第8讲 简单机械专题-2026年浙江省中考科学一轮复习讲练

第8讲 简单机械 简单机械是浙江科学中考力学板块的核心内容，主要涵盖杠杆、滑轮、斜面等知识点，常与功、功率、机械效率等知识综合命题，且多结合生活生产场景 【考点1　杠杆】 【考点剖析】 一、杠杆 1、杠杆 （1）定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。 （2）对“ 硬棒 ”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。 2、杠杆的五要素 五要素 物理含义 支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示 动力 使杠杆转动的力，用“F₁ ”表示 阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F₂ ”表示 动力臂 从支点O到动力F₁作用线的距离，用“L1”表示 阻力臂 从支点O到阻力F₂作用线的距离，用“ L2”表示 <注意> 支点在两力的作用点之间时，两力的方向指向杠杆同一边，当支点在两力作用点之外，两力方向指向杠杆两边。 3、力臂的画法 要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念——力臂是从支点到力的作用线的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂： （1）在杠杆的示意图上，确定支点O，如图所示。 （2）画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。 （3）从支点O向力的作用线引垂线，要画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。 可以用简单的顺口溜记住：先找点，后延线，过支点，引垂线。 4、杠杆平衡条件（或杠杆平衡原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2、。 5、最小动力作法 要实现最小动力，就是要找最大动力臂，最大动力臂就一般是连接支点与杠杆最远处，然后垂直于动力臂做出动力。 6、杠杆的分类 名 称 力臂关系 力的关系 特 点 应用举例 省力杠杆 L1＞L2 F1＜F2 省力但费距离 撬棒、铡刀、起子等 费力杠杆 L1＜L2 F1＞F2 费力但省距离 钓鱼竿、镊子等 等臂杠杆 L1＝L2 F1＝F2 既不省力也不费力 天平、定滑轮 例1、（2025•滨江区校级模拟）长期低头会对颈部肌肉造成损伤，图中A点为头部重力作用点，B点为颈部肌肉受力点，下列能正确表示人低头时杠杆示意图是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：由题意知，头部重力方向是竖直向下，颈部肌肉拉力的方向应垂直于OB向下，如图所示： 故选：B。 例2、（2025•嘉兴一模）司机用自卸车将质量为5吨的货物运送到100千米远的工地。如图是车卸货时的工作原理简图。 （1）施工方要求在中午12：30前将货物送达，若货车的速度为40千米/时，则他最晚要在 时刻出发。 （2）卸货过程中，液压杆慢慢往上升起，其对货箱支持力的大小在变 。（液压杆始终垂直于箱底） （3）卸货过程中，货物被抬升0.5米，则克服重力做功 焦。 【解答】解：（1）货车的速度为40千米/时，送到100千米远的工地需要的时间t2.5h；要求在中午12：30前将货物送达，至少在12：30﹣2：30＝10：00出发； （2）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，卸货过程中，液压杆慢慢往上升起，液压杆始终垂直于箱底，动力臂大小不变，而货物下移时，阻力臂减小，阻力大小不变，故动力变小； （3）货物被抬升0.5米，则克服重力做功W＝Gh＝mgh＝5×103kg×10N/kg×0.5m＝2.5×104J。 故答案为：（1）10：00；（2）变小；（3）2.5×104。 【考点2　滑轮】 【考点剖析】 一、滑轮的分类 1、滑轮的定义 滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。 2、滑轮的分类和作用 使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。 定 滑 轮 动 滑 轮 定 义 轴固定不动 轴随物体一起移动 特 点 不省力，不省距离， 但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离， 并且不能改变力的作用方向 应 用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮 3、定滑轮和动滑轮的实质 （1）定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F=G，所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。 （2）动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点O在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。 4、使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动，且绳与滑轮摩擦不计） F：自由端拉力 G：单个滑轮的重力 S：绳子末端移动的距离 h：物体升高的高度 定 滑 轮 动 滑 轮 图示 表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2 二、滑轮组 1、在实际应用中，人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组。 2、滑轮组特点：既可以省力，又能改变力的方向（但费距离）。 3、常规滑轮组的构成和绕线：【口诀：奇动偶定】 承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。 滑轮类型 用滑轮组匀速提升重物 用滑轮组匀速水平拉动重物 装置图 力、距离和速度的关系 S=nh V绳=nV物 F= S绳=nS物 V绳=nV物 例3、（2025•浙江模拟）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．使用这个滑轮能省力 B．甲拉力大小等于乙拉力大小 C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功 D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度 【解答】解：A、由图可知，图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故A错误； B、定滑轮是等臂杠杆，由于阻力和阻力臂不变，动力臂都等于滑轮的半径，即甲、乙拉力的力臂相等，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，可知，甲拉力大小等于乙拉力的大小，故B正确 C、由题意可知，重物上升的距离相同；在使用定滑轮中，绳子移到的距离等于重物上升的距离；由于甲、乙拉力大小相等，根据W＝Fs可知甲、乙拉力做功的大小相等，故C错误； D、由题意可知，重物在相同时间内上升的距离相同，即重物上升的速度相同；在使用定滑轮中，绳子移动的距离等于重物上升的距离，绳子移动的时间和重物上升的时间相同，根据v可知，甲、乙拉力移动的速度都等于重物上升的速度，故D错误。 故选：B。 例4、（2024•永康市校级模拟）小乐用如图所示的两种方式竖直匀速提升某物体，且都使物体上升了2m。已知物体重200N，滑轮重40N，提升时的拉力分别为F甲和F乙。若不计绳重和摩擦，则在提升过程中（　　） A．F甲＝240N B．F甲做的功为240J C．F乙向上移动距离为4m D．F乙所做的功为440J 【解答】解：A、甲图n＝2，F甲（G+G动）（200N+40N）＝120N，故A错误； B、根据不计绳重及摩擦，拉力做功W＝（G+G动）h＝（200N+40N）×2m＝480J，故B错误； C、乙动力作用在轴心，属于费力杠杆，可以省距离，拉力移动的距离是物体高度的一半，即1m，故C错误； D、根据不计绳重及摩擦，拉力做功W＝Gh+G动h动＝200N×2m+40N×1m＝440J，故D正确。 故选：D。 【考点3　机械效率 斜面】 【考点剖析】 一、机械效率 1、有用功、额外功、总功的定义 （1）有用功：人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。 （2）额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。 （3）总功：人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外（总功必定大于有用功）。 （4）有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。 2、机械效率 定 义 公 式 有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有 额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额 总 功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额 机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100% 3、常见机械效率的计算分析 （1）滑轮组 ①若不计绳重和摩擦 有用功：W有=Gh， 总功：W总=FS， 机械效率：η=×100%=×100% ②若计绳重和摩擦 有用功W额=G动h， 总功：W总=Gh+G动h， 机械效率：η= （2）横置滑轮组 有用功：W有=fs， 总功：W总=F·ns， 机械效率：η=×100%=×100% 4、机械效率的影响因素 （1）其他条件相同时，绳重和摩擦越大，机械效率越低。 （2）其他条件相同时，G动越大，机械效率越低；G物越大，机械效率越大。 5、提高机械效率的途径 （1）在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等； （2）在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。 6、其他机械效率的测量 （1）测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。 （2）测量杠杆的机械效率：η= = 二、斜面 1、斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。 2、影响斜面机械效率的因素 （1）其他条件相同时，斜面越光滑，机械效率越高； （2）其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越高。 3、测量斜面的机械效率 （1）光滑斜面：Fl＝Gh　 W额＝0　 η＝100%； （2）有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl； （3）斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。 例5、（2025•绍兴模拟）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 【解答】解： A、提升物体的重力相等，在相同的时间内物体升高了相同的距离，由W有用＝Gh可知两次提升物体所做的有用功相等，故A错误； BC、图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲＝2h，不计绳重和摩擦； 使用甲动滑轮时，拉力F甲（G+G动）；所以拉力做功W甲＝F甲s甲（G+G动）×2h＝（G+G动）h＞Gh； 使用乙定滑轮时，拉力F乙＝G，拉力做功W乙＝F乙s乙＝Gh，所以乙装置中拉力F做的总功少，由P知乙装置中拉力F做的总功率小，甲做总功的功率大，故B错误，C正确； D、不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%；所以两种装置的机械效率η乙＞η甲，故D错误。 故选：C。 例6、（2025•杭州三模）研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具叫“舂”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B点处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为40N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，OA长1.6m，OB长0.4m。 （1）脚在下踩过程中，“舂”可视为 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 （2）不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用多大的力才可以将碓头抬起？ （3）若1min克服“舂”的重力做功为720J，“舂”的机械效率为60%，则人做功的功率是多大？ 【解答】解：（1）由图可知，脚在下踩过程中，支点到脚施加力的力臂为动力臂，支点到碓头对杠杆的力的力臂为阻力臂，所以动力臂小于阻力臂，故“舂”可视为费力杠杆； （2）不计碓杆的重力和摩擦，当脚用力方向垂直于OB向下时，动力臂最长，根据杠杆的平衡条件知，动力最小，由杠杆平衡条件可得： F1×OB＝G×LG， 即：； （3）舂的机械效率为60%，每1min人做的总功 ， 人做功的功率为： 。 题型一．杠杆及其五要素 1. （2025•诸暨市模拟）《天工开物》中记载的“六桨课船”（课船：运税银的船）如图所示，关于“六桨课船”下列说法正确的是（　　） A．船桨是一种杠杆 B．“六桨课船”只受浮力作用 C．“六桨课船”浸入水中的体积与运载税银的质量无关 D．停止划桨后“六桨课船”仍能前进是由于受到惯性的作用 【解答】解：A、船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，所以船桨属于费力杠杆，故A正确； B、“六桨课船”除了受到浮力，还会受到重力、阻力等力的作用，故B错误； C、运载税银的质量越大、重力越大，“六桨课船”所受的浮力越大，根据阿基米德原理可知浸入水中的体积越大，故C错误； D、停止划桨后，因为“六桨课船”有惯性，还会继续前进一段距离，惯性是一种性质，不能说受到惯性的作用，故D错误。 故选：A。 2. （2025•浙江模拟）良好的坐姿有利于身体健康。如图所示是一款人体工学护腰坐垫，人坐上后能支撑腰部，调整坐姿。据此回答下面小题。 使用该护腰坐垫时，腰抵靠靠背。此时可将该坐垫视作一个杠杆。下列关于该杠杆所受动力及阻力表示正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：在坐垫的杠杆模型中，支点是坐垫的支撑点，动力是人体施加在坐垫上的力，阻力是腰部对坐垫的压力，故C符合题意，ABD错误。 故选：C。 （2024•金华三模）平板支撑属于肌肉等长收缩的运动，人需要用上肢支撑在地面上静止时，如 题型二．杠杆的平衡条件 3. （2025•滨江区一模）用圆形磁块将一长方形硬卡纸固定在黑板上，则松手后下列固定方式中硬卡纸最容易转动的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：有规则形状的物体，它的重心就在几何中心上，所以D选项的中心位置离磁块的水平距离最远，所以最容易转动，故D正确，A、B、C错误。 故选：D。 4. （2025•嘉兴二模）如图所示，均匀铁棒的正中心钻有一孔，在这个孔里，穿着一条非常牢固的细金属丝，使这根铁棒能够沿着水平轴线旋转。如果转动这根铁棒，静止后它（　　） A．只能停留在竖直位置 B．只能停留在水平位置 C．可以停留在任意位置 D．只能停留在水平或竖直位置 【解答】解：根据题意知道，图中装置是一个等臂杠杆，由杠杆的平衡条件（动力×动力臂＝阻力×阻力臂）知道，如果转动这根铁棒，静止后它可以停留在任意位置，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 5. （2025•萧山区二模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），“标”是指提纽到“权”的距离，“本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（　　） A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力 B．“权”“重”增加相同的质量，A端会下降 C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动 D．若将提纽0向B端移动一些，杆秤测量范围变大 【解答】解：A、由图可知，“权”“重”表示作用在杠杆上的力，“标”“本”表示作用在杠杆上的“权”“重”到支点的距离，即为力臂，故A正确，不符合题意；B、杠杆原本是平衡的，即“权”ד标”＝“重”ד本”。假设左右侧两侧增加的质量均为m，则左侧动力与动力臂的乘积增加量为mד标”，则右侧阻力与阻力臂的乘积增加量为mד本”，因“标”＞“本”，则mד标”＞mד本”，即（“权+m”）ד标”＞（“重+m”）ד本”，所以A段会下沉，故B正确，不符合题意；C、在“权”不变、“重”增大时，若要杠杆仍保持平衡，根据杠杆的平衡条件可知，应增大“标”，即把“权”向A端适当移动，故C错误，符合题意；D、将提纽O向B端移动一些，“标”增大而“本”变小，则“权”ד标”增大。由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故D正确，不符合题意。故选：C。 6. （2025•鹿城区校级二模）小明发现教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如图甲所示，则小明下列调整行为无效的是（　　） A．将一砖块压在花架底部 B．将花盆向上移动 C．将花盆向内移动 D．减少花盆中的土壤 【解答】解：图中花架上的花盆十分容易倒，可以看出支点是花架左下角，花盆的重力看出动力，花架的重力看出阻力， A．将一砖块压在花架底部，此时增大阻力，相同动力和动力臂与阻力臂时，杠杆不容易转动，故A是有效的； B．将花盆向上移动，动力、动力臂、阻力和阻力臂都不变，故是无效的， C．将花盆向内移动，减小了动力臂，故杠杆不易转动，故是有效的； D．减少花盆中的土壤，减小了动力，动力臂不变，故杠杆不易转动，故是有效的。 故选：B。 7. （2025•拱墅区校级二模）桥式起重机主要由主梁和两个基座构成，可以提升和平移重物。如图为某桥式起重机示意图，主梁质量为4000吨，长度120m，AB＝CD＝20m，O为主梁的中点，也是主粱重心的位置。 （1）主梁离地面的高度为110m，把主梁吊到基座上至少要做功 J； （2）如果主梁和每个基座的接触面积为50m2，则主梁对右侧基座的压强为多少？ （3）当有一质量为16000吨的重物，把重物挂在主梁E位置（E为OC中点）吊起时，求右侧基座对主梁的作用力大小。 【解答】解：（1）主梁重力G＝mg＝4000×103kg×10N/kg＝4×107N， 主梁离地面的高度为110m，把主梁吊到基座上至少要做功W＝Gh＝4×107N×110m＝4.4×109J； （2）如果主梁和每个基座的接触面积为50m2，则主梁对右侧基座的压强为p4×105Pa； （3）重物的重力G′＝m′g＝16000×103kg×10N/kg＝1.6×108N， 把重物挂在主梁E位置（E为OC中点）吊起时，根据杠杆的平衡条件可知： F′BC＝G′BE+GOB， 右侧基座对主梁的作用力大小F′1.4×108N。 答：（1）4.4×109； （2）如果主梁和每个基座的接触面积为50m2，则主梁对右侧基座的压强为4×105Pa； （3）当有一质量为16000吨的重物，把重物挂在主梁E位置（E为OC中点）吊起时，右侧基座对主梁的作用力大小为1.4×108N。 8. （2025•上城区校级模拟）某创新科技小组制作了一根可以测量液体密度的杆秤一密度秤，测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。其中，杆秤及附属结构自重不计，合金块经防腐防水处理重8N，体积100cm3，秤砣重2N，秤纽处O到A端长10cm。在某次测量液体密度中，在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体，杠杆平衡时，测量情况如图所示，测得AC长44cm。（g取10N/kg）求： （1）秤杆A端受到绳子的拉力大小？ （2）C点刻度表示的待测液体密度多大？ （3）若将该液体换成同样深度的水再次测量，当杠杆平衡时秤砣所在位置为B，请描述B所在的位置（可通过文字表述和画图的形式）。 【解答】解：（1）由杠杆平衡条件：FA×OA＝G砣×OC可得 FA×10cm＝2N×（44cm﹣10cm）， 解得：FA＝6.8N； （2）F浮＝G金﹣FA＝8N﹣6.8N＝1.2N， 因合金块浸没，V排＝V金＝100cm3＝1×10﹣4m3， 由F浮＝ρ液gV排可得： ρ液1.2×103kg/m3； （3）若将该液体换成同样深度的水再次测量时，因合金块浸没，排开水的体积相同，即V排′＝V排， 已知：ρ水＝1.0×103kg/m3＜ρ液＝1.2×103kg/m3， 根据F浮＝ρ液V排g可知，合金块受到浮力：F浮′＜F浮； 根据FA＝G金﹣F浮可知，秤杆A端受到绳子的拉力：FA′＞FA； 由于OA和秤砣的重力不变，根据杠杆平衡条件：FA×OA＝G砣×OC可知： OC′＞OC， 即：杠杆平衡时秤砣所在位置B应该在C点的右侧。 9. （2025•临安区一模）“低头族”长时间低头看手机，会引起颈部肌肉损伤。小安为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系，建立了一个头颅模型，如图甲所示。把人的颈椎简化成一个支点O，用1kg的头颅模型在重力作用下绕着支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力作用点。将细线的一端固定在B点，用弹簧测力计拉动细线模拟肌肉的拉力并测量拉力的大小，细线拉力F1的方向始终垂直于OB，如图乙所示。拉动细线使头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验记录低头角度θ及细线拉力F1的数据，如表所示： 低头角度θ/° 0 15 30 45 60 细线拉力F1/N 0 7.3 14.0 20.2 25.0 （1）若头颅质量为7kg，当低头角度为60°时，颈部肌肉实际承受的拉力为 。 （2）在图乙中画出该颈部杠杆模型的动力F1及阻力臂L2。 （3）分析表中数据，可得出的结论：低头角度越大，颈部肌肉的拉力越大，请利用杠杆平衡条件分析原因，写出推导过程。 【解答】解：（1）由表格中数据知，当低头角度为60°时，若m＝1kg，细线的拉力为25N； 若m＝7kg，由于角度不变，所以动力臂和阻力臂不变，则拉力F＝7×25N＝175N； （2）由题意知，细线拉力的方向应垂直于OB向下，用虚线延长重力，从O水平向左作垂线，即为阻力臂，如图所示： （3）由图知，根据杠杆的平衡条件：G•LG＝F•LF，即G×OA×sinθ＝F1×OB；人低头的角度越大，sinθ越大，则G的力臂越大，肌肉的拉力就越大。 故答案为：（1）175；（2）见解答；（3）低头角度越大，G的力臂越大，动力臂不变，则肌肉的拉力就越大。 题型三．杠杆的动态平衡分析 10. （2025•乐清市校级模拟）小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡，此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列方案可行的是（　　） A．钩码的数量适当增加 B．钩码的位置适当左移 C．弹簧测力计转到图中虚线位置 D．弹簧测力计位置适当向左平移 【解答】解：由题意可知，发现弹簧测力计示数稍稍超过量程，说明动力偏大，则为了完成实验，应减小动力； A、若钩码的数量适当增加，阻力变大，阻力×阻力臂变大，动力臂不变，则由杠杆平衡条件可知需要的动力会更大，故A不符合题意； B、钩码的位置适当左移，阻力臂变大，阻力×阻力臂变大，动力臂不变，则由杠杆平衡条件可知需要的动力会更大，故B不符合题意； C、弹簧测力计转到图中虚线位置，动力臂变小，阻力×阻力臂不变，则由杠杆平衡条件可知需要的动力会更大，故C不符合题意； D、弹簧测力计位置适当向左平移，动力臂变大，阻力×阻力臂不变，则由杠杆平衡条件可知需要的动力会变小，故D符合题意。 故选：D。 11. （2025•舟山二模）重600N的一根匀质钢管放在水平地面上，抬起它的一端需要的力至少为 N．如果始终保持B端所用的力沿竖直方向，在抬起钢管的一端的过程中拉力 （填大小变化）。 【解答】解：已知阻力为G＝600N，假设钢管长为L，因为是匀质钢管，抬起一端时，另一端为支点，动力臂为OA，阻力臂为OA，根据杠杆平衡条件： G•AB＝F•AB FG600N＝300N； 如图： 若动力总是竖直向上，因为△ACE∽△ADB，所以 为定值，即动力臂和阻力臂的比值为定值，因为阻力（钢管重）不变，根据： 杠杆平衡条件，动力F保持不变。 故答案为：300；不变。 12. （2024•上城区校级三模）早在3000多年以前，勤劳智慧的中国人就已经开始使用杠杆。如图甲所示是古人利用桔棒从井里汲水的示意图，它的前端A系一水桶，后端B系一配重物，O1为支点，杆的自重不计。请回答： （1）当人沿着AC方向向下拉时，拉力F1的力臂是 （填字母）；若将支架移到O2点，方向不变的拉力F1大小将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。 （2）若O1A＝3O1B，配重质量为4.5kg，桶和水总重50牛，请计算使用配重后，从井中汲水时人可以节省用力多少牛？ （3）对于配重物，有人认为越重越好，有人却认为越轻越好，请写出你的观点： 。 【解答】解：（1）根据力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，图中O1C为动力臂； 若将支架移到O2点，方向不变的拉力F1的力臂将变小，而配重的力臂变大，根据杠杆的平衡条件知，拉力将变大。 （2）若O1A＝3O1B，配重质量为4.5kg， 如果没有配重，拉力F'＝G＝50N； 有配重时，根据杠杆的平衡条件知，m配g O1B＝（G﹣F）O1A； 即 4.5kg×10N/kg×1＝（50N﹣F）×3； 解得F＝35N，故省力ΔF＝F'﹣F＝50N﹣35N＝15N； （3）当配重过大时，放入水桶时的力过大，过小时拉起水桶的力过大，要配重适当较好。 故答案为：（1）O1C；变大；（2）井中汲水时人可以节省用力15N； （3）当配重过大时，放入水桶时的力过大，过小时拉起水桶的力过大，要配重适当较好。 13. （2024•西湖区三模）小科质量为60kg，做俯卧撑运动过程如图甲、乙所示，身体绷直，双手压在水平器械上。小科的身体可简化如图丙所示的杠杆模型，地面对脚尖的力作用在A点，对手掌的力作用在B点，小科的重心在C点，手、脚与接触面的摩擦均不计。 （1）如图甲，双手伸直呈竖直状态，分别过B、C两点做重垂线，A点到这两条线的距离分别为1.2m、0.8m，则此时双手受到器械竖直向上的作用力为 N；若两只手掌的总面积为200cm2，则双手对水平器械的压强大小为 Pa。 （2）如图乙，小科重心位于最低处，此时与图甲状态相比，身体重心向右下方移动，双手受到器械竖直向上的作用力将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【解答】解：（1）如图1所示，A为支点，重力的力臂为AC，F1的力臂为AB，依据杠杆的平衡条件F1×AB＝G×AC，可得：F1400N； 由物体间力的作用是相互的可知，手对地面的压力为：F压＝F1＝400N， 双手对地面的压强为：p2×104Pa； （3）小科重心位于最低处，此时与图甲状态相比，身体重心向右下方移动，阻力臂变大，阻力不变，动力臂不变，根据杠杆平衡可知，双动力变大，即手受到器械竖直向上的作用力将变大。 故答案为：（1）400；2×104；（2）变大。 题型四．杠杆中最小力问题 14. （2025•瑞安市二模）载重推车过障碍物时需略微提起后轮，若在如图四点中选择一点施加竖直向上的力，其中最省力的点是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 【解答】解：根据杠杆的平衡条件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；若要从如图四点中选择一点施力，将后轮略微提起，是围绕前轮与地面的接触点转动（即该点为支点），分别比较在A、B、C、D四点施加力的力臂，可知只有在D点施力时，动力臂最长，则此时最省力。 故选：D。 15. （2025•温州一模）在节假日悬挂灯笼营造喜庆氛围是民间传统的习俗。如图，将两个用相同材料制作的大、小灯笼分别悬挂在同一挑竿的不同挂钩下，其中固定绳索受到拉力最小的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：图中绳子的位置和方向不变，则动力臂不变，根据杠杆平衡条件知，当物体越小，阻力越小，靠支点越近，阻力臂越小，在动力臂不变时，动力最小，故B中的动力最小。 故选：B。 16. （2025•浙江模拟）如图甲为某品牌手动榨汁机。小舟放入半个橙子后，手握柄末端向下用力，带动盖子下压橙子，挤压出的橙汁流入漏斗。图乙为手动榨汁机模型图，其中OA＝40厘米，OB＝10厘米。 （1）手动榨汁机榨出的橙汁富含 ，每天适量摄入可防治坏血病。 （2）如图乙，若要使整个榨汁过程中人手对A点的压力最小，则压力的方向应该为 （选填“F1”或“F2”）。 （3）某次榨汁过程中，盖子M从E位置运动到F位置，整个榨汁过程M对水果的平均压力为30牛，不计摩擦、杠杆装置自重及其他能量损耗，人对手柄做的功是 焦。 【解答】解：（1）手动榨汁机榨出的橙汁富含维生素C，能维持人体正常的新陈代谢，增强抵抗力，每天适量摄入维生素C可防治坏血病。 （2）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，最长动力臂是从支点到动力作用点的距离，即OA为力臂，因而最小动力垂直于OA，则压力的方向应该为F1。 （3）盖子M从E位置运动到F移动的距离s＝3cm＝0.03m； 盖子M对水果做的功WM＝Fs＝30N×0.03m＝0.9J； 由于不计摩擦、杠杆装置自重及其他能量损耗，根据功的原理，人为人对手柄做的功与盖子对水果做的功相等，即W人＝WM＝0.9J。 故答案为：（1）维生素C； （2）F1； （3）0.9。 17. （2025•西湖区二模）如图甲所示，可调式握力器用于锻炼手部肌肉。锻炼时抓住手柄的左侧，用力抓紧使其碰触到右侧的读数按钮，即算完成一个握力动作。 （1）如图甲所示，握力器的力度可以通过调节器旋钮来调整，使弹簧下端在调节区域内左右移动。当弹簧下端向左移动时，小科要完成一个握力动作需要用 （选填“更大”或“更小）的力。 （2）如图乙所示，小科用F1的力抓握力器的手柄，此时弹簧的拉力F2＝20N，阻力臂OA＝2.0cm，动力臂OB＝5.0cm，则此时F1＝ N。 （3）小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，则小科做功的功率至少为 瓦。 【解答】解：（1）弹簧拉伸的形变程度越大，其弹力越大，所需的握力就越大，反之，所需的握力就越小。弹簧下端向左移动时向右调节调节器，可使弹簧的伸长量变大，小科要完成一个握力动作需要用更大的力； （2）根据杠杆的平衡条件有 F2×OA＝F1×OB 20N×2.0cm＝F1×5.0cm 则此时F1＝8N （3）小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，增加的弹性势能为 W＝60×20J＝1200J 则小科做功的功率至少为 P10W 故答案为：（1）更大；（2）8； （3）10。 题型五．定滑轮及其工作特点 18. （2025•文成县二模）电动吊机是一种采用杠杆和滑轮组合原理的小型起重设备，其结构如图所示。吊臂以O为支点，可通过伸缩杆实现升降。B为动力作用点，F是伸缩杆对吊臂的力，OA是支点到伸缩杆的垂直距离。 （1）图中乙滑轮的作用是什么？ （2）已知图中滑轮自重均为8千克，挂钩质量为4千克，绳子质量及摩擦忽略不计。当使用挂钩将1吨货物提升2米，绳子拉力F2至少做了多少功？（此过程中吊臂始终保持水平） （3）当吊臂处于水平位置时，若将动力作用点从B处移至C处（如图所示），动力F1大小保持不变，请结合杠杆原理判断电动吊机能吊起的最大货物质量如何变化，并说明理由。 【解答】解：（1）图中乙滑轮为定滑轮，作用是改变力的方向； （2）绳子质量及摩擦忽略不计，当使用挂钩将1吨货物提升2米，绳子拉力F2至少做功W＝G总h＝m总gh＝（8kg+4kg+1000kg）×10N/kg×2m＝20240J； （3）当吊臂处于水平位置时，若将动力作用点从B处移至C处（如图所示），动力F1大小保持不变，从图中可知动力臂变大，绳子拉力的力臂不变，根据F1L1＝F2L2可知绳子拉力变大，故电动吊机能吊起的最大货物质量变大。 答：（1）图中乙滑轮的作用是改变力的方向； （2）已知图中滑轮自重均为8千克，挂钩质量为4千克，绳子质量及摩擦忽略不计。当使用挂钩将1吨货物提升2米，绳子拉力F2至少做了20240J功； （3）电动吊机能吊起的最大货物质量变大，理由见解析。 题型六．动滑轮及其工作特点 19. （2025•镇海区校级三模）关于如图所示“探究动滑轮的特点”的实验，下列说法正确的是（　　） A．匀速上升竖直向上拉和斜着向上拉时，弹簧测力计示数相等 B．改变钩码个数重复实验为了取平均值减小误差 C．所挂钩码个数越多弹簧测力计示数越接近钩码总重力 D．当钩码匀速上升和加速上升时，弹簧测力计的读数不相等 【解答】解：A、因为此滑轮是动滑轮，当物体匀速运动时，若绳子竖直向上拉，其力臂为滑轮的直径，若斜着拉，则其力臂小于滑轮的直径，所以两次的拉力会不同，两个拉力方向夹角越小，所用的拉力越小，所以竖直向上的拉力始终小于斜着向上拉的力故A错误； B、实验中，需要改变钩码的个数进行多次实验，这主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，故B错误；C、钩码越多，物体的重力越大，则动滑轮重力对拉力的影响越小，拉力F就越接近G，故C错误。 D、钩码匀速上升时，受到平衡力，弹簧测力计的示数等于钩码所受的重力，加速上升时，受到非平衡力，弹簧测力计的示数大于钩码所受的重力，故D正确。 故选：D。 20. （2025•鹿城区校级三模）小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角θ，进行实验。其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如表： 实验序号 钩码总重力G 拉力作用线的夹角布度 拉力大小F/牛 ① 3 0 2 ② 3 30 2.4 ③ 3 45 2.8 ④ 3 60 4 （1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 牛。 （2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 。 （3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是： 。 （4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角θ时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？ 。 【解答】解：（1）绳子重和摩擦忽略不计，绳子股数为n＝2，竖直向上拉，F（G+G动）； 则G动＝2F﹣G＝2×2N﹣3N＝1N； （2）根据表格数据，拉力作用线的夹角越大，拉力越大。故得出的结论是：同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大。 （3）为了使实验结论更具有普遍性，应该换用不同的物体进行多次实验； （4）滑轮是变形的杠杆，根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。 故答案为：（1）1；（2）同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大；（3）改变钩码的重力，重复上述实验；（4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。 题型七．滑轮组及其工作特点 21. （2024•余姚市模拟）甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用）。下列说法不正确的是（　　） A．动滑轮质量为0.6kg B．甲所受拉力为22N C．乙所受拉力的功率为2.2W D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等 【解答】解：对甲、乙两物体进行受力分析，如下图所示： AB.甲受到的重力为：G甲＝m甲g＝1.8kg×10N/kg＝18N， 乙受到的重力为：G乙＝m乙g＝2kg×10N/kg＝20N， 因为甲、乙都做匀速直线运动， 则有：G甲＝f甲+F甲，G乙+f乙＝F乙， 则：F甲＝G甲﹣f甲＝18N﹣4N＝14N，故B错误； 则：F乙＝G乙+f乙＝20N+2N＝22N， 而对于动滑轮有：2F甲＝G动+F乙，则：G动＝2F甲﹣F乙＝2×14N﹣22N＝6N， 由G＝mg可知，动滑轮的质量为：m动0.6kg，故A正确； C.由v甲＝2v乙可知，乙运动的速度为：v乙v甲0.2m/s＝0.1m/s， 由PFv可知，乙所受拉力的功率为：P乙＝F乙v乙＝22N×0.1m/s＝2.2W，故C正确； D.由v可知，甲、乙两物体在3s内运动的路程分别为： s甲＝v甲t＝0.2m/s×3s＝0.6m， s乙＝v乙t＝0.1m/s×3s＝0.3m， 由W＝fs可知，3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功分别为： W甲＝f甲s甲＝4N×0.6m＝2.4J， W乙＝f乙s乙＝2N×0.3m＝0.6J， 所以3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等，故D正确。 故选：B。 22. （2024•江北区模拟）如图所示，F1＝8N，F2＝6N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。 （1）弹簧测力计读数为 N。 （2）物体A和地面之间的摩擦力 N。 （3）如果增大F2，物体A是否有可能向左运动？请说明理由 。 【解答】解：（1）不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，由力的平衡条件可得，弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×6N＝18N； （2）由图知，水平使用滑轮组，n＝2，fB＝2F2＝2×6N＝12N，根据B向左做匀速直线运动可知物体A对B的摩擦力的方向向右，根据力的作用是相互的可知物体B对物体A的摩擦力向左，大小为12N； 物体A做匀速直线运动，受到的合力为0，因此物体A和地面之间的摩擦力：F4＝F3﹣F1＝12N﹣8N＝4N； （3）如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，同理可知，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态。 故答案为：（1）18； （2）4； （3）不可能，AB间，以及A与地面间摩擦力不变，A仍旧静止。 题型八．滑轮及滑轮组的机械效率 23. （2025•义乌市一模）重为30牛的A物体，用如右图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1＝18N，F2＝8N，A物体在5s内匀速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（　　） A．绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大 B．F1做功比F2做功少 C．两种方法中所做的有用功一样多 D．两种方法中机械效率相同 【解答】解： A、A物体移动的速度v物0.06m/s， 甲图中n＝2，则乙图中n＝3， 则绳子自由端F1移动的速度：v绳1＝2v物＝2×0.06m/s＝0.12m/s， 绳子自由端F2移动的速度：v绳2＝3v物＝3×0.06m/s＝0.18m/s， 比较可知，绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度小，故A错误。 B、甲图中绳子自由端移动的距离：s1＝2s＝2×0.3m＝0.6m， 乙图中绳子自由端移动的距离：s2＝3s＝3×0.3m＝0.9m， 则F1做功：W总1＝F1s1＝18N×0.6m＝10.8J， F2做功：W总2＝F2s2＝8N×0.9m＝7.2J， 比较可知，F1做功比F2做功多，故B错误。 C、甲图中的有用功：W有1＝Gs＝30N×0.3m＝9J， 乙图中的有用功：W有2＝fs＝20N×0.3m＝6J， 比较可知，甲方法中做的有用功大，故C错误。 D、甲图中的机械效率为：η1100%100%≈83.3%， 乙图中的机械效率为：η2100%100%≈83.3%， 比较可知，两种方法中机械效率相同，故D正确。 故选：D。 24. （2025•萧山区校级二模）如图所示，小王用两个同的滑轮组（摩擦和绳重不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＝G2，则所用的拉力F1 F2（选填“＞”、“＜”或“＝”），其机械效率η1 η2（填“＞”、“＜”或“＝”），若将物体G1慢慢浸入水中的过程中，其机械效率η1将不断 。（选填“减小”或“不变”或“增大”）。 【解答】解： 小王用两个同的滑轮组（摩擦和绳重不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＝G2，从图中可知n1＝2，n2＝3，根据F（G+G动）可知所用的拉力F1＞F2； 根据η可知其机械效率η1＝η2； 若将物体G1慢慢浸入水中的过程中，根据阿基米德原理可知所受的浮力逐渐变大，根据η可知其机其机械效率η1将不断减小。 故答案为：＞；＝；减小。 25. （2025•拱墅区一模）如图所示为晾衣架，横杆自重10牛，两个动滑轮的自重相同，现横杆上挂有重为64牛的衣物。若小乐用20牛的拉力竖直向下拉绳子使衣物匀速上升1米，共用时5秒（衣物上升过程中，横杆保持水平，不计绳重及摩擦）。则此过程中，绳子拉力做功的功率是 瓦；该晾衣架的机械效率为 ；每个动滑轮自重为 牛。 【解答】解：由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝4， 拉力做的功，即总功：W＝Fs＝Fnh＝20N×4×1m＝80J， 拉力做功的功率：P16W； 克服衣物重力做的有用功：W有＝Gh＝64N×1m＝64J， 该晾衣架的机械效率：η100%100%＝80%； 不计绳重及摩擦，根据F（G+G杆+2G动）可得， 每个动滑轮的自重：G动（nF﹣G﹣G杆）（4×20N﹣64N﹣10N）＝3N。 故答案为：16；80%；3。 题型九．斜面及其工作特点 26. （2025•永嘉县校级三模）如图所示的避险车道是高速公路上的救命道，通常设置在长下坡路段，为刹车失灵的车辆避险自救。以下分析正确的是（　　） A．避险车道相当于简单机械中的斜面 B．车辆受到惯性作用，从而冲上避险车道 C．车辆在避险车道上减速过程中，受到平衡力 D．避险车道一般采用碎石铺设路面是为了增大摩擦 【解答】解：A、由图可知，避险车道相当于一个斜面，故A正确； B、车辆原来是运动的，刹车失灵后，由于具有惯性会继续向前运动，从而冲上避险车道，惯性是物体本身的一种性质，不能说“受到惯性作用”，故B错误； C、车辆在避险车道上减速过程中，处于非平衡状态，受到的是非平衡力，故C错误； D、碎石铺设的路面较粗糙，在压力不变的情况下，可以增大失控车辆与避险车道之间的摩擦力，故D正确。 故选：AD。 27. （2024•慈溪市校级模拟）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）小明作了如下猜想： 猜想1：与斜面的表面材料有关。 猜想2：与斜面的倾斜程度有关。 猜想3：与物体受到的重力大小有关。 小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。 实验序号 1 2 3 4 5 6 斜面倾角 30 30 30 30 35 40 斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板 物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力F/N 1.25 1.45 2.50 3.75 1.35 1.48 得出结论：分析上述数据，斜面的省力情况与 有关。 拓展交流：已知实验中，斜面长均为1.2m、第1次实验中斜面高为0.6m，则第1次实验中斜面的机械效率是 %。 【解答】解：（1）根据控制变量法，对比1、2数据，斜面的粗糙程度不同，相同的重力，其拉力不同，故斜面的省力情况与粗糙程度有关；对比实验1、5、6中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等； 故斜面的省力情况与斜面的倾角和斜面的粗糙程度有关； （2）斜面长均为1.2m、第1次实验中斜面高为0.6m，则第1次实验中斜面的机械效率 η100%80%。 故答案为：斜面的倾角和斜面的粗糙程度；80。 28. （2022•慈溪市模拟）斜面是生活中常见的简单机械。请回答下列问题： （1）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600的物体从光滑斜面底都匀速推到项部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L＝3m，高h＝1.5m，则力F＝ 。 （2）请通过分析推理说明当光滑斜面高度不变、倾角增大时，匀速推动同一物体时所用力F的变化情况。 【解答】解：（1）因为斜面光滑，所以在拉动物体过程中，没有额外功。 故有：W总＝W有，即Fs＝Gh 故F300N； （2）若斜面光滑，W额＝0，则W总＝W有，即Fs＝Gh，F＝G，故当斜面倾角增大时会增大，所以F也会变大。 故答案为：（1）300N；（2）当斜面倾角增大，也会变大。 题型十．机械效率的计算 29. （2024•瓯海区一模）如图甲是用来打捞一封闭货箱的模拟装置设计。已知货箱重2500牛，货箱高2.5米，动滑轮重500牛，声音在水中的传播速度是1500米/秒。在水面上用超声测位仪向水中垂直发射声波直至遇到货箱后返回，测位仪用时0.02秒收到回波。货箱在水面下匀速上升时绳子自由端的拉力F为600牛。（注：不计绳重和摩擦，不计动滑轮体积，g取10牛/千克，ρ水＝1.0×103千克/米3）求： （1）货箱在水下的深度是 。 （2）货箱在水面下匀速上升，则货箱受到的浮力是 ；货箱的体积是 。 （3）若货箱提升速度恒保持1米/秒，出水后继续提升5米，乙图表示整个过程中F拉绳的功率P和货箱匀速被提升的距离关系的坐标图，请补充图中P1和P2的数值：P1＝ W；P2＝ W。 （4）出水前机械效率 出水后的机械效率。（选填“大于”、“等于”或“小于”） 【解答】解：（1）由v可得，超声波传播的距离： s＝vt＝1500m/s×0.02s＝30m， 因货箱在水下的深度等于超声波传播距离的一半， 所以，货箱所在的深度： hs30m＝15m； （2）由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力为：F（G﹣F浮+G轮）， 则：nF＝G﹣F浮+G轮， 工件受到的浮力：F浮＝G+G轮﹣nF＝2500N+500N﹣3×600N＝1200N； 由F浮＝ρ水gV排可得货箱的体积： V＝V排0.12m3； （3）若货箱提升速度恒保持1m/s，则货箱在水面下匀速上升时的功率P1为： P1Fv'＝Fnv＝600N×3×1m/s＝1800W； 货箱出水后，不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力为：F'（G+G轮）（2500N+500N）＝1000N， 则货箱出水后匀速上升时的功率P2为： P1F'v＝F'nv＝1000N×3×1m/s＝3000W； （4）物体在水中，滑轮组做的有用功，W有′＝（G﹣F浮）h，出水后，W有＝Gh，物体完全出水后吊起同样的高度，有用功增大，不计绳重及摩擦，额外功不变，由η可知，机械效率增大，即出水前机械效率小于出水后的机械效率。 故答案为：（1）15m；（2）1200N；0.12m3；（3）1800；3000；（4）小于。 题型十一．机械效率的测量实验 30. （2025•定海区模拟）小文为探究滑轮组的机械效率设计了如图甲所示的创新实验装置，整个装置固定在带有刻度的支撑背景板上，带绕线轮的电机可通过转动拉起重物，压力传感器可测出绳子自由端拉力。 不同物重对应的滑轮组机械效率实验数据 组别 绳子受力段数 G物/N F/N W总/J n 1 n＝3 1.96 0.80 0.120 ▲ 2 3.92 1.51 0.227 86.5% 3 5.88 2.20 0.330 89.1% 4 n＝4 1.96 0.63 0.126 77.8% 5 3.92 1.22 0.244 80.3% 6 5.88 1.75 0.350 84.0% 实验步骤： ①在动滑轮下方挂上钩码，记录重力G物，标记物体的位置。 ②闭合电机开关，匀速提升重物0.05m，断开开关，记录拉力F和绳子自由端移动的距离s。 ③分别改变G物和滑轮组绕线方式（使绳子受力段数n不同），重复以上操作，并记录数据，结果如表格所示。 （1）请将表格中的数据补充完整 。（保留到0.1%） （2）根据表中数据可得出的结论是 。 （3）与课本装置（如图乙）相比，该创新实验装置的优点是： 。（写出两点） 【解答】解：（1）此次滑轮组机械效率η81.7%； （2）由1、2、3或4、5、6可知，同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越高； 由1、4或2、5或3、6可知，提升物重相同时，绳子受力段数越少，机械效率越高； 综合得出：滑轮组机械效率与子受力段数和提升物体重力有关，绳子受力段数越少，提升物重越重，滑轮组机械效率越大； （3）板上有刻度，方便直接读出物体升高高度；电机可匀速提升物体；力传感器可精确测出拉力大小且读数方便。 故答案为：（1）81.7%；（2）滑轮组机械效率与绳子受力段数和提升物体重力有关，绳子受力段数越少，提升物重越重，滑轮组机械效率越大；（3）板上有刻度，方便直接读出物体升高高度；电机可匀速提升物体；力传感器可精确测出拉力大小且读数方便。 31. （2025•拱墅区校级二模）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率要从探究影响机械效率的因素出发，寻求办法。 为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙所示的装置进行实验，并把数据整理记录在表中。 实验次数 滑轮材质 钩码重G/N 提升的高度h/m 有用功W有电/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67% 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% （1）比较1和2两次实验发现：对于同样的滑轮组，提升的钩码 ，机械效率越高。 （2）比较 两次实验发现：对于同样的滑轮组，机械效率与提升钩码的高度无关。 （3）第5次实验是利用图 （填“甲”或“乙”）的装置完成的。 （4）用图甲所示滑轮组，把重为6N的物体用2.5N的拉力匀速提起，其机械效率为 。 【解答】解：（1）比较1和2两次实验可知，当提升钩码的高度相同，提升钩码重力不同时，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率就越高，即所用滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高； （2）比较2和3两次实验可知，当提升钩码的重力相同，提升高度不同时，同一滑轮组的机械效率相同，故滑轮组的机械效率与提升钩码的高度无关； （3）第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等，所以第5次实验是利用了定滑轮完成的，故是利用了图乙完成的。 （4）图甲中的绳子段数n＝3，由题知，G物＝6N，F拉＝2.5N，则滑轮组的机械效率为：η100%100%100%＝80%. 故答案为：（1）重力越大；（2）2、3；（3）乙；（4）80%。 32. 图所示。能正确表示人在平板支撑时的杠杆示意图是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：从图示可知，0是支点，动力和阻力在支点的同一方，故它们的方向应该相反，故选A。 故选：A。 33. （2025•浙江一模）如图为父子两人一起抬货物的示意图，F1、F2为父子两人肩膀所受压力。走在后边的儿子偷偷将货物从a位置移到b位置，则（　　） A．F1变大，F2变小 B．F1、F2保持不变 C．F1变大，F2变大 D．F1变小，F2变大 【解答】解：走在后边的儿子偷偷将货物从a位置移到b位置，对于父亲来说，儿子的肩膀为支点，此时阻力大小不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，父亲施加的力变小，即F1变小；对于儿子来说，父亲的肩膀为支点，此时阻力大小不变，阻力臂变大，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，儿子施加的力变大，即F2变大，故D正确。 故选：D。 34. （2025•玉环市二模）如图甲所示在衣架的右侧挂了一条湿毛巾，衣架倾斜，把衣架看作一个杠杆，O为支点，在A点施加一个最小的力使衣架在水平位置平衡（如图乙），则符合要求的力是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 【解答】解：根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，在阻力和阻力臂一定时，动力臂L越长，动力F最小，越省力；OA为动力臂时最长，连接OA，然后向下做OA的垂线即为A点应施加的最小力F，如图所示： F3、F4方向不正确，F2与F1相比，F1的力臂较长。 故选：A。 35. （2025•绍兴二模）如图是古人利用滑轮打水的场景。绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。则滑轮的类型和作用分别是（　　） A．定滑轮，省力 B．定滑轮，改变力的方向 C．动滑轮，省力 D．动滑轮，改变力的方向 【解答】解：定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮。在古人利用滑轮打水的场景中，滑轮的轴是固定在支架上不动的，符合定滑轮的特征。 定滑轮的功能是改变力的方向，但不能省力。使用定滑轮时，施力牵拉的距离等于物体上升的距离，绳索两端的拉力相等。在打水时，人通过拉或放绳索的另一端，利用定滑轮改变了力的方向，使得人可以更方便地将水桶升降，而不是为了省力。 而动滑轮是轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮，其主要作用是省力，不符合该场景中滑轮的特点。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 36. （2025•宁波模拟）物体A、B用如图所示的滑轮组相连接，此时物体B恰好匀速下降。已知物体A重25N，物体B重4N，不计绳重、滑轮重以及绳和滑轮间摩擦。下列分析中错误的是（　　） A．与物体B相连的绳的拉力为4N B．物体A受到的摩擦力为8N C．当物体B下降0.2m时，A将向右运动0.4m D．当物体B恰好匀速上升时，需要给物体A施加一个水平向左、大小为16N的拉力 【解答】解：A、因物体B恰好匀速下降，根据二力平衡条件可知，绳对物体B的拉力与物体B的重力是一对平衡力，大小相等，即F＝GB＝4N，故A正确； B、由图可知，n＝2，不计绳重、滑轮重以及绳和滑轮间摩擦，根据Ff可知，物体A受到的摩擦力为： f＝nF＝2×4N＝8N，故B正确； C、根据h＝ns可知，当物体B下降0.2m时，A将向右运动的距离为： sh0.2m＝0.1m，故C错误； D、物体A水平向左运动或水平向右运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度不变，物体A受到的摩擦力不变，所以物体A水平向左运动时，受到水平向右的摩擦力也是8N；物体A水平向左匀速直线运动时，水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力8N（滑轮组对物体A施加的）、水平向右的摩擦力8N；水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力，三力平衡，则水平向左的拉力F左＝F右+f＝8N+8N＝16N，故D正确。 故选：C。 37. （2025•北仑区校级一模）如图是小金家阳台上的手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为100牛，在拉力作用下5s内使衣服匀速上移了1m，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．A为动滑轮，B为定滑轮 B．利用该装置能省力，也能改变力的方向 C．衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为20牛 D．拉力的功率为80W 【解答】解：A．A滑轮的轴是固定不动的，是定滑轮，B滑轮的轴与物体一起运动，是动滑轮，故A错误； B．由图可知，晾衣架右两个动滑轮，连接动滑轮绳子的股数n＝4，不计滑轮重、绳重及摩擦，人对绳的拉力FG，拉力方向向下，可见，利用该装置既能省力，又能改变力的方向，故B正确； C．由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝4，不计滑轮重绳重及摩擦，静止时绳的拉力：FG总100N＝25N，故C错误； D．由图可知，晾衣架有两个动滑轮，连接动滑轮绳子的股数n＝4，晾衣架上升1m，摇柄端绳子要下降s＝4h＝4×1m＝4m， 不计滑轮重、绳重及摩擦，摇柄对绳做功W＝Fs＝25N×4m＝100J， 拉力的功率：P20W，故D错误。 故选：B。 38. （2025•舟山二模）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20N时，物体A物体在水平面上以0.1m/s的速度匀速直线运动，若此时物体A受到地面的摩擦力为30N。请回答下列问题： （1）绳子自由端移动的速度v＝ m/s。 （2）滑轮组的机械效率是？ （3）当F增大到50N时，物体A受到地面的摩擦力为 N。 【解答】解：（1）由图可知，n＝2，绳子自由端移动的速度v绳＝nv物＝2×0.1m/s＝0.2m/s； （2）滑轮组的机械效率为： η100%＝75%； （3）拉力F增大时，物体A对地面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以受到地面的摩擦力大小不变，即摩擦力还是30N。 故答案为：（1）0.2；（2）滑轮组的机械效率是75%；（3）30。 39. （2024•舟山模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s B．动滑轮重160N C．该工人对地面的压力为400N D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90% 【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×1.5m＝3m， 绳子自由端移动的速度：v0.6m/s，故A错误； B、由PFv可知，绳子自由端的拉力：F300N， 因为不计绳重和摩擦时F（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N，故B错误； C、此时工人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，由力的平衡条件可知，工人受到的支持力：F支＝G人﹣F＝700N﹣300N＝400N， 工人对地面的压力与工人受到的支持力是一对相互作用力，因此工人对地面的压力：F压＝F支＝400N，故C正确； D、人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，即绳子自由端的最大拉力：F最大＝G人＝700N， 因为不计绳重和摩擦时F（G+G动），所以此时能提升的最大物重：G最大＝nF最大﹣G动＝2×700N﹣60N＝1340N， 滑轮组的最大机械效率：η最大100%≈95.7%，故D错误。 故选：C。 40. （2024•宁波模拟）如图甲是建筑工地上的“塔吊”示意图，其配重箱A重4000kg，起重臂上有一个可以沿水平方向左右移动的滑车B，图乙为滑车B及滑轮组中钢绳的穿绳示意图，滑车B内装的电机可卷动钢绳提升重物C。现用该装置吊起重8×103N的物体C，若不计起重臂、滑车、钢绳、动滑轮重及摩擦，g取10N/kg，请完成以下问题。 （1）滑车B中定滑轮的作用是 。 （2）若配重箱A到支点O的距离为5m，则滑车B可向右移动的最远距离是多少？ （3）若电机在25s内将物体C竖直向上匀速吊起10m，则该电机克服物体C重力做功的功率为多少？若此时电机工作的实际功率为5000W，则该电机的机械效率为多少？ 【解答】解：（1）滑车B中定滑轮的作用：改变拉力方向，但不省力； （2）配重箱的重力相当于动力，即F1＝G＝mg＝4000kg×10N/kg＝4×104N，重物的重力相当于阻力F2＝G′＝8×103N，根据杠杆平衡条件可知：F1L1＝F2L2，滑车B可向右移动的最远距离为：L225m； （4）该电机克服物体C重力做功：W＝G′h＝8×103N×10m＝8×104J； 该电机克服物体C重力做功的功率为：P3200W； 电机所做的功为W电机＝Pt＝5000W×25s＝1.25×105J； 该电机的机械效率为η64%。 故答案为：（1）改变拉力方向；（2）滑车B可向右移动的最远距离是25m；（4）电机克服物体C重力做功的功率为3200W；电机的机械效率为64%。 41. （2023•慈溪市校级模拟）实验是科学研究的重要手段。 （1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。 ①杠杆在如图甲所示的位置静止时 （填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。 ②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 N。 （2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会 （填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是 。 【解答】解：（1）①如图甲的位置静止时是处于杠杆平衡状态的； ②若每个小格长L，在A点挂2个相同的钩码，在B点竖直向下拉弹簧测力计，让杠杆在水平位置平衡， 根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2有： 2×0.5N×3L＝F×2L，解得F＝1.5N，弹簧测力计的示数应为1.5N； （2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时，A处的流速大于待抽气容器处，则A的气压会小于待抽气容器；图丁中自来水通过抽气泵抽出锥形瓶内的空气，使得锥形瓶内气压减小，小于外界气压，故会加快过滤速度。 故答案为：（1）①是；②1.5；（2）小于；会加快过滤速度。 42. （2025•浙江模拟）小科利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下： A.取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为O点，如图甲所示。 B.将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示。 C.取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2如图丙所示。 （1）已知水的密度为ρ水，则石块密度ρ石＝ （用字母ρ水和所测得的物理量表示）。 （2）实验过程中，有同学认为筷子粗细不均匀会对实验结果造成影响。小科告诉他们没有影响，因为 。 （3）图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【解答】解：（1）图丙中，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得： G水l1＝G石L2， 由于G＝mg＝ρVg可得：ρ水V水l1＝ρ石V石l2； 石块体积等于它排出水的体积，所以，V石＝V水， 则：ρ水l1＝ρ石l2， 所以，ρ石ρ水； （2）由于实验时调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，此时重力的作用线通过支点，支点到重力的作用线的距离为零，则消除筷子自身重对杠杆平衡的影响，所以筷子粗细不均匀对实验结果无影响； （3）若瓶中的水未装至溢水口，则溢出的水的体积小于实际排开的水的体积，则溢出的水的重力小于排开的水的重力，当在图丙实验时，L1变大，根据ρ石ρ水可知ρ石偏大； 故答案为：（1）ρ水；（2）筷子水平平衡时，自身重力作用在支点；（3）偏大。 43. （2025•庆元县一模）如图所示为城市道路中吊车吊装路灯的示意图，吊车的挂钩上方为滑轮组，动滑轮重为500牛。路灯AB长为6米，O为路灯的重心，OB长为2.4米，路灯质量为100千克。整个吊装过程分为：①路灯从水平放置吊起到竖直位置；②沿竖直方向匀速向上提升1米；③水平移动5米到指定位置上方。 （1）铝铜合金具有较高的强度和优异的抗腐蚀性，抗腐蚀性属于 性质（填“化学”或“物理”）。 （2）某兴趣小组取制作吊臂的铝铜废料进行实验检测：取样品10克，逐滴加入质量分数为10%的稀盐酸，当加入稀盐酸的质量为365克时，不再有气体产生。已知该铝铜合金中仅含铝和铜，请计算该材料中铝的质量分数。 （3）如图吊起路灯的过程中，当绳子竖直向上拉起，A端恰好离开地面时，钢绳的拉力为多少？（绳子重及摩擦不计） 【解答】解：（1）铝铜合金一般是由97%的铝和3%的铜组成，其具有切削加工性能好、硬度高、导电性好、导热性好、耐腐蚀等特点，抗腐蚀性需要通过化学变化才能表现出来，所以属于化学性质。 （2）设铝铜合金中铝的质量为x x＝9g 该材料中铝的质量分数为 （3）A端恰好离开地面时，以B点为支点，根据杠杆平衡公式可得FA×6m＝100kg×10N/kg×2.4m A端绳子拉力为FA＝400N 图中滑轮组绳子股数n＝3，则自由端钢绳的拉力为 学科网（北京）股份有限公司 $ 第8讲 简单机械 简单机械是浙江科学中考力学板块的核心内容，主要涵盖杠杆、滑轮、斜面等知识点，常与功、功率、机械效率等知识综合命题，且多结合生活生产场景 【考点1　杠杆】 【考点剖析】 一、杠杆 1、杠杆 （1）定义：在 下能绕 转动的 ，叫做 。 （2）对“ 硬棒 ”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是 的，也可以是 的。 2、杠杆的五要素 五要素 物理含义 杠杆绕着转动的点，用“O”表示 使杠杆转动的力，用“F₁ ”表示 阻碍杠杆转动的力，用“F₂ ”表示 从支点O到动力F₁作用线的距离，用“L1”表示 从支点O到阻力F₂作用线的距离，用“ L2”表示 <注意> 支点在两力的作用点之间时，两力的方向指向杠杆同一边，当支点在两力作用点之外，两力方向指向杠杆两边。 3、力臂的画法 要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念——力臂是从 到 的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂： （1）在杠杆的示意图上，确定 ，如图所示。 （2）画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。 （3）从支点O向力的作用线引 ，要画出 ，则从支点到垂足的距离就是 ，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。 可以用简单的顺口溜记住： 。 4、杠杆平衡条件（或杠杆平衡原理）： ，用公式表示为 、。 5、最小动力作法 要实现最小动力，就是要找最大动力臂，最大动力臂就一般是连接支点与杠杆最远处，然后垂直于动力臂做出动力。 6、杠杆的分类 名 称 力臂关系 力的关系 特 点 应用举例 省力杠杆 F1＜F2 费力杠杆 L1＜L2 钓鱼竿、镊子等 等臂杠杆 L1＝L2 既不省力也不费力 天平、定滑轮 例1、（2025•滨江区校级模拟）长期低头会对颈部肌肉造成损伤，图中A点为头部重力作用点，B点为颈部肌肉受力点，下列能正确表示人低头时杠杆示意图是（　　） A． B． C． D． 例2、（2025•嘉兴一模）司机用自卸车将质量为5吨的货物运送到100千米远的工地。如图是车卸货时的工作原理简图。 （1）施工方要求在中午12：30前将货物送达，若货车的速度为40千米/时，则他最晚要在 时刻出发。 （2）卸货过程中，液压杆慢慢往上升起，其对货箱支持力的大小在变 。（液压杆始终垂直于箱底） （3）卸货过程中，货物被抬升0.5米，则克服重力做功 焦。 【考点2　滑轮】 【考点剖析】 一、滑轮的分类 1、滑轮的定义 滑轮是一种周边有槽、可以绕着 转动的轮子。 2、滑轮的分类和作用 使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成 和 两类。 定 滑 轮 动 滑 轮 定 义 轴随物体一起移动 特 点 不省力，不省距离， 但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离， 并且不能改变力的作用方向 应 用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮 3、定滑轮和动滑轮的实质 （1）定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图，滑轮的轴相当于 ，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F= ，所以 省力。因此，定滑轮的实质是一个 杠杆。 （2）动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点O在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂 倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离 。 4、使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动，且绳与滑轮摩擦不计） F：自由端拉力 G：单个滑轮的重力 S：绳子末端移动的距离 h：物体升高的高度 定 滑 轮 动 滑 轮 图示 表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2 二、滑轮组 1、在实际应用中，人们常常把 和 组合在一起构成 。 2、滑轮组特点：既可以 ，又能 （但 ）。 3、常规滑轮组的构成和绕线：【口诀：奇动偶定】 承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。 滑轮类型 用滑轮组匀速提升重物 用滑轮组匀速水平拉动重物 装置图 力、距离和速度的关系 S=nh V绳=nV物 F= S绳=nS物 V绳=nV物 例3、（2025•浙江模拟）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．使用这个滑轮能省力 B．甲拉力大小等于乙拉力大小 C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功 D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度 例4、（2024•永康市校级模拟）小乐用如图所示的两种方式竖直匀速提升某物体，且都使物体上升了2m。已知物体重200N，滑轮重40N，提升时的拉力分别为F甲和F乙。若不计绳重和摩擦，则在提升过程中（　　） A．F甲＝240N B．F甲做的功为240J C．F乙向上移动距离为4m D．F乙所做的功为440J 【考点3　机械效率 斜面】 【考点剖析】 一、机械效率 1、有用功、额外功、总功的定义 （1）有用功：人们提升重物过程中 ，用w有用表示。 （2）额外功：利用机械时，人们 额外做的功，用W额外表示。 （3）总功：人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总= （总功必定大于有用功）。 （4）有用功、额外功、总功的单位都是 。 2、机械效率 定 义 公 式 有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有 额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额 总 功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额 机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100% 3、常见机械效率的计算分析 （1）滑轮组 ①若不计绳重和摩擦 有用功：W有= ， 总功：W总= ， 机械效率：η= ②若计绳重和摩擦 有用功W额= ， 总功：W总 ， 机械效率：η= （2）横置滑轮组 有用功：W有= ， 总功：W总= ， 机械效率： 4、机械效率的影响因素 （1）其他条件相同时，绳重和摩擦越 ，机械效率越 。 （2）其他条件相同时，G动越大，机械效率越 ；G物越大，机械效率越 。 5、提高机械效率的途径 （1）在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是 ，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等； （2）在所做额外功一定的情况下，增大 ，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。 6、其他机械效率的测量 （1）测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。 （2）测量杠杆的机械效率：η= = 二、斜面 1、斜面是一种简单机械，使用它可以 ，但要 。 2、影响斜面机械效率的因素 （1）其他条件相同时，斜面越光滑，机械效率越 ； （2）其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越 。 3、测量斜面的机械效率 （1）光滑斜面：Fl＝Gh　 W额＝0　 η＝100%； （2）有摩擦的斜面：η＝ ； （3）斜面的机械效率与 和 有关。 例5、（2025•绍兴模拟）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 例6、（2025•杭州三模）研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具叫“舂”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B点处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为40N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，OA长1.6m，OB长0.4m。 （1）脚在下踩过程中，“舂”可视为 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 （2）不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用多大的力才可以将碓头抬起？ （3）若1min克服“舂”的重力做功为720J，“舂”的机械效率为60%，则人做功的功率是多大？ 题型一．杠杆及其五要素 1. （2025•诸暨市模拟）《天工开物》中记载的“六桨课船”（课船：运税银的船）如图所示，关于“六桨课船”下列说法正确的是（　　） A．船桨是一种杠杆 B．“六桨课船”只受浮力作用 C．“六桨课船”浸入水中的体积与运载税银的质量无关 D．停止划桨后“六桨课船”仍能前进是由于受到惯性的作用 2. （2025•浙江模拟）良好的坐姿有利于身体健康。如图所示是一款人体工学护腰坐垫，人坐上后能支撑腰部，调整坐姿。据此回答下面小题。 使用该护腰坐垫时，腰抵靠靠背。此时可将该坐垫视作一个杠杆。下列关于该杠杆所受动力及阻力表示正确的是（　　） A． B． C． D． （2024•金华三模）平板支撑属于肌肉等长收缩的运动，人需要用上肢支撑在地面上静止时，如 题型二．杠杆的平衡条件 3. （2025•滨江区一模）用圆形磁块将一长方形硬卡纸固定在黑板上，则松手后下列固定方式中硬卡纸最容易转动的是（　　） A． B． C． D． 4. （2025•嘉兴二模）如图所示，均匀铁棒的正中心钻有一孔，在这个孔里，穿着一条非常牢固的细金属丝，使这根铁棒能够沿着水平轴线旋转。如果转动这根铁棒，静止后它（　　） A．只能停留在竖直位置 B．只能停留在水平位置 C．可以停留在任意位置 D．只能停留在水平或竖直位置 5. （2025•萧山区二模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），“标”是指提纽到“权”的距离，“本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（　　） A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力 B．“权”“重”增加相同的质量，A端会下降 C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动 D．若将提纽0向B端移动一些，杆秤测量范围变大 6. （2025•鹿城区校级二模）小明发现教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如图甲所示，则小明下列调整行为无效的是（　　） A．将一砖块压在花架底部 B．将花盆向上移动 C．将花盆向内移动 D．减少花盆中的土壤 7. （2025•拱墅区校级二模）桥式起重机主要由主梁和两个基座构成，可以提升和平移重物。如图为某桥式起重机示意图，主梁质量为4000吨，长度120m，AB＝CD＝20m，O为主梁的中点，也是主粱重心的位置。 （1）主梁离地面的高度为110m，把主梁吊到基座上至少要做功 J； （2）如果主梁和每个基座的接触面积为50m2，则主梁对右侧基座的压强为多少？ （3）当有一质量为16000吨的重物，把重物挂在主梁E位置（E为OC中点）吊起时，求右侧基座对主梁的作用力大小。 8. （2025•上城区校级模拟）某创新科技小组制作了一根可以测量液体密度的杆秤一密度秤，测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。其中，杆秤及附属结构自重不计，合金块经防腐防水处理重8N，体积100cm3，秤砣重2N，秤纽处O到A端长10cm。在某次测量液体密度中，在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体，杠杆平衡时，测量情况如图所示，测得AC长44cm。（g取10N/kg）求： （1）秤杆A端受到绳子的拉力大小？ （2）C点刻度表示的待测液体密度多大？ （3）若将该液体换成同样深度的水再次测量，当杠杆平衡时秤砣所在位置为B，请描述B所在的位置（可通过文字表述和画图的形式）。 9. （2025•临安区一模）“低头族”长时间低头看手机，会引起颈部肌肉损伤。小安为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系，建立了一个头颅模型，如图甲所示。把人的颈椎简化成一个支点O，用1kg的头颅模型在重力作用下绕着支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力作用点。将细线的一端固定在B点，用弹簧测力计拉动细线模拟肌肉的拉力并测量拉力的大小，细线拉力F1的方向始终垂直于OB，如图乙所示。拉动细线使头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验记录低头角度θ及细线拉力F1的数据，如表所示： 低头角度θ/° 0 15 30 45 60 细线拉力F1/N 0 7.3 14.0 20.2 25.0 （1）若头颅质量为7kg，当低头角度为60°时，颈部肌肉实际承受的拉力为 。 （2）在图乙中画出该颈部杠杆模型的动力F1及阻力臂L2。 （3）分析表中数据，可得出的结论：低头角度越大，颈部肌肉的拉力越大，请利用杠杆平衡条件分析原因，写出推导过程。 题型三．杠杆的动态平衡分析 10. （2025•乐清市校级模拟）小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡，此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列方案可行的是（　　） A．钩码的数量适当增加 B．钩码的位置适当左移 C．弹簧测力计转到图中虚线位置 D．弹簧测力计位置适当向左平移 11. （2025•舟山二模）重600N的一根匀质钢管放在水平地面上，抬起它的一端需要的力至少为 N．如果始终保持B端所用的力沿竖直方向，在抬起钢管的一端的过程中拉力 （填大小变化）。 12. （2024•上城区校级三模）早在3000多年以前，勤劳智慧的中国人就已经开始使用杠杆。如图甲所示是古人利用桔棒从井里汲水的示意图，它的前端A系一水桶，后端B系一配重物，O1为支点，杆的自重不计。请回答： （1）当人沿着AC方向向下拉时，拉力F1的力臂是 （填字母）；若将支架移到O2点，方向不变的拉力F1大小将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。 （2）若O1A＝3O1B，配重质量为4.5kg，桶和水总重50牛，请计算使用配重后，从井中汲水时人可以节省用力多少牛？ （3）对于配重物，有人认为越重越好，有人却认为越轻越好，请写出你的观点： 。 13. （2024•西湖区三模）小科质量为60kg，做俯卧撑运动过程如图甲、乙所示，身体绷直，双手压在水平器械上。小科的身体可简化如图丙所示的杠杆模型，地面对脚尖的力作用在A点，对手掌的力作用在B点，小科的重心在C点，手、脚与接触面的摩擦均不计。 （1）如图甲，双手伸直呈竖直状态，分别过B、C两点做重垂线，A点到这两条线的距离分别为1.2m、0.8m，则此时双手受到器械竖直向上的作用力为 N；若两只手掌的总面积为200cm2，则双手对水平器械的压强大小为 Pa。 （2）如图乙，小科重心位于最低处，此时与图甲状态相比，身体重心向右下方移动，双手受到器械竖直向上的作用力将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 题型四．杠杆中最小力问题 14. （2025•瑞安市二模）载重推车过障碍物时需略微提起后轮，若在如图四点中选择一点施加竖直向上的力，其中最省力的点是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 15. （2025•温州一模）在节假日悬挂灯笼营造喜庆氛围是民间传统的习俗。如图，将两个用相同材料制作的大、小灯笼分别悬挂在同一挑竿的不同挂钩下，其中固定绳索受到拉力最小的是（　　） A． B． C． D． 16. （2025•浙江模拟）如图甲为某品牌手动榨汁机。小舟放入半个橙子后，手握柄末端向下用力，带动盖子下压橙子，挤压出的橙汁流入漏斗。图乙为手动榨汁机模型图，其中OA＝40厘米，OB＝10厘米。 （1）手动榨汁机榨出的橙汁富含 ，每天适量摄入可防治坏血病。 （2）如图乙，若要使整个榨汁过程中人手对A点的压力最小，则压力的方向应该为 （选填“F1”或“F2”）。 （3）某次榨汁过程中，盖子M从E位置运动到F位置，整个榨汁过程M对水果的平均压力为30牛，不计摩擦、杠杆装置自重及其他能量损耗，人对手柄做的功是 焦。 17. （2025•西湖区二模）如图甲所示，可调式握力器用于锻炼手部肌肉。锻炼时抓住手柄的左侧，用力抓紧使其碰触到右侧的读数按钮，即算完成一个握力动作。 （1）如图甲所示，握力器的力度可以通过调节器旋钮来调整，使弹簧下端在调节区域内左右移动。当弹簧下端向左移动时，小科要完成一个握力动作需要用 （选填“更大”或“更小）的力。 （2）如图乙所示，小科用F1的力抓握力器的手柄，此时弹簧的拉力F2＝20N，阻力臂OA＝2.0cm，动力臂OB＝5.0cm，则此时F1＝ N。 （3）小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，则小科做功的功率至少为 瓦。 题型五．定滑轮及其工作特点 18. （2025•文成县二模）电动吊机是一种采用杠杆和滑轮组合原理的小型起重设备，其结构如图所示。吊臂以O为支点，可通过伸缩杆实现升降。B为动力作用点，F是伸缩杆对吊臂的力，OA是支点到伸缩杆的垂直距离。 （1）图中乙滑轮的作用是什么？ （2）已知图中滑轮自重均为8千克，挂钩质量为4千克，绳子质量及摩擦忽略不计。当使用挂钩将1吨货物提升2米，绳子拉力F2至少做了多少功？（此过程中吊臂始终保持水平） （3）当吊臂处于水平位置时，若将动力作用点从B处移至C处（如图所示），动力F1大小保持不变，请结合杠杆原理判断电动吊机能吊起的最大货物质量如何变化，并说明理由。 题型六．动滑轮及其工作特点 19. （2025•镇海区校级三模）关于如图所示“探究动滑轮的特点”的实验，下列说法正确的是（　　） A．匀速上升竖直向上拉和斜着向上拉时，弹簧测力计示数相等 B．改变钩码个数重复实验为了取平均值减小误差 C．所挂钩码个数越多弹簧测力计示数越接近钩码总重力 D．当钩码匀速上升和加速上升时，弹簧测力计的读数不相等 20. （2025•鹿城区校级三模）小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角θ，进行实验。其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如表： 实验序号 钩码总重力G 拉力作用线的夹角布度 拉力大小F/牛 ① 3 0 2 ② 3 30 2.4 ③ 3 45 2.8 ④ 3 60 4 （1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 牛。 （2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 。 （3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是： 。 （4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角θ时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？ 。 题型七．滑轮组及其工作特点 21. （2024•余姚市模拟）甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用）。下列说法不正确的是（　　） A．动滑轮质量为0.6kg B．甲所受拉力为22N C．乙所受拉力的功率为2.2W D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等 22. （2024•江北区模拟）如图所示，F1＝8N，F2＝6N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。 （1）弹簧测力计读数为 N。 （2）物体A和地面之间的摩擦力 N。 （3）如果增大F2，物体A是否有可能向左运动？请说明理由 。 题型八．滑轮及滑轮组的机械效率 23. （2025•义乌市一模）重为30牛的A物体，用如右图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1＝18N，F2＝8N，A物体在5s内匀速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（　　） A．绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大 B．F1做功比F2做功少 C．两种方法中所做的有用功一样多 D．两种方法中机械效率相同 24. （2025•萧山区校级二模）如图所示，小王用两个同的滑轮组（摩擦和绳重不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＝G2，则所用的拉力F1 F2（选填“＞”、“＜”或“＝”），其机械效率η1 η2（填“＞”、“＜”或“＝”），若将物体G1慢慢浸入水中的过程中，其机械效率η1将不断 。（选填“减小”或“不变”或“增大”）。 25. （2025•拱墅区一模）如图所示为晾衣架，横杆自重10牛，两个动滑轮的自重相同，现横杆上挂有重为64牛的衣物。若小乐用20牛的拉力竖直向下拉绳子使衣物匀速上升1米，共用时5秒（衣物上升过程中，横杆保持水平，不计绳重及摩擦）。则此过程中，绳子拉力做功的功率是 瓦；该晾衣架的机械效率为 ；每个动滑轮自重为 牛。 题型九．斜面及其工作特点 26. （2025•永嘉县校级三模）如图所示的避险车道是高速公路上的救命道，通常设置在长下坡路段，为刹车失灵的车辆避险自救。以下分析正确的是（　　） A．避险车道相当于简单机械中的斜面 B．车辆受到惯性作用，从而冲上避险车道 C．车辆在避险车道上减速过程中，受到平衡力 D．避险车道一般采用碎石铺设路面是为了增大摩擦 27. （2024•慈溪市校级模拟）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）小明作了如下猜想： 猜想1：与斜面的表面材料有关。 猜想2：与斜面的倾斜程度有关。 猜想3：与物体受到的重力大小有关。 小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。 实验序号 1 2 3 4 5 6 斜面倾角 30 30 30 30 35 40 斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板 物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力F/N 1.25 1.45 2.50 3.75 1.35 1.48 得出结论：分析上述数据，斜面的省力情况与 有关。 拓展交流：已知实验中，斜面长均为1.2m、第1次实验中斜面高为0.6m，则第1次实验中斜面的机械效率是 %。 28. （2022•慈溪市模拟）斜面是生活中常见的简单机械。请回答下列问题： （1）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600的物体从光滑斜面底都匀速推到项部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L＝3m，高h＝1.5m，则力F＝ 。 （2）请通过分析推理说明当光滑斜面高度不变、倾角增大时，匀速推动同一物体时所用力F的变化情况。 题型十．机械效率的计算 29. （2024•瓯海区一模）如图甲是用来打捞一封闭货箱的模拟装置设计。已知货箱重2500牛，货箱高2.5米，动滑轮重500牛，声音在水中的传播速度是1500米/秒。在水面上用超声测位仪向水中垂直发射声波直至遇到货箱后返回，测位仪用时0.02秒收到回波。货箱在水面下匀速上升时绳子自由端的拉力F为600牛。（注：不计绳重和摩擦，不计动滑轮体积，g取10牛/千克，ρ水＝1.0×103千克/米3）求： （1）货箱在水下的深度是 。 （2）货箱在水面下匀速上升，则货箱受到的浮力是 ；货箱的体积是 。 （3）若货箱提升速度恒保持1米/秒，出水后继续提升5米，乙图表示整个过程中F拉绳的功率P和货箱匀速被提升的距离关系的坐标图，请补充图中P1和P2的数值：P1＝ W；P2＝ W。 （4）出水前机械效率 出水后的机械效率。（选填“大于”、“等于”或“小于”） 题型十一．机械效率的测量实验 30. （2025•定海区模拟）小文为探究滑轮组的机械效率设计了如图甲所示的创新实验装置，整个装置固定在带有刻度的支撑背景板上，带绕线轮的电机可通过转动拉起重物，压力传感器可测出绳子自由端拉力。 不同物重对应的滑轮组机械效率实验数据 组别 绳子受力段数 G物/N F/N W总/J n 1 n＝3 1.96 0.80 0.120 ▲ 2 3.92 1.51 0.227 86.5% 3 5.88 2.20 0.330 89.1% 4 n＝4 1.96 0.63 0.126 77.8% 5 3.92 1.22 0.244 80.3% 6 5.88 1.75 0.350 84.0% 实验步骤： ①在动滑轮下方挂上钩码，记录重力G物，标记物体的位置。 ②闭合电机开关，匀速提升重物0.05m，断开开关，记录拉力F和绳子自由端移动的距离s。 ③分别改变G物和滑轮组绕线方式（使绳子受力段数n不同），重复以上操作，并记录数据，结果如表格所示。 （1）请将表格中的数据补充完整 。（保留到0.1%） （2）根据表中数据可得出的结论是 。 （3）与课本装置（如图乙）相比，该创新实验装置的优点是： 。（写出两点） 31. （2025•拱墅区校级二模）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率要从探究影响机械效率的因素出发，寻求办法。 为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙所示的装置进行实验，并把数据整理记录在表中。 实验次数 滑轮材质 钩码重G/N 提升的高度h/m 有用功W有电/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67% 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% （1）比较1和2两次实验发现：对于同样的滑轮组，提升的钩码 ，机械效率越高。 （2）比较 两次实验发现：对于同样的滑轮组，机械效率与提升钩码的高度无关。 （3）第5次实验是利用图 （填“甲”或“乙”）的装置完成的。 （4）用图甲所示滑轮组，把重为6N的物体用2.5N的拉力匀速提起，其机械效率为 。 32. 图所示。能正确表示人在平板支撑时的杠杆示意图是（　　） A． B． C． D． 33. （2025•浙江一模）如图为父子两人一起抬货物的示意图，F1、F2为父子两人肩膀所受压力。走在后边的儿子偷偷将货物从a位置移到b位置，则（　　） A．F1变大，F2变小 B．F1、F2保持不变 C．F1变大，F2变大 D．F1变小，F2变大 34. （2025•玉环市二模）如图甲所示在衣架的右侧挂了一条湿毛巾，衣架倾斜，把衣架看作一个杠杆，O为支点，在A点施加一个最小的力使衣架在水平位置平衡（如图乙），则符合要求的力是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 35. （2025•绍兴二模）如图是古人利用滑轮打水的场景。绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。则滑轮的类型和作用分别是（　　） A．定滑轮，省力 B．定滑轮，改变力的方向 C．动滑轮，省力 D．动滑轮，改变力的方向 36. （2025•宁波模拟）物体A、B用如图所示的滑轮组相连接，此时物体B恰好匀速下降。已知物体A重25N，物体B重4N，不计绳重、滑轮重以及绳和滑轮间摩擦。下列分析中错误的是（　　） A．与物体B相连的绳的拉力为4N B．物体A受到的摩擦力为8N C．当物体B下降0.2m时，A将向右运动0.4m D．当物体B恰好匀速上升时，需要给物体A施加一个水平向左、大小为16N的拉力 37. （2025•北仑区校级一模）如图是小金家阳台上的手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为100牛，在拉力作用下5s内使衣服匀速上移了1m，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．A为动滑轮，B为定滑轮 B．利用该装置能省力，也能改变力的方向 C．衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为20牛 D．拉力的功率为80W 38. （2025•舟山二模）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20N时，物体A物体在水平面上以0.1m/s的速度匀速直线运动，若此时物体A受到地面的摩擦力为30N。请回答下列问题： （1）绳子自由端移动的速度v＝ m/s。 （2）滑轮组的机械效率是？ （3）当F增大到50N时，物体A受到地面的摩擦力为 N。 39. （2024•舟山模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s B．动滑轮重160N C．该工人对地面的压力为400N D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90% 40. （2024•宁波模拟）如图甲是建筑工地上的“塔吊”示意图，其配重箱A重4000kg，起重臂上有一个可以沿水平方向左右移动的滑车B，图乙为滑车B及滑轮组中钢绳的穿绳示意图，滑车B内装的电机可卷动钢绳提升重物C。现用该装置吊起重8×103N的物体C，若不计起重臂、滑车、钢绳、动滑轮重及摩擦，g取10N/kg，请完成以下问题。 （1）滑车B中定滑轮的作用是 。 （2）若配重箱A到支点O的距离为5m，则滑车B可向右移动的最远距离是多少？ （3）若电机在25s内将物体C竖直向上匀速吊起10m，则该电机克服物体C重力做功的功率为多少？若此时电机工作的实际功率为5000W，则该电机的机械效率为多少？ 41. （2023•慈溪市校级模拟）实验是科学研究的重要手段。 （1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。 ①杠杆在如图甲所示的位置静止时 （填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。 ②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 N。 （2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会 （填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是 。 42. （2025•浙江模拟）小科利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下： A.取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为O点，如图甲所示。 B.将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示。 C.取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2如图丙所示。 （1）已知水的密度为ρ水，则石块密度ρ石＝ （用字母ρ水和所测得的物理量表示）。 （2）实验过程中，有同学认为筷子粗细不均匀会对实验结果造成影响。小科告诉他们没有影响，因为 。 （3）图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 43. （2025•庆元县一模）如图所示为城市道路中吊车吊装路灯的示意图，吊车的挂钩上方为滑轮组，动滑轮重为500牛。路灯AB长为6米，O为路灯的重心，OB长为2.4米，路灯质量为100千克。整个吊装过程分为：①路灯从水平放置吊起到竖直位置；②沿竖直方向匀速向上提升1米；③水平移动5米到指定位置上方。 （1）铝铜合金具有较高的强度和优异的抗腐蚀性，抗腐蚀性属于 性质（填“化学”或“物理”）。 （2）某兴趣小组取制作吊臂的铝铜废料进行实验检测：取样品10克，逐滴加入质量分数为10%的稀盐酸，当加入稀盐酸的质量为365克时，不再有气体产生。已知该铝铜合金中仅含铝和铜，请计算该材料中铝的质量分数。 （3）如图吊起路灯的过程中，当绳子竖直向上拉起，A端恰好离开地面时，钢绳的拉力为多少？（绳子重及摩擦不计） 学科网（北京）股份有限公司 $