2024年山东中考物理模拟题分类---简单机械

这是一份2024年山东中考物理模拟题分类---简单机械，共123页。

A．
B．
C．
D．
2．（2022•河东区一模）2022年3月20日晚，北京冬奥会闭幕式上举行会旗交接仪式。如图所示，北京市市长陈吉宁挥动五环旗时，旗杆相当于杠杆。下列工具，与旗杆属于同类杠杆的是（ ）
A．行李车B．钓鱼竿
C．开瓶器D．羊角锤
3．（2022•兰山区二模）下列简单机械在使用时可以省力的是（ ）
A．起钉锤B．定滑轮
C．镊子D．筷子
4．（2021•滨城区模拟）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
5．（2023•平邑县二模）为了提倡低碳生活，方便市民绿色出行，我市建设了公共自行车租赁系统（如图）。关于自行车，下列说法正确的是（ ）
A．宽大的车座可以减小压力
B．铝合金的车圈可减轻质量
C．粗糙的轮胎花纹可以减小摩擦
D．刹车手柄是一个费力杠杆
6．（2023•兰陵县模拟）2023年2月10日，航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下成功从天和核心舱出舱。机械臂的功能类似于人的手臂（杠杆），它有7个关节，长度可达10多米，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图所示工具，正常使用时与机械臂不属于同一类杠杆的是（ ）
A．酒起子B．镊子
C．吊车吊臂D．钓鱼竿
7．（2022•临邑县校级模拟）如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．天平B．瓶盖起子
C．食品夹D．钳子
8．（2022•章丘区二模）2021年8月20日，航天员聂海胜、刘伯明在机械臂的辅助下成功从“天和”核心舱出舱。如图所示，机械臂的功能类似于人的手臂，但它有7个关节，长度可达10多米。下列工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（ ）
A．金属镊子B．起子
C．托盘天平D．独轮车
9．（2021•历城区模拟）周末，小明和爸爸在公园玩跷跷板的游戏，但是爸爸的体重几乎是小明体重的2倍，无法使用双人跷跷板进行游戏。聪明的小明把爸爸拉到四人跷跷板跟前，安排好座位后，就顺利的玩了起来。聪明的小明是怎样安排座位的呢（ ）
A．小明A位 爸爸C位B．小明A位 爸爸D位
C．小明B位 爸爸C位D．小明B位 爸爸D位
10．（2021•莱西市一模）如图所示的四种用具在正常使用的过程中，属于费力杠杆的是（ ）
A．扫帚B．扳手
C．羊角锤D．核桃夹
11．（2021•奎文区校级三模）聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识。使用筷子夹菜时，筷子可看作杠杆。下列生活用具与筷子属于同类杠杆的是（ ）
A．瓶盖起子B．食品夹
C．起钉锤D．核桃夹
12．（2023•临沂模拟）如图所示的滑轮组，将一重510N的箱子在10s内匀速提升5m，拉力F为200N，动滑轮重50N。拉力F的功率为_____W，滑轮组的机械效率为_____（ ）
A．150；42.5%B．600；90%C．300；87.5%D．300；85%
13．（2023•滨州三模）提拉重物时，手的前臂构成一个杠杆，如图。对此过程分析合理的是（ ）
A．前臂杠杆是一个省力杠杆
B．前臂杠杆的支点在肘关节处
C．肱二头肌对桡骨的力F1是阻力
D．重物给前臂的力F2变大时，F1变小
14．（2021•沾化区一模）如图所示，在杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F，杠杆处于平衡状态（忽略杠杆自身重力的影响），下列说法正确的（ ）
A．杠杆的阻力是物体受到的重力G
B．动力臂是线段OA
C．此时杠杆是费力杠杆
D．保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，动力变大
15．（2021•惠民县模拟）如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动放在水平地面上重为G的物体，物体移动的距离为S1，绳子自由端移动的距离为S2，A点的拉力为FA，滑轮组的机械效率为η，下列说法正确的是（ ）
A．FA＝2F
B．有用功为GS1
C．物体受到地面的摩擦力为2Fη
D．额外功为FS2﹣GS1
16．（2021•郯城县二模）如图（a）所示的杠杆水平平衡．若如图（b）所示，在支点的两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，则（ ）
A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．都有可能
17．（2023•岱岳区校级模拟）如图所示，利用滑轮组将重力为40N的物体，在10s内匀速竖直提升2m，拉力F为30N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
①物体移动的速度为0.2m/s；
②所做的有用功为60J；
③拉力F的功率为12W；
④若提升物体的重力为80N，则此滑轮组的机械效率为80%。
A．①③④正确B．①②④正确C．②③④正确D．①②③正确
18．（2023•罗庄区二模）如图所示的工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．园艺剪修剪树枝B．镊子夹取物品
C．裁纸刀裁剪照片D．钢丝钳剪断铜丝
19．（2023•兰陵县模拟）筷子是中国具有民族特色的餐具，有关筷子的使用，下列说法正确的是（ ）
A．图甲，夹取食物的筷子是省力杠杆
B．图乙，插入玉米的筷子的尖头可减小压强
C．图丙，作为瓶起子使用的筷子是省力杠杆
D．图丁，筷子利用大气压将盛满米的杯子提起来
20．（2023•泰安三模）如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，O为支点，BO＝4AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量为4kg，高度为1m，横截面积为20cm2（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。下列说法正确的是（ ）
①物体N的密度是2×103kg/m3
②物体M的重力是160N
③当压力传感器的示数为40N时，A端受到的拉力是40N
④当压力传感器的示数为40N时，水槽内水的深度0.5m
A．只有①④正确B．只有①②③正确
C．只有①②④正确D．只有②③④正确
21．（2022•宁津县模拟）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内，绳端A、B移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中，下列选项正确的是（ ）
A．两钩码上升的速度相等
B．两滑轮组绳端的拉力相等
C．甲滑轮组的总功比乙少
D．两滑轮组的机械效率相等
22．（2022•泰安二模）如图所示装置中，每一个滑轮的质量都相同，提升相同的重物，绳子自由端移动速度相同。忽略绳重、摩擦、空气阻力、水的阻力。下列说法中（ ）
①甲、乙两个滑轮组的机械效率相同
②丙、丁两个滑轮组的机械效率相同
③甲滑轮组拉力做功的功率最大
④丙、丁物体升高的速度相同
A．只有③④正确B．只有①③④正确
C．只有①④正确D．只有②④正确
23．（2023•临淄区二模）工人用图示的滑轮组提升重400N的货物，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳自由端移动的速度为0.6m/s
B．拉力F是150N
C．滑轮组的机械效率约为89%
D．拉力做功的功率为135W
24．（2022•泰安一模）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
25．（2022•东平县校级一模）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
①物块的边长为0.5m
②动滑轮重为300N
③提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
④将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
A．只有①④B．只有②④C．只有③④D．只有①③
26．（2021•邹城市一模）为使杠杆平衡在图示位置，需在A点施加一个力，在如图所示的四个方向中，不可能使杠杆平衡的力是（ ）
A．F1和F2B．F1和F4C．F2和F3D．F3和F4
27．（2021•济南一模）如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，O为支点。物体A的体积大于B，物体A重力为4N，此时杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（ ）
A．物体B重力为2N
B．物体B重力为8N
C．物体A的密度比物体B的大
D．物体A和物体B都靠近支点一格，杠杆依然能保持平衡
28．（2022•青岛模拟）如图两杠杆都处于平衡状态。图甲所示轻质塑料袋装满了体积不同的两种不同液体M、N，图乙所示是体积相同但密度不同的金属P、Q。则（ ）
A．M的密度大于NB．M的质量大于N
C．P的密度大于QD．P的质量大于Q
29．（2022•历下区三模）杆秤，是中国人发明的人类最早的衡器，它是华夏国粹，在历史长河中延续千年。如图所示，手提杆秤A和B提纽分别对应两个不同的量程，L是秤砣悬挂的位置。下列做法中，能使杆秤测量更大质量物体的是（ ）
A．秤砣向左移或提纽由A换成B
B．秤砣向右移或提纽由A换成B
C．秤砣向左移或提纽由B换成A
D．秤砣向右移或提纽由B换成A
30．（2021•龙口市模拟）如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G甲的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将超过100%
B．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
C．此滑轮组动滑轮的重力为2N
D．当G物＝6N时，机械效率η＝66.7%
二．填空题（共24小题）
31．（2022•乳山市模拟）小明骑着自行车上学，自行车刹车的手柄是一个 杠杆，自行车轮胎上的花纹是为了 。
32．（2022•肥城市三模）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点悬挂一个重为30N的物体，B点施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，且OB：OA＝2：3，则F＝ N。
33．（2023•广饶县二模）“绿色低碳生活，从垃圾分类开始”。如图是一种轮式垃圾桶，拖动时它相当于一个 杠杆（选填“省力”或“费力”）；垃圾桶底部的小轮子是为了 摩擦力（选填“增大”或“减小”）。
34．（2023•历城区三模）利用“充电宝”给手机充电时，“充电宝”将化学能 为电能（选填“转移”或“转化”），螺丝刀是轮轴的一种应用，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。
35．（2023•东阿县一模）端午将近，不少龙舟队开始了紧张的训练，如图所示，选手们奋力挥桨划水使龙舟快速前进。船桨属于 杠杆，选手们向后划桨，龙舟快速向前，说明 。
36．（2023•莱阳市模拟）如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m、高0.3m，在此过程中，物体上升过程中受到的摩擦力为 N，这个斜面的机械效率为 ；如果斜面的倾斜程度增大，在其他条件均不变的情况下，机械效率 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
37．（2022•广饶县校级模拟）如图所示，如果绳重和摩擦不计，动滑轮重不计，物重G＝300N，则图甲中的拉力F甲＝ N，图乙中的拉力F乙＝ N；如果不计绳重及摩擦，每个滑轮的重力为30N，物重G＝300N，则拉力F甲＝ N，拉力F乙＝ N。
38．（2022•邹城市校级模拟）如图所示的杠杆每小格的长度相等质量不计，O为支点。物体A的体积大于物体B的体积，物体A的重力为4N，此时杠杆保持水平平衡，则物体B的重力为 N。若将物体B靠近支点一格，为了使杠杆依然能保持平衡，应将物体A靠近支点 格。
39．（2021•滨城区模拟）如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40cm，AC长30cm.室外机质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处钉受到的水平拉力F为 N（支架重力忽略不计）。为了安全，从力学角度分析，室外机的位置应尽量 （选填“远离”或“靠近”）墙壁。
40．（2021•龙口市模拟）如图所示，轻质杠杆OA中点处悬挂一质量为5kg的物体，在A端施加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F＝ N；保持力F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/kg）
41．（2022•德城区模拟）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N。
42．（2021•鱼台县一模）甲、乙是两套完全相同的滑轮组成的滑轮组，如图所示，用这两套装置提升重为200N的相同重物时，甲装置中所用的拉力为F1，机械效率为η1，乙装置中所用的拉力为F2，机械效率为η2，不计绳重与摩擦，如果F1＝120N，则F2＝ N；并且η1 η2（选填“＞”“＜”或“＝”）。
43．（2021•滕州市二模）如图所示，重为15牛的物体挂在B处，O为轻质杠杆的支点，要想使杠杆保持水平平衡，若在F处施加的最小的力是 牛；若在H处施加3牛的力，此时，杠杆 保持水平平衡（选填“一定”、“可能”或“一定不”）。
44．（2021•日照模拟）工人用一个重20N动滑轮将重240N物体，用135N的拉力将物体匀速提升2m，滑轮的机械效率是 。（小数点后保留1位）
45．（2023•沂源县一模）我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插头，雄嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示，碓头重为200N。图乙为脚用力向下踩卷时在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力（即碓头重力大小），不计横木的重力和摩擦，此时舂属于 （选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。若每次碓头上升的高度为0.5m，1min撞击臼中的谷粒30次，则1min克服碓头重力做的功为 J，为了省力些，可将脚踩点适当 （选填“远离”或“靠近”）O点。
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46．（2023•郓城县模拟）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），3s内对物体做的有用功为 J。
47．（2023•东明县二模）如图是自行车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称是 ，当图中手对车闸的作用力F＝12N时，刹车拉线受到力的大小为 N。
48．（2023•鄄城县二模）汽车中蕴藏着很多物理知识。某车的外形如图所示，当它在水平地面高速运动时对地面的压力与静止时相比 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。A、B是汽车液压刹车装置的杠杆部分，该装置中AOB实为一个 （选填“省力”、“费力”或“等臂”） 杠杆。
49．（2023春•峄城区期末）如图OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物体，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则F的力臂应是 cm，最小的力F是 N。
50．（2022•淄川区校级二模）如图甲所示，用滑轮组提升重物M。拉力F随时间的变化关系如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计绳重及绳子与轮间的摩擦，已知在2s～6s内，滑轮组的机械效率为80%。
（1）在2～6s内，以动滑轮为参照物，重物M是 （选填“静止”或“运动”）的，重物M的机械能 。（选填“变大”、“不变”、“变小”）
（2）滑轮组中的动滑轮重为 N。若将重物M的重力减小为900N，则提升重物匀速上升时，滑轮组的机械效率为 。
51．（2021•滕州市模拟）作图所示，GA＝100N，A与地面的摩擦力是20N，在力F的拉动下，物体A以0.5m/s的速度做匀速运动，不计绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，则力F＝ N，力F的功率是 W，5s后，力F做了 J的功。
52．（2021•滕州市模拟）如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G＝80N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F＝ N；进一步分析可知，在杠杆的A端施加力F，使其在水平方向平衡，则此杠杆 是费力杠杆。（选填“一定不”或“可能”）
53．（2023•临沂模拟）工人用一只动滑轮将重800N的木箱匀速向上提升2m，工人所用的拉力大小500N（如图所示），则这一提升过程中，木箱的机械能 （填“增大”“减小”或“不变”）；拉力做功 J；动滑轮的效率是 。
54．（2022•东营模拟）如图所示，自重不计的杠杆ABO能绕O点自由转动，B为杠杆的中点，在B处挂一重为100N的物体，若在杠杆末端A点施加一个力，使杠杆在水平位置平衡，则此杠杆 （选填“一定”或“不一定”）是省力杠杆；若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡，此力的大小是 N．
三．实验探究题（共3小题）
55．（2023•莱阳市模拟）小明和同学在玩跷跷板游戏时发现，为使跷跷板匀速转动，体重较轻一方通常会远离跷跷板的中点，大家在充分观察和讨论之后，决定探究杠杆的平衡条件。
（1）小梅组提出的猜想是：动力+动力臂＝阻力+阻力臂；小亮组提出的猜想是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；小明组提出的猜想是：“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离；小刚提醒小梅组的同学，他们的猜想是错误的，其理由是 。
（2）实验前没挂钩码时，杠杆的位置如图甲所示，此时杠杆是否平衡 （选填“是”或“不是”）。
（3）小亮想用弹簧测力计和钩码进行实验，设计实验时提出了两种方案：一种按图乙进行实验，一种按图丙进行实验，你认为哪个实验方案更好： ，请说明你的理由 。乙、丙两图中，弹簧测力计示数较大的是 。
（4）小明用丁图中的装置完成了三次实验，根据表中的数据得出“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论验证了自己组的猜想，但与其他组交流讨论以后发现这一结论并不可靠，请你对小明组的实验提出进一步改进措施 。
（5）若在平衡的杠杆上再施加一个力，杠杆仍平衡，此力的力臂大小为 。
（6）在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了 。
A.减小摩擦
B.多次测量取平均值减小误差
C.使每组数据更准确
D.获取多组实验数据归纳出物理规律
（7）有一根粗细不均匀的木棒，微微抬起一端所用的力为F1，微微抬起另一端所用的力为F2，则这根木棒的重力G＝ 。
56．（2023•淄川区一模）小明在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所示的滑轮组进行了多次测量，测得数据如表所示。
（1）滑轮组中动滑轮的作用是 ，定滑轮的作用是 ；
（2）第4次实验测得的机械效率η＝ （保留一位小数）；
（3）小明通过数据表发现：比较 两次实验数据可知，滑轮组机械效率与重物被提升高度无关；比较3、4两次实验数据可知，同一滑轮组， 越大，机械效率越高；
（4）小明进一步分析3、4两次数据，还发现第4次拉力做的有用功比第3次大 J，第4次拉力做的额外功比第3次大 J。由此可见，机械效率提高的原因是有用功增大比额外功增大多得多，从而使有用功占总功的比值增大。
57．（2022•临清市模拟）如图甲所示为“测量滑轮组的机械效率”的实验装置，实验记录的数据如表所示。
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 运动．
（2）通过比较第1、2、3组实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与 无关。
（3）第4组实验测得的机械效率为 %（保留一位小数）。
（4）由表格中第3、4组实验数据可得：同一滑轮组，所提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“越大”或“越小”）。
（5）如果不考虑绳重及摩擦，根据表格中的第4组实验数据，计算出动滑轮重力为 N。
（6）如果将图甲滑轮组换成图乙所示的绕绳方法，不考虑绳重及摩擦，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
四．计算题（共3小题）
58．（2022•临淄区二模）小华参加社区实践活动，需要将重100N的沙子从一楼运到三楼。他采用如图所示的两种方案，已知桶重20N，动滑轮重10N，小华的体重是100N，方案一中小华从一楼到三楼所用的时间是15s。求：
（1）方案一中小华所做有用功的功率；
（2）方案二中动滑轮的机械效率（不计绳重及摩擦，精确到1%）。
59．（2023•沂源县二模）淄博20天新建一座烧烤城，这就是淄博速度！项目建设中，工人用如图所示的装置将底面积为100cm2、重为700N的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。电动机的输出功率恒定为600W，不计绳重和摩擦。求：
（1）建筑材料静止放在水平地面上时，对地面的压强。
（2）10s内电动机输出的功。
（3）滑轮组的机械效率。
60．（2021•泰安模拟）如图所示，A是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心铁块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，g取10N/kg。求：
（1）作用于绳端的拉力F是多少？
（2）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮组的机械效率是多少？
2024年山东中考物理模拟题分类---简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共30小题）
1．（2023•沂源县一模）如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最大的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【考点】轮轴及其他常见简单机械；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．
【专题】定量思想；简单机械．
【答案】C
【分析】（1）不计机械重和摩擦，则用机械做的功等于直接用手做的功。
（2）根据滑轮组的省力特点进行判断；
（3）使用定滑轮不省力；
（4）根据杠杆的平衡条件进行分析。
【解答】解：A、不计机械重和摩擦，由图可知：
F1×4m＝G×2m，所以F1＝；
B、滑轮组由三段绳子承担，所以F2＝；
C、由图3知，使用的是定滑轮，所以F3＝G；
D、根据杠杆的平衡条件：F4×（L+3L）＝G×L，所以F4＝。
由以上分析得F3＞F1＞F2＞F4。
故选：C。
【点评】此题考查了功的原理、滑轮组的省力特点、定滑轮的特点及杠杆的平衡条件的应用，涉及的比较全面，是一道基础性很好的题目。
2．（2022•河东区一模）2022年3月20日晚，北京冬奥会闭幕式上举行会旗交接仪式。如图所示，北京市市长陈吉宁挥动五环旗时，旗杆相当于杠杆。下列工具，与旗杆属于同类杠杆的是（ ）
A．行李车B．钓鱼竿
C．开瓶器D．羊角锤
【考点】杠杆的分类．
【专题】简单机械；理解能力．
【答案】B
【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：行李车、开瓶器、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；旗杆、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
故选：B。
【点评】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。
3．（2022•兰山区二模）下列简单机械在使用时可以省力的是（ ）
A．起钉锤B．定滑轮
C．镊子D．筷子
【考点】杠杆的分类．
【专题】简单机械；理解能力．
【答案】A
【分析】结合生活经验，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、起钉锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A正确；
B、定滑轮不能省力，只能改变用力方向，属于等臂杠杆，故B错误；
C、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C错误；
D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D错误。
故选：A。
【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。
4．（2021•滨城区模拟）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。
5．（2023•平邑县二模）为了提倡低碳生活，方便市民绿色出行，我市建设了公共自行车租赁系统（如图）。关于自行车，下列说法正确的是（ ）
A．宽大的车座可以减小压力
B．铝合金的车圈可减轻质量
C．粗糙的轮胎花纹可以减小摩擦
D．刹车手柄是一个费力杠杆
【考点】杠杆的分类；密度的应用与物质鉴别；增大或减小摩擦的方法；增大和减小压强的方法和应用．
【专题】应用题；其他综合题；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）在压力一定时，增大受力面积可以减小压强；
（2）在体积相等的情况下，密度越小，整车质量越小；
（3）增大摩擦的办法有：①增大压力，②增大接触面的粗糙程度，③变滚动为滑动；
（4）根据动力臂和阻力臂的大小关系分析车把是一个什么样的杠杆。
【解答】解：A、宽大的车座，可以在压力一定时，增大受力面积来减小人对车的压强，但不能减小压力，故A错误；
B、车圈为铝合金材质，密度较小，在体积相等的情况下，整车质量越小，可减轻质量，故B正确；
C、轮胎上刻有花纹，这是在压力一定的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故C错误；
D、自行车的刹车手柄在使用时，动力臂大于阻力臂，所以刹车手柄是一个省力杠杆，故D错误。
故选：B。
【点评】本题以自行车为模型，考查了对压强、密度、摩擦力和杠杆等知识点的理解和掌握，此类结合生活实际的题目，要学会结合物理知识进行分析。
6．（2023•兰陵县模拟）2023年2月10日，航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下成功从天和核心舱出舱。机械臂的功能类似于人的手臂（杠杆），它有7个关节，长度可达10多米，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图所示工具，正常使用时与机械臂不属于同一类杠杆的是（ ）
A．酒起子B．镊子
C．吊车吊臂D．钓鱼竿
【考点】杠杆的分类．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】A
【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：机械臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A、酒起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，与机械臂不属于同一类杠杆，故A符合题意；
B、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，与机械臂属于同一类杠杆，故B不符合题意；
C、吊车吊臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，与机械臂属于同一类杠杆，故C不符合题意；
D、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，与机械臂属于同一类杠杆，故D不符合题意。
故选：A。
【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。
7．（2022•临邑县校级模拟）如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．天平B．瓶盖起子
C．食品夹D．钳子
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械．
【答案】C
【分析】结合生活经验，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、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A错误；
B、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确；
D、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。
故选：C。
【点评】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。
8．（2022•章丘区二模）2021年8月20日，航天员聂海胜、刘伯明在机械臂的辅助下成功从“天和”核心舱出舱。如图所示，机械臂的功能类似于人的手臂，但它有7个关节，长度可达10多米。下列工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（ ）
A．金属镊子B．起子
C．托盘天平D．独轮车
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】A
【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：机械臂的功能类似于人的手臂，使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A、在使用金属镊子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
BD、起子、独轮车，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆，故BD不符合题意；
C、托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C不符合题意。
故选：A。
【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。
9．（2021•历城区模拟）周末，小明和爸爸在公园玩跷跷板的游戏，但是爸爸的体重几乎是小明体重的2倍，无法使用双人跷跷板进行游戏。聪明的小明把爸爸拉到四人跷跷板跟前，安排好座位后，就顺利的玩了起来。聪明的小明是怎样安排座位的呢（ ）
A．小明A位 爸爸C位B．小明A位 爸爸D位
C．小明B位 爸爸C位D．小明B位 爸爸D位
【考点】杠杆的应用．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】A
【分析】跷跷板相当于杠杆，根据杠杆的平衡条件分析小明和爸爸的位置。
【解答】解：跷跷板相当于等杠杆，跷跷板平衡时，小明对跷跷板的压力与力臂的乘积等于爸爸对跷跷板的压力与力臂的乘积；爸爸的体重几乎是小明体重的2倍，则爸爸对跷跷板的压力几乎是小明对跷跷板的压力的2倍，要使跷跷板平衡，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，小明的压力的力臂是爸爸的压力的力臂的2倍，即小明A位 爸爸C位，故A正确。
故选：A。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，属于基础题。
10．（2021•莱西市一模）如图所示的四种用具在正常使用的过程中，属于费力杠杆的是（ ）
A．扫帚B．扳手
C．羊角锤D．核桃夹
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】A
【分析】结合生活经验和图片，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、扫帚在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
B、扳手在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
C、羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
D、核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
故选：A。
【点评】判断杠杆类型的方法有三种：①比较动力和阻力的大小，当然动力小的是省力杠杆；②比较动力臂和阻力臂的长短，动力臂长的是省力杠杆。③比较动力和阻力移动的距离，动力移动距离大的是省力杠杆。
11．（2021•奎文区校级三模）聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识。使用筷子夹菜时，筷子可看作杠杆。下列生活用具与筷子属于同类杠杆的是（ ）
A．瓶盖起子B．食品夹
C．起钉锤D．核桃夹
【考点】杠杆的分类．
【专题】简单机械；理解能力．
【答案】B
【分析】结合生活经验，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：筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、食品夹子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、起钉锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故选：B。
【点评】此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，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。
12．（2023•临沂模拟）如图所示的滑轮组，将一重510N的箱子在10s内匀速提升5m，拉力F为200N，动滑轮重50N。拉力F的功率为_____W，滑轮组的机械效率为_____（ ）
A．150；42.5%B．600；90%C．300；87.5%D．300；85%
【考点】滑轮（组）的机械效率；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】（1）由图知，n＝3，拉力端移动的距离s＝nh，知道拉力大小，利用W＝Fs求拉力做的总功，再利用P＝求拉力做功的功率；
（2）知道箱子重力、提升的高度，利用W＝Gh求拉力所做的有用功；滑轮组的机械效率等于有用功与总功的比值。
【解答】解：（1）由图知，n＝3，拉力端移动的距离s＝nh＝3×5m＝15m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝200N×15m＝3000J，
拉力做功的功率：P＝＝＝300W；
（2）拉力所做的有用功：W有用＝Gh＝510N×5m＝2550J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝85%。
故选：D。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率和机械效率的计算，属于基础题目。
13．（2023•滨州三模）提拉重物时，手的前臂构成一个杠杆，如图。对此过程分析合理的是（ ）
A．前臂杠杆是一个省力杠杆
B．前臂杠杆的支点在肘关节处
C．肱二头肌对桡骨的力F1是阻力
D．重物给前臂的力F2变大时，F1变小
【考点】杠杆的分类；杠杆及其五要素．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）可依据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系：若动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；若动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则为等臂杠杆；
（2）能绕固定点转动的硬棒叫杠杆，使杠杆转动的力叫动力，阻碍杠杆转动的力叫阻力。
【解答】解：A．用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆，故A错误；
BC．用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处，故B正确、C错误；
D．由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力臂、阻力臂不变时，重物给前臂的力F2变大时，F1变大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查杠杆的平衡条件、杠杆的五要素，省力杠杆，费力杠杆的判断，属于基础知识考查，难度不大。
14．（2021•沾化区一模）如图所示，在杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F，杠杆处于平衡状态（忽略杠杆自身重力的影响），下列说法正确的（ ）
A．杠杆的阻力是物体受到的重力G
B．动力臂是线段OA
C．此时杠杆是费力杠杆
D．保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，动力变大
【考点】杠杆的动态平衡分析；杠杆的分类．
【答案】D
【分析】杠杆中基本概念：阻力：作用在杠杆上阻碍杠杆转动的力；力臂：支点到力的作用线的距离；杠杆分为：等臂杠杆、省力杠杆、费力杠杆；杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2。
【解答】解：A、杠杆的阻力需要作用在杠杆上，所以不是物体受到的重力；
B、动力臂是支点O到力F的垂线，不是OA，小于OA长度；
C、由图可知动力臂大于阻力臂，则动力小于阻力，为省力杠杆；
D、将动力F转到F1，动力臂变小，动力变大；
故选：D。
【点评】此题对杠杆的基础概念进行了考查，需要学生对基本知识进一步理解，本题比较容易错的选项为A，阻力大小等于物体的重力，但不能说成阻力就是物体的重力。
15．（2021•惠民县模拟）如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动放在水平地面上重为G的物体，物体移动的距离为S1，绳子自由端移动的距离为S2，A点的拉力为FA，滑轮组的机械效率为η，下列说法正确的是（ ）
A．FA＝2F
B．有用功为GS1
C．物体受到地面的摩擦力为2Fη
D．额外功为FS2﹣GS1
【考点】有用功和额外功；摩擦力的大小．
【专题】应用题；重力、弹力、摩擦力；功、功率、机械效率．
【答案】C
【分析】使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则s拉＝2s物，可利用公式η＝滑轮组的机械效率计算出摩擦力；物体做匀速直线运动时处于平衡状态，绳子的拉力和物体受到的摩擦力是一道平衡力，二力大小相等。
【解答】解：
A、由图可知，n＝2，轻质滑轮组说明不计滑轮的重力；若不计绳重、绳和轮之间的摩擦（理想情况下），拉力F＝＝，但绳重、绳和轮之间的摩擦是存在的，所以，F＞，即FA＜2F，故A错误；
B、因物体做匀速直线运动，所以拉力FA和摩擦力f是一对平衡力，即FA＝f，该滑轮组的有用功是克服物体与地面的摩擦力做功，即W有用＝fs1＝FAs1，跟重力G无关，故B错误；
C、由图可知，有2段绳子与动滑轮相连，则绳端移动的距离s＝2s1，
滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝，所以f＝2Fη．故C正确；
D、额外功等于总功减去有用功，W额＝W总﹣W有用＝Fs2﹣fs1，跟重力G无关，故D错误。
故选：C。
【点评】此题主要考查了滑轮组绳子拉力的计算以及滑轮组的机械效率，在计算过程中，要注意弄清哪些力是平衡力，不要被多余的条件所迷惑。
16．（2021•郯城县二模）如图（a）所示的杠杆水平平衡．若如图（b）所示，在支点的两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，则（ ）
A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．都有可能
【考点】杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】（a）图杠杆是平衡的，原因是两边的力和力臂的乘积相等，（b）图分别加挂一个等重的物体后，分析两边的力和力臂的乘积是否还相等，据此判断（b）图的杠杆是否还平衡。
【解答】解：设一个钩码重为G，杠杆上一个小格长为L，（a）图中杠杆平衡，则2G×2L＝G×4L；
（b）图分别加挂一个等重的物体后（为便于研究，设物体的重也为G），
则左边力与力臂的乘积：3G×2L，
右边力与力臂的乘积：2G×4L，
因为3G×2L＜2G×4L，即右边力与力臂的乘积较大，所以杠杆不能平衡，右端下沉。
故选：B。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，注意杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积是否相等，不能只看力或力臂。
17．（2023•岱岳区校级模拟）如图所示，利用滑轮组将重力为40N的物体，在10s内匀速竖直提升2m，拉力F为30N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
①物体移动的速度为0.2m/s；
②所做的有用功为60J；
③拉力F的功率为12W；
④若提升物体的重力为80N，则此滑轮组的机械效率为80%。
A．①③④正确B．①②④正确C．②③④正确D．①②③正确
【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】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】A
【分析】①根据速度公式得出物体移动的速度；
②根据W有＝Gh得出所做的有用功；
③从图中可知n＝2，根据s＝2h得出绳子自由端移动的距离，根据W总＝Fs得出拉力做的总功，根据P＝得出拉力的功率；
④不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）可知动滑轮的重力G动，若提升物体的重力为80N，根据η＝＝得出此滑轮组的机械效率
【解答】解：①物体移动的速度：v＝＝＝0.2m/s，故①正确；
②所做的有用功：W有＝Gh＝40N×2m＝80J，故②错误；
③从图中可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝30N×4m＝120J，
拉力的功率P＝＝＝12W，故③正确；
④不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）可知动滑轮的重力G动＝2F﹣G＝2×30N﹣40N＝20N，
若提升物体的重力为80N，则此滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝80%，故④正确。
故选：A。
【点评】本题考查了速度公式和做功公式、功率公式、机械效率公式的应用，要注意动滑轮绳子的有效股数为2。
18．（2023•罗庄区二模）如图所示的工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．园艺剪修剪树枝B．镊子夹取物品
C．裁纸刀裁剪照片D．钢丝钳剪断铜丝
【考点】杠杆的分类．
【专题】定性思想；简单机械；理解能力．
【答案】B
【分析】结合图片和生活经验，找出支点，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．园艺剪修剪树枝，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．裁纸刀剪照片，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．钢丝钳剪断铜丝，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选：B。
【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。
19．（2023•兰陵县模拟）筷子是中国具有民族特色的餐具，有关筷子的使用，下列说法正确的是（ ）
A．图甲，夹取食物的筷子是省力杠杆
B．图乙，插入玉米的筷子的尖头可减小压强
C．图丙，作为瓶起子使用的筷子是省力杠杆
D．图丁，筷子利用大气压将盛满米的杯子提起来
【考点】杠杆的分类；摩擦力产生的条件；增大和减小压强的方法和应用．
【专题】重力、弹力、摩擦力；压强、液体的压强；简单机械；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）先判断筷子在使用过程中，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）增大压强的方法：在受力面积一定时，增大压力；在压力一定时，减小受力面积；
（3）筷子能提起米和杯子，是依靠筷子和米之间的摩擦力。
【解答】解：A、夹取食物的筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；
B、筷子的尖头受力面积小，在压力一定时，插入玉米的筷子的尖头可增大压强，故B错误；
C、作为瓶起子使用的筷子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确；
D、在杯中装满米插入筷子后压紧，再慢慢的将筷子提起来，米和杯子由于受到重力作用而有一个向下运动的趋势，所以筷子会给米一个向上的摩擦力，使杯子和米不会掉下来，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查了杠杆的分类，增大压强的方法、摩擦力的利用，是一道综合性较强的题目。
20．（2023•泰安三模）如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，O为支点，BO＝4AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量为4kg，高度为1m，横截面积为20cm2（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。下列说法正确的是（ ）
①物体N的密度是2×103kg/m3
②物体M的重力是160N
③当压力传感器的示数为40N时，A端受到的拉力是40N
④当压力传感器的示数为40N时，水槽内水的深度0.5m
A．只有①④正确B．只有①②③正确
C．只有①②④正确D．只有②③④正确
【考点】杠杆的平衡条件；阿基米德原理的应用．
【专题】其他综合题；分析、综合能力．
【答案】C
【分析】（1）根据N的高度、横截面积可以求出N的体积，然后根据密度公式求出N的密度；
（2）根据杠杆的平衡条件求出M的重力；
（3）根据G＝mg求出M的重力，根据压力传感器的示数求出M对A端的拉力；根据杠杆的平衡条件求出B端受到的拉力，根据拉力大小与N的重力求出浮力的大小，根据阿基米德原理求出深度。
【解答】解：①S＝20cm2＝0.002m2；V＝Sh＝1m×0.002m2＝0.002m3；
物体N的密度为：ρ＝＝＝2×103kg/m3；
②水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零，此时杠杆处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可知：
m1g×AO＝m2g×BO，则：m1＝m2×＝4kg×4＝16kg；
M的重力为：G1＝m1g＝16kg×10N/kg＝160N；
③④、当压力传感器的示数为40N时，则A端受到的拉力为：FA＝G1﹣F＝160N﹣40N＝120N；
根据杠杆的平衡条件可知：FA×AO＝FB×BO，则B端受到的拉力为：FB＝FA×＝120N×＝30N；
N的重力为：G2＝m2g＝4kg×10N/kg＝40N；
N浸入水中，受到竖直向上的拉力和浮力、竖直向下的重力，则浮力为：F浮＝G2﹣FB＝40N﹣30N＝10N；
根据阿基米德原理可知，N排开的水的体积为：V排＝＝＝10﹣3m3；
则N浸入水中的深度即水的深度为：h＝＝＝0.5m，故③错误，④正确。
故选：C。
【点评】本题考查了阿基米德原理的应用、杠杆的平衡条件的应用、重力和密度的计算，考查的知识点较多，熟练应用公式是解题的关键。
21．（2022•宁津县模拟）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内，绳端A、B移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中，下列选项正确的是（ ）
A．两钩码上升的速度相等
B．两滑轮组绳端的拉力相等
C．甲滑轮组的总功比乙少
D．两滑轮组的机械效率相等
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算；比较功的大小；机械效率的大小比较．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）由动滑轮、滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，拉力端移动距离s＝nh，拉力端移动速度等于物体升高速度的n倍，据此分析两钩码上升的速度大小关系；
（2）忽略绳重和摩擦，绳端拉力F＝（G+G动），据此比较两滑轮组绳端的拉力大小关系；
（3）在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，知道拉力大小关系，利用W＝Fs比较总功大小关系；
（4）忽略绳重和摩擦，提升钩码的质量相等、重力相等，动滑轮的质量相等、重力相等，利用η＝＝＝比较机械效率大小关系。
【解答】解：A、图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲＝2；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙＝3；
因为拉力端移动的距离s＝nh，所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍，
已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，则由速度公式v＝可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，
则由v绳＝nv物可知，钩码上升的速度分别为：v甲＝v，v乙＝v，
所以两钩码上升的速度：v甲＞v乙，故A错误；
B、提升钩码的质量相同、重力相同，且滑轮的质量相同、重力相同，不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），n甲＝2，n乙＝3，
所以绳端的拉力分别为：F甲＝（G+G动），F乙＝（G+G动），则绳端的拉力F甲＞F乙，故B错误；
C、绳端拉力F甲＞F乙，绳端A、B移动相同的距离，由W＝Fs可知拉力做的总功W甲总＞W乙总，即甲滑轮组的总功比乙多，故C错误；
D、忽略绳重和摩擦，机械效率η＝＝＝，
因为提升钩码的质量相等、重力相等，动滑轮的质量相等、重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查了使用动滑轮、滑轮组时物体上升速度大小、拉力大小、拉力做功大小、机械效率大小比较，利用好关系式：忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝。
22．（2022•泰安二模）如图所示装置中，每一个滑轮的质量都相同，提升相同的重物，绳子自由端移动速度相同。忽略绳重、摩擦、空气阻力、水的阻力。下列说法中（ ）
①甲、乙两个滑轮组的机械效率相同
②丙、丁两个滑轮组的机械效率相同
③甲滑轮组拉力做功的功率最大
④丙、丁物体升高的速度相同
A．只有③④正确B．只有①③④正确
C．只有①④正确D．只有②④正确
【考点】机械效率的大小比较；比较功率的大小．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【答案】B
【分析】从图中可知，n1＝2，n2＝3，n3＝4，n4＝4，每个滑轮的质量都相同，根据G＝mg可知每个滑轮的重力相同。
甲、乙克服的是物体的重力和动滑轮的重力；丙克服的是物体的重力和两个动滑轮的重力；丁克服的是物体的重力和两个动滑轮的重力，再减去物体所受的浮力；
逐一分析不同的滑轮组在工作时所做的有用功、总功，可比较它们的机械效率；根据做功的多少的时间可比较它们的功率。
【解答】解：①甲、乙两个滑轮组提升相同的重物，额外功都是克服一个动滑轮的重所做的功，因此它们的有用功和总功相同，机械效率相同，故①正确；
②丙、丁两个滑轮组提升相同的重物至相同的高度时，由于丁图中重物受到浮力，所以丁图中绳端拉力小，即拉力所做的总功减小，所以丙丁的机械效率不相同，故②错误；
③四个滑轮组的绳子自由端移动速度相同，甲滑轮组的绳子段数最少，所以物体提升的速度最快，说明甲滑轮组对物体的做功最快，即功率最大，故③正确；
④丙、丁滑轮组的绳子自由端移动速度相同，承担物重的绳子段数也相同，所以根据VF＝nV物可知，丙、丁物体升高的速度相同，故④正确。
综上所述，①③④说法正确。
故选：B。
【点评】本题考查了对滑轮组的分析，对功、功率、机械效率的比较，理解不同的概念，准确掌握它们的计算方法，是正确解答的关键。
23．（2023•临淄区二模）工人用图示的滑轮组提升重400N的货物，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳自由端移动的速度为0.6m/s
B．拉力F是150N
C．滑轮组的机械效率约为89%
D．拉力做功的功率为135W
【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】计算题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）从图中可知，n＝2，不计绳重和摩擦，根据s＝nh可知绳自由端移动的距离，根据v＝得出绳自由端移动的速度；
（2）根据F＝（G+G动）可知则拉力F；
（3）根据η＝＝＝＝得出滑轮组的机械效率；
（4）由P＝＝＝Fv可求得拉力做功的功率。
【解答】解：从图中可知，n＝2，不计绳重和摩擦，
A、根据s＝nh可知绳自由端移动的距离s＝nh＝2×6m＝12m，
绳自由端移动的速度v＝＝＝1.2m/s，故A错误；
B、拉力F＝（G+G动）＝×（400N+50N）＝225N，故B错误；
C、滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝≈89%，故C正确；
D、拉力做功的功率：P＝＝＝Fv＝225N×1.2m/s＝270W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查有关滑轮组的拉力的计算、速度的计算、功率的计算和机械效率的计算，是一道综合题。
24．（2022•泰安一模）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
【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】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）利用W有＝Gh求有用功；
（2）利用不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝求动滑轮的重力；
（3）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用v＝求绳端的速度；
（4）利用η＝×100%求总功，利用P＝求拉力做功的功率。
【解答】解：①拉力做的有用功：W有＝Gh＝6000N×5m＝3×104J，故①正确；
②因为不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝，所以动滑轮的重力：G动＝＝×6000N＝1500N，故②正确；
③由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×5m＝15m，
绳端的速度：v＝＝＝1.5m/s，故③正确；
④由η＝×100%可知，拉力做的总功：W总＝＝＝3.75×104J，
则拉力F做功的功率：P＝＝＝3750W，故④正确。
故选：D。
【点评】本题考查了使用滑轮组时速度、有用功、总功、功率和机械效率的计算，明确有用功和总功是关键。
25．（2022•东平县校级一模）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
①物块的边长为0.5m
②动滑轮重为300N
③提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
④将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
A．只有①④B．只有②④C．只有③④D．只有①③
【考点】滑轮（组）的机械效率；动滑轮拉力的计算；功的计算和公式的应用．
【专题】计算题；浮力；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】A
【分析】①动滑轮绳子的有效股数为2，根据图乙读出物块浸没时绳子的拉力，绳重和摩擦忽略不计，根据F＝（G+G动﹣F浮）得出等式；根据图乙读出物块完全离开水面后绳子的拉力，根据F＝（G+G动）得出等式，然后联立等式即可求出物块受到的浮力，根据F浮＝ρ液gV排求出物体排开水的体积即为物块的体积，利用V＝L3求出物块的边长；
②绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，根据η＝＝＝＝表示出动滑轮的机械效率，然后联立等式即可求出物块的重力和动滑轮的重力；
③绳重和摩擦忽略不计，提升物块完全离开水面前，根据η＝＝＝＝求出动滑轮的机械效率，然后得出答案；
④将物块提升至上表面与水面相平的过程中，根据图乙得出物体上升的高度和拉力F，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，利用W＝Fs求出此过程中拉力F做的功。
【解答】解：①动滑轮绳子的有效股数n＝2，由图乙可知，物块浸没时绳子的拉力F1＝1375N，
绳重和摩擦忽略不计，由F＝（G+G动﹣F浮）可得：1375N＝（G+G动﹣F浮）﹣﹣﹣﹣Ⅰ
当物块完全离开水面后绳子的拉力F2＝2000N，
由F＝（G+G动）可得：2000N＝（G+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅱ
由ⅠⅡ可得：F浮＝1250N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮＝ρ液gV排可得，物块的体积：V＝V排＝＝＝0.125m3，
由V＝L3可得，物块的边长：L＝＝＝0.5m，故①正确；
②绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率η＝＝＝＝，
即87.5%＝﹣﹣﹣﹣﹣Ⅲ
由ⅡⅢ可得：G＝3500N，G动＝500N，故②错误；
③绳重和摩擦忽略不计，提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率：
η'＝＝＝＝＝≈81.8%，
则动滑轮的机械效率小于87.5%，故③错误；
④将物块提升至上表面与水面相平的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h＝0.6m，拉力F＝1375N，
绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×0.6m＝1.2m，
此过程中拉力F做的功W＝Fs＝1375N×1.2m＝1650J，故④正确。
故选：A。
【点评】本题考查了滑轮组拉力公式和滑轮组机械效率公式、阿基米德原理、做功公式的综合应用，分清有用功和总功以及从图像中获取有用的信息是关键。
26．（2021•邹城市一模）为使杠杆平衡在图示位置，需在A点施加一个力，在如图所示的四个方向中，不可能使杠杆平衡的力是（ ）
A．F1和F2B．F1和F4C．F2和F3D．F3和F4
【考点】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）促使杠杆转动的力叫动力，阻碍杠杆转动的力叫阻力；
（2）若力的力臂为0，则这个力对杠杆的平衡没有影响。
【解答】解：F1和F2使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相反，可以使杠杆平衡；F3的力臂为零，不能使杠杆平衡；F4使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相同，不能使杠杆平衡；
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的运用，关键是明确动力和阻力的定义。
27．（2021•济南一模）如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，O为支点。物体A的体积大于B，物体A重力为4N，此时杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（ ）
A．物体B重力为2N
B．物体B重力为8N
C．物体A的密度比物体B的大
D．物体A和物体B都靠近支点一格，杠杆依然能保持平衡
【考点】杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）此时杠杆处于平衡状态，故据杠杆的平衡条件能计算出物体B对杠杆的拉力，拉力的大小等于B的重力；
（2）根据密度公式分析解答；
（3）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，判断杠杆的平衡。
【解答】解：AB、据杠杆的平衡条件知，此时物体B对杠杆的拉力等于B的重力，故FALA＝GBLB，
故GB＝＝＝8N，故A错误，B正确；
C、已知物体A的体积大于B，物体A重力为4N，B的重力为8N，
所以A的质量小于B的质量，根据ρ＝可得，物体A的密度小于物体B的密度，故C错误；
D、物体A和物体B都靠近支点一格，物体A：4N×3Lm＝12LN•m，
物体B：8N×Lm＝8LN•m，
根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，靠近支点一格，杠杆不平衡，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查了密度、杠杆的平衡条件、物体受力的分析，要求灵活运用，属于难题。
28．（2022•青岛模拟）如图两杠杆都处于平衡状态。图甲所示轻质塑料袋装满了体积不同的两种不同液体M、N，图乙所示是体积相同但密度不同的金属P、Q。则（ ）
A．M的密度大于NB．M的质量大于N
C．P的密度大于QD．P的质量大于Q
【考点】杠杆的平衡条件；阿基米德原理的应用．
【专题】简单机械；分析、综合能力．
【答案】B
【分析】分析杠杆时，找到对应的力臂，利用杠杆平衡去比较大小。
【解答】解：对于甲图，M的力臂小于N的力臂，所以M的重力大于N的重力，则M的质量大于N。由于M体积大于N的体积，所以无法比较M和N的密度大小，故A错误，B正确；
对于乙图，Q的力臂小于P的力臂，所以Q的重力大于P的重力，则Q的质量大于P。由于P和Q的体积一样，所以Q的密度大于P的密度，故C、D都错误；
故选：B。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用和密度知识的应用，属于中档题目。
29．（2022•历下区三模）杆秤，是中国人发明的人类最早的衡器，它是华夏国粹，在历史长河中延续千年。如图所示，手提杆秤A和B提纽分别对应两个不同的量程，L是秤砣悬挂的位置。下列做法中，能使杆秤测量更大质量物体的是（ ）
A．秤砣向左移或提纽由A换成B
B．秤砣向右移或提纽由A换成B
C．秤砣向左移或提纽由B换成A
D．秤砣向右移或提纽由B换成A
【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】杆秤利用的是杠杆的平衡条件，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析解答。
【解答】解：杆秤利用的是杠杆的平衡条件，把秤砣对杆秤的拉力作为动力，所称量的物体对杆秤的拉力作为阻力。
（1）秤砣向左移，动力不变，动力臂变小，阻力臂不变，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变小，即杆秤测量的物体质量更小；秤砣向右移，动力不变，动力臂变大，阻力臂不变，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变小，即杆秤测量的物体质量更大；
（2）提纽由A换成B，动力不变，动力臂变小，阻力臂变大，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变小，即杆秤测量的物体质量更小；提纽由B换成A，动力不变，动力臂变大，阻力臂变小，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变大，即杆秤测量的物体质量更大。
综上分析可知，能使杆秤测量更大质量物体的是秤砣向右移或提纽由B换成A。
故选：D。
【点评】本题以杆秤为情景考查了杠杆平衡条件的应用，体现了物理在生活中的应用。
30．（2021•龙口市模拟）如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G甲的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将超过100%
B．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
C．此滑轮组动滑轮的重力为2N
D．当G物＝6N时，机械效率η＝66.7%
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算．
【专题】定量思想；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率；
（2）G物不变，改变图甲中的绕绳方式，改为2段绳子承担，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由W额＝Gh可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同；
（3）结合图中信息，根据η＝＝＝求得动滑轮的重力；
（4）当G物＝6N时，根据η＝＝＝求得机械效率。
【解答】解：
A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式η＝可知机械效率一定小于1，所以结合图像可知，同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能超过100%，故A错误；
B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，
因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，
忽略绳重及摩擦时，额外功：W额＝G轮h，即额外功W额相同，
又因为W总＝W有+W额，所以总功相同，
由η＝可知，两装置的机械效率相同，即η1＝η2．故B错误；
C、由图可知，n＝3，G＝12N，此时η＝80%，忽略绳重及摩擦，
则η＝＝＝＝，即80%＝，
解得G动＝3N，故C错误；
D、G物＝6N时，机械效率η′＝×100%＝×100%＝×100%≈66.7%．故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查有用功以及机械效率的大小比较和机械效率的计算。若有用功相同，额外功越多，机械效率越低，否则越高；若额外功相同，有用功越多，机械效率越高，否则越低。
二．填空题（共24小题）
31．（2022•乳山市模拟）小明骑着自行车上学，自行车刹车的手柄是一个 省力 杠杆，自行车轮胎上的花纹是为了 增大摩擦力 。
【考点】杠杆的分类；增大或减小摩擦的方法．
【专题】运动和力；应用能力．
【答案】省力；增大摩擦力。
【分析】（1）杠杆分省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
（2）增大摩擦力的方法：增大压力和增大接触面的粗糙程度。
【解答】解：自行车刹车的手柄使用时，省力费距离，是省力杠杆；自行车轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度的方法来增大摩擦力。
故答案为：省力；增大摩擦力。
【点评】本题考查了学生对杠杆种类和增大摩擦力方法的应用，属于基础题。
32．（2022•肥城市三模）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点悬挂一个重为30N的物体，B点施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，且OB：OA＝2：3，则F＝ 45 N。
【考点】杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】45
【分析】已知物体的重力G和两个力臂之比，根据杠杆平衡的条件F×OB＝G×OA可求出拉力F的大小。
【解答】解：由图知，OB为力F的力臂，OA为阻力的力臂，
已知G＝30N，OB：OA＝2：3，由杠杆平衡的条件知：F×OB＝G×OA，变形可得：F＝＝＝45N。
故答案为：45。
【点评】本题是关于杠杆平衡条件的应用，注意找准各个力的力臂，再运用杠杆的平衡条件进行计算，属于基础题。
33．（2023•广饶县二模）“绿色低碳生活，从垃圾分类开始”。如图是一种轮式垃圾桶，拖动时它相当于一个 省力 杠杆（选填“省力”或“费力”）；垃圾桶底部的小轮子是为了 减小 摩擦力（选填“增大”或“减小”）。
【考点】杠杆的分类；增大或减小摩擦的方法．
【专题】重力、弹力、摩擦力；简单机械；应用能力．
【答案】省力；减小。
【分析】结合生活经验，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；
滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力。
【解答】解；图中的轮式垃圾桶，拖动时以轮为支点，动力臂大于阻力臂，相当于一个省力杠杆；
垃圾桶底部安装了小轮子是为了用滚动摩擦代替滑动摩擦，减小摩擦力。
故答案为：省力；减小。
【点评】本题要求学生知道杠杆的分类、知道用滚动代替滑动可以减小摩擦力。
34．（2023•历城区三模）利用“充电宝”给手机充电时，“充电宝”将化学能 转化 为电能（选填“转移”或“转化”），螺丝刀是轮轴的一种应用，手柄 粗 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。
【考点】轮轴及其他常见简单机械．
【专题】电流和电路；简单机械；应用能力．
【答案】转化；粗。
【分析】电源将其他形式的能转化为电能，用电器将电能转化为其他形式的能；
轮轴是一种省力机械，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是轴上力的几分之一，是省力杠杆；根据杠杆的平衡条件F1R＝F2r分析螺丝刀的省力情况；
【解答】解：用充电宝给手机充电时，充电宝将化学能转化为电能，给手机提供电能，相当于简单电路中的电源；
螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件F1R＝F2r可知，手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
故答案为：转化；粗。
【点评】本题考查了电源和能量转化、轮轴，属于基础知识。
35．（2023•东阿县一模）端午将近，不少龙舟队开始了紧张的训练，如图所示，选手们奋力挥桨划水使龙舟快速前进。船桨属于 费力 杠杆，选手们向后划桨，龙舟快速向前，说明 力的作用是相互的 。
【考点】杠杆的分类；力作用的相互性．
【专题】运动和力；简单机械；应用能力．
【答案】费力；力的作用是相互的。
【分析】（1）结合生活经验，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）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的。
【解答】解：（1）船桨在使用过程中，一只手握船桨的一端为支点，另一只手挥动船桨作为动力，水对它的力为阻力，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
（2）选手们向后划桨，龙舟快速向前，说明力的作用是相互的。
故答案为：费力；力的作用是相互的。
【点评】本题考查了杠杆的分类和力的相互作用，要求学生知道：①杠杆根据其省力情况可以分为三类：动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆；动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆；动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆；②物体间力的作用是相互的。
36．（2023•莱阳市模拟）如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m、高0.3m，在此过程中，物体上升过程中受到的摩擦力为 0.675 N，这个斜面的机械效率为 62.5% ；如果斜面的倾斜程度增大，在其他条件均不变的情况下，机械效率 变大 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【考点】斜面的机械效率；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】0.675；62.5%；变大。
【分析】（1）知道物体重力、斜面高，利用W＝Gh求拉力做的有用功；知道拉力大小、斜面长，利用W＝Fs求拉力F做的总功；拉力做的额外功W额＝W总﹣W有用，利用W额＝fs求摩擦力；
（2）斜面的机械效率等于有用功与总功之比；
（3）如果斜面的倾斜程度增大，在其他条件均不变的情况下，斜面高不变、斜面长变小，物体对斜面的压力变小，接触面的粗糙程度不变，摩擦力变小，拉力做的额外功变小，而有用功不变，由η＝＝得出机械效率变化情况。
【解答】解：由题知，斜面长s＝1.2m、斜面高h＝0.3m，拉力F＝1.8N，物体重力G＝4.5N，时间t＝20s。
（1）该拉力做的有用功：W有用＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J，
拉力F做的总功：W总＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J，
拉力做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝2.16J﹣1.35J＝0.81J，
由W额＝fs可得摩擦力：f＝＝＝0.675N；
（2）斜面的机械效率：η＝＝×100%＝62.5%；
（3）如果斜面的倾斜程度增大，在其他条件均不变的情况下，斜面高不变、斜面长变小，物体对斜面的压力变小，接触面的粗糙程度不变，摩擦力变小，拉力做的额外功变小，而有用功不变，由η＝＝可知斜面的机械效率变大。
故答案为：0.675；62.5%；变大。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功、摩擦力、机械效率的计算，要知道使用斜面时克服摩擦力做的功为额外功。
37．（2022•广饶县校级模拟）如图所示，如果绳重和摩擦不计，动滑轮重不计，物重G＝300N，则图甲中的拉力F甲＝ 100 N，图乙中的拉力F乙＝ 75 N；如果不计绳重及摩擦，每个滑轮的重力为30N，物重G＝300N，则拉力F甲＝ 110 N，拉力F乙＝ 90 N。
【考点】滑轮组中的相关计算．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】100；75；110；90。
【分析】根据滑轮组的结构确定甲、乙滑轮组承担物重的绳子股数n甲＝3、n乙＝4。
（1）当绳重和摩擦不计、动滑轮重不计时，拉力F＝G；
（2）当不计绳重及摩擦时，拉力F＝（G+G动）。
【解答】解：由图可知，甲、乙滑轮组承担物重的绳子股数n甲＝3、n乙＝4，
（1）当绳重和摩擦不计、动滑轮重不计时，
图甲中的拉力F甲＝G＝×300N＝100N，
图乙中的拉力F乙＝G＝×300N＝75N；
（2）当不计绳重及摩擦时，
图甲中的拉力F甲＝（G+G动）＝×（300N+30N）＝110N，
图乙中的拉力F乙＝（G+G动）＝×（300N+2×30N）＝90N。
故答案为：100；75；110；90。
【点评】本题考查了使用滑轮组省力情况的判断，注意关系式：当绳重和摩擦不计、动滑轮重不计时，拉力F＝G；当不计绳重和摩擦时，拉力F＝（G+G动）。
38．（2022•邹城市校级模拟）如图所示的杠杆每小格的长度相等质量不计，O为支点。物体A的体积大于物体B的体积，物体A的重力为4N，此时杠杆保持水平平衡，则物体B的重力为 8 N。若将物体B靠近支点一格，为了使杠杆依然能保持平衡，应将物体A靠近支点 2 格。
【考点】杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】8；2
【分析】杠杆水平平衡时，物体对杠杆的拉力大小等于物体的重力，根据杠杆的平衡条件计算B的重力；
根据杠杆平衡条件计算B靠近支点后，杠杆平衡时物体A的力臂，从而可得A靠近支点的格数。
【解答】解：物体B对杠杆的拉力等于B的重力，
设杠杆上每一格长为L，根据杠杆的平衡条件知，GALA＝GBLB，
所以物体B的重力：GB＝＝＝8N；
若将物体B靠近支点一格，杠杆依然能保持平衡，根据杠杆的平衡条件知，GALA′＝GBLB′，
则LA′＝＝＝2L，
所以应将物体A靠近支点的距离：ΔL＝4L﹣2L＝2L，
即应将物体A靠近支点两格。
故答案为：8；2。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，属于一道基础题。
39．（2021•滨城区模拟）如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40cm，AC长30cm.室外机质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处钉受到的水平拉力F为 200 N（支架重力忽略不计）。为了安全，从力学角度分析，室外机的位置应尽量 靠近 （选填“远离”或“靠近”）墙壁。
【考点】杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】200；靠近
【分析】知道AC的长度，根据杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，力越小，空调越牢固，据此根据图示情景分析答题。
【解答】解：由题意可知，以C为支点，ABC是一个杠杆。AC为A处螺钉水平拉力的力臂，室外机对其压力的力臂为AB长的，
由杠杆平衡条件可得：F×AC＝mg×AB；
即：F×30cm＝30kg×10N/kg××40cm；
解得：F＝200N；
为了安全，应减小A处的拉力（若拉力过大，支架对螺钉拉力会使螺钉松动而造成危险）；
在A处拉力和阻力G一定时，室外机的位置越靠近墙壁，室外机对支架压力力臂越小，根据杠杆平衡条件可知，A处的拉力将减小，以保证支架和室外机的安全。
故答案为：200；靠近。
【点评】此题考查对杠杆平衡条件的应用，熟练应用杠杆平衡条件、正确分析力臂即可正确解题。
40．（2021•龙口市模拟）如图所示，轻质杠杆OA中点处悬挂一质量为5kg的物体，在A端施加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F＝ 25 N；保持力F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将 不变 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/kg）
【考点】杠杆的动态平衡分析．
【专题】应用题；简单机械；分析、综合能力．
【答案】25；不变
【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，找出动力臂和阻力臂，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：物体的重力为：G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N；
根据杠杆的平衡条件：G×＝F×L；
则F＝＝＝25N；
当杠杆到达B位置时，力臂如图所示：
由图知，阻力臂减小了，根据杠杆的平衡条件：
G×L'G＝F′×L'F；
根据图中相似三角形的性质可知，＝；
则F′＝×G＝G，所以拉力F不变。
故答案为：25；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•德城区模拟）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 A （选填“A”或“B”），动滑轮重为 40 N。
【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；分析、综合能力．
【答案】A；40。
【分析】（1）由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，据此确定图乙中绳子自由端运动的s﹣t图像是A还是B；
（2）不计绳重和摩擦，拉力nF＝（G+G动），据此求动滑轮重力。
【解答】解：（1）由图甲可知，n＝3，则绳子自由端移动距离s＝3h，所以绳子自由端移动的速度与物体提升速度的3倍，因此图乙中倾斜直线A是绳子自由端运动的s﹣t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s﹣t图像；
（2）不计绳重和摩擦，则动滑轮重力：
G动＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N。
故答案为：A；40。
【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力的计算和物体运动图像的分析，是基础题。
42．（2021•鱼台县一模）甲、乙是两套完全相同的滑轮组成的滑轮组，如图所示，用这两套装置提升重为200N的相同重物时，甲装置中所用的拉力为F1，机械效率为η1，乙装置中所用的拉力为F2，机械效率为η2，不计绳重与摩擦，如果F1＝120N，则F2＝ 80 N；并且η1 ＝ η2（选填“＞”“＜”或“＝”）。
【考点】机械效率的大小比较；滑轮组中的相关计算．
【专题】定性思想；功、功率、机械效率；理解能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，不计绳重与摩擦，根据F＝（G物+G动）分别求出动滑轮重和拉力F2的大小；
（2）把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计摩擦，利用相同的滑轮、提升相同的高度，做的额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断两滑轮组机械效率的大小关系。
【解答】解：
（1）甲图中n＝2，F1＝120N，
不计绳重与摩擦，根据F＝（G物+G动）可得动滑轮的重力：
G动＝2F1﹣G物＝2×120N﹣200N＝40N；
乙图中n＝3，不计绳重与摩擦，则绳端的拉力：
F2＝（G物+G动）＝×（200N+40N）＝80N；
（2）比较甲、乙两个滑轮组可知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，绳重和摩擦忽略不计，
则W额＝G动h，W有用＝G物h，
所以，利用甲、乙装置做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
根据η＝可知，两个装置的机械效率相同，即：η1＝η2。
故答案为：80；＝。
【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力的计算和机械效率的大小比较，关键要知道：不计摩擦和绳重时，拉力F＝（G物+G动）。
43．（2021•滕州市二模）如图所示，重为15牛的物体挂在B处，O为轻质杠杆的支点，要想使杠杆保持水平平衡，若在F处施加的最小的力是 5 牛；若在H处施加3牛的力，此时，杠杆 一定不 保持水平平衡（选填“一定”、“可能”或“一定不”）。
【考点】杠杆中最小力的问题；杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】5；一定不
【分析】由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小、越省力。找出使动力臂最长的动力的方向，然后根据杠杆平衡条件求出最小的动力；
若在H处施加3牛的力，由于没有说明H处施力的方向，所以不能确定杠杆是否平衡。
【解答】解：（1）由图可知，OB＝2OA，OF＝6OA，当动力的方向垂直于杠杆OA向上时（即竖直向上），动力臂最长、动力最小：
则由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得，最小动力：F1＝＝＝5N。
（2）若在H处施加3牛的力，当力臂最大时，为8OA，此时的动力和动力臂的乘积要小于阻力和阻力臂的乘积：15N×OB＞3N×OH，不能保持水平平衡。
故答案为：5；一定不。
【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小、越省力的结论。
44．（2021•日照模拟）工人用一个重20N动滑轮将重240N物体，用135N的拉力将物体匀速提升2m，滑轮的机械效率是 88.9% 。（小数点后保留1位）
【考点】滑轮（组）的机械效率．
【专题】计算题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】88.9%。
【分析】使用动滑轮时绳子的有效股数为n＝2，利用η＝＝＝＝求滑轮的机械效率。
【解答】解：使用动滑轮时绳子的有效股数为n＝2，则滑轮的机械效率：
η＝＝＝＝＝≈88.9%。
故答案为：88.9%
【点评】本题考查使用动滑轮时的机械效率的计算，是一道基础题。
45．（2023•沂源县一模）我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插头，雄嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示，碓头重为200N。图乙为脚用力向下踩卷时在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力（即碓头重力大小），不计横木的重力和摩擦，此时舂属于 费力 （选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。若每次碓头上升的高度为0.5m，1min撞击臼中的谷粒30次，则1min克服碓头重力做的功为 3000 J，为了省力些，可将脚踩点适当 远离 （选填“远离”或“靠近”）O点。
​
【考点】杠杆的应用；功的计算和公式的应用；杠杆的分类．
【专题】简单机械；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【答案】费力；3000；远离。
【分析】（1）力臂是支点到力的作用线的距离，找到支点、力的作用线，再作支点到力的作用线的垂线段，判断杠杆的类型可结合生活经验和动力臂与阻力臂的大小关系来判断。
（2）利用W＝Gh求人克服碓头重力做功的功。
（3）根据杠杆的平衡条件分析脚踩点位置的变化。
【解答】解：（1）由图可知，O是支点，从O点向阻力F2的作用线引垂线，可得阻力臂OB＝l2，同理可知动力臂为l1＝OA，舂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
。
（2）不计横木的重力和摩擦，1min内人克服碓头重力做功为：W＝nW0＝30×200N×0.5m＝3000J。
（3）如果想省力些，在阻力臂、阻力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，需要增大动力的力臂，所以脚踩点适当远离O点。
故答案为：费力；3000；远离。
【点评】本题考查了杠杆分类、功的计算。是综合题，有一定难度。
46．（2023•郓城县模拟）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 A （选填“A”或“B”），3s内对物体做的有用功为 300 J。
【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】A；300。
【分析】（1）由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，据此确定图乙中绳子自由端运动的s﹣t图像是A还是B；
（2）由图乙可知，t＝3s时，物体运动的高度h＝1.5m，利用W＝Gh求有用功。
【解答】解：（1）由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s﹣t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s﹣t图像；
（2）由图乙可知，t＝3s时，物体运动的高度h＝1.5m，
对物体做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。
故答案为：A；300。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功的计算，属于基础知识。
47．（2023•东明县二模）如图是自行车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称是 杠杆 ，当图中手对车闸的作用力F＝12N时，刹车拉线受到力的大小为 48 N。
【考点】杠杆的平衡条件；杠杆的应用．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】杠杆；48。
【分析】（1）在力的作用下，能够绕着固定点转动的硬棒叫杠杆；
（2）根据杠杆平衡条件确定拉线受到的拉力。
【解答】解：由图知，自行车手闸在力的作用效果下，能够绕着铆钉转动，所以是杠杆的应用；
因为F1L1＝F2L2，
所以拉线受到的拉力为F′＝×12N＝48N。
故答案为：杠杆；48。
【点评】此题考查的是我们对杠杆及其平衡条件的认识和应用，属于基本规律和技能的考查，是一道联系实际的应用题。
48．（2023•鄄城县二模）汽车中蕴藏着很多物理知识。某车的外形如图所示，当它在水平地面高速运动时对地面的压力与静止时相比 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。A、B是汽车液压刹车装置的杠杆部分，该装置中AOB实为一个 省力 （选填“省力”、“费力”或“等臂”） 杠杆。
【考点】杠杆的分类；流体压强与流速的关系．
【专题】气体的压强、流体压强与流速的关系；简单机械；应用能力．
【答案】变小；省力。
【分析】流体压强与流速的关系，气体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大，汽车快速行驶时，上下方所受到的压力差形成向上的升力，对地面的压力减小；
动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆。
【解答】解：汽车静止时，对地面压力等于重力；汽车在快速行驶过程中，车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速，因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强，汽车上下方所受到的压力差形成向上的升力，从而使得跑车对地面的压力减小（小于车的重力），即它在水平地面高速运动时对地面的压力要比静止时小；
以O点为支点，右侧活塞对金属杆的力是阻力，脚对刹车踏板的力是动力，且动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆。
故答案为：变小；省力。
【点评】本题主要考查杠杆分类、流体压强与流速的关系，难度不大。
49．（2023春•峄城区期末）如图OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物体，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则F的力臂应是 50 cm，最小的力F是 4 N。
【考点】杠杆中最小力的问题；杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】根据杠杆的平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，根据杠杆的平衡条件求出最小的动力的大小。
【解答】解：在B点施加一个力最小的力，则力臂应最大，当OB作为力臂时，动力臂是最大的，动力最小；OA＝40cm，AB＝30cm，根据勾股定理可知，OB＝＝50cm；
OC＝20cm；
根据杠杆的平衡条件可知：G×OC＝F×OB，mg×OC＝F×OB，即：1kg×10N/kg×20cm＝F×50cm，解得：F＝4N。
故答案为：50；4。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握，知道杠杆在B位置的最大力臂是本题的关键。
50．（2022•淄川区校级二模）如图甲所示，用滑轮组提升重物M。拉力F随时间的变化关系如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计绳重及绳子与轮间的摩擦，已知在2s～6s内，滑轮组的机械效率为80%。
（1）在2～6s内，以动滑轮为参照物，重物M是 静止 （选填“静止”或“运动”）的，重物M的机械能 变大 。（选填“变大”、“不变”、“变小”）
（2）滑轮组中的动滑轮重为 300 N。若将重物M的重力减小为900N，则提升重物匀速上升时，滑轮组的机械效率为 75% 。
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算；机械能的概念．
【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；机械能及其转化；应用能力．
【答案】（1）静止；变大；（2）300；75%。
【分析】（1）随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，以动滑轮为参照物，重物是静止的；物体的动能与物体的质量、速度有关；物体的重力势能与物体的质量、高度有关；动能和势能统称为机械能；
（2）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝3h，知道在2s﹣6s内滑轮组的机械效率、拉力F，利用η＝＝＝＝求提升的物重，不计绳重及绳子与轮间的摩擦，拉力F＝（G+G动），据此求动滑轮重力；若将重物M的重力减小为G′＝900N，提升重物匀速上升时，滑轮组的机械效率η'＝＝＝＝。
【解答】解：
（1）动滑轮随物体一起运动，物体相对于动滑轮没有位置的变化，则以动滑轮为参照物，重物M是静止的；
由图丙可知，在2～6s内，重物上升时，质量不变，速度不变，动能不变；同时重物的高度变大，重力势能变大；因重物的动能不变，重力势能增大，所以重物的机械能变大；
（2）由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝3h，
在2s﹣6s内，滑轮组的机械效率为80%，拉力F＝500N，
因为η＝＝＝＝，
所以提升的物重：
G物＝nFη＝3×500N×80%＝1200N，
不计绳重及绳子与轮间的摩擦，拉力F＝（G+G动），
则动滑轮重力：
G动＝3F﹣G物＝3×500N﹣1200N＝300N；
若将重物M的重力减小为G′＝900N，因不计绳重及绳子与轮间的摩擦，则提升重物匀速上升时，滑轮组的机械效率：
η′＝＝＝＝＝×100%＝75%。
故答案为：（1）静止；变大；（2）300；75%。
【点评】本题综合考查了运动和静止的相对性、机械能变化分析、使用滑轮组时拉力、机械效率的计算，利用好滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，不计摩擦和绳重时拉力F＝（G+G动）是解题的关键。
51．（2021•滕州市模拟）作图所示，GA＝100N，A与地面的摩擦力是20N，在力F的拉动下，物体A以0.5m/s的速度做匀速运动，不计绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，则力F＝ 10 N，力F的功率是 10 W，5s后，力F做了 50 J的功。
【考点】动滑轮拉力的计算；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；应用能力．
【答案】10；10；50
【分析】（1）由图知，n＝2，已知A与地面的摩擦力，则F＝f；
（2）根据公式P＝＝＝Fv计算水平拉力F的功率；
（3）根据s＝vt得出2s物体A移动的距离，进而求出绳子移动的距离，根据W＝Fs求得力F做的功。
【解答】解：由图知，n＝2，已知A与地面的摩擦力f＝20N，不计绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，则力F＝f＝×20N＝10N；
绳子移动的速度为物体A运动速度的2倍，即拉力F移动的速度为v′＝2v＝2×0.5m/s＝1m/s，
水平拉力F的功率为：P＝＝＝Fv′＝10N×1m/s＝10W；
5s物体A移动的距离为s＝vt＝0.5m/s×5s＝2.5m，
绳子移动的距离为：s′＝2s＝2×2.5m＝5m，
5s后，力F做功为：
W＝Fs′＝10N×5m＝50J。
故答案为：10；10；50。
【点评】此题考查了动滑轮的特点、功、功率的计算，解决此题的关键是分别对A和动滑轮进行分析。
52．（2021•滕州市模拟）如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G＝80N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F＝ 40 N；进一步分析可知，在杠杆的A端施加力F，使其在水平方向平衡，则此杠杆 可能 是费力杠杆。（选填“一定不”或“可能”）
【考点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】40；可能。
【分析】根据杠杆平衡条件计算杠杆在水平位置平衡时A端施加一竖直向上的力F的大小；
改变在杠杆的A端施加力F的方向，使其在水平方向平衡，F的力臂会变小，据此分析即可。
【解答】解：轻质杠杆OA中点悬挂一重G＝80N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，LOA＝2LG，
根据杠杆平衡条件可得F•LOA＝G•LG则F＝＝＝G＝×80N＝40N；
改变在杠杆的A端施加力F的方向，使其在水平方向平衡，F的力臂会变小，F的力臂小于OA时，动力臂小于阻力臂，该杠杆是费力杠杆。
故答案为：40；可能。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的灵活运用以及杠杆的分类，属于基础题。
53．（2023•临沂模拟）工人用一只动滑轮将重800N的木箱匀速向上提升2m，工人所用的拉力大小500N（如图所示），则这一提升过程中，木箱的机械能 增大 （填“增大”“减小”或“不变”）；拉力做功 2000 J；动滑轮的效率是 80% 。
【考点】滑轮（组）的机械效率；功的计算和公式的应用；机械能的概念．
【专题】定量思想；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】增大；2000；80%。
【分析】（1）物体的动能与质量、速度有关，物体的重力势能与质量、被举的高度有关，物体的动能、势能统称为机械能；
（2）利用W＝Gh计算有用功；首先确定滑轮组绳子的有效股数，利用s＝nh求出绳子自由端移动的距离，然后利用W＝Fs计算拉力做的功，利用η＝×100%计算滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）在匀速提升过程中，木箱的质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增大，重力势能增大，机械能增大；
（2）由图可知，n＝2，
动滑轮的有用功：
W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J；
绳子自由端移动的距离：
s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做的功：
W总＝Fs＝500N×4m＝2000J，
动滑轮的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：增大；2000；80%。
【点评】本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、机械效率的计算以及机械能大小的变化分析，属于基础题目。
54．（2022•东营模拟）如图所示，自重不计的杠杆ABO能绕O点自由转动，B为杠杆的中点，在B处挂一重为100N的物体，若在杠杆末端A点施加一个力，使杠杆在水平位置平衡，则此杠杆 不一定 （选填“一定”或“不一定”）是省力杠杆；若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡，此力的大小是 50 N．
【考点】杠杆中最小力的问题；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】要解决此题，需掌握杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，力臂的大小关系决定了力的大小关系；
若要使动力最小，应使动力臂最大，此题最大的力臂是指OA的长度，由此确定力的方向，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，可求得力的大小。
【解答】解：（1）A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆不一定省力；
（2）若在A点施加一个最小的力，应使其力臂最长为OA，所以力应垂直于OA向上；
根据杠杆的平衡条件得：F×OA＝G×OB，因为OA是OB的2倍，所以2F＝100N，解得F＝50N。
故答案为：不一定；50。
【点评】此题是有关杠杆的平衡条件的应用，考查了杠杆的分类及最小力问题，根据力臂的关系判断杠杆的分类，当动力臂最大时，动力最小。
三．实验探究题（共3小题）
55．（2023•莱阳市模拟）小明和同学在玩跷跷板游戏时发现，为使跷跷板匀速转动，体重较轻一方通常会远离跷跷板的中点，大家在充分观察和讨论之后，决定探究杠杆的平衡条件。
（1）小梅组提出的猜想是：动力+动力臂＝阻力+阻力臂；小亮组提出的猜想是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；小明组提出的猜想是：“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离；小刚提醒小梅组的同学，他们的猜想是错误的，其理由是 力和力臂是不同物理量，不能相加减 。
（2）实验前没挂钩码时，杠杆的位置如图甲所示，此时杠杆是否平衡 是 （选填“是”或“不是”）。
（3）小亮想用弹簧测力计和钩码进行实验，设计实验时提出了两种方案：一种按图乙进行实验，一种按图丙进行实验，你认为哪个实验方案更好： 乙 ，请说明你的理由 便于测量力臂 。乙、丙两图中，弹簧测力计示数较大的是 丙 。
（4）小明用丁图中的装置完成了三次实验，根据表中的数据得出“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论验证了自己组的猜想，但与其他组交流讨论以后发现这一结论并不可靠，请你对小明组的实验提出进一步改进措施 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉 。
（5）若在平衡的杠杆上再施加一个力，杠杆仍平衡，此力的力臂大小为 0 。
（6）在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了 D 。
A.减小摩擦
B.多次测量取平均值减小误差
C.使每组数据更准确
D.获取多组实验数据归纳出物理规律
（7）有一根粗细不均匀的木棒，微微抬起一端所用的力为F1，微微抬起另一端所用的力为F2，则这根木棒的重力G＝ F1+F2 。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】实验题；简单机械；应用能力．
【答案】（1）力和力臂是不同物理量，不能相加减；（2）是；（3）乙；便于测量力臂；丙；（4）去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉；（5）0；（6）D；（7）F1+F2。
【分析】（1）力和力臂是不同的物理量，不能相加减；
（2）杠杆平衡状态包括静止和匀速转动；
（3）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
根据杠杆平衡条件，力臂越大，力越小；
（4）从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂.力臂不一定是支点到力作用点的距离.探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；为得出普遍结论，用弹簧测力计拉杠杆，使力与杠杆不垂直，多做几次实验，得出实验结论；
（5）若在平衡的杠杆上再施加一个力，杠杆仍平衡，说明此力的力臂大小为0；
（6）实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律。
（7）设粗细不均匀的木棒的长度为L′，其重心到左端的距离为l，在木棒右端施加竖直向上的拉力F1使其右端抬起时和在木棒左端施加竖直向上的拉力F2使其左端抬起时，根据杠杆的平衡条件得出等式，然后联立等式即可求出木棒的重力。
【解答】解：（1）力和力臂是不同的物理量，不能相加减，故小梅组的猜想一定是错误的；
（2）杠杆静止和匀速转动都是平衡状态；
（3）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此第二组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，力臂可以从杠杆上直接读取；乙、丙两组实验，乙的拉力与杠杆垂直，力臂大于丙的力臂，根据杠杆平衡条件，乙弹簧测力计的示数小于丙；
（4）由实验装置可知，小明的“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，此时的力臂正是支点到力作用点的距离为得出普遍正确的结论，应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离，多做几次实验，得出实验结论，故正确的实验操作应该是：去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉；
（5）若在平衡的杠杆上再施加一个力，杠杆仍平衡，说明此力的力臂大小为0；
（6）本实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律；
（7）粗细不均匀的木棒的长度为L′，其重心到左端的距离为l，由杠杆的平衡条件可得：
在木棒右端施加竖直向上的拉力F1使其右端抬起时，有F1×L′＝G×l﹣﹣﹣﹣﹣①
在木棒左端施加竖直向上的拉力F2使其左端抬起时，有F2×L′＝G×（L′﹣l）﹣﹣﹣②
由①+②可得：G＝F1+F2。
故答案为：（1）力和力臂是不同物理量，不能相加减；（2）是；（3）乙；便于测量力臂；丙；（4）去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉；（5）0；（6）D；（7）F1+F2。
【点评】本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作，要求平时做实验时多加注意，锻炼自己的实验操作能力。
56．（2023•淄川区一模）小明在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所示的滑轮组进行了多次测量，测得数据如表所示。
（1）滑轮组中动滑轮的作用是 改变力的大小 ，定滑轮的作用是 改变力的方向 ；
（2）第4次实验测得的机械效率η＝ 66.7% （保留一位小数）；
（3）小明通过数据表发现：比较 1、2 两次实验数据可知，滑轮组机械效率与重物被提升高度无关；比较3、4两次实验数据可知，同一滑轮组， 提升物体的重力 越大，机械效率越高；
（4）小明进一步分析3、4两次数据，还发现第4次拉力做的有用功比第3次大 0.2 J，第4次拉力做的额外功比第3次大 0.07 J。由此可见，机械效率提高的原因是有用功增大比额外功增大多得多，从而使有用功占总功的比值增大。
【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；科学探究能力．
【答案】（1）改变力的大小；改变力的方向；（2）66.7%；（3）1、2；提升物体的重力；（4）0.2；0.07。
【分析】（1）结合滑轮的特点分析解答；
（2）由表中数据，根据机械效率公式计算第4次实验的机械效率；
（3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提升的高度；
由第3、4实验数据，找到不变量和变化量，分析机械效率的影响因素；
（4）分析计算3、4两次实验的有用功和额外功，从而得到有用功和额外功的差，分析得到结论。
【解答】解：（1）定滑轮和动滑轮在构造上是相同的，只是在使用中，不随物体一起移动的滑轮叫定滑轮，和物体一起移动的滑轮叫动滑轮；
定滑轮的作用是改变力的方向；动滑轮实质上是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，所以使用它可以省一半的力，但不能改变力的方向。
（2）由表中第4次实验数据，则测得的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%≈66.7%；
（3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提升的高度，由表格数据可知，应比较1、2两次实验；
比较第3、4次实验数据可知，实验中只改变了提起物体的重力，可得结论：同一滑轮组提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高；
（4）由W有＝Gh可得，第4次拉力做的有用功与第3次的差等于G4h﹣G3h＝4N×0.1m﹣2N×0.1m＝0.2J；
根据W额＝W总﹣W有＝Fs﹣Gh可得，
第3次做的额外功：W额3＝F3s﹣G3h＝1.1N×0.3m﹣2N×0.1m＝0.13J，
第4次做的额外功：W额4＝F4s﹣G4h＝2.0N×0.3m﹣4N×0.1m＝0.2J，
所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.07J；
由此可知，有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大，即滑轮组的机械效率增大。
故答案为：（1）改变力的大小；改变力的方向；（2）66.7%；（3）1、2；提升物体的重力；（4）0.2；0.07。
【点评】在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时，实验中分别探究了机械效率高低与物体被提升高度、提升物体重力等多个量的关系，因此控制变量法的运用也十分关键。
57．（2022•临清市模拟）如图甲所示为“测量滑轮组的机械效率”的实验装置，实验记录的数据如表所示。
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 匀速直线 运动．
（2）通过比较第1、2、3组实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与 重物上升高度 无关。
（3）第4组实验测得的机械效率为 83.3 %（保留一位小数）。
（4）由表格中第3、4组实验数据可得：同一滑轮组，所提升的物体越重，滑轮组的机械效率 越大 （选填“越大”或“越小”）。
（5）如果不考虑绳重及摩擦，根据表格中的第4组实验数据，计算出动滑轮重力为 0.8 N。
（6）如果将图甲滑轮组换成图乙所示的绕绳方法，不考虑绳重及摩擦，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率将 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【考点】实验 测量滑轮组的机械效率．
【专题】实验题；探究型实验综合题；实验基本能力．
【答案】（1）匀速直线；（2）重物上升高度；（3）83.3；（4）越大；（5）0.8；（6）不变。
【分析】（1）实验时应沿竖直方向匀速拉动物体；
（2）（4）通过比较实验数据，找出相同量和不同量，分析得出滑轮组的机械效率与变化量的关系；
（3）根据η＝×100%＝×100%计算出机械效率的大小；
（5）不计摩擦及绳重，克服动滑轮重做的功为额外功的唯一来源，求出额外功，根据W＝Gh求出动滑轮的重力；
（6）不计摩擦及绳重，克服动滑轮重做的功为额外功的唯一来源，根据机械效率为η＝＝＝＝×100%分析。
【解答】解：（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应缓慢拉动弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动；
（2）通过比较1、2、3三次实验数据知，滑轮组和提升物体的重力相同，绳子段数相同，重物上升高度不同而机械效率相同，故得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关；
（3）第4次实验中的有用功为：W有用＝Gh＝4.0N×0.2m＝0.8J；
总功为：W总＝Fs＝1.6N×0.6m＝0.96J；
则机械效率为：η＝×100%＝×100%≈83.3%；
（4）由3、4两次实验，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；
（5）不计摩擦及绳重，克服动滑轮重做的功为额外功的唯一来源，所做的额外功为：
W额＝W总﹣W有用＝0.96J﹣0.8J＝0.16J；
则动滑轮的重力为：G动＝＝＝0.8N；
（6）如图乙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，克服动滑轮重做的功为额外功的唯一来源，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝×100%，故滑轮组的机械效率不变。
故答案为：（1）匀速直线；（2）重物上升高度；（3）83.3；（4）越大；（5）0.8；（6）不变。
【点评】本题考查了实验注意事项、实验数据处理、影响滑轮组效率的因素等问题，认真分析实验数据是正确解题的关键。
四．计算题（共3小题）
58．（2022•临淄区二模）小华参加社区实践活动，需要将重100N的沙子从一楼运到三楼。他采用如图所示的两种方案，已知桶重20N，动滑轮重10N，小华的体重是100N，方案一中小华从一楼到三楼所用的时间是15s。求：
（1）方案一中小华所做有用功的功率；
（2）方案二中动滑轮的机械效率（不计绳重及摩擦，精确到1%）。
【考点】滑轮（组）的机械效率；功率的计算及公式的应用．
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）方案一中小明所做有用功的功率是40W；
（2）方案二中动滑轮的机械效率是77%。
【分析】（1）由图得出从一楼到三楼的高度，根据W有＝Gh得出小明做的有用功，根据P＝得出所做有用功的功率；
（2）方案二中，也是将重100N的沙子从一楼运到三楼，所以做的有用功仍为600J，克服桶重和滑轮重所做的功为额外功，根据W额＝（G桶+G动）h得出额外功，根据W总＝W有+W额得出则方案二中小明做的总功，根据效率公式得出方案二中动滑轮的机械效率。
【解答】解：（1）一楼到三楼的高度h＝3m+3m＝6m，有用功为W有＝Gh＝100N×6m＝600J，
有用功的功率是；
（2）方案二中，也是将重为100N的沙子从一楼运到三楼，做的有用功为600J；
克服桶重和滑轮重所做的功为额外功，则额外功W额＝（G桶+G动）h＝（20N+10N）×6m＝180J，
则方案二中做的总功W总＝W有+W额＝600J+180J＝780J，
所以，方案二中动滑轮的机械效率。
答：（1）方案一中小明所做有用功的功率是40W；
（2）方案二中动滑轮的机械效率是77%。
【点评】本题考查功率和效率的有关计算，是一道综合题。
59．（2023•沂源县二模）淄博20天新建一座烧烤城，这就是淄博速度！项目建设中，工人用如图所示的装置将底面积为100cm2、重为700N的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。电动机的输出功率恒定为600W，不计绳重和摩擦。求：
（1）建筑材料静止放在水平地面上时，对地面的压强。
（2）10s内电动机输出的功。
（3）滑轮组的机械效率。
【考点】滑轮（组）的机械效率；压强的计算；功率的计算及公式的应用．
【专题】计算题；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）对地面的压强为7×104Pa；
（2）10s内电动机输出的功为6000J；
（3）滑轮组的机械效率为70%。
【分析】（1）建筑材料对水平地面的压力大小等于建筑材料的重力，根据p＝求出建筑材料对地面的压强；
（2）电动机的输出功率恒定为600W，根据P＝求出10s内电动机输出的功（总功）；
（3）利用W有＝Gh求出有用功，利用公式η＝×100%求出滑轮组的机械效率。
【解答】解：
（1）建筑材料静止放在水平地面上时，对地面的压力：F压＝G＝700N，
建筑材料对地面的压强：p＝＝＝7×104Pa；
（2）由P＝可知，10s内电动机输出的功：W总＝Pt＝600W×10s＝6000J；
（3）10s内建筑材料匀速提升了6m，则有用功：W有＝Gh＝700N×6m＝4200J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝70%。
答：（1）对地面的压强为7×104Pa；
（2）10s内电动机输出的功为6000J；
（3）滑轮组的机械效率为70%。
【点评】本题考查了压强的计算、使用滑轮组时有用功、总功和机械效率的计算，属于常考题。
60．（2021•泰安模拟）如图所示，A是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心铁块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，g取10N/kg。求：
（1）作用于绳端的拉力F是多少？
（2）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮组的机械效率是多少？
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算．
【专题】计算题；密度及其应用；浮力；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）重物A受到的浮力为100N；
（2）作用于绳端的拉力F是345N；
（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是86.25%。
【分析】（1）知道金属块的体积（排开水的体积）和水的密度，利用阿基米德原理求金属块受到的浮力；
知道金属块的体积和密度，利用密度公式和重力公式求金属块受到的重力；
由图知，n＝2，不计摩擦和动滑轮重，利用F＝（G﹣F浮）求出拉力大小；
（2）利用功的公式求实际拉力求所做的功为总功；利用W＝（G﹣F浮）h求出的有用功，即可利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）物体A的体积为V＝10dm3＝0.01m3，则完全浸没在水中时，V排＝V＝0.01m3，
铁块受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N；
铁块的重力：
G＝mg＝ρVg＝7.9×103kg/m3×0.01m3×10N/kg＝790N，
因为由图可知n＝2，不计摩擦和动滑轮重，
所以作用于绳端的拉力：
F＝（G﹣F浮）＝（790N﹣100N）＝345N；
（2）绳子自由端移动的距离s＝nh，
拉力做的功W总＝Fs＝Fnh；
使用滑轮组所做的有用功W有＝（G﹣F浮）h，
此时该滑轮的效率此时该滑轮的效率：
η＝＝＝＝＝86.25%
答：（1）重物A受到的浮力为100N；
（2）作用于绳端的拉力F是345N；
（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是86.25%。
【点评】本题考查密度、重力和浮力的计算，使用滑轮组时绳子拉力和机械效率的计算，虽然考点较多，但难度不大。
画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图一般是命题方向．
例1：如图所示，试画出作用在杠杆A端使杠杆在图示位置平衡的最小动力的示意图并画出该力的力臂．
分析：根据杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，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．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题．
解：连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向上，据此可画出最小的动力；
故答案：
点评：要做出杠杆中的最小动力，可以按照以下几个步骤进行
1、确定杠杆中的支点和动力作用点的位置
2、连接支点与动力作用点，得到最长的线段
3、经过动力作用点做出与该线段垂直的直线
4、根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向．
例2：如图所示，要将一圆柱体重物推上台阶，最小的作用力应是（ ）
分析：此题是求杠杆最小力的问题，已知点A是动力作用点，那么只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行求解．
解：如图，若在A端施力F，当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时最省力，
即：最小的作用力为F3．
故选C．
点评：找到动力作用点A到支点O的最长动力臂（动力的方向垂直于OA连线）是解决问题的关键．
【解题方法点拨】
求最小动力问题，可转化为找最长力臂问题．找最长力臂，一般分两种情况：
（1）在动力的作．用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂；
（2）在动力作用点未明确时，支点到最远的点的距离是最长力臂．
【易错点辨析】
根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，即当动力臂最长时，所用的动力是最小的．而部分同学判断最小动力的方向时，总认为竖直方向的力最小．
解答此类问题的方法
在通常情况下，连接杠杆的支点和动力作用点所得到的线段就是最长的动力臂，然后垂直于动力臂做出力的作用线最后判断出力的方向即可．
15．杠杆的分类
【知识点的认识】
（1）人类发明各种杠杆应用于生活，其目的有三：省力、省距离和改变用力的方向．因此我们把杠杆分为三类：省力杠杆（动力臂大于阻力臂，省力费距离）、费力杠杆（动力臂小于阻力臂，费力省距离）和等臂杠杆（动力臂等于阻力臂，不省力不费力，不省距离不费距离）．
（2）天平是等臂杠杆．关于天平的使用，我们已学过，天平是支点在中间的等臂杠杆，它是根据物体的重力跟质量成正比和杠杆平衡条件来工作的，天平平衡时，砝码加游码的总质量等于被称物体的质量．
〔3）秤是用来称量物体的质量的工具，它是根据杠杆平衡条件制成的，使用时，可以是等臂杠杆，也可以是不等臂杠杆．
（4）生活中常见的省力杠杆：羊角锤头撬钉子、手推独轮车、剪树枝的剪刀、瓶盖起子、核桃夹等．生活中常见的费力杠杆：人的前臂、钓鱼竿、裁缝用的剪刀、筷子、镊子等．
【命题方向】
判断生活中的杠杆式什么杠杆是命题的关键，例如：人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是，骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动．如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力．由图可以看出，这是一个杠杆．
例1：如图所示的器具，属于省力杠杆的是（ ）
A． B．
镊子 独轮车
C． D．
托盘天平 筷子
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：
A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；
B、独轮车动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B正确；
C、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，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错误．
故选：B．
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．
例2：如图所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆（ ）
A．始终是省力杠杆
B．始终是费力杠杆
C．先是省力的，后是费力的
D．先是费力的，后是省力的
分析：本题主要考查两个方面的知识：
（1）力臂的概念：从支点到力的作用线的距离叫做力臂．
（2）运用杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2分析动力的大小变化．
解；由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆．
故选C．
点评：能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键．
【解题方法点拨】
解题的关键是要看动力臂与阻力臂之间的大小关系．要与生活实际相联系，例如上面的例题由于人的前臂相当于杠杆，动力臂和阻力臂已经固定，且阻力臂大于动力臂，是一个费力杠杆．根据杠杆平衡条件可知：在动力臂和阻力臂确定的情况下，手托起的物体越重，肌肉提供的动力越大，感觉越累．
16．杠杆的应用
【知识点的认识】
【命题方向】
判断一个杠杆（生活中一些工具、机械）属于什么杠杆是命题的主要方向，把一些杠杆机械归类．或者正确画出杠杆示意图，找出杠杆的支点、动力、阻力．
例1：用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近，这样做是为了（ ）
A．增大动力臂，减小动力移动的距离
B．减小阻力臂，省力
C．减小动力臂，减小动力移动的距离
D．增大动力臂，省力
分析：剪树枝时，用剪刀口的中部，而不用剪刀尖，减小了阻力臂，就减小了动力，在阻力、动力臂一定的情况下，根据杠杆的平衡条件知道减小了动力、更省力．
解：用剪刀口的中部，而不用剪刀尖去剪树枝，减小了阻力臂L2，而动力臂L1和阻力F2不变，
∵F1L1＝F2L2，
∴F1＝将变小，即省力．
故选B．
点评：灵活运用杠杆的平衡条件分析有关杠杆的实际做法，多积累，能恰当的使用好杠杆（省力或省距离）．
例2：如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板内某轴转动．根据你的生活经验，你认为 甲 较易损坏，这是因为按动这种开关的 力臂 较小，按动需要的力较大．
分析：按动开关时，开关会绕面板内的轴转动，所以开关属于杠杆．那么哪个容易损坏呢？一般开关损坏的原因是由于受力过大造成的．根据杠杆平衡条件可知，动力臂小的需要的力较大．
解：甲乙两种开关均可在力的作用下绕轴转动，符合杠杆原理，因甲力臂小，根据杠杆原理可知力臂越小作用力越大，因此损坏的越快，所以甲较易损坏．
故答案为：甲；力臂．
点评：根据题中的信息，用杠杆知识去进行分析．因为两种开关均可在力的作用下绕轴转动，符合杠杆原理，力臂越小越用力因此损坏的越快．
【解题方法点拨】
学会利用模型法解题，模型法：通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法．模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型，间接地研究客体原形的性质和规律．利用其特点解题：省力杠杆费距离 l1＞l2，F1＜F2；费力杠杆省距离 l1＜l2，F1＞F2；等臂杠杆 l1＝l2，F1＝F2．
17．定滑轮及其工作特点
【知识点的认识】
（1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向．
（2）定滑轮的特点：通过定滑轮来拉钩码并不省力．通过或不通过定滑轮，弹簧测力计的读数是一样的．可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向．在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便．
（3）定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径．根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论．
【命题方向】
利用定滑轮的特点解题是命题的方向．
例1：在日常生活中，用10N的拉力不能提起重15N的物体的简单机械是（ ）
A．一个定滑轮 B．一个动滑轮 C．杠杆 D．斜面
分析：不计机械自重和摩擦的情况下；定滑轮不省力，动滑轮可以省一半的力，使用杠杆可以省力，也可以费力，使用斜面一定省力，省力情况取决于斜面的长度与高度的比值．
解：因为10N的拉力要提起重15N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在动滑轮、定滑轮、杠杆和斜面中，只有定滑轮不能达到省力的目的，所以用10N的拉力不能提起重15N的物体．
故选A．
点评：此题主要考查了动滑轮、杠杆、斜面的省力特点，注意使用定滑轮一定不能省力，但可以改变动力方向．
例2：如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码．忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．F1较小
B．F2较大
C．F1、F2、F3的大小不能确定
D．如果将钩码提升相同的高度，那么力F1、F2、F3做的功相等
分析：定滑轮的工作特点是：使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力．根据公式W＝FS可判断拉力做功的大小．
解：由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故ABC错误；如果将钩码提升相同的高度，由W＝FS可知，力F1、F2、F3做的功相等，故D正确．
故选D．
点评：本题考查了定滑轮及工作特点，属于基本内容，比较简单．知道定滑轮和动滑轮的定义及其特点是关键．
【解题方法点拨】
（1）定滑轮是一个等臂杠杆．如图1所示，定滑轮两边的力与轮相切，中心轴为杠杆的支点，轮的直径可以看做是一根硬棒，动力和阻力作用在直径的两端，动力臂等于阻力臂．
用定滑轮提升重物时，动力移动的距离等于重物升高的距离．
（2）对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都相当于一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体受到的重力（不计绳重和摩擦）．如图2所示，F1＝F2＝F3＝G．
18．动滑轮拉力的计算
【知识点的认识】
条件不同，拉力的计算方法也不同．
（1）物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体重力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体和动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积．
（2）物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体所受摩擦力除以n和机械效率的乘积．（注：n为滑轮的股数）．
【命题方向】
动滑轮拉力的计算及与二力平衡是命题关键．
例1：如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则物体A与水平桌面的摩擦力大小为 10 N，拉力F的大小为 20 N．
分析：要解答本题需掌握物体A匀速运动，受到的合力为零，故A物体所受拉力和摩擦力相等；动滑轮上有两段绳子，拉力F是A所受摩擦力的2倍．
解：如图所示，弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N；则物体A受到拉力为10N；又因物体A做匀速直线运动，则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是10N；
拉力F＝2f＝2×10N＝20N．
故答案为：10；20．
点评：本题通过动滑轮的工作特点，只要考查二力平衡的判断和应用，关键是判断动滑轮上绳子的段数．
例2：用一个重10N的动滑轮来提升50N的物体，实际工作中所用的拉力（ ）
A．可能是35N B．正好是30N C．正好是25N D．可能是20N
分析：根据动滑轮工作特点，若不计摩擦和绳子的重力，实际工作中所用的拉力正好30N．但题目没告诉这些，所以实际工作中所用的拉力一定大于30N，由此对各个选项分析即可．
解：若不计摩擦和绳子的重力，F＝（G动+G物）＝×60N＝30N，
因题目没有注明不计摩擦和绳子的重力，说明要计算摩擦和绳子的重力，
所以实际工作中所用的拉力一定大于30N，用排除法可知，选项A符合题意．
故选A．
点评：此题主要考查动滑轮的工作特点，由于受思维定势的影响，一看是动滑轮提升重物，容易想到F＝G，因此容易错选B，所以要求学生在审题时一定要仔细、认真．
【解题方法点拨】
利用知识点中的特点来分析解决，主要看属于那种情况来分析．
19．滑轮组及其工作特点
【知识点的认识】
（1）定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组．使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离．
（2）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力F＝
若忽略滑轮重，则有F＝．其中n为承担物重的绳子的段数．
（3）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍．设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s＝nh（n表示承担物重的绳子的段数）
（4）确定承担物重的绳子的段数n的方法
在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数．如图甲所示，有两段绳子吊着动滑轮，n＝2，F1＝G，图乙有三段绳子吊着动滑轮，n＝3，F2＝G
【命题方向】
利用滑轮组的特点、用途及关系式解题是命题一个方面，滑轮组的绕法也是命题关键，
例1：如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
分析：（1）杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一．在使用杠杆时，为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆．
（2）定滑轮的优点是改变力作用的方向，使用一个动滑轮的优点是可以省一半的力，而它们匹配成滑轮组，可以达到既省力又改变力作用方向的目的．
解：使用的简单机械，在忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力的条件下；
A、由杠杆的平衡条件F1•L1＝F2•L2，得：F1＝＝＝．
B、使用的是一个定滑轮，改变力作用的方向，但不省力，F2＝G．
C、使用的是一个动滑轮，可以省一半的力，则F3＝．
D、使用的是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，动滑轮被两根绳子承担，绳子的拉力就是物重的二分之一．即F4＝．
比较各机械使用时绳子的拉力可知：A图中的机械最省力．
故选A．
点评：本题考查杠杆、动滑轮、定滑轮和滑轮组的工作特点，比较拉力大小时，需逐个计算后再比较．
例2：请你在如图中画出用滑轮组提升重物的最省力的绕绳方法．
分析：要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，根据此特点可解此题．
（1）最省力时绳子段数n与滑轮个数n'的关系是：n＝n'+1；
（2）若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：“奇动偶定”．
解；动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一，由图知：滑轮个数n'＝2，所以绳子段数n＝3，根据“奇动偶定”的方法，绳子从定滑轮开始绕，每个滑轮只能绕一次，如图所示：
此题最多可由3段绳子承担动滑轮的重．
故答案为：如图．
点评：要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，有两种绕线方法．若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：“奇动偶定”．
【解题方法点拨】
（1）求绳子的“段数”：求解方法有两种，一是根据省力情况（公式F＝G）去求，当G不能被F整除时，要采用“只入不舍”的方法来处理小数位；二是根据移动距离的关系s＝nh来求．
（2）确定动滑轮的“个数”：根据求出的绳子的段数n来确定．当n为奇数时，动滑轮的个数N＝；当N为偶数时，动滑轮的个数N＝．
（3）找绳子的”起点“：可依据“奇动偶定”的原则，即当n为奇数时，绳子的起始端在动滑轮的挂钩上；当n为偶数时，绳子的起始端在定滑轮的挂钩上．
（4）画绕线：画装配图时，根据“一动一定”的原则，．从内向外绕线，同时根据要求确定定滑轮的个数，最后得到符合要求的装配图．
20．轮轴及其他常见简单机械
【知识点的认识】
（1）定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组．使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离．
（2）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力F＝
若忽略滑轮重，则有F＝．其中n为承担物重的绳子的段数．
（3）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍．设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s＝nh（n表示承担物重的绳子的段数）
（4）确定承担物重的绳子的段数n的方法
在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数．如图甲所示，有两段绳子吊着动滑轮，n＝2，F1＝G，图乙有三段绳子吊着动滑轮，n＝3，F2＝G
【命题方向】
利用滑轮组的特点、用途及关系式解题是命题一个方面，滑轮组的绕法也是命题关键，
例1：如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
分析：（1）杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一．在使用杠杆时，为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆．
（2）定滑轮的优点是改变力作用的方向，使用一个动滑轮的优点是可以省一半的力，而它们匹配成滑轮组，可以达到既省力又改变力作用方向的目的．
解：使用的简单机械，在忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力的条件下；
A、由杠杆的平衡条件F1•L1＝F2•L2，得：F1＝＝＝．
B、使用的是一个定滑轮，改变力作用的方向，但不省力，F2＝G．
C、使用的是一个动滑轮，可以省一半的力，则F3＝．
D、使用的是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，动滑轮被两根绳子承担，绳子的拉力就是物重的二分之一．即F4＝．
比较各机械使用时绳子的拉力可知：A图中的机械最省力．
故选A．
点评：本题考查杠杆、动滑轮、定滑轮和滑轮组的工作特点，比较拉力大小时，需逐个计算后再比较．
例2：请你在如图中画出用滑轮组提升重物的最省力的绕绳方法．
分析：要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，根据此特点可解此题．
（1）最省力时绳子段数n与滑轮个数n'的关系是：n＝n'+1；
（2）若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：“奇动偶定”．
解；动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一，由图知：滑轮个数n'＝2，所以绳子段数n＝3，根据“奇动偶定”的方法，绳子从定滑轮开始绕，每个滑轮只能绕一次，如图所示：
此题最多可由3段绳子承担动滑轮的重．
故答案为：如图．
点评：要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，有两种绕线方法．若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：“奇动偶定”．
【解题方法点拨】
（1）求绳子的“段数”：求解方法有两种，一是根据省力情况（公式F＝G）去求，当G不能被F整除时，要采用“只入不舍”的方法来处理小数位；二是根据移动距离的关系s＝nh来求．
（2）确定动滑轮的“个数”：根据求出的绳子的段数n来确定．当n为奇数时，动滑轮的个数N＝；当N为偶数时，动滑轮的个数N＝．
（3）找绳子的”起点“：可依据“奇动偶定”的原则，即当n为奇数时，绳子的起始端在动滑轮的挂钩上；当n为偶数时，绳子的起始端在定滑轮的挂钩上．
（4）画绕线：画装配图时，根据“一动一定”的原则，．从内向外绕线，同时根据要求确定定滑轮的个数，最后得到符合要求的装配图．
21．滑轮组中的相关计算
【知识点的认识】
用滑轮组来拉升重物时，绳子拉力的计算，就是看有几段绳子拉着重物，拉力就是重物重力的几分之一．关系：（1）如果不考虑动滑轮的重和绳子的摩擦力：F拉＝G物/n （2）如果考虑动滑轮的重，不考虑摩擦力公式为F拉＝（G动+G物）/n；其中：F拉﹣﹣﹣﹣拉力，G动﹣﹣﹣动滑轮的重力，G物﹣﹣﹣﹣﹣﹣被提升物体的重力，n﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣吊住动滑轮绳子的段数．
【命题方向】
命题的关键是拉力与物重的关系：已知拉力求物重或已知重力求绳头的拉力，要注意：考虑不考虑动滑轮的重，不考虑摩擦力，这样简单的题目以填空形式出现，最主要的是与机械效率的内容结合．
【解题方法点拨】
滑轮组计算拉力的题目实际就是有几段绳子在拉重物，关键在于这“几段”是怎么看是几段的，要抓住“在拉重物”这几个字，只有拉重物的绳子才能算进去，也就是在拉动滑轮（或直接拉重物）的段数，拉定滑轮的是不算的．
22．比较功的大小
【知识点的认识】
功是一个标量，有大小没有方向，功有正负之分，正功大于负功，在动能定理中，要用正功和负功的代数和相加的．因此，比较两个功的大小，要考虑它们的正负．在初中不需要这样理解．功的计算：物体在力与力的方向上通过距离的乘积．W＝FS
各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离S：m（米），由功的原理可知使用任何机械都不省功．
注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；
②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应．
③功的单位“焦”（1牛•米＝1焦）．
【命题方向】
斜面和滑轮结合型题目，例如：沿光滑斜面把一物体由地面匀速拉到h高处，沿斜面向上的拉力是F，所做的功是W1，利用定滑轮将同一物体由地面匀速升高到h处，所用的拉力是F2，所做的功是W2，下述关于力和功的关系中正确的是（A）
A．F1＜F2，W1＝W2 B．F1＞F2，W1＝W2
C．F1＜F2，W1＜W2 D．F1＞F2，W1＞W2
【解题方法点拨】
要根据公式W＝Fs判断，结合功的原理使用任何机械都不省功．
23．功的计算和公式的应用
【知识点的认识】
功是中学物理中一个重要概念，功能关系是解决力学问题的重要途径之一．因此，正确理解功的内涵和外延，正确把握求功的方法是解决力学问题的基础．
1、公式法：对于恒力的功，通常利用功的定义式W＝FS进行计算．
2、功率法：功跟完成这些功所需时间的比值，叫做功率．对于一段时间内外力的功，有时可以直接利用W＝Pt求出功，
【命题方向】
功的计算是中考命题的重点，一般以考查的题型较多，计算题是重点．
【解题方法点拨】
理解计算功的方法，尤其要把握好知识点，熟悉公式的变形求功．【知识点的认识】
做功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离．计算功的公式：W＝FS W＝GH，w＝pt
【命题方向】
功的计算公式的应用是中考的热点，一般以选择题、填空题、计算题的形式出现．
【解题方法点拨】
学习物理，重在理解．首先要明白规律、原理的内涵，然后才能正确运用这些规律和原理进行分析或计算，并通过练习和运用达到对物理知识的进一步理解和掌握．初中物理关于功的计算公式有三个，它们之间有什么区别，如何正确运用是解题关键．
24．有用功和额外功
【知识点的认识】
（1）有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功．
（2）额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功．
（3）总功：有用功与额外功的和叫总功．
（4）总功的计算：W总＝Fs；W总＝W有用+W额外
（5）有用功的计算方法：W有用＝Gh；W有用＝W总﹣W额外
（6）额外功的计算方法：W额外＝G′h，W额外＝f摩s；W额外＝W总﹣W有用
【命题方向】
此考点主要考察有用功与额外功的区别及功之间的简单计算，主要以选择、填空题为主．
例1：下列说法正确的是（ ）
A．用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是有用功
B．用水桶从井中提水的时候，对水做的是总功
C．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功
D．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功
分析：（1）有用功就是人们为达到某一目的而需要做的功；额外功是指人们在做功时，并不需要做，但是为了达到目的而不得不做的功．
（2）区分有用功和额外功关键是要看目的是什么．
解：A、用水桶从井中提水的时候，目的是提水，所以对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，故A错误．
B、用水桶从井中提水的时候，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，有用功和额外功之和是总功．故B错误．
C、桶掉到井里，从井里把桶捞上来，目的是捞桶，所以对桶做的功是有用功，故C正确．
D、桶掉到井里，从井里把桶捞上来，目的是捞桶，所以对桶做的功是有用功，桶里带了一些水，对水做的功是额外功．故D错误．
故选C．
点评：区分有用功和额外功关键是要看目的是什么．为达到目的做的功就是有用功，对达到目的没有用，但又不得不做的功就是额外功．
例2：把一桶水从5m深的井里提到地面上，桶重4N，水重16N，提水过程中，做的有用功为 80 J；若刚才是把不慎落入井里的水桶打捞上来，则所做的有用功为 20 J．
分析：要解决此题，需要掌握有用功、额外功、总功及机械效率的概念，并能将各个功区别开．
有用功是指对人们有用的功．
额外功是没有用但又不得不做的功．
总功是有用功与额外功之和．
解：在提水的过程中，对水做的功是有用功，所以W有用＝G水h＝16N×5m＝80J
对水桶做的功是额外功，所以额外功为W额＝G桶h＝4N×5m＝20J
若是把不慎落入井里的水桶打捞上来，则对水桶做的功为有用功，则此时的有用功为20J．
故答案为：80；20．
点评：此题通过对有用功的计算考查了学生对有用功的理解，在做功时对人们有用的功是有用功，没有用但不得不做的功是额外功，额外功与有用功的和是总功．
【解题方法点拨】
要弄清有用功、额外功和总功的概念．针对不同的题意确定有用功和额外功．举例来说，用水桶打水，提起水桶自身做功是额外功，提出水做的功是有用功．但把水中的桶捞上来，提起水桶自身做的功是有用功，把桶里的水提出来做的功成了额外功．
25．比较功率的大小
【知识点的认识】
功率是表示物体做功快慢的物理量，一般采用下列三种办法比较大小：
（1）在相同时间内，比较做功的多少，做功越多的物体，功率越大．
（2）在完成相同功的条件下，比较所用时间的长短，所用时间越短的物体，功率越大．
（3）做功多少和所用时间都不同的情况下，通过公式P＝计算，然后进行比较．
【命题方向】
①在相同时间内给出做功的多少或完成相同的功根据时间的长短判断功率大小；②给出部分物理量通过公式P＝计算出功率的大小；③结合图片根据图示判断功率的大小．
例1：甲、乙两同学推桌子时，做一样多的功，甲用了3min，乙用了2min，则甲、乙做功的功率大小关系是（ ）
A．P甲＜P乙 B．P甲＞P乙 C．P甲＝P乙D．无法确定
分析：功率是物体在单位时间内所做的功，在功相同的前提下，做功的时间越短，功率越大．
解：甲、乙两同学做一样多的功，甲用了3min，乙用了2min，则甲用的时间比乙长，所以甲的功率比乙的功率小．
由上述可知选项B、C、D的说法不正确，因此不能选．
故选A．
点评：本题的解题关键是应用控制变量法进行比较．
例2：小丽用40N的水平推力将一个重90N的箱子水平匀速推动1m，所用时间为2s，小强将这个箱子匀速提上0.4m高的台阶，所用时间为1.5s．则小丽和小强做的功W1、W2和功率P1、P2之间的大小关系正确的是（ ）
A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．P1＝P2 D．P1＞P2
分析：据题目所给已知条件利用公式分别计算出小丽、小宇所做的功和做功功率，然后进行比较大小，最后选出正确答案．
解：W1＝F1S1＝40N×1m＝40J，
P1＝＝＝20W，
由于物体被匀速提起，则F2＝G＝90N
W2＝F2×S2＝90N×0.4m＝36J，
P2＝＝＝24W．
通过以上计算可知：W1＞W2，P1＜P2．
故选A．
点评：本题考查做功和功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道影响做功的两个条件．
例3：如图所示，甲乙两物体做功和所需时间关系图象，由图可知（ ）
A．P甲＞P乙 B．P甲＜P乙 C．P甲＝P乙 D．无法确定
分析：功率表示物理做功的快慢程度，单位时间内做的功越多，功率越大．
解：如图所示，取相同时间比较甲、乙两物体做功的多少，从图中可以看出，甲做的功比乙多，即甲的功率比乙的功率大，所以P甲＞P乙．
故选A．
点评：该题通过图象来考查功率的大小，要求同学们具有一定的识图能力，可以通过两种方法来判断：一是相同时间内比较做功多少；二是做相同的功看用时多少．
【解题方法点拨】
找出做功过程中对应的力、距离和时间，正确运用功和功率的公式进行计算，是答题的关键．
26．功率的计算及公式的应用
【知识点的认识】
（1）功率：在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。
（2）功率的公式：P＝（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）
（3）计算功率的另一个公式：P＝Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做功的功率可表示为Fv．（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）
a．推导：由P＝，联立W＝Fs，得P＝＝＝Fv。
由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。
b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。
【命题方向】
第一类常考题：
某九年级同学家住5楼。一天，他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里在此过程中，下列估算不合理的是（ ）
A．他提鸡蛋的力做的功约为200J
B．他提鸡蛋的力做功的功率约为3W
C．他爬楼做的功约为6×103J
D．他爬楼做功的功率约为1×103W
分析：估算出30个鸡蛋的重力和爬楼的高度，根据W＝Fs可算出做功的多少。然后再根据P＝计算功率。
解：（1）根据书本中“手托两只鸡蛋的力大约为1N”，可知提30个鸡蛋的力大约为F＝15N；住宅楼的楼层高大约3米，家住5楼，此同学实际爬楼高度h＝3m×4＝12m；故提鸡蛋的力大约做功W＝Fs＝15N×12m＝180J。
W1＝Gs＝500N×12m＝6×103J，
他爬楼做的功W总＝W+W1＝180J+6×103J＝6.18×103J，
故A、C比较符合实际；
（2）从1楼到5楼大约1min，则他提鸡蛋的力做功的功率P＝＝＝3W；故B符合实际；
爬楼做功的功率P1＝＝＝1.03×102W，故D不符合实际。
故选D。
点评：所谓估算，不是猜，而是依据生活经验或常识，对相关物理量进行估计，必要时还需根据相关公式计算得出结果；需注意：实际爬楼的层数等于楼层数减一。
第二类常考题：
工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升，所用拉力为250N，5s内重物上升4m。此过程中，有用功为 960 J，拉力做功的功率为 200 W。
分析：解决此题是利用功的公式W＝Fs求解有用功和拉力所做的功，利用功率的公式P＝求解功率。
解：重物上升时克服重力所做的功为有用功，W′＝Fs＝Gh＝240×4＝960J；
拉力所做的功为总功，W＝250×4＝1000J，利用功率的公式P＝＝＝200W；
故答案为：960，200。
点评：解决此类型题目要区分有用功和总功，会利用功率公式求解功率。
【解题方法点拨】
（1）要明确是哪个力对哪个物体做功，或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
（2）公式中的F是作用在物体上的力，公式中的‘是物体在力的作用下“在力的方向上通过的距离”，即注意F和s的同体性和同向性，否则在计算功时容易出错。
（3）W＝Fs中的F是使物体沿着F方向移动、距离过程中（同时性），始终作用在物体上的力，其大小和方向是不变的。
（4）W＝Fs的变形公式F＝，s＝可求力和物体在力的作用下移动的距离•【知识点的认识】
（1）功率：在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。
（2）功率的公式：P＝（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）
（3）计算功率的另一个公式：P＝Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做的功的功率可表示为Fv．（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）
a．推导：由P＝，联立W＝Fs，得P＝＝＝Fv。
由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。
b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。
【命题方向】
第一类常考题：
甲乙两种机械所做的功W随时间t变化的图象如图所示，则从图象可以判断（ ）
A．甲比乙做功多 B．甲比乙做功少 C．甲比乙做功快 D．甲比乙做功慢
分析：根据图象应用功率公式分析答题。
解：机械做功与时间有关，不知道机械做功的时间关系无法比较做功多少，故AB错误；
由图象可知，在相等时间内，甲比乙做功多，由P＝可知，甲的功率大，甲比乙做功快，故C正确，D错误；
故选C。
点评：本题考查了比较机械做功多少与快慢问题，功率越大，机械做功越快。
第二类常考题：
刘明在0.5min内，用20N的水平推力使重120N的超市购物车在水平路面上匀速前进了15m，在此过程中购物车受到的摩擦力等于 20 N，他做的功率是 10 W，购物车重力做的功是 0 J。
分析：（1）购物车在水平路面上匀速前进时处于平衡状态，受到的阻力和拉力是一对平衡力，根据二力平衡条件求出购物车受到的摩擦力；
（2）知道水平推力和水平方向上移动的距离，可利用功W＝Fs计算推力做的功，又知道做功的时间，可利用公式P＝计算功率；
（3）购物车受重力但在重力的方向上没移动距离，重力不做功。
解：（1）∵购物车在水平路面上匀速前进时处于平衡状态，受到的阻力和拉力是一对平衡力，
∴购物车受到的摩擦力f＝F＝20N；
（2）拉力做的功：
W＝Fs＝20N×15m＝300J，
运动的时间：
t＝0.5min＝30s，
他做的功率：
P＝＝＝10W；
（3）购物车受重力，在水平面上匀速前进，在重力的方向上没有移动距离，所以重力没做功，为0J；
故答案为：20；10；0。
点评：本题考查了二力平衡条件的应用和功的计算、功率的计算，做功的必要条件：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。
【解题方法点拨】
（1）功率的定义式是指平均功率，即在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。
（2）功率的定义式P＝可以变形为：W＝Pt和t＝，可分别用于求功和时间。当P一定时，W与t成正比，则＝；当W一定时，P与t成反比，则＝；当t一定时，W与P成正比，则＝。
（3）利用公式P＝Fv时要注意以下几点：a．拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；b．计算时，v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是w；c．速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时，应用此公式解题会更简便。
27．机械能的概念
【知识点的认识】
（1）动能和势能之和称为机械能。
动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。
（2）大小：物体具有的机械能是指动能和势能的总和。
【命题方向】
第一类常考题：机械能的概念
海啸具有巨大的破坏力，主要是因为海啸形成的海浪具有强大的（ ）
A．电能 B．机械能 C．核能 D．内能
分析：要解决此题，需要掌握机械能的概念，知道机械能包括动能和势能，运动的物体具有动能；被举高的物体具有重力势能。
解：海啸产生后，推动了海波，使海浪具有较大的动能，从而产生了极大的破坏力，机动能属于机械能，故产生破坏性的原因是海浪具有机械能。
故选B。
点评：本题考查机械能概念，应明确动能及势能都属于机械能。
第二类常考题：机械能的大小判断
下列关于机械能的说法中，正确的是（ ）
A．气球匀速上升时，它的动能减小，势能增加，它的机械能保持不变
B．卫星在远地点时，势能最大，动能为零
C．两辆相同的汽车，运动速度相同，具有的机械能一定相等
D．水平路面上匀速前进的洒水车，在洒水的过程中，它的动能减小
分析：（1）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。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能之和。
解：A、气球匀速上升时，质量不变，速度不变，动能不变。高度不断增大，重力势能增大，故它的机械能增大。说法错误。
B、人造地球卫星在远地点时，卫星和地球的相对距离最大，速度最小，故人造地球卫星在远地点时势能最大，动能最小但不是零。说法错误。
C、两辆相同的汽车运动速度相同时，故其动能相同，但不能判断重力势能的大小。说法错误。
D、匀速前进的洒水车，在洒水过程中，速度不变，但质量变小，故它的动能逐渐减小。说法正确。
故选D。
点评：掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，根据影响因素能判断动能、重力势能、弹性势能的变化。卫星和地球的相对距离很远，已经脱离的地球引力范围，不再受重力，具有的不是重力势能，而是势能。此处学生容易出现错误。
【解题方法点拨】
机械能的大小可能是物体的动能与势能的和，可能全部都是物体的动能，也可能全部是物体的势能，在分析机械能的大小时，应该综合考虑动能、重力势能和弹性势能。
28．机械效率的大小比较
【知识点的认识】
（1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”．
（2）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高；
（3）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高；
（4）当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高．
【命题方向】
根据不同的机械判断其机械效率的大小是命题的方向，一般以选择题为主．
例1：甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（ ）
A．甲吊车的电动机做的有用功较多
B．乙吊车的电动机做的额外功较多
C．甲吊车的电动机做的总功较多
D．甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
分析：甲吊车的机械效率比乙吊车的机械效率高，说明甲吊车所做的有用功在总功中占的比值比乙吊车大；把相同质量的物体提高相同的高度，根据公式W有用＝Gh＝mgh可知：两辆吊车所做的有用功相同；机械效率不同，是因为做的额外功不同，导致总功不同．
解：
A、分析知甲乙吊车做的有用功相同．此选项错误，不符合题意；
B、两辆吊车做的有用功相同，乙吊车做的额外功较多，所以乙的效率较低．此选项正确，符合题意；
C、已知甲吊车的机械效率高，有用功相同，如果甲吊车的总功较多就与效率高矛盾．此选项错误，不符合题意；
D、两吊车做的有用功相同，如果总功也相同，则机械效率相同．此选项错误，不符合题意．
故选B．
点评：此题考查机械效率公式和对有用功的理解．效率大小要根据计算公式η＝判断．
例2：如图所示，小王用两个相同的滑轮组（摩擦不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＞G2，则所用的拉力F1 ＞ F2，其机械效率η1 ＞ η2．（填“＞”、“＜”或“＝”）．
分析：由滑轮组的结构，承担物重的绳子股数n1＝2，n2＝3；因摩擦不计，
用同样的滑轮组，提升的物重不同，根据F＝（G物+G动）分析拉力的大小关系；
提升相同的高度，做的有用功越多，而额外功不变，根据效率公式η＝＝分析机械效率的大小关系．
解：由滑轮组的结构，承担物重的绳子股数n1＝2，n2＝3；因摩擦不计，
则所用的拉力F1＝（G1+G动），F2＝（G2+G动），
∵G1＞G2，
∴F1＞F2，
∵物体匀速提高到相同高度，
∴根据W有用＝Gh可知：W有用1＞W有用2，
∵滑轮组相同（摩擦不计），滑轮组做的额外功相同，
由η＝＝可知：η1＞η2．
故答案为：＞；＞．
点评：本题考查通过变化有用功或总功来判断机械效率的变化．若有用功相同，额外功越多，机械效率越低，否则越高；若额外功相同，有用功越多，机械效率越高，否则越低．
【解题方法点拨】
（1）要注意理解功、功率和机械效率的概念，不要误认为功率大的机械，做功就越多，机械效率就越高，或者机械效率高的机械做功就越多．这是一个误区．
（2）判断机械效率的大小，主要根据公式η＝，比值越大机械效率越高．
29．实验 测量滑轮组的机械效率
【知识点的认识】
实验目的：测量滑轮组的机械效率
实验原理：η＝＝
实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G；
（2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置；
（3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s；
（4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入下表
（5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）
实验数据：
注意事项：
（l）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变；
（2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数；
（3）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值．
实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大
【命题方向】
例：某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．
（1）实验中应沿竖直方向 匀速 拉动弹簧测力计，使钩码上升．
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用 乙 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验．
（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率 越低 （选填“越高”、“不变”或“越低”）．
（4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次试验中空缺的数据应为：绳端移动距离s＝ 0.3 m，机械效率η＝ 83.3% ．
（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组， 提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高 ．
分析：（1）应竖直匀速拉动测力计．
（2）根据钩码上升高度与测力计移动距离的关系分析答题．
（3）分析表中实验数据，得出结论．
（4）根据表中实验数据求出绳子移动的距离，应用效率公式求出滑轮组效率．
（5）根据实验控制的变量与表中实验数据分析答题．
解：（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升．
（2）由表中实验数据可知，第2次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍，由图示滑轮组可知，实验使用的是乙图所示装置做的实验．
（3）由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低．
（4）由表中第1次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，第三次实验使用同样的装置，则第3次实验：绳端移动距离s＝3h＝3×0.1m＝0.3m，
机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%≈83.3%．
（5）由表中第1次实验和第3次实验数据可知：使用同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）匀速；（2）乙；（3）越低；（4）0.3；83.3%；（5）提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高．
点评：在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时，实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系，因此，控制变量法的运用也十分关键．
【解题方法点拨】
（1）当动滑轮自重、摩擦及物重变化时，滑轮组的机械效率也会发生变化．
①若用不同的滑轮组提升相同的重物到同一高度，由于有用功相同，动滑轮越重，做的额外功就越多，有用功在总功中占的比例就小，机械效率就越低．
②若用同一滑轮组提起不同的重物，由于动滑轮重和摩擦一定，则提起的物体越重，有用功在总功中占的比例就越大，机械效率就越大．
（2）提高滑轮组机械效率的方法：
①减小额外功，即减小机械自重及摩擦．如减小动滑轮重、定时润滑等．
②在允许范围内增加货物重力．由η＝＝可知，W有一定，W额越小，η越大；W额一定，货物越重，W有越大，η越大．
30．滑轮（组）的机械效率
【知识点的认识】
（1）滑轮组提升重物时有η＝，因为W有用＝Gh，W总＝Fs，所以有η＝，又因为s＝nh，所以有η＝，如果不计摩擦和绳重，则有F＝，所以η＝。
（2）①滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，G物相同时，G动越大、η越小；
②滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，G动相同时，G物越大、η越大；
③同一滑轮组的机械效率与绕绳方式无关。
【命题方向】
第一类常考题：公式简单运用
如图所示，用滑轮组把重力G为400N的石块匀速提高6m，所用拉力F为250N，则滑轮组的机械效率为（ ）
A．60% B．70% C．80% D．90%
分析：用滑轮组提升重物，则重物被提升的功为有用功，而人的拉力所做的功为总功，故机械效率可用η＝＝来求解。
解：已知G＝400N；h＝6m；F＝250N．从图中看出有两段绳子在拉重物，故s＝2h＝2×6m＝12m
故机械效率η＝＝＝＝80%
故选C。
点评：本题考查滑轮组的机械效率，属于求滑轮组机械效率中最基础的题目。
第二类常考题：
如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400N的拉力F在1分钟内将总重为900N的泥土匀速提升5m。在这段时间内：
（1）拉力F所做的有用功是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多大？
分析：（1）克服泥土的重力所做的功是有用功；
（2）拉力F所做的功是总功，总功与时间的比值等于功率；
（3）有用功与总功的比值是机械效率。
点评：本题考查的知识点多，用到的公式多，难点是求拉力所做的总功，由滑轮组的特点知：绳子自由端移动的距离与物体上升高度之间的关系是s＝nh；从而求出拉力方向上移动的距离。
【解题方法点拨】
（1）根据滑轮组装形式，确定承担物重的绳子股数，求出物体上升高度，然后利用公式W总＝Fs计算总功、W有用＝Gh计算有用功，最后用有用功除以总功得出滑轮组的机械效率。
（2）滑轮的机械效率取决于动滑轮的质量和物体的质量，如果动滑轮质量越小，物体质量越大，则效率越高。
31．斜面的机械效率
【知识点的认识】
（1）有用功是由使用机械的目的所决定的．当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有＝Gh．
（2）额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功．对于斜面而言，W额＝fs．
（3）总功是指动力对所做的功．一般情况下使用斜面时，动力做功W总＝Fs．
（4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”．而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功．即：W总＝W有+W额．
（5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于1（理想状态下可能等于1），并且无单位
斜面的机械效率η＝＝，在同一斜面上，由于倾斜程度相同，即一定，故在同一斜面上拉同一物体（粗糙程度相同）时，在斜面上所移动的距离（或物体被提升的高度）不同时，机械效率是相同的．
（6）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关．斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低．
【解题方法点拨】
了解斜面机械效率的计算，区分使用斜面时有用功和总功是解题的关键．
【命题方向】
第一类常考题：斜面的机械效率的应用
如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道（斜面）．沿通道上台阶和直接上台阶比较，可以 省力 （选填“省力”、“省距离”或“省功”），若将重700N的小车沿8m长的斜面推上1.2m高的平台，沿斜面所用的推力为150N，在此过程中斜面的机械效率为 70% ．
分析：斜面是省力的模型，由重力和高度可求有用功，由推力和斜面长度可求总功，由效率公式可以求出机械效率．
解：斜面加长了距离，并且做功也由于要克服摩擦力做功所以也增加了功，但是可以省力．
将小车推向斜面时，有用功为：W有＝Gh＝700N×1.2m＝840J，
总功：W总＝FL＝150N×8m＝1200J．
机械效率为：η＝×100%＝×100%＝70%．
故答案为：省力，70%
点评：从图形上看以看出斜面不省距离，另外效率也不能为100%，故也不省功，但是可以让人在推的过程中省力．
第二类常考题：斜面机械效率的影响因素
如图所示，斜面长1m，高0.4m，用大小为5N沿斜面向上的拉力F，将重10N的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为 80% ；若仅使倾角θ逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐 增大 （选填“增大”、“不变”或“减小”），此斜面的机械效率将逐渐 增大 （选填“增大”、“不变”或“减小”）．
分析：（1）根据η＝＝求出斜面的机械效率；
（2）使用斜面时，高度不变的情况下，斜面越长越省力，斜面越陡越费力；
（3）斜面越陡，斜面机械效率越大．
解：（1）斜面的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%；
（2）若仅使倾角θ逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐增大；
（3）其他条件不变，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高．
故答案为：80%；增大；增大．
点评：此题主要考查的是学生对机械效率计算和机械效率影响因素的理解和掌握，基础性题目实验次数
动力F1（N）
支点到动力作用点的距离L1（cm）
阻力F2（N）
支点到阻力作用点的距离L2（cm）
1
2
1
1
2
2
4
2
2
4
3
2
2
2
2
序号
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
机械效率η
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
1
0.2
0.7
0.6
47.6%
3
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
4
4
0.1
2
0.3
次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.10
0.9
0.30
74.1%
2
2.0
0.15
0.9
0.45
74.1%
3
2.0
0.20
0.9
0.60
74.1%
4
4.0
0.20
1.6
0.60
实验次数
动力F1（N）
支点到动力作用点的距离L1（cm）
阻力F2（N）
支点到阻力作用点的距离L2（cm）
1
2
1
1
2
2
4
2
2
4
3
2
2
2
2
序号
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
机械效率η
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
1
0.2
0.7
0.6
47.6%
3
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
4
4
0.1
2
0.3
次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.10
0.9
0.30
74.1%
2
2.0
0.15
0.9
0.45
74.1%
3
2.0
0.20
0.9
0.60
74.1%
4
4.0
0.20
1.6
0.60
类型
力臂的大小关系
力的大小关系
特点
应用
省力杠杆
l1＞l2
F1＜F2
省力、费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力杠杆
l1＜l2
F1＞F2
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂
人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂杠杆
l1＝l2
F1＝F2
既不省力也不省距离，既不费力也不费距离
天平，定滑轮
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
有用功W有/J
绳端的拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率n
1
10
0.1
1
4.2
0.3
1.26
79.4%
2
15
0.1
1.5
6.0
0.3
1.8
83.3%
3
20
0.1
2
7.5
0.3
2.25
88.9%
实验次数
物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
74.1%
62.5%