专题10 简单机械（四川专用）-【好题汇编】三年（2023-2025）中考物理真题分类汇编

专题10 简单机械 1．（2024•眉山）【生活实际】同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F1为动力，如图所示。请你在图中画出： （1）动力F1的力臂L1； （2）A点，脚对地面压力F的示意图。 2．（2023•绵阳）【阅读理解】请解答“人体和体育锻炼中的杠杆”项目式学习中的问题。 （1）构建杠杆概念：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1所示；从物理学的视角来看，桡骨可以简化为杠杆。请问：该杠杆的支点在哪里（用图1上标出的名称回答）？在提起重物的过程中，重物通过绳索对手掌的拉力是动力还是阻力？ （2）探究杠杆平衡条件：用如图2所示的装置探究杠杆平衡条件，需要测量并记录哪些物理量？（用图2上标出的物理量符号回答） （3）应用和拓展：引体向上，能充分训练肱二头肌。如图3是某同学做引体向上的情境，他双手握单杠，前臂与竖直方向成30°角，上臂与前臂成30°角，身体静止，上臂中肱骨可抽象成如图4所示的杠杆OB，A点是双手握单杠的点，O点是肘关节，B点是肩关节，认为B点是体重对肱骨竖直拉力的作用点，肱二头肌沿BC方向拉肱骨。已知该同学体重为600N，肱骨OB长约30cm,OC距离约4cm,由于C点距O点很近，认为BC与前臂AO的夹角也约为30°。两只手臂用力情况相同。求此时每只上臂的肱二头肌拉力的大小。 考点一．力和力臂的画法 1．（2024•巴中）图甲为人用手提物体时的情境。手臂桡骨在肱二头肌的牵引下绕肘关节转动的模型如图乙，请在图乙中作出力F的力臂L及物体所受重力的示意图。 2．（2025•遂宁）按要求作图。如图（a），拉行李箱时，可将行李箱视为杠杆，图（b）是其简化图，O为支点，A为行李箱的重心。请在图（b）中画出重力的示意图以及拉力F的力臂L。 考点二．探究杠杆的平衡条件 3．（2025•广元）“天宫”学习小组“探究杠杆的平衡条件”实验装置如图甲所示，每个钩码重0.5N。 （1）调节杠杆在水平位置平衡，图乙为第一次实验的情景，则本次实验的动力臂l1是　　　cm。 （2）他们的三次实验数据如下表，分析可知，杠杆的平衡条件是　　　　　　。（用F1，l1，F2，l2表示） （3）如图丙所示，人的手臂是一根杠杆，由杠杆平衡条件可知，手臂是一根　　　杠杆。（选填“省力”、“费力”或“等臂”） 考点三．杠杆的平衡条件的计算 4．（2024•巴中）如图所示，小王站在水平地面上，将长为0.6米，质量可忽略不计的木棒搁在肩上，支点O距离后端A处为0.2米，A处挂一个重40N的物体，他用手竖直压住前端B处使木棒保持水平平衡。若小王的质量为50kg,双脚与地面的总接触面积约为400cm2，下列说法正确的是（　　） A．手对木棒的压力大小为40N B．肩对木棒的支持力大小为80N C．地面对人的支持力大小为560N D．人对地面的压强大小约为1.35×104Pa 5．（2024•达州）如图所示，轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保持水平，已知AB是OB长度的4倍，AO是AC长度的3倍。在杆的B点用细线竖直悬挂一边长为10cm的正方体物块甲，该物块静止在水平地面上；O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2kg的物块乙。当乙悬挂在A点时，甲恰好对地面无压力，则甲的重力为 60N；当乙悬挂在C点时，甲对地面的压强为 2000Pa。（g取10N/kg） 6．（2023•泸州）小明有一件重约15N的工艺品，用细线悬挂两端点A、B处于静止状态，如图甲所示。他想用平衡的知识，通过计算在A、B连线上找出O点的位置，以便用一根细线系在O点将工艺品悬挂起来，静止时如图乙所示，并计算出工艺品的重力。小明身边只有一把弹簧测力计（0～10N）、一把刻度尺和若干细线，他设计了如下实验，请完成以下实验步骤： （1）取下工艺品，用刻度尺测出工艺品长度LAB=　　　cm,如图丙所示。 （2）用弹簧测力计拉住A端，B端用细线悬挂，平衡时如图丁所示，此时弹簧测力计读数F1=8.0N。 （3）交换弹簧测力计和细线的位置，平衡时工艺品的位置也如图丁所示，弹簧测力计读数F2=6.0N。 （4）由此可以计算出该工艺品的重力G=　　N。 （5）计算出O点到端点A间的距离LOA=　　cm。 （6）反思：要准确找出O点的具体位置，除准确测量外，关键实验条件是 　　　　　　　　　　　（只须写出一个条件即可）。 考点四．利用杠杆测量密度 7．（2023•达州）在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后，小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度，请帮她将下列步骤补充完整。（g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3） （1）相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置，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 　　　　　kg/m3。 （5）在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变钩码的位置和个数，收集多组数据的目的是 　（选填字母）。 A.避免实验的偶然性，便于得到普遍规律 B.取平均值，减小误差 考点五．杠杆的平衡条件的应用 8．（2025•自贡）如图，O1、O2均是杆秤称量时的支点。当使用O1称量时，调整秤砣至A点位置，使秤杆处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），已知秤砣质量为5kg,O1A=110cm,O1B=10cm。下列说法正确的是（　　） A．所称物体质量是50kg B．换称质量较小的物体时，秤砣应向A点左边移动 C．改用O2称量物体时，会使该杆秤的称量范围变小 D．当秤砣在A点时，使用O1称量的物体质量比使用O2称量的物体质量大 考点六．杠杆的最小动力 9．（2023•资阳）“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。 10．（2025•凉山州）如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。 考点七．杠杆的分类 11．（2023•巴中）如图所示，下列四种工具中，不属于省力杠杆的是（　　） 12．（2025•宜宾）如图，下列工具使用过程中通常属于省力杠杆的是（　　） 考点八．定滑轮绳端上的力相等 13．（2024•内江）如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（　　） A．F1＞F2 B．F3＞F4 C．F1＜F4 D．F1=F2=F3=F4 考点九．滑轮组的设计与组装 14．（2024•凉山州）某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练，请画出滑轮组的绕线方式。 考点十．简单机械省力情况的比较 15．（2023•遂宁）用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（　　） 考点十一．机械效率的简单计算 16．（2023•凉山州）邛海湿地公园湖边的一个圆台形花岗石墩（形状如图甲）不慎落入1.9m深的湖底，该石墩的上表面积为0.9m2，下表面积为0.4m2，高为0.9m,质量为1.482t。工人师傅用起重机将其匀速吊出水面，起重机的功率为440W。石墩从刚好脱离湖底上升到上表面与水面相平共耗时50s（如图乙）。花岗石密度ρ石=2.6×103kg/m3，不考虑石墩在水中运动受到的阻力。求： （1）石墩的体积； （2）石墩上升过程中，起重机的效率； （3）若起吊前石墩与平整的湖底紧密接触（如图丙），湖底对石墩的支持力。 考点十二．测量滑轮组的机械效率的实验 17．（2025•广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。 （1）实验时应该竖直向上 　　（选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计。 （2）她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 9；第3次实验中，机械效率②为 　　。 （3）她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更 　　。（选填“省力”或“费力”） 18．（2024•绵阳）某同学用弹簧测力计、刻度尺、钩码等实验器材，测量如图甲、乙所示的滑轮组的机械效率，正确进行实验后，测出的数据如下表： （1）通过分析表中数据可知，实验2获得的数据，是使用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置获得的； （2）对比实验1和实验2的数据，可以得出 ；（选填序号） A.提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低 B.提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越高 C.同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越低 D.同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高 （3）实验3中滑轮组的机械效率是 。 考点十三．提高滑轮组的机械效率 19．（2005•内江）用同一个滑轮组，将重物提升到同一高度，在以下几种方案中，能提高滑轮组机械效率是（　　） A．减轻物重 B．增加物重 C．换用更粗的绳子 D．以上方案都能 考点十四．滑轮、滑轮组机械效率的计算 20．（2025•四川）如图所示，用F=250N的拉力，在20s内将重为400N的物体匀速提升了4m,不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体上升的速度为0.4m/s B．滑轮的机械效率为62.5% C．滑轮的机械效率为80% D．滑轮的机械效率为83.3% 21．（2024•成都）小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm,此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg,下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J D．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变 22．（2023•雅安）“争创全国文明城市，建设活力魅力雅安”。雅安市启动了对部分老旧小区改造升级工程。工人利用滑轮组提升重480N的建筑材料，如图所示。已知工人对绳子的拉力F为200N，建筑材料在10s内匀速上升了5m,不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受重力为280N B．滑轮组所做的有用功为3000J C．拉力F的功率为300W D．滑轮组的机械效率为75% 考点十四．斜面机械效率的计算 23．（2024•眉山）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置。斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以1m/s的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（　　） A．拉力做功为3J B．物体受到摩擦力为1.5N C．在匀速拉动过程中，物体的机械能不变 D．若以2m/s的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75% 24．（2023•泸州）小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm,B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s,则这段过程中拉力F做功的功率P= W，斜面的机械效率η= %，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f= N。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 3 / 11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 简单机械 1．（2024•眉山）【生活实际】同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F1为动力，如图所示。请你在图中画出： （1）动力F1的力臂L1； （2）A点，脚对地面压力F的示意图。 【答案】见解析。 【解答】解：（1）O为支点，先延长动力F1作用线，从O作F1垂线，即为动力臂L1； （2）压力是垂直于地面，方向向下，从A垂直于地面画出压力，如图所示： 2．（2023•绵阳）【阅读理解】请解答“人体和体育锻炼中的杠杆”项目式学习中的问题。 （1）构建杠杆概念：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1所示；从物理学的视角来看，桡骨可以简化为杠杆。请问：该杠杆的支点在哪里（用图1上标出的名称回答）？在提起重物的过程中，重物通过绳索对手掌的拉力是动力还是阻力？ （2）探究杠杆平衡条件：用如图2所示的装置探究杠杆平衡条件，需要测量并记录哪些物理量？（用图2上标出的物理量符号回答） （3）应用和拓展：引体向上，能充分训练肱二头肌。如图3是某同学做引体向上的情境，他双手握单杠，前臂与竖直方向成30°角，上臂与前臂成30°角，身体静止，上臂中肱骨可抽象成如图4所示的杠杆OB，A点是双手握单杠的点，O点是肘关节，B点是肩关节，认为B点是体重对肱骨竖直拉力的作用点，肱二头肌沿BC方向拉肱骨。已知该同学体重为600N，肱骨OB长约30cm,OC距离约4cm,由于C点距O点很近，认为BC与前臂AO的夹角也约为30°。两只手臂用力情况相同。求此时每只上臂的肱二头肌拉力的大小。 【答案】（1）肘关节；阻力；（2）F1，l1，F2，l2；（3）3897。 【解答】解：（1）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，根据杠杆定义可知该杠杆的支点在肘关节，肱二头肌对桡骨的力为动力，则重物通过绳索对手掌的拉力是阻力； （2）需要测量并记录的物理量：F1，l1，F2，l2； （3）做出对应的力臂如图： 由图和分析可知，OB与l1夹角为30°，已知OB=30cm,由三角函数可得OA与BC夹角为30°，已知OC=4cm,由三角函数30°角所对直角边为斜边一半，可得l2=2cm,根据杠杆平衡条件得，代数解得 故答案为：（1）肘关节；阻力；（2）F1，l1，F2，l2；（3）3897。 考点一．力和力臂的画法 1．（2024•巴中）图甲为人用手提物体时的情境。手臂桡骨在肱二头肌的牵引下绕肘关节转动的模型如图乙，请在图乙中作出力F的力臂L及物体所受重力的示意图。 【答案】见解析。 【解答】解：过支点O做力F的作用线的垂线，该垂线段为F的力臂L；重力的方向时竖直向下的，作用 点在物体的重心上，据此做出重力的示意图，如下所示： 2．（2025•遂宁）按要求作图。如图（a），拉行李箱时，可将行李箱视为杠杆，图（b）是其简化图，O为支点，A为行李箱的重心。请在图（b）中画出重力的示意图以及拉力F的力臂L。 【答案】见解析。 【解答】解：重力的方向是竖直向下的，从物体重心A画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示， 支点在O处，反向延长力F的作用线，从支点O做F的垂线，该垂线段为动力F的力臂L，如图所示： 考点二．探究杠杆的平衡条件 3．（2025•广元）“天宫”学习小组“探究杠杆的平衡条件”实验装置如图甲所示，每个钩码重0.5N。 （1）调节杠杆在水平位置平衡，图乙为第一次实验的情景，则本次实验的动力臂l1是10.0cm。 （2）他们的三次实验数据如下表，分析可知，杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2。（用F1，l1，F2，l2表示） （3）如图丙所示，人的手臂是一根杠杆，由杠杆平衡条件可知，手臂是一根费力杠杆。（选填“省力”、“费力”或“等臂”） 【答案】（1）10.0；（2）F1l1=F2l2；（3）费力。 【解答】解：（1）杠杆在水平位置平衡时，力臂可以直接从杠杆上读取。在图乙中，动力臂是从支点到动力作用线的距离，观察可知，动力臂l1=10.0cm。 （2）根据表格数据发现，动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，故杠杆的平衡条件是：F1l1=F2l2。 （3）观察图丙可知，人的手臂在使用时，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，所以手臂是费力杠杆。 故答案为：（1）10.0；（2）F1l1=F2l2；（3）费力。 考点三．杠杆的平衡条件的计算 4．（2024•巴中）如图所示，小王站在水平地面上，将长为0.6米，质量可忽略不计的木棒搁在肩上，支点O距离后端A处为0.2米，A处挂一个重40N的物体，他用手竖直压住前端B处使木棒保持水平平衡。若小王的质量为50kg,双脚与地面的总接触面积约为400cm2，下列说法正确的是（　　） A．手对木棒的压力大小为40N B．肩对木棒的支持力大小为80N C．地面对人的支持力大小为560N D．人对地面的压强大小约为1.35×104Pa 【答案】D。 【解答】解：A、由杠杆平衡条件可得：F×OB=G×OA，即：F×0.4m=40N×0.2m,解得手压木棒的压力：F=20N，故A错误； B、木棒对肩膀的压力：F压=F+G=20N+40N=60N，由于力的作用是相互的，所以肩对木棒的支持力大小等于木棒对肩膀的压力，大小为60N，故B错误； C、人的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N，人对地面的压力大小等于人的重力加上物体的重力，大小为：500N+40N=540N，故C错误； D、人对地面的压力大小F=540N，由公式 故D正确。 故选：D。 5．（2024•达州）如图所示，轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保持水平，已知AB是OB长度的4倍，AO是AC长度的3倍。在杆的B点用细线竖直悬挂一边长为10cm的正方体物块甲，该物块静止在水平地面上；O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2kg的物块乙。当乙悬挂在A点时，甲恰好对地面无压力，则甲的重力为 60N；当乙悬挂在C点时，甲对地面的压强为 2000Pa。（g取10N/kg） 【答案】60；2000。 【解答】解：乙的重力为G乙=mg=2kg×10N/kg=20N，则乙对杠杆A点的拉力也为FA=20N。 题中给出AB=4OB，AO=3AC，可得AO=3OB，CO=2OB。 根据杠杆平衡原理可得：FB•OB=FA•OA，代入得FA=60N，即甲的重力为60N。 再将乙移动到C处，则FB'•OB=FC•OC，其中FC=G乙=20N，代入得到FB'=40N，因此甲对杠杆拉力为40N，而甲重60N，甲所受支持力就是60N-40N=20N，根据相互作用力大小相等，得到甲对地面压力也为20N。再利用压强计算公式得出 故答案为：60；2000。 6．（2023•泸州）小明有一件重约15N的工艺品，用细线悬挂两端点A、B处于静止状态，如图甲所示。他想用平衡的知识，通过计算在A、B连线上找出O点的位置，以便用一根细线系在O点将工艺品悬挂起来，静止时如图乙所示，并计算出工艺品的重力。小明身边只有一把弹簧测力计（0～10N）、一把刻度尺和若干细线，他设计了如下实验，请完成以下实验步骤： （1）取下工艺品，用刻度尺测出工艺品长度LAB=35.0cm,如图丙所示。 （2）用弹簧测力计拉住A端，B端用细线悬挂，平衡时如图丁所示，此时弹簧测力计读数F1=8.0N。 （3）交换弹簧测力计和细线的位置，平衡时工艺品的位置也如图丁所示，弹簧测力计读数F2=6.0N。 （4）由此可以计算出该工艺品的重力G=14N。 （5）计算出O点到端点A间的距离LOA=15cm。 （6）反思：要准确找出O点的具体位置，除准确测量外，关键实验条件是 AB段水平或拉力方向为竖直方向（只须写出一个条件即可）。 【答案】（1）35.0；（4）14；（5）15；（6）AB段水平或拉力方向为竖直方向。 【解答】解：（1）由于刻度尺的分度值是1cm,所以工艺品的正确长度为35.0cm,故读数为35.0cm； （4）（5）当以A端为动力作用点时，根据杠杆平衡条件知，F1•LBA=G•LOB，即 8N×35.0cm=G×（35.0cm-LOA），••••••① 当以B端为动力作用点时，根据杠杆平衡条件知，F1•LAB=G•LOA，即 6N×35.0cm=G×LOA，••••••② 由①②得，G=14N，LOA=15cm； （6）当要准确找出O点的具体位置，除准确测量外，关键实验条件是AB段水平或拉力方向为竖直方向。 故答案为：（1）35.0；（4）14；（5）15；（6）AB段水平或拉力方向为竖直方向。 考点四．利用杠杆测量密度 7．（2023•达州）在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后，小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度，请帮她将下列步骤补充完整。（g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3） （1）相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆 是（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 右（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100g,则物块质量为 400g。 （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 2N。 （4）物块的密度是 2×103kg/m3。 （5）在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变钩码的位置和个数，收集多组数据的目的是 A（选填字母）。 A.避免实验的偶然性，便于得到普遍规律 B.取平均值，减小误差 【答案】（1）是；右；（2）400；（3）2；（4）2×103；（5）A。 【解答】解：（1）相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆是处于平衡状态，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100g,根据杠杆的平衡条件，设每个小格的长度为L0，则 mg×3L0=3×100g×g×4L0； 则物块质量为：m=400g； （3）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，根据杠杆的平衡条件有：F×3L0=2L0×3×0.1kg×10N/kg； 解得：F=2N； 物块的重力：G=mg=0.4kg×10N/kg=4N； 以物块为研究对象，受到三个力的作用：重力、浮力和拉力F，即：G=F浮+F；物块在水中受到的浮力为：F浮=G-F=4N-2N=2N； （4）根据阿基米德原理，物块的体积为： 物块的密度为 （5）本实验多次测量是为了避免实验的偶然性，便于得到普遍规律，故A符合题意，B不符合题意。 故答案为：（1）是；右；（2）400；（3）2；（4）2×103；（5）A。 考点五．杠杆的平衡条件的应用 8．（2025•自贡）如图，O1、O2均是杆秤称量时的支点。当使用O1称量时，调整秤砣至A点位置，使秤杆处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），已知秤砣质量为5kg,O1A=110cm,O1B=10cm。下列说法正确的是（　　） A．所称物体质量是50kg B．换称质量较小的物体时，秤砣应向A点左边移动 C．改用O2称量物体时，会使该杆秤的称量范围变小 D．当秤砣在A点时，使用O1称量的物体质量比使用O2称量的物体质量大 【答案】B。 【解答】解：A、当使用O1称量时，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得，m物g×10cm=5kg×g×110cm,解得m物=55kg,故A错误； B、换称质量较小的物体时，左边的力与力臂的乘积变小，秤砣质量m不变，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得，秤砣应向A点左边移动，故B正确； C、改用O2称量物体时，与用O1称量物体相比，重物重力的力臂变小，秤砣重力的力臂变大，且秤砣质量m不变，由杠杆的平衡条件可得Mg×L重物=mg×L秤砣，所以此时杆秤测得的最大质量变大，即杆秤的称量范围变大，故C错误； D、当秤砣在A点时，使用O1称量物体时，与用O2称量物体相比，重物重力的力臂较大，秤砣重力的力臂较小，且秤砣质量m不变，由杠杆的平衡条件可得Mg×L重物=mg×L秤砣，所以此时杆秤称量的物体质量较小，故D错误。 故选：B。 考点六．杠杆的最小动力 9．（2023•资阳）“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。 【答案】见解析。 【解答】解：图中不倒翁受到的支持力从作用点竖直向上画，标出符号N，图中不倒翁受到的重力从重心竖直向下画，标出符号为G，F经过P点，斜向下拉，当F与OP的方向垂直时，动力臂最大，由杠杆的平衡条件可知此时动力F最小，如图所所示： 10．（2025•凉山州）如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。 【答案】见解析。 【解答】解：图中支点在O点，当OA作为动力臂l1时，动力臂是最长的，根据杠杆平衡条件可知，此时的动力是最小的；动力的方向应该垂直OA向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图；如下所示： 考点七．杠杆的分类 11．（2023•巴中）如图所示，下列四种工具中，不属于省力杠杆的是（　　） 【答案】C 【解答】解：ABD、根据杠杆平衡条件可知，省力杠杆动力臂大于阻力臂，使用剪刀、羊角锤和扳手时，因为动力臂大于阻力臂，故属于省力杠杆，故ABD不符合题意； C、根据杠杆平衡条件可知，费力杠杆动力臂小于阻力臂，用筷子时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C符合题意。 故选：C。 12．（2025•宜宾）如图，下列工具使用过程中通常属于省力杠杆的是（　　） 【答案】B。 【解答】解：A．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力，是等臂杠杆，故A错误； B．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B正确； CD．筷子、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故CD错误。 故选：B。 考点八．定滑轮绳端上的力相等 13．（2024•内江）如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（　　） A．F1＞F2 B．F3＞F4 C．F1＜F4 D．F1=F2=F3=F4 【答案】D。 【解答】解：定滑轮实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等，故F1=F2=F3=F4，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 考点九．滑轮组的设计与组装 14．（2024•凉山州）某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练，请画出滑轮组的绕线方式。 【答案】见解析。 【解答】解：由图可知，拉力的方向水平向右，绳子可以先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮，再向上绕过定滑轮，如图所示： 考点十．简单机械省力情况的比较 15．（2023•遂宁）用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（　　） 【答案】B。 【解答】解：由题知，不计机械自重及摩擦； A、动滑轮可以省一半力，即F=1/2G B、不计摩擦，根据功的原理可知：FL=Gh,则 C、根据题图可知：此时的动力臂为：L1=1/2L；阻力臂为： 杠杆的动力臂是阻力臂的1.5倍，所以 D、使用定滑轮不省力，即F=G； 综上可知：最省力的是斜面，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 考点十一．机械效率的简单计算 16．（2023•凉山州）邛海湿地公园湖边的一个圆台形花岗石墩（形状如图甲）不慎落入1.9m深的湖底，该石墩的上表面积为0.9m2，下表面积为0.4m2，高为0.9m,质量为1.482t。工人师傅用起重机将其匀速吊出水面，起重机的功率为440W。石墩从刚好脱离湖底上升到上表面与水面相平共耗时50s（如图乙）。花岗石密度ρ石=2.6×103kg/m3，不考虑石墩在水中运动受到的阻力。求： （1）石墩的体积； （2）石墩上升过程中，起重机的效率； （3）若起吊前石墩与平整的湖底紧密接触（如图丙），湖底对石墩的支持力。 【答案】（1）石墩的体积为0.57m3； （2）石墩上升过程中，起重机的效率为41%； （3）湖底对石墩的支持力为1.672×104N。 【解答】解：（1）根据可知，石墩的体积为 （2）石墩受到的浮力为：F浮石=ρ水gV排石=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.57m3=5700N； 石墩上升过程中，起重机的拉力所做的有用功为： W有=（G-F浮石）h=（1.482×103kg×10N/kg-5700N）×（1.9m-0.9m）=0.912×104J； 起重机做的总功为：W总=Pt=440W×50s=2.2×104J； 则起重机的效率为： （3）由于起吊前石墩与平整的湖底紧密接触，根据石墩形状可知，石墩受到的浮力为： F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.57m3-0.4m2×0.9m）=2100N； 石墩重力：G=mg=1.482×103kg×10N/kg=1.482×104N； 石墩上方的水对面积为0.4m2的圆柱形部分产生的压力为： F压=p水S=ρ水ghS下=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m×0.4m2=4000N； 石墩对湖底的压力：F压=G+F水-F浮=1.482×104N+4000N-2100N=1.672×104N， 由于力的作用是相互的，湖底对石墩的支持力：F支=F压=1.672×104N。 答：（1）石墩的体积为0.57m3； （2）石墩上升过程中，起重机的效率为41%； （3）湖底对石墩的支持力为1.672×104N。 考点十二．测量滑轮组的机械效率的实验 17．（2025•广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。 （1）实验时应该竖直向上 匀速（选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计。 （2）她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 9；第3次实验中，机械效率②为 80%。 （3）她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更 费力。（选填“省力”或“费力”） 【答案】（1）匀速；（2）9；80%；（3）费力。 【解答】解：（1）实验时，应将弹簧测力计竖直向上匀速拉动，这样既便于读数，根据二力平衡，这时的示数也更准确； （2）由可求第1次实验中，绳子自由端移动的距离； 解得：s=9cm，第3次实验的机械效率： （3）用不同的滑轮组提升相同的物体，绳子的段数越多越省力，图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更费力。 故答案为：（1）匀速；（2）9；80%；（3）费力。 18．（2024•绵阳）某同学用弹簧测力计、刻度尺、钩码等实验器材，测量如图甲、乙所示的滑轮组的机械效率，正确进行实验后，测出的数据如下表： （1）通过分析表中数据可知，实验2获得的数据，是使用甲（选填“甲”或“乙”）图所示装置获得的； （2）对比实验1和实验2的数据，可以得出D；（选填序号） A.提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低 B.提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越高 C.同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越低 D.同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高 （3）实验3中滑轮组的机械效率是57%。 【答案】（1）甲；（2）D；（3）57%。 【解答】解：（1）实验2中，根据表格数据可知，s=3h,即承担物重的绳子股数n=3，所以使用图甲做的实验； （2）由实验1和实验2的数据分析：同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高：故D正确； 故选：D。 （3）实验3中，根据表格数据可知，s=5h,即承担物重的绳子股数n=5， 第3次实验滑轮组的机械效率： 故答案为：（1）甲；（2）D；（3）57%。 考点十三．提高滑轮组的机械效率 19．（2005•内江）用同一个滑轮组，将重物提升到同一高度，在以下几种方案中，能提高滑轮组机械效率是（　　） A．减轻物重 B．增加物重 C．换用更粗的绳子 D．以上方案都能 【答案】B。 【解答】解：减轻物重，其他条件不变，有用功减少，有用功在总功中的比值减小，机械效率降低，A错误； 增加物重，其他条件不变，有用功增多，有用功在总功中的比值增大，机械效率升高，B正确； 换用更粗的绳子，克服绳子重力做的额外功增多，有用功在总功中的比值减小，机械效率降低，CD错误。 故选：B。 考点十四．滑轮、滑轮组机械效率的计算 20．（2025•四川）如图所示，用F=250N的拉力，在20s内将重为400N的物体匀速提升了4m,不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体上升的速度为0.4m/s B．滑轮的机械效率为62.5% C．滑轮的机械效率为80% D．滑轮的机械效率为83.3% 【答案】C。 【解答】解：A、物体上升的速度： ，故A错误； BCD、由图可知n=2，绳子自由端移动的距离：s=nh=2×4m=8m, 拉力做的总功：W总=Fs=250N×8m=2000J， 拉力做的有用功：W有=Gh=400N×4m=1600J， 该过程的机械效率： 故C正确、BD错误。 故选：C。 21．（2024•成都）小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm,此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg,下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J D．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变 【答案】B。 【解答】解：A、由图可知，n=3，细绳的拉力等于弹簧测力计的示数，即F=0.5N，弹簧测力计对细绳拉力的功率为： 故A正确； B、滑轮组做的有用功为： W有=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×0.2m=0.2J， 滑轮组做的总功为： W总=Fs=Fnh=0.5N×3×0.2m=0.3J， 滑轮组的机械效率为： 故B错误； C、滑轮组做的额外功为： W额=W总-W有=0.3J-0.2J=0.1J， 克服动滑轮重做的功为： W动=G动h=0.25N×0.2m=0.05J， 则克服绳重和摩擦做的额外功为： W绳=W额-W动=0.1J-0.05J=0.05J，故C正确； D、若增大提升钩码的质量，即提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，因此机械效率变大，故D错误。 故选：AC。 22．（2023•雅安）“争创全国文明城市，建设活力魅力雅安”。雅安市启动了对部分老旧小区改造升级工程。工人利用滑轮组提升重480N的建筑材料，如图所示。已知工人对绳子的拉力F为200N，建筑材料在10s内匀速上升了5m,不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受重力为280N B．滑轮组所做的有用功为3000J C．拉力F的功率为300W D．滑轮组的机械效率为75% 【答案】C。 【解答】解：：A、由图可知动滑轮上承重绳子的股数为n=3，根据可知，动滑轮的重力为G动=3F-G物=3×200N-480N=120N，故A错误； B、滑轮组做的有用功为W有=G物h=480N×5m=2400J，故B错误； C、拉力做的功为W总=Fs=Fnh=200N×3×5m=3000J，拉力F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。 考点十五．斜面机械效率的计算 23．（2024•眉山）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置。斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以1m/s的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（　　） A．拉力做功为3J B．物体受到摩擦力为1.5N C．在匀速拉动过程中，物体的机械能不变 D．若以2m/s的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75% 【答案】D。 【解答】解：A、此过程所做的有用功为：W有=Gh=6N×0.5m=3J， 根据变形得，拉力做功为：，故A错误； B、由图可知，斜面的夹角为30°，高为0.5m,所以斜面的长度L=1m； 拉力做的额外功为： W额=W总-W有=4J-3J=1J； 物体所受的摩擦力为： ，故B错误； C、在匀速拉动过程中，物体的质量不变，速度不变，高度增加，动能不变，重力势能增加，机械能变大，故C错误； D、若以2m/s的速度匀速拉动物体，拉力、摩擦力、物体的重力均不变，斜面的机械效率不变，仍为75%，故D正确。 故选：D。 24．（2023•泸州）小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm,B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s,则这段过程中拉力F做功的功率P=0.32W，斜面的机械效率η=62.5%，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f=0.3N。 【答案】0.32；62.5；0.3。 【解答】解：（1）L=80cm=0.8m, 拉力做的总功：W总=FL=0.8N×0.8m=0.64J， 拉力做功功率： （2）h=20cm=0.2m， （3）拉力做的有用功：W有用=Gh=2N×0.2m=0.4J， 斜面的机械效率： （3）克服滑动摩擦力做的额外功： W额=W总-W有用=0.64J-0.4J=0.24J， 由W额=fL可得物体受到的滑动摩擦力： 故答案为：0.32；62.5；0.3。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 3 / 11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $