【起飛計(jì)劃】2024年中考物理一輪單元復(fù)習(xí)（人教版）專題12 簡(jiǎn)單機(jī)械（解析版）

專題12簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)點(diǎn)一、杠桿(1)杠桿：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就是杠桿。(2)杠桿的五要素：①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)(O)；②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(F1)；③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(F2)；④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離(l1)；⑤阻力臂：從支點(diǎn)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(gè)力或幾個(gè)力作用在杠桿上時(shí)，杠桿能保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則我們說(shuō)杠桿平衡。(2)杠桿平衡的條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即：F1l1=F2l2(3)在探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平并靜止，目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響，此時(shí)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(dòng)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(shí)驗(yàn)中要多次試驗(yàn)的目的是獲取多組實(shí)驗(yàn)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(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿，省力但費(fèi)距離。(2)費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿，費(fèi)力但省距離。(3)等臂杠桿：動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿，既不省力也不費(fèi)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(gè)量中的三個(gè)，則可以計(jì)算出第四個(gè)量，若知道了兩個(gè)力的比值與一個(gè)力臂，則可以計(jì)算出另一個(gè)力臂（或）；若知道了兩個(gè)力臂的比值和一個(gè)力，則可以計(jì)算出另一個(gè)力（或）。(2)應(yīng)用杠桿平衡條件時(shí)需注意的問(wèn)題①應(yīng)用公式計(jì)算時(shí)，單位要統(tǒng)一，即動(dòng)力和阻力的單位要統(tǒng)一，動(dòng)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(shí)，動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小成反比，即動(dòng)力臂越長(zhǎng)，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?yàn)榇藭r(shí)的阻力和阻力臂是固定的，所以只要此時(shí)的動(dòng)力臂最大，則動(dòng)力就最小。如圖乙所示，當(dāng)力的作用點(diǎn)在B點(diǎn)，且力垂直于OB，方向向上時(shí)，動(dòng)力臂最大，動(dòng)力最小。在求解最小力問(wèn)題時(shí)，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(cuò)誤。實(shí)際上，在討論杠桿中的最小力問(wèn)題時(shí)，如果力的作用點(diǎn)沒有預(yù)先設(shè)定，可以在杠桿上任意處選擇。知識(shí)點(diǎn)二、滑輪1.定滑輪(1)實(shí)質(zhì)：是一個(gè)等臂杠桿。支點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)軸，動(dòng)力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑。(2)特點(diǎn)：不能省力，但可以改變動(dòng)力的方向。2.動(dòng)滑輪(1)實(shí)質(zhì)：是一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂二倍的省力杠桿。支點(diǎn)是上端固定的那段繩子與動(dòng)滑輪相切的點(diǎn)，動(dòng)力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑。(2)特點(diǎn)：能省一半的力，但不能改變動(dòng)力的方向，且多費(fèi)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(dòng)滑輪繞起。(2)作用：既可以省力又可以改變動(dòng)力的方向，但是費(fèi)距離。(3)省力情況：由實(shí)際連接在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)決定。繩子段數(shù)：“動(dòng)奇定偶”。拉力 ，繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh，其中n是繩子的段數(shù)，h是物體移動(dòng)的高度。4.輪軸和斜面(1)輪軸：實(shí)質(zhì)是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，是一種省力機(jī)械。輪和軸的中心是支點(diǎn)，作用在軸上的力是阻力F2，作用在輪上的力是動(dòng)力F1，軸半徑r，輪半徑R，則有F1R=F2r，因?yàn)镽>r，所以F1<F2。(2)斜面：是一種省力機(jī)械。斜面的坡度越小，省力越多。知識(shí)點(diǎn)三、機(jī)械效率1、有用功——W有用：使用機(jī)械時(shí)，對(duì)人們有用的功叫有用功。也就是人們不用機(jī)械而直接用手時(shí)必須做的功。在提升物體時(shí)，W有用=Gh。2、額外功——W額外(1)使用機(jī)械時(shí)，對(duì)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(lái)源：①提升物體時(shí)，克服機(jī)械自重、容器重、繩重等所做的功。②克服機(jī)械的摩擦所做的功。3、總功——W總：(1)人們?cè)谑褂脵C(jī)械做功的過(guò)程中實(shí)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(duì)機(jī)械的動(dòng)力為F，則：W總=F?s4、機(jī)械效率——η(1)定義：有用功與總功的比值叫機(jī)械效率。 (2)公式：η=W有用/W總。(3)機(jī)械效率總是小于1。(4)提高機(jī)械效率的方法：①改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使它更合理、更輕巧；②經(jīng)常保養(yǎng)，使機(jī)械處于良好的狀態(tài)。(3)功率與機(jī)械效率的區(qū)別：①二者是兩個(gè)不同的概念：功率表示物體做功的快慢；機(jī)械效率表示機(jī)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(jī)械效率不一定大，機(jī)械效率高的機(jī)械，功率也不一定大?？键c(diǎn)一．杠桿的平衡條件1．（2023?隨州）勞動(dòng)教育越來(lái)越重要，許多同學(xué)在勞動(dòng)中獲得了愉悅的體驗(yàn)也掌握了許多勞動(dòng)技能。小芳周末回到鄉(xiāng)下姥姥家接過(guò)姥姥肩膀上的擔(dān)子學(xué)習(xí)挑擔(dān)技巧。假如一個(gè)筐子重一個(gè)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(qǐng)你根據(jù)勞動(dòng)體驗(yàn)結(jié)合杠桿平衡知識(shí)，判斷下列說(shuō)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(huì)上下“閃動(dòng)”，“閃動(dòng)”時(shí)一定是一個(gè)筐子向上運(yùn)動(dòng)同時(shí)另一個(gè)筐子向下運(yùn)動(dòng)【解答】解：ABC、假如一個(gè)筐子重一個(gè)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(dòng)力大，必須動(dòng)力臂較小，因而支點(diǎn)即肩膀必須靠近較重的一頭，故B正確，AC錯(cuò)誤；D、挑著擔(dān)子走路，扁擔(dān)一般會(huì)上下“閃動(dòng)”，由于杠桿仍然平衡，則動(dòng)力臂同時(shí)增大或同時(shí)減小，即兩側(cè)同時(shí)向下或同時(shí)向上，即一個(gè)筐子向上運(yùn)動(dòng)同時(shí)另一個(gè)筐子向上運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選：B。2．（2023?天山區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示為等刻度的輕質(zhì)杠桿，在A處掛一個(gè)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(zhǎng)度是L，當(dāng)B處的作用力與杠桿垂直時(shí)，力臂最大，此時(shí)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(shí)，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(cuò)誤、A正確。故選：A。3．（2023?新吳區(qū)校級(jí)模擬）我國(guó)民俗活動(dòng)豐富多彩，在立夏時(shí)節(jié)，有的地方會(huì)給孩子稱體重，如圖1所示，冀求孩子健康成長(zhǎng)，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(shí)OA＝3cm，OB＝10cm。下列說(shuō)法不正確的是（）A．該桿秤一定為費(fèi)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(diǎn)在B點(diǎn)左邊【解答】解：A、使用桿秤時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，省力，所以桿秤是省力杠桿，故A錯(cuò)誤；B、作用在杠桿A點(diǎn)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(diǎn)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?yàn)镺A＜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(gè)體重較小的孩子，秤砣和籃子等都不變，則作用在杠桿A點(diǎn)的力變小，動(dòng)力臂不變，作用在杠桿B點(diǎn)的力不變，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知阻力臂會(huì)變小，所以調(diào)到水平平衡后秤砣的懸掛點(diǎn)應(yīng)在B點(diǎn)左邊，故D正確。故選：A。4．（2023?射洪市校級(jí)模擬）小明利用粗細(xì)均勻的直尺（每個(gè)小格長(zhǎng)5cm）、物體M、50g的鉤碼、細(xì)線做成一個(gè)測(cè)量液體密度的儀器﹣﹣液體密度秤。（g取10N/kg。每次實(shí)驗(yàn)物體都處于浸沒狀態(tài)。）（1）用細(xì)線拴在直尺的中點(diǎn)O處，并把直尺掛在鐵架臺(tái)上，直尺剛好在水平位置平衡，目的是：。（2）把物體M掛在A點(diǎn)，把鉤碼掛在B點(diǎn)，如圖所示，直尺在水平位置平衡，把B點(diǎn)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(dòng)2小格到C點(diǎn)，直尺再次在水平位置平衡，把C點(diǎn)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(diǎn)向（選填“左”或“右”）移動(dòng)，直尺才能在水平位置平衡；（5）D點(diǎn)應(yīng)標(biāo)注為g/cm3?！窘獯稹拷猓海?）實(shí)驗(yàn)時(shí)使杠桿在位置平衡，目的是避免杠桿自身的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，便于測(cè)量力臂的大?。唬?）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(dòng)2小格到C點(diǎn)，此時(shí)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浮＝0.2N；（4）把物體M浸沒在酒精中，根據(jù)F?。溅岩篻V排可知，此時(shí)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(diǎn)向右移動(dòng)，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浮＝ρ液gV排可得，F(xiàn)浮F'浮=ρCρD，解得：ρ故答案為：（1）便于測(cè)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(zhǎng)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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)水泥桿被抬起角度為30°時(shí)，用時(shí)100s，水泥桿粗細(xì)忽略，忽略桿被抬起過(guò)程中摩擦的影響，求：（1）水泥桿A端即將脫離地面時(shí)拉力F的大??；（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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，則杠桿AB的支點(diǎn)為B點(diǎn)；由題意可知，F(xiàn)的方向始終和直桿垂直，則動(dòng)力臂等于桿的長(zhǎng)度，質(zhì)地均勻水泥桿AB的重心在其中點(diǎn)處，根據(jù)杠桿平衡條件可得水泥桿A端即將脫離地面時(shí)拉力F=G×12（2）水泥桿AB質(zhì)地均勻，其重心在AB的中點(diǎn)處，桿長(zhǎng)4m，當(dāng)水泥桿被抬起角度為30°時(shí)，重心升高的高度h=12AB×sin30°忽略桿被抬起過(guò)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(shí)拉力F的大小為100N；（2）拉力F做功的功率為2W?？键c(diǎn)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(duì)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(jìn)行探究，其中杠桿的刻度均勻，每個(gè)鉤碼的重力均為0.5N。（1）實(shí)驗(yàn)中，杠桿在位置平衡最便于測(cè)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(gè)鉤碼或者將左側(cè)鉤碼向右移動(dòng)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(dòng)鉤碼的位置，進(jìn)行了4次實(shí)驗(yàn)。杠桿平衡時(shí)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(shí)的情景，請(qǐng)將杠桿右側(cè)的阻力數(shù)值填入表中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可歸納出杠桿的平衡條件是F1l1F2l2。（4）小海與小蘭對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行交流，產(chǎn)生了一個(gè)新的問(wèn)題：若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)，并用彈簧測(cè)力計(jì)代替一側(cè)的鉤碼施力，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？于是他們共同進(jìn)行了如圖丁的探究。①畫出圖丁中F1的動(dòng)力臂l1。②多次改變拉力F1的作用點(diǎn)在杠桿上的位置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)杠桿平衡時(shí)，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(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)；（2）如果在左側(cè)鉤碼下增加一個(gè)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(gè)鉤碼，鉤碼在10cm處，右端掛了兩個(gè)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?gòu)闹c(diǎn)到力的作用線的距離叫力臂，從支點(diǎn)向動(dòng)力作用線作垂線，垂線段的長(zhǎng)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(shí)，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(duì)杠桿平衡有影響，此時(shí)F1l1＞F2l2。故答案為：（1）水平；（2）大??；（3）1.0；＝；（4）①見解答；②杠桿自重對(duì)杠桿平衡有影響。7．（2023?萊陽(yáng)市模擬）小明和同學(xué)在玩蹺蹺板游戲時(shí)發(fā)現(xiàn)，為使蹺蹺板勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，體重較輕一方通常會(huì)遠(yuǎn)離蹺蹺板的中點(diǎn)，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(dòng)力+動(dòng)力臂＝阻力+阻力臂；小亮組提出的猜想是：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂；小明組提出的猜想是：“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離＝阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離；小剛提醒小梅組的同學(xué)，他們的猜想是錯(cuò)誤的，其理由是。（2）實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼時(shí)，杠桿的位置如圖甲所示，此時(shí)杠桿是否平衡（選填“是”或“不是”）。（3）小亮想用彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)提出了兩種方案：一種按圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一種按圖丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為哪個(gè)實(shí)驗(yàn)方案更好：，請(qǐng)說(shuō)明你的理由。乙、丙兩圖中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)較大的是。（4）小明用丁圖中的裝置完成了三次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)得出“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離＝阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”的結(jié)論驗(yàn)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(qǐng)你對(duì)小明組的實(shí)驗(yàn)提出進(jìn)一步改進(jìn)措施。實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1（N）支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離L1（cm）阻力F2（N）支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離L2（cm）121122422432222（5）若在平衡的杠桿上再施加一個(gè)力，杠桿仍平衡，此力的力臂大小為。（6）在實(shí)驗(yàn)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(cè)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(shí)驗(yàn)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(cuò)誤的；（2）杠桿靜止和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)都是平衡狀態(tài)；（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)，因此第二組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直，力臂可以從杠桿上直接讀取；乙、丙兩組實(shí)驗(yàn)，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(cè)力計(jì)的示數(shù)小于丙；（4）由實(shí)驗(yàn)裝置可知，小明的“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離＝阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”的結(jié)論，是在杠桿在水平位置平衡且動(dòng)力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，此時(shí)的力臂正是支點(diǎn)到力作用點(diǎn)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(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離，多做幾次實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，故正確的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是：去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)斜向下拉；（5）若在平衡的杠桿上再施加一個(gè)力，杠桿仍平衡，說(shuō)明此力的力臂大小為0；（6）本實(shí)驗(yàn)中多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；（7）粗細(xì)不均勻的木棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)′，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(shí)，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(shí)，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(cè)量力臂；丙；（4）去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)斜向下拉；（5）0；（6）D；（7）F1+F2?？键c(diǎn)三．杠桿的動(dòng)態(tài)平衡分析8．（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【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?？键c(diǎn)四．杠桿的分類9．（2023?無(wú)錫）如圖所示，是《天工開物》中記載的我國(guó)傳統(tǒng)提水工具“桔槔”，用繩子系住一根直的硬棒的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，A端掛有重為40N的石塊，B端掛有重為20N的空桶，OA長(zhǎng)為1.2m，OB長(zhǎng)為0.6m。使用時(shí)，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(jì)。下列說(shuō)法中正確的是（）A．向下拉繩放下空桶時(shí)桔槔為省力杠桿 B．向下拉繩放下空桶時(shí)拉力為20N C．向上拉繩提起裝滿水的桶時(shí)桔槔為費(fèi)力杠桿 D．向上拉繩提起裝滿水的桶時(shí)拉力為40N【解答】解：A、向下拉繩放下空桶時(shí)，B端的力為動(dòng)力，A端的力為阻力，動(dòng)力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿，故A錯(cuò)誤；BD、根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2，杠桿平衡時(shí)B端的拉力FB=G放下空桶時(shí)，向下拉繩子的力F1＝FB﹣G桶＝80N﹣20N＝60N，裝滿水時(shí)，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(shí)拉力為F2＝G總﹣FB＝120N﹣80N＝40N，故B錯(cuò)誤，D正確；C、向上拉繩提起裝滿水的桶時(shí)，在A端的力為動(dòng)力，B端的力為阻力，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故C錯(cuò)誤；故選：D。10．（2023?廣元）如圖所示，杠桿OBA可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OB＝2BA，在B點(diǎn)懸掛一個(gè)10N的重物G，在A點(diǎn)施加豎直向上的動(dòng)力F，使杠桿OBA水平平衡（杠桿重力及摩擦均忽略不計(jì)），下列說(shuō)法正確的是（）A．在A點(diǎn)施加豎直向上的力F1時(shí)，該杠桿是費(fèi)力杠桿 B．作用在A點(diǎn)的力F1的大小為5N C．如果重物的懸掛點(diǎn)B向O點(diǎn)移動(dòng)，要使杠桿水平平衡，F(xiàn)1應(yīng)變小 D．若將作用于A點(diǎn)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(diǎn)施加豎直向上的力F1時(shí)，動(dòng)力臂是OA，阻力臂是OB，動(dòng)力臂大于阻力臂，該杠桿是省力杠桿，故A錯(cuò)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(diǎn)B向O點(diǎn)移動(dòng)，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(diǎn)的力F1變?yōu)閳D中F2，動(dòng)力臂會(huì)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(cuò)誤。故選：C。考點(diǎn)五．杠桿的應(yīng)用11．（2023?徐州二模）如圖，一輛搬運(yùn)磚頭的獨(dú)輪車，人抬起車把時(shí)，車體可以看成個(gè)杠桿。關(guān)于這個(gè)杠桿，下列說(shuō)法正確的是（）A．獨(dú)輪車屬于費(fèi)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(shí)更省力 D．磚頭的位置遠(yuǎn)離車輪時(shí)抬起更省力【解答】解：AB、由圖可知，整個(gè)杠桿是繞輪子的中心轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以輪子的中心是杠桿的支點(diǎn)，磚塊重力是阻力，人的拉力是動(dòng)力，從圖中看出，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，則動(dòng)力小于阻力，故AB錯(cuò)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(shí)，動(dòng)力臂大，則動(dòng)力小，更省力，故C正確；D、磚頭的位置遠(yuǎn)離車輪時(shí)，此時(shí)的動(dòng)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(dòng)力變大，抬起更費(fèi)力，故D錯(cuò)誤。故選：C?？键c(diǎn)六．動(dòng)滑輪及其工作特點(diǎn)12．（2023?菏澤）用動(dòng)滑輪在水平地面上沿直線勻速拉動(dòng)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(dòng)的距離為s。下列說(shuō)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(dòng)距離，重力做功數(shù)值為0，故A錯(cuò)誤；B．由2段繩子與動(dòng)滑輪相連，物體移動(dòng)的距離為s，拉力移動(dòng)距離則s拉＝2s，拉力做功數(shù)值為W＝Fs拉＝2Fs，故B錯(cuò)誤；C．摩擦力做功數(shù)值為fs，故C正確；D．任何機(jī)械都不省功，使用此滑輪可省力，但不省功，故D錯(cuò)誤。故選：C?？键c(diǎn)七．機(jī)械效率的大小比較13．（2022?根河市校級(jí)模擬）某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪重相同）在相同時(shí)間內(nèi)把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不計(jì)繩重及摩擦，下列說(shuō)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(gè)滑輪組機(jī)械效率一樣大 D．甲滑輪組的機(jī)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(dòng)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(cuò)誤；已知時(shí)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(gè)動(dòng)滑輪的重為G動(dòng)，不計(jì)繩重及摩擦，則甲滑輪組的機(jī)械效率為：η甲=W有用W總×100%=同理可得，乙滑輪組的機(jī)械效率為：η乙=G所以η甲＞η乙，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。考點(diǎn)八．機(jī)械效率的計(jì)算14．（2023?淄博）淄博城區(qū)東部快速路建設(shè)正在進(jìn)行，施工現(xiàn)場(chǎng)一臺(tái)起重機(jī)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(shí)60s，所做的額外功是7.2×104J。（g取10N/kg）求：（1）起重機(jī)做功的功率；（2）起重機(jī)的機(jī)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(jī)做的有用功W有＝Gh＝mgh＝1800kg×10N/kg×6m＝1.08×105J，起重機(jī)所做的額外功W額外＝7.2×104J，起重機(jī)所做的總功W＝W有+W額外＝1.08×105J+7.2×104J＝1.8×105J，起重機(jī)做功的功率P=W（2）起重機(jī)的機(jī)械效率η=W有W答：（1）起重機(jī)做功的功率為3000W。（2）起重機(jī)的機(jī)械效率為60%?？键c(diǎn)九．實(shí)驗(yàn)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率15．（2023?棗莊）提高機(jī)械效率可以充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，對(duì)節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要的意義。某科技創(chuàng)新小組根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和客觀事實(shí)，對(duì)影響滑輪組機(jī)械效率的因素作出如下猜想：猜想Ⅰ：滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度有關(guān)猜想Ⅱ：滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的重力有關(guān)猜想Ⅲ：滑輪組的機(jī)械效率與所提物體的重力有關(guān)根據(jù)猜想，運(yùn)用如圖甲、乙、丙所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗(yàn)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(dòng)的距離s/m機(jī)械效率η120.10.900.374.1%240.11.500.388.9%340.11.250.4440.21.500.688.9%（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)沿豎直方向緩慢向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第3次實(shí)驗(yàn)是利用了圖的裝置完成的，它的機(jī)械效率η＝；（3）比較2、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證猜想I是（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的；（4）通過(guò)比較（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；（5）通過(guò)比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓海?）實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，所以需要?jiǎng)蛩倬徛睦瓌?dòng)測(cè)力計(jì)，以方便讀數(shù)。（2）由表中數(shù)據(jù)可得，鉤碼移動(dòng)的距離為0.1m時(shí)，繩子端移動(dòng)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(jī)械效率為：η=W（3）對(duì)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(jī)械效率是不變的，所以猜想Ⅰ是錯(cuò)誤的。（4）要想得到同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)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(hào)實(shí)驗(yàn)符合條件。（5）對(duì)比2、3次實(shí)驗(yàn)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(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)增多了，且動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多，機(jī)械效率越低，所以可得結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低。故答案為：（1）勻速；（2）丙；80%；（3）錯(cuò)誤；（4）1、2；（5）越低。考點(diǎn)十．滑輪（組）的機(jī)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(dòng)滑輪重為200N。在卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)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(guò)程中，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)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(jī)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(cuò)誤；C、由圖知，n＝2，不計(jì)繩重和輪與軸間的摩擦，拉力：F=12（G物+G動(dòng)）拉力端移動(dòng)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(dòng)滑輪提升物體A的機(jī)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(shuō)法正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的速度是1.8m/s B．該滑輪組的機(jī)械效率為80% C．拉力做功的功率是90W D．該滑輪組的動(dòng)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(dòng)的速度為：v′＝nv＝2×0.6m/s＝1.2m/s；故A錯(cuò)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(cuò)誤；B、拉力所做的有用功：W有＝Gh＝200N×6m＝1200J；滑輪組的機(jī)械效率：η=W故B錯(cuò)誤；D、不計(jì)繩重和摩擦，作用在繩子自由端的力：F=動(dòng)滑輪的重為：G動(dòng)＝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(gè)工件沿水平地面勻速拉動(dòng)到加工點(diǎn)。拉動(dòng)過(guò)程中，工人對(duì)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(duì)地面的壓強(qiáng)為2.0×104Pa；此工人的質(zhì)量為70kg，兩個(gè)動(dòng)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(jì)，g取10N/kg。求：（1）工人的手對(duì)繩的拉力大小；（2）工件移動(dòng)過(guò)程中，地面對(duì)工件摩擦力的大??；（3）滑輪組在此次工作中的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓海?）工人的重力：G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，由p=FS可知，工人對(duì)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(duì)繩的拉力：F＝G﹣F支＝700N﹣600N＝100N；（2）兩個(gè)動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝m動(dòng)g＝10kg×10N/kg＝100N，由圖可知n＝4，因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)rF=1n（f+G動(dòng)），所以地面對(duì)工件摩擦力：f＝nF﹣G（3）滑輪組的機(jī)械效率：η=W答：（1）工人的手對(duì)繩的拉力大小為100N；（2）工件移動(dòng)過(guò)程中，地面對(duì)工件摩擦力為300N；（3）滑輪組在此次工作中的機(jī)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(yùn)動(dòng)，物體A受到地面的摩擦阻力為物重的0.5倍，滑輪組的機(jī)械效率隨物體重力變化的圖像如圖乙所示?；喗M的機(jī)械效率為80%時(shí)，物體A以0.2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，人對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.25×104Pa。不計(jì)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(dòng)滑輪的重力；（2）滑輪組的機(jī)械效率為80%時(shí)，拉力的功率；（3）該滑輪組的最大機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓海?）由乙圖可知，當(dāng)物重為400N時(shí)，滑輪組的機(jī)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(duì)物體A的拉力F拉＝f＝200N；由η=WG動(dòng)=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(dòng)）則拉力的功率為：P=Wt=（3）當(dāng)拉力F＝125N時(shí)，人對(duì)地面的壓強(qiáng)p＝1.25×104Pa，則由p=FF壓＝pS＝1.25×104Pa×300×10﹣4m2＝375N，人對(duì)水平地面的壓力與地面對(duì)人的支持力是一對(duì)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(dòng)）得，重物體A受到的最大拉力：F拉'＝nFmax﹣G由同一個(gè)滑輪組，機(jī)械效率隨重物重力的增大而增大可知，當(dāng)拉力Fmax＝500N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率最大，則該滑輪組的最大機(jī)械效率：η'=W答：（1）動(dòng)滑輪的重力為50N；（2）滑輪組的機(jī)械效率為80%時(shí)，拉力的功率為50W；（3）該滑輪組的最大機(jī)械效率為95%?？键c(diǎn)十一．斜面的機(jī)械效率20．（2023?達(dá)州）搬運(yùn)工人為了將笨重的物體裝進(jìn)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(zhǎng)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(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受3個(gè)力的作用，合力為0 B．推力所做的功是2500J C．斜面的機(jī)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(gè)力作用，合力為0，故A錯(cuò)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(jī)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(duì)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(diǎn)掛一個(gè)20N的重物，加在B點(diǎn)的動(dòng)力使OA在水平位置保持靜止（杠桿重力及摩擦均不計(jì)），則（）A．該杠桿一定是省力杠桿 B．該杠桿一定是費(fèi)力杠桿 C．作用點(diǎn)在B點(diǎn)的最小動(dòng)力等于10N D．作用點(diǎn)在B點(diǎn)的最小動(dòng)力小于10N【解答】解：（1）因無(wú)法確定動(dòng)力臂的大小，所以無(wú)法確定它是哪種杠桿，故A和B錯(cuò)誤；（2）加在B點(diǎn)的動(dòng)力F與OB垂直向上時(shí)，動(dòng)力作用線和杠桿垂直，支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)之間的連線OB就是最長(zhǎng)的動(dòng)力臂，此時(shí)動(dòng)力最小。因?yàn)镃點(diǎn)是中點(diǎn)，所以O(shè)B＞OA＝2OC。根據(jù)杠桿的平衡條件F×OB＝G×OC，此時(shí)的最小動(dòng)力F=G×OCOB＜故選：D。2．（2023?荔灣區(qū)一模）小昕在測(cè)量機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別用甲、乙、丙三種機(jī)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(jī)械效率高于乙 B．乙的額外功大于甲 C．丙的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的 D．甲的有用功小于乙【解答】解：AD、分別用甲、乙、丙三種機(jī)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(jī)械效率是有用功與總功之比，所以甲的機(jī)械效率低于乙，故AD錯(cuò)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(cuò)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(cuò)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(jiǎn)化示意圖，整個(gè)過(guò)程中，力F始終豎直向上。下列說(shuō)法正確的是（）A．抬油桶時(shí)小車相當(dāng)于費(fèi)力杠桿 B．抬油桶時(shí)F逐漸變大 C．抬油桶時(shí)力臂L1變大、L2變小 D．抬油桶時(shí)F大小不變【解答】解：A、在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，為省力杠桿，故A錯(cuò)誤；BCD、由圖可知O為支點(diǎn)，若對(duì)A點(diǎn)施加的力F始終豎直向上，油桶圍繞支點(diǎn)O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到如圖乙所示位置，動(dòng)力和阻力的方向不變，根據(jù)相似三角形的性質(zhì)可知?jiǎng)恿Ρ酆妥枇Ρ壑炔蛔?，阻力大小不變，根?jù)杠桿平衡條件可知所用力F的大小不變，故D正確、BC錯(cuò)誤。故選：D。4．（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【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。5．（2023?紅山區(qū)校級(jí)三模）如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，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(guò)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(jī)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(cuò)；B、拉力做的總功：W總＝Fs＝250N×2m＝500J，故B錯(cuò)；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(jī)械效率：η=W故選：D。6．（2023?潮陽(yáng)區(qū)校級(jí)二模）用如圖所示的四種裝置勻速提升同一重物時(shí)，所用拉力分別為F1、F2、F3、F4，四種裝置的機(jī)械效率分別為η1、η2、η3、η4，若不計(jì)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(shuō)法正確的是（）A．F1＝F2 B．F3＝F4 C．η1＝η2 D．η3＝η4【解答】解：AB、不計(jì)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(jì)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(jì)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(dòng)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(jī)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(jì)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(dòng)的距離s＝nh，s甲＝2h，s乙＝3h，s甲＜s乙，故B錯(cuò)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(jì)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(jī)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(yùn)送砂石。下列說(shuō)法正確的是（不計(jì)繩重、動(dòng)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(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)費(fèi)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(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂等于阻力臂二倍的杠桿，屬于省力杠桿，故B錯(cuò)誤；C、由圖知，n＝2，拉力端移動(dòng)距離s＝2h，若繩子自由端下拉1m，則桶上升0.5m，故C錯(cuò)誤；D、工人向下拉繩子時(shí)，繩子會(huì)對(duì)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(jì)繩重、動(dòng)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(yùn)動(dòng)。已知斜面的長(zhǎng)為s、高為h，物體從斜面底端勻速運(yùn)動(dòng)到頂端的過(guò)程中，斜面對(duì)物體的摩擦力大小為f，關(guān)于該過(guò)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(duì)物體的摩擦力大小為f＝F?G?D．斜面的機(jī)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(cuò)誤；B、拉力做的總功為W總＝Fs，故B錯(cuò)誤；C、因?yàn)閃總＝W有用+W額，即Fs＝Gh+fs，摩擦力f=Fs?G?s=D、斜面的機(jī)械效率η=W故選：C。10．（2023?惠山區(qū)三模）桿秤作為華夏國(guó)粹，它制作輕巧、使用便利，如圖所示，是小陽(yáng)同學(xué)制作的桿秤的示意圖，使用時(shí)將貨物掛在秤鉤上，用手提起B(yǎng)或C（相當(dāng)于支點(diǎn)）處的秤紐，移動(dòng)秤砣在秤桿上的位置，當(dāng)秤桿水平平衡時(shí)，可讀出貨物的質(zhì)量。秤砣最遠(yuǎn)可移至D點(diǎn)，此秤最大稱量是10kg。秤桿、秤鉤和秤紐的質(zhì)量忽略不計(jì)，AB、BC、BD的長(zhǎng)度如圖所示。下列說(shuō)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(dá)到最大稱量 C．距離C點(diǎn)12.5cm，有兩個(gè)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(diǎn)時(shí)，A點(diǎn)所掛物體重為GA=G當(dāng)提著C處秤紐、秤砣在D點(diǎn)時(shí)，A點(diǎn)所掛物體重為GA′=G因BD＞CD、AB＜AC，則GA＞GA′，即提B處秤紐時(shí)，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(diǎn)、A點(diǎn)秤鉤掛著質(zhì)量為10kg的物體時(shí)，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(shí)，阻力臂為AB＝2cm，動(dòng)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(shí)，阻力臂為AC＝AB+BC＝2cm+3cm＝5cm，動(dòng)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?jiǎng)恿Ρ圩兇螅杂迷摮臃Q量貨物質(zhì)量偏大，故D錯(cuò)誤。故選：D。11．（2023?阿克蘇地區(qū)三模）用4個(gè)相同的滑輪組成滑輪組甲和乙，分別勻速提升A、B兩個(gè)物體時(shí)，拉力F相等。不計(jì)繩重和摩擦，若滑輪組甲的機(jī)械效率為80%，則滑輪組乙的機(jī)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(jī)械效率為η甲=W有用W不計(jì)繩重和摩擦，圖甲中繩端拉力F=13×（GA+G動(dòng)），則動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)乙圖中，n乙＝2，繩端拉力F=12×（GB+G動(dòng)），則GB乙圖中滑輪組的機(jī)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(shuō)法正確的是（）A．物體勻速上升時(shí)動(dòng)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(shí)受非平衡力的作用 D．人對(duì)繩子的拉力是物體重力的一半【解答】解：A、物體勻速上升時(shí)，其質(zhì)量不變，速度不變，則動(dòng)能不變，故A錯(cuò)誤；B、圖中的滑輪是動(dòng)滑輪，使用時(shí)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(shí)處于平衡狀態(tài)，則物體受平衡力的作用，故C錯(cuò)誤；D、若不計(jì)繩重和摩擦，則人對(duì)繩子的拉力是物體和動(dòng)滑輪總重力的一半；若考慮繩重和摩擦，則人對(duì)繩子的拉力更大，一定不等于物體重力的一半，故D錯(cuò)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(gè)滑輪組，分別用甲、乙兩個(gè)滑輪組在相同時(shí)間內(nèi)將重為G的物體勻速提升相同的高度，不計(jì)繩重及摩擦，則下列說(shuō)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(jī)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(jì)繩重及摩擦，F(xiàn)甲=12（G+G動(dòng)），F(xiàn)乙=13（G+G動(dòng)），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(cuò)誤；C、兩滑輪組拉力所做功相同，做功時(shí)間相同，所以兩個(gè)滑輪組拉力的功率相同，即P甲＝P乙，C錯(cuò)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(jī)械效率相同，D正確。故選：D。14．（2023?陽(yáng)信縣模擬）如圖所示，A和B為由銅和鐵制成的實(shí)心球，它們的體積相同，此時(shí)杠桿恰好水平平衡，若將它們同時(shí)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(wú)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(shí)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(huì)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(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【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。二．實(shí)驗(yàn)探究題（共3小題）16．（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。【解答】解：（1）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)沿豎直方向勻速向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，受到平衡力的作用，測(cè)力計(jì)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(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)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(jī)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(jī)械效率越高”，所以，若該滑輪組提升物體時(shí)機(jī)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(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低；（6）根據(jù)圖丁可知，當(dāng)動(dòng)滑輪重為10N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為80%；若忽略繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)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(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“探究杠桿的平衡條件”