資源簡介

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浙教版九上專題8簡單機械
知識點一、杠桿
1. 定義：一根硬棒如果在力的作用下，能繞固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿。
2. 杠桿的五要素： （1）支點：杠桿繞著轉動的固定點，用“O”表示。
（2）動力：使杠桿轉動的力，用“F”表示。
（3）阻力：阻礙桿轉動的力，用“F”表示。
（4）動力臂：從支點到動力作用線的距離，用“l”表示。
（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用“l”表示。
3. 力臂的畫法： （1）首先在杠桿上的示意圖上確定支點“O”。
（2）畫好動力作用線及阻力作用線，畫的時候根據需要，可用虛線將力的作用線沿長。
（3）在從支點O向力的作用線引垂線，畫出垂足，則從支點到垂足的距離就是力臂，力臂用虛線表示，并大括號勾出。在旁邊標上字母l或l分別表示動力臂和阻力臂。
（4）總結成一句話：一找點，二畫線，三作垂線段。
4. 杠桿的平衡條件：（1）動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂。（2）Fl=Fl
5. 杠桿的分類：
類型 構造（動力臂“l”阻力臂“l”） 特點 應用
優點 缺點
省力杠桿 l＞l 省力 費距離 瓶蓋起子、鋼絲鉗
費力杠桿 l＜l 費力 省距離 鑷子、釣魚竿
等臂杠桿 l＝l 不省力不費力 天平、蹺蹺板
6. 身體上的杠桿：（1）人的頭顱：等臂杠桿
（2）人的手臂：費力杠桿
（3）踮起腳尖：省力杠桿
知識點二、滑輪
1. 定滑輪：（1）定義：使用時位置固定不動的滑輪。
（2）實質：一個等臂桿，支點是滑輪的軸，力臂就是滑輪的半徑。
（3）特點：不省力，但能改變動力的方向，給工作帶來方便。
F=G（不計摩擦），s=h
2. 動滑輪：（1）定義：動滑輪是和重物一起移動的滑輪。
（2）實質：一個省力杠桿，動力臂是阻力臂的兩倍，可以省一半力。
（3）特點：可以省一半的力，不能改變動力的方向，省了力但要多移動距離。
F=G（不考慮滑輪重和摩擦），s=2h
F=（G+G）（不考慮摩擦）
3. 滑輪組： （1）定義：滑輪組是由多個定滑輪、動滑輪組成的簡單機械。
（2）特點：①使滑輪組既能省力又能改變動力的方向。滑輪組省力多少由繩子的股數決定。
2 繩子的股數：數繩子的股數，我們要看繞著動滑輪總共有幾股繩子，則n就等于幾。
（3）組裝原則：先求出繩子的股數，然后根據“奇動偶定”的原則組裝。
繩子股數 n=2時， F=（G+G）（不考慮摩擦若不計動滑輪重，則G=0）s=2h 以此類推·····
（2）吊籃（吊籃比較容易錯）
A B
①情況A：計算拉力時，我們在正常數繩子股數的時候，要再加上1，因為人在吊籃的內部，人拉繩子的同時繩子也在拉人。所以A中計算拉力時繩子股數n=4。在計算繩子移動距離時則不需要多加1，n=3。
②情況B：按正常情況計算。
知識點三、斜面
1. 定義：斜面是一種可以省力的簡單機械，但必須多移動距離。
2. 原理：Fs＝Gh（不考慮摩擦），Fs＝Gh+f s（考慮斜面的摩擦）。F—沿斜面的拉力；s—斜面長；G—物 體的重力；h—斜面高；f—斜面摩擦力。
3. 斜面傾角越小，斜面越長，越省力，但越費距離。
知識點四、機械效率
1. 有用功：為了達到某一目的而必須要做的功叫有用功，用W表示。
2. 額外功：不需要，又不得不做的功叫額外功或無用功，用W表示。
3. 總功：有用功和額外功的總和叫做總功，用W表示。即W=W+W
4. 機械效率：（1）定義：有用功與總功的比值叫機械效率，用η表示。
（2）公式：η=。
（3）機械效率是標志機械做功性能好壞的物理量，η越高機械性能越好，η總小于1。
5. 常見機械的機械效率
機械 圖形 公式
杠桿 η==（有用功為物體上升高度做的功，總功為對物體做的功Gh或Fh）+對杠桿做的功Gh，一般不考慮摩擦）
斜面 η===（f為斜面上的摩擦力）
滑輪組（豎直方向） η====（不計摩擦）
滑輪組（水平方向） η==（f為物體在地面上的摩擦力）
重點題型精煉
題型一、杠桿的基本要素
1．”竹神面”是我國傳統面點美食。如圖甲，在制作面團的過程中，讓一段毛竹的一端固定在繩扣中，人坐在另一端可以上下跳動，面團在毛竹不斷擠壓下變得更有韌性。如圖乙是它的原理圖，可以把毛竹視為一根杠桿。下列關于此杠桿的敘述中，正確的是（　　）
A．B是支點
B．杠桿在B點受到的力大于F1
C．杠桿在B點受到向下的力
D．A點移動的距離小于B點移動的距離
2．如圖所示，杠桿處于平衡狀態，若將A處的鉤碼向右移動一格，為使杠桿重新平衡可以（　　）
A．把B處鉤碼向右移動一格
B．在B處鉤碼下再掛一個同樣的鉤碼并向左移動一格
C．把B處鉤碼拿掉一個
D．在B處鉤碼下再掛兩個同樣的鉤碼并向右移動一格
3．如圖所示，家用衣架上掛了兩件質量分別為m1、m2的濕衣物，此時衣架處于靜止狀態。下列說法中正確的是（　　）
A．圖中的衣架是一個等臂杠桿
B．此時的衣架處于杠桿平衡狀態
C．濕衣物的質量m1、m2大小相等
D．衣物對衣架的拉力就是衣物的重力
4．溫州甌江二橋全長17.1千米，1998年建成。小溫同學將大橋的部分結構進行簡化，繪制了如圖乙所示的模型。若其他因素不變，適當增加塔的高度(如圖丙所示)，則可以（　　）
A．增加動力 B．減小阻力 C．增加動力臂 D．增加阻力臂
5．共享單車不但為出行帶來方便，而且健康環保。
（1）騎行時，后輪中一臺微型發電機能為電子鎖內的電池充電，該發電機的工作原理是　 現象。
（2）如圖是共享單車上的籃子示意圖，BAC可視為一杠桿，其中AC為16cm，AB為12cm。若以A為支點，物體放在籃子中其重力作用線過C點。螺絲B對籃子起固定作用，該作用力是　 　 (選填“F1”、“F2”或“F3”)。若不計車籃子自身重力，螺絲B最大承受力為80N，則車籃子最大載重為　 　 N．
6．學習了杠桿知識后，小敏利用身邊的物品來探究杠桿的平衡條件，選擇的器材有：鉛筆、橡皮若干(每塊橡皮質量為10g)、細線、刻度尺、彈簧測力計等。
（1）將細線大致系在鉛筆的中部位置，鉛筆靜止后如圖甲。若想調節鉛筆水平平衡，應該將細線向　 　(選填“左”或“右”)移動。
（2）調節水平平衡后，用細線綁定數量不等的橡皮掛在杠桿支點兩側，如圖乙所示。做了幾次實驗后，將數據記錄在如下表中。得出結論：“動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離”
次數 動力F1(N) 支點到動力作用點的距離l1(m) 阻力F2(N) 支點到阻力作用點的距離l2(m)
1 0.2 0.04 0.4 0.02
2 0.2 0.04 0.1 0.08
3 0.3 0.05 0.3 0.05
小江認為該結論不正確，實驗需進一步完善，則小江接下來的操作是 。
A．改變力的大小，測出支點到作用點的距離，測多組數據
B．改變力的方向，測出支點到力的作用線的距離，測多組數據
（3）鉛筆水平平衡后，小敏不小心將前端細長的鉛筆芯弄斷了(如圖丙)，她立刻將鉛筆穩住，并將鉛筆芯放到左端細線下方固定(如圖丁)，則鉛筆 。
A．右端下沉 B．左端下沉 C．仍然水平平衡
7．如圖甲所示是生活中常見的壁燈，圖乙是根據壁燈建立的杠桿模型。查閱壁燈說明書，得知壁燈與支架總質量為6.0千克，B為支架ADC上一點，測得壁燈與支架總重力的作用線經過B點，BD＝35厘米，DA＝30厘米，DC＝40厘米，DC垂直于AD。
（1）若以D點為支點，請計算上方螺絲釘A受到墻面垂直的力F有多大？
（2）若在安裝壁燈時需要使壁燈繞A點逆時針轉動，請在圖上畫出施加的最小動力F1，并計算至少為多大？
8．一根質量分布均勻的杠桿AB，長為1.5m，用細繩系于O點處懸掛起來，B端掛一個重為30N的重物，此時杠桿處于靜止狀態，其中OA＝2OB，如圖所示。則：
（1）如圖所示杠桿　 　（選填“是”或“不是”）處于平衡狀態。
（2）杠桿B端所受拉力的力臂　 　（選填“等于”或“不等于”）OB的長度。
（3）杠桿的重力為多少？
9．如圖甲所示是小柯家廚房里的腳踏式翻蓋垃圾桶的實物圖，翻蓋的原理是利用了兩個杠桿和輕質硬桿BC組合而成。圖乙是其示意圖： 腳踏杠桿AO1B、O為支點，A為腳踏處，AO1=24cm，BO1=18cm； 桶蓋杠桿DCO2，O2為支點，桶蓋的質量為600g，桶蓋和連接桿的尺寸如圖乙所示，腳踏桿和其 他連接桿的質量不計，桶蓋質量分布均勻，厚度不計，D為重心，桶蓋閉合時，連接桿BC處于豎直狀態。請分析回答：
（1）出圖乙可知，則杠桿AO1B為　 　(選填 “省力”“等臂” 或“費力”)杠桿；
（2）若要把桶蓋翻開，作用在C點的力至少為多大；
（3）若將桶蓋翻開30°，桶蓋克服重力做了多少功。．
題型二、動態杠桿
10．如圖，小明用一輕質杠桿自制簡易密度秤的過程中，在A端的空桶內分別注入密度已知的不同液體，改變物體M懸掛點B的位置，當杠桿在水平位置平衡時，在M懸掛點處標出相應液體的密度值，下列關于密度秤制作的說法中，錯誤的是（　　）
A．懸點O適當右移，秤的量程會增大
B．秤的刻度值向右越來越大
C．每次倒入空桶的液體體積相同
D．增大M的質量，秤的量程會增大
11．等臂杠桿兩端各系一只等質量的鐵球，將杠桿調平衡后，將球分別浸沒在等質量、等密度的稀H2SO4和CuSO4溶液里（如圖所示），一段時間后杠桿將會（　　）
A．左端上翹 B．右端上翹
C．仍然平衡 D．無法判斷
12．小華在做實驗時提出了如圖所示兩個模型，兩杠桿均處于平衡狀態，甲杠桿上平衡的是兩個同種密度但體積不同的實心物體，乙杠桿上平衡的是兩個體積相同但密度不同的實心物體，若將它們都浸沒在水中，則兩杠桿將（　　）
A．仍保持平衡 B．都失去平衡
C．甲仍保持平衡，乙失去平衡 D．甲失去平衡，乙仍保持平衡
13．小敏將質量為20克，體積為25厘米3的塑料塊放入水平平衡的容器右端下降。撒去塑料塊，往容器 內緩慢倒入一定量的水，使容器再次水平平衡（圖乙），將該塑料塊輕輕放入圖丙所示位置，放手后容器最終將　 　（選填“左低右高”、“左高右低”或“水平平衡”）。此時，塑料塊所受浮力為　 　牛。
14．小金用輕質木棒、小桶（容積100mL）等器材，制作了一個“密度秤”（如圖所示）。已知AO=10cm，秤砣質量為100g，桶內不裝任何液體時，移動秤砣到B處，秤桿恰好處于平衡狀態。請回答下列問題。
（1）若OA>OB，則秤砣的質量　 　（選填“>”“<”或“=”）小桶的質量。
（2）該秤的刻度是　 　（選填“均勻”或“不均勻”）的。
（3）當小金向桶內裝滿某種液體后，需將秤砣向右移動8cm，秤桿再次達到平衡狀態，則該液體的密度為　 　kg/m3。
15．小亮同學設計了如圖所示的裝置進行實驗，利用小量程彈簧稱測金屬的密度，其中杠桿OAB支點為O（杠桿OAB質量不計），OA:OB＝1:3。他實驗的步驟如下：步驟一：用一細繩將體積為180cm3的金屬塊懸掛于A點，然后向容器中加水，使金屬塊浸沒在水中。步驟二：使杠桿OAB在水平位置靜止，讀出彈簧測力計此時的讀數為1.2N。
（1）金屬塊浸沒在水中時受到的浮力為　 　 N。
（2）被測金屬塊密度：ρ＝　 　 g/cm3。
16．如圖所示，將長為 1.2 米的輕質木棒平放在水平方形臺面上，左右兩端點分別為A、B，它們距臺面邊緣處的距離均為 0.3 米。在 A 端掛一個重為 30 牛的物體，在 B 端掛一個重為 G 的物體。
（1）若 G=30 牛，臺面受到木棒的壓力為　 　牛。
（2）若要使木棒右端下沉，B 端掛的物體至少要大于　 　牛。
（3）若 B 端掛物體后，木棒仍在水平臺面上靜止，則 G 的取值范圍為　 　牛。
題型三、杠桿最小力
17．如圖所示為質量不計的杠桿，在左邊用細線掛一個小球，為使杠桿保持在水平位置平衡，F1~F6為作用于不同位置時的拉力是（　　）
A．拉力為F1時屬于省力杠桿，F2時為等臂杠桿
B．若使小球升高相同的距離，則F5比F2會向下移動更少距離
C．最大拉力為F3，最小拉力為F5，而F2＝F4＝F6
D．若從F4緩慢轉至F5再轉至F6（不改變力的作用點），則力F先變大后變小
18．用一根長為L重為G0的均勻鐵棒，插入一個邊長為a、重為G的正方體物塊的底部，在另一端施加一個向上的力，將物塊撬起一個很小的角度（如圖所示，圖中的角度已被放大）。如果鐵棒插入物塊底部的長度為物塊邊長的三分之一，則要撬動物塊，作用在鐵棒最右端的力至少為（　　）
A．G0+（aG/3L） B．G0+（aG/L）
C．（G0/2）+（aG/6L） D．（G0/2）+（aG/12L）
19．大地震后，巨大的石頭擋住了救援車輛的通路，救援人員用撬棍將石頭撬開。如果在撬棍A端分別沿如圖所示三個方向用力，其中最省力的是（　　）
A．沿F1方向 B．沿F2方向
C．沿F3方向 D．三個力一樣大
20．如圖所示，質地均勻的圓柱體，重力為G0在推力的作用下，由實線位置勻速轉到高為H的臺階虛線 所示位置，OA為圓柱體橫截面的直徑。整個過程中，圓柱體在轉動過程中不打滑。在A點施加一個力推動圓柱體，所用力最小的是　 　（選填“F1”“F2”“F3”）。緩慢推動圓柱體，保持推力始終重直OA，則推力的變化是　 　。
21．如圖為油廠的油桶，空桶質量為65Kg，油桶高為1.2m，底部直徑為0.5m，據此回答。
（1）某次裝卸中，小明需要將直立的空油桶(如圖甲)沿D點推翻，則甲圖上推翻空油桶所需的最小力F1的力臂是　 　。（選填“CD”、“BD”或“AD”）
（2）在推翻油桶過程中，小明至少需要對油桶做功　 　焦。
（3）若將翻倒的空油桶(如圖乙)重新豎起所用的最小力為F2，那么，F1　 　F2(選填“大于”、“等于”或“小于”)。
題型四、滑輪組與受力分析
22．如圖所示用10N的力F沿水平方向拉滑輪，可使物體A以0.2m/s的速度在水平面上勻速運動。彈簧測力計的示數恒為2N(不計滑輪、測力計、繩子的重力，滑輪的轉軸光滑)。下列說法錯誤的是（　　）
A．物體4受到地面水平向右3N的摩擦力
B．物體A受到B的摩擦力是2N
C．滑輪移動的速度是0.1m/s
D．拉力F做功功率為4W
23．如圖所示，物體A的重力為180N，物體B的重力為15N。物體A受到一個水平向右的拉力F，拉力F的功率為3W，在拉力F的作用下，物體B在2s內勻速上升0.3m。不計滑輪、繩子的自重及它們之間的摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．拉力F做的功等于物體B克服重力做的功
B．2s內，物體B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小為40N
D．物體A向右做勻速直線運動的速度為0.3m/s
24．高速鐵路的輸電線、無論冬、夏都需要繃直，以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖乙為輸電線的牽引裝置工作原理圖。鋼繩通過滑輪組懸掛30個相同的墜砣，每個墜砣配重為150N，若某段時間內墜砣串下降了20cm，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．滑輪A為動滑輪，滑輪B為定滑輪 B．鋼繩上的拉力為150N
C．輸電線P端受到的拉力大小為9×103N D．輸電線P端向左移動了40cm
25．如圖所示，繩子通過光滑滑輪懸掛一個重100N的物體，一個小孩拉著繩端從環正下方出發，沿水平地面向右走過6m，已知開始時，繩端與圓環的距離為8m。則對這一過程中描述正確的是（　　）
A．這個滑輪可以省距離
B．小孩向右運動過程中，因為拉力方向變化，所以大小也變化
C．人對物體做功200焦
D．如果不計繩重和摩擦，該定滑輪的機械效率為80%
26．在同一水平面上用滑輪以如圖所示三種方式拉動同一物塊做勻速直線運動，所用水平拉力依次為F1、F2、F3，（滑輪和繩的重及與繩間的摩擦不計）。其中滑輪屬于動滑輪的圖是　 　，F1、F2、F3三個力的大小關系為　 　。
27．某同學發明一自動升降排水井蓋（如圖甲），暴雨時通過收集雨水實現井蓋自動抬升（如圖乙），加快路面雨水的排放。
（1）井蓋抬升過程中，定滑輪的作用是　 　。
（2）某次排水過程中，重150牛的井蓋被抬升0.1米。此過程中，克服井蓋重力做功　 　焦。
（3）要使降水量稍小時就能抬升井蓋，可采取的措施有：　 　。（寫出一點）
28．如圖所示，物體A重為200N，C、D滑輪重均為30N。物體B重為120N，它恰好能拉著A向右勻速運動，不計滑輪與繩子間摩擦。
（1）圖中D為 　 　（填“定”或“動”）滑輪。
（2）現用水平向左的拉力F作用于物體A上，使物體B勻速上升，則拉力F的大小為 　 　N。
29．如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖。已知井深12m，物體重G=6×103N，汽車重G車=3×104N，汽車勻速拉繩子時的拉力F=2.2×103N，汽車受到的阻力為車重的0.1倍。求：
（1）將物體從井底拉至井口的過程中，汽車拉繩子的拉力做了多少功？
（2）滑輪組的機械效率為多少？(保留一位小數)
（3）若汽車運動的速度為3m/s，求汽車牽引力的功率為多大？
題型五、斜面與機械效率
30．圖中的每個滑輪重0.5N，物體A重6N，托板重1N。為了提升重物A，在2s的時間內，拉力F的作用點沿豎直方向勻速升高了1.2m，這個過程中，不計滑輪軸摩擦和繩重，則下列分析正確的是（　　）
A．拉力F的大小為1.5N
B．天花板對定滑輪拉力大小為4.5N
C．物體A上升的速度為0.6m/s
D．滑輪組的機械效率為80%
31．斜面是一種簡單機械，在生活和生產中使用斜面的好處是可以省力，那么斜面省力情況與哪些因素有關呢？（使用斜面的省力情況可以通過比較沿斜面拉力F與物體重力G的比值大小來判定，比值越小，越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：與斜面的表面材料有關；
猜想2：與斜面的傾斜程度有關；
猜想3：與物體受到的重力大小有關。
小明為驗證上述猜想，利用如圖所示的裝置進行了實驗。實驗中物體在斜面上做勻速直線運動，相關的記錄如表。
實驗序號 1 2 3 4 5 6
斜面傾角 θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物塊重 G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力 F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
（1）物體從斜面底端沿斜面勻速拉到頂端過程中，傾斜角度越大，機械效率　 　（選填“越高”、“越低”或“不變”）；
（2）通過對比實驗1、5、6中的數據，得出的結論是：　 　；
（3）小明通過實驗驗證猜想3是錯誤的，他的依據是 　 　；
（4）完成實驗后，小明還想知道實驗1中物體在斜面上受到的摩擦力f的大小。已知斜面傾角θ時，斜面長1m、高0.5m，分析可知f＝　 　N。
32．在日常生活和工農業生產中，提高機械效率有著重要的意義，提高機械效率，要從研究影響機械效率的因素出發，尋求辦法。
（1）為了探究影響機械效率的因素，小明選取了大小相同的滑輪，利用圖甲和圖乙裝冒進行實驗，并把數據整理記錄在下表中。
實驗次數 滑輪材質 鉤碼重G/N 提升的高度g/m 有用功W有用/J 拉力F/N 繩端移動的距離s/m 總共W總/J 機械效率
1 鋁 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 鋁 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 鋁 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
①比較1和2兩次實驗發現：在所有滑輪組一定時，提升的鉤碼　 　，機械效率越高。
②比較3和4兩次實驗發現：滑輪組的機械效率還與動滑輪的重有關。
③比較　 　兩次實驗發現：在所用滑輪組一定時，機械效率與提升鉤碼的高度無關。
④第5次實驗是利用了圖　 　的裝置完成的。
⑤利用圖甲的裝置，把重6N的物體用2.5N的拉力迅速拉起，滑輪組的機械效率為　 　。可見如果沒有刻度尺，只有測力計，也可以測量出滑輪組的機械效率。
（2）小明利用圖丙裝置實驗發現：斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關，與物重無關。保持斜面傾斜程度不變，可以采用　 　的方法減小摩擦，從而提高斜面的機械效率。
（3）實驗表明：額外功越小，總功越接近有用功；進一步推理得出：假設沒有額外功，總功等于有用功；可見使用任何機械都　 　。下列物理規律的得出運用了這種研究方法的是　 　。
A.焦耳定律 B.牛頓第一定律 C.阿基米德原理 D.歐姆定律
33．小科想把一個重400N的物體用比較省力的方法提升2m，并設計了以下兩種方案。
【方案一】：如圖甲，他用平行于斜面的推力P=240N，將物體從斜面底端勻速推到頂端，已
知斜面高2m、長4m。
【方案二】：他利用如圖乙所示滑輪組拉動繩子將同一重物勻速提高2m，滑輪組的機械效率
為80%（不計繩重和摩擦）。請分析計算：
（1）方案一中物體受到的摩擦力。
（2）方案二中動滑輪的重力。
（3）小科利用上述哪種方案提升重物更省力？（寫出分析計算過程）
34．如圖所示，甲物體在繩子拉力作用下沿粗糙斜面勻速上升，甲物體重為1000N，乙物體重為 500N。斜面長5m，高2m，不計滑輪摩擦和繩重。求：
（1）甲物體上升過程中受到的摩擦力。
（2）此過程中斜面的機械效率。
35．小科設計了三種提升重物的方式，均將10N的重物勻速提升了1m，如圖所示。不計杠桿、滑輪的重力，以及繩與滑輪間的摩擦，AO=2BO。
（1）上述三個方式提升10N的重物時，人施加的力的大小關系為　 　。
（2）請在圖乙中畫出作用在杠桿A端的動力F2的力臂。
（3）如圖丙，每個滑輪重均為2N，則在將10 N的重物提升1 m的過程中，該滑輪組的機械效率為多少
答案
1．B
【解析】ABD.把毛竹視作一根杠桿，可知O點為支點，OB為阻力臂，OA為動力臂，動力臂大于阻力臂，毛竹為省力杠桿，則杠桿在B點受到的力大于F1，A點移動的距離大于B點移動的距離，故A、D錯誤，B正確。
毛竹擠壓面團，因為力的作用是相互的，所以面團對于毛竹有向上的支持力，故C錯誤。故答案為：B
2．C
【解析】根據圖片可知，左邊：3G×（2-1）L=3GL；
A.把B處鉤碼向右移動一格。此時2G×（3+1）L=8GL，與左邊乘積不相等，故A不合題意；
B.在B處鉤碼下再掛一個同樣的鉤碼并向左移動一格，（2+1）G×（3-1）L=6GL，與左邊乘積不相等，故B不合題意；
C.把B處鉤碼拿掉一個，（2-1）G×3L=3GL，與左邊乘積相等，故C符合題意；
D.在B處鉤碼下再掛兩個同樣的鉤碼并向右移動一格，（2+2）G×（3+1）L=16GL，與左邊乘積不相等，故D不合題意。故選C。
3．B
【解析】A. m1和m2無法確定是否相等，L1和L2也無法確定是否相等，A錯誤
B. 衣架處于靜止狀態，說明杠桿平衡，B正確
C. L1和L2也無法確定是否相等，m1和m2無法確定是否相等，C錯誤
D. 衣物對衣架的拉力大小等于衣物的重力，但不能說拉力就是衣物的重力，D錯誤故答案為：B。
4．C
【解析】由圖可知，塔的高度增加，即增加了動力臂，通過杠桿原理可知能減少鋼索對橋的牽引力。
5．（1）電磁感應（2）F3；60
【解析】（1）騎行時，后輪中一臺微型發電機能為電子鎖內的電池充電，該發電機的工作原理是電磁感應現象。
（2）根據圖片可知，A為支點，籃子里物體的重力作用在C點，如果沒有螺絲B，籃子會向左翻倒，因此螺絲B對籃子的作用力應該水平向右，故選F3。
杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：G×CA=F3×AB；
G×16cm=80N×12cm；
解得：G=60N。
6．（1）左（2）B（3）A
【解析】（1）在調節杠桿在水平位置平衡時，如果調節支點的話，是哪邊低往哪邊調，從圖中看出是左邊低，因此細線應向左移動；
（2）由于力臂是從支點到力的作用線的距離，因此在實驗的時候，我們可以改變力的方向，測出支點到力的作用線的距離，多測幾組數據，從而得出結論，故選B；
（3）鉛筆水平平衡后，如鉛筆芯弄斷了，將鉛筆芯放在左端細線下方固定，相當于左邊有一部分力的力臂減小了，因此左邊力與力臂的乘積就小于右邊力與力臂的乘積，故右端下沉，故選A。
7．（1）解：以D點為支點，DA＝30cm，DB＝35cm，
燈的重力為：G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N，
根據杠桿平衡條件：DA×FA＝DB×G，即30cm×FA＝35cm×60N，解得FA＝70N
（2）解：由題意可知壁燈繞A點逆時針轉動A點為支點，則AC為最長的動力臂，根據杠桿平衡條件可知動力臂最長時，動力最小，畫圖，
根據勾股定理可得：，
根據杠桿平衡條件可得：F1×AC＝DB×G，即。
8．（1）是（2）不等于
（3）設杠桿的重力為G，杠桿的長度為3L，杠桿與水平方向上的夾角為θ，杠桿的質量分布均勻，則杠桿的重心在杠桿的中點處；
杠桿重力的力臂為：L杠桿＝0.5L×cosθ，重物對杠桿的拉力的力臂為：L重物＝L×cosθ；
根據杠桿的平衡條件可知：GL杠桿＝G重物L重物，則：G×0.5L×cosθ＝30N×L×cosθ，解得：G＝60N。
答：杠桿的重力為60N。
【解析】（1）此時杠桿處于靜止狀態，所以杠桿是處于平衡狀態。
（2）如圖所示，B端所受的拉力的力臂是圖中的L1，根據幾何關系可以得出L1小于OB長
9．（1）省力
（2）設腳對A點的作用力為F，頂桿對B點的作用力為F1，頂桿對桶蓋上C點的作用力為F2，根據杠桿的平衡條件得：
F×AO1=F1×O1B…①
G×DO2=F2×CO2…②
F1=F2，
桶蓋的重：G=mg=0.6kg×10N/kg=6N，
得：
則
（3）由題意可知，若將桶蓋翻開30°，桶蓋重心上升高度為=17.5cm
克服重力做功W=FS=GH=6N×0.175m=1.05J
10．A
【解析】A.物體從B點到O點的距離為阻力臂，當o點向右移動時，阻力臂減少，動力臂增大，由上述平衡條件可知，動力減小，即所加液體的質量減少，又由于，所以密度也減少，即量程減少。
B.當空桶內的液體密度逐漸增大時，即A點的動力增大，此時應通過增大B到o的距離來達到平衡，故B向右移動時逐漸變大。
C.只有當液體體積相同時，才能通過質量大小來判斷密度的大小，即來判斷其液體密度的情況。
D.M質量增大時，即阻力臂X阻力的值變大，所以可以在左側的空桶內裝上質量更大的液體，即密度更大量程更大。故答案為：A
11．A
【解析】左邊：鐵和稀硫酸反應，生成硫酸亞鐵和氫氣，由于進入溶液鐵的質量遠遠大于生成的氫氣，所以溶液密度變大；
右邊：鐵和硫酸銅反應，生成硫酸亞鐵和銅，由于進入溶液的鐵的質量小于生成銅的質量，所以溶液的密度會變小。
那么左邊溶液密度大于右邊溶液密度，根據F浮=ρ液gV排可知，左邊鐵球上的浮力大于右邊；
根據F拉=G-F浮可知，左邊杠桿受到的拉力小于右邊杠桿。因此杠桿左端上翹，右端下沉。故選A。
12．C
【解析】甲圖：原來杠桿平衡，
根據杠桿平衡條件得到：；
即；
①
當兩個物體浸沒在水中時，左邊：；
右邊：；
根據①式可知，；
那么甲中杠桿還是平衡的。
乙圖：當兩個物體浸沒在水中時，左邊：；右邊：；根據阿基米德原理可知，兩個物體體積相同，則；那么：；根據①式可知，；那么乙圖中杠桿左端下沉。故選C。
13．水平平衡；0.2
【解析】裝上水后，把塑料放入水中，容器的水面升高一部分，這時塑料對容器底部的力是均勻的，因此整個裝置依然平衡；
，所以塑料塊在水中處于漂浮狀態，浮力等于重力，；
14．（1）＞（2）均勻（3）
【解析】(1)由 得 ，而由題得 ，則 ，所以秤砣的質量大于小桶的質量。
(2)設小桶內裝有 的液體，秤砣對應移動的距離為 。由 可得 ，移項可得 ，其中除 以外都為常數，可視作 ，即 與 成正比，故刻度均勻。
(3)設該溶液總重為 ，易得 ①，又有 ②，聯立①②，可得 。已知空桶容積與液體體積相同，故 ，代人數據得 ，化簡可得 。
15．（1）1.8（2）3
【解析】（1）由公式：，；
（2）由于杠桿平衡可得：
對金屬塊進行受力分析可知，金屬受向下的重力，向上的浮力F浮和繩子對金屬塊向上的拉力（與F1是一對相互作用力），三力作用下金屬塊處于平衡狀態。
，
16．（1）60（2）90（3）10~90
【解析】（1）若 G＝30 牛，以木棒為研究對象，木棒受力平衡，故木棒受臺面的支持力為60N， 臺面收到木棒的壓力與木棒受到臺面的支持力為相互作用力，即為60N；
（2）若要使木棒右端下沉，則B點為支點，根據杠桿平衡條件GB×0.3＝GA×0.9， 解得GB＝90N，即B端掛的物體至少要大于90牛；
（3）若 B 端掛物體后，木棒仍在水平臺面上靜止，以A點為支點，根據杠桿平衡條件GB ×0.9＝GA×0.3，解得則 GB＝10N， 即G 的取值范圍為.：10~90牛。
17．C
【解析】A、由圖可知：小球和小球到支點的距離構成了阻力和阻力臂，G2；而F1到支點的距離只有1格<2格，是費力杠桿；故A錯誤；
B、由杠桿原理可知，F2是費力杠桿，F5是省力杠桿，省力機械費距離，費力杠桿省距離；故F5向下移動的距離更多；故B錯誤；
C、經計算可知F1的力臂是1格，F2的力臂是2格，F3的力臂是0.5格，F4的力臂是2格，F5的力臂是4格，F6的力臂是2格；力臂越大力越小；故F3拉力最大，F5拉力最小，F2＝F4＝F6 ；故C正確；
D、F4緩慢轉至F5再轉至F6的過程中，力臂先變大后變小，故力先變小后變大；故D錯誤；
18．C
【解析】 鐵棒重力的作用點是鐵棒的重心，在鐵棒的中點處，
由杠桿平衡條件可得：，故選C
19．B
【解析】如下圖所示：
其中F2的動力臂最長，因此沿F2方向最省力。故選B。
20．F2；變小
【解析】（1）在圓中，最長的線段就是直徑。根據圖片可知，當推動圓柱體時，O點為支點，推力F2的方向與直徑垂直，此時動力臂等于直徑。由于此時動力臂最長，所以最小的力是F2。
（2）緩慢推動圓柱體時，圓柱體的重力為阻力。推力始終垂直OA，那么動力臂L1不變，而阻力臂L2逐漸減小，根據杠桿的平衡條件F1L1-F2L2可知，推力逐漸減小。
21．（1）AD（2）32.5（3）小于
【解析】（1）推翻油桶時，可以將油桶看做一個杠桿，支點是D點，而油桶上到D的距離最大的點就是A點，所以所需最小力的力臂是AD；
（2）甲中油桶直立時，油桶重心的高度為：；
AD的長度為：；
那么油桶上升到最高點時重心高度為：；
因此小明至少需要對油桶做功：W=G△h=65kg×10N/kg×（0.65m-0.6m）=32.5J；
（3）甲和乙中，阻力都是油桶的重力G保持不變，最小力的力臂都等于油桶對角線的長度，也保持不變；乙圖中的阻力臂為0.6m，甲圖中的阻力臂為0.25m，那么重新豎起油桶時的阻力臂增大了，根據公式G×L2=F×L1可知，那么動力肯定也增大了，即F1＜F2。
22．D
【解析】A.根據圖片可知，作用在A物體上向左的拉力為FA=。B保持靜止狀態，則A、B之間的摩擦力等于測力計的示數2N。當A勻速向左移動時，它受到水平向左的拉力5N，B對A向右的摩擦力2N，則此時合力為3N，方向向左。根據平衡力的知識可知，地面對A的摩擦力與這個合力大小相等，方向相反，即地面對A的摩擦力為3N，水平向右，故A、B正確不合題意；
C.拉力F在滑輪中間，而物體A在邊緣，則滑輪移動的速度：，故C正確不合題意；D.拉力F的功率P=Fv=10N×0.1m/s=1W，故D錯誤符合題意。故選D。
23．C
【解析】A. 拉力F做的功大于物體B克服重力做的功；
B. 物體B克服重力做功等于（15x0.3）=4.5J；
C.
D. 物體A向右做勻速直線運動的速度為0.075m/s；故答案為：C
24．C
【解析】A.圖中A固定不動，為定滑輪；滑輪B跟隨物體上下移動，為動滑輪，故A錯誤；
B.30個墜砣的總重力：G=30×150N=4500N。而鋼繩上的拉力由墜砣的重力產生，則鋼繩上的拉力F=G=4500N，故B錯誤；
C.由圖知，使用的滑輪組承擔A端拉力的繩子股數n=2，
圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，可得，
則輸電線P端受到的拉力大小：FP=2G=2×4500N=9×103N，故C正確；
D.圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，且n=2，則墜砣串下降高度h=2sP，
則輸電線P端向左移動的距離：sP=h=×20cm=10cm，故D錯誤。故選C。
25．C
【解析】根據圖片可知，該滑輪固定不動，則為定滑輪。定滑輪不省力也不費力，不省距離也不費距離，故A、B錯誤；
根據勾股定理得到，繩子的長度為：；
則物體上升的高度h=10m-8m=2m；
那么人對物體做功：W=Gh=100N×2m=200J，故C正確；
如果不計繩重和摩擦，那么不做額外功，即有用功等于總功，根據可知，該定滑輪的機械效率為100%，故D錯誤。故選C。
26．乙丙；F2【解析】由題知，甲滑輪的輪軸不隨物體變動，所以是定滑輪。乙和丙滑輪的輪軸隨著物體一起移動，所以是動滑輪。不計滑輪重力和繩子與滑輪之間的摩擦。假設物體與地面的摩擦力為f，甲圖中的滑輪為定滑輪，F1處于繩端，所以F1=f；乙圖中的滑輪為動滑輪，F2處于繩端，則F2=f；丙圖中的滑輪為動滑輪，滑輪受到向左的拉力f=F3；，即F3=2f。故 F227．（1）改變力的作用方向（2）15（3）調小排水口
【解析】（1）定滑輪的作用是不省力不費力，但能改變力的作用方向；
（2）克服井蓋重力做功：W=Gh=150N×0.1m=15J；
（3）根據乙圖可知，當外面的雨水流入水槽后，水槽的重力增大，兩個定滑輪上繩子產生的拉力增大，于是對井蓋向上的支持力增大，于是井蓋被頂起來。當降水量較小時，水槽的重力偏小，井蓋受到的支持力偏小，井蓋不易抬起。此時可以減小排水口，從而減小水槽里水的排水量，增大雨水在里面的停留時間，從而增大水槽重力，進而抬起井蓋。
28．（1）動（2）150
【解析】（1）科學稱物體在拉動時軸的位置和物體位置一起移動的滑輪為動滑輪，故D為動滑輪。
（2）由于B重力為120N，動滑輪D重30N，所以D兩側繩子的拉力=，故當A向右做勻速直線運動時，f滑=F拉=75N；當其向左勻速運動時，F=F拉+f滑=75N+75N=150N
29．（1）由圖可知，n＝3，拉力端移動距離： ＝ ＝3×12 ＝36
答：將物體從井底拉至井口的過程中，汽車拉繩子的拉力對滑輪組做了7.92×104J功
（2）滑輪組對物體做的有用功： 有用＝ ＝6×103 ×12 ＝7.2×104
滑輪組的機械效率： = = ≈90.9%
答：滑輪組的機械效率為90.9%
（3）汽車運動的速度 車=3 / 汽車受到的阻力： ＝0.1 車＝0.1×3×104 ＝3×103 汽車做勻速直線運動，汽車的牽引力等于汽車受到的阻力加上對滑輪組的拉力： 牽＝ + ＝2.2×103 +3×103 ＝5.2×103
牽引力的功率： ＝ 牽 車＝5.2×103 ×3 / ＝1.56×104W
答：若汽車運動的速度為3m/s，則牽引力的功率為1.56×104W。
30．B
【解析】A.提升總重力G總=GA+G動+G托=6N+0.5N+0.5N+1N=8N，F=G總=
故A錯誤；
B.定滑輪對天花板的拉力等于兩股繩對定滑輪的拉力加上定滑輪的重力，即T=2N+2N+0.5N=4.5N
根據力的作用是相互的，天花板對定滑輪拉力大小也等于4.5N。故B正確；
C.繩端移動的距離s和物體上升的距離h的關系是s=nh，物體上升的高度h=
v=，故C錯誤；
D.滑輪組的機械效率故D錯誤。故選：B。
31．（1）越高（2）在其他條件相同時（在接粗面粗糙程度相同時），斜面的傾斜程度越小，提升物體越省力
（3）比較1、3、4幾次實驗，沿斜面的拉力與物體的重力的比值相等（4）0.35
【解析】（1）斜面的傾斜角度越大，則斜面受到的壓力減小，那么物體受到的摩擦力減小。根據W額=fL可知，斜面做的額外功減小。根據W=Gh可知，斜面做的有用功不變，根據可知，此時斜面的機械效率越高。
（2）在實驗1、5、6中，其它條件都相同，只有傾斜角度不同，那么得到結論：在其他條件相同時（在接粗面粗糙程度相同時），斜面的傾斜程度越小，提升物體越省力。
（3）驗證猜想3，即探究斜面的省力情況與物體重力是否有關時，可以控制斜面角度和接觸面的粗糙程度相同，只改變物體重力，故選實驗1、3、4。計算出三組實驗中拉力和重力的比值幾乎都相同，那么猜想3是錯誤的。
（4）斜面做的總功：W總=FL=1.35N×1m=1.35J；
斜面做的有用功為：W有=Gh=2N×0.5m=1J；
斜面做的額外功：W額=W總-W有=1.35J-1J=0.35J；
則物體受到的摩擦力：。
32．（1）重力越大；2和3；乙；80%（2）減小接觸面的粗糙程度（3）不省功；B
【解析】（1）①根據表格1和2可知，當鉤碼的重力從1N變成2N時，滑輪組的機械效率從56%變成67%，那么得到：在所有滑輪組一定時，提升的鉤碼重力越大，機械效率越高。
③探究滑輪組的機械效率與鉤碼高度的關系時，需要控制其它因素相同，只改變鉤碼的高度，故選數據2和3；
④在實驗⑤中，鉤碼的重力為2N，拉力F=2.1N，即拉力幾乎等于鉤碼重力，即不省力，那么應該用的是定滑輪，故選乙。
⑤利用圖甲的裝置，滑輪組的機械效率為：；
（2）保持斜面傾斜程度不變，可以采用減小接觸面的粗糙程度的方法減小摩擦，從而提高斜面的機械效率。
（3）實驗表明：額外功越小，總功越接近有用功；進一步推理得出：假設沒有額外功，總功等于有用功；可見使用任何機械都不省功。
本實驗使用了科學推理的方法。
A.焦耳定律中使用了控制變量法，故A不合題意；
B.牛頓第一定律使用了實驗+科學推理的方法，故B符合題意；
C.阿基米德原理使用了實驗法，故C不合題意；
D.歐姆定律使用了控制變量法，故D不合題意。故選B。
33．（1）W有用功=Gh=400N×2m=800J ；
W總功=FS=240N×4m=960J ；
W額外功=W總功-W有用功=960J-800J=160J=fS
f= W額外功/S=160J /4m=40N ；
（2）W有用功=Gh=400N×2m=800J ；
W總功=W有用功/η=800J/80%=1000J
W額外功=1000J-800J=200J=G動滑輪h
G 動滑輪=200J/2m =100N ；
（3）方案一更省力
因為方案一中F=240N；方案二中F=1/2（G物+G動）=（100N+400N）/2=250N
所以方案一更省力；
34．（1）斜面所做的額外功W額=W總-W有=FL-Gh=500N×5m-1000N×2m=500J
由W額=fL得：f= =500J/5m=100N
（2）斜面機械效率：
35．（1）F1>F2>F3
（2）
（3） s=3h=3米
W總=F3s=4牛×3米=12焦
W有用=G物h=10牛×1米=10焦
【解析】（1）根據圖片可知，滑輪受到向上的拉力F1，向下的拉力兩個，都等于物體的重力。根據二力平衡的知識可知，F1=2G；
根據杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：G×OB=F2×OA，解得：F2=；
滑輪組中承擔重力的繩子段數為n=3，則拉力。
比較可知， F1>F2>F3 。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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