2024中考物理三輪突破5檢測簡單機械的分析與計算習題含答案

這是一份2024中考物理三輪突破5檢測簡單機械的分析與計算習題含答案，共37頁。試卷主要包含了爸爸領著小梅玩蹺蹺板，關于輪軸，下列說法中錯誤的是等內容，歡迎下載使用。
專題檢測
1．爸爸領著小梅玩蹺蹺板。下列四幅圖中，最有可能讓蹺蹺板在水平方向上保持平衡的是（ ）
A．B．
C．D．
2．關于輪軸，下列說法中錯誤的是（ ）
A．輪軸是可以連續(xù)旋轉的杠桿
B．螺絲刀擰螺絲是利用了輪軸費力的原理
C．如果動力作用在軸上，就能少移動距離
D．自行車的車把手相當于一個輪軸，可以省力
3．如圖所示的工具中，使用時屬于費力杠桿的是（ ）
A．開瓶器開瓶蓋B．筷子夾食物
C．定滑輪提升物體D．天平稱物體質量
4．A中的杠桿和物體處于靜止狀態(tài)，B、C、D中的物體被勻速吊起，所有物體重力均為G，不計動滑輪重力、繩重和一切摩擦，則所用拉力F最小的是（ ）
A．B．
C．D．
5．下列有關機械效率的說法中正確的是（ ）
A．越省力的機械，其機械效率就越低
B．使用機械做功越快，其機械效率越高
C．有用功與總功的比值越大的機械，其機械效率就越高
D．通過改進機械的性能可以使機械效率達到100%
6．如圖所示為我國第一部物理學著作《遠西奇器圖說》所記載的一機械裝置，書中對小球A、B的質量大小關系作出了正確的推測。若小球A的質量為10克，不考慮摩擦和繩重，則兩小球勻速移動時，小球B的質量可能為（ ）
A．14克B．12克C．10克D．8克
7．小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率。他將兩個鉤碼懸掛在B點，在A點用彈簧測力計保持豎直方向向上拉動杠桿，使其繞O點緩慢轉動，帶動鉤碼上升一定的高度h（不計摩擦）。下列說法正確的是（ ）
A．杠桿轉動過程中，彈簧測力計的示數會變小
B．僅增加鉤碼的個數，拉力所做的額外功增大
C．僅將鉤碼的懸掛點從B點移到C點，拉力做的總功變大
D．僅將拉力的作用點從A點移到C點，杠桿的機械效率不變
8．小利在做探究杠桿平衡條件的實驗時，先將杠桿調節(jié)為水平平衡，然后在支點O的右側A刻線處掛上兩個重均為1 N的鉤碼，再用彈簧測力計在B刻線處豎直向上拉杠桿，使其水平平衡，如圖所示。杠桿上相鄰刻線間的距離均為2 cm，下列說法中正確的是（ ）
A．彈簧測力計豎直向上的拉力為2 N
B．若取下一個鉤碼，則杠桿再次水平平衡時彈簧測力計豎直向上的拉力將減小1 N
C．若彈簧測力計沿杠桿所在豎直平面內的虛線方向拉杠桿，則杠桿水平平衡時彈簧測力計拉力的力臂為8 cm
D．保持杠桿水平平衡，在彈簧測力計的拉力由豎直向上緩慢變?yōu)檠馗軛U所在豎直平面內的虛線斜向上的過程中，彈簧測力計的拉力一定變大
9．如圖所示，是某工地施工時用于提升重物的滑輪組，工人用大小為160 N的拉力，在10 s內將重為400 N的重物在豎直方向上勻速提升2 m。若不計繩重及摩擦，則下列判斷錯誤的是（ ）
A．繩子自由端移動的距離為6 m
B．動滑輪的重力為80 N
C．該滑輪組沒有改變拉力的方向
D．物體上升的速度為0.6 m/s
10．如圖所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體M為重5000 N的配重，杠桿AB的支點為O，已知OA：OB＝1：2，滑輪下面掛有建筑材料P，每個滑輪重100 N，工人體重為700 N，杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計，當工人用300 N的力豎直向下以1 m/s的速度勻速拉動繩子時（ ）
A．A點受到700 N的拉力
B．建筑材料P重為600 N
C．建筑材料P上升的速度為3 m/s
D．物體M對地面的壓力為4500 N
11．如圖所示，在斜面上將一個重4.5 N的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力為1.8 N，斜面長s＝1.2 m、高h＝0.3 m。把重物直接提升h所做的功作為有用功，則（ ）
A．有用功為1.35 J，機械效率為75%
B．有用功為2.16 J，機械效率為62.5%
C．有用功為1.35 J，機械效率為62.5%
D．有用功為1.35 J，機械效率為100%
12．如圖（不計繩重、滑輪重以及繩與滑輪間的摩擦）重為60 N的木塊，在10 N的拉力F作用下，物體在水平路面上以1 m/s的速度勻速運動了6 s，則（ ）
A．木塊與水平路面間的摩擦力為120 N
B．木塊與水平路面間的摩擦力為20 N
C．在6 s內繩子自由端移動了6 m
D．在6 s內繩子自由端移動了18 m
13．如圖所示，用F＝10 N的拉力使重物勻速上升0.1m，已知物體的重力為27 N（忽略繩子與滑輪的摩擦及繩子的重力），下列說法正確的是（ ）
A．繩子末端移動的距離是0.2 m
B．拉力做的功是2.7 J
C．滑輪組的機械效率是90 %
D．動滑輪的重力是1 N
14．如圖甲所示，用動滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起，拉力F隨提升高度h變化的關系如圖乙所示。物塊完全離開水面后，動滑輪的機械效率為87.5%，繩重和摩擦忽略不計。下列選項正確的是（ ）
A．物塊的邊長為0.6 m
B．動滑輪重為300 N
C．提升物塊完全離開水面前，動滑輪的機械效率大于87.5 %
D．將物塊提升至上表面與水面相平的過程中拉力F做的功為1650 J
15．當你用桶從井中提水時，你對桶做的功是 ；如果桶掉進井里，從井撈桶時，桶里帶著一些水，這時你對桶做的功是 ，對水做的功是 （均選填“總功”、“額外功”或“有用功”）。
16．如圖是小明用一根木棒撬動水平地面上石頭的情景，為了更省力，小明應沿 （填“豎直”或“垂直木棒”）方向向下壓木棒。若想省更多的力，小明可以將作為支點的石塊O向 （填“左”或“右”）適當移動。
17．“文明城市”的創(chuàng)建讓城市更美更潔凈，如圖所示，園林工人使用的剪刀可以省 ；環(huán)衛(wèi)工人使用的掃帚可以省 ；上山的公路修成盤山公路，是因為盤山公路相當于簡單機械中的 ，可以省力。
18．在瀘州市第36屆青少年科技創(chuàng)新大賽上，秋雨同學展示了如圖所示的“硬幣玩轉杠桿”裝置，活動中使用的硬幣完全相同。在刻度均勻的杠桿上放硬幣之前，杠桿已在水平位置平衡，說明該杠桿的重心在 點。在A點疊放兩枚硬幣時，則可在E點疊放 枚硬幣能使杠桿再次水平平衡。保持A點疊放兩枚硬幣不變，在杠桿上已標出的其余6個點上放硬幣，有些點無論放多少枚硬幣都無法使杠桿再次水平平衡，這些點是 。
19．如果杠桿的阻力臂是動力臂的13，要使杠桿平衡，阻力應是動力的 倍，這種杠桿的優(yōu)點是 （選填“省力”或“省距離”）；若杠桿受到的阻力是60 N，杠桿平衡時的動力是 N。
20．如圖所示，輕質杠桿OA中點處懸掛一質量為5 kg的物體，在A端施加一個豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則力F＝ N（g＝10 N/kg）；保持力F的方向不變，將杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中，力F將 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。
21．如圖所示，若G1＝10 N，動滑輪重2 N，忽略繩重和繩與滑輪間的摩擦，要讓整個裝置處于靜止狀態(tài)，則G2＝ N。
22．如圖所示，在水平拉力F的作用下重為100牛的物體A沿著水平桌面做勻速直線運動，彈簧測力計B的示數為5 N，繩和滑輪的重力以及繩和滑輪之間的摩擦均不計，則A與水平桌面的摩擦力大小是 牛。在拉動過程中動滑輪的作用是 （填“省力”或“省距離”）。
23．兩個滑輪用如圖所示的方式組合，其中B是 滑輪，用力F拉動繩端時，物體向左做勻速直線運動，此時物體所受摩擦力為0.6 N，不計繩、滑輪重及滑輪的摩擦，則拉力為 N。
24．如圖甲所示，拉力F拉著輕質滑輪勻速上升，物體A的重力為28 N，滑輪的半徑為0.1 m。在物理學中，我們將力和力臂的乘積稱為力矩，單位是 N?m。如果將滑輪看成是一個輕質杠桿，如圖乙所示，則拉力F的力矩為 N?m。
25．如圖所示，一個傾角為30°的粗糙斜面固定在水平地面上，質量均為m的兩個物體A、B通過輕繩跨過光滑定滑輪相連，物體A在物體B的拉力作用下沿斜面向上勻速滑動，當物體B下降高度為h時，其對物體A做的有用功為 ，若斜面光滑，則整個系統機械能 （選填“守恒”或“不守恒”），理由是 。
26．如圖所示，ABC是以O為支點的輕質杠桿，AB＝40 cm，OB＝30 cm，OC＝60 cm，水平地面上的實心均勻正方體物塊M重為80 N，用細線與C點相連，在A點用60 N的力沿某方向拉杠桿，使M對地面的壓力最小，且杠桿處于水平位置平衡，此時細線的拉力為 N；保持A點的拉力大小和方向以及杠桿的狀態(tài)不變，要使M對地面的壓強變?yōu)樵瓉淼?15，可將物塊M沿豎直方向切去的質量為 kg。（忽略支點處的摩擦）
27．小陽某次做實驗需要量取600 mL水，但實驗室的量筒量程不夠，于是他找來了一個桿秤并改裝成了大容量“量筒”。如圖所示，A處掛有一體積足夠大的水桶，當把O點懸掛起來時，將秤砣M移到B處恰好可以平衡，此處應該標注 mL，小陽將一個質量為500 g的砝碼放入水桶，移動秤砣到C處時，再次平衡。已知OA＝30 cm，OB＝20 cm，OC＝70 cm，OE＝100 cm，則該大容量“量筒”的量程為 mL。標注好刻度后，小陽突發(fā)奇想，若用它測酒精的體積，讀數將 （準確/偏大/偏?。?。
28．體重是600 N的人站在重為200 N的木板上，如圖所示。則站在木板上的人要 N 的拉力才能使木板水平靜止，此人對木板的壓力為
N。（不計滑輪重和繩與滑輪的摩擦）
29．用如圖甲的滑輪組提升重200 N的物體，已知拉力F為80 N，不計繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運動的圖線是
（選填“A”或“B”），動滑輪重為 N，3 s內對物體做的有用功為 J。
30．為了方便殘疾人上下臺階，很多公共場所設計了如圖所示的專用通道。沿專用通道至入口和直接上臺階相比較，可以 （選填“省力”、“省功”或“省距離”）。若將重600 N的小車沿8 m長的斜面推至2 m高的入口處，沿斜面所用的推力為200 N，斜面的機械效率為 ，在此過程中所受斜面摩擦力大小為
N。
31．如圖所示，將總重為G的鉤碼掛在鐵質杠桿上，彈簧測力計作用于P點，現豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升的高度為h，杠桿的機械效率為η；若將彈簧測力計和鉤碼都移動到Q點，仍將鉤碼勻速提升h的高度，此時杠桿的機械效率η′，若不計轉軸O處的摩擦，則：η′ η（選填“＞”、“＝”或“＜”）。
32．如圖，用動滑輪將一重G＝3.5 N的物體豎直向上緩慢提升2 m，所用拉力F＝10 N，則在該過程中，動滑輪的機械效率為 。
33．如圖所示，重為800 N的物體在100 N水平拉力的作用下，向左勻速移動了2m，滑輪組的機械效率為60%，在此過程中拉力F所做的功是 J，物體與地面間的摩擦力是 N。
34．將重為16 N的重物用圖示動滑輪勻速提升2 m，所用拉力F＝10 N，不計輪軸處摩擦及繩重，求：
（1）該過程中的有用功。
（2）動滑輪的機械效率。
（3）動滑輪的重力。
35．一輕質杠桿可繞O點轉動，已知OA＝1.6 m，OB＝0.4 m，C為杠桿的中點，如圖所示?，F在杠桿B點掛一重為60 N的物體，用始終豎直向上的力F作用在A點使杠桿在水平位置平衡。（不計摩擦）
（1）根據杠桿平衡條件，計算力F的大?。?br>（2）若杠桿自重G0＝10 N且質量分布均勻，不改變F的方向，求豎直勻速提升時杠桿的機械效率。
36．如圖所示，斜面長s＝2 m，高h＝0.8 m。建筑工人將重G＝500 N的貨物箱，用繩子從地面勻速拉到頂端時，沿斜面向上的拉力F＝250 N，不計繩重力。求：
（1）該過程拉力F做的總功是多少？
（2）該過程拉力F做的額外功是多少？
（3）貨物箱在斜面上受的摩擦力大小是多少？
（4）該裝置的機械效率是多少？
37．如圖所示，甲工人用水平推力F甲推動重為750 N的貨物，在水平路面上勻速移動2 m至倉庫門口A處，用時10 s，此過程中甲工人做功的功率P甲＝30 W；乙工人接著使用滑輪組拉動該貨物在同樣的路面上勻速移動3 m到達指定位置B，拉力
F乙為80 N。求：
（1）甲工人做的功；
（2）該滑輪組的機械效率。
38．桔槔是中國古代的一種汲水工具，桔槔的結構相當于一個普通的杠桿。如圖甲所示，橫桿的一端用繩子與水桶相連，另一端綁上一塊重石頭。當要提水時，人用力向下拉繩子使水桶下降到水面以下并讓水流入水桶。當水桶裝滿水后，就讓另一端石頭下降，通過杠桿作用，就可將水桶提升。這樣汲水過程的主要用力方向是向下，由于向下用力可以借助人的體重，因而大大減少了人們提水的疲勞程度。
（1）圖乙是桔槔的模型，已知BO＝1 m，AO＝2 m，空水桶重20 N，石頭重400 N。請計算人至少要用多大的力才能使空水桶勻速下降？
（2）若水桶裝滿水后的總重為190 N，則把裝水后的水桶從水井中拉起時，人需要給繩子向上的拉力嗎？若無需拉力，請分析說明；若需要拉力，請計算大小。
39．某工程建設中用到的一種起重機的結構示意圖如圖所示，用該起重機將放在水平地面上的長方體混凝土墩放入水中。起重機的吊臂OAB粗細不計，可以看作杠桿，吊臂B端連著滑輪組，已知混凝土墩的密度為2.5×103 kg/m3、底面積為4 m2、高為2 m，ρ水＝1.0×103 kg/m3。求：
（1）混凝土墩的質量；
（2）混凝土墩被提起到最高點靜止時，立柱CA恰好豎直，OA：OB＝1：6。若忽略滑輪組、鋼絲繩和吊臂的重力及各種摩擦，則起重機立柱CA對吊臂A點豎直向上的作用力是多少 N。
（3）混凝土浸沒在水中后，它勻速下降過程中所受鋼絲繩的拉力。（不計水的阻力）
40．如圖所示是一個水位監(jiān)測儀的簡化模型。杠桿AB質量不計，A端懸掛著物體M，B端懸掛著物體 N，支點為O，BO＝4AO。物體M下面是一個壓力傳感器，物體 N是一個質量分布均勻的實心圓柱體，放在水槽中，當水槽中無水時，物體 N下端與水槽的底部恰好接觸且壓力為零，此時壓力傳感器的示數也為零。已知物體 N的質量m2＝4 kg，高度H＝1 m，橫截面積S＝20 cm2（g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3）。求：
（1）物體 N的密度ρ；
（2）物體M的質量m1；
（3）當壓力傳感器的示數F＝40 N時，求水槽內水的深度h。
41．如圖甲、乙所示，物體M先后浸沒在水和濃鹽水中（ρ鹽水＞ρ水），用同一滑輪組從兩種液體中將物體M勻速提出水面，拉力F和F′隨時間t變化的圖像如圖丙所示。不計繩重、摩擦及水的阻力，物體M不吸水、不沾水，g＝10 N/kg。
（1）圖丙中 （選填“A”“B”）曲線表示拉力F隨時間t變化的圖像。
（2）求物體M浸沒在水中受到的浮力。
（3）如果物體M浸沒在水中滑輪組的機械效率為η1，完全拉出水面滑輪組的機械效率為η0，浸沒在濃鹽水中滑輪組的機械效率為η2，已知η0：η1＝25：24，η0：η2＝20：19，求物體M浸沒在鹽水中的浮力。
參考答案
1．【解析】爸爸的重力大于小梅的重力，由杠桿的平衡條件可知，小梅到蹺蹺板支點的距離應大于爸爸到支點的距離，
所以，最有可能讓蹺蹺板在水平方向上保持平衡的是B選項。
【答案】B。
2．【解析】A.輪軸是可以連續(xù)旋轉的杠桿，正確；
B.螺絲刀擰螺絲是利用了輪軸省力的原理，故B錯誤；
C.根據杠桿平衡條件公式F1F2=rR，可知動力作用在軸上，輪軸是一費力杠桿，可以省距離，故C正確；
D.自行車的車把相當于一個輪軸，車把相當于輪，前軸為軸，是一個省力杠桿，故D正確。
【答案】B。
3．【解析】A.開瓶器在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A錯誤；
B.筷子夾食物時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故B正確；
C.定滑輪的實質是等臂杠桿，故C錯誤；
D.天平在使用時，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故D錯誤。
【答案】B。
4．【解析】A.圖中，動力臂為阻力臂的一半，所以動力為阻力的2倍，即F＝2G；
B.圖中為定滑輪，不省力，所以F＝G；
C.圖中有2段繩子承擔物體的重，所以F=12G；
D.圖中有3段繩子承擔物體的重，所以F=13G；
綜上，D圖中所用拉力F最小。
【答案】D。
5．【解析】A.機械效率是指利用機械做功時，有用功與總功的比值，其大小與機械做功是否省力、做功快慢，做的有用功多少，做功的多少無關，故A錯誤；
B.由A可知，機械效率大小與機械做功快慢無關，故B錯誤；
C.機械效率是指利用機械做功時，有用功與總功的比值，有用功與總功的比值越大，機械效率越大，故C正確；
D.利用機械做功時，總會有能量損失，因此機械效率不可能達到100%，故D錯誤。
【答案】C。
6．【解析】不考慮摩擦和繩重，定滑輪即不省力又不省距離，則繩子對A的拉力等于B的重力，當B下降時，B下降的高度hB等于A沿斜面上升的距離LA大于A豎直上升的高度hA，根據功的原理可知，重力對B做的功等于繩子的拉力對A做的功，也等于克服A的重力做的功，即mAghA＝mBghB，因為hA＜hB，所以mA＞mB，因此B的質量肯定小于10g。
【答案】D。
7．【解析】A.若彈簧測力計拉力方向一直豎直向上拉動，阻力不變，動力臂減小，阻力臂變小，如下圖所示：
△OBB′∽△OAA′，所以OB′OA′=OBOA，所以動力臂與阻力臂的比值不變，因為阻力不變，根據杠桿的平衡條件知，彈簧測力計的示數應該不變，故A錯誤；
B.克服杠桿重力做的功為額外功，僅增加鉤碼的個數，杠桿重力和杠桿上升的高度不變，拉力所做的額外功不變，故B錯誤；
C.僅將鉤碼的懸掛點從B點移到C點，鉤碼和杠桿還是上升原來的高度，有用功不變；
鉤碼由B到C，上升高度不變，根據數學關系可知，杠桿提升的高度減小，額外功減小，又因為總功等于額外功與有用功之和，所以拉力做的總功變小，故C錯誤；
D.僅將拉力的作用點從A點移到C點，鉤碼和杠桿還是上升原來的高度，則有用功不變，額外功也不變，總功不變，根據η=W有W總可知，效率不變，故D正確。
【答案】D。
8．【解析】A.圖中每個鉤碼重1 N，杠桿上相鄰刻線間的距離均為2 cm，彈簧測力計在B刻線處豎直向上拉杠桿，杠桿水平平衡，根據杠桿的平衡條件有：
F×OB＝G×OA，即F×4×2 cm＝2×1 N×8×2 cm，
解得：F＝4 N，故A錯誤；
B.若取下一個鉤碼，根據杠桿的平衡條件，杠桿再次水平平衡時F′×OB＝G′×OA，
即F′×4×2 cm＝1 N×8×2 cm，解得：F′＝2 N，
彈簧測力計豎直向上的拉力減小F﹣F′＝4 N﹣2 N＝2 N，故B錯誤；
C.若彈簧測力計沿杠桿所在豎直平面內的虛線方向拉杠桿，由于不知虛線方向與杠桿的夾角的大小，無法確定此時拉力的力臂大小，故C錯誤；
D.彈簧測力計由豎直向上緩慢變?yōu)檠馗軛U所在豎直平面內的虛線斜向上的過程中，拉力的力臂逐漸減小，阻力和阻力臂不變，根據F1L1＝F2L2知，拉力逐漸變大，故D正確。
【答案】D。
9．【解析】A.由圖可知，n＝3，繩子自由端移動的距離s＝3h＝3×2 m＝6 m，故A正確；
B.不計繩重和滑輪轉軸處的摩擦，拉力F=13（G+G動），則動滑輪的重力G動＝3F﹣G＝3×160 N﹣400 N＝80 N，故B正確；
C.由圖可知該滑輪組沒有改變拉力的方向，故C正確；
D.物體上升速度：v=?t=2m10s=0.2 m/s，故D錯誤。
【答案】D。
10．【解析】（1）由于定滑輪受向下的重力、3段繩子向下的拉力、杠桿對定滑輪向上的拉力，由力的平衡條件可得：FA＝3F+G定＝3×300 N+100 N＝1000 N，故A錯誤；
B.由圖可知n＝2，且滑輪組摩擦均不計，由F=12（G+G動）可得，建筑材料P重：G＝2F﹣G動＝2×300 N﹣100 N＝500 N，故B錯誤；
C.物重由2段繩子承擔，建筑材料P上升的速度v=12v繩=12×1 m/s＝0.5 m/s，故C錯誤；
D.杠桿對定滑輪的拉力和定滑輪對杠桿的拉力是一對相互作用力，大小相等，即FA′＝FA＝1000 N；
根據杠桿的平衡條件：FA′×OA＝FB×OB，且OA：OB＝1：2，
所以，FB＝FA′×OAOB=1000 N×12=500 N；
因為物體間力的作用是相互的，
所以杠桿對物體M的拉力等于物體M對杠桿的拉力，即FB′＝FB＝500 N；
物體M受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力，
則物體M受到的支持力為：FM支持＝GM﹣FB′＝5000 N﹣500 N＝4500 N，
因為物體間力的作用是相互的，
所以物體M對地面的壓力：FM壓＝FM支持＝4500 N，故D正確。
【答案】D。
11．【解析】有用功W有用＝Gh＝4.5 N×0.3m＝1.35 J，
總功W總＝Fs＝1.8 N×1.2m＝2.16 J，
機械效率η=W有用W總×100%=×100%＝62.5%。
【答案】C。
12．【解析】AB.由滑輪組結構看出，n＝2，
不計繩重、滑輪重以及繩與滑輪間的摩擦，作用在繩自由端的拉力等于木塊受摩擦力的12，
木塊受到的摩擦力：
f＝2F＝2×10 N＝20 N，故A錯誤、B正確；
CD.物體移動的距離：s＝vt＝1m/s×6s＝6m；
繩子自由端通過的距離：
s′＝2s＝2×6m＝12m，故CD錯誤；
【答案】B。
13．【解析】A.由圖知n＝3，則繩子末端移動的距離：s＝3h＝3×0.1m＝0.3m，故A錯誤；
B.拉力做的總功：W總＝Fs＝10 N×0.3m＝3 J，故B錯誤；
C.有用功為：W有用＝Gh＝27 N×0.1m＝2.7 J；
機械效率為：η=W有用W總=2.7J3J=90%，故C正確；
D.拉力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝3 J﹣2.7 J＝0.3 J；
不計繩重和滑輪的摩擦，由W額＝G動h可得，動滑輪的重力：G動=W額?= N，故D錯誤。
【答案】C。
14．【解析】A.動滑輪繩子的有效股數n＝2，由圖乙可知，物塊浸沒時繩子的拉力F1＝1375 N，
繩重和摩擦忽略不計，由F=1n（G+G動﹣F浮）可得：1375 N=12（G+G動﹣F?。┅仼仼仼仮?br>當物塊完全離開水面后繩子的拉力F2＝2000 N，
由F=1n（G+G動）可得：2000 N=12（G+G動）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：F?。?250 N，
因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F?。溅岩篻V排可得，物塊的體積：V＝V排=F浮ρ水g=1250N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.125m3，
由V＝L3可得，物塊的邊長：L=3V=30.125m3=0.5 m，故A錯誤；
B.繩重和摩擦忽略不計，物塊完全離開水面后，動滑輪的機械效率：
η=W有W總×100%=G?(G+G動)?×100%=GG+G動×100%，即87.5%=GG+G動×100%﹣﹣﹣﹣﹣③
由②③可得：G＝3500 N，G動＝500 N，故B錯誤；
C.繩重和摩擦忽略不計，提升物塊完全離開水面前，滑輪組的機械效率：
η′=W有′W總′×100%=(G?F浮)?(G+G動?F浮)?×100%=G?F浮G+G動?F浮×100%=3500N?1250N3500N+500N?1250N×100%≈81.8%，
則動滑輪的機械效率小于87.5%，故C錯誤；
D.將物塊提升至上表面與水面相平的過程中，由圖乙可知，物體上升的高度h＝0.6 m，拉力F＝1375 N，
繩子自由端移動的距離：s＝nh＝2×0.6 m＝1.2 m，
此過程中拉力F做的功W＝Fs＝1375 N×1.2 m＝1650 J，故D正確。
【答案】D。
15．【解析】用水桶從井中提水的時候，目的是提水，所以對水做的功是有用功，同時還要將水桶提起來，所以對桶做的功是額外功；
從井撈桶時，目的是撈桶，所以對桶做的功是有用功，同時，還要將桶中的部分水提起來，所以對水做的功是額外功。
【答案】額外功；有用功；額外功。
16．【解析】（1）要使施加在撬棒的動力最小，應使動力臂L1最大；當以O為支點，為了更省力，小明應沿垂直木棒方向向下壓木棒，此時動力臂等于木棒的長度，動力臂最大，此時動力較?。?br>（2）若想省更多的力，杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力一定時，可以減小阻力臂，增大動力臂，所以小明可以將作為支點的石塊O向右適當移動。
【答案】垂直木棒；右。
17．【解析】（1）園林工人使用的剪刀，在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；環(huán)衛(wèi)工人使用的掃帚，在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，但省距離；
（2）盤山公路相當于簡單機械中的斜面，加長了運動距離，但可以省力。
【答案】力；距離；斜面。
18．【解析】在刻度均勻的杠桿上放硬幣之前，杠桿已在水平位置平衡，這表明杠桿的重心在支點處，即D點，杠桿的重力的力臂為0；
在A點疊放兩枚硬幣時，設每個硬幣的重力為G，杠桿上每一小格的長度為L，根據杠桿的平衡條件可知：2G×3L＝GE×L，解得：GE＝6G，即在E點疊放6枚硬幣能使杠桿再次水平平衡；
由圖可知，杠桿的支點在中點，保持A點疊放兩枚硬幣不變，A點硬幣的重力的方向是豎直向下的；由于放置的硬幣的重力的方向也是豎直向下的，要使杠桿平衡，則硬幣應放置在D點的右側，在杠桿的左側的B、C兩點，無論放多少枚硬幣都無法使杠桿再次水平平衡；D點是支點，在D點放多少枚硬幣都不會影響杠桿左端下沉。
【答案】D；6；B、C、D。
19．【解析】由題意知，L阻力=13L動力，由杠桿平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂，
得：F阻力F動力=L動力L阻力=L動力13L動力=3，
即阻力是動力的3倍；
動力小于阻力，這是省力杠桿，省力杠桿的優(yōu)點是省力。
由F阻力F動力=3可得，若杠桿受到的阻力是60牛，杠桿平衡時加在杠桿上的動力：
F動力=13×F阻力=13×60 N＝20 N。
【答案】3；省力；20。
20．【解析】物體的重力為：G＝mg＝5 kg×10 N/kg＝50 N；
根據杠桿的平衡條件：G×L2=F×L；則F=G2=50N2=25 N；
當杠桿到達B位置時，力臂如圖所示：
由圖知，阻力臂、動力臂都減小了，根據杠桿的平衡條件可知：G×L'G＝F′×L'F；
根據圖中相似三角形的性質可知，L′GL′F=ODOB=LGLF=12；則F′=L′GL′F×G=12G=12×50 N＝25 N，所以拉力F不變。
【答案】25；不變。
21．【解析】由圖知，n＝2，忽略繩重和繩與滑輪間的摩擦，則F=12（G1+G動）=12×（10 N+2 N）＝6 N，此時拉力F＝G2＝6 N。
【答案】6。
22．【解析】（1）由題意可知，彈簧測力計B測出了動滑輪上繩子的拉力為5 N，則物體A受到拉力F拉＝5 N；
因為物體A做勻速直線運動，所以物體A受到的摩擦力與拉力是一對平衡力，則A受到的摩擦力f＝F拉＝5 N；
（2）圖中拉力F作用在動滑輪的軸上，與滑輪左側兩段繩子的拉力平衡，則：F＝2F拉＝2×5 N＝10 N；
由于動滑輪有兩段繩子拉著滑輪，拉力F作用在軸上，所以費力但省距離。
【答案】5；省距離。
23．【解析】用力F拉動繩端時，B滑輪的位置不動，則B是定滑輪；A滑輪會隨物體一起向左移動，所以A是動滑輪；
由圖可知，動滑輪上有2段繩子（即n＝2），
不計繩和滑輪的重力以及滑輪的摩擦，則繩端的拉力：F=12f=12×0.6 N＝0.3 N；
【答案】定；0.3。
24．【解析】甲圖實質為一個動滑輪，不計動滑輪的質量及轉動摩擦指的是在理想狀況下，繩子兩端的兩個力之和等于軸上的力，且繩子兩端的力相等，
故G=12F，
F＝2G＝2×28 N＝56 N，
F的力臂是滑輪的半徑，即0.1 m，
拉力F的力矩＝56 N×0.1 m＝5.6 N?m。
【答案】5.6。
25．【解析】因為斜面傾角為30°，且物體AB之間用細線連接，所以當物體B下降高度為h時，物體在斜面上運動的距離為s＝h，物體A上升的高度為h′=12h，則物體B對物體A做的有用功W有用＝Gh′=12mgh；
由于斜面光滑，兩物體組成的系統只有重力做功，所以機械能守恒。
【答案】12mgh；守恒；由于斜面光滑，兩物體組成的系統只有重力做功，所以機械能守恒。
26．【解析】（1）M對地面的壓力F＝G﹣F拉，要M對地面的壓力最小，則應使F拉最大。由二力平衡條件、力的作用是相互的可知，F拉＝細繩作用在C點的拉力F2。
由圖可知，作用在C點拉力的方向為豎直向下。假設作用在A點的力F1的力臂為l1，作用在C點拉力為F2，根據杠桿的平衡條件可以列式：F1l1＝F2?OC；已知OC＝60 cm＝0.6 m，F1＝60 N，則要使F2最大，則應使力臂l1最長；分析題圖可知，當力臂l1＝OA時最長。
由AB＝40 cm，OB＝30 cm可得，OA＝50 cm＝0.5 m，
則F2=F1?OAOC=60N× N。
（2）切割前，M對地面的壓強為p=G?F拉S=80N?50NS=30NS；
切割后，剩余部分重G1，面積為S1，剩余部分對地面的壓強p1=G1?F拉S1=G1?50NS1。
因將物塊M沿豎直方向切割，則密度和高度均不變，
由G＝mg＝ρgSh可知，物塊的重力與底面積成正比，即物塊重力與底面積的比值相等，
所以：GS=G1S1，即80NS=G1S1????????①
根據題意可得：30NSG1?50NS1=158???????②，
聯立①②解得G1＝62.5 N，故切除部分的重為G2＝80 N﹣62.5 N＝17.5 N，
其質量為m2=G2g=17.5 N10 N/kg=1.75 kg。
【答案】50；1.75。
27．【解析】（1）因為水桶中沒有裝水，所以B處應該標注0 mL；
（2）500 g砝碼的重力：G砝＝mg＝500×10﹣3 kg×10 N/kg＝5 N，
設空桶的重力為G桶，秤砣的重力為GM，
當桶內沒有裝水時，由杠桿的平衡條件可得：
G桶×OA＝GM×OB，
代入數據有：G桶×30 cm＝GM×20 cm……①，
當桶內放一個500 g的砝碼時，由杠桿的平衡條件可得：
（G桶+G砝）×OA＝GM×OC，
代入數據有：（G桶+5 N）×30 cm＝GM×70 cm……②，
由①②解得：G桶＝2 N，
當秤砣M移至E處時，M的力臂最大，由杠桿平衡條件可知，此時桶和水的總重力最大，
由杠桿平衡條件可得：
（G桶+G水）×OA＝GM×OE，
代入數據有：（G桶+G水）×30 cm＝GM×100 cm……③，
由①③解得：G水＝4G桶＝4×2 N＝8 N，
由G＝mg可知，桶內水的質量：
m水=G水g=8N10N/kg=0.8 kg＝800 g；
由ρ=mV可知，桶內水的體積：
V水=m水ρ水=800g1g/cm3=800 cm3＝800 mL；
（3）由ρ=mV可知，體積一定時，液體的密度越小，液體的質量越小，由G＝mg可知，液體的重力也越小，
由杠桿的平衡條件可知，秤砣M需要向O移動才能時杠桿平衡，因此用它測酒精的體積，讀數將偏小。
【答案】0；800；偏小。
28．【解析】人的重力G人＝600 N；木板的重力G木＝200 N；
G人+G木＝600 N+200 N＝800 N，
讀圖可知，這800 N都由最上面的滑輪承擔，而且左右拉力相等。
因此，上面滑輪右側的拉力為400 N。
這400 N又由兩段繩子平均分擔，因此，人手處的拉力為200 N；
繩子對人向上的拉力等于人對繩子的拉力，所以人對木板的壓力：
F壓＝G人﹣F＝600 N﹣200 N＝400 N。
【答案】200；400。
29．【解析】（1）由圖甲可知，n＝3，則拉力端移動距離s＝3h，所以圖乙中上面的傾斜直線A是繩子自由端運動的s﹣t圖像，而下面的傾斜直線B是物體運動的s﹣t圖像；
（2）不計繩重和摩擦，拉力F=13（G+G動），則動滑輪重力：
G動＝3F﹣G＝3×80 N﹣200 N＝40 N；
（3）由圖乙可知，t＝3 s時，物體運動的高度h＝1.5 m，
對物體做的有用功：W有用＝Gh＝200 N×1.5 m＝300 J。
【答案】A；40；300。
30．【解析】（1）如圖所示的專用通道是一個斜面，使用斜面可以省力，但要費距離，不能省功；
（2）在此過程中有用功：W有用＝Gh＝600 N×2 m＝1200 J，
推力做的總功：W總＝Fs＝200 N×8 m＝1600 J，
斜面的機械效率：
η=W有用W總×100%=1200J1600J×100%＝75%；
（3）推力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝1600 J﹣1200 J＝400 J，
由W額＝fs可得在此過程中所受斜面摩擦力大?。?br>f=W額s=400J8m=50 N。
【答案】省力；75%；50。
31．【解析】若將彈簧測力計和鉤碼都移動到Q點，仍將鉤碼勻速提升h的高度，由W有用＝Gh，有用功相同，
鉤碼懸掛點移動到Q點時杠桿上升的高度變小，如下圖所示：
若不計轉軸O處摩擦，克服杠桿自身重力做的功為額外功，且第2次杠桿重心上升的高度較小，
根據W額外＝G桿h桿可知克服杠桿的自重做的額外功變小，
根據η=W有用W有用+W額外×100%可知，杠桿的機械效率變大，即η′＞η。
【答案】＞。
32．【解析】由圖可知，拉力F移動的距離：
s=12h=12×2 m＝1 m，
拉力做的有用功：
W有＝Gh＝3.5 N×2 m＝7 J，
拉力做的總功：
W總＝Fs＝10 N×1 m＝10 J，
滑輪組的機械效率：
η=W有W總×100%=7J10J×100%＝70%。
【答案】70%。
33．【解析】（1）由圖知，n＝3，拉力端移動的距離：s＝3s物＝3×2 m＝6 m；
拉力所做的總功：W總＝Fs＝100 N×6m＝600 J；
（2）由η=W有用W總可得拉力做的有用功：W有用＝η×W總＝60%×600 J＝360 J，
由W有用＝fs物可得物體與地面間的滑動摩擦力：f=W有用s物=360J2m=180 N。
【答案】600；180。
34．【解析】（1）使用動滑輪做的有用功：W有＝Gh＝16 N×2m＝32 J；
（2）由圖知，n＝2，繩子自由端被拉下的距離：s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做的總功：W總＝Fs＝10 N×4m＝40 J，
滑輪組的機械效率：
η=W有W總×100%=32 J40 J×100 %＝80 %；
（3）不計輪軸間摩擦及繩重時，拉力F=12（G+G動），
則動滑輪重力：G動＝2F﹣G＝2×10 N﹣16 N＝4 N。
【答案】（1）該過程中的有用功為32 J；
（2）動滑輪的機械效率為80%；
（3）動滑輪的重力為4 N。
35．【解析】（1）小桶掛在杠桿上，杠桿受到的阻力等于小桶的重力，所以F2＝G物＝60 N。
由杠桿平衡條件得：
F1×L1＝F2×L2，
F1×OA＝F2×OB，
F1×1.6 m＝60 N×0.4 m，
解得：F1＝15 N。
（2）設物體、杠桿上升的高度分別為h1、h2，根據數學知識可知，h1：h2=OBOC=：2，
豎直勻速提升時杠桿的機械效率η=W有W總=W有W有+W額=G物?1G物?1+G杠桿?2=G物?1G物?1+G杠桿×2?1=G物G物+2G杠桿=60N60N+2×10N=75%。
【答案】（1）力F的大小為15 N。
（2）豎直勻速提升時杠桿的機械效率為75%。
36．【解答】（1）所做總功為：W總＝Fs＝250 N×2 m＝500 J；
（2）所做有用功為：W有＝Gh＝500 N×0.8 m＝400 J；
額外功為：W額＝W總﹣W有＝500 J﹣400 J＝100 J；
（3）由W額＝fs得，摩擦力為f=W額s=100J2m=50 N；
（4）機械效率為：η=W有W總=400J500J=80%。
【答案】（1）該過程拉力F做的總功是500 J；
（2）該過程拉力F做的額外功是100 J；
（3）貨物箱在斜面上受的摩擦力大小是50 N；
（4）該裝置的機械效率是80%。
37．【解析】（1）由P=Wt可得甲工人做的功：
W甲＝P甲t＝30 W×10 s＝300 J；
（2）由W＝Fs可得甲工人的推力：
F甲=W甲s1=300J2m=150 N，
因為貨物在水平路面上被勻速推動，所以貨物受到的推力、摩擦力是一對平衡力，
貨物受到的摩擦力：
f＝F甲＝150 N；
乙工人使用滑輪組將貨物在同樣的路面上勻速移動3 m，
由圖知，n＝3，拉力端移動距離s乙＝3s2，
滑輪組的機械效率：
η=W有用W總=fs2F乙s乙=fs2F乙×3s2=f3F乙=150N3×80N×100%＝62.5%。
【答案】（1）甲工人做的功為300 J；
（2）該滑輪組的機械效率為62.5%。
38．【解析】（1）當空水桶勻速下降時，此時人在向下拉繩子，
根據杠桿的平衡條件可得：（G桶+F）×LOA＝G石×LOB，
則：（20 N+F）×2 m＝400 N×1 m，
解得：F＝180 N；
（2）當裝滿水的水桶上升時，
動力和動力臂的乘積為：G石×LOB＝400 N×1 m＝400 N?m
阻力和阻力臂的乘積為：G總×LOA＝190 N×2 m＝380 N?m
動力和動力臂的乘積＞阻力和阻力臂的乘積，所以無需拉力。
【答案】（1）人至少要用180 N的力才能使空水桶勻速下降；
（2）人不需要給繩子向上的拉力，因為此時動力和動力臂的乘積大于阻力和阻力臂的乘積。
39．【解析】（1）混凝土墩的體積為：V＝Sh＝4 m2×2 m＝8 m3；
根據ρ=mV得混凝土墩的質量為：
m＝ρV＝2.5×103 kg/m3×8 m3＝2×104 kg；
（2）混凝土墩浸沒在水中受到浮力是：
F?。溅阉甮V排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8 m3＝8×104 N；
混凝土墩的重力：
G＝mg＝2×104 kg×10 N/kg＝2×105 N；
如圖，
作出動力臂和阻力臂，
在Rt△AOC和Rt△BOD中，AC∥BD，
所以△AOC∽△BOD，
OA：OB＝1：6
所以，OC：OD＝1：6，
由圖知，混凝土墩被提起到最高點靜止時，已離開水面，若忽略動滑輪、鋼繩和吊臂的重力及各種摩擦，
石墩對杠桿B點的拉力為FB＝G＝2×105 N，
根據杠桿平衡條件可得：FA×OC＝FB×OD，
起重機立柱CA對吊臂A點豎直向上的作用力：
FA=FB×ODOC=FB×6OCOC=6FB＝6×2×105 N＝1.2×106 N；
（3）混凝土浸沒在水中后，它勻速下降過程中所受合力為0，它所受鋼絲繩的拉力大小等于重力減去浮力之差，拉力為F拉＝FB＝G﹣F浮＝2×105 N﹣8×104 N＝1.2×105 N，
【答案】（1）混凝土墩的質量是2×104 kg；
（2）起重機立柱CA對吊臂A點豎直向上的作用力是1.2×106 N；
（3）混凝土浸沒在水中后，它勻速下降過程中所受鋼絲繩的拉力是1.2×105 N。
40．【解析】（1）S＝20 cm2＝0.002 m2；
物體 N的密度為：ρ=m2V=m2SH=4kg0.002m2×1m=2×103 kg/m3；
（2）水槽中無水時，物體 N下端與水槽的底部恰好接觸且壓力為零，此時壓力傳感器的示數也為零，此時杠桿處于平衡狀態(tài)，根據杠桿的平衡條件可知：
m1g×AO＝m2g×BO，則：m1＝m2×BOOA=4kg×4＝16 kg；
（3）M的重力為：G1＝m1g＝16 kg×10 N/kg＝160 N；
則A端受到的拉力為：FA＝G1﹣F＝160 N﹣40 N＝120 N；
根據杠桿的平衡條件可知：FA×AO＝FB×BO，則B端受到的拉力為：FB=FA×AOOB=120 N×14=30 N；
N的重力為：G2＝m2g＝4 kg×10 N/kg＝40 N；
N浸入水中，受到豎直向上的拉力和浮力、豎直向下的重力，則浮力為：F?。紾2﹣FB＝40 N﹣30 N＝10 N；
根據阿基米德原理可知， N排開的水的體積為：V排=F浮ρ水g=10 N1×103 kg/m3×10 N/kg=10﹣3 m3；
則 N浸入水中的深度即水的深度為：h=V排S=10?3 m30.002 m2=0.5 m。
【答案】（1）物體 N的密度ρ為2×103 kg/m3；
（2）物體M的質量m1為16 kg；
（3）當壓力傳感器的示數F＝40 N時，水槽內水的深度h為0.5 m。
41．【解析】（1）當物體M浸沒在液體中時，由F?。溅岩篻V排可知，液體的密度越大，物體M受到浮力越大，
因為ρ甲＜ρ乙，所以M浸在兩種液體受到的浮力F甲＜F乙，
而浸在液體中的物體受到的浮力F浮＝G﹣FM，所以M在液體中受到的拉力FM甲＞FM乙，
又因為繩自由端的拉力F=12（FM+G動），
所以拉力F＞F′，則圖丙中A曲線表示拉力F隨時間t變化的圖像；
（2）由圖丙可知物體M在完全離開水面時繩自由端的拉力F0＝180 N，
此時有：F0=12（G+G動）——①
當物體M浸沒在水中時繩自由端受到的拉力FA＝150 N，令此時物體M在水中受到的拉力為F1，
則有：FA=12（F1+G動）——②
①﹣②有：G﹣F1＝2（F0﹣FA）＝2×（180 N﹣150 N）＝60 N
所以物體M浸沒在水中受到的浮力為：F?。紾﹣F1＝60 N；
（3）由于繩重和摩擦不計，則η=W有W總=G?Fs=G2F，
所以，物體離開水面前，滑輪組的機械效率：η1=F12FA=G?F浮2FA=G?60N2×150N=G?60N300N，
物體離開水面后，滑輪組的機械效率：η0=G2F0=G2×180N=G360N，
所以，η0η1=G×300N360N×(G?60N)=2524，
解得：G＝300 N，
則動滑輪的重力為：G動＝2F0﹣G＝2×180 N﹣300 N＝60 N，
令物體M在濃鹽水中受到的拉力為F2，浮力為F浮'，繩自由端受到的拉力為FB，物體離開濃鹽水前，滑輪組的機械效率：η2=F22FB=F2F2+G動=G?F浮′G?F浮′+G動，
所以，η0η2=G(G?F浮′+G動)360N×(G?F浮′)=300N×(300N?F浮′+60N)360N×(300N?F浮′)=2019，
解得：F浮'＝72 N。
【答案】（1）A；
（2）物體M浸沒在水中受到的浮力為60 N；
（3）物體M浸沒在鹽水中的浮力72 N。