1、简单机械考点、考题与提升训练【考点一】杠杆及应用典例一：如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是（ ）。A食品夹B裁纸刀C托盘天平D瓶盖起子【答案】A。【解析】A：食品夹在使用时，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆；故A正确。B：裁纸刀在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故B错误。C：天平在使用时，动力臂等于阻力臂，故属于等臂杠杆；故C错误。D：瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故D错误。典例二：如图是用撬棒撬石头的情景，下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（ ）。 A. B. C. D. 【答案】A。【解析】用撬棒撬石头时，动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力
2、F1，从支点O向动力F1的作用线作垂线段，即为动力臂l1；阻力是石头对撬棒的作用力F2，方向竖直向下，反向延长F2，从支点O向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂l2；故A正确，BCD错误。故选A。典例三：小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为 牛，肩对木棒的支持力大小为 牛，人对地面的压力大小为 牛（g=10牛/千克）。 【答案】20、60、560。【解析】（1）根据杠杆平衡条件求出拉力的大小；（2）肩对木棒的支持力大小为F=F
3、A+FB；（3）对人进行受力分析即可解答。（1）由题根据杠杆的平衡条件有：FOB=GOA，即：F（0.6m0.2m）=40N0.2m，所以：F=20N；即手压木棒的压力大小为20N；肩对木棒的支持力大小为F=F+G=20N+40N=60N；人对地面的压力大小为F=G人+F=mg+F=50kg10N/kg+60N=560N。典例四：如图所示是羊角锤的示意图，请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力F1的示意图。 【解析】由杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力；由图知，O为支点，A点离支点最远，则连接支点O和羊角锤的末端A即是最长的动力臂，过A点作垂直于动力臂向右的力F1如下图所示。典
4、例五：如图所示，一轻质杠杆AB长1m，支点在它中点O将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杆杆的B点和C点，已知OC：OB1：2，M的边长l0.1m。（1）在图中画出N受力的示意图。（2）求此时M对地面的压强。（3）若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分，然后将C点处系着N的细绳向右移动h时，M对地面的压强减小了60Pa，求h为多少。【解析】（1）对N进行受力分析，由于N在空中处于静止状态，则N受到的重力和细绳对它的拉力是一对平衡力，所以二力的大小相等（FG2N），方向相反；过N的重心分别沿力的方向各画一条有向线段，并标上力的符号及大小，注意两线段要一样长，图所示：（2）设B端受
5、到细绳的拉力为FB，由杠杆平衡条件得，GNOCFBOB，已知OC：OB1：2，则有：FBGN2N1N；根据力的作用是相互的可知，细绳对M的拉力：FFB1N，此时M对地面的压力：F压F支GMF10N1N9N，M与地面的接触面积：Sl2（0.1m）20.01m2，则此时M对地面的压强：p900Pa。（2）若沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后，剩余M的底面积：Sl（lhh）l（lh），剩余M的体积：VSll2（lh），剩余M的密度不变，则剩余部分的重力与原来重力的比值：，所以剩余M的重力：GMGM10N剩余的物体M对地面的压强：ppp900Pa60Pa840Pa，剩余M的底面积：Sl（lh）0.1m
6、（0.1mh），地面对剩余的物体M的支持力：F支F压pS840Pa0.1m（0.1mh）沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后，将C点处系着N的细绳向右移动h，设此时B端受到细绳的拉力为FB，由杠杆平衡条件得，GN（OCh）FBOB，则有：FB，即细绳对剩余M的拉力：FFB对剩余M进行受力分析，由力的平衡条件得，F支+FGM将式代入式得：840Pa0.1m（0.1mh）+10N，解得：h0.05m。答：（1）如上图所示；（2）此时M对地面的压强为900Pa；（3）h为0.05m。【考点二】滑轮与滑轮组典例一：如图，动滑轮实质上是一个_（填“省力”或“费力”）杠杆，用60N的拉力将沙桶从地面提到9m
7、高的楼上，拉力做的功是_J。【答案】省力；1080。【解析】（1）动滑轮实质上是一个动力臂等于2倍阻力臂的省力杠杆；（2）使用动滑轮，n=2，拉力端移动距离s=2h=29m=18m， 拉力做的功： W=Fs=60N18m=1080j。故答案为：省力；1080。典例二：用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（ ）。A.该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一；B.用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大；C.用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等；D.其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大【答案
8、】B。【解析】A、由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮）G，所以拉力F的大小大于所提物体重力的三分之一，故A错误；B、不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，则=，可见提升的物体越重，其机械效率越大，故B正确；C、用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好比用滑轮组提升的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故C错误；D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度（其他条件相同），有用功相同，由W额=G动h可知额外功增大，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故D错误。故选B。典例三：如图所示装置，在水平拉力F的作用下
9、，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（ ）。 A物体M与地面间的摩擦力为5牛；B物体M与地面间的摩擦力为10牛；C水平拉力F做功的功率为20瓦； D1秒内滑轮对物体M做功为10焦【答案】C。【解析】该滑轮为动滑轮，拉力F的大小和弹簧测力计的示数一样，因为物体做匀速运动，所以物体受到的力是平衡力，利用力的平衡可以计算摩擦力的大小；先求物体移动的路程，再计算拉力移动的距离，然后利用W=FS公式计算拉力做的功，再利用功率的公式计算拉力F的功率。A、B：如图所示，n=2，物体做匀
10、速运动，f=2F=210N=20N；故A、B错误。C、D：物体移动的路程S=v物t，拉力移动的距离：S=2S=2v物t=21m/s1s=2m，拉力做功：W=FS=10N2m=20J，拉力做功功率：；故C正确，D错误。典例四：小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为 N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 N。 【答案】100、20。【解析】（1）不计动滑轮重、绳重和摩擦，根据F=G求出拉力；（2）根据F=（G+G动）求出动滑轮重。（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F=G=200N=
11、100N；（2）若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F=（G+G动）得G动=2FG=2110N200N=20N。典例五：如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）。下列说法正确的是（ ）。 A拉力F1小于拉力F2；B甲、乙两滑轮组的机械效率相同；C甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械；D甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等【答案】B。【解析】不计绳重及摩擦，因为拉力，n1=2，n2=3，所以绳端的拉力为：，所以，故A正确。因为滑轮重相同，提升的物体重
12、和高度相同，所以利用滑轮组做的有用功相同，额外功相同，总功相同；因为，所以机械效率相同，故B正确。使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误。因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，s2=3h，则s1s2，故D错误；故应选B。典例六：如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，水=1.0103kg/m3，g=10N/kg）。求：（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；
13、（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。【解析】（1）箱子在水底时下表面的深度h=5m， 此处水产生的压强：p=水gh=1103kg/m310N/Kg5m=5104Pa。 （2）箱子沉入水底，则V排=V=0.2m3， 则浮力F浮=水gV排=1103Kg/m310N/Kg0.2m3=2103N。 （3）物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功； 箱子的重力：G=
14、mg=600Kg10N/Kg=6103N； 出水后，根据可得： 机械效率： （4）由于箱子从水底匀速提到地面，根据P=Fv即可判断出拉力最大时，功率最大； 箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大； 由于不计绳重、摩擦和水的阻力，则； 电动机上绳子的提升速度为v=2v=20.5m/s=1m/s， 则p最大=f最大v=3.05103N1m/s=3.05103W。 答：（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强为5104Pa；（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力为2103N；（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率为98.4%；（4
15、）整个打捞过程中箱子离开水面在空中时电动机的输出功率最大，为3.05103W。【考点三】机械效率典例一：工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F。以下说法正确的是（ ）。A拉力F的功率为； B额外功为（2F-G）hC滑轮组的机械效率为；D滑轮组的机械效率随h的增大而增大【答案】AB。【解析】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，绳端移动的距离s=nh=2h，拉力F做的功：W总=Fs=2Fh，则拉力F的功率：，故A正确；B、拉力做的有用功：W有=Gh，则额外功：W额=W总-W有=2Fh-Gh=（2F-G）h，故B正确；C、滑轮组的机械效率：
16、，故C错误；D、根据可知，滑轮组的机械效率与提升的高度h无关，故D错误。故选AB。典例二：往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ，若实际用力为500N，斜面的机械效率为 ，重物受到的摩擦力为 。（g取10N/kg） 【答案】（1）人做有用功为1200J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N。【解析】（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：W有=Gh=mgh=120kg10N/kg1m=1200J；FS=mgh=1200J，解得：；（2）人
17、所做的总功：W总=FS=500N3m=1500J，斜面的机械效率：；（3）W总=W有+W额，即：FS=Gh+fS，所以；典例三：如图所示，工人准备用一根最多能承受400N力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体A和B完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂，g10N/kg）。求：（1）物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时，物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少。（2）在物体A浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮
18、组的机械效率为75%，物体A的密度是多少。（3）若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时，物体B最多露出多少体积时绳子将断裂。【解析】（1）G动m动g20kg10Nkg200N，物体有三段绳子承担，n3，F（GA+G动），400N（GA+200N），GA1000N；绳子自由端移动的速度：vnv30.5m/s1.5m/s，PFv400N1.5m/s600W。（2）物体A浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组提起的力：FGAF浮1000N水gVA，75%解得，VA4102m3GAAgVA，1000NA10N/kg4102m3，A2.5103kg/m3（3）GBBgVB2.5103kg/m310N/k
19、g50103m31250N，F（GBF浮+G动），400N（1250NF浮+200N）F浮250N，V排2.5102m325dm3。V露VBV排50dm325dm325dm3。答：（1）物体A的重力是1000N，工人拉力的功率是600W。（2）物体A的密度是2.5103kg/m3。（3）物体B最多露出25dm3时绳子将断裂。典例四：如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）。 A0.4J、83.3% B0.8J、91.7% C0.8J、83.3% D0.4J、91.7%【答案】C。【
20、解析】（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=Fs，W有用=Gh，W额=W总W有用；（2）根据求出机械效率。解答：（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=20.4m=0.8m，W总=FS=6N0.8=4.8J，W有用=Gh=10N0.4m=4J，W额=W总W有用=4.8J4J=0.8J；（2）滑轮组的机械效率：。选自近三年中考真题和各名校模拟考题，加强考点训练一、选择题1.如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是（ ）。A. B. C. D. 【答案】C。【解析】如图是起重机用四种方案将
21、地面上的一棵大树扶起的瞬间，以树根为支点，树的重力不变、重心一定，则阻力和阻力臂一定，支点与动力作用点的连线是最长的动力臂，根据杠杆的平衡条件，动力臂越大，动力越小；图C中动力作用点离支点最远，F3与树干垂直，则可知F3最小，故C正确。故选C。2.晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（ ）。A. B. C. D. 【答案】B。【解析】根据图示和杠杆的平衡条件分析解答。本题主要考查了杠杆的平衡条件，常见题目。设每条湿毛巾重力为G，每个小格的长度为L，A、左侧力与力臂的乘积为2G2L=4GL，右侧力与力臂的乘积为GL=GL，左侧右侧，故A错误；B、左侧力与力臂的乘积为2GL=2G
22、L，右侧力与力臂的乘积为G2L=2GL，左侧=右侧，故B正确；C、左侧力与力臂的乘积为2GL=2GL，右侧力与力臂的乘积为GL=GL，左侧右侧，故C错误；D、左侧力与力臂的乘积为2G2L=4GL，右侧力与力臂的乘积为G2L=2GL，左侧右侧，故D错误；故选B。3.如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表示它工作示意图的是（ ）。ABCD【答案】B。【解析】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F1F2，故ACD错误，
23、B正确。故选B。4.如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（ ）。A使用该滑轮组一定省力；B拉力的功率为2Fv；C额外功为（2nFG）s；D滑轮组的机械效率为【答案】BC。【解析】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n2，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦，所以，绳端的拉力F（f+G动），由于f与G动的大小关系未知，所以无法比较F与f的大小关系，则使用该滑轮组不一定省力，故A错误；B、绳端移动的速度v绳nv2v，则拉力的功率：PFv绳2Fv，故B正确；C、由题意可知，物体运动时
24、受到的摩擦阻力fG，克服摩擦阻力做的功为有用功，则：W有fsGs，绳端移动的距离：s绳ns2s，拉力F做的总功：W总Fs绳2Fs，则额外功：W额W总W有2FsGs（2nFG）s，故C正确；D、滑轮组的机械效率：，故D错误。故选BC。5.如图甲所示是建筑工地常用的塔式起重机示意图，水平吊臂是可绕点O转动的杠杆，为了左右两边吊臂在未起吊物体时平衡，在左边吊臂安装了重力合适的配重物体C，假设这时起重机装置在水平位置平衡（相当于杠杆平衡实验中调节平衡螺母使杠杆水平平衡），由于起吊物体时配重物体C不能移动，且被起吊物体重力各不相同，起重机装置将会失去平衡容易倾倒，造成安全事故，某科技小组受杠杆平衡实验的
25、启发，为起重机装置增设了一个可移动的配重物体D，如图乙所示。不起吊物体时，配重物体D靠近支点O；起吊物体时，将配重物体D向左移动适当距离，使起重机装置重新平衡，现用该装置起吊重为5103N，底面积为0.01m2的物体A，已知D的质量为900kg，OB长18m；当配重物体D移动到距支点6m的E点时，B端绳子对A的拉力为T，A对地面的压强为p；若再让配重D以速度V向左运动，25秒后，甲对地面的压力恰好为零；起吊过程中，物体A在10s内匀速上升了10m，B端绳子的拉力T做功功率为P。（g=10N/kg）下列相关计算错误的是（ ）。A.P等于5kW B.V等于 C.p等于 D.T等于【答案】A。【解析
26、】由重力公式G=mg可求，配重D的重力为GD=mg=900kg10N/kg=9103N。第一个状态当配重物体移动到E点时，D选项，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得，GDOE=TOB，求得T=3103N故D选项错误。C选项，由于物体在水平地面上静止，所以由受力分析可知，GA=N+T，代数求得N=5103N-3103N=2103N，因为A对地面的压力F与地面对A的支持力N是一对相互作用力，所以F=N=2103N，由压强定义式p=求得，p=2105Pa故C选项错误。第二个状态为配重物体移动到甲对地面的压力恰好为零的位置E点时，B选项，由于甲对地面的压力恰好为零，所以拉力T=GA=5103N，
27、根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得，GDOE=TOB，代数求得OE=10m，则配重移动的距离s=OE-OE=10m-6m=4m，则由速度公式V=可求，V=0.16m/s。故B选项错误。第三个状态为匀速起吊过程，A选项，由功率公式P=和功的定义式W=Fs可得，功率P=，代数得P=5103W=5kW故A选项正确。故选A。6.如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（ ）。A.杠杆的动力臂为8cm； B.该杠杆为费
28、力杠杆；C.该杠杆的阻力大小为； D.动力F的大小为【答案】B。【解析】A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30角）动力臂是：OA=42cm=4cm，故A错误；B、阻力臂OB，32cm=6cmOA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正确；C、该杠杆的阻力大小为：G=40.5N=2N，故C错误；D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，GOB=FOA，代入数据，2N8cm=F4cm，解得，F=4N，故D错误。故选B。7.图甲是海南网上扶贫超市给百香果配的多功能小勺子。把A点压在百香果上固定、B处的“刺刀”刺进果壳，用力使勺子绕A点转动一周，“刺刀”就把果壳切开（如图乙）。关于勺子的构
29、造和使用说法正确的是（ ）。A勺子转动切果时可作省力杠杆用 B勺柄表面有花纹是为了减小摩擦C“刺刀”很尖利是为了增大压力 D勺子绕着果转动时运动状态不变【答案】A。【解析】A勺子转动切果时动力臂可以大于阻力臂，所以可作省力杠杆用，故A正确；B勺柄表面有花纹是为增大摩擦，故B错误；C“刺刀”很尖利是通过减小受力面积来增大压力的作用效果即压强的，故C错误；D勺子绕着果转动时，运动方向不断改变，则其运动状态发生改变，故D错误。故应选A。二、填空题8.如图，小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有_段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受300N拉力，则小
30、谦对绳子的拉力至少为_N。【答案】2；150。【解析】小谦的做法相当于借助一个动滑轮来拉甲树，因此，这样做有2段绳子拉甲树；根据动滑轮省一半力的特点，小谦对绳子的拉力至少为150N。9.如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知AB=4m，BC=6m。吊臂是一个杠杆，当吊臂吊着2t的货物处于静止状态时，杠杆的支点是_点（选填“A”、“B”或“C”），伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为_N。g=10N/kg。【答案】A；50000。【解析】吊臂在升起过程中，围绕着A转动，故A为支点；货物重：G=mg=2000kg10N/kg=20000N，AC=AB+BC=4m+6m=10m，伸缩撑杆对吊臂的支持力竖直向上
31、，其力臂为ABcos，由杠杆的平衡条件得FABcos=GACcos。故答案为：A；50000。10.救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g10Nkg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 J，整个装置的机械效率为 ，小车A与斜面间的摩擦力大小为 N。【答案】2104；80%；1103。【解析】（1）小车质量m1t1000kg，其重力Gmg1000kg10N/kg1104N，钢绳做的有用
32、功：W有用Gh1104N2m2104J，（2）不计车长、拉力端移动距离s2L25m10m，拉力做的总功：W总Fs2.5103N10m2.5104J，整个装置的机械效率：100%80%；（3）不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车A与斜面间的摩擦做的功为额外功，W额W总W有用2.5104J2104J5103J，由W额fL可得摩擦力：f1103N。故答案为：2104；80%；1103。11.遂宁在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验效据如下表：实验次数钩码重G/N钩码上升高度H/cm拉力F/N绳端移动距离S/cm机
33、械效率10.5103021.5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100.74053.6%（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是_（选填“甲”或“乙“）滑轮组。（2）在第一次实验中，当_拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为_N；该次实验滑轮组的机械效率是_（计算结果精确到0.1%）。（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是_（选填符号）。A增加所提物重 B减轻机械自重C机械加润滑油 D增加重物上升高度【答案】甲；竖直向上匀速；0.4；41.7%；D。【解析】（1）由表中第一次实验
34、数据可知，钩码上升的高度h=10cm，绳端移动的距离s=30cm，由s=nh可得，绳子的有效股数n=3，由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数为3，乙滑轮组绳子的有效股数为4，所以，第一次实验所选择的是甲滑轮组；（2）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；由图丙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力F=0.4N，该次实验滑轮组的机械效率=100%=100%41.7%；（3）A由1、2或3、4两组数据可知，用相同的装置提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故A可行；B由1、3或2、4两组数据可知，用不同的状态提升相同的物体上升相同的高度时，机械自重
35、越小，滑轮组机械效率越大，故B可行；C机械加润滑油，提升重物时减小了额外功，根据=100%=100%可知，滑轮组的机械效率越大，故C可行；D由=100%可知，滑轮组机械效率与物体提升的高度无关，故D不可行。故选：D。故答案为：（1）甲；（2）竖直向上匀速；0.4；41.7%；（3）D。12.如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N。 （1）实验时应竖直向上 拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5N；（2）若钩码上升的高度为10cm，该滑轮组的机械效率为 ；（3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】（1）匀速；（2）80%；（3）增大
36、。【解析】（1）实验时应匀速拉动测力计；（2）根据实验数据，由效率公式求出滑轮组的效率；（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会变大。（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计。（2）由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组的机械效率：。（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大。三、计算题13.如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起，其中N是柱塞，可向上支撑起起重臂ODC重物和动滑轮总重为15000N，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。
37、问：（1）钢丝绳自由端上作用力F的大小为 N。（2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时，起重臂ODC是 力杠杆。（3）当重物以0.4m/s的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少？【解析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n3，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重，则钢丝绳自由端上作用力：F（G+G动）15000N5000N；（2）起重臂的支点在O点，滑轮组和重物对C端的拉力为阻力，由图知，柱塞施加动力的力臂明显小于阻力的力臂，所以此设备是费力杠杆；（3）钢丝绳自由端移动速度为v30.4m/s1.2m/s，绳自由端上作用力F的功率：PFv5000N1.2m/s6000W。答：（1）5000
38、；（2）费；（3）钢丝绳自由端上作用力F的功率是6000W。14(2018达州)如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图，工人用一滑轮组从水中打捞物体。已知：物体的质量为90kg且以恒定速度匀速上升，当物体完全露出水面，工人对滑轮组绳子自由端的拉力F1为400N，此时滑轮组的机械效率1为75%（绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，g=10N/kg）。 （1）请你根据题目中的条件，判断出工人所使用的滑轮组是下列中的 图。（2）工人的质量为60kg，双脚与地面接触面积为2.5103m2，物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了4104Pa，求物体浸没在水中时受到的浮
39、力。（3）若物体完全浸没在水中时，工人拉力的功率为180W，求物体上升的速度。【解析】（1）当物体完全露出水面时，滑轮组的机械效率：=，所以通过动滑轮绳子的段数：n=3，A图中通过动滑轮绳子的段数为3，B图中通过动滑轮绳子的段数为4，C图中通过动滑轮绳子的段数为5，所以工人所使用的滑轮组是A图；（2）由题知，绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，当物体完全露出水面时，F=（G物+G动）G动=3FG物=3400N90kg10N/kg=300N，此时人对地面压力：F压=G人F=60kg10N/kg400N=200N，物体完全浸没在水中时对滑轮组的拉力：F拉=G物F浮，完全露出后物体对滑轮
40、组拉力F拉=G物，所以物体被打捞出水面后对滑轮组拉力增大，绳子自由端拉力随之变大，人对地面压力变小，压强变小，由p=可得物体完全露出水面后，人对地面压力增大量：F=pS=4104Pa2.5103m2=100N，所以物体完全浸没在水中时人对地面压力F压=F压+F=200N+100N=300N，此时人对绳子自由端拉力：F=G人F压=60kg10N/kg300N=300N，且F=（F拉+G动）=（G物F浮+G动）所以：F浮=G物+G动3F=90kg10N/kg+300N3300N=300N；（3）由P=Fv可得，物体完全浸没在水中时绳子自由端的速度：v=0.6m/s，由v=nv物可得，物体的上升速度
41、：v物=0.2m/s。答：（1）A；（2）物体浸没在水中时受到的浮力为300N；（3）物体上升的速度为0.2m/s。15工人师傅用如图所示的滑轮组匀速提升重1200N的建筑料，建筑材料在30s内上升了3m。（1）求工人师傅做的有用功；（2）提升该建筑材料时滑轮组的机械效率为80%，求工人师傅对绳端拉力的功率。 【解析】（1）工人师傅做的有用功：W有用=Gh=1200N3m=3600J；（2）由=得：拉力做的总功：W总=4500J，工人师傅对绳端拉力的功率：P=150W。答：（1）工人师傅做的有用功3600J；（2）工人师傅对绳端拉力的功率150W。四、作图题16.轻质杠杆OABC能够绕O点转动
42、，已知OABC20cm，AB30cm，在B点用细线悬挂重为100N的物体G，为了使杠杆在如图所示的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力的图示（不要求写出计算过程）。【解析】根据杠杆的平衡条件，要使力最小，则动力臂应最长，即连接OC为最长的力臂，力的方向与OC垂直且向上，根据勾股定理和全等三角形定理可得，动力臂OC50cm，故根据杠杆平衡条件可得：F1OCGOA，代入数值可得：F150cm100N20cm，解得F140N，选取标度为20N，过C点作出最小动力，使线段长度为标度的2倍，如图所示：17.请画出图中杠杆动力F的力臂L。【解析】反向延长F得到动力作用线，从支点O向动力作用线作垂线段，即
43、为动力F的力臂L。如图所示。五、实验探究题18小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。 （1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。（3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。次数F1/NL1/cmF2/NL2/cm11102522101203215310小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 。（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使在重新平衡，应在B点挂 个钩码。当杠杆平衡后，将A点和B点下
44、方所挂的钩码同时向支点0靠近一格，杠杆会 （填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）。（5）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”，“变小”或“不变”）。【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。【解析】（1）若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。（2）实验时让横杆AB在水平位置平衡，力臂在杠杆上便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平
45、衡的影响；（3）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：F1L1=F2L2；（4）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，即4G3L=FB2L，解得FB=6G，需挂6个钩码；根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧4G2L=8GL，右侧6GL=6GL，因为8GL6GL，所以杠杆左端会下降；（5）如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了，就会使得拉力变大；故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。19小明在“研究杠杆平衡条件”的实
46、验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。 （1）如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或”右”）调节，直到杠杆在 位置平衡，目的是便于测量 ，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响。（2）小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验象如图B所示，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，则阻力臂L2= m。（3）甲同学测出了一组数据后就得出了”动力动力臂=阻力阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 。（4）丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力支点到动力
47、作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验 （选填“能”或”不能”）说明该结论是错误的，图C实验中，已知杠杆上每个小格长度为5cm，每个钩码重0.5N，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力动力臂 （选填“等于”或“不等于”）阻力阻力臂”。【答案】（1）右；水平；力臂；自重；（2）0.15；（3）一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律；（4）能；等于。【解析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在
48、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）杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：1.5N0.1m=1NL2，得：L2=0.15m；（3）只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力动力臂=阻力阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理。要进行多次实验，总结杠杆平衡条件。（4）丙同学通过对数据分析后得出的结论是：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，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验能得到“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”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时
49、，看实验结论是否成立，所以利用图C进行验证；杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：40.5N35cm=3N45cm，左右相等，杠杆在水平位置平衡时，动力动力臂 等于阻力阻力臂”。答案：（1）右；水平；力臂；自重；（2）0.15；（3）一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律；（4）能；等于。20.在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后，某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件。以下是他们的部分实验过程：（1）首先，将杠杆放在水平桌面上，在不挂钩码的情况下，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆平衡在 位置上，以方便直接读出力臂；（2）接下来，他们使杠杆在如图位置静止，多次实验，记录数
50、据如表格所示（每个钩码的重力为1N，杠杆质量、刻度分别均匀）；小玲认为杠杆的平衡条件为F1=F2，L1=L2；而小军则认为实验还需要进一步改进。你认为小玲总结的杠杆平衡是 （选填“正确的”或“错误的”）； 实验序号F1/NL1/cmF2/NL2/cm123232333334343（3）如果小军在杠杆左端A点再挂2个钩码（即左端共4个钩码），接下来，他应该将右端的两个钩码向右移动 格，杠杆才会在原位置再次平衡。【答案】故答案为：（1）水平；（2）错误的；（3）2。【解析】（1）调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆平衡在水平位置上，以方便直接读出力臂；（2）小玲认为杠杆的平衡条件为F1=F2，L1=L2；而小军则认为实验还需要进一步改进。你认为小玲总结的杠杆平衡是错误的；（3）如果小军在杠杆左端A点再挂2个钩码（即左端共4个钩码），接下来，他应该将右端的两个钩码向右移动2格（即右边第4个刻度），杠杆才会在原位置再次平衡。故答案为：（1）水平；（2）错误的；（3）2。
