文档内容
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
第十二章 简单机械
提分卷
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共14个小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A． 筷子 B． 瓶起子
C． 核桃夹 D． 钢丝钳
解：A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
答案：A。
2．如图中的皮划艇运动员一手支撑住桨柄的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看作是一个杠杆。下图中的船
桨模型中最合理的是（ ）
A． B． C． D．
解：由题意可知，撑住桨柄的末端为支点，下面的手给浆向后的力，这时水给浆一个向前的力，所以船前进。
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
答案：B。
3．一个600N重的成年人和一个小孩都过一道8m宽的水渠。成人从左岸到右岸，而小孩从水渠右岸到左岸，两岸
各有一块6m长的坚实木板（忽略木板自身重量和木板叠交的距离），要使成年人和小孩都能平安过渠，小孩
的体重至少是（ ）
A．100N B．200N C．300N D．400N
解：（1）因成年人较重，所以只要成年人能安全过水渠，则小孩也能安全过水渠；
小孩站在B′处让成年人先从木板上过水渠，当成年人到达水渠对岸后，站在 B′处，然后再让小孩过水渠如
图所示：
（2）把木板A′B′视为杠杆，O为支点，成年人对A′B′的压力视为阻力F ，小孩对木板的压力视为动力
2
F ，
1
当成年人在A′时，阻力（成年人对A′B′的压力）最大，为F
2
＝G成年人 ＝600N，
由题意和图示可知：OA′＝2m，OB′＝6m﹣2m＝4m，
由杠杆平衡条件可得：F ×OB′＝F ×A′O，
1 2
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
则F ＝ ＝ ＝300N，
1
即小孩体重不能轻于300N；
答案：C。
4．如图所示，用细绳将一重为6N的物体沿粗糙程度相同的斜面匀速拉到高处，斜面长 s＝1.5m，高h＝0.5m，在
此过程中，斜面的机械效率为75%。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的大小为2N
B．斜面对物体的摩擦力与拉力F是一对平衡力
C．只将物体拉到斜面中点位置处，斜面的机械效率变为原来的一半
D．若只把斜面的高度降低，则斜面的机械效率降低
解：
A、此过程所做的有用功为：W有 ＝Gh＝6N×0.5m＝3J，
根据 ＝ 变形得，总功为：W总 ＝ ＝ ＝4J；
η
由W总 ＝Fs得，拉力为：F＝ ＝ ≈2.7N，故A错误；
B、物体在斜面上做匀速直线运动，受到平衡力的作用，即物体在重力、支持力、拉力、摩擦力四个力的作用
下处于平衡状态，因支持力和重力不在同一直线上，则二力不是一对平衡力，所以可知摩擦力与拉力也不是一
对平衡力（根本原因是二力的大小并不相等），故B错误；
C、只将物体拉到斜面中点位置处，斜面的倾斜角度不变，所以斜面的机械效率也不变，故C错误；
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
D、若只把斜面的高度降低，即斜面的倾斜角度变小，则斜面的机械效率降低，故D正确。
答案：D。
5．如图所示，用一个始终水平向右的力F把杠杆OA从图示位置缓慢拉至接近水平的过程中，下列说法正确的是
（ ）
A．阻力臂一直变大
B．F先变小后变大
C．一直是省力杠杆
D．可以将杠杆OA拉至水平位置并保持静止
解：
如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力的大小不变（等于物
重G），阻力臂变大，动力臂不断变小，当阻力臂大于动力臂时，杠杆为费力杠杆；根据杠杆平衡条件 F L ＝
1 1
F L 可知，动力将变大。
2 2
；
将杠杆OA拉至水平位置时，动力臂为0，杠杆不能平衡，不能保持静止状态，综上所述，A正确，BCD错误。
答案：A。
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
6．如图所示，将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂乙物体，杠杆在水平位置平衡，
已知：乙物体所受重力为30N，AO：OB＝1：3，甲物体的底面积为0.2m2，g取10N/kg。下列说法正确的是（
）
A．甲物体对杠杆的拉力为10N
B．杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N
C．甲物体对水平地面的压强为750Pa
D．水平地面对甲物体的支持力为60N
解：（1）根据杠杆平衡条件可得：F •L ＝F •L ，
A AO B OB
AO：OB＝1：3，则OB＝3AO，
所以细绳对杠杆拉力的作用F
A
＝ ＝ ＝3G乙 ＝3×30N＝90N；
根据力的作用的相互性可得，杠杆对甲物体竖直向上的拉力为 90N，甲物体对杠杆的拉力也为90N，故AB错
误。
（2）对甲物体进行受力分析可知，甲物体共受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的拉力三个力
的作用，且重力等于拉力与支持力之和，
则甲物体对地面的压力：F甲 ＝F支 ＝G甲 ﹣F
A
＝150N﹣90N＝60N，
甲物体对地面的压强：p＝ ＝ ＝300Pa．故C错误，D正确。
答案：D。
7．用下列简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，如图所示，其中用力最大的是（均不计摩擦和机械自
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
重）（ ）
A． B．
C． D．
解：
由题知，不计摩擦和机械自重，
A、由于杠杆平衡，动力臂大于阻力臂，所以F＜G；
B、由于杠杆平衡，动力臂小于阻力臂，所以F＞G；
C、使用定滑轮，F＝G；
D、使用动滑轮，F＝ G；
由以上分析可知，B选项中用力最大。
答案：B。
8．实心物体A由甲物质制成，实心物体B由乙物质制成，物体A和物体B的体积相同。甲、乙两种物质的质量
与体积的关系如图1所示。把物体A挂在滑轮组下，如图2所示，若使滑轮组处静止状态，则虚线框内应悬挂
B物体的个数是（绳重、轮重均忽略不计）（ ）
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
解：
由图1可知，当m＝20g时，V甲 ＝10cm3，V乙 ＝40cm3，
则 ＝ ＝ ＝2g/cm3， ＝ ＝ ＝0.5g/cm3，
A B
ρ ρ
所以 ： ＝2g/cm3：0.5g/cm3＝4：1；
A B
ρ ρ
因为A、B的体积相同，所以由G＝mg＝ Vg可得，A、B的重力之比：
ρ
G ：G ＝ Vg： Vg＝ ： ＝4：1；
A B A B A B
ρ ρ ρ ρ
由图2可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，
则有：N•G ＝ G ，
B A
则N＝ × ＝ × ＝2。
故ACD不符合题意；B符合题意。
答案：B。
9．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N的物
体时，机械效率为90%。下列判断正确的是（ ）
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
①拉力F 的大小为450N
1
②用图乙绕法匀速提升400N重物时，机械效率为80%
③分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
④分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F 、F 做功相等
1 2
A．只有②④正确 B．只有①②正确
C．只有②③正确 D．只有①②④正确
解：
①图甲中，n＝2，拉力端移动距离s＝2h，匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%，
由 ＝ ＝ ＝ ＝ ＝90%可得拉力F 的大小：
1
η
F ＝ ＝ ＝500N，故①错误；
1
②图甲中，忽略绳重及一切阻力，拉力F
1
＝ （G+G动 ），则动滑轮的重力：
G动 ＝2F
1
﹣G＝2×500N﹣900N＝100N；
忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率 ＝ ＝ ＝ ，
η
用图乙绕法匀速提升400N重物时，其机械效率为：
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
′＝ ＝ ×100%＝80%，故②正确；
η
③④分别用两种绕法匀速提升相同重物、升高相同高度时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮
做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即 F 和F 做功相
1 2
同），有用功与总功的比值相同、机械效率也相同，故③错误、④正确。
答案：A。
10．某同学旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械。当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地
搬运到二楼上面。他借助该装置提升100牛的重物（不计摩擦和装置的自重）。下列说法正确的是（ ）
A．可以把A、B简化看成动滑轮
B．人将绳拉过1米时，物体也上升1米
C．物体匀速上升时，人对绳的拉力为20牛
D．利用该装置不能省力，但能改变力的方向
解：
A、提升物体时，A的轴固定不动，属于定滑轮；B和物体一起移动，属于动滑轮，故A错；
B、由图知，A、B组成滑轮组，n＝5，则拉力端移动距离s＝5h；人将绳拉过1m时，物体上升的高度h＝
0.2m，故B错；
C、不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力：F＝ G＝ ×100N＝20N，故C正确；
D、由C项解答和图示可知，利用该装置既能省力，又能改变力的方向，故D错。
答案：C。
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
11．如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重900N、底面积为200cm2的方形货箱，货箱20s内匀速上升
4m，工人所用拉力F为500N（不计绳重和摩擦），则（ ）
A．人拉绳子的速度为0.2m/s
B．动滑轮的重力为100N
C．该装置的机械效率是90%
D．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5×104Pa
解：A、由图可知 n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×4m＝12m，人拉绳子的速度 v＝ ＝ ＝
0.6m/s，故A错误；
B、不计绳重和摩擦，由F＝ （G+G动 ）可得，动滑轮的重力G动 ＝nF﹣G＝3×500N﹣900N＝600N，故B错
误；
C、滑轮组的机械效率： ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝60%，故C错误；
η
D、当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压力 F′＝G＝900N，货箱对地面的压强 p＝ ＝
＝4.5×104Pa，故D正确。
答案：D。
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
12．用水平力F 拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静
1
止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F 。不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则F 与F 的大小关
2 1 2
系是（ ）
A．F ＝F B．F ＜F ＜2F C．F ＝2F D．F ＞2F
1 2 2 1 2 1 2 1 2
解：由图知，
（1）动滑轮在水平方向上受到三个力的作用：水平向右的拉力F
1
，墙壁对它水平向左的拉力F墙 ，木板A对它
水平向左的拉力F木板 ，
由于木板向右匀速运动，所以F
1
＝F墙+F木板 ，
由于同一根绳子各处的拉力相等，所以F木板 ＝ F
1
，
由于力的作用是相互的，所以动滑轮对木板A的拉力为F动 ＝F木板 ＝ F
1
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
（2）物块B在水平方向上受到两个力的作用：绳子对它向左的拉力 F 2 ，木板A对它向右的摩擦力f A对B ；由于
物块B保持静止，所以F
2
＝f
A对B
；
木板A在水平方向上受到三个力的作用：动滑轮对木板向右的拉力 F动 ，物体B对木板向左的摩擦力f B对A ，地
面对木板向左的摩擦力f地面 ，
由于木板向右匀速运动，所以F动 ＝f B对A +f地面 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由于力的作用是相互的，所以f
B对A
＝f
A对B
＝F
2
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由②③可得F动 ＝F
2
+f地面 ，
即 F
1
＝F
2
+f地面 ，
也就是F
1
＝2F
2
+2f地面 ，
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
所以F ＞2F 。
1 2
答案：D。
13．如图所示，在水平面上的物体重200N，与水平面的滑动摩擦力的大小是48N，当用图示装置水平匀速拉动物
体时，F＝20N．若绳子自由端移动的速度为0.6m/s，则（ ）
A．滑轮组的机械效率是80%
B．绳子与滑轮间的摩擦力大小是4N
C．物体的速度大小是0.3m/s
D．动滑轮重4N
解：
A、由图知，水平使用滑轮组，n＝3，拉力端移动距离s＝3s物 ，
滑轮组的机械效率：
＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝80%，故A正确；
η
BD、克服绳子与滑轮间摩擦做的功、克服滑轮与滑轮轴之间摩擦做的功等都是额外功，而题目所给条件无法计
算有用功、总功大小，也无法直接计算额外功大小，所以无法计算出绳与滑轮间摩擦力以及动滑轮重，故 BD
错误；
C、由题知，拉力端移动速度v＝3v物 ，所以物体的速度：
v物 ＝ v＝ ×0.6m/s＝0.2m/s，故C错。
答案：A。
14．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知OA：OB＝
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
1：2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，
当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（ ）
A．工人对地面的压力为400N
B．建筑材料P重为600N
C．建筑材料P上升的速度为3m/s
D．物体M对地面的压力为4400N
解：
（1）当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其
大小也为300N，
此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支 ，
由力的平衡条件可得：F+F支 ＝G，
则F支 ＝G﹣F＝700N﹣300N＝400N，
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，
所以工人对地面的压力：F压 ＝F支 ＝400N，故A正确；
B、由图可知n＝2，且滑轮组摩擦均不计，
由F＝ （G+G动 ）可得，建筑材料P重；
G＝2F﹣G动 ＝2×300N﹣100N＝500N，故B错误；
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
C、物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度v＝ v绳 ＝ ×1m/s＝0.5m/s，故C错误；
D、定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，
由力的平衡条件可得：F
A
′＝3F+G定 ＝3×300N+100N＝1000N；
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即F ＝F′ ＝1000N；
A A
根据杠杆的平衡条件：F ×OA＝F ×OB，且OA：OB＝1：2，
A B
所以，F ＝ ＝ ＝500N；
B
因为物体间力的作用是相互的，
所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即F ′＝F ＝500N；
B B
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，
则物体M受到的支持力为：F
M支持
＝G
M
﹣F
B
′＝5000N﹣500N＝4500N，
因为物体间力的作用是相互的，
所以物体M对地面的压力：F
M压
＝F
M支持
＝4500N．故D错误；
答案：A。
二、填空题（每空1分，共13分）
15．如图所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。使用定滑轮可以 改变动力方向 （选填“省力”、
“省距离”或“改变动力方向”）；吊桥可以看作杠杆，绳子对它的拉力是动力，吊桥的重力是阻力。在拉起
吊桥的过程中，阻力臂大小 变小 （选填：“变大”、“变小”或“不变”）。
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
解：（1）图中使用定滑轮的作用是改变动力的方向；
（2）吊桥的重心在中点，重力的方向是竖直向下的，在吊起桥的过程中，从支点O到重力的作用线的距离变
小，即阻力臂变小。
答案：改变动力的方向；变小。
16．如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40cm，BC长50cm。室外
机的质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处钉受到的水平拉力F为 200 N（支架重
力不计）。为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量 靠近 （选填“靠近”或“远离”）墙壁。
解：由勾股定理可得，AC＝ ＝ ＝30cm。
由题意可知，以C为支点，ABC是一个杠杆。AC为A处螺钉水平拉力的力臂，室外机对其压力的力臂为AB
长的 ，
由杠杆平衡条件可得：F×AC＝G× AB；
即：F×30cm＝300N× ×40cm；
解得：F＝200N；
为了安全，应减小A处的拉力（若拉力过大，支架对螺钉拉力会使螺钉松动而造成危险）；
在A处拉力和阻力G一定时，室外机的位置越靠近墙壁，室外机对支架压力力臂越小，根据杠杆平衡条件可知，
A处的拉力将减小，以保证支架和室外机的安全。
答案：200；靠近。
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
17．如图所示，快递小哥为了较快的把货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物，应该选
用 乙 装置，理由是 利用乙装置不仅可以省力，也可以改变力的方向 。
解：由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组
成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向。
答案：乙；利用乙装置不仅可以省力，也可以改变力的方向。
18．如图所示，重力G＝700N的水平木板在滑轮组的作用下保持静止。三个滑轮等大、光滑，质量均忽略不计。
所有细绳的重力均不计，与天花板间的固定点分别叫做A、B、C，与木板间的固定点分别叫做D、E；各条细
绳中不与滑轮接触的部分均竖直。则B点处的细绳对天花板的拉力大小为 140N 。
解：
由题知，滑轮光滑（即摩擦不计），细绳、滑轮重力不计，如图，
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
水平木板受到F 、F 、F 和G的作用，且木板保持静止，
1 2 3
则有：F +F +F ＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
1 2 3
由于中间滑轮受到两个向上的拉力（每个力均为F ）、向下的拉力F ，则有F ＝2F ﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
1 2 2 1
且下面滑轮上的两个拉力F ＝F ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
2 3
将②③代入①可得：
F +2F +2F ＝G＝700N，
1 1 1
解得：F ＝140N，
1
因同一根绳子各处的拉力大小相等，所以B点处的细绳对天花板的拉力大小为140N。
答案：140N。
19．如图所示，工人利用滑轮组将180N的重物匀速向上提升到2m高的平台上，他所用的拉力为100N，则动滑轮
重为 2 0 N，绳子自由端向下移动的距离为 4 m。（不计绳重及摩擦）
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
解：由图知，使用滑轮组，承担物重的绳子股数n＝2。
（1）不计绳重及摩擦，拉力F＝ （G+G动 ），则动滑轮重力：
G动 ＝2F﹣G＝2×100N﹣180N＝20N；
（2）绳子自由端向下移动的距离：
s＝2h＝2×2m＝4m。
答案：20；4。
20．如图所示，利用滑轮组将放在水平地面上重为3000N的物体水平移动5m，当匀速拉动物体时，物体与地面的
摩擦力为120N，此时水平拉力为50N，则拉力做的功是 75 0 J，滑轮组的机械效率是 80% 。
解：从图中可知n＝3，物体水平移动5m，绳子自由端移动的距离s＝3s物 ＝3×5m＝15m，
拉力做的功W总 ＝Fs＝50N×15m＝750J；
有用功W有用 ＝fs物 ＝120N×5m＝600J，
滑轮组的机械效率 ＝ ＝ ×100%＝80%。
η
答案：750；80%。
21．如图所示，是一套简易升降装置示意图，其上端固定在楼顶，工人用力拉绳子，装置可使人与工作台升至所
需高度，装置中滑轮A、B、C的重力分别为100N、50N、40N，人的重力为600N，当人用100N的拉力向下拉
绳子时，地面对工作台的支持力为450N，则工作台的重力为 15 0 N．（不计绳重和摩擦）
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
解：设动滑轮A上绳子的拉力为F ，动滑轮B上绳子的拉力为F ，由图可知，F +G ＝2F ，F ＝100N，
A B A B B B
工作台、动滑轮和人的总重：
G总 ＝G人+G台+G轮 ，
工作台、动滑轮和人受到的拉力：
F拉 ＝3F
B
+F
A
＝3F
B
+2F
B
﹣G
B
＝3×100N+2×100N﹣50N＝450N，
∵G总 ＝F拉+F支 ＝450N+450N＝900N，
∴G台 ＝G总 ﹣G轮 ﹣G人 ＝900N﹣（100N+50N）﹣600N＝150N。
答案：150。
22．如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的。若斜面的长L与斜面高h的比值为2，整个机械的效率为
80%，则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力F与重物所受重力G的之比为 5 ： 1 6 。
解：由题知，使用的是动滑轮，将重物拉到斜面顶端，拉力移动的距离：
s＝2L，
∵L＝2h，
∴s＝4h，
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
使用该装置做的有用功：
W有用 ＝Gh，
使用该装置做的总功：
W总 ＝Fs＝4Fh，
∵ ＝ ＝ ＝ ＝80%，
η
∴F：G＝5：16。
答案：5：16。
三、实验探究题（每空1分，共20分）
23．斜面是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的
省力情况可以通过比较沿斜面的拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）小华提出以下三
个猜想。
猜想1：斜面的省力情况与斜面的表面材料有关。
猜想2：斜面的省力情况与斜面的倾角有关。
猜想3：斜面的省力情况与物体的重力大小有关。
他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验，在沿斜面的力作用下，物块在斜面上做匀速直线运动，记录
的实验数据如下表：
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
斜面倾角 （ ＞ ） （ ＞
1 1 2 2
）
1
θ θ θ θ θ θ θ θ θ
θ
斜面的表面 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
材料
物块重力 2 2 4 6 2 2
G/N
沿斜面的拉 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
力F/N
（1）通过对比实验 ①② （填写实验序号）中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关。
（2）通过对比实验序号①、⑤、⑥中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时， 斜面倾角越小越省力 。
（3）为了验证猜想3，小华做了实验 ①③④ （填写实验序号），分析实验数据后，小华认为这几次实
验省力情况相同依据是 沿斜面的拉力 F 与物体重力 G 的比值大小相等 。
【拓展】完成实验后，小华沿斜面用1.8N的拉力，将重5.4N的物体从斜面底匀速拉到顶端。已知斜面长
1.2m，高0.3m，物体在斜面上运动时受到的摩擦力是 0.4 5 N，斜面的机械效率是 75% 。
解：（1）由题知，斜面的省力情况可能与斜面的表面材料、斜面的倾角、物体的重力大小三个因素有关。
要探究斜面省力的情况与斜面的表面材料关系时，应控制物体的重力和倾角，改变斜面的表面材料，应选择
①②两次实验数据对比；
（2）由表中①、⑤、⑥的实验数据知，斜面的表面材料、物体的重力相同，斜面倾角越小，沿斜面的拉力越
小，即：在其他条件相同时，斜面倾角越小越省力；
（3）为了验证猜想3，斜面的省力情况与物体的重力大小有关，应控制斜面的表面材料、斜面的倾角，改变物
体的重力，小华应做了①③④三次实验；
由这三次实验数据知，沿斜面的拉力F与物体重力G的比值： ＝ ＝ ，所以这几次实验省
力情况相同。
【拓展】小华做的有用功：W有 ＝Gh＝5.4N×0.3m＝1.62J，
总功：W总 ＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J，
克服物体与斜面间的摩擦力所做的功是额外功，所以W额 ＝W总 ﹣W有 ＝fs，
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
物体在斜面上运动时受到的摩擦力f＝ ＝ ＝0.45N；
斜面的机械效率 ＝ ＝ ＝75%。
η
答案：（1）①②；（2）斜面倾角越小越省力；（3）①③④；沿斜面的拉力F与物体重力G的比值大小相
等；【拓展】0.45；75%。
24．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中；
（1）如图1杠杆上而有刻度，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺
母向 右 （选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在 水平 位置平衡。
（2）图2和图3的操作相比，图 2 更方便，因为可以直接读出 力臂 。实验中杠杆右侧没有使用钩码，
使用弹簧测力计的好处是 便于随时观察力的变化 。
（3）图4中，若慢慢将弹簧测力计向右倾斜拉杠杆，仍使杠杆在水平位置平衡，它的示数将变 大 ，因为
拉力的力臂变小了 。
（4）经过多次实验，得出实验结论后，小明同学想利用图5装置测出杠杆提升钧码时的机械效率：
①图5所示实验中，每个钩码重0.5N，弹簧测力计竖直向上拉杠杆，它的示数为 4N，当钩码上升6cm时，杠
杆上的C点上升3cm，则此时杠杆的机械效率 ＝ 75% 。
a
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
η更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
②杠杆的机械效率跟钩码悬挂的位置到底有没有关系呢？如图6，他仍然竖直向上拉杠杆使C点上升3cm，若
支点处的摩擦力可以忽略不计，经分析可知此时杠杆的机械效率 与 相比 变小 （选填“变大”“变
b a
小”或“不变”）。接下来可以进行实验，收集数据，通过实践证明η我们η的分析是否正确。
解：（1）杠杆重心右移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的
力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平
衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
（2）由图可知，图2的力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此图2更方便；
实验中杠杆右侧没有使用钩码，使用弹簧测力计的好处是便于随时观察力的变化；
（3）弹簧测力计在C处竖直向上拉时，拉力的方向竖直向上与杠杆垂直，动力臂等于支点到力的作用点的距
离；当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的方向不再与杠杆垂直，动力臂变小，根据杠杆平衡条件，动力变大，
弹簧测力计的示数变大。
（2）①W有用 ＝Gh＝3×0.5N×0.06m＝0.09J；
W总 ＝FS＝4N×0.03m＝0.12J；
＝ ×100%＝ ×100%＝75%，
a
η
②钩码的悬挂点在A点时，由杠杆的平衡条件得G•OA＝F•OC；悬挂点移至B点时，由杠杆的平衡条件得
G•OB＝F•OC，经对比发现，由OA到OB力臂变小，所以有用功减小，仍然竖直向上拉杠杆使C点上升
3cm，拉力和阻力臂不变，因此由公式 ＝ 可知，杠杆的机械效率变小。
η
答案：（1）右；水平；（2）2；力臂；便于随时观察力的变化；（3）大；拉力的力臂变小了；（4）75%；变
小。
25．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验，如图甲和乙
所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：
次数 物重/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动距离/m 机械效率
η
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
1 3 0.1 2.0 0.3 50%
2 6 0.1 3.2 0.3 62.5%
（1）根据测量的实验数据，可计算出表格中的横线上应填的数据大小为 62.5% （用百分数表示）。
（2）分析实验数据，可初步得出的实验结论为：同一滑轮组的机械效率与 被提升物体的重力 有关。
（3）小明在实验操作过程中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样弹簧测力计示数不稳
定，为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，他的这种想法显然是错误的，因为他没有考
虑到 绳子与滑轮之间的摩擦 对滑轮组机械效率的影响，如果让弹簧测力计保持静止时读数，则所测出的滑
轮组机械效率将比其真实值 偏大 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（4）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，
对比甲图和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知 等于 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。
甲 丙
η η
解：（1）根据测量的实验数据，2的机械效率为：
＝ ＝ ×100%＝ ×100%＝62.5%；
η
（2）从实验数据看，钩码上升的高度相同，钩码重不断增大，机械效率不断提高，所以可以看出滑轮组的机械
效率与被提升物体的重力有关。
（3）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不
正确的，实验过程中拉力F应该在弹簧测力计做匀速运动时读数，若为了方便，若在测力计静止时读数，则没
有测量出机械的摩擦力，测量出的拉力变小，根据W＝Fs，求出的总功变小，故测出的机械效率将比真实值偏
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
大；
（4）不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，绳
子的有效股数不同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，两装置中，提升相同的物体
上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等，由 ＝ ＝
η
×100%可知两者的机械效率相等，可知
甲
等于
丙
。
η η
答案：62.5%；（1）62.5%；（2）被提升物体的重力；（3）绳子与滑轮之间的摩擦；偏大；（4）等于。
四、计算题（26题13分，27题12分，共25分）
26．如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，将边长为5cm的正方体G 通过轻质细绳系于正上方杠杆
1
的A点，物体G 重为40N，将G 放在B点时，G 对地面的压强为2×104Pa，已知OA＝0.2m，OB＝0.1m，问：
2 2 1
（1）此时细绳作用于A的拉力是多大？
（2）正方体G 的重力是多少？
1
（3）现用F＝5N的水平拉力使G 以0.05m/s的速度从B点向右匀速直线运动，多少秒时间，可使G 对地面的
2 1
压力恰好为零？
解：
（1）设此时细绳作用于A的拉力为F ，由杠杆的平衡条件可得F •OA＝G •OB，
A A 2
则绳子的拉力：F ＝ G ＝ ×40N＝20N；
A 2
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
（2）此时G 对地面的压强为2×104Pa，则由p＝ 可得，G 对地面的压力：F ＝pS ＝2×104Pa×（0.05m）2＝
1 1 1 1
50N；
因正方体对地面的压力等于自身的重力减去绳子的拉力，
所以，正方体G 的重力：G ＝F +F ＝50N+20N＝70N；
1 1 1 A
（3）G 对地面的压力恰好为零时，绳子的拉力F ′＝G ＝70N，设此时G 向右运动到D位置，
1 A 1 2
由杠杆的平衡条件可得：F ′•OA＝G •OD，
A 2
则OD＝ •OA＝ ×0.2m＝0.35m，
G 向右运动的距离：s＝OD﹣OB＝0.35m﹣0.1m＝0.25m，
2
由v＝ 可得，G 向右匀速直线运动的时间：t＝ ＝ ＝5s。
2
答：（1）此时细绳作用于A的拉力是20N；
（2）正方体G 的重力是70N；
1
（3）经过5s后，可使G 对地面的压力恰好为零。
1
27．如图所示，为一滑轮组，在竖直拉力 F＝20N的作用下，提着重物G匀速上升，在10s钟内，力F上升了
1.2m，如果忽略绳重与摩擦阻力，试求：
（1）重物G上升的速度为多大；
（2）如果此时该滑轮组的效率为80%，则所提重物的重力为多大；
（3）如果所提重物的重力增加为68N，则匀速提升重物时，该滑轮组的效率为多少。
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
解：（1）由图可知n＝3，重物上升的高度：h＝ ＝ ＝0.4m，
重物G上升的速度：v物 ＝ ＝ ＝0.04m/s；
（2）因为滑轮组的机械效率 ＝ ＝ ＝ ＝ ，所以重物的重力：G＝n F＝3×80%×20N＝48N；
η η
（3）因为不计绳重和摩擦时F＝ （G+G动 ），所以动滑轮的重力：G动 ＝nF﹣G＝3×20N﹣48N＝12N，
又因为不计绳重和摩擦时 ＝ ＝ ＝ ＝ ，所以提重物的重力增加为68N时滑轮
组的机械效率： η
'＝ ＝ ＝85%。
η
答：（1）重物G上升的速度为0.04m/s；
（2）如果此时该滑轮组的效率为80%，则所提重物的重力为48N；
（3）如果所提重物的重力增加为68N，则匀速提升重物时，该滑轮组的效率为85%。
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：shop492842749.taobao.com
