2026届中考物理一轮复习精讲精练专题12 简单机械（2份，原卷版+解析版）

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知识点1：杠杆
1.杠杆及其五要素：
（1）杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
杠杆的形状多样，可以是直的（比如开瓶扳手等），也可以是弯的（比如压水井把手等）;杠杆可以是单一的，也可以是几个杠杆组合起来的（比如筷子、剪刀等是双杠杆的组合）。
（2）杠杆五要素：
①支点：杠杆绕着转动的点，用字母O表示。
②动力：使杠杆转动的力，用字母F1表示。
③阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母F2表示。
④动力臂：从支点到动力作用线的距离．用字母l1表示。
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离．用字母l2表示。
①杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的中间，也可以在杠杆的一端，还可以在杠杆的其他地方。
②动力和阻力使杠杆转动的方向相反，但动力和阻力的方向不一定相反。当动力和阻力在支点两边时，二者方向大致相同;当动力和阻力在支点的一边时，二者方向大致相反。
③动力和阻力都是杠杆受到的力，它们的作用点都在杠杆上。动力在杠杆上的作用点为动力作用点，阻力在杠杆上的作用点为阻力作用点。
④力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，也不是支点到表示力的箭头的距离，下图是力臂的几种错误画法。
⑤力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如图所示，动力的方向垂直杠杆时，力臂在杠杆上，如图中l1;动力与杠杆不垂直时，力臂不在杠杆上，如图中l1'。力的作用线恰好通过支点时力臂为零，此时这个力不能使杠杆转动。
2.杠杆的平衡条件：
（1）杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。
（2）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
（3）公式的表达式为：F1l1=F2l2。
我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验是在杠杆水平位置平衡进行的，但在实际生产和生活中，这样的平衡是不多的。在许多情况下，杠杆是倾斜静止，这是因为杠杆受到平衡力作用。所以说杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成平衡状态。
3.杠杆中最小力的问题及力臂的画法：
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。
4.杠杆的分类及应用：
杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆；
①既省力又省距离的杠杆是不存在的。
②判断杠杆是否省力，主要通过比较动力臂和阻力臂的大小，因此对于比较复杂的杠杆，要先找到支点、动力、阻力，然后画出动力臂和阻力臂再进行比较。
③省力杠杆与费力杠杆的应用不同。省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，这样可以省力，比如用半角锤起钉子、推独轮车等；费力杠杆—般用在阻力不大的情况下，是为了省距离。使用起来方便，比如钓鱼竿、筷子等。
实验 探究杠杆的平衡条件
【实验图示】

【实验步骤】
1.将杠杆的中点支撑在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
2.在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡，这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码所受的重力。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2，记录在表格中。
3.改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。
重点：实验前杠杆调水平平衡的原因
1.消除自重影响。将杠杆调至水平位置平衡时，就将杠杆自身的重心调到了支点上，这时杠杆重力的力臂为零，重力不能使杠杆转动，从而可以避免杠杆自重对杠杆平衡的影响。
2.便于测量力臂。杠杆处于倾斜状态时，力臂不在杠杆上，如图甲所示，此时无法从杠杆上直接读出或测出力臂，力臂的测量较困难。当杠杆处于水平平衡时，力臂在杠杆上，如图乙所示，可以从杠杆上直接读出或测出力臂。
【实验结论】
杠杆的平衡条件;动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2
物理方法：归纳法
分析杠杆平衡条件时，通过对多次实验数据的分析归纳，总结出杠杆的平衡条件，利用的是归纳法。
【注意事项】
（1）实验前，通过调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（2）实验过程中，不能再调节平衡螺母使得杠杆在水平位置平衡，只能改变钩码的个数、位置或者弹簧测力计的拉力大小、位置。
（3）实验至少做三次，得出普遍规律，避免实验的偶然性。
实验拓展
如图所示，还可以用弹簧测力计的拉力作为动力做"探究杠杆的平衡条件"的实验。此时要注意弹簧测力计的拉力方向要始终沿竖直方向，否则动力臂不沿杠杆方向，这种情况下直接在杠杆上读出（或测出）的动力臂数值会比实际值偏大。
【典例1】如图所示，物理老师在进行举哑铃锻炼，哑铃重为100N，此时他的前臂相当于一个杠杆，下列关于这个杠杆的说法正确的是（ ）
A．前臂杠杆的支点在肘关节处
B．肱二头肌给前臂骨骼的拉力是阻力
C．哑铃给前臂的压力是动力
D．肱二头肌给前臂骨骼的拉力可能小于100N
【答案】A
【详解】A.前臂运动时，绕肘关节转动，因此肘关节是支点，故A正确；
B.肱二头肌给前臂骨骼的拉力是动力，故B错误；
C.哑铃给前臂的压力是阻力，故C错误；
D.该杠杆是费力杠杆，阻力臂大于动力臂，因此动力大于阻力，即肱二头肌给前臂骨骼的拉力一定大于100N，故D错误。
故选A。
【典例2】下列工具在使用时，属于省力杠杆的是（ ）
A．打开夹子B．镊子取物品
C．筷子夹食物D．提起钓鱼
【答案】A
【详解】A．夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A符合题意；
BCD．镊子、筷子和钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故BCD 不符合题意。
故选A。
【典例3】如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA＝AB。在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（ ）
A．F的大小为物重的2倍 B．物重增加5N，F的大小也增加5N
C．物体悬挂点右移，拉力F会增大D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
【答案】C。
【解答】解：
A、由图可知，OA＝AB，阻力的力臂为动力力臂的一半，根据杠杆的平衡条件F×OB＝G×OA可知，拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误；
B、若物重增加5N，根据杠杆的平衡条件可知，F的变化量为5N×＝2.5N，故B错误；
C、当悬挂点右移时，动力臂、阻力不变，阻力臂变大，则动力F将变大，故C正确；
D、保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。
故选：C。
【典例4】（2022•无锡）杆秤是我国古代劳动人民的一项发明，是各种衡器中历史最悠久的一种，称量物体质量时，它相当于一个 杠杆 （填简单机械名称）。某杆秤的示意图如图所示，C处是秤钩，A、B位置各有一个提纽，BC＝7cm，秤砣质量为0.5kg。提起B处提纽，秤钩不挂物体，将秤砣移至D点，杆秤恰好水平平衡，BD＝1cm；将质量为2.5kg的物体挂在秤钩上，提起B处提纽，秤砣移至最大刻度E处，杆秤再次水平平衡，则BE＝ 34 cm。若要称量质量更大的物体，应选用 A 处提纽。
【答案】杠杆；34；A。
【解答】解：（1）杆秤可以看作是一个在力的作用下绕固定点转动的硬棒，结合杠杆的定义，即可知道它相当于一个杠杆；
（2）秤钩不挂物体时，由杠杆的平衡条件可知：
G砣×BD＝G秤×L0，
因为G＝mg，所以m砣g×BD＝m秤g×L0，
即m砣×BD＝m秤×L0，
代入数据有：m秤×L0＝0.5kg×1cm；
将质量为2.5kg的物体挂在秤钩上时，由杠杆平衡条件可知：
G物×BC＝G秤×L0+G砣×BE，
即m物×BC＝m秤×L0+m砣×BE，
代入数据有：2.5kg×7cm＝0.5kg×1cm+0.5kg×BE，
解得：BE＝34cm；
（3）根据杠杆的平衡条件可知，当提着B处秤纽、秤砣在E点时，G物×BC＝G秤×L0+G砣×BE，
当提着A处秤纽、秤砣在E点时，G物'×AC＝G秤×（L0+AB）+G砣×（BE+AB），因BC＞AC，故可得：G物′＞G物，即提A处秤纽时，此秤的称量大。
故答案为：杠杆；34；A。
【典例5】（2022•锦州）如图所示，用瓶起子起瓶盖时，瓶起子是一个杠杆，O是它的支点，F2是它受到的阻力。请你在图中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂L1。
【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L1最长；由于阻力使杠杆逆时针方向转动，所以动力的方向应该向上，过点A垂直于OA向上作出最小动力F1的示意图，如图所示：
。
【典例6】小明利用如图（a）所示的装置探究杠杆平衡条件；
（1）杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆______（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）移，在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上读出______；
（2）如图乙所示，在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧B位置（右边位置第三格）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为______N；
（3）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数______，原因是测力计的拉力力臂______（均选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）实验结束后，小明又用如图丁所示装置所示继续探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是______；
（5）杠杆平衡条件在生活中有很多应用，如图（b）所示，是小明利用杠杆平衡条件制作的轻质杆秤，经测试发现能测的物体的最大质量偏小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是______。
A．将a点向左移
B．将b点向左移
C．将a、b点都向右移动等长距离
D．换一个质量较小的秤砣
【答案】 达到 右 力臂 2 变小 变大 杠杆的自重对杠杆平衡有影响 B
【详解】（1）[1]杠杆处于静止或匀速转动时的状态称为平衡状态。实验前，把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆达到平衡状态。
[2]为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，杠杆右端偏高，应将杠杆右端的螺母向右移动，使杠杆在水平位置平衡。
[3]在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是为了直接从杠杆上读出力臂。
（2）[4] 如图乙所示，设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L，由杠杆的平衡条件
知
解得
（3）[5][6]图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力由倾斜变成竖直时，阻力的阻力臂不变，弹簧测力计的拉力F力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡。
（4）[7]利用如图丁所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
（5）[8]A．将a点向左移，阻力臂增大，动力臂和动力不变，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故A不符合题意；
B．将b点向左移，阻力臂变小，动力不变，动力臂增大，由杠杆平衡条件可知，阻力变大，称量的最大质量变大，量程变大，故B符合题意；
C．杆秤使用时，以b点为支点，根据杠杆的平衡条件得
将a、b点都向右移等长距离，Lab不变，Lbc变小，G砣不变，可见G物变小，则所称量物体的质量变小，量程变小，故C不符合题意；
D．换一个质量较小的秤砣，阻力臂不变，动力变小，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故D不符合题意。
故选B。
【典例7】如图是小明在做俯卧撑，可将他看成是一个杠杆，A为重心，O为支点，支撑点B，手臂垂直于地面，则动力臂是_________m；假设小明的体重为60kg，则小明受到的重力为_________N，地面对他双手的支撑力是_________N。（g＝10N/kg）
【答案】 1.5 600 360
【详解】[1][2][3]如图所示
O为支点，手臂B处施力为动力，动力臂是OB段的距离，重力是阻力，阻力臂是OD段的距离，
所以动力臂是
OB＝OD+DB＝0.9m+0.6m＝1.5m
人所受的重力为
G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N
根据杠杆平衡条件得
F×OB＝G×OD
即
F×1.5m＝600N×0.9m
解得
F＝360N
【典例8】如图所示，花岗岩石块甲、乙体积之比为12:3，将它们分别挂在轻质硬棒AB的两端，当把石块甲浸没在水中时，硬棒恰能水平位置平衡。然后将甲石块从水中取出，拭干后浸没在液体丙中，调节石块乙的位置到C处时，硬棒在水平位置再次平衡，且OC＝2OA。（已知花岗岩的密度ρ＝2.6×103kg/m3）。求：
（1）AO:OB；
（2）液体丙的密度。
【答案】（1）13∶32；（2）1.3×103kg/m3
【详解】解：（1）设甲的体积为12V，乙的体积为3V。当把石块甲浸没在水中时，硬棒恰能水平位置平衡。则根据杠杆的平衡条件，有
（G甲﹣F浮）×AO＝G乙×OB
即
（ρg12V﹣ρ水g12V）×AO＝ρg3V×OB
代入数据得
（2.6×103kg/m3×g×12V﹣1.0×103kg/m3×g×12V）×OA＝2.6×103kg/m3×g×3V×OB
解得
AO∶OB＝13∶32
（2）将甲浸没在液体丙中，硬棒在水平位置再次平衡，则根据杠杆的平衡条件得
（ρg12V﹣ρ水g12V）×AO＝ρg3V×OC
代入数据得
（2.6×103kg/m3×g×12V﹣ρ液×g×12V）×OA＝2.6×103kg/m3×g×3V×OC ①
根据已知条件得：OC＝2OA ②
由①②得，液体丙的密度为ρ液＝1.3×103kg/m3。
答：（1）AO∶OB＝13∶32；
（2）液体丙的密度是1.3×103kg/m3。
知识点2：滑轮
1.滑轮：
（1）滑轮定义：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
（2）滑轮分类：定滑轮和动滑轮。
2.定滑轮工作特点：
（1）特点∶使用定滑轮不省力（F=G），也不省距离（s=h），但能改变施力的方向。
（2）实质∶定滑轮是一个等臂杠杆。如图所示，定滑轮的轴相当于支点 O，作用于绳端的拉力为动力F1，重物对绳子的拉力为阻力F2，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，即l1=l2=r，根据杠杆平衡条件可知， F1=F2，即F = G，所以使用定滑轮不省力。
定滑轮的施力方向不影响力的大小
如图所示，利用定滑轮拉起一个重为G的物体，改变拉力的方向，作出每次的阻力臂和动力臂，由图可知每次阻力和阻力臂的乘积均为 Gl2，其中l2 = R（R为滑轮半径）;根据几何知识可知，三次的动力臂l1=l1'=l1"=R，根据杠杆的平衡条件可得F1 = F1'=F1"= G，因此定滑轮的施力方向不影响力的大小。
3.动滑轮工作特点：
（1）特点∶使用单个动滑轮最多可以省一半力（F=G），但费距离（s = 2h），且不能改变施力的方向。
（2）实质：动滑轮是一个动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆。如图所示，作用于绳端的拉力为动力F1，重物对绳子的拉力为阻力F2，动滑轮上升时绕着滑轮的边缘 O点转动，O点相当于动滑轮的支点，动力臂等于滑轮的直径d，阻力臂等于滑轮的半径r，即l1=2l2，根据杠杆平衡条件可知，F1=F2，即F=G，所以使用动滑轮可以省一半的力。
动滑轮的施力方向影响拉力的大小
如图所示，利用动滑轮拉起一个重为 G的物体，改变拉力的方向，作出每次的动力臂和阻力臂，由图可知每次阻力和阻力臂的乘积均为 GR，R为滑轮半径;根据几何知识可知，三次的动力臂l1＞l2＞l3，根据杠杆的平衡条件可得 F1＜F2＜F3，其中l1 = 2R，F1 =G。故使用动滑轮时，施力方向影响拉力的大小，只有竖直向上拉时，拉力才等于物重的二分之一。
4.滑轮组及其工作特点：
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；
竖直滑轮组和水平滑轮组的必背公式
5.轮轴：
（1）轮轴：轮轴由有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，例如汽车方向盘、门把手、辘铲等。
（2）轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。
（3）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。
（4）轮轴的公式：F1R=F2r，即轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是作用在轴上的力的几分之一。
6.斜面：
（1）斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。
（2）用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G．不计阻力时，根据功的原理得FL=Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。
（3）日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。
知识点3：机械效率
1.有用功和额外功：
（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）如上图斜面模型，总功的计算：W总=Fs；W总=W有用+W额外=Gh+f摩s
（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=f摩s；W额外=W总-W有用
2.机械效率的概念：
（1）概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。
（2）计算公式：用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机械效率，则：。
（3）提高机械效率的主要办法：
①在有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施；
②在额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。
（1）由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。
（2）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”。
（3）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；
（4）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；
（5）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。
探究动滑轮的特点
实验目的：探究动滑轮是否省力，能否改变施力的方向，拉力移动的距离和重物升高高度的关系
实验图示
实验操作
1.如图甲所示，把钩码挂在弹簧测力计下，记下钩码的重力G;
2.如图乙所示，通过动滑轮用弹簧测力计拉同样的钩码，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升，读出弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子自由端移动的距离s，记录在表格中;
3.改变钩码的个数，多做几次实验，并把实验数据记录在表格中
注意事项：利用弹簧测力计拉钩码时，要使弹簧测力计匀速且竖直向上运动
实验分析：使用动滑轮提升钩码时所用的拉力小于钩码重力，且近似等于钩码重力的一半，绳子自由端移动的距离等于钩码升高高度的2倍，拉力的方向与钩码移动的方向相同
实验结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变施力的方向，且费距离
理解：动滑轮上拉力大于物重一半的原因
实验中测得动滑轮上的拉力略大于物重的一半，这是因为动滑轮的重不可忽略，另外，绳子与滑轮间、轮与轴之间存在摩擦力（若无特殊说明，一般可忽略不计），因此实际情况是拉力 。
【典例1】（2022•湘西州）湘西自治州矮寨公路被修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以（ ）
A．省力B．省距离C．省时间D．省能量
【答案】A。
【解答】解：山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，而盘山公路是变形的斜面，根据功的原理Gh＝Fs可知，斜面增大长度可以减小车辆向上行驶的牵引力。
故选：A。
【典例2】如图所示，G=80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（ ）
A．0.8m/s，160NB．8m/s，40N
C．0.4m/s，160ND．2m/s，40N
【答案】A
【详解】根据题干中的图可知：该动滑轮的拉力作用在滑轮轴上时，不计摩擦及滑轮重，根据动滑轮的特点可知
F=2G=2×80N=160N
相同时间内物体上升距离是拉力F和滑轮移动的距离的二倍，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，故物体上升速度为
v=2×0.4m/s=0.8m/s
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【典例3】如图所示，在大小为4N的水平拉力F作用下，重为30N的木块A和轻质动滑轮一起水平匀速移动了0.2m，所用的时间是2s，若不计滑轮的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为0.4m B．木块A与地面的摩擦力为8N
C．木块所受重力做的功为6J D．拉力做功的功率大小为1.2W
【答案】D。
【解答】解：图中作用在动滑轮上绳子的股数为3。
A、绳子自由端移动的距离为：s＝ns物＝3×0.2m＝0.6m，故A错误；
B、不计滑轮的摩擦，所以物体与地面之间的摩擦力f＝3F＝3×4N＝12N，故B错误；
C、木块水平运动，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，即重力做功为0，故C错误；
D、拉力F做的功：W＝Fs＝4N×0.6m＝2.4J，则拉力F的功率：P＝＝＝1.2W，故D正确。
故选：D。
【典例4】如图所示，请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。
【解答】解：“一动一定”两个滑轮组成滑轮组时，承担物重的段数最多为3段，此时最省力，从动滑轮的上挂钩开始向上绕起，绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，如图所示：

【典例5】（2022•南通）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。
（1）每次实验绳端移动距离为 30 cm；
（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 2.5 N，第2次实验滑轮组的机械效率为 80 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 低 ；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 不变 ；
（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）30；（2）2.5；80；低；（3）不变；（4）变小。
【解答】解：（1）从图中可知n＝3，每次实验绳端移动距离s＝nh＝3×10cm＝30cm＝0.3m；
（2）测力计的分度值为0.1N，读数为2.5N，第2次实验滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝＝80%。分析数据可知：在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，根据η＝＝＝＝可知滑轮组的机械效率将不变；
（4）四次实验中，物体上升的高度h＝10cm＝0.1m，有用功W有用＝Gh＝6.0N×0.1m＝0.6J，
第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功W动1＝G动1h＝0.3N×0.1m＝0.03J，
总功W总1＝F1s＝2.2N×0.3m＝0.66J，
摩擦引起的额外功W摩1＝W总1﹣W有用﹣W动1＝0.66J﹣0.6J﹣0.03J＝0.03J，
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为：＝＝50%；
第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功W动4＝G动4h＝3.2N×0.1m＝0.32J，
总功W总4＝F4s＝3.4N×0.3m＝1.02J，
摩擦引起的额外功W摩4＝W总4﹣W有用﹣W动4＝1.02J﹣0.6J﹣0.32J＝0.1J，
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为：＝≈24%；
本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
故答案为：（1）30；（2）2.5；80；低；（3）不变；（4）变小。
【典例6】（2022•毕节市）如图，一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重为5.0×104N，发动机的功率50kW保持不变，山坡AB长2000m，高h为300m，牵引力保持2.5×104N不变，不计空气阻力。求：

（1）汽车从山底开到山顶所做的有用功。
（2）山坡的机械效率。
（3）汽车在山坡上行驶时的摩擦力。
【解答】解：
（1）牵引力做的有用功：
W有用＝Gh＝5.0×104N×300m＝1.5×107J；
（2）汽车从山底开到山顶所做的总功为：
W总＝Fs＝2.5×104N×2000m＝5×107J；
山坡的机械效率为：
η＝＝×100%＝30%；
（3）额外功为：
W额＝W总﹣W有用＝5×107J﹣1.5×107J＝3.5×107J，
由W额＝fs可得汽车在山坡上行驶时的摩擦力：
f＝＝＝1.75×104N。
答：（1）汽车从山底开到山顶所做的有用功为1.5×107J；
（2）山坡的机械效率为30%；
（3）汽车在山坡上行驶时的摩擦力为1.75×104N。
一、选择题。
1．（2022•烟台）如图所示的杠杆在使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）
A．用羊角锤起钉子B．用钳子夹导线
C．用起子起瓶盖D．用镊子夹取砝码
【答案】D。
【解答】解：A、用羊角锤起钉子时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误；
B、用钳子夹导线时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B错误；
C、用起子起瓶盖时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误；
D、用镊子夹取砝码时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D正确。
故选：D。
2．（2022•绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（ ）
A．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动
B．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动
C．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动
D．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动
【答案】A。
【解答】解：由图甲可知，是在探究之前，因此应将平衡螺母向左调节，由图乙可知，是在探究过程中，应将钩码向左移动，故A正确。
故选：A。
3．（2022•广东）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A。
【解答】解：由题知，不计摩擦和动滑轮重，
A、使用的是滑轮组，n＝3，F＝G。
B、使用的是滑轮组，n＝2，F＝G；
C、使用的是定滑轮，F＝G；
D、使用的是动滑轮，F＝G；
由此可知A图中最省力，F＝G。
故选：A。
4．（2022•辽宁）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为50% B．动滑轮重为100N
C．绳子自由端拉力的功率为20WD．增大物重机械效率不变
【答案】B。
【解答】解：
（1）由图知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×1m＝2m；
不计绳重和滑轮组内的摩擦，力的作用是相互的，绳的拉力F等于弹簧测力计的示数为200N；
10s内拉力做的总功：W总＝Fs＝200N×2m＝400J，
拉力做功的功率：
P＝＝＝40W，故C错误；
（2）物体的重力为：
G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，
物体所受的摩擦力为：
f＝0.1G＝0.1×3000N＝300N，
有用功为：
W有＝fh＝300N×1m＝300J，
滑轮组的机械效率为：
η＝＝×100%＝75%，故A错误；
（3）由于不计绳重和滑轮组的摩擦，根据F＝（f+G动）得动滑轮的重力为：
G动＝2F﹣f＝2×200N﹣300N＝100N，故B正确；
（4）由于不计绳重和滑轮组的摩擦，当物体的重力增加时，对水平面的压力增加，摩擦力增加，根据滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝知，增大物体的重力可以增大滑轮组的机械效率，故D错误。
故选：B。
5．（2022•兰州）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为80%
【答案】D。
【解答】解：A、此装置为斜面，可以省力，根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，故使用此装置不省功，故A错误；
BCD、对物体所做的有用功W有用＝Gh＝100N×4m＝400J，故C错误；
总功W总＝Fs＝50N×10m＝500J，机械效率η＝＝×100%＝80%，故D正确；
额外功W额外＝W总﹣W有用＝500J﹣400J＝100J，
物体受到的摩擦力f＝＝＝10N，故B错误。
故选D。
6．（2022•永州）如图所示，用F＝12N的拉力竖直向上匀速提升木块，2s内木块升高的高度为0.1m，木块重力G＝30N，在此过程中下列判断正确的是（ ）
A．拉力F做功为1.2J B．滑轮组做的有用功为3J
C．滑轮组机械效率为40% D．拉力F做功的功率为0.6W
【答案】B。
【解答】解：AB、滑轮组做的有用功为：W有用＝Gh＝30N×0.1m＝3J，
由图可知，n＝3，s＝3h＝3×0.1m＝0.3m，
拉力F做功为：W总＝Fs＝12N×0.3m＝3.6J，故A错误、B正确；
C、机械效率为：η＝×100%＝×100%≈83.3%，故C错误；
D、拉力F做功的功率为：P＝＝＝1.2W，故D错误。
故选：B。
7．如图所示的杠杆质量不计，O为支点。物体A和B均为实心，且A的体积是B的体积的2倍，物体A重力为6N，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3N
B．物体B重力为8N
C．物体B的密度比物体A的4倍
D．物体A和物体B同时调到杠杆左右两端，杠杆依然能保持平衡
【答案】C
【详解】AB．物体对杠杆的拉力等于物体的重力，据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，GAlA＝GBlB，所以，物体B的重力为
故AB错误；
C．A的体积是B的体积的2倍，物体A重力为6N，B的重力为12N，根据G＝mg可知，A的质量是B的质量的一半，根据可知，物体B的密度比物体A的4倍，故C正确；
D．物体A和物体B同时调到杠杆左右两端，则杠杆A端有
6N×4l＝24N×l
杠杆B端有
12N×4l＝48N×l
则A端力和力臂的乘积小于B端力和力臂的乘积，B端下沉，故D错误。
故选C。
8．如图是小强自己设计的用于锻炼臂力的拉力器结构示意图。他每次用恒为F的拉力向下拉动拉杆，使重为G的配重块在t时间内加速升高了h，然后放手让其自由落下。（不计拉杆和绳的重力）以下说法正确的是（ ）
A．图中使用的是定滑轮，其作用是为了省力
B．配重块所受重力与拉力是一对平衡力
C．小强每次拉动拉力器的过程中对配重块做的功是Gh
D．小强每次拉动拉力器的过程中拉力做功的功率为2Fh/t
【答案】C
【详解】A．图中使用的是定滑轮，其作用是为了改变力的方向，不是为了省力，故A错误；
B．配重在竖直方向上做变速运动，所受重力与拉力不是一对平衡力，故B错误；
C．拉力大于配重的重力，配重加速上升，对配重块做的功是，故C正确；
D．小强每次拉动拉力器的过程中拉力做功的功率
故D错误。
故选C。
9．在水平地面上放置一个重为360N的物体，用图中所示的装置匀速拉动物体（不计绳子与滑轮的摩擦），拉力F等于30N，则物体与地面间的摩擦力应为（ ）
A．60NB．120NC．90ND．360N
【答案】C
【详解】从图可知，有三段绳子在拉物体，不计绳子与滑轮的摩擦时，据滑轮组的特点知，水平拉力F为摩擦力f的三分之一，即
所以摩擦力
f=3F=3×30N=90N
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
10．如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下的力拉重为的物体A时，能使物体B以的速度匀速向右运动；若只用水平向左的力拉物体B时，能使物体A以速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是（ ）
A．物体B受到的摩擦力为B．拉力大小为
C．拉力的功率为D．拉力的功率为
【答案】C
【详解】A．由滑轮组的结构看出，，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，当B水平匀速向右运动时受到向左的摩擦力、向右的绳子拉力，对A进行受力分析可知，A物体受到向上的绳子拉力和向下的重力，可知绳子拉力为拉力F1和物体A的重力的和，可知摩擦力大小为
故错误；
B．水平向左拉物体B时，由平衡条件得拉力F2的大小为
故B错误；
C．水平向左拉物体时，B的移动速度为
拉力功率为
故C正确；
D．拉力的速度
用力竖直向下拉物体时，拉力的功率
故D错误。
故选C。
11．如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下正确的是（ ）
A．M受到地面摩擦力水平向左
B．M受到地面的摩擦力为10N
C．M受到的重力对M所做的功为100J
D．拉力F的功率为4W
【答案】D
【详解】AB．弹簧秤的示数为20N，即绳子对弹簧秤的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N。物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力
f=F拉=20N
M受到地面的摩擦力的方向与物体运动方向相反，即水平向右，故AB错误；
C．M在重力的方向上没有移动距离，所以M受到的重力对M所做的功为0J，故C错误；
D．不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，则拉力F的大小为
F=2F示=2×20N=40N
由图知，绳子的有效段数
n=2
则拉力端移动的速度是物体移动速度的，故拉力端移动的速度
拉力F的功率为
故D正确。
故选D。
12．如图所示，已知物体受到水平地面的摩擦力为240N，在绳子自由端用F = 150N的力通过滑轮组水平拉重为1200N的物体，使其2s时间内向左匀速运动0.6m。下列说法中正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为60%B．绳子自由端移动速度为0.9m/s
C．绳子自由端拉力的功率为72WD．2s 时间内拉力做的功为180J
【答案】D
【详解】A．滑轮组的机械效率为
故A错误；
B．绳子自由端移动速度为
故B错误；
C．绳子自由端拉力的功率为
故C错误；
D．2s 时间内拉力做的功为
故D正确。
故选D。
13．如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面推动更省力
B．沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大
【答案】D
【详解】A．AB、CD两个斜面的高度相同，CD斜面比较长，沿CD斜面推动更省力，故A错误；
BC．AB、CD两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=Gh可知克服货物重力做的功相同，两件货物推到顶端的时间未知，由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故BC错误；
D．沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，故D正确。
故选D。
14．如图所示的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，则它们的大小关系为（ ）
A．W1=W2＜W3B．W1＜W2＜W3C．W2＜W1＜W3D．W1=W2=W3
【答案】A
【详解】由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力作用点移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为为
W1=F1s
第二幅图中，拉力作用点移动的距离也等于物体移动距离为s，拉力做的功为
W2=F2s
第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力作用点移动距离为物体移动距离s的2倍，即为2s，拉力做的功为
W3=F3×2s=2F3s
又因为拉力F1、F2、F3大小相等，所以综上分析可得
W1=W2＜W3
故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
15．如图所示，在光滑的斜面上，将物体G分别沿斜面AC和BC以相同的速度匀速拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，功率的大小分别为P1和P2，比较它们的大小（ ）
A．F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2
B．F1＞F2，W1＞W2，P1＝P2
C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2
D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2
【答案】D
【详解】不计摩擦，即使用光滑的斜面没有做额外功；所以，将物体G分别沿斜面AC和BC推到顶端C，推力做的功等于克服物体重力做的功；因为重力G相同、上升高度h相同，由W=Fs=Gh可知，推力对物体做的功相同，即
W1=W2
从图可知
LAC＞LBC
根据W=FL可知
Fl＜F2
根据公式
可知，速度相同，由于
F1＜F2
拉力F2做功的功率较大，即
P1＜P2
故选D。
16．用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为80%B．动滑轮重为5N
C．拉力的功率为2WD．10s内物体的重力做功为35J
【答案】A
【详解】A．滑轮组的机械效率为
故A正确；
B．动滑轮重为
故B错误；
C．拉力的功率为
故C错误；
D．重力与移动的距离垂直，不做功，10s内物体的重力做功为零，故D错误。
故选A。
17．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s
B．动滑轮重80N
C．该工人对地面的压力为200N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
【答案】C
【详解】A．物体上升的速度
v物===0.2m/s
根据图示可知：n=2，绳子自由端移动的速度
v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s
故A错误；
B．由P=Fv可知，拉力的大小
F===400N
若不计摩擦和绳重，由F=（G+G动）可得，动滑轮的重力
G动=2F﹣G=2×400N﹣720N=80N
由于实际上绳重和摩擦是存在的，则动滑轮重不等于80N，故B错误；
C．因工人受到竖直向上的支持力和拉力以及竖直向下的重力而处于平衡状态，所以工人受到地面的支持力
F支持=G人﹣F=600N﹣400N=200N
又因工人对地面的压力和地面对人的支持力是一对相互作用力，所以工人对地面的压力等于地面对人的支持力，即200N，故C正确；
D．当工人施加的拉力最大等于自身重力时（F′=G人），滑轮组的机械效率最大，若不计摩擦和绳重，由F′=（G最大+G动）可得，物体的最大重力
G最大=2G人﹣G动=2×600N﹣80N=1120N
则滑轮组的最大机械效率
=====93.3
由于实际上绳重和摩擦是存在的，所以滑轮组的最高机械效率无法判断，故D错误。
故选C。
18．如图所示，天花板上挂着一个滑轮，绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体，A、B两物体所受重力为GA＝6N，GB＝9N，B放在光滑水平地面上，A、B都处于静止状态，不计滑轮和绳的重力及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳对A的拉力大小为9NB．绳对B的拉力大小为9N
C．地面对B的支持力大小为3ND．天花板所受拉力大小为15N
【答案】C
【详解】A．由图可知，A处于静止状态，则绳对A的拉力和A的重力是一对平衡力，大小相等，则绳对A的拉力大小为6N，故A错误；
B．使用定滑轮不能改变力的大小，且同一根绳子的拉力相等，所以绳对B的拉力为6N，故B错误；
C．B受到三个力的作用：竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的拉力，则地面对B的支持力大小为
9N﹣6N＝3N
故C正确；
D．有两断绳子向下拉定滑轮，故定滑轮受到向下的拉力为
2×6N＝12N
不计滑轮和绳的重力及摩擦，则天花板所受拉力大小等于12N，故D错误。
故选C。
19．如图所示的滑轮组中，每个滑轮自重均为20牛，横杆的自重是10牛，摩擦和绳重不计，现用此滑轮组匀速提起重G=750牛的物体，那么需要施加的动力F是（ ）
A．200NB．180NC．190ND．170N
【答案】A
【详解】由图可知，由4股绳子与动滑轮相连，那么需要施加的动力为
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
20．如图，质量分别为m1、m2、m3（m1＞m2）的物体通过轻绳和弹簧连接起来，三个物体均处于静止状态。不计弹簧自重、绳重和摩擦，关于此装置的说法正确的是（ ）
A．绳子对 m2的拉力大小为 m2g
B．绳子对 m1的拉力大小为 m2g
C．弹簧所受拉力大小为（m3﹣m2）g
D．地面对 m3的支持力大小为（m2+m3﹣m1）g
【答案】D
【详解】AB．根据定滑轮工作特点可知，绳子对物体m1的拉力等于物体m2对绳子的拉力，等于物体m1的重力，所以，绳子对m2的拉力大小为m1g，故AB错误；
C．弹簧所受拉力为物体m2与物体m1的重力之差，即（m1﹣m2）g，故C错误；
D．对物体m3进行受力分析可知，物体m3共受到地面的支持力、物体的重力（m3g）、弹簧的拉力（m1﹣m2）g三个力的作用，则地面对m3的支持力大小为
F支=m3g﹣（m1﹣m2）g＝（m2+m3﹣m1）g
故D正确。
故选D。
21．如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为100N，定滑轮总重力为100N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时，人需用力（ ）
A．220NB．240NC．275ND．300N
【答案】A
【详解】将人、吊篮和动滑轮看成一个整体，对其受力分析：受到人、吊篮和动滑轮的总重力，还受到5股绳子的拉力。人、吊篮和动滑轮的总重力为
G总=G人+G吊篮+G动=600N+400N+100N=1100N
一股绳子的拉力即人对绳子的拉力为
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
22．如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A，B，C，的示数分别为FA，FB，FC，以下有关弹簧测力计示数的关系，正确的是（ ）
A．FA=FB=FCB．FA=FB=3FCC．2FA=3FB=FCD．3FA=6FC=2FB
【答案】D
【详解】如图，该滑轮组是由一根绳子缠绕而成的，滑轮组用几段绳子拉物体，拉动物体所用的力就是总重的几分之几。假设拉动C时所用的力为FC，拉动A时有两段绳子，FA=2Fc；拉动B时有三段绳子，FB=3Fc；所以
3FA=6FC=2FB
故D正确，ABC错误。
故选D。
23．如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ）
A．绳子自由端被拉下3mB．做的总功是1000J
C．拉力F的功率是80WD．动滑轮的重力是200N
【答案】BD
【详解】A．由图像可知绳子股数n=2，因此绳子自由端移动的距离为
s=2h=2×1m=2m
故A不符合题意；
B．拉力做的总功
W总=Fs=500N×2m=1000J
故B符合题意；
C． F的功率
故C不符合题意；
D．由得，动滑轮的重力
G动=nF-G物=2×500N-800N=200N
故D符合题意。
故选BD 。
24．如图所示，聪明爱玩的小亮将一个滑轮固定在竖直墙壁上，另一个固定在自己的滑板车上，用绳子将两个滑轮组装成滑轮组。小亮站在滑板车上拉动手中的绳子，他用10N的拉力在4s内，使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.2m。滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计。下列说法中正确的是（ ）
A．滑板车对人的摩擦力水平向右，大小为10N
B．竖直墙壁受到的拉力为20N
C．滑板车受到地面的摩擦力水平向右，大小为30N
D．动滑轮对滑板车拉力的功率为6W
【答案】AD
【详解】A．对人水平方向受力分析，受到绳子水平向左拉力F，由力的作用是相互的可知，其大小等于人拉绳子的力F，即
还受到滑板车对人水平向右的摩擦力f，因为人和滑板车一起沿水平地面匀速运动，所以，人水平方向受到的力是一对平衡力，所以，滑板车对人的摩擦力
故A正确；
B．左侧定滑受到三段绳子水平向右的拉力，所以，竖直墙壁受到水平方向拉力
故B错误；
C．动滑轮和滑板车可看作是一个整体，水平方向动滑轮受到两段绳子水平向左的拉力，大小为2F，滑板车对人水平向右的摩擦力f，所以，人对滑板车有水平向左的摩擦力
因为滑板车匀速运动，所以，水平方向受力平衡，滑板车受到地面的摩擦力方向水平向右，大小为
故C错误；
D．动滑轮对滑板车的拉力
动滑轮对滑板车做功
则拉力做功功率
故D正确。
故选AD。
25．如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对地面静止，物体B以 0.1m/s 的速度在物体A表面向左做匀速直线运动，（不计弹簧测力计，滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧测力计读数为6N
B．F2的功率为0.6W
C．如果增大F2，物体A不会向左运动
D．物体 A 和地面之间摩擦力为7N
【答案】BC
【详解】A．不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，由力的平衡条件可得，弹黉测力计的示数为
F=3F2=3×3N=9N
故A错误；
B．由图可知，水平使用滑轮组，n=2，绳子自由端移动的速度为
v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
则拉力F2做功的功率为
P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W
故B正确；
C．由题意可知，物体A静止，受力平衡；由于摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，如果增大F2，物体A受到物体B对它的摩擦力大小不变，物体A受到的地面的摩擦力也大小不变，可知此时物体A仍然处于静止状态，不会向左运动，故C正确；
D．由图知，水平使用滑轮组，n=2，则物体B受到物体A的摩擦力
fB=2F2=2×3N=6N
根据力作用的相互性可知，物体B对物体A的摩擦力向左，大小为6N；对A受力分析，A处于静止状态，水平方向上受到水平向右的拉力F1、水平向左的B对A的摩擦力f、地面对A水平向右的摩擦力f′，则物体A和地面之间摩擦力为
f"=f-F1=6N-4N=2N
故D错误。
故选BC。
26．如图，将重5N的物块匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长s为1.25m，高h为0.2m。以下说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力
B．斜面的机械效率为40%
C．物块所受的滑动摩擦力为2N
D．物块所受的重力和支持力是一对平衡力
【答案】AB
【详解】A．因为拉力
使用斜面可以省力，故A正确；
B．把重物直接提升0.2m所做有用功为
把重物直接提升0.2m所做总功为
斜面的机械效率是
故B正确；
C．提升重物所做的额外功为
受到的摩擦力是
故C错误；
D．在斜面上，物块所受的重力和支持力不在同一直线上，不满足二力平衡的条件，不是一对平衡力，故D错误；
故选AB。
27．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为50N，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，此时测力计的示数为550N；在物体B下加挂重为90N的物体C后，用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s，若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（ ）
A．物体A所受滑动摩擦力大小为250N
B．F的大小为530N
C．B的重力为500N
D．F做功的功率为42W
【答案】AB
【详解】A．定滑轮受到重力、两侧绳子的拉力、弹簧测力计的拉力，处于平衡状态，根据力的平衡可得，弹簧测力计示数
解得绳子自由端的拉力
因为力的作用是相互的，所以绳子对物体A的拉力
物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，它受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力的大小
故A正确；
C．因为不计绳重及滑轮的摩擦，所以有
解得，B的重力
故C错误；
B．在物体B下加挂重为90N的物体C后，滑轮组绳子末端的拉力
因为力的作用是相互的，所以绳子对物体A的拉力
物体A沿水平桌面向左做匀速直线运动，受平衡力作用；由于接触面粗糙程度和压力均没有改变，所以它受的滑动摩擦力大小不变，方向向右；故拉力F大小为
故B正确；
D．物体A运动的速度
F做功的功率
故D错误。
故选AB。
28．如下图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体以的速度匀速上升，提升过支架过程中滑轮组的机械效率为80%。已知物体重，该工人重，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端受到竖直向下的拉力为
B．该工人对地面的压力为
C．绳子自由端拉力的功率为
D．支架受到滑轮组的拉力为
【答案】ABD
【详解】A．由图可知n=2，该滑轮组的机械效率
η==80%
即
80%=
解得F=300N，故A正确；
B．该工人对地面的压力
F压=G人-F=700N-300N=400N
故B正确；
C．物体A以0.3m/s的速度匀速上升，则绳子自由端移动的速度
v绳=2v物=2×0.3m/s=0.6m/s
绳子自由端拉力的功率
P=Fv=300N
故C错误；
D．不计滑轮组的绳支架重和摩擦，由
F=（G+G动）
可得动滑轮的重力
G动=2F-G=2×300N-480N=120N
两个滑轮质量相等，其重力相等，则定滑轮的重力也为120N，物体间力的作用是相互的，由图可知，支架受到滑轮组的拉力
F′=3F+G定=3×300N+120N=1020N
故D正确。
故选ABD。
29．（2022•百色）如图所示，轻质细杆可绕竖直墙上的O点转动，末端挂一个重为150N的物体，拉力F沿水平方向，当θ＝45°时，拉力F＝ 150 N。若保持拉力沿水平方向，让细杆顺时针缓慢旋转到图中虚线位置，则拉力将 变大 （选填“变大”或“变小”）。
【答案】150；变大。
【解答】解：如图：
θ＝45°，拉力的方向沿水平方向，阻力的方向是竖直方向，根据等腰直角三角形的知识可知，F的力臂与G的力臂是相同的，根据杠杆的平衡条件可知，动力等于阻力，所以F＝150N；
若保持拉力水平方向，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到虚线位置，此时的动力臂变小，阻力臂变大，在阻力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件可知，拉力将变大。
故答案为：150；变大。
30．（2022•辽宁）图甲是一款瓶起子。起瓶盖时，瓶身相当于一个绕O点转动的杠杆。图乙是其简化示意图。请在图乙中画出：
（1）瓶盖上B点受到的阻力F2的大致方向；
（2）作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
【解答】解：
（1）起瓶盖时，瓶身相当于一个绕O点转动的杠杆，支点在O点，阻力作用点在B点，方向向左上方；
（2）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l1最长；动力的方向应该向左下方；从支点O作动力F1作用线的垂线，支点到垂足的距离为动力臂l1；过点A垂直于OA向左下方作出最小动力F1的示意图，如图所示：
31．（2022•辽宁）图甲是小奇用食品夹夹肉饼时的情景，食品夹看作可以绕O点转动的两个杠杆，其中OAB是上方杠杆，图乙是OAB的简化图，F2为作用在点B的阻力。请在图乙中画出：
（1）在A点施加的最小动力F1及动力臂l1；
（2）阻力臂l2。
【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；过支点O作动力F1作用线的垂线段即为动力臂l1，过支点O作阻力F2作用线的垂线段即为阻力臂l2。
如下图所示：
32．我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重（如图1），冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重）。
（1）以O点为支点，在图2中画出绳子对杆秤A点的拉力FA及FA的力臂lA；______
（2）由图2，孩子及秤钩和所坐篮子的总质量_____（填“大于”“等于”或“小于”）秤砣的质量。若换称下一个体重较重的孩子，秤砣和篮子等都不变，仍在O点提起杆秤，调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在_____（填“B点左边”“B点”或“B点右边”）。
【答案】 大于 B点右边
【详解】（1）[1]由题意可知，杆秤处于水平平衡状态，绳子对杆秤A点的拉力FA作用点在A点，方向竖直向下，由此作出FA的示意图，如下图所示；FA的力臂lA为支点O到拉力FA作用线的距离，由此作出力臂lA，如下图所示。
（2）[2]从图2可以看到，lOB的长度大于lOA，杆秤处于水平平衡状态，即秤砣对B点拉力的力臂，大于篮子对A点拉力的力臂，根据杠杆的平衡原理，可知，篮子对A点拉力，大于秤砣对B点拉力，则孩子及秤钩和所坐篮子的总重力，大于秤砣的重力，孩子及秤钩和所坐篮子的总质量大于秤砣的质量。
[3]由题意可知，换称下一个体重较重的孩子，根据杠杆的平衡原理，可得
可知篮子对A点拉力变大，力臂lA没有变，秤砣的重力不变，秤砣对B点拉力不变，即不变，则变大，的力臂变大，从图2可以看到，调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在B点右边。
33．如图是探究“杠杆平衡条件”的实验。
（1）如图甲所示，此时杠杆 _____（处于/不处于）平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡应将平衡螺母向 _____（左/右）调节；
（2）杠杆水平平衡后，小明在杠杆A点处挂上2个钩码，B点处挂上 _____个钩码，可以再次使杠杆在水平位置平衡，若把A、B处所挂钩码同时向支点移动1格，则杠杆 _____（选填“依然平衡”“左端下降”或“右端下降”）；
（3）小明将一端的钩码换成弹簧测力计，发现按图丙中弹簧测力计使用方式校零时往往很困难，由于弹簧测力计的弹簧和秤钩都有一定的质量，这时弹簧测力计的示数略 _____绳子受到的实际拉力（选填“大于”或“小于”），为了在竖直向下方向校零，一种方法是取两个弹簧测力计先竖直方向校零后，如丙图右侧所示竖直放置，秤钩对钩，在竖直方向拉到某一数值，这时只要移动弹簧测力计 _____（甲/乙）的指针，使其示数与另一弹簧测力计相等即可完成校零；
（4）实验中小明曾提出“力的作用点到支点的距离影响杠杆的平衡”。为判断这一观点是否正确，小华制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），如图丁所示。他先在圆盘的C点挂上4个钩码，又在G点挂上一定数量的钩码后，圆盘在图示位置平衡，此时CD水平；接着他将挂在G点的钩码先后挂在 _____两个点又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡，则说明小明的观点是错误的。
【答案】 处于 右 1 右端下降 小于 乙 D 、N
【详解】（1）[1]如图甲所示，此时杠杆静止，处于杠杆平衡状态。
[2]杠杆右端偏高，说明杠杆的重心在支点的左侧，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节。
（2）[3]设每个钩码重为G，杠杆每格长为l，由杠杆平衡条件可得
2G×2l=nG×4l
解得n=1，故应在B点挂1个钩码才能使杠杆平衡。
[4]当杠杆平衡后，将A、B两点下面所挂的钩码同时向O点移动1格，则有
2G×l