2027年中考物理一轮复习讲义 第13讲 简单机械

第13讲 简单机械 内 容 导 航 知识点1 杠杆 知识点2 滑轮及滑轮组 知识点3 斜面和轮轴 题型1 杠杆及其五要素 题型2 探究杠杆的平衡条件 题型3 杠杆的平衡条件 题型4 杠杆在生活中的应用 题型5 杠杆的分类 题型6 杠杆的综合应用 题型7 定滑轮与动滑轮的判断 题型8 定滑轮改变力的方向 题型9 动滑轮省一半力 题型10 动滑轮不改变力的方向 题型11 动滑轮的计算 题型12 滑轮组绳子的股数 题型13 滑轮组绳子上的拉力 题型14 绳子自由端移动的距离 题型15 绳子自由端移动的速度 题型16 简单机械省力情况的比较 题型17 水平滑轮组的相关计算 题型18 滑轮组中的相关计算 题型19 斜面及其应用 知 识 点 通 关 知识点1 杠杆 1．杠杆 （1）定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。 “硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况，杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。 （2）杠杆五要素 （3）对杠杆的理解 对支点的理解：①在杠杆转动时，支点位置是固定的；②一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置，同一杠杆，使用方法不同，支点的位置也可能不同；③不一定与动力作用点和阻力作用点在同一直线上，也不一定在动力作用点和阻力作用点之间。 对动力和阻力的理解：①都是杠杆受到的力，作用点一定在杠杆上；②使杠杆转动的方向相反，但两个力的方向不一定相反。 对力臂的理解：①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离；②力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上；③若力的作用线通过支点，则力臂为0。 （4）力臂作图 2．杠杆的平衡条件 （1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止或绕支点匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。 （2）杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。用字母表示：；变形式： 。这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。 3．杠杆平衡条件的应用 （1）杠杆的动态变化问题 杠杆在动力和阻力作用处于平衡，若改变力和力臂某个条件，杠杆仍处于平衡，判断其他条件如何变化。如轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物，在A端施加一个拉力F，逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置，这个过程中杠杆始终在水平位置平衡。 （2）杠杆最小力作图 要用最小的力使得杠杆AB在如图甲所示的位置平衡，根据杠杆平衡条件可知，，因为此时的阻力和阻力臂是固定的，所以只要此时的动力臂最大，则动力就最小。如图乙所示，当力的作用点在B点，且力垂直于OB，方向向上时，动力臂最大，动力最小。 在求解最小力问题时，我们不能受思维定式的影响，只想到F要作用在AO段，出现如图丙所示的错误。实际上，在讨论杠杆中的最小力问题时，如果力的作用点没有预先设定，可以在杠杆上任意处选择。 4．生活中的杠杆 （1）杠杆的分类：根据动力臂与阻力臂的关系，可将杠杆分为三类——省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。不同的杠杆可以满足人们不同的需求。 名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 力臂关系 l1 > l2 l1 < l2 l1 = l2 力的关系 F1 < F2 F1 > F2 F1 = F2 特点 省力但费距离 费力但省距离 不省力不费距离 应用举例 铡刀、瓶起子，手推车、钢丝钳、羊角锤、撬棒等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、扫帚、船桨等 天平、跷跷板、定滑轮 【易错警示】 力臂是指点到线(“支点”到“力的作用线”)的距离，而不是点到点(“支点”到“力的作用点”的)的距离。 【特别提醒】 根据动力臂和阻力臂的大小关系，可以判断杠杆的类型，关键是确定支点，然后再找出动力作用点和阻力作用点的位置，进而大体上确定动力臂和阻力臂的大小。 知识点2 滑轮及滑轮组 1．定滑轮和动滑轮 （1）定滑轮和动滑轮 名称 定滑轮 动滑轮 示意图 定义 轴固定不动 轴可以随被吊物体一起运动 实质 等臂杠杆 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆 特点 不能省力，但是能改变动力的方向 能省一半的力，但不能改变动力的方向 力臂关系 l1 = l2 l1 =2 l2 力的关系 F = G（理想情况） 考虑摩擦时，F与G不相等 F = G/2（不考虑摩擦，动滑轮重力） F=（G物+G动）/2（不考虑摩擦） 距离关系 s = h s = 2h 2．滑轮组 （1）滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 （2）确定承担物重绳子段数n的方法：在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 （3）省力情况：使用滑轮组时，不计绳重及摩擦，则滑轮组用几段绳子提起物体，提起物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一，即动力，若再忽略动滑轮重，则，其中n为承担物重的绳子段数。 （4）费距离情况：用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费距离，滑轮组用几段绳子提起物体，绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍。设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为(n表示该担物重的绳子段数)。 （5）滑轮组的组装 确定绳子的段数：根据省力情况，用来求，或根据移动距离的关系，用来求。当n不是整数时，要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。 滑轮组的绕绳方法：①动滑轮和定滑轮个数相同时，滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。 ②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。 【特别提醒】 动滑轮或滑轮组在水平方向上的分析： ，，（当物体A 被匀速拉动，f为物体A受到地面的摩擦力） 知识点3 斜面和轮轴 1．斜面 （1）斜面：斜面是同水平面成一定倾斜角度的平面，也是一种简单机械。 （2）特点：如图所示，设斜面长度为l，高为h，重物重力为G，在理想情况下，不考虑斜面摩擦，即斜面是光滑的，则沿斜面向上的推力(即斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一)，因，故。即在斜面高度一定时，斜面越长越省力。 2．轮轴 （1）轮轴：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫作轮，小轮叫作轴。如图所示。 （2）轮轴的实质：轮轴相当于一个可连续转动的杠杆，支点在轮轴的轴线上，如图所示。 （3）轮轴的平衡公式： 或。即轮半径为轴半径的几倍，作用在轮上的力就为作用在轴上的力的几分之一。 （4）轮轴的特点：当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，因,故,此时使用轮轴省力，费距离；当动力作用在轴上，阻力作用在轮上时，因,故,此时使用轮轴费力，但省距离。 注意：不要错误地认为使用轮轴一定省力，关键要看动力是施加在轮上还是施加在轴上。 考 点 演 练 题型1 杠杆及其五要素 【典例1】如图为小明用衣架晾晒毛巾时，衣架保持水平平衡的情景。已知左侧毛巾对晾衣架的拉力为F1，右侧毛巾对晾衣架的拉力为F2，衣架的重力忽略不计，下列建构的杠杆示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：AD、拉力为F1和F2的方向应该是向下的，即两个力的方向错误，故AD错误； BC、衣架绕顶部挂钩转动平衡，因此支点O是挂钩的位置，在两个拉力作用点之间，左侧拉力F1在支点O左侧，距离支点更近；右侧拉力F2在支点O右侧的最远端，距离支点更远，由杠杆平衡条件可知，l1＜l2，则F1＞F2，故B正确、C错误。 故选：B。 【变式1】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．该杠杆为费力杠杆 【答案】C 【解答】解：A、杠杆绕着转动的点为支点，夹核桃时，核桃夹绕着M点转动，所以支点是M点，故A错误。B、阻力是阻碍杠杆转动的力，核桃对夹子的力是阻碍夹子转动的，所以核桃对杠杆的力为阻力，而不是核桃受到的压力为阻力，故B错误。 C、动力是使杠杆转动的力，手对杠杆的压力使杠杆转动，所以手对杠杆的压力为动力，故C正确。D、由图可知，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，所以该杠杆是省力杠杆，而不是费力杠杆，故D错误。 故选：C。 题型2 探究杠杆的平衡条件 【典例1】“探究杠杆的平衡条件”实验中，杠杆在水平位置平衡，如图所示。下列操作能使杠杆在水平位置保持平衡的是（　　） A．将左侧平衡螺母适当向左调 B．同时将左右两侧的钩码取下一个 C．将A、B两处所挂的钩码交换位置 D．在右侧增加一个钩码，左侧钩码远离支点移动一格 【答案】D 【解答】解：设一个钩码的重力G，一格的长度为L， A、实验过程中，若杠杆不平衡，应调节游码，不能调节平衡螺母，故A不符合题意； B、当杠杆两侧的钩码各取下一个时，左边＝G×3L＝3GL＜右边＝2G×2L＝4GL，故杠杆不再水平平衡，右侧会下降，故B不符合题意； C、将A、B两处所挂的钩码交换位置，左边＝3G×3L＝9GL＞右边＝2G×2L＝2GL，所以杠杆不再水平平衡，左侧会下降，故C不符合题意； D、将右侧增加一个钩码，左侧钩码远离支点移动一格，左边＝2G×4L＝8GL，右边＝4G×2L＝8GL，故杠杆水平平衡，故D符合题意； 故选：D。 【变式1】小华为探究“杠杆的平衡条件”，设计了如图所示的实验。 （1）实验前，杠杆在如图甲所示的位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向　 　 （选填“左”或“右”）调节。调节杠杆在水平位置平衡，可以更方便地测出　 　　 。 （2）如图乙所示，改变两边所挂钩码个数及钩码与支点之间的距离，并使杠杆始终在水平位置平衡，多次实验，得到如下表所示的实验数据。 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 1.0 0.30 2.0 0.15 2 1.5 0.10 1.0 0.15 3 2.5 0.20 2.0 0.25 由数据可得出杠杆的平衡条件：　 　 （用表格中物理量符号表示）。 （3）请写出一个与第1次实验中杠杆类型相同的生活中的杠杆：　 　　 。 （4）小华根据杠杆知识制作了如图丙所示的杆秤。使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提起B或C处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。秤砣最远可移至E点。 ①用图丙所示的杆秤称量物体质量时，支点是　 　　 （选填“秤砣”“秤纽”或“秤钩”）所在的位置。 ②使用不同的秤纽，杆秤的称量范围和精确度是不同的，选择秤纽　 　 （选填“B”或“C”）时，杆秤的称量范围更大。 【答案】（1）右；力臂；（2）F1l1＝F2l2；（3）钢丝钳；（4）秤纽；B。 【解答】解：（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，杠杆静止，此时杠杆处于平衡状态；为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡，由图甲可知，杠杆右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节； （2）分析表格中数据，有1.0×0.30＝2.0×0.15， 1.5×0.10＝1.0×0.15， 2.5×0.20＝2.0×0.25， 可得杠杆平衡的条件为F1l1＝F2l2； （3）第1次实验中的杠杆，动力臂大于 阻力臂，是省力杠杆。钢丝钳在剪钢丝时，属于省力杠杆。 （4）秤钩与秤砣分别对秤杆施加力的作用，使秤杆绕秤纽转动，故秤纽为支点。 当选择秤纽B时，杠杆的阻力臂较小，动力臂较大，在秤砣位置不变时、秤砣对秤杆施加的动力不变的情况下，需要在秤钩处吊上更多的物体，对秤施加更多的阻力，秤杆才能平衡。 故答案为：（1）右；力臂；（2）F1l1＝F2l2；（3）钢丝钳；（4）秤纽；B。 题型3 杠杆的平衡条件 【典例1】据史书记载：“老妪留下一金簪，二女均分起争端，阿舅用线水平吊，悬处分簪两不怨。”如图所示，若姐姐得到悬挂点左侧部分，左侧部分的重心在A点，妹妹得到右侧部分，右侧部分重心在B点，关于姐姐和妹妹谁分的金簪更重判断正确的是（　　） A．姐姐的重 B．妹妹的重 C．一样重 D．无法判断 【答案】A 【解答】解：金簪在水平位置支起平衡后，我们可以将金簪看成是一个杠杆，杠杆的两个力分别为两部分金簪的重力，其作用点分别在它们各自的重心上，较粗的那一头重心距支点较近，因此该力的力臂较小，而较细的一端重心位置距支点较远，因此力臂较大，由杠杆平衡条件可知，较粗的那一端较重。 故选：A。 【变式1】如图，在学校科技节活动中，质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车，以速度v匀速通过一重为G的水平独木桥，从A点到B点，独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。图中能表示A端支柱所受压力F与时间t的关系是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：重为G、长为L的水平独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着，分别对水平独木桥的支持力为FA、FB，水平独木桥受到重力为G， 独轮车对独木桥的压力为F＝（m+M）g， 以B为支点，独轮车对独木桥的压力的力臂为vt，根据杠杆平衡条件：FAL＝GL+（m+M）g（L﹣vt）， 则FBG（m+M）g（L﹣vt）， 压力与支持力是一对相互作用力，所以B端支柱所受压力F＝FBG（m+M）g（L﹣vt），随着t的增大，压力减小，且是一次函数关系，图像是直线，故A符合题意。 故选：A。 题型4 杠杆在生活中的应用 【典例1】如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析不正确的是（　　） A．压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆 B．只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘 C．只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘 D．坐在条凳AB之间，越靠近B，条凳能承受的压力越大 【答案】B 【解答】解：A、若压力作用于A点，则会使得条凳有逆时针旋转的力，此时支点为E，故A选项正确； B、若A、D同时施加压力但大小不相等，还是有可能会上翘，故B选项错误； C、压力若作用在凳面的中间，则此时条凳无论以E还是以F为支点，均不会有翻转的可能，故C选项正确； D、坐在条凳AB之间，此时E为支点，越靠近B点，动力臂越短，在阻力臂和阻力不变的情况下，条凳能承受的压力越大，故D正确。 故选：B。 【变式1】我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓（碓：duì）的情景，如图所示，碓是一种给稻谷去壳的工具，用脚连续踏木杠的一端，另一端的碓头就会连续起落舂米（将稻米去壳）。下列有关说法正确的是（　　） A．碓的头部较尖，是为了增大压力 B．使用脚踏碓时，可以省距离 C．使用脚踏碓时，木杆相当于省力杠杆 D．脚踏的一端做得比较粗糙，可减小摩擦力 【答案】B 【解答】解：A．在压力一定时，减小受力面积可以增大压强，碓的头部较尖是通过减小受力面积来增大压强，而非增大压力，故A错误； BC．动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，由图可知脚踏碓的动力臂短于阻力臂，属于费力杠杆，费力但省距离，故B正确，C错误； D．脚踏端做得粗糙是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力，而非减小，故D错误。 故选：B。 题型5 杠杆的分类 【典例1】户外活动时，一旦被蜱虫叮咬，要立刻就医。医生用镊子夹住蜱虫头部，垂直皮肤拉出，并用碘伏涂抹。夹蜱虫时镊子属于杠杆，其工作特点是（　　） A．费力，费距离 B．费力，省距离 C．省力，费距离 D．省力，省距离 【答案】B 【解答】解：由图可知，镊子的支点在上端，使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力，省距离，故B正确、ACD错误。 故选：B。 【变式1】图为我国古人用踏碓榨油的场景。他们用两根柱子架起一根木杠，杠的一端装有石头，脚蹬木杠的另一端，一踏一放使石头一起一落，舂捣油料。下列与踏碓同属于一类杠杆的是（　　） A．开瓶器 B．羊角锤 C．钢丝钳 D．钓鱼竿 【答案】D 【解答】解：由图可知，在使用踏碓舂捣油料时，支点是木杠与柱子的交叉点，脚对木杆的压力是动力，石头对木杠的拉力是阻力，而且动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。开瓶器、羊角锤、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，根据杠杆分类，属于省力杠杆；钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，根据杠杆分类，属于费力杠杆，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 题型6 杠杆的综合应用 【典例1】如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB＝20A，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（　　） A．物体M的密度为0.6×103kg/m3 B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.4kg C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为1900Pa D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为31N 【答案】C 【解答】解：A．由图乙可知，水箱中没有水时（m＝0），力传感器的示数为F0＝6N（即细杆a的上端受到的拉力为6N）， 由杠杆的平衡条件可得：F0×OA＝GM×OB； 6N×OA＝GM×2OA； 解得：GM＝3N。 由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N， 由杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB， 24N×OA＝FB×2OA； 解得：FB＝12N。 对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力， 则此时M受到的浮力：F浮＝GM+FB＝3N+12N＝15N， 那么M的体积为：； 则M的密度，故A错误； B．设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h， 当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力3N， 由阿基米德原理F浮力＝ρ水gV排可得：ρ水gSh1＝3N ①； 由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N， 则此时M受到的浮力：F浮＝15N， 由阿基米德原理可得：ρ水gSh＝15N ② 由①和②得：h＝5h1， 由图乙可知，加水1kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水2kg时M刚好浸没（此时浮力为15N），该过程中增加水的质量为1kg，浮力增大了15N， 所以，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1.5N，当向水箱中加入质量为1.2kg的水时，受到的浮力为3N，此时传感器的示数为0N，故B错误； C．由选项B可知，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1.5N，加水1kg时水面达到M的下表面，加水质量为1.8kg时，浮力为12N， 物体M受到细杆b向下的压力：FB′＝F浮′﹣GM＝12N﹣3N＝9N， 水箱对水平面的压力：F＝（m水箱+m水）g+GM+FB′＝（0.8kg+1.8kg）×10N/kg+3N+9N＝38N， 容器对桌面的压强为：，故C正确； D．加水质量为2kg时，M刚好完全浸没， 由选项B可知此时M受到的浮力是15N， 由阿基米德原理可知排开水的重力是15N， 水对水箱底部的压力：F压＝G水+G排＝m水g+G排＝2kg×10N/kg+15N＝35N，故D错误。 故选：C。 【变式1】在天宫课堂中，我国航天员王亚平讲了在太空中测量航天员质量的方法。其中用到了一个“弹簧凸轮机构”，它可以产生恒力牵引航天员运动，以便计算航天员的质量。有同学根据杠杆原理设计了一个装置（如图）：把一个圆心为O，半径为OC的圆轮和一个凸轮固定在一起，组成了一个杠杆，支点为O。如图甲所示，圆轮边缘的绳索与被牵引的航天员相连，拉力是F1，力臂为OC；凸轮上的绳索一端连接着被拉长的弹簧，拉力为F2，力臂为OA，另一端连接图中的B点。当弹簧收缩使杠杆沿顺时针方向转过一定角度到达图乙所示的位置时，弹簧缩短，拉力减小为F′2，凸轮使其力臂变成了OD，OD比OA长，而F1的力臂　 　 （选填“变长”“变短”或“不变”）。如果OA为12cm、F2为30N、F′2为20N，图中OD的长度为　 m。 【答案】不变；0.18m。 【解答】解：被牵引的航天员通过绳索对圆轮施加拉力F1，该力方向始终沿圆轮切线，其力臂始终等于圆轮半径OC，因此杠杆转动后F1的力臂大小不变；由于杠杆始终处于平衡状态，转动前后F1与其力臂的乘积保持不变，满足F2×OA＝F'2×OD，由此可求。 故答案为：不变；0.18m。 题型7 定滑轮与动滑轮的判断 【典例1】矗立在操场上的旗杆，顶部有一个如图所示的滑轮，该滑轮是（　　） A．动滑轮 B．定滑轮 C．可以省距离 D．可以省力 【答案】B 【解答】解：由图可知，该滑轮固定不动，是定滑轮，定滑轮既不省力，也不费力，既不省距离，也不费距离，但是可以改变力的方向，故ACD错误，B正确。 故选：B。 【变式1】端午节前夕，为营造祥和喜庆的节日氛围，在公园等地安装了彩灯，安装彩灯过程中启用了如图所示的大型吊车，下列说法中不正确的是（　　） A．吊车的起重臂是一个费力杠杆 B．吊车起重臂下方的滑轮是动滑轮 C．支腿盘的作用是减少吊车对地面的压力 D．伸长起重臂可能会导致吊车翻车 【答案】C 【解答】解：A、吊车的起重臂的动力臂比阻力臂短，是一个费力杠杆，故A正确； B、吊车起重臂下方的滑轮是动滑轮，故B正确； C、支腿盘的作用是增大受力面积，减少吊车对地的压强，同时增大稳度，故C错误； D、如果吊臂伸出过长，增大了阻力臂，在阻力不变的情况下，阻力和阻力臂的乘积大于动力和动力臂的乘积，吊车就翻倒，故D正确。 故选：C。 题型8 定滑轮改变力的方向 【典例1】我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一。如图所示的汉代石砖描绘了古人使用滑轮升鼎的场景。使用该滑轮的目的是（　　） A．省力 B．省功 C．改变力的方向 D．提高机械效率 【答案】C 【解答】解：图中滑轮在使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮，其目的是改变力的方向。 故选：C。 【变式1】物理知识在工程实践中有诸多应用。如图甲，建筑工人常用铅垂线来检查墙壁是否倾斜，这是利用重力的方向总是 　　 的；常用图乙所示的滑轮，将建筑材料运至高处，使用该滑轮的优点是 　 　 ；常用图丙所示的一根灌有水的透明软管作为辅助工具确定水平线，这里蕴含了 　 　 原理。 【答案】竖直向下；改变力的方向；连通器。 【解答】解：重力的方向总是竖直向下的。铅垂线就是利用这一原理，当铅垂线与墙壁平行时，说明墙壁是竖直的；若不平行，则墙壁倾斜。 定滑轮的特点是可以改变力的方向，但不能省力。在将建筑材料运至高处的过程中，使用定滑轮能让工人在更方便的位置施力，通过改变力的方向，更轻松地将材料吊起。 灌有水的透明软管是一个连通器。根据连通器原理，当里面的水不流动时，软管两端的水面总是相平的，这样就可以通过在不同位置标记水面的位置来确定一条水平线。 故答案为：竖直向下；改变力的方向；连通器。 题型9 动滑轮省一半力 【典例1】用一个动滑轮将重力为3N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是（　　） A．1.5N B．2.0N C．2.5N D．3.0N 【答案】A 【解答】解：使用动滑轮提升物体时，承担物重的绳子股数n＝2，若不考虑动滑轮重、绳重和摩擦，绳子自由端的拉力，但在实际使用中，动滑轮本身具有重力且存在摩擦，因此实际拉力一定大于1.5N，故A不可能，BCD均可能。 故选：A。 【变式1】如图所示为在建跨度拱桥的简图，钢绳1通过滑轮拉着重为800N的桥面材料，若某段时间内将桥面材料竖直上升了0.1m，其中滑轮A重为200N，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．使用滑轮A可以改变力的方向 B．使用滑轮B可以省力 C．钢绳1的拉力为400N D．钢绳1拉动的滑轮组机械效率为80% 【答案】D 【解答】解：AB、由图可知，B滑轮固定不动，是定滑轮，使用定滑轮不能省力但可以改变力的方向； A滑轮随桥面材料一起移动，是动滑轮，使用动滑轮可以省力但不能改变力的方向，故AB错误； C、由图可知，n＝2，若不计钢绳自重、摩擦，钢绳1的拉力为：F（G+G动）（800N+200N）＝500N，故C错误； D、不计钢绳自重和摩擦，钢绳1拉动的滑轮组机械效率最大，最大为： η100%＝80%，故D正确。 故选：D。 题型10 动滑轮不改变力的方向 【典例1】火神山、雷神山医院建造过程再一次让世界见证了“中国速度”，如图是一台起重机在紧张的工作。下列关于起重机工作过程，说法正确的是（　　） A．起重机做功快，说明它的效率高 B．起重机吊臂很长的目的是为了省功 C．起重机吊着重物匀速缓慢上升时，对重物不做功 D．起重机上的动滑轮能省力，但不能改变力的方向 【答案】D 【解答】解：A、起重机做功快，说明功率越大；机械效率高，说明有用功与总功的比值大，做功不一定快，故A错误； B、使用机械的目的是：省力、省距离或改变力的方向，但使用任何机械都不会省功，故B错误； C、起重机吊着重物匀速缓慢上升时，重物沿拉力的方向移动了一段距离，起重机对重物做了功，故C错误； D、起重机上的动滑轮能省力，但不能改变力的方向，故D正确。 故选：D。 【变式1】如图所示，用F＝50N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了3m，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力F做了300J的功 B．重力没有做功 C．拉力F与物体A受到的摩擦力是一对平衡力 D．使用此动滑轮可以省力、省功，但不能改变力的方向 【答案】AB 【解答】解：A、拉力F＝50N，绳子自由端运动的距离s＝2×3m＝6m，拉力做功W＝Fs＝50N×6m＝300J．故A正确； B、物体A在重力的方向上没有移动距离，重力做功为0，故B正确； C、由图可知，n＝2，f＝2F，拉力F与物体A受到的摩擦力大小不等，不是平衡力；故C错误； D、使用此动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，更不能省功。故D错误。 故选：AB。 题型11 动滑轮的计算 【典例1】小艳和老郭进行一场“拔滑轮”比赛。A为固定在地面的柱子，小艳、老郭所拉绳子对滑轮的拉力分别为F1、F2，如图所示，M、N均为绳子上的点。（忽略滑轮轮重以及轮与轴之间的摩擦力），则（　　） A．若滑轮保持静止，则F1＝F2 B．若N点向右移动0.2m，则M点只向右移动0.1m C．小艳拉的那端更省力，小艳会获胜 D．若M点向左移动0.2m，则N点只向左移动0.1m 【答案】D 【解答】解：AC、为固定在地面的柱子，小艳、老郭所拉绳子对滑轮的拉力分别为F1、F2。以动滑轮为研究对象，滑轮静止时水平方向受力平衡，老郭向右的拉力F2等于两段绳子向左的拉力之和，即F2＝F1+F1＝2F1 故F1≠F2，小艳拉的一端更省力，但拔河获胜取决于双方最大拉力，若老郭最大拉力大于小艳最大拉力的2倍，老郭会获胜，因此“小艳会获胜”不成立，故AC错误； BD．动滑轮中绳子自由端M点移动距离s1是滑轮N点移动距离s2的2倍，即s1＝2s2。若N点向右移动0.2m，即s2＝0.2m，即M点应向右移动s＝2s2＝2×0.2m＝0.4m， 若M点向左移动0.2m，即s1＝0.2m，则N点向左移动的距离为， 故B错误，D正确。 故选：D。 【变式1】如图所示，利用动滑轮提升物体，使物体在10s内匀速上升4m，物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（　　） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为2m/s C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 【答案】D 【解答】解：A、使用动滑轮可以省力，但费距离，故A错误； B、物体运动的速度：v0.4m/s，故B错误； C、动滑轮绳子股数为2，不计绳重与摩擦，拉力的大小为： F（G+G动）6N，故C错误； D、绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×4m＝8m，故D正确。 故选：D。 题型12 滑轮组绳子的股数 【典例1】如图所示，利用卷扬机通过滑轮组将重为400N的物体在30s内匀速提升3m，已知卷扬机对细绳的拉力F为250N，若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．此滑轮组承担物重的绳子段数为2 B．绳端移动的速度为0.1m/s C．动滑轮重力为100N D．拉力做功的功率为25W 【答案】AC 【解答】解： AB、由图知，n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×3m＝6m，绳子自由端移动的速度：v0.2m/s，故A正确，B错误； C、不计绳重和摩擦，F（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×250N﹣400N＝100N，故C正确； D、拉力做的总功：W总＝Fs＝250N×6m＝1500J， 拉力做功的功率：P50W，故D错误。 故选：AC。 【变式1】将下图中三种实验中的测量结果（数值及单位）填写在相应的空格中。 （1）图1物体质量是　 　 。（g＝10N/kg） （2）某汽车启动和到达的时刻及对应的里程表（表盘指示为千米数）示数如图2所示，则汽车行驶的平均速度是　　 km/h。 （3）在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，某同学利用图3所示装置，则承受物体重力绳子段数为　　 段。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）图1中弹簧测力计的分度值为0.1N，物体重力G＝0.8N， 由G＝mg得物体质量： m0.08kg； （2）图2中汽车行驶的时间： t＝12：25﹣9：25＝3h， 路程： s＝27582km﹣27462km＝120km， 平均速度： v40km/h； （3）图3所示装置中，从动滑轮向上的绳子段数为3段，则承受物体重力绳子段数为3段。 故答案为：（1）0.08kg；（2）40；（3）3。 题型13 滑轮组绳子上的拉力 【典例1】若忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，用下列工具匀速提升相同的重物，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：A．图中，忽略杠杆、绳重及摩擦，动力臂是阻力臂的2倍，根据杠杆平衡条件，则拉力； B．图中，忽略滑轮的自重、绳重及摩擦，使用动滑轮可以省一半力，则； C．图中，滑轮组n＝2，忽略滑轮的自重、绳重及摩擦，则； D．图中，滑轮组n＝3，忽略滑轮的自重、绳重及摩擦，则。 综上所述，最省力的是D。 故选：D。 【变式1】利用滑轮组设计健身器材，配重质量为10kg，要求如下：始终竖直向下匀速拉动拉环，要求拉力大小范围为250N～350N（杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计）。下列方案符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：配重质量为10kg，配重的重力为G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N，滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计； A、由图可知，n＝2，FG100N＝50N，故A不符合要求； B、由图可知，n＝3，FG100N≈33.3N，故B不符合要求； C、由图可知，拉力作用在动滑轮轴心上，图中n＝2，则F＝2G＝2×100N＝200N，故C不符合要求； D、由图可知，拉力作用在动滑轮轴心上，图中n＝3，则F＝3G＝3×100N＝300N，故D符合要求。 故选：D。 题型14 绳子自由端移动的距离 【典例1】如图所示，两个工人相互配合，正在将公路旁的栏杆掰到立柱上以固定，由于栏杆有很大的弹性，为了省力，工人巧妙地将绳子一端固定在立柱上，照图样绕在栏杆和立柱上，在绳子末端用力拉。关于这个情景，下列说法正确的是（　　） A．立柱相当于动滑轮 B．栏杆相当于定滑轮 C．此时拉栏杆的绳子有2段 D．绳子末端移动距离是栏杆移动距离的3倍 【答案】C 【解答】解：A、图中立柱的轴固定不动，相当于定滑轮，故A错误； B、栏杆会跟着一起移动，相当于动滑轮，故B错误； CD、图中承担拉力的绳子有3段，动滑轮有2段绳子，绳子末端移动距离是栏杆移动距离的2倍，故C正确、D错误。 故选：C。 【变式1】如图所示，湖面上一艘小船，在时间t内，站在岸上的人通过滑轮用大小为F的水平拉力拉绳子的自由端，使小船向岸边匀速直线移动的距离为s。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端向左移动的距离是 B．船受到的拉力大小为F C．拉力F的功率是 D．木桩受到的拉力大小为 【答案】C 【解答】解：A、动滑轮绳子股数为2，绳子自由端向左移动的距离为s'＝ns＝2s，故A错误； B、不计绳重和摩擦，船受到的拉力大小为F'＝nF＝2F，故B错误； C、绳子自由端移动的速度为v，则拉力F的功率为： PFv，故C正确； D、木桩受到的拉力大小等于绳子自由端的拉力，即F'＝F，故D错误。 故选：C。 题型15 绳子自由端移动的速度 【典例1】如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（　　） A．滑轮移动的速度是0.4m/s B．物体A受到地面的摩擦力是7N C．水平拉力F的功率是4.8W D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J 【答案】BD 【解答】解： A、由图知，拉力作用在动滑轮的轴上（特殊情况），此时动滑轮费力但省一半的距离， 所以滑轮移动的速度（拉力端移动的速度）：v滑轮vA0.2m/s＝0.1m/s，A错误； B、不计滑轮的摩擦和重力，以动滑轮为研究对象，则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，所以2F拉＝F，则A物体对滑轮的拉力F拉F24N＝12N；力的作用是相互的，所以滑轮对A的拉力也为12N； 弹簧测力计的示数恒为5N，则物体B对A的摩擦力为5N，方向向右， 同时地面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F拉＝fB对A+f地， 所以地面对A的摩擦力为f地＝F拉﹣fB对A＝12N﹣5N＝7N，所以B正确； C、水平拉力F的功率：P＝Fv滑轮＝24N×0.1m/s＝2.4W，故C错误； D、绳子的拉力是12N，2s内物体A移动的距离为sA＝vAt＝0.2m/s×2s＝0.4m； 所以2s内绳子对物体A做的功：W＝Fs＝12N×0.4m＝4.8J，故D正确。 故选：BD。 【变式1】如图所示（忽略滑轮间的所有摩擦），用水平拉力F使物体A沿水平匀速运动。若A物体在2s内通过4m，则拉力F移动的速度为 　 　 km/h。 【答案】14.4。 【解答】解：由图知n＝2，绳子自由端即拉力F移动的距离s＝ns物＝2×4m＝8m， 由知道，拉力F移动的速度 。 故答案为：14.4。 题型16 简单机械省力情况的比较 【典例1】在创建文明城市的行动中，小明发现某球形石墩占用了盲道，恰好旁边有一个路灯，于是他利用路灯杆和一根绳子，设计了以下三种方案将石墩移走。下列说法正确的是（　　） A．方案二比方案一省功 B．方案一可以省力，但无法省功 C．方案三比方案一省力 D．使用机械一定比不使用机械省力 【答案】B 【解答】解：A、功的原理说明任何机械都不能省功，方案二相对方案一只是改变做功方式，总功不会减少，故A错误； B、方案一以路灯杆为支点形成省力杠杆，动力臂大于阻力臂，因此可以省力，但由功的原理可知省力不省功，故B正确； C、方案三直接拉动石墩，未借助省力机械，而方案一属于省力杠杆，所以方案三不可能比方案一更省力，故C错误； D、使用机械不一定省力，例如镊子、钓鱼竿属于费力杠杆，动力臂小于阻力臂，使用时反而费力，故D错误。 故选：B。 【变式1】用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：A．如图，是一个杠杆，动力臂长度是阻力臂的3倍，忽略机械自重和摩擦，则动力 B．如图，是一个定滑轮，相当于等臂杠杆，忽略机械自重和摩擦，则动力 F2＝G C．如图，是一个动滑轮，相当于一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，忽略机械自重和摩擦，则动力 D．斜面高2m，长5m，忽略机械自重和摩擦，则动力 最省力的为杠杆，故A正确。 故选：A。 题型17 水平滑轮组的相关计算 【典例1】某装置如图所示，水平向右匀速拉滑轮，木板A在时间t内移动距离为s，木块B始终相对地面静止，弹簧测力计的示数为F，此过程中地面受到的摩擦力为f。不计绳重、滑轮重、弹簧测力计重和滑轮与轴之间的摩擦，则在此过程中（　　） A．滑轮移动的速度为 B．手对滑轮的拉力为2f+F C．木板A所受拉力做功的功率为 D．手对滑轮拉力做的功为（F+f）s 【答案】CD 【解答】解：A、木板A的移动速度，动滑轮的移动速度等于拉力F的移动速度等于木板移动速度的二分之一，即v轮v，故A不符合题意； B、物块B始终相对地面静止，处于平衡状态，受到弹簧测力计的拉力和A对B水平向右的摩擦力，弹簧测力计的示数为F，B受到水平向右的摩擦力fB＝F，由力的作用的相互性可知A受到的摩擦力fA＝fB＝F； 木板A匀速运动，处于平衡状态，受到的力是平衡力，木块A水平方向受到水平向右的拉力，地面给它水平向左的摩擦力和B对它水平向左的摩擦力，由力的平衡可知，绳子的拉力F绳＝f+fA＝f+F； 滑动是动滑轮，力作用在动滑轮的轴上，手对滑轮的拉力为F拉＝2F绳＝2（f+F），故B不符合题意； C、木板A所受拉力F′＝F+f，木板A所受拉力做功的功率为： PF'v＝（F+f）s，故C符合题意； D、滑轮移动的距离为s's，手对滑轮拉力做的功为： ，故D符合题意。 故选：CD。 【变式1】如图甲所示，高速铁路的输电线采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙是牵引装置的工作原理图，钢绳通过滑轮组悬挂若干个坠砣，将输电线拉直。不计滑轮和钢绳自重、摩擦，输电线P端受到的拉力　 　 （选填“大于”或“小于”）坠砣的总重力。在某次调试时，坠砣下降了8cm，则输电线P端向左移动　　 cm。 【答案】大于；4。 【解答】解：滑轮A是定滑轮，滑轮B是动滑轮，n＝2，坠砣挂在自由端，所以输电线P端受到的拉力大于坠砣的总重力。 输电线P端向左移动的距离。 故答案为：大于；4。 题型18 滑轮组中的相关计算 【典例1】截至2023年底，中国铁路营业里程达到15.9万公里，其中高铁达到4.5万公里，稳居世界第一，高铁的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，如图甲采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图，钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为250N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮A为动滑轮、B为定滑轮 B．该牵引装置既能省力又能省距离 C．输电线P端受到的拉力大小为5000N D．坠砣对钢绳的拉力做功为1000J 【答案】D 【解答】解：A、由图可知，滑轮组工作过程中，滑轮A的轴固定不动，为定滑轮，滑轮B的轴可随电线移动，为动滑轮，故A错误； B、该牵引装置能省力，但是要费距离，既能省力又能省距离的机械是不存在的，故B错误； C、由图可知：动滑轮承担物重的绳子股数n＝2，该滑轮组水平放置，不计滑轮和钢绳自重及摩擦时，输电线P端受到的拉力F跟坠砣串的总重力G的关系为GFP，则输电线P端受到的拉力大小为： FP＝nG＝2×20×250N＝10000N，故C错误； D、坠砣对钢绳的拉力做功为： W＝Gh＝5000N×20×10﹣2m＝1000J，故D正确。 故选：D。 【变式1】高铁输电线牵引装置通过滑轮和坠砣动态调节张力以稳定供电，如图所示。滑轮　　 （选填“A”或“B”）为动滑轮。若坠砣重3000N，忽略滑轮和钢绳重量及摩擦，输电线水平缓慢移动10cm，输电线P端受到的拉力为　 　 N，坠砣移动的距离为　　 cm。 【答案】B；6000；20。 【解答】解：由图乙可知，A滑轮固定不动，为定滑轮；B滑轮随输电线一起移动，为动滑轮； 钢绳上的拉力F＝G砣＝3000N， 由图知，n＝2，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，由FFP可得， 输电线P端受到的拉力大小：FP＝nF＝2×3000N＝6000N； 坠砣移动的距离为： s砣＝nsP＝2×10cm＝20cm。 故答案为：B；6000；20。 题型19 斜面及其应用 【典例1】在桥梁的设计中，下列说法中比较合理的是（　　） A．悬索材料为高强度钢，利用其抗拉性 B．使用矩形结构可以提高桥梁的稳定性 C．桥面铺设柏油路面比水泥路面硬度更高，不会发生形变 D．钢铁和水泥的热胀冷缩程度很小，不需要在梁端、桥台或桥跨之间预留间隙 【答案】A 【解答】解：A．悬索桥中，主缆（悬索）承受的主要是拉力，因此需要采用抗拉强度极高的材料。高强度钢的抗拉性能优异，是悬索桥主缆的常用材料，故A符合题意； B．矩形结构在桥梁中并非主流的稳定结构形式，桥梁设计中更常采用三角形、拱形或桁架结构来增强稳定性，因为三角形具有几何不变性，而矩形结构在受力时易发生变形，故B不符合题意； C．沥青路面与水泥路面相比，其硬度较低，但具有更好的柔韧性和抗疲劳性能，能吸收部分冲击和振动，且不易开裂，故C不符合题意； D．钢铁和水泥都具有热胀冷缩的物理特性，温度变化会导致桥梁结构发生伸缩，因此必须在梁端、桥台或桥跨之间预留伸缩缝，以吸收变形，避免结构损坏，故D不符合题意。 故选：A。 【变式1】小乐购买了玩具并自己组装，用到了内六角螺丝和与其配套的内六角扳手，如图所示，下列说法错误的是（　　） A．内六角螺丝是一种类似斜面的机械 B．螺纹密一些的螺丝拧起来会更省力 C．内六角扳手使用过程中相当于轮轴 D．将扳手M点插入螺丝孔使用更省力 【答案】D 【解答】解：A、内六角螺丝是一种类似斜面的机械，故A正确； B、螺丝钉的螺纹越密，说明螺丝的螺纹牙深越浅，螺丝在旋进的阻力就越小，旋进时自然就越省力了，故B正确； C、由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴；内六角扳手使用过程中相当于轮轴，故C正确； D、根据轮轴的省力特点，轮半径越大，越省力；因为将扳手上的N点插入螺丝后，力作用在M端，长柄为半径；反之将M点插入后，力只能作用在N端，半径更短，所以将扳手上的N点插入螺丝后使用更省力，故D错误。 故选：D。 过 关 验 收 1．在植树活动中小毅栽种树苗时的场景如图所示，他用铁锹铲起来一铲泥土，A点为泥土的重心，手对B点的力始终沿竖直方向，若要分析作用在B点的力F1的大小，下列建构的杠杆示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：铁锹绕着C点转动，所以C点是支点，泥土在A点对铁锹施加的压力即阻力为F2，等于泥土的重力，方向竖直向下；手对B点的动力F1始终沿竖直方向，根据受力分析可知方向是竖直向上，从图示可知，动力臂l1小于阻力臂l2，是费力杠杆，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，F1＞F2，所以F1对应的线段长度应该大于F2对应的线段长度，故ABD错误，C正确。 故选：C。 2．爷爷让九年级的甜甜猜一个谜语。谜面是：乌龙攀壁，身披万点金星（打一日常生活用品）。谜底应该是下面简单机械中的哪一个（　　） A．定滑轮 B．杆秤 C．轮轴 D．杠杆 【答案】B 【解答】解：乌龙攀壁，身披万点金星，即杆秤，故B符合题意 故选：B。 3.如图所示，用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重0.5N）。下列说法 正确的是（　　） A．本实验要做多次，目的是求平均值减小误差 B．图甲，杠杆停留在图中位置，此时杠杆处于不平衡状态 C．图乙，在A、B处各去掉相同数量的钩码，则杠杆右端下降 D．图丙，杠杆始终在水平位置保持平衡，弹簧测力计从a转到b时示数变大 【答案】D 【解答】A．探究“杠杆平衡条件”的实验中，多次改变力和力臂的大小，主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，避免实验结论的偶然性，使结论更具有普遍性，故A错误； B．杠杆的平衡状态定义为静止或匀速转动，图甲中杠杆保持静止，属于平衡状态，故B错误； C．设每个钩码重为G，每格长度为L，原杠杆平衡时满足：3G×LA＝2G×LB，得LB＝1.5LA，各去掉1个钩码后：左侧力矩：2G×LA＝2GLA，右侧力矩：G×LB＝G×1.5LA＝1.5GLA，左侧力矩大于右侧，因此杠杆左端下降，故C错误。 D．杠杆始终水平平衡，阻力和阻力臂不变，弹簧测力计从a（竖直拉）转到b（倾斜拉）时，动力臂（支点到拉力作用线的垂直距离）变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，动力变大，因此弹簧测力计示数变大，故D正确。 故选：D。 4．在“探究杠杆的平衡条件”实验前，杠杆水平静止如图所示，下列说法中（　　） ①将铁架台下物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆仍能保持水平位置静止 ②实验过程中，控制一侧的钩码数量及位置不变，用到了控制变量法 ③该实验可得出结论：当阻力和阻力臂乘积一定时，动力臂越大，动力就越大 ④为得出普遍结论，用弹簧测力计拉杠杆，使力与杠杆不垂直，多做几次实验，得出实验结论 A．只有①②正确 B．只有①②③正确 C．只有①③④正确 D．只有①④正确 【答案】D 【解答】解：①取走物体M前后，支点的位置没有改变，杠杆左右两侧的力和力臂都没有发生改变，所以仍能平衡，故①正确； ②实验过程中，为了得到普遍规律，既可以改变钩码的数量，又可以改变钩码的位置，进行多次实验，没有用到控制变量法，故②错误； ③通过该实验可得出结论：当阻力和阻力臂的乘积一定时，动力臂越大，动力越小，故③错误； ④探究杠杆平衡时，多次实验是为了得到普遍规律，故④正确。 故选：D。 5．如图所示，是我国西汉时期发明的天平式湿度计模型，横杆为一根轻杆，支点O到两侧悬挂点A、B间的距离相等，相同的托盘中分别放有等质量干燥的羽毛和木炭，轻杆刚好在水平位置平衡。已知木炭质地疏松多孔，吸湿性极强；羽毛吸湿性极弱，其质量几乎不受空气湿度变化的影响。若空气湿度增加，下列说法正确的是（　　） A．轻杆右侧会偏高 B．将支点O向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 C．将悬挂点A向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 D．将悬挂点B向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 【答案】B 【解答】解：A、B侧木炭吸湿性强，空气湿度变大，木炭吸水，质量变大，重力变大，A侧羽毛吸湿极弱，重力几乎不变。湿度增加后：GB＞GA，OA＝OB，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，左边：GAOA；右边：GBOB，因为GB＞GA，OA＝OB，所以GB•OB＞GA•OA，B端下沉，A端偏高，即左侧偏高，右侧偏低，故A错误； B、将支点O向右侧移动少许，OA变大，OB变小，左边力臂LA＝OA，右边力臂LB＝OB，左边：GALA增大；右边：GBLB减小，可以做到：GALA'＝GBLB′，杠杆重新水平平衡，故B正确； C、将悬挂点A向右侧移动少许，A的力臂OA减小，左边GA•OA减小，右边不变，差距更大，更加无法平衡，故C错误； D、将悬挂点B向右侧移动少许，B的力臂OB增大，右边GB•OB增大，B端会更下沉，不能平衡，故D错误。 故选：B。 6．如图甲所示是清江闸遗址处的绞盘雕塑，如图乙所示是绞盘结构简图，通过人力推动绞盘的推棒，使其转动，可帮助漕船克服水位落差顺利过闸，实现安全通行。下列说法不正确的是（　　） A．绞盘相当于一个轮轴 B．推棒应选用硬度较大的材质制成 C．底座选用质量较大的绞关石可提高绞盘的稳定性 D．施力点越向绞盘中心靠拢，绞盘发挥的作用越大 【答案】D 【解答】解：轮轴实质是省力杠杆，动力作用在轮上，阻力作用在轴上；动力臂为轮半径，阻力臂为轴半径； A．绞盘转动时，推棒转动的大圆是轮，缠绕牵引绳的中间部分是轴，属于轮轴，故A正确； B．推棒要承受人的推力，硬度大不容易弯折断裂，故B正确； C．增大底座质量，降低整体重心，物体稳定性会提升，故C正确； D．施力点靠近中心，动力臂（轮半径）变小。根据杠杆原理，动力臂越小，越费力，绞盘省力作用变小，故D错误； 故选：D。 7．如图为我国古人用踏碓榨油的场景。他们用两根柱子架起一根木杠，杠的一端装有石锥，脚蹬木杠另一端，一踏一放使石锥一起一落，舂捣油料。下列与踏碓属于同一类杠杆的是（　　） A．开瓶器 B．羊角锤 C．钢丝钳 D．船桨 【答案】D 【解答】解：从图中可知，踏碓的支点位于木杠与柱子的连接处，用脚踩踏木杠另一端，石头上下运动。动力臂明显小于阻力臂，因此踏碓属于费力杠杆。 A、开瓶器的支点在瓶盖边缘，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意。 B、羊角的支点在锤头与物体的接触处，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意。 C、钢丝钳的支点在钳轴处，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意。 D、船桨使用时支点在船桨与船的接触位置，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，和踏碓属于同一类杠杆，故D符合题意。 故选：D。 8．图甲是《天工开物》中记载的用于提升重物的桔槔。B物体自由静置在水平地面上时，对地面的压强为6×103Pa。现将B物体用细线挂在轻质杠杆的右端，杠杆左端悬挂质量为2kg的A物体，如图乙所示，L1：L2＝2：1，杠杆在水平位置平衡时，B物体对地面的压强为2×103Pa，下列说法中正确的是（　　） ①B物体的底面积200cm2 ②若A物体的质量增加1kg，B物体对地面的压强恰好为0 ③若移动支点O的位置，使L1：L2＝3：1时，B物体恰好被拉离地面 ④若图中B物体竖直切割并拿走，其余条件不变，B对地面的压强变为切割前的0.5倍 A．②③ B．①④ C．②③④ D．①③ 【答案】C 【解答】解：①A物体的重力为： GA＝mAg＝2kg×10N/kg＝20N； 根据杠杆平衡条件可得FAL1＝FBL2，B对细绳的拉力：FB＝GA20N40N， 力的作用是相互的，细绳对B的拉力也为40N， 根据Δp得B物体的底面积为： S0.01m2＝100cm2，故①错误； ②B的重力为： GB＝FB压＝p1S＝6×103Pa×0.01m2＝60N， B物体恰好被细绳拉离地面，B对地面的压力为0，右端受到的拉力等于B的重力， 根据杠杆平衡条件可得GA′L1＝GBL2， 则A的重力为： GA′30N， 由G＝mg得A的质量为： mA′3kg， 则A物体的质量增加量为： Δm＝mA′﹣mA＝3kg﹣2kg＝1kg，故②正确； ③B物体恰好被细绳拉离地面，B对地面的压力为0，右端受到的拉力等于B的重力， 根据杠杆平衡条件可得GAL1′＝GBL2′，则，故③正确； ④若将图中甲竖直切走，此时B的重力GB′＝（1）GB60N＝48N， 此时B对地面的压力F′＝GB′﹣FB＝48N﹣40N＝8N， B对地面的压强为： p′1000Pa， B对地面的压强变为切割前的： 0.5倍，故④正确。 故选：C。 9．如图示的滑轮是 　 　 滑轮，把它看作杠杆时，其支点在 　 　 （选填“A”、“B”或“C”）点；若物体重为100牛，不计滑轮重及摩擦，匀速向上提升物体时，所用拉力F大小为 　 　 牛，在此过程中物体的动能与重力势能之间 　 　 （选填“有”或“没有”）发生转化。 【答案】动；A；50；没有 【解答】解：（1）图中的滑轮随物体一起运动，是动滑轮； （2）把动滑轮看作杠杆时，其支点在A点； （3）物体重为100N，且不计滑轮重及摩擦，滑轮半径AB为阻力臂；直径AC为动力臂，匀速向上提升物体时，根据杠杆平衡条件可得：F×AC＝G×AB，则所用拉力F的大小为：F50N； （4）在此过程中，物体的质量不变，上升时的速度不变，动能不变；但物体所处的高度增加，重力势能增加，增加的重力势能是人对物体做功所获得的，并不是动能转化而来的。即物体的动能与重力势能之间没有发生转化。 故答案为：动；A；50；没有。 10．如图是古代汉族民间常用的生活取水设施，通过拉动绳索实现从井中提水，满足日常饮水、灌溉等需求，使用装置顶端的简单机械是为了（　　） A．省力 B．改变力的方向 C．省距离 D．提高机械效率 【答案】B 【解答】解：由图可知，装置顶端轴的位置固定不动，是定滑轮；定滑轮既不省力也不省距离，只能改变力的方向；任何机械在使用过程中都会有额外功，特别是摩擦力做的功是无法避免的，因此该装置的主要目的不是提高机械效率，而是改变力的方向，更便于人们从井中汲卤，故ACD错误，B正确。 故选：B。 11．如图所示，动滑轮重3N，物体重27N。物体在竖直拉力F的作用下，2s内沿竖直方向匀速上升了0.2m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．天花板受到的拉力是30N B．自由端拉力的功率为1.5W C．重物在匀速上升的过程中动能增加 D．重物在匀速上升的过程中机械能增加 【答案】D 【解答】解：A.不计绳重和摩擦，天花板受到的拉力大小等于拉力F，故A错误； B.绳子自由端拉力做的功等于重物和动滑轮上升02m克服重力所做的功W＝W′＝（G物+G轮）h＝（27N+3N）×0.2m＝6J， 拉力的功率，故B错误； C.重物在匀速上升的过程中速度和质量都不变，所以动不变，故C错误； D.重物在匀速上升的过程中动能不变，重物离开地面的高度增大，重力势能增大，机械能等于动能与势能之和，所以机械增加，故D正确； 故选：D。 12．用图中两个相同滑轮A、B匀速提起同一物体C，物体重力大于滑轮重力，不计摩擦和绳重，绳端拉力分别为F1和F2，则F1　　 F2；滑轮　　 可以看作等臂杠杆；在将物体C匀速提升相同高度的过程中，拉力所做的有用功分别为W1和W2，则W1　　 W2。 【答案】＞；A；＝。 【解答】解：左图为定滑轮，使用定滑轮不能改变力的大小（即不能省力），不计绳重和摩擦，因此F1＝G； 右图为动滑轮，使用动滑轮可以省一半力，因此，因为滑轮的重力小于物体重力，不计绳重和摩擦，所以拉力F1＞F2； 定滑轮A可以看做等臂杠杆； 甲、乙两个装置做的有用功相同，均为W有＝Gh。 故答案为：＞；A；＝。 13．如图所示，是小明所记录的部分笔记，下列与之相关描述正确的是（　　） A．图甲：动滑轮可以改变力的方向 B．图乙：自制气压计从山脚拿到山顶，玻璃管中液柱会降低 C．图丙：物体A的重力和地面对物体A的支持力是一对相互作用力 D．图丁：壶嘴和壶身构成了连通器 【答案】D 【解答】解：A、使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向，故A错误； B、从山脚拿到山顶，大气压减小，内部压强几乎不变，因而水柱升高，说明玻璃管中液柱随外界气压减小而升高，故B错误； C、物体A的重力与地面对A的支持力，大小相等，方向相反，作用在同一个物体上，是一对平衡力，故C错误； D、茶壶的壶嘴与壶身上端开口，底部连通，构成了连通器，故D正确。 故选：D。 14．如图，建筑工人用动滑轮将重为500N的物体拉到高处的平台上，动滑轮的重力为100N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．使用动滑轮既可以省力又可以省距离 B．工人所用拉力为250N C．当绳端以0.5m/s的速度移动5s时，物体上升高度为1.25m D．物重必须大于50N，该装置才可以省力 【答案】C 【解答】解：A、使用动滑轮可以省一半的力，但不能省距离，故A错误； B、不计摩擦和绳重，利用动滑轮拉力大小F（G物+G轮）（500N+100N）＝300N，故B错误； C、由图可知，滑轮组中承担物重的绳子段数：n＝2，由v得，绳子自由端移动的距离：s＝vt＝0.5m/s×5s＝2.5m，则物体上升高度h1.25m，故C正确； D、由题意知，若使用动滑轮省力时，则F（G物+G轮）＞G轮，即（G物+100N）＞100N，解得G物＞100N，即物重必须大于100N，该装置才可以省力，故D错误。 故选：C。 15．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度匀速运动，弹簧测力计的示数为5N，拉力F大小为　　 N，物体A受到的摩擦阻力为　　 N，绳子自由端移动的速度为　 　 m/s。（不计滑轮、测力计和绳子的重以及轮与轴之间的摩擦） 【答案】5；10；0.8。 【解答】解：使用滑轮时，每一段绳子所承受的拉力相等，因此拉力F大小等于弹簧测力计的示数，即F＝5N； 已知物体A在水平拉力与摩擦力的作用下做匀速直线运动，则可知其所受的拉力与摩擦力是一对平衡力，二者大小相等； 由图可知，本题中使用的是动滑轮，若不计机械自重、机械构件之间的摩擦，则物体A所受的拉力为2F＝2×5N＝10N，故物体A所受的摩擦力也为10N； 绳子自由端移动的速度等于物体A移动速度的二倍，即v＝2v'＝2×0.4m/s＝0.8m/s。 故答案为：5；10；0.8。 16．如图所示的动滑轮实质上是一个　 　 杠杆。物体重110N，滑轮重10N（绳重、摩擦不计），匀速提升重物，自由端匀速竖直向上的拉力F为60N，若拉力F的方向向右倾斜一些，如图中虚线所示，则拉力将　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】省力；变大。 【解答】解：动滑轮实质上是一个动力臂等于2倍阻力臂的省力杠杆； 若拉力F的方向向右倾斜一些，动力臂减小，所以根据杠杆平衡条件可知拉力将变大。 故答案为：省力；变大。 17．下列在使用简单机械的过程中说法正确的是（　　） A．使用筷子时动力臂＞阻力臂 B．拉重GA的物体，拉力FGA C．使杠杆平衡两次拉力F1＞F2 D．滑轮组拉重物的绳子段数n＝5 【答案】C 【解答】解： A、使用筷子时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A错误； B、由图可知，动滑轮拉着物体在水平面上移动，物体受到水平向左的拉力和水平向右的摩擦力f的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等；使用动滑轮可以省一半的力，故Ff，故B错误； C、弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动时，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力变大，所以F1＞F2，故C正确； D、由图可知，连接动滑轮绳子的段数n＝4，故D错误。 故选：C。 18．如图所示，用甲、乙两个相同的滑轮组（绕线方式不同），在相同时间内分别将同一物体匀速提升相同高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．绳端的拉力：F1＝F2 B．绳子自由端移动距离：s1＝s2 C．拉力做的功：W1＝W2 D．绳子拉力的功率：P1＞P2 【答案】C 【解答】解：A、不计绳重及摩擦，根据F，由图可知，甲滑轮组绳子的段数n＝2，乙滑轮组绳子的段数n＝3，则绳端的拉力分别为F1，F2，所以绳端的拉力：F1＞F2，故 A 错误。 B、由s ＝ nh可得，绳子自由端移动的距离分别为s1＝2h，s2＝3h，所以绳子自由端移动距离：s1＜s2，故 B 错误。 C、因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由W额＝G动h、W有用＝G物h可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，而总功W总＝W有用+W额，所以拉力做的总功相同，即W1＝W2，故 C 正确。 D、因为拉力做的总功相同，所用时间相同，根据P可知，绳子拉力的功率P1＝P2，故 D 错误。 故选：C。 19．如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重为20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体B重为10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重力及绳与滑轮摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是12N B．滑轮移动的速度是0.4m/s C．水平拉力F的功率是4.8W D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J 【答案】D 【解答】解：A、因为F＝24N，所以对A的拉力为24N＝12N，弹簧测力计的示数恒为5N，则物体B对A的摩擦力为5N，方向向右，所以地面对A的摩擦力为12N﹣5N＝7N，所以A错误； B、A移动的速度即绳端移动的速度为0.2m/s，所以滑轮的移动速度为0.2m/s＝0.1m/s，所以B错误； C、水平拉力F的功率PFv＝24N×0.1m/s＝2.4W，所以C错误； D、绳子的拉力是12N，根据v可得2s物体A移动的距离为s＝vt＝0.2m/s×2s＝0.4m， 所以W＝Fs＝12N×0.4m＝4.8J．故D正确。 故选：D。 20．如图所示，若拉力F＝90N，物体A重1500N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是　　 N，物体A移动　　 m。 【答案】270；1 【解答】解：由图可知：滑轮组上作用在动滑轮上绳子的条数n＝3，所以物体A与地面间的摩擦力：f＝nF＝3×90N＝270N； 物体A移动的距离：s′s3m＝1m。 故答案为：270；1。 21．用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．物体M受到的合力不为零 B．物体M的重力为80N C．自由端移动的速度为0.2m/s D．天花板受到的拉力为90N 【答案】C 【解答】解：由图可知，n＝2。 A、因为物体做匀速运动，因此物体M受到的合力为零；故A错误； B、忽略绳重和轴摩擦，F（G物+G动滑轮）， 即30N（G物+10N）， G物＝50N，故B错误； C、自由端移动的速度v′＝2v＝2×0.1m/s＝0.2m/s，故C正确； D、天花板受到的拉力F拉＝3F+G定滑轮＝3×30N+10N＝100N，故D错误。 故选：C。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第13讲 简单机械 内 容 导 航 知识点1 杠杆 知识点2 滑轮及滑轮组 知识点3 斜面和轮轴 题型1 杠杆及其五要素 题型2 探究杠杆的平衡条件 题型3 杠杆的平衡条件 题型4 杠杆在生活中的应用 题型5 杠杆的分类 题型6 杠杆的综合应用 题型7 定滑轮与动滑轮的判断 题型8 定滑轮改变力的方向 题型9 动滑轮省一半力 题型10 动滑轮不改变力的方向 题型11 动滑轮的计算 题型12 滑轮组绳子的股数 题型13 滑轮组绳子上的拉力 题型14 绳子自由端移动的距离 题型15 绳子自由端移动的速度 题型16 简单机械省力情况的比较 题型17 水平滑轮组的相关计算 题型18 滑轮组中的相关计算 题型19 斜面及其应用 知 识 点 通 关 知识点1 杠杆 1．杠杆 （1）定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。 “硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况，杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。 （2）杠杆五要素 （3）对杠杆的理解 对支点的理解：①在杠杆转动时，支点位置是固定的；②一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置，同一杠杆，使用方法不同，支点的位置也可能不同；③不一定与动力作用点和阻力作用点在同一直线上，也不一定在动力作用点和阻力作用点之间。 对动力和阻力的理解：①都是杠杆受到的力，作用点一定在杠杆上；②使杠杆转动的方向相反，但两个力的方向不一定相反。 对力臂的理解：①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离；②力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上；③若力的作用线通过支点，则力臂为0。 （4）力臂作图 2．杠杆的平衡条件 （1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止或绕支点匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。 （2）杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。用字母表示：；变形式： 。这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。 3．杠杆平衡条件的应用 （1）杠杆的动态变化问题 杠杆在动力和阻力作用处于平衡，若改变力和力臂某个条件，杠杆仍处于平衡，判断其他条件如何变化。如轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物，在A端施加一个拉力F，逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置，这个过程中杠杆始终在水平位置平衡。 （2）杠杆最小力作图 要用最小的力使得杠杆AB在如图甲所示的位置平衡，根据杠杆平衡条件可知，，因为此时的阻力和阻力臂是固定的，所以只要此时的动力臂最大，则动力就最小。如图乙所示，当力的作用点在B点，且力垂直于OB，方向向上时，动力臂最大，动力最小。 在求解最小力问题时，我们不能受思维定式的影响，只想到F要作用在AO段，出现如图丙所示的错误。实际上，在讨论杠杆中的最小力问题时，如果力的作用点没有预先设定，可以在杠杆上任意处选择。 4．生活中的杠杆 （1）杠杆的分类：根据动力臂与阻力臂的关系，可将杠杆分为三类——省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。不同的杠杆可以满足人们不同的需求。 名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 力臂关系 l1 > l2 l1 < l2 l1 = l2 力的关系 F1 < F2 F1 > F2 F1 = F2 特点 省力但费距离 费力但省距离 不省力不费距离 应用举例 铡刀、瓶起子，手推车、钢丝钳、羊角锤、撬棒等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、扫帚、船桨等 天平、跷跷板、定滑轮 【易错警示】 力臂是指点到线(“支点”到“力的作用线”)的距离，而不是点到点(“支点”到“力的作用点”的)的距离。 【特别提醒】 根据动力臂和阻力臂的大小关系，可以判断杠杆的类型，关键是确定支点，然后再找出动力作用点和阻力作用点的位置，进而大体上确定动力臂和阻力臂的大小。 知识点2 滑轮及滑轮组 1．定滑轮和动滑轮 （1）定滑轮和动滑轮 名称 定滑轮 动滑轮 示意图 定义 轴固定不动 轴可以随被吊物体一起运动 实质 等臂杠杆 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆 特点 不能省力，但是能改变动力的方向 能省一半的力，但不能改变动力的方向 力臂关系 l1 = l2 l1 =2 l2 力的关系 F = G（理想情况） 考虑摩擦时，F与G不相等 F = G/2（不考虑摩擦，动滑轮重力） F=（G物+G动）/2（不考虑摩擦） 距离关系 s = h s = 2h 2．滑轮组 （1）滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 （2）确定承担物重绳子段数n的方法：在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 （3）省力情况：使用滑轮组时，不计绳重及摩擦，则滑轮组用几段绳子提起物体，提起物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一，即动力，若再忽略动滑轮重，则，其中n为承担物重的绳子段数。 （4）费距离情况：用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费距离，滑轮组用几段绳子提起物体，绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍。设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为(n表示该担物重的绳子段数)。 （5）滑轮组的组装 确定绳子的段数：根据省力情况，用来求，或根据移动距离的关系，用来求。当n不是整数时，要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。 滑轮组的绕绳方法：①动滑轮和定滑轮个数相同时，滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。 ②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。 【特别提醒】 动滑轮或滑轮组在水平方向上的分析： ，，（当物体A 被匀速拉动，f为物体A受到地面的摩擦力） 知识点3 斜面和轮轴 1．斜面 （1）斜面：斜面是同水平面成一定倾斜角度的平面，也是一种简单机械。 （2）特点：如图所示，设斜面长度为l，高为h，重物重力为G，在理想情况下，不考虑斜面摩擦，即斜面是光滑的，则沿斜面向上的推力(即斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一)，因，故。即在斜面高度一定时，斜面越长越省力。 2．轮轴 （1）轮轴：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫作轮，小轮叫作轴。如图所示。 （2）轮轴的实质：轮轴相当于一个可连续转动的杠杆，支点在轮轴的轴线上，如图所示。 （3）轮轴的平衡公式： 或。即轮半径为轴半径的几倍，作用在轮上的力就为作用在轴上的力的几分之一。 （4）轮轴的特点：当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，因,故,此时使用轮轴省力，费距离；当动力作用在轴上，阻力作用在轮上时，因,故,此时使用轮轴费力，但省距离。 注意：不要错误地认为使用轮轴一定省力，关键要看动力是施加在轮上还是施加在轴上。 考 点 演 练 题型1 杠杆及其五要素 【典例1】如图为小明用衣架晾晒毛巾时，衣架保持水平平衡的情景。已知左侧毛巾对晾衣架的拉力为F1，右侧毛巾对晾衣架的拉力为F2，衣架的重力忽略不计，下列建构的杠杆示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式1】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．该杠杆为费力杠杆 题型2 探究杠杆的平衡条件 【典例1】“探究杠杆的平衡条件”实验中，杠杆在水平位置平衡，如图所示。下列操作能使杠杆在水平位置保持平衡的是（　　） A．将左侧平衡螺母适当向左调 B．同时将左右两侧的钩码取下一个 C．将A、B两处所挂的钩码交换位置 D．在右侧增加一个钩码，左侧钩码远离支点移动一格 【变式1】小华为探究“杠杆的平衡条件”，设计了如图所示的实验。 （1）实验前，杠杆在如图甲所示的位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向　 　 （选填“左”或“右”）调节。调节杠杆在水平位置平衡，可以更方便地测出　 　　 。 （2）如图乙所示，改变两边所挂钩码个数及钩码与支点之间的距离，并使杠杆始终在水平位置平衡，多次实验，得到如下表所示的实验数据。 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 1.0 0.30 2.0 0.15 2 1.5 0.10 1.0 0.15 3 2.5 0.20 2.0 0.25 由数据可得出杠杆的平衡条件：　 　 （用表格中物理量符号表示）。 （3）请写出一个与第1次实验中杠杆类型相同的生活中的杠杆：　 　　 。 （4）小华根据杠杆知识制作了如图丙所示的杆秤。使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提起B或C处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。秤砣最远可移至E点。 ①用图丙所示的杆秤称量物体质量时，支点是　 　　 （选填“秤砣”“秤纽”或“秤钩”）所在的位置。 ②使用不同的秤纽，杆秤的称量范围和精确度是不同的，选择秤纽　 　 （选填“B”或“C”）时，杆秤的称量范围更大。 题型3 杠杆的平衡条件 【典例1】据史书记载：“老妪留下一金簪，二女均分起争端，阿舅用线水平吊，悬处分簪两不怨。”如图所示，若姐姐得到悬挂点左侧部分，左侧部分的重心在A点，妹妹得到右侧部分，右侧部分重心在B点，关于姐姐和妹妹谁分的金簪更重判断正确的是（　　） A．姐姐的重 B．妹妹的重 C．一样重 D．无法判断 【变式1】如图，在学校科技节活动中，质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车，以速度v匀速通过一重为G的水平独木桥，从A点到B点，独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。图中能表示A端支柱所受压力F与时间t的关系是（　　） A． B． C． D． 题型4 杠杆在生活中的应用 【典例1】如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析不正确的是（　　） A．压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆 B．只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘 C．只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘 D．坐在条凳AB之间，越靠近B，条凳能承受的压力越大 【变式1】我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓（碓：duì）的情景，如图所示，碓是一种给稻谷去壳的工具，用脚连续踏木杠的一端，另一端的碓头就会连续起落舂米（将稻米去壳）。下列有关说法正确的是（　　） A．碓的头部较尖，是为了增大压力 B．使用脚踏碓时，可以省距离 C．使用脚踏碓时，木杆相当于省力杠杆 D．脚踏的一端做得比较粗糙，可减小摩擦力 题型5 杠杆的分类 【典例1】户外活动时，一旦被蜱虫叮咬，要立刻就医。医生用镊子夹住蜱虫头部，垂直皮肤拉出，并用碘伏涂抹。夹蜱虫时镊子属于杠杆，其工作特点是（　　） A．费力，费距离 B．费力，省距离 C．省力，费距离 D．省力，省距离 【变式1】图为我国古人用踏碓榨油的场景。他们用两根柱子架起一根木杠，杠的一端装有石头，脚蹬木杠的另一端，一踏一放使石头一起一落，舂捣油料。下列与踏碓同属于一类杠杆的是（　　） A．开瓶器 B．羊角锤 C．钢丝钳 D．钓鱼竿 题型6 杠杆的综合应用 【典例1】如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB＝20A，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（　　） A．物体M的密度为0.6×103kg/m3 B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.4kg C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为1900Pa D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为31N 【变式1】在天宫课堂中，我国航天员王亚平讲了在太空中测量航天员质量的方法。其中用到了一个“弹簧凸轮机构”，它可以产生恒力牵引航天员运动，以便计算航天员的质量。有同学根据杠杆原理设计了一个装置（如图）：把一个圆心为O，半径为OC的圆轮和一个凸轮固定在一起，组成了一个杠杆，支点为O。如图甲所示，圆轮边缘的绳索与被牵引的航天员相连，拉力是F1，力臂为OC；凸轮上的绳索一端连接着被拉长的弹簧，拉力为F2，力臂为OA，另一端连接图中的B点。当弹簧收缩使杠杆沿顺时针方向转过一定角度到达图乙所示的位置时，弹簧缩短，拉力减小为F′2，凸轮使其力臂变成了OD，OD比OA长，而F1的力臂　 　 （选填“变长”“变短”或“不变”）。如果OA为12cm、F2为30N、F′2为20N，图中OD的长度为　 m。 题型7 定滑轮与动滑轮的判断 【典例1】矗立在操场上的旗杆，顶部有一个如图所示的滑轮，该滑轮是（　　） A．动滑轮 B．定滑轮 C．可以省距离 D．可以省力 【变式1】端午节前夕，为营造祥和喜庆的节日氛围，在公园等地安装了彩灯，安装彩灯过程中启用了如图所示的大型吊车，下列说法中不正确的是（　　） A．吊车的起重臂是一个费力杠杆 B．吊车起重臂下方的滑轮是动滑轮 C．支腿盘的作用是减少吊车对地面的压力 D．伸长起重臂可能会导致吊车翻车 题型8 定滑轮改变力的方向 【典例1】我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一。如图所示的汉代石砖描绘了古人使用滑轮升鼎的场景。使用该滑轮的目的是（　　） A．省力 B．省功 C．改变力的方向 D．提高机械效率 【变式1】物理知识在工程实践中有诸多应用。如图甲，建筑工人常用铅垂线来检查墙壁是否倾斜，这是利用重力的方向总是 　　 的；常用图乙所示的滑轮，将建筑材料运至高处，使用该滑轮的优点是 　 　 ；常用图丙所示的一根灌有水的透明软管作为辅助工具确定水平线，这里蕴含了 　 　 原理。 题型9 动滑轮省一半力 【典例1】用一个动滑轮将重力为3N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是（　　） A．1.5N B．2.0N C．2.5N D．3.0N 【变式1】如图所示为在建跨度拱桥的简图，钢绳1通过滑轮拉着重为800N的桥面材料，若某段时间内将桥面材料竖直上升了0.1m，其中滑轮A重为200N，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．使用滑轮A可以改变力的方向 B．使用滑轮B可以省力 C．钢绳1的拉力为400N D．钢绳1拉动的滑轮组机械效率为80% 题型10 动滑轮不改变力的方向 【典例1】火神山、雷神山医院建造过程再一次让世界见证了“中国速度”，如图是一台起重机在紧张的工作。下列关于起重机工作过程，说法正确的是（　　） A．起重机做功快，说明它的效率高 B．起重机吊臂很长的目的是为了省功 C．起重机吊着重物匀速缓慢上升时，对重物不做功 D．起重机上的动滑轮能省力，但不能改变力的方向 【变式1】如图所示，用F＝50N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了3m，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力F做了300J的功 B．重力没有做功 C．拉力F与物体A受到的摩擦力是一对平衡力 D．使用此动滑轮可以省力、省功，但不能改变力的方向 题型11 动滑轮的计算 【典例1】小艳和老郭进行一场“拔滑轮”比赛。A为固定在地面的柱子，小艳、老郭所拉绳子对滑轮的拉力分别为F1、F2，如图所示，M、N均为绳子上的点。（忽略滑轮轮重以及轮与轴之间的摩擦力），则（　　） A．若滑轮保持静止，则F1＝F2 B．若N点向右移动0.2m，则M点只向右移动0.1m C．小艳拉的那端更省力，小艳会获胜 D．若M点向左移动0.2m，则N点只向左移动0.1m 【变式1】如图所示，利用动滑轮提升物体，使物体在10s内匀速上升4m，物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（　　） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为2m/s C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 题型12 滑轮组绳子的股数 【典例1】如图所示，利用卷扬机通过滑轮组将重为400N的物体在30s内匀速提升3m，已知卷扬机对细绳的拉力F为250N，若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．此滑轮组承担物重的绳子段数为2 B．绳端移动的速度为0.1m/s C．动滑轮重力为100N D．拉力做功的功率为25W 【变式1】将下图中三种实验中的测量结果（数值及单位）填写在相应的空格中。 （1）图1物体质量是　 　 。（g＝10N/kg） （2）某汽车启动和到达的时刻及对应的里程表（表盘指示为千米数）示数如图2所示，则汽车行驶的平均速度是　　 km/h。 （3）在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，某同学利用图3所示装置，则承受物体重力绳子段数为　　 段。 题型13 滑轮组绳子上的拉力 【典例1】若忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，用下列工具匀速提升相同的重物，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【变式1】利用滑轮组设计健身器材，配重质量为10kg，要求如下：始终竖直向下匀速拉动拉环，要求拉力大小范围为250N～350N（杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计）。下列方案符合要求的是（　　） A． B． C． D． 题型14 绳子自由端移动的距离 【典例1】如图所示，两个工人相互配合，正在将公路旁的栏杆掰到立柱上以固定，由于栏杆有很大的弹性，为了省力，工人巧妙地将绳子一端固定在立柱上，照图样绕在栏杆和立柱上，在绳子末端用力拉。关于这个情景，下列说法正确的是（　　） A．立柱相当于动滑轮 B．栏杆相当于定滑轮 C．此时拉栏杆的绳子有2段 D．绳子末端移动距离是栏杆移动距离的3倍 【变式1】如图所示，湖面上一艘小船，在时间t内，站在岸上的人通过滑轮用大小为F的水平拉力拉绳子的自由端，使小船向岸边匀速直线移动的距离为s。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端向左移动的距离是 B．船受到的拉力大小为F C．拉力F的功率是 D．木桩受到的拉力大小为 题型15 绳子自由端移动的速度 【典例1】如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（　　） A．滑轮移动的速度是0.4m/s B．物体A受到地面的摩擦力是7N C．水平拉力F的功率是4.8W D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J 【变式1】如图所示（忽略滑轮间的所有摩擦），用水平拉力F使物体A沿水平匀速运动。若A物体在2s内通过4m，则拉力F移动的速度为 　 　 km/h。 题型16 简单机械省力情况的比较 【典例1】在创建文明城市的行动中，小明发现某球形石墩占用了盲道，恰好旁边有一个路灯，于是他利用路灯杆和一根绳子，设计了以下三种方案将石墩移走。下列说法正确的是（　　） A．方案二比方案一省功 B．方案一可以省力，但无法省功 C．方案三比方案一省力 D．使用机械一定比不使用机械省力 【变式1】用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 题型17 水平滑轮组的相关计算 【典例1】某装置如图所示，水平向右匀速拉滑轮，木板A在时间t内移动距离为s，木块B始终相对地面静止，弹簧测力计的示数为F，此过程中地面受到的摩擦力为f。不计绳重、滑轮重、弹簧测力计重和滑轮与轴之间的摩擦，则在此过程中（　　） A．滑轮移动的速度为 B．手对滑轮的拉力为2f+F C．木板A所受拉力做功的功率为 D．手对滑轮拉力做的功为（F+f）s 【变式1】如图甲所示，高速铁路的输电线采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙是牵引装置的工作原理图，钢绳通过滑轮组悬挂若干个坠砣，将输电线拉直。不计滑轮和钢绳自重、摩擦，输电线P端受到的拉力　 　 （选填“大于”或“小于”）坠砣的总重力。在某次调试时，坠砣下降了8cm，则输电线P端向左移动　　 cm。 题型18 滑轮组中的相关计算 【典例1】截至2023年底，中国铁路营业里程达到15.9万公里，其中高铁达到4.5万公里，稳居世界第一，高铁的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，如图甲采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图，钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为250N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮A为动滑轮、B为定滑轮 B．该牵引装置既能省力又能省距离 C．输电线P端受到的拉力大小为5000N D．坠砣对钢绳的拉力做功为1000J 【变式1】高铁输电线牵引装置通过滑轮和坠砣动态调节张力以稳定供电，如图所示。滑轮　　 （选填“A”或“B”）为动滑轮。若坠砣重3000N，忽略滑轮和钢绳重量及摩擦，输电线水平缓慢移动10cm，输电线P端受到的拉力为　 　 N，坠砣移动的距离为　　 cm。 题型19 斜面及其应用 【典例1】在桥梁的设计中，下列说法中比较合理的是（　　） A．悬索材料为高强度钢，利用其抗拉性 B．使用矩形结构可以提高桥梁的稳定性 C．桥面铺设柏油路面比水泥路面硬度更高，不会发生形变 D．钢铁和水泥的热胀冷缩程度很小，不需要在梁端、桥台或桥跨之间预留间隙 【变式1】小乐购买了玩具并自己组装，用到了内六角螺丝和与其配套的内六角扳手，如图所示，下列说法错误的是（　　） A．内六角螺丝是一种类似斜面的机械 B．螺纹密一些的螺丝拧起来会更省力 C．内六角扳手使用过程中相当于轮轴 D．将扳手M点插入螺丝孔使用更省力 过 关 验 收 1．在植树活动中小毅栽种树苗时的场景如图所示，他用铁锹铲起来一铲泥土，A点为泥土的重心，手对B点的力始终沿竖直方向，若要分析作用在B点的力F1的大小，下列建构的杠杆示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 2．爷爷让九年级的甜甜猜一个谜语。谜面是：乌龙攀壁，身披万点金星（打一日常生活用品）。谜底应该是下面简单机械中的哪一个（　　） A．定滑轮 B．杆秤 C．轮轴 D．杠杆 3.如图所示，用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重0.5N）。下列说法 正确的是（　　） A．本实验要做多次，目的是求平均值减小误差 B．图甲，杠杆停留在图中位置，此时杠杆处于不平衡状态 C．图乙，在A、B处各去掉相同数量的钩码，则杠杆右端下降 D．图丙，杠杆始终在水平位置保持平衡，弹簧测力计从a转到b时示数变大 4．在“探究杠杆的平衡条件”实验前，杠杆水平静止如图所示，下列说法中（　　） ①将铁架台下物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆仍能保持水平位置静止 ②实验过程中，控制一侧的钩码数量及位置不变，用到了控制变量法 ③该实验可得出结论：当阻力和阻力臂乘积一定时，动力臂越大，动力就越大 ④为得出普遍结论，用弹簧测力计拉杠杆，使力与杠杆不垂直，多做几次实验，得出实验结论 A．只有①②正确 B．只有①②③正确 C．只有①③④正确 D．只有①④正确 5．如图所示，是我国西汉时期发明的天平式湿度计模型，横杆为一根轻杆，支点O到两侧悬挂点A、B间的距离相等，相同的托盘中分别放有等质量干燥的羽毛和木炭，轻杆刚好在水平位置平衡。已知木炭质地疏松多孔，吸湿性极强；羽毛吸湿性极弱，其质量几乎不受空气湿度变化的影响。若空气湿度增加，下列说法正确的是（　　） A．轻杆右侧会偏高 B．将支点O向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 C．将悬挂点A向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 D．将悬挂点B向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 6．如图甲所示是清江闸遗址处的绞盘雕塑，如图乙所示是绞盘结构简图，通过人力推动绞盘的推棒，使其转动，可帮助漕船克服水位落差顺利过闸，实现安全通行。下列说法不正确的是（　　） A．绞盘相当于一个轮轴 B．推棒应选用硬度较大的材质制成 C．底座选用质量较大的绞关石可提高绞盘的稳定性 D．施力点越向绞盘中心靠拢，绞盘发挥的作用越大 7．如图为我国古人用踏碓榨油的场景。他们用两根柱子架起一根木杠，杠的一端装有石锥，脚蹬木杠另一端，一踏一放使石锥一起一落，舂捣油料。下列与踏碓属于同一类杠杆的是（　　） A．开瓶器 B．羊角锤 C．钢丝钳 D．船桨 8．图甲是《天工开物》中记载的用于提升重物的桔槔。B物体自由静置在水平地面上时，对地面的压强为6×103Pa。现将B物体用细线挂在轻质杠杆的右端，杠杆左端悬挂质量为2kg的A物体，如图乙所示，L1：L2＝2：1，杠杆在水平位置平衡时，B物体对地面的压强为2×103Pa，下列说法中正确的是（　　） ①B物体的底面积200cm2 ②若A物体的质量增加1kg，B物体对地面的压强恰好为0 ③若移动支点O的位置，使L1：L2＝3：1时，B物体恰好被拉离地面 ④若图中B物体竖直切割并拿走，其余条件不变，B对地面的压强变为切割前的0.5倍 A．②③ B．①④ C．②③④ D．①③ 9．如图示的滑轮是 　 　 滑轮，把它看作杠杆时，其支点在 　 　 （选填“A”、“B”或“C”）点；若物体重为100牛，不计滑轮重及摩擦，匀速向上提升物体时，所用拉力F大小为 　 　 牛，在此过程中物体的动能与重力势能之间 　 　 （选填“有”或“没有”）发生转化。 10．如图是古代汉族民间常用的生活取水设施，通过拉动绳索实现从井中提水，满足日常饮水、灌溉等需求，使用装置顶端的简单机械是为了（　　） A．省力 B．改变力的方向 C．省距离 D．提高机械效率 11．如图所示，动滑轮重3N，物体重27N。物体在竖直拉力F的作用下，2s内沿竖直方向匀速上升了0.2m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．天花板受到的拉力是30N B．自由端拉力的功率为1.5W C．重物在匀速上升的过程中动能增加 D．重物在匀速上升的过程中机械能增加 12．用图中两个相同滑轮A、B匀速提起同一物体C，物体重力大于滑轮重力，不计摩擦和绳重，绳端拉力分别为F1和F2，则F1　　 F2；滑轮　　 可以看作等臂杠杆；在将物体C匀速提升相同高度的过程中，拉力所做的有用功分别为W1和W2，则W1　　 W2。 13．如图所示，是小明所记录的部分笔记，下列与之相关描述正确的是（　　） A．图甲：动滑轮可以改变力的方向 B．图乙：自制气压计从山脚拿到山顶，玻璃管中液柱会降低 C．图丙：物体A的重力和地面对物体A的支持力是一对相互作用力 D．图丁：壶嘴和壶身构成了连通器 14．如图，建筑工人用动滑轮将重为500N的物体拉到高处的平台上，动滑轮的重力为100N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．使用动滑轮既可以省力又可以省距离 B．工人所用拉力为250N C．当绳端以0.5m/s的速度移动5s时，物体上升高度为1.25m D．物重必须大于50N，该装置才可以省力 15．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度匀速运动，弹簧测力计的示数为5N，拉力F大小为　　 N，物体A受到的摩擦阻力为　　 N，绳子自由端移动的速度为　 　 m/s。（不计滑轮、测力计和绳子的重以及轮与轴之间的摩擦） 16．如图所示的动滑轮实质上是一个　 　 杠杆。物体重110N，滑轮重10N（绳重、摩擦不计），匀速提升重物，自由端匀速竖直向上的拉力F为60N，若拉力F的方向向右倾斜一些，如图中虚线所示，则拉力将　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 17．下列在使用简单机械的过程中说法正确的是（　　） A．使用筷子时动力臂＞阻力臂 B．拉重GA的物体，拉力FGA C．使杠杆平衡两次拉力F1＞F2 D．滑轮组拉重物的绳子段数n＝5 18．如图所示，用甲、乙两个相同的滑轮组（绕线方式不同），在相同时间内分别将同一物体匀速提升相同高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．绳端的拉力：F1＝F2 B．绳子自由端移动距离：s1＝s2 C．拉力做的功：W1＝W2 D．绳子拉力的功率：P1＞P2 19．如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重为20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体B重为10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重力及绳与滑轮摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是12N B．滑轮移动的速度是0.4m/s C．水平拉力F的功率是4.8W D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J 20．如图所示，若拉力F＝90N，物体A重1500N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是　　 N，物体A移动　　 m。 21．用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．物体M受到的合力不为零 B．物体M的重力为80N C．自由端移动的速度为0.2m/s D．天花板受到的拉力为90N 学科网（北京）股份有限公司 $