第03講 簡(jiǎn)單機(jī)械及機(jī)械效率-【暑假自學(xué)課】2023年新九年級(jí)物理暑假課（人教版）（解析版）

第03講簡(jiǎn)單機(jī)械及機(jī)械效率掌握壓力和壓強(qiáng)的計(jì)算方法；掌握液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)和計(jì)算方法；掌握伯努利原理的應(yīng)用；掌握浮力的沉浮條件和大小的計(jì)算方法。一、杠桿定義：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就叫杠桿。杠桿平衡的條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂.或?qū)懽鳎篎1L1=F2L2，這個(gè)平衡條件也就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。杠桿的平衡判斷：杠桿在力的作用下保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿就處于平衡狀態(tài)杠桿力臂的畫法（1）明確支點(diǎn)，用O表示；（2）通過(guò)力的作用點(diǎn)沿力的方向畫一條直線；（3）過(guò)支點(diǎn)O作該力的作用線的垂線；（4）用兩頭帶箭頭的線段標(biāo)示出支點(diǎn)到力的作用線的垂線段，寫上相應(yīng)的字母L1（或L2)。5.杠桿分類及特點(diǎn)：類型力臂受力情況特點(diǎn)例子省力杠桿L1>L2F1<F2省力費(fèi)距離開瓶器、羊角錘費(fèi)力杠桿L1<L2F1>F2費(fèi)力省距離筷子、釣魚竿等臂杠桿L1=L2F1=F2既不省力也不省距離蹺蹺板、托盤天平二、機(jī)械效率1.總功：人或機(jī)械設(shè)備（或繩端或自由端）拉力做的功。2.有用功：不利用機(jī)械設(shè)備，直接對(duì)物體做的功。3.額外功：機(jī)械設(shè)備克服自身重力或阻力做的功。4.機(jī)械效率：有用功與總功的比值叫作機(jī)械效率。2.公式為：3.推導(dǎo)式：（1）豎直方向勻速提升物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率：，忽略繩重和摩擦，繩子自由端的拉力：，滑輪組的機(jī)械效率：。（2）水平方向勻速拉物體時(shí)如圖所示，滑輪組的機(jī)械效率：。（3）斜面的機(jī)械效率：，考點(diǎn)一：杠桿動(dòng)態(tài)變化例1一根輕質(zhì)杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在杠桿的中點(diǎn)掛一重物，在桿的另一端施加一個(gè)方向始終保持水平的力F，如圖所示。力F使桿從如圖所示位置慢慢抬起到水平位置的過(guò)程中，力F和它的力臂LF，重力G和它的力臂LG的變化情況是（）例1

A．F減小，LF減小 B．F減小，LF增大C．G不變，LG減小 D．G不變，LG增大【答案】D【詳解】根據(jù)力臂的概念做出力F和重力G的力臂，如圖所示：

使杠桿從圖中所示位置慢慢抬起到水平位置的過(guò)程中，重物的重力不變，但力臂LG變大，F(xiàn)的力臂LF變?。桓鶕?jù)杠桿平衡條件FLF=GLG可得則F一直在增大，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D?？键c(diǎn)一：滑輪組機(jī)械效率角度1：豎直面滑輪組的機(jī)械效率例2如圖所示，用力F將重力的物體勻速向上提升2m，動(dòng)滑輪重2N（不計(jì)繩重及摩擦），下列說(shuō)法正確的是（

）例2

A．繩子末端移動(dòng)的距離為1mB．滑輪組所做的有用功為20JC．滑輪組的機(jī)械效率為80%D．拉力大小為5N【答案】B【詳解】A．由圖可知繩子的有效段數(shù)n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=2×2m=4m，故A錯(cuò)誤；B．滑輪組所做的有用功W有=Gh=10N×2m=20J，故B正確；C．因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重做的功為額定功的唯一來(lái)源，所以滑輪組的機(jī)械效率，故C錯(cuò)誤；D．因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，所以拉力為，故D錯(cuò)誤。選B。角度2：水平面滑輪組的機(jī)械效率例3例3①繩子自由端沿水平方向移動(dòng)的速度為1.5m/s②物體受到的拉力為750N③拉力F的功率為375W④滑輪組的機(jī)械效率為80%

A．只有①和② B．只有②和③ C．只有③和④ D．只有①和④【答案】A【詳解】①繩子自由端移動(dòng)的距離s=2s物=2×2m=4m速度為②物體受到的摩擦力為f=0.4G=0.4×1500N=600N由于物體勻速移動(dòng)，物體受到的拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等，為600N。③拉力F的功率為P=Fv=375N×1m/s=375W④滑輪組的機(jī)械效率為，所以錯(cuò)誤的是①②，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A?？键c(diǎn)二：斜面模型及計(jì)算例4例4

【答案】50083.3%10【詳解】[1]物體所受重力G=125N，物體被提升的高度h=4m，克服物體重力做的有用功W有用=Gh=125N×4m=500J[2]總功大小為W總=W有用+W額＝500J+100J=600J斜面的機(jī)械效率[3]在斜面上克服摩擦力做的功為額外功，由W額=fs得摩擦力的大小考點(diǎn)三：復(fù)雜模型機(jī)械效率的計(jì)算例5如圖所示裝置，物體B重為G，它浸沒(méi)在水中勻速下沉?xí)r，通過(guò)滑輪組拉著重200N的物體A在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)用一個(gè)水平向左的拉力F1拉物體A，使物體B在水中勻速上升（物體B始終未露出水面），力F1的功率P1，滑輪組的機(jī)械效率為η1；當(dāng)物體B完全露出水面后，用另一個(gè)水平向左的力F2拉物體A，使物體B仍然以相同的速度勻速上升，力F2的功率為P2，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為η2，已知：物體B的密度ρB=5ρ水，第一次的拉力F1=60N，。若不計(jì)繩重、滑輪組裝置的摩擦和水中的阻力，功率之比=____________（g=10N/kg）。例5【答案】【詳解】當(dāng)B在水中下沉，物體A在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，A水平方向受力情況如圖甲所示；當(dāng)用力F1拉物體A，物體B在水中勻速上升時(shí)，A水平方向受力情況如圖乙所示；當(dāng)物體B完全露出水面后,用力F2拉物體A，A水平方向受力情況如圖丙所示；當(dāng)物體B浸沒(méi)在水中時(shí)，動(dòng)滑輪與物體B的受力情況如圖丁所示；當(dāng)物體B完全露出水面時(shí)，動(dòng)滑輪與物體B的受力情況如圖戊所示。甲圖中物體A向右勻速運(yùn)動(dòng)，所以有f=F乙圖中物體A向左勻速運(yùn)動(dòng)，所以有（物體B仍在水中，繩子的拉力不變）F1=f+F丙圖中物體A向左勻速運(yùn)動(dòng)所以有（物體B完全露出水面，繩子的拉力發(fā)生了變化）F2=f+F′丁圖物體B浸沒(méi)在水中，把物體B和動(dòng)滑輪當(dāng)作一個(gè)整體，所以有3F=G動(dòng)+G?F?、傥靾D中物體B完全露出水面，把物體B和動(dòng)滑輪當(dāng)作一個(gè)整體，所以有3F′=G動(dòng)+G②B浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力B物體勻速下沉?xí)r，由①式可得作用在繩子上的拉力甲圖中A勻速運(yùn)動(dòng)，所以乙圖中拉力F1拉A使B勻速上升，所以化簡(jiǎn)后可得4G+5G動(dòng)=450N③B完全露出水面時(shí)，由②式可得作用在繩子上的拉力滑輪組的機(jī)械效率（物體B在水中時(shí)，G為B在水中的視重，等于其重力與浮力之差）丁戊兩圖中滑輪組機(jī)械效率之比化簡(jiǎn)后可得G=10G動(dòng)④聯(lián)立③④可得G動(dòng)=10N，G=10G動(dòng)=10×10N=100N水平面對(duì)物體A的摩擦力因?yàn)锽完全露出水面，所以B給A的拉力為因?yàn)镕2拉A使B勻速上升由于物體運(yùn)動(dòng)的速度不變，由P=Fv可得1．（2022·四川遂寧·統(tǒng)考中考真題）碼頭上的工作人員，利用如圖所示的杠桿將一桶淡水從地面轉(zhuǎn)移到船上（杠桿始終保持水平）。掛在A端的的桶重100N，內(nèi)部底面積為，桶內(nèi)裝有800N的水，水深1m。重600N的工作人員用繩子豎直拉住B端，工作人員的腳與地面的接觸面積，。下列計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤的是（）（，g?。〢．水對(duì)桶底的壓強(qiáng)為 B．水對(duì)桶底的壓力為600NC．人對(duì)地面的壓力為375N D．人對(duì)地面的壓強(qiáng)為【答案】C【詳解】A．水對(duì)桶底的壓強(qiáng)為，故A正確，不符合題意；B．水對(duì)桶底的壓力為，故B正確，不符合題意；C．根據(jù)杠桿平衡原理，可得人對(duì)繩子的拉力為所以人對(duì)地面的壓力為，故C錯(cuò)誤，符合題意；，D．人對(duì)地面的壓強(qiáng)為，故D正確，不符合題意。故選C。2．（2022·遼寧·統(tǒng)考中考真題）使用如圖所示的滑輪組，沿水平方向勻速拉動(dòng)質(zhì)量為300kg的物體，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為200N，物體在10s內(nèi)移動(dòng)1m。物體所受的摩擦力為物重的0.1倍。不計(jì)繩重和滑輪組內(nèi)的摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A．滑輪組的機(jī)械效率為50%B．動(dòng)滑輪重為100NC．繩子自由端拉力的功率為20WD．增大物重機(jī)械效率不變【答案】B【詳解】A．物體的重力G=mg=300kg×10N/kg=3000N物體受到的摩擦力f=0.1G=0.1×3000N=300N則拉力F克服物體摩擦力做的有用功W有=fL=300N×1m=300J由圖可知，動(dòng)滑輪用2段繩子拉物體，且彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為200N，則拉力F=200N，繩子自由端移動(dòng)的距離s=2m，拉力做的總功W總=Fs=200N×2m=400J滑輪組的效率，故A錯(cuò)誤；B．由可知，動(dòng)滑輪重G動(dòng)=nF-f=2×200N-300N=100N，故B正確；C．拉力的功率，故C錯(cuò)誤；D．若增大物重，則物體受到的摩擦力變大，物體移動(dòng)相同的距離，滑輪組所做的有用功變大，而額外功不變，有用功在總功中所占的比例變大，因此機(jī)械效率會(huì)變大，故D錯(cuò)誤。故選B。3．（2022·貴州貴陽(yáng)·統(tǒng)考中考真題）如圖所示的情景展示了物理世界的平衡之美。用細(xì)線將鐵錘懸掛在光滑的尺子上，錘柄末端緊貼尺面，尺子一端置于水平桌面邊緣O點(diǎn)處，整個(gè)裝置恰好處于平衡狀態(tài)。若尺面水平且不計(jì)尺子和細(xì)線所受重力，下列說(shuō)法不正確的是（）A．尺子可以視為能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿B．細(xì)線對(duì)鐵錘的拉力與鐵錘所受重力是一對(duì)平衡力C．細(xì)線對(duì)尺子的拉力大于錘柄末端對(duì)尺子的作用力D．尺子與鐵錘組成的整體，其重心在O點(diǎn)的正下方【答案】B【詳解】A．尺子繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，故尺子可以視為能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，故A正確，不符合題意；B．對(duì)鐵錘受力分析，鐵錘受到了重力和細(xì)線對(duì)其的拉力，還受到了尺子對(duì)鐵錘的作用力，而鐵錘處于靜止?fàn)顟B(tài)，故三個(gè)力處于平衡態(tài)，故細(xì)線對(duì)鐵錘的拉力與鐵錘所受重力不是一對(duì)平衡力，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．對(duì)鐵錘受力分析，鐵錘受到了豎直向下的重力，和尺子對(duì)其向下的力，還受到了細(xì)線給其向上的拉力，豎直向上的力等于豎直向下的合力，故細(xì)線對(duì)尺子的拉力大于錘柄末端對(duì)尺子的作用力，故C正確，不符合題意；D．若將尺子與鐵錘組成的整體，這個(gè)整體受到了重力和桌面對(duì)其支持力，而支點(diǎn)是兩個(gè)力的作用點(diǎn)，故重力的作用線是過(guò)O點(diǎn)的，而尺子與鐵錘組成的整體，重心偏向密度大的一端，鐵錘的密度大，故重心在O點(diǎn)的正下方，故D正確，不符合題意。故選B。4．（多選）（2022·山東青島·統(tǒng)考中考真題）如圖甲所示，工人師傅利用動(dòng)滑輪將重360N的貨物勻速提起，拉力F＝200N，貨物上升的高度h與所用時(shí)間t關(guān)系的圖像如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦。下列說(shuō)法正確的是（）A．動(dòng)滑輪的重力 B．貨物上升的速度v＝0.4m/sC．拉力F的功率P＝80W D．動(dòng)滑輪的機(jī)械效率【答案】BD【詳解】A．一共有2段繩子分擔(dān)動(dòng)滑輪和重物的總重力，故動(dòng)滑輪的重力故A錯(cuò)誤；B．由乙圖可知，貨物上升的速度，故B正確；C．繩子自由端的速度為拉力F的功率，故C錯(cuò)誤；D．動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，故D正確。故選BD。5．（2022·山東濱州·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，用滑輪組提升質(zhì)量為12kg的物體時(shí)，物體在10s內(nèi)勻速豎直上升2m。所用拉力F為50N。則在提升物體的過(guò)程中（不計(jì)繩重和摩擦，g=10N/kg）。下列說(shuō)法不正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.6m/sB．滑輪組提升物體做的有用功為300JC．拉力做功的功率為30WD．該滑輪組的機(jī)械效率為80％【答案】B【詳解】A．由圖可知，承擔(dān)物體的繩子有3段，所以繩子自由端移動(dòng)的距離s=3h=3×2m=6m則繩子自由端移動(dòng)的速度為，故A正確；B．物體所受的重力為G=mg=12kg×10N/kg=120N滑輪組提升物體做的有用功為W有=Gh=120N×2m=240J，故B錯(cuò)誤；C．拉力所做的總功為W總=Fs=50N×6m=300J則拉力做功的功率為，故C正確；D．該滑輪組的機(jī)械效率為，故D正確。故選B6．（2022·四川宜賓·統(tǒng)考中考真題）小洪在一次勞動(dòng)中，欲將重為600N的貨物搬到距地面2m高的平臺(tái)上、他用長(zhǎng)為4m的木板搭成斜面如圖，并用沿著斜面向上大小為400N的力將貨物勻速?gòu)牡锥送频巾敹耍『樵谠撨^(guò)程中做的有用功為______J，斜面起到了______。（選填“省力”或“省功”）的作用?！敬鸢浮?200省力【詳解】[1]小洪在該過(guò)程中做的有用功為W有=Gh=600N×2m=1200J[2]物體的重力G=600N，沿斜面的推力F=400N，由于F<G所以斜面是一種省力的簡(jiǎn)單機(jī)械。7．（2022·遼寧盤錦·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，工人師傅利用滑輪組將靜止在水平地面上質(zhì)量為45kg的石板勻速提升6m，用時(shí)30s。石板與地面接觸面積為9000cm2，動(dòng)滑輪重為50N。（g取10N/kg，不計(jì)繩重和摩擦）求：（1）提升前石板對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）石板上升的速度和工人師傅所用拉力；（3）拉力的功率?！敬鸢浮浚?）500Pa；（2）0.2m/s，250N；（3）100W【詳解】解：（1）提升前石板對(duì)地面的壓力為受力面積為提升前石板對(duì)地面的壓強(qiáng)為（2）物體上升的速度為工人師傅所用拉力（3）繩端移動(dòng)的距離為拉力做的總功為拉力功率為答：（1）石板對(duì)地面壓強(qiáng)為500Pa；（2）石板上升的速度為0.2m/s，工人師傅所用拉力為250N；（3）拉力功率為100W。8．（2022·山東濰坊·統(tǒng)考中考真題）圖甲是某衛(wèi)生間馬桶水箱的進(jìn)水調(diào)節(jié)裝置，圖乙為其結(jié)構(gòu)示意圖，浮臂AB可視為繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，，，A端通過(guò)細(xì)連接桿AC與柱狀浮筒連接，浮筒質(zhì)量為，端通過(guò)細(xì)連接桿BD與圓餅狀止水閥連接，止水閥上下表面積與進(jìn)水管口面積均為。當(dāng)水箱中無(wú)水或水量較少時(shí)，止水閥打開，水從進(jìn)水管流進(jìn)水箱。水位達(dá)到一定高度時(shí)，浮筒推動(dòng)杠桿，使止水閥剛好堵住進(jìn)水管，停止進(jìn)水，此時(shí)AB處于水平位置，連接桿豎直，大氣壓強(qiáng)，進(jìn)水管中水壓。除浮筒外其它裝置所受重力不計(jì)，忽略所有摩擦，g取，水的密度。剛停止進(jìn)水時(shí)，求：（1）浮筒所受重力；（2）進(jìn)水管中的水對(duì)止水閥的壓力；（3）連接桿BD對(duì)止水閥的壓力；（4）浮筒排開水的體積?！敬鸢浮浚?）0.5N；（2）12N；（3）10N；（4）2.5×10-4m3【詳解】解：（1）根據(jù)重力的計(jì)算公式可得，浮筒所受重力為（2）由可知，進(jìn)水管中的水對(duì)止水閥的壓力為（3）根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算公式可得，止水閥上表面所受大氣壓力為對(duì)止水閥進(jìn)行受力分析，如圖所示則有（4）浮臂平衡時(shí)，由杠桿平衡條件有則對(duì)浮筒進(jìn)行受力分析如圖所示則有根據(jù)阿基米德定律的計(jì)算公式可得，浮筒排開水的體積為答：（1）浮筒所受重力為0.5N；（2）進(jìn)水管中的水對(duì)止水閥的壓力為12N；（3）連接桿BD對(duì)止水閥的壓力為10N；（4）浮筒排開水的體積為。1．如圖所示是使用簡(jiǎn)單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式（不計(jì)機(jī)械自重和摩擦），其中所需動(dòng)力最小的是（）A．B．C． D．【答案】D【詳解】不計(jì)機(jī)械自重和摩擦，即在理想狀況下。A．圖示是一個(gè)定滑輪，則拉力F1=GB．圖中為斜面，由功的原理可知F1×4m=G×2m，可得C．這是動(dòng)滑輪的特殊使用方法，物體掛在動(dòng)滑輪一側(cè)繩子上，拉動(dòng)滑輪的輪軸，此時(shí)拉力F3=2GD．由圖可知?jiǎng)恿Ρ叟c阻力臂之比由杠桿平衡條件可得F4×l4=G×lG則拉力，比較可知，所需動(dòng)力最小的是F4。故選D。2．如圖，工人利用滑輪組勻速吊起重為2100N的路燈桿（質(zhì)量，分布均勻），繩端拉力F保持1000N。下列說(shuō)法正確的是（）A．路燈桿離地前，相當(dāng)于費(fèi)力杠桿B．路燈桿離地后，受到的拉力小于2100NC．路燈桿離地后，滑輪組的機(jī)械效率為70%D．路燈桿離地前后，滑輪組的機(jī)械效率不變【答案】C【詳解】A．路燈桿一端剛被拉起時(shí)，阻力為路燈桿的重力G，作用點(diǎn)在重心上，繩子對(duì)路燈桿的拉力是動(dòng)力F，支點(diǎn)為路燈桿的左端，可見(jiàn)，動(dòng)力臂大于阻力臂，所以路燈桿離地前，相當(dāng)于省力杠桿，故A錯(cuò)誤；B．路燈桿離地后被勻速提升，桿受到的拉力與重力是一對(duì)平衡力，則拉力為F拉=G=2100N故B錯(cuò)誤；C．由圖知道，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3，由于所以，滑輪組的機(jī)械效率為故C正確；D．滑輪組對(duì)路燈桿的拉力F拉做的功為有用功；路燈桿一端剛被拉起與杠桿全部被拉起相比較，全部被拉起時(shí)滑輪組對(duì)物體的拉力更大，由于所以，在提升高度相同時(shí)，路燈桿離地后所做的有用功增大，額外功幾乎不變，有用功在總功中所占的比例增大，則機(jī)械效率越大，故D錯(cuò)誤。故選C。3．如圖所示是鍋爐上的安全閥門的示意圖，閥門C與蒸氣的接觸面積設(shè)為S，鍋爐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p，鉤碼的重力設(shè)為G，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．安全閥門裝置OAB是一個(gè)杠桿B．鍋爐內(nèi)蒸汽對(duì)閥門C的壓力可表示為pSC．當(dāng)裝置達(dá)到平衡時(shí)，滿足下面關(guān)系式：pS×OA=G×ABD．當(dāng)要控制鍋爐內(nèi)氣體壓強(qiáng)較小時(shí)，可適當(dāng)將鉤碼向靠近O點(diǎn)移動(dòng)【答案】C【詳解】A．由圖，安全閥門裝置OAB在鍋爐內(nèi)蒸汽對(duì)閥門C的壓力下可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成了一個(gè)杠桿，故A正確，不符合題意；B．由可知，鍋爐內(nèi)蒸汽對(duì)閥門C的壓力F=pS，故B正確，不符合題意；C．當(dāng)裝置達(dá)到平衡時(shí)，根據(jù)杠桿的平衡條件F×OA=G×OB，即(p-p0)S×OA=G×OB，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．由C中(p-p0)S×OA=G×OB當(dāng)控制鍋爐內(nèi)蒸汽壓強(qiáng)較小時(shí)，pS減小，OA、G不變，所以O(shè)B減小，故應(yīng)適當(dāng)將鉤碼向靠近O點(diǎn)移動(dòng)，故D正確，不符合題意。故選C。4．如圖所示，重400N的物體在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10s，滑輪組的機(jī)械效率是80%，則在此過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的距離是1m B．有用功為400JC．拉力F的功率為3W D．物體與地面間的摩擦力為72N【答案】D【詳解】A．由圖知，，則繩子自由端移動(dòng)的距離s繩=3s物=3v物t=3×0.1m/s×10s=3m，故A錯(cuò)誤；B．拉力做功W總=Fs繩=30N×3m=90J，有用功W有=ηW總=80%×90J=72J，故B錯(cuò)誤；C．拉力做功的功，故C錯(cuò)誤；D．有用功，拉力做的總功W總=Fs繩，機(jī)械效率則物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F=η×3F=80%×3×30N=72N，故D正確。，5．如圖所示的是建筑工地上常用的吊裝工具，配重M重為5000N，杠桿AB的支點(diǎn)為O，已知OA∶OB=1∶2，滑輪下面掛有建筑材料P，每個(gè)滑輪重100N，工人重為700N，杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計(jì)，當(dāng)工人用300N的力豎直向下以的速度勻速拉動(dòng)繩子時(shí)，建筑材料P勻速上升。下列說(shuō)法正確的是（）A．工人對(duì)地面的壓力為700N B．建筑材料P重為600NC．建筑材料P上升的速度為 D．配重M對(duì)地面的壓力為4400N【答案】C【詳解】A．當(dāng)工人用300N的力豎直向下拉繩子時(shí)，因力的作用是相互的，則繩子對(duì)工人會(huì)施加豎直向上的拉力，其大小也為300N，此時(shí)人受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力F、豎直向上的支持力，由力的平衡條件可得F+F支=G則人受到地面的支持力F支=G-F=700N-300N=400N因?yàn)榈孛鎸?duì)人的支持力和人對(duì)地面的壓力是一對(duì)相互作用力，大小相等，所以工人對(duì)地面的壓力F壓=F支=400N，故A錯(cuò)誤；由圖可知滑輪組的動(dòng)滑輪繞繩子的段數(shù)，且滑輪組摩擦均不計(jì)，建筑材料P重力G=2F-G動(dòng)=2×300N-100N=500N，故B錯(cuò)誤；C．物重由2段繩子承擔(dān)，建筑材料P上升的速度，故C正確；D．定滑輪受向下的重力、3段繩子向下的拉力、杠桿對(duì)定滑輪向上的拉力，由力的平衡條件可得杠桿對(duì)定滑輪向上的拉力FA=3F+G定=3×300N+100N=1000N杠桿對(duì)定滑輪的拉力和定滑輪對(duì)杠桿的拉力是一對(duì)相互作用力，大小相等，即F'A=FA=1000N根據(jù)杠桿的平衡條件，且OA∶OB=1∶2，所以B端受到的拉力因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以杠桿對(duì)物體M的拉力等于物體M對(duì)杠桿的拉力，即FB'=FB=500N物體M受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力，則物體M受到的支持力為FM支持=GM-FB'=5000N-500N=4500N因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以物體M對(duì)地面的壓力FM壓=FM支持=4500N，故D錯(cuò)誤。故選C。6．如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組拉動(dòng)水平地面上重為300N的物體，作用在繩端拉力F的大小為30N時(shí)，物體10s勻速運(yùn)動(dòng)了2m，物體受到的阻力為物重的0.15倍，則：A處拉力大小為______N；繩子自由端拉力F的功率為______W；滑輪組的機(jī)械效率為_______；當(dāng)拉動(dòng)物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體受到地面的摩擦力_______（選填“不變”、“變大”“變小”）【答案】451275%不變【詳解】[1]物體在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，物體受到的拉力(其大小等于A處拉力大小)，與物體受到的阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，A處拉力大小FA=f=0.15G=0.15×300N=45N[2]由圖知，n=2，繩子自由端移動(dòng)距離s=ns物=2×2m=4m繩子自由端拉力做功W總=Fs=30N×4m=120J拉力做功的功率[3]拉力做的有用功W有用=fs物=45N×2m=90J滑輪組的機(jī)械效率[4]因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力大小與壓力、接觸面的粗糙程度有關(guān)，而與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小無(wú)關(guān)，所以當(dāng)拉動(dòng)物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體受到地面的摩擦力不變。7．建筑工地的工人用如圖所示的滑