2026年中考物理一轮复习：第十二章《简单机械》重难点突破 人教版

2025-2026人教版初中物理中考第一轮复习：第十二章《简单机械》重难点突破 题型 1 杠杆的基本概念与分类​ （核心考点：杠杆五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）的识别；力臂的定义与画法（从支点向力的作用线作垂线）；杠杆的分类（省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆）及生活实例判断（如羊角锤、筷子、天平））​ 1. 如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（　　） A． B． C． D． 2. 为使轻质杠杆AB在如图所示位置静止，请你在杠杆上画出所施加最小动力F1的示意图，并作出阻力F2的力臂l2. ( )    3. 如图所示为小明外出所拿的行李箱，行李箱的下部装有滚轮，拉行李箱的时候要拉出拉杆，请解释拉行李箱的时候要拉出拉杆的作用。 4. 园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，下列方法最省力的是（　　） A．尽量让树枝靠近O点，手握剪刀的位置远离O点 B．尽量让树枝远离O点，手握剪刀的位置靠近O点 C．尽量让树枝靠近O点，手握剪刀的位置靠近O点 D．尽量让树枝远离O点，手握剪刀的位置远离O点 题型 2 杠杆平衡条件的理解与应用​ （核心考点：杠杆平衡条件公式 ​F1​L1​=F2​L2​的推导与理解；利用平衡条件进行力或力臂的计算；结合杠杆分类分析平衡状态下的力与力臂关系；杠杆平衡的实验探究（控制变量法））​ 1. 下图为商贩用核桃夹夹核桃时的场景，下列工具使用时与核桃夹属于不同类型杠杆的是（　　） A B C D A．羊角锤 B．取碗夹 C．裁纸刀 D．手术钳 2. 如图所示，有一根均匀的铁棒，为了使它保持水平，用最小的力F抬起B端，则支点为 点。若F方向不变，继续用力向上抬起B端，则支点为 点。 3. 如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每格长度为2 cm，用弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡，下列说法正确的是    A．动力臂为0.08 m B．此时为省力杠杆 C．弹簧测力计的示数为4 N D．钩码总重为2 N 4. 在学习杠杆的知识时，小明经历的部分学习过程如下。 (1)知识积累 当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时，杠杆将处于 状态； (2)观察与实验 图甲是一个平衡的杠杆，若将杠杆左侧钩码向右移动一格，会发生的现象是杠杆 ；如图乙所示，若用带杆的滑轮向左推动右边挂钩码的悬线，会发生的现象是杠杆 ；（均选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”） (3)分析论证 小明在做“探究杠杆的平衡条件”的实验时，把获得的实验数据记录在表中。 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 0.5 0.2 1 0.1 请根据表中数据，说明分析数据的过程： 。 题型 3 滑轮与滑轮组的特点及应用​ （核心考点：定滑轮、动滑轮的工作特点（省力、省距离、改变力的方向）；滑轮组的省力规律（承担物重的绳子段数 n 的判断）；滑轮组的拉力计算（不计摩擦与动滑轮重力时 ​F=G/​​n）；滑轮组的绕线方法与实际应用（如起重机、滑轮组提升重物））​ 1. 如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是    A．20N B．25N C．30N D．35N 2. 在图中，以笔代线组装成最省力的滑轮组。 3. 如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，当把谷物倒入扇车时，谷物在重力的作用下落入扇车，气流使秕瘪谷物从出风口飞出，谷物就筛选好了。农民使用的扇车的摇柄是 （填简单机械名称）。 4. 一辆小汽车陷进了泥潭，司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可将小汽车从泥潭中拉出，你认为甲方式中滑轮的作用是 ；设用两种不同方式将小汽车拉出泥潭施加的力分别为、；则 （选填“>”“<”或“=”）；如按乙方式，人拉绳头移动了1m，那么小汽车被拉动了 m。 题型 4 轮轴与斜面的原理及应用​ （核心考点：轮轴的工作原理（省力费距离）与实例（如汽车方向盘、螺丝刀）；斜面的省力特点（斜面越长越省力）与公式应用；轮轴、斜面在生活中的实际应用分析）​ 1. 如下图所示的器械中，不是轮轴的是（　　） A．方向盘 B． 羊角锤 C． 门把手 D．螺丝刀 2. 如图所示为日常生活或生产实践中使用的机械，其中能抽象为斜面的是（　　） A． 汽车方向盘 B． 桔槔 C．盘山公路 D． 铁葫芦 3. 建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔，如图所示。钻头使用时相当于一个 （填简单机械名称），可以省 （选填“力”“距离”或“功”）。 4. 如图甲是《天工开物》中记载的一种在农业生产中汲水的装置，称为辘轳，图乙是它的示意图。提水时辘轳可以看作杠杆，其支点在 （A/B/C）点，此时辘轳属于 （省力/费力/等臂）杠杆。如图丙所示，现代家庭中有的水龙头的开关也应用了同样原理，选用转盘 （①/②）作为水龙头的开关效果更好。 题型 5 简单机械的机械效率​ （核心考点：机械效率的定义（有用功与总功的比值 ​η=W有/​W总）；有用功、额外功、总功的辨析与计算；影响机械效率的因素（如动滑轮重力、摩擦、物重）；提高机械效率的方法与实例）​ 1. 如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则（　　） A．拉力的功率为150W B．滑轮组中动滑轮重10N C．该滑轮组的机械效率为90% D．绳子自由端移动的速度为0.5m/s 2.如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度匀速运动10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是 J，拉力F的功率是 W。（不计绳重和滑轮重） 3.工人用上图所示的输送带运输苹果，已知整箱苹果重800N，斜面长4m，输送带的额定功率为500W，箱子匀速运输到车上用时4s。在这个过程中输送带的动力为 N，若输送带的机械效率为60%，则输送带上苹果被输送到了 m的高度。 4. 如图所示，用大小为F的水平拉力通过滑轮组拉动重力为G的物体A；若在时间t内使A水平向左移动了距离s，地面对A的摩擦力为f，则绳子端点B移动的速度大小是 ，滑轮组的机械效率是 。 题型 6 简单机械的综合应用与计算 1. 如图是中国古代取水工具——辘轳，是利用轮轴原理的起重机具。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架，转轴一端装有曲柄，转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄，即可从井中提水。下列关于辘轳的说法正确的是（    ） A．辘轳相当于一个动滑轮 B．人对水平转轴做的功是有用功 C．利用辘轳取水的机械效率可达100% D．取水时水越多，辘轳的机械效率越高 2. 如图所示，用滑轮和斜面构成一个组合机械，把重1710N的物体由A点拉到斜面的顶端C点，拉力F=1000N，斜面高h=1m，斜面长=2m，由于摩擦的原因，滑轮对物体的作用力F1=950N，则斜面的机械效率η1为 ，滑轮的机械效率η2为 ，整个装置的机械效率η为 ，整个装置的机械效率与斜面和滑轮的机械效率的关系式为 。 3. 如图所示是打捞物体的模拟装置．现电动机带动钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀速拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面，物体离开海面后钢丝绳自由端的速度变为0.49m/s，此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了12%（不计物体的高度、绳重和摩擦，ρ物=7.6×103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3）．求： （1）物体浸没在海水中受到的浮力； （2）物体在海底时的深度； （3）物体在海底时受到海水的压强； （4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率（不计动滑轮体积） 4. 杠杆在中国的典型发展是秤的发明及其广泛应用。《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，将杠杆的平衡条件叙述得十分全面，它比阿基米德发现的杠杆原理要早约200年。在一根杠杆上安装吊绳作为支点，其一端挂上重物，另一端挂上砝码或秤锤，就可以称量物体的重量。古代人称它为“权衡”或“衡器”。“权”就是砝码或秤锤，“衡”是指秤杆。中国早在4000多年前就有雏型的权衡器。古代中国人还发明了有二个支点的秤，俗称铢秤。使用这种秤，变动支点而不需要换秤杆就可以称量较重的物体。这是中国人在衡器上的重大发明之一，也表明中国人在实践中完全掌握了杠杆原理。 （1）如图甲，“标”和“本”表示力臂，“权”和“重”表示力。当“权”小于“重”，为保持杆秤平衡，“标”一定 （填“大于”或“小于”）“本”。若增大“重”时，应把“权”向 （填“A”或“0”）端移动，杆秤才能保持平衡。 （2）在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用。如图乙，人体的前臂就是物理学中的一根杠杆，当人手向上提起重物时，支点在 （填“肘关节处”或“手腕处”），前臂这样设计的优点是 （填“省力”或“省距离”）；人手继续向上提起重物时，阻力臂逐渐 （填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图丙是有两个提纽（两个支点）的杆秤，当称量较重的物体时，应该手提 （填“C”或“D”）提纽，因为这样可以 （填“增大”或“减小”）“本”。 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026人教版初中物理中考第一轮复习：第十二章《简单机械》重难点突破 题型 1 杠杆的基本概念与分类​ （核心考点：杠杆五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）的识别；力臂的定义与画法（从支点向力的作用线作垂线）；杠杆的分类（省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆）及生活实例判断（如羊角锤、筷子、天平））​ 1. 如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据杠杆的支点定义可知夹子中间的轴的位置是支点，手作用的点为动力作用点，动力的方向向下，阻力的作用点为支点左端弹性铁圈与夹子接触的位置，阻力的方向向下，故A符合题意。 故选A。 2. 为使轻质杠杆AB在如图所示位置静止，请你在杠杆上画出所施加最小动力F1的示意图，并作出阻力F2的力臂l2. ( )    【答案】   【详解】在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，最省力，即动力臂最长，由图知OB比OA长，所以OB做动力臂最长，过B点与OB垂直向上作垂线就得到动力F的方向，如下图所示： 做出阻力作用线，则支点O到阻力作用线的垂直距离为阻力臂L2．    3. 如图所示为小明外出所拿的行李箱，行李箱的下部装有滚轮，拉行李箱的时候要拉出拉杆，请解释拉行李箱的时候要拉出拉杆的作用。 【答案】见解析 【详解】把行李箱看成杠杆，轮子是支点，行李箱的动力臂大于阻力臂，行李箱是省力杠杆，拖行李箱的时候要拉出拉杆，拉出的杆越长，动力臂越长，越省力。 4. 园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，下列方法最省力的是（　　） A．尽量让树枝靠近O点，手握剪刀的位置远离O点 B．尽量让树枝远离O点，手握剪刀的位置靠近O点 C．尽量让树枝靠近O点，手握剪刀的位置靠近O点 D．尽量让树枝远离O点，手握剪刀的位置远离O点 【答案】A 【分析】根据杠杆的平衡条件，分析各项即可。 【详解】根据生活经验，园艺师傅使用剪刀修剪树枝时，越省力越好，使用剪刀修剪树枝时，阻力不变，根据杠杆的平衡条件得： , 可知，在阻力不变的时候，阻力臂越小，动力臂越大时，越省力。所以尽量让树枝靠近O点，手我剪刀的位置离O点越远越省力，故BCD不符合题意，A项符合题意； 故选A。 题型 2 杠杆平衡条件的理解与应用​ （核心考点：杠杆平衡条件公式 ​F1​L1​=F2​L2​的推导与理解；利用平衡条件进行力或力臂的计算；结合杠杆分类分析平衡状态下的力与力臂关系；杠杆平衡的实验探究（控制变量法））​ 1. 下图为商贩用核桃夹夹核桃时的场景，下列工具使用时与核桃夹属于不同类型杠杆的是（　　） A B C D A．羊角锤 B．取碗夹 C．裁纸刀 D．手术钳 【答案】B 【详解】使用核桃夹时，其动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 A．羊角锤在使用时，手对锤的作用力是动力，物体对锤的作用力是阻力，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．取碗夹在使用时，手对夹子的作用力是动力，物体对夹子的作用力是阻力，则动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意； C．裁纸刀在使用时，手对刀柄的作用力为动力，纸对刀刃的作用力是阻力，则动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意； D．手术钳在使用时，手对钳柄的作用力为动力，物体对钳口端的作用力是阻力，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选B。 2. 如图所示，有一根均匀的铁棒，为了使它保持水平，用最小的力F抬起B端，则支点为 点。若F方向不变，继续用力向上抬起B端，则支点为 点。 【答案】 A C 【详解】[1]用最小的力F抬起B端，支点应选择在铁棒的A端，这是因为当支点位于A端时，力F的力臂最大，重力的力臂最小，从而可以用最小的力来保持铁棒水平。 [2]若F方向不变，继续用力向上抬起B端，则铁棒绕着C端转动，所以继续施加力来抬起B端，支点位于C端。 3. 如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每格长度为2 cm，用弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡，下列说法正确的是    A．动力臂为0.08 m B．此时为省力杠杆 C．弹簧测力计的示数为4 N D．钩码总重为2 N 【答案】D 【详解】试题分析：A、当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，此时动力臂等于，故A错误； B、阻力臂的大小：L2=3×2cm=6cm＞L1，杠杆为费力杠杆，故B错误； C、由图中弹簧测力计指针在3N，弹簧测力计的示数为3N，故C错误； D、根据杠杆的平衡条件F1L1=GL2得，故D正确． 故选D． 4. 在学习杠杆的知识时，小明经历的部分学习过程如下。 (1)知识积累 当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时，杠杆将处于 状态； (2)观察与实验 图甲是一个平衡的杠杆，若将杠杆左侧钩码向右移动一格，会发生的现象是杠杆 ；如图乙所示，若用带杆的滑轮向左推动右边挂钩码的悬线，会发生的现象是杠杆 ；（均选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”） (3)分析论证 小明在做“探究杠杆的平衡条件”的实验时，把获得的实验数据记录在表中。 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 0.5 0.2 1 0.1 请根据表中数据，说明分析数据的过程： 。 【答案】(1)平衡 (2) 右端下沉 左端下沉 (3)见解析 【详解】（1）当动力和阻力的作用效果互相抵消时，杠杆处于静止状态或匀速转动状态，此时杠杆将处于平衡状态。 （2）[1]图甲是一个平衡的杠杆，若将杠杆左侧钩码向右移动一格，左侧力和力臂的乘积减小，右侧力和力臂的乘积大于左侧力和力臂的乘积，杠杆右端下沉。 [2]如图乙所示，用带杆的滑轮向左推动右边挂钩码的悬线，杠杆右端力臂减小，杠杆右端力和力臂的乘积减小，杠杆左端力和力臂的乘积不变，杠杆左端力和力臂的乘积大于杠杆右端力和力臂的乘积，杠杆左端下沉。 （3）由表中数据可知0.5N×0.2m=1N×0.1m 得到F1l1=F2l2。 求出动力与动力臂、阻力与阻力臂的乘积，比较它们的大小关系。 题型 3 滑轮与滑轮组的特点及应用​ （核心考点：定滑轮、动滑轮的工作特点（省力、省距离、改变力的方向）；滑轮组的省力规律（承担物重的绳子段数 n 的判断）；滑轮组的拉力计算（不计摩擦与动滑轮重力时 ​F=G/​​n）；滑轮组的绕线方法与实际应用（如起重机、滑轮组提升重物））​ 1. 如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是    A．20N B．25N C．30N D．35N 【答案】D 【详解】由图可知，物体与滑轮的总重由两股绳子承担，且两根绳子的拉力的方向不平行，所以2F＞G动滑轮+G物=10N+50N=60N，即F＞30N，故选项A、B、C不符合题意，D正确为答案． 2. 在图中，以笔代线组装成最省力的滑轮组。 答案： 3. 如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，当把谷物倒入扇车时，谷物在重力的作用下落入扇车，气流使秕瘪谷物从出风口飞出，谷物就筛选好了。农民使用的扇车的摇柄是 （填简单机械名称）。 【答案】轮轴 【详解】扇车的摇柄是轮轴。轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线转动，摇动摇柄（轮 ）时，可带动扇轮（轴 ）转动，属于省力的简单机械。 4. 一辆小汽车陷进了泥潭，司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可将小汽车从泥潭中拉出，你认为甲方式中滑轮的作用是 ；设用两种不同方式将小汽车拉出泥潭施加的力分别为、；则 （选填“>”“<”或“=”）；如按乙方式，人拉绳头移动了1m，那么小汽车被拉动了 m。 【答案】 改变力的方向 > 0.5 【详解】[1]图甲所用的是定滑轮，使用定滑轮是为了改变力的方向。 [2]图甲中，定滑轮不能省力，图乙使用的是动滑轮，能够省力，所以F1>F2。 [3]图乙中，人拉动绳头移动了1m，则小汽车被拉动的距离 题型 4 轮轴与斜面的原理及应用​ （核心考点：轮轴的工作原理（省力费距离）与实例（如汽车方向盘、螺丝刀）；斜面的省力特点（斜面越长越省力）与公式应用；轮轴、斜面在生活中的实际应用分析）​ 1. 如下图所示的器械中，不是轮轴的是（　　） A．方向盘 B． 羊角锤 C． 门把手 D．螺丝刀 【答案】B 【详解】方向盘、门把手和螺丝刀都是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的，是轮轴，而羊角锤是省力杠杆，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2. 如图所示为日常生活或生产实践中使用的机械，其中能抽象为斜面的是（　　） A． 汽车方向盘 B． 桔槔 C．盘山公路 D． 铁葫芦 【答案】C 【详解】汽车方向盘是轮轴，桔槔是杠杆，铁葫芦是滑轮，只有选项C是斜面，故选C。 3. 建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔，如图所示。钻头使用时相当于一个 （填简单机械名称），可以省 （选填“力”“距离”或“功”）。 【答案】 斜面 力 【详解】[1][2]建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔，钻头有螺纹，螺纹的螺线很长，相当于斜面较长，因为斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力，方便钻孔。 4. 如图甲是《天工开物》中记载的一种在农业生产中汲水的装置，称为辘轳，图乙是它的示意图。提水时辘轳可以看作杠杆，其支点在 （A/B/C）点，此时辘轳属于 （省力/费力/等臂）杠杆。如图丙所示，现代家庭中有的水龙头的开关也应用了同样原理，选用转盘 （①/②）作为水龙头的开关效果更好。 【答案】 B 省力 ① 【详解】[1][2]提水时辘轳可以看作杠杆，其支点在B点，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 [3]水龙头的开关也应用了杠杆原理，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，所以选用转盘①作为水龙头的开关效果更好。 题型 5 简单机械的机械效率​ （核心考点：机械效率的定义（有用功与总功的比值 ​η=W有/​W总）；有用功、额外功、总功的辨析与计算；影响机械效率的因素（如动滑轮重力、摩擦、物重）；提高机械效率的方法与实例）​ 1. 如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则（　　） A．拉力的功率为150W B．滑轮组中动滑轮重10N C．该滑轮组的机械效率为90% D．绳子自由端移动的速度为0.5m/s 【答案】AC 【详解】AD．滑轮组相当于省力杠杆，省力费距离，则相同时间内绳子自由端移动的距离大于物体移动的距离，由图乙得，绳子自由端移动的速度为 拉力的功率为 故A正确，D错误； B．由图乙得，滑轮组的 物体是重力为 不计绳重和摩擦，由得，滑轮组中动滑轮重为 故B错误； C．该滑轮组的机械效率为 故C正确。 故选AC。 2.如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度匀速运动10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是 J，拉力F的功率是 W。（不计绳重和滑轮重） 【答案】 40 4 【详解】[1][2]不计绳重和滑轮重，由图可知滑轮组的动滑轮由2段绳子承担，即n=2，绳子自由端移动的距离s绳=ns物=2v物t=2×0.1m/s×10s=2m 弹簧测力计的示数为20N，绳子自由端的拉力就是20N，拉力做功为W总=Fs绳=20N×2m=40J 拉力做功的功率 3.工人用上图所示的输送带运输苹果，已知整箱苹果重800N，斜面长4m，输送带的额定功率为500W，箱子匀速运输到车上用时4s。在这个过程中输送带的动力为 N，若输送带的机械效率为60%，则输送带上苹果被输送到了 m的高度。 【答案】 500 1.5 【详解】[1]箱子匀速运动的速度 功率的计算公式 输送带的动力为 [2]输送带做的总功 由得 由得 4. 如图所示，用大小为F的水平拉力通过滑轮组拉动重力为G的物体A；若在时间t内使A水平向左移动了距离s，地面对A的摩擦力为f，则绳子端点B移动的速度大小是 ，滑轮组的机械效率是 。 【答案】 【详解】[1]由图知，绳子的有效段数，所以绳子端点移动的距离 绳子端点移动的速度 [2]滑轮组克服物体受到的摩擦力做的有用功 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 题型 6 简单机械的综合应用与计算 1. 如图是中国古代取水工具——辘轳，是利用轮轴原理的起重机具。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架，转轴一端装有曲柄，转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄，即可从井中提水。下列关于辘轳的说法正确的是（    ） A．辘轳相当于一个动滑轮 B．人对水平转轴做的功是有用功 C．利用辘轳取水的机械效率可达100% D．取水时水越多，辘轳的机械效率越高 【答案】D 【详解】A．该装置是一个轮轴，本质是一个杠杆，故A错误； B．使用辘轳的目的是为了取水，取水时克服水重做的功是有用功，故B错误； C．利用辘轳取水时不可避免要做额外功，机械效率不可能达到100%，故C错误； D．取水时水越多，有用功越多，额外功基本不变，则辘轳的机械效率越高，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，用滑轮和斜面构成一个组合机械，把重1710N的物体由A点拉到斜面的顶端C点，拉力F=1000N，斜面高h=1m，斜面长=2m，由于摩擦的原因，滑轮对物体的作用力F1=950N，则斜面的机械效率η1为 ，滑轮的机械效率η2为 ，整个装置的机械效率η为 ，整个装置的机械效率与斜面和滑轮的机械效率的关系式为 。 【答案】 90% 95% 85.5% 【来源】专题12 简单机械的综合计算 【详解】[1]滑轮对物体的作用力F1所做的总功W总1=F1L=950N×2m=1900J 有用功W有1=Gh=1710N×1m=1710J 斜面的机械效率 [2]对滑轮来说，拉力F做的总功W总2=FL=1000N×2m=2000J 对物体作用力F1做的有用功W有2=F1L=1900N×1m=1900J 滑轮的机械效率 [3]对整个装置来说，有用功W有=W有1=1710J 总功W总=W总2=2000J 整个装置的机械效率 [4]由于η1η2=90%×95%=85.5% 所以整个装置的机械效率与斜面和滑轮的机械效率的关系式是η=η1η2 3. 如图所示是打捞物体的模拟装置．现电动机带动钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀速拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面，物体离开海面后钢丝绳自由端的速度变为0.49m/s，此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了12%（不计物体的高度、绳重和摩擦，ρ物=7.6×103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3）．求： （1）物体浸没在海水中受到的浮力； （2）物体在海底时的深度； （3）物体在海底时受到海水的压强； （4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率（不计动滑轮体积） 【答案】（1）1000N；（2）30m；（3）3×105Pa；（4）94.3%． 【详解】解：（1）由阿基米德原理的公式得：F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1000N；（2）因为n＝5，所以v物＝v绳＝×0.5m/s＝0.1m/s，则物体在海底时的深度：h＝v物t＝0.1m/s×5×60s＝30m；（3）p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa；（4）G＝mg＝ρ物gV＝7.6×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝7600N，设物体在水中时电动机的功率为P，钢丝绳自由端的拉力为F，绳自由端的速度v＝0.5m/s，则P＝F×0.5m/s；离开水面后电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为F1，绳自由端的速度v1＝0.49m/s，则P1＝F1×0.49m/s；由物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了12%可得P1＝P（1+12%），代入数据可得：F1×0.49m/s＝F×0.5m/s（1+12%），解得：F1＝F，由图知，n＝5，不计绳重和摩擦，两次的拉力分别为：F＝（G﹣F浮+G轮），F1＝（G+G轮），可得：（G+G轮）＝×（G﹣F浮+G轮），G轮＝8F浮﹣G＝8×1000N﹣7600N＝400N，物体在海面下匀速上升过程中，动滑轮对物体的拉力G﹣F浮 所做的功为有用功，对动滑轮重力做的功为额外功，所以η＝94.3%． 点睛：有物体排开海水的体积，利用阿基米德原理可求受到的浮力；由图知，n＝5，求出物体移动的速度，利用速度公式求物体在海底时的深度；利用p＝ρgh求物体在海底时受到海水的压强；利用G＝mg＝ρgV求物体重力；设物体在水中电动机的功率为P，钢丝绳自由端的拉力为F，P＝Fv；物体在离开水面后电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为F1，P1＝F1v1；而物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了12%，据此求F1、F2的大小关系；由图知，n＝5，不计绳重和摩擦，拉力F，进一步求出动滑轮重力，物体在海面下匀速上升过程中，根据公式求出该滑轮组的机械效率． 4. 杠杆在中国的典型发展是秤的发明及其广泛应用。《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，将杠杆的平衡条件叙述得十分全面，它比阿基米德发现的杠杆原理要早约200年。在一根杠杆上安装吊绳作为支点，其一端挂上重物，另一端挂上砝码或秤锤，就可以称量物体的重量。古代人称它为“权衡”或“衡器”。“权”就是砝码或秤锤，“衡”是指秤杆。中国早在4000多年前就有雏型的权衡器。古代中国人还发明了有二个支点的秤，俗称铢秤。使用这种秤，变动支点而不需要换秤杆就可以称量较重的物体。这是中国人在衡器上的重大发明之一，也表明中国人在实践中完全掌握了杠杆原理。 （1）如图甲，“标”和“本”表示力臂，“权”和“重”表示力。当“权”小于“重”，为保持杆秤平衡，“标”一定 （填“大于”或“小于”）“本”。若增大“重”时，应把“权”向 （填“A”或“0”）端移动，杆秤才能保持平衡。 （2）在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用。如图乙，人体的前臂就是物理学中的一根杠杆，当人手向上提起重物时，支点在 （填“肘关节处”或“手腕处”），前臂这样设计的优点是 （填“省力”或“省距离”）；人手继续向上提起重物时，阻力臂逐渐 （填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图丙是有两个提纽（两个支点）的杆秤，当称量较重的物体时，应该手提 （填“C”或“D”）提纽，因为这样可以 （填“增大”或“减小”）“本”。 【答案】 大于 A 肘关节 省距离 减小 D 减小 【详解】（1）[1][2]如图甲，“权”小于“重”，即阻力小于动力，根据杠杆平衡条件，阻力臂应大于动力臂，故“标”一定要大于“本”；若增大“重”，即增大动力，在阻力不变的情况下，应增大阻力臂，故应把“权”向A段移动。 （2）[3][4][5]人手向上提重物时，肘关节不动，故肘关节处是支点；此时肱二头肌的力为动力，物体的重力为阻力，动力臂小于阻力臂，前臂为费力杠杆，优点是省距离；人手继续向上提起重物时，支点到阻力作用线的距离变短，阻力臂减小。 （3）[6][7]称量较重的物体时，即动力太大，故应该增大阻力臂或减小动力臂，故应手提D提纽，减小“本”。 1 学科网（北京）股份有限公司 $