【起飛計劃】2024年中考物理一輪單元復(fù)習(xí)（人教版）專題12 簡單機械（解析版）

專題12簡單機械知識點一、杠桿(1)杠桿：在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒就是杠桿。(2)杠桿的五要素：①支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(O)；②動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力(F1)；③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力(F2)；④動力臂：從支點到動力作用線的距離(l1)；⑤阻力臂：從支點到阻力作用線的距離(l2)。2.杠桿的平衡條件(1)杠桿的平衡：當(dāng)有兩個力或幾個力作用在杠桿上時，杠桿能保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動，則我們說杠桿平衡。(2)杠桿平衡的條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即：F1l1=F2l2(3)在探究杠桿的平衡條件實驗中，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在不掛鉤碼時，保持水平并靜止，目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響，此時杠桿自重的力臂為0；給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡，目的是方便直接從杠桿上讀出力臂的大小；實驗中要多次試驗的目的是獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律。3.杠桿的應(yīng)用(1)省力杠桿：動力臂大于阻力臂的杠桿，省力但費距離。(2)費力杠桿：動力臂小于阻力臂的杠桿，費力但省距離。(3)等臂杠桿：動力臂等于阻力臂的杠桿，既不省力也不費力。4.杠桿平衡條件的應(yīng)用(1)根據(jù)杠桿平衡條件F?l?=F?l?可知，若知道了四個量中的三個，則可以計算出第四個量，若知道了兩個力的比值與一個力臂，則可以計算出另一個力臂（或）；若知道了兩個力臂的比值和一個力，則可以計算出另一個力（或）。(2)應(yīng)用杠桿平衡條件時需注意的問題①應(yīng)用公式計算時，單位要統(tǒng)一，即動力和阻力的單位要統(tǒng)一，動力臂和阻力臂的單位要統(tǒng)一；②當(dāng)杠桿平衡且力和力臂的乘積一定時，動力和動力臂的大小成反比，即動力臂越長，越省力。5.杠桿最小力作圖要用最小的力使得杠桿AB在如圖甲所示的位置平衡，根據(jù)杠桿平衡條件F?l?=F?l?可知，，因為此時的阻力和阻力臂是固定的，所以只要此時的動力臂最大，則動力就最小。如圖乙所示，當(dāng)力的作用點在B點，且力垂直于OB，方向向上時，動力臂最大，動力最小。在求解最小力問題時，我們不能受思維定式的影響，只想到F要作用在AO段，出現(xiàn)如圖丙所示的錯誤。實際上，在討論杠桿中的最小力問題時，如果力的作用點沒有預(yù)先設(shè)定，可以在杠桿上任意處選擇。知識點二、滑輪1.定滑輪(1)實質(zhì)：是一個等臂杠桿。支點是轉(zhuǎn)動軸，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑。(2)特點：不能省力，但可以改變動力的方向。2.動滑輪(1)實質(zhì)：是一個動力臂是阻力臂二倍的省力杠桿。支點是上端固定的那段繩子與動滑輪相切的點，動力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑。(2)特點：能省一半的力，但不能改變動力的方向，且多費一倍的距離。3.滑輪組(1)連接：兩種方式，繩子可以先從定滑輪繞起，也可以先從動滑輪繞起。(2)作用：既可以省力又可以改變動力的方向，但是費距離。(3)省力情況：由實際連接在動滑輪上的繩子段數(shù)決定。繩子段數(shù)：“動奇定偶”。拉力 ，繩子自由端移動的距離s=nh，其中n是繩子的段數(shù)，h是物體移動的高度。4.輪軸和斜面(1)輪軸：實質(zhì)是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，是一種省力機械。輪和軸的中心是支點，作用在軸上的力是阻力F2，作用在輪上的力是動力F1，軸半徑r，輪半徑R，則有F1R=F2r，因為R>r，所以F1<F2。(2)斜面：是一種省力機械。斜面的坡度越小，省力越多。知識點三、機械效率1、有用功——W有用：使用機械時，對人們有用的功叫有用功。也就是人們不用機械而直接用手時必須做的功。在提升物體時，W有用=Gh。2、額外功——W額外(1)使用機械時，對人們沒有用但又不得不做的功叫額外功。(2)額外功的主要來源：①提升物體時，克服機械自重、容器重、繩重等所做的功。②克服機械的摩擦所做的功。3、總功——W總：(1)人們在使用機械做功的過程中實際所做的功叫總功，它等于有用功和額外功的總和。即：W總=W有用+W額外。(2)若人對機械的動力為F，則：W總=F?s4、機械效率——η(1)定義：有用功與總功的比值叫機械效率。 (2)公式：η=W有用/W總。(3)機械效率總是小于1。(4)提高機械效率的方法：①改進結(jié)構(gòu)，使它更合理、更輕巧；②經(jīng)常保養(yǎng)，使機械處于良好的狀態(tài)。(3)功率與機械效率的區(qū)別：①二者是兩個不同的概念：功率表示物體做功的快慢；機械效率表示機械做功的效率。②它們之間的物理意義不同，也沒有直接的聯(lián)系，功率大的機械效率不一定大，機械效率高的機械，功率也不一定大?？键c一．杠桿的平衡條件1．（2023?隨州）勞動教育越來越重要，許多同學(xué)在勞動中獲得了愉悅的體驗也掌握了許多勞動技能。小芳周末回到鄉(xiāng)下姥姥家接過姥姥肩膀上的擔(dān)子學(xué)習(xí)挑擔(dān)技巧。假如一個筐子重一個筐子輕（一頭重一頭輕），在不考慮手臂幫扶的情況下挑起擔(dān)子讓扁擔(dān)處于水平平衡。請你根據(jù)勞動體驗結(jié)合杠桿平衡知識，判斷下列說法中正確的是（）A．肩膀應(yīng)該靠近“輕的一頭” B．肩膀應(yīng)該靠近“重的一頭” C．肩膀應(yīng)該居于扁擔(dān)正中間 D．挑著擔(dān)子走路，扁擔(dān)一般會上下“閃動”，“閃動”時一定是一個筐子向上運動同時另一個筐子向下運動【解答】解：ABC、假如一個筐子重一個筐子輕（一頭重一頭輕），在不考慮手臂幫扶的情況下挑起擔(dān)子讓扁擔(dān)處于水平平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2，則重的一頭動力大，必須動力臂較小，因而支點即肩膀必須靠近較重的一頭，故B正確，AC錯誤；D、挑著擔(dān)子走路，扁擔(dān)一般會上下“閃動”，由于杠桿仍然平衡，則動力臂同時增大或同時減小，即兩側(cè)同時向下或同時向上，即一個筐子向上運動同時另一個筐子向上運動，故D錯誤。故選：B。2．（2023?天山區(qū)校級模擬）如圖所示為等刻度的輕質(zhì)杠桿，在A處掛一個重為4N的物體，若要使杠桿在水平位置平衡，則在B處施加的力（）A．可能是5N B．可能是1.8N C．一定是2N D．一定是4N【解答】解：設(shè)杠桿每一格長度是L，當(dāng)B處的作用力與杠桿垂直時，力臂最大，此時作用力最小，由杠桿平衡條件可得：FALA＝FB最小LB，即4N×2L＝FB最小×4L，解得FB最?。?N，當(dāng)作用在B處的力與杠桿不垂直時，力臂小于4L，作用力大于2N，因此要使杠桿平衡，作用在B處的力F≥2N，故BCD錯誤、A正確。故選：A。3．（2023?新吳區(qū)校級模擬）我國民俗活動豐富多彩，在立夏時節(jié)，有的地方會給孩子稱體重，如圖1所示，冀求孩子健康成長，俗稱“立夏秤人”。如圖2，小孩和籃子的總質(zhì)量為10kg，調(diào)整秤砣的位置，使桿秤處于水平平衡狀態(tài)（忽略繩重和桿重），此時OA＝3cm，OB＝10cm。下列說法不正確的是（）A．該桿秤一定為費力杠桿 B．該秤砣的質(zhì)量為3kg C．要使該桿秤的量程變大，應(yīng)該換用質(zhì)量更大的秤砣 D．若換稱質(zhì)量較小的孩子，當(dāng)秤桿水平平衡后，秤砣的懸掛點在B點左邊【解答】解：A、使用桿秤時，動力臂大于阻力臂，省力，所以桿秤是省力杠桿，故A錯誤；B、作用在杠桿A點的力等于孩子及秤鉤和所坐籃子的總重力，作用在杠桿B點的力等于秤砣的重力，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可得，m人和籃g×3cm＝m秤砣g×10cm，解得m秤砣＝3kg；故B正確；C、由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可得：G人和籃×OA＝m′g×OB，即m′=G人和籃×OAD、因為OA＜OB，所以孩子及秤鉤和所坐籃子的總重力大于秤砣的重力，根據(jù)G＝mg可知孩子及秤鉤和所坐籃子的總質(zhì)量大于秤砣的質(zhì)量，若換稱下一個體重較小的孩子，秤砣和籃子等都不變，則作用在杠桿A點的力變小，動力臂不變，作用在杠桿B點的力不變，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知阻力臂會變小，所以調(diào)到水平平衡后秤砣的懸掛點應(yīng)在B點左邊，故D正確。故選：A。4．（2023?射洪市校級模擬）小明利用粗細(xì)均勻的直尺（每個小格長5cm）、物體M、50g的鉤碼、細(xì)線做成一個測量液體密度的儀器﹣﹣液體密度秤。（g取10N/kg。每次實驗物體都處于浸沒狀態(tài)。）（1）用細(xì)線拴在直尺的中點O處，并把直尺掛在鐵架臺上，直尺剛好在水平位置平衡，目的是：。（2）把物體M掛在A點，把鉤碼掛在B點，如圖所示，直尺在水平位置平衡，把B點標(biāo)注為0g/cm3，物體M的重力GM＝N；（3）把物體M浸沒在水中，鉤碼向左移動2小格到C點，直尺再次在水平位置平衡，把C點標(biāo)注為1.0g/cm3，物體M受到水的浮力為N；（4）把物體M浸沒在酒精中，鉤碼應(yīng)由C點向（選填“左”或“右”）移動，直尺才能在水平位置平衡；（5）D點應(yīng)標(biāo)注為g/cm3。【解答】解：（1）實驗時使杠桿在位置平衡，目的是避免杠桿自身的重力對實驗的影響，便于測量力臂的大??；（2）由題意知，OA＝5×5cm＝25cm，OB＝6×5cm＝30cm，鉤碼的重力：G＝mg＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，由杠桿平衡條件得，GM×OA＝G×OB，解得：GM＝G×OBOA=（3）鉤碼向左移動2小格到C點，此時OC＝4×5cm＝20cm，由杠桿平衡條件得，（GM﹣F?。罯A＝G×OC，即：（0.6N﹣F?。?5cm＝0.5N×20cm，解得：F?。?.2N；（4）把物體M浸沒在酒精中，根據(jù)F浮＝ρ液gV排可知，此時的浮力變小，左端力與力臂的乘積變大，根據(jù)杠桿平衡條件可知，右端力與力臂的乘積也應(yīng)該變大，則鉤碼應(yīng)由C點向右移動，直尺才能在水平位置平衡；（5）OD＝3×5cm＝15cm，由杠桿平衡條件得，（GM﹣F浮′）×OA＝G×OD，即：（0.6N﹣F浮′）×25cm＝0.5N×15cm，解得：F浮′＝0.3N。由F?。溅岩篻V排可得，F(xiàn)浮F'浮=ρCρD，解得：ρ故答案為：（1）便于測量力臂的大小；（2）0.6；（3）0.2；（4）右；（5）1.5。5．（2023?蜀山區(qū)二模）如圖所示，一塊重為200N的質(zhì)地均勻水泥桿AB放在水平地面上，桿長4m，用始終與水泥桿垂直的拉力F將桿的一端緩慢抬起，桿圍繞B點轉(zhuǎn)動，當(dāng)水泥桿被抬起角度為30°時，用時100s，水泥桿粗細(xì)忽略，忽略桿被抬起過程中摩擦的影響，求：（1）水泥桿A端即將脫離地面時拉力F的大小；（2）拉力F做功的功率?！窘獯稹拷猓海?）用始終與水泥桿垂直的拉力F將桿的一端緩慢抬起，桿圍繞B點轉(zhuǎn)動，則杠桿AB的支點為B點；由題意可知，F(xiàn)的方向始終和直桿垂直，則動力臂等于桿的長度，質(zhì)地均勻水泥桿AB的重心在其中點處，根據(jù)杠桿平衡條件可得水泥桿A端即將脫離地面時拉力F=G×12（2）水泥桿AB質(zhì)地均勻，其重心在AB的中點處，桿長4m，當(dāng)水泥桿被抬起角度為30°時，重心升高的高度h=12AB×sin30°忽略桿被抬起過程中摩擦的影響，則拉力F做的功等于克服桿的重力做的功，所以拉力F做功：W＝WG＝Gh＝200N×1m＝200J，拉力F做功的功率：P=W答：（1）水泥桿A端即將脫離地面時拉力F的大小為100N；（2）拉力F做功的功率為2W?？键c二．探究杠桿的平衡條件6．（2023?青島）天平和桿秤在古籍中常被稱為“權(quán)衡器”，《墨經(jīng)》最早對權(quán)衡器的杠桿原理做了理論上的探討。關(guān)于杠桿的平衡條件，小海用圖甲所示裝置進行探究，其中杠桿的刻度均勻，每個鉤碼的重力均為0.5N。（1）實驗中，杠桿在位置平衡最便于測量力臂。（2）如圖乙所示，杠桿已經(jīng)平衡。如果在左側(cè)鉤碼下增加一個鉤碼或者將左側(cè)鉤碼向右移動5cm，杠桿都將失去平衡。由此可以猜想：杠桿的平衡可能與力的和力臂有關(guān)。（3）小海在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，進行了4次實驗。杠桿平衡時的部分?jǐn)?shù)據(jù)已填入表中，其中圖丙是第4次杠桿平衡時的情景，請將杠桿右側(cè)的阻力數(shù)值填入表中。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m11.00.202.00.1022.00.152.00.1532.00.151.50.2041.50.100.15分析實驗數(shù)據(jù)，可歸納出杠桿的平衡條件是F1l1F2l2。（4）小海與小蘭對實驗過程進行交流，產(chǎn)生了一個新的問題：若支點不在杠桿的中點，并用彈簧測力計代替一側(cè)的鉤碼施力，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？于是他們共同進行了如圖丁的探究。①畫出圖丁中F1的動力臂l1。②多次改變拉力F1的作用點在杠桿上的位置進行實驗，發(fā)現(xiàn)杠桿平衡時，F(xiàn)1l1都是大于F2l2，其原因可能是?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來；（2）如果在左側(cè)鉤碼下增加一個鉤碼，杠桿左側(cè)力和力臂，左側(cè)力臂不變，力變大，根據(jù)杠桿平衡條件可知，杠桿將失去平衡，由此可以猜想：杠桿平衡可能與力的大小有關(guān)；（3）由圖丙可知，杠桿左端掛了3個鉤碼，鉤碼在10cm處，右端掛了兩個鉤碼，位置在15cm處，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知，杠桿右側(cè)的阻力數(shù)值1.0；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，杠桿的平衡條件為F1l1＝F2l2；（4）①從支點到力的作用線的距離叫力臂，從支點向動力作用線作垂線，垂線段的長度即力臂，如圖：②圖丁中，設(shè)杠桿的重力為G，力臂為lG，當(dāng)杠桿平衡時，根據(jù)杠桿的平衡條件：F1l1＝F2l2+GlG，由丁圖可知lG≠0，所以杠桿自重對杠桿平衡有影響，此時F1l1＞F2l2。故答案為：（1）水平；（2）大小；（3）1.0；＝；（4）①見解答；②杠桿自重對杠桿平衡有影響。7．（2023?萊陽市模擬）小明和同學(xué)在玩蹺蹺板游戲時發(fā)現(xiàn)，為使蹺蹺板勻速轉(zhuǎn)動，體重較輕一方通常會遠離蹺蹺板的中點，大家在充分觀察和討論之后，決定探究杠桿的平衡條件。（1）小梅組提出的猜想是：動力+動力臂＝阻力+阻力臂；小亮組提出的猜想是：動力×動力臂＝阻力×阻力臂；小明組提出的猜想是：“動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離；小剛提醒小梅組的同學(xué)，他們的猜想是錯誤的，其理由是。（2）實驗前沒掛鉤碼時，杠桿的位置如圖甲所示，此時杠桿是否平衡（選填“是”或“不是”）。（3）小亮想用彈簧測力計和鉤碼進行實驗，設(shè)計實驗時提出了兩種方案：一種按圖乙進行實驗，一種按圖丙進行實驗，你認(rèn)為哪個實驗方案更好：，請說明你的理由。乙、丙兩圖中，彈簧測力計示數(shù)較大的是。（4）小明用丁圖中的裝置完成了三次實驗，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)得出“動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離”的結(jié)論驗證了自己組的猜想，但與其他組交流討論以后發(fā)現(xiàn)這一結(jié)論并不可靠，請你對小明組的實驗提出進一步改進措施。實驗次數(shù)動力F1（N）支點到動力作用點的距離L1（cm）阻力F2（N）支點到阻力作用點的距離L2（cm）121122422432222（5）若在平衡的杠桿上再施加一個力，杠桿仍平衡，此力的力臂大小為。（6）在實驗中多次改變力和力臂的大小主要是為了。A.減小摩擦B.多次測量取平均值減小誤差C.使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確D.獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律（7）有一根粗細(xì)不均勻的木棒，微微抬起一端所用的力為F1，微微抬起另一端所用的力為F2，則這根木棒的重力G＝?！窘獯稹拷猓海?）力和力臂是不同的物理量，不能相加減，故小梅組的猜想一定是錯誤的；（2）杠桿靜止和勻速轉(zhuǎn)動都是平衡狀態(tài)；（3）力臂等于支點到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，因此第二組實驗設(shè)計的好，此時彈簧測力計的拉力與杠桿垂直，力臂可以從杠桿上直接讀?。灰?、丙兩組實驗，乙的拉力與杠桿垂直，力臂大于丙的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件，乙彈簧測力計的示數(shù)小于丙；（4）由實驗裝置可知，小明的“動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離”的結(jié)論，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，此時的力臂正是支點到力作用點的距離為得出普遍正確的結(jié)論，應(yīng)改變力的方向使力臂不等于支點到力作用點的距離，多做幾次實驗，得出實驗結(jié)論，故正確的實驗操作應(yīng)該是：去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計斜向下拉；（5）若在平衡的杠桿上再施加一個力，杠桿仍平衡，說明此力的力臂大小為0；（6）本實驗中多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；（7）粗細(xì)不均勻的木棒的長度為L′，其重心到左端的距離為l，由杠桿的平衡條件可得：在木棒右端施加豎直向上的拉力F1使其右端抬起時，有F1×L′＝G×l﹣﹣﹣﹣﹣①在木棒左端施加豎直向上的拉力F2使其左端抬起時，有F2×L′＝G×（L′﹣l）﹣﹣﹣②由①+②可得：G＝F1+F2。故答案為：（1）力和力臂是不同物理量，不能相加減；（2）是；（3）乙；便于測量力臂；丙；（4）去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計斜向下拉；（5）0；（6）D；（7）F1+F2?？键c三．杠桿的動態(tài)平衡分析8．（2023?天心區(qū)校級模擬）如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個過程中，力F的大小將（）A．變小 B．不變 C．變大 D．先變大后變小【解答】解：如圖所示：在杠桿緩慢由A到B的過程中，動力臂OA（即拉力F的力臂）不變，阻力G的大小不變，而阻力臂L（即重力G的力臂）卻逐漸增大；由杠桿的平衡條件知：F?OA＝G?L，當(dāng)OA、G不變時，L變大，那么F也變大，即拉力F在這個過程中逐漸變大。故選：C?？键c四．杠桿的分類9．（2023?無錫）如圖所示，是《天工開物》中記載的我國傳統(tǒng)提水工具“桔槔”，用繩子系住一根直的硬棒的O點作為支點，A端掛有重為40N的石塊，B端掛有重為20N的空桶，OA長為1.2m，OB長為0.6m。使用時，人向下拉繩放下空桶，裝滿重為100N的水后向上拉繩緩慢將桶提起，硬棒質(zhì)量忽略不計。下列說法中正確的是（）A．向下拉繩放下空桶時桔槔為省力杠桿 B．向下拉繩放下空桶時拉力為20N C．向上拉繩提起裝滿水的桶時桔槔為費力杠桿 D．向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為40N【解答】解：A、向下拉繩放下空桶時，B端的力為動力，A端的力為阻力，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故A錯誤；BD、根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2，杠桿平衡時B端的拉力FB=G放下空桶時，向下拉繩子的力F1＝FB﹣G桶＝80N﹣20N＝60N，裝滿水時，桶和水的總重力G總＝G桶+G水＝20N+100N＝120N，向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為F2＝G總﹣FB＝120N﹣80N＝40N，故B錯誤，D正確；C、向上拉繩提起裝滿水的桶時，在A端的力為動力，B端的力為阻力，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故C錯誤；故選：D。10．（2023?廣元）如圖所示，杠桿OBA可繞O點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，OB＝2BA，在B點懸掛一個10N的重物G，在A點施加豎直向上的動力F，使杠桿OBA水平平衡（杠桿重力及摩擦均忽略不計），下列說法正確的是（）A．在A點施加豎直向上的力F1時，該杠桿是費力杠桿 B．作用在A點的力F1的大小為5N C．如果重物的懸掛點B向O點移動，要使杠桿水平平衡，F(xiàn)1應(yīng)變小 D．若將作用于A點的力F1變?yōu)閳D中F2，要使杠桿水平平衡，F(xiàn)2應(yīng)小于F1【解答】解：A．在A點施加豎直向上的力F1時，動力臂是OA，阻力臂是OB，動力臂大于阻力臂，該杠桿是省力杠桿，故A錯誤；B．由杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)1×OA＝G×OB，且OA＝OB+BA＝3BA，即F1×3BA＝G×2BA，F(xiàn)1=23GC．如果重物的懸掛點B向O點移動，則OB變小，由F1×OA＝G×OB可知，OA與G大小不變，要使杠桿水平平衡，F(xiàn)1應(yīng)變小，故C正確；D．將作用于A點的力F1變?yōu)閳D中F2，動力臂會變小，由杠桿的平衡條件可知，在OB與G不變情況下，F(xiàn)2應(yīng)大于F1，故D錯誤。故選：C?？键c五．杠桿的應(yīng)用11．（2023?徐州二模）如圖，一輛搬運磚頭的獨輪車，人抬起車把時，車體可以看成個杠桿。關(guān)于這個杠桿，下列說法正確的是（）A．獨輪車屬于費力杠桿 B．圖中拉力F大于重力G C．手握的位置靠近把手末端時更省力 D．磚頭的位置遠離車輪時抬起更省力【解答】解：AB、由圖可知，整個杠桿是繞輪子的中心轉(zhuǎn)動的，所以輪子的中心是杠桿的支點，磚塊重力是阻力，人的拉力是動力，從圖中看出，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，則動力小于阻力，故AB錯誤；C、在阻力和阻力臂不變的情況下，手握的位置靠近把手末端時，動力臂大，則動力小，更省力，故C正確；D、磚頭的位置遠離車輪時，此時的動力臂和阻力大小不變，阻力臂變大，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力變大，抬起更費力，故D錯誤。故選：C?？键c六．動滑輪及其工作特點12．（2023?菏澤）用動滑輪在水平地面上沿直線勻速拉動重為G的物體，如圖所示。已知水平拉力為F，物體受到地面的摩擦力為f，物體移動的距離為s。下列說法正確的是（）A．重力做功數(shù)值為Gs B．拉力做功數(shù)值為Fs C．摩擦力做功數(shù)值為fs D．使用此滑輪既省力又省功【解答】解：A．物體在重力方向沒有移動距離，重力做功數(shù)值為0，故A錯誤；B．由2段繩子與動滑輪相連，物體移動的距離為s，拉力移動距離則s拉＝2s，拉力做功數(shù)值為W＝Fs拉＝2Fs，故B錯誤；C．摩擦力做功數(shù)值為fs，故C正確；D．任何機械都不省功，使用此滑輪可省力，但不省功，故D錯誤。故選：C?？键c七．機械效率的大小比較13．（2022?根河市校級模擬）某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每個滑輪重相同）在相同時間內(nèi)把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．力F1和F2做功的功率相同 B．力F1和F2做的總功相同 C．兩個滑輪組機械效率一樣大 D．甲滑輪組的機械效率比乙滑輪組高【解答】解：由圖知，甲滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n＝3，乙滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n＝4。AB、若重物上升高度為h，則兩滑輪組中繩端移動的距離分別為：s甲＝3h，s乙＝4h；甲滑輪組中拉力做的總功為W甲總＝F1?3h，乙滑輪組中拉力做的總功為W乙總＝F2?4h，已知F1＝F2，所以W甲總＜W乙總，故B錯誤；已知時間相同，由公式P=Wt知，P甲總＜PCD、甲、乙兩滑輪組提升的物重G相同，設(shè)一個動滑輪的重為G動，不計繩重及摩擦，則甲滑輪組的機械效率為：η甲=W有用W總×100%=同理可得，乙滑輪組的機械效率為：η乙=G所以η甲＞η乙，故C錯誤，D正確。故選：D?？键c八．機械效率的計算14．（2023?淄博）淄博城區(qū)東部快速路建設(shè)正在進行，施工現(xiàn)場一臺起重機將質(zhì)量為1800kg的重物以0.1m/s的速度豎直勻速提升一定高度，用時60s，所做的額外功是7.2×104J。（g取10N/kg）求：（1）起重機做功的功率；（2）起重機的機械效率?！窘獯稹拷猓海?）重物被提升的距離h＝vt＝0.1m/s×60s＝6m，起重機做的有用功W有＝Gh＝mgh＝1800kg×10N/kg×6m＝1.08×105J，起重機所做的額外功W額外＝7.2×104J，起重機所做的總功W＝W有+W額外＝1.08×105J+7.2×104J＝1.8×105J，起重機做功的功率P=W（2）起重機的機械效率η=W有W答：（1）起重機做功的功率為3000W。（2）起重機的機械效率為60%。考點九．實驗測量滑輪組的機械效率15．（2023?棗莊）提高機械效率可以充分發(fā)揮機械設(shè)備的作用，對節(jié)能減排、提高經(jīng)濟效益有重要的意義。某科技創(chuàng)新小組根據(jù)生活經(jīng)驗和客觀事實，對影響滑輪組機械效率的因素作出如下猜想：猜想Ⅰ：滑輪組的機械效率與物體被提升的高度有關(guān)猜想Ⅱ：滑輪組的機械效率與動滑輪的重力有關(guān)猜想Ⅲ：滑輪組的機械效率與所提物體的重力有關(guān)根據(jù)猜想，運用如圖甲、乙、丙所示的裝置進行了實驗探究，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。實驗次數(shù)鉤碼的重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動的距離s/m機械效率η120.10.900.374.1%240.11.500.388.9%340.11.250.4440.21.500.688.9%（1）實驗時應(yīng)沿豎直方向緩慢向上拉動彈簧測力計；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第3次實驗是利用了圖的裝置完成的，它的機械效率η＝；（3）比較2、4兩次實驗數(shù)據(jù)，可驗證猜想I是（選填“正確”或“錯誤”）的；（4）通過比較（填實驗序號）兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高；（5）通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率?！窘獯稹拷猓海?）實驗時，需要讀出測力計的示數(shù)，所以需要勻速緩慢的拉動測力計，以方便讀數(shù)。（2）由表中數(shù)據(jù)可得，鉤碼移動的距離為0.1m時，繩子端移動的距離為0.4m，則繩子的股數(shù)為：n=0.4m由表中數(shù)據(jù)可得，有用功為：W有＝G3h3＝4N×0.1m＝0.4J；總功為：W總＝F3S3＝1.25N×0.4m＝0.5J；機械效率為：η=W（3）對比2、4的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其它條件不變，只改變物體提升的高度，機械效率是不變的，所以猜想Ⅰ是錯誤的。（4）要想得到同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高的結(jié)論，需要保證滑輪組不變，重物提升的高度也不變，只改變重物的重力，所以表中1、2號實驗符合條件。（5）對比2、3次實驗可以發(fā)現(xiàn)，重物的重力不變，提升的高度也不變，但滑輪組中動滑輪的個數(shù)增多了，且動滑輪個數(shù)越多，機械效率越低，所以可得結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低。故答案為：（1）勻速；（2）丙；80%；（3）錯誤；（4）1、2；（5）越低?？键c十．滑輪（組）的機械效率16．（2023?北京）用如圖所示的裝置提升重為800N的物體A，動滑輪重為200N。在卷揚機對繩子的拉力F作用下，物體A在10s內(nèi)豎直勻速上升了2m。在此過程中，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．物體A上升的速度為0.4m/s B．滑輪組的有用功為2000J C．拉力F的功率為100W D．滑輪組的機械效率為80%【解答】解：A、物體A上升的速度為：v=?B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B錯誤；C、由圖知，n＝2，不計繩重和輪與軸間的摩擦，拉力：F=12（G物+G動）拉力端移動距離：s＝2h＝2×2m＝4m，拉力做總功：W總＝Fs＝500N×4m＝2000J；拉力做功功率：P=WD、動滑輪提升物體A的機械效率：η=W有用W故選：D。17．（2023?內(nèi)蒙古）如圖所示，工人用滑輪組將重為200N的貨物10s內(nèi)勻速提升6m，拉力為150N。忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．繩子自由端移動的速度是1.8m/s B．該滑輪組的機械效率為80% C．拉力做功的功率是90W D．該滑輪組的動滑輪重為100N【解答】解：A、貨物在10s內(nèi)勻速提升了6m，貨物上升的速度為：v=?由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，繩子自由端移動的速度為：v′＝nv＝2×0.6m/s＝1.2m/s；故A錯誤；C、拉力所做的總功：W總＝Fs＝F×nh＝150N×2×6m＝1800J，拉力的功率：P=W故C錯誤；B、拉力所做的有用功：W有＝Gh＝200N×6m＝1200J；滑輪組的機械效率：η=W故B錯誤；D、不計繩重和摩擦，作用在繩子自由端的力：F=動滑輪的重為：G動＝2F﹣G＝2×150N﹣200N＝100N。故D正確。故選：D。18．（2023?廣元）如圖所示，某工人利用滑輪組將一個工件沿水平地面勻速拉動到加工點。拉動過程中，工人對繩的拉力始終沿豎直方向，工人雙腳始終與水平地面接觸且接觸面積為300cm2，工人對地面的壓強為2.0×104Pa；此工人的質(zhì)量為70kg，兩個動滑輪的質(zhì)量共為10kg，繩重、繩與滑輪之間的摩擦均忽略不計，g取10N/kg。求：（1）工人的手對繩的拉力大??；（2）工件移動過程中，地面對工件摩擦力的大??；（3）滑輪組在此次工作中的機械效率。【解答】解：（1）工人的重力：G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，由p=FS可知，工人對地面的壓力：F壓＝pS＝2.0×104Pa×300×10﹣4m由力的作用是相互的可知，工人受到的支持力：F支＝F壓＝600N，由力的平衡條件可知，工人的手對繩的拉力：F＝G﹣F支＝700N﹣600N＝100N；（2）兩個動滑輪的重力：G動＝m動g＝10kg×10N/kg＝100N，由圖可知n＝4，因為不計繩重和摩擦?xí)rF=1n（f+G動），所以地面對工件摩擦力：f＝nF﹣G（3）滑輪組的機械效率：η=W答：（1）工人的手對繩的拉力大小為100N；（2）工件移動過程中，地面對工件摩擦力為300N；（3）滑輪組在此次工作中的機械效率為75%。19．（2023?石家莊三模）如圖甲所示，用滑輪組拉重物體A沿水平方向勻速運動，物體A受到地面的摩擦阻力為物重的0.5倍，滑輪組的機械效率隨物體重力變化的圖像如圖乙所示。滑輪組的機械效率為80%時，物體A以0.2m/s的速度勻速運動，人對地面的壓強為1.25×104Pa。不計繩重、滑輪軸處摩擦，繞滑輪組的繩子承受最大力為600N，人雙腳與地的接觸面積為300cm2。求：（1）動滑輪的重力；（2）滑輪組的機械效率為80%時，拉力的功率；（3）該滑輪組的最大機械效率?！窘獯稹拷猓海?）由乙圖可知，當(dāng)物重為400N時，滑輪組的機械效率為80%，物體A受到地面的摩擦阻力為物重的0.5倍，則摩擦力f＝0.5G＝0.5×400N＝200N，根據(jù)力的作用是相互的，滑輪組對物體A的拉力F拉＝f＝200N；由η=WG動=F拉η（2）由圖可知，n＝2，繩子自由端的速度為v繩＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s；繩子自由端的拉力為F=1n（F拉+G動）則拉力的功率為：P=Wt=（3）當(dāng)拉力F＝125N時，人對地面的壓強p＝1.25×104Pa，則由p=FF壓＝pS＝1.25×104Pa×300×10﹣4m2＝375N，人對水平地面的壓力與地面對人的支持力是一對相互作用力，大小相等，F(xiàn)支＝F壓＝375N，人受到重力、支持力和拉力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則人的重力：G人＝F+F支＝125N+375N＝500N，人的重力小于繩子承受最大力600N，故人能施加的最大拉力Fmax＝500N，根據(jù)Fmax=1n（F拉'+G動）得，重物體A受到的最大拉力：F拉'＝nFmax﹣G由同一個滑輪組，機械效率隨重物重力的增大而增大可知，當(dāng)拉力Fmax＝500N時，滑輪組的機械效率最大，則該滑輪組的最大機械效率：η'=W答：（1）動滑輪的重力為50N；（2）滑輪組的機械效率為80%時，拉力的功率為50W；（3）該滑輪組的最大機械效率為95%。考點十一．斜面的機械效率20．（2023?達州）搬運工人為了將笨重的物體裝進汽車車廂，常使用如圖所示的裝置把物體從斜面底端勻速推上頂端，已知斜面?長5m，高2m，物體重1000N，沿斜面向上的推力為500N，則下列判定不正確的是（）A．物體在斜面上運動的過程中受3個力的作用，合力為0 B．推力所做的功是2500J C．斜面的機械效率為80% D．物體受到斜面的摩擦力為100N【解答】解：A、把物體從斜面底端勻速推上頂端，物體受到沿斜面向下的摩擦力，受重力、支持力、推力和摩擦力4個力作用，合力為0，故A錯誤；B、總功為：W總＝Fs＝500N×5m＝2500J，故B正確；C、有用功：W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J；機械效率為：η=W有WD、額外功W額＝W總﹣W有＝2500J﹣2000J＝500J，貨物受到斜面對它的摩擦阻力f=W故選：A。一．選擇題（共15小題）1．（2023?墨玉縣模擬）如圖，OAB是杠桿，OA與桿AB垂直，在OA的中點掛一個20N的重物，加在B點的動力使OA在水平位置保持靜止（杠桿重力及摩擦均不計），則（）A．該杠桿一定是省力杠桿 B．該杠桿一定是費力杠桿 C．作用點在B點的最小動力等于10N D．作用點在B點的最小動力小于10N【解答】解：（1）因無法確定動力臂的大小，所以無法確定它是哪種杠桿，故A和B錯誤；（2）加在B點的動力F與OB垂直向上時，動力作用線和杠桿垂直，支點與動力作用點之間的連線OB就是最長的動力臂，此時動力最小。因為C點是中點，所以O(shè)B＞OA＝2OC。根據(jù)杠桿的平衡條件F×OB＝G×OC，此時的最小動力F=G×OCOB＜故選：D。2．（2023?荔灣區(qū)一模）小昕在測量機械效率的實驗時，分別用甲、乙、丙三種機械將重為1N的物體勻速提升0.2m，記錄它們所做的總功如圖所示，則（）A．甲的機械效率高于乙 B．乙的額外功大于甲 C．丙的數(shù)據(jù)是錯誤的 D．甲的有用功小于乙【解答】解：AD、分別用甲、乙、丙三種機械將重為1N的物體勻速提升0.2m，由W有＝Gh可知它們所做的有用功相同，由圖示可知，甲做的總功最多，而機械效率是有用功與總功之比，所以甲的機械效率低于乙，故AD錯誤；B、從圖示可知，甲的總功最多，有用功相同，故乙的額外功小于甲，故B錯誤；C、丙的有用功為W有＝Gh＝1N×02m＝0.2J，有用功總是小于總功，故丙的數(shù)據(jù)錯誤，故C正確。故選：C。3．（2023?蒙城縣模擬）如圖，工人把一罐裝滿油的油桶由水平位置勻速提起到甲圖所示的位置。圖乙是工人抬油桶的簡化示意圖，整個過程中，力F始終豎直向上。下列說法正確的是（）A．抬油桶時小車相當(dāng)于費力杠桿 B．抬油桶時F逐漸變大 C．抬油桶時力臂L1變大、L2變小 D．抬油桶時F大小不變【解答】解：A、在使用過程中，動力臂大于阻力臂，為省力杠桿，故A錯誤；BCD、由圖可知O為支點，若對A點施加的力F始終豎直向上，油桶圍繞支點O勻速轉(zhuǎn)動到如圖乙所示位置，動力和阻力的方向不變，根據(jù)相似三角形的性質(zhì)可知動力臂和阻力臂之比不變，阻力大小不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知所用力F的大小不變，故D正確、BC錯誤。故選：D。4．（2023?岳陽二模）如圖甲、乙所示，是某人分別用兩種方式挑著同一物體行走時的情景，小強看后感到疑惑：改變物體的位置，人用的力更大了嗎？于是想用實驗的方法一探究竟。他要探究的問題是：在杠桿平衡的情況下（）A．動力和阻力一定時，動力臂和阻力臂的關(guān)系 B．動力臂和阻力臂一定時，動力和阻力的關(guān)系 C．動力和阻力臂一定時，動力臂和阻力的關(guān)系 D．阻力和動力臂一定時，動力和阻力臂的關(guān)系【解答】解：小強想探究的是改變物體的位置，人用的力變化情況，其中改變物體的位置，就會改變阻力臂的大小，人用的力就是動力的大小，所以他要探究的問題是阻力和動力臂一定時，動力和阻力臂的關(guān)系，故D正確，ABC錯誤。故選：D。5．（2023?紅山區(qū)校級三模）如圖所示，用滑輪組提升重物時，重400N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩的力F為250N，則提升重物的過程中（）A．繩子自由端被拉下1m B．做的總功是400J C．拉力F的功率是25W D．滑輪組的機械效率是80%【解答】解：A、由圖知，n＝2，繩子自由端被拉下的距離：s＝2h＝2×1m＝2m，故A錯；B、拉力做的總功：W總＝Fs＝250N×2m＝500J，故B錯；C、拉力做功的功率：P=WD、所做的有用功：W有＝Gh＝400N×1m＝400J，滑輪組的機械效率：η=W故選：D。6．（2023?潮陽區(qū)校級二模）用如圖所示的四種裝置勻速提升同一重物時，所用拉力分別為F1、F2、F3、F4，四種裝置的機械效率分別為η1、η2、η3、η4，若不計繩子的重力及各種摩擦，滑輪重力都相同且小于重物重力，則下列說法正確的是（）A．F1＝F2 B．F3＝F4 C．η1＝η2 D．η3＝η4【解答】解：AB、不計繩子的重力及各種摩擦?xí)r，甲的拉力F1=12（G+G滑），乙的拉力F2＝G，滑輪重力都相同且小于重物重力，則F1＜F丙的拉力F3=13（G+G滑），丁的拉力F4=12（G+G滑），則FCD、不計繩子的重力及各種摩擦?xí)r，根據(jù)η=W有用W總=G?G?+G滑?=GG+故選：D。7．（2023?澄海區(qū)模擬）如圖所示，用兩滑輪采用不同的繞繩方法，將同一重物勻速提升相同的高度（不計繩重和摩擦），比較甲、乙裝置，正確的是（）A．F1和F2大小相等 B．兩裝置繩子自由端移動距離相等 C．兩裝置所做有用功相等 D．甲裝置比乙裝置的機械效率大【解答】解：A、由滑輪組的結(jié)構(gòu)知道承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，不計繩重和摩擦?xí)r，拉力F=1n（G物+G輪），由圖可知n甲＝2，n乙＝3，故F1＞FB、繩子自由端移動的距離s＝nh，s甲＝2h，s乙＝3h，s甲＜s乙，故B錯誤；C、把相同的重物勻速提升相同的高度，有用功W＝G物h，做的有用功相同，故C正確；D、不計繩重及摩擦，相同的滑輪組裝置、提升相同的高度，做的額外功相同；總功等于有用功加上額外功，滑輪組做的總功相同，由機械效率η=W有用W總可知，η甲故選：C。8．（2023?商水縣模擬）工人用如圖所示的裝置運送砂石。下列說法正確的是（不計繩重、動滑輪重和摩擦）（）A．滑輪組中的定滑輪只能改變力的方向 B．圖中動滑輪相當(dāng)于一個費力杠桿 C．繩子自由端下拉1m，桶上升2m D．質(zhì)量為65kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石【解答】解：A、定滑輪能改變力的方向，但不能改變力的大小，故A正確；B、動滑輪實質(zhì)是動力臂等于阻力臂二倍的杠桿，屬于省力杠桿，故B錯誤；C、由圖知，n＝2，拉力端移動距離s＝2h，若繩子自由端下拉1m，則桶上升0.5m，故C錯誤；D、工人向下拉繩子時，繩子會對人施加向上的拉力，為避免人被繩子拉上去，所以人提供的最大拉力F最大＝G人＝m人g＝65kg×10N/kg＝650N；不計繩重、動滑輪重和摩擦?xí)r，利用該滑輪組能提起的最大物重G最大＝2F最大＝2×650N＝1300N，則提升物體的最大質(zhì)量：m最大=G故選：A。9．（2023?六安模擬）如圖所示，重為G的物體在平行于斜面的拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動。已知斜面的長為s、高為h，物體從斜面底端勻速運動到頂端的過程中，斜面對物體的摩擦力大小為f，關(guān)于該過程，下列判斷正確的是（）A．拉力做的有用功為fs B．拉力做的總功為Gh C．斜面對物體的摩擦力大小為f＝F?G?D．斜面的機械效率為G?【解答】解：A、拉力做的有用功W有用＝Gh，額外功W額＝fs，故A錯誤；B、拉力做的總功為W總＝Fs，故B錯誤；C、因為W總＝W有用+W額，即Fs＝Gh+fs，摩擦力f=Fs?G?s=D、斜面的機械效率η=W故選：C。10．（2023?惠山區(qū)三模）桿秤作為華夏國粹，它制作輕巧、使用便利，如圖所示，是小陽同學(xué)制作的桿秤的示意圖，使用時將貨物掛在秤鉤上，用手提起B(yǎng)或C（相當(dāng)于支點）處的秤紐，移動秤砣在秤桿上的位置，當(dāng)秤桿水平平衡時，可讀出貨物的質(zhì)量。秤砣最遠可移至D點，此秤最大稱量是10kg。秤桿、秤鉤和秤紐的質(zhì)量忽略不計，AB、BC、BD的長度如圖所示。下列說法不正確的是（）A．秤砣的質(zhì)量是0.4kg B．提起B(yǎng)秤紐，可以達到最大稱量 C．距離C點12.5cm，有兩個刻度，分別為1kg和3.1kg D．如果秤砣磨損，用該秤稱量貨物質(zhì)量偏小【解答】解：（1）根據(jù)杠桿的平衡條件可知：當(dāng)提著B處秤紐、秤砣在D點時，A點所掛物體重為GA=G當(dāng)提著C處秤紐、秤砣在D點時，A點所掛物體重為GA′=G因BD＞CD、AB＜AC，則GA＞GA′，即提B處秤紐時，此秤的稱量最大，故B正確；當(dāng)提著B處秤紐、秤砣掛在D點、A點秤鉤掛著質(zhì)量為10kg的物體時，秤桿可以在水平位置平衡，根據(jù)杠桿平衡條件可得GA?AB＝G秤砣?BD，由G＝mg可得mAg?AB＝m秤砣g?BD，則m秤砣=m×AB（2）當(dāng)提起B(yǎng)處秤紐時，阻力臂為AB＝2cm，動力臂BD′＝3cm+12.5cm＝15.5cm，根據(jù)杠桿的平衡條件可列式：G?AB＝G秤砣?BD′。由G＝mg可得mg?AB＝m秤砣g?BD′，則m=m當(dāng)提起C處秤紐時，阻力臂為AC＝AB+BC＝2cm+3cm＝5cm，動力臂CD′＝12.5cm，根據(jù)杠桿的平衡條件可列式：G?AC＝G秤砣?CD′。由G＝mg可得mg?AC＝m秤砣g?CD′，則m=m（3）如果秤砣磨損，根據(jù)杠桿平衡條件可知動力臂變大，所以用該秤稱量貨物質(zhì)量偏大，故D錯誤。故選：D。11．（2023?阿克蘇地區(qū)三模）用4個相同的滑輪組成滑輪組甲和乙，分別勻速提升A、B兩個物體時，拉力F相等。不計繩重和摩擦，若滑輪組甲的機械效率為80%，則滑輪組乙的機械效率為（）A．75% B．70% C．60% D．50%【解答】解：甲圖中，n甲＝3，滑輪組的機械效率為η甲=W有用W不計繩重和摩擦，圖甲中繩端拉力F=13×（GA+G動），則動滑輪的重力G動乙圖中，n乙＝2，繩端拉力F=12×（GB+G動），則GB乙圖中滑輪組的機械效率為η乙=W故選：B。12．（2023?阜新模擬）如圖所示，男孩利用滑輪將物體勻速吊起，下列說法正確的是（）A．物體勻速上升時動能增大 B．圖中的滑輪不能改變拉力的方向 C．物體勻速上升時受非平衡力的作用 D．人對繩子的拉力是物體重力的一半【解答】解：A、物體勻速上升時，其質(zhì)量不變，速度不變，則動能不變，故A錯誤；B、圖中的滑輪是動滑輪，使用時能省力，但不能改變拉力的方向，故B正確；C、物體勻速上升時處于平衡狀態(tài)，則物體受平衡力的作用，故C錯誤；D、若不計繩重和摩擦，則人對繩子的拉力是物體和動滑輪總重力的一半；若考慮繩重和摩擦，則人對繩子的拉力更大，一定不等于物體重力的一半，故D錯誤。故選：B。13．（2023?漳州模擬）如圖所示，用相同的滑輪和繩子分別組成甲、乙兩個滑輪組，分別用甲、乙兩個滑輪組在相同時間內(nèi)將重為G的物體勻速提升相同的高度，不計繩重及摩擦，則下列說法正確的是（）A．繩自由端的拉力F甲＜F乙 B．拉力所做的功W甲＞W(wǎng)乙 C．拉力的功率P甲＞P乙 D．滑輪組的機械效率η甲＝η乙【解答】解：A、甲滑輪組有兩段繩子承擔(dān)物重，乙滑輪組有三段繩子承擔(dān)物重，不計繩重及摩擦，F(xiàn)甲=12（G+G動），F(xiàn)乙=13（G+G動），則FB、因忽略繩重與摩擦?xí)r，克服物體重力做的功為有用功，且兩滑輪組將物體提升相同高度，由W有＝Gh可知，兩滑輪組做的有用功相等．利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度，做額外功相同；而總功等于有用功加上額外功，可知利用滑輪組做的總功相同，則兩滑輪組拉力做的總功相等，即W甲＝W乙，B錯誤；C、兩滑輪組拉力所做功相同，做功時間相同，所以兩個滑輪組拉力的功率相同，即P甲＝P乙，C錯誤；D、兩滑輪組做的有用功即為克服物重所做的功，因此有用功相同、總功相同，故兩滑輪組的機械效率相同，D正確。故選：D。14．（2023?陽信縣模擬）如圖所示，A和B為由銅和鐵制成的實心球，它們的體積相同，此時杠桿恰好水平平衡，若將它們同時浸沒水中則（）A．杠桿仍然保持平衡 B．杠桿不能平衡A下沉 C．杠桿不能保持平衡B下沉 D．無法確定【解答】解：如圖，杠桿處于平衡狀態(tài)，鐵球的力臂大于銅球的力臂；它們同時浸沒水中，由于它們的體積相同，根據(jù)阿基米德原理可知，它們受到的浮力是相同的，浮力的方向是豎直向上的；由于鐵球的力臂大于銅球的力臂，則鐵球受到的浮力與力臂的乘積要大于銅球受到的浮力與力臂的乘積，即鐵球的浮力與力臂的乘積減小的多，鐵球受到的力與力臂的乘積要小于銅球的力與力臂的乘積，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，鐵球的一端會上升，即B上升，A下降。故選：B。15．（2023?梧州二模）如圖所示是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列說法正確的是（）A．刀刃很薄可以增大壓力 B．刀刃很薄可以減小壓強 C．甘蔗放在a點比b點更易被切斷 D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力【解答】解：AB、刀刃很薄是通過減小受力面積來增大壓強的，故AB錯誤；C、由圖知，甘蔗放在a點比b點時的阻力臂更小，而甘蔗對鍘刀的阻力一定，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力會越小，更易被切斷，故C正確；D、由圖知，手沿F1方向用力比沿F2方向用力時的動力臂小，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力大（即費力），故D錯誤。故選：C。二．實驗探究題（共3小題）16．（2023?丹東校級二模）在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，小彤用同一滑輪組進行了三次實驗如圖所示，實驗數(shù)據(jù)記錄如表：次數(shù)物重/N物體上升距離/cm測力計示數(shù)/N測力計上升距離/cm機械效率/%12100.83083.324101.53088.936102.230（1）實驗中要豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼緩慢上升。（2）表格中第3次實驗的機械效率為。（百分?jǐn)?shù)前保留一位小數(shù)）（3）分析表中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：同一滑輪組的機械效率與有關(guān)。（4）根據(jù)實驗結(jié)論，若該滑輪組提升物體時機械效率為92.1%，物體的重力可能為。（填字母符號）A.1NB.3NC.5ND.8N（5）小彤改變動滑輪重，提升同一物體多次實驗，根據(jù)所測數(shù)據(jù)繪制出圖象丁。由圖象可知：被提升物體重力相同時，動滑輪越重，滑輪組機械效率越（填“高”或“低”）。（6）根據(jù)所學(xué)知識，滑輪組的機械效率還與繩重和摩擦有關(guān)，分析圖象丁中的A點可知，被提升物體所受的重力一定（填“小于”、“等于”或“大于”）40N?！窘獯稹拷猓海?）在實驗過程中，應(yīng)沿豎直方向勻速向上拉動彈簧測力計，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，受到平衡力的作用，測力計示數(shù)才等于拉力大?。唬?）由表中數(shù)據(jù)可得第3次的總功為：W總＝Fs＝2.2N×0.3m＝0.66J，第3次實驗中滑輪組的機械效率為：η=W（3）縱向分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高；（4）根據(jù)“用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高”，所以，若該滑輪組提升物體時機械效率為92.1%，物體的重力應(yīng)該大于6N，可能為8N，故D符合題意；故選：D；（5）根據(jù)圖丁可知，被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低；（6）根據(jù)圖丁可知，當(dāng)動滑輪重為10N時，滑輪組的機械效率為80%；若忽略繩重和摩擦，滑輪組的機械效率η=W所以，被提升物體所受的重力：G=η但由于繩重和摩擦力使得額外功變大，根據(jù)η=W故選：C。故答案為：（1）勻速；（2）90.9%；（3）物體的重力；（4）D；（5）低；（6）大于。17．（2023?阜新模擬）小福利用如圖所示實驗裝置進行“探究杠桿的平衡條件”