深圳石岩街道石岩公学简单机械单元综合训练
深圳石岩街道石岩公学简单机械单元综合训练
一、选择题
1．如图，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则（）
A．拉力做的总功为4.8J B．斜面的机械效率为90%
C．斜面上物体受到的摩擦力为5N D．物体由斜面底端运动到顶端用时2s
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．如图所示，轻质杠杆可绕O（O 是杠杆的中点）转动，现在B端挂一重为G的物体，在A端竖直向下施加一个作用力F，使其在如图所示的位置平衡，则
A．F 一定大于G
B．F 一定等于G
C．F 一定小于G
D．以上说法都不正确
4．材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点（OA＜OB），如图所示，杠杆处于平衡状态．如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，杠杆将会
A．A端下沉B．B端下沉C．仍保持平衡D．无法确定
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
G=，拉力大6．用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进，已知小车的重力10N F=，该装置的机械效率是60%，则小车与地面之间摩擦力为（）
小15N
A．27N B．36N C．18N D．270N
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．重为G的均匀木棒竖直悬于天花板上，在其下端施加一水平拉力F，让木棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中，下列说法中错误的是 A．动力臂逐渐变小 B．阻力臂逐渐变大 C．动力F与动力臂乘积不变 D．动力F逐渐变大 9．如图所示，杠杆处于平衡状态，下列说法中正确的是 A．将支点两侧钩码都向右移动一格，杠杆仍平衡 B．在支点两边的钩码下各增加一个钩码，杠杆仍平衡 C．将支点左边加上二个钩码，右边加上一个钩码，杠杆仍平衡 D．将支点左边的钩码向左移动两格，将支点右侧的钩码向右移动一格，杠杆仍平衡10．关于功率和机械效率，下列说法正确的是 A．机械效率高的机械，功率一定大 B．做功时间长的机械，功率一定小 C．所有机械的机械效率都小于1 D．功率大的机械，做功一定多 11．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 12．如图中某同学体重为500 N，他的手能承受的最大拉力为600 N，动滑轮重100 N，该同学利用如图所示的滑轮组把物体A吊起来，物体A的重量不能超过 A．1 000 N B．1 200 N C．900 N D．1 100 N 二、填空题 13．如图，AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10 N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G＝________N。若保持拉力方向不变，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将 ________(填“增大”“不变”或“减小”)。 14．如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA=OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A 点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%，这里的木棒是一种简单机械，称为______，提升该物体做的有用功是______J，木棒重为______N（不计摩擦）． 15．如图所示，重为40牛的物体A通过轻质滑轮在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4米/秒的速度做匀速直线运动，物体A所受的摩擦力为20牛，则拉力F为_____牛；弹簧测力计的示数为_____牛，5秒钟内拉力F做功是_____焦，其功率为_____瓦。物体A受到的重力对物体所做的功为_____焦。 16．如图所示，不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦，当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时，物体恰好以v=2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到水平面的摩擦力为________N，拉力F的功率为________W；将拉力F增大为20N时，物体受到水平面的摩擦力将________（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。 17．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为________N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了_______cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩） 18．如图所示，用动滑轮把重为 40N 的物体 A 以 0.5m/s 的速度匀速提升，用时 4s，拉力F 的大小是 25N，则拉力F 的功率是_____W，动滑轮的机械效率是_____。 19．如图，一个轻质杠杆可绕O点转动，甲、乙两物体分别用细线悬挂在杠杆的A、B两端，杠杆在水平位置平衡。甲物体重10 N，则乙物体重_____N。如果将支点O向A端移动，____端将下沉（选填“A”或“B”） 20．如图是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图．该装置主要由滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成，配重C通过细绳与动滑轮相连，配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直．杠杆的B端放在水平台面上，杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动，开关被拉开前，杠杆在水平位置平衡．已知动滑轮P的质量m P为0.2kg，OA：OB=3：1，配重D的质量m D为1.5kg，作用在D上的竖直向下的压力F为 75N，刚好拉开开关所需的拉力T为6N．杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计，滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg．求：配重C的质量m C等于多少kg，开关刚好能被拉开？ 三、实验题 21．如图所示，是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。 (1) 实验前，杠杆右端偏高，应将两端的螺母向________调节，使杠杆在_______位置平衡； (2) 杠杆平衡后，在左侧挂两个钩码，每个钩码重1N，在右端竖直向下拉着弹簧测力计，使杠杆在水平位置重新平衡，如图所示。此时弹簧测力计的示数F=_____________N（弹簧测力计自重不计）； (3) 当弹簧测力计处于图中的虚线位置时，若使杠杆在水平位置平衡且弹簧测力计的示数仍等于F，应将钩码向_________（填“左”或“右”）移动适当的距离； (4) 小华想到若铁架台不是在水平桌面上，而是在略微倾斜的桌面上是否影响实验呢？经小组分析不在水平桌面上_______ （填“影响”或“不影响”）实验过程。 22．如图，小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和相同的重0.5 N重的钩码若干个。 (1)如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，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； (2)在图B中杠杆平衡了，若在杠杆左右两边同时增加一个相同的钩码，则杠杆向______（选填“左”或”右”）倾斜； (3)甲同学通过对一组数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明甲同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，已知杠杆上每个小格长度为5 cm，每个钩码重0.5 N，当弹簧测力计斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡，此时乙同学发现，动力×动力臂______（选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂。实验C______（选填“能”或”不能”）说明甲同学结论是错误的。 23．小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率，他记录的实验数据如下表。 次数物重G/N 绳自由端的 拉力F/N 钩码上升的 高度h/cm 绳自由端移 动的距离 s/cm 机械效率η/% 1 1.00.51030 2 2.00.951574.1 (1)根据记录表格中提供的信息，组装图中小军使用的滑轮组______； (2)根据给出的实验数据，计算出第一次的机械效率并填入表格中______；（结果保留三位 有效数字） (3)同一个滑轮组，在两次实验过程中机械效率不同，主要原因是______。 24．测量滑轮组的机械效率 步骤如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置． ①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计 ②分析表中数据可知：实验2是用图______做的实 验 ③实验序号3中的机械效率η= ______ 装置图 表格实验序号钩码重量G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m 140.1 1.80.3 280.1 3.10.3 380.1 2.50.4 结论通过比较______（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 问题讨论实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数．你认为他的想法____“不正确”），因为他没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响． 25．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下： （1）在表中空格处填下适当的数据_______（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，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与_________、_________有关（写出两种影响因素）． 26．小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组进行了3次实验，如图所示，实验数据记录如表。 实验次数钩码重G/N 钩码上升高 度h/m 绳端拉力 F/N 绳端移动距 离s/m 机械效率 Q/η 1 2.00.1 1.00.366.7% 2 4.00.1 1.80.374.1% 3 6.00.10.3 (2)如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的示数为_____N，滑轮组的机械效率为_____（结果保留一位小数）； (3)实验时，如果他只测量了钩码上升高度h而没有测量绳自由端移动的距离s，则他_____（填“能”或“不能”）计算出滑轮组的机械效率； (4)分析表格中的实验数据，可知：用同一滑轮组提升重物时，在允许的范围内被提升的物体越重，滑轮组的机械效率_____（填“越大”、“越小”或“不变”）。 【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除 一、选择题 1．D 解析：D 【详解】 拉力做的总功为 s 5N 1.2m 6J W F ==?=总 故 A 选项错误； 有用功为 ==16N 0.3m=4.8J W Gh ?有 斜面的机械效率为 4.8J = =80%6J W W η= 有总 故B 选项错误； C ．斜面上物体受到的摩擦力做的功为 =-=6J-4.8J=1.2J W W W 额总有 斜面上物体受到的摩擦力的大小为 1.2J = =1N 1.2m W f s = 额 故C 选项错误； D ．根据P Fv =，物体由斜面底端运动到顶端的速度为 3W = =0.6m/s 5N P v F = 物体由斜面底端运动到顶端用时 1.2m =2s 0.6m/s s t v = = 故D 选项正确。 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：2m 1m 2 s h n ===，则物体移动的速度：1m 0.2m /s 5s h v t = ==，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：100J 100%100%83.3%120J W W η= ?= ?≈有总 ，故C 错误；拉力F 的功率：120J 24W 5s W P t = ==总，故D 正确． 3．B 解析：B 【详解】 由题意知，O 是杠杆的中点，所以G 的力臂与F 的力臂相等；则由杠杆的平衡条件知： F 一定等于G ．故ACD 错误，B 正确． 4．C 解析：C 【详解】 由题知，甲．乙两物体的密度相同，OA ＜OB ，即甲的力臂要小于乙的力臂： 根据杠杆的平衡条件可知，G l G l ??甲甲甲乙＝ 即：gV l gV l ρρ甲甲乙乙＝ 所以：V l V l 甲甲乙乙＝ 如果将甲．乙物体（不溶于水）浸没于水中，此时甲乙都要受到浮力的作用，根据阿基米德原理可知，甲乙受到的浮力分别为： F gV ρ甲浮甲水＝ F gV ρ乙浮乙水＝ 此时左边拉力与力臂的乘积为： G gV l G l gV l ρρ???甲甲甲甲甲甲甲水水（﹣）＝﹣① 此时右边拉力与力臂的乘积为： G gV l G L gV l ρρ???乙乙乙乙乙乙乙水水（﹣）＝﹣② 由于V l V l 甲甲乙乙＝ 所以：gV l gV l ρρ??甲甲乙乙水水＝ 则由①②两式可知，此时左右两边拉力与力臂的乘积相同，则杠杆仍然会保持平衡，故C 正确，ABD 错误． 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．A 【详解】 由于小车沿水平地面匀速前进，那么绳对小车的拉力等于小车受到地面的摩擦力，即 'F f =，该装置的有用功是 '''W F s fs ==有 三段绳子托着动滑轮，那么绳端移动的距离是'3s s =，该装置所做的总功是 '15N 3W Fs s ==?总 可知 ' ' 100%100%60%15N 3W fs W s η=?=?=?有 总 解得27N f =。 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 【解析】 A. 由图可知，竖直位置时，动力臂为木棒的长，拉离竖直位置时，动力臂会小于木棒的长，所以动力臂逐渐变小，故A 正确； B. 阻力为木棒的重力，竖直位置时，重力过支点，力臂为零，拉离竖直位置时，重力作用线远离支点，所以阻力臂逐渐变大，故B 正确； C. 根据杠杆平衡条件知，动力F 与动力臂乘积等于木棒的重力与阻力臂的乘积，由于木棒的重力不变，阻力臂逐渐变大，所以乘积是变大的，故C 错误； D. 由C 知，动力F 与动力臂乘积变大，而动力臂变小，根据杠杆平衡条件知，动力F 逐渐变大，故D 正确； 点睛：重点是杠杆平衡条件的应用，理解这一过程中，木棒的重不变，而阻力臂变大，所以乘积变大，动力变大． 9．D 解析：D 设一个钩码的重为G ，每一格的长度为L ．根据杠杆平衡条件判断． A. 将支点两侧钩码都向右移动一格，可得： 22G L G L ?≠?，所以杠杆不平衡，故A 错误； B. 在支点两边的钩码下各增加一个钩码，可得： 223G L G L ?≠?，所以杠杆不平衡，故B 错误； C. 将支点左边加上二个钩码，右边加上一个钩码，可得： 423G L G L ?≠?，所以杠杆不平衡，故C 错误； D. 将支点左边的钩码向左移动两格，将支点右侧的钩码向右移动一格，可得： 422G L G L ?=?，杠杆仍平衡，故D 正确； 故选D ． 10．C 解析：C 【解析】 A. 功率表示做功的快慢，机械效率表示一次做功中有用功占的比，所以功率和机械效率是两个不同的概念，没有直接的关系，故A 错误； B. 功率是功与时间的比，与单独的时间没有关系，故B 错误； C. 使用任何机械时，都不可避免要做额外功，所以所有机械的机械效率都小于1，故C 正确； D. 根据W Pt =，做功多少不仅与功率有关，还与时间有关，故D 错误； 故选C ． 11．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． 12．C 解析：C 【解析】 由图可知，n=2， 因G人=500N＜F手=600N， 所以，绳端的最大拉力F=G人=500N， 不计绳重和摩擦时，提升物体的重力最大，由可得，最大物重：G=nF-G动=2×500N-100N=900N． 故选C． 二、填空题 13．不变 【详解】 [1]如图，杠杆在水平位置，lBA =2lBC ，杠杆平衡，FlBA =GlBC ，所以G===2×10N=20N [2]杠杆被拉起后，如图所示： BA′为动力臂，BC′ 解析：不变 【详解】 [1]如图，杠杆在水平位置，l BA =2l BC，杠杆平衡，Fl BA =Gl BC，所以 G= BA BC F l l ? = 10N2 BC BC l l ? =2×10N=20N [2]杠杆被拉起后，如图所示： BA′为动力臂，BC′为阻力臂，阻力不变为G △BC′D∽△BA′D′ BC′∶BA′=BD∶BD′=1∶2杠杆平衡，所以 F ′l BA ′=Gl BC ′ F ′= BC BA G l l ?''=2 G =20N 2=10N 由此可知当杠杆从A 位置匀速提到B 位置的过程中，力F 的大小不变。 14．杠杆 36 10 【详解】 根据图示可知，木棒可以绕O 点转动，故该木棒相当于杠杆； 有用功：W 有=Gh=180N×0．2m=36J ； 因为OA=OC ，B 为OC 的中点，所以OB=2 解析：杠杆 36 10 【详解】 根据图示可知，木棒可以绕O 点转动，故该木棒相当于杠杆； 有用功：W 有=Gh=180N×0．2m=36J ； 因为OA=OC ，B 为OC 的中点，所以OB=2OA ；故当物体上升0．2m 时，B 点将上升 0．4m ； 不计摩擦，由和W 额=G 木h′可得： ， 解得G 木=10N ． 15．10 40 8 0 【详解】 [1][2]物体做匀速直线运动，则动滑轮受到平衡力作用，使用动滑轮拉物体运动，省一半力，所以拉力F 及测力计的示数均为摩擦力的一半，即： F=F 解析：10 40 8 0 【详解】 [1][2]物体做匀速直线运动，则动滑轮受到平衡力作用，使用动滑轮拉物体运动，省一半力，所以拉力F 及测力计的示数均为摩擦力的一半，即： F =F 示= 20N 10N 22 f ==； [3]绳子自由端移动的距离为物体移动距离的二倍，则5秒钟内拉力F 做功： W =2Fvt =2×10N ×0.4m/s ×5s=40J ； [4]拉力功率： 40J 8W 5s W P t = ==； [5]重力的方向竖直向下，物体没有竖直向下运动，所以物体A 受到的重力对物体所做的功为0J 。 16．40 不变 【分析】 使用动滑轮可以省一半力； 物体匀速运动，受平衡力，平衡力大小相等，判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度； 根据算出拉力F 的功率；影响摩擦力的因素：压力和接触面 解析：40 不变 【分析】 使用动滑轮可以省一半力； 物体匀速运动，受平衡力，平衡力大小相等，判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度； 根据W Fs P Fv t t ===算出拉力F 的功率；影响摩擦力的因素：压力和接触面的粗糙程度。 【详解】 [1]因为使用动滑轮可以省一半力，所以拉物体的力为 2210N 20N F F '==?= 物体做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力和摩擦力一对平衡力，大小相等，则 20N f F ='= [2]由图知有2段绳子拉着物体，则有 222m/s 4m/s v v ==?=绳物 则拉力F 的功率为 10N 4m/s=40W p Fv ==?绳 [3]将拉力F 增大为20N 时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变，所以受到水平面的摩擦力不变。 【点睛】 本题考查了动滑轮的使用、平衡条件的应用、功率的计算、影响摩擦力的因素等知识，要牢记影响滑动摩擦力的两个因素，当两个因素都不变时，摩擦力的大小不变，与其它因素无关。 17．15 【解析】分析：（1）知道钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg ，可以知道坠砣的总质量，再利用重力公式G=mg 计算总重力；滑轮的轴固定不动的叫定滑轮，轴随物体一起运动的滑轮叫 解析：15 【解析】分析：（1）知道钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg ，可以知道坠砣的总质量，再利用重力公式 计算总重力；滑轮的轴固定不动的叫定滑 轮，轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，据此判断；G 相当于物重，F 为A 端受到的为拉力，根据图得出n=2，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，可以得出F=2G ； （2）根据公式求出输电线A 端向左移动的距离； 解答：（1） ， ，根据图得 出n=2，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，可以得出A端受到的拉 ； （2）某段时间内坠砣串下降了30cm，所以输电线A端向左移动的距离为 ； 故答案为：(1). 104 (2). 15 【点睛】本题综合了重力知识、质量知识、滑轮组的知识来解决实际问题，其中判断绳子的股数是关键。 18．80% 【解析】动滑轮由两段绳子拉着物体上升，即s=2h。 总功为：W=Fs=F×2vt=25N×2×0.5m/s×4s=100J 拉力 F 的功率是： P=W总t=100J4s=25W； 有用功为 解析：80% 【解析】动滑轮由两段绳子拉着物体上升，即。 总功为： 拉力F 的功率是： ； 有用功为： 机械效率为： 。 点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，明确这些功，求效率就很简单了。 19．B 【详解】 [1]∵F2=10N，L2=0.4m，L1=0.2m； ∴由杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2得 [2]如果将支点O向A端移动，则F1L1＞F2L2，所以B端将下沉。 解析：B 【详解】 [1]∵F2=10N，L2=0.4m，L1=0.2m； ∴由杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2得 22 1 110N0.4m 20N 0.2m F L F L ? === [2]如果将支点O向A端移动，则F1L1＞F2L2，所以B端将下沉。 20．4kg 【解析】 试题分析：以杠杆为研究对象，因为杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件得出两边受力的大小关系； 左边受力根据动滑轮的特点和同一直线上力的合成求得； 右边受力根据同一直线上同方向力的合成求得 解析： 4kg 【解析】 试题分析：以杠杆为研究对象，因为杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件得出两边受力的大小关系； 左边受力根据动滑轮的特点和同一直线上力的合成求得； 右边受力根据同一直线上同方向力的合成求得； 最后根据两边受力大小关系求配重C的质量m C． 解：若开关刚好能被拉开，则拉力T=6N，此时杠杆在水平位置平衡，B端受地面的支持力 为0， 如右图：F A×OA=F B×OB， 由题知，OA：OB=3：1， 则F A：F B=1：3；① 细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计， 则T=（F拉+G轮）， 则物体C受到的向上的拉力： F拉="2T" G轮="2×6N" m P g="12N" 0.2kg×10N/kg=10N； 所以，杠杆左边受到力： F A= G C F拉=m C g 10N，② F B=F+ G D=75N+m D g=75N+1.5kg×10N/kg=90N ③ 将②③代入①得： （m C g 10N）：90N=1：3， 解得：m C=4kg． 故答案为4． 【点评】本题综合考查了重力的计算、动滑轮的特点、杠杆的平衡条件、同一直线上力的合成，杠杆在水平位置平衡，B端受地面的支持力为0是分析本题的关键． 三、实验题 21．右水平 3 右不影响 【详解】 (1)[1][2]实验前杠杆右端偏高，应将两端的平衡螺母右调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样在实验操作过程中，才能读出力臂。 (2)[3]设杠杆每一小格的长度为l，据杠杆的平衡条件有 2N?3l=F?2l 所以此时弹弹簧测力计的示数 F=3N (3)[4]若使弹簧测力计处于图中虚线处，则弹簧测力计对杠杆的力的力臂变小，而弹簧测力计的示数不变，钩码的重力不变，据杠杆的平衡条件，若想让杠杆在水平位置平衡，须向右适当移动钩码。 (4)[5]铁架台放在略微倾斜的桌面上，不会影响实验过程。即使铁架台不是水平放置，但依然可调节杠杆在水平位置平衡。 22．右右等于能 【详解】 (1)[1]图A中，杠杆左侧下沉，应向右调节平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡。 (2)[2]在图B中，据杠杆的平衡条件得 3G?2F=2G?3L 在左右两边同时增加一个相同的钩码，则左右两边分别变成 4G?2F，3G?3L 而 4G?2F<3G?3L 所以杠杆向右倾斜。 (3)[3][4]由图C知，此时 4×0.5N×3×0.5cm=3N×1 2 ×4×0.5cm 即：动力×动力臂=阻力×阻力臂。而此时，动力臂并不等于支点到动力作用点的距离，所以能证明甲同学的结论是错误的。 23．7 两次提升的物重不同 【详解】 (1)[1]当钩码上升的高度为10cm 时，绳自由端移动的距离为30cm ，则绳子承担重物的段数 30cm 310cm s n h = == 绳子的段数是奇数，从动滑轮开始绕起，如图所示 (2)[2]第一次的机械效率 111111N 0.1m 100%100%100%66.7%0.5N 0.3m W G h W F s η?= ?=?=?≈?有1有1总 (3)[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组，即绳重、摩擦、滑轮重是相同的，所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。 24．乙 80% 1、2 越低 不正确 摩擦力 【分析】 （1）②根据绳子自由端移动的距离s 与提升物体的高度h 的关系，s=nh ，求出实验1中绳子的有效段数分析； 求出实验2中绳子的有效段数分析； ③根据100%W Gh W Fs η= = ?有用总 求第3次实验的机械效率： （2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，找出合适的次数； 比较实验2和3的相同条件和不同条件得出结论； （3）在测力计静止时，不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑． 【详解】 （1）②根据绳子自由端移动的距离s 与提升物体的高度h 的关系，s=nh ，故实验1中绳子的有效段数：110.3m 30.1m s n h = ==； 实验2中绳子的有效段数：220.3m 30.1m s n h = ==； 由表格数据知：第1次实验物体的重力为4N ，第2次物体的重力为8N ，故第1次是用甲图做的实验，第2次是用乙图做的： ③第3次实验的机械效率：8N 0.1m 100%100%80%2.5N 0.4m W Gh W Fs η?= = ?=?=?有用总 ; （2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，表格中1、2两次实验符合要求，结合实验数据可以得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高． 比较实验2和3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，滑轮组的机械效率越低； （3）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，则她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响． 25．9％；1.2；30 匀速 增加物重 动滑轮重 绳与滑轮的摩擦 【详解】 （1）第2次的机械效率为：4N 0.05m 100%88.9%1.5N 0.15m W Gh W Fs η?= = =?=?有用总 ； 由图知，第3次实验弹簧测力计的分度值为0.2N ，所以示数为2.2N ． 因为滑轮组由3段绳子承担物重，所以绳端移动距离为：3310cm 30cm s h ==?=； 故答案为 （2）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反映了拉力的大小． （3）分析实验可知，随着钩码重力的增加，同一滑轮组的机械效率不断增加，所以，使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率． （4）机械效率是有用功与总功的比．用滑轮组提起重物时，对重物做的功为有用功，克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功是额外功．总功是有用功和额外功的总和，所以动滑轮重、绳重、滑轮的摩擦都会影响机械效率的大小． 【点睛】 提高机械效率的方法：减小额外功在总功中占的比例可以提高效率，可采取减小动油轮的重、减小摩擦力等方法．如在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率． 26．匀速竖直缓慢 2.4 83.3% 能 越大 【详解】 (1)[1]在实验中，小明匀速竖直缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力的值。 (2)[2][3]如图丙所示，测力计分度值为0.2N ，第3次实验中弹簧测力计的示数为2.4N ； 第3次实验中滑轮组的机械效率为： 6.0N 0.1m 100%83.3%2.4N 0.3m Gh Fs η?= ?==? (3)[4]根据s ＝nh ，则 Gh G Fs nF η= = 故实验时，如果他们只测量了钩码上升高度h 而没有测量绳自由端移动的距离s ，则他们能计算出滑轮组的机械效率。