第十一章 简单机械（综合题30道）-【刷好题】2025-2026学年八年级物理下册热点题型专练（2024北师大北京版）

第十一章 简单机械（综合题30道） 1．在西安某建设工地上，工人利用如图所示滑轮组将建筑材料提升至高处。若要用500N的拉力，将重1200N的木箱匀速提升2m，不计绳重和摩擦。求： (1)请将图中的滑轮组用笔画线组装成最省力滑轮组； (2)动滑轮的重； (3)滑轮组的机械效率。 【答案】(1) (2)300N (3)80% 【详解】（1）由图可知，图中有一个定滑轮和一个动滑轮，因此动滑轮上绳子的根数最多为3，根据偶定奇动可知，最省力的滑轮组，如图所示： （2）根据可知，动滑轮的重为 G动=nF-G=3×500N-1200N=300N （3）滑轮组的机械效率为 2．如图所示，工人用200N的拉力F，把一重为300N的货物用滑轮组提升了1m，绳子的自由端移动了2m（忽略绳重及摩擦）。 （1）请根据题目条件，在图中画出滑轮组的绕线； （2）求工人所做的有用功； （3）求工人所做的总功； （4）求滑轮组的机械效率。 【答案】（1）；（2）300J；（3）400J；（4）75% 【详解】解：（1）使用滑轮组时，拉力端移动距离s=nh，则承担物重的绳子股数 从定滑轮的下挂钩向下开始绕起，依次绕过下面的动滑轮、上面的定滑轮，如图所示： （2）工人做的有用功 W有用=Gh=300N×1m=300J （3）工人做的总功 W总=Fs=200N×2m=400J （4）滑轮组的机械效率 答：（1）如图所示； （2）工人所做的有用功为300J； （3）工人所做的总功为400J； （4）滑轮组的机械效率为75%。 3．小宝同学在锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。 (1)以O为支点，请在图中作出动力F的力臂。 (2)若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F如何变化?__________，并说明理由_______________。 【答案】(1) (2) 变大 根据杠杆平衡条件，人体重力不变，重力的力臂变大、支撑力的力臂减小，所以支撑力F变大 【详解】（1）过支点O作动力F作用线的垂线段，该垂线段就是动力F的力臂l（标注垂足）。如图所示： （2）[1][2]以O为支点，若增大脚尖与墙壁的距离，人体重力G是阻力保持不变，其阻力臂会变大（脚尖离墙远，重心水平方向远离支点）；动力F的动力臂会变小（手掌到支点水平距离变小）。根据杠杆平衡条件 则动力 由于G不变，变大、减小，所以支撑力F变大。 4．如图甲为桔槔，古代农用工具。横长杆的一端悬挂重石，另一端用绳子与汲器（提水的容器）相连。当不提水时，横长杆的悬挂重石端较低，横长杆的汲器端较高；当要提水时，人用力将汲器往下压，使汲器下降到水面下并让水流入汲器，同时悬挂重石的那端上升。当汲器装满水后，人向上拉动绳子，就可以让悬挂重石端下降，同时将汲器中的水提升。 (1)使用桔槔提水时，能够省力，_______________（选填“也能”或“不能”）省功； (2)在露出水面之前汲器上升过程，受到的浮力将_______________（选填“增大”“减小”或“不变”）； (3)当装满水的汲器在空中减速上升时，它的动能将变_______________，它的重力势能将变_______________； (4)当装水的汲器在空中且杆水平静止时，如图乙所示，假设横长杆为一个笔直的轻质杠杆，绳子与横长杆的连接点到支点的距离为，重石的悬挂点到支点的距离为，汲器和水的总重力为100N，则重石的质量为_______________kg。（不计绳重，取） 【答案】(1)不能 (2)不变 (3) 小 大 (4)5 【详解】（1）因为额外功不能避免，所以使用桔槔提水时，能够省力，但不能省功。 （2）在露出水面之前汲器上升过程中排开水的体积不变，由可知，汲器受到的浮力将不变。 （3）[1][2]当装满水的汲器在空中减速上升时，重力不变，速度变小，所以它的动能将变小，高度变高，所以重力势能变大。 （4）绳子与横长杆的连接点到支点的距离为，重石的悬挂点到支点的距离为，汲器和水的总重力为100N，则重石的质量为 即 解得 5．周末，小明为家人准备丰盛的晚餐。 (1)使用如图甲所示的工具压饺子皮时，该工具是一个杠杆，其简化示意图如图乙所示，为支点，是压杆上点在下压时受到的阻力。请在图乙中画出阻力臂和作用在杠杆点的最小动力； (2)洗菜时，体积较大的土豆沉入水底，体积较小的西红柿浮于水面，则土豆受到的浮力___________（选填“大于”“等于”或“小于”）西红柿受到的浮力。 【答案】(1) (2)大于 【详解】（1）反向延长F2画出阻力作用线，从支点O作阻力F2作用线的垂线，垂线段的长度为阻力臂l2；由杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长；在压制饺子皮时，动力的方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图，如图所示： （2）体积较大的土豆沉入水底，体积较小的西红柿浮于水面，土豆排开水的体积较大，根据F浮=ρ液gV排可知，土豆受到的浮力大于西红柿受到的浮力。 6．如图所示，质量忽略不计的AC硬棒能绕O点转动，在B点挂一物体。在C点施加力F1时，棒刚好处于静止状态。 （1）请在图中画出F2的力臂L2；( ) （2）图中的s是不是F1的力臂？ ______ （选填“是”或“不是”）； （3）有同学说“这个杠杆受到的阻力就是物体M的重力。”你同意这种说法吗？______ （选填“同意”或“不同意”），简述你的理由：_____________ 。 【答案】 不是 不同意 杠杆的阻力是B点的绳子对杠杆的拉力 【详解】（1）[1]从支点到F2的作用线作垂线即为F2的力臂，并标上垂直符号和力臂符号。如图所示： （2）[2]F1的力臂是从支点O到F1的作用线的垂直距离，s不是这段距离。 （3）[3][4]不同意，因为杠杆的阻力是B点的绳子对杠杆的拉力，不是物体M的重力。 7．利用图甲所示滑轮组提升重力为1200N的物体A，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计一切摩擦和绳重求： （1）物体A匀速上升时，拉力F为______N；在0s～1s内拉力F的功率是逐渐______（选填“增大”或“减小”）的； （2）在1s～3s内拉力F克服动滑轮重力做的功为多少J？( ) （3）滑轮组在1s～3s内机械效率是多少？( ) （4）在1s～3s内拉力F的功率是多少？( ) 【答案】 500 增大 600J 80% 1500W 【详解】解：（1）由丙图可知，在1s～3s内速度不变，物体A匀速上升，又由乙图可知，在1s～3s内拉力F＝500N；在0s～1s内，由丙图知，速度在变大，由乙图可知，拉力F不变，根据公式 P＝Fv 可得，拉力F的功率是逐渐增大的。 （2）由乙丙两图可知，在1s～3s内拉力F＝500N，重物上升的速度v＝1m/s，重物上升的高度为 h＝vt＝1m/s×2s＝2m 克服物体重力做的功为 W有＝Gh＝1200N×2m＝2400J 由甲图知，连接动滑轮的绳子段数为3，绳子自由端移动的距离为 s＝nh＝3×2m＝6m 拉力F做的功为 W总＝Fs＝500N×6m＝3000J 克服动滑轮重力做的额外功为 W额＝W总-W有＝3000J-2400J＝600J （3）滑轮组在1s～3s内机械效率为 （4）在1s～3s内拉力F的功率为 答：（1）物体A匀速上升时，拉力F为500N；在0s～1s内拉力F的功率是逐渐增大； （2）在1s～3s内拉力F克服动滑轮重力做的功为600J； （3）滑轮组在1s～3s内机械效率是80%； （4）在1s～3s内拉力F的功率是1500W。 8．小明在劳动课上学习了一些做饭的方法后，和家人共同做了丰盛的晚餐。 (1)小明在碗沿上磕破鸡蛋，鸡蛋受到的力______碗受到的力；（选填“大于”“等于”或“小于”） (2)小明包饺子时，使用压制饺子皮的“神器”，如图甲所示，压皮时压杆可视为一个杠杆，图乙是其简化示意图。图中O为支点，F2为压动杠杆时作用在B点的阻力。请在乙图中画出：阻力臂l2、作用在A点的最小动力F1； (3)小明腌制了一些鸡蛋，发现它们漂浮在盛有盐水的容器中。请画出图中鸡蛋的受力示意图； (4)小明将烧开水倒入暖壶，妈妈说快满了，妈妈是通过听灌水时声音的______判断的；（选填“响度”“音调”或“音色”） (5)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底，体积较小的西红柿浮于水面，土豆受到的浮力______西红柿受到的浮力（选填“大于”“等于”或“小于”）；他想测量土豆的密度，用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N，再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N，则土豆的密度是______g/cm3；（g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3） (6)小明给长辈们夹菜时，所使用的公筷是______杠杆。 【答案】(1)等于 (2) (3) (4)音调 (5) 大于 1.2 (6)费力 【详解】（1）在碗沿上磕破鸡蛋，鸡蛋受到的力与碗受到的力是一对相互作用力，大小相等。 （2）过支点O作阻力F2作用线的垂线段，即为阻力臂；以OA为动力臂时，动力臂最大，由于阻力与阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，为使杠杆平衡，过A点向下作OA的垂线即为最小动力，作图如下图所示： （3）漂浮在盐水中的鸡蛋，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，大小相等为一对平衡力，作用点画在鸡蛋的重心，作图如下图所示： （4）音色表示声音的品质与特色，因此妈妈是通过听灌水时声音的音色判断暖壶中的水快满了。 （5）[1]根据可知，土豆和西红柿在同种液体中，土豆进入液体中的体积大，即排开液体的体积大，则受到的浮力大。 [2]将土豆完全浸没在水中受到的浮力为 此时土豆的体积与排开液体的体积相等为 土豆的密度为 （6）使用公筷时，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，动力大于阻力，为费力杠杆。 9．工人用如图所示的滑轮组从枯井中匀速吊起一个重为800N的物体，所用拉力F为500N，物体上升了6m，绳重及摩擦均忽略不计。 （1）B处的滑轮是 ___________（选填“定”或“动”）滑轮，它实际相当于一个动力臂是阻力臂 ___________倍的杠杆。 （2）绳子自由端A移动的距离是多大？___________ （3）该滑轮组的机械效率是多大？___________ 【答案】 动 2 12m 80% 【详解】（1）[1]由图可知，B滑轮的轴随物体一起上升，因此B滑轮为动滑轮，动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆。 （2）[2]由图可知n=2，绳子自由端移动的距离 s=nh=2×6m=12m （3）[3]滑轮组的机械效率 10．图甲是建筑工地上的起重机，图乙是其吊臂上的滑轮组装置。将质量为2t的货箱在10s内匀速竖直提升2m，滑轮组的机械效率为80%，g取 求： （1）图乙中A是___________（选填“定”或“动”）滑轮； （2）滑轮组所做的有用功；___________ （3）吊臂上电动机对绳子的拉力 F 做功的功率。__________ 【答案】 动 【详解】（1）[1]滑轮A工作时随货箱一起上升，因此为动滑轮。 （2）[2]滑轮组所做的有用功为 （3）[3]根据 可知，滑轮组所做的总功为 吊臂上电动机对绳子的拉力 F 做功的功率为 11．五一长假期间，小聪随母亲去老家农村，看到很多老乡使用如图（a）所示杆秤称量质量，回家后，小聪用一根长30厘米的轻质细木棒作秤杆、用0.2千克的铁块作秤砣，在距木棒一端4厘米处系上提纽线，制作了一把简易杆秤如图（b）所示。 （1）将被测物挂上并调节秤砣至图（c）所示位置时杆秤水平平衡，求被测物的质量m物=______； （2）这把简易杆秤的最大称量是______千克； （3）实际生活中的杆秤通常有两个提纽线，如图（a）所示，使用提纽______时（选填“1”或“2”），杆秤的最大称量较大。    【答案】 1kg 1.3 2 【详解】解：（1）[1]由图（c）可知，动力臂为 l1=20cm=0.2m 阻力臂为 l2=4cm=0.04m 动力为 F1=G秤砣=m秤砣g=0.2kg×10N/kg=2N 杆秤水平平衡时，由杠杆的平衡条件可得 F1l1=F2l2 解得被测物体的重力为 则被测物体的质量为 （2）[2]由图（b）可知，动力臂最大为 l=26cm=0.26m 故由杠杆的平衡条件可知，杆秤称量物体质量最大时有 G0l2=G秤砣l 解得杆秤能称量的物体的最大重力为 则杆秤能称量的物体的最大质量为 （3）[3]由图（a）可知，使用提纽2时，秤砣的力臂变大，物体的力臂变小，且秤砣的重力不变，故由杠杆的平衡条件可知，此时杆秤的最大称量较大。 答：（1）被测物的质量为1kg； （2）这把简易杆秤的最大称量是1.3kg； （3）使用提纽2时，杆秤的最大称量较大。 12．2023年5月18日，首届中国——中亚峰会在西安隆重开启，为提升城市形象，工用如图所示的装置对高空玻璃进行清洁，地面上工作的电动机给装置提供拉力（图中未画出）。某次清洁需一次性将总重力为800N的人和清洁材料匀速提升6m，已知电动机给绳子的拉力F为500N，用时20s，若不计绳重，吊篮重和一切摩擦，求： （1）电动机对该装置做的有用功和拉力F的功率；( )( ) （2）滑轮组的机械效率；( ) （3）为了使一次性所带的清洁材料能够清洁更大的面积，需一次性将清洁材料的重力增加200N，你认为这样做机械效率会______ （选填“增大”、“不变”、“减小”）。请写出具体的计算过程，证明你的想法______（结果保留至0.1%）。    【答案】 4800J 300W 80% 增大 见解析 【详解】（1）[1][2]该装置做的有用功为 由图可知，，则该装置做的总功为 拉力F的功率为 （2）[3]滑轮组的机械效率为 （3）[4][5]根据可知，动滑轮的重力为 当一次性将清洁材料的重力增加200N，此时物重为 则滑轮组的机械效率为 故这样做机械效率会增大。 13．小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卜，它们都想多分点，小猴提出分配方案：将胡萝卜放在三角形石块的尖端，调节胡萝卜位置，使胡萝卜静止时保持水平，然后沿支点处竖直切开，各拿一份，如图甲所示。小白兔说：  “我要长的那一头！”，小猴却暗自高兴。         请问： （1）从质量角度来看，小猴有没有吃亏?答：__________； （2）从图乙可看出，造成上述现象的原因是：A端重力的力臂_________（选填“大于”或“小于”或“等于”）B端重力的力臂，根据_____________的条件可得出：A端的质量______（选填“大于”或“小于”或“等于”） B端的质量。 【答案】 没有 小于 杠杆平衡 大于 【详解】（1）[1]小猴拿走较短的一段，它的质量较大，从质量的角度来看，小猴没有吃亏。 （2）[2][3][4]由图可以看出，以O为支点，左端的重心在A处，右端的重心在B处，则 lA<lB 即左端重力的力臂小于右端重力的力臂。根据杠杆的平衡条件可得 所以 即 所以 即A端的质量大于B端的质量。 14．随着农村经济社会的发展，农民的收入逐渐的提高，不少农民开始对自家的房屋进行翻新重建，如图所示是建造房屋时利用此装置来提升建筑材料，若用1×103N的拉力可将重为2.4×103N的建筑材料匀速提高10m，不计摩擦和绳重，则该过程中： （1）滑轮组的机械效率随提升建筑材料重力的增加而 _____；其大小 _____（选填“能”或“不能”）达到100%； （2）动滑轮的重力为多大？____ （3）若建筑材料以0.5m/s的速度匀速上升，拉力做功的功率是多少？____ （4）该滑轮组的机械效率为多少？____    【答案】 增大 不能 600N 1.5×103W 80% 【详解】解：（1）[1][2]由图可知，滑轮组承担物重的绳子有效股数 不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率 则滑轮组的机械效率随提升建筑材料重力的增加而增大，其大小不能达到100%。 （2）[3]由可得，动滑轮的重力 （3）[4]若建筑材料以0.5m/s的速度匀速上升，则绳子自由端移动的速度 拉力做功的功率 （4）[5]该滑轮组的机械效率 答：（2）动滑轮的重力为600N； （3）若建筑材料以0.5m/s的速度匀速上升，拉力做功的功率是1.5×103W； （4）该滑轮组的机械效率为80% 15．用如图所示的滑轮组提升质量45kg的物体，拉力为200N，便物体匀速上升3m，不计绳重和摩擦。 （1）如果该滑轮组提升物体质量增加，则滑轮组的机械效率将___________； （2）求滑轮组的有用功；（写出必要的文字说明、表达式及最后的结果）( ) （3）求滑轮组的机械效率。（写出必要的文字说明、表达式及最后的结果）( )    【答案】 增大 1350J 75% 【详解】（1）[1]不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 动滑轮的重力不变，若所提升的重物质量增加，物重G增加，滑轮组机械效率将增大。 （2）[2]物体的重力为 G=mg=45kg×10N/kg=450N 滑轮组有用功 W有=Gh=450N×3m=1350J （3）[3]由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力移动的距离 s=3h=3×3m=9m 滑轮组的总功 W总=Fs=200N×9m=1800J 滑轮组的机械效率 16．如图所示，一名重力为 600N 的工人用滑轮 A、滑轮 B、滑轮 C 组成滑轮组提升重为 240N 的物体，每个滑轮重 30N，他使物体在 5s 内匀速上升 lm，（不计绳子的质量，忽略绳子间的摩擦）（g 取 10N/kg）求： （1）哪些是定滑轮，哪些是动滑轮？ 请说说滑轮B 的优点； （2）5s 内绳子自由端移动的速度； （3）工人所用的拉力是多大？ 【答案】（1）见解析；（2）0.6m/s；（3）90N 【详解】解：（1）由图知滑轮 A、滑轮 B的轴不随物体一起移动，滑轮C的轴随物体一起移动根据滑轮的定义可知，定滑轮有A、B；动滑轮是C；定滑轮B的优点是可以改变力的方向。 （2）由图可知，滑轮组承担物重绳子的股数n=3，则绳子自由端移动的距离 绳子自由端的速度 （3）不计绳子的质量，忽略绳子间的摩擦，工人所用的拉力 答：（1）定滑轮有A、B；动滑轮是C；定滑轮B的优点是可以改变力的方向； （2）5s内绳子自由端移动的速度为0.6m/s； （3）工人所用的拉力是90N。 17．小华家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄 不方便搬运，于是小华建议采用如图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼， 若某次搬运的材料重720N，被提升的高度为10m， 人所用的拉力为450N； （不计绳重和摩擦，g取10 N/kg）求： （1）请你帮助小华画出滑轮组的绕线示意图； （2）动滑轮的重力？ （3）用滑轮组提升材料时做的有用功是多少？ （4）该滑轮组的机械效率是多少？    【答案】（1）  ；（2）180N；（3）7200J；（4）80% 【详解】解：（1）由图可知，绳子自由端拉力向下，依次将滑轮连接，如图所示    （2）由图可知，n=2，不计绳重和摩擦时，根据拉力 所以动滑轮的重力 （3）用滑轮组提升材料时做的有用功 （4）该滑轮组的机械效率 答：（1）滑轮组的绕线示意图如详解图； （2）动滑轮的重力为180N； （3）用滑轮组提升材料时做的有用功是7200J； （4）该滑轮组的机械效率是80％。 18．黄河码头上的工作人员利用轻质杠杆将一桶淡水从地面转移到渔船上，如图所示。此时杠杆刚好保持水平，挂在A端的桶重100N，桶内装有重800N的水；重660N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的双脚与水平地面的接触总面积为0.04m2，。（g取10N/kg）    （1）工作人员为了更省力：可将支点O向___________（选填“A”或“B”）点移动。 （2）工作人员对杠杆B端的拉力是多少？___________ （3）工作人员对水平地面的压强是多少？___________ 【答案】 A 300N 9000Pa 【详解】（1）[1]根据杠杆的平衡条件，为了更省力，可以增大动力臂或减小阻力臂，可将支点O向A点移动。 （2）[2]根据杠杆的平衡条件，有 则工作人员对杠杆B端的拉力是 （3）[3]工作人员对水平地面的压力为 工作人员对水平地面的压强是 19．阅读材料，回答问题。 中国古代农具——桔槔 桔槔是我国古代的一种汲水工具，如题图甲所示，直杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，一端用绳子与水桶相连，另一端绑上或悬上一块较重的石头。当要汲水时，人用力向下拉绳子，使水桶下降到水面以下并让水流入水桶，当水桶装满水后，人向上拉动绳子，就可让绑石头一端的位置下降，同时将水桶提升。 （1）桔槔本质上是一种________（填简单机械名称），因为另一端配有重物，所以人们提起水桶时所用的力________（选填“大于”、“小于”或“等于”）水桶所受的重力； （2）水桶在露出水面之前上升的过程中，受到的浮力________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）使用更大的水桶一次取更多的水时，为了更省力，在不改变末端重物的位置的情况下，末端重物的质量应________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； （4）有同学说桔槔另一端绑上的大石头越重越好，这种说法正确吗？________ （5）图乙是桔槔的模型，若BO=1m，AO=2m，空水桶重为20N，石头重为100N，则古人汲水时所用的竖直向下的最小力为________N。 【答案】 杠杆 小于 不变 增大 见解析 30 【详解】（1）[1][2]桔槔在使用时，能绕固定点转动，所以桔槔本质上是一种杠杆。由于其另一端配有重物，由杠杆平衡条件可知，人提起水桶时所用的力小于水桶的重力。 （2）[3]水桶在露出水面之前上升的过程中，由于它始终浸没在水中，排开水的体积V排​保持不变。根据阿基米德原理F浮​=ρ水​gV排​可知，水桶受到的浮力不变。 （3）[4]使用更大的水桶一次取更多的水时，左端桶和水对杠杆的拉力变大，末端重物不改变其位置的情况下，为了更省力，根据杠杆的平衡条件可知，应增大末端重物对杠杆的拉力，即需要增大末端重物的质量。 （4）[5]桔槔另一端绑上的大石头并不是越重越好。虽然增加大石头的重量可以减小人提起水桶时的拉力，但是，如果大石头过重，将水桶向下放入水中时，需要人施加更大的拉力，所以这种说法错误。 （5）[6]根据杠杆的平衡条件可得 (G桶+F)×LOA=G石×LOB 代入数据得 (20N+F)×2m=100N×1m 解得：F=30N，则汲水时所用的竖直向下的最小力为30N。 20．如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装（动滑轮重、绳重均不计），请你综合应用所学知识解答下列问题： （1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越______；图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是______； （2）若将重为1.2×104 N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少J？______ （3）若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104 N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，用时50秒，则该起升电动机做的总功多少J？______ （4）若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104 N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，用时50秒，则该起升电动机的实际功率是多少W？______ 【答案】 大 改变用力的方向 3.6×105J 4×105J 8000W 【详解】解：（1）[1]设平衡臂这一侧的力为阻力，起重臂这一侧的力为动力，平衡臂的长度不变（阻力臂不变），当吊起的物重一定时动力大小不变；由杠杆的平衡条件可得，，由此可知当阻力臂和动力不变时，阻力与动力臂成正比，即动力臂越大，阻力越大；故为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越大。 [2]图乙中滑轮a为定滑轮，其作用是改变用力的方向。 （2）[3]此过程中克服货物重力做功为 W有用=Gh=1.2×104N×30m=3.6×105J 由于水平移动时，在重力方向上没移动距离，故没有克服重力做功。 （3）[4]该起升电动机的效率为90%，则该起升电动机做的总功为 （4）[5]起升电动机的实际功率 答：（1）起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越大。图乙中滑轮a的作用是改变用力的方向； （2）此过程中克服货物重力做功为3.6×105J； （3）该起升电动机做的总功为4×105J； （4）该起升电动机的实际功率为8000W。 21．提升重物还可以使用滑轮组。请在图中画出最省力的绕法，______并进行下列计算，匀速提升重600N的货物，所用的拉力F为500N，货物在50s内匀速上升5m。拉力做功的功率是______W，滑轮组的机械效率是______。 【答案】 150 40% 【详解】[1]滑轮组的动滑轮绕绳子的段数越多，越省力，当绳子从动滑轮绕起时，承担拉力的绳子的段数最多，用起来最省力，如图所示： [2]由图可知，通过动滑轮绳子段数n=3，则绳子自由端通过距离 s=3h=3×5m=15m 总功 W总=Fs=500N×15m=7500J 拉力做功的功率 [3]有用功 W有=Gh=600N×5m=3000J 滑轮组的机械效率 22．桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具，是杠杆的一种应用，如图甲所示。硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将桶悬挂在B端。使用时，人向下拉绳放下空桶，在A端重50N的拗石辅助下，人可轻松将装满水的水桶提起。悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。 （1）图乙是桔槔的简化示意图，请在图乙中画出动力F1的力臂l1； （2）若提起的水连同水桶共重120N，，人用桔槔将装满水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），桔槔处于平衡状态时，如图甲所示，求人对绳子的拉力。 【答案】（1）；（2）30N 【详解】解：（1）力力臂是从支点到力的作用线的距离，故动力F1的力臂l1如下图所示 （2）由图乙可知 根据杠杆平衡条件知 即 答：（1）如图所示 ； （2）人对绳子的拉力为30N。 23．某实验小组利用图示装置探究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①将质地均匀的杠杆O点悬挂，能自由转动，在A点悬挂总重为9N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆保持水平静止，其中AO＝10cm，AB＝20cm。 ②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升使物体上升5cm（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为4N，回答下列问题： （1）在步骤①中，若杠杆自重和摩擦不计，弹簧测力计示数应为____________； （2）杠杆机械效率为____________%； （3）若将测力计的悬挂点由B移至C，O、A位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将____________（变大/变小/不变）； （4）若只将钩码的悬挂点由A移至C点，O和B位置不变，仍将钩码提升相同的高度（不计摩擦阻力），则杠杆的机械效率将____________（变大/变小/不变）。 【答案】 3 75 不变 变大 【详解】（1）[1]根据题意知道 不计杠杆自重和摩擦，可由杠杆平衡条件知道 即 解得 F=3N （2）[2]因为 所以 若F=2N，杠杆的机械效率为 （3）[3]杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功 设杠杆重心升高的距离为h，所以 G不变，h1不变，G杠不变，若只将测力计的悬挂点由B移至C点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度不变，杠杆升高的距离h不变，所以Gh1+G杠h不变，所以Fh2也不变。根据，分母不变，分子不变，所以η不变。 （4）[4]将钩码的悬挂点由A移至C点，O和B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，杠杆向上转动的角度减小，杠杆升高的高度变小，则克服杠杆重做的额外功变小，而有用功不变；根据W有+W额=W总知道，总功变小，由机械效率公式可知杠杆的机械效率变大。 24．小明利用杠杆知识，将一根分度值为1mm，量程为60cm的刻度尺做成了简易杆秤。如图甲所示，托盘悬挂于刻度尺的0刻度线处，在10cm刻度线处用细线做提纽，右侧挂一个可移动的重物作为“秤砣”。在左端盘中逐个添加50g的砝码，依次读出刻度尺水平位置平衡时，“秤砣”悬线所压的刻度，记录在表中，并标上对应托盘中的质量。 托盘中砝码质量/g 50 100 150 200 秤砣悬线所压刻度/cm 12 22 32 42 （1）反复尝试后发现，图乙中刻度尺的放置方法没有图甲稳定，更容易翻转。其原因之一如下，根据杠杆平衡条件，相对于图甲，图乙中提纽拉力对应的 __________比较大，容易使刻度尺翻转； （2）根据表格中数据，在丙图中绘制对应的图像_________。根据图像可知，该杆秤起始刻度“0”g的位置应标注在 __________cm刻度线处，该杆秤的所能测量的最大质量为 __________g； （3）通过计算，求出该秤砣的质量m1以及杆秤测量质量的分度值________？ 【答案】 力臂 见解析 2 290 该秤砣的质量m1为50g；杆秤测量质量的分度值为0.5g 【详解】（1）[1]以提纽与刻度尺某一侧的接触点为支点，相对于图甲，图乙中提纽拉力对应的力臂比较大，所以图乙中刻度尺的放置方法没有图甲稳定，更容易使刻度尺翻转。 （2）[2]根据表格中数据，先描点，再把这些点用直线连接起来，绘制出的图像如下图 ； [3][4]根据上面绘制出的图像知道，该杆秤起始刻度“0”g的位置应标注在2cm刻度线处，刻度尺的最大刻度为60cm，图中对应的托盘中砝码质量为290g，所以该杆秤所能测量的最大质量为290g。 （3）[5]由（2）知道，该杆秤起始刻度“0”g的位置应标注在2cm刻度线处，即在提纽的左侧，说明托盘和刻度尺的重心在提纽的右侧，设托盘和刻度尺总质量为m，托盘和刻度尺的重力的力臂为l0；根据杠杆平衡条件知道 m砝码gl砝码＝m1gl1+mgl0 即 m砝码l砝码＝m1l1+mL0 将题干数据和表中前两组数据（可任选两组数据）代入上式得 50g×10cm＝m1×（12cm﹣10cm）+mL0……① 100g×10cm＝m1×（22cm﹣10cm）+mL0……② 由①②可解得 m1＝50g 由（2）中图像知道，“秤砣”悬线所压的刻度与托盘中砝码质量成线性关系，说明杆秤标注质量的刻度也是均匀的；由表格数据知道，砝码质量每增加50g，秤砣悬线所压刻度增加10cm，已知刻度尺分度值为1mm，10cm之间有100个小格，说明50g之间对应100个小格，所以，杆秤测量质量的分度值为0.5g。 25．独轮车是生活中搬运泥土的轻便工具，如图甲所示，独轮车可看作是一种___________（选填杠杆类型）杠杆，在图乙中A点画出最省力的示意图___________。    【答案】 省力      【详解】[1]因为独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。 [2]最省力即动力最小，即动力臂最长，阻力的方向已标出，所以，动力的方向应该向上，连接支点O与A点，从A点垂直OA向上画一带箭头的线段就得到在A点施加的最小动力，如图所示：    26．“中国古代农具——桔 槔（jiegao）” 如图所示是中国古代汉族农用工具俗称“吊杆”、“称杆”是一种原始的汲水工具。商代在农业灌溉方面，开始采用桔槔。它是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，末端悬挂—个重物，前段悬挂水桶。—起—落,汲水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。桔槔早在春秋时期就已相当普遍，而且续了文乐5 中国农村历代通用的旧式提水器具。这种简单的汲水工具虽简单，但它使劳动人民的劳动强度得以减轻。 桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆。在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根直杆与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。当不汲水时，石头位置较低；当要汲水时，人则用力将直杆与汲器往下压，与此同时，另一端石头的位置则上升。当汲器汲满后，就让另一端石头下降，通过杠杆作用，就可能将汲器提升。这样，汲水过程的主要用力方向是向下。由于向下可以借助人的体重，因而给人以轻松的感觉，也就大大减少了人们提水的疲劳程度。这种提水工具，是中国古代社会的一种主要灌溉机械。 请根据上述材料，回答下列问题。 （1）桔槔的结构，相当于一个普通的________。 （2）打满水后从汲器上部刚露出水面到底部露出水面的过程中，汲器受到的浮力________。（选填“增加”或“减小”） （3）将打满水的汲器匀速提升的过程中，汲器的机械能如何变化？_______。 （4）汲器不慎落入水中，打捞时汲器中有水，此时对_______做的功是有用功。 【答案】 杠杆 减小 机械能增大 汲器 【详解】（1）[1]由文中：桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆。在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根直杆与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。可知桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆。 （2）[2]打满水后从汲器上部刚露出水面到底部露出水面的过程中，汲器浸入水中的体积逐渐减小，即排开水的体积逐渐较小，由F浮=ρ液gV排可知，汲器受到的浮力减小。 （3）[3]将打满水的汲器匀速提升的过程中，汲器质量不变，速度不变，故动能减小；高度变高，故重力势能增大；机械能等于动能和势能的总和，故机械能增大。 （4）[4]汲器不慎落入水中，打捞时汲器中有水，目的是为了把汲器打捞上来，故对汲器做的功属于有用功，对汲器中的水做的功属于额外功。 27．如图所示，长2米的质量不计杠杆OA可绕O点转动，上面放一个质量为2kg的小球，在绳AB的作用下保持水平平衡，已知绳AB能承受最大的拉力是15N。 (1)当小球从O点向A点做匀速运动，若绳子不被拉断，则小球运动到离A点最近的距离是多少？ (2)为了增加小球在杠杆上运动的时间，请写出你的合理建议。 【答案】(1)0.5m (2)减小球运动的速度；增大绳子AB能承受的最大拉力；减小球的重力等均可 【详解】（1）小球的重力 设球运动路程为s时，绳AB的拉力达到最大15N。 由杠杆平衡条件得 代入数据可得 解得，即离A点最近的距离为 （2）根据可知：影响小球在杠杆上运动的时间的因素是：路程和速度，而路程又由绳子AB能承受的最大拉力决定的，故增加小球在杠杆上运动的时间的方法有：减小球运动的速度；增大绳子AB能承受的最大拉力；减小球的重力等均可。 28．如图所示是动滑轮的示意图（动滑轮自重忽略不计）。 （1）动滑轮的实质是杠杆，请你画出该杠杆的动力臂和阻力臂； （2）请根据杠杆平衡条件证明：F=G。 【答案】（1）；（2）见解析 【详解】（1）动滑轮的支点O在绳与轮最左边的接触点；F为动力，支点到动力作用线的距离为动力臂l1；物体对滑轮的拉力为阻力，支点到阻力作用线的距离为阻力臂l2；如图所示： （2）动滑轮工作时，动力臂（l1）是直径，阻力臂（l 2）是半径，根据杠杆平衡条件 F1l1=F2l2 F1l1=Gl2 因为l1=2l 2，所以 F1=G 29．明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳沿用至今。如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，提起水桶。 （1）如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照_______（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的_____点。请在丁图中画出最省力的情况下力的示意图__________； （2）设大轮与小轮的半径比为3︰1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升_______J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为_______N（不计井绳的粗细和自重）； （3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用_____（选填“①”或“②”）。消防水龙头要兼具省力和快捷的优点，提出一个方案看可以如何设计这个水龙头__________。 【答案】 省力 B 90 30 ① 见解析 【详解】（1）[1]辘轳的实质是轮轴，动力作用在轮上，支点是绕着转动的固定点，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。 [2]辘轳提水时，绕着B点转动，所以支点是B点。 [3]由可知，阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，所以最省力为 （2）[4]设大轮与小轮的半径比为3︰1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，小轮也转一圈，水桶匀速上升高度是小轮的周长，即为1m，井绳对水桶做功 [5]若要使辘轳静止在图乙所示位置，由杠杆平衡条件可知，作用在C点最小的力为 代入数据，得 （3）[6]水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，可以减小动力。 故选①。 [7]消防水龙头要兼具省力和快捷的优点，可以采用轻质材料制作，同时配备易于连接的软管和压力控制装置，以便迅速投入使用，同时尽量增大动力臂，在阻力与阻力臂一定时，可以达到省力的目的。 30．桔槔是中国古代一项伟大的发明。如图是古人利用桔槔从井里汲水的示意图，在它的前端A处用一根轻质细杆系一个水桶，在后端B处绑一块配重的石块，O1为支点且O1A=4O1B。汲水时，先缓慢向下拉杆；装水后，缓慢向上提杆。配重石块质量为40kg，桶重20N，桔槔的自重及摩擦不计。（g取10N/kg） (1)当人沿AC方向向下拉杆时，桔槔是____杠杆；若移动支架，以O2为支点，则拉力F1的大小将____；在图中标出以O2为支点时F1的力臂L1________； (2)向上提杆时人不施力，只借助配重石块，一次最多可以提起____kg水； (3)为满足不同场合的提水需求，可以更换配重石块。若汲水时，向下拉杆的力为F1'，装满水后，水和桶总重为240N，向上提桶的力为F2'，当F1'和F2'的大小相等时，配重石块质量应为____kg。 【答案】(1) 省力 变大 (2)8 (3)52 【详解】（1）[1]由图可知，人沿AC方向向下拉杆时，O1C为动力臂，O1D为阻力臂，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。 [2]当支点变为O2时，动力臂减小，阻力臂增大，由杠杆的平衡条件可知动力会变大，即拉力F1的大小将变大。 [3]当支点变为O2时，AC依然是动力的作用线，则过O2作AC的垂线，连接O2与垂足可得到F1的力臂L1，如下图所示： （2）向上提杆时人不施力，只借助配重石块，动力为水桶与水的总重力，O1C为动力臂，O1D为阻力臂，由杠杆平衡条件可得F2×O1D=（G桶+G水）×O1C，因为O1A=4O1B，根据相似三角形的关系可得O1C=4O1B，又因为F2=G石=40kg×10N/kg=400N，G桶=20N，代入上述数据可得G水=80N，。 （3）汲水时，桶中没有水，则由杠杆平衡条件可得（F1'+G桶）×O1C=G石×O1D，解得F1'=0.25G石-G桶，装满水后，拉力与水和桶的总重力方向相反，则由杠杆平衡条件可得（G总-F2'）×O1C=G石×O1D，解得F2'=G总-0.25G石，又因为F1'和F2'的大小相等，G桶=20N，G总=480N，将数据代入可解得G石=520N，即m石=52kg。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章 简单机械（综合题30道） 1．在西安某建设工地上，工人利用如图所示滑轮组将建筑材料提升至高处。若要用500N的拉力，将重1200N的木箱匀速提升2m，不计绳重和摩擦。求： (1)请将图中的滑轮组用笔画线组装成最省力滑轮组； (2)动滑轮的重； (3)滑轮组的机械效率。 2．如图所示，工人用200N的拉力F，把一重为300N的货物用滑轮组提升了1m，绳子的自由端移动了2m（忽略绳重及摩擦）。 （1）请根据题目条件，在图中画出滑轮组的绕线； （2）求工人所做的有用功； （3）求工人所做的总功； （4）求滑轮组的机械效率。 3．小宝同学在锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。 (1)以O为支点，请在图中作出动力F的力臂。 (2)若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F如何变化?__________，并说明理由_______________。 4．如图甲为桔槔，古代农用工具。横长杆的一端悬挂重石，另一端用绳子与汲器（提水的容器）相连。当不提水时，横长杆的悬挂重石端较低，横长杆的汲器端较高；当要提水时，人用力将汲器往下压，使汲器下降到水面下并让水流入汲器，同时悬挂重石的那端上升。当汲器装满水后，人向上拉动绳子，就可以让悬挂重石端下降，同时将汲器中的水提升。 (1)使用桔槔提水时，能够省力，_______________（选填“也能”或“不能”）省功； (2)在露出水面之前汲器上升过程，受到的浮力将_______________（选填“增大”“减小”或“不变”）； (3)当装满水的汲器在空中减速上升时，它的动能将变_______________，它的重力势能将变_______________； (4)当装水的汲器在空中且杆水平静止时，如图乙所示，假设横长杆为一个笔直的轻质杠杆，绳子与横长杆的连接点到支点的距离为，重石的悬挂点到支点的距离为，汲器和水的总重力为100N，则重石的质量为_______________kg。（不计绳重，取） 5．周末，小明为家人准备丰盛的晚餐。 (1)使用如图甲所示的工具压饺子皮时，该工具是一个杠杆，其简化示意图如图乙所示，为支点，是压杆上点在下压时受到的阻力。请在图乙中画出阻力臂和作用在杠杆点的最小动力； (2)洗菜时，体积较大的土豆沉入水底，体积较小的西红柿浮于水面，则土豆受到的浮力___________（选填“大于”“等于”或“小于”）西红柿受到的浮力。 6．如图所示，质量忽略不计的AC硬棒能绕O点转动，在B点挂一物体。在C点施加力F1时，棒刚好处于静止状态。 （1）请在图中画出F2的力臂L2；( ) （2）图中的s是不是F1的力臂？ ______ （选填“是”或“不是”）； （3）有同学说“这个杠杆受到的阻力就是物体M的重力。”你同意这种说法吗？______ （选填“同意”或“不同意”），简述你的理由：_____________ 。 7．利用图甲所示滑轮组提升重力为1200N的物体A，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计一切摩擦和绳重求： （1）物体A匀速上升时，拉力F为______N；在0s～1s内拉力F的功率是逐渐______（选填“增大”或“减小”）的； （2）在1s～3s内拉力F克服动滑轮重力做的功为多少J？( ) （3）滑轮组在1s～3s内机械效率是多少？( ) （4）在1s～3s内拉力F的功率是多少？( ) 8．小明在劳动课上学习了一些做饭的方法后，和家人共同做了丰盛的晚餐。 (1)小明在碗沿上磕破鸡蛋，鸡蛋受到的力______碗受到的力；（选填“大于”“等于”或“小于”） (2)小明包饺子时，使用压制饺子皮的“神器”，如图甲所示，压皮时压杆可视为一个杠杆，图乙是其简化示意图。图中O为支点，F2为压动杠杆时作用在B点的阻力。请在乙图中画出：阻力臂l2、作用在A点的最小动力F1； (3)小明腌制了一些鸡蛋，发现它们漂浮在盛有盐水的容器中。请画出图中鸡蛋的受力示意图； (4)小明将烧开水倒入暖壶，妈妈说快满了，妈妈是通过听灌水时声音的______判断的；（选填“响度”“音调”或“音色”） (5)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底，体积较小的西红柿浮于水面，土豆受到的浮力______西红柿受到的浮力（选填“大于”“等于”或“小于”）；他想测量土豆的密度，用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N，再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N，则土豆的密度是______g/cm3；（g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3） (6)小明给长辈们夹菜时，所使用的公筷是______杠杆。 9．工人用如图所示的滑轮组从枯井中匀速吊起一个重为800N的物体，所用拉力F为500N，物体上升了6m，绳重及摩擦均忽略不计。 （1）B处的滑轮是 ___________（选填“定”或“动”）滑轮，它实际相当于一个动力臂是阻力臂 ___________倍的杠杆。 （2）绳子自由端A移动的距离是多大？___________ （3）该滑轮组的机械效率是多大？___________ 10．图甲是建筑工地上的起重机，图乙是其吊臂上的滑轮组装置。将质量为2t的货箱在10s内匀速竖直提升2m，滑轮组的机械效率为80%，g取 求： （1）图乙中A是___________（选填“定”或“动”）滑轮； （2）滑轮组所做的有用功；___________ （3）吊臂上电动机对绳子的拉力 F 做功的功率。__________ 11．五一长假期间，小聪随母亲去老家农村，看到很多老乡使用如图（a）所示杆秤称量质量，回家后，小聪用一根长30厘米的轻质细木棒作秤杆、用0.2千克的铁块作秤砣，在距木棒一端4厘米处系上提纽线，制作了一把简易杆秤如图（b）所示。 （1）将被测物挂上并调节秤砣至图（c）所示位置时杆秤水平平衡，求被测物的质量m物=______； （2）这把简易杆秤的最大称量是______千克； （3）实际生活中的杆秤通常有两个提纽线，如图（a）所示，使用提纽______时（选填“1”或“2”），杆秤的最大称量较大。    12．2023年5月18日，首届中国——中亚峰会在西安隆重开启，为提升城市形象，工用如图所示的装置对高空玻璃进行清洁，地面上工作的电动机给装置提供拉力（图中未画出）。某次清洁需一次性将总重力为800N的人和清洁材料匀速提升6m，已知电动机给绳子的拉力F为500N，用时20s，若不计绳重，吊篮重和一切摩擦，求： （1）电动机对该装置做的有用功和拉力F的功率；( )( ) （2）滑轮组的机械效率；( ) （3）为了使一次性所带的清洁材料能够清洁更大的面积，需一次性将清洁材料的重力增加200N，你认为这样做机械效率会______ （选填“增大”、“不变”、“减小”）。请写出具体的计算过程，证明你的想法______（结果保留至0.1%）。    13．小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卜，它们都想多分点，小猴提出分配方案：将胡萝卜放在三角形石块的尖端，调节胡萝卜位置，使胡萝卜静止时保持水平，然后沿支点处竖直切开，各拿一份，如图甲所示。小白兔说：  “我要长的那一头！”，小猴却暗自高兴。         请问： （1）从质量角度来看，小猴有没有吃亏?答：__________； （2）从图乙可看出，造成上述现象的原因是：A端重力的力臂_________（选填“大于”或“小于”或“等于”）B端重力的力臂，根据_____________的条件可得出：A端的质量______（选填“大于”或“小于”或“等于”） B端的质量。 14．随着农村经济社会的发展，农民的收入逐渐的提高，不少农民开始对自家的房屋进行翻新重建，如图所示是建造房屋时利用此装置来提升建筑材料，若用1×103N的拉力可将重为2.4×103N的建筑材料匀速提高10m，不计摩擦和绳重，则该过程中： （1）滑轮组的机械效率随提升建筑材料重力的增加而 _____；其大小 _____（选填“能”或“不能”）达到100%； （2）动滑轮的重力为多大？____ （3）若建筑材料以0.5m/s的速度匀速上升，拉力做功的功率是多少？____ （4）该滑轮组的机械效率为多少？____    15．用如图所示的滑轮组提升质量45kg的物体，拉力为200N，便物体匀速上升3m，不计绳重和摩擦。 （1）如果该滑轮组提升物体质量增加，则滑轮组的机械效率将___________； （2）求滑轮组的有用功；（写出必要的文字说明、表达式及最后的结果）( ) （3）求滑轮组的机械效率。（写出必要的文字说明、表达式及最后的结果）( )    16．如图所示，一名重力为 600N 的工人用滑轮 A、滑轮 B、滑轮 C 组成滑轮组提升重为 240N 的物体，每个滑轮重 30N，他使物体在 5s 内匀速上升 lm，（不计绳子的质量，忽略绳子间的摩擦）（g 取 10N/kg）求： （1）哪些是定滑轮，哪些是动滑轮？ 请说说滑轮B 的优点； （2）5s 内绳子自由端移动的速度； （3）工人所用的拉力是多大？ 17．小华家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄 不方便搬运，于是小华建议采用如图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼， 若某次搬运的材料重720N，被提升的高度为10m， 人所用的拉力为450N； （不计绳重和摩擦，g取10 N/kg）求： （1）请你帮助小华画出滑轮组的绕线示意图； （2）动滑轮的重力？ （3）用滑轮组提升材料时做的有用功是多少？ （4）该滑轮组的机械效率是多少？    18．黄河码头上的工作人员利用轻质杠杆将一桶淡水从地面转移到渔船上，如图所示。此时杠杆刚好保持水平，挂在A端的桶重100N，桶内装有重800N的水；重660N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的双脚与水平地面的接触总面积为0.04m2，。（g取10N/kg）    （1）工作人员为了更省力：可将支点O向___________（选填“A”或“B”）点移动。 （2）工作人员对杠杆B端的拉力是多少？___________ （3）工作人员对水平地面的压强是多少？___________ 19．阅读材料，回答问题。 中国古代农具——桔槔 桔槔是我国古代的一种汲水工具，如题图甲所示，直杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，一端用绳子与水桶相连，另一端绑上或悬上一块较重的石头。当要汲水时，人用力向下拉绳子，使水桶下降到水面以下并让水流入水桶，当水桶装满水后，人向上拉动绳子，就可让绑石头一端的位置下降，同时将水桶提升。 （1）桔槔本质上是一种________（填简单机械名称），因为另一端配有重物，所以人们提起水桶时所用的力________（选填“大于”、“小于”或“等于”）水桶所受的重力； （2）水桶在露出水面之前上升的过程中，受到的浮力________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）使用更大的水桶一次取更多的水时，为了更省力，在不改变末端重物的位置的情况下，末端重物的质量应________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； （4）有同学说桔槔另一端绑上的大石头越重越好，这种说法正确吗？________ （5）图乙是桔槔的模型，若BO=1m，AO=2m，空水桶重为20N，石头重为100N，则古人汲水时所用的竖直向下的最小力为________N。 20．如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装（动滑轮重、绳重均不计），请你综合应用所学知识解答下列问题： （1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越______；图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是______； （2）若将重为1.2×104 N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少J？______ （3）若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104 N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，用时50秒，则该起升电动机做的总功多少J？______ （4）若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104 N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，用时50秒，则该起升电动机的实际功率是多少W？______ 21．提升重物还可以使用滑轮组。请在图中画出最省力的绕法，______并进行下列计算，匀速提升重600N的货物，所用的拉力F为500N，货物在50s内匀速上升5m。拉力做功的功率是______W，滑轮组的机械效率是______。 22．桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具，是杠杆的一种应用，如图甲所示。硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将桶悬挂在B端。使用时，人向下拉绳放下空桶，在A端重50N的拗石辅助下，人可轻松将装满水的水桶提起。悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。 （1）图乙是桔槔的简化示意图，请在图乙中画出动力F1的力臂l1； （2）若提起的水连同水桶共重120N，，人用桔槔将装满水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），桔槔处于平衡状态时，如图甲所示，求人对绳子的拉力。 23．某实验小组利用图示装置探究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①将质地均匀的杠杆O点悬挂，能自由转动，在A点悬挂总重为9N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆保持水平静止，其中AO＝10cm，AB＝20cm。 ②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升使物体上升5cm（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为4N，回答下列问题： （1）在步骤①中，若杠杆自重和摩擦不计，弹簧测力计示数应为____________； （2）杠杆机械效率为____________%； （3）若将测力计的悬挂点由B移至C，O、A位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将____________（变大/变小/不变）； （4）若只将钩码的悬挂点由A移至C点，O和B位置不变，仍将钩码提升相同的高度（不计摩擦阻力），则杠杆的机械效率将____________（变大/变小/不变）。 24．小明利用杠杆知识，将一根分度值为1mm，量程为60cm的刻度尺做成了简易杆秤。如图甲所示，托盘悬挂于刻度尺的0刻度线处，在10cm刻度线处用细线做提纽，右侧挂一个可移动的重物作为“秤砣”。在左端盘中逐个添加50g的砝码，依次读出刻度尺水平位置平衡时，“秤砣”悬线所压的刻度，记录在表中，并标上对应托盘中的质量。 托盘中砝码质量/g 50 100 150 200 秤砣悬线所压刻度/cm 12 22 32 42 （1）反复尝试后发现，图乙中刻度尺的放置方法没有图甲稳定，更容易翻转。其原因之一如下，根据杠杆平衡条件，相对于图甲，图乙中提纽拉力对应的 __________比较大，容易使刻度尺翻转； （2）根据表格中数据，在丙图中绘制对应的图像_________。根据图像可知，该杆秤起始刻度“0”g的位置应标注在 __________cm刻度线处，该杆秤的所能测量的最大质量为 __________g； （3）通过计算，求出该秤砣的质量m1以及杆秤测量质量的分度值________？ 25．独轮车是生活中搬运泥土的轻便工具，如图甲所示，独轮车可看作是一种___________（选填杠杆类型）杠杆，在图乙中A点画出最省力的示意图___________。    26．“中国古代农具——桔 槔（jiegao）” 如图所示是中国古代汉族农用工具俗称“吊杆”、“称杆”是一种原始的汲水工具。商代在农业灌溉方面，开始采用桔槔。它是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，末端悬挂—个重物，前段悬挂水桶。—起—落,汲水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。桔槔早在春秋时期就已相当普遍，而且续了文乐5 中国农村历代通用的旧式提水器具。这种简单的汲水工具虽简单，但它使劳动人民的劳动强度得以减轻。 桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆。在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根直杆与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。当不汲水时，石头位置较低；当要汲水时，人则用力将直杆与汲器往下压，与此同时，另一端石头的位置则上升。当汲器汲满后，就让另一端石头下降，通过杠杆作用，就可能将汲器提升。这样，汲水过程的主要用力方向是向下。由于向下可以借助人的体重，因而给人以轻松的感觉，也就大大减少了人们提水的疲劳程度。这种提水工具，是中国古代社会的一种主要灌溉机械。 请根据上述材料，回答下列问题。 （1）桔槔的结构，相当于一个普通的________。 （2）打满水后从汲器上部刚露出水面到底部露出水面的过程中，汲器受到的浮力________。（选填“增加”或“减小”） （3）将打满水的汲器匀速提升的过程中，汲器的机械能如何变化？_______。 （4）汲器不慎落入水中，打捞时汲器中有水，此时对_______做的功是有用功。 27．如图所示，长2米的质量不计杠杆OA可绕O点转动，上面放一个质量为2kg的小球，在绳AB的作用下保持水平平衡，已知绳AB能承受最大的拉力是15N。 (1)当小球从O点向A点做匀速运动，若绳子不被拉断，则小球运动到离A点最近的距离是多少？ (2)为了增加小球在杠杆上运动的时间，请写出你的合理建议。 28．如图所示是动滑轮的示意图（动滑轮自重忽略不计）。 （1）动滑轮的实质是杠杆，请你画出该杠杆的动力臂和阻力臂； （2）请根据杠杆平衡条件证明：F=G。 29．明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳沿用至今。如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，提起水桶。 （1）如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照_______（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的_____点。请在丁图中画出最省力的情况下力的示意图__________； （2）设大轮与小轮的半径比为3︰1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升_______J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为_______N（不计井绳的粗细和自重）； （3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用_____（选填“①”或“②”）。消防水龙头要兼具省力和快捷的优点，提出一个方案看可以如何设计这个水龙头__________。 30．桔槔是中国古代一项伟大的发明。如图是古人利用桔槔从井里汲水的示意图，在它的前端A处用一根轻质细杆系一个水桶，在后端B处绑一块配重的石块，O1为支点且O1A=4O1B。汲水时，先缓慢向下拉杆；装水后，缓慢向上提杆。配重石块质量为40kg，桶重20N，桔槔的自重及摩擦不计。（g取10N/kg） (1)当人沿AC方向向下拉杆时，桔槔是____杠杆；若移动支架，以O2为支点，则拉力F1的大小将____；在图中标出以O2为支点时F1的力臂L1________； (2)向上提杆时人不施力，只借助配重石块，一次最多可以提起____kg水； (3)为满足不同场合的提水需求，可以更换配重石块。若汲水时，向下拉杆的力为F1'，装满水后，水和桶总重为240N，向上提桶的力为F2'，当F1'和F2'的大小相等时，配重石块质量应为____kg。 学科网（北京）股份有限公司 $