2026年中考物理三轮复习专题练习：简单机械综合题

**基本信息** 聚焦滑轮组机械效率计算，构建"装置分析-公式应用-误差讨论"三阶解题体系，强化物理观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择/填空|18题|滑轮组n值判定法、η=G/(nF)核心公式、额外功拆分模型|从机械结构认知到功-功率-效率定量计算，形成完整逻辑链| |多选/综合|5题|动态效率分析、跨场景机械组合（杠杆+滑轮）|通过工程实例（塔吊/救援车）实现知识迁移，培养科学探究能力|

简单机械综合题 一．选择题（共10小题） 1．如图所示，小双用滑轮组将重为200N的货物匀速提升了2m，滑轮机械效率为80%，不计绳重及摩擦。下列选项正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6m B．小双拉绳时所做的有用功为600J C．拉力F做的功为400J D．拉力F的大小为125N 2．工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为1000N的物体，拉力F为600N。物体在10s内提升2m，忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为400N B．工人做的有用功为2000J C．提升该物体的机械效率是62.3% D．增大拉绳的速度，滑轮组的机械效率变大 3．使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍，克服绳重和轮与轴间摩擦做功20J。下列说法不正确的是（　　） A．该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮 B．绳子自由端拉力的速度0.2m/s C．动滑轮重力为80N D．该滑轮组的机械效率为66.7% 4．用甲图中的滑轮组将物体提高2m，用时5秒。滑轮组的机械效率与物体的重力关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，下列判断正确的是（　　） A．绳端移动的速度为1.2m/s B．动滑轮的重力为5N C．当物重为30N时，滑轮组机械效率为75% D．提升物体越重时，滑轮组的机械效率更低 5．用如图所示的滑轮组提升重物，拉力F＝300N，物体重G＝500N，在10s内将物体匀速提升4m，不计绳重和摩擦，则（　　） A．对物体做的有用功为100J B．拉力的功率为150W C．滑轮组的机械效率为60% D．增大提升重物的高度，不能提高该滑轮组的机械效率 6．塔吊是工程建设中经常采用的起重装置，如图甲是根据塔吊抽象出来的物理模型，其水平臂AOB可视为杠杆，O为其支点，配重可以在AO之间水平移动，起吊重物的滑轮组也可以在OB之间水平移动。图乙是滑轮组的局部放大图，它将重为500N的重物竖直匀速提升10m用时20s，滑轮组自由端绳子的拉力F为300N，若不计绳重及摩擦，以下说法正确的是（　　） A．拉力F的功率为300W B．滑轮组的机械效率为60% C．拉力所做的功为3000J D．当所吊重物向B端移动时，配重应适当向O点移动 7．道路救援车拖移故障车辆时可构建成图所示的模型，将重为1×104N的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端用时200s，钢绳对小车A施加的沿斜面的拉力F为5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车A从斜面底端被拖上救援车的过程中，不计钢绳重和钢绳与滑轮间的摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．拉力F所做的功为2.5×104J B．斜面的机械效率为80% C．拉力F做功的功率为125W D．小车受到的摩擦力大小为2000N 8．小明同学在劳动实践基地用如图所示滑轮组将重力为400N的物体匀速提升12m，用时1min。图中所示动滑轮重力为100N，小明重力为600N，（空气阻力、摩擦力及绳重不计）该过程中下列说法正确的是（　　） A．小明对绳子的拉力为500N B．物体上升速度为0.4m/s C．小明对地面压力为600N D．该滑轮组机械效率为80% 9．用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M的重力为200N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在10s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．10s内绳子自由端移动30m B．拉力F为300N C．该滑轮组的机械效率为66.7% D．动滑轮重力为50N 10．2026年8月8日，四川省第十五届运动会开幕式将在广安奥体中心举行，目前场馆正在加快建设中。如图是场馆建设中塔吊吊起建筑材料的情景，在拉力F的作用下，质量为270kg的材料被竖直匀速吊起，已知动滑轮重为300N，重物在8s内上升了10m，若不计绳重与摩擦（g＝10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．拉力F的大小为1500N B．该过程中拉力F做的有用功为27000W C．滑轮组的机械效率为90% D．塔吊吊起的材料上升速度越快，机械效率越高 二．多选题（共5小题） （多选）11．如图甲所示，用滑轮组把建筑材料运送到高处。电动机用800N的力拉钢丝绳，使建筑材料竖直匀速上升，滑轮组的机械效率为80%。钢丝绳自由端移动的距离随时间变化的规律如图乙中图线a所示，建筑材料上升的距离随时间的变化规律如图乙中图线b所示，g取 10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．钢丝绳自由端的移动速度为0.3m/s B．10s内电动机对钢丝绳做的功为800J C．建筑材料的质量为240kg D．动滑轮对建筑材料做功的功率为192W （多选）12．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重600N的工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重500N的物体A以0.1m/s的速度匀速上升，此时绳端拉力为300N，支架受到滑轮组的拉力为F1。将被提升物体更换为物体B，再将B以同样的速度匀速提升，此时支架受到滑轮组的拉力为F2，工人拉力的功率为80W。已知：两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮的重力为100N B．提升物体A时，工人拉力的功率为50W C．前后两次支架受到滑轮组的拉力F1：F2＝10：13 D．提升物体B时，滑轮组的机械效率为87.5% （多选）13．如图所示为某起重机的滑轮组结构示意图，其最大载重为4t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10N/kg。则下列说法正确的是（　　） A．克服钢板重力做的功是3.6×105J B．提升钢板时，钢丝绳的拉力为9×103N C．动滑轮的重力为9×103N D．滑轮组满载时的机械效率为88.9% （多选）14．2026年3月，京昆通道的重要组成部分—渝昆高铁云南段开始铺轨。在某次建材搬运过程中，小明采用如图所示的装置，通过滑轮组向高处提升重180N的物体，每个滑轮重15N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。8s内物体匀速上升8m。则在这8s内（　　） A．小明做的额外功为120J B．滑轮组的机械效率为70% C．小明拉绳做功的功率为65W D．上方固定顶板对滑轮组的拉力为290N （多选）15．质量为2kg的物体A放在水平地面上，利用如图所示的装置使物体A以0.1m/s的速度做匀速直线运动，拉力F大小为6N，方向始终保持水平，若地面对物体的摩擦力大小为9N，不计弹簧测力计、滑轮及绳重，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s B．拉力的功率为1.2W C．2s内该装置做的有用功为3.6J D．滑轮组的机械效率为75% 三．填空题（共8小题） 16．如图，利用动滑轮提水，用75N的拉力将水桶提升1m，不计绳重、摩擦和桶重，若动滑轮的机械效率为90%，则拉力所做的总功为　 　 J，水的重力为　 　 N；如果从水桶内取出部分水，此时动滑轮的机械效率将　 　 ；该动滑轮可以看作为　 　 杠杆。 17．如图所示，物体重200N，动滑轮重30N。工人用125N竖直方向的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是　 　 J，拉力的功率是　 　 W，动滑轮的机械效率是　 　 %。 18．建筑工地常使用塔式起重机（塔吊）吊运建筑材料。塔吊的起重臂可视为杠杆，如图是塔吊中用到的滑轮组。 （1）若起重臂所受阻力大小为6000N，动力臂是阻力臂的一半，则动力大小为　 　 N； （2）图中，使用B滑轮的优点是　 　 ；若塔吊将重力大小为5000N的水泥板匀速提升10m，用时25s，此时右侧绳子拉力为4000N，提升过程中，对水泥板做功的功率为　 　 W，滑轮组的机械效率为　 　 。 19．简单机械的使用，给我们的工作和生活带来了极大的便利。 （1）如图1所示用开瓶器打开瓶盖，可以将开瓶器看作是一个　 　 。 A.省力杠杆 B.等臂杠杆 C.费力杠杆 （2）如图2所示，工人师傅站在高处利用动滑轮将物体竖直向上匀速提升到高处，物体所受重力为1000N。 ①在图2中，画出物体所受的重力的示意图。 ②若物体所受重力为1000N，不计滑轮重力和摩擦，工人师傅对绳端的拉力大小为　 　 N。若10秒内工人师傅通过动滑轮将重物匀速提升2m，则滑轮对重物所做的功为　 　 J，功率为　 　 W。 （3）在使用简单机械时，对物体做的有用功为400J的同时，还要做100J的额外功，则该简单机械的效率为　 　 。 20．如图所示，盘山公路全长10km，海拔落差高度1000m。现有一辆总质量为6000kg的客车，受到恒为4×104N的牵引力沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶，整个过程中，盘山公路的机械效率为　 　 ，若汽车行驶过程中阻力大小不变，则阻力为　 　 N，g取10N/kg。如图乙是生活中常见的一种钉子，将其拧入木板时，螺纹越　 　 （选填“疏”或“密”）越省力。 21．如图所示，是我国古代著名的水利灌溉机械—龙骨水车。可以利用人力驱动水车，方便将低处的水提到高处。当人转动摇杆时，大轮随之转动，摇杆和大轮相当于一个　 　 （选填“轮轴”或“定滑轮”）。工作时木链旋转一周，刮水板可将40kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为25s，人力驱动刮水板的平均功率约为80W。该过程中龙骨水车所做的有用功为　 　 J，机械效率为　 　 。（g取10N/kg） 22．用动滑轮将物体向上匀速提升1m，若物体重450N，工人所用拉力为250N，动滑轮重30N，则动滑轮的机械效率为　 　 ；克服绳重和摩擦做的额外功为　 　 J，若换成重600N的物体，该动滑轮的机械效率将　 　 。 23．云梯车是一种可以向高空运送物品的特种车辆，其模型图如图所示。云梯车工作时，顶端定滑轮的作用是　 　 ；某施工队用云梯车将重2000N的建筑材料运送到5楼（每层楼高3m，运送过程中支臂不动），云梯车做的有用功为　 　 J，若整个过程中，云梯车做的总功为3.6×104J，则货斗的重力为　 　 N。（不计绳重、动滑轮重与摩擦） 参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D C D A D D C C 二．多选题（共5小题） 题号 11 12 13 14 15 答案 AD ACD AC AD BD 一．选择题（共10小题） 1．如图所示，小双用滑轮组将重为200N的货物匀速提升了2m，滑轮机械效率为80%，不计绳重及摩擦。下列选项正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6m B．小双拉绳时所做的有用功为600J C．拉力F做的功为400J D．拉力F的大小为125N 【答案】D 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用s＝nh求出绳子自由端移动的距离； （2）根据W有＝Gh求出小双拉绳时所做的有用功； （3）根据η求出拉力F做的功； （4）根据W总＝Fs求出拉力F的大小。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，绳子自由端移动的距离为s＝nh＝2×2m＝4m，故A错误； B、小双拉绳时所做的有用功为： W有＝Gh＝200N×2m＝400J，故B错误； C、根据η可知，拉力F做的功为： W总500J，故C错误； D、根据W总＝Fs可知，拉力F的大小为： F125N，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 2．工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为1000N的物体，拉力F为600N。物体在10s内提升2m，忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为400N B．工人做的有用功为2000J C．提升该物体的机械效率是62.3% D．增大拉绳的速度，滑轮组的机械效率变大 【答案】B 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，忽略绳重和摩擦，利用F（G+G动）求出动滑轮的重力； （2）根据W有＝Gh求出工人做的有用功； （3）根据η求出该滑轮组的机械效率； （4）滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、物体的重、绳重、摩擦有关，跟物体升高的距离、移动的速度、绳子的绕法无关。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，忽略绳重和摩擦，根据F（G+G动）可知，动滑轮的重力为： G动＝nF﹣G＝2×600N﹣1000N＝200N，故A错误； B、工人做的有用功为W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J，故B正确； C、该滑轮组的机械效率为： η100%≈83.3%，故C错误； D、滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、物体的重、绳重、摩擦有关，跟物体升高的距离、移动的速度、绳子的绕法无关，所以增大拉绳的速度，滑轮组的机械效率不变，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了做功公式、机械效率公式和滑轮组绳子拉力公式的综合应用。 3．使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍，克服绳重和轮与轴间摩擦做功20J。下列说法不正确的是（　　） A．该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮 B．绳子自由端拉力的速度0.2m/s C．动滑轮重力为80N D．该滑轮组的机械效率为66.7% 【答案】D 【分析】（1）轴的位置固定不变的滑轮叫定滑轮；轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮； （2）根据滑轮组装置确定绳子有效股数n，绳子自由端拉力的速度v＝nv物； （3）利用G＝mg计算物体的重力，物体受到的摩擦力为物重的0.1倍，拉力F大小等于弹簧测力计的示数，根据W总＝Fs＝Fns物和W有＝fs物求出拉力做的总功和有用功，据此求出克服动滑轮重做的功，利用W动＝G动s物求出动滑轮重； （4）根据η求出滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图可知，上、下两个滑轮的轴的位置固定不变，为定滑轮；中间滑轮的轴随物体一起运动，为动滑轮，故A正确； B、由图可知，n＝2，绳子自由端的速度为：v＝nv物＝220.2m/s，故B正确； C、物体的重力G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，物体受到的摩擦力f＝0.1G＝0.1×3000N＝300N，绳的拉力F等于弹簧测力计的示数，即F＝200N， 拉力做的总功为W总＝Fs＝Fns物＝200N×2×1m＝400J， 拉力做的有用功为W有＝fs物＝300N×1m＝300J， 克服动滑轮重做的功为： W动＝W总﹣W有﹣W绳+摩＝400J﹣300J﹣20J＝80J， 则动滑轮重为： G动80N，故C正确； D、滑轮组的机械效率η100%＝75%，故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查了滑轮的定义、速度公式、重力公式、功的公式、机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 4．用甲图中的滑轮组将物体提高2m，用时5秒。滑轮组的机械效率与物体的重力关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，下列判断正确的是（　　） A．绳端移动的速度为1.2m/s B．动滑轮的重力为5N C．当物重为30N时，滑轮组机械效率为75% D．提升物体越重时，滑轮组的机械效率更低 【答案】C 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用v求出绳端移动的速度； （2）不计绳重和摩擦，根据η求出动滑轮重力； （3）不计绳重和摩擦，根据η'求出当物重为30N时，滑轮组机械效率； （4）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，绳端移动的速度为： v0.8m/s，故A错误； B、由图乙可知，当G＝10N时，η＝50%，不计绳重和摩擦，根据η可知，动滑轮重力为： G动G10N＝10N，故B错误； C、当物重为30N时，不计绳重和摩擦，滑轮组机械效率为： η'100%＝75%，故C正确； D、提升物体越重时，做的有用功就变大，而额外功不变，因此机械效率变大，故D错误。 故选：C。 【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率，关键是会根据题目的条件进行简单的计算。 5．用如图所示的滑轮组提升重物，拉力F＝300N，物体重G＝500N，在10s内将物体匀速提升4m，不计绳重和摩擦，则（　　） A．对物体做的有用功为100J B．拉力的功率为150W C．滑轮组的机械效率为60% D．增大提升重物的高度，不能提高该滑轮组的机械效率 【答案】D 【分析】（1）对物体所做的有用功W有用＝Gh； （2）由图可知n＝2，绳端移动的距离s＝nh，拉力所做的总功W总＝Fs，拉力的功率； （3）滑轮组的机械效率； （4）因为不计绳重和摩擦，根据分析滑轮组的机械效率与重物的上升高度的关系。 【解答】解：A、对物体所做的有用功W有用＝Gh＝500N×4m＝2000J，故A错误； B、由图可知n＝2，绳端移动的距离s＝nh＝2×4m＝8m， 拉力所做的总功W总＝Fs＝300N×8m＝2400J， 拉力的功率，故B错误； C、滑轮组的机械效率，故C错误； 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正确。 故选：D。 【点评】本题考查了使用滑轮组时功、功率和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 6．塔吊是工程建设中经常采用的起重装置，如图甲是根据塔吊抽象出来的物理模型，其水平臂AOB可视为杠杆，O为其支点，配重可以在AO之间水平移动，起吊重物的滑轮组也可以在OB之间水平移动。图乙是滑轮组的局部放大图，它将重为500N的重物竖直匀速提升10m用时20s，滑轮组自由端绳子的拉力F为300N，若不计绳重及摩擦，以下说法正确的是（　　） A．拉力F的功率为300W B．滑轮组的机械效率为60% C．拉力所做的功为3000J D．当所吊重物向B端移动时，配重应适当向O点移动 【答案】A 【分析】（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W总＝Fs求拉力做的总功，利用P求拉力做功的功率； （2）利用η求滑轮组的机械效率； （3）由图可知，当所吊重物向B端移动时，右侧的力臂增大，根据杠杆平衡条件分析配重移动的方向。 【解答】解：AC、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝300N×20m＝6000J， 拉力做功的功率： P300W，故A正确，C错误； B、滑轮组的机械效率： η100%≈83.3%，故B错误； D、由图可知，当所吊重物向B端移动时，右侧的力臂增大，即右侧力和力臂的乘积变大，由杠杆平衡条件可知，此时左侧的力和力臂的乘积也应变大，在配重一定时，应将配重远离O点，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件、功、功率和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 7．道路救援车拖移故障车辆时可构建成图所示的模型，将重为1×104N的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端用时200s，钢绳对小车A施加的沿斜面的拉力F为5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车A从斜面底端被拖上救援车的过程中，不计钢绳重和钢绳与滑轮间的摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．拉力F所做的功为2.5×104J B．斜面的机械效率为80% C．拉力F做功的功率为125W D．小车受到的摩擦力大小为2000N 【答案】D 【分析】（1）根据W＝Fs求拉力做的总功，根据P求拉力F做功的功率； （2）根据W＝Gh求克服小车重力所做的有用功；根据η100%求斜面的机械效率； （3）根据W总＝W额+W有求克服小车受到的摩擦力所做的额外功，根据W＝fs求小车受到的摩擦力。 【解答】解：AC、拉力做的总功：W总＝Fs＝5000N×5m＝2.5×104J， 拉力F做功的功率：P125W，故AC正确； B、克服小车重力所做的有用功：W有＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J， 斜面的机械效率：η100%100%＝80%，故B正确； D、克服小车受到的摩擦力所做的额外功： W额＝W总﹣W有＝2.5×104J﹣2×104J＝5000J， 小车受到的摩擦力：f1000N，故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查功、功率和机械效率的计算，难度一般。 8．小明同学在劳动实践基地用如图所示滑轮组将重力为400N的物体匀速提升12m，用时1min。图中所示动滑轮重力为100N，小明重力为600N，（空气阻力、摩擦力及绳重不计）该过程中下列说法正确的是（　　） A．小明对绳子的拉力为500N B．物体上升速度为0.4m/s C．小明对地面压力为600N D．该滑轮组机械效率为80% 【答案】D 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，空气阻力、摩擦力及绳重不计，利用F（G+G动）求出小明对绳子的拉力； （2）根据v求出物体上升速度； （3）根据力的平衡关系求出小明对地面的压力； （4）根据η求出该滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，空气阻力、摩擦力及绳重不计，小明对绳子的拉力为： F（G+G动）（400N+100N）＝250N，故A错误； B、物体上升速度为： ，故B错误； C、小明受到重力G人＝600N，绳子对他的拉力F拉＝F＝250N， 小明对地面的压力F压＝G人﹣F拉＝600N﹣250N＝350N，故C错误； D、该滑轮组的机械效率为： η100%＝80%，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了力的平衡、速度公式、机械效率公式和滑轮组绳子拉力公式的综合应用。 9．用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M的重力为200N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在10s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．10s内绳子自由端移动30m B．拉力F为300N C．该滑轮组的机械效率为66.7% D．动滑轮重力为50N 【答案】C 【分析】（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh； （2）由图乙可知10s内拉力F做的功，根据W＝Fs求出拉力F的大小； （3）利用η求滑轮组的机械效率； （4）利用忽略绳重及摩擦时F（G+G动）求动滑轮的重力。 【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m，故A错误； B、由图乙可知10s内拉力F做的功为3000J，由W＝Fs可知，拉力：F150N，故B错误； C、滑轮组的机械效率：η100%≈66.7%，故C正确； D、因为忽略绳重及摩擦时F（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×150N﹣200N＝100N，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用滑轮组时绳子自由端拉力、功和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 10．2026年8月8日，四川省第十五届运动会开幕式将在广安奥体中心举行，目前场馆正在加快建设中。如图是场馆建设中塔吊吊起建筑材料的情景，在拉力F的作用下，质量为270kg的材料被竖直匀速吊起，已知动滑轮重为300N，重物在8s内上升了10m，若不计绳重与摩擦（g＝10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．拉力F的大小为1500N B．该过程中拉力F做的有用功为27000W C．滑轮组的机械效率为90% D．塔吊吊起的材料上升速度越快，机械效率越高 【答案】C 【分析】（1）先根据图确定绳子段数n，计算物体重力G物和整个过程中绳子自由端移动的距离s，再用算出拉力F的大小； （2）根据W总＝Fs和W有用＝G物h计算滑轮组的总功和有用功的大小，最后根据计算出滑轮组的机械效率； （3）机械效率仅与物重、动滑轮重有关。 【解答】解：ABC、由图可知，n＝3，不计绳重与摩擦，则拉力的大小为： ； 拉力做的总功为W总＝Fs＝Fnh＝1000N×3×10m＝30000J， 拉力做的有用功为W有用＝G物h＝m物gh＝270kg×10N/kg×10m＝27000J， 则滑轮组的机械效率为： ，故C正确，AB错误； D、不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率与物重、动滑轮重有关，与物体上升速度无关，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了做功公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 二．多选题（共5小题） （多选）11．如图甲所示，用滑轮组把建筑材料运送到高处。电动机用800N的力拉钢丝绳，使建筑材料竖直匀速上升，滑轮组的机械效率为80%。钢丝绳自由端移动的距离随时间变化的规律如图乙中图线a所示，建筑材料上升的距离随时间的变化规律如图乙中图线b所示，g取 10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．钢丝绳自由端的移动速度为0.3m/s B．10s内电动机对钢丝绳做的功为800J C．建筑材料的质量为240kg D．动滑轮对建筑材料做功的功率为192W 【答案】AD 【分析】（1）根据图乙中的图线a利用速度公式求出钢丝绳自由端的移动速度； （2）根据速度公式求出10s内钢丝绳自由端的移动的距离，利用W总＝Fs求出10s内电动机对钢丝绳做的功； （3）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用η求出建筑材料的质量； （4）根据v＝nv物求出建筑材料上升的速度，利用PGv物＝mgv物求出动滑轮对建筑材料做功的功率。 【解答】解：A、钢丝绳自由端移动的距离随时间变化的规律如图乙中图线a所示，在1s内钢丝绳自由端移动的距离为0.3m，则钢丝绳自由端的移动速度为： v0.3m/s，故A正确； B、10s内钢丝绳自由端的移动的距离为： s'＝vt'＝0.3m/s×10s＝3m， 则10s内电动机对钢丝绳做的功为： W总＝Fs'＝800N×3m＝2400J，故B错误； C、由图甲可知，n＝3，根据η可知，建筑材料的质量为： m192kg，故C错误； D、建筑材料上升的速度为： v物v0.3m/s＝0.1m/s， 滑轮对建筑材料做功的功率为： PGv物＝mgv物＝192kg×10N/kg×0.1m/s＝192W，故D正确。 故选：AD。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式和机械效率公式的综合应用。 （多选）12．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重600N的工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重500N的物体A以0.1m/s的速度匀速上升，此时绳端拉力为300N，支架受到滑轮组的拉力为F1。将被提升物体更换为物体B，再将B以同样的速度匀速提升，此时支架受到滑轮组的拉力为F2，工人拉力的功率为80W。已知：两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮的重力为100N B．提升物体A时，工人拉力的功率为50W C．前后两次支架受到滑轮组的拉力F1：F2＝10：13 D．提升物体B时，滑轮组的机械效率为87.5% 【答案】ACD 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计滑轮组的绳重和摩擦，利用F（G+G动）求出滑轮的重力； （2）根据PFv求出提升物体A时，工人拉力的功率； （3）根据PFv求出拉物体B时的拉力，不计滑轮组的绳重和摩擦，利用F（G+G动）求出物体B重，根据η求出提升物体B时，滑轮组的机械效率； （4）分析图可知，滑轮组拉支架时，与支架连接的滑轮相当于定滑轮，连在定滑轮上绳子段数为n′＝3，根据力的平衡关系分别求出两次支架受到滑轮组的拉力，据此求出前后两次支架受到滑轮组的拉力之比。 【解答】解：A、由图知，n＝2，不计滑轮组的绳重和摩擦，根据F（G+G动）可知，滑轮的重力为： G动＝nF拉1﹣GA＝2×300N﹣500N＝100N， 由于两个滑轮质量相等，所以两个滑轮重力相等，均为100N，故A正确； B、提升物体A时，绳子自由端移动的速度为v绳＝2vA＝2×0.1m/s＝0.2m/s， 根据PFv可知，工人拉力的功率为： P1＝F拉1v绳＝300N×0.2m/s＝60W，故B错误； D、使用同样的滑轮组以同样的速度提升物体B时拉力的功率为80W，则拉物体B时的拉力为： ， 不计滑轮组的绳重和摩擦，物体B的重力为GB＝2F拉2﹣G动＝2×400N﹣100N＝700N， 提升物体B时，滑轮组的机械效率为： ，故D正确； C、分析图可知，滑轮组拉支架时，与支架连接的滑轮相当于定滑轮，连在定滑轮上绳子段数为n′＝3，则前后两次支架受到滑轮组的拉力分别为F1＝3F拉1+G动′＝3×300N+100N＝1000N， F2＝3F拉2+G动′＝3×400N+100N＝1300N， 所以，故C正确。 故选：ACD。 【点评】本题考查了力的平衡、功率公式、机械效率公式和滑轮组绳子拉力公式的综合应用。 （多选）13．如图所示为某起重机的滑轮组结构示意图，其最大载重为4t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10N/kg。则下列说法正确的是（　　） A．克服钢板重力做的功是3.6×105J B．提升钢板时，钢丝绳的拉力为9×103N C．动滑轮的重力为9×103N D．滑轮组满载时的机械效率为88.9% 【答案】AC 【分析】（1）根据W有＝Gh＝mgh求出克服钢板重力做的功； （2）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用η求出钢丝绳的拉力； （3）不计钢丝绳的重力和摩擦，根据F（G+G动）（mg+G动）求出动滑轮重； （4）不计钢丝绳的重力和摩擦，根据η'求出滑轮组满载时的机械效率。 【解答】解：A、克服钢板重力做的功为： W有＝Gh＝mgh＝3600kg×10N/kg×10m＝3.6×105J，故A正确； B、由图可知，n＝4，根据η可知，钢丝绳的拉力为： F11250N，故B错误； C、不计钢丝绳的重力和摩擦，根据F（G+G动）（mg+G动）可知，动滑轮重为： G动＝nF﹣mg＝4×11250N﹣3600kg×10N/kg＝9×103N，故C正确； D、不计钢丝绳的重力和摩擦，滑轮组满载时的机械效率为： η'81.6%，故D错误。 故选：AC。 【点评】本题考查了做功公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 （多选）14．2026年3月，京昆通道的重要组成部分—渝昆高铁云南段开始铺轨。在某次建材搬运过程中，小明采用如图所示的装置，通过滑轮组向高处提升重180N的物体，每个滑轮重15N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。8s内物体匀速上升8m。则在这8s内（　　） A．小明做的额外功为120J B．滑轮组的机械效率为70% C．小明拉绳做功的功率为65W D．上方固定顶板对滑轮组的拉力为290N 【答案】AD 【分析】（1）不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，克服动滑轮重所做的功为额外功，根据W额＝G动h求出额外功； （2）不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，根据η求出滑轮组的机械效率； （3）不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，根据W总＝W有+W额＝Gh+G动h求出拉力做的总功，利用P求出小明拉绳做功的功率； （4）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，根据F（G+G动）求出绳子自由端的拉力；上方固定顶板对滑轮组的拉力等于两个定滑轮的重力和4段绳子的拉力之和。 【解答】解：A、不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，克服动滑轮重所做的功为额外功，则额外功为W额＝G动h＝15N×8m＝120J，故A正确； B、不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，滑轮组的机械效率为： η100%≈92.3%，故B错误； C、不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，拉力做的总功为： W总＝W有+W额＝Gh+G动h＝180N×8m+15N×8m＝1560J， 则小明拉绳做功的功率为： P195W，故C错误； D、由图可知，n＝3，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，绳子自由端的拉力为： F（G+G动）（180N+15N）＝65N，因每个滑轮重15N，则上方固定顶板对滑轮组的拉力等于两个定滑轮的重力和4段绳子的拉力之和，即F'＝2G定+4F＝2×15N+4×65N＝290，故D正确。 故选：AD。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式、机械效率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用。 （多选）15．质量为2kg的物体A放在水平地面上，利用如图所示的装置使物体A以0.1m/s的速度做匀速直线运动，拉力F大小为6N，方向始终保持水平，若地面对物体的摩擦力大小为9N，不计弹簧测力计、滑轮及绳重，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s B．拉力的功率为1.2W C．2s内该装置做的有用功为3.6J D．滑轮组的机械效率为75% 【答案】BD 【分析】（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的速度v＝nv物； （2）利用PFv求拉力做功的功率； （3）利用v求物体移动的距离，利用W有＝fs物求克服地面对物体摩擦力做的有用功； （4）利用η求滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，绳子自由端移动的速度：v＝nv物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，故A错误； B、拉力的功率，故B正确； C、2s内该装置克服摩擦力做的有用功W有用＝fsA＝fvAt＝9N×0.1m/s×2s＝1.8J，故C错误； D、滑轮组的机械效率为： ，故D正确。 故选：BD。 【点评】本题考查了使用滑轮组时速度、有用功、总功、功率和机械效率的计算，明确有用功和总功是关键。 三．填空题（共8小题） 16．如图，利用动滑轮提水，用75N的拉力将水桶提升1m，不计绳重、摩擦和桶重，若动滑轮的机械效率为90%，则拉力所做的总功为　150　 J，水的重力为　135　 N；如果从水桶内取出部分水，此时动滑轮的机械效率将　变小　 ；该动滑轮可以看作为　省力　 杠杆。 【答案】150；135；变小；省力。 【分析】（1）动滑轮绳子股数为2，根据W总＝Fs＝Fnh求出拉力所做的总功； （2）不计绳重、摩擦和桶重，根据η求出水的重力； （3）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重； （4）动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。 【解答】解：动滑轮绳子股数为2，拉力所做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝75N×2×1m＝150J； 不计绳重、摩擦和桶重，根据η可知，水的重力为： G＝ηnF＝90%×2×75N＝135N； 如果从水桶内取出部分水，水的重力变小，做的有用功就变小，而额外功不变，故动滑轮的机械效率变小； 动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂二倍的杠杆，因此该动滑轮可以看作为省力杠杆。 故答案为：150；135；变小；省力。 【点评】本题考查了杠杆的分类、做功公式和机械效率公式的综合应用。 17．如图所示，物体重200N，动滑轮重30N。工人用125N竖直方向的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是　600　 J，拉力的功率是　75　 W，动滑轮的机械效率是　80　 %。 【答案】600；75；80。 【分析】（1）根据W有＝Gh求出拉力做的有用功； （2）动滑轮绳子股数为2，根据W总＝Fs＝Fnh求出拉力做的总功，利用P求出拉力的功率； （3）根据η求出动滑轮的机械效率。 【解答】解：拉力做的有用功为： W有＝Gh＝200N×3m＝600J； 动滑轮绳子股数为2，拉力做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝125N×2×3m＝750J， 拉力的功率为： P75W； 动滑轮的机械效率为： η100%＝80%。 故答案为：600；75；80。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式和机械效率公式的综合应用。 18．建筑工地常使用塔式起重机（塔吊）吊运建筑材料。塔吊的起重臂可视为杠杆，如图是塔吊中用到的滑轮组。 （1）若起重臂所受阻力大小为6000N，动力臂是阻力臂的一半，则动力大小为　12000　 N； （2）图中，使用B滑轮的优点是　省力　 ；若塔吊将重力大小为5000N的水泥板匀速提升10m，用时25s，此时右侧绳子拉力为4000N，提升过程中，对水泥板做功的功率为　2000　 W，滑轮组的机械效率为　62.5%　 。 【答案】（1）12000；（2）省力；2000；62.5%。 【分析】（1）根据杠杆平衡条件求出动力大小； （2）轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮，使用动滑轮能省力，但费距离； 根据P求出提升过程中，对水泥板做功的功率； 根据滑轮组装置确定绳子股数，同一根绳子，拉力处处相等，据此确定滑轮组自由端的拉力，利用η求出该滑轮组的机械效率。 【解答】解：（1）若起重臂所受阻力大小为6000N，动力臂是阻力臂的一半，根据F1L1＝F2L2可知， F112000N； （2）由图可知，B滑轮随物体一起移动，是动滑轮，动滑轮能省力，但费距离； 提升过程中，对水泥板做功的功率为： P2000W； 由图可知，n＝2；右侧绳子拉力为4000N，由于同一根绳子，拉力处处相等，因此滑轮组自由端的拉力F＝4000N，则滑轮组的机械效率为： η100%＝62.5%。 故答案为：（1）12000；（2）省力；2000；62.5%。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件、功率公式和机械效率公式的综合应用。 19．简单机械的使用，给我们的工作和生活带来了极大的便利。 （1）如图1所示用开瓶器打开瓶盖，可以将开瓶器看作是一个　A　 。 A.省力杠杆 B.等臂杠杆 C.费力杠杆 （2）如图2所示，工人师傅站在高处利用动滑轮将物体竖直向上匀速提升到高处，物体所受重力为1000N。 ①在图2中，画出物体所受的重力的示意图。 ②若物体所受重力为1000N，不计滑轮重力和摩擦，工人师傅对绳端的拉力大小为　500　 N。若10秒内工人师傅通过动滑轮将重物匀速提升2m，则滑轮对重物所做的功为　2000　 J，功率为　200　 W。 （3）在使用简单机械时，对物体做的有用功为400J的同时，还要做100J的额外功，则该简单机械的效率为　80%　 。 【答案】（1）A； （2）①； ②500；2000；200； （3）80%。 【分析】（1）根据开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂分析。 （2）重力的方向总是竖直向下的，据此画图。 根据n＝2，不计滑轮重力和摩擦，绳端的拉力大小 滑轮对重物做的有用功W有＝Gh；结合功率计算功率； （3）机械效率η100%。 【解答】解：（1）图中的动力臂大于阻力臂，开瓶器属于省力杠杆，故选A。 （2）重力的方向总是竖直向下的，作用点在重心，如图所示： 。 由图可知，n＝2，不计滑轮重力和摩擦，绳端的拉力大小； 滑轮对重物做的有用功W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J； 功率； 机械效率。 故答案为：（1）A； （2）①； ②500；2000；200； （3）80%。 【点评】本题考查功、功率机械效率的计算，属于中档题。 20．如图所示，盘山公路全长10km，海拔落差高度1000m。现有一辆总质量为6000kg的客车，受到恒为4×104N的牵引力沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶，整个过程中，盘山公路的机械效率为　15%　 ，若汽车行驶过程中阻力大小不变，则阻力为　3.4×104 N，g取10N/kg。如图乙是生活中常见的一种钉子，将其拧入木板时，螺纹越　密　 （选填“疏”或“密”）越省力。 【答案】15%；3.4×104；密。 【分析】（1）根据W有＝Gh求出牵引力做的有用功，利用W总＝Fs求出牵引力做的总功，根据η求出盘山公路的机械效率； （2）根据W总＝W有+W额求出额外功，利用W额＝fs求出阻力； （3）钉子上的螺纹相当于斜面，在斜面高度一定时，斜面越长越省力。 【解答】解：牵引力做的有用功为： ， 牵引力做的总功为： ， 则盘山公路的机械效率为： ； 根据W总＝W有+W额可知，整个过程中所做的额外功为： ， 由W额＝fs可知，阻力为： ； 钉子上的螺纹相当于斜面，在斜面高度一定时，斜面越长越省力，螺纹越密，相当于斜面的长度越长，所以将其拧入木板时越省力。 故答案为：15%；3.4×104；密。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率的计算，明确有用功、总功、额外功的含义是关键。 21．如图所示，是我国古代著名的水利灌溉机械—龙骨水车。可以利用人力驱动水车，方便将低处的水提到高处。当人转动摇杆时，大轮随之转动，摇杆和大轮相当于一个　轮轴　 （选填“轮轴”或“定滑轮”）。工作时木链旋转一周，刮水板可将40kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为25s，人力驱动刮水板的平均功率约为80W。该过程中龙骨水车所做的有用功为　1000　 J，机械效率为　50%　 。（g取10N/kg） 【答案】轮轴；1000；50%。 【分析】（1）根据轮轴特点分析回答； （2）根据W有＝Gh＝mgh求出该过程中龙骨水车所做的有用功； （3）根据P求出人对龙骨水车做的总功，利用η求出机械效率。 【解答】解：摇杆和大轮相当于一个轮轴，摇杆的半径大于大轮的半径，属于省力杠杆； 该过程中龙骨水车所做的有用功为： W有＝Gh＝mgh＝40kg×10N/kg×2.5m＝1000J； 根据P可知，人对龙骨水车做的总功为： W总＝Pt＝80W×25s＝2000J， 则机械效率为： 。 故答案为：轮轴；1000；50%。 【点评】本题考查了使用轮轴时功、功率和机械效率的计算，难度不大。 22．用动滑轮将物体向上匀速提升1m，若物体重450N，工人所用拉力为250N，动滑轮重30N，则动滑轮的机械效率为　90%　 ；克服绳重和摩擦做的额外功为　20　 J，若换成重600N的物体，该动滑轮的机械效率将　增大　 。 【答案】90%；20；增大。 【分析】（1）动滑轮绳子股数为2，根据W总＝Fs＝Fnh求出拉力做的总功，利用W有＝Gh求出拉力做的有用功，根据η求出动滑轮的机械效率； （2）根据W动＝G动h求出克服动滑轮重做的功，利用W总＝W有+W动+W绳+摩求出克服绳重和摩擦做的额外功； （3）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重。 【解答】解：动滑轮绳子股数为2，拉力做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝250N×2×1m＝500J， 拉力做的有用功为： W有＝Gh＝450N×1m＝450J， 动滑轮的机械效率为： η100%＝90%； 克服动滑轮重做的功为： W动＝G动h＝30N×1m＝30J， 克服绳重和摩擦做的额外功为： W绳+摩＝W总﹣W有﹣W动＝500J﹣450J﹣30J＝20J； 若换成重600N的物体，提升物体的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，故机械效率增大。 故答案为：90%；20；增大。 【点评】本题考查了做功公式和机械效率公式的综合应用。 23．云梯车是一种可以向高空运送物品的特种车辆，其模型图如图所示。云梯车工作时，顶端定滑轮的作用是　改变力的方向　 ；某施工队用云梯车将重2000N的建筑材料运送到5楼（每层楼高3m，运送过程中支臂不动），云梯车做的有用功为　2.4×104 J，若整个过程中，云梯车做的总功为3.6×104J，则货斗的重力为　1000　 N。（不计绳重、动滑轮重与摩擦） 【答案】改变力的方向；2.4×104；1000。 【分析】（1）使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮；定滑轮不省力，但是可以改变力的方向； （2）根据W有＝Gh求出云梯车做的有用功； （3）根据W总＝W有+W额求出额外功，不计绳重、动滑轮重与摩擦，克服货斗的重力做的功为额外功，利用W额＝G货h求出货斗的重力。 【解答】解：定滑轮不省力，只能改变力的方向； 将材料运到5楼，实际上升高度h＝（5﹣1）×3m＝12m，有用功是对建筑材料做的功，则云梯车做的有用功为： ， 额外功为： ， 不计绳重、动滑轮重与摩擦，克服货斗的重力做的功为额外功，则货斗重力为： 。 故答案为：改变力的方向；2.4×104；1000。 【点评】本题考查了定滑轮的作用和做功公式的应用等知识。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $