简单机械(热点题型精练)(原卷版+解析)-2021-2022学年八年级物理下册期中期末复习（人教版）

第十二章简单机械（热点题型精练）

一、选择题

1.（2022•深圳模拟）如图所示是“天和”核心舱机械臂，机械臂的功能类似于人的手臂，它有7个关节，长度可

达10多米，具有抓住、拉回、锁死等功能。下列用具使用时与机械臂属于同一类杠杆的是（）

2.（2022•济南期中）如图所示,松动螺丝，使用长长的管套时，下列说法正确的是（)

A.动力臂变短，会更省力B.动力臂变长，会更省力

C.阻力臂变长，会更费力D.阻力臂变长，会更省力

3.（2022•北京模拟）我们经常用瓶起子来打开汽水瓶盖，如甲所示，在此过程中，将瓶起子看做杠杆，用

表示支点位置，手用力为动力耳，杠杆所受阻力为巴，则选项中支点位置、动力和阻力所示示意图正确的是（

)

4.（2021•唐山期末）如图所示，小明分别使用滑轮或滑轮组匀速提升质量为外的物体，滑轮的质量均相等且为恤,

在相同的时间内物体被提升的高度均为〃，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）

3

甲

A.绳子自由端移动的距离关系为s甲＞$乙＞5丙

B.绳子自由端移动的速度关系为喔〉v乙＞丫丙

C.甲、乙、丙三种装置做的有用功都为班g/z

D.乙、丙两种装置的机械效率均为二^一

I%+tn,

5.（2021•北京期末）如图所示，分别用力斗、6、工使杠杆在同一位置保持平衡。已知久竖直向上，F?与杠杆

垂直，居水平向右，关于这三个力的大小，下列说法中正确的是（）

A.沿月方向的力最小B.沿F2方向的力最小

C.沿瑞方向的力最小D.三个力的大小相等

6.（2022•济南模拟）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厂作用下竖

直上升，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（）

F

A.动滑轮所受的重力为ICONB.物体A上升的速度是O.3m/s

C.绳子自由端竖直上升8”？D.滑轮组的机械效率是90%

7.（2022•深圳模拟）如图所示是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆至可以在竖直平面内绕固定点O转动，

己知AB:AO=3:2,悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N,悬挂在3端的配重所受的重力为80N。当杠杆3

在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力歹是（）

A.520NB.420NC.320ND.220N

8.（2022•洛阳模拟）如图所示，工人师傅利用斜面将货物装上汽车。已知货物重为2000N,师傅用沿斜面向上1000N

的推力将货物从斜面底端匀速推至斜面顶端。斜面长4小、高1.5〃?，贝！1（）

A.使用斜面向汽车上装货物可以省功

B.此过程中的有用功为4000J

C.斜面的机械效率为60%

D.货物受到斜面对它的摩擦阻力为250N

9.（2022•广州模拟）如图用甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为盘、当。此过程相关

数据如图，则（）

A.盘比七小B.与做的功比七多

C.乙滑轮组的机械效率为25%D.两滑轮组绳子自由端移动距离相等

10.（2022•南宁模拟）用如图甲所示的滑轮组提升物体“，已知被提升的物体/质量为76依，绳子自由端的拉力

厂将物体Af以05〃/s的速度匀速提升了10相的高度，此过程中，拉力尸做的功W随时间f的变化图像如图乙所示,

g取lON/版，不计绳重和摩擦力大小。下面分析不正确的是（）

A.此过程中，绳子自由端的拉力尸大小为400N

B.动滑轮重力为70N

C.当，=10s时，M克服重力所做的功为3800J

D.当物体M上升过程中，该滑轮组提升物体的机械效率为95%

11.（2022•西安模拟）用如图所示的滑轮组拉动物体A,使物体A以。.2〃z/s的速度水平向左匀速运动10s。已知物

体A重500N,物体A受到的摩擦力为120N,拉力下的功率为30W。下列说法正确的是（）

A.绳子自由端移动的距离为2%

B.克服物体A与地面间摩擦力做的功是额外功

C.滑轮组的机械效率为80%

D.相同情况下，若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体3,滑轮组的机械效率不变

12.（2022•重庆模拟）如图甲所示，质量为40依的小林同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子，脚与地面的总接

触面积为0.04病，现改变G物，计算并绘出机械效率〃与G物的关系图象，如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列说

法正确的是（）

①此滑轮组动滑轮的重力为20N

②当G物=150N时，小林对绳子的拉力为60N

③当G物=120N时，若此时的拉力的功率为15W,则物体上升的速度为0.3〃z/s

④若水平高台能承受的最大压强为12500a,则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率为90%

A.只有①③B.只有②③C.只有②④D.只有①②

二、填空题

13.（2022•深圳模拟）利用轻质杠杆从如图所示的位置匀速转动到水平位置，提起重物M的过程中，动力尸方向

始终与杠杆垂直，则尸的大小—（选填“变大”“变小”或“不变”），使用该机械可以—（选填“省力”

或“省距离”）。

14.（2022•韶关期中）如图所示为固定斜面，长20根、高10机。小韩同学用平行于斜面向上400N的拉力，把重600N

的物体从斜面底部匀速拉至顶部，该过程中，拉力做的有用功为—J,斜面的机械效率为—，物体所受斜面

的摩擦力为No

15.（2022•茂名期中）如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时，需经过障碍物。当推车前

轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时推车可以视为杠杆，支点是（选填“前轮”或“后轮”）；

当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是（选填“前轮”或“后轮”）。后一种情况下，推

车可以视为—杠杆。

16.（2022•深圳模拟）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子3和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。

质量为50版的小周同学将A提升到高处，施加的拉力厂随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化

关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，则动滑轮的重力为—N,该装置最多能匀速提升—N的重物。

17.（2022•阳江模拟）如图为拉杆行李箱的简化图，拉杆行李箱在使用时相当于一个—（选填“省力”或“费

力”）杠杆，若箱和物品共重300N,动力臂是阻力臂的3倍，则拉起拉杆的力厂为—N；若小明拉着该行李

箱乘坐电梯从一楼出发，到达距离地面6m的三楼，则拉力厂所做的功为—Jo

18.（2022•南宁模拟）在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水

平地面匀速运动。A在运动时受到地面的摩擦力为60N,不计绳重及滑轮与绳间的摩擦。动滑轮上有段绳子

承担对物体A的拉力，该滑轮组的机械效率为—；若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机

械效率将（选填“增大”、“减小”或“不变”）o

三、实验探究题

19.（2022•西安模拟）小明和小红用图-1所示的杠杆一起探究杠杆的平衡条件:

（1）先把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图-1所示的位置，此时杠杆处于—（选填“平衡”或“不平衡”

）状态。为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向—（选填“左”或“右”）移动。

（2）在如图-2位置处挂了3个钩码（每个重1N）,用弹簧测力计在M位置使杠杆水平平衡，测力计的示数应是

—N,用弹簧测力计从M位置移到N位置用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变—,

这是因为o

（3）小明用调节好的杠杆进行了一次实验，所得数据如表：

动力£/N阻力鸟/N动力臂阻力臂4/。"

2364

于是他得出了杠杆的平衡条件：F&=F也。请你对此作出评价:

（4）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是

小组同学利用如图-3所示装置进行探究发现在杠杆右端的不同位置，用弹簧测力计竖直向下拉使杠杆处于水平平

衡状态时，测出的拉力大小都与不相符，其原因是：—,o

20.（2021•九江期末）如图所示是小聪和小红同学设计的“探究斜面机械效率”的实验装置:

I.小聪分别使用等重的木块。和小车(有轮子)完成了机械效率的测量，相关数据如表所示:

次数物体物重G/N拉升高度拉力P/N拉动距离机械效率

hims/m〃/%

1木块60.11.20150

2小车60.10.751

(1)每个实验都有需要特别强调的注意事项，如在本实验中，用弹簧测力计拉动物体时，需要注意两点：一是拉

力方向要与斜面平行；二是要让物体沿斜面做—运动。

(2)第2次实验中斜面的机械效率为—。小聪的两次实验对比，可以研究斜面的机械效率与—的关系，得

出的结论是—。

II.小红同学利用木块6、木板、刻度尺、弹簧测力计等器材测得的数据如表:

实验次数斜面倾斜木块重力拉升高度拉力B/N拉动距离机械效率〃

G/Nhims/m

程度

1较缓30.21.6137.5%

2较陡30.31.8150%

请你根据表中的数据解答下列问题:

(1)小红的两次实验对比，可以研究斜面的机械效率与—的关系，得出的结论是：用斜面拉同一个物体,

斜面机械效率越高。

(2)第2次实验中，木块受到的摩擦力大小为

21.(2021•天津模拟)如图所示是小华同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保

持测力计匀速移动，分别测得三组数据如下表所示：

实验序号钩码重钩码升高测力计示测力计移测力计用

G/N高度h/m数歹/N动距离力的方向

s/m

甲0.980.20.980.2向上

乙0.980.21.020.2向下

丙0.980.20.550.4向上

请你分析。

(1)比较测力计拉力的大小，可知：使用动滑轮的好处是

(2)比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是一。

(3)把钩码升高相同的高度，比较测力计移动的距离，可知：使用动滑轮—o

(4)在提升重物的过程中，如果要同时兼顾到定滑轮和动滑轮的使用优点，则应选择最佳装置是—o

(5)在乙实验中，该装置的机械效率为0

(6)在丙实验时，若钩码上升的速度为0.05相/s,则拉力的功率为—Wo静止时测力计示数—(选填“>”、

“<”或"=")0.55?/o

(7)对比乙、丙两次实验中，将同一个物体提升相同的高度，两装置机械效率大小不等的原因是—o

四、计算题

22.(2022•重庆模拟)如图所示是物理科技小组设计的锻炼力量的简易健身器材，重力不计的轻质杠杆AB可绕支

点O无摩擦转动，AO长0.6加，03长加。用绳子将底面积为lOOcW的圆柱体加挂在杠杆的3端，当在A点施加

竖直向下的拉力/为300N时，杠杆处于水平平衡状态，此时M对地面的压力为7000尸0。求：

(1)杠杆3端所受绳子的拉力；

(2)物体M的重力；

(3)物理科技小组的同学保持尸的大小不变，将尸的作用点从A点向O点移动30s,同时将M左右两侧分别沿

竖直方向切去相同的体积，使M对地面的压强为lOOOOPa,则切之后M剩余的重力为多少N?

AOB

TI

M

23.(2022•茂名期中)如图所示，利用滑轮组装置匀速提升100N的物体A,已知动滑轮重2N,物体被提升的速

度是0.1米/秒，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力。g=\QN/kgo

求：(1)拉力厂在10秒内移动的距离是多少？

(2)拉力厂的大小是多少？

(3)如果利用滑轮装置提升另一个物体3时，拉力厂的大小为50N,则物体3的重力是多少？

第十二章简单机械（热点题型精练）

一、选择题

1.（2022•深圳模拟）如图所示是“天和”核心舱机械臂，机械臂的功能类似于人的手臂，

它有7个关节，长度可达10多米，具有抓住、拉回、锁死等功能。下列用具使用时与机械

臂属于同一类杠杆的是（）

解:

机械臂在使用过程中，类似于人的手臂,动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。

A.筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，可以省距离，故A不符合题意；

BCD.羊角锤、核桃夹、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆；故3CD

不符合题意。

答案：Ao

2.（2022•济南期中）如图所示，松动螺丝，使用长长的管套时，下列说法正确的是（）

A.动力臂变短，会更省力B.动力臂变长，会更省力

C.阻力臂变长，会更费力D.阻力臂变长，会更省力

解：松动螺丝时，可视为一个杠杆，使用长长的管套时，阻力和阻力臂不变，动力臂变长,

所以根据耳4=月%知，会更省力。

故选项ACD错误、3正确。

答案：Bo

3.（2022•北京模拟）我们经常用瓶起子来打开汽水瓶盖，如甲所示，在此过程中，将瓶起

子看做杠杆，用“△”表示支点位置，手用力为动力耳，杠杆所受阻力为尸J则选项中支

点位置、动力和阻力所示示意图正确的是（）

尸1

C.尸*1D.

解：由图可知，用瓶起子打开瓶盖时，是绕着瓶起子最前端的一点旋转的，故该点为支点;

由力的作用效果可知，手对瓶起子的力是动力,方向为向上;瓶盖对瓶起子齿部的力为阻力，

该力是向下的，则瓶起子相当于一个省力杠杆，手对瓶起子的力小于瓶盖对瓶起子的力。

四个图中，只有图。符合上述分析。

答案：D。

4.（2021•唐山期末）如图所示，小明分别使用滑轮或滑轮组匀速提升质量为叫的物体，滑

轮的质量均相等且为在相同的时间内物体被提升的高度均为〃，不计绳重和摩擦，下

列说法正确的是（）

甲乙丙

A.绳子自由端移动的距离关系为s甲＞$乙＞$丙

B.绳子自由端移动的速度关系为v甲〉丫乙＞v丙

C.甲、乙、丙三种装置做的有用功都为叫g/7

D.乙、丙两种装置的机械效率均为二

+m,

解：A3、从图中可知，甲为定滑轮，乙为动滑轮，丙为滑轮组且〃=3,

在相同的时间内物体被提升的高度均为无，则绳子自由端移动的距离s甲=〃，s乙=2〃，

s丙=3〃，因此s甲＜s乙＜s丙，运动时间相同，根据v=：可知绳子自由端移动的速度关系为

上＜v乙＜v丙，故4?错误；

C、克服物体重力做的功为有用功，甲、乙、丙三种装置做的有用功都为％用=G〃=叫，

故C正确；

D、不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重力做的功为额外功，故%=6动//=?8/2,

乙、丙两种装置的机械效率〃=9=叱1=—色图一故O错误。

理%+%m1gh+m2gh啊+利

答案：C。

5.（2021•北京期末）如图所示，分别用力耳、居、工使杠杆在同一位置保持平衡。已知久

竖直向上，F?与杠杆垂直，鸟水平向右，关于这三个力的大小，下列说法中正确的是（

)

A.沿方向的力最小B.沿F2方向的力最小

C.沿工方向的力最小D.三个力的大小相等

解：如图，三个方向施力，阻力和阻力臂相等，三个方向施力，月的力臂1m最长，根据杠

杆的平衡条件可知，尸2最小（最省力）

6.（2022•济南模拟）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

由端在拉力尸作用下竖直上升，同时物体A被竖直匀速提升了4祖，用时40s,滑轮组的额

外功是400J,下列说法中正确的是（）

A

A.动滑轮所受的重力为100NB.物体A上升的速度是0.3力z/s

C.绳子自由端竖直上升8〃zD.滑轮组的机械效率是90%

解：A、若不计绳重和摩擦时，克服动滑轮的重力做的功为额外功，由%=6动/?可知，动

滑轮的重力：G动=%=生史=100N,但题中未说明不计绳重和摩擦，因此动滑轮的重力

动h4机

小于100N,故A错误；

B、物体A上升的速度：v=-=—=O.lm/s,故3错误；

A*t40s

C、由图可知〃=3,绳子自由端移动的距离：s=nh=3x4m=12m,故C错误；

D、拉力做的有用功：%=G/7=900NX4/W=3600J,

拉力做的总功：%=%+%=3600J+400J=4000J,

滑轮组的机械效率：〃=生xl00%=国竺xl00%=90%,故。正确。

%4000J

答案：Do

7.（2022•深圳模拟）如图所示是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖

直平面内绕固定点O转动，己知AB:AO=3:2,悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N,

悬挂在3端的配重所受的重力为80N。当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的

竖直向下的拉力/是（）

A.520NB.420NC.320ND.220N

解:

由杠杆平衡条件g=凡得

GAXAO=(GB+F)XOB,

即200NxAO=(80N+70xOB,

己知，AB:AO=3:2,

AO:OB=AO.(AB-AO)=2:1,

解得：尸=32ON。

故ABD不符合题意，C符合题意。

答案：Co

8.（2022•洛阳模拟）如图所示，工人师傅利用斜面将货物装上汽车。已知货物重为2000N,

师傅用沿斜面向上1000N的推力将货物从斜面底端匀速推至斜面顶端。斜面长4m、高1.5根,

则（）

A.使用斜面向汽车上装货物可以省功

B.此过程中的有用功为4000J

C.斜面的机械效率为60%

D.货物受到斜面对它的摩擦阻力为250N

解：A、使用任何机械都不能省功，使用斜面能够省力，但不能省功，故A错误；

B、有用功：W^=Gh=2000Nxl.5m=3000J,故3错误；

C、总功为：=Fs=1000A^x4m=4000J；

机械效率为：〃=%=&££=75%,故C错误；

叱总4000J

D、额外功%=%-%=4。0。/-3。00/=10001,

货物受到斜面对它的摩擦阻力/=区=幽£=250N,故D正确。

s4m

答案：D。

9.（2022•广州模拟）如图用甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升相同高度,拉力分别为Fv、

多。此过程相关数据如图，贝1（）

功/J

甲乙口甲滑轮组□乙岩轮组

图1图2

A.“比里小

B.写做的功比弓多

C.乙滑轮组的机械效率为25%

D.两滑轮组绳子自由端移动距离相等

解：A、由图可知滑轮组绳子的有效股数分别为：-=3,%=2,

由题意可知，物体上升的高度相同，设物体上升的高度为肌甲、乙滑轮组绳端移动的距离

分别为：s甲=3力，s乙=2h,

由图2可知，甲、乙滑轮组中总功分别为：%总=1200/,也总=800J,

明总

由％=人可知，&=*=%良、幺=坦型x"=1,即铝=邑，故A错误;

七丝鱼也总s甲800J3h1甲乙

s乙

B、绳子自由端拉力做的功为总功，根据图2中两滑轮组的总功大小分别为％总=12001,

强总=8001,因此冷做的功比刍多，故3正确；

C、由图2可知，可知乙滑轮组的总功理=8001,额外功%=200/,则有用功：

%=/—%=800J-200J=600J,

因此乙滑轮组的机械效率：&xl00%=幽xl00%=75%,故。错误；

%800J

D、由图可知滑轮组绳子的有效股数雁=3,n乙=2,则s甲=3/i,s乙=2无，则两滑轮组绳

端移动的距离不相等，故。错误。

答案：Bo

10.（2022•南宁模拟）用如图甲所示的滑轮组提升物体“，已知被提升的物体/质量为

76kg，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，

拉力厂做的功W随时间f的变化图像如图乙所示，g取10N/依，不计绳重和摩擦力大小。

下面分析不正确的是（）

A.此过程中，绳子自由端的拉力尸大小为400N

B.动滑轮重力为70N

C.当f=10s时，M克服重力所做的功为3800J

D.当物体M上升过程中，该滑轮组提升物体的机械效率为95%

解：

A、由v=£得，物体被提升10机所需的时间：

t

s10m“

t=-=----------=20s，

v0.5m/s

根据图乙可知，此过程中绳子自由端拉力F做的总功是8000

由图甲可知〃=2,绳子自由端移动的距离：

s=nh=2h=2x10m=20m,

由峪=Fs得，拉力:

歹=啊=迎乜=400N,故A正确；

s20m

B、物体Af的重力：

G物=mg=76kgxION/像=760N；

因为不计绳重和摩擦时尸=，（G+G动），所以动滑轮的重力：

Gsb=nF-G=2x400N-760N=40N,故3错误；

C、由v=£可知，t'=10s物体被提升的高度：

t

h'=vt'=0.5m/sx10s=5m，

〃克服重力所做的功：

%'=G〃=760NX5〃7=3800J；故C正确；

D、物体被提升10机所做的有用功：

%=G/z=760Nxl0m=7600J,

滑轮组的机械效率：

〃二区xlOO%=^29£xlOO%=95%,故。正确。

%8000J

答案：Bo

11.（2022•西安模拟）用如图所示的滑轮组拉动物体A,使物体A以0.2祖/s的速度水平向

左匀速运动10s。已知物体A重500N,物体A受到的摩擦力为120N,拉力F的功率为30W。

下列说法正确的是（）

A.绳子自由端移动的距离为2%

B.克服物体A与地面间摩擦力做的功是额外功

C.滑轮组的机械效率为80%

D.相同情况下，若用该滑轮组匀速拉动质量更大的物体3,滑轮组的机械效率不变

解：A＞由图可知〃=3,绳子自由端移动的速度：v=加物=3x0.2〃z/s=06w/s,由v=）

可知，绳子自由端移动的距离：s=vt=0.6m/sxl0s=6m,故A错误；

3、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，物体没有沿重力方向移动距离，所以重力不做

功；克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功，故3错误；

由尸='=竺=处可知，拉力：F=-=3°W=50N,滑轮组的机械效率:

C、

ttv0.6m/s

哇=&色/=g0%=80%

xK)故C正确;

%.FsFnhnF3x50N

£）、若增加物体的重力，压力增加，物体受到地面的摩擦力增大，则克服物体与地面间摩

擦力做的有用功增大，而额外功几乎不变，所以有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的

机械效率增大，故。错误。

答案：Co

12.（2022•重庆模拟）如图甲所示，质量为40依的小林同学站在高台上竖直向上匀速拉动

绳子，脚与地面的总接触面积为0.04m2,现改变G物，计算并绘出机械效率〃与G物的关系

图象，如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）

①此滑轮组动滑轮的重力为20N

②当G物=150N时，小林对绳子的拉力为60N

③当G物=120N时，若此时的拉力的功率为15W,则物体上升的速度为0.3m/s

④若水平高台能承受的最大压强为12500四，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率为

90%

A.只有①③B.只有②③C.只有②④D.只有①②

解:

①不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率〃=畦=—/一=Gh=,

%%+%外Gh+G*G+G动

由图象可知当物体的重力为120N时，滑轮组的机械效率80%，

即：80%="N,解得动滑轮重力：G动=30N,故①错误；

120N+G动动

②由图知〃=3,不计绳重和摩擦，当G物=150N时，小林对绳子的拉力：

p=J（G物+G动）=；x（150N+30N）=60N,故②正确；

③不计绳重和摩擦，当G^'=120N时，小林对绳子的拉力：

尸=1（G/+G动）=gx（120N+30N）=50N,

由尸=些=更=处可知，绳子自由端移动的速度：V=-=—=0.3777/5,则物体上升的

ttF50N

速度：

v=上=吗S=（Mm/s,故③错误；

n3

④人的重力：G人=m人g=40kgxlbN/kg=400N,

2

由p=£可知，水平高台能承受的最大压力，Fg：=PS=12500Pax0.04m=500N,

s

则人受到的最大支持力G=7^=500N,由力的平衡条件可知，绳子的最大拉力：

展大=G-6人=500N-400N=100N,

因为不计绳重和摩擦时尸=:（G物+G动）则小林所能提升的最大物重：

G最大=nF最大-G动=3x100N一30N=270N,

则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率

%'=G最加GQG最大

-----------x100%=90%,故④正确。

%、‘七大sF最大nh几F最大3xl00N

综上可知，只有②④正确;

答案：C。

二、填空题

13.（2022•深圳模拟）利用轻质杠杆从如图所示的位置匀速转动到水平位置，提起重物M的

过程中，动力F方向始终与杠杆垂直，则F的大小变大（选填“变大”“变小”或“不

变”），使用该机械可以—（选填“省力”或“省距离”）。

解：（1）根据杠杆平衡条件可知，动力与动力臂乘积等于阻力与阻力臂乘积；动力臂长度始

终等于杠杆长度，重物的重力大小不变，故重物对A点的拉力不变，杠杆从如图所示的位

置匀速转动到水平位置，重力的力臂逐渐变大，故动力F也逐渐变大。

（2）从图中可知，由于动力/垂直于杠杆，故动力臂为杠杆长度；阻力臂为。点到细线的

垂直距离，由此可知动力臂大于阻力臂，故为省力杠杆。

答案：变大；省力。

14.（2022•韶关期中）如图所示为固定斜面，长20根、高10加。小韩同学用平行于斜面向

上400N的拉力，把重600N的物体从斜面底部匀速拉至顶部，该过程中，拉力做的有用功

为6000J,斜面的机械效率为,物体所受斜面的摩擦力为No

解：

由题知，将物体从斜面底部匀速拉至顶部的过程中,

有用功%==600Nx10m=6000J,

拉力做的总功=Fs=400Nx2.0m=8000J,

所以斜面的机械效率7=—=刨”=75%；

唯8000J

克月艮斜面对物体的摩擦力做的额夕卜功%=唯一%=80007-60007=20007,

物体所受斜面的摩擦力/=%=跑以=100No

s20m

答案：6000；75%；100=

15.（2022•茂名期中）如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时，需

经过障碍物。当推车前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时推车可以视为费力

杠杆，支点是—（选填“前轮”或“后轮”）;当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提

扶把，这时支点是—（选填“前轮”或“后轮”）。后一种情况下，推车可以视为—杠

杆。

解：由题意可知，当推车前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，此时C点不动，即支

点为后轮，这时推车可以视为费力杠杆；

当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时3点不动，即支点是前轮，后一种情况

下，推车可以视为省力杠杆。

答案：费力；后轮；前轮；省力。

16.（2022•深圳模拟）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子3和C能承受的最

大拉力分别为100N和60N。质量为504的小周同学将A提升到高处，施加的拉力厂随时

间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，则

动滑轮的重力为5N,该装置最多能匀速提升N的重物。

解：（1）由图丙可知，在1~2s内（第2s内）A被匀速提升，由图乙可知拉力产=10N,

由图知〃=2,忽略绳重及摩擦，拉力尸=！（GA+G动），则动滑轮重力：

Ga]=nF-GA=2xlON-15N=5N；

（2）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力外=!（既+G动），

则当C处最大拉力为60N时，3处拉力为：

工动=2x60N-5N=115N>100N；

当5处最大拉力为WON时，C处拉力为：

砧」（以+G动）=《1OON+5N）=52.5N<60N；

所以要以3处最大拉力为准，3处的拉力：

FB=GA+G^=1OON,

此装置最多能匀速运载货物的重力：

6货=工一GA=100N-15N=85N。

答案：5；85o

17.（2022•阳江模拟）如图为拉杆行李箱的简化图，拉杆行李箱在使用时相当于一个3

力（选填“省力”或“费力”）杠杆，若箱和物品共重3OON,动力臂是阻力臂的3倍,

则拉起拉杆的力F为N；若小明拉着该行李箱乘坐电梯从一楼出发，到达距离地面6m

的三楼，则拉力P所做的功为

解：（1）抬起拉杆的力P为动力，箱和物品的重力为阻力，支点为O,故动力臂大于阻力

臂，所以是省力杠杆；

（2）由杠杆的平衡条件可得：FxLi=GxL2,

因此拉起拉杆的力：尸=注=迎史=100；7,

3

（3）拉力厂所做的功：W=A=100Nx6〃z=600J。

答案：省力;100；600=

18.（2022•南宁模拟）在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重

为300N的物体A沿着水平地面匀速运动。A在运动时受到地面的摩擦力为60N,不计绳重

及滑轮与绳间的摩擦。动滑轮上有3段绳子承担对物体A的拉力,该滑轮组的机械效

率为—；若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将—（选

填“增大”、“减小”或“不变”）o

解：（1）由图可知承担动滑轮绳子的股数〃=3；

（2）用滑轮组水平拉动物体,克服物体与地面间摩擦力做的功为有用功，滑轮组的机械效

率:

=於物_力物_6QN

x100%=80%

%,FsF71s物nF3x25N

（3）若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，因物体对地面的压力增大，则摩擦力增

大，克服物体与地面间摩擦力做的有用功增大，在额外功不变的情况下，有用功在总功中所

占的比例增大，则机械效率将增大。

答案：3；80%；增大。

三、实验探究题

19.（2022•西安模拟）小明和小红用图-1所示的杠杆一起探究杠杆的平衡条件：

乙

S-

（1）先把杠杆的中点支在支架上,杠杆停在如图-1所示的位置,此时杠杆处于平衡（选

填“平衡”或“不平衡”）状态。为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，

使它向—（选填“左”或“右”）移动。

（2）在如图-2位置处挂了3个钩码（每个重1N）,用弹簧测力计在M位置使杠杆水平平

衡，测力计的示数应是—N,用弹簧测力计从加位置移到N位置用力使杠杆在水平位

置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变—，这是因为—o

（3）小明用调节好的杠杆进行了一次实验，所得数据如表:

动力£/N阻力8/N动力臂乙/cm阻力臂l2/cm

2364

于是他得出了杠杆的平衡条件：请你对此作出评价:

（4）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件

是否仍然成立？”于是小组同学利用如图-3所示装置进行探究发现在杠杆右端的不同位置,

用弹簧测力计竖直向下拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与片4不相

符，其原因是：。

解：（1）因为杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动状态而此时杠杆停着不动，说明杠杆此

时处于平衡状态;

由图甲可知，杠杆右边下降，说明杠杆右边偏重，所以应将杠杆的平衡螺母向左调节；

（2）设每一格为L,根据杠杆平衡条件用=64可得：3xlNx3L=bx5乙，解得：F=\.8N；

弹簧测力计在M位置时，力臂是红色的线段；弹簧测力计在N位置时，力臂是绿色的线段。

根据动力x动力臂=阻力x阻力臂，阻力和阻力臂都不变，拉力的力臂变小，拉力变大，故

弹簧测力计示数变大。

（3）只有一次实验得出实验结论，很具有偶然性。进行多次实验，使实验结论具有普遍性。

（4）图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆自身的重力影响了杠杆平衡，导致拉力厂的大

小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。

答案：（1）平衡；左；（2）1.8；变大；动力臂变小；（3）没有多次实验，结论具有偶然性;

（4）杠杆自重对实验有影响。

20.（2021•九江期末）如图所示是小聪和小红同学设计的“探究斜面机械效率”的实验装置：

I.小聪分别使用等重的木块。和小车（有轮子）完成了机械效率的测量，相关数据如表所

示：

次数物体物重G/N拉升高度拉力产/N拉动距离机械效率

h/ms/m7//%

1木块60.11.20150

2小车60.10.751

（1）每个实验都有需要特别强调的注意事项，如在本实验中，用弹簧测力计拉动物体时，

需要注意两点：一是拉力方向要与斜面平行；二是要让物体沿斜面做匀速直线运动。

（2）第2次实验中斜面的机械效率为。小聪的两次实验对比，可以研究斜面的机械效

率与—的关系，得出的结论是

II.小红同学利用木块人、木板、刻度尺、弹簧测力计等器材测得的数据如表:

实验次数斜面倾斜木块重力拉升高度拉力F/N拉动距离机械效率〃

G/Nhlms/m

程度

1较缓30.21.6137.5%

2较陡30.31.8150%

请你根据表耳口的数据解答下列问题：

(1)小红的两次实验对比，可以研究斜面的机械效率与—的关系，得出的结论是：用斜

面拉同一个物体，―，斜面机械效率越高。

(2)第2次实验中，木块受到的摩擦力大小为

解：I(1)“测量斜面机械效率”的实验中，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，一是

拉力方向要与斜面平行；二是要让物体沿斜面做匀速直线运动；

(2)第2次实验中斜面的机械效率：〃=&x100%=-x100%=SNxO.lm义100%=80%.

%Fs0.752Vx1m

根据表中实验数据可知，两次实验数据中的拉升高度与拉动距离的比值相等，因此斜面的坡

度相同；

在其它条件都相同时，滚动摩擦力小于滑动摩擦力，故木块受到滑动摩擦力大于小车受到滚

动摩擦力，因为第2次实验时的机械效率较大，所以该实验探究斜面的机械效率与摩擦力大

小的关系;根据表格中的数据可知,其他条件相同时,斜面的机械效率与摩擦力的大小有关，

摩擦力越大，机械效率越低；

II(1)根据实验数据可知，木块的重力相同，斜面的倾斜程度不同，倾斜程度越大，机械

效率越高，故小红的两次实验可以研究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系，得出的结

论是：用斜面拉同一个物体，斜面的倾斜程度越大，斜面机械效率越高；

（2）由第2次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功％=G/?=3Nx0.3m=0.9J,

拉力做的总功唯.=Ps=L8Nxlm=1.8J,

则额外功％=卬总-%=1.8J-0.9J=0.9J,

由%=人得，木块所受摩擦力/=%=2里=O.9N。

s1m

答案：I（1）匀速直线；（2）80%；摩擦力大小；其他条件相同时，斜面的机械效率与摩

擦力的大小有关，摩擦力越大，机械效率越低；II（1）斜面的倾斜程度；斜面的倾斜程度

越大；（2）0.9N。

21.（2021•天津模拟）如图所示是小华同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按

图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得三组数据如下表所示：

实验序号钩码重钩码升高测力计示测力计移测力计用

G/NIWJ度h/m数尸/N动距离力的方向

s/m

甲0.980.20.980.2向上

乙0