02功能轉(zhuǎn)化杠桿滑輪與受力分析（原卷版）

備考2022年考前易錯(cuò)點(diǎn)查漏補(bǔ)缺02功能轉(zhuǎn)化、杠桿、滑輪與受力分析一、功能轉(zhuǎn)化與受力分析1．（2021九上·諸暨期中）如圖所示，用大小相等的拉力F分別沿斜面和水平面拉同一個(gè)木箱，拉力方向和運(yùn)動(dòng)方向始終一致。斜面AB粗糙，長(zhǎng)度為SAB，水平面CD光滑，長(zhǎng)度為SCD，運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為tAB、tCD，運(yùn)動(dòng)速度分別為vAB、vCD。則（）A．若SAB=SCD，則拉力在AB段做功較多B．若SAB>SCD且tAB=tCD，則拉力在AB段做功較快C．若SAB=SCD且tAB>tCD，則拉力在AB段做功較快D．若vAB=vCD，則拉力在AB段和CD段做功一樣多2．（2021九上·紹興期中）在甲、乙兩圖中，甲圖地面粗糙，乙圖地面光滑．質(zhì)量分別為m、2m的兩個(gè)物體在大小都為F的恒力作用下，在力的方向上前進(jìn)了相同的距離，則下列結(jié)論正確的是（）A．甲圖中F做的功小于乙圖中F做的功B．甲圖中F做的功等于乙圖中F做的功C．甲圖中F做的功大于乙圖中F做的功D．條件不足，無(wú)法比較3．（2021·寧海模擬）在某次跳傘訓(xùn)練過(guò)程中，一體重為500N的運(yùn)動(dòng)員從空中懸停的直升機(jī)上由靜止開(kāi)始豎直跳下，其速度與時(shí)間的關(guān)系如圖，經(jīng)15s下落210m后，開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)直至落地，整個(gè)過(guò)程用時(shí)30s。在這個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員（）A．受到的重力小于阻力B．下落的平均速度20m/sC．機(jī)械能先增加再減小最后保持不變D．重力做功的平均功率為5×103W4．（2021·余姚模擬）放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示，物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是()A．0~2s內(nèi)物塊沒(méi)有推動(dòng)，推力小于摩擦力B．2~4s內(nèi)物塊受到的摩擦力與水平推力是對(duì)平衡力C．t=3s時(shí)，物塊受到的摩擦力為f=3ND．物塊在4s6s時(shí)間內(nèi)水平推力做功為16J5．（2021·寧波模擬）如圖所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1將物體從A拉到O，再改用拉力F2將物體從O拉到C，其中LAO＝LOB，用頻閃相機(jī)每隔相同的時(shí)間拍下物體的位置（用虛線框表示），若拉力F1在AO段所做的功為W1，拉力F2在OB段所做的功為W2，物體在AO段受到的摩擦力為f1，在OC段受到的摩擦力為f2。下列判斷正確的是（）A．W1＞W(wǎng)2B．W1＜W2C．f1＞f2 D．f1＜f26．（2021九下·臺(tái)州開(kāi)學(xué)考）如圖所示，一彈簧的左端固定，右端連接一個(gè)小球，把它們套在光滑的水平桿上。a點(diǎn)是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b點(diǎn)是彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球的位置，c點(diǎn)時(shí)小球到達(dá)最右端的位置。則小球a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．小球在b點(diǎn)，小球的速度最小B．小球在a點(diǎn)，彈簧的彈性勢(shì)能最小C．從a點(diǎn)到b點(diǎn)，小球的動(dòng)能逐漸增大D．從b點(diǎn)到c點(diǎn)，彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小7．（2019·義烏模擬）如圖所示，一輕質(zhì)彈簧一端系在墻上的O點(diǎn)，自由伸長(zhǎng)到B點(diǎn)，今將一小物塊m連在彈簧上，并把彈簧壓縮到A點(diǎn)，然后釋放，小物體能運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止，物體與水平地面間的摩擦力恒定，試判斷下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體從A到B動(dòng)能越來(lái)越大，從B到C動(dòng)能越來(lái)越小B．物體從A到C動(dòng)能一直在減小C．物體從A到B動(dòng)能先增大后減小，從B到C動(dòng)能一直減小D．物體動(dòng)能最大的位置在B和C之間8．（2019·富陽(yáng)模擬）如圖所示，原長(zhǎng)為1的輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直墻面上，另一端與水平面上的木塊相連。推動(dòng)木塊壓縮彈簧，當(dāng)其左端至A點(diǎn)時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能為25J；松手后，木塊在彈簧的作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)若干次后靜止，此時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為1J.則木塊最終靜止的位置一定不可能位于(B／C／D)點(diǎn)，整個(gè)過(guò)程中木塊克服阻力做的功是J，整個(gè)過(guò)程中木塊速度最大時(shí)其左端可能位于(B／C／D)點(diǎn)。9．（2017九上·樂(lè)清月考）用手將一重為G的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從A位置開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B位置速度達(dá)到最大，到達(dá)C位置小球的速度變?yōu)榱?。已知AC間的高度差為h，在此過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能增加量為。B位置到C位置的過(guò)程中鐵球所受的重力（選填“大于”、“小于”、“等于”）彈簧所施加的彈力。（整個(gè)過(guò)程中不計(jì)能量損耗）10．（2018九上·義烏月考）如圖甲所示，水平地面上的一物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物體速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。則第2秒末時(shí)，物體處于狀態(tài)，第6秒末到第9秒末，推力F做功是焦耳,36秒時(shí)物體受到的滑動(dòng)摩擦力為牛。二、杠桿與受力分析11．（2021·海曙模擬）如圖甲所示的力學(xué)裝置，杠桿OAB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點(diǎn)，OB=20A，豎直細(xì)桿a的上端通過(guò)力傳感器相連在天花板上，下端連接杠桿的A點(diǎn)，豎直細(xì)桿b的兩端分別與杠桿的B點(diǎn)和物體M固定，水箱的質(zhì)量為0.8kg，底面積為200cm2，不計(jì)杠桿、細(xì)桿及連接處的重力，力傳感器可以顯示出細(xì)桿a的上端受到作用力的大小，圖乙是力傳感器的示數(shù)大小隨水箱中水的質(zhì)量變化的圖像，則()A．物體M的密度為0.6×103kg/m3B．當(dāng)傳感器示數(shù)為0N時(shí)，加水質(zhì)量為1.4kgC．當(dāng)加水質(zhì)量為1.8kg時(shí)，容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為D．加水質(zhì)量為2kg時(shí)，水對(duì)水箱底部的壓力為31N12．（2020九上·杭州月考）在杠桿的兩端掛著質(zhì)量和體積都相同的鋁球和鐵球,這時(shí)杠桿平衡；將兩球分別浸泡在質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同的稀硫酸中(如圖所示)，直至兩個(gè)燒杯中均沒(méi)有氣泡產(chǎn)生為止，兩球的外形變化不大且無(wú)孔洞出現(xiàn)。下列推測(cè)中正確的是（）①反應(yīng)結(jié)束后，燒杯甲中的溶液質(zhì)量大；②反應(yīng)結(jié)束后，燒杯乙中的溶液質(zhì)量大；③拿掉燒杯后，要使杠桿重新平衡，支點(diǎn)應(yīng)向A端移動(dòng)；④拿掉燒杯后，要使杠桿重新平衡，支點(diǎn)應(yīng)向B端移動(dòng)A．①③ B．①④ C．②③ D．②④13．（2020九上·蘭溪期中）如圖所示，光滑帶槽的長(zhǎng)木條AB（質(zhì)量不計(jì)）可以繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，木條的A端用豎直細(xì)線連接在地板上，OA=0.6m，OB=0.4m。在木條的B端通過(guò)細(xì)線懸掛一個(gè)長(zhǎng)方體木塊C，C的密度為0.8×103kg/m3，B端正下方放一盛滿水的溢水杯。現(xiàn)將木塊C緩慢浸入溢水杯中，當(dāng)木塊浸入水中一半時(shí)，從溢水口處溢出0.5N的水，杠桿處于水平平衡狀態(tài)，然后讓質(zhì)量為300g的小球從B點(diǎn)沿槽向A端勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)4s的時(shí)間系在A端細(xì)繩的拉力恰好等于0，下列結(jié)果不正確的是（忽略細(xì)線的重力，g取10N/kg）（）A．木塊受到的浮力為0.5NB．木塊C受到細(xì)線的拉力為0.3NC．小球剛放在B端時(shí)A端受到細(xì)線的拉力為2.2ND．小球的運(yùn)動(dòng)速度為0.2m/s14．一根金屬棒AB置于水平地面上，現(xiàn)通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)豎直地將棒的右端B緩慢拉起，如圖甲所示。在此過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)棒所做的功W與B端離開(kāi)地面的高度x的關(guān)系如圖乙所示。根據(jù)圖像，下列說(shuō)法中正確的是（）A．該金屬棒的長(zhǎng)度L＝1.6mB．在B端拉起的過(guò)程中，當(dāng)x1＝0.6m時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1＝1.5NC．當(dāng)x2＝1.6m時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2＝5ND．金屬棒的重心到A端的距離為0.6m15．一個(gè)600N重的成年人和一個(gè)小孩都過(guò)一道4m寬的水渠，成人從左岸到右岸，而小孩從水渠右岸到左岸，兩岸各有一塊3m長(zhǎng)的堅(jiān)實(shí)木板，他們想出了如圖的方式過(guò)渠，請(qǐng)分析在忽略木板自身重量和木板疊交的距離情況下，要使成年人和小孩都能平安過(guò)渠，小孩的體重不能輕于多少牛？()A．100N B．200N C．300N D．400N16．（2019九上·余杭月考）一均勻木板AB，B端固定在墻壁的轉(zhuǎn)軸上，木板可在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，木板下墊物塊C，恰好使木板水平放置，如圖所示．現(xiàn)在水平力F將C由B向勻速推動(dòng)過(guò)程中，下列相關(guān)說(shuō)法中（）①物塊C對(duì)木塊AB的摩擦力方向向右②木板AB僅受重力和物塊C對(duì)它的支持力的作用③物塊C受到的重力和地面對(duì)它的支持力是一對(duì)平衡力④推力F將逐漸變大A．只有①④正確 B．只有②③正確C．只有①②正確 D．只有③④正確17．（2021九上·寧波月考）安全閥常作為超壓保護(hù)裝置。如圖是利用杠桿原理設(shè)計(jì)的鍋爐安全閥示意圖，閥的橫截面積S為6cm2，OA∶AB=1∶2，若鍋爐能承受的最大壓強(qiáng)為5.81×105Pa，大氣壓強(qiáng)為1.01×105Pa，則在B處應(yīng)掛N的重物。若鍋爐承受的最大壓強(qiáng)減小，為保證鍋爐安全，應(yīng)將重物向（選填“左”或“右”）移動(dòng)。18．（2020九上·溫州月考）如圖所示，質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為m2的均勻木板AB的中點(diǎn)，木板可以繞B端轉(zhuǎn)動(dòng)，2若以人的重力為動(dòng)力，這屬于（選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿。要使木板處于水平狀態(tài)不動(dòng)，此人拉力的大小為19．如圖所示，一輕質(zhì)杠桿支在支架上，OA=20cm，G1為邊長(zhǎng)是5cm的正方體，G2重為20N。當(dāng)OC=10cm時(shí)，繩子的拉力為N，此時(shí)G1對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×104Pa?，F(xiàn)用一水平拉力，使G2以cm/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)12.5s后，可使G1對(duì)地面的壓力恰好為零。20．（2022·杭州模擬）疫情的暴發(fā)給生活帶來(lái)諸多不便，但卻加快了線上教學(xué)的發(fā)展．為了更流暢的呈現(xiàn)板書(shū)，金老師將、底面為正方形的底座、大理石組裝成了如圖甲的拍攝儀，其主要結(jié)構(gòu)如圖乙．組裝流程：將攝像頭端伸出底座，另一端用長(zhǎng)方體大理石豎直向下壓在末端，固定．已知所用長(zhǎng)度為20cm，質(zhì)量為160g且分布均勻，大理石質(zhì)量為240g．（1）為擴(kuò)大拍攝范圍，并防止掉落，求可以伸出底座外的最大長(zhǎng)度．（2）徐老師也組裝了一個(gè)拍攝裝置如圖丙．所用與金老師同款，底面為正方形的底座邊長(zhǎng)為4cm，左側(cè)有12cm伸出底座．假設(shè)重物掛在的最邊緣，求保證不掉落的重物質(zhì)量范圍．21．（2021·鄞州模擬）如圖光滑帶槽的長(zhǎng)木條AB可以繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，木條的A端用豎直細(xì)線連接在地板上，OA=0.2m，OB=0.3m。在木條的B端通過(guò)細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為700g長(zhǎng)方體物塊，并處于底面積為50cm2的圓柱形容器中，且物塊始終不與容器底部接觸，杠桿在水平位置保持平衡。先把質(zhì)量為750g的水注入容器中，水未溢出，水面靜止后，物塊有一半體積露出水面，且杠桿仍在水平位置平衡，水對(duì)容器底面的壓強(qiáng)為2000Pa。然后，讓質(zhì)量為900g的小球從B端沿槽向A端勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)3s后，A端細(xì)繩的拉力為零。整個(gè)過(guò)程中，細(xì)繩不會(huì)斷裂，長(zhǎng)木條AB和細(xì)繩的質(zhì)量不計(jì)，求：（1）加水前杠桿平衡時(shí)，A端細(xì)線對(duì)地面的拉力。（2）加水穩(wěn)定后，物塊受到的浮力。（3）物塊的密度。（4）小球運(yùn)動(dòng)的速度。22．如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的木板AB長(zhǎng)1.6m，可繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，離O點(diǎn)0.4m的B端掛一重物G，板的A端用一根與水平地面成30°夾角的細(xì)繩拉住，木板在水平位置平衡時(shí)繩的拉力是8N，木板水平平衡。（1）在圖上作出繩對(duì)木板的拉力的力臂。（2）求重物G的大小。（3）之后在O點(diǎn)的正上方放一質(zhì)量為0.5kg的小球，若小球以20cm/s的速度由O點(diǎn)沿木板向A端勻速運(yùn)動(dòng)，問(wèn)小球至少運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)繩的拉力減小到零？(g取10N/kg，繩的重力不計(jì))三、滑輪與受力分析23．（2022·慈溪模擬）如圖甲所示的滑輪組裝置，不計(jì)繩重和摩擦，繩對(duì)滑輪的拉力方向均為豎直方向。用該滑輪組提升放置在水平地面上重為G=80N的重物到高處。用豎直向下的拉力拉繩的自由端，拉力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，重物上升的速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖丙所示。已知在24s內(nèi)重物上升的豎直高度為2m，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．動(dòng)滑輪重為20NB．02s內(nèi)重物對(duì)地面的壓力為40NC．24s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度為2m/sD．46s內(nèi)，拉力F的功率為100W24．（2021九上·義烏期中）如右圖所示，豎直固定的測(cè)力計(jì)下端掛一個(gè)滑輪組，滑輪組下端掛有物體B，滑輪組繩的末端通過(guò)定滑輪沿水平方向與物體A相連。此時(shí)物體A在繩的水平拉力作用下向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為450N；在物體B下加掛重為60N的物體C后，用水平向右的力F拉動(dòng)物體A可使其沿水平桌面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體B上升的速度大小為5cm/s。已知每個(gè)滑輪重均為50N，若不計(jì)繩重及滑輪的摩擦，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體A所受滑動(dòng)摩擦力大小為100NB．水平向右的力F的大小為400NC．物體B所受重力為400ND．拉力F做功的功率為63W25．（2021·余姚模擬）如圖所示，拉力F為5N，物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)(B表面足夠長(zhǎng))；物體B靜止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N。下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力F的功率為1.0WB．物體A受到的摩擦力為16NC．滑輪組的機(jī)械效率為75%D．拉力F增大到10N時(shí)，物體B開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)26．（2021九下·諸暨期中）如圖所示，F(xiàn)1＝4N，F(xiàn)2＝3N，此時(shí)物體A對(duì)于地面靜止，物體B以一定速度在物體A表面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)（不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。則A與地面、A與B之間的摩擦力、彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大小分別為（）A．2N6N9N B．6N6N6N C．4N2N9N D．2N6N6N27．（2021九下·杭州開(kāi)學(xué)考）如圖所示，用10N的力F沿水平方向拉滑輪，可使物體A以0.2m/s的速度在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)。彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)恒為2N（不計(jì)滑輪、測(cè)力計(jì)、繩子的重力，滑輪的轉(zhuǎn)軸光滑）。下列說(shuō)法不正確的是（）A．物體A受到地面水平向右3N的摩擦力B．物體A受到B的摩擦力是2NC．滑輪移動(dòng)的速度是0.1m/sD．拉力F做功功率為4W28．（2020九上·鎮(zhèn)海月考）為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度，設(shè)置了如圖所示的滑輪組裝置。當(dāng)用圖乙所示隨時(shí)間變化的豎直向下的拉力F拉繩時(shí)，物體的速度v和物體上升的高度?隨時(shí)間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示。（不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦）下列計(jì)算結(jié)果正確的是（）A．01s內(nèi)，地面對(duì)物體的支持力是10NB．12s內(nèi)，拉力F做的功是187.5JC．23s內(nèi)，拉力F的功率是100WD．23s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率是62.5%29．（2020九上·鄞州期中）如圖所示，拉力F為5N，物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)（B表面足夠長(zhǎng)）；物體B靜止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N．下列說(shuō)法正確的是（）A．物體A受到的摩擦力為10NB．拉力F的功率為1.5WC．滑輪組的機(jī)械效率為80%D．拉力F增大到15N時(shí)，物體B開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)30．（2020九上·杭州月考）如圖所示，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)A、B、C的示數(shù)分別為FA、FB、FC，以下有關(guān)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的關(guān)系，正確的是（）A．FA＝FB＝FC B．FA＝FB＝3FCC．2FA＝3FC＝FB D．3FA＝6FC＝2FB31．如圖，A物體在大小為10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)(不計(jì)滑輪與細(xì)繩的摩擦及重力)，若A物體與桌面間的摩擦力為1N，g取10N/kg，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．拉力F做功的功率是3WB．B物體的質(zhì)量是2.7kgC．B物體上升的速度是0.1m/sD．A物體運(yùn)動(dòng)1s則B物體克服重力做功3J32．（2019·紹興）如圖是上肢力量健身器示意圖。杠桿AB可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，AB=3BO，配重的重力為120牛。重力為500牛的健身者通過(guò)細(xì)繩在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為F1時(shí)，杠桿在水平位置平衡，配重對(duì)地面的壓力為85牛。在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為F2時(shí)，杠桿仍在水平位置平衡，配重對(duì)地面的壓力為60牛。已知F1：F2=2：3，杠桿AB和細(xì)繩的質(zhì)量及所有摩擦均忽略不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是（）A．配重對(duì)地面的壓力為50牛時(shí)，健身者在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為160牛B．配重對(duì)地面的壓力為90牛時(shí)，健身者在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為120牛C．健身者在B點(diǎn)施加400牛豎直向下的拉力時(shí)，配重對(duì)地面的壓力為35牛D．配重剛好被勻速拉起時(shí)，健身者在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為540牛33．（2021九上·金華期中）如圖所示，光滑水平地面上有一塊足夠長(zhǎng)的木板，在木板的右端固定著一個(gè)滑輪(不計(jì)滑輪自重及軸心的摩擦)，木板上面放置一個(gè)小木塊，小木塊一端連接著彈簧測(cè)力計(jì)。在繩端3牛的水平拉力F的作用下，木板向右勻速運(yùn)動(dòng)了0.4米，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是，該過(guò)程中拉力做的功為。34．（2020九上·諸暨期末）如圖所示，拉力F為5N，物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)(B表面足夠長(zhǎng))；物體B靜止在地面上，受到地面水平向右4N的摩擦力，繩重及摩擦不計(jì)。（1）拉力F做功的功率為W。（2）物體A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為N。35．（2020九上·寧波月考）如圖所示，物