专题11 简单机械-备战中考物理重难点题型专题突破

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本专题的考点
1.杠杆
（1）概念：能绕着某一固定点转动的硬棒；其固定点叫支点，过支点作力（动力或阻力）的作用线的垂线，其垂线段的长度叫力臂；当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力。
（2）分类
动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，是省力杠杆；
动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，是费力杠杆；
动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力，是等臂杠杆；
（3）判断杠杆是省力杠杆还是费力杠杆，要通过比较动力臂和阻力臂的大小进行判断，因此对于较复杂的杠杆，最好先在图上确定支点、动力和阻力，然后再画出动力臂和阻力臂进行比较。
判断杠杆的种类，不仅可以从动力臂与阻力臂的大小关系进行区分，还可以从使用目的上进行区分。若为了省力，应使用省力杠杆；若为了省距离，应使用费力杠杆。
（4）杠杆的平衡条件
动力×动力臂＝阻力×阻力臂 或 F1l1＝F2l2
（5）探究杠杆平衡条件的两个关键点
①在探究前，调节杠杆在水平位置平衡时要根据杠杆的偏向调节，杠杆那端高就把平衡螺母向那端调；杠杆在水平位置平衡时可以直接从杠杆上读出力臂。
②判断杠杆是否平衡，可以利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，求出力和力臂的乘积。若两边的乘积不等，则那边乘积大哪边就下沉。
2.滑轮和滑轮组
（1）定滑轮
使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力，但能改变力的方向，相当于等臂杠杆。
（2）动滑轮
使用滑轮时，轴的位置随物体一起移动的滑轮称为动滑轮。动滑轮省一半的力，但费一倍的距离，不能改变力的方向，相当于动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
（3）滑轮组
由定滑轮和动滑轮组合在一起使用，既可以省力，又可以改变力的方向。
滑轮组竖直应用时的相关关系
、（忽略动滑轮重和摩擦）；、（考虑动滑轮重但忽略摩擦）。
滑轮组水平应用时的相关关系
、（忽略滑轮组的摩擦）。
3.机械效率
（1）概念：有用功与总功的百分比叫机械效率，其公式为。
（2）滑轮组
①水平方向：，可以通过减小滑轮组件间的摩擦，提高机械效率。
②竖直方向：（忽略组件间的摩擦），可以通过减小滑轮组件间的摩擦，增大物重来提高机械效率。
（3）斜面
是一种省力机械，其机械效率为：
一、单选题
1．（2022·江苏连云港·统考中考真题）下图是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（ ）
A． 钓鱼竿B．道钉撬
C．筷子D． 理发剪刀
【答案】B
【解析】A．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；
B．道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意；
C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；
D．理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
2．（2022·山东烟台·统考中考真题）如图所示的杠杆在使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）
A． 用羊角锤起钉子B． 用钳子夹导线
C． 用起子起瓶盖D． 用镊子夹取砝码
【答案】D
【解析】A．用羊角锤起钉子时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．用钳子夹导线时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．用起子起瓶盖时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．用镊子夹取砝码时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
3．（2022·贵州毕节·统考中考真题）如图是常用的一些工具，它给我们带来了很多便利。其中属于费力杠杆的是（ ）
A．核桃夹B．食品夹
C．园艺剪刀D．天平
【答案】B
【解析】A．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．食品夹使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B符合题意；
C．园艺剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D不符合题意。
故选B。
4．（2022·西藏·统考中考真题）杠杆在生活中无处不在，下图所示工具在使用过程中属于费力杠杆的是（ ）
A． 铁皮剪B． 定滑轮
C． 钳子D． 船桨
【答案】D
【解析】A．铁皮剪的动力臂大于阻力臂，所以铁皮剪是省力杠杆，故A不符合题意；
B．定滑轮相当于等臂杠杆，使用定滑轮不省力，故B不符合题意；
C．钳子的动力臂大于阻力臂，所以钳子是省力杠杆，故C不符合题意；
D．船桨的动力臂小于阻力臂，所以船桨是费力杠杆，能省距离，故D符合题意。
故选D。
5．（2022·江苏淮安·统考中考真题）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】根据杠杆的支点定义可知夹子中间的轴的位置是支点，手作用的点为动力作用点，动力的方向向下，阻力的作用点为支点左端弹性铁圈与夹子接触的位置，阻力的方向向下，故A符合题意。
故选A。
6．（2022·内蒙古包头·统考中考真题）如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（ ）
A．F的大小为物重的2倍
B．物重增加5N，F的大小也增加5N
C．物体悬挂点右移，拉力F会增大
D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
【答案】C
【解析】A．由图可知，OA=AB，阻力的力臂为动力力臂的一半，根据杠杆的平衡条件可知
由于 ，拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误；
B．若物重增加5N，根据杠杆的平衡条件可知，F的变化量为，根据杠杆平衡条件可知
解得
故B错误:
C．当悬挂点右移时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，则动力F将变大，故C正确；
D．保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。
故选C。
7．（2022·江苏常州·统考中考真题）为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”，农业专家自制轻质拔草器，如图所示，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起。若拔同一植株，手施力最小的是（ ）
A．B．
C．
D．
【答案】C
【解析】杠杆平衡条件。根据题意可知阻力大小是不变的，要让动力最小，应该使尽量小，尽量大。根据图示最小，垂直于杠杆，的长度最大的，C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．（2022·山东济南·统考中考真题）小强开启饮料时，瓶起子可视为一个杠杆，如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】用瓶起子开瓶盖时，瓶起子在使用过程中，支点在一端，且动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，根据杠杆平衡条件，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
9．（2022·湖南邵阳·统考中考真题）某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！"“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中，分析合理的是（ ）
A．前臂杠杆的支点O在肘关节处B．肱二头肌给桡骨的力F1是阻力
C．重物给前臂的力F2是动力D．前臂是一根省力杠杆
【答案】A
【解析】A．前臂将物体拿起时，肘关节处保持不动，肘关节处为前臂杠杆的支点O，故A符合题意；
B．肱二头肌给桡骨的力F1是将物体拿起的动力，故B不符合题意；
C．重物给前臂的力F2是阻碍前臂上升的阻力，故C不符合题意；
D．如图所示，动力F1是力臂是肘关节到肱二头肌拉力作用线的距离，距离较小，阻力F2的力臂是肘关节到重物对手压力作用线的距离，距离较大，根据杠杆平衡条件
则
是费力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
10．（2022·江苏盐城·统考中考真题）如图是小华做“探究杠杆平衡条件”实验时的情形，下列操作能使杠杆在水平位置平衡的是（ ）
A．增加钩码的个数B．向左调节平衡螺母
C．向右移动钩码的位置D．减小弹簧测力计的拉力
【答案】C
【解析】如图，杠杆向左倾斜，说明左侧钩码对杠杆的拉力与力臂的乘积，大于右侧拉力与力臂的乘积；
A．增加左侧钩码个数，左侧的力臂不变，力变大，力与力臂的乘积变大，根据可知，杠杆不会平衡，故A不符合题意；
B．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B不符合题意；
C．将左侧钩码向右移动，左侧的力不变，力臂变小，则左侧力与力臂的乘积变小，会使杠杆平衡，故C符合题意；
D．减小弹簧测力计的拉力，右侧的力臂不变，力变小，力与力臂的乘积变小，杠杆不会平衡，故D不符合题意。
故选C。
11．（2022·广西玉林·统考中考真题）如图所示，杠杆处于水平平衡状态，若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，则杠杆（ ）
A．仍然平衡B．右端下降C．左端下降D．匀速转动
【答案】C
【解析】设杠杆上每一格的长度为l，每个钩码的重力为G，原来杠杆水平平衡时，有
2G×3l=3G×2l
在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码时，左侧动力与动力臂的乘积为
3G×3l=9Gl
右侧阻力与阻力臂的乘积为
4G×2l=8Gl
因为
9Gl>8Gl
根据杠杆平条件可知，杠杆左端会下降，ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
12．（2022·广东·统考中考真题）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】A．不计滑轮重、绳重和摩擦，承重绳子的段数n=3，则拉力
B．不计滑轮重、绳重和摩擦，承重绳子的段数n=2，则拉力
C．定滑轮相当于等臂杠杆，不计滑轮重、绳重和摩擦，则拉力
D．动滑轮相当于省力杠杆，不计滑轮重、绳重和摩擦，则拉力
综上，四种装置匀速提升同一重物，则最省力的是A中的装置。
故选A。
13．（2022·广西·统考中考真题）如图所示的各种工具，正常使用时省力的是（ ）
A． 定滑轮B．动滑轮
C． 筷子D． 船桨
【答案】B
【解析】A．定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时既不省力，也不省距离，故A不符合题意；
B．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，若不计轮重和摩擦，可以省一半的力，故B符合题意；
C．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；
D．船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
14．（2022·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）如图所示，用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上，所用拉力60N（绳重和摩擦不计），下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重40NB．绳子自由端通过的距离为12m
C．拉力做的有用功为720JD．动滑轮的机械效率为8.3%
【答案】B
【解析】A．由图知，n=2，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力
G动=2F-G=2×60N-100N=20N
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=nh=2×6m=12m
故B正确；
C．拉力做的有用功
W有用=Gh=100N×6m=600J
故C错误；
D．拉力做的总功
W总=Fs=60N×12m=720J
滑轮组的机械效率
故D错误。
故选B。
15．（2022·山东淄博·统考中考真题）如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，非常方便、卫生。下列说法正确的是（ ）
A．装置中的滑轮是动滑轮
B．装置中的滑轮改变了力的方向
C．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为费力杠杆
D．蓝色垃圾桶看起来是蓝色，是因为它吸收蓝光
【答案】B
【解析】AB．由图可知，垃圾桶盖使用过程中，两个滑轮的轴固定不动，所以该装置中的滑轮为定滑轮；定滑轮虽不省力，可以改变力的方向，故A错误，B正确；
C．由图可知，桶盖可视为杠杆，阻力为桶盖的重力，垃圾桶盖使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误；
D．不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，蓝色垃圾桶只能反射太阳光中的蓝色光，其它颜色的光被吸收了，看起来是蓝色，故D错误。
故选B。
16．（2022·河北·统考中考真题）在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮所受重力为10NB．滑轮组所做的有用功为2000J
C．工人所用拉力的功率为380WD．滑轮组的机械效率为95%
【答案】D
【解析】B．建筑材料上升的高度h=5m，所以有用功为
故B错误；
C．由图可知，绳子股数n=2，绳端移动的距离为
s=2h=2×5m=10m
工人所用拉力的功为
拉力的功率为
故C错误；
A．不计绳重及摩擦，所做的额外功为
动滑轮所受重力为
故A错误；
D．滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
17．（2022·湖南邵阳·统考中考真题）如图所示，滑轮组下面悬挂一重为12N的物体，在竖直向上的拉力F的作用下，该物体在10s内被匀速提升了0.5m，拉力F的大小为5N。关于该滑轮组，下列计算结果正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离是1mB．有用功为0.6J
C．总功为5JD．该装置的机械效率为80%
【答案】D
【解析】A．由图可知，承担物重的绳子段数为n=3，当物体上升0.5m时，绳子自由端移动的距离是
故A错误；
B．有用功为
故B错误；
C．拉力做的总功为
故C错误；
D．该装置的机械效率为
故D正确。
故选D。
18．（2022·湖南常德·中考真题）如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法中正确的是（ ）
A．F1＞F2，F1移动距离多B．F1＜F2，F2移动距离多
C．F1所做的额外功多D．两装置的机械效率相同
【答案】D
【解析】AB．由图可知，左侧的滑轮组，n=2，则拉力为
F1移动距离为
s1=2h
右侧的滑轮组，n=3，则拉力为
F2移动距离
s2=3h
因此F1＞F2，F2移动距离多，故AB错误；
C．不计绳重和摩擦，提动滑轮做的功为滑轮组的额外功，两个动滑轮相同，提升相同的高度，故两个滑轮组做的额外功相同，故C错误；
D．不计绳重和摩擦滑轮组的机械效率与所提物重和滑轮重有关，与绳子的绕法无关，在提升相同物体到相同的高度，所做的有用功与额外功相同，故两装置的机械效率相同，故D正确。
故选D。
19．（2022·内蒙古通辽·统考中考真题）用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为350NB．绳子自由端移动的速度为0.5m/s
C．动滑轮重为50ND．该滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】C
【解析】A．如图甲是由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，动滑轮上有二段绳子，则在20s内拉力移动的距离为
由图乙可知拉力为
故A错误；
B．绳子自由端移动的速度为
故B错误；
C．忽略绳重及摩擦，由
得动滑轮的重为
故C正确；
D．在20s内克服物重做的有用功为
该滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选C。
20．（2022·辽宁·统考中考真题）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为50%B．动滑轮重为100N
C．绳子自由端拉力的功率为20WD．增大物重机械效率不变
【答案】B
【解析】A．物体的重力
G=mg=300kg×10N/kg=3000N
物体受到的摩擦力
f=0.1G=0.1×3000N=300N
则拉力F克服物体摩擦力做的有用功
W有=fL=300N×1m=300J
由图可知，动滑轮用2段绳子拉物体，且弹簧测力计的示数为200N，则拉力F=200N，绳子自由端移动的距离s=2m，拉力做的总功
W总=Fs=200N×2m=400J
滑轮组的效率
故A错误；
B．由可知，动滑轮重
G动=nF-f=2×200N-300N=100N
故B正确；
C．拉力的功率
故C错误；
D．若增大物重，则物体受到的摩擦力变大，物体移动相同的距离，滑轮组所做的有用功变大，而额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，因此机械效率会变大，故D错误。
故选B。
21．（2022·山东威海·统考中考真题）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面推动更省力
B．沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大
【答案】D
【解析】A．AB、CD两个斜面的高度相同，CD斜面比较长，沿CD斜面推动更省力，故A错误；
BC．AB、CD两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=Gh可知克服货物重力做的功相同，两件货物推到顶端的时间未知，由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故BC错误；
D．沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，故D正确。
故选D。
22．（2022·河南·统考中考真题）为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（ ）
A．该装置使用滑轮是为了更加省力B．此过程中物块的动能转化为重力势能
C．物块所受摩擦力的方向沿斜面向下D．若绳子突然断开，物块将立即下滑
【答案】C
【解析】A．该装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．物块沿斜面匀速向上运动，动能不变，物体的重力势能是拉力F做功增加的，故B错误；
C．物块相对斜面斜向上运动，受到的滑动摩擦力与其相对运动方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故C正确；
D．若绳子突然断开，物块由于惯性会先继续向上运动，故D错误。
故选C。
23．（2022·湖北荆州·统考中考真题）如图所示，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端。下列说法正确的是（ ）
A．用斜面可以省力也可以省功
B．匀速推动重物的速度越大，推力越大
C．匀速推动重物的速度越大，推力做功越多
D．匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大
【答案】D
【解析】A．根据斜面的工作特点和功的原理可知，用斜面提高物体可以省力，但不能省功，故A错误；
B．沿斜面匀速推动物体时，物体在竖直向的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿着斜向下的摩擦力和沿着斜面向上的推力作用下于平衡状态，因此推力大小只与物体的重力斜面的支持力和摩擦力有关，与物体速度无关，故B错误；
C．由W=Fs可知，推力做的功与物体在推力方向上移动的距离有关，与物体的速度关，故C错误；
D．由P=Fv可知，推力功率与物体的移动速度有关，在推力一定时速度越大，推力的功率越大，故D正确。
故选D。
24．（2022·新疆·统考中考真题）如图所示，斜面的长为高的4倍，物体恰能在斜面上匀速下滑，下滑一段距离的过程中，该物体重力做的功和克服阻力做的功相等。若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时，斜面的机械效率为（ ）
A．20%B．25%C．50%D．75%
【答案】C
【解析】设斜面高为h，则斜面长s=4h，物体在斜面上匀速下滑过程中克服重力做的功W有=Gh，由题意知重力做的功和克服阻力做的功相等，即
fs=Gh
用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时所做的总功
W总=W额+W有=fs+Gh=2Gh
斜面的机械效率为
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
25．（2022·陕西·统考中考真题）如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时，滑轮组的机械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和计算错误的是（ ）
A．起重机的吊臂AOB可视为杠杆
B．增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将减小
C．物体上升2m，滑轮组所做有用功是6.6×103J
D．物体上升2m，滑轮组所做总功是1.1×104J
【答案】B
【解析】A．由图可知，起重机的吊臂可以视为支点在O点，力臂分别为OA、OB的杠杆，故A正确，不符合题意；
B．滑轮组的机械效率
增加起吊物体的质量时，有用功增加，额外功不变，有用功与总功的比值变大，则滑轮组的机械效率变大，故B错误，符合题意；
C．物体上升2m，滑轮组所做有用功
W有=Gh=mgh=330kg×10N/kg×2m=6.6×103J
故C正确，不符合题意；
D．滑轮组所做总功
故D正确，不符合题意。
故选B。
26．（2022·黑龙江牡丹江·统考中考真题）如图是我国古人利用绞车提升巨石的情景，下列说法正确的是（ ）
A．使用此装置可以省功B．使用轮轴可以省距离
C．上方的滑轮可以改变力的方向D．绞车由动滑轮、定滑轮及轮轴组成
【答案】C
【解析】A．使用任何机械（如杠杆、滑轮、斜面）时，都需要克服阻力做额外功，所以使用任何机械都不能省功，故A错误；
B．由图可知此装置是由定滑轮和轮轴组成的，定滑轮的本质是等臂杠杆 ，使用时既不省力也不费力；轮轴的本质是省力杠杆，省力杠杆费距离，故B错误；
C．由图可知上方的滑轮是一个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆 ，不省力也不费力，但可以改变用力的方向，故C正确；
D．由图可知此绞车由定滑轮和轮轴组成，并没有动滑轮，故D错误。
故选C。
二、多选题
27．（2022·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）下列几种生活中常用的工具都是杠杆。正常使用时属于省力杠杆的是（ ）
A． 用园艺剪修枝B． 用食品夹取食物
C． 用核桃夹夹核桃D． 用钢丝钳剪钢丝
【答案】ACD
【解析】A．修剪树枝时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意；
B．用食品夹取食物时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B不符合题意；
C．用核桃夹夹核桃时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C符合题意；
D．用钢丝钳剪钢丝时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D符合题意；
故选ACD。
28．（2022·湖南湘潭·统考中考真题）如图所示，一均匀杠杆可以绕中点O自由转动，杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡，两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO＝2lBO，现同时点燃蜡烛，经时间t，它们减少了相等的质量，下列说法正确的是（ ）
A．点燃前A、B蜡烛重力之比为1∶2B．经时间t，杠杆右端下沉
C．经时间t，杠杆左端下沉D．经时间t，杠杆继续保持水平平衡
【答案】AB
【解析】A．点燃前A、B蜡烛前，杠杆处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可知
GAlAO＝GBlBO
变形得
故A正确；
BCD．经时间t，蜡烛燃烧后减小的重力ΔG相同，则支点左边力与力臂的乘积为
(GA-ΔG)lAO＝GAlAO﹣ΔGLAO
支点右边力与力臂的乘积为
(GB-ΔG)lBO＝GBlBO-ΔGlBO
由于lAO＞lBO，所以
ΔGlAO＞ΔGlBO，GAlAO＝GBlBO
则有
GAlAO﹣ΔGLAO＜GBlBO-ΔGlBO
所以杠杆右端下沉，故B正确，CD错误。
故选AB。
29．（2022·山东青岛·统考中考真题）如图甲所示，工人师傅利用动滑轮将重360N的货物匀速提起，拉力F＝200N，货物上升的高度h与所用时间t关系的图像如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮的重力B．货物上升的速度v＝0.4m/s
C．拉力F的功率P＝80WD．动滑轮的机械效率
【答案】BD
【解析】A．一共有2段绳子分担动滑轮和重物的总重力，故动滑轮的重力
故A错误；
B．由乙图可知，货物上升的速度
故B正确；
C．绳子自由端的速度为
拉力F的功率
故C错误；
D．动滑轮的机械效率
故D正确。
故选BD。
30．（2022·湖南衡阳·统考中考真题）小芳用如图所示的滑轮组，在5s内将重为90N的物体匀速提升1m，拉力F为40N，不计轮重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组提升重物所做的有用功是40JB．该滑轮组的机械效率是75%
C．动滑轮的重力是50ND．拉力的功率是24W
【答案】BD
【解析】A．滑轮组提升重物所做的有用功
W有用=Gh=90N×1m=90J
故A错误；
B．拉力所做的总功为
W总=Fs=40N×1m×3=120J
滑轮组的机械效率为
故B正确；
C．动滑轮的重力
G动=nF-G= 3×40N-90N=30N
故C错误；
D．拉力的功率
故D正确。
故选BD。
31．（2022·北京·统考中考真题）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为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
【答案】ABC
【解析】A．工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，绳子也在用200N的力竖直向下拉工人，所以工人对水平台面的压力为
故A正确；
B．由于滑轮组上承担重量的绳子股数n=3，每股绳子受到的拉力为200N，所以货物和动滑轮受到绳子的拉力为
由于动滑轮重为100N，所以货物受到的拉力为
由于货物重为900N，所以货物对地面的压力为
货物与地面的接触面积为，所以货物对地面的压强为
故B正确；
C．第二次拉绳子时，绳子自由端的拉力为
滑轮组的机械效率为
故C正确；
D．货物以0.09m/s的速度匀速上升，绳子移动的速度为
工人拉力的功率为
故D错误。
故选ABC。
32．（2022·黑龙江·统考中考真题）如图所示，用滑轮组提升重540N的物体，使它在10s内匀速上升1m，所用的拉力为200N，则在提升重物的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．有用功为600JB．动滑轮重60N
C．滑轮组的机械效率为67.5%D．拉力做功的功率为60W
【答案】BD
【解析】A．有用功是克服物体重力所做的功，根据题意可得有用功为
W有用=Gh=540N×1m=540J
故A错误；
B．由图可知，该滑轮组的绳子承重段数n=3，又因为不计绳重和摩擦，根据公式可得，动滑轮的重为
故B正确；
C．由题意可得，根据公式可得，该滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．由题意可得，在10s内绳子自由端的移动速度为
根据公式可得，拉力做功的功率为
故D正确。
故选BD。
33．（2022·山东潍坊·统考中考真题）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为，两名工人及工具的总质量为，某次吊升过程中，吊篮在内匀速上升了。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）

A．吊篮的动能不变B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为D．电动机拉动绳子的功率为
【答案】AD
【解析】AB．吊篮匀速上升的过程，质量不变，速度不变，高度升高，所以动能不变，重力势能变大，机械能变大，机械能不守恒，故A正确，B错误；
C．由图示知，承重绳子为4根。不计滑轮重、绳重及摩擦时，电动机对绳子的拉力
故C错误；
D．绳子在30s内移动的距离
s=4h=4×6m=24m
绳子移动的速度
电动机拉动绳子的功率
P=Fv=600N×0.8m/s=480W
故D正确。
故选AD。
三、填空题
34．（2022·广西百色·统考中考真题）如图所示，轻质细杆可绕竖直墙上的O点转动，末端挂一个重为150N的物体，拉力F沿水平方向，当θ=45°时，拉力F=_________N。若保持拉力沿水平方向，让细杆顺时针缓慢旋转到图中虚线位置，则拉力将__________（选填“变大”或“变小”）。
【答案】 150 变大
【解析】[1]如下图：
θ=45°，拉力的方向沿水平方向，阻力来自物体的重力，阻力的方向竖直方向，根据等腰直角三角形的知识可知，F的力臂与阻力的力臂是相同的，根据杠杆的平衡条件可知，动力等于阻力，所以
F=G=150N
[2]若保持拉力水平方向，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到虚线位置，易知，此时的动力臂变小，阻力臂变大，在阻力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件可知，拉力将变大。
35．（2022·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在 ___________位置平衡最便于测力臂。如图所示，杠杆已经平衡，如果在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的 ___________有关。
【答案】 水平 大小
【解析】[1]因为重力的方向竖直向下，所以钩码对杠杆的拉力也是竖直向下的，当杠杆在水平位置平衡时，由力臂的定义，此时力的作用点与支点的距离大小等于力臂大小，即可在杠杆直接读出力臂大小，故为了方便测量力臂大小，应使杠杆在水平位置平衡。
[2]如果在右侧钩码下增加一个钩码，改变了右侧杠杆所受力的大小，使杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的大小有关。
36．（2022·海南·统考中考真题）如图所示为我国古代货物装船的场景。此时木棒属于______杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”），将重1000N的货物提升1.5m，杠杆对货物做功为______J。
【答案】 省力 1500
【解析】[1]如图所示，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆。
[2]杠杆对货物做功为
37．（2022·山东枣庄·统考中考真题）如图所示是生活中常见的杆秤。称量时杆秤在水平位置平衡，被测物体和秤砣到提纽的距离分别为0.05m、0.2m，秤砣的质量为0.1kg，秤杆的质量忽略不计，则被测物体的质量为______kg。若秤砣有缺损，则杆秤所测物体的质量会______（选“偏大”或“偏小”）。
【答案】 0.4 偏大
【解析】[1]如图所示：
由杠杆平衡条件得到
m1g×OA=m2g×OB
[2]若秤砣有缺损，m2减小，而G1×OA不变，所以OB要变大，杆秤所示的质量值要偏大。
38．（2022·湖北恩施·统考中考真题）汽车在冰雪路面上行驶，轮子上安装防滑链，这是通过增大接触面________的方法来增大与路面的摩擦力。如图所示，汽车起重机通过液压装置推动吊臂时，吊臂属于________（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。
【答案】 粗糙程度 费力
【解析】[1]在冰雪路面上行驶时，汽车轮胎上装防滑链，是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
[2]由图可见，吊臂OAB是杠杆，O是支点，动力作用在A点，阻力作用在B点，则动力臂小于阻力臂，故吊臂是费力杠杆。
39．（2022·江苏镇江·统考中考真题）如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重为12N的物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止，已知OA=AB=BC，则F为 ___________N。保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，F的力臂记为l，则F的大小变 ___________，F与（）的关系图线为图2中的①；将M从A移至B，再重复上述步骤，F与（）的关系图线为图2中的 ___________（选填数字序号）。
【答案】 6 小 ②
【解析】[1]由图1可知，O为杠杆的支点，B点拉力F的力臂
A点作用力的力臂为OA，由杠杆平衡条件可得：F×OB=G×OA，
解得
[2]由题意可知，保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，根据杠杆平衡条件可得F×l=G×OA，
解得
……Ⅰ
由题意可知，此过程中物体M的重力G和力臂OA不变，拉力F的力臂l变大，则拉力F变小。
[3]将M从A移至B，由杠杆平衡条件可得F×l=G×OB，解得
……Ⅱ
由数学知识可知，Ⅰ、Ⅱ两式中拉力F与的关系图线均为正比例函数，由图1可知，OB>OA，则Ⅱ式的斜率大于Ⅰ式的斜率，因此将M从A移至B，F与的关系图线为过原点且斜率比图线①大的图线②。
40．（2022·山东济宁·统考中考真题）某建筑工人用大小为400N的拉力，通过滑轮匀速提升重为360N的货物（如图所示），此滑轮是 ________滑轮，机械效率η=________。
【答案】 定 90%
【解析】[1]由图可知，滑轮的轴固定不动，为定滑轮。
[2]使用定滑轮不省距离、也不费距离，则h=s，机械效率为
41．（2022·山东烟台·统考中考真题）如图所示，用动滑轮将重为160N的物体在5s内匀速提升1m，所用拉力F为100N，在此过程中，拉力F做的功为______J，拉力做功的功率为______W，动滑轮的机械效率为______。
【答案】 200 40 80%
【解析】[1]由题意可知，拉力F做功
[2]拉力F做功的功率为
[3]提升该物体时，动滑轮的机械效率为
42．（2022·辽宁沈阳·统考中考真题）用如图所示的滑轮组，分别匀速提升甲、乙两个重物。若重物甲被提升的速度为v1，同时绳子自由端的速度为v2，则v1______v2。以G甲、G乙分别表示甲、乙两个重物的重力，若G甲>G乙，且不计绳重和摩擦，匀速提升甲、乙两个重物时滑轮组的机械效率η甲______η乙（以上两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】 小于 大于
【解析】[1]图中动滑轮上由3根绳子，所以绳子自由端移动速度是重物被提升速度的3倍，所以v1小于v2。
[2]提高滑轮组的机械效率的方法就是增加提升物重的重力，重物越重，滑轮组的机械效率越大，因G甲>G乙，且不计绳重和摩擦，匀速提升甲、乙两个重物时滑轮组的机械效率η甲大于η乙。
43．（2022·辽宁锦州·统考中考真题）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为______m，拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
【答案】 3 0.6 70%
【解析】[1]由图可知，右边的滑轮为动滑轮，承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数是3，所以绳自由端移动的速度为
v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
绳子自由端移动的距离为
s=v绳t=0.3m/s×10s=3m
[2]作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等，所以绳端的拉力F的大小为2N，拉力F的功率为
P=Fv绳=2N×0.3m/s=0.6W
[3]当A匀速运动过程，物体A受到的摩擦力为4.2N，所以使用滑轮组的过程中，做的有用功为
W有=fs物=4.2N×0.1m/s×10s=4.2J
总功
W总=Fs绳=2N×3m=6J
滑轮组的机械效率为
44．（2022·辽宁阜新·统考中考真题）工人利用如图所示的滑轮组，将质量为80kg的重物在10s内匀速提升1m，此时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），则有用功的功率为______W；工人对绳的拉力做功______J；动滑轮重______N；若增大物重，该滑轮组的机械效率______（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 80 1000 200 变大
【解析】[1]重物A的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
有用功
W有用=Gh=800N×1m=800J
有用功的功率
[2]从图中可知n=2，该滑轮组的机械效率可知，工人对绳的拉力做功
[3]不计绳重与摩擦，工人所做的额外功
W额外=W总-W有用=1000J-800J=200J
动滑轮的重力
[4]不计绳重与摩擦，根据
可知，若增大物重G，该滑轮组的机械效率变大。
45．（2022·辽宁朝阳·统考中考真题）如图所示，用滑轮组提升重900N的物体A，使它在10s内匀速上升1m，此时滑轮组的机械效率为75%，则在提升重物的过程中（不计绳重及摩擦），动滑轮的重力为__________N，拉力做功的功率为__________W。
【答案】 300 120
【解析】[1] 滑轮组做的有用功
滑轮组做的总功
不计绳重及摩擦，动滑轮的重力
[2]拉力做功的功率
46．（2022·福建·统考中考真题）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是______；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。
【答案】 改变力的方向 1600
【解析】[1]滑轮B工作时位置不发生改变，因此该滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。
[2]汽车被匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。动滑轮上有两端绳子，则n=2，由滑轮组的机械效率可得
汽车受到的摩擦力
47．（2022·山东淄博·统考中考真题）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是___________N，绳自由端移动的距离是 ___________m，物体上升的速度是___________m/s，滑轮组的机械效率是___________（精确到1%）。
【答案】 225 12 0.6 89%
【解析】[1]由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力
[2]绳子自由端移动的距离
[3]重物的速度
[4]滑轮组的机械效率
48．（2022·湖南长沙·统考中考真题）用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是___________J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为___________%；若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变___________。
【答案】 1.2×104 40 大
【解析】[1]将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功为
W有用=Gh=3000N×4m=1.2×104J
[2]电动机功率为3000W，此过程用时10s，做的总功为
W总=Pt=3000W× 10s= 3×104J
起重机的机械效率为
[3]若减小动滑轮的重力，将重物提升同样的高度，做的额外功变小，做的有用功不变，总功变小，根据机械效率的公式，起重机的机械效率将变大。
49．（2022·广西梧州·统考中考真题）如图所示，工人师傅用250N的拉力，使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，动滑轮受到的重力为80N，则工人师傅拉力的功率为 ___________W，该滑轮组的机械效率为 ___________。
【答案】 100 80%
【解析】[1]由图可知， n=2，则绳子自由端移动的速度
v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s
工人师傅拉力的功率
[2]物体在运动时受到地面的摩擦力
该滑轮组的机械效率
50．（2022·重庆A卷·中考真题）如图所示，是工人用滑轮组提升货物的情景。当他用大小为200N的拉力拉动轻绳，可匀速提升重为360N的货物A。则动滑轮重为___________N，这时滑轮组的机械效率为___________%。（忽略一切摩擦力）
【答案】 40 90%
【解析】[1]由图可知，滑轮组动滑轮上的绳子段数
n=2
根据滑轮组绳子端拉力的公式
可得动滑轮的重力为
G动=2F-G物=2×200N-360N=40N
[2]根据滑轮组的机械效率的公式
可得滑轮组的机械效率为
51．（2022·湖北十堰·统考中考真题）如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向 _____；斜面的机械效率为 _____。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用 _____的方法可以提高斜面的机械效率。
【答案】 下 80% 减小木板粗糙程度
【解析】[1]货物相对斜面向上运动，所受的斜面的摩擦力沿斜面向下。
[2]如图所示，斜面的长度为l，其高度
斜面的机械效率
[3]斜面与地面夹角和货物质量不变，即有用功保持不变，可通过减少额外功来提高斜面的机械效率。为了减少额外功，可减小摩擦力，压力不变时，可通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦，所以可通过减小木板表面的粗糙程度来提高机械效率。
52．（2022·四川德阳·统考中考真题）如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为___________J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为___________N。
【答案】 600 25
【解析】[1]刘利同学对物体做的总功为
[2] 刘利同学对物体做的有用功为
刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功，额外功
物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力
一、单选题
1．（2023·北京海淀·北大附中校考模拟预测）杠杆在生活中有很多应用，如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板，乙同学欲使自己被跷起，他可采取的有效方法是（ ）
A．向前移动B．向后移动C．前后移动都行D．请甲前进点
【答案】A
【解析】乙同学欲使自己被跷起，根据杠杆平衡条件可知，可以减小乙对跷跷板的压力或减小乙对跷跷板压力的力臂，故乙应该向前移动；若甲前进点，则甲对跷疏板压力的力臂变小，甲对跷跷板压力与其力臂的乘积变小，乙同学不会被跷起，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2023春·重庆·九年级重庆巴蜀中学校考期中）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（ ）
A．逐渐变大B．逐渐变小C．先变大，后变小D．先变小，后变大
【答案】A
【解析】将杠杆匀速地由最初位置转到水平位置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力，保持不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件
得
所以动力逐渐变大，A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·陕西西安·西安益新中学校考二模）据报道，一位物理老师在动物园内，使用如图所示的装置，用弹簧测力计称出了一头大象的重力。在称象过程中，他首先将铁笼系于槽钢上的B点，调节钢梁在水平位置平衡，消除钢梁、铁笼重力对平衡条件的影响。测得OA＝7m，OB＝0.07m。将大象引入铁笼，在A点用弹簧测力计竖直向下拉住钢梁的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得弹簧测力计的示数为200N，则下列说法错误的是（ ）
A．该装置是一个省力杠杆
B．当A向右移动时，弹簧测力的示数变小
C．这头大象的重力为20000N
D．弹簧测力计竖直向下拉动1.5m，拉力做的功为300J
【答案】B
【解析】A．因为动力臂OA大于阻力臂OB，此杠杆为省力杠杆，故A正确，不符合题意；
B．由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，当A向右移动时，L1减小，F2L2乘积不变，故弹簧测力计的示数变大，故B错误，符合题意；
C．由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可得：200N×7m＝F2×0.07m，所以大象的重力
故C正确，不符合题意；
D．弹簧测力计竖直向下拉动时，拉力做的功为
W＝F1s＝200N×1.5m＝300J
故D正确，不符合题意。
故选B。
4．（2023·北京西城·北京市第十三中学分校校考模拟预测）如图所示，水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重10N，托盘中物体B重3N，物体A刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A向右匀速运动时，B受到的重力不做功
B．物体A向左匀速运动时，它受到的拉力F等于6N
C．物体A向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力大于3N
D．物体A向左加速运动时，A对B的拉力大于B对A的拉力
【答案】B
【解析】物体A水平向右匀速运动时，受力情况如图1所示：
水平方向受到拉力和摩擦力f，B同时也是做匀速运动，所以
F拉=GB=3N
对于物体A，摩擦力和拉力是一对平衡力，所以
f=F拉=3N
当A向左运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以
f=3N
不变，此时，A、B受力情况如图2所示:
A．物体A向右匀速运动时，物体B也向下做匀速运动，所以重力是做功的，故A错误；
B．物体A向左匀速运动时，有
，f=3N
由于A做匀速，故仍等于B的重力，有
=3N
所以有
F=3N+3N=6N
故B正确；
C．A向左减速运动时，由于A受到的压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以f=3N，滑动摩擦力不变，故C错误；
D．A向左加速运动时，由于A对B的拉力和B对A的拉力是一对相互作用力，所以两者相等，故D错误。
故选B。
5．（2023·陕西西安·西安建筑科技大学附属中学校考一模）如图所示，婷婷同学用12N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B相对于地面静止，弹簧测力计的示数为2N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．B受到的摩擦力大小为2N，方向为水平向左
B．木板A受到地面的摩擦力大小为2N，方向水平向左
C．拉力F做功的功率为1.2W
D．在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也将增大
【答案】C
【解析】A．因为物体B相对于地面静止，弹簧测力计的示数为2N，因此B受到A对它的向右的摩擦力，大小为2N，A错；
B．拉力F为12N，则A受到向右的拉力为6N，受到B向左摩擦力2N，则受到地面的摩擦力为4N，B错；
C．拉力F的功率P=FV=12N×0.1m/s=1.2W，C正确；
D．若拉力F增大，B受到的摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关，不变仍为2N，D错．
6．（2023·云南昆明·昆明八中校考模拟预测）如图所示，分别用滑轮和滑轮组匀速提升同一重物G时，所用拉力分别为F1、F2、F3、F4，若不计绳重、动滑轮重及摩擦，则下列关系式正确的是（ ）
A．F1F2>F3>F4C．F4【答案】C
【解析】若不计绳重、动滑轮重及摩擦，第一图，用F1的力提升重物时，用的是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不省力也不费力，故F1=G；第二图，不计摩擦和动滑轮重，用F2的力提升重物时，用的是动滑轮，根据动滑轮能够省一半的力，故；第三图，用F3的力提升重物时，用的是动滑轮，但是，F3作用在动滑轮的轮轴上，故即F3=2G；第四图，n=3，；故
F4故C正确，ABD错误。
故选C。
7．（2023春·重庆·九年级重庆巴蜀中学校考期中）如图所示，用不同简单机械将重为G的物体提起，使其均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的大小关系是（ ）
A．F3>F1>F2B．F2>F1>F3C．F1>F2>F3D．F2>F3>F1
【答案】D
【解析】不计机械自重和摩擦，由图得
，
由杠杆平衡条件得
所以
所以
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8．（2023春·江苏泰州·九年级姜堰区实验初中校考阶段练习）如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计。在物体匀速上升过程中，甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是（ ）
A．F1η2B．F1F2，η1<η2D．F1>F2，η1=η2
【答案】B
【解析】由图可知，图甲中绳子承担重物的段数为3，图乙中绳子承担重物的段数为2，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计，则它们绳子末端的拉力各自为
所以
F1故CD错误；
绳子末端移动距离与物体上升高度关系
s=nh
滑轮相同，提升重物相同，由
可知
η1=η2
故A错误，B正确。
故选B。
9．（2023春·山东泰安·九年级东平县实验中学校考阶段练习）如图所示，用塔式起重机上的滑轮组匀速竖直向上提升水泥构件，水泥构件所受到的重力为6000N，它上升5m所用的时间为10s，起重机上滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。下列说法中（ ）
①有用功为3×104J
②动滑轮的重力为1500N
③绳端的速度1.5m/s
④拉力F做功的功率为3750W
A．只有①②正确B．只有②④正确C．只有①②③正确D．①②③④都正确
【答案】D
【解析】①有用功为克服水泥构件重力做功，则有用功
故①正确；
②由机械效率公式可得
动滑轮的重力为
故②正确；
③有三段绳子与动滑轮连接，故绳端移动的距离为
s=3h=3×5m=15m
则绳端的速度为
故③正确；
④拉力的大小为
拉力的功率为
故④正确。由上述分析可得，D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
10．（2023春·山东泰安·九年级东平县实验中学校考阶段练习）如图，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。斜面长2m，斜面最高处高度为1m。工人师傅在5s时间内，将一个重为1000N的物体沿着斜面从底端匀速推到顶端。若忽略斜面摩擦和重物长度，则下列说法正确的是（ ）
A．用斜面可以省力也可以省功B．物体沿斜面向上的速度为0.2m/s
C．沿斜面向上的推力为100ND．推力做功的功率为200W
【答案】D
【解析】A．根据斜面的工作特点和功的原理可知，利用斜面可以省力，但不能省功，故A错误；
B．物体沿斜面向上的速度
故B错误；
C．克服重物重力做的功
因为忽略斜面摩擦，所以推力做的功
沿斜面向上的推力
故C错误；
D．推力做功的功率

故D正确。
故选D。
11．（2023·广东珠海·珠海市文园中学校考一模）现有甲、乙、两个质量不同的物体（m甲>m乙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上通过了相等的距离s，如图所示。F在两种情况下做的功分别为W甲、W乙，两者大小判断正确的是（ ）
A．W甲>W乙B．W甲＜W乙C．W甲=W乙D．无法比较
【答案】C
【解析】先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；该力在这两个过程中所做的功分别为W甲、W乙，功的大小与力的大小及力的方向上移动的距离有关，图中两种情况功的大小都等于W=Fs；即W甲=W乙。
故选C。
12．（2023·四川雅安·雅安中学校考一模）在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力将重G=600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L=6m，斜面高h=1.5m，斜面的机械效率η=60%。下列叙述中正确的是（ ）
A．小孙推动货物所用推力大小为150N
B．若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大
C．货物受到斜面的摩擦力大小为250N
D．若h不变、减小L，则斜面的机械效率将升高
【答案】D
【解析】A．有用功
W有用=Gh=600N×1.5m=900J
根据可得总功
小孙推动货物所用推力
故A错误；
B．滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，若增大推行速度，货物对斜面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变，则货物受到的摩擦力将不变，故B错误；
C．额外功
W额=W总-W有用=1500J-900J=600J
货物受到斜面的摩擦力
故C错误；
D．若h不变、减小L，斜面变陡，物体对斜面的压力减小，斜面对物体的摩擦力减小，额外功减小，有用功不变，根据
W总=W有用+W额
可知，总功减小，根据可知斜面的机械效率将升高，故D正确。
故选D。
二、多选题
13．（2023·北京西城·北京市第十三中学分校校考模拟预测）将边长为10cm、质量为2000g的正方体甲放在水平地面上，细绳的一端系于正方体甲上表面的中央，另一端竖直拉着杠杆的A端，把质量为400g 的物体乙悬挂在杠杆的B端， 此时，杠杆在水平位置平衡，如图所示。已知 lAO︰ lOB= 1︰2，不计杠杆的质量，g取10N/ kg。下列说法中正确的是（ ）
A．细绳对甲的拉力为4N
B．地面对甲的支持力12 N
C．甲对地面的压强为1200Pa
D．若用8N的力竖直向下拉乙，则甲对地面的压力为0
【答案】BCD
【解析】A．由杠杆平衡的条件可得
F拉lAO=G乙lOB
则细绳对甲的拉力为
故A错误；
B．物体甲的重力为
G甲=m甲g=2kg×10N/kg=20N
则地面对甲的支持力为
F支=G甲-F拉=20N-8N=12N
故B正确；
C．甲保持静止，甲对地面的压力和地面对甲的支持力相等，即
F压=F支=12N
甲的底面积为
S甲=a2=(10cm)2=(0.1m)2=0.01m2
则甲对地面的压强为
故C正确；
D．若用8N的力竖直向下拉乙，则乙端绳子的拉力为
F乙=G乙+F拉乙=4N+8N=12N
根据杠杆平衡的条件
F拉甲lAO=F拉乙lOB
则甲端绳子的拉力为
因为
G甲＜F拉甲
所以，甲对地面的压力为0，故D正确。
故选BCD。
14．（2023·北京海淀·北大附中校考模拟预测）如图所示，聪明爱玩的小亮将一个滑轮固定在竖直墙壁上，另一个固定在自己的滑板车上，用绳子将两个滑轮组装成滑轮组。小亮站在滑板车上拉动手中的绳子，他用10N的拉力在3s内，使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.2m。滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计。下列说法中正确的是（ ）
A．竖直墙壁受到的拉力为20 NB．滑板车受到地面的阻力为30 N
C．在3s内小亮的拉力做功为36 JD．动滑轮对滑板车拉力的功率为12W
【答案】BC
【解析】A．读图可知，竖直墙壁受到的拉力由三段绳子承担，每一段的拉力等于小亮作用在绳子自由端的拉力，因此，墙壁所受拉力为
F=10N×3=30N
故A错误；
B．读图可知，滑板车受到的阻力同样由三段绳子承担，每一段的拉力也等于小亮作用在绳子自由端的拉力，当滑板车作均速运动时，受到平衡力的作用，由车与地面的摩擦阻力与总的拉力相等，即
F1=10N×3=30N
故B正确；
C．3s内绳子自由端移动的距离
s=3×1.2m=3.6m
则拉力所做的功为
W=Fs=10N×3.6m=36J
故C正确；
D．动滑轮对滑板车的拉力为两段绳子的拉力，即
F2=10N×2=20N
距离为1.2m，则所做的功
W=F2s=20N×1.2m=24J
功率
故D错误。
故选BC。
15．（2023·河南南阳·校考一模）如图所示，使用相同滑轮组合而成的滑轮组分别将重力为G的物体匀速提升相同高度（不计摩擦和绳重），下列说法正确的是（ ）
A．两个装置的绳子末端移动的距离相同
B．两个装置的绳子末端所用拉力F1C．两个装置的机械效率相同
D．减小物体重力可以提高装置机械效率
【答案】BC
【解析】A．因甲中绳子的有效段数n1=3，乙中绳子的有效段数为n2=2，物体上升高度相同设为h，则绳子自由端移动的距离s甲=3h，s乙=2h，故A错误；
B．不计绳重及摩擦，作用在绳端的拉力，因甲中绳子的有效段数n1=3，乙中绳子的有效段数为n2=2，所以F1C．由W有=Gh可知，有用功相同；不计绳重及摩擦，则额定功是克服动滑轮自重做的功，即，因动滑轮相同，提升的高度相同，故做的额外功相同；有用功和总功均相同，由可知，两装置的机械效率相同，故C正确；
D．额外功不变，减小物体的重力，减小了有用功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，故D错误。
故选BC。
16．（2023·重庆九龙坡·重庆实验外国语学校校考一模）如图所示滑轮组设备，竖直方向用20N的拉力将水面下一体积为4×10-3m3、重为90N的物体从容器底向上匀速拉起，1s内物体升高5cm，不计绳重和摩擦，则以下错误的是（ ）
A．滑轮组对物体的拉力为50NB．拉力所做的有用功是3J
C．该装的机械效率约为66.7%D．拉力的功率等于3W
【答案】BC
【解析】A．物体受到的浮力为
则滑轮组对物体的拉力为
故A正确，不符合题意；
B．由题可知，滑轮组所做的有用功
故B错误，符合题意；
C．由图可知，绳子的承重段数n为3，由于不计绳重和摩擦，则
故C错误，符合题意；
D．绳子自由端移动的速度
由得
故D正确，不符合题意。
故选BC。
三、填空题
17．（2023·北京西城·北京市第十三中学分校校考模拟预测）图中，O点为杠杆OB的支点，力F作用在杠杆B端，力F的作用线沿线段AB方向，且OA⊥AB，DC⊥AB ．表示力F的力臂线段是______(选填“OA ” 、“AB”或“CD”)．
【答案】OA
【解析】力臂是支点到力的作用线的距离．由图可知，力F的作用线是AB，所以其力臂为OA．
18．（2023春·吉林长春·九年级长春市第五十二中学校考期中）停车场入口常用横杆来控制车辆的进出，如图甲，我们可以把该装置简化成如图乙的杠杆，该杠杆为_______（选填“省力”“费力”）杠杆，若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，其重力G=120N，AB=2.8m，AO=0.3m，该杠杆的阻力臂为________m。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F=________N。
【答案】 费力杠杆 1.1 440
【解析】[1]图甲中，杠杆的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
[2]横杆AB粗细相同、质量分布均匀，所以其重心C在几何中心上，支点为O，则OA就是动力臂，OC就是阻力臂，如图所示：
则阻力臂
OC=AB-OA=×2.8m-0.3m=1.1m
[3]由杠杆的平衡条件可得
F×OA=G×OC
19．（2023·黑龙江绥化·校考一模）如图所示，OB为一轻质杠杆，O为支点，OA＝0.3m，AB＝0.2m，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，在A点至少需加_____N的拉力，这是一个_____（选填“省力”或“费力”）杠杆．
【答案】 50 费力
【解析】由图可知，O点为支点，OA为动力臂，OB为阻力臂，阻力大小等于所挂物体的重力，在A点的拉力为动力；
OB＝OA+AB＝0.3m+0.2m＝0.5m；由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知：F1×OA＝G×OB，F1＝＝50N；
因为OB大于OA，即动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆．
20．（2023·江苏苏州·苏州市立达中学校校考模拟预测）如图所示，轻质杠杆OA的中点处悬挂重为110N的物体，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的大小为___________N。保持F的方向始终与OA垂直，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F的力臂将___________（选填“变大”“变小”或“不变”，下同），力F的大小将___________。
【答案】 55 不变 变小
【解析】[1]假设杠杆中间处为C点，杠杆在A位置时，，由杠杆平衡条件可知
则力F的大小为
[2]力F的力臂为支点O到力F的垂线段，因为杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，保持F的方向始终与OA垂直，那么力F的力臂都是LOA，因此力F的力臂将不变。
[3]杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，动力臂不变，阻力等于物体的重力，重力不变，阻力不变，从A位置匀速提升到B位置，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件可知，，LOA不变，G不变，LOC变小，因此F变小。
21．（2023春·广东广州·九年级广州市第二中学校考阶段练习）如图，拉杆箱可以看作一个支点在O点的杠杆。游客在拉杆把手处A点施加一个沿虚线方向的力F，使拉杆箱处于静止状态。请在图中画出力F以及F的力臂。( )
其他条件不变时，若仅缩短拉杆的长度，力F将___________；若箱内物品下滑，重心位置由B变至B'，力F将___________；若把箱内较重物品远离O点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的动力将___________（均选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 增大 减小 增大
【解析】[1]把拉杆箱看成是一个平衡杠杆的话，则在A点的力F要使之逆时针旋转，因为力的方向是沿着虚线向上的，过支点O作F的作用线的垂线段可得F的力臂，如图所示：
[2]其他条件不变时，仅缩短拉杆的长度，动力臂变小，在阻力、阻力臂不变时，根据杠杆平衡条件可知，拉力F增大。
[3]箱内物体下滑，重心位置由B变至B'时，阻力不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，拉力F减小。
[4]常把箱内较重物品远离O点摆放，这样阻力臂增大，阻力不变，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可以判断，动力将增大。
22．（2023·广东惠州·黄冈中学惠州学校校考一模）如图是小明在做俯卧撑，可将他看成是一个杠杆，A为重心，O为支点，支撑点B，手臂垂直于地面，则动力臂是_________m；假设小明的体重为60kg，则小明受到的重力为_________N，地面对他双手的支撑力是_________N。（g＝10N/kg）
【答案】 1.5 600 360
【解析】[1][2][3]如图所示
O为支点，手臂B处施力为动力，动力臂是OB段的距离，重力是阻力，阻力臂是OD段的距离，
所以动力臂是
OB＝OD+DB＝0.9m+0.6m＝1.5m
人所受的重力为
G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N
根据杠杆平衡条件得
F×OB＝G×OD
即
F×1.5m＝600N×0.9m
解得
F＝360N
23．（2023·重庆九龙坡·重庆实验外国语学校校考一模）杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可这出待称物体的质量，秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示，由杠杆平衡条件知，质量为1.2kg的秤砣在最远处E点，手提B处时，秤钩上重物的质量为___________kg；提起B处时最大称量值比C处最大称量值要___________；
【答案】 30 大
【解析】[1]根据杠杆平衡条件可知
由于质量为1.2kg的秤砣在最远处E点，则可得
此时有
可得
则质量为
[2]由于提起B处的秤纽时，动力臂最大，阻力臂最小，根据杠杆平衡条件可知，此时秤的称量最大，故提起B处时最大称量值比C处最大称量值要大。
24．（2023·黑龙江绥化·校考一模）如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中。物体与地面间的滑动摩擦力为______N，拉力F的功率为______W。
【答案】 48 12
【解析】[1]由图知，，则绳子自由端移动的距离
有用功，拉力做的总功，滑轮组机械效率
解上式得，物体与地面间的滑动摩擦力
[2]拉力做功为
拉力做功的功率
25．（2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测）如图所示，建筑工人用滑轮组把重为300N的货物匀速提升到楼上，用时25s，拉力做功的功率为150W，所用拉力为125N，则工人做的有用功为______J，该滑轮组的机械效率是______，若不计绳重和摩擦，动滑轮重等于____N；若考虑绳重和摩擦，则动滑轮重____（选填“大于”或“小于”）刚才的计算结果．
【答案】 3000 80% 75 小于
【解析】（1）已知拉力做功的功率为150W，用时25s，所以拉力做的功为：
；
由W=Fs可知，绳子自由端移动的距离：
，
由图可知，绳子的股数为n=3，所以，物体提升高度为：
h=，
则工人做的有用功为：
，
（2）该滑轮组的机械效率：
，
（3）若不计绳重和摩擦，动滑轮重：
，
（4）若考虑绳重和摩擦，由于提升动滑轮所做的额外功减小，则动滑轮重小于刚才的计算结果。
26．（2023·广东珠海·珠海市文园中学校考一模）建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，有用功为___________J，滑轮组的机械效率为___________；若增大所提物体的重力，此滑轮组的机械效率将___________。（填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】 1800 75% 变大
【解析】[1]拉力做的有用功
W有=Gh=900N×2m=1800J
[2]由图可知n=3，滑轮组的机械效率
[3]由不计绳重和摩擦时
可知，若增大所提物体的重力，此滑轮组的机械效率将变大。
27．（2023·重庆·西南大学附中校考一模）如图所示，用甲、乙两个滑轮组来提升重物，每个滑轮的质量均相等，在绳子自由端分别用F1和F2将重力为300N的物体匀速提升2m，甲、乙滑轮组的机械效率分别为η甲、η乙，不计滑轮与轴间的摩擦、绳和木板的重力，则甲滑轮组对物体做的有用功为__________J，两个滑轮组的机械效率大小关系为η甲__________η乙（选填“>”“<”或“=”）。
【答案】 600 >
【解析】[1]根据题意可知，甲滑轮组对物体做的有用功为
[2]因克服物体重力G做的功为有用功，克服物重和动滑轮重做的功为总功，所以，两滑轮组的机械效率分别为
则可得
28．（2023春·重庆·九年级重庆巴蜀中学校考期中）高速铁路的输电线需要绷直，图为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若5s内坠砣串匀速下降了40cm，则输电线P端向左移动的速度为____________cm/s，输电线P端受到的拉力大小为____________N（不计滑轮和钢绳自重及摩擦）。
【答案】 4 6×103
【解析】[1]图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度
h=2sP
则输电线P端向左移动的距离
输电线P端向左移动速度
[2]不计滑轮和钢绳自重及摩擦，20个坠砣的总重力
G=150N×20=3000N
输电线P端受到的拉力大小
FP=2G=2×3000N=6×103N
29．（2023春·江苏盐城·九年级景山中学校考阶段练习）如图所示，在斜面上将一个重6N的物体从底端匀速拉到顶端，物体沿斜面向上滑动时所受摩擦力为1N，斜面长4m，高1m。则拉力做的有用功为 _____J，沿斜面向上的拉力为 _____N，斜面的机械效率为 _____。
【答案】 6 2.5 60%
【解析】[1]拉力做的有用功等于克服物体重力做的功
[2]拉力做的额外功
拉力做的总功
由可得，推力的大小
[3]斜面的机械效率