北京东直门中学物理八年级简单机械中考专项复习训练
一、选择题 1．如图所示，O 为轻质硬直杠杆 OA 的支点，在杠杆的 A 点悬挂着一个重物 G，在 B 点施加一个方向始终与杠杆成 ɑ 角度的动力 F，使杠杆从竖直位置匀速转动到水平位置的过程中，下列表述正确的是（
）
A．动力 F 始终在变大 B．动力 F 先变大再变小
C．杠杆始终为省力杠杆 D．杠杆始终为费力杠杆
2．如图所示，利用动滑轮将重力为 100N 的物体在 5s 内匀速竖直提升，拉力 F 为 60N，绳子自由端移动的距离为 2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是(
)
A．物体移动的速度为 0.4m/s
B．所做的有用功为 200J
C．动滑轮的机械效率为 60%
D．拉力 F 的功率为 24W
3．要用 30N 的力刚好提起 40N 的物体，若不计机械本身重力和摩擦，则下列简单机械可以采用的是（
）
A．一个定滑轮
B．杠杆
C．一个动滑轮
D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
4．轻质硬杆 AB 长 50cm。用长短不同的线把边长为 10cm 的立方体甲和体积是 1dm 3 的球乙分别拴在杆的两端。在距 A 点 20cm 处的 O 点支起 AB 时，甲静止在桌面上，乙悬空，
杆 AB 处于水平平衡。将乙浸没在水中后，杆 AB 仍平衡，如图所示。下列说法中正确的是（取 g＝10N/kg）（
）
A．杆 A 端受力增加了 15N
B．杆 A 端受力减小了 10N
C．甲对水平桌面的压强增加了 1500Pa
D．甲对水平桌面的压强减小了 1500Pa
5．如图所示，用 10N 的水平拉力 F 拉滑轮，使足够长的物体 A 以 0.2m/s 的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为 3N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有
A．以 A 为参照物，B 是静止的
B．滑轮移动的速度为 0.4m/s
C．绳子拉物体 A 的功率为 1W
D．在运动过程中若将拉力 F 增大，弹簧测力计的示数也会增大
6．如图所示，一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上，若分别用一竖直向上的动力 F 1 、F 2 作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（
）
A．F 1 >F 2 ，因为甲中的动力臂长
B．F 1 <F 2 ，因为乙中的阻力臂长
C．F 1 >F 2 ，因为乙中的阻力臂短
D．F 1 =F 2 ，因为动力臂都是阻力臂的 2 倍
7．如图所示的四幅图中，不正确的是
A．滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出后沿斜面向上运动的过程中的受力示意图（略空气阻力）
B．近视眼成像情况和近视眼校正后成像情况
C．同名磁极（S）的磁场方向
D．吊桥所受拉力的力臂 L 1
8．如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒 C 点受到石块的压力是1800N，且 AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于
A．600N B．400N C．150N D．200N
9．如图所示，可绕 O 点转动的轻质杠杆，在 D 点挂一个重为 G 的物体 M，用一把弹簧测力计依次在 A，B，C 三点沿圆 O 相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为 F 1 、F 2 、F 3
， 它们的大小关系是
A．F 1 ＜F 2 ＜F 3 ＜G
B．F 1 ＞F 2 ＞F 3 ＞G
C．F 1 =F 2 =F 3 =G
D．F 1 ＞F 2 =F 3 =G
10．小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升了不同的高度 h 1 和 h 2 （h 1 <h 2 ），每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦．针对这一现象，小明得出了以下 4 个结论：①F 1 做的功等于 F 2 做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F 1 做功的功率大于 F 2 做功的功率，其中正确的结论有
A．1 个 B．2 个 C．3 个 D．4 个
二、填空题 11．在科技节，小海用传感器设计了如图甲所示的力学装置，杠杆 OAB 始终在水平位置保持平衡，O 为杠杆的支点，OB＝3OA，竖直细杆 a 的上端通过力传感器连在天花板上，下端连在杠杆的 A 点，竖直细杆 b 的两端分别与杠杆和物体 M 固定，水箱的质量为 0.8kg，不计杠杆、细杆及连接处的重力．当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为 3kg．力传感器可以显示出细杆 a 的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图象，（取 g＝10N/kg）
（1）图甲所示的水箱装满水时，水受到的重力为_____N；
（2）物体 M 的质量为_____kg；
（3）当向水箱中加入质量为 1.1kg 的水时，力传感器的示数大小为 F，水箱对水平面的压强为 p 1 ；继续向水箱中加水，当力传感器的示数大小变为 4F 时，水箱对水平面的压强为p 2 ，则 p 1 ：p 2 ＝_____．
12．如图所示，轻质杠杆 OA 可绕 O 点无摩擦转动，A 点处挂一个重为 60N 的物体，物体G 的底面积为 200cm 2 ，B 点处加一个竖直向上的力 F 杠杆在水平位置平衡，且OB∶AB=2∶1。则 F= ___N，它是________杠杆。当把物体 G 浸入水中，竖直向上的力F=60N 时，杠杆仍然在水平位置平衡，物体 G 的下表面受到水的压强 _______Pa。
13．如图所示，用力 F 1 和 F 2 分别匀速提起物体 C 时，滑轮_______可以看作等臂杠杆（选填“A"或“B”）.若物体 C 重为 50 牛，滑轮重力不计，则力 F 2 的大小为___________牛.
14．如图，把物体 A 放在水平板 OB 的正中央，用一不变的力 F 将板的 B 端匀速地慢慢抬高（O 端不动），设 A 相对平板静止，则 A 对板的压力将__________，A 与 B 之间的摩擦力将___________，F 对 O 点的力矩将_____________．
15．如图所示的装置中，重 600N 的人用力拉绳，使装置处于静止。装置中的滑轮 A 重500N，滑轮 B 重 200N，底板 C 重 100N。不计轴摩擦及绳重，人对底板 C 的压力为
________N。
16．国产 165 型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为 65 毫米，活塞冲程长为 55 毫米，满负荷工作时，燃气平均压强为 9.59×105 帕，飞轮转速为 1500 转/分，则该汽油机满负荷工作时的功率为_____瓦．（不计摩擦）
17．如图甲所示，轻质杠杆 OA 保持水平平衡（B 为 OA 的中点），重物 G=20N，则 F 甲=________N．若将重物的悬挂点和拉力的作用点互换位置，如图乙所示，当杠杆仍保持水平平衡时，F 乙 =________N．在如图中，属于省力杠杆的是________（选填“甲”或“乙”）
18．用如图所示滑轮组拉着一重为 90N 的物体匀速前进了 0.2m，若物体与地面的摩擦力是物体重力的 0.1 倍，则木块克服摩擦所做的功为___________J。如果小勇对绳的拉力 F=4N，则该滑轮组的机械效率为___________%。
19．用如图所示滑轮组匀速提升重为 200N 的物体，人对绳的拉力为 125N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为__．如果人的体重为 600N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为__．
20．如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组，分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则甲、乙的拉力之比为______甲、乙的机械效率之比______。
三、实验题 21．在做“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
(1)如图甲所示，为使杠杆在______位置平衡，可以将左端的平衡螺母向______调；
(2)调节平衡后，在杠杆两侧挂不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置再次平衡，并记录相关数据。改变钩码的数量及位置多次实验，小明得出杠杆的平衡条件______。如图乙所示，A、B 两点分别增加一个钩码，则杠杆______（选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持平衡”）；
(3)如图丙所示，若不在 B 点挂钩码，改用弹簧测力计在 B 点向下拉杠杆，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______（选填“增大”或“减小”），原因是弹簧测力计拉力的力臂在______（选填“增大”或“减小”）。
22．某实验小组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。
试验次数
1
2
3
钩码重 / N G
4
4
6
钩码上升的高度 / m h
0.1
0.1
0.1
绳端拉力 / N F
1.8
1.6
1.8
绳端移动距离 / m s
0.3
0.4
机械效率
74.1%
62 5% .
(1)通过表中数据可分析出第 2 次实验是用_____（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；
(2)通过第 1 次实验和第 2 次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率_____。（选填“越高”、“不变”或“越低”）
(3)小组同学再用第 2 次实验中使用的装置做第 3 次实验，表中第 3 次实验中绳端移动距离s 漏记，但仍然计算出第 3 次的机械效率 _____。（保留 3 位有效数字）
(4)用同一个滑轮组装置提升重物，所提物体越重，机械效率_____。（选填“越高”、“不变”或“越低” ）
23．小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时应将杠杆右端的螺母向________调节（填“左”、“右”），使杠杆在水平位置达到平衡。这样做的目的是___________。
(2)实验时，小明在杠杆左侧 A 位置（左边位置第四格）先挂了 3 个钩码，如图乙，则在右侧 B 位置（右边位置第三格）应挂________个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。
(3)如图丙，小明在 A 位置挂一个弹簧测力计，在 B 位置挂了 2 个钩码。现将弹簧测力计从C 位置移到 D 位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数________（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是_____________。
24．小明使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图所示。他将测得的钩码重G、拉力 F、钩码上升的高度 h、测力计移动的距离 s、计算得出的有用功 W 有用 、总功 W 总和机械效率 η 等数据一并记入下表：
实验次数
G/N
F/N
h/m
s/m
W 有用 /J
W 总 /J
η
1
2
2.1
0.1
0.1
0.2
0.21
95.2%
2
2
1.2
0.1
0.2
0.2
0.24
83.3%
3
2
0.9
0.1
0.3
0.2
0.27
74.1%
4
2
0.9
0.3
0.9
0.6
0.81
★
5
2
0.6
0.1
0.5
0.2
0.30
66.7%
(1)表格第四次实验是用图______完成的，其中数据★＝______；
(2)比较 1、2 次实验数据可知：第 2 次的机械效率较低，主要原因是______；
(3)分析第 3、4 次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______；
(4)比较 3、5 次实验数据可知：在被提升的重物一定时，所用滑轮组的动滑轮越重，滑轮组的机械效率越______。
25．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如表：
实验序号
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的读数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
8
0.8
24
83.3%
2
4
5
1.5
15
①______
3
6
10
②______
③______
90.9%
(1)在表中的空格处填上适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）；
(2)在实验操作中，应竖直向上______拉动弹簧测力计；
(3)从实验数据分析可得出：使用同一滑轮组，______可以提高滑轮组的机械效率；
(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你做出恰当的猜想：滑轮组的机械效率可能还与______有关（写出一种影响因素即可）；
(5)若不考虑绳重的摩擦，本实验序号 1 中动滑轮的重为______N。
四、计算题 26．如图所示，实心物体 A 漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动 A，使 A 向下运动。已知 A 的体积为 0.9m 3 ，密度为 0.8×l0 3 kg/m 3 ，动滑轮重为 600N，电动机工作时拉绳子的功率为 1.2×10 3 W 且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，求：
(1)A 的重力；
(2)A 浸没在水中受到的浮力；
(3)A 向下运动的最小速度及 A 向下运动过程中滑轮组机械效率的最大值。
27．工人师傅经常使用一种称为“大力钳”的工具夹紧或切断金属材料，如图所示为用于切断金属所常用的一种小型大力钳，其各部分尺寸已在图中标明（单位为 cm）。若工人师傅的单手最大握力为 900 N，他使用该大力钳时，在被钳材料处能够产生的最大压力为多大？
28．小王同学设计了如图所示的滑轮组，用来拉动建筑工地上重为 200N 的物体 A。小王用40N 的拉力，使物体 A 在 2s 内沿着水平地面匀速拉动了 2m。A 在移动时受到地面的摩擦力为其所受重力的 0.4 倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）小王做功的功率；
（2）动滑轮受到的重力。
29．如图所示，两个和尚用轻质扁担来抬水，水桶和水的总质量为 20 千克。扁担在水平位置平衡时，水桶悬挂点到甲和尚肩上支撑点的距离为 0.8 米，到乙和尚肩上支撑点的距离为 1.2 米。
（1）求甲和尚对扁担的支持力。
（2）如果在水桶中多装入 5 千克水，要保持两和尚支撑点的位置及甲和尚对扁担的支持力大小不变，求水桶悬挂点应移动的距离和方向。
30．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体 M，已知被提升的物体 M 质量为 80 kg，M 的体积为 6×10 3 m 3 ，在 M 物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力 F 将物体 M 以 0.5m/s的 速度匀速提升了 10m 的高度，此过程中，拉力 F 做的功 W 随时间 t 的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求:（g=10N/kg）
（1）物体 M 的重力；
（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；
（3）滑轮组提升重物的机械效率；
（4）动滑轮的重力。
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一、选择题
1．A 解析：A
【分析】
【详解】
AB．杠杆的支点为 O，作出动力的力臂 OC，如下图 1 所示：轻质硬直杠杆不计其重力，故阻力为 G；在 B 点施加一个方向始终与杠杆成 ɑ 角度的动力 F，故动力臂
OC＝cosα×OB
保持不变，在杆从竖直位置匀速转动到水平位置的过程中，阻力臂 l 2 变化为范围为 0～OA，如图 2、3 所示：
根据杠杆的平衡条件
Fl 1 ＝Gl 2
即
F×OC＝Gl 2
动力为
F=2GlOC 因动力臂 OC 不变，阻力臂在逐渐变大，所以动力 F 始终在变大，故 A 正确，B 错误；
CD．根据以上分析，因阻力臂 l 2 变化为范围为 0～OA，当动力臂 OC 大于阻力臂时，为省力杠杆，当动力臂 OC 小于阻力臂时，为费力杠杆，故 CD 错误。
故选 A。
2．D 解析：D
【详解】
动滑轮上绳子的有效股数 n=2，由 s nh 可得，物体上升的高度：2m1m2shn ，则物体移动的速度：1m0.2m/s5shvt ，故 A 错误；所做的有用功：W Gh 有=100N×1m=100J，故 B 错误；拉力做的总功：
W Fs 总=60N×2m=120J，动滑轮的机械效率：100J100% 100% 83.3%120JWW 有总，故 C 错误；拉力 F 的功率：120J24W5sWPt 总，故 D 正确．
3．B 解析：B
【详解】
A．定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故 A 不符合题意；
B．根据杠杆的平衡条件得
1 230N 40N L L
所以1 2: 4:3 L L 时可以满足条件，故 B 符合题意；
C．如果不计机械自身重力和摩擦，动滑轮可以省一半力，此时的拉力应为 20N ，故 C 不符合题意；
D．使用滑轮组时通过承担物重绳子的段数至少为 2 段，如果不计机械自身重力和摩擦，F 最大为物重 G 的二分之一，即拉力最大为 20N ，不可能达到 30N ，故 D 不符合题意。
故选 B。
4．C 解析：C
【详解】
乙球受到的浮力
F 浮 =ρ 水 gV 排 =1.0×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×10﹣ 3 m 3 =10N
杠杆左端减小的力乘以力臂等于杠杆右端减小的力乘以力臂，所以
F 浮 ×OB=F×OA
所以
10N×（25cm﹣10cm)=F×10cm
所以 F=15N。
杠杆左端受到甲的拉力减小了 15N，甲对桌面的压力增大 15N，
所以甲对水平桌面的压强增大了，增大的值为
-4 215= =1500Pa10 10 10 mF NPS 故选 C。
5．C 解析：C
【详解】
A.匀速拉动 A 的过程中,以 A 为参照物,B 与 A 之间的位置不断发生变化,所以 B 是运动的,故A 错误;
B.由图可以知道,F 作用在动滑轮上,由动滑轮的特点可以知道,动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一,物体 A 的移动速度为 (即绳端移动速度),所以动滑轮的移动速度为,故 B 错误;
C.由图可以知道,滑轮为动滑轮,绳端拉力为 F 的一半,即 ,
则绳子拉物体 A 的功率 ,所以 C 选项是正确的;
D.测力计对 B 的拉力与 A 对 B 的摩擦力是一对平衡力,在运动过程中若将拉力 F 增大,B 物体仍然静止,因为 B 和 A 之间的摩擦力不变,所以测力计的示数不变,故 D 错误.
所以 C 选项是正确的.
【点睛】
(1)判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,被研究的物体和参照物之间如果发生位置的变化,被研究的物体是运动的,否则是静止的;
(2)由图可以知道,F 作用在动滑轮上,所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一;
(3)由图可以知道,滑轮为动滑轮,绳子拉力为 F 的一半,根据 求出绳子拉物体 A 的功率;
(4)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与拉力的大小无关,测力计对 B的拉力与 A 对 B 的摩擦力是一对平衡力,拉力增大时摩擦力不变,则弹簧测力计的示数不变.
6．D 解析：D
【分析】
把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点；由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其中心上，此时动力 F 克服的是水泥板的重力，即此时的阻力臂等于动力臂的一半；在此基础上，利用杠杆的平衡条件，即可确定 F 1 与 F 2 的大小关系。
【详解】
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，所以两图中动力臂都是阻力臂的 2倍；依据 Fl Gl 阻 动可得，
12lF G Gl 阻动，
所以，前后两次所用的力相同，即1 2F F ，故 ABC 都错误，D正确。
【点睛】
本题作为考查杠杆平衡条件应用的一道经典例题，很容易让学生在第一印象中选错，一定要仔细分析，重点记忆！
7．A 解析：A
【解析】
【分析】
（1）对滑块进行受力分析，根据光滑斜面可得，滑块不受摩擦力作用，因此滑块只受重力和支持力作用；
（2）近视眼成因：眼球晶状体的曲度过大，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的前方造成近视眼。近视矫正方法，需佩戴凹透镜。
（3）磁感线都是从北极出发回到南极；
（4）力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离。
【详解】
A、滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出后沿斜面向上运动，是因为滑块具有惯性，因为斜面光滑，所以不受摩擦力的作用，只受到竖直向下的重力和垂直于斜面向上的支持力作用，故 A错误；
B、近视眼成因：眼球晶状体的曲度过大，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的前方造成近视眼。近视矫正方法，需佩戴凹透镜。故 B 正确；
C、在磁体外部，磁感线的方向都是从 N极出发回到 S极，故 C 正确；
D、由图可知，杠杆的支点为 C，吊桥所受拉力的力臂是从 C 到拉力作用线的垂线段，故D正确。
故选：A。
8．D 解析：D
【解析】
若以 D 点为支点，则作用在 A 点的最小力应垂直杠杆斜向下，此时 DA 为动力臂，DC 为阻力臂，如下左图所示，若以 B 点为支点，则作用在 A 点的最小力应垂直杠杆斜向上，此时BA 为动力臂，BC 为阻力臂，如下右图所示．
由左图可得：1 2F DA F DC
211800N 0.4600N1.2F DC mFDA m
由右图可得：3 2F BA F BC 231800N 0.2200N1.8F BC mFBA m
F 3 <F 1
故本题选 D．
【点睛】要克服思维定式，不能只想到以 D 点为支点，动力方向垂直杠杆斜向下，把另外一种情况遗漏．
9．C 解析：C
【解析】
试题分析：利用杠杆平衡条件分析，当阻力和阻力臂不变时，如果动力臂不变，只改动用力方向，其动力不变，据此分析解答．
解：设拉力的力臂为 L，则由题意可知，当杠杆在水平位置平衡时：G×OD=F×L
由此可得：F=
因为 G，OD 不变，OD=L=r，故 F=G，由于 F 1 、F 2 、F 3 的力臂都为圆的半径，相等，故F 1 =F 2 =F 3 =G
故选：C
【点评】此题主要考查学生对于杠杆平衡问题的分析能力，此题关键是力臂的确定．
10．B 解析：B
【解析】
（1）不计绳重及摩擦，拉力做的功分别为：1 1 1 1 1122W Fs G G h G G h 物 轮 物 轮（ ）
（ ）
，2 2 2 2 2133W F s G G h G G h物 轮 物 轮（ ）
（ ）
，
因为 h 1 ＜ h 2 ，
所以 W 1 ＜ W 2 ，故①错；
（2）动滑轮重相同，提升的物体重相同，
不计绳重及摩擦，由( )W Gh GW G G h G G 有用总 轮 轮可知滑轮组的机械效率相同，故②正确；
（3）不计绳重及摩擦，
拉力1F G Gn 物 轮（ ）
，n 1 =2，n 2 =3，
绳子受的拉力分别为：112F G G 物 轮（ ）
，213F G G 物 轮（ ）
，
所以 F 1 ＞ F 2 ，使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，故③正确；
（4）因为 W 1 ＜ W 2 ，且做功时间相同，由WPt 可知， P 1 ＜ P 2 ，故④错．
综上分析，②③说法都正确，正确的有两个．
故选 B．
二、填空题
11．0.2
2：3
【详解】
第一空．根据题意知道，当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为 3kg，所以，水受到的重力是：
G 水＝m 水 g＝3kg×10N/kg＝30N； 第二空．由图乙知道， 解析：0.2
2：3
【详解】
第一空．根据题意知道，当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为 3kg，所以，水受到的重力是：
G 水 ＝m 水 g＝3kg×10N/kg＝30N；
第二空．由图乙知道，水箱中没有水时（m＝0），压力传感器受到的拉力 F 0 ＝6N，由杠杆的平衡条件 F 1 L 1 ＝F 2 L 2 知道，
F 0 •OA＝G M •OB，
所以，
016N=2N3MOAG FOB
即物体 M 的质量是：
2N0.2kg10N/kgMMGmg ；
第三空．设 M 的底面积为 S，压力传感器示数为 0 时 M 浸入水中的深度为 h 1 ，M 的高度为 h，当压力传感器的压力为零时，M 受到的浮力等于 M 的重力 2N，
由阿基米德原理知道：
ρ 水 gSh 1 ＝2N﹣﹣﹣﹣﹣①
由图乙知道，当 M 完全浸没时，压力传感器的示数为 24N，
由杠杆的平衡条件知道，F A •OA＝F B •OB，
所以，
124N 8N3B AOAF FOB ，
M 受到竖直向上的浮力．竖直向下的重力和杆的作用力，则此时 M 受到的浮力是：
F 浮 ＝G M +F B ＝2N+8N＝10N，
由阿基米德原理可知，
ρ 水 gSh＝10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②解得：
h＝5h 1 ，
由图乙知道，加水 1kg 时水面达到 M 的下表面（此时浮力为 0），加水 2kg 时 M 刚好浸没（此时浮力为 10N），该过程中增加水的质量为 1kg，浮力增大了 10N，所以，每加 0.1kg水，物体 M 受到的浮力增加 1N，当向水箱中加入质量为 1.1kg 的水时，受到的浮力为1N，B 点受到的向上的力是：
F B ′＝G M ﹣F 浮 ′＝2N﹣1N＝1N，
由杠杆的平衡条件知道，
3 1N 3NBOBF FOA ，
当力传感器的示数大小变为 4F 时，B 点受到的向下的力是 ：
14 4 3N=4N3BOAF FOB ，
此时 M 受到的浮力是：
F 浮 ″＝G M +F B ″＝2N+4N＝6N，
再次注入水的质量是：
6N1kg 0.1kg 0.5kg10Nm 水 ＝﹣ ＝
，
当向水箱中加入质量为 1.1kg 的水时，水箱对水平面的压力：
F 1 ＝（m 水箱 +m 水 +m M ）g﹣F B ′＝（0.8kg+1.1kg+0.2kg）×10N/kg﹣1N＝20N，
继续向水箱中加水，当力传感器的示数大小变为 4F 时，水箱对水平面的压力：
F 2 ＝（m 水箱 +m 水 +m M +m 水 ′）g+F B ″＝（0.8kg+1.1kg+0.2kg+0.5kg）×10N/kg+4N＝30N，
所以，两种情况下水箱对水平面的压强之比为：
11 122 220N 2=30N 3FS P FFP FS 水箱水箱 ．
12．费力
1×103
【详解】
[1][2]因为 OB∶AB=2∶1，所以 OB∶OA=OB∶(OB+AB)=2∶(2+1)=2∶3 由杠杆平衡条件可得
即
因为 F>G，所以此杠杆为费力 解析：费力
1×10 3
【详解】
[1][2]因为 OB∶AB=2∶1，所以
OB∶OA=OB∶(OB+AB)=2∶(2+1)=2∶3
由杠杆平衡条件可得
= F OB G OA
即
60N 390N2G OAFOB
因为 F>G，所以此杠杆为费力杠杆。
[3]当浸入水中平衡时，拉力为 60N，此时由杠杆平衡条件可得
- F OB G F OA 浮 即
60N 2- 60N- 20N3F OBF GOA 浮 又由阿基米德原理可得
-3 33 320N= =2 10 m1.0 10 kg/m 10N/kgFVg 浮排水 浸入水中深度为
-3 3-4 22 10 m= =0.1m200 10 mVhS排 故，下表面受到水的压强为
3 3 3=1.0 10 kg/m 10N/kg 0.1m=1.0 10 Pa p gh 水 13．A
25
【详解】
[1]由图可知，A 滑轮是定滑轮，所以滑轮 A 是等臂杠杆。
[2]滑轮 B 是动滑轮,省一半力,所以 F2 的大小为 25N。
解析：A
25
【详解】
[1]由图可知，A 滑轮是定滑轮，所以滑轮 A 是等臂杠杆。
[2]滑轮 B 是动滑轮,省一半力,所以 F 2 的大小为 25N。
14．减小
增大
减小
【详解】
[1][2]物体 m 受重力、支持力和静摩擦力；由平衡条件得：支持力 N=mgcos
①，静摩擦力 f=mgsin
②，在平板绕接地点转动过程中，角逐渐增 解析：减小
增大
减小
【详解】
[1][2]物体 m 受重力、支持力和静摩擦力；由平衡条件得：支持力 N=mgcos
①，静摩擦力 f=mgsin
②，在平板绕接地点转动过程中，角 逐渐增大，则支持力 N 减小，由牛顿第三定律可知，物体 m 对平板的压力 N′=N=mgcos 减小，摩擦力 f=mgsin 增大；
[3]设 m 到接地点的距离为 l，支持力的力臂等于 l，对物体和平板整体而言，总重力要使板顺时针转动，拉力要使板逆时针转动，根据力矩平衡条件，有
F•Lcos =MgL2cos +mglcos
③
其中：L 为板长，则 F 的力矩：
MF=F•Lcos =MgL2cos +mglcos
可见，随着 的增大，cos 减小，MgL2cos +mglcos 减小，则 MF 减小，即 F 对 O 点的力矩将减小．
15．475 【解析】
【详解】
解:读图可知 G 人+GB+G 木=900N,这都由最上面的滑轮承担,而且左右拉力相等.因此,上面滑轮右侧的拉力为 450N,减去下面滑轮 B 的自重 200N，等于 250N。这又由两 解析：475
【解析】
【详解】
解:读图可知 G 人 +G B +G 木 =900N,这都由最上面的滑轮承担,而且左右拉力相等.因此,上面滑轮右侧的拉力为 450N,减去下面滑轮 B 的自重 200N，等于 250N。这又由两段绳子平均分担,因此,人手处的拉力为 F 1 =125N.于是得出,人对木板的压力 F=G-F 1 =475N.
【点睛】
读图可知,整个装置的全部物重都由上面的一只滑轮承担,右侧的拉力则又由第二只滑轮分担.因为整个装置保持静止,所以每只滑轮两侧的力都是相等的。
16．2189 【解析】
活塞的面积：
， 燃气对活塞的平均压力：
； 一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
； 曲轴每转两圈对外做功一次，所以 1min 转动 1500 周，要做功 750 次， ， ． 解析：2189
【解析】
活塞的面积：
2 3 2 3 213.14 65 10 m 3.32 10 m2S r ﹣ ﹣（ ）
，
燃气对活塞的平均压力：
5 3 29.59 10 Pa 3.32 10 m 3184N F ps﹣ ；
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
3184N 0.055m 175.12J W FS ；
曲轴每转两圈对外做功一次，所以 1min 转动 1500 周，要做功 750 次，
750 175.12J 750 131340J W W 总，
131340J2189W60sWPt 总．
17．40
甲
【解析】
根据杠杆平衡条件可得：G×OBF 甲×OA，由题知，OA2OB，则 F 甲
10N，如图乙,根据杠杆平衡条件可得：G×OAF 乙×OB，由题知，OA=2OB，则 F 乙 2× 解析：40
甲
【解析】
根据杠杆平衡条件可得：G×OB F 甲×OA，由题知，OA 2OB，则 F 甲G OBOA
G OB2OB
202 2G N 10N，如图乙,根据杠杆平衡条件可得：G×OA F 乙 ×OB，由题知，OA=2OB，则 F 乙0G OAB
22GG OBOB 2×20N 40N，(2)图甲中，动力臂 OA大于阻力臂 OB，属于省力杠杆；图乙中，动力臂 OB 小于阻力臂 OA，属于费力杠杆．
点睛：（1）根据杠杆平衡条件求解 F 甲和 F 乙的大小；（2）杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力．
18．875% 【解析】
（1）由题意可知，木块受到的摩擦力：
f=0.1G=0.1×90N=9N， 木块克服摩擦所做的功：
W 有=fs 物=9N×0.2m=1.8J； （2）由图可知，n=3，则绳端移动的 解析：875%
【解析】
（1）由题意可知，木块受到的摩擦力：
f =0.1 G =0.1×90N=9N，
木块克服摩擦所做的功：
W 有 = fs 物 =9N×0.2m=1.8J；
（2）由图可知， n =3，则绳端移动的距离：
s 绳 = ns 物 =3×0.2m=0.6m，
拉力做的总功：
W 总 = Fs 绳 =4N×0.6m=2.4J，
滑轮组的机械效率：
．
故答案为：1.8；75．
19．80%
1150
【详解】
（1）由图可知 s=2h 则滑轮组的机械效率
（2）在不计摩擦与绳重时
所以 GM=2F-GT=125N×2-200N=50N 因为人站在地面施加的最 解析：80%
1150
【详解】
（1）由图可知
s=2h
则滑轮组的机械效率
200N80%2 2 125N 2uW Gh Gh GW Fs F h F （2）在不计摩擦与绳重时
1( )2T MF G G
所以
G M =2F-G T =125N×2-200N=50N
因为人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力，所以最大拉力为
F′=600N
根据1( )2T MF G G 得
最大物重为
G T ′=2F′-G M =2×600N-50N=1150N
20．3:2
1:1
【详解】
[1]不计绳重及摩擦时，根据力的平衡可知
由图知，n甲＝2、n乙＝3，所以绳端的拉力分别为
则甲乙拉力之比为
[2]不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升 解析：3:2
1:1
【详解】
[1]不计绳重及摩擦时，根据力的平衡可知
nF G G 物 动
由图知，n 甲 ＝2、n 乙 ＝3，所以绳端的拉力分别为
2G GF物 动甲 3G GF物 动乙 则甲乙拉力之比为
3 32 2G G FF G G 甲 物 动乙 物 动 [2]不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由 W 额 ＝G 动 h、W 有 ＝G 物h 可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，由
100%WW 有用总可知，两滑轮组的机械效率相同，即甲、乙的机械效率之比为
η 甲 ：η 乙 ＝1：1
三、实验题
21．水平
左
动力×动力臂=阻力×阻力臂或 F 1 L 1 =F 2 L 2
右端下沉
增大
减小
【详解】
(1)[1][2]如图甲所示，杠杆右端下沉，左端上翘，应该将左端的平衡螺母向左调，使杠杆重新在水平位置平衡。
(2)[3]如图乙所示，假设一个钩码重力为 G，横杆上一小格为 L，调节平衡后，在杠杆两侧挂不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置再次平衡，并记录相关数据。得到
左边= F 2 L 2 =3G×2L=6GL
右边= F 1 L 1 =2G×3L=6GL
左边等于右边，改变钩码的数量及位置多次实验，左边依然等于右边，小明据此得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂或 F 1 L 1 =F 2 L 2
[4]如图乙所示，A、B 两点分别增加一个钩码，则
4 2 8 G L GL 左边
3 3 9 G L GL 右边
各自增加一个钩码后，右边大于左边，所以杠杆右端下沉。
(3)[5][6]如图丙所示，A 点钩码数量不变，钩码对杠杆施加的拉力方向不变，现在将 B 点的弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，则弹簧测力计拉力的力臂减小，为使杠杆始终保持水平平衡，根据杠杆的平衡条件可知，则弹簧测力计拉力增大，即弹簧测力计的示数将逐渐增大。
22．乙
越低
83.3%
越高
【详解】
(1)[1]实验 2 中，20.4m s ，20.1m h ，所以
2220.4m=40.1msnh 所以实验 2 是用乙图做的实验。
(2)[2]实验 1 中，10.3m s ，10.1m h ，所以
1110.3m=30.1msnh 所以实验 1 是用甲图做的实验，由表中第 1 次实验和第 2 次实验的数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多即动滑轮的质量越大，滑轮组的机械效率越低。
(3)[3]由表中第 2 次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的 4 倍，第三次实验使用同样的装置，则第 3 次实验绳端移动距离
4 4 0.1m=0.4m s h
机械效率
6N 0.1m= 100% 83.3%1.8N 0.4mW GhW Fs 有用总 (4)[4]比较第 2、3 次实验数据可得出结论：用同一个滑轮组装置提升重物，所提物体越重，机械效率越高。
23．右
便于测量力臂
4
变小
见解析
【详解】
(1)[1]杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节。
[2]杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂。
(2)[3]一个钩码的重力为 G，设杠杆一个小格代表 L，根据杠杆平衡条件1 1 2 2Fl Fl 可得
3 4 3 G L nG L
解得
4 n
故应挂 4 个钩码。
(3)[4][5]将弹簧测力计从 C 位置移到 D 位置弹簧测力计示数变小，这是因为在 C 位置处，是由弹簧测力计拉力竖直方向上的分力提供动力，而到了 D 位置，弹簧测力计的拉力全部提供动力，故需要一个较小的力，故示数变小。
24．74.1%
动滑轮自身重力
无关
低
【详解】
(1)[1][2]由 s ＝ nh 可得
0.9m30.3msnh
而图乙中提升物体绳子条数为 3，故选择装置 3；第 4 次实验的机械效率为
0.6J100% 74.1%0.81JWW 有用总 (2)[3]读图可知，第 2 次实验中滑轮为动滑轮，因此，由于动滑轮自身重力的存在，使额外功增加，机械效率降低。
(3)[4]分析第 3、4 次实验的数据可知，两次实验提起钩码重相同，钩码和弹簧测力计上升高度不同，但机械效率相同，所以可得结论为：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
(4)[5]实验 3、5 中，提升钩码重相同，动滑轮的重力不同，动滑轮的重力越大，机械效率越低，因此可得出：在被提升的重物一定时，所用滑轮组的动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
25．9%
2.2
30
匀速
增大被提升物体的重力
动滑轮重力
0.4
【详解】
(1)[1]由表中实验数据可知，第 2 次实验时，滑轮组效率，
2 222 24N 0.05m100% 100% 100% 88.9%1.5N 0.15mW G hW F s 有总
[2]由图示测力计可知，其分度值为 0.2N，示数为 2.2N。
[3]由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子股数 n 为 3，测力计移动距离
s=3h=3×10cm=30cm
(2)[4]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。
(3)[5]由表中实验数据可知，使用同一滑轮组，提升钩码重力越大，滑轮组效率越高，由此可知，增大被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率。
(4)[6]动滑轮重力、摩擦都可以影响滑轮组的效率。
(5)[7]若不考虑绳重及摩擦，根据
1F GnG 动（ ）
可得，动滑轮的重
3 0.8N 2N 0.4N G nF G 动 四、计算题
26．(1) 7.2×10 3 N；(2) 9×10 3 N；(3)0.5m/s，75%
【详解】
(1)实心物体 A 的重力
G=mg=ρVg=0.8×10 3 kg/m 3 ×0.9m 3 ×10N/kg=7.2×10 3 N
(2)A 浸没在水中时，V 排 =V=0.9m 3 ，此时 A 受到的浮力
F 浮 =ρ 水 gV 排 =1.0×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×0.9m 3 =9×10 3 N
(3)由题意知，电动机工作的功率保持不变，据 P=Fv 知，当电动机拉绳子的力越大，即动滑轮对绳子的拉力越大，A 的速度越小。而 A 在竖直方向受到向上的浮力与向下的重力和拉力作用，当浮力最大时，拉力最大，此时速度最小。
物体 A 浸没在水中所受的浮力最大，此时动滑轮对 A 的最大拉力
F 拉 =F 浮 -G=9×10 3 N-7.2×10 3 N=1.8×10 3 N
据滑轮组的特点得，电动机对绳子的拉力
3(1.18 10 N 600N) 801( + )3 30N F F G 拉 动 绳子端的最小速度
310 W 1.21.5m/s800NPvF 则 A 向下运动的最小速度
min1.5m/s 0.5m/1 13s3v v
当动滑轮对 A 的拉力最大时，所作的有用功最大，则此时的机械效率最大，最大机械效率
31.875%310 N8 3 3 00NF h F h FFs F h F 拉 拉 拉 答：(1)A 的重力为 7.2×10 3 N；
(2)A 浸没在水中受到的浮力为 9×10 3 N；
(3)A 向下运动的最小速度是 0.5m/s，A 向下运动过程中滑轮组机械效率的最大值是 75%。
27．62×10 4 N
【详解】
大力钳工作时，相当于杠杆组合，其中 ABC、CDE 以及对应的下半部分分别为杠杆，假设力的方向沿竖直方向，则杠杆 CDE 可模型化为图 2 的情况，其中 D 为支点。根据杠杆平衡条件，可得
F 1 L 1 =F 2 L 2
由题意可知，F 1 =900N，L 1 =12cm，L 2 =2cm，代入上式解得
F 2 =5.4×10 3 N
同理，杠杆 ABC 可模型化为图 3 的情况，其中 B 为支点，根据杠杆平衡条件，可得
F 3 L 3 =F 4 L 4
由题意可知，F 3 = F 2 =5.4×10 3 N，L 3 =4.5cm，L 4 =1.5cm，代入上式解得
F 4 =1.62×10 4 N
28．（1）120W；（2）40N
【分析】
本题考查动滑轮的特点及功率的计算。
【详解】
(1)由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离
3 2m 6m s ns 物 物体 A 在运动过程中，小王做的功
40N 6m 240J W Fs
小明做功的功率
240J120W2sWPt
(2)物体 A 所受摩擦力
A0.4 0.4 200N 80NfF G 不计绳重及机械的摩擦，由
1( )fF G Fn 动
得
3 40N 80N 40NfG nF F 动 答：(1)小王做功的功率是 120W；
(2)动滑轮受到的重力是 40N。
29．（1）120N；（2）把桶悬挂点向靠近乙的方向移动，移动的距离为0.24m。
【解析】
【详解】
（1）．水桶和水的总重力：G=mg=20kg×10N/kg=200N，
以乙和尚肩为支点，设 1.2m+0.8m=2m L 甲，水桶到乙和尚肩膀支撑点的距离，1.2m L 桶，根据杠杆平衡条件1 1 2 2Fl Fl 得：
FL G L 甲 桶 ；代入数据，解得：
甲和尚对扁担的支持力为：
200N 1.2m=120N2mG LFL 桶甲 （2）．在水桶中多装入 5 千克水，则总重力：120kg+5kg 10N/kg=250N G （ ）
轻质扁担的长度 1.2m+0.8m=2m L 总 以乙和尚肩为支点，水桶悬挂点到乙的距离为 L 乙 ，甲和尚对扁担的支持力大小不变即F=120N，
根据杠杆平衡条件1 1 2 2Fl Fl 得：
F L G L 甲 乙 总；代入数据，解得：
120N 2m= =0.96m250NF LLG 甲乙总 即水桶悬挂点距乙和尚肩上支撑点的距离为 0.96m，对比可得：在水桶中多装入 5kg 水后，要保持两和尚支撑点的位置及甲和尚对扁担的支持力大小不变，则应把桶悬挂点向靠近乙的方向移动，移动的距离为 1.2m-0.96m=0.24m。
30．（1）800 N；（2）740N； （3）92.5%；（4）60N。
【解析】
【详解】
（1）．物体 M 的重力：G 物 =mg=80kg×10N/kg=800N；
（2）．由于物体未露出水面,完全浸没在水中,所以 V 排 =V 物
F 浮 =ρ 水 gV 排 =ρ 水 gV 物 =1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×6×10 −3 m 3 =60N，
当物体在水里匀速上升时受三个力的作用,物体的重力、浮力和绳子的拉力,处于三力平衡,即 F 绳 =G 物 −F 浮
则 F 绳 =G 物 −F 浮 =800N−60N=740N；
（3）．由 v=st得，
物体运动的时间：
t=sv=10m0.5m /s =20s，
根据图乙可知，此时绳自由端拉力 F 做的总功是 8000J，
W 有用 =F 绳 ×h 物 =740N×10m=7400J，
滑轮组提升重物的机械效率：
η=WW有用总 ×100%=7400J8000J×100%=92.5%；
（4）．由图甲可知，n=2，
滑轮组提升重物的总功：W 总 =Fs=F×2h 物 :
则：F=2Wh总物 =8000J2 10m =400N，
因为匀速提升，对滑轮组受力分析，
则由 F=1n(F 绳 +G 动 )可得,
G 轮 =2F−F 绳 =2×400N−740N=60N.
答：（1）．物体 M 的重力为 800N；
（2）．动滑轮下端挂钩上的绳子拉力为 740N；
（3）．滑轮组提升重物的机械效率为 92.5%；
（4）．动滑轮的重力为 60N.