第12章簡單機械（A卷知識通關練）-2022-2023學年八年級物理下冊分層訓練AB卷（人教版）

第12章簡單機械（A卷·知識通關練）核心知識1杠桿【高頻考點精講】一、杠桿1、定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點O轉動，這根硬棒就是杠桿。說明：杠桿可直可曲，形狀任意。2、杠桿五要素（1）支點：杠桿可以繞其轉動的點，用字母O表示。（2）動力：使杠桿轉動的力，用字母表示。（3）阻力：阻礙杠桿轉動的力，用字母表示。（4）動力臂：從支點O到動力作用線的距離，用字母表示。（5）阻力臂：從支點O到阻力作用線的距離，用字母表示。二、杠桿的平衡條件1、杠桿平衡：杠桿靜止不動或勻速轉動都叫做杠桿的平衡狀態(tài)。注意：實驗室中探究杠桿平衡條件是杠桿在水平位置平衡，但在實際生活中，水平位置平衡不多，在許多情況下，杠桿受到平衡力作用時傾斜靜止，所以杠桿不論處于什么狀態(tài)下的靜止，都可以理解成平衡狀態(tài)。2、平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂，。三、杠桿的分類及實際應用1、省力杠桿：動力臂大于阻力臂，省力費距離。實際應用：羊角錘撬釘子、剪樹枝的剪刀、瓶起子、核桃夾等。2、費力杠桿：動力臂小于阻力臂，費力省距離。實際應用：人的前臂、釣魚竿、食品夾、筷子、鑷子等。3、等臂杠桿：動力臂等于阻力臂，不省力不費力，不省距離不費距離。實際應用：天平等。四、杠桿中最小力的問題1、根據(jù)杠桿平衡條件，阻力、阻力臂一定時，要使動力最小，則須使動力臂最長，連接杠桿支點和動力作用點所得線段，即為最長動力臂。2、具體步驟①確定杠桿中支點和動力作用點的位置。②連接支點與動力作用點，得到最長線段。③經(jīng)過動力作用點做出與該線段垂直的直線。④根據(jù)杠桿平衡原理，確定使杠桿平衡的動力方向。【熱點題型精練】1．（2022?成都期末）如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果將物體A和B同時向靠近支點的方向移動相同的距離，下列判斷正確的是（）A．杠桿仍能平衡 B．杠桿不能平衡，左端下沉 C．杠桿不能平衡，右端下沉 D．無法判斷解：原來杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，此時作用在杠桿上的力分別為物體A、B的重力，其對應的力臂分別為OC、OD，根據(jù)杠桿的平衡條件可得：mAgOC＝mBgOD，由圖示可知，OC＜OD．所以mA＞mB，當向支點移動相同的距離ΔL時，兩邊的力臂都減小ΔL，此時左邊的力和力臂的乘積為：mAg（OC﹣ΔL）＝mAgOC﹣mAgΔL，右邊的力和力臂的乘積為：mBg（OD﹣ΔL）＝mBgOD﹣mBgΔL，由于mA＞mB，所以mAgΔL＞mBgΔL；所以：mAgOC﹣mAgΔL＜mBgOD﹣mBgΔL。因此杠桿將向懸掛B物體的一端即右端傾斜。答案：C。2．（2022?天津期末）如圖是用撬棒撬石頭的情景，下圖中關于該撬棒使用時的杠桿示意圖正確的是（）A． B． C． D．解：用撬棒撬石頭時，動力為人對撬棒施加的豎直向下的作用力F1，從支點O向動力F1的作用線作垂線段，即為動力臂l1；阻力是石頭對撬棒的作用力F2，方向豎直向下，反向延長F2，從支點O向阻力F2的作用線作垂線段，即為阻力臂l2；故A正確，BCD錯誤。答案：A。3．（2022?慶陽期末）園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸O處靠近，這樣做的目的是為了（）A．增大阻力臂，減小動力移動的距離 B．減小動力臂，減小動力移動的距離 C．增大動力臂，省力 D．減小阻力臂，省力解：由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可得：F1把樹枝盡量往剪刀軸處靠近，減小了阻力臂L2，而動力臂L1和阻力F2不變，所以動力F1將變小，即省力。答案：D。4．（2022?北京模擬）古代護城河上安裝的吊橋可以看成一個以O為支點的杠桿，如圖所示。一個人通過定滑輪用力將吊橋由圖示位置緩慢拉至豎直位置，若用L表示繩對橋板的拉力F的力臂，則關于此過程中L的變化以及乘積FL的變化情況，下列說法正確的是（）A．L始終在增加，F(xiàn)L始終在增加 B．L始終在增加，F(xiàn)L始終在減小 C．L先增加后減小，F(xiàn)L始終在減小 D．L先減小后增加，F(xiàn)L先減小后增加解：當?shù)鯓虮坏跗鸬倪^程中，如圖中虛線位置（1）所示，吊橋重力的力臂L′在減小，重力不變，則GL′在減??；一開始動力臂小于橋長，當橋與繩垂直時，動力臂最大，隨后動力臂又變小，即拉力的力臂線變大后變小，根據(jù)杠桿的平衡條件：FL＝GL′可知，F(xiàn)L在減小。答案：C。5．（2022?綿陽模擬）如圖所示，兩個等高的托盤秤甲、乙放在同一水平地面上，質量分布不均勻的木條AB重24N，A、B是木條兩端，O、C是木條上的兩個點，AO＝BO，AC＝OC．A端放在托盤秤甲上，B端放在托盤秤乙上，托盤秤甲的示數(shù)是6N．現(xiàn)移動托盤秤甲，讓C點放在托盤秤甲上。此時托盤秤乙的示數(shù)是（）A．8N B．12N C．16N D．18N解：設木條重心在D點，當A端放在托盤秤甲上，B端放在托盤秤乙上時，以B端為支點，托盤秤甲的示數(shù)是6N，根據(jù)力的作用是相互的，所以托盤秤對木條A端的支持力為6N，如圖所示：由杠桿平衡條件有：FA×AB＝G×BD，即：6N×AB＝24N×BD，所以：AB＝4BD，BD=1當C點放在托盤秤甲上時，仍以C為支點，此時托盤秤乙對木條B處的支持力為FB，因為AO＝BO，AC＝OC，所以CO＝OD＝BD，BC＝3BD，CD＝2BD由杠桿平衡條件有：FB×BC＝G×CD，即：FB×3BD＝24N×2BD，所以：FB＝16N，則托盤秤乙的示數(shù)為16N。答案：C。6．（2022?達州模擬）如圖所示，輕質杠桿AB可繞O點轉動，當物體C浸沒在水中時杠桿恰好水平靜止，A、B兩端的繩子均不可伸長且處于張緊狀態(tài)。已知C是體積為1dm3、重為80N的實心物體，D是邊長為20cm、質量為20kg的正方體，OA：OB＝2：1，圓柱形容器的底面積為400cm2（g＝10N/kg），則下列結果不正確的是（）A．物體C的密度為8×103kg/m3 B．杠桿A端受到細線的拉力為70N C．物體D對地面的壓強為1.5×103Pa D．物體C浸沒在水中前后，水對容器底的壓強增大了2×103Pa解：A、物體C的質量：mC=G物體C的密度：ρC=mCVC=B、物體C排開水的體積：V排＝VC＝1×10﹣3m3，受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N；杠桿A端受到的拉力：FA＝GC﹣F?。?0N﹣10N＝70N，故B正確；C、由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2得：FA×OA＝FB×OB，則杠桿B端受到細線的拉力：FB=OAOB×F由于力的作用是相互的，杠桿B端對D的拉力：F拉＝FB＝140N，D對地面的壓力：F壓＝GD﹣F拉＝mDg﹣F拉＝20kg×10N/kg﹣140N＝60N，D對地面的壓強：p=F壓SD、物體C浸沒在水中前后，水的深度變化：Δh=V水對容器底的壓強增大值：Δp＝ρ水gΔh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.025m＝2.5×102Pa，故D錯。答案：D。7．（2022?寧夏期末）如圖是同學們常用的燕尾夾，AB＝BC，當用力摁住C點打開該夾子時，可把B點看作支點，此時夾子可近似看作等臂杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）。解：當用力摁住C點打開該夾子時，AC是圍繞B點轉動的，故B為支點；由于AB＝BC，故動力臂等于阻力臂，為等臂杠桿。答案：B；等臂。8．（2022?咸寧期末）如圖所示，杠桿AB放在鋼制圓柱體的正中央水平凹槽CD中，杠桿AB能以凹槽兩端的C點或D點為支點在豎直平面內(nèi)轉動，長度AC＝CD＝DB，左端重物G＝12N．當作用在B點豎直向下的拉力F足夠大時，杠桿容易繞D（選填“C”或“D”）點翻轉，為使杠桿AB保持水平位置平衡，拉力F1＝6N的最小值，最大值F2＝24N．（杠桿、細繩的質量及摩擦均忽略不計）解：由圖可知，D點更加靠近拉力一端，故當作用在B點豎直向下的拉力F足夠大時，杠桿容易繞D點翻轉；當以C點為支點時拉力最小，以D點為支點時拉力最大，則根據(jù)杠桿平衡條件可得：F1×BC＝G×AC，F(xiàn)2×BD＝G×AD，因為AC＝CD＝DB，所以BC：AC＝2：1，BD：AD＝1：2，可得：F1×2＝12N×1，F(xiàn)2×1＝12N×2，解得，F(xiàn)1＝6N，F(xiàn)2＝24N。答案：D；6；24。9．（2022?綏化期末）如圖所示，輕質杠桿OB可繞固定軸O自由轉動（AB＝2AO）。將棱長為10cm的正方體合金塊，用輕繩掛在A點處，在B點施加豎直向上的力F1＝30N時，杠桿在水平位置平衡，此時合金塊對水平地面的壓強恰好為0，則合金塊的質量是9kg．若撤去F1，在B點施加力F2時，合金塊對地面的壓強為1.2×103Pa，則力F2的大小是52N。解：（1）在B點施加力F1＝30N時，杠桿在水平位置平衡，合金塊對水平地面的壓強恰好為0．對合金塊進行受力分析可知，此時合金塊受到豎直向下的重力和細繩對它豎直向上的拉力，并且這兩個力是一對平衡力，根據(jù)杠桿平衡條件：F1L1＝F2L2可得，G?OA＝F1?OB，即G?OA＝30N?3OA，解得G＝90N，合金塊的質量m=G（2）從圖中可以看出，OBC為直角三角形，而直角三角形30°角對應的直角邊等于斜邊的一半，故拉力F2的力臂為L2=1撤去F1，在B點施加F2時，合金塊對地面的壓強為1.2×103Pa，對合金塊進行受力分析可知，此時合金塊受重力、繩子向上的拉力及地面對它的支持力，如圖所示：FN＝pS＝1.2×103Pa×0.1m×0.1m＝12NFA+FN＝GFA＝G﹣FN＝90N﹣12N＝78N，根據(jù)杠桿平衡條件：F2L2＝FAOA，即F2?12OB＝78N?1解得F2＝52N。答案：9；52。10．（2022?廣安期末）如圖所示，一輕質杠桿水平支在支架上，OA：OC＝2：1，G1是邊長為5cm的正方體，G2重20N，則繩子對G1的拉力為10N，此時G1對地面的壓強為2×104Pa，G1重60N。解：（1）由圖知，O為支點，G2在C點，設繩子對A端的拉力為FA，已知OA：OC＝2：1，則OA＝2OC，由杠桿平衡條件得：FA×OA＝G2×OC，即：FA×2OC＝20N×OC，解得：FA＝10N；（2）物體與地面的接觸面積：S＝5cm×5cm＝25cm2＝0.0025m2；由p=FS得，物體GF＝pS＝2×104Pa×0.0025m2＝50N，地面對物體的支持力：F′＝F＝50N；G1受豎直向下的重力G1、地面向上的支持力F′、繩子向上的拉力FA，物體G1靜止，處于平衡狀態(tài)，由力的平衡條件得：G1＝FA+F′＝10N+50N＝60N；答案：10；60。11．（2022?眉山期末）如圖所示，輕質杠桿OA能繞O點轉動，請在杠桿中的A端畫出使輕質杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖（要求保留作圖痕跡）。解：O為支點，所以力作用在杠桿的最右端A點，并且力臂是OA時，力臂最長，此時的力最小。確定出力臂然后做力臂的垂線即為力F．如圖所示：12．（2022?衡水模擬）探究杠桿的平衡條件

（1）杠桿兩端的螺母作用是調節(jié)杠桿在水平位置平衡。（2）小明用如圖甲所示裝置，進行實驗并收集了下表中的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)可知，杠桿的平衡條件是動力×動力臂＝阻力×阻力臂（F1l1＝F2l2）。（3）小明又用如圖乙所示裝置進行實驗，請在圖中畫出拉力F的力臂，彈簧測力計的讀數(shù)應是2N．（一個鉤碼重0.5N）（4）如圖丙所示，小紅實驗時在一平衡杠桿的兩端放上不同數(shù)量的相同硬幣，杠桿仍在水平位置平衡。她用刻度尺測出L1和L2，則2L1＞（選填“＞”“＜”或“＝”）3L2。實驗次數(shù)動力/N動力臂/m阻力/N阻力臂/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15【拓展】探究了杠桿的平衡條件后，小紅對天平上游碼的質量進行了計算，她用刻度尺測出L1和L2（如圖丁所示），則游碼的質量為5L2解：（1）杠桿兩端的螺母的作用是調節(jié)杠桿在水平位置平衡；（2）由表格中數(shù)據(jù)，①0.5N×0.2m＝1.0N×0.1m＝0.1N?m；②1.0N×0.15m＝1.5N×0.1m＝0.15N?m；③3N×0.1m＝2.0N×0.15m＝0.3N?m；可知杠桿的平衡條件為：動力×動力臂＝阻力×阻力臂（F1l1＝F2l2）；（3）過支點O向力的作用線作垂線，垂足與支點的距離，就是力臂，如下圖：設一格的長度為L，杠桿在水平位置平衡，彈簧測力計的拉力的力臂為12由F1L1＝F2L2得，0.5N×3×4L＝F1×6L×1解得，F(xiàn)1＝2N；（4）根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)1l1＝F2l2，設每個硬幣的重量為G，半徑為r，則由圖可得，2G（r+L1）＝3G（r+L2），2Gr+2GL1＝3Gr+3GL2，2GL1＝Gr+3GL2，所以2GL1＞3GL2，即2L1＞3L2，拓展：以天平的刀口為杠桿的支點，天平的左盤和右盤的質量分別為m左和m右，游碼的質量為m，當游碼位于零刻度線時，由杠桿的平衡條件得m左g×12L2+mg×12L1＝m右g×當游碼位于最大值5克時，由杠桿的平衡條件得（m左+5）g×12L2＝mg×12L1+m右g×由（2）﹣（1）得，5×12L2＝mL解得m=5答案：（1）調節(jié)杠桿在水平位置平衡；（2）動力×動力臂＝阻力×阻力臂（F1l1＝F2l2）；（3）2；（4）＞；5L13．（2022?梧州期末）如圖所示，將質量為6kg，邊長為0.1m的正方體合金塊，用細線掛在輕質杠桿A點處，在B點施加與杠桿垂直的力F1時，杠桿在水平位置平衡，其中OB＝3OA（g取10N/kg）求：（1）合金塊的重力；（2）合金塊的密度；（3）拉力F1的大小。解：（1）合金塊的重力：G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N；（2）正方體合金塊的體積：V＝L3＝（0.1m）3＝10﹣3m3；合金塊的密度：ρ=mV=6kg1（3）已知OB＝3OA，F(xiàn)2＝G＝60N，根據(jù)杠桿的平衡條件可得：F1LOB＝F2LOA，則拉力F1的大小：F1=F答：（1）合金塊的重力為60N；（2）合金塊的密度為6×103kg/m3；（3）拉力F1的大小為20N。核心知識2滑輪【高頻考點精講】一、定滑輪和動滑輪（一）定滑輪1、定滑輪使用時，滑輪的位置固定不變。2、特點（1）如圖1所示，定滑輪可以改變力的方向，但不省力。（2）若物體移動的距離為h，則繩子自由端移動的距離s=h。3、原理：等臂杠桿。如圖2所示，動力臂=阻力臂=r，由杠桿平衡條件可知，。（二）動滑輪1、動滑輪使用時，滑輪隨重物一起移動。2、特點（1）省力，但不能改變力的方向。（2）費距離，若物體移動的距離為h，則繩子自由端移動的距離s=2h。3、原理：省力杠桿。如圖3所示，=2，由杠桿平衡條件可知，。二、滑輪組1、定義：由定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組。2、使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向。3、規(guī)律總結（1）使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即動力F＝，若忽略滑輪重，則有F＝，其中n為承擔物重的繩子段數(shù)。（3）用滑輪組時，雖然省力，但是費距離，滑輪組用幾段繩子吊著物體，繩子自由端移動的距離就是物體移動距離的幾倍。設物體上升的高度為h，則繩子自由端移動的距離s＝nh，其中n為承擔物重的繩子段數(shù)。三、斜面1、斜面是簡單機械的一種，能夠將物體以相對較小的力從低處提升至高處，但是提升物體的路徑長度也會增加。2、用F表示力，l表示斜面長，h表示斜面高，物重為G，不計阻力，根據(jù)功的原理可得Fl＝Gh，斜面傾角越小，斜面越長，則越省力，但費距離，例如盤山公路、螺絲釘上的螺紋等。四、輪軸1、定義：由輪和軸組成，能繞共同軸線旋轉的簡單機械叫做輪軸，例如汽車方向盤、旋轉門把手等。2、實質：輪軸相當于一個杠桿，輪和軸的中心O是支點，作用在輪上的力是動力F1，作用在軸上的力是阻力F2，輪的半徑OA就是杠桿的動力臂l1，軸的半徑OB就是杠桿的阻力臂l2。3、特點：因為輪半徑R大于軸半徑r，即杠桿的動力臂大于阻力臂，所以作用在輪上的動力F1總小于作用在軸上的阻力F2，使用輪軸可省力，但是費距離。4、公式：?！緹狳c題型精練】14．（2022?鄂爾多斯期末）如圖所示，用不同的機械勻速提升同一物體時，最費力的是（不計機械自重和摩擦）（）A．B．C．D．解：設物體重力為G，不計機械自重和摩擦：A、圖中為動滑輪，動力作用在動滑輪的軸上，費一倍的力，則F1＝2G；B、圖中為斜面，在直角三角形中，30°角所對的直角邊h為斜邊s的一半，不計機械自重和摩擦，總功與有用功相等，則F2s＝Gh，所以F2=?C、圖中為動滑輪，動力作用在動滑輪的輪上，則F3=1D、圖中為杠桿，動力臂等于阻力臂，則F4＝G；因此動力最大的是F1。答案：A。15．（2023?自貢模擬）如圖所示，物體A、B的重分別為20N、10N，滑輪重和滑輪與繩子之間的摩擦忽略不計，此時物體A在水平面上向右做勻速直線運動，若用力F向左拉物體A，使物體A向左做勻速直線運動，則（）A．F＝20N B．F＝10N C．F＝5N D．F＝30N解：滑輪重和滑輪與繩子之間的摩擦忽略不計，由圖知，此滑輪組由2段繩子承擔B物體的重力，所以繩子上的拉力FA=12GBA向右做勻速直線運動時，在水平方向A受到的摩擦力和繩對A的拉力平衡，所以f＝FA＝5N，方向水平向左；若使物體A向左做勻速直線運動，此時A受向左的拉力F、向右的摩擦力和向右的繩子拉力FA，且A對水平面的壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，則A受到的摩擦力大小不變（仍為5N），因A處于平衡狀態(tài)且繩子上的拉力大小不變，則由力的平衡條件可得向左的拉力F＝FA+f＝5N+5N＝10N。答案：B。16．（2023?南昌模擬）如圖所示，在豎直向上大小為10N的力F的作用下，重物A沿豎直方向勻速上升。已知重物A上升速度為0.2m/s，不計滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦，則物體的重力大小和滑輪上升的速度分別為（）A．20N；0.4m/s B．20N；0.1m/s C．5N；0.4m/s D．5N；0.1m/s解：根據(jù)題干中圖可知：該滑輪動滑輪的特殊使用方法，根據(jù)動滑輪的特點可知：F＝2G，則G＝5N；F移動的距離是物體移動距離的二分之一，故重物A上升速度為0.2m/s，F(xiàn)上升的速度就是0.1m/s。答案：D。17．（2022?綿陽期末）用水平力F1拉動如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運動，物塊B在木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2。不計滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關系是（）A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F2解：由圖知，（1）動滑輪在水平方向上受到三個力的作用：水平向右的拉力F1，墻壁對它水平向左的拉力F墻，木板A對它水平向左的拉力F木板，由于木板向右勻速運動，所以F1＝F墻+F木板，由于同一根繩子各處的拉力相等，所以F木板=12F由于力的作用是相互的，所以動滑輪對木板A的拉力為F動＝F木板=12F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣（2）物塊B在水平方向上受到兩個力的作用：繩子對它向左的拉力F2，木板A對它向右的摩擦力fA對B；由于物塊B保持靜止，所以F2＝fA對B；木板A在水平方向上受到三個力的作用：動滑輪對木板向右的拉力F動，物體B對木板向左的摩擦力fB對A，地面對木板向左的摩擦力f地面，由于木板向右勻速運動，所以F動＝fB對A+f地面﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由于力的作用是相互的，所以fB對A＝fA對B＝F2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由②③可得F動＝F2+f地面，即12F1＝F2+f地面也就是F1＝2F2+2f地面，所以F1＞2F2。答案：D。18．（2022?鄂州模擬）如圖所示，用完全相同的四個滑輪和兩根細繩組成甲、乙兩個滑輪組，在各自的自由端分別施加F1和F2的拉力，在相同時間內(nèi)將相同的重物豎直勻速提升相同的高度（不計繩重、輪重和一切摩擦）。下列說法正確的是（）A．拉力F1小于拉力F2 B．甲繩子自由端移動速度小于乙繩的 C．甲、乙兩滑輪組均屬于費力的機械 D．甲、乙兩滑輪組繩子自由端移動的距離相等解：A、不計繩重及摩擦，因為拉力F=1n（G物+G動），n1＝2，n所以繩端的拉力：F1=12（G物+G動），F(xiàn)2=13（G物+G動），所以FB、由圖知，n甲＝2，n乙＝3，甲滑輪組繩子自由端移動的速度v甲＝2v物，乙滑輪組繩子自由端移動的速度v乙＝3v物，所以甲繩子自由端移動速度小于乙繩的自由端移動的速度，故B正確；C、使用動滑輪能夠省力，為省力杠桿，故C錯誤；D、因為繩子自由端移動的距離s＝nh，n1＝2，n2＝3，提升物體的高度h相同，所以s1＝2h，s2＝3h，則s1≠s2，故D錯誤；答案：B。19．（2023?哈爾濱模擬）如圖所示，在一水平地面上，木箱重400N，受到的摩擦力為200N，用力F拉動木箱使它勻速直線運動了3m（不計滑輪重量及繩與滑輪間的摩擦），下列說法正確的是（）A．拉力F的大小為400N B．拉力F的大小為200N C．繩自由端移動了6m D．繩自由端移動了9m解：由圖知，n＝2，AB、不計滑輪重及繩與滑輪間的摩擦，則拉力：F=12fCD、繩自由端移動的距離：s＝2s物＝2×3m＝6m，故C正確、D錯誤。答案：C。20．（2022?濟寧期末）小可在A端用如圖所示的動滑輪勻速提起200N的水桶，若不計繩重、滑輪重及摩擦，則人拉繩子A端的動力為100N；實際測量A端的拉力為110N，不計繩重及摩擦，則滑輪重為20N。解：（1）因為動滑輪有兩段繩子吊著物體，不計動滑輪重、繩重和摩擦，拉力F=12G（2）若不計繩重及摩擦，實際測量A端的拉力為110N時，根據(jù)F=12（G+G動）得G答案：100；20。21．（2022?海南期末）小謙想把被臺風刮倒的樹拉正。他把繩子的一端系在乙樹上，然后繞過甲樹用力拉繩子，這樣做有2段繩子拉甲樹。如果不計繩重和摩擦，甲樹受300N拉力，則小謙對繩子的拉力至少為150N。解：如圖用繩子拉甲樹時，甲相當于一個動滑輪，此時有兩段繩子拉甲樹；不計繩重和摩擦，甲樹受300N拉力，則每段繩子承擔的力是300N的12所以人對繩子的拉力至少為：F=12F甲答案：2；150。22．（2022?哈爾濱期末）利用如圖所示的滑輪組將一個重200N的物體，勻速提高5m，不計滑輪自重、繩重及摩擦，繩子自由端施加的拉力F為50N．若實際拉力F為60N，則實際拉力F所做的功為1200J。解：由圖知，承擔物重的繩子股數(shù)n＝4。（1）不計滑輪自重、繩重及摩擦，拉力F=14G（2）拉力端移動的距離s＝4h＝4×5m＝20m。實際拉力做功：W＝F′s＝60N×20m＝1200J。答案：50；1200。23．（2022?百色期末）如圖所示，重力為50N的物體在拉力F的作用下沿水平向左勻速運動，若物體受到地面摩擦力的大小為10N，不計粗繩、滑輪的重力及細繩與滑輪的摩擦，則拉力F的大小為5N；在這個過程中，物體的機械能不變（選填“變小”、“不變”或“變大”）。解：由圖可知，該滑輪組作用在動滑輪上的繩子有2股，不計細繩與滑輪的摩擦，則拉力F=12f物體在水平地面上勻速運動的過程中，質量不變，速度不變，高度不變，則動能和重力勢能均不變，所以物體的機械能不變。答案：5；不變24．（2022?賀州期末）請在圖中用筆畫線代替繩子，將兩個滑輪連成滑輪組，要求人力往下拉繩使重物升起。解：人用力往下拉繩使重物升起，說明最后繞過的是定滑輪，按此反向繞線，繩子的起始端系在定滑輪上，如下圖所示：25．（2022?湘潭期末）（1）如圖1所示，甲物體重3N，乙物體重10N，用繩繞過定滑輪相連（不計繩重與摩擦）。乙靜止于水平地面上，則a繩對甲的拉力為3N。（2）在分析b繩對乙的拉力時，小明認為是3N，小慧認為是7N。a．小明做了以下實驗：用彈簧測力計測出某物體的重力（如圖2）；然后將繩子靠著定滑輪（不計繩重與摩擦），如圖3所示，彈簧測力計依次放在A、B、C、D位置時，其示數(shù)保持不變。由此可見，定滑輪只改變了力的方向，不改變力的大小（均選填“大小”或“方向”）。所以，小明認為圖1中b繩對乙的拉力為3N。b．圖1中b繩對乙的拉力和乙對b繩的拉力是一對相互作用力（選填“相互作用力”或“平衡力”）。為了探究這兩個力的大小關系，再做如圖4的實驗：將彈簧測力計丙與丁相互對拉，它們的示數(shù)相等。于是可以得出，b繩對乙的拉力等于乙對b繩的拉力（選填“等于”或“不等于”）。由此可知，圖1中b繩對乙的拉力為3N。（3）再通過受力分析可得，圖1中地面對乙有7N的支持力。解：（1）以甲為研究對象，處于靜止狀態(tài)，所以a繩對甲的拉力F＝G甲＝3N；（2）a．使用定滑輪改變了力的方向，但不能改變力的大小；b．圖1中，b繩對乙施加拉力，力的作用是相互的，則乙對b繩同時施加拉力，所以b繩對乙的拉力和乙對b繩的拉力是一對相互作用力；如圖4的實驗，將彈簧測力計丙與丁相互對拉，它們的示數(shù)相等，說明相互作用力大小相等；于是可以得出，b繩對乙的拉力等于乙對b繩的拉力；由此可知，圖1中b繩對乙的拉力為3N。（3）以乙為研究對象，乙受向上的拉力、向上的支持力和向下的重力，因為乙處于靜止狀態(tài)，所以F+F支＝G乙，則地面對乙的支持力：F支＝G乙﹣F＝10N﹣3N＝7N。答案：（1）3；（2）a．方向；大??；b．相互作用力；等于；3；（3）7。26．（2022?蘭州期末）如圖所示，動滑輪重4N，所吊重物B重20N，物體A重240N，此時物體B恰好以0.1m/s的速度勻速下降。不計繩重、繩子的伸長和滑輪組內(nèi)部的摩擦。求：（1）水平面對物體A的摩擦力是多大？（2）要使物體B恰好以0.2m/s的速度勻速上升，則要對物體A施加水平向右拉力F的功率為多大？解：（1）由圖知，n＝2，不計繩重和滑輪組內(nèi)部的摩擦，當物體B勻速下降時，物體A受到水平向右滑動摩擦力的大?。篺＝F拉=12（GB+G動）（2）當物體B勻速上升時，繩子的拉力F拉不變，物體A受到的摩擦力大小不變，由力的平衡條件可得，對物體A施加水平向右的拉力：F＝f+F拉＝12N+12N＝24N，物體A向右運動的速度：v＝2vB＝2×0.2m/s＝0.4m/s，拉力F的功率：P=W答：（1）水平面對物體A的摩擦力是12N；（2）要使物體B恰好以0.2m/s的速度勻速上升，則要對物體A施加水平向右拉力F的功率為9.6W。核心知識3機械效率【高頻考點精講】一、三種功1、有用功：對人們有用的、必須要做的功，用表示。2、額外功：做有用功的過程中，人們不需要但又不得不做的功，用表示。3、總功：有用功與額外功之和，用表示。=+二、機械效率1、定義：物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率，用表示。2、公式：說明：使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總是小于總功，所以機械效率總是小于1。3、影響因素（1）動滑輪的重力、繩重和各部分間的摩擦。（2）提升物體的重力。注意：機械效率與提升高度、滑輪的繞線方式、做功多少等無關。4、提高機械效率的方法（1）有用功一定時，盡量減少額外功，可以減輕機械自重和添加潤滑油減小摩擦。（2）額外功一定時，增大有用功，在機械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起物體的重力。三、機械效率的計算（一）滑輪組1、滑輪組豎直放置（1）（2）不計繩重和繩子與滑輪之間的摩擦說明：G為物重；為動滑輪的重力；h為重物上升高度；s為繩自由端移動距離；n為承擔物重的繩子段數(shù)。2、滑輪組水平放置

說明：為物體與水平面之間的摩擦力；F為拉力；為物體移動的距離；為繩子自由端移動的距離；n為承擔摩擦力的繩子段數(shù)。（二）斜面1、2、說明：G為物重；h為斜面高度；s為斜面長度；F為拉力；為摩擦力?！緹狳c題型精練】27．（2022?來賓期末）下列關于機械效率的說法正確的是（）A．越省力的機械，機械效率越高 B．做功越少的機械，機械效率越低 C．做功越慢的機械，機械效率越低 D．總功相同，有用功越大的機械，機械效率越高解：A、機械效率是有用功與總功的比值，機械省力與否與機械效率大小沒有關系，故A錯誤；B、機械效率越低，說明做的功中有用功所占的比例越低，并不一定就是做的功少。故B錯誤；C、做功越慢的機械功率越小，功率與機械效率是兩個沒有關系的概念，不能說做功越慢的機械。機械效率越低，故C錯誤；D、機械效率是有用功與總功的比值，在總功相同時，有用功越大，機械效率就越高，故D正確。答案：D。28．（2022?南通模擬）如圖所示，用手沿豎直方向勻速拉一個動滑輪，使掛在下面重為G的物體緩慢上升，動滑輪的重力不可忽略，現(xiàn)改變物體的重力G，不計繩重與摩擦，則動滑輪的機械效率η與物體重力G的關系可能符合下列圖中的（）A．B．C．D．解：動滑輪的重力不可忽略，則克服動滑輪的重所做的功為額外功，η=W可見，當物重增大時，機械效率增大，但機械效率η與物體重力G的關系并不成正比，故B正確符合題意。答案：B。29．（2022?樂山期末）如圖所示，張偉同學通過斜面用平行于斜面F＝200N的推力，將質量為30kg的物體在5s時間內(nèi)勻速推到1m高的平臺上，斜面長s＝2m。（g取10N/kg）則（）A．推力的功率為40W B．斜面的機械效率為75% C．推力做的總功300J D．斜面對物體的摩擦力100N解：AC、總功：W總＝Fs＝200N×2m＝400J；推力的功率：P=WB、有用功：W有＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×1m＝300J，斜面的機械效率：η=W有WD、由W總＝W有+W額可得，W額＝W總﹣W有＝400J﹣300J＝100J，由W額＝fs可得摩擦力：f=W答案：B。30．（2022?通遼期末）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）勻速提起相同的重物，所用的拉力分別為F1和F2，機械效率分別為η1和η2，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．F1＞F2，η1＝η2 B．F1＜F2，η1＝η2 C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＜η2解：不計繩重及摩擦，則拉力F=1n（G物+G動），由圖可知n1＝2，n則繩子受的拉力：F1=12（G物+G動），F(xiàn)2=13（G故F1＞F2；動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額＝G動h，W有用＝G物h，所以，利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同，則由η=W有用W總可知，滑輪組的機械效率相同，即η1答案：A。31．（2022?重慶模擬）工人師傅用如圖所示的滑輪組，將重為800N的物體緩慢勻速豎直提升3m，人對繩端的拉力F為500N，不計繩重和滑輪與繩子間的摩擦，則（）A．繩子自由端移動的距離為9m B．動滑輪的重力為200N C．人通過滑輪組做的有用功為1500J D．滑輪組的機械效率為53.3%解：由圖可知，滑輪組中由2段繩子承擔物體和動滑輪的總重，即n＝2；則繩子自由端移動的距離為：s＝nh＝2×3m＝6m，故A錯誤；此過程中，所做有用功為：W有＝Gh＝800N×3m＝2400J，故C錯誤；所做總功為：W總＝Fs＝500N×6m＝3000J；滑輪組的機械效率為：η=W額外功為：W額＝W總﹣W有＝3000J﹣2400J＝600J，不計繩重和滑輪轉軸處的摩擦，則額外功為克服動滑輪重力做的功，由W額＝G動h可得，動滑輪的重力：G動=W答案：B。32．（2022?咸寧模擬）用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體，每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機械效率與物體受到重力的關系如圖乙所示，不計繩重和摩擦，下列分析正確的是（）A．動滑輪的重力為5N B．該滑輪組的機械效率可以達到100% C．滑輪組的機械效率越高，拉力做功越少 D．每次提升重物時，滑輪組做的額外功為5J解：A、由圖乙可知，提升物重G＝10N時，滑輪組的機械效率η＝50%，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率η=W解得動滑輪重力：G動＝10N，故A錯誤；B、使用滑輪組時，需要提升動滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機械效率總小于100%，故B錯誤；C、滑輪組的機械效率越高，說明有用功與總功的比值越大，拉力做功不一定少，故C錯誤；D、由題知，利用滑輪組每次物體被提升的高度均為0.5m，提升動滑輪上升的高度也都是0.5m，則每次提升重物時，不計繩重和摩擦，滑輪組做的額外功都為：W額＝G動h＝10N×0.5m＝5J，故D正確。答案：D。33．（2022?煙臺期末）往車上裝重物時，常常用長木板搭個斜面，把重物沿斜面推上去，如圖所示，工人用3m長的斜面，把120kg的重物提高1m，假設斜面很光滑，則需要施加的推力為400N，若實際用力為500N，斜面的機械效率為80%，重物受到的摩擦力為100N。（g取10N/kg）。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＝120kg×10N/kg×1m＝1200J；Fs＝mgh＝1200J，解得：F=1200J（2）人所做的總功：W總＝Fs＝500N×3m＝1500J；斜面的機械效率：η=W有W（3）W總＝W有+W額即：Fs＝Gh+fs所以f=Fs?G?答案：400N；80%；100N。34．（2022?棗莊期末）如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體，不計繩重和摩擦。若GA＞GB，則η甲＞η乙；若FA＝FB，則GA＜GB．（選填“＞”、“＜”或“＝”）解：（1）不計繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動滑輪重力做的功為總功，則滑輪組的機械效率：η=W有W總×100%=因物體的重力G越大，1+G動G所以，GA＞GB時，η甲＞η乙；（2）由圖可知，n甲＝2，n乙＝3，由F=1n（G+GG＝nF﹣G動，則FA＝FB時，提升物體的重力關系為GA＜GB。答案：＞；＜。35．（2022?廣州期末）用如圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運動的圖線是A（選填“A”或“B”），動滑輪重為40N，3s內(nèi)對物體做的有用功為300J。解：（1）由圖甲可知，n＝3，則拉力端移動距離s＝3h，所以圖乙中上面的傾斜直線A是繩子自由端運動的s﹣t圖像，而下面的傾斜直線B是物體運動的s﹣t圖像；（2）不計繩重和摩擦，拉力F=13（G+GG動＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N；（3）由圖乙可知，t＝3s時，物體運動的高度h＝1.5m，對物體做的有用功：W有用＝