简单机械（练习）（教师版）

专题14简单机械（练习）（教师版）

第一部分基础练习

一、选择题

1.下列工具在使用时属于费力杠杆的是（

9

A.铁皮剪刀B.理发剪刀C.树枝剪刀D.钢丝钳

2.如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点。自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在

水平位置平衡，该杠杆（）。

G

A.一定是省力杠杆；B.一定是费力杠杆；C.一定是等臂杠杆；D.以上情况都有可能

3.如图所示，在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中，要使调好的

杠杆重新在水平位置平衡，应在A处悬挂钩码的个数是（）。

A.一个B.两个C.三个D.四个

4.用细绳系住厚度不均匀的木板的。处，木板恰好处于静止状态，且上表面保持水平。

如图所示，两玩具车同时从0点附近分别向木板的两端匀速运动，要使木板在此过程始终保

持平衡，必须满足的条件是（）o

A.两车的质量相等；B.两车的速度大小相等；

C.质量较小的车速度较大；D.两车同时到达木板两端

5.如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，。为支点，物体A是边长为0.1m的

正立方体。当杠杆右侧挂一个重4N的物体B时;杠杆在水平位置平衡。此时物体A对水平

桌面的压强为300Pa。下列说法正确的是（）。

【”’”j'二..

JL由

A

A.物体A受到的支持力为2N；

B.物体A受到的重力为5N；

C.物体B向右移动1小格，物体A受到的拉力减小1N；

D.物体B向右移动1小格，物体A受到的支持力减小1N

6.如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于0点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力

F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（）。

A.动力臂逐渐变大；B.阻力臂逐渐变大；C.动力F保持不变；D.动力F逐渐减小

7.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做

的总功为W”机械效率为八；用乙滑轮所做的总功为心,机械效率为n2。若不计绳重与摩

擦，则（）。

//////////

A=nBnn

2;

c.w,<w2,n>>n2；D.w,>w2,n,>n2

8.如图所示的装置中，物体G重为100N,物体G-2重为10N,当不加外力时，的恰能

匀速下降。若在Gi上加水平向左的拉力（如图虚线所示），恰能让G匀速向左运动，则拉

力F为（不计拉绳的重及摩擦）（）。

-G

A.IONB.20NC.50ND.HON

9.如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体

以相等速度移动相同的距离.所用拉力分别是宿、殍、F,,这三个力作用点移动距离分别是

S,,&、S3,移动速度分别为g、%、V3,不计滑轮摩擦，贝U（）。

♦Fi

甲丙

A.FI：F2：F3=2:1:4>SI：S2：S3=2:1:4；B.FI：F2:F3=2:1:4>SI：S2：S3=2:4:1；

C.FI：F2:F3=2:4:KVI：V2:V3=2:1:4；D.FI：F2:F3=2:1:4>Vi：V2:V3=2:4:1

10.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不计，在物

体匀速上升的过程中（）。

A.甲图省力，机械效率甲图大；B.甲图省力，机械效率一样大;

C.乙图省力，机械效率乙图大；D.乙图省力，机械效率一样大

11.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提

升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是()o

A.绳子受的拉力F,和&大小相等，滑轮组的机械效率相同；

B.绳子受的拉力B和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同；

C.绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等；

I).绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等

二、填空题

12.如图所示，曲杆AOB可绕轴0转动，AO=BO,在A点挂一重为200N的重物，曲杆在

水平位置平衡时，向下的拉力F200N。(选填“大于”、“小于”或“等于”)

13.如图所示，有一块质量不计的长木块AB可绕。点无摩擦转动，且OA=lm,0B=3m,

在A端挂一个配重P,体重为400N的小明站在B点时，P对地面的压力为300N,则配重P

受的重力大小为__N,当小明向左走到距。点—m处时，P对地面的压力刚好为860N。

-~~~~—•——

14.如图所示，在竖直向上大小为10N力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已

知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦，则物体的重力大小和

滑轮上升的速度分别为和。

15.如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是,若滑轮的自重和摩擦不计，当分

别沿力3、R和F3方向匀速提起同一物体时，则&、F/、F3的大小关系是。

16.一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽

车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800N,则甲图中人拉动汽车的拉力至少

为,乙图中人拉动汽车的拉力至少为,其中比较省力的是一图。（绳与

滑轮间的摩擦不计）。

17.利用如图所示的滑轮组将一个重200N的物体，匀速提高5m,不计滑轮自重、绳重

及摩擦，绳子自由端施加的拉力F为N„若实际拉力F为60N,则实际拉力F所做的功

为J»

18.滑轮组将重500N的物体，举高80cm的过程中，机械效率为80%,则此过程中有用

功为—J;额外功为J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重N

当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为o

三、作图题

19.如图所示，杠杆在力乱、F2的作用下处于平衡状态，0为支点，L是力宿的力臂,

在图中画出B的力臂和动力件。

20.胶棉拖把的主要结构如图甲所示，使用时先将棉头浸泡于水中吸水，再拉动拉手,

使之绕0点转动，胶棉夹将棉头中多余水挤出后便可清理地板，请在图乙示意图中画出：

（1）动力R的力臂1.；

（2）作用在B点的阻力Fz。

四、实验探究题

21.在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆尺、支架、细线、质量

相同的钩码若干。

甲乙

（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向_

调。

（2）某同学进行正确的实验操作后，能不能根据图（甲）这一组数据得出探究结论？.

（填''能"或"不能”）。理由是。

（3）如图（甲）所示，杠杆在水平位置平衡.如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩

码，则杠杆（填“左”或“右”）端将下沉。

（4）如图（乙）所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉。当弹簧测力计逐渐向右倾斜

时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将（选填：“变

大，，、“变小”或“不变，，），其原因是：。

22.下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。

实验名称：测量滑轮组的机械效率

实验步骤：

（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。

（2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。

（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测

力计移动的距离S,将这三个量填入表格。

（4）算出有用功W"、总功\¥总、机械效率n并填入表格。

（5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据。

实验记录:

实验钩码重物体上升的高有用功拉力弹簧测力计总功机械效率

次数力G/N度h/cm移动的距离n

F/N

Ww/Js/cmWg/J

163.0018.002.389.0021.4284.0%

265.0030.002.4015.0036.0083.3%

368.0048.002.3624.0056.6484.7%

4610.0060.002.3530.0070.5085.1%

实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力

和高度无关。

请你评价小明和小红的实验报告。

(1)指出实验步骤中存在的错误和不足；

(2)从理论上分析说明他们实验结论的局限性。

五、计算题

23.利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1m/s的速度

匀速直线运动10s,整个过程中，滑轮组的机械效率为75机求：

(1)货物A在10s内移动的距离；

(2)这个过程中拉力F的功率；

(3)水平地面对货物A的摩擦力大小。

24.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg,在F=50N的拉力作用

下，货箱以0.lm/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2

倍.求：

（1）货箱的重力是多少？

（2）拉力F的功率是多少？

（3）货箱运动了Imin,克服摩擦所做的功是多少？

（4）此滑轮组的机械效率是多少？

第二部分提高练习

一、选择题

1.（2020•咸宁）下列的工具中，在使用时可以省距离的是（）。

2.（2020•凉山）在如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（）。

3.（2020•河南）在图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（）

A.瓶盖起子B.食品夹C起钉锤I）.核桃夹

4.（2020•安顺）撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒

撬动大石头的情景，撬棒上0点为杠杆的支点。下列分析正确的是（）。

A.此时撬棒为等臂杠杆;

B.应用此撬棒的主要目的是省力;

C.力F的作用点靠近0点会更省力;

D.应用此撬棒的主要目的是省距离

5.（2020•龙东）下图是杠杆原理在生活中的应用，能省距离的是（）。

A.色羊角锤起钉子B.用撬棒撬石头C.用启子起瓶盖D.用钓鱼竿钓鱼

6.（2020•宜昌）如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成个杠

杆，关于这个杠杆下列说法正确的是（）。

A.手握的位置靠近把手末端时更费力;

B.砖头的位置远离车轮时抬起更省力;

C.轮子的中心是杠杆的支点；

D.图中拉力厂大于重力G

7.（2020•宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是

（）。

A.任何机械设备的效率总小于1；

B.减小机械内部摩擦可以提高其效率；

C.提高机械设备的效率可以节能减排；

D.用机械设备做功越快，其效率越高

8.（2020•长沙）罗老师用加装了杠杆装置的压缩空气引火仪来演示实验，她将一小团

硝化棉放入厚玻璃筒内，握住杠杆的A端迅速向下压,棉花被点燃，下列说法正确的是（）。

A.该杠杆是费力杠杆；

B.该杠杆是省力杠杆；

C.向下压活塞时，将内能转化为机械能：

D.在B点竖直向下压比在A点竖直向下压省力

9.（2020•达州）一轻质不等臂杠杆4龙的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块，此

时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中，如图所示。己知:

夕水=1.0xl()3kg/m3,0铝=2.7xl03kg/n?,=8.9x103kg/m\则下列判断正确的

是（）o

A.4端下降B.6端下降C.仍然平衡D.无法判断

10.（2020•山西）如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材

设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下

列分析正确的是（）»

A.甲方式可以省力；

B.乙方式不能改变力的方向；

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

11.（2020•东莞）在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组

把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（）。

A.绳子自由端被拉下了10m；B.这个滑轮组能省距离;

C.这个滑轮组能省力；D.这个滑轮组能省功

12.（2020•广州）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳

长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（）。

A.甲的机械效率比丙的大;

B.乙、丁的机械效率相同；

C.使用丙提升物体M时省力；

D.实验测得的数据无法算出机械效率

13.（2020•黄石）如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用100N的拉力E在

10s内把重150N的重物G提升4m,则此过程中（）»

A.该滑轮组的效率为75%B.他做的总功为1200J

C.他做的有用功为800JD.他对滑轮组做功的功率为60W

14.（2020•天门）如图所示，用滑轮组提升重物，此时测力计示数为680N。已知人的

质量为50kg,每个滑轮的重力为20N,不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）。

A.人的拉力大小为340NB.物体的重力为420N

C.滑轮组的机械效率为61.8%D.人能够拉起的最大物重为980N

15.（2020•凉山）关于功率、机械效率，下列说法正确的是（）。

A.做功越多的机械，其功率就越大；

B.越省力的机械，其功率就越小；

C.做功越慢的机械，其机械效率就越低；

I）.有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高

16.（2020•咸宁）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均

为0.5m,滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分

析正确的是（）。

动滑轮的重力为5N；

该滑轮组的机械效率可以达到100%;

C.滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少;

D.每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J

17.（2020•随州）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速

提升1m,此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg）,小明对此工作

过程及装置作出了以下论断：

①动滑轮重为200N；

②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J；

③重物匀速上升过程中，它的机械能增大；

④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到

90%

关于小明的以上论断（）。

A.只有①③正确；B.只有②③正确；C.只有①②③正确；D.①②③④都正确

18.（2020•丹东）如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端,

沿斜面向上的拉力F=6N,斜面长s=1.2m、斜面高/?=O.3rn。下列说法正确的是

C.物体受到的摩擦力为2.25ND,斜面的机械效率为37.5%

二、填空题

19.(2020•广州)如图所示，以硬尺上某位置为支点0,在尺上挂一重3N的物体M,

尺在竖直向上的拉力尸作用下保持水平静止，尺的质量不计。

(1)。在_____dm刻度线处;

(2)画出厂的力臂人

20.(2020•黑龙江)在”探究杠杆平衡条件”的实验前，如图甲，杠杆不在水平位置

平衡，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向移动。实验中，如图乙，在A点

用弹簧测力计施加一个竖直向上的力，在B点施加一个最小为N的力，才能使杠杆

在水平位置重新平衡。

21.(2020•随州)小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计

和若干个重均为0.5N的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答

下列问题：

(1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是一；

(2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：“公X

/产KX%"，你认为是否合理，并说明理由：______；

E/NZi/cm月/NL/cm

2634

（3）某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆应用与此图中杠杆类型相

同的是（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）:

（4）在上图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移

动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过_____cm。

22.（2020•齐齐哈尔）小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m,若不计

绳重和摩擦，所用的拉力是250N.此过程中绳端移动的距离为m,滑轮组的机械效

率是O

23.（2020•临夏）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向

匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为W,

滑轮组的机械效率为o

24.（2020•武威）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向

匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为

______W,滑轮组的机械效率为______。

25.（2020•南京）如图所示，物体重210N,动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物

体匀速提升3m,用了10s,此过程中有用功是J,拉力的功率是W,滑轮的机

械效率是_____,克服动滑轮重所做的额外功占总功的%»

26.（2020•淮安）如图所示，小明用100N竖直向上的力F,将重为150N的物体，在

时间5s内匀速提升1m。在此过程中力F做功的功率为W.滑轮的机械效率为。

27.（2020•扬州）如图，“测动滑轮机械效率”时必须沿方向匀速向上拉动弹

簧测力计。钩码重为1N,弹簧测力计的示数为N,动滑轮的机械效率是。

28.（2020•营口）如图所示是小娜测量滑轮组的机械效率的实验装置，每个钩码重

INo实验时小娜沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升12cm,用时4s,弹簧测力

计示数如图所示，不计绳重及摩擦，则装置中动滑轮重是______N,拉力做功的功率是

W,滑轮组的机械效率是。（计算结果精确到0.1%）

三、作图题

29.（2020•扬州）如图，在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力F及对应的力臂1。

30.（2020•营口）如图甲所示是一种红酒开瓶器，图乙是其简化的示意图，0是支

点，工是瓶塞作用在6点的阻力。请在图乙中画出阻力臂4,并画出作用在｛点的最小动

力耳及动力臂4。

乙

31.（2020•朝阳）图甲是自行车手闸，其中部分可视为杠杆，。为支点，刹车线

对4点的拉力为阻力其简化示意图如图乙。请在乙图中画出:

（D阻力的力臂心；

（2）刹车时，作用在杠杆力帆上的最小动力1

32.（2020•丹东）如图，0点是轻质杠杆4加的支点，杠杆上的。点受到阻力E的作

用。若使杠杆在图中所示位置静止，请在杠杆上画出所要施加的最小动力E的示意图，并

画出动力臂为和阻力臂12.

四、实验探究题

33.（2020•丹东）在“探究杠杆平衡条件”实验时，实验中所用钩码的质量均为

50g。

y

O

O

O

O

O

Q

（D实验前，应先调节杠杆在水平位置平衡。若向右调节杠杆两端的______时，可使

杠杆在水平位置平衡，则调节前，杠杆一（选填“左”或“右”）端偏低；

（2）如图甲，当在杠杆左侧第2格处挂6个钩码，在右侧第3格处挂一个钩码（图中

右侧钩码未画出）的时候，杠杆在水平位置平衡。此时，若将杠杆左右两侧所挂的钩码各

向远离支点。的方向移动1个格，则杠杆（选填“左”或“右”）端将下降；

（3）如图乙，当在杠杆左侧第2格处挂4个钩码，在杠杆的右侧用竖直向下的拉力，,作

用时，杠杆在水平位置平衡。若使杠杆继续在水平位置保持平衡，将拉力方向旋转到图中

虚线位置时，拉力下的力臂将，拉力厂的大小将_（两空都选填“变大”、“变

小”或“不变

34.（2020•广元）如图所示是小王“探究杠杆的平衡条件”的装置，每个钩码重为

0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为0-5N。

（1）将该装置置于水平桌面上，静止时处于甲图所示状态。为使杠杆在水平位置平衡，

小王应将杠杆右端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）移，这样做的好处是便于直

接测量______o

（2）乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在4点下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持

水平平衡，则需将6点的钩码向右移动格。

（3）丙图中杠杆每个小格长度均为5cm,在。点竖直悬挂4个重为0.5N的钩码，当在

〃点用如丙图所示动力少拉杠杆。使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为cm,动力F

为一一N。

35.（2020•东营）学习了“滑轮组的机械效率”后，某兴趣小组对“斜面的机械效率

与哪些因素有关”这一课题产生了浓厚兴趣，他们猜想，斜面作为一种简单机械，它的机

械效率可能与斜面的倾斜程度有关。为此，实验室提供了如下器材：长木板、垫木（长宽高

之比为1：2：4）、木块（带钩）、天平、弹簧测力计、停表、刻度尺、细线，请根据需要选择合

适的器材，完成以下题目

（1）实验目的:

⑵实验器材:

（3）实验步骤：______

（4）分析与论证：

（5）交流与评估：

36.（2020•威海）如图所示，用滑轮组提升物体，已知滑轮质量均为2kg,物体重100N,

绳子能承受的最大拉力为50N。请画出绳子的正确绕法，并在绳的末端标出力的方向。（不

考虑绳重及摩擦）

37.（2020•河北）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，

如：—。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）

小明做了如下猜想：

猜想1：与斜面的表面材料有关；

猜想2：与斜面的倾斜程度有关；

猜想3：与物体受到的重力大小有关。

小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表

面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如

表。

实验序号123456

斜面倾角0000ot(0,>02)02(02>0

1)

斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板

物块重G/N2.02.04.06.02.02.0

沿斜面拉力F/N1.351.522.704.051.521.70

回答下列问题：

(1)通过对比实验—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1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，_；

(3)为验证猜想3,小明做了实验—(填写实验序号)，分析实验数据后，小明认为

这几次实验省力情况相同，依据是

【拓展】完成实验后，小明沿斜面用L8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速

拉到了顶端。已知斜面长L2m、高0.3m,则斜面的机械效率是虬(把重物直接提升0.3m

所做的功作为有用功)

38.(2020•黑龙江)提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效

率”实验装置如图(每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重)。

(1)实验中应拉动弹簧测力计。

(2)实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下.

装置钩码重/N钩码上升的高度/m弹簧测力计示数/N绳子自由端移动的距离/m

a20.11.50.2

b20.11.00.3

C50.12.00.3

计算出a组实验的：有用功J,机械效率o

(3)比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：n,q2.若提升相同物重到相

同高度，与a装置相比，b装置的优势是。

比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：八n2,影响它们机械效率高低的

因素是o

ab

五、计算题

39.(2020•潍坊)疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。

用细绳系在轻杆的0点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量0=10kg的重物，在8端竖

直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知10长1.5m,仍长0.5m,大壮质量版=56kg,g取

10N/kg,求此时:

(1)大壮对杆的拉力大小;

(2)地面对大壮的支持力大小。

40.(2020•天水)在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情

景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在20s内将450N的材料

提升了10m,(不计绳重和摩擦,g=10N/kg)。求：

(1)拉力的功率是多少？

(2)提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？

(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？

41.(2020•龙东)如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s

的速度匀速向上运动了5s,人对绳子向下的拉力为300N。求：

(1)物体上升的高度；

(2)滑轮组的机械效率；

(3)拉力的功率。

42.(2020•荆州)为了进一步理解所学知识，朝阳中学物理兴趣小组组装了如图所示

的装置。一辆质量为0.3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滑动摩

擦力为2N,一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后

固定在。点，两滑轮质量都为0.05kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为

0.2kg的物体以0.lm/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考

虑空气阻力，求：

(1)细绳的拉力A

(2)滑轮组的机械效率〃：

(3)玩具电动小车牵引力的功率A

43.(2020•南通)如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2x10'N的重物匀速吊起2m

时，滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg。

(1)求提升重物做的有用功；

(2)求绳端的拉力；

(3)若动滑轮的质量为40kg,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。

44.(2020•苏州)科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画

出简图(如图)进行研究。若爷爷质量m人=60kg,奶奶用F=240N的拉力将爷爷匀速拉升

到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s=6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。

求：

(1)奶奶所做的功；

(2)动滑轮(含座椅)的质量;

（3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）.

45.（2020•达州）如图所示，物体A重200N,圆柱形容器底面积为400cm\内盛有

足够深的水。用图中的滑轮组（定滑轮用轻质细杆固定在水平地面上）将浸没在水中的物

体A匀速提出水面，当物体A浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率为80虬不计绳

重、摩擦及水的阻力，物体A不吸水、不沾水，=1.0x103kg/m3

夕物=5.0xl03kg/n?,酢10N/kg。求:

（1）物体浸没在水中时受到的浮力;

（2）物体完全提出水面后，水对容器底减小的压强;

（3）物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率。（小数点后保留一位数字）

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参考答案

第一部分基础练习

一、选择题

1.【答案】Bo

【解析】A、剪铁皮的剪刀在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

B、理发剪刀在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。

C、树枝剪刀在使用时;动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

I）、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选B。

2.【答案】D。

【解析】B点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，

所以此时杠杆可能省力，可能费力，可能既不省力也不费力.故ABC不符合题意，I）符合

题意。故选D。

3.【答案】Co

【解析】设每个钩码的重力是C,杠杆每格的长度是L,

由图示可知，左边动力F动=2G,动力臂L,‘=3L,阻力臂L时=2L,

由杠杆平衡条件得：F.^XL^FmXLm,即2GX3L=FmX2L,

解得FB!=3G,则在B处应挂3个钩码。故选C。

4.【答案】D«

【解析】木板原来是平衡的，两玩具车同时从0点附近分别向木板的两端匀速运动，若

保持木板平衡根据杠杆的平衡条件：GL=GL,

5

根据y=—可得L=vt,则有：nhVit=nhV2t,即：niiVi=m2V2,

A、两车的质量相等，速度不同则不能平衡，故A错误。

B、车的速度大小相等，质量不同不能平衡，故B错误。

C、须满足Gt/G右与两端距支点距离LML左相等才能平衡，故C错误。

D、质量较小的车速度较大，故D正确。故选D。

5.【答案】BD.

【解析】A、此时物体处于静止状态，其对地面的压强是300Pa,其底面积是0.01m,故

此时物体对地面的压力是：F=PS=300PaX0.01m=3N；

由于此时物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，故大小相

等，故此时物体A受到的支持力是3N,即该选项错误。

B、据杠杆的平衡条件知，此时杠杆对A的拉力是F拉，故

Fj4A/X2

故%=-JLJL=------=2M由于此时的Ffi=G-F支，故G=F拉+F支=3N+2N=5N。故该

〃4

选项正确。

C、当物体B向右移动一个小格，此时符合杠杆的平衡条件，即

%=£p/f里=空4A/一X3=3",故此时物体A受到的拉力增大1N,故该选项错误。

44

D、据上面的分析不难看出，此时物体A受到的拉力增大1N,即此时物体A受到的支持

力减小1N,故该选项正确。故选BD。

6.【答案】A,

【解析】因为动力F始终与杠杆垂直，所以动力臂不变，故CD错误。

将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,阻力G的力臂变大，而阻力不变，动力臂不变，根

据杠杆平衡条件FL=FL可知，动力F变大.故A正确，B错误。故选A。

7.【答案】Co

【解析】根据总功等于有用功加上额外功，由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，所以

利用乙滑轮做的额外功多，可以比较出两种情况的总功大小：再根据两种情况的有用功相

同，利用77=区即可比较出二者机械效率的大小。

%

因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用

功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高；因

为乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。

即MVWz,所以C选项正确。

8.【答案】B.

【解析】当小不加外力时，因为。匀速下降，根据定滑轮的特点可知，Gi受到的摩擦

力f=G2=10No

当G受到拉力水平向左匀速运动时，摩擦力的方向虽然变了，但大小不变，所以拉力

F=f+G2=10N+10N=20N。故选B。

9.【答案】B。

【解析】由图可见，本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功，假设物体与水平面的摩擦

力f,物体移动的速度为v0,运动的时间为t,则对这三个图分析可得：

（1）甲图：滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二

力平衡，此时拉力％=f;拉力的作用点移动的速度vi=v0,作用点移动的距离Si=v°t。

（2）乙图：滑轮为动滑轮，因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，省一

半的力，所以根据二力平衡，此时拉力外=；/；但是费2倍的距离，拉力的作用点移动的

速V2=2VO,作用点移动的距离S2=2vot«

（3）丙图：滑轮为动滑轮，拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是个费力杠杆，费2

倍的力，省2倍的距离，因此Fo=2f,

拉力的作用点移动的速度为=《用，作用点移动的距离邑=；的；

综上分析可知：①Fi：F2：F：尸f：If：2f=2：1：4；

2

==

②Vi：\，2：v：｛vo：2vo：v（>2：4：1；

2

③Si：S：S3=vt：2vt：-vt=2：4：1o故选B。

2oo20

10.【答案】Bo

【解析】分析左图可知，n=3,则s=3h,因为摩擦力可以忽略不计，所以耳=g（G+G动）,

G

7

W以G+G动

（2）分析右图可知，n=2,则s=2h,因为摩擦力可以忽略不计，所以

鸟=；（G+G动），

小二G=里,由此可知：F,<F2,r=n2,所以甲图省力，机械效率一样

G+G动爆

大。

11.【答案】Co

【解析】由图可知，甲滑轮组n=2，乙滑轮组n=3,；货物重相同，故耳=；G,居=；G；

甲图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的2倍，乙图中，绳子自由端移动的距离是物

体升高h的3倍，所以，两个力对物体做功相同（忽略绳重及摩擦）。

二、填空题

12.【答案】大于。

【解析】；OD<OA,根据杠杆原理：GX0A=FX0D,所以F>G=200N。

故答案为：大于。

13.【答案】1500；1.6。

【解析】（1）当配重P对地面的压力为300N时,配重对杠杆的拉力FQGP-F”；；

由杠杆的平衡条件，XOA=GAXOB,

可得，Gp="XG人+G„=—X400N+300N=1500N;

OA'Im

(2)当P对地面的压力是860N时，则配重对杠杆的拉力，F*=G「F瓜=1500N-860N=640\,

此时人位于B'点，如下图:

F<X0A=G。

4AXOB*,OB'=04="O'xlm=16m

F人400N

故答案为：1500；1.6。

14.【答案】5N、0.lm/so

【解析】根据题干中图可知：该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知:

F=2G=10N,则G=5N；

F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故重物A上升速度为0.2m/s,F上升的速度

就是0.lm/s«

故答案为：5N、0.lm/so

15.【答案】乙;FI=F3>F2。

【解析】不计摩擦和动滑轮重；用风的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省

力，故F产G。

用R的力提升重物时，用的是动滑轮：根据动滑轮能够省一半的力，故F产手

用F,的力提升重物时，用的是定滑轮：根据定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故R,=G。

故答案为：乙；FFF3>F2»

16.【答案】800N、400\、乙。

【解析】使用一个动滑轮可以省一半的力，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。

甲图滑轮为定滑轮，F=f=800N；乙图滑轮为动滑轮，F=§=400N,比较省力的是乙图。

故答案：800N,400N,乙。

17.【答案】50、1200o

【解析】由图知，承担物重的绳子股数『4。

(1)不计滑轮自重、绳重及摩擦，拉力F=gc=]x200N=50N。

44

(2)拉力端移动的距离s=4h=4X5m=20m,

实际拉力做功：W=F's=60NX20m=1200J»

故答案为：50.1200•

18.【答案】400、100、125、76.2%,

【解析】Mfllu,=Gih=500XX0.8m=400J,W&A

Wsi=W,S1-Wn)fl,=500J-400J=100J,

上幽=125N；

h0.8m

Wfiitj2=G2h=400NX0.8m=320J,

W总2=Wmiu+W«=320J+100J=420J,

八胪鬻=762%.

故答案为：400、100、125、76.2%。

三、作图题

19•【解析】过支点。作垂直于&作用线的垂线段，即必过L的末端作用垂直于h的

动力，即如图所示。

20.【解析】由图可知,支点为0,由0点向力R的作用线引垂线,作用出其力臂L如

图：阻力B的作用点在B点，方向斜向下，阻力区的示意图如图:

四、实验探究题

21.【答案】（1）左；（2）不能；实验次数太少，得出的结论具有偶然性；（3）左；

（4）变大；其力臂变小。

【解析】（1）杠杆右端下沉，左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动。

（2）用实验来探究物理规律时，要采用多次实验，用多组实验数据来总结实验结论，

实验结论具有普遍性，如果只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性，所以不能用一

次实验数据总结实验结论。

（3）设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果在图甲中杠杆两侧各去掉一个

相同的钩码时，

杠杆的左端：3GX3L=9GL,杠杆的右端：2GX4L=8GL,所以杠杆的左端力和力臂的乘积

大于右端的乘积，所以杠杆左端下沉。

（4）乙图中，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为0C,弹簧测力计向右倾斜拉

杠杆，拉力的力臂小于0C,拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。

故答案为：（1）左；（2）不能；实验次数太少，得出的结论具有偶然性；（3）左；（4）

变大；其力臂变小。

22.【解析】（1）①表中有用功W,=Gh和总功W&=FS的计算值都是错误的，原因在于

计算时，物体上升的高度和测力计通过的距离均以cm为单位，在计算时没有换算成国际单

位m。

②在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时，应改变提升的物体重力大小，由次中数

据可知，小明和小红没有改变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率大小与提升物体重

力的关系。

（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，要控制物体的重力相同，为使

结论具有普遍性，应换用不同的滑轮组多次实验；原实验只使用了一个滑轮组做了实验。

研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，使用不同的

滑轮组做实验，而原实验没有改变物体的重力用只使用了同一滑轮组做实验。

故答案为：（1）有用功和总功计算错误；在研究滑轮组机械效率与物体的重力关系时,

小明和小红没有改变提升物体的重:力大小；（2）研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关

系时，原实验只使用了一个滑轮组做了实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系

时，原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。

五、计算题

23.【解析】（D根据v=旦可知货物A在10s内移动的距离:sA=vAt=0.lm/sX10s=lm；

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