全国2021年中考物理题分类汇编简单机械12

《简单机械》

一、单选题

1.（2021•江苏省扬州市）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（）

A.选用越粗的蜡烛效果越好

B.转轴位置离蜡烛重心越远越好

C.为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方

D.为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些

2.（2021•浙江省温州市）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提

起。其中最省力的点是（）

A.4点B.6点C.C点D.〃点

3.（2021•山东省临沂市）下列如图所示的工具，正常使用时省力的是（）

4.（2021•山东省枣庄市）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕。点自由转动，

在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从以位置匀速转

到如位置的过程中，力尸的大小将（）

A.先变大，后变小

B.先变小，后变大

C.一直是变大的

D.一直是变小的

5.（2021•河南省）如图，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（）

A.省力且省距离B.省力但费距离C.费力且费距离D.费力但省距离

6.（2021•湖北省荆州市）2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成

为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会

三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在

水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体4在

5s内匀速上升了已知物体A重400M该工人重500M两个滑轮质量相等，

不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%。关于该过程，下列说法

正确的是（）

A.水平地面对工人的支持力为300N

B.动滑轮重为50N

C.人对绳子拉力的功率为120/

D.支架受到滑轮组的拉力为850”

7.（2021•湖南省怀化市）下列情境中的杠杆属于费力杠杆的是（）

2

A.羊角锤拔钉子B.起子开瓶盖

镜子夹物钳子剪导线

8.（2021•湖南省常德市）如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升1/，所用时间为2s,

作用在绳子末端的拉力厂为6（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列说法中正确的是

()

A.所的有用功为6J

B.动滑轮自重4川

C.拉力b做功的功率为5r

D.该滑轮组的机械效率为83.觊

9.（2021•广东省深圳市）如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体4（每个滑轮重相同）使物体/

在2s内拉升了20°以，拉力如图所示，下列说法正确的是（）

A.甲中，绳端移动的距离为60切

B.乙中，拉力的功率为1.7

C.甲中，动滑轮由两根绳子吊着

D.乙中，动滑轮的重力为2N

10.（2021•广西壮族自治区贺州市）现有若干个规格相同的钩码，如图所

甲乙

示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的/点挂（）个钩码。

A.1B.2C.3D.4

11.（2021•重庆市）如图所示，老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物，将质量为36kg

的重物在5s内匀速提升他对绳的拉力厂为200M不计绳重和摩擦，下列判断

正确的是（）

A.动滑轮的重力为20N

B.拉力所做的功为200/

C.拉力做功的功率为40/

D.滑轮组的机械效率为90%

二、多选题（本大题共2小题，共6.0分）

12.（2021•天津市）利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为2001和150W的物体。已知提升

200N的物体时，绳子自由端的拉力为125M拉力的功率为125乳若两次物体上升的速度相

同，不计摩擦和绳重，则提升重为150A'的物体时（）

A.机械效率为8圾

B.机械效率为乃为

C.拉力的功率为50/

D.拉力的功率为100犷

13.（2021•湖南省衡阳市）如图所示，一位同学用滑轮组拉着重450A；的物体/,使它5s内在水平面上匀

速前进1",水平拉力=75,若与地面的摩擦力是物重的〃2倍，下列说法正确的是（）

A.他做的总功是150/B.他做的有用功是450/

C.拉力做功的功率是15"D.该滑轮组的机械效率是60%

三、填空题

14.（2021•吉林省）如图所示，用125N的拉力F,把重力为300N的木箱匀速提升3加，滑轮组的机械效率

为;假如在上升过程中，拉木箱的绳子突然断了，木箱由于会继续向上运动一段距离。

4

15.（2021•江苏省泰州市）如图，小明将一个重为30N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上

的拉力为25爪小车沿斜面移动的距离=1.6,上升的高度=0.6。则小明对小车做的有用功

是J,斜面的机械效率是o

16.（2021•江苏省）小红利用杠杆制成一种多功能杆秤，使用前，杠杆左端低，右端高，她将平衡螺母向

一调节，直至杠杆处于水平平衡，她取来质量均为100g的实心纯金属块a和b、合金块（由a、

3的材料组成）。她将a挂在4处，且浸没于水中，在5处挂上100g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，

如图所示，测得=50,=40，则a的密度为/3,接下来，她分别将从

c挂于4处并浸没于水中，当将钩码分别移至C、。处时，杠杆均水平平衡，测得=30,=

34，则合金块c中所含金属a和金属6的质量之比为。（水=l.Ox1//今

17.（2021•浙江省绍兴市）我国古代记录传统手工技术的著作代工开物）里记载了一种捣谷用的舂，

'’横木穿插碓头，硬嘴为铁，足踏其末面舂之"，如图甲所示。若碓头质量为20千克，不计横木的

重力和摩擦。

甲乙

（/）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图，。点为支点，2为阻力，请在图中作出阻力臂,

此时舂属于______（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。

（为若每次碓头上升的高度为〃6米，1分钟撞击臼中的谷粒20次，则人克服碓头重力做功的功率为

______o

18.（2021•安徽省）如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2勿，所用拉力=100，若该过程中滑

轮组的机械效率为8。%,则滑轮组对重物做的有用功为______/

19.（2021•广东省）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力尸为80双不计绳重和摩擦，物体和

绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是__（选填或"B”）,动滑

轮重为M3s内对物体做的有用功为/

20.（2021•海南省）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有一

段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑

轮组的机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

21.（2021•陕西省）如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000/V的推力，将重为

2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4加、高L5,则

此过程中的有用功为J,斜面的机械效率为。使用斜面可以

______（选填“省力”或“省功”）。

22.（2021•黑龙江省齐齐哈尔市）杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，如图d.

所示，轻质杠杆勿可绕〃点无摩擦转动，力点悬挂一个重为20N的物体，BB

点施加一个竖直向上的拉力F,使杠杆在水平位置平衡，且/：=2：1。

6

则=N,此杠杆是杠杆。

四、作图题

23.（2021•江苏省苏州市）图中利用羊角锤撬钉子，在锤柄上画出所施加的最小动力厂和其力臂L

24.（2021•四川省成都市）由于土壤松动，一棵珍稀古树摇摇欲坠。园艺师用绳子将古树系住，通过山体

固定，对古树展开救助。如图所示，把古树视为杠杆，。点为支点，4点为古树重心位置。请画出：

①古树受到的重力G的示意图；

獭子拉力的力臂心

25.（2021•云南省）在图中，画出动力尸的力臂

O

26.（2021•青海省）在图中，画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力/的作用点和方向，并画出所挂

□

五、实验探究题

27.（2021•江苏省）一根长度为、重为5N的金属棒43置于水平地面上，用弹簧测力计始终沿竖直方

向拉棒的6端使其缓慢匀速拉起，直至离开地面，如图甲所示.

（7）在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功例与6端离开地面的高度/?的关系，如图乙所示，其中最合理的

是.

（0在6端拉起的过程中，当,=1时，测力计的示数/为3必由此推断：金属棒的重心到4端的距离

=m,当2=2时，拉力/做的功2—J-

（为若通过弹簧测力计竖直地将置于水平地面上的金属棒的左端力缓慢匀速拉起，当=0.6时，测力

计的示数2=.

28.（2021•浙江省湖州市）下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠

杆）

实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验，记录多组数据。得出：/X/=2乂幺注：

/和2分别表示支点。到/和2的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，

也得到了同样的结论。

8

该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？

实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数

据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：。

实验次数1///2/2/

11.010.00.521.320.1

21.520.0L031.729.8

32.030.02.525.524.0

s和（支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小

组的同学观察到：支点到/的作用点的距离（/）与支点到/的作用线的距离（/）是相等的。研究小

组的同学又进行了实验。

实验3：

⑦移动钩码，使杠杆，并使杠杆处于平衡状态。

②i己录八/、/和2、2、2。

③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组八八/和2、2、2。

④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。

最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：/X/=2。杠杆的平衡条件可用于

解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。

请回答:

（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是»

（幻将实验3中的④填写完整。

⑼”支点到力的作用线的距离”在科学上被称为。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深

深认识到建立这一科学量的价值。

（9用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是—

29.（2021•浙江省丽水市）杆秤（如图甲）是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老

师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤（如图乙）。

甲乙

【制作步骤】

①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上、"8”；

②i秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的处：

③系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子；

④标零线：将5克的祛码系上细绳制成秤蛇，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤花，使秤杆在水平

位置处于平衡状态，在秤坨所挂的位置标上“0”；

⑤定刻度：……

【交流评价】

（。杆秤是一种测量_的工具；

（0当在秤盘上放置物体称量时，秤泥应从“0"刻度向侧移动；

（为步骤④标零线的目的是:

（今根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为

______的方法更合理。

10

小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤蛇，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤泥所挂的位置标上

1;然后在秤盘上放2克物体……：按上述方法直到标出所有刻度。

小思：在秤盘上放20克物体，移动秤蛇，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤蛇所挂的位置标上

20,0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。

30.（2021•江西省）［探究名称】探究杠杆的平衡条件

［猜想与假设】

猜想一：动力x动力臂=阻力X阻力臂

猜想二：动力x支点到动力作用点的距离=阻力x支点到阻力作用点的距离

【设计实验与进行实验】

（/）如图甲所示，应将杠杆两端的螺母向（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。

（幻如图乙所示，小明同学挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，记录的数据如表。

（为改变钩码的和钩码的位置重复上述实验两次，记录的数据如表。

实验次数动力//如间距离/阻力2/OA间距离/

11.050.510

小明21.5101.015

31.0102.05

40.8151.010

小红和

小明

51.4151.010

【分析与论证】

根据小明同学的数据可验证猜想（选填“一”、“二”或“一和二”）是正确的。而小红同学则

认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变

动力或阻力的进行实验。

于是，小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证

猜想是错误的。若要验证另一种猜想是否正确，必须添加的测量工具是。

通过以上探究，小明同学真正理解了力臂是支点到的距离。

31.（2021•海南省）如图所示，根据杠杆的平衡条件测量某种液体的密度，所用器材：轻质杠杆（自身重

力忽略不计）、容积为100位的空桶、重为〃5的物体以刻度尺、细线。

（7）如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向调节；调节杠杆在

水平位置平衡的目的是。

（0把空桶悬挂在/点，物体M悬挂在8点时，杠杆再次在水平位置平衡，测得3的长度为10谶，08

的长度为20加，则空桶重为______

（》若此时，往4点的空桶内注满某种液体，调节物体〃到C点时，杠杆在水平位置重新平衡，测得

0c的长度为42碗，则桶内液体的密度为/3。

32.（2021•甘肃省武威市）学完大气压之后，老师布置了用带挂钩的塑料吸盘估测大气压的大小的实验,

如图甲所示。小刚实验小组现有带挂钩的塑料吸盘、量程为5N的弹簧测力计、玻璃板。

（）他们设计了如下实验步骤：

4记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力

〃小刚将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘

C用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直至吸盘刚要离开玻璃板

〃测量吸盘与玻璃板接融面的直径"，计算吸盘与玻璃板的接触面积=J.Ox1（T42

笈根据=一，计算出大气压的大小一

你认为合理的实验步骤顺序应该是______（选填或"②”）；

①"DBACE

12

②:BDCAE

（为排好序后进行实验，弹簧测力计控至最大读数。吸盘仍未脱离玻璃板。若大气压按照约为/x10P

计算，弹簧测力计量程至少要大于N；

（为因为没有多余的大量程弹簧测力计，小刚运用其它器材结合所学物理知识设计了如图乙所示方案测

量，保持轻杆水平，在吸盘刚要离开玻璃板时，弹簧秤读数是N,可计算出大气压值为

Pa；

（9他们发现实验结果明显比真实气压值小，其中的原因可能是______»（答1条即可）

六、计算题

33.（2021•河北省）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为96。有四个支撑脚，每个支撑脚的面积

为〃32,起重时汽车轮胎离开地面，图乙是起重机吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200Ag的

货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力厂为5000M货物上升过程中的图象如图丙所示。（不考虑绳重，

g取"/）求：

（/）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；

（0拉力厂的功率；

（为提升货物过程中滑轮组的机械效率。

34.（2021•上海市）杠杆平衡时，动力/大小为20M动力臂/为〃8，阻力臂2为。4，求阻力2的

大小。

35.（2021•安徽省）研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理

模型。

甲乙丙T

（7）如图甲，一质量分布均匀的杠杆，忽略厚度和宽度，长度不可忽略，用细线将它从中点悬起，能在

水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后（如图乙）释放，为研究其能否平衡，可将

它看成等长的两部分，请在图乙中画出这两部分各自所受重力的示意图和力臂，并用杠杆平衡条件证

明杠杆在该位置仍能平衡;

（0如图丙，一质量分布均匀的长方形木板，忽略厚度，长度和宽度不可忽略，用细线将它从46边的

中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后（如图丁）释放，木板在该

位置能否平衡？写出你的判断依据。

14

36.（2021•山东省荷泽市）如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆质量不计，力端悬挂着物体认

8端悬挂着物体从支点为。，=4。物体"下面是一个压力传感器，物体"是一个质量分布

均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体”下端与水槽的底部恰好接触且压力为零,

此时压力传感器的示数也为零。己知物体N的质量2=4，高度=/，横截面积=

202（取％/,水=l.Ox1炉/今。求:

（7）物体N的密度；

（幻物体M的质量/；

（为当压力传感器的示数=40时，求水槽内水的深度方。

37.（2021•山东省枣庄市）如图所示，工人师傅用150*的拉力，使重为1000N的物体以。.2/的速度在

地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的〃2倍。不计绳重及

绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：

（/）工人师傅拉力的功率；

（0动滑轮的重；

（为若物重增大到20004,则滑轮组的机械效率是多少？

G

38.（2021•山东省东营市）如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞

的合金块密度为4x1O3/3,体积为〃0/3。每个滑轮重100M绳重和摩

擦均忽略不计。（水的密度水=LOx/3,❷取/0/）

（1）合金块下表面距水面5〃时，求合金块下表面所受水的压强。

（幻合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力。

（为完全露出水面后，合金块在5s内匀速上升了2处求人的拉力及其功率。

16

39.（2021•山东省泰安市）如图所示，甲工人用水平推力尹推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移

动2勿至仓库门口/处，用时10s,此过程中甲工人做功的功率甲=30；乙工人接着使用滑轮组拉

动该货物在同样的路面上匀速移动3见到达指定位置8,拉力z为80凡求：

（1）甲工人做的功；

（0该滑轮组的机械效率。

40.（2021•湖北省武汉市）如图甲所示，某款国产水陆两用挖掘机的机械臂可绕。点转动，这辆挖掘机有

两条履带，每条履带内均有1个由合金材料制成的空心浮箱，每个浮箱（可视为长方体）宽为7.5,高

（/）某次测试中，质量为60勿的驾驶员驾驶挖掘机，从6w高的平台沿斜坡向下缓慢行驶20",到达水

平地面。

⑦请在图乙中画出挖掘机沿斜坡向下缓慢行驶时，挖掘机对斜坡的压力的示意图.

②在上述过程中，驾驶员的重力做了多少功？

（0如图甲所示，开始时机械臂伸直且静止，0、A.6三点在同一直线上，=10,=0.5,

机械臂和斗铲整体的重心在/点；机械臂控制斗铲装取质量为It的沙石后，机械臂、斗铲和伸缩杆

缓慢运动到如图甲所示的位置时静止，这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在8点。已知伸缩杆先后

两次对机械臂的支持力（支持力垂直于机械臂）之比为5：7,则机械臂和斗铲的总质量是多少？

（为已知制作每个浮箱时所用合金的体积/与浮箱长度L的关系如图丙所示,不计履带排开水的体积和

驾驶员的质量，除2个完全相同的浮箱外，挖掘机其余部分的质量为33人若挖掘机漂浮在水中，2

个浮箱浸入水中的深度均不超过,则每个浮箱的长度至少是多少？

41.（2021•湖南省郴州市）如图所示是小林同学组装的提升重物的装置，动滑轮重80M不计

绳重和摩擦。在拉力厂的作用下，将重为320*的重物经过20s匀速提升了3他求:

（/）拉力尸的大小:

（0拉力厂做功的功率;

（5）此过程动滑轮的机械效率。

42.（2021•广东省）杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，如图是小

明制作的杆秤的示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提

秤跑

起8或（相当于支点）处的秤纽，移动秤蛇在秤杆上的位置。，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物

体的质量，此秤最大称量是10例，秤蛇最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC.BE

的长度如图所示（取10/）,求：

（7）提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？

（0秤佗质量为多少？

（⑶当提起。处秤纽称一袋质量为2松的荔枝时，〃与C之间的距离为多少？

43.（2021•广东省深圳市）深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行

架桥机钢梁吊装等施工作业。（取/。/）

（幻图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5x1O5,体积为2003,架桥机滑轮组总拉力为4x

105，自由端移动距离为25卬，将箱梁提升/加求:

①箱梁的密度；

魏桥机在此过程中的有用功

卷架桥机在此过程中的机械效率。

44.（2021•重庆市）小军发现一个质量为/.6、不吸水的新型圆台体建筑材料,

他只有量程为5N的弹簧测力计，设计了如图所示装置进行实验。重为8M

底面积为1例2的薄壁容器〃内盛有比003的水，容器，"置于水平地面，

，i=0.4m

当轻质杠杆在水平位置平衡时竖直向上的拉力尸为1.5,此时材料浸没在水

中静止且未触底。求：

（/）材料受到的重力；

（幻材料未放入前容器对水平地面的压强；

（5）材料的密度。

45.（2021•四川省达州市）如图甲、乙所示，物体M先后浸没在水和浓盐水中（盐水＞水），用同一滑轮

组从两种液体中将物体"匀速提出水面，拉力厂和'随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、

摩擦及水的阻力，物体材不吸水、不沾水，=10/。

⑺图丙中（选填“A”）曲线表示拉力尸随时间t变化的图像。

（力求物体M浸没在水中受到的浮力。

（5）如果物体"浸没在水中滑轮组的机械效率为〃完全拉出水面滑轮组的机械效率为0,浸没在浓

盐水中滑轮组的机械效率为2,已知1=25：24,庐2=20,19,求物体材浸没在盐水

中的浮力。

20

46.（2021•四川省遂宁市）创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具一密度秤。其中经防腐

处理的合金块重8押，体积1003,秤花重2从秤纽处。到4端长10c加测量时手提着秤纽将密度

秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤泥位置使秤杆水平平衡，秤蛇悬挂处的刻度值为

被测液体密度。请解答下列问题（=10/）：

（7）在底面积为/仞的烧杯内装入20M深的待测液体，测量情况如图，测得利长34c偈求秤杆A

端受到绳子的拉力大小。

（0点刻度表示的待测液体密度多大？

（为以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化多少？

（。请列出秤蛇悬挂位置到秤纽。点距离L与待测液体密度的函数关系式，并说明制成的密度秤刻度

是否均匀。

七、综合题

47.(2021•浙江省宁波市)反思是一种良好的学习品质。

(/)一根轻质硬棒AB,在力的作用下能绕固定点。转动。现在硬棒46上施加两个力/和

2,〃点到/和2的作用线的距离分别为/和2。小宁认为，只要满足/X/=

2X2,则硬棒一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说

出你的理由。

(幻在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖

直向上的拉力尸小于物重凡小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动

滑轮重动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。

48.(2021•湖南省张家界市)党的十九大报告提出，要建设生态宜居、生

活富裕的新农村。某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，建

筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦。

(7)一个工人质量为60版，竖直向上匀速拉动700N的重物时，绳上拉

力为400M将重物提升2必用时20s,滑轮组的机械效率为多少？

(0在这20s的时间内拉力的功率为多少收甲乙

(为该工人能够提升的最重的物体约为多少kg?

(书请你设计另一种最省力的绕线方式，并画于图乙中。

(5)利用最省力的方式，提升800N的重物，求绳上拉力的大小？

(6)利用最省力的方式，竖直向上以〃/5/的速度匀速拉动绳子，求20s物体上升的距离？

22

答案和解析

1.【答案】C

【解析】解：

4、制作蜡烛跷跷板时，选用较细的蜡烛能减小蜡烛的重力带来的影响，能使蜡烛在水平位置更加稳定，

故力错误；

氏转轴位置离蜡烛重心越远，根据杠杆的平衡条件可知，此时蜡烛容易发生翻转，故8错误；

a为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方，蜡烛的重心变低了，稳度较高，故c

正确；

D,为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的上侧面削去一些，这样能降低蜡烛的重心，增大稳度，

故〃错误。

故选：Co

(/)(0根据杠杆的平衡条件分析；

重心越低，稳度越高。

本题考查了杠杆平衡条件的应用、提高稳度的方法，难度不大。

2.【答案】D

【解析】解：根据杠杆平衡的条件，/X/=2X2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使

所用的动力最小，必须使动力臂最长.若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起,

是围绕前轮与地面的接触点转动，分别作出在力腼四点施加竖直向上的力并延长，再支点作出垂线，即

力臂，如图所示：

0

由图可知最省力的点是以

故选：Do

根据杠杆平衡的条件，/X2X2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最

省力，必须使动力臂最长.

本题考查杠杆中最小力的问题，找到动力作用点到支点0的最长动力臂是解决问题的关键。

3.【答案】B

【解析】解：力、镶子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故/错误；

8、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故5正确；

a定滑轮实质是一等臂杠杆，不省力也不费力，故C错误；

A筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故〃错误。

故选：氏

结合图片和生活经验，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。

本题考查的是如何找出动力臂和阻力臂，并对杠杆分类，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；叵蹲臂杠杆，动力臂等于阻力臂。

4.【答案】A

【解析】解：根据杠杆平衡条件//=22分析，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂

不变，阻力为杠杆的重力，也不变，阻力力臂变大，所以动力变大。

当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小。

故尸先变大后变小。

故选：Ao

从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。根据杠杆平衡条件//=22分析，力?作用在

杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变，然后分析阻力与阻力臂的关系，并得出正确结果。

本题是动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用。能否正确分析重力的阻力臂与动力

臂的大小关系是本题的解题关键。

5.【答案】B

【解析】解：由图可知，使用一根硬棒撬动石头时，动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件知道，此时动

力小于阻力，即使用的是省力杠杆，由杠杆原理知道，使用任何机械都不省功，省力杠杆一定费距离，故

6正确。

故选：B。

分析动力符与阻力臂的长度关系，从而判断它属于哪种类型杠杆，进而判断其是否省力和是否省距离。

24

该题考查杠杆的分类和特点，根据具体情况来判断，解决此类题的关键是判断动力臂与阻力臂的大小。

6.【答案】D

【解析】解：

4、由图可知，滑轮组绳子的有效股数=2,则滑轮组的机械效率：=—=—=——=—x100%=

总X

100%=80%

—2x

解得：=250,

由于人受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力以及竖直向上的拉力，则地面对工人的支持力：支持=

-=500-250=250,故4错误；

B、不计滑轮组的绳重和摩擦，由=-（+动）可得，动滑轮的重力：动=2-=2x250-

400=100，故6错误；

C、绳子自由端移动的距离：=2=2x1=2,

拉力做的功：总==250X2=500,

绳子自由端拉力的功率：=上=洋=I。。，故。错误；

D、由两个滑轮质量相等可知，定滑轮的重力定=动=100,

则支架受到滑轮组的拉力：拉=3+定=3X250+100=850,故〃正确。

故选:Do

有

（7）根据图示滑轮组可知绳子的有效股数,根据=—=—=——=——表示出滑轮组的机械效率即可

求出绳子自由端受到的竖直向下的拉力，即工人受到的拉力，进一步求出水平地面对工人的支持力；

（为不计滑轮组的绳重和摩擦，根据=-（+动）求出动滑轮的重力；

（为根据=求出绳子自由端移动的距离，根据=求出拉力做的功，再利用=一求出绳子自

由端拉力的功率；

（0根据两个滑轮质量相等可知定滑轮的重力，支架受到滑轮组的拉力等于3股绳子的拉力加上定滑轮的重

力。

本题考查了滑轮组机械效率和功率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用等，要注意支架受到滑轮组的拉

力等于3股绳子的拉力加上定滑轮的重力。

7.【答案】C

【解析】解：4、羊角锤拔钉子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

员起子开瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

C、镜子夹物时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；

以钳子剪导线时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

故选：Co

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。

此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：⑦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；的臂杠杆，动力臂等于阻力臂。

8.【答案】D

【解析】解：

/、有用功：有用==1。XI=10，故/错误；

B、由图可知，=2,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，拉力=）+动），

则动滑轮的重力：动=2-=2x6-10=2,故6错误；

a绳端移动的距离：=2=2x1=2,

总功：息==6x2—12,

拉力尸做功的功率：=1=呆=6,故C错误；

D、滑轮组的机械效率：=上乂100%=+X100%*83.3%,故。正确。

故选：仇

（。知道物体的重和提升的高度，根据=求出有用功；

（0由图可知，动滑轮上绳子的有效股数=2；不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，根据+动）求

出动滑轮的重力；

（为根据=求出绳端移动的距离，=求出总功，利用=一求出拉力厂做功的功率；

（①滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

本题考查了功、功率、动滑轮重力、滑轮组机械效率的计算，是一道较为简单的计算题。

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9.【答案】A

【解析】解：由题意可知，不计绳重和摩擦。

.由图甲可知，尸3,则绳端移动的距离i=I=3x20=60,故4正确，。错误；

笈由图乙可知，2=2绳自由端移动的速度：2=,=〜=等一=0.2I,

222

由公式=-=—=可知，拉力的功率为：2=22=9X0.2/=1.8,故6错误；

〃在图乙中，由=-（+动）可知，动滑轮的重力：动=22-=2X9-17=1，故

〃错误。

故选：Ao

（7）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据=可求出绳端移动的距离；

（0由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据=-=—=可求出功率；

（为由=-（+动）可求出动滑轮的重力。

本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、绳子自由端移动的距离和速度、拉力功率的计算，根据题图确定〃

的大小是本题的突破口。

10.【答案】C

【解析】解：设每个钩码重为G,杠杆每格长度为£，由杠杆平衡条件得：2X6=X4,则=3。

故选：Co

由图示求出动力臂与阻力臂，然后由杠杆平衡条件求出钩码的个数。

本题考查了杠杆平衡条件的应用，属于基础题。

11.【答案】D

【解析】解：/、物体的重力：==36x10I=360；

绳子的有效段数为=2不计绳重和摩擦，=）+动），

动滑轮的重力：

动=2-=2x200-360=40,故/错误；

B、绳子移动的距离为：=2=2x1=2,

拉力在这5s内做的总功：

息一=200X2=400,故笈错误;

C、拉力的总功率：=3=限=80,故C错误；

D、用滑轮组提升重360N的物体，使它在5s内匀速上升1皿，拉力在这5s内做的有用功：

有=—360x1=360,

滑轮组的机械效率为：

=弋乂100%=%乂100%=90%,故〃正确。

故选：D。

（/）根据=得出物体的重力，确定绳子的有效段数，不计绳重和摩擦，由=’（+动）得出动

滑轮的重力；

（为根据=2得出绳子移动的距离，根据总=得出拉力在这5s内做的总功；

⑹根据=3得出拉力少的功率；

（0根据=二X酹得出滑轮组的机械效率。

本题考查了做功公式和功率公式、滑轮组机械效率公式的应用，明确有用功和总功是关键。

12.【答案】BD

【解析】解：（/）由图可知，=2绳子自由端移动的距离为物体移动距离的2倍，

不计摩擦和绳重，提升200M的物体时，则绳子自由端的拉力：=贸+），即/25=X200+）,

解得：=50,

拉力的功率：=一=——=.BP125=125X,解得：=1）,

提升重为150N的物体时，绳子自由端的拉力：，=3（'+）=4/5〃+50）=100，

拉力的功率：'='=100x7/=100,

拉力所做的有用功：'='=J50x,

拉力做的总功：=2'=2x100x=200x,

滑轮组的机械效率：

=­x100%=150x-x100%=75%.

200x

故选：BD。

由图可知，=2绳子自由端移动的距离为物体移动距离的2倍，不计摩擦和绳重，绳子自由端的拉力：

='+），首先计算动滑轮的重力，进一步计算提升重为150*的物体时绳子自由端的拉力，根据

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功率公式的变形功率-=—=计算物体移动的速度，进一步计算提升重为150N的物体时拉力

的功率，根据做功公式=分别表示拉力做的有用功和总功，根据机械效率公式计算滑轮组的机械效

率。

本题考查了有关滑轮组的特点、功和功率公式以及机械效率公式的应用，明确滑轮组上绳子的有效股数是

关键。

13.【答案】4

【解析】解:

由图可知，=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离==2x1=2；

由题知，物体受到的摩擦力=0.2=0.2X450=90；

/、拉力厂做的总功：息==75x2=/5。，故/正确；

员有用功为：有==90xl=90，故6错误；

a拉力做功的功率：=*=?—=30，故C错误；

D、该滑轮组的机械效率：=—x100%=x100%=60%,故〃正确。

总

故选:AD.

(7)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据=求出绳子自由端沿水平方向移动的距离；根据=

求出拉力尸做的功，根据=3求出拉力厂的功率

(0由题意可知=0.2,据此求出物体受到的摩擦力；根据=求出克服摩擦力做的功即为有用

功，根据=/x/00球出滑轮组的机械效率。

总

本题考查了做功公式、功率公式、机械效率公式的应用，明确有用功和滑