1、专题12简单机械母题揭秘中考考点：1、杠杆；2、滑轮；3、机械效率一选择题（共7小题）1（2020南通）如图，裤架上的两个夹子分别夹住一条毛巾。以下方法能使裤架在水平位置平衡的是（）A右边夹子向左移动B左边夹子向左移动C右边毛巾的下角夹在左边夹子上D左边毛巾的下角夹在右边夹子上【解答】A、右边夹子向左移动，右端的力不变，力臂变小，右端力和力臂的乘积更小，裤架会更向左倾斜，故A错误。B、左边夹子向左移动，左端的力不变，力臂变大，左端力和力臂乘积更大，裤架会更向左倾斜，故B错误。C、右边毛巾的下角夹在左边夹子上，相当于右端减小了重力，左端增加了重力，导致左端力和力臂乘积更大，右端力和力臂的乘积更小
2、，裤架会更向左倾斜，故C错误。D、左边毛巾的下角夹在右边夹子上，相当于左端减小了重力，右端增加了重力，导致右端力和力臂乘积变大，左端力和力臂的乘积变小，裤架会在水平位置平衡，故D正确。故选：D。2（2020宿迁）小华用图装置测量动滑轮的机械效率，下列说法正确的是（）A实验中为测量方便，让弹簧测力计在静止时读数B弹簧测力计对绳子的拉力与物体的重力是一对平衡力C增大物体被提升的高度，可以提高动滑轮的机械效率D增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率（不计绳重和摩擦）【解答】：A、测量动滑轮的机械效率，需要匀速拉动弹簧测力计，不能在弹簧测力计静止时读数，故A错误；B、弹簧测力计对绳子
3、的拉力，作用在绳子上；物体的重力，作用在提升的物体上，即二力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故B错误；C、使用动滑轮。承担物重的绳子股数n2，滑轮组的机械效率，增大物体被提升的高度，不能提高动滑轮的机械效率，故C错误；D、不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率，增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率，故D正确。故选：D。3（2020盐城）如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（）A适当增加木箱重力B增大木箱上升高度C增大提升木箱的速度D换用质量更大的动滑轮【解答】：A、动滑轮重力不变，所以额外功不变；如果增加木箱重力，有用功会增大，有用功在总功中
4、所占的比例将增大，机械效率会增大，故A符合题意；B、C、动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关，故B、C不符合题意；D、换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，故D不符合题意。故选：A。4（2020苏州）如图所示的工具中，在使用时属于省力杠杆的是（）A镊子B开瓶器C船桨D钓鱼竿【解答】：镊子、船桨、钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B正确、ACD错误。故选：B。5（2019常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力F
5、250N，对此过程，下列结果中正确的是（）A有用功为1000JB总功为1600JC额外功为200JD机械效率为60%【解答】：A、小明对物体做的有用功：W有用Gh400N2m800J，故A错；B、拉力F做的总功：W总Fs250N4m1000J，故B错；C、额外功：W额W总W有用1000J800J200J，故C正确；D、斜面的机械效率：100%80%，故D错。故选：C。6（2019南通）如图所示，用滑轮组将重为12N的物体匀速提升0.2m，作用在绳端的拉力F为5N，不计绳重和摩擦。利用以上信息不能求解的物理量是（）A拉力的功率B动滑轮的重力C滑轮组的额外功D滑轮组的机械效率【解答】：A、已知拉力
6、，绳子移动的距离：snh30.2m0.6m，可求拉力做的功，没有时间不能求解拉力的功率，故A符合题意；B、不计绳重和摩擦，拉力F（G轮+G），动滑轮的重力：G轮nFG35N12N3N，故B不符合题意；C、有用功：W有用Gh12N0.2m2.4J，总功：W总Fs5N0.6m3J，额外功：W额W总W有用3J2.4J，故C不符合题意；D、滑轮组的机械效率：100%80%，故D不符合题意，故选：A。7（2019盐城）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（）A省力，不改变施力的方向B不省力，改变施力的方向C既省力，也改变施力的方向D既不省力，也不改变施力的方向【解答】：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂
7、2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故A正确、BCD错误。故选：A。中考考点知识点详解简单机械第一节：杠杆1、 定义：在的作用下绕着转动的叫杠杆。【说明】：杠杆可可，形状。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。图132、 五要素组成杠杆示意图。支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。动力：使杠杆转动的力。用字母 F1表示。阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2表示。动力臂：从到的距离。用字母L1表示。阻力臂：从到的距离。用字母了L2表示。【说明】1、动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 2、动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向
8、相反。 3、动力臂、阻力臂不一定在杠杆上。 4、力臂是指“点到线”的距离，即支点到力的作用线的距离，而不是“点到点”的距离。画力臂方法：一定点（支点）、二画线（力的作用线）、三连距离、四标签找支点O；画力的作用线（虚线）；画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，）；标力臂（用大括号，一端括支点，一端括垂足，标上相应的符号L1或L2）。3、探究杠杆的平衡条件： 杠杆平衡是指：或 选择杠杆中间为支点的目的（或不挂钩码时使杠杆在水平位置平衡的目的）：。 实验前：应调节杠杆两端的，若杠杆右端下沉，杠杆两侧的平衡螺母向调（即左高左调），使杠杆在位置平衡。这样做的目的是：。 多次实验的目的： 当弹簧测力计
9、的方向由竖直倾斜时，杠杆仍然平衡，示数变，原因：。 当把左侧的钩码拿掉。杠杆将处于竖直位置，在右侧施加一个力，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉到水平位置平衡，其原因：水平位置时动力臂为零，杠杆无法平衡 实验结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：；写成公式也可写成：。其含义是：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的。4、求最大动力臂的方法：若动力作用点确定了，则支点到动力作用线的距离就是最大动力臂。若动力作用点没有确定，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的距离即为最大动力臂。5、杠杆平衡时动力最小：动力要最小时，动力臂要最大；动力臂要最大，则过已知力的作用点，作最大动力臂的垂线；
10、根据实际，确定动力的方向。6、杠杆平衡时动力最大：动力要最大时，动力臂要最小，动力臂要最小，力的作用线的延长线过支点。例7、杠杆的分类名称结构特征特点应用举例省力杠杆动力臂阻力臂L1L2省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、独轮车、羊角锤、钢丝钳、自行车闸、核桃夹、起子、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂阻力臂L1动组）二填空题（共10小题）8（2020徐州）如图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以，又可以改变施力的，若用它将900N的物体匀速吊起5m高，拉力为400N，则滑轮组的机械效率为。【解答】：（1）在图中的滑轮组中，使用下面的动滑轮可以省力，使用上面的定滑轮可以改变用力的方向，所以使用图中的滑轮组
11、，即可以省力，也可以改变施力的方向；（2）拉力做的有用功：W有用Gh900N5m4500J；由图知，承担物重的绳子股数n3，拉力端移动的距离：s3h35m15m，拉力做的总功：W总Fs400N15m6000J，滑轮组的机械效率：100%75%。故答案为：省力；方向；75%。9（2020常州）利用如图所示的滑轮组，小明在50s内将重450N的物体匀速吊起10m高，已知动滑轮重50N，不计绳重及摩擦，绳端处拉力F做功的功率为W，滑轮组的机械效率为。【解答】：（1）由图可知，n2，不计绳重及摩擦，拉力：F（G+G动）（450N+50N）250N，由图可知，n2，拉力端端移动的距离：snh210m20
12、m，小明做的总功：W总Fs250N20m5000J，拉力做功功率：P100W；（2）小明做的有用功：W有用Gh450N10m4500J，滑轮组的机械效率：100%90%。故答案为：100；90%。10（2020扬州）如图，“测动滑轮机械效率”时必须沿方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码重为1N，弹簧测力计的示数为N，动滑轮的机械效率是。【解答】：（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；（2）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为0.6N；（3）动滑轮的机械效率：100%83.3%。故答案为：竖直；0.6；83.3%。11（2020南京）如图所示，物体重210N
13、，动滑轮重25N工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是J，拉力的功率是W，滑轮的机械效率是，克服动滑轮重所做的额外功占总功的%。【解答】：（1）拉力做的有用功：W有用Gh210N3m630J；（2）由图知，n2，拉力端移动距离s2h23m6m，拉力做的总功：W总Fs125N6m750J，拉力做功的功率：P75W；（3）滑轮组的机械效率：100%84%；（4）提升动滑轮做的额外功：W额1G动h25N3m75J，100%10%，即：克服动滑轮重所做的额外功占总功的10%。故答案为：630；75；84%；10。12（2020南京）如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。
14、O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50N，不计摩擦和杆重。（1）脚沿与杆垂直方向至少用力F1，才能将石球抬起。F1的力臂为m，此时舂米工具是一个（选填“省力”或“费力”）杠杆。（2）脚竖直向下至少用力F2为N，才能将石球抬起。F2和F1的大小关系为F2F1。【解答】：（1）不计摩擦和杆重，图中O为支点，脚沿与杆垂直方向用力F1时，力臂OB最长，OB1.4m0.4m1m，阻力臂为OA，OBOA，由杠杆平衡条件可得，F1OBGOAcosAOD，杠杆为省力杠杆；（2）当脚竖直向下用力时，如图所示动力臂为OC，阻力臂为OD，如图所示：F2OCG
15、OD，F2OBcosGOAcosF2OBGOAF21m50N0.4m，F220N；故脚竖直向下用力F2为至少为20N，脚竖直向下的动力臂小于脚沿与杆垂直方向时的动力臂，故F2F1。故答案为：（1）1；省力；（2）20；。13（2020连云港）用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为W，有用功为J，滑轮组的机械效率为。【解答】：（1）由图知，n3，拉力端移动距离s3h31m3m，拉力做的总功：W总Fs120N3m360J；拉力做功的功率：P36W；（2）已知G300N，h1m，拉力做的有用功：W有用Gh300N1m300J；（3）滑轮组的机
16、械效率：100%83.3%。故答案为：36；300；83.3%。14（2020淮安）如图所示，小明用100N竖直向上的力F，将重为150N的物体，在时间5s内匀速提升1m。在此过程中力F做功的功率为W滑轮的机械效率为。【解答】：（1）由图知，使用动滑轮时，n2，拉力端移动的距离s2h21m2m，拉力做的总功：W总Fs100N2m200J，拉力做功的功率：P40W；（2）所做的有用功：W有用Gh150N1m150J，动滑轮的机械效率：100%75%。故答案为：40；75%。15（2019淮安）小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中：（1）实验前调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的之一是方便测量；（
17、2）如图甲所示。在杠杆左边A处挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，在杠杆B处挂个钩码（实验中所用的钩码均相同）；（3）小明又用弹簧测力计在C处竖直向上拉，如图乙所示，当弹簧测力计逐渐向右倾时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【解答】：（1）实验前调节平衡蜾母使杠杆在水平位置平衡，当杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态时，从支点到挂钩码处杠杆的长度即为力臂长度，目的之一是方便测量力臂；（2）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，图中，杠杆的左端：4G3L12GL，B处的力臂为4L，杠杆的右端：F24L12GL，解得F23G，即在B处挂3个同
18、样的钩码；（3）弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。故答案为：（1）力臂；（2）3；（3）变大。16（2019淮安）如图所示，工人将80N的重物提升了3m，所用的时间为20s，拉力为50N则工人做的有用功为J拉力的功率是W，动滑轮的机械效率是。【解答】：（1）工人做的有用功：W有用Gh80N3m240J；（2）拉力移动距离s2h23m6m，工人做的总功：W总Fs50N6m300J，拉力的功率：P15W；（3）动滑轮的机械效率：100%100%80%。故答案为：240；15；80%。17（2019
19、无锡）小红利用杠杆制成一种多功能杆秤，使用前，杠杆左端低，右端高，她将平衡螺母向右调节，直至杠杆处于水平平衡，她取来质量均为100g的实心纯金属块a和b、合金块c（由a、b的材料组成）。她将a挂在A处，且浸没于水中，在B处挂上100g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，如图所示，测得OA50cm，OB40cm，则a的密度为g/cm3接下来，她分别将b、c挂于A处并浸没于水中，当将钩码分别移至C、D处时，杠杆均水平平衡，测得OC30cm，OD34cm，则合金块c中所含金属a和金属b的质量之比为。（水1.0103kg/m3）【解答】：（1）使用前，杠杆左端低，右端高，要使杠杆处于水平平衡，她应将平衡螺母向
20、上翘的右端调节；（2）将a挂在A处，且浸没于水中时，在B处挂上100g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，由杠杆的平衡条件可得：m钩码gOBFAOA，则FAm钩码g0.1kg10N/kg0.8N，金属块a受到的浮力：F浮amagFA0.1kg10N/kg0.8N0.2N，由F浮gV排可得，金属块a的体积：VaV排a2105m320cm3，则a的密度：a5g/cm3；将b挂于A处并浸没于水中，钩码移至C处时，杠杆水平平衡，由杠杆的平衡条件可得：m钩码gOCFAOA，则杠杆A点受到的拉力：FAm钩码g0.1kg10N/kg0.6N，金属块b受到的浮力：F浮bmbgFA0.1kg10N/kg0.6N0.4N
21、，金属块b的体积：VbV排b4105m340cm3，则b的密度：b2.5g/cm3；将c挂于A处并浸没于水中，钩码移至D处时，杠杆水平平衡，由杠杆的平衡条件可得：m钩码gODFAOA，则杠杆A点受到的拉力：FAm钩码g0.1kg10N/kg0.68N，合金块c受到的浮力：F浮cmcgFA0.1kg10N/kg0.68N0.32N，合金块c的体积：VcV排c3.2105m332cm3，已知合金块c由a、b的材料组成，设合金块c中所含金属a的质量为m，则金属b的质量为100gm，则合金块c的体积：Vc+，即32cm3+，解得：m40g，所以，合金块c中所含金属a和金属b的质量之比为：m：（100g
22、m）40g：（100g40g）2：3。故答案为：右；5；2：3。三作图题（共8小题）18（2020徐州）如图所示是蜡烛跷跷板，请画出蜡烛右半段所受重力G的力臂。【解答】：支点为O，则过O作重力作用线的垂线即为重力G的力臂，如图所示：19（2020扬州）如图，在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力F及对应的力臂l。【解答】：由图示可知，当杠杆与地面的接触点（A点）为支点时，作用在A点动力的力臂最大，所以此时动力最小，连接AD为动力臂l，过D点作垂直于动力臂向上的力，即为最小动力F的示意图。如图所示：20（2020泰州）如图所示，画出拉力F的力臂l和物体B所受重力G的示意图。（根据要求完成下列作图
23、）。【解答】：（1）从支点O向力F的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是拉力F的力臂L。（2）重物的重心在物体的几何重心，重力的方向是竖直向下的，从重心起沿竖直向下的方向，画一条带箭头的线段；如图所示：21（2020苏州）图中，请画出FA的力臂l，并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB。【解答】：从支点O向FA的作用线作垂线，垂线段的长度为FA的力臂l；根据杠杆平衡条件，动力臂越长越省力，力的作用点确定，从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂；图中O为支点，要使杠杆平衡且动力最小，就应该让力F作用在B点，OB最长的力臂，则力F应与OB垂直且向下。如图所示：22（2019常州）杠杆OAB可绕O点自由转
24、动，为使杠杆在如图所示位置保持平衡，请画出施加于B点的最小动力F（保留作图痕迹）。【解答】：由杠杆平衡条件F1 L1F2 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OB作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向上，如下图所示：23（2019南通）如图，O为轻质杠杆的支点，左端挂一重物，杠杆在图示位置平衡，请作出最小动力F1的示意图和阻力的力臂L2。【解答】：重物对杠杆的拉力为阻力F2，从支点O作力F2作用线的垂线，可得阻力臂l2；由图可知，支点为O，杠杆上距离支点O最远的点为杠杆右端A点，OA为最长的动力臂，从A点垂直OA向下画出带箭头的线段可得动力F1的示意
25、图，如图所示；24（2019盐城）在图中画出力F的力臂。【解答】：由图知，扳手拧螺丝时以O点为支点，由O点作F作用线的垂线段即为其力臂L，如图所示：25（2019淮安）在图中。画出使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法。【解答】：图中只有一个动滑轮和一个定滑轮，要求最省力，则由3段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法；绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示：四实验探究题（共5小题）26（2020盐城）小明做“探究杠杆平衡条件”实验：（1）实验前，杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向调节；（2）使用弹簧测力计时，首先进行的操作是；（3）如图
26、乙所示，在杠杆左侧挂2个钩码，每个钩码的质量为50g，为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小，在A点沿向下方向拉动弹簧测力计，直至杠杆在位置平衡。并将第一次数据记录在表格中，表中F1大小为弹簧测力计示数，F2大小为钩码的重力，L1、L2分别为F1、F2对应的力臂；（4）接下来，小明又进行了三次实验，将数据填在表中，最后总结得出规律。每次实验总是在前一次基础上改变F2、L1、L2中的一个量。小华分析数据后发现，第次实验与前一次改变的量相同，需要调整的实验步骤是。序号F1/NL1/cmF2/NL2/cm11.510.01.015.023.010.02.015.031.520.02.015.041.03
27、0.02.015.0【解答】：（1）杠杆的右端上翘，要使它在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的右端移动。（2）使用弹簧测力计时，需要先将指针调到零刻度线处。（3）由图可知，在杠杆左侧挂2个钩码，为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小，由于力臂是支点到力的作用线的距离，所以在A点沿竖直向下方向拉动弹簧测力计，直至杠杆在水平位置平衡。（4）由实验序号1、2可知，L1和L2不变，F2改变；由实验序号2、3可知，F2和L2不变，L1增大10cm；由序号4、3可知，F2和L2不变，L1增大10cm，所以第4次实验与前一次改变的量相同。由于要分别改变F2、L1、L2中的一个量，所以还需要改变L2，具体步骤为：保持
28、F2和L1不变，改变L2的大小。故答案为：（1）右；（2）将指针调到零刻度线处；（3）竖直；水平；（4）4；保持F2和L1不变，改变L2的大小。27（2020无锡）如图所示，在科普节目加油，向未来中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg。平衡板质量为900kg，且质量分布均匀，重心在点O（g取10N/kg）。（1）当平衡板在水平地面上时，甲静止站在平衡板上，与板的接触面积为0.05m2，则甲对平衡板的压强为多大？（2）甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组将平衡板匀速提升至离地面5m
29、的高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，拉力F为6250N，求在此过程中：平衡板提升两人所做的功为多少？在提升平衡板和人的过程中，滑轮组的机械效率为多少？（3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左，右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离AC和BD之比为9：11。【解答】：（1）当平衡板在水平地面上时，甲静止站在平衡板上对板的压力：F甲G甲m甲g55kg10N/kg550N，则甲对平衡板的压强：p甲1.1104Pa；（2）乙的重力：G乙m乙g45kg10N/kg450N，
30、平衡板提升两人所做的功：W（G甲+G乙）h（550N+450N）5m5000J；平衡板的重力：G板m板g900kg10N/kg9000N，在提升平衡板和人的过程中，拉力做的有用功：W有（G甲+G乙+G板）h（550N+450N+9000N）5m5104J，由图可知，n2，则拉力做的总功：W总FsFnh6250N25m6.25104J，滑轮组的机械效率：100%100%80%；（3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡，由杠杆的平衡条件可得：G甲OAG乙OB当甲、乙两人分别位于C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，由杠杆的平衡条件可得：G甲（OA+AC）G乙（O
31、B+BD）由可得：，整理可得：由可得：。答：（1）甲对平衡板的压强为1.1104Pa；（2）平衡板提升两人所做的功为5000J；在提升平衡板和人的过程中，滑轮组的机械效率为80%；（3）9：11。28（2020连云港）密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如图所示。所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细线。设计过程如下：（1）将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在
32、C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为。（2）在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至C1位置，使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为l1，此时C1点的密度值为（用题中所给的字母表示）。（3）已知密度为1.0103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为cm。（4）要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择规格的空桶（选填“100mL”或“200mL”）。【解答】：（1）将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡，此
33、时桶中没有放液体，即液体的密度为0；（2）在B点悬挂空桶时，杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件可得：G桶lGAl0 ，即：G桶lmgl0 在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，则液体的重力G液m液g液Vg，由于此时移动物体A至C1位置，杠杆在水平位置平衡，则根据杠杆的平衡条件可得：（G桶+G液）lGAl1 ，即：（G桶+液Vg）lmgl1由可得：液。（3）当测量密度为1.0103kg/m3的液体时，由于1.0103kg/m3的刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，即此时的物体A的力臂为：ll0+4cm，根据杠杆的平衡条件可得：（G桶+G）lGAl，即：（G桶+1.0103kg/m3Vg）lmg（l0+
34、4cm）当测量密度为0.8103kg/m3的液体时，即此时的物体A的力臂为ll0+l，根据杠杆的平衡条件可得：（G桶+G）lGAl，即：（G桶+0.8103kg/m3Vg）lmg（l0+l）解可得：l3.2cm。（4）设物体A对杆秤的力为动力，则液体和桶对杆秤的力为阻力，根据杠杆平衡的条件F1L1F2L2可得：L1，在动力F1和阻力臂L2不变的情况下，“增大液体的重力，即通过增大空桶的容积”，则L1变大，即该密度秤的精确度会增大。所以，应选择 200mL规格的空桶。故答案为：（1）0；（2）；（3）3.2；（4）200mL。29（2019镇江）小飞用图1装置来探究杠杆的平衡条件，设弹簧测力计和
35、钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是改变F2、l1和l2，测得杠杆平衡时所需的拉力F1，来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系。已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的量程为05N，杠杆上每一格长10cm。实验次数阻力F2/N阻力臂l2/cm动力臂l1/cm动力F1/N1433304.42418302.4347.5301.0（1）为便于测量力臂，弹簧测力计应沿方向拉杠杆，并使之在位置平衡；（2）小飞首先保持F2和l1不变而改变l2，所获得的实验数据如表格所示，第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图2所示，则F1N，此时杠杆
36、的类型与（选填“筷子”或“老虎钳”）相同；（3）为获得更多组数据，小飞继续进行（2）中实验，则为能顺利完成实验，在改变阻力臂l2时，l2应不超过cm；完成上述实验后，小飞接下来还应进行的实验有保持不变而改变F2；保持F2和l2不变而改变l1。【解答】：（1）力臂是支点到力的作用线的垂直距离。当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时，拉力作用点到支点的距离就是其力臂，这样便于从杠杆上直接读出力臂，由图杠杆水平平衡时拉力方向应为竖直方向；（2）图中弹簧测力计的分度值是0.1N，指针指在4N下面第4个小格上，因此弹簧测力计读数为4N+0.1N44.4N；筷子是费力杠杆，动力臂小于阻力臂，目的是省距离，应用了
37、实验中的第1次实验原理。（3）当F24N，动力臂l130cm，不变时，弹簧测力计的最大拉力为5N，根据杠杆平衡条件可得在改变阻力臂l2时，l2应不超过的数值：l237.5cm；根据控制变量法可知，探究F1与F2的关系必须保持l1和l2不变。故答案为：（1）竖直；水平；（2）4.4；筷子；（3）37.5；l1和l2。30（2019宿迁）以下为“探究杠杆平衡条件”实验：（1）如图甲，把杠杆放在支架上并置于水平桌面，静止时发现杠杆左低右高，为了使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向调节。（2）如图乙，在已经调节好的杠杆左端A处挂4个钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆右边离支点4格的B处挂个
38、相同的砝码。（3）如图丙，在杠杆左边离支点4格的C处，用弹簧测力计与水平方向成30角斜向上拉，也可使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计示数为N（每个钩码重0.5N）。【解答】：（1）把杠杆放在支架上并置于水平桌面后，发现杠杆左低右高，为了使杠杆在水平位置平衡，应将右端平衡螺母向右调节；（2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码的重为G，乙图，设在B处悬挂钩码的个数为n，由杠杆平衡条件得：4G2LnG4L，解得：n2，即应在杠杆右边B处挂2个钩码；（3）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30角）杠杆，此时动力臂等于OC4L2L；根据杠杆的平衡条件F1L1F2L2可得，测力计的示数：F12N。故答案
39、为：（1）右；（2）2；（3）2。五计算题（共6小题）31（2020南通）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg（1）求提升重物做的有用功；（2）求绳端的拉力；（3）若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功【解答】：（1）提升重物做的有用功：W有用Gh1.2104N2m2.4104J；（2）由80%可得拉力做的总功：W总3104J；由图可知，承担物重绳子股数n3，绳子自由端移动的距离：s3h32m6m；由W总Fs可得拉力：F5000N；（3）对动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：W额W总W有用3104J2
40、.4104J6000J，提升动滑轮做的额外功：W额1G动hm动gh40kg10N/kg2m800J，克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：W额2W额W额16000J800J5200J答：（1）提升重物做的有用功为2.4104J；（2）绳端的拉力为5000N；（3）克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5200J32（2020镇江）如图1所示，质量为20kg的重物放在水平地面上，重物与地面间的接触面积为0.1m2利用图2所示的滑轮组，小明在20s内将重物匀速提高5m，他对绳子自由端施加的拉力为150N不计绳重和轮轴处摩擦，g取10N/kg。（1）求图1中重物对地面的压强。（2）在图2所述过程中，求：小明所做的额
41、外功。小明做功的功率。【解答】：（1）物体放在水平地面上时，对地面的压力：FGmg20kg10N/kg200N，对地面的压强：p2000Pa；（2）拉力做的有用功：W有用Gh200N5m1000J，绳子自由端移动的距离s2h25m10m，拉力做的总功：W总Fs150N10m1500J，拉力做的额外功：W额W总W有用1500J1000J500J；小明做功的功率：P75W。答：（1）图1中重物对地面的压强为2000Pa。（2）小明所做的额外功为500J。小明做功的功率为75W。33（2020常州）为避免同学们用手按压宿舍楼大门的开门按钮造成交叉传染，小明用轻质木杆自制了“脚踏式杠杆”，借助杠杆按动
42、按钮，如图所示，已知OB60cm、AB80cm、OC15cm，当小明在C点用脚给杠杆施加20N的压力F1时，按钮触发、大门打开，（1）请在图中作出动力F1的示意图。（2）该杠杆属于哪种类型？（直接回答）（3）求此时按钮对杠杆施加的水平阻力F2，有多大？【解答】：（1）小明脚对木杆的压力F1垂直作用的木杆上，如图。（2）木杆是一个杠杆，O 为支点，小明的脚施加的力是动力F1，动力臂为OC，按钮对木杆的压力为阻力F2，阻力臂为OD，动力臂OC小于阻力臂OD，所以木杆是费力杠杆。（3）根据杠杆平衡条件得，F1OCF2OD，按钮对木杆的压力水平向左，所以ODAB，所以，20N15cmF280cm，解得
43、，F23.75N。答：（1）F1的示意图如上图。（2）该杠杆属于费力杠杆。（3）此时按钮对杠杆施加的水平阻力F2是3.75N。34（2020泰州）小明利用如图所示的滑轮组，将质量为90kg的物体在1min内匀速提升5m，竖直向上的拉力为360N求：（1）物体的重力（g取10N/kg）；（2）小明拉力的功率？（3）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。【解答】：（1）物体受到的重力为Gmg90kg10N/kg900N；（2）由图知，n3，拉力端移动的距离：s3h35m15m，拉力做的总功：W总Fs360N15m5400J，拉力做功的功率：P90W；（3）拉力做的有用功：W有用Gh900N5m45
44、00J，滑轮组的机械效率：100%83.3%。答：（1）物体的重力是900N；（2）小明拉力的功率90W；（3）滑轮组的机械效率为83.3%。35（2019镇江）如图1所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为0.2m2。桶的质量忽略不计，g取10N/kg。（1）求桶中水的质量。（2）求这桶水对地面的压强。（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N求该滑轮组的机械效率。【解答】：（1）水的体积V0.01m3，由可得水的质量：mV1103kg/m30.01m310kg；（2）这桶水所受的重力：Gmg10kg10N/kg100N，桶的质量
45、忽略不计、自重不计，则水桶对地面的压力：FG100N，这桶水对地面的压强：p500Pa；（3）由图知，承担物重的绳子股数n3，则滑轮组的机械效率：100%83.3%。答：（1）这桶水的质量为10kg。（2）这桶水对地面的压强为500Pa。（3）滑轮组的机械效率为83.3%。36（2019宿迁）如图所示，工人利用滑轮组提升重物，在30s内将静止在水平地面上质量为90kg，底面积为200cm2的长方体物块匀速提升5m，此时工人的拉力为400N（g10N/kg）。求：（1）提升前物块对水平地面的压强；（2）工人拉力做功的功率；（3）滑轮组提升该物块的机械效率。【解答】：（1）质量为90kg的物体的重
46、力：Gmg90kg10N/kg900N。对地面的压力：FG900N，提升前物块对水平地面的压强：p4.5104Pa；（2）由图知，绳子的有效段数n3，则绳子自由端移动的距离为：s3h35m15m，工人拉力做功的功率：P200W；（3）滑轮组提升该物块的机械效率：100%75%。答：（1）提升前物块对水平地面的压强为4.5104Pa；（2）工人拉力做功的功率为200W；（3）滑轮组提升该物块的机械效率为75%。六综合能力题（共1小题）37（2020镇江）图1是蓄水池水位自动控制模拟装置：可绕O点转动的轻质杠杆A端用轻绳系一正方体浮块，B端固定一轻质三角支架，支架与固定不动的压力敏感电阻RF保持水
47、平接触挤压，杠杆保持水平平衡。已知：AO长为1m，BO长为2m；浮块边长为20cm，密度为5103kg/m3，下表面距池底2m；当电磁铁线圈中的电流I0.02A时，衔铁K被释放，水泵开始工作向水池注水，反之停止注水，池内达到所设定的最高水位，线圈电阻不计；电压U6V，电阻箱R调至75；设RF的阻值与支架所施加压力F的关系图线如图2所示。g取10N/kg。（1）浮块的重力为N在达到最高水位之前，随着浮块排开水的体积逐渐增大，支架对RF的压力将。（2）当池内达到所设定的最高水位时，求：轻绳对浮块的拉力。池内水面距池底的高度。（3）为使该装置能自动控制水池内的最高水位，在其他条件不变的情况下，电阻箱
48、R接入电路的阻值应满足的条件是。【解答】：（1）浮块的重力为：Gmg物gV5103kg/m310N/kg（0.2m）3400N；在达到最高水位之前，根据F浮液gV排知，随着浮块排开水的体积逐渐增大，物体受到的浮力增大，根据杠杆平衡条件和力的作用是相互的可知，支架对RF的压力将减小；（2）由图1可知，压敏电阻与电阻箱串联，当池内达到所设定的最高水位时，电路中的电流最大为0.02A，由欧姆定律得，此时电路的总电阻为：R总300，此时压敏电阻为：RFR总R30075225，由图2知，此时压敏电阻受到的压力为175N，根据力的作用是相互的可知，杠杆B端受到的压力FBF175N根据杠杆的平衡条件知，F拉
49、OAFBOB，所以，F拉350N；此时物体受到的浮力为：F浮GF拉400N350N50N，根据F浮液gV排知，物体浸入水中的体积为：V排5103m3，根据VSh知，物体浸入水中的深度为：h水0.125m，因为开始时物体下表面距池底2m，所以池内水面距池底的高度：hh水+h0.125m+2m2.125m；（3）为使该装置能自动控制水池内的最高水位，水池的最低水位不能低于物体没有进入水中时的水位，为2m，最高水位为物体刚好完全浸没，为2m+0.2m2.2m；当水位为2m时，轻绳对浮块的拉力为物体的重力，为400N，根据杠杆的平衡条件F拉OAFBOB知，此时的压敏电阻的压力为：FFB200N，由图2
50、知，此时的压敏电阻为Rt250，电阻箱的最小值为：R小R总Rt30025050；当水位为2.2m时，物体刚好完全浸没，物体受到的浮力为：F浮水gV水ga31.0103kg/m310N/kg（0.2m）380N；此时G杠杆A端受到的拉力物体受到的拉力为：FAF拉GF拉400N80N320N，根据杠杆的平衡条件FAOAFBOB知，此时的压敏电阻的压力为：FFB160N，由图象知压敏电阻与压力成一次函数关系，关系式为RtkF+b，将（200N，250）和（0，50）代入关系式得，解得：k1/N，所以关系式为Rt1/NF+50，当压力为160N时，压敏电阻为Rt210，电阻箱的最大值为：R大R总Rt3
51、0021090；综合分析电阻箱R接入电路的阻值范围为50R90。故答案为：（1）400；减小；（2）轻绳对浮块的拉力为350N；池内水面距池底的高度2.125m；（3）50R90。七解答题（共3小题）38（2020淮安）向下拉绳将重物提升，画出图中滑轮组绕绳方法。【解答】：向下拉绳将重物提升，从绳子自由端向上绕起，先绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮，最后系在定滑轮下面的挂钩上，如图所示：39（2020淮安）在“探究杠杆的平衡条件“实验中：（1）实验前杠杆的位置如图甲所示：若使杠杆在水平位置平衡，则应将杠杆的平衡螺母向调节。（2）杠杆调节平衡后，在如图乙所示A点悬挂3个钩码（每个钩码重力为0.5N）
52、，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置再次平衡，此时弹簧测力计示数F1N重复多次实验，进一步探究杠杆的平衡条件。（3）某小组的实验数据如下表所示，得到与其他组不一样的结论：动力F1与阻力F2成正比关系。你认为该结论可靠吗？。并说明理由：。实验序号动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11151.510221531033154.510【解答】：（1）为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡，由图知，左端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向左调节；（2）图中所示的弹簧测力计的分度值是0.1N，故示数为1N；（3）某小组的实验数据如下表所示，得到与其他组不一
53、样的结论：动力与阻力F1成正比关系。该结论不可靠，理由：没有同时改变力与力臂的大小。故答案为：（1）左；（2）1；（3）不可靠；没有同时改变力与力臂的大小。40（2020苏州）科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图（如图）进行研究。若爷爷质量m人60kg，奶奶用F240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：（1）奶奶所做的功；（2）动滑轮（含座椅）的质量；（3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）。【解答】：（1）奶奶所做的功：WFs240N6m1440J；（2）爷爷的质量m人60kg，则爷爷的重力：Gmg60kg10N/kg600N，由图可知，n3，不计绳重和摩擦，由F（G+G动）可得动滑轮（含座椅）的重力：G动nFG3240N600N120N，动滑轮（含座椅）的质量：m动12kg；（3）不计绳重和摩擦，该升降座椅装置的机械效率：100%83.3%。答：（1）奶奶所做的功是1440J；（2）动滑轮（含座椅）的质量是12kg；（3）该升降座椅装置的机械效率是83.3%。
