专题08 简单机械（河北专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）中考1年模拟物理真题分类汇编

专题08 简单机械 1．（2025•河北中考）【跨学科实践】在跨学科实践活动中，小明用身边的器材粗略测量一件鱼形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水，其内部为空腔，底部有圆孔。 （1）如图1所示，利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的　右　（选填“左”或“右”）侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。 （2）往一个空的塑料瓶内，注入400mL水。则瓶内水的质量为400g。已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。 （3）将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧，使刻度尺再次水平平衡，如图2所示。小明认为塑料瓶非常轻，其质量可忽略不计。则工艺品的质量为　720　g。 （4）用一个足够大的塑料袋，贴着一个硬而薄的正方体（边长为20cm）纸盒的内壁铺好，注入适量的水。小明将工艺品浸没在水中，使其空腔内也充满水。因工艺品浸没，纸盒内水面上升了0.9cm，如图3所示。则工艺品材料的体积为　360　cm3。 （5）工艺品材料的密度为 　2×103　 kg/m3。 （6）实验中，下列因素对密度的测量结果没有影响的是 　③　 （选填序号）。 ①忽略硬纸盒的厚度 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子 解：（1）刻度尺右端上翘，则应在刻度尺的右侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。 （2）已知水的体积V＝400mL＝400cm3，由可得，水的质量：m＝ρV＝1g/cm3×400cm3＝400g， （3）由杠杆平衡条件可得，m工艺品×（30cm﹣20cm）＝400g×（48cm﹣30cm）， 解得m工艺品＝720g， （4）正方体纸盒的底面积S＝20cm×20cm＝400cm2。水面上升了0.9cm，则工艺品材料的体积 V＝SΔh＝400cm2×0.9cm＝360cm3。 （5）工艺品材料密度。 （6）①忽略硬纸盒的厚度：若考虑硬纸盒厚度，会使测量的水上升的体积偏小，从而使计算出的工艺品体积偏小，密度偏大，所以忽略硬纸盒厚度对测量结果有影响。 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量：由杠杆平衡条件可知，若考虑瓶子质量，会使计算出的工艺品质量偏大，而体积测量不变，根据 可知，则密度偏大，所以忽略瓶子质量对测量结果有影响。 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子：小石子在纸盒底部，不影响水面上升的高度，即不影响工艺品体积的测量，同时对工艺品质量测量也无影响，所以对密度测量结果没有影响。 答案：（1）右；（2）400；（3）720；（4）360；（5）2×103；（6）③。 2．（2024•河北中考）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动。刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作： （1）不挂钩码时，杠杆在如图1所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜。此时小明应向 　左　 （选填“左”或“右”）调节杠杆右边的螺母。使杠杆水平并静止，达到平衡状态。 （2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次实验并把数据填入如表。 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 0.5 0.2 1.0 0.1 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 0.1 3.0 2.0 0.15 4 2.0 0.15 1.5 0.2 … 小明分析表格中的数据发现，第 　3　 次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 （3）第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图2所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为 　②③④　 （选填序号）。 ①2.0N；②2.5N；③3.0N；④3.5N （4）筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第 　4　 次实验时的杠杆类型相同。 （5）小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图3为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O′点，此时 　O′N　 （选填“MO′”或“O′N”）段更重一些。 【拓展】如图4所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”然后在两端对称安装合适的螺母。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有 　11　 种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 解：（1）小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，即左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动； （2）由题知，杠杆两侧挂上不同数量的钩码，且每个钩码重为0.5N，那么动力和阻力应为0.5N的整数倍，由表中数据知，第3次实验中，动力F1为0.1N是一个钩码重的五分之一，故第3次实验数据有误； （3）设杠杆上每一格长为L，左侧A点（距离支点5L处）悬挂三个钩码（重1.5N），B点在距离支点3L处，当作用在B点的弹簧测力计垂直杠杆向上拉（竖直向上）时，力臂最长，弹簧测力计示数最小，由杠杆的平衡条件有： 1.5N×5L＝F最小×3L， 弹簧测力计作用在杠杆上的最小力：F最小＝2.5N，弹簧测力计与杠杆不垂直，则示数会大于2.5N，所以示数可能为②③④； （4）筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，由表中数据知，第4次实验中动力大于阻力，与筷子的杠杆类型相同； （5）用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，筷子MN的重心在O′点，将筷子以O′分为左右两部分， 根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2，由题意可得：GMO′L左＝GO′NL右， L左＞L右，则GMO′＜GO′N，即O′N段更重一些； （6）小桶内的水量可调整，不装水时其重力最小，等于桶重1N， 当桶中装满水时，装水重力最大，G水最大＝m水最大g＝ρ水V水最大g＝1.0×103kg/m3×800×10﹣6m3×10N/kg＝8N， 总重力最大为G最大＝G桶+G水最大＝1N+8N＝9N， 即：桶的总重力范围为：1N≤G总≤9N， 若相邻两凹槽间距离为L，重为2N的物体悬挂在标记6处， ①若以标记5处为支点，桶的总重力最小时，由杠杆的平衡条件有：G总最小×L最大＝2N×L， L最大＝＝2L，小桶可挂在标记3和4处，即有两种方案可使细杆在水平位置平衡； ②若以标记4处为支点，桶的总重力最小时，由杠杆的平衡条件有：G总最小×L最大＝2N×2L， L最大＝＝4L，小桶可挂在标记0、1、2、3处，即有四种方案可使细杆在水平位置平衡； ③若以标记3处为支点，若桶挂在标记0处时，由杠杆的平衡条件有：G总×3L＝2N×3L，G总＝2N； 若桶挂在标记2处时，G总×L＝2N×3L，G总＝6N，满足桶的总重力范围，小桶可挂在标记0、1、2处，即有三种方案可使细杆在水平位置平衡； ④若以标记2处为支点，若桶挂在标记0处时，由杠杆的平衡条件有：G总×2L＝2N×4L，G总＝4N； 若桶挂在标记1处时，G总×L＝2N×4L，G总＝8N，满足桶的总重力范围，小桶可挂在标记0、1处，即有两种方案可使细杆在水平位置平衡； ⑤若以标记1处为支点，桶只能挂在标记0处时，由杠杆的平衡条件有：G总×L＝2N×5L，G总＝10N，大于桶的总重力最大值，所以不能使细杆在水平位置平衡。 综上所述，有2+4+3+2＝11种方案使细杆在水平位置平衡。 答案：（1）左；（2）3；（3）②③④；（4）4；（5）O′N；（6）11。 3．（2023•河北中考）在均匀直尺的中央挖一小凹槽，把一个薄金属片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小盘，在小盘中倒入质量不等的大米和小米，调整小盘在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如图所示。由图可知，大米的质量　小于　（选填“大于”或“小于”）小米的质量。F是左盘对直尺施加的力，请在图中画出F的力臂。现向左盘中再加入少量大米，写出一种能够使直尺恢复平衡的方法：向右盘中加入小米。 解：直尺水平平衡时，根据图示可知，此时L大米＞L小米；杠杆的平衡条件可知： m大米g×L大米＝m小米g×L小米，由于L大米＞L小米，则m大米＜m小米； 过支点O作F的作用线的垂线，该垂线端为F的力臂L，如图所示： 现向左盘中再加入少量大米，左盘中大米的质量变大，重力变大，对杠杆的压力变大，则左侧杠杆受到的力与力臂的乘积变大；使直尺恢复平衡，根据杠杆的平衡条件可知，可以向右盘中加入小米或装有小米的小盘向右移动一段距离。 答案：小于；见解析；向右盘中加入小米。 4．（2022•河北中考）在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受重力为10N B．滑轮组所做的有用功为2000J C．工人所用拉力的功率为380W D．滑轮组的机械效率为95% 解： A、由图可知，有2段绳子拉着动滑轮，不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮的重力为：G动＝nF﹣G＝2×200N﹣380N＝20N，故A错误； B、有用功为：W有用＝Gh＝380N×5m＝1900J，故B错误； C、绳端移动的距离s＝2h＝2×5m＝10m， 拉力做的总功W总＝Fs＝200N×10m＝2000J， 拉力的功率：，故C错误； D、该滑轮组的机械效率：，故D正确。 答案：D。 5．（2021•河北中考）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，图乙是起重机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图象如图丙所示。（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。 解：（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压力： F压＝G总＝（m车+m货物）g＝（9.6×103kg+1200kg）×10N/kg＝1.08×105N， 受力面积：S＝4×0.3m2＝1.2m2， 提升货物过程中起重车对水平地面的压强：=9×104Pa； （2）由图乙可知，滑轮组钢丝绳的有效股数n＝3， 由图丙可知，货物在t＝10s内上升的高度h＝s＝2.5m，则钢丝绳移动的距离：s绳＝nh＝3×2.5m＝7.5m， 拉力F做的功：W总＝Fs绳＝5000N×7.5m＝3.75×104J， 拉力F的功率：； （3）拉力F在10s内所做的有用功：W有＝G货物h＝m货物gh＝1200kg×10N/kg×2.5m＝3×104J， 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9×104Pa； （2）拉力F的功率为3.75×103W； （3）提升货物过程中滑轮组的机械效率为80%。 考点01 杠杆的平衡条件及其应用 6．（2025•石家庄•藁城区二模）如图所示，用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重0.5N）。下列说法正确的是（　　） A．图甲，杠杆停留在图中位置，此时杠杆处于不平衡状态 B．图乙，在A、B处各去掉相同数量的钩码，则杠杆右端下降 C．图丙，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计竖直向下的拉力为1N D．图丙，杠杆始终在水平位置保持平衡，弹簧测力计从a转到b时示数变小 解：A、如图甲杠杆在此位置处于静止状态，杠杆在此位置处于平衡状态，故A错误； B、如图乙，设杠杆一个格为L，原来杠杆处于平衡状态， 由杠杆的平衡条件可得：1.5N×2L＝1N×3L， 设在A、B处各去掉一个相同的钩码， 左边＝（1.5N﹣0.5N）×2L＝2NL， 右边＝（1N﹣0.5N）×3L＝1.5NL， 此时左边＞右边， 即左边的力和力臂的乘积大，杠杆不再平衡，并且左端下沉，故B错误； C、图丙中根据杠杆平衡条件可得，3G×2L＝F×3L，已知每个钩码重0.5N， 解得F＝1N，故C正确； D、如图丁，弹簧测力计从a转到b时，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，所以，弹簧测力计的示数将变大，故D错误。 答案：C。 7．（2025•石家庄二模）杆秤是我国度量衡“三大件（尺斗秤）”的重要组成部分，凝聚了炎黄子孙的智慧。如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，下列说法正确的是（　　） A．要使如图所示的杆秤水平平衡，秤砣向左移 B．“秤砣虽小压千斤”说明使用时杆秤相当于省力杠杆 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．将提纽移到O点右侧，可以增大杆秤的量程 解： A、秤杆右侧抬高，说明动力×动力臂＜阻力×阻力臂，因此希望杆秤在水平位置平衡，应当让秤砣向右移，适当增大动力臂。故A错误。 B、“秤砣虽小压千斤”意思是秤砣对应的动力比秤杆受到的阻力小，说明杆秤省力，是省力杠杆。故B正确。 C、秤砣磨损使得秤砣对杆秤的压力变小。当放的物体相同时，动力偏小，阻力和阻力臂相同，会使得动力臂偏大，秤砣离提纽偏远，从秤杆刻度上读出的物体的质量就偏大。故C错误。 D、将提纽向右移动，会使得阻力臂变大，动力臂的变化范围略微变小。当使用的秤砣相同时，动力相同，将秤砣移动到最右端，动力臂基本与原来相同，因此阻力×阻力臂大小基本不变。阻力臂变大，阻力变小，秤盘上放的物品最大质量变小，量程减小。故D错误。 答案：B。 8．（2025•廊坊二模）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统汲水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计。下列说法中正确的是（　　） A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆 B．桔槔平衡时，A、B两点所受的拉力之比为2：1 C．为了减小人向上提水所需的拉力，应将石块靠近O点 D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力至少为40N 解： A.向下拉绳放下空桶时，动力臂是OB，阻力臂是OA，OA ＝ 1.2m，OB ＝ 0.6m，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误； B.根据杠杆平衡条件FA×OA＝FB×OB，即，故B错误； C.向上提水时，根据杠杆平衡条件，G石×OA＝（G桶+G水﹣F拉）×OB，将石块靠近O点，OA减小，在G石、G桶、G水、OB不变时，F拉会增大，故C错误； D.向上拉绳提起装满水的桶时，根据杠杆平衡条件，G石×OA＝（G桶+G水﹣F拉）×OB，即40N×1.2m＝（20N+100N﹣F拉）×0.6m，得F拉＝40N，所以拉力至少为40N，故D 正确。 答案：D。 9．（2025•保定模拟）小明和家人出门旅游，图甲是他手拉拉杆箱静止时的情形，图乙为其示意图。小明施加在拉杆顶端A点的拉力为F，方向与OA成30°夹角；B点为拉杆箱的重心。已知拉杆箱总重为200N，OA长为100cm，OC长为20cm，OA与地面成45°角。下列说法正确的是（　　） A．拉杆箱此时相当于费力杠杆 B．力F的大小为80N C．使拉杆箱保持图乙所示的情况，所需的最小力为56.56N D．若F与拉杆的夹角不变，拉杆箱与地面的夹角越大，使拉杆箱保持静止时所需的力F越大 解：AB、根据重力是阻力，阻力臂是OC长为20cm；而动力臂是OA的一半，即50cm，阻力臂大于动力臂，属于省力杠杆，故A错误； 根据杠杆平衡条件可得G×OC＝FL，代入数据可得200N×20cm＝F×50cm，解方程可得F＝80N；故B正确； C、使拉杆箱保持图乙所示的情况，阻力和阻力臂不变，当动力臂等于OA的长时，动力最小，则根据杠杆平衡条件可得G×OC＝FL'，代入数据可得200N×20cm＝F×100cm，解方程可得F＝40N；故C错误； D、若F与拉杆的夹角不变，动力臂不变，拉杆箱与地面的夹角越大，OC长变短，则阻力臂减小，根据杠杆平衡条件可知，动力减小，故D错误。 答案：B。 10．（2025•廊坊模拟）如图所示，这是我国古代的“舂米石臼”的简化示意图，人用力踩下A端，使B端的重锤翘起，收脚后，重锤由于受到重力作用下落，打在石臼内的谷物上，帮谷物脱壳。此装置属于　费力　 （选填“省力”或“费力”）杠杆。请举出一个生活中应用同类型杠杆的实例：　钓鱼竿　 。 解： 在图中B端所受石锥的重力为阻力，脚的力为动力，阻力臂＞动力臂，所以此装置属于费力杠杆。 生活中应用同类型杠杆的实例：钓鱼竿、筷子等。 答案：费力；钓鱼竿。 11．（2025•石家庄•裕华区模拟）如图甲所示，赛龙舟是中国端午节习俗之一。图乙是运动员划船桨示意图，OA＝0.6m，AB＝0.4m，运动员一只手在船桨上端O点，另一只手对船桨A处的拉力F1＝500N，船桨可看作一个　费力　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，水对该船桨的推力F2为　300　N。为获得更大的推力，A点应 　远离　 （选填“靠近”或“远离”）O点一些。 解：由图可知，动力臂小于阻力臂，故是费力杠杆； F1×OA＝F2×OB，代入数据有：500N×0.6m＝F2×（0.6m+0.4m）解得：F2＝300N； 若想使水对龙舟产生更大的推力，即F2变大，阻力臂不变，动力不变，则动力臂应该尽量变大，即A点应尽量远离O点一些。 答案：费力；300；远离。 12．（2025•邢台•任泽区模拟）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是 　变小　 。若要增加训练强度，应将配重盘向 　a　 （a/b）端移。 解：人用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，动力臂不变，阻力大小等于物体的重力，即阻力不变，由图可知转动过程中阻力臂会变小，根据杠杆的平衡条件知，拉力会变小；若要增加训练强度，应将配重盘向a端移动，增大阻力臂。 答案：变小；a。 13．（2025•邢台二模）杆秤是我国古代杠杆应用的杰作，图中的秤是我国传统的杆秤，常用来测量物体的质量。它由带有刻度的秤杆、秤钩、秤砣、秤毫（B、C）等组成，不挂重物和秤砣时，手提秤毫C，杆秤可水平平衡，已知秤砣质量m＝0.2kg、AC＝8cm，选用秤毫C称一条鱼的质量，如图所示、当CD＝40cm时，杆秤水平平衡，则鱼的质量为 　1　 kg；使用时，由秤毫C换成秤毫B时，杆秤能测的最大值将 　变大　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 解：不挂重物和秤砣时，手提秤毫C，杆秤可水平平衡，说明自重对平衡没有影响， 杆秤绕提纽C转动，点C是杆秤的支点，CA、CD分别为两边拉力的力臂，根据杠杆的平衡条件F1×L1＝F2L2可得： G物×CA＝G秤砣×CD， m物g×CA＝m秤砣g×CD， m物×8cm＝0.2kg×40cm， 解得：m物＝1kg。 使用时，由秤毫C换成秤毫B时，左侧物体的拉力力臂减小，而右侧秤砣的力臂增大，秤砣重力不变时，物体的拉力增大，杆秤能测的最大值将变大。 答案：1；变大。 14．（2025•廊坊模拟）小明摘来李子，用天平、量筒和水测量李子的密度。 （1）调节天平时，应先将游码移至标尺的 　零刻度　 处，然后调节平衡螺母，使天平平衡。 （2）用天平测量李子的质量，当天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图1所示，李子的质量为 　44　 g；用量筒和水测得李子的体积为40cm3，则李子的密度为 　1.1×103　 kg/m3。 （3）完成上述实验后，小明用自制的“杆秤液体密度计”测量一小石块的密度，如图甲所示，选取了一根质量不计的硬质轻杆，P为提挂点，P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯，右侧悬挂秤砣，不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中，根据杠杆平衡条件可知，杠杆平衡时，秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系，即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作： ①距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P；用天平称得空塑料杯质量为25g，右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成； ②将空塑料杯悬挂在A点，调节右侧秤砣细线位置，使杠杆在水平位置平衡，此时细线位置处标记为“0g/cm3”，记录此刻度线到提挂点P的距离； ③将100mL密度为1g/cm3的水倒入塑料杯中，在液面处作标记，调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡，并在此时秤砣细线位置处标记为“1”，此刻度线到提挂点P的距离为 　25　 cm；将“0”到“1”刻度线之间均分10等份，则该密度计的分度值为 　0.1　 g/cm3；按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线，即杆秤密度计制作完成； ④制作好的密度计不仅能够测出液体的密度，还可以测算某些固体的密度。某次测量时，小明将石块放入空塑料杯中，杠杆平衡时，秤砣细线在“0.5”刻度处，再向杯中加水至100mL标记处（石块浸没），杠杆再次平衡时，秤砣细线在“1.3”刻度处，则小石块的密度为 　2.5　 g/cm3。 解：（1）在调节天平平衡时，应先将游码移至标尺的左端零刻度线处，然后通过调节平衡螺母使天平的横梁在水平位置平衡； （2）如图1所示，李子的质量m＝20g+20g+4g＝44g， 李子的密度为ρ＝＝＝1.1g/cm3＝1.1×103kg/m3； （3）②把APB看作杠杆，P为支点，A点受力为FA＝G杯＝m杯g＝0.025kg×10N/kg＝0.25N， B点受力为FB＝G钩码＝m钩码g＝0.05kg×10N/kg＝0.5N， 根据杠杆平衡条件，有FA•AP＝FB•PB 此刻度线到提挂点P距离为PB＝×AP＝＝0.05m＝5cm； ③100mL密度为1g/cm3的水倒入塑料杯中，水的质量为m水＝ρ水V水＝1g/cm3×100cm3＝100g， A点受力为FA′＝G杯+G水＝0.25N+0.1kg×10N/kg＝1.25N， 根据杠杆平衡条件，有FA′•AP＝FB•PB′ 此刻度线到提挂点P距离为PB′＝＝＝0.25m＝25cm； 将“0”到“1”刻度线之间均分10等份，则该密度计的分度值为0.1g/cm3； ④“0”到“1”之间共20cm，将“0”到“1”刻度线之间均分10等份，每份长度2cm，秤砣细线在“0.5”刻度处， 此刻度线到“0”距离为10cm，“0.5”刻度线到提挂点P距离为15cm，将石块放入空塑料杯中，杠杆平衡时，秤砣细线在“0.5”刻度处， 可得FA1＝＝0.75N， 则石块重力为G石＝FA1﹣G杯＝0.75N﹣0.25N＝0.5N， 则石块质量为m石＝＝＝0.05kg＝50g， 秤砣细线在“1.3”刻度处，此刻度线到提挂点P距离为31cm，向杯中加水至100mL标记处（石块浸没），杠杆再次平衡时，秤砣细线在“1.3”刻度处， 可得FA2＝＝1.55N， 则加入水的重力为G水＝FA2﹣FA1＝1.55N﹣0.75N＝0.8N， 则加入水的体积为V水＝＝＝0.8×10﹣4m3＝80cm3， 则石块体积为V石＝100cm3﹣80cm3＝20cm3， 所以石块密度为ρ石＝＝＝2.5g/cm3。 答案：（1）零刻度线；（2）44；1.1×103；（3）③25；0.1；④2.5。 15．（2025•邯郸•永年区模拟）小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置（实验中所用钩码均相同，杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。 （1）实验前，如图甲所示，接下来应将杠杆左端或右端的平衡螺母向 　左　 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，小明尝试在A点下方再加2个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，应将B点的钩码向右移动 　2　 个格； （3）小明又尝试用弹簧测力计代替B点悬挂的钩码，并始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，此过程中弹簧测力计的示数会 　不变　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；（不计阻力影响） （4）如图丁所示，为小华在科技创新大赛中，利用杠杆设计的可以直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下：选择一根长1m的杠杆，使其中点置于支架上，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。在左侧离中点10cm的A位置用细线固定一个质量为100g、容积为50cm3的容器。右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码（细线的质量忽略不计）。测量时往容器中加满水，移动钩码使悬挂点距支点 　30　 cm处杠杆在水平位置平衡。 【拓展】该“密度天平”的量程为 　0﹣3　 g/cm3。若将钩码的质量适当增大，该密度天平”的量程将 　增大　 。（选填“增大”“减小”或“不变”） 解：（1）实验前发现杠杆静止时，左端高，则杠杆的重心在支点的右侧，为了使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆左端或右端的平衡螺母向左调节。 （2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，为使杠杆保持水平平衡，根据杠杆平衡条件可得 （3G+2G）×2L＝2G×nL 解得：n＝5 为使杠杆保持水平平衡，应将B点的钩码向右移动2个格。 （3）用弹簧测力计代替B点悬挂的钩码，并始终竖直向下拉弹簧测力计，结合数学知识可知，则支点左、右两侧动力臂和阻力臂之比与原来相等，由杠杆平衡条件可知，在阻力不变时，即弹簧测力计的示数不变。 （4）容积为50cm3的容器加满水时水的质量为m水＝ρ水V＝1g/cm3×50cm3＝50g 左侧的质量为m1＝100g+50g＝150g＝0.15kg 根据杠杆的平衡条件公式F1l1＝F2l2得m1gl1＝m2gl2 即0.15kg×0.1cm＝0.05kg×l2 解得l2＝0.3m＝30cm 应将该“密度天平”的“零刻线”标在支点“O”右侧30cm处。 根据题意钩码移动至最右端，该“密度天平”达到最大量程，O点距最右端的距离为l2，容器的质量为m容，容器中加满液体的质量为m11，由杠杆的平衡条件得（m11+m容）gl1＝m2gl22 即（ρ×50×10﹣6m3+0.1kg）×0.1m＝0.05kg×0.5m ρ＝3×103kg/m3＝3g/cm3 所以“密度天平”的量程为 0～3g/cm3。 当钩码的质量适当增大时，说明杠杆一侧的力增大，另一侧的力也会增大，即该“密度天平”的量程将增大。 答案：（1）左；（2）2；（3）不变；（4）30；【拓展】0﹣3；增大。 16．（2025•石家庄二模）如图所示是小明和小华探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。 （1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，如图甲，此时可以把右端的平衡螺母向 　右　 （选填“左”或“右”）调节，直至使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 　便于测量力臂　 ； （2）如图乙，小明在实验时先竖直向下拉弹簧测力计，然后再斜向下拉弹簧测力计，两次都能使杠杆在水平位置平衡。则弹簧测力计斜向下时示数 　变大　 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）改变钩码数量和位置获取三次测量数据，记录如表： 实验次序 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 2.0 5.00 1.0 10.00 2 2.0 10.00 2.0 10.00 3 3.0 10.00 2.0 15.00 根据表中数据可得出杠杆的平衡条件是 　F1L1＝F2L2　 ； （4）如图丙，调节好杠杆后在杠杆左边距离支点第3格处挂了4个钩码、每个钩码的重力均为0.5N，要使杠杆平衡，需在左侧第2格B处竖直向上拉动弹簧测力计，此时测力计的示数是 　3　 N（杠杆上每小格等距）。 （5）他们继续探究：保持钩码数量和位置不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂L1和动力F1的数据，绘制了L1﹣F1的关系图像，如图丁所示。请根据图像推算，当L1为25cm时，F1为 　0.6　 N。 解：（1）发现杠杆左端下沉，应把杠杆的平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡；在杠杆两端加挂钩码并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离就是力臂，便于在杠杆上直接测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响。 （2）斜向下拉弹簧测力计时，拉力的力臂变小，在阻力和阻力臂不变时，根据杠杆平衡条件，拉力将会变大，弹簧测力计示数变大。 （3）根据表中数据可知杠杆平衡时，动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，可得出杠杆平衡条件为动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 （4）若杠杆上每个小格长度是L，根据杠杆的平衡条件有 4×0.5N×3L＝F×2L， 解得F＝3N，所以此时测力计的示数是3N。 （5）保持钩码数量和位置不变，即阻力和阻力臂大小不变，根据F1L1＝F2L2可知，F2L2为定值，则F1L1也为定值，由图像可知 F1L1＝1N×0.15m＝3N×0.05m＝0.15N•m， 当L1为25cm时，拉力，F1为0.6N。 答案：（1）右；便于测量力臂；（2）变大；（3）F1L1＝F2L2；（4）3；（5）0.6。 17．（2025•石家庄•裕华区二模）实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有刻度均匀的杠杆、支架、刻度尺、细线和重为0.5N的相同钩码5个。 （1）如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 　右　 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，支点在杠杆的中点是为了消除 　杠杆自重　 对杠杆平衡的影响。 （2）小明同学完成某次操作后，实验现象如图乙所示，他记录的数据为动力F1＝1.0N，动力臂l1＝0.30m，阻力F2＝1.5N，则阻力臂l2＝ 　0.2　 m。 （3）小明利用图乙所示的器材，测出多组数据后，得出结论：动力x支点到动力作用点的距离＝阻力x支点到阻力作用点的距离。与小组同学交流后，小华为了验证小明的结论是否准确，她利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变，在A处悬挂钩码，使杠杆平衡。若小明同学的结论错误，则：将A处的钩码改挂在C处时，杠杆 　不平衡　 （选填“平衡”或“不平衡”）；将A处的钩码改挂在D处时，杠杆 　平衡　 （选填“平衡”或“不平衡”）。 【拓展】在得出正确的杠杆平衡条件后，小明在一根均匀硬质的细杆（杆重为0.1N）上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在两端对称安装合适的螺母，如图丁所示。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。有一最大容积为1000mL、重为1N的小桶，小桶内倒满待测液体，通过改变支架支撑的位置、小桶悬挂的位置以及钩码在标记处的位置，使细杆水平平衡，则小桶内液体的密度最大为 　1.17×103　 kg/m3。 解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂；支点在杠杆的中点是为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响； （2）由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得：1.0N×0.3m＝1.5N×l2，解得l2＝0.2m； （3）①由题意知，OD＞OA＝OC，当把A处悬挂的钩码改挂在C处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杆不再平衡； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，支点到力的作用线的距离相同，发现杠杆仍保持平衡； 【拓展】设相邻两凹槽间距离为L， 由题意知，若以标记1处为支点，桶只能挂在标记0处时，根据杠杆的平衡条件得，（G液+G桶）×L＝G钩码×5L+G杆×2L， 即（G液+1N）×L＝5×0.5N×5L+0.1N×2L， 解得，G液＝11.7N， 则小桶内装满待测液体的质量m＝＝＝1.17kg， 小桶内装满待测液体的体积V＝1000mL＝1000cm3＝1×10﹣3m3， 小桶内液体的密度ρ＝＝＝1.17×103kg/m3。 答案：（1）右；杠杆自重；（2）0.2；（3）不平衡；平衡；【拓展】1.17×103。 考点02 机械效率的理解与计算 18．（2025•石家庄•桥西区模拟）洛阳出土了一种西汉晚期的陶井模型，一起出土的还有带绳槽的滑轮、水槽、卷口沿小罐，图示为装置复原后的样子，使用时用一侧的小罐取水，拉动另一侧的绳子可以把水提上来。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．使用木架上的滑轮可以省力 B．应用此种滑轮不可以改变力的方向 C．小罐从露出到离开水面的过程中，拉力逐渐变大 D．若只使用一个小罐提水，滑轮的机械效率与取水量无关 解：AB、由图可知，木架上的滑轮固定不动，是定滑轮，定滑轮不省力，但是可以改变力的方向，故AB错误； C、小罐从露出到离开水面的过程中，小罐排开水的体积减小，根据阿基米德原理可知，小罐受到的浮力减小，因此拉力会逐渐变大，故C正确； D、当其它因素不变时，水量越多，即物重越大，而额外功几乎不变，因此机械效率变大，说明滑轮的机械效率与取水量有关，故D错误。 答案：C。 19．（2025•唐山•古冶区二模）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切摩擦，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%。下列判断正确的是（　　） A．拉力F1的大小为450 N B．用图乙绕法匀速提升400N的重物时，机械效率为80% C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法的机械效率更大 D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F1、F2做功不相等 解： A、图甲中n＝2，因为机械效率η＝＝＝＝， 所以拉力F1＝＝＝500N，故A错误； B、图甲中，忽略绳重及一切摩擦时F＝（G+G动），则动滑轮的重力： G动＝2F1﹣G＝2×500N﹣900N＝100N， 在图乙中，忽略绳重及一切摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，则滑轮组的机械效率 η＝＝＝＝＝＝80%，故B正确； C、分别用两种绕法匀速提升相同重物时，由η＝＝＝＝可知， 两图中的机械效率相等，故C错误； D、分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度时，由W有＝Gh可知，两图中的有用功相等， 由W额外＝G动h可知，两图中的额外功相等， 因为W总＝W有+W额外，所以F1、F2做的总功相等，故D错误。 答案：B。 20．（2025•邯郸模拟）如图甲所示，一位同学用滑轮组拉着重700N的物体A，在水平地面上匀速前进，全过程滑轮组的部分数据如图乙所示，物体A受到阻力为其重力的0.1倍，下列说法正确的是（　　） A．拉力F做功700J B．物体A移动的距离为1m C．只增大物体的重力，机械效率不变 D．该滑轮组的机械效率是70% 解： A、由图可知，拉力F做的功为：W总＝W有+W额＝700J+300J＝1000J，故A错误； B、物体A受到阻力为其重力的0.1倍，则阻力f＝0.1G＝0.1×700N＝70N；克服阻力做的功为有用功，根据W有＝fs可知，物体A移动的距离为：s＝＝＝10m，故B错误； C、增大物体的重力，物体对地面的压力变大，与地面间的滑动摩擦力变大，有用功变大，而额外功几乎不变，由η＝＝＝可知滑轮组的机械效率变大，故C错误； D、该滑轮组的机械效率为：η＝＝×100%＝70%，故D正确。 答案：D。 21．（2025•邯郸•馆陶县二模）图中，甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具“车梯”，乙是其等效图。若利用此“车梯”使80kg的重物在10s内匀速竖直上升2m，所用的拉力为300N，g取10N/kg。则此过程中，下列说法正确的是（　　） A．使用“车梯”时，人拉绳的速度为0.2m/s B．“车梯”的动滑轮的重力为400N C．使用“车梯”时，人做功的功率为160W D．“车梯”的机械效率约为66.7% 解： A、由图可知，n＝4，绳子自由端移动的速度为：v绳＝nv物＝＝＝0.8m/s，故A错误； B、不计绳重和摩擦，动滑轮重为：G动＝nF﹣mg＝4×300N﹣80kg×10N/kg＝400N， 因题干中没有不计绳重和摩擦，因此动滑轮重应该小于400N，故B错误； C、人做的总功为：W总＝Fs＝Fnh＝300N×4×2m＝2400J， 人做功的功率为：P＝＝＝240W，故C错误； D、人做的有用功为：W有＝Gh＝mgh＝80kg×10N/kg×2m＝1600J， “车梯”的机械效率为：η＝＝×100%≈66.7%，故D正确。 答案：D。 22．（2025•邯郸•永年区模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体B以0.1m/s的速度竖直匀速上升，物体B重480N，作用在绳自由端的拉力是250N，计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．A点所受拉力为500N B．10s内滑轮组对物体B做功500J C．绳自由端拉力的功率是50W D．当提升重为780N的物体C时，滑轮组的机械效率为90% 解：A、A点所受拉力等于绳子的拉力为250N，故A错误； B、10s内物体B上升的高度为：h＝vt＝0.1m/s×10s＝1m， 滑轮组对物体B做的功为：W有＝Gh＝480N×1m＝480J，故B错误； C、由图可知，n＝2，绳自由端拉力的功率为： P＝＝＝Fv'＝Fnv＝250N×2×0.1m/s＝50W，故C正确； D、拉力做的总功为：W总＝Fs＝Fnh＝250N×2×1m＝500J， 拉力做的额外功为：W额＝W总﹣W有＝500J﹣480J＝20J； 当提升重为780N的物体C时做的有用功为：W'有＝G'h＝780N×1m＝780J， 计滑轮组的绳重和摩擦，此时额外功几乎不变，滑轮组的机械效率为： η＝＝＝×100%＝97.5%，故D错误。 答案：C。 23．（2025•石家庄•长安区模拟）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮组中有一个定滑轮和两个动滑轮 B．绳子自由端拉力的速度0.05m/s C．动滑轮重力为100N D．该滑轮组的机械效率为66.7% 解： A、由图可知，上、下两个滑轮的轴的位置固定不变，为定滑轮；中间滑轮的轴随物体一起运动，为动滑轮，故A错误； B、由图可知，n＝2，绳子自由端的速度为：v＝nv物＝2×＝2×＝0.2m/s，故B错误； C、物体的重力G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，物体受到的摩擦力f＝0.1G＝0.1×3000N＝300N，绳的拉力F等于弹簧测力计的示数，即F＝200N， 不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力F＝（G动+f），则动滑轮重力；G动＝nF﹣f＝2×200N﹣300N＝100N，故C正确； D、滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝×100%＝75%，故D错误。 答案：C。 24．（2025•邯郸二模）图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，质量为50kg的小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示。系A的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。下列结论中正确的是（　　） A．动滑轮的重力为15N B．1∼2s内拉力F的功率为2W C．此装置匀速提升重物的最大机械效率约为83.3% D．用此装置匀速提升60N的货物时，小明对地面压力为470N 解：A、由图丙可知，在1～2s内A被匀速提升，由图乙可知此时拉力F＝10N， 由图甲知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F＝（GA+G动），则动滑轮重力： G动＝2F﹣GA＝2×10N﹣15N＝5N，故A错误； B、由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移动速度v＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s， 1～2s内拉力F的功率：P＝＝＝Fv＝10N×0.4m/s＝4W，故B错误； C、忽略绳重及摩擦，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N， C处绳子拉力：FC＝（FB+G动）＝×（FB+5N）， B处绳子的最大拉力：FB最大＝2FC最大﹣G动＝2×60N﹣5N＝115N， 此装置最多能匀速运载货物的重力：G最大＝FB最大﹣GA＝115N﹣15N＝100N， 此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，则此装置提升重物的最大机械效率： η最大＝＝＝＝＝×100%≈83.3%，故C正确； D、提升60N货物时，绳端人的拉力：F拉＝（G货+GA+G动）＝×（60N+15N+5N）＝40N， 小明对地面压力：F压＝G小明﹣F拉＝m小明g﹣F拉＝50kg×10N/kg﹣40N＝460N，故D错误。 答案：C。 25．（2025•石家庄•新华区三模）用如图所示的甲、乙两个滑轮组分别将A、B两个物体沿竖直方向匀速提升相同高度，竖直拉绳子自由端的力分别为F1、F2，此过程的有用功和总功如表所示。甲滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G甲，乙滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G乙。忽略绳重以及轮和轴之间的摩擦。下列说法正确的是（　　） 滑轮组 有用功/J 总功/J 甲 700 1200 乙 300 800 A．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低 B．两个滑轮组都是省力机械 C．G甲＜G乙 D．F1＝F2 解：A、由表中数据可知，甲滑轮组的机械效率为：， 乙滑轮组的机械效率为：，故A错误； BD、由图可知，甲滑轮组承担物重的绳子段数n＝3，乙滑轮组承担物重的绳子段数n′＝2；设物体上升高度均为h，甲滑轮组绳子自由端的拉力为：， A物体的重力为：，故甲为省力机械； 乙滑轮组绳子自由端的拉力为：， B物体的重力为：，故乙为费力机械； 故B错误，D正确； C、甲滑轮组的额外功为W额甲＝W总﹣W有＝1200J﹣700J＝500J， 乙滑轮组的额外功为W额乙＝W'总﹣W'有＝800J﹣300J＝500J＝W额甲， 忽略绳重以及轮和轴之间的摩擦，则额外功W额＝G动h，甲乙滑轮组动滑轮上升的高度相同，则动滑轮所受的重力相同，即G甲＝G乙，故C错误。 答案：D。 26．（2025•保定•莲池区模拟）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机用20秒将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上。 （1）起重机克服钢板重力做的功为 　3.6×105　 J； （2）某次作业前，发现挂钩处的一个滑轮（每个动滑轮质量400kg）有故障，为了维修方便，将提升重物的挂钩机构部分匀速提升至距地面1.5米处，所用拉力为F＝2500N，此时的机械效率为 　40　 %。（g取10N/kg） 解：（1）起重机克服钢板重力做的功：W＝Gh＝mgh＝3600kg×10N/kg×10m＝3.6×105J； （2）发现挂钩处的一个滑轮（动滑轮）有故障，为了维修，将提升重物的挂钩机构部分匀速提升至距地面1.5米处，此时克服该动滑轮重力做的功为有用功， 则有用功为：W有用＝G动h＝m动gh＝400kg×10N/kg×1.5m＝6000J； 由图知，n＝4，拉力端移动的距离：s＝nh＝4×1.5m＝6m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝2500N×6m＝15000J， 此时的机械效率：η＝＝×100%＝40%。 答案：3.6×105；40。 27．（2025•石家庄•晋州市模拟）小宁用如图所示的滑轮组使重为300N的物体A在10s内匀速提升2m，小宁的质量为60kg，每只脚与地面的接触面积为0.02m2，若此滑轮组的机械效率为60%。（g取10N/kg） （1）求绳子自由端移动的速度及小宁所用拉力； （2）若滑轮组克服摩擦和绳重做功100J，求动滑轮的重力； （3）求匀速提升物体时小宁对地面的压强。 解：（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动距离：s＝nh＝2×2m＝4m， 绳子自由端移动的速度：； 滑轮组提升物体所做的有用功：W有用＝Gh＝300N×2m＝600J， 由η＝×100%可知，小宁拉力做的功：， 由W总＝Fs可知，小宁拉力：； （2）滑轮组提升物体所做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝1000J﹣600J＝400J， 则克服动滑轮重力做的额外功：W动＝W额﹣Wf＝400J﹣100J＝300J， 由W动＝G动h可知，动滑轮的重力：G＝＝＝150N； （3）小宁的重力：G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N， 匀速提升物体时小宁受到竖直向下的重力、绳子竖直向上的拉力和地面竖直向上的支持力， 由力的平衡条件和力的作用是相互的可知，小宁对地面的压力：F压＝G人﹣F＝600N﹣250N＝350N， 小宁对地面的压强：p＝＝＝8750Pa。 答：（1）绳子自由端移动的速度为0.4m/s，小宁所用拉力为250N； （2）动滑轮的重力为150N； （3）匀速提升物体时小宁对地面的压强为8750Pa。 28．（2025•衡水模拟）如图甲是一种新型吊运设备的简化模型示意图，虚线框里是滑轮组（未画出），定滑轮和电动机均固定。在一次作业中，吊运设备匀速竖直提升物体时，绳子自由端的拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为80%，被提升的物体上升的速度为0.5m/s，电动机做的功跟时间的变化关系如图乙所示。不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，求： （1）此次作业中被提升的物体受到的重力。 （2）绳子自由端移动的速度。 （3）若要使该滑轮组的机械效率提升5%，则物体的重力为多少？ 解：（1）由图乙知，当t＝1s时，绳子自由端拉力做的总功W总＝300J， 绳子自由端拉力的功率P总＝ ＝ ＝300W， 滑轮组的机械效率η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%， 则有用功功率P有＝ηP总＝80%×300W＝240W， 由P＝＝＝Gv得，被提升物体的重力G物＝ ＝ ＝480N； （2）由η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%得 G物+G动＝ ＝ ＝600N， 由绳端拉力F＝ 可得，n＝ ＝ ＝3， 绳端移动速度v绳＝nv物＝3×0.5m/s＝1.5m/s； （3）由于G物+G动＝600N， 则动滑轮的重力G动＝600N﹣G物＝600N﹣480N＝120N， 根据题意要将滑轮组的效率提升5%， 则η′＝η+5%＝80%+5%＝85%， 根据η′＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%， 代入数值可得G'物＝680N。 答：（1）此次作业中被提升的物体受到的重力为480N； （2）绳子自由端移动的速度为1.5m/s； （3）若要使该滑轮组的机械效率提升5%，则物体的重力为680N。 29．（2025•石家庄•裕华区模拟）石家庄城市建设如火如荼，如图甲所示为工人使用升降平台清洗高空玻璃幕墙的情景。升降平台结构简图如图乙所示，吊篮由电动机控制升降，吊篮和两动滑轮总重为500N，静置在水平地面时，吊篮与地面的接触面积是5000cm2。某次吊升过程中，吊篮在20s内匀速上升了4m，两名工人及清洗工具的总重为2000N。不计绳重和摩擦，求： （1）两名工人带清洗工具进入吊篮，电动机对绳子的拉力为零时，此吊篮对水平地面的压强； （2）本次吊升过程中电动机的输出功率； （3）本次吊升过程中平台的机械效率。 解：（1）工人带工具进入吊篮，电动机对绳子的拉力为零时，吊篮对水平地面的压力大小等于吊篮和两动滑轮总重、工人和工具的总重力大小，即F压＝G总＝500N+2000N＝2500N， 吊篮对水平地面的压强：p＝＝＝5000Pa； （2）由图乙可知，n＝4，不计绳重和摩擦，自由端的拉力为： F＝（G+G动+篮）＝×（2000N+500N）＝625N， 电动机做的总功为：W总＝Fs＝Fnh＝625N×4×4m＝10000J， 则本次吊升过程中电动机的输出功率为：P＝＝＝500W； （3）电动机做的有用功为：W有＝Gh＝2000N×4m＝8000J， 则本次吊升过程中平台的机械效率为：η＝＝×100%＝80%。 答：（1）两名工人带清洗工具进入吊篮，电动机对绳子的拉力为零时，此吊篮对水平地面的压强为5000Pa； （2）本次吊升过程中电动机的输出功率为500W； （3）本次吊升过程中平台的机械效率为80%。 30．（2025•唐山•丰润区模拟）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，双脚与地面接触的总面积为500cm2（g＝10N/kg）。问： （1）滑轮组对货物所做的有用功； （2）动滑轮受到的重力； （3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送130kg货物时，此时工人对地面的压强是多少Pa？ 解： （1）由图乙可知，物重G＝300N，滑轮组对货物所做的有用功为： W有用＝Gh＝300N×6m＝1800J； （2）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%， 因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功， 所以，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝60%， 解得：G动＝200N； （3）由图可知，n＝3，该工人竖直向下拉绳子自由端运送130kg货物时，拉力为： F′＝（G′+G动）＝×（130kg×10N/kg+200N）＝500N， 工人对地面的压力是： F压＝G人﹣F′＝60kg×10N/kg﹣500N＝100N， 工人对地面的压强是：p＝＝＝2000Pa。 答：（1）滑轮组对货物所做的有用功为1800J；（2）动滑轮受到的重力为200N； （3）工人对地面的压强是2000Pa。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 简单机械 1．（2025•河北中考）【跨学科实践】在跨学科实践活动中，小明用身边的器材粗略测量一件鱼形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水，其内部为空腔，底部有圆孔。 （1）如图1所示，利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的　 　（选填“左”或“右”）侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。 （2）往一个空的塑料瓶内，注入400mL水。则瓶内水的质量为　 　g。已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。 （3）将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧，使刻度尺再次水平平衡，如图2所示。小明认为塑料瓶非常轻，其质量可忽略不计。则工艺品的质量为　 　g。 （4）用一个足够大的塑料袋，贴着一个硬而薄的正方体（边长为20cm）纸盒的内壁铺好，注入适量的水。小明将工艺品浸没在水中，使其空腔内也充满水。因工艺品浸没，纸盒内水面上升了0.9cm，如图3所示。则工艺品材料的体积为　 　cm3。 （5）工艺品材料的密度为　 　kg/m3。 （6）实验中，下列因素对密度的测量结果没有影响的是　 　（选填序号）。 ①忽略硬纸盒的厚度 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子 2．（2024•河北中考）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动。刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作： （1）不挂钩码时，杠杆在如图1所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜。此时小明应向 　 　 （选填“左”或“右”）调节杠杆右边的螺母。使杠杆水平并静止，达到平衡状态。 （2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次实验并把数据填入如表。 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 0.5 0.2 1.0 0.1 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 0.1 3.0 2.0 0.15 4 2.0 0.15 1.5 0.2 … 小明分析表格中的数据发现，第　 　次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 （3）第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图2所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为　 　（选填序号）。 ①2.0N；②2.5N；③3.0N；④3.5N （4）筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第 　 　 次实验时的杠杆类型相同。 （5）小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图3为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O′点，此时 　 　 （选填“MO′”或“O′N”）段更重一些。 【拓展】如图4所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”然后在两端对称安装合适的螺母。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有 　 　 种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 3．（2023•河北中考）在均匀直尺的中央挖一小凹槽，把一个薄金属片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小盘，在小盘中倒入质量不等的大米和小米，调整小盘在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如图所示。由图可知，大米的质量 　 　 （选填“大于”或“小于”）小米的质量。F是左盘对直尺施加的力，请在图中画出F的力臂。现向左盘中再加入少量大米，写出一种能够使直尺恢复平衡的方法：　 　。 4．（2022•河北中考）在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受重力为10N B．滑轮组所做的有用功为2000J C．工人所用拉力的功率为380W D．滑轮组的机械效率为95% 5．（2021•河北中考）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，图乙是起重机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图象如图丙所示。（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。 考点01 杠杆的平衡条件及其应用 6．（2025•石家庄•藁城区二模）如图所示，用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重0.5N）。下列说法正确的是（　　） A．图甲，杠杆停留在图中位置，此时杠杆处于不平衡状态 B．图乙，在A、B处各去掉相同数量的钩码，则杠杆右端下降 C．图丙，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计竖直向下的拉力为1N D．图丙，杠杆始终在水平位置保持平衡，弹簧测力计从a转到b时示数变小 7．（2025•石家庄二模）杆秤是我国度量衡“三大件（尺斗秤）”的重要组成部分，凝聚了炎黄子孙的智慧。如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，下列说法正确的是（　　） A．要使如图所示的杆秤水平平衡，秤砣向左移 B．“秤砣虽小压千斤”说明使用时杆秤相当于省力杠杆 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．将提纽移到O点右侧，可以增大杆秤的量程 8．（2025•廊坊二模）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统汲水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计。下列说法中正确的是（　　） A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆 B．桔槔平衡时，A、B两点所受的拉力之比为2：1 C．为了减小人向上提水所需的拉力，应将石块靠近O点 D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力至少为40N 9．（2025•保定模拟）小明和家人出门旅游，图甲是他手拉拉杆箱静止时的情形，图乙为其示意图。小明施加在拉杆顶端A点的拉力为F，方向与OA成30°夹角；B点为拉杆箱的重心。已知拉杆箱总重为200N，OA长为100cm，OC长为20cm，OA与地面成45°角。下列说法正确的是（　　） A．拉杆箱此时相当于费力杠杆 B．力F的大小为80N C．使拉杆箱保持图乙所示的情况，所需的最小力为56.56N D．若F与拉杆的夹角不变，拉杆箱与地面的夹角越大，使拉杆箱保持静止时所需的力F越大 10．（2025•廊坊模拟）如图所示，这是我国古代的“舂米石臼”的简化示意图，人用力踩下A端，使B端的重锤翘起，收脚后，重锤由于受到重力作用下落，打在石臼内的谷物上，帮谷物脱壳。此装置属于 　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆。请举出一个生活中应用同类型杠杆的实例：　 　。 11．（2025•石家庄•裕华区模拟）如图甲所示，赛龙舟是中国端午节习俗之一。图乙是运动员划船桨示意图，OA＝0.6m，AB＝0.4m，运动员一只手在船桨上端O点，另一只手对船桨A处的拉力F1＝500N，船桨可看作一个 　 　 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，水对该船桨的推力F2为 　 　 N。为获得更大的推力，A点应 　 　 （选填“靠近”或“远离”）O点一些。 12．（2025•邢台•任泽区模拟）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是 　 　 。若要增加训练强度，应将配重盘向 　 　 （a/b）端移。 13．（2025•邢台二模）杆秤是我国古代杠杆应用的杰作，图中的秤是我国传统的杆秤，常用来测量物体的质量。它由带有刻度的秤杆、秤钩、秤砣、秤毫（B、C）等组成，不挂重物和秤砣时，手提秤毫C，杆秤可水平平衡，已知秤砣质量m＝0.2kg、AC＝8cm，选用秤毫C称一条鱼的质量，如图所示、当CD＝40cm时，杆秤水平平衡，则鱼的质量为 　 　 kg；使用时，由秤毫C换成秤毫B时，杆秤能测的最大值将 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 14．（2025•廊坊模拟）小明摘来李子，用天平、量筒和水测量李子的密度。 （1）调节天平时，应先将游码移至标尺的　 　处，然后调节平衡螺母，使天平平衡。 （2）用天平测量李子的质量，当天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图1所示，李子的质量为　 　g；用量筒和水测得李子的体积为40cm3，则李子的密度为　 　kg/m3。 （3）完成上述实验后，小明用自制的“杆秤液体密度计”测量一小石块的密度，如图甲所示，选取了一根质量不计的硬质轻杆，P为提挂点，P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯，右侧悬挂秤砣，不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中，根据杠杆平衡条件可知，杠杆平衡时，秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系，即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作： ①距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P；用天平称得空塑料杯质量为25g，右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成； ②将空塑料杯悬挂在A点，调节右侧秤砣细线位置，使杠杆在水平位置平衡，此时细线位置处标记为“0g/cm3”，记录此刻度线到提挂点P的距离； ③将100mL密度为1g/cm3的水倒入塑料杯中，在液面处作标记，调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡，并在此时秤砣细线位置处标记为“1”，此刻度线到提挂点P的距离为　 　cm；将“0”到“1”刻度线之间均分10等份，则该密度计的分度值为　 　g/cm3；按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线，即杆秤密度计制作完成； ④制作好的密度计不仅能够测出液体的密度，还可以测算某些固体的密度。某次测量时，小明将石块放入空塑料杯中，杠杆平衡时，秤砣细线在“0.5”刻度处，再向杯中加水至100mL标记处（石块浸没），杠杆再次平衡时，秤砣细线在“1.3”刻度处，则小石块的密度为　 　g/cm3。 15．（2025•邯郸•永年区模拟）小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置（实验中所用钩码均相同，杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。 （1）实验前，如图甲所示，接下来应将杠杆左端或右端的平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，小明尝试在A点下方再加2个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，应将B点的钩码向右移动　 　个格； （3）小明又尝试用弹簧测力计代替B点悬挂的钩码，并始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，此过程中弹簧测力计的示数会　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（不计阻力影响） （4）如图丁所示，为小华在科技创新大赛中，利用杠杆设计的可以直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下：选择一根长1m的杠杆，使其中点置于支架上，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。在左侧离中点10cm的A位置用细线固定一个质量为100g、容积为50cm3的容器。右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码（细线的质量忽略不计）。测量时往容器中加满水，移动钩码使悬挂点距支点 　 　cm处杠杆在水平位置平衡。 【拓展】该“密度天平”的量程为　 　g/cm3。若将钩码的质量适当增大，该密度天平”的量程将　 　。（选填“增大”“减小”或“不变”） 16．（2025•石家庄二模）如图所示是小明和小华探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。 （1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，如图甲，此时可以把右端的平衡螺母向 　 　 （选填“左”或“右”）调节，直至使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 　 　 ； （2）如图乙，小明在实验时先竖直向下拉弹簧测力计，然后再斜向下拉弹簧测力计，两次都能使杠杆在水平位置平衡。则弹簧测力计斜向下时示数 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）改变钩码数量和位置获取三次测量数据，记录如表： 实验次序 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 2.0 5.00 1.0 10.00 2 2.0 10.00 2.0 10.00 3 3.0 10.00 2.0 15.00 根据表中数据可得出杠杆的平衡条件是 　 　 ； （4）如图丙，调节好杠杆后在杠杆左边距离支点第3格处挂了4个钩码、每个钩码的重力均为0.5N，要使杠杆平衡，需在左侧第2格B处竖直向上拉动弹簧测力计，此时测力计的示数是 　 　 N（杠杆上每小格等距）。 （5）他们继续探究：保持钩码数量和位置不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂L1和动力F1的数据，绘制了L1﹣F1的关系图像，如图丁所示。请根据图像推算，当L1为25cm时，F1为 　 　 N。 17．（2025•石家庄•裕华区二模）实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有刻度均匀的杠杆、支架、刻度尺、细线和重为0.5N的相同钩码5个。 （1）如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 　 　 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，支点在杠杆的中点是为了消除 　 　 对杠杆平衡的影响。 （2）小明同学完成某次操作后，实验现象如图乙所示，他记录的数据为动力F1＝1.0N，动力臂l1＝0.30m，阻力F2＝1.5N，则阻力臂l2＝ 　 　 m。 （3）小明利用图乙所示的器材，测出多组数据后，得出结论：动力x支点到动力作用点的距离＝阻力x支点到阻力作用点的距离。与小组同学交流后，小华为了验证小明的结论是否准确，她利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变，在A处悬挂钩码，使杠杆平衡。若小明同学的结论错误，则：将A处的钩码改挂在C处时，杠杆　 　（选填“平衡”或“不平衡”）；将A处的钩码改挂在D处时，杠杆　 　（选填“平衡”或“不平衡”）。 【拓展】在得出正确的杠杆平衡条件后，小明在一根均匀硬质的细杆（杆重为0.1N）上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在两端对称安装合适的螺母，如图丁所示。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。有一最大容积为1000mL、重为1N的小桶，小桶内倒满待测液体，通过改变支架支撑的位置、小桶悬挂的位置以及钩码在标记处的位置，使细杆水平平衡，则小桶内液体的密度最大为　 　kg/m3。 考点02 机械效率的理解与计算 18．（2025•石家庄•桥西区模拟）洛阳出土了一种西汉晚期的陶井模型，一起出土的还有带绳槽的滑轮、水槽、卷口沿小罐，图示为装置复原后的样子，使用时用一侧的小罐取水，拉动另一侧的绳子可以把水提上来。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．使用木架上的滑轮可以省力 B．应用此种滑轮不可以改变力的方向 C．小罐从露出到离开水面的过程中，拉力逐渐变大 D．若只使用一个小罐提水，滑轮的机械效率与取水量无关 19．（2025•唐山•古冶区二模）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切摩擦，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%。下列判断正确的是（　　） A．拉力F1的大小为450 N B．用图乙绕法匀速提升400N的重物时，机械效率为80% C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法的机械效率更大 D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F1、F2做功不相等 20．（2025•邯郸模拟）如图甲所示，一位同学用滑轮组拉着重700N的物体A，在水平地面上匀速前进，全过程滑轮组的部分数据如图乙所示，物体A受到阻力为其重力的0.1倍，下列说法正确的是（　　） A．拉力F做功700J B．物体A移动的距离为1m C．只增大物体的重力，机械效率不变 D．该滑轮组的机械效率是70% 21．（2025•邯郸•馆陶县二模）图中，甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具“车梯”，乙是其等效图。若利用此“车梯”使80kg的重物在10s内匀速竖直上升2m，所用的拉力为300N，g取10N/kg。则此过程中，下列说法正确的是（　　） A．使用“车梯”时，人拉绳的速度为0.2m/s B．“车梯”的动滑轮的重力为400N C．使用“车梯”时，人做功的功率为160W D．“车梯”的机械效率约为66.7% 22．（2025•邯郸•永年区模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体B以0.1m/s的速度竖直匀速上升，物体B重480N，作用在绳自由端的拉力是250N，计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．A点所受拉力为500N B．10s内滑轮组对物体B做功500J C．绳自由端拉力的功率是50W D．当提升重为780N的物体C时，滑轮组的机械效率为90% 23．（2025•石家庄•长安区模拟）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮组中有一个定滑轮和两个动滑轮 B．绳子自由端拉力的速度0.05m/s C．动滑轮重力为100N D．该滑轮组的机械效率为66.7% 24．（2025•邯郸二模）图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，质量为50kg的小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示。系A的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。下列结论中正确的是（　　） A．动滑轮的重力为15N B．1∼2s内拉力F的功率为2W C．此装置匀速提升重物的最大机械效率约为83.3% D．用此装置匀速提升60N的货物时，小明对地面压力为470N 25．（2025•石家庄•新华区三模）用如图所示的甲、乙两个滑轮组分别将A、B两个物体沿竖直方向匀速提升相同高度，竖直拉绳子自由端的力分别为F1、F2，此过程的有用功和总功如表所示。甲滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G甲，乙滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G乙。忽略绳重以及轮和轴之间的摩擦。下列说法正确的是（　　） 滑轮组 有用功/J 总功/J 甲 700 1200 乙 300 800 A．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低 B．两个滑轮组都是省力机械 C．G甲＜G乙 D．F1＝F2 26．（2025•保定•莲池区模拟）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机用20秒将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上。 （1）起重机克服钢板重力做的功为　 　J； （2）某次作业前，发现挂钩处的一个滑轮（每个动滑轮质量400kg）有故障，为了维修方便，将提升重物的挂钩机构部分匀速提升至距地面1.5米处，所用拉力为F＝2500N，此时的机械效率为　 　%。（g取10N/kg） 27．（2025•石家庄•晋州市模拟）小宁用如图所示的滑轮组使重为300N的物体A在10s内匀速提升2m，小宁的质量为60kg，每只脚与地面的接触面积为0.02m2，若此滑轮组的机械效率为60%。（g取10N/kg） （1）求绳子自由端移动的速度及小宁所用拉力； （2）若滑轮组克服摩擦和绳重做功100J，求动滑轮的重力； （3）求匀速提升物体时小宁对地面的压强。 28．（2025•衡水模拟）如图甲是一种新型吊运设备的简化模型示意图，虚线框里是滑轮组（未画出），定滑轮和电动机均固定。在一次作业中，吊运设备匀速竖直提升物体时，绳子自由端的拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为80%，被提升的物体上升的速度为0.5m/s，电动机做的功跟时间的变化关系如图乙所示。不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，求： （1）此次作业中被提升的物体受到的重力。 （2）绳子自由端移动的速度。 （3）若要使该滑轮组的机械效率提升5%，则物体的重力为多少？ 29．（2025•石家庄•裕华区模拟）石家庄城市建设如火如荼，如图甲所示为工人使用升降平台清洗高空玻璃幕墙的情景。升降平台结构简图如图乙所示，吊篮由电动机控制升降，吊篮和两动滑轮总重为500N，静置在水平地面时，吊篮与地面的接触面积是5000cm2。某次吊升过程中，吊篮在20s内匀速上升了4m，两名工人及清洗工具的总重为2000N。不计绳重和摩擦，求： （1）两名工人带清洗工具进入吊篮，电动机对绳子的拉力为零时，此吊篮对水平地面的压强； （2）本次吊升过程中电动机的输出功率； （3）本次吊升过程中平台的机械效率。 30．（2025•唐山•丰润区模拟）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，双脚与地面接触的总面积为500cm2（g＝10N/kg）。问： （1）滑轮组对货物所做的有用功； （2）动滑轮受到的重力； （3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送130kg货物时，此时工人对地面的压强是多少Pa？ 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$