专题六 简单机械【考题猜想】-2024-2025学年九年级科学上学期期中考点大串讲（浙教版）

专题六 简单机械 题型一．杠杆及其五要素 1 题型二．杠杆中力和力臂的画法 2 题型三．杠杆的平衡条件 3 题型四．杠杆的动态平衡分析 5 题型五．杠杆中最小力问题 7 题型六．定滑轮及其工作特点 8 题型七．动滑轮及其工作特点 10 题型八．滑轮组及其工作特点 11 题型九．滑轮及滑轮组的机械效率 12 题型十．斜面及其工作特点 14 题型十一．机械效率的计算 15 题型十二．机械效率的测量实验 16 题型一．杠杆及其五要素 1．（2023秋•婺城区校级期中）如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析错误的是（　　） A．C点是支点 B．液压杆B施加力是动力 C．阻力只有货物的重力 D．物体A放在车厢后部可省力 2．（2023秋•临平区期中）学龄前儿童常因为好奇而将下边抽屉拉出当作台阶去攀爬柜子，容易使柜子翻倒造成伤害事件，其侧视示意图如图所示。柜子可简化成一个杠杆模型，标有A、B、C、D四个点，当它翻倒时，是以 点为支点的，为防止图示中柜子翻倒，可在图中 点与墙壁接触处加装固定装置，使该装置起防翻倒作用时受力最小。 3．（2023秋•诸暨市期中）某实验小组用飞镖的镖盘做了一个圆心固定且可以绕圆心O转动的圆盘，圆盘的直径上AB两端各有1个平衡螺母，A、B、C是在镖盘以O为圆心的同一个圆上的三个点，BD垂直于AB。接下来用这个装置探究杠杆力臂的具体概念。 ①调节圆盘两端的平衡螺母让A、B在水平位置平衡。 ②在圆盘A点挂两个钩码（总重1牛），B点挂两个钩码，杠杆平衡，再将B点的两个钩码分别挂在C点和D点，结果挂在D点时杠杆能保持平衡，挂在C点时杠杆不能平衡。 （1）步骤①之前，若A比B低，为使AB在水平位置平衡，平衡螺母应向 调节。（选填“左”或“右”） （2）通过实验发现影响杠杆平衡的是支点到 的距离，科学上将这个距离定义为力臂。（选填“力的作用点”或“力的作用线”） （3）取下右侧两个钩码后，若小明想用作用在C点的拉力使杠杆再次平衡，则拉力的大小至少为 牛。 题型二．杠杆中力和力臂的画法 4．（2022秋•湖州期中）如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂中正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（2022秋•西湖区校级期中）如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，L2是力F2的力臂，请在图中作出F1的力臂L1和力F2。 6．（2023秋•上城区校级期中）如图所示，轻质木板OB可绕O点转动，OB长1.2m，细线AB能承受的最大拉力为60N，在C点放一重为40N的物体M，OC长10cm，此时木板在水平位置处于静止状态，现在物体M上再加一水平向右的拉力F，恰好使物体M在木板上匀速移动。 （1）请画出绳子拉力的力臂。 （2）当物体静止在C点时，绳子的拉力是多少？（保留一位小数） （3）当物体离O点的距离为 范围内时，此杠杆为费力杠杆。 题型三．杠杆的平衡条件 7．（2023秋•海曙区校级期中）如图所示，小华用苹果和桔子来玩跷跷板。她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是（　　） A．苹果的重力 B．桔子的重力 C．杆对桔子的支持力 D．苹果对杆的压力 8．（2023秋•义乌市校级期中）由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器，世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置。 （1）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30m。此过程中克服箱梁所受重力做的功为 J。 （2）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中l1表示MN的水平距离，l2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力（不包括轮车A受到的重力）、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式 （用字母表示）。 9．（2023秋•江干区校级期中）如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，始终用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面直至整块水泥板竖直放置，则此过程中F甲 F乙（填“大于”、“小于”或“等于”，下同），做功W甲 W乙。 10．（2023秋•义乌市校级期中）在一次学农活动中，小江用一根扁担挑起了两桶水，水桶挂在扁担两端，扁担保持水平状态（扁担和水桶的质量，手对扁担和水桶的作用力均忽略不计）。扁担的A处挂的水重20牛，AB之间的距离为1.2米，肩上支点O与A的距离为0.9米。 （1）扁担B处挂的水受到的重力是多少？ （2）小江肩膀受到扁担的压力大小是多少？ （3）到达某处后，小江将B处的水倒出20牛，在不改变水桶悬挂位置的情况下，需要将肩上支点O向A移动多少距离，才能再次平衡？ 题型四．杠杆的动态平衡分析 11．（2023秋•慈溪市期中）如图所示，杠杆处于平衡状态，若将A处的钩码向右移动一格，为使杠杆重新平衡可以（　　） A．把B处钩码向右移动一格 B．在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格 C．把B处钩码拿掉一个 D．在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格 12．（2023秋•上城区校级期中）如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（　　） A．变小 B．不变 C．变大 D．先变大后变小 13．（2022秋•镇海区校级期中）2021年1月30日，荆州沙市机场正式通航，为荆州640万人口出行带来极大便利。某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止。下列说法中正确的是（　　） A．旅行箱受到的重力与水平地面对它的支持力是一对平衡力 B．其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，拉力F减小 C．其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，拉力F增大 D．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，拉力F增大 14．在国庆70周年阅兵式上，我国自行研发的多款新型导弹首次亮相。如图所示的车载导弹发射装备通过液压撑杆将水平放置的导弹发射架支撑到一定发射角度（设液压撑杆与导弹发射架始终垂直），在这一过程中，液压撑杆的支持力（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 15．（2020秋•平阳县校级期中）如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。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F2 F1。 题型五．杠杆中最小力问题 16．（2023秋•温州期中）手推着载有重物的推车过障碍物时，若要从如图四点中选择一点施力将前轮略微提起。其中最省力的点是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 17．（2023秋•临平区期中）要把重轮推上台阶，分别在a、b、c、O四点施加作用力，力的方向如图所示，则最省力的作用点是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．O点 18．（2023秋•拱墅区期中）如图所示，O为杠杆的支点，A点挂一重物，为使杠杆在图示位置平衡，若在C点施加一个力并使该力最小，该力应沿（　　） A．CM方向 B．CN方向 C．CP方向 D．CQ方向 19．（2023春•下城区校级期中）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（　　） A．FA＞G B．FB＝G C．FC＜G D．FB＞FC 题型六．定滑轮及其工作特点 20．如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　） A． B． C． D． 21．（2022秋•上城区校级期中）如图所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。使用定滑轮可以 （选填“省力”、“省距离”或“改变动力方向”）；吊桥可以看作杠杆，绳子对它的拉力是动力，吊桥的重力是阻力。在拉起吊桥的过程中，阻力臂大小 （选填：“变大”、“变小”或“不变”）。 22．（2022秋•西湖区校级期中）滑轮是一种常用的简单机械。使用定滑轮在省力和省距离等方面有什么特点？以下是小丽对此进行的实验： ①如图甲，用弹簧秤测出两个钩码的重； ②如图乙，用手竖直向下匀速拉弹簧秤，记录弹簧秤示数（摩擦力忽略不计）。测量钩码和绳子自由端通过的距离，记录在下表中； ③如图丙，改变拉力方向重复实验并记录。 拉力方向 弹簧秤示数（牛） 绳子自由端移动距离（厘米） 钩码上升距离（厘米） 竖直向下 2.0 15 15 斜向下 2.0 12 12 水平 2.0 8 8 请回答： （1）①中测得钩码重为 牛； （2）分析数据，可得出的结论是 ； （3）小丽认为根据已有实验得出结论不具普遍性，还需 。 23．（2022秋•温岭市校级期中）图甲是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示。 （1）吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是 。 （2）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？ （3）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时，能达到最佳防翻效果的是 。 （4）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。 题型七．动滑轮及其工作特点 24．（2023秋•临平区校级期中）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　） A．F甲＝200N，并向上移动4m B．F甲＝100N，并向上移动2m C．F乙＝200N，并向上移动1m D．F乙＝400N，并向上移动1m 25．（2023秋•新昌县校级期中）如图所示，利用滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N，物体运动速度为1米/秒。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则下列说法错误的是（　　） A．A处的拉力大小为45N B．动滑轮重力为15N C．水平拉力F做功的功率为60瓦 D．滑轮组的机械效率是75% 26．（2023秋•拱墅区校级期中）如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是2N B．物体A受到B的摩擦力是2N C．滑轮移动的速度是0.4m/s D．拉力F做功功率为2W 27．（2023秋•西湖区期中）如图是一个上肢力量健身器示意图，D是动滑轮；配重A的质量为140kg，底面积是8.0×10﹣2m2，杠杆EH可绕固定点O在竖直平面内转动，且OE：OH＝1：2。假定运动员体重是600N，一只脚板与地面的接触面积为2.0×10﹣2m2 （不计杠杆重、绳重及摩擦）。 （1）配重A自由放置时对地面的压强多大？ （2）若将A提离地面，此时人对绳施加425N的拉力，动滑轮重为多少？ （3）当人用425N的拉力将配重A匀速提升0.2米，人的拉力做功为多少？ 题型八．滑轮组及其工作特点 28．（2023秋•诸暨市校级期中）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（　　） A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力 B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力 C．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N D．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N 29．（2023秋•金华期中）如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，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．F2的功率为0.3W B．如果增大F2，物体A相对于地面仍静止 C．弹簧测力计读数为6N D．地面对物体A的摩擦力方向水平向左，大小为2N 30．（2023秋•婺城区校级期中）如图所示装置，物体B放在水平桌面上，重为4N的物体A通过滑轮组拉住物体B，物体B以0.3m/s的速度水平匀速向右运动，现用一水平向左的拉力F拉物体B时，使物体A以0.6m/s的速度匀速上升。不计滑轮重、绳重和轮轴摩擦，则下列判断正确的是（　　） A．物体B受到的滑动摩擦力大小恒为8N B．当物体B向右匀速运动时，物体A的速度为0.1m/s C．当水平向左拉物体B时，拉力F大小为12N D．当水平向左拉物体B时，拉力F功率为4.8W 题型九．滑轮及滑轮组的机械效率 31．（2023秋•拱墅区期中）如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且G动小于G物，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙 B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙 C．绳子自由端的拉力大小为F甲＞F乙＝F丙 D．三个装置的机械效率为η甲＞η乙＝η丙 32．（2023秋•萧山区校级期中）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m。已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦。这一过程中，下列说法错误的是（　　） A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625N C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80% 33．（2023秋•滨江区校级期中）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的数值向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（　　） A．0s～1s内，地面对物体的支持力是70N B．1s～2s内，拉力F做的功是62.5J C．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.3% D．2s～3s内，拉力F的功率是100W 题型十．斜面及其工作特点 34．用100N的力沿机械效率为60%的斜面拉一个重400N的物体匀速前进，据此可知斜面的高与长之比为（　　） A．3：20 B．1：4 C．4：1 D．20：3 35．（2023秋•西湖区校级期中）如图所示，斜面高为2m，用斜面向上大小为250N的拉力F，将重为600N的木箱由斜面底端以0.6m/s的速度匀速拉动，经过10s到达顶端，则拉力的功率是 W，该斜面的机械效率为 ，物体与斜面间的摩擦力是 N。 36．（2021秋•椒江区校级期中）如图所示，斜面长度为4m，高度为1.5m，用平行于斜面的拉力F＝50N，将重为100N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，拉力对物体做的有用功为 J，拉力做总功 J，物体受到的摩擦力 N。 题型十一．机械效率的计算 37．（2022秋•滨江区校级期中）质量为m的同一物体，先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次物体提升高度均为h，两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB＝2h，则两次提升物体的机械效率（　　） A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲＝η乙 D．条件不足无法判断 38．（2023秋•西湖区校级期中）如图甲为工人师傅用滑轮组提升重物的装置示意图，已知动滑轮和水桶总重20N，将重为160N的水以0.2m/s的速度匀速提起，所用时间为20s，此过程工人拉力做的功随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．工人的拉力为200N B．工人做功的功率为100W C．绳子自由端移动的距离为4m D．该装置的机械效率为80% 39．如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA：OB＝2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重、摩擦均不计） 求：（1）物体M2的重力； （2）拉力F的功率； （3）物体M1对水平面的压力。 题型十二．机械效率的测量实验 40．（2023秋•西湖区校级期中）物理兴趣小组的同学们测量滑轮组的机械效率，实验过程如下： 请根据实验过程和实验记录，思考并回答： （1）实验过程中应该用弹簧测力计竖直向上 拉动绳子自由端； （2）在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s及总功， 请你帮他计算出第一次实验的总功是 J； （3）根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为 ； （4）根据表中数据，分析得出所用动滑轮的重为 N；（绳重和摩擦忽略不计） （5）分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，提升的物体越重，滑轮组的机械效率 。（选填“越高”、“越低”或“不变”） 实验次数 物体重力 G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 6 0.3 1.8 3 66.7% 2 9 0.3 2.7 4 0.9 3.6 3 12 0.3 3.6 5 0.9 4.5 80% 41．（2023秋•上城区校级期中）小明用如图装置来测定斜面的机械效率。每次实验时，被拉的小车沿同一斜面匀速向上运动。如表是小明记录实验数据的表格。 （1）本实验中是通过改变 从而改变斜面的倾斜程度。 （2）经计算，“较陡”时，斜面的机械效率为 。 （3）综合分析以上数据，可以得出的实验结论为： 。 （4）“最陡”时，小车对长木板的摩擦力为 。 实验次数 斜面的倾斜程度 小车重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长S/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η 1 较缓 10 0.1 3 1 1 3 33% 2 较陡 10 0.2 4 1 3 最陡 10 0.4 6 1 4 6 66.7% 42．（2022秋•上城区校级期中）用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。 （1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数如图所示，钩码总重G为1N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 ，请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： 。 （2）钩码从A点改挂在B点后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！36 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题六 简单机械 题型一．杠杆及其五要素 1 题型二．杠杆中力和力臂的画法 3 题型三．杠杆的平衡条件 5 题型四．杠杆的动态平衡分析 7 题型五．杠杆中最小力问题 11 题型六．定滑轮及其工作特点 13 题型七．动滑轮及其工作特点 16 题型八．滑轮组及其工作特点 19 题型九．滑轮及滑轮组的机械效率 21 题型十．斜面及其工作特点 24 题型十一．机械效率的计算 25 题型十二．机械效率的测量实验 28 题型一．杠杆及其五要素 1．（2023秋•婺城区校级期中）如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析错误的是（　　） A．C点是支点 B．液压杆B施加力是动力 C．阻力只有货物的重力 D．物体A放在车厢后部可省力 【解答】解：A、车厢部分是绕着C点转动的，所以C点是支点，故A正确； B、液压杆B施加的力是动力，把车厢支撑起来，故B正确； C、阻力应是货物对车厢的压力，不是货物的重力，故C错误； D、根据杠杆平衡条件，阻力臂越短动力越小，越省力，因此物体A放在车厢后部可省力，故D正确。 故选：C。 2．（2023秋•临平区期中）学龄前儿童常因为好奇而将下边抽屉拉出当作台阶去攀爬柜子，容易使柜子翻倒造成伤害事件，其侧视示意图如图所示。柜子可简化成一个杠杆模型，标有A、B、C、D四个点，当它翻倒时，是以 点为支点的，为防止图示中柜子翻倒，可在图中 点与墙壁接触处加装固定装置，使该装置起防翻倒作用时受力最小。 【解答】解：根据图示可知，当柜子翻倒时，柜子将绕D点运动，所以此时D点为支点； 为了固定柜子，并使该装置起作用时受力最小，根据杠杆平衡条件可知，动力臂应最长，由于图中DA为最长的动力臂，所以需在A点固定该装置，并使该装置起作用时受力最小。 故答案为：D；A。 3．（2023秋•诸暨市期中）某实验小组用飞镖的镖盘做了一个圆心固定且可以绕圆心O转动的圆盘，圆盘的直径上AB两端各有1个平衡螺母，A、B、C是在镖盘以O为圆心的同一个圆上的三个点，BD垂直于AB。接下来用这个装置探究杠杆力臂的具体概念。 ①调节圆盘两端的平衡螺母让A、B在水平位置平衡。 ②在圆盘A点挂两个钩码（总重1牛），B点挂两个钩码，杠杆平衡，再将B点的两个钩码分别挂在C点和D点，结果挂在D点时杠杆能保持平衡，挂在C点时杠杆不能平衡。 （1）步骤①之前，若A比B低，为使AB在水平位置平衡，平衡螺母应向 调节。（选填“左”或“右”） （2）通过实验发现影响杠杆平衡的是支点到 的距离，科学上将这个距离定义为力臂。（选填“力的作用点”或“力的作用线”） （3）取下右侧两个钩码后，若小明想用作用在C点的拉力使杠杆再次平衡，则拉力的大小至少为 牛。 【解答】解：（1）若杠杆的A比B低，即左端向下倾斜，说明这一侧的自重与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）力臂是支点到力的作用线的距离； （3）取下右侧两个钩码后，若小明想用作用在C点的拉力使杠杆再次平衡，根据杠杆的平衡条件，FALOA＝FCLOC得拉力的大小至少为： FCFA＝1×1N＝1N。 故答案为：（1）右；（2）力的作用线；（3）1。 题型二．杠杆中力和力臂的画法 4．（2022秋•湖州期中）如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂中正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：动力的力臂的做法是过支点作动力作用线的垂线段，而A B选项中线段与动力作用线不垂直； C选项中表示力臂的线段不是支点到动力作用线的垂线段，只有D正确。 故选：D。 5．（2022秋•西湖区校级期中）如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，L2是力F2的力臂，请在图中作出F1的力臂L1和力F2。 【解答】解：做力Fl的延长线，过支点O做力F1作用线的垂线段L1，则线段L1为力F1的力臂；过力臂L2末端，作垂直于L2直线，与杠杆OA的交点为力F2作用点，方向斜向右上方，如图所示： 6．（2023秋•上城区校级期中）如图所示，轻质木板OB可绕O点转动，OB长1.2m，细线AB能承受的最大拉力为60N，在C点放一重为40N的物体M，OC长10cm，此时木板在水平位置处于静止状态，现在物体M上再加一水平向右的拉力F，恰好使物体M在木板上匀速移动。 （1）请画出绳子拉力的力臂。 （2）当物体静止在C点时，绳子的拉力是多少？（保留一位小数） （3）当物体离O点的距离为 范围内时，此杠杆为费力杠杆。 【解答】解：（1）过支点O作垂直绳子对杠杆的拉力F'作用线的垂线段L'，如图所示： ； （2）由数学知识可知，绳子拉力的力臂：L'OB1.2m＝0.6m＝60cm， 由杠杆平衡条件可得：F'×L'＝G×OC， 代入数据有：F'×60cm＝40N×10cm， 解得：F'≈6.7N； （3）由杠杆平衡条件可知，动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，此时杠杆为费力杠杆， 因此阻力臂L2＞L'＝0.6m， 当细线AB承受的拉力最大为60N时，由杠杆平衡条件可得：Fmax×L'＝G×L2max， 代入数据有：60N×60cm＝40N×L2max，则L2max＝90cm＝0.9m， 所以物体离O点的距离范围为0.6m＜d≤0.9m时，此杠杆为费力杠杆。 答：（1）如图所示； （2）当物体静止在C点时，绳子的拉力是6.7N； （3）0.6m＜d≤0.9m。 题型三．杠杆的平衡条件 7．（2023秋•海曙区校级期中）如图所示，小华用苹果和桔子来玩跷跷板。她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是（　　） A．苹果的重力 B．桔子的重力 C．杆对桔子的支持力 D．苹果对杆的压力 【解答】解：苹果和桔子对杠杆的压力分别为动力和阻力，动力臂等于阻力臂，苹果对杠杆的压力大于桔子对杠杆的压力，因此使杠杆转动的力是苹果对杆的压力。 故选：D。 8．（2023秋•义乌市校级期中）由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器，世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置。 （1）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30m。此过程中克服箱梁所受重力做的功为 J。 （2）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中l1表示MN的水平距离，l2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力（不包括轮车A受到的重力）、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式 （用字母表示）。 【解答】解：（1）因为重力方向竖直向下，所以在水平方向移动箱梁时没有克服重力做功，只有在竖直方向上移动时克服箱梁所受重力做了的功， 因此此过程中克服箱梁所受重力做的功：W＝G箱h＝1.0×107N×0.6m＝6×106J； （2）以M点为支点，则支持力的力臂为LF＝l1，重力的力臂为LG＝l1﹣l2， 由杠杆的平衡条件可知：F×LF＝G×LG，则FGG。 故答案为：（1）6×106J；（2）。 9．（2023秋•江干区校级期中）如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，始终用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面直至整块水泥板竖直放置，则此过程中F甲 F乙（填“大于”、“小于”或“等于”，下同），做功W甲 W乙。 【解答】解：（1）两次抬起水泥板时的情况如图所示： 在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一。根据杠杆的平衡条件FG．所以前后两次所用的力相同。 （2）若甲、乙两种情况均将水泥板拉至竖直位置，由图可知h甲＜h乙， 则拉力做功W甲＝Fh甲＜W乙＝Gh乙， 故答案为：等于；小于。 10．（2023秋•义乌市校级期中）在一次学农活动中，小江用一根扁担挑起了两桶水，水桶挂在扁担两端，扁担保持水平状态（扁担和水桶的质量，手对扁担和水桶的作用力均忽略不计）。扁担的A处挂的水重20牛，AB之间的距离为1.2米，肩上支点O与A的距离为0.9米。 （1）扁担B处挂的水受到的重力是多少？ （2）小江肩膀受到扁担的压力大小是多少？ （3）到达某处后，小江将B处的水倒出20牛，在不改变水桶悬挂位置的情况下，需要将肩上支点O向A移动多少距离，才能再次平衡？ 【解答】解： （1）由题根据杠杆的平衡条件有： FA×OA＝FB×OB， 即：20N×0.9m＝FB×（1.2m﹣0.9m）， 解得：FB＝60N，即扁担B处挂的水受到的重力是60N。 （2）由于扁担和水桶的质量，手对扁担和水桶的作用力均忽略不计，则根据受力分析可知，肩膀受到扁担的压力大小： F＝FA+FB＝20N+60N＝80N。 （3）根据杠杆的平衡条件有： FA×O'A＝FA×O'B， 即：20N×O'A＝（60N﹣20N）×O'B， 解得：O'A：O'B＝2：1•••①， 因为AB之间的距离为1.2米，则有： 0'A+0'B＝1.2m•••②， 联立①②解得：O'A＝0.8m，所以，肩上支点O需要向前移动的距离为： 0.9m﹣0.8m＝0.1m。 题型四．杠杆的动态平衡分析 11．（2023秋•慈溪市期中）如图所示，杠杆处于平衡状态，若将A处的钩码向右移动一格，为使杠杆重新平衡可以（　　） A．把B处钩码向右移动一格 B．在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格 C．把B处钩码拿掉一个 D．在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格 【解答】解：设一个钩码为G，一格的长度为L； 将A处的钩码向右移动一格，左侧：3G×L＝3GL， A、把B处钩码向右移动一格，右侧：2G×4L＝8GL≠3GL，故A错误； B、在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格，右侧：3G×2L＝6GL≠3GL，故B错误； C、把B处钩码拿掉一个，3G×L′＝3GL，可使杠杆在水平位置再次平衡，故C正确， D、在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格，右侧：4G×4L＝16GL≠3GL，故D错误。 故选：C。 12．（2023秋•上城区校级期中）如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（　　） A．变小 B．不变 C．变大 D．先变大后变小 【解答】解：如图所示： 在杠杆缓慢由A到B的过程中，动力臂OA（即拉力F的力臂）不变，阻力G的大小不变，而阻力臂L（即重力G的力臂）却逐渐增大； 由杠杆的平衡条件知：F•OA＝G•L，当OA、G不变时，L变大，那么F也变大，即拉力F在这个过程中逐渐变大。 故选：C。 13．（2022秋•镇海区校级期中）2021年1月30日，荆州沙市机场正式通航，为荆州640万人口出行带来极大便利。某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止。下列说法中正确的是（　　） A．旅行箱受到的重力与水平地面对它的支持力是一对平衡力 B．其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，拉力F减小 C．其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，拉力F增大 D．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，拉力F增大 【解答】解： A、在A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止，旅行箱受到的合力为0，旅行箱受到竖直向下的重力、竖直向上的地面施加的支持力、斜向上的拉力F的共同作用，所以重力和支持力的大小不同，不是一对平衡力，故A错误； B、由图知，O为支点，反向延长力F的作用线，由O点做F作用线的垂线，垂线段长为其力臂L，如图所示： ； 其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，由图可知，动力臂会变小，在阻力、阻力臂不变时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”可知，拉力F增大，故B错误； C、其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，动力臂会变小，在阻力、阻力臂不变时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，拉力F增大，故C正确； D、箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，阻力不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，拉力F减小，故D错误。 故选：C。 14．在国庆70周年阅兵式上，我国自行研发的多款新型导弹首次亮相。如图所示的车载导弹发射装备通过液压撑杆将水平放置的导弹发射架支撑到一定发射角度（设液压撑杆与导弹发射架始终垂直），在这一过程中，液压撑杆的支持力（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 【解答】解：随着发射架升高，阻力不变，阻力臂靠近O点，相当于阻力臂减小，阻力乘以阻力臂等于动力乘以动力臂，动力臂不变，由于阻力变小，所以在这一过程中，液压撑杆的支持力逐渐变小。 故选：B。 15．（2020秋•平阳县校级期中）如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。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F2 F1。 【解答】解：（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，OB＝1.4m﹣0.4m＝1m， 阻力臂为OD，OB＞OD，由杠杆平衡条件可得，F1•OB＝G•ODcos∠AOD，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＝OB×cosθ，阻力臂为OA×cosθ： ， F2•OB•cosθ＝G•OA•cosθ F2•OB＝G•OA F2×1m＝50N×0.4m， F2＝20N； 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F2＞F1。 故答案为：（1）1；省力；（2）20；＞。 题型五．杠杆中最小力问题 16．（2023秋•温州期中）手推着载有重物的推车过障碍物时，若要从如图四点中选择一点施力将前轮略微提起。其中最省力的点是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 【解答】解：根据杠杆的平衡条件F1×L1＝F2×L2可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长；若要从如图四点中选择一点施力，将前轮略微提起，是围绕后轮与地面的接触点转动（即该点为支点），分别比较在A、B、C、D四点施加力的力臂，可知只有在A点施力时，动力臂最长，则此时最省力。 故选：A。 17．（2023秋•临平区期中）要把重轮推上台阶，分别在a、b、c、O四点施加作用力，力的方向如图所示，则最省力的作用点是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．O点 【解答】解：如图，动力Fa、Fb、Fc的力臂，Fb的力臂最长 因为阻力G和阻力臂一定，Fb的力臂最长， 所以Fb最小。 故选：B。 18．（2023秋•拱墅区期中）如图所示，O为杠杆的支点，A点挂一重物，为使杠杆在图示位置平衡，若在C点施加一个力并使该力最小，该力应沿（　　） A．CM方向 B．CN方向 C．CP方向 D．CQ方向 【解答】解：由图可知，O为支点，A点挂一重物，阻力方向向下，为使杠杆在水平位置平衡，在C点施加一个力，则动力F与OC垂直且方向向下， 要使该力最小，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小； 由图可知，CP对应的动力臂最长，所以该力应沿CP方向。 故选：C。 19．（2023春•下城区校级期中）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（　　） A．FA＞G B．FB＝G C．FC＜G D．FB＞FC 【解答】解：在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力最小； 根据力臂的定义可知，重力的方向竖直向下，重力的力臂要小于OB； 若力施加在A点，当OA为动力臂时，动力最小为FA；若力施加在B点，当OB为力臂时动力最小，为FB；若力施加在C点，当OC为力臂时，最小的力为FC，从支点做阻力的力臂OB'：由图可知，OA＞OB＝OC，根据杠杆的平衡条件可知，FA、FB、FC都要小于G；由于OB＝OC，则FB＝FC，故C正确，ABD错误。 故选：C。 题型六．定滑轮及其工作特点 20．如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，故A错误； B、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，故B错误； C、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，故C错误； D、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，故D正确； 故选：D。 21．（2022秋•上城区校级期中）如图所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。使用定滑轮可以 （选填“省力”、“省距离”或“改变动力方向”）；吊桥可以看作杠杆，绳子对它的拉力是动力，吊桥的重力是阻力。在拉起吊桥的过程中，阻力臂大小 （选填：“变大”、“变小”或“不变”）。 【解答】解：（1）图中使用定滑轮的作用是改变动力的方向； （2）吊桥的重心在中点，重力的方向是竖直向下的，在吊起桥的过程中，从支点O到重力的作用线的距离变小，即阻力臂变小。 故答案为：改变动力的方向；变小。 22．（2022秋•西湖区校级期中）滑轮是一种常用的简单机械。使用定滑轮在省力和省距离等方面有什么特点？以下是小丽对此进行的实验： ①如图甲，用弹簧秤测出两个钩码的重； ②如图乙，用手竖直向下匀速拉弹簧秤，记录弹簧秤示数（摩擦力忽略不计）。测量钩码和绳子自由端通过的距离，记录在下表中； ③如图丙，改变拉力方向重复实验并记录。 拉力方向 弹簧秤示数（牛） 绳子自由端移动距离（厘米） 钩码上升距离（厘米） 竖直向下 2.0 15 15 斜向下 2.0 12 12 水平 2.0 8 8 请回答： （1）①中测得钩码重为 牛； （2）分析数据，可得出的结论是 ； （3）小丽认为根据已有实验得出结论不具普遍性，还需 。 【解答】解：（1）①中弹簧秤的分度值为0.2N，指针在2N的位置，因此测得钩码重为2牛； （2）据表中数据可知，无论向哪个方向拉动绳子，拉力都等于钩码重，且绳子自由端移动距离等于钩码上升距离，因此可得出的结论是使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变用力的方向； （3）根据一次实验得出结论不具普遍性，因此还需改变钩码的重力，多次测量。 23．（2022秋•温岭市校级期中）图甲是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示。 （1）吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是 。 （2）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？ （3）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时，能达到最佳防翻效果的是 。 （4）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。 【解答】解：（1）吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是改变力的方向。 （2）设物体重为G，动力臂L1＝1.25m，阻力为吊装机总重，F2＝1500N，阻力臂L2＝1.5﹣1.25＝0.25m。 根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得到：GL1＝F2L2， G×1.25m＝1500×0.25m， 解得：所吊起物体重为G＝300N。 （3）根据杠杆的平衡条件可知，所加配置为阻力，当阻力臂越大的时候，吊装机越不容易倾倒，故选F； （4）电机工作产生的机械能全部用来抬升物体， 所以W物＝G物h＝ηW电； G物h＝ηPt； G物×3m＝75%×1200W×10s； 代入数据即可解得：所吊重物受到的重力G物＝3000N。 题型七．动滑轮及其工作特点 24．（2023秋•临平区校级期中）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　） A．F甲＝200N，并向上移动4m B．F甲＝100N，并向上移动2m C．F乙＝200N，并向上移动1m D．F乙＝400N，并向上移动1m 【解答】解：AB、图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以F甲G物200N＝100N，拉力端移动的距离为s＝2h＝2×2m＝4m，故AB错误； CD、图乙是动滑轮，由图可知，G物F乙＝200N，所以F乙＝400N，拉力端移动的距离为s'h2m＝1m，故C错误，D正确。 故选：D。 25．（2023秋•新昌县校级期中）如图所示，利用滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N，物体运动速度为1米/秒。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则下列说法错误的是（　　） A．A处的拉力大小为45N B．动滑轮重力为15N C．水平拉力F做功的功率为60瓦 D．滑轮组的机械效率是75% 【解答】解： A、因为物体在水平地面上做匀速直线运动，所以物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，其大小相等，则物体受到的拉力F拉＝f＝45N，作用在A处的拉力大小等于物体受到的拉力，大小也等于45N，故A正确； B、动滑轮也做匀速直线运动，则动滑轮受到平衡力的作用，在竖直方向上受到重力和绳对动滑轮的支持力作用，但根据题干条件无法求出动滑轮的重力，故B错误； C、由图可知n＝2，水平拉力F移动的速度为：v＝nv物＝2×1m/s＝2m/s， 则水平拉力F做功的功率为：PFv＝30N×2m/s＝60W，故C正确； D、该滑轮组的机械效率为： η100%＝75%，故D正确。 故选：B。 26．（2023秋•拱墅区校级期中）如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是2N B．物体A受到B的摩擦力是2N C．滑轮移动的速度是0.4m/s D．拉力F做功功率为2W 【解答】解： AB、不计滑轮的摩擦和重力，以动滑轮为研究对象，则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，所以2F拉＝F，则A物体对滑轮的拉力F拉F10N＝5N；力的作用是相互的，所以滑轮对A的拉力也为5N； 弹簧测力计的示数恒为2N，因拉滑轮时，物体B始终处于静止状态，则测力计对B向右的拉力与A对B向左的摩擦力平衡，所以fA对B＝F示＝2N；力的作用是相互的，所以，物体B对A的摩擦力为2N，方向向右； 物体A向左匀速运动，同时地面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F拉＝fB对A+f地， 所以物体A受到地面的摩擦力：f地＝F拉﹣fB对A＝5N﹣2N＝3N，所以A错误，B正确； C、由图知，拉力作用在动滑轮的轴上（特殊情况），此时动滑轮费力但省一半的距离， 所以滑轮移动的速度（拉力端移动的速度）：v滑轮vA0.2m/s＝0.1m/s，C错误； D、水平拉力F的功率：P＝Fv滑轮＝10N×0.1m/s＝1W，故D错误； 故选：B。 27．（2023秋•西湖区期中）如图是一个上肢力量健身器示意图，D是动滑轮；配重A的质量为140kg，底面积是8.0×10﹣2m2，杠杆EH可绕固定点O在竖直平面内转动，且OE：OH＝1：2。假定运动员体重是600N，一只脚板与地面的接触面积为2.0×10﹣2m2 （不计杠杆重、绳重及摩擦）。 （1）配重A自由放置时对地面的压强多大？ （2）若将A提离地面，此时人对绳施加425N的拉力，动滑轮重为多少？ （3）当人用425N的拉力将配重A匀速提升0.2米，人的拉力做功为多少？ 【解答】解：（1）配重A自由放置时对地面的压力： F＝GA＝mAg＝140kg×10N/kg＝1400N， 配重A自由放置时对地面的压强： p1.75×104Pa； （2）根据杠杆的平衡条件可得，人通过细绳在E点施加的拉力： FE＝F′425N×2＝850N， 由图可知，n＝2， 由F（GA+G动）可得，动滑轮的重力： G动＝nFE﹣GA＝2×850N﹣1400N＝300N； （3）由图可知，绳子的有效段数n＝2，配重A匀速提升0.2m，则E端拉力上升的距离s＝nh＝2×0.2m＝0.4m， 由OE：OH＝1：2可知，H端人的拉力下降的距离s′＝2s＝2×0.4m＝0.8m， 人的拉力做功：W＝F′s′＝425N×0.8m＝340J。 题型八．滑轮组及其工作特点 28．（2023秋•诸暨市校级期中）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（　　） A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力 B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力 C．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N D．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N 【解答】解：A、车对地面的压力与车的重力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力。故A错误； B、车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力。故B错误； CD、由图可知，n＝2，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力FF′2400N＝1200N，因为绳重和摩擦必然存在，所以绳索自由端的力F至少为1200N．故C正确，D错误。 故选：C。 29．（2023秋•金华期中）如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，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．F2的功率为0.3W B．如果增大F2，物体A相对于地面仍静止 C．弹簧测力计读数为6N D．地面对物体A的摩擦力方向水平向左，大小为2N 【解答】解：A、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，根据PFv可知F2的功率P＝F2v＝3N×0.2m/s＝0.6W，故A错误； B、如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，同理可知，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态，故B正确。 C、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，弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×3N＝9N，故C错误； D、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，fB＝2F2＝2×3N＝6N，根据B向左做匀速直线运动可知物体A对B的摩擦力的方向向右，根据力的作用是相互的可知物体B对物体A的摩擦力向左，大小为6N，而F1＝4N向右拉着，A静止，受力平衡，因而还受到地面的摩擦力为6N﹣4N＝2N，方向向右，故D错误。 故选：B。 30．（2023秋•婺城区校级期中）如图所示装置，物体B放在水平桌面上，重为4N的物体A通过滑轮组拉住物体B，物体B以0.3m/s的速度水平匀速向右运动，现用一水平向左的拉力F拉物体B时，使物体A以0.6m/s的速度匀速上升。不计滑轮重、绳重和轮轴摩擦，则下列判断正确的是（　　） A．物体B受到的滑动摩擦力大小恒为8N B．当物体B向右匀速运动时，物体A的速度为0.1m/s C．当水平向左拉物体B时，拉力F大小为12N D．当水平向左拉物体B时，拉力F功率为4.8W 【解答】解：由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3， A、当B水平匀速向右运动时，由题意和平衡条件可知，B受到的摩擦力：f＝nFA＝nGA＝3×4N＝12N，方向向左，故A错误； B、当物体B以0.3m/s的速度水平匀速向右运动时，物体A的速度为物体B速度的3倍：vA＝nvB＝3×0.3m/s＝0.9m/s，故B错误； C、水平向左匀速拉物体B时，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，则B受到的摩擦力大小不变（仍然为12N），方向水平向右； 由力的平衡条件可得，此时的拉力：F＝3FA+f＝3GA+f＝3×4N+12N＝24N，故C错误，； D、水平向左匀速拉物体B时，此时B移动的速度：vB′vA′0.6m/s＝0.2m/s，则拉力F功率：P＝FvB′＝24N×0.2m/s＝4.8W，D正确。 故选：D。 题型九．滑轮及滑轮组的机械效率 31．（2023秋•拱墅区期中）如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且G动小于G物，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙 B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙 C．绳子自由端的拉力大小为F甲＞F乙＝F丙 D．三个装置的机械效率为η甲＞η乙＝η丙 【解答】解：A、克服物体重力做的功为有用功，甲、乙、丙三种装置做的有用功都为W有用＝G物h，故A正确； B、从图中可知，甲为定滑轮（n＝1），乙为动滑轮（n＝2），丙为滑轮组（n＝3），在相同的时间内物体被提升的高度均为h，则绳子自由端移动的距离s甲＝h，s乙＝2h，s丙＝3h，因此s甲＜s乙＜s丙，运动时间相同，根据v可知绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙，故B正确； C、不计绳重和摩擦，F甲＝G物，F乙（G物+G动），F丙（G物+G动），滑轮质量均相等且G动小于G物，故F甲＞F乙＞F丙，故C错误； D、不计绳重和摩擦，甲的有用功与总功相等，机械效率为100%，乙和丙克服动滑轮的重力做的功为额外功，W额＝G动h，乙、丙两种装置的机械效率η，则η乙＝η丙，故D正确。 故选：C。 32．（2023秋•萧山区校级期中）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m。已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦。这一过程中，下列说法错误的是（　　） A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625N C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80% 【解答】解： A、由图知，n＝2，绳子自由端移动距离s＝2h＝2×0.1m＝0.2m， 绳子自由端移动速度v0.1m/s，故A错误； B、不计绳重及摩擦，拉力F（G+G动）（1N+0.25N）＝0.625N，故B正确； C、拉力做的功W总＝Fs＝0.625N×0.2m＝0.125J，故C正确； D、有用功：W有用＝Gh＝1N×0.1m＝0.1J， 滑轮组的机械效率： η100%＝80%，故D正确。 故选：A。 33．（2023秋•滨江区校级期中）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的数值向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（　　） A．0s～1s内，地面对物体的支持力是70N B．1s～2s内，拉力F做的功是62.5J C．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.3% D．2s～3s内，拉力F的功率是100W 【解答】解： A、由图乙可知，在0～1s内，拉力F＝30N，以动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态； 地面对重物的支持力F支＝G﹣F′＝G﹣3F+G动＝100N﹣3×30N+G动＝G动+10N；故A错误； B、在1～2s内，拉力F2＝50N，重物上升高度h2＝1.25m 拉力F的作用点下降的距离s2＝3h2＝3×1.25m＝3.75m， 拉力做的功：W＝F2S2＝50N×3.75m＝187.5J；故B错误； C、2～3s内，重物做匀速运动，拉力F3＝40N， 由η得，滑轮组的机械效率： η100%100%≈83.3%，故C正确； D、由图可知在2～3s内，重物做匀速运动，v物＝2.50m/s，拉力F3＝40N， 因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3， 所以拉力F的作用点下降的速度v绳＝3v物＝3×2.50m/s＝7.5m/s， 拉力做功功率：P总＝F3V绳＝40N×7.5m/s＝300W，故D错误。 故选：C。 题型十．斜面及其工作特点 34．用100N的力沿机械效率为60%的斜面拉一个重400N的物体匀速前进，据此可知斜面的高与长之比为（　　） A．3：20 B．1：4 C．4：1 D．20：3 【解答】解：∵η ∴斜面的高与长之比：。 故选：A。 35．（2023秋•西湖区校级期中）如图所示，斜面高为2m，用斜面向上大小为250N的拉力F，将重为600N的木箱由斜面底端以0.6m/s的速度匀速拉动，经过10s到达顶端，则拉力的功率是 W，该斜面的机械效率为 ，物体与斜面间的摩擦力是 N。 【解答】解： （1）拉力的功率为： PFv＝250N×0.6m/s＝150W； （2）斜面长s＝vt＝0.6m/s×10s＝6m， 此过程所做总功为： W总＝Fs＝250N×6m＝1500J； 有用功为： W有＝Gh＝600N×2m＝1200J； 斜面的机械效率为： η100%＝80%； （3）此过程中所做额外功为： W额＝W总﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J； 额外功为克服摩擦力做的功，由W额＝fs可得摩擦力： f50N。 故答案为：150；80%；50。 36．（2021秋•椒江区校级期中）如图所示，斜面长度为4m，高度为1.5m，用平行于斜面的拉力F＝50N，将重为100N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，拉力对物体做的有用功为 J，拉力做总功 J，物体受到的摩擦力 N。 【解答】解： 拉力对物体做的有用功： W有用＝Gh＝100N×1.5m＝150J， 拉力做的总功： W总＝Fs＝50N×4m＝200J， 克服摩擦力所做的额外功： W额＝W总﹣W有用＝200J﹣150J＝50J， 由W额＝fs可得物体受到的摩擦力： f12.5N。 题型十一．机械效率的计算 37．（2022秋•滨江区校级期中）质量为m的同一物体，先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次物体提升高度均为h，两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB＝2h，则两次提升物体的机械效率（　　） A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲＝η乙 D．条件不足无法判断 【解答】解：两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据W有＝Gh可知，有用功相同； 由图可知，提升物体绳子的条数为2，则自由端移动的距离s＝2h； 物体在斜面通过的距离为AB＝2h，根据W总＝Fs可知，拉力做的总功相同； 由η100%可知，两次提升物体的机械效率相等，即η甲＝η乙。 故选：C。 38．（2023秋•西湖区校级期中）如图甲为工人师傅用滑轮组提升重物的装置示意图，已知动滑轮和水桶总重20N，将重为160N的水以0.2m/s的速度匀速提起，所用时间为20s，此过程工人拉力做的功随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．工人的拉力为200N B．工人做功的功率为100W C．绳子自由端移动的距离为4m D．该装置的机械效率为80% 【解答】解：ABC．由v可得，20s内水桶上升的高度：h＝vt＝0.2m/s×20s＝4m， 由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×4m＝8m，故C错误； 由图乙可知，20s内拉力做的总功：W总＝800J， 由W＝Fs可得，工人的拉力：F100N，故A错误； 工人做功的功率：P40W，故B错误； D．拉力做的有用功：W有＝Gh＝160N×4m＝640J， 该装置的机械效率：η100%100%＝80%，故D正确。 故选：D。 39．如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA：OB＝2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重、摩擦均不计） 求：（1）物体M2的重力； （2）拉力F的功率； （3）物体M1对水平面的压力。 【解答】解： （1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功， 则滑轮组的机械效率： η， 即：80%， 解得物体M2的重力：G＝80N； （2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力： F50N； 物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s＝2h， 由v可得绳子自由端的速度为： v绳＝2v＝2×0.5m/s＝1m/s； 拉力F的功率： PFv绳＝50N×1m/s＝50W； （3）由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力： F′B＝3F+G定＝3×50N+20N＝170N， 根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FB＝F′B＝170N， 根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB， 故绳子对杠杆A端的拉力为： FAFB170N＝255N， 力的作用是相互的，则绳子对M1向上的拉力为FA′＝FA＝255N， 根据力的平衡，地面对M1的支持力： F支＝G1﹣FA′＝500N﹣255N＝245N； 由力的相互性可知，物体M1对水平面的压力： F压＝F支＝245N。 答：（1）物体M2的重力为80N； （2）拉力F的功率为50W； （3）物体M1对水平面的压力为245N。 题型十二．机械效率的测量实验 40．（2023秋•西湖区校级期中）物理兴趣小组的同学们测量滑轮组的机械效率，实验过程如下： 请根据实验过程和实验记录，思考并回答： （1）实验过程中应该用弹簧测力计竖直向上 拉动绳子自由端； （2）在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s及总功， 请你帮他计算出第一次实验的总功是 J； （3）根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为 ； （4）根据表中数据，分析得出所用动滑轮的重为 N；（绳重和摩擦忽略不计） （5）分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，提升的物体越重，滑轮组的机械效率 。（选填“越高”、“越低”或“不变”） 实验次数 物体重力 G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 6 0.3 1.8 3 66.7% 2 9 0.3 2.7 4 0.9 3.6 3 12 0.3 3.6 5 0.9 4.5 80% 【解答】解： （1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数； （2）由图知，绳子的段数为n＝3， 所以第一次实验时绳子移动的距离为s1＝3h1＝3×0.3m＝0.9m， 第一次实验的总功为： W总1＝F1s1＝3N×0.9m＝2.7J； （3）根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为： η2100%100%＝75%； （4）不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：F， 结合第一次实验的数据可得，所用动滑轮的重：G动＝3F﹣G＝3×3N﹣6N＝3N； （5）纵向分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越大。 故答案为：（1）匀速；（2）2.7；（3）75%；（4）3；（5）越高。 41．（2023秋•上城区校级期中）小明用如图装置来测定斜面的机械效率。每次实验时，被拉的小车沿同一斜面匀速向上运动。如表是小明记录实验数据的表格。 （1）本实验中是通过改变 从而改变斜面的倾斜程度。 （2）经计算，“较陡”时，斜面的机械效率为 。 （3）综合分析以上数据，可以得出的实验结论为： 。 （4）“最陡”时，小车对长木板的摩擦力为 。 实验次数 斜面的倾斜程度 小车重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长S/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η 1 较缓 10 0.1 3 1 1 3 33% 2 较陡 10 0.2 4 1 3 最陡 10 0.4 6 1 4 6 66.7% 【解答】解：（1）本实验中可以手动改变木块高度h从而改变斜面的倾斜程度； （2）由表格的第2组实验数据知，克服小车重力做的有用功为： W有＝Gh＝10N×0.2m＝2J， 弹簧测力计拉力对小车做的总功为： W总＝Fs＝4N×1m＝4J， 则此时斜面的机械效率为： η100%100%＝50%； （3）根据表格的数据知，其它条件相同时，当斜面越陡时，斜面的机械效率越大； （4）根据表格的第3组实验数据知，此时克服小车重力做的有用功为： W有′＝Gh′＝10N×0.4m＝4J， 弹簧测力计拉力对小车做的总功为： W总′＝F′s＝6N×1m＝6J， 则小车克服斜面摩擦力做的额外功为：W额＝W总′﹣W有′＝6J﹣4J＝2J， 根据W额＝fs得，木板对小车的摩擦力为：f2N， 由于小车在斜面上是匀速直线运动，根据力的作用是相互的知，小车对长木板的摩擦力为：f′＝f＝2N。 故答案为：（1）木块高度h；（2）50%；（3）其它条件相同时，斜面越陡，斜面的机械效率越大；（4）2N。 42．（2022秋•上城区校级期中）用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。 （1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数如图所示，钩码总重G为1N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 ，请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： 。 （2）钩码从A点改挂在B点后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【解答】解：（1）由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，则弹簧测力计的拉力为0.5N； 在提钩码时，有用功：W有＝Gh＝1N×0.1m＝0.1J，总功：W总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J， 则杠杆的机械效率：η66.7%；使用杠杆时做额外功的原因主要是杠杆的自重； （2）只将钩码的悬挂点在A点移至B点时，由于提升钩码的高度不变和钩码重力不变，则有用功不变；额外功是指克服杠杆自重所做的功，悬挂点由A移至B后，杠杆实际上升的高度变小，导致额外功变小，则总功变小，所以杠杆的机械效率将变大。 故答案为：（1）66.7%；杠杆的自重；（2）变大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！36 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$