参考答案与解析一．选择题1．如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是〔〕A．杠杆仍能平衡B．杠杆不能平衡,右端下沉C．杠杆不能平衡,左端下沉D．无法判断[考点]杠杆的平衡条件．[专题]简单机械．[分析]根据杠杆原来处于平衡状态,利用图示杠杆的力臂关系,根据杠杆平衡条件得到物体AB的质量大小关系；根据条件的变化,分别表示出杠杆作用两边的力矩：力和力臂的乘积．比较力矩的大小,即可确定杠杆是否平衡．[解答]解：原来杠杆在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力,其对应的力臂分别为OC、OD,根据杠杆的平衡条件可得：m A gOC=m B gOD,由图示可知,OC＞OD．所以m A＜m B,当向支点移动相同的距离△L时,两边的力臂都减小△L,此时左边为：m A g〔OC﹣△L〕=m A gOC﹣m A g△L,右边为：m B g〔OD﹣△L〕=m B gOD﹣m B g△L,由于m A＜m B,所以m A g△L＜m B g△L；所以：m A gOC﹣m A g△L＞m B gOD﹣m B g△L．因此杠杆将向悬挂A物体的一端即左端倾斜．故选C．[点评]根据杠杆第一次处于平衡状态,利用杠杆的平衡条件,得到物体A、B的质量大小关系,然后根据现在的条件表示两者力矩,利用推导出物体的质量关系,结合力臂的变化,得出两个力矩的大小关系,从而确定杠杆的偏转方向．这是此题的解题思路．2．用细绳系住厚度不均匀的木板的O处,木板恰好处于静止状态,且上表面保持水平．如图所示,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,要使木板在此过程始终保持平衡,必须满足的条件是〔〕A．两车的质量相等B．两车的速度大小相等C．质量较小的车速度较大D．两车同时到达木板两端[考点]杠杆的平衡条件．[专题]简单机械．[分析]根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答即可．[解答]解：木板原来是平衡的,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,若保持木板平衡根据杠杆的平衡条件：G1L1=G2L2,即：m1v1t=m2v2t,m1v1=m2v2,A、两车的质量相等,速度不同则不能平衡,故A错误；B、车的速度大小相等,质量不同不能平衡,故B错误；C、质量较小的车速度较大,故C正确；D、须满足与两端距支点距离相等才能平衡,故D错误．故选C．[点评]本题考查了速度、重力和杠杆平衡条件的应用,正确分析出杠杆上的五个要素是解题的关键所在．3．如图所示,OAB为轻质杠杆,可绕支点O自由转动,在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡,该杠杆〔〕A．一定是省力杠杆B．一定是费力杠杆C．一定是等臂杠杆D．以上情况都有可能[考点]杠杆的分类．[专题]简单机械．[分析]使用杠杆时,如果动力臂大于阻力臂,为省力杠杆；如果动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆；如果动力臂小于阻力臂,为费力杠杆；因为在B点用力的方向不确定,所以其省费力情况要根据用力的方向确定．据此分析．[解答]解：B点力的方向不同,力臂的大小则不同,不能确定动力臂与阻力臂的大小关系,所以此时杠杆可能省力,可能费力,可能既不省力也不费力．故ABC不符合题意,D符合题意．故选D．[点评]本题考查了学生对杠杆平衡条件、杠杆的分类的了解与掌握,会画力臂帮助分析是本题的关键．4．如图所示是汽车起重机的示意图,当用它从水中吊起重物时,下列说法正确的是〔〕A．汽车轮胎有花纹是为了减少行驶过程中的摩擦力B．此吊车运用了杠杆原理,此杠杆为费力杠杆C．汽车固定后,吊起重物后与没有吊起重物相比,对地面的压强变小D．将货物从水中匀速吊起时,出水过程中,拉力逐渐变小[考点]杠杆的分类；增大或减小摩擦的方法；压强大小比较．[专题]重力、弹力、摩擦力；压强、液体的压强；简单机械．[分析]〔1〕影响摩擦力大小的因素有：压力和接触面的粗糙程度．增大摩擦的方法有：增大压力、增大接触面的粗糙程度；减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面变光滑即减小接触面的粗糙程度、变滑动为滚动、加润滑油、使两接触面分开．〔2〕根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆；〔3〕接触面积不变,货物增多,相当于增加了对地面的压力,根据公式p=可知对地面压强的变化；〔4〕分析货物在出水过程中的受力,根据受力判断拉力的变化情况．[解答]解：A、汽车轮胎上做有凹凸不平的花纹是通过增大接触面的粗糙程度的方法增大摩擦力,故A错误；B、吊臂在使用过程中动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但可以省距离,故B正确；C、当这辆汽车装载一些货物时,对地面的压力增大,接触面积不变,根据公式p=可知对地面压强变大,故C错误；D、货物在出水过程中受到竖直向下的重力和直向拉力、浮力,满足G=F+F浮,出水过程中浮力减小,重力不变,所以拉力变大,故D错误．故选B．[点评]此题考查了减小摩擦力的方法、增大摩擦力的方法、杠杠的分类、压强大小的判断、受力分析、浮力,是一道综合题．生活处处有物理,我们要认真观察、思考我们生活中的物理现象．5．根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能．要剪断铁丝等较硬的物体,下图中的4种剪刀应选择〔〕A．B．C．D．[考点]杠杆的分类．[专题]简单机械．[分析]要剪开较硬的东西,应该选择省力杠杆,而省力杠杆的动力臂大于阻力臂．[解答]解：A、B、C图中剪刀的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故都不符合题意；D、此剪刀的动力臂远大于阻力臂,是省力杠杆,符合题意；故选D．[点评]解决此类题目的关键是熟悉常用工具的使用特点,并结合杠杆的分类方法选择合适的杠杆．6．如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中〔〕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[考点]杠杆的动态平衡分析．[专题]简单机械．[分析]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．[解答]解：A、由图示可知,木棒是一个杠杆,力F是动力,力F始终垂直与木棒,则木棒的长度是动力臂,木棒长度保持不变,动力臂保持不变,故A错误；B、木棒的重力是阻力,阻力大小不变,木棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂〔阻力臂〕逐渐增大,故B正确；C、已知：G、L保持不变,L G逐渐变大,由杠杆平衡条件：GL G=FL可知,动力F逐渐增大,故CD错误；故选B．[点评]本题考查了杠杆平衡条件的应用,知道杠杆平衡的条件,会熟练应用杠杆平衡的条件分析问题解决问题是关键．7．中国语言丰富多彩,其中蕴含着许多物理知识,下列对应的物理知识不正确的是〔〕A．四两拨千斤﹣﹣杠杆原理B．落叶归根﹣﹣地球附近的物体总是受到重力作用C．磨刀不误砍柴功﹣﹣减小受力面积可以增大压强D．站着不如躺着﹣﹣躺着对地面的压力比站立时小[考点]杠杆与其五要素；重力；增大压强的方法与其应用．[专题]应用题．[分析]解答此题需要先认真分析俗语中用到的物理知识,然后与所给的物理知识相对比．[解答]解：A、当动力臂大于阻力臂时,杠杆是省力的,"四两拨千斤"正是应用了省力杠杆的原理,故A正确,不符合题意；B、"落叶"由于受到竖直向下的重力作用,最终会落到地面上,故B正确,不符合题意；C、刀磨后变得锋利,是应用减小受力面积来增大压强的原理,故C正确,不符合题意；D、人无论站着还是躺着,对地面的压力都等于自身的重力,是不变的,但受力面积增大了,对地面的压强减小,所以人感觉舒服,故D错误,符合题意．故选D[点评]该题考查了杠杆、重力、压强等多个知识点,要求学生能够从现象的形成来确定对应的物理知识．8．不计摩擦和绳重,用图所示的甲、乙两个相同的滑轮组,提升不同数量的同种钩码,则它们的机械效率〔〕A．η甲＞η乙B．η甲＜η乙C．η甲=η乙D．无法比较[考点]机械效率的大小比较．[专题]应用题；功、功率、机械效率．[分析]滑轮组〔甲〕和〔乙〕相同,将重物提升相同高度时,额外功相等,提升的物重越大,有用功越多,结合机械效率公式分析．[解答]解：不计摩擦和绳重,因滑轮组〔甲〕和〔乙〕动滑轮重力相等,将不同重物提升相同的高度,由W额=G动h可知,所做额外功相等；又因甲组提升的钩码少,所做有用功小,由机械效率的公式：η==可知：η＜η乙．甲故选：B．[点评]此题主要是测量滑轮组的机械效率,首先要掌握滑轮组机械效率的概念．考查了滑轮组的机械效率与被提升物体的重力与动滑轮重力之间的关系．9．如图所示,用动滑轮把一个物体匀速拉起,不计摩擦,则下列说法中正确的是〔〕A．拉起的物体质量越大,机械效率越髙B．动滑轮的质量越大,机械效率越高C．拉起物体的速度越大,机械效率越髙D．物体被拉起的越高,机械效率越高[考点]滑轮〔组〕的机械效率．[专题]应用题；功、功率、机械效率．[分析]解决本题需掌握：滑轮组的机械效率公式为η=×100%．[解答]解：机械效率为η=×100%,设物体升高了h,则W有=mgh,W总=〔m+m动〕g2h=〔m+m动〕gh；故：η=×100%=×100%；所以当滑轮质量不变时,物体质量越大,效率越高；物体质量一定时,动滑轮质量越大,机械效率越小．与速度、高度都是无关的．故选：A．[点评]滑轮的机械效率取决于动滑轮的质量和物体的质量,如果动滑轮质量越小,物体质量越大,则效率越高．二．填空题10．如图所示,小刚用200N的拉力在10s内把重320N的物体匀速提升了3m,滑轮的机械效率是,拉力的功率是W．[考点]滑轮〔组〕的机械效率；功率的计算．[专题]功、功率、机械效率．[分析]已知物重和提升高度,根据公式W=Gh可求有用功,已知动滑轮上绳子段数和拉力F,根据公式W=FS可求总功,机械效率η=×100%可求机械效率；根据P=可求拉力的功率．[解答]解：有用功W有用=Gh=320N×3m=960J,总功W总=FS=F×2h=200N×2×3m=1200J,动滑轮的机械效率：η=×100%=×100%=80%．拉力的功率：P===120W．故答案为：80%；120．[点评]本题考查功和机械效率的计算,关键是公式的灵活运用以与公式的推导,学会举一反三的能力,根据所学公式推导出自己解题所需要的公式,这是本题的难点．11．假期,小明坐客车去旅游．当客车行驶到高速公路保持车距标识牌0m处时,恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁．此时客车上速度计显示为80km/h．当客车匀速行驶到标识牌100m处时,小汽车匀速行驶到了标识牌200m处,小汽车〔选填"已经"或"没有"〕超速；若此时小汽车的功率为80kW,它的牵引力为N．以小汽车为参照物,客车是向〔选填"前"或"后"〕运动的．〔此时高速路段限定小汽车最高速度为120km/h〕．[考点]功率计算公式的应用；速度公式与其应用．[专题]长度、时间、速度；功、功率、机械效率．[分析]〔1〕利用速度公式求出小汽车的速度对比限速作出判断；〔2〕利用P===Fv求出小汽车的牵引力；以小汽车为参照物,客车向后运动．[解答]解：由v=得：客车行驶时间为：t===h则小汽车的速度为：v===160km/h＞120km/h故小汽车超速了；由P===Fv得：小汽车的牵引力为：F===1800N,以小汽车为参照物,客车向后运动．故答案为：已经；1800；后．[点评]此题主要考查学生对于速度、路程、时间的运算的掌握程度．12．小球在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动．〔1〕如图1所示,小球从A点静止释放,小球到达C点时速度是否为零？．〔2〕将轨道BC段改为水平,如图2所示,小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？．以小球经过M点时为计时起点,大致画出小球在MN段运动的速度﹣时间图线．[考点]动能和势能的转化与守恒；力与运动的关系．[专题]应用题；运动和力；机械能与其转化．[分析]〔1〕在不计阻力和摩擦的情况下,机械能是守恒的．〔2〕据牛顿第一运动定律可知,一切物体在没有受到外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态；[解答]解：〔1〕小球从A点静止释放,由于不计空气阻力和摩擦,没有机械能的损失,所以小球到达C点时速度是0；〔2〕据题目可知,由于不计空气阻力和摩擦,机械能是守恒的,所以小球经过M点时的机械能是等于其在A点的机械能的；同时由于不计空气阻力和摩擦力,小球原来是运动的,所以小球在MN段做匀速直线运动,如下图：故答案为：〔1〕是；〔2〕等于；见上图．[点评]读懂题意,并知道在不计空气阻力和摩擦的情况下,机械能是守恒的是解决该题的关键．13．如图A、B所示,平静的湖面上有两艘小船,绳的一端拴在甲船上,绕过乙船上的滑轮,站在船上或岸上的人用100N的力拉绳子的自由端．如果A、B图中甲船在20s内向右匀速移动了10m,同时乙船向左移动了4m,则A、B图中人拉绳子的功率分别为140W与90W．[考点]功率的计算．[专题]功、功率、机械效率．[分析]正确的判断出绳子自由端移动的距离,然后结合公式W=Fs求解人拉绳做的功,利用功率公式率P=求解人拉绳的功率即可．[解答]解：〔1〕甲船向右移动了10m,乙船向左移动了4m,以甲为参照物乙向左移动了10m+4m=14m,有两段绳子拉乙船,故绳子自由端总共移动s=14m×2=28m；故人拉绳子的功率P====140W；〔2〕如果乙船不动,滑轮为定滑轮,甲船向右移动了10m,则绳子自由端会移动10m；如果甲船不动,乙船动,则滑轮为动滑轮,乙船向左移动了4m,则绳子自由端会移动8m；现在两船都动,故绳子自由端总共移动18m；故人拉绳子的功率P====90W．故答案为：140；90．[点评]此题是一道综合题目,能否正确的判断绳端移动距离是解决此题的关键．14．在探究滑轮组的机械效率实验中赵亮同学连成了如图所示的滑轮组,并分别测出了实验数据．钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm拉力F/N绳端移动的距离s/cm2.410l30〔1〕根据以上表格中数据,实验过程中,此滑轮组的机械效率为80%．〔2〕赵亮用此滑轮组匀速提起重为G的物体升高h,所用时间为t,拉力的大小为F,则F的功率P=．〔用本小题中已知字母表示〕[考点]滑轮〔组〕机械效率的测量实验．[专题]测量型实验综合题．[分析]〔1〕根据表中实验数据,根据功的计算公式求出有用功与总功,然后由效率公式求出滑轮组的效率．〔2〕由功的计算公式求出拉力的功,然后由功率公式求出拉力的功率．[解答]解：〔1〕有用功W有用=Gh=2.4N×0.1N=0.24J,拉力做的总功W总=Fs=1N×0.3m=0.3J,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%；〔2〕由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,物体升高h,则绳子自由端移动的距离s=nh=3h,拉力做的功W=Fs=3Fh,拉力的功率P==．故答案为：〔1〕80%；〔2〕．[点评]本题考查了求滑轮组的机械效率、求拉力的功率问题,熟练应用功的公式求出功、知道绳子自由端与物体上升高度的关系是正确解题的关键．三．解答题15．某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组〔物体与动滑轮用绳子a连接〕匀速拉动放在同一水平面上的不同物体,物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加,直到组装滑轮组的绳子b被拉断,每次物体拉动的距离均为2m．通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图象如图乙．〔不计绳重和绳与滑轮间的摩擦〕求：〔1〕动滑轮重力；〔2〕当滑轮组的机械效率为80%,物体以0.2m/s的速度匀速运动时,该滑轮组的有用功率；〔3〕一个重500N的同学利用该滑轮组,想独自用竖直向下的力拉断绳子b,请你通过计算分析他能否实现．[考点]滑轮〔组〕的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功率的计算．[专题]简单机械；功、功率、机械效率．[分析]〔1〕由图象知,当物体与地面间摩擦力为200N时,滑轮组的机械效率为50%,根据机械效率变形公式得到动滑轮重力；〔2〕已知滑轮组的机械效率和动滑轮重,可以得到物体受到的摩擦力；已知物体受到的摩擦力和运动速度,利用公式P=Fv得到有用功率；〔3〕由图象知绳子b被拉断时,物体与地面间的摩擦力为1600N,计算此时绳子受到的拉力,与中学生体重比较,即可得出结论．[解答]解：〔1〕因为η====,所以动滑轮重力为G动===200N；〔2〕当滑轮组机械效率为η2=80%时,根据η=得,物体受到的摩擦力为f2===800N,所以滑轮组的有用功率为P=F2v=f2v=800N×0.2m/s=160W；〔3〕当物体与地面间摩擦力达到最大f3=1600N时,作用在绳子自由端的拉力为F最大=〔f3+G动〕=×〔1600N+200N〕=600N,因为F最大=600N＞G=500N,所以中学生无法直接拉断绳子．答〔1〕动滑轮的重力为200N；〔2〕有用功率为160W；〔3〕无法实现．[点评]此题是一道力学综合题,考查了滑轮组的特点、功率、机械效率的变化,考查角度新颖,是一道创新题．16．现有重800N的木箱A,小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上,如图所示,他站在斜面上,沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端．求：〔1〕小李同学拉木箱的做的功和功率是多大？〔2〕该斜面的机械效率是多少？[考点]斜面的机械效率；功的计算；滑轮与功的综合题．[专题]计算题；功、功率、机械效率．[分析]〔1〕已知斜面的长和拉力的大小,可以利用公式W=FS计算出拉力做的总功,又知道物体的运动速度,可利用公式t=计算出运动时间,最后再利用公式P=计算出功率的大小．η=〔2〕知道物体的重力和提升的高度,可利用公式W=Gh计算出克服重力做的有用功；再利用公式计算出斜面的机械效率．[解答]解：〔1〕对木箱的拉力：F=600N,木箱一定的速度：v=0.2m/s,小李同学拉木箱的功率为：P===Fv=600N×0.2m/s=120W〔2〕木箱的重力：G=800N,斜面的高度：h=6m,小李做的有用功为：W有用=Gh=800N×6m=4800J,拉动木箱过程中所做总功：W总=Fs=600N×10m=6000J；则机械效率为：η=×100%=×100%=80%．答：〔1〕小李同学拉木箱的功率是120W．〔2〕该斜面的机械效率是80%．[点评]本题考查有用功、总功、额外功和机械效率的计算,关键是公式和公式变形的应用,属于基础性计算题．。
