专题10 简单机械(5年汇编)(天津专用)2022-2026年中考物理真题分类汇编
2026-09-17
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摘要:
**基本信息**
本试卷为初中物理简单机械专题的中考真题与模拟题汇编,覆盖杠杆分类及应用、平衡条件计算、滑轮组机械效率三大核心考点,以中华传统文化(如桔槔、试弓定力)和现实机械情境(如汽车刹车踏板、起重机吊杆)为命题载体,贴合天津中考5年考情与命题趋势。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|填空|真题4题+模拟4题|杠杆分类(2024真题)、滑轮类型判断(2026真题)|结合杆秤双支点、人体杠杆等新颖模型,考查省力/费力杠杆判断|
|选择(单选/多选)|真题5题+模拟8题|机械效率计算(2022单选)、滑轮组动态分析(2025多选)|通过饼图读取功的占比,分析物重变化对效率的影响|
|综合题|真题3题+模拟4题|杠杆平衡条件(2023桔槔计算)、滑轮组功率与效率(2026综合)|融合《天工开物》典籍素材,要求画力臂、推导效率公式|
内容正文:
专题10 简单机械
5年真题1年模拟
考点分类
天津考情(2022-2026)
命题规律
考点01 杠杆分类及应用
2024年填空题
命题情境:跨学科传统文化素材;生活实物模型;判断省力、费力杠杆。高频易错点:混淆支点位置;力臂理解错误;杆秤问题。命题趋势:大量结合中华古代科技典籍素材;侧重实物模型识别;增加杆秤双支点、人体杠杆等新颖模型。
考点02 杠杆平衡条件的计算
2023年填空题
2022、2025年综合题
命题情境:汽车刹车踏板、起重机吊杆等现实机械;桔槔、杆秤、试弓定力等传统文化情境。高频易错点:力臂作图画成支点到作用点连线;动力臂、阻力臂比例计算出错;分不清动力、阻力的方向。命题趋势:传统文化素材持续出现;以静态平衡为主,较少复杂综合。
考点03 滑轮组机械效率的计算
2022、2024年单项选择题
2023、2025年多项选择题
2026年填空题
命题情境:竖直滑轮组提升重物,结合饼图给出有用功、额外功占比;水平动滑轮拉动物体;同一个滑轮组提升不同重物,分析机械效率变化;两套滑轮装置对比分析多选。高频易错点:绳子段数数错;分不清有用功、额外功;水平动滑轮中有用功是克服摩擦力做功。命题趋势:结合图像读取信息;竖直提升为主,水平滑轮作为拓展出现;强化“不计绳重和摩擦”模型的理解,考查物重变化对机械效率的动态分析。
考点01 杠杆分类及应用
1.(2024•天津中考)利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时,先用金属棒撬起家具,再将带有滚轮的底座放入家具底部,便可以轻松移动家具。其中,金属棒是 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,底座装有滚轮是为了减小 。
考点02 杠杆平衡条件的计算
一、填空题
1.(2023•天津中考)如图1是我国古代汲水装置——桔槔,图2是它水平静止时的简化模型,该装置是
(填简单机械名称):此时配重物重力为G1,水桶重力为G2,l1:l2=2:1,若不计杆重,则G1:G2= 。
二、综合题
2.(2025•天津中考)图1为汽车刹车装置的部分结构示意图。驾驶员踩下踏板,连着踏板的金属杆绕O点转动,推动活塞挤压刹车油,此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆。不计金属杆自重及摩擦,请解答下列问题:
(1)图2中画出了杠杆的动力F1和阻力F2,其中正确的是 图;
(2)若动力F1为300N,动力臂与阻力臂之比为5:1,求阻力F2的大小。
3.(2022•天津中考)如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆,若动力F1为200N,动力臂l1为1.2m(图中未画出),阻力臂l2为0.06m,不计道钉撬自身重力。
(1)在图中画出动力臂l1;
(2)求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
考点03 滑轮与机械效率
一、单项选择题
1.(2024•天津中考)高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子,旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮,关于该滑轮的说法正确的是( )
A.它是动滑轮
B.利用它可以省力
C.利用它可以省距离
D.利用它可以改变力的方向
2.(2022•天津中考)实验时,小芳用如图所示的滑轮组,将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N,不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力F为4N
B.有用功为5J
C.绳子自由端移动距离为1.5m
D.该滑轮组的机械效率为80%
二、多项选择题
(多选)3.(2025•天津中考)用如图1所示的动滑轮,先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度,两次做功的情况如图2所示。第一次的额外功为900J,不计绳重和摩擦,则( )
A.第一次提升重物时机械效率较高
B.第二次提升重物时的额外功较大
C.先后两次提升重物的重力之比为7:9
D.先后两次提升重物的总功率之比为6:5
(多选)4.(2023•天津中考)在测量滑轮组机械效率的实验中,用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G1的物体,额外功与有用功之比为1:3;再匀速提升重为G2的物体。先后两次绳子自由端的拉力之比为2:5。若不计绳重和摩擦,则( )
A.G1:G2=2:5
B.G1:G2=1:3
C.先后两次滑轮组的机械效率之比为3:4
D.先后两次滑轮组的机械效率之比为5:6
三、填空题
5.(2026•天津中考)小明用图示的装置进行上肢力量训练。图中A是 (选填“定”或“动”)滑轮;用此装置匀速提起重400N的物体,需要 N的拉力。(不计摩擦和绳重)
一、单项选择题
1.(2026•红桥区三模)如图所示,下面生活常用工具中属于费力杠杆的是( )
A.钳子 B.羊角锤
C.夹子 D.理发剪刀
2.(2026•和平区一模)如图所示是脚踏式垃圾箱的结构图,A处脚踏板向下踩动,使箱盖打开。选项图中关于箱盖打开时的EDF杠杆示意图正确的是( )
A. B. C. D.
3.(2026•南开区一模)如图所示为《天工开物》中记载的一种捣谷工具——舂,人脚用力踩踏A端使B端升起,抬脚后B端重重落下击打稻谷。关于舂的使用,下列说法正确的是( )
A.该工具正常工作时,绕着A点转动
B.使用该工具时不能省力,但可以省功
C.若想更省力一些,可将脚踩点A适当靠近O
D.该工具与镊子都正常使用时,它们都属于同一类杠杆
4.(2026•红桥区一模)如图为小刚同学在完成跨学科实践作业中自制的杆秤,O1、O2均是杆秤称量时的支点。当使用O1称量物品时,调整秤砣至B点位置,使秤杆处于水平平衡状态(忽略盘重、绳重和杆重),已知秤砣质量为20g,O1A=10cm,O1B=110cm。下列说法正确的是( )
A.所称物体质量是200g
B.换称质量较小的物体时,秤砣应向B点左边移动
C.改用O2称量物体时,会使该杆秤的称量范围变小
D.当秤砣在B点时,使用O1称量的物体质量比使用O2称量的物体质量大
5.(2026•河北区一模)我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一,为人类文明和社会进步作出了重要贡献。如图,是汉代画像石中的滑轮图,描绘了古人使用滑轮汲水操作的场景。关于图中的滑轮说法正确的是( )
A.该滑轮是动滑轮
B.使用该滑轮可以省功
C.使用该滑轮可以省力
D.该滑轮可以改变力的方向
6.(2026•西青区模拟)如图所示,利用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m,作用在绳子自由端的拉力F为250N,方向竖直向上。不计绳重和摩擦,则下列选项正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为3m
B.动滑轮受到的重力为100N
C.拉力F做的功为1200J
D.该动滑轮的机械效率为62.5%
7.(2026•东丽区一模)工人师傅用如图所示的装置把质量为48kg的货物从地面匀速提升至3楼,所用的拉力为300N。不计绳重及摩擦,g取10N/kg。下列说法中正确的是( )
A.货物上升的高度为9m
B.绳子自由端移动的距离为18m
C.所用动滑轮的重力为100N
D.增加货物重,可以提高滑轮组的机械效率
8.(2026•滨海新区二模)工人用如图甲所示的滑轮组将重为700N的物体匀速竖直提升2m,不计绳重和摩擦,滑轮组的部分数据如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.绳子自由端移动距离为6m
B.滑轮组做的额外功为1400J
C.绳子自由端受到拉力为500N
D.该滑轮组的机械效率为30%
二、多项选择题
(多选)9.(2025•河东区二模)小明用相同的滑轮安装成如图所示的两种装置,分别匀速提升两个质量相同的物体,在相同时间内绳端移动的距离相等,若绳端拉力F1:F2=3:2,则( )
A.物体的速度之比v1:v2=1:2
B.有用功之比W有1:W有2=2:1
C.机械效率之比η1:η2=4:3
D.拉力的功率之比P1:P2=3:4
(多选)10.(2026•北辰区二模)用如图所示的滑轮组将一物体匀速提升。已知拉力为F,此过程滑轮组的机械效率为η(不计绳重和摩擦)。现将物体的重力增加ΔG,下列判断正确的是( )
A.物体的重为
B.动滑轮的重为G动=3F(1﹣η)
C.机械效率变为
D.机械效率变为
三、填空题
11.(2026•滨海新区二模)如图所示是小明双脚站立在地面上,同时提起双脚跟时,其中一只脚的姿势图。O点是脚尖与地面的接触点,F1为提起脚跟的动力,F2为一只脚受到的阻力,可以把此时的脚看成
(填机械名称)。OA=16cm,AB=4cm,提起脚跟的动力F1=160N,则小明身体受到的重力G= N。
12.(2026•河东区校级模拟)“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种用杆秤测量弓最大弹力的方法。如图所示,当杆秤水平平衡时,秤砣重为G,距提纽90cm,挂弓点距提纽30cm,杆秤质量不计,则该弓的弹力F= G。若要提高杆秤的测量精度,可采取的方法是换用质量更 (选填“大”或“小”)的秤砣。
13.(2026•南开区一模)如图甲所示,用水平力F1拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离,然后用滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离,水平拉力为F2,如图乙所示。在使用滑轮的过程中,总功为 ,额外功为 。
14.(2026•北辰区一模)工人师傅用如图所示装置把重为480N的物体从地面提升至3楼,所用拉力为300N,忽略绳重及摩擦,则动滑轮重 N;滑轮组的机械效率为 。
四、综合题
15.(2026•河西区模拟)如图1是起重机将货物吊起的情景,如图2为起重机的简图,O为支点,F1为动力,F2为阻力。请解答下列问题:(吊杆的重力忽略不计)
(1)在图2中画出阻力F2的力臂l2;
(2)若动力F1为3×104N,动力臂l1与阻力臂l2之比为2:5,求阻力F2的大小。
16.(2026•河东区校级模拟)用如图所示滑轮组提升重物。人用200N的拉力F在30s内使重为360N的物体匀速上升了6m.不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮的自重;
(2)人拉绳子的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
17.(2026•南开区二模)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)。
试卷第1页,共3页
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专题10 简单机械
5年真题1年模拟·答案版
考点01 杠杆分类及应用
1.省力;摩擦。
考点02 杠杆平衡条件的计算
一、填空题
1.杠杆;1:2。
二、综合题
2.(1)乙;(2)阻力F2的大小是1500N。
3.(1);(2)阻力F2的大小为4000N。
考点03 滑轮与机械效率
一、单项选择题
1.D
2.D
二、多项选择题
3.AD
4.BD
三、填空题
5.定;400。
一、单项选择题
1.D
2.C
3.D
4.B
5.D
6.B
7.D
8.C
二、多项选择题
9.BC
10.BC
三、填空题
11.杠杆;400。
12.3;小。
13.2F2s;(2F2﹣F1)s。
14.120;80%。
四、综合题
15.(1);(2)阻力F2为1.2×104N。
16.(1)动滑轮的自重为40N;(2)人拉绳子的功率为80W;(3)滑轮组的机械效率为90%
17.(1)该同学对绳子的拉力为400N;滑轮组的机械效率为83.3%。
试卷第1页,共3页
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专题10 简单机械
5年真题1年模拟
考点分类
天津考情(2022-2026)
命题规律
考点01 杠杆分类及应用
2024年填空题
命题情境:跨学科传统文化素材;生活实物模型;判断省力、费力杠杆。高频易错点:混淆支点位置;力臂理解错误;杆秤问题。命题趋势:大量结合中华古代科技典籍素材;侧重实物模型识别;增加杆秤双支点、人体杠杆等新颖模型。
考点02 杠杆平衡条件的计算
2023年填空题
2022、2025年综合题
命题情境:汽车刹车踏板、起重机吊杆等现实机械;桔槔、杆秤、试弓定力等传统文化情境。高频易错点:力臂作图画成支点到作用点连线;动力臂、阻力臂比例计算出错;分不清动力、阻力的方向。命题趋势:传统文化素材持续出现;以静态平衡为主,较少复杂综合。
考点03 滑轮组机械效率的计算
2022、2024年单项选择题
2023、2025年多项选择题
2026年填空题
命题情境:竖直滑轮组提升重物,结合饼图给出有用功、额外功占比;水平动滑轮拉动物体;同一个滑轮组提升不同重物,分析机械效率变化;两套滑轮装置对比分析多选。高频易错点:绳子段数数错;分不清有用功、额外功;水平动滑轮中有用功是克服摩擦力做功。命题趋势:结合图像读取信息;竖直提升为主,水平滑轮作为拓展出现;强化“不计绳重和摩擦”模型的理解,考查物重变化对机械效率的动态分析。
考点01 杠杆分类及应用
1.(2024•天津中考)利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时,先用金属棒撬起家具,再将带有滚轮的底座放入家具底部,便可以轻松移动家具。其中,金属棒是 省力 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,底座装有滚轮是为了减小 摩擦 。
解:由图知,用金属棒撬起家具时,金属棒相当于撬棍,且动力臂大于阻力臂,所以此时金属棒属于省力杠杆;
底座装有滚轮,用滚动代替滑动,是为了减小摩擦。
答案:省力;摩擦。
考点02 杠杆平衡条件的计算
一、填空题
1.(2023•天津中考)如图1是我国古代汲水装置——桔槔,图2是它水平静止时的简化模型,该装置是 杠杆 (填简单机械名称):此时配重物重力为G1,水桶重力为G2,l1:l2=2:1,若不计杆重,则G1:G2= 1:2 。
解:根据杠杆原理,由图知,该装置是杠杆;
由杠杆平衡条件可得:G1×l1=G2×l2,
解得,。
答案:杠杆;1:2。
二、综合题
2.(2025•天津中考)图1为汽车刹车装置的部分结构示意图。驾驶员踩下踏板,连着踏板的金属杆绕O点转动,推动活塞挤压刹车油,此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆。不计金属杆自重及摩擦,请解答下列问题:
(1)图2中画出了杠杆的动力F1和阻力F2,其中正确的是 乙 图;
(2)若动力F1为300N,动力臂与阻力臂之比为5:1,求阻力F2的大小。
解:(1)驾驶员踩下踏板,动力的方向垂直于踏板向下,动力使金属杆绕着O点顺时针转动,并通过连杆推动活塞水平向左运动;因物体间力的作用是相互的,所以连杆对金属杆有水平向右的作用力,阻碍金属杆的转动,则阻力F2的方向水平向右,故选乙;
(2)由杠杆平衡条件得:F1L1=F2L2,
则;
答:(1)乙;(2)阻力F2的大小是1500N。
3.(2022•天津中考)如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆,若动力F1为200N,动力臂l1为1.2m(图中未画出),阻力臂l2为0.06m,不计道钉撬自身重力。
(1)在图中画出动力臂l1;
(2)求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
解:(1)动力臂为支点到动力的作用线的距离,过支点O作动力的作用线的垂线,该垂线为动力臂l1,如图所示:
(2)由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得。
答案:(1)见解析;(2)阻力F2的大小为4000N。
考点03 滑轮与机械效率
一、单项选择题
1.(2024•天津中考)高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子,旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮,关于该滑轮的说法正确的是( )
A.它是动滑轮
B.利用它可以省力
C.利用它可以省距离
D.利用它可以改变力的方向
解:旗杆顶部滑轮的轴固定不动,是一个定滑轮;
升旗仪式上,旗手缓缓向下拉动绳子,旗子就会徐徐上升,这是因为用定滑轮可以改变力的方向。
故D正确。
答案:D。
2.(2022•天津中考)实验时,小芳用如图所示的滑轮组,将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N,不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力F为4N
B.有用功为5J
C.绳子自由端移动距离为1.5m
D.该滑轮组的机械效率为80%
解:A、由图可知,n=2;不计绳重和摩擦时,拉力F=(G物+G动)=×(8N+2N)=5N,故A错误;
B、拉力做的有用功:W有用=Gh=8N×0.5m=4J,故B错误;
C、绳子自由端移动距离s=2h=2×0.5m=1m,故C错误;
D、拉力做的总功:W总=Fs=5N×1m=5J,
滑轮组的机械效率:,故D正确。
答案:D。
二、多项选择题
(多选)3.(2025•天津中考)用如图1所示的动滑轮,先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度,两次做功的情况如图2所示。第一次的额外功为900J,不计绳重和摩擦,则( )
A.第一次提升重物时机械效率较高
B.第二次提升重物时的额外功较大
C.先后两次提升重物的重力之比为7:9
D.先后两次提升重物的总功率之比为6:5
解:A、由图2可知,第一次机械效率η1=75%,第二次机械效率η2=70%,所以第一次提升重物时机械效率较高,故A正确。
B、不计绳重和摩擦,使用动滑轮时额外功W额=G动h,因为动滑轮重力不变,提升高度相同,所以两次额外功相同,W额1=W额2=900J,故B错误。
C、根据有:
第一次:,解得G1=3G动。
第二次:,解得。
则,故C错误。
D、总功,,。
时间相同,根据,有,故D正确。
答案:AD。
(多选)4.(2023•天津中考)在测量滑轮组机械效率的实验中,用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G1的物体,额外功与有用功之比为1:3;再匀速提升重为G2的物体。先后两次绳子自由端的拉力之比为2:5。若不计绳重和摩擦,则( )
A.G1:G2=2:5
B.G1:G2=1:3
C.先后两次滑轮组的机械效率之比为3:4
D.先后两次滑轮组的机械效率之比为5:6
解:
AB.由题意可知,使用滑轮组匀速提升重为G1的物体时,额外功与有用功之比为1:3,
因不计绳重和摩擦时,克服物体重力所做的功为有用功,克服动滑轮重力所做的功为额外功,
所以,由W=Gh可得:,即,
因使用同一个滑轮组先后匀速提升重为G1和G2的物体时,两次绳子自由端的拉力之比为2:5,
所以,由可得:,
解得:,故A错误、B正确;
CD.不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率,
则先后两次滑轮组的机械效率之比:,故C错误、D正确。
答案:BD。
三、填空题
5.(2026•天津中考)小明用图示的装置进行上肢力量训练。图中A是 定 (选填“定”或“动”)滑轮;用此装置匀速提起重400N的物体,需要 400 N的拉力。(不计摩擦和绳重)
解:图中A的轴的位置固定不动,为定滑轮,定滑轮不省力,不计摩擦和绳重,用此装置匀速提起重400N的物体,需要400N的拉力。
答案:定;400。
一、单项选择题
1.(2026•红桥区三模)如图所示,下面生活常用工具中属于费力杠杆的是( )
A.钳子 B.羊角锤
C.夹子 D.理发剪刀
解:
A、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C、夹子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
D、理发剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
答案:D。
2.(2026•和平区一模)如图所示是脚踏式垃圾箱的结构图,A处脚踏板向下踩动,使箱盖打开。选项图中关于箱盖打开时的EDF杠杆示意图正确的是( )
A. B. C. D.
解:对于杠杆EDF,E点是支点,动力作用在竖杆上的顶点位置,阻力作用点在箱盖的重心上,首先过D点,沿竖直向上的方向画出动力F1,然后过F点,沿竖直向下的方向画出阻力F2,再从支点E向动力、阻力的作用线引垂线段,垂线段的长即为其力臂l1、l2,故ABD错误、C正确。
答案:C。
3.(2026•南开区一模)如图所示为《天工开物》中记载的一种捣谷工具——舂,人脚用力踩踏A端使B端升起,抬脚后B端重重落下击打稻谷。关于舂的使用,下列说法正确的是( )
A.该工具正常工作时,绕着A点转动
B.使用该工具时不能省力,但可以省功
C.若想更省力一些,可将脚踩点A适当靠近O
D.该工具与镊子都正常使用时,它们都属于同一类杠杆
解:A、由图可知,人脚用力踩踏A端使B端升起,舂围绕O点转动,故A错误;
B、使用任何机械都不省功。故B错误;
C、捣谷时,阻力、阻力臂不变,人的脚越靠近O点,减小动力臂会更费力。故C错误;
D.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,舂在使用时,动力臂小于阻力臂与镊子属于同一类杠杆,故D正确。
答案:D。
4.(2026•红桥区一模)如图为小刚同学在完成跨学科实践作业中自制的杆秤,O1、O2均是杆秤称量时的支点。当使用O1称量物品时,调整秤砣至B点位置,使秤杆处于水平平衡状态(忽略盘重、绳重和杆重),已知秤砣质量为20g,O1A=10cm,O1B=110cm。下列说法正确的是( )
A.所称物体质量是200g
B.换称质量较小的物体时,秤砣应向B点左边移动
C.改用O2称量物体时,会使该杆秤的称量范围变小
D.当秤砣在B点时,使用O1称量的物体质量比使用O2称量的物体质量大
解:A、当使用O1称量时,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得,m物g×10cm=0.02kg×g×110cm,解得m物=0.22kg,故A错误;
B、换称质量较小的物体时,左边的力与力臂的乘积变小,秤砣质量m不变,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得,秤砣应向左边移动,故B正确;
C、改用O2称量物体时,与用O1称量物体相比,重物拉力的力臂变小,秤砣拉力的力臂变大,且秤砣质量m不变,由杠杆的平衡条件可得Mg×L重物=mg×L秤砣,所以此时杆秤测得的最大质量变大,即杆秤的称量范围变大,故C错误;
D、当秤砣在A点时,使用O1称量物体时,与用O2称量物体相比,重物拉力的力臂较大,秤砣拉力的力臂较小,且秤砣质量m不变,由杠杆的平衡条件可得Mg×L重物=mg×L秤砣,所以此时杆秤称量的物体质量较小,故D错误。
答案:B。
5.(2026•河北区一模)我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一,为人类文明和社会进步作出了重要贡献。如图,是汉代画像石中的滑轮图,描绘了古人使用滑轮汲水操作的场景。关于图中的滑轮说法正确的是( )
A.该滑轮是动滑轮
B.使用该滑轮可以省功
C.使用该滑轮可以省力
D.该滑轮可以改变力的方向
解:A.图中滑轮的轴是固定不动的,这种滑轮是定滑轮,故A错误;
B.使用任何机械都不省功,因此使用该滑轮不能省功,故B正确;
C.定滑轮实质是等臂杠杆,使用定滑轮不能省力,故C错误;
D.人向下拉动绳子,水桶被向上提起,力的方向由竖直向上变为了竖直向下,说明该滑轮可以改变施力的方向,故D正确。
答案:D。
6.(2026•西青区模拟)如图所示,利用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m,作用在绳子自由端的拉力F为250N,方向竖直向上。不计绳重和摩擦,则下列选项正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为3m
B.动滑轮受到的重力为100N
C.拉力F做的功为1200J
D.该动滑轮的机械效率为62.5%
解:A、动滑轮绳子股数为2,绳子自由端移动的距离为:s=nh=2×3m=6m,故A错误;
B、不计绳重和摩擦,根据F=(G+G动)可知,动滑轮受到的重力为:G动=nF﹣G=2×250N﹣400N=100N,故B正确;
C、拉力F做的功为:W总=Fs=250N×6m=1500J,故C错误;
D、该动滑轮的机械效率为:,故D错误。
答案:B。
7.(2026•东丽区一模)工人师傅用如图所示的装置把质量为48kg的货物从地面匀速提升至3楼,所用的拉力为300N。不计绳重及摩擦,g取10N/kg。下列说法中正确的是( )
A.货物上升的高度为9m
B.绳子自由端移动的距离为18m
C.所用动滑轮的重力为100N
D.增加货物重,可以提高滑轮组的机械效率
解:A、每层楼高为3m,货物上升的高度为h=2×3m=6m,故A错误;
B、由图可知,n=2,绳子自由端移动的距离为s=nh=2×6m=12m,故B错误;
C、不计绳重及摩擦,根据F=(G+G动)=(mg+G动)可知,所用动滑轮的重力为:
G动=nF﹣mg=2×300N﹣48kg×10N/kg=120N,故C错误;
D、增加货物重,做的有用功就变大,而额外功不变,因此机械效率变大,故D正确。
答案:D。
8.(2026•滨海新区二模)工人用如图甲所示的滑轮组将重为700N的物体匀速竖直提升2m,不计绳重和摩擦,滑轮组的部分数据如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.绳子自由端移动距离为6m
B.滑轮组做的额外功为1400J
C.绳子自由端受到拉力为500N
D.该滑轮组的机械效率为30%
解:A、由图可知,n=2,绳子自由端移动距离为s=nh=2×2m=4m,故A错误;
BD、拉力做的有用功为:W有=Gh=700N×2m=1400J;
由图乙可知,有用功占总功70%,即该滑轮组的机械效率为70%,则拉力做的总功为:
,
额外功为:W额=W总﹣W有=2000J﹣1400J=600J,故BD错误;
C、根据W总=Fs=Fnh可知,绳子自由端受到的拉力为:,故C正确。
答案:C。
二、多项选择题
(多选)9.(2025•河东区二模)小明用相同的滑轮安装成如图所示的两种装置,分别匀速提升两个质量相同的物体,在相同时间内绳端移动的距离相等,若绳端拉力F1:F2=3:2,则( )
A.物体的速度之比v1:v2=1:2
B.有用功之比W有1:W有2=2:1
C.机械效率之比η1:η2=4:3
D.拉力的功率之比P1:P2=3:4
解:已知两种装置提升物体的质量相同,绳端在相同时间内移动的距离相等,绳端拉力F1:F2=3:2,
设物体的重力为m,绳端移动的距离为s,运动时间t;
甲图中滑轮为定滑轮,由定滑轮的特点可知物体上升的高度h1=s;
乙图中滑轮为动滑轮,由动滑轮的特点可知此时物体上升的高度h2=;A、物体的速度之比:
,故A错误;
B、有用功之比:,故B正确;
C、总功之比:,
机械效率之比:,故C正确;
D、拉力的功率之比:,故D错误。
答案:BC。
(多选)10.(2026•北辰区二模)用如图所示的滑轮组将一物体匀速提升。已知拉力为F,此过程滑轮组的机械效率为η(不计绳重和摩擦)。现将物体的重力增加ΔG,下列判断正确的是( )
A.物体的重为
B.动滑轮的重为G动=3F(1﹣η)
C.机械效率变为
D.机械效率变为
解:A、由图可知,n=3,根据可知,物体的重为:G=ηnF=3ηF,故A错误;
B、不计绳重和摩擦,根据可知,动滑轮重为:
G动=nF﹣G=3F﹣3ηF=3F(1﹣η),故B正确;
CD、将物体的重力增加ΔG时,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为:
,故C正确,D错误。
答案:BC。
三、填空题
11.(2026•滨海新区二模)如图所示是小明双脚站立在地面上,同时提起双脚跟时,其中一只脚的姿势图。O点是脚尖与地面的接触点,F1为提起脚跟的动力,F2为一只脚受到的阻力,可以把此时的脚看成 杠杆 (填机械名称)。OA=16cm,AB=4cm,提起脚跟的动力F1=160N,则小明身体受到的重力G= 400 N。
解:踮起的脚可以看成杠杆,根据杠杆的平衡条件有:F2×OB=F1×OA;一只脚受到的阻力为:;
小明的重力为:G=2F2=2×200N=400N。
答案:杠杆;400。
12.(2026•河东区校级模拟)“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种用杆秤测量弓最大弹力的方法。如图所示,当杆秤水平平衡时,秤砣重为G,距提纽90cm,挂弓点距提纽30cm,杆秤质量不计,则该弓的弹力F= 3 G。若要提高杆秤的测量精度,可采取的方法是换用质量更 小 (选填“大”或“小”)的秤砣。
解:①根据图片可知,提纽是杠杆的支点,弓的弹力F的力臂为30cm,秤砣重力G的力臂为90cm。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到:F×30cm=G×90cm,解得:F=3G。
②综上所述,根据杠杆平衡变形得:,被测弹力F固定时,秤砣质量越小(重力G砣越小),秤砣的力臂越大,弹力的微小变化就能对应明显的力臂变化,测量精度更高。
答案:3;小。
13.(2026•南开区一模)如图甲所示,用水平力F1拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离,然后用滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离,水平拉力为F2,如图乙所示。在使用滑轮的过程中,总功为 2F2s ,额外功为 (2F2﹣F1)s 。
解:由图乙可知,该滑轮为动滑轮,动滑轮绳子股数为2,则拉力F2做的总功为:
W总=F2s'=F2ns=2F2s;
由题意可知,用水平力F1拉着物体在水平路面上匀速移动时,物体受力平衡,水平路面对物体的摩擦力f=F1,克服摩擦力做的功为有用功,则拉力做的有用功为:
W有=fs=F1s,
根据W总=W有+W额可知,额外功为:
W额=W总﹣W有=2F2s﹣F1s=(2F2﹣F1)s。
答案:2F2s;(2F2﹣F1)s。
14.(2026•北辰区一模)工人师傅用如图所示装置把重为480N的物体从地面提升至3楼,所用拉力为300N,忽略绳重及摩擦,则动滑轮重 120 N;滑轮组的机械效率为 80% 。
解:(1)由图可知,n=2,不计绳重和摩擦阻力,根据可知,动滑轮的重力为:
G动=nF﹣G=2×300N﹣480N=120N;
(2)该滑轮组的机械效率为:。
答案:120;80%。
四、综合题
15.(2026•河西区模拟)如图1是起重机将货物吊起的情景,如图2为起重机的简图,O为支点,F1为动力,F2为阻力。请解答下列问题:(吊杆的重力忽略不计)
(1)在图2中画出阻力F2的力臂l2;
(2)若动力F1为3×104N,动力臂l1与阻力臂l2之比为2:5,求阻力F2的大小。
解:(1)作F2向下的延长线,过O点作阻力F2延长线的垂线,即为阻力F2的力臂l2,如图所示:
(2)由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得:。
答案:(1)见解答;(2)阻力F2为1.2×104N。
16.(2026•河东区校级模拟)用如图所示滑轮组提升重物。人用200N的拉力F在30s内使重为360N的物体匀速上升了6m.不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮的自重;
(2)人拉绳子的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
已知:拉力F=200N,物重G=360N,时间t=30s,高度h=6m,n=2
求:(1)动滑轮重G动=?;(2)拉力的功率P=?;(3)机械效率η=?
解:(1)
∴动滑轮重G动=2F﹣G=2×200N﹣360N=40N;
(2)拉力移动距离s=2h=2×6m=12m,
拉力做的总功W总=Fs=200N×12m=2400J,
拉力的功率;
(3)有用功W有用=Gh=360N×6m=2160J,
机械效率。
答:(1)动滑轮的自重为40N;
(2)人拉绳子的功率为80W;
(3)滑轮组的机械效率为90%。
17.(2026•南开区二模)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)。
解:(1)由图可知,n=3,不计绳重及摩擦,绳子的拉力为:
(2)该滑轮组的机械效率为:。
答:(1)该同学对绳子的拉力为400N;
(2)滑轮组的机械效率为83.3%。
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