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。 【解析】 (1)[1][2]脚沿与杆垂直方向用力F 将石球抬起，F 的力臂l=1.4m-0.4m=1m 1 1 1 动力臂大于阻力臂，所以舂米工具是省力杠杆。 (2)[3]脚竖直向下用力F 将石球抬起，如图所示： 2 由杠杆的平衡条件得到 F= G= ×50N=20N 2 [4]由于阻力和阻力臂不变，F 的力臂大于F 的力臂，由杠杆的平衡条件可知F＞F 1 2 2 1 20．（2020·贵港）如图所示，在3N的拉力F作用下，重为20N的物体A以0.2m/s的速度匀速移动了 0.4m，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则拉力所做的功是______J，功率是______W。 【答案】(1)2.4 ；(2) 1.2； 【解析】 [1]图中滑轮是动滑轮，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，拉力所做的功 W=Fs=3N×2×0.4m=2.4J [2]绳子自由端移动的速度v=2v =2×0.2m/s=0.4m/s 物 拉力的功率P= =Fv=3N×0.4m/s=1.2W。21．（2020·江苏省镇江市句容市华阳中学中考物理一模）木块在两端开口且足够长的竖直筒中自由释放可 向下作匀速直线运动；若木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下则可向上作匀速直线运动（绳子质量及 滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计），如图所示，问：（g取10牛/千克） （1）当右侧物体刚落地时木块所受到的摩擦力的方向为 。 （2）木块的质量为 千克。 （3）若右侧物体下落20厘米时其重力做的功为 焦。 【答案】（1）竖直向下；（2）2.5；（3）10。 【解析】（1）木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下向上作匀速直线运动，当右侧物体刚落地时，木块 由于惯性还会继续竖直向上运动，所以此时木块受到容器壁竖直向下的摩擦力作用。 （2）木块单独向下作匀速直线运动时，由二力平衡条件可得木块受到的摩擦力：f＝G ＝m g； 木 木 木块受到右侧物体的拉力而竖直向上匀速运动时，木块受到竖直向下的重力和竖直向下的摩擦力，还有竖 直向上的拉力， 木块受到的拉力：F ＝G ＝m g＝5kg×10N/kg＝50N， 拉 右 右 因木块与容器侧壁间的压力不变、接触面的粗糙程度不变， 所以木块受到的摩擦力不变，仍然为f＝G ＝m g； 木 木 因木块向上做匀速直线运动，所以，F ＝G +f＝2m g， 拉 木 木 即：50N＝2×m ×10N/kg，解得m ＝2.5kg。 木 木 （3）右侧物体下落20厘米时其重力做的功为：W＝G h＝50N×0.2m＝10J。 右 故答案为：（1）竖直向下；（2）2.5；（3）10。 22．（2020·达州)如图所示，工人师傅用150N的力，使物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此 时物体A受到水平向左的拉力为240N。在此过程中物体A移动的速度是______m/s，工人师傅拉绳子的力 做功的功率是______W，该装置的机械效率η=______。当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A受到的 摩擦力是______N。【答案】 (1). 0.2 ；(2). 60 ；(3). 80% ； (4). 240。 【解析】 [1]物体A移动的速度v= = =0.2m/s 物体A移动的速度为0.2m/s。 [2]由图可知，n=2，则绳子自由端沿移动的距离s=ns =2×12m=24m A 拉力F做的功W =Fs=150N×24m=3600J 总 拉力F的功率P= = =60W 拉力F的功率为60W。 [3]有用功W =Fs =240N×12m=2880J 有 A A 该装置的机械效率η= ×100%= ×100%=80%。 该装置的机械效率为80%。 [4]物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的摩擦 力f=F= 240N A 当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，即物 体A受到的摩擦力仍是240N。 三、作图题（每小题2分，共6分） 23．（2020·泰兴市实验中学模拟）如图所示，杠杆保持静止，O为支点，请画出动力F 的力臂L 和阻力 1 1 F 的示意图。 2【答案】 【解析】阻力F 的作用点在点B，方向竖直向下； 2 过支点作力F 作用线的垂线段，即可做出力臂L，如图所示； 1 1 24．（2020·江阴一模）请在图中画出使轻质杠杆在图示位置平衡时所需最小动力F的示意图。 【答案】 【解析】由杠杆平衡条件F L＝F L 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中 1 1 2 2 支点在O点，因此OB作为动力臂最长，过B点做垂直于OB向下的力，即为使轻质杠杆的图示位置平衡 所需的最小动力F的示意图。如下图所示： 25. 用如图乙所示的滑轮组提升重物，在图中画出最省力的滑轮组绕线。【答案】 【解析】最省力的绕法是尽可能多的绳子段数来承担重物，如图所示。 四、解答题（本题包含6道题，26.题6分，27题9分，28题9分、29题30题、31题每空1 分，共45分） 26．（2020·潍坊）疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O 点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m=10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已 1 知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量m=56kg，g取10N/kg，求此时： 2 (1)大壮对杆的拉力大小； (2)地面对大壮的支持力大小。 【答案】(1) 300N；(2) 260N 【解析】 【详解】(1) 缓慢拉动轻杆至水平位置，根据杠杆平衡条件可得：F OA=F OB，F 的大小等于G ，即： A B A A F=G = m g=10kg 10N/kg=100N A A 1 则：F = = =300N B即大壮对杆的拉力为300N。 (2) 大壮受三个力，重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大壮的支持力F ，三个力平衡，杆对大壮的拉力 支 与大壮对杆的拉力为相互作用力，大小相等，则地面对大壮的支持力 F =G-F=mg-F=56kg×10N/kg-300N=260N 支 2 地面对大壮的支持力为260N。 答：(1)大壮对杆的拉力大小为300N； (2)地面对大壮的支持力大小为260N。 27．（2020·福建省）美乡村建设中，工人用起吊装置提升建筑材料，如图。某次把质量为200kg的材料匀 速提升6m用时15s，消耗电能1.5×104J。g取10N/kg。求这次匀速提升材料过程中 (1)材料所受拉力F的大小； (2)拉力F对材料做功的功率； (3)该装置的效率。 【答案】(1) 2000N；(2)800W；(3)80% 【解析】 (1) 建筑材料匀速上升，拉力等于重力F=G=mg=200kg×10N/kg=2000N 材料所受拉力F的大小为2000N。 (2)拉力所做的有用功W =Gh=2000N×6m=1.2×104J 有用 拉力做功的功率P= = =800W 拉力做功的功率为800W。 (3) 该装置的机械效率η= = = ×100%=80% 该装置的效率为80%。 答：(1)材料所受拉力F的大小为2000N； (2)拉力F对材料做功的功率为800W；(3)该装置的效率为80%。 28. （2020·建湖县城南实验中学一模）如图1所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的 接触面积为0.2m2。桶的质量忽略不计，g取10N/kg。 （1）求桶中水的质量。 （2）求这桶水对地面的压强。 （3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N．求该滑轮组的机械效 率。 【解析】 （1）这桶水的质量为10kg。（2）桶对地面的压强为500Pa。（3）滑轮组的机械效率为83.3%。 【解析】 （1）水的体积V＝0.01m3， 由ρ＝ 可得水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×0.01m3＝10kg； （2）这桶水所受的重力：G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N， 桶的质量忽略不计、自重不计，则水桶对地面的压力：F＝G＝100N， 这桶水对地面的压强：p＝ ＝ ＝500Pa； （3）由图知，承担物重的绳子股数n＝3，则滑轮组的机械效率： η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%≈83.3%。 答：（1）这桶水的质量为10kg。（2）桶对地面的压强为500Pa。（3）滑轮组的机械效率为83.3%。 29．（2020·郴州）小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。(1)为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时应将杠 杆右端的螺母向_____调节（填“左”、“右”），使杠杆在水平位置达到平衡。 (2)在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的 是___ __。 (3)实验时，小明在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，如图乙所示，则在右侧B位置 （右边位置第三格）应挂_____个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。 (4)如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到 D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数_____（选填“变大”、“变小”或 “不变”），原因是___ __。 【答案】 (1)右； (2)为了直接从杠杆上读出力臂； (3)4； (4)变小； (5) 见解析 【解析】 (1)[1]为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，杠杆右端 偏高，应将杠杆右端的螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡。 (2)[2]在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目 的是为了直接从杠杆上读出力臂。 (3)[3]一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格为L，由杠杆的平衡条件FL＝FL 知 1 1 2 2 3G×4L＝nG×3L 可得n＝4，即在B位置挂上4个钩码，使杠杆在水平位置平衡。 (4)[4][5]图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡， 则拉力F将变小，因为当拉力由倾斜变成垂直时，阻力、阻力臂不变，拉力F的力臂变大，相应的力会变 小，这样才能继续平衡。 30．（2020·湘潭）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度 拉力F/N 绳端移动距离 机械效率η h/cm s/cm1 1.0 5 15 55.6% 2 1.5 5 0.8 15 3 2.0 5 1.0 15 66.7% 4 2.0 10 1.0 30 66.7% （1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 运动。第1次实验时，弹簧测力计示 数如图所示，为 N。 （2）第2次实验时所做的有用功为 J，滑轮组的机械效率是 。 （3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 （选填“大”或 “小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关“或“无关”）。 （4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。 A．增大绳重 B．减轻动滑轮重 C．加快物体提升的速度 [来源:学*科*网Z*X*X*K] 【答案】（1）匀速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；无关；（4）B。 【解析】 （1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为0.1N，第1次 实验时，弹簧测力计示数如图所示，为0.6N； （2）第2次实验时所做的有用功为： W有用2 ＝G 2 h 2 ＝1.5N×0.05m＝0.075J； 第2次做的总功：W总2 ＝F 2 s 2 ＝0.8N×0.15m＝0.12J； 滑轮组的机械效率是： η＝ ＝ ×100%＝62.5%； （3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越，滑轮组的机械效率越高； 分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关； （4）A．增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小；B．减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大； C．由（3）知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据v＝ ，机械效率与物体提升的速度无关， 故选B。 故答案为：（1）匀速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；无关；（4）B。 31．小明利用杠杆做了以下实验，实验时使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等， 请回答下列问题： （1）如图甲所示，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆的左端下沉，若想使杠杆在水平位 置平衡，应将杠杆的平衡螺母向 调节。杠杆在水平位置平衡后，在A点悬挂2个钩码，要使杠杆在水 平位置再次平衡，需在B点悬挂 个钩码；之后在A、B两点再各增加1个钩码，杠杆将 （选填 “不动”、 “顺时针旋转”或“逆时针旋转”）。 （2）如图乙所示，小明在A、C两点分别悬挂等重的载物盘，制作了一个天平，左盘盛放物体，右盘加减 砝码，此天平是利用了哪一类杠杆制作面成的？ 。 （3）小明正确使用自制天平称量物体质量时： ①假如支点O因某种原因向右偏移，则测量值 真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）； ②假如砝码因生锈等原因质量增大，则测量值 真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】（1）右；4；逆时针旋转；（2）等臂杠杆；（3）①大于；②小于。 【解析】 （1）杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节； 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 L ＝F L ， A A B B 即2G×4L＝F ×2L，解得F ＝4G，需挂4个钩码； B B 在A、B两点下方所挂的钩码下同时再加挂一个钩码，则左侧3G×4L＝12GL，右侧5G×2L＝10GL，因为 12GL＞10GL，杠杆不能平衡，左端下降，即A端将下沉，杠杆逆时针旋转； （2）如图乙所示，小明在A、C两点分别悬挂等重的载物盘，制作了一个天平，左盘盛放物体，右盘加减 砝码，此天平是利用了等臂杠杆的原理； （3）小明正确使用自制天平称量物体质量时： ①假如支点O因某种原因向右偏移，砝码的力臂减小，故测量值大于实际值；②假如砝码因生锈等原因质量增大，用比实际更少的砝码放在右盘，就可使横梁平衡。而读数时仍按上面 标的数值来读数，使用这时计算物体质量就比实际少了。．则测量值 小于真实值。
