单元12 简单机械单元重点难点必考点测试卷—2025年中考一轮复习人教版物理单元三点问题大检测试卷

2025年中考一轮复习人教版物理单元三点问题大检测试卷 单元12 简单机械单元重点难点必考点测试卷 （本套试卷满分100分，答题时间90分钟） 一、单项选择题（本道大题有10小题，每小题2分，共20分） 1. （2021深圳）下列杠杆中属于费力杠杆的是（　　） A. 撬石头 B. 船桨 C. 小推车 D. 修树剪刀 2. 如图，园艺工人在修剪枝条时，常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了（　　） A. 增大动力臂，能够省力 B. 增大阻力臂，方便使用 C. 减小动力臂，方便使用 D. 减小阻力臂，能够省力 3. 用起子开瓶盖，下列杠杆能正确解释这现象的是（ ） A. B. C. D. 4. （2021四川达州）如图所示，AOB为轻质杠杆，B端用细线挂一重物G，在A端分别施加作用力、、时，杠杆都能在图示位置平衡。则下列说法正确的是（ ） A. 最小 B. 最大 C. 使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功 D. 若作用力为，保持与OA垂直，使重物匀速上升，将逐渐减小 5. （2024重庆A）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A. 自制杆秤的每一格约表示2.08g B. 称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C. 如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D. 若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程 6. 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 7. （2021深圳） 如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同），使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 甲中，绳端移动的距离为60cm B. 乙中，拉力的功率为1.7W C. 甲中，动滑轮由两根绳子吊着 D. 乙中，动滑轮的重力为2N 8. （2021长春）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是（　　） A. 绳端移动的距离是物体上升距离的5倍 B. 被提升的物重是绳子拉力的4倍 C. 增大物重，所做的有用功增大 D. 增大物重，“车梯”的机械效率变高 9. （2021贵州黔东南州）如图所示，用滑轮组提升重物时，5s将重90N的物体匀速提升了2m。已知动滑轮重为10N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（　　） A. 绳子自由端拉力F的大小为90N B. 提升物体的过程中，拉力F做的有用功为200J C. 绳子自由端拉力F的功率为36W D. 此滑轮组的机械效率为90% 10. 北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m．已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%．关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 水平地面对工人的支持力为300N B. 动滑轮重为50N C. 人对绳子拉力的功率为120W D. 支架受到滑轮组的拉力为850N 二、多项选择题（本道大题有3小题，每小题3分，都选对得分，有错的或不全的不得分，共9分） 1. （2024贵州省）如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（ ） A. 压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆 B. 只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘 C. 只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘 D. 在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘 2．（2021北京）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J，下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为100N B．物体A上升的速度是0.3m/s C．拉力F的功率是100W D．滑轮组的机械效率是90% 3. （2021黑龙江伊春）如图所示，重为800N的物体在100N水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为。在此过程中，下列说法正确的（ ） A. 拉力F做的功为400J B. 物体与地面间的摩擦力为180N C. 额外功为240J D. 拉力做功的功率为40W 三、填空题（本大题有10小题，每空1分，共19分） 1. （2021甘肃威武）如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住C点夹核桃时，可把________点看作支点，此时核桃夹可看作________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。 2. （2024河南）人体中有很多结构可简化为杠杆。如图，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种______杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离______（填“大于”“等于”或“小于”）手移动的距离。 3. （2021黑龙江伊春）如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则力F的力臂应是______ cm，最小的力F是______ N。 4. （2024安徽省）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为______N。 5. （2024黑龙江龙东）如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力___________N，滑轮组的机械效率__________（保留一位小数）。 6. （2021海南）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有______ 段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将______ 选填“变大”“变小”或“不变”。 7．（2021大庆）小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置，当施加图乙所示随时间变化的水平拉力F时，重物的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计绳与滑轮的重量及滑轮转动时的摩擦，绳对滑轮的拉力方向近似看成水平方向。在0﹣1s内，重物受到地面的摩擦力为 　　N，在2s﹣3s内，拉力F做功的功率为 　　W。 8．（2021四川攀枝花）如图所示，固定的斜面长s＝1.2m，高h＝0.3m。沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。拉力的功率为 　　W，斜面的机械效率为 　　。 9. （2023天津）如图甲是我国古代汲水装置——桔槔，图乙是它水平静止时的简化模型，该装置是______（填简单机械名称）；此时配重物重力为，水桶重力为，，若不计杆重，则______。 10.（2023深圳） 如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是______J，对物体B做的额外功是______J。 四、简答与阅读理解题（本道大题有2小题，共10分） 1. （6分）（2024黑龙江龙东）用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动如图，从物理学的视角来看，这可以简化为一种简单机械模型。_______部位是支点，此模型属于什么杠杆？请说明理由。 2. （4分）（2024内蒙古赤峰）如图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情景。脚踏碓实质是工费力杠杆。碓头砸打稻米时，动能越大，稻米越容易去皮。 （1）请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。 （2）早在汉代，人们就学会了用水力代替人力，脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的地方，请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。 五、作图题（本道大题有2小题，每小题2分，共4分） 1. （2021青海）在图中，画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力F1的作用点和方向，并画出所挂重物的绳子对杠杆拉力的力臂L2。 2. （2024广东深圳）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助思考乐亮亮同学在图乙画出： （1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S' （2）拉力F对应的力臂l（O是支点） 六、实验探究题（本大题有4道小题，共19分） 1.（7分）（2021湖南湘潭）在探究“杠杆的平衡条件”实验时。 （1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，如图1所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向 　　（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在 　　（选填“任意”或“水平”）位置平衡； （2）调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，如图2所示，则在B点处应挂 　　个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码，则杠杆 　　（选填“能”或“不能”）保持平衡； （3）为了使实验结论具有 　　（选填“普遍性”或“偶然性”），应改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验； （4）实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的重心位置保持在O点不变，将支点换到O′点，如图3所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N，则杠杆重力为 　　N。由此可知，将杠杆支点位置设在 　　（选填“O”或“O'”）点进行实验，能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的得出。 2. （4分）（2021浙江丽水）杆秤如图甲是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤如图乙。 【制作步骤】 做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”； 挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A”处； 系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子； 标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”； 定刻度： 【交流评价】 （1）杆秤是一种测量______ 的工具； （2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向______ 侧移动； （3）步骤标零线的目的是______ ； （4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为______ 的方法更合理。 小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体；按上述方法直到标出所有刻度。 小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。 3. （4分）研究定滑轮的特点： (1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。 (2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。 (3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。 4．（4分）（2021四川绵阳）用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。甲、乙斜面倾角相等，与丙的不相等；甲、丙斜面表面粗糙程度相同，与乙的不相同。先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物0.24m高，弹簧测力计示数F0＝20.0N；再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物到同一高度，弹簧测力计示数和斜面长度如表所示。 次数 斜面 弹簧测力计示数F/N 斜面长度L/m 省力大小△F/N（△F＝F0﹣F） 机械效率η% 1 甲 17.4 0.30 ？ 92.0 2 乙 18.2 0.30 1.8 87.9 3 丙 14.0 0.40 6.0 ？ 根据表中数据回答下列问题： （1）斜面甲省力大小△F甲＝　 　N； （2）斜面丙的机械效率η丙＝　 　%； （3）比较甲、乙实验结果，可以认为 　　；比较甲、丙实验结果，可以认为 　　（选填序号，有可能不止一项正确）。 A.斜面省力大小与斜面倾角有关 B.斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关 C.斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程度都有关 D.斜面机械效率与斜面倾角有关 E.斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关 F.斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关 七、计算综合应用题（本大题有3道小题，共19分） 1. （6分）（2024广州押题）小江同学利用图1中质量m为8kg，边长为10cm的正方体重物，自制了如图2的健身器材来锻炼身体。小江用细绳系在轻杆（杆重不计）的O点，将轻杆悬挂起来，先在杆的A端悬挂图1中的物体，然后在B端施加竖直向下的力，缓慢拉动轻杆至水平位置（图2），整个过程用时2s，将重物提高了0.6m。已知AO长1.5m，OB长0.5m，不计连接处摩擦，求： （1）物体静置水平地面时（图1），物体对地面的压强； （2）轻杆在水平位置静止时（图2），小江对轻杆的拉力； （3）在重物被匀速提高0.6m的过程中，小江对杆做功的功率。 2. （6分）（2021河北）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s-t图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求： （1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强； （2）拉力F的功率； （3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。 3．（7分）（2021四川攀枝花）如图所示，站在水平地面上的小林想通过杠杆AB和动滑轮拉起同样站在水平地面上的小新。杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内转动，且OA：OB＝1：2，小林的质量m1＝50kg。小新的质量m2＝48kg，小新双脚与地面接触面积S＝400cm2。当小林施加竖直向下的拉力F1时，小新未被拉动，此时小新对地面的压强p＝2.5×103Pa，小林对地面的压强为p1；当小林施加竖直向下的拉力F2时，小新刚好被拉起，小林对地面的压强为p2，且p1：p2＝16：15。不计绳重，杠杆重力和一切摩擦，g取10N/kg。求： （1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力FN； （2）动滑轮重力G动。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年中考一轮复习人教版物理单元三点问题大检测试卷 单元12 简单机械单元重点难点必考点测试卷 （本套试卷满分100分，答题时间90分钟） 一、单项选择题（本道大题有10小题，每小题2分，共20分） 1. （2021深圳）下列杠杆中属于费力杠杆的是（　　） A. 撬石头 B. 船桨 C. 小推车 D. 修树剪刀 【答案】B 【解析】A．从图中可以看到，撬石头时，支点是木棒与中间石头的接触点，左边石头对木棒的压力是阻力，右边的人对木棒的压力是动力，很明显看到动力臂大于阻力臂，则它属于省力杠杆，故A不符合题意； B．从图中可以看到，船桨划船时，支点是船桨与船的接触点，人划船时出的力是动力，水对船桨的推力是阻力，人手对船桨的作用点距离支点较近，水对船桨的作用点距离支点较远，动力臂小于阻力臂，则它属于费力杠杆，故B符合题意； C．从图中可以看到，工人使用小推车工作时，支点是小推车的下面车轮中间点，人手往上抬的力是动力，小推车自身的重力是阻力，人手对小推车的作用点距离支点较远，小推车自身的重力作用点距离支点较近，动力臂大于阻力臂，则它属于省力杠杆，故C不符合题意； D．从图中可以看到，修树剪刀使用时，剪刀中间点作为支点，人手出的力是动力，剪刀受到树木的力是阻力，人手对剪刀的作用点距离支点较远，树木对剪刀的作用点距离支点较近，动力臂大于阻力臂，则它属于省力杠杆，故D不符合题意。 2. 如图，园艺工人在修剪枝条时，常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了（　　） A. 增大动力臂，能够省力 B. 增大阻力臂，方便使用 C. 减小动力臂，方便使用 D. 减小阻力臂，能够省力 【答案】D 【解析】常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，阻力臂减小了，阻力与阻力臂的乘积减小，动力臂不变，则动力减小，能够省力，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3. 用起子开瓶盖，下列杠杆能正确解释这现象的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】要把瓶盖打开，要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力，瓶盖给起子的阻力是向下的，动力使起子绕支点O逆时针转动，阻力绕支点O顺时针转动，且动力臂大于阻力臂，故ACD错误，B正确。 故选B。 4. （2021四川达州）如图所示，AOB为轻质杠杆，B端用细线挂一重物G，在A端分别施加作用力、、时，杠杆都能在图示位置平衡。则下列说法正确的是（ ） A. 最小 B. 最大 C. 使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功 D. 若作用力为，保持与OA垂直，使重物匀速上升，将逐渐减小 【答案】D 【解析】AB、由图可知，在A点用力时，的力臂最短，的力臂最长，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，所施加的动力最大，最小，故AB错误； C、图中杠杆为省力杠杆，而筷子是费力杠杆，轮轴可以看作是省力杠杆的变形，它们都不能省功，故C错误； D、若作用力为，保持与OA垂直，则动力臂不变，使重物匀速上升时，阻力G不变，阻力臂逐渐小于OB，即阻力臂变小，杠杆平衡条件可知，将逐渐减小，故D正确。 5. （2024重庆A）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A. 自制杆秤的每一格约表示2.08g B. 称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C. 如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D. 若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程 【答案】B 【解析】A．在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，则共计50格，则每一格代表的质量为 即自制杆秤的每一格约表示2g，故A错误； B．称中药时B端翘起说明，此时可以减少中药即减小恢复水平平衡，故B正确； C．如果秤砣磨损，根据杠杆平衡条件，实际质量偏小，则长度偏大，则测量结果会比真实质量偏大，故C错误； D．若将提纽移到O点右侧，则增大，减小，则变小，则杆秤的量程减小，故D错误。故选B。 6. 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 【答案】C 【解析】A．由于受到了拉力，故拉力和支持力和重力三个力平衡，故A错误； B．其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，支点到力的距离变小，即力臂变小，而阻力和阻力臂的乘积不变，故拉力的大小变大，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°，力臂变短，作用力F变大，故C正确； D．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，阻力臂变小，故阻力臂和阻力的乘积变小，动力臂不变，故拉力的大小变小，故D错误。故选C。 7. （2021深圳） 如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同），使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 甲中，绳端移动的距离为60cm B. 乙中，拉力的功率为1.7W C. 甲中，动滑轮由两根绳子吊着 D. 乙中，动滑轮的重力为2N 【答案】A 【解析】AC．从甲图可以看到，在动滑轮与定滑轮的中间画一条虚线，虚线往下，有三条绳子吊着动滑轮，即甲中，动滑轮由三根绳子吊着，故C错误；再由题意可知，物体A在2s内拉升了20cm，三条绳子吊着动滑轮，则甲图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度三倍，即 甲中，绳端移动的距离为60cm，故A正确； B．从乙图可以看到，绳端的拉力是9N，两条绳子托着动滑轮，则乙图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度两倍，即 相同的时间2s，那么乙图中绳端移动的速度 根据可知，乙中拉力的功率 乙中拉力的功率是1.8W；故B错误； D．从乙图可以看到，绳端的拉力是9N，两条绳子托着动滑轮，设动滑轮的重力，物体A的重力是17N，则 代入数据可得 解得 乙中，动滑轮的重力为1N；故D错误。 8. （2021长春）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是（　　） A. 绳端移动的距离是物体上升距离的5倍 B. 被提升的物重是绳子拉力的4倍 C. 增大物重，所做的有用功增大 D. 增大物重，“车梯”的机械效率变高 【答案】D 【解析】A．由图可知，n=4，s=4h， 即绳端移动的距离是物体上升距离的4倍，故A错误； B．由于动滑轮自身有重力及克服绳和轮间的摩擦， 被提升的物重小于绳子拉力的4倍，故B错误； C．增大物重，重物提升的高度不一定，所做的有用功不一定增大，故C错误； D．增大物重，在动滑轮、摩擦不变的情况下（即额外功不变的情况下），有用功在总功中所占比例增大，所以机械效率增大，故D正确。 9. （2021贵州黔东南州）如图所示，用滑轮组提升重物时，5s将重90N的物体匀速提升了2m。已知动滑轮重为10N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（　　） A. 绳子自由端拉力F的大小为90N B. 提升物体的过程中，拉力F做的有用功为200J C. 绳子自由端拉力F的功率为36W D. 此滑轮组的机械效率为90% 【答案】D 【解析】A．由题意可知，不计绳重和摩擦，物体重是90N，动滑轮重为10N，从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，那么 代入数据可知 解得，绳子自由端拉力F的大小是50N，故A错误； B．提升物体的过程中，拉力F做的有用功即是重物克服自身的重力所做的功，那么 拉力F做的有用功是180J，故B错误； C．5s将重90N的物体匀速提升了2m，两条绳子托着动滑轮，则绳子自由端移动的距离 都是经历了5s时间，那么绳子自由端移动的速度 绳子自由端移动的速度是0.8m/s，由A解析可知绳子自由端拉力F的大小是50N，根据可知，绳子自由端拉力F的功率 绳子自由端拉力F的功率是40W，故C错误； D．由B解析可知拉力F做的有用功是180J，由C解析可知绳子自由端拉力F的功率是40W，这个过程经历的时间是5s，绳子自由端拉力F做的功是总功，这个总功 这个总功是200J；此滑轮组的机械效率 此滑轮组的机械效率是90%，故D正确。 10. 北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m．已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%．关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 水平地面对工人的支持力为300N B. 动滑轮重为50N C. 人对绳子拉力的功率为120W D. 支架受到滑轮组的拉力为850N 【答案】D 【解析】AB．设动滑轮的重力为，则有 解得 人对绳子的拉力 水平地面对工人的支持力为 故AB错误； C．绳子自由端上升的速度 人对绳子拉力的功率为 故C错误； D．支架受到滑轮组的拉力为850N 故D正确。故选D。 二、多项选择题（本道大题有3小题，每小题3分，都选对得分，有错的或不全的不得分，共9分） 1. （2024贵州省）如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（ ） A. 压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆 B. 只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘 C. 只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘 D. 在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘 【答案】ABD 【解析】A．分析图乙可知，当压力作用于A点时，如果条凳可以转动，将围绕E点转动，因此条凳视为绕E点转动的杠杆，故A正确； B．当压力作用于凳面的中间，此时E、F两点受到的压力均是向下的，因此条凳不会上翘，故B正确； C．在A、D点同时施加压力，如果其中一点力大，根据杠杆平衡条件，如果大于另一点的力和条凳重力作用效果时，条凳将上翘，故C错误； D．如果在B或C点施加一个压力，则此时动力臂为零，因此条凳一定不会上翘，故D正确。 故选ABD。 2．（2021北京）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J，下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为100N B．物体A上升的速度是0.3m/s C．拉力F的功率是100W D．滑轮组的机械效率是90% 【答案】CD 【解析】（1）不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，利用W额＝G动h求动滑轮重力； （2）利用速度公式求物体上升的速度； （3）利用W＝Gh求拉力做的有用功，拉力做的总功等于有用功加上额外功，又知道做功时间，利用P＝求拉力的功率； （4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 A.物体A被提高了h＝4m，由于动滑轮随物体一起运动，动滑轮提升的高度也是h＝4m， 不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功， 由W额＝G动h得动滑轮重力： G动＝＝＝100N， 但题目没有提供“不计绳重和摩擦”这一条件，动滑轮的重力不等于100N，故A错误； B.物体上升的速度：v物＝＝＝0.1m/s，故B错误； C.拉力做的有用功： W有用＝Gh＝900N×4m＝3600J， 拉力做的总功： W总＝W有用+W额＝3600J+400J＝4000J， 拉力的功率： P＝＝＝100W，故C正确； D.滑轮组的机械效率： η＝＝×100%＝90%，故D正确。 【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，要明确：不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功。 3. （2021黑龙江伊春）如图所示，重为800N的物体在100N水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为。在此过程中，下列说法正确的（ ） A. 拉力F做的功为400J B. 物体与地面间的摩擦力为180N C. 额外功为240J D. 拉力做功的功率为40W 【答案】BC 【解析】AD、由图知，，则绳子自由端移动的距离： ， 拉力做的总功：， 拉力做功的功率：，故AD错误； B、拉力做的有用功，， 因为， 所以物体与地面间的滑动摩擦力： ，故B正确； C、拉力做的有用功：， 拉力做的额外功：，故C正确。 三、填空题（本大题有10小题，每空1分，共19分） 1. （2021甘肃威武）如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住C点夹核桃时，可把________点看作支点，此时核桃夹可看作________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。 【答案】 A；省力 【解析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，省力杠杆可以省力，但是费距离，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，费力杠杆可以省距离，但是费力。 当用力摁住C点夹核桃时，围绕A点转动，A是支点。 C为动力作用点，B为阻力作用点，故动力臂小于阻力臂，故是省力杠杆。 2. （2024河南）人体中有很多结构可简化为杠杆。如图，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种______杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离______（填“大于”“等于”或“小于”）手移动的距离。 【答案】 费力 小于 【解析】桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，该杠杆以肘关节为支点，肱二头肌对桡骨的拉力为动力，物体对手的压力为阻力，由图可知，动力臂小于阻力臂，则这是费力杠杆。 费力杠杆省距离，则此过程中肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。 3. （2021黑龙江伊春）如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则力F的力臂应是______ cm，最小的力F是______ N。 【答案】50  4 【解析】在B点施加一个力最小的力，则力臂应最大，当OB作为力臂时，动力臂是最大的，动力最小；，，根据勾股定理可知，； ； 根据杠杆的平衡条件可知：，，即：，解得：。 4. （2024安徽省）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为______N。 【答案】50 【解析】根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，则F2的大小为 5. （2024黑龙江龙东）如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力___________N，滑轮组的机械效率__________（保留一位小数）。 【答案】 200 【解析】 由图可知，，根据可知，动滑轮的重力 绳子拉动距离为 滑轮组的机械效率为 6. （2021海南）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有______ 段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将______ 选填“变大”“变小”或“不变”。 【答案】2  变大 【解析】由图知，从动滑轮上直接引出的绳子股数为2，则该滑轮组有2段绳子承担物重； 在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，拉力做的有用功变大，而额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，滑轮组的械效率变大。 7．（2021大庆）小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置，当施加图乙所示随时间变化的水平拉力F时，重物的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计绳与滑轮的重量及滑轮转动时的摩擦，绳对滑轮的拉力方向近似看成水平方向。在0﹣1s内，重物受到地面的摩擦力为 　　N，在2s﹣3s内，拉力F做功的功率为 　　W。 【答案】100；300。 【解析】（1）从乙图中找出0～1s内对应的拉力F1，由图丙可知，物体在0﹣1s内速度为0，处于静止状态，根据二力平衡条件可知重物受到地面的摩擦力； （2）由丙图象得出在2～3s内的拉力F2，由v﹣t图象得出物体移动的速度，然后可求求出拉力F的移动的速度，利用P＝＝＝Fv求拉力做功功率。 解：（1）在0～1s内，拉力F1＝100N，由图丙可知，物体在0﹣1s内速度为0，处于静止状态， 则在0﹣1s内，重物受到地面的摩擦力f＝F1＝100N， （2）由图丙可知在2～3s内，重物做匀速运动，v＝2.50m/s， 由图甲可知，拉力F＝40N， 从动滑轮上直接引出的绳子股数n＝3， 拉力F的作用点绳子自由端在水平方向运动的速度v′＝3v＝3×2.50m/s＝7.5m/s， 拉力做功功率（总功率）： P总＝＝＝Fv＝40N×7.5m/s＝300W. 【点评】本题是一道力学综合题，涉及到滑轮组、功的计算，能从题目提供的图中得出相关信息是本题的关键。 8．（2021四川攀枝花）如图所示，固定的斜面长s＝1.2m，高h＝0.3m。沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。拉力的功率为 　　W，斜面的机械效率为 　　。 【答案】3；80%。 【解析】（1）根据公式W＝Fs求出拉力做的功，即总功；再根据公式P＝求出拉力的功率。 （2）根据W＝Gh求出有用功；然后根据公式η＝求出斜面的机械效率。 解：（1）拉力所做的总功为：W总＝Fs＝5N×1.2m＝6J； 拉力的功率为：P＝＝＝3W； （2）此过程所做的有用功为：W有＝Gh＝16N×0.3m＝4.8J； 则斜面的机械效率为：η＝＝＝80%。 【点评】本题考查了功、功率、机械效率的计算，比较简单。 9. （2023天津）如图甲是我国古代汲水装置——桔槔，图乙是它水平静止时的简化模型，该装置是______（填简单机械名称）；此时配重物重力为，水桶重力为，，若不计杆重，则______。 【答案】 杠杆 1∶2 【解析】由于该装置可以简化为绕支点转动的硬棒，所以该装置为杠杆。 由杠杆平衡条件可得 G1l1=G2l2 由于l1︰l2=2︰1 ，则 10.（2023深圳） 如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是______J，对物体B做的额外功是______J。 【答案】 2 0.5 【解析】由图乙可知，对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功 W有=WA总-WA额=3J-1J=2J A、B是两个完全相同的物体，都拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同；由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功 WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J 四、简答与阅读理解题（本道大题有2小题，共10分） 1. （6分）（2024黑龙江龙东）用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动如图，从物理学的视角来看，这可以简化为一种简单机械模型。_______部位是支点，此模型属于什么杠杆？请说明理由。 【答案】 肘关节 费力杠杆 见解析 【解析】用手提起重物时，前臂围绕肘关节转动，因此支点在肘关节处。 用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力是动力，物体给前臂的力是阻力，用手向上提物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆。 2. （4分）（2024内蒙古赤峰）如图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情景。脚踏碓实质是工费力杠杆。碓头砸打稻米时，动能越大，稻米越容易去皮。 （1）请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。 （2）早在汉代，人们就学会了用水力代替人力，脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的地方，请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。 【答案】（1）见详解；（2）见详解 【解析】（1）脚踏碓做成费力杠杆，虽然费力，但能省距离，其动力臂小于阻力臂，这意味着在施力端移动较小的距离，阻力端就能移动较大的距离。对于脚踏碓来说，脚踏的一端移动较小距离，碓头一端就能快速下落较大距离，碓头快速下落会使其在较短时间内获得较大的速度，从而具有更大的动能。较大的动能作用在稻米上，能够更有效地使稻米去皮。 （2）水碓安装在水流较急的地方，是因为水流较急时，水的动能较大。根据能量守恒定律，水的动能可以更多地转化为水碓的机械能，从而使水碓具有更大的功率，能够更高效地完成对稻米的加工。 五、作图题（本道大题有2小题，每小题2分，共4分） 1. （2021青海）在图中，画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力F1的作用点和方向，并画出所挂重物的绳子对杠杆拉力的力臂L2。 【答案】如图所示 【解析】要找到让杠杆平衡的最小力，先确定力的作用点，作用点一定是在杠杆上离支点最远的点，这样才可能找到最长力臂最小力，然后连接支点到力的作用点，以这条连线作为该力的力臂时，力臂最长，力最小，再过力的作用点作该连线的垂线即可确定使杠杆平衡的最小力的方向。绳子对杠杆的拉力竖直向下，将拉力的示意图反向延长得到该力的作用线，再过支点作该力作用线的垂线即拉力的力臂。如图所示. 2. （2024广东深圳）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助思考乐亮亮同学在图乙画出： （1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S' （2）拉力F对应的力臂l（O是支点） 【答案】如图所示 【解析】（1）平静的水面相当于平面镜，根据平面镜成的像与物关于镜面对称，作出飞鸟S经水面反射形成的虚像S'，如下所示： （2）O是支点，从支点向力的作用线作垂线段即为拉力F对应的力臂l，如下所示： 六、实验探究题（本大题有4道小题，共19分） 1.（7分）（2021湖南湘潭）在探究“杠杆的平衡条件”实验时。 （1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，如图1所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向 　　（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在 　　（选填“任意”或“水平”）位置平衡； （2）调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，如图2所示，则在B点处应挂 　　个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码，则杠杆 　　（选填“能”或“不能”）保持平衡； （3）为了使实验结论具有 　　（选填“普遍性”或“偶然性”），应改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验； （4）实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的重心位置保持在O点不变，将支点换到O′点，如图3所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N，则杠杆重力为 　　N。由此可知，将杠杆支点位置设在 　　（选填“O”或“O'”）点进行实验，能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的得出。 【答案】（1）右；水平；（2）2；能；（3）普遍性；（4）0.25；O。 【解析】（1）当杠杆静止时，发现左端下沉，如图1所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡； （2）设一钩码重为G，一格为L，根据杠杆平衡条件可知：2G×6L＝nG×6L，所以n＝2，需在B点挂2个钩码； 在A、B两点各增加1个钩码，左侧变为3G×6L＝18GL，右侧变为3G×6L＝18GL，故杠杆仍能平衡； （3）多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件。该实验测多组数据的目的是为了得出的结论更具有普遍性； （4）设杠杆的重力为G，每一格的长度为L.则每一个的重力为，支点O′左侧的部分的杠杆重＝，力臂为L，右侧部分重＝，力臂为3L， 根据杠杆平衡条件可知：0.5N×L+×L＝×3L，解出G＝0.25N， 将杠杆的中心位置挂在支架上，可避免杠杆自重的影响，故将杠杆支点位置设在O点进行实验。 2. （4分）（2021浙江丽水）杆秤如图甲是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤如图乙。 【制作步骤】 做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”； 挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A”处； 系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子； 标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”； 定刻度： 【交流评价】 （1）杆秤是一种测量______ 的工具； （2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向______ 侧移动； （3）步骤标零线的目的是______ ； （4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为______ 的方法更合理。 小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体；按上述方法直到标出所有刻度。 小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。 【答案】物体质量  右  避免杆秤自身重力对称量的干扰  小思 【解析】杆秤是一种测量物体质量的工具； 当在秤盘上没有放置物体时，秤杆在水平位置平衡后，秤砣所挂的位置为“0”； 当在秤盘上放置物体称量时，由杠杆的平衡条件可知，在秤砣质量和AB不变的情况下，要使秤杆在水平位置平衡，应增大BO的大小，即秤砣应从“0”刻度向右侧移动； 图乙中，B点是支点，当在秤盘上没有放置物体时，秤砣挂在“0”点与杆秤自重平衡，所以步骤标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰； 根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的，所以定刻度时，小科的方法比较麻烦，而小思的方法比较简单，更合理。 3. （4分）研究定滑轮的特点： (1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。 (2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。 (3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。 【答案】（1） 弹簧测力计对绳子末端的拉力 物体的重力 （2） F1=F2=F3 （3）可以改变力的方向 【解析】(1)在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。 (2)图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，三个力的大小相等，即 F1=F2=F3 (3)虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。 4．（4分）（2021四川绵阳）用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。甲、乙斜面倾角相等，与丙的不相等；甲、丙斜面表面粗糙程度相同，与乙的不相同。先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物0.24m高，弹簧测力计示数F0＝20.0N；再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物到同一高度，弹簧测力计示数和斜面长度如表所示。 次数 斜面 弹簧测力计示数F/N 斜面长度L/m 省力大小△F/N（△F＝F0﹣F） 机械效率η% 1 甲 17.4 0.30 ？ 92.0 2 乙 18.2 0.30 1.8 87.9 3 丙 14.0 0.40 6.0 ？ 根据表中数据回答下列问题： （1）斜面甲省力大小△F甲＝　 　N； （2）斜面丙的机械效率η丙＝　 　%； （3）比较甲、乙实验结果，可以认为 　　；比较甲、丙实验结果，可以认为 　　（选填序号，有可能不止一项正确）。 A.斜面省力大小与斜面倾角有关 B.斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关 C.斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程度都有关 D.斜面机械效率与斜面倾角有关 E.斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关 F.斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关 【答案】（1）2.6；（2）85.7；（3）BE；AD。 【解析】（1）由图1次实验数据知，斜面甲省力大小△F甲＝F0﹣F甲＝20.0N﹣17.4N＝2.6N； （2）由题知，弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物高h＝0.24m，弹簧测力计示数 F0＝20.0N，所以物体重力G＝F0＝20.0N， 由表数据，可得斜面丙的机械效率： η丙＝＝≈85.7%； （3）实验是为了斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。每次实验将同一物体拉到同一高度。 ①由题知，甲、乙两次实验，斜面倾角相等，甲、乙的斜面表面粗糙程度不相同。 由表中数据知，△F甲＞△F乙，能说明B，即斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关； 同时，由表中数据知，两次实验的机械效率η甲＞η乙，能说明E，即斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关； ②甲、丙两实验，斜面表面粗糙程度相同，斜面倾角不相等。 由表中数据知，F甲＞F乙，能说明A，即斜面省力大小与与斜面倾角有关； 同时，由表中数据知，η甲＞η丙，能说明D，即斜面机械效率与斜面倾角有关。 七、计算综合应用题（本大题有3道小题，共19分） 1. （6分）（2024广州押题）小江同学利用图1中质量m为8kg，边长为10cm的正方体重物，自制了如图2的健身器材来锻炼身体。小江用细绳系在轻杆（杆重不计）的O点，将轻杆悬挂起来，先在杆的A端悬挂图1中的物体，然后在B端施加竖直向下的力，缓慢拉动轻杆至水平位置（图2），整个过程用时2s，将重物提高了0.6m。已知AO长1.5m，OB长0.5m，不计连接处摩擦，求： （1）物体静置水平地面时（图1），物体对地面的压强； （2）轻杆在水平位置静止时（图2），小江对轻杆的拉力； （3）在重物被匀速提高0.6m的过程中，小江对杆做功的功率。 【答案】（1）8000Pa；（2）240N；（3）24W 【解析】（1）物体对地面的压力 地面的受力面积 物体对地面的压强 （2）杠杆在水平位置平衡，O是杠杆支点，AO是阻力臂，阻力大小等于物体自身的重力 OB是动力臂，小江对杠杆的拉力为动力，根据杠杆平衡条件可得 带入数值可得 解得 （3）因为杆重不计，小江做的功为 小江对杆做功的功率为 答：（1）物体静置水平地面时（图1），物体对地面的压强为8000Pa； （2）轻杆在水平位置静止时（图2），小江对轻杆的拉力为240N； （3）在重物被匀速提高0.6m的过程中，小江对杆做功的功率为24W。 2. （6分）（2021河北）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s-t图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求： （1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强； （2）拉力F的功率； （3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。 【答案】（1）；（2）3750W；（3） 【解析】（1）提升货物过程中起重车的总重为 提升重物时，受力面积为 提升货物过程中起重车对水平地面压强 （2）物体的速度为 绳子的速度为 拉力F的功率 （3）提升货物过程中滑轮组的机械效率 答：（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强为； （2）拉力F的功率为； （3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。 3．（7分）（2021四川攀枝花）如图所示，站在水平地面上的小林想通过杠杆AB和动滑轮拉起同样站在水平地面上的小新。杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内转动，且OA：OB＝1：2，小林的质量m1＝50kg。小新的质量m2＝48kg，小新双脚与地面接触面积S＝400cm2。当小林施加竖直向下的拉力F1时，小新未被拉动，此时小新对地面的压强p＝2.5×103Pa，小林对地面的压强为p1；当小林施加竖直向下的拉力F2时，小新刚好被拉起，小林对地面的压强为p2，且p1：p2＝16：15。不计绳重，杠杆重力和一切摩擦，g取10N/kg。求： （1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力FN； （2）动滑轮重力G动。 【答案】（1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力FN为100N； （2）动滑轮重力G动为20N。 【解析】（1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压强为P＝2.5×103Pa，由p＝可求出小新对地面的压力FN； （2）当小林施加拉力F1时，把小新和动滑轮看作整体进行受力分析，则有：2FA+FN＝G2+G动，即有：FA＝（G2+G动﹣FN）； 对于小林进行受力分析，有：F1+FN1＝G1，即有：F1＝G1﹣FN1； 由杠杆平衡条件，可求出此时小林对地面的压力FN1； 同理可求出当小林施加拉力F2时，小林对地面的压力FN2； 再利用p＝及P1：P2＝16：15，可求出动滑轮重力G动。 解：（1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压强为P＝2.5×103Pa，由p＝可知，小新对地面的压力为： FN＝pS＝2.5×103Pa×400×10﹣4m2＝100N； （2）当小林施加拉力F1时，把小新和动滑轮看作整体进行受力分析， 则有：2FA+FN＝G2+G动， 即：FA＝（G2+G动﹣FN）； 对于小林进行受力分析，有：F1+FN1＝G1， 即：F1＝G1﹣FN1； 由杠杆平衡条件可知，＝， 即：＝＝， 则此时小林对地面的压力：FN1＝G1﹣（G2+G动﹣FN）； 当小林施加拉力F2时，小新刚好被拉起，把小新和动滑轮看作整体进行受力分析， 则有：2FA'＝G2+G动， 即：FA'＝（G2+G动）； 对于小林进行受力分析，有：F2+FN2＝G1， 即：F2＝G1﹣FN2； 由杠杆平衡条件可知，＝， 即：＝＝， 则此时小林对地面的压力：FN2＝G1﹣（G2+G动）； 因为小林与地面的接触面积不变，由p＝可知，小林对地面的压强之比为： ＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①， 又因为p1：p2＝16：15， G1＝m1g＝50kg×10N/kg＝500N， G2＝m2g＝48kg×10N/kg＝480N， 将它们代入①式，解得G动＝20N。 答：（1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力FN为100N； （2）动滑轮重力G动为20N。 【点评】本题为力学综合题，考查了重力公式、压强定义式、杠杆平衡条件应用，要求认真审题、灵活应用相关公式，属于难题！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$