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人教版中考物理一轮复习章节分类考点讲解与训练第12章简单机械真题演练(原卷版+解析)
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这是一份人教版中考物理一轮复习章节分类考点讲解与训练第12章简单机械真题演练(原卷版+解析)，共27页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题。
1．（2022•鞍山）在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
A．羊角锤B．镊子
C．天平D．瓶起子
2．（2021•贺州）现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂（ ）个钩码。
A．1B．2C．3D．4
3．（2022•柳州）如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（ ）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长
4．（2021•扬州）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（ ）
A．选用越粗的蜡烛效果越好
B．转轴位置离蜡烛重心越远越好
C．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些
5．（2022•鄂尔多斯）使用下列机械时，用大小相等的拉力F，能提起最重货物的是（不计机械自重和摩擦）（ ）
A． B． C． D．
6．（2022•济南）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．
7．（2022•河北）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10N B．滑轮组所做的有用功为2000J
C．工人所用拉力的功率为380W D．滑轮组的机械效率为95%
8．（2022•乐山）周末，爸爸领着小梅玩跷跷板，当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是（ ）
A．B．
C．D．
9．（2021•德阳）在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
A．小军做的功为2400J
B．小军做功的功率为1200W
C．小军对重物做的有用功为6000J
D．此简易斜面装置的机械效率为80%
10．（2022•常州）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．
11．（2022•广元）小李家在自建房屋的过程中，自制了向高处运送材料的装置如图所示，其中动滑轮重为100N。若某一次运送的材料重为400N，在拉力F作用下，材料在20s内匀速上升4m，不计绳的质量和滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．滑轮组所做的额外功为1600J B．材料上升的速度大小为0.4m/s
C．拉力F做功的功率为80W D．滑轮组的机械效率为80%
12．（2022•黑龙江）如图，小红在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，得出数据：物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体匀速提升0.2m。据此实验数据，下列说法正确的是（ ）
A．拉力所做的有用功为0.3J B．绳子自由端的移动速度为0.1m/s
C．拉力所做的总功为0.6J D．提升时，物体的重力势能变小
13．（多选）（2022•湘潭）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1：2
B．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
14．（多选）（2022•青岛）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关系的图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮的重力G动＝20N B．货物上升的速度v＝0.4m/s
C．拉力F的功率P＝80W D．动滑轮的机械效率η＝90%
二、填空题。
15．（2022•娄底）生活中要用到各种各样的机械，其中天平是一种 杠杆；能改变力的方向的是 （填“定滑轮”或“动滑轮”）。
16．（2022•济宁）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＝ 。
17．（2022•凉山州）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m，动滑轮重为100N，不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功为 J，该滑轮组的机械效率为 。
18．（2021•齐齐哈尔）杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，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20N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：AB＝2：1。则F＝ N，此杠杆是 杠杆。
19．（2022•攀枝花）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 。
20．（2022•黔西南州）如图所示，通过滑轮沿水平方向拉动重为20N的物体A，不计滑轮重及其摩擦。当拉力F为4N时，物体A受到的拉力为 N；用这种方法使用滑轮是为了 。
21．（2022•甘肃）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 （选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 （选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。
22．（2021•永州）如图所示，在一质量不计、刻度分布均匀的杠杆上的A点悬挂两个质量均为50g的钩码，将一质量为0.3kg的物体放在水平地面上，用一轻绳将该物体悬挂在杠杆上的B点，杠杆在水平位置平衡。此时轻绳对杠杆的拉力大小为 N，物体对地面的压力大小为 N。要使物体对地面的压力大小为零，同时杠杆在水平位置平衡，则在A点要增挂 个50g的钩码。现提供一个量程为0～3N的弹簧测力计和若干个50g的钩码，利用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡，则在A点所挂钩码的个数最多为 个。（g＝10N/kg）
23．（2022•鞍山）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，拉力F做功 J，滑轮组的机械效率为 ；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升 N的重物。
24．（2022•枣庄）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 （选填“偏大”或“偏小”）。
三、作图题。
25．（2022•铜仁市）如图所示为一根“”形杠杆，O为支点，左端悬挂一重物M，现要在A端施加一个最小的力，使M在图示位置保持平衡。某同学在A点画出了最小力F的示意图，请对该同学的作图结果予以评价（用作图方式体现）。
26．（2022•枣庄）如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法。
四、实验探究题。
27．（2022•长春）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）不挂钩码时，调节螺母，使杠杆在 位置平衡。
（2）如图甲所示，在A点挂3个钩码，在B点挂 个钩码，使杠杆再次在原位置平衡。
（3）画出A点所受拉力的力臂l。
（4）如图乙所示是《天工开物》记载的踏碓（碓：duì，古代的一种给稻谷去壳的工具。用脚连续踏杆的一端，另一端就会连续起落）。踏碓属于 杠杆。
28．（2022•呼和浩特）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小玉认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据：
（1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法；
（2）表中第3次实验时，滑轮组的机械效率为 ；
（3）实验验证， （选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。
五、计算题。
29．（2022•大连）如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。试求：
（1）货箱上升的速度是多少？
（2）有用功是多少？
（3）拉力F是多少？
30．（2022•张家界）天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？
（2）盘山公路的机械效率为多少？
（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？
动滑轮重
G动/N
物重
G/N
物体上升距离
h/m
拉力
F/N
拉力作用点移动距离s/m
滑轮组机械效率
η
1
0.5
1
0.1
0.5
0.3
66.7%
2
0.5
2.5
0.1
1.0
0.3
81.5%
3
0.5
4
0.1
1.5
0.3
2023年中考物理第一轮复习真题演练（解析版）
第十二章 简单机械
一、选择题。
1．（2022•鞍山）在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
A．羊角锤B．镊子
C．天平D．瓶起子
【答案】B。
【解答】解：A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，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、起瓶盖的起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。
故选：B。
2．（2021•贺州）现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂（ ）个钩码。
A．1B．2C．3D．4
【答案】C。
【解答】解：设每个钩码重为G，杠杆每格长度为L，由杠杆平衡条件得：2G×6L＝nG×4L，则n＝3。
故选：C。
3．（2022•柳州）如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（ ）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长
【答案】A。
【解答】解：
AB、仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩更省力，可能使女孩获胜；同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A正确，B错误；
CD、改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD错误。
故选：A。
4．（2021•扬州）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（ ）
A．选用越粗的蜡烛效果越好
B．转轴位置离蜡烛重心越远越好
C．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些
【答案】C。
【解答】解：
A、制作蜡烛跷跷板时，选用较细的蜡烛能减小蜡烛的重力带来的影响，能使蜡烛在水平位置更加稳定，故A错误；
B、转轴位置离蜡烛重心越远，根据杠杆的平衡条件可知，此时蜡烛容易发生翻转，故B错误；
C、为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方，蜡烛的重心变低了，稳度较高，故C正确；
D、为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的上侧面削去一些，这样能降低蜡烛的重心，增大稳度，故D错误。
故选：C。
5．（2022•鄂尔多斯）使用下列机械时，用大小相等的拉力F，能提起最重货物的是（不计机械自重和摩擦）（ ）
A． B． C． D．
【答案】D。
【解答】解：A中是定滑轮，使用它不省力，故G1＝F，
B中是动滑轮，使用它可以省一半的力，故G2＝2F，
C中是杠杆，设每一小格的长度为L，根据杠杆平衡条件可知，G3•2L＝F•3L，解得G3＝F，
D中是轮轴，可等效为杠杆，则G4•r＝F•3r，故G4＝3F。通过比较可知G4最大。
故选D。
6．（2022•济南）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。
【解答】解：用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左端O，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力F2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力F1，因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆，即F1＜F2，故A正确，BCD不正确。
故选：A。
7．（2022•河北）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10N B．滑轮组所做的有用功为2000J
C．工人所用拉力的功率为380W D．滑轮组的机械效率为95%
【答案】D。
【解答】解：
A、由图可知，有2段绳子拉着动滑轮，不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮的重力为：G动＝nF﹣G＝2×200N﹣380N＝20N，故A错误；
B、有用功为：W有用＝Gh＝380N×5m＝1900J，故B错误；
C、绳端移动的距离s＝2h＝2×5m＝10m，
拉力做的总功W总＝Fs＝200N×10m＝2000J，
拉力的功率：P＝＝＝200W，故C错误；
D、该滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝95%，故D正确。
故选：D。
8．（2022•乐山）周末，爸爸领着小梅玩跷跷板，当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B。
【解答】解：爸爸的重力大于小梅的重力，由杠杆的平衡条件可知，小梅到跷跷板支点的距离应大于爸爸到支点的距离，所以，最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是B，故B正确，ACD错误。
故选：B。
9．（2021•德阳）在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
A．小军做的功为2400J
B．小军做功的功率为1200W
C．小军对重物做的有用功为6000J
D．此简易斜面装置的机械效率为80%
【答案】D。
【解答】解：A、小军做的功为：W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J，故A错误；、
B、小军做功的功率为：P＝＝＝20W，故B错误；
C、小军对重物做的有用功为：W有＝Gh＝mgh＝240kg×10N/kg×2m＝4800J，故C错误；
D、此简易斜面装置的机械效率为：η＝＝＝80%，故D正确。
故选：D。
10．（2022•常州）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。
【解答】解：如图所示，拔草器相当于一个杠杆，拔草时支点在O点，若拔同一植株，则草对拔草器的阻力一定，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，阻力臂越小，动力臂越大，动力越小。A、B、C图相比，动力臂相等，C图中的阻力臂更小，所以C图动力更小；C图与D图相比，阻力臂相等，D图的动力臂更小，所以C图动力更小，符合要求的只有C图。
故选：C。
11．（2022•广元）小李家在自建房屋的过程中，自制了向高处运送材料的装置如图所示，其中动滑轮重为100N。若某一次运送的材料重为400N，在拉力F作用下，材料在20s内匀速上升4m，不计绳的质量和滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．滑轮组所做的额外功为1600J B．材料上升的速度大小为0.4m/s
C．拉力F做功的功率为80W D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D。
【解答】解：A.因为不计绳的质量和滑轮的摩擦，对动滑轮所做的功为滑轮组所做的额外功，所以滑轮组所做的额外功为：W额＝G动×h＝100N×4m＝400J，故A错误；
B.材料上升的速度：，故B错误；
C.拉力的大小为：＝250N
绳段移动的距离：s＝2h＝2×4m＝8m
拉力F做功的：W总＝Fs＝250N×8m＝2000J
拉力F做功的功率：＝，故C错误；
D.滑轮组所做的有用功：W有＝Gh＝400N×4m＝1600J
滑轮组机械效率：η＝，故D正确。
故选：D。
12．（2022•黑龙江）如图，小红在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，得出数据：物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体匀速提升0.2m。据此实验数据，下列说法正确的是（ ）
A．拉力所做的有用功为0.3J B．绳子自由端的移动速度为0.1m/s
C．拉力所做的总功为0.6J D．提升时，物体的重力势能变小
【答案】C。
【解答】解：已知物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体迅速提升0.2m。有两股绳子承担动滑轮，则n＝2。
A、W有用＝Gh＝2.6N×0.2m＝0.52J，故A错误。
B、绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×0.2m＝0.4m，绳子自由端移动速度，故B错误。
C、拉力所做的总功W总＝Fs＝1.5N×0.4m＝0.6J，故C正确。
D、提升时，物体的质量不变，高度增加，重力势能增加，故D错误。
故选：C。
13．（多选）（2022•湘潭）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1：2
B．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。
【解答】解：A、点燃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，则：＝＝，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：GALAO﹣ΔGLAO＜GBLBO﹣ΔGLBO，所以杠杆右端下沉，故B正确，CD错误。
故选：AB。
14．（多选）（2022•青岛）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关系的图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮的重力G动＝20N B．货物上升的速度v＝0.4m/s
C．拉力F的功率P＝80W D．动滑轮的机械效率η＝90%
【答案】BD。
【解答】解：A、不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝2F﹣G＝2×200N﹣360N＝40N，故A错误；
B、由货物上升的高度h与所用时间t关系的图象可得，货物上升的速度：
v＝＝＝0.4m/s，故B正确；
C、绳子移动的速度v绳＝2v＝2×0.4m/s＝0.8m/s，
拉力F的功率P＝＝＝Fv绳＝200N×0.8m/s＝160W，故C错误；
D、不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率η＝＝＝＝＝90%，故D正确。
故选：BD。
二、填空题。
15．（2022•娄底）生活中要用到各种各样的机械，其中天平是一种 等臂 杠杆；能改变力的方向的是 定滑轮 （填“定滑轮”或“动滑轮”）。
【答案】等臂；定滑轮。
【解答】解：天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；
滑轮在生活中应用时，根据定滑轮的特点可知：定滑轮可以改变力的方向，需要改变力的方向时，则要使用定滑轮。
故答案为：等臂；定滑轮。
16．（2022•济宁）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 定 滑轮，机械效率η＝ 90% 。
【答案】定；90%。
【解答】解：由图可知，滑轮的轴固定不动，为定滑轮；使用定滑轮不省距离、也不费距离，则h＝s；
机械效率为：η＝＝＝＝90%。
故答案为：定；90%。
17．（2022•凉山州）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m，动滑轮重为100N，不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功为 100 J，该滑轮组的机械效率为 80% 。
【答案】100；80%。
【解答】解：不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功：W额＝G动h＝100N×1m＝100J，
所做的有用功W有用＝G物h＝400N×1m＝400J，
W总＝W额+W有用＝100J+400J＝500J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝80%。
故答案为：100；80%。
18．（2021•齐齐哈尔）杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，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20N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：AB＝2：1。则F＝ 30 N，此杠杆是 费力 杠杆。
【答案】30；费力。
【解答】解：杠杆水平平衡时，A端受到的阻力大小FA＝G物＝20N，动力F的力臂为OB，阻力FA的力臂为OA，由杠杆平衡条件F1•L1＝F2•L2可得：F•OB＝FA•OA，因为OB＜OA，所以F＞FA，即杠杆为费力杠杆；
因为OB＝2AB，所以OA＝OB+AB＝3AB，即OB：OA＝2：3，由F•OB＝FA•OA可得F的大小为：。
故答案为：30；费力。
19．（2022•攀枝花）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 300 W，滑轮组的机械效率为 85% 。
【答案】300；85%。
【解答】解：由图知，承担重物绳子的段数n＝3，
拉力做的总功W总＝Fs＝Fnh＝200N×3×5m＝3000J，
拉力的功率P＝＝＝300W；
克服物重做的有用功W有＝Gh＝510N×5m＝2550J，
滑轮组的机械效率η＝＝＝85%。
故答案为：300；85%。
20．（2022•黔西南州）如图所示，通过滑轮沿水平方向拉动重为20N的物体A，不计滑轮重及其摩擦。当拉力F为4N时，物体A受到的拉力为 8 N；用这种方法使用滑轮是为了 省力 。
【答案】8；省力。
【解答】解：由图可知，绕在动滑轮上绳子的有效股数n＝2，
则物体A受到的拉力F′＝2F＝2×4N＝8N；
动滑轮可以省一半的力，但不可以改变动力方向。
故答案为：8；省力。
21．（2022•甘肃）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 斜面 （选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 省力 （选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。
【答案】斜面；省力。
【解答】解：图中是生活中常见的斜坡，斜坡相当于简单机械中的斜面，使用它可以省力。
故答案为：斜面；省力。
22．（2021•永州）如图所示，在一质量不计、刻度分布均匀的杠杆上的A点悬挂两个质量均为50g的钩码，将一质量为0.3kg的物体放在水平地面上，用一轻绳将该物体悬挂在杠杆上的B点，杠杆在水平位置平衡。此时轻绳对杠杆的拉力大小为 0.75 N，物体对地面的压力大小为 2.25 N。要使物体对地面的压力大小为零，同时杠杆在水平位置平衡，则在A点要增挂 6 个50g的钩码。现提供一个量程为0～3N的弹簧测力计和若干个50g的钩码，利用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡，则在A点所挂钩码的个数最多为 10 个。（g＝10N/kg）
【答案】0.75；2.25；6；10。
【解答】解：两个质量均为50g的钩码的重力为：G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N；
设杠杆上每个小格的长度为L；杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件可知：F1L1＝G1L2，即：F1×4L＝1N×3，解得：F1＝0.75N；
物体的重力为：G'＝m'g＝0.3kg×10N/kg＝3N；
物体受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和拉力的作用，则地面对物体的支持力的大小为：F支＝G'﹣F1＝3N﹣0.75N＝2.25N；
要使物体对地面的压力大小为零，同时杠杆在水平位置平衡，此时物体对杠杆的拉力为3N；根据杠杆的平衡条件可知：3N×4L＝G''×3L，解得：G''＝4N；
每个钩码的重力为0.5N，则A端所挂钩码的个数为：n＝＝8，则加挂的钩码的个数为8﹣2＝6个；
要使在A点所挂钩码的个数最多，钩码对杠杆的拉力的力臂不变，当弹簧测力计示数最大、弹簧测力计对杠杆拉力的力臂最大时，所挂钩码个数最大；
弹簧测力计的最大称量值为3N，最大力臂为5L，根据杠杆的平衡条件可知：3N×5L＝GA×3L，解得：GA＝5N；
每个钩码的重力为0.5N，则A点所挂钩码的最多个数为：n'＝＝10。
故答案为：0.75；2.25；6；10。
23．（2022•鞍山）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，拉力F做功 2400 J，滑轮组的机械效率为 75% ；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升 1200 N的重物。
【答案】2400；75%；1200。
【解答】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，
则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m，
拉力F做功：W总＝Fs＝400N×6m＝2400J；
（2）拉力做的有用功：W有＝Gh＝900N×2m＝1800J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；
（3）不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝3×400N﹣900N＝300N，
将该滑轮组的机械效率提高5%时其机械效率η′＝80%，设提升重物的重力为G′，
因克服重物重力所做功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，
所以，滑轮组的机械效率：η′＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%，
解得：G′＝1200N。
故答案为：2400；75%；1200。
24．（2022•枣庄）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 0.4 kg。若秤砣有缺损，则杆秤所测物体的质量会 偏大 （选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】0.4；偏大。
【解答】解：如图，
由杠杆平衡可知G1•OA＝G2•OB，
即：m1g•OA＝m2g•OB，
∴m1＝＝＝0.4kg。
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。
故答案为：0.4；偏大。
三、作图题。
25．（2022•铜仁市）如图所示为一根“”形杠杆，O为支点，左端悬挂一重物M，现要在A端施加一个最小的力，使M在图示位置保持平衡。某同学在A点画出了最小力F的示意图，请对该同学的作图结果予以评价（用作图方式体现）。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1 L1＝F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向下，该同学所画的动力臂不是最长动力臂，最小力的方向也是错误的。如下图所示：
26．（2022•枣庄）如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法。
【解答】解：向下拉绳将重物提升，从绳子的自由端绕过定滑轮，再绕过动滑轮，最后挂在定滑轮的下挂钩上，如下图所示。
四、实验探究题。
27．（2022•长春）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）不挂钩码时，调节螺母，使杠杆在 水平 位置平衡。
（2）如图甲所示，在A点挂3个钩码，在B点挂 4 个钩码，使杠杆再次在原位置平衡。
（3）画出A点所受拉力的力臂l。
（4）如图乙所示是《天工开物》记载的踏碓（碓：duì，古代的一种给稻谷去壳的工具。用脚连续踏杆的一端，另一端就会连续起落）。踏碓属于 费力 杠杆。
【答案】（1）水平；（2）4；（3）见解析；（4）费力。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）设一个钩码的重力G，一格的长度为L，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得：
3G×4L＝nG×3L，解得，n＝4，故应在B点挂4个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡；
（3）拉力作用点在A点，方向竖直向下，从支点O作到拉力方向的垂线段，即可作出拉力的力臂，如图所示：
；
（4）用踏碓捣米时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
故答案为：（1）水平；（2）4；（3）见解析；（4）费力。
28．（2022•呼和浩特）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小玉认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据：
（1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法；
（2）表中第3次实验时，滑轮组的机械效率为 88.9% ；
（3）实验验证， 小玉 （选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。
【答案】（1）见解析；（2）88.9%；（3）小玉。
【解答】解：（1）由表格数据可知，s＝3h，即绳子的有效段数为3，所以该滑轮组绕绳方法为：从动滑轮的上端挂钩向上绕过定滑轮，再由动滑轮的下方上行，如图：
。
（2）第3次实验时，该滑轮组的机械效率η＝＝≈88.9%。
（3）由表格数据可知：动滑轮的重力不变；通过计算表明：随着物重的增加，有用功增加，总功也增加，机械效率增大，故小玉的说法是正确的。
故答案为：（1）见解析；（2）88.9%；（3）小玉。
五、计算题。
29．（2022•大连）如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。试求：
（1）货箱上升的速度是多少？
（2）有用功是多少？
（3）拉力F是多少？
【解答】解：（1）货箱上升的速度为：v＝＝＝0.5m/s；
（2）有用功为：W有＝Gh＝900N×3m＝2700J；
（3）由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则n＝3；根据η＝＝＝＝可知，拉力的大小为：F＝＝＝400N。
答：（1）货箱上升的速度是0.5m/s
（2）有用功是2700J；
（3）拉力F是为400N。
30．（2022•张家界）天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？
（2）盘山公路的机械效率为多少？
（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？
【解答】解：（1）客车和游客总重力G＝mg＝6000kg×10N/kg＝6×104N；
电动机对客车和游客所做的有用功：
W有用＝Gh＝6×104N×1000m＝6×107J；
（2）由v＝可得，整个过程所用时间：
t＝＝＝2.5×103s，
由P＝可得，总功W总＝Pt＝80×103W×2.5×103s＝2×108J，
盘山公路的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝30%；
（3）由P＝＝＝Fv可得，电动机的牵引力：
F＝＝＝2×104N，
额外功：
W额＝W总﹣W有用＝2×108J﹣6×107J＝1.4×108J，
由W额＝fs可得，汽车受到的阻力：
f＝＝＝1.4×104N。
答：（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J；
（2）盘山公路的机械效率为30%；
（3）整个过程中，电动机的牵引力为2×104N，汽车受到的阻力为1.4×104N。动滑轮重
G动/N
物重
G/N
物体上升距离
h/m
拉力
F/N
拉力作用点移动距离s/m
滑轮组机械效率
η
1
0.5
1
0.1
0.5
0.3
66.7%
2
0.5
2.5
0.1
1.0
0.3
81.5%
3
0.5
4
0.1
1.5
0.3
一、选择题。
1．（2022•鞍山）在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
A．羊角锤B．镊子
C．天平D．瓶起子
2．（2021•贺州）现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂（ ）个钩码。
A．1B．2C．3D．4
3．（2022•柳州）如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（ ）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长
4．（2021•扬州）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（ ）
A．选用越粗的蜡烛效果越好
B．转轴位置离蜡烛重心越远越好
C．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些
5．（2022•鄂尔多斯）使用下列机械时，用大小相等的拉力F，能提起最重货物的是（不计机械自重和摩擦）（ ）
A． B． C． D．
6．（2022•济南）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．
7．（2022•河北）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10N B．滑轮组所做的有用功为2000J
C．工人所用拉力的功率为380W D．滑轮组的机械效率为95%
8．（2022•乐山）周末，爸爸领着小梅玩跷跷板，当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是（ ）
A．B．
C．D．
9．（2021•德阳）在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
A．小军做的功为2400J
B．小军做功的功率为1200W
C．小军对重物做的有用功为6000J
D．此简易斜面装置的机械效率为80%
10．（2022•常州）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．
11．（2022•广元）小李家在自建房屋的过程中，自制了向高处运送材料的装置如图所示，其中动滑轮重为100N。若某一次运送的材料重为400N，在拉力F作用下，材料在20s内匀速上升4m，不计绳的质量和滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．滑轮组所做的额外功为1600J B．材料上升的速度大小为0.4m/s
C．拉力F做功的功率为80W D．滑轮组的机械效率为80%
12．（2022•黑龙江）如图，小红在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，得出数据：物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体匀速提升0.2m。据此实验数据，下列说法正确的是（ ）
A．拉力所做的有用功为0.3J B．绳子自由端的移动速度为0.1m/s
C．拉力所做的总功为0.6J D．提升时，物体的重力势能变小
13．（多选）（2022•湘潭）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1：2
B．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
14．（多选）（2022•青岛）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关系的图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮的重力G动＝20N B．货物上升的速度v＝0.4m/s
C．拉力F的功率P＝80W D．动滑轮的机械效率η＝90%
二、填空题。
15．（2022•娄底）生活中要用到各种各样的机械，其中天平是一种 杠杆；能改变力的方向的是 （填“定滑轮”或“动滑轮”）。
16．（2022•济宁）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＝ 。
17．（2022•凉山州）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m，动滑轮重为100N，不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功为 J，该滑轮组的机械效率为 。
18．（2021•齐齐哈尔）杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，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20N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：AB＝2：1。则F＝ N，此杠杆是 杠杆。
19．（2022•攀枝花）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 。
20．（2022•黔西南州）如图所示，通过滑轮沿水平方向拉动重为20N的物体A，不计滑轮重及其摩擦。当拉力F为4N时，物体A受到的拉力为 N；用这种方法使用滑轮是为了 。
21．（2022•甘肃）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 （选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 （选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。
22．（2021•永州）如图所示，在一质量不计、刻度分布均匀的杠杆上的A点悬挂两个质量均为50g的钩码，将一质量为0.3kg的物体放在水平地面上，用一轻绳将该物体悬挂在杠杆上的B点，杠杆在水平位置平衡。此时轻绳对杠杆的拉力大小为 N，物体对地面的压力大小为 N。要使物体对地面的压力大小为零，同时杠杆在水平位置平衡，则在A点要增挂 个50g的钩码。现提供一个量程为0～3N的弹簧测力计和若干个50g的钩码，利用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡，则在A点所挂钩码的个数最多为 个。（g＝10N/kg）
23．（2022•鞍山）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，拉力F做功 J，滑轮组的机械效率为 ；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升 N的重物。
24．（2022•枣庄）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 （选填“偏大”或“偏小”）。
三、作图题。
25．（2022•铜仁市）如图所示为一根“”形杠杆，O为支点，左端悬挂一重物M，现要在A端施加一个最小的力，使M在图示位置保持平衡。某同学在A点画出了最小力F的示意图，请对该同学的作图结果予以评价（用作图方式体现）。
26．（2022•枣庄）如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法。
四、实验探究题。
27．（2022•长春）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）不挂钩码时，调节螺母，使杠杆在 位置平衡。
（2）如图甲所示，在A点挂3个钩码，在B点挂 个钩码，使杠杆再次在原位置平衡。
（3）画出A点所受拉力的力臂l。
（4）如图乙所示是《天工开物》记载的踏碓（碓：duì，古代的一种给稻谷去壳的工具。用脚连续踏杆的一端，另一端就会连续起落）。踏碓属于 杠杆。
28．（2022•呼和浩特）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小玉认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据：
（1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法；
（2）表中第3次实验时，滑轮组的机械效率为 ；
（3）实验验证， （选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。
五、计算题。
29．（2022•大连）如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。试求：
（1）货箱上升的速度是多少？
（2）有用功是多少？
（3）拉力F是多少？
30．（2022•张家界）天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？
（2）盘山公路的机械效率为多少？
（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？
动滑轮重
G动/N
物重
G/N
物体上升距离
h/m
拉力
F/N
拉力作用点移动距离s/m
滑轮组机械效率
η
1
0.5
1
0.1
0.5
0.3
66.7%
2
0.5
2.5
0.1
1.0
0.3
81.5%
3
0.5
4
0.1
1.5
0.3
2023年中考物理第一轮复习真题演练（解析版）
第十二章 简单机械
一、选择题。
1．（2022•鞍山）在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
A．羊角锤B．镊子
C．天平D．瓶起子
【答案】B。
【解答】解：A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，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、起瓶盖的起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。
故选：B。
2．（2021•贺州）现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂（ ）个钩码。
A．1B．2C．3D．4
【答案】C。
【解答】解：设每个钩码重为G，杠杆每格长度为L，由杠杆平衡条件得：2G×6L＝nG×4L，则n＝3。
故选：C。
3．（2022•柳州）如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（ ）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长
【答案】A。
【解答】解：
AB、仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩更省力，可能使女孩获胜；同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A正确，B错误；
CD、改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD错误。
故选：A。
4．（2021•扬州）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（ ）
A．选用越粗的蜡烛效果越好
B．转轴位置离蜡烛重心越远越好
C．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些
【答案】C。
【解答】解：
A、制作蜡烛跷跷板时，选用较细的蜡烛能减小蜡烛的重力带来的影响，能使蜡烛在水平位置更加稳定，故A错误；
B、转轴位置离蜡烛重心越远，根据杠杆的平衡条件可知，此时蜡烛容易发生翻转，故B错误；
C、为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方，蜡烛的重心变低了，稳度较高，故C正确；
D、为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的上侧面削去一些，这样能降低蜡烛的重心，增大稳度，故D错误。
故选：C。
5．（2022•鄂尔多斯）使用下列机械时，用大小相等的拉力F，能提起最重货物的是（不计机械自重和摩擦）（ ）
A． B． C． D．
【答案】D。
【解答】解：A中是定滑轮，使用它不省力，故G1＝F，
B中是动滑轮，使用它可以省一半的力，故G2＝2F，
C中是杠杆，设每一小格的长度为L，根据杠杆平衡条件可知，G3•2L＝F•3L，解得G3＝F，
D中是轮轴，可等效为杠杆，则G4•r＝F•3r，故G4＝3F。通过比较可知G4最大。
故选D。
6．（2022•济南）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。
【解答】解：用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左端O，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力F2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力F1，因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆，即F1＜F2，故A正确，BCD不正确。
故选：A。
7．（2022•河北）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10N B．滑轮组所做的有用功为2000J
C．工人所用拉力的功率为380W D．滑轮组的机械效率为95%
【答案】D。
【解答】解：
A、由图可知，有2段绳子拉着动滑轮，不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮的重力为：G动＝nF﹣G＝2×200N﹣380N＝20N，故A错误；
B、有用功为：W有用＝Gh＝380N×5m＝1900J，故B错误；
C、绳端移动的距离s＝2h＝2×5m＝10m，
拉力做的总功W总＝Fs＝200N×10m＝2000J，
拉力的功率：P＝＝＝200W，故C错误；
D、该滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝95%，故D正确。
故选：D。
8．（2022•乐山）周末，爸爸领着小梅玩跷跷板，当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B。
【解答】解：爸爸的重力大于小梅的重力，由杠杆的平衡条件可知，小梅到跷跷板支点的距离应大于爸爸到支点的距离，所以，最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是B，故B正确，ACD错误。
故选：B。
9．（2021•德阳）在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
A．小军做的功为2400J
B．小军做功的功率为1200W
C．小军对重物做的有用功为6000J
D．此简易斜面装置的机械效率为80%
【答案】D。
【解答】解：A、小军做的功为：W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J，故A错误；、
B、小军做功的功率为：P＝＝＝20W，故B错误；
C、小军对重物做的有用功为：W有＝Gh＝mgh＝240kg×10N/kg×2m＝4800J，故C错误；
D、此简易斜面装置的机械效率为：η＝＝＝80%，故D正确。
故选：D。
10．（2022•常州）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。
【解答】解：如图所示，拔草器相当于一个杠杆，拔草时支点在O点，若拔同一植株，则草对拔草器的阻力一定，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，阻力臂越小，动力臂越大，动力越小。A、B、C图相比，动力臂相等，C图中的阻力臂更小，所以C图动力更小；C图与D图相比，阻力臂相等，D图的动力臂更小，所以C图动力更小，符合要求的只有C图。
故选：C。
11．（2022•广元）小李家在自建房屋的过程中，自制了向高处运送材料的装置如图所示，其中动滑轮重为100N。若某一次运送的材料重为400N，在拉力F作用下，材料在20s内匀速上升4m，不计绳的质量和滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．滑轮组所做的额外功为1600J B．材料上升的速度大小为0.4m/s
C．拉力F做功的功率为80W D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D。
【解答】解：A.因为不计绳的质量和滑轮的摩擦，对动滑轮所做的功为滑轮组所做的额外功，所以滑轮组所做的额外功为：W额＝G动×h＝100N×4m＝400J，故A错误；
B.材料上升的速度：，故B错误；
C.拉力的大小为：＝250N
绳段移动的距离：s＝2h＝2×4m＝8m
拉力F做功的：W总＝Fs＝250N×8m＝2000J
拉力F做功的功率：＝，故C错误；
D.滑轮组所做的有用功：W有＝Gh＝400N×4m＝1600J
滑轮组机械效率：η＝，故D正确。
故选：D。
12．（2022•黑龙江）如图，小红在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，得出数据：物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体匀速提升0.2m。据此实验数据，下列说法正确的是（ ）
A．拉力所做的有用功为0.3J B．绳子自由端的移动速度为0.1m/s
C．拉力所做的总功为0.6J D．提升时，物体的重力势能变小
【答案】C。
【解答】解：已知物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体迅速提升0.2m。有两股绳子承担动滑轮，则n＝2。
A、W有用＝Gh＝2.6N×0.2m＝0.52J，故A错误。
B、绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×0.2m＝0.4m，绳子自由端移动速度，故B错误。
C、拉力所做的总功W总＝Fs＝1.5N×0.4m＝0.6J，故C正确。
D、提升时，物体的质量不变，高度增加，重力势能增加，故D错误。
故选：C。
13．（多选）（2022•湘潭）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1：2
B．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。
【解答】解：A、点燃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，则：＝＝，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：GALAO﹣ΔGLAO＜GBLBO﹣ΔGLBO，所以杠杆右端下沉，故B正确，CD错误。
故选：AB。
14．（多选）（2022•青岛）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关系的图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮的重力G动＝20N B．货物上升的速度v＝0.4m/s
C．拉力F的功率P＝80W D．动滑轮的机械效率η＝90%
【答案】BD。
【解答】解：A、不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝2F﹣G＝2×200N﹣360N＝40N，故A错误；
B、由货物上升的高度h与所用时间t关系的图象可得，货物上升的速度：
v＝＝＝0.4m/s，故B正确；
C、绳子移动的速度v绳＝2v＝2×0.4m/s＝0.8m/s，
拉力F的功率P＝＝＝Fv绳＝200N×0.8m/s＝160W，故C错误；
D、不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率η＝＝＝＝＝90%，故D正确。
故选：BD。
二、填空题。
15．（2022•娄底）生活中要用到各种各样的机械，其中天平是一种 等臂 杠杆；能改变力的方向的是 定滑轮 （填“定滑轮”或“动滑轮”）。
【答案】等臂；定滑轮。
【解答】解：天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；
滑轮在生活中应用时，根据定滑轮的特点可知：定滑轮可以改变力的方向，需要改变力的方向时，则要使用定滑轮。
故答案为：等臂；定滑轮。
16．（2022•济宁）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 定 滑轮，机械效率η＝ 90% 。
【答案】定；90%。
【解答】解：由图可知，滑轮的轴固定不动，为定滑轮；使用定滑轮不省距离、也不费距离，则h＝s；
机械效率为：η＝＝＝＝90%。
故答案为：定；90%。
17．（2022•凉山州）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m，动滑轮重为100N，不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功为 100 J，该滑轮组的机械效率为 80% 。
【答案】100；80%。
【解答】解：不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功：W额＝G动h＝100N×1m＝100J，
所做的有用功W有用＝G物h＝400N×1m＝400J，
W总＝W额+W有用＝100J+400J＝500J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝80%。
故答案为：100；80%。
18．（2021•齐齐哈尔）杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，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20N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：AB＝2：1。则F＝ 30 N，此杠杆是 费力 杠杆。
【答案】30；费力。
【解答】解：杠杆水平平衡时，A端受到的阻力大小FA＝G物＝20N，动力F的力臂为OB，阻力FA的力臂为OA，由杠杆平衡条件F1•L1＝F2•L2可得：F•OB＝FA•OA，因为OB＜OA，所以F＞FA，即杠杆为费力杠杆；
因为OB＝2AB，所以OA＝OB+AB＝3AB，即OB：OA＝2：3，由F•OB＝FA•OA可得F的大小为：。
故答案为：30；费力。
19．（2022•攀枝花）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 300 W，滑轮组的机械效率为 85% 。
【答案】300；85%。
【解答】解：由图知，承担重物绳子的段数n＝3，
拉力做的总功W总＝Fs＝Fnh＝200N×3×5m＝3000J，
拉力的功率P＝＝＝300W；
克服物重做的有用功W有＝Gh＝510N×5m＝2550J，
滑轮组的机械效率η＝＝＝85%。
故答案为：300；85%。
20．（2022•黔西南州）如图所示，通过滑轮沿水平方向拉动重为20N的物体A，不计滑轮重及其摩擦。当拉力F为4N时，物体A受到的拉力为 8 N；用这种方法使用滑轮是为了 省力 。
【答案】8；省力。
【解答】解：由图可知，绕在动滑轮上绳子的有效股数n＝2，
则物体A受到的拉力F′＝2F＝2×4N＝8N；
动滑轮可以省一半的力，但不可以改变动力方向。
故答案为：8；省力。
21．（2022•甘肃）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 斜面 （选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 省力 （选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。
【答案】斜面；省力。
【解答】解：图中是生活中常见的斜坡，斜坡相当于简单机械中的斜面，使用它可以省力。
故答案为：斜面；省力。
22．（2021•永州）如图所示，在一质量不计、刻度分布均匀的杠杆上的A点悬挂两个质量均为50g的钩码，将一质量为0.3kg的物体放在水平地面上，用一轻绳将该物体悬挂在杠杆上的B点，杠杆在水平位置平衡。此时轻绳对杠杆的拉力大小为 0.75 N，物体对地面的压力大小为 2.25 N。要使物体对地面的压力大小为零，同时杠杆在水平位置平衡，则在A点要增挂 6 个50g的钩码。现提供一个量程为0～3N的弹簧测力计和若干个50g的钩码，利用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡，则在A点所挂钩码的个数最多为 10 个。（g＝10N/kg）
【答案】0.75；2.25；6；10。
【解答】解：两个质量均为50g的钩码的重力为：G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N；
设杠杆上每个小格的长度为L；杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件可知：F1L1＝G1L2，即：F1×4L＝1N×3，解得：F1＝0.75N；
物体的重力为：G'＝m'g＝0.3kg×10N/kg＝3N；
物体受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和拉力的作用，则地面对物体的支持力的大小为：F支＝G'﹣F1＝3N﹣0.75N＝2.25N；
要使物体对地面的压力大小为零，同时杠杆在水平位置平衡，此时物体对杠杆的拉力为3N；根据杠杆的平衡条件可知：3N×4L＝G''×3L，解得：G''＝4N；
每个钩码的重力为0.5N，则A端所挂钩码的个数为：n＝＝8，则加挂的钩码的个数为8﹣2＝6个；
要使在A点所挂钩码的个数最多，钩码对杠杆的拉力的力臂不变，当弹簧测力计示数最大、弹簧测力计对杠杆拉力的力臂最大时，所挂钩码个数最大；
弹簧测力计的最大称量值为3N，最大力臂为5L，根据杠杆的平衡条件可知：3N×5L＝GA×3L，解得：GA＝5N；
每个钩码的重力为0.5N，则A点所挂钩码的最多个数为：n'＝＝10。
故答案为：0.75；2.25；6；10。
23．（2022•鞍山）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，拉力F做功 2400 J，滑轮组的机械效率为 75% ；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升 1200 N的重物。
【答案】2400；75%；1200。
【解答】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，
则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m，
拉力F做功：W总＝Fs＝400N×6m＝2400J；
（2）拉力做的有用功：W有＝Gh＝900N×2m＝1800J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；
（3）不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝3×400N﹣900N＝300N，
将该滑轮组的机械效率提高5%时其机械效率η′＝80%，设提升重物的重力为G′，
因克服重物重力所做功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，
所以，滑轮组的机械效率：η′＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%，
解得：G′＝1200N。
故答案为：2400；75%；1200。
24．（2022•枣庄）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 0.4 kg。若秤砣有缺损，则杆秤所测物体的质量会 偏大 （选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】0.4；偏大。
【解答】解：如图，
由杠杆平衡可知G1•OA＝G2•OB，
即：m1g•OA＝m2g•OB，
∴m1＝＝＝0.4kg。
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。
故答案为：0.4；偏大。
三、作图题。
25．（2022•铜仁市）如图所示为一根“”形杠杆，O为支点，左端悬挂一重物M，现要在A端施加一个最小的力，使M在图示位置保持平衡。某同学在A点画出了最小力F的示意图，请对该同学的作图结果予以评价（用作图方式体现）。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1 L1＝F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向下，该同学所画的动力臂不是最长动力臂，最小力的方向也是错误的。如下图所示：
26．（2022•枣庄）如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法。
【解答】解：向下拉绳将重物提升，从绳子的自由端绕过定滑轮，再绕过动滑轮，最后挂在定滑轮的下挂钩上，如下图所示。
四、实验探究题。
27．（2022•长春）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）不挂钩码时，调节螺母，使杠杆在 水平 位置平衡。
（2）如图甲所示，在A点挂3个钩码，在B点挂 4 个钩码，使杠杆再次在原位置平衡。
（3）画出A点所受拉力的力臂l。
（4）如图乙所示是《天工开物》记载的踏碓（碓：duì，古代的一种给稻谷去壳的工具。用脚连续踏杆的一端，另一端就会连续起落）。踏碓属于 费力 杠杆。
【答案】（1）水平；（2）4；（3）见解析；（4）费力。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）设一个钩码的重力G，一格的长度为L，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得：
3G×4L＝nG×3L，解得，n＝4，故应在B点挂4个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡；
（3）拉力作用点在A点，方向竖直向下，从支点O作到拉力方向的垂线段，即可作出拉力的力臂，如图所示：
；
（4）用踏碓捣米时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
故答案为：（1）水平；（2）4；（3）见解析；（4）费力。
28．（2022•呼和浩特）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小玉认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据：
（1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法；
（2）表中第3次实验时，滑轮组的机械效率为 88.9% ；
（3）实验验证， 小玉 （选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。
【答案】（1）见解析；（2）88.9%；（3）小玉。
【解答】解：（1）由表格数据可知，s＝3h，即绳子的有效段数为3，所以该滑轮组绕绳方法为：从动滑轮的上端挂钩向上绕过定滑轮，再由动滑轮的下方上行，如图：
。
（2）第3次实验时，该滑轮组的机械效率η＝＝≈88.9%。
（3）由表格数据可知：动滑轮的重力不变；通过计算表明：随着物重的增加，有用功增加，总功也增加，机械效率增大，故小玉的说法是正确的。
故答案为：（1）见解析；（2）88.9%；（3）小玉。
五、计算题。
29．（2022•大连）如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。试求：
（1）货箱上升的速度是多少？
（2）有用功是多少？
（3）拉力F是多少？
【解答】解：（1）货箱上升的速度为：v＝＝＝0.5m/s；
（2）有用功为：W有＝Gh＝900N×3m＝2700J；
（3）由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则n＝3；根据η＝＝＝＝可知，拉力的大小为：F＝＝＝400N。
答：（1）货箱上升的速度是0.5m/s
（2）有用功是2700J；
（3）拉力F是为400N。
30．（2022•张家界）天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？
（2）盘山公路的机械效率为多少？
（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？
【解答】解：（1）客车和游客总重力G＝mg＝6000kg×10N/kg＝6×104N；
电动机对客车和游客所做的有用功：
W有用＝Gh＝6×104N×1000m＝6×107J；
（2）由v＝可得，整个过程所用时间：
t＝＝＝2.5×103s，
由P＝可得，总功W总＝Pt＝80×103W×2.5×103s＝2×108J，
盘山公路的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝30%；
（3）由P＝＝＝Fv可得，电动机的牵引力：
F＝＝＝2×104N，
额外功：
W额＝W总﹣W有用＝2×108J﹣6×107J＝1.4×108J，
由W额＝fs可得，汽车受到的阻力：
f＝＝＝1.4×104N。
答：（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J；
（2）盘山公路的机械效率为30%；
（3）整个过程中，电动机的牵引力为2×104N，汽车受到的阻力为1.4×104N。动滑轮重
G动/N
物重
G/N
物体上升距离
h/m
拉力
F/N
拉力作用点移动距离s/m
滑轮组机械效率
η
1
0.5
1
0.1
0.5
0.3
66.7%
2
0.5
2.5
0.1
1.0
0.3
81.5%
3
0.5
4
0.1
1.5
0.3
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