專(zhuān)題06 機(jī)械能和簡(jiǎn)單機(jī)械【考題猜想】-九年級(jí)（浙教版）科學(xué)上學(xué)期期末考點(diǎn)大串講（解析版）

第第頁(yè)專(zhuān)題06機(jī)械能和簡(jiǎn)單機(jī)械題組猜想內(nèi)容題組一機(jī)械能題組二杠桿的使用題組三滑輪的使用題組四機(jī)械效率題組一題組一機(jī)械能1．2013年6月26日上午8時(shí)，神舟十號(hào)返回艙在位于內(nèi)蒙古四子王旗的搜救場(chǎng)著陸!假設(shè)飛船返回穿越大氣層時(shí)，有一段為勻速降落過(guò)程，則在此過(guò)程中飛船的（）A．動(dòng)能減小，勢(shì)能增大 B．動(dòng)能不變，勢(shì)能減小C．動(dòng)能減小，勢(shì)能減小 D．動(dòng)能減小，勢(shì)能不變【答案】B【解答】由題可知，飛船在降落過(guò)程中勻速降落，速度不變，高度減小，所以動(dòng)能不變，勢(shì)能減小。ACD不符合題意，B符合題意。2．如圖所示，在表面粗糙的斜面上，物塊從A點(diǎn)靜止釋放下滑到B的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．物塊的動(dòng)能不一定增加B．物塊的重力勢(shì)能可能減小C．物塊的重力勢(shì)能減少量等于動(dòng)能的增加量D．物塊的重力勢(shì)能減少量大于動(dòng)能的增加量【答案】D【解答】斜面的表面粗糙，肯定會(huì)受到摩擦力。如果物體重力在斜面上的分力大于摩擦力，物體就加速下滑，那么動(dòng)能就會(huì)增加，故A錯(cuò)誤；

物體下滑過(guò)程中，高度不斷減小，那么重力勢(shì)能肯定減小，故B錯(cuò)誤；

因?yàn)樾泵娲植?，所以物體下滑時(shí)要克服摩擦，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即重力勢(shì)能的減小量=動(dòng)能的增加量+內(nèi)能，故C錯(cuò)誤，D正確。

3．甲、乙兩個(gè)相同的乒乓球在離地面相同的高度處，分別以速度v1、v2豎直向下拋出，且v1<v2，那么，下列說(shuō)法正確的是（不計(jì)空氣阻力）（）A．過(guò)程中的某些時(shí)刻，甲球總機(jī)械能可能大于乙球B．過(guò)程中的任意時(shí)刻，甲球總機(jī)械能小于乙球C．反彈到最高處的動(dòng)能相比，甲球小于乙球D．反彈到最高處的重力勢(shì)能相比，甲球等于乙球【答案】B【解答】甲、乙兩個(gè)相同的乒乓球在離地面相同的高度處，那么它們具有相同的重力勢(shì)能；

因?yàn)関1<v2，所以開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)甲的動(dòng)能小于乙的動(dòng)能；

根據(jù)機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢(shì)能可知，開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲的機(jī)械能小于乙的機(jī)械能；

不計(jì)空氣阻力，沒(méi)有機(jī)械能的損失，因此過(guò)程中的任意時(shí)刻，甲和乙的機(jī)械能總和保持不變；即甲的總機(jī)械能小于乙，故A錯(cuò)誤，B正確；

反彈到最高處，它們的動(dòng)能都為0，那么此時(shí)它們的動(dòng)能相同，故C錯(cuò)誤；

反彈到最高處時(shí)，它們的機(jī)械能會(huì)全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；

因?yàn)榧椎臋C(jī)械能<乙的機(jī)械能，所以此時(shí)甲的重力勢(shì)能小于乙球，故D錯(cuò)誤。4．如表是探究斜面機(jī)械效率與物重的關(guān)系時(shí)記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)，下列說(shuō)法不正確的是（）實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面粗糙程度重物的重力大小G/N彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N重物沿斜面移動(dòng)的距離s/m重物上升的高度h/m機(jī)械效率η/%1較粗糙2.01.510.800.40662較粗糙2.51.890.800.4066A．實(shí)驗(yàn)時(shí)勻速拉動(dòng)物體，拉力方向與斜面方向平行B．第1次實(shí)驗(yàn)中，物體受到斜面的摩擦力是1.51NC．由實(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)可知，斜面的機(jī)械效率與物重?zé)o關(guān)D．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，重物的機(jī)械能增大【答案】B【解答】A.實(shí)驗(yàn)時(shí)勻速拉動(dòng)物體，拉力方向與斜面方向平行，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體受到的拉力，故A正確不合題意；

B.第1次實(shí)驗(yàn)中，總功為：W總=Fs=1.51N×0.8m=1.208J，有用功為：W有=Gh=2N×0.4m=0.8J，額外功：W額=W總-W有=1.208J-0.8J=0.408J，則物體受到的摩擦力：，故B錯(cuò)誤符合題意；

C.根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)物體的重力增大時(shí)，機(jī)械效率保持不變，則斜面的機(jī)械效率與物重?zé)o關(guān)，故C正確不合題意；

D.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，物體的速度不變，質(zhì)量不變，則動(dòng)能不變；質(zhì)量不變，高度增大，則重力勢(shì)能增大。根據(jù)“機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢(shì)能”可知，它的機(jī)械能增大，故D正確不合題意。故選B。5．小明同學(xué)以一定速度將彈性球扔向地面，彈性球經(jīng)地面和墻壁兩次反彈，重新在同一高度用手接住，碰撞時(shí)小球能量損失不計(jì)，1處和2處是同一高度。如果1處小球的動(dòng)能大于2處，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．1處的機(jī)械能一定大于2處B．1處的動(dòng)能一定大于4處C．3處的動(dòng)能一定大于4處D．接到小球時(shí)的速度一定小于扔出時(shí)的速度【答案】C【解答】1處和2處的高度相同，則小球的重力勢(shì)能相同；1處的動(dòng)能大于2處，根據(jù)“機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢(shì)能”可知，1處的機(jī)械能大于2處，即小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有能量損失，且運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，能量損失越大，故A、B正確不合題意，而C錯(cuò)誤符合題意；

接到小球時(shí)的機(jī)械能肯定小于出手時(shí)的機(jī)械能，即接到小球時(shí)的動(dòng)能肯定小于出手時(shí)的動(dòng)能，故D正確不合題意。6．在很長(zhǎng)的下坡路程，如果使自行車(chē)勻速下坡，則騎行者的機(jī)械能將（選填“增大”、“減小”或“不變”）；有經(jīng)驗(yàn)的騎行者在下坡一段距離后會(huì)停車(chē)休息，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間剎車(chē)使剎車(chē)片的能明顯增大，容易損壞剎車(chē)片．【答案】減?。粌?nèi)【解答】自行車(chē)勻速下坡，速度不變，高度減小，所自行車(chē)的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少；所以機(jī)械能減??；長(zhǎng)時(shí)間剎車(chē)，剎車(chē)片與車(chē)輪之間相互摩擦做功，剎車(chē)片的內(nèi)能明顯增大，溫度升高，因此容易損壞剎車(chē)片．故答案為：減??；內(nèi)．7．某興趣小組制作了一枚火箭，重為8牛(不包含燃料)，發(fā)射后獲取火箭的飛行高度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。（1）在圖中標(biāo)注的A，B，C三個(gè)位置中，火箭的重力勢(shì)能最小的是。（2）火箭從最高點(diǎn)B下落到地面過(guò)程中，重力做功的功率是瓦?！敬鸢浮浚?）C（2）70【解答】（1）在圖中標(biāo)注的A，B，C三個(gè)位置中，C點(diǎn)的高度最小，則火箭的重力勢(shì)能最小的是C。

（2）火箭重力做的功：W=Gh=8N×140m=1120N；

重力做功的功率：。8．小科在觀看臺(tái)球比賽時(shí)發(fā)現(xiàn)：有時(shí)運(yùn)動(dòng)的白球去撞擊一個(gè)靜止的球后，白球會(huì)立即靜止在碰撞時(shí)的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，以幾乎相同的速度向前運(yùn)動(dòng)。小科想：白球碰撞后立即靜止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度運(yùn)動(dòng)出去的嗎？通過(guò)了解和初步實(shí)驗(yàn)，小科發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)體積和質(zhì)量均相同的兩球，而且球心在同一直線上相碰時(shí)，才可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象。為進(jìn)一步探究，小科設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)方案：將一個(gè)兩端翹起、中間水平的軌道固定在水平桌面上，取兩個(gè)相同的臺(tái)球A、B，將B球靜置于軌道的水平部分，A球置于軌道左端斜面上某處，測(cè)出該點(diǎn)到水平桌面的高度h1，如圖所示，釋放A球，撞擊后，A球靜止，B球向前運(yùn)動(dòng)并沖上軌道右端斜面能到達(dá)的高點(diǎn)，測(cè)出該點(diǎn)的高度h2。通過(guò)比較h2與h1的大小關(guān)系即可作出判斷。請(qǐng)你作答以下問(wèn)題：A球從斜面滑下的過(guò)程中，能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。若軌道光滑，且h2=h1，則B球被撞后速度A球被撞前速度（填“＞”、“=”或“＜”）。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，測(cè)出的h2總小于h1，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是軌道不光滑，那么你認(rèn)為小科的設(shè)計(jì)是價(jià)值（填“有”或“無(wú)”）?！敬鸢浮恐亓?shì)能（勢(shì)能）；=；有【解答】從高處下落的物體能量由勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；

若軌道光滑，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒，由已知條件h2=h1，可知被撞后B球的動(dòng)能等于原來(lái)A球的動(dòng)能，所以B球被撞后速度=A球被撞前速度；

沒(méi)有摩擦是一種理想的情況，實(shí)驗(yàn)時(shí)可通過(guò)不斷的減小摩擦來(lái)觀察球的運(yùn)動(dòng)，從球運(yùn)動(dòng)的變化推測(cè)沒(méi)有摩擦?xí)r的運(yùn)動(dòng)情況，這是實(shí)驗(yàn)+推理的方法，是研究科學(xué)問(wèn)題的重要方法。所以小科的設(shè)計(jì)是有價(jià)值。9．光滑斜面甲與水平面AB平滑連接。從斜面甲高H處?kù)o止釋放小球，小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)靜止，如圖甲。在AB上的C點(diǎn)平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB＝3AC，如圖乙。回答下列問(wèn)題（1）如果小球從斜面甲高H處?kù)o止釋放，說(shuō)明小球在乙斜面到達(dá)的最大高度h與H的數(shù)量關(guān)系及理由。（2）要使小球在乙斜面上到達(dá)的最大高度變?yōu)?h，小球應(yīng)在甲斜面上多高處?kù)o止釋放并說(shuō)明理由?！敬鸢浮浚?）從釋放點(diǎn)到B點(diǎn)靜止，減少的機(jī)械能等于在AB水平面上由于摩擦而損失的機(jī)械能，因?yàn)锳B=3AC，所以在AC上損耗的機(jī)械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上時(shí)機(jī)械能比甲斜面上時(shí)的機(jī)械能少三分之一，故上升的高度h=；（2）小球在乙斜面上升高度為2h，即，因?yàn)锳C段上消耗的機(jī)械能與第一次相同，即消耗高度的機(jī)械能，所以原來(lái)小球在甲斜面上的釋放高度是：2h+=?！窘獯稹颗}意，并能明確小球在AC段損失的機(jī)械能相當(dāng)與斜面的多大高度是解決該題的關(guān)鍵；（1）據(jù)AB=3AC可知，在AC上損耗的機(jī)械能是AB上的三分之一，進(jìn)而判斷乙斜面上時(shí)機(jī)械能比甲斜面上時(shí)的機(jī)械能少的關(guān)系，進(jìn)而判斷出上升高度；（2）據(jù)（1）可判斷出小球在AC上損失的機(jī)械，而后可以計(jì)算出（2）中小球在甲斜面上的高度。題組題組二杠桿的使用1．如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果在物體A和B下端同時(shí)掛一個(gè)相同質(zhì)量的鉤碼，下列判斷正確的是（）A．杠桿不能平衡，左端下沉 B．杠桿不能平衡，右端下沉C．杠桿仍能平衡 D．無(wú)法判斷【答案】B【解答】解：原來(lái)杠桿平衡，則GA×L=GB×2L若在物體A和B下端同時(shí)掛一個(gè)相同質(zhì)量的鉤碼，則左邊=（GA+G）×L=GA×L+G×L；右邊=（GB+G）×2L=GB×2L+2G×L，又GA×L=GB×2L，GL＜2GL，所以：（GA+G）×L＜（GB+G）×2L，杠桿將向右傾斜，ACD錯(cuò)誤，B正確．故選B．2．下列用具中屬于費(fèi)力杠桿的是（）A．食品夾B．瓶蓋起子C．螺絲刀 D．鉗子【答案】A【解答】A.食品夾的支點(diǎn)在兩個(gè)夾片的相接處，阻力作用在夾片的尖端，動(dòng)力在夾片的中間，此時(shí)動(dòng)力臂小于阻力臂，為費(fèi)力杠桿，故A正確；

B.瓶蓋起子在瓶蓋上面的牙是支點(diǎn)，阻力作用在另一個(gè)牙上，動(dòng)力作用在手柄末端，此時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，為省力杠桿，故B錯(cuò)誤；

C.螺絲刀是輪軸，也就是一個(gè)變形的杠桿，支點(diǎn)在手柄截面所在圓的中間，阻力臂是小輪的半徑，動(dòng)力臂是大輪的半徑，此時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，為省力杠桿，故C錯(cuò)誤；

D.鉗子的軸是支點(diǎn)，阻力作用在刀口上，動(dòng)力作用在手柄末端，此時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，為省力杠桿，故D錯(cuò)誤。3．用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)重為G0的均勻鐵棒，插入一個(gè)邊長(zhǎng)為a、重為G的正方體物塊的底部，在另一端施加一個(gè)向上的力，將物塊撬起一個(gè)很小的角度（如圖所示，圖中的角度已被放大）。如果鐵棒插入物塊底部的長(zhǎng)度為物塊邊長(zhǎng)的三分之一，則要撬動(dòng)物塊，作用在鐵捧最右端的力至少為（）A．G0+（aG/3L） B．G0+（aG/L）C．（G0/2）+（aG/6L） D．（G0/2）+（aG/12L）【答案】C【解答】根據(jù)問(wèn)題作用在鐵棒最右端的力至少為多少？可將此時(shí)的杠桿看成處于平衡狀態(tài)。鐵棒的左端為支點(diǎn)，F(xiàn)動(dòng)力與鐵棒垂直，動(dòng)力臂為鐵棒長(zhǎng)L，鐵棒的自重G0和物體的1/2重力為阻力，阻力臂分別是L/2和a/3，由杠桿平衡可列式：FL=G0×+×得F=（G0/2）+（aG/6L），C選項(xiàng)正確。故答案為：C4．衣服夾是一種常用物品，如圖所示，給出了用手捏開(kāi)和夾住物品時(shí)的兩種情況。下列說(shuō)法中，正確的是（）A．當(dāng)用手將其捏開(kāi)時(shí)，它是費(fèi)力杠桿B．當(dāng)用其夾住物品時(shí)，它是費(fèi)力杠桿C．無(wú)論用手將其捏開(kāi)還是夾住物品時(shí)，它都是費(fèi)力杠桿D．無(wú)論用手將其捏開(kāi)還是夾住物品時(shí)，它都是省力杠桿【答案】B【解答】夾子的軸是杠桿的支點(diǎn)O；

（1）當(dāng)用手將其捏開(kāi)時(shí)，彈簧的壓力為阻力，手的壓力為動(dòng)力，此時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，為省力杠桿；

（2）當(dāng)用其夾住物品時(shí)，彈簧的壓力為動(dòng)力，而夾口上的物體施加阻力，此時(shí)動(dòng)力臂小于阻力臂，為費(fèi)力杠桿。

故B正確，而A、C、D錯(cuò)誤。

故選B。5．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)?！敬鸢浮?6；右【解答】（1）A點(diǎn)受到向上的壓力為：

F=△pS=（5.81×105Pa-1.01×105Pa）×6×10-4m2=288N；

由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知：F?OA=G?OB；

因OA：AB=1：2，故OA：OB=1：3，得到：288N×1=G×3；解得：G=96N。

（2）若鍋爐承受的最大壓強(qiáng)減小，則A點(diǎn)受到的蒸汽壓力FA減小。此時(shí)A點(diǎn)的力臂OA不變、重物的重力G不變，根據(jù)杠桿平衡條件G?LG=FA?OA可知，此時(shí)應(yīng)減小重物的力臂，所以應(yīng)將應(yīng)將重物向右移動(dòng)。6．如圖所示是小利設(shè)計(jì)的一種限流器原理圖，當(dāng)電流超過(guò)限制電流時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷電路．（1）當(dāng)電流超過(guò)限制電流時(shí)，銜鐵N被電磁鐵M吸引過(guò)去，勻質(zhì)的金屬桿OA在彈簧拉力作用下繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，電路斷開(kāi)剛轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，杠桿OA屬于杠桿．（2）若要把限流器接入家庭電路中，從安全用電角度考慮，應(yīng)該把它接在進(jìn)戶線的線上．【答案】（1）省力（2）火【解答】解：（1）如圖所示，金屬桿OA在彈簧拉力作用下繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，O為支點(diǎn)，動(dòng)力在左端，所以動(dòng)力臂大于阻力臂，是一個(gè)省力杠桿；（2）要把限流器接人家庭電路中，從安全用電角度考慮，應(yīng)該把它接在進(jìn)戶線的火線上．7．某興趣小組利用厚紙板來(lái)探究杠桿的平衡條件，厚紙板上每間隔相同距離有個(gè)小扎。現(xiàn)用細(xì)繩將紙板懸掛起來(lái)，如圖甲所示。（1）先將厚紙板調(diào)節(jié)至水平位置平衡，其目的是。實(shí)驗(yàn)中，在A點(diǎn)掛了1個(gè)鉤碼（如圖乙），則需在B點(diǎn)掛個(gè)鉤碼才能使桿平衡。（2）利用圖乙可以證明在力臂大小不變時(shí)，改變力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離，不會(huì)影響平衡。請(qǐng)寫(xiě)出具體操作。（3）進(jìn)行如圖丙實(shí)驗(yàn)，松手后發(fā)現(xiàn)杠桿不能保持水平平衡。請(qǐng)分析其原因是?！敬鸢浮浚?）便于測(cè)量力臂；3（2）將其中一端物體懸掛的位置上移（或下移動(dòng)）1格（或2格）（3）厚紙板自身重力影響【解答】（1）先將厚紙板調(diào)節(jié)至水平位置平衡，其目的便于測(cè)量力臂；設(shè)鉤碼的重力為G，一個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，根據(jù)杠桿的平衡條件得到：G×3L=F2×L；解得：F2=3G，因此則需在B點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼才能使桿平衡；

（2）利用圖乙可以證明在力臂大小不變時(shí)，改變力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離，不會(huì)影響平衡。請(qǐng)寫(xiě)出具體操作將其中一端物體懸掛的位置上移（或下移動(dòng)）1格（或2格）。

（3）進(jìn)行如圖丙實(shí)驗(yàn)，松手后發(fā)現(xiàn)杠桿不能保持水平平衡，原因是厚紙板自身重力影響。8．如圖所示，輕質(zhì)杠桿OP長(zhǎng)1m，能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，P端用細(xì)繩懸于N點(diǎn)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為1kg的物體A通過(guò)滑環(huán)掛在M點(diǎn)（滑環(huán)和繩子的質(zhì)量可忽略），OM的長(zhǎng)度為0.1m，由于桿OP與水平方向成30°角傾斜，滑環(huán)剛好能由M向P端勻速滑動(dòng)，滑動(dòng)速度為0.02m/s，細(xì)繩能承受的最大拉力為9N。（g取10N/kg）求：（1）滑環(huán)從M點(diǎn)開(kāi)始滑動(dòng)，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后細(xì)繩會(huì)斷裂；（2）從滑環(huán)自M點(diǎn)滑動(dòng)到細(xì)繩PN斷裂時(shí)，A所受重力做的功；（3）上述過(guò)程中，A所受重力做功的功率。【答案】略⑵從滑環(huán)自M點(diǎn)滑動(dòng)到細(xì)繩PN斷裂時(shí)，A所受重力做的功；略⑶上述過(guò)程中，A所受重力做功的功率。略（1）設(shè)經(jīng)t時(shí)間后繩子會(huì)斷裂，

由杠桿平衡條件F1L1=F2L2得到：FP?OPcos30°=FA（OM+vt）cos30°；

FP?OP=mg（OM+vt）

9N×1m=1kg×10N/kg×（0.1m+0.02m/s×t）

解得：t=40s；（2）物體M下降的高度：h=vtsin30°=0.02m/s×40s×0.5=0.4m；

重力做的功：W=Gh=mgh=1kg×10N/kg×0.4m=4J。（3）重力做功的功率?！窘獯稹浚?）根據(jù)杠桿的平衡條件和速度公式，結(jié)合三角函數(shù)的知識(shí)列出方程計(jì)算即可；

（2）根據(jù)W=Gh=mgh即求出重力做的功；（3）根據(jù)求出重力做功的功率。題組三題組三滑輪的使用1．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【答案】C【解答】當(dāng)配重在地面上保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，它受到的繩子的拉力F為：F=G-FN；

因?yàn)閯?dòng)滑輪上有2段繩子承擔(dān)物重，

因此杠桿A點(diǎn)受到的拉力：；

根據(jù)杠桿的平衡條件得到：；

因?yàn)椋篈B=3BO；

所以：AO=2BO；

那么：；

即：；

當(dāng)壓力為85N時(shí)，；

當(dāng)壓力為60N時(shí)，；

因?yàn)椋篎1：F2=2：3；

所以：；

解得：G動(dòng)=30N；

A.當(dāng)配重對(duì)地面的壓力為50N時(shí)，B點(diǎn)向下的拉力為：

，故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)配重對(duì)地面的壓力為90N時(shí)，B點(diǎn)向下的拉力為：

，故B錯(cuò)誤；

C.健身者在B點(diǎn)施加400N豎直向下的拉力時(shí)，

根據(jù)得到：

；

解得：FN=35N，故C正確；

D.配重剛好被拉起，即它對(duì)地面的壓力為0，

根據(jù)得到：

；

因?yàn)槿说淖畲罄Φ扔隗w重500N，因此配重不可能勻速拉起，故D錯(cuò)誤。

2．小華分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，分別在相同時(shí)間內(nèi)將同一重物勻速提升相同高度，每個(gè)滑輪的重均相等，不計(jì)繩重及摩擦.針對(duì)這一現(xiàn)象，小明得出了以下4個(gè)結(jié)論：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑輪組的機(jī)械效率等于乙滑輪組的機(jī)械效率；③使用乙滑輪組比甲滑輪組更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率其中正確的結(jié)論共有幾個(gè)？（）A．1個(gè) B．2個(gè) C．3個(gè) D．4個(gè)【答案】D【解答】①F1做的功等于F2做的功，在不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，繩子自由端拉力F做的功轉(zhuǎn)化為重物和動(dòng)滑輪的重力勢(shì)能，由于是同一重物一個(gè)動(dòng)滑輪，且提升高度相同，所以W=G總h，所以F1做的功等于F2做的功說(shuō)法正確；②甲滑輪組的機(jī)械效率等于乙滑輪組的機(jī)械效率，由①可知兩者總功相同，有用功是對(duì)重物做的功大小均為Gh也相同，所以機(jī)械效率相同，結(jié)論正確；③使用乙滑輪組比甲滑輪組更加省力，甲滑輪組有兩股繩子拉著動(dòng)滑輪，，由乙滑輪組有三股繩子拉著動(dòng)滑輪，，所以乙更加省力，結(jié)論正確；④F1做功的功率等于F2做功的功率，功率由于兩者做的功相等，時(shí)間也相同所以功率是相同的，結(jié)論正確。綜上可知正確的結(jié)論共有4個(gè)，D選項(xiàng)正確。3．物體A在大小為2N的水平拉力F的作用下，以0.2米／秒的速度在水平面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示。若不計(jì)滑輪、彈簧測(cè)力計(jì)和繩的自重及滑輪與繩之間的摩擦，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．此滑輪是定滑輪 B．拉力F做功的功率為0.4瓦C．使用此滑輪可以改變力的方向 D．物體A受到地面的摩擦力是4N【答案】D【解答】A.根據(jù)圖片可知，滑輪固定在物體A上，跟隨物體一起移動(dòng)，為動(dòng)滑輪，故A錯(cuò)誤；

B.拉力移動(dòng)的速度：v=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s；

則拉力的功率：P=Fv=2N×0.4m/s=0.8W，故B錯(cuò)誤；

C.此滑輪為動(dòng)滑輪，不能改變用力方向，但可以省力，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)可知，物體A受到地面的摩擦力f=nF=2×2N=4N，故D正確。

故選D。4．有一位舉重運(yùn)動(dòng)員，他的體重為600N，他最多能舉起800N的杠鈴，這位運(yùn)動(dòng)員運(yùn)用一個(gè)定滑輪提升一個(gè)重物時(shí)（）A．最多能提起600N的重物B．最多能提起800N的重物C．最多能提起大于600N，小于800N的重物D．最多能提起1400N的重物【答案】A【解答】繩子上的拉力由人產(chǎn)生，而人能產(chǎn)生的最大拉力等于人的體重，即F=G人；由于定滑輪不省力不費(fèi)力，因此定滑輪能提升的重物最大等于人的體重，即600N。5．如圖所示，用滑輪組把重為200N的貨物提到9m高的樓上，所用拉力為80N，則總功和滑輪組的機(jī)械效率分別是A．1400J80% B．1800J80%C．1800J83.3% D．2160J83.3%【答案】D【解答】解：有用功W有用=Gh=200N×9m=1800J，動(dòng)滑輪上有三段繩子，所以拉力移動(dòng)的距離是物體升高高度的3倍，s=3h=3×9m=27m總功W總=Fs=80N×27m=2160J．6．如圖所示，物體G在水平拉力作用下向左勻速運(yùn)動(dòng)了0.3米，物體G受到的摩擦力為2牛，不計(jì)滑輪和繩子之間的摩擦，則拉力F的大小為拉力F做的功為?！敬鸢浮?牛；0.6焦【解答】（1）根據(jù)圖片可知，承擔(dān)拉力的繩子段數(shù)n=2，則拉力；

（2）拉力移動(dòng)的距離s=ns物=2×0.3m=0.6m；

拉力做的功W總=Fs=1N×0.6m=0.6J。7．用如圖的滑輪勻速提升重物：如果G=200N，滑輪重不計(jì)，則掛鉤承受的拉力是N，拉繩的力F為N；如果G=200N，滑輪重為10N，則掛鉤承受的拉力是N，拉繩的力F為N?！敬鸢浮?00；100；210；105【解答】根據(jù)動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)可知：不計(jì)滑輪重的時(shí)候，鉤承受的力即為物體的重力200N，繩子的拉力是物重的二分之一，即為100N；當(dāng)滑輪重10N的時(shí)候，鉤承受的力為物體的重力，即為200N，繩子的拉力是物體和滑輪總重的二分之一，即為105N。8．物理興趣小組在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)中，利用如圖所示的滑輪組進(jìn)行了4次測(cè)量，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示．

次數(shù)鉤碼所受的重力G/N鉤碼提升高度h/m拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η110.10.70.347.6%210.20.70.647.6%320.11.10.360.6%440.12.00.3

（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)（2）第4次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率為%（3）比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)，小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)：同一滑輪組的機(jī)械效率與重物被提升高度無(wú)關(guān)：比較第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，越大，機(jī)械效率越高，第4次拉力做的額外功與第3次相比（選填“增大”、“減小”或“不變”），由此可見(jiàn)機(jī)械效率提高的原因是．【答案】（1）勻速（2）66.7（3）提起的物體重力；增大；有用功增加比額外功增加多得多，從而使有用功占總功的比值變大【解答】（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，以保證拉力大小恒定，便于讀數(shù)．（2）由表格第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，機(jī)械效率大小為：η=×100%=×100%=×100%≈66.7%；（3）探究滑輪組的機(jī)械效率與重物被提升高度關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制其他因素不變，只改變物體被提高高度，由表格數(shù)據(jù)可知，應(yīng)比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)；比較第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組提起的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高；根據(jù)W額=W總﹣W有=Fs﹣Gh，W額3=F3s﹣G3h=1.1N×0.3m﹣2N×0.1m=0.13J，W額4=F4s﹣G4h=2.0N×0.3m﹣4N×0.1m=0.2J，所以第4次拉力做的額外功與第3次相比增大了0.07J；W有3=G3h=2N×0.1m=0.2J，W有4=G4h=4N×0.1m=0.4J，有用功增大了0.2J．由此可知，有用功增加比額外功增加多得多，從而使有用功占總功的比值變大，即機(jī)械效率增大．故答案為：（1）勻速；（2）66.7；（3）1、2；提起的物體重力；增大；有用功增加比額外功增加多得多，從而使有用功占總功的比值變大．9．一名工人用如圖所示的滑輪組提起580N的重物，繩自由端的拉力F為200N，重物在60s內(nèi)勻速上升了10m，不計(jì)繩重與摩擦。求：（1）拉力所做有用功的大小。（2）拉力的功率大?。?）動(dòng)滑輪的重量。【答案】（1）解：w有=Gh=580?！?0米=5800焦（2）解：W總=Fs=200?！?0米=6000焦P=W總/t=6000焦/60秒=100瓦（3）解：G動(dòng)=3F-G=200?！?-580牛=20?！窘獯稹浚?）滑輪組克服物體重力做有用功，即W有=Gh；（2）首先根據(jù)W總=Fs計(jì)算出拉力做的總功，再根據(jù)計(jì)算出拉力的功率。

（3）根據(jù)計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力。題組四題組四機(jī)械效率1．如圖是使用簡(jiǎn)單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式（不計(jì)機(jī)械重和摩擦），其中所需動(dòng)力最小的是（）A．B．C． D．【答案】D【解答】解：A、不計(jì)機(jī)械重和摩擦，由圖可知：F1×4m=G×2m，所以F1=；B、滑輪組由三段繩子承擔(dān)，所以F2=；C、由圖3知，使用的是定滑輪，所以F3=G；D、根據(jù)杠桿的平衡條件：F4×（L+3L）=G×L，所以F4=．由以上分析得F3＞F1＞F2＞F4．2．如圖所示，拉力F為10N，物體A以0.2m/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6N的摩擦力，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為20N。下列說(shuō)法正確的是（）A．物體A受到物體B的摩擦力為20NB．此時(shí)拉力F的功率為2WC．此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為70%D．當(dāng)拉力F增大到20N時(shí)，物體B將向左運(yùn)動(dòng)【答案】C【解答】A.物體B靜止在地面上，處于平衡狀態(tài)，則水平方向上物體B受到向右的彈簧拉力等于地面對(duì)它向左的摩擦力與物體A對(duì)它向左的摩擦力之和，即fAB+6N=20N，則fAB=14N。由于力的作用是相互的，物體A受到的摩擦力為f=fAB=14N，故A錯(cuò)誤；

B.由圖知，水平使用滑輪組，n=2，

拉力端移動(dòng)速度：v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，

則拉力做功的功率：P=Fv=10N×0.4m/s=4W，故B錯(cuò)誤；

C.由圖知，水平使用滑輪組，拉力做的有用功：W有用=fs物，

拉力端移動(dòng)距離：s=ns物，

拉力做的總功：W總=Fs=F×ns物=nFs物，

滑輪組的機(jī)械效率：，

故C正確；

D.若拉力F增大到20N時(shí)，A在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A對(duì)B的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，則A和B之間的摩擦力不變，所以物體B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變，即物體B仍然靜止，不會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選C。3．小張搭了一塊木板在平臺(tái)上，用F=300N的推力，將質(zhì)量為40kg的貨物在6s內(nèi)勻速推上1m高的平臺(tái)，木板長(zhǎng)S=2m。（）A．推力的功率為50W B．斜面的機(jī)械效率為75%C．推力做的總功300J D．斜面對(duì)貨物的摩擦力100N【答案】D【解答】推力做的總功W總=Fs=300N×2m=600J，推力的功率：，故A、C錯(cuò)誤；

推力做的有用功：W有=Gh=40kg×10N/kg×1m=400J，斜面的機(jī)械效率：，故B錯(cuò)誤；

推力做的額外功W額=W總-W有=600J-400J=200J；

斜面對(duì)貨物的摩擦力：，故D正確。4．用滑輪組提升物體（不考慮輪與軸的摩擦、繩重）時(shí)，為了提高滑輪組的機(jī)械效率，可采用的方法是（）A．改變繞繩方法 B．增加物體的重力C．增加物體提升的高度 D．增大作用在自由端的拉力F【答案】B【解答】解：A、改變繞繩方式，對(duì)重物被拉升沒(méi)有影響，即對(duì)有用功沒(méi)影響；對(duì)動(dòng)滑輪的拉升、動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦也沒(méi)有影響，即不影響額外功．所以改變繞繩方式不影響機(jī)械效率．故A錯(cuò)；B、增加重物的重力，在動(dòng)滑輪、摩擦不變的情況下，即額外功不變的情況下，有用功增加了，所以機(jī)械效率就提高了．故B正確．C、增加提升高度的時(shí)候，繩端被拉升的距離也變長(zhǎng)了，根據(jù)η====可知機(jī)械效率并不受影響．故C錯(cuò)；D、提升同樣的重物升高相同的蓋度，有用功相同，增大作用在自由端的拉力，增大總功，會(huì)使機(jī)械效率減小，故D錯(cuò)．5．如圖甲，質(zhì)量m的貨物在拉力作用下，沿粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)（不考慮空氣的阻力），斜面長(zhǎng)L、高H．貨物上升高度h與時(shí)間t關(guān)系圖像如圖乙所示，0至t1時(shí)間內(nèi)的拉力為F1，t1至t2時(shí)間內(nèi)拉力為F2．已知H＞4h0，t2=2t1，不計(jì)速度變化時(shí)的時(shí)間，斜面粗糙程度不變。（1）0至t1和t1至t2兩個(gè)過(guò)程中受到的拉力F1F2的大小關(guān)系。（選填：“>”、“<”或“=”）（2）F1時(shí)斜面效率η1（選填：“>”、“<”或“=”）F2時(shí)斜面效率η2?！敬鸢浮浚?）=（2）=【解答】（1）根據(jù)乙圖可知，0至t1和t1至t2兩個(gè)過(guò)程中，貨物都在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即它受到平衡力，即F=G分力+f。重力在斜面上的分力