2024屆中考物理復(fù)習(xí)：簡(jiǎn)單機(jī)械練習(xí)卷（含解析）

簡(jiǎn)單機(jī)械

考點(diǎn)一、杠桿

【典例一】（河北）如圖所示，一輕質(zhì)杠桿AB.長(zhǎng)1m,支點(diǎn)在它中點(diǎn)0.將重分別為10N和2N的正方體M、N

用細(xì)繩系于桿桿的B點(diǎn)和C點(diǎn)，已知0C：0B=l：2,M的邊長(zhǎng)1=0.1m。

AC,OIt

1vD

（1）在圖中畫出N受力的示意圖。

（2）求此時(shí)M對(duì)地面的壓強(qiáng)。

（3）若沿豎直方向?qū)左右兩邊各切去厚度為的部分，然后將C點(diǎn)處系著N的細(xì)繩向右移動(dòng)h時(shí)，M對(duì)地

面的壓強(qiáng)減小了60Pa,求h為多少。

【舉一反三】

1.（德州）如圖所示的四種情景中，使用的工具屬于費(fèi)力杠桿的是（）。

D.瓶蓋起子

2.（武威）如圖所示是羊角錘的示意圖，請(qǐng)畫出用羊角錘撬鐵釘時(shí)最小動(dòng)力￡的示意圖。

3.（瀘州）如圖所示，在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，輕質(zhì)杠桿上每個(gè)小格長(zhǎng)度均為2c0，在6點(diǎn)豎直懸

掛4個(gè)重均為0.5%的鉤碼，當(dāng)在/點(diǎn)用與水平方向成30°角的動(dòng)力少拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡。對(duì)該杠桿

此狀態(tài)的判斷，下列說法中正確的是（）。

A.杠桿的動(dòng)力臂為8cm；B.該杠桿為費(fèi)力杠桿;

C.該杠桿的阻力大小為0.5N;D.動(dòng)力廠的大小為1.5N

考點(diǎn)二、滑輪

【典例二】（瀘州）用如圖所示的滑輪組勻速豎直提升物體，不計(jì)一切摩擦和繩重。下列判斷正確的是（）。

A.該滑輪組繩自由端拉力尸的大小一定等于所提物體重力的三分之一;

B.用該滑輪組提升不同的物體，物體越重，其機(jī)械效率越大；

C.用該滑輪組分別提升水面下和水面上的同一物體，其機(jī)械效率相等;

D.其他條件不變，僅將滑輪組中的動(dòng)滑輪重力變大，其機(jī)械效率變大

【舉一反三】

1.（岳陽）如圖，動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)（填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿，用60N的拉力將沙桶從地面提

到9m高的樓上，拉力做的功是

2.（海南）工人用如圖所示的滑輪組,在時(shí)間t內(nèi)，將重為G的貨物勻速提升了h,人對(duì)繩子豎直向下的拉力

恒為Fo以下說法正確的是（）o

A.拉力F的功率為當(dāng)

C.滑輪組的機(jī)械效率為gD.滑輪組的機(jī)械效率隨h的增大而增大

3.（達(dá)州）如圖所示，工人準(zhǔn)備用一根最多能承受400N力的繩子（若超過繩子將斷裂）繞成的滑輪組先后打

撈水中材料相同、體積不同的實(shí)心物體A和B.完全露出水面的物體A被此裝置勻速提起時(shí)繩子達(dá)到最大拉力。已

知?jiǎng)踊喌馁|(zhì)量為20kg（繩的質(zhì)量、繩與滑輪的摩擦、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均不計(jì)，連接動(dòng)滑輪與物體間

的鋼繩不會(huì)斷裂，g=10N/kg）o求：

（1）物體A完全露出水面后以0.5m/s的速度勻速上升時(shí)，物體A的重力和工人拉力的功率分別是多少。

（2）在物體A浸沒在水中勻速上升的過程中，滑輪組的機(jī)械效率為75%,物體A的密度是多少。

（3）若用該滑輪組打撈體積為50dm3的物體B時(shí)，物體B最多露出多少體積時(shí)繩子將斷裂。

回

三、機(jī)械效率

【典例三】（德州）如圖所示的滑輪組中，動(dòng)滑輪重1N,小強(qiáng)用6N的拉力F通過該滑輪組勻速拉起重10N的物

體，物體沿豎直方向上升0.4m。此過程中，額外功和機(jī)械效率分別是（）。

G

A.0.4J、83.3%B.0.8J、91.7%C.0.8J、83.3%D.0.4J、91.7%

【舉一反三】

1.（天水）如圖為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，鉤碼總重為6N。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)得拉力大小為2.5N；

（2）若鉤碼上升的高度為10cm,該滑輪組的機(jī)械效率為；

（3）若僅增加鉤碼的質(zhì)量，則該滑輪組的機(jī)械效率將（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

2.（煙臺(tái)）往車上裝重物時(shí)，常常用長(zhǎng)木板搭個(gè)斜面，把重物沿斜面推上去，如圖所示，工人用3m長(zhǎng)的斜面,

把120kg的重物提高1m,假設(shè)斜面很光滑，則需要施加的推力為,若實(shí)際用力為500N,斜面的機(jī)械效

率為，重物受到的摩擦力為-（g取10N/kg）

3.（荷澤）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量600kg、體積0.2n?的箱子沉入5m深的水底，水面距離地面2m,若利用滑輪組

和電動(dòng)機(jī)組成打撈機(jī)械，以0.5m/s的速度將箱子從水底勻速提到地面，每個(gè)滑輪重100N（不計(jì)繩重、摩擦和水的

阻力,P*=1.OX103kg/mJ,g=10N/kg)o求:

（1）箱子在水底時(shí)，箱子下表面受到的水的壓強(qiáng)；

（2）箱子全部浸沒在水中時(shí)，箱子受到的浮力；

（3）物體完全露出水面后，繼續(xù)上升到地面的過程中，滑輪組的機(jī)械效率；

（4）整個(gè)打撈過程中請(qǐng)你分析哪個(gè)階段電動(dòng)機(jī)的輸出功率最大，并計(jì)算出這個(gè)最大值。

答案

考點(diǎn)一、杠桿

【典例一】(河北)如圖所示，一輕質(zhì)杠桿AB.長(zhǎng)1m,支點(diǎn)在它中點(diǎn)0.將重分別為10N和2N的正方體M、N

用細(xì)繩系于桿桿的B點(diǎn)和C點(diǎn)，已知0C：0B=l：2,M的邊長(zhǎng)1=0.1m。

AC,OB

(1)在圖中畫出N受力的示意圖。

(2)求此時(shí)M對(duì)地面的壓強(qiáng)。

(3)若沿豎直方向?qū)左右兩邊各切去厚度為5h的部分，然后將C點(diǎn)處系著N的細(xì)繩向右移動(dòng)h時(shí)，M對(duì)地

面的壓強(qiáng)減小了60Pa,求h為多少。

【解析】(1)對(duì)N進(jìn)行受力分析，由于N在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，則N受到的重力和細(xì)繩對(duì)它的拉力是一對(duì)平衡

力,所以二力的大小相等(F=G=2N),方向相反；過N的重心分別沿力的方向各畫一條有向線段，并標(biāo)上力的符

號(hào)及大小，注意兩線段要一樣長(zhǎng)，圖所示：

AC<>8

^F=2N

(2)設(shè)B端受到細(xì)繩的拉力為FB,

由杠桿平衡條件得，GNX0C=FBX0B,已知OC：0B=l：2,

nri

則有：FB=GNX—=2Nxi=lN；

OB2

根據(jù)力的作用是相互的可知，細(xì)繩對(duì)M的拉力：F=FB=1N,

此時(shí)M對(duì)地面的壓力：FfEnFs^nGM-FulON-1N=9N,

M與地面的接觸面積：S=y=(0.1m)2=0.01m2,

FIT9N

則此時(shí)M對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=_J±.=-------7=900Pa。

S0.01m”

(2)若沿豎直方向?qū)兩邊各切去厚度為*h后，

剩余M的底面積：S'=1(1-lh--h)=1X(1-h),

22

剩余M的體積：V'=Sf1=12X(1-h),

剩余M的密度不變，則剩余部分的重力與原來重力的比值:

G，_PMg]2x(『h)」_h

GMPM^31'

UllBh

所以剩余M的重力：G/=JdlxGM=-.-XION-------------------①

10.Im

剩余的物體M對(duì)地面的壓強(qiáng)：p'=p-Ap=900Pa-60Pa=840Pa,

剩余M的底面積：S'=1X(1-h)=0.ImX(0.Im-h),

地面對(duì)剩余的物體M的支持力：

F支/=F壓'=p，Sf=840PaX0.ImX(0.Im-h)----------(2)

沿豎直方向?qū)兩邊各切去厚度為[h后，將C點(diǎn)處系著N的細(xì)繩向右移動(dòng)h,

2

設(shè)此時(shí)B端受到細(xì)繩的拉力為FB’，

由杠桿平衡條件得，GNX(0C-h)=FB'XOB,

則有：FB'=GNX(OC-h)—2NX(o.25m-h),

'.BQB0.5m

即細(xì)繩對(duì)剩余M的拉力：W=FB'=2"S.25m-h)---------------------------③

0.5m

對(duì)剩余M進(jìn)行受力分析，由力的平衡條件得，F(xiàn)支，+『=G/-----------------④

將①②③式代入④式得：

840PaX0.ImX(0.Im-h)+，如7''癡也|=U..1吧i乂10N,

0.5m0.Im

解得：h=0.05mo

答：(1)如上圖所示；(2)此時(shí)M對(duì)地面的壓強(qiáng)為900Pa；(3)h為0.05m。

【舉一反三】

1.(德州)如圖所示的四種情景中，使用的工具屬于費(fèi)力杠桿的是()。

【答案】Ao

【解析】根據(jù)杠桿的動(dòng)力臂與阻力臂之間的關(guān)系，可將杠桿分為省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿；阻力臂大于

動(dòng)力臂的杠桿屬于費(fèi)力杠桿。

A：食品夾在使用時(shí)，阻力臂大于動(dòng)力臂，屬于費(fèi)力杠桿；故A正確。

B：裁紙刀在使用時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿；故B錯(cuò)誤。

C：天平在使用時(shí)，動(dòng)力臂等于阻力臂，故屬于等臂杠桿；故C錯(cuò)誤。

D：瓶蓋起子在使用時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿；故D錯(cuò)誤。

2.（武威）如圖所示是羊角錘的示意圖，請(qǐng)畫出用羊角錘撬鐵釘時(shí)最小動(dòng)力￡的示意圖。

【解析】由杠桿的平衡條件可知，在阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)越省力；由圖知，。為支點(diǎn)，A點(diǎn)離支

點(diǎn)最遠(yuǎn)，則連接支點(diǎn)。和羊角錘的末端/即是最長(zhǎng)的動(dòng)力臂，過4點(diǎn)作垂直于動(dòng)力臂向右的力E.如下圖所示。

3.（瀘州）如圖所示，在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，輕質(zhì)杠桿上每個(gè)小格長(zhǎng)度均為2c處在8點(diǎn)豎直懸

掛4個(gè)重均為0.5N的鉤碼，當(dāng)在4點(diǎn)用與水平方向成30°角的動(dòng)力/拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡。對(duì)該杠桿

此狀態(tài)的判斷，下列說法中正確的是（）。

A.杠桿的動(dòng)力臂為8an；B.該杠桿為費(fèi)力杠桿；

C.該杠桿的阻力大小為0.5N;D.動(dòng)力尸的大小為1.5N

【答案】B?

【解析】A、當(dāng)動(dòng)力在A點(diǎn)斜向下拉（與水平方向成30°角）動(dòng)力臂是：：0A=：X4X2cm=4cm,故A錯(cuò)誤；

B、阻力臂OB,3X2cm=6cm>,'OA,即阻力臂大于動(dòng)力臂，該杠桿為費(fèi)力杠桿，故B正確；

C、該杠桿的阻力大小為：G=4X0.5N=2N,故C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)iL=FJz,GX0B=FX；0A,代入數(shù)據(jù)，2NX8cm=FX4cm,

解得，F(xiàn)=4N,故D錯(cuò)誤。故選B。

考點(diǎn)二、滑輪

【典例二】（瀘州）用如圖所示的滑輪組勻速豎直提升物體，不計(jì)一切摩擦和繩重。下列判斷正確的是（）。

A.該滑輪組繩自由端拉力戶的大小一定等于所提物體重力的三分之一；

B.用該滑輪組提升不同的物體，物體越重，其機(jī)械效率越大；

C.用該滑輪組分別提升水面下和水面上的同一物體，其機(jī)械效率相等；

D.其他條件不變，僅將滑輪組中的動(dòng)滑輪重力變大，其機(jī)械效率變大

【答案】Bo

【解析】A、由圖知，n=3,不計(jì)一切摩擦和繩重，拉力F=：（G+G輪）＞：G,所以拉力F的大小大于所提物體

重力的三分之一，故A錯(cuò)誤；

TITchC]

B、不計(jì)一切摩擦和繩重，用該滑輪組提升不同的物體，則「辭=,G，可見提

升的物體越重，其機(jī)械效率越大，故B正確；

C、用該滑輪組分別提升水面下和水面上的同一物體，由于物體在水中受到浮力，就好比用滑輪組提升的物體

重力變小，所以其機(jī)械效率不相等，故C錯(cuò)誤；

D、僅將滑輪組中的動(dòng)滑輪重力變大，將同一物體提升相同的高度（其他條件相同），有用功相同，由W額=0動(dòng)

h可知額外功增大，則總功增大，有用功與總功的比值減小，機(jī)械效率減小，故D錯(cuò)誤。故選B。

【舉一反三】

1.（岳陽）如圖，動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)（填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿，用60N的拉力將沙桶從地面提

到9m高的樓上，拉力做的功是Jo

【答案】省力;1080。

【解析】（1）動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)力臂等于2倍阻力臂的省力杠桿；

（2）使用動(dòng)滑輪，n=2,拉力端移動(dòng)距離s=2h=2X9m=18m,拉力做的功：W=Fs=60NX18m=1080j?

故答案為：省力；1080。

2.（海南）工人用如圖所示的滑輪組，在時(shí)間t內(nèi)，將重為G的貨物勻速提升了h,人對(duì)繩子豎直向下的拉力

恒為F。以下說法正確的是()。

A.拉力F的功率為三上；B.額外功為(2F-G)h

t

C.滑輪組的機(jī)械效率為巨；D.滑輪組的機(jī)械效率隨h的增大而增大

3F

【答案】ABo

【解析】A、由圖可知，連接動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n=2,繩端移動(dòng)的距離s=nh=2h,

拉力F做的功：Wfi=Fs=2Fh,則拉力F的功率：P=—三==二，故A正確；

B、拉力做的有用功：Ww=Gh,則額外功：WS=W,e-Ww=2Fh-Gh=(2F-G)h,故B正確；

C、滑輪組的機(jī)械效率：。=等=￡三=與，故C錯(cuò)誤；

飛成2Fn2F

D、根據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與提升的高度h無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選AB。

3.(達(dá)州)如圖所示，工人準(zhǔn)備用一根最多能承受400N力的繩子(若超過繩子將斷裂)繞成的滑輪組先后打

撈水中材料相同、體積不同的實(shí)心物體A和B.完全露出水面的物體A被此裝置勻速提起時(shí)繩子達(dá)到最大拉力。已

知?jiǎng)踊喌馁|(zhì)量為20kg(繩的質(zhì)量、繩與滑輪的摩擦、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均不計(jì)，連接動(dòng)滑輪與物體間

的鋼繩不會(huì)斷裂，g=10N/kg)。求：

(1)物體A完全露出水面后以0.5m/s的速度勻速上升時(shí)，物體A的重力和工人拉力的功率分別是多少。

(2)在物體A浸沒在水中勻速上升的過程中，滑輪組的機(jī)械效率為75%,物體A的密度是多少。

(3)若用該滑輪組打撈體積為50dm3的物體B時(shí)，物體B最多露出多少體積時(shí)繩子將斷裂。

【解析】(1)G動(dòng)=m動(dòng)g=20kgX10Nkg=200N,

物體有三段繩子承擔(dān)，n=3,F=—(GA+G動(dòng))，400N=—(G+200N),G=1000N；

n3AA

，

繩子自由端移動(dòng)的速度：v=nv=3X=0.5m/s=l.5m/s,P=Fv=400NX1.5m/s=600Wo

(2)物體A浸沒在水中勻速上升的過程中，滑輪組提起的力：

F'=GAF=1000N-P水gVA

w-h

n=福=0+G動(dòng))1

33

1000N-10kg/inX10N/kgXVA

75%=----------------------------

JJ

1000N-10kg/mX10N/kgXVA+200N

解得，VA=4X10-2m3

-2333

GA=PAgVA,1000N=PAX10N/kgX4X10m,PA=2.5X10kg/m

33-33

(3)GB=PBgVB=2.5X10kg/mX10N/kgX50X10m=1250N,

F=—(G-F's+Ga),400N=—(1250N-F'+200N)

3B3ff

浮25ON

F'浮=250N,V排=-----=--------------------------=2.5X10-2m3=25dm3o

P水g1.0X10Jkg/roJX10N/kg

333

VB=VB-Vs=50dm-25dm=25dm?

答：(1)物體A的重力是WOON,工人拉力的功率是600Wo(2)物體A的密度是2.5XlO'kg/m)(3)物體B

最多露出25dm3時(shí)繩子將斷裂。

三、機(jī)械效率

【典例三】(德州)如圖所示的滑輪組中，動(dòng)滑輪重1N,小強(qiáng)用6N的拉力F通過該滑輪組勻速拉起重10N的物

體，物體沿豎直方向上升0.4m。此過程中，額外功和機(jī)械效率分別是()。

G

A.0.4J、83.3%B.0.8J、91.7%C.0.8J、83.3%D.0.4J、91.7%

【答案】Co

【解析】(1)題目沒有指明不計(jì)摩擦和繩重，因此是需要計(jì)摩擦和繩重，此時(shí)額外功不能直接計(jì)算，需要用總

功減去有用功得到，W.e=Fs,W.-ffl=Gh,W?=W,.-W^;(2)根據(jù)〃=區(qū)求出機(jī)械效率。

%

解答：(1)由圖知，n=2,拉力端移動(dòng)距離s=2h=2X0.4m=0.8m,W總=FS=6NX0.8二由8J,

W有用=Gh=10NX0.4ni=4J,W額=W總-W有用=4.8J-4>0.8J；

(2)滑輪組的機(jī)械效率：Wi=^7=

叫4.8J

【舉一反三】

1.(天水)如圖為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，鉤碼總重為6N。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)得拉力大小為2.5N；

(2)若鉤碼上升的高度為10cm,該滑輪組的機(jī)械效率為；

(3)若僅增加鉤碼的質(zhì)量，則該滑輪組的機(jī)械效率將(選填“增大”、“減小”或“不變”)o

【答案】(1)勻速；(2)80%；(3)增大。

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)；(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由效率公式求出滑輪組的效率；(3)使用滑輪組

時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機(jī)械效率會(huì)變大。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。

(2)由圖示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3,滑輪組的機(jī)械效率：

(3)使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，也就是

機(jī)械效率變大。

2.(煙臺(tái))往車上裝重物時(shí)，常常用長(zhǎng)木板搭個(gè)斜面，把重物沿斜面推上去，如圖所示，工人用3m長(zhǎng)的斜面,

把120kg的重物提高1m,假設(shè)斜面很光滑，則需要施加的推力為，若實(shí)際用力為500N,斜面的機(jī)械效

率為,重物受到的摩擦力為=(g取10N/kg)

【答案】(1)人做有用功為1200J；(2)斜面的機(jī)械效率為80%；(3)摩擦力為100N。

【解析】(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：

Ww=Gh=mgh=120kgX10N/kgXlm=1200J；FS=mgh=1200J,解得：F=12007=400N;

3m

(2)人所做的總功：W.&=FS=500NX3m=1500J,斜面的機(jī)械效率：%」200J_%%：

%1500J

(3)W總=W：s+W額，即：FS=Gh+fS,所以《="S—G/z=12CXV=]00N；

S3m

答案為：(1)人做有用功為1200J；(2)斜面的機(jī)械效率為80%；