专题12 简单机械-5年（2018-2022）中考1年模拟物理分项汇编（北京专用）（解析版）

专题11简单机械1、（2022·北京·T15）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A.第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800NB.第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000PaC.第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%D.第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W【答案】ABC【解析】A．工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，绳子也在用200N的力竖直向下拉工人，所以工人对水平台面的压力为故A正确；B．由于滑轮组上承担重量的绳子股数n=3，每股绳子受到的拉力为200N，所以货物和动滑轮受到绳子的拉力为由于动滑轮重为100N，所以货物受到的拉力为由于货物重为900N，所以货物对地面的压力为货物与地面的接触面积为，所以货物对地面的压强为故B正确；C．第二次拉绳子时，绳子自由端的拉力为滑轮组的机械效率为故C正确；D．货物以0.09m/s的速度匀速上升，绳子移动的速度为工人拉力的功率为故D错误。故选ABC。2、（2021·北京·T6）图示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（）A．园艺剪 B．筷子C．瓶盖起子 D．核桃夹【答案】B【解析】A．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．筷子使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；C．瓶盖起子使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．核桃夹使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选B。3、（2021·北京·T15）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J。下列说法中正确的是（）A．动滑轮所受的重力为100NB．物体A上升的速度是0.3m/sC．拉力F的功率是100WD．滑轮组的机械效率是90%【答案】CD【解析】A．物体A被竖直匀速提升了4m，滑轮组的额外功是400J，动滑轮自重及摩擦力一共为则动滑轮自重小于100N，故A错误；B．物体A上升的速度是故B错误；C．所受重力为900N的物体A，匀速移动了12m，拉力做的有用功为W有用=Gh=900N×4m=3600J拉力做的总功为W总=W有用+W额外=3600J+400J=4000J拉力F的功率是故C正确；D．滑轮组的机械效率是故D正确。故选CD。4、（2020·北京·T20）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过支架过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重540N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正确的是（）A.绳子自由端受到竖直向下的拉力为200NB.绳子自由端拉力的功率为120WC.该工人对地面的压力为200ND.支架受到滑轮组拉力为960N【答案】BCD【解析】A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，滑轮组的机械效率η=F==300N故A错误；B．绳子自由端的速度v绳=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s绳子自由端拉力的功率为P=故B正确；C．地面对工人支持力F支=G-F=500N-300N=200N由力的作用相互性可知工人对地面的压力等于地面对工人的支持力，即F压=F支=200N故C正确；D．不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力F拉=(G+G动)G动=2F拉-G=2×300N-540N=60N支架受到滑轮组的拉力为F支架=3F+G动=3×300N+60N=960N故D正确。故选BCD。5、（2020·北京·T3）如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是（）A.羊角锤 B.核桃夹C.园艺剪 D.食品夹【答案】D【解析】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；C．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；D．食品夹在使用的过程中，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆，符合题意。故选D。6、（2019·北京·T5）图所示的用具中，在使用时属于费力杠杠的是A.筷子B.瓶盖起子C.撬棒D.核桃夹【答案】A【解析】A．筷子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故符合题意；B．瓶盖起子的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意；C．撬棒的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意；D．核桃夹的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意．7、（2019·北京·T20）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为1.3N，g取10N/kg.在0~2s的过程中，下列说法中正确的是A.绳子自由端移动的速度为5.0cm/sB.拉力F的功率为0.26WC.有用功为0.45JD.滑轮组的机械效率为90%【答案】BC【解析】A．如图线a所示，绳子自由端移动的速度：，故错误；B．拉力F的功率为：，故正确；C．如图线b所示，有用功为：=0.45kg×10N/kg×0.1m=0.45J，故正确；D．滑轮组的机械效率为：，故错误．8、（2019·北京·T26）如图所示，杠杆水平平衡．杠杆可在竖直平面内绕固定点O自由转动，其上相邻刻线间的距离相等，若在杠杆上A点挂2个重均为0.5N的钩码，在B点挂4个重均为0.5N的钩码，杠杆________（选填“能”或“不能”）保持水平平衡．【答案】不能【解析】根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，进行计算，设杠杆每一个小格长度为l，左端：F1l1=2×0.5N×3l=3l，右端：F2l2=4×0.5N×2=4l，F1l1≠F2l2，因此杠杆不能平衡．9、（2018·北京·T25）小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等．如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向____（选填“左”或“右”）端调节．杠杆水平后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂____个钩码．【答案】(1).右(2).3【解析】如图甲所示，杠杆左端偏低，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向右端调节．杠杆水平后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码；设每个钩码重为G，每格的长度为L，根据杠杆的平衡条件得：解得：所以为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂3个钩码．点睛：重点是杠杆平衡条件的应用，要清楚杠杆的平衡条件应用时，两等式两边的长度单位一样即可，但求功的时候，单位必须为米．10、（2022·北京·T27）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图23甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，她的身体与地面平行，可抽象成如图23乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。（1）图23乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小；（2）图24所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时她的身体姿态与图23甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。【答案】（1）500N；（2）<【解析】解：（1）如图1所示，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB根据杠杆平衡条件F1lB=GlA可得（2）小京手扶栏杆时抽象成的杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂为lB根据杠杆平衡条件F2lB′=GlA′可得由图可知lA′<lA，lB′=lB所以F2<F1一、多选题1．（2022·北京·清华附中三模）用如图甲所示的动滑轮提升一批建筑材料，工人竖直向上拉动绳子的自由端将建筑材料以0.1m/s的速度匀速提升，此过程中，作用在绳子自由端的拉力F所做的功W随时间t的变化关系如图乙所示，已知这批建筑材料的总质量为70kg，绳重和滑轮的摩擦可忽略不计，g取10N/kg。下列说法中正确的是（）A．绳子自由端拉力做功的功率为80W B．绳子自由端的拉力F大小为40NC．动滑轮对重物的拉力做功功率为70W D．该滑轮提升这批建筑材料的机械效率为87.5%【答案】ACD【解析】A．由及图乙可得，绳子自由端拉力做功的功率为故A正确；B．由题意可知，建筑材料的提升速度为v=0.1m/s，因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的移动速度为v′=2v=2×0.1m/s=0.2m/s故由P=Fv可得，绳子自由端的拉力为故B错误；C．由题意可知，建筑材料的总质量为m=70kg，故由G=mg可得，建筑材料的重力为G=mg=70kg×10N/kg=700N因建筑材料处于受力平衡状态，故由二力平衡可知，动滑轮对重物的拉力为F拉=G=700N故由P=Fv可得，动滑轮对重物的拉力做功功率为P拉=F拉v=700N×0.1m/s=70W故C正确；D．由题意可得，该滑轮提升这批建筑材料的机械效率为故D正确。故选ACD。2．（2022·北京东城·二模）用如图所示的滑轮组提起物体A，当卷扬机用500N的力拉钢丝绳，使物体A在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为80%。下列判断正确的是（）A．物体A的重力为1200NB．动滑轮的重力为300NC．卷扬机做的总功为1500JD．卷扬机做总功的功率为120W【答案】AC【解析】CD．由图知，承重绳子股数n=3，卷扬机拉力端移动的距离卷扬机做的总功卷扬机做功的功率故C正确；故D错误；A．由可得有用功由可得物体的重力故A正确；B．若忽略绳重和摩擦，拉力则动滑轮的重力但题目中缺少条件“忽略绳重和摩擦”，则动滑轮的重力不等于300N，故B错误。故选AC。3．（2022·北京平谷·二模）图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m。在这个过程中，拉力F为500N。则（）A．滑轮组做的有用功为500JB．拉力F做功的功率为100WC．动滑轮重为100ND．滑轮组的机械效率为90%【答案】CD【解析】A．滑轮组做的有用功为故A不符合题意；B．拉力F做的功为功率为故B不符合题意；C．由图得当不计绳子重和摩擦力时，由得动滑轮重为故C正确；D．滑轮组的机械效率为故D符合题意。故选CD。4．（2022·北京平谷·二模）如图所示四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（）A．食品夹 B．核桃钳C．羊角锤 D．筷子【答案】AD【解析】A．食品夹的支点在尾端，手的动力作用在夹子的中间，而阻力作用在前端，阻力臂大于动力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，属于费力杠杆，故A符合题意；B．核桃钳的支点在前端，核桃在中间，手的作用力在尾端，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故B不符合题意；C．羊角锤的支点在锤与木板接触点，钉子的阻力在锤子的羊角口，手的动力作用在锤柄处，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故C不符合题意；D．筷子的支点在尾端，手的动力作用在筷子的中间偏向尾端，而阻力作用在前端，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，属于费力杠杆，故D符合题意。故选AD。5．（2022·北京朝阳·二模）为了将放置在水平地面上重为150N的物体提升到高处，小阳设计了如图甲所示的滑轮组。小阳用竖直向下的拉力F拉绳，拉力F随时间的变化关系图像如图乙所示，物体上升的高度h随时间t变化的关系图像如图丙所示。若物体与地面的接触面积为5×10-2m2，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（）A．动滑轮受到的重力为50NB．在0~1s内，物体对地面的压强为800PaC．在1~2s内，拉力F做的功为250JD．在2~3s内，滑轮组的机械效率为83.3%【答案】BC【解析】A．由丙图可知，物体在2~3s内做匀速直线运动，由乙图可知，此时绳子的拉力F=80N对滑轮组受力分析得2F=G物+G动所以动滑轮的重力为G动=2F-G物=2×80N-150N=10N故A错误；B．由乙图可知，在0~1s内，绳子的拉力F=60N把滑轮和物体看作一个整体，受力分析得2F+F支=G物+G动根据力的作用是相互的原则，可得物体对地面的压力F压=F支=G物+G动-2F=150N+10N-2×60N=40N所以，物体对地面的压强为故B正确；C．由乙图可知，在1~2s内，绳子的拉力F=100N由丙图可知，物体上升高度h=1.25m连在动滑轮上的绳子股数n=2所以，绳子移动的距离为s=nh=2×1.25m=2.5m可得，拉力F做的功为W=Fs=100N×2.5m=250J故C正确；D．由乙图可知，在2~3s内，绳子的拉力F=80N滑轮组的机械效率为故D错误。故选BC。6．（2022·北京石景山·二模）用图甲所示的装置提升重为880N的物体A，动滑轮重为120N。卷扬机对绳子的拉力F所做功随时间变化的图像如图乙所示，物体A在4s内匀速竖直上升了2m。关于此过程，下列结果正确的是（）A．物体A上升的速度1m/sB．拉力F的大小为550NC．4s内动滑轮对物体拉力所做的功为1760JD．此滑轮组提升物体A的机械效率为88%【答案】BC【解析】A．由知道，物体A上升的速度为故A错误；B．由图知道，滑轮组绳子的有效股数n=2由于物体A在4s内匀速竖直上升了2m，所以，拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m由图像知道，4s内卷扬机对绳子的拉力F所做的总功是2200J，由知道，拉力大小故B正确；C．4s内动滑轮对物体拉力所做的功为卷扬机所做有用功，大小是W有=Gh=880N×2m=1760J故C正确;D．由图像知道，4s内卷扬机对绳子的拉力F所做的总功是2200J，故滑轮组的机械效率故D错误。故选BC。二、单选题7．（2022·北京市第三十五中学三模）体重为700N的工人用图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中，工人在20s内将质量为40kg的建材竖直向上匀速提升了5m，滑轮组的机械效率为80%。若两个滑轮的质量相等，g取10N/kg。下列说法中正确的是（）A．动滑轮重为10NB．此过程中工人拉力做功的功率为125WC．此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为510ND．此过程中该工人对地面的压力的大小为250N【答案】B【解析】A．滑轮组的有用功为滑轮组的总功为如图所示，有两段绳子分担动滑轮和物重，绳子移动的距离为拉力的大小为动滑轮重为故A错误；B．此过程中工人拉力做功的功率为故B正确；C．B处钩码受到了向上的拉力，和向下的两段绳子的拉力和定滑轮向下的重力，故此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为故C错误；D．人受到了向上的拉力，和地面给其向上的支持力，和向下的重力，而地面给人的支持力与工人对地面的压力是相互作用力，此过程中该工人对地面的压力的大小为故D错误。故选B。8．（2022·北京丰台·二模）如图所示，某同学分别用甲、乙两套滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀速提升到二楼。用甲滑轮所做的总功为，机械效率为；用乙滑轮所做的总功为，机械效率为。不计绳重和滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（）A．， B．，C．， D．，【答案】A【解析】如图用甲、乙两滑轮把同一桶沙子从一楼地面提到二楼地面，两种情况的有用功相同，即；当有用功一定时，图甲中滑轮组所做的总功W1为对桶和沙子所做的功之和，即乙是动滑轮，乙图中滑轮组所做的总功W2为对桶、沙子和动滑轮所做的功之和，即因此；根据可知，则有用功相同时，总功越多，机械效率越低，即，综上分析可知，A正确，BCD错误。故选A。9．（2022·北京石景山·二模）如图所示，正在使用的四种工具中，属于费力杠杆的是（）A．瓶盖起子B．托盘天平C．羊角锤D．筷子【答案】D【解析】A．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故B不符合题意；C．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。故选D。三、实验题10．（2022·北京顺义·二模）在探究杠杆平衡条件时，使用的所有钩码重力均为1N，杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节。杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了3个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，可在B点悬挂_______个钩码，或在C点施加竖直向上的_______N的力。【答案】

右

2

1.5【解析】[1]由图甲知，杠杆的左端下沉，应向右调节平衡螺母，才能让杠杆在水平位置平衡。[2]由图乙知OA=2l，OB=3l，据杠杆的平衡条件有3×1N×2l=n×1N×3l解得n=2所以可在B点悬挂2个钩码。[3]由图乙知，OC=4l，据杠杆的平衡条件有3N×2l=F×4l解得在C处施加竖直向上的力F=1.5N。11．（2022·北京朝阳·二模）小阳利用图所示的实验装置探究杠杆的平衡条件，其中，杠杆上相邻刻线间的距离相等，每个钩码所受重力均为0.5N。（1）实验前，为使如图甲所示的杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向__________端调节；（2）杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了3个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂__________个钩码；（3）接下来，他将弹簧测力计挂在C点继续实验，如图丙所示，在用弹簧测力计由竖直向上拉C点逐渐变为沿图丙中虚线方向斜向上拉C点，且始终保持杠杆在水平位置平衡的过程中，弹簧测力计的示数逐渐变大，请你解释原因__________。【答案】

左

2

根据杠杆平衡条件，杠杆水平平衡且阻力和阻力臂一定，由于动力臂减小，所以动力增大，因此弹簧测力计示数逐渐变大【解析】（1）[1]由图甲可知，杠杆的左端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左端调节。（2）[2]设一格的长度为L，根据杠杆的平衡条件可得解得：n=2，故为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂2个钩码。（3）[3]根据杠杆平衡条件杠杆水平平衡且阻力和阻力臂一定，弹簧测力计由竖直向上拉C点逐渐变为沿图丙中虚线方向斜向上拉C点，动力臂减小，所以动力增大，因此弹簧测力计示数逐渐变大。四、填空题12．（2022·北京·清华附中三模）如图所示，是以O点为支点的杠杆，拉力F作用在杠杆C点。图中线段与力F的作用线在同一条直线上，且、。线段___________表示力F的力臂。【答案】【解析】由图可知，OB是从支点O到力的作用线F的距离，故OB是F的力臂。13．（2022·北京大兴·九年级期末）活塞式抽水机的曲柄是一个杠杆，O为支点，在曲柄的A端施加竖直向上的力F，如图所示。图中OB沿水平方向，跟力F的延长线交于B点，则线段___________（选填“OA”、“OB”或“AB”）可以表示力F的力臂。【答案】OB【解析】由图可知，OB是从支点到力F作用线的距离，所以线段OB表示力F的力臂。五、简答题14．（2022·北京·101中学二模）图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方。请分析：①支架下端垫有底面积较大的石块，有什么作用？②如果他们无法将巨木抬起，请你提出至少两种有可能抬起巨木的改进方案，并简述其中的物理学原理。【答案】①见解析；②见解析【解析】①支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。②如果在现有条件下无法将巨木抬起，我们可以借助于省力杠杆把巨木抬起，如图在支架上转动的横杆就是杠杆，在使用时动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，此杠杆为省力杠杆，可以省力；也可以采用滑轮组，动滑轮相当于省力杠杆，可以省力。六、计算题15．（2022·北京·101中学二模）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重540N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，计算：（1）绳子自由端拉力的功率；（2）地面对该工人的支持力；（3）支架对定滑轮的拉力。【答案】（1）120W；（2）200N；（3）960N【解析】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则滑轮组的机械效率解得.绳子自由端移动的速度绳子自由端拉力的功率（2）地面对该工人的支持力（3）不计滑轮组的绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力由两个滑轮质量相等可知，两个滑轮的重力也相等，定滑轮的重力则支架受到滑轮组的拉力答：（1）绳子自由端拉力的功率（2）地面对该工人的支持力300N；（3）支架对定滑轮的拉力960N。16．（2022·北京·二模）如图所示，重的物体在的水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面向左匀速直线运动了，滑轮组的机械效率为80%。求：（1）有用功；（2）拉力F的功率；（3）物体与地面间的滑动摩擦力。【答案】（1）72J；（2）9W；（3）72N【解析】解：（1）物体移动的距离为s物=vt=0.1m/s×10s=1m由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离s绳=3s物=3×1m=3m拉力做的总功W总=Fs绳=30N×3m=90J有用功（2）拉力F的功率（3）物体与地面间的滑动摩擦力答：（1）有用功是72J；（2）拉力F的功率是9W；（3）物体与地面间的滑动摩擦力是72N。17．（2022·北京顺义·二模）如图所示，用滑轮组提升重力为900N的物体A，在滑轮组绳子自由端用力F竖直向上匀速提升10s，10s内物体A被竖直匀速提升了1m，滑轮组的额外功是300J。求：（1）A上升的速度v；（2）滑轮组的机械效率η；（3）绳子自由端的拉力F。【答案】（1）0.1m/s；（2）75%；（3）400N【解析】解：（1）物体A上升的速度（2）提升A所做的有用功W有=Gh=900N×1m=900J滑轮组所做的总功W总=W有+W额=900J+300J=1200J滑轮组的机械效率（3）由图示知，滑轮组承重绳子为3根，绳子自由端的移动的距离s=3h=3×1m=3m拉力答：（1）A上升的速度v为0.1m/s；（2）滑轮组的机械效率η为75%；（3）绳子自由端的拉力F为400N。18．（2022·北京丰台·二模）在数千年漫长的农业社会中，杠杆和根据杠杆原理制造的工具，在人类改造自然、发展生产的过程中发挥着重要作用。其中，杆秤是我国古代杠杆应用的杰作之一，它反映了我国古代人民的聪明才智。某同学在学习了杆秤的知识后，发现杆秤不仅可以称量物体的质量，还可以改为密度秤，用来测量液体密度。于是他利用身边的器材自己动手制作了一个测量液体密度的密度秤，如图所示。提纽固定在细木棒的重心O处，密度未知的金属块M固定在A点，钩码N是密度秤的秤砣，将钩码N挂在B点时，密度秤恰好水平平衡。现将金属块M浸没在某种液体中，调节钩码N的位置，当其移至C点时，密度秤再次水平平衡。已知，AO=10cm，OB=20cm，BC=3cm，钩码N的质量，金属块M的体积V=25cm3，细绳的质量忽略不计，g取10N/kg。求：（1）金属块M所受的重力：（2）液体的密度。【答案】（1）2N：（2）1.2×103kg/m3【解析】解：（1）钩码N的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N由杠杆平衡条件得GM×OA=G×OB金属块M所受的重力（2）将金属块M浸没在某种液体中，调节钩码N的位置，当其移至C点时，密度秤再次水平平衡，由杠杆平衡条件得FA×OA=G×OC(GM-F浮)×OA=G×OC(GM-F浮)×OA=G×(OB-BC)(2N-F浮)×10cm=1N×(20cm-3cm)F浮=0.3N根据阿基米德原理得到液体的密度答：（1）金属块M所受的重力是2N：（2）液体的密度是1.2×103kg/m3。19．（2022·北京石景山·二模）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，当甲物体浸没在水中时，杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知甲物体的质量m甲=0.6kg，体积为V甲=4×10-4m3；乙物体的质量m乙=0.86kg，其底面积S乙=2×10-4m2，OA：OB=2：1，圆柱形水容器的底面积S=5×10-3m2，取g=10N/kg。求：（1）甲物体受到的浮力；（2）杠杆B端受到细线的拉力；（3）若剪断细线，待甲物体静止时，容器底对地面的压强变化了多少？【答案】（1）4N；（2）4N；（3）400Pa【解析】解：（1）由阿基米德原理可知，甲物体浸没在水中时所受的浮力为（2）甲受到绳子拉力、自身重力以及浮力三个力的作用，并保持平衡，根据平衡条件可知，绳子对甲的拉力为即绳子对A端的拉力为F拉=2N，根据杠杆平衡条件可知（3）剪断细线前，容器对地面的压力等于容器和容器中水的重力与甲的重力之和减去绳对甲的拉力；剪断细线后，容器对地面的压力等于容器和容器中水的重力与甲的重力之和。剪断细线后，容器对地面的压力变化量为绳子端的拉力，大小为2N，由压强公式可得压强的变化量为答：（1）甲的浮力为4N；（2）拉力为4N；（3）压强变化为400Pa。20．（2022·北京房山·二模）如图甲所示，是使用动滑轮匀速提升物体的装置图。如图乙所示，是提升不同重物时卷扬机对绳子竖直向上拉力F与卷扬机拉动绳子速度v的关系图像。当使用这个装置提升重力为500N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，卷扬机拉动绳子的功率保持不变。不计绳重及轮与轴的摩擦。求：（1）提升物体A时，卷扬机对绳子的拉力FA；（2）动滑轮受到的重力G动；（3）若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.4m/s，此时滑轮组的机械效率η。【答案】（1）300N；（2）100N；（3）66.7%【解析】解：（1）由图像可知，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，由图乙可知，卷扬机对绳子的拉力FA=300N。（2）由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，动滑轮受到的重力G动=nF-G物=2×300N-500N=100N（3）卷扬机的拉动绳子的功率因卷扬机的拉动绳子的功率保持不变，若用该装置提升另一