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中考复习真题汇编专项复习 简单机械（有详解答案）
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第十二章 简单机械
课时一
(建议答题时间：30分钟)
题号
1
2
3
4
5
6
答案
一、选择题
1. (2018海南)如图所示，下列工具在使用中属于省力杠杆的是( )
2. (2018东营)对物理概念的理解是学好物理的关键．关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是( )
A. 通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B. 做功多的机械，功率一定大
C. 功率大的机械，做功一定快
D. 做功快的机械，机械效率一定高
3. (2018长春)悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置．若力施加在A点，最小的力为FA；若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC，且AB＝BO＝OC.下列判断正确的是( )
第3题图
A. FA＞G B. FB＝G
C. FC＜G D. FB＞FC
4. (2018广西北部湾经济区)在探究“杠杆平衡条件”实验中，杠杆在拉力F作用下水平平衡，如图所示．现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是( )
第4题图
A. 一直变小 B. 一直变大
C. 一直不变 D. 先变小后变大
5. (2018常州)用如图所示的滑轮组提升300 N重物，在绳子自由端施加的拉力为125 N，4 s内重物匀速上升2 m，不计绳重和轮、轴间摩擦．则( )
A. 绳子自由端移动的距离为4 m
B. 动滑轮重50 N
C. 拉力做功的功率为150 W
D. 此过程滑轮组的机械效率为80%
第5题图 第6题图
6. (2018莱芜)如图所示，用30 N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重400 N的物体A以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10 s，已知滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中( )
A. 绳子自由端移动的距离为1 m
B. 滑轮组对物体A的水平拉力为90 N
C. 拉力F的功率为3 W
D. 拉力F所做的有用功为72 J
二、填空题
7. (2018葫芦岛)如图为可升降晾衣架，通过转动摇柄实现晾衣架的升降．晾衣架的摇柄属于简单机械中的________(选填“省力”或“费力”)机械；摇柄上的花纹是为了____________．
第7题图
8. (2018昆明)如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点处挂一个重为20 N的物体，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，且OB∶AB＝2∶1.则F＝________N，它是______杠杆．
第8题图
9. (2018莱芜)如图所示，斜面长为s＝2 m，高为h＝1 m．装卸工人用沿斜面向上的拉力F将重1 000 N的货物从斜面底端匀速拉到顶端，用时10 s，不计空气阻力，斜面的机械效率为80%，则工人拉力F的功率为________W，货物在运动过程中受到斜面的摩擦力为________N.
第9题图
10. (2018铁岭改编)如图所示，用8 N的拉力F拉着物体A在水平面匀速运动了1 m，用时10 s. 已知物体A重40 N，它在水平面运动时受到的摩擦力是12 N，则滑轮组的机械效率是________，若不计绳重和滑轮间的摩擦，动滑轮重________N．当把物体A换成质量更大的重物时，滑轮组的机械效率________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
第10题图
三、作图、实验与探究题
11. (2018宁夏)如图所示是小李将一根均匀木棒抬起的瞬间．请画出木棒所受重力的示意图及动力F的力臂L.
第11题图
12. (2018铁岭改编)如图是一个月亮形开瓶器，开瓶时开瓶器可以看成一个杠杆．请在图中画出：
(1)支点O；(2)在A点施加的最小动力F1
第12题图
13. (2018凉山州)如图所示，用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提升重物G，请在图中画出最省力的绳子绕法．
第13题图
14. (2018安顺)甲、乙两位同学一起做《探究杠杆平衡条件》的实验，以杠杆中点为支点，如图1、图2所示．
第14题图
(1)实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是为了消除杠杆自重对实验的影响和____________；若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置上静止，应将左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节．
(2)如图1所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据．根据这一次实验数据，甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件，这种做法的不足是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
(3)如图2所示，乙同学设计了两种实验方案：第一种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为F1；第二种弹簧测力计倾斜拉，其读数为F2，第____(选填“一”或“二”)种实验方案更方便．在同等条件下，两次弹簧测力计读数F1________F2(选填“<”“＝”或“>”)．
(4)杠杆在生活中有很多应用．现欲使如图3所示的静止跷跷板发生转动，小女孩乙可采取的做法是______________．
四、计算题
15. 用图甲所示的滑轮组将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升了5 m的高度．已知被提升的物体M重为760 N，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重及摩擦．求：
(1)滑轮组提升物体所做的有用功W有；
(2)滑轮组提升物体的机械效率η；
(3)动滑轮的重力G动．
第15题图
课时二
(建议答题时间：30分钟)
题号
1
2
3
4
答案
一、选择题
1. (2018攀枝花)某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重)，在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦．下列说法正确的是( )
第1题图
A. 力F1和F2做功的功率相同
B. 力F1和F2做的总功相同
C. 乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
2. (2018陕西)如图所示的不锈钢空调架、安装时横杆OB伸出墙外由斜杆AC支撑，其中O、A两点固定在墙上，C端固定在横杆OB上，通常将空调室外机置于该支架上时不紧靠墙体，下列相关说法正确的是( )
第2题图
A. 空调架对墙没有力的作用
B. 若以O为支点，OB一定是一个省力杠杆
C. 若室外机向外移动，AC对OB的支撑力变大
D. 室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电
3. (2017陕西)如图所示，某工地用滑轮组将重为5 000 N的货物匀速提升6 m，所用时间为20 s，在绳的末端所用拉力为2 200 N，下列说法错误的是( )
第3题图
A. M处滑轮的作用是改变力的方向
B. 提升货物过程中的有用功是3×104 J
C. 拉力的功率为660 W
D. 若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大
4. (2018聊城)工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15 s．已知车厢高1.5 m，木板长3 m，货物质量为60 kg，沿斜面所用的拉力为400 N，g＝10 N/kg，则下列说法正确的是( )
第4题图
A. 工人做的总功为900 J
B. 工人做的额外功为300 J
C. 工人做功的功率为60 W
D. 此斜面的机械效率为80%
二、填空题
5. (2018河南)高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触．如图所示为输电线的牵引装置．钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25 kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为________N．若某段时间内坠砣串下降了30 cm，则输电线A端向左移动了________cm.(g取10 N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)
第5题图
6. (2018百色)如图所示，用方向始终垂直于杠杆的动力F将重物从A位置缓慢提升到B位置，在提升重物的过程中，动力F大小的变化情况是________________；该杠杆属于________(选填“省力”“费力”或 “等臂”)杠杆．
第6题图
7. (2018内江)用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100 N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为________N；当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是________N．(不考虑绳重和摩擦)
第7题图
三、作图、实验与探究题
8. (2018淮安)画出下图中动力F1的力臂l1.
第8题图
9. (2018本溪改编)如图甲是人们锻炼身体时常用的握力器，使用时左半部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图乙，请在乙图中画出使杠杆平衡时作用在A点的最小动力F1及力臂l1.
第9题图
10. (2017河池)在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下：
第10题图
实验
次数
物体
重力/N
提升
高度/m
拉力
/N
绳端移动
的距离/m
机械效
率η
1
3
0.1
2.0
0.3
50%
2
6
0.1
①
0.3
②
(1)实验中要竖直向上________拉动弹簧测力计，使物体升高．
(2)图乙中弹簧测力计的示数为______N，表格中②处数据应为______%.
(3)如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率________(选填“变大”“不变”或“变小”)．
四、计算题
11. 一辆卡车不慎开进了一段泥泞的道路不能继续行驶，司机找来一辆拖车，利用绳子、动滑轮组装成如图所示的装置来拖出卡车(拖车未画出)，若拖车对绳子的水平拉力为4 000 N，将卡车水平匀速向前拖动了6 m，用时30 s，不讲绳子和滑轮重，求：
(1)拖车对绳子做的功是多少？
(2)拖车拉绳子的功率是多少？
(3)若卡车被匀速拖动时，泥泞道路对卡车的阻力为6 400 N，则动滑轮的机械效率是多少？
第11题图
核心素养提升
1. (2018常州)今年2月，我国台湾地区发生地震，一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜，为阻止水塔继续倾斜，救援队借助山石用钢缆拉住水塔．下列方案中，钢缆对水塔拉力最小的是( )
2. (2018福建A卷)《墨经》最早记述了秤的杠杆原理．图中“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力．以下说法符合杠杆平衡原理的是( )
第2题图
A. “权”小于“重”时，A端一定上扬
B. “权”小于“重”时，“标”一定小于“本”
C. 增大“重”时，应把“权”向A端移
D. 增大“重”时，应换用更小的“权”
参考答案及解析
课时一
1. C 【解析】筷子、钓鱼竿、食品夹在使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆．故选C.
2. C 【解析】使用任何简单机械都会做额外功，有用功总是小于总功，因此，机械效率总会小于100%，A错误；功率的大小决定于做功和时间两个因素，单位时间内做功越多，功率越大，B错误；功率是反映做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，C正确；机械效率表示有用功和总功的比值，与做功快慢无关，D错误．故选C.
3. C 【解析】当杠杆AC如图所示位置平衡时，过A做OA的垂线，得动力作用线LA，则OA为最长动力臂，沿这个方向施加力，最省力；如图所示，根据杠杆平衡条件可得：
第3题解图
动力臂为OA；阻力为G，阻力臂为LG，则由杠杆平衡的条件可得：FA×OA＝G×LG，因OA>LG，所以FALG，所以FB＝FC
5. D 【解析】由题图可知，承担物重的绳子n＝3，重物上升h＝2 m，则绳子自由间移动的距离s＝nh＝3×2 m＝6 m，A错误；不计绳重和轮、轴间摩擦，由滑轮组的工作特点可得F＝，G0＝nF－G＝3×125 N－300 N＝75 N，B错误；拉力做功的功率：P＝＝＝＝187.5 W，C错误；滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%，D正确．故选D.
6. D 【解析】由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，绳子自由端移动的速度：v绳＝nv物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s，绳子自由端移动的距离s绳＝ v绳t＝0.3 m/s×10 s＝3 m，A错误；由公式η＝×100%＝×100%＝×100%可得，物体A受到的摩擦力：f＝ηnF＝80 %×3×30 N＝72 N，由于物体A匀速运动，所以滑轮组对物体A的水平拉力等于物体A受到的摩擦力，大小是72 N，B错误；拉力F做功的功率：P＝Fv绳＝30 N×0.3 m/s＝9 W，C错误；拉力所做的有用功，也就是物体A克服摩擦力做的功： W有＝fs物＝ fv物t＝72 N×0.1 m/s×10 s＝72 J，D正确．故选D.
7. 省力 增大摩擦
8. 30 费力 【解析】根据杠杆的平衡条件，F×OB＝G×OA，F＝G×＝＝＝×20 N＝30 N，因为OB∶OA＝2∶3，则杠杆动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆．
9. 125 125 【解析】拉力做的有用功：W有＝Gh＝1 000 N×1 m＝1 000 J，由机械效率的公式η＝×100%可知，拉力做的总功：W总＝ ＝＝1 250 J，则拉力的功率：P＝＝＝125 W；额外功：W额＝W总－W有＝1 250 J－1 000 J＝250 J，由公式W额＝fs可得，物体所受的摩擦力：f＝＝＝125 N.
10. 75% 4 变大 【解析】由图可知，承担动滑轮绳子的段数为n＝2，绳子自由端移动的距离为s＝ 2×1 m＝2 m，有用功为W有用＝fs物＝12 N×1 m＝12 J，总功为W总＝Fs绳＝8 N×2 m＝16 J，机械效率为η＝×100%＝×100%＝75%；由F＝(f＋G动)得，动滑轮的重量为G动＝2F－f＝2×8 N－12 N＝4 N；当物体A换成更大的重物，在额外功一定时，增大了有用功，则机械效率变大．
11. 如答图所示
第11题答图
12. 如答图所示
第12题答图
13. 如答图所示
第13题答图
14. (1)便于测量力臂 左 (2)实验次数太少，结论具有偶然性 (3)一 < (4)远离支点(或向右端移动)
【解析】(1)当在杠杆上挂物体时，杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响；杠杆的右端低左端高，说明右侧的自重与力臂的乘积大，应将平衡螺母向左端调节；(2)只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；(3)选用第一种方法可直接读出力臂大小；在相同条件下，F1的力臂大，F2的力臂小，根据杠杆平衡条件可知，F1
(2)由v＝知，物体上升5 m所用时间
t＝＝＝10 s
由图乙可知，拉力做的功W总＝4 000 J
滑轮组提升物体的机械效率
η＝×100%＝×100%＝95%
(3)由图甲可知，通过动滑轮的绳子段数n＝2
则绳端拉力F＝＝＝400 N
不计绳重及摩擦，则由F＝(G＋G动)可得动滑轮的重力G动＝2F－G＝2×400 N－760 N＝40 N
课时二
1. D 【解析】由图知，n甲＝3，n乙＝4，由于绳端移动的距离s＝nh，则s甲＜s乙，F1和F2大小相等，则F1在相同的时间内所做的功较少，力F1做功的功率较小，A、B错误；由于两滑轮组提升的物重和绳子受的拉力分别相同，因此两个滑轮组一样省力，相同的有用功而甲做的总功较少，所以甲滑轮组的机械效率比乙的高，C错误，D正确．故选D.
2. C 【解析】空调架对墙有压力的作用，A错误；若以O为支点，OB是一个动力臂小于阻力臂的杠杆，是一个费力杠杆，B错误；若室外机向外移动时，阻力臂越来越大，而阻力及动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力(即AC对OB的支撑力)越来越大，C正确；室外机不能紧靠墙体主要是为了空调散热，D错误．故选C.
3. C 【解析】M处的滑轮固定不动，是定滑轮，其作用是改变力的方向，A正确；提升货物的过程中做的有用功是W有用＝Gh＝5 000 N×6 m＝3×104 J，B正确；滑轮组由三股绳子承重，该过程绳子自由端通过的距离是s＝nh＝3×6 m＝18 m，所做总功是W总＝Fs＝2 200 N×18 m＝39 600 J，因此拉力的功率是P＝＝＝1 980 W，C错误；在其他条件不变时，货物重力增大，有用功增大，而提升动滑轮所做额外功不变，所以有用功在总功中所占比例增大，因此机械效率会增大，D正确．故选C.
4. B 【解析】使用斜面时，克服货物重力做的功为有用功，W有＝Gh＝mgh＝60 kg×10 N/kg×1.5 m＝900 J，工人做的总功即拉力做的功为总功，W总＝Fs＝400 N×3 m＝1 200 J，则工人做的额外功W额＝W总－W有＝1 200 J－900 J＝300 J，斜面的机械效率η＝×100%＝×100%＝75%，工人做功的功率P＝＝＝80 W．故选B.
5. 1×104 15 【解析】由题图可知，滑轮组中绳子的拉力等于坠砣的总重力，即F＝G砣＝25 kg×10 N/kg×20＝5 000 N，动滑轮上有两段绳子，即n＝2，则输电线A端受到的拉力FA＝2F＝2×5 000 N＝1×104 N，输电线A端移动的距离sA＝×30 cm＝15 cm.
6. 先变大后变小 省力 【解析】将杠杆缓慢由A位置拉至C位置的过程中，力F始终与杠杆垂直，动力臂L1不变，阻力G的大小不变，从解图可以看出阻力臂L2逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：FL1＝GL2，当L1、G不变，L2变大时，F变大；当将杠杆从水平位置C缓慢拉到最终位置B时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小．综上分析可得，F先变大后变小；由于动力臂始终大于阻力臂，所以动力小于阻力，该杠杆是一个省力杠杆．
第6题解图
7. 100 200 【解析】在不计绳重和摩擦的情况下，只需克服动滑轮的重力做额外功，此时滑轮组的机械效率可以表示为η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，根据图像可知，当G＝100 N时，η＝50%，则50%＝×100%，解得G动＝100 N；当运送3件货物时，则根据力的平衡关系可知，2F＝G′＋G动＝300 N＋100 N，解得F＝200 N.
8. 如答图所示
第8题答图
9. 如答图所示
第9题答图
10. (1)匀速 (2)3.2 62.5 (3)不变
【解析】(1)实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的大小；(2)弹簧测力计的分度值为0.2 N，所以弹簧测力计的示数为3 N＋1×0.2 N＝3.2 N；从第2次实验数据可计算η＝×100%＝×100%＝×100%＝62.5%；(3)由于不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率只与被提升的物体重力、动滑轮的重力大小有关．虽然滑轮组的绕绳方法改变，但物体和动滑轮的重力大小均不变，所以滑轮组的机械效率也不变．
11. 解：(1)由题图知n＝2，则绳端移动的距离：
s绳＝ns车＝2×6 m＝12 m
拖车对绳子做的功：
W总＝Fs绳＝4 000 N×12 m＝4.8×104 J
(2)拖车拉绳子的功率：
P＝＝＝1.6×103 W
(3)拉力做的有用功：
W有＝fs车＝6 400 N×6 m＝3.84×104 J
动滑轮的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%
核心素养提升
1. B 【解析】由题图可知，水塔可以看作是一个杠杆，支点是水塔与地面的接触点，阻力是水塔的重力，大小不变；水塔倾斜角度相同，则四个选项图中，阻力臂相同，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，当钢缆对水塔拉力的力臂最大时，拉力最小；力臂是支点到力的作用线的垂直距离，分析四个选项可知，拉力的力臂最大的是B图，此时钢缆对水塔的拉力最小．故选B.
2. C 【解析】由杠杆平衡原理F1L1＝F2L2可知，“权”小于“重”时，“本”一定，移动“标”杠杆还可以保持平衡，且此时“标”大于“本”，A、B错误；增大“重”时，应把“权”向A端移动，秤才能保持平衡，C正确；增大“重”时，如果“标”和“本”都不变，则需要增大“权”，D错误．故选C.
课时一
(建议答题时间：30分钟)
题号
1
2
3
4
5
6
答案
一、选择题
1. (2018海南)如图所示，下列工具在使用中属于省力杠杆的是( )
2. (2018东营)对物理概念的理解是学好物理的关键．关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是( )
A. 通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B. 做功多的机械，功率一定大
C. 功率大的机械，做功一定快
D. 做功快的机械，机械效率一定高
3. (2018长春)悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置．若力施加在A点，最小的力为FA；若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC，且AB＝BO＝OC.下列判断正确的是( )
第3题图
A. FA＞G B. FB＝G
C. FC＜G D. FB＞FC
4. (2018广西北部湾经济区)在探究“杠杆平衡条件”实验中，杠杆在拉力F作用下水平平衡，如图所示．现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是( )
第4题图
A. 一直变小 B. 一直变大
C. 一直不变 D. 先变小后变大
5. (2018常州)用如图所示的滑轮组提升300 N重物，在绳子自由端施加的拉力为125 N，4 s内重物匀速上升2 m，不计绳重和轮、轴间摩擦．则( )
A. 绳子自由端移动的距离为4 m
B. 动滑轮重50 N
C. 拉力做功的功率为150 W
D. 此过程滑轮组的机械效率为80%
第5题图 第6题图
6. (2018莱芜)如图所示，用30 N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重400 N的物体A以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10 s，已知滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中( )
A. 绳子自由端移动的距离为1 m
B. 滑轮组对物体A的水平拉力为90 N
C. 拉力F的功率为3 W
D. 拉力F所做的有用功为72 J
二、填空题
7. (2018葫芦岛)如图为可升降晾衣架，通过转动摇柄实现晾衣架的升降．晾衣架的摇柄属于简单机械中的________(选填“省力”或“费力”)机械；摇柄上的花纹是为了____________．
第7题图
8. (2018昆明)如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点处挂一个重为20 N的物体，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，且OB∶AB＝2∶1.则F＝________N，它是______杠杆．
第8题图
9. (2018莱芜)如图所示，斜面长为s＝2 m，高为h＝1 m．装卸工人用沿斜面向上的拉力F将重1 000 N的货物从斜面底端匀速拉到顶端，用时10 s，不计空气阻力，斜面的机械效率为80%，则工人拉力F的功率为________W，货物在运动过程中受到斜面的摩擦力为________N.
第9题图
10. (2018铁岭改编)如图所示，用8 N的拉力F拉着物体A在水平面匀速运动了1 m，用时10 s. 已知物体A重40 N，它在水平面运动时受到的摩擦力是12 N，则滑轮组的机械效率是________，若不计绳重和滑轮间的摩擦，动滑轮重________N．当把物体A换成质量更大的重物时，滑轮组的机械效率________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
第10题图
三、作图、实验与探究题
11. (2018宁夏)如图所示是小李将一根均匀木棒抬起的瞬间．请画出木棒所受重力的示意图及动力F的力臂L.
第11题图
12. (2018铁岭改编)如图是一个月亮形开瓶器，开瓶时开瓶器可以看成一个杠杆．请在图中画出：
(1)支点O；(2)在A点施加的最小动力F1
第12题图
13. (2018凉山州)如图所示，用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提升重物G，请在图中画出最省力的绳子绕法．
第13题图
14. (2018安顺)甲、乙两位同学一起做《探究杠杆平衡条件》的实验，以杠杆中点为支点，如图1、图2所示．
第14题图
(1)实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是为了消除杠杆自重对实验的影响和____________；若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置上静止，应将左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节．
(2)如图1所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据．根据这一次实验数据，甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件，这种做法的不足是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
(3)如图2所示，乙同学设计了两种实验方案：第一种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为F1；第二种弹簧测力计倾斜拉，其读数为F2，第____(选填“一”或“二”)种实验方案更方便．在同等条件下，两次弹簧测力计读数F1________F2(选填“<”“＝”或“>”)．
(4)杠杆在生活中有很多应用．现欲使如图3所示的静止跷跷板发生转动，小女孩乙可采取的做法是______________．
四、计算题
15. 用图甲所示的滑轮组将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升了5 m的高度．已知被提升的物体M重为760 N，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重及摩擦．求：
(1)滑轮组提升物体所做的有用功W有；
(2)滑轮组提升物体的机械效率η；
(3)动滑轮的重力G动．
第15题图
课时二
(建议答题时间：30分钟)
题号
1
2
3
4
答案
一、选择题
1. (2018攀枝花)某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重)，在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦．下列说法正确的是( )
第1题图
A. 力F1和F2做功的功率相同
B. 力F1和F2做的总功相同
C. 乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
2. (2018陕西)如图所示的不锈钢空调架、安装时横杆OB伸出墙外由斜杆AC支撑，其中O、A两点固定在墙上，C端固定在横杆OB上，通常将空调室外机置于该支架上时不紧靠墙体，下列相关说法正确的是( )
第2题图
A. 空调架对墙没有力的作用
B. 若以O为支点，OB一定是一个省力杠杆
C. 若室外机向外移动，AC对OB的支撑力变大
D. 室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电
3. (2017陕西)如图所示，某工地用滑轮组将重为5 000 N的货物匀速提升6 m，所用时间为20 s，在绳的末端所用拉力为2 200 N，下列说法错误的是( )
第3题图
A. M处滑轮的作用是改变力的方向
B. 提升货物过程中的有用功是3×104 J
C. 拉力的功率为660 W
D. 若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大
4. (2018聊城)工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15 s．已知车厢高1.5 m，木板长3 m，货物质量为60 kg，沿斜面所用的拉力为400 N，g＝10 N/kg，则下列说法正确的是( )
第4题图
A. 工人做的总功为900 J
B. 工人做的额外功为300 J
C. 工人做功的功率为60 W
D. 此斜面的机械效率为80%
二、填空题
5. (2018河南)高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触．如图所示为输电线的牵引装置．钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25 kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为________N．若某段时间内坠砣串下降了30 cm，则输电线A端向左移动了________cm.(g取10 N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)
第5题图
6. (2018百色)如图所示，用方向始终垂直于杠杆的动力F将重物从A位置缓慢提升到B位置，在提升重物的过程中，动力F大小的变化情况是________________；该杠杆属于________(选填“省力”“费力”或 “等臂”)杠杆．
第6题图
7. (2018内江)用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100 N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为________N；当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是________N．(不考虑绳重和摩擦)
第7题图
三、作图、实验与探究题
8. (2018淮安)画出下图中动力F1的力臂l1.
第8题图
9. (2018本溪改编)如图甲是人们锻炼身体时常用的握力器，使用时左半部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图乙，请在乙图中画出使杠杆平衡时作用在A点的最小动力F1及力臂l1.
第9题图
10. (2017河池)在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下：
第10题图
实验
次数
物体
重力/N
提升
高度/m
拉力
/N
绳端移动
的距离/m
机械效
率η
1
3
0.1
2.0
0.3
50%
2
6
0.1
①
0.3
②
(1)实验中要竖直向上________拉动弹簧测力计，使物体升高．
(2)图乙中弹簧测力计的示数为______N，表格中②处数据应为______%.
(3)如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率________(选填“变大”“不变”或“变小”)．
四、计算题
11. 一辆卡车不慎开进了一段泥泞的道路不能继续行驶，司机找来一辆拖车，利用绳子、动滑轮组装成如图所示的装置来拖出卡车(拖车未画出)，若拖车对绳子的水平拉力为4 000 N，将卡车水平匀速向前拖动了6 m，用时30 s，不讲绳子和滑轮重，求：
(1)拖车对绳子做的功是多少？
(2)拖车拉绳子的功率是多少？
(3)若卡车被匀速拖动时，泥泞道路对卡车的阻力为6 400 N，则动滑轮的机械效率是多少？
第11题图
核心素养提升
1. (2018常州)今年2月，我国台湾地区发生地震，一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜，为阻止水塔继续倾斜，救援队借助山石用钢缆拉住水塔．下列方案中，钢缆对水塔拉力最小的是( )
2. (2018福建A卷)《墨经》最早记述了秤的杠杆原理．图中“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力．以下说法符合杠杆平衡原理的是( )
第2题图
A. “权”小于“重”时，A端一定上扬
B. “权”小于“重”时，“标”一定小于“本”
C. 增大“重”时，应把“权”向A端移
D. 增大“重”时，应换用更小的“权”
参考答案及解析
课时一
1. C 【解析】筷子、钓鱼竿、食品夹在使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆．故选C.
2. C 【解析】使用任何简单机械都会做额外功，有用功总是小于总功，因此，机械效率总会小于100%，A错误；功率的大小决定于做功和时间两个因素，单位时间内做功越多，功率越大，B错误；功率是反映做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，C正确；机械效率表示有用功和总功的比值，与做功快慢无关，D错误．故选C.
3. C 【解析】当杠杆AC如图所示位置平衡时，过A做OA的垂线，得动力作用线LA，则OA为最长动力臂，沿这个方向施加力，最省力；如图所示，根据杠杆平衡条件可得：
第3题解图
动力臂为OA；阻力为G，阻力臂为LG，则由杠杆平衡的条件可得：FA×OA＝G×LG，因OA>LG，所以FA
5. D 【解析】由题图可知，承担物重的绳子n＝3，重物上升h＝2 m，则绳子自由间移动的距离s＝nh＝3×2 m＝6 m，A错误；不计绳重和轮、轴间摩擦，由滑轮组的工作特点可得F＝，G0＝nF－G＝3×125 N－300 N＝75 N，B错误；拉力做功的功率：P＝＝＝＝187.5 W，C错误；滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%，D正确．故选D.
6. D 【解析】由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，绳子自由端移动的速度：v绳＝nv物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s，绳子自由端移动的距离s绳＝ v绳t＝0.3 m/s×10 s＝3 m，A错误；由公式η＝×100%＝×100%＝×100%可得，物体A受到的摩擦力：f＝ηnF＝80 %×3×30 N＝72 N，由于物体A匀速运动，所以滑轮组对物体A的水平拉力等于物体A受到的摩擦力，大小是72 N，B错误；拉力F做功的功率：P＝Fv绳＝30 N×0.3 m/s＝9 W，C错误；拉力所做的有用功，也就是物体A克服摩擦力做的功： W有＝fs物＝ fv物t＝72 N×0.1 m/s×10 s＝72 J，D正确．故选D.
7. 省力 增大摩擦
8. 30 费力 【解析】根据杠杆的平衡条件，F×OB＝G×OA，F＝G×＝＝＝×20 N＝30 N，因为OB∶OA＝2∶3，则杠杆动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆．
9. 125 125 【解析】拉力做的有用功：W有＝Gh＝1 000 N×1 m＝1 000 J，由机械效率的公式η＝×100%可知，拉力做的总功：W总＝ ＝＝1 250 J，则拉力的功率：P＝＝＝125 W；额外功：W额＝W总－W有＝1 250 J－1 000 J＝250 J，由公式W额＝fs可得，物体所受的摩擦力：f＝＝＝125 N.
10. 75% 4 变大 【解析】由图可知，承担动滑轮绳子的段数为n＝2，绳子自由端移动的距离为s＝ 2×1 m＝2 m，有用功为W有用＝fs物＝12 N×1 m＝12 J，总功为W总＝Fs绳＝8 N×2 m＝16 J，机械效率为η＝×100%＝×100%＝75%；由F＝(f＋G动)得，动滑轮的重量为G动＝2F－f＝2×8 N－12 N＝4 N；当物体A换成更大的重物，在额外功一定时，增大了有用功，则机械效率变大．
11. 如答图所示
第11题答图
12. 如答图所示
第12题答图
13. 如答图所示
第13题答图
14. (1)便于测量力臂 左 (2)实验次数太少，结论具有偶然性 (3)一 < (4)远离支点(或向右端移动)
【解析】(1)当在杠杆上挂物体时，杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响；杠杆的右端低左端高，说明右侧的自重与力臂的乘积大，应将平衡螺母向左端调节；(2)只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；(3)选用第一种方法可直接读出力臂大小；在相同条件下，F1的力臂大，F2的力臂小，根据杠杆平衡条件可知，F1
(2)由v＝知，物体上升5 m所用时间
t＝＝＝10 s
由图乙可知，拉力做的功W总＝4 000 J
滑轮组提升物体的机械效率
η＝×100%＝×100%＝95%
(3)由图甲可知，通过动滑轮的绳子段数n＝2
则绳端拉力F＝＝＝400 N
不计绳重及摩擦，则由F＝(G＋G动)可得动滑轮的重力G动＝2F－G＝2×400 N－760 N＝40 N
课时二
1. D 【解析】由图知，n甲＝3，n乙＝4，由于绳端移动的距离s＝nh，则s甲＜s乙，F1和F2大小相等，则F1在相同的时间内所做的功较少，力F1做功的功率较小，A、B错误；由于两滑轮组提升的物重和绳子受的拉力分别相同，因此两个滑轮组一样省力，相同的有用功而甲做的总功较少，所以甲滑轮组的机械效率比乙的高，C错误，D正确．故选D.
2. C 【解析】空调架对墙有压力的作用，A错误；若以O为支点，OB是一个动力臂小于阻力臂的杠杆，是一个费力杠杆，B错误；若室外机向外移动时，阻力臂越来越大，而阻力及动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力(即AC对OB的支撑力)越来越大，C正确；室外机不能紧靠墙体主要是为了空调散热，D错误．故选C.
3. C 【解析】M处的滑轮固定不动，是定滑轮，其作用是改变力的方向，A正确；提升货物的过程中做的有用功是W有用＝Gh＝5 000 N×6 m＝3×104 J，B正确；滑轮组由三股绳子承重，该过程绳子自由端通过的距离是s＝nh＝3×6 m＝18 m，所做总功是W总＝Fs＝2 200 N×18 m＝39 600 J，因此拉力的功率是P＝＝＝1 980 W，C错误；在其他条件不变时，货物重力增大，有用功增大，而提升动滑轮所做额外功不变，所以有用功在总功中所占比例增大，因此机械效率会增大，D正确．故选C.
4. B 【解析】使用斜面时，克服货物重力做的功为有用功，W有＝Gh＝mgh＝60 kg×10 N/kg×1.5 m＝900 J，工人做的总功即拉力做的功为总功，W总＝Fs＝400 N×3 m＝1 200 J，则工人做的额外功W额＝W总－W有＝1 200 J－900 J＝300 J，斜面的机械效率η＝×100%＝×100%＝75%，工人做功的功率P＝＝＝80 W．故选B.
5. 1×104 15 【解析】由题图可知，滑轮组中绳子的拉力等于坠砣的总重力，即F＝G砣＝25 kg×10 N/kg×20＝5 000 N，动滑轮上有两段绳子，即n＝2，则输电线A端受到的拉力FA＝2F＝2×5 000 N＝1×104 N，输电线A端移动的距离sA＝×30 cm＝15 cm.
6. 先变大后变小 省力 【解析】将杠杆缓慢由A位置拉至C位置的过程中，力F始终与杠杆垂直，动力臂L1不变，阻力G的大小不变，从解图可以看出阻力臂L2逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：FL1＝GL2，当L1、G不变，L2变大时，F变大；当将杠杆从水平位置C缓慢拉到最终位置B时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小．综上分析可得，F先变大后变小；由于动力臂始终大于阻力臂，所以动力小于阻力，该杠杆是一个省力杠杆．
第6题解图
7. 100 200 【解析】在不计绳重和摩擦的情况下，只需克服动滑轮的重力做额外功，此时滑轮组的机械效率可以表示为η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，根据图像可知，当G＝100 N时，η＝50%，则50%＝×100%，解得G动＝100 N；当运送3件货物时，则根据力的平衡关系可知，2F＝G′＋G动＝300 N＋100 N，解得F＝200 N.
8. 如答图所示
第8题答图
9. 如答图所示
第9题答图
10. (1)匀速 (2)3.2 62.5 (3)不变
【解析】(1)实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的大小；(2)弹簧测力计的分度值为0.2 N，所以弹簧测力计的示数为3 N＋1×0.2 N＝3.2 N；从第2次实验数据可计算η＝×100%＝×100%＝×100%＝62.5%；(3)由于不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率只与被提升的物体重力、动滑轮的重力大小有关．虽然滑轮组的绕绳方法改变，但物体和动滑轮的重力大小均不变，所以滑轮组的机械效率也不变．
11. 解：(1)由题图知n＝2，则绳端移动的距离：
s绳＝ns车＝2×6 m＝12 m
拖车对绳子做的功：
W总＝Fs绳＝4 000 N×12 m＝4.8×104 J
(2)拖车拉绳子的功率：
P＝＝＝1.6×103 W
(3)拉力做的有用功：
W有＝fs车＝6 400 N×6 m＝3.84×104 J
动滑轮的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%
核心素养提升
1. B 【解析】由题图可知，水塔可以看作是一个杠杆，支点是水塔与地面的接触点，阻力是水塔的重力，大小不变；水塔倾斜角度相同，则四个选项图中，阻力臂相同，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，当钢缆对水塔拉力的力臂最大时，拉力最小；力臂是支点到力的作用线的垂直距离，分析四个选项可知，拉力的力臂最大的是B图，此时钢缆对水塔的拉力最小．故选B.
2. C 【解析】由杠杆平衡原理F1L1＝F2L2可知，“权”小于“重”时，“本”一定，移动“标”杠杆还可以保持平衡，且此时“标”大于“本”，A、B错误；增大“重”时，应把“权”向A端移动，秤才能保持平衡，C正确；增大“重”时，如果“标”和“本”都不变，则需要增大“权”，D错误．故选C.
