专题07 简单机械（期末专项训练）八年级物理下学期新教材沪科版

**基本信息** 以“概念辨析-实验探究-应用计算”为逻辑主线，系统覆盖杠杆、滑轮、斜面等简单机械核心考点，突出物理观念与科学思维的融合。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |杠杆基础|5题型（1-5）|概念判断、力臂作图|从五要素定义到力臂作图，构建杠杆认知模型| |杠杆应用|2题型（6-7）|平衡条件计算、最小力分析|结合生活实例（桔槔、核桃夹）深化平衡条件应用| |滑轮系统|4题型（8-11）|定/动滑轮辨析、组图与计算|从单滑轮特点到滑轮组绕线与机械效率关联| |机械效率|3题型（12-14）|功的辨析、效率计算与测量|通过实验（斜面/滑轮组）理解有用功、额外功关系|

专题07 简单机械（参考答案） 题型一 杠杆及其五要素（共4小题） 1．【答案】B 2．【答案】D 3．【答案】C 4．【答案】D 题型二 杠杆力臂作图（共5小题） 5．【答案】 6．【答案】 7．【答案】 8．【答案】 9．【答案】 题型三 实验：探究杠杆平衡条件（共4小题） 10．【答案】D 11．【答案】C 12．【答案】(1) 右 便于测量力臂，同时消除杠杆自身重力对实验的影响 (2) 大 拉力的力臂变小，而阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆平衡条件，拉力会增大，因此弹簧测力计示数变大 (3) 4 13．【答案】(1) 平衡 测量力臂 (2) F1L1=F2L2 寻找普遍规律 (3)变大 (4)B 题型四 杠杆最小力作图（共4小题） 14．【答案】 15．【答案】 16．【答案】 17．【答案】 题型五 杠杆分类（共4小题） 18．【答案】B 19．【答案】C 20．【答案】C 21．【答案】A 题型六 杠杆平衡条件的应用（共5小题） 22．【答案】 10 竖直向下 20 23．【答案】 费力 180 远离 24．【答案】 杠杆 B 12 25．【答案】B 26．【答案】(1)180N (2)2m (3)20N 【详解】（1）已知木桶中水的质量，木桶中水的重力 （2）石块匀速提升装满水的木桶至图示位置时，“桔槔”的横杆处于水平位置，CO和OB的长度为杠杆的两个力臂，已知，， 根据杠杆平衡条件可得 即。 （3）根据题意只在A端固定悬挂60N的石块，，， 根据杠杆平衡条件可得 水平位置平衡时， 人对绳向上的拉力 题型七 定滑轮（共4小题） 27．【答案】A 28．【答案】B 29．【答案】C 30．【答案】(1) 物体的重力 拉力的大小 (2)D (3)能够改变力的方向 题型八 动滑轮（共4小题） 31．【答案】 2.4 动 60 32．【答案】 动 变大 33．【答案】D 34．【答案】(1)匀速 (2)钩码的个数 (3) 动力做的功 不能 题型九 滑轮（组）作图（共6小题） 35．【答案】 36．【答案】 37．【答案】 38．【答案】 题型十 滑轮（组）简单计算（共4小题） 39．【答案】1100 40．【答案】(1)n值错误 (2)n为动滑轮上的绳子的股数，应为2 (3) 41．【答案】(1)1.2m/s (2)280N (3)1020N 【详解】（1）物体上升的速度 由图知，承担物重绳子的股数是n=2，绳子自由端移动的速度 （2）不计绳重和摩擦，由可知，动滑轮的重力 （3）绳子能承受的最大拉力Fmax=650N，但工人站在地面上，他能施加的最大拉力不能超过自身重力，而题目未给出工人重力，因此按绳子能承受的最大拉力计算： 根据公式，变形得 即滑轮组能够提升重物最大的重力是 42．【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图可知，拉动动滑轮绳子的段数 绳端移动的距离 （2）汽车所受的重力 汽车所受路面的摩擦力 拉出汽车所需要的拉力大小 题型十一 斜面、轮轴（共4小题） 43．【答案】(1)省力 (2) 60 20 (3)① (4) 斜面 省力 44．【答案】 斜面 省力 45．【答案】 轮轴 力 C 46．【答案】 < = > 题型十二 有用功、额外功、总功（共5小题） 47．【答案】＞ 48．【答案】 有用功 总功 额外功 49．【答案】 7200 1200 不能 50．【答案】 ① ②③ 51．【答案】 有用 额外 题型十三 机械效率基本知识（共6小题） 52．【答案】小于 53．【答案】B 54．【答案】C 55．【答案】D 56．【答案】A 57．【答案】A 题型十四 机械效率简单计算（共5小题） 58．【答案】D 59．【答案】C 60．【答案】C 61．【答案】(1) (2) 【详解】（1）通过上图可得，承担物重的绳子段数为，不计绳重和摩擦力，拉力与重物、动滑轮重的关系为 根据题意得，，所以 （2）有用功为 绳子自由端移动的距离 总功为 滑轮组的机械效率为 62．【答案】(1) (2) (3)32% 【详解】（1）泥沙的重力为 挖掘机对泥沙做的功等于提升泥沙时克服重力做的功，即 （2）有用功的功率为 （3）整个过程总用时 总功为 机械效率为 题型十五 机械效率的测量（共3小题） 63．【答案】(1)乙 (2)74.1% (3) 同一滑轮组，提升的物体重力越大，滑轮组机械效率越高 A (4)使用同一滑轮组，提升相同的重物，改变提升高度，多次测量比较机械效率 64．【答案】(1) 平行斜面 匀速直线 (2) 70.6% 小聪 (3)斜面的粗糙程度一定，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高 (4)斜面上额外功；总功，因为斜面机械效率小于1，所以有用功小于总功，额外功也小于总功，s相同，所以， 65．【答案】(1) 得到普遍规律 (2)小明 (3)< 1 / 1 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 学科网（北京）股份有限公司 $专题07 简单机械 题型1杠杆及其五要素 题型10滑轮（组）的简单计算 题型2杠杆力臂作图 题型11斜面与轮轴 题型3实验：探究杠杆平衡条件 题型12有用功、额外功、总功 题型4杠杆最小力作图 题型13机械效率基本知识 题型5杠杆分类 题型14机械效率的计算 题型6杠杆平衡条件的应用 题型15机械效率的测量 题型7定滑轮 题型8动滑轮 题型9滑轮（组）的作图 1 / 1 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 学科网（北京）股份有限公司 题型一 杠杆及其五要素（共4小题） 1．关于杠杆和力臂，下列说法中正确的是（　　） A．力臂是支点到力的作用点的距离 B．杠杆的形状可以是任意的 C．力臂总在杠杆上 D．以上说法均不正确 【答案】B 【详解】A．根据力臂的定义，力臂是支点到力的作用线的垂直距离，并非支点到力的作用点的距离，故A错误； BD．杠杆的定义是能绕固定支点转动的硬棒，硬棒的形状可以是任意的，比如剪刀、弯杆等都可作为杠杆，故B正确，D错误。 C．当力的作用线不与杠杆垂直时，力臂是支点到力的作用线的垂直距离，此时力臂不在杠杆上，故C错误。 故选B。 2．如图所示的跷跷板、羊角锤、开瓶器，都是杠杆。结合这些实例，分析下列有关杠杆的描述，正确的是（    ） A．杠杆一定是直的硬棒 B．动力和阻力一定位于支点两侧 C．杠杆不一定有支点 D．杠杆受到的动力和阻力方向可能是相同的 【答案】D 【详解】A．杠杆可以是直棒，也可以是弯曲的，比如羊角锤，故A错误； B．动力和阻力可以位于支点两侧，如跷跷板；也可以位于支点同侧，如开瓶器，故B错误； C．杠杆是围绕固定点（支点）转动的硬棒，所以杠杆一定有支点，故C错误； D．作用在杠杆上的两个力在支点的异侧时，这两个力的方向可能相同，如跷跷板，故D正确。 故选D。 3．如图所示，夹核桃时，用力压手柄即可夹碎核桃。把核桃夹视为杠杆，下列说法正确的是（　　） A．杠杆的支点在N点 B．核桃受到的压力为阻力 C．手对杠杆的压力为动力 D．以上都错误 【答案】C 【详解】由图可知，夹核桃时，核桃夹绕着M点转动，M点为支点，核桃对核桃夹的作用力为阻力，手对核桃夹的作用力为动力，故C正确，ABD错误。 故选C。 4．阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理，而我国大约在3000年前就出现了能精准称量的天平。下列物体中，不属于杠杆的是（    ） A．船桨 B．剪刀 C．剪指甲刀 D．茶壶 【答案】D 【详解】ABC．船桨、剪刀、剪指甲刀在使用的过程中能够围绕支点转动，它们都属于杠杆，故ABC不符合题意； D．茶壶的上端开口，下端连通，属于连通器，是利用了连通器的原理，故D符合题意。 故选D。 题型二 杠杆力臂作图（共5小题） 5．打篮球是同学们喜爱的一种运动，不仅可以强身健体，还可以适当释放压力和调整情绪。如图甲所示的篮球架，横杆OAB可以看成一个杠杆，图乙为横杆的简化示意图，其中O为横杆的支点，B为篮球框的重力作用点，在A点斜杆对横杆的拉力为。请在图乙中作出篮球框所受的重力及力的力臂的示意图。 【答案】 【详解】篮球框所受重力的方向竖直向下，作用点在点B处，过重心B画一条带箭头的竖直向下的线段，用G表示；从支点O到力F的作用线作垂线段，即为力F的力臂L，如图所示： 6．如图，作出杠杆动力臂l1对应的动力F1和阻力F2的示意图。 【答案】 【详解】阻力是重物对杠杆的拉力，作用点在杠杆上，方向竖直向下；由动力臂的右端，作垂直于动力臂的直线，与杠杆的交点为力的作用点，方向斜向右上方，据此作图。 7．如图所示是用水后及时关闭水龙头的情景，水龙头手柄可以视为一根杠杆。请画出阻力F2的力臂L2。 【答案】 【详解】由支点O向阻力的作用线作垂线段，标出力臂的符号，据此作图。 8．如图是参加拔河比赛时人们常采用的姿势，此时可以将人体看作一个以脚底O点为支点的杠杆，重心在A点，受到绳子的拉力为F。请在图中画出人体所受重力的示意图以及拉力F的力臂l。 【答案】 【详解】重力的方向竖直向下，作用点在物体的重心上，过重心竖直向下画一条带有箭头的线段，标明G；过支点O作力F的垂线段，即为力F的力臂，据此作图。 9．如图是活塞式抽水机的示意图。其中手柄AOB可看成是一个杠杆，在动力F1的作用下绕O点顺时针匀速转动，A点所受动力方向如图所示，请在图中画出F1的力臂l1和杠杆在B点受到阻力F2的示意图。 【答案】 【详解】在动力F1的作用下杠杆绕O点顺时针匀速转动，O为杠杆支点，根据力臂的定义，力臂是支点到力的作用线的垂直距离，我们需要先画F1的作用线，然后从支点O向该作用线作垂线段，垂线段的长度即为l1；杠杆在F1的作用下顺时针转动，B点向下运动，B点会受到竖直向上的阻力F2，需画带箭头的线段表示。据此作图。 题型三 实验：探究杠杆平衡条件（共4小题） 10．如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，用刻度均匀的匀质杠杆进行实验（每个钩码重为0.5N）。下列说法正确的是（　　） A．实验前出现图甲所示的静止情况，杠杆处于非平衡状态，应该将其调到水平位置平衡便于测力臂 B．图乙，左边钩码向左移3格，右边钩码向右移2格杠杆仍会水平平衡 C．图丙，弹簧测力计从位置a转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变小 D．图丁，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数大于3N 【答案】D 【详解】A．图甲中杠杆处于静止，属于平衡状态，故A错误； B．设杠杆每格长度为，每个钩码重。左移后：左侧力和力臂的乘积为 右侧为 两侧乘积不相等，杠杆不能平衡，故B错误； C．弹簧测力计从a转到b，拉力倾斜，动力臂变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，拉力需要变大，示数应变大，故C错误； D．不计杠杆自重时，3个钩码总重，阻力臂为，动力臂为，由得，拉力 但本题是匀质杠杆，杠杆自身重心在支点左侧，自重向下会产生额外的阻力矩，因此拉力需要大于才能平衡，故D正确。 故选D。 11．在“探究杠杆的平衡条件”时，小旺得出“阻力×阻力作用点到支点的距离＝动力×动力作用点到支点的距离”，杠杆就能平衡。能说明该结论不正确的操作是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】为了验证小旺的结论是否正确，应让拉力的方向不沿竖直方向而是在杠杆右侧的不同位置沿倾斜方向向下拉，使杠杆在水平位置平衡，会发现：“阻力×阻力作用点到支点的距离≠动力×动力作用点到支点的距离”可判断这个结论错误，故C符合题意，ABD不符合题意； 故选C。 12．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，接下来应将杠杆两端的平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，其目的是__________； (2)如图乙所示，用弹簧测力计在点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中，要使杠杆仍在水平位置平衡，弹簧测力计的示数将会逐渐变__________，这是因为__________。 (3)图丙为科技小组制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，，，，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。 ①当杠杆处于丙图所示水平位置平衡时，的重力为__________N。 ②松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆（点对应B点），保持位置不变，要使杠杆在图丁位置保持平衡，则应该移动到__________（选填“①”“②”或“③”）处。 【答案】(1) 右 便于测量力臂，同时消除杠杆自身重力对实验的影响 (2) 大 拉力的力臂变小，而阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆平衡条件，拉力会增大，因此弹簧测力计示数变大 (3) 4 【详解】（1）实验前杠杆左端下沉、右端上翘，平衡螺母向翘起的右端调节； 杠杆调至水平位置平衡，一方面力臂与杠杆重合，可直接从杠杆上读出力臂，另一方面杠杆自重的作用线过支点，消除了杠杆自重对实验的影响。 （2）弹簧测力计向右倾斜后，支点到拉力作用线的垂直距离（拉力的力臂）变小，而阻力（钩码重力）和阻力臂保持不变，根据杠杆平衡条件，拉力会增大，因此弹簧测力计示数变大。 （3）根据杠杆平衡条件，代入数据，解得。 左边的大小和力臂都不变，的大小不变，根据杠杆平衡条件，的力臂需要和原来大小相等。由于重力竖直向下，力臂是支点O到重力作用线的水平距离，原来力臂大小等于，因此需要作用点到O点的水平距离等于，对应位置为②。 13．杆秤是我国最古老也是现今人们仍然在使用的衡量工具，是根据杠杆原理制造出来的，以方便人们买卖，映射出中国古代汉族劳动人民的聪明才智，具有悠久的历史。在物理实践活动中，小明探究杠杆的平衡条件后制作了一把杆秤。 (1)将杠杆的中点悬挂，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆______（选填“平衡”或“不平衡”）。为使杠杆在水平位置平衡，小明应调节杠杆的平衡螺母，这样做的目的之一是便于____________________。 (2)调节杠杆水平平衡后，在杠杆两侧悬挂同质量的钩码并移动钩码的位置，使杠杆重新水平平衡，测得的实验数据如下表： 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 ①分析数据可得出杠杆的平衡条件是________________（用字母表示）。 ②小明多次实验的目的是________________________。 (3)如图乙所示，小明在杠杆的A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，将弹簧测力计从D竖直向下转动到沿C斜向下拉，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数______（选填“变大”“变小”或“不变”）。（每个钩码的重力均为0.5N，杠杆每格刻度均匀且杠杆重忽略不计） (4)实验结束后，小明制作了如图丙所示的杆秤，经测试发现能测的物体的最大质量太小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是______（填选项）。 A．换一个质量较小的秤砣 B．将b点向左移 【答案】(1) 平衡 测量力臂 (2) F1L1=F2L2 寻找普遍规律 (3)变大 (4)B 【详解】（1）杠杆只要保持静止就处于平衡状态，因此图甲中静止的杠杆是平衡的；杠杆调节到水平位置平衡后，力臂与杠杆重合，方便直接测量力臂。 （2）分析表格数据，三次实验都满足动力×动力臂=阻力×阻力臂，即杠杆平衡条件为； 本实验是探究规律的实验，多次实验是为了避免偶然性，得到普遍成立的结论。 （3）杠杆保持水平平衡时，阻力和阻力臂都不变，弹簧测力计斜向下拉时，动力臂会变小，根据杠杆平衡条件，动力会变大，因此弹簧测力计示数变大。 （4）以提纽为支点，根据杠杆平衡条件推导杆秤最大测量质量 整理得 换更小的秤砣，变小，变小。 b点左移，物体到支点的距离变小，变大，故选B。 题型四 杠杆最小力作图（共4小题） 14．如图所示是古人用来汲水的桔槔示意图。请在图中画出向上提水时作用在A点的最小动力的示意图及阻力的示意图。 【答案】 【详解】根据杠杆平衡条件，最小动力对应最长动力臂，连接支点O与作用点A，此线段为最长力臂。过作用点A向下作该线段的垂线，即为最小动力；水桶对杠杆竖直向下的拉力为杠杆受到的阻力，作用点在杠杆左端的悬挂点上。 15．“节约用水，人人有责”，如图所示是用水后及时关闭水龙头的情景，水龙头手柄可以视为一根杠杆。请画出阻力的力臂以及施加在A点的最小动力的示意图。 【答案】 【详解】延长的作用线，过O点作阻力作用线的垂线，即为阻力对支点O的力臂；在杠杆中的阻力、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，OA为最长动力臂时，动力最小，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力，如图所示： 16．劳动实践中，小明利用如图所示的轻质除草器ABC拔除杂草，请作出以B点为支点使用该除草器将杂草撬起时施加的最小动力的示意图。 【答案】 【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在B点，因此AB作为动力臂最长，过A点垂直于AB向下作出最小动力的示意图，如图所示 17．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】 【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，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，过A点垂直于OA向下作出最小动力示意图，如下图所示： 题型五 杠杆分类（共4小题） 18．如图所示的器具在使用时，属于省力杠杆的是（　　） A．用扫帚扫地 B．用核桃夹夹核桃 C．用镊子夹物体 D．用筷子夹食物 【答案】B 【详解】A．扫帚扫地时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意； B．核桃夹夹核桃时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意； C．镊子夹物体时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意； D．筷子夹食物时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。 故选B。 19．中国空间站上的航天员可以在机械臂的辅助下进行舱外检修工作。机械臂类似人的手臂，可以省距离。下列工具中，按图中所示方法使用时与机械臂属于同一类杠杆的是（     ） A．扳手 B．羊角锤 C．镊子 D．核桃夹 【答案】C 【分析】根据杠杆的特点：省距离的杠杆是费力杠杆，动力臂小于阻力臂，因此题干中的机械臂属于费力杠杆。 【详解】ABD．扳手、羊角锤、核桃夹：使用时动力臂大于阻力臂，都属于省力杠杆，省力费距离，故ABD不符合题意； C．镊子：使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力省距离，和机械臂属于同一类杠杆，故C符合题意。 故选C。 20．如图甲所示停车场常用闸杆来控制车辆出入。如图乙所示将闸杆看作一个质量分布均匀的杠杆，O为杠杆的支点。下列说法不正确的是 （    ） A．闸杆升起时，施加在A端的力F1为动力，此时闸杆是费力杠杆 B．闸杆升起时，动力沿F1方向比沿F2方向更费力 C．闸杆升起的过程中，阻力臂保持不变 D．适当将支点O向B端靠近，可以减小升起闸杆的动力 【答案】C 【详解】A．闸杆升起时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A正确； B． 方向的动力臂小于 方向的动力臂，根据杠杆平衡条件，动力臂越小越费力，故B正确； C．闸杆升起过程中，重力作用线与支点的距离（阻力臂）逐渐减小，故C错误； D．支点向端靠近，动力臂增大、阻力臂减小，根据杠杆平衡条件，动力减小，故D正确。 本题选择错误的选项，因此选C。 21．《天工开物》中记载的脚踏碓是一种舂米（给稻谷去壳）的工具，可以看作杠杆。如图所示，木杆可绕O点转动，脚在A点踩踏木杆后端，松开后，木杆前端B点的碓头就会落下捶打石臼内的稻谷。关于此工具，下列说法正确的是（    ） A．优点是省距离 B．属于省力杠杆 C．OA是动力臂 D．脚离O点越近越省力 【答案】A 【详解】AB．该杠杆支点为，动力是脚在点对木杆的作用力，阻力是端碓头的重力。由图可知，动力臂小于阻力臂，因此脚踏碓属于费力杠杆；费力杠杆的特点是费力，但优点是省距离，故A正确，B错误； C．力臂的定义是“支点到力的作用线的垂直距离”，不是支点到力的作用点的连线，因此不是动力臂，故C错误； D．根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，脚离点越近，动力臂越小，所需动力越大，越费力，故D错误。 故选A。 题型六 杠杆平衡条件的应用（共5小题） 22．如图所示，轻质杠杆AB长为2m，AO长为0.4m，物体G的重力为40N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个__________N的力F，方向__________。如果G为80N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个____________N的力。 【答案】 10 竖直向下 20 【详解】支点O，阻力大小等于物体G的重力，这个力使杠杆产生逆时针转动趋势，阻力臂 所以需要在B点施加一个竖直向下的动力F，此力使杠杆产生顺时针转动趋势，并且动力臂 最大，需要动力最小。 根据杠杆平衡条件 当时 当时 23．如图甲所示，赛龙舟是中国端午节习俗之一。图乙是运动员划船桨示意图，，，运动员一只手在船桨上端O点，另一只手对船桨A处的拉力，船桨可看作一个_____（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，水对该船桨的推力为_____N。为获得更大的推力，A点应_____（选填“靠近”或“远离”）O点一些。 【答案】 费力 180 远离 【详解】船桨的支点为上端点，动力的动力臂 水的推力的阻力臂 动力臂小于阻力臂，因此船桨是费力杠杆。 根据杠杆平衡条件 代入数据得 解得 根据杠杆平衡条件 船桨总长度（阻力臂）不变，动力大小不变，若要获得更大的推力，需要增大动力臂的长度，因此点应远离点。 24．图1为旅行衣架，利用椅背做支撑晾晒衣物，图2为其简化示意图。挂衣物时，该衣架可以看成________，同一件衣物挂在________（选填“B”“C”或“D”）点，椅背上A点受到的作用力最小。若忽略衣架重，，将9N的衣物挂在D处时，椅背上A点受到的水平压力为________N。 【答案】 杠杆 B 12 【详解】该衣架可绕固定点O转动，符合杠杆的定义，因此可以看成杠杆。 根据杠杆平衡条件，支点为O，阻力是衣物的重力，大小不变；A点作用力的力臂OA是定值，阻力臂为挂点到支点所在竖线的水平距离，挂点越靠近A，阻力臂越小，A点的作用力就越小。B点离A最近，阻力臂最小，因此挂在B点时A点受到的作用力最小。 根据杠杆平衡条件可得，代入，，得 因此A点受到的水平压力为12N。 25．在跨学科实践活动中，同学们用一根长约40的轻质木棍、一个50g的钩码作为秤砣、一个100g的砝码、一个小盆、细线若干、一把刻度尺、一支记号笔制作了简易杆秤，如图所示，O点为其标定的零刻度值。下列有关说法中不正确的是（　　） A．如果A端所受的力为阻力，则该杠杆属于省力杠杆 B．在利用该杆秤称量时，若杆秤左高右低，需要将秤砣往右侧移动 C．换用另一个更轻的小盆后，所对应的新的零刻度值在O点左边 D．通过将支点B左移可以增大该杆秤的测量范围 【答案】B 【详解】A．由图可知支点为B，若A端所受的力为阻力，阻力臂为；动力是秤砣的拉力，动力臂为支点到秤砣的距离，可知动力臂长度大于阻力臂，根据杠杆分类，动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，故A正确，不符合题意； B．杆秤左高右低，说明右端下沉、左端上翘，即左端阻力与阻力臂的乘积小于右端秤砣的动力和动力臂的乘积，根据杠杆的平衡条件，要使杠杆平衡，需要减小右端动力臂，不变，因此需要减小动力臂，应将秤砣向左侧移动，不是向右移动，故B错误，符合题意； C．秤砣在零刻度处杠杆平衡，换用更轻的小盆后，左端的力变小，根据，要让杠杆平衡，秤砣需要向左移动（减小动力臂），所以新的零刻度值在O点左边，故C正确，不符合题意； D．测量范围是指能称量的最大质量，将支点B左移，阻力臂BA变小，动力臂（B到C的距离）变大，根据，能称量的最大物重会变大，测量范围变大，故D正确，不符合题意。 故选B。 26．《天工开物》中记录了一种在井上打水的工具“桔槔”。如图甲所示，其原理是初中物理所学的杠杆知识，图乙是“桔槔”的简化模型图，通过在轻质“桔槔”上挂配重石块可以将井中的水桶打捞出来。其中长度为1m，长度为3m，木桶的重力为20N，装满水时水的质量为18kg。某次打捞时将100N的石块悬挂在点，石块匀速提升装满水的木桶至图示位置，若过程中不考虑水溢出，求： (1)木桶中水的重力； (2)长度； (3)若只在A端固定悬挂60N的石块作为配重，水平位置平衡时，求人对绳向上的拉力。 【答案】(1)180N (2)2m (3)20N 【详解】（1）已知木桶中水的质量，木桶中水的重力 （2）石块匀速提升装满水的木桶至图示位置时，“桔槔”的横杆处于水平位置，CO和OB的长度为杠杆的两个力臂，已知，， 根据杠杆平衡条件可得 即。 （3）根据题意只在A端固定悬挂60N的石块，，， 根据杠杆平衡条件可得 水平位置平衡时， 人对绳向上的拉力 题型七 定滑轮（共4小题） 27．物理学著作《远西奇器图说》里记载了一种机械装置，如图所示。小球B拉着小球A匀速移动，若小球A的质量是50g，不考虑摩擦和绳重，小球B的质量可能为（　　） A．30g B．50g C．70g D．以上都有可能 【答案】A 【详解】不考虑摩擦和绳重，定滑轮既不省力又不省距离，则绳子对A的拉力等于B的重力，当B下降时，B下降的高度等于A沿斜面上升的距离，大于A竖直上升的高度，根据功的原理可知，重力对B做的功等于绳子的拉力对A做的功，也等于克服A的重力做的功，即 因为，所以 小球A的质量是50g，因此B的质量肯定小于50g，故选A。 28．如图所示，旗杆上有一个滑轮，人们设计这个滑轮的目的是（　　） A．省力 B．改变力的方向 C．省距离 D．省功 【答案】B 【详解】旗杆顶端的滑轮是定滑轮，定滑轮的特点是：不省力，也不省距离，同时根据功的原理，任何机械都不能省功；定滑轮的核心作用是改变力的方向，让人在地面向下拉绳子，就可以让国旗向上升，符合升旗的需求，故选B。 29．如图所示的装置中，甲物体重7N，乙物体重2N。甲、乙均保持静止状态。不计弹簧测力计及绳重，则下列说法正确的是（　　） A．甲受到绳子的拉力为5N B．乙受到的合力为5N C．甲对地面的压力为5N D．弹簧测力计的示数为0N 【答案】C 【详解】AD．乙保持静止状态，乙物体重2N，所以乙受到绳子拉力为2N，因为定滑轮绳子两端拉力相同，所以弹簧测力计挂钩处受到绳子拉力大小也为2N，弹簧测力计静止，因此弹簧测力计两侧受到绳子的拉力相等，所以弹簧测力计拉环处受到左侧绳子拉力也为2N，同理可知，甲受到绳子的拉力也为2N，故AD错误； B．乙保持静止状态，所以受力平衡，因此乙受到的合力为0N，故B错误； C．甲静止，处于平衡状态，对甲进行受力分析有 所以支持力等于重力和拉力的差值等于 支持力和压力是一对相互作用力，相互作用力的大小是相等的，所以甲对地面的压力为5N，故C正确。 故选C。 30．研究定滑轮的特点。 (1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是___________和___________； (2)如图乙所示，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，则它们的大小关系为___________（选填字母）； A． B． C． D． (3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮___________的特点。 【答案】(1) 物体的重力 拉力的大小 (2)D (3)能够改变力的方向 【详解】（1）[1][2]定滑轮是一种简单机械，为了比较机械是否省力，需要比较不用机械直接作用在物体上的力和使用机械实际需要的力的大小关系，故在研究使用定滑轮是否省力时，需要测量的物理量是物体的重力和拉力的大小。 （2）定滑轮相当于一个等臂杠杆，无论在哪个方向拉动，动力臂与阻力臂均为滑轮的半径，故拉力的大小不变，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （3）定滑轮相当于一个等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向。升国旗过程中向下拉动时，国旗向上运动，是利用定滑轮能够改变力的方向的特点。 题型八 动滑轮（共4小题） 31．如图（1），弹簧测力计读数是____N；如图（2）所示匀速提升重物时，小明所用的是____（选填“定”或“动”）滑轮；物体重为100N，滑轮重20N，不计绳重和摩擦力，则手的拉力为_____N。 【答案】 2.4 动 60 【详解】如图（1），弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为2.4N。 图（2）中滑轮工作时，轴会随重物一起运动，因此是动滑轮；不计绳重和摩擦时，承担物重的绳子股数为，手的拉力为 32．工人师傅用如图所示的装置提升货物。该装置为__________滑轮。若保持该装置不变，增大被提升货物的重量，该装置的机械效率将__________（选填“变大”“变小”或“保持不变”）。 【答案】 动 变大 【详解】该滑轮的轴会随被提升货物一起运动，符合动滑轮的特点，因此是动滑轮。 装置不变时，提升过程中克服动滑轮自重、摩擦产生的额外功大小几乎不变；增大货物重力后，有用功增大，有用功在总功中的占比增大，因此机械效率变大。 33．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=100N（不计绳重、滑轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升4m。下列说法中正确的是（    ） A．F甲=100N，并向上移动8m B．F甲=100N，并向上移动4m C．F乙=100N，并向上移动2m D．F乙=200N，并向上移动2m 【答案】D 【详解】AB． 甲是普通动滑轮，不计绳重、滑轮重和摩擦时，拉力 拉力移动的距离，故AB错误； CD．对乙滑轮受力分析可得 该用法费两倍的力，省一半距离，物体提升4m时，拉力向上移动的距离，故C错误，D正确。 故选D。 34．在“探究滑轮是否省功”的实验中，小明所在实验小组，进行了如下实验。 (1)用弹簧测力计沿竖直方向 _______ 拉一个动滑轮，使挂在它下面的钩码缓缓上升，测量拉力F、绳端移动的距离s，钩码所受重力G及其上升的高度h。 实验序号 手拉绳子的力F/N 手移动的距离s/cm 钩码的重力G/N 钩码上升的高度h/cm 1 0.60 10 1.00 5 2 0.85 10 1.50 5 3 1.10 10 2.00 5 (2)为了多测几组数据，我们可以改变 __________ ，也可以改变钩码上升高度，重复上述步骤。 (3)将实验数据填入表格中。 ①该实验的目的是探究比较 __________ 与动滑轮拉钩码所做的功是否相等。 ②根据实验目的分析实验数据可知，使用动滑轮 _______ （能/不能）省功。 【答案】(1)匀速 (2)钩码的个数 (3) 动力做的功 不能 【详解】（1）用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小，使挂在它下面钩码缓缓上升，测量拉力F。 （2）为了多测几组数据，我们可以改变提升物体的重力，即改变钩码的个数，也可以改变钩码上升高度，重复上述步骤。 （3）[1]由表中数据知，根据，可求出拉力做的功，故该实验的目的是探究比较动力做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等。 [2]根据实验目的分析实验数据可知，动力做的功 动滑轮拉钩码所做的功 所以，同理第2、3次动力做的功也大于动滑轮拉钩码所做的功，故使用动滑轮不能省功。 题型九 滑轮（组）作图（共6小题） 35．请在图中标出该滑轮的支点O及作出力F的力臂L。 【答案】 【详解】定滑轮的支点O在滑轮的中心轴上，动力F为绳子的拉力，方向竖直向下，过支点O向动力作用线画垂线，就得到F的力臂L。 36．如图所示，动滑轮的实质是一个杠杆，请在图中标出其支点O，并分别画出动力F1、阻力F2、以及动力臂l1和阻力臂l2。 【答案】 【详解】动滑轮的支点O在绳与轮最右边的接触点；F1为动力，作用点在绳与轮最左边的接触点；阻力F2作用点在轴上，方向竖直向下；过支点O分别向动力作用线和阻力作用线画垂线，就得到动力臂l1和阻力臂l2，如图所示： 37．如图，人在楼上用滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 【答案】 【详解】由图可知，人在楼上用滑轮组提升重物，拉力方向需向上，因此绕绳时需从动滑轮开始。 38．在图中将汽车拉出泥潭，画出用力最小的绕法。 【答案】 【详解】要想用最小的力把汽车拉出来，需要使承担拉力的绳子段数最多，已知有两只滑轮，根据滑轮组的特点，当绳子段数为3时最省力，具体绕线方式如图所示 题型十 滑轮（组）简单计算（共4小题） 39．质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组提升重物，已知动滑轮重100 N，不计绳重和滑轮摩擦。若绳子能承受的最大拉力为700N，则站在地面上的工人能用此滑轮组提升最大重力为_________N的重物。 【答案】1100 【详解】因为人站在地面上施加的最大拉力不可能大于自身重力，所以最大拉力为 由图可知，承担动滑轮的绳子股数，由可知，此滑轮组能提升的最大物重为 40．小治同学在错题本中记录了以下试题： 错题记录 错题改正 用如图所示的滑轮组提升物体，物体重50N，动滑轮重10N，不计绳重和摩擦，求拉力F的大小。 解：由图可知吊起动滑轮的绳子段数n＝3，拉力F的计算过程： 错误之处：____________ 错因分析：____________ 正确解答： 请根据要求填写： (1)错误之处：______ (2)错因分析：______ (3)正确解答：______ 【答案】(1)n值错误 (2)n为动滑轮上的绳子的股数，应为2 (3) 【详解】（1）略 （2）滑轮组计算拉力时，绳子段数是吊住动滑轮和物体的绳子段数，仅动滑轮上的绳子才承担物重。本题图中绳子从定滑轮引出自由端，动滑轮上只有2段绳子，因此，原解答错数为3，导致结果错误。 （3）按照正确代入拉力为 41．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，竖直向下以500N的拉力匀速拉动绳子自由端，内使重物体A匀速上升，不计绳重和摩擦，求： (1)绳子自由端移动的速度。 (2)动滑轮的重力G动。 (3)如果绳子能承受的最大拉力为（不包含挂重物的绳子），则此滑轮组能够提升重物最大的重力是多少牛？ 【答案】(1)1.2m/s (2)280N (3)1020N 【详解】（1）物体上升的速度 由图知，承担物重绳子的股数是n=2，绳子自由端移动的速度 （2）不计绳重和摩擦，由可知，动滑轮的重力 （3）绳子能承受的最大拉力Fmax=650N，但工人站在地面上，他能施加的最大拉力不能超过自身重力，而题目未给出工人重力，因此按绳子能承受的最大拉力计算： 根据公式，变形得 即滑轮组能够提升重物最大的重力是 42．如图所示，有一辆总质量为1.5t的汽车陷入泥潭，司机取来一套滑轮组将汽车拉出。整个过程中，汽车沿水平方向向右移动了2m，汽车所受水平路面的摩擦力为车总重的0.12倍。（取）求： (1)绳端移动的距离； (2)至少要用多大的拉力才能拉动汽车？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图可知，拉动动滑轮绳子的段数 绳端移动的距离 （2）汽车所受的重力 汽车所受路面的摩擦力 拉出汽车所需要的拉力大小 题型十一 斜面、轮轴（共4小题） 43．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。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，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。 (1)图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它按照___________（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。 (2)设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶的总质量为6kg，则水桶受到的总重力为________N。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，g取10N/kg） (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”）。 (4)图丁螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于___________（选填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更___________（选填“省力”或“费力”） 【答案】(1)省力 (2) 60 20 (3)① (4) 斜面 省力 【详解】（1）辘轳的动力作用在大轮，动力臂（大轮半径）大于阻力臂（小轮半径），动力臂大于阻力臂的杠杆属于省力杠杆，因此它按照省力杠杆设计。 （2）[1][2]水桶总重力为 根据杠杆平衡条件，且大轮与小轮半径比，阻力等于水桶总重力，代入得，解得 （3）水龙头开关应用了轮轴原理，动力作用在轮上，轮的半径越大，动力臂越大，越省力。①的轮更大，动力臂更大，因此为了省力选①。 （4）[1][2]螺丝钉的螺纹展开后相当于斜面，是斜面的变形；螺丝钉高度相同时，螺纹越密，展开后斜面的长度越长，斜面越平缓，越省力，因此螺纹密的螺丝钉拧起来更省力。 44．如图所示，人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，倾斜的木板相当于简单机械_______，使用它向上推物体可以_______。 【答案】 斜面 省力 【详解】[1][2]这种倾斜搭建的木板属于简单机械中的斜面，斜面是省力机械：在提升重物时，斜面通过增大移动距离，达到省力的效果，因此沿斜面向上推货物可以省力。 45．用如下图所示的扳手拧螺丝时，该扳手相当于一个______（选填“轮轴”或“滑轮”），使用时可以省______（选填“力”或“距离”）。一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在______（选填“A”“B”或“C”）点处更容易拧动螺丝。 【答案】 轮轴 力 C 【详解】扳手拧螺丝时，以螺丝的中心为轴转动，符合轮轴的特征，所以该工具使用时是一个轮轴。扳手的轮半径大于轴半径，可以省力。 用扳手拧螺丝时，阻力和阻力臂一定，在A点施力时，动力臂最小，动力最大，在C点施力时，动力臂最大，动力最小，所以在C点施力更容易拧动螺丝。 46．如图所示，AC、BC为光滑斜面，且AC的长度大于BC的长度。分别沿斜面用力F1、F2将重为G的物体匀速推上同一辆货车。物体从斜面底被推上货车所用的时间分别为t1、t2，推力F1、F2做功分别为W1、W2，已知t1＜t2，不考虑空气阻力，则在此过程中①F1___________F2，②W1___________W2，③P1___________P2（选填“>”、“＜”或“=”）。 【答案】 < = > 【解析】【小题1】[1][2][3]由题可知，AC、BC为光滑斜面，即没有摩擦力且不计空气阻力，也就没有额外功，所以推力F所做的总功等于克服物体重力所做的有用功，又因为重物重力都G，提升高度相同，所以 又AC的长度大于BC的长度，所以。 根据可知，做功相同时，功率与时间成反比，因为，所以。 题型十二 有用功、额外功、总功（共5小题） 47．如图所示，在用滑轮组提升物体时，绳端拉力F做的功为W1，动滑轮对物体做的功为W2，则两个功的大小关系为W1_______W2。 【答案】＞ 【详解】用滑轮组提升物体时，拉力做的功，除了包括提升物体做的功，还包括提升动滑轮、克服绳重和摩擦做的功，所以拉力做的功大于动滑轮对物体做的功，即。 48．如图所示，在用动滑轮提升钩码时，动滑轮对钩码做的功是______，弹簧测力计对绳子自由端做的功是______，提升动滑轮做的功是______。（三空均选填“有用功”、“额外功”和“总功”） 【答案】 有用功 总功 额外功 【详解】[1]将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功； [2]弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功； [3]用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功。 49．青少年在思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的80min内，心脏做功约为______J。很多公共场所设计了如图所示的专用通道，若将重400N的小车沿8m长的斜面推至3m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中做的有用功为______J。使用斜面______（选填“能”或“不能”）省功。 【答案】 7200 1200 不能 【详解】[1]由可知，心脏做功约为 [2][3]使用斜面推动小车时，克服小车重力所做的功为有用功，即 推力做的总功为 由于，故使用斜面不能省功。 50．如图所示的是某种塔式起重机，用该起重机搬运建筑材料时，起重机做的有用功是_____________，做的额外功是_____________。（均填序号） ①提起建筑材料做的功　②将挂钩、钢绳、动滑轮等提起做的功　③克服机械之间的摩擦做的功 【答案】 ① ②③ 【详解】[1][2]有用功：为了达到目的必须做的功，是对人们有用的功。额外功：并非我们需要但又不得不做的功。①提起建筑材料做的功是有用功；②将挂钩、钢绳、动滑轮等提起做的功和③克服机械之间的摩擦做的功是额外功。 51．如图为《物原》中记载的人们借助辘轳从井中汲水时的情景。用辘轳汲水时，对水做的功是__________功，对水桶做的功是__________功。（均选填“有用”“额外”或“总”） 【答案】 有用 额外 【详解】[1][2]有用功是指人们为实现目的做的必要功，额外功是指为实现目的，除必要功外，额外消耗的非必要功，总功则是有用功和额外功的总和。用辘轳汲水时，目的是把水提上来，因此对水做的功是有用功，而汲水的过程中，提起水桶并非目的，但又不得不对水桶做功，因此对水桶做的功是额外功。 题型十三 机械效率基本知识（共6小题） 52．在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有重力，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着摩擦，所以任何机械的机械效率总________（选填“大于”或“小于”）100%。 【答案】小于 【详解】因为在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，且总功等于有用功与额外功之和，所以总功总大于有用功，而机械效率，所以任何机械的机械效率总小于100%。 53．某机械工作时的功率是100W，机械效率是60%。下列说法中正确的是（　　） A．100W反映的是该机械做功多少 B．100W表示该机械1s做功为100J C．60%反映的是该机械做功的快慢 D．60%表示该机械做的有用功占额外功的比值为60% 【答案】B 【详解】A．该机械工作时的功率是100W，100W反映的是该机械做功的快慢，不是做功的多少，故A错误； B．功率是100W的该机械1s做功，故B正确； C．功率反映的是该机械做功的快慢，机械效率和功率不同，故C错误； D．60%表示该机械做的有用功占总功的比值为60%，总功等于有用功加上额外功，故D错误。 故选B。 54．下列关于功率、机械效率的说法，正确的是（　　） A．功率大的机械，机械效率一定高 B．定滑轮在实际使用中，机械效率可达到100% C．功率大的机械一定比功率小的做功快 D．越省力的机械，机械效率一定越高 【答案】C 【详解】A．功率是表示做功快慢的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，两者无必然联系，比如大功率机器可能额外功多，机械效率低，故A错误； B．定滑轮使用时，要克服绳与轮间的摩擦做额外功，总功，有用功小于总功，机械效率，故B错误； C．功率的物理意义就是表示做功的快慢，功率大的机械，单位时间内做的功多，一定比功率小的做功快，故C正确； D．机械省力与否由结构决定（如杠杆的力臂关系，滑轮组的绳子段数等），机械效率由有用功和总功的比值决定，比如省力的动滑轮，要克服动滑轮重力做额外功，机械效率不一定高；费力的镊子，额外功少，机械效率可能高，故D错误。 故选C。 55．如图所示为小育家的单轮健身器装置，钢绳一端挂有40kg配重，另一端用手拉拉环，下列分析正确的是（　　） A．图中轮子是动滑轮 B．该装置的机械效率可以达到100% C．拉环移动0.5m做的有用功为400J D．配重上升高度不同不会影响装置机械效率 【答案】D 【详解】A．该轮子的轴固定在支架上，不随配重运动，属于定滑轮，不是动滑轮，故A错误； B．使用任何机械都不可避免要克服摩擦、机械自重做额外功，因此机械效率一定小于，故B错误； C．配重重力 定滑轮拉环移动距离等于配重上升高度 有用功，故C错误； D．机械效率，同一装置提升同一配重时，额外功（克服摩擦、绳重的功）也与提升高度成正比，化简后与提升高度无关，因此配重上升高度不同不会影响机械效率，故D正确。 故选D。 56．河南作为全国粮食生产大省，农田建设、粮仓吊装常用滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦，关于滑轮组机械效率，说法正确的是（     ） A．同一滑轮组，提升重物的重力越大，机械效率越高 B．重物被提升的高度越高，滑轮组机械效率越高 C．提升重物速度越快，滑轮组机械效率越低 D．减小动滑轮自重，滑轮组机械效率一定降低 【答案】A 【详解】AC．在不计绳重和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率 对于同一滑轮组，动滑轮重不变，当提升重物的重力越大时，分子增大的比例比分母增大的比例更大，会越高，所以同一滑轮组，提升重物的重力越大，机械效率越高，且滑轮组的机械效率与提升重物的速度无关，故A正确，C错误； B．由可知，滑轮组的机械效率与重物被提升的高度无关，故B错误； ‌D．根据，减小动滑轮自重，在物重不变时，分母减小，机械效率会提高，而不是降低，故D错误。 故选A。 57．分别用两种简单机械在相同时间内匀速提升相同重物到相同高度。下列关于它们做功情况的分析，正确的是（　　） A．两种机械做的有用功相同 B．使用乙机械可以省功 C．甲机械的功率大于乙机械的功率 D．两种机械的机械效率相同 【答案】A 【详解】A．分别用两种简单机械在相同时间内匀速提升相同重物到相同高度，由于有用功为提升时对重物所做的功，所以两种机械做的有用功相同，故A正确； B．使用任何机械都不可避免的要做额外功，即使用任何机械都不省功，所以使用乙机械不可以省功，故B错误； C．根据，由于两种机械不同，额外功一般不同，导致总功不同，在时间相同的情况下，无法比较功率的大小，故C错误； D．根据，有用功相同，但总功无法确定是否相同，所以两种机械的机械效率不一定相同，故D错误。 故选A。 题型十四 机械效率简单计算（共5小题） 58．同学家新房装修时，工人师傅在地面与平台间搭一斜木板，平台高3m，木板长5m。工人用400N的拉力将重500N瓷砖沿木板从地面匀速拉上平台，用时50s。忽略空气阻力，此过程中（   ） A．工人所做的有用功为1200J B．工人所做的总功为1500J C．工人做功的功率为30W D．斜面的机械效率为75% 【答案】D 【详解】 A．工人所做有用功为 故A不符合题意； B．工人所做的总功为 故B不符合题意； C．工人做功的功率为 故C不符合题意； D．斜面机械效率公式为 故D符合题意。 故选D。 59．用如图所示的滑轮组提升重物，拉力F=200N，物体重G=300N，在5s内将物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦，则（　　） A．对物体做的有用功为500J B．拉力的功率为80W C．滑轮组的机械效率为75% D．增大提升重物的高度，能提高该滑轮组的机械效率 【答案】C 【详解】A．对物体所做的有用功 故A不符合题意； B．拉力所做的总功 则拉力的功率为 故B不符合题意； C．滑轮组的机械效率为 故C符合题意； D．因为不计绳重和摩擦，滑轮组的效率 故滑轮组的机械效率与重物的上升高度无关，故D不符合题意。 故选C。 60．如图①所示，在相同的时间内，用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升相同高度，忽略绳重和摩擦，拉力分别为F甲、F乙。做功的数据如图②所示，下列说法正确的是（　　） A．物体A的重力大于物体B的重力 B．拉力F甲<F乙 C．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低 D．甲滑轮组中动滑轮的质量小于乙滑轮组中动滑轮的质量 【答案】C 【详解】A．甲做的有用功 乙做的有用功 根据，相同、相同，得，故A错误； B．根据和，得、、；根据拉力公式，得甲滑轮组的拉力，乙滑轮组的拉力，即，B错误； C．根据机械效率，甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率 因此甲滑轮组机械效率比乙低，C正确； D．忽略绳重摩擦，额外功是提升动滑轮做功，即，、相同，得，即，故D错误。 故选C。 61．如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端匀速水平向右移动，将重1000N的物体匀速提升了2m。已知动滑轮重200N，不计绳重及摩擦。求： (1)该同学对绳子的拉力； (2)滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）通过上图可得，承担物重的绳子段数为，不计绳重和摩擦力，拉力与重物、动滑轮重的关系为 根据题意得，，所以 （2）有用功为 绳子自由端移动的距离 总功为 滑轮组的机械效率为 62．如图甲所示是一种新型的水陆两栖挖掘机，其简化示意图如图乙所示，某次该挖掘机从水底挖取2000kg泥沙，然后用时4s将铲斗从A位置移动至B位置，再用时6s在水平面移动4m后将泥沙倒入渣土车中，整个工作过程中挖掘机的平均功率为。求：（忽略挖沙过程中水产生的浮力影响） (1)挖掘机对泥沙做的功。 (2)前4s挖掘机所做有用功的功率。 (3)整个过程中挖掘机的机械效率。 【答案】(1) (2) (3)32% 【详解】（1）泥沙的重力为 挖掘机对泥沙做的功等于提升泥沙时克服重力做的功，即 （2）有用功的功率为 （3）整个过程总用时 总功为 机械效率为 题型十五 机械效率的测量（共3小题） 63．小华用同样的滑轮安装了如图甲、乙滑轮组，来探究影响滑轮组机械效率的因素，测得的实验数据如表所示。 次序 物体的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.2 1 0.6 66.7% 2 3 0.2 1.4 0.6 71.4% 3 4 0.2 1.8 0.6 4 2 0.2 1.5 0.4 66.7% (1)第4次数据用图____（选填“甲”或“乙”）滑轮组测得； (2)第3次实验中的机械效率为_____； (3)比较1、2、3次实验数据可初步得到实验结论：_______。下列与该实验结论同理的是____（填字母）； A．鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量坐满人员 B．汽车制造厂用新材料减轻汽车重力 (4)若想要探究滑轮组机械效率与重物被提升高度的关系，操作是____________。 【答案】(1)乙 (2)74.1% (3) 同一滑轮组，提升的物体重力越大，滑轮组机械效率越高 A (4)使用同一滑轮组，提升相同的重物，改变提升高度，多次测量比较机械效率 【详解】（1）根据滑轮组公式，可得第4次实验承担物重的绳子段数 题图甲滑轮组，乙滑轮组，因此第4次数据是乙滑轮组测得。 （2）代入第3次数据得机械效率 （3）1、2、3次实验使用同一滑轮组，提升物重越大，机械效率越高。 A．汽车自身消耗是额外功，满载时总有用功增大，机械效率提高，符合结论； B．是通过减轻自身重力减小额外功提高效率，原理不同。 故选A。 （4）探究该关系需要用到控制变量法，保持滑轮组、提升物重不变，只改变提升高度，多次实验比较。 64．某小组在“探究斜面的机械效率的因素”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置。 (1)为探究以上猜想，设计了如下步骤。 把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；用弹簧测力计沿___________方向拉动木块做___________运动，进行相关测量，计算出斜面的机械效率，进行多次实验数据见下面表格。 (2)表格中第三次实验的机械效率为___________（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究___________（选填“小明”或“小聪”）的猜想。 实验 序号 斜面的 倾斜程度 物块的重力 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长 s/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1% 3 最陡 10 0.6 8.5 1 (3)进一步探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系，分析表格数据可得出的实验结论是：___________； (4)经过探究得出斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关后，同学们认为该实验中沿斜面的拉力会大于物块受到的摩擦力，请结合斜面的机械效率小于1来说明理由？___________ 【答案】(1) 平行斜面 匀速直线 (2) 70.6% 小聪 (3)斜面的粗糙程度一定，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高 (4)斜面上额外功；总功，因为斜面机械效率小于1，所以有用功小于总功，额外功也小于总功，s相同，所以， 【详解】（1）实验中为了使拉力大小等于弹簧测力计示数，保证受力平衡，需要沿平行斜面方向拉动木块做匀速直线运动。 （2）第三次实验的有用功 总功 机械效率 表格中实验只改变了斜面的倾斜程度，保持粗糙程度不变，因此是探究小聪“斜面机械效率跟倾斜程度有关”的猜想。 （3）根据表格数据，控制粗糙程度不变时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高。 （4）略 65．小明和兴趣小组的同学一起利用杠杆进行了下面两个实验： (1)如图甲，小明多次改变钩码个数以及位置，最后得出杠杆的平衡条件是________。多次实验的目的是__________； (2)小明发现当杠杆水平平衡时，如果改变一侧钩码的个数或悬挂位置，杠杆不再平衡。 小红认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离； 为判断谁的观点正确，同学们利用图乙中水平平衡的杠杆（）进行实验，保持处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆不再平衡。②把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆仍保持平衡； ③由此初步判断________的观点是正确的； (3)如图丙所示的实验装置测量杠杆的机械效率（不考虑摩擦）：实验时，将同一物体分别悬挂在、两点，弹簧测力计挂在点，竖直向上匀速提升物体相同的高度，杠杆机械效率分别为和，则________（选填“”“”“”）。 【答案】(1) 得到普遍规律 (2)小明 (3)< 【详解】（1）[1][2]小明多次改变钩码个数以及位置，最后得出杠杆的平衡条件是，多次实验的目的是得到普遍规律。 （2）由实验得，当力的大小和支点到力的作用点的距离不变，力的大小和支点到力的作用线的距离改变时，杠杆的平衡状态改变；当力的大小和支点到力的作用线的距离不变时，杠杆的平衡状态不变，故小明的观点是正确的。 （3）将同一物体分别悬挂在A、B两点，弹簧测力计挂在D点，竖直向上匀速提升物体相同的高度，将物体挂在A点时杠杆的重心升高的高度大于物体挂在B点时杠杆的重心升高的高度，由得。由得，两次杠杆做的有用功相同，由得，物体挂在A点时杠杆做的总功较大，由得。 $专题07 简单机械 题型1杠杆及其五要素 题型10滑轮（组）的简单计算 题型2杠杆力臂作图 题型11斜面与轮轴 题型3实验：探究杠杆平衡条件 题型12有用功、额外功、总功 题型4杠杆最小力作图 题型13机械效率基本知识 题型5杠杆分类 题型14机械效率的计算 题型6杠杆平衡条件的应用 题型15机械效率的测量 题型7定滑轮 题型8动滑轮 题型9滑轮（组）的作图 1 / 1 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 学科网（北京）股份有限公司 题型一 杠杆及其五要素（共4小题） 1．关于杠杆和力臂，下列说法中正确的是（　　） A．力臂是支点到力的作用点的距离 B．杠杆的形状可以是任意的 C．力臂总在杠杆上 D．以上说法均不正确 2．如图所示的跷跷板、羊角锤、开瓶器，都是杠杆。结合这些实例，分析下列有关杠杆的描述，正确的是（    ） A．杠杆一定是直的硬棒 B．动力和阻力一定位于支点两侧 C．杠杆不一定有支点 D．杠杆受到的动力和阻力方向可能是相同的 3．如图所示，夹核桃时，用力压手柄即可夹碎核桃。把核桃夹视为杠杆，下列说法正确的是（　　） A．杠杆的支点在N点 B．核桃受到的压力为阻力 C．手对杠杆的压力为动力 D．以上都错误 4．阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理，而我国大约在3000年前就出现了能精准称量的天平。下列物体中，不属于杠杆的是（    ） A．船桨 B．剪刀 C．剪指甲刀 D．茶壶 题型二 杠杆力臂作图（共5小题） 5．打篮球是同学们喜爱的一种运动，不仅可以强身健体，还可以适当释放压力和调整情绪。如图甲所示的篮球架，横杆OAB可以看成一个杠杆，图乙为横杆的简化示意图，其中O为横杆的支点，B为篮球框的重力作用点，在A点斜杆对横杆的拉力为。请在图乙中作出篮球框所受的重力及力的力臂的示意图。 6．如图，作出杠杆动力臂l1对应的动力F1和阻力F2的示意图。 7．如图所示是用水后及时关闭水龙头的情景，水龙头手柄可以视为一根杠杆。请画出阻力F2的力臂L2。 8．如图是参加拔河比赛时人们常采用的姿势，此时可以将人体看作一个以脚底O点为支点的杠杆，重心在A点，受到绳子的拉力为F。请在图中画出人体所受重力的示意图以及拉力F的力臂l。 9．如图是活塞式抽水机的示意图。其中手柄AOB可看成是一个杠杆，在动力F1的作用下绕O点顺时针匀速转动，A点所受动力方向如图所示，请在图中画出F1的力臂l1和杠杆在B点受到阻力F2的示意图。 题型三 实验：探究杠杆平衡条件（共4小题） 10．如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，用刻度均匀的匀质杠杆进行实验（每个钩码重为0.5N）。下列说法正确的是（　　） A．实验前出现图甲所示的静止情况，杠杆处于非平衡状态，应该将其调到水平位置平衡便于测力臂 B．图乙，左边钩码向左移3格，右边钩码向右移2格杠杆仍会水平平衡 C．图丙，弹簧测力计从位置a转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变小 D．图丁，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数大于3N 11．在“探究杠杆的平衡条件”时，小旺得出“阻力×阻力作用点到支点的距离＝动力×动力作用点到支点的距离”，杠杆就能平衡。能说明该结论不正确的操作是（　　） A． B． C． D． 12．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，接下来应将杠杆两端的平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，其目的是__________； (2)如图乙所示，用弹簧测力计在点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中，要使杠杆仍在水平位置平衡，弹簧测力计的示数将会逐渐变__________，这是因为__________。 (3)图丙为科技小组制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，，，，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。 ①当杠杆处于丙图所示水平位置平衡时，的重力为__________N。 ②松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆（点对应B点），保持位置不变，要使杠杆在图丁位置保持平衡，则应该移动到__________（选填“①”“②”或“③”）处。 13．杆秤是我国最古老也是现今人们仍然在使用的衡量工具，是根据杠杆原理制造出来的，以方便人们买卖，映射出中国古代汉族劳动人民的聪明才智，具有悠久的历史。在物理实践活动中，小明探究杠杆的平衡条件后制作了一把杆秤。 (1)将杠杆的中点悬挂，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆______（选填“平衡”或“不平衡”）。为使杠杆在水平位置平衡，小明应调节杠杆的平衡螺母，这样做的目的之一是便于____________________。 (2)调节杠杆水平平衡后，在杠杆两侧悬挂同质量的钩码并移动钩码的位置，使杠杆重新水平平衡，测得的实验数据如下表： 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 ①分析数据可得出杠杆的平衡条件是________________（用字母表示）。 ②小明多次实验的目的是________________________。 (3)如图乙所示，小明在杠杆的A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，将弹簧测力计从D竖直向下转动到沿C斜向下拉，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数______（选填“变大”“变小”或“不变”）。（每个钩码的重力均为0.5N，杠杆每格刻度均匀且杠杆重忽略不计） (4)实验结束后，小明制作了如图丙所示的杆秤，经测试发现能测的物体的最大质量太小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是______（填选项）。 A．换一个质量较小的秤砣 B．将b点向左移 题型四 杠杆最小力作图（共4小题） 14．如图所示是古人用来汲水的桔槔示意图。请在图中画出向上提水时作用在A点的最小动力的示意图及阻力的示意图。 15．“节约用水，人人有责”，如图所示是用水后及时关闭水龙头的情景，水龙头手柄可以视为一根杠杆。请画出阻力的力臂以及施加在A点的最小动力的示意图。 16．劳动实践中，小明利用如图所示的轻质除草器ABC拔除杂草，请作出以B点为支点使用该除草器将杂草撬起时施加的最小动力的示意图。 17．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。 题型五 杠杆分类（共4小题） 18．如图所示的器具在使用时，属于省力杠杆的是（　　） A．用扫帚扫地 B．用核桃夹夹核桃 C．用镊子夹物体 D．用筷子夹食物 19．中国空间站上的航天员可以在机械臂的辅助下进行舱外检修工作。机械臂类似人的手臂，可以省距离。下列工具中，按图中所示方法使用时与机械臂属于同一类杠杆的是（     ） A．扳手 B．羊角锤 C．镊子 D．核桃夹 20．如图甲所示停车场常用闸杆来控制车辆出入。如图乙所示将闸杆看作一个质量分布均匀的杠杆，O为杠杆的支点。下列说法不正确的是 （    ） A．闸杆升起时，施加在A端的力F1为动力，此时闸杆是费力杠杆 B．闸杆升起时，动力沿F1方向比沿F2方向更费力 C．闸杆升起的过程中，阻力臂保持不变 D．适当将支点O向B端靠近，可以减小升起闸杆的动力 21．《天工开物》中记载的脚踏碓是一种舂米（给稻谷去壳）的工具，可以看作杠杆。如图所示，木杆可绕O点转动，脚在A点踩踏木杆后端，松开后，木杆前端B点的碓头就会落下捶打石臼内的稻谷。关于此工具，下列说法正确的是（    ） A．优点是省距离 B．属于省力杠杆 C．OA是动力臂 D．脚离O点越近越省力 题型六 杠杆平衡条件的应用（共5小题） 22．如图所示，轻质杠杆AB长为2m，AO长为0.4m，物体G的重力为40N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个__________N的力F，方向__________。如果G为80N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个____________N的力。 23．如图甲所示，赛龙舟是中国端午节习俗之一。图乙是运动员划船桨示意图，，，运动员一只手在船桨上端O点，另一只手对船桨A处的拉力，船桨可看作一个_____（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，水对该船桨的推力为_____N。为获得更大的推力，A点应_____（选填“靠近”或“远离”）O点一些。 24．图1为旅行衣架，利用椅背做支撑晾晒衣物，图2为其简化示意图。挂衣物时，该衣架可以看成________，同一件衣物挂在________（选填“B”“C”或“D”）点，椅背上A点受到的作用力最小。若忽略衣架重，，将9N的衣物挂在D处时，椅背上A点受到的水平压力为________N。 25．在跨学科实践活动中，同学们用一根长约40的轻质木棍、一个50g的钩码作为秤砣、一个100g的砝码、一个小盆、细线若干、一把刻度尺、一支记号笔制作了简易杆秤，如图所示，O点为其标定的零刻度值。下列有关说法中不正确的是（　　） A．如果A端所受的力为阻力，则该杠杆属于省力杠杆 B．在利用该杆秤称量时，若杆秤左高右低，需要将秤砣往右侧移动 C．换用另一个更轻的小盆后，所对应的新的零刻度值在O点左边 D．通过将支点B左移可以增大该杆秤的测量范围 26．《天工开物》中记录了一种在井上打水的工具“桔槔”。如图甲所示，其原理是初中物理所学的杠杆知识，图乙是“桔槔”的简化模型图，通过在轻质“桔槔”上挂配重石块可以将井中的水桶打捞出来。其中长度为1m，长度为3m，木桶的重力为20N，装满水时水的质量为18kg。某次打捞时将100N的石块悬挂在点，石块匀速提升装满水的木桶至图示位置，若过程中不考虑水溢出，求： (1)木桶中水的重力； (2)长度； (3)若只在A端固定悬挂60N的石块作为配重，水平位置平衡时，求人对绳向上的拉力。 题型七 定滑轮（共4小题） 27．物理学著作《远西奇器图说》里记载了一种机械装置，如图所示。小球B拉着小球A匀速移动，若小球A的质量是50g，不考虑摩擦和绳重，小球B的质量可能为（　　） A．30g B．50g C．70g D．以上都有可能 28．如图所示，旗杆上有一个滑轮，人们设计这个滑轮的目的是（　　） A．省力 B．改变力的方向 C．省距离 D．省功 29．如图所示的装置中，甲物体重7N，乙物体重2N。甲、乙均保持静止状态。不计弹簧测力计及绳重，则下列说法正确的是（　　） A．甲受到绳子的拉力为5N B．乙受到的合力为5N C．甲对地面的压力为5N D．弹簧测力计的示数为0N 30．研究定滑轮的特点。 (1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是___________和___________； (2)如图乙所示，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，则它们的大小关系为___________（选填字母）； A． B． C． D． (3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮___________的特点。 题型八 动滑轮（共4小题） 31．如图（1），弹簧测力计读数是____N；如图（2）所示匀速提升重物时，小明所用的是____（选填“定”或“动”）滑轮；物体重为100N，滑轮重20N，不计绳重和摩擦力，则手的拉力为_____N。 32．工人师傅用如图所示的装置提升货物。该装置为__________滑轮。若保持该装置不变，增大被提升货物的重量，该装置的机械效率将__________（选填“变大”“变小”或“保持不变”）。 33．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=100N（不计绳重、滑轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升4m。下列说法中正确的是（    ） A．F甲=100N，并向上移动8m B．F甲=100N，并向上移动4m C．F乙=100N，并向上移动2m D．F乙=200N，并向上移动2m 34．在“探究滑轮是否省功”的实验中，小明所在实验小组，进行了如下实验。 (1)用弹簧测力计沿竖直方向 _______ 拉一个动滑轮，使挂在它下面的钩码缓缓上升，测量拉力F、绳端移动的距离s，钩码所受重力G及其上升的高度h。 实验序号 手拉绳子的力F/N 手移动的距离s/cm 钩码的重力G/N 钩码上升的高度h/cm 1 0.60 10 1.00 5 2 0.85 10 1.50 5 3 1.10 10 2.00 5 (2)为了多测几组数据，我们可以改变 __________ ，也可以改变钩码上升高度，重复上述步骤。 (3)将实验数据填入表格中。 ①该实验的目的是探究比较 __________ 与动滑轮拉钩码所做的功是否相等。 ②根据实验目的分析实验数据可知，使用动滑轮 _______ （能/不能）省功。 题型九 滑轮（组）作图（共6小题） 35．请在图中标出该滑轮的支点O及作出力F的力臂L。 36．如图所示，动滑轮的实质是一个杠杆，请在图中标出其支点O，并分别画出动力F1、阻力F2、以及动力臂l1和阻力臂l2。 37．如图，人在楼上用滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 38．在图中将汽车拉出泥潭，画出用力最小的绕法。 题型十 滑轮（组）简单计算（共4小题） 39．质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组提升重物，已知动滑轮重100 N，不计绳重和滑轮摩擦。若绳子能承受的最大拉力为700N，则站在地面上的工人能用此滑轮组提升最大重力为_________N的重物。 40．小治同学在错题本中记录了以下试题： 错题记录 错题改正 用如图所示的滑轮组提升物体，物体重50N，动滑轮重10N，不计绳重和摩擦，求拉力F的大小。 解：由图可知吊起动滑轮的绳子段数n＝3，拉力F的计算过程： 错误之处：____________ 错因分析：____________ 正确解答： 请根据要求填写： (1)错误之处：______ (2)错因分析：______ (3)正确解答：______ 41．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，竖直向下以500N的拉力匀速拉动绳子自由端，内使重物体A匀速上升，不计绳重和摩擦，求： (1)绳子自由端移动的速度。 (2)动滑轮的重力G动。 (3)如果绳子能承受的最大拉力为（不包含挂重物的绳子），则此滑轮组能够提升重物最大的重力是多少牛？ 42．如图所示，有一辆总质量为1.5t的汽车陷入泥潭，司机取来一套滑轮组将汽车拉出。整个过程中，汽车沿水平方向向右移动了2m，汽车所受水平路面的摩擦力为车总重的0.12倍。（取）求： (1)绳端移动的距离； (2)至少要用多大的拉力才能拉动汽车？ 题型十一 斜面、轮轴（共4小题） 43．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。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，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。 (1)图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它按照___________（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。 (2)设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶的总质量为6kg，则水桶受到的总重力为________N。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，g取10N/kg） (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”）。 (4)图丁螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于___________（选填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更___________（选填“省力”或“费力”） 44．如图所示，人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，倾斜的木板相当于简单机械_______，使用它向上推物体可以_______。 45．用如下图所示的扳手拧螺丝时，该扳手相当于一个______（选填“轮轴”或“滑轮”），使用时可以省______（选填“力”或“距离”）。一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在______（选填“A”“B”或“C”）点处更容易拧动螺丝。 46．如图所示，AC、BC为光滑斜面，且AC的长度大于BC的长度。分别沿斜面用力F1、F2将重为G的物体匀速推上同一辆货车。物体从斜面底被推上货车所用的时间分别为t1、t2，推力F1、F2做功分别为W1、W2，已知t1＜t2，不考虑空气阻力，则在此过程中①F1___________F2，②W1___________W2，③P1___________P2（选填“>”、“＜”或“=”）。 题型十二 有用功、额外功、总功（共5小题） 47．如图所示，在用滑轮组提升物体时，绳端拉力F做的功为W1，动滑轮对物体做的功为W2，则两个功的大小关系为W1_______W2。 48．如图所示，在用动滑轮提升钩码时，动滑轮对钩码做的功是______，弹簧测力计对绳子自由端做的功是______，提升动滑轮做的功是______。（三空均选填“有用功”、“额外功”和“总功”） 49．青少年在思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的80min内，心脏做功约为______J。很多公共场所设计了如图所示的专用通道，若将重400N的小车沿8m长的斜面推至3m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中做的有用功为______J。使用斜面______（选填“能”或“不能”）省功。 50．如图所示的是某种塔式起重机，用该起重机搬运建筑材料时，起重机做的有用功是_____________，做的额外功是_____________。（均填序号） ①提起建筑材料做的功　②将挂钩、钢绳、动滑轮等提起做的功　③克服机械之间的摩擦做的功 51．如图为《物原》中记载的人们借助辘轳从井中汲水时的情景。用辘轳汲水时，对水做的功是__________功，对水桶做的功是__________功。（均选填“有用”“额外”或“总”） 题型十三 机械效率基本知识（共6小题） 52．在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有重力，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着摩擦，所以任何机械的机械效率总________（选填“大于”或“小于”）100%。 53．某机械工作时的功率是100W，机械效率是60%。下列说法中正确的是（　　） A．100W反映的是该机械做功多少 B．100W表示该机械1s做功为100J C．60%反映的是该机械做功的快慢 D．60%表示该机械做的有用功占额外功的比值为60% 54．下列关于功率、机械效率的说法，正确的是（　　） A．功率大的机械，机械效率一定高 B．定滑轮在实际使用中，机械效率可达到100% C．功率大的机械一定比功率小的做功快 D．越省力的机械，机械效率一定越高 55．如图所示为小育家的单轮健身器装置，钢绳一端挂有40kg配重，另一端用手拉拉环，下列分析正确的是（　　） A．图中轮子是动滑轮 B．该装置的机械效率可以达到100% C．拉环移动0.5m做的有用功为400J D．配重上升高度不同不会影响装置机械效率 56．河南作为全国粮食生产大省，农田建设、粮仓吊装常用滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦，关于滑轮组机械效率，说法正确的是（     ） A．同一滑轮组，提升重物的重力越大，机械效率越高 B．重物被提升的高度越高，滑轮组机械效率越高 C．提升重物速度越快，滑轮组机械效率越低 D．减小动滑轮自重，滑轮组机械效率一定降低 57．分别用两种简单机械在相同时间内匀速提升相同重物到相同高度。下列关于它们做功情况的分析，正确的是（　　） A．两种机械做的有用功相同 B．使用乙机械可以省功 C．甲机械的功率大于乙机械的功率 D．两种机械的机械效率相同 题型十四 机械效率简单计算（共5小题） 58．同学家新房装修时，工人师傅在地面与平台间搭一斜木板，平台高3m，木板长5m。工人用400N的拉力将重500N瓷砖沿木板从地面匀速拉上平台，用时50s。忽略空气阻力，此过程中（   ） A．工人所做的有用功为1200J B．工人所做的总功为1500J C．工人做功的功率为30W D．斜面的机械效率为75% 59．用如图所示的滑轮组提升重物，拉力F=200N，物体重G=300N，在5s内将物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦，则（　　） A．对物体做的有用功为500J B．拉力的功率为80W C．滑轮组的机械效率为75% D．增大提升重物的高度，能提高该滑轮组的机械效率 60．如图①所示，在相同的时间内，用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升相同高度，忽略绳重和摩擦，拉力分别为F甲、F乙。做功的数据如图②所示，下列说法正确的是（　　） A．物体A的重力大于物体B的重力 B．拉力F甲<F乙 C．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低 D．甲滑轮组中动滑轮的质量小于乙滑轮组中动滑轮的质量 61．如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端匀速水平向右移动，将重1000N的物体匀速提升了2m。已知动滑轮重200N，不计绳重及摩擦。求： (1)该同学对绳子的拉力； (2)滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 62．如图甲所示是一种新型的水陆两栖挖掘机，其简化示意图如图乙所示，某次该挖掘机从水底挖取2000kg泥沙，然后用时4s将铲斗从A位置移动至B位置，再用时6s在水平面移动4m后将泥沙倒入渣土车中，整个工作过程中挖掘机的平均功率为。求：（忽略挖沙过程中水产生的浮力影响） (1)挖掘机对泥沙做的功。 (2)前4s挖掘机所做有用功的功率。 (3)整个过程中挖掘机的机械效率。 题型十五 机械效率的测量（共3小题） 63．小华用同样的滑轮安装了如图甲、乙滑轮组，来探究影响滑轮组机械效率的因素，测得的实验数据如表所示。 次序 物体的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.2 1 0.6 66.7% 2 3 0.2 1.4 0.6 71.4% 3 4 0.2 1.8 0.6 4 2 0.2 1.5 0.4 66.7% (1)第4次数据用图____（选填“甲”或“乙”）滑轮组测得； (2)第3次实验中的机械效率为_____； (3)比较1、2、3次实验数据可初步得到实验结论：_______。下列与该实验结论同理的是____（填字母）； A．鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量坐满人员 B．汽车制造厂用新材料减轻汽车重力 (4)若想要探究滑轮组机械效率与重物被提升高度的关系，操作是____________。 64．某小组在“探究斜面的机械效率的因素”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置。 (1)为探究以上猜想，设计了如下步骤。 把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；用弹簧测力计沿___________方向拉动木块做___________运动，进行相关测量，计算出斜面的机械效率，进行多次实验数据见下面表格。 (2)表格中第三次实验的机械效率为___________（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究___________（选填“小明”或“小聪”）的猜想。 实验 序号 斜面的 倾斜程度 物块的重力 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长 s/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1% 3 最陡 10 0.6 8.5 1 (3)进一步探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系，分析表格数据可得出的实验结论是：___________； (4)经过探究得出斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关后，同学们认为该实验中沿斜面的拉力会大于物块受到的摩擦力，请结合斜面的机械效率小于1来说明理由？___________ 65．小明和兴趣小组的同学一起利用杠杆进行了下面两个实验： (1)如图甲，小明多次改变钩码个数以及位置，最后得出杠杆的平衡条件是________。多次实验的目的是__________； (2)小明发现当杠杆水平平衡时，如果改变一侧钩码的个数或悬挂位置，杠杆不再平衡。 小红认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离； 为判断谁的观点正确，同学们利用图乙中水平平衡的杠杆（）进行实验，保持处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆不再平衡。②把处悬挂的钩码改挂在处，发现杠杆仍保持平衡； ③由此初步判断________的观点是正确的； (3)如图丙所示的实验装置测量杠杆的机械效率（不考虑摩擦）：实验时，将同一物体分别悬挂在、两点，弹簧测力计挂在点，竖直向上匀速提升物体相同的高度，杠杆机械效率分别为和，则________（选填“”“”“”）。 $