2025年中考物理复习专题：简单机械及机械效率计算题、实验题

2025年中考物理复习专题：简单机械及机械效率计算题、实验题 一、实验题 1．小李同学用如图所示的滑轮组进行“测量滑轮组机械效率”的实验，实验数据如下表。（细绳重和忽略不计） 实验次数 物重 G/N 物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm 1 4 3 1.8 9 2 6 5 2.4 17 3 8 8 3.1 24 (1)实验数据记录表中有一个数据是错误的，错误的数据是 。 (2)第1次实验中滑轮组的机械效率 （保留两位有效数字）。 (3)在测量拉力时，小李同学觉得匀速拉动弹簧测力计不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态读数，他的读数与实际相比 （选填“偏小”、“偏大”或“不变”）。 2．如图，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表的实验数据。 （1）第1次实验中，木块所受摩擦力为 N；（计算结果保留1位小数） （2）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓，越 （选填“省”或“费”）力；斜面越陡，机械效率越 （选填“高”或“低”）； 实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% （3）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和0.1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4N，他们测得这种情况下，斜面的机械效率为 ；把第4次与第 次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 3．杠杆平衡状态指的是杠杆处于 状态或绕支点匀速转动状态．在“探究杠杆平衡的条件"实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 位置平衡．接着如图所示在杠杆的B点挂上钩码，然后可以用测力计在A点施加方向 的动力使杠杆再次平衡，此时杠杆 是省力杠杆（选填“一定”或“可能”）． 4．小青用实验探究杠杆的平衡条件。所用杠杆刻度均匀，各钩码相同。 （1）静止于支架上的杠杠如图甲示，应将杠杠右侧的螺母向 调节，使杠杠处于水平平衡状态，样做的目的是为了便于测量力臂； （2）在杠杆两边分别挂上数量不同的钩码，改变钩码数量和位置，使杠杆处于水平平衡状态，记录数据，总结可得杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂； （3）根据结论可知，要使杠杆呈图乙中的水平平衡状态，应在B点挂 个钩码；改用弹簧测力计替换B点的钩码，始终竖直向下拉杠杆，使杠杆从水平位置缓慢转过一个小角度（图丙），此过程中弹簧测力计拉力的大小 。 5．某同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中 （1）他所准备的实验器材有：滑轮，细绳，铁架台，刻度尺，钩码，还需 ； （2）该同学实验时，记录的数据在表格中，请认真填写所缺少的部分       （3）根据表中数据，在图中画出该同学实验时滑轮组的连接图． （4）实验中弹簧测力计应该 拉动． （5）同学乙观察并分析了甲的实验后，认为甲的实验中，可少用一种器材，少测两个数据也能测出滑轮组的机械效率，通过和甲讨论并经过老师的认定，他的方案是可行的．请你分析一下，去掉的器材是什么？ 少测哪两个数据？ ， 6．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表： 序号 物重G/N 物体上升的高度h/m 拉力F/N 绳自由端移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η/％ 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 2 0.1 1.0 0.3 66.7 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1 （1）根据表格中的数据，在图中画出滑轮组的绕绳方法。 ( ) （2）实验中，沿竖直方向 拉动弹簧测力计，并读出弹簧测力计的示数。 （3）根据表格中的数据分析可知： ①滑轮组的机械效率与物重有关，同一滑轮组，所提物体越重，机械效率越大。 ②随着物重的增大，额外功 （选填“变小”“不变”或“变大”），原因可能是 。 7．小明在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等，每个钩码重0.5N。 （1）杠杆在如图甲的位置静止时 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态； （2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节。调节水平平衡的目的是 ； （3）小明按图中乙进行实验后，又做了两次实验并将数据记录在下表中，分析数据可知，杠杆的平衡条件是 ； 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂 l2/m 1 1.0 0.15 1.5 0.1 2 0.5 0.2 1.0 0.1 3 3.0 0.1 2.0 0.15 （4）如图丙，杠杆在水平位置平衡后，在A 点挂两个钩码，在B 点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为 N。当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”） 。 8．小明用图中所示装置，探究“滑轮组的机械效率与被提升钩码重力的关系”，该实验数据如下表所示： 钩码的 重力 G/N 钩码被提 升的高度 h/m 自由端 的拉力 F/N 自由端移 动的距离 s/m 滑轮组的 机械效率 η 2 0.1 0.8 0.3 83.3% 4 0.1 1.5 0.3 88.9% 6 0.1 2.2 0.3 90.9%    （1）实验中应 竖直向上拉动弹簧测力计使钩码上升； （2）分析表中数据可得到的结论是： 。 二、计算题 9．用如图所示的滑轮组提升重物，物体重为，拉动物体匀速上升，所用的时间是，拉力做的功是，求： (1)拉力做功的功率； (2)滑轮组的机械效率。 10．在如图所示的杠杆模型中，O为杠杆的支点，则： （1）F1的力臂长为多少cm？ （2）F2的力臂长为多少cm？ （3）若F1=300N，为使杠杆平衡，F2的大小等于多少N？（杠杆本身重力不计） 11．汽车起重机在吊起重物时，必须要综合考虑重物所受的重力、吊臂的长度及仰角等因素，以确定起吊设备和起吊方式，避免发生地面塌陷或吊臂断裂等生产事故，确保吊重作业的安全和高效运行。如图所示的起重机，其自重为3×105N， 吊臂的长度可以在10m~30m之间变化，动力系统A允许提供的动力与动力臂的乘积（称为起重机的力矩）最大值为1.2×106 N·m，可以吊起距吊臂支点O水平距离3m~20m范围内的重物，其工作时与水平地面的总接触面积为2m2。不计吊臂重、滑轮重和绳重，求该起重机在最大力矩工作时： （1）允许吊起重物所受重力的范围； （2）水平地面受到的最大压强。 12．工人用图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，g＝10N/kg． （1）从图乙中看出，建材重400N时，滑轮组的机械效率为50%，则动滑轮重为多少？ （2）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是多少？ （3）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为300N，求拉力的功率； （4）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？ 13．如图所示，用该滑轮组将20kg的重物匀速提升4m，已知动滑轮重50N．（g=10N/kg） （1）拉力F是多少？ （2）这个滑轮组的机械效率是多少？ 14．随着我国经济的快速发展，汽车已经走进普通百姓的家庭。星期天，小东陪爸爸去某修理厂保养洗车时，看见工人师傅用一个滑轮组把汽车的发动机吊出来准备修理。经询问得知，发动机质量为120kg，工人所用拉力约500N，在10s内发动机被提起1m。不计绳重的摩擦，求： （1）滑轮组的机械效率是多少？ （2）动滑轮的重力是多少？ （3）用这个滑轮组提起240kg的另一台发动机，其机械效率为多少？ （4）比较该滑轮组的两次机械效率，可以初步得出什么结论？ 15．如图所示，某人用机械效率为80%的滑轮组匀速提升重120N的物体，在2s内，绳的自由端移动了6m。（不计绳重和摩擦）求： （1）物体上升的高度； （2）物体上升的速度； （3）人的拉力为多大？ （4）提升过程中的有用功是多少？ （5）人所做的额外功是多大？ 16．如图所示，是一个由轮轴和杠杆构成的速度控制装置。大轮半径为R＝0.25m，小轮半径为r＝0.20m（大、小轮是一个整体），在小轮上绕有细线，细线下端悬挂重为G＝500N的物体，在大轮上方有可绕A点的轴自由转动的轻杆AC，P是固定在轻杆B点下方的厚度为d＝0.05m的制动片，轻杆AC成水平状态。已知LAB＝0.40m，LBC＝0.60m，制动片与大轮间的动摩擦因数为0.4，轮的质量不计，轮轴无摩擦。要使物体匀速下落，则： （1）制动片对大轮的摩擦力为多大？ （2）在C处应施加一个多大的竖直向下的力F？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理复习专题：简单机械及机械效率计算题、实验题》参考答案 1． 17 74% 偏小 【详解】(1)[1]绳子的股数n=3，当物体上升的高度5cm，测力计移动的距离 故错误的数据是17。 (2)[2]第1次实验中滑轮组的机械效率 (3)[3]在测量拉力时，晓理同学觉得匀速拉动弹簧测力计不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态读数，没有测量出机械之间的摩擦，故他的读数与实际相比偏小。 2． 1.4 省 高 62.5% 2 【详解】（1）[1]由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功 拉力做的总功 则额外功 由得，木块所受摩擦力 （2）[2]由记录的数据可以看出，斜面的倾斜程度越缓时，沿斜面的拉力F越小，则斜面越省力。 [3]由记录的数据可以看出，斜面倾斜程度越陡时，斜面的机械效率越高。 （3）[4]物体重 提升高度 克服物块重力做的有用功为 拉力 拉力移动的距离 拉力做的总功为 则斜面的机械效率为 [5]要探究机械效率与斜面粗糙程度关系，必须保证斜面倾斜程度和长度相同的情况下（即高度相同，斜面长度相同），第4次和第2次斜面的长度和高度相同，从数值上可以看出，在其他条件一定时，斜面越粗糙，机械效率越小。 3． 静止 水平 竖直向上 一定 【详解】杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态；实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂； 如图所示在杠杆的B点挂上钩码，然后可以用测力计在A点施加方向竖直向上的动力使杠杆再次平衡，由图可知，动力臂大于阻力臂，此时杠杆一定是省力杠杆． 4． 右 4 不变 【详解】（1）[1]静止于支架上的杠杆如图甲所示，左端下沉，右端高，应将杠杆右侧的螺母向右调节，使杠杆处于水平平衡状态。 （3）[2]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 3G×4l=FB×3l 解得FB=4G，需挂4个钩码。 [3]保持B点不变，根据相似三角形，动力臂与阻力臂之比等于支点到动力作用点的距离与支点到阻力作用点之比，所以拉力大小不变。 5． 弹簧测力计 5J 6J 83.3% 匀速竖直 刻度尺 重物上升高度 绳子自由端移动距离 【详解】（1）在此实验中，提升的物体是钩码，同时需要用到测力计测量钩码的重力和绳端的拉力．（2）根据η＝×100%，实验中需测量G、h、F、s四个量，所以还需要弹簧测力计；（2）W有用＝Gh＝50N×0.1m＝5J；W总＝Fs＝20N×0.3m＝6J；所以η＝×100%＝×100%＝83.3%；（3）由题意知，绳端移动距离是物体上升高度的3倍，所以此滑轮组由3段绳子承担物重．如图所示： (4)为准确测出绳端力，应使测力计做匀速直线运动； （5）由公式η＝ ×100%＝知，机械效率的大小与s和h无关，所以实验中可以去掉刻度尺． 6． 匀速 变大 物重越大，摩擦力越大，所以额外功变大 【详解】(1)[1]由表格中的数据可知，绳子自由端移动的距离是物体上升的高度的3倍，可知承担物体重力的绳子有3段，滑轮组的绕绳如图： (2)[2]在进行实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时绳子的拉力等于测力计示数。 (3)[3][4]根据表格中的数据分析可知，滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力做的功；随着物重的增大，动滑轮的重力不变，物重越大，摩擦力越大，所以额外功变大； 7． 是 右 便于力臂的测量 1.5 变大 【详解】（1）[1]杠杆平衡状态有匀速转动或者转动，甲图中杠杆静止时是处于杠杆平衡状态。 （2）[2]图甲中杠杆左端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右端调节，使杠杆在水平位置平衡。 [3]调节水平平衡的目的使力臂落在杠杆上，便于力臂的测量 （3）[4]由表格中数据得，杠杆平衡时 即 （4）[5]由杠杆平衡条件得，杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为 [6]当弹簧测力计改为斜拉时，动力臂变小，阻力与阻力臂的乘积不变，由杠杆平衡条件得，再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数变大。 8． 匀速 使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高 【详解】（1）[1]实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定。 （2）[2]比较实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高。 9．(1)；(2) 【详解】(1)拉力做的功为总功，收拉力做功功率为 (2)拉力做的有用功为 滑轮组的机械效率为 答：(1)拉力做功的功率为； (2)滑轮组的机械效率为。 10．（1）20cm；（2）60cm；（3）100N 【详解】解：（1）（2）由图知道，F1的力臂L1=20cm，F2的力臂L2=60cm。 （3）由杠杆平衡的平衡条件知道，即 300N×20cm=F2×60cm 解得F2的大小 F2=100N 答：（1）F1的力臂长为20cm； （2）F2的力臂长为60cm； （3）若F1=300N，为使杠杆平衡，F2的大小等于100N。 11．（1）；（2） 【详解】解：（1）允许吊起重物所受的最小重力为 代入数据，得 解得 允许吊起重物所受的最小重力为 解得 所以允许吊起重物所受重力的范围为。 （2）水平地面受到的最大压强 答：（1）允许吊起重物所受重力的范围为； （2）水平地面受到的最大压强为。 12．（1）400N；（2）500N；（3）120W；（4）600N． 【详解】（1）机械中摩擦力及绳重忽略不计， 所以滑轮组的机械效率： η＝＝＝＝＝50%， 解得：G轮＝400N； （2）建材的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N； （3）由图可知，n＝2，则1min绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×12m＝24m， 拉力做的功：W＝Fs＝300N×24m＝7200J， 拉力的功率：P＝＝＝120W； （4）当η′＝60%时，机械中摩擦力及绳重忽略不计， 滑轮组的机械效率：η′＝， 即：60%＝，解得G′＝600N． 13．（1）125N    （2）80 【详解】（1）G物=m物g=20kg10N/kg=200N. ∵不计绳重和摩擦，∴F===125N； （2）有用功：W有用=Gh=200N×4m=800J， 人拉绳子做的总功：W总=Fs=Fnh=125N×2×4m=1000J 滑轮组的机械效率：η===80%； 14．（1）60%；（2）800N；（3）75%； （4）同一滑轮组提升不同物体，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率越大 【详解】解：（1）发动机质量为120kg，则发动机的重力 G=mg=120kg×10N/kg=1200N 动滑轮上承担重力的绳子段数n=4，滑轮组的机械效率 （2）不计摩擦和绳重，动滑轮的重力 G动=nF-G=4×500N-1200N=800N    （3）提起200kg的发动机时，发动机的重力 G'=m'g=240kg×10N/kg=2400N 滑轮组绳端的拉力 机械效率 （4）同一滑轮组提升不同物体，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率越大。 答：（1）滑轮组的机械效率是60%； （2）动滑轮的重力是800N； （3）用这个滑轮组提起240kg的另一台发动机，其机械效率为75%； （4）见解析。 15．（1）2m；（2）；（3）50N；（4）300J；（5）60J 【详解】解：（1）如图，一共有3段绳子承担总重力，则，所以物体上升的高度为 （2）根据题意，，由速度公式可得 （3）根据题意，，由效率计算公式可得 故。 （4）根据题意，，，对物体所做的有用功为 （5）根据题意，人拉绳子所做的总功为 可得 答：（1）物体上升的高度为2m； （2）物体上升的速度为； （3）人的拉力为50N； （4）提升过程中的有用功是240J； （5）人所做的额外功是60J。 16．（1）400N；（2）400N 【详解】解：（1）当物体匀速下落时，轮轴处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件有 代入数据 解得 （2）设制动片对轮轴的压力为F压，摩擦因数为，则 ，制动片对轮轴的压力为 根据杠杆的平衡条件有 代入数据 解得 答：（1）制动片对大轮的摩擦力为400N。 （2）在C处应施加一个400N的竖直向下的力F。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$