资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第25讲 简单机械考点 常见题型 考点分值1．识别杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂 选择、填空 2～4分2．绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示 选择(综合型)、填空 2～4分3．概述杠杆的平衡条件 选择(综合型)、填空 2～4分4．应用杠杆平衡条件解决简单的问题 选择(综合型)、填空 2～4分识别人体中的杠杆 选择、填空 2～4分知道动滑轮和定滑轮的特点 选择(综合型)、填空 2～4分知道滑轮组的特点（限于两个滑轮的滑轮组） 选择(综合型)、填空 2～4分使用滑轮组（限于两个滑轮的滑轮组）解决简单的问题 选择(综合型)、填空 2～4分理解有用功、额外功及总功的含义 选择、填空 2～4分理解总功=有用功+额外功的表述方式 选择(综合型)、填空 2～4分理解机械效率的含义及表达式 选择(综合型)、填空 2～4分会应用机械效率的表达式进行有关计算 选择(综合型)、填空 2～4分一、杠杆1．杠杆的五要素(1)定义：在力的作用下能绕着______转动的一根硬棒。(2)图示：(3)杠杆的五要素支点：杠杆可以绕其转动的点Ｏ动力：使杠杆转动的力F１阻力： 杠杆转动的力F2动力臂：从支点O到 作用线的距离l1阻力臂：从支点O到 作用线的距离l22．杠杆的平衡条件（1）杠杆平衡定义：杠杆在______力和______力的作用下，保持_______或_________状态，我们就说杠杆处于平衡。（2）杠杆的平衡条件描述：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。文字公式：_____________________________符号公式：_____________________________3．探究杠杆平衡条件的实验①实验器材［带有刻度的杠杆、铁架台、钩码（1 N）、弹簧测力计］②实验装置（1）将杠杆支点设在中间的目的（减少杠杆自重对杠杆平衡的影响）；（2）实验前通过调节____________使杠杆平衡（左高左调，右高右调）；（3）使杠杆在_____位置平衡的目的（方便力臂的测量）；（4）杠杆的平衡状态（杠杆在阻力和动力的作用下，保持静止或匀速转动状态）。③实验数据分析④根据数据可以得出杠杆的平衡条件_____________________________。⑤交流与分析（1）某次实验时将一组钩码换成弹簧测力计，弹簧测力计竖直拉动时使杠杆保持平衡，然后改变拉力的方向（如图所示），测力计的示数会______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。原因是斜拉时，拉力的力臂变小）。（2）本实验多次测量的目的_____________________ 。4.人体中的杠杆：骨——一根硬棒；肌肉收缩——_________的来源；两根骨之间可以活动的关节——_________；移动肢体或物体——_________的来源。5.杠杆的实际应用种类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆示意图力臂的关系 l1____l2 l1____l2 l1____l2力的关系 F1____F2 F1____F2 F1____F2特点 _____距离 _____距离 不省距离也不费距离应用 撬棒、铡刀、瓶盖起子、手推车、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪刀、缝纫机脚踏板等 天平、跷跷板等二、滑轮1.滑轮的定义：一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。2.分类：_______滑轮和_______滑轮。3.定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点定滑轮 动滑轮 滑轮组图示实质 ____杠杆 动力臂是阻力臂___倍的省力杠杆 /F与G的关系(忽略滑轮重及摩擦) F1=____ F2=____ F3=____特点 改变力的方向，但不省力 省力但_____改变力的方向 既可以省力，又可以改变力的方向s与h 的关系 s=______ s=______ s=______三、机械效率1.有用功、额外功、总功（1）有用功：必须要做的功，用______表示。（2）额外功（或无用功）：并非人们需要，但又不得不 额外做的功，用______表示。（3）总功定义：有用功与额外功之和，用______表示。由于存在额外功，因此，总功必定大于有用功。2.机械效率（1）定义:科学上把_______跟_______的比值叫做机械效率。（2）表达式：_________________ 。（3）因W总＞W有用，所以机械效率总_______ 1，即机械效率不可能达到100％。（4）提高滑轮组机械效率的方法：增大物重，减小滑轮组的重力，减小摩擦。知识点1：杠杆类型判断【例题】1． 如图是洗衣机脱水自动装置的部分示意图，如果洗衣机在脱水时打开桶盖，会使原来处于拉伸状态的弹簧收缩，从而使刹车带紧压刹车盘，阻碍洗衣桶旋转，起到制动的作用。以弹簧的拉力为动力，杠杆MN与下列工具不能归为一类的是（ ）A． B．C． D．◆变式训练2．小科通过微信公众号“胜哥课程”掌握了杠杆的相关知识。下列各类杠杆中属于省力杠杆的是( )A．镊子夹取物体 B．核桃夹夹核桃C．托盘天平称质量 D．筷子夹菜知识点2：杠杆的平衡【例题】3．如图，足够长的杠杆上放着两个球(质量 杠杆在水平位置平衡，若两球以相同的速度同时向远离支点的方向运动，则杠杆的状态是 ( )A．仍然平衡 B．大球一端下沉C．小球一端下沉 D．无法确定◆变式训练4．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O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OA位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（ ）A．逐渐变大 B．逐渐变小C．先变大，后变小 D．先变小，后变大知识点3：探究杠杆的平衡条件【例题】5．轻质杠杆每小格的长度相等，O为支点．在杠杆左侧挂一物体甲，若在杠杆右侧挂一物体乙，并在物体乙的下方拴接一个弹簧，如图17所示，当杠杆在水平位置时，整个装置处于平衡状态．已知物体乙的重力为600N，弹簧对物体乙的作用力为300N．下列说法正确的是（ ）A．物体甲的重力不可能为450NB．物体甲的重力可能为300NC．物体乙受到弹簧的一定处于压缩状态D．物体乙受到绳子的拉力可能为900N或300N◆变式训练6．如图，“胜哥”在课堂做“研究杠杆平衡条件”的演示实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（ ）A．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动B．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动C．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动D．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动知识点4：滑轮、滑轮组的特点【例题】7．在举行升国旗、唱国歌的仪式时，观察到国旗的旗杆顶上有个重要的装置，一般是（ ）。A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．省力杠杆◆变式训练8．如图所示，小科同学用动滑轮拉重物提升到一定高度，重物的重力为G物，动滑的重力为G动。在提升过程中，物体上升的速度大小保持v不变，下列相关说法中正确的是（ ）A．在提升的过程中，绳子自由端的拉力一直是（G物+G动）/2B．在提升的过程中，绳子自由端拉力的功率至少为（G物+G动）vC．在提升的过程中，物体的机械能是守恒的D．小科拉绳子的机械效率为G物/（G物+G动）知识点5：滑轮相关计算【例题】9．在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为600N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（ ）A．甲方式中车对绳子的拉力为620NB．乙方式中人对绳子的拉力为300NC．使用甲、乙两种方式都不能省功D．甲、乙两种方式的机械效率相等◆变式训练10．在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提 升重为G，的物体，额外功与总功之比为1：4，再匀速提升重为G2 的物体，先后两次提升时滑轮组的机械效率之比为5：6。若不计绳重和摩擦，则A．G：G2 =2：5B．G：G2 =2：3C．先后两次绳子自由端的拉力之比为2：5D．先后两次绳子自由端的拉力之比为3：511．如图甲所示装置，“胜哥”用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面、粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，，，物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（ ）甲 乙A．拉力F做的功为840JB．绳子自由端移动的距离为15mC．物体从段到段，滑轮组的机械效率变小D．拉力F在段做的额外功等于在段做的额外功12．在如图所示的简单机械中，属于省力杠杆的是（ ）A． 用钓鱼竿钓鱼 B． 用羊角锤拔钉子C． 用筷子夹食物 D． 用镊子取药品13．如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升时，所用的力分别是和，拉力做功的功率分别是和．若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则与、与的大小关系是（ ）A．、 B．、C．、 D．、14．如图甲所示，“胜哥”打扫地面时，经常会把餐桌从一侧拾起.A、B两点分别为两边的中点，杠杆模型简化图如图乙、丙所示，从A、B两点抬起的力分别为FA、FB。P点为桌子的重心，已知餐桌受到重力的作用线经过桌面对角线的交点，则FA与FB的大小关系是（ ）A．FA＞FB B．FA＝FB C．FA＜FB D．无法确定15．小科正通过微信公众号“胜哥课程”观看一个科学视频，如图所示，一根轻木条左端放一支较短的蜡烛，右端放一支较长的蜡烛，木条能在水平位置平衡。“胜哥”将两支蜡烛同时点燃，点燃后蜡烛的燃烧速度相同。一段时间后，木条将( )A．始终保持水平 B．左端会下沉C．右端会下沉 D．无法判断16．下图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（g取10N/kg）（ ）A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力17．如图所示，甲、乙两物体为不同材料所制成，甲密度为3g/cm3，乙密度为4g/cm3，乙物体置于水中但未碰及杯底，若两物体静止，不计摩擦及滑轮的重，则甲乙两物体的体积比为 ( )A．2：1 B．3：4 C．3：2 D．4：318．用如图所示的滑轮组吊装100袋土豆，每袋土豆的质量是25 kg，绳子能承受的最大拉力为600N，不计滑轮以及绳重，不计轮、轴间摩擦，g取10N/ kg，则至少要吊运的次数是 ( )A．10次 B．11次 C．12次 D．13次19． 《热辣滚烫》讲述了一个肥胖女孩到勇猛拳击手蜕变的故事，主演贾玲通过运动及控制饮食瘦身了 50 千克。如图所示拉力器是常见的健体瘦身器材，配重由若干金属块(每块质量为5千克)组成，锻炼者站立在地上，根据自己实际选择合适的金属块数量，向下拉动拉杆，达到健体瘦身的效果。 (杆重、绳重、摩擦均不计)完成下列问题：（1）拉力器的机械是定滑轮，它的作用是 ；（2）若小科的质量为80千克，他一次最多能拉起 块金属块：（3）小科训练时配重为 10块金属块，每次均把拉杆竖直向下拉动1米。若要完全消耗1 克蔗糖释放的能量，小科需要拉动17次的金属块(假设1 克蔗糖完全氧化释放的能量的50%用于拉力做功)，则完全氧化l克蔗糖大约能产生 焦耳的能量。20．如图所示，在的水平拉力F作用下，重的物体沿水平地面匀速向左运动了，物体与地面间滑动摩擦力为．则该过程中拉力做的功为 J，滑轮组的机械效率为 ．21．两个实心物体的质量与体积的关系如图甲所示。（1）物体A的密度是 。（2）分别由A、B两种物质组成的体积相同的甲、乙两个物体的重力比为 。（3）将体积相同的A、B两物体分别挂在滑轮和杠杆下面，如图乙所示，O为杠杆OQ的支点，P为杠杆OQ的中点，若要使他们处于静止，则虚线框内悬挂物体B的个数是 。(不计摩擦以及杠杆和滑轮的自重)22．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下以0.1米/秒的速度匀速运动10秒，弹簧测力计示数为2牛。不计绳和滑轮重量，不计绳与滑轮等摩擦。（1）图中甲滑轮的作用是 。（2）物体A克服摩擦力所做的功 焦。23．如图所示小宁利用滑轮组将质量为57kg的重物匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.4 m/s，动滑轮的质量为3kg，不计绳重和摩擦。则小宁对绳子的拉力为 ，此过程中该滑轮组的机械效率为 。24．如图所示，浸没在水中一定深度的金属铝块A，质量为27kg，现用重为10N的动滑轮缓慢匀速提升铝块，若不计摩擦和绳重，g＝10N/kg，ρ铝＝2.7×103千克/米3。请计算：（1）浸没在水中一定深度的金属铝块所受浮力是多少？（2）若将物体A从图示位置缓慢匀速提升1m，此过程中铝块未露出水面，拉力F做的功是多少？（3）若将铝块从图示位置缓慢匀速提升至全部露出水面一定高度，请在图中画出拉力F与上升高度h的变化关系图像。25．项目化学习中， “胜哥”模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设计了如图甲所示的滑轮组。他用该滑轮组在拉动一个重为100N的物体，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.1倍，拉力F随时间t变化关系如图乙所示，物体移动的速度v随时间t变化关系如图丙所示，不计绳重和绳与轮之间摩擦。试求：甲（1）动滑轮的重力。（2）1~2s内，拉力F做功的功率。26．小科设计了三种提升重物的方式，均将10N的重物匀速提升了1m，如图所示。不计杠杆、滑轮的重力，以及绳与滑轮间的摩擦，AO=2BO。（1）上述三个方式提升10N的重物时，人施加的力的大小关系为 。（2）请在图乙中画出作用在杠杆A端的动力F2的力臂。（3）如图丙，每个滑轮重均为2N，则在将10 N的重物提升1 m的过程中，该滑轮组的机械效率为多少 27．（2023·宁波）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦，这一过程中，下列说法错误的是（ ）A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625NC．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%28．（2023·湖州）机械的发明和使用，极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械，一定不能省力的是（ ）A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面29．（2023·丽水）如图是教室壁挂式实物展台示意图。MN为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m为展示物。以下是展示台承裁展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（ ）A． B．C． D．30．（2022·湖州）如图为小明同学用老虎钳剪钢丝时的情景，该老虎钳锋利的刀口（ ）A．动力臂大于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压力B．动力臂小于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压力C．动力臂大于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压强D．动力臂小于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压强31．（2022·浙江）用一根长为L重为G0的均匀铁棒，插入一个边长为a、重为G的正方体物块的底部，在另一端施加一个向上的力，将物块撬起一个很小的角度（如图所示，图中的角度已被放大）。如果铁棒插入物块底部的长度为物块边长的三分之一，则要撬动物块，作用在铁棒最右端的力至少为（ ）A．G0+（aG/3L） B．G0+（aG/L）C．（G0/2）+（aG/6L） D．（G0/2）+（aG/12L）32．（2022·绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（ ）A．图甲中平衡螺母向左调节：图乙中右侧钩码向左移动B．图甲中平衡螺母向左调节：图乙中右侧钩码向右移动C．图甲中平衡螺母向右调节：图乙中左侧钩码向左移动D．图甲中平衡螺母向右调节：图乙中左侧钩码向右移动33．（2022·宁波）如图所示，用测力计将长杆一端A 微抬离地面，测力计示数是F1；同理，用测力计将长杆的另一端B 微抬离地面，测力计示数是F2。则长杆的重力是(测力计保持竖直向上) ( )A． B． C． D．34．（2022·浙江）用如图所示的杠杆提升重物，设作用在A 端的力 F 始终竖直向下，在将重物慢慢提升到一定高度的过程中，F 的大小将 ( )A．保持不变 B．逐渐变小C．逐渐变大 D．先变大，后变小35．（2022·丽水）如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作能使杆秤量程变大的是（ ）A．将a点向左移 B．将b点向右移C．换一个质量较小的秤砣 D．将a、b点都向左移等长距离36．（2024·浙江）图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。请回答：（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的____（填字母）。A．细胞 B．组织 C．器官（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3'是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB=8厘米，OC=2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）37．（2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是 。（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功 焦。（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有： 。（写出一点）38．（2023·绍兴）赛龙舟自古以来在我国广为流传，现已成为亚运会比赛项目。如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图，绳子系在”船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将”船桨”从位置“1”划到位置”2”，重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克，”划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。(船桨重、绳重与摩擦均不计)（1）该装置中两个滑轮的作用是 。（2）”划桨”一次，人至少做功 焦。（3）图乙是某种耐力练习示意图，保持”船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米，OB为40厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直”船桨”的力F。求此时力F的大小。39．（2023·舟山）投石器是古代的攻城利器，科学小组同学想进一步了解投石器，开展了以下项目化学习研究：[项目制作]经讨论后，利用配重、小石块、木杆、细绳、网兜等器材，制成投石器，如图。[项目研究]①松开系绳，配重下降，装有石块的一端快速上升，木杆停止后，石块被投出，记录石块投射的距离。②调整系绳的长度，改变投射角度θ，记录投射距离，重复实验，数据如表。投石器测试(m石块=50克)投射角度θ 15° 30° 45° 60° 75°投射距离(米) 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8（1）小组同学探究的问题是 。（2）根据表中数据，可得出的结论是 。[项目迭代]为使投石器能将石块投得更远，请你写出一种方法 。40．（2023·台州）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是多少？（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？第25讲 简单机械答案知识梳理一、杠杆1． 阻碍 F１ F2 2．（2） 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 F1l1＝F2l23．（2） 平衡螺母 （3） 水平 （4） 动力×动力臂＝阻力×阻力臂⑤（1） 变大 （2） 排除偶然性，得出普遍规律4. 动力 支点 阻力力臂的关系： > < = 力的关系：< > = 特点：费 省二、滑轮2. 定 动3. 实质：等臂 2 F与G的关系：G 1/2G 1/nG 特点：不能 s与h 的关系：h 2h nh三、机械效率1.（1） W有 （2） W额 （3） W总2.（1） 有用功 总功 （2） η= W有/W总×100% （3） 小于考点突破1．B 2．B 3．B 4．A 5．D 6．A 7．A 8．B 9．C 10．C夯实基础11．A 12．B 13．C 14．B 15．C 16．D 17．A 18．C19．（1）改变力的方向（2）16（3）1700020．300；80%21．（1）28/cm3：(或2×10kg/m3)（2）4：1（3）422．（1）改变力的方向（2）423．300 N；95%24．（1）铝块的体积；铝块全部浸没在水中，则V排=V铝=1×10-2m3；铝块完全浸没时，受到水的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-2m3=100N。（2）铝块受到的重力G铝=mg=27kg×10N/kg=270N，对物块A受力分析知，绳对物块A向上的拉力与物块A对绳向下的拉力是一对相互作用力，则物块A对动滑轮向下的拉力F拉=G铝-F浮=270N-100N=170N，绳子自由端向上的拉力F=（G动+F拉）=×（10N+170N）=90N，物块A被提升h=1m，则绳自由端向上移动s=2h=2m，拉力F做的功W=Fs=90N×2m=180J.（3）25．（1）（2）1~2s 绳子移动距离26．（1）F1>F2>F3（2）（3） s=3h=3米W总=F3s=4牛×3米=12焦W有用=G物h=10牛×1米=10焦真题再现27．A 28．C 29．A 30．C 31．C 32．A 33．B 34．A 35．D36．（1）C（2）设铁Fe的质量为x碳的质量为：；碳的质量分数为：，故属于高碳钢；（3）由图2可知，O为支点，F3为阻力，OC为阻力臂，AB为动力臂，根据杆平衡条件F1l1=F2l2可得960N×2cm=F2×8cm，则F2=240N；工具自重和摩擦忽略不计，对上面定滑轮受力分析，F2=3F1，则F1=80N。37．（1）改变力的作用方向（2）15（3）调小排水口38．（1）改变力的方向（2）120（3）FA×OA=F×OB200牛×60厘米=F×40厘米F=300牛39．（1）石块投射的距离与投射角度的关系（2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)40．（1）解：G=mg=20千克×10牛/千克=200牛F=G=200牛s=1米×0.8米=0.8米2p=F/s=200牛/0.8米2=250帕答：包装箱对地面的最小压强是250帕。（2）省力（3）解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米答：共行驶了20千米的路程。21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台第25讲 简单机械考点 常见题型 考点分值1．识别杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂 选择、填空 2～4分2．绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示 选择(综合型)、填空 2～4分3．概述杠杆的平衡条件 选择(综合型)、填空 2～4分4．应用杠杆平衡条件解决简单的问题 选择(综合型)、填空 2～4分识别人体中的杠杆 选择、填空 2～4分知道动滑轮和定滑轮的特点 选择(综合型)、填空 2～4分知道滑轮组的特点（限于两个滑轮的滑轮组） 选择(综合型)、填空 2～4分使用滑轮组（限于两个滑轮的滑轮组）解决简单的问题 选择(综合型)、填空 2～4分理解有用功、额外功及总功的含义 选择、填空 2～4分理解总功=有用功+额外功的表述方式 选择(综合型)、填空 2～4分理解机械效率的含义及表达式 选择(综合型)、填空 2～4分会应用机械效率的表达式进行有关计算 选择(综合型)、填空 2～4分一、杠杆1．杠杆的五要素(1)定义：在力的作用下能绕着_固定点_转动的一根硬棒。(2)图示：(3)杠杆的五要素支点：杠杆可以绕其转动的点Ｏ动力：使杠杆转动的力F１阻力：_阻碍_杠杆转动的力F2动力臂：从支点O到_F１__作用线的距离l1阻力臂：从支点O到_F2___作用线的距离l22．杠杆的平衡条件（1）杠杆平衡定义：杠杆在_阻_力和__动_力的作用下，保持__静止_或_匀速转动_状态，我们就说杠杆处于平衡。（2）杠杆的平衡条件描述：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。文字公式：__动力×动力臂＝阻力×阻力臂___符号公式：_____F1l1＝F2l2_______3．探究杠杆平衡条件的实验①实验器材［带有刻度的杠杆、铁架台、钩码（1 N）、弹簧测力计］②实验装置（1）将杠杆支点设在中间的目的（减少杠杆自重对杠杆平衡的影响）；（2）实验前通过调节_平衡螺母_使杠杆平衡（左高左调，右高右调）；（3）使杠杆在_水平_位置平衡的目的（方便力臂的测量）；（4）杠杆的平衡状态（杠杆在阻力和动力的作用下，保持静止或匀速转动状态）。③实验数据分析④根据数据可以得出杠杆的平衡条件____动力×动力臂＝阻力×阻力臂___。⑤交流与分析（1）某次实验时将一组钩码换成弹簧测力计，弹簧测力计竖直拉动时使杠杆保持平衡，然后改变拉力的方向（如图所示），测力计的示数会_变大_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。原因是斜拉时，拉力的力臂变小）。（2）本实验多次测量的目的__排除偶然性，得出普遍规律_ 。4.人体中的杠杆：骨——一根硬棒；肌肉收缩——__动力_的来源；两根骨之间可以活动的关节——__支点__；移动肢体或物体——__阻力__的来源。杠杆的实际应用种类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆示意图力臂的关系 l1_>_l2 l1_<_l2 l1_=_l2力的关系 F1_<_F2 F1_>_F2 F1_=_F2特点 __费_距离 _省_距离 不省距离也不费距离应用 撬棒、铡刀、瓶盖起子、手推车、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪刀、缝纫机脚踏板等 天平、跷跷板等二、滑轮1.滑轮的定义：一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。2.分类：__定__滑轮和__动__滑轮。3.定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点定滑轮 动滑轮 滑轮组图示实质 _等臂_杠杆 动力臂是阻力臂_2_倍的省力杠杆 /F与G的关系(忽略滑轮重及摩擦) F1=_G_ F2=_1/2G_ F3=_1/nG__特点 改变力的方向，但不省力 省力但_不能_改变力的方向 既可以省力，又可以改变力的方向s与h 的关系 s=__h__ s=__2h_ s=_nh__三、机械效率1.有用功、额外功、总功（1）有用功：必须要做的功，用_W有_表示。（2）额外功（或无用功）：并非人们需要，但又不得不额外做的功，用_W额_表示。（3）总功定义：有用功与额外功之和，用__W总_表示。由于存在额外功，因此，总功必定大于有用功。2.机械效率（1）定义:科学上把_有用功__跟__总功_的比值叫做机械效率。（2）表达式：___η= W有/W总×100%__ 。（3）因W总＞W有用，所以机械效率总_小于_ 1，即机械效率不可能达到100％。（4）提高滑轮组机械效率的方法：增大物重，减小滑轮组的重力，减小摩擦。知识点1：杠杆类型判断【例题】1． 如图是洗衣机脱水自动装置的部分示意图，如果洗衣机在脱水时打开桶盖，会使原来处于拉伸状态的弹簧收缩，从而使刹车带紧压刹车盘，阻碍洗衣桶旋转，起到制动的作用。以弹簧的拉力为动力，杠杆MN与下列工具不能归为一类的是（ ）A． B．C． D．【答案】B【知识点】杠杆的分类【解析】【分析】 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。【解答】 由图可知，以弹簧的拉力为动力，则刹车盘对刹车带的摩擦力为阻力，制动时，动力臂大于阻力臂，所以杠杆MN是省力杠杆；道钉撬、钢丝钳、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆，可与上述杠杆归为一类；筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；故ACD不符合题意，而B符合题意。故选B。◆变式训练2．小科通过微信公众号“胜哥课程”掌握了杠杆的相关知识。下列各类杠杆中属于省力杠杆的是 ( )A．镊子夹取物体B．核桃夹夹核桃C．托盘天平称质量D．筷子夹菜【答案】B【知识点】杠杆的分类【解析】【分析】由杠杆平衡条件可知，动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，属于省力杠杆。【解答】A、镊子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误；B、核桃夹夹核桃时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B正确；C、托盘天平动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故C错误；D、筷子夹菜时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D错误。故答案为：B。知识点2：杠杆的平衡【例题】3．如图，足够长的杠杆上放着两个球(质量 杠杆在水平位置平衡，若两球以相同的速度同时向远离支点的方向运动，则杠杆的状态是 ( )A．仍然平衡 B．大球一端下沉C．小球一端下沉 D．无法确定【答案】B【知识点】杠杆的平衡条件【解析】【分析】 根据向远离支点的方向运动中两球相对于支点的动力臂变化，根据杠杆的平衡条件可以得出杠杆的转动方向。【解答】 开始时两球平衡，即力与力臂的乘积相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内向远离支点的方向移动的距离相同，则大球的力与力臂的乘积增加的快，所以大球的力与力臂的乘积会大于小球的力与力臂的乘积，杠杆向大球那端下沉。故选B。◆变式训练4．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O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OA位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（）A．逐渐变大 B．逐渐变小C．先变大，后变小 D．先变小，后变大【答案】A【知识点】杠杆的平衡条件【解析】【分析】 力臂是支点到力的作用线的距离，分析使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中阻力、阻力臂和动力臂的变化，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析动力F的大小变化。【解答】 将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，因作用力F始终与OA垂直，则动力臂不变，阻力为杠杆的重力，则阻力大小也不变，但阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力F变大。故选A。知识点3：探究杠杆的平衡条件【例题】5．轻质杠杆每小格的长度相等，O为支点．在杠杆左侧挂一物体甲，若在杠杆右侧挂一物体乙，并在物体乙的下方拴接一个弹簧，如图17所示，当杠杆在水平位置时，整个装置处于平衡状态．已知物体乙的重力为600N，弹簧对物体乙的作用力为300N．下列说法正确的是（ ）A．物体甲的重力不可能为450NB．物体甲的重力可能为300NC．物体乙受到弹簧的一定处于压缩状态D．物体乙受到绳子的拉力可能为900N或300N【答案】D【知识点】二力平衡的条件及其应用；杠杆的平衡条件【解析】【分析】物体乙所受所受弹簧的力有两种可能，即可能是乙受到弹簧对它向上的弹力，也可能是乙受到弹簧对它向下的弹力，结合杠杆的平衡条件分析计算即可判断。【解答】若物体乙受到的弹簧的作用力方向向上，则此时乙物体对杠杆拉力是F拉=G-F弹=600N-300N=300N；所以据杠杆的平衡条件知：G甲L甲=F拉L乙，G甲×4L=300N×2L；解得：G甲=150N；若物体乙受到的弹簧的作用力方向向下，此时乙物体对杠杆拉力是F拉=G+F弹=600N+300N=900N，故此时乙受到绳子的拉力是900N，即D正确；物体乙受到的弹簧的作用力方向向下，根据杠杆的平衡条件知：G甲L甲=F拉L乙，G甲×4L=900N×2L；解得：G甲=450N；故A、B错误；乙受到的弹簧的作用力可能向上，也可能向下，所以弹簧可能处于拉伸也可能处于压缩状态，故C错误。故选D。◆变式训练6．如图，“胜哥”在课堂做“研究杠杆平衡条件”的演示实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（ ）A．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动B．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动C．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动D．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动【答案】A【知识点】探究杠杆的平衡条件实验【解析】【分析】图甲中，杠杆左端高、右端低，说明杠杆右端偏重，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向左端调节。结合杠杆平衡条件进行分析。【解答】图乙中，设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格的长度为L，杠杆左端力和力臂的乘积为4G×2L=8GL杠杆右端力和力臂的乘积为3G×3L=9GL，8GL<9GL杠杆不平衡，为了使杠杆水平位置平衡，由杠杆平衡条件可知，可以将右侧钩码向左移动减小力臂或者左侧钩码向左移动增大力臂，故A符合题意，BCD不符合题意。故答案为：A。知识点4：滑轮、滑轮组的特点【例题】7．在举行升国旗、唱国歌的仪式时，观察到国旗的旗杆顶上有个重要的装置，一般是（ ）。A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．省力杠杆【答案】A【知识点】定滑轮及其工作特点【解析】【分析】根据这个装置的形状和作用分析它所属简单机械的类型。【解答】国旗旗杆顶端有一个轮子，中间有凹槽，这个装置叫滑轮。因为它固定在顶端，不随国旗上下移动，因此是定滑轮，用来改变升降国旗拉力的方向，故A正确，而B、C、D错误。故选A。◆变式训练8．如图所示，小科同学用动滑轮拉重物提升到一定高度，重物的重力为G物，动滑的重力为G动。在提升过程中，物体上升的速度大小保持v不变，下列相关说法中正确的是（ ）A．在提升的过程中，绳子自由端的拉力一直是（G物+G动）/2B．在提升的过程中，绳子自由端拉力的功率至少为（G物+G动）vC．在提升的过程中，物体的机械能是守恒的D．小科拉绳子的机械效率为G物/（G物+G动）【答案】B【知识点】动滑轮及其工作特点；机械效率的计算【解析】【分析】（1）A图中动滑轮绳子的有效股数为2 ， 不计绳重和摩擦时 ， 根据求出绳子自由端的拉力 ；（2）根据功率公式求出绳子自由端拉力的功率 ；（3）根据速度、高度、质量的变化判断机械能的变化 ；（4）根据计算机械效率。【解答】A、图中承担物重的绳子的条数为2条，不计绳重和摩擦时 ， 绳子自由端的拉力，题目中没有说明“不计绳重和摩擦”，A不合题意；B、不计绳重和摩擦时 ， 绳子自由端拉力的功率最小：，B符合题意；C、在提升的过程中，物体匀速上升，动能不变；高度越来越大，重力势能也越来越大，即物体的机械能增大，所以物体的机械能不是守恒的，C不合题意；D、小科拉绳子的机械效率，D不合题意。故答案为：B。知识点5：滑轮相关计算【例题】9．在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为600N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（ ）A．甲方式中车对绳子的拉力为620NB．乙方式中人对绳子的拉力为300NC．使用甲、乙两种方式都不能省功D．甲、乙两种方式的机械效率相等【答案】C【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算【解析】【分析】（1）使用定滑轮不能省力，忽略绳重和摩擦，F＝G；（2）由图乙知n＝2，忽略绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动）；（3）使用任何机械不能省功；（4）忽略绳重和摩擦，在甲图中，额外功为0，在乙图中，需要克服动滑轮重力做额外功，再结合机械效率的定义来比较。【解答】A、因为图甲中两个滑轮都是定滑轮，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，绳子的拉力应该为600N，故A错误；B、乙方式人对绳子的拉力故B错误；C、根据功的原理，使用任何机械都不省功，故C正确；D、甲方式两个滑轮都是定滑轮，不计绳重和摩擦，不用做额外功，机械效率100%；乙方式有一个动滑轮，需要做额外功，机械效率小于100%，故D错误。故答案为：C。◆变式训练10．在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提 升重为G，的物体，额外功与总功之比为1：4，再匀速提升重为G2 的物体，先后两次提升时滑轮组的机械效率之比为5：6。若不计绳重和摩擦，则A．G：G2 =2：5B．G：G2 =2：3C．先后两次绳子自由端的拉力之比为2：5D．先后两次绳子自由端的拉力之比为3：5【答案】C【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】（1）不计绳重和摩擦时，克服物体重力所做的功为有用功，克服动滑轮重力所做的功为额外功，根据W=Gh表示出使用滑轮组匀速提升重为G1的物体时额外功与总用功之比即可求出物体重力G1和动滑轮重力之间的关系；使用同一个滑轮组先后匀速提升重为G1和G2的物体时，两次提升时滑轮组的机械效率之比为5：6，不计绳重和摩擦，根据求出物体G1与G2的比值；（2）不计绳重和摩擦，根据求出先后两次绳子自由端的拉力之比。【解答】AB.由题意可知，使用滑轮组匀速提升重为G1的物体时，额外功与总用功之比为1：4，因不计绳重和摩擦时，克服物体重力所做的功为有用功，克服动滑轮重力所做的功为额外功，总功等于有用功和额外功之和，所以，由W=Gh可得：，即；两次提升时滑轮组的机械效率之比为5：6，不计绳重和摩擦，根据可知，，解得：G1：G2=1：3，故AB错误；CD.不计绳重和摩擦，根据可知，先后两次绳子自由端的拉力之比为：，故C正确，D错误。故答案为：C。11．如图甲所示装置，“胜哥”用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面、粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，，，物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（ ）甲 乙A．拉力F做的功为840JB．绳子自由端移动的距离为15mC．物体从段到段，滑轮组的机械效率变小D．拉力F在段做的额外功等于在段做的额外功【答案】A【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】 （1）根据绳子的有效段数为2，求出物体M从a点到c点过程中绳子自由端移动的距离；已知ab=2m，bc=3m分别求出绳子自由端移动的距离，由图乙知绳子的拉力大小，根据功的公式求出拉力做的总功；（2）使物体M在水平地面匀速移动，根据二力平衡，物体受到的滑动摩擦力等于拉力的大小，根据滑轮组的机效率为分析机械效率的变化；（3）本题中，克服摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功，ab段和在bc段动滑轮提升的高度不同，根据W=Gh可知额外功的大小关系。【解答】 AB、物体M从a点到c点过程中，通过的距离为2m+3m=5m，绳子的有效段数为2，故绳子自由端移动的距离：s=2h=2×5m=10m；ab=2m，bc=3m，绳子自由端移动的距离分别为：s1=2×2m=4m，s2=2×3m=6m，由图乙知绳子的拉力分别为60N和100N，拉力做的总功为：W=W1+W2=F1s1+F2s2=60N×4m+100N×6m=840J，故A正确、B错误；C、使物体M在水平地面匀速移动，根据二力平衡，物体受到的滑动摩擦力等于水平面上绳子的拉力的大小，因绳端拉力100N大于60N，由f=F水平=nF绳-G动可知bc段物体受到的滑动摩擦力大，滑轮组的机效率为：动滑轮的重力不变，物体从ab段到bc段，滑动摩擦力变大，故滑轮组的机械效率变大，故C错误；D、本题中，克服摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功，ab段和在bc段动滑轮提升的高度不同，根据W=Gh可知，拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功，故D错误。故选：A。12．在如图所示的简单机械中，属于省力杠杆的是（ ）A． 用钓鱼竿钓鱼 B． 用羊角锤拔钉子C． 用筷子夹食物 D． 用镊子取药品【答案】B【知识点】杠杆的分类【解析】【分析】 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。【解答】 A.钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；B.羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意；C.筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；D.镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。故选B。13．如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升时，所用的力分别是和，拉力做功的功率分别是和．若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则与、与的大小关系是（ ）A．、 B．、C．、 D．、【答案】C【知识点】动滑轮及其工作特点【解析】【分析】由题知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，结合功率公式分析。【解答】 AD.甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即 ； 乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即 ，故 ，AD错误 ；BC.物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为 ， ，C正确，B错误；故答案为：C。14．如图甲所示，“胜哥”打扫地面时，经常会把餐桌从一侧拾起.A、B两点分别为两边的中点，杠杆模型简化图如图乙、丙所示，从A、B两点抬起的力分别为FA、FB。P点为桌子的重心，已知餐桌受到重力的作用线经过桌面对角线的交点，则FA与FB的大小关系是（ ）A．FA＞FB B．FA＝FB C．FA＜FB D．无法确定【答案】B【知识点】杠杆的平衡条件【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式分析即可。【解答】根据题意可知，无论是从A点抬起餐桌，还是从B点抬起餐桌，动力臂总是阻力臂的2倍。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力都等于重力的一半，因此FA=FB。故选B。15．小科正通过微信公众号“胜哥课程”观看一个科学视频，如图所示，一根轻木条左端放一支较短的蜡烛，右端放一支较长的蜡烛，木条能在水平位置平衡。“胜哥”将两支蜡烛同时点燃，点燃后蜡烛的燃烧速度相同。一段时间后，木条将( )A．始终保持水平 B．左端会下沉C．右端会下沉 D．无法判断【答案】C【知识点】杠杆的平衡条件【解析】【分析】 蜡烛对杠杆的作用力等于蜡烛的重力，由于杠杆是在水平方向平衡，所以力臂的长度等于蜡烛到支点的距离。设左右两边的蜡烛质量分别为m左、m右，根据杠杆平衡条件可得m左g×L左=m右g×L右，由于蜡烛同时点燃，燃烧速度相同，过一段时间后因燃烧减少的质量Δm相同，这时根据杠杆受到的力的变化，利用杠杆平衡条件分析。【解答】 设左右两边的蜡烛质量分别为m左、m右，∵杠杆在水平位置平衡；∴m左g×L左=m右g×L右----------------①∵两支蜡烛粗细相同，同时点燃，则燃烧速度相同，∴两支蜡烛因燃烧减少的质量Δm相同，此时杠杆左右两端受到的力分别为（m左-Δm）g、（m右-Δm）g，∵左边：（m左-Δm）gL左=m左g×L左-△mgL左----------------②右边：（m右-Δm）gL右=m右g×L右-△mgL右----------------③由图可知：L左＞L右，则△mgL左＞△mgL右，--------------------④∴根据①④可比较②③得：（m甲-Δm）gL左＜（m右-Δm）gL右，所以杠杆失去平衡，右端会下沉。故答案为：C。16．下图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（g取10N/kg）（ ）A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力【答案】D【知识点】探究杠杆的平衡条件实验【解析】【分析】每个钩码重力为F＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，设每个小格长度为L，则支点左侧力与力臂的乘积为：1N×3L＝3N×L【解答】A、在A点挂4个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为：2N×2L＝4N×L＞3N×L，杠杆不能平衡，故A错误；B、在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，杠杆右侧力与力臂的积为：0.5N×5L＝2.5N×L＜3N×L，杠杆不能平衡，故B错误；C、用弹簧测力计在B点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L＝F×5L，最小拉力为0.6N；当力的方向改变时，力臂减小，使力臂小于3L时，拉力要大于1N，杠杆费力，用弹簧测力计在B点拉，当力臂为3L时，拉力为1N．根据杠杆平衡条件知，当改变用力方向，使力臂小于3L时，拉力要大于1N，杠杆才能平衡，要费力，故C错误；D、用弹簧测力计在A点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L＝F×2L，最小拉力为1.5N；当力的方向改变时，力臂减小，无论如何改变用力方向力都要大于1.5N，都要费力，故D正确。故答案为：D。17．如图所示，甲、乙两物体为不同材料所制成，甲密度为3g/cm3，乙密度为4g/cm3，乙物体置于水中但未碰及杯底，若两物体静止，不计摩擦及滑轮的重，则甲乙两物体的体积比为 ( )A．2：1 B．3：4 C．3：2 D．4：3【答案】A【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】绳子上的拉力等于乙的重力与浮力的差，而甲对滑轮的拉力等于甲的重力，结合滑轮组的特点列式计算即可。【解答】根据图片可知，绳子上的拉力为F=G乙-F浮=ρ乙gV乙-ρ水gV乙；根据动滑轮的特点得到：2F=G甲=ρ甲gV甲：那么得到：2×（ρ乙-ρ水）gV乙=ρ甲gV甲；2×（ρ乙-ρ水）V乙=ρ甲V甲；2×（ 4g/cm3 - 1g/cm3 ）V乙= 3g/cm3 ×V甲；解得：V甲：V乙=2：1.故选A。18．用如图所示的滑轮组吊装100袋土豆，每袋土豆的质量是25 kg，绳子能承受的最大拉力为600N，不计滑轮以及绳重，不计轮、轴间摩擦，g取10N/ kg，则至少要吊运的次数是 ( )A．10次 B．11次 C．12次 D．13次【答案】C【知识点】滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】根据计算出一次能够调运的最大重力，再根据G总=m总g计算土豆的总重量，最后做比即可。【解答】根据图片可知，滑轮组承担拉力的绳子段数n=4，根据得到：G=nF=4×600N=2400N；每次吊运土豆的袋数：则调运的次数：。故选C。19． 《热辣滚烫》讲述了一个肥胖女孩到勇猛拳击手蜕变的故事，主演贾玲通过运动及控制饮食瘦身了 50 千克。如图所示拉力器是常见的健体瘦身器材，配重由若干金属块(每块质量为5千克)组成，锻炼者站立在地上，根据自己实际选择合适的金属块数量，向下拉动拉杆，达到健体瘦身的效果。 (杆重、绳重、摩擦均不计)完成下列问题：（1）拉力器的机械是定滑轮，它的作用是 ；（2）若小科的质量为80千克，他一次最多能拉起 块金属块：（3）小科训练时配重为 10块金属块，每次均把拉杆竖直向下拉动1米。若要完全消耗1 克蔗糖释放的能量，小科需要拉动17次的金属块(假设1 克蔗糖完全氧化释放的能量的50%用于拉力做功)，则完全氧化l克蔗糖大约能产生 焦耳的能量。【答案】（1）改变力的方向（2）16（3）17000【知识点】定滑轮及其工作特点【解析】【分析】 （1）（2）定滑轮不能省力，但是能改变力的方向，人拉起的金属块的总总量等于人的最大拉力（人的体重）。（3）使用的是定滑轮，拉力移动的距离s=h，求出拉力对配重块做的功。【解答】（1）（2）由图可知，该滑轮为定滑轮，不能省力，但能改变力的方向，杆重、绳重、摩擦均不计，则人能提供的最大拉力：F最大=G人=m人g=80kg×10N/kg=800N，每个金属块的重力：G金属=m金属g=5kg×10N/kg=50N，最大能拉起的金属块的数量：，所以人最多能拉起16块金属块。（3）10块金属块的重力G总=10G金属=500N，杆重、绳重、摩擦均不计，则人的拉力F=G总=500N。人拉动10块金属块，使杆竖直向下拉动1米做功：W=FS=500N×1m=500J，完全氧化l克蔗糖大约能产生 ：Q=17×500J×50%=17000J，故答案为：（1）改变力的方向；（2）16；（3）17000。20．如图所示，在的水平拉力F作用下，重的物体沿水平地面匀速向左运动了，物体与地面间滑动摩擦力为．则该过程中拉力做的功为 J，滑轮组的机械效率为 ．【答案】300；80%【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率【解析】【分析】有用功为物体克服摩擦力做的功，根据滑轮组的特点求出拉力大小以及自由端移动距离，拉力乘以距离等于拉力做的功。【解答】动滑轮上绕有3股绳子，因此物体运动2m ，则拉力F运动了s=6m。拉力做的功为W= Fs= 50Nx6m = 300J，有用功为物体克服摩擦力做的功，因此有W有= fs =120Nx 2m = 240J滑轮组的机械效率为η=240/300x100%= 80%.21．两个实心物体的质量与体积的关系如图甲所示。（1）物体A的密度是 。（2）分别由A、B两种物质组成的体积相同的甲、乙两个物体的重力比为 。（3）将体积相同的A、B两物体分别挂在滑轮和杠杆下面，如图乙所示，O为杠杆OQ的支点，P为杠杆OQ的中点，若要使他们处于静止，则虚线框内悬挂物体B的个数是 。(不计摩擦以及杠杆和滑轮的自重)【答案】（1）28/cm3：(或2×10kg/m3)（2）4：1（3）4【知识点】密度公式的应用；杠杆的平衡条件；动滑轮及其工作特点【解析】【分析】（1）由图像可得，当m=20g时，A、B的体积，利用密度公式求A、B的密度；（2）求出A、B的密度，然后根据公式G=mg=ρVg计算出甲、乙的重力之比；（3）根据动滑轮的特点和杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。【解答】（1）由图甲可知，当m=20g时，VA=10cm3，VB=40cm3，则A物体的密度：，B物体的密度：，（2）ρA：ρB=2g/cm3：0.5g/cm3=4：1；A、B的体积相同，由G=mg=ρVg可得，A、B的重力之比：GA：GB=ρAVg：ρBVg=ρA：ρB=4：1；（2）由图乙可知，使用的滑轮组中n=2，不计摩擦和滑轮的自重，则作用在杠杆上Q点的拉力F=；要使它们处于静止状态，设方框中挂n个B物体，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：nGB×OP=×OQ；nGB×1=×2；解得：n=4。22．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下以0.1米/秒的速度匀速运动10秒，弹簧测力计示数为2牛。不计绳和滑轮重量，不计绳与滑轮等摩擦。（1）图中甲滑轮的作用是 。（2）物体A克服摩擦力所做的功 焦。【答案】（1）改变力的方向（2）4【知识点】功的计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】（1）定滑轮不省力不费力，只改变力的方向；动滑轮不能改变用力方向，但是能省一半的力；（2）首先根据f=nF计算物体A受到的摩擦力，再根据s=vt计算物体A移动的距离，再根据W=fs计算摩擦力做的功。【解答】（1）根据图片可知，甲滑轮固定不动，为定滑轮，作用是改变力的方向。（2）动滑轮上承担拉力的绳子段数n=2，则物体A受到的摩擦力f=nF=2N×2=4N，物体A移动的距离s=vt=0.1m/s×10s=1m，则物体A克服摩擦力做功W=fs=4N×1m=4J。23．如图所示小宁利用滑轮组将质量为57kg的重物匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.4 m/s，动滑轮的质量为3kg，不计绳重和摩擦。则小宁对绳子的拉力为 ，此过程中该滑轮组的机械效率为 。【答案】300 N；95%【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算【解析】【分析】（1）首先根据图片确定承担重力的绳子段数n，再根据公式计算对绳子的拉力；（2）当使用滑轮组提升重物时，根据公式计算滑轮组的机械效率。【解答】（1）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则小宁对绳子的拉力为：；（2）滑轮组的机械效率为：。24．如图所示，浸没在水中一定深度的金属铝块A，质量为27kg，现用重为10N的动滑轮缓慢匀速提升铝块，若不计摩擦和绳重，g＝10N/kg，ρ铝＝2.7×103千克/米3。请计算：（1）浸没在水中一定深度的金属铝块所受浮力是多少？（2）若将物体A从图示位置缓慢匀速提升1m，此过程中铝块未露出水面，拉力F做的功是多少？（3）若将铝块从图示位置缓慢匀速提升至全部露出水面一定高度，请在图中画出拉力F与上升高度h的变化关系图像。【答案】（1）铝块的体积；铝块全部浸没在水中，则V排=V铝=1×10-2m3；铝块完全浸没时，受到水的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-2m3=100N。（2）铝块受到的重力G铝=mg=27kg×10N/kg=270N，对物块A受力分析知，绳对物块A向上的拉力与物块A对绳向下的拉力是一对相互作用力，则物块A对动滑轮向下的拉力F拉=G铝-F浮=270N-100N=170N，绳子自由端向上的拉力F=（G动+F拉）=×（10N+170N）=90N，物块A被提升h=1m，则绳自由端向上移动s=2h=2m，拉力F做的功W=Fs=90N×2m=180J.（3）【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】 （1）由公式计算铝块的体积，铝块全部浸没，V排=V铝，根据公式F浮=ρ水gV排计算浮力；（2）铝块被提高1m，绳自由端上升2m，再由计算出绳自由端的拉力，最后由公式W=Fs计算拉力做的功；（3）根据铝块全部在水中，开始露出水面和全部露出水面，计算F的大小，再画出图形。【解答】 （3）当物块A全部浸没在水中向上运动h1m至上表面与水面相平时，绳自由端受到的拉力F=90N；当物块A向上提升h2m高时，全部提出水面时，F1=（G动+F拉）=×（10N+270N）=140N。则拉力F与上升高度h的变化关系图像如下：25．项目化学习中，“胜哥”模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设计了如图甲所示的滑轮组。他用该滑轮组在拉动一个重为100N的物体，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.1倍，拉力F随时间t变化关系如图乙所示，物体移动的速度v随时间t变化关系如图丙所示，不计绳重和绳与轮之间摩擦。试求：甲（1）动滑轮的重力。（2）1~2s内，拉力F做功的功率。【答案】（1）（2）1~2s 绳子移动距离【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】 根据图片确定承担拉力的绳子段数n；（1）由F-t图象得出在1～2s内匀速运动时的拉力F，根据F=（f+G动）计算动滑轮重力。（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P=Fv求拉力做功的功率。【解答】 （1）由图甲可知，动滑轮上承担物重的绳子股数n=2；物体受到的摩擦力：f=0.1G=0.1×100N=10N；根据得到：G动=2F2-f=2×10N-10N=10N；（2）由图乙可知，在1～2s内，重物做匀速运动，v物=2m/s，由图乙可知此时拉力F2=10N，绳子自由端移动速度v绳=2v物=2×2m/s=4m/s，所以拉力做功功率（总功率）：P总=F2v绳=10N×4m/s=40W。26．小科设计了三种提升重物的方式，均将10N的重物匀速提升了1m，如图所示。不计杠杆、滑轮的重力，以及绳与滑轮间的摩擦，AO=2BO。（1）上述三个方式提升10N的重物时，人施加的力的大小关系为 。（2）请在图乙中画出作用在杠杆A端的动力F2的力臂。（3）如图丙，每个滑轮重均为2N，则在将10 N的重物提升1 m的过程中，该滑轮组的机械效率为多少 【答案】（1）F1>F2>F3（2）（3） s=3h=3米W总=F3s=4牛×3米=12焦W有用=G物h=10牛×1米=10焦【知识点】杠杆的平衡条件；力臂的画法；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算【解析】【分析】（1）根据简单机械的知识分别计算出三个拉力大小，最后进行比较即可；（2）力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离；（3）首先根据 计算出自由端的拉力，再根据s=nh计算出自由端移动的距离，接下来根据W=Fs计算出拉力做的总功，根据W有=Gh计算出有用功，最后根据 计算出滑轮组的机械效率。【解答】（1）根据图片可知，滑轮受到向上的拉力F1，向下的拉力两个，都等于物体的重力。根据二力平衡的知识可知，F1=2G；根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×OB=F2×OA，解得：F2=；滑轮组中承担重力的绳子段数为n=3，则拉力。比较可知， F1>F2>F3 。27．（2023·宁波）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦，这一过程中，下列说法错误的是（ ）A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625NC．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%【答案】A【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，再根据计算自由端移动的速度；（2）根据计算拉力大小；（3）根据W总=Fs计算拉力做功；（4）根据计算滑轮组的机械效率。【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则自由端移动的距离s=nh=2×0.1m=0.2m。那么自由端移动的速度，故A错误符合题意；拉力为，故B正确不合题意；拉力做的功：W总=Fs=0.625N×0.2m=0.125J，故C正确不合题意；该滑轮的机械效率：，故D正确不合题意。故选A。28．（2023·湖州）机械的发明和使用，极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械，一定不能省力的是（ ）A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面【答案】C【知识点】定滑轮及其工作特点【解析】【分析】根据对常见简单机械的认识判断。【解答】A.杠杆分省力杠杆、等臂杠杆和费力杠杆，故A不合题意；B.动滑轮最多可以省一半的力，故B不合题意；C.定滑轮不省力不费力，只能改变拉力方向，故C符合题意；D.斜面肯定省力，故D不合题意。故选C。29．（2023·丽水）如图是教室壁挂式实物展台示意图。MN为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m为展示物。以下是展示台承裁展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（ ）A． B．C． D．【答案】A【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析【解析】【分析】杠杆的五要素，分为支点，动力臂，动力，阻力臂和阻力。【解答】若去掉连杆pQ，此时MN展台会逆时针绕着N点转动，故支点在最右侧的N点；PQ的作用效果是拉住展台，避免其展台沿着逆时针方向转动，故其拉力方向为斜向上。故答案为：A30．（2022·湖州）如图为小明同学用老虎钳剪钢丝时的情景，该老虎钳锋利的刀口（ ）A．动力臂大于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压力B．动力臂小于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压力C．动力臂大于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压强D．动力臂小于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压强【答案】C【知识点】增大或减小压强的方法；杠杆的分类【解析】【分析】根据老虎钳的使用过程确定动力臂和阻力臂，然后比较大小。增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积，据此分析判断。【解答】根据图片可知，老虎钳中间的转轴相当于支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。老虎钳的刀口十分锋利，即通过减小受力面积的方法增大压强。故C正确，而A、B、D错误。故选C。31．（2022·浙江）用一根长为L重为G0的均匀铁棒，插入一个边长为a、重为G的正方体物块的底部，在另一端施加一个向上的力，将物块撬起一个很小的角度（如图所示，图中的角度已被放大）。如果铁棒插入物块底部的长度为物块边长的三分之一，则要撬动物块，作用在铁棒最右端的力至少为（ ）A．G0+（aG/3L） B．G0+（aG/L）C．（G0/2）+（aG/6L） D．（G0/2）+（aG/12L）【答案】C【知识点】杠杆的动态平衡分析；杠杆中最小力问题【解析】【分析】 铁棒的重力提供一部分阻力，作用点在铁棒的重心上，力F提供动力，当力F垂直于杠杆时，动力最小，根据杠杆平衡条件可以求解．【解答】 铁棒重力的作用点是铁棒的重心，在铁棒的中点处，由杠杆平衡条件可得：，故选C32．（2022·绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（ ）A．图甲中平衡螺母向左调节：图乙中右侧钩码向左移动B．图甲中平衡螺母向左调节：图乙中右侧钩码向右移动C．图甲中平衡螺母向右调节：图乙中左侧钩码向左移动D．图甲中平衡螺母向右调节：图乙中左侧钩码向右移动【答案】A【知识点】探究杠杆的平衡条件实验【解析】【分析】根据天平的调节方法和杠杆的平衡原理F1L1=F2L2分析判断。【解答】如甲图所示，在杠杆使用前，右端下沉，说明右端重，左端轻。根据“平衡螺母总是向轻的那端调节”可知，平衡螺母应该向左调节。在图乙中，杠杆的右端下沉，说明右端力和力臂的乘积偏大，而左边力和力臂的乘积偏小。要使杠杆恢复平衡，则在钩码的重力不变的情况下，要么将左侧钩码向左移动从而增大左边的力臂，要么将右边的钩码向左移动减小右边的力臂。故A正确，而B、C、D错误。故选A。33．（2022·宁波）如图所示，用测力计将长杆一端A 微抬离地面，测力计示数是F1；同理，用测力计将长杆的另一端B 微抬离地面，测力计示数是F2。则长杆的重力是(测力计保持竖直向上) ( )A． B． C． D．【答案】B【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用【解析】【分析】在杠杆的右端竖直抬起时，B是支点，根据杠杆平衡条件求出拉力和重力的关系；在杠杆的左端竖直抬起时，A是支点，根据杠杆平衡条件求出拉力和重力的关系。【解答】 在杠杆的右端竖直抬起时，B是支点，根据杠杆平衡条件得，F1×AB=G×OB----①在杠杆的左端竖直抬起时，A是支点，根据杠杆平衡条件得，F2×AB=G×OA----②①+②得，F1+F2=G。故答案为：B。34．（2022·浙江）用如图所示的杠杆提升重物，设作用在A 端的力 F 始终竖直向下，在将重物慢慢提升到一定高度的过程中，F 的大小将 ( )A．保持不变 B．逐渐变小C．逐渐变大 D．先变大，后变小【答案】A【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析【解析】【分析】在重物升高的过程中，由力臂的变化关系可得出力F的变化。【解答】 由力矩平衡关系可知：GL1=FL2，下图中由几何关系可知：L1与L2之比始终等于两边的杆长之比，即两力臂之比是常数。，即F为定值，故不论杆怎样变换位置，力F都是不变的。故答案为：A。35．（2022·丽水）如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作能使杆秤量程变大的是（ ）A．将a点向左移 B．将b点向右移C．换一个质量较小的秤砣 D．将a、b点都向左移等长距离【答案】D【知识点】杠杆的平衡条件【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。【解答】提扭为支点，a点物体的重力相当于阻力，c点秤砣的重力相当于动力。增大杆秤的量程，其实就是当阻力臂最大时所称量物体的重力变大。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，将a点左移时，阻力臂变大，则a点物体的重力变小，即量程变小，故A错误；将b点右移，其实也是阻力臂变大，而动力臂变小，此时a点物体的重力变小，即量程变小，故B错误；秤砣的重力变小，则阻力和阻力臂的乘积变小，而阻力臂不变，其实就是a点物体的重力变小，即量程变小，故C错误；将a、b都向左移动相同的距离L时，相当于阻力臂不变，而动力臂变大了，即动力和动力臂的乘积变大，因此a点物体的重力变大，即量程变大，故D正确。故选D。36．（2024·浙江）图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。请回答：（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的____（填字母）。A．细胞 B．组织 C．器官（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3'是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB=8厘米，OC=2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）【答案】（1）C（2）设铁Fe的质量为x碳的质量为：；碳的质量分数为：，故属于高碳钢；（3）由图2可知，O为支点，F3为阻力，OC为阻力臂，AB为动力臂，根据杆平衡条件F1l1=F2l2可得960N×2cm=F2×8cm，则F2=240N；工具自重和摩擦忽略不计，对上面定滑轮受力分析，F2=3F1，则F1=80N。【知识点】器官和系统；杠杆的平衡条件；根据化学反应方程式的计算【解析】【分析】（1）植物的结构层次：细胞→组织→器官→植物个体；其中根、茎、叶属于营养器官；花、果实、种子属于生殖器官；（2）碳钢合金中Fe能与稀硫酸反应产生氢气，根据质量守恒定律，由氢气的质量计算Fe的质量，从而计算碳的含量及质量分数，从而确定合金类型；（3）根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得F2，再对上面的动滑轮受力分析可计算F1的大小。【解答】 （1）叶在生物体结构层次中属于器官，故选：C。37．（2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是 。（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功 焦。（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有： 。（写出一点）【答案】（1）改变力的作用方向（2）15（3）调小排水口【知识点】功的计算公式的应用；定滑轮及其工作特点【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点解答；（2）根据W=Gh计算克服井盖重力做的功；（3）根据井盖被抬起的原理分析。【解答】（1）定滑轮的作用是不省力不费力，但能改变力的作用方向；（2）克服井盖重力做功：W=Gh=150N×0.1m=15J；（3）根据乙图可知，当外面的雨水流入水槽后，水槽的重力增大，两个定滑轮上绳子产生的拉力增大，于是对井盖向上的支持力增大，于是井盖被顶起来。当降水量较小时，水槽的重力偏小，井盖受到的支持力偏小，井盖不易抬起。此时可以减小排水口，从而减小水槽里水的排水量，增大雨水在里面的停留时间，从而增大水槽重力，进而抬起井盖。38．（2023·绍兴）赛龙舟自古以来在我国广为流传，现已成为亚运会比赛项目。如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图，绳子系在”船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将”船桨”从位置“1”划到位置”2”，重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克，”划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。(船桨重、绳重与摩擦均不计)（1）该装置中两个滑轮的作用是 。（2）”划桨”一次，人至少做功 焦。（3）图乙是某种耐力练习示意图，保持”船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米，OB为40厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直”船桨”的力F。求此时力F的大小。【答案】（1）改变力的方向（2）120（3）FA×OA=F×OB200牛×60厘米=F×40厘米F=300牛【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点【解析】【分析】（1）定滑轮不省力不费力，只能改变用力方向；动滑轮不能改变用力方向，但是能最多省一半的力。（2）根据W=Gh计算划桨一次做的功；（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算。【解答】（1）根据图片可知，两个滑轮都是固定不动的，都是定滑轮，作用是改变力的方向。（2）当划桨一次拉动绳子的距离为60cm时，重物上升60cm，则一次做功：W=Gh=20kg×10N/kg×0.6m=120J；39．（2023·舟山）投石器是古代的攻城利器，科学小组同学想进一步了解投石器，开展了以下项目化学习研究：[项目制作]经讨论后，利用配重、小石块、木杆、细绳、网兜等器材，制成投石器，如图。[项目研究]①松开系绳，配重下降，装有石块的一端快速上升，木杆停止后，石块被投出，记录石块投射的距离。②调整系绳的长度，改变投射角度θ，记录投射距离，重复实验，数据如表。投石器测试(m石块=50克)投射角度θ 15° 30° 45° 60° 75°投射距离(米) 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8（1）小组同学探究的问题是 。（2）根据表中数据，可得出的结论是 。[项目迭代]为使投石器能将石块投得更远，请你写出一种方法 。【答案】（1）石块投射的距离与投射角度的关系（2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)【知识点】观察结果的记录与分析；科学探究的基本环节；杠杆的应用【解析】【分析】 科学探究的六个步骤：提出问题-建立猜想和假设-制定实验方案-收集事实与证据-检验与评价-合作与交流。【解答】（1）从题目的表格设计中可以看出本实验探究的问题是石块投射的距离与投射角度的关系（2）分析表格数据可以得出的结论是石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；此原理是一个杠杆，支点在中间，所以为了使投石器能将石块投得更远，就是让投石器受到的力更大，可以增大配重的质量或者增加木杆的长度都可以；故答案为：（1） 石块投射的距离与投射角度的关系 （2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)40．（2023·台州）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是多少？（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？【答案】（1）解：G=mg=20千克×10牛/千克=200牛F=G=200牛s=1米×0.8米=0.8米2p=F/s=200牛/0.8米2=250帕答：包装箱对地面的最小压强是250帕。（2）省力（3）解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米答：共行驶了20千米的路程。【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）压强=压力/受力面积；（2）杠杆平衡条件为：动力x动力臂=阻力x阻力臂；（3）路程=速度x时间。【解答】（2）动力臂大于阻力臂，故为省力杠杆；（3） 解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米答：共行驶了20千米的路程。21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2025 第25讲简单机械 原卷版.docx 2025 第25讲简单机械 解析版.docx
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