16. (2分)杠杆AO在力$F_{1}$、$F_{2}$的作用下处于静止状态,$L_{2}$是力$F_{2}$的力臂,在图6中画出力$F_{1}$的力臂$L_{1}$和力$F_{2}$。

解：
1. 过支点$ O $作力$ F_{1} $作用线的垂线段，标注该垂线段为$ L_{1} $；
2. 过力臂$ L_{2} $的非支点端点，作$ L_{2} $的垂线，沿该垂线画出斜向上的力$ F_{2} $，标注$ F_{2} $。

17. (2分)如图7所示,站在地面上的人用滑轮组提升重物,作出最省力的绕线方式。

解：
1. 将绳子的一端固定在动滑轮的上端挂钩处；
2. 向上绕过顶部的定滑轮；
3. 再向下绕过动滑轮；
4. 绳子的自由端由站在地面的人向下拉动，完成绕线。

18. (2分)如图8所示,一辆校车载满学生后总质量为6 t,则该车对水平路面的压力为多少? 规定车辆对地面的压强不得超过$7×10^{5}\ \mathrm{Pa}$,假设每只轮胎与地面的接触面积恒为$0.03\ \mathrm{m}^{2}$,则该车能否安全行驶? ($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)

解：
1. 计算校车对水平路面的压力：
$ m = 6\ \mathrm{t} = 6000\ \mathrm{kg} $
$ F = G = mg = 6000\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 6 × 10^4\ \mathrm{N} $
2. 计算校车与地面的总接触面积：
$ S = 4 × 0.03\ \mathrm{m^2} = 0.12\ \mathrm{m^2} $
3. 计算校车对地面的压强：
$ p = \frac{F}{S} = \frac{6 × 10^4\ \mathrm{N}}{0.12\ \mathrm{m^2}} = 5 × 10^5\ \mathrm{Pa} $
因为 $ 5 × 10^5\ \mathrm{Pa} ＜ 7 × 10^5\ \mathrm{Pa} $，所以该车能安全行驶。
答：该车对水平路面的压力为$ 6 × 10^4\ \mathrm{N} $，能安全行驶。

19. (4分)工人用如图9所示的滑轮组提升重物,在10 s内将240 N的物体匀速提升2 m。已知工人的拉力为100 N(不计绳重与摩擦阻力),求:

(1)对重物做的有用功。
(2)工人做功的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
(4)如果用此滑轮组匀速提升300 N的重物,拉力应为多大?

解：
(1) 有用功：
$ W_{有用}=Gh=240\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=480\,\mathrm{J} $
(2) 由图知滑轮组绳子段数$ n=3 $，绳子自由端移动距离：
$ s=nh=3 × 2\,\mathrm{m}=6\,\mathrm{m} $
工人做的总功：
$ W_{总}=Fs=100\,\mathrm{N} × 6\,\mathrm{m}=600\,\mathrm{J} $
工人做功的功率：
$ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{600\,\mathrm{J}}{10\,\mathrm{s}}=60\,\mathrm{W} $
(3) 滑轮组的机械效率：
$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%=\frac{480\,\mathrm{J}}{600\,\mathrm{J}} × 100\%=80\% $
(4) 不计绳重与摩擦，由$ F=\frac{G+G_{动}}{n} $得动滑轮重力：
$ G_{动}=nF - G=3 × 100\,\mathrm{N} - 240\,\mathrm{N}=60\,\mathrm{N} $
提升300N重物时的拉力：
$ F'=\frac{G'+G_{动}}{n}=\frac{300\,\mathrm{N}+60\,\mathrm{N}}{3}=120\,\mathrm{N} $
答：(1) 对重物做的有用功为480J；
(2) 工人做功的功率为60W；
(3) 滑轮组的机械效率为80%；
(4) 拉力应为120N。

20. (4分)用燃气灶烧水,燃烧$2\ \mathrm{m}^{3}$的煤气可以使200 L的水从$20\ °\mathrm{C}$升高到$70\ °\mathrm{C}$,查表得知水的比热容为$4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·}°\mathrm{C)}$,天然气的热值为$4.2×10^{7}\ \mathrm{J/m}^{3}$,求:
(1)水吸收的热量。
(2)燃气灶烧水的效率。

解：
(1) 水的体积$V_{\mathrm{水}}=200\ \mathrm{L}=0.2\ \mathrm{m}^{3}$
水的质量$m_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}V_{\mathrm{水}}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×0.2\ \mathrm{m}^{3}=200\ \mathrm{kg}$
水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·}°\mathrm{C)}×200\ \mathrm{kg}×(70\ °\mathrm{C}-20\ °\mathrm{C})=4.2×10^{7}\ \mathrm{J}$
(2) 煤气燃烧放出的热量$Q_{\mathrm{放}}=V_{\mathrm{煤气}}q=2\ \mathrm{m}^{3}×4.2×10^{7}\ \mathrm{J/m}^{3}=8.4×10^{7}\ \mathrm{J}$
燃气灶烧水的效率$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%=\frac{4.2×10^{7}\ \mathrm{J}}{8.4×10^{7}\ \mathrm{J}}×100\%=50\%$
答：(1) 水吸收的热量为$4.2×10^{7}\ \mathrm{J}$；(2) 燃气灶烧水的效率为$50\%$。