第11讲—简单机械（典题精练）-2023年中考物理一轮复习讲练测（解析版）_8、物理总复习_8.中考物理总复习_2023年中考复习资料_一轮复习

保密★启用前 第11讲—简单机械 2023年中考物理一轮复习讲练测 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题 1．如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平 地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑 轮摩擦，则下列说法中正确的有 A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左 B．滑轮移动的速度为0.4m/s C．绳子拉物体A的功率为1W D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数为6N 【答案】C 【分析】根据平衡力的知识结合动滑轮的特点进行分析：A在水平方向：向右受绳子的拉 力，向左受地面的摩擦力和B的摩擦力；B在水平方向：向右受A的摩擦力，向左受测力 计的拉力． 【详解】A. 物体B静止，处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩 擦力的作用，由平衡条件得：B受到的摩擦力f=F=3N，方向水平向右，故A错误； B. 由图可知，F作用在动滑轮上，所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一，物 体A的移动速度为0.2m/s，所以动滑轮的移动速度为0.1m/s，故B错误； 1 W F s C. 由图可知，滑轮为动滑轮，绳子拉力为F的一半，是F 10N 5N，P= = 绳 A = 绳 2 t t F v 绳 A =5N×0.2m/s=1W，故C正确； D. 测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力，在运动过程中，若拉力增大到 12N，由于B和A之间的摩擦力不变，所以测力计的示数不变，仍为3N，故D错误． 故选C.2．日检测能力达7.2万管的滨海县核酸检测基地，从建成到投入使用仅用20天。为缩短 建设工期，工程指挥部调运多台挖掘机同时施工，其目的是（ ） A．提高挖掘机的机械效率 B．增大挖掘机施工总功率 C．减少挖掘机做的额外功 D．增大挖掘机做的有用功 【答案】B 【详解】A．机械效率指用来做有用功与总功之比，多台挖掘机同时施工不能提高挖掘机 的机械效率，故A不符合题意； B．建设核酸检测基地需要做的总功一定。每台挖掘机的工作功率一定，同时工作的挖掘机 W 越多，总功率越大。由公式t 可得，总功率越大，做功时间越短，也就是建设工期会 P 缩短。故B符合题意； C．在总功一定的情况下，减小挖掘机的额外功，可以提高挖掘机的机械效率，但不能缩短 建设工期，故C不符合题意； D．在总功一定的情况下，多台挖掘机同时工作，不能增加有用功，只能改变做功快慢， 故D不符合题意。 故选B。 3．如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托5kg的物体保持平衡时，肱二头肌收 缩所施加力的大小为（ ） A．大于5kg B．大于50N C．小于50N D．等于50N 【答案】B 【详解】A．力的单位是N，质量的单位是kg，故A不符合题意； BCD．物体的重力为 G=mg=5kg×10N/kg=50N 肱二头肌的拉力为动力，物体对手的压力为阻力，支点在肘上，如图所示由图可知动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件Fl=Fl 可得 11 22 F＞F 1 2 因为 F=G=50N 2 故肱二头肌收缩所施加的力一定大于50N，故B符合题意，CD不符合题意。 故选B。 4．如图所示，用定滑轮提升重物（摩擦和绳重不计）时（ ） A．沿1方向拉力最小 B．沿2方向拉力最小 C．沿3方向拉力最小 D．沿三个方向拉力相同 【答案】D 【详解】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一 重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F、F、F 都等于物体的重力。故ABC 1 2 3 不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．不计滑轮重、绳重和摩擦，承重绳子的段数n=3，则拉力 G F= 物 1 3 B．不计滑轮重、绳重和摩擦，承重绳子的段数n=2，则拉力 G F = 物 2 2 C．定滑轮相当于等臂杠杆，不计滑轮重、绳重和摩擦，则拉力 F =G 3 物 D．动滑轮相当于省力杠杆，不计滑轮重、绳重和摩擦，则拉力 G F = 物 4 2 综上，四种装置匀速提升同一重物，则最省力的是A中的装置。 故选A。 6．用如图所示的滑轮组将重为40N的物体匀速提升0.5m，所用的拉力为25N，则滑轮组 提升重物所做的有用功及机械效率分别为A．20，56% B．20，80% C．25，56% D．25，80% 【答案】B 【详解】由图知道，绳子有效股数是：n=2，则绳端移动的距离：s=nh=2×0.5m=1m，故滑 轮组提升重物所做的有用功是：W有 =Gh=40N×0.5m=20J，总功是：W总 =Fs=25N×1m=25J，滑轮组的机械效率是：η=W有/W总×100%=20J/25J×100%=80%，故只有B 正确，故选B． 7．如图所示，小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，物体在4s内上升2m的过程 中，所用的拉力为125N。不计绳重和摩擦，则下列说法不正确的是（ ） A．动滑轮重为50N B．做的有用功为400J C．拉力的功率为75W D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】C 【详解】A．动滑轮的重力为 G nF-G 2125N-200N50N 动 物 故A正确，不符合题意； B．有用功为 W G s 200N2m400J 有 物 物 故B正确，不符合题意； C．拉力的功为W Fs 125N22m500J 总 绳 拉力的功率为 W 500J P 总  125W t 4s 故C错误，符合题意； D．滑轮组的机械效率为 W 400J  有  80% W 500J 总 故D正确，不符合题意。 故选C。 8．运动员们在运动场中展现了矫健身姿其巾涉及到的物理知识，说法错误的是（ ） A．甲图冰壶运动要不断擦冰，运动员手上拿的擦冰杆是费力杠杆，可以省距离 B．图乙中，钢架雪车运动员在推动雪车奔跑的过程中，运动员对雪车做了功 C．图丙中，花滑运动员受到冰面的支持力和他对冰面的压力是一对平衡力 D．图丁中，单板滑雪大跳台运动员到达最高点时速度不为零，仍具有动能 【答案】C 【详解】A．运动员手上拿的擦冰杆用力擦冰时，此时动力臂小于阻力臂，属于费力杠 杆，省距离，故A正确，不符合题意； B．钢架雪车运动员在推动雪车奔跑的过程中，运动员对雪车施加了推力，雪车在推力的方 向上通过了距离，运动员对雪车做了功，故B正确，不符合题意； C．花滑运动员受到冰面的支持力和他对冰面的压力是作用在不同物体上的两个力，所以不 是一对平衡力，故C错误，符合题意； D．单板滑雪大跳台运动员到达最高点时水平方向有一定的速度，运动员具有动能，故D 正确，不符合题意。 故选C。 9．如图，以下有关于杠杆的说法正确的是（ ）A．甲：该图是剪铁皮的剪子，它在使用时属于费力杠杆 B．乙：该图是扳手，它在使用时，省力的同时也省距离 C．丙：该图为医用镊子，在使用过程中属于费力杠杆 D．丁：该图是实验前杠杆的状态，要想使杠杆在水平位置平衡，需要将杠杆的右侧平衡 螺母向左调节 【答案】C 【详解】A．剪铁皮的剪子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误； B．扳手它在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力的同时会费距离，故B错误； C．医用镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确； D．杠杆左端下沉，则需要将平衡螺母向右调节，才能使杠杆在水平位置平衡，故D错 误。 10．图中所示的用具中，在使用时属于费力杠杠的是（ ） A． 起子 B． 核桃夹C． 钳子 D． 食品夹 【答案】D 【详解】A．起子在使用时，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，故A不符合题意； B．核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，故B不符合题意； C．钳子在使用时，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，故C不符合题意； D．食品夹在使用时，阻力臂大于动力臂是费力杠杆，故D符合题意。 故选D。二、填空题 11．如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B物体匀速提升相同高度，已知物 体受到的重力G >G ，滑轮组的机械效率η <η （忽略绳重和摩擦）。则：甲滑轮组的有 A B 甲 乙 用功比乙的______，甲滑轮组的动滑轮受到的重力比乙的______，甲滑轮组的总功率比乙 的______。 【答案】 多 重 大 【详解】[1]甲滑轮组的有用功 W =G h 有用甲 A 乙滑轮组的有用功 W =G h 有用乙 B 因为G >G ，所以 A B W > W 有用甲 有用乙 [2]甲滑轮组的机械效率 W G h G   有用甲100% A  A 甲 W G G h G G 总甲 A 动甲 A 动甲 乙滑轮组的机械效率 W G h G   有用乙100% B  B 乙 W G G h G G 总乙 B 动乙 B 动乙 因为η <η ，所以 甲 乙 G G A  B G G G G A 动甲 B 动乙 变形得 G G G G A 动甲  B 动乙 G G A B 即 G G 1 动甲 1 动乙 G G A B因为G >G ，所以 A B G G 动甲 动乙 [3]甲滑轮组的总功率 W G h G G h P  总甲  总甲  A 动甲 总甲 t t t 乙滑轮组的总功率 W G h G G h P  总乙  总乙  B 动乙 总乙 t t t 因为 G G G A >G B ， 动甲 动乙 所以 P  W 总甲 G 总甲 h  G A G 动甲 h 总甲 t t t 12．如图所示，斜面长5米，高2米，工人用240牛的力将一重500N的木箱沿斜面底部匀 速拉到顶部，在此过程中木箱受到的摩擦力为___________N，斜面的机械效率是 ___________。 【答案】 40 83.3% 【详解】[1]对木箱做的有用功 W =Gh=500N×2m=1000J 有 拉力做的总功 W =Fs=240N×5m=1200J 总 克服摩擦力所做的额外功 W =W -W =1200J-1000J=200J 额 总 有 由W =fs可得物体受到的摩擦力 额 W G h G G h P  总乙 总乙  B 动乙 总乙 t t t [2]斜面的机械效率 W 1000J  有  83.3% W 1200J 总 13．如图所示，斜面也是一种简单机械。某工人用如图所示的斜面将重为400N的物体，沿斜面匀速推到斜面的顶端。已知斜面的高为2m，斜面的长为5m，推力的大小为200N， 则斜面的机械效率为________。 【答案】80% 【详解】有用功为重力做功，为 W Gh400N2m800J 有用 拉力做的总功为 W Fs200N5m1000J 总 则机械效率为 W 800J  有用100% 80% W 1000J 总 14．如图所示，一支粗细均匀的直尺放在水平桌面上，一端伸出桌面，已知伸出桌面的部 分是全尺的三分之一。当在B端挂1N的的重物时，直尺的A端刚刚开始翘起，则此直尺 的重量是_______N。 【答案】2 【详解】如下图所示，将直尺看成一根杠杆，支点在O点，直尺的重心在C点。设直尺长 L，则 1 BC= L 2 1 BO= L 3 1 1 1 CO=BC-BO= L L L 2 3 6 设直尺的重力为G'，根据杠杆平衡条件，则有 G'×CO=G×BO1 1N L GBO 3   G'= 2N CO 1 L 6 即此直尺的重量是2N。 15．如图所示，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够 长），拉力F为5N；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计 示数为12N.则物体A受到的摩擦力为______N，拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效 率为______。 【答案】 8 1 80% 【详解】[1]物体B静止在地面上，处于平衡状态，在水平方向上物体B受到向右的弹簧测 力计的拉力等于地面对B向左的摩擦力与物体A对B向左的摩擦力之和，即 f  f F A对B 地对B 测力计 则物体A对B向左的摩擦力 f F - f 12N-4N 8N A对B 测力计 地对B 由于力的作用是相互的，物体A受到的摩擦力 f  f 8N A对B [2]由图知，水平使用滑轮组时，动滑轮上有2股绳，拉力端移动速度 v2v =20.1m/s0.2m/s 物 拉力做功的功率 W Fs P  Fv5N0.2m/s1W t t[3]水平使用滑轮组，所做的有用功 W  fs 有用 物 拉力端移动的距离 s2s 物 拉力做的总功 W FsF2s 2Fs 总 物 物 滑轮组的机械效率 W fs f 8N  有用  物   100%80% W 2Fs 2F 25N 总 物 16．斜面也是一种简单机械。如图所示，某工人沿斜面将重为400N的物体匀速推到斜面 的顶端。已知斜面的高为2m，长为5m，斜面的机械效率为80%，则在此过程中工人做的 有用功大小为__________ J，推力的大小为_____ N。 【答案】 800 200 【详解】[1]推力做的有用功 W Gh400N2m=800J 有用 W 由 有用 得推力做的总功 W 总 W 800J W  有用  =1000J 总  80% [2]由W =Fs可得推力大小 W 1000J F  总  =200N s 5m 17．用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重40N，货物重300N，货物上升的速 度为0.3m/s，拉力的功率为108W．则货物被提升时绳端的拉力是________N，该滑轮 组的机械效率是________%．货物上升3m过程中：拉力做的功为________J；若不计绳 重，克服摩擦力做的额外功为________J．【答案】 120 83.3 1080 60 【分析】（1）由图知，承担物重的绳子段数是3段，已知物体上升的速度，可以得到手拉 绳子的速度；已知拉力的功率和手拉绳子的速度，可以得到拉力的大小； （2）已知物重、拉力和承担物重的绳子段数，利用机械效率的公式得到滑轮组的机械效 率； （3）已知拉力和承担物重的绳子段数，可以得到绳子自由端被拉下的距离；已知拉力和自 由端移动的距离，利用公式W=Fs得到拉力做的总功； （4）已知物重、动滑轮重和上升高度，利用W=Gh可以得到克服物重、动滑轮重做的功； 已知总功和克服物重、动滑轮重做的功，两者之差是克服摩擦力做的功． 【详解】（1）由图知，n=3，绳子自由端移动的速度：v绳=3v物=3×0.3m/s=0.9m/s， P 108W W Fs F  = 120N P  Fv 由 t t 得到作用在绳子自由端的拉力： v 绳 0.9m/s ； W Gh Gh G  有 =   （2）因为 W Fs Fnh nF ，所以滑轮组的机械效率： 总 G 300N   83.3%； 3F 3120N （3）绳子自由端拉下的长度为s=3h=3×3m=9m， 拉力做的功：W总=Fs=120N×9m=1080J， 滑轮组克服物重、动滑轮重做的功为：W 1 =G总h=（300N+40N）×3m=1020J， 滑轮组克服摩擦力做的功：W 2 =W总-W 1 =1080J-1020J=60J． 18．如图所示，沿斜面匀速向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高 0.3m，拉力做功为2.16J，则这个斜面的机械效率是________%，若想增大该斜面的机械效 率，可采用的方法是____________________(答一种即可).【答案】 62.5% 增大斜面的倾斜程度 【详解】[1]拉力做的有用功： W有用=Gh=4..5N×0.3m=1.35J； 拉力做的总功： W总=2.16J； 斜面的机械效率为： W 1.35J 有用 η= = ×100%=62.5%； W 2.16J 总 [2]若想增大该斜面的机械效率，可采用的方法：一是通过减小斜面的粗糙程度、减小摩擦 力来减小额外功，二是增大斜面的倾斜程度． 19．健腹轮是一种简易的居家健身器械。如图甲所示，健腹轮的手柄与轮子相连的中间部 位往往涂有润滑油，这主要是通过________ 来减小摩擦力。如图乙所示，小明质量 66kg，使用健腹轮锻炼时，膝盖不接触地板脚尖着地，再用两手分别紧握健腹轮的两个手 柄，身体尽量向前伸展，此时________(填“健腹轮对手”或“手对健腹轮”) 的作用力相 当于人体杠杆的动力，人体受到的重力(作用点在A处)相当于阻力。若小明双脚合拢身体 全部伸展开并与地面平行时OA:AB=2:3，则B处手受到的力为_______N。 【答案】 使接触面分离 健腹轮对手 264 【详解】[1]加润滑油可以使接触面分离，从而使摩擦大大减小，健腹轮的手柄与轮子相连 的中间部位往往涂有润滑油，这主要是通过使接触面分离来减小摩擦力的。[2]由图可知，重力是阻力方向竖直向下，要保持杠杆平衡需要一个向上的动力，故此时， 健腹轮对手的作用力相当于人体杠杆的动力。 [3]小明双脚合拢身体全部伸展开并与地面平行时，OA:AB=2:3，阻力为重力，方向竖直向 下，动力健腹轮对手力，方向竖直向上，根据杠杆平衡的原理Fl=Fl 可得 11 22 GOA mgOA 66kg10N/kg2 F    =264N OB OAAB 2+3 20．如图所示，轻质杠杆在中点处悬挂重物，在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F， 杠杆保持平衡，保持力F方向不变，当将重物向右移动时，要使杠杆保持平衡，力F将 ______;保持力F方向不变，当将杠杆顺时针缓慢转动，力F将______.(选填“变大”、“不 变”或“变小”) 【答案】 变大 不变 【分析】分析力臂的变化，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆平衡条件分析拉 力F的大小变化情况． 【详解】由图可知，当将重物向右移动时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，要使杠 杆保持平衡，力F将变大； 将杠杆顺时针方向缓慢转动，阻力不变，阻力臂变小，动力臂也变小，但力臂与阻力臂的 比值不变，所以力F将不变． 故答案为变大；不变． 三、作图题 21．画出使杠杆平衡的最小力的示意图。【答案】 【详解】O为支点，动力作用在杠杆的A端，并且OA的连接为最长的力臂，过A点作垂直 于OA的力是最小力，方向斜向上，如下图 22．请在图中，画出支点O，F 的力臂l 和F 的力臂l． 1 1 2 2 ( ) 【答案】 【详解】动滑轮的支点O在绳子与滑轮左边的接触点，过支点O分别向动力作用线和阻力 作用线画垂线段，就得到动力臂l 和阻力臂l．如图所示： 1 223．如图甲所示是一个压核桃钳子，其中OAB 可以看成是一个杠杆，其简化示意图如图 乙所示，O 点是支点，A 点是阻力的作用点，B 点是动力的作用点。请在乙图中画出压核 桃时，作用在A 点的阻力F 的阻力臂l，以及作用在B 点的最小动力F 和动力臂l。 2 2 1 1 【答案】 【详解】作用在A 点的阻力F 是核桃对杠杆的向上的支持力，阻力臂l 是将F 反向延 2 2 2 长，过O点作F 的垂线，l 即为所求阻力臂； 2 2 作用在B 点有最小动力F，对应最大动力臂为连接支点和B点，动力臂l 即为所求，再过 1 1 B点，作OB的垂线，根据杠杆平衡条件，动力F 的方向垂直OB向下，如图所示： 1 四、实验题24．小明在学习物理过程中非常注重总结和反思，他利用所学知识设计了测定固体和液体 密度的方法，如下图所示，忽略细绳的质量和体积，请根据要求完成以下问题：（已知水 的密度为1.0×103kg/m3） （1）由于没有天平，他自制了如图甲所示的杠杆，要使杠杆在水平位置平衡并静止，应将 左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节。将待测金属块P用细线挂在杠杆 左侧A点，用相同的细线将两个相同圆柱体挂在杠杆右侧B点时，杠杆重新在水平位置保 持静止。已知右侧每个圆柱体的质量均为360g，则该金属块的质量为______g； （2）他从杠杆上取下金属块P挂在弹簧测力计下，逐渐浸入水中，如图丙和图丁，由图中 信息可以计算出金属块P的密度为______kg/m3，可初步得出浸入水中的物体所受到的浮力 与______有关； （3）他将金属块P从水中提出，擦干后又浸入某种盐水中，如图戊所示，根据图中信息可 知该盐水的密度为______kg/m3。 【答案】 右 480 2.47×103 排开水的体积 1.21×103 【详解】（1）[1]杠杆的右端上翘，左端的平衡螺母应该向右调。 [2]由题意可得 F=2×0.36kg×9.8N/kg=7.056N 1 由图可知l=10cm，l=15cm，由杠杆平衡条件Fl=Fl 可得 1 2 11 22 Fl 7.056N10cm F= 11  4.704N 2 l 15cm 2 F 的大小与金属块的重力相等，由G=mg可得金属块的质量为 2 G 4.704N m  0.48kg480g g 9.8N/kg （2）[3]由题意及图可知，金属块完全浸没在水中时所受到的浮力为F GF 4.704N2.8N1.904N 浮 拉 完全浸没时排开液体的体积等于物体的体积，由阿基米德原理可知，物体的体积 F 1.904N V V  浮  排  g 103kg/m39.8N/kg 水 物体密度为 m 0.48kg   2.47103kg/m3 V 1.904N 103kg/m39.8N/kg [4]对图丙和图丁进行对比，发现P物体浸入水中的体积不同而导致所受浮力不同，故浸入 水中的物体所受到的浮力与排开水的体积有关，故答案为排开水的体积。 （3）[5]由题意可得物体在水中受到的浮力 F GF  gV 水 水拉 水 物体在盐水中受到的浮力 F GF  gV 盐 盐拉 盐 两式相除可得 GF  盐拉  盐 GF  水拉 水 代入数据得 0.48kg9.8N/kg2.4N   盐 0.48kg9.8N/kg2.8N 103kg/m3 解得盐水的密度为1.21×103kg/m3。 25．利用轻质杠杆探究杠杆平衡条件的实验中： （1）杠杆静止时如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向______（选 填“左”或“右”）调节； （2）如图乙所示，在A点挂4个钩码，在B点挂______个钩码，仍可使其在水平位置平 衡； （3）用弹簧测力计代替钩码，如图丙所示，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F与其力臂l 的图像如图丁所示。图像中每个点 1 与两坐标轴围成的方形面积______（选填“相等”或“不等”），其原因是______。 Fl Fl 【答案】 左 6 相等 11 2 2 【详解】（1）[1]调节杠杆在水平位置平衡时，杠杆左端偏高，说明杠杆右侧偏重，则应 将平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。 Fl Fl （2）[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 11 2 2 有 4G3LF 2L 2 解得 F 6G 2 在B点挂6个钩码，仍可使其在水平位置平衡。 （3）[3][4]图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，原因是左侧钩码对杠杆的拉力 与其力臂的乘积不变，要想使杠杆平衡，右侧的拉力与力臂的乘积需等于左侧拉力与其力 臂的乘积；即左侧拉力与其力臂的乘积不变时，右侧拉力与其力臂的乘积成反比，表达式 为 Fl Fl 11 2 2 26．探究杠杆的平衡条件， （1）安装好杠杆，发现杠杆右端下沉，应把杠杆右端的平衡螺母向___________调节，使 杠杆在水平位置平衡，此时杠杆自身重力的力臂为___________； （2）弹簧测力计使用前指针如图所示，则测量时，首先应该进行的操作是___________； （3）小红在杠杆的一侧挂钩码，在杠杆的另一侧某一位置用弹簧测力计沿___________方 向拉住杠杆，使其在水平位置平衡，以便直接从杠杆上___________； （4）下表是小红实验得到的数据，据此分析可以发现这次实验不妥之处___________。 实验次数 动力F/N 动力臂l/cm 阻力F/N 阻力臂l/cm 1 1 2 2 1 1.5 10 3.0 5 2 1.0 20 2.0 10 3 1.0 30 2.0 15【答案】 左 0 调节指针在零刻度线处 竖直向下 读出力臂 动力臂是阻力臂的两倍，实验数据不具普遍性 【详解】（1）[1]由题意知，杠杆的左高右低，若使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母 向杠杆的高处一侧调节，即应使平衡螺母向左调节。 [2]杠杆在水平位置平衡，重心在杠杆的支点，重力作用线恰好通过支点，所以重力的力臂 为0。 （2）[3]由图可知，在使用前，弹簧测力计的指针未指零，所以应调节指针在零刻度线 处。 （3）[4][5]根据力臂的概念可知，应沿竖直方向拉动测力计，使杠杆在水平位置平衡，这 样拉力的力臂恰好与杠杆重合，可以直接在杠杆上读出力臂的大小。 （4）[6]由表格中数据可知，只做了3次实验，且动力臂始终为阻力臂的2倍，实验数据不 具普遍性。 27．某实验小组进行“测量滑轮组的机械效率”的实验，同时“探究滑轮组的机械效率与 哪些因素有关”，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高 度等因素有关。 （1）他们按照如图所示的装置进行实验，其中乙、丙实验用的是同一滑轮组。在实验过程 中，应______拉动弹簧测力计； （2）他们记录的数据如下表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为______； 拉 实验次 实验装 钩码总 钩码上升高 绳子自由端移动距 机械效 力 序 置 重G/N 度h/m 离s/m 率η F/N 1 甲 1 0.1 0.6 0.2 83.3% 2 乙 1 0.1 0.4 0.4 62.5% 3 丙 2 0.1 0.65 0.4 4 甲 1 0.2 0.6 0.4 83.3% （3）对比分析第____次实验数据可知，同一滑轮组的机械效率与提升的物重有关； （4）对比分析第1、4次实验数据可知，同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ____。【答案】 匀速 76.9% 2、3 无关 【详解】（1）[1]实验时要匀速拉动弹簧测力计，这样示数稳定，同时物体处于平衡状 态，测力计的示数与拉力的大小相等。 （2）[2]丙实验中滑轮组的机械效率为 4G  3L  F  2L 2 （3）[3]探究滑轮组的机械效率与被提升物重的关系时，应控制其他因素不变，只改变物 体的重力，由表格数据可知，应比较2、3两次实验。 （4）[4]比较第1、4次实验数据可知，同一滑轮组提起的物体重力相同时，滑轮组的机械 效率与物体上升的高度无关。 28．小青用实验探究杠杆的平衡条件。所用杠杆刻度均匀，各钩码相同。 （1）静止于支架上的杠杠如图甲示，应将杠杠右侧的螺母向_______调节，使杠杠处于水 平平衡状态，样做的目的是为了便于测量力臂； （2）在杠杆两边分别挂上数量不同的钩码，改变钩码数量和位置，使杠杆处于水平平衡状 态，记录数据，总结可得杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂； （3）根据结论可知，要使杠杆呈图乙中的水平平衡状态，应在B点挂_______个钩码；改 用弹簧测力计替换B点的钩码，始终竖直向下拉杠杆，使杠杆从水平位置缓慢转过一个小 角度（图丙），此过程中弹簧测力计拉力的大小_______。【答案】 右 4 不变 【详解】（1）[1]静止于支架上的杠杆如图甲所示，左端下沉，右端高，应将杠杆右侧的 螺母向右调节，使杠杆处于水平平衡状态。 （3）[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 AA BB 3G×4l=F ×3l B 解得F =4G，需挂4个钩码。 B [3]保持B点不变，根据相似三角形，动力臂与阻力臂之比等于支点到动力作用点的距离与 支点到阻力作用点之比，所以拉力大小不变。 五、计算题 29．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写 道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，——顷于枧内，流 入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水 的机械，如图所示。若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可 取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/ kg） （1）请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理； （2）求该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功； （3）若水流冲击筒车的功率为40W，求筒车旋转一周取水的机械效率。 【答案】（1）见解析；（2）1920J；（3）80% 【详解】解：（1）水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的重力势能。 （2）接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，则筒车 旋转一周对进入接水槽的水所做的功 F  6G 2 （3）筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的功率为40W，则筒车旋转一周取水的 机械效率W W 1920J  有  有  100%80% W Pt 40W60s 总 答：（1）水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的重力势能。 （2）该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功为1920J； （3）若水流冲击筒车的功率为40W，筒车旋转一周取水的机械效率为80%。 30．工人师傅通过两个定滑轮从地面向楼高H=10m房顶运输货物，如图所示．一端有定滑 v 轮的杆臂OA固定在O点，某次以速度 0 =0.5m/s匀速向上提升质量m=0.2t的重物．已知 该搬运装置的机械效率为80%，不计空气阻力．求： （1）提升此重物所做的有用功； （2）工人师傅拉绳子的力； （3）匀速提升重物的过程中人做功的功率． 【答案】(1)20000J；(2)2500N；(3)1250W 【详解】(1)根据题意 W GH mgH 200kg10N/kg10m20000J 有 (2)机械效率为80%，则总功 W 20000J W  有  25000J 总  80% 因为都是定滑轮，绳子移动距离与物体升高高度相同，则拉力 W 25000J F  总  2500N H 10m (3)匀速提升时 PFv2500N0.5m/s1250W 答：(1)有用功为20000J；(2)拉绳子的拉力为2500N；(3)功率为1250W． 31．如图所示，装有9kg水的圆桶置于水平地面上，桶的重力为10N，某同学用如图所示 的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N，g取10N/kg。求：（1）该同学做的有用功； （2）该同学做的额外功； （3）滑轮组的机械效率。 【答案】（1）180J；（2）60J；（3）75% 【详解】解：（1）圆桶中水的重力 G =m g=9kg×10N/kg=90N 水 水 克服水的重力做功即该同学做的有用功 W =G h=90N×2m=180J 有 水 即该同学做的有用功为180J。 （2）由图知，承担物重的绳子股数n=3，拉力端移动的距离为 s=nh=3×2m=6m 拉力所做的总功为 W =Fs=40N×6m=240J 总 该同学做的额外功为 W =W ﹣W =240J﹣180J=60J 额 总 有 即该同学做的额外功为60J。 （3）滑轮组的机械效率 W 180J  有 = 100%75% W 240J 总 即滑轮组的机械效率为75%。 答：（1）该同学做的有用功为180J； （2）该同学做的额外功为60J； （3）滑轮组的机械效率为75%。 32．2022年4月，一头质量为180kg的海豚在昌江棋子湾受伤搁浅，被救援人员送至科研 基地治疗。救援过程中，利用如图所示的滑轮组，在40s时间内，救援人员用500N的拉力 F 拉动绳端，把轻质布兜内的海豚沿竖直方向匀速提升2m。g取10N/kg，问，此过程中： （1）滑轮组对海豚做的有用功有多大？ （2）拉力F 做功的功率有多大？ （3）滑轮组的机械效率有多大？【答案】（1）3.6×103J；（2）100W；（3）90% 【详解】解：（1）质量为180kg的海豚，被匀速提升2m，所以滑轮组对海豚做的有用功 W G hm gh180kg10N/kg2m3.6103J 有 豚 豚 （2）由滑轮组可知，动滑轮上绳子根数n=4，绳子拉的距离 s=4×2m=8m 拉力F 做功 W G hm gh180kg10N/kg2m3.6103J 有 豚 豚 拉力F 做功的功率 W G hm gh180kg10N/kg2m3.6103J 有 豚 豚 （3）滑轮组的机械效率 W 3.6103J  有  100%90% W 4103J 总 答：（1）滑轮组对海豚做的有用功为3.6×103J； （2）拉力F 做功的功率为100W； （3）滑轮组的机械效率为90%。 33．图甲为垂直升降电梯工作示意图，图乙为电梯铭牌，满载运行时载重总质量为 1050kg。电机以恒为6×104W的功率拉动钢丝绳，使满载的电梯在5s内上升了20m。求： （1）电机拉钢丝绳所做的功； （2）电梯中滑轮组的机械效率。【答案】（1）3×105J；（2）70% 【详解】解：（1）电机拉钢丝绳所做的功 W总=Pt=6×104W×5s=3×105J （2）有用功 W =Gh=mgh=1050kg×10N/kg×20m=2.1×105J 有 电梯中滑轮组的机械效率 W G hm gh180kg10N/kg2m3.6103J 有 豚 豚 答：（1）电机拉钢丝绳所做的功是3×105J； （2）电梯中滑轮组的机械效率是70%。