2024-2025學(xué)年八年級(jí)物理下冊(cè)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械單元講析與提高含解析新版新人教版

Page1第十二章簡(jiǎn)潔機(jī)械單元講、析與提高對(duì)本章學(xué)問(wèn)點(diǎn)進(jìn)行提煉、總結(jié)和詳解★學(xué)問(wèn)點(diǎn)一：杠桿1.杠桿：在力的作用下能圍著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就叫杠桿。（1）“硬棒”泛指有肯定長(zhǎng)度的，在外力作用下不變形的物體。（2）杠桿可以是直的，也可以是任何形態(tài)的。如圖（1）所示。圖（1）杠桿圖（2）杠桿的七要素2.杠桿的七要素（如圖（2）所示）（1）支點(diǎn)：杠桿圍著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì)固定；（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫動(dòng)力，用“F1”表示；（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力，用“F2”表示；（4）動(dòng)力作用點(diǎn)：動(dòng)力在杠桿上的作用點(diǎn)；（5）阻力作用點(diǎn)：阻力在杠桿上的作用點(diǎn)；（6）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離，用“”表示；（7）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離，用“”表示。留意：無(wú)論動(dòng)力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般狀況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿依據(jù)人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力，而把阻礙杠桿依據(jù)須要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力。力臂是點(diǎn)到線的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。力的作用線通過(guò)支點(diǎn)的，其力臂為零，對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。3.杠桿示意圖的畫法（如圖（3）所示）：（1）依據(jù)題意先確定支點(diǎn)O；（2）確定動(dòng)力和阻力并用虛線將其作用線延長(zhǎng)；（3）從支點(diǎn)向力的作用線畫垂線，并用l1和l2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂；第一步：先確定支點(diǎn)，即杠桿圍著某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用字母“O”表示。其次步：確定動(dòng)力和阻力。人的愿望是將石頭翹起，則人應(yīng)向下用力，畫出此力即為動(dòng)力用“F1”表示。這個(gè)力F1作用效果是使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。而阻力的作用效果恰好與動(dòng)力作用效果相反，在阻力的作用下杠桿應(yīng)朝著順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則阻力是石頭施加給杠桿的，方向向下,用“F2”表示如圖乙所示。第三步：畫出動(dòng)力臂和阻力臂，將力的作用線正向或反向延長(zhǎng)，由支點(diǎn)向力的作用線作垂線，并標(biāo)明相應(yīng)的“l(fā)1”“l(fā)2”，“l(fā)1”“l(fā)2”分別表示動(dòng)力臂和阻力臂，如圖丙所示。甲乙丙圖（3）杠桿的示意圖4.杠桿的平衡條件（1）杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí)，我們就說(shuō)杠桿平衡了。（2）杠桿的平衡條件試驗(yàn)圖（4）圖（5）1）首先調(diào)整杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。如圖（5）所示，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，這樣就可以由杠桿上的刻度干脆讀出力臂實(shí)物大小了，而圖（4）杠桿在傾斜位置平衡，讀力臂的數(shù)值就沒(méi)有圖（5）便利。由此，只有杠桿在水平位置平衡時(shí)，我們才能夠干脆從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小，因此本試驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。2）在試驗(yàn)過(guò)程中絕不能再調(diào)整螺母。因?yàn)樵囼?yàn)過(guò)程中再調(diào)整平衡螺母，就會(huì)破壞原有的平衡。（3）杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。5.杠桿的應(yīng)用（1）省力杠桿：動(dòng)力臂l1＞阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＜F2，這種杠桿運(yùn)用時(shí)可省力（即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力），但卻費(fèi)了距離（即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離，并且比不運(yùn)用杠桿，力干脆作用在物體上移動(dòng)的距離大）。（2）費(fèi)勁杠桿：動(dòng)力臂l1＜阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＞F2，這種杠桿叫做費(fèi)勁杠桿。運(yùn)用費(fèi)勁杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力（動(dòng)力大于阻力），但卻省距離（可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離）。（3）等臂杠桿：動(dòng)力臂l1=阻力臂l2，則平衡時(shí)F1=F2，這種杠桿叫做等臂杠桿。運(yùn)用這種杠桿既不省力，也不費(fèi)勁，即不省距離也不費(fèi)距離。既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的?！飳W(xué)問(wèn)點(diǎn)二：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。如圖（1）所示。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。依據(jù)運(yùn)用狀況不同，滑輪可分為定滑輪和動(dòng)滑輪。圖（1）滑輪圖（2）定滑輪圖（3）等臂杠桿圖（4）h=S2.定滑輪（1）定義：工作時(shí)，中間的軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪。如圖（2）所示。（2）實(shí)質(zhì)：是個(gè)等臂杠桿。（如圖（3）所示）。軸心O點(diǎn)固定不動(dòng)為支點(diǎn)，其動(dòng)力臂和阻力臂都等于圓的半徑r，依據(jù)杠桿的平衡條件可知，因?yàn)橹匚飫蛩偕仙龝r(shí)不省力。（3）特點(diǎn)：不省力，但可變更力的方向。所謂“變更力的方向”是指我們施加某一方向的力（圖中（3）中F1方向向下）能得到一個(gè)與該力方向不同的力（圖中得到使重物G上升的力）。（4）動(dòng)力移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離相等。（如圖（4）所示）對(duì)于定滑輪來(lái)說(shuō)，無(wú)論朝哪個(gè)方向用力，定滑輪都是一個(gè)等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重力G。（不計(jì)繩重和摩擦）3.動(dòng)滑輪（1）定義：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。（如圖（5）所示）圖（5）動(dòng)滑輪圖（6）動(dòng)力臂是阻力臂2倍圖（7）（2）實(shí)質(zhì)：是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿。如圖（6）所示，圖中O可看作是一個(gè)能運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)，其動(dòng)力臂l1=2r，阻力臂l2=r，依據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，即F1·2r=F2·r，得出，當(dāng)重物豎直勻速向上時(shí)，F(xiàn)2=G，則。（3）特點(diǎn)：省一半力，但不能變更力的方向。（4）動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的2倍，如圖（7）所示。對(duì)于動(dòng)滑輪來(lái)說(shuō)：1）動(dòng)滑輪在移動(dòng)的過(guò)程中，支點(diǎn)也在不停地移動(dòng)；2）動(dòng)滑輪省一半力的條件是：動(dòng)滑輪與重物一起勻速移動(dòng)，動(dòng)力F1的方向與并排繩子平行，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦。4.滑輪組（1）定義：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。（2）特點(diǎn)：可以省力，也可以變更力的方向。運(yùn)用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即（條件：不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）。留意：假如不忽視動(dòng)滑輪的重量則：。（3）動(dòng)力移動(dòng)的距離S和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是：運(yùn)用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍，即S=nh。如下圖（8）所示。（n表示擔(dān)當(dāng)物重繩子的段數(shù)）（4）繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：。n=2，s=2hn=3,s=3hn=3,s=3hn=4,s=4hn=4,s=4hn=5,s=5hABCDEF圖（8）滑輪組(4)滑輪組的組裝：1）依據(jù)的關(guān)系，求出動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)n；2）確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)；3）依據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個(gè)數(shù)。確定定滑輪個(gè)數(shù)的原則是：一個(gè)動(dòng)滑輪應(yīng)配置一個(gè)定滑輪，當(dāng)動(dòng)滑輪上為偶數(shù)段繩子時(shí)，可削減一個(gè)定滑輪，但若要求變更力的作用方向時(shí)，則應(yīng)在增加一個(gè)定滑輪。在確定了動(dòng)、定滑輪個(gè)數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇拴動(dòng)、偶拴定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞滑輪。5.如圖（9）所示，斜面是一種可以省力的簡(jiǎn)潔機(jī)械，但卻費(fèi)距離。圖（9）斜面6.當(dāng)斜面高度h肯定時(shí)，斜面L越長(zhǎng)，越省力（即F越小）；當(dāng)斜面長(zhǎng)L相同時(shí)，斜面高h(yuǎn)越小，越省力（即F越小）；當(dāng)斜面L越長(zhǎng)，斜面高h(yuǎn)越小時(shí)，越省力（即F越小）。★學(xué)問(wèn)點(diǎn)三：機(jī)械效率１.有用功：對(duì)機(jī)械、活動(dòng)有用的功。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總；斜面：W有用=Gh。2.額外功：并非須要但又不得不做的功。公式：W額=W總－W有用=G動(dòng)h（忽視輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）；斜面：W額=fL。3.總功：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功。公式：W總=W有用＋W額=FS=W有用／η；斜面：W總=fL+Gh=FL。4.機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。機(jī)械效率計(jì)算公式：。5.滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)滑輪重以及摩擦?xí)r）（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：（G為物重，h為物體提上升度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。

（2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）：（f為摩擦力，l為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。6.斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長(zhǎng)，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)。對(duì)本章常考熱點(diǎn)、考查方式和考題類型進(jìn)行剖析☆考點(diǎn)1：杠桿杠桿屬于主要學(xué)問(wèn)點(diǎn)，同時(shí)也是中考中常?？荚嚨膬?nèi)容。在本節(jié)中，主要學(xué)問(wèn)點(diǎn)有杠桿的七要素、杠桿平衡條件、杠桿的示意圖和杠桿的應(yīng)用，希望在復(fù)習(xí)中做到有的放矢?？v觀歷年中考，對(duì)“杠桿”考查主要有以下幾個(gè)方面：（1）杠桿應(yīng)用類：推斷屬于省力杠桿還是費(fèi)勁杠桿；（2）杠桿平衡條件類：利用杠桿平衡條件分析、解答實(shí)際問(wèn)題；（3）作圖類：以畫出力臂較多，考查學(xué)生對(duì)力臂概念的理解；（4）計(jì)算類：依據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行簡(jiǎn)潔計(jì)算，主要應(yīng)用公式。杠桿在中考中出現(xiàn)的概率很高，主要題型以選擇題為主，填空題、作圖題、試驗(yàn)探究題和計(jì)算題也有出現(xiàn)，但出現(xiàn)概率較選擇題要低。選擇題以推斷杠桿類型、杠桿應(yīng)用和杠桿平衡條件居多；填空題以考查杠桿基本概念居多；作圖題一般狀況下和其他作圖題結(jié)合，一般考查杠桿七要素居多。典例一：（2024·河南）在圖5所示的工具中,運(yùn)用時(shí)屬于費(fèi)勁杠桿的是（）。A.瓶蓋起子B.食品夾C起釘錘【答案】B?！窘馕觥緼.支點(diǎn)在瓶蓋邊緣，動(dòng)力臂長(zhǎng)，是省力杠桿；B.支點(diǎn)在夾子兩壁連接處，動(dòng)力臂短，是費(fèi)勁杠桿；C.支點(diǎn)是錘子與地面的接觸點(diǎn)，動(dòng)力臂長(zhǎng)，是省力杠桿；D.支點(diǎn)在夾子兩壁連接處，動(dòng)力臂長(zhǎng)，是省力杠桿。典例二：（2024·衡陽(yáng)）如圖所示為探究杠桿平衡條件的試驗(yàn)裝置，若每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g，為了讓杠桿在水平位置平衡，下列推斷正確的是（）。A．在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼能使杠桿平衡；B．在B點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉，當(dāng)示數(shù)為0.5N時(shí)，能使杠桿平衡；C．用彈簧測(cè)力計(jì)在B點(diǎn)拉，無(wú)論如何變更用力方向都要省力；D．用彈簧測(cè)力計(jì)在A點(diǎn)拉，無(wú)論如何變更用力方向都要費(fèi)勁【答案】D?！窘馕觥棵總€(gè)鉤碼重力為F＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，設(shè)每個(gè)小格長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則O點(diǎn)左側(cè)力與力臂的乘積為：1N×3L＝3N×L；A、在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為：2N×2L＝4N×L＞3N×L，杠桿不能平衡，故A錯(cuò)誤；B、在B點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉，當(dāng)示數(shù)為0.5N時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為：0.5N×5L＝2.5N×L＜3N×L，杠桿不能平衡，故B錯(cuò)誤；C、用彈簧測(cè)力計(jì)在B點(diǎn)拉，依據(jù)杠桿平衡條件知，當(dāng)變更用力方向使力臂小于0.1L時(shí)，依據(jù)杠桿平衡條件知，拉力要大于1N，杠桿才能平衡，要費(fèi)勁，故C錯(cuò)誤；D、用彈簧測(cè)力計(jì)在A點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉，依據(jù)杠桿平衡條件知，1N×3L＝F×2L，最小拉力為1.5N；當(dāng)力的方向變更時(shí)，力臂減小，無(wú)論如何變更用力方向力都要大于1.5N，都要費(fèi)勁，故D正確。故選：D。☆考點(diǎn)2：滑輪滑輪是本章重點(diǎn)內(nèi)容，是杠桿的另一種形式，在本章中占據(jù)重要位置。本節(jié)中，難點(diǎn)較多，尤其涉及到有關(guān)計(jì)算、作圖、繞線等學(xué)問(wèn)點(diǎn)，多數(shù)考生感到頭疼，有的感覺(jué)無(wú)從下手，所以較好地理解本節(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)和常考方向，對(duì)學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)具有特別重要地意義。本節(jié)主要學(xué)問(wèn)點(diǎn)有定滑輪及其特點(diǎn)、動(dòng)滑輪及其特點(diǎn)、滑輪組有關(guān)問(wèn)題、滑輪組特點(diǎn)以及滑輪組的繞線方式、做功大小及其計(jì)算等?？v觀歷年中考，對(duì)“滑輪”考查主要有以下幾個(gè)方面：（1）定滑輪及其特點(diǎn)：力與距離的關(guān)系；（2）動(dòng)滑輪杠及其特點(diǎn)：力與距離的關(guān)系，做功特點(diǎn)；（3）滑輪組及其特點(diǎn)：力的關(guān)系及特點(diǎn)，距離的關(guān)系及特點(diǎn)，做功的計(jì)算；（4）作圖類：作圖類主要涉及繞線（很少出現(xiàn)）；（5）計(jì)算類：依據(jù)定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，分析滑輪組的特點(diǎn)及其有關(guān)計(jì)算?；喸谥锌贾谐霈F(xiàn)的概率很高，一般狀況下屬于必考內(nèi)容?？碱}主要題型以選擇題、填空題和計(jì)算題（功的計(jì)算）為主，作圖題也有出現(xiàn)，但出現(xiàn)概率較低。選擇題、填空題以推斷力、距離和功的計(jì)算居多?？碱}難度屬于中等，個(gè)別的有的考題難度較高。另一方面，斜面也會(huì)出現(xiàn)在考題中。斜面可以省力，但距離會(huì)增加。在復(fù)習(xí)時(shí)須要留意斜面的特點(diǎn)及應(yīng)用。典例三：（2024·山東聊城）如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲。乙兩種裝置，分別將A、B兩物體勻速向上提升，若所用拉力大小相等，繩端在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了相同的距離。不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）。A.兩物體上升的速度相同；B.兩種裝置的機(jī)械效率相等；C.兩次提升物體所做的有用功相等；D.兩種裝置中拉力做功的功率相等【答案】D?！窘馕觥緼．由圖可知，甲是定滑輪，乙是動(dòng)滑輪，繩端在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了相同的距離，由v=可知繩端移動(dòng)的速度相同，A物體上升的速度等于繩端移動(dòng)的速度，B物體上升的速度是繩端移動(dòng)的速度的一半，故A錯(cuò)誤；BCD．所用拉力大小相等，繩端在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了相同的距離，由W總=Fs可知總功相等，不計(jì)繩重和摩擦，甲圖中物體的重力：GA=F乙圖中物體的重力：GB=2F-G動(dòng)A物體上升的高度：hA=sB物體上升的高度：hB=sA圖中有用功：W有甲=GAhA=Fs乙圖中有用功：W有乙=GBhB=(2F-G動(dòng))s=Fs-G動(dòng)sW有甲＞W(wǎng)有乙甲圖中機(jī)械效率：η甲=乙圖中機(jī)械效率：η乙=η甲＞η乙由P=可知兩種裝置中拉力做功的功率相等，故D正確，BC錯(cuò)誤。故選D。典例四：（2024·四川甘孜）某試驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪等重），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【答案】D?！窘馕觥恳虿挥?jì)繩重及摩擦，故克服動(dòng)動(dòng)滑輪重力所做的功為額外功，由可知，在相同時(shí)間內(nèi)把重力G提上升度，甲乙兩組滑輪組所做有用功相同，F(xiàn)1做的總功比F2做的總功少，甲做的額外功比乙做的額外功少，故兩者的機(jī)械效率甲比乙高。故選D?！羁键c(diǎn)3：機(jī)械效率本章計(jì)算題主要集中在機(jī)械效率和做功計(jì)算，所以機(jī)械效率的計(jì)算在本單元占據(jù)很重要的位置。機(jī)械效率和功的計(jì)算相結(jié)合，是本節(jié)計(jì)算題的主要特點(diǎn)，常見(jiàn)于選擇題、填空題和壓軸計(jì)算題中，以壓軸計(jì)算題居多?？荚噧?nèi)容主要是滑輪與滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算、斜面機(jī)械效率計(jì)算和力做功的計(jì)算。在中考試題中，無(wú)論是哪類題型，有關(guān)機(jī)械效率計(jì)算考查的是考生對(duì)機(jī)械效率理解實(shí)力和應(yīng)用學(xué)問(wèn)的計(jì)算實(shí)力；在壓軸計(jì)算題中，機(jī)械效率計(jì)算與其他計(jì)算相結(jié)合，一般分值較高，希望在復(fù)習(xí)中側(cè)重于這部分，投入時(shí)間和精力做好復(fù)習(xí)。縱觀歷年中考，對(duì)“機(jī)械效率”考查主要有以下幾個(gè)方面：（1）機(jī)械效率概念類：考查學(xué)生對(duì)機(jī)械效率概念的理解和駕馭程度，在這里須要指出的是：一、任何機(jī)械，機(jī)械效率都不行能達(dá)到100%；二、影響機(jī)械效率大小的因素是滑輪自重、摩擦阻力、空氣阻力等；（2）機(jī)械效率計(jì)算類：利用公式進(jìn)行機(jī)械效率計(jì)算是本部分的主要內(nèi)容，駕馭機(jī)械效率概念和有關(guān)計(jì)算方法尤為重要，希望在復(fù)習(xí)中留意這方面的問(wèn)題。機(jī)械效率在中考中出現(xiàn)的概率很高，主要題型有選擇題、填空題和計(jì)算題，但出現(xiàn)概率較高的是選擇題。選擇題以機(jī)械效率的簡(jiǎn)潔計(jì)算為主，主要考查學(xué)生對(duì)機(jī)械效率概念的理解和相識(shí)程度；填空題以考查機(jī)械效率概念和功的計(jì)算為主；計(jì)算題一般狀況下和其他計(jì)算結(jié)合作為壓軸題出現(xiàn)較多。典例五：（2024·新疆）小紅用滑輪組將重力為1.5N的物體勻速提升10cm的過(guò)程中，繩子拉力為1.0N，繩子自由端移動(dòng)的距離為30cm，則滑輪組的機(jī)械效率為（）。A.50% B.60% C.70% D.80%【答案】A?！窘馕觥课矬w克服重力做的功為有用功：繩子拉力做的功為總功：則滑輪組的機(jī)械效率：故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。典例六：（2024·湖南常德）如圖所示，用F1的力將物體B勻速提升h，F(xiàn)1做功600J，若借助滑輪組用F2的力把物體B勻速提升相同高度，F(xiàn)2做功為1000J。下列說(shuō)法正確的是（）。A.兩個(gè)過(guò)程中的拉力F1=3F2 B.F1做功的功率比F2做功的功率小C.滑輪組機(jī)械效率為40% D.F2做功的距離為3h【答案】D?！窘馕觥緼．F1做功600J，由可知：由圖可知，滑輪組的繩子股數(shù)n=3，所以繩子自由端移動(dòng)的距離s2=3h，F(xiàn)2做功1000J，由可知：所以，故A錯(cuò)誤；B．題中沒(méi)有給出兩次運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，所以無(wú)法比較兩個(gè)力做功的功率，故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)橛肍1的力將物體B勻速提升，所以物體B的重力G等于拉力F1，所以滑輪組的有用功為：滑輪組的總功等于拉力F2做的功，即：所以滑輪組的機(jī)械效率：；故C錯(cuò)誤；D．由圖可知，滑輪組的繩子股數(shù)n=3，所以繩子自由端移動(dòng)的距離s2=3h，即F2做功的距離為3h，故D正確。故選D?！羁键c(diǎn)分類：本單元考點(diǎn)分類見(jiàn)下表考點(diǎn)分類考點(diǎn)內(nèi)容考點(diǎn)分析與常見(jiàn)題型常考熱點(diǎn)杠桿分類省力、費(fèi)勁杠桿的推斷杠桿平衡條件利用杠桿平衡條件進(jìn)行分析推斷杠桿簡(jiǎn)潔計(jì)算利用杠桿平衡條件進(jìn)行簡(jiǎn)潔計(jì)算滑輪相關(guān)計(jì)算與其他內(nèi)容結(jié)合考查滑輪的應(yīng)用與計(jì)算機(jī)械效率的計(jì)算常見(jiàn)于選擇題和填空題，以簡(jiǎn)潔計(jì)算為主一般考點(diǎn)杠桿作圖畫出動(dòng)力臂或阻力臂，與其他考題結(jié)合有關(guān)機(jī)械效率大型計(jì)算題屬于壓軸題，考查學(xué)生的計(jì)算實(shí)力和對(duì)機(jī)械效率的理解冷門考點(diǎn)對(duì)機(jī)械效率概念的相識(shí)考查機(jī)械效率概念，考查題型是選擇題以近三年各地中考真題為選材，對(duì)本章?？紵狳c(diǎn)進(jìn)行示例詳解示例一：杠桿平衡條件：（2024·瀘州）如圖所示，在“探究杠桿平衡條件”的試驗(yàn)中，輕質(zhì)杠桿上每個(gè)小格長(zhǎng)度均為2cm，在B點(diǎn)豎直懸掛4個(gè)重均為0.5N的鉤碼，當(dāng)在A點(diǎn)用與水平方向成30°角的動(dòng)力F拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡。對(duì)該杠桿此狀態(tài)的推斷，下列說(shuō)法中正確的是（）。A.杠桿的動(dòng)力臂為8cm；B.該杠桿為費(fèi)勁杠桿；C.該杠桿的阻力大小為；D.動(dòng)力F的大小為【答案】B?！窘馕觥緼、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：OA=×4×2cm=4cm，故A錯(cuò)誤；B、阻力臂OB，3×2cm=6cm＞OA，即阻力臂大于動(dòng)力臂，該杠桿為費(fèi)勁杠桿，故B正確；C、該杠桿的阻力大小為：G=4×0.5N=2N，故C錯(cuò)誤；D、依據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)1l1=F2l2，G×OB=F×OA，代入數(shù)據(jù)，2N×8cm=F×4cm，解得，F(xiàn)=4N，故D錯(cuò)誤。故選B。示例二：杠桿分類：（2024·北京）如圖所示，正在運(yùn)用的四種工具，屬于費(fèi)勁杠桿的是（）。A.羊角錘；B.核桃?jiàn)A；C.園藝剪；D.食品夾【答案】D。【解析】A．羊角錘在運(yùn)用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，不符合題意；B．核桃?jiàn)A在運(yùn)用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，不符合題意；C．園藝剪在運(yùn)用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，不符合題意；D．食品夾在運(yùn)用的過(guò)程中，阻力臂大于動(dòng)力臂，屬于費(fèi)勁杠桿，符合題意。故選D。示例三：杠桿作圖：（2024·貴州黔東南）如圖所示，用一根細(xì)繩將杠桿AOB在O點(diǎn)懸掛起來(lái)，B處掛一重物G，請(qǐng)你在杠桿上畫出最小的動(dòng)力F1及動(dòng)力臂l1，使杠桿在圖中位置平衡?！敬鸢浮咳鐖D。【解析】B點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn)，故最長(zhǎng)的力臂為OB即為力臂l1，過(guò)B點(diǎn)作垂直于OB的作用力F1，為使杠桿平衡，力F1的方向向上；如圖所示：示例四：杠桿計(jì)算：（2024·河北）如圖所示，一輕質(zhì)杠桿AB．長(zhǎng)1m，支點(diǎn)在它中點(diǎn)O．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OC：OB＝1：2，M的邊長(zhǎng)l＝0.1m。（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h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?！窘馕觥浚?）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(guò)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，留意兩線段要一樣長(zhǎng)，圖所示：（2）設(shè)B端受到細(xì)繩的拉力為FB，由杠桿平衡條件得，GN×OC＝FB×OB，已知OC：OB＝1：2，則有：FB＝GN×＝2N×＝1N；依據(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：F壓＝F支＝GM﹣F＝10N﹣1N＝9N，M與地面的接觸面積：S＝l2＝（0.1m）2＝0.01m2，則此時(shí)M對(duì)地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝900Pa。（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′＝l（l﹣h﹣h）＝l×（l﹣h），剩余M的體積：V′＝S′l＝l2×（l﹣h），剩余M的密度不變，則剩余部分的重力與原來(lái)重力的比值：＝＝，所以剩余M的重力：GM′＝×GM＝×10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①剩余的物體M對(duì)地面的壓強(qiáng)：p′＝p﹣△p＝900Pa﹣60Pa＝840Pa，剩余M的底面積：S′＝l×（l﹣h）＝0.1m×（0.1m﹣h），地面對(duì)剩余的物體M的支持力：F支′＝F壓′＝p′S′＝840Pa×0.1m×（0.1m﹣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，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，GN×（OC﹣h）＝FB′×OB，則有：FB′＝＝，即細(xì)繩對(duì)剩余M的拉力：F′＝FB′＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③對(duì)剩余M進(jìn)行受力分析，由力的平衡條件得，F(xiàn)支′+F′＝GM′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④將①②③式代入④式得：840Pa×0.1m×（0.1m﹣h）+＝×10N，解得：h＝0.05m。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。示例五：定滑輪、動(dòng)滑輪：（2024·德州）如圖所示，甲、乙兩套裝置所用的滑輪質(zhì)量相等，用它們分別將相同質(zhì)量的鉤碼勻速豎直提升，在相等時(shí)間內(nèi)繩端A、B移動(dòng)相同的距離（忽視繩重和摩擦），在此過(guò)程中，下列選項(xiàng)正確的是（）。A.兩鉤碼上升的速度相等 B.兩滑輪組繩端的拉力相等C.甲滑輪組的總功比乙少 D.兩滑輪組的機(jī)械效率相等【答案】D?！窘馕觥緼．由圖知，通過(guò)甲乙兩圖中通過(guò)動(dòng)滑輪繩子段數(shù)：n1=2，n2=3在相等時(shí)間內(nèi)繩端A、B移動(dòng)相同的距離，由v=可知繩端移動(dòng)的速度相同，兩個(gè)鉤碼上升的速度：v物甲=；v物乙=；所以兩鉤碼上升的速度不相等，故A錯(cuò)誤；B．忽視繩重和摩擦，繩子受到的拉力分別為：F甲＞F乙兩滑輪組繩端的拉力不相等，故B錯(cuò)誤；C．兩個(gè)滑輪做的總功：W甲總=F甲s=(G+G動(dòng))sW乙總=F乙s=(G+G動(dòng))sW甲總＞W(wǎng)乙總故C錯(cuò)誤；D．有用功：W甲有=Gh甲=Gs；W乙有=Gh乙=Gs兩滑輪組的機(jī)械效率：η甲=η乙=η甲=η乙兩滑輪組的機(jī)械效率相等，故D正確。故選D。示例六：滑輪組：（2024·四川成都）如圖甲所示裝置，A是重15N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N和50N。質(zhì)量為50kg的小張同學(xué)將A提升到高處，施加的拉力F隨時(shí)間變更關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度v隨時(shí)間變更關(guān)系如圖丙所示。忽視繩重及摩擦，常數(shù)g取10N/kg。下列結(jié)論正確的是（）。A.動(dòng)滑輪的重力為9NB.第2s內(nèi)拉力F的功率為40WC.此裝置最多能勻速運(yùn)載80N的貨物D.此裝置提升重物的最大機(jī)械效率為85%【答案】BC?！窘馕觥緼．由圖丙可知，在1~2s內(nèi)物體勻速運(yùn)動(dòng)，圖乙可知，拉力為10N，由圖甲知繩子股數(shù)n=2，則依據(jù)即，解得：G動(dòng)=5N；故A錯(cuò)誤；B．第2s內(nèi)繩子自由端的速度為：第2s內(nèi)拉力F的功率為：；故B正確；C．當(dāng)拉力最大為50N時(shí)，可以拉動(dòng)物重為：繩子B不斷，故C正確；D．由C可得，重物最重為80N，則最大的機(jī)械效率為：故D錯(cuò)誤。故選BC。示例七：機(jī)械效率：（2024·四川樂(lè)山）如圖所示，利用滑輪組在4s內(nèi)將一重為9N的物體勻速向上提升了10cm，拉力為4N，不計(jì)一切摩擦和繩重，（g取10N/kg）。下列說(shuō)法正確的是（）。A.動(dòng)滑輪重力為5N；B.滑輪組的機(jī)械效率為75％；C.拉力所做的功為0.4J；D.拉力的功率為0.4W【答案】B。【解析】A．三股繩子與動(dòng)滑輪接觸，作用在繩子自由端的拉力為4N，則對(duì)動(dòng)滑輪和物體的總拉力為：4N×3=12N物體重9N，則動(dòng)滑輪重：12N－9N=3N；A選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意B．滑輪組的機(jī)械效率為：；B選項(xiàng)正確，符合題意。C．物體向上移動(dòng)了10cm，拉力做的功為：；C選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；D．拉力的功率為：；D選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；故選B。以近三年各地中考試題和模擬題為選材，以?？紵狳c(diǎn)為突破點(diǎn)進(jìn)行提升訓(xùn)練一、選擇題1.（2024·黑龍江龍東）下圖是杠桿原理在生活中的應(yīng)用，能省距離的是（）?！敬鸢浮緿。【解析】能省距離的杠桿即為費(fèi)勁杠桿。用羊角錘起釘子，是省力杠桿，費(fèi)距離，故A錯(cuò)；用撬棒撬石頭，是省力杠桿，費(fèi)距離，故B錯(cuò)；用啟子起瓶蓋，是省力杠桿，費(fèi)距離，故C錯(cuò)；用釣魚竿釣魚，是費(fèi)勁杠桿，省距離，故D正確。故選D。2．（2024·綏化）小明用獨(dú)輪車搬運(yùn)磚頭，車箱和磚頭的總質(zhì)量是120kg，獨(dú)輪車的有關(guān)尺寸如圖所示。推車時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）。A．獨(dú)輪車是省力杠桿；B．動(dòng)力臂是0.7m ；C．阻力臂是0.3m ；D．人手豎直向上的力F的大小是1500N【答案】AC?！窘馕觥緼、由圖可知：獨(dú)輪車在運(yùn)用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿；故A正確；BC、支點(diǎn)在車輪的軸上，力F為動(dòng)力，所以動(dòng)力臂的長(zhǎng)度為1m，阻力是G，阻力臂的長(zhǎng)度為0.3m，故B錯(cuò)誤，C正確；D、磚頭及車廂的總重：G＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N；由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，人手豎直向上的力F＝＝＝360N；故D錯(cuò)誤。故選：AC。3．（2024·四川遂寧）小華發(fā)覺(jué)一只蟲子在長(zhǎng)50cm、質(zhì)量10g的刻度尺上向右爬行，她將刻度尺右端伸出水平課桌邊緣23cm，如圖所示，當(dāng)蟲子爬行到距刻度尺右端3cm處時(shí)，刻度尺剛好翻轉(zhuǎn)，由此計(jì)算出蟲子的質(zhì)量約為（）（g＝10N/kg?？潭瘸哔|(zhì)量分布勻稱，不考慮蟲子的長(zhǎng)度）。A．1g B．3g C．7g D．10g【答案】A。【解析】由題意可知，刻度尺的重心在25cm處，刻度尺剛好翻轉(zhuǎn)時(shí)與桌沿的接觸點(diǎn)為支點(diǎn)，則刻度尺重力的力臂為：L1＝25cm﹣23cm＝2cm；蟲子重力的力臂為：L2＝23cm﹣3cm＝20cm；由杠桿平衡條件F1×L1＝F2×L2，重力公式G＝mg得：G尺×L1＝G蟲×L2，m尺g×L1＝m蟲g×L2，10g×2cm＝m蟲×20cm，m蟲＝1g。故選：A。4.（2024·北京）如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，使物體A以0.2m/s的速度勻速上升，提升過(guò)支架過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為90%。已知物體A重540N，該工人重500N，兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，關(guān)于該過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）。A.繩子自由端受到豎直向下的拉力為200N；B.繩子自由端拉力的功率為120W；C.該工人對(duì)地面的壓力為200N；D.支架受到滑輪組的拉力為960N【答案】BCD。【解析】A．滑輪組的動(dòng)滑輪繞2段繩，滑輪組的機(jī)械效率：η=F==300N故A錯(cuò)誤；B．繩子自由端的速度：v繩=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s繩子自由端拉力的功率為：P=；故B正確；C．地面對(duì)工人的支持力：F支=G-F=500N-300N=200N由力的作用相互性可知工人對(duì)地面的壓力等于地面對(duì)工人的支持力，即：F壓=F支=200N；故C正確；D．不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，拉力：F拉=(G+G動(dòng))，G動(dòng)=2F拉-G=2×300N-540N=60N支架受到滑輪組的拉力為：F支架=3F+G動(dòng)=3×300N+60N=960N；故D正確。故選BCD。5.（2024·江西）如圖所示，將重6N的物體勻速拉高20cm，在此過(guò)程中，不計(jì)滑輪裝置自重、繩重和摩擦，以下說(shuō)法正確的是（）。A.繩子自由端被拉下1.2m B.繩子對(duì)地面的拉力為1NC.對(duì)物體所做的功為1.2J D.橫梁受到的拉力為9N【答案】CD。【解析】A．滑輪組的動(dòng)滑輪繞4段繩，繩子自由端移動(dòng)的距離：s=4h=4×0.2m=0.8m；故A錯(cuò)誤；B．不計(jì)滑輪裝置自重、繩重和摩擦，地面對(duì)繩子的拉力：F=；繩子對(duì)地面的拉力和地面對(duì)繩子的拉力是相互作用力，所以繩子對(duì)地面的拉力是1.5N，故B錯(cuò)誤；C．對(duì)物體所做的功為：W=Gh=6N×0.2m=1.2J；故C正確；D．橫梁受到6段繩子的拉力，所以：F橫梁=6F=6×1.5N=9N；故D正確。故選CD。6.（2024·重慶B）如圖所示，是某建筑工地運(yùn)用的一種起重機(jī)的滑輪組。一次提升貨物A的質(zhì)量為2.7×103kg，30s內(nèi)貨物A被勻速提升了3m，動(dòng)滑輪的重力3×103N(不計(jì)起重機(jī)鋼繩重和一切摩擦)。下列分析中正確的是（）。A.鋼繩自由端的移動(dòng)速度為0.1m/s；B.拉力F的功率為1.5×103W；C.滑輪組的機(jī)械效率為90%；D.鋼繩的拉力F的大小為1.0×104N【答案】C?！窘馕觥緼．由圖可知，擔(dān)當(dāng)物重的繩子段數(shù)，繩子移動(dòng)距離繩子自由端移動(dòng)速度：，故A錯(cuò)誤；BD．貨物A的重力為：鋼繩的拉力F的大小是：拉力F做功：拉力F的功率為：；故BD錯(cuò)誤；C．滑輪組做的有用功是：滑輪組的機(jī)械效率為：，故C正確。故選C。7.（2024·四川南充）（多選）如圖所示，重為2N的物體A放在水平桌面上，重為5N的物體B掛在動(dòng)滑輪下，每個(gè)滑輪重為1N(不計(jì)繩重和摩擦)，B恰好可以勻速下降?，F(xiàn)對(duì)A施加水平向左的拉力使B上升，當(dāng)B以0.3m/s的速度勻速上升時(shí)，拉力大小為F。下列說(shuō)法正確的是（）。A.B勻速下降時(shí)，物體A受到3N的摩檫力；B.拉力F的大小為4N；C.拉力F的功率為3.6W；D.B勻速上升0.6m的過(guò)程中，拉力F做功2.4J【答案】BC?！窘馕觥緼．由圖通過(guò)動(dòng)滑輪繩子段數(shù)n=3，不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，B拉A的力FA=(GB+G動(dòng))=×(5N+1N)=2NB勻速下降，物體A勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，受向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，則f=FA=2N故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)使物體B以0.3m/s的速度上升時(shí)，物體A勻速向左運(yùn)動(dòng)，受向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，由于物體A的壓力和接觸面沒(méi)有變更，則摩擦力大小不變，所以F=FA+f=2N+2N=4N故B正確；C．繩子自由端移動(dòng)的速度為：vA=3vB=3×0.3m/s=0.9m/s所以拉力F的功率：P==FvA=4N×0.9m/s=3.6W；故C正確；D．B勻速上升0.6m的過(guò)程中，拉力F做功：WF=Fs=F×3h=4N×3×0.6m=7.2J故D錯(cuò)誤。故選BC。8.（2024·自貢）如圖，重為G的物體在沿斜面對(duì)上的拉力作用下，從斜面的底部移到頂部，設(shè)沿斜面移動(dòng)的距離為s，高為h，拉力為F，物體受到的摩擦力為f。則斜面的機(jī)械效率為（）。A. B. C. D.【答案】B?！窘馕觥坑杏霉椋篧有=Gh總功為：W總=Fs斜面的機(jī)械效率為：η=；故選B。9.（2024·寧夏）用如圖所示滑輪組，將一質(zhì)量為50kg的物體，在10s內(nèi)勻速向上提升2m，已知拉力300N?在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）。A.繩子自由端移動(dòng)的距離為6m B.拉力F的功率為60WC.人所做的額外功為300J D.該滑輪組的機(jī)械效率約為83.3%【答案】D?！窘馕觥緼．由圖可知繩子的股數(shù)為2，繩子自由端移動(dòng)的距離為：s=nh=2×2m=4m故A錯(cuò)誤；B．拉力F的功率為：故B錯(cuò)誤；C．人所做的額外功為：故C錯(cuò)誤；D．該滑輪組的機(jī)械效率約為：故D正確。故選D。10.（2024·重慶A）滑輪是提升重物時(shí)常常用到的一種機(jī)械,工人師傅用500N的拉力F,利用圖5所示的滑輪將重800N的重物在30S內(nèi)勻速提高了6m下列推斷正確的是（）。A.繩端移動(dòng)的速度為0.2

m/s；B.該滑輪的機(jī)械效率為62.5%；C.工人師傅拉繩子的功率為200W；D.提升重物所做的有用功為3600J【答案】C?！窘馕觥浚?，A錯(cuò)誤；，B錯(cuò)誤；，C正確；，D錯(cuò)誤。11．（2024·衢州）如圖是起重機(jī)用四種方案將地面上的一棵大樹(shù)扶起的瞬間，其中拉力最小的是（）。A.B.C.D.【答案】C?！窘馕觥咳鐖D是起重機(jī)用四種方案將地面上的一棵大樹(shù)扶起的瞬間，以樹(shù)根為支點(diǎn)，樹(shù)的重力不變、重心肯定，則阻力和阻力臂肯定，支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)的連線是最長(zhǎng)的動(dòng)力臂，依據(jù)杠桿的平衡條件，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小；圖C中動(dòng)力作用點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn)，F(xiàn)3與樹(shù)干垂直，則可知F3最小，故C正確。故選C。12.（2024·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(shuō)法正確的是（）。A．拉力F的功率為；B．額外功為（2F-G）hC．滑輪組的機(jī)械效率為；D．滑輪組的機(jī)械效率隨h的增大而增大【答案】AB?！窘馕觥緼、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：W總=Fs=2Fh，則拉力F的功率：，故A正確；B、拉力做的有用功：W有=Gh，則額外功：W額=W總-W有=2Fh-Gh=（2F-G）h，故B正確；C、滑輪組的機(jī)械效率：，故C錯(cuò)誤；D、依據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與提升的高度h無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選AB。13.（2024·河北）如圖所示，重為G的物體在拉力F的作用下，以v的速度勻速運(yùn)動(dòng)了s，已知物體在水平桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力為物重的n分之一，不計(jì)繩重、輪與軸間的摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）。A．運(yùn)用該滑輪組肯定省力；B．拉力的功率為2Fv；C．額外功為（2nF﹣G）s ；D．滑輪組的機(jī)械效率為【答案】BC?！窘馕觥緼、由圖可知，連接動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n′＝2，由于不計(jì)繩重、輪與軸間的摩擦，所以，繩端的拉力F＝（f+G動(dòng)），由于f與G動(dòng)的大小關(guān)系未知，所以無(wú)法比較F與f的大小關(guān)系，則運(yùn)用該滑輪組不肯定省力，故A錯(cuò)誤；B、繩端移動(dòng)的速度v繩＝n′v＝2v，則拉力的功率：P＝Fv繩＝2Fv，故B正確；C、由題意可知，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力f＝G，克服摩擦阻力做的功為有用功，則：W有＝fs＝Gs，繩端移動(dòng)的距離：s繩＝n′s＝2s，拉力F做的總功：W總＝Fs繩＝2Fs，則額外功：W額＝W總﹣W有＝2Fs﹣Gs＝（2nF﹣G）s，故C正確；D、滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝，故D錯(cuò)誤。故選BC。二、填空題14.（2024·湖南常德）農(nóng)忙季節(jié)小明幫爺爺挑谷子，初次干農(nóng)活的他在左筐中裝了20kg，右筐中裝了25kg，假如扁擔(dān)的長(zhǎng)度為1.8m，則他在距扁擔(dān)左端_____m處將谷子挑起來(lái)才能使挑擔(dān)水平（扁擔(dān)和筐的重力均不考慮）；為了便利行走，小明將兩筐谷子同時(shí)向內(nèi)移動(dòng)了0.lm，則須要______筐（選填“左”或“右”）增加約_____kg（保留1位小數(shù)）谷子，才能基本保持挑擔(dān)水平。【答案】（1）1；（2）右；（3）0.7?！窘馕觥恳罁?jù)杠桿平衡條件有：則，扁擔(dān)的長(zhǎng)度為1.8m，則他在距扁擔(dān)左端：處將谷子挑起來(lái)才能使挑擔(dān)水平，右筐距離0.8m。將兩筐谷子同時(shí)向內(nèi)移動(dòng)了0.lm，則左端距離變?yōu)?.9m，右端距離變?yōu)?.7m，此時(shí)，左邊力與力臂乘積大于右邊力與力臂乘積；要使挑擔(dān)基本保持水平，依據(jù)杠桿平衡條件應(yīng)當(dāng)在右邊增加谷子；。15.（2024·寧夏）如圖是同學(xué)們常用的燕尾夾，AB＝BC，當(dāng)用力摁住C點(diǎn)打開(kāi)該夾子時(shí)，可把______點(diǎn)看作支點(diǎn)，此時(shí)夾子可近似看作________杠桿（選填“省力”“費(fèi)勁”或“等臂”）?！敬鸢浮浚?）B；（2）等臂。【解析】當(dāng)用力摁住C點(diǎn)打開(kāi)該夾子時(shí)，AC是圍繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的，故B為支點(diǎn)；由于AB=BC，故動(dòng)力臂等于阻力臂，為等臂杠桿。16．（2024·安徽）停車場(chǎng)入口處常用橫桿來(lái)限制車輛的進(jìn)出，如圖甲所示。我們可以把該裝置簡(jiǎn)化成如圖乙所示的杠桿。如橫桿AB粗細(xì)相同、質(zhì)量分布勻稱，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?！敬鸢浮?40?！窘馕觥吭擃}考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，畫出杠桿五要素如下。動(dòng)力臂L1=LOA=0.3m，LAC==1.4m，所以阻力臂L2=LOC=LAC–LOA=1.4m－0.3m=1.1m，由FL1=GL2得：F=440N。17.（2024·四川甘孜州）如圖所示，某同學(xué)用完全相同的鉤碼驗(yàn)證杠桿的平衡條件。杠桿調(diào)整平衡后，在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，為使杠桿重新平衡，應(yīng)在B點(diǎn)處掛__________個(gè)鉤碼；假如A、B兩處再各掛一個(gè)鉤碼，杠桿的__________（選填“左”或“右”）端會(huì)下沉?！敬鸢浮浚?）6；（2）左?！窘馕觥吭O(shè)每個(gè)鉤碼所受重力為G，杠桿上每一小格代表的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，由杠桿平衡條件可得：解得，假如A、B兩處再各掛一個(gè)鉤碼，則杠桿的左邊力與力臂的乘積為：杠桿右邊力與力臂的乘積為：因，故杠桿的左端會(huì)下沉。18.（2024·山東濟(jì)寧）杠桿兩端螺母的作用是圖中的杠桿在水平位置平衡，若在兩側(cè)各減掉一個(gè)等重的鉤碼，杠桿______（選填“能”或“不能”）保持水平平衡?！敬鸢浮坎荒??！窘馕觥繌膱D中可以看到，杠桿在水平位置平衡，依據(jù)杠桿的平衡原理可知若在兩側(cè)各減掉一個(gè)等重的鉤碼，那么可知杠桿不能保持水平平衡19.（2024·四川雅安）如圖所示，桿秤秤砣的質(zhì)量為0.2kg，桿秤自身質(zhì)量忽視不計(jì)，若桿秤水安靜止時(shí)，被測(cè)物體和秤砣到秤紐的距離分別為0.05m和0.2m，則被測(cè)物體的質(zhì)量為_(kāi)_kg，若秤砣上粘有油污，則測(cè)量值比被測(cè)物體的真實(shí)質(zhì)量要____（選填“偏大”或“偏小”）【答案】（1）0.8；（2）偏小?！窘馕觥咳鐖D所示：因?yàn)楦軛U平衡，則有：則有：若秤砣上粘有油污，m2增大，而G1lOA不變，所以lOB要變小，桿秤所示的質(zhì)量值要偏小。20．（2024·哈爾濱）在”探究杠桿平衡條件”的試驗(yàn)前，如圖甲，杠桿不在水平位置平衡，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向移動(dòng)。試驗(yàn)中，如圖乙，在A點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)施加一個(gè)豎直向上的力，在B點(diǎn)施加一個(gè)最小為N的力，才能使杠桿在水平位置重新平衡?！敬鸢浮孔螅??！窘馕觥浚?）杠桿不在水平位置，右端向下傾斜，則重心應(yīng)向左移動(dòng)，故應(yīng)向左調(diào)整左端或右端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；（2）由圖可知彈簧拉力計(jì)的示數(shù)為3.0N，設(shè)杠桿的一個(gè)刻度為L(zhǎng)，則拉力的力臂為2L；B點(diǎn)施加力的力臂為6L，依據(jù)杠桿平衡的條件可得，在B點(diǎn)施加一個(gè)最小為F2＝＝＝1N。故答案為：左；1。21.（2024·江蘇連云港）用如圖所示滑輪組在10s內(nèi)將重為300N的物體勻速提升1m，拉力大小為120N，拉力做功的功率為_(kāi)_____W，有用功為_(kāi)_____J，滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____?！敬鸢浮浚?）36；（2）300；（3）83.3%?！窘馕觥坑蓤D可知，擔(dān)當(dāng)重物的繩子段數(shù)n=3，所以繩子自由端通過(guò)距離s=3×1m=3m總功：W總=Fs=120N×3m=360J拉力做功的功率：P==36W有用功為：W有=Gh=300N×1m=300J滑輪組機(jī)械效率為：η==83.3%22.（2024·廣東）如圖所示，人向下拉繩提升重物，已知物體重400N，動(dòng)滑輪重60N，不計(jì)繩重及摩擦，將重物勻速提升0.5m，人需用的拉力為_(kāi)_____N，繩子自由端移動(dòng)的距離為_(kāi)_____m，人所做的有用功為_(kāi)_____J?！敬鸢浮浚?）230；（2）1；（3）200?！窘馕觥坑蓤D知，n=2，不計(jì)繩重及摩擦，人需用的拉力：F===230N；人需用的拉力為230N。繩子自由端移動(dòng)的距離：s=2h=20.5m=1m；繩子自由端移動(dòng)的距離為1m。人所做的有用功為：W有=Gh=400N0.5m=200J；人所做的有用功為200J。23.（2024·四川南充）如圖所示，用沿斜面對(duì)上大小為4N的拉力，將一個(gè)重5N的物體從斜面底端勻速拉至頂端。已知物體沿斜面上滑的距離為5m，上升的高度為3m，則物體受到的摩擦力為_(kāi)_______N，斜面的機(jī)械效率為_(kāi)_______。【答案】（1）1；（2）75%?！窘馕觥坑杏霉Γ篧有=Gh=5N×3m=15J總功：W總=Fs=4N×5m=20J額外功：W額=W總-W有=20J-15J=5J摩擦力：f==1N斜面的機(jī)械效率：η==75%24.（2024·貴州黔西南）如圖所示，工人們用同一滑輪組，依據(jù)須要有兩種方式來(lái)提起等重的建筑材料，若不計(jì)摩擦和繩重，則F1______F2，機(jī)械效率ηA______ηB。（填“>”“=”或“<”）【答案】（1）<；（2）=?！窘馕觥坑蓤D可知，不計(jì)摩擦及繩重，繩子自由端拉力分別為，所以，不計(jì)摩擦和繩重，兩種方式來(lái)提起等重的建筑材料到相同高度，則對(duì)物體做的有功相同，動(dòng)滑輪相同，則所做額外功相同。所以機(jī)械效率相同，即。25.（2024·海南）如圖，小謙想把被臺(tái)風(fēng)刮倒的樹(shù)拉正。他把繩子的一端系在乙樹(shù)上，然后繞過(guò)甲樹(shù)用力拉繩子，這樣做有_______段繩子拉甲樹(shù)。假如不計(jì)繩重和摩擦，甲樹(shù)受300N拉力，則小謙對(duì)繩子的拉力至少為_(kāi)______N?！敬鸢浮?；150?！窘馕觥啃≈t的做法相當(dāng)于借助一個(gè)動(dòng)滑輪來(lái)拉甲樹(shù)，因此，這樣做有2段繩子拉甲樹(shù)；依據(jù)動(dòng)滑輪省一半力的特點(diǎn)，小謙對(duì)繩子的拉力至少為150N。26.（2024·達(dá)州）救援車工作原理如圖所示，當(dāng)車載電機(jī)對(duì)鋼繩施加的拉力F大小為2.5×103N時(shí)，小車A恰能勻速緩慢地沿斜面上升。已知小車A的質(zhì)量為1t，斜面高為2m，斜面長(zhǎng)為5m（不計(jì)車長(zhǎng)、鋼繩重、動(dòng)滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦，g＝10Nkg）在小車A由水平路面被拖上救援車的過(guò)程中，鋼繩所做的有用功為J，整個(gè)裝置的機(jī)械效率為，小車A與斜面間的摩擦力大小為N。【答案】2×104；80%；1×103?！窘馕觥浚?）小車質(zhì)量m＝1t＝1000kg，其重力G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N，鋼繩做的有用功：W有用＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J，（2）不計(jì)車長(zhǎng)、拉力端移動(dòng)距離s＝2L＝2×5m＝10m，拉力做的總功：W總＝Fs＝2.5×103N×10m＝2.5×104J，整個(gè)裝置的機(jī)械效率：η＝＝×100%＝80%；（3）不計(jì)鋼繩重、動(dòng)滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦，克服小車A與斜面間的摩擦做的功為額外功，W額＝W總﹣W有用＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J，由W額＝fL可得摩擦力：f＝＝＝1×103N。故答案為：2×104；80%；1×103。三、作圖題27.（2024·貴州黔南）在“探究杠桿的平衡條件”試驗(yàn)中，在B點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)沿CD方向拉杠桿，使杠桿水平平衡，如圖所示。畫出∶①?gòu)椈蓽y(cè)力計(jì)對(duì)杠桿拉力F的示意圖；②F的力臂?！敬鸢浮咳鐖D?！窘馕觥坑脧椈蓽y(cè)力計(jì)沿CD方向拉杠桿，拉力的作用點(diǎn)在B點(diǎn)，方向沿BD向下，過(guò)拉力的作用點(diǎn)，沿拉力的方向畫一條有向線段，用F表示，過(guò)支點(diǎn)O做F的垂線即為F的力臂，如圖所示：

28.（2024·山東聊城）如圖是起重機(jī)將貨物吊起的情景。O為支點(diǎn)。F1為動(dòng)力，F(xiàn)2為阻力。請(qǐng)畫出阻力F2的力臂l2?！敬鸢浮咳鐖D。【解析】從支點(diǎn)O向阻力F2的作用線做垂線段，即可作出阻力的力臂l2，如圖所示：29.（2024·四川成都）深蹲運(yùn)動(dòng)是靠腿部肌肉收縮產(chǎn)生動(dòng)力，克服人體上部的重力G，從而達(dá)到熬煉目的(如圖甲)。圖乙是將人體抽象為杠桿的示意圖，O為支點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出G的示意圖及其力臂L(A點(diǎn)為人體上部的重心)________?！敬鸢浮咳鐖D。【解析】重力方向豎直向下，支點(diǎn)O到重力方向的作用線的垂線為力臂，如圖所示：30.（2024·新疆）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出動(dòng)力F的力臂?！敬鸢浮咳鐖D?！窘馕觥窟^(guò)支點(diǎn)O做力F作用線的垂線段，即為力F的力臂L，如圖所示31.（2024·重慶B）如圖所示，硬棒OB能繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，A處用繩子拉住固定在墻壁上。畫出拉力F的力臂(用l表示)________?！窘馕觥坑蓤D可知，O點(diǎn)是支點(diǎn)，通過(guò)支點(diǎn)做F作用線的垂線，如圖：32.（2024·德州）阿基米德在發(fā)覺(jué)了杠桿原理之后，發(fā)出了“給我一個(gè)支點(diǎn)，我能夠撬動(dòng)地球”的感慨，請(qǐng)?jiān)谠O(shè)想示意圖中，畫出作用在A點(diǎn)的最小動(dòng)力及其動(dòng)力臂（圖中O為支點(diǎn)）?！敬鸢浮咳鐖D?！窘馕觥恳罁?jù)杠桿平衡條件，動(dòng)力臂越長(zhǎng)越省力，力的作用點(diǎn)確定，從支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離便為最長(zhǎng)的力臂；圖中O為支點(diǎn)，要使杠桿平衡且動(dòng)力最小，就應(yīng)當(dāng)讓力F1作用在A點(diǎn)，OA是最長(zhǎng)的力臂l1，則力F1應(yīng)與OA垂直且向下；如圖所示：四、計(jì)算題33.（2024·貴州黔南）如圖所示，某建筑工地用起重機(jī)將質(zhì)量為3.6t的貨箱以0.5m/s的速度勻速提升，吊臂上的滑輪組如圖所示，若忽視繩重和摩擦，該滑輪組的機(jī)械效率為80%。（g=10N/kg）求：(1)在10s內(nèi)貨箱上升的高度；(2)貨箱的重力；(3)吊臂上電動(dòng)機(jī)拉力F的大?。?4)依舊利用此機(jī)械提升質(zhì)量為4.1t的貨箱，求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率?！敬鸢浮?1)5m；(2)3.6×104N；(3)1.5×104N；(4)82%?！窘馕觥?1)在10s內(nèi)貨箱上升的高度為：(2)貨箱的重力為：(3)由圖像可知繩子股數(shù)n=3，由可得：即；可解得F=1.5×104N。(4)動(dòng)滑輪的重力為：提升質(zhì)量為4.1t的貨箱，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：答：(1)在10s內(nèi)貨箱上升的高度為5m；(2)貨箱的重力為3.6×104N；(3)吊臂上電動(dòng)機(jī)拉力F為1.5×104N；(4)此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為82%。34.（2024·江蘇泰州）小明利用如圖所示的滑輪組，將質(zhì)量為90kg的物體在1min內(nèi)勻速提升5m，豎直向上的拉力為360N。求：(1)物體的重力（g取10N/kg）；(2)小明拉力的功率？(3)滑輪組的機(jī)械效率（結(jié)果保留一位小數(shù)）?！敬鸢浮?1)900N；(2)90W；(3)。【解析】(1)物體的重力是：(2)由圖可知，擔(dān)當(dāng)物重繩子段數(shù)，物體勻速提升5m時(shí)，繩端移動(dòng)的距離是小明拉力做功：小明拉力的功率：(3)有用功：滑輪組的機(jī)械效率：。答：(1)物體的重力是900N；(2)小明拉力的功率90W；(3)滑輪組的機(jī)械效率是。35．（2024·四川遂寧）小雨同學(xué)家裝修新居，看到工人師傅運(yùn)用如圖所示的種自制的簡(jiǎn)易起重裝置向樓上吊裝笨重的裝修材料，感覺(jué)該裝置簡(jiǎn)潔易制、便利快捷，大大削減了工人搬運(yùn)材料的勞動(dòng)強(qiáng)度。小雨視察到電動(dòng)機(jī)的輸出功率800W，將兩袋（每袋質(zhì)量50kg）水泥勻速提升到10m高的4樓須要用時(shí)15s。假設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率恒定不變。請(qǐng)幫小雨完成下列問(wèn)題：（g＝10N/kg）（1）此次吊裝過(guò)程中繩子自由端移動(dòng)的速度是多大？（2）電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力多大？（3）該滑輪組的機(jī)械效率多大？【分析】（1）已知水泥勻速提升到10m高的4樓須要用時(shí)15s，可求得物體上升的速度，由圖可知，水泥由3段繩子擔(dān)當(dāng)，利用v繩＝3v可求得此次吊裝過(guò)程中繩子自由端移動(dòng)的速度；（2）