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华师大科学九上简单机械同步练习
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这是一份华师大科学九上简单机械同步练习，共21页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。
简单机械
一、单选题
1. 用图一所示的指甲剪剪指甲时，以O为支点的杠杆AOB属于（ ）
A. 省力杠杆 B. 费力杠杆 C. 等臂杠杆 D. 无法确定
图一 图二
2.如图二所示，一根轻质杠杆可绕O点转动，B处挂着一重物G，如果在A点施加一个动力F使杠杆在水平方向上平衡，则该杠杆为（ ）
A. 费力杠杆 B. 省力杠杆 C. 等臂杠杆 D. 以上三种情况都有可能
3.如图三所示，小朋友借助滑轮轻轻一拉就能把“骨头”提高来引诱可爱的小狗，图中顶端的定滑轮的作用是（ ）
A. 既省力，也改变施力的方向 B. 省力，但不改变施力的方向
C. 不省力，但改变施力的方向 D. 既不省力，也不改变施力的方向 图三
4.据报道，一辆横穿铁路的小汽车，因故障而停在轨道上，此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但是缓慢行驶的火车还是将小汽车撞“飞”了。这是因为火车的（ ）
A. 动能很大 B. 速度很大 C. 势能很大 D. 质量很大
5.子弹在枪膛内受到火药爆炸后产生的对气体的平均推力是800N，子弹的质量为20g，枪膛长55cm。射出后，子弹在空中飞行了80m，则气体对子弹所做的功是（ ）
A. 4×104J B. 156.8J C. 440J D. 1.08J
6.一名初中生将2个鸡蛋从地面举高至头顶，对这2个鸡蛋做的功约为( )
A. 0．2J B. 2J C. 20J D. 200J
7.使用动滑轮可以（ ）
A. 省力又省距离 B. 省力，但不能改变用力方向
C. 既省力又能改变用力方向 D. 费力但可以省距离
8.按如下图使用简单机械，有可能实现F为200N的力移动重为700N的物体G的有（ ）
A. 只有①③④ B. 只有①③ C. 只有④ D. ①②③④都可以
9.如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2 ， 功率分别为P1、P2 ， 在不考虑摩擦的情况下（ ）
A. F1＜F2 ， P1＝P2 B. F1＞F2 ， P1＞P2 C. F1＝F2 ， P1＝P2 D. F1＜F2 ， P1＜P2
10.如图，使用该装置匀速提起重物G，沿不同方向所用的拉力（ ）
A. F1最大 B. F2最大
C. F3最大 D. 一样大
11.速度是用路程和时间的比值来定义的（ v=St ），物理学常用这种方法来定义物理量．下列物理量中所采用的定义方法与速度不同的是（ ）
A. 密度 B. 压强 C. 功 D. 功率
12.小明和小雯一起打扫教室卫生．他们提着一桶水沿水平方向匀速行走的过程中，以下说法错误的是（ ）
A. 小明和小雯没有做功 B. 水桶的重力没有做功
C. 桶底对水的支持力没有做功 D. 小明和小雯提桶的力没有做功
13.一个杠杆在两个力的作用下处于平衡状态，则下列说法中正确的是（ ）
A. 这两个力的大小一定相等 B. 这两个力的力臂一定相等
C. 力臂较长的那个力较大 D. 两个力和各自力臂的乘积一定相等
14.如图所示的杠杆处于平衡状态，F的力臂是( )
A. DF B. OD C. OC D. OF
15.如图所示，水平台面由同种材料制成，粗糙程度均匀，在它上面放着质量为m1的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为m2的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动，运动一段时间，钩码触地后立即静止，木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A. 钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能保持不变
B. 木块匀速运动的过程中，木块和钩码所受的重力都不做功
C. 木块匀速运动的过程中，木块的机械能越来越大
D. 钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块所受摩擦力大小为m2g
16.如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)（ ）
A. 270N B. 360N C. 540N D. 720N
17.如图所示，小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿光滑轨道ABC运动。下列说法中正确的是（ ）
A. 小球到达B点时速度为零 B. 小球到达C点时速度最大
C. 小球到达B点时机械能为零 D. 小球在A，B，C三点的机械能一样大
18.如图所示，不计摩擦，把重G＝16N的物体匀速提起所用的拉力F＝10N，则下列关于该动滑轮的说法中错误的是（ ）
A. 动滑轮重4N B. 使用该动滑轮要费距离
C. 该动滑轮的机械效率为80% D. 提升物体的速度越快，机械效率越高
19.如图所示在水平拉力F的作用下，使重300N的物体在水平桌面上以0.1m/s的速度匀速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N(不计绳重、动滑轮重及摩擦)，F及其功率的大小分别为（ ）
A. 20N 2W B. 20N 6W C. 60N 2W D. 30N 6W
20.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s－t图像分别是图乙中的图像①、②。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2 ， 两次拉力的功率分别是P1、P2 ， 则（ ）
A. F1＝F2 P1＞P2 B. F1＞F2 P1＞P2 C. F1＝F2 P1＝P2 D. F1＞F2 P1＜P2
21.妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1 ， 小明克服自身重力做功为W2、功率为P2。则下列关系正确的是（ ）
A. W1∶W2＝2∶1 P1∶P2＝6∶1
B. W1∶W2＝2∶3 P1∶P2＝2∶1
C. W1∶W2＝2∶1 P1∶P2＝3∶2
D. W1∶W2＝2∶1 P1∶P2＝2∶3
22.工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面)，其中最省力的方案是（ ）
A. B.
C. D.
23.如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法中正确的是（ ）
A. 从O点到C点运动员速度一直减小
B. 从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C. 从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D. 从O点到A点运动员的机械能不变
24.某人到健身房进行健身活动。用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能。使用时，若绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；若绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。下列说法中正确的是（ ）
A. FA＞FB B. FA＜FB C. FA＝FB D. 条件不足，无法确定
25.都市生活离不开电梯，如图，将电梯简化为“钢绳拉着电梯厢在竖直导轨上运动”模型。小刚同学乘坐电梯从一楼到五楼，电梯厢和人的总质量为500kg，电梯上行受到轨道摩擦力为500N，钢绳对电梯厢的拉力用T表示。电梯(底面)在A点(一楼地面)到B点(二楼地面)过程中速度在增加，用时4s；在B点到D点(四楼地面)过程中匀速运动，用时4s；在D点到E点(五楼地面)过程中速度逐渐减小，用时4s；每层楼高3m(g取10N/kg)，下面说法正确的是（ ）
A. 电梯从A点到B点过程中，钢绳拉力T做功1.65×104J
B. 电梯从B点到C点过程中，钢绳拉力T做功的功率4.125×103W
C. 电梯从C点到D点过程中，钢绳拉力T做功的功率8.25×103W
D. 电梯从D点到E点过程中，钢绳拉力T＝5.55×103N
二、填空题
26.共享单车的出现给广大市民的出行带来了极大的便利，也是低碳出行、绿色出行一种很好的方式，同时自行车上蕴含着许多科学知识。
（1）自行车的轮胎和脚踏板上有凹凸不平的花纹，是为了________；
（2）自行车的车把手上的车刹可以看成一个________ (填机械名称)。
27.登山是人们喜爱的一种健身方式，露水常使山道变得湿滑，露是空气中的水蒸气________（填物态变化名称）成水形成的，因此登山时应选择一双鞋底比较________（选填“光滑”或“粗糙”）的登山鞋，以防止滑倒。登山时为避免后仰，上身应稍向前倾，同时背囊中较重的物品最好放在背包中的________（选填“靠上的位置”或“靠下的位置”）位置处。
28.哑铃是我们大家都熟悉的运动器材，因其操作简单、经济实惠、实用而受广大健身爱好者的喜爱。如图是我们在使用哑铃时，上臂完成托举的示意图，据图回答：
（1）若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，则此杠杆是________（填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（2）在上举的过程中，阻力臂逐渐________（填“增大”“减小”或“不变”）。
29.如图，摆球从A点向下摆动，在由A到B的过程中，摆球在________点的动能最大，如果没有摩擦，则摆球的机械能将会________（选填“增大”、“减小”、“不变”），将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，则沙堆的剖面应是下图中的________。
30.如图四所示，长为40cm、重为10N的匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置(忽略摩擦阻力)，在这个过程中，力F的大小将________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
图四 图五
31.如图五所示，有一根均匀铁棒，长为L，OA＝2L5 ， 重力G＝900N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为________N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为________N。
32.工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜面的拉力200N，所用时间10s。在此过程中，物体动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。重力势能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。拉力的功率为________W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为________。
33.如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点(螺母)转动，OA＝0.2m，OB＝0.1m，G1＝2N。杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
（1）当杠杆处于图甲所示水平位置平衡时，G2的重力为________N。
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′(B′点对应B点)，保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动至____。
A.B′点处 B.①点处 C.②点处 D.③点处
34.如图所示，在力F的作用下，质量为4千克的物体Ｍ以0.5米/秒的速度沿水平面向右匀速前进了2米(滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦不计)，此时弹簧测力计的示数为2牛。
（1）在这一过程中，水平地面对物体Ｍ的摩擦力大小是________牛。
（2）拉力F的功率是 ________瓦。
35.小敏将质量为20克，体积为25厘米3的塑料块放入水平平衡的容器右端下降。撒去塑料块，往容器内缓慢倒入一定量的水，使容器再次水平平衡（图乙），将该塑料块轻轻放入图丙所示位置，放手后容器最终将________（选填“左低右高”、“左高右低”或“水平平衡”）。此时，塑料块所受浮力为________牛。
36.健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。
（1）图甲所示，身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中，身体重心平均下降30厘米，重力所做的功为________焦。
（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装________ (填“A”或“B”)型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
三、实验探究题
37.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示的甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用________两次实验；实验中应保证________相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是________。
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是________。
（3）该实验是通过观察________来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是________。
A．认识电压时，我们可以用水压来类比
B．用磁感线来描述磁场
C．探究影响电磁铁的磁性的因素，通过电磁铁吸引大头针数量的多少来判断电磁铁磁性强弱
D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系
（4）若水平面绝对光滑，铁球将做________运动。
38.小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小并多次测量，得表中所示的数据：
斜面倾斜角θ
小车重G/N
斜面高h/m
斜面长s/m
拉力F/N
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
12°
5
0.2
1
2.1
_____
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
__
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
__
（1）请你替小芳在表格的空格中填上适当的数据。
（2）分析表中的数据，可以得出的探究结论：斜面倾斜角θ越________，斜面越省力，斜面的机械效率越________。
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面________。
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持________不变，斜面的光滑程度不变，只改变________，这种研究问题的方法我们称之为________法。
（5）在上述实验中，物重、斜面长度不变，若不考虑斜面摩擦，图中能正确表示拉力F与斜面高度h关系的是____(填字母)。
A. B. C. D.
四、解答题
39.某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为300km，在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N(汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能；汽油的热值为4.6×107J/kg)。求：
（1）汽车到达目的地牵引力所做的功。
（2） 通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。
40.一辆质量是3.5×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是1×103N，汽车沿水平方向匀速移动了2m，滑轮组的机械效率为90%。求：
（1） 拉力F做的总功。
（2） 有用功的大小。
（3） 汽车受到的阻力大小。
41.已知物体的重力势能表达式为EP＝mgh，动能表达式为EK＝ 12 mv2。其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1） 物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1。
（2） 物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W。
（3） 物体落地前瞬间的动能EK2。
42.如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G＝80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，重物上升的速度v随时间变化的图像如图丙所示。已知在2～4s内重物上升的竖直高度为2m，求：
（1） 在4～6s内，重物克服重力做功的功率。
（2） 在2～4s内，绳自由端下降的平均速度。
（3）在0～2s内，重物对地面的压力大小。
43.搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦。工人的重力为640N，与地面接触的总面积为4×10－2m2 ， 提升时间为20s，重物上升高度为2m。求：
（1） 提升时绳自由端的速度为多少？
（2） 若拉力F的大小为150N，则拉力的功率为多少？
（3） 若上述过程中所提货物重为360N，则滑轮组的机械效率为多少？
（4）若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程中该工人对高台的压强为2×104Pa，则所提升货物的重力为多少？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解析】结合图片，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆读图可知，指甲剪剪指甲时，以O为支点，动力作用在A点，阻力在B点，动力臂大于阻力臂，所以杠杆AOB属于省力杠杆．
2.【答案】 B
【解析】杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩（力与力臂的乘积）大小必须相等。即：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1· L1=F2·L2。根据图中可以得出杠杆的动力臂大于阻力臂，因此该杠杆为省力杠杆。
3.【答案】 C
【解析】定滑轮只是改变力的方向，不能省力；故A、B、D错误，C正确；
4.【答案】 A
【解析】虽然火车的速度很小，但是它的质量很大，即动能很大，所以将轿车撞飞，故A正确。
司机采取了制动措施，火车行驶缓慢，因此速度肯定不大，故B错误；
火车在水平路面上行驶，高度不变，因此它的重力势能保持不变，故C错误；
火车的质量的确很大，但是如果它是静止的，也不会将轿车撞飞，故D错误；
5.【答案】 C
【解析】气体对子弹做的功为：W=Fs=800N×0.55m=440J，故C正确，而A、B、D错误。
6.【答案】 B
【解析】托起2个鸡蛋所用的力大约为1N，而初中生举起手臂后的高度大约为2m。
那么对2个鸡蛋做功：W=Gh=1N×2m=2J。
7.【答案】 B
【解析】使用动滑轮时，能够最多省一半的力，但是不能改变用力的方向，故B正确，而A、C、D错误。
8.【答案】 A
【解析】用200N力提起了重为700N的物体，省了力，省力的方法可以使用杠杆，也可以使用动滑轮或滑轮组。
9.【答案】 A
【解析】（1）因为AC>BC，所以AC面上最省力，即F1
时间相同，即t1=t2 ，
根据公式P=Wt可知，拉力的功率大小相等，即P1=P2。
10.【答案】 D
【解析】定滑轮的轴心就是支点，物体的重力为阻力，阻力臂为半径；作用在绳子另一端的拉力为动力，动力臂也等于半径。无论拉力的方向怎样改变，动力臂始终保持滑轮的半径不变，因此它始终为一个等臂杠杆，即三个拉力一样大。
11.【答案】 C
【解析】
A、密度是指单位体积的某种物质的质量，公式为ρ =m/V,属于定义式；
B、压强是指单位面积上受到的压力，公式为p=F/S，属于定义式；
C、功等于力跟物体在力的方向上通过距离的乘积，不属于定义式；
D、功率是指单位时间内做功的多少，公式为P=W/t，属于定义式；
12.【答案】 A
【解析】
A、小明和小雯在行走过程中，与地面之间有摩擦力，摩擦力的方向是水平方向，水桶的运动方向是水平方向的，力和运动方向相同，故摩擦力有做功，故A错；
B、水桶的重力方向是竖直向下的，水桶的运动方向是水平方向的，力和运动的方向不同，故重力没有做功；
C、桶底对水的支持力方向垂直于水桶底面向上，水桶的运动方向是水平方向的，力和运动的方向不同，故桶底对水的支持力没有做功；
D、小明和小雯提桶的力方向是竖直向上的，水桶的运动方向是水平方向的，力和运动的方向不同，故水桶的运动方向是水平方向的，力和运动的方向不同，故小明和小雯提桶的力没有做功；
13.【答案】 D
【解析】（1）杠杆平衡说明动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂乘积相等，不能说明力相等、力臂相等，故AB错、D正确；
（2）动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂乘积相等，力臂较长的那个力较小，故C错。
14.【答案】 C
【解析】从图中可以看出支点O到F作用线的垂线段为OC；该图说明了力臂是指支点到力作用线的垂线段。
15.【答案】 D
【解析】
A.钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块只受向后的摩擦力，不受向前的拉力，此时合力向后，与运动方向相反，因此它做减速运动，那么它的动能不断减小，故A错误；
B.在木块匀速运动的过程中，木块的重力沿竖直方向，但是在竖直方向上通过的距离为零，因此木块的重力不做功；钩码的重力竖直向下，且竖直向下运动，因此钩码的重力做功，故B错误；
C.木块匀速运动的过程中，它的速度不变，因此动能不变；它的高度不变，因此重力势能不变。根据机械能=动能+势能可知，木块的机械能保持不变，故C错误；
D.当下挂质量为m2的钩码时，木块做匀速直线运动，此时它受到的摩擦力和钩码的拉力向后平衡，即摩擦力f=m2g。钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力保持不变，还是m2g，故D正确。
16.【答案】 B
【解析】根据图片可知，动滑轮上承担重力的绳子n=2，
那么作用在杠杆左端的拉力F拉=1nG总=12×500N+40N=270N；
根据杠杆的平衡条件得到：F拉×L2=F×OA；
270N×4L=F×3L；
解得：F=360N。
17.【答案】 D
【解析】小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿光滑轨道ABC运动没有表面阻力，那么小球的机械能会不会有损失，即整个运动过程机械能守恒。
A.小球在B点时高度最小，那么重力势能最小，而动能最大，即此点速度最大，故A错误；
B.C点和A点的高度相同，小球到达时高度最大，此时重力势能最大，等于开始运动时A点的重力势能，因此该点时小球的速度为零，故B错误；
C.小球在B点时的机械能与运动开始时A点的机械能相等，故C错误；
D.小球在A，B，C三点的机械能一样大，故D正确。
18.【答案】 D
【解析】当动滑轮处于匀速直线运动状态时，它自身的重力、物体向下的拉力和两个向上的绳子的拉力F平衡，那么得到：2F=G物体+G动；
2×10N=16N+G动；
解得：G动=4N，故A正确不合题意；
使用该动滑轮能够省力，肯定费距离，故B正确不合题意；
该动滑轮的机械效率：η=GnF=16N2×10N=80% ， 故C正确不合题意；
根据公式η=GG+G动可知，影响滑轮组机械效率的因素是物体重力和动滑轮重力，与提升物体的速度无关，故D错误符合题意。
19.【答案】 B
【解析】根据图片可知，承担拉力的绳子有3段；
那么自由端的拉力F=fn=60N3=20N；
自由端绳子的速度v=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s；
那么拉力的功率P=Fv=20N×0.3m/s=6W。
20.【答案】 A
【解析】（1）当木块以不同的速度在水平面上做匀速直线运动时，它对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此它受到的滑动摩擦力不变。根据二力平衡的知识可知，两次的拉力都等于摩擦力，即二者大小相同，F1=F2；
（2）根据乙图可知，在相同的时间内，第①次经过的路程大于第②次的路程。根据公式v=st可知，第①次的运动速度大。根据公式P=Fv可知，两次的拉力相等，那么两次拉力的功率P1>P2。
21.【答案】 D
【解析】妈妈和小明的起点和终点相同，
那么她们上升的高度h相同；
根据公式W=Gh得到：两人的做功之比：W1W2=G妈妈ℎG小明ℎ=G妈妈G小明=21；
根据公式P=Wt得到：两人的功率之比：P1P2=W1t1W2t2=2311=23。
22.【答案】 B
【解析】
A.机器做匀速直线运动，那么拉力与滑动摩擦力相互平衡，即拉力F=f滑；
B.机器做匀速直线运动，滑轮为动滑轮，那么拉力F=12f滚；
C.机器做匀速直线运动，滑轮为定滑轮，那么拉力F=f滚；
D.机器做匀速直线运动，那么拉力与滚动摩擦力相互品红，即拉力F=f滚。
因为f滑>f滚 ，
所以最省力的方案是B。
23.【答案】 D
【解析】从O点到A点的过程中，运动员只受重力作用，合力向下，与运动方向相同，做加速运动；从A到B，运动员受到重力和弹力，且弹力在不断增大，此时重力大于弹力，合力仍然向下，继续做加速运动；到达B点时，弹力和重力相等，此时合力为零，加速停止，即速度最大；从B到C，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相反，此时做减速运动，故A错误；
从O到A，只受重力作用，重力势能转化为动能，那么运动员的机械能保持不变。从A到C，运动员的机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能减小，故B、C错误，D正确。
24.【答案】 B
【解析】当B处固定不动时，中间的滑轮保持静止状态，为定滑轮；
因为定滑轮不省力不费力，
所以拉力FA=G；
当A处固定不动时，中间的滑轮跟随物体一起运动，为动滑轮；
动滑轮受到一个向上的拉力FB ， 两个向下的拉力G，
那么拉力FB=2G；
因此FA
【解析】A.电梯从A点到B点过程中，如果做匀速运动，那么钢绳拉力T=G总=（500kg+50kg）×10N/kg=5500N，那么拉力做功W=Gh=5500N×3m=1.65×104J 。由于实际上做加速运动，那么拉力T>G总 ， 因此实际做功大于1.65×104J ，故A错误；
B.电梯从B点到C点过程中运动，它的速度v=st=3m×24s=1.5m ， 钢绳拉力T做功的功率P=Fv=5500N×1.5m/s=8.25×103W ，故B错误；
C.电梯从C点到D点过程中，与从B点到C点的过程中速度相同，状态一样，因此钢绳做功的功率为8.25×103W，故C正确；
D.电梯从D点到E点过程中，电梯做减速运动，那么合力的方向与运动方向相反，即方向向下，那么钢绳的拉力小于总重力，因此钢绳的拉力小于5500N，故D错误。
二、填空题
26.【答案】 （1）增大摩擦
（2）杠杆
【解析】 （1）自行车的轮胎和脚踏板上有凹凸不平的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。（2） 利用自行车的车把手上的车刹刹车时，车刹会绕着一个固定的轴转动，所以可以看成一个杠杆。27.【答案】 液化；粗糙；靠上的位置
【解析】（1）露是空气中的水蒸气由气态放热后变成液态发生液化成水形成的；（2）登山时应选择一双鞋底比较粗糙的登山鞋，通过增大接触面粗糙程度的方法增大摩擦力，以防止滑倒；（3）以人的腰为支点，重物在A点时，对人的上半身有向下的压力，促使人前倾；当重物在B点时，会使人的上半身顺时针旋转，即向后仰，因此物体应该放在图示中的B点。
28.【答案】 （1）费力
（2）减小
【解析】（1）若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，其支点在肘关节处，哑铃的压力是阻力，肱二头肌对前臂施加的力是动力，托举时动力臂小于阻力臂，此杠杆是费力杠杆；
（2）支点到阻力作用线的距离为阻力臂，在上举的过程中，阻力臂逐渐减小。
29.【答案】 B；不变；乙
【解析】
（1）摆球从A点向下摆动，在由最高点A到最低点B的过程中，摆球在最低点B点的动能最大；（2）如果没有摩擦，则摆球的机械能将保持不变；（3）将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况。因为摆球在最高点A和C点时速度最小，停留时间最长，因此漏下的沙子最多，沙面最高；而最低点B时速度最大，停留时间最短，漏下的沙子最少，因此沙面最低，因此形成两端高，中间低的形状，故选乙。
30.【答案】 增大
【解析】在杠杆拉至水平位置时，动力臂L1始终等于杠杆的长度，即保持不变。
阻力为杠杆的重力，作用在重心上，阻力臂L2不断增大。
根据杠杆的平衡条件F×L1=G×L2可知，力F的大小不断增大。
31.【答案】 400；450
【解析】
（1）根据杠杆的平衡条件得到：G×OA=F×AB；
900N×25L=F×（L2+25L）；
解得：F=400N。
（2）根据杠杆的平衡条件得到：G×OC=F×CB；
900N×12L=F×L；
解得：F=450N。
32.【答案】 不变；增大；80；62.5%
【解析】（1）在此过程中，物体的速度保持不变，因此物体动能不变。物体的高度不断增大，因此重力势能增大。
（2）拉力移动的距离s=ns物=2×2m=4m；
拉力做的总功W总=Fs=200N×4m=800J；
那么拉力的功率P=W总t=800J10s=80W；
（3）装置做的有用功W有=Gh=500N×1m=500J；
那么装置的机械效率η=W有W总=500J800J=62.5%。
33.【答案】 （1）4
（2）C
【解析】（1）根据杠杆的平衡条件得到：G1×OA=G2×OB；
2N×0.2m=G2×0.1m；
解得：G2=4N。
（2）比较甲和乙两图可知，阻力G1和阻力臂OA不变，且动力G2也不变，根据杠杆的平衡条件G1×OA=G2×OB得到，乙图中的阻力臂仍然等于甲图中的阻力臂OB，所以G2应该连接在②处，故C正确，A、B、D错误。
34.【答案】 （1）2
（2）1
【解析】（1）在这一过程中物体M匀速运动，物体M受到向右的力为绳子的拉力，向左的力为地面对物体M的摩擦力，由于匀速运动所以摩擦力与拉力是平衡力，所以摩擦力为2牛；
（2）由动滑的特点可知，F＝4N，滑轮运动的速度为：v=0.5m/s2=0.25m/s。
P＝Fv=4N×0.25m/s=1W。
35.【答案】 水平平衡；0.2
【解析】装上水后，把塑料放入水中，容器的水面升高一部分，这时塑料对容器底部的力是均匀的，因此整个装置依然平衡；
ρ=mV=20g25cm3=0.8g/cm3<1.0g/cm3 ， 所以塑料块在水中处于漂浮状态，浮力等于重力，F浮=G=mg=20×10−3kg×10N/kg=0.2N；
36.【答案】 （1）150
（2）A
【解析】（1）重力做的功为：W=Gh=500N×0.3m=150J；
（2）根据图乙可知，A型钢圈的弹性势能大于B型，因此在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
三、实验探究题
37.【答案】 （1）甲、乙；铁球到达水平面时的初速度；让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动
（2）质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大
（3）纸盒被撞击后移动的距离；C
（4）匀速直线
【解析】（1）要探究动能大小与质量的关系，必须控制小球到达水平面时的速度相同而改变质量，因此选用甲和乙两次实验。实验中应保证铁球到达水平面时的初速度相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是：让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动。
（2）甲和丙两次实验中，小球的质量相同但是在斜面上的高度不同，因此得到结论：质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大；
（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
A.认识电压时，我们可以用水压来类比，使用了类比法，故A不合题意；
B.用磁感线来描述磁场，使用了模型法，故B不合题意；
C.探究影响电磁铁的磁性的因素，通过电磁铁吸引大头针数量的多少来判断电磁铁磁性强弱，使用了转换法，故C符合题意；
D.保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系，使用了控制变量法，故D不合题意。
故选C。
（4）若表面绝对光滑，那么就没有阻力，铁球的速度就不会减小，即铁球做匀速直线运动。
38.【答案】 （1）1；3.6；81%
（2）小；低
（3）平行向上
（4）斜面倾斜角；小车重；控制变量
（5）B
【解析】根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据η=W有W总计算机械效率；斜面越省力，即拉力越小，根据表格中第5列和第1列数据进行比较即可；将表格中的三组数据从下向上看，分析第5列和第8列数据之间的关系即可。小车的重力在斜面上向下的分力和摩擦力都是沿斜面平行向下的，根据平衡力的知识可知，拉力的方向肯定与它们的方向相反，即与斜面平行向上。如果不考虑斜面摩擦，那么有用功和总功相等，据此得到拉力F与斜面高度的关系式，从而对图像的形状进行分析即可。
（1）根据表格数据可知，有用功W有=Gh=5×0.2N=1J；
总功W总=Fs=3.6N×1m=3.6J；
机械效率：η=W有W总=5×0.7m4.3N×1m=81%。
（2）将表格中的数据从下向上看，比较第5列和第1列数据可知，斜面倾斜角θ越小，斜面越省力；
将第5列与第8列比较可知，斜面越省力，斜面的机械效率越低。
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面平行向上。
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面倾斜角不变，斜面的光滑程度不变，只改变小车重，这种研究问题的方法我们称之为控制变量法。
（5）如果不考虑斜面摩擦，那么有用功和总功相等，
那么Fs=Gh；
因此拉力F=Gℎs；
因为重力G和s相同，所以拉力F与物体重力成正比，那么图像为一条通过坐标原点的斜线，
故选B。
四、解答题
39.【答案】 （1）汽车匀速行驶，则F＝f＝920N，牵引力做的功W＝Fs＝920N×3×105m＝2.76×108J
（2）由η＝ WQ放 得，Q放＝ Wη=2.76×108J30% ＝9.2×108J，由Q放＝mq得，m＝ Q放q=9.2×108J4.6×107J/kg ＝20kg＜35kg，所以不需要加油。
【解析】（1）首先根据二力平衡的知识计算出汽车的牵引力，然后根据W=Fs计算牵引力做功；
（2）首先根据公式 η＝WQ放 计算出汽油放出的热量，然后再根据Q放＝mq计算需要消耗汽油的质量，最后与油箱内汽油的实际质量进行比较即可。
40.【答案】 （1）解：当汽车沿水平方向匀速移动了2m时，绳子末端移动4m，拉力F做的总功W总＝Fs＝1×103N×4m＝4×103J。
（2）解：根据η＝ W有用W总 得，W有用＝ηW总＝90%×4×103J＝3.6×103J。
（3）解：W有用＝F拉s车 ， F拉＝ W有用s车 ＝ 3.6×103J2m ＝1.8×103N，由于汽车匀速运动，汽车受到的阻力f＝F拉＝1.8×103N。
【解析】（1）使用滑轮组水平拉动物体时，首先根据s=ns车计算出绳子自由端移动的距离，然后根据W总=Fs计算拉力做的总功；
（2）已知总功根据公式W有用＝ηW总计算有用功；
（3）汽车克服阻力做有用功，根据公式F拉=W有s车计算汽车产生的拉力，然后根据二力平衡的知识计算出汽车受到的阻力。
41.【答案】 （1）解：物体的重力势能EP＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J，动能EK1＝ 12 mv2＝ 12 ×0.4kg×(2m/s)2＝0.8J。
（2）解：物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W＝Gh＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J。
（3）解：物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间的动能EK2＝EK1＋EP＝0.8J＋6J＝6.8J。
【解析】（1）根据公式EP＝mgh计算物体的重力势能，根据公式EK＝12mv2计算物体的动能EK1；
（2）根据公式WGh=mgh计算重力做的功；
（3）在物体下落的过程中，机械能守恒，根据机械能=重力势能+动能计算出开始时物体的机械能。当物体落地时，它的重力势能全部转化为动能，即此时的动能等于开始时的机械能，据此计算即可。
42.【答案】 （1）解：由图丙可知，在4～6s内，重物做匀速直线运动，其速度v3＝2.0m/s，由P＝ Wt ＝ Fst ＝Fv得，重物克服重力做功的功率P＝Gv3＝80N×2.0m/s＝160W。
（2）解：由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数n＝2，已知在2～4s内重物上升的竖直高度为2m，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2m＝4m，所用的时间t＝4s－2s＝2s，则在2～4s内，绳自由端下降的平均速度v＝ st ＝ 4m2s ＝2m/s。
（3）解：由图丙可知，物体在4～6s内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力F3＝50N，因为不计绳重和摩擦，则由F＝ 1n (G＋G动)得，动滑轮的重力G动＝nF3－G＝2×50N－80N＝20N，
在0～2s内，由图乙可知此时的拉力F1＝30N，
把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力而处于静止状态，
由力的平衡条件得，F支＋2F1＝G＋G动 ，
则地面对物体的支持力F支＝G动＋G－2F1＝20N＋80N－2×30N＝40N，
根据力的作用是相互的可知，此过程中重物对地面的压力F压＝F支＝40N。
【解析】（1）首先根据丙图确定4~6s内重物上升的速度v3 ， 然后根据功率公式P=Fv3=Gv3计算克服重力做功的功率；
（2）根据甲图确定承担重力的绳子段数n，然后根据s=nh计算2~4s内绳子自由端下降的距离，最后根据速度公式t=sv计算自由端下降的速度即可；
（3）由图丙可知，物体在4～6s内做匀速直线运动，根据乙图确定这段时间内的拉力，然后根据 F＝1n(G＋G动)计算出动滑轮的重力。根据乙图确定0~2s内绳子上的拉力F1 ， 将动滑轮和物体看做一个整体进行受力分析，它们受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力而处于静止状态，根据二力平衡的知识列出关系式计算得到地面对重物的支持力，最后根据相互作用力原理计算出重物对地面的压力。
43.【答案】 （1）解：重物上升速度v物＝ ℎt ＝ 2m20s ＝0.1m/s，由图可知，n＝3，则提升时绳自由端的速度v′＝3v＝3×0.1m/s＝0.3m/s。
（2）解：拉力的功率P＝ Wt ＝ Fst ＝Fv′＝150N×0.3m/s＝45W。
（3）解：已知G＝360N，则滑轮组的机械效率η＝ GℎFs ＝ GℎFnℎ ＝ GFn ＝ 360N150N×3 ×100%＝80%。
（4）解：在上述过程中，F＝150N，G＝360N，不计绳重和摩擦，拉力F＝ 13 (G＋G动)，则动滑轮的重力G动＝3F－G＝3×150N－360N＝90N，
当提升另一重物时，工人对高台的压力F压＝pS＝2.0×104Pa×4×10－2m2＝800N，
压力和支持力是一对相互作用力，则F压＝F支＝800N，
此时人受向下的重力、向下的绳子拉力和向上的支持力，则有G人＋F拉＝F支 ，
所以，人对绳子末端的拉力F拉′＝F拉＝F支－G人＝800N－640N＝160N，由F拉′＝ 13 (G′＋G动)得，此时所提升货物的重力G′＝3F拉′－G动＝3×160N－90N＝390N。
【解析】（1）首先根据v物=ℎt计算出物体上升的速度，再根据v'=nv计算自由端的速度；
（2）已知拉力和速度，根据公式P=Fv'计算拉力的功率；
（3）根据公式 η＝GℎFs=GℎFnℎ=GFn 计算滑轮组的机械效率；
（4）根据原来的情况，利用公式 F＝13(G＋G动)计算动滑轮的重力。再根据F压＝pS计算出工人对高台的压力，根据相互作用力原理计算出高台对工人的支持力，对人进行受力分析，根据二力平衡的知识得到平衡关系式：G人＋F拉＝F支 ， 从而计算出人对绳子的拉力，最后再次利用F'＝13(G'＋G动)计算出提升重物的重力即可。
简单机械
一、单选题
1. 用图一所示的指甲剪剪指甲时，以O为支点的杠杆AOB属于（ ）
A. 省力杠杆 B. 费力杠杆 C. 等臂杠杆 D. 无法确定
图一 图二
2.如图二所示，一根轻质杠杆可绕O点转动，B处挂着一重物G，如果在A点施加一个动力F使杠杆在水平方向上平衡，则该杠杆为（ ）
A. 费力杠杆 B. 省力杠杆 C. 等臂杠杆 D. 以上三种情况都有可能
3.如图三所示，小朋友借助滑轮轻轻一拉就能把“骨头”提高来引诱可爱的小狗，图中顶端的定滑轮的作用是（ ）
A. 既省力，也改变施力的方向 B. 省力，但不改变施力的方向
C. 不省力，但改变施力的方向 D. 既不省力，也不改变施力的方向 图三
4.据报道，一辆横穿铁路的小汽车，因故障而停在轨道上，此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但是缓慢行驶的火车还是将小汽车撞“飞”了。这是因为火车的（ ）
A. 动能很大 B. 速度很大 C. 势能很大 D. 质量很大
5.子弹在枪膛内受到火药爆炸后产生的对气体的平均推力是800N，子弹的质量为20g，枪膛长55cm。射出后，子弹在空中飞行了80m，则气体对子弹所做的功是（ ）
A. 4×104J B. 156.8J C. 440J D. 1.08J
6.一名初中生将2个鸡蛋从地面举高至头顶，对这2个鸡蛋做的功约为( )
A. 0．2J B. 2J C. 20J D. 200J
7.使用动滑轮可以（ ）
A. 省力又省距离 B. 省力，但不能改变用力方向
C. 既省力又能改变用力方向 D. 费力但可以省距离
8.按如下图使用简单机械，有可能实现F为200N的力移动重为700N的物体G的有（ ）
A. 只有①③④ B. 只有①③ C. 只有④ D. ①②③④都可以
9.如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2 ， 功率分别为P1、P2 ， 在不考虑摩擦的情况下（ ）
A. F1＜F2 ， P1＝P2 B. F1＞F2 ， P1＞P2 C. F1＝F2 ， P1＝P2 D. F1＜F2 ， P1＜P2
10.如图，使用该装置匀速提起重物G，沿不同方向所用的拉力（ ）
A. F1最大 B. F2最大
C. F3最大 D. 一样大
11.速度是用路程和时间的比值来定义的（ v=St ），物理学常用这种方法来定义物理量．下列物理量中所采用的定义方法与速度不同的是（ ）
A. 密度 B. 压强 C. 功 D. 功率
12.小明和小雯一起打扫教室卫生．他们提着一桶水沿水平方向匀速行走的过程中，以下说法错误的是（ ）
A. 小明和小雯没有做功 B. 水桶的重力没有做功
C. 桶底对水的支持力没有做功 D. 小明和小雯提桶的力没有做功
13.一个杠杆在两个力的作用下处于平衡状态，则下列说法中正确的是（ ）
A. 这两个力的大小一定相等 B. 这两个力的力臂一定相等
C. 力臂较长的那个力较大 D. 两个力和各自力臂的乘积一定相等
14.如图所示的杠杆处于平衡状态，F的力臂是( )
A. DF B. OD C. OC D. OF
15.如图所示，水平台面由同种材料制成，粗糙程度均匀，在它上面放着质量为m1的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为m2的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动，运动一段时间，钩码触地后立即静止，木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A. 钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能保持不变
B. 木块匀速运动的过程中，木块和钩码所受的重力都不做功
C. 木块匀速运动的过程中，木块的机械能越来越大
D. 钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块所受摩擦力大小为m2g
16.如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)（ ）
A. 270N B. 360N C. 540N D. 720N
17.如图所示，小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿光滑轨道ABC运动。下列说法中正确的是（ ）
A. 小球到达B点时速度为零 B. 小球到达C点时速度最大
C. 小球到达B点时机械能为零 D. 小球在A，B，C三点的机械能一样大
18.如图所示，不计摩擦，把重G＝16N的物体匀速提起所用的拉力F＝10N，则下列关于该动滑轮的说法中错误的是（ ）
A. 动滑轮重4N B. 使用该动滑轮要费距离
C. 该动滑轮的机械效率为80% D. 提升物体的速度越快，机械效率越高
19.如图所示在水平拉力F的作用下，使重300N的物体在水平桌面上以0.1m/s的速度匀速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N(不计绳重、动滑轮重及摩擦)，F及其功率的大小分别为（ ）
A. 20N 2W B. 20N 6W C. 60N 2W D. 30N 6W
20.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s－t图像分别是图乙中的图像①、②。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2 ， 两次拉力的功率分别是P1、P2 ， 则（ ）
A. F1＝F2 P1＞P2 B. F1＞F2 P1＞P2 C. F1＝F2 P1＝P2 D. F1＞F2 P1＜P2
21.妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1 ， 小明克服自身重力做功为W2、功率为P2。则下列关系正确的是（ ）
A. W1∶W2＝2∶1 P1∶P2＝6∶1
B. W1∶W2＝2∶3 P1∶P2＝2∶1
C. W1∶W2＝2∶1 P1∶P2＝3∶2
D. W1∶W2＝2∶1 P1∶P2＝2∶3
22.工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面)，其中最省力的方案是（ ）
A. B.
C. D.
23.如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法中正确的是（ ）
A. 从O点到C点运动员速度一直减小
B. 从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C. 从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D. 从O点到A点运动员的机械能不变
24.某人到健身房进行健身活动。用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能。使用时，若绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；若绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。下列说法中正确的是（ ）
A. FA＞FB B. FA＜FB C. FA＝FB D. 条件不足，无法确定
25.都市生活离不开电梯，如图，将电梯简化为“钢绳拉着电梯厢在竖直导轨上运动”模型。小刚同学乘坐电梯从一楼到五楼，电梯厢和人的总质量为500kg，电梯上行受到轨道摩擦力为500N，钢绳对电梯厢的拉力用T表示。电梯(底面)在A点(一楼地面)到B点(二楼地面)过程中速度在增加，用时4s；在B点到D点(四楼地面)过程中匀速运动，用时4s；在D点到E点(五楼地面)过程中速度逐渐减小，用时4s；每层楼高3m(g取10N/kg)，下面说法正确的是（ ）
A. 电梯从A点到B点过程中，钢绳拉力T做功1.65×104J
B. 电梯从B点到C点过程中，钢绳拉力T做功的功率4.125×103W
C. 电梯从C点到D点过程中，钢绳拉力T做功的功率8.25×103W
D. 电梯从D点到E点过程中，钢绳拉力T＝5.55×103N
二、填空题
26.共享单车的出现给广大市民的出行带来了极大的便利，也是低碳出行、绿色出行一种很好的方式，同时自行车上蕴含着许多科学知识。
（1）自行车的轮胎和脚踏板上有凹凸不平的花纹，是为了________；
（2）自行车的车把手上的车刹可以看成一个________ (填机械名称)。
27.登山是人们喜爱的一种健身方式，露水常使山道变得湿滑，露是空气中的水蒸气________（填物态变化名称）成水形成的，因此登山时应选择一双鞋底比较________（选填“光滑”或“粗糙”）的登山鞋，以防止滑倒。登山时为避免后仰，上身应稍向前倾，同时背囊中较重的物品最好放在背包中的________（选填“靠上的位置”或“靠下的位置”）位置处。
28.哑铃是我们大家都熟悉的运动器材，因其操作简单、经济实惠、实用而受广大健身爱好者的喜爱。如图是我们在使用哑铃时，上臂完成托举的示意图，据图回答：
（1）若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，则此杠杆是________（填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（2）在上举的过程中，阻力臂逐渐________（填“增大”“减小”或“不变”）。
29.如图，摆球从A点向下摆动，在由A到B的过程中，摆球在________点的动能最大，如果没有摩擦，则摆球的机械能将会________（选填“增大”、“减小”、“不变”），将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，则沙堆的剖面应是下图中的________。
30.如图四所示，长为40cm、重为10N的匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置(忽略摩擦阻力)，在这个过程中，力F的大小将________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
图四 图五
31.如图五所示，有一根均匀铁棒，长为L，OA＝2L5 ， 重力G＝900N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为________N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为________N。
32.工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜面的拉力200N，所用时间10s。在此过程中，物体动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。重力势能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。拉力的功率为________W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为________。
33.如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点(螺母)转动，OA＝0.2m，OB＝0.1m，G1＝2N。杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
（1）当杠杆处于图甲所示水平位置平衡时，G2的重力为________N。
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′(B′点对应B点)，保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动至____。
A.B′点处 B.①点处 C.②点处 D.③点处
34.如图所示，在力F的作用下，质量为4千克的物体Ｍ以0.5米/秒的速度沿水平面向右匀速前进了2米(滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦不计)，此时弹簧测力计的示数为2牛。
（1）在这一过程中，水平地面对物体Ｍ的摩擦力大小是________牛。
（2）拉力F的功率是 ________瓦。
35.小敏将质量为20克，体积为25厘米3的塑料块放入水平平衡的容器右端下降。撒去塑料块，往容器内缓慢倒入一定量的水，使容器再次水平平衡（图乙），将该塑料块轻轻放入图丙所示位置，放手后容器最终将________（选填“左低右高”、“左高右低”或“水平平衡”）。此时，塑料块所受浮力为________牛。
36.健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。
（1）图甲所示，身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中，身体重心平均下降30厘米，重力所做的功为________焦。
（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装________ (填“A”或“B”)型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
三、实验探究题
37.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示的甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用________两次实验；实验中应保证________相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是________。
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是________。
（3）该实验是通过观察________来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是________。
A．认识电压时，我们可以用水压来类比
B．用磁感线来描述磁场
C．探究影响电磁铁的磁性的因素，通过电磁铁吸引大头针数量的多少来判断电磁铁磁性强弱
D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系
（4）若水平面绝对光滑，铁球将做________运动。
38.小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小并多次测量，得表中所示的数据：
斜面倾斜角θ
小车重G/N
斜面高h/m
斜面长s/m
拉力F/N
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
12°
5
0.2
1
2.1
_____
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
__
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
__
（1）请你替小芳在表格的空格中填上适当的数据。
（2）分析表中的数据，可以得出的探究结论：斜面倾斜角θ越________，斜面越省力，斜面的机械效率越________。
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面________。
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持________不变，斜面的光滑程度不变，只改变________，这种研究问题的方法我们称之为________法。
（5）在上述实验中，物重、斜面长度不变，若不考虑斜面摩擦，图中能正确表示拉力F与斜面高度h关系的是____(填字母)。
A. B. C. D.
四、解答题
39.某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为300km，在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N(汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能；汽油的热值为4.6×107J/kg)。求：
（1）汽车到达目的地牵引力所做的功。
（2） 通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。
40.一辆质量是3.5×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是1×103N，汽车沿水平方向匀速移动了2m，滑轮组的机械效率为90%。求：
（1） 拉力F做的总功。
（2） 有用功的大小。
（3） 汽车受到的阻力大小。
41.已知物体的重力势能表达式为EP＝mgh，动能表达式为EK＝ 12 mv2。其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1） 物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1。
（2） 物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W。
（3） 物体落地前瞬间的动能EK2。
42.如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G＝80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，重物上升的速度v随时间变化的图像如图丙所示。已知在2～4s内重物上升的竖直高度为2m，求：
（1） 在4～6s内，重物克服重力做功的功率。
（2） 在2～4s内，绳自由端下降的平均速度。
（3）在0～2s内，重物对地面的压力大小。
43.搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦。工人的重力为640N，与地面接触的总面积为4×10－2m2 ， 提升时间为20s，重物上升高度为2m。求：
（1） 提升时绳自由端的速度为多少？
（2） 若拉力F的大小为150N，则拉力的功率为多少？
（3） 若上述过程中所提货物重为360N，则滑轮组的机械效率为多少？
（4）若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程中该工人对高台的压强为2×104Pa，则所提升货物的重力为多少？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解析】结合图片，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆读图可知，指甲剪剪指甲时，以O为支点，动力作用在A点，阻力在B点，动力臂大于阻力臂，所以杠杆AOB属于省力杠杆．
2.【答案】 B
【解析】杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩（力与力臂的乘积）大小必须相等。即：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1· L1=F2·L2。根据图中可以得出杠杆的动力臂大于阻力臂，因此该杠杆为省力杠杆。
3.【答案】 C
【解析】定滑轮只是改变力的方向，不能省力；故A、B、D错误，C正确；
4.【答案】 A
【解析】虽然火车的速度很小，但是它的质量很大，即动能很大，所以将轿车撞飞，故A正确。
司机采取了制动措施，火车行驶缓慢，因此速度肯定不大，故B错误；
火车在水平路面上行驶，高度不变，因此它的重力势能保持不变，故C错误；
火车的质量的确很大，但是如果它是静止的，也不会将轿车撞飞，故D错误；
5.【答案】 C
【解析】气体对子弹做的功为：W=Fs=800N×0.55m=440J，故C正确，而A、B、D错误。
6.【答案】 B
【解析】托起2个鸡蛋所用的力大约为1N，而初中生举起手臂后的高度大约为2m。
那么对2个鸡蛋做功：W=Gh=1N×2m=2J。
7.【答案】 B
【解析】使用动滑轮时，能够最多省一半的力，但是不能改变用力的方向，故B正确，而A、C、D错误。
8.【答案】 A
【解析】用200N力提起了重为700N的物体，省了力，省力的方法可以使用杠杆，也可以使用动滑轮或滑轮组。
9.【答案】 A
【解析】（1）因为AC>BC，所以AC面上最省力，即F1
时间相同，即t1=t2 ，
根据公式P=Wt可知，拉力的功率大小相等，即P1=P2。
10.【答案】 D
【解析】定滑轮的轴心就是支点，物体的重力为阻力，阻力臂为半径；作用在绳子另一端的拉力为动力，动力臂也等于半径。无论拉力的方向怎样改变，动力臂始终保持滑轮的半径不变，因此它始终为一个等臂杠杆，即三个拉力一样大。
11.【答案】 C
【解析】
A、密度是指单位体积的某种物质的质量，公式为ρ =m/V,属于定义式；
B、压强是指单位面积上受到的压力，公式为p=F/S，属于定义式；
C、功等于力跟物体在力的方向上通过距离的乘积，不属于定义式；
D、功率是指单位时间内做功的多少，公式为P=W/t，属于定义式；
12.【答案】 A
【解析】
A、小明和小雯在行走过程中，与地面之间有摩擦力，摩擦力的方向是水平方向，水桶的运动方向是水平方向的，力和运动方向相同，故摩擦力有做功，故A错；
B、水桶的重力方向是竖直向下的，水桶的运动方向是水平方向的，力和运动的方向不同，故重力没有做功；
C、桶底对水的支持力方向垂直于水桶底面向上，水桶的运动方向是水平方向的，力和运动的方向不同，故桶底对水的支持力没有做功；
D、小明和小雯提桶的力方向是竖直向上的，水桶的运动方向是水平方向的，力和运动的方向不同，故水桶的运动方向是水平方向的，力和运动的方向不同，故小明和小雯提桶的力没有做功；
13.【答案】 D
【解析】（1）杠杆平衡说明动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂乘积相等，不能说明力相等、力臂相等，故AB错、D正确；
（2）动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂乘积相等，力臂较长的那个力较小，故C错。
14.【答案】 C
【解析】从图中可以看出支点O到F作用线的垂线段为OC；该图说明了力臂是指支点到力作用线的垂线段。
15.【答案】 D
【解析】
A.钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块只受向后的摩擦力，不受向前的拉力，此时合力向后，与运动方向相反，因此它做减速运动，那么它的动能不断减小，故A错误；
B.在木块匀速运动的过程中，木块的重力沿竖直方向，但是在竖直方向上通过的距离为零，因此木块的重力不做功；钩码的重力竖直向下，且竖直向下运动，因此钩码的重力做功，故B错误；
C.木块匀速运动的过程中，它的速度不变，因此动能不变；它的高度不变，因此重力势能不变。根据机械能=动能+势能可知，木块的机械能保持不变，故C错误；
D.当下挂质量为m2的钩码时，木块做匀速直线运动，此时它受到的摩擦力和钩码的拉力向后平衡，即摩擦力f=m2g。钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力保持不变，还是m2g，故D正确。
16.【答案】 B
【解析】根据图片可知，动滑轮上承担重力的绳子n=2，
那么作用在杠杆左端的拉力F拉=1nG总=12×500N+40N=270N；
根据杠杆的平衡条件得到：F拉×L2=F×OA；
270N×4L=F×3L；
解得：F=360N。
17.【答案】 D
【解析】小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿光滑轨道ABC运动没有表面阻力，那么小球的机械能会不会有损失，即整个运动过程机械能守恒。
A.小球在B点时高度最小，那么重力势能最小，而动能最大，即此点速度最大，故A错误；
B.C点和A点的高度相同，小球到达时高度最大，此时重力势能最大，等于开始运动时A点的重力势能，因此该点时小球的速度为零，故B错误；
C.小球在B点时的机械能与运动开始时A点的机械能相等，故C错误；
D.小球在A，B，C三点的机械能一样大，故D正确。
18.【答案】 D
【解析】当动滑轮处于匀速直线运动状态时，它自身的重力、物体向下的拉力和两个向上的绳子的拉力F平衡，那么得到：2F=G物体+G动；
2×10N=16N+G动；
解得：G动=4N，故A正确不合题意；
使用该动滑轮能够省力，肯定费距离，故B正确不合题意；
该动滑轮的机械效率：η=GnF=16N2×10N=80% ， 故C正确不合题意；
根据公式η=GG+G动可知，影响滑轮组机械效率的因素是物体重力和动滑轮重力，与提升物体的速度无关，故D错误符合题意。
19.【答案】 B
【解析】根据图片可知，承担拉力的绳子有3段；
那么自由端的拉力F=fn=60N3=20N；
自由端绳子的速度v=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s；
那么拉力的功率P=Fv=20N×0.3m/s=6W。
20.【答案】 A
【解析】（1）当木块以不同的速度在水平面上做匀速直线运动时，它对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此它受到的滑动摩擦力不变。根据二力平衡的知识可知，两次的拉力都等于摩擦力，即二者大小相同，F1=F2；
（2）根据乙图可知，在相同的时间内，第①次经过的路程大于第②次的路程。根据公式v=st可知，第①次的运动速度大。根据公式P=Fv可知，两次的拉力相等，那么两次拉力的功率P1>P2。
21.【答案】 D
【解析】妈妈和小明的起点和终点相同，
那么她们上升的高度h相同；
根据公式W=Gh得到：两人的做功之比：W1W2=G妈妈ℎG小明ℎ=G妈妈G小明=21；
根据公式P=Wt得到：两人的功率之比：P1P2=W1t1W2t2=2311=23。
22.【答案】 B
【解析】
A.机器做匀速直线运动，那么拉力与滑动摩擦力相互平衡，即拉力F=f滑；
B.机器做匀速直线运动，滑轮为动滑轮，那么拉力F=12f滚；
C.机器做匀速直线运动，滑轮为定滑轮，那么拉力F=f滚；
D.机器做匀速直线运动，那么拉力与滚动摩擦力相互品红，即拉力F=f滚。
因为f滑>f滚 ，
所以最省力的方案是B。
23.【答案】 D
【解析】从O点到A点的过程中，运动员只受重力作用，合力向下，与运动方向相同，做加速运动；从A到B，运动员受到重力和弹力，且弹力在不断增大，此时重力大于弹力，合力仍然向下，继续做加速运动；到达B点时，弹力和重力相等，此时合力为零，加速停止，即速度最大；从B到C，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相反，此时做减速运动，故A错误；
从O到A，只受重力作用，重力势能转化为动能，那么运动员的机械能保持不变。从A到C，运动员的机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能减小，故B、C错误，D正确。
24.【答案】 B
【解析】当B处固定不动时，中间的滑轮保持静止状态，为定滑轮；
因为定滑轮不省力不费力，
所以拉力FA=G；
当A处固定不动时，中间的滑轮跟随物体一起运动，为动滑轮；
动滑轮受到一个向上的拉力FB ， 两个向下的拉力G，
那么拉力FB=2G；
因此FA
【解析】A.电梯从A点到B点过程中，如果做匀速运动，那么钢绳拉力T=G总=（500kg+50kg）×10N/kg=5500N，那么拉力做功W=Gh=5500N×3m=1.65×104J 。由于实际上做加速运动，那么拉力T>G总 ， 因此实际做功大于1.65×104J ，故A错误；
B.电梯从B点到C点过程中运动，它的速度v=st=3m×24s=1.5m ， 钢绳拉力T做功的功率P=Fv=5500N×1.5m/s=8.25×103W ，故B错误；
C.电梯从C点到D点过程中，与从B点到C点的过程中速度相同，状态一样，因此钢绳做功的功率为8.25×103W，故C正确；
D.电梯从D点到E点过程中，电梯做减速运动，那么合力的方向与运动方向相反，即方向向下，那么钢绳的拉力小于总重力，因此钢绳的拉力小于5500N，故D错误。
二、填空题
26.【答案】 （1）增大摩擦
（2）杠杆
【解析】 （1）自行车的轮胎和脚踏板上有凹凸不平的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。（2） 利用自行车的车把手上的车刹刹车时，车刹会绕着一个固定的轴转动，所以可以看成一个杠杆。27.【答案】 液化；粗糙；靠上的位置
【解析】（1）露是空气中的水蒸气由气态放热后变成液态发生液化成水形成的；（2）登山时应选择一双鞋底比较粗糙的登山鞋，通过增大接触面粗糙程度的方法增大摩擦力，以防止滑倒；（3）以人的腰为支点，重物在A点时，对人的上半身有向下的压力，促使人前倾；当重物在B点时，会使人的上半身顺时针旋转，即向后仰，因此物体应该放在图示中的B点。
28.【答案】 （1）费力
（2）减小
【解析】（1）若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，其支点在肘关节处，哑铃的压力是阻力，肱二头肌对前臂施加的力是动力，托举时动力臂小于阻力臂，此杠杆是费力杠杆；
（2）支点到阻力作用线的距离为阻力臂，在上举的过程中，阻力臂逐渐减小。
29.【答案】 B；不变；乙
【解析】
（1）摆球从A点向下摆动，在由最高点A到最低点B的过程中，摆球在最低点B点的动能最大；（2）如果没有摩擦，则摆球的机械能将保持不变；（3）将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况。因为摆球在最高点A和C点时速度最小，停留时间最长，因此漏下的沙子最多，沙面最高；而最低点B时速度最大，停留时间最短，漏下的沙子最少，因此沙面最低，因此形成两端高，中间低的形状，故选乙。
30.【答案】 增大
【解析】在杠杆拉至水平位置时，动力臂L1始终等于杠杆的长度，即保持不变。
阻力为杠杆的重力，作用在重心上，阻力臂L2不断增大。
根据杠杆的平衡条件F×L1=G×L2可知，力F的大小不断增大。
31.【答案】 400；450
【解析】
（1）根据杠杆的平衡条件得到：G×OA=F×AB；
900N×25L=F×（L2+25L）；
解得：F=400N。
（2）根据杠杆的平衡条件得到：G×OC=F×CB；
900N×12L=F×L；
解得：F=450N。
32.【答案】 不变；增大；80；62.5%
【解析】（1）在此过程中，物体的速度保持不变，因此物体动能不变。物体的高度不断增大，因此重力势能增大。
（2）拉力移动的距离s=ns物=2×2m=4m；
拉力做的总功W总=Fs=200N×4m=800J；
那么拉力的功率P=W总t=800J10s=80W；
（3）装置做的有用功W有=Gh=500N×1m=500J；
那么装置的机械效率η=W有W总=500J800J=62.5%。
33.【答案】 （1）4
（2）C
【解析】（1）根据杠杆的平衡条件得到：G1×OA=G2×OB；
2N×0.2m=G2×0.1m；
解得：G2=4N。
（2）比较甲和乙两图可知，阻力G1和阻力臂OA不变，且动力G2也不变，根据杠杆的平衡条件G1×OA=G2×OB得到，乙图中的阻力臂仍然等于甲图中的阻力臂OB，所以G2应该连接在②处，故C正确，A、B、D错误。
34.【答案】 （1）2
（2）1
【解析】（1）在这一过程中物体M匀速运动，物体M受到向右的力为绳子的拉力，向左的力为地面对物体M的摩擦力，由于匀速运动所以摩擦力与拉力是平衡力，所以摩擦力为2牛；
（2）由动滑的特点可知，F＝4N，滑轮运动的速度为：v=0.5m/s2=0.25m/s。
P＝Fv=4N×0.25m/s=1W。
35.【答案】 水平平衡；0.2
【解析】装上水后，把塑料放入水中，容器的水面升高一部分，这时塑料对容器底部的力是均匀的，因此整个装置依然平衡；
ρ=mV=20g25cm3=0.8g/cm3<1.0g/cm3 ， 所以塑料块在水中处于漂浮状态，浮力等于重力，F浮=G=mg=20×10−3kg×10N/kg=0.2N；
36.【答案】 （1）150
（2）A
【解析】（1）重力做的功为：W=Gh=500N×0.3m=150J；
（2）根据图乙可知，A型钢圈的弹性势能大于B型，因此在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
三、实验探究题
37.【答案】 （1）甲、乙；铁球到达水平面时的初速度；让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动
（2）质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大
（3）纸盒被撞击后移动的距离；C
（4）匀速直线
【解析】（1）要探究动能大小与质量的关系，必须控制小球到达水平面时的速度相同而改变质量，因此选用甲和乙两次实验。实验中应保证铁球到达水平面时的初速度相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是：让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动。
（2）甲和丙两次实验中，小球的质量相同但是在斜面上的高度不同，因此得到结论：质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大；
（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
A.认识电压时，我们可以用水压来类比，使用了类比法，故A不合题意；
B.用磁感线来描述磁场，使用了模型法，故B不合题意；
C.探究影响电磁铁的磁性的因素，通过电磁铁吸引大头针数量的多少来判断电磁铁磁性强弱，使用了转换法，故C符合题意；
D.保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系，使用了控制变量法，故D不合题意。
故选C。
（4）若表面绝对光滑，那么就没有阻力，铁球的速度就不会减小，即铁球做匀速直线运动。
38.【答案】 （1）1；3.6；81%
（2）小；低
（3）平行向上
（4）斜面倾斜角；小车重；控制变量
（5）B
【解析】根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据η=W有W总计算机械效率；斜面越省力，即拉力越小，根据表格中第5列和第1列数据进行比较即可；将表格中的三组数据从下向上看，分析第5列和第8列数据之间的关系即可。小车的重力在斜面上向下的分力和摩擦力都是沿斜面平行向下的，根据平衡力的知识可知，拉力的方向肯定与它们的方向相反，即与斜面平行向上。如果不考虑斜面摩擦，那么有用功和总功相等，据此得到拉力F与斜面高度的关系式，从而对图像的形状进行分析即可。
（1）根据表格数据可知，有用功W有=Gh=5×0.2N=1J；
总功W总=Fs=3.6N×1m=3.6J；
机械效率：η=W有W总=5×0.7m4.3N×1m=81%。
（2）将表格中的数据从下向上看，比较第5列和第1列数据可知，斜面倾斜角θ越小，斜面越省力；
将第5列与第8列比较可知，斜面越省力，斜面的机械效率越低。
（3）实验过程中拉力的方向应与斜面平行向上。
（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面倾斜角不变，斜面的光滑程度不变，只改变小车重，这种研究问题的方法我们称之为控制变量法。
（5）如果不考虑斜面摩擦，那么有用功和总功相等，
那么Fs=Gh；
因此拉力F=Gℎs；
因为重力G和s相同，所以拉力F与物体重力成正比，那么图像为一条通过坐标原点的斜线，
故选B。
四、解答题
39.【答案】 （1）汽车匀速行驶，则F＝f＝920N，牵引力做的功W＝Fs＝920N×3×105m＝2.76×108J
（2）由η＝ WQ放 得，Q放＝ Wη=2.76×108J30% ＝9.2×108J，由Q放＝mq得，m＝ Q放q=9.2×108J4.6×107J/kg ＝20kg＜35kg，所以不需要加油。
【解析】（1）首先根据二力平衡的知识计算出汽车的牵引力，然后根据W=Fs计算牵引力做功；
（2）首先根据公式 η＝WQ放 计算出汽油放出的热量，然后再根据Q放＝mq计算需要消耗汽油的质量，最后与油箱内汽油的实际质量进行比较即可。
40.【答案】 （1）解：当汽车沿水平方向匀速移动了2m时，绳子末端移动4m，拉力F做的总功W总＝Fs＝1×103N×4m＝4×103J。
（2）解：根据η＝ W有用W总 得，W有用＝ηW总＝90%×4×103J＝3.6×103J。
（3）解：W有用＝F拉s车 ， F拉＝ W有用s车 ＝ 3.6×103J2m ＝1.8×103N，由于汽车匀速运动，汽车受到的阻力f＝F拉＝1.8×103N。
【解析】（1）使用滑轮组水平拉动物体时，首先根据s=ns车计算出绳子自由端移动的距离，然后根据W总=Fs计算拉力做的总功；
（2）已知总功根据公式W有用＝ηW总计算有用功；
（3）汽车克服阻力做有用功，根据公式F拉=W有s车计算汽车产生的拉力，然后根据二力平衡的知识计算出汽车受到的阻力。
41.【答案】 （1）解：物体的重力势能EP＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J，动能EK1＝ 12 mv2＝ 12 ×0.4kg×(2m/s)2＝0.8J。
（2）解：物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W＝Gh＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J。
（3）解：物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间的动能EK2＝EK1＋EP＝0.8J＋6J＝6.8J。
【解析】（1）根据公式EP＝mgh计算物体的重力势能，根据公式EK＝12mv2计算物体的动能EK1；
（2）根据公式WGh=mgh计算重力做的功；
（3）在物体下落的过程中，机械能守恒，根据机械能=重力势能+动能计算出开始时物体的机械能。当物体落地时，它的重力势能全部转化为动能，即此时的动能等于开始时的机械能，据此计算即可。
42.【答案】 （1）解：由图丙可知，在4～6s内，重物做匀速直线运动，其速度v3＝2.0m/s，由P＝ Wt ＝ Fst ＝Fv得，重物克服重力做功的功率P＝Gv3＝80N×2.0m/s＝160W。
（2）解：由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数n＝2，已知在2～4s内重物上升的竖直高度为2m，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2m＝4m，所用的时间t＝4s－2s＝2s，则在2～4s内，绳自由端下降的平均速度v＝ st ＝ 4m2s ＝2m/s。
（3）解：由图丙可知，物体在4～6s内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力F3＝50N，因为不计绳重和摩擦，则由F＝ 1n (G＋G动)得，动滑轮的重力G动＝nF3－G＝2×50N－80N＝20N，
在0～2s内，由图乙可知此时的拉力F1＝30N，
把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力而处于静止状态，
由力的平衡条件得，F支＋2F1＝G＋G动 ，
则地面对物体的支持力F支＝G动＋G－2F1＝20N＋80N－2×30N＝40N，
根据力的作用是相互的可知，此过程中重物对地面的压力F压＝F支＝40N。
【解析】（1）首先根据丙图确定4~6s内重物上升的速度v3 ， 然后根据功率公式P=Fv3=Gv3计算克服重力做功的功率；
（2）根据甲图确定承担重力的绳子段数n，然后根据s=nh计算2~4s内绳子自由端下降的距离，最后根据速度公式t=sv计算自由端下降的速度即可；
（3）由图丙可知，物体在4～6s内做匀速直线运动，根据乙图确定这段时间内的拉力，然后根据 F＝1n(G＋G动)计算出动滑轮的重力。根据乙图确定0~2s内绳子上的拉力F1 ， 将动滑轮和物体看做一个整体进行受力分析，它们受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力而处于静止状态，根据二力平衡的知识列出关系式计算得到地面对重物的支持力，最后根据相互作用力原理计算出重物对地面的压力。
43.【答案】 （1）解：重物上升速度v物＝ ℎt ＝ 2m20s ＝0.1m/s，由图可知，n＝3，则提升时绳自由端的速度v′＝3v＝3×0.1m/s＝0.3m/s。
（2）解：拉力的功率P＝ Wt ＝ Fst ＝Fv′＝150N×0.3m/s＝45W。
（3）解：已知G＝360N，则滑轮组的机械效率η＝ GℎFs ＝ GℎFnℎ ＝ GFn ＝ 360N150N×3 ×100%＝80%。
（4）解：在上述过程中，F＝150N，G＝360N，不计绳重和摩擦，拉力F＝ 13 (G＋G动)，则动滑轮的重力G动＝3F－G＝3×150N－360N＝90N，
当提升另一重物时，工人对高台的压力F压＝pS＝2.0×104Pa×4×10－2m2＝800N，
压力和支持力是一对相互作用力，则F压＝F支＝800N，
此时人受向下的重力、向下的绳子拉力和向上的支持力，则有G人＋F拉＝F支 ，
所以，人对绳子末端的拉力F拉′＝F拉＝F支－G人＝800N－640N＝160N，由F拉′＝ 13 (G′＋G动)得，此时所提升货物的重力G′＝3F拉′－G动＝3×160N－90N＝390N。
【解析】（1）首先根据v物=ℎt计算出物体上升的速度，再根据v'=nv计算自由端的速度；
（2）已知拉力和速度，根据公式P=Fv'计算拉力的功率；
（3）根据公式 η＝GℎFs=GℎFnℎ=GFn 计算滑轮组的机械效率；
（4）根据原来的情况，利用公式 F＝13(G＋G动)计算动滑轮的重力。再根据F压＝pS计算出工人对高台的压力，根据相互作用力原理计算出高台对工人的支持力，对人进行受力分析，根据二力平衡的知识得到平衡关系式：G人＋F拉＝F支 ， 从而计算出人对绳子的拉力，最后再次利用F'＝13(G'＋G动)计算出提升重物的重力即可。
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