简单机械（解析版）-2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第五期）

2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第五期）

专题12简单机械

一、第一期汇编试题来源：2021年江苏连云港、2021年四川乐山、2021年四川泸州、2021年四川遂宁、

2021年云南、2021年浙江湖州、2021年浙江金华、2021年浙江丽水、2021年安徽、2021年浙江嘉兴、2021

重庆A卷年、2021年重庆B卷等13套试卷。

二、第二期试题来源：2021年浙江温州、2021年浙江宁波、2021年四川内江、2021年四川南昌、2021年

四川成都、2021年甘肃武威、2021年江苏扬州、2021年陕西、2021年山东临沂、2021年山东泰安、2021

年上海等12套试卷。

三、第三期试题来源：2021年北京、2021年福建、2021年广东、2021年海南、2021年河北、2021年河南、

2021年吉林、2021年宁夏、2021年青海、2021年山西、2021年天津、2021年新疆、2021年云南等12套

试卷。

四、第四期试题来源：2021年湖北恩施州、2021湖北宜昌年、2021年湖南岳阳、2021年湖南衡阳、2021

湖北邵阳年、2021年江苏苏州、2021年山东济宁、2021年山东潍坊、2021年山东枣庄、2021年四川广安、

2021年四川凉山州、2021年浙江衢州等12套试卷。

五、第五期试卷来源：2021年浙江杭州、2021年四川眉山、2021年山东前泽、2021年山东东营、2021年

江苏泰州、2021年江苏南京、2021年湖南长沙、2021年湖南怀化、2021年湖南郴州、2021年湖南常德、

2021年湖北武汉、2021年湖北十堰、2021年黑龙江龙东、2021年黑龙江绥化、2021年广西北部湾经开区

等15套试卷欢迎各位下载。

1、（2021•山东荷泽•T12）如图所示，用动滑轮提起一重为80N的物体，在10s内将物体匀速提高5m,

己知动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），则（）

〃〃/〃/

A.手对绳子的拉力为40NB.拉力做功的功率为50W

C.手拉绳子移动的速度为0.5m/sD.该装置的机械效率为60%

2、（2021•四川眉山・T12）小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A,不计绳重和机械之间的摩擦，每个

滑轮的重力均为10N,与地面固定的细绳。的拉力瑞=105N,他通过细绳人用G的拉力将重物A匀速提

升1.5m,所用时间10s•下列说法中正确的是（）

A.物体A的重力为210N

B.拉力耳做功的功率为32.5W

C.该装置由两个定滑轮和一个动滑轮组成

D.该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%

3、（2021•江苏泰州・T7）如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平

衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（)

AB

&^

4-I

HS

l

A.两侧钩码同时向支点移动i格

B.两侧钩码下方同时加挂一个钩码

C.左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码

D.左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格

4、（2021•湖南怀化•T5）下列情境中的杠杆属于费力杠杆的是（）

5、（2021•湖南怀化・T3）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（)

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

6、（2021•湖南常德•T16）如图所示的滑轮组将重1ON的物体匀速提升1m,所用时间为2s,作用在绳子

末端的拉力尸为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列说法中正确的是（）

A.所做的有用功为6J

B.动滑轮自重4N

C.拉力/做功的功率为5W

D.该滑轮组的机械效率为83.3%

7、（2021•黑龙江绥化•T9）下列简单机械中能够省力的是（）

A.独轮车B.镜子C.撬棍D.天平

8.（2021•广西北部湾经开区•T16）图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意

图。小华若要更省力，下列做法可行的是（）

A.支点不动，脚在杆上的位置前移

B.将支点靠近人，脚在杆上的位置不动

C.将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移

D.将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移

9、（2021•四川眉山・T17）如图所示，以。为转轴的轻质杠杆AOB,AB=4OA,物体C重240N,底

面积为2（X）cm2,在杠杆A端与物体的上端中点用一根轻质硬棒连接，当在B端用12ON的动力F竖直向上

拉时，杠杆AOB在水平位置平衡，该杠杆为杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”）,此时物

体C对水平地面的压强是Pao

10、（2021•江苏泰州・T17）如图，小明将一个重为3N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上

的拉力为1.25N,小车沿斜面移动的距离s=1.6m,上升的高度〃=0.6m。则小明对小车做的有用功是J,

斜面的机械效率是。

\--------

11、（2021•江苏南京•T14）用定滑轮匀速提升质量为10kg的物体，所用的拉力为110N,物体在2s内升

高0.5m,此过程中的有用功是J,定滑轮的机械效率是%,拉力的功率是W°（g取10N/kg）

12、（2021•黑龙江龙东-T26）利用如图所示的滑轮组实验装置，小宇在10s内用500N的拉力，将重800N

的物体匀速吊起2m的高度，则所做的有用功为J,滑轮组的机械效率为。

13、（2021•黑龙江龙东•T19）如图所示，046为一可绕。点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且

OA长度为40cm,A5长度为30cm,在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，要求在端点3处施加一个

最小的力/，使杠杆在图示位置平衡，则力尸的力臂应是cm,最小的力尸是No

14、（2021•四川眉山・T18）如图所示，利用杠杆AOB撬动重物M,0为杠杆支点，乙为杠杆的动力臂,

现杠杆处于水平位置平衡。

（1）作出杠杆动力6的示意图：

（2）作出重物M对杠杆压力K的示意图。

15、（2021•湖南常德•T24）在图中画出力户的力臂。

16、（2021•广西北部湾经开区•T20）图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相

对树木是（选填“静止”或‘'运动"）的，动滑轮上有段绳子承担对车的拉力，若对车的拉

力为2400N,尸为1500N,则该滑轮组的机械效率是

17、（2021•山东东营•T21）图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。

（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于（选填“平衡”或“非平衡”）状态;

要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向（选填“左”或“右”）侧调节。

（2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆（选填“左

端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。

（3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是。

（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装

置进行探究，在杠杆。点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在4点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，

此时弹簧测力计示数为N。以弹簧测力计的拉力为动力钩码处绳子拉力为阻力尸2,多次改变动

力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，Fd总是（选填“大于”、“等于”或“小于”）

Fili,其原因可能是o

（5）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于（选填“省力”或“费力”）杠杆，请举

出它在生活生产中的一个应用实例：。

18、（2021•湖南长沙•T17）小伟在乘飞机时了解到，经济舱乘客的免费托运行李限重20kg,而商务舱的

乘客允许携带更重的免费托运行李。如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的报警装置，杠杆OP始终处于水

平位置，电源电压恒为15V,Ro是阻值为6c的定值电阻，r是力敏电阻，它的阻值随压力变化的关系如下

表；当电压表的示数Uo大于或等于3V时，电路外的检测装置会自动报警。（取g=10N/kg）

（1）经济舱的乘客可以携带免费托运行李的最大重力为N；

（2）小伟把检测装置恰好报警时的电学物理量标在下图中，请帮他计算此时&的电阻为Q；

（3）如图杠杆上有两个行李托盘，4、B是杠杆上的两个承重点，己知4P=0.3m,O8=0.6m。小伟闭合开关，

将20kg的模拟行李放在某一个托盘上时;检测装置恰好报警，当他将模拟商务舱乘客的行李放在另一个托

盘上时，检测装置也恰好报警。模拟商务舱乘客的行李限重为kg。（杠杆、支架及托盘的重力均忽

略不计）

压力F/N50100150200250300

阻值Rx/C503024201716

19、（2021•湖北十堰•T20）小红和小华在做“探究杠杆平衡条件”实验中:

（1）实验前，把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，小红将右端的平衡螺母向右调，小华认

为也可以将左端的平衡螺母向调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡;

（2）实验中，他多次在杠杆两端加挂钩码，并调节钩码位置，使杠杆保持水平平衡，记录多组数据，这样

做的目的是；

（3）如图乙所示，始终保持杠杆在水平位置平衡，小红将弹簧测力计从①位置移动到②位置时，测力计的

示数将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

20、（2021•湖北武汉•T19）如图中所示，某款国产水陆两用挖掘机的机械臂可绕O点转动，这辆挖掘机

有两条履带，每条履带内均有1个由合金材料制成的空心浮箱，每个浮箱（可视为长方体）宽为1.5m,高

为2m,合金密度为8.0X103kg/m3。

（1）某次测试中，质量为60kg的驾驶员驾驶挖掘机，从6m高的平台沿斜坡向下缓慢行驶20m,到达水平

地面。

①请在图乙中画出挖掘机沿斜坡向下缓慢行驶时，挖掘机对斜坡的压力的示意图；

②在上述过程中，驾驶员的重力做了多少功？

（2）如图甲所示，开始时机械臂伸直且静止，。、A、B三点在同一直线上，O4=10m,AB=0.5m,机械臂

和斗铲整体的重心在A点；机械臂控制斗铲装取质量为It的沙石后，机械臂、斗铲和伸缩杆缓慢运动到如

图甲所示的位置时静止，这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点。已知伸缩杆先后两次对机械臂的支

持力（支持力垂直于机械臂）之比为5:7,则机械臂和斗铲的总质量是多少？

（3）已知制作每个浮箱时所用合金的体积V与浮箱长度L的关系如图丙所示，不计履带排开水的体积和驾

驶员的质量，除2个完全相同的浮箱外，挖掘机其余部分的质量为33t。若挖掘机漂浮在水中，2个浮箱浸

入水中的深度均不超过1.5m,则每个浮箱的长度至少是多少？

21、（2021•湖南郴州•T20）如图所示是小林同学组装的提升重物的装置，动滑轮重8ON,不计绳重和摩

擦。在拉力尸的作用下，将重为320N的重物经过20s匀速提升了3m。求：

（1）拉力F的大小；

（2）拉力厂做功的功率；

（3）此过程动滑轮的机械效率。

22、（2021•山东东营・T23）如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞的合金块密度为

4X103kg/m3,体积为O.OlnP。每个滑轮重100N,绳重和摩擦均忽略不计。（水的密度p水=1.OXKAg/nP,

g取10N/kg）

（1）合金块下表面距水面5m时，求合金块下表面所受水的压强。

（2）合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力。

（3）完全露出水面后，合金块在5s内匀速上升了2m,求人的拉力及其功率。

23、(2021•山东蒲泽・T24)如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆A3质量不计，A端悬挂着物体

M,3端悬挂着物体N,支点为。，BO=4AO.物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分

布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此

时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量加2=4kg,高度H=lm，横截面积S=20cm2(g取

3

10N/kg,=1.0xIC^kg/m)o求：

(1)物体N的密度P；

(2)物体M的质量"4；

(3)当压力传感器的示数尸=4()N时，求水槽内水的深度〃。

24、(2021•浙江杭州•T13)已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg,体积为O.ln?。问：

(1)此木料的密度为多少？

(2)如图所示，甲、乙两人分别在A点和8点共同扛起此木料并恰好水平，其中AO=BO,。为木料的中

点。求此时乙对木料的作用力大小。

(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向。点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。

甲乙

1、【答案】B

【解析】

A.手对绳子的拉力为

八£±%=8ON+2ON=5ON

n2

故A不符合题意;

B.拉力做的总功为

W&=Fs=Fnh=50Nx2x5m=500J

拉力做功的功率为

p=^=5OOJ=5OW

t10s

故B符合题意;

C.由。=/丫可知，手拉绳子移动的速度为

L£=缪=1mzs

F50N

故C不符合题意;

D.有用功为

W{j=Gh=80Nx5m=400J

机械效率为

〃=%x100%=100%=80%

心500J

故D不符合题意。

故选B。

2、【答案】B

【解析】

A.如图所示，与地面固定的细绳。的拉力K=105N,每个滑轮的重力均为10N,则物体A的重力为

GA=23-G轮=2X105N-10N=200N

故A错误；

B.拉力Fi的大小为

Q=3B+G轮=3x105N+10N=325N

重物A匀速提升1.5m,所用时间10s,则拉力B的速度为

V.=­x「加=0.1m/s

1310s

拉力Fi做功的功率为

uzFXV

[=7=3一=3=325NXo.Im/S=32.5W

故B正确;

C.该装置中两个滑轮的轴在移动，一个滑轮的轴是固定的，由两个动滑轮和一个定滑轮组成，故c错误;

D.该滑轮组在使用过程中的机械效率为

77-^^=—=^-xlOO%=20°Nxl00%=92.3%

唯Fs2尸2X325N

33

故D错误。

故选Bo

3、【答案】D

【解析】

左侧2格处3个钩码，右侧3格处2个钩码，根据杠杆平衡条件，杠杆处于水平平衡；

A.两侧钩码同时向支点移动一格，即左侧3格处3个钩码，右侧4格处2个钩码

3格X3GH4格x2G

此时不平衡，故A不符合题意；

B.两侧钩码下方同时加挂一个钩码，即左侧2格处4个钩码，右侧3格处3个钩码

2格x4Gr3格x3G

此时不平衡，故B不符合题意；

C.左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码，即左侧2格处4个钩码，右侧3格处4个钩码

2格x4G#3格x4G

此时不平衡，故C不符合题意；

D.左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格，即左侧2格处2个钩码，右侧2格处2个钩码

2格x2G=2格x2G

此时平衡，故D符合题意。

故选D。

4、【答案】C

【解析】

A.羊角锤拔钉子，动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故A不符合题意；

B.起子开瓶盖，动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故B不符合题意；

C.镜子夹物，是阻力臂大于动力臂，故是费力杠杆，故C符合题意；

D.钳子剪导线，动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故D不符合题意。

故选C。

5、【答案】B

【解析】

由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，即为压缩冲程，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

6、【答案】D

【解析】

A.有用功为

lVff=Gi,,/z=10Nxlm=10J

故A错误；

B.由图可知"=2,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，可得

2F=G物+G动

故得

G动=2x6N-10N=2N

故B错误；

C.拉力尸做的功为

印总=Fs=Fx2/?=6Nx2x1m=12J

拉力厂做功的功率为

p=%=以=6W

t2s

故C错误；

D.该滑轮组的机械效率为

n­—100%=—x100%«83.3%

W&12J

故D正确。

故选D。

7、【答案】AC

【解析】

AC.独轮车、撬棍在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故AC符合题意;

B.镶子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，取B不符合题意；

D.天平在使用时，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故D不符合题意。

故选AC。

8、【答案】D

【解析】

由题知，阻力尸2大小不变，若要更省力，即减小Q,根据杠杆平衡条件/力=&/2可知，可以增大（或减小

/2或同时增大/1和减小12。

A.支点不动，脚在杆上的位置前移，减小了八，/2不变，B将增大，故A错误；

B.将支点靠近人，脚在杆上的位置不动，人减小，同时/2增大，Q将增大，故B错误；

C.将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移，人减小，/2增大，Fi将增大，故C错误；

D.将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移，减小/2同时增大八，Q将减小，故D正确。

故选D。

9、【答案】省力3x104

【解析】

山由图示知，杠杆在水平位置平衡时，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。

⑵据杠杆的平衡条件知

FrOA=F-OB

据题意有

AB=4OA

那么

08=304

所以

FrOA=120N-30A

解得，杠杆A端受到的力

F1=360N

此时，物体C受到竖直向下的重力、硬棒对它竖直向下的力和支持力的作用处于平衡状态，所以C对水平

地面的压力

Fri;=G+Fi=240N+360N=600N

C对水平地面的压强

10、【答案】1.890%

【解析】

[11小明对小车做的有用功

W『G/?=3Nx0.6m=I.8J

⑵总功为

卬怂=Fs=].25Nxl.6m=2J

斜面的机械效率是

上x100%=+x100%=90%

11.【答案】⑴.50(2).90.91(3).27.5

【解析】

[1]有用功是

W^：=Gh=mgh=10kgx10N/kgx0.5m=50J

⑵因为是定滑轮，所以总功为

Wtt=F/?=110Nx0.5m=55J

则机械效率是

WC50J

=MJ=9691%

[3]拉力的功率是

P=^=—=27.5W

t2s

12、【答案】160080%

【解析】

rn所做的有用功

=G/7=8OONx2m=1600J

[2]滑轮组的机械效率

%%1600J

r)=—S-=-a-=-------------------=8o0n%o/

%Fs500Nx2x2m

13、【答案】504

【解析】

山连接OB,以这条线段作为该力的力臂时，力臂最长力最小，所以力尸的力臂就是图中的OB,根据直

角三角形的性质，直角边OA为40cm,AB为30cm,则斜边OB为50cm。

[2]物体的重力

G=mg-IkgxlON/kg--ION

根据杠杆的平衡条件电=F2l2可知

GxOC=FxOB

即

1ONx0.2m=尸x0.5m

解得尸=4N。

14、【答案】

【解析】

由图可知，杠杆AOB的0为杠杆支点，已知杠杆的动力臂心，要让杠杆在水平位置平衡，则Q的方向应

向下，且动力臂和动力要垂直且作用在杠杆上，故可以作出动力Q；重物M对杠杆压力作用在杠杆上且垂

直于杠杆向下，如图所示：

【解析】

首先作力尸的力的作用线，然后过支点0作力尸的作用线的垂线段，即为尸的力臂，所以作图如下:

o

16、【答案】运动280%

【解析】

山匀速拉动车的过程中，车相对树木的位置发生了变化，以树木为参照物，车是运动的。

⑵由图可知，随车一起运动的是动滑轮，左侧是动滑轮，动滑轮上由2段绳子承担对车的拉力。

⑶该滑轮组的机械效率是

7=x100%=丛x100%=x100%=/x100%=-2400N义100%=80%

%FsFns车nF2xl500N

17、【答案】平衡左左端下沉避免偶然性，寻找普遍规律2.3大于杠杆自重对杠杆

平衡有影响费力钓鱼竿

【解析】

(1)[1]物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到的合力为0,物体处于平衡状态，杠杆在图甲所示的位

置静止，此时杠杆处于平衡状态。

⑵如图甲所示，杠杆向右偏，要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向右侧调节。

(2)[3]如图乙所示，设每个钩码重力为G,杠杆上的每个小格长度为x,杠杆左端力和力臂的乘积为

2Gx6x=12Gx

杠杆右端力和力臂的乘积为

2Gx6%=12Gx

此时杠杆平衡。如图丙所示，若推动右侧钩码的悬线，杠杆右端的力臂减小，力和力臂的乘积减小，杠杆

的左端下沉。

(3)[4J-次实验具有偶然性，故在探究过程中，需要进行多次实验的目的是避免偶然性，寻找普遍规律。

(4)⑶如图丁所示，弹簧测力计的分度值为0.1N,此时弹簧测力计示数为2.3N。

⑹⑺由于杠杆自重对杠杆平衡的影响，以弹簧测力计的拉力为动力Q,钩码处绳子拉力为阻力尸2,多次改

变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F出总是大于尸2,2。

(5)网⑶图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此时的动力臂小于阻力臂，杠杆属于费力杠杆，费力杠杆

可以省距离，在生活中的应用包括：钓鱼竿，镶子，筷子等。

18、【答案】2002430

【解析】

(1)U]经济舱的乘客可以携带免费托运行李的最大重力

G=20kgxl0N/kg=200N

(2)⑵检测装置恰好报警吐Ro两端电压Uo=3V,此时电路电流

，。发嚏"

R*两端电压

Ux=U-Uo=15V-3V=12V

尺的电阻

=24Q

R七啮

(3)[3]将行李放在行托盘上时，杠杆OP平衡，O为这根杠杆的支点，根据杠杆的平衡条件与4=64可

知，将行李放在托盘上时，行李对托盘的压力与其对应力臂的乘积与尸点对R的压力与其对应力臂的乘积

相等。即

FpxOP=以xOA

FPXOP=FRXOB

而商务舱的乘客允许携带比经济舱更重的免费托运行李，将经济舱行李和商务舱行李放在托盘上时，检测

装置都恰好报警，由此判断经济舱行李放在了A处托盘，商务舱行李放在了B处托盘。当检测装置恰好报

警时，心接入电路中的电阻为24Q,由表格中数据可知，此时&受到的压力FP=150N,则

FpxOP=GxOA

即

耳x(AP+QA)=GxOA

代入数据

150Nx(0.3m+=200NxOA

解得0A=0.9m

当把商务舱行李放在B托盘时有

FPXOP=FBXOB

即

FpOA+AP)=G,xOB

代入数据

150Nx(0.9m+0.3m)=G,x0.6m

解得模拟商务舱乘客的行李限的重力G2=300N

其质量

19、【答案】右寻找普遍规律变大

【解析】

（1）[1]杠杆左端下沉，杠杆的右端上翘，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的

均可）向右调节。

（2）[2]探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律,

使结论具有普遍性。

（3）⑶将弹簧测力计从①位置移动到②位置时，拉力尸力臂变小，由杠杆平衡条件可知，测力计的示数将

变大。

20、【答案】（1）①,②3.6xl03j；(2)3t；(3)10m

【解析】

解：（1）①压力的作用点在接触面上，压力的方向垂直于接触面，如图所示:

②已知驾驶员的质量为60kg,下降的高度为6m,则驾驶员的重力做的功为

W=Fs=Gh=mgh=60kgx10N/kgx6m=3.6x103N

（2）根据杠杆平衡条件，当机械臂控制斗铲未装取砂石时，可得出

FI/I=GA/OA

机械臂控制斗铲装取质量为It的沙石后，动力臂不变，动力变为尸2,可得出

B/EGA+G石)/OB

因为伸缩杆先后两次对机械臂的支持力(支持力垂直于机械臂)之比为5:7,则八:6二5:7,则可得

F\_GAK

F?(GA+G石)，OB

带入数据可得

5_GAxlOm

4

7^(GA+10N)xl05m

解得GA=3X1()4N,则机械臂和斗铲的总质量为

X

^=310^=3X103

忠g10N/kg

(3)由图丙可得到的函数关系式为

V=0.07m2L+0.05m3

由题意知，挖掘机漂浮在水中，则

产部=Ga=G水

挖掘机的总重力为

G总=mg+2加箱g=mg+20合金匕

因为2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m,则浮箱排开水的体积为

V.(!=2ahL=2x1.5mx1.5mxL

由以上各式联立可得

mg+2。合金心=27?水

带入数据可得

3.3x104kgx1ON/kg+2x8x103kg/m3x(0.07m2L+0.05m3)x1ON/^=2x1.0xIO3kg/m3?lON/kgx1.5mx1.5mxL

解得L=10m。

答：(1)①挖掘机对斜坡的压力的示意图为

②在上述过程中，驾驶员的重力做了3.6X103J的功;

(2)机械臂和斗铲的总质量是为3t；

(3)每个浮箱的长度至少为10m。

21、【答案】(1)200N；(2)60W；(3)80%

【解析】

解(1)由于绳重和摩擦不计，所以拉力为

G物+G动_320N+80N

(2)拉力F作用端绳子上升的高度

S-2h-2x3m=6m

拉力所做的功

W=Fs=2(X)Nx6m=12(X)J

拉力做功的功率

1200J

P2=60W

20s

(3)机械效率

口__G物h_G物/__32°N_

/一%-Fs-Fx2h~2F~400N—

答：⑴拉力F的大小200N；

(2)拉力厂做功的功率为60W；

(3)机械效率80%。

22、【答案】(1)5xlO4Pa；(2)100N；(3)250N,200W

【解析】

解：(1)合金块下表面所受水的压强

p=p水gh=1.0x103kg/m3x1ON/kgx5m=5x104Pa

(2)因为合金块完全浸没水中，所以合金块所受的浮力

F”=p加gV=1x103kg/m3x1ON/kgxO.Olm3=100N

(3)合金块的质量

m^=pofcV*=4x103kg/m3x0.01m3=40kg

合金重力

Gi-=m*1?=40kgx10N/kg=400N

完全露出水面后，人所用拉力

F=G^^J=400N+100N=250N

22

绳子自由端移动的距离

5=2/?=2x2m=4m

人的拉力做功

W=Fs=250Nx4m=1000J

拉力的功率

答：(1)合金块下表面所受水的压强为5xlO4Pa；

(2)合金块受到的浮力为100N；

(3)人的拉力为250N,其功率为200W。

23、【答案】(1)2xlO3kg/m3；(2)16kg；(3)0.5m

【解析】

解：(1)由题意知，物体N的体积

V2=S/7=20X10-4m2x1m=2x10-3m3

密度

=啊=4kg

=2xl03kg/m3

V,2xl03kg/m3

(2)将物体M、N分别挂在杠杆的A、B端时，M对压力传感器的压力为零，N对水槽底部的压力为零,

则杠杆在水平位置平衡，据杠杆的平衡条件知