资源简介

第十一讲　简单机械
第1课时　杠　杆
1.（2025扬州改编）如图是姐妹二人抬水的场景，扁担相当于杠杆，若以姐姐的肩为支点，妹妹对扁担的作用力是动力，姐姐将水桶悬挂点向自己移动一段距离，动力臂　不变　，阻力臂　变小　，妹妹对扁担的作用力　变小　。（均填变化情况）
2.（2025宜宾）如图，下列工具使用过程中通常属于省力杠杆的是（　B　）
A.天平 B.开瓶器 C.筷子 D.鱼竿
3.（2025镇江）图1为停车场的电子闸杆，其结构图如图2所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计。当力F作用于A点时，闸杆恰好开始向上转动，下列说法正确的是（　D　）
A.此装置可视为省力杠杆
B.力F的力臂为OA
C.闸杆重力的力臂为OB
D.当力F垂直于OA向下时，F为最小值
4.（2025湖北）如图为坐式推肩训练器。健身杆能绕O点处的轴上下转动，配重片可增减，人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉。下列说法正确的是（　C　）
A.此健身杆是费力杠杆
B.手推N处时，配重越重用力越小
C.配重相同时，推N处比推M处费力
D.若改变M处推力方向，力臂始终不变
5.“节约用水，人人有责”。如图甲是关闭水龙头的情景。水龙头的手柄可以视为杠杆，图乙为其示意图，其中“O”为支点，“A”为动力作用点，F2为阻力。请你在图乙中画出在A点施加的最小动力F1。
6.物理·体育同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F1为动力，如图所示。请你在图中画出：F1的力臂l1及地面对人的支持力。
7.（达州中考）如图所示，轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保持水平，已知AB是OB长度的4倍，AO是AC长度的3倍。在木杆的B点用细线竖直悬挂一棱长为10cm的正方体物块甲，该物块静止在水平地面上；O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2kg的物块乙。当物块乙悬挂在A点时，物块甲恰好对地面无压力，则物块甲的重力为　60　N；当物块乙悬挂在C点时，物块甲对地面的压强为　2 000　Pa。（g取10N/kg）
8.传统文化（2025苏州）如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一，水车一端浸入水中，另一端固定于岸上，使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中，下列说法正确的是（　D　）
A.长柄摇杆越长，踩动时越费力
B.踩得越快，提水做功越多
C.提水过程中，随板片上行的水重力势能减小
D.减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大
9.（2025乐山）要得出杠杆的平衡条件，需要经历以下过程：（注：实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等）
（一）观察杠杆在水平位置的平衡
（1）如图甲（a）是一个在水平位置平衡的杠杆，减少其中一侧钩码的数量，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与　力的大小　有关。
（2）如图甲（b）所示用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与　力臂的大小　有关。
（二）探究杠杆的平衡条件
（3）如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　左　（选填“左”或“右”）端调节。
（4）如图丙所示，调平后在A点悬挂2个钩码，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂　3　个钩码。若规定A点处的力为动力，则此时的杠杆属于　省力　杠杆。
（5）通过多次实验测得数据并分析数据，可以得出杠杆的平衡条件为　A　。
A.动力×动力臂＝阻力×阻力臂
B.动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂
（三）反思拓展
（6）根据实验结论，为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂至　③　（填数字编号）位置。
第2课时　滑轮　斜面　机械效率
1.（2025黑龙江）如图所示，小李同学用滑轮将重6N的物体竖直向上匀速提升20cm。若此滑轮自重为2N，忽略绳重和摩擦，则小李同学作用在绳子自由端的拉力F为　4　N，这个滑轮的机械效率是　75％　。
2.如图是两个倾斜程度不同、粗糙程度相同的斜面，斜面AB长5m，斜面高2m。用大小为400N的拉力F1沿斜面AB将重600N的物体匀速拉至顶端，则有用功为　1 200　J，机械效率为　60　％；如果用拉力F2沿斜面AC将同一物体匀速拉至斜面顶端，则F1　＜　（选填“＞”“＝”或“＜”）F2。
3.（2025德阳）塔吊是工程建设中常用的装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用200N的拉力F，将480N的重物在10s内竖直匀速提升2m，则拉力F的功率为　120　W，该滑轮组的机械效率为　80％　。
4.小明在组装玩具时，发现了如图甲所示的一种特殊螺丝——内六角螺丝。与其配套的内六角扳手如图乙所示，这种扳手相当于　轮轴　（选填“斜面”“滑轮”或“轮轴”），为了使自己更省力，小明应将扳手上的　A　（选填“A”或“B”）点插入螺丝后使用。
5.（2025陕西）我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一，为人类文明和社会进步作出了重要贡献。如图，是汉代画像石中的滑轮图，描绘了古人使用滑轮汲水操作的场景。关于图中的滑轮说法正确的是（　B　）
A.该滑轮是动滑轮
B.该滑轮可以改变施力的方向
C.使用该滑轮可以省功
D.提升重力不同的物体时，机械效率不变
6.如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，水平面对物体的摩擦力为f。下列说法错误的是（　C　）
A.有用功的功率为fv B.拉力的功率为3Fv
C.装置的机械效率为 D.额外功为（3F－f）s
7.（2025苏州）如图中，地上的人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳子绕法。
8.（2025常州）如图所示，工人利用滑轮提升重物。在40s内，质量为27kg的重物被匀速竖直提升10m，此过程中，工人对绳端做功的功率为75W。不计绳重与摩擦，g取10N/kg，求：
（1）工人对绳端施加的拉力。
解：（1）已知在40s内，物体竖直向上移动的距离是10m，则物体上升的速度
v＝＝＝0.25m/s
由于是动滑轮，绳端移动速度是物体移动速度的2倍，即
v绳＝2v＝2×0.25m/s＝0.5m/s
工人对绳端施加的拉力
F＝＝＝150N
（2）滑轮受到的重力。
解：（2）不计绳重与摩擦，根据F＝（G＋G动）可得，动滑轮的重力
G动＝2F－G＝2F－mg＝2×150N－27kg×10N/kg＝30N
（3）此过程中，滑轮的机械效率。
解：提升物体过程中做的有用功
W有＝Gh＝mgh＝27kg×10N/kg×10m＝2 700J
绳末端拉力做的总功
W总＝Fs＝Fnh＝150N×2×10m＝3 000J
滑轮的机械效率
η＝×100％＝×100％＝90％
9.（2025徐州）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为　2　m，木箱的机械能变　大　，定滑轮的机械效率为　90％　。
10.如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力F＝100N，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为　20　N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为　60　N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为　75％　。
11.（2025湖南）如图，这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（　C　）
A.顶部的定滑轮可以省力
B.机械效率可达到100％
C.主要是利用重力势能转化为动能
D.给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力
12.（2025大庆）如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N，汽车受到的阻力为1 500N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　B　）
A.绳端移动的距离为15m
B.此滑轮组的机械效率约为83.3％
C.汽车受到的拉力为1 800N
D.绳端拉力F的功率为750W
13.（2025扬州）如图，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是（　D　）
A.克服动滑轮重力做的功是有用功
B.重物与人手移动的距离相等
C.重物与人手移动的速度相等
D.增加重物，动滑轮的机械效率变大
14.（2025眉山）一台起重机将重2 000N的货物在10s内匀速提高5m，如果额外功是10 000J，则下列说法错误的是（　B　）
A.起重机做的总功是20 000J
B.起重机的功率是1 000W
C.起重机的机械效率为50％
D.增大货物的质量，可以提高起重机的机械效率
15.（2025新疆）如图所示，若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动，在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m，将同一重物分别挂在A点、B点、C点时，重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m，对应的机械效率分别为ηA、ηB、ηC。则（　A　）
A.ηA＜ηB＜ηC B.ηA＞ηB＞ηC
C.ηA＜ηC＜ηB D.ηC＜ηA＜ηB第十一讲　简单机械
第1课时　杠　杆
1.（2025扬州改编）如图是姐妹二人抬水的场景，扁担相当于杠杆，若以姐姐的肩为支点，妹妹对扁担的作用力是动力，姐姐将水桶悬挂点向自己移动一段距离，动力臂 ，阻力臂 ，妹妹对扁担的作用力 。（均填变化情况）
2.（2025宜宾）如图，下列工具使用过程中通常属于省力杠杆的是（　 　）
A.天平 B.开瓶器 C.筷子 D.鱼竿
3.（2025镇江）图1为停车场的电子闸杆，其结构图如图2所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计。当力F作用于A点时，闸杆恰好开始向上转动，下列说法正确的是（　 　）
A.此装置可视为省力杠杆
B.力F的力臂为OA
C.闸杆重力的力臂为OB
D.当力F垂直于OA向下时，F为最小值
4.（2025湖北）如图为坐式推肩训练器。健身杆能绕O点处的轴上下转动，配重片可增减，人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉。下列说法正确的是（　 　）
A.此健身杆是费力杠杆
B.手推N处时，配重越重用力越小
C.配重相同时，推N处比推M处费力
D.若改变M处推力方向，力臂始终不变
5.“节约用水，人人有责”。如图甲是关闭水龙头的情景。水龙头的手柄可以视为杠杆，图乙为其示意图，其中“O”为支点，“A”为动力作用点，F2为阻力。请你在图乙中画出在A点施加的最小动力F1。
6.物理·体育同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F1为动力，如图所示。请你在图中画出：F1的力臂l1及地面对人的支持力。
7.（达州中考）如图所示，轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保持水平，已知AB是OB长度的4倍，AO是AC长度的3倍。在木杆的B点用细线竖直悬挂一棱长为10cm的正方体物块甲，该物块静止在水平地面上；O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2kg的物块乙。当物块乙悬挂在A点时，物块甲恰好对地面无压力，则物块甲的重力为 N；当物块乙悬挂在C点时，物块甲对地面的压强为 Pa。（g取10N/kg）
8.传统文化（2025苏州）如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一，水车一端浸入水中，另一端固定于岸上，使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中，下列说法正确的是（　 　）
A.长柄摇杆越长，踩动时越费力
B.踩得越快，提水做功越多
C.提水过程中，随板片上行的水重力势能减小
D.减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大
9.（2025乐山）要得出杠杆的平衡条件，需要经历以下过程：（注：实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等）
（一）观察杠杆在水平位置的平衡
（1）如图甲（a）是一个在水平位置平衡的杠杆，减少其中一侧钩码的数量，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与 有关。
（2）如图甲（b）所示用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与 有关。
（二）探究杠杆的平衡条件
（3）如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节。
（4）如图丙所示，调平后在A点悬挂2个钩码，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂 个钩码。若规定A点处的力为动力，则此时的杠杆属于 杠杆。
（5）通过多次实验测得数据并分析数据，可以得出杠杆的平衡条件为　 　。
A.动力×动力臂＝阻力×阻力臂
B.动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂
（三）反思拓展
（6）根据实验结论，为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂至 （填数字编号）位置。
第2课时　滑轮　斜面　机械效率
1.（2025黑龙江）如图所示，小李同学用滑轮将重6N的物体竖直向上匀速提升20cm。若此滑轮自重为2N，忽略绳重和摩擦，则小李同学作用在绳子自由端的拉力F为　 　N，这个滑轮的机械效率是　 　。
2.如图是两个倾斜程度不同、粗糙程度相同的斜面，斜面AB长5m，斜面高2m。用大小为400N的拉力F1沿斜面AB将重600N的物体匀速拉至顶端，则有用功为　 　J，机械效率为　 　％；如果用拉力F2沿斜面AC将同一物体匀速拉至斜面顶端，则F1　 　（选填“＞”“＝”或“＜”）F2。
3.（2025德阳）塔吊是工程建设中常用的装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用200N的拉力F，将480N的重物在10s内竖直匀速提升2m，则拉力F的功率为　 　W，该滑轮组的机械效率为　 　。
4.小明在组装玩具时，发现了如图甲所示的一种特殊螺丝——内六角螺丝。与其配套的内六角扳手如图乙所示，这种扳手相当于 （选填“斜面”“滑轮”或“轮轴”），为了使自己更省力，小明应将扳手上的 （选填“A”或“B”）点插入螺丝后使用。
5.（2025陕西）我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一，为人类文明和社会进步作出了重要贡献。如图，是汉代画像石中的滑轮图，描绘了古人使用滑轮汲水操作的场景。关于图中的滑轮说法正确的是（　 　）
A.该滑轮是动滑轮
B.该滑轮可以改变施力的方向
C.使用该滑轮可以省功
D.提升重力不同的物体时，机械效率不变
6.如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，水平面对物体的摩擦力为f。下列说法错误的是（　 　）
A.有用功的功率为fv B.拉力的功率为3Fv
C.装置的机械效率为 D.额外功为（3F－f）s
7.（2025苏州）如图中，地上的人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳子绕法。
8.（2025常州）如图所示，工人利用滑轮提升重物。在40s内，质量为27kg的重物被匀速竖直提升10m，此过程中，工人对绳端做功的功率为75W。不计绳重与摩擦，g取10N/kg，求：
（1）工人对绳端施加的拉力。
（2）滑轮受到的重力。
（3）此过程中，滑轮的机械效率。
9.（2025徐州）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为　 　m，木箱的机械能变　 　，定滑轮的机械效率为　 　。
10.如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力F＝100N，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 。
11.（2025湖南）如图，这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（　 　）
A.顶部的定滑轮可以省力
B.机械效率可达到100％
C.主要是利用重力势能转化为动能
D.给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力
12.（2025大庆）如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N，汽车受到的阻力为1 500N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　 　）
A.绳端移动的距离为15m
B.此滑轮组的机械效率约为83.3％
C.汽车受到的拉力为1 800N
D.绳端拉力F的功率为750W
13.（2025扬州）如图，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是（　 　）
A.克服动滑轮重力做的功是有用功
B.重物与人手移动的距离相等
C.重物与人手移动的速度相等
D.增加重物，动滑轮的机械效率变大
14.（2025眉山）一台起重机将重2 000N的货物在10s内匀速提高5m，如果额外功是10 000J，则下列说法错误的是（　 　）
A.起重机做的总功是20 000J
B.起重机的功率是1 000W
C.起重机的机械效率为50％
D.增大货物的质量，可以提高起重机的机械效率
15.（2025新疆）如图所示，若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动，在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m，将同一重物分别挂在A点、B点、C点时，重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m，对应的机械效率分别为ηA、ηB、ηC。则（　 　）
A.ηA＜ηB＜ηC B.ηA＞ηB＞ηC
C.ηA＜ηC＜ηB D.ηC＜ηA＜ηB

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