初中物理《簡(jiǎn)單機(jī)械》考點(diǎn)解讀含解析

練習(xí)PAGE1練習(xí)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械（原卷版）01考向解讀1．了解杠桿的基本概念；滑輪的概念；斜面的簡(jiǎn)單應(yīng)用與計(jì)算。2．會(huì)畫(huà)杠桿示意圖；分析杠桿類型；進(jìn)行滑輪組的常規(guī)計(jì)算。3．理解杠桿平衡條件；定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)；滑輪組的利用。4．掌握杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)探究；有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算。5．認(rèn)識(shí)生活中常用杠桿。0202知識(shí)導(dǎo)航0303考點(diǎn)回顧一、杠桿1、杠桿及其五要素（1）杠桿定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。

①杠桿可直可曲，形狀任意。

②有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來(lái)幫助確定支點(diǎn)。如：魚(yú)桿、鐵鍬。

（2）杠桿五要素：①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，用字母O表示。

②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F1表示。

③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F2表示。

動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)在杠桿上。

動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反。④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離．用字母l1表示。

⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離．用字母l2表示。2、杠桿的平衡條件（1）杠桿平衡：杠桿靜止不動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)都叫做杠桿平衡。（2）杠桿平衡條件的表達(dá)式：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。（3）公式的表達(dá)式為：F1l1=F2l2。3、杠桿中最小力的問(wèn)題（1）在動(dòng)力的作用點(diǎn)明確的情況下，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線就是最長(zhǎng)力臂。（2）在動(dòng)力作用點(diǎn)未明確時(shí)，支點(diǎn)到最遠(yuǎn)的點(diǎn)的距離是最長(zhǎng)力臂。4、力臂的畫(huà)法（1）首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)O。

（2）畫(huà)好動(dòng)力作用線及阻力作用線，畫(huà)的時(shí)候要用虛線將力的作用線適當(dāng)延長(zhǎng)。

（3）在從支點(diǎn)O向力的作用線作垂線，在垂足處畫(huà)出直角，從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，用三角板的一條直角邊與力的作用線重合，讓另一條直角邊通過(guò)交點(diǎn)，從支點(diǎn)向力的作用線畫(huà)垂線，作出動(dòng)力臂和阻力臂，在旁邊標(biāo)上字母，l1和l2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂。5、畫(huà)杠桿示意圖時(shí)應(yīng)注意（1）阻力作用點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在杠桿上：有部分同學(xué)認(rèn)為阻力由石頭的重力產(chǎn)生，所以阻力作用點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在石頭重心上，這是錯(cuò)誤的。（2）確定阻力方向：當(dāng)動(dòng)力使杠桿繞支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，阻力一定使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）力臂不一定在杠桿上：力臂可用虛線畫(huà)出并用大括號(hào)標(biāo)明，也可用實(shí)線畫(huà)出。6、杠桿的分類及應(yīng)用類型力臂的大小關(guān)系力的大小關(guān)系特點(diǎn)應(yīng)用省力杠桿l1＞l2F1＜F2省力、費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗費(fèi)力杠桿l1＜l2F1＞F2費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂

人的前臂、理發(fā)剪刀等臂杠桿l1=l2F1=F2不省力、不省距離；不費(fèi)力、不費(fèi)距離天平，定滑輪既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的??！二、滑輪1、滑輪（1）滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來(lái)分析。（2）滑輪分類：定滑輪和動(dòng)滑輪。2、定滑輪工作特點(diǎn)（1）定滑輪使用時(shí)，滑輪的位置固定不變；定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力，但可以改變作用力方向。（2）定滑輪的特點(diǎn)：通過(guò)定滑輪來(lái)拉鉤碼并不省力，通過(guò)或不通過(guò)定滑輪，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)是一樣的，可見(jiàn)，使用定滑輪不省力但能改變力的方向。在不少情況下，改變力的方向會(huì)給工作帶來(lái)方便。（3）定滑輪的原理：定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿，動(dòng)力臂L1、阻力臂L2都等于滑輪半徑，根杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結(jié)論。3、動(dòng)滑輪工作特點(diǎn)（1）動(dòng)滑輪使用時(shí)，滑輪隨重物一起移動(dòng)；動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，省12力，多費(fèi)1倍距離（2）動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半力，費(fèi)距離；這是因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪時(shí)，鉤碼由兩段繩子吊著，每段繩子只承擔(dān)鉤碼重的一半。使用動(dòng)滑輪雖然省了力，但是動(dòng)力移動(dòng)的距離大于鉤碼升高的距離，即費(fèi)了距離。（3）動(dòng)滑輪的原理：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂（L1）為阻力臂（L2）二倍的杠桿。4、滑輪組及其工作特點(diǎn)（1）定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組;使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向，但要費(fèi)距離。（2）使用滑輪組時(shí)，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(dòng)力F=G物+G動(dòng)n若忽略滑輪重，則有F=（3）用滑輪組提升物體時(shí)，雖然省了力，但是費(fèi)了距離，滑輪組有幾段繩子吊著物體，繩子自由端移動(dòng)的距離就是重物升高距離的幾倍；設(shè)物體升高的距離為h，則繩子自由端移動(dòng)的距離為s=nh（n表示承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)）。5、滑輪組和動(dòng)滑輪繩子拉力的計(jì)算（1）使用滑輪組時(shí)（忽略摩擦阻力）：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(dòng)力F=G物+G動(dòng)n；若忽略滑輪重，則有F=G物n；其中n為承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)。其中：F拉—拉力，G（2）使用動(dòng)滑輪時(shí)，條件不同，拉力的計(jì)算方法也不同①物體在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)：當(dāng)動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體重力的n分之一；當(dāng)繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體和動(dòng)滑輪重力之和的n分之一；實(shí)際情況下，動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦都無(wú)法忽略不計(jì)，那么拉力等于物體重力除以n和機(jī)械效率的乘積。②物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)：當(dāng)動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體所受摩擦力的n分之一；當(dāng)繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體所受摩擦力的n分之一；實(shí)際情況下，動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦都無(wú)法忽略不計(jì)，那么拉力等于物體所受摩擦力除以n和機(jī)械效率的乘積（注：n為滑輪的股數(shù)）。6、輪軸（1）輪軸：由輪和軸組成的，能繞共同的軸線旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單機(jī)械叫做輪軸。例如汽車(chē)方向盤(pán)、轆護(hù)等。（2）輪軸的實(shí)質(zhì)：輪軸相當(dāng)于一個(gè)杠桿，輪和軸的中心O是支點(diǎn)，作用在輪上的力是動(dòng)力F1，作用在軸上的力是阻力F2，輪半徑OA就是杠桿的動(dòng)力臂l1，軸半徑OB就是杠桿的阻力臂l2。（3）輪軸的特點(diǎn)：因?yàn)檩啺霃酱笥谳S半徑，即杠桿的動(dòng)力臂大于阻力臂，所以作用在輪上的動(dòng)力F1總小于作用在軸上的阻力F2．使用輪軸可省力，但是動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于用輪軸提升的重物（鉤碼）所通過(guò)的距離。（4）輪軸的公式：F1R=F2r。7、斜面（1）斜面是簡(jiǎn)單機(jī)械的一種，可用于克服垂直提升重物的困難。將物體提升到一定高度時(shí)，力的作用距離和力的大小都取決于傾角。如物體與斜面間摩擦力很小，則可達(dá)到很高的效率。（2）用F表示力，L表示斜面長(zhǎng)，h表示斜面高，物重為G．不計(jì)阻力時(shí)，根據(jù)功的原理得FL=Gh，斜面傾角越小，斜面越長(zhǎng)，則越省力，但越費(fèi)距離。日常生活中常見(jiàn)的斜面，如盤(pán)山公路、螺絲釘上的螺紋等。三、機(jī)械效率1、有用功和額外功（1）有用功：利用機(jī)械做功的時(shí)候，對(duì)人們有用的功就叫做有用功。（2）額外功：并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功。（3）總功：有用功與額外功的和叫總功。（4）總功的計(jì)算：W總=Fs；W總=W有用+W額外（5）有用功的計(jì)算方法：W有用=Gh；W有用=W總-W額外（6）額外功的計(jì)算方法：W額外=G′h，W額外=f摩s；W額外=W總-W有用2、機(jī)械效率的概念（1）概念：有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，通常用百分?jǐn)?shù)表示。（2）計(jì)算公式：用W總表示總功，用W有用表示有用功，用η表示機(jī)械效率，則：。由于額外功不可避免，有用功只是總功的一部分，因而機(jī)械效率總小于1。（3）提高機(jī)械效率的主要辦法①在有用功一定時(shí)，盡量減少額外功，采用減輕機(jī)械自身的重力和加潤(rùn)滑油來(lái)減少摩擦的措施。②在額外功一定時(shí)，增大有用功，在機(jī)械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力，充分發(fā)揮機(jī)械的作用。3、機(jī)械效率的大小比較（1）機(jī)械效率由有用功和總功兩個(gè)因素共同決定，不能理解成：“有用功多，機(jī)械效率高”或“總功大，機(jī)械效率低”。（2）當(dāng)總功一定時(shí)，機(jī)械做的有用功越多（或額外功越少），機(jī)械效率就越高；（3）當(dāng)有用功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越少（或額外功越少），機(jī)械效率就越高；（4）當(dāng)額外功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越多（或有用功越多），有用功在總功中所占的比例就越大，機(jī)械效率就越高。0404典例分析考點(diǎn)1\o"12.1杠桿"杠桿【典例1】（2023?天心區(qū)校級(jí)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(gè)過(guò)程中，力F的大小將（）A．變小 B．不變 C．變大 D．先變大后變小【典例2】（2023?岳陽(yáng)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(shí)的情景，小強(qiáng)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(shí)驗(yàn)的方法一探究竟。他要探究的問(wèn)題是：在杠桿平衡的情況下（）A．動(dòng)力和阻力一定時(shí)，動(dòng)力臂和阻力臂的關(guān)系 B．動(dòng)力臂和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力和阻力的關(guān)系 C．動(dòng)力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂和阻力的關(guān)系 D．阻力和動(dòng)力臂一定時(shí)，動(dòng)力和阻力臂的關(guān)系【典例3】（2023?姑蘇區(qū)校級(jí)二模）如圖所示，釣魚(yú)竿可以看作一個(gè)（省力/費(fèi)力/等臂）杠桿，其支點(diǎn)在釣魚(yú)竿與小明（左手/右手）的接觸處，若要更加省力，則小明應(yīng)該（增大/減?。﹥芍皇种g的距離。【典例4】（2023?清原縣三模）圖甲是一個(gè)菜餡擠水器，其上部手柄在使用時(shí)是一個(gè)杠桿，圖乙是其簡(jiǎn)化的示意圖，O為支點(diǎn)，F(xiàn)2是使用菜餡擠水器時(shí)B點(diǎn)受到的阻力。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出作用在A點(diǎn)的最小動(dòng)力F1的示意圖及阻力臂l2?！镜淅?】（2023?蚌山區(qū)模擬）甲、乙兩位同學(xué)一起做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，以杠桿中點(diǎn)為支點(diǎn)，如圖1、如圖2所示。（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡，這樣做的目的是為了消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響和；若杠桿右端低左端高，為使其在水平位置上靜止，應(yīng)將左端的平衡螺母向端調(diào)節(jié)（填“左”或“右”）。（2）如圖3所示，杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)這一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，甲同學(xué)立即分析得出杠桿的平衡條件，這種做法的不足是：。（3）如圖所示，乙同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：第一種彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉，其讀數(shù)為F1；第二種彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉，其讀數(shù)為F2，在同等條件下，兩次彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F1F2（填“＜”、“＝”或“＞”），原因是：（4）杠桿在生活中有很多應(yīng)用?，F(xiàn)欲使如圖所示的靜止蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，小女孩乙可采取的做法是?！镜淅?】（2023?雙峰縣一模）如圖所示，小明為了熟練掌握老師講解的物理知識(shí)，自制了一輕質(zhì)杠桿，把一邊長(zhǎng)為10cm、重60N的正方體G1用細(xì)繩拴在杠桿一端的A點(diǎn)，OA＝20cm；把重為20N的G2放在杠桿另一邊的C點(diǎn)，OC＝10cm，此時(shí)杠桿水平平衡；后用一水平拉力F＝2N，使G2勻速向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)12.5s后，可使G1對(duì)地面的壓力恰好為0。求：（1）開(kāi)始時(shí)，杠桿水平平衡，細(xì)繩上的拉力F1多大？（2）在水平拉力作用下，G2向右運(yùn)動(dòng)的速度是多少？（3）水平拉力所做的功和功率是多少？考點(diǎn)2\o"12.2滑輪"滑輪【典例7】（2023?盱眙縣一模）如圖所示使用下列三個(gè)裝置分別用F1、F2、F3勻速提起同樣的重物，不計(jì)滑輪的重力和摩擦，則F1、F2、F3的大小關(guān)系為（）A．F1＜F3＜F2 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F3＜F2 D．F1＜F2＝F3【典例8】（2023?延津縣三模）如圖手中拿的四種工具你都認(rèn)識(shí)嗎？關(guān)于四種工具下列說(shuō)法正確的是（）A．扳手在擰螺絲時(shí)，手握的地方越靠近螺絲，越省力 B．螺絲刀在擰螺絲時(shí)，是一個(gè)費(fèi)力輪軸 C．電鉆的鉆頭屬于簡(jiǎn)單機(jī)械中的斜面，螺紋越密集，越省力 D．用羊角錘拔釘子時(shí)，羊角錘屬于一個(gè)省距離杠桿【典例9】（2023?梅州一模）如圖所示，一位體重為600N的學(xué)生，利用定滑輪提起重力為200N的物件，定滑輪本質(zhì)上是杠桿（選填“等臂”、“省力”或“費(fèi)力”），該學(xué)生利用此裝置能提起最大物件的重力為N，他向右行走時(shí)，物件勻速上升，繩子拉力F將（選填“變大”、“變小”或“不變”），繩子不斷裂，不計(jì)繩重和滑輪摩擦?！镜淅?0】（2023?灞橋區(qū)校級(jí)三模）建筑工人在A處，使用如圖所示的滑輪組提升物體，試在圖中畫(huà)出最省力的繞線方法?？键c(diǎn)3\o"12.3機(jī)械效率"機(jī)械效率【典例11】（2023?新吳區(qū)二模）用如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷?yè)P(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖像如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力F為350N B．動(dòng)滑輪重為50N C．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.5m/s D．該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%【典例12】（2023?雨城區(qū)校級(jí)模擬）在勞動(dòng)實(shí)踐中，小孫在水平地面與車(chē)廂間用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力將重G＝600N的貨物勻速地從斜面底端推到頂端的車(chē)廂，如圖所示。已知斜面長(zhǎng)L＝6m，斜面高h(yuǎn)＝1.5m，斜面的機(jī)械效率η＝60%。下列敘述中正確的是（）A．小孫推動(dòng)貨物所用推力大小為150N B．若增大推行速度，則貨物受到的摩擦力將變大 C．貨物受到斜面的摩擦力大小為250N D．若h不變、減小L，則斜面的機(jī)械效率將升高【典例13】（2023?杜爾伯特縣二模）（1）如圖所示，是汽車(chē)進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，將汽車(chē)固定在風(fēng)洞中，用吹風(fēng)機(jī)對(duì)著汽車(chē)高速送風(fēng)，汽車(chē)相對(duì)于風(fēng)洞中的空氣是（選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）的，此時(shí)汽車(chē)氣體對(duì)汽車(chē)的壓強(qiáng)大（選填“上方”或“下方”）。（2）如圖，小明將一個(gè)重為200N的小車(chē)以0.2m/s的速度從斜面底端勻速拉到斜面頂端，沿斜面向上的拉力為120N，小車(chē)沿斜面移動(dòng)的距離s＝2m，上升的高度h＝1m。在此過(guò)程中拉力的功率為W，斜面的機(jī)械效率為（保留一位小數(shù)），摩擦力大小為N。【典例14】（2023?新北區(qū)校級(jí)一模）圖甲是某居民樓前的無(wú)障礙通道，一位中年人正用輪椅推著他年邁的母親緩緩上行，圖乙是該通道斜面示意圖。為了解中年人推輪椅時(shí)所用力的大小，小紅和小華進(jìn)行了探究。她們從斜面底端A點(diǎn)沿斜面確定了相距1m處的B點(diǎn)。（g取10N/kg）（1）選用車(chē)輪與輪椅相同材質(zhì)、花紋的小車(chē)為研究對(duì)象，進(jìn)行了如下操作：①正確使用彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)出小車(chē)重為2.0N；斜面的高為0.09m②將校零的彈簧測(cè)力計(jì)與斜面平行放置，然后沿斜面方向拉動(dòng)小車(chē)，如圖乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為N；③計(jì)算出將小車(chē)從A點(diǎn)拉到B點(diǎn)的過(guò)程中，拉力所做的功為J；利用斜面將小車(chē)從水平地面提升到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械效率為。（2）在小車(chē)上逐漸添加重物，測(cè)出小車(chē)的總重G，測(cè)出沿斜面勻速拉動(dòng)小車(chē)需要的力，計(jì)算出小車(chē)從A點(diǎn)到B點(diǎn)拉力所做的總功W1；重力做的有用功為W2。通過(guò)多組數(shù)據(jù)作出W1和W2與小車(chē)總重G的關(guān)系圖像，分別如圖丙中的線段a和b；①由圖像可知：用該通道斜面提升物體時(shí)的機(jī)械效率與物重（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。②若這位母親和所坐的輪椅總質(zhì)量為80kg，則中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時(shí)，力的大小為N?！镜淅?5】（2023?南皮縣校級(jí)模擬）小熊在課外實(shí)踐活動(dòng)中，用如圖甲所示的滑輪組勻速拉動(dòng)放在樹(shù)下一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從100N開(kāi)始逐漸增加，每次物體被拉動(dòng)的距離均為1m。根據(jù)測(cè)量結(jié)果畫(huà)出了該滑輪組機(jī)械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖象，如圖乙所示。若不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，求：（1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，求：動(dòng)滑輪的重力？（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率是多大？（3）當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500N時(shí)，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，還能用此滑輪組拉動(dòng)物體嗎？用計(jì)算結(jié)果說(shuō)明。0505鞏固訓(xùn)練1．（2024?邵東市模擬）下列由做飯所聯(lián)想到的物理知識(shí)中，錯(cuò)誤的是（）A．炒菜用的鍋鏟是省力杠桿 B．切肉前先磨刀，是為了在壓力相同時(shí)減小受力面積，壓強(qiáng)增大 C．高壓鍋是利用水的沸點(diǎn)隨氣壓增大而升高的原理制成的 D．在操場(chǎng)滾動(dòng)的足球最終停下是因?yàn)榱Ω淖兞俗闱虻倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)2．（2023?柳州一模）如圖是古代戰(zhàn)爭(zhēng)中的“大炮”——拋石機(jī)，能將石頭拋得很遠(yuǎn)。它實(shí)際上是一個(gè)（）A．滑輪組 B．省力杠桿 C．等臂杠桿 D．費(fèi)力杠桿3．（2023?獲嘉縣校級(jí)模擬）用四只完全相同的滑輪組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，勻速提升等重的鉤碼，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法中正確的是（）A．甲較省力且機(jī)械效率較高 B．乙較省力且機(jī)械效率較高 C．兩個(gè)滑輪組省力程度不同，機(jī)械效率相同 D．兩個(gè)滑輪組省力程度相同，機(jī)械效率不同4．（2023?姑蘇區(qū)校級(jí)一模）如圖所示，小州分別使用甲、乙、丙三種機(jī)械勻速提升物體M（繩長(zhǎng)不變），測(cè)得物體M所受重力和拉力如表所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）GMF甲F乙F丙9N10N10N10NA．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，丙圖中機(jī)械最省力 B．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，乙圖和丙圖中機(jī)械都能省力 C．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，它們的機(jī)械效率均相等 D．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，甲圖中的機(jī)械效率最大5．（2023?蘇州模擬）如圖所示，一個(gè)重G＝20N的物體在拉力F的作用下被勻速提升了20cm。若不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦，則拉力F及其向上移動(dòng)的距離s分別為（）A．F＝10N，s＝20cm B．F＝10N，s＝40cm C．F＝20N，s＝20cm D．F＝20N，s＝40cm6．（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(shuō)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(qiáng) C．甘蔗放在a點(diǎn)比b點(diǎn)更易被切斷 D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力7．（2023?夏邑縣模擬）某天，“生物”和“物理”兩位大師在一起進(jìn)行體育鍛煉?！吧铩贝髱熒斐鼋〈T的手臂對(duì)“物理”大師說(shuō)：“看，我能提起很重的物體哦（如圖）！”“物理”大師豎起大拇指說(shuō)：“真厲害！其實(shí)啊，你的前臂就是物理學(xué)中的一根杠桿?！币韵聦?duì)于這根杠桿在提起重物的過(guò)程中，分析不合理的是（）A．前臂杠桿的支點(diǎn)O在肘關(guān)節(jié)處 B．肱二頭肌給橈骨的力是動(dòng)力 C．重物自身的重力是阻力 D．前臂是一根費(fèi)力杠桿8．（2023?福田區(qū)模擬）如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷?yè)P(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A．動(dòng)滑輪重為40N B．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.5m/s C．拉力做功功率為300W D．該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%9．（2023?大連模擬）如圖輕桿（不計(jì)杠桿重力），O為支點(diǎn)，物重為30N，OA：AB＝1：2，在豎直向上的拉力作用下始終保持平衡狀態(tài)。下列說(shuō)法，正確的是（）A．圖甲位置，僅增加物重，則拉力變化量與物重變化量之比為3：1 B．圖甲位置時(shí)，拉力大小為15N C．該杠桿與鑷子類型相同 D．如圖乙保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，拉力不變10．（2023?桂平市二模）小明體重為500N，雙腳與地面接觸面積為0.05m2，用如圖所示的滑輪組將重為600N的物體勻速提升了1m，用時(shí)10s。拉動(dòng)過(guò)程中小明對(duì)繩子的拉力為400N，若不計(jì)繩重與摩擦，則（）A．在勻速提升物體的過(guò)程中，拉力做功的功率為40W B．在勻速提升物體的過(guò)程中，小明對(duì)地面的壓強(qiáng)為104Pa C．使用該滑輪組，小明最多能提起800N的物體 D．不管提起多重的物體，該滑輪組的機(jī)械效率總是75%11．（2023?孝義市三模）圖甲是我國(guó)科技含量最高的特大型公、鐵兩用斜拉索橋梁——蕪湖長(zhǎng)江大橋。將大橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，取其部分可抽象成如圖乙所示的模型，其他因素不變，如果只把拉索與橋塔的固定點(diǎn)上移，則可以（）A．增加動(dòng)力 B．減小阻力 C．增加動(dòng)力臂 D．增加阻力臂12．（2023?鎮(zhèn)雄縣一模）一個(gè)杠桿的動(dòng)力臂與阻力臂之比為4：1，則該杠桿是杠桿，動(dòng)力與阻力之比是。若此杠桿受到的阻力是60N，則當(dāng)動(dòng)力為N時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)。13．（2023?長(zhǎng)春模擬）如圖所示，工人師傅用沿斜面向上1000N的推力，將重為2000N的物體從斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長(zhǎng)4m，高1.5m，則此過(guò)程中的有用功為J，斜面的機(jī)械效率為。14．（2023?海陵區(qū)校級(jí)三模）如圖甲所示為桔槔，是古代農(nóng)用工具。橫長(zhǎng)桿的一端懸掛重石，另一端用繩子與汲器（提水的容器）相連。當(dāng)不提水時(shí)，橫長(zhǎng)桿的懸掛重石端位置較低，橫長(zhǎng)桿的汲器端位置較高當(dāng)要提水時(shí)，人用力將汲器往下壓，使汲器下降到水面下并讓水流入汲器（同時(shí)捆綁重石的那端位置上升），當(dāng)汲器裝滿水后，人向上拉動(dòng)繩子，就可讓?xiě)覓熘厥说奈恢孟陆?，同時(shí)將汲器中的水提升。我們建立如圖乙模型來(lái)研究桔槔：假設(shè)橫長(zhǎng)桿為一個(gè)筆直的輕質(zhì)杠桿，繩子與橫長(zhǎng)桿的連接點(diǎn)到支點(diǎn)的距離L1為1m，重石的懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)的距離L2為2m，未裝水的汲器的重力為10N。繩子的重力忽略不計(jì)（g取10N/kg）。（1）使用桔棒提水時(shí)，能夠省力，省功（選填“也能”或“不能”）；（2）文中“人用力將汲器往下壓（汲器未接觸水面）”的過(guò)程中，若勻速豎直下壓，此時(shí)該力大小將（選填“變大”、“變小”或“不變”）；（3）根據(jù)桔棒的理想模型分析，為實(shí)現(xiàn)不提水時(shí)，桔棒的重石端位置較低（接觸地面），重石至少kg；（4）若裝滿水后汲器的重力為150N，重石的質(zhì)量為3kg，根據(jù)桔棒的理想模型，通過(guò)計(jì)算分析，人勻速向上提裝滿水的汲器，借用桔穆提和直接用手提相比可省力N，15．（2023?丹東校級(jí)二模）在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，小彤用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)如圖所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：次數(shù)物重/N物體上升距離/cm測(cè)力計(jì)示數(shù)/N測(cè)力計(jì)上升距離/cm機(jī)械效率/%12100.83083.324101.53088.936102.230（1）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼緩慢上升。（2）表格中第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)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(jī)械效率與有關(guān)。（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，若該滑輪組提升物體時(shí)機(jī)械效率為92.1%，物體的重力可能為。（填字母符號(hào)）A.1NB.3NC.5ND.8N（5）小彤改變動(dòng)滑輪重，提升同一物體多次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)所測(cè)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(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組機(jī)械效率越（填“高”或“低”）。（6）根據(jù)所學(xué)知識(shí)，滑輪組的機(jī)械效率還與繩重和摩擦有關(guān)，分析圖象丁中的A點(diǎn)可知，被提升物體所受的重力一定（填“小于”、“等于”或“大于”）40N。16．（2023?澄城縣一模）在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：（1）小明將杠桿中心做為支點(diǎn)放在支架上，發(fā)現(xiàn)杠桿左端低右端高，如圖甲所示，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，小明調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的主要目的是。（2）在杠桿兩端加掛鉤碼，并移動(dòng)鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，測(cè)出力臂，多次實(shí)驗(yàn)并把數(shù)據(jù)記錄在表格中，小明根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)得出杠桿平衡條件是：。（用公式表示）次數(shù)F1/NL1/cmF1/NL2/cm11102522101203215310（3）如圖乙所示，在A處掛鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向虛線方向傾斜時(shí)，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將（選填“變大”“不變”或“變小”），其原因是：。17．（2023?朝陽(yáng)區(qū)二模）如圖所示，起重機(jī)在15s內(nèi)把質(zhì)量為6t的大石頭勻速提升了1m，它的總功率是10kW，g取10N/kg。求：（1）石頭的重力。（2）起重機(jī)提升石頭所做的有用功。（3）起重機(jī)的機(jī)械效率。18．（2023?城中區(qū)三模）如圖所示，張偉同學(xué)通過(guò)斜面用平行于斜面F＝200N的推力，將質(zhì)量為30kg的物體在5s時(shí)間內(nèi)勻速推到1m高的平臺(tái)上，斜面長(zhǎng)s＝2m。（g取10N/kg）求：（1）推力做功的功率。（2）斜面的機(jī)械效率。（3）斜面對(duì)物體的摩擦力。19．（2023?沈陽(yáng)三模）如圖甲所示，鄰居大叔正吃力的把一重物送往高臺(tái)，放學(xué)回家的小明看見(jiàn)后急忙前去幫忙，他找來(lái)一塊木板，搭成如圖乙所示的斜面，結(jié)果輕松地把重物推到了高臺(tái)上。如圖乙所示，小明用10s沿斜面把一箱貨物從底端勻速推到頂端，推力為500N，斜面長(zhǎng)3m、高1m，貨物質(zhì)量為120kg。（g取10N/kg）求：（1）推力的功率多大？（2）斜面的機(jī)械效率是多少？（3）重物受到斜面的摩擦力是多大？20．（2023?南安市模擬）如圖所示裝置，AOB為杠桿，O為支點(diǎn)，OA＝20cm、OB＝30cm，甲、乙為兩金屬塊，當(dāng)乙全部浸沒(méi)在水中時(shí)，杠桿恰好在水平位置平衡，已知ρ甲＝3ρ乙＝6ρ水，求甲、乙兩金屬塊的體積比是多少？（不計(jì)杠桿、滑輪的重量及摩擦）第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械（解析版）01考向解讀1．了解杠桿的基本概念；滑輪的概念；斜面的簡(jiǎn)單應(yīng)用與計(jì)算。2．會(huì)畫(huà)杠桿示意圖；分析杠桿類型；進(jìn)行滑輪組的常規(guī)計(jì)算。3．理解杠桿平衡條件；定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)；滑輪組的利用。4．掌握杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)探究；有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算。5．認(rèn)識(shí)生活中常用杠桿。0202知識(shí)導(dǎo)航0303考點(diǎn)回顧一、杠桿1、杠桿及其五要素（1）杠桿定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。

①杠桿可直可曲，形狀任意。

②有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來(lái)幫助確定支點(diǎn)。如：魚(yú)桿、鐵鍬。

（2）杠桿五要素：①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，用字母O表示。

②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F1表示。

③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F2表示。

動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)在杠桿上。

動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反。④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離．用字母l1表示。

⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離．用字母l2表示。2、杠桿的平衡條件（1）杠桿平衡：杠桿靜止不動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)都叫做杠桿平衡。（2）杠桿平衡條件的表達(dá)式：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。（3）公式的表達(dá)式為：F1l1=F2l2。3、杠桿中最小力的問(wèn)題（1）在動(dòng)力的作用點(diǎn)明確的情況下，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線就是最長(zhǎng)力臂。（2）在動(dòng)力作用點(diǎn)未明確時(shí)，支點(diǎn)到最遠(yuǎn)的點(diǎn)的距離是最長(zhǎng)力臂。4、力臂的畫(huà)法（1）首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)O。

（2）畫(huà)好動(dòng)力作用線及阻力作用線，畫(huà)的時(shí)候要用虛線將力的作用線適當(dāng)延長(zhǎng)。

（3）在從支點(diǎn)O向力的作用線作垂線，在垂足處畫(huà)出直角，從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，用三角板的一條直角邊與力的作用線重合，讓另一條直角邊通過(guò)交點(diǎn)，從支點(diǎn)向力的作用線畫(huà)垂線，作出動(dòng)力臂和阻力臂，在旁邊標(biāo)上字母，l1和l2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂。5、畫(huà)杠桿示意圖時(shí)應(yīng)注意（1）阻力作用點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在杠桿上：有部分同學(xué)認(rèn)為阻力由石頭的重力產(chǎn)生，所以阻力作用點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在石頭重心上，這是錯(cuò)誤的。（2）確定阻力方向：當(dāng)動(dòng)力使杠桿繞支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，阻力一定使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）力臂不一定在杠桿上：力臂可用虛線畫(huà)出并用大括號(hào)標(biāo)明，也可用實(shí)線畫(huà)出。6、杠桿的分類及應(yīng)用類型力臂的大小關(guān)系力的大小關(guān)系特點(diǎn)應(yīng)用省力杠桿l1＞l2F1＜F2省力、費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗費(fèi)力杠桿l1＜l2F1＞F2費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂

人的前臂、理發(fā)剪刀等臂杠桿l1=l2F1=F2不省力、不省距離；不費(fèi)力、不費(fèi)距離天平，定滑輪既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的！！二、滑輪1、滑輪（1）滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來(lái)分析。（2）滑輪分類：定滑輪和動(dòng)滑輪。2、定滑輪工作特點(diǎn)（1）定滑輪使用時(shí)，滑輪的位置固定不變；定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力，但可以改變作用力方向。（2）定滑輪的特點(diǎn)：通過(guò)定滑輪來(lái)拉鉤碼并不省力，通過(guò)或不通過(guò)定滑輪，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)是一樣的，可見(jiàn)，使用定滑輪不省力但能改變力的方向。在不少情況下，改變力的方向會(huì)給工作帶來(lái)方便。（3）定滑輪的原理：定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿，動(dòng)力臂L1、阻力臂L2都等于滑輪半徑，根杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結(jié)論。3、動(dòng)滑輪工作特點(diǎn)（1）動(dòng)滑輪使用時(shí)，滑輪隨重物一起移動(dòng)；動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，省12力，多費(fèi)1倍距離（2）動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半力，費(fèi)距離；這是因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪時(shí)，鉤碼由兩段繩子吊著，每段繩子只承擔(dān)鉤碼重的一半。使用動(dòng)滑輪雖然省了力，但是動(dòng)力移動(dòng)的距離大于鉤碼升高的距離，即費(fèi)了距離。（3）動(dòng)滑輪的原理：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂（L1）為阻力臂（L2）二倍的杠桿。4、滑輪組及其工作特點(diǎn)（1）定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組;使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向，但要費(fèi)距離。（2）使用滑輪組時(shí)，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(dòng)力F=G物+G動(dòng)n若忽略滑輪重，則有F=（3）用滑輪組提升物體時(shí)，雖然省了力，但是費(fèi)了距離，滑輪組有幾段繩子吊著物體，繩子自由端移動(dòng)的距離就是重物升高距離的幾倍；設(shè)物體升高的距離為h，則繩子自由端移動(dòng)的距離為s=nh（n表示承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)）。5、滑輪組和動(dòng)滑輪繩子拉力的計(jì)算（1）使用滑輪組時(shí)（忽略摩擦阻力）：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(dòng)力F=G物+G動(dòng)n；若忽略滑輪重，則有F=G物n；其中n為承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)。其中：F拉—拉力，G（2）使用動(dòng)滑輪時(shí)，條件不同，拉力的計(jì)算方法也不同①物體在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)：當(dāng)動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體重力的n分之一；當(dāng)繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體和動(dòng)滑輪重力之和的n分之一；實(shí)際情況下，動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦都無(wú)法忽略不計(jì)，那么拉力等于物體重力除以n和機(jī)械效率的乘積。②物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)：當(dāng)動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體所受摩擦力的n分之一；當(dāng)繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體所受摩擦力的n分之一；實(shí)際情況下，動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦都無(wú)法忽略不計(jì)，那么拉力等于物體所受摩擦力除以n和機(jī)械效率的乘積（注：n為滑輪的股數(shù)）。6、輪軸（1）輪軸：由輪和軸組成的，能繞共同的軸線旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單機(jī)械叫做輪軸。例如汽車(chē)方向盤(pán)、轆護(hù)等。（2）輪軸的實(shí)質(zhì)：輪軸相當(dāng)于一個(gè)杠桿，輪和軸的中心O是支點(diǎn)，作用在輪上的力是動(dòng)力F1，作用在軸上的力是阻力F2，輪半徑OA就是杠桿的動(dòng)力臂l1，軸半徑OB就是杠桿的阻力臂l2。（3）輪軸的特點(diǎn)：因?yàn)檩啺霃酱笥谳S半徑，即杠桿的動(dòng)力臂大于阻力臂，所以作用在輪上的動(dòng)力F1總小于作用在軸上的阻力F2．使用輪軸可省力，但是動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于用輪軸提升的重物（鉤碼）所通過(guò)的距離。（4）輪軸的公式：F1R=F2r。7、斜面（1）斜面是簡(jiǎn)單機(jī)械的一種，可用于克服垂直提升重物的困難。將物體提升到一定高度時(shí)，力的作用距離和力的大小都取決于傾角。如物體與斜面間摩擦力很小，則可達(dá)到很高的效率。（2）用F表示力，L表示斜面長(zhǎng)，h表示斜面高，物重為G．不計(jì)阻力時(shí)，根據(jù)功的原理得FL=Gh，斜面傾角越小，斜面越長(zhǎng)，則越省力，但越費(fèi)距離。日常生活中常見(jiàn)的斜面，如盤(pán)山公路、螺絲釘上的螺紋等。三、機(jī)械效率1、有用功和額外功（1）有用功：利用機(jī)械做功的時(shí)候，對(duì)人們有用的功就叫做有用功。（2）額外功：并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功。（3）總功：有用功與額外功的和叫總功。（4）總功的計(jì)算：W總=Fs；W總=W有用+W額外（5）有用功的計(jì)算方法：W有用=Gh；W有用=W總-W額外（6）額外功的計(jì)算方法：W額外=G′h，W額外=f摩s；W額外=W總-W有用2、機(jī)械效率的概念（1）概念：有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，通常用百分?jǐn)?shù)表示。（2）計(jì)算公式：用W總表示總功，用W有用表示有用功，用η表示機(jī)械效率，則：。由于額外功不可避免，有用功只是總功的一部分，因而機(jī)械效率總小于1。（3）提高機(jī)械效率的主要辦法①在有用功一定時(shí)，盡量減少額外功，采用減輕機(jī)械自身的重力和加潤(rùn)滑油來(lái)減少摩擦的措施。②在額外功一定時(shí)，增大有用功，在機(jī)械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力，充分發(fā)揮機(jī)械的作用。3、機(jī)械效率的大小比較（1）機(jī)械效率由有用功和總功兩個(gè)因素共同決定，不能理解成：“有用功多，機(jī)械效率高”或“總功大，機(jī)械效率低”。（2）當(dāng)總功一定時(shí)，機(jī)械做的有用功越多（或額外功越少），機(jī)械效率就越高；（3）當(dāng)有用功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越少（或額外功越少），機(jī)械效率就越高；（4）當(dāng)額外功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越多（或有用功越多），有用功在總功中所占的比例就越大，機(jī)械效率就越高。0404典例分析考點(diǎn)1\o"12.1杠桿"杠桿【典例1】（2023?天心區(qū)校級(jí)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(gè)過(guò)程中，力F的大小將（）A．變小 B．不變 C．變大 D．先變大后變小【答案】C【解答】解：如圖所示：在杠桿緩慢由A到B的過(guò)程中，動(dòng)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(shí)，L變大，那么F也變大，即拉力F在這個(gè)過(guò)程中逐漸變大。故選：C。【典例2】（2023?岳陽(yáng)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(shí)的情景，小強(qiáng)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(shí)驗(yàn)的方法一探究竟。他要探究的問(wèn)題是：在杠桿平衡的情況下（）A．動(dòng)力和阻力一定時(shí)，動(dòng)力臂和阻力臂的關(guān)系 B．動(dòng)力臂和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力和阻力的關(guān)系 C．動(dòng)力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂和阻力的關(guān)系 D．阻力和動(dòng)力臂一定時(shí)，動(dòng)力和阻力臂的關(guān)系【答案】D【解答】解：小強(qiáng)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(huì)改變阻力臂的大小，人用的力就是動(dòng)力的大小，所以他要探究的問(wèn)題是阻力和動(dòng)力臂一定時(shí)，動(dòng)力和阻力臂的關(guān)系，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D?！镜淅?】（2023?姑蘇區(qū)校級(jí)二模）如圖所示，釣魚(yú)竿可以看作一個(gè)費(fèi)力（省力/費(fèi)力/等臂）杠桿，其支點(diǎn)在釣魚(yú)竿與小明右手（左手/右手）的接觸處，若要更加省力，則小明應(yīng)該增大（增大/減小）兩只手之間的距離。【答案】費(fèi)力；右手；增大?！窘獯稹拷猓喝鐖D，在使用釣魚(yú)竿時(shí)，其支點(diǎn)在釣魚(yú)竿與小明右手的接觸處，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，要使釣起魚(yú)時(shí)所用的力小一些，由杠桿平衡條件：F1×L1＝F2×L2，要使動(dòng)力減小，在阻力和阻力臂不變的條件下，增大動(dòng)力臂，即應(yīng)使釣魚(yú)者兩只手之間的距離增大一些。故答案為：費(fèi)力；右手；增大?！镜淅?】（2023?清原縣三模）圖甲是一個(gè)菜餡擠水器，其上部手柄在使用時(shí)是一個(gè)杠桿，圖乙是其簡(jiǎn)化的示意圖，O為支點(diǎn)，F(xiàn)2是使用菜餡擠水器時(shí)B點(diǎn)受到的阻力。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出作用在A點(diǎn)的最小動(dòng)力F1的示意圖及阻力臂l2?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓焊鶕?jù)杠桿的平衡條件，要想找到最小力就要找到最長(zhǎng)的力臂，連接支點(diǎn)O與作用點(diǎn)A，OA即為最長(zhǎng)力臂，力臂始終與力的作用線垂直，從而找到最小力；從點(diǎn)O向F2的作用線作垂線，垂線段長(zhǎng)即為阻力臂L2，作圖如下：【典例5】（2023?蚌山區(qū)模擬）甲、乙兩位同學(xué)一起做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，以杠桿中點(diǎn)為支點(diǎn)，如圖1、如圖2所示。（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡，這樣做的目的是為了消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響和便于測(cè)量力臂；若杠桿右端低左端高，為使其在水平位置上靜止，應(yīng)將左端的平衡螺母向端調(diào)節(jié)左（填“左”或“右”）。（2）如圖3所示，杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)這一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，甲同學(xué)立即分析得出杠桿的平衡條件，這種做法的不足是：僅憑一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)得出的結(jié)論具有偶然性。（3）如圖所示，乙同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：第一種彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉，其讀數(shù)為F1；第二種彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉，其讀數(shù)為F2，在同等條件下，兩次彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F1＜F2（填“＜”、“＝”或“＞”），原因是：F2力臂變?。?）杠桿在生活中有很多應(yīng)用。現(xiàn)欲使如圖所示的靜止蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，小女孩乙可采取的做法是向遠(yuǎn)離支點(diǎn)方向移動(dòng)?！敬鸢浮恳?jiàn)試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）當(dāng)在杠桿上掛物體時(shí)，杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂，同時(shí)消除了杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響；在調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，杠桿右端低左端高，要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向左端調(diào)節(jié)；（2）只有一次實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不合理的，一次實(shí)驗(yàn)很具有偶然性，要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)，避免偶然性；（3）力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，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(lái)，因此第一種實(shí)驗(yàn)方案更方便，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直，能從杠桿上直接讀力臂；因?yàn)榈谝环桨傅膭?dòng)力臂要大于第二種方案的動(dòng)力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件，在阻力和阻力臂都相同的情況下，動(dòng)力臂越大的越省力，F(xiàn)2力臂變小，所以，F(xiàn)1小于F2；（4）要使翹翹板轉(zhuǎn)動(dòng)，可采取的做法是：男孩不動(dòng)，女孩向遠(yuǎn)離支點(diǎn)方向移動(dòng)（或者女孩不動(dòng)，男孩向靠近支點(diǎn)方向移動(dòng)；或者女孩不動(dòng)，男孩蹬地，減小男孩對(duì)蹺蹺板的壓力）。故答案為：（1）便于測(cè)量力臂；左；（2）僅憑一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)得出的結(jié)論具有偶然性；（3）＜；F2力臂變??；（4）向遠(yuǎn)離支點(diǎn)方向移動(dòng)。【典例6】（2023?雙峰縣一模）如圖所示，小明為了熟練掌握老師講解的物理知識(shí)，自制了一輕質(zhì)杠桿，把一邊長(zhǎng)為10cm、重60N的正方體G1用細(xì)繩拴在杠桿一端的A點(diǎn)，OA＝20cm；把重為20N的G2放在杠桿另一邊的C點(diǎn)，OC＝10cm，此時(shí)杠桿水平平衡；后用一水平拉力F＝2N，使G2勻速向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)12.5s后，可使G1對(duì)地面的壓力恰好為0。求：（1）開(kāi)始時(shí)，杠桿水平平衡，細(xì)繩上的拉力F1多大？（2）在水平拉力作用下，G2向右運(yùn)動(dòng)的速度是多少？（3）水平拉力所做的功和功率是多少？【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）根據(jù)杠桿的平衡條件可得F1×OA＝G2×OC，即F1×20cm＝20N×10cm，解得F1＝10N；（2）G1對(duì)地面的壓力恰好為0時(shí)，設(shè)G2向右移動(dòng)的距離是L，則G1×OA＝G2×（OC+L），即60N×20cm＝20N×（10cm+L），解得L＝50cm，G2向右運(yùn)動(dòng)的速度v＝＝＝4cm/s；（3）拉力做功W＝FL＝2N×0.5m＝1J，拉力做功的功率P＝＝＝0.08W；答：（1）細(xì)繩上的拉力F110N；（2）G2向右運(yùn)動(dòng)的速度是4cm/s；（3）水平拉力所做的功和功率分別是1J和0.08W?？键c(diǎn)2\o"12.2滑輪"滑輪【典例7】（2023?盱眙縣一模）如圖所示使用下列三個(gè)裝置分別用F1、F2、F3勻速提起同樣的重物，不計(jì)滑輪的重力和摩擦，則F1、F2、F3的大小關(guān)系為（）A．F1＜F3＜F2 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F3＜F2 D．F1＜F2＝F3【答案】A【解答】解：不計(jì)滑輪的重力和摩擦且不計(jì)繩重的情況下；左邊的滑輪是動(dòng)滑輪，能夠省一半的力，故F1＝；中間的滑輪是動(dòng)滑輪，F(xiàn)2作用在動(dòng)滑輪的軸上，費(fèi)一倍的力，則F2＝2G；右邊的滑輪是定滑輪，只能改變力的方向，不省力也不費(fèi)力，故F3＝G；所以，F(xiàn)1＜F3＜F2。故選：A。【典例8】（2023?延津縣三模）如圖手中拿的四種工具你都認(rèn)識(shí)嗎？關(guān)于四種工具下列說(shuō)法正確的是（）A．扳手在擰螺絲時(shí)，手握的地方越靠近螺絲，越省力 B．螺絲刀在擰螺絲時(shí)，是一個(gè)費(fèi)力輪軸 C．電鉆的鉆頭屬于簡(jiǎn)單機(jī)械中的斜面，螺紋越密集，越省力 D．用羊角錘拔釘子時(shí)，羊角錘屬于一個(gè)省距離杠桿【答案】C【解答】解：A、根據(jù)動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂可知，阻力和阻力臂一定，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力會(huì)越小，所以扳手在擰螺絲時(shí)，手握的地方越遠(yuǎn)離螺絲，越省力，故A錯(cuò)誤；B、螺絲刀在使用時(shí)繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以屬于輪軸，輪軸是杠桿的一種變形；它的手柄相當(dāng)于輪，金屬桿相當(dāng)于軸，其輪半徑和軸半徑分別為動(dòng)力臂和阻力臂，在使用螺絲刀擰螺絲時(shí)，由于動(dòng)力臂大于阻力臂，所以使用螺絲刀擰螺絲可以省力，故B錯(cuò)誤；C、電鉆的鉆頭屬于簡(jiǎn)單機(jī)械中的斜面，螺紋越密集，越省力，故C正確；D、用羊角錘拔釘子時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故D錯(cuò)誤。故選：C?！镜淅?】（2023?梅州一模）如圖所示，一位體重為600N的學(xué)生，利用定滑輪提起重力為200N的物件，定滑輪本質(zhì)上是等臂杠桿（選填“等臂”、“省力”或“費(fèi)力”），該學(xué)生利用此裝置能提起最大物件的重力為600N，他向右行走時(shí)，物件勻速上升，繩子拉力F將不變（選填“變大”、“變小”或“不變”），繩子不斷裂，不計(jì)繩重和滑輪摩擦?！敬鸢浮康缺?；600；不變【解答】解：定滑輪本質(zhì)上是等臂杠桿，該學(xué)生利用此裝置能提起最大物件的重力等于他自身的重力，為600N，他向右行走時(shí)，物件勻速上升，繩子拉力F將不變。故答案為：等臂；600；不變。【典例10】（2023?灞橋區(qū)校級(jí)三模）建筑工人在A處，使用如圖所示的滑輪組提升物體，試在圖中畫(huà)出最省力的繞線方法。【答案】【解答】解：由圖可知，繩子端拉力方向向上，要畫(huà)出最省力的繞線方法，則繩子首先系在動(dòng)滑輪的上掛鉤上，然后依次繞過(guò)定滑輪、動(dòng)滑輪，最終由3根繩子承擔(dān)物重，如右圖所示：考點(diǎn)3\o"12.3機(jī)械效率"機(jī)械效率【典例11】（2023?新吳區(qū)二模）用如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷?yè)P(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖像如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力F為350N B．動(dòng)滑輪重為50N C．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.5m/s D．該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%【答案】B【解答】解：A．由圖乙可知，在20s內(nèi)拉力F做的功：W總＝6000J，由圖甲可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，則物體M沿豎直方向勻速提升10m時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離：s＝nh＝2×10m＝20m，由W總＝Fs可得，拉力：F＝＝＝300N，故A錯(cuò)誤；B．忽略繩重及摩擦，由F＝（G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝nF﹣G＝2×300N﹣550N＝50N，故B正確；C．繩子自由端移動(dòng)的速度：v＝＝＝1m/s，故C錯(cuò)誤；D．拉力做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J，滑輪組的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%≈91.7%，故D錯(cuò)誤。故選：B。【典例12】（2023?雨城區(qū)校級(jí)模擬）在勞動(dòng)實(shí)踐中，小孫在水平地面與車(chē)廂間用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力將重G＝600N的貨物勻速地從斜面底端推到頂端的車(chē)廂，如圖所示。已知斜面長(zhǎng)L＝6m，斜面高h(yuǎn)＝1.5m，斜面的機(jī)械效率η＝60%。下列敘述中正確的是（）A．小孫推動(dòng)貨物所用推力大小為150N B．若增大推行速度，則貨物受到的摩擦力將變大 C．貨物受到斜面的摩擦力大小為250N D．若h不變、減小L，則斜面的機(jī)械效率將升高【答案】D【解答】解：A、有用功W有用＝Gh＝600N×1.5m＝900J，總功W總＝＝＝1500J，小孫推動(dòng)貨物所用推力F推＝＝＝250N，故A錯(cuò)誤；B、滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，若增大推行速度，貨物對(duì)斜面的壓力大小和接觸面的粗糙程度均不變，則貨物受到的摩擦力將不變，故B錯(cuò)誤；C、額外功W額外＝W總﹣W有用＝1500J﹣900J＝600J，貨物受到斜面的摩擦力f＝＝＝100N，故C錯(cuò)誤；D、若h不變、減小L，物體對(duì)斜面的壓力減小，斜面對(duì)物體的摩擦力減小，額外功減小，有用功不變，根據(jù)W總＝W有用+W額外可知，總功減小，根據(jù)η＝可知斜面的機(jī)械效率將升高，故D正確。故選：D。【典例13】（2023?杜爾伯特縣二模）（1）如圖所示，是汽車(chē)進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，將汽車(chē)固定在風(fēng)洞中，用吹風(fēng)機(jī)對(duì)著汽車(chē)高速送風(fēng)，汽車(chē)相對(duì)于風(fēng)洞中的空氣是運(yùn)動(dòng)（選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）的，此時(shí)汽車(chē)下方氣體對(duì)汽車(chē)的壓強(qiáng)大（選填“上方”或“下方”）。（2）如圖，小明將一個(gè)重為200N的小車(chē)以0.2m/s的速度從斜面底端勻速拉到斜面頂端，沿斜面向上的拉力為120N，小車(chē)沿斜面移動(dòng)的距離s＝2m，上升的高度h＝1m。在此過(guò)程中拉力的功率為24W，斜面的機(jī)械效率為83.3%（保留一位小數(shù)），摩擦力大小為20N?！敬鸢浮浚?）運(yùn)動(dòng)；下方；（2）24；83.3%；20。【解答】解：（1）以風(fēng)洞中的空氣為參照物，汽車(chē)相對(duì)于風(fēng)洞中的空氣的位置發(fā)生了改變，所以汽車(chē)是運(yùn)動(dòng)的；風(fēng)高速吹來(lái)時(shí)，因車(chē)身的形狀是“上凸下平”的，在相同時(shí)間內(nèi)空氣通過(guò)汽車(chē)上方的路程大，根據(jù)流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系可知，汽車(chē)上方的空氣流速大、壓強(qiáng)小，而汽車(chē)下方的空氣流速小、壓強(qiáng)大。（2）解：拉力的功率：P＝＝＝Fv＝120N×0.2m/s＝24W；克服物體重力做的有用功：W有＝Gh＝200N×1m＝200J，拉力做的總功：W總＝Fs＝120N×2m＝240J，斜面的機(jī)械效率：η＝＝≈83.3%；克服摩擦力做的額外功：W額＝W總﹣W有＝240J﹣200J＝40J，由W額＝fs可得，摩擦力：f＝＝＝20N。故答案為：（1）運(yùn)動(dòng)；下方；（2）24；83.3%；20?！镜淅?4】（2023?新北區(qū)校級(jí)一模）圖甲是某居民樓前的無(wú)障礙通道，一位中年人正用輪椅推著他年邁的母親緩緩上行，圖乙是該通道斜面示意圖。為了解中年人推輪椅時(shí)所用力的大小，小紅和小華進(jìn)行了探究。她們從斜面底端A點(diǎn)沿斜面確定了相距1m處的B點(diǎn)。（g取10N/kg）（1）選用車(chē)輪與輪椅相同材質(zhì)、花紋的小車(chē)為研究對(duì)象，進(jìn)行了如下操作：①正確使用彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)出小車(chē)重為2.0N；斜面的高為0.09m②將校零的彈簧測(cè)力計(jì)與斜面平行放置，然后沿斜面方向勻速拉動(dòng)小車(chē)，如圖乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.3N；③計(jì)算出將小車(chē)從A點(diǎn)拉到B點(diǎn)的過(guò)程中，拉力所做的功為0.3J；利用斜面將小車(chē)從水平地面提升到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械效率為60%。（2）在小車(chē)上逐漸添加重物，測(cè)出小車(chē)的總重G，測(cè)出沿斜面勻速拉動(dòng)小車(chē)需要的力，計(jì)算出小車(chē)從A點(diǎn)到B點(diǎn)拉力所做的總功W1；重力做的有用功為W2。通過(guò)多組數(shù)據(jù)作出W1和W2與小車(chē)總重G的關(guān)系圖像，分別如圖丙中的線段a和b；①由圖像可知：用該通道斜面提升物體時(shí)的機(jī)械效率與物重?zé)o關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。②若這位母親和所坐的輪椅總質(zhì)量為80kg，則中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時(shí)，力的大小為120N?！敬鸢浮浚?）②勻速；0.3；③0.3；60%；（2）①無(wú)關(guān)；②120【解答】解：（1）②探究斜面機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，需沿斜面方向勻速拉動(dòng)小車(chē)，這樣操作時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定；由圖可知，測(cè)力計(jì)的分度值為0.02N，指針指在0.3N處，所以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.3N；③將小車(chē)從A點(diǎn)拉到B點(diǎn)的過(guò)程中，拉力做的功為W總＝Fs＝0.3N×1m＝0.3J；由乙圖可知，斜面的高度為h＝0.09m，利用斜面將小車(chē)從水平地面提升到B點(diǎn)時(shí)所做的有用功為W有用＝Gh＝2.0N×0.09m＝0.18J，機(jī)械效率為η＝＝×100%＝60%；（2）①?gòu)膱D像讀出當(dāng)小車(chē)的總重G增大到5N時(shí)，拉小車(chē)從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的功W1＝0.75J，豎直向上將小車(chē)從水平地面提升到B點(diǎn)所做的功W2＝0.45J，利用斜面將小車(chē)從水平地面提升到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械效率為η′＝＝×100%＝60%，由于η′＝η，所以由圖像可知：用該通道斜面提升物體時(shí)的機(jī)械效率與物重?zé)o關(guān)；②這位母親和所坐的輪椅總重力為G總＝m總g＝80kg×10N/kg＝800N，中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時(shí)，從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的有用功為：W有用′＝G總h＝800N×0.09m＝72J，由η＝得，中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時(shí)，從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的總功為：W總′＝＝＝120J；由W＝Fs得，推力的大小為F′＝＝＝120N。故答案為：（1）②勻速；0.3；③0.3；60%；（2）①無(wú)關(guān)；②120?！镜淅?5】（2023?南皮縣校級(jí)模擬）小熊在課外實(shí)踐活動(dòng)中，用如圖甲所示的滑輪組勻速拉動(dòng)放在樹(shù)下一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從100N開(kāi)始逐漸增加，每次物體被拉動(dòng)的距離均為1m。根據(jù)測(cè)量結(jié)果畫(huà)出了該滑輪組機(jī)械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖象，如圖乙所示。若不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，求：（1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，求：動(dòng)滑輪的重力？（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率是多大？（3）當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500N時(shí)，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，還能用此滑輪組拉動(dòng)物體嗎？用計(jì)算結(jié)果說(shuō)明?！敬鸢浮浚?）動(dòng)滑輪的重力為100N；（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率是30W；（3）當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500N時(shí)，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，不能用此滑輪組拉動(dòng)物體?！窘獯稹拷猓海?）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力當(dāng)f1＝100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率η1＝50%，通過(guò)滑輪組拉動(dòng)水平面上的物體，則有用功：W有用1＝f1s，由題知，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，則額外功：W額外＝G動(dòng)s，則總功：W總1＝W有用1+W額外＝f1s+G動(dòng)s，所以，η1＝＝＝＝＝50%，解得動(dòng)滑輪重：G動(dòng)＝100N；（2）當(dāng)η2＝75%時(shí)，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：η2＝＝＝＝＝75%，解得此時(shí)的摩擦力：f2＝300N；則滑輪組的有用功率：P有＝＝＝f2v＝300N×0.1m/s＝30W；（3）由圖可知，n＝3，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，當(dāng)f3＝1500N時(shí)，拉動(dòng)物體需要的拉力：F3＝（f3+G動(dòng)）＝（1500N+100N）≈533N，小熊的重力為500N，根據(jù)力的作用是相互的，所以小熊給繩子的最大拉力等于其重力為500N，小于533N，故不能用此滑輪組拉動(dòng)物體。答：（1）動(dòng)滑輪的重力為100N；（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率是30W；（3）當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500N時(shí)，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，不能用此滑輪組拉動(dòng)物體。0505鞏固訓(xùn)練1．（2024?邵東市模擬）下列由做飯所聯(lián)想到的物理知識(shí)中，錯(cuò)誤的是（）A．炒菜用的鍋鏟是省力杠桿 B．切肉前先磨刀，是為了在壓力相同時(shí)減小受力面積，壓強(qiáng)增大 C．高壓鍋是利用水的沸點(diǎn)隨氣壓增大而升高的原理制成的 D．在操場(chǎng)滾動(dòng)的足球最終停下是因?yàn)榱Ω淖兞俗闱虻倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)【答案】A【解答】解：A、炒菜用的鍋鏟食指接觸的位置是支點(diǎn)，手腕后部接觸位置為施力點(diǎn)，在使用過(guò)程中動(dòng)力臂小于阻力臂，所以是費(fèi)力杠桿，故A錯(cuò)誤；B、由p＝可知，切肉前先磨刀是在壓力相同時(shí)減小受力面積，增大壓強(qiáng)，故B正確；C、水的沸點(diǎn)隨氣壓增大而升高，高壓鍋就是利用這一原理制成的，故C正確；D、在操場(chǎng)滾動(dòng)的足球最終停下，足球由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，說(shuō)明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故D正確。故選：A。2．（2023?柳州一模）如圖是古代戰(zhàn)爭(zhēng)中的“大炮”——拋石機(jī)，能將石頭拋得很遠(yuǎn)。它實(shí)際上是一個(gè)（）A．滑輪組 B．省力杠桿 C．等臂杠桿 D．費(fèi)力杠桿【答案】D【解答】解：由圖可見(jiàn)，拋石機(jī)在力的作用下繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此它是一個(gè)杠桿；并且動(dòng)力臂明顯比阻力臂短，因此是一費(fèi)力杠桿，好處是省距離，人手移動(dòng)很短的距離，石塊就會(huì)移動(dòng)很大的距離，從而可以用它把大石塊拋出去，打擊遠(yuǎn)處的敵人。故選：D。3．（2023?獲嘉縣校級(jí)模擬）用四只完全相同的滑輪組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，勻速提升等重的鉤碼，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法中正確的是（）A．甲較省力且機(jī)械效率較高 B．乙較省力且機(jī)械效率較高 C．兩個(gè)滑輪組省力程度不同，機(jī)械效率相同 D．兩個(gè)滑輪組省力程度相同，機(jī)械效率不同【答案】C【解答】解：由圖知，甲由2段繩子承擔(dān)物重，所以F甲＝（G+G動(dòng)），乙由3段繩子承擔(dān)物重，所以F乙＝（G+G動(dòng)）；所以乙較省力；不計(jì)繩重和摩擦力，根據(jù)η＝×100%＝×100%＝×100%，G和G動(dòng)相同，所以兩個(gè)滑輪的機(jī)械效率相等。故選：C。4．（2023?姑蘇區(qū)校級(jí)一模）如圖所示，小州分別使用甲、乙、丙三種機(jī)械勻速提升物體M（繩長(zhǎng)不變），測(cè)得物體M所受重力和拉力如表所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）GMF甲F乙F丙9N10N10N10NA．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，丙圖中機(jī)械最省力 B．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，乙圖和丙圖中機(jī)械都能省力 C．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，它們的機(jī)械效率均相等 D．使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，甲圖中的機(jī)械效率最大【答案】D【解答】解：A、從圖中信息可知，甲不省力，乙和丙所使用的拉力相同，故乙和丙圖中機(jī)械省力效果相等，故A錯(cuò)誤。B、使用甲、乙、丙圖中的三種機(jī)械時(shí)，由表中數(shù)據(jù)可知，在乙圖和丙圖的機(jī)械應(yīng)用中并沒(méi)有省力，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。CD、甲機(jī)械為定滑輪，且s＝h，則使用時(shí)的機(jī)械效率：η甲＝＝＝＝90%，乙機(jī)械為動(dòng)滑輪，且s＝2h，則使用時(shí)的機(jī)械效率：η乙＝＝＝＝45%，丙機(jī)械為斜面，使用時(shí)的機(jī)械效率：η丙＝＝＝45%，故甲的機(jī)械效率最大，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。5．（2023?蘇州模擬）如圖所示，一個(gè)重G＝20N的物體在拉力F的作用下被勻速提升了20cm。若不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦，則拉力F及其向上移動(dòng)的距離s分別為（）A．F＝10N，s＝20cm B．F＝10N，s＝40cm C．F＝20N，s＝20cm D．F＝20N，s＝40cm【答案】B【解答】解：由圖知，使用的是動(dòng)滑輪，不計(jì)滑輪重和摩擦，則拉力F＝G＝×20N＝10N；拉力端向上移動(dòng)的距離：s＝2h＝2×20cm＝40cm。故選：B。6．（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(shuō)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(qiáng) C．甘蔗放在a點(diǎn)比b點(diǎn)更易被切斷 D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力【答案】C【解答】解：AB、刀刃很薄是通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng)的，故AB錯(cuò)誤；C、由圖知，甘蔗放在a點(diǎn)比b點(diǎn)時(shí)的阻力臂更小，而甘蔗對(duì)鍘刀的阻力一定，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動(dòng)力會(huì)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(shí)的動(dòng)力臂小，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動(dòng)力大（即費(fèi)力），故D錯(cuò)誤。故選：C。7．（2023?夏邑縣模擬）某天，“生物”和“物理”兩位大師在一起進(jìn)行體育鍛煉。“生物”大師伸出健碩的手臂對(duì)“物理”大師說(shuō)：“看，我能提起很重的物體哦（如圖）！”“物理”大師豎起大拇指說(shuō)：“真厲害！其實(shí)啊，你的前臂就是物理學(xué)中的一根杠桿?！币韵聦?duì)于這根杠桿在提起重物的過(guò)程中，分析不合理的是（）A．前臂杠桿的支點(diǎn)O在肘關(guān)節(jié)處 B．肱二頭肌給橈骨的力是動(dòng)力 C．重物自身的重力是阻力 D．前臂是一根費(fèi)力杠桿【答案】C【解答】解：（1）用手向上提物體時(shí)，人的前臂相當(dāng)于一個(gè)杠桿，肱二頭肌給橈骨的力F1是動(dòng)力，重物給前臂的壓力F2是阻力，杠桿圍繞肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此支點(diǎn)O在肘關(guān)節(jié)處，故AB正確，C錯(cuò)誤；（2）用手向上提物體時(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，因此前臂是一根費(fèi)力杠桿，費(fèi)力省距離，故D正確。故選：C。8．（2023?福田區(qū)模擬）如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷?yè)P(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A．動(dòng)滑輪重為40N B．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.5m/s C．拉力做功功率為300W D．該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%【答案】C【解答】解：AC．由圖甲可知n＝2，則物體M沿豎直方向勻速提升10m時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離：s＝nh＝2×10m＝20m，由圖乙可知，在20s內(nèi)拉力F做的功：W總＝6000J，由W總＝Fs可得，繩子自由端的拉力為：F＝＝＝300N，忽略繩重及摩擦，由F＝（G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝nF﹣G＝2×300N﹣550N＝50N，拉力做功的功率為：P＝＝＝300W，故A錯(cuò)誤，C正確；B．繩子自由端移動(dòng)的速度：v＝＝＝1m/s，故B錯(cuò)誤；D．所做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J，滑輪組的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%≈91.7%，故D錯(cuò)誤。故選：C。9．（2023?大連模擬）如圖輕桿（不計(jì)杠桿重力），O為支點(diǎn)，物重為30N，OA：AB＝1：2，在豎直向上的拉力作用下始終保持平衡狀態(tài)。下列說(shuō)法，正確的是（）A．圖甲位置，僅增加物重，則拉力變化量與物重變化量之比為3：1 B．圖甲位置時(shí)，拉力大小為15N C．該杠桿與鑷子類型相同 D．如圖乙保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，拉力不變【答案】D【解答】解：A、圖甲位置時(shí)，原來(lái)杠桿平衡，則有F×OB＝G×OA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，若僅增加物重，杠桿再次平衡時(shí)，有（F+ΔF）×OB＝（G+ΔG）×OA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，②﹣①可得：ΔF×OB＝ΔG×OA，所以，＝＝，即拉力的變化量與物重的變化量之比為1：3，故A錯(cuò)誤；B、已知物重為30N，圖甲位置時(shí)，OA：AB＝1：2，且動(dòng)力臂為OB，阻力臂為OA；由杠桿平衡條件可得：F×OB＝G×OA，則拉力：F＝＝＝10N，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)圖甲可知，動(dòng)力臂大于阻力臂，因此該杠桿為省力杠桿；而鑷子使用時(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，因此它們的類型不同，故C錯(cuò)誤；D、如圖乙，保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，其力臂如圖所示：OB′為動(dòng)力臂，OA′為阻力臂，阻力不變?yōu)镚，因?yàn)棣A′A∽ΔOB′B，所以O(shè)A′：OB′＝OA：OB＝1：3，由杠桿平衡條件可得F′×OB′＝G×OA′，則F′＝＝＝10N；由此可知保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，拉力大小不變，故D正確。故選：D。10．（2023?桂平市二模）小明體重為500N，雙腳與地面接觸面積為0.05m2，用如圖所示的滑輪組將重為600N的物體勻速提升了1m，用時(shí)10s。拉動(dòng)過(guò)程中小明對(duì)繩子的拉力為400N，若不計(jì)繩重與摩擦，則（）A．在勻速提升物體的過(guò)程中，拉力做功的功率為40W B．在勻速提升物體的過(guò)程中，小明對(duì)地面的壓強(qiáng)為104Pa C．使用該滑輪組，小明最多能提起800N的物體 D．不管提起多重的物體，該滑輪組的機(jī)械效率總是75%【答案】C【解答】解：A、由圖可知n＝2，繩重自由端移動(dòng)的距離：s＝2h＝2×1m＝2m，拉力做的總功：W總＝Fs＝400N×2m＝800J，拉力做功的功率：P＝＝＝80W，故A錯(cuò)誤；B、人向下拉繩子時(shí)，繩子也會(huì)對(duì)人施加向上的拉力，則人對(duì)地面的壓力：F壓＝G人﹣F＝500N﹣400N＝100N，則工人對(duì)地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝2×103Pa．故B錯(cuò)誤；C、由圖可知n＝2，不計(jì)繩重與摩擦，F(xiàn)＝（G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)＝2F﹣G＝2×400N﹣600N＝200N，使用該滑輪組提升重物時(shí)，工人的最大拉力等于其重力，即F大＝G人＝500N，不計(jì)繩重及摩擦，由F＝（G+G動(dòng)）得，提升物體的最大重力：G大＝nF大﹣G動(dòng)＝2×500N﹣200N＝800N．故C正確；D、不計(jì)繩重與摩擦，動(dòng)滑輪的重力不變，額外功不變，提起物體的重力越大，做的有用功越多，有用功在總功中所占的比例越大，則滑輪組的機(jī)械效率越大，因此該滑輪組的機(jī)械效率不總是75%，故D錯(cuò)誤。故選：C。11．（2023?孝義市三模）圖甲是我國(guó)科技含量最高的特大型公、鐵兩用斜拉索橋梁——蕪湖長(zhǎng)江大橋。將大橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，取其部分可抽象成如圖乙所示的模型，其他因素不變，如果只把拉索與橋塔的固定點(diǎn)上移，則可以（）A．增加動(dòng)力 B．減小阻力 C．增加動(dòng)力臂 D．增加阻力臂【答案】C【解答】解：由圖可知，若增加塔橋的高度，即增加了支點(diǎn)O到鋼索拉力（即動(dòng)力）F1的距離，即增大了拉力的力臂L1，根據(jù)杠桿平衡條件可知，在阻力和阻力臂不變的情況下，拉力的力臂越大，拉力越小即橋?qū)︿撍鞯睦驮叫?，故C正確，ABD錯(cuò)誤‘故選：C。12．（2023?鎮(zhèn)雄縣一模）一個(gè)杠桿的動(dòng)力臂與阻力臂之比為4：1，則該杠桿是省力杠桿，動(dòng)力與阻力之比是1：4。若此杠桿受到的阻力是60N，則當(dāng)動(dòng)力為15N時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)?！敬鸢浮恳?jiàn)試題解答內(nèi)容【解答】解：動(dòng)力大于阻力臂，則該杠桿為省力杠桿。∵F1L1＝F2L2∴即∴F1＝15N答案為：省力，1：4，15N。13．（2023?長(zhǎng)春模擬）如圖所示，工人師傅用沿斜面向上1000N的推力，將重為2000N的物體從斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長(zhǎng)4m，高1.5m，則此過(guò)程中的有用功為3000J，斜面的機(jī)械效率為75%。【答案】3000；75%?！窘獯稹拷猓捍诉^(guò)程所做有用功為：W有＝Gh＝2000N×1.5m＝3000J；所做總功為：W總＝Fs＝1000N×4m＝4000J；故機(jī)械效率為：η＝＝＝75%；故答案為：3000；75%。14．（2023?海陵區(qū)校級(jí)三模）如圖甲所示為桔槔，是古代農(nóng)用工具。橫長(zhǎng)桿的一端懸掛重石，另一端用繩子與汲器（提水的容器）相連。當(dāng)不提水時(shí)，橫長(zhǎng)桿的懸掛重石端位置較低，橫長(zhǎng)桿的汲器端位置較高當(dāng)要提水時(shí)，人用力將汲器往下壓，使汲器下降到水面下并讓水流入汲器（同時(shí)捆綁重石的那端位置上升），當(dāng)汲器裝滿水后，人向上拉動(dòng)繩子，就可讓?xiě)覓熘厥说奈恢孟陆?，同時(shí)將汲器中的水提升。我們建立如圖乙模型來(lái)研究桔槔：假設(shè)橫長(zhǎng)桿為一個(gè)筆直的輕質(zhì)杠桿，繩子與橫長(zhǎng)桿的連接點(diǎn)到支點(diǎn)的距離L1為1m，重石的懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)的距離L2為2m，未裝水的汲器的重力為10N。繩子的重力忽略不計(jì)（g取10N/kg）。（1）使用桔棒提水時(shí)，能夠省力，不能省功（選填“也能”或“不能”）；（2）文中“人用力將汲器往下壓（汲器未接觸水面）”的過(guò)程中，若勻速豎直下壓，此時(shí)該力大小將不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）；（3）根據(jù)桔棒的理想模型分析，為實(shí)現(xiàn)不提水時(shí)，桔棒的重石端位置較低（接觸地面），重石至少0.5kg；（4）若裝滿水后汲器的重力為150N，重石的質(zhì)量為3kg，根據(jù)桔棒的理想模型，通過(guò)計(jì)算分析，人勻速向上提裝滿水的汲器，借用桔穆提和直接用手提相比可省力60N，【答案】（1）不能；（2）不變；（3）0.5；（4）60?！窘獯稹拷猓海?）由功的原理可知，使用桔槔提水時(shí)，能夠省力，但不能省功；（2）文中“人用力將汲器往下壓”的過(guò)程中，若勻速豎直下壓，根據(jù)相似三角形的知識(shí)可知阻力臂和動(dòng)力臂之比不變，阻力不變，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知此時(shí)該力將不變；（3）根據(jù)杠桿平衡條件可知為實(shí)現(xiàn)不提水時(shí)，桔槔的重石端位置較低（接觸地面），應(yīng)滿足的條件是G重石L2＞G汲器L1；則G重石＞＝＝5N，m重石＞＝0.5kg；（3）人直接勻速向上提裝滿水的汲器時(shí)，汲器處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和汲器的重力是一對(duì)平衡力，則此時(shí)人施加的拉力F1＝G1＝150N；人借用桔槔勻速向上提裝滿水的汲器時(shí)，設(shè)人施加的拉力為F2，此時(shí)汲器受到豎直向下的重力和豎直向上人施加的拉力、繩子的作用力處于平衡狀態(tài)，由力的平衡條件可得：G1＝F2+F繩，則F繩＝G1﹣F2，由杠桿的平衡條件可得：G重石L2＝F繩L1，即G重石L2＝（G1﹣F2）L1，則3kg×10N/kg×2m＝（150N﹣F2）×1m，F(xiàn)2＝90N；則借用桔槔提和直接用手提相比省的力：ΔF＝F1﹣F2＝150N﹣90N＝60N。故答案為：（1）不能；（2）不變；（3）0.5；（4）60。15．（2023?丹東校級(jí)二模）在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，小彤用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)如圖所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：次數(shù)物重/N物體上升距離/cm測(cè)力計(jì)示數(shù)/N測(cè)力計(jì)上升距離/cm機(jī)械效率/%12100.83083.324101.53088.936102.230（1）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼緩慢上升。（2）表格中第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械