21．校园安全是学校不能忽视的问题。校园安全隐患之一是课间同学们在走廊上或教学楼的楼梯上下的奔跑追逐，由于课间走廊上的人较多，打闹追逐尤其两位同学速度都很快时很容易碰伤。学过物理的小丽同学知道，对人造成伤害程度的大小与人相撞时的动能大小有关。为此她去实验室，利用钢球、斜面、木块等器材设计了如图所示的实验，探究影响动能大小的因素。

（1）小丽是根据木块被推动的距离判断比较钢球动能的大小。实验中的研究对象是       （选填“钢球”或“木块”）。
（2）第一步：让质量相同的两个钢球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始由静止向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲中的①、②所示。
（3）实验中钢球从不同的高度由静止滚下，是为了研究动能大小与       的关系。
（4）第二步：让不同质量的两个钢球沿同一光滑斜面均从B处开始由静止向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙中的①、②所示。
（5）实验中让钢球在同一高度由静止开始向下运动，目的是使钢球到达水平面时具有相同的       ，此种方法物理学上称为       。
（6）通过甲、乙的两组实验表明，物体的动能大小与它的       均有关。
（7）请在甲图②中画出钢球m在光滑的斜面上向下运动时所受到的力的示意图。根据研究结果可知，质量越大、奔跑速度越快的同学，相撞后对人造成的伤害更大。

22．弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中如图甲。图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，忽略液面的变化（g取10N/kg），求：
（1）物体浸没时的浮力。
（2）物体的体积。
（3）物体刚浸没时下表面受到水的压强？

23．2021年4月29—6月27日，被誉为意大利文艺复兴三杰之一的意大利著名画家拉斐尔画展在深圳南山博物馆展出。周末早晨，爸爸开车和小红一起去看画展。设汽车一直在水平面上做直线运动，汽车牵引力的功率恒为9×10⁴W。汽车行驶过程中受到的阻力恒为汽车总重（包括里面坐的人）的0.1倍，运动的速度v与时间t的关系如图所示，则：
（1）在0～10s内，牵引力的大小       汽车受到的阻力（选填“等于”或“不等于”）。
（2）在10～15s内，牵引力做了多少功？
（3）运动过程中受到的阻力是多少？
（4）若此时车轮与地面的接触总面积为0.04m²，则地面受到的压强是多大？

24．如图所示，工人在20s内将质量为45kg的货物匀速提升4m，所用拉力的大小为200N（忽略绳重和摩擦）求：
（1）工人所做的有用功？
（2）拉力的功率？
（3）滑轮组的机械效率？

25．变速自行车的奥秘
变速自行车的变速系统是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢的。
如图1所示是变速自行车的驱动结构，它与普通自行车的区别在于，它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成（普通自行车的后齿轮只有一个）。选择低挡位时，链条调整到半径较大的齿轮上，选择高挡位时，链条调整到半径较小的齿轮上。

自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的省力杠杆结构，后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的费力杠杆结构。骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮跟着转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。同时，链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的图数大于前齿轮。后齿轮的半径越小，它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动，它们转动的国数保持一致。因此，后齿轮越小，脚踩一圈，后车轮转动的圈数越多，即自行车前进的距离越长。
在爬坡时，自行车受到的阻力较大，因此需要把后齿轮的半径（动力臂）调整得大一些，以达到相对省力的效果。在下坡时，自行车受到的阻力较小，此时为了让自行车更快前进，可以将后齿轮的半径调小。
依据文中内容，请回答下列问题：
（1）自行车驱动结构中，前齿轮和脚踏板组成一个       杠杆，后齿轮和后车轮组成一个       杠杆。
（2）请在图2中画出最省力时，人脚对脚踏板的力F（作用点在脚踏板中心），以及这个力对应的力臂L。（提示：脚可以向各个方向用力踩脚踏板，脚踏板可以通过旋转来适应脚的用力方向。）
（3）爬坡时，应将链条调整至半径较       （选填“大”或“小”）的后齿轮上，从而达到相对省力的目的。
（4）从自行车的结构和使用来看，它涉及的物理知识，下列说法正确的是       。
A. 刹车时用力捏“刹车把”是通过增大压力来增大摩擦的
B. 车座下方的弹簧受力越大，其弹性形变越小
C. 自行车静止在水平地面上时，地面对自行车的支持力和自行车对地面的压力是一对平衡力