2019-2020年中考物理试题分类汇编 专题12 简单机械（含解析）.doc

2019-2020年中考物理试题分类汇编 专题12 简单机械（含解析）3、（xx潍坊）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是D15、（xx潍坊）（多选题）如图所示，用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。下列说法正确的是BCA.物体上升的速度是2.5m/s B.拉力F大小为100NC.拉力F的功率为80WD.拉力F的功率为40W25.（xx潍坊）（6分）如图所示，斜面长s=1.5m，高h=0.3m。建筑工人将重G=500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=150N。忽略绳子重力。求：（1）该过程拉力F做的功；（2）该装置的机械效率；（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小。8.（xx东营） 如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重 及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是B A甲更省力，甲机械效率大B乙更省力，机械效率一样大 C乙更省力，乙机械效率大 D甲更省力，机械效率一样大5.（xx枣庄）如图所示是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置，实验中杠杆始终处于水平平衡状态。若在C处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向，使其从。则拉力的变化情况是（ ）A A.先变小后变大 B.先变大后变小 C.逐渐变大 D.逐渐变小 32. （xx枣庄）（8分）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10m，物体重G=4103N，汽车重G车=3104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。求：（1） 若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）（3）汽车的牵引力为多大？（4）将物体从井底拉至井口，汽车牵引力做的功是多少？32. 解：（1）由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数n=3则将物体由井底拉至井口，需要的时间：（2） 滑轮组的机械效率：（3） 因为汽车做匀速直线运动，所以受到平衡力的作用(4) 将物体由井底拉至井口，汽车牵引力做功：(3)（xx青岛）如图，轻质杠杆的OA:OB3:2，物体M的重力为300N，小雨的重力为600N，双脚与地面的接触面积为0.04m2。小雨在A端施加竖直向上的力使杠杆水平平衡，求小雨对地面的压强是多少？请写出解题过程，并画出与解题过程相应的受力分析示意图。杠杆对小雨的压力等于小雨对杠杆的提力：根据杠杆的平衡条件12（xx聊城）（多选题）如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以02ms的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80，则在此过程中。下列说法正确的是A绳子自由端移动的距离为2m B物体与地面间的滑动摩擦力为48NC拉力F的功率为12WD有用功为120JBC9（xx聊城）如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30角)杠杆使杠杆在水平位置平衡时下列说法正确的是 A动力臂为0.08m B此时为省力杠杆 C弹簧测力计的示数为4N D钩码总重为2ND11（xx威海）（多选题）如图所示，把重为G的物体沿高为h，长为l的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中，拉力F做的功为W，则下列选项正确的是（）A拉力大小为B物体所受摩擦力大小为C拉力功率的大小为D斜面的机械效率为【考点】F3：机械效率的计算；F6：斜面的机械效率【分析】使用斜面时，利用W=Gh求有用功，利用W=Fl求总功，克服摩擦做的额外功W额=fl，利用P=求拉力做功功率，利用效率公式=求斜面的机械效率据此分析判断【解答】解：A、拉力做的功为总功，即W总=W=Fl，所以拉力F=；有用功为W有用=Gh，因为在斜面上拉动物体要克服摩擦力做功，所以W总W有用，即FlGh，则F=，故A错；B、使用斜面时克服摩擦力做的功为额外功，则W额=fl=W总W有用=WGh，所以物体所受的摩擦力：f=，故B正确；C、做功时间为t=，拉力功率的大小P=，故C正确；D、斜面的机械效率为=，故D错故选BC21（xx威海）如图所示，轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下，在水平方向处于静止状态，请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图【考点】7P：力臂的画法【分析】阻力F2的作用点在点A，方向向下，动力的力臂L1为支点O到动力的作用线的距离【解答】解：由图可知，杠杆的支点为O，过支点O向动力F1作用线引垂线段，即为其力臂L1，阻力是灯对杠杆A点的拉力，过A点沿竖直向下的方向画一条有向线段，用F2表示，即为阻力的示意图如图所示：8（xx烟台）踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（）A脚后跟是支点，是省力杠杆B脚后跟是支点，是费力杠杆C脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆D脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆【考点】7T：杠杆的应用；7O：杠杆的分类【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【解答】解：如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆故选C17（xx烟台）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为400N，若实际用力为500N，斜面的机械效率为80%，重物受到的摩擦力为100N（g取10N/kg）【考点】F6：斜面的机械效率；7Y：轮轴及其他常见简单机械【分析】（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，利用功的原理由W=mgh=Fs，可求得施加的推力；（2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；（4）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功再由功的公式求得摩擦力【解答】解：（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：W有=Gh=mgh=120kg10N/kg1m=1200J；Fs=mgh=1200J，解得：F=400N；（2）人所做的总功：W总=Fs=500N3m=1500J；斜面的机械效率：=100%=100%=80%；（3）W总=W有+W额即：Fs=Gh+fs所以f=100N；答：（1）人做有用功为1200J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N21（xx烟台）如图为吊车起吊货物的工作示意图，请在图中画出动力、阻力和阻力臂【考点】7P：力臂的画法【分析】使杠杆转动的力叫动力，阻碍杠杆转动的力叫阻力从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂【解答】解：由图知，吊车起吊货物时，O是支点，撑杆施加的是动力F1，方向与吊臂垂直；货物施加的是阻力F2，方向竖直向下；从支点到阻力作用线的垂线段是阻力臂L2如图所示：23（xx烟台）下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告实验名称：测量滑轮组的机械效率实验步骤：（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率并填入表格（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：实验次数钩码重力G/N物体上升的高度h/cm有用功W有/J拉力F/N弹簧测力计移动的距离s/cm总功W总/J机械效率163.0018.002.389.0021.4284.0%265.0030.002.4015.0036.0083.3%368.0048.002.3624.0056.6484.7%4610.0060.002.3530.0070.5085.1%实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关请你评价小明和小红的实验报告（1）指出实验步骤中存在的错误和不足； （2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性【考点】F8：滑轮（组）机械效率的测量实验【分析】（1）根据有用功W有用=Gh和总功W总=Fs分析表中计算功的错误原因；根据控制变量法，研究机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小；（2）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多【解答】解：（1）表中有用功W有用=Gh和总功W总=Fs的计算值都是错误的，原因在于计算时，物体上升的高度和测力计通过的距离均以cm为单位，在计算时没有换算成国际单位m；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小，由表中数据可知，小明和小红没有改变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率大小与提升物体重力的关系；（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，要控制物体的重力相同，为使结论具有普遍性，应换用不同的滑轮组多次实验；原实验只使用了一个滑轮组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，使用不同的滑轮组做实验，而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验故答案为：（1）有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，小明和小红没有改变提升物体的重力大小；（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，原实验只使用了一个滑轮组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验14（xx滨州）（多选题）在斜面上将一个质量为5kg 的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m把重物直接提升h所做的功作有用功（g取10N/kg）下列说法正确的是（）A物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用B做的有用功是50JC此斜面的机械效率为62.5%D物体受到的摩擦力大小为10N【考点】EH：有用功和额外功；F6：斜面的机械效率【分析】（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式=计算出机械效率；（4）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额=fs求出物体所受斜面的摩擦力【解答】解：A、沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；B、所做的有用功：W有用=Gh=mgh=5kg10N/kg1m=50J，故B 正确；C、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=40N2m=80J；斜面的机械效率为：=100%=100%=62.5%，故C正确；D、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总W有=80J50J=30J，由W额=fs可得，物体受到的摩擦力：f=15N，故D错误故选BC3（xx德州）如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是（）A食品夹B裁纸刀C托盘天平D瓶盖起子【考点】7O：杠杆的分类【分析】根据杠杆的动力臂与阻力臂之间的关系，可将杠杆分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆；阻力臂大于动力臂的杠杆属于费力杠杆【解答】解：A、食品夹在使用时，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆；故A正确；B、裁纸刀在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故B错误；C、天平在使用时，动力臂等于阻力臂，故属于等臂杠杆；故C错误；D、瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故D错误故选：A12（xx德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m此过程中，额外功和机械效率分别是（）A0.4J83.3%B0.8J91.7%C0.8J83.3%D0.4J91.7%【考点】F3：机械效率的计算；EH：有用功和额外功【分析】（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=Fs，W有用=Gh，W额=W总W有用；（2）根据=求出机械效率【解答】解：（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=20.4m=0.8m，W总=Fs=6N0.8=4.8J，W有用=Gh=10N0.4m=4J，W额=W总W有用=4.8J4J=0.8J，（2）滑轮组的机械效率：=100%=100%83.3%故选：C5.（xx菏泽）下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）A. B. C. D. 5、B 解析：天平使用时动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，A不符合题意；镊子使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，B符合题意；钢丝钳和起子使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，C、D不符合题意。6（xx济宁）如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力图中能够正确表示动力臂的是（）Al1Bl2Cl3Dl4【考点】7P：力臂的画法【分析】动力臂为支点到动力作用线的距离，据此判断【解答】解：由图可知，动力为拉动杠杆的力，动力作用在滑轮与杠杆之间的拉绳上，动力臂为支点到动力作用线的距离，故l2为动力臂故选：B15（xx济宁）小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为100N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为20N【考点】7!：滑轮组绳子拉力的计算【分析】（1）不计动滑轮重、绳重和摩擦，根据F=G求出拉力；（2）根据F=（G+G动）求出动滑轮重【解答】解：（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F=G=200N=100N；（2）若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F=（G+G动）得G动=2FG=2110N200N=20N故答案为：100；209（xx泰安）如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是（）A天平B裁纸刀C筷子D钓鱼竿【考点】7T：杠杆的应用；7O：杠杆的分类【分析】本题主要考查对杠杆分类方法的了解，动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆【解答】解：A、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故A错误；B、裁纸刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B正确；C、筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C错误；D、钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D错误故选B33（xx泰安）如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重求：（1）工人拉绳子的速度；（2）滑轮组的机械效率；（3）滑轮组中的动滑轮的重力【考点】F4：滑轮（组）的机械效率；69：速度公式及其应用；7!：滑轮组绳子拉力的计算【分析】（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据v绳=nv物求出绳端移动的速度；（2）根据P=Fv求出滑轮组自由端的拉力F；根据=100%=100%=100%求出滑轮组的机械效率；（3）根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出总功，根据W=Gh求出有用功和克服动滑轮重力所做的额外功，总功减去有用功、减去克服滑轮组的摩擦做的功，就是克服动滑轮重力所做的额外功，利用W轮=G轮h可求动滑轮的重力【解答】解：（1）由图可知，n=3，绳端移动的速度：v绳=nv物=30.1m/s=0.3m/s，（2）根据P=Fv可得，工人的拉力：F=300N，滑轮组的机械效率：=100%=100%=100%=100%=90%；（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s10s=1m，拉力做的有用功：W有用=Gh=810N1m=810J，拉力做的总功：W总=Fs=Fnh=300N31m=900J，提升动滑轮做的额外功：W轮=W总W有用Wf=900J810J60J=30J，由W轮=G轮h可得，动滑轮的重：G轮=30N答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N4.（2分）（xx临沂）如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是4、 D 专题：简单机械解析：筷子、食品夹使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，A、B不符合题意；定滑轮相当于等臂杠杆，只能改变动力的方向，不省不费距离，C不符合题意；动滑轮能省一半力，但要费一倍的距离，D符合题意。（3）（1分）（xx临沂）图丙中，O是杠杆OA的支点，请画出拉力F的力臂。（3）专题：简单机械解析：力臂是从支点到力的作用线的距离，先找到支点O，在沿力的方向做出力的作用线，然后从支点到里的作用线作垂线段，标上力臂的符号。如下图：3（xx丽水）如图所示，使用时属于费力杠杆的是（）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【考点】7T：杠杆的应用；7O：杠杆的分类【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【解答】解：A、用镊子夹石块，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确；B、用瓶起子开瓶盖，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；C、用羊角锤拔钉子，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；D、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D错误故选A2（xx杭州）如图所示装置，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D1秒内滑轮对物体M做功为10焦【考点】FF：功率的计算；7!：滑轮组绳子拉力的计算；EC：功的计算【分析】该滑轮为动滑轮，拉力F的大小和弹簧测力计的示数一样，因为物体做匀速运动，所以物体受到的力是平衡力，利用力的平衡可以计算摩擦力的大小；先求物体移动的路程，再计算拉力移动的距离，然后利用W=Fs公式计算拉力做的功，再利用功率的公式计算拉力F的功率【解答】解：AB、如图所示，n=2，物体做匀速运动，f=2F=210N=20N；故AB错误；CD、物体移动的路程s=v物t，拉力移动的距离：s=2s=2v物t=21m/s1s=2m，拉力做功：W=Fs=10N2m=20J，拉力做功功率：P=20W；故C正确，D错误故选C8（xx杭州）小金将长为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20牛，肩对木棒的支持力大小为60牛，人对地面的压力大小为560牛（g=10牛/千克）【考点】7T：杠杆的应用【分析】（1）根据杠杆平衡条件求出拉力的大小；（2）肩对木棒的支持力大小为F=FA+FB；（3）对人进行受力分析即可解答【解答】解：（1）由题根据杠杆的平衡条件有：FOB=GOA，即：F（0.6m0.2m）=40N0.2m，所以：F=20N；即手压木棒的压力大小为20N；肩对木棒的支持力大小为F=F+G=20N+40N=60N；人对地面的压力大小为F=G人+F=mg+F=50kg10N/kg+60N=560N故答案为：20；60；560（xx德阳）11某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为240W，此时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）【考点】F4：滑轮（组）的机械效率；FF：功率的计算【分析】（1）知道拉力大小，由滑轮组结构得出承担物重的绳子股数n=3，则s=3h，利用W总=Fs求拉力做功，再利用功率公式求拉力做功功率；（2）知道物重G和提升的高度，利用W=Gh求有用功；再利用效率公式求滑轮组的机械效率【解答】解：（1）由图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=32m=6m，拉力F做的功：W总=Fs=400N6m=2400J；拉力F做功的功率：P=240W；（2）重物的重力：G=mg=96kg10N/kg=960N，有用功：W有用=Gh=960N2m=1920J；滑轮组的机械效率：=100%=100%=80%故答案为：240；802（xx连云港）如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A，B两处各加1个钩码，那么杠杆（）A右边向下倾斜B左边向下倾斜C仍保持水平位置平衡D无法确定杠杆是否平衡【考点】7N：杠杆的平衡条件【分析】（1）杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂，即F1L1=F2L2；（2）在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后，分析两边的力和力臂的乘积是否还相等，据此判断杠杆是否还平衡【解答】解：（1）如图所示，每个钩码的质量为50g，重力为G=mg=0.05kg10N/kg=0.5N，杠杆上每小格的长度假设为1cm，则FA=0.5N2=1N，LA=1cm2=2cm，FB=0.5N，LB=1cm4=4cm；所以FALA=FBLB（2）在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后，FA=0.5N3=1.5N，FB=0.5N2=1N，LA和LB的长度都不变，则FALA=1.5N2cm=3Ncm，FBLB=1N4cm=4Ncm因为FALAFBLB所以杠杆右边下倾故选A10（xx黄石）下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（）A指甲剪是省力省功的机械B定滑轮不省力，但能改变力的方向C滑轮组既省力，又省距离，还省功D斜面的机械效率可以达到100%【考点】7V：定滑轮及其工作特点；7X：滑轮组及其工作特点；EE：功的原理；F1：机械效率【分析】（1）根据指甲剪的结构和功的原理分析；（2）定滑轮的实质是等臂杠杆；（3）根据滑轮组的特点和功的原理可做出判断；（4）机械效率永远小于1【解答】解：A、指甲剪由三条杠杆组成，其中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故A错误；B、定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故B正确；C、滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故C错误；D、使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到100%，故D错误故选B24（xx襄阳）小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向左（填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡（2）得出杠杆的平衡条件“动力动力臂=阻力臂”后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F1和动力臂L1的数据，并绘制了F1与L1的关系图象，如图所示，请根据图象推算，当L1为0.1m时，F1为6N【考点】7U：探究杠杆的平衡条件实验【分析】（1）杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；（2）由于此题中的阻力和阻力臂不变，故据杠杆的平衡条件分析即可解决【解答】解：（1）杠杆右端下沉，说明杠杆重心右移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直到杠杆在水平位置平衡；（2）由于此题中的阻力和阻力臂不变，据F1L1=F2L2可知，利用图象中任意一组数据都能得出，F2L2=F1L1=0.2m3N=0.6Nm；故若当L1为0.1m时，F1=6N；故答案为：（1）左；（2）626（xx襄阳）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计（g=10N/kg）（1）影响滑轮组机械效率的因素之一是物重（或动滑轮重）（2）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率（3）求动滑轮受到的重力（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？【考点】F4：滑轮（组）的机械效率；FF：功率的计算【分析】（1）影响滑轮组机械效率高低的因素主要有动滑轮的重力、提升物体的重力和绳子间的摩擦；（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的功，利用P=求出拉力的功率；（3）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率=60%，机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，根据=求出动滑轮受到的重力；（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于人的重力，根据G=mg求出其大小，根据F=（G+G动）求出提升的最大物重，然后利用=求出滑轮组的最大机械效率【解答】解：（1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重；（2）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：s=nh=36m=18m，拉力做的功：W=Fs=400N18m=7200J，拉力的功率：P=120W；（3）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率：=60%，解得：G动=200N；（4）已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大=G人=m人g=60kg10N/kg=600N，由F=（G+G动）可得，提升的最大物重：G大=nF大G动=3600N200N=1600N，则滑轮组的最大机械效率：大=100%=100%88.9%答：（1）物重（或动滑轮重）；（2）拉力的功率为120W；（3）动滑轮受到的重力为200N；（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是88.9%29（10分）（xx郴州）利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%求：（1）货物A在10 s内移动的距离：（2）这个过程中拉力F的功率：（3）水平地面对货物A的摩擦力大小【分析】（1）根据s=vt算出货物A在10 s内移动的距离（2）由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=2，求出绳子自由端移动的距离；由功率公式P=Fv求出拉力的功率；（3）根据机械效率公式=求出摩擦力【解答】解：（1）根据v=可知货物A在10 s内移动的距离：sA=vAt=0.1m/s10s=1m；（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，绳子自由端移动的速度：v绳=nvA=20.1m/s=0.2m/s，拉力的功率：P=Fv绳=1000N0.2m/s=200W；（3）由=得摩擦力：f=nF=275%1000N=1500N答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N【点评】此题主要考查的是学生对机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握，知道克服物体摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键11（3分）（xx岳阳）如图，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中A绳子自由端移动的距离为6m B动滑轮重100NC拉力做功的功率为100W D滑轮组的机械效率为60%考点：知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。专题：机械能解析：A绳子自由端移动的距离为6m ，错误，绳子段数为2，移动距离为4m。 B动滑轮重100N，正确，2F=G物+G动，代入，解之得。C拉力做功的功率为100W，错误，正确答案为120W。 D滑轮组的机械效率为60%，错误，正确答案为83%。故选B。8（4分）（xx衢州）如图为小柯制作的“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4N（2）松开螺母保持OA不动，使OB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CAB点处 B点处 C点处 D点处【分析】（1）杠杆在水平位置平衡，知道两边力臂、左边力的大小，利用杠杆平衡条件求右边力的大小；（2）保持G1位置不变，即左边的力和力臂不变；右边的力不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，右边的力臂不变，据此确定G2应该移动到的位置【解答】解：（1）如图甲，杠杆在水平位置平衡，由杠杆平衡条件得：G1OA=G2OB，即：2N0.2m=G20.1m，解得：G2=4N；（2）保持G1位置不变，即左边的力和力臂不变；G2不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，应该使右边的力臂不变；原来G2的力臂为OB，所以G2应该移动到点处，故选C故答案为：（1）4；（2）C【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，易错点在第二问，知道根据力臂不变得出答案是关键19（xx福建）如图所示，撬起瓶盖的起瓶器是属于省力杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），其支点是图中A点【考点】7O：杠杆的分类；7M：杠杆及其五要素【分析】（1）根据杠杆绕着转动的固定点叫支点，可判断杠杆的支点（2）结合图片和生活经验，先判断起瓶器在使用过程中，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【解答】解：根据起瓶器的使用可知，支点是A点，动力作用在手与起瓶器接触点，阻力作用在B点，所以，起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆故答案为：省力；A21（xx福建）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F1、F2匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦若GAGB，则甲乙；若FA=FB，则GAGB（选填“”、“”或“=”）【考点】F2：机械效率的大小比较；7!：滑轮组绳子拉力的计算【分析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，根据=100%=100%=100%结合GAGB比较两滑轮组的机械效率关系；（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据F=（G+G动）结合FA=FB得出提升物体的重力关系【解答】解：（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，则滑轮组的机械效率：=100%=100%=100%=100%，因物体的重力G越大，1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，所以，GAGB时，甲乙；（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：G=nFG动，则FA=FB时，提升物体的重力关系为GAGB故答案为：；32（xx福建）一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油g取10N/kg，求汽车通过大桥；（1）所需的时间；（2）牵引力所做的功；（3）汽油机的效率（q汽油=4.6107J/kg）【考点】GG：热量的计算；69：速度公式及其应用；EC：功的计算【分析】（1）根据速度的变形公式计算所需的时间；（2）已知汽车的质量可求得其重力，根据小汽车所处运动状态对汽车进行受力分析，利用二力平衡的条件求出牵引力的大小，然后利用W=Fs可求得牵引力所做的功；（3）根据Q=mq可求得汽油完全燃烧放出的热量，再利用=可求得汽油机的效率【解答】解：（1）由v=可得，所需的时间：t=0.5h；（2）汽车总质量m=1.5t=1.5103kg，汽车的总重力G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N，汽车受到的阻力是总重的0.08倍，即f=0.08G=0.081.5104N=1.2103N，因为匀速通过大桥，所以牵引力F=f=1.2103N，牵引力所做的功W=Fs=1.2103N5104m=6107J；（3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=4kg4.6107J/kg=1.84108J，汽油机的效率=100%=100%32.6%答：（1）所需的时间为0.5h；（2）牵引力所做的功为6107J；（3）汽油机的效率为32.6%15（xx天水）如图所示，质地均匀的圆柱形细木棒放在地面上，另一端与支点O连接，在图中画出木棒所受重力的示意图、重力的力臂【考点】7B：重力示意图；7P：力臂的画法【分析】重力G的作用点在重心（粗细均匀的木棒，中心在几何中心上），方向是竖直向下，重力的力臂是从支点O到重力作用线的垂直距离【解答】解：均匀木棒的中心为木棒的重心，从重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并标上符号G，即为重力的示意图；从支点O作重力作用线的垂线，垂线段的长即为重力的力臂L，如图所示18（xx天水）如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N（1）实验时应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5N（2）若钩码上升的高度为10cm，该滑轮组的机械效率为80%（3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）【考点】F8：滑轮（组）机械效率的测量实验【分析】（1）实验时应匀速拉动测力计；（2）根据实验数据，由效率公式求出滑轮组的效率；（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会变大【解答】解：（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计；（2）由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组的机械效率：=100%=100%=100%=100%=100%=80%（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大故答案为：（1）匀速；（2）80%；（3）增大7（xx遵义）建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍在此过程中下列说法正确的是（）A绳子自由端沿水平方向移动了6 mB物体受到的拉力为750NC拉力F的功率为750WD滑轮组的机械效率为80%【考点】7!：滑轮组绳子拉力的计算；F4：滑轮（组）的机械效率；FF：功率的计算【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nsA求出绳子自由端沿水平方向移动；（2）物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据FA=f=0.4G求出物体受到的拉力；（3）根据W=Fs求出拉力F做的功，根据P=求出拉力F的功率；（4）根据W有=FAsA求出拉力做的有用功，根据=100%求出滑轮组的机械效率【解答】解：A由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nsA=22m=4m，故A错误；B物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.41500N=600N，故B错误；C拉力F做的功W总=Fs=375N4m=1500J，则拉力F的功率P=375W，故C错误；D有用功W有=FAsA=600N2m=1200J，则滑轮组的机械效率=100%=100%=80%，故D正确故选D17（xx遵义）小锦小组用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码质量相等（1）将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，他将杠杆左端平衡螺母向右调节到最大限度后，杠杆左端仍有轻微下沉，这时他应将右端的平衡螺母向右端调节，才能使杠杆在水平位置平衡（2）如图甲所示，是他在探究过程中的一个情境，接下来他在两边钩码的下方各加一个相同的钩码，并将左端钩码移到左端离支点第三格处，为了使杠杆在水平位置平衡，他应将右端钩码移动到右端离支点第四格处（3）通过不断改变两端所挂钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡，并记录各次实验数据，通过对数据分析后得出结论：动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离与其他小组交流后，他们又做了如图乙、丙、丁三次实验，其中丁图所示实验能直接说明该结论是错误的【考点】7U：探究杠杆的平衡条件实验【分析】（1）在调节杠杆平衡时，按照“左偏右调、右偏左调”的原则进行，即：如果杠杆左偏（左端下沉），向右移动平衡螺母（左右侧的平衡螺母都可以）；（2）在两边钩码的下方各加一个相同的钩码，并将左端钩码移到左端离支点第三格处，先找出两边力的大小、左边力臂的大小，再利用杠杆平衡条件求右边力臂大小，进而确定右端钩码的位置；（3）利用力臂不在杠杆上的情况进行实验【解答】解：（1）现在杠杆左端仍有轻微下沉，说明杠杆左端偏重，为使杠杆在水平位置平衡，这时应将右端的平衡螺母向右端调节（2）设一个钩码重为G，杠杆一个格为L，左边加一个相同的钩码，并将左端钩码移到左端离支点第三格处，则左边力和力臂的乘积为F左L左=4G3L=12GL，右边加一个相同的钩码，设右边的力臂为L右，则右边的力和力臂的乘积为F右L右=3GL右，为了使杠杆在水平位置平衡，F左L左=F右L右，即12GL=3GL右，所以L右=4L，他应将右端钩码移动到右端离支点第四格处（3）小锦得到“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图丁进行验证故答案为：（1）右；（2）四；（3）丁7（xx河北）（多选题）用五个相同质量的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳子自由端分别用力将重力为G的物体匀速提升，乙滑轮组的效率为乙，不计摩擦、绳和木板的重，下列说法正确的是（）A两个滑轮组的机械效率可能相等BF1一定大于F2C每个滑轮重为D甲、乙将重物提升相同的高度，F1与F2的功率可能相等【考点】F4：滑轮（组）的机械效率；7!：滑轮组绳子拉力的计算；FD：功率大小的比较【分析】（1）因克服物体重力G做的功为有用功，克服物重和动滑轮重做的功为总功；根据=求出滑轮组的机械效率，然后比较两者滑轮组之间的关系，进一步求出动滑轮的重力；（2）由图可知，n甲=2，n乙=4，不计摩擦、绳和木板的重，根据F=（G+G动）求出两滑轮组绳子的拉力，然后比较两者拉力的大小关系；甲、乙将重物提升相同的高度，根据P=结合两者做功的时间关系比较F1与F2的功率关系【解答】解：（1）由图可知，甲滑轮组只有1个动滑轮，乙滑轮组有2个动滑轮，且不计摩擦、绳和木板的重，因克服物体重力G做的功为有用功，克服物重和动滑轮重做的功为总功，所以，两滑轮组的机械效率分别为：甲=，乙=，则甲乙，故A错误；由乙=可得，动滑轮的重力（即每个滑轮重）：G动=，故C正确；（2）由图可知，n甲=2，n乙=4，不计摩擦、绳和木板的重，则两滑轮组绳子的拉力分别为：F1=（G+G动）=（2G+2G动），F2=（G+2G动），因（2G+2G动）（G+2G动），所以，F1F2，故B正确；甲、乙将重物提升相同的高度，拉力做功为总功，则F1与F2的功率分别为：P甲=，P乙=，因t甲和t乙的关系不确定，所以，F1与F2的功率可能相等，故D正确故选BCD9（xx宜昌）下列简单机械中属于省力机械的是（）A斜面B赛艇的船桨C定滑轮D镊子【考点】7O：杠杆的分类【分析】知道杠杆的动力臂大于阻力臂时，杠杆为省力杠杆，杠杆的动力臂小于阻力臂时，杠杆为费力杠杆，结合各个选项逐一分析【解答】解：A、使用斜面可以省力，属于省力机械，故A正确；B、赛艇的船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误；C、定滑轮是等臂杠杆，所以使用定滑轮不省力，故C错误；D、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D错误故选A28（xx宜昌）小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验（如图所示），用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示实验次数钩码的重力G/N钩码提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率120.10.90.374%240.11.60.383%360.10.3（1）观察如图中测力计的示数，表格中编号的数值是2.3，的数值是87%（2）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法，汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请你指出以下三种提高效率的方法中，方法一是与本实验同理的方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑（3）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为小明 的看法是正确的【考点】F8：滑轮（组）机械效率的测量实验【分析】（1）弹簧测力计的读数，应该先看分度值再读数；根据W有用=Gh算出有用功，根据W总=Fs算出总功，根据=算出机械效率；（2）对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率据此分析（3）根据=来分析【解答】解：（1）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的示数为2.3N；第三次实验滑轮组的机械效率：=100%87%；（2）小明通过分析表格中的数据知，同一滑轮组，物体越重，机械效率越高方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意；方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增加机械效率的，故不符合题意，故选方法一与与本实验同理；（3）根据=知机械效率与高度无关，故小明的正确故答案为：（1）2.3；87%；（2）一；（3）小明28（xx衡阳）小张在探究“杠杆平衡条件”实验中，给他提供的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，如右下图所示，此时应把杠杆左端的平衡螺母向_右_（