简单机械综合计算题 高频考点押题练 2026年初中物理中考复习备考

**基本信息** 聚焦简单机械综合计算，以高频考点为载体，通过实际场景题构建知识应用逻辑链，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |滑轮组|7题（1/3/4等）|含图像分析（v-t/F-s图）、机械效率/功率计算|绳子股数→拉力/速度→有用功/总功→机械效率，体现能量观念| |杠杆平衡|7题（2/5/11等）|结合压强/浮力，动态平衡分析|支点→力臂→力的关系，模型建构与科学推理结合| |压强计算|5题（2/3/6等）|固体/液体压强，联系重力/接触面积|压力与重力关系→压强公式应用，物质观念与运动相互作用统一|

简单机械综合计算题 高频考点押题练 2026年初中物理中考复习备考 1．小明同学所在兴趣小组设计了如图甲所示的滑轮组装置，物体重为115N，当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v随时间t变化的关系图象如图丙所示，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向；求： (1)物体在2~3s这段时间上升的高度； (2)在2~3s内，拉力的功率； (3)在2~3s内，滑轮组的机械效率。 2．如图是汽车起重机吊货物时的场景。汽车起重机自重为3×105 N，吊臂长度可在10~30m之间调节，汽车起重机可以吊起距支点O水平距离4~20m范围内的重物，汽车起重机工作时与水平地面的总接触面积为2m2（不计吊臂重、滑轮重和绳重）。g取10N/kg。 (1)求汽车起重机未吊货物时对水平地面的压强； (2)若将质量为20t的货物在10s内匀速竖直提升5m，求此过程中汽车起重机克服货物重力做功的功率； (3)若汽车起重机动力系统A允许提供的动力与动力臂乘积的最大值为3×106 N·m，求在动力与动力臂的乘积最大时允许吊起重物的重力的最大值。 3．家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： (1)拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强； (2)拉力F的功率； (3)滑轮组的机械效率。 4．如图甲，用滑轮组将重为240N的物体匀速提起，在5s内物体上升的高度为1m；不计绳重和摩擦。图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图像，图乙中阴影部分的面积的数值为300。g取10N/kg，求： (1)拉力F的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)动滑轮的重力。 5．小明利用如图所示装置提升重物P。他将配重Q用绳系于杠杆的B端，杠杆AB的支点为O，OA：OB=5：3，在杠杆的A端悬挂滑轮组，定滑轮重150N，动滑轮重90N，物体P重210N，物体P以0.4m/s的速度匀速上升。当杠杆恰好在水平位置平衡时，配重Q对水平地面的压强为1×105Pa。取下系于配重Q的绳子，使配重Q单独置于水平地面上时，配重Q对水平地面的压强为3×105Pa。杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g=10N/kg。求： (1)小明作用在绳子末端的拉力； (2)拉力做功的功率； (3)滑轮组的机械效率； (4)配重Q的重力。 6．重300N的货物静止在仓库水平地面上，与地面的接触面积为。工人用如图所示的滑轮组，将该货物匀速提升到3m高的货架上，工人对绳子竖直向下的拉力为200N。求： (1)货物静止在水平地面上时，对地面的压强； (2)滑轮组的机械效率。 7．体重为的小亮，用如图所示的滑轮组将一个重为的木箱从水平地面提起，使木箱在内匀速上升，所用的拉力为。不计绳重和摩擦，求： (1)绳子自由端移动的速度； (2)滑轮组的机械效率； (3)小亮通过该滑轮组能匀速提起木箱的最大重力。 (4)小亮双脚与水平地面的接触面积为，则在提升木箱过程中他对水平地面的压强。 (5)若考虑绳重和摩擦力做的功，且做功大小为，求动滑轮的重力。 8．工人师傅利用如图所示①的滑轮组搬运石材，质量为的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向匀速直线运动，石材在内由静止移动了②。石材在水平方向上受到的阻力为石材重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为③，滑轮组和绳子的自重不计。（g取）求： （1）石材受到的阻力； （2）在石材移动的过程④中，工人做的有用功； （3）在石材移动的过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。 9．图甲所示的载货汽车，其前面为“单轴-单轮”（一根轴上有2个车轮），后面为“单轴-双轮”（一根轴上有4个车轮），如图乙所示。装货后该货车总质量为16t，每个轮胎与地面的接触面积约为400cm2。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等，常偏向车的后半部，为简化研究问题，假设整体重心C到前、后轴的距离相等，水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等，等效作用在A点；水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等，等效作用在B点；因此，货车可看成水平杠杆，如图丙所示，AB距离等于前、后车轴间的距离，C在AB中点。g取10N/kg。 (1)求货车在B点所受的总支持力。 (2)为了保护路面，需要限定车辆对路面的压强大小。只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限定值，即视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为7.0×105Pa，请通过计算判断该货车是否超限。 10．底面积为900cm2，重为720N的货箱静止在水平地面上，工人用图甲所示的滑轮组将它提升到3.5m的高处，提升过程中，拉力F的功率为156W，货箱上升高度h随时间t变化的关系如图乙所示。不计摩擦及绳重。求： (1)由乙图知，物体匀速上升的速度为______m/s； (2)将该货箱放置在水平地面上，对地面的压强是多少？ (3)在提升过程中，工人所用拉力F为多大？ (4)如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，滑轮组的机械效率多大？ 11．图甲是利用桔槔在井中汲水的情境，图乙是桔槔的杠杆模型，其中AO长1.5m，OB长2m。 (1)若空水桶重为60N，石头重为150N。要使杠杆在水平位置静止，则人至少要对系水桶的绳子施加多大的力？ (2)若水桶装满水后的总重为260N，石头重为200N，则把装水后的水桶从水井中拉起时，人需要给绳子向上的拉力吗？若无需拉力，请分析说明；若需要拉力，请计算拉力大小。 12．课外活动小组设计一个打捞沉船的模拟装置，用物体代替沉船。如图所示，使物体从位置匀速直线上升到位置，的高度，物体受到的重力，体积是，作用在绳子的拉力为，作用在绳子的拉力，（整个过程不考虑风浪、水流等因素的影响），，求： (1)物体所受浮力的大小； (2)的大小； (3)使物体从M位置匀速直线上升到N位置，滑轮组的机械效率。 13．如图所示，一种自动冲水装置，由水箱、注水管，排水管、浮子和塞子组成。轻质硬杆OA、AB、CD固定连接，可以围绕O点旋转，硬杆AB固定连接浮子，硬杆CD固定连接塞子，，。塞子重20N，浮子重10N。塞子和硬杆的体积及各种摩擦都忽略不计。水箱的底面积为1m2，塞子的上表面积和浮子的底面积约为0.05m2，图中水深40cm。此时注水管开始向水箱注水，当水刚好到达浮端时，浮子刚好带动硬杆，将塞子抬起来。（，） (1)注水前，水箱底部的液体压强。 (2)注水前，硬杆AB对浮子的拉力。 (3)注水后，浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时，塞子上表面受到的液体压力 14．如图甲所示为能产生恒力的“弹簧凸轮结构”：将半径为R的圆轮和凸轮固定在一起组成杠杆，支点为O，拉力F1的力臂为OC，拉力F2=30N且力臂为OA=12cm。当弹簧收缩使杠杆沿顺时针方向转过一定角度到达如图乙所示的位置时，拉力F2减小为，凸轮使其力臂变成了OD，OD=18cm。求： (1)图乙中拉力F1的力臂；（用字母表示） (2)要使拉力F1大小不变，则为多大？ 15．如下图甲所示，轻质杠杆左侧用细绳挂着正方体甲，正方体甲放在水平放置的电子测力计上，右侧挂着重为1N的钩码乙，O为支点，正方体甲的边长为0.1m。在杠杆水平平衡的条件下，当只改变动力臂电子测力计的示数T随之改变，的关系如图乙所示。求： (1)正方体甲受到的重力； (2)阻力臂大小； (3)当动力臂时，正方体甲对电子测力计的压强。 16．大壮同学在家中自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂着体积为0.005m3的沙袋，如果在B端施加竖直向下、大小为300N的作用力时，轻杆AB在水平位置平衡。已知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮的质量为60kg，大壮站在地面时脚与地面的接触总面积为250cm2（，g取10N/kg）求： (1)沙子的密度； (2)将沙袋匀速提高0.6m，用时2s，大壮对杆做功的功率； (3)当沙袋向右移动0.5m时大壮对地面的压强。 (4)将沙袋挂在离O点处，让轻杆在水平位置平衡，求所挂沙袋质量最大是多少。 (5)沙袋仍在A端，若将沙袋完全浸没于水中时（沙袋不吸水），要使轻杆仍在水平位置平衡，大壮在B端施加竖直向下的作用力时对地面的压力。 参考答案 1．(1)2.5m (2)300W (3)95.8% （1）由图丙可知，物体在2~3s内，重物做匀速直线运动，v物=2.5m/s，物体在2~3s这段时间上升的高度为 （2）由图乙、丙可知，重物做匀速直线运动时，拉力F=40N，图甲中承担物重的绳子股数n=3，则拉力F端绳子移动的速度为 在2~3s内，拉力的功率 （3）在2~3s内，滑轮组的机械效率 2．(1)1.5×105 Pa (2)1×105 W (3)7.5×105 N （1）汽车起重机未吊货物时对水平地面的压力为 汽车起重机未吊货物时对水平地面的压强为 （2）此过程中汽车起重机克服货物重力做功为 做功的功率为 （3）根据杠杆平衡条件，已知，则当吊起距支点O水平距离为4m的重物时，阻力臂最小，阻力最大，则吊起重物的重力的最大值为 3．(1) (2)160W (3)90% （1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强 （2）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数n=2。不计绳重及摩擦，作用在绳子自由端的拉力为 在100s内，绳子自由端移动的距离s=nh=2×20m=40m 拉力F所做的总功 拉力F的功率 （3）提升包装箱所做的有用功 滑轮组的机械效率 4．(1)60W (2)80% (3)60N （1）由图乙可知，拉力F做的总功等于阴影部分的面积，即 拉力F的功率为 （2）滑轮组做的有用功为 滑轮组的机械效率为 （3）不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力所做的功 动滑轮的重力为 5．(1)150N (2)120W (3)70% (4)1500N （1）由图可知，该滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，承担物重的绳子段数n=2。不计绳重和摩擦，小明作用在绳子末端的拉力为 （2）绳子末端移动的速度为 拉力做功的功率为 （3）滑轮组的机械效率为 （4）杠杆A端受到的向下的拉力等于整个滑轮组（包括定滑轮、动滑轮、物重P）的总重力以及人对绳子的拉力之和，则A端的拉力为 根据杠杆平衡条件 ，可求得B端绳子对杠杆的拉力为 当杠杆恰好在水平位置平衡时，配重Q受到地面的支持力为 当杠杆恰好在水平位置平衡时，配重的重力等于杠杆的拉力和地面的支持力之和，即① 配重Q单独置于水平地面上时，配重Q对水平地面的压强为3×105Pa，则配重Q的重力等于此时地面的支持力为② 联立①②解得。 6．(1) (2)75% （1）货物的重力为G=300 N，接触面积为S=800cm2=800×10⁻4m2=0.08 m2 货物静止在水平地面上时，对地面的压强 （2）由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，滑轮组的机械效率 7．(1)0.4m/s (2)80% (3)1100N (4)7000Pa (5)40N 【分析】根据滑轮组绕线情况分析绳子段数，再根据滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系得出绳子自由端的速度，从而可以求出有用功、总功的大小，进而可求得滑轮组的机械效率。计算滑轮组可提起的最大重力时，先根据二力平衡知识，分析拉木箱时力的情况，得出滑轮组的重力，再据此得出滑轮组可提起物体的最大重力。计算动滑轮的重力也可根据有用功、额外功和总功的角度进行分析，进而求解。 （1）由图可知，滑轮组中绳子段数n=2，木箱在内匀速上升，则木箱上升的速度为 绳子自由端移动的速度为 （2）物体克服重力所做的功为 绳子自由端移动的距离为 拉力做的功为 滑轮组的机械效率为 （3）物体匀速上升，处于平衡状态，即向上的2段绳子拉力大小等于向下的动滑轮和木箱总重力的大小，即 代入数据可得 解得动滑轮的重力为。小亮的体重为600N，即拉力最大为600N，则有 代入数据可得 解得木箱的最大重力为。 （4）根据相互作用力知识可知，人对绳子的拉力为250N，则绳子对人的拉力也为250N，则此时人对地面的压力为 则他对水平地面的压强为 （5）绳重和摩擦力做功大小为，则动滑轮所做的额外功为 则动滑轮的重力为 8．（1）1800N；（2）；（3）800N 解：（1）石材受到的阻力 （2）石材匀速运动的速度 石材在内移动的距离 因为石材匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，则滑轮组对石材的拉力 工人做的有用功 （3）由可得，工人做的总功 由图知，，绳子自由端移动的距离 由可得工人作用在绳子自由端的拉力 答：（1）石材受到的阻力1800N； （2）在石材移动40s的过程④中，工人做的有用功7.2×104J； （3）在石材移动40s的过程中，工人作用在绳子自由端的拉力800N。 9．(1)8×104N (2)超限 （1）由题意知，装货后该货车总质量为16t，则货车的总重力为G=mg=16×103kg×10N/kg=1.6×105N 把货车可看成水平杠杆，以A点为支点，货车重力G为阻力，则B点的支持力为动力，由杠杆平衡的条件可得G×AC=FB支持×AB C在AB中点，则货车在B点所受的总支持力 （2）由题意知，每个轮胎与地面的接触面积约为400cm2，则后轮胎对路面的压强为 则后胎未超限；把货车可看成水平杠杆，以B点为支点，货车重力G为阻力，则A点的支持力为动力，由杠杆平衡的条件可得G×BC=FA支持×BA C在AB中点，则货车在A点所受的总支持力 则前轮胎对路面的压强为 则前胎超限了，因此该货车超限。 10．(1)0.2 (2)8000Pa (3)260N (4)95% （1）由图乙可知，货箱上升3m所用时间为15s，则货箱匀速上升的速度 （2）货箱对水平地面的压力 货箱对地面的压强 （3）由图可知，绳子自由端移动的速度 拉力的功率 工人所用拉力 （4） 不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力 不计绳重和摩擦，仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，滑轮组的机械效率 11．(1)140N (2)不需要，因为动力与动力臂的乘积大于阻力与阻力臂的乘积 （1）桔槔可视为一个以O为支点的杠杆，根据题意可知，， 石头对杠杆的拉力为动力 要使杠杆在水平位置静止，根据杠杆平衡条件，代入数据得 解得作用在A端的总阻力为 该总阻力由空水桶的重力和人施加的力共同提供，且方向向下，即，故人至少要对系水桶的绳子施加的力为 （2）把装水后的水桶从水井中拉起时，水桶和水对杠杆A端的拉力为阻力，石头对杠杆B端的拉力为动力。此时阻力，，阻力臂，动力臂 动力与动力臂的乘积为 阻力与阻力臂的乘积为 因为，所以杠杆会向动力（石头）一端转动，即石头下降，水桶被自动拉起。因此人无需给绳子施加向上的拉力。 12．(1)1000N (2)2100N (3)50% （1）由于物体从M到N的过程中完全浸没在水中，所以排开水的体积等于物体的体积，即 物体所受的浮力为 （2）物体在水中匀速上升，处于平衡状态。物体受到竖直向下的重力，以及竖直向上的浮力和绳子a的拉力。 根据力的平衡条件有 的大小 （3）在此过程中，滑轮组做的有用功为提升物体所做的功，即克服物体的视重（重力与浮力的差值）做的功 由图可知，承担动滑轮的绳子段数，绳子b端移动的距离为 拉力F2做的总功为 滑轮组的机械效率为 13．(1) 4000Pa (2) 40N (3) 340N （1）注水前，水箱中水的深度，则水箱底部受到的液体压强 （2）由题知，塞子的上表面积和浮子的底面积均为，注水前，浮子浸入水中的深度 则浮子排开水的体积 浮子受到的浮力 浮子受到向下的重力、硬杆对浮子向下的弹力和向上的浮力而处于静止状态，则，则硬杆对浮子的拉力 （3）设浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时水的深度为，此时浮子浸入水中的深度 则此时浮子受到的浮力① 注水后，浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时，对杠杆的拉力等于塞子的重力与水对塞子的压力之和，即 根据杠杆平衡条件可得 其中为对杠杆的拉力。已知，则硬杆对杠杆的力 此时浮子受到向下的重力、硬杆对浮子向下的拉力和向上的浮力而处于静止状态，则此时浮子受到的浮力② 联立①②解得 塞子上表面受到的液体压力 14．(1)R (2)20N （1）根据力臂的定义，力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。在图乙中，支点为O，拉力F1的作用线是过其作用点的水平切线，从支点O到该作用线的垂直距离即为大圆的半径，因此，拉力F1的力臂是R。 （2）该装置可视为一个杠杆，O为支点 在图甲位置时，杠杆处于平衡状态，根据杠杆平衡条件 可得：① 在图乙位置时，杠杆也处于平衡状态，根据杠杆平衡条件可得：② 联立①②两式可得 15．(1)3N (2)2cm (3)100Pa （1）对正方体甲进行受力分析，甲受到竖直向下的重力G甲、杠杆对它竖直向上的拉力F拉和电子测力计对它竖直向上的支持力F支。由于甲处于静止状态，所以受力平衡，则有。电子测力计的示数T等于支持力F支，即，所以 。由图乙可知，当动力臂时，电子测力计的示数。此时，根据杠杆平衡条件，动力G乙对杠杆的作用效果为零，由于杠杆是轻质的，杠杆对甲的拉力F拉也为零。所以，正方体甲的重力 （2）设钩码乙的重力为G乙，杠杆左侧绳子对杠杆的拉力为F2。根据杠杆平衡条件有，其中。所以。由图乙可知，当时，。代入数据 解得。 （3）由图乙可知，当动力臂时，电子测力计的示数。正方体甲对电子测力计的压力F压等于电子测力计的示数T，即 正方体甲的底面积（受力面积）为 正方体甲对电子测力计的压强为 16．(1) (2) (3) (4) (5) （1）轻杆AB在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件知，所以沙子的重力 由可得，沙子的质量 沙子的密度 （2）将沙袋匀速提高0.6m，由相似三角形边长关系可知，大壮对杆做功的距离 杆重不计，大壮做的功为 大壮对杆做功的功率 （3）沙袋向右移动0.5m，那么 根据杠杆平衡条件可知，则 此时大壮共受三个力的作用，大壮的重力 轻杆B端对大壮的拉力（与大壮拉杆的力为一对相互作用力）、地面对大壮的支持力大壮处于静止状态时受到地面的支持力 大壮对地面的压力 大壮脚与地面的接触面积 大壮对地面的压强 （4）大壮能提供的最大向下拉力等于自身重力 设最大沙袋重力为，由杠杆平衡 得 最大质量 （5）沙袋浸没后浮力 此时A端拉力 由杠杆平衡得此时B端拉力 大壮对地面的压力等于大壮重力减去杆对大壮向上的拉力 学科网（北京）股份有限公司 $