第10讲 简单机械和功（测试）-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测（江苏专用）

主题二 力 专题10 简单机械和功 （试题分值：100分 测试时间：100分钟） 一、选择题(本题包括12小题,每小题2分,共24分.每小题只有一个正确答案) 1．【新考法】 物理与环保 如图是环保卫士小安在进行垃圾分类，下列环节中，小安对瓶子做功的是（　　） A．从地上拾起瓶子 B．手握瓶子沿水平方向走到垃圾桶旁 C．一只手握瓶子不动，另一只手打开垃圾桶桶盖 D．瓶子离开手，掉入垃圾桶中 【答案】A 【详解】A．从地上拾起瓶子，小安对瓶子有竖直向上的力，瓶子在力的方向上移动了距离，小安对瓶子做了功，故A符合题意； B．手握瓶子沿水平方向上走到垃圾桶旁，小安对瓶子有竖直向上的力，瓶子在力的方向上没有移动距离，小安对瓶子不做功，故B不符合题意； C．一只手握瓶子不动，小安对瓶子有竖直向上的力，瓶子在力的方向上没有移动距离，小安对瓶子不做功，故C不符合题意； D．瓶子离开手，掉入垃圾桶中，小安对瓶子不再施加力的作用，小安对瓶子不再做功，故D不符合题意。 故选A。 2．如图所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（　　） A．独轮车 B．筷子 C．船桨 D．钓鱼竿 【答案】A 【详解】A．独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A符合题意； B．用筷子夹取食物过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意； D．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 3．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．做的有用功多的机器机械效率一定高 B．功率小的机器做功慢 C．机械效率高的机器功率一定大 D．功率大的机器做功时间一定短 【答案】B 【详解】A．有用功与总功的比值叫机械效率，做的有用功多的机器机械效率不一定高，故A错误； B．功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢，故B正确； C．机械效率是有用功与总功的比值，机械功率是指做功的快慢，二者的大小没有直接关系，故C错误； D．功率等于功和做功时间的比值，功率大，功多少不确定，时间短小不确定，故D错误。 故选B。 4．【新考法】 古代劳动人民应用物理 《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动插把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是（   ） A．减小桶的质量 B．减小桶内水的质量 C．增大转动摇把的速度 D．使用更粗的绳子 【答案】A 【详解】A．减小桶的质量，在水的重力不变的情况下，有用功不变，额外功变小，根据 可知机械效率变大，故A符合题意； B．减小桶内水的质量，有用功会变小，桶的重力不变，额外功不变，根据 可知机械效率变小，故B不符合题意； CD．根据 可知，增大转动的速度和使用更粗的绳子都不会改变机械效率的大小，故CD不符合题意。 故选A。 5．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tAB>tCD，运动距离sAB=sCD，比较两种情况下拉力所做的功和功率（　　） A．AB段做功较多 B．CD段做功较多 C．AB段功率较小 D．AB段与CD段的功率一样大 【答案】C 【详解】AB．拉力F大小相等，运动距离sAB=sCD，由W＝Fs知，AB段和CD段拉力所做的功一样多，故AB不符合题意； CD．运动时间tAB>tCD，拉力做的功WAB=WCD，由可知，PAB＜PCD，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 6．（2024·山东青岛·中考真题）如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着时关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作．下列说法正确的是（　　） A．此杠杆的支点为A点 B．此杠杆的阻力是哑铃受到的重力 C．此杠杆是一个费力杠杆 D．肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离 【答案】C 【详解】A．支点是杠杆绕其转动的点，由图可知，手臂是绕C点进行转动的，因此支点为C点，故A错误； BCD．杠杆的动力是肱二头肌收缩，动力作用点在A点，动力臂近似为AC的长度，阻力是手臂和哑铃的总重力，力臂近似为桡骨的长度，故动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，在锻炼时肱二头肌的收缩距离小于哑铃的移动距离，故C正确，BD错误。 故选C。 7．用如图所示的四种简单机械提升相同重物，不计机械自重及各种摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】在A图中，根据杠杆平衡原理可知，当动力与杠杆垂直时，动力最小，为 当动力与杠杆不垂直时，动力会增大，因此会大于；在B图中，图示为动滑轮，不计机械自重及各种摩擦，此时拉力的大小为；在C图中，图示为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向但不省力，故；在D图中，图示为动滑轮，不计机械自重及各种摩擦，此时拉力的大小为。综上所述，最小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　） A．力做功的功率小 B．甲、乙两个滑轮组的额外功相同 C．乙滑轮组的机械效率高 D．甲、乙两个滑轮组的总功相同 【答案】C 【详解】A．由图可知，甲滑轮组由3段绳子承担物重，乙滑轮组由2段绳子承担物重，两物体上升的高度相同，所以甲绳自由端移动速度大于乙绳端移动速度，根据可知，拉力F1、F2相同，所以F1的功率大，故A不符合题意； C．甲滑轮组的机械效率为 乙滑轮组的机械效率为 和大小相同，所以乙滑轮组的效率高，故C符合题意； BD．已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，两个滑轮组做的有用功相同；因为乙滑轮组的机械效率大，由可知相同时间，甲滑轮组做的总功较大，所以甲做的额外功较多，故BD不符合题意。 故选C。 9．【新考法】 古代科技名著—天工开物 桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，在拗石辅助下，人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示，已知A点所挂拗石重力为100N，B点所挂桶重为20N，，假设两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向，忽略横杆重、绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．放下空桶和从井中提水时，桔槔始终是省力杠杆 B．担水时，桔槔平衡时，桶内水的重力约为180N C．桔槔平衡时，A、B两点所受的拉力之比为1∶2 D．要想一次提取更多的水，可以将悬挂点A向远离O点方向移动 【答案】A 【详解】A．向下拉绳放下空桶时，B端的力为动力，A端的力为阻力，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误，符合题意； B．桔槔平衡时 FA×OA=FB×OB 所以有 即 G桶+G水=FB=200N 因为G桶为20N，所以 G水=200N-G桶=200N-20N=180N 故B正确，不符合题意； C．桔槔平衡时 FA×OA=FB×OB 所以有 故C正确，不符合题意； D．把石头的拉力看成动力，悬挂点A向远离O点方向移动，可以增大动力臂，动力与动力臂的乘积变大，根据杠杆平衡条件，阻力与阻力臂的乘积也变大，而阻力臂不变，所以阻力变大，提取更多的水，故D正确，不符合题意。 故选A。 10．道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型，当钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为时，可将重为的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端。已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车A被拖上救援车的过程中，下列说法正确的是（   ） A．拉力所做的功是 B．斜面的机械效率为80% C．小车受到斜面的摩擦力为 D．该模型中的滑轮可以省力 【答案】B 【详解】A．拉力做的功，即总功 W总=Fs=5×103N×5m=2.5×104J 故A错误； B．拉力做的有用功 W有=Gh=1×104N×2m=2×104J 斜面的机械效率 故B正确； C．克服小车受到斜面的摩擦力做的额外功 W额=W总-W有=2.5×104J-2×104J=5000J 小车受到斜面的摩擦力 故C错误； D．图中滑轮为定滑轮，使用定滑轮时不省力，故D错误。 故选B。 11．小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。第一次提升的重物A的重力为，加在绳子自由端的拉力为。重物上升的速度为，运动时间为；第二次提升的重物B的重力为，加在绳子自由端的拉力为。重物上升的速度为，运动时间为。已知，，，。动滑轮的重力不能忽略。不计绳重与摩擦的影响，下列对两个过程的分析中，正确的是（　　） A．拉力之比为 B．拉力的功率之比为 C．机械效率之比为 D．额外功之比为 【答案】D 【详解】由题意可知 ， 假设，则 ， A．由图可知，承担物重的绳子股数为n=2，由可知，动滑轮重 则拉力 则拉力之比为 故A错误； B．由 可得拉力的功率之比为 故B错误； C．不计绳重与摩擦的影响，由 可得，机械效率之比为 故C错误； D．不计绳重与摩擦的影响，额外功为克服动滑轮所做的功，动滑轮上升的高度之比 则额外功之比为 故D正确。 故选D。 12．【新考法】 杠杆平衡的动态分析与图像结合 图甲是跳水运动中的跳板，其可简化为图乙所示的轻质杠杆，A为支点，设人到跳板左端O点距离为x，OA之间距离为，跳板总长为L。则下列关于OB中弹力大小F与x的图像符合实际的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】人站在O点时，对OB的压力等于人的重力，人向A点移动过程中，人对OB的压力逐渐减小，当人站在A点时，人对A点的压力等于人的重力，所以人对OB的压力为0，人远离A点时，A为支点，杠杆对OB的拉力逐渐增大，由于A点右端的距离大于A点左端的距离，所以OB受到的拉力大于人的重力，所以OB中弹力大小F随x的增大，先减小至0，再增大至大于人的重力，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 二、填空题(本题7小题，每空1分，共28分) 13．如图甲所示，用扳手拧螺帽时，扳手相当于简单机械中的 （斜面/轮轴），图 （a/b）的握法更有利于拧紧或松开螺帽；如图乙所示，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它的优点是 ；如图丙所示，夹子是我们生活中经常使用的物品，图中给出了夹住物品和用手捏开时的两种情况，用手将其捏开时，它是省 （力/距离）的，用其夹住物品时，它是省 （力/距离）的。 【答案】 轮轴 b 定 改变力的方向 力 距离 【详解】[1][2]如图甲所示，用扳手拧螺帽时，扳手相当于简单机械中的轮轴，通过对比图a和b可知，对于同一螺帽，阻力和阻力臂是一定的，而b图中的动力臂要大于a图中的动力臂，所以由杠杆平衡条件可知b图所用动力更小，更有利于拧紧或松开螺帽。 [3][4]根据滑轮的轴固定不动的特点可知，旗杆顶部的滑轮为定滑轮，它的使用特点是能改变力的方向，不能省力。 [5][6]夹子在使用过程中，用手将其捏开时，动力臂大于阻力臂，是省力的，费距离；用其夹住物品时，动力臂小于阻力臂，是费力的，省距离。 14．如图，质量为50kg的同学在做仰卧起坐。该同学上半身质量为全身质量的40%，她在1min内做了48个仰卧起坐，每次上半身重心上升的高度均为0.3m，则她上半身重力为 N，她做一次仰卧起坐需克服重力做功 J，整个过程平均功率为 W。 【答案】 200 60 48 【详解】[1]上半身重力 [2]做一次仰卧起坐需克服重力做的功 [3]整个过程平均功率 15．【新考法】 日常生活情境转化为物理模型 如图甲所示，小敏在运动会上竖直举着班牌匀速前进，其简化示意图如图乙所示。前进时班牌遇到大小为20N、水平向后的风的阻力，风的阻力等效作用在A点上，班牌上A、B两点距离为1.2m，B、C两点距离为0.4m，若将班牌视为杠杆，选 （选填“B”或“C”）点作为支点，人的另一只手对班牌的水平作用力较小，这个力的方向是 （选填“水平向前”或“水平向后”），大小为 N。为了用更小的力保持班牌平衡，可以将握住B点的手向 （选填“上”或“下”）移。 【答案】 B 水平向后 60 上 【详解】[1][2][3]若以C为支点时，B处垂直于杠杆向右的力为动力，A处垂直杠杆向左的力为阻力，BC为动力臂，AC为阻力臂；若以B点为支点时，在C处用力，且动力的方向垂直于杠杆水平向后，BC为动力臂，AB为阻力臂；两种情况的动力臂均为BC，但以B为支点，阻力臂较小，根据杠杆的平衡条件知，此时的动力最小；由于杠杆受到的阻力的方向是水平向后的，所以动力的方向也是水平向后；根据杠杆平衡条件可得 FA×AB=FC×BC 20N×1.2m=FC×0.4m FC=60N [4]根据杠杆平衡条件可知减小阻力臂，增大动力臂可用更小的力保持班牌平衡，所以可以将握住B点的手向上移动。 16．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图像如图，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。在内汽车牵引力 （填“大于”“小于”或“等于”）阻力；设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为，则汽车行驶时的功率为 W，在内汽车发动机产生的牵引力所做的功是 J。 【答案】 大于 6×104 6×105 【详解】[1]由图可知，0~10s内汽车做加速运动，此时汽车的牵引力大于阻力。 [2] 10s后，汽车在行驶过程中做匀速直线运动，速度v=20m/s，此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力在汽车行驶时的功率为 [3] 在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是 17．如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验，若甲、乙斜面的粗糙程度相同，则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时，对物体做的有用功W甲 W乙，克服阻力所做的额外功W甲 W乙，若甲乙斜面光滑，则拉力F甲 F乙。将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲 v乙（均选填“＞”、“＜”、或“＝”）。 【答案】 = > < = 【详解】[1]拉动过程中对物体做的有用功是克服物体的重力做功，由于物重相同，上升的距离相同，因此对物体做的有用功相同，即。 [2]因为两斜面的粗糙程度相同，甲斜面的倾斜程度较小，木块对斜面的压力较大，所以甲斜面的摩擦力较大，同时甲斜面长度较大，由公式可知，拉力做的额外功。 [3]已知同一木块在高度相同的光滑斜面上运动，所 以拉力做的功等于克服重力做的功，即，由于甲斜面长度较大，所以拉力较小，即。 [4]已知同一木块在高度相同的光滑斜面上滑下，则原来的重力势能相等；由于斜面光滑，则木块下滑过程中机械能守恒，木块到达底端时重力势能全部转化为动能，所以木块到达底端时的动能相同，且木块的质量不变，则到达底端时的速度相同，即。 18．如图所示，利用杠杆将物体从水平位置开始提升一定高度，阻力臂大小 （选填“增大”、“不变”或“减小”，下同），若将物体换成更重的物体，提升相同高度 ，额外功 ，机械效率 。 【答案】 减小 增大 不变 增大 【详解】[1]根据图示可知，利用杠杆将物体从水平位置开始提升一定高度，阻力臂减小。 [2]若将物体换成更重的物体，提升相同高度，根据可知，有用功变大。 [3]克服杠杆自身重力所做的功为额外功，杠杆自身重力、提升相同高度不变，故额外功大小不变。 [4]根据 可知，机械效率增大。 19．（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）如图所示，在拉力F的作用下，10s内物体A沿水平地面向左匀速直线移动了2m，该过程中，物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为 m；拉力F的功率为 W；滑轮组的机械效率为 %。在实际使用过程中，摩擦和机械自重都是不可忽略的，请提出一条提高该滑轮组机械效率的建议： 。 【答案】 6 1.2 70 减轻动滑轮重 【详解】[1]从图中可知，动滑轮上绳子段数，绳子自由端移动的距离 [2]作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等，所以绳端的拉力F的大小为2N，拉力F做的功 拉力F的功率为 [3]当A匀速运动过程，物体A受到的摩擦力为4.2N，所以使用滑轮组的过程中，做的有用功 滑轮组的机械效率 [4]在实际使用过程中，摩擦和机械自重都是不可忽略的，要提高该滑轮组机械效率可以减小绳和轮之间、轮和轴之间的摩擦或减轻动滑轮的重力，从而减少额外功。 三、解答题(本题共7小题，共48分。解答24、25题时应有解答过程) 20．（6分）按照题目要求作 （1）如图所示的钓鱼竿，请画出动力臂和阻力； （2）如图所示，人站在地面上用滑轮组提升重物，用笔画线代替绳子画出绕法； （3）某学校一块指示牌被风刮倒后如图所示，请在图中画出将指示牌扶起的最小力的示意图及其力臂。 【答案】(1)见解析；(2)见解析；(3)见解析 【详解】（1）鱼对鱼竿的拉力即为阻力F2，拉力F2的作用点为鱼线与杆的交点，从拉力作用点作竖直向下的拉力即为阻力F2；过支点O作F1作用线的垂线段即为动力臂L1。如下图所示 。 （2）因为是人站在地面上用滑轮组提升重物，即绳子最后向下拉，所以由2段绳子承担物重，应从定滑轮开始绕线，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；如图所示 。 （3）要将指示牌扶起，支点为C，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越长，动力越小，AC为最长动力臂L1时，动力最小，从A点作垂直于AC向上的线段F1的示意图，如图所示 。 21．（6分）小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验： (1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置。小明将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向 调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡。 (2)接着，小明在A处挂3个钩码，在右端挂2个钩码，并移动钩码到B处，杠杆又在水平位置平衡（如图乙）。小明使杠杆在水平位置平衡的目的是 。 (3)如图乙所示，杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个钩码，则杠杆 （选填“仍然平衡”、“左端下降”或“右端下降”）。 (4)最后，小明取下挂在右侧的钩码，并用弹簧测力计在C处竖直向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡（如图丙所示）。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，保持杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (5)有同学根据自己的实验数据，得到如下结论：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。这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中没有 （选填序号：①改变力的大小　②改变力的方向　③改变力的作用点　④多次进行实验） (6)小明对原来装置进行改装如图丁，小明两次将钩码分别挂在A点和C点，使钩码上升同样的高度，那么机械效率 （A/C/一样）的高。 【答案】(1)右；(2)便于测量力臂；(3)左端下降；(4)变大；(5)②；(6)C 【详解】（1）杠杆左端下沉，可知杠杆的重心在支点的左侧，应将杠杆的重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节。 （2）实验时杠杆在水平位置平衡，因动力和阻力的方向都是竖直向下，由力臂的定义可知，力臂正好在杠杆上，故其目的是为了便于测量力臂。 （3）设一个钩码的重力G，一格的长度为L，则当杠杆两侧的钩码各取下一个后，左边力与力臂之积为 2G×2L=4GL 左边力与力臂之积为 G×3L=3GL 因 4GL>3GL 故杠杆不再水平平衡，左端下降。 （4）当拉力F向右倾斜时，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变大，这是因为，当拉力倾斜时，拉力F力臂变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件，动力变大。 （5）“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”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向。故②正确。 （6）钩码在A点，要提高相同的高度，弹簧测力计上升的高度更大，克服杠杆的重力做功更多，机械效率更低，所以在C点时机械效率更高。 22．（5分）在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小华猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置。 (1)表格中第三次实验的机械效率为 %（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 （选填“小明”或“小华”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 ，机械效率越高； 实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1% 3 最陡 10 0.6 8.5 1 (2)另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。 ①用弹簧测力计沿斜面匀速拉动木块，进行相关测量，计算出斜面的机械效率； ②保持斜面的 不变，改变斜面的 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率； ③比较两次实验，即可初步验证猜想是否正确。 【答案】(1) 70.6 小聪 越陡；(2) 倾斜程度 粗糙程度 【详解】（1）[1]第三次实验的机械效率为 [2][3]由表中实验数据可知，斜面的粗糙程度相同而斜面的倾斜程度不同，根据控制变量法，验证的是小聪的猜想，在其它条件不变的情况下，斜面越陡越费力。 （2）[1][2]上述实验探究的是小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，故探究小华猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关时，根据控制变量法，保持斜面的粗糙程度不变，改变斜面的倾斜程度。 23．（7分）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表： 次数 钩码重/N 钩码上升距离/ 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/ 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ★ 3 6 10 2.2 30 90.0 (1)实验中要竖直向上缓慢 拉动弹簧测力计，使钩码升高； (2)表格中★处数据应为 （结果保留一位小数）； (3)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与 有关； (4)根据实验结论推测，使用该滑轮组将重的物体匀速提升，此时滑轮组的机械效率可能是____________． A．71.6% B．82.4% C．92.1% D．100% (5)小明进一步研究，测出动滑轮的重力为，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值，发现钩码的重力越大， （越大/越小/不变）； (6)另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象．分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越 （高/低）；分析图象中的A点可知，此时被提升物体所受的重力 ． A．大于    B．等于    C． 小于 【答案】(1)匀速；(2)88.9；(3)提升钩码的重力；(4)C；(5)越大；(6) 低 A 【详解】（1）测滑轮组的机械效率，需要匀速拉动绳子，并且要在拉动中读弹簧测力计的示数此时整个系统处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数。 （2）第二次滑轮组的机械效率为 （3）分析表格数据可知，三次实验机械效率不同是由于所提升钩码重力不同造成的。 （4）同一滑轮组，物重越大机械效率越高，故物重8N时机械效率大于物重6N时的机械效率90.9%；而任何机械的效率不可能达到100%；故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 （5）第一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值为 第二次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值为 第三次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值为 以上数据发现发现钩码的重力越大，越大,原因是：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。 （6）[1]被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低； [2]根据图丁可知，当动滑轮重为4N时，滑轮组的机械效率为75%；若忽略绳重和摩擦，被提升物体所受的重力：G＝12N；但由于绳重和摩擦力使得额外功变大，在机械效率不变时，额外功增大，有用功也增大，若提升相同的高度，物体的重力会大于12N，故BC不符合题意，A符合题意。故选A。 24．（6分）利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，拉动的距离，，物体提升的高度。 (1)此过程中拉力做的功是多少？ (2)该斜面的机械效率？ (3)物体受到的摩擦力？ 【答案】(1)1500J；(2)；(3)60N 【详解】（1）拉力做的功是 （2）有用功 该斜面的机械效率是 （3）额外功为 由得，物体受到的摩擦力为 25．（8分）某建筑工人使用了如图所示的装置运送建筑材料，这位建筑工人的重力为600N，当篮内的建筑材料质量为16kg时，人对绳子的拉力为110N。吊篮在拉力的作用下10s内匀速上升了3m，不计吊篮重、绳重和摩擦。求： (1)绳子自由端移动的距离。 (2)人的拉力做功的功率。 (3)动滑轮的重力。 (4)用此滑轮组运送建筑材料时，滑轮组的机械效率的最大值是多少? 【答案】(1)6m；(2)66W；(3)60N；(4) 【详解】（1）由图可知绳子的有效段数n=2，吊篮在拉力的作用下10s内匀速上升了3m，绳子通过的距离为 s绳=nh=2×3m=6m （2）则人的拉力做的功为 W总=Fs=110N×6m=660J 人的拉力做功的功率为 （3）建筑材料的重力为 G=mg=16kg×10N/kg=160N 根据 动滑轮重 G动=2F-G=2×110N-160N=60N （4）依题意，人所能施加的最大拉力等于人的重力，即 Fmax=G人=600N 则提升物体的最大重力为 Gmax=2Fmax-G动=2×600N-60N=1140N 当提升物体的重力最大，该滑轮组有最大机械效率，机械效率的最大值为 26．（5分）阅读短文，回答问题： 坐拉器 随着生活水平的提高，人们越来越意识到身体健康的重要性，开始注重体育锻炼。为了便于进行体育锻炼，许多公园和小区都设有健身广场，里面有各种健身器材。 坐拉器就是其中的一种，小明和小梅发现坐拉器可以用已学习的知识去研究。观察坐拉器的外形结构如图甲所示，他们根据坐拉器的结构，画出了如图乙所示的简化模型图，人坐在坐拉器座椅上，给手柄A施加向下的压力时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD拉动杆O′C绕转轴O′转动，座椅将人向上抬起。经过测量可知：OA∶OB=5：1，O′C∶O′D=2：1，小梅的重力G=450N，小明的质量m=60kg，（g取10N/kg）。 (1)兴趣小组发现坐拉器在装配时用到一种如图丙所示的螺丝，该螺丝上的螺纹可以简化成的模型是（　　） A．杠杆 B．斜面 C．滑轮 D．轮轴 (2)关于该坐拉器及其模型图，下列说法正确的是（　　） A．该坐拉器是个组合杠杆，使用过程中可以省功 B．O′DC杠杆是费力杠杆，而 BOA杠杆是省力杠杆 C．人被抬得越高，坐拉器的机械效率越高 D．该坐拉器的机械效率为定值，不会发生变化 (3)小梅让小明坐在坐拉器的座椅上，小梅拉动手柄逐渐将小明抬起。小梅施加最小拉力的方向是（　　） A．始终竖直向下 B．始终水平向右 C．始终垂直于OA向下 D．始终竖直向上 (4)小梅让小明继续静止坐在坐拉器的座椅上，小梅竖直向下匀速拉动手柄，将小明抬起。经过测量，手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，用时5s，利用坐拉器抬起小明的机械效率为60%，则小梅抬起小明所做功的功率为 W。 (5)忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。小明又让小梅坐在坐拉器上，小明用手向下拉动手柄A将小梅抬起。在保持图乙的状态时，小明需要对手柄A施加的拉力至少为 N。 【答案】(1)B；(2)B；(3)C；(4)18；(5)180 【详解】（1）螺纹可以看成一个直角三角形斜边绕一个圆柱得到的，故可以简化为斜面模型，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）A．该坐拉器是个组合杠杆，任何机械不能省功，故A错误； B．O′DC和BOA分别可以简化成下图两个杠杆模型 由 OA∶OB=5：1，O′C∶O′D=2：1O′DC杠杆，设阻力臂为，则动力臂为，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。而 BOA杠杆，设动力臂为，则阻力臂为，动力臂大于阻力臂，故为省力杠杆。故B正确； CD．假设人重力为，被抬高，则D处应抬高，B处也应抬高，于是A处应向下拉，设A处力为F，则效率 故效率与抬起高度无关，而与人的质量有关，故CD错误。 故选B。 （3）要使施加力最小，则力应始终与力臂垂直，故小梅施加最小拉力的方向始终垂直于OA向下。 故选C。 （4）根据 小梅抬起小明所做的有用功 故小梅抬起小明所做的总功 则小梅抬起小明所做功的功率为 （5）小明的重力 由杠杆平衡条件得，对于杠杆 即 ① 对于杠杆，小梅对杠杆的压力是阻力，大小等于小梅的体重，作用在D点的力FD是动力，则 即 解得 FD=900N 由于物体间相互作用力的大小相等，可知 FB=FD=900N 由①得 解得 小明需要对手柄A施加的拉力至少为180N。 27．（5分）阅读短文，回答问题。 轮轴 轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。如图1甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图1乙所示。根据杠杆的平衡条件，可得F1·R=F2·r，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一、如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。辘轳就是轮轴的一种，它的侧面图如图2所示，辘轳也可以看成是杠杆的变形，辘轳绕着转动的轴心就是支点，辘轳的把手转动一圈就是如图所示的轮，作用在把手上的力为动力F1，井筒对轴向下的拉力是阻力F2。选用身边的器材探究轮轴的特点完成实验，如：圆珠笔芯（可以选用油性笔笔芯或普通圆珠笔笔芯，如图3所示），若手头没有圆珠笔芯也可以选用其它一头粗一头细的笔代替。该实验不考虑摩擦力不同对结果的影响。 （1）辘轳是 杠杆；（填“省力”或“费力”或“等臂”） （2）左手捏紧笔管，右手旋转笔头，则左手 （填“能”或“不能”）使笔管部分保持不被旋转； （3）当笔管转动一圈，笔头也转动一圈，由于笔头的直径小于笔管的直径，所以捏住笔管的手比捏住笔头的手 （填“省”或“费”）距离； （4）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 （选填“省力”或“费力”）的，且动力和阻力之比是 。 【答案】 省力 能 费 省力 1∶5 【详解】（1）[1]对于辘轳来说，其实是一个变形的杠杆，支点在轴心处，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，所以其动力臂大于阻力臂，故辘轳是省力杠杆。 （2）[2]左手捏紧笔管，作用在轮上，右手旋转笔头，作用在轴上，则左手能使笔管部分保持不被旋转。 （3）[3]当笔管转动一圈，笔头也转动一圈，由于笔头的直径小于比管的直径，所以捏住笔管的手笔，捏住笔头的手更省力，虽然省力，但是会费距离。 （4）[4][5]由题意可知，螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，所以正常使用螺丝刀是省力的，根据杠杆平衡条件可得 可得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 主题二 力 专题10 简单机械和功 （试题分值：100分 测试时间：100分钟） 一、选择题(本题包括12小题,每小题2分,共24分.每小题只有一个正确答案) 1．【新考法】 物理与环保 如图是环保卫士小安在进行垃圾分类，下列环节中，小安对瓶子做功的是（　　） A．从地上拾起瓶子 B．手握瓶子沿水平方向走到垃圾桶旁 C．一只手握瓶子不动，另一只手打开垃圾桶桶盖 D．瓶子离开手，掉入垃圾桶中 2．如图所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（　　） A．独轮车 B．筷子 C．船桨 D．钓鱼竿 3．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．做的有用功多的机器机械效率一定高 B．功率小的机器做功慢 C．机械效率高的机器功率一定大 D．功率大的机器做功时间一定短 4．【新考法】 古代劳动人民应用物理 《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动插把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是（   ） A．减小桶的质量 B．减小桶内水的质量 C．增大转动摇把的速度 D．使用更粗的绳子 5．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tAB>tCD，运动距离sAB=sCD，比较两种情况下拉力所做的功和功率（　　） A．AB段做功较多 B．CD段做功较多 C．AB段功率较小 D．AB段与CD段的功率一样大 6．（2024·山东青岛·中考真题）如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着时关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作．下列说法正确的是（　　） A．此杠杆的支点为A点 B．此杠杆的阻力是哑铃受到的重力 C．此杠杆是一个费力杠杆 D．肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离 7．用如图所示的四种简单机械提升相同重物，不计机械自重及各种摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 8．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　） A．力做功的功率小 B．甲、乙两个滑轮组的额外功相同 C．乙滑轮组的机械效率高 D．甲、乙两个滑轮组的总功相同 9．【新考法】 古代科技名著—天工开物 桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，在拗石辅助下，人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示，已知A点所挂拗石重力为100N，B点所挂桶重为20N，，假设两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向，忽略横杆重、绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．放下空桶和从井中提水时，桔槔始终是省力杠杆 B．担水时，桔槔平衡时，桶内水的重力约为180N C．桔槔平衡时，A、B两点所受的拉力之比为1∶2 D．要想一次提取更多的水，可以将悬挂点A向远离O点方向移动 10．道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型，当钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为时，可将重为的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端。已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车A被拖上救援车的过程中，下列说法正确的是（   ） A．拉力所做的功是 B．斜面的机械效率为80% C．小车受到斜面的摩擦力为 D．该模型中的滑轮可以省力 11．小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。第一次提升的重物A的重力为，加在绳子自由端的拉力为。重物上升的速度为，运动时间为；第二次提升的重物B的重力为，加在绳子自由端的拉力为。重物上升的速度为，运动时间为。已知，，，。动滑轮的重力不能忽略。不计绳重与摩擦的影响，下列对两个过程的分析中，正确的是（　　） A．拉力之比为 B．拉力的功率之比为 C．机械效率之比为 D．额外功之比为 12．【新考法】 杠杆平衡的动态分析与图像结合 图甲是跳水运动中的跳板，其可简化为图乙所示的轻质杠杆，A为支点，设人到跳板左端O点距离为x，OA之间距离为，跳板总长为L。则下列关于OB中弹力大小F与x的图像符合实际的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题(本题7小题，每空1分，共28分) 13．如图甲所示，用扳手拧螺帽时，扳手相当于简单机械中的 （斜面/轮轴），图 （a/b）的握法更有利于拧紧或松开螺帽；如图乙所示，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它的优点是 ；如图丙所示，夹子是我们生活中经常使用的物品，图中给出了夹住物品和用手捏开时的两种情况，用手将其捏开时，它是省 （力/距离）的，用其夹住物品时，它是省 （力/距离）的。 14．如图，质量为50kg的同学在做仰卧起坐。该同学上半身质量为全身质量的40%，她在1min内做了48个仰卧起坐，每次上半身重心上升的高度均为0.3m，则她上半身重力为 N，她做一次仰卧起坐需克服重力做功 J，整个过程平均功率为 W。 15．【新考法】 日常生活情境转化为物理模型 如图甲所示，小敏在运动会上竖直举着班牌匀速前进，其简化示意图如图乙所示。前进时班牌遇到大小为20N、水平向后的风的阻力，风的阻力等效作用在A点上，班牌上A、B两点距离为1.2m，B、C两点距离为0.4m，若将班牌视为杠杆，选 （选填“B”或“C”）点作为支点，人的另一只手对班牌的水平作用力较小，这个力的方向是 （选填“水平向前”或“水平向后”），大小为 N。为了用更小的力保持班牌平衡，可以将握住B点的手向 （选填“上”或“下”）移。 16．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图像如图，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。在内汽车牵引力 （填“大于”“小于”或“等于”）阻力；设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为，则汽车行驶时的功率为 W，在内汽车发动机产生的牵引力所做的功是 J。 17．如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验，若甲、乙斜面的粗糙程度相同，则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时，对物体做的有用功W甲 W乙，克服阻力所做的额外功W甲 W乙，若甲乙斜面光滑，则拉力F甲 F乙。将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲 v乙（均选填“＞”、“＜”、或“＝”）。 18．如图所示，利用杠杆将物体从水平位置开始提升一定高度，阻力臂大小 （选填“增大”、“不变”或“减小”，下同），若将物体换成更重的物体，提升相同高度 ，额外功 ，机械效率 。 19．（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）如图所示，在拉力F的作用下，10s内物体A沿水平地面向左匀速直线移动了2m，该过程中，物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为 m；拉力F的功率为 W；滑轮组的机械效率为 %。在实际使用过程中，摩擦和机械自重都是不可忽略的，请提出一条提高该滑轮组机械效率的建议： 。 三、解答题(本题共7小题，共48分。解答24、25题时应有解答过程) 20．（6分）按照题目要求作 （1）如图所示的钓鱼竿，请画出动力臂和阻力； （2）如图所示，人站在地面上用滑轮组提升重物，用笔画线代替绳子画出绕法； （3）某学校一块指示牌被风刮倒后如图所示，请在图中画出将指示牌扶起的最小力的示意图及其力臂。 21．（6分）小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验： (1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置。小明将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向 调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡。 (2)接着，小明在A处挂3个钩码，在右端挂2个钩码，并移动钩码到B处，杠杆又在水平位置平衡（如图乙）。小明使杠杆在水平位置平衡的目的是 。 (3)如图乙所示，杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个钩码，则杠杆 （选填“仍然平衡”、“左端下降”或“右端下降”）。 (4)最后，小明取下挂在右侧的钩码，并用弹簧测力计在C处竖直向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡（如图丙所示）。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，保持杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (5)有同学根据自己的实验数据，得到如下结论：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。这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中没有 （选填序号：①改变力的大小　②改变力的方向　③改变力的作用点　④多次进行实验） (6)小明对原来装置进行改装如图丁，小明两次将钩码分别挂在A点和C点，使钩码上升同样的高度，那么机械效率 （A/C/一样）的高。 22．（5分）在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小华猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置。 (1)表格中第三次实验的机械效率为 %（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 （选填“小明”或“小华”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 ，机械效率越高； 实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1% 3 最陡 10 0.6 8.5 1 (2)另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。 ①用弹簧测力计沿斜面匀速拉动木块，进行相关测量，计算出斜面的机械效率； ②保持斜面的 不变，改变斜面的 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率； ③比较两次实验，即可初步验证猜想是否正确。 23．（7分）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表： 次数 钩码重/N 钩码上升距离/ 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/ 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ★ 3 6 10 2.2 30 90.0 (1)实验中要竖直向上缓慢 拉动弹簧测力计，使钩码升高； (2)表格中★处数据应为 （结果保留一位小数）； (3)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与 有关； (4)根据实验结论推测，使用该滑轮组将重的物体匀速提升，此时滑轮组的机械效率可能是____________． A．71.6% B．82.4% C．92.1% D．100% (5)小明进一步研究，测出动滑轮的重力为，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值，发现钩码的重力越大， （越大/越小/不变）； (6)另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象．分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越 （高/低）；分析图象中的A点可知，此时被提升物体所受的重力 ． A．大于    B．等于    C． 小于 24．（6分）利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，拉动的距离，，物体提升的高度。 (1)此过程中拉力做的功是多少？ (2)该斜面的机械效率？ (3)物体受到的摩擦力？ 25．（8分）某建筑工人使用了如图所示的装置运送建筑材料，这位建筑工人的重力为600N，当篮内的建筑材料质量为16kg时，人对绳子的拉力为110N。吊篮在拉力的作用下10s内匀速上升了3m，不计吊篮重、绳重和摩擦。求： (1)绳子自由端移动的距离。 (2)人的拉力做功的功率。 (3)动滑轮的重力。 (4)用此滑轮组运送建筑材料时，滑轮组的机械效率的最大值是多少? 26．（5分）阅读短文，回答问题： 坐拉器 随着生活水平的提高，人们越来越意识到身体健康的重要性，开始注重体育锻炼。为了便于进行体育锻炼，许多公园和小区都设有健身广场，里面有各种健身器材。 坐拉器就是其中的一种，小明和小梅发现坐拉器可以用已学习的知识去研究。观察坐拉器的外形结构如图甲所示，他们根据坐拉器的结构，画出了如图乙所示的简化模型图，人坐在坐拉器座椅上，给手柄A施加向下的压力时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD拉动杆O′C绕转轴O′转动，座椅将人向上抬起。经过测量可知：OA∶OB=5：1，O′C∶O′D=2：1，小梅的重力G=450N，小明的质量m=60kg，（g取10N/kg）。 (1)兴趣小组发现坐拉器在装配时用到一种如图丙所示的螺丝，该螺丝上的螺纹可以简化成的模型是（　　） A．杠杆 B．斜面 C．滑轮 D．轮轴 (2)关于该坐拉器及其模型图，下列说法正确的是（　　） A．该坐拉器是个组合杠杆，使用过程中可以省功 B．O′DC杠杆是费力杠杆，而 BOA杠杆是省力杠杆 C．人被抬得越高，坐拉器的机械效率越高 D．该坐拉器的机械效率为定值，不会发生变化 (3)小梅让小明坐在坐拉器的座椅上，小梅拉动手柄逐渐将小明抬起。小梅施加最小拉力的方向是（　　） A．始终竖直向下 B．始终水平向右 C．始终垂直于OA向下 D．始终竖直向上 (4)小梅让小明继续静止坐在坐拉器的座椅上，小梅竖直向下匀速拉动手柄，将小明抬起。经过测量，手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，用时5s，利用坐拉器抬起小明的机械效率为60%，则小梅抬起小明所做功的功率为 W。 (5)忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。小明又让小梅坐在坐拉器上，小明用手向下拉动手柄A将小梅抬起。在保持图乙的状态时，小明需要对手柄A施加的拉力至少为 N。 27．（5分）阅读短文，回答问题。 轮轴 轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。如图1甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图1乙所示。根据杠杆的平衡条件，可得F1·R=F2·r，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一、如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。辘轳就是轮轴的一种，它的侧面图如图2所示，辘轳也可以看成是杠杆的变形，辘轳绕着转动的轴心就是支点，辘轳的把手转动一圈就是如图所示的轮，作用在把手上的力为动力F1，井筒对轴向下的拉力是阻力F2。选用身边的器材探究轮轴的特点完成实验，如：圆珠笔芯（可以选用油性笔笔芯或普通圆珠笔笔芯，如图3所示），若手头没有圆珠笔芯也可以选用其它一头粗一头细的笔代替。该实验不考虑摩擦力不同对结果的影响。 （1）辘轳是 杠杆；（填“省力”或“费力”或“等臂”） （2）左手捏紧笔管，右手旋转笔头，则左手 （填“能”或“不能”）使笔管部分保持不被旋转； （3）当笔管转动一圈，笔头也转动一圈，由于笔头的直径小于笔管的直径，所以捏住笔管的手比捏住笔头的手 （填“省”或“费”）距离； （4）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 （选填“省力”或“费力”）的，且动力和阻力之比是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ / 学科网（北京）股份有限公司 $$