中小学教育资源及组卷应用平台
本次课程：杠杆滑轮、机械效率
年级：
九年级
科目
：
科学
本次课学习目标：
掌握1.杠杆2.滑轮3.机械效率
part1.考点思维导图
考点1
杠杆
例1-1.（2020?白银）下列工具属于费力杠杆的是（ ）
A.羊角锤
B．筷子
C．起瓶器
D．钢丝钳
例1-2.如图所示是一辆均匀装满货物的手推车．
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)当前轮遇到障碍物A时，售货员向下压扶手；当后轮遇到障碍物（未画出）时，售货员向上提扶手，手推车都可看作杠杆，则下列说法正确的是（ ）2-1-c-n-j-y
A．下压扶手时支点是C，上提扶手时支点是A
B．前后轮遇到障碍物相比，下压比上提较费力
C．分别下压和上提时，手推车都可看作省力杠杆
D．分别下压和上提时，手推车都可看作费力杠杆
例1-3.如图是一个指甲
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)剪的示意图，它是由三个杠杆ABC、OBD和OED组成。用它剪指甲时，属于省力杠杆的是（ ）21世纪教育网21-cn-jy.com21教育名师原创作品
A．ABC
B．OBD
C．OED
D．三个都是
例1-4.如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于（ ）
A．600N
B．400N
C．200N
D．150N
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
例1-5.如图所示，O为杠杆AB的支点，A端挂一重物G，图中能使杠杆在水平位置平衡的最小的拉力是（ ）
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
例1-6.（2020
宁波）现有
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b。将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是（
??）
A.若La?成立?????B.若La>
成立
C.若Lb
则
<
Lx则Lx
<
成立
例1-7.如图所示，质量分布均匀的长方体砖
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F1只作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h（h＜ab＜bc），则在上述过程中F1________F2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；F1所做的功F1________F2所做的功（选填“大于”、“小于”或“等于”）；第一次克服重力所做的功________第二次克服重力所做的功（选镇“大于”、“小于”或“等于”）。
◆变式训练
1．如图所示，有一质量不计的长木板，左端
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（ ）21·世纪
育
A．
变小
B．变大
C．不变
D．先变大后变小
2.如图所示，质地均匀的圆柱体，在拉力F的作用
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)下，由实线位置匀速转到虚线所示位置，整个过程中，拉力F始终作用于A点且与OA保持垂直（OA为圆柱体横截面的直径），圆柱体在转动过程中不打滑。则下列分析正确的是（
???）21m
A．拉力F逐渐变小
B．由于拉力F的力臂始终保持最长，拉力F始终保持最小值不变
C．拉力F逐渐变大
D．条件不足，无法判断权所有：21教育】
3．如图所示，杠杆OA的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)B点挂着重物G，A端用细绳挂在圆弧EF上，此时OA恰成水平，且A点与圆弧形架EF的圆心重合。当绳AM的M端从E点缓慢滑到F点的过程中，绳对A点拉力的大小将（ ）om
A．逐渐变大
B．逐渐变小
B．
先变大再变小
D．先变小再变大
4.密度均匀的直尺AB放在水平桌
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物P时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图所示，则此直尺受到的重力是（ ）21世纪教育网21-cn-jy.com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A.
2.5N
B.
5N
C.
10N
D.
无法确定
5.（2020
湖州）为了防止门
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型门可以绕轴O自由转动，门宽为1．2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。(摩擦力忽略不计)
（1）关门所需的最小力F是________牛。
（2）在图乙中画出F的作用点和方向。
6.（2020
杭州）杆秤是一种用来测
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡测得OA=5cm，OB=10cm。
（1）计算秤砣的质量
（2）小金在B处标的刻度应为________kg。若图中OC=2OB，则C处的刻度应为________Kg
（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数________（选填“<”或“>”)2kg，由此可知一杆杄秤不能随意更换秤砣
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
考点2
滑轮
例2-1.如图所示，不计绳重和摩擦，沿三种
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)不同的方向拉绳使物体匀速上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则（ ）【来源：21·世纪·教育·网】
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．三个力一样大
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
例2-2.一个体重为500N的人，经测定他
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的手臂最大可发挥700N的力，若这个人用一定滑轮来提升重物，他所能提起的最大物重为（ ）【来源：21cnj
y.co
m】
A．1200N
B．700N
C．500N
D．200N
例2-3.（2020
绍兴）如图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)，下列四套装置中能实现的是（
??）
A.?
?B.????C.?
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)??D.?
例2-4.（2018·宁波）如图所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示。F1=4N,F2=3N,，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）下列说法错误的是（
）
A、F2的功率为0.6W
B、弹簧测力计读数为9N
C、物体A和地面之间有摩擦力
D、如果增大F2，物体A可能向左运动
◆变式训练
1.如图为工人搬运重物时采用的四种方案（其中重物底部的圆表示并排放置的圆钢管的截面），其中最省力的方案是（
） 【来源：21·世纪·教育·网】
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A
B
C
D
2．如图所示，物重20N，绳的一端拴在地上，用力F使滑轮匀速上升2m，则（
）（不计轮重、绳重及摩擦）
A．重物上升2m，F=10N
B．重物上升2m，F=40N
C．重物上升4m，F=40N
D．重物上升4m，F=20N
3．（2017?杭州）如图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（
）
A、物体M与地面间的摩擦力为5牛
B、物体M与地面间的摩擦力为10牛
C、水平拉力F做功的功率为20瓦
D、1秒内滑轮对物体M做功为10焦
4．(2019·嘉舟)为便于研究，某健身器
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（
）
A、两个滑轮在装置中起的作用相同
B、拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C、沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等
D、将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等
5．在水平桌面上放一个重300N的物体，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F和其移动速度的大小为（
）21世纪教育网版权所有
A．300N
0.1m/s
B．150N
0.1m/s?
C．60N
0.2m/s
D．30N
0.2m/s?
6．把质量相等的A、B两物体挂在如图滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（ ）
A．A上升
B．A下降
C．A、B均静止
D．无法判断
7.如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体，不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A．20
N
B．25
N
C．30
N
D．35
N
考点3
机械效率
例3-1.（2020?自贡）如图，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f，则斜21cnjy.com
面的机械效率为（ ）
A．
B．
C．
D．
例3-2.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）21
cnjy
com
A．甲图省力，机械效率甲图大
B．甲图省力，机械效率一样大
C．乙图省力，机械效率乙图大
D．乙图省力，机械效率一样大
例3-3.（2020?随
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)州）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：
①动滑轮重为200N
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（ ）
A．只有①③正确
B．只有②③正确
C．只有①②③正确
D．①②③④都正确
例3-4.（2018·湖州）在拓展
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：www.21-cn-jy.com
（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）动滑轮受到的重力。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
◆变式训练
1.如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（ ）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
2．（2020?苏州）科技馆里两位老人正饶
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图（如图）进行研究。若爷爷质量m人＝60kg，奶奶用F＝240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s＝6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）奶奶所做的功；
（2）动滑轮（含座椅）的质量；
（3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）。
3．（2018?兰山区模拟）为了将放置
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)在水平地面上重G=100N的重物提升到高处，小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和高度随时间t变化的关系图象如图（丙）（丁）所示。绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。（不计绳重和摩擦）求：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。
（2）在1～2s内，拉力F做的功W。
（3）若绳子能承受的最大拉力是1500N，小李体重500N，他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升多重的物体？2·1·c·n·j·y
part3.中考真题训练
一、选择题
1．（2019·衢州）如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是（
）
A
B
C
D
2.（2017·丽水）如图所示，使用时属于费力杠杆的是（
）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A．镊子夹石块
B．起子开瓶盖
C．羊角锤拔铁钉
D．天平称物体质量
3．(2019·温州)晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（
）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A
B
C
D
4．（2017?台州）小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（
）
A、两个滑轮均为定滑轮
B、人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C、物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D、使用该装置不能省力，但能改变力的方向
5．
（2017·绍兴）如图甲是制作面团
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的情景，把竹竿的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图。关于压面团过程的叙述正确的是（
）21教育网
A、面团对杆的作用力方向向下
B、面团对杆的作用力大小等于F
C、面团被压扁说明力能使物体发生形变
D、A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离
A
B
C
D
6．（2017·温州）小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是（
）
7．（2017·嘉兴）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（
）
A、刀刃很薄可以增大压力
B、铡刀实质上是一种费力杠杆
C、甘蔗放在a点比b点更易被切断
D、手沿
F1方向用力比沿
F2方向更省力
8．(2019·绍兴)如图是上肢力量健
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB=
3BO，配重的重力为120牛。重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛。在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。已知F1
:
F2=2:3，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是（
）www-2-1-cnjy-com
A、配重对地面的压力为50牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛
B、配重对地面的压力为90牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛
C、健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛
D、配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛
9．（2018·温州）如图为吸
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为l，则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为（
）21
cnjy
com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
10．（2018·衢州）如图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)所示是汽车起重机，其中A、B组成滑轮组（结构如示意图），C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度。O为吊臂的转动轴。装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶受到竖直向下的力，下列有关汽车起重机的叙述错误的是（
）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A、滑轮组A滑轮用于改变力的方向
B、当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大
C、当D杆伸长时力F的力臂将变小
D、H的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大
11．（2017·宁波）如图所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲和F乙、P甲和P乙之间的大小关系是（
）【出处：21教育名师】
A．F甲＜F乙
P甲＝P乙
B．F甲＞F乙
P甲＞P乙
C．F甲＞F乙
P甲＝P乙
D．F甲＜F乙
P甲＜P乙
二、填空题
12.（2020
金华
丽水）简单机械
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题：
21·cn·jy·com
（1）定滑轮的作用是________；
（2）该状态下的桶盖属于________(填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
13．（2018·湖州）一根均匀的长方体
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)细长直棒重1.5牛，下底面积为20厘米2，将它放在水平桌面上，并有1/4的长度露出桌面外，如图所示。
21·世纪
教育网
（1）直棒对桌面的压强为
帕。
（2）在棒的右端至少应施加
牛的竖直向下的力，才能让它的左端离开桌面。
14．（2017·衢州）如图为小柯制作的“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点(螺母)转动，OA=0.2m，OB=0.1m，G1=2N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为_______N。
（2）松开螺母保持OA不动，使O
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)B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AOB’（B’点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动到__________。2-1-c-n-j-y
A．B’点处
B．①
点处
C．②点处
D．③点处
15．（2017·金华）在
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)对汽车的发动机做检修时需要引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。图2为引擎盖的受力分析模式图：引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由图2可知，该杠杆属于
杠杆。在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐
。
16．（2018·宁波）在“观察从斜
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端，在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如图所示位置。【版权所有：21教育】
（1）小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的
相同。
（2）小车所受阻力越小，运动距离越远。如果
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)运动的物体在
的理想情况下，它将保持原来的速度一直运动下去。300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。
（3）实验中，小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，，则P1
P2。（填“＞”、“＝”或“＜”
）
17．（2017?杭州）小金将长为0.
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为
牛，肩对木棒的支持力大小为
牛，人对地面的压力大小为
牛。（g=10牛/千克）
三、简答题
18．（2019·杭州）如图甲，有一轻质杆，左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2（m1>m2)的实心物块后恰好水平平衡。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。
（2）将两物分别浸没于水中(如图乙)，杆将会________（选填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”)，试通过推导说明。【来源：21cnj
y.co
m】
19．（2018·台州）图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）如图乙，电水壶底部的导线连接
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)装置有铜环①、铜环②和铜柱③。经测试发现：①、②之间是绝缘的，②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是_______。
（2）图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA是
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)小壶盖，C是其重力作用点。B是小壶盖的配重。OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂l。
（3）已知：小壶盖质量为4克，OA=3厘米，OC=1.4厘米，OB=1厘米，∠AOB=1350。要求倒水时，壶身最多倾斜450，小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合。求配重B的质量取值范围。（配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计，取1.4）
20.（2020
台州）晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降
（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械应是________。
（2）使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是________。
（3）将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米，至少对衣服做多少功?
（4）由于使用不当.造成晾衣
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，在侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
1.杠杆
滑轮
机械效率
21世纪教育网
www.21cnjy.com
精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
HYPERLINK
"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
"
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
童科学
本次课程：杠杆滑轮、机械效率
年级：
九年级
科目
：
科学
本次课学习目标：
掌握1.杠杆2.滑轮3.机械效率
part1.考点思维导图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
考点1
杠杆
例1-1.（2020?白银）下列工具属于费力杠杆的是（ ）
A.羊角锤
B．筷子
C．起瓶器
D．钢丝钳
【解答】A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、瓶盖起子在在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、钢丝钳在在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选：B。
例1-2.如图所示是一辆均匀装满货物的手推车．
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)当前轮遇到障碍物A时，售货员向下压扶手；当后轮遇到障碍物（未画出）时，售货员向上提扶手，手推车都可看作杠杆，则下列说法正确的是（ B ）2-1-c-n-j-y
A．下压扶手时支点是C，上提扶手时支点是A
B．前后轮遇到障碍物相比，下压比上提较费力
C．分别下压和上提时，手推车都可看作省力杠杆
D．分别下压和上提时，手推车都可看作费力杠杆
例1-3.如图是一个指甲剪的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示意图，它是由三个杠杆ABC、OBD和OED组成。用它剪指甲时，属于省力杠杆的是（ A ）21世纪教育网21-cn-jy.com【来源：21cnj
y.co
m】
A．ABC
B．OBD
C．OED
D．三个都是
例1-4.如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于（ C ）
A．600N
B．400N
C．200N
D．150N
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
例1-5.如图所示，O为杠杆AB的支点，A端挂一重物G，图中能使杠杆在水平位置平衡的最小的拉力是（A ）
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
例1-6.（2020
宁波）现有一根形变不计
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b。将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是（
??）
A.若La?成立?????B.若La>
成立
C.若Lb
则
<
Lx则Lx
<
成立www.21-cn-jy.com
【答案】A
【考点】杠杆的平衡条件
【解析】当把铝条a放在铁条上时，铁条的重力G铁为阻力，作用在中点，那么阻力臂为：；动力为铝条a的重力Ga，作用在它的中点处，动力臂为
，
根据杠杆的平衡条件得到：?
?①；
当把铝条b放在铁条上时，铁条的重力G铁为阻力，作用在中点，那么阻力臂为：；动力为铝条a的重力Ga
，作用在它的中点处，动力臂为
，
根据杠杆的平衡条件得到：②；
①÷②得到：
③；
因为铝条a和b横截面积相等，根据公式G=ρVg=ρShg可知，铝条的重力与长度成正比，
即：；
将其代入入③得到：；
因为La所以；那么；
化简得到：；
整理得到：；
即：；
那么：。
AB、如果支点O不动，因为Lb>La，
所以肯定后有一部分在O点左侧。与原来相比可知，此时左边重力增大，为了维持平衡，必须减小阻力臂，增大动力臂，即支点向左移动，那么LaCD、若Lb
La，故C、D错误。
例1-7.如图所示，质量分布均匀的长方体砖
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F1只作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h（h＜ab＜bc），则在上述过程中F1________F2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；F1所做的功F1________F2所做的功（选填“大于”、“小于”或“等于”）；第一次克服重力所做的功________第二次克服重力所做的功（选镇“大于”、“小于”或“等于”）。
答案：等于，等于，等于
解析：F1
和
F2向上拉物体时，动力
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)臂的长度均为阻力臂长度的2倍，则动力的大小也均为阻力大小的一半，即长方体砖重力大小的一半。F1
和
F2在竖直方向上均移动h，由W=FS得，F1
和
F2所做的功大小相等。在两次移动过程中，重心移动的高度也相等，重力大小不变。则两次克服重力所做的功也相等。
◆变式训练
1．如图所示，有一质量不计的长木板，左端
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（ A ）21·世纪
育
A．
变小
B．变大
C．不变
D．先变大后变小
2.如图所示，质地均匀的圆柱体，在拉力F的作用
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)下，由实线位置匀速转到虚线所示位置，整个过程中，拉力F始终作用于A点且与OA保持垂直（OA为圆柱体横截面的直径），圆柱体在转动过程中不打滑。则下列分析正确的是（
???）21m
A．拉力F逐渐变小
B．由于拉力F的力臂始终保持最长，拉力F始终保持最小值不变
C．拉力F逐渐变大
D．条件不足，无法判断
答案：A
动力F的力臂L始终保持不变，阻力为圆柱体的重
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)力G始终大小不变，由实线位置转到虚线位置时，重力的力臂逐渐减小，又因为FL=GL′，所以动力F逐渐变小。
注意：需要找出的等量关系。动力臂大小不变，重力的大小不变。根据杠杆平衡就可以找出力F大小与重力臂变化的关系。【版权所有：21教育】
3．如图所示，杠杆OA的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)B点挂着重物G，A端用细绳挂在圆弧EF上，此时OA恰成水平，且A点与圆弧形架EF的圆心重合。当绳AM的M端从E点缓慢滑到F点的过程中，绳对A点拉力的大小将（ D ）om
A．逐渐变大
B．逐渐变小
B．
先变大再变小
D．先变小再变大
4.密度均匀的直尺AB放在水平桌
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物P时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图所示，则此直尺受到的重力是（ ）21世纪教育网21-cn-jy.com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A.
2.5N
B.
5N
C.
10N
D.
无法确定
答案：C
设直尺长为L。从图示可以看
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)出：杠杆的支点为O，动力大小等于物重5N，动力臂为1/3L；阻力为直尺的重力G′，阻力的力臂为1/2L-1/3L=1/6L；21·世纪
教育网
由杠杆平衡的条件得：G′L′=GL
G′×1/6L=
5N×1/3L
G′=10N
注意：均匀规则物体的重心位于物体的几何中心
5.（2020
湖州）为了防止门
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型门可以绕轴O自由转动，门宽为1．2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。(摩擦力忽略不计)
（1）关门所需的最小力F是________牛。
（2）在图乙中画出F的作用点和方向。
【答案】
（1）4
（2）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
【考点】杠杆的平衡条件，杠杆中最小力问题
【解析】（1）将O点看作杠杆的支点，门吸对门
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的吸力6N为阻力，阻力臂为0.8m，当人的推力作用在门边且与门垂直时，此时动力臂最长为1.2m，
根据杠杆的平衡条件得到：F2×L2=F1×L1；
6N×0.8m=F1×1.2m；
解得：F1=4N；
（2）以门宽为动力臂，从门的边缘作门的垂线段，这就是最小力F。
6.（2020
杭州）杆秤是一种用来
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡测得OA=5cm，OB=10cm。
（1）计算秤砣的质量
（2）小金在B处标的刻度应为________kg。若图中OC=2OB，则C处的刻度应为________Kg
（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数________（选填“<”或“>”)2kg，由此可知一杆杄秤不能随意更换秤砣
【答案】（1）根据杠杆平衡条件：F1
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)l1=F2l2，得m1gl1=m2gl2，即：m1l1=m2l2，2kg×5cm=m2×10cm，得m2=1kg
（2）2；4（3）<
【考点】杠杆的平衡条件
【解析】（1）将O点看作杠杆的支
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)点，秤砣的重力看做阻力，OB为阻力臂；物体的重力为动力，动力臂为OA，
根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，
即：m1gl1=m2gl2，
m1OA=m2OB；
2kg×5cm=m2×10cm；
解得：m2=1kg
（2）因为秤砣在B处平衡时，物体的质量为2kg，所以小金在B处标的刻度应为2kg；
若图中OC=2OB，
根据杠杆的平衡条件得到：G物×OA=G秤砣×OC；
m物g×OA=m秤砣g×OC；
m物×OA=m秤砣×OC；
m物×5cm=1kg×20cm；
解得：m物=4kg；
因此在C处的刻度应为4kg；
（3）根据杠杆的平衡条件得到：
G物×OA=G秤砣×OC'；
m物×OA=m秤砣×OC'；
当物体的质量m物，OA不变时，秤砣的质量m秤砣增大，那么阻力臂OC'变小，
因此其读数<2kg。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
考点2
滑轮
例2-1.如图所示，不计绳重和摩擦，沿三种不
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)同的方向拉绳使物体匀速上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则（ D ）【来源：21·世纪·教育·网】
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．三个力一样大
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
例2-2.一个体重为50
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)0N的人，经测定他的手臂最大可发挥700N的力，若这个人用一定滑轮来提升重物，他所能提起的最大物重为（ C ）【来源：21cnj
y.co
m】
A．1200N
B．700N
C．500N
D．200N
例2-3.（2020
绍
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)兴）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)，下列四套装置中能实现的是（
??）
21教育名师原创作品
A.?
?B.????C.?
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)??http://21世纪教育网21cnjy.com/
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)http://21世纪教育网21cnjy.com/
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)http://21世纪教育网21cnjy.com/
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)D.?
【答案】D
【考点】定滑轮及其工作特点
【解析】AC、由四套装置图可知，在
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)定滑轮的两侧各安装一个弹簧测力计，然后分别测量出钩码的重力和拉力；测量钩码重力的弹簧测力计应上方固定，所以AC不符合题意；
BD、为了控制变量，所以弹簧测力计应都是固定上方，下方可动，故B错误；D正确。
例2-4.（2018·宁波）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)如图所示。F1=4N,F2=3N,，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）下列说法错误的是（
D
）
A、F2的功率为0.6W
B、弹簧测力计读数为9N
C、物体A和地面之间有摩擦力
D、如果增大F2，物体A可能向左运动
◆变式训练
1.如图为工人搬运重物时采用的四种方案（其中重物底部的圆表示并排放置的圆钢管的截面），其中最省力的方案是（ C ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A
B
C
D
2．如图所示，物重20N，绳的一端拴在地上，用力F使滑轮匀速上升2m，则（ C ）（不计轮重、绳重及摩擦）育名师原创作品
A．重物上升2m，F=10N
B．重物上升2m，F=40N
C．重物上升4m，F=40N
D．重物上升4m，F=20N
3．（2017?杭州）如图所示装置，在
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（
C
）
A、物体M与地面间的摩擦力为5牛
B、物体M与地面间的摩擦力为10牛
C、水平拉力F做功的功率为20瓦
D、1秒内滑轮对物体M做功为10焦
4．(2019·嘉舟)为便于研究，某健身器材
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（
C
）【出处：21教育名师】
A、两个滑轮在装置中起的作用相同
B、拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C、沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等
D、将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等
5．在水平桌面上放一个重300N的物体，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F和其移动速度的大小为（ D ）21世纪21世纪教育网有
A．300N
0.1m/s
B．150N
0.1m/s?
C．60N
0.2m/s
D．30N
0.2m/s?
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
6．把质量相等的A、B两物体挂在如图滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（ B ）
A．A上升
B．A下降
C．A、B均静止
D．无法判断
7.如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体，不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A．20
N
B．25
N
C．30
N
D．35
N
答案：D
由题图可知：拉力F的方向不是竖直向
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)上的，则力F的力臂将不再是动滑轮的直径，而是小于直径，如图所示，根据杠杆的平衡条件Fl=（G+G轮）r，因为l＜2r，
所以F＞1/2（G+G轮）=1/2（50
N+10
N）=30
N，即F＞30
N。
考点3
机械效率
例3-1.（2020?自贡）如图，重为G的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f，则斜面的机械效率为（ ）2-1-c-n-j-y
A．
B．
C．
D．
【解答】此过程中，做的有用功为：W有＝Gh；
拉力做的总功为：W总＝Fs；
则斜面的机械效率为：η＝＝；
故B正确，ACD错。故选：B。
例3-2.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）
A．甲图省力，机械效率甲图大
B．甲图省力，机械效率一样大
C．乙图省力，机械效率乙图大
D．乙图省力，机械效率一样大
答案：B
关键点：有用功相同，不计摩擦则根据图可以额外功也相同。因此机械效率也相同。
甲有三股绳子比乙二股绳子省力。
例3-3.（2020?随州）体重为
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：21
cnjy
com
①动滑轮重为200N
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（ ）
A．只有①③正确
B．只有②③正确
C．只有①②③正确
D．①②③④都正确
【解答】（1）重物A的重力：GA＝mAg＝80kg×10N/kg＝800N
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝80%，解得动滑轮重力：G动＝200N，故①正确；【来源：21·世纪·教育·网】
（2）工人对重物A做的有用功：
W有用＝Gh＝800N×1m＝800J，
由η＝＝80%可得工人对绳的拉力做功（总功）：
W总＝＝＝1000J，故②正确；
（3）重物匀速上升过程中，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增大，重力势能增大，它的机械能增大，故③正确；
（4）若增大重物A的质量，重物的重力增大，滑轮组的机械效率增大，同时工人的拉力增大，工人的最大拉力：
F最大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，
由图知，n＝3，不计绳重和摩擦，最大拉力F最大＝（G最大+G动），
提升的最大物重：
G最大＝3F最大﹣G动＝3×600N﹣200N＝1600N，
因为不计绳重和摩擦，滑轮组的最大机械效率η＝＝＝，
所以最大机械效率：
η最大＝＝≈88.9%，
所以，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%，故④正确。
故①②③④正确。
故选：D。
例3-4.（2018·湖州）在
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：21教育网
（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）动滑轮受到的重力。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）s=2×2米=4米
W=Fs=18牛×4米=72焦
（2）P===18瓦
（3）f=0.35G=0.35×100牛=35牛
G轮=2F-f=2×18牛-35牛=1牛
◆变式训练
1.如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网?)使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（ ）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
答案：D
试题分析：以B为研究对象，本题中它在水平方向受到两个力的作用：弹簧测力计对它向左的拉力，物体A对它的向右的摩擦力。当B与A发生相对运动时，无论如何拉滑轮，B相对于地面是静止的，所以B始终处于平衡状态，拉力和摩擦力是一对平衡力，根据弹簧测力计的示数，可以知道B受到的摩擦力为3N，方向向右。此滑轮是动滑轮，绳子移动速度是滑轮移动速度的2倍，所以滑轮移动速度为0.1m/s。若不计各种摩擦和滑轮重、弹簧测力计重、绳重等，A对绳子的拉力等于拉力F的一半，绳子拉物体A的力为5N，拉力的功率为：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)www-2-1-cnjy-com
易错点：物体A速度为
0.2m/s。而F的作用点速度为多少则错误很多。
2．（2020?苏州）科技馆里两
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图（如图）进行研究。若爷爷质量m人＝60kg，奶奶用F＝240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s＝6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：21·cn·jy·com
（1）奶奶所做的功；
（2）动滑轮（含座椅）的质量；
（3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）。
【解答】（1）奶奶所做的功：
W＝Fs＝240N×6m＝1440J；
（2）爷爷的质量m人＝60kg，则爷爷的重力：
G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，
由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得动滑轮（含座椅）的重力：
G动＝nF﹣G＝3×240N﹣600N＝120N，
动滑轮（含座椅）的质量：
m动＝＝＝12kg；
（3）不计绳重和摩擦，该升降座椅装置的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。
答：（1）奶奶所做的功是1440J；
（2）动滑轮（含座椅）的质量是12kg；
（3）该升降座椅装置的机械效率是83.3%。
3．（2018?兰山区模
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)拟）为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处，小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和高度随时间t变化的关系图象如图（丙）（丁）所示。绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。（不计绳重和摩擦）求：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。
（2）在1～2s内，拉力F做的功W。
（3）若绳子能承受的最大拉力是1500N，小李体重500N，他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升多重的物体？21世纪教育网版权所有
【解答】解：（1）由图象可知，在2～3s内，重物做匀速运动，v1=2.50
m/s，拉力F1=40N，
因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h1的3倍。
拉力F的功率P=F1v2=40N×7.5m/s=300W；
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%。
（2）在1～2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h=1.25m，拉力通过的距离s=3h=3×1.25m=3.75m，
拉力F所做的功W=F2s=50N×3.75m=187.5J；
（3）不计绳重和摩擦，拉力F1=（G+G动），则G动=3F﹣G=3×40N﹣100N=20N，
绳子能承受的最大拉力是1500N，所以物体的最大重力为G大=3F大﹣G动=3×500N﹣20N=1480N。
答案：（1）在2～3s内，拉力F的功率P为300W，滑轮组的机械效率为83.3%；
（2）在1～2s内，拉力F所做的功W为187.5
part3.中考真题训练
一、选择题
1．（2019·衢州）如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是（
C
）
A
B
C
D
2.（2017·丽水）如图所示，使用时属于费力杠杆的是（
A
）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A．镊子夹石块
B．起子开瓶盖
C．羊角锤拔铁钉
D．天平称物体质量
3．(2019·温州)晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（
B
）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A
B
C
D
4．（2017?台州）小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（
C
）
A、两个滑轮均为定滑轮
B、人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C、物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D、使用该装置不能省力，但能改变力的方向
5．
（2017·绍兴）如图甲是制作面
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)团的情景，把竹竿的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图。关于压面团过程的叙述正确的是（
C
）
A、面团对杆的作用力方向向下
B、面团对杆的作用力大小等于F
C、面团被压扁说明力能使物体发生形变
D、A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离
A
B
C
D
6．（2017·温州）小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是（
A
）2·1·c·n·j·y
7．（2017·嘉兴）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（
C
）
A、刀刃很薄可以增大压力
B、铡刀实质上是一种费力杠杆
C、甘蔗放在a点比b点更易被切断
D、手沿
F1方向用力比沿
F2方向更省力
8．(2019·绍兴)如图是上肢力量
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB=
3BO，配重的重力为120牛。重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛。在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。已知F1
:
F2=2:3，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是（
C
）21
cnjy
com
A、配重对地面的压力为50牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛
B、配重对地面的压力为90牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛
C、健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛
D、配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛
【答案】
C
【考点】二力平衡条件的应用，杠杆的平衡条件，滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）对配重进行受力分析，根据二力平衡原理计算出配重绳子上的拉力F；对动滑轮进行受力分析，计算出杠杆A点产生的拉力FA；根据杠杆的平衡条件计算出B点的拉力F1
，
并且找到B点拉力与配重的重力等之间的数学关系式；用同样的方法计算出B点的拉力F2
，
借助
F1：F2=2：3
计算出动滑轮的重力；
（2）使用上面同样的方法计算出配重对地面的压力为50N和90N时，B点施加的向下的拉力；
（3）将FB=400N代入关系式计算配重对地面的压力；
（4）配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，根据上面的关系式计算出B点的拉力。
【解答】当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力F为：F=G-FN；
因为动滑轮上有2段绳子承担物重，
因此杠杆A点受到的拉力：；
根据杠杆的平衡条件得到：；
因为：
AB=3BO
；
所以：AO=2BO；
那么：；
即：；
当压力为85N时，；
当压力为60N时，；
因为：
F1：F2=2：3
；
所以：；
解得：G动=30N；
A.当配重对地面的压力为50N时，B点向下的拉力为：
，
故A错误；
B.当配重对地面的压力为90N时，B点向下的拉力为：
，
故B错误；
C.健身者在B点施加400N竖直向下的拉力时，
根据得到：
；
解得：FN=35N，故C正确；
D.配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，
根据得到：
；
因为人的最大拉力等于体重500N，因此配重不可能匀速拉起，故D错误。
故选C。www-2-1-cnjy-com
9．（2018·温州）如图为吸盘式
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为l，则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为（
D
）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
10．（2018·衢州）如图所示是汽车起
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)重机，其中A、B组成滑轮组（结构如示意图），C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度。O为吊臂的转动轴。装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶受到竖直向下的力，下列有关汽车起重机的叙述错误的是（
A
）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A、滑轮组A滑轮用于改变力的方向
B、当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大
C、当D杆伸长时力F的力臂将变小
D、H的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大
11．（2017·宁波）如图所示，用同
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲和F乙、P甲和P乙之间的大小关系是（
C
）
A．F甲＜F乙
P甲＝P乙
B．F甲＞F乙
P甲＞P乙
C．F甲＞F乙
P甲＝P乙
D．F甲＜F乙
P甲＜P乙
二、填空题
12.（2020
金华
丽水）简单机械
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题：
（1）定滑轮的作用是________；
（2）该状态下的桶盖属于________(填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
【答案】（1）改变力的方向
（2）省力
【考点】杠杆的分类，定滑轮及其工作特点
【解析】（1）根据乙图可知，如果不使
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)用定滑轮，那么拉力的方向应该向上，使用定滑轮后拉力的方向变为向下，因此定滑轮的作用是：改变力的方向；
（2）因为动力臂大于阻力臂，所以该状态下的桶盖属于省力杠杆。
13．（2018·湖州）一根均匀的长方体
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)细长直棒重1.5牛，下底面积为20厘米2，将它放在水平桌面上，并有1/4的长度露出桌面外，如图所示。
（1）直棒对桌面的压强为
帕。
（2）在棒的右端至少应施加
牛的竖直向下的力，才能让它的左端离开桌面。
（1）1000
（2）1.5
14．（2017·衢州）如图为小柯制作的“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点(螺母)转动，OA=0.2m，OB=0.1m，G1=2N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为_______N。
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB’（B’点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动到__________。
A．B’点处
B．①
点处
C．②点处
D．③点处
（1）4
（2）C
15．（2017·金华）在对汽车的发
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)动机做检修时需要引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。图2为引擎盖的受力分析模式图：引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由图2可知，该杠杆属于
杠杆。在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐
。【版权所有：21教育】
省力
变短
16．（2018·宁波）在“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端，在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如图所示位置。
（1）小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的
相同。
（2）小车所受阻力越小，运
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)动距离越远。如果运动的物体在
的理想情况下，它将保持原来的速度一直运动下去。300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。
（3）实验中，小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，，则P1
P2。（填“＞”、“＝”或“＜”
）
（1）初速度（2）不受任何阻力（或不受摩擦力）（不受外力或不受力）（3）>
17．（2017?杭州）小金将长
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为
牛，肩对木棒的支持力大小为
牛，人对地面的压力大小为
牛。（g=10牛/千克）21cnjy.com
20；60；540
三、简答题
18．（2019·杭州）如图甲，有一轻质杆，左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2（m1>m2)的实心物块后恰好水平平衡。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。
（2）将两物分别浸没于水中(如图乙)，杆将会________（选填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”)，试通过推导说明。
（1）∵杠杆平衡时有：F1×L1=F2×L2
∴m1g×L1=m2g×L2
变形得到：L1：L2=m2:m1
（2）仍然平衡
以浸没于水的物体为研究对象进行受力分析：F拉+F浮=m物g
F拉=m物g-F浮=m物g-ρ水gV物=（1-)m物g
所以:F拉1×L1=（1-)m1gL1
F拉2×L2=（1-)m2gL2
∵m1gL1=m2gL2
∴F拉1L1=F拉2L2
因此杠杆仍然平衡
19．（2018·台州）图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）如图乙，电水壶底部的导线连
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)接装置有铜环①、铜环②和铜柱③。经测试发现：①、②之间是绝缘的，②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是_______。
（2）图丙是自动开合小壶盖简化侧
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)视图。OA是小壶盖，C是其重力作用点。B是小壶盖的配重。OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂l。
（3）已知：小壶盖质量为4克，OA=3厘米，OC=1.4厘米，OB=1厘米，∠AOB=1350。要求倒水时，壶身最多倾斜450，小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合。求配重B的质量取值范围。（配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计，取1.4）
（1）铜环①
（2）
（3）解：当配重柄水平时，可求配重B最小质量：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
OD=1/×OC=1/×1.4cm=1cm
根据F1l1=F2l2得：
G1l1=G2l2
m1g·OD=m2g·OB
m2===4g
当小壶盖水平时，可求配重B最大质量：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
OE=1/×OB=1/×1cm≈0.71cm
根据F1l1=F2l2得：
G1l1，=G2l2，
m1g·OC=m2，g·OE
m2，==≈7.89g
答：配重B的质量取值范围为4g~7.89g。
20.（2020
台州）晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降
（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械应是________。
（2）使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是________。
（3）将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米，至少对衣服做多少功?
（4）由于使用不当.造成晾衣架右侧钢丝
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，在侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
21·世纪
教育网
【答案】（1）定滑轮
（2）减小摩擦
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（3）W=Fs=Gh=20牛×1.5米=30焦
（4）晾衣杆可看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点，l2为悬挂点到支点的距离
根据杠杆平衡公式：F1×l1=F2×l2
可得l2=
=
=150厘米
挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。
【考点】增大或减小摩擦的方法，功的计算公式的应用，杠杆的平衡条件，定滑轮及其工作特点
【解析】（1）根据图片可知，安装在天花板内的机械，应该能够旋转，并且它的位置固定不变，因此应该是定滑轮。
（2）使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是减小摩擦。
（3）至少对衣服做功：W=Fs=Gh=20N×1.5m=30J；
（4）晾衣杆可看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点，l2为悬挂点到支点的距离；
根据杠杆平衡公式：F1×l1=F2×l2；
可得：?；??
那么可以悬挂的最右边的孔为：；
因此挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。
part4.自我评价
1.本次课最重要的三个知识点：
2.明天中午吃什么？
1.杠杆
滑轮
机械效率
21世纪教育网
www.21cnjy.com
精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
HYPERLINK
"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
"
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
