初二物理 第十二章 简单机械测试试题及答案
初二物理第十二章简单机械测试试题及答案
一、选择题
1．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1dm3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
2．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
3．如图，在竖直向上的力F的作用下，重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为（）
A．5N 0.8m/s B．20N 0.8m/s C．5N 0.2m/s D．20N 0.2m/s
4．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（）
A．该滑轮的机械效率η=75% B．滑轮所做的有用功为1200J
C．滑轮自身的重力为100N D．绳子自由端移动的距离大小为3m
5．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F1、F2作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（）
A．F1>F2，因为甲中的动力臂长
B．F1 C．F1>F2，因为乙中的阻力臂短 D．F1=F2，因为动力臂都是阻力臂的2倍 6．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L1 7．工人师傅用拉力F1将重物匀速搬运到h高处，对重物做的功是W1；若工人改用动滑轮将该重物匀速提升到h高处，拉力为F2，对重物做的功是W2（滑轮、绳的重力及摩擦力可忽略不计），则下列说法正确的是 A．F1=F2B．F1 C．W2>W1D．W2=W1 8．用同种材料制成的物体A和B，分别挂在杠杆的两端，且G A＞G B，此时杠杆平衡，如图（a）所示，若将两物体全部浸入水中，如图（b）所示，杠杆将会（） A．A物体下移，B物体上移B．A物体上移，B物体下移C．仍将保持平衡D．无法判断 9．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 10．如图为一健身器材模型，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，OA∶OB＝1∶4，质量为60 kg的小明站在水平放置的体重计上，通过该杠杆提起吊篮中的重物，吊篮重80 N．当棱长为20 cm的正方体重物甲刚被提起时，体重计示数为43 kg；当棱长为40 cm的正方体重物乙刚被提起时，体重计示数为18 kg．杠杆始终在水平位置保持平衡，A、B两端绳子拉力保持竖直．不计绳重、杠杆自重及摩擦， g取10 N/kg，则重物甲与重物乙的密度之比为( ) A．1∶3 B．2∶3 C．3∶2 D．3∶1 二、填空题 11．如图所示是一种小型千斤顶，当手往下压动摇臂时，能把顶着的重物微微抬高一段很小的距离。把摇臂向上复位时，抬起的重物可以保持不动，再按下摇臂时，重物又被微微抬起。上下往复操作摇臂，重物便渐渐举高。用这种千斤顶把某汽车的一个后轮顶起时，施加在摇臂上向下的压力为100N，每压一次，手向下移动的距离是20cm，则每压一次手对千斤顶做功_____焦，压120次后，后轮被抬高15cm，若汽车质量4×103kg，千斤顶支持其重量的30%，不考虑手使摇臂向上复位所作的功，该千斤顶的机械效率是_____。 12．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p1；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p2，则p1：p2＝_____． 13．如图为吊装工具示意图，M是重5000N，边长为0.5m正方体的配重物体，杠杆AB的支点为O，OA∶OB＝1∶2，当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为______N，物体M对地面的压力为______N，压强为______。（滑轮、杠杆及绳的自重、滑轮组摩擦均不计） 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，不计质量的硬杆处于水平静止状态。O为支点，F A的力臂为L A。若撤去 F A，在B点施加力F B，硬杆仍可保持水平静止状态，且F B=F A，则F B的力臂 L B________L A(选填“>”、“<”、“=”);F B的方向________ （选填“是”或“不是”）唯一。 16．如图为我国自主设计生产的、世界最大的观光潜水器“寰岛蛟龙1”号。该潜水器设计最大下潜深度为40m，空载时质量为24t，总长7.9m、总宽3.6m、总高4.4m，配备有供电系统、浮力调节系统、生命支持系统及导航控制系统等。海水密度取1.0×103kg/m3。(g=10N/kg） （1）潜水器潜入水面后，在下潜过程中受到海水的浮力________，海水对它的压强 ________ （选填：不变、变大或变小） （2）该潜水器在水面下40m处、面积为1cm2的外壳上承受的海水压力有多大_______？（3）该潜水器空载浮在海面时，受到的浮力多大______？排开海水的体积约为多大 _______？ （4）潜水器返回母船时，利用母船艉部起吊装置将潜水器缓缓吊上母船甲板。若潜水器在海面上被吊起的过程中，起吊装置的机械效率为80%，潜水器匀速竖直上升速度为 0.2m/s，则起吊装置在1min内的总功为多少________？起吊装置的功率为多大_______？（设起吊过程中潜水器空载）。 17．如图所示，轻质木杆AB可以绕O点转动，OA的长度是OB的三倍，A端细线下所挂280N的重物静止在水平地面上，在B点用600N的动力竖直向下拉动，木杆静止不动，则重物对水平地面的压力为______N，此木杆为_______（“省力” “费力”“等臂”）杠杆。 18．如图所示，在水平拉力F的作用下重100 N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10 N，则拉力F的大小为_____N，物体A与水平桌面的摩擦力大小为_____ N. 19．如图所示，用F为40N的拉力，通过滑轮组拉着重为300N的物体A在水平面上以0.4m/s的速度向左做匀速直线运动。物体受到的摩擦力是物重的0.3倍，滑轮组的机械效率是，拉力的功率是 W。 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．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如表所示： 次数钩码所受 的重力 /N G 钩码提升 的高度 /m h 拉力 /N F 绳端移动的 距离/m s 机械效率η 1 1.00.10.80.431.25% 2 1.00.20.80.831.25% 3 2.00.1 1.20.441.67% 4 3.00.1 1.5 (1)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=__m，机械效率η=__。 (2)通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越__。 (3)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是__ A．动滑轮的重力 B．绳子与滑轮之间的摩擦 C．物体上升的高度 D．被提升的物体的重力 22．在“探究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。(1)实验开始时，杠杆如图甲所示处于静止状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向______移动（选填“左”或“右”）； (2)调节杠杆水平平衡后，如图乙所示，在M点挂上2个钩码，在N点挂上3个钩码。此时，杠杆在水平位置______（选填“平衡”或“不平衡”）； (3)用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以探究杠杆平衡条件。如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为______N。 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．如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置．小名猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关．表格是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据． 实验次数斜面的倾 斜程度 物块重 G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长 度s/m 机械效 率η 1较缓100.2 5.5136.4% 2较陡100.47.0157.1% 3最陡100.68.5170.6% （1）实验时，沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做____________运动． （2）通过比较表格中“物块重”和“____________”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械． （3）表格实验数据验证了__________（填“小名”或“小悦”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面___________，机械效率越高． （4）第一次实验中，物块所受斜面的摩擦力为___________N． （5）请你进一步分析实验数据，并结合所学物理知识，解决下列关于斜面的物理问题．图乙中斜面1的长度小于斜面2的长度，木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑，该过程中斜面对木块的支持力______（填“做功”或“不做功）．木块到达斜面1、2底端时的速度分别为v1、v2，若斜面光滑，则v1______v2（填“大于”“小于”或“等于”）；若斜面粗糙程度相同，则v1______v2（填“大于”“小于”或“等于”）． 25．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表： (1)根据表格中的数据，在图甲中画出滑轮的绕绳方法_________． (2)实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升．在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应____________(填“保持静止”或“匀速上升”)． (3)第三次实验时，弹簧测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为________N ，滑轮组的机械效率为________%． (4)根据表格中的数据分析可知： ①随着物重的增大，额外功________(填“变小”“不变”或“变大”)，原因是____________________． ②要提高同一滑轮组的机械效率，可以采取__________________的措施． 四、计算题 26．如图所示，轻质杠杆 AD 放在钢制水平凹槽 BC 中，杠杆 AD 能以 B 点或 C 点为支点在水平面内转动。AB =2BC =2CD =0.4m ， D 端挂有一重物，现在A 点施加一个竖直向下力 F ， 使得杠杆保持水平平衡。求： ①重物为 10 牛，能保持杠杆水平平衡的最大力 F 。 ②若重物为 6 牛，能保持杠杆水平平衡的最小值 F 。 ③若施加在杠杆上的力 F 在某一范围内变化，能使得杠杆保持水平平衡，且这个范围内的力最大变化量12N F ?=， 求重物的重力 G 。 27．俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图所示是小张同学做俯卧撑时的示意图。小张重660N ，1min 做俯卧撑30 个，每做一次肩膀升高50cm 。小明身体可视为杠杆，O 为支点，A ′为重心，OA =1.2m ，A 到 B 点的距离为0.6m 。求： (1)地面对手的支持力； (2)若每个手掌的面积为0.02㎡，求双手对地面的压强。 28．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。 29．工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图像如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求： （1）若工人用200 N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了6 m，工人所做功； （2）当所运送建材的重为400 N时，工人作用在绳子上的拉力； （3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。 30．如图所示，拉力F＝100N，物体重G＝180N，物体被匀速提升的距离h＝4m，不计绳重和摩擦．求： （1）拉力所做的总功． （2）当物体重G＝180N时，该滑轮组的机械效率η． （3）动滑轮重． （4）当物体重增加到200N时，10s内物体被匀速提高，绳子移动距离为10m，拉力做功的功率．此时机械效率如何变化． 【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除 一、选择题 1．C 解析：C 【详解】 乙球受到的浮力 F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×10﹣3m 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 -42 15==1500Pa 101010m F N P S = ?? 故选C 。 2．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． 3．D 解析：D 【详解】 由图可知，该滑轮是动滑轮，当重物A 上升速度为0.4m/s 时，滑轮上升速度是物体速度的一半，即0.2m/s ；此时拉力为是物重的2倍，因此拉力为 2210N 20N F G ==?= 故D 正确。 故选D 。 4．A 解析：A 【详解】 AB ．滑轮所做的有用功为： W 有用=Gh =600N×3m=1800J ， 因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m ，则拉力做的总功为： W 总=Fs =400N×6m=2400J ， 所以动滑轮的机械效率为： 1800J ×100%=100%=75%2400J W W η= ?有用总， 故A 正确，B 错误； C ．不计绳重及摩擦，则拉力为： 1 2 F G G =+动（）， 那么动滑轮的重为： G 动=2F-G =2×400N-600N=200N ， 故C 错误； D ．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n =2，绳子自由端移动的距离为： s=nh=2×3m=6m ， 故D 错误； 故选A 。 5．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， 1 2 l F G G l ==阻动， 所以，前后两次所用的力相同，即12F 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！ 6．A 解析：A 【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。 7．D 解析：D 【解析】 拉力直接对物体做功为：，； 工人改用动滑轮将该重物匀速提升到h高处，对重物做的功是：； 即，故D正确，C错误； 但使用动滑轮时，可以省一半力，即，故AB错误； 故选D． 点睛：重点是理解直接对物体做功和使用机械对物体做功是相等的，因为使用机械对物体做的功为有用功，不同的是使用机械做功时，总功会大于有用功． 8．C 解析：C 【详解】 杠杆两端分别挂上体积不同的两个金属块A. B时，杠杆在水平位置平衡．因为杠杆平衡，m＝ρV ,所以G A×OA＝G B×OB ,m A g×OA＝m B g×OB ,ρV A g×OA＝ρV B g×OB，即：V A×OA＝V B×OB;若将两球同时浸没在水中，则：左端＝(ρV A g?ρ水V A g)×OA＝ρV A g×OA?ρ水V A g×OA ,右端 ＝(ρV B g?ρ水V B g)×OB＝ρV B g×OB?ρ水V B g×OB , 又因为V A×OA＝V B×OB，所以ρ水V A g×OA＝ρ水V B g×OB，即ρV A g×OA?ρ水 V A g×OA＝ρV B g×OB?ρ水V B g×OB，因此杠杆仍然平衡． 9．A 解析：A 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． 10．D 解析：D 【解析】 当边长为20cm 的正方体重物甲刚被提起时，杠杆左边受到的力F 1=G 篮+G 甲=80N+ρ甲V 甲g ；体重计对人的支持力F 支=F 压=43kg×10N/kg=430N ；杠杆对人的拉力F 2=G 人-F 支=60kg×10N/kg-43kg×10N/kg=170N ； 根据杠杆平衡条件得： F 1×OA=F 2×OB ， 因为OA ：OB=1：4，甲的体积V 甲=（0.2m ）2=0.008m 3，乙的体积V 乙=（0.4m ）2=0.064m 3， 所以（80N+ρ甲V 甲g ）×1=170N×4， （80N+ρ甲×0.008m 3×10N/kg ）×1=170N×4； 则ρ甲=7.5×103kg/m 3； 当边长为40cm 的正方体重物甲刚被提起时，杠杆左边受到的力F 3=G 篮+G 乙=80N+ρ乙V 乙g ；体重计对人的支持力F 支=F 压=18kg×10N/kg=180N ；杠杆对人的拉力F 4=G 人-F 支=60kg×10N/kg-18kg×10N/kg=420N ； 根据杠杆平衡条件得： F 3×OA=F 4×OB ， 因为OA ：OB=1：4，甲的体积V 甲=（0.2m ）2=0.008m 3，乙的体积V 乙=（0.4m ）2=0.064m 3， 所以（80N+ρ乙V 乙g ）×1=420N×4， （80N+ρ乙×0.064m 3×10N/kg ）×1=420N×4； 则ρ乙=2.5×103kg/m3； 所以ρ甲：ρ乙=7.5×103kg/m3：2.5×103kg/m3=3：1． 故选D． 【点睛】本题考查了重力公式、密度公式、杠杆平衡条件的应用，求出杠杆右端受到的拉力是关键． 二、填空题 11．20J、73.5% 【解析】 试题分析：手压一次所做的功为：W=Fs=100N×0.2m=20J 汽车作用在千斤顶上的压力为阻力：F阻 =30%mg=0.3×4×103kg×9.8N/kg=11.76 解析：20J、73.5% 【解析】 试题分析：手压一次所做的功为： 汽车作用在千斤顶上的压力为阻力： 将后轮抬起15cm所做的有用功为： 手压120次所做的总功为： 该千斤顶的机械效率是： 考点：机械效率 12．0.2 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F0＝6N，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知道， F0?OA＝G M?OB， 所以， 01 6N=2N 3 M OA G F OB = =? 即物体M 的质量是： 2N 0.2kg 10N/kg M M G m g = == ； 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g Sh 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， 1 24N 8N 3 B A OA F F OB = =?=， 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， 31N 3N B OB F F OA ' = =?=， 当力传感器的示数大小变为4F 时，B 点受到的向下的力是 ： 1 443N=4N 3 B OA F F OB ''= ?=??， 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： 6N 1kg 0.1kg 0.5kg 10N m '?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： 1 1122220N 2=30N 3F S P F F P F S ===水箱水箱 ． 13．4550 1.82×104Pa 【分析】 工人竖直向下匀速拉动绳子时，先对工人进行受力分析，受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，人对绳子的拉力等于绳子对人的拉力，又知道 解析：4550 1.82×104Pa 【分析】 工人竖直向下匀速拉动绳子时，先对工人进行受力分析，受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，人对绳子的拉力等于绳子对人的拉力，又知道人的重力，从而可以计算出地面对人的支持力，根据力作用的相互性可知工人对地面的压力；分析杠杆A 端受到的拉力，利用杠杆的平衡条件求出B 端受到的拉力，对M 进行受力分析得出地面对物体的支持力即物体M 对地面的压力，根据F p S =算出物体M 对地面的压强。 【详解】 [1]工人竖直向下匀速拉动绳子时，工人受到竖直向下的重力G 人、竖直向上的拉力F 、竖直向上的支持力F 支，由力的平衡条件F +F 支=G 人,可得 F 支= G 人﹣F =700N ﹣300N =400N 因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力 F 压=F 支=400N [2]滑轮、绳的自重、滑轮组摩擦均不计，则定滑轮受3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得杠杆对定滑轮的拉力 F A ′=3F =3×300N =900N 杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，则 F A = F A ′=900N 根据OA ∶OB =1∶2和杠杆的平衡条件F A ×OA =F B ×OB ，可得 900N 450N 2A B F OA OA F OB OA ??= == 因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M 的拉力等于物体M 对杠杆的拉力，即 F B ′=F B =450N 物体M 受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M 受到的支持力为 F M 支持= G M ﹣F B ′=5000N ﹣450N =4550N 因为物体间力的作用是相互的，所以物体M 对地面的压力 F M 压=F M 支持=4550N [3]物体M 对地面的压强 4M 4550N 1.8210Pa 0.5m 0.5m F p S ===??压 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．= 不是 【解析】 【详解】 第一空．在B 点施加力FB ， 硬杆仍可保持水平静止状态，若FB=FA ， 根据杠 杆平衡条件，可知，LB=LA ； 第二空．因为力与力臂垂直，由图像可知F 解析：= 不是 【解析】 【详解】 第一空．在B 点施加力F B ， 硬杆仍可保持水平静止状态，若F B =F A ， 根据杠杆平衡条件，可知，L B =L A ； 第二空．因为力与力臂垂直，由图像可知F B 方向不唯一。 16．不变 变大 40N 2.4×105N 3.6×106J 6×104W 【解析】 【详解】 第一空．下潜过程中排开液体体积不变，由可知受到的浮力大小不变； 解析：不变 变大 40N 2.4×105N 324m 3.6×106J 6×104W 【解析】 【详解】 第一空．下潜过程中排开液体体积不变，由F ρV g =浮液排可知受到的浮力大小不变； 第二空．下潜过程中深度不断增加，由液体压强公式p gh ρ=可知，压强增大； 第三空．水面下40m 处受到的压强为： 335=10kg /m ?10N /kg?40m =4?10Pa p gh ρ= 压力为： 5-424?10Pa ?10m =40N F ps == ； 第四空．因为漂浮，所以浮力等于重力为： 3524?10kg?10N /kg =2.4?10N F G mg ===浮 ； 第五空．排开海水的体积约为： 53332.4?10N =24m 10kg /m ?10N /kg F V =g ρ=浮排液 ； 第六空．有用功为： 562.4?10N?0.2m /s?60s =2.88?10J W Gh Gvt ===有 因为W W η= 有 总 则 总功为： 662.88?10J ===3.6?10J 80%80% W W 有 总； 第七空．起吊装置的功率为： 643.6?10J ==6?10W 60s W P t = 。 17．费力 【解析】以杠杆为研究对象，杠杆A 点受到物体G 对其竖直向下的拉力FA 和B 点竖直向下的拉力FB ，杠杆不动，即处于平衡状态．根据杠杆的平衡条件，所以FA×OA=FB×OB．由于FB=600N ，OA= 解析：费力 【解析】以杠杆为研究对象，杠杆A 点受到物体G 对其竖直向下的拉力F A 和B 点竖直向下的拉力F B ，杠杆不动，即处于平衡状态．根据杠杆的平衡条件，所以F A ×OA =F B ×OB ．由于 F B =600N ，OA =3OB ，可以求得F A =200N ．由于物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体G 的拉力竖直向上且等于200N ．以物体G 为研究对象，其受到三个力的作用：杠杆对其向上的拉力F 拉=200N ，重力为280N ，地面对其竖直向上的支持力F 支．物体处于静止状态，所以这三个力平衡即：G =F 支+F 拉，从而可以求得F 支等于80N ，因为物体处于平衡状态，所以 F 压=F 支=80N ．由图示情况可知，动力臂小于阻力臂，所以此木杆为费力杠杆． 故答案为：80；费力 18．10 【解析】 如图所示，弹簧测力计B 测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N ；则物体A 受到拉力为10N ；又因物体A 做匀速直线运动，则物体A 与水平桌面的摩擦力与物体A 受到拉力是一对平衡力，则摩擦 解析：10 【解析】 如图所示，弹簧测力计B 测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N ；则物体A 受到拉力为10N ；又因物体A 做匀速直线运动，则物体A 与水平桌面的摩擦力与物体A 受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是10N ； 拉力F =2f =2×10N=20N ． 故答案为20；10． 19．75% 48 【解析】 试题分析：由题意知：拉力F=40N ，拉力F 移动的速度v=3×0.4m/s=1.2m/s ，物体受到的摩擦力f=0.3mg=0.3×300N=90N ，则所做的有用功W 有=fs 解析：75% 48 【解析】 试题分析：由题意知：拉力F=40N ，拉力F 移动的速度v=3×0.4m/s=1.2m/s，物体受到的摩擦力f=0.3mg=0.3×300N=90N，则所做的有用功W 有=fs ，总功W 总=F3s ，滑轮组的机械效率%75%1003 4090%1003%100=??=?= ?= N N s F fs W W 总 有η；拉力的功率P=Fv=40N×1.2m/s=48W。 考点：功、功率及机械效率的相关计算 20．3:2 1:1