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三年湖北中考物理模拟题分类汇编---简单机械
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这是一份三年湖北中考物理模拟题分类汇编---简单机械，共88页。
A．省力杠杆B．费力杠杆C．等臂杠杆D．省功杠杆
2．（2023•老河口市模拟）如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）
A．镊子B．食品夹
C．瓶盖起子D．筷子
3．（2022•谷城县二模）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）
A． 起子B．核桃夹
C． 钳子D． 食品夹
4．（2023•浠水县校级二模）同学们在劳动课上修剪树枝，应选用以下的哪种剪刀最合适（ ）
A．B．
C．D．
5．（2023•浠水县校级二模）机械的发展改变着我们的生活。在生产生活中，我们常能见到如图所示的简单机械，下列机械使用时费力的是（ ）
A．独轮车B．斜面
C．滑轮组D．筷子
6．（2023•襄州区模拟）如图为搬运砖头的独轮车，车和砖头所受的总重力为G，手对独轮车竖直向上的力为F。下列有关说法正确的是（ ）
A．独轮车相当于费力杠杆
B．人受到的重力和支持力是一对平衡力
C．人对车的作用力小于车对人的作用力
D．人手向上的力F小于车和砖头的总重力G
7．（2022•咸宁模拟）如图所示为一衣帽架，往该衣帽架上不同位置挂同一较重的背包，衣帽架最有可能会倾倒的是（ ）
A．B．
C．D．
8．（2021•鄂城区校级模拟）用水桶从井里提水时，需要对桶和水都做功；水桶掉进井里，从井里捞起水桶时，也需要对桶和水都做功。对以上两种情况，下列说法中正确的是（ ）
A．第一种情况对桶做的功是有用功
B．第一种情况对水做的功是总功
C．第二种情况对桶做的功是有用功
D．第二种情况对桶和水做的功是有用功
9．（2021•鄂城区校级模拟）如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的拉力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速拉到1m高的平台上，斜面长s＝2m。（g取10N/kg）则（ ）
A．拉力的功率为40W
B．斜面的机械效率为75%
C．拉力做的总功为300J
D．斜面对物体的摩擦力为100N
10．（2021•鄂城区校级模拟）下列几个实验中，说法不正确的是（ ）
A．测量斜面的机械效率时，弹簧测力计必须拉着物体做匀速运动
B．探究影响动能的因素时，依次让体积相同的实心铜球和钢球从同一斜面的同一高度自由下滑撞击放在斜面底端的木块，一定是铜球把木块推出的距离更远
C．为探究重力势能与高度的关系，可以把一个铜球从不同的高度用力扔下撞击地面
D．探究影响弹性势能因素时，可通过观察橡皮筋把纸团弹开距离判断弹性势能的大小
11．（2023•广水市模拟）如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升重为270N的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B．滑轮组中动滑轮重10N
C．拉力的功率为50W
D．该滑轮组的机械效率为90%
12．（2023•硚口区模拟）在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长1.2m、高0.3m。下列有关斜面的说法错误的是（ ）
A．物体受到斜面施加的摩擦力大小为2N
B．沿斜面拉物体时所做的有用功为1.5J
C．沿斜面拉物体时做的额外功为0.9J
D．这个斜面的机械效率为62.5%
13．（2023•湖北二模）如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO＝BO，不计杠杆自身重力，同时在A、B两点增加质量为m的重物，下列选项正确的是（ ）
A．A端下沉B．B端下沉C．保持不变D．无法判断
14．（2022•青山区模拟）2022年2月4日一2月20日，在北京成功举办了第24届冬季奥林匹克运动会。冰壶、高山滑雪和跳台滑雪都是北京冬奥会的比赛项目，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．甲图冰壶运动要不断擦冰，运动员手上拿的擦冰杆是费力杠杆、可以省距离
B．乙图中运动员的滑雪板长且宽，这是为了站在雪地时能减小对滑雪板的压强
C．丙图中运动员与滑板构成“V”字形状，这样身体上方流速更快，可以飞得更远
D．甲图中运动员蹬冰脚的鞋底由橡胶制成，滑行脚的鞋底由塑料制成，两者摩擦不同
15．（2022•阳新县校级模拟）两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N，下列判断正确的是（ ）
A．A是定滑轮，B是动滑轮
B．拉力F的功率为2W
C．此过程中所做的有用功是5J
D．滑轮组的机械效率为80%
16．（2022•黄石港区校级模拟）用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．物体M受到的合力不为零
B．物体M的重力为80N
C．自由端移动的速度为0.2m/s
D．天花板受到的拉力为90N
17．（2021•谷城县模拟）如图所示的工具中，在使用时属于省距离杠杆的是（ ）
A．天平B．瓶盖起子
C．食品夹D．钳子
18．（2021•潜江模拟）如图所示装置，同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态，不计滑轮重力及摩擦，则（ ）
A．甲、乙的体积之比为1：2B．甲、乙的质量之比为1：2
C．甲、乙的密度之比为2：1D．甲、乙的重力之比为2：1
19．（2023•武汉模拟）在研究定滑轮和动滑轮的特点的实验中，小明按图分别组装了定滑轮和动滑轮进行实验。实验数据如下表，由表格可知，下列说法中错误的是（ ）
A．使用定滑轮不省力，也不省距离
B．使用动滑轮可以省一半的力，图丙中拉力不为物重的一半主要是因为测量误差造成的
C．乙图中定滑轮的机械效率约为91%，丙图中动滑轮的机械效率约为71%
D．使用定滑轮和动滑轮都不仅不省功，反而要多做功
20．（2023•广水市三模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（ ）
A．杠杆在图示的位置平衡时，“权”的质量小于“重”的质量
B．“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小
21．（2022•新洲区模拟）如图甲所示，是某同学探究杠杆平衡条件的实验装置，关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验前，应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆保持静止状态
B．改变钩码的个数或位置多次实验，目的是减小误差
C．实验时，用弹簧测力计替代左边的钩码，测力计必须竖直向下拉，杠杆才能平衡
D．将杠杆的支点改到O'（如图乙），不能完成实验探究
22．（2022•鄂州一模）用如图所示的滑轮组，用300N的拉力F在20s内将重500N的箱子匀速提升到6m高的楼上，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是0.3m/s
B．拉力F做的有用功是1800J
C．此滑轮组的机械效率为60%
D．拉力F的功率为180W
23．（2022•武汉模拟）如图所示，物体A重50N，物体B重15N，此时A恰能沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动：对A施加水平向左的力F使B以原速度匀速上升，（不计机械摩擦、绳重及滑轮重）下列选项正确的是（ ）
A．物体B匀速下降的速度是0.6m/s
B．物体A受到的摩擦力为45N
C．利用拉力F提升B时的机械效率为50%
D．物体B匀速上升时，绳子拉力的功率为9W
24．（2021•湖北模拟）在如图所示的各种情况中，用同样大小的力F将重物匀速提升，若不计摩擦和机械自重，物重最大的是（ ）
A．B．
C．D．
25．（2021•荆州模拟）如图所示，有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则（ ）
A．拉力做的总功为4.8J
B．斜面的机械效率为90%
C．斜面上物体受到的摩擦力为5N
D．物体由斜面底端运动到顶端用时2s
26．（2021•黄冈一模）工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向，图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两种方式都省一半的力
B．甲方式F1由150N逐渐变大
C．乙方式机械效率约为83.3%
D．乙方式F2的功率为3W
27．（2021•东西湖区模拟）如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。实验中使用的每个钩码均重0.5N，杠杆轻质，下列说法正确的是（ ）
A．杠杆在图甲中位置静止，此时杠杆没有达到平衡状态
B．图甲中要使杠杆水平，应向左调节杠杆两端的螺母
C．图乙中，要使杠杆水平，应在B点挂4个钩码
D．图丙中，使杠杆在水平位置平衡的最小动力是1N
28．（2023•黄石港区校级模拟）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0.1m²，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N
B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa
C．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
29．（2022•荆州一模）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a的拉力F2＝105N，他通过细绳b用F1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．细绳b的拉力为315N
C．拉力F1做功的功率为32.5W
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
30．（2021•鄂州模拟）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲绳子自由端移动速度小于乙绳的
C．甲、乙两滑轮组均属于费力的机械
D．甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
二．填空题（共23小题）
31．（2022•宜城市模拟）如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时，需经过障碍物，当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为 杠杆（选填“省力”或“费力”）；当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是 （选填“A”、“B”或“C”）
32．（2021•云梦县二模）如图中的 （选填“（a）”或“（b）”）图为定滑轮，作用是 。
33．（2021•安陆市二模）如图所示是某学校在周一晨会时的升旗仪式，当升旗手缓缓往下拉绳子时，国旗就会慢慢上升，根据所学知识，我们可以知道这是由于旗杆顶部有一个 （填“定”或“动”）滑轮；国旗在力的作用下从静止开始运动，说明 。
34．（2021•襄州区二模）如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时它相当于一个 杠杆（选填“省力”或“费力”）。若旅行箱内装满物体且质量分布均匀，其总重为180N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为 N。
35．（2022•宜昌模拟）如图，是三种类型剪刀的示意图，请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 （选填“A”、“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是为了省 。
36．（2022•谷城县校级模拟）小明到湖边游玩，他看到平静的湖面波光粼粼，是由于光的 （选填“镜面”或“漫”）反射形成的。一抬头，他看到湖上正在进行划船比赛，如图所示，运动员使用的船桨属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
37．（2023•大冶市模拟）小明用扫帚打扫地面卫生的情景，此时扫帚属于 杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”），平时用力扫地，是通过 方法来增大摩擦，可使地面，打扫得更干净。如图，要让自行车车轴处采用滚动轴承是通过 来减小有害摩擦的。天气晴雨预报瓶里面的液体用水和颜料兑制而成。天气转晴，大气压升高，天气转阴，大气压降低。某天早晨看见管内的液面上升，则表明今天天气将转 。（填“晴”或“阴”）
38．（2021•洪山区模拟）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中定滑轮的作用是 ；不计滑轮和钢绳自重及摩擦，若要使输电线A端受到的拉力大小为1×104N，则坠砣受到的总重力为 N，若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。
39．（2021•利川市模拟）旗杆顶部一般安装有一个 ，以方便通过绳子拉升旗帜。我们握笔写字时，笔杆枕在虎口处起到支点作用，运笔时笔杆相当于一个 杠杆（省力/费力/等臂）。
40．（2022•武穴市模拟）如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为80N物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是 N，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将 选填“变大”、“变小”或“不变”）。
41．（2022•荆门模拟）为了方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 （选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重600N的小车沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，斜面的机械效率为 ，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 N。
42．（2022•孝感三模）用如图所示的滑轮组来匀速提升重物G。已知物重G＝600N，拉力F＝250N，重物升高0.5m时，拉力所做的有用功为 J，机械效率为 %。
43．（2022•宜城市模拟）如图所示，一支均匀的直尺放在水平桌面上，其中一端伸出桌面，已知伸出桌面的部分是全尺长的五分之一。当在B端挂一个重为6牛的物体C时，直尺A端刚开始翘起。若将其抽象为杠杆模型，则它的支点是图中的 点，该直尺的重力为 牛。若不计直尺的自重，则需要在A点施加的最小的力为 牛，方向 。
44．（2023•湖北三模）襄阳凤雏大桥是汉江首座三塔式悬索桥，如图所示。根据你所学的力学知识分析：为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当 （选填“增加”或“减小”）桥塔的高度。
45．（2023•大冶市模拟）如图所示，一位同学利用滑轮组将240N的物体匀速吊起，已知滑轮重60N，不计绳重和摩擦，拉力大小为 N；此时滑轮组的机械效率为 。
46．（2021•老河口市模拟）如图所示，在轻质弯杠杆AOBC的C端施加一个最小的动力F，提起悬挂在其A端重为200N的物体并保持静止状态。已知O为杠杆的支点，AO＝50cm，OB＝30cm，BC＝40cm，请画出最小动力F的示意图，此时F＝ N。
47．（2021•荆门一模）“让我们荡起双桨，小船儿推开波浪，海面倒映着美丽的白塔，四周环绕着绿树红墙……”欣赏美丽歌词思索其中奥秘：荡起的双桨（如图所示）属于 （填“省力”或“费力”）杠杆；小船儿能前进是因为受到 （填“人”“水”或“桨”）施加的推力作用；小船相对于波浪是 （填“运动”或“静止”）的。
48．（2022•硚口区模拟）如图所示是建筑工地上普遍使用的起重设备，它通过电动机和一个动滑轮将物体提高，现将0.9t的钢材以0.1m/s的速度匀速吊起1m高，钢绳的拉力为5000N，在这个过程中，动滑轮做的有用功为 J，钢绳拉力做功的功率为 W，如果利用此电动起重机将1t的钢材以相同速度提高相同高度，则动滑轮的机械效率将 （选填“减小”“不变”或“增大”）。
49．（2022•樊城区模拟）如图，某同学在做俯卧撑，可将他视为一个 杠杆，他的重心在A点，重力为500N，那么他将身体撑起保持静止时，双手对地面的压力为 N。
50．（2023•湖北三模）某学校在操场上举办春季运动会的开幕式。入场时，小林竖直举着班牌走在最前列，如图所示。若匀速前进时，班牌受到风水平向后的阻力为6N，作用在A点。若将班牌视为杠杆，AC间的距离是BC间距离的3倍。小林将图中B点作为支点，手对C点施加的力的方向 （填“向前”或“向后”）。小林还可以将图中C点作为支点，此时小林对B点施加的力为 N。
51．（2021•枣阳市模拟）如图所示，斜面长s＝0.6m，高h＝0.3m，用沿粗糙斜面方向的拉力F，将一个重为G＝10N的小车由斜面底端匀速拉到顶端，运动过程中小车克服摩擦力做了1.2J的功，则拉力F的大小是 N，若要探究斜面能否省功，要比较 与 的关系（请用题中的物理量符号表示）。
52．（2021•樊城区模拟）在“探究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，旋动平衡螺母调节杠杆平衡。此后在整个实验过程中，是否还要再旋动两侧的平衡螺母？ （选填“是”或“否”）。（图中杠杆上每格距离相等）
（2）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是： 。
（3）如图所示，当在A处挂三个重为0.5N钩码，要使杠杆平衡，在C处用弹簧秤竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧秤上的示数为 N．若在C处用弹簧秤倾斜向右拉，则弹簧秤上的示数将 （选填“变大”或“变小”或“不变”）。
53．（2022•樊城区模拟）一质量为10kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，此时的机械效率为40%。则动滑轮的重力为 N。（不计滑轮组中的绳重和摩擦，取g＝10N/kg）
三．实验探究题（共4小题）
54．（2023•孝感一模）王宏业同学在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。
（1）实验装置如图甲所示静止在桌上，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态，为了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向 边调（选填“左”或“右”）；
（2）程勇同学在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，他应该在下列方法中选择 使杠杆重新在水平位置平衡；
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动
C.增加右侧钩码个数
（3）进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中：
程勇同学根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论：动力+动力臂＝阻力+阻力臂。张华同学说他得出的结论是错误的，她判断的依据是：不同的物理量不能进行 。
55．（2023•枣阳市模拟）如图1所示，图是张平同学测量“滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表：摩擦及绳重忽略不计。
（1）实验中，小明应竖直向上 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓慢上升。
（2）第3次实验中，滑轮组的机械效率是 （结果保留至0.1%）。
（3）如图2所示，根据所学知识分析用同一滑轮组匀速提升质量不同的物体，该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图像正确的是 。
（4）机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志，请根据你的生活经验提出一种提高机械效率的措施 。
56．（2022•江汉区校级模拟）在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用图中的滑轮组进行了4次测量，测得数据如表：
（1）实验中需竖直向上 拉动弹簧测力计，同时观察弹簧测力计的示数。表格中①处的数据应为 （与表格中同类数据格式相同）。
（2）第3次实验中克服摩擦和绳重所做的额外功为 。
（3）由实验次数 可知：滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；由实验次数1、3、4可知：同一滑轮组提升的钩码越重，机械效率越 。（选填“高”或“低”）
57．（2022•茅箭区校级模拟）小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆处于如图甲所示的静止状态，他应把杠杆左端的平衡螺母向 （左/右）调节。
（2）如图乙所示，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 （仍保持平衡/左端下沉/右端下沉）。
（3）在实验中，小明不慎将杠杆右侧的平衡螺母遗失，于是他在杠杆上右侧适当位置粘了块橡皮泥后杠杆恰好在水平位置平衡（如图丁），此装置 （能/不能）继续完成探究杠杆平衡条件的实验。
四．计算题（共3小题）
58．（2021•湖北模拟）如图所示，滑轮组在竖直向上的拉力F＝50N作用下，将重力为120N的物体匀速提起在10s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3m。
（1）计算物体上升的速度；
（2）计算滑轮组提升该物体时的机械效率；
（3）拉力功率多少？
59．（2023•武汉模拟）中国自行研制的“新光华”号半潜船，堪称海上“大力神叉车”，它的甲板面积1.35×104m3，有两个足球场那么大！甲板与水面相平时，排开水的质量达10万吨。它通过本身压载水的调整，把巨大的甲板潜入水中，再用拖轮将所要承运的超大货物（如钻井平台、舰船、甚至航母）拖行到“新光华”甲板正上方，定位后，用压缩空气将压载水舱里的水排出一部分，船身变轻，甲板上浮，将货物托起。
（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为多少？
（2）当“新光华”半潜船在水面上做匀速直线运动时，水平推进器提供的动力为3×106N时，总输出功率达到24000kW，则“新光华”航行2h通过的距离为多少？
（3）图乙是“新光华”半潜船正在进行跨海大桥的工程建设。整体桥梁ABC质量为m，重心O位于跨度为80m的两个桥墩的中点。此时甲板上的托举塔顶端P刚好接触桥梁，且PD＝20m。当压载水舱里的水再排出6×103m3时，桥梁的一端刚好离开桥墩D，求桥梁ABC质量m为多少？
60．（2022•恩施州模拟）中央电视台的《我爱发明》栏目播出了一起节目：“水陆机甲”，即“水陆两栖挖掘机”，这个挖掘机下面是两个巨大的浮箱。它的有关数据如下表所示：
（1）求挖掘机静止且不工作时对水平地面的压强。
（2）求挖掘机在足够深的水中静止时，所排开水的体积。
（3）挖掘机在从水中挖掘、运送泥沙过程中，正好装满泥沙的铲斗用4s以2.4m/s的平均速度从图乙中最低点A移到最高点B，接着再用2s沿水平方向移动4m将泥沙卸到汽车上。如果挖掘机在上述运送泥沙过程中的平均功率为60kW，设泥沙的密度为1.8×103kg/m3。求：此过程挖掘机的机械效率。
湖北（2021-2023）中考物理模拟题分类汇编---简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共30小题）
1．（2023•十堰三模）如图所示是《天工开物》中就记录的舂米工具。人在A端用力踩下后立即松脚，B端的碓就会立即下落，打在石臼内的稻谷上，从而把谷物打碎，舂米工具在使用时是（ ）
A．省力杠杆B．费力杠杆C．等臂杠杆D．省功杠杆
【考点】杠杆的分类．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：如下图，该杠杆的O是支点，在使用过程中，动力臂OA小于阻力臂OC，是费力杠杆。
故选：B。
【点评】本题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
2．（2023•老河口市模拟）如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）
A．镊子B．食品夹
C．瓶盖起子D．筷子
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械．
【答案】C
【分析】结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：
A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
故选：C。
【点评】本题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
3．（2022•谷城县二模）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）
A． 起子B．核桃夹
C． 钳子D． 食品夹
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：A、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力、费距离杠杆，故A不合题意；
B、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力、费距离杠杆，故B不合题意；
C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力、费距离杠杆，故C不合题意；
D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力、省距离杠杆，故D符合题意。
故选：D。
【点评】此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
4．（2023•浠水县校级二模）同学们在劳动课上修剪树枝，应选用以下的哪种剪刀最合适（ ）
A．B．
C．D．
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】使用剪刀修剪树枝时，需要很大的力，所以要选用省力一点的剪刀，结合图片判断四种剪刀哪一种是省力杠杆就选哪一个。
【解答】解：要剪动树枝，说明必须是省力杠杆，要求更省力，则动力臂要比阻力臂大得更多（即刀把比刀口更长），结合图示可知，只有C图所示剪刀最适合；
而ABD三把剪刀，AB是费力杠杆，D是省力杠杆，这三把剪刀用来剪布、纸、头发等比较软的物体。
故选：C。
【点评】本题考查了杠杆的分类，联系了学生最常见的剪刀，注重了物理和生活的联系，是一道好题。
5．（2023•浠水县校级二模）机械的发展改变着我们的生活。在生产生活中，我们常能见到如图所示的简单机械，下列机械使用时费力的是（ ）
A．独轮车B．斜面
C．滑轮组D．筷子
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；理解能力．
【答案】D
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；
斜面能够省力；
使用定滑轮能改变力的方向，使用动滑轮能省力。
【解答】解：A、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故A错误；
B、使用斜面可以省力。故B错误；
C、使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向。故C错误；
D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
6．（2023•襄州区模拟）如图为搬运砖头的独轮车，车和砖头所受的总重力为G，手对独轮车竖直向上的力为F。下列有关说法正确的是（ ）
A．独轮车相当于费力杠杆
B．人受到的重力和支持力是一对平衡力
C．人对车的作用力小于车对人的作用力
D．人手向上的力F小于车和砖头的总重力G
【考点】杠杆的分类；力作用的相互性；平衡力与相互作用力的辨别．
【专题】应用题；运动和力；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；
（2）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；
（3）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
（4）省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力费距离。
【解答】解：A、该独轮车工作时，车轮中心为支点，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故A错误；
B、人受到路面的支持力等于独轮车对人竖直向下的力和人的重力之和，人受到的重力和支持力大小不相等，不是一对平衡力，故B错误；
C、人对车的作用力和车对人的作用力是相互作用力，大小相等，故C错误；
D、由于独轮车是一个省力杠杆，所以人手向上的力F小于车和砖头的总重力G，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了杠杆分类、力作用的相互性和平衡力与相互作用力的辨别等知识，属于基础知识考查。
7．（2022•咸宁模拟）如图所示为一衣帽架，往该衣帽架上不同位置挂同一较重的背包，衣帽架最有可能会倾倒的是（ ）
A．B．
C．D．
【考点】杠杆的应用．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】分析衣帽架自身重力与力臂的乘积的变化，然后根据杠杆的平衡条件分析。
【解答】解：由图可知，衣帽架的重力及重力的力臂不变，重力与其力臂的乘积不变，包对杠杆的拉力不变，拉力的力臂越大，其乘积越大，越容易倾倒，由图可知，D中拉力的力臂最大，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，难度不大。
8．（2021•鄂城区校级模拟）用水桶从井里提水时，需要对桶和水都做功；水桶掉进井里，从井里捞起水桶时，也需要对桶和水都做功。对以上两种情况，下列说法中正确的是（ ）
A．第一种情况对桶做的功是有用功
B．第一种情况对水做的功是总功
C．第二种情况对桶做的功是有用功
D．第二种情况对桶和水做的功是有用功
【考点】有用功和额外功．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】使用机械做功时对人们有用的功叫有用功；对人们没有用但又不得不做的功叫额外功。
【解答】解：区分有用功与额外功的关键是看我们需要达到什么做功目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。例如：用桶将水从水井中提出来，提水是我们需要的，而提桶是不需要，但又不得不做的功，故克服水重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功；如果是一只桶掉入水井里，我们要将桶从井中提出来，则克服桶重做的是有用功，而克服桶中可能带出来的水的重力所做的功就是额外功了。用力将一桶水从井里提上来，因为我们的目的是提水，对水做的功是有用功，对桶所做的功是额外功；如果桶掉到井里，捞桶时桶里带了一﹣些水，克服水的重力做的功是额外功，因为我们的目的是捞桶，对桶所做的功是有用功。
故选：C。
【点评】本题考查了有用功和额外功的定义，属于基础题。
9．（2021•鄂城区校级模拟）如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的拉力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速拉到1m高的平台上，斜面长s＝2m。（g取10N/kg）则（ ）
A．拉力的功率为40W
B．斜面的机械效率为75%
C．拉力做的总功为300J
D．斜面对物体的摩擦力为100N
【考点】斜面的机械效率；功的计算和公式的应用；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）利用W＝Fs求出拉力做的总功，再利用P＝求出拉力的功率；
（2）利用G＝mg求物体重力，再利用W＝Gh求拉力做的有用功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；
（3）先根据W总＝W有+W额求出额外功，然后根据W额＝fs求出斜面对物体的摩擦力。
【解答】B解：
AC、拉力做的总功：W总＝Fs＝200N×2m＝400J；
拉力的功率：P＝＝＝80W；故AC错误；
B、拉力做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×1m＝300J，
斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；故B正确；
D、由W总＝W有+W额可得，额外功：W额＝W总﹣W有＝400J﹣300J＝100J，
由W额＝fs可得摩擦力：f＝＝＝50N，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、机械效率和摩擦力的计算，明确使用斜面时克服摩擦力做的功为额外功是关键。
10．（2021•鄂城区校级模拟）下列几个实验中，说法不正确的是（ ）
A．测量斜面的机械效率时，弹簧测力计必须拉着物体做匀速运动
B．探究影响动能的因素时，依次让体积相同的实心铜球和钢球从同一斜面的同一高度自由下滑撞击放在斜面底端的木块，一定是铜球把木块推出的距离更远
C．为探究重力势能与高度的关系，可以把一个铜球从不同的高度用力扔下撞击地面
D．探究影响弹性势能因素时，可通过观察橡皮筋把纸团弹开距离判断弹性势能的大小
【考点】斜面机械效率的测量实验；探究影响物体动能大小的因素；探究影响物体势能大小的因素．
【专题】实验题；错解分析题；定性思想；控制变量法；机械能及其转化；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；
（2）动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大；
（3）重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；
（4）弹性势能的大小是通过物体被弹开的远近来比较弹性势能的多少。
【解答】解：
A、为了保证弹簧测力计的示数稳定，就要让木块做匀速直线运动，故A正确；
B、体积相同的实心铜球和钢球，铜球的质量大，当速度一定时，物体的质量越大，动能越大；从铜球和钢球同一斜面的同一高度自由下滑撞击放在斜面底端的木块，铜球把木块推出的距离更远，故B正确；
C、研究重力势能大小和高度的关系时，保证质量一定，实验中采用质量一定的物体，用同一个铜球，改变铜球下落的高度，使铜球自由下落，观察地面泥变形的大小，而不是用力扔下撞击地面，故C错误；
D、弹簧将纸团弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成纸团的动能，可通过观察橡皮筋把纸团弹开的距离判断弹性势能的大小，故D正确。
故选：C。
【点评】解决此类问题要结合影响动能的大小、影响重力势能的大小、弹性势能与哪些因素有关的实验，考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握。
11．（2023•广水市模拟）如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升重为270N的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B．滑轮组中动滑轮重10N
C．拉力的功率为50W
D．该滑轮组的机械效率为90%
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组及其工作特点；滑轮组中的相关计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】D
【分析】先根据物体和绳子自由端的运动情况确定滑轮组承担物重的绳子股数n，即拉力端移动的距离s＝nh；
（1）利用速度公式求绳子自由端移动速度；
（2）不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），据此求出动滑轮的重力；
（3）知道拉力大小和绳端移动的速度，利用P＝＝＝Fv求出拉力做功的功率；
（4）根据η＝＝＝＝求出滑轮组的机械效率。
【解答】解：滑轮组省力但费距离，则绳子自由端移动距离s大于物体上升的高度h，
由图乙可知，在t＝4s内，物体上升的高度h＝2m，绳子自由端移动距离s＝6m，
由s＝nh可得，滑轮组承担物重的绳子股数：n＝＝＝3。
A、绳子自由端移动的速度：
v＝＝＝1.5m/s，故A错误；
B、不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），则动滑轮的重力：
G动＝3F﹣G＝3×100N﹣270N＝30N，故B错误；
C、拉力做功的功率：
P＝＝＝Fv＝100N×1.5m/s＝150W，故C错误；
D、滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝90%，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、功率和机械效率的计算，能根据图乙求出使用滑轮组承担物重的绳子股数是关键。
12．（2023•硚口区模拟）在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长1.2m、高0.3m。下列有关斜面的说法错误的是（ ）
A．物体受到斜面施加的摩擦力大小为2N
B．沿斜面拉物体时所做的有用功为1.5J
C．沿斜面拉物体时做的额外功为0.9J
D．这个斜面的机械效率为62.5%
【考点】斜面的机械效率；功的计算和公式的应用；有用功和额外功．
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】A
【分析】（1）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W＝Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；
（2）已知拉力的大小和拉力移动的距离（斜面长），根据公式W＝Fs可求拉力对物体做的总功，根据总功和有用功求出额外功；
（3）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额＝fs求出物体所受斜面的摩擦力；
（4）求出了有用功和总功，可利用公式η＝计算出机械效率。
【解答】解：物体受到重力、拉力、支持力和摩擦力，此过程所做的有用功为：
W有用＝Gh＝5N×0.3m＝1.5J，
所做的总功为：
W总＝Fs＝2N×1.2m＝2.4J，
则此过程所做的额外功为：
W额＝W总﹣W有＝2.4J﹣1.5J＝0.9J，
由W额＝fs可得，摩擦力为：
f＝＝＝0.75N，
此斜面的机械效率为：
η＝。
故选：A。
【点评】本题考查了功和摩擦力的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是关键。
13．（2023•湖北二模）如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO＝BO，不计杠杆自身重力，同时在A、B两点增加质量为m的重物，下列选项正确的是（ ）
A．A端下沉B．B端下沉C．保持不变D．无法判断
【考点】杠杆的平衡分析法及其应用．
【专题】应用题；简单机械；分析、综合能力．
【答案】A
【分析】从题知，OA处于水平位置，GA对杠杆的拉力为竖直向下，所以G1对杠杆拉力的力臂即为杠杆AO的长度，G2对杠杆拉力的方向也是竖直向下，但OB不是处于水平，所以GB对杠杆拉力的力臂OB′小于OB的长度，根据杠杆的平衡条件分析，即可得出两个物体重力的大小。
【解答】解：根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2可知，力与相应的力臂成反比关系，它们的杠杆示意图如右，因为AO＝BO，
所以LOA＞LOB′；同时在A、B两点增加质量为m的重物，即增加的力相同，则增加的力与力臂的乘积的关系是：mgLOA＞mgLOB′，所以左端的力与力臂的乘积大，A端下沉。
故选：A。
【点评】本题考查了学生对杠杆的平衡条件掌握和运用，能找到各自力的力臂、确定其大小关系是本题的关键。
14．（2022•青山区模拟）2022年2月4日一2月20日，在北京成功举办了第24届冬季奥林匹克运动会。冰壶、高山滑雪和跳台滑雪都是北京冬奥会的比赛项目，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．甲图冰壶运动要不断擦冰，运动员手上拿的擦冰杆是费力杠杆、可以省距离
B．乙图中运动员的滑雪板长且宽，这是为了站在雪地时能减小对滑雪板的压强
C．丙图中运动员与滑板构成“V”字形状，这样身体上方流速更快，可以飞得更远
D．甲图中运动员蹬冰脚的鞋底由橡胶制成，滑行脚的鞋底由塑料制成，两者摩擦不同
【考点】杠杆的分类；摩擦力的大小；增大和减小压强的方法和应用；流体压强与流速的关系．
【专题】定性思想；其他综合题；理解能力．
【答案】B
【分析】（1）动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆；
（2）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强。在受力面积一定时，减小压力来减小压强；
（3）流体的流速越大，压强越小；
（4）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过减小压力来减小摩擦力；在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解：A、当图甲中左边的运动员右手手握刷把左手用力刷冰时，此时右手为支点，动力臂小于阻力臂，构成了一个费力杠杆，省距离，故A正确；
B、滑雪板做的又宽又长，增大了受力面积，在压力一定时减小了对雪面的压强，避免陷入雪中，故B错误；
C、运动员与滑板构成“V”字形状，这样身体上方流速更快，压强小，可以飞得更远，故C正确；
D、相同条件下，橡胶比塑料粗糙，塑料底是为了减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，橡胶底是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D正确。
故选：B。
【点评】通过冰壶比赛这个体育运动考查压强、摩擦力以及杠杆的分类等，实际上每一项体育比赛中都包含了物理知识，认真观察。
15．（2022•阳新县校级模拟）两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N，下列判断正确的是（ ）
A．A是定滑轮，B是动滑轮
B．拉力F的功率为2W
C．此过程中所做的有用功是5J
D．滑轮组的机械效率为80%
【考点】滑轮（组）的机械效率；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；有用功和额外功；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）随物体一起运动的滑轮为动滑轮；轴固定不动的滑轮为定滑轮；
（2）由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，拉力端移动距离s＝2s物，利用W总＝Fs求拉力做功；由P＝计算拉力的功率；
（3）由W有＝fs物计算有用功；
（4）由η＝计算滑轮组的机械效率。
【解答】解：
A、由图知，A滑轮随物体一起运动，为动滑轮；B滑轮的轴固定不动，为定滑轮，故A错误；
B、由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，拉力端移动距离s＝2s物＝2×1m＝2m，
拉力做的总功W总＝Fs＝5N×2m＝10J，
拉力的功率P＝＝＝2W，故B正确；
C、克服物体与地面间摩擦做的有用功W有＝fs物＝9N×1m＝9J，故C错误；
D、滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝90%，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了滑轮的分类、使用滑轮组时功、功率、机械效率的计算，知道水平使用滑轮组时，克服摩擦力做的功为有用功。
16．（2022•黄石港区校级模拟）用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．物体M受到的合力不为零
B．物体M的重力为80N
C．自由端移动的速度为0.2m/s
D．天花板受到的拉力为90N
【考点】滑轮组中的相关计算；滑轮组及其工作特点．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】C
【分析】由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，则s＝2h。
（1）处于静止状态或匀速直线运动状态的物体，受平衡力作用，即合力为零；
（2）忽略绳重和轴摩擦，知道拉力F和动滑轮重，利用F＝（G物+G轮）求物重大小；
（3）根据v′＝2v即可求出自由端移动的速度；
（4）定滑轮重加上3F等于天花板受到的拉力。
【解答】解：由图可知，n＝2。
A、因为物体做匀速运动，因此物体M受到的合力为零；故A错误；
B、忽略绳重和轴摩擦，F＝（G物+G动滑轮），
即30N＝（G物+10N），
G物＝50N，故B错误；
C、自由端移动的速度v′＝2v＝2×0.1m/s＝0.2m/s，故C正确；
D、天花板受到的拉力F拉＝3F+G定滑轮＝3×30N+10N＝100N，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了学生对滑轮组特点的掌握和运用，本题关键：一是n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是忽略绳重和轴摩擦，拉力F＝（G物+G动滑轮），三是确定天花板受到的拉力F拉＝3F+G定滑轮。
17．（2021•谷城县模拟）如图所示的工具中，在使用时属于省距离杠杆的是（ ）
A．天平B．瓶盖起子
C．食品夹D．钳子
【考点】杠杆的分类．
【专题】定性思想；简单机械；理解能力．
【答案】C
【分析】结合图片和生活经验，判断选项中的杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：
A、天平在使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省距离也不费距离，故A不符合题意；
B、瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离，故B不符合题意；
C、食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离，故C符合题意；
D、钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
18．（2021•潜江模拟）如图所示装置，同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态，不计滑轮重力及摩擦，则（ ）
A．甲、乙的体积之比为1：2B．甲、乙的质量之比为1：2
C．甲、乙的密度之比为2：1D．甲、乙的重力之比为2：1
【考点】滑轮组中的相关计算；密度的计算与公式的应用；重力的计算．
【专题】密度及其应用；重力、弹力、摩擦力；简单机械；分析、综合能力．
【答案】D
【分析】由图可知，同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态，不计滑轮重力及摩擦，有两股绳子承担G甲，即n＝2，滑轮组上绳端的拉力F＝G乙，所以2G乙＝G甲，ρ乙＝ρ甲，根据重力的计算式可知甲、乙的质量之比，再根据密度的公式可知甲、乙的体积之比。
【解答】解：
由图可知，动滑轮上绳子的段数n＝2；
甲、乙两实心木块处于静止状态，滑轮组上绳端的拉力F＝G乙，
不计滑轮重力及摩擦，绳端的拉力F＝G甲，所以G乙＝G甲，则G甲：G乙＝2：1，
根据重力公式可知甲、乙的质量之比为m甲：m乙＝G甲：G乙＝2：1，
由题意可知ρ甲：ρ乙＝1：1，
根据V＝可得体积之比为V甲：V乙＝m甲：m乙＝2：1，
故A、B、C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了滑轮组的特点、重力公式和密度公式的运用，比较简单。
19．（2023•武汉模拟）在研究定滑轮和动滑轮的特点的实验中，小明按图分别组装了定滑轮和动滑轮进行实验。实验数据如下表，由表格可知，下列说法中错误的是（ ）
A．使用定滑轮不省力，也不省距离
B．使用动滑轮可以省一半的力，图丙中拉力不为物重的一半主要是因为测量误差造成的
C．乙图中定滑轮的机械效率约为91%，丙图中动滑轮的机械效率约为71%
D．使用定滑轮和动滑轮都不仅不省功，反而要多做功
【考点】滑轮（组）的机械效率；研究定滑轮和动滑轮的特点．
【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）使用定滑轮不能省力，也不省距离，但可以改变力的方向；
（2）不考虑动滑轮重、绳重和摩擦时，使用动滑轮可以省一半的力，但费一倍的距离；
（3）由图甲确定物重G，根据乙、丙两图确定绳子股数，利用η＝＝＝＝分别求出乙、丙的机械效率；
（4）使用任何机械都不省功，反而要多做一些额外功。
【解答】解：A、使用定滑轮不能省力，也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确；
B、根据表格中的数据可知，使用动滑轮时F丙≠，这是由于没有考虑动滑轮受到的重力，不是因为测量误差造成的，故B错误；
C、由图甲可知，G＝4N，乙图为定滑轮，n乙＝1，丙为动滑轮，n丙＝2，
则乙的机械效率为：
η乙＝＝＝＝＝×100%≈91%；
丙的机械效率为：
η丙＝＝＝＝＝×100%≈71%，故C正确；
D、使用任何机械都不省功，反而要多做一些额外功，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了定滑轮和动滑轮的特点以及机械效率的计算，属于基础性题目。
20．（2023•广水市三模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（ ）
A．杠杆在图示的位置平衡时，“权”的质量小于“重”的质量
B．“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小
【考点】杠杆的应用．
【专题】应用题；简单机械；应用能力；获取知识解决问题能力．
【答案】A
【分析】（1）利用杠杆平衡条件分析；
（2）A端是否上扬，除了跟增加的质量有关外，还与力臂有关；
（3）重增大，在权不变时，需要标增大；
（4）标增大，则权和标的乘积增大，而本变小，由杠杆平衡可知重增大，据此解答。
【解答】解：A、杠杆在图示的位置平衡时，根据杠杆平衡条件可得“权”ד标”＝“重”ד本”，由图可知“标”大于“本”，则“权”的质量小于“重”的质量，故A正确；
B、设增加的质量为Δm，由图可知，杠杆平衡时“标”大于“本”，则Δmד标”＞Δmד本”即“权+Δm”ד标”＞“重+Δm”ד本”，A端会下沉，故B错误；
C、在“权”不变时，“重”增大，需要“标”增大，即把“权”向A端适当移动，故C错误；
D、将提纽O向B端移动一些，“标”增大，则“权”和“标”的乘积增大，而“本”变小，由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查杠杆的五要素、杠杆平衡条件及其应用，理解杠杆的五要素及平衡条件是解答本题的关键。
21．（2022•新洲区模拟）如图甲所示，是某同学探究杠杆平衡条件的实验装置，关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验前，应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆保持静止状态
B．改变钩码的个数或位置多次实验，目的是减小误差
C．实验时，用弹簧测力计替代左边的钩码，测力计必须竖直向下拉，杠杆才能平衡
D．将杠杆的支点改到O'（如图乙），不能完成实验探究
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）实验中多次完成实验的目的是排除偶然性，得到普遍规律；
（3）根据杠杆的平衡条件分析解答；
（4）将杠杆的支点改到O'（如图乙），杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
【解答】解：A、在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，故A错误；
B、实验中多次完成实验的目的是多次实验得到普遍规律，避免偶然性，故B错误；
C、为了探究杠杆平衡条件，实验时，用弹簧测力计替代左边的钩码，测力计竖直向下拉，或向左、右斜拉，杠杆在水平位置平衡，故C错误；
D、将杠杆的支点改到O'（如图乙），杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大，所以不能完成实验探究，故D正确。
故选：D。
【点评】此题是探究杠杆平衡条件的实验，在此实验中要知道使杠杆在水平位置平衡为了便于测量力臂。为使实验结论具有普遍性的规律，需要多测几组数据。并且考查了杠杆的平衡条件，F1L1＝F2L2。
22．（2022•鄂州一模）用如图所示的滑轮组，用300N的拉力F在20s内将重500N的箱子匀速提升到6m高的楼上，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是0.3m/s
B．拉力F做的有用功是1800J
C．此滑轮组的机械效率为60%
D．拉力F的功率为180W
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组及其工作特点；有用功和额外功；功率的计算及公式的应用．
【专题】定量思想；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）由图知，n＝2，绳自由端移动的距离s＝nh，利用速度公式求绳自由端移动的速度；
（2）利用W＝Gh求拉力做的有用功；
（3）利用W＝Fs求拉力做的总功，再利用P＝求拉力做功功率；滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：
A、由图知，n＝2，绳自由端移动的距离为：s＝nh＝2×6m＝12m，
绳自由端移动的速度为：
v＝＝＝0.6m/s，故A错误；
B、拉力做的有用功：
W有＝Gh＝500N×6m＝3000J，故B错误；
CD、拉力做的总功为：
W总＝Fs＝300N×12m＝3600J，
拉力做功功率：
P＝＝＝180W，故D正确，
滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈83.3%，故C错误。
故选：D。
【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、有用功、总功、功率、机械效率的计算，明确有用功、总功、机械效率的含义是关键。
23．（2022•武汉模拟）如图所示，物体A重50N，物体B重15N，此时A恰能沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动：对A施加水平向左的力F使B以原速度匀速上升，（不计机械摩擦、绳重及滑轮重）下列选项正确的是（ ）
A．物体B匀速下降的速度是0.6m/s
B．物体A受到的摩擦力为45N
C．利用拉力F提升B时的机械效率为50%
D．物体B匀速上升时，绳子拉力的功率为9W
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率．
【答案】C
【分析】（1）由图知，滑轮组拉A匀速运动时，通过动滑轮绳子的段数n＝2，由绳端速度v＝nv物计算B下降的速度；
（2）绳端拉力大小等于B的重力，不计机械摩擦、绳重及滑轮重，由F＝F拉可得A物体受到滑轮组的拉力，由二力平衡知识可得A受到的摩擦力；
（3）对A施加水平向左的力F使B以原速度匀速上升时，分析A的受力情况，表示出有用功、总功，从而利用机械效率公式计算提升B的机械效率；
（4）物体B匀速上升时，绳子拉力大小等于B的重力，由P＝＝＝Fv计算绳子拉力的功率。
【解答】解：
A、由图知，滑轮组拉A匀速运动时，通过动滑轮绳子的段数n＝2，B下降的速度vB＝nvA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，故A错误；
B、绳端拉力FB大小等于B的重力，不计机械摩擦、绳重及滑轮重，由F＝F拉可得：
A物体受到滑轮组的拉力：F拉＝nFB＝nGB＝2×15N＝30N，
物体A水平方向受到的滑轮组拉力与摩擦力是一对平衡力，所以A受到的摩擦力f＝F拉＝30N，故B错误；
C、对A施加水平向左的力F使B以原速度匀速上升时，
A受到的水平向左的力F与水平向右的摩擦力、滑轮组对A拉力平衡，所以F＝f+F拉，
由于A对水平面间的压力和接触面的粗糙程度不变，所以A受到的摩擦力f＝30N，
所以水平向左的力F＝f+F拉＝30N+30N＝60N，
克服B重力所做功为有用功：W有＝GBhB，
拉力F做的功为总功：W总＝Fs＝F×hB，
所以利用拉力F提升B时的机械效率：η＝＝＝＝＝50%，故C正确；
D、B以原速度匀速上升，绳子拉力大小等于B的重力，
绳子拉力的功率P＝GBvB＝15N×0.4m/s＝6W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了滑轮组特点、平衡力知识的应用、滑轮组绳子拉力、功率以及机械效率的计算，综合性较强，正确对A物体向左和向右匀速运动时进行受力分析是关键。
24．（2021•湖北模拟）在如图所示的各种情况中，用同样大小的力F将重物匀速提升，若不计摩擦和机械自重，物重最大的是（ ）
A．B．
C．D．
【考点】滑轮组中的相关计算；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】不计摩擦和机械重，定滑轮不省力，动滑轮可以省一半力，滑轮组可以根据F＝求出物重。
【解答】解：由A图可知，动滑轮和物体的重量被两段绳子承担，且不计机械自重，所以拉力为物体的重力的二分之一，F＝G，所以物重G＝2F；
由B图可知，根据杠杆平衡的条件，拉力为物体重力的两倍，所以物重G＝F；
由C图可知，动滑轮和物体的重量被三段绳子承担，且不计机械自重，所以拉力为物体的重力的三分之一，所以物重G＝3F。
由D图可知，物体的重量被一段绳子承担，且不计机械自重，所以拉力等于物体的重力，即G＝F。
综上所述，物重最大的是C。
故选：C。
【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力情况的计算，弄清滑轮组绳子的股数是解决此题的关键，基础性题目。
25．（2021•荆州模拟）如图所示，有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则（ ）
A．拉力做的总功为4.8J
B．斜面的机械效率为90%
C．斜面上物体受到的摩擦力为5N
D．物体由斜面底端运动到顶端用时2s
【考点】斜面的机械效率；功的计算和公式的应用；功率的计算及公式的应用．
【专题】计算题；功、功率、机械效率；理解能力．
【答案】D
【分析】（1）根据功的计算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W＝Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率η。
（2）根据功率的公式P＝变形后求出时间t。
（3）根据总功与有用功的差得出额外功，再根据W额＝fs，变形后可求摩擦力f。
【解答】解：A、拉力做的总功为：W总＝Fs＝5N×1.2m＝6J，故A错误。
B、有用功为：W有＝Gh＝16N×0.3m＝4.8J，机械效率为：η＝＝＝80%，故B错误。
C、额外功为：W额＝W总﹣W有＝6J﹣4.8J＝1.2J，由公式W额＝fs变形得：f＝＝＝1N，故C错误。
D、由公式P＝得，时间为：t＝＝＝2s，故D正确。
故选：D。
【点评】熟练运用计算功、功率、机械效率的公式，明确额外功是用来克服斜面上的摩擦；是解答此题的关键。
26．（2021•黄冈一模）工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向，图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两种方式都省一半的力
B．甲方式F1由150N逐渐变大
C．乙方式机械效率约为83.3%
D．乙方式F2的功率为3W
【考点】滑轮（组）的机械效率；杠杆的平衡条件；滑轮组中的相关计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】计算题；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【答案】C
【分析】（1）根据杠杆的特点和滑轮组的特点分析各自的省力情况；
（2）根据杠杆平衡条件和动力臂、阻力臂的关系分析甲方式F1的变化情况；
（3）不计绳重和摩擦，根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%求出乙方式机械效率；
（4）根据v绳＝nv求出绳子的自由端的速度，再根据P＝＝＝Fv求出乙方式F2的功率。
【解答】解：
A、甲图，F1为动力，已知OB＝2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1＝150N；由图乙可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，不计绳重和摩擦，则有：F2＝（G+G动）＝×（300N+60N）＝120N，故A错误；
B、甲图中，物体对杠杆的拉力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1为150N不变，故B错误；
C、不计绳重和摩擦，乙方式的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝83.3%，故C正确；
D、乙方式中F2＝120N，绳子的自由端的速度为：v绳＝nv＝3×0.01m/s＝0.03m/s，
则乙方式F2的功率为：P＝＝＝F2v绳＝120N×0.03m/s＝3.6W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了功率的计算、滑轮组的机械效率，滑轮组绳子拉力的计算等，熟练应用公式是解题的关键，注意公式的适用条件。
27．（2021•东西湖区模拟）如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。实验中使用的每个钩码均重0.5N，杠杆轻质，下列说法正确的是（ ）
A．杠杆在图甲中位置静止，此时杠杆没有达到平衡状态
B．图甲中要使杠杆水平，应向左调节杠杆两端的螺母
C．图乙中，要使杠杆水平，应在B点挂4个钩码
D．图丙中，使杠杆在水平位置平衡的最小动力是1N
【考点】探究杠杆的平衡条件；杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡；
（2）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；
（3）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，根据杠杆平衡求出钩码的个数；
（4）根据杠杆平衡的条件F1l1＝F2l2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。
【解答】解：A、实验前，把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆是平衡状态，故A错误；
B、杠杆静止在图甲所示位置，杠杆右端偏高，应将杠杆右端的螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡，故B错误；
C、设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，
因为，F1l1＝F2l2，所以，2G×3L＝nG×2L，
所以n＝3，所以在B处挂3个钩码，故C错误；
D、根据杠杆平衡的条件，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，杠杆左侧顶端就是最长的动力臂，且动力的方向应垂直于力臂向上，根据杠杆平衡的条件F1l1＝F2l2，即3×0.5N×4L＝F2×6L，解得F2＝1N，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是探究杠杆的平衡条件的实验，考查了实验操作、杠杆的平衡条件的应用，常见题目。
28．（2023•黄石港区校级模拟）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0.1m²，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N
B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa
C．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
【考点】滑轮（组）的机械效率；压力；压强的计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】压强、液体的压强；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【答案】D
【分析】（1）由于力的作用是相互的，工人受到的拉力等于工人施加的拉力，工人提升重物时对水平台面的压力等于拉力加上人的重力；货物对地面的压力大小等于货物的重力减去货物上绳子的拉力大小，知道受力面积，利用p＝求出货物对地面的压强。
（2）根据η＝×100%＝×100%＝×100%求机械效率；
（3）由图可知，n＝3，根据v＝3v物求出自由端绳子移动的速度，再根据P＝＝＝Fv求出拉力F的功率。
【解答】解：A、工人施加的拉力F＝200N，由于力的作用是相互的，工人受到的拉力F拉＝F＝200N，
提升重物时对水平台面的压力：
F压＝F拉+G人＝200N+600N＝800N，故A正确；
B、由图可知，n＝3，F＝＝＝200N，
解得货物对地面的压力F压′＝400N，
则第一次拉绳子时，货物对地面的压强为p＝＝4000Pa，故B正确；
C、第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝90%，故C正确；
D、第二次拉绳子的过程中，工人拉力F′＝＝＝，
由于n＝3，自由端绳子移动的速度：v＝3v物＝3×0.09m/s＝0.27m/s，
根据P＝＝＝Fv求出拉力F′的功率：
P＝F′v＝＝90W，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了使用滑轮组绳子段数的判断、绳子运动速度与物体运动速度的关系、功率、机械效率、压强的计算等，要求灵活应用相关公式，关键要明确工人提升重物时对水平台面的压力等于拉力加上人的重力。
29．（2022•荆州一模）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a的拉力F2＝105N，他通过细绳b用F1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．细绳b的拉力为315N
C．拉力F1做功的功率为32.5W
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）如图所示，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，每个滑轮的重力均为10N，承担下面动滑轮绳子的股数n＝2，不计绳重和摩擦，根据F2＝（GA+G动）求物体A的重力；
（2）以中间的动滑轮为研究对象，根据力的平衡条件可知，细绳b的拉力等于下面3股绳子的拉力加上中间滑轮的重力，即F1＝3F2+G轮，据此求出拉力F1的大小；
（3）重物A匀速提升1.5m，由动滑轮的特点可知绳子a移动的距离：sa＝2hA；由图可知，中间的滑轮受到3股绳子向下的拉力，而细绳b的拉力F1作用在该滑轮的挂钩上，此时费力但省距离，因此绳子b移动的距离s＝sa，据此求出绳子b移动的距离，根据W总＝F1s求出拉力F1做的总功，根据P＝求拉力F1做功的功率；
（4）先根据W有＝GAhA求出有用功，然后根据η＝×100%求出该滑轮组在使用过程中的机械效率。
【解答】解：
A、如图所示，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，每个滑轮的重力均为10N，承担下面动滑轮绳子的股数n＝2，
因为不计绳重和摩擦时拉力F2＝（GA+G动），所以物体A的重力为：GA＝2F2﹣G动＝2×105N﹣10N＝200N，故A错误；
B、以中间的动滑轮为研究对象，根据力的平衡条件可知，细绳b的拉力等于下面3股绳子的拉力加上中间滑轮的重力，则拉力F1的大小为：F1＝3F2+G轮＝3×105N+10N＝325N，故B错误；
C、重物A匀速提升的高度hA＝1.5m，由动滑轮的特点可知绳子a移动的距离：sa＝2hA，
由图可知，中间的滑轮受到3股绳子向下的拉力，而细绳b的拉力F1作用在该滑轮的挂钩上，此时费力但省距离，
因此绳子b移动的距离：s＝sa＝hA＝×1.5m＝1m，
拉力F1做的总功：W总＝F1s＝325N×1m＝325J，
拉力F1做功的功率：P＝＝＝32.5W，故C正确；
D、使用滑轮组时，所做的有用功：W有＝GAhA＝200N×1.5m＝300J，
该滑轮组在使用过程中的机械效率为：η＝×100%＝×100%≈92.3%，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、功、功率和机械效率的计算，关键是求出绳子b移动的距离，有一定难度。
30．（2021•鄂州模拟）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲绳子自由端移动速度小于乙绳的
C．甲、乙两滑轮组均属于费力的机械
D．甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
【考点】滑轮组中的相关计算；滑轮组及其工作特点．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数n，不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动）比较两滑轮组拉力的大小关系；
（2）由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数n，绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的倍，据此比较甲、乙绳子自由端移动的速度关系；
（3）使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆；
（4）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s＝nh；
【解答】解：A、不计绳重及摩擦，因为拉力F＝（G物+G动），n1＝2，n2＝3，
所以绳端的拉力：F1＝（G物+G动），F2＝（G物+G动），所以F1＞F2，故A错误；
B、由图知，n甲＝2，n乙＝3，甲滑轮组绳子自由端移动的速度v甲＝2v物，乙滑轮组绳子自由端移动的速度v乙＝3v物，所以甲绳子自由端移动速度小于乙绳的自由端移动的速度，故B正确；
C、使用动滑轮能够省力，为省力杠杆，故C错误；
D、因为绳子自由端移动的距离s＝nh，n1＝2，n2＝3，提升物体的高度h相同，所以s1＝2h，s2＝3h，则s1≠s2，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，不计摩擦和绳重时拉力的求法；本题关键在于确定额外功相等。
二．填空题（共23小题）
31．（2022•宜城市模拟）如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时，需经过障碍物，当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为 费力 杠杆（选填“省力”或“费力”）；当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是 B （选填“A”、“B”或“C”）
【考点】杠杆的分类；杠杆及其五要素．
【专题】定性思想；推理法；简单机械．
【答案】见试题解答内容
【分析】支点是杠杆绕着转动的固定点。判断支点就要看杠杆绕着哪个点转动；结合图片和生活经验，确定手推车在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：（1）当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，车体是绕着C点转动的，故C点就是支。因为货物在车内摆放均匀，重心就在车箱的中心，重力是阻力，人对车的力作用在车把上，方向是竖直向下，所以售货员向下按扶把的使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
（2）当小推车后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，车体是绕着B点转动的，故B点就是支点。因为货物在车内摆放均匀，重心就在车箱的中心，重力是阻力，人对车的力作用在车把上，方向是竖直向上，所以手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故答案为：费力；B。
【点评】本题考查了杠杆的支点概念、杠杆的分类和杠杆平衡条件的应用。注意：在判断支点时就要看杠杆绕着哪个点转动。在判断杠杆的类型时，要先判断动力臂和阻力臂的大小关系。
32．（2021•云梦县二模）如图中的 （b） （选填“（a）”或“（b）”）图为定滑轮，作用是 改变力的方向 。
【考点】定滑轮及其工作特点．
【专题】简单机械；理解能力．
【答案】（b）；改变力的方向。
【分析】中间的轴固定不动的滑轮是定滑轮，定滑轮可以改变力的方向。
【解答】解：定滑轮中间的轴固定不动，如图（b）；定滑轮的作用是改变力的方向。
故答案为：（b）；改变力的方向。
【点评】本题考查的是定滑轮的相关知识，难度不大，属于基础考查。
33．（2021•安陆市二模）如图所示是某学校在周一晨会时的升旗仪式，当升旗手缓缓往下拉绳子时，国旗就会慢慢上升，根据所学知识，我们可以知道这是由于旗杆顶部有一个 定 （填“定”或“动”）滑轮；国旗在力的作用下从静止开始运动，说明 力可以改变物体的运动状态 。
【考点】定滑轮及其工作特点．
【专题】简单机械；理解能力．
【答案】定；力可以改变物体的运动状态。
【分析】（1）定滑轮是轴固定不动的滑轮，使用定滑轮不省力但能改变力的方向；
（2）力可以改变物体的运动状态。
【解答】解：升国旗时，当升旗手缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，则需要能改变拉力方向的滑轮，所以旗杆顶部安装的滑轮是定滑轮；
国旗在力的作用下从静止开始运动，国旗的运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为：定；力可以改变物体的运动状态。
【点评】此题考查定滑轮的特点，解决此类问题要结合定滑轮的特点进行分析解答。
34．（2021•襄州区二模）如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时它相当于一个 省力 杠杆（选填“省力”或“费力”）。若旅行箱内装满物体且质量分布均匀，其总重为180N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为 60 N。
【考点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类．
【专题】定量思想；简单机械．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由示意图分析动力和阻力，然后看动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆种类；
（2）根据杠杆的平衡条件进行计算求出竖直向上的力。
【解答】解：
（1）由图可知，竖直向上的力F为动力，箱体的重力为阻力，支点在轮上，故动力臂大于阻力臂，所以使用时它相当于一个杠杆；
（2）当旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡时，如图所示：
由“轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一”可知，L1＝3L2；
根据杠杆平衡条件可得：FL1＝GL2，
所以，竖直向上的拉力为：F＝＝G＝×180N＝60N。
故答案为：省力；60N。
【点评】此题考查的是杠杆的分类、平衡条件的应用，明确阻力臂的大小是解答此题的关键。
35．（2022•宜昌模拟）如图，是三种类型剪刀的示意图，请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 C （选填“A”、“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是为了省 力 。
【考点】杠杆的应用．
【专题】应用题；定性思想；推理法；简单机械；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】生活中的各类剪刀可以看作不同种类的杠杆，各类杠杆的特点也不相同：省力杠杆费距离；费力杠杆省距离。
【解答】解：由于剪铁皮需要的力较大，为了省力，需要选择省力杠杆，
由图片可知，C剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮，目的是为了省力。
故答案为：C；力。
【点评】解题时应先根据生活经验了解各种活动的目的，然后再根据各种杠杆的特点选择相应的剪刀。
36．（2022•谷城县校级模拟）小明到湖边游玩，他看到平静的湖面波光粼粼，是由于光的 镜面 （选填“镜面”或“漫”）反射形成的。一抬头，他看到湖上正在进行划船比赛，如图所示，运动员使用的船桨属于 费力 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
【考点】杠杆的分类；镜面反射．
【专题】应用题；光的传播和反射、平面镜成像；简单机械；应用能力．
【答案】镜面；费力
【分析】当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来的现象是光的反射，例如：平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的；
根据动力臂和阻力臂的大小关系判断杠杆的类型，若动力臂小于阻力臂，则杠杆是费力杠杆；若动力臂大于阻力臂，则杠杆是省力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则杠杆是等臂杠杆。
【解答】解：平静的水面相当于平面镜，太阳光射到水面上发生镜面反射，看起来波光粼粼。
船桨是一个杠杆，使用时动力臂小于阻力臂，费力而省距离，属于费力杠杆。
故答案为：镜面；费力。
【点评】本题考查了杠杆的分类、光的反射现象，属于基础题。
37．（2023•大冶市模拟）小明用扫帚打扫地面卫生的情景，此时扫帚属于 费力 杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”），平时用力扫地，是通过 增大压力 方法来增大摩擦，可使地面，打扫得更干净。如图，要让自行车车轴处采用滚动轴承是通过 滚动代替滑动 来减小有害摩擦的。天气晴雨预报瓶里面的液体用水和颜料兑制而成。天气转晴，大气压升高，天气转阴，大气压降低。某天早晨看见管内的液面上升，则表明今天天气将转 阴 。（填“晴”或“阴”）
【考点】杠杆的分类；增大或减小摩擦的方法；大气压的综合应用．
【专题】应用题；其他综合题；应用能力．
【答案】费力；增大压力；滚动代替滑动；阴。
【分析】（1）根据动力臂和阻力臂的大小关系的关系判定杠杆的种类；
（2）根据增大摩擦力的方法有两个：增大压力和增大接触面的粗糙程度；
（3）减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过减小压力来减小摩擦力；在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦；
（4）瓶中的气体同样存在压强，分析大气压变化与瓶中压强大小的关系。
【解答】解：扫帚在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
平时用力扫地，是通过增大压力的方法来增大摩擦的；
车轴处装有滚动轴承，是用滚动代替滑动来减小有害摩擦的；
某天早晨看见管内的液面上升，表明外界的气压减小，液面在内部气压的作用下被压上来，这表明大气压降低，天气转阴。
故答案为：费力；增大压力；滚动代替滑动；阴。
【点评】本题考查杠杆的分类、增大或减小摩擦的方法和大气压的综合应用等知识的了解和掌握，综合性较强，但难度不大。
38．（2021•洪山区模拟）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中定滑轮的作用是 改变力的方向 ；不计滑轮和钢绳自重及摩擦，若要使输电线A端受到的拉力大小为1×104N，则坠砣受到的总重力为 5000 N，若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 15 cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。
【考点】滑轮组中的相关计算；定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点．
【专题】计算题；应用能力．
【答案】（1）改变力的方向；（2）5000；（3）15
【分析】（1）根据定滑轮的特点，定滑轮的作用是改变力的方向；
（2）由图知滑轮组承担A端拉力的绳子股数n＝2，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，由此根据滑轮组的特点求出坠砣受到的总重力；
（3）坠砣串上升高度h＝2sA，据此可求出输电线A端向左移动的距离。
【解答】解：（1）由定滑轮的特点知，定滑轮的作用是改变力的方向；
（2）由图知滑轮组承担A端拉力为FA＝1×104N；绳子股数n＝2，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，则：
（3）图中坠砣挂在钢绳的自由端，且n＝2，输电线A端向左移动，坠砣下降，则坠砣串下降高度h＝2sA，坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了：
。
故答案为：（1）改变力的方向；（2）5000；（3）15
【点评】本题考查了水平使用滑轮组时拉力与提升物重的关系以及拉力端移动距离与物体升高高度的关系，注意与竖直使用滑轮组的区别。
39．（2021•利川市模拟）旗杆顶部一般安装有一个 定滑轮 ，以方便通过绳子拉升旗帜。我们握笔写字时，笔杆枕在虎口处起到支点作用，运笔时笔杆相当于一个 费力 杠杆（省力/费力/等臂）。
【考点】定滑轮及其工作特点；杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】定滑轮；费力。
【分析】（1）定滑轮实质上是一等臂杠杆，它的特点是：只能改变力的方向，而不省力；
（2）对日用品中杠杆的分类，先明确其五要素（动力、动力臂、阻力、阻力臂、支点），再根据动力臂和阻力臂的大小关系进行分类。
【解答】解：旗杆顶部的装置是一个定滑轮，它的优点是可以改变力的方向，缺点是不能省力；
写字时，笔杆的支点和动力作用点都在手指上，二者距离较近，而阻力作用点是笔端，距离支点较远，动力臂小于阻力臂，所以相当于费力杠杆。
故答案为：定滑轮；费力。
【点评】本题考查定滑轮的应用和杠杆的分类，是对基础知识的考查。
40．（2022•武穴市模拟）如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为80N物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是 40 N，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将 不变 选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【考点】杠杆的动态平衡分析．
【专题】计算题；简单机械．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）在A位置如图，OA、OC为动力F和阻力G的力臂，知道C是OA的中点，也就知道两力臂的大小关系，知道阻力G的大小，利用杠杆的平衡条件求动力F的大小；
（2）在B位置，画出动力和阻力的作用线，找出动力臂、阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况。
【解答】解：（1）如图，杠杆在A位置，轻质杠杆OA 中点悬挂重为80N 物体，则阻力臂L2＝OA，在A 端施加一竖直向上的力F，则动力臂L1＝OA，
由杠杆平衡条件可得：FL1＝GL2，
则F＝＝＝40N。
（2）杠杆在B位置时，由下图可知：OA′为动力臂，OC′为阻力臂，阻力不变为G，
由ΔOC′D∽ΔOA′B得，＝＝，
由杠杆平衡条件可得：F′×OA′＝G×OC′，
则F′＝＝G＝×80N＝40N。
由此可知，当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的力臂将变小，但力F的大小不变。
故答案为：40；不变。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握，能画出杠杆在B位置的力臂并借助三角形相似确定其关系是本题的关键。
41．（2022•荆门模拟）为了方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 省力 （选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重600N的小车沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，斜面的机械效率为 75% ，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 50 N。
【考点】斜面的机械效率；轮轴及其他常见简单机械；功的计算和公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】省力；75%；50
【分析】（1）斜面是一个省力机械；在斜面高一定时，斜面越长越省力；
（2）知道小车的重力和上升的高度，根据W＝Gh求出有用功；又知道斜面的长度和推力的大小，根据W＝Fs求出总功，利用效率公式η＝×100%求出斜面的机械效率；
（3）推力做的额外功等于总功减去有用功，再利用W额＝fs求在此过程中所受斜面摩擦力大小。
【解答】解：
（1）如图所示的专用通道是一个斜面，使用斜面可以省力，但要费距离，不能省功；
（2）在此过程中有用功：W有用＝Gh＝600N×2m＝1200J，
推力做的总功：W总＝Fs＝200N×8m＝1600J，
斜面的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝75%；
（3）推力做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝1600J﹣1200J＝400J，
由W额＝fs可得在此过程中所受斜面摩擦力大小：
f＝＝＝50N。
故答案为：省力；75%；50。
【点评】本题考查了使用斜面的好处、使用斜面时有用功和机械效率的计算，要知道斜面是一个省力机械，在斜面高一定时，斜面越长越省力，在利用斜面提升重物时，要分清有用功、总功和额外功。
42．（2022•孝感三模）用如图所示的滑轮组来匀速提升重物G。已知物重G＝600N，拉力F＝250N，重物升高0.5m时，拉力所做的有用功为 300 J，机械效率为 80 %。
【考点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】300；80
【分析】（1）知道物重、提升的高度，利用W＝Gh求出拉力做的有用功；
（2）由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子有效股数n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W＝Fs求拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：（1）拉力做的有用功：W有用＝Gh＝600N×0.5m＝300J；
（2）由图知，n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×0.5m＝1.5m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝250N×1.5m＝375J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：300；80。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算，属于基础题目。
43．（2022•宜城市模拟）如图所示，一支均匀的直尺放在水平桌面上，其中一端伸出桌面，已知伸出桌面的部分是全尺长的五分之一。当在B端挂一个重为6牛的物体C时，直尺A端刚开始翘起。若将其抽象为杠杆模型，则它的支点是图中的 O 点，该直尺的重力为 4 牛。若不计直尺的自重，则需要在A点施加的最小的力为 1.5 牛，方向 竖直向下 。
【考点】杠杆的平衡条件；杠杆中最小力的问题；杠杆及其五要素．
【专题】实验题；简单机械；分析、综合能力．
【答案】O；4；1.5；竖直向下。
【分析】（1）密度均匀的直尺，其重心在直尺的中点处，则重力力臂为支点到直尺中心的长度；又已知B端的物重和B端到支点的距离，根据杠杆平衡的条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂即可求出直尺的重力；
（2）要在水平位置平衡A点施加最小的力，由杠杆的平衡条件确定最长动力臂，由已知条件结合杠杆的平衡条件得出A点施加最小力的大小。
【解答】解：将直尺视为一个杠杆，A、B两端直尺可以围绕O点旋转，故O点是支点；
设直尺长为5m，则由题意可知，O点到A点的距离为4m，O点到B点的距离为1m，直尺的重心在直尺的中点处，即A点到直尺重心的距离为2.5m，故直尺重心到O点的距离为：4m﹣2.5m＝1.5m，
根据杠杆平衡条件可知：1.5m×G尺＝1m×GC，
物体C的重力为6N，则直尺的重力为：G尺＝×GC＝×6N＝4N；
根据杠杆平衡条件可知，当力臂最长时，所施加的力最小，则支点O到A点的距离就是最长的力臂，设直尺长为5m，则由题意可知，O点到A点的距离为4m，O点到B点的距离为1m，若不计直尺的自重，根据杠杆平衡条件可知4m×F＝1m×GC，
则需要在A点施加的最小的力为F＝×GC＝×6N＝1.5N，方向竖直向下。
故答案为：O；4；1.5；竖直向下。
【点评】本题考查学生对杠杆的平衡条件的应用，在解题时应通过审题找出有用的信息，找出动力、动力臂、阻力、阻力臂中的不变量、变化量是本题的关键。
44．（2023•湖北三模）襄阳凤雏大桥是汉江首座三塔式悬索桥，如图所示。根据你所学的力学知识分析：为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当 增加 （选填“增加”或“减小”）桥塔的高度。
【考点】杠杆的应用．
【专题】简单机械；分析、综合能力．
【答案】增加
【分析】通过图中钢索连接塔桥高度的变化，结合图示模型分析出动力臂的变化，然后再利用杠杆平衡条件得出拉力变化。
【解答】解：塔桥可以简化为如图模型，
由图可知，假如增加塔桥的高度，即增加了支点O到F2的距离，即增大了拉力的力臂L2，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，拉力的力臂越大，拉力越小即桥对钢索的拉力就越小，反之，如果降低高度，则拉力变大。
故答案为：增加。
【点评】本题考查通过杠杆模型分析实际问题，属于能力题。
45．（2023•大冶市模拟）如图所示，一位同学利用滑轮组将240N的物体匀速吊起，已知滑轮重60N，不计绳重和摩擦，拉力大小为 100 N；此时滑轮组的机械效率为 80% 。
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】100；80%
【分析】（1）由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）计算拉力大小；
（2）拉力端移动的距离s＝nh，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝。
【解答】解：
（1）由图可知，n＝3，不计绳重及摩擦，拉力：
F＝（G+G动）＝×（240N+60N）＝100N；
（2）拉力端移动的距离s＝nh＝3h，
滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80%。
故答案为：100；80%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、机械效率的计算，要利用好关系式：不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动）。
46．（2021•老河口市模拟）如图所示，在轻质弯杠杆AOBC的C端施加一个最小的动力F，提起悬挂在其A端重为200N的物体并保持静止状态。已知O为杠杆的支点，AO＝50cm，OB＝30cm，BC＝40cm，请画出最小动力F的示意图，此时F＝ 200 N。
【考点】杠杆中最小力的问题．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】；200。
【分析】杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，阻力×阻力臂是定值时，当动力臂最大时，动力是最小的，然后根据杠杆平衡条件可求得最小动力F。
【解答】解：由题知，O为杠杆的支点，要在C端施加一个最小的动力F。
根据杠杆的平衡条件，要使动力最小，则动力臂应最长，图中C点到O的距离最长，以OC为力臂是最长的力臂，动力的方向与OC垂直且向下，如图所示：
在直角三角形OBC中，斜边OC＝＝＝50cm，
由杠杆的平衡条件可得：F×OC＝G×OA，
则最小的动力大小为：
F＝＝＝200N。
故答案为：见上图；200。
【点评】本题考查了学生对杠杆的平衡条件的掌握和运用，能找到最长动力臂并能计算出动力臂的大小是本题的关键。
47．（2021•荆门一模）“让我们荡起双桨，小船儿推开波浪，海面倒映着美丽的白塔，四周环绕着绿树红墙……”欣赏美丽歌词思索其中奥秘：荡起的双桨（如图所示）属于 费力 （填“省力”或“费力”）杠杆；小船儿能前进是因为受到 水 （填“人”“水”或“桨”）施加的推力作用；小船相对于波浪是 运动 （填“运动”或“静止”）的。
【考点】杠杆的分类；运动和静止的相对性；力作用的相互性．
【专题】定性思想；运动和力；简单机械；理解能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据动力臂和阻力臂的大小，判断杠杆类型；
（2）船桨向后划水，从力作用的相互性去判断使船运动的力；
（3）以波浪为参照物，就要从运动和静止的相对性这一知识点去解答。
【解答】解：
（1）船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，所以它是一个费力杠杆；
（2）船桨向后划水，桨给水一个向后的作用力，因物体间力的作用是相互的，所以水给船一个向前的反作用力，使船向前运动；
（3）小船相对于波浪的位置发生了改变，所以小船相对于波浪是运动的。
故答案为：费力；水；运动。
【点评】本题考查了杠杆的分类，力作用的相互性，以及运动和静止的相对性，难度不大。
48．（2022•硚口区模拟）如图所示是建筑工地上普遍使用的起重设备，它通过电动机和一个动滑轮将物体提高，现将0.9t的钢材以0.1m/s的速度匀速吊起1m高，钢绳的拉力为5000N，在这个过程中，动滑轮做的有用功为 9×103 J，钢绳拉力做功的功率为 1000 W，如果利用此电动起重机将1t的钢材以相同速度提高相同高度，则动滑轮的机械效率将 增大 （选填“减小”“不变”或“增大”）。
【考点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）9×103；（2）1000；（3）增大
【分析】（1）根据W有＝Gh计算有用功；
（2）由v＝nv物计算绳端速度，根据P＝＝＝Fv计算拉力的功率；
（3）同一滑轮（组）提起的物体越重，机械效率越高。
【解答】解：（1）动滑轮做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝0.9×103kg×10N/kg×1m＝9×103N；
（2）由图知，n＝2，钢材上升的速度：
v＝nv钢＝2×0.1m/s＝0.2m/s，
拉力的功率：
P＝＝＝Fv＝5000N×0.2m/s＝1000W；
（3）同一滑轮（组）提起的物体越重，机械效率越高，所以提起1t的钢材时，动滑轮的机械效率将增大。
故答案为：（1）9×103；（2）1000；（3）增大。
【点评】本题考查动滑轮特点、功率公式的灵活应用以及机械效率变化的分析，难度不大。
49．（2022•樊城区模拟）如图，某同学在做俯卧撑，可将他视为一个 省力 杠杆，他的重心在A点，重力为500N，那么他将身体撑起保持静止时，双手对地面的压力为 300 N。
【考点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类．
【专题】计算题；应用题；推理法；简单机械；应用能力．
【答案】省力；300。
【分析】（1）支点指杠杆绕着转动的固定点；做俯卧撑运动时，地面对手的支持力为动力，人的重力为阻力，根据图示可知动力臂和阻力臂的大小关系，从而确定是省力杠杆还是费力杠杆；
（2）求出动力臂和阻力臂，利用杠杆平衡的条件可以求出地面对手的力，根据力的作用是相互的，可得双手对地面的压力。
【解答】解：做俯卧撑运动时，可以将人看成是一个杠杆，支点为O，地面对手的支持力为动力，人的重力为阻力，由图可知，动力臂L1＝0.9m+0.6m＝1.5m，阻力臂L2＝0.9m，则动力臂大于阻力臂，所以此时人相当于一个省力杠杆；
由杠杆平衡可知：
F1L1＝F2L2，
F1×1.5m＝500N×0.9m，
解得：F1＝300N。
故答案为：省力；300。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件、功的计算，这是一道结合学生实际的题目，要学会分析题目所给的图形，从图形上找到解题的信息。
50．（2023•湖北三模）某学校在操场上举办春季运动会的开幕式。入场时，小林竖直举着班牌走在最前列，如图所示。若匀速前进时，班牌受到风水平向后的阻力为6N，作用在A点。若将班牌视为杠杆，AC间的距离是BC间距离的3倍。小林将图中B点作为支点，手对C点施加的力的方向 向后 （填“向前”或“向后”）。小林还可以将图中C点作为支点，此时小林对B点施加的力为 18 N。
【考点】杠杆的平衡条件．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】向后；18。
【分析】分析杠杆的五要素，根据杠杆的平衡条件分析解答。
【解答】解：AC间的距离是BC间距离的3倍，则AB是BC距离的2倍；
小华在运动会上竖直举着班牌匀速前进，若以B为支点时，C处垂直于杠杆向左的力为动力，A处垂直杠杆向左的力为阻力，则动力也是向后的；
若以C为支点时，B处垂直于杠杆向右的力为动力，A处垂直杠杆向左的力为阻力，BC为动力臂，AC为阻力臂；
根据杠杆的平衡条件可知：F1×LBC＝F2×LAC，则手施加的力为：F1＝＝6N×＝18N。
故答案为：向后；18。
【点评】本题考查了杠杆五要素的分析以及利用杠杆的平衡条件分析解答问题，本题的关键是确定动力臂、阻力臂的大小。
51．（2021•枣阳市模拟）如图所示，斜面长s＝0.6m，高h＝0.3m，用沿粗糙斜面方向的拉力F，将一个重为G＝10N的小车由斜面底端匀速拉到顶端，运动过程中小车克服摩擦力做了1.2J的功，则拉力F的大小是 7 N，若要探究斜面能否省功，要比较 Fs 与 Gh 的关系（请用题中的物理量符号表示）。
【考点】功的原理．
【专题】计算题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）知道物体的重力和斜面的高度，根据W＝Gh求出人对小车做的有用功；物体克服摩擦力做的功为额外功，根据W总＝W有+W额求出总功，根据W＝Fs求出拉力F的大小；
（2）探究斜面能否省功，就要比较拉力做的功W总和直接提升重物对重物做功W有用的大小关系，且W总＝Fs，W有用＝Gh。
【解答】解：
（1）人对小车做的有用功：
W有＝Gh＝10N×0.3m＝3J；
人做的总功：
W总＝W有+W额＝3J+1.2J＝4.2J，
由W总＝Fs可得，拉力的大小：
F＝＝＝7N。
（2）探究斜面能否省功，就要比较拉力做的功W总和直接提升重物对重物做功W有用的大小关系，即比较Fs和Gh的大小关系。
故答案为：7；Fs；Gh。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功（克服物体重力做功）、总功（拉力做的功）的计算，知道克服摩擦力做的功是额外功是本题的关键。
52．（2021•樊城区模拟）在“探究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，旋动平衡螺母调节杠杆平衡。此后在整个实验过程中，是否还要再旋动两侧的平衡螺母？ 否 （选填“是”或“否”）。（图中杠杆上每格距离相等）
（2）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是： 寻找杠杆平衡的普遍规律，避免偶然性 。
（3）如图所示，当在A处挂三个重为0.5N钩码，要使杠杆平衡，在C处用弹簧秤竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧秤上的示数为 3 N．若在C处用弹簧秤倾斜向右拉，则弹簧秤上的示数将 变大 （选填“变大”或“变小”或“不变”）。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】实验题；探究型实验综合题；实验基本能力．
【答案】（1）否；（2）寻找杠杆平衡的普遍规律，避免偶然性；（3）3；变大。
【分析】（1）调节杠杆自身在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；调节杠杆自身水平平衡后，在实验过程中不能再调节平衡螺母；
（2）实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律；
（3）根据杠杆的平衡条件分析解答。
【解答】解：（1）杠杆在使用前要使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节；此后在整个实验过程中，不再旋动两侧的平衡螺母；
（2）如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，用同样的方法一般要做三次实验，得到三组不同的数据并进行分析，这样做的目的是寻找杠杆平衡的普遍规律，避免偶然性；
（3）若每个钩码重G，一个钩码重G＝0.5N，
一个小格长度L，根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2得，
根据杠杆的平衡条件：3×0.5N×4L＝F×2L，
F＝3N，
若在C处用弹簧秤倾斜向右拉，则拉力的力臂变短，阻力和阻力臂不变，所以弹簧测力计示数将变大；
故答案为：（1）否；（2）寻找杠杆平衡的普遍规律，避免偶然性；（3）3；变大。
【点评】本题考查探究杠杆的平衡条件实验，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。
53．（2022•樊城区模拟）一质量为10kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，此时的机械效率为40%。则动滑轮的重力为 150 N。（不计滑轮组中的绳重和摩擦，取g＝10N/kg）
【考点】滑轮（组）的机械效率．
【专题】定量思想；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】150。
【分析】利用G＝mg求重物A重力，利用不计绳重和摩擦时，η＝＝＝＝求出动滑轮的重力。
【解答】解：重物A重力：GA＝mg＝10kg×10N/kg＝100N，
因为不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝，
所以动滑轮的重力：
G动＝×GA＝×100N＝150N。
故答案为：150。
【点评】本题考查了机械效率公式的应用，利用好不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝是关键。
三．实验探究题（共4小题）
54．（2023•孝感一模）王宏业同学在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。
（1）实验装置如图甲所示静止在桌上，此时杠杆 是 （选填“是”或“不是”）平衡状态，为了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向 左 边调（选填“左”或“右”）；
（2）程勇同学在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，他应该在下列方法中选择 B 使杠杆重新在水平位置平衡；
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动
C.增加右侧钩码个数
（3）进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中：
程勇同学根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论：动力+动力臂＝阻力+阻力臂。张华同学说他得出的结论是错误的，她判断的依据是：不同的物理量不能进行 加法运算 。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】实验题；简单机械；分析、综合能力．
【答案】（1）是；左；（2）B；（3）加法运算。
【分析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，左边下沉往右调；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响，使实验简单化，便于探究；
（2）根据杠杆的平衡条件分析；
（3）由于动力和动力臂的单位不同，所以不能进行加减运算。
【解答】解：（1）实验前，杠杆静止如图甲所示，此时杠杆静止，处于平衡状态；杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，故应向左调节平衡螺母。
（2）由图可知，杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，则左侧力与力臂的乘积要小于右侧力与力臂的乘积；
A、在实验的过程中，不能通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，故A错误；
B、将左侧钩码向左移动，左侧的力不变，力臂变大，则左侧力与力臂的乘积变大，会使杠杆平衡，故B正确；
C、增加右侧钩码个数，右侧的力臂不变，力变大，力与力臂的乘积变大，杠杆不会平衡，故C错误。
故选：B。
（3）力的单位是N，力臂的单位是cm，两个物理量的单位不相同，不能进行加减运算。
故答案为：（1）是；左；（2）B；（3）加法运算。
【点评】此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用以及过支点的力对杠杆的影响，要注意分析力和对应的力臂。
55．（2023•枣阳市模拟）如图1所示，图是张平同学测量“滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表：摩擦及绳重忽略不计。
（1）实验中，小明应竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓慢上升。
（2）第3次实验中，滑轮组的机械效率是 74.1% （结果保留至0.1%）。
（3）如图2所示，根据所学知识分析用同一滑轮组匀速提升质量不同的物体，该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图像正确的是 B 。
（4）机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志，请根据你的生活经验提出一种提高机械效率的措施 减轻动滑轮的自重 。
【考点】实验 测量滑轮组的机械效率．
【专题】实验题；功、功率、机械效率；实验基本能力．
【答案】（1）匀速；（2）74.1%； （3）B；（4）减轻动滑轮的自重。
【分析】（1）实验中，小明应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）根据η3＝×100%得出第3次实验中滑轮组的机械效率；
（3）摩擦及绳重忽略不计，克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源，根据滑轮组的机械效率为
η＝＝＝＝分析。
（4）在有用功一定时，可减轻动滑轮的自重，可减少做的额外功。
【解答】解：（1）实验中，小明应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓慢上升。
（2）第3次实验中，滑轮组的机械效率是：
η3＝×100%＝×100%≈74.1%；
（3）摩擦及绳重忽略不计，克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源，该滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝；
AD、用同一滑轮组（动滑轮的重力是一定的）匀速提升质量不同的物体，即提升重力G不同的物体，由上式可知，G越大，机械效率越高，且机械效率与G不成正比，故AD错误；
BC、和G动相比，当G变得很大时，由上式可知，机械效率接近100%，即等于1，故B正确，C错误。
故选：B。
（4）减轻动滑轮的自重，可减少做的额外功，在有用功一定时，总功减小，滑轮组的机械效率将变大。
故答案为：（1）匀速；（2）74.1%； （3）B；（4）减轻动滑轮的自重。
【点评】本题测量“滑轮组机械效率”的实验，考查注意事项、机械效率公式的运用和提高机械效率的方法。
56．（2022•江汉区校级模拟）在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用图中的滑轮组进行了4次测量，测得数据如表：
（1）实验中需竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计，同时观察弹簧测力计的示数。表格中①处的数据应为 66.7 （与表格中同类数据格式相同）。
（2）第3次实验中克服摩擦和绳重所做的额外功为 0.08J 。
（3）由实验次数 1、2 可知：滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；由实验次数1、3、4可知：同一滑轮组提升的钩码越重，机械效率越 高 。（选填“高”或“低”）
【考点】实验 测量滑轮组的机械效率．
【专题】实验题；功、功率、机械效率；实验基本能力．
【答案】（1）匀速；66.7；
（2）0.08J；
（3）1、2；高。
【分析】（1）实验中需竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于绳子的拉力大小；
根据表中数据求出第4次滑轮组的机械效率；
（2）根据W＝Fs得出第3次实验做的总功；根据W＝Gh得出做的有用功及克服动滑轮重力做的额外功，从而得出第3次实验中克服摩擦和绳重所做的额外功；
（3）研究滑轮组的机械效率与钩码上升的高度的关系时，要控制提升物体的重力相同，钩码上升的高度不同，据此分析；纵向分析实验次数1、3、4得出结论。
【解答】解：（1）为了准确测量绳端的拉力，该实验中需竖直向上匀速拉动弹簧测力计，同时观察弹簧测力计的示数。
第4次滑轮组的机械效率：
η＝×100%≈66.7%；
表格中①处的数据应为66.7；
（2）第3次实验的总功：
W总3＝F3s3＝1.1N×0.3m＝0.33J，
做的有用功：
W有3＝G3h3＝2N×0.1m＝0.2J，
克服动滑轮重力做的额外功：
W额外1＝G动h＝0.5N×0.1m＝0.05J
额外功包括克服动滑轮的重力及克服摩擦和绳重所做的额外功，故第3次实验中克服摩擦和绳重所做的额外功为：
W额外2＝W总3﹣W有3﹣W额外1＝0.33J﹣0.2J﹣0.05J＝0.08J；
（3）研究滑轮组的机械效率与钩码上升的高度的关系时，要控制提升物体的重力相同，而钩码上升的高度不同，所以由实验次数1、2可知：滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；
由实验次数1、3、4可知：同一滑轮组提升的钩码越重，机械效率越高。
故答案为：
（1）匀速；66.7；
（2）0.08J；
（3）1、2；高。
【点评】本题是探究滑轮组的机械效率的实验，考查了实验注意事项、功和机械效率的计算及数据分析。
57．（2022•茅箭区校级模拟）小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆处于如图甲所示的静止状态，他应把杠杆左端的平衡螺母向 右 （左/右）调节。
（2）如图乙所示，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 左端下沉 （仍保持平衡/左端下沉/右端下沉）。
（3）在实验中，小明不慎将杠杆右侧的平衡螺母遗失，于是他在杠杆上右侧适当位置粘了块橡皮泥后杠杆恰好在水平位置平衡（如图丁），此装置 能 （能/不能）继续完成探究杠杆平衡条件的实验。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】（1）右；（2）左端下沉；（3）能。
【分析】（1）为了便于测量力臂大小，需要杠杆在水平位置平衡，调节平衡时将螺母向上翘的一端移动；
（2）设出一个钩码重和杠杆一个小格的长度，根据杠杆平衡条件判断是否平衡；
（3）测量前杠杆平衡就能继续探究杠杆的平衡条件。
【解答】解：（1）由图甲可知，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡；
（2）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，
则左侧3G×3L＝9GL，右侧2G×4L＝8GL，由9GL＞8GL可知，杠杆不能平衡，左端下沉；
（3）测量前杠杆平衡就能继续探究杠杆的平衡条件，
所以当平衡螺母遗失，粘了橡皮泥后杠杆恰好在水平位置平衡时，此装置能继续用来完成探究杠杆平衡条件的实验。
故答案为：（1）右；（2）左端下沉；（3）能。
【点评】本题是探究杠杆平衡的实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。
四．计算题（共3小题）
58．（2021•湖北模拟）如图所示，滑轮组在竖直向上的拉力F＝50N作用下，将重力为120N的物体匀速提起在10s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3m。
（1）计算物体上升的速度；
（2）计算滑轮组提升该物体时的机械效率；
（3）拉力功率多少？
【考点】滑轮（组）的机械效率；速度的计算和公式的应用；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n＝3，拉力端移动距离s＝3h，可求物体上升的高度，再利用速度公式求物体上升的速度；
（2）利用W有用＝Gh求拉力做的有用功，利用W总＝Fs求拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；
（3）根据P＝可求拉力功率。
【解答】解：
（1）由图知，承担物重的绳子股数n＝3，绳子自由端移动的距离s＝3h，
则物体上升的高度：
h＝s＝×3m＝1m，
物体上升的速度：
v＝＝＝0.1m/s；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝120N×1m＝120J，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝50N×3m＝150J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝80%；
（3）拉力功率：
P＝＝＝15W。
答：（1）物体上升的速度是0.1m/s；
（2）滑轮组提升物体时的机械效率是80%；
（3）拉力功率是15W。
【点评】本题考查了速度公式、功的公式、机械效率、功率公式的应用，属于常见题。
59．（2023•武汉模拟）中国自行研制的“新光华”号半潜船，堪称海上“大力神叉车”，它的甲板面积1.35×104m3，有两个足球场那么大！甲板与水面相平时，排开水的质量达10万吨。它通过本身压载水的调整，把巨大的甲板潜入水中，再用拖轮将所要承运的超大货物（如钻井平台、舰船、甚至航母）拖行到“新光华”甲板正上方，定位后，用压缩空气将压载水舱里的水排出一部分，船身变轻，甲板上浮，将货物托起。
（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为多少？
（2）当“新光华”半潜船在水面上做匀速直线运动时，水平推进器提供的动力为3×106N时，总输出功率达到24000kW，则“新光华”航行2h通过的距离为多少？
（3）图乙是“新光华”半潜船正在进行跨海大桥的工程建设。整体桥梁ABC质量为m，重心O位于跨度为80m的两个桥墩的中点。此时甲板上的托举塔顶端P刚好接触桥梁，且PD＝20m。当压载水舱里的水再排出6×103m3时，桥梁的一端刚好离开桥墩D，求桥梁ABC质量m为多少？
【考点】杠杆的平衡条件；阿基米德原理的应用；浮力大小的计算．
【专题】计算题；浮力；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力；分析、综合能力．
【答案】（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为1×109N；
（2）“新光华”航行2h通过的距离为5.76×104m；
（3）桥梁ABC质量m为9×106kg。
【分析】（1）根据阿基米德原理可知浮力等于排开水的重力；
（2）根据P＝的变形式W＝Pt求出“新光华”航行2h做的功，根据W＝Fs的变形式s＝求出“新光华”航行2h通过的距离；
（3）求出压载水舱里的水在排出6×103m3时产生的浮力，即半潜船托举塔顶端P向上的力F，由题知E为支点，根据杠杆平衡条件得，F×PE＝G×OE，代入数据可求出桥梁ABC的重力，根据重力公式可求出其质量。
【解答】解：（1）由题意可知，当“新光华”轮的甲板与水面相平时，排水量达10万吨；由阿基米德原理可得此时所受的浮力为：F浮＝G排＝m排g＝10×104×103kg×10N/kg＝1×109N；
（2）根据P＝得，“新光华”航行2h做的功：W＝Pt＝24000×103W×2×60×60s＝1.728×1011J，
根据W＝Fs得，“新光华”航行2h通过的距离为：s＝＝＝5.76×104m；
（3）压载水舱里的水在排出6×103m3时，产生的浮力为：F浮＝G排＝m排g＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×6×103m3×10N/kg＝6×107N，
则半潜船托举塔顶端P向上的力为F＝6×107N，
桥梁ABC的重力G＝mg，
由题知E为支点，根据杠杆平衡条件得，F×PE＝G×OE，即6×107N×（80m﹣20m）＝G××80m，解得，G＝9×107N，
桥梁ABC质量为：m＝＝＝9×106kg。
答：（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为1×109N；
（2）“新光华”航行2h通过的距离为5.76×104m；
（3）桥梁ABC质量m为9×106kg。
【点评】本题以半潜船为背景，考查了阿基米德原理、功率公式和杠杆的平衡条件等知识。将桥梁简化为一个杠杆，并准确找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂是解决该题的关键。还要注意此题中有些数据是干扰信息，要注意分辨，不要被其干扰。
60．（2022•恩施州模拟）中央电视台的《我爱发明》栏目播出了一起节目：“水陆机甲”，即“水陆两栖挖掘机”，这个挖掘机下面是两个巨大的浮箱。它的有关数据如下表所示：
（1）求挖掘机静止且不工作时对水平地面的压强。
（2）求挖掘机在足够深的水中静止时，所排开水的体积。
（3）挖掘机在从水中挖掘、运送泥沙过程中，正好装满泥沙的铲斗用4s以2.4m/s的平均速度从图乙中最低点A移到最高点B，接着再用2s沿水平方向移动4m将泥沙卸到汽车上。如果挖掘机在上述运送泥沙过程中的平均功率为60kW，设泥沙的密度为1.8×103kg/m3。求：此过程挖掘机的机械效率。
【考点】机械效率的计算；压强的计算；阿基米德原理的应用．
【专题】计算题；压强和浮力；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【答案】（1）挖掘机静止且不工作时对水平地面的压强为7.3×104Pa；
（2）挖掘机在足够深的水中静止时，所排开水的体积为36.5m3；
（3）运送泥沙过程中挖掘机的机械效率为40%。
【分析】（1）挖掘机静止且不工作时对水平地面的压力和自身的重力相等，根据F＝G＝mg求出其大小，受力面积等于2条履带与地面接触的面积之和，利用p＝求出对地面的压强；
（2）挖掘机在足够深的水中静止时处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，根据F浮＝ρ液gV排求出挖掘机所排开水的体积；
（3）装满铲斗时泥沙的体积等于标准斗容，又知道泥沙的密度，根据G＝mg＝ρVg求出装满铲斗的泥沙重力，挖掘机把泥沙从3m深处挖起时，克服泥沙的重力做功，当沿水平面运送时，不对泥沙做功，根据W＝Gh求出挖掘机运送泥沙过程中做的有用功，根据W＝Pt求出挖掘机运送泥沙过程中做的总功，利用η＝×100%求出挖掘机运送泥沙过程中的机械效率。
【解答】解：（1）挖掘机静止且不工作时对水平地面的压力：
F＝G机＝m机g＝36.5×103kg×10N/kg＝3.65×105N，
受力面积：
S＝2×2.5m2＝5m2，
对地面的压强：
p＝＝＝7.3×104Pa；
（2）挖掘机在足够深的水中静止时处于漂浮状态，则挖掘机受到的浮力：
F浮＝G机＝3.65×105N，
由F浮＝ρ液gV排可得，挖掘机所排开水的体积：
V排＝＝＝36.5m3；
（3）装满铲斗的泥沙重力：
G＝mg＝ρVg＝1.8×103kg/m3×1m3×10N/kg＝1.8×104N，
挖掘机运送泥沙过程中做的有用功：
W有＝Gh总＝1.8×104N×（5m+3m）＝1.44×105J，
由P＝可得，挖掘机运送泥沙过程中做的总功：
W总＝P送t总＝6×104W×6s＝3.6×105J，
挖掘机运送泥沙过程中的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝40%。
答：（1）挖掘机静止且不工作时对水平地面的压强为7.3×104Pa；
（2）挖掘机在足够深的水中静止时，所排开水的体积为36.5m3；
（3）运送泥沙过程中挖掘机的机械效率为40%。
【点评】本题考查了重力公式和压强公式、物体浮沉条件、阿基米德原理、密度公式、做功公式、机械效率公式的综合应用，要知道物体对水平面的压力和自身的重力相等，最容易出错的是在水平方向移动距离时挖掘机对泥沙不做功甲
乙
丙
弹簧测力计的示数/N
4
4.4
2.8
拉力方向
向上
向下
向上
物体移动的距离/cm
20
20
测力计移动的距离/cm
20
40
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
!
3
2
4
1
2
4
5
5
4
3
5
6
6
5
实验次数
钩码重G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动
距离s/m
机械效率η/%
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7
3
4
0.1
1.8
0.3
实验次数
动滑轮重G动/N
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
①
项目
数值
整机质量（t）
36.5
发动机最大功率（kW）
150
标准斗容（m3）
1.0
铲斗质量（t）
0.25
每条履带与地面接触的面积（m2）
2.5
甲
乙
丙
弹簧测力计的示数/N
4
4.4
2.8
拉力方向
向上
向下
向上
物体移动的距离/cm
20
20
测力计移动的距离/cm
20
40
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
!
3
2
4
1
2
4
5
5
4
3
5
6
6
5
实验次数
钩码重G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动
距离s/m
机械效率η/%
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7
3
4
0.1
1.8
0.3
实验次数
动滑轮重G动/N
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
①
项目
数值
整机质量（t）
36.5
发动机最大功率（kW）
150
标准斗容（m3）
1.0
铲斗质量（t）
0.25
每条履带与地面接触的面积（m2）
2.5
A．省力杠杆B．费力杠杆C．等臂杠杆D．省功杠杆
2．（2023•老河口市模拟）如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）
A．镊子B．食品夹
C．瓶盖起子D．筷子
3．（2022•谷城县二模）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）
A． 起子B．核桃夹
C． 钳子D． 食品夹
4．（2023•浠水县校级二模）同学们在劳动课上修剪树枝，应选用以下的哪种剪刀最合适（ ）
A．B．
C．D．
5．（2023•浠水县校级二模）机械的发展改变着我们的生活。在生产生活中，我们常能见到如图所示的简单机械，下列机械使用时费力的是（ ）
A．独轮车B．斜面
C．滑轮组D．筷子
6．（2023•襄州区模拟）如图为搬运砖头的独轮车，车和砖头所受的总重力为G，手对独轮车竖直向上的力为F。下列有关说法正确的是（ ）
A．独轮车相当于费力杠杆
B．人受到的重力和支持力是一对平衡力
C．人对车的作用力小于车对人的作用力
D．人手向上的力F小于车和砖头的总重力G
7．（2022•咸宁模拟）如图所示为一衣帽架，往该衣帽架上不同位置挂同一较重的背包，衣帽架最有可能会倾倒的是（ ）
A．B．
C．D．
8．（2021•鄂城区校级模拟）用水桶从井里提水时，需要对桶和水都做功；水桶掉进井里，从井里捞起水桶时，也需要对桶和水都做功。对以上两种情况，下列说法中正确的是（ ）
A．第一种情况对桶做的功是有用功
B．第一种情况对水做的功是总功
C．第二种情况对桶做的功是有用功
D．第二种情况对桶和水做的功是有用功
9．（2021•鄂城区校级模拟）如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的拉力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速拉到1m高的平台上，斜面长s＝2m。（g取10N/kg）则（ ）
A．拉力的功率为40W
B．斜面的机械效率为75%
C．拉力做的总功为300J
D．斜面对物体的摩擦力为100N
10．（2021•鄂城区校级模拟）下列几个实验中，说法不正确的是（ ）
A．测量斜面的机械效率时，弹簧测力计必须拉着物体做匀速运动
B．探究影响动能的因素时，依次让体积相同的实心铜球和钢球从同一斜面的同一高度自由下滑撞击放在斜面底端的木块，一定是铜球把木块推出的距离更远
C．为探究重力势能与高度的关系，可以把一个铜球从不同的高度用力扔下撞击地面
D．探究影响弹性势能因素时，可通过观察橡皮筋把纸团弹开距离判断弹性势能的大小
11．（2023•广水市模拟）如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升重为270N的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B．滑轮组中动滑轮重10N
C．拉力的功率为50W
D．该滑轮组的机械效率为90%
12．（2023•硚口区模拟）在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长1.2m、高0.3m。下列有关斜面的说法错误的是（ ）
A．物体受到斜面施加的摩擦力大小为2N
B．沿斜面拉物体时所做的有用功为1.5J
C．沿斜面拉物体时做的额外功为0.9J
D．这个斜面的机械效率为62.5%
13．（2023•湖北二模）如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO＝BO，不计杠杆自身重力，同时在A、B两点增加质量为m的重物，下列选项正确的是（ ）
A．A端下沉B．B端下沉C．保持不变D．无法判断
14．（2022•青山区模拟）2022年2月4日一2月20日，在北京成功举办了第24届冬季奥林匹克运动会。冰壶、高山滑雪和跳台滑雪都是北京冬奥会的比赛项目，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．甲图冰壶运动要不断擦冰，运动员手上拿的擦冰杆是费力杠杆、可以省距离
B．乙图中运动员的滑雪板长且宽，这是为了站在雪地时能减小对滑雪板的压强
C．丙图中运动员与滑板构成“V”字形状，这样身体上方流速更快，可以飞得更远
D．甲图中运动员蹬冰脚的鞋底由橡胶制成，滑行脚的鞋底由塑料制成，两者摩擦不同
15．（2022•阳新县校级模拟）两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N，下列判断正确的是（ ）
A．A是定滑轮，B是动滑轮
B．拉力F的功率为2W
C．此过程中所做的有用功是5J
D．滑轮组的机械效率为80%
16．（2022•黄石港区校级模拟）用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．物体M受到的合力不为零
B．物体M的重力为80N
C．自由端移动的速度为0.2m/s
D．天花板受到的拉力为90N
17．（2021•谷城县模拟）如图所示的工具中，在使用时属于省距离杠杆的是（ ）
A．天平B．瓶盖起子
C．食品夹D．钳子
18．（2021•潜江模拟）如图所示装置，同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态，不计滑轮重力及摩擦，则（ ）
A．甲、乙的体积之比为1：2B．甲、乙的质量之比为1：2
C．甲、乙的密度之比为2：1D．甲、乙的重力之比为2：1
19．（2023•武汉模拟）在研究定滑轮和动滑轮的特点的实验中，小明按图分别组装了定滑轮和动滑轮进行实验。实验数据如下表，由表格可知，下列说法中错误的是（ ）
A．使用定滑轮不省力，也不省距离
B．使用动滑轮可以省一半的力，图丙中拉力不为物重的一半主要是因为测量误差造成的
C．乙图中定滑轮的机械效率约为91%，丙图中动滑轮的机械效率约为71%
D．使用定滑轮和动滑轮都不仅不省功，反而要多做功
20．（2023•广水市三模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（ ）
A．杠杆在图示的位置平衡时，“权”的质量小于“重”的质量
B．“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小
21．（2022•新洲区模拟）如图甲所示，是某同学探究杠杆平衡条件的实验装置，关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验前，应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆保持静止状态
B．改变钩码的个数或位置多次实验，目的是减小误差
C．实验时，用弹簧测力计替代左边的钩码，测力计必须竖直向下拉，杠杆才能平衡
D．将杠杆的支点改到O'（如图乙），不能完成实验探究
22．（2022•鄂州一模）用如图所示的滑轮组，用300N的拉力F在20s内将重500N的箱子匀速提升到6m高的楼上，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是0.3m/s
B．拉力F做的有用功是1800J
C．此滑轮组的机械效率为60%
D．拉力F的功率为180W
23．（2022•武汉模拟）如图所示，物体A重50N，物体B重15N，此时A恰能沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动：对A施加水平向左的力F使B以原速度匀速上升，（不计机械摩擦、绳重及滑轮重）下列选项正确的是（ ）
A．物体B匀速下降的速度是0.6m/s
B．物体A受到的摩擦力为45N
C．利用拉力F提升B时的机械效率为50%
D．物体B匀速上升时，绳子拉力的功率为9W
24．（2021•湖北模拟）在如图所示的各种情况中，用同样大小的力F将重物匀速提升，若不计摩擦和机械自重，物重最大的是（ ）
A．B．
C．D．
25．（2021•荆州模拟）如图所示，有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则（ ）
A．拉力做的总功为4.8J
B．斜面的机械效率为90%
C．斜面上物体受到的摩擦力为5N
D．物体由斜面底端运动到顶端用时2s
26．（2021•黄冈一模）工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向，图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两种方式都省一半的力
B．甲方式F1由150N逐渐变大
C．乙方式机械效率约为83.3%
D．乙方式F2的功率为3W
27．（2021•东西湖区模拟）如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。实验中使用的每个钩码均重0.5N，杠杆轻质，下列说法正确的是（ ）
A．杠杆在图甲中位置静止，此时杠杆没有达到平衡状态
B．图甲中要使杠杆水平，应向左调节杠杆两端的螺母
C．图乙中，要使杠杆水平，应在B点挂4个钩码
D．图丙中，使杠杆在水平位置平衡的最小动力是1N
28．（2023•黄石港区校级模拟）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0.1m²，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N
B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa
C．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
29．（2022•荆州一模）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a的拉力F2＝105N，他通过细绳b用F1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．细绳b的拉力为315N
C．拉力F1做功的功率为32.5W
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
30．（2021•鄂州模拟）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲绳子自由端移动速度小于乙绳的
C．甲、乙两滑轮组均属于费力的机械
D．甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
二．填空题（共23小题）
31．（2022•宜城市模拟）如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时，需经过障碍物，当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为 杠杆（选填“省力”或“费力”）；当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是 （选填“A”、“B”或“C”）
32．（2021•云梦县二模）如图中的 （选填“（a）”或“（b）”）图为定滑轮，作用是 。
33．（2021•安陆市二模）如图所示是某学校在周一晨会时的升旗仪式，当升旗手缓缓往下拉绳子时，国旗就会慢慢上升，根据所学知识，我们可以知道这是由于旗杆顶部有一个 （填“定”或“动”）滑轮；国旗在力的作用下从静止开始运动，说明 。
34．（2021•襄州区二模）如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时它相当于一个 杠杆（选填“省力”或“费力”）。若旅行箱内装满物体且质量分布均匀，其总重为180N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为 N。
35．（2022•宜昌模拟）如图，是三种类型剪刀的示意图，请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 （选填“A”、“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是为了省 。
36．（2022•谷城县校级模拟）小明到湖边游玩，他看到平静的湖面波光粼粼，是由于光的 （选填“镜面”或“漫”）反射形成的。一抬头，他看到湖上正在进行划船比赛，如图所示，运动员使用的船桨属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
37．（2023•大冶市模拟）小明用扫帚打扫地面卫生的情景，此时扫帚属于 杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”），平时用力扫地，是通过 方法来增大摩擦，可使地面，打扫得更干净。如图，要让自行车车轴处采用滚动轴承是通过 来减小有害摩擦的。天气晴雨预报瓶里面的液体用水和颜料兑制而成。天气转晴，大气压升高，天气转阴，大气压降低。某天早晨看见管内的液面上升，则表明今天天气将转 。（填“晴”或“阴”）
38．（2021•洪山区模拟）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中定滑轮的作用是 ；不计滑轮和钢绳自重及摩擦，若要使输电线A端受到的拉力大小为1×104N，则坠砣受到的总重力为 N，若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。
39．（2021•利川市模拟）旗杆顶部一般安装有一个 ，以方便通过绳子拉升旗帜。我们握笔写字时，笔杆枕在虎口处起到支点作用，运笔时笔杆相当于一个 杠杆（省力/费力/等臂）。
40．（2022•武穴市模拟）如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为80N物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是 N，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将 选填“变大”、“变小”或“不变”）。
41．（2022•荆门模拟）为了方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 （选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重600N的小车沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，斜面的机械效率为 ，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 N。
42．（2022•孝感三模）用如图所示的滑轮组来匀速提升重物G。已知物重G＝600N，拉力F＝250N，重物升高0.5m时，拉力所做的有用功为 J，机械效率为 %。
43．（2022•宜城市模拟）如图所示，一支均匀的直尺放在水平桌面上，其中一端伸出桌面，已知伸出桌面的部分是全尺长的五分之一。当在B端挂一个重为6牛的物体C时，直尺A端刚开始翘起。若将其抽象为杠杆模型，则它的支点是图中的 点，该直尺的重力为 牛。若不计直尺的自重，则需要在A点施加的最小的力为 牛，方向 。
44．（2023•湖北三模）襄阳凤雏大桥是汉江首座三塔式悬索桥，如图所示。根据你所学的力学知识分析：为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当 （选填“增加”或“减小”）桥塔的高度。
45．（2023•大冶市模拟）如图所示，一位同学利用滑轮组将240N的物体匀速吊起，已知滑轮重60N，不计绳重和摩擦，拉力大小为 N；此时滑轮组的机械效率为 。
46．（2021•老河口市模拟）如图所示，在轻质弯杠杆AOBC的C端施加一个最小的动力F，提起悬挂在其A端重为200N的物体并保持静止状态。已知O为杠杆的支点，AO＝50cm，OB＝30cm，BC＝40cm，请画出最小动力F的示意图，此时F＝ N。
47．（2021•荆门一模）“让我们荡起双桨，小船儿推开波浪，海面倒映着美丽的白塔，四周环绕着绿树红墙……”欣赏美丽歌词思索其中奥秘：荡起的双桨（如图所示）属于 （填“省力”或“费力”）杠杆；小船儿能前进是因为受到 （填“人”“水”或“桨”）施加的推力作用；小船相对于波浪是 （填“运动”或“静止”）的。
48．（2022•硚口区模拟）如图所示是建筑工地上普遍使用的起重设备，它通过电动机和一个动滑轮将物体提高，现将0.9t的钢材以0.1m/s的速度匀速吊起1m高，钢绳的拉力为5000N，在这个过程中，动滑轮做的有用功为 J，钢绳拉力做功的功率为 W，如果利用此电动起重机将1t的钢材以相同速度提高相同高度，则动滑轮的机械效率将 （选填“减小”“不变”或“增大”）。
49．（2022•樊城区模拟）如图，某同学在做俯卧撑，可将他视为一个 杠杆，他的重心在A点，重力为500N，那么他将身体撑起保持静止时，双手对地面的压力为 N。
50．（2023•湖北三模）某学校在操场上举办春季运动会的开幕式。入场时，小林竖直举着班牌走在最前列，如图所示。若匀速前进时，班牌受到风水平向后的阻力为6N，作用在A点。若将班牌视为杠杆，AC间的距离是BC间距离的3倍。小林将图中B点作为支点，手对C点施加的力的方向 （填“向前”或“向后”）。小林还可以将图中C点作为支点，此时小林对B点施加的力为 N。
51．（2021•枣阳市模拟）如图所示，斜面长s＝0.6m，高h＝0.3m，用沿粗糙斜面方向的拉力F，将一个重为G＝10N的小车由斜面底端匀速拉到顶端，运动过程中小车克服摩擦力做了1.2J的功，则拉力F的大小是 N，若要探究斜面能否省功，要比较 与 的关系（请用题中的物理量符号表示）。
52．（2021•樊城区模拟）在“探究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，旋动平衡螺母调节杠杆平衡。此后在整个实验过程中，是否还要再旋动两侧的平衡螺母？ （选填“是”或“否”）。（图中杠杆上每格距离相等）
（2）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是： 。
（3）如图所示，当在A处挂三个重为0.5N钩码，要使杠杆平衡，在C处用弹簧秤竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧秤上的示数为 N．若在C处用弹簧秤倾斜向右拉，则弹簧秤上的示数将 （选填“变大”或“变小”或“不变”）。
53．（2022•樊城区模拟）一质量为10kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，此时的机械效率为40%。则动滑轮的重力为 N。（不计滑轮组中的绳重和摩擦，取g＝10N/kg）
三．实验探究题（共4小题）
54．（2023•孝感一模）王宏业同学在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。
（1）实验装置如图甲所示静止在桌上，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态，为了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向 边调（选填“左”或“右”）；
（2）程勇同学在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，他应该在下列方法中选择 使杠杆重新在水平位置平衡；
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动
C.增加右侧钩码个数
（3）进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中：
程勇同学根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论：动力+动力臂＝阻力+阻力臂。张华同学说他得出的结论是错误的，她判断的依据是：不同的物理量不能进行 。
55．（2023•枣阳市模拟）如图1所示，图是张平同学测量“滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表：摩擦及绳重忽略不计。
（1）实验中，小明应竖直向上 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓慢上升。
（2）第3次实验中，滑轮组的机械效率是 （结果保留至0.1%）。
（3）如图2所示，根据所学知识分析用同一滑轮组匀速提升质量不同的物体，该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图像正确的是 。
（4）机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志，请根据你的生活经验提出一种提高机械效率的措施 。
56．（2022•江汉区校级模拟）在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用图中的滑轮组进行了4次测量，测得数据如表：
（1）实验中需竖直向上 拉动弹簧测力计，同时观察弹簧测力计的示数。表格中①处的数据应为 （与表格中同类数据格式相同）。
（2）第3次实验中克服摩擦和绳重所做的额外功为 。
（3）由实验次数 可知：滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；由实验次数1、3、4可知：同一滑轮组提升的钩码越重，机械效率越 。（选填“高”或“低”）
57．（2022•茅箭区校级模拟）小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆处于如图甲所示的静止状态，他应把杠杆左端的平衡螺母向 （左/右）调节。
（2）如图乙所示，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 （仍保持平衡/左端下沉/右端下沉）。
（3）在实验中，小明不慎将杠杆右侧的平衡螺母遗失，于是他在杠杆上右侧适当位置粘了块橡皮泥后杠杆恰好在水平位置平衡（如图丁），此装置 （能/不能）继续完成探究杠杆平衡条件的实验。
四．计算题（共3小题）
58．（2021•湖北模拟）如图所示，滑轮组在竖直向上的拉力F＝50N作用下，将重力为120N的物体匀速提起在10s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3m。
（1）计算物体上升的速度；
（2）计算滑轮组提升该物体时的机械效率；
（3）拉力功率多少？
59．（2023•武汉模拟）中国自行研制的“新光华”号半潜船，堪称海上“大力神叉车”，它的甲板面积1.35×104m3，有两个足球场那么大！甲板与水面相平时，排开水的质量达10万吨。它通过本身压载水的调整，把巨大的甲板潜入水中，再用拖轮将所要承运的超大货物（如钻井平台、舰船、甚至航母）拖行到“新光华”甲板正上方，定位后，用压缩空气将压载水舱里的水排出一部分，船身变轻，甲板上浮，将货物托起。
（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为多少？
（2）当“新光华”半潜船在水面上做匀速直线运动时，水平推进器提供的动力为3×106N时，总输出功率达到24000kW，则“新光华”航行2h通过的距离为多少？
（3）图乙是“新光华”半潜船正在进行跨海大桥的工程建设。整体桥梁ABC质量为m，重心O位于跨度为80m的两个桥墩的中点。此时甲板上的托举塔顶端P刚好接触桥梁，且PD＝20m。当压载水舱里的水再排出6×103m3时，桥梁的一端刚好离开桥墩D，求桥梁ABC质量m为多少？
60．（2022•恩施州模拟）中央电视台的《我爱发明》栏目播出了一起节目：“水陆机甲”，即“水陆两栖挖掘机”，这个挖掘机下面是两个巨大的浮箱。它的有关数据如下表所示：
（1）求挖掘机静止且不工作时对水平地面的压强。
（2）求挖掘机在足够深的水中静止时，所排开水的体积。
（3）挖掘机在从水中挖掘、运送泥沙过程中，正好装满泥沙的铲斗用4s以2.4m/s的平均速度从图乙中最低点A移到最高点B，接着再用2s沿水平方向移动4m将泥沙卸到汽车上。如果挖掘机在上述运送泥沙过程中的平均功率为60kW，设泥沙的密度为1.8×103kg/m3。求：此过程挖掘机的机械效率。
湖北（2021-2023）中考物理模拟题分类汇编---简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共30小题）
1．（2023•十堰三模）如图所示是《天工开物》中就记录的舂米工具。人在A端用力踩下后立即松脚，B端的碓就会立即下落，打在石臼内的稻谷上，从而把谷物打碎，舂米工具在使用时是（ ）
A．省力杠杆B．费力杠杆C．等臂杠杆D．省功杠杆
【考点】杠杆的分类．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：如下图，该杠杆的O是支点，在使用过程中，动力臂OA小于阻力臂OC，是费力杠杆。
故选：B。
【点评】本题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
2．（2023•老河口市模拟）如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）
A．镊子B．食品夹
C．瓶盖起子D．筷子
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械．
【答案】C
【分析】结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：
A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
故选：C。
【点评】本题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
3．（2022•谷城县二模）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）
A． 起子B．核桃夹
C． 钳子D． 食品夹
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：A、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力、费距离杠杆，故A不合题意；
B、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力、费距离杠杆，故B不合题意；
C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力、费距离杠杆，故C不合题意；
D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力、省距离杠杆，故D符合题意。
故选：D。
【点评】此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
4．（2023•浠水县校级二模）同学们在劳动课上修剪树枝，应选用以下的哪种剪刀最合适（ ）
A．B．
C．D．
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】使用剪刀修剪树枝时，需要很大的力，所以要选用省力一点的剪刀，结合图片判断四种剪刀哪一种是省力杠杆就选哪一个。
【解答】解：要剪动树枝，说明必须是省力杠杆，要求更省力，则动力臂要比阻力臂大得更多（即刀把比刀口更长），结合图示可知，只有C图所示剪刀最适合；
而ABD三把剪刀，AB是费力杠杆，D是省力杠杆，这三把剪刀用来剪布、纸、头发等比较软的物体。
故选：C。
【点评】本题考查了杠杆的分类，联系了学生最常见的剪刀，注重了物理和生活的联系，是一道好题。
5．（2023•浠水县校级二模）机械的发展改变着我们的生活。在生产生活中，我们常能见到如图所示的简单机械，下列机械使用时费力的是（ ）
A．独轮车B．斜面
C．滑轮组D．筷子
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；理解能力．
【答案】D
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；
斜面能够省力；
使用定滑轮能改变力的方向，使用动滑轮能省力。
【解答】解：A、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故A错误；
B、使用斜面可以省力。故B错误；
C、使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向。故C错误；
D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
6．（2023•襄州区模拟）如图为搬运砖头的独轮车，车和砖头所受的总重力为G，手对独轮车竖直向上的力为F。下列有关说法正确的是（ ）
A．独轮车相当于费力杠杆
B．人受到的重力和支持力是一对平衡力
C．人对车的作用力小于车对人的作用力
D．人手向上的力F小于车和砖头的总重力G
【考点】杠杆的分类；力作用的相互性；平衡力与相互作用力的辨别．
【专题】应用题；运动和力；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；
（2）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；
（3）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
（4）省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力费距离。
【解答】解：A、该独轮车工作时，车轮中心为支点，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故A错误；
B、人受到路面的支持力等于独轮车对人竖直向下的力和人的重力之和，人受到的重力和支持力大小不相等，不是一对平衡力，故B错误；
C、人对车的作用力和车对人的作用力是相互作用力，大小相等，故C错误；
D、由于独轮车是一个省力杠杆，所以人手向上的力F小于车和砖头的总重力G，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了杠杆分类、力作用的相互性和平衡力与相互作用力的辨别等知识，属于基础知识考查。
7．（2022•咸宁模拟）如图所示为一衣帽架，往该衣帽架上不同位置挂同一较重的背包，衣帽架最有可能会倾倒的是（ ）
A．B．
C．D．
【考点】杠杆的应用．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】分析衣帽架自身重力与力臂的乘积的变化，然后根据杠杆的平衡条件分析。
【解答】解：由图可知，衣帽架的重力及重力的力臂不变，重力与其力臂的乘积不变，包对杠杆的拉力不变，拉力的力臂越大，其乘积越大，越容易倾倒，由图可知，D中拉力的力臂最大，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，难度不大。
8．（2021•鄂城区校级模拟）用水桶从井里提水时，需要对桶和水都做功；水桶掉进井里，从井里捞起水桶时，也需要对桶和水都做功。对以上两种情况，下列说法中正确的是（ ）
A．第一种情况对桶做的功是有用功
B．第一种情况对水做的功是总功
C．第二种情况对桶做的功是有用功
D．第二种情况对桶和水做的功是有用功
【考点】有用功和额外功．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】使用机械做功时对人们有用的功叫有用功；对人们没有用但又不得不做的功叫额外功。
【解答】解：区分有用功与额外功的关键是看我们需要达到什么做功目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。例如：用桶将水从水井中提出来，提水是我们需要的，而提桶是不需要，但又不得不做的功，故克服水重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功；如果是一只桶掉入水井里，我们要将桶从井中提出来，则克服桶重做的是有用功，而克服桶中可能带出来的水的重力所做的功就是额外功了。用力将一桶水从井里提上来，因为我们的目的是提水，对水做的功是有用功，对桶所做的功是额外功；如果桶掉到井里，捞桶时桶里带了一﹣些水，克服水的重力做的功是额外功，因为我们的目的是捞桶，对桶所做的功是有用功。
故选：C。
【点评】本题考查了有用功和额外功的定义，属于基础题。
9．（2021•鄂城区校级模拟）如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的拉力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速拉到1m高的平台上，斜面长s＝2m。（g取10N/kg）则（ ）
A．拉力的功率为40W
B．斜面的机械效率为75%
C．拉力做的总功为300J
D．斜面对物体的摩擦力为100N
【考点】斜面的机械效率；功的计算和公式的应用；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）利用W＝Fs求出拉力做的总功，再利用P＝求出拉力的功率；
（2）利用G＝mg求物体重力，再利用W＝Gh求拉力做的有用功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；
（3）先根据W总＝W有+W额求出额外功，然后根据W额＝fs求出斜面对物体的摩擦力。
【解答】B解：
AC、拉力做的总功：W总＝Fs＝200N×2m＝400J；
拉力的功率：P＝＝＝80W；故AC错误；
B、拉力做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×1m＝300J，
斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；故B正确；
D、由W总＝W有+W额可得，额外功：W额＝W总﹣W有＝400J﹣300J＝100J，
由W额＝fs可得摩擦力：f＝＝＝50N，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、机械效率和摩擦力的计算，明确使用斜面时克服摩擦力做的功为额外功是关键。
10．（2021•鄂城区校级模拟）下列几个实验中，说法不正确的是（ ）
A．测量斜面的机械效率时，弹簧测力计必须拉着物体做匀速运动
B．探究影响动能的因素时，依次让体积相同的实心铜球和钢球从同一斜面的同一高度自由下滑撞击放在斜面底端的木块，一定是铜球把木块推出的距离更远
C．为探究重力势能与高度的关系，可以把一个铜球从不同的高度用力扔下撞击地面
D．探究影响弹性势能因素时，可通过观察橡皮筋把纸团弹开距离判断弹性势能的大小
【考点】斜面机械效率的测量实验；探究影响物体动能大小的因素；探究影响物体势能大小的因素．
【专题】实验题；错解分析题；定性思想；控制变量法；机械能及其转化；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；
（2）动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大；
（3）重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；
（4）弹性势能的大小是通过物体被弹开的远近来比较弹性势能的多少。
【解答】解：
A、为了保证弹簧测力计的示数稳定，就要让木块做匀速直线运动，故A正确；
B、体积相同的实心铜球和钢球，铜球的质量大，当速度一定时，物体的质量越大，动能越大；从铜球和钢球同一斜面的同一高度自由下滑撞击放在斜面底端的木块，铜球把木块推出的距离更远，故B正确；
C、研究重力势能大小和高度的关系时，保证质量一定，实验中采用质量一定的物体，用同一个铜球，改变铜球下落的高度，使铜球自由下落，观察地面泥变形的大小，而不是用力扔下撞击地面，故C错误；
D、弹簧将纸团弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成纸团的动能，可通过观察橡皮筋把纸团弹开的距离判断弹性势能的大小，故D正确。
故选：C。
【点评】解决此类问题要结合影响动能的大小、影响重力势能的大小、弹性势能与哪些因素有关的实验，考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握。
11．（2023•广水市模拟）如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升重为270N的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B．滑轮组中动滑轮重10N
C．拉力的功率为50W
D．该滑轮组的机械效率为90%
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组及其工作特点；滑轮组中的相关计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】D
【分析】先根据物体和绳子自由端的运动情况确定滑轮组承担物重的绳子股数n，即拉力端移动的距离s＝nh；
（1）利用速度公式求绳子自由端移动速度；
（2）不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），据此求出动滑轮的重力；
（3）知道拉力大小和绳端移动的速度，利用P＝＝＝Fv求出拉力做功的功率；
（4）根据η＝＝＝＝求出滑轮组的机械效率。
【解答】解：滑轮组省力但费距离，则绳子自由端移动距离s大于物体上升的高度h，
由图乙可知，在t＝4s内，物体上升的高度h＝2m，绳子自由端移动距离s＝6m，
由s＝nh可得，滑轮组承担物重的绳子股数：n＝＝＝3。
A、绳子自由端移动的速度：
v＝＝＝1.5m/s，故A错误；
B、不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），则动滑轮的重力：
G动＝3F﹣G＝3×100N﹣270N＝30N，故B错误；
C、拉力做功的功率：
P＝＝＝Fv＝100N×1.5m/s＝150W，故C错误；
D、滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝90%，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、功率和机械效率的计算，能根据图乙求出使用滑轮组承担物重的绳子股数是关键。
12．（2023•硚口区模拟）在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长1.2m、高0.3m。下列有关斜面的说法错误的是（ ）
A．物体受到斜面施加的摩擦力大小为2N
B．沿斜面拉物体时所做的有用功为1.5J
C．沿斜面拉物体时做的额外功为0.9J
D．这个斜面的机械效率为62.5%
【考点】斜面的机械效率；功的计算和公式的应用；有用功和额外功．
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】A
【分析】（1）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W＝Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；
（2）已知拉力的大小和拉力移动的距离（斜面长），根据公式W＝Fs可求拉力对物体做的总功，根据总功和有用功求出额外功；
（3）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额＝fs求出物体所受斜面的摩擦力；
（4）求出了有用功和总功，可利用公式η＝计算出机械效率。
【解答】解：物体受到重力、拉力、支持力和摩擦力，此过程所做的有用功为：
W有用＝Gh＝5N×0.3m＝1.5J，
所做的总功为：
W总＝Fs＝2N×1.2m＝2.4J，
则此过程所做的额外功为：
W额＝W总﹣W有＝2.4J﹣1.5J＝0.9J，
由W额＝fs可得，摩擦力为：
f＝＝＝0.75N，
此斜面的机械效率为：
η＝。
故选：A。
【点评】本题考查了功和摩擦力的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是关键。
13．（2023•湖北二模）如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO＝BO，不计杠杆自身重力，同时在A、B两点增加质量为m的重物，下列选项正确的是（ ）
A．A端下沉B．B端下沉C．保持不变D．无法判断
【考点】杠杆的平衡分析法及其应用．
【专题】应用题；简单机械；分析、综合能力．
【答案】A
【分析】从题知，OA处于水平位置，GA对杠杆的拉力为竖直向下，所以G1对杠杆拉力的力臂即为杠杆AO的长度，G2对杠杆拉力的方向也是竖直向下，但OB不是处于水平，所以GB对杠杆拉力的力臂OB′小于OB的长度，根据杠杆的平衡条件分析，即可得出两个物体重力的大小。
【解答】解：根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2可知，力与相应的力臂成反比关系，它们的杠杆示意图如右，因为AO＝BO，
所以LOA＞LOB′；同时在A、B两点增加质量为m的重物，即增加的力相同，则增加的力与力臂的乘积的关系是：mgLOA＞mgLOB′，所以左端的力与力臂的乘积大，A端下沉。
故选：A。
【点评】本题考查了学生对杠杆的平衡条件掌握和运用，能找到各自力的力臂、确定其大小关系是本题的关键。
14．（2022•青山区模拟）2022年2月4日一2月20日，在北京成功举办了第24届冬季奥林匹克运动会。冰壶、高山滑雪和跳台滑雪都是北京冬奥会的比赛项目，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．甲图冰壶运动要不断擦冰，运动员手上拿的擦冰杆是费力杠杆、可以省距离
B．乙图中运动员的滑雪板长且宽，这是为了站在雪地时能减小对滑雪板的压强
C．丙图中运动员与滑板构成“V”字形状，这样身体上方流速更快，可以飞得更远
D．甲图中运动员蹬冰脚的鞋底由橡胶制成，滑行脚的鞋底由塑料制成，两者摩擦不同
【考点】杠杆的分类；摩擦力的大小；增大和减小压强的方法和应用；流体压强与流速的关系．
【专题】定性思想；其他综合题；理解能力．
【答案】B
【分析】（1）动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆；
（2）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强。在受力面积一定时，减小压力来减小压强；
（3）流体的流速越大，压强越小；
（4）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过减小压力来减小摩擦力；在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解：A、当图甲中左边的运动员右手手握刷把左手用力刷冰时，此时右手为支点，动力臂小于阻力臂，构成了一个费力杠杆，省距离，故A正确；
B、滑雪板做的又宽又长，增大了受力面积，在压力一定时减小了对雪面的压强，避免陷入雪中，故B错误；
C、运动员与滑板构成“V”字形状，这样身体上方流速更快，压强小，可以飞得更远，故C正确；
D、相同条件下，橡胶比塑料粗糙，塑料底是为了减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，橡胶底是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D正确。
故选：B。
【点评】通过冰壶比赛这个体育运动考查压强、摩擦力以及杠杆的分类等，实际上每一项体育比赛中都包含了物理知识，认真观察。
15．（2022•阳新县校级模拟）两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N，下列判断正确的是（ ）
A．A是定滑轮，B是动滑轮
B．拉力F的功率为2W
C．此过程中所做的有用功是5J
D．滑轮组的机械效率为80%
【考点】滑轮（组）的机械效率；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；有用功和额外功；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）随物体一起运动的滑轮为动滑轮；轴固定不动的滑轮为定滑轮；
（2）由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，拉力端移动距离s＝2s物，利用W总＝Fs求拉力做功；由P＝计算拉力的功率；
（3）由W有＝fs物计算有用功；
（4）由η＝计算滑轮组的机械效率。
【解答】解：
A、由图知，A滑轮随物体一起运动，为动滑轮；B滑轮的轴固定不动，为定滑轮，故A错误；
B、由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，拉力端移动距离s＝2s物＝2×1m＝2m，
拉力做的总功W总＝Fs＝5N×2m＝10J，
拉力的功率P＝＝＝2W，故B正确；
C、克服物体与地面间摩擦做的有用功W有＝fs物＝9N×1m＝9J，故C错误；
D、滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝90%，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了滑轮的分类、使用滑轮组时功、功率、机械效率的计算，知道水平使用滑轮组时，克服摩擦力做的功为有用功。
16．（2022•黄石港区校级模拟）用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．物体M受到的合力不为零
B．物体M的重力为80N
C．自由端移动的速度为0.2m/s
D．天花板受到的拉力为90N
【考点】滑轮组中的相关计算；滑轮组及其工作特点．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】C
【分析】由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，则s＝2h。
（1）处于静止状态或匀速直线运动状态的物体，受平衡力作用，即合力为零；
（2）忽略绳重和轴摩擦，知道拉力F和动滑轮重，利用F＝（G物+G轮）求物重大小；
（3）根据v′＝2v即可求出自由端移动的速度；
（4）定滑轮重加上3F等于天花板受到的拉力。
【解答】解：由图可知，n＝2。
A、因为物体做匀速运动，因此物体M受到的合力为零；故A错误；
B、忽略绳重和轴摩擦，F＝（G物+G动滑轮），
即30N＝（G物+10N），
G物＝50N，故B错误；
C、自由端移动的速度v′＝2v＝2×0.1m/s＝0.2m/s，故C正确；
D、天花板受到的拉力F拉＝3F+G定滑轮＝3×30N+10N＝100N，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了学生对滑轮组特点的掌握和运用，本题关键：一是n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是忽略绳重和轴摩擦，拉力F＝（G物+G动滑轮），三是确定天花板受到的拉力F拉＝3F+G定滑轮。
17．（2021•谷城县模拟）如图所示的工具中，在使用时属于省距离杠杆的是（ ）
A．天平B．瓶盖起子
C．食品夹D．钳子
【考点】杠杆的分类．
【专题】定性思想；简单机械；理解能力．
【答案】C
【分析】结合图片和生活经验，判断选项中的杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：
A、天平在使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省距离也不费距离，故A不符合题意；
B、瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离，故B不符合题意；
C、食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离，故C符合题意；
D、钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
18．（2021•潜江模拟）如图所示装置，同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态，不计滑轮重力及摩擦，则（ ）
A．甲、乙的体积之比为1：2B．甲、乙的质量之比为1：2
C．甲、乙的密度之比为2：1D．甲、乙的重力之比为2：1
【考点】滑轮组中的相关计算；密度的计算与公式的应用；重力的计算．
【专题】密度及其应用；重力、弹力、摩擦力；简单机械；分析、综合能力．
【答案】D
【分析】由图可知，同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态，不计滑轮重力及摩擦，有两股绳子承担G甲，即n＝2，滑轮组上绳端的拉力F＝G乙，所以2G乙＝G甲，ρ乙＝ρ甲，根据重力的计算式可知甲、乙的质量之比，再根据密度的公式可知甲、乙的体积之比。
【解答】解：
由图可知，动滑轮上绳子的段数n＝2；
甲、乙两实心木块处于静止状态，滑轮组上绳端的拉力F＝G乙，
不计滑轮重力及摩擦，绳端的拉力F＝G甲，所以G乙＝G甲，则G甲：G乙＝2：1，
根据重力公式可知甲、乙的质量之比为m甲：m乙＝G甲：G乙＝2：1，
由题意可知ρ甲：ρ乙＝1：1，
根据V＝可得体积之比为V甲：V乙＝m甲：m乙＝2：1，
故A、B、C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了滑轮组的特点、重力公式和密度公式的运用，比较简单。
19．（2023•武汉模拟）在研究定滑轮和动滑轮的特点的实验中，小明按图分别组装了定滑轮和动滑轮进行实验。实验数据如下表，由表格可知，下列说法中错误的是（ ）
A．使用定滑轮不省力，也不省距离
B．使用动滑轮可以省一半的力，图丙中拉力不为物重的一半主要是因为测量误差造成的
C．乙图中定滑轮的机械效率约为91%，丙图中动滑轮的机械效率约为71%
D．使用定滑轮和动滑轮都不仅不省功，反而要多做功
【考点】滑轮（组）的机械效率；研究定滑轮和动滑轮的特点．
【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）使用定滑轮不能省力，也不省距离，但可以改变力的方向；
（2）不考虑动滑轮重、绳重和摩擦时，使用动滑轮可以省一半的力，但费一倍的距离；
（3）由图甲确定物重G，根据乙、丙两图确定绳子股数，利用η＝＝＝＝分别求出乙、丙的机械效率；
（4）使用任何机械都不省功，反而要多做一些额外功。
【解答】解：A、使用定滑轮不能省力，也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确；
B、根据表格中的数据可知，使用动滑轮时F丙≠，这是由于没有考虑动滑轮受到的重力，不是因为测量误差造成的，故B错误；
C、由图甲可知，G＝4N，乙图为定滑轮，n乙＝1，丙为动滑轮，n丙＝2，
则乙的机械效率为：
η乙＝＝＝＝＝×100%≈91%；
丙的机械效率为：
η丙＝＝＝＝＝×100%≈71%，故C正确；
D、使用任何机械都不省功，反而要多做一些额外功，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了定滑轮和动滑轮的特点以及机械效率的计算，属于基础性题目。
20．（2023•广水市三模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（ ）
A．杠杆在图示的位置平衡时，“权”的质量小于“重”的质量
B．“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小
【考点】杠杆的应用．
【专题】应用题；简单机械；应用能力；获取知识解决问题能力．
【答案】A
【分析】（1）利用杠杆平衡条件分析；
（2）A端是否上扬，除了跟增加的质量有关外，还与力臂有关；
（3）重增大，在权不变时，需要标增大；
（4）标增大，则权和标的乘积增大，而本变小，由杠杆平衡可知重增大，据此解答。
【解答】解：A、杠杆在图示的位置平衡时，根据杠杆平衡条件可得“权”ד标”＝“重”ד本”，由图可知“标”大于“本”，则“权”的质量小于“重”的质量，故A正确；
B、设增加的质量为Δm，由图可知，杠杆平衡时“标”大于“本”，则Δmד标”＞Δmד本”即“权+Δm”ד标”＞“重+Δm”ד本”，A端会下沉，故B错误；
C、在“权”不变时，“重”增大，需要“标”增大，即把“权”向A端适当移动，故C错误；
D、将提纽O向B端移动一些，“标”增大，则“权”和“标”的乘积增大，而“本”变小，由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查杠杆的五要素、杠杆平衡条件及其应用，理解杠杆的五要素及平衡条件是解答本题的关键。
21．（2022•新洲区模拟）如图甲所示，是某同学探究杠杆平衡条件的实验装置，关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验前，应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆保持静止状态
B．改变钩码的个数或位置多次实验，目的是减小误差
C．实验时，用弹簧测力计替代左边的钩码，测力计必须竖直向下拉，杠杆才能平衡
D．将杠杆的支点改到O'（如图乙），不能完成实验探究
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）实验中多次完成实验的目的是排除偶然性，得到普遍规律；
（3）根据杠杆的平衡条件分析解答；
（4）将杠杆的支点改到O'（如图乙），杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
【解答】解：A、在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，故A错误；
B、实验中多次完成实验的目的是多次实验得到普遍规律，避免偶然性，故B错误；
C、为了探究杠杆平衡条件，实验时，用弹簧测力计替代左边的钩码，测力计竖直向下拉，或向左、右斜拉，杠杆在水平位置平衡，故C错误；
D、将杠杆的支点改到O'（如图乙），杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大，所以不能完成实验探究，故D正确。
故选：D。
【点评】此题是探究杠杆平衡条件的实验，在此实验中要知道使杠杆在水平位置平衡为了便于测量力臂。为使实验结论具有普遍性的规律，需要多测几组数据。并且考查了杠杆的平衡条件，F1L1＝F2L2。
22．（2022•鄂州一模）用如图所示的滑轮组，用300N的拉力F在20s内将重500N的箱子匀速提升到6m高的楼上，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是0.3m/s
B．拉力F做的有用功是1800J
C．此滑轮组的机械效率为60%
D．拉力F的功率为180W
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组及其工作特点；有用功和额外功；功率的计算及公式的应用．
【专题】定量思想；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）由图知，n＝2，绳自由端移动的距离s＝nh，利用速度公式求绳自由端移动的速度；
（2）利用W＝Gh求拉力做的有用功；
（3）利用W＝Fs求拉力做的总功，再利用P＝求拉力做功功率；滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：
A、由图知，n＝2，绳自由端移动的距离为：s＝nh＝2×6m＝12m，
绳自由端移动的速度为：
v＝＝＝0.6m/s，故A错误；
B、拉力做的有用功：
W有＝Gh＝500N×6m＝3000J，故B错误；
CD、拉力做的总功为：
W总＝Fs＝300N×12m＝3600J，
拉力做功功率：
P＝＝＝180W，故D正确，
滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈83.3%，故C错误。
故选：D。
【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、有用功、总功、功率、机械效率的计算，明确有用功、总功、机械效率的含义是关键。
23．（2022•武汉模拟）如图所示，物体A重50N，物体B重15N，此时A恰能沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动：对A施加水平向左的力F使B以原速度匀速上升，（不计机械摩擦、绳重及滑轮重）下列选项正确的是（ ）
A．物体B匀速下降的速度是0.6m/s
B．物体A受到的摩擦力为45N
C．利用拉力F提升B时的机械效率为50%
D．物体B匀速上升时，绳子拉力的功率为9W
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率．
【答案】C
【分析】（1）由图知，滑轮组拉A匀速运动时，通过动滑轮绳子的段数n＝2，由绳端速度v＝nv物计算B下降的速度；
（2）绳端拉力大小等于B的重力，不计机械摩擦、绳重及滑轮重，由F＝F拉可得A物体受到滑轮组的拉力，由二力平衡知识可得A受到的摩擦力；
（3）对A施加水平向左的力F使B以原速度匀速上升时，分析A的受力情况，表示出有用功、总功，从而利用机械效率公式计算提升B的机械效率；
（4）物体B匀速上升时，绳子拉力大小等于B的重力，由P＝＝＝Fv计算绳子拉力的功率。
【解答】解：
A、由图知，滑轮组拉A匀速运动时，通过动滑轮绳子的段数n＝2，B下降的速度vB＝nvA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，故A错误；
B、绳端拉力FB大小等于B的重力，不计机械摩擦、绳重及滑轮重，由F＝F拉可得：
A物体受到滑轮组的拉力：F拉＝nFB＝nGB＝2×15N＝30N，
物体A水平方向受到的滑轮组拉力与摩擦力是一对平衡力，所以A受到的摩擦力f＝F拉＝30N，故B错误；
C、对A施加水平向左的力F使B以原速度匀速上升时，
A受到的水平向左的力F与水平向右的摩擦力、滑轮组对A拉力平衡，所以F＝f+F拉，
由于A对水平面间的压力和接触面的粗糙程度不变，所以A受到的摩擦力f＝30N，
所以水平向左的力F＝f+F拉＝30N+30N＝60N，
克服B重力所做功为有用功：W有＝GBhB，
拉力F做的功为总功：W总＝Fs＝F×hB，
所以利用拉力F提升B时的机械效率：η＝＝＝＝＝50%，故C正确；
D、B以原速度匀速上升，绳子拉力大小等于B的重力，
绳子拉力的功率P＝GBvB＝15N×0.4m/s＝6W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了滑轮组特点、平衡力知识的应用、滑轮组绳子拉力、功率以及机械效率的计算，综合性较强，正确对A物体向左和向右匀速运动时进行受力分析是关键。
24．（2021•湖北模拟）在如图所示的各种情况中，用同样大小的力F将重物匀速提升，若不计摩擦和机械自重，物重最大的是（ ）
A．B．
C．D．
【考点】滑轮组中的相关计算；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】不计摩擦和机械重，定滑轮不省力，动滑轮可以省一半力，滑轮组可以根据F＝求出物重。
【解答】解：由A图可知，动滑轮和物体的重量被两段绳子承担，且不计机械自重，所以拉力为物体的重力的二分之一，F＝G，所以物重G＝2F；
由B图可知，根据杠杆平衡的条件，拉力为物体重力的两倍，所以物重G＝F；
由C图可知，动滑轮和物体的重量被三段绳子承担，且不计机械自重，所以拉力为物体的重力的三分之一，所以物重G＝3F。
由D图可知，物体的重量被一段绳子承担，且不计机械自重，所以拉力等于物体的重力，即G＝F。
综上所述，物重最大的是C。
故选：C。
【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力情况的计算，弄清滑轮组绳子的股数是解决此题的关键，基础性题目。
25．（2021•荆州模拟）如图所示，有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则（ ）
A．拉力做的总功为4.8J
B．斜面的机械效率为90%
C．斜面上物体受到的摩擦力为5N
D．物体由斜面底端运动到顶端用时2s
【考点】斜面的机械效率；功的计算和公式的应用；功率的计算及公式的应用．
【专题】计算题；功、功率、机械效率；理解能力．
【答案】D
【分析】（1）根据功的计算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W＝Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率η。
（2）根据功率的公式P＝变形后求出时间t。
（3）根据总功与有用功的差得出额外功，再根据W额＝fs，变形后可求摩擦力f。
【解答】解：A、拉力做的总功为：W总＝Fs＝5N×1.2m＝6J，故A错误。
B、有用功为：W有＝Gh＝16N×0.3m＝4.8J，机械效率为：η＝＝＝80%，故B错误。
C、额外功为：W额＝W总﹣W有＝6J﹣4.8J＝1.2J，由公式W额＝fs变形得：f＝＝＝1N，故C错误。
D、由公式P＝得，时间为：t＝＝＝2s，故D正确。
故选：D。
【点评】熟练运用计算功、功率、机械效率的公式，明确额外功是用来克服斜面上的摩擦；是解答此题的关键。
26．（2021•黄冈一模）工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向，图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两种方式都省一半的力
B．甲方式F1由150N逐渐变大
C．乙方式机械效率约为83.3%
D．乙方式F2的功率为3W
【考点】滑轮（组）的机械效率；杠杆的平衡条件；滑轮组中的相关计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】计算题；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【答案】C
【分析】（1）根据杠杆的特点和滑轮组的特点分析各自的省力情况；
（2）根据杠杆平衡条件和动力臂、阻力臂的关系分析甲方式F1的变化情况；
（3）不计绳重和摩擦，根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%求出乙方式机械效率；
（4）根据v绳＝nv求出绳子的自由端的速度，再根据P＝＝＝Fv求出乙方式F2的功率。
【解答】解：
A、甲图，F1为动力，已知OB＝2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1＝150N；由图乙可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，不计绳重和摩擦，则有：F2＝（G+G动）＝×（300N+60N）＝120N，故A错误；
B、甲图中，物体对杠杆的拉力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1为150N不变，故B错误；
C、不计绳重和摩擦，乙方式的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝83.3%，故C正确；
D、乙方式中F2＝120N，绳子的自由端的速度为：v绳＝nv＝3×0.01m/s＝0.03m/s，
则乙方式F2的功率为：P＝＝＝F2v绳＝120N×0.03m/s＝3.6W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了功率的计算、滑轮组的机械效率，滑轮组绳子拉力的计算等，熟练应用公式是解题的关键，注意公式的适用条件。
27．（2021•东西湖区模拟）如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。实验中使用的每个钩码均重0.5N，杠杆轻质，下列说法正确的是（ ）
A．杠杆在图甲中位置静止，此时杠杆没有达到平衡状态
B．图甲中要使杠杆水平，应向左调节杠杆两端的螺母
C．图乙中，要使杠杆水平，应在B点挂4个钩码
D．图丙中，使杠杆在水平位置平衡的最小动力是1N
【考点】探究杠杆的平衡条件；杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡；
（2）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；
（3）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，根据杠杆平衡求出钩码的个数；
（4）根据杠杆平衡的条件F1l1＝F2l2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。
【解答】解：A、实验前，把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆是平衡状态，故A错误；
B、杠杆静止在图甲所示位置，杠杆右端偏高，应将杠杆右端的螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡，故B错误；
C、设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，
因为，F1l1＝F2l2，所以，2G×3L＝nG×2L，
所以n＝3，所以在B处挂3个钩码，故C错误；
D、根据杠杆平衡的条件，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，杠杆左侧顶端就是最长的动力臂，且动力的方向应垂直于力臂向上，根据杠杆平衡的条件F1l1＝F2l2，即3×0.5N×4L＝F2×6L，解得F2＝1N，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是探究杠杆的平衡条件的实验，考查了实验操作、杠杆的平衡条件的应用，常见题目。
28．（2023•黄石港区校级模拟）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0.1m²，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N
B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa
C．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
【考点】滑轮（组）的机械效率；压力；压强的计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】压强、液体的压强；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【答案】D
【分析】（1）由于力的作用是相互的，工人受到的拉力等于工人施加的拉力，工人提升重物时对水平台面的压力等于拉力加上人的重力；货物对地面的压力大小等于货物的重力减去货物上绳子的拉力大小，知道受力面积，利用p＝求出货物对地面的压强。
（2）根据η＝×100%＝×100%＝×100%求机械效率；
（3）由图可知，n＝3，根据v＝3v物求出自由端绳子移动的速度，再根据P＝＝＝Fv求出拉力F的功率。
【解答】解：A、工人施加的拉力F＝200N，由于力的作用是相互的，工人受到的拉力F拉＝F＝200N，
提升重物时对水平台面的压力：
F压＝F拉+G人＝200N+600N＝800N，故A正确；
B、由图可知，n＝3，F＝＝＝200N，
解得货物对地面的压力F压′＝400N，
则第一次拉绳子时，货物对地面的压强为p＝＝4000Pa，故B正确；
C、第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝90%，故C正确；
D、第二次拉绳子的过程中，工人拉力F′＝＝＝，
由于n＝3，自由端绳子移动的速度：v＝3v物＝3×0.09m/s＝0.27m/s，
根据P＝＝＝Fv求出拉力F′的功率：
P＝F′v＝＝90W，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了使用滑轮组绳子段数的判断、绳子运动速度与物体运动速度的关系、功率、机械效率、压强的计算等，要求灵活应用相关公式，关键要明确工人提升重物时对水平台面的压力等于拉力加上人的重力。
29．（2022•荆州一模）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a的拉力F2＝105N，他通过细绳b用F1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．细绳b的拉力为315N
C．拉力F1做功的功率为32.5W
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）如图所示，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，每个滑轮的重力均为10N，承担下面动滑轮绳子的股数n＝2，不计绳重和摩擦，根据F2＝（GA+G动）求物体A的重力；
（2）以中间的动滑轮为研究对象，根据力的平衡条件可知，细绳b的拉力等于下面3股绳子的拉力加上中间滑轮的重力，即F1＝3F2+G轮，据此求出拉力F1的大小；
（3）重物A匀速提升1.5m，由动滑轮的特点可知绳子a移动的距离：sa＝2hA；由图可知，中间的滑轮受到3股绳子向下的拉力，而细绳b的拉力F1作用在该滑轮的挂钩上，此时费力但省距离，因此绳子b移动的距离s＝sa，据此求出绳子b移动的距离，根据W总＝F1s求出拉力F1做的总功，根据P＝求拉力F1做功的功率；
（4）先根据W有＝GAhA求出有用功，然后根据η＝×100%求出该滑轮组在使用过程中的机械效率。
【解答】解：
A、如图所示，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，每个滑轮的重力均为10N，承担下面动滑轮绳子的股数n＝2，
因为不计绳重和摩擦时拉力F2＝（GA+G动），所以物体A的重力为：GA＝2F2﹣G动＝2×105N﹣10N＝200N，故A错误；
B、以中间的动滑轮为研究对象，根据力的平衡条件可知，细绳b的拉力等于下面3股绳子的拉力加上中间滑轮的重力，则拉力F1的大小为：F1＝3F2+G轮＝3×105N+10N＝325N，故B错误；
C、重物A匀速提升的高度hA＝1.5m，由动滑轮的特点可知绳子a移动的距离：sa＝2hA，
由图可知，中间的滑轮受到3股绳子向下的拉力，而细绳b的拉力F1作用在该滑轮的挂钩上，此时费力但省距离，
因此绳子b移动的距离：s＝sa＝hA＝×1.5m＝1m，
拉力F1做的总功：W总＝F1s＝325N×1m＝325J，
拉力F1做功的功率：P＝＝＝32.5W，故C正确；
D、使用滑轮组时，所做的有用功：W有＝GAhA＝200N×1.5m＝300J，
该滑轮组在使用过程中的机械效率为：η＝×100%＝×100%≈92.3%，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、功、功率和机械效率的计算，关键是求出绳子b移动的距离，有一定难度。
30．（2021•鄂州模拟）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲绳子自由端移动速度小于乙绳的
C．甲、乙两滑轮组均属于费力的机械
D．甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
【考点】滑轮组中的相关计算；滑轮组及其工作特点．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数n，不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动）比较两滑轮组拉力的大小关系；
（2）由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数n，绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的倍，据此比较甲、乙绳子自由端移动的速度关系；
（3）使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆；
（4）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s＝nh；
【解答】解：A、不计绳重及摩擦，因为拉力F＝（G物+G动），n1＝2，n2＝3，
所以绳端的拉力：F1＝（G物+G动），F2＝（G物+G动），所以F1＞F2，故A错误；
B、由图知，n甲＝2，n乙＝3，甲滑轮组绳子自由端移动的速度v甲＝2v物，乙滑轮组绳子自由端移动的速度v乙＝3v物，所以甲绳子自由端移动速度小于乙绳的自由端移动的速度，故B正确；
C、使用动滑轮能够省力，为省力杠杆，故C错误；
D、因为绳子自由端移动的距离s＝nh，n1＝2，n2＝3，提升物体的高度h相同，所以s1＝2h，s2＝3h，则s1≠s2，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，不计摩擦和绳重时拉力的求法；本题关键在于确定额外功相等。
二．填空题（共23小题）
31．（2022•宜城市模拟）如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时，需经过障碍物，当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为 费力 杠杆（选填“省力”或“费力”）；当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是 B （选填“A”、“B”或“C”）
【考点】杠杆的分类；杠杆及其五要素．
【专题】定性思想；推理法；简单机械．
【答案】见试题解答内容
【分析】支点是杠杆绕着转动的固定点。判断支点就要看杠杆绕着哪个点转动；结合图片和生活经验，确定手推车在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：（1）当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，车体是绕着C点转动的，故C点就是支。因为货物在车内摆放均匀，重心就在车箱的中心，重力是阻力，人对车的力作用在车把上，方向是竖直向下，所以售货员向下按扶把的使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
（2）当小推车后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，车体是绕着B点转动的，故B点就是支点。因为货物在车内摆放均匀，重心就在车箱的中心，重力是阻力，人对车的力作用在车把上，方向是竖直向上，所以手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故答案为：费力；B。
【点评】本题考查了杠杆的支点概念、杠杆的分类和杠杆平衡条件的应用。注意：在判断支点时就要看杠杆绕着哪个点转动。在判断杠杆的类型时，要先判断动力臂和阻力臂的大小关系。
32．（2021•云梦县二模）如图中的 （b） （选填“（a）”或“（b）”）图为定滑轮，作用是 改变力的方向 。
【考点】定滑轮及其工作特点．
【专题】简单机械；理解能力．
【答案】（b）；改变力的方向。
【分析】中间的轴固定不动的滑轮是定滑轮，定滑轮可以改变力的方向。
【解答】解：定滑轮中间的轴固定不动，如图（b）；定滑轮的作用是改变力的方向。
故答案为：（b）；改变力的方向。
【点评】本题考查的是定滑轮的相关知识，难度不大，属于基础考查。
33．（2021•安陆市二模）如图所示是某学校在周一晨会时的升旗仪式，当升旗手缓缓往下拉绳子时，国旗就会慢慢上升，根据所学知识，我们可以知道这是由于旗杆顶部有一个 定 （填“定”或“动”）滑轮；国旗在力的作用下从静止开始运动，说明 力可以改变物体的运动状态 。
【考点】定滑轮及其工作特点．
【专题】简单机械；理解能力．
【答案】定；力可以改变物体的运动状态。
【分析】（1）定滑轮是轴固定不动的滑轮，使用定滑轮不省力但能改变力的方向；
（2）力可以改变物体的运动状态。
【解答】解：升国旗时，当升旗手缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，则需要能改变拉力方向的滑轮，所以旗杆顶部安装的滑轮是定滑轮；
国旗在力的作用下从静止开始运动，国旗的运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为：定；力可以改变物体的运动状态。
【点评】此题考查定滑轮的特点，解决此类问题要结合定滑轮的特点进行分析解答。
34．（2021•襄州区二模）如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时它相当于一个 省力 杠杆（选填“省力”或“费力”）。若旅行箱内装满物体且质量分布均匀，其总重为180N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为 60 N。
【考点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类．
【专题】定量思想；简单机械．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由示意图分析动力和阻力，然后看动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆种类；
（2）根据杠杆的平衡条件进行计算求出竖直向上的力。
【解答】解：
（1）由图可知，竖直向上的力F为动力，箱体的重力为阻力，支点在轮上，故动力臂大于阻力臂，所以使用时它相当于一个杠杆；
（2）当旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡时，如图所示：
由“轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一”可知，L1＝3L2；
根据杠杆平衡条件可得：FL1＝GL2，
所以，竖直向上的拉力为：F＝＝G＝×180N＝60N。
故答案为：省力；60N。
【点评】此题考查的是杠杆的分类、平衡条件的应用，明确阻力臂的大小是解答此题的关键。
35．（2022•宜昌模拟）如图，是三种类型剪刀的示意图，请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 C （选填“A”、“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是为了省 力 。
【考点】杠杆的应用．
【专题】应用题；定性思想；推理法；简单机械；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】生活中的各类剪刀可以看作不同种类的杠杆，各类杠杆的特点也不相同：省力杠杆费距离；费力杠杆省距离。
【解答】解：由于剪铁皮需要的力较大，为了省力，需要选择省力杠杆，
由图片可知，C剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮，目的是为了省力。
故答案为：C；力。
【点评】解题时应先根据生活经验了解各种活动的目的，然后再根据各种杠杆的特点选择相应的剪刀。
36．（2022•谷城县校级模拟）小明到湖边游玩，他看到平静的湖面波光粼粼，是由于光的 镜面 （选填“镜面”或“漫”）反射形成的。一抬头，他看到湖上正在进行划船比赛，如图所示，运动员使用的船桨属于 费力 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
【考点】杠杆的分类；镜面反射．
【专题】应用题；光的传播和反射、平面镜成像；简单机械；应用能力．
【答案】镜面；费力
【分析】当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来的现象是光的反射，例如：平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的；
根据动力臂和阻力臂的大小关系判断杠杆的类型，若动力臂小于阻力臂，则杠杆是费力杠杆；若动力臂大于阻力臂，则杠杆是省力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则杠杆是等臂杠杆。
【解答】解：平静的水面相当于平面镜，太阳光射到水面上发生镜面反射，看起来波光粼粼。
船桨是一个杠杆，使用时动力臂小于阻力臂，费力而省距离，属于费力杠杆。
故答案为：镜面；费力。
【点评】本题考查了杠杆的分类、光的反射现象，属于基础题。
37．（2023•大冶市模拟）小明用扫帚打扫地面卫生的情景，此时扫帚属于 费力 杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”），平时用力扫地，是通过 增大压力 方法来增大摩擦，可使地面，打扫得更干净。如图，要让自行车车轴处采用滚动轴承是通过 滚动代替滑动 来减小有害摩擦的。天气晴雨预报瓶里面的液体用水和颜料兑制而成。天气转晴，大气压升高，天气转阴，大气压降低。某天早晨看见管内的液面上升，则表明今天天气将转 阴 。（填“晴”或“阴”）
【考点】杠杆的分类；增大或减小摩擦的方法；大气压的综合应用．
【专题】应用题；其他综合题；应用能力．
【答案】费力；增大压力；滚动代替滑动；阴。
【分析】（1）根据动力臂和阻力臂的大小关系的关系判定杠杆的种类；
（2）根据增大摩擦力的方法有两个：增大压力和增大接触面的粗糙程度；
（3）减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过减小压力来减小摩擦力；在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦；
（4）瓶中的气体同样存在压强，分析大气压变化与瓶中压强大小的关系。
【解答】解：扫帚在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
平时用力扫地，是通过增大压力的方法来增大摩擦的；
车轴处装有滚动轴承，是用滚动代替滑动来减小有害摩擦的；
某天早晨看见管内的液面上升，表明外界的气压减小，液面在内部气压的作用下被压上来，这表明大气压降低，天气转阴。
故答案为：费力；增大压力；滚动代替滑动；阴。
【点评】本题考查杠杆的分类、增大或减小摩擦的方法和大气压的综合应用等知识的了解和掌握，综合性较强，但难度不大。
38．（2021•洪山区模拟）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中定滑轮的作用是 改变力的方向 ；不计滑轮和钢绳自重及摩擦，若要使输电线A端受到的拉力大小为1×104N，则坠砣受到的总重力为 5000 N，若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 15 cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。
【考点】滑轮组中的相关计算；定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点．
【专题】计算题；应用能力．
【答案】（1）改变力的方向；（2）5000；（3）15
【分析】（1）根据定滑轮的特点，定滑轮的作用是改变力的方向；
（2）由图知滑轮组承担A端拉力的绳子股数n＝2，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，由此根据滑轮组的特点求出坠砣受到的总重力；
（3）坠砣串上升高度h＝2sA，据此可求出输电线A端向左移动的距离。
【解答】解：（1）由定滑轮的特点知，定滑轮的作用是改变力的方向；
（2）由图知滑轮组承担A端拉力为FA＝1×104N；绳子股数n＝2，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，则：
（3）图中坠砣挂在钢绳的自由端，且n＝2，输电线A端向左移动，坠砣下降，则坠砣串下降高度h＝2sA，坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了：
。
故答案为：（1）改变力的方向；（2）5000；（3）15
【点评】本题考查了水平使用滑轮组时拉力与提升物重的关系以及拉力端移动距离与物体升高高度的关系，注意与竖直使用滑轮组的区别。
39．（2021•利川市模拟）旗杆顶部一般安装有一个 定滑轮 ，以方便通过绳子拉升旗帜。我们握笔写字时，笔杆枕在虎口处起到支点作用，运笔时笔杆相当于一个 费力 杠杆（省力/费力/等臂）。
【考点】定滑轮及其工作特点；杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】定滑轮；费力。
【分析】（1）定滑轮实质上是一等臂杠杆，它的特点是：只能改变力的方向，而不省力；
（2）对日用品中杠杆的分类，先明确其五要素（动力、动力臂、阻力、阻力臂、支点），再根据动力臂和阻力臂的大小关系进行分类。
【解答】解：旗杆顶部的装置是一个定滑轮，它的优点是可以改变力的方向，缺点是不能省力；
写字时，笔杆的支点和动力作用点都在手指上，二者距离较近，而阻力作用点是笔端，距离支点较远，动力臂小于阻力臂，所以相当于费力杠杆。
故答案为：定滑轮；费力。
【点评】本题考查定滑轮的应用和杠杆的分类，是对基础知识的考查。
40．（2022•武穴市模拟）如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为80N物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是 40 N，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将 不变 选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【考点】杠杆的动态平衡分析．
【专题】计算题；简单机械．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）在A位置如图，OA、OC为动力F和阻力G的力臂，知道C是OA的中点，也就知道两力臂的大小关系，知道阻力G的大小，利用杠杆的平衡条件求动力F的大小；
（2）在B位置，画出动力和阻力的作用线，找出动力臂、阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况。
【解答】解：（1）如图，杠杆在A位置，轻质杠杆OA 中点悬挂重为80N 物体，则阻力臂L2＝OA，在A 端施加一竖直向上的力F，则动力臂L1＝OA，
由杠杆平衡条件可得：FL1＝GL2，
则F＝＝＝40N。
（2）杠杆在B位置时，由下图可知：OA′为动力臂，OC′为阻力臂，阻力不变为G，
由ΔOC′D∽ΔOA′B得，＝＝，
由杠杆平衡条件可得：F′×OA′＝G×OC′，
则F′＝＝G＝×80N＝40N。
由此可知，当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的力臂将变小，但力F的大小不变。
故答案为：40；不变。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握，能画出杠杆在B位置的力臂并借助三角形相似确定其关系是本题的关键。
41．（2022•荆门模拟）为了方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 省力 （选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重600N的小车沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，斜面的机械效率为 75% ，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 50 N。
【考点】斜面的机械效率；轮轴及其他常见简单机械；功的计算和公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】省力；75%；50
【分析】（1）斜面是一个省力机械；在斜面高一定时，斜面越长越省力；
（2）知道小车的重力和上升的高度，根据W＝Gh求出有用功；又知道斜面的长度和推力的大小，根据W＝Fs求出总功，利用效率公式η＝×100%求出斜面的机械效率；
（3）推力做的额外功等于总功减去有用功，再利用W额＝fs求在此过程中所受斜面摩擦力大小。
【解答】解：
（1）如图所示的专用通道是一个斜面，使用斜面可以省力，但要费距离，不能省功；
（2）在此过程中有用功：W有用＝Gh＝600N×2m＝1200J，
推力做的总功：W总＝Fs＝200N×8m＝1600J，
斜面的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝75%；
（3）推力做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝1600J﹣1200J＝400J，
由W额＝fs可得在此过程中所受斜面摩擦力大小：
f＝＝＝50N。
故答案为：省力；75%；50。
【点评】本题考查了使用斜面的好处、使用斜面时有用功和机械效率的计算，要知道斜面是一个省力机械，在斜面高一定时，斜面越长越省力，在利用斜面提升重物时，要分清有用功、总功和额外功。
42．（2022•孝感三模）用如图所示的滑轮组来匀速提升重物G。已知物重G＝600N，拉力F＝250N，重物升高0.5m时，拉力所做的有用功为 300 J，机械效率为 80 %。
【考点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】300；80
【分析】（1）知道物重、提升的高度，利用W＝Gh求出拉力做的有用功；
（2）由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子有效股数n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W＝Fs求拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：（1）拉力做的有用功：W有用＝Gh＝600N×0.5m＝300J；
（2）由图知，n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×0.5m＝1.5m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝250N×1.5m＝375J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：300；80。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算，属于基础题目。
43．（2022•宜城市模拟）如图所示，一支均匀的直尺放在水平桌面上，其中一端伸出桌面，已知伸出桌面的部分是全尺长的五分之一。当在B端挂一个重为6牛的物体C时，直尺A端刚开始翘起。若将其抽象为杠杆模型，则它的支点是图中的 O 点，该直尺的重力为 4 牛。若不计直尺的自重，则需要在A点施加的最小的力为 1.5 牛，方向 竖直向下 。
【考点】杠杆的平衡条件；杠杆中最小力的问题；杠杆及其五要素．
【专题】实验题；简单机械；分析、综合能力．
【答案】O；4；1.5；竖直向下。
【分析】（1）密度均匀的直尺，其重心在直尺的中点处，则重力力臂为支点到直尺中心的长度；又已知B端的物重和B端到支点的距离，根据杠杆平衡的条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂即可求出直尺的重力；
（2）要在水平位置平衡A点施加最小的力，由杠杆的平衡条件确定最长动力臂，由已知条件结合杠杆的平衡条件得出A点施加最小力的大小。
【解答】解：将直尺视为一个杠杆，A、B两端直尺可以围绕O点旋转，故O点是支点；
设直尺长为5m，则由题意可知，O点到A点的距离为4m，O点到B点的距离为1m，直尺的重心在直尺的中点处，即A点到直尺重心的距离为2.5m，故直尺重心到O点的距离为：4m﹣2.5m＝1.5m，
根据杠杆平衡条件可知：1.5m×G尺＝1m×GC，
物体C的重力为6N，则直尺的重力为：G尺＝×GC＝×6N＝4N；
根据杠杆平衡条件可知，当力臂最长时，所施加的力最小，则支点O到A点的距离就是最长的力臂，设直尺长为5m，则由题意可知，O点到A点的距离为4m，O点到B点的距离为1m，若不计直尺的自重，根据杠杆平衡条件可知4m×F＝1m×GC，
则需要在A点施加的最小的力为F＝×GC＝×6N＝1.5N，方向竖直向下。
故答案为：O；4；1.5；竖直向下。
【点评】本题考查学生对杠杆的平衡条件的应用，在解题时应通过审题找出有用的信息，找出动力、动力臂、阻力、阻力臂中的不变量、变化量是本题的关键。
44．（2023•湖北三模）襄阳凤雏大桥是汉江首座三塔式悬索桥，如图所示。根据你所学的力学知识分析：为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当 增加 （选填“增加”或“减小”）桥塔的高度。
【考点】杠杆的应用．
【专题】简单机械；分析、综合能力．
【答案】增加
【分析】通过图中钢索连接塔桥高度的变化，结合图示模型分析出动力臂的变化，然后再利用杠杆平衡条件得出拉力变化。
【解答】解：塔桥可以简化为如图模型，
由图可知，假如增加塔桥的高度，即增加了支点O到F2的距离，即增大了拉力的力臂L2，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，拉力的力臂越大，拉力越小即桥对钢索的拉力就越小，反之，如果降低高度，则拉力变大。
故答案为：增加。
【点评】本题考查通过杠杆模型分析实际问题，属于能力题。
45．（2023•大冶市模拟）如图所示，一位同学利用滑轮组将240N的物体匀速吊起，已知滑轮重60N，不计绳重和摩擦，拉力大小为 100 N；此时滑轮组的机械效率为 80% 。
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】100；80%
【分析】（1）由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）计算拉力大小；
（2）拉力端移动的距离s＝nh，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝。
【解答】解：
（1）由图可知，n＝3，不计绳重及摩擦，拉力：
F＝（G+G动）＝×（240N+60N）＝100N；
（2）拉力端移动的距离s＝nh＝3h，
滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80%。
故答案为：100；80%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、机械效率的计算，要利用好关系式：不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动）。
46．（2021•老河口市模拟）如图所示，在轻质弯杠杆AOBC的C端施加一个最小的动力F，提起悬挂在其A端重为200N的物体并保持静止状态。已知O为杠杆的支点，AO＝50cm，OB＝30cm，BC＝40cm，请画出最小动力F的示意图，此时F＝ 200 N。
【考点】杠杆中最小力的问题．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】；200。
【分析】杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，阻力×阻力臂是定值时，当动力臂最大时，动力是最小的，然后根据杠杆平衡条件可求得最小动力F。
【解答】解：由题知，O为杠杆的支点，要在C端施加一个最小的动力F。
根据杠杆的平衡条件，要使动力最小，则动力臂应最长，图中C点到O的距离最长，以OC为力臂是最长的力臂，动力的方向与OC垂直且向下，如图所示：
在直角三角形OBC中，斜边OC＝＝＝50cm，
由杠杆的平衡条件可得：F×OC＝G×OA，
则最小的动力大小为：
F＝＝＝200N。
故答案为：见上图；200。
【点评】本题考查了学生对杠杆的平衡条件的掌握和运用，能找到最长动力臂并能计算出动力臂的大小是本题的关键。
47．（2021•荆门一模）“让我们荡起双桨，小船儿推开波浪，海面倒映着美丽的白塔，四周环绕着绿树红墙……”欣赏美丽歌词思索其中奥秘：荡起的双桨（如图所示）属于 费力 （填“省力”或“费力”）杠杆；小船儿能前进是因为受到 水 （填“人”“水”或“桨”）施加的推力作用；小船相对于波浪是 运动 （填“运动”或“静止”）的。
【考点】杠杆的分类；运动和静止的相对性；力作用的相互性．
【专题】定性思想；运动和力；简单机械；理解能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据动力臂和阻力臂的大小，判断杠杆类型；
（2）船桨向后划水，从力作用的相互性去判断使船运动的力；
（3）以波浪为参照物，就要从运动和静止的相对性这一知识点去解答。
【解答】解：
（1）船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，所以它是一个费力杠杆；
（2）船桨向后划水，桨给水一个向后的作用力，因物体间力的作用是相互的，所以水给船一个向前的反作用力，使船向前运动；
（3）小船相对于波浪的位置发生了改变，所以小船相对于波浪是运动的。
故答案为：费力；水；运动。
【点评】本题考查了杠杆的分类，力作用的相互性，以及运动和静止的相对性，难度不大。
48．（2022•硚口区模拟）如图所示是建筑工地上普遍使用的起重设备，它通过电动机和一个动滑轮将物体提高，现将0.9t的钢材以0.1m/s的速度匀速吊起1m高，钢绳的拉力为5000N，在这个过程中，动滑轮做的有用功为 9×103 J，钢绳拉力做功的功率为 1000 W，如果利用此电动起重机将1t的钢材以相同速度提高相同高度，则动滑轮的机械效率将 增大 （选填“减小”“不变”或“增大”）。
【考点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）9×103；（2）1000；（3）增大
【分析】（1）根据W有＝Gh计算有用功；
（2）由v＝nv物计算绳端速度，根据P＝＝＝Fv计算拉力的功率；
（3）同一滑轮（组）提起的物体越重，机械效率越高。
【解答】解：（1）动滑轮做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝0.9×103kg×10N/kg×1m＝9×103N；
（2）由图知，n＝2，钢材上升的速度：
v＝nv钢＝2×0.1m/s＝0.2m/s，
拉力的功率：
P＝＝＝Fv＝5000N×0.2m/s＝1000W；
（3）同一滑轮（组）提起的物体越重，机械效率越高，所以提起1t的钢材时，动滑轮的机械效率将增大。
故答案为：（1）9×103；（2）1000；（3）增大。
【点评】本题考查动滑轮特点、功率公式的灵活应用以及机械效率变化的分析，难度不大。
49．（2022•樊城区模拟）如图，某同学在做俯卧撑，可将他视为一个 省力 杠杆，他的重心在A点，重力为500N，那么他将身体撑起保持静止时，双手对地面的压力为 300 N。
【考点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类．
【专题】计算题；应用题；推理法；简单机械；应用能力．
【答案】省力；300。
【分析】（1）支点指杠杆绕着转动的固定点；做俯卧撑运动时，地面对手的支持力为动力，人的重力为阻力，根据图示可知动力臂和阻力臂的大小关系，从而确定是省力杠杆还是费力杠杆；
（2）求出动力臂和阻力臂，利用杠杆平衡的条件可以求出地面对手的力，根据力的作用是相互的，可得双手对地面的压力。
【解答】解：做俯卧撑运动时，可以将人看成是一个杠杆，支点为O，地面对手的支持力为动力，人的重力为阻力，由图可知，动力臂L1＝0.9m+0.6m＝1.5m，阻力臂L2＝0.9m，则动力臂大于阻力臂，所以此时人相当于一个省力杠杆；
由杠杆平衡可知：
F1L1＝F2L2，
F1×1.5m＝500N×0.9m，
解得：F1＝300N。
故答案为：省力；300。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件、功的计算，这是一道结合学生实际的题目，要学会分析题目所给的图形，从图形上找到解题的信息。
50．（2023•湖北三模）某学校在操场上举办春季运动会的开幕式。入场时，小林竖直举着班牌走在最前列，如图所示。若匀速前进时，班牌受到风水平向后的阻力为6N，作用在A点。若将班牌视为杠杆，AC间的距离是BC间距离的3倍。小林将图中B点作为支点，手对C点施加的力的方向 向后 （填“向前”或“向后”）。小林还可以将图中C点作为支点，此时小林对B点施加的力为 18 N。
【考点】杠杆的平衡条件．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】向后；18。
【分析】分析杠杆的五要素，根据杠杆的平衡条件分析解答。
【解答】解：AC间的距离是BC间距离的3倍，则AB是BC距离的2倍；
小华在运动会上竖直举着班牌匀速前进，若以B为支点时，C处垂直于杠杆向左的力为动力，A处垂直杠杆向左的力为阻力，则动力也是向后的；
若以C为支点时，B处垂直于杠杆向右的力为动力，A处垂直杠杆向左的力为阻力，BC为动力臂，AC为阻力臂；
根据杠杆的平衡条件可知：F1×LBC＝F2×LAC，则手施加的力为：F1＝＝6N×＝18N。
故答案为：向后；18。
【点评】本题考查了杠杆五要素的分析以及利用杠杆的平衡条件分析解答问题，本题的关键是确定动力臂、阻力臂的大小。
51．（2021•枣阳市模拟）如图所示，斜面长s＝0.6m，高h＝0.3m，用沿粗糙斜面方向的拉力F，将一个重为G＝10N的小车由斜面底端匀速拉到顶端，运动过程中小车克服摩擦力做了1.2J的功，则拉力F的大小是 7 N，若要探究斜面能否省功，要比较 Fs 与 Gh 的关系（请用题中的物理量符号表示）。
【考点】功的原理．
【专题】计算题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）知道物体的重力和斜面的高度，根据W＝Gh求出人对小车做的有用功；物体克服摩擦力做的功为额外功，根据W总＝W有+W额求出总功，根据W＝Fs求出拉力F的大小；
（2）探究斜面能否省功，就要比较拉力做的功W总和直接提升重物对重物做功W有用的大小关系，且W总＝Fs，W有用＝Gh。
【解答】解：
（1）人对小车做的有用功：
W有＝Gh＝10N×0.3m＝3J；
人做的总功：
W总＝W有+W额＝3J+1.2J＝4.2J，
由W总＝Fs可得，拉力的大小：
F＝＝＝7N。
（2）探究斜面能否省功，就要比较拉力做的功W总和直接提升重物对重物做功W有用的大小关系，即比较Fs和Gh的大小关系。
故答案为：7；Fs；Gh。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功（克服物体重力做功）、总功（拉力做的功）的计算，知道克服摩擦力做的功是额外功是本题的关键。
52．（2021•樊城区模拟）在“探究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，旋动平衡螺母调节杠杆平衡。此后在整个实验过程中，是否还要再旋动两侧的平衡螺母？ 否 （选填“是”或“否”）。（图中杠杆上每格距离相等）
（2）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是： 寻找杠杆平衡的普遍规律，避免偶然性 。
（3）如图所示，当在A处挂三个重为0.5N钩码，要使杠杆平衡，在C处用弹簧秤竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧秤上的示数为 3 N．若在C处用弹簧秤倾斜向右拉，则弹簧秤上的示数将 变大 （选填“变大”或“变小”或“不变”）。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】实验题；探究型实验综合题；实验基本能力．
【答案】（1）否；（2）寻找杠杆平衡的普遍规律，避免偶然性；（3）3；变大。
【分析】（1）调节杠杆自身在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；调节杠杆自身水平平衡后，在实验过程中不能再调节平衡螺母；
（2）实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律；
（3）根据杠杆的平衡条件分析解答。
【解答】解：（1）杠杆在使用前要使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节；此后在整个实验过程中，不再旋动两侧的平衡螺母；
（2）如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，用同样的方法一般要做三次实验，得到三组不同的数据并进行分析，这样做的目的是寻找杠杆平衡的普遍规律，避免偶然性；
（3）若每个钩码重G，一个钩码重G＝0.5N，
一个小格长度L，根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2得，
根据杠杆的平衡条件：3×0.5N×4L＝F×2L，
F＝3N，
若在C处用弹簧秤倾斜向右拉，则拉力的力臂变短，阻力和阻力臂不变，所以弹簧测力计示数将变大；
故答案为：（1）否；（2）寻找杠杆平衡的普遍规律，避免偶然性；（3）3；变大。
【点评】本题考查探究杠杆的平衡条件实验，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。
53．（2022•樊城区模拟）一质量为10kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，此时的机械效率为40%。则动滑轮的重力为 150 N。（不计滑轮组中的绳重和摩擦，取g＝10N/kg）
【考点】滑轮（组）的机械效率．
【专题】定量思想；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】150。
【分析】利用G＝mg求重物A重力，利用不计绳重和摩擦时，η＝＝＝＝求出动滑轮的重力。
【解答】解：重物A重力：GA＝mg＝10kg×10N/kg＝100N，
因为不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝，
所以动滑轮的重力：
G动＝×GA＝×100N＝150N。
故答案为：150。
【点评】本题考查了机械效率公式的应用，利用好不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝是关键。
三．实验探究题（共4小题）
54．（2023•孝感一模）王宏业同学在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。
（1）实验装置如图甲所示静止在桌上，此时杠杆 是 （选填“是”或“不是”）平衡状态，为了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向 左 边调（选填“左”或“右”）；
（2）程勇同学在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，他应该在下列方法中选择 B 使杠杆重新在水平位置平衡；
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动
C.增加右侧钩码个数
（3）进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中：
程勇同学根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论：动力+动力臂＝阻力+阻力臂。张华同学说他得出的结论是错误的，她判断的依据是：不同的物理量不能进行 加法运算 。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】实验题；简单机械；分析、综合能力．
【答案】（1）是；左；（2）B；（3）加法运算。
【分析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，左边下沉往右调；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响，使实验简单化，便于探究；
（2）根据杠杆的平衡条件分析；
（3）由于动力和动力臂的单位不同，所以不能进行加减运算。
【解答】解：（1）实验前，杠杆静止如图甲所示，此时杠杆静止，处于平衡状态；杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，故应向左调节平衡螺母。
（2）由图可知，杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，则左侧力与力臂的乘积要小于右侧力与力臂的乘积；
A、在实验的过程中，不能通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，故A错误；
B、将左侧钩码向左移动，左侧的力不变，力臂变大，则左侧力与力臂的乘积变大，会使杠杆平衡，故B正确；
C、增加右侧钩码个数，右侧的力臂不变，力变大，力与力臂的乘积变大，杠杆不会平衡，故C错误。
故选：B。
（3）力的单位是N，力臂的单位是cm，两个物理量的单位不相同，不能进行加减运算。
故答案为：（1）是；左；（2）B；（3）加法运算。
【点评】此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用以及过支点的力对杠杆的影响，要注意分析力和对应的力臂。
55．（2023•枣阳市模拟）如图1所示，图是张平同学测量“滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表：摩擦及绳重忽略不计。
（1）实验中，小明应竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓慢上升。
（2）第3次实验中，滑轮组的机械效率是 74.1% （结果保留至0.1%）。
（3）如图2所示，根据所学知识分析用同一滑轮组匀速提升质量不同的物体，该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图像正确的是 B 。
（4）机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志，请根据你的生活经验提出一种提高机械效率的措施 减轻动滑轮的自重 。
【考点】实验 测量滑轮组的机械效率．
【专题】实验题；功、功率、机械效率；实验基本能力．
【答案】（1）匀速；（2）74.1%； （3）B；（4）减轻动滑轮的自重。
【分析】（1）实验中，小明应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）根据η3＝×100%得出第3次实验中滑轮组的机械效率；
（3）摩擦及绳重忽略不计，克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源，根据滑轮组的机械效率为
η＝＝＝＝分析。
（4）在有用功一定时，可减轻动滑轮的自重，可减少做的额外功。
【解答】解：（1）实验中，小明应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓慢上升。
（2）第3次实验中，滑轮组的机械效率是：
η3＝×100%＝×100%≈74.1%；
（3）摩擦及绳重忽略不计，克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源，该滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝；
AD、用同一滑轮组（动滑轮的重力是一定的）匀速提升质量不同的物体，即提升重力G不同的物体，由上式可知，G越大，机械效率越高，且机械效率与G不成正比，故AD错误；
BC、和G动相比，当G变得很大时，由上式可知，机械效率接近100%，即等于1，故B正确，C错误。
故选：B。
（4）减轻动滑轮的自重，可减少做的额外功，在有用功一定时，总功减小，滑轮组的机械效率将变大。
故答案为：（1）匀速；（2）74.1%； （3）B；（4）减轻动滑轮的自重。
【点评】本题测量“滑轮组机械效率”的实验，考查注意事项、机械效率公式的运用和提高机械效率的方法。
56．（2022•江汉区校级模拟）在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用图中的滑轮组进行了4次测量，测得数据如表：
（1）实验中需竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计，同时观察弹簧测力计的示数。表格中①处的数据应为 66.7 （与表格中同类数据格式相同）。
（2）第3次实验中克服摩擦和绳重所做的额外功为 0.08J 。
（3）由实验次数 1、2 可知：滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；由实验次数1、3、4可知：同一滑轮组提升的钩码越重，机械效率越 高 。（选填“高”或“低”）
【考点】实验 测量滑轮组的机械效率．
【专题】实验题；功、功率、机械效率；实验基本能力．
【答案】（1）匀速；66.7；
（2）0.08J；
（3）1、2；高。
【分析】（1）实验中需竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于绳子的拉力大小；
根据表中数据求出第4次滑轮组的机械效率；
（2）根据W＝Fs得出第3次实验做的总功；根据W＝Gh得出做的有用功及克服动滑轮重力做的额外功，从而得出第3次实验中克服摩擦和绳重所做的额外功；
（3）研究滑轮组的机械效率与钩码上升的高度的关系时，要控制提升物体的重力相同，钩码上升的高度不同，据此分析；纵向分析实验次数1、3、4得出结论。
【解答】解：（1）为了准确测量绳端的拉力，该实验中需竖直向上匀速拉动弹簧测力计，同时观察弹簧测力计的示数。
第4次滑轮组的机械效率：
η＝×100%≈66.7%；
表格中①处的数据应为66.7；
（2）第3次实验的总功：
W总3＝F3s3＝1.1N×0.3m＝0.33J，
做的有用功：
W有3＝G3h3＝2N×0.1m＝0.2J，
克服动滑轮重力做的额外功：
W额外1＝G动h＝0.5N×0.1m＝0.05J
额外功包括克服动滑轮的重力及克服摩擦和绳重所做的额外功，故第3次实验中克服摩擦和绳重所做的额外功为：
W额外2＝W总3﹣W有3﹣W额外1＝0.33J﹣0.2J﹣0.05J＝0.08J；
（3）研究滑轮组的机械效率与钩码上升的高度的关系时，要控制提升物体的重力相同，而钩码上升的高度不同，所以由实验次数1、2可知：滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；
由实验次数1、3、4可知：同一滑轮组提升的钩码越重，机械效率越高。
故答案为：
（1）匀速；66.7；
（2）0.08J；
（3）1、2；高。
【点评】本题是探究滑轮组的机械效率的实验，考查了实验注意事项、功和机械效率的计算及数据分析。
57．（2022•茅箭区校级模拟）小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆处于如图甲所示的静止状态，他应把杠杆左端的平衡螺母向 右 （左/右）调节。
（2）如图乙所示，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 左端下沉 （仍保持平衡/左端下沉/右端下沉）。
（3）在实验中，小明不慎将杠杆右侧的平衡螺母遗失，于是他在杠杆上右侧适当位置粘了块橡皮泥后杠杆恰好在水平位置平衡（如图丁），此装置 能 （能/不能）继续完成探究杠杆平衡条件的实验。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】（1）右；（2）左端下沉；（3）能。
【分析】（1）为了便于测量力臂大小，需要杠杆在水平位置平衡，调节平衡时将螺母向上翘的一端移动；
（2）设出一个钩码重和杠杆一个小格的长度，根据杠杆平衡条件判断是否平衡；
（3）测量前杠杆平衡就能继续探究杠杆的平衡条件。
【解答】解：（1）由图甲可知，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡；
（2）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，
则左侧3G×3L＝9GL，右侧2G×4L＝8GL，由9GL＞8GL可知，杠杆不能平衡，左端下沉；
（3）测量前杠杆平衡就能继续探究杠杆的平衡条件，
所以当平衡螺母遗失，粘了橡皮泥后杠杆恰好在水平位置平衡时，此装置能继续用来完成探究杠杆平衡条件的实验。
故答案为：（1）右；（2）左端下沉；（3）能。
【点评】本题是探究杠杆平衡的实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。
四．计算题（共3小题）
58．（2021•湖北模拟）如图所示，滑轮组在竖直向上的拉力F＝50N作用下，将重力为120N的物体匀速提起在10s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3m。
（1）计算物体上升的速度；
（2）计算滑轮组提升该物体时的机械效率；
（3）拉力功率多少？
【考点】滑轮（组）的机械效率；速度的计算和公式的应用；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n＝3，拉力端移动距离s＝3h，可求物体上升的高度，再利用速度公式求物体上升的速度；
（2）利用W有用＝Gh求拉力做的有用功，利用W总＝Fs求拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；
（3）根据P＝可求拉力功率。
【解答】解：
（1）由图知，承担物重的绳子股数n＝3，绳子自由端移动的距离s＝3h，
则物体上升的高度：
h＝s＝×3m＝1m，
物体上升的速度：
v＝＝＝0.1m/s；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝120N×1m＝120J，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝50N×3m＝150J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝80%；
（3）拉力功率：
P＝＝＝15W。
答：（1）物体上升的速度是0.1m/s；
（2）滑轮组提升物体时的机械效率是80%；
（3）拉力功率是15W。
【点评】本题考查了速度公式、功的公式、机械效率、功率公式的应用，属于常见题。
59．（2023•武汉模拟）中国自行研制的“新光华”号半潜船，堪称海上“大力神叉车”，它的甲板面积1.35×104m3，有两个足球场那么大！甲板与水面相平时，排开水的质量达10万吨。它通过本身压载水的调整，把巨大的甲板潜入水中，再用拖轮将所要承运的超大货物（如钻井平台、舰船、甚至航母）拖行到“新光华”甲板正上方，定位后，用压缩空气将压载水舱里的水排出一部分，船身变轻，甲板上浮，将货物托起。
（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为多少？
（2）当“新光华”半潜船在水面上做匀速直线运动时，水平推进器提供的动力为3×106N时，总输出功率达到24000kW，则“新光华”航行2h通过的距离为多少？
（3）图乙是“新光华”半潜船正在进行跨海大桥的工程建设。整体桥梁ABC质量为m，重心O位于跨度为80m的两个桥墩的中点。此时甲板上的托举塔顶端P刚好接触桥梁，且PD＝20m。当压载水舱里的水再排出6×103m3时，桥梁的一端刚好离开桥墩D，求桥梁ABC质量m为多少？
【考点】杠杆的平衡条件；阿基米德原理的应用；浮力大小的计算．
【专题】计算题；浮力；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力；分析、综合能力．
【答案】（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为1×109N；
（2）“新光华”航行2h通过的距离为5.76×104m；
（3）桥梁ABC质量m为9×106kg。
【分析】（1）根据阿基米德原理可知浮力等于排开水的重力；
（2）根据P＝的变形式W＝Pt求出“新光华”航行2h做的功，根据W＝Fs的变形式s＝求出“新光华”航行2h通过的距离；
（3）求出压载水舱里的水在排出6×103m3时产生的浮力，即半潜船托举塔顶端P向上的力F，由题知E为支点，根据杠杆平衡条件得，F×PE＝G×OE，代入数据可求出桥梁ABC的重力，根据重力公式可求出其质量。
【解答】解：（1）由题意可知，当“新光华”轮的甲板与水面相平时，排水量达10万吨；由阿基米德原理可得此时所受的浮力为：F浮＝G排＝m排g＝10×104×103kg×10N/kg＝1×109N；
（2）根据P＝得，“新光华”航行2h做的功：W＝Pt＝24000×103W×2×60×60s＝1.728×1011J，
根据W＝Fs得，“新光华”航行2h通过的距离为：s＝＝＝5.76×104m；
（3）压载水舱里的水在排出6×103m3时，产生的浮力为：F浮＝G排＝m排g＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×6×103m3×10N/kg＝6×107N，
则半潜船托举塔顶端P向上的力为F＝6×107N，
桥梁ABC的重力G＝mg，
由题知E为支点，根据杠杆平衡条件得，F×PE＝G×OE，即6×107N×（80m﹣20m）＝G××80m，解得，G＝9×107N，
桥梁ABC质量为：m＝＝＝9×106kg。
答：（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为1×109N；
（2）“新光华”航行2h通过的距离为5.76×104m；
（3）桥梁ABC质量m为9×106kg。
【点评】本题以半潜船为背景，考查了阿基米德原理、功率公式和杠杆的平衡条件等知识。将桥梁简化为一个杠杆，并准确找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂是解决该题的关键。还要注意此题中有些数据是干扰信息，要注意分辨，不要被其干扰。
60．（2022•恩施州模拟）中央电视台的《我爱发明》栏目播出了一起节目：“水陆机甲”，即“水陆两栖挖掘机”，这个挖掘机下面是两个巨大的浮箱。它的有关数据如下表所示：
（1）求挖掘机静止且不工作时对水平地面的压强。
（2）求挖掘机在足够深的水中静止时，所排开水的体积。
（3）挖掘机在从水中挖掘、运送泥沙过程中，正好装满泥沙的铲斗用4s以2.4m/s的平均速度从图乙中最低点A移到最高点B，接着再用2s沿水平方向移动4m将泥沙卸到汽车上。如果挖掘机在上述运送泥沙过程中的平均功率为60kW，设泥沙的密度为1.8×103kg/m3。求：此过程挖掘机的机械效率。
【考点】机械效率的计算；压强的计算；阿基米德原理的应用．
【专题】计算题；压强和浮力；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【答案】（1）挖掘机静止且不工作时对水平地面的压强为7.3×104Pa；
（2）挖掘机在足够深的水中静止时，所排开水的体积为36.5m3；
（3）运送泥沙过程中挖掘机的机械效率为40%。
【分析】（1）挖掘机静止且不工作时对水平地面的压力和自身的重力相等，根据F＝G＝mg求出其大小，受力面积等于2条履带与地面接触的面积之和，利用p＝求出对地面的压强；
（2）挖掘机在足够深的水中静止时处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，根据F浮＝ρ液gV排求出挖掘机所排开水的体积；
（3）装满铲斗时泥沙的体积等于标准斗容，又知道泥沙的密度，根据G＝mg＝ρVg求出装满铲斗的泥沙重力，挖掘机把泥沙从3m深处挖起时，克服泥沙的重力做功，当沿水平面运送时，不对泥沙做功，根据W＝Gh求出挖掘机运送泥沙过程中做的有用功，根据W＝Pt求出挖掘机运送泥沙过程中做的总功，利用η＝×100%求出挖掘机运送泥沙过程中的机械效率。
【解答】解：（1）挖掘机静止且不工作时对水平地面的压力：
F＝G机＝m机g＝36.5×103kg×10N/kg＝3.65×105N，
受力面积：
S＝2×2.5m2＝5m2，
对地面的压强：
p＝＝＝7.3×104Pa；
（2）挖掘机在足够深的水中静止时处于漂浮状态，则挖掘机受到的浮力：
F浮＝G机＝3.65×105N，
由F浮＝ρ液gV排可得，挖掘机所排开水的体积：
V排＝＝＝36.5m3；
（3）装满铲斗的泥沙重力：
G＝mg＝ρVg＝1.8×103kg/m3×1m3×10N/kg＝1.8×104N，
挖掘机运送泥沙过程中做的有用功：
W有＝Gh总＝1.8×104N×（5m+3m）＝1.44×105J，
由P＝可得，挖掘机运送泥沙过程中做的总功：
W总＝P送t总＝6×104W×6s＝3.6×105J，
挖掘机运送泥沙过程中的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝40%。
答：（1）挖掘机静止且不工作时对水平地面的压强为7.3×104Pa；
（2）挖掘机在足够深的水中静止时，所排开水的体积为36.5m3；
（3）运送泥沙过程中挖掘机的机械效率为40%。
【点评】本题考查了重力公式和压强公式、物体浮沉条件、阿基米德原理、密度公式、做功公式、机械效率公式的综合应用，要知道物体对水平面的压力和自身的重力相等，最容易出错的是在水平方向移动距离时挖掘机对泥沙不做功甲
乙
丙
弹簧测力计的示数/N
4
4.4
2.8
拉力方向
向上
向下
向上
物体移动的距离/cm
20
20
测力计移动的距离/cm
20
40
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
!
3
2
4
1
2
4
5
5
4
3
5
6
6
5
实验次数
钩码重G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动
距离s/m
机械效率η/%
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7
3
4
0.1
1.8
0.3
实验次数
动滑轮重G动/N
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
①
项目
数值
整机质量（t）
36.5
发动机最大功率（kW）
150
标准斗容（m3）
1.0
铲斗质量（t）
0.25
每条履带与地面接触的面积（m2）
2.5
甲
乙
丙
弹簧测力计的示数/N
4
4.4
2.8
拉力方向
向上
向下
向上
物体移动的距离/cm
20
20
测力计移动的距离/cm
20
40
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
!
3
2
4
1
2
4
5
5
4
3
5
6
6
5
实验次数
钩码重G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动
距离s/m
机械效率η/%
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7
3
4
0.1
1.8
0.3
实验次数
动滑轮重G动/N
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
①
项目
数值
整机质量（t）
36.5
发动机最大功率（kW）
150
标准斗容（m3）
1.0
铲斗质量（t）
0.25
每条履带与地面接触的面积（m2）
2.5
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