上海市功和机械能单元专项训练
上海市功和机械能单元专项训练
一、选择题
1．如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以速度v匀速运动距离为s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（）
A．使用该滑轮组一定省力B．拉力的功率为Fv
C．额外功为1
n
（2nF﹣G）s D．滑轮组的机械效率为
2
G
F
2．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
3．如图所示，形状规则、密度均匀的木板AB放在水平桌面上，OA=2OB．当B端挂30 N 的重物G时，木板A端刚刚开始翘起，木板重为
A．10 N B．15 N C．30 N D．60 N
4．下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是
A．机械效率越高，机械做功一定越多
B．机械做功越多，机械效率一定越高
C．功率越大的机械，做功一定越快
D．做功越快的机械，机械效率一定越高
5．如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力F的方向，使其从
①→②→③，此过程中（）
A．①位置力臂最长B．③位置力臂最长
C．弹簧测力计示数先变大后变小D．弹簧测力计示数先变小后变大
6．以下几个验证性小实验，其中有错误的是
A．冬天将玻璃片从室外拿到室内，发现它上面有一层雾，说明降低温度可以使气体液化B．将滚摆从最高点放手后，发现它上下运动，说明动能和重力势能可以相互转化
C．用弹簧测力计沿着木板将物体匀速拉动到某一高度，发现用长木板比短木扳拉动时测力计示数小，说明相同情况下斜面越长越省力
D．在水平桌面上用弹簧测力计拉着小车做匀速直线运动，发现车轮朝下比车轮朝上拉动时测力计示数小，说明相同条件下接触面越光滑摩擦力越小
7．如图所示杠杆，力F方向始终竖直向上，当此杠杆在动力F作用下，将一个由细绳系的物体由图中位置逆时针匀速转动到水平位置时，则
A．F大小始终不变B．F先变大后变小
C．F先变小后变大D．无法判断F大小的变化
8．如图所示两个物体A和B，质量分别为M和m（已知M>m），用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止在水平地面上．若滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计，则（）
A．天花板对滑轮的拉力大小为（M+m）g
B．绳子对物体A的拉力为（M-m）g
C．地面对物体A的支持力为Mg
D．绳子对天花板的拉力为2mg
9．如图，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则（）
A．W1=W2η1=η2 B．W1＜W2η1＜η2 C．W1＞W2η1＞η2 D．W1＜W2η1＞η2
10．如图自行车是人们最常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它应用了许多物理知识。下列说法中不正确的是
A．刹车系统应用了杠杆及摩擦的知识
B．车把相当于费力杠杆
C．脚蹬属于省力杠杆
D．轮胎制有花纹是为了增大摩擦
11．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度．若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N．在把物体匀速提升1m的过程中，（不计绳重和摩擦）下列说法正确的是
A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B．甲滑轮组所做的有用功为200J ，乙滑轮组所做的有用功为300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲、乙两滑轮组的机械效率不相等
12．端午节是我国的传统节日，很多地方举行了赛龙舟活动，极大丰富了人们的文化生活，关于赛龙舟活动，以下分析不正确的是（）
A．运动员划水的船桨是费力杠杆
B．龙舟漂浮在水面上，说明龙舟受到的浮力大于重力
C．运动员向后划水，龙舟向前运动，说明力的作用是相互的
D．划船时，水既是受力物体同时也是施力物体
二、填空题
13．一个带有刻度的均匀杠杆，在中点支起，如图所示，当在B处挂3N钩码时，应在A 处挂________N钩码，杠杆才能平衡。若平衡后在A、B两端再加挂1N的钩码，则杠杆将______(填“A端下沉”、“B端下沉”或“保持平衡”)。
14．如图是一种轮式垃圾桶，拖动时它相当于一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆。垃圾桶底部的小轮子是为了______（选填“增大”或“减小”）摩擦力。若拖动时垃圾桶总重为120N，且动力臂为阻力臂的3倍，要保持垃圾桶平衡的拉力F为______N。
15．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为200N的物体，拉力F的大小为20N，物体和地面之间的摩擦力大小为30N，物体运动的速度为0.5m/s，运动时间为10s。拉力F做功的功率为___________W ，滑轮组的机械效率为____________，10s内所做的额外功为_________J。
16．如图所示的AB为轻质杠杆，O为悬点，放在水平面上的物体M用细线悬挂在杠杆A 端．已知OA：OB=1：2，M的密度为3×103kg/m3，体积为8×10﹣3m3．当B端悬挂一个质量为10kg重物时，杠杆水平平衡，则物体M对水平面的压力为________N（g取
10N/kg）．
17．如图所示，质量分布均匀的长方形木板AB的长度L=4m，中央支于支架O上，A、B
端分别用细绳AD、BC系于天花板上，木板AB水平时，绳AD、BC刚好绷直，且AD绳竖直，BC绳与板AB成30°角，已知细绳承受的最大拉力均为360N．现有重为300N的小孩，从O点出发。
（1）如果沿OA方向向A端缓慢行走，当小孩行走到距离O点1.5m的E点时，AD绳上的拉力是_______N
（2）如果沿OB方向向B端缓慢行走，在保证细绳不被拉断的情况下，小孩向右行走的最大距离是_______m。
18．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”）
19．为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，甲工人利用图甲的滑轮组施加300N拉力在30s的时间内完成任务，此过程中绳子自由端移动的距离为________m，拉力的功率为________W；乙工人搭建了图乙所示的斜面，斜面长12m、高6m，乙工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重物也成功运送到楼顶，该过程中斜面的机械效率
为________，物体所受斜面的摩擦力为________N．
20．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__．
三、实验题
21．小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验，已知纡个钩码重0.5N。
(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置半衡。
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂_______个钩码。
(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弾簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，测力计的拉力为__________N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将__________（选填“变
大”“变小”或“不变”）。
22．（1）如图是某街道路灯悬挂的情景。画出斜拉钢丝对横杆拉力F的示意图和对应的力臂L（_______________）
（2）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验：
实验一：将重为G的物块A放在一水平薄木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图甲所示。读出弹簧测力计示数为F0。
实验二：再将上述木板一端垫起，构成一个长为s、高为h的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A，使它在斜面上匀速向上运动，如图乙所示。读出弹簧测力计的示数为
F1。请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题。（阅读图丙）
①画出物块A在斜面上运动时对斜面的压力F N的示意图____________。
②物块A与薄木板之间摩擦力的比例常数μ=_________。（用实验中的数据表示）
23．小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N机械效率η
120.10 1.066.7%
230.10 1.471.4%
360.10 2.5
（1）实验中应竖直向上_____拉动弹簧测力计，绳端移动距离为_____m．
（2）第3次实验的机械效率为_____%．
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是_____；小华所用动滑轮的重一定小于_____N．
24．同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。一位同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将所滑实验数据填入下表：
实验次数动滑轮
重/N
物重/N拉力/N
绳子的
股数n
机械效
率η
1121
214 1.67
3242
414 2.5
（1）实验时，应______、_______拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧测力计读出绳子自由端的______的大小；同时用______测出钩码升高的高度；
（2）在表中填上四次实验的绳子的股数n和机械效率；
（____）
（3）根据实验_____和_____(填①、②、③、④)可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；
（4）根据实验②和③可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越_____;（5）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越______；
（6）要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用______(填“同一”或“不同”)滑轮组，提升_____(填“相同”或“不同”)的高度去研究。
25．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：
次数钩码重
/N
钩码上升
的距离/cm
弹簧测力计
的示数/N
弹簧测力计
升的距离/cm
机械效率
第1次2511567%
第2次45 1.715
第3次65 2.41583%
升；
(2)进行第2次测量时，滑轮组的机械效率约为_____；
(3)进行第3次测量时，滑轮组做的有用功是_____J；
(4)分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与_____有关；
(5)请在丁图画出此滑轮组既能省力又能改变力的方向的绕绳方法_____，若不计摩擦及绳重，这种绕线方法与实验时用的绕线方法相比，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率
_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
26．八年级(2)班的物理学习研究小组进行“探究杠杆的平衡条件”实验时:
(1)安装好杠杆，发现杠杆左高右低，如图甲所示，这时应将杠杆右端的平衡螺母向
_____(选填“左”或“右")调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是实验时便于测量______。
(2)如图乙所示，在刻度线B处挂4个钩码，在刻度线A处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，若此时杠杆右端依然比左端低，下一步应该进行的操作是_______当杠杆水平平衡时，将测力计从竖直方向顺时针缓慢转动，如使杠杆保持水平平衡，测力计读数将
______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)通过操作后，杠杆在水平位置平衡，将数据记录在下表中、
次数动力F1/N动力l1/cm阻カF2/N阻力臂l2/cm
1210205
能不能根据上表中的数据得出结论?______(选填“能”或“不能")，理由是:_____ 。(4)该小组同学还想探究当动力和阻力在支点同侧时杠杆的平衡情况，于是将弹簧测力计改至杠杆右侧的C点，如图丙所示，在C点施加一个始终水平向右的拉力F，发现无论用多大的力，都不能使杠杆拉至水平位置平衡，你认为原因是____________。
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一、选择题
1．C
解析：C
【详解】
A．当动滑轮的重力超过物体受到的摩擦阻力，使用该滑轮组也可能费力，故A选项不正确；
B．根据滑轮组特点可知，绳子的运动速度为2v。由P=Fv得，拉力的功率为2Fv，故B选项不正确；
C．根据滑轮组特点可知，绳子的运动的距离为2s。由W=Fs得，总功为2Fs、有用功为
W有=fs=
G
s
n
所以额外功为
W额=W总-W有=2Fs-
G
s
n
=
1
n
(2nF﹣G)s
故C选项正确；
D．滑轮组的机械效率
22
Gs
W G
n
W Fs nF
η===
有
总
故D选项不正确。
故选C 。
2．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
1230N 40N L L ?=?
所以12:4:3L 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 。 3．D
解析：D 【详解】
由于形状规则、密度均匀的木板AB 的中点为重心，O 为支点，如图：
因为OA=2OB ，则木板重力G ′的力臂为L 1=1
1
OB 22
OC OA OB OB （）
=+-=； 重物G 的力臂L 2=OB ， 根据杠杆平衡条件得：G′×L 1=G ×L 2 所以G′=60N
【点睛】
因为形状规则、密度均匀，所以重心所在位置即是阻力的作用点，且结合题意可知，O 点是支点．
4．C
解析：C 【解析】
A ．机械效率是有用功和总功的比值，其高低与机械做功的多少无关，故A 不正确；
B ．机械做的功多，但不知道做的是总功还是有用功，机械效率无法确定，故B 不正确；
C ．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功一定越快，故C 正确；
D ．做功越快的机械说明功率大，但有用功和总功不确定，机械效率不一定越高，故D 不正确． 故选C ．
【点睛】本题考查机械效率和功率的物理意义，关键知道机械效率是有用功与总功的比值，并不能表示做功的快慢和多少．
5．D
解析：D
【详解】
AB．力臂是支点到力的作用点的线段，由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大，故AB 不符合题意；
CD．从①→②→③时动力臂先变大后变小，由图可知阻力等于钩码重力不变，在水平位置平衡所以阻力臂也不变，根据杠杆平衡的条件可知，弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．D
解析：D
【解析】
【分析】
物理学中把物质从气态变成液态称为液化，当室内的水蒸气遇到冷的镜片时会发生液化现象。
物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；
物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大。
斜面是一种常见的简单机械，它在省力的同时却也多运动了距离。
变滑动为滚动可以减小摩擦。
【详解】
A、当室内的水蒸气遇到冷的镜片时会发生液化现象，故A选项说法正确；
B、滚摆在最高点位置时重力势能最大，在最低点时动能最大；可见，重力势能和动能可以相互转化，故B选项说法正确；
C、用弹簧测力计沿着木板将物体匀速拉动到某一高度，发现用长木板比短木扳拉动时测力计示数小，因此斜面越长时，拉力越小，所以越省力，故C选项正确；
D、车轮朝下时，小车与地面的摩擦为滚动摩擦；车轮朝上时，小车与地面的摩擦为滑动摩擦，该现象说明变滑动为滚动可以减小摩擦，故D选项说法错误。
故选：D。
7．A
解析：A
【解析】
如图,当杠杆匀速转动到水平位置时,
因为动力、阻力作用点不变,
所以
OA OC
OB OD
L L L L =不变; 又因为阻力(物重G 不变),由OB OA L F L G =得:
OA OB
L G
F L =. 所以当杠杆匀速转动到水平位置时,动力F 的大小不变. 所以A 选项是正确的.
【点睛】画出动力臂和阻力臂,杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系不变,而阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可以知道动力不变．
8．D
解析：D 【解析】 【详解】
B ．由图可知该滑轮为定滑轮，因物体B 静止，则滑轮两侧每股绳子上的拉力都等于物体B 的重力mg ，所以绳子对物体A 的拉力为mg ，故B 错误；
A ．滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计，该滑轮受到天花板对它向上的拉力和两股绳子向下的拉力，所以由力的平衡条件可知，天花板对滑轮的拉力大小为2mg ，故A 错误；
D ．根据相互作用力可知，滑轮对天花板的拉力大小也为2mg ，即绳子对天花板的拉力为2mg ，故D 正确；
C ．物体A 受三个力的共同作用，向下的重力G Mg =、绳子向上的拉力F =mg 和地面对物体A 向上的支持力N ；由于物体A 处于静止状态，所以物体A 所受的三个力的合力为0，即
F N
G +=
所以，地面对物体A 的支持力的大小为
N G F Mg mg M m g （）=-=-=-
故C 错误。 故选D 。
9．D
解析：D
【解析】（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；
（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；
又因为乙是动滑轮，乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低．即W 1＜W 2，η1＞η2． 故选D ．
【点睛】此题主要考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小。
解析：B
【解析】A、刹车时，人施加一个很小的力，就可以对车轮产生一个很大的摩擦力，应用杠杆和摩擦的知识，故A正确；
B、自行车的车把相当于一个以中间的轴为支点的省力杠杆，故B错误；
C、脚蹬在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C正确．
D、轮胎制有花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故D正确．
故选B．
11．A
解析：A
【详解】
（1）甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同，
根据W=Gh可知两滑轮组所做的有用功相同，则
W有=Gh=100N×1m=100J，故A正确、B不正确．
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数n甲=2，n乙=3，
∵动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，
∴根据
1
F G G
n
=+
物动
（）可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C不正确，
（3）不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功，根据W=Gh可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等，
即W额=G动h=20N×1m=20J，
∵W总=W有+W额，∴两滑轮组的总功相同，即W总=100J+20J=120J，
根据
W
W
η=有
总
可知，两滑轮组的机械效率相等，均为
100J
83.3%
120J
W
W
η==≈
有
总
，故D错
误．
故选A．
12．B
解析：B
【详解】
A．杠杆是可以让某一固定点转动的硬棒，划水的船桨符合杠杆的特点，所以划水的船桨是杠杆，又划水时省了距离，故必定费力，即船桨是费力杠杆，故A正确，不符合题意；B．龙舟漂浮在水面上时，处于平衡状态，龙舟所受的浮力等于重力，故B错误，符合题意；
C．运动员向后划水，给了水一个向后的作用力，同时也受到水向前的反作用力，龙舟前进，说明物体间力的作用是相互的，故C正确，不符合题意；
D．划船时，船桨给了水一个向后的作用力，此时水为船桨的受力物体，同时船桨也受到水向前的反作用力，此时水为船桨的施力物体，所以水既是受力物体同时也是施力物体，故D正确，不符合题意。
二、填空题
13．A 端下沉 【详解】
[1]当在B 处挂3N 钩码时，由杠杆平衡条件得 F1×3=3N×2
解得F1=2N ，故应在A 处挂2N 的钩码。 [2]在A 、B 两端再加挂一个1N 的钩码时有 （2N+1N ）×3
解析：A 端下沉
【详解】
[1]当在B 处挂3N 钩码时，由杠杆平衡条件1122Fl F l =得
F 1×3=3N×2
解得F 1=2N ，故应在A 处挂2N 的钩码。 [2]在A 、B 两端再加挂一个1N 的钩码时有
（2N+1N ）×3＞（3N+1N ）×2
故A 端下沉。
14．省力 减小 40 【详解】
[1]由图知道，拖动所示垃圾桶时，是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以，相当于是一个省力杠杆。
[2]垃圾桶底部安装小轮子，通过变滑动为滚动的方式减小了摩擦
解析：省力 减小 40 【详解】
[1]由图知道，拖动所示垃圾桶时，是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以，相当于是一个省力杠杆。
[2]垃圾桶底部安装小轮子，通过变滑动为滚动的方式减小了摩擦力。
[3]根据题意知道，垃圾桶总重是G =120N ，动力臂是阻力臂的3倍，所以，由杠杆原理Fl 1 =Gl 2知道，保持垃圾桶平衡的拉力是
22
12
120N 40N 3GL L F L L ?=
== 15．75% 50 【解析】 【详解】
第一空．由图像可知，此滑轮组绳子股数n=2，因此绳子自由端移动的速度
为：
v 绳=2v 物=2×0.5m/s=1m/s 拉力F 做功的功率为：
P=Fv=2
解析：75% 50 【解析】 【详解】
第一空．由图像可知，此滑轮组绳子股数n =2，因此绳子自由端移动的速度为： v 绳=2v 物=2×0.5m/s=1m/s 拉力F 做功的功率为： P=Fv =20N×1m/s=20W ；
第二空．因为物体做匀速运动，所以水平方向上拉力F A 等于摩擦力为30N ，物块移动的距离为：
s 物=v 物t =0.5m/s ×10s=5m 拉力F 移动的距离为： s 绳=2s 物=2×5m=10m 滑轮组的机械效率为30N?5m
×100%=75%20N?10m
A W s s F W F η=
=
=物有总
绳 ； 第三空．10s 内所做的额外功为： W 额=W 总-W 有=200J-150J=50J 。
16．40 【详解】
杠杆B 端受到的拉力为； 因为， 所以， 即；
M 物体的重力为，
地面对物体M 的支持力为，
所以物体M 对地面的压力与支持力相等，为． 【点睛】
理解M 的重力与对杠杆的拉力之差就是地面对
解析：40 【详解】
杠杆B 端受到的拉力为10kg 10N/kg 100N B B B F G m g ===?=； 因为1122F L F L =，
所以??A B F OA F OB =， 即?2
100N 200N 1
B A F OB F OA =
=?=； M 物体的重力为3333
310kg/m 810m 10N/kg 240N M M M M G m g V g ρ===????=﹣，
地面对物体M 的支持力为240N 200N 40N M
A N G F ===﹣﹣， 所以物体M 对地面的压力与支持力相等，为40N F N ==压． 【点睛】
理解M 的重力与对杠杆的拉力之差就是地面对M 的支持力，根据力的作用相互性可以得到M 对地面的压力，关键还是杠杆平衡条件的灵活运用．
17．1.2
【解析】（1）当小孩在OA 侧时，CB 松驰，在人与DA 的拉力的作用下平衡，以O 为支点，由杠杆平衡条件可得G1×OE=F×OA， 代入数据得：300N×1.5m=F×2m，解得：F=225N 。
解析：1.2
【解析】（1）当小孩在OA 侧时，CB 松驰，在人与DA 的拉力的作用下平衡，以O 为支点，由杠杆平衡条件可得， 代入数据得：
，解得：
。
（2）小孩在B 侧时，B 产生拉力，在人与BC 的拉力的作用下平衡，以O 为支点，则BC 绳的拉力的力臂为：
，
设人走的最远距离为L ，由杠杆平衡条件可得：
，
点睛：重点是杠杆平衡条件的应用及计算，难点是根据直角三角形中30度所对的直角边等于斜边的一半，得出B 点的拉力的力臂，再根据平衡条件进行计算。
18．40 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 OB
OA
?=
G OB 2OB ?=
2022
G 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 OA B ?=
22G G OB
OB
?=
==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．
19．180 75% 100 【解析】
解答：由题知,n=3,s=3h=3×6m=18m,W 总=Fs=300N×18m=5400J； P===180W.人做的有用功：W 有=Gh=600
解析：180 75% 100 【解析】
解答：由题知,n=3,s=3h=3×6m=18m,W 总=Fs=300N×18m=5400J ； P=
W t
总=540030J
s =180W.人做的有用功：W 有=Gh=600N×6m=3600J ；人所做的总功： W 总=Fs=400N×12m=4800J ；人做功的机械效率：η=W W 有总=36004800J
J
=75%；
W 总=W 有+W 额 Fs=Gh+fs f=
Fs Gh s -=4800360012J J
m
-=100N. 20．80% 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
200N
80%22125N 2
u W Gh Gh G W Fs F h F η∑=
=====? （2）在不计摩擦与绳重时
1
()2T
M F 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
()2
T M F G G ''=
+得 最大物重为
G T ′=2F ′-G M =2×600N-50N=1150N
三、实验题
21．右 3 1.5 变大 【详解】
(1)[1]杠杆在使用前左端下沉，说明左侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节。 (2)[2]设杠杆每个格的长度为L ，每个钩码的重力为G ，根据杠杆的平衡条件：F A L A =F B L B ，得
4G ×3L =F B ×4L
解得
F B =3G
即需在B 点处挂3个钩码。
(3)[3]取走悬挂在B 点的钩码，改用弹簧测力计在C 点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件：F A L A =F C L C ，得
4G ×3L =F C ×4L
解得
F C =3
G =3×0.5N=1.5N
[4]如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。
22．
F G
μ=
【详解】
(1)[1]拉力的作用点在横杆上，从作用点开始，沿力的方向画一条带箭头的线段，标出F ，
即为F 的示意图；从支点O 向F 所在的直线作垂线，并标出L ，即为拉力F 的力臂。如图所示：
(2)[2]物块A 在斜面上运动时对斜面的压力F N 的作用点在斜面上，方向垂直于斜面竖直向下，过压力的作用点，沿压力的方向画一条有向线段，即为其压力示意图。如下图所示：
[3]重为G 的物块A 在一水平薄木板上在拉力为F 0的作用下匀速直线运动，此时物块A 受到的摩擦力
f=F 0
受到的支持力
F N =G
根据题意可知
0N f F F G μμ===
所以物块A 与薄木板之间摩擦力的比例常数
F G
μ=
23．匀速 0.3 80 增加物重 1 【分析】
只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定． 重物和动滑轮有三段绳子承担，绳子移动的距离是物体升高距离的3倍．
知道物重、物体升高的距离、弹簧测力计的拉力、弹簧测力计移动的距离，求出机械效率． 【详解】
（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定．由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数n=3，物体移动距离是0.1m ，所以绳子移动的距离是0.3m ； （2）第3次测量中，弹簧测力计移动的距离s=nh =30cm ． 滑轮组的机械效率：60.1=
=
80%2.50.3W Gh N m
W Fs N m
η?==?有总
（3）根据第1次和第2次数据可知，提升高度相同时，物重不同，机械效率不同，可见，机械效率可能与物体的重力有关 ，且随着物体重力的增加，机械效率增高，所以可以采取增加重物的方式提高机械效率．
假设忽略绳重和摩擦，以第1组数据为例：则动滑轮重力为G 动=3F-G 物=3N-2N=1N ，而实际在考虑绳重、摩擦的前提下，推测动滑轮的重力一定小于1N ． 【点睛】
滑轮组的机械效率跟提起的物重有关，跟物体升高的距离、移动的速度、绳子的绕法无关．通过增加提起的物重来提高机械效率．
24．匀速 竖直向上 拉力 刻度尺 3、3、3、2、 66.7％、80％、66.7％、80％ ① ② 低 低 同一 不同 【解析】 【分析】
（1）实验时应竖直匀速拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数，用刻度尺测出钩码上升的高度。
（2）由图示滑轮组确定滑轮组承重绳子的股数，然后根据表中实验数据，应用效率公式求出滑轮组的效率。
（3）在探究滑轮组的机械效率与物重之间的关系时，滑轮组的组装情况相同，只有物体的重力不同。
（4）分析实验②和③所示实验数据，根据实验数据得出结论。
（5）分析表中实验数据，根据不同滑轮组提升相同重物时滑轮组的效率得出实验结论。 （6）要研究机械效率与物体提升高度的关系，应使用同一滑轮组提升相同的重物，使重物被提升的高度不同。 【详解】
（1）实验时，应竖直、匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧测力计读出绳子自由端的拉力的大小；同时用刻度尺测出钩码升高的高度。 （2）由图示滑轮组可知， ①承重绳子的股数n=3， 滑轮组效率11111111112N
66.7%1N 3
G h G h F s F n h η=
==≈?； ②承重绳子的股数n=3， 滑轮组效率2222224N
80%1.67N 3G h F n h η=
==?； ③承重绳子的股数n=3， 滑轮组效率3333334N
66.7%2N 3
G h F n h η=
=≈?； ④滑轮为动滑轮，承重绳子股数n=2， 滑轮效率4444444N
80%2.5N 2
G h F n h η=
==?； 实验数据如下表所示：