简单机械解答题典型考点 归纳练 2025年中考物理一轮复习备考

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简单机械解答题典型考点 归纳练
2025年中考物理一轮复习备考
一、计算题
1．如图甲，工人用沿斜面向上的力F=200N，在10s内将重500N的货物推到斜面顶端，其中斜面长s=4m，高h=1m（忽略空气阻力，g取10N/kg）。
（1）将货物看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出货物在斜面上的受到摩擦力的示意图；
（2）求推力F做功的功率；
（3）求此次工作过程斜面的机械效率。

2．如图所示，滑轮组在50N向上的拉力F 作用下，将重为120N 的物体匀速提起，在10s内物体上移的距离为2m 。求：
(1)拉力的功率。
(2)该滑轮组的机械效率。
3．如图所示，一个质量，底面积为的长方体物块恰能以的速度由斜面顶端沿着倾角的斜面匀速下滑至斜面底端，然后沿水平地面减速滑行最终静止在水平地面上，已知斜面的高度为（不计空气阻力）
求：（1）当该长方体物块最终静止在水平地面上时，对水平地面的压强；
（2）该长方体物块由斜面顶端匀速下滑至斜面底端的过程中，物块所受重力做功的功率（在此过程中，不考虑物块的体积大小）。
4．利用水平放置的滑轮组匀速拉动放置在水平地面上重为50N的正方体物块，如图所示。在绳子的自由端施加水平向右大小为10N的拉力F，使物块在5s内沿水平地面匀速直线运动了60cm，不计滑轮与绳子的质量及滑轮轴处的摩擦。求：
（1）该正方体物块匀速运动的过程中受到地面的摩擦力大小；
（2）作用在绳子自由端的拉力F做功的功率大小。

5．研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。
（1）如图1和图2所示工人分别用动滑轮和定滑轮提升建筑材料，忽略一切摩擦和滑轮及绳的重力，请以动滑轮提升物体为例证明机械功原理——使用任何机械都不省功；
（2）若动滑轮重不能忽略，且重为20N。在图1中工人将重为400N的材料在10s内匀速提升2m。则工人做功的功率是多少。

6．山核桃外壳坚硬，常用核桃夹帮助剥壳。山核桃在A点受到核桃夹对它的作用力为，如图所示，垂直于OC，已知OC长为16cm，OA长为。
（1）请根据杠杆平衡条件分析说明核桃夹在使用时是属于省力杠杆还是费力杠杆；
（2）要将图中核桃壳夹破，的大小至少为300N，则手作用在C点的力至少为多少N？
7．2024年春节前夕，合肥地区普降大雪，给交通带来很多不便，某小轿车不慎滑到坡底，请来救援车帮忙，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、滑轮将车匀速从坡底拉上来，这个过程可简化为如图所示的模型。若小轿车的质量为1.2t，小轿车从斜面底端沿斜面往上被匀速拉动10m，升高了5m，所用时间为10s，该装置的机械效率为75%，匀速拉动时拉力F恒定不变，其方向始终与斜面平行。求：
（1）该过程做的有用功；
（2）拉力的功率；
（3）拉力的大小。
8．如图所示，有一辆总重为的汽车，经过一段水平路面后，发动机再以的恒定功率匀速爬上长、高的斜坡，用时。在此过程中求：
（1）汽车爬坡时的速度；
（2）克服重力所做的功；
（3）汽车发动机牵引力做的功。
9．如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下沿水平面做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为40N。已知物体A在5s内运动75cm，在上述过程中，整个装置的机械效率为80%。（不计绳重和滑轮重）
求：（1）拉力F的功率；
（2）物体A沿水平面做匀速直线运动时所受的摩擦力大小。
10．如图所示，有一总质量为1.2t的卡车陷入泥潭，司机取来一套滑轮组将汽车拉向墙边。整个过程中，汽车沿水平方向移动了6m，用时1min，汽车所受水平路面的摩擦力为车总重的0.08倍，拉力F为600N。已知g取10N/kg，求：
（1）拉力F所做功的功率；
（2）该滑轮组的机械效率。
11．如图是一款健身拉力器原理图。斜面的倾角为30°，重500N的物块与固定在斜面底端的轻质弹簧相连。小刘通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），小刘对绳的拉力所做的功为1000J，克服弹簧拉力做功300J，在忽略绳重、滑轮与轴的摩擦情况下，求：
（1）克服物块重力所做的功；
（2）物块与斜面之间摩擦力的大小。

12．如图所示，一块重为200N的质地均匀水泥杆AB放在水平地面上，杆长4m。用始终与水泥杆垂直的拉力F将杆的一端缓慢抬起，杆围绕B点转动。当水泥杆被抬起角度为30°时，用时100s。水泥杆粗细忽略，忽略杆被抬起过程中摩擦的影响。求：
（1）水泥杆A端即将脱离地面时拉力F的大小；
（2）拉力F做功的功率。

13．如图所示是我国传统计量工具——杆秤的结构示意图，O点是提纽，左边是秤盘，右边的秤砣用细线悬挂于秤杆上，若秤砣质量m0＝100g，秤盘悬挂点到提纽的距离L1＝10cm，秤盘中未放物体时，系秤砣的细线在距提纽L2＝5cm时，秤杆恰好水平平衡，秤杆和细线的质量不计（g取10N/kg）。求：
（1）秤盘质量；
（2）当系秤砣的细线在距提纽L3＝40cm时，秤盘中被称物体质量多大；
（3）杆秤的刻度是否均匀，请计算说明。
14．如图所示为一拉杆旅行箱的示意图，将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点，已知箱的总重为 180N，OA为120cm，OC为 20cm。
（1）你认为图示的拉杆旅行箱是省力杠杆还是费力杠杆？理由是什么？
（2）图中在A点沿30°方向施加动力F，箱子静止时动力F的力臂为多少 cm？动力F大小为多少N？
15．如图甲用一辆汽车打捞深井中的物体。汽车始终以2m/s的速度沿水平路面向右匀速直线运动，直到刚好把物体完全打捞出井口。汽车牵引力的功率P与时间t的关系图象如图乙所示，t=0s时绳子刚好拉紧（忽略物体出水时对井中水面高度的影响，不计水的阻力、绳重和滑轮轴处摩擦）。已知汽车受到地面的摩擦阻力为1000N，动滑轮重为1000N，g取10N/kg。求：
（1）物体的重力；
（2）从提出水面到刚好到井口的过程中，利用滑轮组提升物体所做的有用功；
（3）在前10s提升物体的过程中，滑轮组的机械效率。

参考答案
1．（1） ；（2）；（3）
解：（1）将货物推到斜面顶端，货物相对于斜面向上运动，则货物受到的摩擦力沿斜面向下，如下图所示

（2）根据可得，推力F做功的功率为
（3）根据可得，此次工作过程中斜面的机械效率为
答：（1）见解析
（2）推力F做功的功率为80W；
（3）此次工作过程斜面的机械效率为62.5%。
2．(1)30W
(2)80%
（1）在10s内物体上移的距离为2m，由图可知，滑轮组承重绳子股数n=3，在10s内绳子自由端移动的距离为
拉力的功率为
（2）该滑轮组的机械效率为
3．（1）；（2）10W
解：（1）长方体物块的重力
因为该长方体物块在水平地面上时，对地面的压力等于重力，所以
受力面积
物块对水地面的压强
（2）长方体物块由斜面顶端匀速下滑至斜面底端的过程中，物块所受重力做的功
由题意可知，斜面的高度为，倾角，则斜面长为8m，在斜面上运行的时间为
功率为
答：（1）当该长方体物块最终静止在水平地面上时，对水平地面的压强是10000Pa；
（2）该长方体物块由斜面顶端匀速下滑至斜面底端的过程中，物块所受重力做功的功率是10W。
4．（1）30N；（2）3.6W
解：
（1）由图知，通过动滑轮绳子的段数n=3，
物块匀速运动的过程中水平方向受到地面的摩擦力和滑轮组对物块的拉力是一对平衡力，所以，不计滑轮与绳子的质量及滑轮轴处的摩擦，由滑轮组的特点可知
所以物块受到地面的摩擦力为
（2）物块运动的距离为，由和可得，绳端拉力做的功为
绳端拉力的功率为
答：（1）该正方体物块匀速运动的过程中受到地面的摩擦力大小为30N；
（2）作用在绳子自由端的拉力做功的功率为3.6W。
5．（1）见解析；（2）84W
解：（1）由图1可知绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的距离s=2h，工人做的有用功：W有=Gh，因为忽略一切摩擦和滑轮及绳的重力，所以绳子自由端的拉力为
工人做的总功为
因此W总=W有，即使用任何机械都不省功。
（2）绳子自由端移动的距离为
s=2h=2×2m=4m
因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力为
工人做的总功为
W总=F′s=210N×4m=840J
工人做功的功率为
答：（1）见解答；
（2）工人做功的功率是84W。
6．（1）省力杠杆；（2）120N
解：（1）由题图分析可知，支点为O点，动力臂为OC，阻力臂为OA，根据杠杆平衡条件
因为
所以
则此时属于省力杠杆。
（2）杠杆平衡条件
则
解得
答：（1）核桃夹在使用时是属于省力杠杆；
（2）手作用在C点的力至少为120N。
7．（1）6×104J；（2）8000W；（3）4000N
解：（1）该过程做的有用功
W有=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×5m=6×104J
（2）由可得，拉力做的总功为
拉力的功率
（3）由图可知，动滑轮上绳子的段数n=2，则绳子端移动的距离
s=nh=2×10m=20m
由W=Fs可得，拉力
答：（1）该过程做的有用功为6×104J；
（2）拉力的功率为8000W；
（3）拉力的大小为4000N。
8．（1）；（2）；（3）
解：（1）汽车爬坡时的速度为
（2）克服重力所做的功为
（3）汽车发动机牵引力做的功为
答：（1）汽车爬坡时的速度为；
（2）克服重力所做的功为；
（3）汽车发动机牵引力做的功为。
9．（1）12W；（2）64N
解：（1）由图知，滑轮组由一根绳子缠绕而成，左边滑轮为定滑轮、右边滑轮为动滑轮，绳子末端拉力大小
滑轮组
拉力端移动距离
拉力做的总功
拉力做功的功率
（2）水平使用滑轮组拉动物体，克服物体受摩擦力做的功为有用功，滑轮组的机械效率
则摩擦力
答：（1）拉力F的功率为12W；
（2）物体A沿水平面做匀速直线运动时所受的摩擦力大小为64N。
10．（1）180W；（2）53.3%
解：（1）由图知，n=3，拉力端移动的距离
s=3s物=3×6m=18m拉力做的功
W总=Fs=600N×18m=1.08×104J拉力F做功的功率
（2）汽车的重力
G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N已知汽车所受水平路面的摩擦力为车总重的0.08倍，汽车所受水平路面的摩擦力为
该滑轮组的机械效率为
答：（1）拉力F所做功的功率为180W；
（2）该滑轮组的机械效率为53.3%。
11．（1）500J；（2）100N
解：（1）已知斜面的倾角为30°，物块沿斜面向上匀速运动2m，则斜面的高度为
克服物块重力做的功为
（2）依题意有额外功为
由W额＝fs可得，物块与斜面之间摩擦力的大小为
答：（1）克服物块重力所做的功是500J；
（2）物块与斜面之间摩擦力的大小是100N。
12．（1）100N；（2）2W
解：（1）用始终与水泥杆垂直的拉力F将杆的一端缓慢抬起，杆围绕B点转动，则杠杆AB的支点为B点；由题意可知，F的方向始终和直杆垂直，则动力臂等于杆的长度，质地均匀水泥杆AB的重心在其中点处，根据杠杆平衡条件可得
水泥杆A端即将脱离地面时，拉力F的大小
（2）水泥杆AB质地均匀，其重心在AB的中点处，杆长4m，当水泥杆被抬起角度为30°时，重心升高的高度
忽略杆被抬起过程中摩擦的影响，则拉力F做的功等于克服杆的重力做的功，所以拉力F做功
拉力F做功的功率
答：（1）水泥杆A端即将脱离地面时拉力F的大小为100N；
（2）拉力F做功的功率为2W。
13．（1）50g；（2）350g；（3）杠杆的刻度是均匀的
解：（1）设秤盘的质量为m1，由杠杆平衡条件得
m1gL1＝m0gL2
即
m1×0.1m＝0.1kg×0.05m
解得，秤盘质量为
m1＝0.05kg＝50g
（2）设秤盘和被称物体的总质量为M，被称物体的质量为m2，由杠杆平衡条件得
MgL1＝m0gL3
又
M＝m1+m2
即有
（0.05kg+m2）×0.1m＝0.1kg×0.4m
解得，秤盘中被称物体质量为
m2＝0.35kg＝350g
（3）没有重物时，根据杠杆平衡条件可得：m1gL1＝m0gL0。化简后可得，，设待测物体重为mxg，秤砣距离O点为Lx，由杠杆平衡条件可得
（mx+m1）gL1＝m0gLx
化简后可得，，则有
显然ΔL与mx成正比，由此可知杠杆的刻度是均匀的。
答：（1）秤盘质量为50g；
（2）当系秤砣的细线在距提纽L2＝40cm时，秤盘中被称物体质量为350g；
（3）杠杆的刻度是均匀的。
14．（1）无法确定；理由见解析；
（2）60cm；60N
（1）箱子重力的力臂是OC。如图所示，做出动力的力臂OD。在直角三角形ODA中，30°角所对的直角边OD长度等于斜边OA的一半。已知OA=120cm，则OD长度为
又知OC=20cm，所以动力的力臂大于阻力的力臂，因而这是个省力杠杆。
（2）箱子在其重力和动力的作用下静止，根据杠杆平衡条件有
答：（1）是省力杠杆。因为阻力的力臂为20cm，动力的力臂为60cm，动力臂大于阻力臂，所以杠杆时省力杠杆。
（2）静止时动力的动力臂为60cm。动力为60N。
15．（1）2.9×104N；（2）7.25×105J；（3）95%
解：（1）汽车始终以2m/s的速度沿水平路面向右匀速直线运动，由图乙知，10s～25s汽车牵引力的功率变大，根据
可知10s～25s汽车牵引力变大，可知物体受到的浮力变小，由阿基米德原理，物体排开水的体积变小，即物体10s～25s在水中上升，25s～50s功率不变，牵引力不变，物体在空中匀速上升。物体被打捞出水后，汽车功率为
P=3.2×104W
由P=Fv可得，此时汽车的牵引力为
以汽车为研究对象，由力的平衡，绳子对车的拉力大小为
F拉=F牵﹣f=1.6×104N﹣1000N=1.5×104N
根据力的相互性，汽车对绳端接力为1.5×104N，不计水的阻力、绳重和滑轮轴处摩擦，由可知物体的重力
G=2F拉﹣G动=2×1.5×104N﹣1000N=2.9×104N
（2）由图甲知，动滑轮绳子的段数n=2，由速度公式和s=nh可得，将物体提出水面到刚好到井口的过程中上升高度
所以，滑轮组提升物体从提出水面到井口的有用功为
W有=Gh=2.9×104N×25m＝7.25×105J
（3）在前10s内，如图乙可知，汽车的功率P′=2.2×104W，汽车的牵引力为
绳子对车的拉力大小为
F拉′=F牵′﹣f＝1.1×104N﹣1000N=1×104N
由力的相互性，滑轮组绳端的拉力为1×104N，根据，此时动滑轮挂钩提升物体的拉力
F物=2F拉′﹣G动=2×1×104N﹣1000N=1.9×104N
滑轮组的机械效率
答：（1）物体的重力为2.9×104N；
（2）从提出水面到刚好到井口的过程中，利用滑轮组提升物体所做的有用功为7.25×105J；
（3）在前10s提升物体的过程中，滑轮组的机械效率为95%。
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