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专题二十八 简单机械---2023-2024学年浙教版科学中考专题突破
一、选择题
1．（2024·绍兴会考）如图是我国古代人民用工具抬木料的情景。下列说法正确的是
A．如图使用横杆时，横杆可以看作费力杠杆
B．如图抬起木料时，木料可以看作省力杠杆
C．支架下面垫着的石块是为了增大对地面的压强
D．移动木料时，木料底下的小圆木有增大摩擦的作用
2．（2023九上·诸暨期中）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（　　）
A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力
B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力
C．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N
D．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N
3．（2024·滨江模拟）（物）如图所示，用三种方法拉动同一物体以相同速度v匀速上升相同高度h。拉力F1、F2、F3的功率分别是P1、P2、P3。不计滑轮与绳及滑轮与转轴之间的摩擦，不计滑轮、绳的重力，则下列功率大小关系正确的是（　　）
A．P1>P2>P3 B．P1>P3>P2 C．P2>P3>P1 D．P1=P2=P3
4．（2024九下·杭州月考）如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上，拉着同一重物（不计绳重、滑轮重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离。下列说法中正确的是（　　）
A．F1所做的额外功多 B．F1＜F2，F2移动距离多
C．两装置的机械效率相同 D．所拉重物越小，机械效率越高
5．（2024九下·绍兴模拟）如图是小金家阳台上的手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为100牛，在拉力作用下5s内使衣服匀速上移了1m，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是()
A．A为动滑轮，B为定滑轮
B．衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为20牛
C．利用该装置能省力，也能改变力的方向
D．拉力的功率为80W
6．（2022·浙江）如图所示，某人通过滑轮提升重为G的重物，人由A到B的过程中，物体保持匀速上升，人对绳子的拉力为F，AB间水平距离为s，不计绳重和摩擦。则此过程中 （）
A．F大小保持不变 B．人做的功为Gs
C．人做的功为Fs D．人做功的功率逐渐增大
7．用如图所示的滑轮组，在10秒内将重为2400牛的物体匀速提升3米，绳子自由端的拉力为1000牛，下列说法中，正确的是（　　）
A．绳子自由端的移动速度为0.3米/秒
B．10秒内拉力做功的功率是900瓦
C．滑轮组提升重物时的机械效率是72%
D．若只增大物体的重力，则滑轮组的机械效率会降低
8．（2022·鄞州模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s 内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
9．（2022九上·杭州期中）如图甲是广州传统美食“竹升面”的制作过程，其原理图如图乙，让竹竿A端固定在绳扣中，人坐竹竿在竹竿C端上下跳动，带动竹竿挤压面团增加韧性。你认为此过面团程中竹竿属于哪类杠杆？人在施力F1、F2、F3、F4四个方向施力，请你分析哪个力是最小的？下列答案正确的是（　　）
A．省力、F2 B．费力、F2 C．省力、F1 D．费力、F1
10．（2023·慈溪模拟）如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为15N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为3W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升0.3m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功
B．2s内，物体B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小为40N
D．物体A向右做匀速直线运动的速度为0.3m/s
11．（2022·海曙模拟）如图所示，F1=10 N，F2=3 N，此时物体A静止在地面上，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动。(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧测力计示数为6 N
B．F2的功率为0.9 W
C．物体A受到地面向左4 N的摩擦力
D．F2增大到5N时，物体A开始向左运动
12．（2021·海曙模拟）如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB=20A，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（　　）
A．物体M的密度为0.6×103kg/m3
B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.4kg
C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为
D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为31N
二、填空题
13．（2022·杭州期中）有一斜面长s＝5m，高h＝2m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80％，则物体的重力为　 　N，物体受到斜面的摩擦力为　 　N，使用斜面可以　 　（选填“省力”或“省功”）。
14．（2023·路桥模拟）图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，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“A”或“B”)，动滑轮重为　 　N。
15．（2023·舟山模拟）如图为“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，OA=0.2m，OB=0.1m，G1=2N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为　 　N；
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′（B′点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动至　 　点处。 （选填“①”“②”或“③”）
16．（2023·余姚模拟）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)
17．（2021九下·鄞州月考）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方10m处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1，当士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0.5min(忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦)。则：
（1）F1：F2=　 　。
（2）士兵们对吊桥做功的平均功率是　 　W。
三、实验探究题
18．（2023·秀洲模拟）如图甲，小嘉匀速拉升木块时，发现无论往哪个方向拉弹簧测力计，在不计摩擦和绳重时，F与G的大小都相等。小嘉对此很好奇，在老师的引导下展开了探究。
【问题】F与G的大小为什么总是相等？
【探究】
（1）老师先给小嘉提供了图乙装置进行实验，并告知OB与OA的长度相等，根据杠杆的平衡条件可知此时F1　 　G（选填“>”、“=”或“<”）
（2）接着，老师提供了模型丙（已知每根棒大小、长度相等，材质均匀，不计转动时的摩擦)，引导小嘉在C点用弹簧测力计沿F2的方向拉模型匀速转动，记录测力计的示数；为了获得更多数据，小嘉接下来的操作是　 　。
【分析】小嘉根据数量关系　 　，进一步推理，得出定滑轮在使用时相当于一个变形的等臂杠杆。
19．（2023·定海模拟）某兴趣小组在探究滑轮组工作的特点时，难以分析每股绳子的受力情况，李老师提供了如图甲所示的自制教具进行进一步探究。该装置中，每一股绳上都加装了相同的弹簧，观察并记录每根弹簧的长度如下表，
实验 次数 重物 弹簧A的 伸长量 △LA/cm 弹簧B的 伸长量 △LB/cm 弹簧C的 伸长量 △LC/cm 弹簧D的 伸长量△ LD/cm
1 X 1.6 1.6 1.6 4.8
2 Y 2.1 2.1 2.1 6.3
3 Z 2.5 2.5 2.5 　
（1）分析表中数岩发现，当挂上某一重物时，弹簧A、B、C的伸长长度相等，我们可以得出的结论是：　 　。
（2）分析表中数据，发现它们之间有一定的定量关系：△LD=　 　（用△LA、△LB、△Lc表示）。
（3）将滑轮组改成图乙绕线方式，并在下端挂上重物Z，则弹簧A的伸长长度△LA为　 　cm，（不计滑轮和绳子的重，以及滑轮和蝇子之何的摩擦）
20．（2022·北仑模拟）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）小明作了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关。
猜想2：与斜面的倾斜程度有关。
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如下表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 30 30 30 30 35 40
斜面的表面材 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.25 1.45 2.50 3.75 1.35 1.48
得出结论：分析上述数据，斜面的省力情况与　 　有关；
拓展交流：已知实验中，斜面长均为1.2m、第1次实验中斜面高为0.6m，则第1次实验中斜面的机械效率是　 　%。
四、解答题
21．（2024·浙江模拟）如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为O，且AO=1m，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N。一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动，求：
（1）滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小；
（2）当滑块匀速运动时拉力F做功的功率；
（3）滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平。
22．（2022·奉化模拟）如图所示，用滑轮组提升重200N的物体时，在10s内绳子自由端被匀速拉下6m。已知拉绳子的力F为120N，求：
（1）在此过程中滑轮组所做的有用功。
（2）拉力F的功率。
（3）该滑轮组的机械效率。
23．（2023·宁波模拟）由我国自主研制，体现中国力量与中国速度的大国重器，世界上首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置.
（1）当箱梁静止在水甲桥面时，箱梁与桥面的接触面积为200m2，，求箱梁对桥面的压强。
（2）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30m，求此过程中克服箱梁所受重力做的功。
（3）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中L1表示MN的水平距离，L2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力(不包括轮车A受到的重力)、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式(用字母表示)。
24．（2022·杭州模拟）图甲是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示。
（1）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？
（2）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D，E，F处时，能达到最佳防翻效果的是　 　。
（3）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。
25．（2022·舟山模拟）为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持环境保护的基本国策，努力加快天蓝、地绿、水美、空气新鲜的美丽乡村建设。
（1）农村露天焚烧作物秸秆会导致空气中PM2.5的升高。部分PM2.5颗粒会通过呼吸道和肺进入血液，危害人体健康。PM2.5进入血液循环后，最先到达心脏四腔中的　 　。
（2）“绿色低碳生活，从垃圾分类开始”，图1是一种轮式垃圾桶，若拖动时垃圾桶总重为100N，且动力臂为阻力臂的2倍，则保持垃圾桶平衡的力F为　 　N。
（3）美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器，太阳能路灯等，太阳能是在太阳内部氢原子核发生　 　（选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量。
（4）有人测算，一棵树龄为50年的大树，其产生的生态价值高达十多万美元，树的生态价值包括很多方面，除了能吸收二氧化碳外，还表现在　 　（请写出一条）。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法；增大或减小压强的方法；杠杆的分类
【解析】【分析】AB.比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
C.减小压强的方法：①减小压力；②增大受力面积；
D.根据减小摩擦力的知识判断。
【解答】 A.横杆在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误；
B.抬起木料过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B正确；
C.支架下垫有石块是为了增大受力面积，减小对地面的压强，故C错误；
D.木料底下的小圆木，这样变滑动为滚动，是为了减少摩擦，故D错误。
故选B。
2．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】AB.平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上；
CD.根据图片确定动滑轮上承担拉力的绳子段数n，根据F=nF拉计算绳索的拉力。
【解答】A.车对地面的压力与车的重力，二者的方向都是竖直向下的，二者不是平衡力，故A错误；
B.车拉滑轮组的力作用在滑轮组上，而滑轮组对车的拉力作用在车上，二者没有作用在同一物体上，不是平衡力，故B错误；
CD.根据图片可知，滑轮组上承担拉力的绳子段数n=2，则绳子自由端的拉力为：，故C正确，D错误。
故选C。
3．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】物体在竖直方向上做匀速直线运动，不计滑轮重、绳重及摩擦，根据定滑轮和动滑轮的工作特点，分别求出F1、F2、F3，根据动滑轮和定滑轮的特点分别求出拉力作用点移动的速度和物体移动速度的关系，根据算出拉力的功率，再进行比较。
【解答】由题意可知，用三种方法拉动同一物体以相等速度v匀速上升相同高度h，不计滑轮与线及滑轮与转轴之间的摩擦，不计滑轮、绳的重量。
甲图：滑轮为动滑轮，动滑轮能省一半的力，则此时拉力；但是多费1倍的距离，则拉力作用点移动的速度v1=2v。
乙图：滑轮为动滑轮，但拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是一个费力杠杆，多费1倍的力，省一半的距离，因此F2=2G，拉力作用点移动的速度。
丙图：滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，且不计滑轮重及摩擦，则此时拉力F3=G；拉力作用点移动的速度v3=v；
根据知，拉力的功率分别为：，，
P3=F3v3=G×v=Gv。
所以拉力F1、F2、F3的功率P1=P2=P3，故ABC错误，D正确。
故答案为：D。
4．【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；机械效率的计算
【解析】【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh，拉力；
把相同的重物沿水平方向匀速运动相同的距离，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、沿水平方向匀速运动相同的距离，做的额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据机械效率公式判断两装置机械效率的大小关系。
【解答】由图可知，承担物重的绳子股数分别为：n1=2，n2=3；
绳子自由端移动的距离分别为：s1=n1h=2h，s2=n2h=3h，所以F2移动距离多；
不计绳重及摩擦，由可知绳子自由端受到的拉力分别为：，，
由此可知，F1＞F2；
由于不计绳重和摩擦，两图中的额外功都为零，
由于接触面的粗糙程度相同、物体的重力相同，物体对水平面的压力也相同，所以物体受到的摩擦力相同，由W有用=fh知利用两滑轮组做的有用功相同，总功也相同，由可知，两装置的机械效率相同；
故ABD错误，C正确。
故答案为：C。
5．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】定滑轮不省力，但是可以改变力的方向；动滑轮能省力，但是不能改变力的方向；滑轮组是指既有动滑轮，又由定滑轮，既可以改变力的方向，也可以改变力的大小； 使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。动滑轮可以看做是一个省力杠杆，O为杠杆的支点，滑轮的轴是阻力的作用点。被提升的物体对轴的作用力是阻力，绳对轮的作用力是动力。提升重物时，如果两边绳子平行，动力臂为阻力臂的两倍；动滑轮平衡时，动力为阻力的一半。
【解答】A.A为定滑轮，B为动滑轮，A错误；
B. 衣服和晾衣架的总重为100牛 ，一共有绳子拉着物体，所以衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为25牛，B错误；
C. 定滑轮不省力，但是可以改变力的方向；动滑轮能省力，但是不能改变力的方向，该装置有动滑轮也有定滑轮，所以利用该装置能省力，也能改变力的方向，C正确；
D. 拉力的功率=Fv=25N ×4×1m/5s=20W，D错误；
故答案为：C
6．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】功的定义：如果一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。功的计算公式：W=F×S（其中W是功，F是力，S是在力的方向上的距离）功率的定义：功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。功率的计算公式：P=W/S=F×V（其中P是功率，W是功，S是距离，F是力的大小，V是速度）
【解答】A.人由A到B的过程中，物体保持匀速上升，定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，所以F大小保持不变，A正确；
人做的功，应该是人对绳子的大力F，乘以绳子拉长的距离，而不是AB之间的距离，所以BC错误；
D.人做功的功率是不变的，因为拉力不变，拉动的速度不变，功率=拉力×速度，所以功率不变， D错误；
故答案为：A
7．【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】A.根据图片确定承担重力的绳子段数n，根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，利用求绳子自由端移动速度；
B.利用P=Fv计算10秒内拉力做功的功率；
C.利用计算滑轮组的机械效率；
D.机械效率等于有用功与总功的比值，据此分析判断。
【解答】A.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3，
则绳子自由端移动的距离：s=nh=3×3m=9m，
绳子自由端移动速度：，故A错误；
B.10秒内拉力做功的功率：P=Fv=1000N×0.9m/s=900W，故B正确；
C.滑轮组的机械效率：，故C错误；
D.若其它条件不变，增加物体的重力，有用功增大，额外功几乎不变，总功增大，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率增大，故D错误。
故选B。
8．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）由图可知n=2，绳子自由端移动的距离s=nh，根据求出绳子自由端移动的速度；
（2）根据P=Fv求拉力，利用不计绳重和摩擦时求动滑轮的重力；
（3）根据力的平衡条件求出工人受到的支持力，根据力的作用是相互的求出工人对地面的压力；
（4）人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，利用不计绳重和摩擦时求能提升的最大物重，利用利用求滑轮组的最大机械效率。【解答】A.由图可知n=2，绳子自由端移动的距离：s=nh=2×1.5m=3m，
绳子自由端移动的速度：，故A错误；
B.绳子自由端的拉力：，
所以动滑轮的重力：G动=nF-G=2×300N-540N=60N，故B错误；
C.此时工人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，
由力的平衡条件可知，工人受到的支持力：F支=G人-F=700N-300N=400N，
工人对地面的压力与工人受到的支持力是一对相互作用力，
因此工人对地面的压力：F压=F支=400N，故C正确；
D.人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，
即绳子自由端的最大拉力：F最大=G人=700N，
所以此时能提升的最大物重：G最大=nF最大-G动=2×700N-60N=1340N，
滑轮组的最大机械效率：，
故D错误。
故选C。
9．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据乙图可知，绳扣相当于支点，面团施加向上的阻力，动力作用在C点。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最长时最省力。
比较可知，拉力F1和F4的方向都与杠杆垂直，此时动力臂等于支点到C点的杠杆长度，则此时动力臂最长。因为动力和阻力在支点的同侧，因此动力的方向与阻力方向相反，那么应该选择F1。
因为动力臂大于阻力臂，所以为省力杠杆。
故B正确，而A、B、D错误。
故选C。
10．【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】A.拉力做的功用来克服摩擦力的功和滑轮组拉力做的功；
B.重力做功等于重力大小x在重力方向上运动的距离；
C.拉力大小可以用滑轮组的特点求得；
D.动滑轮省力但却费距离。
【解答】A. 拉力F做的功大于物体B克服重力做的功；
B. 物体B克服重力做功等于（15x0.3）=4.5J；
C.
D. 物体A向右做匀速直线运动的速度为0.075m/s；
故答案为：C
11．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数，即定滑轮受到向左的拉力等于拉力F2的3倍；
（2）由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度等于物体B移动速度的2倍，利用P=Fv求拉力做功功率；
（3）分别对物体B和物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出物体A受到地面摩擦力的大小和方向；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析AB之间的摩擦力是否发生改变，从而判断物体A的状态是否改变。
【解答】A.根据图片可知，与弹簧测力计连接的滑轮上有3根绳子，根据二力平衡的知识可知，弹簧测力计的示数F=3F2=3×3N=9N，故A错误；
B.由图知，水平使用滑轮组，承担拉力的绳子段数n=2，
则拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力做功功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W，故B错误；
C.根据图片可知，物体B受到的拉力F'=2F2=2×3N=6N。因为B处于平衡状态，所以A对B的摩擦力与B受到的拉力大小相等，即fAB=F'=6N。物体A保持静止状态，它受到水平向右的拉力F1，水平向左的摩擦力fAB和地面施加的摩擦力f地面，即；F1=fAB+f地面，解得：f地面=4N，故C正确；
D.当拉力F2增大时，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，因此AB之间摩擦力不变，那么物体A的状态不变，还是静止，故D错误。
故选C。
12．【答案】C
【知识点】密度公式的应用；二力平衡的条件及其应用；浮力大小的计算；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）由图乙可知，水箱中没有水时力传感器的示数，即细杆a的上端受到的拉力，根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出物体M的重力；确定M完全浸没时力传感器的示数，根据杠杆的平衡条件计算出此时B端受到的作用力，再根据二力平衡原理计算出M受到的浮力，然后根据阿基米德原理计算出物体的体积，最后根据密度公式计算出M的密度；
（2）设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h，压力传感器的压力为零时受到的浮力等于M的重力，根据阿基米德原理表示出此时M受到的浮力，由图乙可知M完全浸没时压力传感器的示数，根据杠杆的平衡条件求出B点竖直向下的作用力，对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，据此求出此时M受到的浮力，根据阿基米德原理表示出M受到的浮力，从而得出每加0.1kg水物体M受到的浮力增加1N，据此求出当传感器示数为0N时加水的质量；
（3）由（2）可知，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1.5N，加水1kg时水面达到M的下表面，据此求出加水质量为1.8kg时受到的浮力，然后求出物体M受到细杆b向下的压力，水箱对水平面的压力等于水箱、水、M的重力之和加上物体M受到细杆b向下的压力，利用压强公式求出容器对桌面的压强。
（4）加水质量为2kg时，M刚好完全浸没，由（2）可知此时M受到的浮力，根据阿基米德原理可知排开水的重力，水对水箱底部的压力等于水和排开水的重力之和。
【解答】A．由图乙可知，水箱中没有水时（m=0），力传感器的示数为F0=6N（即细杆a的上端受到的拉力为6N），
由杠杆的平衡条件可得：F0×OA=GM×OB；
6N×OA=GM×2OA；
解得：GM=3N。
由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N，
由杠杆的平衡条件可得：FA×OA=FB×OB，
24N×OA=FB×2OA；
解得：FB=12N。
对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，
则此时M受到的浮力：F浮=GM+FB=3N+12N=15N，
那么M的体积为：；
则M的密度
故A错误；
B．设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h，
当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力3N，
由阿基米德原理F浮力=ρ水gV排可得：ρ水gSh1=3N ①；
由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N，
则此时M受到的浮力：F浮=15N，
由阿基米德原理可得：ρ水gSh=15N ②
由①和②得：h=5h1，
由图乙可知，加水1kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水2kg时M刚好浸没（此时浮力为15N），该过程中增加水的质量为1kg，浮力增大了15N，
所以，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1.5N，当向水箱中加入质量为1.2kg的水时，受到的浮力为3N，此时传感器的示数为0N，故B错误；
C．由选项B可知，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1.5N，加水1kg时水面达到M的下表面，加水质量为1.8kg时，浮力为12N，
物体M受到细杆b向下的压力：FB′=F浮′-GM=12N-3N=9N，
水箱对水平面的压力：F=（m水箱+m水）g+GM+FB′=（0.8kg+1.8kg）×10N/kg+3N+9N=38N，
容器对桌面的压强为：，故C正确；
D．加水质量为2kg时，M刚好完全浸没，
由选项B可知此时M受到的浮力是15N，
由阿基米德原理可知排开水的重力是15N，
水对水箱底部的压力：F压=G水+G排=m水g+G排=2kg×10N/kg+15N=35N，故D错误。
故选C。
13．【答案】7.2；0.72；省力
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据图片读出拉力大小，再根据W总=Fs计算总功，根据W有=W总η计算有用功，最后根据计算重力；
（2）根据W额=W总-W有计算出额外功，根据计算摩擦力；
（3）比较拉力和重力的大小即可。
【解答】（1）根据图片可知，测力计的分度值为0.2N，则拉力F=3.6N；
那么总功W总=Fs=3.6N×5m=18J；
有用功W有=W总η=18J×80%=14.4J；
则重力为：；
（2）额外功W额=W总-W有=18J-14.4J=3.6J；
则摩擦力：；
（3）因为拉力小于重力，所以斜面可以省力。
14．【答案】A；40
【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】利用滑轮组提升重物时，动滑轮上由几根绳子承担，所需的拉力是总重力的几分之一，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的几倍。
【解答】由图甲可知，n=3，则绳子自由端移动的距离是物体提升速距离的3倍，因此图乙中倾斜直线A是绳子自由端运动的s-t图像，而倾斜直线B是物体运动的s-t图像；不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力：G动=3F-G=3×80N-200N =40N。
15．【答案】（1）4
（2）②
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2列式计算；
（2）利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析动力臂的长度，据此确定G2应该移动到的位置。
【解答】（1）如图甲，杠杆在水平位置平衡，
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得：G1×OA=G2×OB，
即：2N×0.2m=G2×0.1m，
解得：G2=4N；
（2）保持G1位置不变，即左边的力和力臂不变；G2不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，应该使右边的力臂不变；原来G2的力臂为OB，所以G2应该移动到②点处，故选C。
16．【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。
17．【答案】（1） ：1
（2）250
【知识点】功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）找出杠杆即将离开水平位置和把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时的动力臂和阻力臂，然后结合利用杠杆的平衡条件分别求出F1、F2的大小；
（2）由于不计绳重和摩擦，士兵对吊桥做的功即为克服桥重做的功，那么求出桥重心提升的高度，利用W=Gh即可得出士兵做功的多少，然后根据功率公式 即可得出答案。
【解答】（1）当杆即将离开水平位置时，如下图所示，
AE=OE，OA=OD，
由勾股定理，（OE）2+（AE）2=（OA）2，
2OE2=OA2=（10m）2，
解得：，
根据杠杆的平衡条件得到：F1×OE=G×OB；
F1×m=3000N×；
解得：，
把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，如右下图，AE′=5m，OA=10m；
由（OE′）2+（AE′）2=（OA）2得到：（OE′）2+（5m）2=（10m）2；
解得：，
因为（OC′）2+（BC）2=（OB）2，
所以，
根据杠杆平衡条件得到：F2×OE′=G×OC′，
F2×=3000N×，
解得：F2=1500N；
所以。
（2）士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°的过程中，
桥的重心升高的距离为：
；
克服重力做的功为：W=Gh=3000N×2.5m=7500J；
那么其平均功率为：。
18．【答案】（1）=
（2）用弹簧测力计在D处沿F3的方向拉绳子使棋型匀速转动，记录测力计示数；再用同样的方法在E处拉绳子并记录测力计示数。；F3=F2=F1=G
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答；
（2）根据丙图，采用相同的方法在不同位置施加拉力，观察测力计的示数即可。等臂杠杆不省力不费力，据此分析解答。
【解答】（1）根据乙图可知，物体的重力和右端的拉力都竖直向下，则OA为阻力臂，OB为动力臂。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×OA=F1×OB。因为OA=OB，所以F1=G。
19．【答案】（1）滑轮组工作时，每股绳子受到的力的大小相同
（2）△LD=△LA +△LB+ △LC /△LD =3△LA
（3）3.75
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）弹力的大小与伸长的长度成正比，即相同的弹簧，伸长的长度相同时，受到的拉力大小相等。
（2）将A、B、C三个弹簧的伸长长度与D伸长长度进行比较，确定它们之间的数量关系；
（3）首先根据甲图，理由F=计算出Z的重力，再根据乙图计算弹簧A受到的拉力，确定伸长的的长度。
【解答】（1）分析表中数岩发现，当挂上某一重物时，弹簧A、B、C的伸长长度相等，我们可以得出的结论是：滑轮组工作时，每股绳子受到的力的大小相同。
（2）根据第1和2组数据可知，A、B、C三根弹簧伸长的长度之和恰好等于D伸长的长度，即：。 △LD=△LA +△LB+ △LC（或△LD=3△LA）。
（3）设弹簧伸长1cm受到的拉力为F'，
则物体Z挂在甲图中时，A、B、C三个弹簧产生的拉力为2.5F'；
根据F=得到，Z的重力：G=nF=3×2.5F'=7.5F'；
物体Z挂在乙图中时，弹簧A受到的拉力F''=；
则弹簧A伸长的长度：。
20．【答案】倾斜程度、表面材料；80
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】①根据表格数据，分析斜面省力情况的影响因素；
②根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据公式计算出斜面的机械效率。
【解答】①比较实验①②可知，斜面的省力情况与表面材料有关；
比较实验③和④可知，二者的省力情况分别为：和，则斜面的省力情况与物体重力无关；
比较实验⑤和⑥可知，斜面的省力情况与斜面的倾角有关。
②斜面做的有用功W有=Gh=2N×0.6m=1.2J；
斜面做的总功：W总=Fs=1.25N×1.2N=1.5J；
则斜面的机械效率：。
21．【答案】（1）解：滑块匀速运动时处于平衡状态，水平方向的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力，所以根据二力平衡条件可知f=F=10N
（2）解：当滑块匀速运动时拉力做功的功率
（3）解：当在点左侧离点米，且，则
即
解得：
当在点右侧离点米时，且，则
即
解得：
故滑块在点左侧到右测范围内滑动才能使AB保持水平
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据平衡力的知识计算滑块受到的摩擦力；
（2）根据公式P=Fv计算滑块移动时拉力做功的功率；
（3）AB长4米，AO为1m，BO为3m，则AO为总重力的，也就是10N，OB的重力为30N。由于杠杆是均匀的，所以AO和BO的重力都作用在二者的中心处。
当M在O点左侧时，让绳子的拉力为0，则此时左侧的力为M的重力和AO的重力，右侧为OB的重力。根据图片确定它们的力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可；
当M在O点右侧时，左侧的力为AO的重力，右侧的力为M的重力，OB的重力以及绳子的拉力。根据图片确定它们的力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
22．【答案】（1）解：h= s= ×6m=3m， W有用= Gh= 200N×3m = 600J
（2）解：Ws=Fs≈120N×6m=720J，P= =72W
（3）解：η= ×100%= ×100%≈83.3%。
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；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，然后根据计算s=nh出物体上升的高度，最后根据W有用=Gh计算滑轮组做的有用功。
（2）首先根据W=Fs计算拉力做的总功，再根据 计算出拉力的功率；
（3）根据公式 计算滑轮组的机械效率。
23．【答案】（1）解：根据公式p= 可得，箱梁对桥面的压强为
p= = =5×104Pa
答：箱梁对桥面的压强为5×104Pa
（2）解：根据重力做功的公式W=Gh可得，克服重力做的功为
W=Gh=1.0×107N×0.6 m=6×106J
答：此过程中克服箱梁所受重力做的功为6×106J
（3）解：根据杠杆平衡的原理可知
Fl1=G(I1-l2)
F=
答：支持力 F的表达式F=
【知识点】增大或减小压强的方法；压力的作用效果；功；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】
（1）固体压强=压力/受力面积，故可通过压力大小和受力面积求得压强；
（2） 重力做功的公式为W=Gh；
（3）杠杆平衡的原理 动力x动力臂=阻力x阻力臂，力臂指支点到力的作用线的垂直距离
24．【答案】（1）根据图乙可知，担当吊装机要侧翻时，支点为B，它的自重相当于阻力，阻力臂为：1.5m-1.25m=0.25m；重物的重力相当于动力，动力臂为1.25m。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G物×1.25m=1500N×0.25m；
解得：G物=300N。
（2）F
（3）对重物做的有用功为：W有=Ptη=1200W×10s×15%=9000J；
则所吊重物的重力为：。
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算；
（2）在杠杆上，力和力臂的乘积越大，力的作用效果越好；
（3）首先根据W有=Ptη计算出克服重力做的有用功，再根据计算出重物的重力。
【解答】（2）根据图乙可知，F点到支点B的距离最大，即此时力臂最长，因此配重和力臂的乘积最大，则防翻效果最好。
25．【答案】（1）左心房
（2）50
（3）聚变
（4）能涵养水源
【知识点】心脏和血管；核裂变与核聚变；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)心脏主要由心肌构成，且具有内分泌功能。心内部被心间隔分为互不相同的左、右两半，每半又各自分为心房和心室，即左心房、左心室、右心房、右心室。血液循环途径：
(2)杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
(3) 轻核聚变指几个轻的原子核在一定的条件下结合成一个大的原子核并放出能量；重核裂变指一个重的原子核在一定的条件下分裂成几个小的原子核并放出能量。
【解答】(1)根据血液循环途径，PM2.5颗粒物吸入后经过呼吸道到达肺，从肺泡经过气体扩散进入肺泡周围的毛细血管→肺静脉→左心房．因此“进入的有害物质”最先到达心脏的左心房。
(2)若拖动时垃圾桶总重为100N，且动力臂为阻力臂的2倍，则保持垃圾桶平衡的力F为
(3)太阳能是在太阳内部氢原子核发生聚变时释放的能量。
(4)树的生态价值包括很多方面，除了能吸收二氧化碳外，还表现在树木能保持水土，树木能涵养水源。
1 / 1专题二十八 简单机械---2023-2024学年浙教版科学中考专题突破
一、选择题
1．（2024·绍兴会考）如图是我国古代人民用工具抬木料的情景。下列说法正确的是
A．如图使用横杆时，横杆可以看作费力杠杆
B．如图抬起木料时，木料可以看作省力杠杆
C．支架下面垫着的石块是为了增大对地面的压强
D．移动木料时，木料底下的小圆木有增大摩擦的作用
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法；增大或减小压强的方法；杠杆的分类
【解析】【分析】AB.比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
C.减小压强的方法：①减小压力；②增大受力面积；
D.根据减小摩擦力的知识判断。
【解答】 A.横杆在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误；
B.抬起木料过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B正确；
C.支架下垫有石块是为了增大受力面积，减小对地面的压强，故C错误；
D.木料底下的小圆木，这样变滑动为滚动，是为了减少摩擦，故D错误。
故选B。
2．（2023九上·诸暨期中）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（　　）
A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力
B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力
C．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N
D．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】AB.平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上；
CD.根据图片确定动滑轮上承担拉力的绳子段数n，根据F=nF拉计算绳索的拉力。
【解答】A.车对地面的压力与车的重力，二者的方向都是竖直向下的，二者不是平衡力，故A错误；
B.车拉滑轮组的力作用在滑轮组上，而滑轮组对车的拉力作用在车上，二者没有作用在同一物体上，不是平衡力，故B错误；
CD.根据图片可知，滑轮组上承担拉力的绳子段数n=2，则绳子自由端的拉力为：，故C正确，D错误。
故选C。
3．（2024·滨江模拟）（物）如图所示，用三种方法拉动同一物体以相同速度v匀速上升相同高度h。拉力F1、F2、F3的功率分别是P1、P2、P3。不计滑轮与绳及滑轮与转轴之间的摩擦，不计滑轮、绳的重力，则下列功率大小关系正确的是（　　）
A．P1>P2>P3 B．P1>P3>P2 C．P2>P3>P1 D．P1=P2=P3
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】物体在竖直方向上做匀速直线运动，不计滑轮重、绳重及摩擦，根据定滑轮和动滑轮的工作特点，分别求出F1、F2、F3，根据动滑轮和定滑轮的特点分别求出拉力作用点移动的速度和物体移动速度的关系，根据算出拉力的功率，再进行比较。
【解答】由题意可知，用三种方法拉动同一物体以相等速度v匀速上升相同高度h，不计滑轮与线及滑轮与转轴之间的摩擦，不计滑轮、绳的重量。
甲图：滑轮为动滑轮，动滑轮能省一半的力，则此时拉力；但是多费1倍的距离，则拉力作用点移动的速度v1=2v。
乙图：滑轮为动滑轮，但拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是一个费力杠杆，多费1倍的力，省一半的距离，因此F2=2G，拉力作用点移动的速度。
丙图：滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，且不计滑轮重及摩擦，则此时拉力F3=G；拉力作用点移动的速度v3=v；
根据知，拉力的功率分别为：，，
P3=F3v3=G×v=Gv。
所以拉力F1、F2、F3的功率P1=P2=P3，故ABC错误，D正确。
故答案为：D。
4．（2024九下·杭州月考）如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上，拉着同一重物（不计绳重、滑轮重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离。下列说法中正确的是（　　）
A．F1所做的额外功多 B．F1＜F2，F2移动距离多
C．两装置的机械效率相同 D．所拉重物越小，机械效率越高
【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；机械效率的计算
【解析】【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh，拉力；
把相同的重物沿水平方向匀速运动相同的距离，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、沿水平方向匀速运动相同的距离，做的额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据机械效率公式判断两装置机械效率的大小关系。
【解答】由图可知，承担物重的绳子股数分别为：n1=2，n2=3；
绳子自由端移动的距离分别为：s1=n1h=2h，s2=n2h=3h，所以F2移动距离多；
不计绳重及摩擦，由可知绳子自由端受到的拉力分别为：，，
由此可知，F1＞F2；
由于不计绳重和摩擦，两图中的额外功都为零，
由于接触面的粗糙程度相同、物体的重力相同，物体对水平面的压力也相同，所以物体受到的摩擦力相同，由W有用=fh知利用两滑轮组做的有用功相同，总功也相同，由可知，两装置的机械效率相同；
故ABD错误，C正确。
故答案为：C。
5．（2024九下·绍兴模拟）如图是小金家阳台上的手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为100牛，在拉力作用下5s内使衣服匀速上移了1m，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是()
A．A为动滑轮，B为定滑轮
B．衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为20牛
C．利用该装置能省力，也能改变力的方向
D．拉力的功率为80W
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】定滑轮不省力，但是可以改变力的方向；动滑轮能省力，但是不能改变力的方向；滑轮组是指既有动滑轮，又由定滑轮，既可以改变力的方向，也可以改变力的大小； 使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。动滑轮可以看做是一个省力杠杆，O为杠杆的支点，滑轮的轴是阻力的作用点。被提升的物体对轴的作用力是阻力，绳对轮的作用力是动力。提升重物时，如果两边绳子平行，动力臂为阻力臂的两倍；动滑轮平衡时，动力为阻力的一半。
【解答】A.A为定滑轮，B为动滑轮，A错误；
B. 衣服和晾衣架的总重为100牛 ，一共有绳子拉着物体，所以衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为25牛，B错误；
C. 定滑轮不省力，但是可以改变力的方向；动滑轮能省力，但是不能改变力的方向，该装置有动滑轮也有定滑轮，所以利用该装置能省力，也能改变力的方向，C正确；
D. 拉力的功率=Fv=25N ×4×1m/5s=20W，D错误；
故答案为：C
6．（2022·浙江）如图所示，某人通过滑轮提升重为G的重物，人由A到B的过程中，物体保持匀速上升，人对绳子的拉力为F，AB间水平距离为s，不计绳重和摩擦。则此过程中 （）
A．F大小保持不变 B．人做的功为Gs
C．人做的功为Fs D．人做功的功率逐渐增大
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】功的定义：如果一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。功的计算公式：W=F×S（其中W是功，F是力，S是在力的方向上的距离）功率的定义：功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。功率的计算公式：P=W/S=F×V（其中P是功率，W是功，S是距离，F是力的大小，V是速度）
【解答】A.人由A到B的过程中，物体保持匀速上升，定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，所以F大小保持不变，A正确；
人做的功，应该是人对绳子的大力F，乘以绳子拉长的距离，而不是AB之间的距离，所以BC错误；
D.人做功的功率是不变的，因为拉力不变，拉动的速度不变，功率=拉力×速度，所以功率不变， D错误；
故答案为：A
7．用如图所示的滑轮组，在10秒内将重为2400牛的物体匀速提升3米，绳子自由端的拉力为1000牛，下列说法中，正确的是（　　）
A．绳子自由端的移动速度为0.3米/秒
B．10秒内拉力做功的功率是900瓦
C．滑轮组提升重物时的机械效率是72%
D．若只增大物体的重力，则滑轮组的机械效率会降低
【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】A.根据图片确定承担重力的绳子段数n，根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，利用求绳子自由端移动速度；
B.利用P=Fv计算10秒内拉力做功的功率；
C.利用计算滑轮组的机械效率；
D.机械效率等于有用功与总功的比值，据此分析判断。
【解答】A.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3，
则绳子自由端移动的距离：s=nh=3×3m=9m，
绳子自由端移动速度：，故A错误；
B.10秒内拉力做功的功率：P=Fv=1000N×0.9m/s=900W，故B正确；
C.滑轮组的机械效率：，故C错误；
D.若其它条件不变，增加物体的重力，有用功增大，额外功几乎不变，总功增大，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率增大，故D错误。
故选B。
8．（2022·鄞州模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s 内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）由图可知n=2，绳子自由端移动的距离s=nh，根据求出绳子自由端移动的速度；
（2）根据P=Fv求拉力，利用不计绳重和摩擦时求动滑轮的重力；
（3）根据力的平衡条件求出工人受到的支持力，根据力的作用是相互的求出工人对地面的压力；
（4）人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，利用不计绳重和摩擦时求能提升的最大物重，利用利用求滑轮组的最大机械效率。【解答】A.由图可知n=2，绳子自由端移动的距离：s=nh=2×1.5m=3m，
绳子自由端移动的速度：，故A错误；
B.绳子自由端的拉力：，
所以动滑轮的重力：G动=nF-G=2×300N-540N=60N，故B错误；
C.此时工人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，
由力的平衡条件可知，工人受到的支持力：F支=G人-F=700N-300N=400N，
工人对地面的压力与工人受到的支持力是一对相互作用力，
因此工人对地面的压力：F压=F支=400N，故C正确；
D.人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，
即绳子自由端的最大拉力：F最大=G人=700N，
所以此时能提升的最大物重：G最大=nF最大-G动=2×700N-60N=1340N，
滑轮组的最大机械效率：，
故D错误。
故选C。
9．（2022九上·杭州期中）如图甲是广州传统美食“竹升面”的制作过程，其原理图如图乙，让竹竿A端固定在绳扣中，人坐竹竿在竹竿C端上下跳动，带动竹竿挤压面团增加韧性。你认为此过面团程中竹竿属于哪类杠杆？人在施力F1、F2、F3、F4四个方向施力，请你分析哪个力是最小的？下列答案正确的是（　　）
A．省力、F2 B．费力、F2 C．省力、F1 D．费力、F1
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据乙图可知，绳扣相当于支点，面团施加向上的阻力，动力作用在C点。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最长时最省力。
比较可知，拉力F1和F4的方向都与杠杆垂直，此时动力臂等于支点到C点的杠杆长度，则此时动力臂最长。因为动力和阻力在支点的同侧，因此动力的方向与阻力方向相反，那么应该选择F1。
因为动力臂大于阻力臂，所以为省力杠杆。
故B正确，而A、B、D错误。
故选C。
10．（2023·慈溪模拟）如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为15N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为3W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升0.3m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功
B．2s内，物体B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小为40N
D．物体A向右做匀速直线运动的速度为0.3m/s
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】A.拉力做的功用来克服摩擦力的功和滑轮组拉力做的功；
B.重力做功等于重力大小x在重力方向上运动的距离；
C.拉力大小可以用滑轮组的特点求得；
D.动滑轮省力但却费距离。
【解答】A. 拉力F做的功大于物体B克服重力做的功；
B. 物体B克服重力做功等于（15x0.3）=4.5J；
C.
D. 物体A向右做匀速直线运动的速度为0.075m/s；
故答案为：C
11．（2022·海曙模拟）如图所示，F1=10 N，F2=3 N，此时物体A静止在地面上，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动。(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧测力计示数为6 N
B．F2的功率为0.9 W
C．物体A受到地面向左4 N的摩擦力
D．F2增大到5N时，物体A开始向左运动
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数，即定滑轮受到向左的拉力等于拉力F2的3倍；
（2）由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度等于物体B移动速度的2倍，利用P=Fv求拉力做功功率；
（3）分别对物体B和物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出物体A受到地面摩擦力的大小和方向；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析AB之间的摩擦力是否发生改变，从而判断物体A的状态是否改变。
【解答】A.根据图片可知，与弹簧测力计连接的滑轮上有3根绳子，根据二力平衡的知识可知，弹簧测力计的示数F=3F2=3×3N=9N，故A错误；
B.由图知，水平使用滑轮组，承担拉力的绳子段数n=2，
则拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力做功功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W，故B错误；
C.根据图片可知，物体B受到的拉力F'=2F2=2×3N=6N。因为B处于平衡状态，所以A对B的摩擦力与B受到的拉力大小相等，即fAB=F'=6N。物体A保持静止状态，它受到水平向右的拉力F1，水平向左的摩擦力fAB和地面施加的摩擦力f地面，即；F1=fAB+f地面，解得：f地面=4N，故C正确；
D.当拉力F2增大时，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，因此AB之间摩擦力不变，那么物体A的状态不变，还是静止，故D错误。
故选C。
12．（2021·海曙模拟）如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB=20A，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（　　）
A．物体M的密度为0.6×103kg/m3
B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.4kg
C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为
D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为31N
【答案】C
【知识点】密度公式的应用；二力平衡的条件及其应用；浮力大小的计算；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）由图乙可知，水箱中没有水时力传感器的示数，即细杆a的上端受到的拉力，根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出物体M的重力；确定M完全浸没时力传感器的示数，根据杠杆的平衡条件计算出此时B端受到的作用力，再根据二力平衡原理计算出M受到的浮力，然后根据阿基米德原理计算出物体的体积，最后根据密度公式计算出M的密度；
（2）设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h，压力传感器的压力为零时受到的浮力等于M的重力，根据阿基米德原理表示出此时M受到的浮力，由图乙可知M完全浸没时压力传感器的示数，根据杠杆的平衡条件求出B点竖直向下的作用力，对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，据此求出此时M受到的浮力，根据阿基米德原理表示出M受到的浮力，从而得出每加0.1kg水物体M受到的浮力增加1N，据此求出当传感器示数为0N时加水的质量；
（3）由（2）可知，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1.5N，加水1kg时水面达到M的下表面，据此求出加水质量为1.8kg时受到的浮力，然后求出物体M受到细杆b向下的压力，水箱对水平面的压力等于水箱、水、M的重力之和加上物体M受到细杆b向下的压力，利用压强公式求出容器对桌面的压强。
（4）加水质量为2kg时，M刚好完全浸没，由（2）可知此时M受到的浮力，根据阿基米德原理可知排开水的重力，水对水箱底部的压力等于水和排开水的重力之和。
【解答】A．由图乙可知，水箱中没有水时（m=0），力传感器的示数为F0=6N（即细杆a的上端受到的拉力为6N），
由杠杆的平衡条件可得：F0×OA=GM×OB；
6N×OA=GM×2OA；
解得：GM=3N。
由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N，
由杠杆的平衡条件可得：FA×OA=FB×OB，
24N×OA=FB×2OA；
解得：FB=12N。
对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，
则此时M受到的浮力：F浮=GM+FB=3N+12N=15N，
那么M的体积为：；
则M的密度
故A错误；
B．设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h，
当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力3N，
由阿基米德原理F浮力=ρ水gV排可得：ρ水gSh1=3N ①；
由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N，
则此时M受到的浮力：F浮=15N，
由阿基米德原理可得：ρ水gSh=15N ②
由①和②得：h=5h1，
由图乙可知，加水1kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水2kg时M刚好浸没（此时浮力为15N），该过程中增加水的质量为1kg，浮力增大了15N，
所以，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1.5N，当向水箱中加入质量为1.2kg的水时，受到的浮力为3N，此时传感器的示数为0N，故B错误；
C．由选项B可知，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1.5N，加水1kg时水面达到M的下表面，加水质量为1.8kg时，浮力为12N，
物体M受到细杆b向下的压力：FB′=F浮′-GM=12N-3N=9N，
水箱对水平面的压力：F=（m水箱+m水）g+GM+FB′=（0.8kg+1.8kg）×10N/kg+3N+9N=38N，
容器对桌面的压强为：，故C正确；
D．加水质量为2kg时，M刚好完全浸没，
由选项B可知此时M受到的浮力是15N，
由阿基米德原理可知排开水的重力是15N，
水对水箱底部的压力：F压=G水+G排=m水g+G排=2kg×10N/kg+15N=35N，故D错误。
故选C。
二、填空题
13．（2022·杭州期中）有一斜面长s＝5m，高h＝2m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80％，则物体的重力为　 　N，物体受到斜面的摩擦力为　 　N，使用斜面可以　 　（选填“省力”或“省功”）。
【答案】7.2；0.72；省力
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据图片读出拉力大小，再根据W总=Fs计算总功，根据W有=W总η计算有用功，最后根据计算重力；
（2）根据W额=W总-W有计算出额外功，根据计算摩擦力；
（3）比较拉力和重力的大小即可。
【解答】（1）根据图片可知，测力计的分度值为0.2N，则拉力F=3.6N；
那么总功W总=Fs=3.6N×5m=18J；
有用功W有=W总η=18J×80%=14.4J；
则重力为：；
（2）额外功W额=W总-W有=18J-14.4J=3.6J；
则摩擦力：；
（3）因为拉力小于重力，所以斜面可以省力。
14．（2023·路桥模拟）图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，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“A”或“B”)，动滑轮重为　 　N。
【答案】A；40
【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】利用滑轮组提升重物时，动滑轮上由几根绳子承担，所需的拉力是总重力的几分之一，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的几倍。
【解答】由图甲可知，n=3，则绳子自由端移动的距离是物体提升速距离的3倍，因此图乙中倾斜直线A是绳子自由端运动的s-t图像，而倾斜直线B是物体运动的s-t图像；不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力：G动=3F-G=3×80N-200N =40N。
15．（2023·舟山模拟）如图为“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，OA=0.2m，OB=0.1m，G1=2N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。
（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为　 　N；
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′（B′点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动至　 　点处。 （选填“①”“②”或“③”）
【答案】（1）4
（2）②
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2列式计算；
（2）利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析动力臂的长度，据此确定G2应该移动到的位置。
【解答】（1）如图甲，杠杆在水平位置平衡，
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得：G1×OA=G2×OB，
即：2N×0.2m=G2×0.1m，
解得：G2=4N；
（2）保持G1位置不变，即左边的力和力臂不变；G2不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，应该使右边的力臂不变；原来G2的力臂为OB，所以G2应该移动到②点处，故选C。
16．（2023·余姚模拟）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。
17．（2021九下·鄞州月考）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方10m处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1，当士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0.5min(忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦)。则：
（1）F1：F2=　 　。
（2）士兵们对吊桥做功的平均功率是　 　W。
【答案】（1） ：1
（2）250
【知识点】功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）找出杠杆即将离开水平位置和把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时的动力臂和阻力臂，然后结合利用杠杆的平衡条件分别求出F1、F2的大小；
（2）由于不计绳重和摩擦，士兵对吊桥做的功即为克服桥重做的功，那么求出桥重心提升的高度，利用W=Gh即可得出士兵做功的多少，然后根据功率公式 即可得出答案。
【解答】（1）当杆即将离开水平位置时，如下图所示，
AE=OE，OA=OD，
由勾股定理，（OE）2+（AE）2=（OA）2，
2OE2=OA2=（10m）2，
解得：，
根据杠杆的平衡条件得到：F1×OE=G×OB；
F1×m=3000N×；
解得：，
把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，如右下图，AE′=5m，OA=10m；
由（OE′）2+（AE′）2=（OA）2得到：（OE′）2+（5m）2=（10m）2；
解得：，
因为（OC′）2+（BC）2=（OB）2，
所以，
根据杠杆平衡条件得到：F2×OE′=G×OC′，
F2×=3000N×，
解得：F2=1500N；
所以。
（2）士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°的过程中，
桥的重心升高的距离为：
；
克服重力做的功为：W=Gh=3000N×2.5m=7500J；
那么其平均功率为：。
三、实验探究题
18．（2023·秀洲模拟）如图甲，小嘉匀速拉升木块时，发现无论往哪个方向拉弹簧测力计，在不计摩擦和绳重时，F与G的大小都相等。小嘉对此很好奇，在老师的引导下展开了探究。
【问题】F与G的大小为什么总是相等？
【探究】
（1）老师先给小嘉提供了图乙装置进行实验，并告知OB与OA的长度相等，根据杠杆的平衡条件可知此时F1　 　G（选填“>”、“=”或“<”）
（2）接着，老师提供了模型丙（已知每根棒大小、长度相等，材质均匀，不计转动时的摩擦)，引导小嘉在C点用弹簧测力计沿F2的方向拉模型匀速转动，记录测力计的示数；为了获得更多数据，小嘉接下来的操作是　 　。
【分析】小嘉根据数量关系　 　，进一步推理，得出定滑轮在使用时相当于一个变形的等臂杠杆。
【答案】（1）=
（2）用弹簧测力计在D处沿F3的方向拉绳子使棋型匀速转动，记录测力计示数；再用同样的方法在E处拉绳子并记录测力计示数。；F3=F2=F1=G
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答；
（2）根据丙图，采用相同的方法在不同位置施加拉力，观察测力计的示数即可。等臂杠杆不省力不费力，据此分析解答。
【解答】（1）根据乙图可知，物体的重力和右端的拉力都竖直向下，则OA为阻力臂，OB为动力臂。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×OA=F1×OB。因为OA=OB，所以F1=G。
19．（2023·定海模拟）某兴趣小组在探究滑轮组工作的特点时，难以分析每股绳子的受力情况，李老师提供了如图甲所示的自制教具进行进一步探究。该装置中，每一股绳上都加装了相同的弹簧，观察并记录每根弹簧的长度如下表，
实验 次数 重物 弹簧A的 伸长量 △LA/cm 弹簧B的 伸长量 △LB/cm 弹簧C的 伸长量 △LC/cm 弹簧D的 伸长量△ LD/cm
1 X 1.6 1.6 1.6 4.8
2 Y 2.1 2.1 2.1 6.3
3 Z 2.5 2.5 2.5 　
（1）分析表中数岩发现，当挂上某一重物时，弹簧A、B、C的伸长长度相等，我们可以得出的结论是：　 　。
（2）分析表中数据，发现它们之间有一定的定量关系：△LD=　 　（用△LA、△LB、△Lc表示）。
（3）将滑轮组改成图乙绕线方式，并在下端挂上重物Z，则弹簧A的伸长长度△LA为　 　cm，（不计滑轮和绳子的重，以及滑轮和蝇子之何的摩擦）
【答案】（1）滑轮组工作时，每股绳子受到的力的大小相同
（2）△LD=△LA +△LB+ △LC /△LD =3△LA
（3）3.75
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）弹力的大小与伸长的长度成正比，即相同的弹簧，伸长的长度相同时，受到的拉力大小相等。
（2）将A、B、C三个弹簧的伸长长度与D伸长长度进行比较，确定它们之间的数量关系；
（3）首先根据甲图，理由F=计算出Z的重力，再根据乙图计算弹簧A受到的拉力，确定伸长的的长度。
【解答】（1）分析表中数岩发现，当挂上某一重物时，弹簧A、B、C的伸长长度相等，我们可以得出的结论是：滑轮组工作时，每股绳子受到的力的大小相同。
（2）根据第1和2组数据可知，A、B、C三根弹簧伸长的长度之和恰好等于D伸长的长度，即：。 △LD=△LA +△LB+ △LC（或△LD=3△LA）。
（3）设弹簧伸长1cm受到的拉力为F'，
则物体Z挂在甲图中时，A、B、C三个弹簧产生的拉力为2.5F'；
根据F=得到，Z的重力：G=nF=3×2.5F'=7.5F'；
物体Z挂在乙图中时，弹簧A受到的拉力F''=；
则弹簧A伸长的长度：。
20．（2022·北仑模拟）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）小明作了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关。
猜想2：与斜面的倾斜程度有关。
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如下表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 30 30 30 30 35 40
斜面的表面材 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.25 1.45 2.50 3.75 1.35 1.48
得出结论：分析上述数据，斜面的省力情况与　 　有关；
拓展交流：已知实验中，斜面长均为1.2m、第1次实验中斜面高为0.6m，则第1次实验中斜面的机械效率是　 　%。
【答案】倾斜程度、表面材料；80
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】①根据表格数据，分析斜面省力情况的影响因素；
②根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据公式计算出斜面的机械效率。
【解答】①比较实验①②可知，斜面的省力情况与表面材料有关；
比较实验③和④可知，二者的省力情况分别为：和，则斜面的省力情况与物体重力无关；
比较实验⑤和⑥可知，斜面的省力情况与斜面的倾角有关。
②斜面做的有用功W有=Gh=2N×0.6m=1.2J；
斜面做的总功：W总=Fs=1.25N×1.2N=1.5J；
则斜面的机械效率：。
四、解答题
21．（2024·浙江模拟）如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为O，且AO=1m，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N。一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动，求：
（1）滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小；
（2）当滑块匀速运动时拉力F做功的功率；
（3）滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平。
【答案】（1）解：滑块匀速运动时处于平衡状态，水平方向的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力，所以根据二力平衡条件可知f=F=10N
（2）解：当滑块匀速运动时拉力做功的功率
（3）解：当在点左侧离点米，且，则
即
解得：
当在点右侧离点米时，且，则
即
解得：
故滑块在点左侧到右测范围内滑动才能使AB保持水平
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据平衡力的知识计算滑块受到的摩擦力；
（2）根据公式P=Fv计算滑块移动时拉力做功的功率；
（3）AB长4米，AO为1m，BO为3m，则AO为总重力的，也就是10N，OB的重力为30N。由于杠杆是均匀的，所以AO和BO的重力都作用在二者的中心处。
当M在O点左侧时，让绳子的拉力为0，则此时左侧的力为M的重力和AO的重力，右侧为OB的重力。根据图片确定它们的力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可；
当M在O点右侧时，左侧的力为AO的重力，右侧的力为M的重力，OB的重力以及绳子的拉力。根据图片确定它们的力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
22．（2022·奉化模拟）如图所示，用滑轮组提升重200N的物体时，在10s内绳子自由端被匀速拉下6m。已知拉绳子的力F为120N，求：
（1）在此过程中滑轮组所做的有用功。
（2）拉力F的功率。
（3）该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：h= s= ×6m=3m， W有用= Gh= 200N×3m = 600J
（2）解：Ws=Fs≈120N×6m=720J，P= =72W
（3）解：η= ×100%= ×100%≈83.3%。
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；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，然后根据计算s=nh出物体上升的高度，最后根据W有用=Gh计算滑轮组做的有用功。
（2）首先根据W=Fs计算拉力做的总功，再根据 计算出拉力的功率；
（3）根据公式 计算滑轮组的机械效率。
23．（2023·宁波模拟）由我国自主研制，体现中国力量与中国速度的大国重器，世界上首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置.
（1）当箱梁静止在水甲桥面时，箱梁与桥面的接触面积为200m2，，求箱梁对桥面的压强。
（2）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30m，求此过程中克服箱梁所受重力做的功。
（3）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中L1表示MN的水平距离，L2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力(不包括轮车A受到的重力)、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式(用字母表示)。
【答案】（1）解：根据公式p= 可得，箱梁对桥面的压强为
p= = =5×104Pa
答：箱梁对桥面的压强为5×104Pa
（2）解：根据重力做功的公式W=Gh可得，克服重力做的功为
W=Gh=1.0×107N×0.6 m=6×106J
答：此过程中克服箱梁所受重力做的功为6×106J
（3）解：根据杠杆平衡的原理可知
Fl1=G(I1-l2)
F=
答：支持力 F的表达式F=
【知识点】增大或减小压强的方法；压力的作用效果；功；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】
（1）固体压强=压力/受力面积，故可通过压力大小和受力面积求得压强；
（2） 重力做功的公式为W=Gh；
（3）杠杆平衡的原理 动力x动力臂=阻力x阻力臂，力臂指支点到力的作用线的垂直距离
24．（2022·杭州模拟）图甲是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示。
（1）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？
（2）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D，E，F处时，能达到最佳防翻效果的是　 　。
（3）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。
【答案】（1）根据图乙可知，担当吊装机要侧翻时，支点为B，它的自重相当于阻力，阻力臂为：1.5m-1.25m=0.25m；重物的重力相当于动力，动力臂为1.25m。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G物×1.25m=1500N×0.25m；
解得：G物=300N。
（2）F
（3）对重物做的有用功为：W有=Ptη=1200W×10s×15%=9000J；
则所吊重物的重力为：。
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算；
（2）在杠杆上，力和力臂的乘积越大，力的作用效果越好；
（3）首先根据W有=Ptη计算出克服重力做的有用功，再根据计算出重物的重力。
【解答】（2）根据图乙可知，F点到支点B的距离最大，即此时力臂最长，因此配重和力臂的乘积最大，则防翻效果最好。
25．（2022·舟山模拟）为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持环境保护的基本国策，努力加快天蓝、地绿、水美、空气新鲜的美丽乡村建设。
（1）农村露天焚烧作物秸秆会导致空气中PM2.5的升高。部分PM2.5颗粒会通过呼吸道和肺进入血液，危害人体健康。PM2.5进入血液循环后，最先到达心脏四腔中的　 　。
（2）“绿色低碳生活，从垃圾分类开始”，图1是一种轮式垃圾桶，若拖动时垃圾桶总重为100N，且动力臂为阻力臂的2倍，则保持垃圾桶平衡的力F为　 　N。
（3）美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器，太阳能路灯等，太阳能是在太阳内部氢原子核发生　 　（选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量。
（4）有人测算，一棵树龄为50年的大树，其产生的生态价值高达十多万美元，树的生态价值包括很多方面，除了能吸收二氧化碳外，还表现在　 　（请写出一条）。
【答案】（1）左心房
（2）50
（3）聚变
（4）能涵养水源
【知识点】心脏和血管；核裂变与核聚变；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)心脏主要由心肌构成，且具有内分泌功能。心内部被心间隔分为互不相同的左、右两半，每半又各自分为心房和心室，即左心房、左心室、右心房、右心室。血液循环途径：
(2)杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
(3) 轻核聚变指几个轻的原子核在一定的条件下结合成一个大的原子核并放出能量；重核裂变指一个重的原子核在一定的条件下分裂成几个小的原子核并放出能量。
【解答】(1)根据血液循环途径，PM2.5颗粒物吸入后经过呼吸道到达肺，从肺泡经过气体扩散进入肺泡周围的毛细血管→肺静脉→左心房．因此“进入的有害物质”最先到达心脏的左心房。
(2)若拖动时垃圾桶总重为100N，且动力臂为阻力臂的2倍，则保持垃圾桶平衡的力F为
(3)太阳能是在太阳内部氢原子核发生聚变时释放的能量。
(4)树的生态价值包括很多方面，除了能吸收二氧化碳外，还表现在树木能保持水土，树木能涵养水源。
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