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初中物理三、功课时作业
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这是一份初中物理三、功课时作业，共19页。试卷主要包含了、单选题，、填空题，、实验题，、作图题，、计算题等内容，欢迎下载使用。
北师大版八年级下册《第九章 机械和功》章节练习
一 、单选题（本大题共12小题，共36分）
1.（3分）用剪刀剪较硬的纸板时，在手的位置和用力方向相同的情况下，我们应当让硬纸板尽量靠近剪刀的转动轴，如图所示。这样做的目的是()
A. 增大动力臂，省力 B. 增大阻力臂，费力
C. 减小动力臂，费力 D. 减小阻力臂，省力
2.（3分）如图，甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是( )
A. 甲乙两人用力一样大
B. 甲使绳索移动的距离大于乙使绳索移动的距离
C. 乙用力比甲小
D. 甲乙使绳索移动的距离相等
3.（3分）简单机械与人类的生产活动息息相关，以下关于简单机械的说法中不正确的是（ ）
A. 指甲剪是省力杠杆 B. 定滑轮不省力，但能改变力的方向
C. 滑轮组既省力，又省距离，还省功 D. 斜面的机械效率达不到100%
4.（3分）现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx.下列判断正确的是( )
A. 若LaLa+Lb2成立
C. 若Lb
A. 做功多的机器机械效率一定高 B. 功率小的机器做功慢
C. 机械效率高的机器功率一定大 D. 功率大的机器做功时间一定短
6.（3分）下列事例中，人对物体没有做功的是()
A、捡起地上的羽毛球
B、将弹簧拉力器拉长
C、将实心球抛向空中
D、托着篮球在水平地面上匀速前进
A. 捡起地上的羽毛球 B. 将弹簧拉力器拉长
C. 将实心球抛向空中 D. 托着篮球在水平地面上匀速前进
7.（3分）如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可以估算出他将一只鸡蛋抛出后，鸡蛋从最高点落到手中的过程中。鸡蛋重力做的功最接近于( )
A. 0.02J B. 0.2J C. 2J D. 20J
8.（3分）如图所示，在相等的时间内把同一物体分别沿AO、BO两个光滑斜面匀速拉到相同的高度，拉力所做的功分别为WA和WB，功率分别为PA和PB，它们之间的关系是( )
A. WAWB，PA>PB
C. WA=WB，PA
A. 动力臂逐渐变大 B. 阻力臂逐渐变大
C. 动力F保持不变 D. 动力F逐渐减小
10.（3分）如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下，沿水平地面以2ms的速度匀速直线运动了10s，此时物体A所受的摩擦力大小为10N，如果滑轮重、绳重及滑轮轴间的摩擦均不计，则在此过程中，拉力F的大小及拉力F所做的功分别为( )
A. 10N、400J B. 5N、100J
C. 10N、200J D. 5N、200J
11.（3分）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90％。下列判断正确的是( )
①拉力F1的大小为450N
②用图乙绕法匀速提升400N重物时，机械效率为80％
③分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
④分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F1、F2做功相等
A. 只有②④正确 B. 只有①②正确
C. 只有②③正确 D. 只有①②④正确
12.（3分）工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向，图甲中OB=2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两种方式都省一半的力 B. 甲方式F1由150N逐渐变大
C. 乙方式机械效率约为83.3% D. 乙方式F2的功率为3W
二 、填空题（本大题共8小题，共34分）
13.（5分）\(2022\)年\(5\)月\(10\)日，我国成功发射搭载“天舟四号”货运飞船的“长征七号”遥五运载火箭、火箭点火向下喷出大量的火焰，从而加速上升。当捆绑在箭体上的助推火箭中的燃料耗尽后，立即与箭体分离，之后又上升了一段距离才下坠而远离箭体，如图所示。“天舟四号”飞船靠近空间站后，不断地启动发动机来修正位置，采用自主快速交会对接模式，成功对接空间站“天和”核心舱后向端口。请你从上述情景中提出一个物理问题，要求运用本学期所学的物理知识进行解释，不要与示例重复。
\((\)示例\()\)问题：助推火箭为什么会坠回地面？
解释：助推火箭受重力的作用。
问题：______？
解释：______。
14.（5分）如图一个消防员正在进行垂直速降训练，他将跨过定滑轮的绳子的A端固定在身上，然后用手控制绳子的B处，松手时身体便会下降，抓紧B处时便会停止下落；定滑轮的实质是一个_______杠杆；已知该消防员质量为70kg，忽略绳重和摩擦，如果消防员通过调节B处力度最终可以使自己匀速下降，他匀速下降时，绳子A端对他的拉力是______N。(g=10N/kg)
15.（5分）力学里功包括的两个必要因素．一是：______，二是：物体在力的方向上通过的 ______。
16.（5分）如图所示，工人将80N的重物提升了3m，所用的时间为20s，拉力为50N(不计绳重及摩擦)。则动滑轮重力为 ______N，拉力的功率是 ______W，动滑轮的机械效率是 ______。
17.（5分）如图是一风景区的盘山公路，之所以要把上山的公路修成这般模样，是因为盘山公路相当于简单机械中的 ______。一辆客车在盘山公路上匀速行驶，客车和乘客的总质量为7000kg，向上行驶过程中牵引力保持20000N不变，耗时500s行驶5km的路程，到了高为0.5km的山顶，)汽车的行驶速度是 ______m/s，牵引力从山脚到山顶做的功为 ______J，盘山公路的“机械”效率为 ______％，乘车时小明发现：在爬山过程中司机往往速度很慢，是为了 ______。
18.（3分）列车上有出售食品的手推车，如图所示．若货物在车内摆放均匀，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把力为F1，这时手推车可以视为杠杆，则支点是____（写出字母）；前轮越过A后，又当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把力为F2，这时支点是____．且前、后两次手所施力F1____F2（选填：“大于”“小于”“等于”）．
19.（1分）如图甲是常用来提升重物的轮轴，它也是一种变形杠杆，图乙是它的杠杆示意图。若图乙中R=4r，重物的拉力为F2=600N，作用在A点的动力F1=200N，则轮轴的机械效率为W=______。
20.（5分）如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，L1为F1的力臂。请在图中作出F2的力臂L2及力F1．
三 、实验题（本大题共1小题，共10分）
21.（10分）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、细线和质量相同的50g的钩码若干个(g取10N/kg)。
(1)实验前杠杆如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 ______(选填“左”或“右”)移。
(2)在已经调节好平衡的杠杆上挂上钩码，所处的状态如图乙所示，此时他应选择移动 ______(选填“平衡螺母”或“钩码”)，使杠杆在水平位置平衡。实验中他改变钩码的个数及位置进行了多次测量，其目的是 ______(填合适的选项符号)。
A.求平均值，减小误差
B.多次实验避免偶然性，得出普遍性结论
(3)小明在实验中记录了三次实验数据如表：
次数
动力F1N
阻力臂l1/cm
阻力F2N
动力臂l2/cm
1
1.0
10
0.5
20
2
2.0
10
1
20
3
2.0
20
4.0
10
分析表格中的数据，可得出杠杆的平衡条件是：______(用公式表示)。
(4)丙图中小明在A点斜向上拉弹簧测力计，这样做的好处是 ______(多项选择，填合适的选项符号)。
A.便于直接读出拉力的大小
B.便于提供不同方向的拉力
C.便于正确认识力臂
D.便于测量力臂的大小
四 、作图题（本大题共1小题，共10分）
22.（10分）我们应养成随手关水龙头的好习惯，图甲所示的水龙头的手柄可简化为图乙所示的杠杆OA，其中O为支点，为关水龙头时手柄受到的阻力，请作出F1的力臂l2以及最小的动力的示意图。
五 、计算题（本大题共2小题，共20分）
23.（10分）如图所示，物体A重200N，在拉力F的作用下，以0.2ms的速度沿水平方向作匀速直线运动，物体与地面间的摩擦力为45N。
求；(1)不计滑轮、绳重和滑轮组的摩擦，求拉力F的大小；
(2)若运动5s，试求拉力F做的功；
(3)拉力F的功率；
24.（10分）如图，斜面长s=1.5m，高h=0.3m。建筑工人将重为1000N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=300N.忽略绳子重力。求：
(1)该过程拉力F做的功；
(2)该装置的机械效率；
(3)货物箱在斜面上受到的摩擦力大小。
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】解：图中剪刀在使用过程中，在手的位置和用力方向相同的情况下，让硬纸板尽量靠近剪刀的转动轴，减小了阻力臂，由F1L1=F2L2可知：阻力臂L2越小，越省力。因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力。
故选：D。
根据杠杆平衡条件分析解答：动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)。
此题主要考查杠杆在实际生活中的应用，属于常考题目，难度不大，熟练掌握杠杆平衡条件是关键。
2.【答案】C;
【解析】解：
AC、由图知，左图的滑轮是定滑轮，右图的滑轮是动滑轮，不计滑轮重和摩擦，则甲的拉力等于物体重力，乙的拉力等于物体重力的12，所以乙用力比甲小，所以A错误，C正确；
BD、将同一物体拉到楼顶，即物体上升高度相同，甲使绳索移动距离等于物体上升的高度，乙使绳索移动距离等于物体上升高度的两倍，故BD错误。
故选：C。
定滑轮的实质是等臂杠杆，不能省力，但能改变力的方向；动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆，可省力，但不能改变力的方向。
此题主要考查了定滑轮和动滑轮的特点，是一道基础题。
3.【答案】C;
【解析】A．指甲剪是又三条杠杆组成，既有省力杠杆，也有费力杠杆，但最终能达到省力的效果，A正确；
B．定滑轮不省力，但能改变力的方向，B正确；
C．滑轮组既省力，不能省距离，也不能省功，C错误；
D．斜面的机械效率达不到100%，D正确；
故选C
4.【答案】A;
【解析】解：由题意可知，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，
(1)如下图所示，若La
这一段铝条的重心距B端的长度为La+Lb-La2=La+Lb2，
而铁条AB和铝条a组成的整体的重心在支架原来的位置，距B端的长度为La，
要使铁条AB水平平衡，由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，支架O应移到上述两个重心之间，
即La
也相当于距B端Lb+La-Lb2=La+Lb2处施加一个竖直向上的力，其大小等于Ga-Gb，
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，要使铁条AB水平平衡，支架O应向A端移动，则Lx>La，故C错误；
由LbLa=La+La2>La+Lb2，故D错误。
故选：A。
首先把原铁条和铝条a看做整体，原来水平平衡时整体的重心位于原支点处。
(1)当铝块变长时，将变长部分看成一个增加的物体，然后确定新支点，根据杠杆的平衡条件得出支点移动的方向，从而得出答案；
(2)当铝块变短时，将变短部分看做一个减少的物体，然后确定新支点，根据杠杆的平衡条件得出支点移动的方向，从而得出答案。
此题主要考查了杠杆平衡的条件的应用，能把铝条b替换铝条a看做在原来的基础上增加或减少一个物体是关键，这一要求对学生的思维能力要求较高。
5.【答案】B;
【解析】解：A、有用功与总功的比值叫机械效率，故机械效率与做功的多少无关。此选项错误；
B、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。此选项正确；
C、机械效率与机械功率大小没有直接关系。此选项错误；
D、功率等于功和做功时间的比值，时间短，功多少不确定，功率大小不确定。此选项错误。
故选：B。
①功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；功率与效率大小没有关系；
②机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值；机械效率与做功多少没有直接关系。
深刻理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键；还要充分考虑选项中的条件，适当运用公式等方法。
6.【答案】null;
【解析】解：A、捡起地上的羽毛球，人对羽毛球施加向上的力，羽毛球在力的方向上移动了距离，人对羽毛球做了功，故A不符合题意；
B、将弹簧拉力器拉长，人对弹簧施加了力，弹簧的末端在力的方向上移动了距离，人对弹簧做了功，故B不符合题意；
C、将实心球抛向空中，人对实心球施加向上的力，实心球在力的方向上移动了距离，人对实心球做了功，故C不符合题意；
D、托着篮球在水平地面上匀速前进，人对篮球的力竖直向上，篮球在力的方向上没有移动距离，人对篮球没有做功，故D符合题意。
故选：D。
力对物体做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在该力的方向上通过了距离。
此题主要考查力是否做功的判断，明确三种情况不做功：一是有力无距离(例如：推而未动)，二是有距离无力(靠惯性运动)，三是力的方向与运动方向垂直。
7.【答案】B;
【解析】解：一个鸡蛋的质量m=50g=0.05kg，重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，
由图可以估测出鸡蛋下落的高度为h=40cm=0.4m，
鸡蛋在下落的过程中重力做的功：
W=Gh=0.5N×0.4m=0.2J。
故选：B。
做这种题目，要对一些常见的物理量要有一定的估测能力，首先要估测出鸡蛋的质量；然后根据公式G=mg求出鸡蛋的重力。再根据公式W=Gh求出鸡蛋下落时重力做的功。
此题主要考查的是学生对一些常见物理量的估测能力，需要学生对生活中的常见物理量单位、大小有所认识，再结合物理公式的计算应用，此题就会得到正确答案。
8.【答案】D;
【解析】
此题主要考查功的原理，功的大小和功率大小的比较等知识点，解答该题的关键是学生牢记功的原理。
因为斜面光滑，无论是沿斜面AO还是BO匀速拉同一物体，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，即沿斜面AO和BO所做的功相同，题目中又告诉在相等的时间内，即t相同，根据P=Wt即可比较PA和PB。
由功的原理可知：使用任何机械都不省功，因为斜面光滑，无论是沿斜面AO还是BO匀速拉同一物体，由于其高度相同，故所做的功相同，即WA=WB，
又因为t做功时间相同，根据公式P=Wt可知，PA=PB，故选项D符合题意，选项ABC不符合题意。
故选D。
9.【答案】B;
【解析】解：将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，拉力F始终垂直于棒，则动力臂不变，故A错误；
阻力为杠杆的重力，其大小不变，
当硬棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定角后，重力的力臂(阻力臂)逐渐变大，故B正确；
因阻力(即重力)不变，阻力臂变大，动力臂不变，
所以，由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，动力F变大，故CD错误。
故选：B。
先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件(动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂)分析动力的变化。
本题是动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用，能否正确分析阻力臂的变化是解答该题的关键。
10.【答案】D;
【解析】解：
因为物体匀速直线运动，且滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，
所以根据动滑轮的省力特点可得，水平拉力：
F=12f=12×10N=5N；
根据v=st可知，物体A移动的距离为：
s=vt=2ms×10s=20m；
由图知，n=2，则绳端移动的距离：s绳=2s=2×20m=40m，
拉力F在10s内做的功为：
W=Fs绳=5N×40m=200J；
故D正确。
故选：D。
物体匀速直线运动，滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，根据动滑轮的省力特点计算出拉力F的大小；根据速度公式求出物体A在10s通过的距离，由图知n=2，求出绳端移动的距离，再根据W=Fs绳求拉力F所做的功。
该题考查了动滑轮的特点、二力平衡条件的应用、功的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。
11.【答案】A;
【解析】解：
①图甲中，n=2，拉力端移动距离s=2h，匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90％，
由W=W有用W总=GhFs=GhF×2h=G2F=90％可得拉力F1的大小：
F1=G2×90%=900N2×90%=500N，故①错误；
②图甲中，忽略绳重及一切阻力，拉力F1=12(G+G动)，则动滑轮的重力：
G动=2F1-G=2×500N-900N=100N；
忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率W=W有用W总=GhGh+G动h=GG+G动，
用图乙绕法匀速提升400N重物时，其机械效率为：
W'=G'G'+G动=400N400N+100N×100％=80％，故②正确；
③④分别用两种绕法匀速提升相同重物、升高相同高度时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同(即F1和F2做功相同)，有用功与总功的比值相同、机械效率也相同，故③错误、④正确。
故选：A。
(1)图甲中，n=2，拉力端移动距离s=2h，图甲的机械效率W=W有用W总=GhFs=GhF×2h=G2F，据此可求拉力F1的大小；
(2)图甲中，忽略绳重及一切阻力，拉力F1=12(G+G动)，据此求动滑轮的重力；在图乙中，滑轮组的机械效率W=W有用W总=GhGh+G动h=GG+G动；
(3)(4)分别用两种绕法匀速提升相同重物、升高相同的高度时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的额外功相同，总功相同，有用功与总功的比值相同、机械效率相同。
理解机械效率的含义，明确额外功的产生原因，能分析出额外功相同是正确解答本题的关键。
12.【答案】C;
【解析】解：
A、甲图，F1为动力，已知OB=2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1=150N；由图乙可知，连接动滑轮绳子的股数n=3，不计绳重和摩擦，则有：F2=13(G+G动)=13×(300N+60N)=120N，故A错误；
B、甲图中，物体对杠杆的拉力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1为150N不变，故B错误；
C、不计绳重和摩擦，乙方式的机械效率为：W=W有W总×100%=W有W有+W额×100%=GhGh+G动h×100%=GG+G动×100%=300N300N+60N×100%=83.3%，故C正确；
D、乙方式中F2=120N，绳子的自由端的速度为：v绳=nv=3×0.01m/s=0.03m/s，
则乙方式F2的功率为：P=Wt=F2st=F2v绳=120N×0.03m/s=3.6W，故D错误。
故选：C。
(1)根据杠杆的特点和滑轮组的特点分析各自的省力情况；
(2)根据杠杆平衡条件和动力臂、阻力臂的关系分析甲方式F1的变化情况；
(3)不计绳重和摩擦，根据W=W有W总×100%=W有W有+W额×100%=GhGh+G动h×100%=GG+G动×100%求出乙方式机械效率；
(4)根据v绳=nv求出绳子的自由端的速度，再根据P=Wt=Fst=Fv求出乙方式F2的功率。
此题主要考查了功率的计算、滑轮组的机械效率，滑轮组绳子拉力的计算等，熟练应用公式是解答该题的关键，注意公式的适用条件。
13.【答案】火箭点火向下喷出大量的火焰，为什么会加速上升 力的作用是相互的，火焰对火箭有向上的反作用力;
【解析】解：问题：火箭点火向下喷出大量的火焰，为什么会加速上升？
解释：力的作用是相互的，火焰对火箭有向上的反作用力；
问题：燃料燃烧过程中能量如何转化？
解释：燃料燃烧的过程中化学能转化为内能；
问题：助推火箭中的燃料耗尽后，为什么又上升了一段距离才下坠而远离箭体？
解释：助推火箭有惯性，要保持原来的运动状态；
问题：“天舟四号”飞船与空间站对接后，相对于空间站是什么状态？
解释：“天舟四号”飞船与空间站对接后，相对于空间站位置没有变化，所以是静止状态。等等。
故答案为：火箭点火向下喷出大量的火焰，为什么会加速上升；力的作用是相互的，火焰对火箭有向上的反作用力。
认真阅读材料观察图片，挖掘材料中蕴含的物理现象及包含的物理知识分析作答即可。
此题主要考查了学生灵活运用所学知识解释实际现象的能力，具有一定的综合性，是中考的热点题型之一。
14.【答案】等臂；350;
【解析】
此题主要考查对定滑轮实质的理解，关键是找出定滑轮中动力和阻力的力臂，通过杠杆的平衡条件来理解定滑轮的使用特点。
(1)定滑轮实质上是个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向；
(2)先由G=mg计算消防员的重力，由图可知绳端A与绳子B都拉着消防员，由定滑轮的使用特点可计算出绳子A端对他的拉力。
(1)定滑轮中动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，所以定滑轮实质上是个等臂杠杆，使用定滑轮时不能省力，但能改变动力的方向；
(2)已知该消防员质量为70kg，由G=mg得消防员的重力为：G=mg=70kg×10N/kg=700N，
由于消防员对绳子B的拉力与绳子B对人的拉力是一对相互作用力，其大小相等，
由定滑轮的特点可知FA=FB，即绳子A对消防员的拉力与绳子B对消防员的拉力相等，
所以当消防员匀速下降时，有FA=FB=12G=12×700N=350N。
故答案为：等臂；350。
15.【答案】作用在物体上的力 距离;
【解析】解：由基本知识可知，力学里功包括的两个必要因素，一是：作用在物体上的力，二是：物体在力的方向上通过的距离。
故答案为：作用在物体上的力；距离。
功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上通过的距离。
掌握功的两个必要因素，能根据两个必要因素判断物体是否做功。
16.【答案】20 15 80％;
【解析】解：(1)由图知，使用动滑轮时，n=2，不计绳重及摩擦，绳子末端的拉力为F=12(G+G动)，
动滑轮重力为：
G动=2F-G=2×50N-80N=20N；
(2)使用动滑轮时，n=2，拉力端移动的距离：
s=2h=2×3m=6m，
拉力做的总功：
W总=Fs=50N×6m=300J，
做功时间t=20s，
拉力F做功的功率：
P=W总t=300J20s=15W；
(3)所做的有用功：
W有用=Gh=80N×3m=240J，
动滑轮的机械效率：
W=W有用W总=240J300J×100％=80％。
故答案为：20；15；80％。
(1)使用动滑轮时，n=2，不计绳重及摩擦，根据F=12(G+G动)算出动滑轮的重力；
(2)使用动滑轮时，n=2，拉力端移动的距离s=2h，利用W=Fs求拉力做的总功；知道做功时间，再利用P=W总t求拉力做功功率；
(3)利用W=Gh求所做的有用功，动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比。
此题主要考查了使用动滑轮时有用功、总功、功率和机械效率的计算，明确有用功、总功的含义是关键。
17.【答案】斜面 5 108 35 增大牵引力;
【解析】解：(1)盘山公路相当于简单机械中的斜面，斜面加长了运动距离，但可以省力；
(2)客车行驶的速度v=st=5×103m500s=5m/s；
(3)牵引力从山脚到山顶做的功W总=Fs=20000N×5×103m=108J，
客车和乘客的总重力G=mg=7000kg×10N/kg=7×104N，
有用功W有用=Gh=7×104N×0.5×103m=3.5×107J；
盘山公路的“机械”效率W=W有用W总=3.5×107J108J×100％=35％；
(4)由P=Wt=Fst=Fv可知，在汽车功率一定时，减小速度，可增大牵引力。
故答案为：斜面；5；108；35％；增大牵引力。
(1)车经过盘山路时要向高处运动，所以我们可以从斜面模型上分析。使用斜面可以省力，斜面越平缓，越省力，但同时越费距离。
(2)已知行驶的路程和所用的时间，根据公式v=st可求行驶速度。
(3)根据W总=Fs得出牵引力从山脚到山顶做的功，利用G=mg得出客车和乘客的总重力，根据W有用=Gh得出有用功，根据W=W有用W总得出盘山公路的“机械”效率；
(4)由功率公式P=Wt可以推出P=Fv，由此可以分析上坡慢速的原因。
生活中应用了很多斜面模型，虽然费距离，但可以省力，减轻我们将物体提升时所需要的力。本题还考查速度、有用功和机械效率的计算，关键是公式及其变形的应用。
18.【答案】C;B;大于;
【解析】解：当前轮遇障碍物A时，顾客向下按扶把，这时手推车可看成杠杆，支点是C点；如图1
可知：动力臂L1比阻力臂L2大一点，则F1比重力G小一点；
当后轮遇到障碍物A时，顾客向上提把，这时支点是B点，如图2
可知：动力臂L1比阻力臂L2大得多，则F2比重力G小得多，即更省力些．
所以F1 大于F2．
故答案为：C；B；大于．
19.【答案】75%;
【解析】解：利用轮轴提升重物时，物体升高的高度和绳子自由端移动距离的比值等于轴半径与轮半径的比值；
即hS=rR
已知R=4r，则即hS=14，
提升重物的有用功W有用=F2h=600N×h，总功W总=F1s=200N×s，
轮轴的机械效率为W=W有用W总×100%=F2hF1s×100%=600N×1200N×4×100%=75%。
故答案为：75%。
轮轴，顾名思义是由“轮”和“轴”组成的系统。该系统能绕共轴线旋转，相当于以轴心为支点，半径为杆的杠杆系统，利用轮轴提升重物时，物体升高的高度和绳子自由端移动距离的比值等于轴半径与轮半径的比值；
由W有用=F2r可求得有用功，总功W总=F1R，由W=W有用W总×100%可求得轮轴的机械效率。
此题主要考查的是学生对轮轴的有用功、总功、机械效率计算公式的理解和掌握，基础性题目。
20.【答案】解：
;
【解析】
F2与杠杆垂直，故连接支点O与F2的作用点即为力臂L2，过L1的上端作L1的垂线，交杠杆于一点，即为F1的作用点，F1的方向向上。
该题考查了力的示意图和力臂的画法。由力臂的概念即可画力臂，也可确定力的方向和作用点。
21.【答案】null;
【解析】解(1)由图甲知，杠杆的右端较高，所以接下来应将两端的螺母向右调节，使杠杆保持水平并静止；
(2)如图乙所示，在实验过程中，杠杆左端向下倾斜，此时不应调节平衡螺母，应调节钩码在杠杆上的位置，使其在水平方向上平衡．
多次测量的目的是：使实验结论更具普遍性，避免偶然性，故选：B。
(3)根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2)；
(4)丙图中小明在A点斜向上拉弹簧测力计，这样做的好处是可以直接读出拉力的大小、提供不同方向的拉力和正确认识力臂，但不方便测量力臂，故ABC为好处。
故答案为：(1)右；(2)钩码；B；(3)F1l1=F2l2；(4)ABC。
(1)要使杠杆在水平位置平衡，调节平衡时将螺母向上翘的一端移动；
(2)在探究杠杆平衡条件时，实验前，应调节杠杆的平衡螺母，使其在水平位置平衡，在实验中，通过调节钩码的数量及位置使杠杆在水平位置平衡；
实验规律应建立在多次测量的基础上，以避免得到偶然性的结论；
(3)杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1×l1=F2×l2)；
(4)首先根据杠杆平衡条件分析在A点斜向上拉弹簧测力计的优点。
此题是探究“杠杆的平衡条件”实验，考查了杠杆平衡条件的应用；在使用杠杆平衡条件时，要确定杠杆受到的力及对应的力臂。
22.【答案】解：反向延长力F2的作用线，过支点O作阻力F2作用线的垂线段，即为阻力F2的力臂L2；
根据杠杆平衡条件，阻力与阻力臂不变时，要动力最小，则动力臂应最长，连接支点O与A点，则OA为最长的动力臂L1；阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，从A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1，如下图所示：
;
【解析】
(1)力臂是支点到力的作用线的垂线；
(2)根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题。
根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的动力最小，必须使该力的力臂最大，而动力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的动力臂，过力的作用点作垂线就是最小的动力。
23.【答案】解：（1）由图可知，n=3，
不计滑轮、绳重和滑轮组的摩擦，则拉力：
F=1nf=13×45N=15N；
（2）由v=st可得，物体移动的距离：
s=vt=0.2m/s×5s=1m，
绳端移动的距离：
s=nh=3×1m=3m，
拉力F做的功：
W=Fs=15N×3m=45J；
（3）拉力F的功率：
P=Wt=45J5s=9W。
答：（1）拉力F的大小为15N；
（2）拉力F做的功为45J；
（3）拉力F的功率为9W。;
【解析】
(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，不计滑轮、绳重和滑轮组的摩擦，根据F=1nf求出拉力F的大小；
(2)知道物体运动的速度，根据s=vt求出物体移动的距离，根据s=nh求出绳端移动的距离，利用W=Fs求出拉力F做的功；
(3)根据P=Wt求出拉力F的功率；
该题考查了滑轮组绳子拉力和功、功率的计算，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
24.【答案】解：（1）该过程拉力F做的功：
W总=Fs=300N×1.5m=450J；
（2）有用功：
W有用=Gh=1000N×0.3m=300J，
该装置的机械效率：
η=W有用W总=300J450J×100%≈66.7%；
（3）额外功：
W额=W总-W有用=450J-300J=150J，
由W额=fs可得货物箱在斜面上受的摩擦力大小：
f=W额s=150J1.5m=100N。
答：（1）该过程拉力F做的功为450J；
（2）该装置的机械效率为66.7%；
（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小为100N。;
【解析】
(1)利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；
(2)利用W有=Gh求出有用功，该装置的机械效率等于有用功与总功之比；
(3)利用W额=W总-W有用求出额外功，然后利用W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小。
该题考查了使用斜面时功、机械效率和摩擦力大小的计算，关键是要知道：使用斜面时克服摩擦做的功为额外功。
北师大版八年级下册《第九章 机械和功》章节练习
一 、单选题（本大题共12小题，共36分）
1.（3分）用剪刀剪较硬的纸板时，在手的位置和用力方向相同的情况下，我们应当让硬纸板尽量靠近剪刀的转动轴，如图所示。这样做的目的是()
A. 增大动力臂，省力 B. 增大阻力臂，费力
C. 减小动力臂，费力 D. 减小阻力臂，省力
2.（3分）如图，甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是( )
A. 甲乙两人用力一样大
B. 甲使绳索移动的距离大于乙使绳索移动的距离
C. 乙用力比甲小
D. 甲乙使绳索移动的距离相等
3.（3分）简单机械与人类的生产活动息息相关，以下关于简单机械的说法中不正确的是（ ）
A. 指甲剪是省力杠杆 B. 定滑轮不省力，但能改变力的方向
C. 滑轮组既省力，又省距离，还省功 D. 斜面的机械效率达不到100%
4.（3分）现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx.下列判断正确的是( )
A. 若La
C. 若Lb
A. 做功多的机器机械效率一定高 B. 功率小的机器做功慢
C. 机械效率高的机器功率一定大 D. 功率大的机器做功时间一定短
6.（3分）下列事例中，人对物体没有做功的是()
A、捡起地上的羽毛球
B、将弹簧拉力器拉长
C、将实心球抛向空中
D、托着篮球在水平地面上匀速前进
A. 捡起地上的羽毛球 B. 将弹簧拉力器拉长
C. 将实心球抛向空中 D. 托着篮球在水平地面上匀速前进
7.（3分）如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可以估算出他将一只鸡蛋抛出后，鸡蛋从最高点落到手中的过程中。鸡蛋重力做的功最接近于( )
A. 0.02J B. 0.2J C. 2J D. 20J
8.（3分）如图所示，在相等的时间内把同一物体分别沿AO、BO两个光滑斜面匀速拉到相同的高度，拉力所做的功分别为WA和WB，功率分别为PA和PB，它们之间的关系是( )
A. WA
C. WA=WB，PA
A. 动力臂逐渐变大 B. 阻力臂逐渐变大
C. 动力F保持不变 D. 动力F逐渐减小
10.（3分）如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下，沿水平地面以2ms的速度匀速直线运动了10s，此时物体A所受的摩擦力大小为10N，如果滑轮重、绳重及滑轮轴间的摩擦均不计，则在此过程中，拉力F的大小及拉力F所做的功分别为( )
A. 10N、400J B. 5N、100J
C. 10N、200J D. 5N、200J
11.（3分）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90％。下列判断正确的是( )
①拉力F1的大小为450N
②用图乙绕法匀速提升400N重物时，机械效率为80％
③分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
④分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F1、F2做功相等
A. 只有②④正确 B. 只有①②正确
C. 只有②③正确 D. 只有①②④正确
12.（3分）工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向，图甲中OB=2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两种方式都省一半的力 B. 甲方式F1由150N逐渐变大
C. 乙方式机械效率约为83.3% D. 乙方式F2的功率为3W
二 、填空题（本大题共8小题，共34分）
13.（5分）\(2022\)年\(5\)月\(10\)日，我国成功发射搭载“天舟四号”货运飞船的“长征七号”遥五运载火箭、火箭点火向下喷出大量的火焰，从而加速上升。当捆绑在箭体上的助推火箭中的燃料耗尽后，立即与箭体分离，之后又上升了一段距离才下坠而远离箭体，如图所示。“天舟四号”飞船靠近空间站后，不断地启动发动机来修正位置，采用自主快速交会对接模式，成功对接空间站“天和”核心舱后向端口。请你从上述情景中提出一个物理问题，要求运用本学期所学的物理知识进行解释，不要与示例重复。
\((\)示例\()\)问题：助推火箭为什么会坠回地面？
解释：助推火箭受重力的作用。
问题：______？
解释：______。
14.（5分）如图一个消防员正在进行垂直速降训练，他将跨过定滑轮的绳子的A端固定在身上，然后用手控制绳子的B处，松手时身体便会下降，抓紧B处时便会停止下落；定滑轮的实质是一个_______杠杆；已知该消防员质量为70kg，忽略绳重和摩擦，如果消防员通过调节B处力度最终可以使自己匀速下降，他匀速下降时，绳子A端对他的拉力是______N。(g=10N/kg)
15.（5分）力学里功包括的两个必要因素．一是：______，二是：物体在力的方向上通过的 ______。
16.（5分）如图所示，工人将80N的重物提升了3m，所用的时间为20s，拉力为50N(不计绳重及摩擦)。则动滑轮重力为 ______N，拉力的功率是 ______W，动滑轮的机械效率是 ______。
17.（5分）如图是一风景区的盘山公路，之所以要把上山的公路修成这般模样，是因为盘山公路相当于简单机械中的 ______。一辆客车在盘山公路上匀速行驶，客车和乘客的总质量为7000kg，向上行驶过程中牵引力保持20000N不变，耗时500s行驶5km的路程，到了高为0.5km的山顶，)汽车的行驶速度是 ______m/s，牵引力从山脚到山顶做的功为 ______J，盘山公路的“机械”效率为 ______％，乘车时小明发现：在爬山过程中司机往往速度很慢，是为了 ______。
18.（3分）列车上有出售食品的手推车，如图所示．若货物在车内摆放均匀，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把力为F1，这时手推车可以视为杠杆，则支点是____（写出字母）；前轮越过A后，又当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把力为F2，这时支点是____．且前、后两次手所施力F1____F2（选填：“大于”“小于”“等于”）．
19.（1分）如图甲是常用来提升重物的轮轴，它也是一种变形杠杆，图乙是它的杠杆示意图。若图乙中R=4r，重物的拉力为F2=600N，作用在A点的动力F1=200N，则轮轴的机械效率为W=______。
20.（5分）如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，L1为F1的力臂。请在图中作出F2的力臂L2及力F1．
三 、实验题（本大题共1小题，共10分）
21.（10分）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、细线和质量相同的50g的钩码若干个(g取10N/kg)。
(1)实验前杠杆如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 ______(选填“左”或“右”)移。
(2)在已经调节好平衡的杠杆上挂上钩码，所处的状态如图乙所示，此时他应选择移动 ______(选填“平衡螺母”或“钩码”)，使杠杆在水平位置平衡。实验中他改变钩码的个数及位置进行了多次测量，其目的是 ______(填合适的选项符号)。
A.求平均值，减小误差
B.多次实验避免偶然性，得出普遍性结论
(3)小明在实验中记录了三次实验数据如表：
次数
动力F1N
阻力臂l1/cm
阻力F2N
动力臂l2/cm
1
1.0
10
0.5
20
2
2.0
10
1
20
3
2.0
20
4.0
10
分析表格中的数据，可得出杠杆的平衡条件是：______(用公式表示)。
(4)丙图中小明在A点斜向上拉弹簧测力计，这样做的好处是 ______(多项选择，填合适的选项符号)。
A.便于直接读出拉力的大小
B.便于提供不同方向的拉力
C.便于正确认识力臂
D.便于测量力臂的大小
四 、作图题（本大题共1小题，共10分）
22.（10分）我们应养成随手关水龙头的好习惯，图甲所示的水龙头的手柄可简化为图乙所示的杠杆OA，其中O为支点，为关水龙头时手柄受到的阻力，请作出F1的力臂l2以及最小的动力的示意图。
五 、计算题（本大题共2小题，共20分）
23.（10分）如图所示，物体A重200N，在拉力F的作用下，以0.2ms的速度沿水平方向作匀速直线运动，物体与地面间的摩擦力为45N。
求；(1)不计滑轮、绳重和滑轮组的摩擦，求拉力F的大小；
(2)若运动5s，试求拉力F做的功；
(3)拉力F的功率；
24.（10分）如图，斜面长s=1.5m，高h=0.3m。建筑工人将重为1000N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=300N.忽略绳子重力。求：
(1)该过程拉力F做的功；
(2)该装置的机械效率；
(3)货物箱在斜面上受到的摩擦力大小。
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】解：图中剪刀在使用过程中，在手的位置和用力方向相同的情况下，让硬纸板尽量靠近剪刀的转动轴，减小了阻力臂，由F1L1=F2L2可知：阻力臂L2越小，越省力。因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力。
故选：D。
根据杠杆平衡条件分析解答：动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)。
此题主要考查杠杆在实际生活中的应用，属于常考题目，难度不大，熟练掌握杠杆平衡条件是关键。
2.【答案】C;
【解析】解：
AC、由图知，左图的滑轮是定滑轮，右图的滑轮是动滑轮，不计滑轮重和摩擦，则甲的拉力等于物体重力，乙的拉力等于物体重力的12，所以乙用力比甲小，所以A错误，C正确；
BD、将同一物体拉到楼顶，即物体上升高度相同，甲使绳索移动距离等于物体上升的高度，乙使绳索移动距离等于物体上升高度的两倍，故BD错误。
故选：C。
定滑轮的实质是等臂杠杆，不能省力，但能改变力的方向；动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆，可省力，但不能改变力的方向。
此题主要考查了定滑轮和动滑轮的特点，是一道基础题。
3.【答案】C;
【解析】A．指甲剪是又三条杠杆组成，既有省力杠杆，也有费力杠杆，但最终能达到省力的效果，A正确；
B．定滑轮不省力，但能改变力的方向，B正确；
C．滑轮组既省力，不能省距离，也不能省功，C错误；
D．斜面的机械效率达不到100%，D正确；
故选C
4.【答案】A;
【解析】解：由题意可知，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，
(1)如下图所示，若La
这一段铝条的重心距B端的长度为La+Lb-La2=La+Lb2，
而铁条AB和铝条a组成的整体的重心在支架原来的位置，距B端的长度为La，
要使铁条AB水平平衡，由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，支架O应移到上述两个重心之间，
即La
也相当于距B端Lb+La-Lb2=La+Lb2处施加一个竖直向上的力，其大小等于Ga-Gb，
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，要使铁条AB水平平衡，支架O应向A端移动，则Lx>La，故C错误；
由Lb
故选：A。
首先把原铁条和铝条a看做整体，原来水平平衡时整体的重心位于原支点处。
(1)当铝块变长时，将变长部分看成一个增加的物体，然后确定新支点，根据杠杆的平衡条件得出支点移动的方向，从而得出答案；
(2)当铝块变短时，将变短部分看做一个减少的物体，然后确定新支点，根据杠杆的平衡条件得出支点移动的方向，从而得出答案。
此题主要考查了杠杆平衡的条件的应用，能把铝条b替换铝条a看做在原来的基础上增加或减少一个物体是关键，这一要求对学生的思维能力要求较高。
5.【答案】B;
【解析】解：A、有用功与总功的比值叫机械效率，故机械效率与做功的多少无关。此选项错误；
B、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。此选项正确；
C、机械效率与机械功率大小没有直接关系。此选项错误；
D、功率等于功和做功时间的比值，时间短，功多少不确定，功率大小不确定。此选项错误。
故选：B。
①功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；功率与效率大小没有关系；
②机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值；机械效率与做功多少没有直接关系。
深刻理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键；还要充分考虑选项中的条件，适当运用公式等方法。
6.【答案】null;
【解析】解：A、捡起地上的羽毛球，人对羽毛球施加向上的力，羽毛球在力的方向上移动了距离，人对羽毛球做了功，故A不符合题意；
B、将弹簧拉力器拉长，人对弹簧施加了力，弹簧的末端在力的方向上移动了距离，人对弹簧做了功，故B不符合题意；
C、将实心球抛向空中，人对实心球施加向上的力，实心球在力的方向上移动了距离，人对实心球做了功，故C不符合题意；
D、托着篮球在水平地面上匀速前进，人对篮球的力竖直向上，篮球在力的方向上没有移动距离，人对篮球没有做功，故D符合题意。
故选：D。
力对物体做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在该力的方向上通过了距离。
此题主要考查力是否做功的判断，明确三种情况不做功：一是有力无距离(例如：推而未动)，二是有距离无力(靠惯性运动)，三是力的方向与运动方向垂直。
7.【答案】B;
【解析】解：一个鸡蛋的质量m=50g=0.05kg，重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，
由图可以估测出鸡蛋下落的高度为h=40cm=0.4m，
鸡蛋在下落的过程中重力做的功：
W=Gh=0.5N×0.4m=0.2J。
故选：B。
做这种题目，要对一些常见的物理量要有一定的估测能力，首先要估测出鸡蛋的质量；然后根据公式G=mg求出鸡蛋的重力。再根据公式W=Gh求出鸡蛋下落时重力做的功。
此题主要考查的是学生对一些常见物理量的估测能力，需要学生对生活中的常见物理量单位、大小有所认识，再结合物理公式的计算应用，此题就会得到正确答案。
8.【答案】D;
【解析】
此题主要考查功的原理，功的大小和功率大小的比较等知识点，解答该题的关键是学生牢记功的原理。
因为斜面光滑，无论是沿斜面AO还是BO匀速拉同一物体，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，即沿斜面AO和BO所做的功相同，题目中又告诉在相等的时间内，即t相同，根据P=Wt即可比较PA和PB。
由功的原理可知：使用任何机械都不省功，因为斜面光滑，无论是沿斜面AO还是BO匀速拉同一物体，由于其高度相同，故所做的功相同，即WA=WB，
又因为t做功时间相同，根据公式P=Wt可知，PA=PB，故选项D符合题意，选项ABC不符合题意。
故选D。
9.【答案】B;
【解析】解：将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，拉力F始终垂直于棒，则动力臂不变，故A错误；
阻力为杠杆的重力，其大小不变，
当硬棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定角后，重力的力臂(阻力臂)逐渐变大，故B正确；
因阻力(即重力)不变，阻力臂变大，动力臂不变，
所以，由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，动力F变大，故CD错误。
故选：B。
先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件(动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂)分析动力的变化。
本题是动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用，能否正确分析阻力臂的变化是解答该题的关键。
10.【答案】D;
【解析】解：
因为物体匀速直线运动，且滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，
所以根据动滑轮的省力特点可得，水平拉力：
F=12f=12×10N=5N；
根据v=st可知，物体A移动的距离为：
s=vt=2ms×10s=20m；
由图知，n=2，则绳端移动的距离：s绳=2s=2×20m=40m，
拉力F在10s内做的功为：
W=Fs绳=5N×40m=200J；
故D正确。
故选：D。
物体匀速直线运动，滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，根据动滑轮的省力特点计算出拉力F的大小；根据速度公式求出物体A在10s通过的距离，由图知n=2，求出绳端移动的距离，再根据W=Fs绳求拉力F所做的功。
该题考查了动滑轮的特点、二力平衡条件的应用、功的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。
11.【答案】A;
【解析】解：
①图甲中，n=2，拉力端移动距离s=2h，匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90％，
由W=W有用W总=GhFs=GhF×2h=G2F=90％可得拉力F1的大小：
F1=G2×90%=900N2×90%=500N，故①错误；
②图甲中，忽略绳重及一切阻力，拉力F1=12(G+G动)，则动滑轮的重力：
G动=2F1-G=2×500N-900N=100N；
忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率W=W有用W总=GhGh+G动h=GG+G动，
用图乙绕法匀速提升400N重物时，其机械效率为：
W'=G'G'+G动=400N400N+100N×100％=80％，故②正确；
③④分别用两种绕法匀速提升相同重物、升高相同高度时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同(即F1和F2做功相同)，有用功与总功的比值相同、机械效率也相同，故③错误、④正确。
故选：A。
(1)图甲中，n=2，拉力端移动距离s=2h，图甲的机械效率W=W有用W总=GhFs=GhF×2h=G2F，据此可求拉力F1的大小；
(2)图甲中，忽略绳重及一切阻力，拉力F1=12(G+G动)，据此求动滑轮的重力；在图乙中，滑轮组的机械效率W=W有用W总=GhGh+G动h=GG+G动；
(3)(4)分别用两种绕法匀速提升相同重物、升高相同的高度时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的额外功相同，总功相同，有用功与总功的比值相同、机械效率相同。
理解机械效率的含义，明确额外功的产生原因，能分析出额外功相同是正确解答本题的关键。
12.【答案】C;
【解析】解：
A、甲图，F1为动力，已知OB=2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1=150N；由图乙可知，连接动滑轮绳子的股数n=3，不计绳重和摩擦，则有：F2=13(G+G动)=13×(300N+60N)=120N，故A错误；
B、甲图中，物体对杠杆的拉力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1为150N不变，故B错误；
C、不计绳重和摩擦，乙方式的机械效率为：W=W有W总×100%=W有W有+W额×100%=GhGh+G动h×100%=GG+G动×100%=300N300N+60N×100%=83.3%，故C正确；
D、乙方式中F2=120N，绳子的自由端的速度为：v绳=nv=3×0.01m/s=0.03m/s，
则乙方式F2的功率为：P=Wt=F2st=F2v绳=120N×0.03m/s=3.6W，故D错误。
故选：C。
(1)根据杠杆的特点和滑轮组的特点分析各自的省力情况；
(2)根据杠杆平衡条件和动力臂、阻力臂的关系分析甲方式F1的变化情况；
(3)不计绳重和摩擦，根据W=W有W总×100%=W有W有+W额×100%=GhGh+G动h×100%=GG+G动×100%求出乙方式机械效率；
(4)根据v绳=nv求出绳子的自由端的速度，再根据P=Wt=Fst=Fv求出乙方式F2的功率。
此题主要考查了功率的计算、滑轮组的机械效率，滑轮组绳子拉力的计算等，熟练应用公式是解答该题的关键，注意公式的适用条件。
13.【答案】火箭点火向下喷出大量的火焰，为什么会加速上升 力的作用是相互的，火焰对火箭有向上的反作用力;
【解析】解：问题：火箭点火向下喷出大量的火焰，为什么会加速上升？
解释：力的作用是相互的，火焰对火箭有向上的反作用力；
问题：燃料燃烧过程中能量如何转化？
解释：燃料燃烧的过程中化学能转化为内能；
问题：助推火箭中的燃料耗尽后，为什么又上升了一段距离才下坠而远离箭体？
解释：助推火箭有惯性，要保持原来的运动状态；
问题：“天舟四号”飞船与空间站对接后，相对于空间站是什么状态？
解释：“天舟四号”飞船与空间站对接后，相对于空间站位置没有变化，所以是静止状态。等等。
故答案为：火箭点火向下喷出大量的火焰，为什么会加速上升；力的作用是相互的，火焰对火箭有向上的反作用力。
认真阅读材料观察图片，挖掘材料中蕴含的物理现象及包含的物理知识分析作答即可。
此题主要考查了学生灵活运用所学知识解释实际现象的能力，具有一定的综合性，是中考的热点题型之一。
14.【答案】等臂；350;
【解析】
此题主要考查对定滑轮实质的理解，关键是找出定滑轮中动力和阻力的力臂，通过杠杆的平衡条件来理解定滑轮的使用特点。
(1)定滑轮实质上是个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向；
(2)先由G=mg计算消防员的重力，由图可知绳端A与绳子B都拉着消防员，由定滑轮的使用特点可计算出绳子A端对他的拉力。
(1)定滑轮中动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，所以定滑轮实质上是个等臂杠杆，使用定滑轮时不能省力，但能改变动力的方向；
(2)已知该消防员质量为70kg，由G=mg得消防员的重力为：G=mg=70kg×10N/kg=700N，
由于消防员对绳子B的拉力与绳子B对人的拉力是一对相互作用力，其大小相等，
由定滑轮的特点可知FA=FB，即绳子A对消防员的拉力与绳子B对消防员的拉力相等，
所以当消防员匀速下降时，有FA=FB=12G=12×700N=350N。
故答案为：等臂；350。
15.【答案】作用在物体上的力 距离;
【解析】解：由基本知识可知，力学里功包括的两个必要因素，一是：作用在物体上的力，二是：物体在力的方向上通过的距离。
故答案为：作用在物体上的力；距离。
功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上通过的距离。
掌握功的两个必要因素，能根据两个必要因素判断物体是否做功。
16.【答案】20 15 80％;
【解析】解：(1)由图知，使用动滑轮时，n=2，不计绳重及摩擦，绳子末端的拉力为F=12(G+G动)，
动滑轮重力为：
G动=2F-G=2×50N-80N=20N；
(2)使用动滑轮时，n=2，拉力端移动的距离：
s=2h=2×3m=6m，
拉力做的总功：
W总=Fs=50N×6m=300J，
做功时间t=20s，
拉力F做功的功率：
P=W总t=300J20s=15W；
(3)所做的有用功：
W有用=Gh=80N×3m=240J，
动滑轮的机械效率：
W=W有用W总=240J300J×100％=80％。
故答案为：20；15；80％。
(1)使用动滑轮时，n=2，不计绳重及摩擦，根据F=12(G+G动)算出动滑轮的重力；
(2)使用动滑轮时，n=2，拉力端移动的距离s=2h，利用W=Fs求拉力做的总功；知道做功时间，再利用P=W总t求拉力做功功率；
(3)利用W=Gh求所做的有用功，动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比。
此题主要考查了使用动滑轮时有用功、总功、功率和机械效率的计算，明确有用功、总功的含义是关键。
17.【答案】斜面 5 108 35 增大牵引力;
【解析】解：(1)盘山公路相当于简单机械中的斜面，斜面加长了运动距离，但可以省力；
(2)客车行驶的速度v=st=5×103m500s=5m/s；
(3)牵引力从山脚到山顶做的功W总=Fs=20000N×5×103m=108J，
客车和乘客的总重力G=mg=7000kg×10N/kg=7×104N，
有用功W有用=Gh=7×104N×0.5×103m=3.5×107J；
盘山公路的“机械”效率W=W有用W总=3.5×107J108J×100％=35％；
(4)由P=Wt=Fst=Fv可知，在汽车功率一定时，减小速度，可增大牵引力。
故答案为：斜面；5；108；35％；增大牵引力。
(1)车经过盘山路时要向高处运动，所以我们可以从斜面模型上分析。使用斜面可以省力，斜面越平缓，越省力，但同时越费距离。
(2)已知行驶的路程和所用的时间，根据公式v=st可求行驶速度。
(3)根据W总=Fs得出牵引力从山脚到山顶做的功，利用G=mg得出客车和乘客的总重力，根据W有用=Gh得出有用功，根据W=W有用W总得出盘山公路的“机械”效率；
(4)由功率公式P=Wt可以推出P=Fv，由此可以分析上坡慢速的原因。
生活中应用了很多斜面模型，虽然费距离，但可以省力，减轻我们将物体提升时所需要的力。本题还考查速度、有用功和机械效率的计算，关键是公式及其变形的应用。
18.【答案】C;B;大于;
【解析】解：当前轮遇障碍物A时，顾客向下按扶把，这时手推车可看成杠杆，支点是C点；如图1
可知：动力臂L1比阻力臂L2大一点，则F1比重力G小一点；
当后轮遇到障碍物A时，顾客向上提把，这时支点是B点，如图2
可知：动力臂L1比阻力臂L2大得多，则F2比重力G小得多，即更省力些．
所以F1 大于F2．
故答案为：C；B；大于．
19.【答案】75%;
【解析】解：利用轮轴提升重物时，物体升高的高度和绳子自由端移动距离的比值等于轴半径与轮半径的比值；
即hS=rR
已知R=4r，则即hS=14，
提升重物的有用功W有用=F2h=600N×h，总功W总=F1s=200N×s，
轮轴的机械效率为W=W有用W总×100%=F2hF1s×100%=600N×1200N×4×100%=75%。
故答案为：75%。
轮轴，顾名思义是由“轮”和“轴”组成的系统。该系统能绕共轴线旋转，相当于以轴心为支点，半径为杆的杠杆系统，利用轮轴提升重物时，物体升高的高度和绳子自由端移动距离的比值等于轴半径与轮半径的比值；
由W有用=F2r可求得有用功，总功W总=F1R，由W=W有用W总×100%可求得轮轴的机械效率。
此题主要考查的是学生对轮轴的有用功、总功、机械效率计算公式的理解和掌握，基础性题目。
20.【答案】解：
;
【解析】
F2与杠杆垂直，故连接支点O与F2的作用点即为力臂L2，过L1的上端作L1的垂线，交杠杆于一点，即为F1的作用点，F1的方向向上。
该题考查了力的示意图和力臂的画法。由力臂的概念即可画力臂，也可确定力的方向和作用点。
21.【答案】null;
【解析】解(1)由图甲知，杠杆的右端较高，所以接下来应将两端的螺母向右调节，使杠杆保持水平并静止；
(2)如图乙所示，在实验过程中，杠杆左端向下倾斜，此时不应调节平衡螺母，应调节钩码在杠杆上的位置，使其在水平方向上平衡．
多次测量的目的是：使实验结论更具普遍性，避免偶然性，故选：B。
(3)根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2)；
(4)丙图中小明在A点斜向上拉弹簧测力计，这样做的好处是可以直接读出拉力的大小、提供不同方向的拉力和正确认识力臂，但不方便测量力臂，故ABC为好处。
故答案为：(1)右；(2)钩码；B；(3)F1l1=F2l2；(4)ABC。
(1)要使杠杆在水平位置平衡，调节平衡时将螺母向上翘的一端移动；
(2)在探究杠杆平衡条件时，实验前，应调节杠杆的平衡螺母，使其在水平位置平衡，在实验中，通过调节钩码的数量及位置使杠杆在水平位置平衡；
实验规律应建立在多次测量的基础上，以避免得到偶然性的结论；
(3)杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1×l1=F2×l2)；
(4)首先根据杠杆平衡条件分析在A点斜向上拉弹簧测力计的优点。
此题是探究“杠杆的平衡条件”实验，考查了杠杆平衡条件的应用；在使用杠杆平衡条件时，要确定杠杆受到的力及对应的力臂。
22.【答案】解：反向延长力F2的作用线，过支点O作阻力F2作用线的垂线段，即为阻力F2的力臂L2；
根据杠杆平衡条件，阻力与阻力臂不变时，要动力最小，则动力臂应最长，连接支点O与A点，则OA为最长的动力臂L1；阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，从A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1，如下图所示：
;
【解析】
(1)力臂是支点到力的作用线的垂线；
(2)根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题。
根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的动力最小，必须使该力的力臂最大，而动力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的动力臂，过力的作用点作垂线就是最小的动力。
23.【答案】解：（1）由图可知，n=3，
不计滑轮、绳重和滑轮组的摩擦，则拉力：
F=1nf=13×45N=15N；
（2）由v=st可得，物体移动的距离：
s=vt=0.2m/s×5s=1m，
绳端移动的距离：
s=nh=3×1m=3m，
拉力F做的功：
W=Fs=15N×3m=45J；
（3）拉力F的功率：
P=Wt=45J5s=9W。
答：（1）拉力F的大小为15N；
（2）拉力F做的功为45J；
（3）拉力F的功率为9W。;
【解析】
(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，不计滑轮、绳重和滑轮组的摩擦，根据F=1nf求出拉力F的大小；
(2)知道物体运动的速度，根据s=vt求出物体移动的距离，根据s=nh求出绳端移动的距离，利用W=Fs求出拉力F做的功；
(3)根据P=Wt求出拉力F的功率；
该题考查了滑轮组绳子拉力和功、功率的计算，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
24.【答案】解：（1）该过程拉力F做的功：
W总=Fs=300N×1.5m=450J；
（2）有用功：
W有用=Gh=1000N×0.3m=300J，
该装置的机械效率：
η=W有用W总=300J450J×100%≈66.7%；
（3）额外功：
W额=W总-W有用=450J-300J=150J，
由W额=fs可得货物箱在斜面上受的摩擦力大小：
f=W额s=150J1.5m=100N。
答：（1）该过程拉力F做的功为450J；
（2）该装置的机械效率为66.7%；
（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小为100N。;
【解析】
(1)利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；
(2)利用W有=Gh求出有用功，该装置的机械效率等于有用功与总功之比；
(3)利用W额=W总-W有用求出额外功，然后利用W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小。
该题考查了使用斜面时功、机械效率和摩擦力大小的计算，关键是要知道：使用斜面时克服摩擦做的功为额外功。
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