功率为216W；
（2）滑轮组装置的机械效率为；
（3）滑轮组中动滑轮的质量为。
13．（2022·辽宁大连·统考中考真题）如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%，试求：
（1）货箱上升的速度是多少？
（2）有用功是多少？
（3）拉力F是多少？
【答案】（1）0.5m/s；（2）2700J；（3）400N
【详解】解：（1）货箱在6s内匀速提升3m，则货箱的速度
（2）由题意可知，将重为900N的货箱提升3m，所做的有用功
（3）根据公式可知，拉力F做的总功
由图可知，滑轮组用3段绳子承担物重，故s=3h=3×3m=9m
根据公式可知，拉力F的大小
答：（1）货箱上升的速度是0.5m/s；
（2）有用功是2700J；
（3）拉力F是400N。
14．（2022·辽宁盘锦·统考中考真题）如图所示，工人师傅利用滑轮组将静止在水平地面上质量为45kg的石板匀速提升6m，用时30s。石板与地面接触面积为9000cm2，动滑轮重为50N。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦）求：
（1）提升前石板对地面的压强；
（2）石板上升的速度和工人师傅所用拉力；
（3）拉力的功率。
【答案】（1）500Pa；（2）0.2m/s， 250N；（3）100W
【详解】解：（1）提升前石板对地面的压力为
受力面积为
提升前石板对地面的压强为
（2）物体上升的速度为
工人师傅所用拉力
（3）绳端移动的距离为
拉力做的总功为
拉力功率为
答：（1）石板对地面压强为500Pa；
（2）石板上升的速度为0.2m/s，工人师傅所用拉力为250N；
（3）拉力功率为100W。
15．（2018·湖南郴州·中考真题）在新农村建设和精准扶贫中，市政府为某贫困山区甲村打了一口深井，如图所示．已知圆柱形金属水桶质量为1kg，容积为8.6L，井深h1＝5m，水深h2＝2m，村民将水桶从井底以速度v＝0.06m/s匀速竖直向上提升（不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦，桶的厚度不能忽略，g＝10N/kg）．求：
（1）井底受到水的压强
（2）桶未露出水面时，绳的拉力F拉＝6N，桶受到的浮力
（3）已知水桶底面积为3dm2，桶高h3＝3dm，以水桶口刚露出水面开始计时，到桶底刚离开水面的过程中，请写出绳的拉力F随时间t变化的函数式
【答案】（1）20000Pa；（2）4N；（3）F＝6N+18tN．
【分析】（1）根据液体压强的计算公式p＝ρ水gh求出井底受到水的压强；
（2）根据F拉＝G﹣F浮求出浮力大小；
（3）设圆柱形重物的高为h0，从铁块上表面与水面相平时开始计时，在时间为t时，铁块上升的高度（露出的高度）△h＝vt，浸入的高度h＝h﹣△h，可求排开水的体积，利用F＝G﹣F浮列出表达式．
【详解】解：（1）水深h2＝2m，故井底受到水的压强：
p＝ρ水gh2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2m＝20000Pa；
（2）桶的重力：G桶＝m桶g＝1kg×10N/kg＝10N，
因为F拉+F浮＝G桶，
所以桶受到的浮力：F浮＝G桶﹣F拉＝10N﹣6N＝4N；
（3）绳的拉力F随时间t变化的函数式：F＝G﹣F浮＝G桶+G水﹣F浮＝m桶g+m水g﹣F浮＝1kg×10N/kg+ρ水V水g﹣F浮＝10N+1kg/dm3×8.6dm3×10N/kg﹣F浮＝96N﹣ρ水V排×10N/kg＝96N﹣1×103kg/m3×（0.03m2×0.3m﹣0.03m2×0.06m/s×t）×10N/kg＝6N+18tN．
答：（1）井底受到水的压强为20000Pa；
（2）桶未露出水面时，绳的拉力F拉＝6N，桶受到的浮力为4N；
（3）已知水桶底面积为3dm2，桶高h3＝3dm，以水桶口刚露出水面开始计时，到桶底刚离开水面的过程中，请写出绳的拉力F随时间t变化的函数式为F＝6N+18tN．
【点睛】本题综合性比较强，考查内容比较多，包括压强计算，浮力计算，以及函数解析式的确定，是一道综合题．
名校预测

1．（2023·河北廊坊·统考一模）对图中所示实验分析不合理的是（ ）
A．甲：测力计示数与钩码重相等，说明使用定滑轮不能省力但可以改变力的方向
B．乙：用丝绸摩擦过的两根玻璃棒靠近后，一根远离，说明同种电荷互相排斥
C．丙：左边试管中的铁钉先锈蚀，右边试管中的铁钉后锈蚀，说明氯化钠能加快铁的锈蚀
D．丁：振荡后软塑料瓶变瘪，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应
2．（2023·河北邢台·统考模拟预测）由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天又拉的很紧。某些地方用图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。一次导线对滑轮N的拉力为F，配重水泥块A（重为G）被匀速拉升的高度为h，拉力F和配重水泥块A的运动速度分别为vF和vA，（不考虑滑轮自重、绳重和绳与滑轮间的摩擦）。下列说法中不正确的是（ ）
A．M是定滑轮B．拉力F＝2G
C．vA＝2vFD．F做的功为Fh
3．（2023·江苏常州·校考一模）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊蓝在30s内匀速上升了6m，不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．电动机对绳子的拉力为800NB．电动机拉动绳子的功率为480W
C．克服吊篮做的额外功是240JD．吊篮的机械能守恒
4．（2023·江苏常州·校考一模）杠杆在生活中无处不在，如图所示工具在使用过程中属于费力杠杆的是（ ）
A．铁皮剪B．定滑轮
C．起瓶器D．镊子
5．（2023·广东·校联考一模）如图所示，用不同简单机械将重为G的物体提起，使其均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的大小关系是（ ）
A．F3＞F1＞F2B．F2＞F1＞F3C．F1＞F2＞F3D．F2＞F3＞F1
6．（2022·重庆渝北·统考模拟预测）如图所示，在竖直方向上大小为600N的力F的作用下，重物A沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速上升，已知该装置机械效率为80%（不计绳重及绳与滑轮间的摩擦），则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的功率为60WB．滑轮的重力为210N
C．滑轮移动速度为0.4m/sD．物体A受到的绳子的拉力为960N
7．（2021·四川成都·四川省成都市七中育才学校校考三模）图示装置中，每个滑轮重均为30N，如图甲所示，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，此时物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，测力计的示数为530N；如图乙所示，在物体B下加挂重为90N的物体C后，同时用水平向左的力F拉动物体A，使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg。下列结论正确的是（ ）
A．乙图测力计示数为610NB．物体B的重力为720N
C．乙图F的大小为270ND．F做功的功率为79.5W
8．（2023·湖北咸宁·校考二模）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。如果汽车的重力为10000N，汽车所受阻力为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___________。
9．（2023·湖南湘西·统考一模）杠杆、滑轮作为生活的工具，让困难的事情简单化。
（1）为了探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系，小明设计了如图1所示的装置。测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是 ___________；
（2）改变动力臂，多次测量，根据记录的数据画出如图2所示的动力随动力臂变化的图像，则杠杆左端所挂重物的重力大小是 ___________N（杠杆上每一小格长度为1cm）；小明发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积（如图2中阴影部分）总相等，原因是 ___________；
（3）用如图3所示的滑轮组将重为150N的物体匀速提升了2m，机械效率为75%，动滑轮重40N。则此过程中有用功为___________J，克服绳重和摩擦做的额外功为 ___________J，拉力为 ___________N。
10．（2023·江苏扬州·校考一模）画出提升重物时最省力的绕绳方法。
11．（2023·广东·中山大学附属中学校考模拟预测）小明用如图甲所示的滑轮组提升物体，物体的重力为500N，所用动滑轮的重力为40N，不计绳重和摩擦，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图乙中b所示。
（1）请在图乙中画出滑轮组的正确绕线方式；
（2）求0~30s内物体上升的速度；
（3）求0~20s内拉力做功的功率；
（4）若物体底面积为200cm2，求小明用100N的拉力拉物体时，物体对地面的压强？
12．（2023·江苏扬州·校考一模）如图，塔式起重机上的滑轮组匀速吊起1.2×104N的重物升高2m时，拉力做的总功为3×104J。求：
（1）绳端所用拉力；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若克服摩擦和钢绳重所做的功5000J，求动滑轮重。
13．（2020·四川达州·统考模拟预测）用如图甲所示的滑轮组将水平地面上重为G=100N的物体水平向右拉，当小王用图乙所示随时间变化的水平向左的拉力F拉绳时，物体的速度v和水平移动的路程s随时间t变化的关系图像分别如图丙和丁所示，只计物体与地面间的摩擦，其他摩擦及滑轮与绳子的质量不计，绳对滑轮的拉力方向均可看成水平方向，g=10N/kg。求：
(1)在0~1s内，物体与地面间的摩擦力f1及在1~2s内，物体与地面间的摩擦力f2.；
(2)在2~3s内，拉力F3的功率；
(3)在1~2s内，拉力F2的功。
14．（2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测）用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N；如果将该滑轮组与其它部件组合成一监控水库水位的模拟装置（如图所示），整个模拟装置是由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC∶OD =1∶2，A的体积为0.02m3，A重为450N，B重为300N，不计绳重与摩擦（ρ水=1.0×103kg/m3）。求：
（1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力；
（2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力。
15．（2020·北京·校考模拟预测）如图是用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体 A 的质量为 80kg，体积为 2×10-2m3。当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力 F 为 400N 时，物体 A 在水中以 0.1m/s 的速度匀速竖直上升（物体A 始终未露出水面。不计绳重和摩擦，g 取 10N/kg）。求：
(1)物体 A 在水中（未露出水面）时受到的浮力 F 浮；
(2)物体 A 在水中匀速竖直上升时，拉力 F 的功率 P；
(3)动滑轮所受的重力 G 动。
1．A
【详解】由图可见，抛石机在力的作用下绕固定点转动，因此它是一个杠杆；并且动力臂明显比阻力臂短，因此是一费力杠杆，好处是省距离，人手移动很短的距离，石块就会移动很大的距离，再加上惯性的作用，就可以打击远处的敌人了，故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
2．A
【详解】A．注射器吸取药液时，针筒内压强小于外界大气压，大气压把药液压入了针筒，故A正确；
B．注射器的针头做得很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故B错误；
C．对于杠杆ABC，在使用时，它的动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，故C错误；
D．杠杆A'B'C的A'B'不是支点到动力作用线的距离，不是动力臂；B'C′不是支点到阻力作用线的距离，不是阻力臂，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】缓慢抬起直杆直至竖直的过程中，阻力不变，动力臂不变，阻力臂不断减小，根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”得，动力逐渐减小。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．B
【详解】AB．由图可知，杠杆平衡时，M液体的力臂小于N液体的力臂，由杠杆平衡条件可知，M液体的重力大于N液体的重力，由于G=mg，所以M液体的质量大于N液体的质量，由图可知，M液体的体积大于N液体的体积，由可知，无法判断M、N两种液体的密度关系，故A不符合题意，B符合题意；
CD．由图可知，杠杆平衡时，金属Q的力臂小于金属P的力臂，由杠杆平衡条件可知，金属Q的重力大于金属P的重力，由于G=mg，所以金属Q的质量大于金属P的质量，由于金属Q、P体积相等，由可知，金属Q的密度大于金属P的密度，故CD不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】ABCD．小强想探究的是改变物体的位置，人用的力变化情况，其中改变物体的位置，就会改变阻力臂的大小，人用的力就是动力的大小，所以他要探究的问题是阻力和动力臂一定时，动力和阻力臂的关系，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
6．D
【详解】A．由乙图可知在未加水时。压敏电阻所受拉力为2N。此时根据杠杆平衡条件可知
计算可得此时浮筒的重力为，故A错误；
B．由乙图可知当加入体积为320cm3，压敏电阻C所受的力为0，故此时弹簧与桶之间没有弹力，弹簧为原长，已知弹簧的弹力每改变5N，弹簧形变量改变1cm，可知当物体在弹簧在初始状态时，形变量为
解得
此时物体漂浮在水面上，距离底部0.75cm，根据阿基米德原理可知物体排开水的体积为
则物体浸没在水中部分的高度为，此时水面的高度为，这部分高度所占的总体积为
则底面积为，故B错误；
C．如乙图，当加水量最大时，压力传感器的压力为10N，根据杠杆平衡条件可知，此时弹簧对杠杆向上的弹力为，解得此时弹簧弹力F1为20N，此时弹簧的压缩量为
解得，由于起始状态，弹簧处于拉伸状态，被拉伸量为0.75cm（B选项求出），故此时浮筒移动的距离为，故C选项错误；
D．停止加水时桶处于静止状态，则桶所受浮力为
根据阿基米德原理可得，此时排开水的体积为
则物体浸入水中部分的高度为
物体此时浸没的部分最深，底部受到压强最大为，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】ACD．重物的重力不变，即重物对杠杆的拉力不变，也就是阻力不变；用一个始终沿水平方向的力F将杠杆匀速拉向水平位置的过程中，阻力臂由零逐渐变大，动力臂由最大值逐渐变为零，所以，阻力与阻力臂的乘积变大；由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，动力与动力臂的乘积也变大， 故A正确， CD错误；
B．由于动力臂逐渐变小， 而动力与动力臂的乘积变大，所以，力F逐惭变大，故B错误。
故选A。
8．C
【详解】A．由杠杆平衡条件得，当物体N在B端时，细杆所受压力为
故A错误；
B．当物体N在B端时，M对地面的压强为，故B错误；
C．由得，M的质量为，物体M的密度为
M切去部分的厚度为l，则M切去部分的体积为，由得，M切去部分的质量为，M切去部分的重力为，依题意得 ， ，
所以，当N运动到A端时，将M沿竖直方向切去部分，并将其平放在N上时，由杠杆平衡条件得杠杆C点受到的绳子的拉力为 ，由力的相互作用性得
由受力平衡得，此时M对地面的压力为
M对水平地面的压强为
解得，所以M应切去部分的质量为0.8kg
故C正确；
D．当物体N在A端时，M切去部分对N的压强为，故D错误。
故选C。
9．AD
【详解】A．由图可知，重力是该杠杆的阻力，F是动力，动力臂大于阻力臂，所以该杠杆是省力杠杆，故A正确；
B．拖动行李箱时拉出行李箱上方的拉杆，行李箱的重以及重力的力臂不变，拉力的力臂变大，根据杠杆平衡条件可知，拉力减小，即拉出行李箱上方的拉杆的目的是增大动力臂，省力但费距离，故B错误；
C．如图：
对拉杆产生的阻力是重力对拉杆的压力，则F2=Gcsθ，阻力臂为OB，θ为拉杆与水平面之间的夹角，由于在拉杆端点A处施加一垂直拉杆的力F，动力臂为OA，根据杠杆的平衡条件可得F•OA=F2•OB
即F•OA=Gcsθ•OB，θ变大，则csθ会变小，所以力F将变小，故C错误；
D．手柄部分比较宽大是在压力一定时，增大受力面积减小压强，故D正确。
故选AD。
10．BC
【详解】A．由图可知滑轮组绳子段数为2，物体重力G=210N，动滑轮重力G动=90N，则拉力大小为
物体上升的速度v=0.4m/s，因物体和绳子自由端的运动是同时开始、同时结束，人拉绳子的速度为
v绳=2v=0.4m/s2=0.8m/s
可知工人施加拉力的功率为P=Fv=150N0.8m/s=120W，故A错误；
B．若物体提升的高度为h，则绳子自由端移动的距离为s=2h，有用功的大小为W有=Gh
拉力做的总功为W总=Fs，可知机械效率为，故B正确；
C．定滑轮的重力G定=150N，可知A点受到的向下的拉力为F=G定+3F=150N+150N3=600N
若B点受到的拉力大小为F，由杠杆的平衡条件可知FOB=FOA，整理可得，故C正确；
D．M的质量为m=150kg，则M的重力大小为G=mg=150N10N/kg=1500N
此时M受到向下的重力，绳子向上的拉力F，地面的支持力F支，且满足G=FB+F支
整理可得支持力大小为F支=G-F=1500N-1000N=500N，由于力的作用是相互的，M对地面的压力大小为F支=500N，M和地面的接触面积为S=50cm2=0.005m2
可知M对地面的压强为，故D错误。
故选BC。
11．（1）5.6N；（2）2.1J，0.07W
【详解】解：（1）已知O为支点，设绳子对P点的拉力为动力，A物体对M点的拉力为阻力，分别作出它们的力臂。如图所示
若滑环从M点开始用时30s滑动到某点Q（图中未画出）时，细绳恰好断裂，则，此时的力臂
由杠杆平衡条件有，，其中
则，则细绳能承受的最大拉力为
（2）物体在重力的方向上通过的距离为
合金块A所受重力做的功
合金块A所受重力做功功率为
答：（1）细绳能承受的最大拉力为5.6N；
（2）滑环自M点滑动到Q点的过程中，合金块A所受重力做的功和重力做功的功率分别为2.1J和0.07W。
12．（1）4N；（2）4N；（3）1cm；（4）12.2kg
【详解】解：（1）当柱形薄壁容器中没有液体时，物体C悬挂于E点。杠杆在水平位置平衡；由图知道，O为支点，Q为阻力作用点
QO为阻力臂，OE为动力臂；根据杠杆的平衡条件知道
所以
（2）物块C悬挂于F点时，根据杠杆的平衡条件知道，所以
则B物体受到的浮力
（3）由知道，物体B排开水的体积
所以，B浸入水中的深度
（4）容器中水的深度，则水的体积
由知道，水的质量
答：（1）物体C的重力是4N；
（2）物块C悬挂于F点时，物体B受到的浮力为4N；
（3）物体B浸入水中的深度是1cm；
（4）往容器中加入水的质量是12.2kg。
13．（1）200N；（2）230N
【详解】解：（1）当水位上涨到A的上表面时，A浸没在水中，所以A排开水的体积为V排=VA=0.02m3
所以A受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N
（2）水位上涨过程中，当A物体露出水面时，A排开水的体积为
物体A此时受到的浮力为F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N
物体A受到浮力、重力和滑轮组的拉力，三力平衡，所以滑轮组的拉力为F′=GA-F浮′=450N-80N=370N
根据力的作用的相互性可知，物体A对滑轮组拉力F′′= F′=370N
不计绳重与摩擦，用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N，则动滑轮的重力为G动=3F-G=3×50N-100N=50N
滑轮组绳子自由端的拉力为
根据力的作用的相互性可知，绳子转自由端对杠杆C端拉力与杠杆C端受到拉力大小相等，大小F=140N。杠杆始终在水平位置平衡，O为支点，由杠杆平衡条件有Fc·OC=F·OD
变形带入数据，解得
绳子对D端拉力为70N，所以B物体受到拉力为FB拉=F=70N
B物体受到的拉力、电子秤的支持力与B的重力平衡，所以B受到的支持力为F支=GB-FB拉=300N-70N=230N
所以电子秤受到B物体对它的压力大小等于230N。
答：（1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力为200N；
（2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力为230N。
14．（1）49N；（2）2083Pa
【详解】解：（1）由题知，木棒在水平位置平衡，OA＝0.8m，则OB＝AB﹣OA＝1.5m﹣0.8m＝0.7m
由杠杆平衡条件可得FA×OA＝G乙×OB，A端受到绳子的拉力
（2）则甲的重力为79N，甲与地面的受力面积为S＝(0.12m)2＝0.0144m2，甲对地面的压力为F＝G甲﹣FA＝79N﹣49N＝30N
甲对地面的压强为
答：（1）A端受到绳子的拉力为49N；
（2）物体甲对地面的压强为2083Pa。
15．（1）；（2）；（3）将承压点B向O点移动。
【详解】解：由图甲可知，灯泡与压敏电阻R串联，电压表测压敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流；
（1）小汽车对杠杆B点有竖直向下的压力FB，其大小等于车本身的重力G，过O点作FB作用线的垂线段，支点到FB作用线的距离即为压力的力臂，见下图：
（2）当电路报警时，小灯泡两端的电压U=2.5U0
由图乙可知，此时电路中的电流I'=2I0
由串联电路电压的规律和欧姆定律可知，压敏电阻的阻值为
由表格数据可得，压力增大5N，压敏电阻的阻值减小3Ω，设压敏电阻阻值与压力函数关系式为R=30Ω-kF
当F=5N，压敏电阻的阻值是27Ω，带入上式得到
压敏电阻阻值与压力函数关系式为
当压敏电阻的阻值为时，，压力为
由杠杆平衡条件可得FA×OA=G×OB
系统报警时汽车的最小总重力
（3）根据FA×OA=G×OB，可知，在压敏电阻受到的压力FA一定时，要增大报警重量G，可以减小其力臂，即将承压点B向O点移动。
答：（1）见解析；
（2）该系统报警时汽车的最小总重力为；
（3）将承压点B向O点移动。
16．（1）R010Ω；（2）0.8kg；（3）28cm
【详解】解：（1）由图甲知道，R0、R1串联，电压表测量R0两端电压；已知电源电压U=6V，R0的电压U1=1V，根据串联电路的电压规律可知压敏电阻两端电压U2=U-U1=6V-1V=5V
因为当压力为零时，压敏电阻的阻值R=50Ω，根据欧姆定律，电路中的电流
则R0的电阻值
（2）已知电压表量程为0～3V，即电压表最大示数U3=3V，则电路中的最大电流
根据串联电路的电压规律可知压敏电阻两端电压U4=U-U3=6V-3V=3V
则压敏电阻阻值
由表中的数据知道，当电阻为10Ω时，压力F=8N，电子秤受到的压力等于物体的重力即G=F=8N
所以该电子秤能测量的最大质量
（3）随着水面的上升，A受到的浮力越来越大，对电子秤的压力也就越来越大，当电子秤受到的压力F=8N时，水面上升到最大高度；因为已知GB=10N，则绳子对B的拉力大小F1=GB-F=10N-8N=2N
则绳子对杠杆的拉力大小FM=F1=2N
已知MO∶NO=2∶1，根据杠杆平衡条件知道FM·MO=FN·NO
则绳子对N的拉力大小
已知长方体A的底面积S=50cm2，高h=30cm，则A的体积VA=Sh=50cm2×30cm=1500cm3
又已知A的密度ρA=1.2g/cm3，则A的质量mA=ρAV=1.2g/cm3×1500cm3=1800g=1.8kg
根据G=mg知道，A受到的重力GA=mAg=1.8kg×10N/kg=18N
则A受到的浮力F浮=G-FN=18N-4N=14N
根据浮力公式F浮=ρ液gV排，则
A浸入在水中的深度
即水面上升的最大高度为28cm。
答：（1）R0的电阻值为10Ω；
（2）该电子秤能测量的最大质量为0.8kg；
（3）为保证电子秤安全，水面上升的最大高度为28cm。
实验序号
动力F1/N
动力臂动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.5
0.10
1.0
0.15
2
10
0.30
2.0
0.15
3
2.0
0.15
1.5
0.20
1.【答案】1.2
【详解】根据题意可知，OB＝3cm，OA＝12cm，根据杠杆的平衡条件可知G物×OB＝G砣×OA，即m物g×OB＝m砣g×OA，则物体的质量为
2.【答案】20
【详解】由图示知，拉力F的作用线与水平方向成30度角，则F对应的力臂
据杠杆的平衡条件有
解得，F=20N。
【答案】
【详解】根据杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，要最省力，即动力臂最长；由图知OA比OB长，所以OA作动力臂最长，最省力，过A点垂直于OA向上作垂线段，就得到动力F，OA即为其力臂L，如下图所示
【答案】 平衡 右 乙 力臂 F1L1＝F2L2 变大 左
【详解】（1）[1][2]如图甲所示，杠杆在此位置静止，所以此时杠杆处于平衡状态；要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右调节。
（2）[3][4]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，图乙所示实验，测力计拉力与杠杆垂直，可以直接从杠杆上读取测力计拉力力臂，图丙所示实验，拉力与杠杆不垂直，不便于测量测力计拉力力臂，图乙中竖直向上拉动实验操作更方便。
（3）[5]由表中实验数据可知，F1L1＝F2L2，此时杠杆平衡，由此可得杠杆平衡条件是：F1L1＝F2L2。
（4）[6]当弹簧测力计逐渐由图乙位置向右倾至图丙的位置时，弹簧测力计拉力的力臂在减小，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数变大。
（5）[7]方案一：将支点O向左移动适当的距离，OA减小，OB增大，由FA×OA＝m0g×OB可知，FA变大，当FA＝G甲时，甲物体刚好拉离地面。
[8]方案二：甲静止在地面，G甲＝F甲＝p0S，如图丁所示，当杠杆在水平位置平衡且甲物体对地面的压强为p1，此时物体对地面的压力F1＝p1S，杠杆A端受到的拉力FA＝G甲﹣F1＝p0S﹣p1S
由杠杆平衡条件可知FA×OA＝G0×OB，即（p0S﹣p1S）×1＝m0g×3
则，当甲物体刚好被细绳拉离地面时，由杠杆平衡条件可知G甲×OA＝G总×OB
即有p0S×1＝（m0g+Δmg）×3，则，所以。
【答案】（1）100cm3；（2）4.9N；（3）1.1×103kg/m3
【详解】解：（1）由题意可知，合金块的重力为G=6N，合金块的密度
故合金块的体积
（2）设A端受到的绳子拉力为F，B端的绳子拉力为F，由受力分析可知，B端的绳子拉力F等于物体的重力G物，即F=G物=0.7N，因杠杆处于水平平衡状态，故由杠杆的平衡原理可得F×OA=F×OB
解得A端受到的绳子拉力
（3）对合金块受力分析可知，合金块受到向下的重力G，向上的绳子拉力F，向上的液体的浮力F浮，因合金块处于受力平衡状态，故由力的平衡可得G=F+F浮，，解得合金块所受浮力F浮=G-F=6N-4.9N=1.1N
故由F浮=ρ液gV排可得，该液体的密度
答：（1）合金块的体积为100cm3；
（2）A端受到绳子的拉力大小为4.9N；
（3）该液体密度为1.1×103kg/m3。
实验序号
动力F1/N
动力臂动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.5
0.10
1.0
0.15
2
10
0.30
2.0
0.15
3
2.0
0.15
1.5
0.20

专家押题
1．下列实验探究得出结论错误的是（ ）
A．实验探究相互作用力大小的关系。结论：相互作用的两个力大小相等
B．探究压力作用效果与受力面积关系。结论：压力相同受力面积越小压力作用效果越明显
C．实验探究重力与质量的关系。结论：物体受到的重力与它的质量成正比
D．探究定滑轮使用特点。结论：使用定滑轮可以省力，但不能改变力的方向
2．小华在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
（1）实验中要竖直向上___________拉动弹簧测力计，使物体升高。小华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”）；
（2）表格中，①②两处的数据应该是___________ 和___________；
（3）通过比较___________（填实验次序）两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子股数无关；
（4）通过比较___________（填实验次序）两次实验数据得出结论：用同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
（5）有的同学认为，要测量绕法确定的滑轮组的机械效率，钩码上升的高度和绳端移动距离___________（选填“可以不测量”或“一定要测量”）；
（6）如果第4次试验中，小组同学将钩码提升0.1m用时2s，在此过程中拉力F 做功的功率是 ___________ W；
（7）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中可以提高机械效率的是( )
A．增加物体提升的高度 B．加快提升物体的速度
C．减小动滑轮的重力 D．减小物体的重力
3．用大小不同的力拨动吉他的同一根弦，弦所发声音的________（选填“响度”“音调”或“音色”）不同；用如图所示的两种方式匀速提起同一重物A（不计滑轮重及摩擦），则用力的大小F1________F2（选填“大于”“等于”或“小于”）；图（b）的滑轮可以看作是________（“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
4．请在图中画出滑轮最省力的绕法。
5．小明准备用如图的滑轮组提升一个棱长为1m、质量为50kg的正方体木箱，他用200N的拉力将木箱匀速提升了1m高度，g取10N/kg。求：
（1）木箱的重力为多少N？
（2）木箱静止在水平地面上时，地面受到木箱的压强为多少Pa?
（3）小明提升木箱时，拉力做的总功为多少J？
妙趣横生
复式滑车
此外在1627年，由生于陕西泾阳的士大夫王徽与德国传教士邓玉函合作完成的《远西奇器图说录最》中的一幅图描述了“行轮举重”，在画面左上角可以看到滑轮组，上面是定滑轮，下面是动滑轮。其实这幅画改绘自西方的一幅图，但滑轮组部分绘得不好，可能是中国人当时并不熟悉滑轮组的缘故（这里注意，尽管邓玉函和王徽可能懂得其原理，但版画的绘画者或者雕版的刻工不一定懂）。
复式滑车是由几个滑轮组成，俗称“葫芦”，比单个滑车省力，相当于滑轮组。《天工开物·作咸》中记录的蜀省井盐汲卤机械，它用到了两个定滑轮。
倒计时第10天天
功和功率
考点透视
掌握做功的两个必要条件；掌握不做功的三种情况；区分功和功率的差别；掌握功和功率的计算方法
满分技巧
【知识网络】
【考点梳理】
知识点一：功
1.做功的两个必要因素：
(1)作用在物体上的力；
(2)物体在力的方向上通过的距离。
2.不做功的三种情况
（1）物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离。此情况叫“劳而无功”。
（2）物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)。此情况叫“不劳无功”。
（3）物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)。此情况叫“垂直无功”。
3.功的计算：
（1）公式：一般式 W＝Fs ；常用式 W＝Gh(克服重力做功)或W＝f阻s(克服摩擦阻力做功)。
（2）单位：焦耳(J)
4.注意事项：
（1）F与s的方向应在同一直线上(初中要求)(比如一个人提着一重物G,从山脚顺着“之”字形的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山顶的高)
（2）做功的多少,由W＝Fs决定,而与物体的运动形式无关。
考点诠释：
1.判断物体做功的依据:做功的两个必要因素，重点抓住力作用在物体上是否有“成效”。
2.在分析做功情况时还应注意以下几点：
（1）当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功。
（2）一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功。因此,讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。
（3）什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功。
比如:物体在竖直向上运动h的过程中,物体克服重力做功,功的大小为W＝Gh；
再如：物体在水平方向上向前运动s,物体克服摩擦力做功,功的大小为W＝fs。
知识点二：功率
1.物理意义：表示物体做功的快慢。
2.定义：物体在单位时间内所做的功。
3.计算式：， P 表示功率，W 表示功，t 表示时间，使用公式计算功率时，必须注意W 和t的对应关系。W 为在t时间内所做的功，而t为做W 这么多的功所用的时间。
4.推导式：，式中F为做功的力而v为速度。
5.单位：瓦(W)
考点诠释：
1.注意区别功与功率。功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样。只有在做功时间相同时,做功多的就做功快。否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大。也就是说:功率与功和时间两个因素有关。
2.由P＝W/t变形为P＝Fv可知:功率一定时,力F与速度v成反比。
真题回眸
1．（2022·山东潍坊·统考中考真题）如图所示，某同学用锤子敲击钉子，将钉子钉入木板中，下列分析正确的是（ ）
A．钉尖很尖锐是为了减小压强B．钉入木板后的钉子没有惯性
C．敲击过程中钉子对锤子无作用力D．敲击过程中锤子对钉子做功
【答案】D
【详解】A．钉尖很尖锐，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故A错误；
B．一切物体都有惯性，钉入木板后的钉子有惯性，故B错误；
C．敲击过程中，锤子对钉子有作用力，由力的作用相互性可知，钉子对锤子也有作用力，故C错误；
D．敲击过程中锤子对钉子有力的作用，钉子在力的方向上通过一定的距离，锤子对钉子做功，故D正确。
故选D。
2．（2022·山东威海·统考中考真题）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面推动更省力
B．沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大
【答案】D
【详解】A．AB、CD两个斜面的高度相同，CD斜面比较长，沿CD斜面推动更省力，故A错误；
BC．AB、CD两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=Gh可知克服货物重力做的功相同，两件货物推到顶端的时间未知，由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故BC错误；
D．沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，故D正确。
故选D。
3．（2022·江苏南通·统考中考真题）在内径约为1cm的玻璃管中注水近满，上端留一个气泡，用橡皮塞塞住管口，再将玻璃管翻转后竖直放置，气泡上升，如图所示。测得气泡上升40cm用时20s，则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于（ ）
A．2×10﹣5WB．2×10﹣4WC．2×10﹣3WD．2×10﹣2W
【答案】B
【详解】玻璃管的内径约为1cm，则玻璃管的半径约为0.5cm；气泡的形状近似为球形，则气泡的体积
由于气泡浸没在水中，故气泡排开水的体积
气泡在水中受到的浮力
气泡上升距离s=40cm=0.4m
气泡所受浮力做的功
气泡所受浮力做功的功率
故气泡所受浮力做功的功率最接近于2×10﹣4W，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
4．（2022·山东枣庄·统考中考真题）物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时，受到的水平推力为；当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时，受到的水平推力为。两次推力的功率分别为、。则和分别为（ ）
A．，B．，C．，D．，
【答案】D
【详解】物体在同一水平面上做匀速直线运动，物体受到平衡力作用，推力等于摩擦力。由于摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关，两次压力相同，接触面粗糙程度相同，故两次水平推力大小相等，即F1∶F2=1∶1，由甲乙两图可得v1=3m/s，v2=5m/s；根据
可得
故选D。
5．（2022·山东日照·统考中考真题）物理课上，喜欢动手的小明帮助老师搬运实验器材，器材所受的重力为，距离讲台的水平距离，距离讲台面的竖直高度，如图所示。小明先用的时间在M点将器材匀速竖直搬起，再匀速直线运动到达讲台的N点。小明水平移动器材时，速度大小为___________、对器材做的功为___________J。
【答案】 24 0
【详解】[1]小明水平移动器材时运动的距离
速度大小为
[2]小明水平移动器材时，小明对器材的作用力竖直向上，器材在力的方向上没有移动距离，因此小明水平移动器材时不对器材做功，故对器材做的功为0。
6．（2022·贵州铜仁·统考中考真题）冬奥会场馆内，一名志愿者正在搬运一长方体器材箱，从边线开始向右水平移动一段距离，如图（a）所示，他对器材的水平推力为300N，箱子运动过程中的位置（s）与时间（t）关系图像如图（b）所示。4s内箱子的平均速度为____ m/s；4s内志愿者克服摩擦力做功的功率为_____ W；若将两个规格相同的器材箱水平并排放置，一起匀速推动，与推动一个器材箱相比，志愿者施加的推力将______（选题“增大”“不变”或“减小”）；如果有一个与箱子质量相等的物体，被天宫二号宇航员在空间站舱内板面上推动，推力与板面平行，物体所受摩擦力是其在地球表面的______倍。（物体在空间站所受的引力约是在地球表面的0.9倍）
【答案】 0.5 150
增大 0.9
【详解】[1]由图可知，4s内箱子的平均速度
[2]水平推力为300N，4s内志愿者克服摩擦力做功的功率P=Fv=300N×0.5m/s=150W
[3]将两个规格相同的器材箱水平并排放置，器材箱对水平面的压力增大，滑动摩擦力的大小与压力大小与接触面粗糙程度有关，接触面粗糙程度不变，压力大小变大，所以滑动摩擦力变大，匀速运动时，滑动摩擦力的大小等于推力大小，所以推力大小增大。
[4]由题意可知，物体在空间站所受的引力约是在地球表面的0.9倍，所以物体在空间站受到的重力为地球上受到重力的0.9倍，即物体对水平面的压力大小为地球上的0.9倍，则物体所受摩擦力是其在地球表面的0.9倍。
7．（2022·内蒙古通辽·统考中考真题）如图甲，用竖直向上的拉力F，将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时间t的变化关系，丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。在0～10s内物体对地面的压力为___________N；20～30s内拉力F做功的功率为___________W。
【答案】 30 500
【详解】[1]由图可知，第20s之后，物体竖直向上做匀速直线运动，物体处于平衡状态，重力等于拉力为50N，则在0～10s内物体对地面的压力为F压=G-F=50N-20N=30N
[2]由图可知，20～30s内物体的速度为10m/s，拉力F做功的功率为p=Fv=50N×10m/s=500W
8．（2022·甘肃兰州·统考中考真题）如图所示，物块在水平拉力（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动，其中。已知物块在段和段分别以和的速度匀速运动，且在段、段所受摩擦力分别为和，则该物块通过段和段所用的时间之比为 ___________，拉力在段做功的功率为 ___________。
【答案】 2∶1 2
【详解】[1] 由速度公式可得，该物块通过AB段所用时间
通过CD段所用时间
则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为
[2]物块在AB段做匀速直线运动，处于平衡状态，所受的拉力
根据，可知拉力F在AB段做功的功率
9．（2022·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）如图甲所示，放在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力为F1时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示：当水平推力为F2时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示。则F1___________ F2，若两次推力的功率分别为P1、P2，则P1___________ P2（两空均选填 “大于”、“等于”或“小于”）
【答案】 等于 小于
【详解】[1]由图乙可知，物体做匀速直线运动，速度大小为
由图丙可知，物体仍做匀速直线运动，速度大小为 v2=5m/s，物体在水平地面上做匀速直线运动时，所受推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，即F=f，虽然v1[2]已知v110．（2022·贵州毕节·统考中考真题）图甲是“测量水平运动物体所受滑动摩擦力”的实验装置图，小宇用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，弹簧测力计的示数如图乙，木块在0~1s做加速运动，在1~3s以速度0.2m/s做匀速直线运动。
（1）在0~1s内木块受到的滑动摩擦力为______N；
（2）在1~3s内，拉力的功率为______W；
（3）3s钟后，物体不受拉力，也不会立即停止运动，是因为物体具有______。
【答案】 0.5 0.1 惯性
【详解】（1）[1]木块在1~3s以速度0.2m/s做匀速直线运动时，木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，由图可知，在1~3s内，弹簧测力计对木块的拉力等于0.5N，则木块受到的滑动摩擦力大小为0.5N。木块运动过程中，对水平面的压力大小不变，接触面粗糙程度不变，所以木块受到的滑动摩擦力不变，在0~1s内做加速运动，木块受到的滑动摩擦力也为0.5N。
（2）[2]由图乙得，在1~3s内，木块以速度0.2m/s做匀速直线运动，拉力为0.5N，拉力功率
（3）[3]3s钟后，物体不受拉力，也不会立即停止运动，是因为物体具有惯性，会保持原来的运动状态。
11．（2022·辽宁朝阳·统考中考真题）某品牌家用汽车满载时的质量为1.15t，静止时车轮与水平地面的总接触面积为0.2m2，它在平直路面上匀速行驶36km，期间受到的阻力为车总重的0.1倍，汽车发动机的效率为40%，求：
（1）汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功是多少？
（3）汽油的热值为q＝4.6×107J/kg，这段时间内消耗汽油的质量是多少？
【答案】（1）5.75×104Pa；（2）4.14×107J；（3）2.25kg
【详解】解：（1）汽车满载时的重力为G=mg=1.15×103kg×10N/kg=1.15×104N
所以汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压力为F=G=1.15×104N
即汽车对地面的压强为
（2）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以汽车的牵引力为F′=f=0.1G=0.1×1.15×104N=1.15×103N
所以匀速行驶过程中牵引力所做的功为W=F′s=1.15×103N×36×103m=4.14×107J
（3）根据可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量为
再根据Q放=mq可得，这段时间内消耗汽油的质量为
答：（1）汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是5.75×104Pa。
（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功是4.14×107J。
（3）这段时间内消耗汽油的质量是2.25kg。
12．（2022·四川宜宾·统考中考真题）在平直公路上，AB段s=60km，BC段s=40km。一辆纯电动汽车甲，以速度v1=108km/h从A地匀速行驶到B地，再以恒定功率P0=60kW从B地匀速行驶到C地。已知汽车甲的质量m=1500kg，其运动过程中所受阻力大小恒为自身重力的0.2倍，g取10N/kg。试问：
（1）汽车甲运动过程中所受阻力的大？
（2）汽车甲在BC段行驶的速度v2的大小？
（3）汽车甲从A地行驶到C地的平均速度v的大小？
（4）若甲车从A地出发的同时，另一辆相同电动汽车乙从C地向A地出发，并以速度v=48km/h与甲车相向匀速行驶，求甲、乙两车相遇时所用的时间t和甲、乙两车的牵引力做功之和W总？
【答案】（1）3000N；（2）72km/h；（3）90km/h；（4）3×108J
【详解】解：（1）已知汽车甲的质量为1500kg，则汽车的重力G=mg=1500kg×10N/kg=15000N
其运动过程中所受阻力大小恒为自身重力的0.2倍，汽车匀速运动，所受牵引力与阻力大小相等，即F=f=0.2G=0.2×15000N=3000N
（2）根据
可得汽车甲在BC段行驶的速度
（3）汽车甲从A地行驶到C地的时间
汽车甲从A地行驶到C地的平均速度
（4）设甲、乙两车在B点相遇，则甲车行驶的时间
乙车行驶的时间
因为t甲代入数据可得，解方程可得
乙两车的牵引力做功之和W总=F×s=3000N×(60000m+40000m)=3×108J
答：（1）汽车甲运动过程中所受阻力为3000N；
（2）汽车甲在BC段行驶的速度v2的大小为72km/h；
（3）汽车甲从A地行驶到C地的平均速度v的大小为90km/h；
（4）甲、乙两车相遇时所用的时间t为2400s，甲、乙两车的牵引力做功之和为3×108J。
13．（2022·山东东营·统考中考真题）如图所示，某电动叉车拾升石材的情景。电动叉车将石材完成一次最大起升高度，用时，其项目参数如下表。（g取）
（1）求石材被抬升的速度；
（2）求电机对石材做的功及做功功率；
（3）求空载的电动叉车静止时对水平地面的压强。
【答案】（1）0.1m/s；（2），；（3）
【详解】解：（1）根据速度的计算公式可得，石材被抬升的速度为
（2）由重力的计算公式可得，石材的重力为G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N
根据功的计算公式可得，电机对石材做的功为
由功率的计算公式可得，电机对石材做功功率为
（3）由题意可知，空载叉车静止时，其对地面的压力与受到的重力大小相等，空载叉车对地面的压力为
根据压强的计算公式可得，空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为
答：（1）石材被抬升的速度为0.1m/s；
（2）电机对石材做的功为及做功功率为；
（3）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为。
14．（2022·山东济南·统考中考真题）在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而获山水之怡，身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示，若画舫游船质量为3t，从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站，所用时间约为，牵引力是。取，通过计算回答：
（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？
（2）游船在护城河中受到的浮力多大？
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？
（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】解：（1）所用时间约为
由公式得，黑虎泉站到泉城广场站河段的长度
（2）画舫游船质量为
画舫游船重力为
因为游船漂浮在水中，根据漂浮条件得，游船在护城河中受到的浮力
（3）牵引力对游船做的功
（4）牵引力对游船做功的功率
答：（1）黑虎泉站到泉城广场站河段长；
（2）游船在护城河中受到的浮力是；
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做功是；
（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率是。
15．（2022·广西河池·统考中考真题）贵南高铁北起贵州贵阳市，经河池市，南至广西南宁市，是广西境内第一条设计时速为350公里的客运专线，预计2023年年底建成通车。
（1）若通车后，一列长200m的动车组（如图甲）以60m/s的速度匀速通过一座长1000m的高架桥。该列动车组通过高架桥所用的时间为多少？
（2）若动车组以80m/s的速度匀速运动时电动机的总输出功率为5600kW，则此时动车组受到的阻力为多大？
（3）位于河池市境内的界子良风电场于2021年初成功实现40台风机并网发电（如图乙）。已知当地每秒每平方米面积吹过的风的能量约为200J，若风机有效迎风面积约为，风机把风能转换为电能的效率为。请估算一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以250km/h的速度运动多远距离？（忽略其它能量损耗）
【答案】（1）20s；（2）；（3）
【详解】解：（1）列车全部通过高架桥所行驶的路程
列车全部通过高架桥的时间 s
（2）匀速运动时车受到的阻力等于动力，动车组受到的阻力为
（3）40台风机一天产生的电能
一台风机产生的电能可供一列动车组运行的时间
动车组运行的距离
答：（1）该列动车组通过高架桥所用的时间为20s；
（2）此时动车组受到的阻力为；
（3）一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以250km/h的速度运动的距离为31.25km。
名校预测

1．（2023·北京西城·统考一模）2023年1月1日，中国首架国产C919大型客机开启了今年首场的验证飞行。如图所示是这架C919客机首场飞行时，在北京大兴国际机场安全降落的情景。关于这架C919客机的降落过程，下列说法正确的是（ ）
A．飞机降落时，它受到的重力不做功
B．飞机降落时，它的机械能逐渐减小
C．飞机落地后继续滑行，它的运动状态保持不变
D．飞机落地后继续滑行，是因为受到惯性的作用
2．（2023·山东泰安·统考一模）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙，物体的速度v与时间t的关系如图丙，以下说法正确的是（ ）
①0~2秒，物体处于静止状态，是因为推力小于摩擦力
②2~4秒，物体受到的摩擦力为2N
③2~4秒，物体做匀速直线运动
④4~6秒，推力F做的功为16J
A．只有①③B．只有①④C．只有②③D．只有②④
3．（2023·四川绵阳·统考模拟预测）在水平地面上并排铺有n块相同的匀质砖块，如图甲，每块砖的质量为m，长为a，宽为b，厚为c、若要将这n块砖按图乙所示叠放在最左边的砖块上，则至少要给砖块做的功为（ ）
A．B．mgc
C．D．
4．（2023·湖北黄冈·校考二模）跳绳是冬季的一种健身运动，旁人看起来似乎很简单，然而亲自跳起来就会感到运动量是相当大的。有位同学对此作了专门研究：跳绳者的质量是50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件可估算出此跳绳者在1min内做功的平均功率为______W（g取10N/kg）。
5．（2023·江西南昌·南昌市外国语学校校考模拟预测）如图甲所示，有一底面积为0.01m2，质量为3kg的正方体物块，在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图像分别如图乙、丙所示，已知物块在2～4s的运动距离为2m。则物体在2～4s物块受到的摩擦力为 ___________；在前6s内，拉力F做的功是 ___________。
6．（2023·上海杨浦·统考二模）如图（a）所示人的前臂（尺骨与桡骨组成的整体）可看作为杠杆，其阻力臂是动力臂的8倍，若阻力大小为100牛，则肱二头肌产生的动力大小为10牛。如图（b）所示用力F在2秒内匀速提升重为40牛的物体至0.5米高处，力F做的功为________焦，功率为________瓦。（滑轮与细绳的重力及摩擦均不计）
7．（2023·陕西西安·西安市铁一中学校考三模）电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自行车进行了测试让电动自行车在平直的路面上由静止开始运动，获得速度随时间变化的图象如图甲所示，牵引力随时间变化的图象如图乙所示，已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图象可知，匀速行驶时自行车的速度是_________km/h，7～12s电动自行车受到的摩擦力为_________N，匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为_________%。
8．（2023·吉林白城·校考一模）某电动叉车将的石材匀速竖直提升了，用时，叉车对石材竖直向上的力为 ______ N（g取10N/kg），对石材做功的功率为 ______ kW。
9．（2023·江苏常州·校考一模）随着科技的发展，有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时，机器人与食物的总质量为30kg，如果机器人在水平路面上以0.8m/s的速度沿直线匀速运动50m，机器人受到的阻力为重力的0.1倍。机器人所受牵引力___________N，重力做功___________J，牵引力对机器人做功___________J，功率为___________W。
10．（2023·湖北咸宁·校考二模）如图，斜面长s=60cm，高h=20cm。用弹簧测力计拉着6N重的物体沿斜面方向匀速运动，弹簧测力计的示数为2.5N。在此过程中，拉力做的有用功是___________J，总功为___________J，额外功为___________J，物体受到的支持力做功为___________J。对上述数据进行分析可以得出：使用斜面___________（“能”或“不能”）省功。
11．（2023·陕西西安·高新一中校考三模）安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯，其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录，从1楼到118楼只需短短55s。电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机安全装置和信号操级系统等，如图甲所示，是某种升降电梯工作原理图，电动机和配重通过钢丝绳分别给轿刚施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反，电动机通过切换转轴的转动方向，使轿厢升降自如。
（1）图甲中电动机的原理是 _____（选填“电磁感应”，“电磁铁”或“磁场对电流的作用”），B滑轮 _____（填“能”或“不能”）省力；上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯，在载重一定的情况下，下列最能体现该电梯运行特点的是 _____（选填字母）；
A．做功多
B．功率大
C．安全可靠
D．机械效率高
（2）如图乙所示是某次电梯满载上升时的v﹣t图像，若配重的质量为500kg，空轿厢的质量是550kg，额定载荷是1100kg，电梯匀速运行阶段，配重的重力做功多少焦耳_______？（g取10N/kg）
（3）不计钢丝绳重和一切摩擦，该电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率为多少瓦_______？
12．（2023·安徽淮北·淮北一中校联考二模）如图所示的是一款擦窗机器人。已知擦窗机器人和它装的水的总质量为4kg，匀速向上运动的速度为0.2m/s。不考虑擦窗机器人与窗户之间的摩擦。
（1）擦窗机器人匀速向上运动过程中的牵引力是多少？
（2）擦窗机器人匀速向上运动100s，其牵引力所做的功和功率分别是多少？
13．（2023·广东深圳·校考一模）图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg）
（1）机器人对水平地面的压强；
（2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力；
（3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，求此过程中牵引力做的功和功率。
14．（2023·重庆·西南大学附中校考一模）物理跨学科实践活动中，小李利用斜面搬运水下重物。如图所示，物块A沉在水中的斜面上，此时A受到的浮力为150N，在沿斜面向上的拉力作用下，物块A以0.2m/s的速度沿斜面移动了0.4m后仍浸没在水中，这段时间A在竖直方向升高了0.2m。求：
（1）物块A沿斜面移动0.4m所需时间；
（2）这段时间浮力做的功。
15．（2023·河北邢台·统考模拟预测）如图所示，轻质杠杆OP长1m，能绕O点转动，P端用细绳悬于N点。现有一个重为7N的合金块A通过滑环悬挂于M点，M点距离O点20cm。倾斜的杆OP与水平方向成30°角，滑环刚好能从M向P端以2cm/s的速度匀速滑动，若滑环从M点开始用时30s滑动到某点Q（图中未画出）时，细绳恰好断裂。（g取10N/kg）求：
（1）细绳能承受的最大拉力；
（2）滑环自M点滑动到Q点的过程中，合金块A所受重力做的功和重力做功的功率。
1．D
【详解】A．图甲中滑轮是定滑轮，发现弹簧测力计示数等于钩码的重力，说明定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意；
B．图乙中，用丝绸摩擦过的两根玻璃棒带有同种电荷，靠近后，一根远离，说明同种电荷互相排斥，故B正确，不符合题意；
C．图丙中，左边试管中的铁钉先锈蚀，右边试管中的铁钉后锈蚀，说明氯化钠能加快铁的锈蚀，氯化钠与铁构成了原电池，氯化钠是强电解质，铁里的杂质与铁形成电极，加速导致铁的吸氧腐蚀，故C正确，不符合题意；
D．图丁中，振荡后软塑料瓶变瘪，也可能是二氧化碳能溶于水，且能与水发生化学反应，装置内气体压强也会变小，故D错误，符合题意。
故选D。
2．D
【详解】A．由图可知，M的轴固定不动是定滑轮，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，因为不计绳重和摩擦时，所以轴端拉力，故B正确，不符合题意；
C．由图可知，拉力F移动的速度，则vA＝2vF，故C正确，不符合题意；
D．由图可知，轴端拉力F移动的距离，则轴端拉力F做的功，故D错误，符合题意。
故选D。
3．B
【详解】A．由图可知，有4段绳子拉着动滑轮，不计滑轮重、绳重和摩擦，电动机对绳子的拉力为，故A错误；
B．绳子自由端移动的距离为s=4h=4×6m=24m，绳子自由端移动的速度为，根据P=Fv可知，电动机拉动绳子的功率为P=Fv=600N×0.8m/s=480W，故B正确；
C．吊篮的重力为G吊篮=m吊篮g=40kg×10N/kg=400N，克服吊篮做的额外功为W吊篮=G吊篮h=400N×6m=2400J
故C错误；
D．吊篮匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变；同时高度变大，其重力势能变大；因动能不变，重力势能变大，且机械能为动能与势能的和，所以机械能增大，即机械能不守恒，故D错误。
故选B。
【点睛】本题考查了动能和机械能的大小变化、功率的计算、速度公式的应用、额外功的计算等，难度不大。
4．D
【详解】A．铁皮剪在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．定滑轮在使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故B不符合题意；
C．起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
5．A
【详解】由题知，不计机械自重和摩擦；第一幅图为杠杆，且L1=L2，所以为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可得F1=G；第二幅图为滑轮组，承担总重的绳子段数n=3，则F2=；第三幅图是动滑轮，但动力作用在轴上，费一倍的力，则F3=2G。由此可知F3＞F1＞F2，故A正确，BCD错误。
故选A。
6．A
【详解】AC．该滑轮是动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知，动力F（或动滑轮）移动的距离是物体A移动距离的二分之一，重物A沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速上升，可知力F（或动滑轮）的移动速度为A的二分之一，拉力F的功率为
故A正确，C错误；
BD．该装置机械效率为，解得，A的重力为
重物A沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速上升，故受到的绳子的拉力与受到的重力为一对平衡力，大小相等，故物体A受到的绳子的拉力为240N，以动滑轮为研究对象进行受力分析，如下图所示
同一根绳子上的拉力相等，所以F1=F2=G，由力的平衡条件可得，F= F1+F2 +G轮=2G+G轮
滑轮的重力为G轮=F-2G=600N-2×240N=120N，故BD错误。
故选A。
7．BD
【详解】B．在甲图中，设物体A与地面的摩擦力为f，由于物体A匀速，故绳子对A的拉力也为f，对定滑轮受力分析，定滑轮受到了向下的重力和绳子对定滑轮的拉力和弹簧测力计对定滑轮的拉力，拉力的大小为2f，则可以列等式
则经计算可知，摩擦力的大小为250N，再对动滑轮进行受力分析，其受到了向下的重力，和绳子的拉力，重物对其的拉力，故可以列等式，则重物B的重力为，故B正确；
A C D．再对乙进行分析，先对动滑轮进行受力分析，绳子的拉力为
再对定滑轮进行受力分析，则弹簧测力计的示数为，故A错误；
再对乙图中，物体A受力分析，在水平方向上，其受到了向左的拉力F，向右摩擦力和向右的绳子的拉力，则拉力F 等于，故C错误；
由于动滑轮上的绳子有三根，则物体A的速度为物体B的三倍，则物体A的速度为，F做功的功率为，故D正确。
故选BD。
7．BD
【详解】B．在甲图中，设物体A与地面的摩擦力为f，由于物体A匀速，故绳子对A的拉力也为f，对定滑轮受力分析，定滑轮受到了向下的重力和绳子对定滑轮的拉力和弹簧测力计对定滑轮的拉力，拉力的大小为2f，则可以列等式
则经计算可知，摩擦力的大小为250N，再对动滑轮进行受力分析，其受到了向下的重力，和绳子的拉力，重物对其的拉力，故可以列等式，则重物B的重力为，故B正确；
A C D．再对乙进行分析，先对动滑轮进行受力分析，绳子的拉力为
再对定滑轮进行受力分析，则弹簧测力计的示数为，故A错误；
再对乙图中，物体A受力分析，在水平方向上，其受到了向左的拉力F，向右摩擦力和向右的绳子的拉力，则拉力F 等于，故C错误；
由于动滑轮上的绳子有三根，则物体A的速度为物体B的三倍，则物体A的速度为，F做功的功率为，故D正确。
故选BD。
8． 800N 400N
【详解】[1]由于汽车所受阻力为800N，所以拉汽车的力至少为800N，甲图中滑动固定在树上，所以是定滑轮，定滑轮不能省力，所以绳端的拉力至少为800N。
图乙中滑轮与汽车一起运动，所以是动滑轮，由于动滑轮能省一半的力，所以绳端的拉力至少为400N。
9． 便于从杠杆上直接读出力臂 1.5 阻力与阻力臂的乘积保持不变 300 20 100
【详解】（1）[1]测量时，为了便于从杠杆上直接读出力臂，所以要保持杠杆在水平位置平衡。
（2）[2][3]由题意可知，只改变动力臂，多次测量，阻力与阻力臂的乘积保持不变，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，利用图像中一组数据得
图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积是动力与动力臂的乘积，根据杠杆平衡条件可知，F1L1=F2L2，而阻力与阻力臂的乘积保持不变，故图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积总相等。
（3）[4][5][6]在提升物体的过程中，克服物体的重力所做的功为有用功，大小为W有=G物h=150N×2m=300J
由于机械效率η=75%，则总功为
所以拉力做的额外功为W额外=W总-W有用=400J-300J=100J
克服动滑轮的重力做的功为W动=G动h=40N×2m=80J
拉力做的额外功等于克服绳重和摩擦做的功加上克服动滑轮的重力所做的功，所以克服绳重和摩擦做的额外功为W额1=100J-80J=20J
因为与动滑轮连接的绳子股数n=2，所以绳子自由端移动的距离为重物上升高度的2倍，即绳子自由端移动的距离为s=2h=2×2m=4m
拉力做的总功为W总=400J，所以拉力为
10．
【详解】对由两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，有两种绕法：一是绳子先系在定滑轮的下挂钩上，用这种绕法时滑轮组上的滑轮都使用，有四股绳子承担物重；不计绳重、摩擦以及动滑轮重时，拉力是滑轮组提升物重的四分之一；二是绳子先系在动滑轮的上挂钩上，最后滑轮组只能使用一个动滑轮和一个定滑轮，有一个动滑轮没有使用，这种绕法只能有三股绳子承担物重，不计绳重、摩擦以及动滑轮重时，拉力是滑轮组提升物重的三分之一；由此可知，滑轮组最省力的绕法是承担物重绳子股数最多的第一种，如图所示
11．（1）；（2）0.1m/s；（3）54W；（4）1.2×104Pa
【详解】解：（1）根据图像可知，物体上升的高度和绳子自由端竖直移动的距离的关系可知，当绳子自由端移动9m时，物体上升的高度是3m，说明承担物重绳子的股数为
滑轮组的正确绕线方式如下图所示：
（2）根据题意可知，0~30s内，物体上升的高度s物=3m，物体上升的速度
（3）由题意可得，0~20s内，物体匀速上升，绳子的拉力为
绳子自由端移动的速度为
根据，可得，拉力做功的功率为P=Fv绳=180N×0.3m/s=54W
（4）小明用100N的拉力拉物体时，绳子对物体的拉力为F物=nF′-G动=3×100N-40N=260N
物体对地面的压力F压=G物-F物=500N-260N=240N，受力面积为S=200cm2=0.02m2
则物体对地面的压强
答：（1）见解析；
（2）0~30s内物体上升的速度是0.1m/s；
（3）0~20s内拉力做功的功率是54W；
（4）小明用100N的拉力拉物体时，物体对地面的压强是1.2×104Pa。
12．（1）5000N；（2）80%；（3）500N
【详解】解：（1）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离为
由，可知，绳端所用拉力为
（2）拉力做的有用功为
滑轮组的机械效率为
（3）总的额外功为
则克服动滑轮所做的功
动滑轮的重力为
答：（1）绳端所用拉力为5000N；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）若克服摩擦和钢绳重所做的功5000J，动滑轮重为500N。
13．(1)30N，45N；(2)67.5W；(3)45J
【详解】(1)由图甲知，滑轮组中承重绳的根数为3根，结合乙、丙、丁三图知，0~1s内，绳子端的拉力F1=10N，物体处于静止状态，此时物体受到定滑轮的拉力F1＇=3F1=3×10N=30N
则物体与地面间的摩擦力f1=F1＇=30N
在1~2s内，绳子端受到的拉力F2=20N，物体处于加速运动状态，通过的路程h=0.75m；
2~3s内，绳子端受到的拉力F3=15N，物体处于匀速直线运动状态，速度v=1.5m/s，此时物体受到定滑轮的拉力F3＇=3 F3=3×15N=45N
则物体受到的摩擦力f3= F3＇=45N
而1~2s和2~3s，物体与地面的接触相同，对地面的压力也相同，所以两次物体与地面的滑动摩擦力相同，即f2= f3=45N
(2)2~3s内，绳子端移动的速度v＇=3v=3×1.5m/s=4.5m/s
拉力的功率P=F3v＇=15N×4.5m/s=67.5W
(3)由第(1)题分析得，在1~2s内，绳子端通过的路程为s=3h=3×0.75m=2.25m
此时拉力所做的功W=F2s=20N×2.25m=45J
答：(1)在0~1s内，物体与地面间的摩擦力f1为30N，在1~2s内，物体与地面间的摩擦力f2.为45N；
(2)在2~3s内，拉力F3的功率为67.5W；
(3)在1~2s内，拉力F2的功45J。
14．（1）200N；（2）230N
【详解】解：（1）当水位上涨到A的上表面时，A浸没在水中，所以A排开水的体积为V排=VA=0.02m3
所以A受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N
（2）水位上涨过程中，当A物体露出水面时，A排开水的体积为
物体A此时受到的浮力为F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N
物体A受到浮力、重力和滑轮组的拉力，三力平衡，所以滑轮组的拉力为F′=GA-F浮′=450N-80N=370N
根据力的作用的相互性可知，物体A对滑轮组拉力F′′= F′=370N
不计绳重与摩擦，用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N，则动滑轮的重力为G动=3F-G=3×50N-100N=50N
滑轮组绳子自由端的拉力为
根据力的作用的相互性可知，绳子转自由端对杠杆C端拉力与杠杆C端受到拉力大小相等，大小F=140N。杠杆始终在水平位置平衡，O为支点，由杠杆平衡条件有Fc·OC=F·OD
变形带入数据，解得
绳子对D端拉力为70N，所以B物体受到拉力为FB拉=F=70N
B物体受到的拉力、电子秤的支持力与B的重力平衡，所以B受到的支持力为F支=GB-FB拉=300N-70N=230N
所以电子秤受到B物体对它的压力大小等于230N。
答：（1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力为200N；
（2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力为230N。
15．(1)200N；(2)80W；(3)200N
【详解】(1)物体A在水中受到的浮力
(2)拉力端移动速度
拉力F的功率
(3)不计绳重和摩擦，拉力
动滑轮重力
答：(1) 物体 A 在水中（未露出水面）时受到的浮力 F 浮=200N。
(2) 拉力 F 的功率 P=80W。
(3) 动滑轮所受的重力 G 动为200N。
实验次序
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
①
②
1．D
【详解】A．两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，故A正确，不符合题意；
B．压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越明显，故B正确，不符合题意；
C．g是一个常数，由物体的重力与质量的关系G＝mg知，物体受到的重力与它的质量成正比，故C正确，不符合题意；
D．定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，所以使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故D错误，符合题意。
故选D。
2． 匀速 不正确 0.4 80% 1、2 2、3 可以不测量 0.5 C
【详解】（1）[1]在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小。
[2]实验过程中边拉动边读数，不应该静止读数，如果静止时读数，没有考虑到绳子与轮之间的摩擦对滑轮组机械效率的影响，导致测力计示数偏小，故他的想法是错误的。
（2）[3][4]由图丁知，承担重物的绳子的股数n=4，在第4次实验中，所以绳端移动的距离为s=4h=4×0.1m=0.4m
第4次实验测得的机械效率为
（3）[5]根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系s=nh可知，在实验1、2、3、4中，承担重物的绳子的股数分别为2、3、3、4，即分别是用甲、乙、丙、丁装置做的实验。由1、2两次实验数据可知，使用同一滑轮组且提起的物体重力相同，绳子股数不同，而机械效率也相同，所以通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子股数无关。
（4）[6]由乙、丙图可知，2、3两次实验是用同一滑轮组完成的，提升重物的重力不同，第3次实验比的2次实验提起的物体重力大，机械效率也高，所以通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
（5）[7]根据效率公式
可知，在绕法确定即n确定时，只需用弹簧测力计测量出物体的重力和绳端的拉力即可测量滑轮组的机械效率。 所以要测量绕法确定的滑轮组的机械效率，钩码上升的高度和绳端移动距离可以不测量。
（6）[8]如果第4次试验中，钩码提升0.1m拉力做的总功为W总=Fs=2.5N×0.4m=1J
在此过程中拉力F 做功的功率为
（7）[9] A.由（5）可知，可以不用测量钩码上升的高度和绳端移动距离就可以测量机械效率，也就是说滑轮组机械效率的高低于物体上升的高度无关，故A不符合题意；
B．由A分析可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据可知，机械效率与物体提升的速度无关，故B不符合题；
C．有用功不变时，减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故C符合题意；
D．额外功不变，减小物体的重力，减小了有用功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，故D不符合题意。
故选C。
3． 响度 小于 等臂
【详解】[1]用大小不同的里波动吉他的同一根弦，弦的振动幅度不同，即振幅不同，弦发出声音的响度不同。
[2]a图中的滑轮是个动滑轮，能省一半力，b图中的滑轮是个定滑轮，既不省力也不费力，不计轮重及摩擦，a图中拉力，b图中拉力F2=G，故F1＜F2。
[3]图b的滑轮是个定滑轮，既不省力也不费力，可以看作是等臂杠杆。
4．
【详解】对由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，滑轮组上的滑轮都使用，可绕线方法有四股和五股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同。滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的股数，绳子股数越多越省力，即五股绕线的方法最省力，如下图所示：
5．（1）500N；（2）500Pa；（3）600J
【详解】解：（1）质量为50kg的正方体木箱重力为
（2）木箱的底面积为
木箱静止在水平地面上时，地面受到木箱的压强为
（3）木箱匀速提升了1m高度，则绳端移动的距离为
则小明提升木箱时，拉力做的总功为
答：（1）木箱的重力为500N；
（2）木箱静止在水平地面上时，地面受到木箱的压强为500Pa；
（3）小明提升木箱时，拉力做的总功为600J。
项目
参数
额定载重（）
1500
最大起升高度（m）
3
空载行驶速度（）
5
空载质量（）
720
轮胎接地总面积（）
0.08
专家押题
1．为充分发挥考试对增强青少年体质积极导向作用，很多城市把跳绳（如图所示）列入了初中体育学业水平测试项目。某初三学生1min完成了180次跳绳，以下相关估测不符合实际的是（ ）
A．学生质量可能是50kgB．每次跳起的高度约为4cm
C．学生1min做功约为20JD．学生做功的功率约为70W
2．一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（ ）
A．小球在下落过程中动能不变
B．小球在C点的重力势能大于在B点的重力势能
C．小球所受的重力在AB段做的功小于在BC段做的功
D．小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率
3．如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用甲、乙两种方法使其一端缓慢抬离地面，若F甲和F乙始终竖直向上，则F甲______F乙，如果两种方法都将水泥板缓慢拉到甲竖直位置，不计空气阻力等因素，两次拉力做功W甲______W乙。 （两空均填“大于”、“小于”或“等于”）
4．如图所示，将小球从A点由静止释放，使其向右侧摆动。B点是小球摆动过程中的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点。小球从B点摆动到C点的过程中，绳的拉力对小球________（选填“有”或“没有”）做功。
5．引体向上是体育中考的自选项目，动作要求如图所示：两手正握单杠，由悬垂开始，上提时，下巴须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂，即为完成1次。小林质量为60kg，正握单杠且两臂自然下垂伸直时，下巴与单杠的高度差是0.4m，他在某次测试中，1min内完成了12次引体向上。求：（g取10N/kg）
（1）小林受到的重力是多少N？
（2）则他完成1次引体向上至少做多少功？
（3）整个测试过程中做功的平均功率至少是多少？
1．B
【详解】A．飞机降落时，高度减小，在重力方向上通过了距离，因此重力做功，故A错误；
B．飞机降落时质量不变，速度减小，因此动能减小；高度降低，因此重力势能减小，机械能包含动能和势能，因此机械能减小，故B正确；
C．飞机落地后继续滑行，由于受阻力作用，速度越来越小，运动状态发生改变，故C错误；
D．飞机落地后继续滑行，是由于具有惯性，不能说受到惯性作用，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】①．由v﹣t图象可知，0～2秒，物体没有推动，物体处于平衡状态，受到的摩擦力与推力是一对平衡力，所以f＝F，故①错误；
②③．由v﹣t图象可知，在4s~6s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由F﹣t图象可知在4s~6s拉力F＝2N，由平衡条件可得滑动摩擦力f＝F＝2N
由v﹣t图象可知，物体在2~4秒做加速直线运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力。而压力和接触面的粗糙程度都不变，物体受到的摩擦力仍是2N，故②正确，③错误；
④．由v﹣t图象可知，在4s~6s物体运动的速度v＝4m/s，由得，4s~6s物体运动的距离为s＝vt＝4m/s×(6s﹣4s)＝8m
则4~6秒推力F做的功为W＝Fs＝2N×8m＝16J，故④正确。
故选D。
3．A
【详解】将n块砖按图乙所示叠放在最左边的砖块上，至少要对砖块做的功为，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4．135
【详解】由题意知，该同学的重力
由图可知，起跳的最大高度0.09m，跳一次所用时间为；1min内所跳的次数
克服重力做功
1min内克服重力做功的平均功率
5． 6N 42J
【详解】[1]由图像知道，物块在4～6s做匀速直线运动，摩擦力F摩与拉力F大小相等，即F摩=F=6N
由v﹣t图像知道，在2～4s物块做加速运动，但物块对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力大小不变，所以2～4s物块受到的摩擦力F摩′=F摩=6N
[2] 0～2s物块处于静止状态拉力不做功；已知物块在2～4s运动的距离s′=2m，则2～4s拉力F做的功W′=F′s′=9N×2m=18J
物块在4～6s内运动的距离s=vt=2m/s×2s=4m
4～6s拉力F做的功W=Fs=6N×4m=24J
前6s拉力F做的功W总=W′+W=18J+24J=42J
6． 20 10
【详解】[1]由图可知，n=2，则
力F做的功为
[2]功率为
7． 21.6 35 87.5
【详解】[1]由图象可知，自行车在7～12s匀速行驶，此时速度为6m/s，因为1 m/s =3.6 km/h，故6m/s =21.6km/h。
[2]自行车在7～12s匀速行驶，此时自行车处于平衡状态，牵引力的大小等于摩擦力的大小，即7～12s电动自行车受到的摩擦力为f=F=35N
[3]自行车在7～12s匀速行驶，这个阶段中，自行车消耗的电能为
此过程中，自行车通过的路程为
牵引力所做的功为
电能转化为机械能的效率为
8． 1.5
【详解】[1][2]因石材匀速竖直提升时处于平衡状态，受到的竖直向上的力和重力是一对平衡力，所以，叉车对石材竖直向上的力
叉车对石材做的功
对石材做功的功率
9． 30 0 1500 24
【详解】[1]因机器人沿直线匀速运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，机器人所受牵引力F=f=0.1G=0.1mg=0.1×30kg×10N/kg=30N
[2]由于机器人沿水平方向运动，在重力的方向上没有移动的距离，所以重力不做功，即重力做功为0J。
[3]牵引力对机器人做的功W=Fs=30N×50m=1500J
[4]牵引力对机器人做功的功率
10． 1.2 1.5 0.3 0 不能
【详解】[1]拉力做的有用功W有用=Gh=6N×0.2m=1.2J
[2]总功为W总=Fs=2.5N×0.6m=1.5J
[3]额外功为W额=W总-W有用=1.5J-1.2J=0.3J
[4]因为物体在支持力方向没有距离，因此支持力不做功，为0。
[5]分析上述有用功与总功可知，使用斜面可以省力，但不能省功。
11． 磁场对电流的作用 不能 B 6×104J 23000W
【详解】（1）[1][2]图甲中电动机的原理是磁场对电流的作用，B滑轮是定滑轮，不能省力。
[3]上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯，在载重一定的情况下，功率最大，因为功率是描述物体做功快慢的物理量，故B正确，ACD错误。
故选B。
（2）[4]由图乙知道，匀速运动的速度为v＝2m/s，时间为t＝8s﹣2s＝6s
该时间内电梯运行的路程为s＝vt＝2m/s×6s＝12m
配重的重力为G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N
配重的重力做功为W＝Fs＝Gs＝5000N×12m＝6×104J
（3）[5]空轿厢和满载时的总重为G'＝m'g＝（550kg+1100kg）×10N/kg＝16500N
根据力的平衡分析可知：钢丝绳受到的拉力为F＝G'﹣G＝16500N﹣5000N＝11500N
该电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率为
12．（1）40N；（2）800J，8W
【详解】解：（1）不考虑擦窗机器人与窗户之间的摩擦，擦窗机器人匀速向上运动时受到竖直向上的牵引力和竖直向下的重力是一对平衡力，则擦窗机器人匀速向上运动过程中的牵引力F=G=mg=4kg×10N/kg=40N
（2）擦窗机器人匀速向上运动100s移动的距离s=vt=0.2m/s×100s=20m
牵引力所做的功W=Fs=40N×20m=800J
牵引力所做功的功率
答：（1）擦窗机器人匀速向上运动过程中的牵引力是40N；
（2）擦窗机器人匀速向上运动100s，其牵引力所做的功和功率分别是800J和8W。
13．（1）1.6×106Pa；（2）40N；（3）1200J，40W
【详解】解：（1）机器人的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N
在水平地面上工作时，机器人对水平地面的压力F=G=800N
机器人对水平地面的压强
（2）机器人在水平地面受到的阻力f=0.05G=0.05×800N=40N
机器人匀速直线运动时，机器人在水平方向上受到的牵引力和阻力是平衡力，则机器人的牵引力F牵=f=40N
（3）此过程中牵引力做的功W=F牵s=F牵vt=40N×1m/s×30s=1200J
功率
答：（1）机器人对水平地面的压强是1.6×106Pa；
（2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力是40N；
（3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功是1200J，功率是40W。
14．（1）2s；（2）30J
【详解】解：（1）物块A沿斜面移动0.4m所需时间
（2）浮力做的功
答：（1）物块A沿斜面移动0.4m所需时间为2s；
（2）这段时间浮力做的功为30J。
15．（1）5.6N；（2）2.1J，0.07W
【详解】解：（1）已知O为支点，设绳子对P点的拉力为动力，A物体对M点的拉力为阻力，分别作出它们的力臂。如图所示
若滑环从M点开始用时30s滑动到某点Q（图中未画出）时，细绳恰好断裂，则
此时的力臂
由杠杆平衡条件有，
其中，则
则细绳能承受的最大拉力为
（2）物体在重力的方向上通过的距离为
合金块A所受重力做的功
合金块A所受重力做功功率为
答：（1）细绳能承受的最大拉力为5.6N；
（2）滑环自M点滑动到Q点的过程中，合金块A所受重力做的功和重力做功的功率分别为2.1J和0.07W。
妙趣横生
瓦特与蒸汽机
詹姆斯·瓦特是英国发明家，第一次工业革命的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进，使之成为“万能的原动机”，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，使人类进入“蒸汽时代”。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”（简称“瓦”，符号W）。
瓦特最为人熟知的就是著名的《瓦特与茶壶的故事》，据说瓦特小时候有一次看到火炉上烧的水开了，蒸汽把水壶盖顶开，瓦特把壶盖放回去但很快又被顶开了。瓦特就这样不断地把壶盖放来放去想找出为什么，后来瓦特意识到是蒸汽的力量，由此引发了他对蒸汽的兴趣并导致了蒸汽机的发明。
倒计时第9天天
机械效率
考点透视
区分总功、有用功和额外功；掌握竖直面内滑轮组机械效率的算法；掌握水平面内滑轮组的机械效率的算法；掌握斜面机械效率的算法。
满分技巧
【知识网络】
【考点梳理】
知识点一：机械效率
1. 总功：人或机械设备（或绳端或自由端）拉力做的功。
2. 有用功：不利用机械设备，直接对物体做的功。
3. 额外功：机械设备克服自身重力或阻力做的功。
4. 机械效率：有用功与总功的比值叫作机械效率。
2. 公式为：
知识点二：几种特殊情况机械效率的算法
滑轮组
竖直方向匀速提升物体时
，
忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：，
滑轮组的机械效率：。
（2）水平方向匀速拉物体时如图所示，滑轮组的机械效率：。
斜面
，
考点诠释：
1.机械效率是有用功在总功中所占的比例，其大小是由有用功和总功共同决定的，在比较机械效率大小时，可采用控制变量法，相同时，越大，越小；相同时，越大，越大。
2.判断有用功和额外功，必须抓住工作的目的，为达到目的必须做的功就是有用功，但对我们没有用而不得不做的功就是额外功。并要注意工作目改变了，有用功和额外功也要发生变化。
3.提高机械的机械效率的方法：改进机械结构，尽量减小机械自重，合理使用机械，按规定进行保养以减小摩擦。
4.需要注意的几个问题：
（1）机械效率只有大小没有单位；
（2）由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示；
（3）机械效率是标志机械做功性能的好坏的物理量之一，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大这个机械的做功性能就越好。
真题回眸
1．（2022·甘肃兰州·统考中考真题）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500JD．该斜面的机械效率为
【答案】D
【详解】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误；
BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功W有=Gh=100N×4m=400J
所做的总功W总=Fs=50N×10m=500J
额外功W额=W总-W有=500J-400J=100J
物体所受的摩擦力，故BC错误；
D．该斜面的机械效率，故D正确。
故选D。
2．（2022·辽宁本溪·统考中考真题）用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍，滑轮组的机械效率为75%，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为80NB．10s内绳子自由端移动2m
C．3s内物体重力做功180JD．拉力F的功率为16W
【答案】D
【详解】A．物体所受摩擦力为
由图可知，相当于两段绳子拉着物体，又由于物体匀速运动，绳子拉物体的拉力等于摩擦力，则有，所以拉力为，故A错误；
B．绳端移动的距离为，故B错误；
C．重力方向竖直向下，在力的方向上，物体没有移动，故重力不做功，故C错误；
D．绳子端移动速度为，拉力功率为，故D正确。
故选D。
3．（2022·湖北随州·统考中考真题）由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F，配重水泥块（重为G）被匀速拉升的高度为h（不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦）。下列说法中正确的是（ ）
A．M是动滑轮
B．拉力F=2G
C．拉力F做的功为3Fh
D．拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同
【答案】B
【详解】A．在拉力F的作用下，N会随着拉力一起移动，M不动，所以M是定滑轮，N是动滑轮，故A错误；
B．由于N是动滑轮，且n=2，不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦，拉力为F=2G，故B正确；
C．拉力F做的功为，故C错误；
D．配重G上升的速度是拉力F移动的速度的2倍，故D错误。
故选B。
4．（2022·北京·统考中考真题）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N
B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa
C．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%
D．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W
【答案】D
【详解】A．工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，绳子也在用200N的力竖直向下拉工人，所以工人对水平台面的压力为，故A正确，不符合题意；
B．由于滑轮组上承担重量的绳子股数n=3，每股绳子受到的拉力为200N，所以货物和动滑轮受到绳子的拉力为
由于动滑轮重为100N，所以货物受到的拉力为
由于货物重为900N，所以货物对地面的压力为
货物与地面的接触面积为，所以货物对地面的压强为，故B正确，不符合题意；
C．第二次拉绳子时，绳子自由端的拉力为
滑轮组的机械效率为，故C正确，不符合题意；
D．货物以0.09m/s的速度匀速上升，绳子移动的速度为
工人拉力的功率为，故D错误，符合题意。
故选D。
5．（2022·西藏·统考中考真题）如图所示，用大小为125N的拉力F通过滑轮组将重为200N的物体匀速提升10cm，用时2s，不计绳重与摩擦，拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率是______%。
【答案】 12.5 80
【详解】[1]由图知道，有两段绳子承担动滑轮和物体的物重，当提升10cm时，h=10cm=0.1m
拉力F移动的距离是
拉力做功的功率：
[2]滑轮组的机械效率是
6．（2022·江苏淮安·统考中考真题）如图所示，向上用 125N 的拉力，10s 内将重 200N 的物体，匀速提升 2m。此过程中，重物上升的速度为______m/s，拉力做的功为______J，动滑轮的机械效率是______。
【答案】 0.2 500 80%
【详解】[1]重物上升的速度为
[2]由图可知，绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
[3]拉力做的有用功为
滑轮组的机械效率为
7．（2022·山东淄博·统考中考真题）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是___________N，绳自由端移动的距离是 ___________m，物体上升的速度是___________m/s，滑轮组的机械效率是___________（精确到1%）。
【答案】 225 12 0.6 89%
【详解】[1]由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力
[2]绳子自由端移动的距离
[3]重物的速度
[4]滑轮组的机械效率
8．（2022·辽宁锦州·统考中考真题）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为______m，拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
【答案】 3 0.6 70%
【详解】[1]由图可知，右边的滑轮为动滑轮，承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数是3，所以绳自由端移动的速度为v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
绳子自由端移动的距离为s=v绳t=0.3m/s×10s=3m
[2]作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等，所以绳端的拉力F的大小为2N，拉力F的功率为P=Fv绳=2N×0.3m/s=0.6W
[3]当A匀速运动过程，物体A受到的摩擦力为4.2N，所以使用滑轮组的过程中，做的有用功为
W有=fs物=4.2N×0.1m/s×10s=4.2J
总功W总=Fs绳=2N×3m=6J
滑轮组的机械效率为
9．（2022·四川德阳·统考中考真题）如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为___________J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为___________N。
【答案】 600 25
【详解】[1]刘利同学对物体做的总功为
[2] 刘利同学对物体做的有用功为
刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功，额外功
物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力
10．（2022·重庆·中考真题）如图所示，是工人用滑轮组提升货物的情景。当他用大小为200N的拉力拉动轻绳，可匀速提升重为360N的货物A。则动滑轮重为___________N，这时滑轮组的机械效率为___________%。（忽略一切摩擦力）
【答案】 40 90%
【详解】[1]由图可知，滑轮组动滑轮上的绳子段数n=2
根据滑轮组绳子端拉力的公式
可得动滑轮的重力为G动=2F-G物=2×200N-360N=40N
[2]根据滑轮组的机械效率的公式
可得滑轮组的机械效率为
11．（2022·江苏常州·统考中考真题）2022年4月，一头质量为180kg的海豚在昌江棋子湾受伤搁浅，被救援人员送至科研基地治疗。救援过程中，利用如图所示的滑轮组，在40s时间内，救援人员用500N的拉力拉动绳端，把轻质布兜内的海豚沿竖直方向匀速提升2m。g取10N/kg，问，此过程中：
（1）滑轮组对海豚做的有用功有多大？
（2）拉力做功的功率有多大？
（3）滑轮组的机械效率有多大？
【答案】（1）3.6×103J；（2）100W；（3）90%
【详解】解：（1）质量为180kg的海豚，被匀速提升2m，所以滑轮组对海豚做的有用功
（2）由滑轮组可知，动滑轮上绳子根数n=4，绳子拉的距离s=4×2m=8m
拉力做功
拉力做功的功率
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）滑轮组对海豚做的有用功为3.6×103J；
（2）拉力做功的功率为100W；
（3）滑轮组的机械效率为90%。
12．（2022·贵州毕节·统考中考真题）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50kW保持不变，山坡AB长2000m，高h为300m，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。
【答案】（1）1.5×107J；（2）30%；（3）1.75×104N
【详解】解：（1）由题意可知，车从山底开到山顶所做的有用功
（2）由可知，汽车从山底开到山顶所做的总功
由可知，山坡的机械效率
（3）由题意可知，额外功
由可知，汽车在山坡上行驶时的摩擦力
答：（1）汽车从山底开到山顶所做的有用功为1.5×107J；
（2）山坡的机械效率为30%；
（3）汽车在山坡上行驶时的摩擦力为1.75×104N。
13．（2022·湖北宜昌·中考真题）如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g=10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求：
（1）小华的拉力是多少？
（2）小华拉力的功率是多少？
（3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）100N；（2）30W；（3）90%
【详解】解：（1）由图乙可知，与动滑轮连接的绳子有6段，则小华的拉力
（2）绳子自由端移动的距离s=6h=6×50cm=300cm=3m
拉力做的总功W总=Fs=100N×3m=300J
拉力的功率
（3）小华做的有用功
滑轮组的机械效率
答：（1）小华的拉力是100N；
（2）小华拉力的功率是30W；
（3）此过程中滑轮组的机械效率是90%。
14．（2022·四川遂宁·统考中考真题）小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度为，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为，动滑轮重为30N。请根据他们的调查数据求：（不计绳重和摩擦，，g取10N/kg）：
（1）石料露出水面前受到的浮力；
（2）石料的重力；
（3）石料露出水面前滑轮组的机械效率；
（4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式。
【答案】（1）80N；（2）200N；（3）80%；（4），(0≤t≤0.4s)
【详解】解：（1）石料的体积V=(0.2m)3=0.008m3
石料露出水面前受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N
（2）石料的重力G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=200N
（3）由图可知，绳子承重段数n=2，不计绳重和摩擦，绳子的拉力
石料露出水面前滑轮组的机械效率
（4）拉出水面后，水面下降的高度
石料上升的实际距离
石料从刚露出水面到完全露出水面的时间
石料经过t秒上升的高度h1=vt=0.4t
石料的底面积S石=0.2m×0.2m=0.04m2
水面下降的高度
露出水面的高度h露=h1+h2=0.4t+0.1t=0.5t
此时排开水的体积V′排=(L-h露)S石=(0.2-0.5t)×0.04m2=-0.02t+0.008
浮力F′浮=ρ水gV′排=1×103×10×(0.008-0.02t)=-200t+80
自由端的拉力
自由端的速度v绳=2v=2×0.4m/s=0.8m/s
电动机功率
综上(0≤t≤0.4s)
答：（1）石料露出水面前受到的浮力是80N；
（2）石料的重力是200N；
（3）石料露出水面前滑轮组的机械效率是80%；
（4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间是0.4s；该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式是(0≤t≤0.4s)
15．（2022·贵州遵义·统考中考真题）《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，——顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）
（1）请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理；
（2）求该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功；
（3）若水流冲击筒车的功率为40W，求筒车旋转一周取水的机械效率。
【答案】（1）见解析；（2）1920J；（3）80%
【详解】解：（1）水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的重力势能。
（2）接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，则筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功
（3）筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的功率为40W，则筒车旋转一周取水的机械效率
答：（1）水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的重力势能。
（2）该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功为1920J；
（3）若水流冲击筒车的功率为40W，筒车旋转一周取水的机械效率为80%。
名校预测

1．（2023·北京西城·统考一模）如图所示，工人站在水平地面上用滑轮组提升货箱。工人用力拉绳子，使货箱以0.08m/s的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为90%。已知工人体重为600N，货箱重为810N，绳子所能承受的最大拉力为1000N。若不计滑轮组的绳重和摩擦，下列判断正确的是（ ）
A．提升货箱时，此工人的拉力为300N
B．提升货箱时，此工人对地面的压力为1050N
C．提升货箱过程中，此工人拉力的功率为36W
D．此工人使用该滑轮组可以提升重为1100N的货箱
2．（2023·内蒙古通辽·校考一模）如图，用滑轮组拉着重为80N的物体沿水平地面匀速直线运动，拉力F为12N，滑轮组机械效率为75%，不计绳重、轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．此滑轮组动滑轮的重力为6N
B．用一个质量更小的滑轮替换最下面的滑轮，滑轮组的机械效率会增大
C．物体受到水平地面的摩擦力为20N
D．若在此物体上加一砝码，使其一起沿水平地面匀速直线运动，机械效率将变小
3．（2023·河南许昌·统考一模）如图所示，拉力F为20N，物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在光滑地面上，弹簧测力计示数为30N，下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到的摩擦力为20N
B．拉力F的功率为1.0W
C．滑轮组的机械效率为75%
D．拉力F增大时，弹簧测力计示数增大
4．（2023·陕西咸阳·统考一模）道路救援对车辆进行拖移的工作原理图如图所示，当钢绳对车辆施加沿斜面的拉力时，在内可将小车沿斜面底端匀速拉至斜面顶端，已知小车的质量为，斜面高为，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g取10N/kg），下列分析与计算正确的是（ ）
A．图中滑轮可以省力B．做的有用功为
C．拉力做功的功率为D．该装置的机械效率为
5．（2023·辽宁大连·统考模拟预测）如图所示，在斜面上将一个重物匀速拉到高处，已知斜面长为s，高为h，有用功为W，斜面的机械效率为，则下列说法错误的是（ ）
A．总功B．额外功
C．重物重力D．重物受到摩擦力
6．（多选）（2023·北京海淀·统考一模）如图甲所示，滑轮组悬挂在水平支架上。两次分别匀速提升物体A、B时，卷扬机拉力F所做的功W随时间t的变化关系图线分别为图乙中的a、b、已知两个滑轮的质量相等，两次提升时物体上升的速度均为0.2m/s，物体A的质量为180kg，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。下列说法正确的是（ ）
A．物体B的质最为80kg
B．提升物体A时滑轮组的机械效率为80%
C．提升物体A时支架受到定滑轮的拉力为3200N
D．相同时间内，滑轮组提升物体A时做的额外功大于提升物体B时做的额外功
7．（多选）（2023·广西南宁·统考一模）小明帮妈妈晾衣服时，观察到升降式晾衣架主要结构是如图所示的滑轮组，关于该滑轮组的说法正确的是（ ）
A．有3个定滑轮B．有2个动滑轮C．机械效率大于1D．机械效率小于1
8．（多选）（2023·四川成都·统考一模）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与物重的关系，改变，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出与的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．同一滑轮组的机械效率随的增大而增大，最终将超过100%
B．不变，改变图甲中的绕绳方式，此滑轮组的机械效率不变
C．此滑轮组动滑轮的重力为4N
D．当时，此滑轮组的机械效率约为
9．（2023·甘肃兰州·统考一模）如图所示的滑轮组在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了5s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N，不计绳、弹簧测力计和滑轮重，则绳子自由端移动的距离为 __________m，拉大力F的功率为 __________W，滑轮组的机械效率为 __________。
10．（2023·江苏无锡·统考一模）如图甲所示的装置，空吊篮A的重力为15N，绳子B（与A相连）和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间t变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦。则动滑轮的重力为_______N；第2s内拉力F的功率为________W；为了提升不同重物，此装置的机械效率η最大为________%。
11．（2022·广东广州·统考二模）一物块重2.5N，在拉力F的作用下从底部沿斜面匀速运动到如图1所示的位置，用时6s。此过程F做的功W和时间t的关系图像如图2所示，物块运动的速度和时间的关系图像如图3所示。求：
（1）F所做的功的功率是多少？
（2）F的大小是多少？
（3）斜面的机械效率是多少？（保留一位小数）
12．（2023·北京延庆·统考一模）用如图所示的滑轮组，将质量为80kg的建筑材料A从地面匀速提高了2m，用时10s，在这个过程中，拉力F为500N，g取10N/kg。求：
（1）建筑材料受到的重力G；
（2）滑轮组的机械效率η；
（3）拉力F做功的功率P。
13．（2023·山东泰安·统考一模）如图所示，一个边长为60cm的正方体重物重力为720N，放在水平地面上，小明站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来，此时小明对绳子的拉力为250N。不计绳重与摩擦，求：
（1）重物放在水平地面上静止（未挂滑轮组）时，重物对地面的压强；
（2）动滑轮的重力；
（3）提升重物过程中滑轮组的机械效率。
14．（2023·江西南昌·统考一模）如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下，滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度运动10s（忽略绳重和滑轮间的摩擦），求：
（1）拉力F对物体A做的有用功；
（2）拉力F做功的总功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
15．（2023·江苏·校联考一模）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s-t图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求：
（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。

专家押题
1．如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。下列说法不正确的是（ ）
A．有用功的功率为fvB．拉力做功的功率为3Fv
C．装置的机械效率为D．额外功为（3F－f）s
2．如图所示，重8N的物体，在拉力F的作用下2s内匀速上升了0.4m，动滑轮重2N，不计绳重及摩擦，则下列计算结果不正确的是（ ）
A．拉力的大小为5NB．绳子自由端移动距离为1.2m
C．拉力F的功率为2WD．滑轮组的机械效率为80%
3．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体。若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（ ）
A．B．C．D．
4．用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑轮组的机械效率为η1；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M2，物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2，拉力F2做功的功率为P2，滑轮组的机械效率为η2．已知：G1－G2=30N，η2-η1=5%，，M1、M2两物体的质量相等，体积V均为4×10-2m3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。
求：（1）物体M1受到的浮力F浮；
（2）拉力F1与F2之比；
（3）物体M1受到的重力G。
5．我们学习了简单机械知识后知道，使用滑轮组能够省力，可以大大减轻人们的劳动强度。如图甲所示，某人通过滑轮组把一个由铝合金做成的实心圆柱体从水井底部匀速提升到井口，圆柱体的底面积为S，高为L，动滑轮的质量为m，水的密度为ρ，圆柱体的密度是3ρ，忽略绳重及摩擦，不计水的体积变化，请回答下列问题：
（1）若增加动滑轮的个数（其他条件不变），滑轮组的机械效率是变大还是变小？
（2）圆柱体在上升过程中会受到一些力的作用，结合各力之间的关系，在图乙中画出每个力随上升高度变化的图线，并在图线旁注明力的名称（不用标出坐标值）；
（3）推导出圆柱体在水中上升时（上表面还没有露出水面）滑轮组的机械效率。
1．C
【详解】A．成年人的质量约为60 kg，大多数初三学生的质量约为50kg，符合实际，故A不符合题意；
B．跳绳每次起跳的高度约为4cm～5cm，符合实际，故B不符合题意；
C．学生1min跳绳180次，跳一次做的功约为W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4×10﹣2m=20J
跳180次做的功为W总=nW=180×20J=3600J，不符合实际，故C符合题意；
D．学生做功的功率为
60W与70W相差不大，符合实际，故D不符合题意。
故选C。
2．D
【详解】A．小球从A点由静止开始下落，质量不变，速度越来越大，动能不断变大，故A错误；
B．小球的质量不变，C点的高度小于在B点的高度，故小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能，故B错误；
C．已知AB和BC的距离相等，根据W=Gh可知，重力一定，通过的距离相同，所以重力做的功相同，故C错误；
D．由题意知，小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度，AB和BC的距离相等，所以在BC段所用的时间小于在AB段所用时间，根据可知，重力做功相同的情况下，BC段的时间短，所以BC段做功的功率大，故D正确。
故选D。
3． 等于 小于
【详解】[1]两次抬起水泥板时的情况如图所示：
在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一。根据杠杆的平衡条得 ，所以前后两次所用的力相同。
[2]若甲、乙两种情况均将水泥板拉至竖直位置，由图可知，根据可知拉力做功
4．没有
【详解】做功的必要条件：一是力作用在物体是；二是物体沿力方向有移动距离。小球在摆动过程中，没有沿绳的拉力方向移动距离，因此绳的拉力对小球没有做功。
5．（1）600N；（2）240J；（3）48W
【详解】解：（1）小林受到的重力
（2）完成1次引体向上做的功
（3）1min内做的总功
整个测试过程中做功的平均功率
答：（1）小林受到的重力是600N；
（2）则他完成1次引体向上至少做的功为240J；
（3）整个测试过程中做功的平均功率至少为48W。
1．D
【详解】A．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳子，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率
此时滑轮组的机械效率为90%，即
解得动滑轮的重力G动=90N，提升货箱时，此工人的拉力为，故A错误；
B．提升货箱时，此工人受到的支持力F支=G人-F=600N-450N=150N
由力的作用相互性可知此工人对地面的压力为F压=F支=150N，故B错误；
C．自由端绳子移动的速度v=2v物=2×0.08m/s=0.16m/s
提升货箱过程中，此工人拉力的功率为，故C错误；
D．工人体重为600N，绳子所能承受的最大拉力为1000N，则提升货箱的最大拉力是600N，提升货箱的最大重力G大=2F大-G动=2×600N-90N=1110N
此工人使用该滑轮组可以提升重为1100N的货箱，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】AC．由图可知，连接动滑轮绳子的股数，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦，滑轮组的机械效率为
所以物体受到的摩擦力为f=ηnF=75%×2×12N=18N
因为不计绳重、轮与轴间的摩擦，绳端拉力为
所以动滑轮的重力为G动=nF-f=2×12N-18N=6N，故C错误，故A正确；
B．最下面的滑轮为定滑轮，定滑轮只改变力的方向，因此更换后不影响滑轮组的机械效率，故B错误；
D．在物体上加一砝码后，物体对地面的压力增加，根据滑动摩擦力影响因素，在接触面的粗糙程度不变时压力越大滑动摩擦力越大可知，此时物体受到的摩擦力f增大，根据不计绳重、轮与轴间的摩擦时，机械效率为
可知，G动不变，f增大，机械效率增大，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】A．物体B静止在光滑地面上时处于平衡状态，弹簧测力计对B水平向右的拉力和物体A对物体B水平向左的摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，由弹簧测力计的示数可知，物体A对物体B的摩擦力
因物体A对物体B水平向左的摩擦力与物体B对物体A水平向右的摩擦力是一对相互作用力，所以物体A受到的摩擦力，故A错误；
B．由图可知，滑轮组绳子的有效股数，则绳子自由端移动的速度
则拉力F的功率，故B错误；
C．滑轮组的机械效率，故C正确；
D．拉力F增大时，A将做加速运动，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则物体A对物体B水平向左的摩擦力不变，物体B对物体A水平向右的摩擦力也不变，即物体B仍然静止，弹簧测力计示数不变，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．由图可知，滑轮的轴的位置固定不动，为定滑轮，使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，故A错误；
B．根据题意可知，做的有用功为，故B错误；
C．不计车长，拉力端移动距离，拉力做的功为
拉力做功的功率，故C错误；
D．根据题意可知，该装置的机械效率为，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．由可得，总功，故A正确，不符合题意；
B．使用斜面时克服摩擦力做的功即为额外功，由可得，故B正确，不符合题；
C．由可得：重物重力，故C正确，不符合题意；
D．使用斜面时克服摩擦力做的功即为额外功，即，则，故D错误，符合题意。
故选D。
6．AC
【详解】A．由题意知，物体A的重力为
由图乙可知，拉物体A时拉力的功率为
提升重物的绳子有两段，由P=Fv，可知，提升物体A时，绳端的拉力为
动滑轮的重力为
拉物体B时，拉力的功率为
提升物体B时，绳端的拉力为
动滑轮的重力为200N，则物体B的重力为
则物体B的质量为，故A正确；
B．由可知，提升物体A时滑轮组的机械效率为，故B错误；
C．由图甲可知，定滑轮上有3根绳子，每根绳子的拉力为1000N，两个滑轮的质量相等，则提升物体A时支架受到定滑轮的拉力为，故C正确；
D．不计绳重与摩擦，提升物体做的额外功等于动滑轮做的功，动滑轮的重力不变，两次提升物体上升的速度相等，则相同时间内，动滑轮被提升的高度相同，则额外功相同，故D错误。
故选AC。
7．BD
【详解】AB．轴固定不动的滑轮是定滑轮，轴可以随物体一起移动的滑轮是动滑轮。根据晾衣架的结构可知，该晾衣架有4个定滑轮，2个动滑轮，故A错误，B正确；
CD．对于实际的机械，额外功是无法避免的，机械效率必小于1，故C错误，D正确。
故选BD。
8．BD
【详解】A．由图像可知，同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，在使用滑轮组时，不可避免地要克服动滑轮的重力做功，则总功一定大于有用功，故可知滑轮组的机械效率不可能超过100%，故A错误；
BC．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，不计绳重和摩擦，动滑轮的质量也不变，故由
可知，滑轮组的机械效率不变，由图乙可知，当G物=12N时，由图中可知，机械效率为η=80%，带入上式得到滑轮组的机械效率，动滑轮的重力为G动=3N，故B正确，C错误；
D．不计绳重和摩擦，当时，此滑轮组的机械效率为，故D正确。
故选BD。
9． 1.5 0.6 70%
【详解】[1]从图中可知n＝3，绳子自由端的速度v＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s
绳子自由端移动的距离s＝vt＝0.3m/s×5s＝1.5m
[2]不计绳、弹簧测力计和滑轮重，弹簧测力计示数为2N，则拉力为2N，根据
可知拉力F的功率P＝Fv＝2N×0.3m/s＝0.6W
[3]滑轮组的机械效率
10． 5 40 80
【详解】[1]由图丙可知，在1~2s内A被匀速提升，由图乙可知，拉力F=10N，由图甲可知，n=2，忽略绳重及摩擦，拉力为，则动滑轮重力为G动=2F-GA=2×10N-15N=5N
[2]由图丙可知，第2s内A上升的速度vA=2m/s，拉力端移动速度为v=nvA=2×2m/s=4m/s
第2s内拉力F的功率为P=Fv=10N×4m/s=40W
[3]忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力
则当C处最大拉力为50N时，B处拉力为F =2F-G动=2×50N-5N=95N
小于绳子B能承受的最大拉力100N；当B处最大拉力为100N时，C处拉力为52.5N，大于绳子C能承受的最大拉力50N；所以要以C处最大拉力为准，此时B处的拉力为95N，此装置最多能匀速运载货物的重力为G货物=FB-GA=95N-15N=80N
装置的最大机械效率为
11．（1）0.6W；（2）2N；（3）76.4%
【详解】解：（1）由图2可知，当拉力做功3.6J时，做功时间为6s，则F所做的功的功率
（2）由图3可知，物体做匀速运动，速度为0.3m/s，由，可得
（3）物体在斜面上6s运动的长度s=vt=0.3m/s×6s=1.8m
物体从底部沿斜面匀速运动到如图1所示的位置，上升高度为1.1m，则斜面的机械效率
答：（1）F所做的功的功率是0.6W；
（2）F的大小是2N；
（3）斜面的机械效率是76.4%。
12．（1）800N；（2）80%；（3）200W
【详解】解：（1）建筑材料受到的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N
（2）由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳端移动的距离s=2h=2×2m=4m
有用功W有=Gh=800N×2m=1600J
总功W总=Fs=500N×4m=2000J
滑轮组的机械效率
（3））拉力F做功的功率
答：（1）建筑材料受到的重力是800N；
（2）滑轮组的机械效率是80%；
（3）拉力F做功的功率是200W。
13．（1）2000Pa；（2）30N；（3）96%
【详解】解：（1）重物的受力面积为
重物对水平地面的压力为
重物对地面的压强为
（2）由图可知，动滑轮上的绳子根数n＝3，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力为
（3）滑轮组的机械效率为
答：（1）重物放在水平地面上静止（未挂滑轮组）时，重物对地面的压强为2000Pa；
（2）动滑轮的重力为30N；
（3）提升重物过程中滑轮组的机械效率为96%。
14．（1）90J；（2）10W；（3）90%
【详解】解：（1）物体移动距离s物＝v物t＝0.1m/s×10s＝1m
由图知，动滑轮上承载的绳子的段数n＝2，忽略绳重和滑轮间的摩擦，由可得，物体受到的拉力
对物体A做的有用功W有＝F′s物＝90N×1m＝90J
（2）由
得到拉力的总功率P＝Fv＝Fnv物＝50N×2×0.1m/s＝10W
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）拉力F对物体A做的有用功为90J；
（2）拉力F做功的总功率为10W；
（3）该滑轮组的机械效率为90%。
15．（1）；（2）3750W；（3）
【详解】解（1）提升货物过程中起重车的总重为
提升重物时，受力面积为
提升货物过程中起重车对水平地面的压强
（2）物体的速度为
绳子的速度为
拉力F的功率
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率
答：（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强为；
（2）拉力F的功率为；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。
妙趣横生
鲁班木鹊
《墨子·鲁问》记载着“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下”。公输子即鲁班，被世人称为木工祖师。他和墨子都是当时工艺极高的匠人，在《墨子·公输》中，二人曾在楚王面前演示攻城和守城的器械，最终让楚王打消了攻打宋国的想法。国产动漫《秦时明月》中就在秦朝的背景下对二人传人的技艺展开了幻想。
木牛流马
《三国志》记载，诸葛亮在北伐之中为了运粮，发明了木牛流马。木牛流马也已失传，其具体机理无从得知。实际上，汉朝王充的《论衡》中记载最早制造木牛流马的就是鲁班，后世祖冲之似乎也复原过木牛流马。《论衡》中所载的木牛流马“机关具备，一驱不还。”如《三国演义》中描述的一样，似乎都是一种自动化的机械。
1．C
【详解】A．用滑轮组水平拉物体，克服摩擦力做功是有用功W有用=fs，所以有用功功率P有用=fv，A正确不符合题意；
B．承受拉力的绳子段数为3，所以拉力移动速度为3v，所以拉力功率P拉=3Fv，B正确，不符合题意；
C．又因为拉力移动的距离s拉=3s，所以拉力做功W拉=3Fs，所以机械效率
额外功，即C错误，符合题意，D正确，不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】A．由图可知，滑轮组承担物重的绳子股数n=2，不计绳重和摩擦，拉力F的大小是，故A正确，不符合题意；
B．绳子自由端移动距离是s=nh=2×0.4m=0.8m，故B错误，符合题意；
C．拉力F做功是W总=Fs=5N×0.8m=4J
拉力做功功率是，故C正确，不符合题意；
D．使用滑轮组做的有用功是W有=Gh=8N×0.4m=3.2J
滑轮组的机械效率是，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．C
【详解】由图可知，这个滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，承担摩擦力的绳子段数n＝2，根据滑轮组机械效率的计算公式，有η＝×100%＝×100%
而FA＝f，因而有η＝×100%。
故选C。
4．（1）400N；（2）16:15；（3）760N
【详解】解：（1）由于物体M1的体积已知，且它们浸没于水中，故由阿基米德原理可得物体M1受到的浮力F浮＝ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10－2m3=400N
两重物上升的速度为v，由图可知，两段绳子承担物重，则拉力上升的速度都是2v，故
P1＝F1×2v，P2＝F2×2v
由已知条件可得，可得
（3）由于忽略绳重与摩擦，则滑轮组其机械效率可表示为
故当动滑轮重为G1时，
当动滑轮重为G2时，
根据已知条件可得 ①
根据滑轮组的省力情况可知，
由于，故可得 ②
已知G1－G2＝30N ③
由①②③可解得GM=760N
答：（1）物体M1受到的浮力为400N；
（2）拉力F1与F2之比为16:15；
（3）物体M1受到的重力为760N。
5．（1）变小；（2）；（3）
【详解】解：（1）其他条件不变，只增加动滑轮个数，所做有用功不变，但做的额外功增大了，由可知，此时机械效率减小。
（2）圆柱体在上升过程中受到的力有：重力、浮力、拉力且
物体上升过程中圆柱体所受重力大小不变；由可知液体密度一定，圆柱体上表面露出水面前，排开液体体积不变，所以所受浮力不变、圆柱体上表面露出水面后，排开液体体积变小，所受浮力变小，直到为零；圆柱体所受拉力等于重力减去浮力，所受浮力越大，拉力越小，根据以上分析可作出三力随上升高度变化的图象：
（3）圆柱体在水中上升时（上表面还没有露出水面）阻力为重力和浮力的差G-F浮滑轮组的机械效率
答：（1）其他条件不变，只增加动滑轮个数，此时机械效率减小；
（2）如上图所示；
（3）。