資源簡(jiǎn)介

第五講 簡(jiǎn)單機(jī)械和功
一、杠桿
①指認(rèn)杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂(a)；②繪制杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂圖示(b)；③概述杠桿的平衡條件（b）；④應(yīng)用杠桿平衡條件解決簡(jiǎn)單的問題（c）；⑤舉例說出人體中的杠桿（a）。
二、滑輪
①辨認(rèn)定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組（a）；②知道定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)（a）；③知道滑輪組的特點(diǎn)（限于兩個(gè)滑輪的滑輪組）（a）；④使用滑輪組（限于兩個(gè)滑輪的滑輪組）解決簡(jiǎn)單的問題（b）。
三、功
①理解功的概念（b）；②知道功的單位（a）；③運(yùn)用功的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算（c）；④解釋做功伴隨能的轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移）（b）。
四、功率
①說明功率的概念（b）；②知道功率的單位（a）；③應(yīng)用功率公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算（c）； ④從能的轉(zhuǎn)化來說明功率（b）。
一、杠桿
1.什么是杠桿：在力的作用下能繞著 轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就叫 。
（1）“硬棒”泛指有一定長(zhǎng)度的，在外力作用下 的物體。
（2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。如圖（1）所示。
2.杠桿的七要素（如圖（2）所示）
（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì) ；
（2）動(dòng)力：使杠桿 的力叫動(dòng)力，用“F1”表示；
（3）阻力： 杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力，用“F2”表示；
（4）動(dòng)力作用點(diǎn)：動(dòng)力在杠桿上的 ；
（5）阻力作用點(diǎn)：阻力在杠桿上的 ；
（6）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的 ，用“”表示；
（7）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的 ，用“”表示。
圖（1）杠桿
圖（2）杠桿的七要素
注意：無論動(dòng)力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做 ，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫 。
力臂是點(diǎn)到線的距離，而不是支點(diǎn)到力的 的距離。力的作用線通過支點(diǎn)的，其力臂為零，對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。
3.杠桿示意圖的畫法（如圖（3）所示）：（1）根據(jù)題意先確定支點(diǎn)O；
（2）確定動(dòng)力和阻力并用虛線將其作用線延長(zhǎng)；
（3）從支點(diǎn)向力的作用線畫垂線，并用l1和l2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂；
第一步：先確定支點(diǎn)，即杠桿繞著某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用字母“O”表示。
第二步：確定動(dòng)力和阻力。人的愿望是將石頭翹起，則人應(yīng)向下用力，畫出此力即為動(dòng)力用“F1”表示。這個(gè)力F1作用效果是使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。而阻力的作用效果恰好與動(dòng)力作用效果相反，在阻力的作用下杠桿應(yīng)朝著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則阻力是石頭施加給杠桿的，方向向下,用“F2”表示如圖乙所示。
第三步：畫出動(dòng)力臂和阻力臂，將力的作用線正向或反向延長(zhǎng)，由支點(diǎn)向力的作用線作垂線，并標(biāo)明相應(yīng)的“l(fā)1”“l(fā)2”， “l(fā)1”“l(fā)2”分別表示動(dòng)力臂和阻力臂，如圖丙所示。
甲
乙
丙
圖（3）杠桿的示意圖
4.杠桿的平衡條件
（1）杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下 時(shí)，我們就說杠桿平衡了。
（2）杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)
圖（4）
圖（5）
1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。如圖（5）所示，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實(shí)物大小了，而圖（4）杠桿在傾斜位置平衡，讀力臂的數(shù)值就沒有圖（5）方便。由此，只有杠桿在水平位置平衡時(shí)，我們才能夠直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小，因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。
2）在實(shí)驗(yàn)過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母，就會(huì)破壞原有的平衡。
（3）杠桿的平衡條件： ×動(dòng)力臂=阻力× ，或F1l1=F2l2。
5.杠桿的應(yīng)用
（1）省力杠桿：動(dòng)力臂l1 阻力臂l2，則平衡時(shí)F1 F2，這種杠桿使用時(shí)可省力（即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力），但卻費(fèi)了距離（即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動(dòng)的距離大）。
（2）費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂l1 阻力臂l2，則平衡時(shí)F1 F2，這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力（動(dòng)力大于阻力），但卻省距離（可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離）。www.21-cn-jy.com
（3）等臂杠桿：動(dòng)力臂l1=阻力臂l2，則平衡時(shí)F1=F2，這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費(fèi)力，即不省距離也不費(fèi)距離。
既省力又省距離的杠桿是不存在的。
二、滑輪
1、滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫 。如圖（6）所示。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。
根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動(dòng)滑輪。
圖（6）滑輪
圖（7）定滑輪
圖（8）等臂杠桿
圖（9）h=S
2.定滑輪
（1）定義：工作時(shí)，中間的軸 的滑輪叫定滑輪。如圖（7）所示。
（2）實(shí)質(zhì)：是個(gè)等臂杠桿。（如圖（8）所示）。
軸心O點(diǎn)固定不動(dòng)為支點(diǎn)，其動(dòng)力臂和阻力臂都等于圓的半徑r，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，因?yàn)橹匚飫蛩偕仙龝r(shí)不省力。
（3）特點(diǎn)： ，但可改變力的 。
所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力（圖中（8）中F1方向向下）能得到一個(gè)與該力方向不同的力（圖中得到使重物G上升的力）。
（4）動(dòng)力移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離相等。（如圖（9）所示）
對(duì)于定滑輪來說，無論朝哪個(gè)方向用力，定滑輪都是一個(gè)等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重力G。（不計(jì)繩重和摩擦）
3.動(dòng)滑輪
（1）定義：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫 。（如圖（10）所示）
圖（10）動(dòng)滑輪
圖（11）動(dòng)力臂是阻力臂2倍
圖（12）
（2）實(shí)質(zhì)：是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂 的杠桿。如圖（11）所示，圖中O可看作是一個(gè)能運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)，其動(dòng)力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，即F1·2r=F2·r，得出，當(dāng)重物豎直勻速向上時(shí)，F(xiàn)2=G，則。
（3）特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的 。
（4）動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的 倍，如圖（12）所示。
對(duì)于動(dòng)滑輪來說：1）動(dòng)滑輪在移動(dòng)的過程中，支點(diǎn)也在不停地移動(dòng)；2）動(dòng)滑輪省一半力的條件是：動(dòng)滑輪與重物一起勻速移動(dòng)，動(dòng)力F1的方向與并排繩子平行，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦。【出處：21教育名師】
4.滑輪組
（1）定義：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。
（2）特點(diǎn)：可以 ，也可以改變力的方向。使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的 ，即（條件：不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）。
注意：如果不忽略動(dòng)滑輪的重量則：
（3）動(dòng)力移動(dòng)的距離S和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍，即S=nh。如下圖（13）所示。（n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)）
（4）繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：。
n=2，s=2h
n=3,s=3h
n=3,s=3h
n=4,s=4h
n=4,s=4h
n=5,s=5h
A
B
C
D
E
F
圖（13）滑輪組
(4)滑輪組的組裝：1）根據(jù)的關(guān)系，求出動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)n；2）確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)；3）根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個(gè)數(shù)。確定定滑輪個(gè)數(shù)的原則是：一個(gè)動(dòng)滑輪應(yīng)配置一個(gè)定滑輪，當(dāng)動(dòng)滑輪上為偶數(shù)段繩子時(shí)，可減少一個(gè)定滑輪，但若要求改變力的作用方向時(shí)，則應(yīng)在增加一個(gè)定滑輪。在確定了動(dòng)、定滑輪個(gè)數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇拴動(dòng)、偶拴定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞滑輪。
三、機(jī)械效率 ?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
15.機(jī)械效率計(jì)算公式： 。?
16.滑輪組的機(jī)械效率：（1）滑輪組（豎直方向提升物體）： （h為物體提升高度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）；（2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）： （f為摩擦力，l為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）；3.斜面的機(jī)械效率： (h為斜面高，S為斜面長(zhǎng)，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)。
四、功
一、功
1.功的定義：一個(gè)力作用在物體上，使物體在 通過一段 ，這個(gè)力就對(duì)物體做了功。
2.功的兩個(gè)必要條件：① 有力作用在 ；② 物體在 通過了距離。
3.不做功的三種情況： （如圖（1）靜止在桌面上的茶杯，受到重力和桌面對(duì)它的支持力的作用）； （如圖（2），小球在光滑的桌面上運(yùn)動(dòng)，小球不受力的作用力）、 （如圖（3）小球在光滑桌面上勻速運(yùn)動(dòng)，重力和支持力與運(yùn)動(dòng)方向垂直）。
圖（1）茶杯受到重力和支持力作用，但無運(yùn)動(dòng)
圖（2）在光滑的桌面上勻速運(yùn)動(dòng)的小球不受力的作用
圖（3）沿水桌面運(yùn)動(dòng)的小球，它受到的重力和支持力與運(yùn)動(dòng)方向垂直
4.功的公式：功等于 跟物體在力的方向上通過的 的乘積。公式：。
5.功的單位：國(guó)際單位制中，功的單位是： ，符號(hào)是 ，1J= 1N·m 。
6.功的公式的應(yīng)用：①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)；③功的單位“焦”（牛·米 = 焦），不是力和力臂的乘積（牛·米，力臂單位不能寫成“焦”）。21世紀(jì)教育網(wǎng)版權(quán)所有
五、功率
1.定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的 ；或說成：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)力作做的功。
2.功率的物理意義：功率是表示力做功 的物理量；即單位時(shí)間內(nèi)完成的功。
3.公式：。
4.單位：咋愛國(guó)際單位制中，功率單位是 ，符號(hào)是 。常用單位還有千瓦（kW）、馬力。
換算關(guān)系：。
5.功率公式的解釋：（1）物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做 ，則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積，即。21cnjy.com
（2）利用該公式時(shí)要注意：拉力F必須是恒力，且物體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)不變；v的單位必須用m/s，這樣算出的功率單位才是W；速度v跟拉力F必須對(duì)應(yīng)，即v必須是受到拉力的物體在拉力的方向上移動(dòng)的速度。
考點(diǎn)一：杠桿
在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就叫杠桿。當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí)，我們就說杠桿平衡了。杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。
1.省力杠桿：動(dòng)力臂l1＞阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＜F2，這種杠桿使用時(shí)可省力（即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力），但卻費(fèi)了距離（即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動(dòng)的距離大）。
2.費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂l1＜阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＞F2，這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力（動(dòng)力大于阻力），但卻省距離（可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離）。
3.等臂杠桿：動(dòng)力臂l1=阻力臂l2，則平衡時(shí)F1=F2，這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費(fèi)力，既不省距離也不費(fèi)距離。
既省力又省距離的杠桿是不存在的。
【典例】（2017·衢州市衢江區(qū)模擬）如圖所示是我們常用的竹筷，下列關(guān)于筷子的“自述”中，錯(cuò)誤的是（?）。
A.將我放在水里漂浮，是因?yàn)槲沂艿降母×Υ笥谖沂艿降闹亓Γ?br/>B.當(dāng)人們?cè)诓妥郎鲜褂梦視r(shí)，我就成了費(fèi)力杠桿；
C.當(dāng)我從桌面掉到地面的過程中，我的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
D.將我放在水里看到我“斷”了，是因?yàn)楣獾恼凵洮F(xiàn)象
【答案】A。
【解析】A、筷子在水里漂浮，筷子受到的浮力等于其受到的重力，故A錯(cuò)誤。
B、當(dāng)人們?cè)诓妥郎鲜褂每曜訒r(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，動(dòng)力大于阻力，所以筷子是費(fèi)力杠桿，故B正確。
C、筷子從桌面掉到地面的過程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢(shì)能減小；同時(shí)筷子的速度增大，動(dòng)能增大，所以筷子的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故C正確。
D、從水中筷子上反射的光從水中斜射入空氣中時(shí)，發(fā)生折射，折射光線遠(yuǎn)離法線，當(dāng)人逆著折射光線的方向看時(shí)，看到的是筷子的虛像，比實(shí)際位置偏高，所以感覺折斷了，故D正確。
故選A。
考點(diǎn)二：滑輪
周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。
1.定滑輪：工作時(shí)，中間的軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪。實(shí)質(zhì)上是個(gè)等臂杠桿。不省力，但可改變力的方向。
2.動(dòng)滑輪：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿。特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的方向。動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的2倍。
3.滑輪組：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。特點(diǎn)：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即（條件：不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）。注意：如果不忽略動(dòng)滑輪的重量則：。動(dòng)力移動(dòng)的距離S和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍，即S=nh（n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)）。
【典例】（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)試卷一）如圖所示，物體A在水平桌面上，繩重及摩擦不計(jì)，動(dòng)滑輪重力為2N。當(dāng)B物體重力為8N時(shí)，它恰好能勻速下降。
（1）以上裝置中屬于動(dòng)滑輪的是________（填字母）。
（2）若用一個(gè)水平向左的力F拉物體A，使其向左勻速運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)力F大小應(yīng)為__ __N。
【答案】（1）M；（2）10。
【解析】（1）軸的位置隨被拉物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪稱為動(dòng)滑輪，利用圖示的滑輪提升重物可以省一半的力；（2）先根據(jù)題中信息“動(dòng)滑輪重力為2N。當(dāng)B物體重力為8N時(shí)，它恰好能勻速下降”，計(jì)算出此時(shí)繩子的拉力，而此時(shí)的拉力即是水平桌面對(duì)A物體的滑動(dòng)摩擦力。根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的大小只與壓力大小和表面粗糙程度有關(guān)，當(dāng)用水平向左拉力F拉物體A，使其向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)物體A進(jìn)行受力分析可知，物體A在水平方向受到向左的拉力，向右的力有摩擦力和繩子的拉力，由于物體勻速運(yùn)動(dòng)所以向左的力與向右的力平衡。其中滑動(dòng)摩擦力的大小和原來向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)相同。
解答：（1）根據(jù)動(dòng)滑輪的定義可知，M是動(dòng)滑輪。
（2）根據(jù)題中信息“動(dòng)滑輪重力為2N。當(dāng)B物體重力為8N時(shí)，它恰好能勻速下降”此時(shí)物體A與B均勻速運(yùn)動(dòng)，受到的力都是平衡力，所以f=F1=(8N+2N)/2=5N。
當(dāng)用一個(gè)水平向左的力F拉物體A，使其向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體A受力平衡，對(duì)物體A進(jìn)行受力分析可知，物體A在水平方向受到向左的拉力，向右的力有摩擦力和繩子的拉力。所以F=F1+f=5N+5N=10N。
故答案為：（1）M；（2）10。
考點(diǎn)三：機(jī)械效率
機(jī)械效率計(jì)算公式：。?
滑輪組的機(jī)械效率：（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：（h為物體提升高度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）；（2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）：（f為摩擦力，l為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）；3.斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長(zhǎng)，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)。
【典例】（2017·浙江科學(xué)經(jīng)典模擬）如圖是某商場(chǎng)的自動(dòng)扶梯。扶梯的部分幾何尺寸如圖所示，質(zhì)量為50kg的小華站在該扶梯上從商場(chǎng)一樓到二樓。已知扶梯以1m/s的速度勻速上行，則扶梯對(duì)他做功的功率是 W。如果站在扶梯上的人數(shù)增多，扶梯的效率將 （填“變大”、“變小”或“不變”）。
【答案】300W、變大。
【解析】（1）功是力與在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積，功率是單位時(shí)間內(nèi)力的功；（2）效率公式是：。
（1）扶梯對(duì)他做的功：W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×3m=1500J；
由勾股定律可得扶梯的長(zhǎng)度s=5m，從一樓到二樓的時(shí)間：t===5s；
扶梯對(duì)他做功的功率：P===300W。
（2）站在扶梯上的人數(shù)增多說明有用功增加，在額外功不變時(shí)，根據(jù)公式機(jī)械效率會(huì)變大。
故答案為：300、變大。
考點(diǎn)四：功
1.一個(gè)力作用在物體上，使物體在力的方向上通過一段距離，這個(gè)力就對(duì)物體做了功。
2.功的兩個(gè)必要條件：① 有力作用在物體上；② 物體在力的方向上通過了距離。功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：。
3.功的單位：國(guó)際單位制中，功的單位是：焦耳，符號(hào)是J，1J= 1N·m 。
【典例】（2017·浙江經(jīng)典模擬）將你的文具盒或直尺的一端抬起形成一個(gè)斜面，把你的橡皮放在斜面的頂端如圖所示，改變斜面的傾角，由靜止釋放后的橡皮沿斜面下滑，對(duì)應(yīng)橡皮的下滑過程，下列說法正確的是（ ）。
A．橡皮所受支持力做了功； B．橡皮的機(jī)械能增加了；
C．橡皮所受的重力做了功； D．橡皮的動(dòng)能不變
【答案】C。
【解析】A、因?yàn)闆]有在支持力方向上移動(dòng)距離，所以橡皮所受支持力沒有做功，故A錯(cuò)誤。
B、運(yùn)動(dòng)中需要克服摩擦力做功，所以過程中機(jī)械能減小了，故B錯(cuò)誤。
C、重力始終作用在橡皮上，并且在重力方向上移動(dòng)了一段距離，符合做功條件，故重力做功了，故C正確。
D、橡皮質(zhì)量不變，速度增大，動(dòng)能增大，故D錯(cuò)誤。
故選C。
考點(diǎn)五：功率
1.單位時(shí)間里完成的功；或說成單位時(shí)間內(nèi)力作做的功。
2.功率的物理意義：功率是表示力做功快慢的物理量；即單位時(shí)間內(nèi)完成的功。
3.公式：。
4.單位：在國(guó)際單位制中，功率單位是瓦特，符號(hào)是 W 。常用單位還有千瓦（kW）、馬力。
換算關(guān)系：。
5.功率公式的解釋：（1）物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積，即。【來源：21cnj*y.co*m】
【典例】（2017·浙江省備考模擬二）高壓起重氣墊是一種適合于地震救災(zāi)的起重工具。它由如圖甲所示的高壓氣瓶、氣管、閥門與氣墊連接而成。起重時(shí)，氣墊放入重物與地面的間隙之間，由高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣、氣墊在短時(shí)間內(nèi)可把重物舉起一定高度。
（1）如果高壓起重氣墊在5s內(nèi)可將105N的物體舉高0.1m，則其功率為多少W？
（2）圖乙中，質(zhì)地均勻的長(zhǎng)方體石板長(zhǎng)為2m，重為6×104N。當(dāng)氣墊內(nèi)最高氣壓比外界高106Pa時(shí)，石板恰好被頂起，此時(shí)氣墊和石板的接觸面是邊長(zhǎng)為20cm的正方形。
①請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出氣墊恰好頂起石板時(shí)的阻力臂L2；
②氣墊恰好頂起石板時(shí)，氣墊的中心至少離石板右端的支點(diǎn)O多遠(yuǎn)？
【答案】（1）2000W；（2）①如圖；②1.5m。
【解析】（1）求解做功的功率可以利用公式進(jìn)行求解計(jì)算；（2）①阻力臂是指支點(diǎn)到阻力作用線的距離；②已知?jiǎng)恿妥枇Γ山Y(jié)合杠桿平衡條件公式F1l1=F2l2求解動(dòng)力臂的大小。
解答：（1）高壓起重氣墊做功：W=Gh=105N×0.1m=10000J；
功率為： 。
（2）①由定義可知阻力臂是指支點(diǎn)到阻力作用線的距離，氣墊剛好頂起石板時(shí)的阻力臂L2如圖所示：
②根據(jù) 可得： ，
根據(jù) ：。
易錯(cuò)點(diǎn)1：當(dāng)滑輪組水平放置時(shí)容易找錯(cuò)有用功
例一：如圖所示的滑輪組拉著重250 N的物體在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，物體受到的摩擦力為120 N，繩子末端的拉力為100 N。滑輪組的機(jī)械效率是多少？?
【錯(cuò)解】83.3%。
【析錯(cuò)】典型錯(cuò)誤直接應(yīng)用公式進(jìn)行求解，
即：造成錯(cuò)誤。?
【糾錯(cuò)】主要是不理解當(dāng)滑輪組水平放置時(shí)，有用功不是W=Gh,而是W=TS=fS，其中T=f。當(dāng)滑輪組水平放置時(shí)，求解機(jī)械效率時(shí)，公式應(yīng)該用：
公式中f是物體所受摩擦力大小；F是拉力，n為承擔(dān)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)，T是作用在物體上的繩子的拉力，S是物體移動(dòng)的距離。?
正確答案。
★名師指津：當(dāng)滑輪組水平放置時(shí)，一定注意：有用功W有=fS物，滑輪組的機(jī)械效率；其中f是物體受到的摩擦力。
易錯(cuò)點(diǎn)2：物體重力發(fā)生變化時(shí)直接應(yīng)用公式計(jì)算
例二：小明用如圖所示的滑輪組將一個(gè)重為120N的物體勻速提升2m，所用的拉力為50N，此時(shí)拉力所做的功為W，滑輪組的機(jī)械效率為η。若仍用該滑輪組提升一個(gè)重為170 N的物體，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為η。則W、η1、η2分別是（不計(jì)繩重和摩擦）（ ）。
A. 240 J，80％，85％? B. 300 J，80％，85％?
C. 300 J，80％，80％? D. 240 J，75％，80％?
【錯(cuò)解】C。
【析錯(cuò)】錯(cuò)因分析：第二次計(jì)算機(jī)械效率時(shí)，仍將第一次的機(jī)械效率直接代入，造成選錯(cuò)答案C。?
【糾錯(cuò)】從圖中可看出拉力移動(dòng)的距離為S=nh=3×2 m=6 m；所以拉力做的功為：W=FS=50 N×6m=300J；21·世紀(jì)*教育網(wǎng)
機(jī)械效率為：
拉力F表達(dá)式是F=（G物+G輪），所以有G輪=3F-G物=30 N，
則當(dāng)勻速提起G=170N的物體時(shí)，每股繩子的拉力是F=（G物+G輪）/3=（170 N+30 N）/3=200/3N，
所以此時(shí)的機(jī)械效率為:。
正確答案B。
★名師指津：歸納拓展本題中第二步計(jì)算時(shí)，不能將第一次的機(jī)械效率80％直接代入求解。此時(shí)拉力隨物體重量的變化發(fā)生了變化，即提起物體重量不同，機(jī)械效率不同。當(dāng)提起170 N的物體時(shí)，機(jī)械效率變成了85％。
易錯(cuò)點(diǎn)3：力臂是力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的垂直距離
例三：如圖所示，在均勻杠桿的A處掛3個(gè)鉤碼，B處掛2個(gè)鉤碼，杠桿恰好在水平位置平衡，已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為50g，若在A，B兩處各加1個(gè)鉤碼，那么杠桿（　）。
A．右邊向下傾斜； B．左邊向下傾斜；
C．仍保持水平位置平衡；D．無法確定杠桿是否平衡
【錯(cuò)解】C。
【析錯(cuò)】大家可能認(rèn)為，原來杠桿處于平衡狀態(tài)，如果兩邊同時(shí)添加一個(gè)鉤碼，杠桿必然還處于平衡狀態(tài)。這是學(xué)生在解答杠桿問題時(shí)常見錯(cuò)誤。
【析錯(cuò)】（1）杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1×L1=F2×L2；（2）在A、B兩處再各加掛一個(gè)50g的鉤碼后，分析兩邊的力和力臂的乘積是否還相等，據(jù)此判斷杠桿是否還平衡。
（1）如圖所示，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g，重力為G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，杠桿上每小格的長(zhǎng)度假設(shè)為1cm，則FA=0.5N×2=1N，LA=1cm×2=2cm，F(xiàn)B=0.5N，LB=1cm×4=4cm；
所以FA×LA=FB×LB；
（2）在A、B兩處再各加掛一個(gè)50g的鉤碼后，F(xiàn)A′=0.5N×3=1.5N，F(xiàn)B′=0.5N×2=1N，LA和LB的長(zhǎng)度都不變，則FA′×LA=1.5N×2cm=3N?cm，F(xiàn)B′×LB=1N×4cm=4N?cm
因?yàn)镕A′×LA＜FB′×LB
所以杠桿右邊下傾。故正確答案選A。
★名師指津：杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1×L1=F2×L2；杠桿是否平衡不僅和兩側(cè)物體有關(guān)，還和支點(diǎn)位置有關(guān)。
一、選擇題
1.（2016?杭州）在臺(tái)球比賽中，選手推動(dòng)球桿撞擊白球，白球發(fā)生運(yùn)動(dòng)后碰撞其它球，以下說法正確的是（? ）。
A.在水平桌面滾動(dòng)的球受到了重力，重力對(duì)它做了功；
B.手推動(dòng)球桿前進(jìn)時(shí)，手對(duì)球桿做了功；
C.桌面對(duì)球的支持力做了功；
D.白球撞擊黑球后沒有靜止，是因?yàn)槿说氖诌€在對(duì)白球做功
2.（2016?寧波）如圖，用5N的力F向下拉繩子，使物體在6s內(nèi)勻速上升0.3m。這一過程中（? ）。21*cnjy*com
A.物體上升速度為0.1m/s B.拉力所做的功為1.5J
C.拉力做功的功率為0.5W D.物體的機(jī)械能守恒
3.（2016?紹興）下列杠桿平衡的是（桿重和摩擦均不計(jì)）（? ）。
A
B
C
D
（2017?嘉興）如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列有關(guān)說法正確的是（ ）。
A.刀刃很薄可以增大壓力； B.鍘刀實(shí)質(zhì)上是一種費(fèi)力杠桿；
C.甘蔗放在a點(diǎn)比b點(diǎn)更易被切斷；D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
5.（2017·寧波）如圖所示，用同一個(gè)動(dòng)滑輪先后提升同一物體，使物體以相同速度勻速上升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙，拉力做功的功率分別是Ｐ甲和P乙。若不計(jì)摩擦、動(dòng)油輪重和繩重，則F甲與F乙、Ｐ甲與P乙之間的大小關(guān)系是（　）。
A．F甲F乙 Ｐ甲>P乙；
C．F甲>F乙 Ｐ甲=P乙； D．F甲6.（2017?紹興）如圖甲是制作面團(tuán)的情景，把竹竿的一端固定在繩扣中，人騎在另一端施加一個(gè)向下的大小為F的力，面團(tuán)被不斷擠壓后變得更有韌性，圖乙為壓面團(tuán)原理圖。關(guān)于壓面團(tuán)過程的敘述正確的是（?）。
A.面團(tuán)對(duì)桿的作用力方向向下；
B.面團(tuán)對(duì)桿的作用力大小等于F
C.面團(tuán)被壓扁說明力能使物體發(fā)生形變；
D.A點(diǎn)向下移動(dòng)的距離小于B點(diǎn)向下移動(dòng)的距離
7.（2017·臺(tái)州）小柯用圖中提升重為400牛的物體，不計(jì)摩擦和滑輪自重，下列說法正確的是（? ）。
A、兩個(gè)滑輪均為定滑輪；
B、人將繩子拉過1米，物體也上升1米；
C、物體勻速上升時(shí)，人對(duì)繩子的拉力為200牛；
D、使用該裝置不能省力，但能改變力的方向
8.（2017?溫州）小明在按壓式訂書機(jī)的N點(diǎn)施加壓力，將訂書針釘入M點(diǎn)下方的紙張中，能正確表示他使用該訂書機(jī)時(shí)的杠桿示意圖是（? ）。
題圖
A
B
C
D
二、填空題
9.（2017?紹興）如圖為四旋翼無人機(jī)，質(zhì)量為1.2千克，下方懸掛著一個(gè)質(zhì)量為0.1千克的攝像機(jī)。在10秒內(nèi)無人機(jī)從地面豎直上升了20米，然后邊攝像邊斜向上飛行了30秒，儀表盤上顯示離地高度為36米。無人機(jī)前10秒對(duì)攝像機(jī)做功________焦，整個(gè)過程中，無人機(jī)對(duì)攝像機(jī)做功的功率為________瓦。
10.（2017·衢州）如圖為小柯制作的“杠桿力臂演示儀”，杠桿AOB可繞O點(diǎn)（螺母）轉(zhuǎn)動(dòng)，OA=0.2m，OB=0.1m，G1=2N，杠桿自身重力和摩擦不計(jì)，固定裝置未畫出。
（1）當(dāng)杠桿處于甲圖所示水平位置平衡時(shí)，G2的重力為　 　N。
（2）松開螺母保持OA不動(dòng)，使OB向下折一個(gè)角度后，再擰緊螺母形成一根可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿AOB′（B′點(diǎn)對(duì)應(yīng)B點(diǎn)），保持G1位置不變，要使杠桿在圖乙位置保持平衡，則G2應(yīng)該移動(dòng)到　 　。
A．B′點(diǎn)處 B．①點(diǎn)處 C．②點(diǎn)處 D．③點(diǎn)處
11.（2017?金華）在對(duì)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)做檢修時(shí)需要引擎蓋抬起，抬起過程應(yīng)用了杠桿原理。圖2為引擎蓋的受力分析模式圖：引擎蓋可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，A為引擎蓋重心位置。由圖2可知，該杠桿屬于______杠桿。在引擎蓋抬起過程中，重力G的力臂逐漸_______。
12.（2016?舟山）如圖甲為塔式起重機(jī)簡(jiǎn)易示意圖，塔式起重機(jī)主要用于房屋建筑中材料的輸送及建筑構(gòu)件的安裝。（動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦均不計(jì)，g取10牛/千克）

（1）為保持平衡，起重臂的長(zhǎng)度越長(zhǎng)的塔式起重機(jī)，配備的平衡重的質(zhì)量應(yīng)越______。
（2）圖乙為起重機(jī)鋼絲繩穿繩簡(jiǎn)化示意圖，滑輪a的作用是________。若鋼絲繩能承受的最大拉力為3×104牛，則能吊起貨物的質(zhì)量不能超過________千克？
（3）若將重為1.2×104牛的貨物由地面沿豎直方向勻速提升30米，再沿水平方向移動(dòng)20米，則此過程中克服貨物重力做功多少焦？
（4）若該起升電動(dòng)機(jī)的效率為90%，將重為1.2×104牛的貨物提升到30米的高度，用時(shí)50秒，則該起升電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是多少瓦？
13.（2016·麗水）在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：（1）安裝好杠桿，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；把鉤碼掛在杠桿A點(diǎn)如圖甲，為方便直接從杠桿上讀出力臂，應(yīng)在B點(diǎn)沿著　 　的方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿在水平位置平衡。
（2）如圖乙，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡，測(cè)力計(jì)示數(shù)將　 　。
三、計(jì)算題
14.（2017?麗水）“汽車共享”在麗水市推出來受到市民的青睞，它屬于公共交通的補(bǔ)充，可以滿足人們自駕出行的需求。如圖是我市一款按租用時(shí)間收費(fèi)的電動(dòng)共享汽車。五一期間，小科一家租用該款電動(dòng)共享汽車去旅游，從租車點(diǎn)一路不停行駛105千米到達(dá)目的地，若全程的速度為70千米/時(shí)。回答下列問題：
(1)推廣電動(dòng)共享汽車的好處有________（答出一點(diǎn)即可）；
(2)租用該電動(dòng)汽車價(jià)格為0.5元/分鐘，小科一家從租車點(diǎn)到目的地租車費(fèi)用為 元；
(3)該電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為30千瓦，若汽車以額定功率在水平路面勻速直線行駛時(shí)，受到的摩擦力恒為1200牛，汽車的速度為多少？
15.（2017?金華）2017年5月5日，大飛機(jī)C919首飛任務(wù)的完成，標(biāo)志著我國(guó)航空工業(yè)向前邁進(jìn)一大步。C919主要性能參數(shù)如表所示：
中國(guó)商飛C919
最大載重
77.3噸
巡航速度
0.78-0.8馬赫（相當(dāng)于954km/h到980km/h）
巡航高度
12100米
最長(zhǎng)航程
5555公里
最多座椅數(shù)
190個(gè)
請(qǐng)回答下列問題：
(1)上海到廣州的空中距離大概是1470km。若全程以最大巡航速度勻速飛行，則C919從上海到廣州大約需要多長(zhǎng)時(shí)間？
(2)當(dāng)C919發(fā)動(dòng)機(jī)總推力達(dá)到2×105N，飛行速度達(dá)到954km/h時(shí)，C919發(fā)動(dòng)機(jī)的總輸出功率是多少？
(3)當(dāng)C919以最大載重停在機(jī)場(chǎng)時(shí)，輪胎與地面的總接觸面積大約為0.1m2，則C919對(duì)地面的壓強(qiáng)約多少？
16.（2016?紹興）重15000牛的小汽車受到發(fā)動(dòng)機(jī)800牛的牽引力作用，在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其路程隨時(shí)間變化如圖所示．求：
①小汽車速度；
②10秒內(nèi)重力對(duì)小汽車做的功；
③10秒內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)小汽車做的功和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。
17.（2017?麗水）2016年浙江最大抽水蓄能電站在縉云開建。其工作原理如圖所示。用電低谷時(shí)（如深夜），電站利用電網(wǎng)多余電能把水從下水庫抽到上水庫中儲(chǔ)存起來；用電高峰時(shí)，再利用上水庫中的水發(fā)電。
(1)蓄能時(shí)，水被抽到上水庫中，電能轉(zhuǎn)化為水的________；
(2)發(fā)電時(shí)，若該電站上水庫可用于發(fā)電的庫容量為7.86×106米3，上下水庫平均水位差637米。上水庫中可用于發(fā)電的水流到下水庫，水的重力做功為________焦。
一、選擇題
1.（2017·紹興模擬）如圖所示，足夠長(zhǎng)的杠桿上放著質(zhì)量不相等(m1＞m2)的兩個(gè)球，杠桿在水平位置平衡，若兩球以相同速度同時(shí)向遠(yuǎn)離支點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間，則杠桿 (? )。21·cn·jy·com
A.仍平衡 B.大球那端下沉 C.小球那端下沉 D.無法確定
2.（2017·浙江省科學(xué)備考模擬）如圖是某種汽車質(zhì)量測(cè)試儀（俗稱地磅）的工作原理圖，電源電壓保持不變，壓力傳感器的電阻會(huì)隨著受到的壓力的增加而減小，汽車開上踏板，質(zhì)量顯示表的指針就會(huì)顯示出待測(cè)汽車的質(zhì)量。下列關(guān)于測(cè)試儀的說法正確的是（?）。
A.作用在B點(diǎn)的力為動(dòng)力，圖中的ABO是一個(gè)省力杠桿；
B.質(zhì)量顯示表是用電壓表改裝而成的；
C.質(zhì)量顯示表表盤上的刻度值越往右越小；
D.汽車質(zhì)量越大，電路消耗的總功率越大
3.（2018·浙江中考科學(xué)全預(yù)卷）如圖所示裝置，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉住物體B，此時(shí)物體B保持靜止。（1）若用豎直向下大小為1N的力F1拉重為3N物體A時(shí)，物體B以0.3m/s的速度水平勻速向右運(yùn)動(dòng)；（2）若只用水平向左的拉力F2拉物體B時(shí)，物體A以0.6m/s的速度勻速上升，不計(jì)滑輪重、繩重和輪軸摩擦，則下列判斷正確的是（?）。
A.物體B受到的滑動(dòng)摩擦力大小為9N，F(xiàn)2=18N；
B.當(dāng)物體B向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F1的功率為0.6W；
C.當(dāng)水平向左拉物體B時(shí)，拉力F2功率為4.8W；
D.（1）、（2）中物體A受繩的拉力功率比為2：1
4.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)卷三）如圖所示為質(zhì)量不計(jì)的杠桿，在左邊用細(xì)線掛一個(gè)小球，為使杠桿保持在水平位置平衡，F(xiàn)1~F6為作用于不同位置時(shí)的拉力是（?）。
A.拉力為F1時(shí)屬于省力杠桿，F(xiàn)2時(shí)為等臂杠桿；
B.若使小球升高相同的距離，則F5比F2會(huì)向下移動(dòng)更少距離；
C.最大拉力為F3，最小拉力為F5，而F2＝F4＝F6；
D.若從F4緩慢轉(zhuǎn)至F5再轉(zhuǎn)至F6（不改變力的作用點(diǎn)），則力F先變大后變小
5.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)卷六）如圖所示的兩個(gè)滑輪，用來提升同一重物并使之勻速上升，不計(jì)輪繩間摩擦及輪重，則下列拉力大小關(guān)系正確的是（? ）。
A.F1=F2 ，F(xiàn)3=F4? B.F1=F2，F(xiàn)3F2，F(xiàn)3>F4
二、填空題
6.（2017·義烏科學(xué)模擬二）安全閥常作為超壓保護(hù)裝置。如圖是利用杠桿原理設(shè)計(jì)的鍋爐安全閥示意圖，閥的橫截面積S為6㎝2 ，OA∶AB=1∶2，若鍋爐能承受的最大壓強(qiáng)為5.81×105帕，大氣壓強(qiáng)1.01×105帕，則在B處應(yīng)掛________牛的重物。若鍋爐承受的最大壓強(qiáng)減小，為保證鍋爐安全，應(yīng)將重物向_______?(選填“左”或“右”）移動(dòng)。
7.（2017·義烏科學(xué)模擬二）如圖所示，在水平拉力F的作用下重100N的物體A，沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧秤B的示數(shù)為10N，則拉力F的大小為_______N，物體A與水平桌面的摩擦力大小為______N。
8.（2017·浙江科學(xué)備考模擬一）某人在動(dòng)物園內(nèi)，用彈簧測(cè)力計(jì)稱出了一頭大象的重力，在稱象過程巾，他用到吊車、鐵籠和一根很長(zhǎng)的槽鋼等輔助工具，操作步驟如下：
a．如圖甲所示，將鐵籠系于槽鋼上的B點(diǎn)，當(dāng)?shù)踯嚨蹉^在槽鋼上的懸吊點(diǎn)移至0點(diǎn)時(shí)，槽鋼在水平位置平衡。
b．將大象引入鐵籠，保持吊鉤懸吊點(diǎn)O點(diǎn)和鐵籠懸掛點(diǎn)B點(diǎn)的位置不變．用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次茌水平位置平衡，如圖乙所示。測(cè)得OB=6cm，OA=9m，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為200N。根據(jù)上述數(shù)據(jù)測(cè)出了大象的重力。
（1）大象的重力為________N。
（2）設(shè)計(jì)步驟a的目的是________。
9.（2017·浙江科學(xué)備考模擬二）小明和小杰握住兩根較光滑的木棍，小華將繩子的一端系在其中一根木棍上，然后如圖所示依次將繩子繞過兩根木棍，小明和小杰相距一定的距離握緊木棍站穩(wěn)后，小華在圖A處拉繩子的另一端，用很小的力便能拉動(dòng)他們。
（1）兩根木棍和繩子組成的機(jī)械相當(dāng)于________。
（2）若小華所用的拉力為20N，則小明受到的拉力為________N。（摩擦忽略不計(jì)）
10.（2017·浙江科學(xué)備考模擬四）如圖所示，一塊既長(zhǎng)又厚的均勻木塊A，左上角有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸O與墻連接，其下方擱有一小木塊B，B與A之間存在摩擦，其余摩擦不計(jì)。B從A的左端勻速拉到右端的過程中，水平拉力的大小________(選填“變大”、“變小”或“不變”)；若上述過程中，拉力做功為W1，再將B從A的右端勻速拉到左端的過程中，水平拉力做功為W2，則W1________W2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
11.（2017·浙江科學(xué)考前沖刺二）如圖所示，一根輕質(zhì)杠桿的C端掛了一個(gè)質(zhì)量為20kg的重物。在杠桿的B位置處，用一繩系在天花板上，繩與杠桿的夾角為30°，在A端放一個(gè)質(zhì)量為40kg物體，其中OC、OB和BA的長(zhǎng)度分別為0.5m、0.2m和0.6m，此時(shí)杠桿保持水平靜止。用F=10N的水平拉力使物體向左勻速滑動(dòng)。
（1）當(dāng)物體未運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩所承受的拉力為________。
（2）物體運(yùn)動(dòng)通過距離______m時(shí)，細(xì)繩的拉力恰好為零；此時(shí)力F所做的功______J。
12.（2017·浙江科學(xué)考前沖刺三）如圖所示，用固定在墻上的三角支架ABC放置空調(diào)室外機(jī)。如果A處螺釘松脫，則支架會(huì)繞C點(diǎn)翻轉(zhuǎn)，以C為支點(diǎn)，ABC是一個(gè)杠桿。AB長(zhǎng)40cm，AC長(zhǎng)30cm，室外機(jī)的重力為300N，處在AB中點(diǎn)處，則A處螺釘?shù)乃嚼開_______N（支架重力不計(jì)）。為了安全，室外機(jī)位置應(yīng)________（選“靠近”或“遠(yuǎn)離”）墻壁。21教育網(wǎng)
13.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)二）如圖所示為小召同學(xué)做俯臥撐時(shí)的示意圖。已知小召同學(xué)體重60kg，1min鐘內(nèi)做了45個(gè)，每做一次肩膀升高40cm，人身體可視為杠桿，O點(diǎn)為支點(diǎn)，E點(diǎn)為重心，OA=1m，AB=0.5m。試分析計(jì)算回答：
（1）試判斷：做俯臥撐時(shí)人所屬的杠桿類型為________。
（2）手對(duì)地面的壓力為多少牛?
（3）若每個(gè)手掌的面積是0.02m2，求雙手對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少Pa?
（4）小召此次做俯臥撐的功率為多少?
14.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)三）小紅、小明、小剛?cè)煌瑢W(xué)分別做“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)如圖所示，其中小紅、小明實(shí)驗(yàn)時(shí)以杠桿中點(diǎn)為支點(diǎn)，思考并回答下列問題：
（1）小紅同學(xué)完成如圖所示實(shí)驗(yàn)后并記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)這一次實(shí)驗(yàn)，小紅立即分析得出杠桿的平衡條件，她的不足之處有________（至少寫兩點(diǎn)）。
（2）小明同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：第一種是用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直向下拉，其讀數(shù)為F1；第二種是用彈簧測(cè)力計(jì)斜向下拉，其讀數(shù)為F2 ， 請(qǐng)幫助小明判斷兩種方案的合理性和F1、F2正確的大小關(guān)系是?????? （選填）。
A. 第一種合理，F(xiàn)1F2
C.第二種合理，F(xiàn)1F2
（3）小剛同學(xué)用圖丙裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時(shí)，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，得出的杠桿平衡條件并不成立，他的操作錯(cuò)誤在于沒有選擇________。
三、計(jì)算題
15.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)八）利用如圖所示的滑輪組，用F=800N的力拉繩子自由端，貨物A重3000N，A以0.6m/s的速度勻速直線運(yùn)動(dòng)10s，整個(gè)過程中，滑輪組的機(jī)械效率為75%，求：
（1）貨物A在10s內(nèi)移動(dòng)的距離。
（2）該過程中拉力F的功率。
（3）水平地面對(duì)貨物A的摩擦力大小。
16.（2017·湖州七校聯(lián)考）為提高車輛通行質(zhì)量，福州交警在市區(qū)一些道路某些時(shí)段推出“綠波通行”，即車輛在綠波路段以50km/h～55km/h范圍內(nèi)行駛，一路綠燈。在綠波時(shí)段，質(zhì)量是1.2×103kg的汽車，經(jīng)過綠波路段上相距2.7×103m的兩個(gè)路口，用時(shí)180s，問：
（1）汽車行駛的平均速度是多少？是否“綠波通行”？
（2）若汽車在這段距離內(nèi)行駛的牽引力保持3000N不變，則汽車的輸出功率是多少？
（3）若輪胎與地面接觸的總面積是0.6m2，汽車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？（g取10N/kg）
17.（2017·紹興模擬）如圖所示的叉車是工業(yè)搬運(yùn)車輛，是指對(duì)成件托盤貨物進(jìn)行裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸作業(yè)的各種輪式搬運(yùn)車輛．某品牌叉車的相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。
自重
4300kg
最大行駛速度
20km/h
行走方式
內(nèi)燃式叉車
額定起重量
2000kg
起升高度
3000mm
額定功率
63kW
某次裝貨過程中，該叉車載著2000kg貨物以最大行駛速度水平行駛將貨物送往1km貨車處，然后將2000kg貨物舉高2m。叉車水平行駛過程中受到阻力為總重的0．03倍。求：【版權(quán)所有：21教育】
（1）叉車行駛1km克服摩擦力做的功。
（2）將貨物舉起時(shí)對(duì)貨物做的功。
（3）若在整個(gè)過程中消耗汽油0.5L，計(jì)算叉車的效率。(計(jì)算結(jié)果保留到0.1%）(q汽油=4．6×107J/kg，ρ汽油=0．72×103kg/m3）
四、實(shí)驗(yàn)探究題
18.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)卷四）小柯同學(xué)進(jìn)行“探究杠桿的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示。每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m，O為支點(diǎn)。
（1）他將2只鉤碼懸掛在B點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力為F1 ， 測(cè)得A、B兩點(diǎn)上升的高度分別為h1、h2，則此次杠桿的機(jī)械效率為η=________（用物理量的符號(hào)表示）。
（2）他將2只鉤碼懸掛在C點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使C點(diǎn)上升高度為h2，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將________（填“>”、“=”或“<”）F1。
（3）他將3只鉤碼懸掛在C點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使C點(diǎn)上升高度仍為h2，則第3次杠桿的機(jī)械效率與前兩次相比________（填“最大”、“最小或“相等”）。
第五講 簡(jiǎn)單機(jī)械和功
一、杠桿
①指認(rèn)杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂(a)；②繪制杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂圖示(b)；③概述杠桿的平衡條件（b）；④應(yīng)用杠桿平衡條件解決簡(jiǎn)單的問題（c）；⑤舉例說出人體中的杠桿（a）。
二、滑輪
①辨認(rèn)定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組（a）；②知道定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)（a）；③知道滑輪組的特點(diǎn)（限于兩個(gè)滑輪的滑輪組）（a）；④使用滑輪組（限于兩個(gè)滑輪的滑輪組）解決簡(jiǎn)單的問題（b）。
三、功
①理解功的概念（b）；②知道功的單位（a）；③運(yùn)用功的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算（c）；④解釋做功伴隨能的轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移）（b）。
四、功率
①說明功率的概念（b）；②知道功率的單位（a）；③應(yīng)用功率公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算（c）； ④從能的轉(zhuǎn)化來說明功率（b）。
一、杠桿
1.什么是杠桿：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就叫杠桿。
（1）“硬棒”泛指有一定長(zhǎng)度的，在外力作用下不變形的物體。
（2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。如圖（1）所示。
2.杠桿的七要素（如圖（2）所示）
（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì)固定；www.21-cn-jy.com
（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫動(dòng)力，用“F1”表示；
（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力，用“F2”表示；
（4）動(dòng)力作用點(diǎn)：動(dòng)力在杠桿上的作用點(diǎn)；
（5）阻力作用點(diǎn)：阻力在杠桿上的作用點(diǎn)；
（6）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離，用“”表示；
（7）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離，用“”表示。
圖（1）杠桿
圖（2）杠桿的七要素
注意：無論動(dòng)力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力。
力臂是點(diǎn)到線的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。力的作用線通過支點(diǎn)的，其力臂為零，對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。
3.杠桿示意圖的畫法（如圖（3）所示）：（1）根據(jù)題意先確定支點(diǎn)O；
（2）確定動(dòng)力和阻力并用虛線將其作用線延長(zhǎng)；
（3）從支點(diǎn)向力的作用線畫垂線，并用l1和l2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂；
第一步：先確定支點(diǎn)，即杠桿繞著某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用字母“O”表示。
第二步：確定動(dòng)力和阻力。人的愿望是將石頭翹起，則人應(yīng)向下用力，畫出此力即為動(dòng)力用“F1”表示。這個(gè)力F1作用效果是使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。而阻力的作用效果恰好與動(dòng)力作用效果相反，在阻力的作用下杠桿應(yīng)朝著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則阻力是石頭施加給杠桿的，方向向下,用“F2”表示如圖乙所示。
第三步：畫出動(dòng)力臂和阻力臂，將力的作用線正向或反向延長(zhǎng)，由支點(diǎn)向力的作用線作垂線，并標(biāo)明相應(yīng)的“l(fā)1”“l(fā)2”， “l(fā)1”“l(fā)2”分別表示動(dòng)力臂和阻力臂，如圖丙所示。
甲
乙
丙
圖（3）杠桿的示意圖
4.杠桿的平衡條件
（1）杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí)，我們就說杠桿平衡了。
（2）杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)
圖（4）
圖（5）
1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。如圖（5）所示，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實(shí)物大小了，而圖（4）杠桿在傾斜位置平衡，讀力臂的數(shù)值就沒有圖（5）方便。由此，只有杠桿在水平位置平衡時(shí)，我們才能夠直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小，因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。
2）在實(shí)驗(yàn)過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母，就會(huì)破壞原有的平衡。
（3）杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。
5.杠桿的應(yīng)用
（1）省力杠桿：動(dòng)力臂l1＞阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＜F2，這種杠桿使用時(shí)可省力（即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力），但卻費(fèi)了距離（即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動(dòng)的距離大）。
（2）費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂l1＜阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＞F2，這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力（動(dòng)力大于阻力），但卻省距離（可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離）。【來源：21cnj*y.co*m】
（3）等臂杠桿：動(dòng)力臂l1=阻力臂l2，則平衡時(shí)F1=F2，這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費(fèi)力，即不省距離也不費(fèi)距離。
既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的。
二、滑輪
1、滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。如圖（6）所示。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。
根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動(dòng)滑輪。
圖（6）滑輪
圖（7）定滑輪
圖（8）等臂杠桿
圖（9）h=S
2.定滑輪
（1）定義：工作時(shí)，中間的軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪。如圖（7）所示。
（2）實(shí)質(zhì)：是個(gè)等臂杠桿。（如圖（8）所示）。
軸心O點(diǎn)固定不動(dòng)為支點(diǎn)，其動(dòng)力臂和阻力臂都等于圓的半徑r，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，因?yàn)橹匚飫蛩偕仙龝r(shí)不省力。
（3）特點(diǎn)：不省力，但可改變力的方向。
所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力（圖中（8）中F1方向向下）能得到一個(gè)與該力方向不同的力（圖中得到使重物G上升的力）。
（4）動(dòng)力移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離相等。（如圖（9）所示）
對(duì)于定滑輪來說，無論朝哪個(gè)方向用力，定滑輪都是一個(gè)等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重力G。（不計(jì)繩重和摩擦）21*cnjy*com
3.動(dòng)滑輪
（1）定義：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。（如圖（10）所示）
圖（10）動(dòng)滑輪
圖（11）動(dòng)力臂是阻力臂2倍
圖（12）
（2）實(shí)質(zhì)：是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿。如圖（11）所示，圖中O可看作是一個(gè)能運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)，其動(dòng)力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，即F1·2r=F2·r，得出，當(dāng)重物豎直勻速向上時(shí)，F(xiàn)2=G，則。
（3）特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的方向。
（4）動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的2倍，如圖（12）所示。
對(duì)于動(dòng)滑輪來說：1）動(dòng)滑輪在移動(dòng)的過程中，支點(diǎn)也在不停地移動(dòng)；2）動(dòng)滑輪省一半力的條件是：動(dòng)滑輪與重物一起勻速移動(dòng)，動(dòng)力F1的方向與并排繩子平行，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦。
4.滑輪組
（1）定義：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。
（2）特點(diǎn)：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即（條件：不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）。
注意：如果不忽略動(dòng)滑輪的重量則：。
（3）動(dòng)力移動(dòng)的距離S和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍，即S=nh。如下圖（13）所示。（n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)）
（4）繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：。
n=2，s=2h
n=3,s=3h
n=3,s=3h
n=4,s=4h
n=4,s=4h
n=5,s=5h
A
B
C
D
E
F
圖（13）滑輪組
(4)滑輪組的組裝：1）根據(jù)的關(guān)系，求出動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)n；2）確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)；3）根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個(gè)數(shù)。確定定滑輪個(gè)數(shù)的原則是：一個(gè)動(dòng)滑輪應(yīng)配置一個(gè)定滑輪，當(dāng)動(dòng)滑輪上為偶數(shù)段繩子時(shí)，可減少一個(gè)定滑輪，但若要求改變力的作用方向時(shí)，則應(yīng)在增加一個(gè)定滑輪。在確定了動(dòng)、定滑輪個(gè)數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇拴動(dòng)、偶拴定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞滑輪。2·1·c·n·j·y
三、機(jī)械效率 ?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
15.機(jī)械效率計(jì)算公式：。?
16.滑輪組的機(jī)械效率：（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：（h為物體提升高度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）；（2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）：（f為摩擦力，l為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）；3.斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長(zhǎng)，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)。
四、功
1.功的定義：一個(gè)力作用在物體上，使物體在 力的方向上通過一段 距離 ，這個(gè)力就對(duì)物體做了功。
2.功的兩個(gè)必要條件：① 有力作用在物體上；② 物體在力的方向上通過了距離。
3.不做功的三種情況：有力無距離（如圖（1）靜止在桌面上的茶杯，受到重力和桌面對(duì)它的支持力的作用）；有距離無力（如圖（2），小球在光滑的桌面上運(yùn)動(dòng)，小球不受力的作用力）、力和距離垂直（如圖（3）小球在光滑桌面上勻速運(yùn)動(dòng)，重力和支持力與運(yùn)動(dòng)方向垂直）。
圖（1）茶杯受到重力和支持力作用，但無運(yùn)動(dòng)
圖（2）在光滑的桌面上勻速運(yùn)動(dòng)的小球不受力的作用
圖（3）沿水桌面運(yùn)動(dòng)的小球，它受到的重力和支持力與運(yùn)動(dòng)方向垂直
4.功的公式：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：。
5.功的單位：國(guó)際單位制中，功的單位是：焦耳，符號(hào)是J，1J= 1N·m 。
6.功的公式的應(yīng)用：①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)；③功的單位“焦”（牛·米 = 焦），不是力和力臂的乘積（牛·米，力臂單位不能寫成“焦”）。
五、功率
1.定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的功；或說成：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)力作做的功。
2.功率的物理意義：功率是表示力做功快慢的物理量；即單位時(shí)間內(nèi)完成的功。
3.公式：。
4.單位：在國(guó)際單位制中，功率單位是瓦特，符號(hào)是 W 。常用單位還有千瓦（kW）、馬力。
換算關(guān)系：。
5.功率公式的解釋：（1）物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積，即。
（2）利用該公式時(shí)要注意：拉力F必須是恒力，且物體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)不變；v的單位必須用m/s，這樣算出的功率單位才是W；速度v跟拉力F必須對(duì)應(yīng)，即v必須是受到拉力的物體在拉力的方向上移動(dòng)的速度。
考點(diǎn)一：杠桿
在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就叫杠桿。當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí)，我們就說杠桿平衡了。杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。
1.省力杠桿：動(dòng)力臂l1＞阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＜F2，這種杠桿使用時(shí)可省力（即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力），但卻費(fèi)了距離（即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動(dòng)的距離大）。
2.費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂l1＜阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＞F2，這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力（動(dòng)力大于阻力），但卻省距離（可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離）。
3.等臂杠桿：動(dòng)力臂l1=阻力臂l2，則平衡時(shí)F1=F2，這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費(fèi)力，即不省距離也不費(fèi)距離。
既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的。
【典例】（2017·衢州市衢江區(qū)模擬）如圖所示是我們常用的竹筷，下列關(guān)于筷子的“自述”中，錯(cuò)誤的是（?）。21*cnjy*com
A.將我放在水里漂浮，是因?yàn)槲沂艿降母×Υ笥谖沂艿降闹亓Γ?br/>B.當(dāng)人們?cè)诓妥郎鲜褂梦視r(shí)，我就成了費(fèi)力杠桿；
C.當(dāng)我從桌面掉到地面的過程中，我的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
D.將我放在水里看到我“斷”了，是因?yàn)楣獾恼凵洮F(xiàn)象
【答案】A。
【解析】A、筷子在水里漂浮，筷子受到的浮力等于其受到的重力，故A錯(cuò)誤。
B、當(dāng)人們?cè)诓妥郎鲜褂每曜訒r(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，動(dòng)力大于阻力，所以筷子是費(fèi)力杠桿，故B正確。
C、筷子從桌面掉到地面的過程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢(shì)能減小；同時(shí)筷子的速度增大，動(dòng)能增大，所以筷子的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故C正確。
D、從水中筷子上反射的光從水中斜射入空氣中時(shí)，發(fā)生折射，折射光線遠(yuǎn)離法線，當(dāng)人逆著折射光線的方向看時(shí)，看到的是筷子的虛像，比實(shí)際位置偏高，所以感覺折斷了，故D正確。
故選A。
考點(diǎn)二：滑輪
周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。
1.定滑輪：工作時(shí)，中間的軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪。實(shí)質(zhì)上是個(gè)等臂杠桿。不省力，但可改變力的方向。
2.動(dòng)滑輪：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿。特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的方向。動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的2倍。
3.滑輪組：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。特點(diǎn)：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即（條件：不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）。注意：如果不忽略動(dòng)滑輪的重量則：。動(dòng)力移動(dòng)的距離S和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍，即S=nh（n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)）。
【典例】（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)試卷一）如圖所示，物體A在水平桌面上，繩重及摩擦不計(jì)，動(dòng)滑輪重力為2N。當(dāng)B物體重力為8N時(shí)，它恰好能勻速下降。
（1）以上裝置中屬于動(dòng)滑輪的是________（填字母）。
（2）若用一個(gè)水平向左的力F拉物體A，使其向左勻速運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)力F大小應(yīng)為__ __N。
【答案】（1）M；（2）10。
【解析】（1）軸的位置隨被拉物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪稱為動(dòng)滑輪，利用圖示的滑輪提升重物可以省一半的力；（2）先根據(jù)題中信息“動(dòng)滑輪重力為2N。當(dāng)B物體重力為8N時(shí)，它恰好能勻速下降”，計(jì)算出此時(shí)繩子的拉力，而此時(shí)的拉力即是水平桌面對(duì)A物體的滑動(dòng)摩擦力。根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的大小只與壓力大小和表面粗糙程度有關(guān)，當(dāng)用水平向左拉力F拉物體A，使其向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)物體A進(jìn)行受力分析可知，物體A在水平方向受到向左的拉力，向右的力有摩擦力和繩子的拉力，由于物體勻速運(yùn)動(dòng)所以向左的力與向右的力平衡。其中滑動(dòng)摩擦力的大小和原來向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)相同。
解答：（1）根據(jù)動(dòng)滑輪的定義可知，M是動(dòng)滑輪。
（2）根據(jù)題中信息“動(dòng)滑輪重力為2N。當(dāng)B物體重力為8N時(shí)，它恰好能勻速下降”此時(shí)物體A與B均勻速運(yùn)動(dòng)，受到的力都是平衡力，所以f=F1=(8N+2N)/2=5N。
當(dāng)用一個(gè)水平向左的力F拉物體A，使其向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體A受力平衡，對(duì)物體A進(jìn)行受力分析可知，物體A在水平方向受到向左的拉力，向右的力有摩擦力和繩子的拉力。所以F=F1+f=5N+5N=10N。
故答案為：（1）M；（2）10。
考點(diǎn)三：機(jī)械效率
機(jī)械效率計(jì)算公式：。?
滑輪組的機(jī)械效率：（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：（h為物體提升高度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）；（2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）：（f為摩擦力，l為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）；3.斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長(zhǎng)，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)。
【典例】（2017·浙江科學(xué)經(jīng)典模擬）如圖是某商場(chǎng)的自動(dòng)扶梯。扶梯的部分幾何尺寸如圖所示，質(zhì)量為50kg的小華站在該扶梯上從商場(chǎng)一樓到二樓。已知扶梯以1m/s的速度勻速上行，則扶梯對(duì)他做功的功率是 W。如果站在扶梯上的人數(shù)增多，扶梯的效率將 （填“變大”、“變小”或“不變”）。
【答案】300W、變大。
【解析】（1）功是力與在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積，功率是單位時(shí)間內(nèi)力的功；（2）效率公式是：。
（1）扶梯對(duì)他做的功：W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×3m=1500J；
由勾股定律可得扶梯的長(zhǎng)度s=5m，從一樓到二樓的時(shí)間：t===5s；
扶梯對(duì)他做功的功率：P===300W。
（2）站在扶梯上的人數(shù)增多說明有用功增加，在額外功不變時(shí)，根據(jù)公式機(jī)械效率會(huì)變大。
故答案為：300、變大。
考點(diǎn)四：功
1.一個(gè)力作用在物體上，使物體在力的方向上通過一段距離，這個(gè)力就對(duì)物體做了功。
2.功的兩個(gè)必要條件：① 有力作用在物體上；② 物體在力的方向上通過了距離。功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：。2-1-c-n-j-y
3.功的單位：國(guó)際單位制中，功的單位是：焦耳，符號(hào)是J，1J= 1N·m 。
【典例】（2017·浙江經(jīng)典模擬）將你的文具盒或直尺的一端抬起形成一個(gè)斜面，把你的橡皮放在斜面的頂端如圖所示，改變斜面的傾角，由靜止釋放后的橡皮沿斜面下滑，對(duì)應(yīng)橡皮的下滑過程，下列說法正確的是（ ）。
A．橡皮所受支持力做了功； B．橡皮的機(jī)械能增加了；
C．橡皮所受的重力做了功； D．橡皮的動(dòng)能不變
【答案】C。
【解析】A、因?yàn)闆]有在支持力方向上移動(dòng)距離，所以橡皮所受支持力沒有做功，故A錯(cuò)誤。
B、運(yùn)動(dòng)中需要克服摩擦力做功，所以過程中機(jī)械能減小了，故B錯(cuò)誤。
C、重力始終作用在橡皮上，并且在重力方向上移動(dòng)了一段距離，符合做功條件，故重力做功了，故C正確。
D、橡皮質(zhì)量不變，速度增大，動(dòng)能增大，故D錯(cuò)誤。
故選C。
考點(diǎn)五：功率
1.單位時(shí)間里完成的功；或說成單位時(shí)間內(nèi)力作做的功。
2.功率的物理意義：功率是表示力做功快慢的物理量；即單位時(shí)間內(nèi)完成的功。
3.公式：。
4.單位：在國(guó)際單位制中，功率單位是瓦特，符號(hào)是 W 。常用單位還有千瓦（kW）、馬力。
換算關(guān)系：。
5.功率公式的解釋：（1）物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積，即。
【典例】（2017·浙江省備考模擬二）高壓起重氣墊是一種適合于地震救災(zāi)的起重工具。它由如圖甲所示的高壓氣瓶、氣管、閥門與氣墊連接而成。起重時(shí)，氣墊放入重物與地面的間隙之間，由高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣、氣墊在短時(shí)間內(nèi)可把重物舉起一定高度。
（1）如果高壓起重氣墊在5s內(nèi)可將105N的物體舉高0.1m，則其功率為多少W？
（2）圖乙中，質(zhì)地均勻的長(zhǎng)方體石板長(zhǎng)為2m，重為6×104N。當(dāng)氣墊內(nèi)最高氣壓比外界高106Pa時(shí)，石板恰好被頂起，此時(shí)氣墊和石板的接觸面是邊長(zhǎng)為20cm的正方形。
①請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出氣墊恰好頂起石板時(shí)的阻力臂L2；
②氣墊恰好頂起石板時(shí)，氣墊的中心至少離石板右端的支點(diǎn)O多遠(yuǎn)？
【答案】（1）2000W；（2）①如圖；②1.5m。
【解析】（1）求解做功的功率可以利用公式進(jìn)行求解計(jì)算；（2）①阻力臂是指支點(diǎn)到阻力作用線的距離；②已知?jiǎng)恿妥枇Γ山Y(jié)合杠桿平衡條件公式F1l1=F2l2求解動(dòng)力臂的大小。
解答：（1）高壓起重氣墊做功：W=Gh=105N×0.1m=10000J；
功率為： 。
（2）①由定義可知阻力臂是指支點(diǎn)到阻力作用線的距離，氣墊剛好頂起石板時(shí)的阻力臂L2如圖所示：
②根據(jù) 可得： ，
根據(jù) ：。
易錯(cuò)點(diǎn)1：當(dāng)滑輪組水平放置時(shí)容易找錯(cuò)有用功
例一：如圖所示的滑輪組拉著重250 N的物體在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，物體受到的摩擦力為120 N，繩子末端的拉力為100 N。滑輪組的機(jī)械效率是多少？?
【錯(cuò)解】83.3%。
【析錯(cuò)】典型錯(cuò)誤直接應(yīng)用公式進(jìn)行求解，
即：造成錯(cuò)誤。?
【糾錯(cuò)】主要是不理解當(dāng)滑輪組水平放置時(shí)，有用功不是W=Gh,而是W=TS=fS，其中T=f。當(dāng)滑輪組水平放置時(shí)，求解機(jī)械效率時(shí)，公式應(yīng)該用：
公式中f是物體所受摩擦力大小；F是拉力，n為承擔(dān)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)，T是作用在物體上的繩子的拉力，S是物體移動(dòng)的距離。?
正確答案。
★名師指津：當(dāng)滑輪組水平放置時(shí)，一定注意：有用功W有=fS物，滑輪組的機(jī)械效率；其中f是物體受到的摩擦力。
易錯(cuò)點(diǎn)2：物體重力發(fā)生變化時(shí)直接應(yīng)用公式計(jì)算
例二：例小明用如圖所示的滑輪組將一個(gè)重為120N的物體勻速提升2m，所用的拉力為50N，此時(shí)拉力所做的功為W，滑輪組的機(jī)械效率為η。若仍用該滑輪組提升一個(gè)重為170 N的物體，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為η。則W、η1、η2分別是（不計(jì)繩重和摩擦）（ ）。
A. 240 J，80％，85％? B. 300 J，80％，85％?
C. 300 J，80％，80％? D. 240 J，75％，80％?
【錯(cuò)解】C。
【析錯(cuò)】錯(cuò)因分析第二次計(jì)算機(jī)械效率時(shí)，仍將第一次的機(jī)械效率直接代入，造成選錯(cuò)答案C。?
【糾錯(cuò)】從圖中可看出拉力移動(dòng)的距離為S=nh=3×2 m=6 m；所以拉力做的功為：W=FS=50 N×6m=300J；
機(jī)械效率為：
拉力F表達(dá)式是F=（G物+G輪），所以有G輪=3F-G物=30 N，
則當(dāng)勻速提起G=170N的物體時(shí)，每股繩子的拉力是F=（G物+G輪）/3=（170 N+30 N）/3=200/3N，
所以此時(shí)的機(jī)械效率為:。
正確答案B。
★名師指津：歸納拓展本題中第二步計(jì)算時(shí)，不能將第一次的機(jī)械效率80％直接代入求解。此時(shí)拉力隨物體重量的變化發(fā)生了變化，即提起物體重量不同，機(jī)械效率不同。當(dāng)提起170 N的物體時(shí)，機(jī)械效率變成了85％。
易錯(cuò)點(diǎn)3：力臂是力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的垂直距離
例三：如圖所示，在均勻杠桿的A處掛3個(gè)鉤碼，B處掛2個(gè)鉤碼，杠桿恰好在水平位置平衡，已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為50g，若在A，B兩處各加1個(gè)鉤碼，那么杠桿（　）。
A．右邊向下傾斜； B．左邊向下傾斜；
C．仍保持水平位置平衡；D．無法確定杠桿是否平衡
【錯(cuò)解】C。
【析錯(cuò)】大家可能認(rèn)為，原來杠桿處于平衡狀態(tài)，如果兩邊同時(shí)添加一個(gè)鉤碼，杠桿必然還處于平衡狀態(tài)。這是學(xué)生在解答杠桿問題時(shí)常見錯(cuò)誤。
【析錯(cuò)】（1）杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1×L1=F2×L2；（2）在A、B兩處再各加掛一個(gè)50g的鉤碼后，分析兩邊的力和力臂的乘積是否還相等，據(jù)此判斷杠桿是否還平衡。
（1）如圖所示，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g，重力為G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，杠桿上每小格的長(zhǎng)度假設(shè)為1cm，則FA=0.5N×2=1N，LA=1cm×2=2cm，F(xiàn)B=0.5N，LB=1cm×4=4cm；
所以FA×LA=FB×LB；
（2）在A、B兩處再各加掛一個(gè)50g的鉤碼后，F(xiàn)A′=0.5N×3=1.5N，F(xiàn)B′=0.5N×2=1N，LA和LB的長(zhǎng)度都不變，則FA′×LA=1.5N×2cm=3N?cm，F(xiàn)B′×LB=1N×4cm=4N?cm
因?yàn)镕A′×LA＜FB′×LB
所以杠桿右邊下傾。故正確答案選A。
★名師指津：杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1×L1=F2×L2；杠桿是否平衡不僅和兩側(cè)物體有關(guān)，還和支點(diǎn)位置有關(guān)。
一、選擇題
1.（2016?杭州）在臺(tái)球比賽中，選手推動(dòng)球桿撞擊白球，白球發(fā)生運(yùn)動(dòng)后碰撞其它球，以下說法正確的是（? ）。
A.在水平桌面滾動(dòng)的球受到了重力，重力對(duì)它做了功；
B.手推動(dòng)球桿前進(jìn)時(shí)，手對(duì)球桿做了功；
C.桌面對(duì)球的支持力做了功；
D.白球撞擊黑球后沒有靜止，是因?yàn)槿说氖诌€在對(duì)白球做功
【答案】B。
【解析】做功包括兩個(gè)必要的因素，一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離，二者缺一不可。
解答：A、重力與小球運(yùn)動(dòng)的方向垂直，重力對(duì)小球不做功，故A錯(cuò)誤。
B、手推動(dòng)球桿前進(jìn)時(shí)，有力也有距離，所以手對(duì)球桿做了功，故B正確。
C、桌面支持力與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，支持力對(duì)小球不做功，故C錯(cuò)誤。
D、手對(duì)白球沒有力的作用，白球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)榘浊蚓哂袘T性，故D錯(cuò)誤。
故選B。
2.（2016?寧波）如圖，用5N的力F向下拉繩子，使物體在6s內(nèi)勻速上升0.3m。這一過程中（? ）。
A.物體上升速度為0.1m/s B.拉力所做的功為1.5J
C.拉力做功的功率為0.5W D.物體的機(jī)械能守恒
【答案】C。
【解析】（1）已知物體在6s內(nèi)勻速上升0.3m，利用速度公式可求得物體上升速度；（2）由圖知承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，已知物體上升的高度，根據(jù)S=nh可以得出繩自由端移動(dòng)的距離，再根據(jù)W=FS計(jì)算總功；（3）根據(jù)P=可求得拉力做功的功率；（4）當(dāng)只有重力做功機(jī)械能守恒。
解答：A、物體上升速度v=，故A錯(cuò)誤。
B、由圖知，n=2，則S=2h=2×0.3m=0.6m，拉力所做的功：W=FS=5N×0.6m=3J，故B錯(cuò)誤。
C、拉力做功的功率P=，故C正確。
D、物體在上升的過程中，除了重力做功以外還有拉力做功，機(jī)械能不守恒；故D錯(cuò)誤。
3.（2016?紹興）下列杠桿平衡的是（桿重和摩擦均不計(jì)）（? ）。
A
B
C
D
【答案】C。
【解析】杠桿平衡，是由于兩邊的力和力臂的乘積相等，根據(jù)杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，分別分析四個(gè)選項(xiàng)中的力和力臂，看力和力臂的乘積是否相等，據(jù)此分析得出結(jié)論。杠桿是否平衡取決于力和力臂的乘積是否相等，不能只看力或只看力臂。
解答：設(shè)杠桿每一個(gè)格為L(zhǎng)。
A、力和力臂的乘積：左邊=10N×3L，右邊=10N×2L，因?yàn)?0N×3L＞10N×2L，所以左邊下沉。
B、力F和物體對(duì)杠桿的作用效果一致，使杠桿沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)杠桿不能平衡。
C、力和力臂的乘積：左邊=10N×3L，右邊=15N×2L，因?yàn)?0N×3L=15N×2L，所以杠桿平衡。
D、力F和物體對(duì)杠桿的作用效果一致，使杠桿沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)杠桿不能平衡。故選C。
（2017?嘉興）如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列有關(guān)說法正確的是（ ）。
A.刀刃很薄可以增大壓力； B.鍘刀實(shí)質(zhì)上是一種費(fèi)力杠桿；
C.甘蔗放在a點(diǎn)比b點(diǎn)更易被切斷；D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
【答案】C。
【解析】杠桿可分為：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿，可以從動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系進(jìn)行判斷，當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)，是省力杠桿；當(dāng)動(dòng)力臂等于阻力臂時(shí)，是等臂杠桿；當(dāng)動(dòng)力臂小于阻力臂時(shí)，是費(fèi)力杠桿。
解答：A、刀刃很薄是減小了受力面積，從而增大壓強(qiáng)，故A錯(cuò)誤。
B、鍘刀當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)，是省力杠桿，故B錯(cuò)誤。
C、甘蔗放在a點(diǎn)比b點(diǎn)阻力臂小，根據(jù)F1L1=F2L2 ， 可知甘蔗放在a點(diǎn)比b點(diǎn)更易被切斷，故C正確。
D、動(dòng)力臂垂直于力的方向，可知F2動(dòng)力臂大于F1，因此F2更省力，故D錯(cuò)誤。
5.（2017·寧波）如圖所示，用同一個(gè)動(dòng)滑輪先后提升同一物體，使物體以相同速度勻速上升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙，拉力做功的功率分別是Ｐ甲和P乙。若不計(jì)摩擦、動(dòng)油輪重和繩重，則F甲與F乙、Ｐ甲與P乙之間的大小關(guān)系是（　）。
A．F甲F乙 Ｐ甲>P乙；
C．F甲>F乙 Ｐ甲=P乙； D．F甲【答案】C。
【解析】不計(jì)摩擦、動(dòng)滑輪重和繩重，對(duì)于動(dòng)滑輪，F(xiàn)甲=2G，F(xiàn)乙=G；根據(jù)P=Fv比較甲乙的功率。
解答：由題知，兩裝置都不計(jì)摩擦、動(dòng)滑輪重和繩重，提升物體的重相同，
甲圖，拉力作用在動(dòng)滑輪的軸上，費(fèi)一倍的力，即F甲=2G。
乙圖，拉力作用在繩子自由端，省一半的力，即F乙=G，故F甲＞F乙，AD錯(cuò)誤。
物體上升的速度相同，則拉力端的速度分別為：v甲=v物，v乙=2v物；
甲圖拉力的功率：P甲=F甲v甲=2G×v物=Gv物；
乙圖拉力的功率：P乙=F乙v乙=G×2v物=Gv物，故P甲=P乙，C正確，B錯(cuò)誤。
故選C。
6.（2017?紹興）如圖甲是制作面團(tuán)的情景，把竹竿的一端固定在繩扣中，人騎在另一端施加一個(gè)向下的大小為F的力，面團(tuán)被不斷擠壓后變得更有韌性，圖乙為壓面團(tuán)原理圖。關(guān)于壓面團(tuán)過程的敘述正確的是（?）。
A.面團(tuán)對(duì)桿的作用力方向向下；
B.面團(tuán)對(duì)桿的作用力大小等于F
C.面團(tuán)被壓扁說明力能使物體發(fā)生形變；
D.A點(diǎn)向下移動(dòng)的距離小于B點(diǎn)向下移動(dòng)的距離
【答案】C。
【解析】本題考查了判斷支點(diǎn)、力的方向、力的大小比較、受力點(diǎn)移動(dòng)距離大小問題，分析清楚圖示情景、應(yīng)用杠桿平衡條件即可正確解題。杠桿繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)是支點(diǎn)，根據(jù)圖示應(yīng)用杠桿平衡條件分析答題。
解答：A、桿對(duì)面團(tuán)的作用力向下，面團(tuán)對(duì)桿的作用力向上，故A錯(cuò)誤。
B、由于面團(tuán)B點(diǎn)到支點(diǎn)C的距離小于A點(diǎn)，根據(jù)杠桿定律F1L1=F2L2，知面團(tuán)對(duì)桿的作用力大于F，故B錯(cuò)誤。
C、面團(tuán)被壓扁說明力能使物體發(fā)生形變，故C正確。
D、C為支點(diǎn)，A點(diǎn)向下移動(dòng)的距離大于B點(diǎn)向下移動(dòng)的距離，故D錯(cuò)誤。故選C。
7.（2017·臺(tái)州）小柯用圖中提升重為400牛的物體，不計(jì)摩擦和滑輪自重，下列說法正確的是（? ）。
A、兩個(gè)滑輪均為定滑輪；
B、人將繩子拉過1米，物體也上升1米；
C、物體勻速上升時(shí)，人對(duì)繩子的拉力為200牛；
D、使用該裝置不能省力，但能改變力的方向
【答案】C。
【解析】此滑輪組是由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的，根據(jù)圖中繞線可知能省力也能改變力的方向，但會(huì)比較費(fèi)距離。21世紀(jì)教育網(wǎng)版權(quán)所有
解答：A．兩個(gè)滑輪均為定滑輪，和物體一起上升的滑輪為動(dòng)滑輪，A錯(cuò)誤。
B．人將繩子拉過1米，物體也上升1米，滑輪組省力但費(fèi)距離，當(dāng)人拉過1米時(shí)，物體上升只有0.5米，B錯(cuò)誤。
C．物體勻速上升時(shí)，人對(duì)繩子的拉力為200牛，此滑輪組能省的力，F(xiàn)=G，C正確。
D．使用該裝置不能省力，但能改變力的方向，此滑輪組即能省力又能改變力的方向，D錯(cuò)誤。故選C。
8.（2017?溫州）小明在按壓式訂書機(jī)的N點(diǎn)施加壓力，將訂書針釘入M點(diǎn)下方的紙張中，能正確表示他使用該訂書機(jī)時(shí)的杠桿示意圖是（? ）。
題圖
A
B
C
D
【答案】A。
【解析】掌握杠桿的五個(gè)要素：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。根據(jù)動(dòng)力和阻力畫出動(dòng)力臂和阻力臂；注意力臂是一條線段，而非直線。（1）支點(diǎn)是杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，動(dòng)力和阻力都是外界作用在杠桿上的力，都是杠桿受到的力；力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離。（2）畫力臂的方法：首先確定支點(diǎn)；然后找到動(dòng)力和阻力，并用虛線延長(zhǎng)動(dòng)力和阻力的作用線；然后由支點(diǎn)向力的作用線引垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂。
解答：支點(diǎn)是杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，動(dòng)力和阻力都是外界作用在杠桿上的力，都是杠桿受到的力，分析可知O是支點(diǎn)，動(dòng)力F1作用N點(diǎn)，阻力F2作用在M點(diǎn)；N點(diǎn)向下施力，M點(diǎn)受力方向向上，故選A。
二、填空題
9.（2017?紹興）如圖為四旋翼無人機(jī)，質(zhì)量為1.2千克，下方懸掛著一個(gè)質(zhì)量為0.1千克的攝像機(jī)。在10秒內(nèi)無人機(jī)從地面豎直上升了20米，然后邊攝像邊斜向上飛行了30秒，儀表盤上顯示離地高度為36米。無人機(jī)前10秒對(duì)攝像機(jī)做功________焦，整個(gè)過程中，無人機(jī)對(duì)攝像機(jī)做功的功率為________瓦。
【答案】20、0.9。
【解析】此題主要考查的是學(xué)生對(duì)重力、功的計(jì)算公式的理解和掌握，難度不大。（1）根據(jù)G=mg求出攝像機(jī)的重力，根據(jù)W=Gh求出對(duì)攝像機(jī)做的功；（2）根據(jù)功率的計(jì)算公式計(jì)算。
解答：（1）前10秒對(duì)攝像機(jī)做功W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×20m=20J。
（2）整個(gè)過程無人機(jī)對(duì)攝像機(jī)做功W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×36m=36J，
。故答案為：20、0.9。
10.（2017·衢州）如圖為小柯制作的“杠桿力臂演示儀”，杠桿AOB可繞O點(diǎn)（螺母）轉(zhuǎn)動(dòng)，OA=0.2m，OB=0.1m，G1=2N，杠桿自身重力和摩擦不計(jì)，固定裝置未畫出。
（1）當(dāng)杠桿處于甲圖所示水平位置平衡時(shí)，G2的重力為　 　N。
（2）松開螺母保持OA不動(dòng)，使OB向下折一個(gè)角度后，再擰緊螺母形成一根可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿AOB′（B′點(diǎn)對(duì)應(yīng)B點(diǎn)），保持G1位置不變，要使杠桿在圖乙位置保持平衡，則G2應(yīng)該移動(dòng)到　 　。21教育網(wǎng)
A．B′點(diǎn)處 B．①點(diǎn)處 C．②點(diǎn)處 D．③點(diǎn)處
【答案】（1）4；（2）C。
【解析】（1）杠桿在水平位置平衡，知道兩邊力臂、左邊力的大小，利用杠桿平衡條件求右邊力的大小；（2）保持G1位置不變，即左邊的力和力臂不變；右邊的力不變，要使杠桿在圖乙位置保持平衡，右邊的力臂不變，據(jù)此確定G2應(yīng)該移動(dòng)到的位置。
解：（1）如圖甲，杠桿在水平位置平衡，由杠桿平衡條件得：G1×OA=G2×OB，
即：2N×0.2m=G2×0.1m，解得：G2=4N。
（2）保持G1位置不變，即左邊的力和力臂不變；G2不變，要使杠桿在圖乙位置保持平衡，應(yīng)該使右邊的力臂不變；原來G2的力臂為OB，所以G2應(yīng)該移動(dòng)到②點(diǎn)處，故選C。
故答案為：（1）4；（2）C。
11.（2017?金華）在對(duì)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)做檢修時(shí)需要引擎蓋抬起，抬起過程應(yīng)用了杠桿原理。圖2為引擎蓋的受力分析模式圖：引擎蓋可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，A為引擎蓋重心位置。由圖2可知，該杠桿屬于______杠桿。在引擎蓋抬起過程中，重力G的力臂逐漸_______。
【答案】省力、變短。
【解析】杠桿的分類是依據(jù)了其動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，可分為省力、費(fèi)力、等臂三種，據(jù)此來做出解答。（1）動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿叫省力杠桿；動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿叫費(fèi)力杠桿；動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿叫等臂杠桿；（2）力臂垂直于力的方向，據(jù)此判斷逐漸抬高引擎蓋的過程中力臂的變化。www-2-1-cnjy-com
解答：（1）據(jù)圖可知，動(dòng)力臂OB大于阻力臂OA，因而此時(shí)引擎蓋是省力杠桿。
（2）力臂垂直于力的方向，在逐漸抬高引擎蓋的過程中，重力G的力臂逐漸變短。
故答案為：（1）省力；（2）變短。
12.（2016?舟山）如圖甲為塔式起重機(jī)簡(jiǎn)易示意圖，塔式起重機(jī)主要用于房屋建筑中材料的輸送及建筑構(gòu)件的安裝。（動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦均不計(jì)，g取10牛/千克）

（1）為保持平衡，起重臂的長(zhǎng)度越長(zhǎng)的塔式起重機(jī)，配備的平衡重的質(zhì)量應(yīng)越______。
（2）圖乙為起重機(jī)鋼絲繩穿繩簡(jiǎn)化示意圖，滑輪a的作用是________。若鋼絲繩能承受的最大拉力為3×104牛，則能吊起貨物的質(zhì)量不能超過________千克？
（3）若將重為1.2×104牛的貨物由地面沿豎直方向勻速提升30米，再沿水平方向移動(dòng)20米，則此過程中克服貨物重力做功多少焦？【來源：21·世紀(jì)·教育·網(wǎng)】
（4）若該起升電動(dòng)機(jī)的效率為90%，將重為1.2×104牛的貨物提升到30米的高度，用時(shí)50秒，則該起升電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是多少瓦？【出處：21教育名師】
【答案】（1）大；（2）改變力的方向；6000；（3）3.6×105；（4）8000W。
【解析】（1）因動(dòng)力臂及動(dòng)力的乘積不變，則由杠桿的平衡條件可知配重與配重臂的關(guān)系；（2）根據(jù)滑輪的特點(diǎn)分析其作用；根據(jù)滑輪組特點(diǎn)確定繩子段數(shù)求出物體重力；再結(jié)合重力公式求出質(zhì)量；（3）根據(jù)功的公式W=FS求出克服重力做功大小；（4）求出有用功，利用效率公式求總功，再利用P= 求實(shí)際功率。
解答：（1）由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2（動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂）可得：F2= ，由此可知當(dāng)阻力臂和動(dòng)力不變時(shí)，阻力與動(dòng)力臂成正比；即動(dòng)力臂越大，阻力越大；動(dòng)力臂越小，阻力越小，故為保持平衡，起重臂的長(zhǎng)度越長(zhǎng)的塔式起重機(jī)，配備的平衡重的質(zhì)量應(yīng)越大。
（2）圖示中滑輪a為定滑輪，其作用是改變用力的方向；
由題意可知該滑輪組承擔(dān)總重的繩子有2段，故G=2F=3×104牛×2=6×104牛，
由G=mg可得：m= ?=6000千克。
（3）由于水平移動(dòng)時(shí)，重力方向上沒移動(dòng)距離，故水平移動(dòng)過程中重力沒做功； W=Fs=Gh=1.2×104N×30m=3.6×105J。
（4）有用功W有用=Gh=1.2×104牛×30米=3.6×105焦，
總功W總= = ?=4×105焦，
實(shí)際功率P= = ?=8000W。
13.（2016·麗水）在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：（1）安裝好杠桿，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；把鉤碼掛在杠桿A點(diǎn)如圖甲，為方便直接從杠桿上讀出力臂，應(yīng)在B點(diǎn)沿著　 　的方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿在水平位置平衡。
（2）如圖乙，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡，測(cè)力計(jì)示數(shù)將　 　。
【答案】（1）豎直向下；（2）先變小后變大。
【解析】（1）把鉤碼對(duì)杠桿的作用看成阻力，把彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)杠桿的作用看成動(dòng)力，要使杠桿在水平位置平衡，判斷彈簧測(cè)力計(jì)的具體施力方向；（2）阻力和阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力變大；動(dòng)力臂變大，動(dòng)力變小。
解：（1）當(dāng)支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)距離成為力臂時(shí)，力臂最大，拉力最小，所以應(yīng)在B點(diǎn)沿著豎直向下的方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿在水平位置平衡。
（2）由圖可知，OC為最長(zhǎng)力臂，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過程中，動(dòng)力臂先變長(zhǎng)后變短，而杠桿在水平位置始終保持平衡，根據(jù)杠桿平衡條件可知，測(cè)力計(jì)示數(shù)將先變小后變大。
故答案為：（1）豎直向下；（2）先變小后變大。
三、計(jì)算題
14.（2017?麗水）“汽車共享”在麗水市推出來受到市民的青睞，它屬于公共交通的補(bǔ)充，可以滿足人們自駕出行的需求。如圖是我市一款按租用時(shí)間收費(fèi)的電動(dòng)共享汽車。五一期間，小科一家租用該款電動(dòng)共享汽車去旅游，從租車點(diǎn)一路不停行駛105千米到達(dá)目的地，若全程的速度為70千米/時(shí)。回答下列問題：
(1)推廣電動(dòng)共享汽車的好處有________（答出一點(diǎn)即可）；
(2)租用該電動(dòng)汽車價(jià)格為0.5元/分鐘，小科一家從租車點(diǎn)到目的地租車費(fèi)用為 元；
(3)該電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為30千瓦，若汽車以額定功率在水平路面勻速直線行駛時(shí)，受到的摩擦力恒為1200牛，汽車的速度為多少？
【答案】（1）綠色環(huán)保；（2）45元；（3）25m/s。
【解析】本題考察速度公式的應(yīng)用，發(fā)動(dòng)機(jī)功率的基本運(yùn)用，知道P=Fv，注意F為牽引力，不是合外力，汽車勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力，結(jié)合P=Fv求出勻速行駛的速度。
解答：（1）電力為清潔能源，推行電動(dòng)共享汽車好處是綠色環(huán)保。
（2）根據(jù)速度公式，計(jì)算租車運(yùn)行時(shí)間，
租車費(fèi)用=90min×0.5元/min=45元。
（3）勻速行駛時(shí)，牽引力等于摩擦力，根據(jù)P=Fv知：v=。
故答案為：（1）綠色環(huán)保；（2）45元；（3）25m/s。
15.（2017?金華）2017年5月5日，大飛機(jī)C919首飛任務(wù)的完成，標(biāo)志著我國(guó)航空工業(yè)向前邁進(jìn)一大步。C919主要性能參數(shù)如表所示：
中國(guó)商飛C919
最大載重
77.3噸
巡航速度
0.78-0.8馬赫（相當(dāng)于954km/h到980km/h）
巡航高度
12100米
最長(zhǎng)航程
5555公里
最多座椅數(shù)
190個(gè)
請(qǐng)回答下列問題：
(1)上海到廣州的空中距離大概是1470km。若全程以最大巡航速度勻速飛行，則C919從上海到廣州大約需要多長(zhǎng)時(shí)間？
(2)當(dāng)C919發(fā)動(dòng)機(jī)總推力達(dá)到2×105N，飛行速度達(dá)到954km/h時(shí)，C919發(fā)動(dòng)機(jī)的總輸出功率是多少？
(3)當(dāng)C919以最大載重停在機(jī)場(chǎng)時(shí)，輪胎與地面的總接觸面積大約為0.1m2，則C919對(duì)地面的壓強(qiáng)約多少？
【答案】（1）1.5h；（2）5.3×107W；（3）7.73×106Pa。
【解析】此題主要考查的是學(xué)生對(duì)速度、重力、壓強(qiáng)、功率計(jì)算公式的理解和掌握，知識(shí)點(diǎn)較多，基礎(chǔ)性題目。（1）根據(jù)速度公式v=計(jì)算；（2）根據(jù)計(jì)算出總輸出功率；（3）汽車對(duì)地面的壓力等于其重力，根據(jù)公式F=G=mg計(jì)算汽車對(duì)地面的壓力；根據(jù)公式計(jì)算出汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)。
解答：（1）根據(jù)速度公式，則C919從上海到廣州需要的時(shí)間。
（2）飛行速度v=954km/h=265m/s總輸出功率：。
（3）汽車對(duì)地面的壓力等于其重力G=mg=7.73×104kg×10N/kg=7.73×105N，
根據(jù)壓強(qiáng)公式：。
16.（2016?紹興）重15000牛的小汽車受到發(fā)動(dòng)機(jī)800牛的牽引力作用，在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其路程隨時(shí)間變化如圖所示．求：
①小汽車速度；
②10秒內(nèi)重力對(duì)小汽車做的功；
③10秒內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)小汽車做的功和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。
【答案】①小汽車速度為12m/s；②10秒內(nèi)重力對(duì)小汽車做的功為0J；③10秒內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)小汽車做的功為9.6×104J；發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為9.6×103W。
【解析】①?gòu)膱D象中任意讀出某一時(shí)間通過的路程，利用v= 即可計(jì)算小汽車速度；②物理學(xué)中的做功的兩個(gè)必要條件：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動(dòng)一段距離，二者缺一不可；③利用W=Fs求出10s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)小汽車做的功，再利用P= 計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。
解答：①圖象的橫軸表示時(shí)間，縱軸表示路程，當(dāng)t=12s時(shí)，汽車通過的路程為s=120m，
則小汽車的平均速度v= = =12m/s。
②小汽車在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在重力的方向上沒有通過距離，因此10秒內(nèi)重力對(duì)小汽車做的功為0J。
③10s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)小汽車做的功：W=Fs=800N×120m=9.6×104J，
發(fā)動(dòng)機(jī)的功率：P= = =9.6×103W。
答：①小汽車速度為12m/s；②10秒內(nèi)重力對(duì)小汽車做的功為0J；③10秒內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)小汽車做的功為9.6×104J；發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為9.6×103W。
17.（2017?麗水）2016年浙江最大抽水蓄能電站在縉云開建。其工作原理如圖所示。用電低谷時(shí)（如深夜），電站利用電網(wǎng)多余電能把水從下水庫抽到上水庫中儲(chǔ)存起來；用電高峰時(shí)，再利用上水庫中的水發(fā)電。
(1)蓄能時(shí)，水被抽到上水庫中，電能轉(zhuǎn)化為水的________；
(2)發(fā)電時(shí)，若該電站上水庫可用于發(fā)電的庫容量為7.86×106米3，上下水庫平均水位差637米。上水庫中可用于發(fā)電的水流到下水庫，水的重力做功為________焦。
【答案】（1）重力勢(shì)能；（2）5.00682×1013。
【解析】（1）抽水是電能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能的過程；（2）先根據(jù)密度公式計(jì)算出水的質(zhì)量，在根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fs可以計(jì)算出水的重力做的功。
解答：（1）蓄能時(shí)，水被抽到上水庫中，電能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能。
（2）水的質(zhì)量，
水的重力G=mg=7.86×109×10N/kg=7.86×1010N，
水的重力做功為W=Gh=7.86×1010N×637m=5.00682×1013J。
故答案為：（1）重力勢(shì)能；（2）5.00682×1013。
一、選擇題
1.（2017·紹興模擬）如圖所示，足夠長(zhǎng)的杠桿上放著質(zhì)量不相等(m1＞m2)的兩個(gè)球，杠桿在水平位置平衡，若兩球以相同速度同時(shí)向遠(yuǎn)離支點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間，則杠桿 (? )。21cnjy.com
A.仍平衡 B.大球那端下沉 C.小球那端下沉 D.無法確定
【答案】B。
【解析】本解法通過比較力矩的變化量來求出運(yùn)動(dòng)后的力矩，解答起來更容易一些，做題時(shí)一定不能形成思維定勢(shì)，只想著比較后來的力矩。根據(jù)向遠(yuǎn)離支點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng)中兩球相對(duì)于支點(diǎn)的力矩變化，通過比較可以得出杠桿的移動(dòng)方向。21·世紀(jì)*教育網(wǎng)
解答：開始時(shí)兩球平衡，即力矩相等；當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩球速度相同，則在相同時(shí)間內(nèi)向遠(yuǎn)離支點(diǎn)的方向移動(dòng)的距離相同，則大球的力矩增加的快，所以大球的力矩會(huì)大于小球的力矩，杠桿向大球那端下沉。故選B。
2.（2017·浙江省科學(xué)備考模擬）如圖是某種汽車質(zhì)量測(cè)試儀（俗稱地磅）的工作原理圖，電源電壓保持不變，壓力傳感器的電阻會(huì)隨著受到的壓力的增加而減小，汽車開上踏板，質(zhì)量顯示表的指針就會(huì)顯示出待測(cè)汽車的質(zhì)量。下列關(guān)于測(cè)試儀的說法正確的是（?）。
A.作用在B點(diǎn)的力為動(dòng)力，圖中的ABO是一個(gè)省力杠桿；
B.質(zhì)量顯示表是用電壓表改裝而成的；
C.質(zhì)量顯示表表盤上的刻度值越往右越小；
D.汽車質(zhì)量越大，電路消耗的總功率越大
【答案】D。
【解析】利用杠桿的平衡條件求解，電路消耗的功率由公式求得。
解：A、由圖可知，測(cè)量時(shí)，壓力杠桿ABO的支點(diǎn)在0點(diǎn)，壓力的力臂是OB，傳感器的力臂是OA，OA＞OB，則此杠桿為費(fèi)力杠桿，A錯(cuò)誤。
B、由電路圖可知，質(zhì)量顯示表串聯(lián)在電路，應(yīng)為電流表改裝而成的，故B錯(cuò)誤。
C、根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知，力臂不變，汽車質(zhì)量越大，壓力傳感器電阻受到的壓力越大，電阻越小，由知，質(zhì)量顯示表的示數(shù)越大，因此質(zhì)量顯示表的指針偏轉(zhuǎn)角度會(huì)隨著質(zhì)量的增加而增大，故C錯(cuò)誤。
D、質(zhì)量越大，壓力傳感器的電阻會(huì)越小，由可知，該電路消耗的功率越大，故D正確。故選D。
3.（2018·浙江中考科學(xué)全預(yù)卷）如圖所示裝置，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉住物體B，此時(shí)物體B保持靜止。（1）若用豎直向下大小為1N的力F1拉重為3N物體A時(shí)，物體B以0.3m/s的速度水平勻速向右運(yùn)動(dòng)；（2）若只用水平向左的拉力F2拉物體B時(shí)，物體A以0.6m/s的速度勻速上升，不計(jì)滑輪重、繩重和輪軸摩擦，則下列判斷正確的是（?）。【版權(quán)所有：21教育】
A.物體B受到的滑動(dòng)摩擦力大小為9N，F(xiàn)2=18N；
B.當(dāng)物體B向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F1的功率為0.6W；
C.當(dāng)水平向左拉物體B時(shí)，拉力F2功率為4.8W；
D.（1）、（2）中物體A受繩的拉力功率比為2：1
【答案】D。
【解析】（1）滑動(dòng)摩擦力的大小與表面粗糙程度有關(guān)與壓力的大小有關(guān)；（2）此滑輪組能省1/3的力，費(fèi)3倍的距離；（3）功率計(jì)算公式P=Fv；據(jù)此可以判斷選項(xiàng)。
解答：A、物體B受到的滑動(dòng)摩擦力大小為9N，F(xiàn)2=18N，根據(jù)題中（1）的情況可知，物體B受到向右12牛的力，向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可知物體B受到向左12牛的摩擦力，A錯(cuò)誤。21教育名師原創(chuàng)作品
B、當(dāng)物體B向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F1的功率為0.6W，拉力F1的功率為：P1=F1v=1N×(0.3m/s×3)=0.9W，B錯(cuò)誤。
C、當(dāng)水平向左拉物體B時(shí)，拉力F2功率為4.8W，當(dāng)用F2水平向左拉物體B時(shí)，B受到的向右的力有，繩力拉力9N，向右的滑動(dòng)摩擦力12牛，所以要使物體A勻速上升，B要?jiǎng)蛩傧蜃筮\(yùn)動(dòng)，B受到的拉力F2=12N+9N=21N，B的速度為0.6m/s/3=0.2m/s，拉力F2的功率：P2=F2v=21N×0.2m/s=4.2W，C錯(cuò)誤。
D、（1）、（2）中物體A受繩的拉力功率比為2：1，（1）中物體A受繩的拉力為4N，運(yùn)動(dòng)速度為0.9m/s，（2）中物體A受繩的拉力為3N，運(yùn)動(dòng)速度為0.6m/s，功率之比為：（4N×0.9m/s）：（3N×0.6m/s）=2:1，D正確。
4.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)卷三）如圖所示為質(zhì)量不計(jì)的杠桿，在左邊用細(xì)線掛一個(gè)小球，為使杠桿保持在水平位置平衡，F(xiàn)1~F6為作用于不同位置時(shí)的拉力是（?）。
A.拉力為F1時(shí)屬于省力杠桿，F(xiàn)2時(shí)為等臂杠桿；
B.若使小球升高相同的距離，則F5比F2會(huì)向下移動(dòng)更少距離；
C.最大拉力為F3，最小拉力為F5，而F2＝F4＝F6；
D.若從F4緩慢轉(zhuǎn)至F5再轉(zhuǎn)至F6（不改變力的作用點(diǎn)），則力F先變大后變小
【答案】C。
【解析】杠桿原理：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，用代數(shù)式表示為F1· L1=F2·L2。
解答：A、由圖可知：小球和小球到支點(diǎn)的距離構(gòu)成了阻力和阻力臂，G2；而F1到支點(diǎn)的距離只有1格<2格，是費(fèi)力杠桿；故A錯(cuò)誤。
B、由杠桿原理可知，F(xiàn)2是費(fèi)力杠桿，F(xiàn)5是省力杠桿，省力機(jī)械費(fèi)距離，費(fèi)力杠桿省距離；故F5向下移動(dòng)的距離更多；故B錯(cuò)誤。
C、經(jīng)計(jì)算可知F1的力臂是1格，F(xiàn)2的力臂是2格，F(xiàn)3的力臂是0.5格，F(xiàn)4的力臂是2格，F(xiàn)5的力臂是4格，F(xiàn)6的力臂是2格；力臂越大力越小；故F3拉力最大，F(xiàn)5拉力最小，F(xiàn)2＝F4＝F6 ；故C正確。
D、F4緩慢轉(zhuǎn)至F5再轉(zhuǎn)至F6的過程中，力臂先變大后變小，故力先變小后變大；故D錯(cuò)誤。故答案為：C。
5.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)卷六）如圖所示的兩個(gè)滑輪，用來提升同一重物并使之勻速上升，不計(jì)輪繩間摩擦及輪重，則下列拉力大小關(guān)系正確的是（? ）。
A.F1=F2 ，F(xiàn)3=F4? B.F1=F2，F(xiàn)3F2，F(xiàn)3>F4
【答案】B。
【解析】（1）滑輪有動(dòng)滑輪和定滑輪。定滑輪特點(diǎn)：不能省力，可改變力的方向；動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：省1/2的力，不能改變力的方向，且費(fèi)距離。定滑輪相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，支點(diǎn)在滑輪的圓心處。動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿，支點(diǎn)在滑輪與固定端線的交點(diǎn)上；（2）杠桿平衡原理：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。
解答：由定滑輪相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，支點(diǎn)在圓心上可知，F(xiàn)1與F2的力臂都是滑輪的半徑，所以由杠桿平衡原理可知阻力阻力臂不變，動(dòng)力臂不變所以動(dòng)力F1=F2。動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿，支點(diǎn)在滑輪與固定端線的交點(diǎn)，由動(dòng)滑輪的圖可知，F(xiàn)3的力臂是滑輪的直徑，F(xiàn)4的力臂小于滑輪的直徑，由杠桿平衡原理可知，阻力阻力臂不變，F(xiàn)3動(dòng)力臂大于F4的動(dòng)力臂，所以F3二、填空題
6.（2017·義烏科學(xué)模擬二）安全閥常作為超壓保護(hù)裝置。如圖是利用杠桿原理設(shè)計(jì)的鍋爐安全閥示意圖，閥的橫截面積S為6㎝2 ，OA∶AB=1∶2，若鍋爐能承受的最大壓強(qiáng)為5.81×105帕，大氣壓強(qiáng)1.01×105帕，則在B處應(yīng)掛________牛的重物。若鍋爐承受的最大壓強(qiáng)減小，為保證鍋爐安全，應(yīng)將重物向_______?(選填“左”或“右”）移動(dòng)。
【答案】96、右。
【解析】由壓強(qiáng)公式可求得A點(diǎn)處杠桿所受到的壓力，再由杠桿的平衡條件可知B處應(yīng)掛物體的重力。
解：（1) 因OA:AB=1:2，故OA:OB=1:3，由杠桿的平衡條件可知：F×OA=G×OB，
則所掛物體的重力：G=F=PS=× (5.81×105Pa一1.01×105Pa)×6×10-4m2=96N。
（2)若鍋爐承受的最大壓強(qiáng)減小,為保證鍋爐安全，應(yīng)將重物向右移動(dòng)。
7.（2017·義烏科學(xué)模擬二）如圖所示，在水平拉力F的作用下重100N的物體A，沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧秤B的示數(shù)為10N，則拉力F的大小為_______N，物體A與水平桌面的摩擦力大小為______N。
【答案】20、10。
【解析】物體A勻速運(yùn)動(dòng)，受到的合力為零，故A物體所受拉力和摩擦力相等；動(dòng)滑輪上有兩段繩子，拉力F是A所受摩擦力的2倍。
解答：彈簧測(cè)力計(jì)B測(cè)出了動(dòng)滑輪上的繩子上的拉力為10N；則物體A受到拉力為10N；又因物體A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則物體A與水平桌面的摩擦力與物體A受到拉力是一對(duì)平衡力，則摩擦力大小也是10N；拉力F=2f=2×10N=20N。
8.（2017·浙江科學(xué)備考模擬一）某人在動(dòng)物園內(nèi)，用彈簧測(cè)力計(jì)稱出了一頭大象的重力，在稱象過程巾，他用到吊車、鐵籠和一根很長(zhǎng)的槽鋼等輔助工具，操作步驟如下：
a．如圖甲所示，將鐵籠系于槽鋼上的B點(diǎn)，當(dāng)?shù)踯嚨蹉^在槽鋼上的懸吊點(diǎn)移至0點(diǎn)時(shí)，槽鋼在水平位置平衡。
b．將大象引入鐵籠，保持吊鉤懸吊點(diǎn)O點(diǎn)和鐵籠懸掛點(diǎn)B點(diǎn)的位置不變．用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次茌水平位置平衡，如圖乙所示。測(cè)得OB=6cm，OA=9m，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為200N。根據(jù)上述數(shù)據(jù)測(cè)出了大象的重力。
（1）大象的重力為________N。
（2）設(shè)計(jì)步驟a的目的是________。
【答案】（1）30000（2）便于測(cè)量力臂的長(zhǎng)度，可以忽略杠桿自身的重力。
【解析】利用杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻×力阻力臂，根據(jù)已知條件確定杠桿所受的力及力臂代入便可求出未知量。此題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是能夠正確分析杠桿所受的力及力臂，在代入數(shù)據(jù)時(shí)一定要細(xì)心，并注意單位，物理來源于生活，也服務(wù)于生活，聯(lián)系實(shí)際觀察、實(shí)驗(yàn)、多思多想是學(xué)好物理的最好的途徑。
解答：（1）杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2，200N×9m=F2×6×10-2m；解得：F2=30000N。
（2）a實(shí)驗(yàn)的目的是設(shè)置對(duì)照，以忽略杠桿自身的重力。
9.（2017·浙江科學(xué)備考模擬二）小明和小杰握住兩根較光滑的木棍，小華將繩子的一端系在其中一根木棍上，然后如圖所示依次將繩子繞過兩根木棍，小明和小杰相距一定的距離握緊木棍站穩(wěn)后，小華在圖A處拉繩子的另一端，用很小的力便能拉動(dòng)他們。
（1）兩根木棍和繩子組成的機(jī)械相當(dāng)于________。
（2）若小華所用的拉力為20N，則小明受到的拉力為________N。（摩擦忽略不計(jì)）
【答案】（1）滑輪組；（2）120。
【解析】（1）根據(jù)木棍和繩子的使用情況，確定機(jī)械的類型；（2）根據(jù)與木棍相連的繩子段數(shù)計(jì)算小明和小杰的拉力大小。
解答：（1）從使用的情況看，兩根木棍和繩子組成的簡(jiǎn)單機(jī)械是滑輪組。
（2）小華的拉力是20N，由圖可見小明那端木棍有6段繩子相連，因此小明的拉力為20N×6=120N；故答案為：（1）滑輪組；（2）120N。
10.（2017·浙江科學(xué)備考模擬四）如圖所示，一塊既長(zhǎng)又厚的均勻木塊A，左上角有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸O與墻連接，其下方擱有一小木塊B，B與A之間存在摩擦，其余摩擦不計(jì)。B從A的左端勻速拉到右端的過程中，水平拉力的大小________(選填“變大”、“變小”或“不變”)；若上述過程中，拉力做功為W1，再將B從A的右端勻速拉到左端的過程中，水平拉力做功為W2，則W1________W2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】變小、等于。
【解析】（1）①把物體A當(dāng)做杠杠，重力（阻力）和力臂不變；B對(duì)A的支持力為動(dòng)力，在B從A的左端勻速拉到右端的過程中，重力（阻力）和力臂不變；動(dòng)力臂變大，菁優(yōu)網(wǎng)根據(jù)杠杠平衡條件判斷支持力的大小變化；進(jìn)而得出A對(duì)B的壓力大小變化；②而摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，在接觸面的粗糙程度一定時(shí)，壓力越大、摩擦力越大，據(jù)此得出摩擦力的大小變化；③由于是勻速拉動(dòng)，拉力等于摩擦力，從而得出拉力的大小變化。（2）由（1）的分析可知，無論是B從A的左端勻速拉到右端，還是從A的右端勻速拉到左端，在兩端的拉力相同，所以在來回的過程中平均拉力相同，又知道來回的距離相同，據(jù)此分析判斷。
解答：①如圖，重力（阻力）和力臂OD不變；B對(duì)A的支持力為動(dòng)力，其力臂為OC，
在B從A的左端勻速拉到右端的過程中，OC變大；把物體A當(dāng)做杠杠，由于杠杠平衡，可得F支×OC=G×OD，因?yàn)镚和OD大小不變，OC變大，所以支持力F支變小，
所以A對(duì)B的壓力變小；
②因?yàn)榻佑|面的粗糙程度不變，所以B受到的摩擦力將變小；
③因?yàn)锽被勻速拉動(dòng)，拉力等于摩擦力，所以水平拉力的將變小。
（2）由（1）的分析可知，B從A的左端勻速拉到右端的過程中，因?yàn)镺C勻速變大，所以拉力將勻速變小，平均拉力等于在左端和右端的拉力的平均值；
B從A的右端勻速拉到左端的過程中，因?yàn)镺C勻速變小，所以拉力將勻速變大，平均拉力等于在左端和右端的拉力的平均值；
由此可知，在來回的過程中平均拉力相同，又知道來回的距離相同，所以來回拉力做功相同，即W1=W2 。故答案為：變小、等于。
11.（2017·浙江科學(xué)考前沖刺二）如圖所示，一根輕質(zhì)杠桿的C端掛了一個(gè)質(zhì)量為20kg的重物。在杠桿的B位置處，用一繩系在天花板上，繩與杠桿的夾角為30°，在A端放一個(gè)質(zhì)量為40kg物體，其中OC、OB和BA的長(zhǎng)度分別為0.5m、0.2m和0.6m，此時(shí)杠桿保持水平靜止。用F=10N的水平拉力使物體向左勻速滑動(dòng)。
（1）當(dāng)物體未運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩所承受的拉力為________。
（2）物體運(yùn)動(dòng)通過距離______m時(shí)，細(xì)繩的拉力恰好為零；此時(shí)力F所做的功______J。
【答案】（1）2200N；（2）0.55m；5.5J 。
【解析】本題懸繩固定的物體平衡問題，往往以結(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，正確分析受力，作出力圖，即可由平衡條件求解。
解答：（1）根據(jù)桿杠定律：GC×CO=GA×OA-Fsin30°OB，
20kg×10N/kg×0.5m=40kg×10N/kg×0.8m-×0.2m，解得F=2200N。
（2）細(xì)繩的拉力恰好為零，設(shè)物體A距離O點(diǎn)的距離為y，
根據(jù)桿杠定理：GC×CO=GA×y。
20kg×10N/kg×0.5m=40kg×10N/kg×y，解得y=0.25m；
此時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的距離=0.8m-0.25m=0.55m；根據(jù)功的計(jì)算公式：W=Fs=10N×0.55m=5.5J。
故答案為：（1）2200N；（2）0.55m，5.5J。
12.（2017·浙江科學(xué)考前沖刺三）如圖所示，用固定在墻上的三角支架ABC放置空調(diào)室外機(jī)。如果A處螺釘松脫，則支架會(huì)繞C點(diǎn)翻轉(zhuǎn)，以C為支點(diǎn)，ABC是一個(gè)杠桿。AB長(zhǎng)40cm，AC長(zhǎng)30cm，室外機(jī)的重力為300N，處在AB中點(diǎn)處，則A處螺釘?shù)乃嚼開_______N（支架重力不計(jì)）。為了安全，室外機(jī)位置應(yīng)________（選“靠近”或“遠(yuǎn)離”）墻壁。
【答案】200、靠近。
【解析】此題考查力臂的畫法、杠桿平衡條件及其應(yīng)用，熟練應(yīng)用杠桿平衡條件、掌握力臂的作法即可正確解題。（1）已知?jiǎng)恿妥枇Γ鶕?jù)力臂的畫法，先確定支點(diǎn)，再過支點(diǎn)作動(dòng)力作用線和阻力作用線的垂線段，即可畫出動(dòng)力臂和阻力臂；（2）根據(jù)杠桿平衡條件可知，在阻力與阻力臂一定的情況下，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，力越小，空調(diào)越牢固，據(jù)此根據(jù)圖示情景分析答題。
解答：由杠桿平衡條件可得：F×AC=G×AB；代入數(shù)據(jù)可得：F×30cm=300N××40cm；
所以F=。
為了安全，應(yīng)減小A處的拉力（若拉力過大，支架對(duì)螺釘拉力會(huì)使螺釘松動(dòng)而造成危險(xiǎn)）；在動(dòng)力臂L1和阻力G一定時(shí)，室外機(jī)的位置越靠近墻壁，阻力臂越小，根據(jù)杠桿平衡條件可知，A處的拉力將減小，以保證支架和室外機(jī)的安全。故答案為：200、靠近。
13.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)二）如圖所示為小召同學(xué)做俯臥撐時(shí)的示意圖。已知小召同學(xué)體重60kg，1min鐘內(nèi)做了45個(gè)，每做一次肩膀升高40cm，人身體可視為杠桿，O點(diǎn)為支點(diǎn)，E點(diǎn)為重心，OA=1m，AB=0.5m。試分析計(jì)算回答：
（1）試判斷：做俯臥撐時(shí)人所屬的杠桿類型為________。
（2）手對(duì)地面的壓力為多少牛?
（3）若每個(gè)手掌的面積是0.02m2，求雙手對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少Pa?
（4）小召此次做俯臥撐的功率為多少?
【答案】（1）省力杠桿；（2）400；（3）10000；（4）120W。
【解析】（1）杠桿有三種類型，主要依據(jù)動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)短來進(jìn)行分類。動(dòng)力臂大于阻力臂的為省力杠桿；動(dòng)力臂等于阻力臂的為等臂杠桿；動(dòng)力臂小于阻力臂的為費(fèi)力杠桿；（2）根據(jù)杠桿平衡原理：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，可以求出地面對(duì)手的支持力，由支持力與壓力是一對(duì)相互作用力可以得到壓力；（3）由壓強(qiáng)公式P=F/s可以求出雙手對(duì)地面的壓強(qiáng)；（4）先計(jì)算出一次俯臥撐的功W=FS，再算出總功，利用功率公式P=W/t計(jì)算出功率。
解答：（1）由圖可知OA為阻力臂，BO為動(dòng)力臂，動(dòng)力臂大于阻力臂所以做俯臥撐時(shí)人所屬的杠桿類型為省力杠桿。
（2）杠桿平衡條件：F1L1=F2L2，F(xiàn)×OB=G×OA，?F×1.5=G×1；
G=mg=600N，F(xiàn)=400N，力的作用是相互的，故手對(duì)地面的壓力為400N。
（3）F=400N,S=0.04m2，P=F/S=400N/0.04m2=10000Pa。
（4）W=FS=400N×0.4m×45=7200J?，P=W/t=7200J/60s=120W。
14.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)三）小紅、小明、小剛?cè)煌瑢W(xué)分別做“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)如圖所示，其中小紅、小明實(shí)驗(yàn)時(shí)以杠桿中點(diǎn)為支點(diǎn)，思考并回答下列問題：
（1）小紅同學(xué)完成如圖所示實(shí)驗(yàn)后并記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)這一次實(shí)驗(yàn)，小紅立即分析得出杠桿的平衡條件，她的不足之處有________（至少寫兩點(diǎn)）。
（2）小明同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：第一種是用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直向下拉，其讀數(shù)為F1；第二種是用彈簧測(cè)力計(jì)斜向下拉，其讀數(shù)為F2 ， 請(qǐng)幫助小明判斷兩種方案的合理性和F1、F2正確的大小關(guān)系是?????? （選填）。
A. 第一種合理，F(xiàn)1F2
C.第二種合理，F(xiàn)1F2
（3）小剛同學(xué)用圖丙裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時(shí)，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，得出的杠桿平衡條件并不成立，他的操作錯(cuò)誤在于沒有選擇________。
【答案】（1）實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少；動(dòng)力臂與阻力臂取值相同；（2）A；（3）杠桿的重心（若均勻則為中心）作為支點(diǎn)。
【解析】杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個(gè)力（動(dòng)力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)）的大小跟它們的力臂成反比。動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，用代數(shù)式表示為F1×L1=F2×L2。
解答：（1）該實(shí)驗(yàn)時(shí)驗(yàn)證規(guī)律的，因此需要多組不同的數(shù)據(jù)；故答案為：試驗(yàn)次數(shù)太少；力臂相同。
（2）該題是實(shí)驗(yàn)操作，因此我們要選擇容易讀取力臂的方法，由圖可知第一種的力臂大于第二種，根據(jù)杠桿平衡原理可知，第一種的拉力會(huì)小于第二種的拉力；故答案為：A。
（3）小明同學(xué)杠桿如圖放置本身不平衡，沒有考慮杠桿本身重力問題；故答案為：沒有選取杠桿的重心為支點(diǎn)。
故答案為：（1）試驗(yàn)次數(shù)太少，力臂相同；（2）A；（3）沒有選取杠桿的重心為支點(diǎn)。
三、計(jì)算題
15.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)八）利用如圖所示的滑輪組，用F=800N的力拉繩子自由端，貨物A重3000N，A以0.6m/s的速度勻速直線運(yùn)動(dòng)10s，整個(gè)過程中，滑輪組的機(jī)械效率為75%，求：
（1）貨物A在10s內(nèi)移動(dòng)的距離。
（2）該過程中拉力F的功率。
（3）水平地面對(duì)貨物A的摩擦力大小。
【答案】（1）6m；（2）1440w；（3）1800N。
【解析】（1）此滑輪組有三段繩子與動(dòng)滑輪相連，所以繩子自由端移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的3倍，繩子自由端移動(dòng)的速度是物體移動(dòng)速度的3倍；（2）路程=時(shí)間速度；（3）功率等于功除以時(shí)間或者功率等于力乘以物體在力的方向上移動(dòng)的速度；（4）機(jī)械效率等于有用功除以總功。
解答：（1）根據(jù)路程=時(shí)間速度可得：S=Vt=0.6m/s×10s=6m。
（2）有圖分析可知，n=3，所以繩子自由端拉力F的速度為V=0.6m/s×3=1.8m/s，根據(jù)功率等于力乘以物體在力的方向上移動(dòng)的速度可得? P=FV=800N×1.8m/s=1440w。
（3）先求出拉力所做的總功W總=Pt=1440W10s=14400J，在利用機(jī)械效率公式求出有用功W有=14400J×75%=10800J，而再用滑輪組水平移動(dòng)重物過程中，克服重物受到的摩擦力做功為有用功，W有=fS物，故f= W有/S物=10800J/6m=1800N。
故答案為：（1）6m；（2）1440w；（3）1800N。
16.（2017·湖州七校聯(lián)考）為提高車輛通行質(zhì)量，福州交警在市區(qū)一些道路某些時(shí)段推出“綠波通行”，即車輛在綠波路段以50km/h～55km/h范圍內(nèi)行駛，一路綠燈。在綠波時(shí)段，質(zhì)量是1.2×103kg的汽車，經(jīng)過綠波路段上相距2.7×103m的兩個(gè)路口，用時(shí)180s，問：
（1）汽車行駛的平均速度是多少？是否“綠波通行”？
（2）若汽車在這段距離內(nèi)行駛的牽引力保持3000N不變，則汽車的輸出功率是多少？
（3）若輪胎與地面接觸的總面積是0.6m2，汽車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？（g取10N/kg）
【答案】（1）54km/h，綠波通行；（2）4.5×104W；（3）2×104Pa。
【解析】此題主要考查的是學(xué)生對(duì)速度公式、功率計(jì)算公式及壓強(qiáng)計(jì)算公式的理解和掌握，熟練運(yùn)用相關(guān)公式即可正確解題，屬于基礎(chǔ)性題目，難度不大。（1）知道汽車行駛的路程和所用的時(shí)間，根據(jù)求出汽車行駛的平均速度，進(jìn)而可以判斷汽車是否“綠波通行”； （2）知道汽車的牽引力和通過的路程，根據(jù)W=Fs求出汽車的牽引力做的功，又知道行駛時(shí)間，再利用求出汽車的輸出功率； （3）根據(jù)G=mg求出汽車的重力，進(jìn)而得出汽車對(duì)水平地面的壓力，然后根據(jù)， 求出汽車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。
解答：（1）汽車行駛的平均速度： ，
因?yàn)?0km/h＜v=54km/h＜55km/h，所以該汽車是“綠波通行”。
（2）汽車的牽引力做的功：W=Fs=3000N×2.7×103m=8.1×106J，
則汽車的輸出功率： P= =4.5×104W。
（3）汽車的重力： G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N，
因?yàn)槠囲o止在水平地面，所以汽車對(duì)水平地面的壓力： F壓=G=1.2×104N，則汽車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p= =2×104Pa。
17.（2017·紹興模擬）如圖所示的叉車是工業(yè)搬運(yùn)車輛，是指對(duì)成件托盤貨物進(jìn)行裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸作業(yè)的各種輪式搬運(yùn)車輛．某品牌叉車的相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。
自重
4300kg
最大行駛速度
20km/h
行走方式
內(nèi)燃式叉車
額定起重量
2000kg
起升高度
3000mm
額定功率
63kW
某次裝貨過程中，該叉車載著2000kg貨物以最大行駛速度水平行駛將貨物送往1km貨車處，然后將2000kg貨物舉高2m。叉車水平行駛過程中受到阻力為總重的0．03倍。求：
（1）叉車行駛1km克服摩擦力做的功。
（2）將貨物舉起時(shí)對(duì)貨物做的功。
（3）若在整個(gè)過程中消耗汽油0.5L，計(jì)算叉車的效率。(計(jì)算結(jié)果保留到0.1%）(q汽油=4．6×107J/kg，ρ汽油=0．72×103kg/m3）
【答案】叉車行使1Km克服摩擦力做的功為1．89×106J；將貨物舉起時(shí)對(duì)貨物做的功為4×104J；叉車的效率為11．7%。21·cn·jy·com
【解析】此題為力學(xué)、熱學(xué)綜合題，主要考查了重力、密度公式的應(yīng)用，二力平衡的條件的應(yīng)用、功和效率的計(jì)算，熱量的計(jì)算等，明確有用功和總功是解答此題的關(guān)鍵。（1）利用G=mg求出叉車和貨物的總重力，然后根據(jù)阻力與總重力的關(guān)系得出阻力大小，再利用力的平衡得出牽引力，最后利用W=Fs計(jì)算叉車行駛1km克服摩擦力做的功；（2）利用W=Gh計(jì)算將貨物舉起時(shí)對(duì)貨物做的功；（3）求出有用功，然后利用密度公式求出汽油的質(zhì)量，再利用Q=mq求出汽油完全燃燒放出的熱量，最后利用效率公式計(jì)算叉車的效率。
解答：（1）叉車和貨物的總重力：G=（m貨+m車）g=（2000kg+4300kg）×10N/kg=6．3×104N，該叉車載著貨物以最大行駛速度水平行駛，
則牽引力：F=f=0．03G=0．03×6．3×104N=1．89×103N，
叉車行駛1km克服摩擦力做的功：W1=Fs=1．89×103N×1×103m=1．89×106J。
（2）將貨物舉起時(shí)對(duì)貨物做的功：W2=G貨h=m貨gh=2000kg×10N/kg×2m=4×104J。
（3）在整個(gè)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)所做的有用功：W有=W1+W2=1．89×106J+4×104J=1．93×106J，
根據(jù)Q=mq、ρ= 可得0．5L汽油完全燃燒放出的熱量：
Q=mq=ρVq=0．72×103kg/m3×0．5×10﹣3m3×4．6×107J/kg=1．656×107J，
叉車的效率：η= ×100%= ×100%≈11．7%。
四、實(shí)驗(yàn)探究題
18.（2018·浙江科學(xué)全預(yù)測(cè)卷四）小柯同學(xué)進(jìn)行“探究杠桿的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示。每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m，O為支點(diǎn)。
（1）他將2只鉤碼懸掛在B點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力為F1 ， 測(cè)得A、B兩點(diǎn)上升的高度分別為h1、h2，則此次杠桿的機(jī)械效率為η=________（用物理量的符號(hào)表示）。
（2）他將2只鉤碼懸掛在C點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使C點(diǎn)上升高度為h2，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將________（填“>”、“=”或“<”）F1。
（3）他將3只鉤碼懸掛在C點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使C點(diǎn)上升高度仍為h2，則第3次杠桿的機(jī)械效率與前兩次相比________（填“最大”、“最小或“相等”）。
【答案】（1）2mgh2/F1h1；（2）>；（3）最大（第二次與第一次比，有用功相同，而額外功第二次要少，第三次與第二次比，額外功相同，而有用功第三次要大，故第三次最大，第一次最小）。
【解析】我們把有用功和總功的比值叫做機(jī)械效率；用符號(hào)η表示。
解答：（1）在一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)械中，拉力做的功是總功，而重物做的功一般是有用功；故W有用=2mgh2，W總=Fh1; η=2mgh2 /Fh1;故答案為：2mgh2 /Fh1。
（2）根據(jù)杠桿平衡原理可知：阻力不變，阻力臂增大，阻力與阻力臂之積增大，而動(dòng)力臂不變，故動(dòng)力要增大；故答案為：>。
（3）第二次與第一次比，有用功相同，而額外功第二次要少，第三次與第二次比，額外功相同，而有用功第三次要大，故第三次最大，第一次最小；故答案為：最大。
故答案為：（1）2mgh2 /Fh1;（2）>；（3）最大。

展開更多......

收起↑