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文档简介
专题10简单机械
1.(2023·广西·中考真题)【中华传统文化】某小组在测量液体密度的实验中
(1)调节天平横梁平衡时,先把移到标尺左端零刻度线处,若指针静止时指在分度盘中
央刻度线的左侧,则应向(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁平衡。
(2)用天平测出空烧杯的质量,如图甲所示,质量为g。用天平称量时,天平是
(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
(3)将花生油倒入空烧杯,测出其总质量,再将烧杯中的花生油倒入量筒中测出其体积,但花生油太
多,无法全部倒入量简中。经小组讨论,只需增加一个步骤用天平测出的质量,即可求出
花生油的密度。
(4)受《天工开物》中枯棒汲水(图乙)启发,小组自制了“杠杆密度计”如图丙,将一轻质细硬杆用
细线固定在0点并悬挂起来,物块固定悬挂在A点,把不计质量的矿泉水瓶装满水,用细线悬挂在杆
上,将悬挂点移至B点,使杆在水平位置平衡。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体,重复以上操作,
在杆上可标出悬挂点B1、B2、B3……对应密度的刻度值。
①若B1点在B点的左侧,则B1点对应的密度ρ1与水的密度ρ水水的关系是ρ1ρ水(选填“<”“=”
或“>”)。
②若测得B、B2到O点的距离分别为l、l2,则B2点标注的密度值为(用ρ水及题给字母表
示)
l
【答案】游码右37.4等臂见解析>水
l2
【详解】(1)[1][2]使用天平的时候,要将天平放在水平台面上,把游码移到横梁标尺的零刻度线处,
若指针左偏则应将平衡螺母向右调节,使天平横梁在水平位置平衡。
(2)[3]空烧杯的质量
m20g10g5g2.4g37.4g
[4]天平左盘和右盘到支点的距离相同,则天平平衡时可看成等臂杠杆。
(3)[5]要求出花生油的密度,只需要知道量筒中花生油的质量跟体积,则需要增加的步骤是:用天平
测出烧杯中剩余花生油跟烧杯的质量。
(4)①[6]当矿泉水瓶装满水时,由杠杆平衡条件可知GlOAG水lOB。当换用相同的矿泉水瓶装满不同
液体时,使杆在水平位置平衡,对应悬挂点在B1,则
GlOAG水lOB
G液
ll
OB1OB1
若点在点的左侧,则ll,则GG。两液体积极相同,则。
B1BOB1OB液水1水
②[7]由杠杆平衡条件F1L1F2L2可得
G2l2GlOAG水l
G水l
则G2,B2点标注的密度值
l2
G水l
m2G2l2水gVl水l
2
VgVgVgVl2l2
一.杠杆
1.(2022·广西玉林·中考真题)如图所示,杠杆处于水平平衡状态,若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量
相同的钩码,则杠杆()
A.仍然平衡B.右端下降C.左端下降D.匀速转动
【答案】C
【详解】设杠杆上每一格的长度为l,每个钩码的重力为G,原来杠杆水平平衡时,有2G×3l=3G×2l
在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码时,左侧动力与动力臂的乘积为3G×3l=9Gl
右侧阻力与阻力臂的乘积为4G×2l=8Gl
因为9Gl>8Gl
根据杠杆平条件可知,杠杆左端会下降,ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(2022·广西河池·中考真题)下列关于力的说法正确的是()
A.所有杠杆都是省力杠杆
B.物体的重心一定在物体上
C.力的作用点不会影响力的作用效果
D.在弹性限度内,弹簧的伸长量跟其所受的拉力大小成正比
【答案】D
【详解】A.动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆,动力臂小于
阻力臂的杠杆是费力杠杆,故A错误;
B.质地均匀,外形规则物体的重心在它的几何中心上,但重心不一定在物体上,比如篮球、圆环等,
故B错误;
C.力的三要素:大小、方向、作用点,都会影响力的作用效果,故C错误;
D.在弹性限度内,弹簧所受的拉力增大一倍,弹簧的伸长量也增大一倍,所以弹簧的伸长量跟其所受
的拉力大小成正比,故D正确。
故选D。
3.(2022·广西贺州·中考真题)如图所示的四种工具中,属于省力杠杆的是()
A.筷子B.托盘天平
C.羊角锤D.火钳
【答案】C
【详解】A.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A不符合题意;
B.托盘天平在使用时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,既不省力也不费力,故B不符合题意;
C.羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C符合题意;
D.火钳在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
4.(2021·广西梧州·中考真题)如图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是()
A.开瓶器开瓶盖
B.筷子夹食物
C.定滑轮提升物体
D.天平称物体质量
【答案】B
【详解】A.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.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.定滑轮实质是动力臂等于阻力臂的杠杆,是等臂杠杆,故C不符合题意;
D.天平的动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故D不符合题意。
故选B。
5.(2021·广西贺州·中考真题)现有若干个规格相同的钩码,如图所示,为了使杠杆在水平位置平衡,应在
杠杆的A点挂几个钩码()
A.1B.2C.3D.4
【答案】C
【详解】设每个钩码为G,每个小格的长度为L,则右侧力与力臂的乘积
2G6L=12GL
左侧A点的力臂为4L,根据杠杆平衡条件可知,A点所挂钩码的重力
12GL
=3G
4L
即应在杠杆的A点挂3个钩码。故ABD错误,C正确。
故选C。
6.(2021·广西·中考真题)图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意图。小华若要
更省力,下列做法可行的是()
A.支点不动,脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动
C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移
D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移
【答案】D
【详解】由题知,阻力F2大小不变,若要更省力,即减小F1,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,可以
增大l1或减小l2或同时增大l1和减小l2。
A.支点不动,脚在杆上的位置前移,减小了l1,l2不变,F1将增大,故A错误;
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动,l1减小,同时l2增大,F1将增大,故B错误;
C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移,l1减小,l2增大,F1将增大,故C错误;
D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移,减小l2同时增大l1,F1将减小,故D正确。
故选D。
7.(2022·广西百色·中考真题)如图所示,轻质细杆可绕竖直墙上的O点转动,末端挂一个重为150N的物
体,拉力F沿水平方向,当θ=45°时,拉力F=N。若保持拉力沿水平方向,让细杆顺时针缓
慢旋转到图中虚线位置,则拉力将(选填“变大”或“变小”)。
【答案】150变大
【详解】[1]如下图:
θ=45°,拉力的方向沿水平方向,阻力来自物体的重力,阻力的方向竖直方向,
根据等腰直角三角形的知识可知,F的力臂与阻力的力臂是相同的,根据杠杆的平衡条件可知,动力等
于阻力,所以
F=G=150N
[2]若保持拉力水平方向,让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到虚线位置,易知,此时的动力臂变小,
阻力臂变大,在阻力不变的情况下,根据杠杆的平衡条件可知,拉力将变大。
8.(2021·广西柳州·中考真题)请画出图中力F的力臂L。
【答案】
【详解】由图中可知,O为杠杆支点,由力臂的定义可知,过O点作力F的延长线的垂线段,即为力
F对应的力臂L,如下图所示:
9.(2021·广西百色·中考真题)如图所示,轻质杠杆的A点挂一个重物G,绳的拉力为F2,O为杠杆的支点。
请在杠杆B端画出最小的动力F1并画出其力臂l1,使杠杆在图中位置平衡。
【答案】
【详解】根据杠杆平衡的条件可得,阻力和阻力臂不变,动力臂越长,越省力,当力F1作用在B点,
并且与杆垂直时,力臂最长为l1,最省力,如图所示:
10.(2025·广西·中考真题)某实验小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)实验前,若杠杆静止时的位置如图甲所示,则需要将杠杆左端的螺母向调节,使杠杆在
水平位置平衡。
(2)实验操作中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码(每个钩码所受重力均为0.5N),移动钩码位置,使
杠杆重新水平平衡,如图乙所示,施加在杠杆右侧的力F1为1.5N,读出其对应的力臂l1为10.0cm,施
加在杠杆左侧的力F2为N,读出其对应的力臂l2为cm。
(3)改变F1和l1,相应调节F2和l2,再做几次实验,分析记录的数据得到杠杆的平衡条件是。
(4)用木棒撬动大石头时,固定支点位置后,如图丙所示,要想用较小的力撬动这块大石头,应将支点
到手施力的作用线的距离(选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)左(2)115.0cm(3)F1l1F2l2(4)增大
【详解】(1)据图可知,杠杆偏右,所以右端较重,需要增加左端的重力,所以平衡螺母向左移动。
(2)[1]砝码的重力等于拉力,据图可知,左侧的砝码数量为2,所以拉力F2=1N。
[2]砝码悬挂在刻度15.0cm处,所以力臂为15.0cm。
(3)杠杆平衡的条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1F2l2。
(4)在阻力和阻力臂不变的条件下,要使得动力小则需要增加动力臂,所以增大支点到手施力的作用
线的距离。
11.(2021·广西河池·中考真题)如图所示,某同学用轻质杠杆做“探究杠杆平衡条件”的实验,杠杆刻度均
匀,每个钩码重0.5N。
(1)实验前,杠杆如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向调节;
(2)如图乙所示,在B点用弹簧测力计向下拉,使杠杆仍在水平位置平衡。当弹簧测力计从a位置转
到b位置时,其示数大小将。
(3)如图丙所示,该同学用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使杠杆处于水平平衡状态,则弹簧测力计的
示数为。
【答案】右变大4N
【详解】(1)[1]从图甲中可以看出,杠杆的左端向下倾斜,为使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺
母向右调节。
(2)[2]依题意得,动力和动力臂不变。在B点用弹簧测力计向下拉,使杠杆仍在水平位置平衡。当弹
簧测力计从a位置转到b位置时,从图中可以看出,阻力臂变小,由杠杆平衡得,阻力将变大,因此
弹簧测力计的示数将变大。
(3)[3]从图中可以看出,动力为
F140.5N=2N
设杠杆上一小格的长度为L,动力臂为6L,阻力臂为3L,由杠杆平衡条件得
F1L12N×6L
F2=4N
L23L
所以要使杠杆处于水平平衡状态,则弹簧测力计的示数为4N。
12.(2021·广西桂林·中考真题)以下是小桂“探究杠杆的平衡条件”的实验。
(1)实验前,杠杆静止时如图所示,接下来小桂应将平衡螺母向端调节,使杠杆处于水平平衡
状态;
(2)调节好后,小桂在杠杆两边挂上不同数量的钩码,并不断调节悬挂位置直至杠杆在位置平
衡,将实验数据记录在下表后,分析得出杠杆的平衡条件:;
动力F1/N动力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m
25110
(3)小桂仅凭一组实验数据就得出结论的做法是否科学?答:。
【答案】左水平F1l1=F2l2不科学
【详解】(1)[1]实验前,为了消除杠杆重力对实验的影响,应将杠杆调节在水平位置使杠杆平衡,图
中杠杆左高右低,所以平衡螺母应往左调使杠杆处于水平平衡状态。
(2)[2]实验中应通过调节钩码的数量和位置使杠杆在水平位置保持平衡,以便于测量力臂。
[3]根据实验数据可知,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,所以杠杆的平衡条件是
F1l1=F2l2
(3)[4]做法不科学,因为一组实验得出的结论具有偶然性,应当多次实验得出普遍性结论。
13.(2021·广西贵港·中考真题)A、B、C是密度为ρ=4×103kg/m3的某种合金制成的三个实心球,A球质量
为mA=80g,甲和乙是两个完全相同的木块,其质量为m甲=m乙=240g,若把B和C挂在杠杆的两边,
平衡时如图1所示。若用细线把球和木块系住,在水中平衡时如图2所示,甲有一半体积露出水面,
33
乙浸没水中。(g取10N/kg,ρ水=1.0×10kg/m)求:
(1)B、C两球的体积之比;
(2)细线对A球的拉力大小;
(3)C球的质量。
【答案】(1)2:1;(2)0.6N;(3)0.16kg
【详解】解(1)根据杠杆平衡条件可知F1L1F2L2,可以列等式
mBg2L0mcg4L0
经整理可知,B、C两球的质量之比为
m4L2
B0=
mc2L01
m
根据V可知,密度相同,质量之比即为体积之比,故B、C两球的体积之比2:1。
(2)A球的重力为
-3
GA=mAg8010kg10N/kg=0.8N
A球的浮力为
-3
338010kg
F浮gV排=110kg/m10N/kg=0.2N
4103kg/m3
细线对A球的拉力大小
FGF浮=0.8N-0.2N=0.6N
(3)对甲受力分析,其受到了重力和拉力和浮力,故此浮力为
-3
F浮G木+F=24010kg10N/kg+0.6N=3N
则乙所受的浮力为6N,设C球的体积为V,则B球的体积为2V,将乙与B球和C球当成一个整体,
其受到了浮力和向下的重力,由于悬浮,浮力等于重力,故可以列等式为
F浮木乙+水gV+水g2V=G木+Vg+2Vg
经整理可知
V=410-5m3
则C球的质量
mV4103kg/m3-53=k=410m0.16g
答:(1)B、C两球的体积之比为2:1;
(2)细线对A球的拉力大小0.6N;
(3)C球的质量为0.16kg。
二.滑轮
14.(2022·广西柳州·中考真题)如图甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游
戏。该游戏装置与滑轮组类似,图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后
女孩捆住绳的另一辆向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,三人中被拉动者为负,他们都使出
了最大力气,仍处于“僵持”状态,没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦,以下做法中最有可能使女
孩获胜的是()
A.仅将绳在两木棍上多绕1圈B.仅将绳在两木棍上少绕1圈
C.仅增加绳的总长D.仅减小绳的总长
【答案】A
【详解】AB.仅将绳在两木棍上多绕1圈,这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大,女孩越省力,可
能使女孩获胜,同理可知,仅将绳在两木棍上少绕1圈,不能使女孩获胜,故A符合题意,B不符合题
意;
CD.改变绳的总长,不能改变力的大小,故CD不符合题意。
故选A。
15.(2022·广西·中考真题)如图所示的各种工具,正常使用时省力的是()
A.定滑轮B.动滑轮
C.筷子D.船桨
【答案】B
【详解】A.定滑轮的实质是等臂杠杆,使用时既不省力,也不省距离,故A不符合题意;
B.动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,若不计轮重和摩擦,可以省一半的力,故B符合题意;
C.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D.船桨在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
16.(2022·广西河池·中考真题)如图所示,请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。
【答案】
【详解】根据题滑轮组的工作特点可知,使用滑轮组提升重物时,不计绳重和摩擦,绳端拉力F大小
与绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n的关系为
1
F=G物G动
n
因此绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n越大,滑轮组越省力,由图示可知,题中绕过动滑轮且施加
拉力的绳子股数最大为n=3,故最省力的滑轮组绳子的绕法如图所示:
17.(2022·广西贺州·中考真题)如图所示的滑轮为(选填“动”或“定”)滑轮;若不计滑轮重及细绳
和滑轮间的摩擦,用竖直向上的拉力F=N,可以匀速提升滑轮下重为100N的物体。
【答案】动50
【详解】[1]如图所示,提升重物时,滑轮随着物体一起运动,故是动滑轮。
[2]动滑轮省一半的力,故竖直向上的拉力为
11
FG物=100N=50N
22
三.机械效率
18.(2022·广西桂林·中考真题)下列办法中,能提高如图滑轮组机械效率的是()
A.增大摩擦B.增大定滑轮重力
C.增大动滑轮重力D.增大被提升物体重力
【答案】D
【详解】A.增大摩擦,会增大额外功在总功所占比值,使机械效率降低,故A不符合题意;
B.增大定滑轮重力,不会改变额外功和有用功,即机械效率不变,故B不符合题意;
C.增大动滑轮重力,会增大额外功在总功所占比值,使机械效率降低,故C不符合题意;
D.增大被提升物体重力,增大有用功在总功所占比值,使机械效率增大,故D符合题意。
故选D。
19.(2021·广西河池·中考真题)如图所示,工人用500N的拉力F把重为800N的材料匀速提升了2m,用
时20s。若不计绳重及摩擦,则下列说法正确的是()
A.拉力F的功率为80WB.拉力F在这20s内做的功为1000J
C.动滑轮的重为为200ND.用该装置匀速提升更重的材料,机械效率不变
【答案】C
【详解】AB.拉力F在这20s内做的功为
WFs500N22m=2000J
拉力F的功率为
W2000J
P=100W
t20s
故AB错误;
C.动滑轮的重为为
G12F-G2500N-800N=200N
故C正确;
D.用该装置匀速提升更重的材料到相同高度,有用功变大,动滑轮重不变,额外功不变,这样有用功
占总功的比值变大,机械效率变大,故D错误。
故选C。
20.(2021·广西百色·中考真题)如图所示,甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等,用它们分别将相同质量
的钩码匀速竖直提升,在相等时间内绳子自由端A、B移动相同的距离(不计绳重和摩擦)。在此过程
中,下列选项正确的是()
A.两钩码上升的速度相等B.两套装置绳子自由端的拉力相等
C.甲装置做的总功比乙的多D.两套装置的机械效率不相等
【答案】C
【详解】A.图甲使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数n甲=2;图乙使用的是滑轮组,承担物重的绳
子股数n乙=3;因为拉力端移动的距离s=nh;所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍,已知在
s
相等时间内绳端A、B移动相同的距离,则由速度公式v=可知绳端A、B移动的速度相等,设其大小
t
11
为v,则由v绳=nv物可知,钩码上升的速度分别为:v甲=v,v乙=v,所以两钩码上升的速度:v甲>v乙,
23
故A错误;
B.提升钩码的质量相同、重力相同,且滑轮的质量相同、重力相同,不计绳重及摩擦,拉力
1
F=(G+G动)n甲=2,n乙=3,所以绳端的拉力分别为
n
1
F甲=(G+G动)
2
1
F乙=(G+G动)
3
则绳端的拉力F甲>F乙,故B错误;
C.绳端拉力F甲>F乙,绳端A、B移动相同的距离,由W=Fs可知拉力做的总功
W甲总>W乙总,即甲滑轮组的总功比乙多,故C正确;
D.忽略绳重和摩擦,机械效率
W有用GhG
===
W总GhG动hGG动
因为提升钩码的质量相等、重力相等,所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等,故D错误。
故选C。
21.(2022·广西梧州·中考真题)如图所示,工人师傅用250N的拉力,使重为2000N的物体以0.2m/s的速
度在水平地面上做匀速直线运动,已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍,动滑轮受到的
重力为80N,则工人师傅拉力的功率为W,该滑轮组的机械效率为。
【答案】10080%
【详解】[1]由图可知,n=2,则绳子自由端移动的速度
v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s
工人师傅拉力的功率
WFs绳
PFv绳250N0.4m/s=100W
tt
[2]物体在运动时受到地面的摩擦力
f0.2G0.22000N=400N
该滑轮组的机械效率
W有用fs物fs物f400N
=100%100%100%100%100%80%
W总Fs绳Fns物nF2250N
22.(2022·广西贵港·中考真题)如图所示,用动滑轮提起重物。若重物为900N,工人用F=500N的拉力将
重物沿竖直方向匀速提升了4m,则拉力所做的功为J,此动滑轮机械效率为。
【答案】400090%
【详解】[1]由图可知,动滑轮上有两段绳子拉着重物,因为物体移动的距离为4m,所以绳子移动的距
离为
s绳24m=8m
根据公式
WFs
可知拉力所做的功为
WFs500N8m=4000J
[2]根据题意可知,克服重力做的有用功为
W有用Gh900N4m=3600J
根据机械效率的公式
W
有用100%
W总
可知,此动滑轮机械效率为
W有用3600J
100%100%90%
W总4000J
23.(2022·广西玉林·中考真题)如图所示,某同学把重为1.5N的物体匀速提升10cm,所用的拉力是0.8N,
则他做的有用功为J,滑轮组的机械效率为。
【答案】0.1562.5%
【详解】[1][2]已知物重G1.5N,动滑轮承重绳的段数n3,自由端拉力是F0.8N,匀速提升高
度为
h10cm=0.1m
有用功为
W有用=Gh1.5N0.1m=0.15J
总功为
W总=Fs=Fnh0.8N30.1m=0.24J
机械效率为
W有用0.15J
=100%100%=62.5%
W总0.24J
24.(2021·广西玉林·中考真题)如图所示,在F=200N的拉力作用下,物体A以2m/s的速度沿水平面做匀
速直线运动,若滑轮组所做有用功的功率为960W,则地面对物体的摩擦力为N,滑轮组的机械
效率为。(忽略绳子和滑轮的重力)
【答案】48080%
【详解】[1]克服地面对物体A的摩擦力做的功为有用功,有用功率
Wfs
Pfv
tt
已知滑轮组所做有用功的功率为960W,物体A以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动,则地面对物
体的摩擦力为
P960W
f480N
v2m/s
[2]滑轮组绳子的有效段数为3,绳子自由端移动的距离为A移动距离的3倍,滑轮组的机械效率为
fsf480N
80%
F3s3F3200N
25.(2021·广西·中考真题)图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中,车相对树木是
(选填“静止”或“运动”)的,动滑轮上有段绳子承担对车的拉力,若对车的拉力为2400N,F为
1500N,则该滑轮组的机械效率是。
【答案】运动280%
【详解】[1]匀速拉动车的过程中,车相对树木的位置发生了变化,以树木为参照物,车是运动的。
[2]由图可知,随车一起运动的是动滑轮,左侧是动滑轮,动滑轮上由2段绳子承担对车的拉力。
[3]该滑轮组的机械效率是
W有用fs车fs车f2400N
100%=100%=100%100%100%80%
W总FsFns车nF21500N
26.(2022·广西百色·中考真题)如图所示,工人师傅用滑轮组将重为500N的物体在30s内匀速提升到6m
高的楼上,已知动滑轮重为100N,不计绳重及摩擦。求:
(1)拉力F;
(2)拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率。(计算结果保留一位小数)
【答案】(1)200N;(2)120W;(3)83.3%
1
【详解】解:(1)由FG物G动可知,拉力F为
n
11
FG物G动500N+100N=200N
n3
(2)物体的速度为
h6m
v物=0.2m/s
t30s
绳子的速度为
v绳子nv物30.2m/s=0.6m/s
由PFv可知,拉力的功率为
PFv绳200N0.6m/s=120W
W有
(3)由可知,滑轮组的机械效率为
W总
W有G物hG物500N
100%100%100%100%=83.3%
W总Fs绳nF3200N
答:(1)拉力F为200N;
(2)拉力的功率为120W;
(3)滑轮组的机械效率为83.3%。
27.(2021·广西梧州·中考真题)如图所示,利用滑轮把重为300N的物体从斜面底端沿斜面往上匀速拉动
10m,物体升高了6m,所用时间为10s,该装置的机械效率为75%,绳子自由端拉力为F,其方向始终
与斜面平行,求在此过程中:
(1)拉力做的有用功;
(2)拉力的大小;
(3)拉力的功率。
【答案】(1)1800J;(2)120N;(3)240W
【详解】解:(1)拉力做的有用功
W有=Gh=300N×6m=1800J
(2)拉力做的总功
W有1800J
W总==2400J
75%
滑轮是动滑轮,绳子自由端移动的距离
s=2s物=2×10m=20m
拉力的大小
W2400J
F总=120N
s20m
(3)拉力的功率
W2400J
P总=240W
t10s
答:(1)拉力做的有用功是1800J;
(2)拉力的大小是120N;
(3)拉力的功率是240W。
一、单选题
1.(2025·广西·一模)如图所示,为我国古人抬起巨木的劳动情境示意图,其蕴含的物理学原理是()
A.惯性B.浮力C.杠杆平衡D.二力平衡
【答案】C
【详解】图中所示的情境中,古人利用一根横杆作为杠杆,将巨木一端抬起,古人在杠杆的一端施加向
下的力,通过杠杆的作用,在巨木的一端产生向上的力,从而抬起巨木。
A.一切物体都有保持原来运动的状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性,故A不符合题意;
B.浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力,故B不符合题意;
C.根据杠杆平衡原理,动力×动力臂=阻力×阻力臂,只要动力臂足够长,就可以用较小的力来克
服较大的阻力,达到省力的效果,实现抬起巨木的目的,故C符合题意;
D.二力平衡是指作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两
个力就彼此平衡,故D不符合题意。
故选C。
2.(2025·广西河池·二模)如图所示,使用筷子时虽然费力但省距离,下列工具在使用中也能省距离的是
()
A.用天平称质量B.用核桃夹夹核桃
C.用钓鱼竿钓鱼D.用撬棒撬物体
【答案】C
【详解】A.托盘天平在使用时,是等臂杠杆,不省力,也不省距离,故A不符合题意;
B.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力却费距离,故B不符合题意;
C.用钓鱼竿钓鱼,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力却省距离,故C符合题意;
D.用撬棒撬物体,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力却费距离,故D不符合题意。
故选C。
3.(2025·广西南宁·三模)下列工具或仪器在正常使用时属于费力杠杆的是()
A.船桨B.核桃夹
C.托盘天平D.钢丝钳
【答案】A
【详解】A.船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力,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。
故选A。
4.(2025·广西柳州·模拟预测)小柳利用如图所示滑轮组将重物A提升到高处。下列说法正确的是()
A.小柳利用滑轮组的目的是为了省功B.重物A悬停时,小柳对重物不做功
C.用滑轮组做功多,说明它的机械效率高D.当重物A匀速缓慢上升时,小柳对重物不做功
【答案】B
【详解】A.根据功的原理,使用任何机械都不省功,使用滑轮组可以省力或改变力的方向,但
不能省功,故A错误;
B.做功的两个必要因素是:有力作用在物体上,且物体在这个力的方向上移动了距离。重物悬停时,
会受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力。但由物物体没有在拉力的方向上移动距离,所以小柳对重物
不做功。故B正确;
C.机械效率是有用功与总功的比值,做功多并不意味着有用功占总功的比例高,即不能说明
机械效率高,故C错误;
D.当重物A匀速缓慢上升时,小柳对重物施加了向上的力,重物在力的方向上移动了距离,
根据做功的条件,小柳对重物做了功,故D错误。
故选B。
5.(2025·广西来宾·一模)如图,是古人在建造宫殿时,利用木棒搬动巨大木料的情景。下列说法正确的是
()
A.支架下垫石块是为了减小对地面的压力
B.将巨木一端抬起,木棒相当于费力杠杆
C.巨木下垫圆木,增大了与地面间的摩擦
D.垫上圆木后,在移动巨木时可减小摩擦
【答案】D
【详解】A.支架下垫石块的主要目的是为了增大受力面积,从而减小支架对地面的压强,防止地面被
压坏,故A错误;
B.将巨木一端抬起,由图可知,此时动力臂大于阻力臂,巨木相当于省力杠杆,故B错误;
CD.垫上圆木后,移动巨木时巨木与地面之间的摩擦由滑动摩擦变为滚动摩擦,可减小摩擦,故C错
误,D正确。
故选D。
6.(2025·广西贵港·一模)如图是利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮,绕过滑轮的绳索一端悬吊水
桶,人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是()
A.井架上的滑轮是动滑轮
B.利用这个装置能够省力
C.水桶静止时,人对水桶没有做功
D.提的水越多,该装置的机械效率越低
【答案】C
【详解】A.井架上的滑轮不随水桶一起运动,是定滑轮,故A错误;
B.定滑轮不能省力,可以改变力的方向,故B错误;
C.水桶静止时,在重力的方向上没有移动距离,人对水桶没有做功,故C正确;
D.提的水越多,利用这套装置做的有用功相对增加,额外功不变,则该装置的机械效率会变大,故D
错误。
故选C。
二、多选题
7.(2025·广西河池·模拟预测)如图所示,斜面长10m,高4m,小华用大小为50N的平行于斜面的拉力,
将重100N的物体,从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中,下列说法正确的是()
A.利用此装置既可以省力,也可以省功
B.物体受到的摩擦力为10N
C.对物体所做的有用功为400J
D.该斜面的机械效率为75%
【答案】BC
【详解】A.使用斜面可以省力,但费距离,因此不能省功,故A错误;
BC.拉力做的总功为W总=FL=50N10m=500J
克服物体重力做的有用功为W有=Gh=100N4m=400J
额外功为W额=W总﹣W有=500J﹣400J=100J
W额100J
物体受到的摩擦力为f10N
L10m
故BC正确;
W有400J
D.该斜面的机械效率为100%80%
W总500J
故D错误。
故选BC。
三、填空题
8.(2025·广西南宁·一模)
(1)如图甲所示是“探究海波熔化的特点”实验的装置。如图乙所示是根据实验数据绘制的温度一时间图像,
由图可知,海波的熔点为℃,可以判断海波是(选填“晶体”或“非晶体”);
(2)如图丙,在“探究光的反射定律”实验中,从光屏前不同方向都能看到光的传播路径,是因为光在光屏
上发生了(选填“镜面”或“漫”)反射。当入射角减小时,反射光线将(选填“靠近”或“远
离”)法线。
(3)如图丁,每周一升国旗时,随着绳子的拉动,旗杆顶端的滑轮不断转动,国旗缓缓上升。旗杆顶端的
滑轮属于(选填“动滑轮”或“定滑轮”),该滑轮(选填“能”或“不能”)省力。
【答案】(1)48晶体(2)漫靠近(3)定滑轮不能
【详解】(1)[1][2]如图甲所示是“探究海波熔化的特点”实验的装置。如图乙所示是根据实验数据绘制的
温度一时间图像,由图可知,海波的熔点为48℃,可以判断海波是晶体。
(2)[1]如图丙,在“探究光的反射定律”实验中,从光屏前不同方向都能看到光的传播路径,是因为光
在光屏上发生了漫反射。
[2]反射角等于入射角,当入射角减小时,反射角也减小,反射光线将靠近法线。
(3)[1][2]定滑轮可以改变力的方向,旗杆顶端的滑轮属于定滑轮,该滑轮相当于等比杠干,不能省力。
9.(2025·广西柳州·二模)一台起重机将重4000N的重物缓慢提高3m,起重机做的有用功是J。如
果额外功是8000J,机械效率是%。
【答案】1200060
【详解】[1]起重机将重4000N的重物缓慢提高3m,克服重物重力做的有用功
4
W有用Gh4000N3m1.210J
44
[2]额外功是8000J,起重机做的总功W总W有用W额1.210J8000J210J
4
W有用1.210J
机械效率是100%4100%60%
W总210J
10.(2025·广西南宁·一模)博物馆门口旁边设有便于轮椅通行的斜坡,斜坡地砖上
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