初中物理苏科版九年级全册第十一章 简单机械和功综合与测试公开课ppt课件

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第十一章 简单机械和功 单元测试（能力提升）

一、单选题
1．（2021·江苏苏州市·九年级开学考试）如图所示，粗糙的斜面上，木块在沿斜面向上的拉力作用下，匀速向上移动了一段距离，对此有下列几种说法：

①木块所受的重力做了功 ②木块所受的拉力做了功
③木块所受的支持力做了功 ④木块所受的摩擦力做了功；其中说法正确的是（　　）
A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④
【答案】A
【解析】
①重力方向竖直向下，物体在竖直方向上有距离，则重力做负功；②拉力斜向上，物体斜向上运动，则拉力做了功；③木块所受支持力垂直于斜面，与运动方向垂直，则支持力不做功；④摩擦力沿斜面向下，与物体运动方向相反，做负功。
故选A。
2．（2019·江苏九年级课时练习）如图所示是一个指甲刀的示意图；它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是

A．三个杠杆都是省力杠杆
B．三个杠杆都是费力杠杆
C．ABC是省力杠杆，OBD．OED是费力杠杆
D．ABC是费力杠杆，OBD．OED是省力杠杆
【答案】C
【分析】
杠杆可分为：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，可以从动力臂和阻力臂的大小关系进行判断，当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆．
【解析】
指甲剪可以看成是由一个撬棒和一个镊子组成：
①撬棒是ABC，以B为支点，动力作用在A上，阻力作用在C上，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
②镊子是由OBD和OED两个杠杆组成，支点O点，动力作用在E点，阻力作用在D点．使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．故选C．
3．（2020·江苏无锡市·九年级月考）质量为45kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图象可估算出该同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为（g取10N/kg）（　　）

A．45 W
B．135 W
C．169 W
D．270 W
【答案】B
【解析】
根据同学的重为

三分之一秒完成一次跳绳，故1s内跳绳次数为180次，
由图得每次跳绳重心上升高度为0.1m，1分钟做功

功率为

选B。
4．（2021·江苏常州市·九年级零模）如图所示为究杠杆平衡条件的实验装置，若每个码重0.5N，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断中正确的是（　　）

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0.5N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可省力
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
【答案】D
【解析】
A．每个钩码重力为0.5N，设每个小格长度为L，则支点左侧力与力臂的乘积为
1N×3L=3N×L
在A点挂4个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为
2N×2L=4N×L＞3N×L
杠杆不能平衡，故A错误；
B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，杠杆右侧力与力臂的积为
0.5N×5L=2.5N×L＜3N×L
杠杆不能平衡，故B错误；
C．用弹簧测力计在B点竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知
1N×3L=F×5L
最小拉力为0.6N，为省力杠杆；根据杠杆平衡条件知，当力的方向改变，力臂为3L时，拉力为1N，为等臂杠杆；当改变用力方向，使力臂小于3L时，拉力要大于1N，杠杆才能平衡，要费力，故C错误；
D．用弹簧测力计在A点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知
1N×3L=F×2L
最小拉力为1.5N；当力的方向改变时，力臂减小，无论如何改变用力方向力都要大于1.5N，都要费力，故D正确。
故选D。
5．（2020·江阴市长泾第二中学九年级月考）如图所示，质地均匀的圆柱体，在拉力F的作用下，由实线位置匀速转到虚线所示位置，整个过程中，拉力F始终作用于A点且与OA保持垂直（OA为圆柱体横截面的直径），圆柱体在转动过程中不打滑。则下列分析正确的是（　　）

A．拉力F逐渐变小
B．由于拉力F的力臂始终保持最长，拉力F始终保持最小值不变
C．拉力F逐渐变大
D．条件不足，无法判断
【答案】A
【解析】
由题意可知，拉力F始终与OA垂直，也就是动臂的大小是不变的；由图示可知，在转动过程中，阻力也就是重力的力臂是越来越小的，重力大小不变，所以阻力与阻力臂的乘积是越来越小的，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的大小也应是越来越小的，而动力臂大小不变，所以动力会越来越小，故应选A。
6．（2017·江苏盐城市·景山中学九年级期末）汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0。t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v．已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示，则（ ）

A．V＝1/2V0 B．ｔ1至ｔ2时间段内汽车做加速运动
C．Ｆ０＝1/2ｆ D．ｔ2时刻后，汽车将保持功率Ｐ0行驶
【答案】A
【解析】由题知，t1时刻以前，汽车以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，则有P0=F0v0………①
t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，在该瞬间汽车的速度不变（仍为v0），牵引力F0减小为，所以………………..②
由①②可得，.
AD．由题，t1时刻后汽车的功率保持恒定，由前面分析可知，汽车的功率将保持不变，故D错误；
到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，由图可知，汽车再次做匀速直线运动时的牵引力与开始时做匀速直线运动的牵引力大小相等，均为F0.
根据P=Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度：，故A正确；
B．由图可知，t1到t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P=Fv可知，汽车行驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故B错误；
C．汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F0=f，故C错误。
7．（2017·南通市通州区实验中学九年级月考）如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为285N的水泥桶，动滑轮重为15N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中，水泥桶上升的高度h随时间t变化的关系如图所示。由此可知（　　）

A．水泥桶匀速上升的速度为3m/s
B．0～10s内建筑工人对绳的拉力做的功为600J
C．0～8s内建筑工人对水泥桶做的功为684J
D．建筑工人对绳的拉力的功率为30W
【答案】C
【解析】解答：A. 由图知水泥桶在10s内上升了3m，水泥桶匀速上升的速度：v＝＝0.3m/s，故A错；B. 由图知0∼10s内水泥桶上升的高度h1＝3m,拉力端移动的距离s＝3h1＝3×3m＝9m，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，则F＝ (G动+G物)＝ (285N+15N)＝100N，拉力做的功：W＝Fs＝100N×9m＝900J，故B错误；C. 在0∼8s内水泥桶上升的高度h2＝vt＝0.3m/s×8s＝2.4m，建筑工人对水泥桶做的功：W＝Gh2＝285N×2.4m＝684J，故C正确；D. 拉力端移动的速度：v′＝3v＝3×0.3m/s＝0.9m/s，建筑工人对绳的拉力的功率：P＝Fv′＝100N×0.9m/s＝90W，故D错。故选C.
8．（2017·江苏镇江市·九年级一模）如图所示，物体A重120N，物体B重10N，此时A恰能沿着水平桌面以0.2m/s向右做匀速直线运动，则下列选项正确的是（不计摩擦、绳重及滑轮重）（　　）

A．物体B匀速下降的速度是0.1m/s
B．10s内，动滑轮对物体A向右运动的拉力做功40J
C．物体B在匀速下降时，拉B绳的拉力功率为2W
D．物体A向右做匀速直线运动与桌面之间的摩擦力为10N
【答案】B
【解析】
A、由图得：有两段绳子拉着物体A运动，故B物体下滑的速度为．此选项错误；
B、不计摩擦、绳重及滑轮重的情况下，动滑轮对A的拉力：，10s内A移动的距离：，
则拉力做功：，故B正确；
C、物体B在匀速下降时，拉B的绳的拉力等于B的重力为10N，
功率为：，故C错误；
D、根据二力平衡条件，匀速运动时拉力等于摩擦力等于F为20N，故D错误；
故选B．
点睛：计算滑轮组的相关问题，重要的是看清楚两个力和两个距离（或两个速度），并且要对应好．
9．（2019·镇江实验学校九年级月考）如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m1，m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知l1>l2，扁担和筐的重力不计，若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl，则（　　）


A．扁担依然在水平位置平衡
B．扁担右端向下倾斜
C．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2-m1）
D．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2-m1）
【答案】C
【解析】
AB．原来平衡时
m1gl1=m2gl2
已知
l1＞l2
所以
m1＜m2
设移动相同的距离l，则左边
m1g(l1-Δl)=m1gl1-m1gΔl
右边
m2g(l2-Δl)=m2gl1-m2gΔl
因为
m1＜m2
所以
m1Δlg＜m2Δlg
m1(l1-Δl)g＞m2(l2-Δl)g
则杠杆的左端向下倾斜，故AB错误；
CD．因为
m1(l1-Δl)g＞m2(l2-Δl)g
往右边加入货物后杠杆平衡即
m1(l1-Δl)g=( m2+m)g(l2-Δl))
m1gl1=m2gl2
m=(m2-m1)
故C正确，D错误。
故选C。
10．（2021·江苏苏州市振华中学校九年级二模）为了将放置在水平地面上、重的重物提升到高处。小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。则下列选项正确的是（　　）

A．在0~1s内，重物对地面的压强p为200Pa
B．在1~2s内，拉力F做的功W为375J
C．在2~3s内，拉力F的功率P为300W
D．在2~3s内，滑轮组的机械效率保留两位有效数字后为53%
【答案】C
【解析】
A．观察图丙可知，在0~1s内，重物的速度为零，则重物处于静止状态，平衡状态，受力平衡，以重物和动滑轮为一个整体，进行受力分析，它们受到自身的重力作用、地面对重物向上的支持力作用、三条绳子对动滑轮的拉力作用，而从图乙可知，0~1s时，拉力的大小是30N，则可得

要想知道支持力的大小，需要求出动滑轮的重力；再观察下图丙，1~2s时，重物的速度在不断变大，不是匀速运动，2~3s时，重物的速度保持不变，则是匀速运动，处于平衡状态，受力平衡，这时重物也离开了地面，地面对它不存在支持力，以重物和动滑轮为一个整体，进行受力分析，它们受到自身的重力作用、三条绳子对动滑轮的拉力作用，而从图乙可知，2~3s时，拉力的大小是40N，三条绳子托着动滑轮，则可得到

可解得；由上述式子可知

力的作用是相互的，地面对重物的支持力大小等于重物对地面的压力大小，则0~1s内重物对地面的压力大小

重物与地面的接触面积，根据压强公式可知，在0~1s内，重物对地面的压强

在0~1s内，重物对地面的压强是600Pa，故A错误；
B．从图丁可以看到，在1~2s内，重物上升的高度为1.25m，三条绳子托着动滑轮，则拉力绳端移动的距离

再观察图乙，在1~2s内，拉力大小是50N，根据可知，拉力F做的功

在1~2s内，拉力F做的功为187.5J，故B错误；
C．从图乙可以看到，在2~3s内，拉力F的大小是40N，再从图丙可以看到，在2~3s内，重物速度大小是2.5m/s，速度大小不变，是匀速运动，则拉力绳端速度

根据可知，在2~3s内，拉力F的功率

在2~3s内，拉力F的功率是300W，故C正确；
D．从图丁可以看到，在2~3s内，重物上升的高度

重物的重力是100N，则在2~3s内，滑轮组做的有用功

滑轮组做的有用功是250J；从图乙可以看到，在2~3s内，拉力的大小是40N，这段时间重物上升的高度是2.5m，从图甲可以看到，三条绳子托着动滑轮，则拉力绳端移动的距离

滑轮组做的总功

在2~3s内，滑轮组的机械效率

即在2~3s内，滑轮组的机械效率保留两位有效数字后为83%，故D错误。
故选C。
11．（2019·江苏苏州市·）如图，每个滑轮质量相同，重为G的物体，在拉力的作用下匀速上升，已知乙滑轮组的效率为η，不计摩擦、绳重和木板重，下列说法不正确是（　　）

A．两滑轮组的机械效率可能相等
B．F1一定大于F2
C．每个滑轮重
D．甲、乙将重物提升相同的高度时，拉力的功率可能相等
【答案】A
【解析】
由图可知，n1=2，n2=4，由受力分析可知


即


则

则两滑轮组的机械效率为


可知当动滑轮重量不可忽略时，二者机械效率为

则动滑轮的重量为

甲、乙将重物提升相同的高度时，拉力的功率分别为


若二者相等时

则

此时拉力的功率相等；故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
12．（2021·江苏九年级专题练习）现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是（　　）

A．若La＜Lb＜L，则La＜Lx＜成立 B．若La＜Lb＜L，则Lx＞成立
C．若Lb＜La，＜Lx＜La成立 D．若Lb＜La，则Lx＜成立
【答案】A
【解析】
由题意可知，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La：
AB．如下图所示，若La＜Lb＜L，用铝条b替换铝条a就相当于在铝条a左侧放了一段长为Lb﹣La、重为Gb﹣Ga的铝条

这一段铝条的重心距B端的长度为

而铁条AB和铝条a组成的整体的重心在支架原来的位置，距B端的长度为La，要使铁条AB水平平衡，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，支架O应移到上述两个重心之间，即
La＜Lx＜
故A正确、B错误；
C．如下图所示，若Lb＜La，用铝条b替换铝条a就相当于从铝条a左侧截掉一段长为La﹣Lb、重为Ga﹣Gb的铝条

也相当于距B端

处施加一个竖直向上的力，其大小等于Ga﹣Gb，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，要使铁条AB水平平衡，支架O应向A端移动，则Lx＞La，故C错误；
D．由Lb＜La可知
Lx＞La＝＞
故D错误。
故选A。


二、填空题
13．（2020·苏州市吴江区北厍中学九年级一模）如图所示，用拉力F1拉着物体向右以v1速度在水平地面上匀速运动了s1，拉力F1所做的功为W1，功率为P1；若用拉力F2拉着物体以v2的速度在同一水平地面上匀速运动了s2，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，已知v1：v2=1：2，s1：s2=1：1，则W1___________W2（选填“>”“<”或“=”）， P1：P2=___________。

【答案】= 1：2
【解析】
[1]由题可知，同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动，则物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此两次物体受到的滑动摩擦力不变；又因为物体在水平地面上匀速运动，根据二力平衡条件可知拉力等于摩擦力，即

根据W=Fs，因为s1=s2，所以W1=W2。
[2]根据P=Fv，因为

所以

14．（2015·江苏无锡市·九年级期中）现有24包大米，总质量为120kg．小明想尽快将它们搬上l0m高处的库房，如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像，由图可知他可以提供的最大功率为______W；为了尽可能快地将大米搬上库房，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间_______s．（若每次下楼时间是上楼时间的一半）

【答案】50 360
【解析】
试题分析：由图示可知，曲线的最高点就是最大的功率为50W；24 包大米，总质量为120kg，每包大米的质量是5kg，由于搬动物体所需要做的总功是一定的，要尽快完成搬运工作，要求人始终在最大功率（输出）状态下工作，每次应搬动质量15kg 的物体，即3 包大米；每次搬运的大米的重力G=mg=15kg×10N/kg=150N；重力做的功W=Gh=150N×10m=1500J，则每次上楼所用的时间t=W/P=1500J/50W=30s，每次下楼所用的时间是15s，则一个来回需要的时间是30s+15s=45s，搬24包大米需要8 个来回，所以所用是时间一共是45s×8=360s．
考点：功和功率的计算
15．（2021·江苏无锡市·九年级期末）如图所示，用大小为500N的拉力F通过滑轮组，将重为800N的物体在5秒内匀速提升高度10cm。

(1)有用功是___________J，拉力做功的功率是___________W，滑轮组的机械效率是___________%。
(2)若要求出动滑轮的重力，需增加的条件是___________。
(3)在以下方法中，能提高该滑轮组的机械效率的是___________。（填序号）
①增大物体提升高度 ②增加物体的重力
③增大匀速拉绳的速度 ④改变绕绳方式
【答案】80 20 80 不计绳重和摩擦 ②
【解析】
(1)[1]有题意可的，有用功是

[2]拉力的做功

[3]轮组的机械效率是

(2)[4]若要求出动滑轮的重力，则需要忽略克服摩擦力做功，和克服绳子做功。即不计绳重和摩擦。可求出动滑轮重。
(3)[5]提高该滑轮组的机械效率的方法有：增加有用功减小额外功。
由公式可得

①增加重物提升高度的时候，绳端被拉升的距离也变长了,所以不能提高机械效率。故①不符合题意；
②增加物体的重力，在动滑轮、摩擦不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功增加了，所以机械效率就提高了，故②符合题意；
③增大提升物体的速度，不能提高机械效率，故③不符合题意；
④改变绳子的缠绕方法，对重物被拉升没有影响，即对有用功没影响；对动滑轮的拉升、动滑轮转动时的摩擦也没有影响，即不影响额外功．所以改变绕绳方式不影响机械效率，故④不符合题意。
故选②。
16．（2018·江苏泰州市·泰州中学附属初中九年级月考）2013年长沙体育中考，男生新设引体向上项目．如图是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上．已知小云的质量为60kg，每次引体向上他能将自身重心提高0.4m，则小云每做一次引体向上所做的功为____J，整个过程中的平均功率为____W．（g取10N/kg）

【答案】240 96
【解析】
试题分析：体育中考，男生新设引体向上项目．如图是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上．已知小云的质量为m=60kg，重力G=600N，每次引体向上他能将自身重心提高h=0.4m，则小云每做一次引体向上所做的功为W=Gh=600N×0.4m=240J，做一次功，用时间为t=30s/12=2.5s，平均功率为P=W/t=240J/2.5s=96W．
考点：功和功率

17．（2021·江苏南京市·九年级期末）为避免同学们用手按压宿舍楼大门的开门按钮造成交叉传染，小明用轻质木杆自制了“脚踏式杠杆”，借助杠杆按动按钮，如图所示。己知OA=100cm，OB=60cm，AB=80cm，OC=15cm，当小明在C点用脚给杠杆施加16N的压力F1时，按钮触发，大门打开。该杠杆属于______（选填“省力”或“费力”）杠杆，此时杠杆的阻力臂是______cm，按钮对杠杆的水平阻力F2=______N。（不计摩擦）

【答案】费力 80 3
【解析】
[1][2]按钮对杠杆的阻力与地面平行，作出阻力F2的力臂，如图所示：

可知阻力的力臂L2与AB的长度相等，即L2为80cm，压力F1的力臂L1为OC的长度，即L1为15cm，动力臂小于阻力臂，该杠杆属于费力杠杆。
[3]由得，按钮对杠杆的水平阻力

18．（2020·镇江第一外国语学校）小明利用轻质木条和透明圆柱形塑料桶等器材制作了如图所示的测量密度的秤。只要把一定体积的待测液体倒入小桶中，就能通过移动秤砣的位置，从木条上的刻度读出液体的密度值。

（1）该秤的刻度是______的（均匀/不均匀）；
（2）若木条上A、B、C中有一点是零刻度，应该是______点。
（3）若让秤砣位置不变，仍可用该秤测量液体的密度，则应该把刻度标在塑料桶壁上，该刻度是______的（均匀/不均匀），且______（上/下）边的数值大。
【答案】均匀 A 不均匀 下
【解析】
（1）[1] 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，可得

力与力臂成反比，所以该秤的刻度是均匀的。
（2）[2]对于杆秤来说，桶具有一定的重力，此时A点对应的质量为零。
（3）[3][4]若让秤砣位置不变，即液体质量不变，根据密度公式可知，体积小的密度大，而小桶不是柱形容器，所以刻度标在塑料桶壁上的刻度是不均匀的，下边的刻度对应的数值大。
19．（2019·海安市紫石中学九年级月考）如图所示，，，此时物体A相对于地面静止，物体B以的速度在物体A表面向左做匀速直线运动不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦。

弹簧测力计读数为______N，的功率为______W。
物体B对物体A的摩擦力为______N，方向向______。
【答案】9 0.6 6 左
【解析】
【解析】
由图知，水平使用滑轮组，，拉力端移动速度，拉力做功功率；
不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数；
对于物体A，受到的力：B向左的摩擦力；
20．（2019·江苏省南菁高级中学实验学校九年级期中）如图甲所示，物体A重为15N置于水平桌面上，在拉力F的作用下，5s内匀速直线运动了0.5m．图乙是拉力F做的功随时间变化的图像．已知物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为A物重G的0.2倍，则：拉力F=_____N；拉力F做功的功率P=_____W；滑轮组的机械效率η=_____．

【答案】2.5 0.5 60%
【解析】
[1]因为物体5s内匀速直线运动了0.5m，所以5s内拉力移动的距离为：
s=2s物=2×0.5m=1m
由得，拉力的大小为：

[2] 由得，拉力F做功的功率为：

[3] 因物体A在水平桌面上匀速运动时处于平衡状态，受到滑轮组的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力，所以，滑轮组对A物体的拉力：
FA=f=0.2G=0.2×15N=3N
5s内拉力F对物体A做的有用功：
W有=FAs=3N×0.5m=1.5J
由图乙可知，5s内拉力做的功：
W总=2.5J
滑轮组的机械效率：

21．（江苏省苏州市姑苏区2019-2020学年九年级10月月考物理试题）如图所示装置，物体B重为G，它浸没在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着重200N的物体A在水平面上匀速运动；当用一个水平向左的拉力F1拉物体A，使物体B在水中匀速上升（物体B始终未露出水面），力F1的功率P1，滑轮组的机械效率为η1；当物体B完全露出水面后，用另一个水平向左的力F2拉物体A，使物体B仍然以相同的速度匀速上升，力F2的功率为P2，此时滑轮组的机械效率为η2，已知：物体B的密度ρB=5ρ水，第一次的拉力F1=60N，。若不计绳重、滑轮组装置的摩擦和水中的阻力，功率之比=____________（g=10N/kg）。

【答案】
【解析】
当B在水中下沉，物体A在水平面上匀速运动，A水平方向受力情况如图甲所示；当用力F1拉物体A，物体B在水中匀速上升时，A水平方向受力情况如图乙所示；当物体B完全露出水面后,用力F2拉物体A，A水平方向受力情况如图丙所示；当物体B浸没在水中时，动滑轮与物体B的受力情况如图丁所示；当物体B完全露出水面时，动滑轮与物体B的受力情况如图戊所示。

甲图中物体A向右匀速运动，所以有
f=F
乙图中物体A向左匀速运动，所以有（物体B仍在水中，绳子的拉力不变）
F1=f+F
丙图中物体A向左匀速运动所以有（物体B完全露出水面，绳子的拉力发生了变化）
F2=f+F′
丁图物体B浸没在水中，把物体B和动滑轮当作一个整体，所以有
3F=G动+G−F浮①
戊图中物体B完全露出水面，把物体B和动滑轮当作一个整体，所以有
3F′=G动+G ②
B浸没在水中时受到的浮力

B物体匀速下沉时，由①式可得作用在绳子上的拉力

甲图中A匀速运动，所以

乙图中拉力F1拉A使B匀速上升，所以

化简后可得
4G+5G动=450N ③
B完全露出水面时，由②式可得作用在绳子上的拉力

滑轮组的机械效率（物体B在水中时，G为B在水中的视重，等于其重力与浮力之差）

丁戊两图中滑轮组机械效率之比

化简后可得
G=10G动④
联立③④可得
G动=10N，G=10G动=10×10N=100N
水平面对物体A的摩擦力

因为B完全露出水面，所以B给A的拉力为

因为F2拉A使B匀速上升

由于物体运动的速度不变，由P=Fv可得


三、实验题
22．（2020·广东东莞市·北师大东莞石竹附属学校九年级月考）如图是小明同学做“探究斜面的机械效率”的实验装置。

(1)请计算斜面坡度为60°时的机械效率；（________）
(2)请你根据实验数据推导下列的结论：
斜面坡度
斜面粗糙程度
物重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长L/m
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η/%
30°
粗糙
0.5
0.20
0.35
0.4
0.10
0.14
71.4
60°
粗糙
0.5
0.28
0.45
0.4
0.14
0.18

结论1：沿粗糙程度相同的斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面坡度越______，拉力越小；
结论2：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡度越大，机械效率越______；
(3)如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年人俱乐部的大楼，受上述实验的启发，在设计楼梯时，您会把楼梯设计得较______（填“缓”或“陡”）。
【答案】77.8 小 大 缓
【分析】
(1)首先分清那是有用功、总功，要明确斜面机械效率的计算公式，去计算机械效率；
(2)斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、物重、斜面的倾斜程度有关，根据表格中变化的量和不变的量可以判断影响拉力大小以及机械效率的因素；
(3)由(2)中的分析可知楼梯的陡缓与上楼所用力的关系。
【解析】
(1)[1]根据表中的数据，物体做的有用功

物体做的总功

物体在60°的斜面的机械效率

(2)[2][3]由表中数据知，斜面的粗糙程度、物重、斜面长不变，斜面越缓，拉力越小，机械效率越低。反之，拉力越大，机械效率越大。
(3)[4]由(2)中的分析可知楼梯越缓，上楼所用的力越小。
【点睛】
本题的难点是分析数据找出规律，需要根据学过的理论知识合理的分析并准确的表达；斜面是省力的机械，能够分清哪是有用功，哪是总功是解题的关键，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积，总功等于拉力和斜面长度的乘积。
23．（2017·江苏泰州市·八年级期末）如图是小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”实验．所用每个钩码的重均为0.5N。

（1）下列实验步骤中，正确的顺序是____（填写字母）
A．将杠杆的中点置于支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B．计算每次实验中F1·L1和F2·L2的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件。
C．改变钩码的个数和位置，重复实验。
D．记下动力F1、动力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小，将数据填入记录表格中。
E．将钩码挂在杠杆的支点两边，先改变动力或动力臂的大小，然后调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡。
（2）上述A步骤中，杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向____（选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。调节完成后，在整个实验过程中，____（填“可以”或“不可以”）再旋动两侧的螺母。
（3）在左边A点悬挂两个钩码，在右边挂上三个钩码，按照步骤E调节钩码的位置，发现杠杆在水平位置平衡时，恰好挂在____点；取走悬挂在该点的钩码，改用弹簧测力计在H点竖直向上拉，使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为____N；若改变弹簧测力计拉力的方向偏向右上方，仍然保持杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将____（选填“变大”或“变小”或“不变”），原因是____。
【答案】 AEDCB 左 不可以 C 0.75 变大 拉力的力臂变小了
【解析】（1）实验步骤：把杠杆的中点支在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡；将钩码分别挂在杠杆的两侧，使杠杆在水平位置重新平衡；多次改变钩码的个数和位置，多次进行重复实验，使结论更具有普遍性；故正确的顺序是AEDCB。
（2）杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向左端调节，直到杠杆在水平位置平衡。实验过程中不可以再调节平衡螺母。
（3）已知每个钩码的重是0.5N，设杠杆一个小格长是L，在左边A点悬挂两个钩码，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，1N×3L=1.5N×L2，
所以L2=2L，即在支点右端两个格C处挂3个钩码。
用弹簧测力计在H点竖直向上拉，使杠杆水平位置平衡，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，1N×3L=FH×4L，所以FH=0.75N，测力计的拉力为0.75N。
当弹簧测力计拉力的方向逐渐偏向右上方时，弹簧测力计拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，阻力、阻力臂不变，测力计的示数将变大。
24．（2016·江苏无锡市·九年级期中）小强在测滑轮组的机械效率时，记录了如下的实验数据：（不计绳重和摩擦）
（1）根据下表的数据可以计算出有用功为 ________ J；滑轮组的机械效率为 ________ ；
滑轮组组成
钩码重G/N
钩码升高的高度h/m
动滑轮重G/N
绳子自由端移动距离s/m
一个定滑轮
一个动滑轮
2
0.1
0.5
0.2
（2）请在下图帮助小强画出该滑轮组的绕线方式；
（_____）

（3）当动滑轮重为 ________ N时，使用该滑轮组提起2N重的钩码刚好不省力；
（4）物体重G开始逐渐增加，直到绳子被拉断.每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度.此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象是图中 （____）


【答案】（1）80%；（2）如图所示
；
（3）2；（4）C．
【解析】
试题分析：
（1）W有用=Gh=2N×0．1m=0．2J

额外功为：W额=G动h=0．5N×0．1m=0．05J,则W总=W有用+W额=0．2J+0．05J=0．25J,．
（2）由绳端移动距离与物体上升高度的关系，可知此滑轮组由2段绳子承担物重，所以要从定滑轮绕起．

（3）因为此滑轮组由两端绳子承担物重，所以当动滑轮重力与物体重力相等时，刚好不省力．
（4）滑轮组效率，
当物体重G开始逐渐增加时，滑轮组效率不断增大，故C正确；
故答案为（1）80%；（2）如图所示； （3）2；（4）C．
考点：滑轮（组）机械效率的测量实验．
25．（2018·上海八年级期中）某小组同学研究使用动滑轮匀速提起物体时，竖直向上的拉力F的大小的变化情况。他们按图所示方式用三个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重G滑、物体重G物和拉力F的大小分别记录在表一、表二和表三中。
表一：动滑轮G甲=5N 表二：动滑轮G乙=4N 表三：动滑轮G丙=___N
实验
序号
G物（牛）
F（牛）

实验
序号
G物（牛）
F（牛）

实验
序号
G物（牛）
F（牛）
1
4
4.5

6
2
3.0

11
1
1.5
2
6
5.5

7
4
4.0

12
2
2.0
3
8
6.5

8
6
5.0

13
4
3.0
4
10
7.5

9
8


14
6
4.0
5
12
8.5

10
10
7.0

15
8
5.0



（1）分析比较表一中F与G物的大小及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体时， ________。
（2）完成表格中数据的填写：序号9中F=______N，表三中G丙=______N。
（3）分析比较实验序号______________的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，F越大。
（4）综合分析表一或表二或表三中的_________的数据及相关条件，还可以得出的实验结论是：当_________时，使用动滑轮不能省力。
【答案】滑轮重力相同，物体重力越大，拉力越大 6.0 2 1与7与13或2与8与14或3与9与15或4与10或6与12 1或6或7或11或12 滑轮重力大于等于物体重力
【解析】
(1)[1]分析表一中动滑轮的重力相同，被提升的物重G物越大，拉力F越大，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体时，滑轮重力相同，物体重力越大，拉力越大。
(2)[2]分析比较表中F与G滑、G物的数据及相关条件，F=(G物+G滑)，在序号9中：
F=(G物+G乙)=×(8N+4N)=6.0N，
[3]从表三中找一组实验数据，动滑轮：
G丙=2F−G物=2×1.5N−1N=2N。
(3)[4]分析比较实验序号1、7、13或2、8、14或3、9、15或4、10或6、12的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，F越大。
(4)[5][6]综合分析表一或表二或表三中的1或6或7或11或12的数据及相关条件，
当G物>G滑时，此时拉力F 当G物⩽G滑时，此时拉力F⩾G物，使用动滑轮不能省力；
所以，得出的实验结论是：当动滑轮重力大于等于物体重力时，使用动滑轮不能省力。
26．（2020·南昌民德学校九年级期中）在“探究影响滑轮组机械效率的因素"实验中，睿睿同学用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如表；

次数
钩码重G/N
钩码上升的距离h/cm
弹簧测力计示数F/N
弹簧测力计上升的距离s/cm
机械效率%
1
2
5
1
15
66.7%
2
4
5
1.7
15
78.4%
3
6
5

15

(1)在实验操作中应该 ______ 拉动弹簧测力计，提升钩码。
(2)第三次实验中弹簧测力计的示数为 _____ N，其机械效率为 ______ （保留一位有效数据）
(3)通过上面的实验数据可得出，同一个滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 _______ （选填“高”或“低”）；如果在甲的实验深究过程中，睿睿同学在不改变其他条件的情况下，仅把动滑轮换为质量更小的，所测得的机械效率将比原来变 _______ （选填“高”或“低”）。
(4)实验结束后，小明思考，若没有刻度尺，依据 ________ （填公式）的实验原理，只利用弹簧测力计，也可以测量滑轮组机械效率。
(5)某次实验时将绳子自由端匀速拉动时测力计的读数为F，钩码重力记为G，动滑轮重力记为G，绳子移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳重及摩擦。则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是 _______ （多选）
A． B． C． D．
【答案】匀速竖直向上 2.2 90.9% 高 高 AC
【解析】
(1)[1]根据牛顿第一定律，在实验操作中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计提升钩码，此时测力计的示数等于拉力大小。
(2)[2][3]第三次实验中弹簧测力计分度值为0.1N，其示数为2.2N，其机械效率为

(3)[4][5]通过上面的第一至三实验数据可得出，同一个滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；如果在甲的实验深究过程中，睿睿同学在不改变其他条件的情况下，仅把动滑轮换为质量更小的，此时额外功占比更小，则所测得的机械效率将比原来变高。
(4)[6]实验结束后，小明思考，若没有刻度尺，依据的实验原理，只利用弹簧测力计，也可以测量滑轮组机械效率。
(5)[7]某次实验时将绳子自由端匀速拉动时测力计的读数为F，钩码重力记为G，动滑轮重力记为G’，绳子移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳重及摩擦；则机械效率为

故AC正确、BD错误。
27．（2016·江苏无锡市·九年级月考）在“探究杠杆平衡条件的实验”中：

（1）如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是为了 。
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆将 （选填“顺时针转动”或“逆时针转动”、“仍保持静止不动”）。
（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，使杠杆仍在水平位置，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 ，请你简述其原因： 。
（4）如图丁所示，已知每个钩码重0．5 N，杠杆上每个小格长度为2 cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，拉力F的力臂大小为 cm，弹簧测力计示数大小为 N。
（5）下表为某实验小组记录的实验数据，请参照已给出的表头栏目信息和实验记录的数据将表格中的①②③④位置补充完整。
实验次数
①
动力臂L1/m
阻力F2/N
②
1
2
0．3
3
0．2
2
4
0．4
8
③
3
5
④
6
0．25
① ② ③ ④
（6）该小组同学在实验中收集多组数据的目的是： 。
【答案】
（1）右 便于测量力臂
（2）6 顺时针转动
（3）变大 拉力力臂变小了（导致拉力变大）
（4）4 6
（5）①动力F1/N ②阻力臂L2/m ③0．2 ④0．3
（6）多次测量寻找普遍规律，排除偶然性
【解析】
试题分析：
（1）杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡是为了方便测量力臂。
（2）根据杠杆平衡条件，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂6个钩码。将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，左端的力和力臂的乘积小于右端，杠杆顺时针转动。
（3）测力计从a位置转到b位置时，拉力的力臂减小，拉力增大。
（4）杠杆在水平位置平衡时，拉力F的力臂大小为2格的长度，4cm。根据杠杆平衡条件，弹簧测力计的拉力为3N。
（5）①位置补动力F1/N，②位置补阻力臂L2/m，根据杠杆平衡条件③位置补0．2，④位置补0．3。
（6）实验中收集多组数据是为了多次测量寻找普遍规律，排除偶然性
考点：探究杠杆的平衡条件
28．（2020·江苏无锡市·九年级期中）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：所用杠杆质量分布均匀，每个钩码质量均为50g。

(1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图（甲）所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向____边旋一些（选填“左“或“右”）。
(2)调好后，第一组按图（乙）进行实验，第二组按图（丙）进行实验。你认为按第二组进行实验的好处是_____。
(3)如图丁所示，在杠杆的左边A处挂四个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端C处挂同样的钩码___个。若将A、C两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1格，那么杠杆___（选填“左”或“右”）端将会下沉。
(4)完成实验后小明突发奇想，想利用该杠杆（重心始终位于O点）制作一个可以直接测量质量的“杆秤”。
①如图1所示，以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，杠杆在水平位置刚好平衡，则该杠杆的质量___g。然后小明将C位置的3个钩码取下，挂到右侧作为“秤砣”。

②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，小明应在图1中C位置处装配一个质量为____g的吊盘。
③接着小明在图2的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量___g，并将其它质量数标记在AD之间的刻度线上，此时杆秤的刻度是____（选填“均匀的”或“不均匀的”），由此完成“杆秤”的制作。

④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量，不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用，则小红的测量结果会___（选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”）。
【答案】右 便于测量力臂 6 左 100 150 600 均匀的 偏大
【解析】
(1)[1]在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图（甲）所示，右侧轻故偏高，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向右边旋一些。
(2)[2]按第二组进行实验的好处是便于测量力臂，因为此时力臂与杠杆垂直。
(3)[3]如图丁所示，在杠杆的左边A处挂四个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可知

则

即应在杠杆右端C处挂同样的钩码6个。
[4]若将A、C两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1格，此时

那么杠杆左端将会下沉。
(4)[5]如图1所示，以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，杠杆在水平位置刚好平衡，根据杠杆平衡条件可知

则该杠杆的质量为

[6]然后小明将C位置的3个钩码取下，挂到右侧作为“秤砣”，为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，小明应在图1中C位置处装配一个质量相当于3个钩码即150g的吊盘。
[7][8]接着小明在图2的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量，由杠杆平衡条件可知

则

并将其它质量数标记在AD之间的刻度线上，根据

即

可知杆秤的刻度是均匀的，由此完成“杆秤”的制作。
[9]小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量，不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用，放入重物后再测量时，动力臂需增大，则小红的测量结果会偏大。
29．（2020·泰兴市济川初级中学九年级月考）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。

实验
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
绳端拉力F/N
绳端上移的距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
0.4
62.5%
3
6
0.1
2.4


(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用_______（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____（填“越高”“不变”或“越低”）；
(3)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s＝____m，机械效率η＝___；
(4)比较第______次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，___________机械效率越高；
(5)只要滑轮组结构一定，知道绕动滑轮的有n段细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要____（填一种测量工具名称），且机械效率的表达式通式为η＝____（用本题中有关字母表示）；
(6)如采用图丙装置，改变动滑轮重G，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象，分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为_________N （忽略绳重和摩擦）。
【答案】乙 越低 0.3 83.3% 1 被提升物体越重 刻度尺 3
【解析】
(1)[1]观察表格第2次实验，钩码上升的高度是0.1m，绳端上移的距离是0.4m，它们的关系

那么应该有4条绳子托着动滑轮，观察甲、乙两图，甲图是3条绳子托着动滑轮，乙图是4条绳子托着动滑轮，那么第2次实验是用乙图所示装置做的实验。
(2)[2]通过第1次实验和第2次实验的数据分析，提升的重物都相同，第1次实验是一个动滑轮，第2次实验是两个动滑轮，第2次实验的机械效率较低，可得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（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低。
(3)[3]第1次实验装置是三条绳子托着动滑轮，而第3次实验也是三条绳子托着动滑轮，钩码上升的高度是0.1m，那么绳端上移的距离

绳端上移的距离是0.3m。
[4]第3次实验所做的有用功

所做的总功

其机械效率

其机械效率约是。
(4)[5][6]使用同一滑轮组，从三次实验可以看到，第一次和第三次实验都是3条绳子托着动滑轮，第2次实验是4条绳子，那么第一次和第三次实验才是使用同一滑轮组，并且这两次实验的物重不同，物重越大，机械效率越大，即使用同一滑轮组，被提升物体越重，机械效率越高。
(5)[7][8]由题意可知，根据机械效率的公式

计算机械效率，不需要知道重物升高的高度和绳端移动的距离，那么不需要刻度尺；且机械效率的表达式通式为。
(6)[9]从图丁可以看到，当，机械效率是75%，忽略绳重和摩擦，可得到

解得，被提升物体所受的重力为3N。

四、计算题
30．（2019·扬州市竹西中学中考模拟）如图所示，质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动，OA=0.4m，OB=1.6m．地面上质量为15kg、横截面积为0.3m2的圆柱体通过绳子与A端相连．现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F=10N的作用下，以速度v=0.2m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动．g=10N/kg．求：

（1）物体开始运动前，圆柱体对地面的压强；
（2）物体在板面上运动的时间；
（3）物体在板面上运动过程中，拉力F做的功及功率．
【答案】（1)500Pa (2)6s （3）12J 2W
【解析】
试题分析：（1）物体开始运动前，圆柱体对地面的压力：F压=G圆柱=m圆柱g=15kg×10N/kg=150N，
圆柱体对地面的压强：p===500Pa；
（2）由杠杆的平衡条件可得：G圆柱•OA=G物体•s，
则物体恰好离开地面时运动的距离：s=OA=×0.4m=1.2m，
由v=可得，物体在板面上运动的时间：t===6s；
（3）物体在板面上运动过程中，拉力F做的功：W=Fs=10N×1.2m=12J，
拉力的功率：P===2W．
答：（1）物体开始运动前，圆柱体对地面的压强为500Pa；
（2）物体在板面上运动的时间为6s；
（3）物体在板面上运动过程中，拉力F做的功为12J，功率为2W．
【考点定位】压强 速度 功和功率

31．（2021·江苏九年级专题练习）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2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA= 5cm，OB= 10cm。
(1)计算秤砣的质量。_______
(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_______ kg。
(3)当秤盘上放一个质量为2kg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“>”)2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。


0


【答案】1kg 2kg 4kg <
【解析】
(1)不计秤盘质量，以O点为支点，可将杆秤看做一个杠杆，当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，根据杠杆平衡条件有

代入数据解得

(2)由题可知，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2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，所以在B处标的刻度应为2kg；因为
OC= 2OB
故C处称量的质量是B处的两倍，即4kg，所以C处的刻度应为4kg。
(3)当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，物体重力不变，重力的力臂不变，秤砣的重力变大，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，根据杠杆平衡条件可知秤砣重力的力臂变短，即向O点移动；由图已知O处刻度为0，B处标的刻度为2kg，所以移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数小于2kg，故杆秤不能随意更换秤砣。
答：(1)秤砣的质量是1kg。
(2)C处的刻度应为4kg。
(3)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，其读数小于2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。
32．（2011·江苏九年级期中）质量为60kg的小明站在水平地面上，利用如图所示装置提升物体A．物体A的质量mA为72kg，底面积SA为2×10-2m2．当小明施加竖直向下的拉力为F1时，物体A未被拉动，此时物体A对地面的压强p为5×103Pa，小明对地面的压强为p1；当小明施加竖直向下的拉力为F2时，物体A恰好匀速上升，小明对地面的压强为p2，且p1：p2="16:" 15．已知B、C、D、E四个滑轮的质量相同，不计绳重和摩擦，g取10N/kg．求：

（1）当小明施加竖直向下的拉力F1时，物体A对地面的压力FN；
（2）每个滑轮所受的重力G0；
（3）当小明施加竖直向下的拉力F2时，整个装置的机械效率η．
【答案】(1)100N；(2) 60N；(3)80%
【分析】
（1）知道物体A对地面的压强和受力面积，利用压强公式求物体A对地面的压力；
（2）小明用力F1时，以物体A和滑轮B为研究对象进行受力分析，如图1设绳对滑轮B的拉力为FB；小明用力F2时，受力分析如图2所示，设绳对滑轮B的拉力为FB′，可得关系式FB=（GA+G0-FN）和FB′=（GA+G0）；当小明用力分别为F1和F2时，以滑轮C为研究对象，进行受力分析，如图3、4所示，可得关系式F1=G0+155N和F2=G0+180N；以人为研究对象分别进行受力分析，如图5、图6所示，可得关系式p1S=445N-G0和p2S=420N-G0，由题知=求得动滑轮重；
（3）由上面F2=G0+185N求得F2的值，由图可知滑轮组绳子的有效股数为4，根据η=×100%=×100%=×100%=×100%求出当小明施加竖直向下的拉力F2时，整个装置的机械效率．
【解析】
G人=mg=60kg×10N/kg=600N,GA=mg=72kg×10N/kg=720N，
(1)物体A对地面的压力：
FN=pS=5×103Pa×2×10−2m2=100N；
(2)小明用力F1时,以物体A和滑轮B为研究对象进行受力分析,如图1设绳对滑轮B的拉力为FB;小明用力F2时,受力分析如图2所示,设绳对滑轮B的拉力为F′B

由图1和图2可得：
FB=(GA+G0−FN)= (720N+G0−100N)=G0+310N…①
F′B= (GA+G0)=G0+360N…②
当小明用力分别为F1和F2时，以滑轮C为研究对象，进行受力分析，如图3、4所示，

由图3可得：
F1= (G0+FB)，
将①带入得：
F1=G0+155N…③
由图4可得：
F2= (G0+F′B)，
将②带入得：
F2=G0+180N…④
以人为研究对象分别进行受力分析，如图5、图6所示，

由图5可得：N=p1S=G人−F1
将③带入得：p1S=445N−G0…⑤
由图6得：N′=p2S=G人−F2
将④带入得：p2S=420N−G0…⑥
由=⑤⑥可得：G0=60N；
(3)由④得：
F2=G0+180N=×60N+180N=225N，
设物体A被提升的高度为h,则滑轮C上升的高度hC=2h，
绳端上升的距离s=2hC=4h，
则小明施加竖直向下的拉力F2时，整个装置的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=80%
答：(1)当小明施加竖直向下的拉力F1时,物体A对地面的压力FN为100N；
(2)每个滑轮所受的重力G0为60N；
(3)当小明施加竖直向下的拉力F2时，整个装置的机械效率η为80%.

五、综合题
33．（2020·江阴市长泾第二中学九年级月考）阅读短文，回答问题：
电梯
电梯与摩天大楼是哪一个先问世的？如果你认为是后者，那就错了，事实上，正是电梯的发明引起了建筑师们的注意，从而想到利用电梯可使人们自由地出入高楼的每一层，免于爬楼之苦，因此他们认为，建造摩天大楼是可行的，据报道，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、安全装置和信号操纵系统等，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厢施加拉力，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A滑轮是______（定/动）滑轮，B轮滑______（能/不能）省力；
(2)电梯在匀速上升过程中，轿厢的动能______，配重的重力势能______；（增大/减小/不变）
(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，下列最能体现该电梯运行特点的是______；
A．做功多 B．安全可靠
C．功率大 D． 机械效率高
(4)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450kg，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______J；（g取 10N/kg）
(5)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 ______W。
【答案】定 不能 不变 增大 C
【解析】
(1)[1][2]图中A、B都是定滑轮，都不能省力，但能改变力的方向。
(2)[3][4]电梯匀速上升的过程中，轿厢的质量不变，速度不变，所以动能不变，配重的质量不变，高度变高，所以重力势能增大。
(3)[5]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，由公式

可知该电梯的功率大。
(4)[6]若配重的质量为450kg，则配重所受的重力

由图乙可知，电梯匀速运行阶段时的速度是2m/s，运行时间是6s，则此阶段上升的高度

配重的重力做功

(5)[7]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