专题11：简单机械和功

如图所示，在建筑工地上经常看见塔吊，塔吊的横梁可以看成一根杠杆，塔吊在C处安装了较重的配重物，其主要目的是为了（   ）

已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度的平方成正比，且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同．现有两滴质量分别为m₁和m₂的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为（   ）

如图所示的情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是（   ）

如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体，不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是(    )

小红和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的是（   ）

如图所示，用裁纸刀裁纸．在图所示的A、B、C三点中，支点是点，动力作用点是点，阻力作用点是点．

小红在超市购物时，用10N的水平推力，推着购物车在水平地面上作匀速直线运动，突然她发现前面有障碍物，于是马上用15N的水平力向后拉小车，使车减速，在减速运动过程中，车所受的合力为　 　N；如图所示，当车的前轮遇到障碍物A时，小红向下按扶把，使车前轮向上翘起，这时购物车可视为杠杆，支点是 （写出字母），请画出小红所用的最小动力的力臂L．

如图所示，OB为一轻质杠杆，O为支点，OA=0.3m，OB=0.4m，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，在A点至少需加 N的拉力，这是一个  (选填“省力”或“费力”)杠杆．

如图所示的滑轮中，属于定滑轮是（选填“A”或“B”），使用它的好处是可以．在不计滑轮重力和各种摩擦的情况下，匀速提升重为120牛重物G，F₁的大小为牛，F₂的大小为牛．

水平地面上一静止木箱重800N，某人用50N的水平推力推动木箱前进10m，撤消推力后木箱又继续前进了2m，全过程中，水平推力做功J，重力做功J．

如图所示，一处于水平平衡状态的杠杆，杠杆上所标刻度每小格长为3cm．某同学在研究杠杆平衡实验时，在杠杆上的A点挂四个钩码，每个重为1N，用弹簧测力计在B点竖直向上拉杠杆，使杠杆水平平衡，此时弹簧测力计拉力的力臂为 cm，弹簧测力计的示数为 N．

如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F₁只作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F₂作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h（h＜ab＜bc），则在上述过程中F₁F₂（选填“大于”、“小于”或“等于”）；F₁所做的功F₁F₂所做的功（选填“大于”、“小于”或“等于”）；第一次克服重力所做的功第二次克服重力所做的功（选镇“大于”“小于”或“等于”）.

以下四幅图描绘的是杠杆在生活中的应用

属于省力杠杆的是，属于费力杠杆的是 填相应的字母

如图所示，在水平地面上，小明用10N的水平力推重为50N的木箱匀速向右移动10m，在此过程中，木箱受到的摩擦力为 N．重力对木箱做功 J，小明对木箱做功 J．

如图所示，龙舟比赛中选手一手撑住桨的末端（视为支点），另一手用力划桨，此时船桨属于杠杆 （填“省力”“费力”或“等臂”）．若龙舟和运动员的总重力为2.5×10⁴N，则龙舟所受浮力为N．当运动员离开龙舟后，龙舟所受的浮力（选填“减小”、“不变”或“增大”）．

小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：

物理量 实验次数	钩码总重G/N	钩码上升的高度h/m	测力计数F/N	测力计移动距离s/ m	机械效率h
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

（1）在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。

（2）第1次实验测得的机械效率为 。（结果保留整数）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用 图做的。（选填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率 。（选填变大、变小或不变）
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 。（选填“有关”或“无关”）

图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F₁随时间t变化的图象。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×10³N，滑轮组的机械效率为80%，已知A的重力为2×10⁴N，A上升的速度始终为0.1m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响，g取10N/kg）求：

一辆汽车以90km/h的速度在一段平直的高速公路上匀速行驶了4.5km，此时汽车的功率为60kW．求：

（1）汽车通过该路段的时间是多少；

（2）汽车所受的阻力为多少；

（3）汽车在该路段行驶时牵引力做的功是多少．

杠杆平衡时，动力F₁的大小为10牛，动力臂l₁为0.2米，阻力臂l₂为0.1米，求阻力F₂的大小．

物体在50牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，10秒内前进了20米，求此过程中拉力做的功W和拉力的功率P．

如图所示，司机师傅利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来（泥坑可近似看成水平面），在此过程中汽车匀速移动了1m，共用时5s，已知汽车所受阻力为1200N，司机师傅的拉力功率为300W，在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下，求：

用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为760N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F，将物体M以0.5m/s的速度匀速提升到5m的高度．拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和滑轮与轴的摩擦．求：

如图甲所示为市民在公园锻炼上肢力量的画面．该器材相当于一根杠杆（杠杆自重不计），乙图为其简化图，锻炼时手在B点用力向上举手柄将A点的配重抬高，达到锻炼上肢的目的．请在乙图中画出动力臂L₁、阻力F₂及力臂L₂ ．

用滑轮组提升重物，请在图中画出拉力F＝G/3的绳子的绕法。（不计动滑轮、绳重和摩擦）

如图所示的弯曲杠杆A端吊一个重物G，要想在B端加一最小的力F，使AO（O为支点）保持水平平衡，试画出此力的方向和力臂。

小程要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物．小程想站在地上向下拉绳，如图所示．请你在a，b，c三个图中选择一组滑轮组，并画出正确的绕绳方法．

如图所示，装置吊重为G的物体，要使杠杆平衡，画出在A点所加最小力F的示意图，并作出F的力臂．

某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验进行了如下实验步骤．

a．把杠杆的中点支在支架上；

b．把钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置使杠杆水平平衡；

c．记下两边的钩码的重，用尺量出它们的力臂，记下实验数据；

d．改变力和力臂数值，做三次实验．e．求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值．