機械和機械效率-2023年中考物理試題解讀與模擬預測（安徽專用）（原卷版+解析）

專題13機械和機械效率

1.考查形式：主要以填空題、實驗題和計算題的形式進行考查，是每年中考的必考考點。

2.考查內容：杠桿平衡的相關計算考查力的計算，核心考點是杠桿的五要素，滑輪組機械效率的計算。

3.命題情景：近10年中關于杠桿的考查中，直接給出杠桿模型考查2次；從生活情境中抽象、提取、轉

化的理想化模型考查3次；機械效率的計算考查4次，機械效率的理解考查1次，己知機械效率求有用功

考查1次。

4.命題預測：預計2023年中考中將繼續(xù)以填空題的形式考查杠桿模型和相關計算，近3年關于機械效率

全部以滑輪組為模型進行考查，主要考查學生對有用功、總功、機械效率的相關計算，預計2023年機械效

率將繼續(xù)以填空題和選擇題的形式考查滑輪組機械效率的計算。

考向1杠桿

%真題居小￡

【真題來源1】2022年安徽省中考物理真題

【真題題文】用圖中所示的裝置探究杠桿的平衡條件，通過正確的實驗操作，得到下表中的數據。

實驗次數動力動力臂h/m阻力臂121m

B/N阻力F2/N

13.00.202.00.30

22.00.151.5

31.50.201.00.30

...................................

（1）第2次實驗數據中的阻力臂12應為m；

（2）第3次實驗后，用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動右邊掛鉤碼的懸線（保持上端懸點不動），如圖乙

所示，不計摩擦，杠桿（選填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是：o

【真題來源2】2021年安徽省中考物理試題

【真題題文】研究物理問題時，常需要突出研究對象的主要因素，忽略次要因素，將其簡化為物理模型。

（1）如圖甲，一質量分布均勻的杠桿，忽略厚度和寬度，長度不可忽略，用細線將它從中點懸起，能在水

平位置平衡。將它繞懸點在豎直面內緩慢轉過一定角度后（如圖乙）釋放，為研究其能否平衡，可將它看

成等長的兩部分，請在圖乙中畫出這兩部分各自所受重力的示意圖和力臂，并用杠桿平衡條件證明杠桿在

該位置仍能平衡；

（2）如圖丙，一質量分布均勻的長方形木板，忽略厚度，長度和寬度不可忽略，用細線將它AB邊的中點

懸起，能在水平位置平衡。將它繞懸點在豎直面內緩慢轉過一定角度后（如圖丁）釋放，木板在該位置能

否平衡？寫出你的判斷依據。

ZZ/Z/ZZZ/ZZ/Z////////

【真題來源3】2020年安徽省中考物理試題

【真題題文】停車場入口處常用橫桿來控制車輛的進出，如圖甲所示。我們可以把該裝置簡化成如圖乙所

示的杠桿。若橫桿粗細相同、質量分布均勻，重G=120N,AB=2.8m,AO=0.3m。要使橫桿AB保持水

平平衡，需在A端施加豎直向下的力F=N?

【真題來源4】2019年安徽中考物理試題

【真題題文】如圖所示，一輕桿A8懸于。點，其左端掛一重物，右端施加一個與水平方向成30。的力凡此

時輕桿水平平衡.若重物質量加=3kg,BO=3A。，g取10N/kg.則力尸的大小為_N.

'〃〃〃〃〃，

【命題知識點】

1.杠桿：在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒，這根硬棒就叫杠桿。

（1）“硬棒”泛指有一定長度的，在外力作用下不變形的物體。

（2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。

2.杠桿的五要素：（1）支點：杠桿繞著轉動的固定點，用字母“?！北硎尽Ｋ赡茉诎舻哪骋欢?，也可能在棒

的中間，在杠桿轉動時，支點是相對固定；

（2）動力：使杠桿轉動的力叫動力，用“人”表示；

（3）阻力：阻礙杠桿轉動的力叫阻力，用“礦”表示；

（4）動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離，用用”表示；

（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離，用表示。

注意：無論動力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個力的作用效果正好相反。一般情況下，把人

施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉動的力叫做動力，而把阻礙杠桿按照需要方向轉動的力叫阻力。

力臂是點到線的距離，而不是支點到力的作用點的距離。力的作用線通過支點的，其力臂為零，對杠桿的

轉動不起作用。

3.杠桿示意圖的畫法：

（1）根據題意先確定支點。；

（2）確定動力和阻力并用虛線將其作用線延長；

（3）從支點向力的作用線畫垂線，并用/1和/2分別表示動力臂和阻力臂；

第一步：先確定支點，即杠桿繞著某點轉動，用字母“?！北硎?。

第二步：確定動力和阻力。人的愿望是將石頭翹起，則人應向下用力，畫出此力即為動力用“A”表示。這個

力B作用效果是使杠桿逆時針轉動。而阻力的作用效果恰好與動力作用效果相反，在阻力的作用下杠桿應

朝著順時針方向轉動，則阻力是石頭施加給杠桿的，方向向下，用“尸2”表示如圖乙所示。

第三步：畫出動力臂和阻力臂，將力的作用線正向或反向延長，由支點向力的作用線作垂線，并標明相應

的*分別表示動力臂和阻力臂，如圖丙所示。

4.杠桿的平衡條件

（1）杠桿的平衡：當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。

（2）杠桿的平衡條件實驗。

1）首先調節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。如圖（5）所示，當杠桿在水平位置平衡時，這樣

就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實物大小了，而圖（4）杠桿在傾斜位置平衡，讀力臂的數值就沒有圖

（5）方便。由此，只有杠桿在水平位置平衡時，我們才能夠直接從杠桿上讀出動力臂和阻力臂的大小，因

此本實驗要求杠桿在水平位置平衡。

2）在實驗過程中絕不能再調節(jié)螺母。因為實驗過程中再調節(jié)平衡螺母，就會破壞原有的平衡。

（3）杠桿的平衡條件：動力x動力臂=阻力x阻力臂，或尸山=F2M

考向2機械效率

;真題呈猊Y

【真題來源1】2022年安徽省中考物理真題

【真題題文】用圖示的滑輪組將重為3.6N的物體豎直向上勻速提升0.5m,拉力廠的大小為1.5N,則該滑

輪組的機械效率為o

【真題來源2】2021年安徽省中考物理試題

【真題題文】如圖，用滑輪組將一重物豎直向上勻速提升2m,所用拉力尸=100N,若該過程中滑輪組的機

械效率為80%,則滑輪組對重物做的有用功為Jo

O

Q▼

F

I

【真題來源312020年安徽省中考物理試題

【真題題文】如圖所示，工人沿斜面用一定大小的力尸把一重為600N的物體從斜面底部勻速推到頂部（不

考慮物體的大?。?。已知斜面長L=3m,高/z=1.5m。若該過程中斜面的效率為60%,力尸所做的功為J。

【真題來源4】2019年安徽中考物理試題

【真題題文】用沿斜面向上大小為3.5N的力將一個重為4.9N的物體從斜面底端勻速拉到頂端。已知斜面

長為2m,高為1m,則該過程中斜面的機械效率為。

4考點解讀G

【命題知識點】

1.有用功：對機械、活動有用的功。

公式：W^w=Gh（提升重物）=W&-Ws=r]W&；斜面：W有用=G/z。

2.額外功：并非需要但又不得不做的功。

公式：W額=卬總一W有用=3動/?（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）；斜面：W額=上。

3.總功：有用功加額外功或動力所做的功。

公式：卬總=皿有用+皿額=人=W有用/〃；斜面：W&=fL+Gh=FL.

4.機械效率：有用功跟總功的比值。機械效率計算公式：〃=?又100%

W

5.滑輪組的機械效率（不計滑輪重以及摩擦時）

Gh

（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：7=——

FS

（G為物重，/I為物體提升高度，尸為拉力，s為繩子自由端走的距離）。

（2）滑輪組（水平方向拉動物體）：7=—

FS

（f為摩擦力，/為物體移動距離，F(xiàn)為拉力，s為繩子自由端走的距離）。

Gh

6.斜面的機械效率：7=—

一、填空題

1.（2023?安徽淮北?統(tǒng)考二模）如圖甲為小陽舉著啞鈴的前臂骨骼，可將其視為如圖乙所示的杠桿，不計前

臂自重，小陽的肱二頭肌能施加的最大拉力B=500N,他平時鍛煉時最大能舉起質量為12.5kg的杠鈴，則

OA:OB=（g取10N/kg）o

2.（2023?安徽黃山??？家荒＃┤鐖D所示，輕質杠桿AOB的A、2兩端掛有輕質細繩，且AO=2OB,B點掛

有重力為30N的物體M,當在A點掛上物體m時，杠桿水平平衡，此時物體M對地面的壓強是不掛物體

m時的一半，則物體m的重力為N?（不計摩擦）

3.（2023?安徽滁州??？家荒＃﹫D甲是人體肱二頭肌工作時的原理圖，我們可以將這幅圖簡化成如圖乙所示

的杠桿。若圖中入為重20N的鉛球對水平攤開的手掌的壓力，小臂在圖中位置平衡，則肱二頭肌對小臂的

4.（2022?安徽?校聯(lián)考模擬預測）如圖所示為古代投石機的簡化圖。己知杠桿A8與水平地面的夾角為37。,

0A為2m,OB0.4m,當阻力仍為500N時，求動力句為N（已知8$37。=0.8,sin37°=0.6）o

5.（2022?安徽池州?統(tǒng)考模擬預測）如圖甲是一種A字型握力器，它可抽象為兩個杠桿，其下側杠桿結構圖

如圖乙所示，。點為支點，08長為10cm,若在B點施加一個垂直于的握力，阻力F2為3000N,。點

到尸2的垂直距離為0.2cm,則此時的握力大小為N?

6.（2022.安徽?校聯(lián)考模擬預測）如圖甲所示，小明做家務打掃地面時，經常會把餐桌從一側抬起，杠桿模

型簡化成圖乙、丙所示；從A點抬起的力為0,從8點抬起的力為品，則FA鼠（選填，“'=”或

（餐桌受到的重力的作用線經過桌面對角線的交點）

二、單選題

7.（2022?安徽?校聯(lián)考模擬預測）商代時期，古人在農業(yè)灌溉方面使用的桔椽俗稱“吊桿”，是一種原始的汲

水工具，如圖甲所示，它是在一根豎立的架子上加上一根細長的杠桿，當中是支點，末端懸掛一個重物，

前端懸掛水桶。一起一落，汲水時可以省力。杠桿模型如圖乙所示，。氏04=32重物重為100N,若不計

整個杠桿重力和水桶的重力，古人汲水時所需的最小力（）

BOA

F

重

啜物

甲乙

A.豎直向上100NB.豎直向上150N

C.豎直向下500ND.豎直向下150N

三、計算題

8.（2023?安徽滁州?校考一模）桔棒是中國古代的一種汲水工具，桔棒的結構相當于一個普通的杠桿。如圖

甲所示，橫桿的一端用繩子與水桶相連，另一端綁上一塊重石頭。當要提水時，人用力向下拉繩子使水桶

下降到水面以下并讓水流入水桶。當水桶裝滿水后，就讓另一端石頭下降，通過杠桿作用，就可將水桶提

升。這樣汲水過程的主要用力方向是向下，由于向下用力可以借助人的體重，因而大大減少了人們提水的

疲勞程度。

直桿

甲乙

（1）圖乙是桔榛的模型，已知20=lm,AO—2m,空水桶重20N,石頭重400N。請計算人至少要用多大

的力才能使空水桶勻速下降？

（2）若水桶裝滿水后的總重為190N,則把裝水后的水桶從水井中拉起時，人需要給繩子向上的拉力嗎？

若無需拉力，請分析說明；若需要拉力，請計算大小。

9.（2023?安徽亳州??？家荒＃┰趯W校開展的勞動教育實踐活動中，身高相同的小聰和小明兩位同學用根質

量不計的均勻扁擔抬起一個900N的重物，已知扁擔長為1.8m,抽象成物理模型如圖所示。

（1）以小明的肩8點為支點，小聰的肩A點支持力出為動力，請在圖中畫出杠桿所受阻力的示意圖（注

意標明阻力作用點）；

（2）若重物懸掛點。為扁擔的中點，計算小聰的肩A點支持力曲；

（3）若在（2）中小聰的肩從A點向。點靠近時，請判斷小明對扁擔支持力FB的大小將如何變化？并通過

列式說明理由。

A51Zk5

10.（2022?安徽滁州?統(tǒng)考一模）研究物理問題時，常需要突出研究對象的主要因素，忽略次要因素，將其

簡化為物理模型。如圖甲所示，一個質量分布均勻的輪軸，研究它的特點時可以忽略它的質量，將其簡化

成一個輕質杠大桿如圖乙。已知輪半徑R是軸半徑廠的n倍。

（1）若所提升物體的重力為G,當作用在輪上的力為尸時輪軸勻速轉動，不計繩重和摩擦，請證明尸=9；

n

（2）若該輪軸的軸半徑片10cm,輪半徑R=50cm,當施加的拉力P=120N時，使重力G=500N物體勻速上

升2m,該輪軸的機械效率是多少？（百分號前保留一位小數）

甲乙

專題13機械和機械效率

i.考查形式：主要以填空題、實驗題和計算題的形式進行考查，是每年中考的必考考點。

2.考查內容：杠桿平衡的相關計算考查力的計算，核心考點是杠桿的五要素，滑輪組機械

效率的計算。

3.命題情景：近10年中關于杠桿的考查中，直接給出杠桿模型考查2次；從生活情境中抽

象、提取、轉化的理想化模型考查3次；機械效率的計算考查4次，機械效率的理解考查1

次，已知機械效率求有用功考查1次。

4.命題預測：預計2023年中考中將繼續(xù)以填空題的形式考查杠桿模型和相關計算，近3

年關于機械效率全部以滑輪組為模型進行考查，主要考查學生對有用功、總功、機械效率的

相關計算，預計2023年機械效率將繼續(xù)以填空題和選擇題的形式考查滑輪組機械效率的計

算。

考向1杠桿

j真題基網￡

【真題來源1】2022年安徽省中考物理真題

【真題題文】用圖中所示的裝置探究杠桿的平衡條件，通過正確的實驗操作，得到下表中

的數據。

實驗次數動力臂h/m阻力臂l/m

動力B/N阻力F2/N2

13.00.202.00.30

22.00.151.5

31.50.201.00.30

...................................

(1)第2次實驗數據中的阻力臂應為m；

(2)第3次實驗后，用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動右邊掛鉤碼的懸線(保持上端懸點

不動)，如圖乙所示，不計摩擦，杠桿(選填“能”或“不能”)在水平位置保持

平衡，原因是：o

【答案】0.20不能見解析

【真題來源2】2021年安徽省中考物理試題

【真題題文】研究物理問題時，常需要突出研究對象的主要因素，忽略次要因素，將其簡化

為物理模型。

（1）如圖甲，一質量分布均勻的杠桿，忽略厚度和寬度，長度不可忽略，用細線將它從中

點懸起，能在水平位置平衡。將它繞懸點在豎直面內緩慢轉過一定角度后（如圖乙）釋放,

為研究其能否平衡，可將它看成等長的兩部分，請在圖乙中畫出這兩部分各自所受重力的示

意圖和力臂，并用杠桿平衡條件證明杠桿在該位置仍能平衡;

（2）如圖丙，一質量分布均勻的長方形木板，忽略厚度，長度和寬度不可忽略，用細線將

它AB邊的中點懸起，能在水平位置平衡。將它繞懸點在豎直面內緩慢轉過一定角度后（如

圖?。┽尫?，木板在該位置能否平衡？寫出你的判斷依據。

甲

見解析；（2）不能平衡；答案見

解析

【真題來源3】2020年安徽省中考物理試題

【真題題文】停車場入口處常用橫桿來控制車輛的進出，如圖甲所示。我們可以把該裝置

簡化成如圖乙所示的杠桿。若橫桿粗細相同、質量分布均勻，重G=120N,AB=2.8m，

No

AO=0.3mo要使橫桿AB保持水平平衡，需在A端施加豎直向下的力尸=

O

4k-B

FG

甲乙

【答案】440

【真題來源4】2019年安徽中考物理試題

【真題題文】如圖所示，一輕桿懸于。點，其左端掛一重物，右端施加一個與水平方向

成30。的力凡此時輕桿水平平衡.若重物質量m=3kg,BO=3AO,g取10N/kg.則力F的大小

為_N.

,//////////z

AB

F

【答案】20

從考點解讀Q

【試題解析】

真題來源1(1)口］根據杠桿平衡可知，阻力臂4應為

,Fl2Nx0.15m“八

/,=上=---------=0.20m

F21.5N

(2)⑵⑶用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動右邊掛鉤碼的懸線(保持上端懸點不動)，改變

了拉力的方向，但是沒有改變拉力的大小，但是支點到力的作用線的距離，即力臂的長短發(fā)

生了變化，由耳《=^4可知，"4不變，G的大小不變，但是力臂發(fā)生了變化，故杠桿不能

保持平衡。

真題來源2(1)設杠桿的中點為。，杠桿與水平方向的夾角為0,由于杠桿質量分布均勻，

且左右兩部分等長，因此杠桿左右兩部分重力GI=G2,重心分別在兩部分的中點處，分別設

為。/和。2,則易知0。/=0。2,左右兩部分重力的力臂

li=OOi乂cos6,12=001xcos0

因此

LI=L2

因此有

G1^L1=G2XL2

滿足杠桿平衡條件，因此杠桿在該位置仍能平衡。

（2）不能平衡，轉過一定角度釋放的瞬間，木板只受重力和細線的拉力的作用，重力的方

向豎直向下，拉力的方向豎直向上；此時木板的重心不在懸點的正下方，重力和細線的拉力

不在一條直線上，不是一對平衡力，木板受力不平衡，因此不能平衡。

真題來源3橫桿粗細相同、質量分布均勻，則橫桿的重心在中點，故重力G的力

臂為

I,=—AB-AO=—x2.8m-0.3m=l.lm

222

力尸的力臂

《=AO=0.3m

由杠桿平衡條件月4=與4得

FxO.3m=12ONxl.lm

解得

F=440N

故需在A端施加豎直向下的力為440N。

真題來源4輕桿A2在力p的作用下保持水平平衡，先在圖上作出F的力臂OC,如下圖:

根據直角三角形的性質可知：又因為BO=3A。，所以OC=1.5AO；重物質量

2

片3kg,則

G=mg=3kgxION/kg=30N

杠桿此時滿足

GxAO=FxOC

則

GxOA30N

F==2()N

0C1.5

【命題知識點】

1.杠桿：在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒，這根硬棒就叫杠桿。

（1）“硬棒”泛指有一定長度的，在外力作用下不變形的物體。

（2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。

2.杠桿的五要素：（1）支點：杠桿繞著轉動的固定點，用字母“?！北硎?。它可能在棒的某一

端，也可能在棒的中間，在杠桿轉動時，支點是相對固定；

（2）動力：使杠桿轉動的力叫動力，用表示；

（3）阻力：阻礙杠桿轉動的力叫阻力，用表示；

（4）動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離，用*”表示；

（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離，用2”表示。

注意：無論動力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個力的作用效果正好相反。一般

情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉動的力叫做動力，而把阻礙杠桿按照

需要方向轉動的力叫阻力。

力臂是點到線的距離，而不是支點到力的作用點的距離。力的作用線通過支點的，其力臂為

零，對杠桿的轉動不起作用。

3.杠桿示意圖的畫法：

（1）根據題意先確定支點。；

（2）確定動力和阻力并用虛線將其作用線延長；

（3）從支點向力的作用線畫垂線，并用/1和，2分別表示動力臂和阻力臂；

第一步：先確定支點，即杠桿繞著某點轉動，用字母“0”表示。

第二步：確定動力和阻力。人的愿望是將石頭翹起，則人應向下用力，畫出此力即為動力用

“尸1”表示。這個力K作用效果是使杠桿逆時針轉動。而阻力的作用效果恰好與動力作用效

果相反，在阻力的作用下杠桿應朝著順時針方向轉動，則阻力是石頭施加給杠桿的，方向向

下，用“92”表示如圖乙所示。

第三步：畫出動力臂和阻力臂，將力的作用線正向或反向延長，由支點向力的作用線作垂線,

并標明相應的%"也”分別表示動力臂和阻力臂，如圖丙所示。

4.杠桿的平衡條件

（1）杠桿的平衡：當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。

（2）杠桿的平衡條件實驗。

1）首先調節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。如圖（5）所示，當杠桿在水平位置

平衡時，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實物大小了，而圖（4）杠桿在傾斜位置

平衡，讀力臂的數值就沒有圖（5）方便。由此，只有杠桿在水平位置平衡時，我們才能夠

直接從杠桿上讀出動力臂和阻力臂的大小，因此本實驗要求杠桿在水平位置平衡。

2）在實驗過程中絕不能再調節(jié)螺母。因為實驗過程中再調節(jié)平衡螺母，就會破壞原有的平

衡。

（3）杠桿的平衡條件：動力x動力臂=阻力x阻力臂，或尸"尸

考向2機械效率

多真題呈見f

【真題來源112022年安徽省中考物理真題

【真題題文】用圖示的滑輪組將重為3.6N的物體豎直向上勻速提升0.5m,拉力產的大小為

1.5N,則該滑輪組的機械效率為。

〃//〃//

□

【答案】80%

【真題來源2】2021年安徽省中考物理試題

【真題題文】如圖，用滑輪組將一重物豎直向上勻速提升2m,所用拉力尸=100N,若該過

程中滑輪組的機械效率為80%,則滑輪組對重物做的有用功為J0

Q▼

V、F

I

【答案】320

【真題來源3】2020年安徽省中考物理試題

【真題題文】如圖所示，工人沿斜面用一定大小的力斤把一重為600N的物體從斜面底部勻

速推到頂部（不考慮物體的大?。?。已知斜面長L=3m,高若該過程中斜面的效率

為60%,力產所做的功為Jo

F1h

【答案】1500

【真題來源4】2019年安徽中考物理試題

【真題題文】用沿斜面向上大小為3.5N的力將一個重為4.9N的物體從斜面底端勻速拉到頂

端。已知斜面長為2m,高為1m,則該過程中斜面的機械效率為0

【答案】70%

小考點解讀Q

【試題解析】

真題來源1由圖可知，滑輪組承擔重物的繩子股數為〃=3,則由

n=^-xl00%=—xl00%=—xlOO%

現(xiàn)FsnF

可知，該滑輪組的機械效率為

77=—X100%=3-6N-X100%=80%

nF3xl.5N

真題來源2滑輪組的動滑輪繞2段繩，繩子自由端移動的距離

s=2%=2x2m=4m

總功

W點=網=100Nx4m=400J

對重物做的有用功為

W/W點〃=400Jx80%=320J

真題來源3工人所做的有用功為

W^=G/j=600Nxl.5m=900J

由〃=*xl00%得

黑"。J

真題來源4使用斜面時做的有用功

%=G/z=4.9Nxlm=4.9J

拉力所做的功

%=Fs=3.5Nx2m=7J

斜面的機械效率

49J

〃=上xlOO%=xlOO%=70%

艱7J

【命題知識點】

1.有用功：對機械、活動有用的功。

公式：Wm=Gh（提升重物）=皿息一卬額=總；斜面：W有用=G〃。

2.額外功：并非需要但又不得不做的功。

公式：W額=卬總一W有用=6動〃（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）；斜面：W額機。

3.總功：有用功加額外功或動力所做的功。

公式：卬總=卬有用+卬額=打=卬有用/〃；斜面：W,e=fL+Gh=FL.

4.機械效率：有用功跟總功的比值。機械效率計算公式：77=2x100%

5.滑輪組的機械效率（不計滑輪重以及摩擦時）

（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：〃=—

FS

（G為物重，/?為物體提升高度，尸為拉力，s為繩子自由端走的距離）。

（2）滑輪組（水平方向拉動物體）：rj=—

FS

（f為摩擦力，/為物體移動距離，尸為拉力，s為繩子自由端走的距離）。

Gh

6.斜面的機械效率：r,=—

FS

I模擬預測卡

、

一、填空題

1.（2023?安徽淮北?統(tǒng)考二模）如圖甲為小陽舉著啞鈴的前臂骨骼，可將其視為如圖乙所示

的杠桿，不計前臂自重，小陽的肱二頭肌能施加的最大拉力B=500N,他平時鍛煉時最大能

舉起質量為12.5kg的杠鈴，則0A:OB=（g取10N/kg）。

AF

-----A~

乙

甲

【答案】1：4

【解析】杠鈴重力為

G=mg=12.5kgx1ON/kg=125N

根據杠桿平衡條件可得

片？。4G?OB

即

500NxOA=125NxOB

則

OA：OB=1：4

2.（2023?安徽黃山?校考一模）如圖所示，輕質杠桿AOB的A、5兩端掛有輕質細繩，且AO

=203,3點掛有重力為30N的物體M,當在A點掛上物體m時，杠桿水平平衡，此時物

體M對地面的壓強是不掛物體m時的一半，則物體m的重力為No（不計摩擦）

A°

----------------ZS---------

□mI

M

\\\\\\\

【答案】7.5

【解析】杠桿水平平衡，此時物體M對地面的壓強是不掛物體m時的一半，由于M與地

面的接觸面積不變，根據P=（可知，此時的壓力為M的重力的一半，所以此時M對地面

的壓力

F=30Nx-=15N

2

M受到豎直向下的重力、豎直向上的拉力、豎直向上的支持力的作用，處于平衡狀態(tài)，則

豎直向上的拉力

F=G-F=30N-15N=15N

根據物體間力的作用是相互的可知，細繩對杠桿的拉力為

FM=F=15N

根據杠桿的平衡條件可知

GxAO=FMXOB

則物體m的重力

G=FMX0B^15NX-=7.5N

OA2

則物體m的重力為7.5N。

3.（2023?安徽滁州??？家荒＃﹫D甲是人體肱二頭肌工作時的原理圖，我們可以將這幅圖簡

化成如圖乙所示的杠桿。若圖中后為重20N的鉛球對水平攤開的手掌的壓力，小臂在圖中

位置平衡，則肱二頭肌對小臂的拉力Fi=No

Fi

Fl

6cm

...........

30cm

甲乙

【答案】100

【解析】由圖乙可知，人為動力，其動力臂〃=6cm,仍為阻力，阻力臂/2=30cm,根據杠

桿平衡條件FiSFzb得

Fix6cm=20Nx30cm

解得

F；=100N

4.（2022?安徽?校聯(lián)考模擬預測）如圖所示為古代投石機的簡化圖。已知杠桿與水平地

面的夾角為37。，OA為2m,08為0.4m,當阻力尸2為500N時，求動力B為N

（已知cos370=0.8,sin37°=0.6）o

【答案】125

【解析】已知杠桿AB與水平地面的夾角為37。，動力臂為

=OAcos37°=2mx0.8=1.6m

由杠桿平衡條件耳4=月上得

xl.6m=500Nx0.4m

解得B=125N。

5.（2022?安徽池州?統(tǒng)考模擬預測）如圖甲是一種A字型握力器，它可抽象為兩個杠桿，其

下側杠桿結構圖如圖乙所示，。點為支點，08長為10cm,若在8點施加一個垂直于的

握力，阻力B為3000N,。點到B的垂直距離為0.2cm,則此時的握力大小為N。

【答案】60

【解析】［1］由題意可知，動力臂

4=10cm

阻力力臂

L2=0.2cm

由杠桿平衡條件可得

KxLj—F?義L?

所以握力大小

6.（2022?安徽?校聯(lián)考模擬預測）如圖甲所示，小明做家務打掃地面時，經常會把餐桌從一

側抬起，杠桿模型簡化成圖乙、丙所示；從A點抬起的力為0,從B點抬起的力為尸B,則

【答案】=

【解析】由圖示可知，當從A點抬起時，動力臂是阻力臂0/P的2倍；當從8點抬起

時，動力臂仍2也是阻力臂02尸的2倍，由杠桿的平衡條件可知

"3='

所以

FA=FB

二、單選題

7.（2022?安徽?校聯(lián)考模擬預測）商代時期，古人在農業(yè)灌溉方面使用的桔棒俗稱“吊桿”，

是一種原始的汲水工具，如圖甲所示，它是在一根豎立的架子上加上一根細長的杠桿，當中

是支點，末端懸掛一個重物，前端懸掛水桶。一起一落，汲水時可以省力。杠桿模型如圖乙

所示，。氏。4=3：2,重物重為100N,若不計整個杠桿重力和水桶的重力，古人汲水時所需

的最小力（）

B0A

'F

重

物

甲乙

A.豎直向上100NB.豎直向上150N

C.豎直向下500ND.豎直向下150N

【答案】D

【解析】由題可知，古人汲水時需用力向下拉繩子，將重物吊起，才能將桶放入水中來汲水,

根據杠桿條件可知，當阻力、阻力臂一定時，動力臂越長，動力越小，所以當OA為動力臂

時，人施加的力最小，方向為豎直向下。根據杠桿平衡條件得

FxOA=GxOB

所以古人汲水時所需的最小力為

F=—xG=-xlOON=15ON

OA2

故ABC不符合題意，D符合題意。

故選D。

三、計算題

8.（2023.安徽滁州.?？家荒＃┙郯羰侵袊糯囊环N汲水工具，桔椽的結構相當于一個普

通的杠桿。如圖甲所示，橫桿的一端用繩子與水桶相連，另一端綁上一塊重石頭。當要提水

時，人用力向下拉繩子使水桶下降到水面以下并讓水流入水桶。當水桶裝滿水后，就讓另一

端石頭下降，通過杠桿作用，就可將水桶提升。這樣汲水過程的主要用力方向是向下，由于

向下用力可以借助人的體重，因而大大減少了人們提水的疲勞程度。

直桿

（1）圖乙是桔椽的模型，已知80=lm,AO=2m,空水桶重20N,石頭重400N。請計算

人至少要用多大的力才能使空水桶勻速下降？

（2）若水桶裝滿水后的總重為190N,則把裝水后的水桶從水井中拉起時，人需要給繩子向

上的拉力嗎？若無需拉力，請分析說明；若需要拉力，請計算大小。

【答案】（1）180N；（2）無需拉力

【解析】解：(1)當空水桶勻速下降時，此時人在向下拉繩子，根據杠桿的平衡條件可得

QG桶+F)X.LOA—G^X-LOB

則

(20N+F)x2m=400Nxlm

解得尸=180N。

(2)當裝滿水的水桶上升時，動力動力臂的乘積為

G^x￡OB=400Nxlm=400N?m

阻力阻力臂的乘積為

GSXLOA—190Nx2m=380N-m

由于動力與動力臂的乘積大于阻力與阻力臂的乘積，所以人無需給繩子向上的拉力。

答:(1)人至少要用180N的力才能使空水桶勻速下降；

(2)人無需要給繩子向上的拉力。

9.(2023?安徽亳州??？家荒?在學校開展的勞動教育實踐活動中，身高相同的小聰和小明

兩位同學用根質量不計的均勻扁擔抬起一個900N的重物，已知扁擔長為1.8m,抽象成物理

模型如圖所示。

(1)以小明的肩2點為支點，小聰的肩A點支持力物為動力，請在圖中畫出杠桿所受阻

力的示意圖(注意標明阻力作用點)；

(2)若重物懸掛點。為扁擔的中點，計算小聰的肩A點支持力協(xié)；

(3)若在(2)中小聰的肩從A點向。點靠近時，請判斷小明對扁擔支持力的大小將如

何變化？并通過列式說明理由。

AA51Z\5

AmAB

【答案】(1)Q](2)450N；(3)減小，