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第五章 第8讲 简单机械及其效率
【考点分析】
杠杆 1.杠杆及其要素 知道杠杆的定义，能够识别生活中的杠杆； 理解杠杆的五要素，解决有关杠杆的作图问题； 知道杠杆的平衡条件，并能够运用其解决相关问题
2.杠杆平衡条件
滑轮 3.动滑轮和定滑轮 理解分析定滑轮和动滑轮在实际应用中的特点，以及如何根据实际需要选择合适的滑轮； 掌握滑轮组的安装方法，以及如何根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系
4.滑轮组及其运用
机械效率 5.机械效率 理解机械效率的概念，能够通过实例分析有用功、额外功和总功，并应用公式进行计算； 通过实验探究滑轮组的机械效率，掌握测量机械效率的基本方法，并理 解提高机械效率的实际意义
6.探究滑轮组的机械效率
【精讲精练】
知识点1 杠杆
1.定义：
一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。
2.杠杆的五要素
支点 杠杆绕着转动的固定点，用字母O表示 示意图
动力 使杠杆转动的力，用字母表示
阻力 阻碍杠杆转动的力，用字母表示
动力臂 支点到动力作用线的距离，用字母表示
阻力臂 支点到阻力作用线的距离，用字母表示
3.画力臂的步骤：一找支点、二画线、三连距离、四标签
（1） 找支点O；
（2）画动力和阻力的作用线（虚线）；
（3）画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；
（4）做标注（用字母注明动力臂或阻力臂）。
4.杠杆的平衡条件（又叫杠杆原理，发现者：阿基米德）
（1）当杠杆处于静止或匀速转动状态时，我们就说杠杆平衡了。
（2）杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即。
5.实验：探究杠杆的平衡条件
（1）实验思路
当杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时，我们就说杠杆平衡了，探究杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系
（2）实验器材
使支点处于杠杆中点的目的：避免杠杆自重对实验结果产生影响
本实验中，选择杠杆水平静止状态为平衡状态的原因：便于在杠杆上直接测量力臂
实验前调节杠杆在水平位置平衡的操作是：左端高向左端调节平衡螺母，右端高向右端调节平衡螺母
杠杆上有刻度的好处是：可以直接读取力臂
（3）实验操作及注意事项
杠杆平衡状态的理解：杠杆处于静止或匀速转动状态
杠杆支点左侧某处挂一个钩码，支点右侧某处挂两个钩码，发现“左低右高”，应该将任意一边的钩码向右移动，使杠杆重新水平平衡
实验过程中不能调节杠杆两端的平衡螺母
多次实验操作：实验中通过改变钩码的数量来改变动力和阻力的大小，通过移动钩码来改变力臂
（4）实验结论
杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（）
（5）实验结论
进行多次实验的目的：避免偶然性，使得出的结论更具有普遍性
将钩码换成弹簧测力计的好处：可以直接读出力的大小（或便于改变力的方向）
在杠杆的支点用弹簧测力计施加一个垂直于杠杆向上的力是否影响杠杆的平衡：不影响，这个力的力臂为零
5.找最小动力的技巧：
①确定杠杆的支点；
②找作用点：杠杆上离支点最远的点；
③找动力臂：支点与作用点的连线；
④找最小动力的方向：沿动力臂垂线的方向。
6.杠杆的分类
图示
力臂关系 > < =
力的关系 < > =
特点 省力但费距离 费力但省距离 不省力不费距离
应用举例 铡刀、瓶起子，手推车、钢丝钳、羊角锤、撬棒等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、扫帚、船桨等 天平、跷跷板、定滑轮
知识点2 滑轮
1.定滑轮、动滑轮、滑轮组（忽略绳重、轮重及摩擦）
示意图
定义 轴固定不动 轴可以随被吊物体一起运动 定滑轮和动滑轮组合
实质 等臂杠杆 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
特点 不能省力，但是能改变动力的方向 能省一半的力，但不能改变动力的方向 既能省力又能改变动力的方向
力臂关系 = = 2
力的关系 = = =
距离关系 = = =
2.确定滑轮组承担物重的绳子股数的方法
在动滑轮和定滑轮之间(或动滑轮上方)画一条虚线有几段绳子通过动滑轮(或有几段绳子与动滑轮相连)，n就等于几，如图所示。
3.滑轮组的组装
（1）确定绳子的段数
（2）滑轮组的绕绳方法：
①动滑轮和定滑轮个数相同时
当承重绳子的段数n为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；
当承重绳子的段数n为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上；
概括为“奇动偶定”。
②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。
4.使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动）
定滑轮 ；；
为物体A所受的摩擦力
动滑轮 ；；
；；
；；
；；
5.其他简单机械
（1）斜面：斜面是一种省力、费距离的简单机械。例如：盘山公路、螺丝钉。
（2）轮轴：由具有公共转轴的轮和轴组成，轮轴也可以看成是杠杆的变形。例如：门把手、方向盘、扳手。
知识点3 机械效率
1.有用功、额外功和总功
（1）为了实现做功的目的，不用任何机械而必须做的功，用表示；
（2）使用机械时，不是我们需要的但又不得不做的功，用表示；
（3）有用功与额外功之和是总共所做的功，用表示。。
2.机械效率
（1）概念：物理学中,将有用功跟总功的比值叫做机械效率。
（2）公式：。
（3）特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总小于总功，机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。
（4）提高滑轮组机械效率的方法：①减小机械自重；②减小机械间摩擦；③增加物重。
3.常见滑轮组、斜面机械效率相关计算
， 为物重，是物体上升的高度 ，是拉力，为拉力移动的距离，，为承担物重的绳子段数 增加物重；减小动滑轮的重力；减小绳子于滑轮间的摩擦力
物体（重力为）上升高度为时所做的功 拉力移动距离时所做的功 增大斜面的倾斜程度、减小物体与斜面间的摩擦
题型1 杠杆类型的判断
1．（2024·广东）如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　）
A．省力 B．费力 C．省功 D．省距离
2．（2025·青海）如图所示，踏碓是古代的舂米工具，运用了杠杆原理。以下几种杠杆与踏碓相同的是（ ）
A．赛艇的船桨 B．开瓶器
C．用羊角锤拔钉子 D．手钳子
3．（2025·四川）使用各种简单机械，可以使我们的工作和生活更省力、更方便。下列工具中属于省力杠杆的是（　　）
A．筷子 B．托盘天平
C．钳子 D．镊子
4．（2025·甘肃）小宏给爷爷剪指甲时发现，指甲剪磨甲片表面有粗糙的条纹，这是为了增大 力；指甲剪的结构简图如图所示，其中OBD为 （选填“省力”或“费力”）杠杆。
5．（2024·黑龙江鸡西）用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动如图，从物理学的视角来看，这可以简化为一种简单机械模型。 部位是支点，此模型属于什么杠杆 ？请说明理由 。
题型2 杠杆平衡条件及其运用
类型1 静态杠杆
6．（2025·四川巴中）晾晒相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平平衡的是（ ）
A． B．
C． D．
7．（2025·河南）如图，在植树活动中，两位同学用竹竿抬水。水桶挂在水平竹竿的P处，与前、后同学的距离分别为PM、PN，水桶对竹竿的作用力为F，其中PM、PN及F的大小均已知，竹竿的重力忽略不计。若要分析前面同学抬水的力F1的大小，下列建构的杠杆示意图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．（2025·云南）《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置，其简化模型如图所示，O为支点，，M端用绳子悬挂重200N的物体，在N端用竖直向下的拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m，忽略杠杆和绳的自重，下列说法正确的是（　　）
A．该杠杆是费力杠杆
B．杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N
C．M端绳子拉力对物体做功为100J
D．M端绳子拉力对物体做功的功率为50W
9．（2025·山东青岛）（多选）在践行青岛中小学生“十个一”行动中，小明用独轮车帮助爸爸运送货物。车和货物的总重力G为960N，小明的质量为50kg，双脚与地面的接触面积为0.05m2。小明抬起独轮车在水平地面静止时如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．独轮车是一个费力杠杆
B．小明对车竖直向上的力F为400N
C．小明对地面的压力为900N
D．小明对地面的压强为
10．（2025·安徽）图甲所示为自行车的手闸，将其部分简化为如图乙所示的杠杆，忽略杠杆自身的重力，当杠杆平衡时，施加在点的动力，测得，，则阻力 。
11．（2024·广东广州）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
（1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： ，若衣服重为，则此支持力最小值为 N；
（2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。
12．（2024·青海西宁）如图是小宁同学利用健身器材进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA长1m，OB长0.6m，在杆的A端用绳子悬挂质量为15kg的配重，他在B端施加竖直向下的拉力时，杆AB在水平位置平衡。已知小宁重为450N，两只脚与地面接触的总面积为，不计杆重与绳重，g取10N/kg。求此时：
(1)配重的重力；
(2)拉力；
(3)小宁同学对地面的压强。
类型2 动态杠杆
13．（2025·北京）如图所示，园艺工人在修剪枝条。关于园艺剪的使用，下列说法正确的是（　　）
A．园艺剪对枝条的压力是阻力
B．在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C．把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省力
D．把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
14．（2025·山东济南）如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图，在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力，使小车绕点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力，此过程中力的大小（　　）
A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小
15．（2025·山东德州）“秤砣虽小压千斤”，杆秤是中国最古老的称量工具，是我国的“国粹”之一。如图甲所示，当不挂秤砣时，在O点提起提纽，杆秤水平平衡。用秤钩悬挂100g物体、秤砣移到B点时，杆秤再次水平平衡，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．甲图中A点为杠杆的支点
B．若OB=5OA，则“秤砣”的质量为20g
C．若秤钩再加挂20g物体，秤砣向左移动可使杆秤再次平衡
D．如果“秤砣”磨损，则测量值比真实值偏小
16．（2025·四川眉山）“探究杠杆的平衡条件”实验中，杠杆在水平位置平衡，如图所示。下列操作能使杠杆在水平位置保持平衡的是（　　）
A．同时将左右两侧的钩码取下一个
B．将、两处所挂的钩码交换位置
C．将右侧钩码取下一个，左侧钩码向支点移动一格
D．将左侧钩码向支点移动两格，右侧钩码向支点移动三格
17．（2025·山东烟台）如图所示为我国古人运送巨木的劳动情境示意图。他们通过横杆、支架、石块等将巨木一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方。下列有关说法正确的是（ ）
A．巨木下垫圆木是为了增大摩擦
B．支架下垫上面积较大的石块是为了增大压强
C．人的位置远离支架可以更容易将巨木抬起
D．支架的位置远离巨木可以更容易将巨木抬起
18．（2025·黑龙江）如图所示，将重为G的均匀木棒竖直的悬挂于O点，在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力F，让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置，则阻力臂将 （填“变大”“变小”或“不变”），动力F将 （填“变大”“变小”或“不变”）。
19．（2025·江苏无锡）如图所示，探究杠杆的平衡条件，调节杠杆水平平衡后，在杠杆的左边20cm处挂2个钩码，在杠杆的右边10cm处用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的示数为 N；若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，则测力计示数会 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 。
20．（2024·黑龙江哈尔滨）杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍在使用。如图所示，已测得刺五加药材质量是120g，其中OB=3OA，若不计杆秤自重，则秤砣的质量约为 g。接下来要测30g的人参片需要将秤砣向B点的 （选填“左”或“右”）侧移动。
21．（2024·江苏苏州）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是 。若要增加训练强度，应将配重盘向 （a/b）端移。
题型3 杠杆作图
类型1 力、力臂作图
22．（2025·四川资阳）俯卧撑是一项经典的自重训练运动，无需器械即可进行，能有效锻炼上肢、胸肌和核心肌群，深受健身爱好者和普通人的喜爱。如图所示，是某同学做俯卧撑锻炼身体的情形。若将人体视为一个杠杆，O点为支点，A点为该同学的重心，B点为地面对手的支持力F的等效作用点，请在图中画出他所受的重力G、支持力F的示意图及各自对应的力臂l。
23．（2024·山东枣庄）用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下，绕肘关节（支点0）转动，如图所示。请在图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。
24．（2024·四川宜宾）如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景，请在图中画出此时动力的力臂和阻力的示意图。
类型2 最小力作图
25．（2025·四川凉山）如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
26．（2023·四川眉山）学校组织学生参加劳动实践活动，在基地发现了一台活塞式抽水机，在杠杆C处用力便可取水。请在图中画出：
（1）阻力的力臂；
（2）在C处所用最小力的示意图。
题型4 滑轮、滑轮组的特点
27．（2025·山东烟台）为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　）
A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力
C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向
28．（2025·上海）如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时，下列说法正确的是（　　）
A．F1=F2=F3 B．F2> G
C．F1和F2是一对平衡力 D．F2和G是一对平衡力
29．（2024·山东东营）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
30．（2024·四川达州）如图所示，A、B两物体叠放在水平桌面上，，，A、B均为正方体，边长分别为20cm、10cm。在拉力的作用下，5s内，物体A、B一起向右匀速直线移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦，下列说法错误的是（　　）
A．A与B之间的摩擦力为0
B．A对地面的压强为2500Pa
C．绳子自由端移动的速度为1.2m/s
D．拉力F做功的功率为30W
31．（2024·湖北）如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮 （选填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、，鼎受到的拉力之和为 。鼎在水中上升的过程中，其底部所受水的压强 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
32．（2024·甘肃临夏）如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮，其作用是可以改变力的 ，但不能省力。图中的扁担做得较宽，主要是为了增大受力面积， （选填“增大”或“减小”）压强。
33．（2025·四川成都）在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是、，则、的大小关系是 ；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 m。
34．（2024·甘肃白银）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，则A所受地面的摩擦力为 N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为 N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）
题型5 滑轮组绕线作图
35．（2024·陕西）工人向下拉绳来提升重物。请用笔画线代替绳子画出滑轮组的绕线方法。
第35题图 第36题图
36．（2022·甘肃武威）如图，小明站在地面上用图中滑轮组提起重物，画出最省力的绕绳方法。
题型6 机械效率的理解及计算
类型1 滑轮、滑轮组
37．（2025·江苏无锡）如图所示，用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m，拉力F为200N，不计绳重和摩擦。则在此过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．有用功为200J B．额外功为20J C．动滑轮的机械效率为80% D．拉力F的功率为20W
38．（2025·山东济宁）将图中的滑轮以不同的绕线方式组装成甲、乙滑轮组（甲比乙省力）。小明分别用甲、乙滑轮组，在5s内将重为50N的物体竖直匀速提升0.2m。每个滑轮重为4N，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．使用甲滑轮组时的拉力为27N
B．使用乙滑轮组时的绳子自由端移动了0.6m
C．使用甲滑轮组时拉力的功率比乙的大
D．两个滑轮组的机械效率相等
39．（2025·四川广元）用如图所示的滑轮组将重450N的物体M沿水平地面匀速拉动1m，绳子末端拉力F大小为40N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（ ）
A．物体所受摩擦力方向水平向左
B．绳子末端移动的距离为3m
C．该滑轮组的机械效率为70%
D．在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率
40．（2025·甘肃兰州）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg，动滑轮的质量为0.1kg，绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0～5s的时间内，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.02m/s B．滑轮组的有用功为0.5J
C．拉力F的功率为0.05W D．滑轮组的机械效率为83.3%
41．（2025·北京）（多选）如图所示，重600N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物，表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
货物所受重力G/N 货物被提升高度h/m 绳端所受拉力F/N 所用时间t/s
540 3 200 25
A．工人做功的功率为72W
B．滑轮组对悬挂点A的拉力为920N
C．滑轮组的机械效率为90%
D．若货物离开水平地面之前，工人用100N的力竖直向下拉绳端，则地面对货物的支持力为200N
42．（2025·黑龙江齐齐哈尔）小明用如图所示的滑轮拉着重的物体，使以的速度在水平地面上向左匀速直线运动，作用在绳端的水平拉力，该滑轮的机械效率为。关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．物体受到的重力所做的功是 B．绳端移动的距离是
C．拉力做功的功率是 D．地面对物体的摩擦力大小是
43．（2025·江苏淮安）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为 J，拉力F做功的功率为 W。此过程中定滑轮的机械效率为 。
44．（2025·青海）塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备，学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示，下方所挂物体的重力为1200N，动滑轮的自重为300N，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力F= N，此装置的机械效率η= 。
第43题图 第44题图 第45题图
45．（2025·四川凉山）用如图甲所示的滑轮组提升物体A。已知被提升物体A的重力为900N，卷扬机施加在绳子自由端的拉力F将物体A以0.5m/s的速度匀速提高了5m。拉力F做的功随时间的变化图象如图乙所示（不计绳重和滑轮与轴的摩擦）。此过程滑轮组提升重物的机械效率为 %，动滑轮的重力为 N。
46．（2025·四川资阳）如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量的物体匀速提升了。动滑轮质量，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题：
(1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s；
(2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f；
(3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。
47．（2024·四川巴中）图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求：
(1)绳子拉力端移动的距离；
(2)拉力的功率；
(3)在此过程中滑轮组的机械效率。
类型2 斜面
48．（2024·四川眉山）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力做功为3J
B．物体受到摩擦力为1.5N
C．在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D．若以的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
49．（2022·四川泸州）（多选）在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力将重G=600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L=6m，斜面高h=1.5m，斜面的机械效率。下列叙述中正确的是（　　）
A．小孙推动货物所用推力大小为150N B．货物受到斜面的摩擦力大小为100N
C．若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大 D．若h不变、减小L，则斜面的机械效率将升高
50．（2025·山东威海）如图所示，用150N的推力沿斜面向上将重为500N的小车从斜面（高1.2m，长5m）底端匀速推到顶端，用时20s。则推力做功为 J，有用功的功率为 W。
51．（2025·四川乐山）如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，斜面长、高，则拉力所做的功为 J；把重物直接提升h所做的功作为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对物体的摩擦力为 N。
52．（2025·四川泸州）小兴学习了简单机械后，设计了如图所示的装置，粗糙斜面长1m、高0.5m，滑轮组位于斜面顶端，不计绳重、滑轮重、滑轮的摩擦，各段绳子均与斜面平行。她把重为24N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，用时10s，弹簧测力计示数为5N，则对物体做的有用功为 J，绳子末端拉力做功功率为 W，物体受到斜面的摩擦力大小为 N。
53．（2024·山东日照）港口装载货物时，经常通过斜面将货物拉到甲板上。如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，体重为800N的工人用300N竖直向下的拉力将重500N的货物从斜面底端拉到顶端。货物沿着斜面运动的速度随时间变化的图像如图乙所示，工人的鞋底与地面的总接触面积约为，不计滑轮的摩擦和绳子的重力。求：
(1)拉动货物时工人对地面的压强；
(2)货物在0～10s内运动的平均速度；
(3)货物运动时受到的摩擦力大小。
类型3 其他工程机械
54．（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、、。则（ ）
A．ηA<ηB<ηC B．ηA>ηB>ηC C．ηA<ηC<ηB D．ηC<ηA<ηB
55．（2025·江苏苏州）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
56．（2024·江苏无锡）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取）
（1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 kg的水；
（2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 J，人做功的功率为 W。
题型7 探究杠杆平衡条件
57．（2025·宁夏）小华利用图装置，探究杠杆的平衡条件，用到的实验器材有：杠杆、支架、细线和质量为50g的钩码若干。（g取10N/kg）
(1)实验前，平衡螺母向 端调节，使杠杆在水平位置平衡；实验时，在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，是为了便于直接读取 。
(2)实验数据如下表，多次实验的目的是 。分析数据得出杠杆的平衡条件是 。
实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 0.5 10.0 1.0 5.0
2 1.0 15.0 1.5 10.0
3 2.0 10.0 1.0 20.0
(3)如图是电视剧《西游记》中沙僧用宝杖挑行李的场景。如果增加沙僧后面行李的质量，为使宝杖平衡，他应如何操作？请说出理由。（忽略宝杖自重）
58．（2025·山东日照）在“探究杠杆的平衡条件”实验时，小明和小亮进行了如下交流：
(1)小明用钩码和一个弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡。保持钩码位置不变，改变弹簧测力计与杠杆的角度，杠杆平衡时测力计示数发生变化，如图甲所示。由此小明认为影响杠杆平衡的因素除了与力的大小有关，还与 有关。
(2)小亮认为杠杆在其它位置也能平衡，请指出杠杆在水平位置平衡的好处 。
(3)小明利用图乙所示的实验装置进行实验。先控制杠杆一侧的两个量不变，改变另一侧的两个量；再控制另一侧的两个量不变，改变这一侧的两个量。下列实验没有使用这种方法的是______（选填序号）
A．探究浮力大小与哪些因素有关 B．探究液体压强与哪些因素有关
C．探究平面镜成像特点 D．探究影响导体电阻大小的因素
(4)小明记录实验数据如下，则表中A处应填写 ，B处记录的数据应是 。
实验次数 动力 动力臂 A 阻力臂
1 1.0 10.0 0.5 20.0
2 1.0 10.0 1.0 10.0
3 2.0 5.0 1.0 B
(5)小亮用一根长为1m、分度值为1cm、粗细均匀的钢直尺来制作杆秤，如图丙所示，制作过程如下：
①分别在直尺上5.0cm和10.0cm刻度处钻了小孔A和B，各用细绳穿过小孔作为秤钩和提纽。在秤钩处悬挂秤盘，把质量为20g的钩码挂在细绳上作为秤砣。移动秤砣到20.0cm处的C点时，杆秤刚好在水平位置平衡，此处即为该杆秤的“定盘星”。
②小亮用这个自制的杆秤称量某物体时，在秤盘中放入待测物体，移动秤砣到D点时，杆秤在水平位置平衡。结合杠杆平衡条件可知，则此物体的质量为 g，杆秤的量程为 g。
③请帮小亮提出一种提高杆秤量程的方法 。
题型8 测量滑轮组的机械效率
59．（2025·四川广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 机械效率
1 1 3 0.5 ① 66.7%
2 3 5 1.4 15 71.4%
3 6 9 2.5 27 ②
(1)实验时应该竖直向上 （选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计；
(2)她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 ；第3次实验中，机械效率②为 ；
(3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更 。（选填“省力”或“费力”）
60．（2024·四川绵阳）某同学用弹簧测力计、刻度尺、钩码等实验器材，测量如图甲、乙所示的滑轮组的机械效率，正确进行实验后，测出的数据如下表：
物理量 实验1 实验2 实验3
钩码所受总重力G/N 4 6 4
钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 2.0 2.8 1.4
绳端移动的距离s/m 0.3 0.3 0.5
机械效率 67% 71% ？
(1)通过分析表中数据可知，实验2获得的数据，是使用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置获得的；
(2)对比实验1和实验2的数据，可以得出（　　）（选填序号）
A．提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低
B．提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越高
C．同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越低
D．同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高
(3)实验3中滑轮组的机械效率是 。
参考答案
题型1 杠杆类型的判断
1．【答案】A
【知识点】生活中常见的杠杆模型、杠杆的分类、杠杆的应用
【详解】该剪刀属于杠杆，支点是O点，动力作用在A点，阻力作用在手柄处，使用时动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【详解】A．踏碓的动力臂比阻力臂短，它的实质是费力杠杆，省距离。赛艇的船桨使用时，动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故A符合题意；
B．开瓶器的动力臂比阻力臂长，是省力杠杆，故B不符合题意；
C．羊角锤的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．手钳子的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
3．【答案】C
【知识点】生活中常见的杠杆模型
【详解】A．在使用筷子时，支点在筷子的上端，动力作用点在筷子中部，阻力作用点在筷子的下端夹取物体的位置。此时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；
B．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，它是等臂杠杆，故B不符合题意；
C．使用钳子时，支点在钳子的转轴处，动力作用在钳子的手柄上，阻力作用在钳口处夹物体的位置。此时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C符合题意；
D．使用镊子时，支点在镊子的上端，动力作用点在镊子的中部，阻力作用点在镊子的下端夹取物体的位置。此时，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．【答案】 摩擦 费力
【知识点】增大摩擦的方法及生活中的实例、杠杆的分类
【详解】[1]指甲剪磨甲片表面有粗糙的条纹，这是为了在压力一定时，增大指甲刀和指甲的摩擦力。
[2]指甲剪的结构简图如图所示，杠杆OBD的支点为O点，B点位动力的作用点，D点为阻力作用点，使用时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
5．【答案】 肘关节 费力杠杆 见解析
【知识点】生活中常见的杠杆模型、杠杆五要素及其判断、杠杆的分类
【详解】[1]用手提起重物时，前臂围绕肘关节转动，因此支点在肘关节处。
[2][3]用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力是动力，物体给前臂的力是阻力，用手向上提物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆。
题型2 杠杆平衡条件及其运用
类型1 静态杠杆
6．【答案】B
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】衣架可看成以挂钩为支点的杠杆，设每条湿毛巾重力为G，每个小格的长度为L；
A．左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为，由于左侧力与力臂的乘积不等于右侧力与力臂的乘积，不满足杠杆平衡的条件，故A不符合题意；
B．左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为，由于左侧力与力臂的乘积等于右侧力与力臂的乘积，满足杠杆平衡的条件，故B符合题意；
C．左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为，由于左侧力与力臂的乘积不等于右侧力与力臂的乘积，不满足杠杆平衡的条件，故C不符合题意；
D．左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为，由于左侧力与力臂的乘积不等于右侧力与力臂的乘积，不满足杠杆平衡的条件，故D不符合题意。
故选B。
7．【答案】A
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、生活中常见的杠杆模型
【详解】由题意得，要分析前面同学抬水的情况，此时前面同学作用在杠杆M点一个向上的动力F1，后面同学所在的N点为支点，桶由于受重力的作用所以作用在杠杆P点一个向下的阻力F，故A符合题意，BCD不符合题意；
故选A。
8．【答案】C
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、P=W/t、杠杆的分类、功的计算和估算
【详解】A．由题意可知，
由于动力臂为ON，阻力臂 为OM，则动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡原理可知，
即动力小于阻力，所以是省力杠杆，故A错误；
B．匀速提升物体时，M端绳子拉力等于物体重力，则
根据杠杆平衡条件可得
代入数据
解得
故B错误；
C．物体上升0.5m，M端绳子拉力对物体做功为
故C正确；
D．拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m，则M端绳子拉力对物体做功的功率为
故D错误。
故选C。
9．【答案】BC
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆的分类、压力的概念、压强公式的简单应用
【详解】A．由图可知，动力臂为1.2m，阻力臂为0.5m，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B．小明抬起独轮车，独轮车可以看作以前轮轴为支点的杠杆，动力臂为1.2m，阻力臂为0.5m，阻力等于重力为960N，根据杠杆平衡条件可得，小明对车竖直向上的力F为，故B正确；
C．小明对车竖直向上的力为400N，由于力的作用是相互的，车对小明有向下的压力，大小为400N，所以小明对地面的压力大小为F压=400N+50kg×10N/kg=900N，故C正确；
D．小明对地面的压强为，故D错误。
故选BC。
10．【答案】45
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】根据杠杆平衡条件，阻力
11．【答案】 同一件衣服挂在B时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小 4
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、力和力臂的作图、杠杆的最省力问题
【详解】（1）[1]由题意可知，晾晒架可看成一个杠杆，设衣服对晾晒架的作用力为阻力，则支撑物对晾晒架的作用力为动力，根据杠杆平衡条件
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
可知，同一件衣服挂在B时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小，即A点受到的支持力最小。
[2]若衣服重为，根据杠杆平衡条件可得
当衣服挂在B时，阻力臂最小，所以此支持力最小值为
（2）[3]根据题意，B点受到衣服的拉力的方向为竖直向下，由于力臂是支点到力的作用线的距离，因此反向延长拉力F，画出支点O到拉力F的反向延长线的垂线段，即为拉力F的力臂l。如图所示
12．【答案】(1)
(2)
(3)5000Pa
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、重力的计算与估算、压强公式的简单应用
【详解】（1）配重的重力为
（2）杠杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件则有
则拉力为
（3）拉力，根据相互作用力，小宁同学受到杆的B端对其向上的力，小宁处于静止状态，受力分析可得
力的作用是相互的，则小宁对地面的压力等于支持力为
则小宁同学对地面的压强为
类型2 动态杠杆
13．【答案】C
【知识点】杠杆的定义、杠杆的动态平衡分析
【详解】A．园艺剪是杠杆，动力和阻力都是施加在园艺剪上，手对园艺剪的作用力是动力，枝条对园艺剪的作用力是阻力，故A错误；
B．如图，使用园艺剪时，动力作用点到支点（轴处）的距离（动力臂）大于阻力作用点到支点的距离（阻力臂），即动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，所以是省力杠杆，故B错误；
C．枝条往轴处靠近，阻力臂减小，根据杠杆平衡条件，动力减小，能省力，故C正确；
D．枝条往轴处靠近是减小阻力臂，不是增大阻力臂，故D错误。
故选C。
14．【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【详解】以O点为支点，重物对小车的拉力为阻力，阻力大小等于重物的重力，在转动过程中阻力大小不变；阻力臂是支点O到阻力作用线的垂直距离，随着小车绕O点转动，阻力臂逐渐变小。力F为动力，动力臂是支点O到动力F作用线的垂直距离，由于F始终垂直挡板，动力臂大小始终等于挡板的长度，保持不变。根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，动力臂和阻力大小不变，阻力臂变小，所以动力F的大小一直减小。故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
15．【答案】B
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆五要素及其判断、杠杆的动态平衡分析
【详解】A．支点为杠杆绕着转动的点，甲图中O点为杠杆的支点，故A错误；
B．若OB=5OA，根据杠杆的平衡条件可知
即
则“秤砣”的质量为，故B正确；
C．若秤钩再加挂20g物体，根据杠杆的平衡条件可知
即
可知秤砣向右移动可使杆秤再次平衡，故C错误；
D．根据杠杆平衡条件有
秤砣磨损了，质量变小，OB变大，则测量结果将偏大，故D错误。
故选B。
16．【答案】D
【知识点】探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理
【详解】A．设每个钩码重为G，杠杆上的每个小格长度为L，当同时将左右两侧的钩码取下一个时，杠杆两侧力与力臂的乘积关系为
不符合杠杆平衡条件，故A不符合题意；
B．当将、两处所挂的钩码交换位置时，杠杆两侧力与力臂的乘积关系为
不符合杠杆平衡条件，故B不符合题意；
C．将右侧钩码取下一个，左侧钩码向支点移动一格时，杠杆两侧力与力臂的乘积关系为
不符合杠杆平衡条件，故C不符合题意；
D．将左侧钩码向支点移动两格，右侧钩码向支点移动三格时，杠杆两侧力与力臂的乘积关系为
符合杠杆平衡条件，故D符合题意。
故选D。
17．【答案】C
【知识点】减小压强的方法及生活中的实例、减小摩擦的方法及生活中的实例、杠杆的动态平衡分析
【详解】A．移动巨木时在下面垫上圆木，这样变滑动为滚动，是为了减少摩擦，故A错误；
B．支架下垫有面积较大的石块，是在压力一定时通过增大受力面积来减小对地面的压强，故B错误；
C．人的位置远离支架时，阻力和阻力臂不变，动力臂变大，根据杠杆平衡条件可知动力变小，可以更容易将巨木抬起，故C正确；
D．支架的位置远离巨木时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂变小，根据杠杆平衡条件可知动力变大，更难以将巨木抬起，故D错误。
故选C。
18．【答案】 变大 变大
【知识点】杠杆的定义、杠杆的动态平衡分析
【详解】[1]将木棒缓慢地由最初位置拉到水平位置的过程中，拉力F始终垂直于棒，则动力臂不变，阻力为杠杆的重力，其大小也不变；当木棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定角度后，重力的力臂（阻力臂）逐渐变大。
[2]因阻力（即重力）不变，阻力臂变大，动力臂不变，所以，由杠杆的平衡条件可知，动力F变大。
19．【答案】 2 变大 测力计的拉力的力臂变小
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、弹簧测力计的量程与读数
【详解】[1]此时测力计的分度值为0.1N，示数为2N。
[2][3]若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的拉力的力臂变小，钩码对杠杆的拉力及其力臂不变，由杠杆平衡条件得，测力计示数会变大。
20．【答案】 40 右
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】[1]由杠杆平衡条件得到
G物×OA=G砣×OB
m物g×OA=m砣g×OB
m物×OA=m砣×OB
[2]接下来要测30g的人参片，物体的质量m物减小，由
m物×OA=m砣×OB
可知，OA不变，m砣不变，OB减小，需要将秤砣向B点的右侧移动。
21．【答案】 逐渐变小 a
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆的动态平衡分析
【详解】[1]人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，阻力（配重盘的重力）不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力变小，即拉力逐渐变小。
[2]若要增加训练强度，即增大拉力，根据杠杆平衡条件 可知，在阻力（配重盘的重力）不变的情况下，应增大阻力臂，即将配重盘向a端移。
题型3 杠杆作图
类型1 力、力臂作图
22．【答案】
【知识点】力和力臂的作图、弹力的方向和示意图、重力的示意图
【详解】过重心A点作竖直向下的带箭头的线段表示重力；支持力垂直水平地面向上，即竖直向上，过B点作竖直向上的带箭头的线段表示支持力；过O点分别作重力、支持力的作用线的垂线段，两垂线段的长度表示各自对应的力臂l，如图所示：
23．【答案】
【知识点】力和力臂的作图
【详解】F1的力臂l1 为支点到F1作用线的距离,阻力F2竖直向下，如下图所示：
24．【答案】
【知识点】力和力臂的作图
【详解】由图可知，动力F1的方向竖直向上，支点O到动力作用线的距离为动力臂l1，因货物的重力竖直向下拉动吊臂，绳子作用在吊臂的点为阻力作用点，方向竖直向下，如图所示：
类型2 最小力作图
25．【答案】
【知识点】力和力臂的作图、杠杆的最省力问题
【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，过A点垂直于OA向下作出最小动力示意图，如下图所示：
26．【答案】见解析
【知识点】力和力臂的作图、杠杆的最省力问题
【详解】（1）由图知道，O是支点，过O向阻力的作用线作垂线段L2，即L2为力臂，如下图

（2）过支点根据杠杆平衡条件，阻力与阻力臂不变时，要动力最小，则动力臂应最长，连接支点O与C点，则OC为最长的动力臂L1；阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，从O点作OC的垂线就得到在C点施加的最小动力F1，如下图

题型4 滑轮、滑轮组的特点
27．【答案】C
【知识点】定滑轮的概念、实质及特点、动滑轮的概念、实质及特点
【详解】在使用时，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。图中的滑轮在使用时轴固定不动，为定滑轮，定滑轮不能省力，但是可以改变力的方向，动滑轮可以省力，但是不能改变力的方向，故ABD错误，C正确。
故选C。
28．【答案】A
【知识点】定滑轮的概念、实质及特点、二力或多力平衡问题
【详解】A．图示是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，滑轮的轴为支点，轴到轮边缘的距离为力臂，提升的物体重力不变，阻力及阻力臂不变，动力臂不变，则向各方向的拉力相等，故A正确；
B．在忽略绳重和摩擦时，F2=G，不忽略绳重和摩擦时，F2>G，故B错误；
C．F1和F2的方向不相反，不是一对平衡力，故C错误；
D．F2和G的方向不相反，不是一对平衡力，故D错误。
故选A。
29．【答案】C
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、定滑轮的概念、实质及特点、滑轮、滑轮组机械效率的计算、杠杆机械效率的计算
【详解】A．甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意；
B．根据
可知，忽略绳重及摩擦，甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率为
丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升h时，根据数学的相似三角形知识可知，拉力端移动2h，杠杆的重心上升h，则该装置的机械效率为
可知，可得：乙装置的机械效率是三者中最低的，故B正确，不符合题意；
C．丙图中，根据杠杆平衡条件可得
则
在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力F3不变，故C错误，符合题意；
D．若提升的物体越重，根据
以及
可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。
故选C。
30．【答案】D
【知识点】摩擦力及其产生条件、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=W/t、压强公式的简单应用
【详解】A．物体A、B一起向右匀速直线运动，A、B之间没有相对运动和相对运动趋势，故A与B之间的摩擦力为0，故A正确，不符合题意；
B．A对地面的压力等于A和B组成的整体的重力，为
则A对地面的压强为
故B正确，不符合题意；
C．与动滑轮连接的绳子段数n=2，根据滑轮组绳子自由端与物体移动距离的规律可知，绳子自由端移动的距离为
则绳子自由端移动的速度为
故C正确，不符合题意；
D．拉力F做功为
则拉力F做功的功率为
故D错误，符合题意。
故选D。
31．【答案】 不能 减小
【知识点】液体压强的特点及其应用、定滑轮的概念、实质及特点
【详解】[1]图中的滑轮是固定的，不能随重物一起移动，所以是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。
[2]两边绳子都对鼎施加竖直向上的拉力，鼎受到的合力方向竖直向上，所以鼎受到的拉力之和
F合=F1+F2[3]鼎在水中上升的过程中，其底部在水中的深度逐渐减小，由于液体压强随深度减小而减小，所以其底部所受水的压强减小。
32．【答案】 方向 减小
【知识点】减小压强的方法及生活中的实例、定滑轮的概念、实质及特点
【解析】【小题1】[1]定滑轮实质是一个等臂杠杆，所以不省力，也不距离，但可以改变用力方向。
[2]把扁担做得较大是增大受力面积，在压力一定时可以减小扁担对人肩膀的压强，压力的作用效果就不明显，这样人肩膀就不会感到疼。
33．【答案】 0.2
【知识点】动滑轮的概念、实质及特点
【详解】[1][2]由图可知该滑轮为动滑轮，动滑轮上同一根绳子上的拉力相等，所以；动滑轮可以省一半力，则费两倍距离，若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是
34．【答案】 20 40
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、二力或多力平衡问题
【详解】[1]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即
f=F拉=2GB=2×10N=20N
[2]若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力
F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N
题型5 滑轮组绕线作图
35．【答案】
【知识点】滑轮组的连线问题
【详解】由图可知使用该滑轮组是为了省力和改变力的方向。工人站在地面上向下拉绳来提升重物，所以由2段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法，根据“奇动偶定”原则绕绳方法如下图所示
。
36．【答案】
【知识点】滑轮组的连线问题
【详解】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮，如下图
题型6 机械效率的理解及计算
类型1 滑轮、滑轮组
37．【答案】B
【知识点】P=W/t、滑轮、滑轮组机械效率的计算、有用功和额外功
【详解】用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m，拉力F为200N，有用功为
总功为
拉力F的功率为
额外功为
动滑轮的机械效率为
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
38．【答案】D
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=Fv、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】图中有两个滑轮，两种不同的绕法中甲比乙省力，忽略绳重和摩擦，根据可知，甲组装中连接动滑轮绳子的股数是3股，乙组装中连接动滑轮绳子的股数是2股；
A．根据组装方式可知，甲滑轮组时的拉力为
故A错误；
B．使用乙滑轮组时的绳子自由端移动的距离为
故B错误；
C．已知甲组滑轮组绳末端的拉力为18N，使用甲滑轮组时的绳子自由端移动的距离为
甲绳末端移动的速度为
使用甲滑轮组时拉力的功率为
根据组装方式可知，乙滑轮组时的拉力为
乙绳末端移动的速度为
使用乙滑轮组时拉力的功率为
综合上述分析可知，使用甲滑轮组时拉力的功率与乙的相等，故C错误；
D．两种组装方式中，克服物体的重力做功为有用功，且有用功相同，忽略绳重和摩擦，克服动滑轮重力做功为额外功，且额外功相同，根据可知，两种组装方式中机械效率相等，故D正确。
故选D。
39．【答案】C
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、机械效率的简单计算、滑动摩擦力的方向、影响机械效率大小的因素
【详解】A．物体M沿水平地面匀速向右拉动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，因此滑动摩擦力方向水平向左，故A正确，不符合题意；
B．从图中可以看出，滑轮组有3段绳子承担拉力，因此绳子末端移动的距离为物体移动距离的3倍，物体M沿水平地面匀速拉动1m，则绳子末端移动的距离为3m，故B正确，不符合题意；
C．物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍，即f=0.2G=0.2×450N=90N
有用功 W有用=f×sM=90N×1m=90J
总功 W总=F×s绳=40N×3m=120J
该滑轮组的机械效率，故C错误，符合题意；
D．加润滑油可以减少摩擦，从而减小克服摩擦做得额外功，提高机械效率，故D正确，不符合题意。
故选C 。
40．【答案】B
【知识点】计算物体运动的速度、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】A．由图可知，在0～5s的时间内，绳端移动的距离为s＝0.3m，物体上升的高度为h＝0.1m，绳子自由端移动的速度
故A错误；
B．滑轮组对物体做的有用功W有＝Gh＝mgh＝0.5kg×10N/kg×0.1m＝0.5J
故B正确；
C．拉力做的总功W总＝Fs＝2.5N×0.3m＝0.75J
拉力F的功率
故C错误；
D．滑轮组的机械效率
故D错误。
故选B。
41．【答案】ABC
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=W/t、二力或多力平衡问题、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】A．由图可知，滑轮组由3段绳子承担货物的重力，所以绳子股数，则绳端移动的距离
工人做的总功
工人做功的功率，故A正确；
B．不计滑轮组的绳重和摩擦，根据滑轮组的工作原理，则绳端拉力，则动滑轮的自重
由于三个滑轮重均相等，所以定滑轮的重力也为60N。由图可知，滑轮组有2个定滑轮，则定滑轮总重。将2个定滑轮看作整体受力分析，整体受自身重力、受到4股绳子的拉力，受到悬挂点A的拉力。整体静止，受平衡力，则悬挂点对整体的拉力
因为力的作用是相互的，则滑轮组对悬挂点A的拉力，故B正确；
C．滑轮组的机械效率，故C正确；
D．当工人用100 N的力拉绳端时，绳端拉力。将动滑轮和物体看作整体，整体受重力、3股绳子的拉力、地面的支持力，由于整体静止，受平衡力，则此时地面对货物的支持力，故D错误。
故选ABC。
42．【答案】ABD
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=W/t、功的计算和估算、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】A．物体没有在重力的方向上移动距离，所以物体受到的重力所做的功是，故A正确；
B．物体A移动的距离为
图中为动滑轮，有效绳子段数，则绳端移动的距离
故B正确；
C．拉力做功
则拉力做功的功率
故C错误；
D．有用功为
则地面对物体的摩擦力
故D正确。
故选ABD。
43．【答案】 20 10
【知识点】P=W/t、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】[1]图中为定滑轮，绳子自由端移动距离为
则拉力F做的功为
[2]拉力F做功的功率为
[3]有用功为
则定滑轮的机械效率为
44．【答案】 750 80%
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力
[2]此装置的机械效率
45．【答案】 90 100
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】[1]滑轮组提升重物所做的有用功W有用=Gh=900N×5m=4500J
货物以0.5m/s的速度匀速提升到5m的高度，由可知，运动的时间
由图乙可知，此时10s拉力做的总功是5000J，所以滑轮组提升重物的机械效率
[2]由图甲知通过动滑轮绳子段数n=2，所以绳子自由端移动的距离s=2h=2×5m=10m
由W总=Fs可得拉力
不计绳重和滑轮与轴的摩擦，分析动滑轮的受力情况可得，动滑轮的重力G动=2F-G=2×500N-900N=100N
46．【答案】(1)6m
(2)300N
(3)88.9%
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】（1）物体匀速提升的高度为，如图所示，一共有3段绳子分担动滑轮和物重，故该同学向右移动的距离
（2）绳子的拉力为
该同学匀速向右移动，同学与地面的摩擦力为
（3）提升过程中滑轮组做的有用功为
同学对滑轮组所做的总功
滑轮组的机械效率
47．【答案】(1)15m
(2)1875W
(3)80%
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=Fv、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】（1）图中绳子股数n=3，绳子拉力端移动的速度
移动的距离
（2）拉力F的功率
（3）拉力所做的功
有用功为
机械效率
类型2 斜面
48．【答案】D
【知识点】机械效率的简单计算、辨析物体的机械能是否发生变化
【详解】A．拉力做的有用功为
斜面的机械效率为75%，则拉力做功为
故A错误；
B．此过程中额外功为
由图可知，斜面的长度为
物体受到摩擦力为
故B错误；
C．在匀速拉动过程中，物体的质量不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，物体的机械能变大，故C错误；
D．若以的速度匀速拉动物体，此过程中摩擦力大小不变，则额外功不变，有用功也不变，总功也不变，因此斜面机械效率仍为75%，故D正确。
故选D。
49．【答案】BD
【知识点】机械效率的简单计算、影响机械效率大小的因素、斜面机械效率的计算、影响滑动摩擦力大小的因素
【详解】A．将货物匀速地从斜面底端推到顶端做的有用功为
根据可知，所做的总功为
推动货物所用推力大小为
故A错误；
B．此过程中，所做的额外功为
所以货物受到斜面的摩擦力大小为
故B正确；
C．滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，在向上推货物的过程中，接触面的粗糙程度和压力大小不变，所以摩擦力大小不变，滑动摩擦力的大小与速度无关，故C错误；
D．根据斜面的机械效率公式
可知，当h不变，L减小时，斜面的机械效率将升高，故D正确。
故选BD。
50．【答案】 750 30
【知识点】P=W/t、有用功和额外功
【详解】[1]推力做功W=Fs=150N×5m=750J
[2]有用功W有=Gh=500N×1.2m=600J
有用功的功率
51．【答案】 3.6 1
【知识点】斜面模型及相关计算、有用功和额外功
【详解】[1]拉力所做的功为
[2]重物被提升过程中所做的有用功为
额外功
斜面对物体的摩擦力为
52．【答案】 12 1.5 3
【知识点】P=W/t、斜面机械效率的计算
【详解】[1]对物体做的有用功为
[2]由图可知，滑轮组有效绳子段数，绳子末端移动的距离是
绳子末端拉力做功
则绳子末端拉力做功功率为
[3]额外功为
则物体受到斜面的摩擦力
53．【答案】(1)
(2)1.2m/s
(3)50N
【知识点】有用功和额外功、平均速度的计算、压强公式的简单应用
【详解】（1）根据题意可知，地面对工人的支持力为
地面对工人的支持力和工人对地面的压力为相互作用力，大小相等，工人对地面的压力为
工人对地面的压强为
（2）根据图乙可知，货物0-5s通过的路程为
货物5-10s通过的路程为
货物0-10s运动的路程为
则货物0-10s运动的平均速度为
（3）根据题意可知，工人所做的有用功为
工人所做的总功为
货物运动时受到的摩擦力为
类型3 其他工程机械
54．【答案】A
【知识点】机械效率的大小比较
【详解】机械效率
重物挂在A点，则重物被提升的高度为，该过程做的有用功，杠杆重心提升的高度，由几何关系可知，，额外功；重物挂在B点，则重物被提升的高度为，该过程做的有用功，杠杆重心提升的高度亦为，额外功。
则，，则
由机械效率推导式，可得
重物挂在C点，则重物被提升的高度为，该过程做的有用功，杠杆重心提升的高度，由几何关系可知，，额外功。
则，，则
由机械效率推导式可得，，综上可得
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
55．【答案】D
【知识点】重力势能的概念及影响因素、影响机械效率大小的因素、杠杆的动态平衡分析、功率的定义及意义
【详解】A．长柄摇杆越长，动力臂越长，阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力越小，踩动时越省力，故A错误；
B．踩得越快，单位时间内提水做功越多，即提水做功的功率越大，故B错误；
C．提水过程中，随板片上行的水，其质量不变，高度增大，则重力势能增大，故C错误；
D．减小水车各部件间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，由可知提水效率增大，故D正确。
故选D。
56．【答案】 60 60 1200 120
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、P=W/t、机械效率的简单计算、功的计算和估算
【详解】（1）[1]桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，支点为O1，由杠杆平衡条件得到
[2]若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，支点为O2，由杠杆平衡条件得到
桶中最多可装水
m水=m桶水-m桶=70kg-10kg=60kg
（2）[3]桶对水做的功为
[4]总功
人做功的功率
题型7 探究杠杆平衡条件
57．【答案】(1) 左 力臂
(2) 寻找普遍规律，避免实验结论的偶然性
(3)应将肩膀（作为杠杆的支点）向后面行李的方向移动。理由见解析
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、探究杠杆的平衡条件的实验注意事项和错误分析、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理
【详解】（1）[1]实验前，杠杆左端上翘，说明杠杆右侧重，平衡螺母应向左端调节，使杠杆在水平位置平衡。
[2]实验时，使杠杆在水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，便于直接读取力臂的长度。
（2）[1]多次实验的目的是寻找普遍规律，避免实验结论的偶然性。如果只进行一次实验，得到的结论可能具有特殊性，多次实验能让结论更具普遍性。
[2]分析表格中的数据，第一次实验：
第二次实验：
第三次实验：
分析三次实验数据，都满足：动力×动力臂=阻力×阻力臂，所以杠杆的平衡条件是：
（3）操作：应将肩膀（作为杠杆的支点）向后面行李的方向移动。
理由：把宝杖看作杠杆，肩膀是支点。后面行李的重力大小为阻力大小，前面行李等的重力大小为动力大小。当增加后面行李的质量时，阻力增大。若将肩膀向后面行李方向移动，此时阻力臂（支点到后面行李重力作用线的距离）会减小，动力臂（支点到前面行李重力作用线的距离）会增大。根据杠杆平衡条件
在动力大小不变的情况下，减小阻力臂、增大动力臂，能让与增大后的再次满足平衡条件，使宝杖平衡。
58．【答案】(1)力的方向
(2)便于测量力臂
(3)C
(4) 阻力 10.0
(5) 120 320 增加秤砣的质量
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、探究杠杆的平衡条件的实验注意事项和错误分析、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理、控制变量法
【详解】（1）保持钩码位置不变，改变弹簧测力计与杠杆的角度，力的方向改变，杠杆平衡时测力计示数发生变化，由此可知影响杠杆平衡的因素除了与力的大小有关，还与力的方向有关。
（2）杠杆在水平位置平衡时，可以直接在杠杆上读出力臂的长度，这样测量力臂时会更加方便和准确。
（3）先控制杠杆一侧的两个量不变，改变另一侧的两个量；再控制另一侧的两个量不变，改变这一侧的两个量，这种实验方法是控制变量法。
A．探究浮力大小与物体排开液体体积的关系时要控制液体密度不变，采用了控制变量法，故A不符合题意；
B．探究液体压强与深度的关系时，要控制液体密度不变，采用了控制变量法，故B不符合题意；
C．探究平面镜成像特点采用了等效替代的方法，故C符合题意；
D．探究导体电阻与导体长度的关系时，要控制导体材料、横截面积相同，采用了控制变量法，故D不符合题意。
故选C。
（4）[1]实验中要记录阻力的大小，则A处应填写阻力。
[2]根据杠杆平衡条件，则有2N×5cm=1N×l2
解得l2=10.0cm，则B处记录的数据应是10.0。
（5）[1]由图可知，，根据杠杆平衡条件可知
则有
则此物体的质量为。
[2]当秤砣在100.0cm刻度线时，杠杆平衡时物体的质量最大，此时
根据杠杆平衡条件可知
则有
则杆秤的量程为。
[3]根据杠杆平衡条件，要提高杆秤量程可以增大秤砣的质量，将支点向左移动，减小，或者换用更长的钢直尺等。
题型8 测量滑轮组的机械效率
59．【答案】(1)匀速
(2) 9 80.0%
(3)费力
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、测量滑轮组的机械效率
【详解】（1）在实验中，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时处于平衡状态，受到的拉力等于测力计示数。
（2）[1]第1次实验中，根据
得到滑轮组的动滑轮绕绳子的段数
绳子自由端移动的距离s1=n1h1=3×3cm=9cm
[2]第3次实验中，机械效率
（3）承担物重的绳子段数越多，越省力，将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数由3段变成2段，图乙装置更费力。
60．【答案】(1)甲
(2)D
(3)57%
【知识点】测量滑轮组的机械效率
【详解】（1）通过分析表中数据可知，实验2中绳端移动的距离是钩码上升的高度的3倍，说明有效绳子段数，所以是使用甲图所示装置获得的。
（2）对比实验1和实验2的数据，绳端移动的距离和钩码上升的高度相同，说明都是使用甲图所示装置获得的数据，实验2钩码所受总重力较大，则机械效率较高，可得：同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（3）实验3中滑轮组的机械效率为

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