简单机械 5年（2018-2022）中考1年模拟物理分类汇总（北京版）（带答案）

专题11简单机械

黑〉5年中寿真叱

1、（2022•北京•T15）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的

力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工

人体重为600N,货物重为900N,货物与地面的接触面积为O.ln?,动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重

和摩擦，下列说法正确的是（）

A.第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N

B.第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa

C.第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%

D.第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W

【答案】ABC

【解析】

A.工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，绳子也在用200N的力竖直向下拉工人，所以工人对水平

台面的压力为

FR=G人+F拉=600N+200N=800N

故A正确;

B.由于滑轮组上承担重量的绳子股数”=3,每股绳子受到的拉力为200N,所以货物和动滑轮受到绳子的

拉力为

心拉=3x200N=600N

由于动滑轮重为100N,所以货物受到的拉力为

心拉=600N-1()ON=5OON

由于货物重为900N,所以货物对地面的压力为

我压=G货一/拉=900N-500N=400N

货物与地面的接触面积为0.In?,所以货物对地面的压强为

替压器—a

P

故B正确;

C.第二次拉绳子时，绳子自由端的拉力为

G^=900N1100N=1000N

333

滑轮组的机械效率为

GhGhG900N

nxl00%=90%

FsFx3hFx3I。。。NX3

3

故C正确;

D.货物以0.09m/s的速度匀速上一升，绳子移动的速度为

“绳=3丫货=3x0.09m/s=0.27m/s

工人拉力的功率为

__WFs厂1000_____._____

P=——=—=Fv=----Nx0.27m/s=90W

tt3

故D错误。

故选ABCo

2、（2021•北京・T6）图示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（）

A.HZ»B.夕夕筷子

【答案】B

【解析】

A.园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意;

B.筷子使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；

C.瓶盖起子使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意;

D.核桃夹使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。

故选B«

3、（2021•北京•T15）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A,滑轮组绳子自由端在拉力F

作用下竖直匀速移动了12m,同时物体A被竖直匀速提升了4m,用时40s,滑轮组的额外功是400J。下列

说法中正确的是（）

A.动滑轮所受的重力为100N

B.物体A上升的速度是0.3m/s

C.拉力尸的功率是100W

D.滑轮组的机械效率是90%

【答案】CD

【解析】

A.物体A被竖直匀速提升了4m,滑轮组的额外功是400J,动滑轮自重及摩擦力一共为

G=%±="2I=100N

息h4m

则动滑轮自重小于100N,故A错误；

B.物体A上升的速度是

s4mC,

v=-=-----=0.1m/s

t40s

故B错误；

C.所受重力为900N的物体A,匀速移动了12m,拉力做的有用功为

W“川=G/?=900Nx4m=3600J

拉力做的总功为

w,=w"川+W■*=3600J+400J=4000J

拉力F的功率是

P工逊=ioow

40s

故C正确;

D.滑轮组的机械效率是

〃=x100%=x100%=90%

4000J

故D正确。

故选CD。

4、（2020•北京•T20）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子

自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过支架过程中滑轮组的机械效率为90%。己知物体A重

540N,该工人重500N,两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦,关于该过程，下列说法正确的是（）

A.绳子自由端受到竖直向下的拉力为200N

B.绳子自由端拉力的功率为120W

C.该工人对地面的压力为200N

D.支架受到滑轮组拉力为960N

【答案】BCD

【解析】

A.滑轮组的动滑轮绕2段绳，滑轮组的机械效率

Gh_G

，1=V^~~Fs~F^2h~^2F

故A错误；

B.绳子自由端的速度

v绳=2v物=2x0.2m/s=0.4m/s

绳子自由端拉力的功率为

wFv

P=y=y=Fv=300Nx0.4m/s=l20W

故B正确；

C.地面对工人支持力

F/=G-F=500N-300N=200N

由力的作用相互性可知工人对地面的压力等于地面对工人的支持力，即

Fu；=F±=200N

故C正确；

D.不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力

~(G+Gm)

G,产2-i.,-G=2x300N-540N=60N

支架受到滑轮组的拉力为

F支菜=3尸+G动=3x300N+60N=960N

故D正确。

故选BCD。

5、（2020•北京•T3）如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是（

【答案】D

【解析】

A.羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意;

B.核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意;

C.园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意;

D.食品夹在使用的过程中，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆，符合题意。

故选Do

6、（2019•北京•T5）图所示的用具中，在使用时属于费力杠杠的是

【答案】A

【解析】

A.筷子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故符合题意；

B.瓶盖起子的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意；

C.撬棒的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意；

D.核桃夹的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意.

7、（2019•北京・T20）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图

线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，己知物体的质量为450g,所用动滑轮的

质量为50g,绳子自由端的拉力F为1.3N,g取10N/kg.在0~2s的过程中，下列说法中正确的是

A.绳子自由端移动的速度为5.0cm/s

B.拉力F的功率为0.26W

C.有用功为0.45J

D.滑轮组的机械效率为90%

【答案】BC

【解析】

q40cm

A.如图线a所示，绳子自由端移动的速度：r=-=——=20cm/s=0.2m/s,故错误；

t2s

B.拉力F的功率为：尸=尸『=1.3Nx0.2m/s=0.26W,故正确；

C.如图线b所示，有用功为：/=Gh=谢=0.45kgx10N/kg*0.1m=0.45J,故正确；

Wo45T045T

D.滑轮组的机械效率为：7=—x100%---x100%=----二^——x100%«86.5%,故错误.

心Pt0.26Wx2s

8、（2019•北京•T26）如图所示，杠杆水平平衡.杠杆可在竖直平面内绕固定点。自由转动，其上相邻刻

线间的距离相等，若在杠杆上A点挂2个重均为0.5N的钩码,在B点挂4个重均为0.5N的钩码，杠杆

（选填"能"或"不能"）保持水平平衡.

【答案】不能

【解析】

根据杠杆平衡条件:FI/I=F2/2,进行计算，设杠杆每一个小格长度为I,左端:Fi/i=2xO.5Nx3/=3/,右端：

f2/2=4x0.5Nx2=4/,FdiWF况,因此杠杆不能平衡.

9、（2018•北京•T25）小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距

离相等.如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向—（选填"左"或"右"）端调节.杠

杆水平后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂一个

钩码.

OB

：3

,w

【答案】(1).右(2).3

【解析】

如图甲所示,杠杆左端偏低，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向右端调节.

杠杆水平后,在杠杆上的A点悬挂了2个钩码;

设每个钩码重为G,每格的长度为L,根据杠杆的平衡条件得:

2Gx3L=nGx2L

解得:-咨=3

Gx2L

所以为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂3个钩码.

点睛：重点是杠杆平衡条件的应用，要清楚杠杆的平衡条件应用时，两等式两边的长度单位一样即可，但

求功的时候，单位必须为米.

10、(2022•北京•T27)俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。

图23甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，她的身体与地面平行，可抽象成如图23

乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在。点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体

重为75ON,04长为Im,OB长为1.5m。

(1)图23乙中，地面对手的力Fi与身体垂直，求Fi的大小;

(2)图24所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时她的身体姿态与图23甲相同，只是身

体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力尸2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明危与B的大

小关系。

【答案】(1)500N；(2)<

【解析】

解：(1)如图1所示，。为支点，重力的力臂为弧Q的力臂为心

FIIB=GIA

可得

a-OON

lB1.5m

(2)小京手扶栏杆时抽象成的杠杆模型如图2所示，。为支点，重力的力臂为“，B的力臂为

根据杠杆平衡条件

F2lB'=GlA'

可得

B

由图可知

IA'<IA,IB'=IB

所以

F2<F\

一、多选题

1.（2022•北京•清华附中三模）用如图甲所示的动滑轮提升一批建筑材料，工人竖直向上拉动绳子的自由端

将建筑材料以0.1m/s的速度匀速提升，此过程中，作用在绳子自由端的拉力F所做的功W随时间，的变化

关系如图乙所示，已知这批建筑材料的总质量为70kg,绳重和滑轮的摩擦可忽略不计，g取10N/kg。下列

说法中正确的是（）

A.绳子自由端拉力做功的功率为80WB.绳子自由端的拉力F大小为40N

C.动滑轮对重物的拉力做功功率为70WD.该滑轮提升这批建筑材料的机械效率为87.5%

【答案】ACD

【解析】

A.由户=7及图乙可得，绳子自由端拉力做功的功率为

cW8xlO3J

〃=—=----------=80W

t100s

故A正确；

B.由题意可知，建筑材料的提升速度为xO.lm/s,因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的移动速度

为

/=2x2xO.lm/s=O.2m/s

故由P=Fv可得，绳子自由端的拉力为

F=P=Jow=4OON

v0.2m/s

故B错误;

C.由题意可知，建筑材料的总质量为〃?=70kg,故由G=〃吆可得，建筑材料的重力为

G=/??^=70kgxl0N/kg=700N

因建筑材料处于受力平衡状态，故由二力平衡可知，动滑轮对重物的拉力为

FA；=G=700N

故由P=Fi，可得,动滑轮对重物的拉力做功功率为

PA；=FA>v=700Nx0.1m/s=70W

故C正确;

D.由题意可得,该滑轮提升这批建筑材料的机械效率为

«=—1x100%=—X1OO%=—xlOO%=-^^-xlOO%=87.5%

W&2Fh2F2x400N

故D正确。

故选ACD,

2.（2022•北京东城•二模）用如图所示的滑轮组提起物体A,当卷扬机用500N的力拉钢丝绳，使物体A在

10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为80%。下列判断正确的是（）

卷扬机

n

J

A.物体A的重力为1200N

B,动滑轮的重力为300N

C.卷扬机做的总功为1500J

D.卷扬机做总功的功率为120W

【答案】AC

【解析】

CD.由图知，承重绳子股数〃=3,卷扬机拉力端移动的距离

s=3〃=3xlm=3m

卷扬机做的总功

WQ=FS=500Nx3m=l500J

卷扬机做功的功率

故C正确；故D错误；

A.由〃=之警、100%可得有用功

%用=〃卬总=80%x1500J=1200J

由W向=G〃uJ得物体的重力

G=^!L=1^2£=12OON

hIm

故A正确；

B.若忽略绳重和摩擦，拉力

F=；（G+GG

则动滑轮的重力

G动=3尸一G=3>500N-1200N=300N

但题目中缺少条件“忽略绳重和摩擦”，则动滑轮的重力不等于300N,故B错误。

故选AC。

3.（2022•北京平谷•二模）图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力尸作用下，使重900N

的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m,绳自由端匀速竖直向下移动了2m。在这个过程中，拉

力/为500N。贝I］（）

A.滑轮组做的有用功为500J

B.拉力厂做功的功率为100W

C.动滑轮重为100N

D.滑轮组的机械效率为90%

【答案】CD

【解析】

A.滑轮组做的有用功为

#瞅

W(i=G/0O0J

故A不符合题意；

B.拉力厂做的功为

IV=E?=500N?2m=l(XX)J

功率为

P=^=12221OW

t5s=2O

故B不符合题意；

C.由图得

〃=2

当不计绳子重和摩擦力时，由

n

得动滑轮重为

G『nF_G物=2?500N-900N=100N

故C正确；

D.滑轮组的机械效率为

$100%=900J

7=xl00%=90%

1000J

故D符合题意。

故选CD,

【答案】AD

【解析】

A.食品夹的支点在尾端，手的动力作用在夹子的中间，而阻力作用在前端，阻力臂大于动力臂，根据杠杆

平衡条件，动力大于阻力，属于费力杠杆，故A符合题意；

B.核桃钳的支点在前端，核桃在中间，手的作用力在尾端，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力

小于阻力，属于省力杠杆，故B不符合题意；

C.羊角锤的支点在锤与木板接触点，钉子的阻力在锤子的羊角口，手的动力作用在锤柄处，动力臂大于阻

力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故c不符合题意；

D.筷子的支点在尾端，手的动力作用在筷子的中间偏向尾端，而阻力作用在前端，动力臂小于阻力臂，根

据杠杆平衡条件，动力大于阻力，属于费力杠杆，故D符合题意。

故选AD。

5.（2022•北京朝阳•二模）为了将放置在水平地面上重为150N的物体提升到高处，小阳设计了如图甲所示

的滑轮组。小阳用竖直向下的拉力尸拉绳，拉力F随时间的变化关系图像如图乙所示，物体上升的高度〃

随时间f变化的关系图像如图丙所示。若物体与地面的接触面积为5xl0-2m2,不计绳重和摩擦。下列说法中

正确的是（）

A.动滑轮受到的重力为50N

B.在O~ls内，物体对地面的压强为800Pa

C.在2s内，拉力厂做的功为250J

D.在2~3s内，滑轮组的机械效率为83.3%

【答案】BC

【解析】

A.由丙图可知，物体在2~3s内做匀速直线运动，由乙图可知，此时绳子的拉力

F=80N

对滑轮组受力分析得

2F=G物+G动

所以动滑轮的重力为

G.=2F-G^F2X80N-150N=10N

故A错误;

B.由乙图可知，在O~ls内，绳子的拉力

F=60N

把滑轮和物体看作一个整体，受力分析得

2F+F文存+G而

根据力的作用是相互的原则，可得物体对地面的压力

F^=G^+G/>2F=150N+10N-2X60N=40N

所以，物体对地面的压强为

F40N

=800Pa

-5xlO-2m2

故B正确;

C.由乙图可知，在2s内，绳子的拉力

F=100N

由丙图可知，物体上升高度

/?=1.25m

连在动滑轮上的绳子股数

n=2

所以，绳子移动的距离为

5-n/?=2xl.25m=2.5m

可得，拉力尸做的功为

W=Es=100Nx2.5m=250J

故c正确;

D.由乙图可知，在2~3s内，绳子的拉力

F=80N

滑轮组的机械效率为

片业X1oo%=X100%=冬X100%=150NX100%=93.75%

%FsnF2x80N

故D错误。

故选BCo

6.（2022•北京石景山•二模）用图甲所示的装置提升重为880N的物体A,动滑轮重为120N。卷扬机对绳子

的拉力厂所做功随时间变化的图像如图乙所示，物体A在4s内匀速竖直上升了2m。关于此过程，下列结

果正确的是（）

A.物体A上升的速度lm/s

B.拉力尸的大小为550N

C.4s内动滑轮对物体拉力所做的功为1760J

D.此滑轮组提升物体A的机械效率为88%

【答案】BC

【解析】

A.由v=±知道，物体A上升的速度为

v=—=——=0.5m/s

t4s

故A错误；

B.由图知道，滑轮组绳子的有效股数

/1=2

由于物体A在4s内匀速竖直上升了2m,所以，拉力端移动距离

5=2/?=2x2m=4m

由图像知道，4s内卷扬机对绳子的拉力厂所做的总功是2200J,由W=A知道，拉力大小

F=^=2200J=55（）N

s4m

故B正确；

C.4s内动滑轮对物体拉力所做的功为卷扬机所做有用功，大小是

W^=G/?=880Nx2m=1760J

故C正确；

D.由图像知道，4s内卷扬机对绳子的拉力F所做的总功是2200J,故滑轮组的机械效率

7=—x100%=^^x100%=80%

%2200J

故D错误。

故选BC,

二、单选题

7.（2022•北京市第三十五中学三模）体重为700N的工人用图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运

送中，工人在20s内将质量为40kg的建材竖直向上匀速提升了5m,滑轮组的机械效率为80%。若两个滑

轮的质量相等，g取10N/kg。下列说法中正确的是（）

A.动滑轮重为ION

B.此过程中工人拉力做功的功率为125W

C.此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为510N

D.此过程中该工人对地面的压力的大小为250N

【答案】B

【解析】

A.滑轮组的有用功为

=Gh=mgh=40kgxlON/kgx5m=2000J

滑轮组的总功为

%=+翳RJ

如图所示，有两段绳子分担动滑轮和物重，绳子移动的距恩为

s=2h=2x5m=lOm

拉力的大小为

_2500J

r==-----=--2-50N

s10m

动滑轮重为

G动=2F-G物=2x250N-40kgx1ON/kg=100N

故A错误;

B.此过程中工人拉力做功的功率为

2500J

=125W

tt20s

故B正确；

C.8处钩码受到向上的拉力，和向下的两段绳子的拉力和定滑轮向下的重力，故此过程中8处挂钩受到

天花板的拉力为

FK=2F+G滑=2x250N+100N=600N

故C错误；

D.人受到了向上的拉力，和地面给其向上的支持力，和向下的重力，而地面给人的支持力与工人对地面的

压力是相互作用力，此过程中该工人对地面的压力的大小为

/=GA-F=700N-250N=500N

故D错误。

故选B«

8.（2022•北京丰台•二模）如图所示，某同学分别用甲、乙两套滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀速提升到二

楼。用甲滑轮所做的总功为”,机械效率为7;用乙滑轮所做的总功为必，机械效率为依。不计绳重和滑

轮的摩擦，下列说法中正确的是（）

□

A.峭＜吗，小＞小B.叫<%,?<%

C.叱=%，7=%D.叱=%，7,<72

【答案】A

【解析】

如图用甲、乙两滑轮把同一桶沙子从一楼地面提到二楼地面，两种情况的有用功相同，即W=G沙人；当有

用功一定时，图甲中滑轮组所做的总功M为对桶和沙子所做的功之和，即

叫=0+G沙）〃

乙是动滑轮，乙图中滑轮组所做的总功卬2为对桶、沙子和动滑轮所做的功之和，即

叱=（品+.+GR21t=（%+G沙+G动）力

因此叫＜%;

根据？=察可知，则有用功相同时，总功越多，机械效率越低，即综上分析可知，A正确,

BCD

错误。

故选A,

9.（2022•北京石景山•二模）如图所示，正在使用的四种工具中，属于费力杠杆的是（）

【答案】D

【解析】

A.瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，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.羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；

D.筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。

故选Do

三、实验题

10.（2022•北京顺义・二模）在探究杠杆平衡条件时，使用的所有钩码重力均为1N,杠杆上相邻刻线间的距

离相等。如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向（选填"左"或"右"）调节。

杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了3个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，可在B点悬挂

个钩码，或在C点施加竖直向上的N的力。

甲乙

【答案】右21.5

【解析】

⑴由图甲知，杠杆的左端下沉，应向右调节平衡螺母，才能让杠杆在水平位置平衡。

⑵由图乙知OA=2/,OB=3I,据杠杆的平衡条件有

3xlNx2/=/?xlNx3/

解得

n=2

所以可在8点悬挂2个钩码。

⑶由图乙知，0C=4/,据杠杆的平衡条件有

3Nx2/=Fx4/

解得在C处施加竖直向匕的力尸=1.5N。

1L(2022•北京朝阳♦二模)小阳利用图所示的实验装置探究杠杆的平衡条件，其中，杠杆上相邻刻线间的

距离相等，每个钩码所受重力均为0.5N。

(1)实验前，为使如图甲所示的杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向端调节；

(2)杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了3个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点

悬挂_________个钩码；

(3)接下来，他将弹簧测力计挂在C点继续实验，如图丙所示，在用弹簧测力计由竖直向上拉C点逐渐变

为沿图丙中虚线方向斜向上拉C点，且始终保持杠杆在水平位置平衡的过程中，弹簧测力计的示数逐渐变

大，请你解释原因__________o

【答案】左2根据杠杆平衡条件亮右,杠杆水平平衡且阻力和阻力臂一定，由于动力臂减小,

所以动力增大，因此弹簧测力计示数逐渐变大

【解析】

(1)[1]由图甲可知，杠杆的左端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左端调节。

(2)[2]设一格的长度为L根据杠杆的平衡条件可得

3x0.5Nx2L=〃x0.5Nx3L

解得：n=2,故为使杠杆保持水平平衡，应在8点悬挂2个钩码。

（3）⑶根据杠杆平衡条件

杠杆水平平衡且阻力和阻力臂一定，弹簧测力计由竖直向上拉C点逐渐变为沿图内中虚线方向斜向上拉C

点，动力臂减小，所以动力增大，因此弹簧测力计示数逐渐变大。

四、填空题

12.（2022・北京・清华附中三模）如图所示，是以。点为支点的杠杆，拉力尸作用在杠杆C点。图中线

段与力F的作用线在同一条直线上，且OB_LBC、OD1AD,线段表示力尸的力臂。

【答案】OB

【解析】

由图可知，08是从支点。到力的作用线产的距离，故08是尸的力臂。

13.（2022•北京大兴•九年级期末）活塞式抽水机的曲柄是一个杠杆，。为支点，在曲柄的A端施加竖直向

上的力F,如图所示。图中OB沿水平方向，跟力尸的延长线交于8点，则线段（选填"。4"、"08"

或"48"）可以表示力尸的力臂。

【答案】OB

【解析】

由图可知，。8是从支点到力F作用线的距离，所以线段。8表示力F的力臂。

五、简答题

14.（2022•北京中学二模）图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图。他们通过横杆、支架、石块等,

将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方。请分析：

①支架下端垫有底面积较大的石块，有什么作用？

②如果他们无法将巨木抬起，请你提出至少两种有可能抬起巨木的改进方案，并简述其中的物理学原理。

2…亡J

广.石块厂归一

【答案】①见解析；②见解析

【解析】

①支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。

②如果在现有条件下无法将巨木抬起，我们可以借助于省力杠杆把巨木抬起，如图在支架上转动的横杆就

是杠杆，在使用时动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件耳4=玛4可知，此杠杆为省力杠杆，可以省力；

也可以采用滑轮组，动滑轮相当于省力杠杆，可以省力。

六、计算题

15.（2022•北京,101中学二模）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉

动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重

540N,该工人重500N,两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，计算：

（1）绳子自由端拉力的功率;

（2）地面对该工人的支持力;

（3）支架对定滑轮的拉力。

【答案】（1）120W；（2）200N；（3）960N

【解析】

解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数〃=2,则滑轮组的机械效率

%GhGhG540Non。/

WFsF2hIFIF

解得

F=300N

.绳子自由端移动的速度

射绳=九v物=2x0.2nVs=0.4m/s

绳子自由端拉力的功率

p=Fv=300Nx0.4m=120W

（2）地面对该工人的支持力

外；=G-F=500N-300N=200N

（3）不计滑轮组的绳重和摩擦，由尸=2（G+G动）可得，动滑轮的重力

n

.=nF-G=2x30()N-540N=60N

由两个滑轮质量相等可知，两个滑轮的重力也相等，定滑轮的重力

G定=G动=60N

则支架受到滑轮组的拉力

%=3尸+G定=3x300N+60N=960N

答：（1）绳子自由端拉力的功率

（2）地面对该工人的支持力300N；

（3）支架对定滑轮的拉力960N。

16.（2022•北京,二模）如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力尸的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地

面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%。求：

（1）有用功；

（2）拉力产的功率；

（3）物体与地面间的滑动摩擦力。

【答案】（1）72J；（2）9W；（3）72N

【解析】

解：（1）物体移动的距离为

s^vz=0.1m/sxl0s=lm

由图知，〃=3,则绳子自由端移动的距离

s点=3s折3xlm=3m

拉力做的总功

W^-Fs^30Nx3m=90J

有用功

%.=w&t]=90Jx80%=72J

（2）拉力F的功率

P=^=%=9W

t10s

（3）物体与地面间的滑动摩擦力

/=^=—=72N

s物Im

答：（1）有用功是72J；

（2）拉力厂的功率是9W：

（3）物体与地面间的滑动摩擦力是72N。

17.（2022・北京顺义・二模）如图所示，用滑轮组提升重力为900N的物体A,在滑轮组绳子自由端用力尸竖

直向上匀速提升10s,10s内物体A被竖直匀速提升了1m,滑轮组的额外功是300J。求：

（1）A上升的速度v；

（2）滑轮组的机械效率〃；

（3）绳子自由端的拉力几

\\\、\\\

匕

【答案】(1)O.lm/s；(2)75%；(3)400N

【解析】

解：（1）物体A上升的速度

h1m

v=—=----=O.lm/s

10s

（2）提升A所做的有用功

W4=G/2=9OONxlm=9OOJ

滑轮组所做的总功

W片W4+W=900J+300J=1200J

滑轮组的机械效率

场9001

n=—=-------x100%=75%

唯1200J

（3）由图示知，滑轮组承重绳子为3根，绳子自由端的移动的距离

s=3/?=3xlm=3m

拉力

F当①=400N

3m

答：(1)A上升的速度v为O.lm/s；

(2)滑轮组的机械效率〃为75%；

(3)绳子自由端的拉力F为400N。

18.(2022•北京丰台•二模)在数千年漫长的农业社会中，杠杆和根据杠杆原理制造的工具，在人类改造自

然、发展生产的过程中发挥着重要作用。其中，杆秤是我国古代杠杆应用的杰作之一，它反映了我国古代

人民的聪明才智。某同学在学习了杆秤的知识后，发现杆秤不仅可以称量物体的质量，还可以改为密度秤，

用来测量液体密度。于是他利用身边的器材自己动手制作了一个测量液体密度的密度秤，如图所示。提纽

固定在细木棒的重心。处，密度未知的金属块M固定在A点，钩码N是密度秤的秤蛇，将钩码N挂在8

点时，密度秤恰好水平平衡。现将金属块M浸没在某种液体中，调节钩码N的位置，当其移至C点时，密

度秤再次水平平衡。已知,AO=10cm,OB=20cm,BC=3cm,钩码N的质量机=100g,金属块M的体积V=25cm3,

细绳的质量忽略不计，g取10N/kg。求：

(1)金属块M所受的重力:

(2)液体的密度。

【答案】(1)2N：(2)1.2xl03kg/m3

【解析】

解：(1)钩码N的重力

G=,H^=O.lkgxlON/kg=lN

由杠杆平衡条件得

GMXOA=GXOB

金属块M所受的重力

20cm

=^G=xlN=2N

OA10cm

（2）将金属块M浸没在某种液体中，调节钩码N的位置，当其移至。点时，密度秤再次水平平衡，由杠

杆平衡条件得

FAXOA=GXOC

(GM-F停)X(Z4=GXOC

(GM-F^XOA=GX(OB-BC)

(2N-Fz；?)xl0cm=lNx(20cm-3cm)

/度=0.3N

根据阿基米德原理得到液体的密度

FF滔0.3N1,3

p=n=^-=--------------r=1.2xl03kg/m3

g%gV10N/kgx25xl06m3

答：（1）金属块M所受的重力是2N：

（2）液体的密度是1.2xl03kg/m3。

19.（2022•北京石景山•二模）如图所示，轻质杠杆4B可绕。点转动，当甲物体浸没在水中时，杠杆恰好水

平平衡，A、8两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知甲物体的质量m产0.6kg,体积为V,产4*10/3；

乙物体的质量小乙=0.86kg,其底面积S1=2*10-，2,QA.QB=2：1,圆柱形水容器的底面积S=5xl（y3m2,

取g=10N/kg。求：

（1）甲物体受到的浮力；

（2）杠杆8端受到细线的拉力；

（3）若剪断细线，待甲物体静止时，容器底对地面的压强变化了多少？

【答案】(1)4N；(2)4N；(3)400Pa

【解析】

解：（1）由阿基米德原理可知，甲物体浸没在水中时所受的浮力为

%-=0g%=I。'kgim,xlON/^x4xlO_4m3=4N

（2）甲受到绳子拉力、自身重力以及浮力三个力的作用，并保持平衡，根据平衡条件可知，绳子对甲的拉

F'*=G,v-Fn=㈣,g-Fn=0.6kgxION/必-4N=2N

即绳子对A端的拉力为F行2N,根据杠杆平衡条件

F&OA=FBOB

（3）剪断细线前，容器对地面的压力等于容器和容器中水的重力与甲的重力之和减去绳对甲的拉力；剪断

细线后，容器对地面的压力等于容器和容器中水的重力与甲的重力之和。剪断细线后，容器对地面的压力

变化量为绳子端的拉力，大小为2N,由压强公式可得压强的变化量为

-------r-^-=400Pa

答：（1）甲的浮力为4N；

(2)拉力为4N；

(3)压强变化为400Pa。

20.(2022•北京房山•二模)如图甲所示，是使用动滑轮匀速提升物体的装置图。如图乙所示，是提升不同

重物时卷扬