第十一章 简单机械和功
一、单选题
1．下列四种情景中，人对物体没有做功的是（ ）
A．推出上面的物体 B．背着物体不动
C．抽出中间的物体 D．向上堆积物体
2．如图所示，形状规则、密度均匀的木板AB放在水平桌面上，OA=2OB．当B端挂30 N的重物G时，木板A端刚刚开始翘起，木板重为
A．10 N B．15 N C．30 N D．60 N
3．如图，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，钩码总重为2N，当弹簧测力计在A点斜向上（与水平方向成30°角）拉杠杆使杠杆在水平位置平衡。下列说法正确的是（ ）
A．动力臂为0.08m
B．若将30°角减小为20°角，弹簧测力计示数变小
C．弹簧测力计示数为4N
D．若将钩码向右移动一格，弹簧测力计的示数变小
4．一个九年级中学生质量约为50kg，他从教学楼的一楼登上三楼的过程中，做的功最接近（ ）
A．30J B．300J C．3000J D．4500J
5．人体中的许多部位都具有杠杆的功能．如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托5kg的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定（ ）
A．大于5kg B．大于49N C．小于49N D．等于49N
6．如图所示，用滑轮组提升重物时，5s将重90N的物体匀速提升了2m。已知动滑轮重为10N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力F的大小为90N
B．提升物体的过程中，拉力F做的有用功为200J
C．绳子自由端拉力F的功率为36W
D．此滑轮组的机械效率为90%
7．教学大楼每层楼高为3 m，小明提着一重50 N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼（上升两层），再沿三楼水平走廊走了4 m进入教室，从一楼到教室的过程中小明对箱子做的总功为（ ）
A．0 J B．300 J C．350 J D．500 J
8．小昕跟爷爷体重相同，都从一楼上到三楼，小昕是很快跑上去的，爷爷是慢慢走上去的，下列说法中正确的是（ ）
A．小昕做的功多，小昕的功率大 B．爷爷做的功多，爷爷的功率大
C．小昕、爷爷做功一样多，小昕的功率大 D．小昕、爷爷做功一样多，爷爷的功率大
9．图是把同一货物搬到同一辆汽车上的两种不同方式，下列说法中正确的是（ ）
A．采用甲方法比采用乙方法省功
B．采用甲方法比采用乙方法效率高
C．采用甲方法，斜面越粗糙机械效率越高
D．采用甲方法，所搭的斜面越长就越省力
10．科技馆里小明和爸爸正在体验升降座椅装置，其简图如图所示。图中爸爸手握绳子，小明坐在升降座椅上。爸爸对绳子施加拉力，小明被匀速拉升，已知爸爸的质量大于小明的质量，则（ ）
A．使用该装置可以省功
B．爸爸拉动绳子时，拉力做的功是有用功
C．若小明和爸爸的位置互换，匀速拉动绳子时拉力不变
D．若小明和爸爸的位置互换，该装置的机械效率会变高
二、填空题
11．如图所示，重为20N，棱长为10cm的正方体物块放在水平桌面上，则物块对水平桌面的压强为 ；在6N的水平拉力F作用下，5s内正方体物块沿水平方向匀速移动了50cm，水平拉力F所做的功为 J。
12．一辆电动自行车在平直公路上以100W的功率匀速行驶5min，通过的路程是1200m.这个过程电动自行车做了 J的功，运行时受到的阻力是 N.
13．用10N的水平拉力，拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力是 N,若木块移动了0.5m，则拉力做的功 J.
14．如图所示，用滑轮组提升480N的重物G，绳子自由端的拉力F为200N．重物在10s内匀速上升了3m．则拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 ．若提升的重物变为600N，则此时该滑轮组的机械效率将 （选填“不变”、“变大”或“变小”）．（不计绳重和摩擦）
15．如下图所示，在两墙之间同一水平面上的A、B两处用弹簧测力计和滑轮相连，不计弹簧测力计、滑轮重和摩擦，若拉力F=5N，则弹簧测力计P示数是 N，弹簧测力计Q的示数是 N。
三、作图题
16．如图用起子撬开一瓶啤酒的瓶盖，O点可看成支点，请作出动力F1的力臂L1。
四、实验题
17．“探究杠杆的平衡条件”实验中采用的器材有杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺以及重0.5N的钩码若干。
（1）小徐把杠杆中点置于支点上，发现杠杆的左端低右端高，他应该把杠杆两端的平衡螺母向 调节，使杠杆在 方向上静止，这样做的好处是 ；
（2）实验中（如图1），小徐在A点挂3个钩码，在B点挂2个钩码，杠杆恰好在原位置平衡，于是他就得到了杠杆的平衡条件为 ，你认为他这样就得出结论存在的问题是 ；
（3）小孙的某次实验（如图2），他从杠杆上直接读出力臂，又发现弹簧测力计的示数大于15N，跟刚刚得出杠杆的平衡条件不相符，其实是左右两边的 不相等；
（4）实验结束后，小马提出了新的探究问题“如果支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否依然成立，”于是采用如图3装置进行探究，他发现当杠杆平衡时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符，其原因是受到杠杆 的影响；
（5）请你根据第（4）中的回答提出一个提高杠杆机械效率的方法 。
18．在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表。
实验次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 有用功 总功机 机械效率
1 2 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 66.7
2 3 0.1 1.4 0.3 0.3 0.42 71.4
3 5 0.1 2.2 0.3 0.5 0.66 75.8
（1）分析表中的数据，他的猜想是 （选填“正确”或“错误”）的；
（2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表。
实验次数 动滑轮个数 钩码重G/N 绳端拉力F/N 钩码上升的高度h/m 绳端移动距离s/m 有用功 总功机 机械效率
4 1 6 3.6 0.2 0.4 1.2 1.44 83.3
5 2 6 2.4 0.2 0.8 1.2 1.92 62.5
6 3 6 2.2 0.2 1.2 1.2 2.64 45.5
分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越 。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越 ，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑 ；
（3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，将会出现的困难是 ，你的改进方法是 。
五、计算题
19．在测量滑轮组机械效率的实验中，装置如图所示，每只滑轮重0.6N，每只钩码重为2N，弹簧秤的量程为2.5N。
（1）在图中画出滑轮组绳子的正确绕法。
（2）若不计绳子的重力和各处的摩擦，那么绳子上的拉力至少多大？
（3）若在实验中匀速拉动绳子自由端时，弹簧秤的示数为2.5 N，将钩码升高10 cm的过程中，总功等于多大？有用功多大？
（4）此滑轮组的机械效率为多大？
20．如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定 点。转动，已知AO：OB=3：2，悬挂在A端的桶与沙土所受的总重力为300N，当人站在水平地面上，对杠杆B端施加竖直向下的拉力为F时，杠杆AB在水平位置平衡，已知人所受到的重力为600N，人的双脚与地面的接触面积为0.05m2，不计杆重和绳重。求：
（1）拉力F的大小；
（2）人对水平地面的压强p。
参考答案：
1．B
2．D
3．D
4．C
5．B
6．D
7．B
8．C
9．D
10．D
11． 2000 3
12． 3J 25N
13． 10 5
14． 180 80% 变大
15． 15 10
16．
17． 右 水平 消除杠杆自重对实验的影响，并便于测量力臂 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 结论具有偶然性 力臂 自身重力 减轻杠杆自身的重力
18． 错误 低 大 机械效率 绳端移动距离太长，不便操作 降低重物上升的高度
19．（1）；（2）2.2N；（3）0.75J，0.6J；（4）80%
20．（1）450N；（2）3000Pa
