专题19 简单机械及机械效率 -备战2025年中考物理真题题源解密（广东专用）

主题三 力学 专题19 简单机械与机械效率 考情概览：理解课标要求，把握命题方向，总结出题角度。 中考新考法：从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。 真题透视：精选真题，归类设置，完整展现中考试题的考查形式。 新题特训：选用最新优质题、创新题，巩固考点复习效果。 考点内容 课标要求 命题预测 杠杆 知道简单机械，会使用简单机械改变力的大小和方向，通过实验探究并了解杠杆的平衡条件 该内容是广东中考必考考点，题型主要是选择题、填空题、作图题、实验题、计算题、综合能力题，分值在4~8分。主要命题点有： 主要命题点有： ① 杠杆及其应用、杠杆作图、探究杠杆的平衡条件 ② 滑轮与滑轮组、滑轮组的应用与计算、斜面等 ③ 机械效率的概念及影响机械效率的因素；机械效率的简单计算 ④ 常用简单机械的机械效率和测量滑轮组的机械效率 滑轮与滑轮组 机械效率及其比较 （1）知道机械效率； （2）了解提高机械效率的意义和途径； （3）测量某种简单机械的机械效率 测量滑轮组的机械效率 1．（新情境）（2024·广东广州·三模）按要求作答。 （1）如图甲是雨伞，图乙是伞骨的简图。 ①撑伞时撑杆AB对伞面的支持力F1沿图中AB直线方向，请在图乙中画出这个支持力F1，并画出阻力F2的力臂l2； ②撑伞时该杠杆属于 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 （3）分别使用图中甲、乙两个滑轮组将重为10N的物体A在2s内匀速拉升20cm，拉力大小如图所示： ①甲、乙两种提升方式中 方式更省力， 方式绳子自由端移动距离更大（选填“甲”或“乙”） ②甲乙两种提升方式的机械效率η甲 η乙（选填“>”“=”或“<”）。 2．（跨学科）（2024·广东珠海·二模）谷风车是我国古代劳动人民智慧的结晶。如图甲所示，当农民转动手动杆时，有风吹出，顶槽漏下的饱满谷粒和干瘪谷粒就被分开。图乙为谷风车内部风扇叶片图示，手动杆的半径用字母L表示，则： （1）风扇中的摇柄和轴组成一个轮轴，它相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。为了更省力，则需要 （选填“增长”或“缩短”）手动杆半径L； （2）农民往顶槽添加谷粒，谷粒由于受到 力作用而下落，途经风道时，饱满谷粒从 （选填“A”或“B”）风道口分离出来； （3）若筛选出的谷粒不小心掺了石子，为了利用此装置将两者分开，农民伯伯则需比原来 （选填“更快”“更慢”或“等速”）的速度转动手柄； （4）这样选谷主要原因是饱满谷粒质量越大， 越大，越难被风吹远。 3．（新考法）（2024·广东深圳·二模）如图是为了搬运建筑材料而使用的简单机械，此滑轮组在1min内将一批建材匀速提升了12m，该过程中滑轮组的机械效率是75%，钢丝绳拉力F所做的功是7.2×104J。滑轮A的作用是 ；拉力F的功率是 W，这批建材所受的重力是 N。 ►考向一 杠杆及平衡条件的应用 1．（2024·广东·中考真题）如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　） A．省力 B．费力 C．省功 D．省距离 2．（2023·广东深圳·中考真题）下列属于费力杠杆的是（　　） A．  汽车方向盘 B．    门把手 C． 小白同学家的水龙头 D．  雨刮器 3．（2022·广东深圳·中考真题）《天工开物》是我国第一部关于农业和手工业全书，蕴含了大量的物理知识，下列是《天工开物》中的场景，错误的是（　　） A、拉弓 B、独轮推车 C、制糖 D、桔槔 拉弓拉满了，说明力可以改变物体的形状 独轮推车，匀速推动，此时推力大于摩擦力 往桶里加水，水对桶底压强逐渐变大 用桔槔装水，运用了杠杆原理 A．A B．B C．C D．D 4．（2021·广东深圳·中考真题）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 5．（2024·广东广州·中考真题）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。 （1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： ，若衣服重为，则此支持力最小值为 N； （2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。 6．（2023·广东·中考真题）杠杆在如题图所示位置静止，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态，调节杠杆两端的螺母使杠杆保持水平并静止，此操作可方便测量力臂，原因是此时 。    7．（2021·广东广州·中考真题）如图，O为跷跷板的支点，小朋友对跷跷板的作用力F=120N，大人对跷跷板的作用力F′=100N（图中未画出），跷跷板水平静止。 （1）在图中画出F的力臂l ； （2）F′的作用点可能在 （选填“A”“B”或“C”），方向竖直 （选填“向上”或“向下”）。 8．（2024·广东深圳·中考真题）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） 9．（2022·广东·中考真题）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）小明安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节； （2）如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡，当方向为 时，拉力最小，大小为 N； （3）课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图丙所示，则力臂 。若两边同时各取走一枚硬币，则杠杆的 端将下沉。 10．（2023·广东·中考真题）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。题图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。 （1）图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 点。 （2）设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重） （3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 （选填“①”或“②”）。 11．（2023·广东广州·中考真题）图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2中杠杆AB，移动支架，可使支点O在AB间移动。杆水平静止，忽略杆重；    （1）人对杆的压力为F1，绳对杆的拉力为F2，F1、F2竖直向下；①在图2中画出F1的力臂l1；②F2的力臂l2 （用F1、F2、l1表示）； （2）同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点O使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点O应向 （选填“A”“B”）端移动。 1．杠杆作图方法技巧 （1）支点是杠杆绕固定点转动的点，所以判断支点位置关键是看杠杆绕着哪个点转动； （2）力臂作图(画力臂的方法):1)找到支点，确定力的作用点和方向；2)作出力的作用线；3)从支点向力的作用线作垂线段；4)标出力臂。 （3）最小力作图：找最长动力臂的方法：根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最长力臂。1)如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂；2)如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。 方巧法技：探究杠杆平衡条件考向： （1）试验前杠杆不平衡应如何调节：调节两端平衡螺母； （2）横梁不在水平位置，左端翘起：平衡螺母左移； （3）杠杆的支点在中间位置目的：为了消除杠杆自重影响； （4）两侧挂上钩码后判断是否平衡：根据平衡条件判断； （5）力或力臂的计算：根据杠杆平衡条件进行计算； （6）让杠杆处于静止状态：方便进行实验。 方法技巧：利用杠杆平衡条件解决实际问题的步骤： （1）转化：分析受力情况，找出支点，然后找出动力和阻力、动力臂和阻力臂，将实际物体转化成杠杆模型； （2）标量：画出杠杆模型示意图，在图中标明动力、阻力、动力臂、阻力臂； （3）计算：根据已知条件，利用杠杆平衡条件分析求解。 方法技巧：判断杠杆种类的方法： （1）通过动力臂和阻力臂的大小关系判断：对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系； （2）从应用目的上进行判断：省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的，而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。 ►考向二 滑轮与滑轮组 12．（2023·广东广州·中考真题）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为。此过程（　　）    A．有用功为300J B．做的功等于做的功 C．做的功小于做的功 D．滑轮组的机械效率为80% 13．（2022·广东·中考真题）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 14．（2021·广东深圳·中考真题）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 解题技巧 判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。 ►考向三 机械效率与测量滑轮组的机械效率 15．（2021·广东广州·中考真题）图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（　　） A．总功较大 B．有用功较小 C．额外功较大 D．机械效率较低 16．（2023·广东深圳·中考真题）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。    17．（2021·广东·中考真题）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内对物体做的有用功为 J。 18．（2024·广东广州·中考真题）如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为； （1）支腿做成“”形而非“”形的作用是： ； （2）求钢丝绳自由端的移动速度； （3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。 19．（2022·广东广州·中考真题）如图1，工人将重500N的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g取10Nkg）。 （1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F。从P点匀速运动到Q点用时4s。求此过程 ①F的功率；( ) ②斜面的机械效率。( ) （2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右100N的推力F，从A点匀速运动到B点用时1s，在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点； ①用“●”表示货物，在方框中画出货物在C点的受力示意图；( ) ②货物到A点时为计时起点，在图2中画出0~1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象；( ) （3）图3中的尾板等效成图4中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F（忽略绳重）： ①在图4中画出F的力臂l；( ) ②绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F4 F3（选填“>”、“=”、“＜”）。 解题技巧 功率和机械效率都是机械本身性能的重要参数，但它们是完全不同的物理量，表示机械完全不同的两个方面.功率表示做功快慢，机械效率表示有用功占总功的比值。 当不计绳重和摩擦时，机械效率，即同一滑轮组，其机械效率η与G物和G动有关，G动一定时，G物越大，η越大；G物一定时，G动越大，η越小。 1．（2024·广东中山·三模）下图所示的简单机械一定省力的是（　　） A．旗杆上的滑轮 B．面包夹 C．划船用的船桨 D．盘山公路 2．（2024·广东惠州·一模）下列说法中正确的是（　　） A．机械的效率越高，做功越快 B．做功越多，做功越快 C．做功时间越少，做功越快 D．功率越大，做功越快 3．（2024·广东广州·三模）如图是甲、乙两台汽油机燃烧不同质量的同种燃油的能量流向及比例的饼形图，下列说法正确的是（　　） A．若对外做功的能量相同，甲汽油机更省油 B．若燃烧质量相同的同种燃油，乙汽油机能量损失的总和更多 C．若增加燃烧同种燃油的质量，甲汽油机的热机效率可以更高 D．乙汽油机做有用功的比例比甲汽油机大，乙汽油机的热机效率更大 4．（2024·广东佛山·三模）如图，用滑轮组和电动机来提升建筑材料，建筑材料的质量为100kg，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （g取10N/kg）（　　） A．用滑轮组提升重物是为了提高机械效率 B．此滑轮组提升更重的建筑材料，机械效率会降低 C．若电动机处卷起的绳子为2m，建筑材料上升的高度也为2m D．若电动机处卷起的绳子为2m，滑轮组对建筑材料做的功为1000J 5．（2024·广东深圳·一模）在学校的科技节上，小强和小明体验滑轮组座椅。如图所示，座椅和动滑轮的总重为150N。当重为600N的小明坐在座椅上，小强对绳子自由端施加恒定的拉力，小明10s内被匀速拉升3m，不计绳重和摩擦。下面有关说法正确的是（    ） A．使用该装置既省力又省功 B．小强拉绳子的速度为0.1m/s C．小强拉力的功率为225W D．滑轮组的机械效率为25% 6．（2024·广东清远·一模）如图1所示，小明用滑轮组匀速提升重为80N的物体，有2段绳子吊着动滑轮，物体在4s内匀速上升2m，绳子自由端拉力为50N，此过程中，绳子自由端移动的距离为 m，拉力的功是 J。如图2所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应在B点挂 个相同的钩码。      7．（2024·广东汕尾·模拟预测）如图，某同学骑着共享单车上学，他肩上的书包相对于 是静止的；自行车的车胎刻有花纹，这是为了 摩擦，自行车的手闸是一个 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 8．（2024·广东云浮·一模）下题图所示，质量为70kg的工人通过滑轮组用100N的拉力在4s内将重为150N的重物匀速提升2m。则工人拉力做功的功率为 W，该滑轮组的机械效率为 ；增大提升的重物的质量，滑轮组的机械效率将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。（g取10N/kg） 9．（2024·广东汕头·二模）如图，小明看到树被风刮倒，想利用所学知识把树扶正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子。此过程中，甲树相当于 （选填“动”或“定”）滑轮，会 （选填“省”或“费”）距离。如不计绳重，小明朝 （选填“A”或“B”）方向拉更省力。 10．（2024·广东肇庆·二模）将一个打足气的篮球和一个套扎在气针上的未充气的玩具气球，一起悬挂在杠杆的右端，调节杠杆左端的钩码，使杠杆水平平衡。将气针插入篮球的气孔中，篮球中的部分空气进入气球中，如图所示，此时篮球和气球受到的总重力 ，它们受到空气的总浮力 （前两空均选填“变大”、“变小”或“不变”），杠杆将 （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持平衡”）。 11．（2024·广东·一模）如图所示，AOB为一轻质杠杆（质量忽略不计），OA：OB=1:2。A端用细线挂一空心铝球，质量为5.4kg。当铝球一半体积浸在水中，在B端施加7N的竖直向下的拉力F时，杠杆恰好在水平位置平衡。则铝球实心部分的体积为 m3，铝球受到的浮力为 N，铝球空心部分体积为 m3（ρ铝=2.7×103kg/m3，g=10N/kg）。 12．（2024·广东东莞·一模）在如图所示的装置中，斜面长5m，高2m，现将质量为200kg的物体从斜面底端匀速拉到顶端，若轻质滑轮的机械效率为80%，人作用于绳自由端的拉力为500N，则总功为 J，克服斜面摩擦做的额外功为 J，摩擦力为 N。（g取）    13．（2024·广东中山·三模）如题图所示，物体A在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重为2N。当物体B重为8N时，它恰好能匀速下降。该装置中属于动滑轮的是 （选填“N”或“M”）。物体A所受的摩擦力为 N。该装置的机械效率为 %（g＝10N/kg）。 14．（2024·广东·一模）(1)如图所示杠杆的B点挂一个重物，在A点施加一个最小的动力使杠杆平衡。请画出最小的动力F1以及杠杆受到的阻力F2。 (2)画出发光点S发出的光线经平面镜反射后过图中P点的光路图。 (3)如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画代替绳子，画出滑轮最省力的绕绳方法；再画出重物受到重力的示意图。 15．（2024·广东阳江·一模）在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后，小丽根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度，请帮她将下列实验步骤补充完整。（g取，） (1)当相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如题图甲所示的位置，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； (2)调节杠杆水平平衡后，用细线将物块挂于杠杆左侧，将3个钩码挂于右侧，杠杆仍处于水平平衡，如图乙所示，每个钩码质量为100g，则物块质量为 g； (3)将该物块浸没在装有水的烧杯中，调节右侧钩码的位置，使杠杆处于水平平衡，如图丙所示，则物块在水中所受浮力为 N； (4)物块的密度是 ； (5)在探究杠杆的平衡条件实验中，多次改变钩码的位置和个数，收集多组数据的目的是 。 16．（2024·广东肇庆·二模）学了机械效率之后，小新用滑轮组研究影响机械效率大小的因素。现有动滑轮、定滑轮各一个，两个相同的重物，细线若干。如图是小新设计的一组滑轮组。 （1）请你帮助小新设计第二组滑轮组，并在下图绕上线； （2）实验中要 拉动弹簧测力计使重物升高； （3）下表是小新的数据记录，请将空格补充完整： 、 ； 钩码重 钩码升高高度 ___________ 自由端距 效率 1 20 1 10 3 2 20 1 12 2 ___________ 3 40 1 22 2 （4）分析数据，小新发现：同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组机械效率越 。 17．（2024·广东汕头·二模）龙骨水车是一种古代用于农田灌溉的水车工具。它包括固定整台水车的木架、操作者脚下的大轮和踏板、连接水槽和水源的木质水槽、安装在水槽另一端的小轮，以及连接大轮和小轮的木制链条。下链轮和车身一部分没入水中，通过操作者踩踏踏板，驱动链轮，叶板就沿水槽刮水上升，到水槽上端将水送出，使水车能够从水源抽水灌溉田地。 (1)龙骨水车脚踏和大轮部分相当于 （填写简单机械名称），刮水上行时水的 能增大； (2)刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越 ；当踩动脚踏的速度加快时，提升水的功率会变 ； (3)劳动课上，小明踩动龙骨水车旋转一周可将约20L水提升到离水源3m高的田地中，所用时间为60s，小明做功的总功率为40W，则该过程中做的总功为 J，机械效率为 %（g取10N/kg）。 18．（2023·广东深圳·中考真题）如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景，如图二中已知其中，木料的体积为，木块的密度为。 （1）求木材所受重力？ （2）如图2，在B端有一木材对绳子的力F1为，当F2为大时，木料刚好被抬起？ （3）随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木材，已知提升的功率为，那这个吊车在10s内可以将该木料提升的高度为多高？ 19．（2024·广东东莞·一模）如图甲所示是工人搬运货物的情景，过程简化为如图乙所示：先利用斜面将货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点，这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求： (1)将货物沿斜面推到车上的过程中，货物的运动速度； (2)货物从b点到d点的运动过程中，推力做功的功率大小； (3)货物在斜面上受到的摩擦力大小。 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 $$ 主题三 力学 专题19 简单机械与机械效率 考情概览：理解课标要求，把握命题方向，总结出题角度。 中考新考法：从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。 真题透视：精选真题，归类设置，完整展现中考试题的考查形式。 新题特训：选用最新优质题、创新题，巩固考点复习效果。 考点内容 课标要求 命题预测 杠杆 知道简单机械，会使用简单机械改变力的大小和方向，通过实验探究并了解杠杆的平衡条件 该内容是广东中考必考考点，题型主要是选择题、填空题、作图题、实验题、计算题、综合能力题，分值在4~8分。主要命题点有： 主要命题点有： ① 杠杆及其应用、杠杆作图、探究杠杆的平衡条件 ② 滑轮与滑轮组、滑轮组的应用与计算、斜面等 ③ 机械效率的概念及影响机械效率的因素；机械效率的简单计算 ④ 常用简单机械的机械效率和测量滑轮组的机械效率 滑轮与滑轮组 机械效率及其比较 （1）知道机械效率； （2）了解提高机械效率的意义和途径； （3）测量某种简单机械的机械效率 测量滑轮组的机械效率 1．（新情境）（2024·广东广州·三模）按要求作答。 （1）如图甲是雨伞，图乙是伞骨的简图。 ①撑伞时撑杆AB对伞面的支持力F1沿图中AB直线方向，请在图乙中画出这个支持力F1，并画出阻力F2的力臂l2； ②撑伞时该杠杆属于 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 （3）分别使用图中甲、乙两个滑轮组将重为10N的物体A在2s内匀速拉升20cm，拉力大小如图所示： ①甲、乙两种提升方式中 方式更省力， 方式绳子自由端移动距离更大（选填“甲”或“乙”） ②甲乙两种提升方式的机械效率η甲 η乙（选填“>”“=”或“<”）。 【答案】(1) 费力 (2) 乙 甲 < 【详解】（1）[1]撑杆AB对伞面的支持力作用在B点，方向沿撑杆AB向上，据此画出支持力F1的示意图；图中支点为O点，由支点向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂l2，如图所示： [2]从图中可以看出，动力臂小于阻力臂，因此它是一个费力杠杆。 （2）[1]由图得，甲滑轮组 乙滑轮组 由图得，拉着同一物体，甲绳子末端的拉力大于乙绳子末端的拉力，因此乙更省力。 [2]由得，乙绳子自由端移动距离更小。 [3]两次所做的有用功都是 此过程做的功 做的功 根据可知 2．（跨学科）（2024·广东珠海·二模）谷风车是我国古代劳动人民智慧的结晶。如图甲所示，当农民转动手动杆时，有风吹出，顶槽漏下的饱满谷粒和干瘪谷粒就被分开。图乙为谷风车内部风扇叶片图示，手动杆的半径用字母L表示，则： （1）风扇中的摇柄和轴组成一个轮轴，它相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。为了更省力，则需要 （选填“增长”或“缩短”）手动杆半径L； （2）农民往顶槽添加谷粒，谷粒由于受到 力作用而下落，途经风道时，饱满谷粒从 （选填“A”或“B”）风道口分离出来； （3）若筛选出的谷粒不小心掺了石子，为了利用此装置将两者分开，农民伯伯则需比原来 （选填“更快”“更慢”或“等速”）的速度转动手柄； （4）这样选谷主要原因是饱满谷粒质量越大， 越大，越难被风吹远。 【答案】 省力 增长 重 A 更快 惯性 【详解】（1）[1]风扇中的摇柄和轴组成一个轮轴，它的动力臂大于阻力臂，相当于一个省力杠杆。 [2]为了更省力，则需要增长手动杆半径L，此时动力臂变长，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件得，动力变小。 （2）[3]力会改变物体的运动状态，重力方向竖直向下，农民往顶槽添加谷粒，谷粒由于受到重力作用而下落。 [4]饱满谷粒的质量较大，惯性较大，相同力作用时，运动距离较近，途经风道时，饱满谷粒从A风道口分离出来。 （3）[5]若筛选出的谷粒不小心掺了石子，石子的重力大于饱满谷粒的重力，为了利用此装置将两者分开，农民伯伯则需比原来更快的速度转动手柄，实饱满谷粒受到较大的风力，运动距离更远，从B出粮口出来。 （4）[6]惯性与质量有关，这样选谷主要原因是饱满谷粒质量越大，惯性越大，越难被风吹远。 3．（新考法）（2024·广东深圳·二模）如图是为了搬运建筑材料而使用的简单机械，此滑轮组在1min内将一批建材匀速提升了12m，该过程中滑轮组的机械效率是75%，钢丝绳拉力F所做的功是7.2×104J。滑轮A的作用是 ；拉力F的功率是 W，这批建材所受的重力是 N。 【答案】 改变力的方向 【详解】[1]由图可知，A是定滑轮，它的作用是改变力的方向。 [2]由图可知动滑轮上有三段绳子，则拉力移动的距离为物体提升高度的三倍，则拉力F的功率是 [3]有用功为 这批建材所受的重力是 ►考向一 杠杆及平衡条件的应用 1．（2024·广东·中考真题）如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　） A．省力 B．费力 C．省功 D．省距离 【答案】A 【详解】该剪刀属于杠杆，支点是O点，动力作用在A点，阻力作用在手柄处，使用时动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．（2023·广东深圳·中考真题）下列属于费力杠杆的是（　　） A．  汽车方向盘 B．    门把手 C． 小白同学家的水龙头 D．  雨刮器 【答案】D 【详解】ABC．汽车方向盘、门把手、水龙头属于轮轴，是轮转动带动轴转动，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故ABC不符合题意； D．雨刮器属于轮轴，是轴转动带轮转动，故阻力臂大于动力臂，相当于费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 3．（2022·广东深圳·中考真题）《天工开物》是我国第一部关于农业和手工业全书，蕴含了大量的物理知识，下列是《天工开物》中的场景，错误的是（　　） A、拉弓 B、独轮推车 C、制糖 D、桔槔 拉弓拉满了，说明力可以改变物体的形状 独轮推车，匀速推动，此时推力大于摩擦力 往桶里加水，水对桶底压强逐渐变大 用桔槔装水，运用了杠杆原理 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．用力拉弓，弓被拉弯，说明力可以改变物体的形状，故A正确，不符合题意； B．因为独轮推车做匀速直线运动，车受到平衡力的作用，故推力等于车所受的摩擦力，故B错误，符合题意； C．往桶里加水，水的深度增加，由p=ρgh可知，水对桶底压强逐渐变大，故C正确，不符合题意； D．由图可知，桔槔有一个固定不动的点和一个可绕其固定点转动的硬棒组成，是杠杆的应用，利用了杠杆原理，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．（2021·广东深圳·中考真题）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 【详解】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。 故选B。 5．（2024·广东广州·中考真题）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。 （1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： ，若衣服重为，则此支持力最小值为 N； （2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。 【答案】 同一件衣服挂在B时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小 4 【详解】（1）[1]由题意可知，晾晒架可看成一个杠杆，设衣服对晾晒架的作用力为阻力，则支撑物对晾晒架的作用力为动力，根据杠杆平衡条件 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 可知，同一件衣服挂在B时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小，即A点受到的支持力最小。 [2]若衣服重为，根据杠杆平衡条件可得 当衣服挂在B时，阻力臂最小，所以此支持力最小值为 （2）[3]根据题意，B点受到衣服的拉力的方向为竖直向下，由于力臂是支点到力的作用线的距离，因此反向延长拉力F，画出支点O到拉力F的反向延长线的垂线段，即为拉力F的力臂l。如图所示 6．（2023·广东·中考真题）杠杆在如题图所示位置静止，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态，调节杠杆两端的螺母使杠杆保持水平并静止，此操作可方便测量力臂，原因是此时 。    【答案】 是 杠杆的重心通过支点，消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响，且此时支点到力的作用线的距离等于力臂长度 【详解】[1]杠杆在如图所示位置静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡。 [2]调节杠杆两端的螺母使杠杆保持水平并静止时，杠杆的重心通过支点，消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响，且此时支点到力的作用线的距离等于力臂长度。 7．（2021·广东广州·中考真题）如图，O为跷跷板的支点，小朋友对跷跷板的作用力F=120N，大人对跷跷板的作用力F′=100N（图中未画出），跷跷板水平静止。 （1）在图中画出F的力臂l ； （2）F′的作用点可能在 （选填“A”“B”或“C”），方向竖直 （选填“向上”或“向下”）。 【答案】 C 向上 【详解】（1）[1]过支点O作F作用线的垂线段，即力臂L （2）[2][3]根据题意知道， F=120N>F′=100N 由杠杆的平衡条件知道，大人与小朋友的作用点应在支点的两侧，且大人对跷跷板的作用力的力臂一定大于于小朋友对跷跷板的作用力的力臂，由图知道，F′的作用点可能在C点，且方向竖直向上。 8．（2024·广东深圳·中考真题）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】 【详解】（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： 9．（2022·广东·中考真题）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）小明安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节； （2）如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡，当方向为 时，拉力最小，大小为 N； （3）课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图丙所示，则力臂 。若两边同时各取走一枚硬币，则杠杆的 端将下沉。 【答案】 右 竖直向下 2 2：1 右 【详解】（1）[1]由图甲知，杠杆的左端下沉，应向右调节平衡螺母才能让杠杆在水平位置平衡。 （2）[2][3]在B处施加的动力方向竖直向下时，对应的动力臂最大。据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂最大，对应的动力最小。杠杆在水平位置平衡时，有 3×0.5N×4l=F1×3l 解得最小拉力 F1=2N （3）[4]由图示知，左边对杠杆的作用力为2个硬币的重力，右边对杠杆的作用力为4个硬币的重力，设每个硬币的重力为G，则有 G1：G2=2G：4G=1：2 据杠杆的平衡条件有 l1：l2=G2：G1=2：1 [5]在两边同时取走一枚硬币，则左边和右边分别是 (2G-G)×l1=G×l1=2Gl2 (4G-G)×l2=3Gl2 所以杠杆的右端下沉。 10．（2023·广东·中考真题）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。题图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。 （1）图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 点。 （2）设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重） （3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 （选填“①”或“②”）。 【答案】 省力 B 90 30 ① 【详解】（1）[1][2]为方便提水，根据题图可知，它是按照省力杠杆来设计的；由于辅围绕B点进行旋转，可知B点为其支点。 （2）[3][4]由于大轮与小轮的半径比为3∶1，当周长为3m的大轮转动一圈，则小轮也转动一圈，且小轮转动的距离为1m，由于木桶匀速上升，则井绳对水桶做功 根据图乙所示，大轮与小轮的半径比为3∶1，当动力臂为BC时，作用在C点的力最小，根据杠杆平衡条件可知，最小的力为 因为，可得 （3）[5]为了更省力，开关应选用动力臂较大的，故开关应选用①。 11．（2023·广东广州·中考真题）图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2中杠杆AB，移动支架，可使支点O在AB间移动。杆水平静止，忽略杆重；    （1）人对杆的压力为F1，绳对杆的拉力为F2，F1、F2竖直向下；①在图2中画出F1的力臂l1；②F2的力臂l2 （用F1、F2、l1表示）； （2）同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点O使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点O应向 （选填“A”“B”）端移动。 【答案】 B 【详解】（1）[1]从支点分别作F1、F2的垂线，用大括号分别扩出l1、l2即为动力臂和阻力臂，如下图 F2的力臂 （2）[2]通过移动支点O使该压力变小，因为物体的重力不变，根据 可知只要减小l2，增大l1即可，故O点应该向B端移动。 1．杠杆作图方法技巧 （1）支点是杠杆绕固定点转动的点，所以判断支点位置关键是看杠杆绕着哪个点转动； （2）力臂作图(画力臂的方法):1)找到支点，确定力的作用点和方向；2)作出力的作用线；3)从支点向力的作用线作垂线段；4)标出力臂。 （3）最小力作图：找最长动力臂的方法：根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最长力臂。1)如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂；2)如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。 方巧法技：探究杠杆平衡条件考向： （1）试验前杠杆不平衡应如何调节：调节两端平衡螺母； （2）横梁不在水平位置，左端翘起：平衡螺母左移； （3）杠杆的支点在中间位置目的：为了消除杠杆自重影响； （4）两侧挂上钩码后判断是否平衡：根据平衡条件判断； （5）力或力臂的计算：根据杠杆平衡条件进行计算； （6）让杠杆处于静止状态：方便进行实验。 方法技巧：利用杠杆平衡条件解决实际问题的步骤： （1）转化：分析受力情况，找出支点，然后找出动力和阻力、动力臂和阻力臂，将实际物体转化成杠杆模型； （2）标量：画出杠杆模型示意图，在图中标明动力、阻力、动力臂、阻力臂； （3）计算：根据已知条件，利用杠杆平衡条件分析求解。 方法技巧：判断杠杆种类的方法： （1）通过动力臂和阻力臂的大小关系判断：对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系； （2）从应用目的上进行判断：省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的，而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。 ►考向二 滑轮与滑轮组 12．（2023·广东广州·中考真题）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为。此过程（　　）    A．有用功为300J B．做的功等于做的功 C．做的功小于做的功 D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．做的功为有用功，大小为 故A错误，不符合题意； BC．做的功为总功，大小为 故BC错误，不符合题意； D．滑轮组的机械效率为 故D正确，符合题意。 故选D。 13．（2022·广东·中考真题）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．不计滑轮重、绳重和摩擦，承重绳子的段数n=3，则拉力 B．不计滑轮重、绳重和摩擦，承重绳子的段数n=2，则拉力 C．定滑轮相当于等臂杠杆，不计滑轮重、绳重和摩擦，则拉力 D．动滑轮相当于省力杠杆，不计滑轮重、绳重和摩擦，则拉力 综上，四种装置匀速提升同一重物，则最省力的是A中的装置。 故选A。 14．（2021·广东深圳·中考真题）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 【详解】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。 故选A。 解题技巧 判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。 ►考向三 机械效率与测量滑轮组的机械效率 15．（2021·广东广州·中考真题）图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（　　） A．总功较大 B．有用功较小 C．额外功较大 D．机械效率较低 【答案】B 【详解】AB．由图可知，甲机械的有用功是1500J，所占的比例是75%，总功 W甲总==2000J 乙机械的额外功是900J，所占的比例是30%，总功 W乙总==3000J 甲的总功小，乙机械的有用功 W乙有=W乙总-W乙额=3000J-900J=2100J 甲的有用功小，故A不符合题意，B符合题意； C．甲机械的额外功 W甲额=W甲总-W甲有=2000J-1500J=500J 乙机械的额外功是900J，甲的额外功较小，故C不符合题意； D．由图可知，甲的机械效率是75%，乙的机械效率是70%，甲的机械效率较大，故D不符合题意。 故选B。 16．（2023·广东深圳·中考真题）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 【详解】[1]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 [2] 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 17．（2021·广东·中考真题）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内对物体做的有用功为 J。 【答案】 A 40 300 【详解】[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。 [2]动滑轮的重力为 [3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为 18．（2024·广东广州·中考真题）如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为； （1）支腿做成“”形而非“”形的作用是： ； （2）求钢丝绳自由端的移动速度； （3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。 【答案】 减小压强 3m/s ，60% 【详解】 （1）[1]根据知，在压力不变时，增大受力面积减小压强。所以支腿做成“”形而非“”形的作用是减小吊车对地面的压强。 （2）[2]由图知物体有3段绳子承担，n=3，钢丝绳移动的距离 钢丝绳自由端的移动速度 （3）[3][4]此时该滑轮组做的总功 拉力F的功率 使用该滑轮组做的有用功 此时该滑轮组做的机械效率 19．（2022·广东广州·中考真题）如图1，工人将重500N的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g取10Nkg）。 （1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F。从P点匀速运动到Q点用时4s。求此过程 ①F的功率；( ) ②斜面的机械效率。( ) （2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右100N的推力F，从A点匀速运动到B点用时1s，在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点； ①用“●”表示货物，在方框中画出货物在C点的受力示意图；( ) ②货物到A点时为计时起点，在图2中画出0~1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象；( ) （3）图3中的尾板等效成图4中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F（忽略绳重）： ①在图4中画出F的力臂l；( ) ②绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F4 F3（选填“>”、“=”、“＜”）。 【答案】 125W 50% = 【详解】（1）[1]货物沿斜面运动的速度 则F的功率 P1=F1v1=250N×0.5m/s=125W [2]克服重物的重力做的有用功 W有=Gh=500N×0.5m=250J 推力做的总功 W总=F1s1=250N×2m=500J 斜面的机械效率 （2）[3]在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点，此过程中货物受到竖直向下的500N的重力；竖直向上500N的支持力；水平方向上受到向左的摩擦力。由于货物在100N的水平向右的推力作用下匀速运动，则货物与货柜之间的摩擦力为100N，滑行时压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即向右滑行时受到水平向左100N的摩擦力。如图所示： [4]从A点匀速运动到B点用时1s，则0~1s货物所受摩擦力和推力是一对平衡力，大小为 f=F=100N 在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点，则货物在0.2s内处于滑行阶段，受到的摩擦力为滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即0~1.2s货物所受摩擦力一直为100N，则绘制f-t图像如下： （3）[5]过支点O作力F3的垂线段即为绳子的拉力F的力臂l，如图所示： [6]图4和图5中，尾板都处于水平静止，动力臂为两次三角形斜边上的高线，由于绳长一定，图4和图5中两个三角形是全等三角形，由数学知识可知，两次的动力臂是相等的，由于阻力和阻力臂的大小不变，根据杠杆平衡条件可知，F4等于F3。 解题技巧 功率和机械效率都是机械本身性能的重要参数，但它们是完全不同的物理量，表示机械完全不同的两个方面.功率表示做功快慢，机械效率表示有用功占总功的比值。 当不计绳重和摩擦时，机械效率，即同一滑轮组，其机械效率η与G物和G动有关，G动一定时，G物越大，η越大；G物一定时，G动越大，η越小。 1．（2024·广东中山·三模）下图所示的简单机械一定省力的是（　　） A．旗杆上的滑轮 B．面包夹 C．划船用的船桨 D．盘山公路 【答案】D 【详解】A．定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，不省距离也不费距离，故A不符合题意； B．面包夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但能省距离，故B不符合题意； C．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但能省距离，故C不符合题意； D．盘山公路实质是利用斜面来省力，省力但费距离，故D符合题意。 故选D。 2．（2024·广东惠州·一模）下列说法中正确的是（　　） A．机械的效率越高，做功越快 B．做功越多，做功越快 C．做功时间越少，做功越快 D．功率越大，做功越快 【答案】D 【详解】A．做功的快慢与机械效率无关，故A错误； B．根据公式可知，做功越多，做功不一定越快，故B错误； C．根据公式可知，做功时间越少，做功不一定越快，故C错误； D．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故D正确。 故选D。 3．（2024·广东广州·三模）如图是甲、乙两台汽油机燃烧不同质量的同种燃油的能量流向及比例的饼形图，下列说法正确的是（　　） A．若对外做功的能量相同，甲汽油机更省油 B．若燃烧质量相同的同种燃油，乙汽油机能量损失的总和更多 C．若增加燃烧同种燃油的质量，甲汽油机的热机效率可以更高 D．乙汽油机做有用功的比例比甲汽油机大，乙汽油机的热机效率更大 【答案】D 【详解】AD．由图可知，汽油机对外做功的能量是汽油机做的有用功，乙汽油机做有用功的比例比甲汽油机大，乙的热机效率更大，若对外做功的能量相同，乙更省油，故A错误，D正确； B．因为乙的热机效率更大，故若燃烧质量相同的同种燃油，乙汽油机各种能量损失的总和更少，故B错误； C．热机效率是有用功在燃料完全燃烧放出总热量中的占比，若增加燃烧同种燃油的质量，甲的热机效率不变，故C错误。 故选D。 4．（2024·广东佛山·三模）如图，用滑轮组和电动机来提升建筑材料，建筑材料的质量为100kg，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （g取10N/kg）（　　） A．用滑轮组提升重物是为了提高机械效率 B．此滑轮组提升更重的建筑材料，机械效率会降低 C．若电动机处卷起的绳子为2m，建筑材料上升的高度也为2m D．若电动机处卷起的绳子为2m，滑轮组对建筑材料做的功为1000J 【答案】D 【详解】A．不计绳重和摩擦时，使用滑轮组需要克服动滑轮的重力做额外功，由 可知，使用滑轮组不能提高机械效率；由不计绳重和摩擦时 可知，使用滑轮组是为了省力，故A错误； B．由不计绳重和摩擦时 可知，此滑轮组提升更重的建筑材料，机械效率会提高，故B错误； C．由图可知n=2，物体上升的高度 故C错误D．建筑材料的重力 G=mg=100kg×10N/kg=1000N滑轮组对建筑材料做的功 W有=Gh=1000N×1m=1000J故D正确。 故选D。 5．（2024·广东深圳·一模）在学校的科技节上，小强和小明体验滑轮组座椅。如图所示，座椅和动滑轮的总重为150N。当重为600N的小明坐在座椅上，小强对绳子自由端施加恒定的拉力，小明10s内被匀速拉升3m，不计绳重和摩擦。下面有关说法正确的是（    ） A．使用该装置既省力又省功 B．小强拉绳子的速度为0.1m/s C．小强拉力的功率为225W D．滑轮组的机械效率为25% 【答案】C 【详解】A．任何机械都不能省力又省距离，由可知使用机械不能省功，使用该滑轮组可以省力，不能省功，故A错误； B．由图可知，承担物重的绳子段数n=3，则绳子端移动的距离为物体提升高度的三倍，所以小强拉绳子的速度为 故B错误； C．不计绳重及摩擦时，绳子自由端的拉力为 小强拉力的功率为 故C正确； D．滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选C。 6．（2024·广东清远·一模）如图1所示，小明用滑轮组匀速提升重为80N的物体，有2段绳子吊着动滑轮，物体在4s内匀速上升2m，绳子自由端拉力为50N，此过程中，绳子自由端移动的距离为 m，拉力的功是 J。如图2所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应在B点挂 个相同的钩码。      【答案】 4 200 6 【详解】[1]由题意和题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动距离为 [2]拉力做的总功为 [3]设杠杆每一个小格代表L，每个钩码的重力为G，根据杠杆平衡条件 F1l1=F2l2 得 解得，即应在B点挂6个相同的钩码。 7．（2024·广东汕尾·模拟预测）如图，某同学骑着共享单车上学，他肩上的书包相对于 是静止的；自行车的车胎刻有花纹，这是为了 摩擦，自行车的手闸是一个 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 【答案】 自行车 增大 省力 【详解】[1]某同学骑着共享单车上学，他肩上的书包和自行车一起运动，所以以自行车为参照物，他肩上的书包的位置没有发生变化，故他肩上的书包相对于自行车是静止的。 [2]自行车的车胎刻有花纹，增大了接触面的粗糙程度，所以这是通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦力。 [3]在捏自行车的手闸时，动力臂大于阻力臂，所以自行车的手闸是一个省力杠杆。 8．（2024·广东云浮·一模）下题图所示，质量为70kg的工人通过滑轮组用100N的拉力在4s内将重为150N的重物匀速提升2m。则工人拉力做功的功率为 W，该滑轮组的机械效率为 ；增大提升的重物的质量，滑轮组的机械效率将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。（g取10N/kg） 【答案】 100 75% 增大 【详解】[1]由图可知，承担物重绳子的股数是n=2，绳子自由端移动的距离为 s=nh=2×2m=4m拉力做的总功为 W总=Fs=100N×4m=400J拉力做功的功率为 [2]该滑轮组的机械效率为 [3]增大提升的重物的质量，由G=mg可知，重物的重力增加，由W有=Gh可知，提升相同高度时，有用功W有增大，额外功W额外几乎不变，根据 可知，机械效率增大。 9．（2024·广东汕头·二模）如图，小明看到树被风刮倒，想利用所学知识把树扶正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子。此过程中，甲树相当于 （选填“动”或“定”）滑轮，会 （选填“省”或“费”）距离。如不计绳重，小明朝 （选填“A”或“B”）方向拉更省力。 【答案】 动 费 A 【详解】[1][2]拉动绳子把树扶正的过程中，甲树会随绳子一起运动，则甲树相当于动滑轮；动滑轮可以省力，但费距离。 [3]动滑轮的实质是省力杠杆，在阻力和阻力臂不变时，沿A方向拉比沿B方向拉动力臂大，根据杠杆的平衡条件可知，小明朝A方向拉更省力。 10．（2024·广东肇庆·二模）将一个打足气的篮球和一个套扎在气针上的未充气的玩具气球，一起悬挂在杠杆的右端，调节杠杆左端的钩码，使杠杆水平平衡。将气针插入篮球的气孔中，篮球中的部分空气进入气球中，如图所示，此时篮球和气球受到的总重力 ，它们受到空气的总浮力 （前两空均选填“变大”、“变小”或“不变”），杠杆将 （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持平衡”）。 【答案】 不变 变大 左端下沉 【详解】[1]当气针插入篮球的气孔中，篮球中的部分空气会进入气球中。这个过程中，篮球和气球组成的整体所包含的空气质量并没有改变，只是空气在两者之间的分布发生了变化。由于重力是由质量决定的，且这里的质量没有变化，所以篮球和气球受到的总重力是不变的。 [2]浮力是由物体在液体或气体中所排开的液体或气体的重量决定的，当篮球中的空气进入气球后，气球的体积会变大，因此它排开的空气体积也会变大。而篮球由于失去了部分空气，其体积会稍微变小，排开的空气体积也会相应减小。但是，由于气球的体积增加远大于篮球体积的减小（因为气球原本未充气，体积很小，而篮球中进入气球的气体较多），所以整体排开的空气体积是增大的。因此，它们受到空气的总浮力是变大的。 [3]在杠杆平衡时，左端的钩码对杠杆的拉力与右端的篮球和气球受到的重力（减去它们受到的浮力）是平衡的。现在，由于总重力不变，但总浮力变大，所以右端受到的向下的力（重力减去浮力）会变小。因此，杠杆的右端会向上翘，即左端会下沉。 11．（2024·广东·一模）如图所示，AOB为一轻质杠杆（质量忽略不计），OA：OB=1:2。A端用细线挂一空心铝球，质量为5.4kg。当铝球一半体积浸在水中，在B端施加7N的竖直向下的拉力F时，杠杆恰好在水平位置平衡。则铝球实心部分的体积为 m3，铝球受到的浮力为 N，铝球空心部分体积为 m3（ρ铝=2.7×103kg/m3，g=10N/kg）。 【答案】 2×10﹣3 40 6×10﹣3 【详解】[1]由可知，铝球实心部分的体积 由杠杆平衡的条件可得 （G﹣F浮）×OA＝FB×OB 即 （5.4kg×10N/kg﹣F浮）×OA＝7N×OB 由题意可知 OA:OB＝1:2 解得 F浮＝40N 由于F浮＝ρ水gV排可知，铝球排开的水的体积为 则球的体积为 V球＝2V排＝2×4×10﹣3m3＝8×10﹣3m3 则空心部分的体积 V空心＝V球﹣V实＝8×10﹣3m3﹣2×10﹣3m3＝6×10﹣3m3 12．（2024·广东东莞·一模）在如图所示的装置中，斜面长5m，高2m，现将质量为200kg的物体从斜面底端匀速拉到顶端，若轻质滑轮的机械效率为80%，人作用于绳自由端的拉力为500N，则总功为 J，克服斜面摩擦做的额外功为 J，摩擦力为 N。（g取）    【答案】 5000 80 16 【详解】[1]由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n=2，人作用于绳自由端的拉力为500N，斜面长5m，总功为 [2]轻质滑轮的机械效率为80%，则动滑轮对物体所做的功 有用功 则克服摩擦力所做的功为 [3]克服斜面摩擦力所做的功为额外功，根据可得摩擦力 13．（2024·广东中山·三模）如题图所示，物体A在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重为2N。当物体B重为8N时，它恰好能匀速下降。该装置中属于动滑轮的是 （选填“N”或“M”）。物体A所受的摩擦力为 N。该装置的机械效率为 %（g＝10N/kg）。 【答案】 M 5 80 【详解】[1]N滑轮的轴的位置固定不动，为定滑轮；M滑轮的轴可以随物体一起运动，为动滑轮。 [2]如题图，B物体恰能匀速下降，说明物体A在水平方向上向右做匀速直线运动，根据二力平衡的条件和定、动滑轮的工作特点可知，动滑轮上绳子承重股数为n=2，A受力平衡，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，则物体A所受的摩擦力为 [3]动滑轮上绳子承重股数为n=2，则拉力移动的距离为重物B移动距离的两倍，所以该装置的机械效率为 14．（2024·广东·一模）(1)如图所示杠杆的B点挂一个重物，在A点施加一个最小的动力使杠杆平衡。请画出最小的动力F1以及杠杆受到的阻力F2。 (2)画出发光点S发出的光线经平面镜反射后过图中P点的光路图。 (3)如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画代替绳子，画出滑轮最省力的绕绳方法；再画出重物受到重力的示意图。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图可知，O为支点，重物G对杠杆的拉力为阻力，作用点在杠杆上，方向竖直向下；根据杠杆平衡条件 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，由图可知，OA为动力臂时，动力臂最长，动力最小，连接OA即为最长的动力臂，过A点作垂直于OA的力F1，即为最小动力，方向向左上方，如图所示： （2）先作出点光源S关于平面镜的对称点S′，连接S′P交平面镜于点O，连接SO作出入射光线，沿OP画出反射光线，如图所示： （3）要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，由内而外依次绕过下面的定滑轮、下面的动滑轮、上面的定滑轮；重物受到重力的方向是竖直向下的，过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如图所示： 15．（2024·广东阳江·一模）在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后，小丽根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度，请帮她将下列实验步骤补充完整。（g取，） (1)当相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如题图甲所示的位置，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； (2)调节杠杆水平平衡后，用细线将物块挂于杠杆左侧，将3个钩码挂于右侧，杠杆仍处于水平平衡，如图乙所示，每个钩码质量为100g，则物块质量为 g； (3)将该物块浸没在装有水的烧杯中，调节右侧钩码的位置，使杠杆处于水平平衡，如图丙所示，则物块在水中所受浮力为 N； (4)物块的密度是 ； (5)在探究杠杆的平衡条件实验中，多次改变钩码的位置和个数，收集多组数据的目的是 。 【答案】(1) 是 右 (2)400 (3)2 (4) (5)避免实验的偶然性，便于得到普遍规律 【详解】（1）[1]由图甲可知，杠杆处于静止状态，受力平衡，故杠杆处于平衡状态。 [2]由图甲可知，杠杆左边低右边高，应将平衡螺母向右调节，使得杠杆在水平位置平衡。 （2）设杠杆每一小格代表L，每个钩码的重力为G，根据杠杆平衡条件可得 故，每个钩码的质量m=100g，由G=mg可得物块的质量为 （3）当物块浸没在水中平衡时，设细线对杠杆的拉力为F，由杠杆平衡条件可得 解得细线对杠杆的拉力为 物块的重力为 则物块在水中所受浮力为 （4）根据阿基米德原理可得，物块的体积等于其浸没在水中排开水的体积，即 物块的密度为 （5）实验中多次改变钩码的位置和个数，即多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，从而总结得出了杠杆平衡条件。该实验测量多组数据的目的是使得出的结论避免偶然性，寻找普遍规律。 16．（2024·广东肇庆·二模）学了机械效率之后，小新用滑轮组研究影响机械效率大小的因素。现有动滑轮、定滑轮各一个，两个相同的重物，细线若干。如图是小新设计的一组滑轮组。 （1）请你帮助小新设计第二组滑轮组，并在下图绕上线； （2）实验中要 拉动弹簧测力计使重物升高； （3）下表是小新的数据记录，请将空格补充完整： 、 ； 钩码重 钩码升高高度 ___________ 自由端距 效率 1 20 1 10 3 2 20 1 12 2 ___________ 3 40 1 22 2 （4）分析数据，小新发现：同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组机械效率越 。 【答案】 匀速竖直 拉力的大小F/N 83.3% 高 【详解】（1）[1]滑轮组最终拉力可以向上或者向下，另一种连线方式是从动滑轮出来拉力朝上，如下图所示： （2）[2]实验中需要保持拉力端速度不变，方向竖直向上，即“匀速竖直”拉动。 （3）[3]测量机械效率需要测出拉力大小，即第一行填“拉力大小F/N”。 [4]第2组数据中，机械效率大小为 （4）[5]比较2、3两组数据得知，钩码重分别为20N和40N时，机械效率分别为83.3%和90.9%，即使用同一滑轮组，提升的物重越大，滑轮组机械效率越高。 17．（2024·广东汕头·二模）龙骨水车是一种古代用于农田灌溉的水车工具。它包括固定整台水车的木架、操作者脚下的大轮和踏板、连接水槽和水源的木质水槽、安装在水槽另一端的小轮，以及连接大轮和小轮的木制链条。下链轮和车身一部分没入水中，通过操作者踩踏踏板，驱动链轮，叶板就沿水槽刮水上升，到水槽上端将水送出，使水车能够从水源抽水灌溉田地。 (1)龙骨水车脚踏和大轮部分相当于 （填写简单机械名称），刮水上行时水的 能增大； (2)刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越 ；当踩动脚踏的速度加快时，提升水的功率会变 ； (3)劳动课上，小明踩动龙骨水车旋转一周可将约20L水提升到离水源3m高的田地中，所用时间为60s，小明做功的总功率为40W，则该过程中做的总功为 J，机械效率为 %（g取10N/kg）。 【答案】(1) 轮轴 重力势 (2) 多 大 (3) 2400 25 【详解】（1）[1]由图可知龙骨水车脚踏部分相当于简单机械中的轮轴，轮轴相当于省力杠杆，可以省力。 [2]刮水上行时水的质量不变，高度升高，所以重力势能变大。 （2）[1]刮板对水做的功为W=Gh，所以水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越多。 [2]当工人踩动脚踏的速度加快时，时间变短，做功一定时，由可知，提升水的功率会变大。 （3）[1] [2]该过程中做的总功为 W总=Pt=40W×60s=2400J 20L水的质量为 m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg 20L水所受的重力为 G水 =m水g =20 kg×10N/kg =200N 水提升到高处对水做的功为 W有= G水h=200N×3m=600J 机械效率为 18．（2023·广东深圳·中考真题）如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景，如图二中已知其中，木料的体积为，木块的密度为。 （1）求木材所受重力？ （2）如图2，在B端有一木材对绳子的力F1为，当F2为大时，木料刚好被抬起？ （3）随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木材，已知提升的功率为，那这个吊车在10s内可以将该木料提升的高度为多高？ 【答案】（1）2×104N；（2）2×103N；（3）5m 【详解】解：（1）木料的体积为，木块的密度为，则木材所受重力 （2）在B端有一木材对绳子的力F1为，由杠杆平衡条件可得 由于 则木料刚好被抬起时，力F2大小 （3）提升的功率为，由 得，吊车匀速向上提起木材，拉力等于木料重力，则提升速度 吊车在10s内可以将该木料提升的高度 答：（1）木材所受重力为2×104N； （2）当F2为2×103N，木料刚好被抬起； （3）吊车在10s内可以将该木料提升的高度为5m。 19．（2024·广东东莞·一模）如图甲所示是工人搬运货物的情景，过程简化为如图乙所示：先利用斜面将货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点，这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求： (1)将货物沿斜面推到车上的过程中，货物的运动速度； (2)货物从b点到d点的运动过程中，推力做功的功率大小； (3)货物在斜面上受到的摩擦力大小。 【答案】(1)0.15m/s (2)240W (3)200N 【详解】（1）将货物沿斜面推到车上的过程中，货物的运动速度 （2）货物从b点到d点的运动过程中，这个过程中推力F=800N，推力做功 W=Fs′=800N×1.5m=1200J 做功功率 （3）利用斜面将货物匀速推到车上时，推力做的有用功 W有=Gh=1000N×0.9m=900J 总功 W总=Fs=800N×1.5m=1200J 额外功 W额=W总-W有=1200J-900J=300J 货物受到的摩擦力 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 $$