初二物理 功和机械能练习题及解析
一、选择题
1．关于功、功率和机效率，下列说法中正确的是（）
A．做功多的机械，功率一定大
B．功率大的机械，做功一定快
C．做功快的机械，机械效率一定高
D．精密的机械，机械效率能达到100％
2．下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是
A．机械效率越高，机械做功一定越多
B．机械做功越多，机械效率一定越高
C．功率越大的机械，做功一定越快
D．做功越快的机械，机械效率一定越高
3．如图所示，重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳重与滑轮间的摩擦，动滑轮重为2N，重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s，2min后，物体B着地，以下说法正确的是（）
A．物体A受到的摩擦力为3N
B．1min内拉力对物体A做功为36J
C．2min内B物体的重力做功为144J
D．若用一个向左的拉力F使 A向左匀速运动，则F＝8N
4．如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力F的方向，使其从
①→②→③，此过程中（）
A．①位置力臂最长B．③位置力臂最长
C．弹簧测力计示数先变大后变小D．弹簧测力计示数先变小后变大
5．如图在水平力F的作用下，使重为G的木棒绕固定点沿逆时针方向转动，在棒与竖直方向的夹角 逐渐增大的过程中，下列说法中正确的是（）
A．拉力F不变，F的力臂变大
B．拉力F变大，F的力臂变小
C．重力G不变，G的力臂变小
D．重力G变小，G的力臂变大
6．如图所示，一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上，若分别用一竖直向上的动力F1、F2作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（）
A．F1>F2，因为甲中的动力臂长
B．F1 C．F1>F2，因为乙中的阻力臂短 D．F1=F2，因为动力臂都是阻力臂的2倍 7．如图所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动．物体B重10N，弹簧测力计的示数为5N且不变．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确是 A．地面受到的摩擦力为12N B．滑轮移动的速度为0.4m/s C．水平拉力F的功率为4.8W D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J 8．如图所示的滑轮组中，不计摩擦和滑轮及绳重，则拉力F为（） A．G/8 B．G/6 C．G/5 D．G/4 9．如图自行车是人们最常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它应用了许多物理知识。下列说法中不正确的是 A．刹车系统应用了杠杆及摩擦的知识 B．车把相当于费力杠杆 C．脚蹬属于省力杠杆 D．轮胎制有花纹是为了增大摩擦 10．小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升了不同的高度h1和h2（h1 A．1个B．2个C．3个D．4个 二、填空题 11．小红利用弹簧测力计、钩码来研究动滑轮的作用，每次都匀速提物体，做实验情况如图所示，请观察、比较图中的操作、现象和数据，归纳得出初步结论． （1）由（a）（b）两图_____________． （2）由（c）（b）两图_____________． 12．如图是一种轮式垃圾桶，拖动时它相当于一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆。垃圾桶底部的小轮子是为了______（选填“增大”或“减小”）摩擦力。若拖动时垃圾桶总重为120N，且动力臂为阻力臂的3倍，要保持垃圾桶平衡的拉力F为______N。 13．如图所示，放在水平地面上边长为5cm的正方体，所受重力为200N，系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮，绳子另一端施加的拉力F为180N，该物体静止，则该物体此时受到的合力为________N，物体对地面的压强为__________Pa。 14．一物体质量为10kg，小红用定滑轮将该物体在4s内匀速提升2m，所用拉力为 120N，此过程中，小红做的有用功是_______，定滑轮的机械效率是________，拉力做功的功率是_______。（g=10N/kg） 15．杠杆AB可绕支点O自由转动，AO：OB=3：4．将金属块M用细绳悬挂在杠杆A端，B 端通过细绳与动滑轮相连，动滑轮上绕有细绳，细绳一端固定在地面上，自由端施加拉力F1使杠杆水平平衡如图所示：若将物体M浸没到水中，需要在动滑轮细绳自由端上施加拉力F2才能使杠杆再次水平平衡，F1与F2的差为60N，已知物体M所受重力为880N，则物体M的密度是________ kg/m3．（g取10N/kg） 16．如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则绳子拉物体A的功率为________W，物体A与地面之间的摩擦力为________N。 17．如图所示，轻质木杆AB可以绕O点转动，OA的长度是OB的三倍，A端细线下所挂280 N的重物静止在水平地面上，在B点用600 N的动力竖直向下拉木杆时，木杆静止不动，这时重物对水平地面的压力为________N，此木杆为________杠杆。(选填“省力”“费力”或“等臂”) 18．如图所示，工人师傅想把一个重800牛的油桶滚上一个台阶，他沿最省力的方向推动油桶．在图中画出这个力的力臂________，这个力的大小是________ N（支点O已在图中 给出且支点O与圆心等高）． 19．如图，一个轻质杠杆可绕O点转动，甲、乙两物体分别用细线悬挂在杠杆的A、B两端，杠杆在水平位置平衡。甲物体重10 N，则乙物体重_____N。如果将支点O向A端移动，____端将下沉（选填“A”或“B”） 20．如图所示，置于水平桌面上的物体A 的质量为90kg，悬挂在滑轮组下的物体B 的质量为60kg．在物体B 的作用下，A 恰能沿水平桌面向左做匀速直线运动．现用水平向右的力F 1 拉动物体A 以0.2m/s的速度沿桌面水平向右做匀速直线运动，在此过程中，物体A 通过绳子拉动滑轮组的力为T 1 ，T 1 提升物体B 的机械效率为η 1 ．当用此装置以相同的速度提升物体C 时，水平向右拉物体A 的力为F 2 ，物体A 通过绳子拉动滑轮组的力为T 2 ，T 2 提升物体C 的机械效率为η 2 ．已知η 1 : η 2 =16:15，T 1 : T 2 =5:4，不计绳重及滑轮的摩擦，则拉力F 2 的功率为 W．（g取10N/kg） 三、实验题 21．小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验，已知纡个钩码重0.5N。 (1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置半衡。 (2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂_______ 个钩码。 (3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弾簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，测力计的拉力为__________N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将__________（选填“变 大”“变小”或“不变”）。 22．如图所示，是小王利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”。 （1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向___（左/右）端调节，直到杠杆在水平位置平衡； （2）如图甲所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂____个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡； （3）如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，F×OC____G×OD；（选填“大于”、“小于”或“等于”） （4）如图丙是根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。 ①下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填序号）：________ A．将天平放在水平台面上时 B．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记 C．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处 D．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量 E．将待测物体放在天平左侧的置物盘中 F．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记 ②调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的________侧（填“左”或“右”）。 23．小明小组在“研究杠杆平衡条件”实验中： （1）实验时应先调节杠杆在______位置平衡，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向________调（填“左“或“右“）。 （2）下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：分析表中的1、2两次实验数据可以得出的结论是________. 实验次数F1/N L1/cm F2/N L2/cm 125110 2310215 31204* （3）第3次实验数据不全，请根据已有信息分析，此处的数据应该是_______; （4）杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在图示位置保持平衡.这时应在B位置挂上_____个钩码. 24．在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们猜想可能与提升物体的重力、动滑轮的重力以及承重绳的段数有关，他们设计并利用如图所示的四个滑轮组分别进行实验。下表是他们记录的实验数据。 (1)从实验数据记录表中第_________组和第_________组数据可知，滑轮组机械效率高低与提升物体的重力有关。 (2)从实验数据记录表中第2组和第3组数据可知，滑轮组机械效率高低与_________有关。 (3)若要研究滑轮组机械效率高低与承重绳段数的关系，应参考实验数据记录表中第 _________组和第_________组数据。 25．某小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图G－5－11所示．他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功 W有、总功W总和机械效率η一并记入下表： (1)实验时，应沿竖直方向________拉动弹簧测力计． (2)表格中数据★＝________． (3)比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是________________________． (4)比较实验2、3，影响这两次实验机械效率的主要因素是____，使用滑轮组的优点是__． 四、计算题 26．如图甲所示装置中，物体甲重G甲＝150N，滑轮重G轮＝50N，人重G人＝650N．轻杆AB可以绕O点转动，且OA:OB＝5:9。不计轴摩擦和绳重，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，地面对物体乙的支持力为F1＝210N。求： (1)物体乙受到的重力G乙。 (2)若用物体丙替换物体甲，并在物体乙的下方连接一个弹簧，如图乙所示，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，弹簧对物体乙的作用力为F2＝780N．此时地面对人的支持力F3是多少。 27．用如图所示的滑轮组提升重物，摩擦不计，当物重G=1800N、拉力F为500N时，可使物体匀速上升。求： (1)当拉绳的速度为多大时，可使重物以0.65m/s的速度匀速上升； (2)当被提起的重物G=2400N时，拉力F为多大时可以使物体匀速上升。 28．如图,轻质杠杆EOF可绕支点O转动，EO:OF=1:2，杠杆E端用细绳连接圆柱体A，F端先细绳连接轻质弹簧测力计后再连接圆柱体B圆柱体A、B重力分别为120N、50N，圆柱体B底面积为100cm2，高为40cm，浸没在底面积为200cm2的盛水柱形容器中，此时圆柱休B上表面距离水面5cm，已知杠杆连接圆柱体A、弹簧测力计及B的绳子能承受的最大拉力均为30N；弹簧测力计的量程为0-100N，其弹簧伸长量与受到的拉力成正比，即弹簧受到1N的拉力时伸长0.5cm；轻质杠杆EOF始终在水平位置平衡。求： （1）圆柱体B受到的浮力； （2）打开阀门K，匀速向外抽水，当细绳刚好要拉断时，电子秤的示数为多少kg；（3）若抽水速度为50cm3/s，从开始抽水至细绳刚好拉断时，抽水时间为多少s。 29．如图所示，甲是用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个实心圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2m/s 向右运动，图（乙）是此过程中汽车拉动重物的功率P 随时间t 的变化图象，设t=0 时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳子重力及滑轮的摩擦，g 取 10N/kg。求： （1）圆柱型重物的质量？ （2）圆柱型重物浸没在水中时所受的浮力？ （3）圆柱型重物的密度？ （4）若考虑绳重及摩擦，圆柱型重物全部出水后，汽车的实际拉力为 5000N，此时该装置的机械效率？ 30．如图所示，工人用滑轮组提升重200N的物体，所用的拉力为125N，物体在5s内匀速上升2m。（不计摩擦及绳重）求： （1）工人对物体做的有用功； （2）动滑轮的重力； （3）滑轮组的机械效率； （4）工人拉绳的功率。 【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除 一、选择题 1．B 解析：B 【详解】 A．做功的多少由力的大小和在力的方向上移动的距离大小有关，而功率是指的做功的快慢，由做功的多少和时间共同决定，做功多的机械，不一定花的时间短，故A选项错误；B．功率是指的做功的快慢，故功率大则做功一定快，是正确的，故B选项正确； C．做功快的机械是指功率大，是做功的快慢，而机械效率是指的有用功和总功的比例，故功率大，机械效率不一定大，故C选项错误； D．任何一个机械不可能达到100%，故D选项错误。 故选B。 2．C 解析：C 【解析】 A．机械效率是有用功和总功的比值，其高低与机械做功的多少无关，故A不正确；B．机械做的功多，但不知道做的是总功还是有用功，机械效率无法确定，故B不正确；C．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功一定越快，故C正确； D．做功越快的机械说明功率大，但有用功和总功不确定，机械效率不一定越高，故D不正确． 故选C． 【点睛】本题考查机械效率和功率的物理意义，关键知道机械效率是有用功与总功的比值，并不能表示做功的快慢和多少． 3．D 解析：D 【分析】 本题考查了动滑轮绳子拉力公式、速度公式、做功公式以及二力平衡条件的应用等，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。 【详解】 A ．连接动滑轮绳子的股数n ＝2，不计绳重与滑轮间的摩擦，绳子的拉力 116N 2N 4N 2 B F G G n '+?+动＝（）＝（）＝ 物体A 向右做匀速直线运动时处于平衡状态，受到向左的摩擦力和向右绳子的拉力是一对平衡力，则物体A 受到的摩擦力 4N f F '== 故A 项错误； B ．由s v t = 可得，1min 内物体A 移动距离 A A 0.2m 60s 12m s v t ?＝＝＝ 拉力对A 物体做的功 A 4N 12m 48J W F s '?＝＝＝ 故B 错误； C ．2min 内物体A 移动距离 A A 0.2m 120s 24m s v t ''?＝＝＝ B 物体下降的距离 B A 11 24m 12m 22 h s '?＝＝＝ B 物体的重力做功为 B B B 6N 12m 72J W G h ?＝＝＝ 故C 错误； D ．若用一个向左的拉力F 使 A 向左匀速运动，此时A 的压力和接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力不变仍为4N ，以A 为研究对象，A 受到向左的拉力F 、向右的绳子拉力F '和摩擦力f 处于平衡状态，其合力为零，则有 4N 4N 8N F f F '++＝＝＝ 故D 正确。 故选D 。 4．D 解析：D 【详解】 AB ．力臂是支点到力的作用点的线段，由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大，故AB 不符合题意； CD ．从①→②→③时动力臂先变大后变小，由图可知阻力等于钩码重力不变，在水平位置平衡所以阻力臂也不变，根据杠杆平衡的条件可知，弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大，故C 不符合题意，D 符合题意。 故选D 。 5．B 解析：B 【详解】 设杠杆长为l ，由力臂的定义可知，水平力F 的力臂 1 l lcos θ 木棒重力的力臂 2sin l l θ= 随着夹角逐渐增大，F 的力臂越来越小，木棒重力的力臂越来越大，根据杠杆平衡条件 1122Fl F l =得 12Fl Gl = 重力大小不变，因此水平力F 变大，故B 正确。 故选B 。 6．D 解析：D 【分析】 把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点；由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其中心上，此时动力F 克服的是水泥板的重力，即此时的阻力臂等于动力臂的一半；在此基础上，利用杠杆的平衡条件，即可确定F 1与F 2的大小关系。 【详解】 两次抬起水泥板时的情况如图所示： 在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以两图中动力臂都是阻力臂的2倍；依据Fl Gl =阻动可得， 1 2 l F G G l ==阻动， 所以，前后两次所用的力相同，即12F F =，故ABC 都错误，D 正确。 【点睛】 本题作为考查杠杆平衡条件应用的一道经典例题，很容易让学生在第一印象中选错，一定要仔细分析，重点记忆！ 7．D 解析：D 【解析】 【分析】 A 、物体A 受到向左的拉力等于地面的摩擦力加上 B 的摩擦力，B 对A 的摩擦力等于弹簧测力计的示数，据此求地面受到的摩擦力； B 、滑轮为动滑轮，滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一； C 、利用P=Fv 求拉力做功功率； D 、利用速度公式求物体A 在2s 移动的距离，利用W=F 左s 求做功大小。 【详解】 A 、图中使用的是动滑轮，拉力F=2F 左，物体A 受到向左的拉力： 11 24N 12N 22 F F = =?=左，而f B =F 示=5N ， 物体A 受到向左的拉力等于地面的摩擦力f 地加上B 的摩擦力f B ，即F 左=f 地+f B ， 所以地面受到的摩擦力：f 地=F 左-f B =12N-5N=7N ，故A 错； B 、滑轮移动的速度11 0.2m/s 0.1m/s 22 v V = =?=轮物，故B 错； C 、拉力做功功率P=Fv 轮=24N×0.1m/s=2.4W ，故C 错； D 、拉力F 移动距离s=vt=0.2m/s×2s=0.4m ，对A 做功：W=F 左s=12N×0.4m=4.8J ，故D 正确。 故选：D 。 8．A 解析：A 【解析】在不计摩擦和滑轮及绳重时，使用单个的动滑轮省一半力。 如图最下面的动滑轮两段绳子拉着物体，拉力为物重的一半，即； 中间的动滑轮又省了一半力，即每段绳子的拉力为： ； 到最上面的一个动滑轮，现省一半力，即绳子的拉力为：。 故A 正确。 9．B 解析：B 【解析】A 、刹车时，人施加一个很小的力，就可以对车轮产生一个很大的摩擦力，应用杠杆和摩擦的知识，故A 正确； B 、自行车的车把相当于一个以中间的轴为支点的省力杠杆，故B 错误； C 、脚蹬在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C 正确． D 、轮胎制有花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故D 正确． 故选B ． 10．B 解析：B 【解析】 （1）不计绳重及摩擦，拉力做的功分别为： 111111 22W F s G G h G G h ==+?=+物轮物轮（）（）， 222221 33 W F s G G h G G h 物轮物轮（）（）==+?=+， 因为h 1＜h 2， 所以W 1＜W 2，故①错； （2）动滑轮重相同，提升的物体重相同， 不计绳重及摩擦，由()W Gh G W G G h G G η== =++有用总 轮轮 可知滑轮组的机械效率相同，故② 正确； （3）不计绳重及摩擦， 拉力1F G G n =+物轮（），n 1=2，n 2=3， 绳子受的拉力分别为：112F G G =+物轮（），213 F G G =+物轮（）， 所以F 1＞F 2，使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，故③正确； （4）因为W 1＜W 2，且做功时间相同，由W P t = 可知，P 1＜P 2，故④错． 综上分析，②③说法都正确，正确的有两个． 故选B ． 二、填空题 11．使用动滑轮匀速(竖直)提物体，省力但是不能改变用力的方向． 使用同一动滑轮匀速(竖直)提不同物体，物体越轻，拉力越小． 【详解】 (1)[1]由图可知,比较(a)、(b)两图提起物体一 解析：使用动滑轮匀速(竖直)提物体，省力但是不能改变用力的方向． 使用同一动滑轮匀速(竖直)提不同物体，物体越轻，拉力越小． 【详解】 (1)[1]由图可知,比较(a)、(b)两图提起物体一样重,(b)中弹簧测力计示数小于(a)中弹簧测力计示数，所以：使用动滑轮可以省力， 动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以不能改变用力方向； (2)[2]比较图(b)与(c)可得：使用动滑轮匀速提升不重物时，物体重力越轻，所用的拉力越小，越省力． 12．省力 减小 40 【详解】 [1]由图知道，拖动所示垃圾桶时，是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以，相当于是一个省力杠杆。 [2]垃圾桶底部安装小轮子，通过变滑动为滚动的方式减小了摩擦 解析：省力 减小 40 【详解】 [1]由图知道，拖动所示垃圾桶时，是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以，相当于是一个省力杠杆。 [2]垃圾桶底部安装小轮子，通过变滑动为滚动的方式减小了摩擦力。 [3]根据题意知道，垃圾桶总重是G =120N ，动力臂是阻力臂的3倍，所以，由杠杆原理Fl 1 =Gl 2知道，保持垃圾桶平衡的拉力是 22 12 120N 40N 3GL L F L L ?= == 13．8000 【详解】 [1]物体此时处于静止状态，所受的是平衡力，所以合力为0。 [2]物体此时竖直方向受到三个力的作用：竖直向上的拉力、竖直向上的地面对 物体的支持力和竖直向下的重力。而地面对 解析：8000 【详解】 [1]物体此时处于静止状态，所受的是平衡力，所以合力为0。 [2]物体此时竖直方向受到三个力的作用：竖直向上的拉力、竖直向上的地面对物体的支持力和竖直向下的重力。而地面对物体的支持力和物体对地面的压力是一对相互作用力，所以 F 压=F 支= G -F 拉=200N-180N=20N 那么物体对地面的压强 220N 8000Pa 0.00.055m F p S ?= ==压 14．200J 83.3％ 60W 【详解】 [1]所提升物体的重力为 有用功为 故有用功是200J 。 [2]总功为 则机械效率为 故机械效率为83.3%。 [3] 拉力做功的 解析：200J 83.3％ 60W 【详解】 [1]所提升物体的重力为 =10kg 10N /kg=100N G mg =? 有用功为 =100N 2m=200J W Gs =?有 故有用功是200J 。 [2]总功为 =120N 2m=240J W Fs =?总 则机械效率为 200J = 83.3%240J W W η= ≈有总 故机械效率为83.3%。 [3] 拉力做功的功率为 240J ==60W 4s W P t = 总 即拉力F 的功率为60W 。 15．5×103 【分析】 表示出两次杠杆A 、B 端受到的拉力，根据杠杆的平衡条件列式，解方程可得M 受到的浮力大小，再根据阿基米德原理计算出物体M 的体积，利用密度公式计算出M 的密度． 【详解】 自由端施加拉 解析：5×103 【分析】 表示出两次杠杆A、B端受到的拉力，根据杠杆的平衡条件列式，解方程可得M受到的浮力大小，再根据阿基米德原理计算出物体M的体积，利用密度公式计算出M的密度．【详解】 自由端施加拉力F1使杠杆水平平衡时，杠杆A端受到的拉力F A=G M，由图左侧的滑轮为动滑轮,杠杆B端受到的拉力F B=2F1+G动， 根据杠杆的平衡条件：G M×AO=(2F1+G动)×OB…① 将物体M浸没到水中杠杆再次水平平衡时， 杠杆A端受到的拉力F′A=G M?F浮， 杠杆B端受到的拉力F′B=2F2+G动， 根据杠杆的平衡条件：(G M?F浮)×AO=(2F2+G动)×OB…② ①?②可得：F浮×AO=2(F1?F2)×OB M浸没水中后由于受到浮力,对杠杆A端拉力减小,所以F1>F2， 所以：F浮= () 12 2F F OB AO -? = 260N4 3 ?? =160N， 由F浮=ρ水gV排得M的体积：V=V排= F g 浮 水 ρ=33 160N 1.010kg/m10N/kg ?? =1.6×10?2m3 所以M的密度：ρ=m V = Vg M G =23 880N 1.610m10N/kg - ?? =5.5×103kg/m3 16．2 【解析】 【分析】 （1）由图可知，拉着动滑轮移动时，绳子的拉力为F的一半，由可求得绳子拉物体A的功率； （2）由图可知，B物体静止处于平衡状态，受到的水平向右的摩擦力和水平向左的拉力是 解析：2 【解析】 【分析】 （1）由图可知，拉着动滑轮移动时，绳子的拉力为F的一半，由P Fv =可求得绳子拉物体A的功率； （2）由图可知，B物体静止处于平衡状态，受到的水平向右的摩擦力和水平向左的拉力是一对平衡力，二力大小相等，B受到的摩擦力与A受到B摩擦力是一对相互作用力，据此求出B给A的水平向左的摩擦力，对物体A受力分析，根据力的平衡条件求出地面与A 间的摩擦力； 【详解】 （1）由图可知，滑轮为动滑轮，绳子的拉力为F的一半，即 11 10N 5N 22 F F '= =?=， 则绳子拉物体A 的功率： 5N 0.2m/s 1W W F s P F v t t '= =='=?=； （2）由图和题意可知，B 物体静止处于平衡状态，受到的水平向右的摩擦力和水平向左的拉力是一对平衡力，二力大小相等，由弹簧测力计示数可知，B 受到水平向右的摩擦力为f B =3N ；因B 受到的摩擦力与A 受到B 摩擦力是一对相互作用力，所以，B 给A 的水平向左的摩擦力；3N BA B f f ==； 因物体A 匀速运动，且A 受到水平向右绳子的拉力和水平向左B 给A 的摩擦力、地面对A 向左的摩擦力，由力的平衡条件可得BA A f f F 地+=，则物体A 与地面之间的摩擦力 5N 3N 2N A BA f F f =-=-=地。 17．费力 【解析】如图，OA 的长度是OB 的三倍，即阻力臂是动力臂的三倍，所以杠杆为费力杠杆； 杠杆静止时，为平衡状态，根据杠杆的平衡条件得： FA×OA=FB×OB ，即FA×3OB=600N×OB 解得 解析：费力 【解析】如图，OA 的长度是OB 的三倍，即阻力臂是动力臂的三倍，所以杠杆为费力杠杆； 杠杆静止时，为平衡状态，根据杠杆的平衡条件得： ，即 解得： 重物受到向下的重力，受到向上的拉力和地面向上的支持力，此三力平衡，即 ， ，地面对物体的支持力与物对水平地面的 压力为一对相互作用力，所以大小相等，即重物对水平地面的压力为80N 。 点睛：重点是杠杆平衡条件的应用和平衡力的应用，根据杠杆的平衡条件求出A 点的拉力后，在明确物体在重力、拉力、支持力三个力平衡，而支持力与物体地面的压力为相互作用力，据此求压力的大小。 18．【解析】 如图支点在O 点，当以圆的直径为力臂时，力臂最长，最省力，所以力的作用点在O 与圆的连线所在的直径与圆左侧的交点，垂直于此直径向上施力最省力，如图力臂： 如图，动力臂为直径，动力臂为半径，根 解析： 【解析】 如图支点在O点，当以圆的直径为力臂时，力臂最长，最省力，所以力的作用点在O与圆的连线所在的直径与圆左侧的交点，垂直于此直径向上施力最省力，如图力臂： 如图，动力臂为直径，动力臂为半径，根据杠杆平衡条件得： ，解得，． 点睛：作杠杆上的最小动力F，是常考的内容之一，方法是先确定力的作用点，以此作用点到支点的距离作为力臂，此时力臂最长，即力垂直于此连线时最省力． 19．B 【详解】 [1]∵F2=10N，L2=0.4m，L1=0.2m； ∴由杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2得 [2]如果将支点O向A端移动，则F1L1＞F2L2，所以B端将下沉。 解析：B 【详解】 [1]∵F2=10N，L2=0.4m，L1=0.2m； ∴由杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2得 22 1 110N0.4m 20N 0.2m F L F L ? === [2]如果将支点O向A端移动，则F1L1＞F2L2，所以B端将下沉。20．【解析】 ， 而T1：T2=5：4，即， 解得：； 而mB=60kg， 则物体B的重力为：GB=mBg=60kg×10N/kg=600N， 因此物体C的重力为：GC=×600N=450N； 而== 解析：【解析】 B 11B 2C 21C 2 G 3T G 3T 16G 3T G 153T ηη==?=， 而T 1：T 2=5：4，即 B C G 3416 35G 15 ??=?， 解得： B C G 4 G 3 =； 而m B =60kg ， 则物体B 的重力为：G B =m B g=60kg×10N/kg=600N ， 因此物体C 的重力为：G C = B 33 G 44 =×600N=450N ； 而 12T T =B C 1 (G G )31(G G )3 ++轮轮=600N G 5 450N G 4 +=+轮轮， 解得动滑轮的重力为：G 轮=150N ； ∴A 与桌面间的滑动摩擦力为：f=1/3（G B +G 轮）=1/3×（600N+150N ）=250N ． 以物体A 为研究对象进行受力分析，如图所示： 而T 2=1/3（G C +G 轮）=1/3×（450N+150N ）=200N ， ∴拉力F 2的大小为：F 2=T 2+f=200N+250N=450N ， ∵v=0.2m/s ， ∴拉力F 2的功率为：P 2=F 2v=450N×0.2m/s=90W ． 三、实验题 21．右 3 1.5 变大 【详解】 (1)[1]杠杆在使用前左端下沉，说明左侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节。 (2)[2]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 A L A =F B L B ，得 4G ×3L =F B ×4L 解得 F B =3G 即需在B 点处挂3个钩码。