2021年人教版九年级物理中考考点过关训练《简单机械》（Word版附答案）

这是一份2021年人教版九年级物理中考考点过关训练《简单机械》（Word版附答案），共39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。

1. (2020·临沂)聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识，使用筷子夹菜时，筷子是一种杠杆。下列生活用具正常使用时也是杠杆，其中与筷子同类的是（ ）
2. (2020·绍兴)如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是（ ）
A B C D
3. (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
4. (2020·绥化改编)小明用独轮车搬运砖头，车箱和砖头的总质量是120 kg，
独轮车的有关尺寸如图所示。推车时，下列说法正确的是（ ）
A．独轮车是费力杠杆
B．动力臂是0.7 m
C．阻力臂是0.3 m
D．人手竖直向上的力F的大小是1 500 N
5. (2020·衡阳)如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50 g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（ ）
A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5 N时，能使杠杆平衡
C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
6. (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所受的重力如下表所示，则（ ）
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
7. (2020·本溪)小鹏家购买了一箱重960 N的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高9 m，用时3 min，若滑轮组的机械效率为80%(不计箱子重、绳重和摩擦)。小鹏计算的下列物理量正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.05 m/s
B．做的有用功为8 640 J
C．拉力为240 N
D．拉力的功率为48 W
8. (2020·滨州改编)如图所示，重800 N的物体在100 N水平拉力F的作用下，以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20 s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做的功为400 J
B．物体与地面间的滑动摩擦力为120 N
C．额外功的功率为12 W
D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
9. (2020·成都B卷改编)如图甲所示的装置，A是重15 N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100 N和50 N。质量为50 kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10 N/kg。下列结论正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为9 N
B．第2 s内拉力F的功率为20 W
C．此装置最多能匀速运载80 N的货物
D．此装置提升重物的最大机械效率为85%
10. (2020·遂宁)小华发现一只虫子在长50 cm、质量10 g的刻度尺上向右爬行，她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘23 cm，如图所示，当虫子爬行到距刻度尺右端3 cm处时，刻度尺刚好翻转，由此计算出虫子的质量约为(g＝10 N/kg。刻度尺质量分布均匀，不考虑虫子的长度)（ ）
A．1 g B．3 g C．7 g D．10 g
11. (2020·云南)如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27 kg的物体所用的拉力为100 N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则（ ）
A．拉力的功率为50 W
B．滑轮组中动滑轮重10 N
C．该滑轮组的机械效率为90%
D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
二、填空题
12. (2020·云南)如图所示，端午赛龙舟，选手们奋力挥桨划水使船快速前进，船桨属于 杠杆。岸上锣鼓喧天，加油呐喊声震耳欲聋，震耳欲聋指的是声音的 大。
13. (2020·连云港)用如图所示滑轮组在10 s内将重为300 N的物体匀速提升1 m，拉力大小为120 N，拉力做功的功率为 W，有用功为 J，滑轮组的机械效率为 。
14. (2020·大庆)小红在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的装置匀速竖直向上提升重物，并记录了部分实验数据如下表。
(1)表中测力计拉力的示数如图所示，则此时拉力的测量值为 N。
(2)此次实验中滑轮组的机械效率为 。
15. (2020·南京)如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50 N，不计摩擦和杆重。
(1)脚沿与杆垂直方向至少用力F1，才能将石球抬起。F1的力臂为 _m，此时舂米工具是一个_ (选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)脚竖直向下至少用力F2为 N，才能将石球抬起。F2和F1的大小关系为F2 F1。
第15题图 第16题图
16. (2020·南充)如图所示，用沿斜面向上大小为4 N的拉力，将一个重5 N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为5 m，上升的高度为3 m，则物体受到的摩擦力为 N，斜面的机械效率为 。
17. (2020·常德)农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20 kg，右筐中装了25 kg，如果扁担的长度为1.8 m，则他在距扁担左端 m处将谷子挑起来才能使挑担水平(扁担和筐的重力均不考虑)；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动了0.1 m，则需要 筐(选填“左”或“右”)增加约 kg(保留1位小数)谷子，才能基本保持挑担水平。
18. (2020·安徽改编)停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G＝120 N，AB＝2.8 m，AO＝0.3 m，则OG＝ m。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F＝ N。
19. (2020·杭州)杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2 kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA＝5 cm，OB＝10 cm。
(1)计算秤砣的质量是 kg__。
(2)小金在B处标的刻度应为 kg。若图中OC＝2OB，则C处的刻度应为 g。
(3)当秤盘上放一个质量为2 kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数 _ (选填“＜”或“＞”)2 kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。
三、作图题
20. (2020·广东)如图所示，用一根硬棒通过支点O撬起石头，画出石头所受重力G的示意图，以及力F的力臂l。

21. (2020·苏州)下图中，请画出FA的力臂l，并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB。
22. (2020·淮安)向下拉绳将重物提升，画出图中滑轮组绕绳方法。

四、实验探究题
23. (2020·德州)探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前：杠杆静止在如图1所示的位置，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节。
图1 图2
(2)实验时：
①用如图2所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡(杠杆上每格等距)，但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式（ ）
A．一个人无法独立操作
B．需要使用太多的钩码
C．无法测量力臂
D．力和力臂数目过多
②在图中，不改变支点O左侧所挂的三个钩码及其位置，保持右侧第 格的钩码不动，将右侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆也可平衡。继续实验。
实验数据：
(3)结论：杠杆的平衡条件是： 。
(4)交流评估：
①实验进行三次的目的是 (只有一个选项正确，填写对应字母)
a．取平均值减小误差
b．归纳出物理规律
c．使每组数据更准确
②某同学在第3次实验的基础上，将左右两侧的钩码同时向支点O移动5 cm，则杠杆 。(选填“保持平衡”“左侧下沉”或“右侧下沉”)
24. (2020·天津)在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关。
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：
请你解答如下问题：
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 _；根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式；
(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率 (选填“越高”“越低”或“不变”)；
(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是 。
25. (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下表。
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1.8 N的拉力，将重为4.5 N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2 m、高0.3 m，则斜面的机械效率是 %。(把重物直接提升0.3 m所做的功作为有用功)
五、计算题
26. (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＝60 kg，奶奶用F＝240 N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＝6 m。不计绳重和摩擦，g取10 N/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)。
27. 如图，轻质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有边长为10 cm，重力为8 N的完全相同的两正方体C、D，OA∶OB＝4∶3；圆柱形容器的底面积为200 cm2，装有深20 cm的水，物体C浸入水中且露出水面的高度为5 cm时，杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态。(g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)求：
(1)物体C的密度；
(2)杠杆B端受到绳子的拉力；
(3)剪断与物体C相连的细绳后(水未溢出)，物体C受到的浮力和物体C底部受到的水的压强。
28. (2020·南充)图甲为某自动注水装置的部分结构简图，杠杆AOB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OA＝3OB，竖直细杆a的一端连接在杠杆的A点，另一端与高为0.2 m的长方体物块C固定；竖直细杆b的下端通过力传感器固定，上端连接在杠杆的B点(不计杠杆、细杆及连接处的重力和细杆的体积)。圆柱形水箱中有质量为3 kg的水，打开水龙头，将水箱中的水缓慢放出，通过力传感器能显示出细杆b对力传感器的压力或拉力的大小；图乙是力传感器示数F的大小随放出水质量m变化的图象。当放出水的质量达到2 kg时，物块C刚好全部露出水面，此时装置由传感器控制开关开始注水。(g＝10 N/kg)求：
(1)物块C的重力。
(2)物块C受到的最大浮力。
(3)从开始放水到物块C上表面刚好与液面相平时，水对水箱底部的压强变化了多少？
简单机械
一、选择题
1. (2020·临沂)聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识，使用筷子夹菜时，筷子是一种杠杆。下列生活用具正常使用时也是杠杆，其中与筷子同类的是( A )
2. (2020·绍兴)如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是( D )
A B C D
3. (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
4. (2020·绥化改编)小明用独轮车搬运砖头，车箱和砖头的总质量是120 kg，
独轮车的有关尺寸如图所示。推车时，下列说法正确的是（ ）
A．独轮车是费力杠杆
B．动力臂是0.7 m
C．阻力臂是0.3 m
D．人手竖直向上的力F的大小是1 500 N
5. (2020·衡阳)如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50 g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是( D )
A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5 N时，能使杠杆平衡
C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
6. (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所受的重力如下表所示，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
7. (2020·本溪)小鹏家购买了一箱重960 N的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高9 m，用时3 min，若滑轮组的机械效率为80%(不计箱子重、绳重和摩擦)。小鹏计算的下列物理量正确的是( B )
A．绳子自由端移动的速度为0.05 m/s
B．做的有用功为8 640 J
C．拉力为240 N
D．拉力的功率为48 W
8. (2020·滨州改编)如图所示，重800 N的物体在100 N水平拉力F的作用下，以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20 s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做的功为400 J
B．物体与地面间的滑动摩擦力为120 N
C．额外功的功率为12 W
D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
9. (2020·成都B卷改编)如图甲所示的装置，A是重15 N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100 N和50 N。质量为50 kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10 N/kg。下列结论正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为9 N
B．第2 s内拉力F的功率为20 W
C．此装置最多能匀速运载80 N的货物
D．此装置提升重物的最大机械效率为85%
10. (2020·遂宁)小华发现一只虫子在长50 cm、质量10 g的刻度尺上向右爬行，她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘23 cm，如图所示，当虫子爬行到距刻度尺右端3 cm处时，刻度尺刚好翻转，由此计算出虫子的质量约为(g＝10 N/kg。刻度尺质量分布均匀，不考虑虫子的长度)( A )
A．1 g B．3 g C．7 g D．10 g
11. (2020·云南)如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27 kg的物体所用的拉力为100 N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则（ ）
A．拉力的功率为50 W
B．滑轮组中动滑轮重10 N
C．该滑轮组的机械效率为90%
D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
二、填空题
12. (2020·云南)如图所示，端午赛龙舟，选手们奋力挥桨划水使船快速前进，船桨属于__费力__杠杆。岸上锣鼓喧天，加油呐喊声震耳欲聋，震耳欲聋指的是声音的__响度__大。
13. (2020·连云港)用如图所示滑轮组在10 s内将重为300 N的物体匀速提升1 m，拉力大小为120 N，拉力做功的功率为__36__W，有用功为__300__J，滑轮组的机械效率为__83.3%__。
14. (2020·大庆)小红在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的装置匀速竖直向上提升重物，并记录了部分实验数据如下表。
(1)表中测力计拉力的示数如图所示，则此时拉力的测量值为__1.6__N。
(2)此次实验中滑轮组的机械效率为__62.5%__。
15. (2020·南京)如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50 N，不计摩擦和杆重。
(1)脚沿与杆垂直方向至少用力F1，才能将石球抬起。F1的力臂为__1__m，此时舂米工具是一个__省力__(选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)脚竖直向下至少用力F2为__20__ N，才能将石球抬起。F2和F1的大小关系为F2__>__F1。
第15题图 第16题图
16. (2020·南充)如图所示，用沿斜面向上大小为4 N的拉力，将一个重5 N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为5 m，上升的高度为3 m，则物体受到的摩擦力为__1__ N，斜面的机械效率为__75%__。
17. (2020·常德)农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20 kg，右筐中装了25 kg，如果扁担的长度为1.8 m，则他在距扁担左端__1__m处将谷子挑起来才能使挑担水平(扁担和筐的重力均不考虑)；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动了0.1 m，则需要__右__筐(选填“左”或“右”)增加约__0.7__ kg(保留1位小数)谷子，才能基本保持挑担水平。
18. (2020·安徽改编)停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G＝120 N，AB＝2.8 m，AO＝0.3 m，则OG＝__1.1__ m。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F＝__440__ N。
19. (2020·杭州)杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2 kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA＝5 cm，OB＝10 cm。
(1)计算秤砣的质量是__1__kg__。
(2)小金在B处标的刻度应为__2__kg。若图中OC＝2OB，则C处的刻度应为__4__kg。
(3)当秤盘上放一个质量为2 kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数__<__(选填“＜”或“＞”)2 kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。
三、作图题
20. (2020·广东)如图所示，用一根硬棒通过支点O撬起石头，画出石头所受重力G的示意图，以及力F的力臂l。

21. (2020·苏州)下图中，请画出FA的力臂l，并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB。
22. (2020·淮安)向下拉绳将重物提升，画出图中滑轮组绕绳方法。

四、实验探究题
23. (2020·德州)探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前：杠杆静止在如图1所示的位置，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向__左__调节。
图1 图2
(2)实验时：
①用如图2所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡(杠杆上每格等距)，但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式( D )
A．一个人无法独立操作
B．需要使用太多的钩码
C．无法测量力臂
D．力和力臂数目过多
②在图中，不改变支点O左侧所挂的三个钩码及其位置，保持右侧第__3__格的钩码不动，将右侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆也可平衡。继续实验。
实验数据：
(3)结论：杠杆的平衡条件是：__F1l1＝F2l2(动力×动力臂＝阻力×阻力臂)__。
(4)交流评估：
①实验进行三次的目的是__b__(只有一个选项正确，填写对应字母)
a．取平均值减小误差
b．归纳出物理规律
c．使每组数据更准确
②某同学在第3次实验的基础上，将左右两侧的钩码同时向支点O移动5 cm，则杠杆__右侧下沉__。(选填“保持平衡”“左侧下沉”或“右侧下沉”)
24. (2020·天津)在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关。
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：
请你解答如下问题：
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为__80.0%__；根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式；
(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率__越高__(选填“越高”“越低”或“不变”)；
(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是__自重不同的滑轮__。
25. (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：__盘山公路__。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下表。
回答下列问题：
(1)通过对比实验__1、2__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，__斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力__；
(3)为验证猜想3，小明做了实验__1、3、4__(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__通过1、3、4实验数据得出沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小相等__。
【拓展】完成实验后，小明沿斜面用1.8 N的拉力，将重为4.5 N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2 m、高0.3 m，则斜面的机械效率是__62.5__%。(把重物直接提升0.3 m所做的功作为有用功)
五、计算题
26. (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＝60 kg，奶奶用F＝240 N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＝6 m。不计绳重和摩擦，g取10 N/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)。
解：(1)奶奶所做的功：W＝Fs＝240 N×6 m＝1440 J
(2)由图可知，n＝3，则3F＝(m人＋m动)g
代入得m动＝12 kg
(3)W有＝m人gh＝60 kg×10 N/kg×2 m＝1 200 J
η＝eq \f(W有,W)×100%＝eq \f(1 200 J,1 440 J)×100%≈83.3%
27. 如图，轻质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有边长为10 cm，重力为8 N的完全相同的两正方体C、D，OA∶OB＝4∶3；圆柱形容器的底面积为200 cm2，装有深20 cm的水，物体C浸入水中且露出水面的高度为5 cm时，杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态。(g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)求：
(1)物体C的密度；
(2)杠杆B端受到绳子的拉力；
(3)剪断与物体C相连的细绳后(水未溢出)，物体C受到的浮力和物体C底部受到的水的压强。
解：(1)物体C的质量：m＝eq \f(G,g)＝eq \f(8 N,10 N/kg)＝0.8 kg
物体C的密度：ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(0.8 kg,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0.1 m))3)＝0.8×103 kg/m3
(2)物体C排开水的体积：V排＝(0.1 m)2×(0.1 m－0.05 m)＝5×10－4 m3
物体C受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10－4 m3＝5 N
则杠杆A端受到C的拉力：
FA＝G－F浮＝8 N－5 N＝3 N
由杠杆平衡条件可得：FA·OA＝FB·OB
则杠杆B端受到绳子的拉力：
FB＝eq \f(OA,OB)×FA＝eq \f(4,3)×3 N＝4 N
(3)由(1)可知，物体C的密度小于水的密度，当剪断与物体C相连的细绳后，物体C漂浮在水面上，则物体C受到的浮力F浮′＝G＝8 N
由F浮＝ρ水gV排可得，此时物体C排开水的体积：
V排′＝eq \f(F浮′,ρ水g)＝eq \f(8 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝8×10－4 m3
物体C底部距离水面的深度：
h＝eq \f(V排′,S)＝eq \f(8×10－4 m3,0.01 m2)＝8×10－2 m
则物体C底部受到的水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×10－2 m＝800 Pa
28. (2020·南充)图甲为某自动注水装置的部分结构简图，杠杆AOB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OA＝3OB，竖直细杆a的一端连接在杠杆的A点，另一端与高为0.2 m的长方体物块C固定；竖直细杆b的下端通过力传感器固定，上端连接在杠杆的B点(不计杠杆、细杆及连接处的重力和细杆的体积)。圆柱形水箱中有质量为3 kg的水，打开水龙头，将水箱中的水缓慢放出，通过力传感器能显示出细杆b对力传感器的压力或拉力的大小；图乙是力传感器示数F的大小随放出水质量m变化的图象。当放出水的质量达到2 kg时，物块C刚好全部露出水面，此时装置由传感器控制开关开始注水。(g＝10 N/kg)求：
(1)物块C的重力。
(2)物块C受到的最大浮力。
(3)从开始放水到物块C上表面刚好与液面相平时，水对水箱底部的压强变化了多少？
解：(1)分析图象乙可知：当放出水的质量达到2 kg时，物体全部露出水面，力传感器受到6 N拉力；此时细杆a对杠杆A点的拉力等于物块C的重力大小，由杠杆的平衡条件得：
FA×OA＝FB×OB
FA＝eq \f(FB×OB,OA)＝eq \f(1,3)×6 N＝2 N
所以Gc＝FA＝2 N
(2)分析图象乙可知：当放出水的质量≤1 kg时，物体浸没在水中，物块C所受浮力最大，此时压力传感器受到24 N的压力，由杠杆的平衡条件得：
FA′×OA＝FB′×OB
FA′＝eq \f(FB′×OB,OA)＝eq \f(1,3)×24 N＝8 N
物体C在竖直方向平衡，F浮＝Gc＋FA′＝2 N＋8 N＝10 N
(3)物体C全部浸入水中时，浮力等于10 N
VC＝V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(10 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)
＝1×10－3m3
物体C的底面积：
SC＝eq \f(VC,hC)＝eq \f(1×10－3 m3,0.2 m)＝5×10－3 m3
当物块C上表面与液面相平到全部露出水面，放出1 kg水
V水＝eq \f(m,ρ水)＝eq \f(1 kg,1.0×103 kg/m3)＝1×10－3 m3
S水＝eq \f(V水,hC)＝eq \f(1×10－3 m3,0.2 m)＝5×10－3 m2
S箱＝S水＋SC＝5×10－3 m2＋5×10－3 m2＝1×10－2 m2
压力差ΔF＝m水g＝1 kg×10 N/kg＝10 N
Δp＝eq \f(ΔF,S箱)＝eq \f(10 N,1×10－2m2)＝1 000 Pa
F甲
F乙
F丙
F丁
GM
GN
5.5 N
12 N
5.5 N
8 N
5 N
10 N
F甲
F乙
F丙
F丁
GM
GN
5.5 N
12 N
5.5 N
8 N
5 N
10 N