考向一：杠桿
1. （2024江蘇連云港）如圖所示是生活中幾種常見的杠桿，其中屬于費力杠桿的是（ ）

A. 托盤天平 B. 鋼絲鉗 C. 筷子 D.開瓶扳手
【答案】C
【解析】A．托盤天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故A不符合題意；
B．鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B不符合題意；
C．筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故C符合題意；
D． 開瓶扳手在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。
故選C
2. （2024山東臨沂）2023年9月24日，中國組合鄒佳琪/邱秀萍在賽艇女子輕量級雙人雙槳決賽中奪冠，斬獲杭州亞運會首金。如圖所示，賽艇的槳可視為杠桿，下列工具正常使用時，與槳屬于同類杠桿的是（ ）
A. 筷子B. 瓶起子
C. 核桃夾D. 榨汁器
【答案】A
【解析】槳的動力臂小于阻力臂，是費力杠桿。
A．筷子的動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故A符合題意；
BCD．瓶起子、核桃夾、榨汁器的動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故BCD不符合題意。
故選A。
3. （2024廣西）2024 年六五環(huán)境日國家主場活動在南寧舉行。期間，小明利用垃圾鉗撿垃圾，并進行分類，如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A. 保護環(huán)境，人人有責B. 垃圾鉗是省力杠桿
C. 可利用垃圾來發(fā)電D. 垃圾鉗是費力杠桿
【答案】B
【解析】A．保護環(huán)境，是我們每個公民義不容辭的責任，故A正確，不符合題意；
BD．由圖可知，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故B錯誤，符合題意，D正確，不符合題意；
C．垃圾進行收集并分類處理，對于燃燒值較高的垃圾，進行高溫焚燒，可以用來發(fā)電，故C正確，不符合題意。
故選B。
4. （2024重慶A）同學們模仿中藥房的戥秤制作桿秤，用筷子做秤桿，用鉤碼做秤砣，用細線將秤盤系在A點。當不掛秤砣、且秤盤不放物體時，在O點提起提紐，秤桿水平平衡；當秤盤放100g物體、秤砣移到B點時，秤桿再次水平平衡，如圖所示。在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線。下列說法正確的是（ ）
A. 自制桿秤的每一格約表示2.08g
B. 稱中藥時B端翹起應減少中藥恢復水平平衡
C. 如果秤砣磨損則測量結(jié)果會比真實質(zhì)量偏小
D. 若將提紐移到O點右側(cè)可以增大桿秤的量程
【答案】B
【解析】A．在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線，則共計50格，則每一格代表的質(zhì)量為
即自制桿秤的每一格約表示2g，故A錯誤；
B．稱中藥時B端翹起說明，此時可以減少中藥即減小恢復水平平衡，故B正確；
C．如果秤砣磨損，根據(jù)杠桿平衡條件，實際質(zhì)量偏小，則長度偏大，則測量結(jié)果會比真實質(zhì)量偏大，故C錯誤；
D．若將提紐移到O點右側(cè)，則增大，減小，則變小，則桿秤的量程減小，故D錯誤。
故選B。
5.（2024齊齊哈爾市） 端午節(jié)時，同學們外出游玩。購買飲料時，售貨員用啟瓶器開啟飲料瓶的情景如圖所示。啟瓶器在正常使用時，屬于______（選填“省力”、“等臂”或“費力”）杠桿。開啟后的瓶蓋中間出現(xiàn)了凹陷，說明力可以使物體發(fā)生______。
【答案】 省力 形變
【解析】啟瓶器在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。
開啟后的瓶蓋中間出現(xiàn)了凹陷，瓶蓋發(fā)生了形變，說明力可以改變物體的形狀。
6. （2024甘肅威武）用如圖所示的扳手擰螺絲時，一只手穩(wěn)住扳手的十字交叉部位，另一只手用同樣大小和方向的力在___________點（選填“A”“B”或“C”）更容易擰動螺絲，原因是___________。
【答案】 C 在阻力和阻力臂一定時，動力臂越長越省力
【解析】用扳手擰螺絲時，阻力和阻力臂一定，在A點施力時，動力臂最小，動力最大，在C點施力時，動力臂最大，動力最小，所以在C點施力更容易擰動螺絲。
7. （2024天津）利用如圖所示的“搬重物利器”搬運大件家具時，先用金屬棒撬起家具，再將帶有滾輪的底座放入家具底部，便可以輕松移動家具。其中，金屬棒是________（選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿，底座裝有滾輪是為了減小________。
【答案】 省力 摩擦
【解析】由圖可知，中間墊的物塊處為杠桿的支點，手在把手處向下摁動杠桿過程中，動力臂大于阻力臂，為省力杠桿。
底座裝有滾輪，在壓力不變的和粗糙程度不變的情況下，變滑動為滾動，減小摩擦力。
8. （2024重慶B）小蘭自制了一把桿秤，由秤盤、提紐、秤桿以及200g的秤砣構(gòu)成，如圖所示。當不掛秤砣、秤盤中不放重物時，提起提紐，桿秤在空中恰好能水平平衡。已知AO間距離為10cm。當放入重物，將秤砣移至距O點30cm的B處時，秤桿水平平衡，則重物質(zhì)量為______g；往秤盤中再增加20g的物體，秤砣需要從B處移動______cm才能維持秤桿水平平衡。
【答案】 600 1
【解析】秤砣的質(zhì)量
秤砣的重力
秤砣移至距O點30cm的B處時，根據(jù)杠桿平衡條件可得，重物的重力
重物質(zhì)量
往秤盤中再增加20g的物體后，秤盤中重物的總質(zhì)量
此時秤砣距O點的距離
則秤砣需要從B處移動向右移動的距離
9. （2024蘇州）健身步道上的坐式劃船訓練器如圖所示。人坐在座板上，用始終與把手垂直的力緩慢向后將把手拉至身體兩側(cè)，此過程中，拉力大小變化情況是_________。若要增加訓練強度，應將配重盤向_________（a/b）端移。
【答案】 逐漸變小 a
【解析】人坐在座板上，用始終與把手垂直的力緩慢向后將把手拉至身體兩側(cè)，此過程中，阻力（配重盤的重力）不變，阻力臂變小，動力臂不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力變小，即拉力逐漸變小。
若要增加訓練強度，即增大拉力，根據(jù)杠桿平衡條件?可知，在阻力（配重盤的重力）不變的情況下，應增大阻力臂，即將配重盤向b端移。
10. （2024安徽?。┤鐖D甲所示，用核桃鉗夾核桃時，用力握緊手柄即可夾碎核桃。將上部的手柄ABC簡化為如圖乙所示的杠桿，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠桿自身的重力，則F2的大小為______N。
【答案】50
【解析】根據(jù)杠桿平衡的條件F1l1=F2l2，則F2的大小為
11.（2024福建） 木雕是工匠智慧和藝術修為的價值體現(xiàn)，鋸木、刨料、風干、雕刻、開榫、組裝、打磨、油漆，每一環(huán)節(jié)都講究科學的工藝流程。如圖 ，雕花時，正在挑起木屑的刻刀屬于______杠桿?？痰兑ヤh利使用，是為了增大______。
【答案】 費力 壓強
【解析】正在挑起木屑的刻刀動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿。
刻刀要磨鋒利使用，是為了減小受力面積從而增大壓強。
12. （2024湖北）2024年6月2日至3日，嫦娥六號完成了人類首次月球背面采樣。如圖，嫦娥六號的機械臂正繞O點轉(zhuǎn)動，將采集的月球樣品送往貯存裝置。請畫出樣品對機械臂上A點的作用力F的力臂l。
【答案】如圖所示
【解析】過支點O作力F作用線的垂線段即為力臂l，作圖如下：
13. （2024江蘇鹽城）如圖所示，畫出用起子撬圖釘?shù)膭恿Φ牧Ρ邸?br>【答案】如圖所示
【解析】找出支點，從O做F1的垂線就是F1的力臂L1。
14. （2024四川宜賓）如圖是宜賓港一起重機正在吊起貨物的情景，請在圖中畫出此時動力的力臂和阻力的示意圖。
【答案】如圖所示
【解析】由圖可知，動力F1的方向豎直向上，支點O到動力作用線的距離為動力臂l1，因貨物的重力豎直向下拉動吊臂，繩子作用在吊臂的點為阻力作用點，方向豎直向下。
15. （2024四川眉山）同學們在體育課上做下壓運動訓練，靜止不動時人體可以看成杠桿模型，O為支點，肌肉拉力為動力，如圖所示。請你在圖中畫出：
（1）動力的力臂；
（2）A點，腳對地而壓力F的示意圖。
【答案】如圖所示
【解析】（1）從支點O向F1?的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是F1?的力臂L1（用大括號表示），如圖所示：
（2）腳對地面的壓力F的作用點在接觸面上，方向垂直于地面向下，過壓力的作用點，沿壓力的方向畫一條帶箭頭的線段，用F表示.
16. （2024四川成都）如圖甲，小孟書桌上的折疊式臺燈由底座、立桿和燈頭組成。如圖乙所示，燈頭OAB可視做繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿，A點是燈頭的重心，小孟用拉力F將燈頭拉至圖示位置。請在圖乙中畫出：①燈頭受到的重力G的示意圖；②拉力F的力臂l。
【答案】如圖所示
【解析】過支點O作拉力F的作用線的垂線段即為力臂l，燈頭受到的重力G的方向豎直向下，作用在重心。
17. （2024黑龍江綏化）請作出杠桿上動力F的力臂l。
【答案】如圖所示
【解析】力臂是支點到力的作用線的距離，過支點O作力F的作用線的垂線段，即為對應的力臂。
18. （2024廣東深圳）圖甲是飛鳥經(jīng)過無背索斜拉橋的情景。圖乙是其簡化的模型，用S表示飛鳥，用F表示橋塔上端收到鋼索的拉力。請幫助思考樂亮亮同學在圖乙畫出：
（1）飛鳥S經(jīng)水面反射形成的虛像S'
（2）拉力F對應的力臂l（O是支點）
【答案】如圖所示
【解析】（1）平靜的水面相當于平面鏡，根據(jù)平面鏡成的像與物關于鏡面對稱，作出飛鳥S經(jīng)水面反射形成的虛像S'，如下所示：
（2）O是支點，從支點向力的作用線作垂線段即為拉力F對應的力臂l，如下所示：
19. （2024甘肅臨夏）俯臥撐是一種健身運動，能夠鍛煉上肢、腰部及腹部的肌肉，是簡單易行卻十分有效的力量訓練手段。如圖是某同學做俯臥撐的示意圖。此過程中，他的身體可視為杠桿，O點為支點，A點為重心，請畫出重力對應的力臂l。
【答案】如圖所示
【解析】先在A點畫出豎直向下的重力示意圖，再過支點O作重力G作用線的垂線段即為力臂l。
20. （2024山西）小明在成長筆記中記錄了如下錯題，請你幫助他找出錯誤之處、分析錯因并寫出正確解答過程。
【答案】 ①. 計算所得的省力杠桿的動力大于阻力 ②. 把阻力作用點到動力所在作用線的距離當做動力臂 ③. 見解析
【解析】計算所得的省力杠桿的動力大于阻力。
解題時錯把阻力作用點到動力所在作用線的距離當做動力臂l1了，在杠桿中，動力臂是支點到動力作用線的距離，圖中動力臂的距離應為
解：如圖將踏腳的左腳看作省力杠桿，抬腳跟時腳燒支點O轉(zhuǎn)動，動力為F1，阻力為F2。根據(jù)杠桿平衡條件
得小腿肌肉拉力
21. （2024上海）在杠桿平衡時，阻力F2的大小為90N，阻力臂L2為0.2m，動力臂L1為0.6m，求動力F1的大小。
【答案】30N
【解析】由杠桿平衡條件?得
答：動力F1的大小為30N。
考向二：滑輪
1.（2024天津） 高高的旗桿矗立在操場上。旗手緩緩向下拉繩子，旗子就會徐徐上升。這是因為旗桿頂部有一個滑輪，關于該滑輪的說法正確的是（ ）
A. 它是動滑輪B. 利用它可以省力
C. 利用它可以省距離D. 利用它可以改變力的方向
【答案】D
【解析】旗桿頂部滑輪的軸固定不動，是一個定滑輪；升旗儀式上，旗手緩緩向下拉動繩子，旗子就會徐徐上升，這是因為用定滑輪可以改變力的方向。定滑輪不省力也不省距離。
故選D。
2. （2024江蘇鹽城）下列挪動球形石墩的方法中，最省力的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】從圖中可以看到，A方法中有兩段繩子挪動石墩，人對繩子的拉力為石墩與地面的摩擦力的一半；BCD方法中，人對繩子的拉力都等于石墩與地面的摩擦力，即不省力。
故選A。
3. （2024甘肅臨夏）如圖是我國古代勞動人民利用自制的工具汲水的場景。圖中裝置頂端的輪子相當于現(xiàn)代人們所使用的定滑輪，其作用是可以改變力的________，但不能省力。圖中的扁擔做得較寬，主要是為了增大受力面積，________（選填“增大”或“減小”）壓強。
【答案】 方向 減小
【解析】定滑輪實質(zhì)是一個等臂杠桿，所以不省力，也不距離，但可以改變用力方向。
把扁擔做得較大是增大受力面積，在壓力一定時可以減小扁擔對人肩膀的壓強，壓力的作用效果就不明顯，這樣人肩膀就不會感到疼。
4. （2024云南）如圖所示，美麗鄉(xiāng)村建設的工地上，工人使用一個_______（選填“定”或“動”）滑輪勻速提升重300N的建筑材料（不計繩重和摩擦），則人的拉力為_______N。
【答案】 定 300
【解析】圖中滑輪不隨著物體一起運動，所以是定滑輪。
定滑輪不能省力，所以人的拉力等于重力，為300N。
5. （2024湖北）如圖是漢代畫像磚上描繪的《史記》中“泗水取鼎”畫面，兩邊各有數(shù)人用繩子通過滑輪拉起掉落水中的鼎。圖中的這種滑輪_________（選填“能”或“不能”）起到省力的作用；此時兩邊繩子對鼎豎直向上的拉力分別為、，鼎受到的拉力之和為_________。鼎在水中上升的過程中，其底部所受水的壓強_________（選填“增大”、“減小”或“不變”）。
【答案】 不能 減小
【解析】圖中的滑輪是固定的，不能隨重物一起移動，所以是定滑輪，定滑輪不能省力，只能改變力的方向。
兩邊繩子都對鼎施加豎直向上的拉力，鼎受到的合力方向豎直向上，所以鼎受到的拉力之和
F合=F1+F2
鼎在水中上升的過程中，其底部在水中的深度逐漸減小，由于液體壓強隨深度減小而減小，所以其底部所受水的壓強減小。
16. （2024甘肅威武）將物體A、B置于如圖所示的裝置中，物體B恰好勻速下降，已知A重，B重，則A所受地面的摩擦力為___________N；若對A施加一個水平向左的拉力F，剛好使A在原來的水平面上勻速向左運動，則拉力F大小為___________N。（不計繩重、滑輪重及繩子與滑輪間的摩擦）
【答案】 20 40
【解析】如圖所示，物體A和B通過動滑輪相連，動滑輪上有2段繩子，已知B重10N，物體B恰好勻速下降，則A勻速向右運動，說明物體A處于平衡狀態(tài)，則A所受地面的摩擦力與動滑輪的鉤子拉A的力是一對平衡力，即
f=F拉=2GB=2×10N=20N
若對A施加一個水平向左的拉力F，則物體A受到三個力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平剛好使A勻速向左運動，則拉力
F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N
考向三：機械效率
1. （2024河南）如圖，甲、乙兩人用不同的裝置，在相同時間內(nèi)把質(zhì)量相等的貨物勻速提升到同一平臺，不計繩重及滑輪的摩擦。下列說法正確的是（ ）
A. 甲做的有用功多B. 乙做的總功多
C. 甲做總功的功率大D. 乙所用裝置的機械效率小
【答案】C
【解析】A．在相同時間內(nèi)把質(zhì)量相等的貨物勻速提升到同一平臺，不計繩重及滑輪的摩擦，有用功，故甲、乙做的有用功一樣多，故A錯誤；
BCD．圖甲使用的是動滑輪，拉力端移動距離s甲=2h；圖乙使用的是定滑輪，拉力端移動距離s乙=h，不計繩重和摩擦，使用甲動滑輪時，拉力
拉力做功
使用乙定滑輪時，拉力F乙=G，所以拉力做功
在相同時間內(nèi)把質(zhì)量相等的貨物勻速提升到同一平臺，甲做的總功多，乙做的總功少，根據(jù)知，甲做總功的功率大；由A選項解析知有用一樣多，但甲的總功多，根據(jù)知，乙所用裝置的機械效率高，綜上分析知，故C正確，BD錯誤。
故選C。
2. （2024齊齊哈爾市）如圖所示，小宇用動滑輪把重400N的物體勻速提升了3m，作用在繩子自由端的拉力F為250N，方向豎直向上。不計繩重和摩擦，則下列選項正確的是（ ）
A. 繩子自由端移動的距離為3mB. 動滑輪受到的重力為150N
C. 拉力F做的功為1200JD. 該動滑輪的機械效率為80%
【答案】D
【解析】A．使用動滑輪時，承擔物重的繩子股數(shù)n=2，則繩子自由端移動的距離
s=2h=2×3m=6m 故A錯誤；
B．不計繩重和摩擦，由
可得，動滑輪受到的重力
G動?=2F?G=2×250N?400N=100N 故B錯誤；
C．拉力F做的功
W總?=Fs=250N×6m=1500J
故C錯誤；
D．該動滑輪的機械效率
故D正確。故選D。
3. （2024四川達州）如圖所示，A、B兩物體疊放在水平桌面上，，，A、B均為正方體，邊長分別為20cm、10cm。在拉力的作用下，5s內(nèi)，物體A、B一起向右勻速直線移動了3m。若不計滑輪和繩自重及繩與滑輪間的摩擦，下列說法錯誤的是（ ）
A. A與B之間的摩擦力為0B. A對地面的壓強為2500Pa
C. 繩子自由端移動的速度為1.2m/sD. 拉力F做功的功率為30W
【答案】D
【解析】A．物體A、B一起向右勻速直線運動，A、B之間沒有相對運動和相對運動趨勢，故A與B之間的摩擦力為0，故A正確，不符合題意；
B．A對地面的壓力等于A和B組成的整體的重力，為
則A對地面的壓強為
故B正確，不符合題意；
C．與動滑輪連接的繩子段數(shù)n=2，根據(jù)滑輪組繩子自由端與物體移動距離的規(guī)律可知，繩子自由端移動的距離為
則繩子自由端移動的速度為
故C正確，不符合題意；
D．拉力F做功為
則拉力F做功的功率為
故D錯誤，符合題意。故選D。
4. （2024重慶A）建筑工人通過如圖所示的裝置將一桶質(zhì)量為45kg的涂料從地面提起，桶離開地面后在4s內(nèi)緩慢上升0.8m，工人所用的拉力為500N。下列說法中正確的是（ ）
A. 該裝置做的有用功為400J
B. 該裝置的機械效率為90％
C. 繩子自由端移動的平均速度為0.4m/s
D. 桶離開地面前，工人拉力逐漸增大，桶對地面的壓強不變
【答案】B
【解析】A．涂料重力為
所以該裝置做的有用功為
故A錯誤；
B．定滑輪不省距離也不費距離，即，該裝置做的總功為
則該裝置的機械效率為
故B正確；
C．繩子自由端移動的平均速度為
故C錯誤；
D．桶離開地面前，工人拉力逐漸增大，桶對地面的壓力變小，根據(jù)，則壓強變小，故D錯誤。
故選B。
5. （2024山東煙臺）如圖所示，小明用20N的拉力F將重為20N的物體勻速提高了10m，用時5s，忽略繩重和摩擦，在這個過程中，下列說法正確的是（ ）
A. 繩子自由端移動的速度為6m/sB. 動滑輪所受的重力為20N
C. 小明所做的額外功為200JD. 滑輪組的機械效率為75%
【答案】BC
【解析】A．繩子自由端移動的距離為
所以速度為
故A錯誤；
B．由滑輪公式可得
故B正確；
C．在該過程中額外功為動滑輪做功，所以額外功為
故C正確；
D．滑輪組的機械效率為
故D錯誤。故選BC 。
6. （2024四川遂寧）修建房屋時，質(zhì)量為60kg的建筑工人使用滑輪組提升建材。他用豎直向下的拉力在15s內(nèi)將重為480N的建材勻速提升了3m，每個滑輪重20N，不計滑輪摩擦和繩重，g取。下列結(jié)論正確的是（ ）
A. 工人拉動繩子速度為0.2m/s
B. 工人對繩子拉力的功率50W
C. 此裝置的機械效率為96%
D. 若工人腳與地接觸面積共，則他對地的壓強為
【答案】C
【解析】A．物體上升的速度
由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n=2，工人拉動繩子的速度為
故A錯誤；
B．繩子的拉力
工人對繩子拉力的功率
故B錯誤；
C．此裝置的機械效率為
故C正確；
D．工人受到重力、支持力和繩子的拉力，在三個力的作用下，處于平衡狀態(tài)，則
地面對工人的支持力和工人對地面的壓力是一對相互作用力，二者大小相等，則
若工人腳與地接觸面積共，則他對地的壓強為
故D錯誤。故選C。
7. （2024四川成都）小成在實驗室組裝如圖所示的滑輪組進行實驗探究，實驗過程如下：先測得定滑輪的重力為0.2N，動滑輪的重力為0.25N，再使用組裝好的滑輪組在10s內(nèi)將質(zhì)量為100g的鉤碼豎直勻速提升20cm，此過程中彈簧測力計的示數(shù)為0.5N。g取10N/kg，下列說法正確的是（ ）
A. 彈簧測力計對細繩拉力的功率為0.03W
B. 滑輪組的機械效率為80%
C. 克服繩重和摩擦做的額外功為0.05J
D. 若增大提升鉤碼的質(zhì)量，滑輪組的機械效率不變
【答案】AC
【解析】A．由圖可知，n=3，繩子自由端移動的距離
s=nh=3×20cm=60cm=0.6m
拉力所做的功為
W總=Fs=0.5N×0.6m=0.3J
拉力的功率為
故A正確；
B．鉤碼的重力為
G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N
滑輪組的機械效率為
故B錯誤；
C．所做有用功為
W有=Gh=1N×0.2m=0.2J
克服動滑輪所做額外功為
W額1=G動h=0.25N×0.2m=0.05J
因此克服繩重和摩擦做的額外功為
W額2=W總-W有-W額1=0.3J-0.2J-0.05J=0.05J
故C正確；
D．若增大提升鉤碼的質(zhì)量，則有用功增大，額外功不變，因此滑輪組的機械效率將變大，故D錯誤。
故選AC。
8. （2024山東濱州）如圖所示裝置，工人用250N的拉力，在30s內(nèi)將重為400N的物體勻速提高了6m，在此過程中，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（ ）
A. 繩子自由端移動的速度是0.2m/s
B. 拉力做的有用功為2400J
C. 拉力做功的功率為100W
D. 若用此滑輪提升重500N的物體，滑輪的機械效率為80%
【答案】BC
【解析】A．由圖可知，承擔物重繩子的股數(shù)是n=2，則繩子自由端移動的距離
s=nh=2×6m=12m
則繩子自由端移動的速度
故A錯誤；
B．拉力做的有用功為
W有=Gh=400N×6m=2400J
故B正確；
C．拉力所做的功
W總=Fs=250N×12m=3000J
功率為
故C正確；
D．根據(jù)可知，動滑輪的重為
G動=nF-G=2×250N-400N=100N
當物體重500N時，拉力為
滑輪的機械效率為
故D錯誤。
故選BC。
9. （2024青海省）如圖甲所示，工作人員正在組裝神舟飛船。用圖乙所示的電動滑輪將質(zhì)量為2噸的飛船部件在10s內(nèi)勻速提升2m，電動滑輪的機械效率為80%（g取10N/kg），以下分析正確的是（ ）
A. 電動滑輪的總功為5×104JB. 飛船部件的重力為2×103N
C. 繩子自由端移動的距離為2mD. 電動滑輪的功率為5×104W
【答案】A
【解析】B．飛船部件的重力為
故B錯誤；
A．電動滑輪有用功為
電動滑輪的總功為
故A正確；
C．由圖可知，有效繩子段數(shù)，則繩子自由端移動的距離為
故C錯誤；
D．電動滑輪的功率為
故D錯誤。
故選A。
10. （2024陜西）工人利用如圖所示裝置提升物料，該裝置中的滑輪為________滑輪。已知滑輪重80N，貨籃重120N，不計繩重及摩擦。工人用該裝置勻速提升空貨籃時的拉力為________N。若繩子能承受的最大拉力為520N，每根鋼條重100N，該裝置勻速提升鋼條時，所能達到的最大機械效率為________。
【答案】 動 100 80%
【解析】由圖可知，滑輪隨物料一起運動，所以該裝置中的滑輪為動滑輪。
由圖可知，動滑輪上有兩股繩，已知滑輪重80N，貨籃重120N，不計繩重及摩擦，用該裝置勻速提升空貨籃時的拉力
若繩子能承受的最大拉力為520N，提升鋼條的最大重力
由于每根鋼條重100N，所以最多能提升8根鋼條，則該裝置勻速提升鋼條時，所能達到的最大機械效率
11. （2024江蘇連云港）用如圖所示滑輪組將重300N的物體勻速提升1m，拉力F大小為120N，有用功為_______J，滑輪組的機械效率為________。
【答案】 300 83.3%
【解析】由圖可知，承擔重物的繩子段數(shù)n=3，所以繩子自由端通過距離為
s=3×1m=3m
總功
W總=Fs=120N×3m=360J
有用功為
W有=Gh=300N×1m=300J
滑輪組的機械效率為
12. （2024四川南充）用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，將重的貨物勻速吊起高。每只滑輪重為，繩自由端的拉力的大小分別為和，若不計繩重和摩擦，______（選填“大于”、“等于”或“小于”），甲滑輪組的機械效率為______。
【答案】 大于
【解析】由甲圖可知，滑輪組承擔重物的繩子的段數(shù)為2，不計繩重和摩擦，可得
由乙圖可知，滑輪組承擔重物的繩子的段數(shù)為3，不計繩重和摩擦，可得
甲滑輪組的機械效率
13. （2024四川廣安）房屋裝修時，工人利用滑輪組提升物體。如圖所示，已知物體的重力為800N，在繩子自由端用500N的力拉著物體在豎直方向上做勻速直線運動，物體被提升了3m，該滑輪組的機械效率為______。如果要提高滑輪組的機械效率，可采用的措施有：______（填寫番號）①增加物體的重力 ②增加提升物體的高度 ③減小動滑輪的重力。
【答案】 80% ①③
【解析】由題知，n=2，則繩端移動的距離
s=2h=2×3m=6m
有用功
W有?=Gh=800N×3m=2400J
總功
W總?=Fs=500N×6m=3000J
滑輪組的機械效率
①增加物體的重力，可以提高有用功，在額外功不變的情況下，有用功占總功的比例增大，也就是機械效率變大，故①符合題意；
②增加提升物體的高度，繩端移動的距離也相應的增大，根據(jù)
可知機械效率并不受影響，故②不符合題意；
③減小動滑輪的重力，在提升物體重力不變的情況下，即有用功不變的情況下，額外功減小了，所以機械效率就提高了，故③符合題意。
故選①③。
14. （2024黑龍江龍東）如圖所示，是一位同學組裝的提升重物的裝置。他用400N的力在30s內(nèi)把重1000N的物體勻速提升6m（不計繩重及摩擦），則動滑輪的重力___________N，滑輪組的機械效率__________（保留一位小數(shù)）。
【答案】 200
【解析】
由圖可知，，根據(jù)可知，動滑輪的重力
繩子拉動距離為
滑輪組的機械效率為
15. （2024四川瀘州）如圖所示的滑輪組忽略繩重及繩與滑輪間的摩擦，將物體放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑輪組繩子自由端受到的拉力為F繩。當繩子自由端的拉力為60N時，物體處于靜止狀態(tài)，物體與桌面間的摩擦力恰好為0，則動滑輪的重力為________N；當繩子自由端拉力為90N時，物體水平向右勻速運動，物體與桌面之間的滑動摩擦力為________N；撤去水平向左的恒力F，改變繩子自由端拉力的大小，仍使物體水平向右勻速運動時，滑輪組的機械效率為________。
【答案】 20 60 75%
【解析】由圖可知，滑輪組的動滑輪繞2段繩，忽略繩重及繩與滑輪間的摩擦，當繩子自由端的拉力為60N時，物體處于靜止狀態(tài)，物體與桌面間的摩擦力恰好為0，所以繩子自由端拉力
G動=20N
當繩子自由端拉力為90N時，物體水平向右勻速運動，物體受到向右的拉力
F2=2F1-G動=2×90N-20N=160N
物體受到水平向左的恒力，物體水平方向受到向左的摩擦力、向左的拉力和向右的拉力是平衡力，物體與桌面之間的滑動摩擦力為
f=F2-F=160N-100N=60N
撤去水平向左的恒力F，改變繩子自由端拉力的大小，仍使物體水平向右勻速運動時，壓力和接觸面的粗糙程度不變，摩擦力不變，滑輪組下端掛鉤處拉力
F3=f=60N
繩子自由端拉力
滑輪組的機械效率為
16. （2024蘇州）某起重機的滑輪組結(jié)構(gòu)示意如圖所示，其最大載重為5t。起重機將3600kg的鋼板勻速提升到10m高的橋墩上，滑輪組的機械效率為80%。不計鋼絲繩的重力和摩擦，g取。求
（1）克服鋼板重力做的功；
（2）鋼絲繩的拉力F；
（3）滑輪組滿載時的機械效率（保留一位小數(shù)）。
【答案】（1）；（2）；（3）84.7%
【解析】（1）克服鋼板重力做的功為
（2）起重機的滑輪組做的總功為
由圖可知，有四段繩子承重，則鋼絲繩的拉力為
（3）起重機的滑輪組做的額外功為
動滑輪的重力為
滑輪組滿載時的機械效率為
答：（1）克服鋼板重力做的功為3.6×105J；
（2）鋼絲繩的拉力為1.125×104N；
（3）滑輪組滿載時的機械效率為84.7%。
17. （2024江蘇揚州）如圖所示，工人用動滑輪勻速提升重為400N的窗玻璃，所用的豎直拉力為250N，窗玻璃上升的高度為10m，用時50s。求：
（1）所做的有用功；
（2）工人所用拉力的功率P；
（3）動滑輪的機械效率。
【答案】（1）4000J；（2）100W；（3）80%
【解析】（1）利用動滑輪提升貨物，做的有用功
W有=Gh=400N×10m=4000J
（2）動滑輪繩端移動的距離為
s=nh=2×10m=20m
則拉力做的總功
W總=Fs=250N×20m=5000J
所以拉力F的功率
（3）動滑輪的機械效率
答：（1）有用功W有為4000J；
（2）拉力F的功率P為100W；
（3）此過程中動滑輪的機械效率為80%。
能力拓展
考向四：與簡單機械有關的綜合計算問題
1. （2024貴州?。┤鐖D甲所示的條凳，人若坐在凳的一端，極易使其另一端上翹而摔倒。現(xiàn)將其簡化為如圖乙所示的示意圖，B、C點分別與凳腳的E、F點在同一豎直線上。當人對水平凳面施加豎直向下的壓力時，下列分析正確的是（ ）
A. 壓力作用于A點，可將條凳視為繞E點轉(zhuǎn)動的杠桿
B. 只要壓力作用于凳面的中間，則條凳一定不會上翹
C. 只要在A、D點同時施加壓力，則條凳一定不會上翹
D. 在B或C點施加一個壓力，則條凳一定不會上翹
【答案】ABD
【解析】A．分析圖乙可知，當壓力作用于A點時，如果條凳可以轉(zhuǎn)動，將圍繞E點轉(zhuǎn)動，因此條凳視為繞E點轉(zhuǎn)動的杠桿，故A正確；
B．當壓力作用于凳面的中間，此時E、F兩點受到的壓力均是向下的，因此條凳不會上翹，故B正確；
C．在A、D點同時施加壓力，如果其中一點力大，根據(jù)杠桿平衡條件，如果大于另一點的力和條凳重力作用效果時，條凳將上翹，故C錯誤；
D．如果在B或C點施加一個壓力，則此時動力臂為零，因此條凳一定不會上翹，故D正確。
故選ABD。
2.（2024四川達州） 如圖所示，輕質(zhì)木桿AB的O點用細線懸掛在天花板上并保持水平，已知AB是OB長度的4倍，AO是AC長度的3倍。在桿的B點用細線豎直懸掛一邊長為10cm的正方體物塊甲，該物塊靜止在水平地面上；O點左側(cè)懸掛一可自由移動的質(zhì)量為2kg的物塊乙。當乙懸掛在A點時，甲恰好對地面無壓力，則甲的重力為________N；當乙懸掛在C點時，甲對地面的壓強為________Pa。（g取10N/kg）
【答案】 60 2000
【解析】乙物體重力
G乙=mg=2kg×10N/kg=20N
當乙懸掛在A點時，甲恰好對地面無壓力，根據(jù)杠桿平衡條件知
當乙懸掛在C點時
物塊對地面壓力為
則物塊對地面的壓強為
3. （2024江蘇揚州）如圖所示，小明坐在座椅上，伸小腿時，小腿繞膝關節(jié)上固定點O轉(zhuǎn)動，股四頭肌群收縮提供動力。
（1）請在圖中畫出動力臂。
（2）小腿從圖示位置緩慢伸至水平位置，阻力臂的變化情況是________，動力的變化情況是___________。
【答案】（1）
（2）變大 變大
【解析】（1）由支點向動力作用線作垂線，垂線段即為動力臂，故作圖如下：
（2）小腿的重力為阻力，小腿從圖示位置緩慢伸至水平位置，阻力作用線離支點越來越遠，阻力臂的變化情況是變大。
阻力不變，阻力臂變大，動力臂不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力將變大。
4. （2024四川眉山）如圖是小龍“測量斜面機械效率”的實驗裝置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，將重6N的物體以的速度勻速拉到斜面頂端，測得斜面的機械效率為75%。則下列說法正確的是（ ）
A. 拉力做功為3J
B. 物體受到摩擦力為1.5N
C. 在勻速拉動過程中，物體的機械能不變
D. 若以的速度勻速拉動物體，斜面機械效率仍為75%
【答案】D
【解析】A．拉力做的有用功為
斜面的機械效率為75%，則拉力做功為
故A錯誤；
B．此過程中額外功為
有圖可知，斜面的長度為
物體受到摩擦力為
故B錯誤；
C．在勻速拉動過程中，物體的質(zhì)量不變，動能不變，高度變大，重力勢能變大，物體的機械能變大，故C錯誤；
D．若以的速度勻速拉動物體，此過程中摩擦力大小不變，則額外功不變，有用功也不變，總功也不變，因此斜面機械效率仍為75%，故D正確。
故選D。
5. （2024黑龍江綏化）如圖甲，質(zhì)量為40kg的貨物靜止在水平地面上，與地面的接觸面積是。如圖乙。工人用250N的拉力F，將貨物用滑輪組勻速提升到3m高的二樓，此過程中貨物上升的速度是0.2m/s。求：
（1）貨物靜止在水平地面上時，對地面的壓強；
（2）工人用滑輪組提升貨物時做功的功率；
（3）滑輪組的機械效率；
（4）為提高該滑輪組的機械效率，請你提出一條合理建議。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）見解析
【解析】（1）因為貨物靜止在水平地面上，對地面壓力為
則貨物對地面的壓強為
（2）由圖可知，有效繩子段數(shù)，繩子自由端移動的速度為
工人做功的功率為
（3）滑輪組的機械效率為
（4）為提高該滑輪組的機械效率，措施有：①增加所提升的物重②減輕動滑輪重。
答：（1）貨物靜止在水平地面上時，對地面的壓強為；
（2）工人用滑輪組提升貨物時做功的功率為；
（3）滑輪組的機械效率為；
（4）見解答。
錯題記錄
錯題改正
站立地面踏腳跟是中國傳統(tǒng)文化“八段錦”的第八式。如圖為踏腳跟時左腳的一些相關數(shù)據(jù)，當腳跟抬離地面時，請你計算小腿肌肉拉力F1的大小。
解：如圖將左腳看作杠桿，抬腳跟時腳繞支點O轉(zhuǎn)動，動力為F1，阻力為F2。根據(jù)杠桿平衡條件得小腿肌肉拉力
錯誤之處：______________
錯因分析：_______________
正確解答：_______________

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