【满分备考攻略】中考物理高频考点精练专题14简单机械
一、杠杆
1．（2024·自贡模拟）如图所示是快餐店里常见的筷子盒的内部结构示意图，在A处施加力时，筷子会从出口滚出。不计筷子对杠杆的压力，以下是按下A处时杠杆的示意图，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2024·江汉模拟）如图是天工开物中记载的在井上汲水的桔槔，它的前端系一个木桶，木桶装满水后，人竖直向上拉挂木桶的绳子，通过横杆的作用，后端的配重物下降，可以使装有水的木桶匀速上升假设在上升过程中，水没有洒落。下列说法正确的是( )
A．图中横杆的支点距离地面约
B．上升过程中木桶和水的动能增大
C．人未拉绳时，自然站立对地面的压强约为
D．为了减小人向上提水时所需的拉力，应将配重远离支点
3．（2024·天桥模拟）人体的各种运动相当复杂，但最基本的运动都是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆，如我们做抬头，抬腰，垫脚等动作时，就用到了身上各种各样的杠杆。图甲所示，晓华同学正在做俯卧撑，此时人体可视为一个杠杆，下列各图能正确表示其原理的是( )
A．A B．B C．C D．D
4．（2024·南沙模拟） 图1是我国古代的“舂米石臼”，其简化图如图2所示。人在A端用力踩下，B端翘起，放脚后B端由于重力作用下落，打在石臼内的谷物上。
（1）①在图2中画出重力G的力臂；②动力 （用G、l、h表示）；
（2）此装置属于 杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）；当其他条件不变时，若人脚离O点越远则需要用力越 （选填“大”或“小”）。
5．（2024九下·十堰模拟）瑜伽是深受大家喜爱的健身运动，练习时人体可视为杠杆，其简化示意图如图所示。请在图中画出：
①阻力的力臂；
②要使杠杆平衡，作用在A点的最小动力。
二、杠杆的平衡
6．（2024·和田模拟） 如图所示，足够长的轻质杠杆在水平位置平衡，图中每个钩码的质量相等。若将悬挂点A点向左移动6cm，为保证杠杆仍能在水平位置平衡，需将B点（ ）
A．向左移动9cm B．向右移动9cm C．向左移动4cm D．向右移动4cm
7．（2024九下·武汉模拟）如图所示，O为拉杆式旅行箱的轮轴，OA为拉杆。现在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F，使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直位置。则力F的大小（ ）
A．始终不变 B．一直变大
C．一直变小 D．先变小后变大
8．（2024·湖南模拟）小明在水平地面上做俯卧撑保持静止，如图甲所示。他的重心在A 点，身体与地面平行，可简化成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，且都与身体垂直，小明的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。则地面对小明手的作用力为（ ）
A．50N B．250N C．500N D．1125N
9．（2024九下·鹤山模拟）如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50N，不计摩擦和杆重。脚沿与杆垂直方向至少用力才能将石球抬起。的力臂为 m，此时春米工具是一个 杠杆；脚竖直向下至少用力为 N，才能将石球抬起。
10．（2021·合肥模拟）如图所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆重）可绕支点O自由转动，在B点挂一120N的重物。为使杠杆平衡，应在杠杆上的 点施加一个作用力F，才能使作用力最小，该最小作用力F= N。
11．（2024九下·台山模拟）我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，俗称“立夏秤人”。如图所示，小孩和篮子的总质量为10kg，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时 OA＝3cm，OB＝10cm（g取10N/kg）
（1）请你写出一个增大杆秤最大称量值的有效措施。
（2）该秤砣的质量是多少？
（3）若所称小孩和篮子的总质量为18kg，当杆秤水平平衡后，O点到B点的距离是多少？
三、杠杆分类
12．（2023九下·广州模拟）下列工具如图所示使用时，属于费力杠杆的是（ ）
A． 食品夹 B． 螺丝刀
C． 钳子 D． 瓶盖起子
13．（2024九下·十堰模拟）聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识，使用筷子夹菜时，筷子是一种杠杆。下列哪个生活用具正常使用时，也是和筷子同样类型的杠杆（ ）
A． 镊子 B． 剪子
C． 起子 D． 钳子
14．（2023·甘孜）下列工具中，人们正常使用时，属于费力杠杆的是（ ）
A． 钢丝钳 B． 筷子
C． 修枝剪刀 D． 开瓶器
四、定滑轮
15．（2024八下·西丰期末）如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在一个物体上，分别用力F1、F2、F3拉物体匀速上升。下列关于力F1、F2、F3的大小关系说法正确的是（ ）
A．F1较大 B．F2较大
C．F3较大 D．三个力一样大
16．（2024九下·思明模拟）厦门市大力推行垃圾分类，为了方便市民便捷投放垃圾，部分收集点增设了如图的垃圾桶“翻盖神器”，向下拉动拉手就能打开桶盖，方便又卫生。下列分析正确的是（ ）
A．装置中的滑轮是动滑轮 B．滑轮起到省力作用
C．桶盖相当于费力杠杆 D．滑轮起到改变力方向的作用
17．（2024九下·新吴模拟）在学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个定滑轮如图所示，它的作用是改变力的 。当旗子徐徐上升时，旗子相对于定滑轮是 （选填“运动”或“静止”）的。
五、动滑轮
18．（2024八下·陵水期末）如图所示，分别用两种滑轮拉同一个物体，忽略摩擦和绳重，且物体的重力远大于滑轮的重力，则拉力和关系是（ ）
A． B． C． D．
19．（2024·定远模拟）如图所示，物体在拉力的作用下以的速度匀速上升，物体重，滑轮重，则人所施加的拉力 ，拉力处速度是 。
20．（2024·砀山模拟）如图所示，动滑轮重1N，物体重7N，当时，为使轻质杠杆保持水平平衡，在A端沿竖直向下的方向所施加的力应为 N（不计摩擦及绳重）。
21．（2024·长沙模拟）如图所示，通过滑轮沿水平方向拉动重为 20N 的物体 A，A 的速度为 1m/s，（不计滑轮重及其摩擦），当拉力F为 4N 时，物体 A 受到的摩擦力为 N；拉力F的功率为 W。
六、滑轮组
22．（2024九下·碧江模拟）2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，滑轮组的机械效率为80%。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．水平地面对工人的支持力为250N
B．动滑轮重为100N
C．人对绳子拉力的功率为120W
D．支架受到滑轮组的拉力为850N
23．（2024九下·长春模拟）如图所示滑轮组中定滑轮的作用是 。小铭用该滑轮组将重的物体匀速提高，动滑轮重为，不计绳重和摩擦，则小铭所用拉力 ；若物重增大，该滑轮组机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变” ）。
24．（2022·衡阳模拟）如图所示，小明利用滑轮组来提升重物，请帮他画出图中滑轮组最省力的绕线方法．
七、机械效率
25．（2024·广州二模）如图，人借助滑轮组或斜面可以把重均为G的物体A、B匀速提升相同高度h，绳子对A的拉力为F1， F3平行于斜面，则：
A．斜面的机械效率是 B．滑轮组的额外功2F2h-Gh
C．滑轮组的机械效率是 D．斜面的总功是 Gh
26．（2024九下·诸城模拟）如图，用甲、乙两机械分别将重为GM、GN的两物体M、N匀速提升，物体上升高度分别为。对绳子的拉力分别为，机械效率分别为。下列说法正确的是（ ）
A．若，则
B．若，则
C．若，则
D．若，则
27．（2017九上·江苏期中）如图小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所用的拉力为F1，做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所用的拉力为F2，所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则（ ）
A．F1 > F2，η1 =η2 B．F1 > F2，η1 <η2
C．W1 < W2，η1 >η2 D．W1 = W2，η1 >η2
28．（2023·西安模拟）如图1所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水碓图。水流冲击水轮转动，水轮上离支架比较近的板通过碓尾把碓头的石杵举起、落下，不断舂米，如图2所示。水轮一小时可提升质量为2880kg的水升高3.5m，每分钟水对水轮做功为2400J，g取10N/kg，忽略摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．水流冲击水轮的功率为2487W
B．水轮能连续转动是受到惯性的作用
C．水轮旋转一小时提升水的机械效率为70%
D．若考虑木杆的自重，将B向左移动时，杠杆的机械效率不变
29．（2024·库尔勒模拟） 如图所示，一辆重为的货车，以10m/s的速度匀速驶上一段长为130m、高为13m的斜坡，若上坡时货车发动机的功率保持不变，则斜面的机械效率和货车上坡过程中受到的阻力大小分别为（ ）
A．80% 1000N B．80% 4000N C．96% 5000N D．80% 5000N
八、能力提升
30．（2024·遂宁） 修建房屋时，质量为60kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m，每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，g取。下列结论正确的是（ ）
A．工人拉动绳子的速度为0.2m/s
B．工人对绳子拉力的功率50W
C．此装置的机械效率为96%
D．若工人脚与地接触面积共，则他对地的压强为
31．（2024九下·北京市模拟）如图是探究杠杆平衡条件的实验。
（1）在挂钩码前，杠杆如图甲所示，小慧调节杠杆右端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其目的是 ；
（2）接着小慧在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡（如图乙）。若在A、B下方再各加一个相同的钩码，则杠杆 （选填“左”或“右”）端将下沉；
（3）图丙为小慧制作的简易“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，不计摩擦和杠杆自身重力；
①杠杆处于丙图所示水平位置平衡；
②松开螺母保持OA水平不动，使OB向下折后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆（对应B点）保持左侧物悬挂点位置不变化，要使杠杆在图丁所示位置保持平衡，请你写出一条可行的措施 。
32．（2024九下·汕头模拟）
（1）①如题甲图所示是“测定滑轮组机械效率”的装置。弹簧测力计的示数是 N，若钩码的重为3N，则机械效率为 （结果精确到 0.1%）
②如题乙图中所示量筒中液体的质量是 g；液体的密度是 g/cm3.
甲 乙
（2）在探究动能大小与哪些因素有关的实验中：
①如图甲所示，小红先探究动能大小与质量关系，应让小车从斜面的同一高度下滑，使小车到达水平面时 。通过比较 可以比较小车具有的动能大小。
②小磊认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小，即运动的距离越远说明物体的动能越大。于是小磊通过在小车上加砝码来改变质量，得到如图乙所示的实验情形，据此他得出在速度相同的条件下，物体的动能与质量无关，该结论是 （选填“正确”或“错误”）的。
33．（2024·蒸湘二模）家在农村的小强，为家里设计了如图所示的向楼上搬运粮食的装置，粮食及桶总质量为 50kg， 小强爸爸质量为 70kg， 双脚站立在楼上台阶面上，与水平台阶面接触面积为400cm2，一段时间内将粮食及桶缓缓匀速提升了4m。不计滑轮和绳的重量及绳与滑轮之间的摩擦，图中拉力的方向近似认为是竖直方向。求：
（1）小强爸爸拉绳子的力；
（2）提升粮食及桶所做的功；
（3）小强爸爸工作时对水平台阶面的压强。
九、直击中考
34．（2024·青海） 如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的机械效率为80%（g取10N/kg），以下分析正确的是（ ）
A．电动滑轮的总功为5×104J B．飞船部件的重力为2×103N
C．绳子自由端移动的距离为2m D．电动滑轮的功率为5×104W
35．（2024·菏泽）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦）。则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。
36．（2024·无锡） 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取）
（1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 kg的水；
（2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 J，人做功的功率为 W。
37．（2024·陕西）工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 。
38．（2024·湖北）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为 能。
（2）当储氢瓶内气体压强为时，求瓶内壁的面积上受到的压力。
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取）
39．（2024·达州） 如图所示，一重为200N底面积为0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求：
（1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强；
（2）重物甲浸没在水中时所受的浮力；
（3）滑轮组的绳子不会断裂，当时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦）
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】A、弹力的产生是物体产生形变恢复原来运动状态的力，所以与形变方向相反，ACD错误
B、向下压弹簧，弹力向上，筷子滚出，B正确
综上选B
【分析】根据杠杆、弹力判识选项
弹力与物体型变的方向相反，本题中弹簧所处位置类似于弹簧的支点处，所以弹簧受到压力，会向上产生弹力。
2．【答案】D
【知识点】动能大小的比较；压强大小比较；杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件
【解析】【解答】A．桔槔俗称“吊杆”，是一种原始提水工具，人的身高大约1.7m，则横杆的支点距离地面大约5m左右，故A错误；
B．木桶和水在升过程中，总质量不变，速度不变，所以动能不变，故B错误；
C．成年人的体重大约是m=70kg，则重力为G=mg=70kg×10N/kg=700N，双脚的面积大约是S=500cm2=5×10-2m2，所以自然站立对地面的压强约为，故C错误；
D．如下图所示，O为支点，配重A对杠杆的拉力作用在C点，水桶对杠杆的拉力作用在D点，且F配重=G配重，F水桶=G水桶，人的向上拉力作用在B处，结合杠杆平衡G配重L配重=（G水桶-F人）L水桶，将配重远离支点时，G配重、G水桶和 L水桶均不变，但L配重变大，结合杠杆的平衡条件可知人在B处施加的拉力变小，故D正确。
故选：D。
【分析】(1)由图片结合人的身高，进行估测；
（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度；物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大；
（3）利用估测自然站立对地面的压强；
（4）根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂判断。
3．【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】做俯卧撑时，人的重心在腰部附近，将身体撑起时，可以看成是以脚为支点形成的杠杆，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，所以动力在头部，竖直向上，故B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】 杠杆物理学中把在力的作用下可以围绕固定点转动的坚硬物体叫做杠杆.。
4．【答案】（1）
（2）费力；小
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)①图2中，支点为O，支点到力的作用线的距离为力臂，所以，从支点做重力的作用线的垂线，即为力臂，如图所示：
② 第1空、 根据杠杆平衡原理. 可知，动力为
。故该空填“ ”；
(2) 第1空、 在图中B端所受石锥的重力为阻力，脚的力为动力，阻力臂大于动力臂，所以此装置属于费力杠杆。故该空填“ 费力 ”；
第2空、 当阻力和阻力臂不变时，若人脚离O点越远，动力臂越长，根据杠杆的平衡条件 可知，动力会越小，即需要用力越小。故该空填“小”。
【分析】明确支点和力臂的概念，通过作垂线找到重力的力臂。然后依据杠杆平衡原理分析动力的情况。针对图中具体装置，判断出阻力臂和动力臂的大小关系，从而确定杠杆类型为费力杠杆。接着考虑在阻力和阻力臂不变时，人脚离支点距离变化对动力臂的影响，进而根据杠杆平衡条件得出对动力大小的影响。
5．【答案】
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】 图中O为支点，由支点O向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力F2的力臂l2；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力；已知动力作用点为A，则最长的动力臂是支点与作用点A的连线，根据力臂的画法作垂直于OA的作用力，方向向上，如图所示：
【分析】 阻力臂是支点到阻力作用线的距离；先找出支点，再作阻力的作用线，最后由支点向阻力作用线作垂线段。
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，即越省力。连接支点和动力的作用点A即是最大的动力臂，当作用力与之垂直时，动力最小。
6．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】一个钩码的重力为G，由杠杆的平衡条件知，；
若将悬挂点A点向左移动6cm，则动力臂变长，在动力和动力臂及阻力不变的条件下，为保证杠杆仍能在水平位置平衡，需增大阻力臂，设将B点向右移动L，根据杠杆的平衡条件有；
即；
根据可知；故ABC错误，D正确；
故答案为： D。
【分析】一个钩码的重力为G，由杠杆的平衡条件列出平衡方程；根据已知条件可知动力臂变长，在动力和动力臂及阻力不变的条件下，为保证杠杆仍能在水平位置平衡，需增大阻力臂，根据杠杆的平衡条件求解。
7．【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】据图分析可知，作图如下，O为支点，F竖直向上，箱子对拉杆的压力为阻力，A’O为动力臂，设拉杆与水平面之间的夹角为，则
动力臂为， 阻力臂为OB ，根据杠杆的平衡条件，所以，故力F的大小保持不变。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【分析】杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，本题中动力臂为，阻力臂OB，阻力为Ccosθ，所以根据杠杆平衡 ，据此计算分析
8．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】如图所示：
O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB=GlA可得：，故ABD错误，C正确；
故答案为：C。
【分析】由图明确阻力、阻力臂、动力臂，依据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得F1的大小。
9．【答案】1；省力；20
【知识点】杠杆的平衡条件；力臂的画法
【解析】【解答】图中O为支点，脚沿与杆垂直方向用力F1时，力臂OB长度：OB=1.4m-0.4m=1m
阻力臂为OA，OB>OA，由杠杆平衡条件可得：F1·OB=G·OA·cos∠AOD，杠杆为省力杠杆。
当脚竖直向下用力时，如图所示动力臂为OC，阻力臂为OD，如图所示：
根据杠杆平衡条件，
F2·OC=G·OD，则F2·OB·cosθ=G·OA·cosθ
F2·OB=G·OA，得F2×1m=50N×0.4m，解得：F2=20N，故脚竖直向下用力F2为至少为20N。
【分析】根据杠杆上的长度，判断力臂；结合杠杆的平衡条件，计算杠杆上力的大小。
10．【答案】A；30
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】据杠杆的平衡条件知，力臂越大，所需要的力越小，而A点离支点的距离最大，OA即为最长的力臂，所以应在杠杆的A点施加一个作用力。设杠杆一小格的长度为l，据杠杆的平衡条件有F 4l=120N l
解得，最小的作用力F=30N
【分析】在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。
11．【答案】（1）增大秤砣的质量
（2）3kg
小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，此时OA=3cm，根据杠杆的平衡条件和G=mg可得：m总g×OA=m砣g×OB，
即10kg×3cm=m砣×10cm，该秤砣的质量m砣=3kg；
（3）18cm
当所称小孩和篮子的总质量为18kg，杆秤水平平衡后：m总'g×OA=m砣g×OB'
即：18kg×3cm=3kg×OB'，O点到B点的距离OB'=18cm
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】（1）杆秤实质上就是一个杠杆，要增大杆秤的最大称量值，在物体端的力臂和秤砣端的最大力臂一定时，即增大秤砣的质量来增大杆秤的最大称量值；也可以在物体端力臂和秤砣质量一定时，即增大秤砣端的力臂、减小物体端的力臂来增大最大称量值，如将O点左移。
【分析】（1）在力臂一定时，增大杠杆上的动力，可以增大阻力；
（2）根据杠杆的平衡条件，结合力臂，计算力的大小，计算质量；
（3）根据杠杆的平衡条件，计算杠杆上力臂大小。
（1）杆秤实质上就是一个杠杆，要增大杆秤的最大称量值，在物体端的力臂和秤砣端的最大力臂一定时，即增大秤砣的质量来增大杆秤的最大称量值；也可以在物体端力臂和秤砣质量一定时，即增大秤砣端的力臂、减小物体端的力臂来增大最大称量值，如将O点左移。
（2）小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，此时OA＝3cm，根据杠杆的平衡条件和G＝mg可得：
m总g×OA＝m砣g×OB
即
10kg×3cm＝m砣×10cm
解得，该秤砣的质量
m砣＝3kg
（3）当所称小孩和篮子的总质量为18kg，杆秤水平平衡后
m总'g×OA＝m砣g×OB'
即
18kg×3cm＝3kg×OB'
解得，O点到B点的距离
OB'＝18cm
12．【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
BCD．螺丝刀、钳子和瓶盖起子，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B、C、D不符合题意。
故选A。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
13．【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【解答】在使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；起子、钳子、剪子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；故A正确。
故选：A。
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
14．【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.使用钢丝钳时，转轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；
B.使用筷子时，大拇指作用的位置为支点，食指施加动力，阻力作用在筷子尖端。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B符合题意；
C.修剪花木时，剪刀的转轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C不合题意；
D.使用开瓶器时，它与瓶盖上表面接触的位置为支点，阻力作用在瓶盖边缘，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选B。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
15．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】根据图像，滑轮固定不动，是定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力也不费力，三个力大小相等，故D正确，ABC错误。
故选D。
【分析】定滑轮可以改变力的方向，不省力。
16．【答案】D
【知识点】杠杆的分类；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】ABD、由图可知，垃圾桶盖使用过程中，滑轮轴固定不动，所以该装置中的滑轮为定滑轮；定滑轮实质相当于等臂杠杆，不省力也不费力，可以改变力的方向，图中向下拉拉手，桶盖向上运动，故AB错误，D正确；C．如图，桶盖相当于一个杠杆，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误。
故选D。
【分析】ABD、 轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮；轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮；定滑轮实质相当于等臂杠杆，不省力也不费力；使用定滑轮可以改变力的方向；
C、绳子拉起桶盖时，桶盖可视为杠杆，动力作用点在绳子与桶盖连接处，阻力作用点在桶盖正中心，支点在垃圾桶与桶盖的接触点，故动力臂大于阻力臂。
17．【答案】方向；运动
【知识点】参照物及其选择；运动和静止的相对性；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】（1）旗杆顶部的滑轮是定滑轮，使用时不省力，但是可以改变拉力的方向。故该空填“ 方向 ”；
（2）根据题意可知，旗子与定滑轮之间的相对位置发生变化，则以定滑轮为参照物，旗子是运动的。故该空填“ 运动 ”。
【分析】（1）根据定滑轮的特点解答；
（2）根据参照物的知识解答。
18．【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】使用定滑轮时，拉力F1=G；
使用动滑轮时，拉力
依题意得滑轮重小于物体的重力，所以F2＜G；即F1＞F2。
故选A。
【分析】根据定滑轮不能省力，动滑轮能省力，根据定滑轮和动滑轮的特点判断、F的大小关系。
19．【答案】70；0.2
【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】F拉=2×30N+10N=70N，拉力的速度为0.5×0.4m/s=0.2m/s
综上第1空为70；第2空为0.2
【分析】根据绳子拉力的特点，物体运动速度和绳子运动速度的关系填空
1、同一根绳子上的力处处相等，所以动滑轮左右两侧的力均为30N，据此计算拉力
2、缠绕在动滑轮上的绳子数为0.5，所以v绳=0.5v物
20．【答案】2
【知识点】杠杆的平衡条件；动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】根据动滑轮拉力的计算可知，F拉=0.5×（8N）=4N，根据杠杆平衡条件可知，FOA=0.5F拉=2N
综上 第1空为2
【分析】根据动滑轮拉力、杠杆平衡条件填空
1、动滑轮拉力，n为动滑轮缠绕绳子数，n=2，据此计算F拉
2、杠杆的平衡条件为：动力*动力臂=阻力*阻力臂，所以F拉·OB=FOA·OA，据此计算FOA
21．【答案】8；8
【知识点】二力平衡的条件及其应用；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由图可知，该动滑轮在这简单机械中n=2，可以省去一半的力，当拉力F=4N，物块A所受到的拉力为8N，根据二力平衡，物块A受到的摩擦力为8N，拉力F的速度为，根据。
【分析】分析滑轮组中的n值，再根据进行计算。
22．【答案】B,D
【知识点】功率计算公式的应用；二力平衡的条件及其应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A．根据图像，绳子承重段数为2，则滑轮组的机械效率
，
解得：F=250N，由于人受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力以及竖直向上的拉力：
F支持=G-F=500N-250N=250N，故A错误；
B．不计滑轮组的绳重和摩擦，根据，动滑轮重为
G动=nF-G=2×250N-400N=100N，故B正确；
C．人对绳子拉力的功率为：
D．由两个滑轮质量相等可知G定=G动=100N
则支架受到滑轮组的拉力：F拉=3F+G定=3×250N+100N=850N，故D正确。
故选BD。
【分析】根据，计算拉力大小；根据G动=nF-G，计算动滑轮的重力；根据，计算功率大小；利用F拉=3F+G定，计算拉力。
23．【答案】改变力的方向；50；变大
【知识点】定滑轮及其工作特点；增大或减小机械效率的方法；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】使用定滑轮时，可以改变力的方向，不改变力的大小。
根据图像，承担总重的绳子股数，
计算拉力；
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率
当动滑轮重不变时，物重G增大，机械效率将变大。
【分析】定滑轮可以改变力的方向；根据，可以计算拉力大小；动滑轮一定时，物体重力越大，机械效率越大。
24．【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】滑轮组要最省力，连在动滑轮上绳子的段数要达到最大，一定一动组成的滑轮组，n最大为3，从动滑轮开始绕绳，如图：
【分析】根据力的方向及承重绳段数，确定滑轮组的起点和绕法。
25．【答案】A
【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；机械效率
【解析】【解答】AD、斜面上绳子的拉力为F3，运动距离为L，物体重力为G，上升高度为h，物体在动滑轮上匀速运动，所以F1=G，所以重力做功W=F1h，拉力做功为F3L，机械效率η= F1h/F3L ，A正确，D错误
B、滑轮组总功W=3F2h，重力做功Gh，所以 滑轮组的额外功 3F2h -Gh ，B错误
C、 滑轮组的机械效率是 G/3F2，C错误
综上选A
【分析】根据做功、滑轮组的特点判识选项
拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向，所以斜面上绳子的拉力为F3，运动距离为L，物体重力为G，上升高度为h，物体在动滑轮上匀速运动，所以F1=G，所以重力做功W=F1h，拉力做功为F3L，滑轮组总功W=3F2h，重力做功Gh
26．【答案】D
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】据题可知，甲滑轮组绳子缠绕在动滑轮上的数目为n甲=2，乙滑轮组绳子缠绕在动滑轮上的数目为n乙=2。
A．甲中绳子自由端的拉力为乙中绳子自由端的拉力为
由于不知道动滑轮的重力是否相等，所以无法比较和的大小，故A错误；
B．若，所以，根据可知，，故B错误；
C．若，无法比较甲、乙两机械的机械效率，故C错误；
D．若，可知，根据
可知，，故D正确。
故选D。
【分析】根据动滑轮拉力的计算判识选项
1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，本题中n=2，机械效率的计算为，据此判识选项
27．【答案】C
【知识点】动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】甲是定滑轮，不能够省力，乙是动滑轮，能够省力，故F1＞F2；小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，根据W=Gh得到两种情况的有用功相同；
不计绳重与摩擦，当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，乙中所做的总功等于对一袋沙子做的功和对动滑轮所做的功之和，利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低，即W1＜W2，η1＞η2，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】定滑轮可以改变力的方向，但不省力，动滑轮可以省一半力，使用动滑轮时对动滑轮做了额外功，总功较大，有用功在总功中的比值较小，机械效率会减小。
28．【答案】C
【知识点】功率的计算；惯性及其现象；杠杆的机械效率
【解析】【解答】A.由 每分钟水对水轮做功为2400J，可得 水流冲击水轮的功率为 ：，故A错误 ；
B.水轮能连续转动是因为水流不断冲击水轮做功，惯性是物体的性质，不是作用力，故B错误；
C.水轮旋转一小时提升水做的有用功为：
W有 = Gh = mgh = 2880kg x 10N/kgx 3.5m =1.008 x105J；
水轮机一小时做的总功为：W总= 2400Jx 60 = 1.44x105J；
机械效率为：
，故C正确；
D.若考虑木杆的自重，将B向左移动时，额外功不变，有用功变多，有用功与总功的比值变大，杠杆的机械效率变大，故D错误。
故选项为C。
【分析】(1)根据功率公式计算水轮机的功率。
(2)由于有阻力存在，物体由于惯性不能长时间连续转动，所以水轮能连续转动是因为水不断对它做功。
(3)根据效率公式计算。
(4)分析有用功和额外功总功的变化，通过分析有用功占总功的比值得出结论。
29．【答案】A
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】货车做的有用功为
W有=Gh=4×104N×13m=5.2×105J，
由发动机的效率可知拉力为
，
货车做的总功为
W总=FS=5×103N×130m=6.5×105J，
故机械效率为
，
货车的额外功为
W额=W总-W有=6.5×105J-5.2×105J=1.3×105J，
摩擦力做的功为额外功，即
。
故答案为：A。
【分析】（1）货车自重做的功为有用功。
（2）货车爬坡做的功为总功。
摩擦力做的功为额外功。
30．【答案】C
【知识点】功率的计算；压强的大小及其计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.由图可知，承担重力的绳子段数n=2，绳子自由端的速度为：
，故A错误；
B.每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，自由端的拉力为：
F=（G+G动）=×（480N+20N）=250N，
工人对绳子拉力的功率为：P=Fv绳=250N×0.4m/s=100W，故B错误；
C.该滑轮组的机械效率为： ，故C正确；
D.工人对地面的压力等于人的重力减去绳对人的拉力，即F压=G人-F=m人g-F=60kg×10N/kg-250N=350N，
则工人对地的压强为：，故D错误。
故选C。
【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用v绳=nv物= 求出绳子自由端的速度；
（2）每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，利用F=（G+G动）求出自由端的拉力，根据P=Fv绳求出工人对绳子拉力的功率；
（3）根据求出该滑轮组的机械效率；
（4）工人对地面的压力等于人的重力减去绳对人的拉力，根据 求出工人对地的压强。
31．【答案】方便 测量力臂；右；悬挂点A向右移动
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）当杠杆在水平位置平衡时，则力的力臂均与杠杆重合，可以直接读出力臂；
（2）设每个钩码重为G，杠杆上每一格为l，左端为，右端为
因为，右端下沉；
（3）折后阻力臂变小，由可知，可以减小动力臂，也就是将悬挂点A点向右移动，或者增大阻力臂，将悬挂点B点向右移动。
【分析】（1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆的自重对杠杆平衡的影响；
（2）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件进行判断；
（3）力臂是支点到力的作用线的距离，再利用杠杆平衡条件解答。
32．【答案】（1）1.2；83.3％；45.2；1.13
（2）速度相同；小车推动木块距离的远近；错误
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】(1)如甲图所示，弹簧测力计的分度值是0.2N，其示数即绳子末端拉力为1.2N。
由甲图可知，绳子承担重物的段数n为3，假设物体被提升的高度为h，则绳子末端移动的距离
s=nh=3h若钩码的重为3N，则机械效率
由题图知，标尺的分度值为0.2g，则烧杯和液体的总质量
，
烧杯和剩余液体的质量
m2=20 g+5 g+2.2 g=27.2 g，
量筒中液体的质量
，
图中量筒的分度值为2mL，
液体的体积
，
液体的密度
。
（2）实验中小车会撞击木块，使木块移动，故探究的是小车的动能。通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有的动能的大小；如图乙所示的实验情形，据此她得出在速度相同的条件下，质量越大，物体具有的动能越小，该结论是错误的，因为小车在水平木板上所受摩擦力大小不同，因此无法根据小车通过路程比较小车动能大小；
【分析】（1）根据计算机械效率。根据分析得出液体密度。
(2)根据一个物体能够对外做功，我们就说该物体具有能量，在实验中我们一般将物体具有能量的多少转化为其能对外做功的多少，故此实验把物体具有动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明小车的动能越大。
结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求；
33．【答案】（1）解：此装犆承担物重的绳子的股数为 ， 粮食及桶总重力为
不计滑轮和绳的重量及绳与海轮之间的摩擦，小强爸爸拉绳子的力为
（2）解： 提升裉食及桶所做的功为
（3）解：小强爸兊工作时对水平台阶面的压力为
对水平台阶面的压强为
【知识点】压强的大小及其计算；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）此装置承担物重的绳子的股数为n=2，由计算出粮食及桶总重力；不计滑轮和绳的重量及绳与滑轮之间的摩擦，由计算出小强爸爸拉绳子的力。
（2）由计算出提升粮食及桶所做的功。
（3）由计算出小强爸爸工作时对水平台阶面的压力；由计算出对水平台阶面的压强。
34．【答案】A
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】 AB.飞船部件的重力：G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，故B错误；
电动滑轮做的有用功：W有=Gh=2×104N×2m= 4×104J，
电动滑轮做的总功：，故A正确；
C.在动滑轮中，承担重力的绳子段数n=2，故绳子自由端移动的距离：s=nh=2×2m= 4m，故C错误；
D.电动滑轮的功率：，故D错误。
故选A。
【分析】 AB.根据G=mg求飞船部件的重力，根据W=Gh求电动滑轮做的有用功，根据求电动滑轮做的总功；
C.根据s=nh求绳子自由端移动的距离；
D.根据求电动滑轮的功率。
35．【答案】60；90%
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】 由图可知，承担中的绳子段数n=3，
根据F=（G+G动）可知，
动滑轮重为：G动=nF-G=3×200N-540N=60N；
该滑轮组的机械效率为：。
【分析】 （1）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，利用F=（G+G动）求出动滑轮重；
（2）根据求出该滑轮组的机械效率。
36．【答案】（1）60；60
（2）1200；120
【知识点】功率的计算；杠杆的平衡条件；机械效率的计算
【解析】【解答】 （1）以O1为支点，A点力的力臂最小，B点力的力臂最大，此时杠杆A点受力最大，
根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2可得，
m石g O1A=（m桶+m轮）g O1B，
即：m石×0.6m=（10kg+10kg）×（1m+0.8m），
解得，石块质量最多为：m石=60kg；
以O2为支点，B点力的力臂最小，A点力的力臂最大，此时杠杆B点受力最大，
根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2可得，
m石'g O2A=（m桶+m水+m轮）g O2B，
即：40kg×（1m+0.6m）=（10kg+m水+10kg）×0.8m，
解得水的质量最多为：m水=60kg；
（2）桶对水做的功：W有=Gh=mgh=40kg×10N/kg×3m=1200J，
人做的功：，
人做功的功率：。
【分析】 （1）①以O1为支点，A点力的力臂最小，B点力的力臂最大，此时杠杆A点受力最大，根据杠杆的平衡条件求石块的最大质量；
②以O2为支点，B点力的力臂最小，A点力的力臂最大，此时杠杆B点受力最大，根据杠杆的平衡条件求桶中水的最大质量；
（2）根据W=Gh=mgh求桶对水做的功，即有用功；根据求人做的功，即总功，根据求人做功的功率。
37．【答案】动；100；80%
【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】 （1）根据图片可知，该滑轮随物体一块运动的是动滑轮；
（2）由图可知，承担重力的绳子段数n=2，
则 工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力
；
（3）由
得到，
机械能提升的最大物重：
G物=2F-G动-G篮=2×520N-80N-120N=820N；
每根钢条重100N，所以最大提升物重为800N，
最大机械效率为：
【分析】 （1）不随物体一起移动的物体叫定滑轮，随物体一块运动的滑轮是动滑轮；
（2）先确定承担动滑轮绳子的股数，再根据计算；
（3）先根据计算机械能够提升的最大物重，再根据每根钢条重确定实际提升的最大物重，最后根据计算。
38．【答案】（1）电
（2）由压强公式得瓶内的表面上受到气体的压力
（3）①由速度的定义
卡车的行驶速度
②根据可得卡车输出能量
由可得卡车匀速行驶72km所受牵引力
③由效率的定义
可得
由可得需要的燃油
则减排二氧化碳的质量为：
m'=3.3m=3.3×40kg=132kg
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）氢燃料电池将化学能直接转化为电能。
【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据F=pS计算瓶内1cm2表面上行受到的气体压力；
（3）①根据公式 计算卡车的速度；
②首先根据W=Pt计算卡车输出的能量，再根据 计算卡车受到的牵引力；
③根据 计算燃油燃烧放出的热量，再根据 计算需要燃油的质量，最后再计算减排二氧化碳的质量。
39．【答案】（1）解：玻璃缸对地面的压力等于玻璃缸的重力加上水的重力，即
则当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强为
答：当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强3000Pa；
（2）解：将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，则重物甲排开水的体积为
重物甲浸没在水中时所受的浮力为
答：重物甲浸没在水中时所受的浮力200N；
（3）解：先做出绳AC拉力的力臂OD，如图，直角三角形ADO中，∠A=30°，，B是OA的中点，，OB=OD
根据杠杆平衡条件
，绳子AC能承受的最大拉力FA=620N，B点最大拉力FB=620N；滑轮组绳子的最大拉力
物体最大重力
滑轮组的最大机械效率
答：滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO=30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA=620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是95%。
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）首先根据 计算玻璃缸对地面的压力，根据 计算玻璃缸对地面的压强；
（2） 将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，根据 计算重物甲排开水的体积，再根据 计算甲浸没水中受到的浮力。
（3）根据图片确定动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件计算出绳子AC受到的最大拉力，接下来根据 计算绳子上的拉力，再根据 计算物体的最大重力，最后根据 计算滑轮组的机械效率。
1 / 1【满分备考攻略】中考物理高频考点精练专题14简单机械
一、杠杆
1．（2024·自贡模拟）如图所示是快餐店里常见的筷子盒的内部结构示意图，在A处施加力时，筷子会从出口滚出。不计筷子对杠杆的压力，以下是按下A处时杠杆的示意图，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】A、弹力的产生是物体产生形变恢复原来运动状态的力，所以与形变方向相反，ACD错误
B、向下压弹簧，弹力向上，筷子滚出，B正确
综上选B
【分析】根据杠杆、弹力判识选项
弹力与物体型变的方向相反，本题中弹簧所处位置类似于弹簧的支点处，所以弹簧受到压力，会向上产生弹力。
2．（2024·江汉模拟）如图是天工开物中记载的在井上汲水的桔槔，它的前端系一个木桶，木桶装满水后，人竖直向上拉挂木桶的绳子，通过横杆的作用，后端的配重物下降，可以使装有水的木桶匀速上升假设在上升过程中，水没有洒落。下列说法正确的是( )
A．图中横杆的支点距离地面约
B．上升过程中木桶和水的动能增大
C．人未拉绳时，自然站立对地面的压强约为
D．为了减小人向上提水时所需的拉力，应将配重远离支点
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；压强大小比较；杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件
【解析】【解答】A．桔槔俗称“吊杆”，是一种原始提水工具，人的身高大约1.7m，则横杆的支点距离地面大约5m左右，故A错误；
B．木桶和水在升过程中，总质量不变，速度不变，所以动能不变，故B错误；
C．成年人的体重大约是m=70kg，则重力为G=mg=70kg×10N/kg=700N，双脚的面积大约是S=500cm2=5×10-2m2，所以自然站立对地面的压强约为，故C错误；
D．如下图所示，O为支点，配重A对杠杆的拉力作用在C点，水桶对杠杆的拉力作用在D点，且F配重=G配重，F水桶=G水桶，人的向上拉力作用在B处，结合杠杆平衡G配重L配重=（G水桶-F人）L水桶，将配重远离支点时，G配重、G水桶和 L水桶均不变，但L配重变大，结合杠杆的平衡条件可知人在B处施加的拉力变小，故D正确。
故选：D。
【分析】(1)由图片结合人的身高，进行估测；
（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度；物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大；
（3）利用估测自然站立对地面的压强；
（4）根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂判断。
3．（2024·天桥模拟）人体的各种运动相当复杂，但最基本的运动都是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆，如我们做抬头，抬腰，垫脚等动作时，就用到了身上各种各样的杠杆。图甲所示，晓华同学正在做俯卧撑，此时人体可视为一个杠杆，下列各图能正确表示其原理的是( )
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】做俯卧撑时，人的重心在腰部附近，将身体撑起时，可以看成是以脚为支点形成的杠杆，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，所以动力在头部，竖直向上，故B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】 杠杆物理学中把在力的作用下可以围绕固定点转动的坚硬物体叫做杠杆.。
4．（2024·南沙模拟） 图1是我国古代的“舂米石臼”，其简化图如图2所示。人在A端用力踩下，B端翘起，放脚后B端由于重力作用下落，打在石臼内的谷物上。
（1）①在图2中画出重力G的力臂；②动力 （用G、l、h表示）；
（2）此装置属于 杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）；当其他条件不变时，若人脚离O点越远则需要用力越 （选填“大”或“小”）。
【答案】（1）
（2）费力；小
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)①图2中，支点为O，支点到力的作用线的距离为力臂，所以，从支点做重力的作用线的垂线，即为力臂，如图所示：
② 第1空、 根据杠杆平衡原理. 可知，动力为
。故该空填“ ”；
(2) 第1空、 在图中B端所受石锥的重力为阻力，脚的力为动力，阻力臂大于动力臂，所以此装置属于费力杠杆。故该空填“ 费力 ”；
第2空、 当阻力和阻力臂不变时，若人脚离O点越远，动力臂越长，根据杠杆的平衡条件 可知，动力会越小，即需要用力越小。故该空填“小”。
【分析】明确支点和力臂的概念，通过作垂线找到重力的力臂。然后依据杠杆平衡原理分析动力的情况。针对图中具体装置，判断出阻力臂和动力臂的大小关系，从而确定杠杆类型为费力杠杆。接着考虑在阻力和阻力臂不变时，人脚离支点距离变化对动力臂的影响，进而根据杠杆平衡条件得出对动力大小的影响。
5．（2024九下·十堰模拟）瑜伽是深受大家喜爱的健身运动，练习时人体可视为杠杆，其简化示意图如图所示。请在图中画出：
①阻力的力臂；
②要使杠杆平衡，作用在A点的最小动力。
【答案】
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】 图中O为支点，由支点O向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力F2的力臂l2；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力；已知动力作用点为A，则最长的动力臂是支点与作用点A的连线，根据力臂的画法作垂直于OA的作用力，方向向上，如图所示：
【分析】 阻力臂是支点到阻力作用线的距离；先找出支点，再作阻力的作用线，最后由支点向阻力作用线作垂线段。
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，即越省力。连接支点和动力的作用点A即是最大的动力臂，当作用力与之垂直时，动力最小。
二、杠杆的平衡
6．（2024·和田模拟） 如图所示，足够长的轻质杠杆在水平位置平衡，图中每个钩码的质量相等。若将悬挂点A点向左移动6cm，为保证杠杆仍能在水平位置平衡，需将B点（ ）
A．向左移动9cm B．向右移动9cm C．向左移动4cm D．向右移动4cm
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】一个钩码的重力为G，由杠杆的平衡条件知，；
若将悬挂点A点向左移动6cm，则动力臂变长，在动力和动力臂及阻力不变的条件下，为保证杠杆仍能在水平位置平衡，需增大阻力臂，设将B点向右移动L，根据杠杆的平衡条件有；
即；
根据可知；故ABC错误，D正确；
故答案为： D。
【分析】一个钩码的重力为G，由杠杆的平衡条件列出平衡方程；根据已知条件可知动力臂变长，在动力和动力臂及阻力不变的条件下，为保证杠杆仍能在水平位置平衡，需增大阻力臂，根据杠杆的平衡条件求解。
7．（2024九下·武汉模拟）如图所示，O为拉杆式旅行箱的轮轴，OA为拉杆。现在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F，使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直位置。则力F的大小（ ）
A．始终不变 B．一直变大
C．一直变小 D．先变小后变大
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】据图分析可知，作图如下，O为支点，F竖直向上，箱子对拉杆的压力为阻力，A’O为动力臂，设拉杆与水平面之间的夹角为，则
动力臂为， 阻力臂为OB ，根据杠杆的平衡条件，所以，故力F的大小保持不变。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【分析】杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，本题中动力臂为，阻力臂OB，阻力为Ccosθ，所以根据杠杆平衡 ，据此计算分析
8．（2024·湖南模拟）小明在水平地面上做俯卧撑保持静止，如图甲所示。他的重心在A 点，身体与地面平行，可简化成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，且都与身体垂直，小明的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。则地面对小明手的作用力为（ ）
A．50N B．250N C．500N D．1125N
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】如图所示：
O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB=GlA可得：，故ABD错误，C正确；
故答案为：C。
【分析】由图明确阻力、阻力臂、动力臂，依据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得F1的大小。
9．（2024九下·鹤山模拟）如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50N，不计摩擦和杆重。脚沿与杆垂直方向至少用力才能将石球抬起。的力臂为 m，此时春米工具是一个 杠杆；脚竖直向下至少用力为 N，才能将石球抬起。
【答案】1；省力；20
【知识点】杠杆的平衡条件；力臂的画法
【解析】【解答】图中O为支点，脚沿与杆垂直方向用力F1时，力臂OB长度：OB=1.4m-0.4m=1m
阻力臂为OA，OB>OA，由杠杆平衡条件可得：F1·OB=G·OA·cos∠AOD，杠杆为省力杠杆。
当脚竖直向下用力时，如图所示动力臂为OC，阻力臂为OD，如图所示：
根据杠杆平衡条件，
F2·OC=G·OD，则F2·OB·cosθ=G·OA·cosθ
F2·OB=G·OA，得F2×1m=50N×0.4m，解得：F2=20N，故脚竖直向下用力F2为至少为20N。
【分析】根据杠杆上的长度，判断力臂；结合杠杆的平衡条件，计算杠杆上力的大小。
10．（2021·合肥模拟）如图所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆重）可绕支点O自由转动，在B点挂一120N的重物。为使杠杆平衡，应在杠杆上的 点施加一个作用力F，才能使作用力最小，该最小作用力F= N。
【答案】A；30
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】据杠杆的平衡条件知，力臂越大，所需要的力越小，而A点离支点的距离最大，OA即为最长的力臂，所以应在杠杆的A点施加一个作用力。设杠杆一小格的长度为l，据杠杆的平衡条件有F 4l=120N l
解得，最小的作用力F=30N
【分析】在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。
11．（2024九下·台山模拟）我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，俗称“立夏秤人”。如图所示，小孩和篮子的总质量为10kg，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时 OA＝3cm，OB＝10cm（g取10N/kg）
（1）请你写出一个增大杆秤最大称量值的有效措施。
（2）该秤砣的质量是多少？
（3）若所称小孩和篮子的总质量为18kg，当杆秤水平平衡后，O点到B点的距离是多少？
【答案】（1）增大秤砣的质量
（2）3kg
小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，此时OA=3cm，根据杠杆的平衡条件和G=mg可得：m总g×OA=m砣g×OB，
即10kg×3cm=m砣×10cm，该秤砣的质量m砣=3kg；
（3）18cm
当所称小孩和篮子的总质量为18kg，杆秤水平平衡后：m总'g×OA=m砣g×OB'
即：18kg×3cm=3kg×OB'，O点到B点的距离OB'=18cm
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】（1）杆秤实质上就是一个杠杆，要增大杆秤的最大称量值，在物体端的力臂和秤砣端的最大力臂一定时，即增大秤砣的质量来增大杆秤的最大称量值；也可以在物体端力臂和秤砣质量一定时，即增大秤砣端的力臂、减小物体端的力臂来增大最大称量值，如将O点左移。
【分析】（1）在力臂一定时，增大杠杆上的动力，可以增大阻力；
（2）根据杠杆的平衡条件，结合力臂，计算力的大小，计算质量；
（3）根据杠杆的平衡条件，计算杠杆上力臂大小。
（1）杆秤实质上就是一个杠杆，要增大杆秤的最大称量值，在物体端的力臂和秤砣端的最大力臂一定时，即增大秤砣的质量来增大杆秤的最大称量值；也可以在物体端力臂和秤砣质量一定时，即增大秤砣端的力臂、减小物体端的力臂来增大最大称量值，如将O点左移。
（2）小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，此时OA＝3cm，根据杠杆的平衡条件和G＝mg可得：
m总g×OA＝m砣g×OB
即
10kg×3cm＝m砣×10cm
解得，该秤砣的质量
m砣＝3kg
（3）当所称小孩和篮子的总质量为18kg，杆秤水平平衡后
m总'g×OA＝m砣g×OB'
即
18kg×3cm＝3kg×OB'
解得，O点到B点的距离
OB'＝18cm
三、杠杆分类
12．（2023九下·广州模拟）下列工具如图所示使用时，属于费力杠杆的是（ ）
A． 食品夹 B． 螺丝刀
C． 钳子 D． 瓶盖起子
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
BCD．螺丝刀、钳子和瓶盖起子，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B、C、D不符合题意。
故选A。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
13．（2024九下·十堰模拟）聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识，使用筷子夹菜时，筷子是一种杠杆。下列哪个生活用具正常使用时，也是和筷子同样类型的杠杆（ ）
A． 镊子 B． 剪子
C． 起子 D． 钳子
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【解答】在使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；起子、钳子、剪子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；故A正确。
故选：A。
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
14．（2023·甘孜）下列工具中，人们正常使用时，属于费力杠杆的是（ ）
A． 钢丝钳 B． 筷子
C． 修枝剪刀 D． 开瓶器
【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.使用钢丝钳时，转轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；
B.使用筷子时，大拇指作用的位置为支点，食指施加动力，阻力作用在筷子尖端。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B符合题意；
C.修剪花木时，剪刀的转轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C不合题意；
D.使用开瓶器时，它与瓶盖上表面接触的位置为支点，阻力作用在瓶盖边缘，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选B。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
四、定滑轮
15．（2024八下·西丰期末）如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在一个物体上，分别用力F1、F2、F3拉物体匀速上升。下列关于力F1、F2、F3的大小关系说法正确的是（ ）
A．F1较大 B．F2较大
C．F3较大 D．三个力一样大
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】根据图像，滑轮固定不动，是定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力也不费力，三个力大小相等，故D正确，ABC错误。
故选D。
【分析】定滑轮可以改变力的方向，不省力。
16．（2024九下·思明模拟）厦门市大力推行垃圾分类，为了方便市民便捷投放垃圾，部分收集点增设了如图的垃圾桶“翻盖神器”，向下拉动拉手就能打开桶盖，方便又卫生。下列分析正确的是（ ）
A．装置中的滑轮是动滑轮 B．滑轮起到省力作用
C．桶盖相当于费力杠杆 D．滑轮起到改变力方向的作用
【答案】D
【知识点】杠杆的分类；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】ABD、由图可知，垃圾桶盖使用过程中，滑轮轴固定不动，所以该装置中的滑轮为定滑轮；定滑轮实质相当于等臂杠杆，不省力也不费力，可以改变力的方向，图中向下拉拉手，桶盖向上运动，故AB错误，D正确；C．如图，桶盖相当于一个杠杆，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误。
故选D。
【分析】ABD、 轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮；轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮；定滑轮实质相当于等臂杠杆，不省力也不费力；使用定滑轮可以改变力的方向；
C、绳子拉起桶盖时，桶盖可视为杠杆，动力作用点在绳子与桶盖连接处，阻力作用点在桶盖正中心，支点在垃圾桶与桶盖的接触点，故动力臂大于阻力臂。
17．（2024九下·新吴模拟）在学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个定滑轮如图所示，它的作用是改变力的 。当旗子徐徐上升时，旗子相对于定滑轮是 （选填“运动”或“静止”）的。
【答案】方向；运动
【知识点】参照物及其选择；运动和静止的相对性；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】（1）旗杆顶部的滑轮是定滑轮，使用时不省力，但是可以改变拉力的方向。故该空填“ 方向 ”；
（2）根据题意可知，旗子与定滑轮之间的相对位置发生变化，则以定滑轮为参照物，旗子是运动的。故该空填“ 运动 ”。
【分析】（1）根据定滑轮的特点解答；
（2）根据参照物的知识解答。
五、动滑轮
18．（2024八下·陵水期末）如图所示，分别用两种滑轮拉同一个物体，忽略摩擦和绳重，且物体的重力远大于滑轮的重力，则拉力和关系是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】使用定滑轮时，拉力F1=G；
使用动滑轮时，拉力
依题意得滑轮重小于物体的重力，所以F2＜G；即F1＞F2。
故选A。
【分析】根据定滑轮不能省力，动滑轮能省力，根据定滑轮和动滑轮的特点判断、F的大小关系。
19．（2024·定远模拟）如图所示，物体在拉力的作用下以的速度匀速上升，物体重，滑轮重，则人所施加的拉力 ，拉力处速度是 。
【答案】70；0.2
【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】F拉=2×30N+10N=70N，拉力的速度为0.5×0.4m/s=0.2m/s
综上第1空为70；第2空为0.2
【分析】根据绳子拉力的特点，物体运动速度和绳子运动速度的关系填空
1、同一根绳子上的力处处相等，所以动滑轮左右两侧的力均为30N，据此计算拉力
2、缠绕在动滑轮上的绳子数为0.5，所以v绳=0.5v物
20．（2024·砀山模拟）如图所示，动滑轮重1N，物体重7N，当时，为使轻质杠杆保持水平平衡，在A端沿竖直向下的方向所施加的力应为 N（不计摩擦及绳重）。
【答案】2
【知识点】杠杆的平衡条件；动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】根据动滑轮拉力的计算可知，F拉=0.5×（8N）=4N，根据杠杆平衡条件可知，FOA=0.5F拉=2N
综上 第1空为2
【分析】根据动滑轮拉力、杠杆平衡条件填空
1、动滑轮拉力，n为动滑轮缠绕绳子数，n=2，据此计算F拉
2、杠杆的平衡条件为：动力*动力臂=阻力*阻力臂，所以F拉·OB=FOA·OA，据此计算FOA
21．（2024·长沙模拟）如图所示，通过滑轮沿水平方向拉动重为 20N 的物体 A，A 的速度为 1m/s，（不计滑轮重及其摩擦），当拉力F为 4N 时，物体 A 受到的摩擦力为 N；拉力F的功率为 W。
【答案】8；8
【知识点】二力平衡的条件及其应用；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由图可知，该动滑轮在这简单机械中n=2，可以省去一半的力，当拉力F=4N，物块A所受到的拉力为8N，根据二力平衡，物块A受到的摩擦力为8N，拉力F的速度为，根据。
【分析】分析滑轮组中的n值，再根据进行计算。
六、滑轮组
22．（2024九下·碧江模拟）2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，滑轮组的机械效率为80%。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．水平地面对工人的支持力为250N
B．动滑轮重为100N
C．人对绳子拉力的功率为120W
D．支架受到滑轮组的拉力为850N
【答案】B,D
【知识点】功率计算公式的应用；二力平衡的条件及其应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A．根据图像，绳子承重段数为2，则滑轮组的机械效率
，
解得：F=250N，由于人受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力以及竖直向上的拉力：
F支持=G-F=500N-250N=250N，故A错误；
B．不计滑轮组的绳重和摩擦，根据，动滑轮重为
G动=nF-G=2×250N-400N=100N，故B正确；
C．人对绳子拉力的功率为：
D．由两个滑轮质量相等可知G定=G动=100N
则支架受到滑轮组的拉力：F拉=3F+G定=3×250N+100N=850N，故D正确。
故选BD。
【分析】根据，计算拉力大小；根据G动=nF-G，计算动滑轮的重力；根据，计算功率大小；利用F拉=3F+G定，计算拉力。
23．（2024九下·长春模拟）如图所示滑轮组中定滑轮的作用是 。小铭用该滑轮组将重的物体匀速提高，动滑轮重为，不计绳重和摩擦，则小铭所用拉力 ；若物重增大，该滑轮组机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变” ）。
【答案】改变力的方向；50；变大
【知识点】定滑轮及其工作特点；增大或减小机械效率的方法；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】使用定滑轮时，可以改变力的方向，不改变力的大小。
根据图像，承担总重的绳子股数，
计算拉力；
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率
当动滑轮重不变时，物重G增大，机械效率将变大。
【分析】定滑轮可以改变力的方向；根据，可以计算拉力大小；动滑轮一定时，物体重力越大，机械效率越大。
24．（2022·衡阳模拟）如图所示，小明利用滑轮组来提升重物，请帮他画出图中滑轮组最省力的绕线方法．
【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】滑轮组要最省力，连在动滑轮上绳子的段数要达到最大，一定一动组成的滑轮组，n最大为3，从动滑轮开始绕绳，如图：
【分析】根据力的方向及承重绳段数，确定滑轮组的起点和绕法。
七、机械效率
25．（2024·广州二模）如图，人借助滑轮组或斜面可以把重均为G的物体A、B匀速提升相同高度h，绳子对A的拉力为F1， F3平行于斜面，则：
A．斜面的机械效率是 B．滑轮组的额外功2F2h-Gh
C．滑轮组的机械效率是 D．斜面的总功是 Gh
【答案】A
【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；机械效率
【解析】【解答】AD、斜面上绳子的拉力为F3，运动距离为L，物体重力为G，上升高度为h，物体在动滑轮上匀速运动，所以F1=G，所以重力做功W=F1h，拉力做功为F3L，机械效率η= F1h/F3L ，A正确，D错误
B、滑轮组总功W=3F2h，重力做功Gh，所以 滑轮组的额外功 3F2h -Gh ，B错误
C、 滑轮组的机械效率是 G/3F2，C错误
综上选A
【分析】根据做功、滑轮组的特点判识选项
拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向，所以斜面上绳子的拉力为F3，运动距离为L，物体重力为G，上升高度为h，物体在动滑轮上匀速运动，所以F1=G，所以重力做功W=F1h，拉力做功为F3L，滑轮组总功W=3F2h，重力做功Gh
26．（2024九下·诸城模拟）如图，用甲、乙两机械分别将重为GM、GN的两物体M、N匀速提升，物体上升高度分别为。对绳子的拉力分别为，机械效率分别为。下列说法正确的是（ ）
A．若，则
B．若，则
C．若，则
D．若，则
【答案】D
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】据题可知，甲滑轮组绳子缠绕在动滑轮上的数目为n甲=2，乙滑轮组绳子缠绕在动滑轮上的数目为n乙=2。
A．甲中绳子自由端的拉力为乙中绳子自由端的拉力为
由于不知道动滑轮的重力是否相等，所以无法比较和的大小，故A错误；
B．若，所以，根据可知，，故B错误；
C．若，无法比较甲、乙两机械的机械效率，故C错误；
D．若，可知，根据
可知，，故D正确。
故选D。
【分析】根据动滑轮拉力的计算判识选项
1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，本题中n=2，机械效率的计算为，据此判识选项
27．（2017九上·江苏期中）如图小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所用的拉力为F1，做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所用的拉力为F2，所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则（ ）
A．F1 > F2，η1 =η2 B．F1 > F2，η1 <η2
C．W1 < W2，η1 >η2 D．W1 = W2，η1 >η2
【答案】C
【知识点】动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】甲是定滑轮，不能够省力，乙是动滑轮，能够省力，故F1＞F2；小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，根据W=Gh得到两种情况的有用功相同；
不计绳重与摩擦，当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，乙中所做的总功等于对一袋沙子做的功和对动滑轮所做的功之和，利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低，即W1＜W2，η1＞η2，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】定滑轮可以改变力的方向，但不省力，动滑轮可以省一半力，使用动滑轮时对动滑轮做了额外功，总功较大，有用功在总功中的比值较小，机械效率会减小。
28．（2023·西安模拟）如图1所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水碓图。水流冲击水轮转动，水轮上离支架比较近的板通过碓尾把碓头的石杵举起、落下，不断舂米，如图2所示。水轮一小时可提升质量为2880kg的水升高3.5m，每分钟水对水轮做功为2400J，g取10N/kg，忽略摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．水流冲击水轮的功率为2487W
B．水轮能连续转动是受到惯性的作用
C．水轮旋转一小时提升水的机械效率为70%
D．若考虑木杆的自重，将B向左移动时，杠杆的机械效率不变
【答案】C
【知识点】功率的计算；惯性及其现象；杠杆的机械效率
【解析】【解答】A.由 每分钟水对水轮做功为2400J，可得 水流冲击水轮的功率为 ：，故A错误 ；
B.水轮能连续转动是因为水流不断冲击水轮做功，惯性是物体的性质，不是作用力，故B错误；
C.水轮旋转一小时提升水做的有用功为：
W有 = Gh = mgh = 2880kg x 10N/kgx 3.5m =1.008 x105J；
水轮机一小时做的总功为：W总= 2400Jx 60 = 1.44x105J；
机械效率为：
，故C正确；
D.若考虑木杆的自重，将B向左移动时，额外功不变，有用功变多，有用功与总功的比值变大，杠杆的机械效率变大，故D错误。
故选项为C。
【分析】(1)根据功率公式计算水轮机的功率。
(2)由于有阻力存在，物体由于惯性不能长时间连续转动，所以水轮能连续转动是因为水不断对它做功。
(3)根据效率公式计算。
(4)分析有用功和额外功总功的变化，通过分析有用功占总功的比值得出结论。
29．（2024·库尔勒模拟） 如图所示，一辆重为的货车，以10m/s的速度匀速驶上一段长为130m、高为13m的斜坡，若上坡时货车发动机的功率保持不变，则斜面的机械效率和货车上坡过程中受到的阻力大小分别为（ ）
A．80% 1000N B．80% 4000N C．96% 5000N D．80% 5000N
【答案】A
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】货车做的有用功为
W有=Gh=4×104N×13m=5.2×105J，
由发动机的效率可知拉力为
，
货车做的总功为
W总=FS=5×103N×130m=6.5×105J，
故机械效率为
，
货车的额外功为
W额=W总-W有=6.5×105J-5.2×105J=1.3×105J，
摩擦力做的功为额外功，即
。
故答案为：A。
【分析】（1）货车自重做的功为有用功。
（2）货车爬坡做的功为总功。
摩擦力做的功为额外功。
八、能力提升
30．（2024·遂宁） 修建房屋时，质量为60kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m，每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，g取。下列结论正确的是（ ）
A．工人拉动绳子的速度为0.2m/s
B．工人对绳子拉力的功率50W
C．此装置的机械效率为96%
D．若工人脚与地接触面积共，则他对地的压强为
【答案】C
【知识点】功率的计算；压强的大小及其计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.由图可知，承担重力的绳子段数n=2，绳子自由端的速度为：
，故A错误；
B.每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，自由端的拉力为：
F=（G+G动）=×（480N+20N）=250N，
工人对绳子拉力的功率为：P=Fv绳=250N×0.4m/s=100W，故B错误；
C.该滑轮组的机械效率为： ，故C正确；
D.工人对地面的压力等于人的重力减去绳对人的拉力，即F压=G人-F=m人g-F=60kg×10N/kg-250N=350N，
则工人对地的压强为：，故D错误。
故选C。
【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用v绳=nv物= 求出绳子自由端的速度；
（2）每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，利用F=（G+G动）求出自由端的拉力，根据P=Fv绳求出工人对绳子拉力的功率；
（3）根据求出该滑轮组的机械效率；
（4）工人对地面的压力等于人的重力减去绳对人的拉力，根据 求出工人对地的压强。
31．（2024九下·北京市模拟）如图是探究杠杆平衡条件的实验。
（1）在挂钩码前，杠杆如图甲所示，小慧调节杠杆右端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其目的是 ；
（2）接着小慧在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡（如图乙）。若在A、B下方再各加一个相同的钩码，则杠杆 （选填“左”或“右”）端将下沉；
（3）图丙为小慧制作的简易“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，不计摩擦和杠杆自身重力；
①杠杆处于丙图所示水平位置平衡；
②松开螺母保持OA水平不动，使OB向下折后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆（对应B点）保持左侧物悬挂点位置不变化，要使杠杆在图丁所示位置保持平衡，请你写出一条可行的措施 。
【答案】方便 测量力臂；右；悬挂点A向右移动
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）当杠杆在水平位置平衡时，则力的力臂均与杠杆重合，可以直接读出力臂；
（2）设每个钩码重为G，杠杆上每一格为l，左端为，右端为
因为，右端下沉；
（3）折后阻力臂变小，由可知，可以减小动力臂，也就是将悬挂点A点向右移动，或者增大阻力臂，将悬挂点B点向右移动。
【分析】（1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆的自重对杠杆平衡的影响；
（2）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件进行判断；
（3）力臂是支点到力的作用线的距离，再利用杠杆平衡条件解答。
32．（2024九下·汕头模拟）
（1）①如题甲图所示是“测定滑轮组机械效率”的装置。弹簧测力计的示数是 N，若钩码的重为3N，则机械效率为 （结果精确到 0.1%）
②如题乙图中所示量筒中液体的质量是 g；液体的密度是 g/cm3.
甲 乙
（2）在探究动能大小与哪些因素有关的实验中：
①如图甲所示，小红先探究动能大小与质量关系，应让小车从斜面的同一高度下滑，使小车到达水平面时 。通过比较 可以比较小车具有的动能大小。
②小磊认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小，即运动的距离越远说明物体的动能越大。于是小磊通过在小车上加砝码来改变质量，得到如图乙所示的实验情形，据此他得出在速度相同的条件下，物体的动能与质量无关，该结论是 （选填“正确”或“错误”）的。
【答案】（1）1.2；83.3％；45.2；1.13
（2）速度相同；小车推动木块距离的远近；错误
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】(1)如甲图所示，弹簧测力计的分度值是0.2N，其示数即绳子末端拉力为1.2N。
由甲图可知，绳子承担重物的段数n为3，假设物体被提升的高度为h，则绳子末端移动的距离
s=nh=3h若钩码的重为3N，则机械效率
由题图知，标尺的分度值为0.2g，则烧杯和液体的总质量
，
烧杯和剩余液体的质量
m2=20 g+5 g+2.2 g=27.2 g，
量筒中液体的质量
，
图中量筒的分度值为2mL，
液体的体积
，
液体的密度
。
（2）实验中小车会撞击木块，使木块移动，故探究的是小车的动能。通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有的动能的大小；如图乙所示的实验情形，据此她得出在速度相同的条件下，质量越大，物体具有的动能越小，该结论是错误的，因为小车在水平木板上所受摩擦力大小不同，因此无法根据小车通过路程比较小车动能大小；
【分析】（1）根据计算机械效率。根据分析得出液体密度。
(2)根据一个物体能够对外做功，我们就说该物体具有能量，在实验中我们一般将物体具有能量的多少转化为其能对外做功的多少，故此实验把物体具有动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明小车的动能越大。
结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求；
33．（2024·蒸湘二模）家在农村的小强，为家里设计了如图所示的向楼上搬运粮食的装置，粮食及桶总质量为 50kg， 小强爸爸质量为 70kg， 双脚站立在楼上台阶面上，与水平台阶面接触面积为400cm2，一段时间内将粮食及桶缓缓匀速提升了4m。不计滑轮和绳的重量及绳与滑轮之间的摩擦，图中拉力的方向近似认为是竖直方向。求：
（1）小强爸爸拉绳子的力；
（2）提升粮食及桶所做的功；
（3）小强爸爸工作时对水平台阶面的压强。
【答案】（1）解：此装犆承担物重的绳子的股数为 ， 粮食及桶总重力为
不计滑轮和绳的重量及绳与海轮之间的摩擦，小强爸爸拉绳子的力为
（2）解： 提升裉食及桶所做的功为
（3）解：小强爸兊工作时对水平台阶面的压力为
对水平台阶面的压强为
【知识点】压强的大小及其计算；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）此装置承担物重的绳子的股数为n=2，由计算出粮食及桶总重力；不计滑轮和绳的重量及绳与滑轮之间的摩擦，由计算出小强爸爸拉绳子的力。
（2）由计算出提升粮食及桶所做的功。
（3）由计算出小强爸爸工作时对水平台阶面的压力；由计算出对水平台阶面的压强。
九、直击中考
34．（2024·青海） 如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的机械效率为80%（g取10N/kg），以下分析正确的是（ ）
A．电动滑轮的总功为5×104J B．飞船部件的重力为2×103N
C．绳子自由端移动的距离为2m D．电动滑轮的功率为5×104W
【答案】A
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】 AB.飞船部件的重力：G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，故B错误；
电动滑轮做的有用功：W有=Gh=2×104N×2m= 4×104J，
电动滑轮做的总功：，故A正确；
C.在动滑轮中，承担重力的绳子段数n=2，故绳子自由端移动的距离：s=nh=2×2m= 4m，故C错误；
D.电动滑轮的功率：，故D错误。
故选A。
【分析】 AB.根据G=mg求飞船部件的重力，根据W=Gh求电动滑轮做的有用功，根据求电动滑轮做的总功；
C.根据s=nh求绳子自由端移动的距离；
D.根据求电动滑轮的功率。
35．（2024·菏泽）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦）。则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。
【答案】60；90%
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】 由图可知，承担中的绳子段数n=3，
根据F=（G+G动）可知，
动滑轮重为：G动=nF-G=3×200N-540N=60N；
该滑轮组的机械效率为：。
【分析】 （1）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，利用F=（G+G动）求出动滑轮重；
（2）根据求出该滑轮组的机械效率。
36．（2024·无锡） 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取）
（1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 kg的水；
（2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 J，人做功的功率为 W。
【答案】（1）60；60
（2）1200；120
【知识点】功率的计算；杠杆的平衡条件；机械效率的计算
【解析】【解答】 （1）以O1为支点，A点力的力臂最小，B点力的力臂最大，此时杠杆A点受力最大，
根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2可得，
m石g O1A=（m桶+m轮）g O1B，
即：m石×0.6m=（10kg+10kg）×（1m+0.8m），
解得，石块质量最多为：m石=60kg；
以O2为支点，B点力的力臂最小，A点力的力臂最大，此时杠杆B点受力最大，
根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2可得，
m石'g O2A=（m桶+m水+m轮）g O2B，
即：40kg×（1m+0.6m）=（10kg+m水+10kg）×0.8m，
解得水的质量最多为：m水=60kg；
（2）桶对水做的功：W有=Gh=mgh=40kg×10N/kg×3m=1200J，
人做的功：，
人做功的功率：。
【分析】 （1）①以O1为支点，A点力的力臂最小，B点力的力臂最大，此时杠杆A点受力最大，根据杠杆的平衡条件求石块的最大质量；
②以O2为支点，B点力的力臂最小，A点力的力臂最大，此时杠杆B点受力最大，根据杠杆的平衡条件求桶中水的最大质量；
（2）根据W=Gh=mgh求桶对水做的功，即有用功；根据求人做的功，即总功，根据求人做功的功率。
37．（2024·陕西）工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 。
【答案】动；100；80%
【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】 （1）根据图片可知，该滑轮随物体一块运动的是动滑轮；
（2）由图可知，承担重力的绳子段数n=2，
则 工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力
；
（3）由
得到，
机械能提升的最大物重：
G物=2F-G动-G篮=2×520N-80N-120N=820N；
每根钢条重100N，所以最大提升物重为800N，
最大机械效率为：
【分析】 （1）不随物体一起移动的物体叫定滑轮，随物体一块运动的滑轮是动滑轮；
（2）先确定承担动滑轮绳子的股数，再根据计算；
（3）先根据计算机械能够提升的最大物重，再根据每根钢条重确定实际提升的最大物重，最后根据计算。
38．（2024·湖北）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为 能。
（2）当储氢瓶内气体压强为时，求瓶内壁的面积上受到的压力。
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取）
【答案】（1）电
（2）由压强公式得瓶内的表面上受到气体的压力
（3）①由速度的定义
卡车的行驶速度
②根据可得卡车输出能量
由可得卡车匀速行驶72km所受牵引力
③由效率的定义
可得
由可得需要的燃油
则减排二氧化碳的质量为：
m'=3.3m=3.3×40kg=132kg
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）氢燃料电池将化学能直接转化为电能。
【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据F=pS计算瓶内1cm2表面上行受到的气体压力；
（3）①根据公式 计算卡车的速度；
②首先根据W=Pt计算卡车输出的能量，再根据 计算卡车受到的牵引力；
③根据 计算燃油燃烧放出的热量，再根据 计算需要燃油的质量，最后再计算减排二氧化碳的质量。
39．（2024·达州） 如图所示，一重为200N底面积为0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求：
（1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强；
（2）重物甲浸没在水中时所受的浮力；
（3）滑轮组的绳子不会断裂，当时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦）
【答案】（1）解：玻璃缸对地面的压力等于玻璃缸的重力加上水的重力，即
则当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强为
答：当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强3000Pa；
（2）解：将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，则重物甲排开水的体积为
重物甲浸没在水中时所受的浮力为
答：重物甲浸没在水中时所受的浮力200N；
（3）解：先做出绳AC拉力的力臂OD，如图，直角三角形ADO中，∠A=30°，，B是OA的中点，，OB=OD
根据杠杆平衡条件
，绳子AC能承受的最大拉力FA=620N，B点最大拉力FB=620N；滑轮组绳子的最大拉力
物体最大重力
滑轮组的最大机械效率
答：滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO=30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA=620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是95%。
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）首先根据 计算玻璃缸对地面的压力，根据 计算玻璃缸对地面的压强；
（2） 将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，根据 计算重物甲排开水的体积，再根据 计算甲浸没水中受到的浮力。
（3）根据图片确定动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件计算出绳子AC受到的最大拉力，接下来根据 计算绳子上的拉力，再根据 计算物体的最大重力，最后根据 计算滑轮组的机械效率。
1 / 1
