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2026年中考物理常考考点专题之简单机械
一.选择题(共15小题)
1.(2025•西安模拟)聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识,使用筷子夹菜时,筷子是一种杠杆,下
列生活用具正常使用时也是杠杆,其中与筷子同类的是( )
A. 羊角锤
B. 天平
C. 钓鱼竿
D. 裁纸刀
2.(2025•夏津县二模)洛阳出土了一种西汉晚期的陶井模型,一起出土的还有带绳槽的滑轮、水槽、卷
口沿小罐,图示为装置复原后的样子,使用时用一侧的小罐取水,拉动另一侧的绳子可以把水提上来。
忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
第1页(共80页)A.使用木架上的滑轮可以省力
B.应用此种滑轮不可以改变力的方向
C.小罐从露出到离开水面的过程中,拉力逐渐变大
D.若只使用一个小罐提水,滑轮的机械效率与取水量无关
3.(2025•碑林区校级四模)用如图所示装置将物体从水中提出,已知物体的运动速度始终保持不变,不
计绳重和摩擦。物体完全离开水面以后,与物体浸没在水中时相比,下列判断正确的是( )
A.滑轮组的机械效率变大
B.天花板所受的拉力变小
C.拉力F的大小保持不变
D.拉力F的功率可能不变
4.(2025•高唐县三模)如图所示,小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别匀速提升两个质量相
同的物体,绳端在相同时间内移动的距离相等。在提升过程中,若绳端拉力F :F =3:2,下列说法
1 2
错误的是( )
第2页(共80页)A.物体的速度之比v :v =1:2
1 2
B.有用功之比W有1 :W有2 =2:1
C.总功之比W总1 :W总2 =3:2
D.机械效率之比 : =4:3
1 2
5.(2025•沂水县模拟η )我η 国很早就有使用滑轮的记载。关于图中使用滑轮提升重物的说法正确的是(
)
A.甲图是动滑轮,可以省力
B.甲图是定滑轮,改变了用力方向
C.乙图是定滑轮,可以省力
D.乙图是动滑轮,改变了用力方向
6.(2025•道里区三模)如图,在筷子盒 A处施力时,筷子从出口滚出,以下哪个选项能正确表示在 A
处施力时该装置的杠杆模型( )
第3页(共80页)A. B.
C. D.
7.(2025•花溪区校级一模)独木龙舟节是国家级非物质文化遗产之一,如图所示是龙舟节中龙舟大赛的
场景,以下说法正确的是( )
A.队员们相对于所划的龙舟是运动的
B.队员们使用的船桨是省力杠杆
C.桨对水的力和水对桨的力是一对平衡力
D.使龙舟前进的力的施力物体是水
8.(2025•富锦市二模)下列关于简单机械的说法中,正确的是( )
A.使用定滑轮可以改变力的方向,但不能省力
B.使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向
C.滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向
D.以上说法都正确
9.(2025•太原二模)图甲是自动拾取牙签盒,图乙是其内部结构图,当按下顶上 B处的圆柱体按钮时,
杆AD绕O点转动。松手时,在D处弹簧的作用下,一根牙签就从盖中小孔冒出。下列说法正确的是
( )
第4页(共80页)A.按下按钮时,D处弹簧处于压缩状态
B.按下按钮时,B处比D处移动距离大
C.松开按钮时,D处受到弹簧向下的拉力
D.牙签送出时,杆AOD是一个省力杠杆
10.(2025•武汉模拟)如图所示,夹核桃时,用力压手柄即可夹碎核桃。把核桃夹视为杠杆,下列说法
正确的是( )
A.杠杆的支点在N点
B.核桃受到的压力为阻力
C.手对杠杆的压力为动力
D.该杠杆为费力杠杆
11.(2025•含山县校级模拟)用弹簧测力计将钩码缓慢、匀速地提升到某一高度,弹簧测力计的示数如
图甲所示。如图乙所示,用弹簧测力计并借助于一个动滑轮将同样的钩码缓慢、匀速地提升到相同高
度,弹簧测力计的示数为1.2N,不计绳重和摩擦。则( )
A.甲图中拉力做的功等于乙图中的额外功
B.乙图中动滑轮的重为0.6N
C.乙图中动滑轮的机械效率为83.3%
第5页(共80页)D.增加乙图中钩码的重力,动滑轮的机械效率会降低
12.(2025•潮阳区模拟)小天参加了学校组织的桥梁设计比赛,如图是他制作的斜拉索大桥模型,桥面
OA是长为30cm、重为5N、质地分布均匀的长木板,桥塔GH为足够长的硬木棒,桥面OA可绕O点
转动,且始终处于水平位置,其A端用细线与桥塔GH上的B点固定连接。关于该模型,下列判断正
确的是( )
A.细线固定在B点时,该模型相当于一个费力杠杆
B.细线固定在B点时,细线对桥面OA的拉力F=5N
C.将细线改为固定在C点时,拉力F的力臂将变小
D.将细线改为固定在C点时,拉力F将变大
13.(2025•江汉区模拟)如图是《天工开物》中记载的踏碓舂米(去掉谷类皮壳)的情景。踏碓被架在
木杠上,可以绕着固定点转动,踏碓的前端是圆锥状石块,用脚反复踩踏碓后端,就可以舂米。踏碓
可看成一根杠杆,如图所示,其支点位于图中O点。下列说法正确是( )
A.踏碓属于费力杠杆,人对踏碓做的功是总功
B.用脚踩踏碓后端使踏碓抬起的过程,动力是踏碓受到的重力
C.要使踩踏时所用的力小一些,则脚掌与O点的距离应减小一些
D.该装置的机械效率可以达到100%
14.(2025•深圳模拟)3月15日,一场大暴雨“深”入鹏城,“圳”出雷响。为避免某依山而建的小区
因短时强降水引发山洪,出现险情,小区重建过程中,工人利用滑轮组提升重400N的建筑材料,如
图所示。已知工人对绳子的拉力F为250N,建筑材料在10s内匀速上升了5m,不计绳重及摩擦。下
列说法中正确的是( )
第6页(共80页)A.上端的定滑轮能省力
B.建筑材料匀速上升过程中的机械能不变
C.滑轮组的机械效率为80%
D.拉力F的功率为200W
15.(2025•涧西区一模)如图所示,工人师傅用150N的拉力,使重为1200N的物体以0.2m/s的速度在
水平地面上做匀速直线运动(不计绳重及轮与轴的摩擦),地面对物体的摩擦力为物重的 0.2倍。下
列说法正确的是( )
A.使用该滑轮组可以省功
B.动滑轮所受的重力为60N
C.工人拉力做功的功率为30W
D.增大物体的重力,滑轮组机械效率不变
二.填空题(共6小题)
16.(2025•南山区校级三模)如图所示,超市购物时,小明用沿斜面向上 150N的推力,将总重为500N
的小车匀速推到斜面顶端,用时20s。已知斜面高1.2m,长5m。此过程中小明做的有用功为
J;小明推力做功的功率为 W;该斜面的机械效率为 。日常生活中人们利
用斜面可以 (选填“省力”或“省功”)。
第7页(共80页)17.(2025•文登区一模)如图所示,甲、乙两个滑轮组由四个相同的滑轮组成。两滑轮组分别在 F甲 和F
乙 的作用下,用相同时间将质量相等的物体匀速提升相同的高度(忽略绳重和一切摩擦),则 F甲 和F
乙
,做功的功率P甲 =P乙 ,甲、乙两个滑轮组的机械效率
甲 乙
。(选填“>”、“=”、
“<”) η η
18.(2025•沙坪坝区校级二模)如图甲所示的条凳,人若坐在凳的一端,极易使其另一端上翘而摔倒。
现将其简化为如图乙所示的示意图,条凳重60N且质量均匀,AD长120cm,AB和CD都是20cm,当
重600N的人坐在AB部分时,把条凳看做杠杆,支点是 点。人应坐在距离边缘A至少
cm才不会摔倒(把人简化为一个点)。
19.(2025•云岩区三模)物理与日常生活息息相关,如图甲所示是生活中常见的手动榨汁机,如图乙所
示是其榨取柠檬汁的工作原理图(杠杆)。按照杠杆分类,这是一个 杠杆。已知OA=
4OB,若图中F =20N,则此时人施加在A点的最小力为 N(不计柠檬夹自重)。
2
20.(2025•渝水区模拟)剪纸是庆阳地区的传统文化艺术。如图所示,剪纸所用的剪刀相当于
(选填“杠杆”或“斜面”);用剪刀剪纸时,纸越靠近剪刀的转轴,越 (选填“省力”
或“费力”)。
第8页(共80页)21.(2025•淮南二模)如图所示,OA=OB,且OA段水平,A端所挂物体重力为G=10N,为了使杠杆
在该位置保持平衡,则需要在B端施加的最小力为 N。
三.作图题(共2小题)
22.(2025•丹徒区模拟)如图甲所示是一台金属切割机,黄师傅用它切割A点下方的钢管时,用力下压
B点,机器OAB部分可绕O点转动。请在图乙中画出作用在B点的最小动力F (保留作图痕迹,图
1
中F 为阻力)。
2
23.(2025•徐州模拟)工人站在地面上用如图的滑轮组提升重物,画出滑轮组的绕绳方式。
第9页(共80页)四.实验探究题(共1小题)
24.(2025•铁西区校级模拟)以下是探究杠杆平衡条件的实验,实验中使用的是等质量的钩码,杠杆每
一格长度为1cm。
(1)实验前杠杆静止时如图甲所示,若要将其调整到水平位置平衡,应将左边的平衡螺母向
(选填“左”或“右”)调。
(2)如图乙,在A点挂2个钩码,在B点挂 个钩码,可使杠杆在水平位置平衡。
(3)如图乙,保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变,调节右侧悬挂钩码的数量和位置,使杠杆始终在
水平位置平衡,记录对应的力F和力臂L 大小,绘制成图象如图丙所示,图象中每个点与两坐标轴围
1
成的矩形面积 (填“相等”或“不相等”)。
(4)如图丁所示,用弹簧测力计代替钩码,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的拉力F
1.5N(选填“>”、“=”或“<”)。
(5)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易
工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成,如图戊所示,此杆秤有两个提组A和B,使用它称较
重的物体时,应选择 提纽。若秤砣上沾有泥土,则称量结果 (选填“偏大”、
“偏小”或“不变”)。
第10页(共80页)五.计算题(共1小题)
25.(2025•安徽校级一模)工人用如图所示装置把重G=1000N的物体,从斜面底部匀速拉到h=2m高
的平台上(斜面与水平地面的夹角为30°),用时t=20s。工人对绳子的拉力为F=400N,动滑轮重
G =20N,不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦,求:
0
(1)绳子对物体做的功W;
(2)物体克服摩擦力所做的功W摩擦力 ;
(3)整个装置的机械效率 。
η
第11页(共80页)2026年中考物理常考考点专题之简单机械
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 C C A A A D D D C C C
题号 12 13 14 15
答案 B A C B
一.选择题(共15小题)
1.(2025•西安模拟)聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识,使用筷子夹菜时,筷子是一种杠杆,下
列生活用具正常使用时也是杠杆,其中与筷子同类的是( )
A. 羊角锤
B. 天平
C. 钓鱼竿
D. 裁纸刀
第12页(共80页)【考点】杠杆的分类.
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【专题】应用题;简单机械;应用能力.
【答案】C
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是
属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;
A、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B不符合题意;
C、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C符合题意;
D、裁纸刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力
臂。
2.(2025•夏津县二模)洛阳出土了一种西汉晚期的陶井模型,一起出土的还有带绳槽的滑轮、水槽、卷
口沿小罐,图示为装置复原后的样子,使用时用一侧的小罐取水,拉动另一侧的绳子可以把水提上来。
忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.使用木架上的滑轮可以省力
B.应用此种滑轮不可以改变力的方向
C.小罐从露出到离开水面的过程中,拉力逐渐变大
D.若只使用一个小罐提水,滑轮的机械效率与取水量无关
【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算;阿基米德原理的定性分析;定滑轮不省力;动滑轮不改变力
的方向.
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第13页(共80页)【专题】应用题;简单机械;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮,定滑轮不省力,但是可以改变力的方向;
(2)小罐从露出到离开水面的过程中,浮力减小,据此分析拉力的变化;
(3)其它因素不变时,物重越大,有用功越大,而额外功不变,结合机械效率公式分析出机械效率的
变化情况。
【解答】解:AB、由图可知,木架上的滑轮固定不动,是定滑轮,定滑轮不省力,但是可以改变力的
方向,故AB错误;
C、小罐从露出到离开水面的过程中,小罐排开水的体积减小,根据阿基米德原理可知,小罐受到的
浮力减小,因此拉力会逐渐变大,故C正确;
D、当其它因素不变时,水量越多,即物重越大,而额外功几乎不变,因此机械效率变大,说明滑轮
的机械效率与取水量有关,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了定滑轮的特点、阿基米德原理和影响滑轮组机械效率的因素等知识。
3.(2025•碑林区校级四模)用如图所示装置将物体从水中提出,已知物体的运动速度始终保持不变,不
计绳重和摩擦。物体完全离开水面以后,与物体浸没在水中时相比,下列判断正确的是( )
A.滑轮组的机械效率变大
B.天花板所受的拉力变小
C.拉力F的大小保持不变
D.拉力F的功率可能不变
【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算;功率的大小比较;滑轮组绳子上的拉力.
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【专题】应用题;简单机械;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】A
【分析】物体完全离开水面以后,由于没有浮力,滑轮组下端的拉力变大,据此分析回答。
【解答】解:A、物体完全离开水面以后,由于没有浮力,滑轮组下端的拉力变大,有用功变大,额
第14页(共80页)外功不变,因此机械效率变大,故A正确;
B、物体完全离开水面以后,由于没有浮力,滑轮组下端的拉力变大,因此天花板所受的拉力变大,
故B错误;
1
C、物体完全离开水面以后,由于没有浮力,滑轮组下端的拉力变大,根据 F= (G+G动 )可知,拉
n
力F变大,故C错误;
D、由C可知,拉力F变大,因物体的运动速度始终保持不变,即绳子自由端移动速度不变,根据P
W Fs
= = =Fv可知,拉力F的功率变大,故D错误。
t t
故选:A。
【点评】本题考查了学生对功率公式、滑轮组绳子拉力公式和效率公式的理解和应用。
4.(2025•高唐县三模)如图所示,小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别匀速提升两个质量相
同的物体,绳端在相同时间内移动的距离相等。在提升过程中,若绳端拉力F :F =3:2,下列说法
1 2
错误的是( )
A.物体的速度之比v :v =1:2
1 2
B.有用功之比W有1 :W有2 =2:1
C.总功之比W总1 :W总2 =3:2
D.机械效率之比 : =4:3
1 2
【考点】滑轮、滑η轮组η机械效率的计算;定滑轮的计算;动滑轮的计算;有用功的计算;总功.
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【专题】应用题;简单机械;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】A
【分析】定滑轮的特点:既不省力也不省距离,能改变力的方向,则s=h,不计绳重和摩擦时F=G物 ;
动滑轮的特点:能省一半的力,多移动一倍距离,不能改变力的方向,则s=2h,不计绳重和摩擦时F
1
= (G物+G动 );
2
滑轮和滑轮组问题(竖直方向),有用功是克服物体重力所做的功,总功就是作用于绳端的拉力做的
第15页(共80页)功。
【解答】解:已知两种装置提升物体的质量相同,绳端在相同时间内移动的距离相等,绳端拉力 F :
1
F =3:2,
2
设物体的重力为m,绳端移动的距离为s,运动时间t,
甲图中滑轮为定滑轮,由定滑轮的特点可知物体上升的高度h =s;
1
s
乙图中滑轮为动滑轮,由动滑轮的特点可知此时物体上升的高度h = ;
2 2
A、物体的速度之比:
h
1
v t h s 2
1= = 1= = ,故A错误;
v h h s 1
2 2 2
t 2
B、有用功之比:
W mgh h s 2
有1= 1= 1= =
W mgh h s 1,故B正确;
有2 2 2
2
C、总功之比:
W F s 3 1 3
总1= 1 1= × = ,故C正确;
W F s 2 1 2
总2 2 2
W W W ×W 2 2
D、机械效率之比: : = 有1 : 有2= 有1 总2= × =4:3,故D正确。
1 2 W W W ×W 1 3
总1 总2 有2 总1
η η
故选:A。
【点评】本题考查与滑轮相关的计算,难度偏大。
5.(2025•沂水县模拟)我国很早就有使用滑轮的记载。关于图中使用滑轮提升重物的说法正确的是(
)
A.甲图是动滑轮,可以省力
B.甲图是定滑轮,改变了用力方向
第16页(共80页)C.乙图是定滑轮,可以省力
D.乙图是动滑轮,改变了用力方向
【考点】定滑轮与动滑轮的区别.
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【专题】简单机械;理解能力.
【答案】A
【分析】(1)定滑轮不省力,不省距离,可以改变力的方向。
(2)动滑轮可以省力,费距离,不能改变力的方向。
【解答】解:AB、甲图的滑轮是动滑轮,可以省力,不能改变力的方向,故A正确,B错误;
CD、乙图中的滑轮是定滑轮,不省力,不省距离,可以改变力的方向,故CD错误。
故选:A。
【点评】本题考查的是定滑轮和动滑轮的特点及应用,属于基础性题目。
6.(2025•道里区三模)如图,在筷子盒 A处施力时,筷子从出口滚出,以下哪个选项能正确表示在 A
处施力时该装置的杠杆模型( )
A. B.
C. D.
【考点】杠杆平衡的正确图示;杠杆的动力和阻力.
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【专题】简单机械;获取知识解决问题能力.
【答案】D
【分析】正确找到支点O的位置,画出动力和阻力;
第17页(共80页)【解答】解:如图,在筷子盒A处施力时,筷子从出口滚出,由常识可知应在A点施加向下的力,且
该力为动力,最左端连接处为支点,弹簧向上的弹力为阻力,所以能正确表示在A处施力时该装置的
杠杆模型是D,故D正确,ABC错误;
故选:D。
【点评】本题考查了杠杆的正确标注。
7.(2025•花溪区校级一模)独木龙舟节是国家级非物质文化遗产之一,如图所示是龙舟节中龙舟大赛的
场景,以下说法正确的是( )
A.队员们相对于所划的龙舟是运动的
B.队员们使用的船桨是省力杠杆
C.桨对水的力和水对桨的力是一对平衡力
D.使龙舟前进的力的施力物体是水
【考点】杠杆的分类;运动和静止的相对性;力的相互性;平衡力的判断.
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【专题】定性思想;推理法;运动和力;简单机械;理解能力.
【答案】D
【分析】A、队员们相对于所划的龙舟,位置没有发生改变,根据运动与静止的相对性,可知队员们
相对于所划的龙舟是静止的;
B、动力臂大于阻力臂为省力杠杆,动力臂小于阻力臂为费力杠杆。使用船桨时,手移动的距离小,
船桨末端移动的距离大,即动力臂小于阻力臂,所以船桨是费力杠杆;
C、平衡力是作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上;相互作用力是作用在两
个物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上;桨对水的力和水对桨的力,作用在水和桨两个
不同的物体上,属于相互作用力,并非平衡力;
D、根据力的相互性,桨向后划水时,水会对桨产生向前的反作用力,这个反作用力的施力物体是水,
所以使龙舟前进的力的施力物体是水。
【解答】解:A.在龙舟大赛中,队员们都坐在龙舟中,以所划的龙舟为参照物,位置都没发生变化,
所以所划的龙舟是静止的,故A错误;
B.船桨在使用中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B错误;
C.根据力的作用是相互的,桨对水的力和水对桨的力是一对相互作用力,不是平衡力,故C错误;
D.根据力的相互性,桨向后划水时,水会对桨产生向前的反作用力,这个反作用力的施力物体是水,
第18页(共80页)故D正确。
故选D。
【点评】本题综合考查了运动与静止的相对性、杠杆分类、平衡力与相互作用力的区别、力的相互性
等核心概念。
8.(2025•富锦市二模)下列关于简单机械的说法中,正确的是( )
A.使用定滑轮可以改变力的方向,但不能省力
B.使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向
C.滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向
D.以上说法都正确
【考点】滑轮组的特点;定滑轮改变力的方向;定滑轮不省力;动滑轮省一半力;动滑轮不改变力的
方向.
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【专题】简单机械;理解能力.
【答案】D
【分析】(1)定滑轮:就是固定在一个位置上的,如墙上,木板上,铁柱上等,不随物体一起运动,
特点:不能省力但可以改变力的方向,给人们带来方便;
(2)轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮,使用动滑轮能省一半力,但费距离;
(3)滑轮组由定滑轮和动滑轮组成,既省力又方便,根据功的原理。
【解答】解:定滑轮的实质是等臂杠杆,不能省力,但能改变力的方向;动滑轮是指轴随物体一起运
动的滑轮,其实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但不能改变用力的方向;
由定滑轮、动滑轮组成的滑轮组,既可以改变力的大小,也可以改变力的方向。
故选:D。
【点评】本题考查了定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点,属于基础题。
9.(2025•太原二模)图甲是自动拾取牙签盒,图乙是其内部结构图,当按下顶上 B处的圆柱体按钮时,
杆AD绕O点转动。松手时,在D处弹簧的作用下,一根牙签就从盖中小孔冒出。下列说法正确的是
( )
A.按下按钮时,D处弹簧处于压缩状态
第19页(共80页)B.按下按钮时,B处比D处移动距离大
C.松开按钮时,D处受到弹簧向下的拉力
D.牙签送出时,杆AOD是一个省力杠杆
【考点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的分类.
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【专题】应用题;简单机械;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)(3)根据弹簧的工作状态分析;
(2)根据BD两点到O点的距离分析;
(4)根据动力臂和阻力臂的大小分析。
【解答】解:
A、按下按钮时,D处弹簧伸长,处于拉伸状态,故A错误;
B、按下按钮时,根据图示可知,B到O点的距离要小于D到O点的距离,所以B处比D处移动距离
小,故B错误;
C、松开按钮时,弹簧恢复原状,D处受到弹簧向下的拉力,故C正确;
D、牙签送出时,杆AOD的动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了杠杆的动态平衡分析、杠杆的分类等知识,难度不大。
10.(2025•武汉模拟)如图所示,夹核桃时,用力压手柄即可夹碎核桃。把核桃夹视为杠杆,下列说法
正确的是( )
A.杠杆的支点在N点
B.核桃受到的压力为阻力
C.手对杠杆的压力为动力
D.该杠杆为费力杠杆
【考点】杠杆及其五要素.
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【专题】简单机械;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)定义:杠杆是在力的作用下能够让某个固定点转动的硬棒(2)五要素:支点:杠杆绕
第20页(共80页)着转动的固定点。 动力:使杠杆转动的力。阻力:阻碍杠杆转动的力。动力臂:从支点到动力作用线
的垂直距离。阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离。
【解答】解:A、杠杆绕着转动的点为支点,夹核桃时,核桃夹绕着M点转动,所以支点是M点,故
A错误。B、阻力是阻碍杠杆转动的力,核桃对夹子的力是阻碍夹子转动的,所以核桃对杠杆的力为阻
力,而不是核桃受到的压力为阻力,故B错误。
C、动力是使杠杆转动的力,手对杠杆的压力使杠杆转动,所以手对杠杆的压力为动力,故 C正确。
D、由图可知,动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力小于阻力,所以该杠杆是省力杠杆,
而不是费力杠杆,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查杠杆的五要素,属于基础题。
11.(2025•含山县校级模拟)用弹簧测力计将钩码缓慢、匀速地提升到某一高度,弹簧测力计的示数如
图甲所示。如图乙所示,用弹簧测力计并借助于一个动滑轮将同样的钩码缓慢、匀速地提升到相同高
度,弹簧测力计的示数为1.2N,不计绳重和摩擦。则( )
A.甲图中拉力做的功等于乙图中的额外功
B.乙图中动滑轮的重为0.6N
C.乙图中动滑轮的机械效率为83.3%
D.增加乙图中钩码的重力,动滑轮的机械效率会降低
【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算;功的简单计算;动滑轮的重力.
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【专题】应用题;简单机械;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)甲图中拉力做的功为克服钩码重力做的功,相当于乙图中的有用功;
(2)认清弹簧测力计的分度值,根据指针对应的刻度读数;动滑轮绳子股数为 2,不计绳重和摩擦,
1
利用F= (G+G动 )求出乙图中动滑轮的重;
n
第21页(共80页)W Gh Gh G
(3)根据 = 有= = = 求出乙图中动滑轮的机械效率;
W Fs Fnh nF
总
η
(4)其它因素不变时,物重越大,有用功越大,而额外功不变,结合机械效率公式分析出机械效率的
变化情况。
【解答】解:A、甲图中拉力做的功为克服钩码重力做的功,相当于乙图中的有用功,故A错误;
B、由图甲可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,指针指在刻度线“2”的位置,因此示数是2N,即钩码
重为G=F甲 =2N;
1
动滑轮绳子股数为2,不计绳重和摩擦,根据F= (G+G动 )可知,乙图中动滑轮的重为:
n
G动 =nF﹣G=2×1.2N﹣2N=0.4N,故B错误;
C、乙图中动滑轮的机械效率为:
W Gh Gh G 2N
= 有= = = = ×100%≈83.3%,故C正确;
W Fs Fnh nF 2×1.2N
总
η
D、增加乙图中钩码的重力,做的有用功就变大,而额外功不变,因此机械效率变大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率,关键是会根据题目的条件进行简单的计算。
12.(2025•潮阳区模拟)小天参加了学校组织的桥梁设计比赛,如图是他制作的斜拉索大桥模型,桥面
OA是长为30cm、重为5N、质地分布均匀的长木板,桥塔GH为足够长的硬木棒,桥面OA可绕O点
转动,且始终处于水平位置,其A端用细线与桥塔GH上的B点固定连接。关于该模型,下列判断正
确的是( )
A.细线固定在B点时,该模型相当于一个费力杠杆
B.细线固定在B点时,细线对桥面OA的拉力F=5N
C.将细线改为固定在C点时,拉力F的力臂将变小
D.将细线改为固定在C点时,拉力F将变大
【考点】杠杆的平衡条件的计算;杠杆的动态平衡分析;杠杆的分类.
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第22页(共80页)【专题】计算题;推理法;简单机械;应用能力.
【答案】B
【分析】AB、桥面OA可绕O点转动,细线固定在B点时,根据杠杆平衡条件结合数学知识求解;
CD、将细线一端的固定点由B点改至C点,动力臂增大,阻力臂和阻力不变,根据杠杆平衡条件进行
判断。
【解答】解:AB、由图可知,细线固定在B点时,OA可绕O点转动,所以O为支点,过支点向拉力
的作用线作垂线,这条垂线段就是拉索对桥面拉力F的力臂L,如图所示:
1 1
在Rt△AOB中,∠A=30°,则L= OA= ×30cm=15cm,
2 2
1 1
重力的力臂为:OE= OA= ×30cm=15cm,
2 2
根据杠杆的平衡条件,FL=G×OE,
即:F×15cm=5N×15cm,
则F=G=5N,所以不是费力杠杆;故A错误,B正确;
CD、将细线一端的固定点由B点改至C点,动力臂增大,因阻力臂和阻力不变,根据杠杆平衡条件可
知,动力减小,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了杠杆的应用,属于基础知识的考查,注重了物理知识和生活实际的联系。
13.(2025•江汉区模拟)如图是《天工开物》中记载的踏碓舂米(去掉谷类皮壳)的情景。踏碓被架在
木杠上,可以绕着固定点转动,踏碓的前端是圆锥状石块,用脚反复踩踏碓后端,就可以舂米。踏碓
可看成一根杠杆,如图所示,其支点位于图中O点。下列说法正确是( )
第23页(共80页)A.踏碓属于费力杠杆,人对踏碓做的功是总功
B.用脚踩踏碓后端使踏碓抬起的过程,动力是踏碓受到的重力
C.要使踩踏时所用的力小一些,则脚掌与O点的距离应减小一些
D.该装置的机械效率可以达到100%
【考点】机械效率的概念;杠杆的平衡条件的应用;杠杆的分类;总功.
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【专题】功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)由图可知,O点为支点,人脚施加的力为动力F ,圆锥石块的重力为阻力F ,根据杠杆
1 2
平衡条件F L =F l ,判断杠杆类型;人对踏碓做的功是总功,踏碓对稻谷做的功是有用功;
1 1 22
(2)用脚踩踏碓后端使踏碓抬起的过程中,动力是脚对踏碓施加的力,而踏碓受到的重力是阻力;
(3)根据杠杆平衡条件F L =F l ,要使踩踏时所用的力小一些,分析动力臂l 即脚掌与O点的距离
1 1 22 1
变化情况;
(4)使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总是小于总功,机械效率总是小于100%。
【解答】解:A.由图可知,踏碓绕O点转动,O点为支点,人脚施加的力为动力F ,圆锥石块的重
1
力为阻力F ,动力臂l 小于阻力臂l ,根据杠杆平衡条件F L =F l ,则动力F 大于阻力F ,所以踏
2 1 2 1 1 22 1 2
碓属于费力杠杆;人对踏碓做的功是总功,踏碓对稻谷做的功是有用功,故A正确;
B.用脚踩踏碓后端使踏碓抬起的过程中,动力是脚对踏碓施加的力,而踏碓受到的重力是阻力,故B
错误;
C.根据杠杆平衡条件F L =F l ,阻力F 和阻力臂l 一定时,要使踩踏时所用的力小一些,也就是使
1 1 22 2 2
动力F 小一些,则动力臂l 应增大一些,即脚掌与O点的距离应增大一些,而不是减小,故C错误;
1 1
W
D.使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总是小于总功,根据机械效率公式 = 有可知,
W
总
η
机械效率总是小于100%,所以该装置的机械效率不可能达到100%,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查杠杆类型的判断、杠杆平衡条件的应用、机械效率的概念等知识点,有一定难度。
14.(2025•深圳模拟)3月15日,一场大暴雨“深”入鹏城,“圳”出雷响。为避免某依山而建的小区
第24页(共80页)因短时强降水引发山洪,出现险情,小区重建过程中,工人利用滑轮组提升重400N的建筑材料,如
图所示。已知工人对绳子的拉力F为250N,建筑材料在10s内匀速上升了5m,不计绳重及摩擦。下
列说法中正确的是( )
A.上端的定滑轮能省力
B.建筑材料匀速上升过程中的机械能不变
C.滑轮组的机械效率为80%
D.拉力F的功率为200W
【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算;功率的计算;机械能的概念;定滑轮不省力.
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【专题】应用题;简单机械;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮,定滑轮不省力,但是可以改变力的方向;
(2)动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度;质量越大,高度越高,重力势能越大;
机械能=动能+势能;
(3)根据滑轮组阻值确定绳子股数,利用W总 =Fs=Fnh求出拉力做的总功,根据W有 =Gh求出拉
W W
力做的有用功,利用 = 有求出滑轮组的机械效率,根据P= 总求出拉力F的功率。
W t
总
η
【解答】解:A、上端的定滑轮能改变力的方向,不能省力,故A错误;
B、建筑材料匀速上升过程中,质量不变、速度不变,动能不变,高度增加,重力势能增大,因此机
械能增大,故B错误;
CD、由图可知,n=2,拉力做的总功为:
W总 =Fs=Fnh=250N×2×5m=2500J,
拉力做的有用功为:
第25页(共80页)W有 =Gh=400N×5m=2000J,
滑轮组的机械效率为:
W 2000J
η= 有×100%= ×100%=80%,
W 2500J
总
拉力F的功率为:
W 2500J
P= 总= =250W,故C正确,D错误。
t 10s
故选:C。
【点评】本题考查了做功公式、功率公式和机械效率公式的综合应用。
15.(2025•涧西区一模)如图所示,工人师傅用150N的拉力,使重为1200N的物体以0.2m/s的速度在
水平地面上做匀速直线运动(不计绳重及轮与轴的摩擦),地面对物体的摩擦力为物重的 0.2倍。下
列说法正确的是( )
A.使用该滑轮组可以省功
B.动滑轮所受的重力为60N
C.工人拉力做功的功率为30W
D.增大物体的重力,滑轮组机械效率不变
【考点】提高滑轮组的机械效率;功率的计算;动滑轮的计算;功的原理.
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【专题】功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)根据功的原理分析滑轮组是否可以省功;
(2)根据物体受到地面的滑动摩擦力恒为物重的0.2倍求出物体受到地面的滑动摩擦力,由图可知n
1
=2,利用不计绳重和摩擦时F= (f+G动 )求动滑轮的重力;
n
W Fs
(3)绳子自由端移动的速度v=nv物 ,利用P =
t
=
t
= Fv求工人所用拉力做功的功率;
(4)根据物体受到地面的滑动摩擦力恒为物重的0.2倍可知增大物体的重力后物体受到地面的滑动摩
第26页(共80页)W W 1
= 有= 有 =
擦力的变化,根据W有 =fs物 分析有用功的变化,根据 W
总
W
有
+W
额外 1+
W
额外
分析此时滑
W
η 有
轮组的机械效率的变化。
【解答】解:A、由功的原理可知,使用滑轮组不能省功,故A错误;
B、由题意可知,物体受到地面的滑动摩擦力:f=0.2G=0.2×1200N=240N,
1
由图可知n=2,由不计绳重和摩擦时F= (f+G动 )可知,动滑轮的重力:G动 =nF﹣f=2×150N﹣
n
240N=60N,故B正确;
C、绳子自由端移动的速度:v=nv物 =2×0.2m/s=0.4m/s,
W Fs
工人所用拉力做功的功率:P= = =Fv=150N×0.4m/s=60W,故C错误;
t t
D、由物体受到地面的滑动摩擦力恒为物重的0.2倍可知,增大物体的重力后物体受到地面的滑动摩擦
力增大,
由W有 =fs物 可知,物体移动距离相同时,有用功W有 增大,额外功W额外 不变;
W W 1
= 有= 有 =
由 W
总
W
有
+W
额外 1+
W
额外
可知,有用功W有 增大,额外功W额外 不变时,机械效率增大,
W
η 有
故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查功的原理、使用滑轮组时动滑轮的重力和功率的计算以及滑轮组机械效率的影响因
素,关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
二.填空题(共6小题)
16.(2025•南山区校级三模)如图所示,超市购物时,小明用沿斜面向上 150N的推力,将总重为500N
的小车匀速推到斜面顶端,用时20s。已知斜面高1.2m,长5m。此过程中小明做的有用功为 60 0
J;小明推力做功的功率为 37.5 W;该斜面的机械效率为 80% 。日常生活中人们利用斜面
可以 省力 (选填“省力”或“省功”)。
【考点】斜面机械效率的计算;功率的计算;有用功、额外功与总功.
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第27页(共80页)【专题】应用题;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】600;37.5;80%;省力。
【分析】(1)知道木箱的重力、斜面高,利用W=Gh求小明做的有用功;
W
(2)知道推力的大小、斜面长,利用W=Fs求人做的总功,再利用P= 求推力做功的功率;
t
(3)斜面的机械效率等于有用功与总功的比值;
(4)使用斜面可以省力,但不能省功。
【解答】解:(1)小明做的有用功:
W有用 =Gh=500N×1.2m=600J;
(2)小明做的总功:
W总 =Fs=150N×5m=750J,
小明做功功率:
W 750J
P= 总= =37.5W;
t 20s
(3)斜面的机械效率:
W 600J
= 有用×100%= ×100%=80%;
W 750J
总
η
(4)使用斜面可以省力,但由于克服摩擦而多做额外功,不能省功。
故答案为:600;37.5;80%;省力。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、机械效率的计算,要知道使用机械可以省力、
可以省距离、可以改变力的方向,但不能省功。
17.(2025•文登区一模)如图所示,甲、乙两个滑轮组由四个相同的滑轮组成。两滑轮组分别在 F甲 和F
乙 的作用下,用相同时间将质量相等的物体匀速提升相同的高度(忽略绳重和一切摩擦),则 F甲 和F
乙
,做功的功率P甲 =P乙 ,甲、乙两个滑轮组的机械效率
甲
=
乙
。(选填“>”、“=”、
“<”) η η
【考点】机械效率的比较大小.
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第28页(共80页)【专题】应用题;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】=。
W G
【分析】根据 = 有= 物 ,物体的质量相等,由G=mg可知物体的重力相等,两滑轮组的机
W G +G
总 物 动
η
械效率相等。
【解答】解:根据W有 =G物h,W额 =G动h,W总 =W有+W额 =G物h+G动h,
W G h G
根据η= 有= 物 = 物 ,
W G h+G h G +G
总 物 动 物 动
物体的质量相等,由G=mg可知物体的重力相等,两滑轮组的机械效率相等,即
甲
=
乙
。
故答案为:=。 η η
【点评】本题考查滑轮组机械效率大小的讨论,难度适中。
18.(2025•沙坪坝区校级二模)如图甲所示的条凳,人若坐在凳的一端,极易使其另一端上翘而摔倒。
现将其简化为如图乙所示的示意图,条凳重60N且质量均匀,AD长120cm,AB和CD都是20cm,当
重600N的人坐在AB部分时,把条凳看做杠杆,支点是 E 点。人应坐在距离边缘A至少 16
cm才不会摔倒(把人简化为一个点)。
【考点】杠杆的平衡条件的计算;杠杆及其五要素.
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【专题】简单机械;分析、综合能力.
【答案】E;16。
【分析】杠杆绕着转动的点是支点,根据杠杆的平衡条件结合重心在中心位置计算人的位置。
【解答】解:当重600N的人坐在AB部分时,把条凳看做杠杆,绕着左侧的E点转动,支点是E;
1 1
由于条凳重60N且质量均匀,重力方向竖直向下,故阻力臂为 L = AD﹣AB= ×120cm﹣20cm=
2 2 2
40cm;
根据杠杆的平衡条件知,G人×(20cm﹣L)= G凳×L
2
;
代入数据有 600N×(20cm﹣L)=60N×40cm;
解得L=16cm。
第29页(共80页)故答案为:E;16。
【点评】本题考查杠杆的支点与平衡条件的应用,属于中档题。
19.(2025•云岩区三模)物理与日常生活息息相关,如图甲所示是生活中常见的手动榨汁机,如图乙所
示是其榨取柠檬汁的工作原理图(杠杆)。按照杠杆分类,这是一个 省力 杠杆。已知OA=
4OB,若图中F =20N,则此时人施加在A点的最小力为 5 N(不计柠檬夹自重)。
2
【考点】杠杆的最小动力;杠杆的分类.
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【专题】应用题;简单机械;应用能力.
【答案】省力;5
【分析】杠杆分为三类:省力杠杆(动力臂大于阻力臂,省力费距离)、费力杠杆(动力臂小于阻力
臂,费力省距离)和等臂杠杆(动力臂等于阻力臂,不省力不费力,不省距离不费距离);
利用杠杆的平衡条件求最小动力的大小。
【解答】解:由题知,该杠杆在使用过程中动力臂大于阻力臂,它属于省力杠杆;
由图可知,支点是O点,F 为动力,F 为阻力,OA=4OB,
1 2
F ×OB 1
根据杠杆的平衡条件:F L =F L 得,F ×OA=F ×OB,解得,F = 2 =20N× =5N。
1 1 2 2 1 2 1 OA 4
故答案为:省力;5。
【点评】本题考查了根据杠杆的平衡条件求出力的大小、杠杆的分类等知识,是一道基础题。
20.(2025•渝水区模拟)剪纸是庆阳地区的传统文化艺术。如图所示,剪纸所用的剪刀相当于 杠杆
(选填“杠杆”或“斜面”);用剪刀剪纸时,纸越靠近剪刀的转轴,越 省力 (选填“省力”
或“费力”)。
第30页(共80页)【考点】杠杆在生活中的应用;杠杆的概念.
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【专题】简单机械;应用能力.
【答案】杠杆;省力。
【分析】(1)在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆;
(2)利用杠杆平衡条件F ×L =F ×L 可知纸越靠近剪刀的转轴,阻力臂越小,越省力。
1 1 2 2
【解答】解:(1)剪刀在使用时,围绕着固定点转动,符合杠杆的定义(在力的作用下能绕固定点转
动的硬棒),所以剪刀相当于杠杆。
(2)根据杠杆平衡条件F ×L =F ×L 可知,用剪刀剪纸时,阻力作用在纸与剪刀接触点,动力作用在
1 1 2 2
剪刀把手处,支点在剪刀的转轴。纸越靠近剪刀的转轴,阻力臂L 越小,而动力臂L 和阻力F 基本
2 1 2
不变,则动力F 会越小,所以越省力。
1
故答案为:杠杆;省力。
【点评】本题考查杠杆的概念和杠杆平衡条件的应用,难度不大。
21.(2025•淮南二模)如图所示,OA=OB,且OA段水平,A端所挂物体重力为G=10N,为了使杠杆
在该位置保持平衡,则需要在B端施加的最小力为 1 0 N。
【考点】杠杆的最小动力.
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【专题】应用题;简单机械;应用能力.
【答案】10
【分析】要在B端施加最小的力,则动力的力臂要最大,当OB作为动力臂时,动力是最小的,根据
B端的阻力臂的变化分析力的大小。
【解答】解:杠杆在图中位置平衡时,当以OB作为动力臂时,动力臂是最大的,阻力、阻力臂大小
不变,根据杠杆的平衡条件可知,此时的动力是最小的;
由题意可知,此时动力臂和阻力臂的关系为L =L ,
OB OA
GL
则根据杠杆平衡条件可得最小动力为:F = OA =G=10N。
1 L
OB
故答案为:10。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,难度不大。
第31页(共80页)三.作图题(共2小题)
22.(2025•丹徒区模拟)如图甲所示是一台金属切割机,黄师傅用它切割A点下方的钢管时,用力下压
B点,机器OAB部分可绕O点转动。请在图乙中画出作用在B点的最小动力F (保留作图痕迹,图
1
中F 为阻力)。
2
【考点】杠杆的最小动力.
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【专题】应用题;简单机械;应用能力.
【答案】
【分析】杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F L =F L ),在阻力跟阻力臂的乘积一定
1 1 2 2
时,动力臂越长,动力越小。
【解答】解:由杠杆平衡条件F L =F L 可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越
1 1 2 2
小;图中支点在O点,动力作用在B点,因此OB作为动力臂L 时最长;
1
图中阻力F 使杠杆逆时针转动,因动力和阻力使杠杆转动的方向相反,所以动力应使杠杆顺时针转动,
2
则动力F 的方向应该向下,从B点作垂直于OB向下的力,即为最小动力F 的示意图;如图所示:
1 1
【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,
动力越小的结论。
23.(2025•徐州模拟)工人站在地面上用如图的滑轮组提升重物,画出滑轮组的绕绳方式。
第32页(共80页)【考点】滑轮组的设计与组装.
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【专题】设计与制作题;简单机械;应用能力.
【答案】
【分析】在使用滑轮组提升重物时,既要考虑到它的省力情况,还应注意动力的施力方向。
【解答】解:因为滑轮组要求工人站在地面上提升重物,因此,在绕绳时,最终的绳子自由端方向应
该向下,由外向内画出绕绳方式,如图所示,由两段绳子承担物重。
【点评】设计滑轮组的绕绳方案应从两方面考虑,一是省力情况,二是绳子自由端的朝向。
四.实验探究题(共1小题)
24.(2025•铁西区校级模拟)以下是探究杠杆平衡条件的实验,实验中使用的是等质量的钩码,杠杆每
一格长度为1cm。
第33页(共80页)(1)实验前杠杆静止时如图甲所示,若要将其调整到水平位置平衡,应将左边的平衡螺母向 左
(选填“左”或“右”)调。
(2)如图乙,在A点挂2个钩码,在B点挂 3 个钩码,可使杠杆在水平位置平衡。
(3)如图乙,保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变,调节右侧悬挂钩码的数量和位置,使杠杆始终在
水平位置平衡,记录对应的力F和力臂L 大小,绘制成图象如图丙所示,图象中每个点与两坐标轴围
1
成的矩形面积 相等 (填“相等”或“不相等”)。
(4)如图丁所示,用弹簧测力计代替钩码,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的拉力F >
1.5N(选填“>”、“=”或“<”)。
(5)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易
工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成,如图戊所示,此杆秤有两个提组A和B,使用它称较
重的物体时,应选择 A 提纽。若秤砣上沾有泥土,则称量结果 偏小 (选填“偏大”、
“偏小”或“不变”)。
【考点】探究杠杆的平衡条件;探究杠杆的平衡条件的实验前调节杠杆平衡.
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【专题】简单机械;分析、综合能力.
【答案】(1)左;(2)3;(3)相等;(4)>;(5)A;偏小。
【分析】(1)杠杆的平衡是指静止或匀速转动;为了消除杠杆自重对平衡的影响,要调节到水平位置
平衡,调节杠杆平衡的原则是平衡螺母的调节方向是向上翘的那端调节;
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件判断在B点挂钩码的数量;
(3)由于此题中的阻力和阻力臂不变,由图中提供数据,根据杠杆的平衡条件分析即可求得;
(4)先假设弹簧测力计竖直向下拉杠杆,根据杠杆的平衡条件求出此时的拉力大小,再分析拉力的方
第34页(共80页)向倾斜时,拉力力臂的变化,根据杠杆的平衡条件分析弹簧测力计示数变化;
(5)根据杠杆平衡条件可知,杠杆会向力与力臂的乘积大的一侧倾斜,即力与力臂乘积大的一侧下沉。
【解答】解:(1)杠杆静止在如图甲所示位置,为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图
知,左端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向左调节;
(2)设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:F l =F l ,即2G×3L
AA BB
=F ×2L,解得F =3G,则需挂3个钩码;
B B
(3)由于此题中的阻力和阻力臂不变,利用图象中任意一组数据都能得出,F l =F l =3N×0.02m=
22 11
2N×0.03m=0.06N•m,图象中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等,其原因是阻力和阻力臂保持不
变,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力臂的乘积保持不变;
(4)假设弹簧测力计竖直向下拉杠杆,由杠杆的平衡条件:F左L左=F右L右,即2N×0.03m=
F×4L,解得F=1.5N,
由图可知弹簧测力计向左倾斜,拉力力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,拉力变大,即弹簧测力计的
示数大于1.5N;
(5)此杆秤有两个提组A和B,使用它称较重的物体时,秤砣的拉力固定,物体的拉力越大,则必须
物体的拉力的力臂小,且秤砣的拉力力臂大,故选择A 提纽,若秤砣上沾有泥土,使得秤砣的拉力变
大,其力臂变小,故示数减小。
故答案为:(1)左;(2)3;(3)相等;(4)>;(5)A;偏小。
【点评】本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算,
有一定难度。
五.计算题(共1小题)
25.(2025•安徽校级一模)工人用如图所示装置把重G=1000N的物体,从斜面底部匀速拉到h=2m高
的平台上(斜面与水平地面的夹角为30°),用时t=20s。工人对绳子的拉力为F=400N,动滑轮重
G =20N,不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦,求:
0
(1)绳子对物体做的功W;
(2)物体克服摩擦力所做的功W摩擦力 ;
(3)整个装置的机械效率 。
η
第35页(共80页)【考点】含有滑轮组的复杂装置机械效率的计算;功的简单计算.
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【专题】计算题;简单机械;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】(1)绳子对物体做的功为3120J;
(2)物体克服摩擦力所做的功为1120J;
(3)整个装置的机械效率为62.5%。
【分析】(1)从图中可知绳子的股数n=2,工人对绳子的拉力为F=400N,不考虑绳重和滑轮转轴
1
的摩擦,根据F=
n
(F绳+G
0
)求出绳子对物体的拉力;
斜面与水平地面的夹角为30°,平台高2m,根据数学知识可知斜面的长为s=4m,根据W=F绳s得出
绳子对物体做的功;
(2)根据W有 =Gh求出工人做的有用功,总功减去有用功即为物体克服摩擦力所做的功;
W
(3)根据W总 =Fs'=Fns求出工人对绳子的拉力做的总功,利用 =
W
有 求出整个装置的机械效率。
总
η
【解答】解:(1)从图中可知绳子的股数n=2,工人对绳子的拉力为F=400N,不考虑绳重和滑轮
1
转轴的摩擦,根据F=
n
(F绳+G
0
)可知,绳子对物体的拉力为:
F绳 =nF﹣G
0
=2×400N﹣20N=780N,
斜面与水平地面的夹角为30°,平台高2m,根据数学知识可知斜面的长为s=4m,则绳子对物体做的
功为:
W=F绳s=780N×4m=3120J;
(2)工人做的有用功为:
W有 =Gh=1000N×2m=2000J,
物体克服摩擦力做的额外功为:
W额 =W﹣W有 =3120J﹣2000J=1120J;
(3)工人对绳子的拉力做的总功为:
第36页(共80页)W总 =Fs'=Fns=400N×2×4m=3200J,
整个装置的机械效率为:
W 2000J
= 有= ×100%=62.5%。
W 3200J
总
η
答:(1)绳子对物体做的功为3120J;
(2)物体克服摩擦力所做的功为1120J;
(3)整个装置的机械效率为62.5%。
【点评】本题考查功、滑轮组拉力公式、机械效率的有关计算,并考查受力分析的知识,综合性较强,
有一定难度。
第37页(共80页)考点卡片
1.运动和静止的相对性
【知识点认识】
1.选取的参照物不同,物体的运动情况就不同,所以物体的运动和静止是相对的。
2.相对静止:若两个物体以同样快慢、向同一方向运动,则它们是相对静止的关系。
(1)卡车和联合收割机:以地面为参照物,二者都是运动的;以卡车为参照物,收割机是静止的;以收
割机为参照物,卡车是静止的。
(2)空中加油机和受油机:以地面为参照物,二者都是运动的;以加油机为参照物,受油机是静止的;
以受油机为参照物,加油机也是静止的。
【命题方向】
所选参照物与运动状态之间的关系.
例:甲、乙两同学以相同的速度同向骑行在滨河大道上,分别以乙同学、大道两旁的房屋为参照物,甲
同学的状态( )
A.都是运动的
B.都是静止的
C.运动、静止
D.静止、运动
分析:物体相对于参照物的位置变化了,物体就是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体就是静
止的。
解析:解:甲、乙两同学以相同的速度同向运动,以乙同学为参照物,甲同学和乙同学的位置没有发生
变化,甲同学是静止的;
以道路两旁的房屋为参照物,甲同学的位置发生变化,甲同学是运动的。
故选:D。
点评:一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的参照物。所选取的参照物不同,得到的结论也
不一定相同。这就是运动和静止的相对性。
【解题方法点拨】
运动和静止的相对性意味着物体的运动状态取决于所选参照物,不同的参照物可能导致不同的描述。
2.力的相互性
【知识点的认识】
相互性(相互作用力):任何两个物体之间的作用总是相互的,施力物体同时也一定是受力物体。
【命题方向】
第38页(共80页)通过现象判断力的作用是相互的。
例:赛龙舟是端午节里的传统习俗。当号令一响,各龙舟上的运动员奋力划桨,龙舟向前加速运动。这
可说明力的作用是
相互 的。
分析:力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
解析:解:赛龙舟比赛时,向后划桨,桨对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水会同时
对桨施加向前的反作用力,所以龙舟向前运动。
点评:本题以端午节“赛龙舟”为载体考查相关的物理知识,注重了物理和生活的联系,是中考的热点
题型之一。
【解题方法点拨】
相互作用的力一定是同性质的力。例如,压力和支持力都是弹力,物体和接触面间的摩擦力;两个电荷
间的相互作用的电场力,或电流间的磁场力等等
3.平衡力的判断
【知识点的认识】
(1)平衡状态:物理学中,物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就称物体处于平衡状态
(2)平衡力:如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态,物体受到的力就是平衡力.平衡力包括二力
平衡和多力平衡,其中二力平衡是最简单的平衡状态
【命题方向】
考查平衡力与平衡状态的概念,以及平衡力与平衡状态的判断。
例:下列情况中,物体所受到的力为平衡力的是( )
A.在空中摇摆的吊灯
B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星
C.正在制动刹车的汽车
D.平直轨道上匀速行驶的列车
分析:静止或匀速直线运动状态的物体处于平衡状态,受平衡力。
解析:解:A.在空中摇摆的吊灯,运动方向不断变化,处于非平衡状态,不受平衡力作用,故A不正确;
B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,运动方向不断变化,处于非平衡状态,不受平衡力作用,故 B不
正确;
C.正在制动刹车的汽车,速度的大小不断减小,不受平衡力作用,故C不正确;
D.平直轨道上匀速行驶的列车,速度的大小、方向不变,处于平衡状态,受平衡力作用,故D正确。
故选:D。点评:物体受平衡力时处于平衡状态,处于平衡状态时受平衡力作用。
【解题方法点拨】
第39页(共80页)静止或匀速直线运动状态是平衡状态,平衡状态下受到的是平衡力,平衡力的作用下,物体处于平衡状
态。
4.阿基米德原理的定性分析
【知识点的认识】
运用阿基米德原理进行定性分析时,运用控制变量法,先找到相同的量,再利用公式F浮 = 水gV排 进行
分析即可。 ρ
【命题方向】
考查阿基米德原理的定性分析。
例:将甲、乙、丙三个体积相同的小球放在水中,小球静止时的情况如图所示,则三个小球中所受浮力
最小的是( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
分析:已知体积的关系,利用阿基米德原理公式可判断出它们所受浮力最小的是哪一个。
解析:解:因为体积相同,丙物下沉,乙物悬浮,甲物体漂浮,丙和乙排开水的体积相同,甲漂浮,甲
排开水的体积最小,根据公式F浮 = 水gV排 可知,甲受到的浮力最小。
故选:A。 ρ
点评:本题考查浮力公式的应用,关键知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。
【解题方法点拨】
熟练运用阿基米德定理的公式,重点是分析题目中的相同的条件。
5.功的简单计算
【知识点的认识】
功是中学物理中一个重要概念,功能关系是解决力学问题的重要途径之一.因此,正确理解功的内涵和
外延,正确把握求功的方法是解决力学问题的基础.
1、公式法:对于恒力的功,通常利用功的定义式W=FS进行计算.
2、功率法:功跟完成这些功所需时间的比值,叫做功率.对于一段时间内外力的功,有时可以直接利用
W=Pt求出功
第40页(共80页)【命题方向】
功的计算是中考命题的重点,一般以考查的题型较多,计算题是重点。
例:一名同学用20N的水平推力推重为100N的超市购物车,购物车由静止开始沿水平方向前进了5m,
在这个过程中重力做功为 0 J,推力做功为 10 0 J。
分析:(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离;
(2)知道推力大小、购物车在推力方向上移动的距离,利用W=Fs求推力做的功;
解析:解:购物车在水平地面上运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,即做功为0J。
推力做功为:W=Fs=20N×5m=100J。
故答案为:0;100。
点评:本题考查了功的计算和做功的两个必要因素,属于基础题。
【解题方法点拨】
理解计算功的方法,尤其要把握好知识点,熟悉公式的变形求功,然后才能正确运用这些规律和原理进
行分析或计算,并通过练习和运用达到对物理知识的进一步理解和掌握.初中物理关于功的计算公式有
多个,它们之间有什么区别,如何正确运用是解题关键.
6.功率的大小比较
【知识点的认识】
W
做功多少和所用时间都不同的情况下,通过公式P= 计算,然后进行比较.
t
【命题方向】
W
给出部分物理量通过公式P= 计算出功率的大小;结合图片根据图示判断功率的大小.。
t
例:一物体在水平向右的拉力F 作用下以2m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m,拉力F 所做的功为
1 1
W ,功率为P ;若该物体在水平向右的拉力F 作用下以3m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m,
1 1 2
拉力F 所做的功为W ,功率为P 。则( )
2 2 2
A.W =W P >P
1 2 1 2
B.W =W P <P
1 2 1 2
C.F >F P =P
1 2 1 2
D.F =F P >P
1 2 1 2
分析:根据影响滑动摩擦力大小的因素和二力平衡条件即可比较水平拉力的大小,根据 W=Fs比较拉力
做功大小的关系;根据P=
W Fs
= =Fv判断功率的大小关系。
t t
第41页(共80页)解析:解:由题可知,同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动,则物体对水平地面的压
力不变,接触面的粗糙程度不变,因此两次物体受到的滑动摩擦力不变;
又因为物体在水平地面上匀速运动,根据二力平衡条件可知,水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力,
大小相等,即F =F =f;
1 2
物体运动的距离都为10m,且F =F ,由W=Fs可知,拉力做的功:W =W 。
1 2 1 2
W Fs
因为v <v ,且F =F ,由P= = =Fv可知,拉力做功的功率:P <P 。
1 2 1 2 t t 1 2
故答案为:B。
点评:此题主要考查学生对功的计算公式和功率的计算公式等知识点的灵活运用,知道滑动摩擦力的大
小只与压力和接触面的粗糙程度有关,而与物体的运动速度无关,然后利用二力平衡条件得出拉力关系
是正确解题的关键。
【解题方法点拨】
功率的比较大小分为定性比较,定量比较。如果是定量比较大小,需要利用功率公式计算出功率的大小
之后在进行比较。
7.功率的计算
【知识点的认识】
(1)功率:在物理学中,功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。
W
(2)功率的公式:P= (其中P表示功率,W表示功,t表示时间)
t
(3)计算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运
动,则拉力F所做功的功率可表示为Fv.(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)
W W Fs
a.推导:由P= ,联立W=Fs,得P= = =Fv。
t t t
由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
b.应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。
【命题方向】
考查功率的计算题,常结合功、速度、效率等其他知识综合考查学。
例:我国自主研发的5G新能源无人驾驶拖拉机,标志着我国农业自动化迈出了新的一步。在某次耕作时,
该拖拉机在平直公路上匀速行驶600m用时60s,匀速行驶过程中受到阻力为600N。求:
(1)拖拉机的速度;
(2)拖拉机牵引力做的功;
(3)拖拉机做功的功率。
第42页(共80页)s
分析:(1)根据v= 得到在平直公路上行驶过程中,拖拉机的速度;
t
(2)该拖拉机在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是平衡力,由二力平衡条件可知牵
引力的大小,根据W=Fs得到该拖拉机牵引力做的功;
W
(3)根据P= 得到拖拉机做功的功率。
t
解析:解:(1)拖拉机的速度为:
s 600m
v= = =10m/s;
t 60s
(2)该拖拉机在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是平衡力,牵引力的大小:F=f=
600N,
发动机的牵引力做功:W=Fs=600N×600m=3.6×105J;
(3)拖拉机做功的功率为:
W 3.6×105J
P= = =6×103W。
t 60s
答:(1)拖拉机的速度为10m/s;
(2)拖拉机牵引力做的功为3.6×105J;
(3)拖拉机做功的功率为6×103W。
点评:本题考查速度、做功、功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用。
【解题方法点拨】
(1)功率的定义式是指平均功率,即在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率。
W W
(2)功率的定义式P= 可以变形为:W=Pt和t= ,可分别用于求功和时间。当P一定时,W与t成
t P
W t P t W P
正比,则
1= 1
;当W一定时,P与t成反比,则
1= 2
;当t一定时,W与P成正比,则
1= 1
。
W t P t W P
2 2 2 1 2 2
(3)利用公式P=Fv时要注意以下几点:a.拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;b.计算时,
v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是w;c.速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的
物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时,应用此公式解题会更简便。
8.机械能的概念
【知识点的认识】
(1)动能和势能之和称为机械能。
动能和势能都属于机械能,动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,动能和势能是机械能
第43页(共80页)的两种表现形式。
(2)大小:物体具有的机械能是指动能和势能的总和。
【命题方向】
考查机械能的概念;机械能的大小判断。
例:洒水车匀速洒水过程中,洒水车的( )
A.动能不变
B.势能不变
C.机械能变小
D.机械能不变
分析:(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;
(3)机械能=动能+势能。
解析:解:洒水车在平直街道上,高度为零,所以重力势能为零,不变;由于洒水,质量就小,速度不
变,所以动能变小;因为机械能=动能+势能,所以机械能变小。
故选:C。
点评:本题考查了动能和重力势能的概念及影响其大小的因素,属于基本内容。在判断动能和重力势能
的大小时,要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。
【解题方法点拨】
机械能的大小可能是物体的动能与势能的和,可能全部都是物体的动能,也可能全部是物体的势能,在
分析机械能的大小时,应该综合考虑动能、重力势能和弹性势能。
9.杠杆及其五要素
【知识点的认识】
(1)定义:杠杆是在力的作用下能够让某个固定点转动的硬棒
(2)五要素:
支点:杠杆绕着转动的固定点。
动力:使杠杆转动的力。
阻力:阻碍杠杆转动的力。
动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离。
阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离。
10.杠杆的概念
【知识点的认识】
(1)定义:杠杆是在力的作用下能够让某个固定点转动的硬棒
第44页(共80页)(2)五要素:
支点:杠杆绕着转动的固定点。
动力:使杠杆转动的力。
阻力:阻碍杠杆转动的力。
动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离。
阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离。
【命题方向】
考查杠杆的概念。
例:一根硬棒在力的作用下如果能绕着 某一固定 点转动,这根硬棒就叫杠杆。这个点就叫 支点
,阻碍杠杆转动的力叫 阻力 。
分析:需要从杠杆的定义和杠杆五要素的定义上来找出固定的答案。
解析:解:杠杆是指一根能够绕某一固定点转到的硬棒。这个点叫做支点。阻力是指阻碍杠杆转动的力。
故答案为:某一固定,支点,阻力。
点评:本题考查学生对杠杆定义和杠杆五要素的背诵情况。
【解题方法点拨】
记忆性知识,牢记即可。
11.杠杆的动力和阻力
【知识点的认识】
五要素:
支点:杠杆绕着转动的固定点。
动力:使杠杆转动的力。
阻力:阻碍杠杆转动的力。
动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离。
阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离。
【命题方向】
考查杠杆的动力和阻力的概念以及动力阻力的判断。
例:如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析错误的是( )
A.B点是支点
第45页(共80页)B.液压杆施的力是动力,货物重力是阻力
C.物体A放在车厢后部可省力
D.物体A放在车厢前部可省力
分析:(1)杠杆绕着转动的固定点叫支点,动力和阻力都是作用在杠杆上的力,使杠杆转动的力叫动力,
阻碍杠杆转动的力叫阻力,动力和阻力是相对的;
(2)先根据动力臂和阻力臂的大小关系,判断杠杆类型,再判断是否省力。根据杠杆平衡条件,在阻力
和动力臂一定时,阻力臂越短越省力。
解析:解:(1)把空车厢部分可视为杠杆,支点是C点,液压杆施加的力是动力,货物对车厢的压力是
阻力,故AB错误;
(2)因为阻力和动力臂一定,根据杠杆平衡条件,杠杆平衡时,阻力臂越短动力越小,越省力;所以,
物体A放在车厢后部分更省力,故C正确,D错误。
故选:ABD。
点评:本题的解题关键是先根据支点的定义找出杠杆的支点,然后再比较力臂的长短。
【解题方法点拨】
记忆性知识,牢记即可。
12.探究杠杆的平衡条件
【知识点的认识】
实验步骤:
(l)实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡,其目的是使杠杆的重心落在支点上,从而消除
杠杆的重力对平衡的影响。在实验过程中,不允许再旋动两端的螺母。
(2)在已调节平衡的杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆平衡.支点两边的钩码重
力分别是动力F 和阻力F ,用刻度尺量出杠杆平衡时的动力臂L 和阻力臂L 。改变力和力臂的数值,多
1 2 1 2
次实验,并将实验数据填入表格。
注意事项:实验中使杠杆在水平位置平衡是为了方便测力臂。
实验结论:杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,可写作F L =F L 。
1 1 2 2
【命题方向】
考查究杠杆的平衡条件的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项
等内容。
例:在“探究杠杆平衡条件”的实验中,使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)为了使图甲中的杠杆在水平位置平衡,可以将杠杆右侧平衡螺母向 右 (选填“左”或
“右”)调节。
第46页(共80页)(2)实验时,在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,调节钩码的位置,使其在水平位置重新平
衡,使杠杆在水平位置平衡的目的是便于 测量力臂 。
(3)在杠杆两侧多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到
实验数据如下表。
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是 F L = F L 。
1 1 2 2
(4)本次探究经过多次实验的目的是 B 。
A.减小实验误差
B.寻找普遍规律
(5)如图乙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上的同一点C,使杠杆都在水平位置平衡,当弹
簧测力计从a位置转到b位置时,其示数会 变大 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
分析:(1)杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移;(2)测量
过程中使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小;
(3)杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂;(4)为了得到普遍规律,避免偶然性,实验中
应多次测量;
(5)根据杠杆平衡的条件,通过判断力臂的大小关系,可以比较力的大小关系。
解析:解:(1)杠杆左端下沉,应将杠杆重心向右移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)
向右调节;(2)测量过程中使杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,所以使杠杆
第47页(共80页)在水平位置平衡的目的是便于测量力臂;
(3)分析表格中的数据知0.5N×20.0cm=1.0N×10.0cm,
1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm,
1.5N×10.0cm=0.5N×30.0cm,
故可得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F L =F L ;(4)通过分析表格中数据得
1 1 2 2
到杠杆平衡的普遍规律,所以多次实验的目的是得到杠杆平衡的普遍规律,避免偶然性,故选:B;
(5)当测力计从a位置转到b位置时,拉力F力臂变小,要保持杠杆仍在水平位置平衡,根据杠杆的平
衡条件,因阻力和阻力臂不变,则拉力将变大,即弹簧测力计的示数将变大。
故答案为:(1)右;(2)测量力臂;(3)F L =F L ;(4)B;(5)变大。
1 1 2 2
点评:本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程,包含对杠杆平衡条件的理解、实际操作、实验方法、
数据分析等,考查较为全面,是我们应该掌握的重点实验。
【解题方法点拨】
利用科学探究的要素(提出问题;猜想与假设;制定计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论
证;评估;交流与合作.)去探究.
13.探究杠杆的平衡条件的实验前调节杠杆平衡
【知识点的认识】
杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡;为了使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一
端移动。
【命题方向】
考查探究杠杆的平衡条件的实验前调节杠杆平衡。
例:在“研究杠杆的平衡条件”实验中,实验前要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
在某次实验时,王明同学先调好杠杆的水平位置平衡,然后开始实验,在杠杆两端挂上数目不等的钩码
后,发现杠杆左端高、右端低,为了使杠杆恢复到水平位置平衡,以下操作中正确的是( )
A.左端的钩码向右移
B.右端的平衡螺母向左移
C.右端的钩码向左移
D.左端的平衡螺母向右移
分析:(1)实验前,应首先进行杠杆平衡调节,杠杆不平衡时,左、右两端的螺母(或一端的螺母)向
杠杆上翘的一端调节;但实验过程中,螺母再调节会改变杠杆重心的位置,使杠杆重力对杠杆平衡又产
生影响,因此不能再调节平衡螺母;
(2)根据杠杆平衡条件F L =F L ,左端上翘,可以将左端钩码向左调节,或将右端钩码向左调节。
1 1 2 2
第48页(共80页)解析:解:(1)实验前先要调节杠杆两端的平衡螺母,使其在水平位置平衡,实验过程中,调节杠杆在
水平位置平衡,是为了便于测量力臂的长度,如杠杆不在水平位置平衡,应通过调节钩码的数量或位置
来实现,而不能再调节平衡螺母,故BD错误;
(2)根据杠杆平衡条件F L =F L ,左端上翘,可以将左端钩码向左调节,或将右端钩码向左调节,故
1 1 2 2
A错误,C正确。
故选:C。
点评:本题关键:知道杠杆的重力方向通过支点,就不会对杠杆平衡产生影响,二是在实验过程中不能
再调节平衡螺母。
【解题方法点拨】
牢记方法:平衡螺母向上翘的一端移动
14.杠杆平衡的正确图示
【知识点的认识】
画图时应注意以下几点:
正确找到支点O的位置。
画出动力和阻力的作用线,这些线应该是虚线;
连接支点到力的作用线, 画出动力臂和阻力臂, 这些线应该是实线, 并且垂直于力的作用线。
正确标注动力臂和阻力臂的长度, 通常使用大括号或双箭头来表示力臂。
【命题方向】
考查杠杆示意图的正确识别。
例:工人用力向下压撬棒,把石头撬起,下列关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是( )
A.
B.
C.
第49页(共80页)D.
分析:知道动力的方向,根据动力和阻力使杠杆转动的效果相反可确定阻力的方向;力臂是从支点向力
的作用线作垂线。
解析:解:用撬棒撬石头时,动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力F ,从支点O向动力F 的作用线
1 1
作垂线段,即为动力臂l ;
1
阻力是石头对撬棒的作用力F ,方向竖直向下,反向延长F ,从支点O向阻力F 的作用线作垂线段,即
2 2 2
为阻力臂l ;故A正确、BCD错误。
2
故选:A。
点评:考查学生对力臂的画法掌握情况,明确力臂的定义是作图的关键,难度不大。
【解题方法点拨】
画杠杆示意图时应注意:
(1)阻力作用点应画在杠杆上.有部分同学认为阻力由石头的重力产生,所以阻力作用点应画在石头重
心上,这是错误的.
(2)确定阻力方向.当动力使杠杆绕支点顺时针转动时,阻力一定使杠杆逆时针转动.
(3)力臂不一定在杠杆上.力臂可用虚线画出并用大括号标明,也可用实线画出.
15.杠杆的平衡条件的计算
【知识点的认识】
动力 阻力臂
(1)杠杆平衡条件的表达式:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即 =
阻力 动力臂
F l
(2)公式的表达式为:F ×l =F ×l ,即:
1= 2
。
1 1 2 2 F l
2 1
【命题方向】
考查杠杆的平衡条件的计算。
例:如图所示的杠杆每小格的长度相等,质量不计,O为支点,物体A的重力为3N,此时杠杆平衡,下
列说法正确的是( )
第50页(共80页)A.物体B的重力为5N
B.杠杆的动力臂和阻力臂大小相等,是等臂杠杆
C.若B处改用弹簧测力计竖直向下拉,要使杠杆仍然水平平衡,测力计的示数为6N
D.物体A和B都远离支点一格,杠杆仍能保持平衡
分析:(1)根据图可知两力臂是否相等;根据杠杆的平衡条件能计算出杠杆右端的拉力,进而求出 B的
重力;
(2)根据杠杆平衡条件判断杠杆的平衡。
解析:解:ABC、设每小格的长度为L,由图可知,左侧力的力臂为4L。右侧力的力臂为2L,此时的动
力臂和阻力臂是不等的;
由力的作用是相互的和力的平衡条件可知,杠杆左端受到的拉力:F =G =3N,故F L =F L ,则B的
A A A A B B
L 4L
重力:G =F = A×F = ×3N=6N,故AB错误、C正确;
B B L A 2L
B
D、物体A和物体B都远离支点一格,左端力和力臂的乘积:F L '=3N×5L,左端力和力臂的乘积:
A A
F L '=6N×3L,即动力×动力臂≠阻力×阻力臂,因此都远离支点一格,杠杆不平衡,故D错误。
B B
故选:C。
点评:本题考查杠杆平衡条件的应用,正确分析杠杆两端力和力臂乘积的变化是解题的关键。
【解题方法点拨】
动力、动力臂、阻力、阻力臂知道其中任意三个量就可以求出另一个量。注意单位统一。
16.杠杆的平衡条件的应用
【知识点的认识】
杠杆的平衡条件的应用:
①以实际应用为背景进行杠杆的平衡计算;
②利用杠杆的平衡条件测物体质量;
③分析杠杆的平衡情况;
④其他以杠杆平衡条件为基础的应用。
【命题方向】
考查杠杆的平衡条件的应用。
例:如图所示,轻质杠杆的两端悬挂着A、B两个体积相同的均匀实心物体,使杠杆处于水平平衡状态,
下列做法仍能使杠杆保持水平平衡的是( )
第51页(共80页)A.将物件A和B分别切去相同质量
B.将物件A和B分别切去相同体积
C.在物体A和B下方分别挂一个等重的物体
D.将物体A和B同时向支点O移动相同的距离
分析:(1)根据杠杆的平衡条件,动力×动力臂=阻力×阻力臂,即G ×L =G ×L ;
1 1 2 2
(2)根据对两物体采取的方法,利用F ×L 与F ×L 的大小关系判断杠杆是否平衡。解析:解:根据题
1 1 2 2
意可知,左右两物体的体积相等,左边物体的重力为 G ,右边物体的重力为G ,根据杠杆的平衡条件知
1 2
G L =G L ,由于L <L ,所以G >G ,
1 1 2 2 1 2 1 2
由G=mg= Vg知 > ,
1 2
A、若将物件ρA和Bρ分别ρ 切去相同质量,由G=mg知切去的重力相同,此时左边力与力臂的乘积为(G
1
﹣G)L ,右边力与力臂的乘积为(G ﹣G)L ,由于L ≠L ,则(G ﹣G)L ≠(G ﹣G)L ,故A错误;
1 2 2 1 2 1 1 2 2
B、将物件A和B分别切去相同体积,则剩余部分的体积仍相同,即剩余部分的重力比不变,其力臂之比
也不变,因此杠杆平衡,故B正确;
C、在物体A和B下方分别挂一个等重的物体,此时左边力与力臂的乘积为(G +G)L ,右边力与力臂
1 1
的乘积为(G +G)L ,由于L ≠L ,则(G +G)L ≠(G +G)L ,故C错误;
2 2 1 2 1 1 2 2
D、将物体A和B同时向支点O移动相同的距离,左边力与力臂的乘积为G (L ﹣L),右边力与力臂的
1 1
乘积为G (L ﹣L),由于G >G ,则G (L ﹣L)≠G (L ﹣L),因此杠杆不平衡,故D错误。
2 2 1 2 1 1 2 2
故选:B。点评:本题虽为选择题,但涉及杠杆的平衡、力臂与力关系的判断,考查了学生综合分析处理
物理问题的能力。
【解题方法点拨】
掌握杠杆的平衡条件。
17.杠杆的动态平衡分析
【知识点的认识】
杠杆动态平衡是指构成杠杆的某些要素发生变化,而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态,分析杠杆的
动态平衡时,一般是动中取静,根据杠杆平衡条件,分析比较,得出结论.
在杠杆动态分析中,根据杠杆原理:动力×动力臂=阻力×阻力臂,利用控制变量法,找出不变的量和变
化的量是分析杠杆动态的切入点。
第52页(共80页)【命题方向】
杠杆动态平衡问题是初中物理力学中的重点和难点题型之一,该题型主要考查学生对杠杆平衡条件的理
解和分析推理能力.由于此类题型构思新颖,变化灵活,注重对学生能力和思维品质的培养,符合当前
素质教育的主旋律,已成为各地大型选拔性考试的热门题型.。
例:如图所示是古代护城河上的一座吊桥。设吊桥的重力对转轴O的力臂为L ,绳子拉吊桥的力为F,
1
拉力F对转轴O的力臂为L 。如果绳重、摩擦及风的阻力不计。那么在守桥士兵将吊桥由水平位置缓慢
2
拉至图中虚线竖直位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.L 不变,L 增大,F减小
1 2
B.L 减小,L 增大,F减小
1 2
C.L 减小,L 不变,F不变
1 2
D.L 增大、L 减小、F增大
1 2
分析:解答本题需根据杠杆平衡条件,重点是要分析吊桥在被缓慢拉起的过程中,动力臂和阻力臂的变
化情况,根据动力臂和阻力臂变化情况就可以判断出拉力的变化情况了。
解析:解:如图所示:绳子对吊桥的拉力F是杠杆的动力,吊桥的重力G是杠杆的阻力;
支点到拉力作用线的距离(垂直线段)是动力臂L ,支点到重力作用线的距离是阻力臂L 。
2 1
吊桥在缓慢拉起的过程中,动力臂L 是在逐渐增大(在拉到绳子与吊桥垂直之前),阻力臂 L 是在逐渐
2 1
减小。
根据杠杆平衡条件得FL =GL ,因为重力G不变,L 增大,L 减小,所以F减小。
2 1 2 1
故选:B。
点评:本题考查了杠杆平衡条件的应用,需要动态分析,分析时可在纸上把杠杆处于另一位置时的图做
出来。本题的易错点在于我们一般都习惯于把L 当作动力臂,把L 当作阻力臂,而该题则正好相反,所
1 2
以在做题时,一定要认真仔细。
【解题方法点拨】
杠杆的动态平衡问题,因题目条件的各种不同表述,显得繁杂。但其实,只要抓住杠杆平衡条件—动力×
动力臂=阻力×阻力臂作为判断依据,便可分析杠杆平衡条件中的力、力臂的变化及变化趋势,使杠杆动
态平衡问题迎刃而解。
第53页(共80页)18.杠杆的最小动力
【知识点的认识】
古希腊学者阿基米德总结出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.据此,他说出了“只要给我
一个支点,我就可以撬动地球“的豪言壮语.地球的质量大约是6×1024kg,人产生的推力约为588N,我
们设想要撬起地球这个庞然大物,又找到了合适的支点,根据杠杆平衡条件,所用动力臂与阻力臂的比
值为1023:1,当然要找到这样长的杠杆确实非常困难,但这个假想的实验包含了科学家对物理知识的深
刻理解:根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂不变的情况下,若要动力最小,动力臂必然要最长。因此
我们首先需要画出最长的力臂,也就是要找到杠杆上离支点O直线距离最远的点,连接支点O和最远点,
这条连线就是最长的力臂,然后与力臂垂直画出最小的力就可以了。
【命题方向】
画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图一般是命题方向。
例:如图所示,O为轻质杠杆的支点,B点挂一重物,为使杠杆在水平位置平衡,若在B点或在A点施
加一个力并使该力最小,该力应沿( )
A.F 方向
1
B.F 方向
2
C.F 方向
3
D.F 方向
4
分析:由杠杆平衡条件F L =F L 可知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越长则动力越小。所
1 1 2 2
以要判断哪个动力最小,就看哪个动力对应的动力臂最长。支点与动力作用点之间的连线就是最长的动
力臂,与这条动力臂垂直的力即为最小动力。
第54页(共80页)解析:解:由图可知,O为支点,B点挂一重物,阻力方向向下;要使该力最小,由杠杆平衡条件F L =
1 1
F L 可知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越长则动力越小;
2 2
由图可知,OB对应的动力臂最长,所以该力应沿F 方向。
1
故选:A。
点评:首先判断最小力的力臂,一般找支点和作用点之间的最长距离为最大力臂,在该点施加的力才最
小。确定好最小的力,还要根据杠杆情况判断施力方向。
【解题方法点拨】
求最小动力问题,可转化为找最长力臂问题.找最长力臂,一般分两种情况:
(1)在动力的作.用点明确的情况下,支点到力的作用点的连线就是最长力臂;
(2)在动力作用点未明确时,支点到最远的点的距离是最长力臂.
19.杠杆的分类
【知识点的认识】
(1)杠杆分为三类:
省力杠杆(动力臂大于阻力臂,省力费距离)
费力杠杆(动力臂小于阻力臂,费力省距离)
等臂杠杆(动力臂等于阻力臂,不省力不费力,不省距离不费距离)
(2)天平是等臂杠杆.关于天平的使用,我们已学过,天平是支点在中间的等臂杠杆,它是根据物体的
重力跟质量成正比和杠杆平衡条件来工作的,天平平衡时,砝码加游码的总质量等于被称物体的质量.
〔3)秤是用来称量物体的质量的工具,它是根据杠杆平衡条件制成的,使用时,可以是等臂杠杆,也可
以是不等臂杠杆.
(4)生活中常见的省力杠杆:羊角锤头撬钉子、手推独轮车、剪树枝的剪刀、瓶盖起子、核桃夹等.
生活中常见的费力杠杆:人的前臂、钓鱼竿、裁缝用的剪刀、筷子、镊子等.
【命题方向】
判断生活中的杠杆式什么杠杆是命题的关键。
例:使用下列简单机械时,一定省力的是( )
A.铡刀和定滑轮
B.撬棒和理发剪刀
C.羊角锤和手推车
D.瓶盖起子和钓鱼竿
分析:对于简单机械来说,如果要求它省力,那么动力臂就一定要大于阻力臂。选项中所列都是生活中
常见的简单机械,只有逐一分析它们力臂的大小,才能判断其是否省力,同时还要注意,机械的力臂有
第55页(共80页)时会随着使用方式的不同而变化。
解析:解:A、铡刀通常是省力的,但定滑轮的实质却是等臂杠杆,所以不合题意;
B、撬棒通常是省力的,但理发剪刀一般刀口部分长于刀柄,属费力杠杆,所以不合题意;
C、羊角锤和手推车都有着较长的用力柄,动力臂长于阻力臂,而且相对固定,所以符合题意;
D、瓶盖起子通常是省力的,但钓鱼竿却是典型的费力杠杆,所以不合题意。
故选:C。
点评:判断一种简单机械是否省力,主要看它的力臂的分配,同一种机械在使用方式不同时,它的省力
情况也会发生变化。
【解题方法点拨】
解题的关键是要看动力臂与阻力臂之间的大小关系.要与生活实际相联系,例如上面的例题由于人的前
臂相当于杠杆,动力臂和阻力臂已经固定,且阻力臂大于动力臂,是一个费力杠杆.根据杠杆平衡条件
可知:在动力臂和阻力臂确定的情况下,手托起的物体越重,肌肉提供的动力越大,感觉越累.
20.杠杆在生活中的应用
【知识点的认识】
【命题方向】
考查并分析杠杆在生活中的应用。
第56页(共80页)例:小艾陪爷爷去公园锻炼,看到工人在用园艺剪刀修剪树枝,如图所示。下列关于园艺剪刀正常修剪
树枝时的说法正确的是( )
A.园艺剪刀是费力杠杆
B.支点为大拇指与手柄的接触点
C.剪的树枝越远离支点越省力
D.将手往手柄末端移动更省力
分析:知道杠杆的五要素可以判断支点的位置,从而得出阻力与动力的方向,根据动力臂与阻力臂的关
系分析杠杆的省力情况以及如何省力。
解析:解:AB.由题图可知,修枝剪的支点在转轴处,手对修枝剪的作用力为动力,树枝对修枝剪的作
用力为阻力,动力臂大于阻力臂,故修枝剪为省力杠杆,故AB错误;
C.剪的树枝越远离支点,阻力臂增大,在阻力和动力臂大小不变时,根据杠杆平衡条件可知,动力增大,
即更费力,故C错误;
D.修剪树枝时将手往手柄末端移动,动力臂增大,在阻力和阻力臂大小不变时,根据杠杆平衡条件可知,
动力减小,即更省力,故D正确。
故选:D。点评:本题考查了杠杆平衡条件的应用,利用杠杆平衡条件分析问题,要抓住不变的量,根据
变化的量进行分析解答。
【解题方法点拨】
灵活运用杠杆的平衡条件去分析杠杆在生活实际中的应用。
21.定滑轮改变力的方向
【知识点的认识】
定滑轮的特点主要有以下几点:
(1)轴的位置固定不动:这是定滑轮最基本的特征,即滑轮在使用过程中,其轴心位置是保持不变的。
(2)不省力:使用定滑轮并不能减少所需施加的力。也就是说,通过定滑轮提起重物,所需的力量与直
接提起重物所需的力量是相同的。
(3)可以改变力的方向:虽然定滑轮不能省力,但它可以改变施力的方向。这对于某些需要改变施力方
向的应用场景来说是非常有用的。
(4)实质上是等臂杠杆:定滑轮在力学原理上等同于一个等臂杠杆,其动力臂和阻力臂长度相等,因此
不能省力。
【命题方向】
考查定滑轮改变力的方向这一知识点,常以概念考查。
例:学校国旗杆的顶端有一个滑轮,升旗时旗手缓缓向下拉绳子,国旗就会缓缓上升。使用该滑轮可以
第57页(共80页)( )
A.省力
B.省距离
C.省功
D.改变动力的方向
分析:使用滑轮时,轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力,但是可以改变力的方向,实
质上是动力臂等于阻力臂的杠杆。
解析:解:学校国旗杆顶端的滑轮,使用时轴的位置固定不动,是定滑轮,不能省力,但是可以改变力
的方向。
故选:D。
点评:此题考查了定滑轮的特点,比较简单,属基础题。
【解题方法点拨】
理解定滑轮的概念及特点,牢记即可。
22.定滑轮不省力
【知识点的认识】
定滑轮的特点主要有以下几点:
(1)轴的位置固定不动:这是定滑轮最基本的特征,即滑轮在使用过程中,其轴心位置是保持不变的。
(2)不省力:使用定滑轮并不能减少所需施加的力。也就是说,通过定滑轮提起重物,所需的力量与直
接提起重物所需的力量是相同的。
(3)可以改变力的方向:虽然定滑轮不能省力,但它可以改变施力的方向。这对于某些需要改变施力方
向的应用场景来说是非常有用的。
(4)实质上是等臂杠杆:定滑轮在力学原理上等同于一个等臂杠杆,其动力臂和阻力臂长度相等,因此
不能省力。
【命题方向】
考查定滑轮不省力这一知识点,常以概念考查。
例:如图所示,工人站在地面上利用滑轮将建筑材料提升到楼上。下列说法正确的是( )
第58页(共80页)A.此滑轮是定滑轮,可以省力
B.此滑轮是定滑轮,不能省力
C.此滑轮是动滑轮,可以省力
D.此滑轮是动滑轮,不能省力
分析:轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮,定滑轮不省力,但是可以改变力的方向。
解析:解:由图可知,此滑轮轴的位置固定不动,所以是定滑轮;定滑轮不能省力,但是可以改变力的
方向。选项A、C、D错误,B正确。
故选:B。
点评:本题考查定滑轮的特点,属于基础题型。
【解题方法点拨】
理解定滑轮的概念及特点,牢记即可。
23.定滑轮的计算
【知识点的认识】
在计算定滑轮的相关物理量时,我们通常使用以下公式:
绳子自由端受到的拉力F等于物体的重力G。
绳子自由端移动的距离s等于物体升高的距离h。
【命题方向】
有关定滑轮的计算,结合力的分析一起进行考查。
例:如图所示,甲物体重13N,乙物体重4N,弹簧测力计及绳子自身重力均不计,忽略一切摩擦,则该
装置静止时,地面对甲的支持力为 9 N。
第59页(共80页)分析:对甲进行受力分析,根据力的平衡条件求出甲受到的支持力。
解析:解:两个滑轮为定滑轮,定滑轮不省力,能够改变力的方向,则甲物体受到乙物体向上的拉力为
4N;
物体甲受到竖直向下的重力、竖直向上的弹簧的拉力和地面的支持力作用处于平衡状态,
由甲受到的合力为零可得:G甲 =F+F
N
,
则F
N
=G甲 ﹣F=13﹣4N=9N。
故答案为:9。
点评:本题考查了定滑轮、力的合成的应用,属于基础知识。
【解题方法点拨】
解题的关键是定滑轮绳端上的力是相等的性质。
24.动滑轮省一半力
【知识点的认识】
动滑轮:是指轴随物体一起移动的滑轮,
实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆。
特点:省力,不能改变动力方向,费距离。
【命题方向】
考查动滑轮省一半力这一知识点,常以概念考查。。
例:如图所示,利用相同的滑轮组装成甲、乙两种装置,将重均为 10N的A、B两物体都匀速向上提升
1m,已知滑轮重1N,不计绳重和摩擦,则下列说法中正确的是( )
A.使用甲滑轮省功
B.使用乙滑轮省力
第60页(共80页)C.手的拉力F乙 为5N
D.手移动的距离甲比乙多
分析:(1)使用任何机械都不省功;
(2)轴不随物体一起运动的滑轮是定滑轮,使用定滑轮不省力但能改变力的方向;
(3)轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮,使用动滑轮能省一半力,但费距离,绳自由端移动的距离 s=
2h。
解析:解:A.使用任何机械都不省功,故A错误;
B.乙滑轮随物体一起运动,是动滑轮,能省一半力,故B正确;
C.乙滑轮是动滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮可以省一半的力,拉力等于物体和动滑轮总重力的一
1 1
半,即F乙 =
2
(G+G动 )=
2
(10N+1N)=5.5N,故C错误;
D.在甲图中,手移动的距离s甲 =h
A
=1m,在乙图中,手移动的距离s乙 =2h
B
=2×1m=2m,故D错误。
故选:B。
点评:此题考查了定滑轮和动滑轮的工作特点,是一道基础题。
【解题方法点拨】
理解动滑轮的特点,牢记即可。
25.动滑轮不改变力的方向
【知识点的认识】
动滑轮:是指轴随物体一起移动的滑轮,
实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆。
特点:省力,不能改变动力方向,费距离。
【命题方向】
考查动滑轮不改变力的方向这一知识点,常以概念考查。。
例:如图所示,工人用动滑轮匀速提升重物,这样做( )
A.省力,不改变施力的方向
B.不省力,改变施力的方向
C.既省力,也改变施力的方向
第61页(共80页)D.既不省力,也不改变施力的方向
分析:动滑轮是指轴随物体一起运动的滑轮,其实质是动力臂是阻力臂 2倍的杠杆;使用动滑轮能省一
半力,但不能改变用力的方向。
解析:解:动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆,使用动滑轮时能省力,但不能改变施力的方向,
故A正确、BCD错误。
故选:A。
点评:本题考查了动滑轮的特点,属于基础题目。
【解题方法点拨】
理解动滑轮的特点,牢记即可。
26.动滑轮的计算
【知识点的认识】
G
不考虑动滑轮重量时,拉力F与物重G的关系为:F= 。这意味着,如果忽略动滑轮本身的重量,每个
2
动滑轮可以将所需的拉力减半。
G+G
考虑动滑轮重量时,拉力F与物重G及动滑轮重量G动的关系为:F= 动滑轮。这个公式考虑了动滑
2
轮自身的重量,因此在实际应用中更为准确。
动滑轮自由端移动距离=物体移动距离×2。
【命题方向】
考查动滑轮的中拉力的计算以及动滑轮移动的距离。
例:利用如图所示动滑轮提升重物G,已知物重G=80N,动滑轮重为20N,重物匀速升高0.5m。(不考
虑绳重与摩擦)求:
(1)拉力F的大小;
(2)动滑轮向上移动的距离。
分析:(1)根据动滑轮的特点可得拉力F的大小;
(2)根据动滑轮的特点可得动滑轮向上移动的距离为物体上升高度的一半。
第62页(共80页)解析:解:(1)拉力F的大小为:F=2G+G动 =2×80N+20N=180N;
h 0.5m
(2)动滑轮向上移动的距离为:s= = =0.25m。
2 2
答:(1)拉力F的大小为180N;
(2)动滑轮向上移动的距离为0.25m。
点评:此题考查了定滑轮的特点及相关计算,难度适中。
【解题方法点拨】
解题的关键是掌握动滑轮费一倍距离省一半力这一特性,做题时注意是否考虑动滑轮的重力。
27.定滑轮与动滑轮的区别
【知识点的认识】
动滑轮与定滑轮的区别:
1、轴的位置不同:定滑轮的轴的位置是固定不动的,动滑轮轴的位置则会与被拉物品一起运动。
2、性质不同:定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向;动滑轮实质上是动力
臂为阻力臂二倍的杠杆,省力不省功。
3、作用不同:定滑轮的作用是改变力的方向,动滑轮的作用则是省力。
【命题方向】
定滑轮和动滑轮的区别,主要是概念和特点上的考查。
例:为探究动滑轮和定滑轮的特点,分别设计了如图所示两种方式提升重物,下列关于实验说法正确的
是( )
A.增加动滑轮的质量可以更省力
B.用定滑轮提升重物,当拉力竖直向下时最省力
C.若匀速提升同一物体上升相同高度,使用动滑轮拉力一定最小
D.用动滑轮提升重物上升高度h,测力计要竖直上升2h
1
分析:(1)根据F= (G+G动 )分析;
2
(2)定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向;
第63页(共80页)(3)和使用定滑轮相比,使用动滑轮时需要克服动滑轮重;
(4)使用动滑轮可以省一半力,但费一倍的距离。
1
解析:解:A、增加动滑轮的质量,根据G=mg可知,动滑轮的重力变大,由F= (G+G动 )可知,拉
2
力F将变大,故A错误;
B、定滑轮的实质是一个等臂杠杆,不计绳重和摩擦时,用定滑轮拉重物,不计摩擦时,各个方向的拉力
都等于物重,没有最省力的方向,故B错误;
1
C、拉升同一物体匀速上升相同高度,如果动滑轮的重力大于物体的重力,根据 F= (G+G动 )可知,F
2
>G,故C错误;
D、使用动滑轮时,拉力端移动的距离等于提升物体升高高度的 2倍,所以用动滑轮提升重物上升h高度,
测力计上升2h高度,故D正确。
故选:D。
点评:本题考查了定滑轮和动滑轮的特点,属于基础题目。
【解题方法点拨】
理解动滑轮和定滑轮的区别,牢记即可。
28.滑轮组的特点
【知识点的认识】
滑轮组:人们常把定滑轮和动滑轮组合在一起,构成滑轮组
滑轮组的特点:
(1)使用滑轮组时,既可以省力,也可以改变施力的方向;
(2)使用滑轮组提起重物时,动滑轮上有n段绳子承担物重,提起物体的力就是物重的 n分之一(忽略
绳重及各处的摩擦力)
1
①不考虑滑轮重力有F= G ;
n 物
1
②考虑滑轮的重力,则有F= (G +G );
n 物 动
③绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是s=nh。
【命题方向】
利用滑轮组的特点解题是命题一个方面。
例:关于滑轮,下列说法正确的是( )
A.定滑轮的中心轴位置是固定不变的
B.滑轮组一定是省力的
第64页(共80页)C.滑轮组可以省力的同时省距离
D.动滑轮可以省力
分析:(1)定滑轮的特点:定滑轮使用时,滑轮的位置固定不变,不省力,但可以改变力的方向。
(2)动滑轮的特点:能省一半的力,但不能改变力的方向。
(3)滑轮组是将定滑轮与动滑轮结合在一起,既能省力,又能改变力的方向。
解析:解:A、定滑轮的中心轴位置是固定不变的,故A正确;
BC、滑轮组可以省力,当重物质量远远小于动滑轮质量时候,滑轮组不一定是省力的,故B正确,C错
误;
D、动滑轮可以省力,故D正确。
故选:ACD。
点评:本题主要考查了定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点,理解使用滑轮组可以省力,也可以改变力的方
向。
【解题方法点拨】
滑轮组不是既可以省力又可以省距离,没有任何机械既可以省力又可以省距离。
29.滑轮组绳子上的拉力
【知识点的认识】
使用滑轮组提起重物时,动滑轮上有n段绳子承担物重,提起物体的力就是物重的n分之一(忽略绳重及
各处的摩擦力)
1
①不考虑滑轮重力有F= G ;
n 物
1
②考虑滑轮的重力,则有F= (G +G );
n 物 动
【命题方向】
考查根据滑轮组的特点,计算绳子上的拉力。
例:如图所示,通过滑轮组用200N的拉力在20s内将体积为6dm3的物块匀速提高2m,不计绳重和摩擦
物
=8.0×103kg/m3,g取10N/kg。
ρ(1)物重和动滑轮重是多少?
(2)绳子自由端的移动速度是多少?
(3)若物块再增加150N,则要使物块匀速上升,作用在绳子自由端的拉力至少为多大?
第65页(共80页)m 1
分析:(1)已知物体的密度和体积,根据 = 和G=mg计算物重;不计绳重和摩擦,根据F= (G+G
V n
ρ
)计算动滑轮重;
动
s
(2)根据s=nh和v= 计算绳子自由端的移动速度;
t
1
(3)根据F= (G+G动 )计算,物块再增加150N,要使物块匀速上升,作用在绳子自由端的拉力。
n
m
解析:解:(1)由 = 可得物体的质量:
V
ρ
m= 物V=8.0×103kg/m3×6×10﹣3m3=48kg,
物重ρG=mg=48kg×10N/kg=480N;
1
由图知,承担重物绳子段数n=3,不计绳重和摩擦,由F= (G+G动 )可得,动滑轮重:
n
G动 =nF﹣G=3×200N﹣480N=120N;
(2)绳端移动距离:
s=nh=3×2m=6m,
绳子自由端的移动速度:
s 6m
v= = =0.3m/s;
t 20s
(3)物块再增加150N后,物块重力:
G′=480N+150N=630N,
作用在绳子自由端的拉力:
1 1
F′= (G′+G动 )= ×(630N+120N)=250N。
n 3
答:(1)物重为480N,动滑轮重为120N;
第66页(共80页)(2)绳子自由端的移动速度为0.3m/s;
(3)若物块再增加150N,则要使物块匀速上升,作用在绳子自由端的拉力至少为250N。
点评:本题考查了密度和重力公式、滑轮组特点、绳端拉力公式的应用,难度适中。
【解题方法点拨】
确定绳子的股数是关键,解题时要注意是否考虑动滑轮的重力。
30.动滑轮的重力
【知识点的认识】
使用滑轮组提起重物时,动滑轮上有n段绳子承担物重,提起物体的力就是物重的n分之一(忽略绳重及
各处的摩擦力)
1
考虑滑轮的重力,则有F=
n
(G
物
+G
动
);变形得:G动 =nF﹣G物 。
【命题方向】
考查求动滑轮的重力。
例:如题图所示,工人用滑轮组提升重物,已知重物质量100kg。在工人用F=400N的力,重物匀速上升
至6m高处。不计绳重和机械之间的摩擦。求:(g取10N/kg)
(1)物体的重力;
(2)绳子自由端运动的距离;
(3)动滑轮的重力。
分析:(1)先根据G=mg求出物体的重力;
(2)根据s=nh即可求出绳子自由端移动的距离;
1
(3)绳重及滑轮之间的摩擦不计,根据F= (G+G动 )求出动滑轮的重力。
n
解析:解:(1)物体的重力为
G=mg=100kg×10N/kg=1000N
(2)由图可知,滑轮组承重绳子股数n=3,绳子自由端运动的距离为
s绳 =nh物 =3×6m=18m
(3)动滑轮的重力为
第67页(共80页)G动 =nF﹣G物 =3×400N﹣1000N=200N
答:(1)物体的重力为1000N;
(2)绳子自由端运动的距离为18m;
(3)动滑轮的重力为200N。
1
点评:本题考查滑轮组绳子拉力和自由端移动距离的计算,关键是F= (G+G动 )和s=nh的应用。
n
【解题方法点拨】
判断绳子的股数是解题的关键。
31.滑轮组的设计与组装
【知识点的认识】
1、求出滑轮组绳子股数n设计滑轮组是比较难以掌握的一种题型,为了帮助大家掌握好这类题型,现归
纳出解答设计滑轮组特点。
2、确定滑轮组个数及绳子始方位:
(1)动滑轮N动=n/2(n为偶数) (n﹣1)/2(n为奇数 )
(2)定滑轮N定=N动(n为偶数端力向下)(n为奇数端力向上 )N动+1(n为奇数端力向下)N动
﹣1(n为偶数端力向上 )
(3)绳子始端固定方位:(偶定、奇动),n为偶数,绳子始端在定滑轮钩上;n为奇数则连在动滑轮
钩上。
3、组装滑轮组:在完成1求出,2确定的基础上,绳子由里至外一圈地绕置即可。
【命题方向】
直接给出滑轮组提出要求绕例如绕出最省力的绕法,F=1/3G,F=1/5G等绕法,或另一种类型:F向上
的绕法或F向下的绕法。
例:工人师傅利用如图所示的滑轮组和机车组装提升重物,绳索自由端与机车尾部 A点相连,请在图中
补全滑轮组的绕线方式。
第68页(共80页)分析:使用滑轮组可以省力,也可以改变力的方向,在设计与组装滑轮组时,要根据实际情况而定。
解析:解:由图知,滑轮组有一个动滑轮和一个定滑轮,题目要求绳索经地面上的滑轮改变拉力方向后
与机车尾部水平相连,则拉力方向向下,如图所示:
点评:本题考查了滑轮组的绕法,滑轮组的组装有两种方法,从定滑轮绕起或从动滑轮绕起。要看清题
目的每一个要求,选择合适的绕线方法。
【解题方法点拨】
(1)滑轮组的设计
按要求设计滑轮组是滑轮组学习内容的较高层次的要求,具体的设计方法可按如下步骤进行。
第一步:确定动滑轮的个数。首先算出承担所要拉起重物与动滑轮的自重所需要的绳子的根数 n,其方法
和滑轮组绳子的绕法中的方法相同,然后我们根据每两根绳子需要一个动滑轮来确定动滑轮的个数。当 n
n
为偶数时,绳子的固定端应拴在定滑轮上,动滑轮的个数 N= ;当n为奇数时,绳子的固定端应拴在动
2
n-1
滑轮上,动滑轮的个数 N= 。
2
第二步:确定定滑轮的个数。一般情况下,定滑轮的个数由绳子的段数n和拉力的方向共同决定。当n为
n+1 n-1
奇数且拉力方向向下时,定滑轮的个数应为 ;拉力的方向向上时,定滑轮的个数为 .当n为
2 2
n n
偶数且方向向下时,定滑轮的个数为 ;方向向上时,定滑轮的个数为 - 1。
2 2
(2)滑轮组绳子的绕法
第一步:确定绕过动滑轮的绳子的根数。首先根据题目中的条件,如绳子能承受的最大拉力 F、要承担的
G G
重物G物和动滑轮的重力G动,计算出承担物重所需绳子段数n= 物+ 动,如果算出的绳子段数不是
2 2
第69页(共80页)整数,一律进一位。例如:所得结果为n=3.4时,我们应选择绳子的根数为4。
第二步:确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数 n为偶数时,绳子的固定端应拴在定滑轮
上,开始绕绳子;当n为奇数时,绳子的固定端应拴在动滑轮上,开始绕绳子。
32.有用功、额外功与总功
【知识点的认识】
(1)有用功定义:对人们有用的功,有用功是必须要做的功。
有用功的公式是W有用 =Gh(提升重物)=W总 ﹣W额 = W总
(2)额外功定义:并非我们需要但又不得不做的功 η
额外功的公式是W额 =W总 –W有 =W总*(1﹣ )。
(3)总功定义:有用功加额外功的和叫做总功η。即动力所做的功。
公式:W总 =W有用+W额
33.有用功的计算
【知识点的认识】
有用功的公式是W有用 =Gh(提升重物)=W总 ﹣W额 = W 总
【命题方向】 η
考查有用功的计算。
例:如图所示,小丽沿斜面用200N的推力,将质量为30kg的物体在5s内沿斜面匀速推到1m高的平台
上。已知斜面长2m,g取10N/kg,推力做功的功率是 80 W,这一过程中所做的有用功为 300
J。
W
分析:根据W=Fs求推力做的功,根据P= 求推力做功的功率;根据W有用 =Gh=mgh求这一过程中
t
所做的有用功。
解析:解:推力做的功:W=Fs=200N×2m=400J,
W 400J
推力做功的功率:P= = =80W;
t 5s
这一过程中所做的有用功:W有用 =Gh=mgh=30kg×10N/kg×1m=300J。
故答案为:80;300。
第70页(共80页)点评:本题考查斜面上的功和功率的计算,知道克服物体重所做的功为有用功关键之一。
【解题方法点拨】
明确做功目的,再运用W=Fs来计算。
34.总功
【知识点的认识】
总功定义:有用功加额外功的和叫做总功。即动力所做的功。
公式:W总 =W有用+W额
【命题方向】
考查总功的概念及计算。
例:如图所示,斜面长s=2m,高h=0.8m.建筑工人将重G=500N的货物箱,用绳子从地面匀速拉到顶
端时,沿斜面向上的拉力F=250N,不计绳重力。求:
(1)该过程拉力F做的总功是多少?
(2)该过程拉力F做的额外功是多少
(3)货物箱在斜面上受的摩擦力大小是多少?
分析:(1)已知斜面长和拉力F,根据W总 =Fs计算拉力做的总功;
(2)已知货物箱重力和斜面的高,根据W有 =Gh计算有用功,从而计算该过程拉力F做的额外功;
(3)根据W额 =fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力。
解析:解:(1)该过程拉力F做的总功:
W总 =Fs=250N×2m=500J;
(2)克服货物箱做的有用功:
W有 =Gh=500N×0.8m=400J;
由W总 =W有+W额 可得额外功:
W额 =W总 ﹣W有 =500J﹣400J=100J;
(3)克服货物箱在斜面上受的摩擦力做的功是额外功,
由W额 =fs可得:
W 100J
f= 额= =50N。
s 2m
答:(1)该过程拉力F做的总功是500J;
第71页(共80页)(2)该过程拉力F做的额外功是100J;
(3)货物箱在斜面上受的摩擦力是50N。
点评:本题考查作用斜面时有用功、额外功和总功的计算,难度不大。
【解题方法点拨】
明确做功目的,再运用W总 =W有用+W额 来计算。
35.功的原理
【知识点的认识】
使用任何机械时,人们所做的功,都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功,也就是使用任何机
械都不省功.这个结论叫做功的原理.
功的原理是人们经过长期的实验和研究得到的规律,是任何机械(不论是简单机械还是复杂的机器)都
遵循的原理,它表明使用任何机械,能省力或省距离或改变力的方向,但都不能省功.
【命题方向】
考查功的原理的概念。
例:如图所示,光滑斜面长s=3m,高h=1m,小军用沿斜面向上的推力F=20N将物体推到斜面顶端,
则小军对物体做的功为 6 0 J,使用斜面 不能 (选填“能”或“不能”)省功。
分析:(1)根据W=Fs计算所做的功。
(2)任何机械都不能省功;
解析:解:小军对物体做的功为:W=Fs=20N×3m=60J;使用任何机械都不能省功。
故答案为:60;不能。
点评:本题考查了做功的有关知识,属于基础题。
【解题方法点拨】
记忆性知识,牢记即可。
36.机械效率的概念
【知识点的认识】
(1)概念:有用功跟总功的比值叫做机械效率,通常用百分数表示。
第72页(共80页)W
(2)计算公式:用W总 表示总功,用W有用 表示有用功,用 表示机械效率,则: =
W
有用 。
总
η η
由于额外功不可避免,有用功只是总功的一部分,因而机械效率总小于1。
【命题方向】
考查功率和机械效率这两个易混概念与机械效率的基本概念为主以及机械效率的公式。
例:下列说法中正确的是( )
A.功率大的机器做功多
B.功率大的机器做功快
C.机械效率高的机械做的有用功多
D.机械效率高的机械做的额外功少
分析:功率是表示做功快慢的物理量,在数值上等于功与时间的比;机械效率是有用功占总功的百分比
总功是有用功与额外功的和。
解析:解:A、功率在数值上等于功与时间的比,不知道做功的时间,功率大的机器做功不一定多,故A
错误;
B、功率是表示做功快慢的物理量,功率大的机器做功快,故B正确;
CD、机械效率高的机械有用功占总功的百分比高,但不能说做的有用功多,其做的额外功也不一定少,
故CD错误。
故选:B。
点评:本题主要考查了对功率、机械效率、有用功及额外功概念的理解,属基础题。
【解题方法点拨】
易错点:功率是表示物体做功快慢的物理量,与机械效率是两个完全不同的概念。
理解机械效率的定义,明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。
37.机械效率的比较大小
【知识点的认识】
(1)机械效率由有用功和总功两个因素共同决定,不能理解成:“有用功多,机械效率高”或“总功大,
机械效率低”.
(2)当总功一定时,机械做的有用功越多(或额外功越少),机械效率就越高;
(3)当有用功一定时,机械所做的总功越少(或额外功越少),机械效率就越高;
(4)当额外功一定时,机械所做的总功越多(或有用功越多),有用功在总功中所占的比例就越大,机
械效率就越高.
【命题方向】
第73页(共80页)根据不同的机械判断其机械效率的大小是命题的方向,一般以选择题为主.
例:在实践活动基地,同学们体验使用劳动工具对工作的影响。如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑
轮组把重为400N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为 20N,忽略绳子的重力及滑轮与绳
子的摩擦。下列判断不正确的是( )
A.甲方式中车对绳子的拉力为400N
B.乙方式中人对绳子的拉力为210N
C.甲、乙两种方式做的有用功相等
D.甲、乙两种方式的机械效率相等
分析:先分析甲、乙图中滑轮的种类,确定使用滑轮组的特点。忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦:
(1)图甲中使用的是两个定滑轮,车对绳子的拉力F=G;
1
(2)图乙中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,人对绳子的拉力F乙 =
2
(G+G动 );
(3)利用W有 =Gh比较甲、乙两种方式做的有用功;
(4)使用定滑轮时不做额外功,使用滑轮组时要提升动滑轮做额外功,据此分析机械效率的关系。
解析:解:A、图甲中使用的是两个定滑轮,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,车对绳子的拉力:
F甲 =G=400N,故A正确;
B、图乙中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,人对绳子的拉力:
1 1
F乙 =
2
(G+G动 )=
2
(400N+20N)=210N,故B正确;
C、因为甲、乙两种方式提升物体的重力和高度都相等,所以,由 W有 =Gh可知,甲、乙两种方式做的
有用功相等,故C正确;
D、忽略绳重及摩擦,甲中不做额外功,效率为100%,乙中要提升动滑轮,做额外功,故乙的效率要小
于100%,所以甲中滑轮组的机械效率比图乙中的高,故D错误。
故选:D。
点评:本题考查了使用滑轮组绳子拉力、功率的计算、机械效率大小的比较,分析题图确定滑轮组的特
点是关键。
【解题方法点拨】
第74页(共80页)(1)要注意理解功、功率和机械效率的概念,不要误认为功率大的机械,做功就越多,机械效率就越高,
或者机械效率高的机械做功就越多.这是一个误区.
W
(2)判断机械效率的大小,主要根据公式 = 有,比值越大机械效率越高.
W
总
η
38.提高滑轮组的机械效率
【知识点的认识】
(1)在机械能承受的范围内,尽可能增大物品运送量,充分发挥机械的作用;
(2)改进机械结构,使其更合理、更轻巧。
(3)影响滑轮组机械效率的因素:被提升物体的重力,动滑轮的重力,绳子的绕法以及绳子与滑轮间的
摩擦等。
(4)提升滑轮组机械效率的方法:①增加物重;②减少动滑轮的自重;③减小摩擦
【命题方向】
考查提高滑轮组的机械效率的方法。
例:如图所示,用4个相同的滑轮组成滑轮组甲和乙,分别把质量相同的A、B两物体在相同时间内匀速
提升相同的高度(不计绳重和摩擦),则下列说法中错误的是( )
A.拉力F甲 小于F乙
B.提升重物做的有用功W 等于W
A B
C.两个滑轮组的机械效率
甲
等于
乙
D.可以通过减小所提升物体η 重力来η提高滑轮组的机械效率
分析:(1)由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n,不计绳重和摩擦,根据F=
1
n
(G+G动 )比较F
1
和F
2
的拉力大小;
(2)将相同的物体匀速提升相同的高度所做的有用功相同;
第75页(共80页)W
(3)得出绳子自由端移动的距离s=nh,根据W=Fs比较拉力做功的关系,根据 = 有比较滑轮组机
W
总
η
械效率的关系;
(4)对于改变滑轮组机械效率的方法,有两种情况:一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦,这些方
法可以减少额外功,提高机械效率;二是增加提升物体的重,在额外功不变的情况下,增大有用功,从
而提高机械效率。解析:解:A、不计绳重及摩擦,拉力F=
1
(G+G动 ),由图知,通过动滑轮绳子的段数:n甲 =3,n乙 =2,
n
所以绳子的拉力:
1 1
F甲 =
3
(G物+G轮 ),F乙 =
2
(G物+G轮 ),
物体和滑轮重相同,所以F甲 <F乙 ,故A正确;
B、由W=Gh可知,将相同的物体匀速提升相同的高度所做的有用功相同,所以W =W ,故B正确;
A B
C、因为绳子自由端移动的距离s=nh,n甲 =3,n乙 =2,提升物体的高度h相同,
所以s甲 =3h,s乙 =2h,
不计绳重及摩擦,拉力做的功:
1
W甲总 =F甲s甲 =
3
(G物+G轮 )×3h=(G物+G轮 )h,
1
W乙总 =F乙s乙 =
2
(G物+G轮 )×2h=(G物+G轮 )h,
所以W甲总 =W乙总 ,
W
因为有用功、总功相同,所以,由 = 有可知,滑轮组的机械效率相同,故C正确;
W
总
η
D、尽量增大所提升物体的重力,在提升高度相同时,额外功不变,总功变大,有用功占总功的比值变大,
机械效率变大,故D错误;
故选:D。点评:本题考查了使用滑轮组时n的确定方法,有用功、总功、功率的计算方法,综合度较高,
是道好题。
【解题方法点拨】
提高机械效率是在提高有用功的比例。
当有用功一定时,额外功越少,机械效率越高;
当额外功一定时,有用功越多,机械效率越高。
第76页(共80页)39.滑轮、滑轮组机械效率的计算
【知识点的认识】
W Gh G
滑轮组:① = 有 = =
W总 Fs nF
η
W Gh G
② = 有= = ;
W Gh+G h G+G
总 动 动
η
【命题方向】
考查滑轮、滑轮组机械效率的计算。
例:如图所示滑轮组中定滑轮的作用是 改变力的方向 。小明用该滑轮组将重240N的重物匀速提升
2m,所用拉力为160N,不计绳重和摩擦,则动滑轮受到的重力为 8 0 N,滑轮组的机械效率为 75%
。小明用该滑轮组提升重物 不能 (选填“能”或“不能”)省功。
分析:(1)定滑轮不省力,但是可以改变力的方向;
1
(2)根据滑轮组装置确定绳子股数,不计绳重和摩擦,利用F= (G+G动 )求出动滑轮重;
n
W Gh Gh G
(3)根据 = 有= = = 求出该滑轮组的机械效率;
W Fs Fnh nF
总
η
(4)使用任何简单机械都不能省功。
解析:解:定滑轮不省力,但是可以改变力的方向;
1
由图可知,n=2,不计绳重和摩擦,根据F= (G+G动 )可知,动滑轮重为:
n
G动 =nF﹣G=2×160N﹣240N=80N;
该滑轮组的机械效率为:
W Gh Gh G 240N
= 有= = = = ×100%=75%;
W Fs Fnh nF 2×160N
总
η
使用简单机械可以省力,或省距离,但不能省功。
故答案为:改变力的方向;80;75%;不能。
点评:本题主要考查的是滑轮组的机械效率,关键是会根据题目的条件进行简单的计算,同时还考查了
第77页(共80页)功的原理。
【解题方法点拨】
不管是杠杆、滑轮还是斜面,计算机械效率要抓住功,也就力和距离。
40.斜面机械效率的计算
【知识点的认识】
W Gh
斜面: = 有 =
W总 Fs
η
【命题方向】
斜面机械效率的计算。
例:如图,小军用沿斜面向上80N的推力,将总重为200N的箱子匀速推到斜面顶端,用时10s。已知斜
面高1.5m,长5m。此过程中,小明做的功为 40 0 J,该斜面的机械效率为 7 5 %。若仅增大推的
箱子的重力,该斜面的机械效率 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
分析:(1)利用W=Fs求出拉力做的功,即总功;利用W=Gh求出有用功,然后利用机械效率的计算
公式可求出斜面的效率。
(2)斜面的有用功是克服物块重力做的功,额外功是克服摩擦做功,若斜面变粗糙,额外功越大,据此
分析。
解析:解:小明做的总功为
W总 =Fs=80N×5m=400J
克服箱子的重力做的有用功
W有用 =Gh=200N×1.5m=300J
斜面的机械效率
W 300J
η= 有用×100%= ×100%=75%
W 400J
总
增大箱子的重力,会导致箱子在斜面上运动时受到的摩擦力增大。在斜面倾斜程度不变的情况下,物体
在斜面上移动时,其被提升的高度h与斜面长度s之间的比值不变,克服箱子的重力所做有用功与克服摩
擦力所做的额外功均按物重增加的比例增大,总功也按相同比例增大,所以斜面的机械效率不变。
故答案为:400;75;不变。
第78页(共80页)点评:熟练运用功、机械效率的计算公式,是解答此题的关键。
【解题方法点拨】
不管是杠杆、滑轮还是斜面,计算机械效率要抓住功,也就力和距离。
41.含有滑轮组的复杂装置机械效率的计算
【知识点的认识】
关于滑轮组机械效率的计算题的解题思路:分析题意,准确判断滑轮组中作有用功、总功的施力物体,
这是关键性问题。对施力物体进行受力分析,根据物体平衡的条件,得到各个力之间的关系。根据动滑
轮上绳的股数,得到有用功、总功所对应的力的作用距离之间的关系。利用功的计算公式,计算有用功
和总功,再利用机械效率的计算公式进行求解
【命题方向】
含有滑轮组的复杂装置机械效率的计算。
例:生活中我们经常使用简单机械。如图是家用升降晾衣架的结构示意图。已知晾衣架上所挂衣服质量
为10kg,动滑轮、杆和晾衣架总质量为6kg。重为500N的小明用力F拉动钢丝绳自由端,在10s时间内
使衣服匀速上移1m,不计绳重和摩擦。(g取10N/kg)求:
(1)钢丝绳自由端拉力F;
(2)拉力F的功率;
(3)由于使用不当,造成晾衣架最左侧钢丝绳受损,最多只能承受 200N的力,其余钢丝绳能正常使用,
小明使用该装置提升衣服的最大机械效率为多少?
分析:(1)根据重力公式得出提升物体的总重力;
滑轮组的有效段数为4,不计绳重和摩擦,得出钢丝绳自由端拉力大小;
(2)根据s=4h得出钢丝绳自由端移动的距离;从而得出拉力做的功,根据功率公式得出拉力F的功率;
(3)根据晾衣架最左侧钢丝绳受损,最多只能承受 200N 的力得出提升衣服的最大重力,根据
η
W' Gh 1
= 有= =
W' Gh+G'h G' ,可知,当G最大时,机械效率最大,据此得出提升衣服的最大机械效率。
总 1+
G
解析:解:(1)提升物体的总重力为:
第79页(共80页)G总 =mg=(10kg+6kg)×10N/kg=160N;
滑轮组的有效段数为4,不计绳重和摩擦,钢丝绳自由端拉力
G 160N
F= 总= =40N;
t 4
(2)钢丝绳自由端移动的距离为:
s=4h=4×1m=4m;
拉力做的功为:
W总 =Fs=40N×4m=160J;
拉力F的功率
W 160J
P= 总= =16W;
t 10s
(3)晾衣架最左侧钢丝绳受损,最多只能承受200N的力,不计绳重和摩擦
G G' G +6kg×10N/kg
F大 = + = 物 =200N;
4 4
提升物体的最大重力为:G物 =740N;
提升衣服的最大机械效率为
W' Gh G 1
= 有= = =
W' Gh+G'h G+G' G' ,动滑轮、杆和晾衣架总重为G′=60N,当G越大时,机械效率
总 1+
G
η
越高,故提升衣服的最大机械效率为
G 740N
大
=
G +
物
G'
×100% =
740N+60N
×100%=92.5%。
物
η
答:(1)钢丝绳自由端拉力F为40N;
(2)拉力F的功率为16W;
(3)使用该装置提升衣服的最大机械效率为92.5%。
点评:本题考查重力公式、功率公式、功的公式及机械效率公式的运用,明确绳子的有效段数是关键。
【解题方法点拨】
不管是杠杆、滑轮还是斜面,计算机械效率要抓住功,也就力和距离。
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