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第十讲《简单机械》达标检测卷
时间：45分钟 满分：100分
一．选择题（共54分）
1．如图所示，木板可绕固定的水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢地转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的机械能增加了2J．用F1表示物块受到的支持力，用F2表示物块受到的摩擦力，在这一过程中，下列说法：
①F1和F2对物块都不做功；
②F1对物块做功为2J，F2对物块不做功；
③F1对物块不做功，F2 对物块做功为2J；
④F1和F2对物块所做的总功为2J；
⑤物块的重力势能增加了2J，
其中正确的是（　　）
A．①⑤ B．③④ C．③④⑤ D．②④⑤
2．在如图的四种情境中，人对物体做功的是（　　）

A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯

C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动
3．如图所示的四幅图是小明同学提包回家的情景，他提包的力不做功的是（　　）

A．将包提起来 B．站在水平匀速行驶的车上

C．乘升降电梯 D．提着包上楼
4．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s﹣t图象如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是（　　）21·世纪*教育网
A．F1＞F2 W1＞W2 B．F1＜F2 W1＜W2
C．F1=F2 W1＞W2 D．F1=F2 W1＜W2
5．如图甲是一物体在100牛顿的拉力作用下升高l米；乙是另一物体在100牛顿平行斜面的拉力作用下沿斜面移动1米；丙是又一物体在100牛顿水平拉力作用下沿水平方向移动了1米。则（　　）21cnjy.com
A．甲图中的拉力做功最多 B．乙图中的拉力做功最多
C．丙图中的拉力做功最多 D．三种情况做的功一样多
6．在水平地面上并排铺有n块相同的均质砖块，如图甲，每块砖的质量为m，长为a，宽为b，厚为c．若要将这n块砖按图乙所示叠放在最左边的砖块上，则至少要给砖块做的功（　　）【来源：21cnj*y.co*m】
A． B． C． D．
7．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为50厘米，质量为2千克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的滑动摩擦力为2牛。若在长木板左端用一水平力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（　　）2-1-c-n-j-y
A．1.0J B．0.5J C．2.0J D．5J
8．如图所示，用30牛的水平拉力拉着重为90牛的物体沿水平方向做直线运动，若拉力F对物体做了90焦的功，则在这一过程中（　　）2·1·c·n·j·y
A．重力做的功一定为90焦 B．物体一定受到30牛的摩擦力
C．物体一定是匀速直线运动 D．物体运动的距离一定是3米
9．如图所示，一根长为L的木棒的B端放在截面直径为D的圆柱体上，使木棒保持水平，用水平恒力F推木棒的A端，使圆柱体在水平地面上向前匀速滚动，设木棒与圆柱体、圆柱体与地面间均无滑动现象，当把木棒从图甲位置推至图乙位置时，推力F做的功为（　　）
A． B．F（L+πD） C．2FL D．2F（L+2πD）
10．今年6月美国将在科罗拉多大峡谷建成观景台，它搭建在大峡谷的西侧谷壁上，呈U字形，离谷底1200米高，取名为“人行天桥”，如图所示。如果在建造过程中有一块质量为0.1千克的石子从观景台掉落谷底，则下落过程中，石子的重力做功为（g取10牛/千克）（　　）
A．12焦 B．1200焦 C．1.2×105焦 D．1.2×106焦
11．2010年12月16日下午，广州亚运城举重馆内欢声震耳，通州区21岁的卧式举重运动员顾小飞，在第四次试举过程中（如图），以222.5公斤的总成绩，获得本届亚残运会82.5公斤级举重金牌，并打破自己保持的世界青年纪录，据此可估算顾小飞第四次试举对杠铃所做的功约是 （　　）21教育名师原创作品
A．110J B．1100J C．11000J D．410J
12．一起重机将重为1.2×104 N的钢材竖直匀速提升3m后，又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做的功为（　　）www-2-1-cnjy-com
A．3.6×104J B．9.6×104J C．2.4×104J D．0 J
13．粗糙的水平面有一个重50牛顿的物体，用10牛顿的水平推力使其在10秒内匀速前进了20米，则再此过程中（　　）
A．推力做了1000焦耳的功 B．推力的功率为20瓦
C．重力做了1000焦耳的功 D．摩擦阻力为50牛顿
14．小王同学用100N的水平推力推动重500N的木箱，使木箱沿推力方向做匀速直线运动，木箱前进了6m，松手后木箱又向前滑行了0.5m．下列说法正确的是（　　）
A．推力做功650 J B．小王做功3600 J C．推力做功600 J D．重力做功300 J
15．你在参加2017年5月的体能测试中涉及到的物理知识，下列说法中正确的是（　　）
A．1min跳绳﹣﹣﹣由跳绳时重心上升高度与时间的图象可知，每次跳绳人做功约为30J
B．立定跳远﹣﹣﹣人用力蹬地才能起跳，说明力是物体运动的原因
C．掷实心球﹣﹣﹣在最高点B时实心球处于平衡状态
D．800m测试﹣﹣﹣到达终点时人不能马上停下来，因为人跑动速度越大，惯性越大
16．有一质量分布均匀的工件，正放时如图甲所示，倒放时如图乙所示，现要用力沿箭头方向将它推翻，变成如图丙方式放置。如果在图甲方式放置时推倒所所需要做的最小功为W1，图乙方式放置时推倒所需做的最小功为W2，则（　　）【来源：21·世纪·教育·网】
A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．W1=W2 D．无法比较
17．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动，在相同水平面上两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示。第1、2两次弹簧测力计示数分别为F1、F2；速度分别为v1、v2；如果运动时间相同，拉力所做的功分别为W1、W2．下列判断正确的是（　　）
A．F1=F2；v1＜v2；W1＜W2 B．F1＜F2；v1＜v2；W1＜W2
C．F1＞F2；v1＞v2；W1＞W2 D．F1=F2；v1＞v2；W1＞W2
18．在以下几个过程中，人对物体做功的是（　　）
A．人推汽车，车未动 B．将掉到地上的签字笔捡到桌面上
C．手拎着重物保持静止 D．手举着重物在水平方向匀速移动一段距离
19．下列叙述中正确的是（　　）

A．降落伞竖直下落，重力做了功 B．人提着重物在水平方向通过一段距离，人的提力对重物做了功21世纪教育网版权所有

C．运动员将标枪投出去，运动员对标枪没有做功D．小球在水平面上滚动一段距离，水平面支持力对球做了功
20．重力为G的物体，在光滑水平面上沿直线匀速移动s米，在这个过程中（　　）
A．哪个力都没有做功 B．重力做功W=G?sJ
C．支持力做功W=G?sJ D．沿水平方向的力所做的功为W=G?sJ
21．如图，用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40J的功，则在这一过程中（　　）【版权所有：21教育】
A．重力做的功一定为40J B．物体一定受到20N的摩擦力
C．物体一定运动了2m D．物体一定做匀速直线运动
22．全国第十三届运动会于2017年8月在天津市举行，如图是吉祥物“津娃”参加排球比赛。比赛过程中，跳发球是最具威力的发球方式，其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有（　　）21教育网
A．抛球和腾空 B．抛球和击球 C．腾空和击球 D．击球和落地
23．如图所示，水平地面N 点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平3N 的力F，物体在MN 段做匀速直线运动，F 在MN，NP 段做功分别为WMN，WNP，则（　　）
A．WMN＜WNP B．WMN＞WNP C．WMN=WNP D．WMN=2WNP
24．甲用水平方向的力推一辆小车，2分钟前进了30米；乙用相同的力推另﹣辆小车，5分钟前进了相同的距离。那么（　　）21·cn·jy·com
A．甲做的功多 B．乙做的功多
C．甲、乙两人做的功一样多 D．乙做的功是甲做的功的2倍
25．在体育课上小明用100牛的力将足球踢出去10m远，下列说法中正确的是（　　）
A．小明对足球做了1000J的功
B．足球离开脚还能继续前进是因为受到惯性的作用
C．小明的脚感到疼是因为受到足球的反作用力
D．踢出去足球受到平衡力的作用
26．初三的小明同学正在做“引体向上”。他先两手握住单杠，两脚离地，两臂及身体自然下垂。然后缓缓曲肘，将身体向上拉起，直到下巴超过横杠。这个过程中，小明做的功最接近的是（　　）www.21-cn-jy.com
A．2000J B．200J C．20J D．2J
27．如图，某同学用200N的力拉着木箱水平匀速向右走了10m．在这个过程中下列说法正确的是（　　）21*cnjy*com
A．拉力对木箱做的功为2000J
B．木箱受到的合力大小为0N
C．木箱受到的重力和支持力是相互作用力
D．该同学消耗的化学能转化为木箱的内能
二．填空题（共18小题）
28．如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为　 　J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为　 　J．（g=10N/kg）【出处：21教育名师】
29．质量为0.5kg的物体从8m高处落到地面，重力对该物体做的功为　 　J，物体的　 　能减小，　 　能增大；若不计空气阻力，在物体下落的过程中机械能的总量　 　。（g取10N/kg）
三．解答题（共28分）
30．两条质量都为20克的扁虫竖直紧贴着板面爬过一块竖直放置的非常薄的木板，板高10厘米，一条虫子长为20厘米，另一条宽一些但长度只有10厘米。当两条虫子的中点正好在木板顶部时，哪一条虫克服重力做的功多一些？多多少焦的功？（设扁虫沿长度方向的大小是均匀的，g=10N/kg）
31．学校教室朝正南窗户的气窗，窗框长L=0.8米，宽D=0.5米，气窗的总质量为6千克，/米2．试求：
（1）气窗窗面受到的风的等效水平压力；
（2）撑杆受到的压力；
（3）在无风的日子里，不考虑摩擦阻力，则把此气窗推开37°角至少需做多少功？（已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10牛/千克）21*cnjy*com
第十讲《简单机械》达标检测卷
时间：45分钟 满分：100分
一．选择题（共54分）
1．如图所示，木板可绕固定的水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢地转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的机械能增加了2J．用F1表示物块受到的支持力，用F2表示物块受到的摩擦力，在这一过程中，下列说法：
①F1和F2对物块都不做功；
②F1对物块做功为2J，F2对物块不做功；
③F1对物块不做功，F2 对物块做功为2J；
④F1和F2对物块所做的总功为2J；
⑤物块的重力势能增加了2J，
其中正确的是（　　）
A．①⑤ B．③④ C．③④⑤ D．②④⑤
【答案】D
【解析】由受力分析知，支持力F1的方向是垂直于木板向上的，物体的位移也是向上的，所以支持力做正功，但摩擦力F2方向是沿斜面向上的，摩擦力的方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功。由动能定理可知，WN﹣mgh=0，故支持力F1做功为mgh=2J，则物块的重力势能增加了2J，所以②④⑤正确。故选：D。21世纪教育网版权所有
2．在如图的四种情境中，人对物体做功的是（　　）

A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯

C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动
【答案】B
【解析】A、提着水桶在水平地面上匀速前进，人给水桶的力的向上的，向上没有移动距离，人对水桶没有做功。故A不符合题意。B、扛着米袋慢慢爬上楼梯，人给米袋的力向上，向上移动了距离，人对米袋做功。故B符合题意。C、用力推汽车，汽车没动，人给汽车一个向前的力，向前没有移动距离，人对汽车没有做功。故C不符合题意。D、举着杠铃原地不动，人对杠铃的力向上，向上没有移动距离，人对杠铃没有做功。故D不符合题意。故选：B。21cnjy.com
3．如图所示的四幅图是小明同学提包回家的情景，他提包的力不做功的是（　　）

A．将包提起来 B．站在水平匀速行驶的车上

C．乘升降电梯 D．提着包上楼
【答案】B
【解析】A、拉力竖直向上并在拉力方向上移动了距离，拉力做了功，所以A不符合题意；B、拉力竖直向上，而在水平方向移动了距离，所以拉力不做功，B符合题意；C、拉力竖直向上，并在拉力的方向上移动了距离，所以拉力做了功，C不符合题意；D、拉力向上，上楼过程中，在竖直方向上也移动了距离，所以拉力对包做了功，D不符合题意。故选：B。
4．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s﹣t图象如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是（　　）2·1·c·n·j·y
A．F1＞F2 W1＞W2 B．F1＜F2 W1＜W2
C．F1=F2 W1＞W2 D．F1=F2 W1＜W2
【答案】C
【解析】（1）根据图象可知，物体两次都做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度相同，因此滑动摩擦力相等，拉力也相等，即F1=F2。
（2）从图象中可以判断出相同时间内第②次通过的距离小，根据公式W=Fs，当拉力相等时，通过的距离越大，拉力做的功就越大，即W1＞W2。故选：C。www.21-cn-jy.com
5．如图甲是一物体在100牛顿的拉力作用下升高l米；乙是另一物体在100牛顿平行斜面的拉力作用下沿斜面移动1米；丙是又一物体在100牛顿水平拉力作用下沿水平方向移动了1米。则（　　）
A．甲图中的拉力做功最多 B．乙图中的拉力做功最多
C．丙图中的拉力做功最多 D．三种情况做的功一样多
【答案】D
【解析】因为用同样大小的拉力，物体在力的方向上移动相同的距离s，即F相等、s相等，所以W1=W2=W3=Fs=100N×1m=100J。故选：D。2-1-c-n-j-y
6．在水平地面上并排铺有n块相同的均质砖块，如图甲，每块砖的质量为m，长为a，宽为b，厚为c．若要将这n块砖按图乙所示叠放在最左边的砖块上，则至少要给砖块做的功（　　）21*cnjy*com
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】利用W=Gh，求出对每一块砖所做的功，∵第一块砖提升高度为：h1=0，
第二块砖提升高度为：h2=c，第三块砖提升高度为：h3=2c，…第n块砖提升高度为：hn=（n﹣1）c，∴对第一块砖所做的功为：W1=Gh1=mg×0=0，对第二块砖所做的功为：W2=Gh2=mg×c=mgc，对第三块砖所做的功为：W3=G13=mg×2c=2mgc，…对第n块砖所做的功为：Wn=Gn=mg×（n﹣1）c=（n﹣1）mgc，∴W总=W1 +W2 +W3 +…+Wn=0+mgc+mg2c+…+（n﹣1）mgc=〔1+2+…+（n﹣1）〕mgc=,故选：A。
7．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为50厘米，质量为2千克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的滑动摩擦力为2牛。若在长木板左端用一水平力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（　　）
A．1.0J B．0.5J C．2.0J D．5J
【答案】B
【解析】因为匀速推动，在推动的过程中，压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，推力不变；推力：F=f=2N，因当重心到达桌子的边缘时，木板将翻转，所以推力作用的距离：s=L=×50cm=25cm=0.25m。推力做功：W=Fs=2N×0.25m=0.5J。故选：B。
8．如图所示，用30牛的水平拉力拉着重为90牛的物体沿水平方向做直线运动，若拉力F对物体做了90焦的功，则在这一过程中（　　）
A．重力做的功一定为90焦 B．物体一定受到30牛的摩擦力
C．物体一定是匀速直线运动 D．物体运动的距离一定是3米
【答案】D
【解析】A、重力方向竖直向下，物体没有在重力方向移动距离，所以重力没有做功，故A错误；B、物体在水平方向不一定做匀速直线运动，所以摩擦力不一定等于推力，故B错误；C、物体在水平方向上受到的拉力和摩擦力大小不一定相等，所以，物体不一定做匀速直线运动，故C错误。D、由W=Fs可得，物体沿水平方向运动的距离：s===3m．故D正确。故选：D。
9．如图所示，一根长为L的木棒的B端放在截面直径为D的圆柱体上，使木棒保持水平，用水平恒力F推木棒的A端，使圆柱体在水平地面上向前匀速滚动，设木棒与圆柱体、圆柱体与地面间均无滑动现象，当把木棒从图甲位置推至图乙位置时，推力F做的功为（　　）
A． B．F（L+πD） C．2FL D．2F（L+2πD）
【答案】C
【解析】力F做功可以看成：对木板的功加上对球做的功：（1）对木板的做的功：位移s1等于木板的长度L，由W=Fs，得W1=FL；（2）再看对球做的功：①木板和球、球和地面没有滑动摩擦，只有滚动摩擦，所以球的位移s2就等于球转动的圈数，球转动的圈数又等于木板的长度L；②由于推动过程是匀速运动，所以木板和球的受力都是平衡的。木板的推力F等于球对木板的摩擦力，木板对球和球对木板的摩擦力是一对相互作用力，两力是相等的，所以球受到的力也为F；由W=Fs，得 w2=FL； （3）F做得总功 W=w1+w2=2FL；故选：C。
10．今年6月美国将在科罗拉多大峡谷建成观景台，它搭建在大峡谷的西侧谷壁上，呈U字形，离谷底1200米高，取名为“人行天桥”，如图所示。如果在建造过程中有一块质量为0.1千克的石子从观景台掉落谷底，则下落过程中，石子的重力做功为（g取10牛/千克）（　　）
A．12焦 B．1200焦 C．1.2×105焦 D．1.2×106焦
【答案】B
【解析】石子的重力为G=mg=0.1kg×10N/kg=1N；下落过程中，石子的重力做功为W=Gh=1N×1200m=1200J。故选：B。
11．2010年12月16日下午，广州亚运城举重馆内欢声震耳，通州区21岁的卧式举重运动员顾小飞，在第四次试举过程中（如图），以222.5公斤的总成绩，获得本届亚残运会82.5公斤级举重金牌，并打破自己保持的世界青年纪录，据此可估算顾小飞第四次试举对杠铃所做的功约是 （　　）
A．110J B．1100J C．11000J D．410J
【答案】A
【解析】m=222.5公斤=222.5kg，顾小飞举起的杠铃重：G=mg=222.5kg×10N/kg=2225N，顾小飞举起杠铃的高度：h=0.5m，做功：W=Gh=2225N×0.5m=1112.5J．B中答案最接近。故选：B。
12．一起重机将重为1.2×104 N的钢材竖直匀速提升3m后，又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做的功为（　　）
A．3.6×104J B．9.6×104J C．2.4×104J D．0 J
【答案】A
【解析】起重机对钢材的作用力F=G=1.2×104N，在竖直方向移动时做功W=Fh=1.2×104N×3m=3.6×104J；在水平向上移动时物体没有竖直向上的距离，故水平运动时拉力不做功，故总功为3.6×104J。故A正确，BCD错误。故选：A。
13．粗糙的水平面有一个重50牛顿的物体，用10牛顿的水平推力使其在10秒内匀速前进了20米，则再此过程中（　　）
A．推力做了1000焦耳的功 B．推力的功率为20瓦
C．重力做了1000焦耳的功 D．摩擦阻力为50牛顿
【答案】B
【解析】A、推力做功为W=Fs=10N×20m=200J，故A错误；B、推力的功率P===20W，故B正确；C、重力在竖直方向上，与运动方向垂直，故重力不做功，即重力做功为0J，故C错误；D、物体做匀速直线运动，则受力平衡，所以阻力f=F=10N，故D错误。故选：B。
14．小王同学用100N的水平推力推动重500N的木箱，使木箱沿推力方向做匀速直线运动，木箱前进了6m，松手后木箱又向前滑行了0.5m．下列说法正确的是（　　）
A．推力做功650 J B．小王做功3600 J C．推力做功600 J D．重力做功300 J
【答案】C
【解析】（1）推力做功：W=Fs=100N×6m=600J．故AB错误，C正确；（2）由题意可知，木箱没有在重力的方向上通过距离，根据做功的两个必要条件可知，重力做功为0J．故D错误。故选：C。【来源：21·世纪·教育·网】
15．你在参加2017年5月的体能测试中涉及到的物理知识，下列说法中正确的是（　　）
A．1min跳绳﹣﹣﹣由跳绳时重心上升高度与时间的图象可知，每次跳绳人做功约为30J
B．立定跳远﹣﹣﹣人用力蹬地才能起跳，说明力是物体运动的原因
C．掷实心球﹣﹣﹣在最高点B时实心球处于平衡状态
D．800m测试﹣﹣﹣到达终点时人不能马上停下来，因为人跑动速度越大，惯性越大
【答案】A
【解析】A、由图可知，跳绳时重心上升高度h=6cm=0.06m，中学生的体重约为500N，所以每次跳绳人做的功W=Gh=500N×0.06m=30J．故A正确；B、立定跳远之前是静止的，脚向后蹬地后，人就向前运动了，说明力是改变物体运动状态的原因。故B错误；C、实心球在B点时，不是静止也不是匀速直线运动，所以不是处于平衡状态。故C错误；D、800m测试到达终点时人不能马上停下来，因为人具有惯性，仍要保持原来的运动状态，惯性大小只跟物体的质量大小有关，与跑动速度无关。故D错误。故选：A。
16．有一质量分布均匀的工件，正放时如图甲所示，倒放时如图乙所示，现要用力沿箭头方向将它推翻，变成如图丙方式放置。如果在图甲方式放置时推倒所所需要做的最小功为W1，图乙方式放置时推倒所需做的最小功为W2，则（　　）
A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．W1=W2 D．无法比较
【答案】A
【解析】由于质量分布均匀的几何体，重点在它的几何中心上，则读图可知，乙的重心最高，甲的重心比较高，丙的重心最低；则从甲→丙、乙→丙的过程中，工件的重心都是升高后降低，则在推翻工件过程中从甲→丙的重心高度变化大，根据W=Gh可知：W1＞W2。故选：A。
17．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动，在相同水平面上两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示。第1、2两次弹簧测力计示数分别为F1、F2；速度分别为v1、v2；如果运动时间相同，拉力所做的功分别为W1、W2．下列判断正确的是（　　）
A．F1=F2；v1＜v2；W1＜W2 B．F1＜F2；v1＜v2；W1＜W2
C．F1＞F2；v1＞v2；W1＞W2 D．F1=F2；v1＞v2；W1＞W2
【答案】A
【解析】由图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，同一木块放在同一水平面上，压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以两次木块受到的滑动摩擦力相等，则两次对应的弹簧测力计示数相等，即F1=F2；由图乙可知，相同时间内第1次木块运动的距离较小，则第1次木块的运动速度小于第2次木块的运动速度，即v1＜v2；由前面分析可知，两次木块受到的拉力相等，运动时间相同时第1次木块运动的距离较小，由W=Fs可知，第1次拉力所做的功较少，即W1＜W2；综上所述，BCD错误，A正确。故选：A。21教育网
18．在以下几个过程中，人对物体做功的是（　　）
A．人推汽车，车未动 B．将掉到地上的签字笔捡到桌面上
C．手拎着重物保持静止 D．手举着重物在水平方向匀速移动一段距离
【答案】B
【解析】A、人推汽车，车未动；汽车受力，但没有移动距离；故推力没有做功；故A错误；B、将掉到地上的签字笔捡到桌面上，签字笔受到向上的力，且在力的方向上移动距离；故人做功；故B正确；C、手拎着重物保持静止；重物受力向上，但没有距离；故人没有做功；故C错误；D、手举着重物在水平方向匀速移动一段距离；重物受力竖直向上，距离的方向是水平方向，受力方向与距离方向垂直；故力没有做功；故D错误；故选：B。
19．下列叙述中正确的是（　　）

A．降落伞竖直下落，重力做了功 B．人提着重物在水平方向通过一段距离，人的提力对重物做了功【版权所有：21教育】

C．运动员将标枪投出去，运动员对标枪没有做功D．小球在水平面上滚动一段距离，水平面支持力对球做了功
【答案】A
【解析】A、降落伞竖直下落，重力与距离的方向都是竖直向下，故重力做功；故A正确；B、人提着重物在水平方向通过一段距离时，提力的方向向上，距离方向水平向前，两个方向垂直；故提力不做功；故B错误；C、运动员将标枪投出去，在标枪离开手之前，运动员对标枪做功；故C错误；D、小球在水平面上滚动一段距离，水平面支持力方向向上，球运动的距离水平向前，两个方向垂直；故支持力对球不做功；故D错误；故选：A。
20．重力为G的物体，在光滑水平面上沿直线匀速移动s米，在这个过程中（　　）
A．哪个力都没有做功 B．重力做功W=G?sJ
C．支持力做功W=G?sJ D．沿水平方向的力所做的功为W=G?sJ
【答案】A
【解析】物体在光滑水平面上，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力，沿水平方向不受力；而物体沿直线匀速运动，在重力、支持力的方向上没有移动距离，所以重力和支持力都没有做功，即哪个力都没有做功，故A正确、BCD错。故选：A。
21．如图，用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40J的功，则在这一过程中（　　）
A．重力做的功一定为40J B．物体一定受到20N的摩擦力
C．物体一定运动了2m D．物体一定做匀速直线运动
【答案】C
【解析】A、物体在重力的方向没有移动距离，故重力做的功为0，故A错误；
B、由于物体沿水平方向做直线运动，不一定匀速直线运动，故摩擦力与推力不一定是平衡力，故摩擦力的大小无法判断，故B错误；C、由W=Fs可得，物体沿水平方向运动的距离s===2m，故C正确；D、由于摩擦力的大小未知，故物体在水平方向不一定是受平衡力的作用，所以物体不一定做匀速直线运动，故D错误。故选：C。
22．全国第十三届运动会于2017年8月在天津市举行，如图是吉祥物“津娃”参加排球比赛。比赛过程中，跳发球是最具威力的发球方式，其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有（　　）
A．抛球和腾空 B．抛球和击球 C．腾空和击球 D．击球和落地
【答案】B
【解析】A、抛球时，人对球有力，且在力的方向上有距离，故运动员对排球做功；腾空时，人与排球间没有力的作用，故运动员对排球没有做功；故A错误；B、抛球时，人对球有力，且在力的方向上有距离，故运动员对排球做功；击球时，人对排球施加向下的力，且排球运动方向向下，故运动员对排球做功；故B正确；C、腾空时，人与排球间没有力的作用，故运动员对排球没有做功；击球时，人对排球施加向下的力，且排球运动方向向下，故运动员对排球做功；故C错误；D、击球时，人对排球施加向下的力，且排球运动方向向下，故运动员对排球做功；落地时，人与排球间没有力的作用，故运动员对排球没有做功；故D错误；故选：B。【出处：21教育名师】
23．如图所示，水平地面N 点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平3N 的力F，物体在MN 段做匀速直线运动，F 在MN，NP 段做功分别为WMN，WNP，则（　　）
A．WMN＜WNP B．WMN＞WNP C．WMN=WNP D．WMN=2WNP
【答案】C
【解析】由图可知，物体在MN段和NP段的路程都为s=3m，拉力都为F=3N，则拉力F做的功：WMN=WNP=Fs=3N×3m=9J。故选：C。
24．甲用水平方向的力推一辆小车，2分钟前进了30米；乙用相同的力推另﹣辆小车，5分钟前进了相同的距离。那么（　　）
A．甲做的功多 B．乙做的功多
C．甲、乙两人做的功一样多 D．乙做的功是甲做的功的2倍
【答案】C
【解析】根据题意可知，作用在两小车上的推力相同，通过的距离也相同，根据公式W=Fs可知，甲、乙两人做的功一样多。故选：C。
25．在体育课上小明用100牛的力将足球踢出去10m远，下列说法中正确的是（　　）
A．小明对足球做了1000J的功
B．足球离开脚还能继续前进是因为受到惯性的作用
C．小明的脚感到疼是因为受到足球的反作用力
D．踢出去足球受到平衡力的作用
【答案】C
【解析】A、根据W=Fs计算运动员对足球做的功，但此题不知道足球在力的方向上移动的距离，所以条件不足，无法计算，该选项说法错误；B、一切物体都具有惯性，足球离开脚由于惯性仍然继续前进，该选项说法错误；C、运动员用脚踢足球，脚对足球施加了一个力的作用，由于物体间力的作用是相互的，脚也受到了球对它施加的反作用力，所以脚感到疼，该选项说法正确；D、将足球踢出去10m远，足球在飞行过程中运动状态不能判断，所以是否受到平衡力的作用不能判断，该选项说法错误；故选：C。21·cn·jy·com
26．初三的小明同学正在做“引体向上”。他先两手握住单杠，两脚离地，两臂及身体自然下垂。然后缓缓曲肘，将身体向上拉起，直到下巴超过横杠。这个过程中，小明做的功最接近的是（　　）21教育名师原创作品
A．2000J B．200J C．20J D．2J
【答案】B
【解析】中学生的体重大约是G=500N，通过的距离大约为h=0.4m；小明做的功最接近W=Gh=500N×0.4m=200J；故选：B。21·世纪*教育网
27．如图，某同学用200N的力拉着木箱水平匀速向右走了10m．在这个过程中下列说法正确的是（　　）www-2-1-cnjy-com
A．拉力对木箱做的功为2000J
B．木箱受到的合力大小为0N
C．木箱受到的重力和支持力是相互作用力
D．该同学消耗的化学能转化为木箱的内能
【答案】B
【解析】A、木箱是在水平地面上移动，但拉力的方向上是斜向上的，所以拉力在水平方向上的分力小于200N，故拉力做的功小于2000J，故A是错误的。B、木箱在拉力作用下进行匀速直线运动，处于平衡状态，所以木箱受到的合力大小为0N，故B正确。C、相互作用力的特点：作用在两个物体上，而木箱受到重力和支持力，两个力是平衡力。作用在同一个物体上，故C错误。D、该同学消耗的人体内化学能转化为木箱的动能和内能，故D错误。故选：B。
二．填空题（共18小题）
28．如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为　 　J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为　 　J．（g=10N/kg）
【答案】0.2，0.12。
【解析】小球重：G=mg=40×10﹣3kg×10N/kg=0.4N，
小球从a到b的过程中，重力做功：W=Gh=0.4N×0.5m=0.2J；
小球克服导轨摩擦消耗的机械能：△E=mg（ha﹣hd）=0.4N×（0.5m﹣0.2m）=0.12J。
29．质量为0.5kg的物体从8m高处落到地面，重力对该物体做的功为　 　J，物体的　 　能减小，　 　能增大；若不计空气阻力，在物体下落的过程中机械能的总量　 　。（g取10N/kg）21*cnjy*com
【答案】40；重力势；动；保持不变。
【解析】重力对该物体做的功是：W=Gh=mgh=0.5kg×10N/kg×8m=40J；物体质量不变，下落过程中速度增大，高度减小，所以物体的重力势能减小，动能增大；不计阻力，重力势能完全转化出动能，所以机械能的总量保持不变。
三．解答题（共28分）
30．两条质量都为20克的扁虫竖直紧贴着板面爬过一块竖直放置的非常薄的木板，板高10厘米，一条虫子长为20厘米，另一条宽一些但长度只有10厘米。当两条虫子的中点正好在木板顶部时，哪一条虫克服重力做的功多一些？多多少焦的功？（设扁虫沿长度方向的大小是均匀的，g=10N/kg）
【答案】宽一些的扁虫克服重力做的功多，多5×10﹣3J的功。
【解析】
两条虫子有一半越过木板后会和另一半重合在同一高度，所以两虫的重心高度分别是h=10cm﹣×20cm=5cmh'=10cm﹣×10cm=7.5cm；【来源：21cnj*y.co*m】
W=Gh′﹣Gh=mg（h′﹣h）=2×10﹣2kg×10N/kg×（7.5﹣5）×10﹣2m2=5×10﹣3J。
答：宽一些的扁虫克服重力做的功多，多5×10﹣3J的功。
31．学校教室朝正南窗户的气窗，窗框长L=0.8米，宽D=0.5米，气窗的总质量为6千克，且质量分布均匀，某同学用一根撑杆将气窗撑开，使气窗与竖直墙面成37°角，并且撑杆与窗面相垂直，不计撑杆重，如图所示。现有一股迎面吹来的水平南风，设其风压为I0=50牛/米2．试求：
（1）气窗窗面受到的风的等效水平压力；
（2）撑杆受到的压力；
（3）在无风的日子里，不考虑摩擦阻力，则把此气窗推开37°角至少需做多少功？（已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10牛/千克）
【答案】（1）气窗窗面受到的风的等效水平压力为16N；（2）撑杆受到的压力24.4N；（3）在无风的日子里，不考虑摩擦阻力，则把此气窗推开37°角至少需做3J的功。
【解析】（1）气窗的面积：S=LD=0.8m×0.5m=0.4m2，
气窗在竖直方向的等效面积：S′=Scos37°=0.4m2×0.8=0.32m2，
则气窗窗面受到的风的等效水平压力：F风=I0S′=50N/m2×0.32m2=16N。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，即：F杆D=F风cos37°+mgsin37，
解得：F杆=24.4N。
根据作用力和反作用力可知，撑杆受到的压力F杆′=F杆=24.4N。
（3）当气窗竖直时，重心离窗框上边缘的距离：h1===0.25m，
当把此气窗推开37°角时，重心离离窗框上边缘的竖直距离：
h2=cos37°=×0.8=0.2m，
所以重心上升的高度：h=h1﹣h2=0.25m﹣0.2m=0.05m，
则需要做的功W=Gh=mgh=6kg×10N/kg×0.05m=3J。
第十讲 简单机械
1.知道杠杆的分类、杠杆平衡条件及杠杆的一些应用。
2.了解定滑轮和动滑轮、滑轮组的特点。
3.会使用简单机械改变力的大小和方向。
4.知道有用功、额外功和总功的含义以及三者之间的关系。
5.理解机械效率的概念，并能计算简单机械的效率。

知识点一：杠杆及杠杆平衡条件
1．杠杆
(1)定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
①形状：可直可曲，形状任意。
②在力的作用下不易发生形变。
(2)五要素(如图所示)
①支点(O)：杠杆绕着转动的点。
②动力(F1)：使杠杆转动的力。
③阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力。
④动力臂(l1)：从支点到动力作用线的距离。
⑤阻力臂(l2)：从支点到阻力作用线的距离。
动力、阻力都是杠杆受到的力，所以作用点在杠杆上；它们使杠杆的转动的方向相反。
（3）画力臂方法：(1)找支点O；(2)画力的作用线(虚线)；(3)画力臂(实线，过支点垂直力的作用线作垂线)；(4)标力臂
2．研究杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡是指杠杆静止或匀速转动。
(2)杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是动力×动力臂＝阻力×阻力臂。用公式表示是F1l1＝F2l2。
3．杠杆的种类
A．省力杠杆：动力臂l1大于阻力臂l2，优点是省力；
B．费力杠杆：l1小于l2，优点是省距离；
C．等臂杠杆：l1等于l2，不省力也不费力。
知识点二：　滑轮
1.三种不同滑轮的对比
定滑轮
动滑轮
滑轮组
示意图
定义
中间的轴固定不动的滑轮
和重物一起移动的滑轮
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
实质
等臂杠杆
动力臂为阻力臂2倍的杠杆
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
动力与阻力及移动距离的关系
F1＝F2
s＝h

F1＝F2
s＝2h
n段绳子承担总重F＝G，S＝nh
知识点三：　　斜面
(1)定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
(2)特点：省力机械。
如图：用F表示力，s表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。理想情况下，根据功的原理，得W＝Fs＝Gh，变形得F＝Gh/s，当h一定时，斜面越长越省力；例盘山公路。
螺旋线可以看做是绕着圆柱上的斜面；例：饮料瓶瓶盖、螺旋千斤顶等。
知识点四：机械效率
1.使用机械时，人们对机械做的功是总功，机械克服有用阻力做的功是有用功，克服额外阻力做的功是额外功，有用功和额外功之和，叫做总功。21cnjy.com
2.机械效率：有用功与总功的比值叫机械效率，公式η＝。它没有单位，其大小总是小于(选填“大于”或“小于”)1。21*cnjy*com
3.提高机械效率的方法：影响机械效率的因素有机械自重、摩擦，提高机械效率的方法：①减轻机械自重使机械更合理轻巧；②经常保养润滑。【出处：21教育名师】
4.常见几种简单机械的机械效率
种类
杠杆
斜面
滑轮
图例
理想情况(不考虑机械自重及摩擦)
η＝1
Fs＝G物h
η＝1
Fs＝G物h
η＝1
Fs＝Gh
非理想情况(考虑机械自重及摩擦)
η＜1
η＝
η＜1
η＝
η＜1
η＝＝
5.注意：
机械效率具有可变性：由公式η＝＝可知，使用同一机械，在W额一定时，W有用越大，η也越大。使用不同的机械，在W有一定时，W额越大，η越小。
知识点一：杠杆分类
【例1】（2017?龙游县模拟）如图所示的生活用具，在使用中属于费力杠杆的是（　　）

A．钢丝钳 B．扳手 C．核桃钳 D．食品夹
【答案】D
【解析】A、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；B、扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；C、核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选：D。【例2】（2017?义乌市）如图甲为铡刀切甘蔗时的情景．若把铡刀视为一根能够绕固定点转动的杠杆，原理用图乙表示．则下列有关叙述中正确的是（　　）
A．铡刀是费力杠杆 B．动力臂为AB
C．固定点C是支点 D．F1和F2是一对平衡力
【答案】C
【解析】铡刀也是杠杆，其轴是支点C，故C正确；切草处是阻力作用点，刀柄是动力作用点，因为动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，故A错误；动力臂为支点到动力的作用线的距离，故动力臂为AC，故B错误；F1和F2是大小不相等，没有作用在同一条直线上，不是平衡力，故D错误．故选：C．
知识点二：杠杆力臂作图
【例3】（2016?金东区模拟）自行车是一种简单、方便、环保的交通工具，它也是简单机械的巧妙结合。如自行车的踏脚用到了杠杆原理。作用在脚踏板上的力为F，则下列图中能正确画出该力的力臂是（　　）2·1·c·n·j·y
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】过支点作力F作用线的垂线段。图示如下：
只有C选项正确。故选：C。
【例4】（2017?海曙区模拟）如图为某人用手托起一金属球时的情景，人的手臂相当于一个杠杆，支点为O，球对手的压力为F，请画出F的力臂L．
【答案】
【解析】从O点到力F作用线的距离L就是力臂。如图所示：
知识点三：探究杠杆的平衡条件
【例5】（2018?邗江区一模）在学习杠杆时，小美和小丽利用实验探究有关杠杆平衡的问题（1）小美先将杠杆调节至水平位置平衡，在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后，杠杆的 端下降。要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数和悬挂点位置，只需将 即可。（2）小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图乙所示。小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡。你认为原因是 。（3）他们认为（2）问中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不变，OA长L，将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中，拉力F做功为 。
【答案】（1）左；左侧2个钩码挂到右侧；（2）水平位置时动力臂为零杠杆无法平衡；（3）。
【解析】（1）若每个钩码重为G，杠杆上每格长L′，由图甲，左侧力与力臂的乘积：5G×4L′=20GL′，右侧力与力臂的乘积：2G×3L′=6GL′，因为：20GL′＞6GL′，所以杠杆左侧下降；如果不改变钩码总数和悬挂点位置，若要杠杆平衡，左侧取下n个钩码挂到右侧，则：（5-n）G×4L′=（2+n）G×3L′，解得：n=2，即需将左侧2个钩码挂到右侧即可；（2）由图将杠杆左侧的所有钩码拿掉，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，当杠杆拉到水平位置时F的力臂通过支点，即力臂为0，根据杠杆的平衡条件所以始终不能平衡；（3）由图杠杆从竖直位置转过30°的过程，F水平移动距离为OA长的一半，即，所以拉力F做的功：。知识点四：测滑轮组的机械效率21教育网
【例6】（2017?滨江区二模）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：www-2-1-cnjy-com
次数
钩码重/N
动滑轮重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的示数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15

3
6
0.8
5

15

（1）在实验操作中应该使钩码 （选填“快速”或“缓慢”）匀速上升．（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约 ．（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G′，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是 ．A．?????B．????C．???D．．
【答案】（1）缓慢；（2）83.3%；（3）A．
【解析】（1）在实验中，为了保持弹簧测力计读数的稳定性，应缓慢、匀速拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升；（2）测力计分度值为0.2N，进行第3次测量时，测力计示数为2.4N，滑轮组的机械效率：；（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G′，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，W′有=Gh? W′总=Fs，滑轮组机械效率：； 21·cn·jy·com

一、对于实际生活中的杠杆，对其支点、动力、阻力的分析错误。
根据杠杆绕着转动的固定点叫支点，可判断杠杆的支点；瓶盖紧紧的套在瓶口上，要使瓶盖打开，要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力；动力F1使杠杆绕固定点转动．
【例1】（2017春?温州实验中学质检）如图是一种新型开瓶器，借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖，该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是（　　）【来源：21·世纪·教育·网】
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】图中的起瓶器在打开瓶盖时，启瓶器会绕着瓶盖的左侧转动，故O点在瓶盖的左侧；阻力为瓶口与盖的向下的摩擦力，故阻力F2在瓶盖的右侧，方向向下；动力F1会绕着O点转动，故动力的方向斜向右，故D符合题意．故选D．2-1-c-n-j-y
二、动态杠杆中的力与力臂变化的分析出错。
（1）力臂的概念：从支点到力的作用线的距离叫做力臂．（2）运用杠杆的平衡条件F1l1=F2l2分析动力的大小变化．先根据图示确定阻力、阻力臂以及动力臂的变化，然后根据动力臂与阻力臂的关系判断杠杆的类别．
【例2】（2017?路桥区模拟）如图甲所示是一款自动化升降式存车亭，可解决停车难问题。图乙是它的工作原理图。在车子被匀速抬升的过程中，作用在B点的动力会（　　）【版权所有：21教育】
A．增大 B．减小 C．不变 D．先增大后减小
【答案】B
【解析】绳子的拉力和OB杆的支持力合力等于车及存车架的重力：
当OB杆在提升过程，OB杆对B点的支持力方向与绳子拉力方向夹角越来越小，当BC绳与OB杆垂直时，绳子的拉力最小，在此过程中作用在B点的动力越来越小。故选：B。21·世纪*教育网
三、使用滑轮组，人站在吊篮里时绳子段数的判定出错。
（1）由图可知，人和筐子的总重力由5股绳子承担，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的5倍，已知人的拉力是100N和绳子自由端移动的距离，根据W=FS可求出人做的功．（2）根据物体的重力有几股绳子承担，物体重力就是绳子自由端拉力的几倍，可求出人和筐子的总重力．21教育名师原创作品
【例3】（2015?绍兴模拟）如图所示，由于施工需要，某工人坐在筐子里用滑轮将自己吊起，他用100牛顿的力拉绳子，使自己匀速升高1米，他所做的功是 焦耳，他和筐子的总重是 牛顿．21*cnjy*com
【答案】500、500．
【解析】绳子自由端移动的距离：S=5×1m=5m．所做的功：W=FS=100N×5m=500J．物体的重力有5股绳子承担，所以，G=5F=5×100N=500N．四、误认为做功多的机械功率一定大或效率就高。
根据知，做功多．功率不一定大，根据，判断效率与什么有关．
【例4】下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．功率大的机械，做功一定多
B．做功多的机械，效率一定高
C．做功快的机械，功率一定大
D．效率高的机械，功率一定大
【答案】C
【解析】A、根据知，功率大，做功不一定多．故A错误．B、根据，知做功多，效率不一定高，效率高，功率不一定大．故B、D错误．C、功率是反映做功快慢的物理量，做功快，功率一定大．故C正确．故选C．21世纪教育网版权所有
五、误认为物体沿斜面匀速上升时，拉力与摩擦力大小相等。
要解析好该类问题需明确：（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；（3）利用W=Fs求出拉力做的功，即总功，再利用公式计算出机械效率；（4）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额=fs求出物体所受斜面的摩擦力。
【例5】在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m．（g取10N/kg）．下列说法正确的是（　　）
A．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力
B．做的有用功是5J
C．此斜面的机械效率为62.5%
D．物体受到的摩擦力大小为10N
【答案】C
【解析】A、物体沿斜面匀速上升时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，在这四个力的作用下保持平衡状态，所以拉力大小不等于摩擦力，故A错误；B、所做的有用功：W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J，故B错误；C、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=40N×2m=80J；斜面的机械效率为：，故C正确；D、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=80J-50J=30J，由W额=fs可得，物体受到的摩擦力：，故D错误。故选C。www.21-cn-jy.com
六、误认为同一机械的机械效率始终不变。
影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重以及绳重和摩擦等，同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高【来源：21cnj*y.co*m】
【例6】关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率，以下说法正确的是（ ）
【答案】C
【解析】A．由可知，机械效率大小取决于有用功与总功的比值，不是由额外功决定的，故A错误；B．功率越大，表示做功越快，机械效率表示机械性能的好坏，机械效率与功率之间没有直接联系，故B错误；C．同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越大，C正确，D错误；故选C。
第十讲 简单机械
1.知道杠杆的分类、杠杆平衡条件及杠杆的一些应用。
2.了解定滑轮和动滑轮、滑轮组的特点。
3.会使用简单机械改变力的大小和方向。
4.知道有用功、额外功和总功的含义以及三者之间的关系。
5.理解机械效率的概念，并能计算简单机械的效率。

知识点一：杠杆及杠杆平衡条件
1．杠杆
(1)定义：在力的作用下能绕着 转动的硬棒叫杠杆。
①形状：可直可曲，形状任意。
②在力的作用下不易发生形变。
(2)五要素(如图所示)
支点(O)：杠杆绕着 的点。
动力(F1)：使杠杆 的力。
阻力(F2)： 杠杆转动的力。
动力臂(l1)：从支点到 作用线的距离。
阻力臂(l2)：从支点到 作用线的距离。
动力、阻力都是杠杆受到的力，所以作用点在杠杆上；它们使杠杆的转动的方向相反。
（3）画力臂方法：(1)找支点O；(2)画力的作用线(虚线)；(3)画力臂(实线，过支点垂直力的作用线作垂线)；(4)标力臂【来源：21·世纪·教育·网】
2．研究杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡是指杠杆 或 。
(2)杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是动力×动力臂＝阻力×阻力臂。用公式表示是 。
3．杠杆的种类
A．省力杠杆：动力臂l1 阻力臂l2，优点是省力；
B．费力杠杆：l1 l2，优点是省距离；
C．等臂杠杆：l1 l2，不省力也不费力。
知识点二：　滑轮
1.三种不同滑轮的对比
定滑轮
动滑轮
滑轮组
示意图
定义
中间的轴固定 的滑轮
和重物一起 的滑轮
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
实质
杠杆
动力臂为阻力臂 倍的杠杆
省力杠杆
特点
不能 但是能改变动
能省 的力，但 改变动力的方向
既能 又能改变
动力与阻力及移动距离的关系
F1＝F2
s＝h

F1＝F2
s＝2h
n段绳子承担总重F＝G，S＝nh
知识点三：　　斜面
(1)定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
(2)特点： 机械。
如图：用F表示力，s表示 ，h表示 ，物重为G。理想情况下，根据功的原理，得W＝Fs＝Gh，变形得F＝Gh/s，当h一定时，斜面越长越 ；例盘山公路。
螺旋线可以看做是绕着圆柱上的斜面；例：饮料瓶瓶盖、螺旋千斤顶等。
知识点四：机械效率
1.使用机械时，人们对机械做的功是 ，机械克服有用阻力做的功是 ，克服额外阻力做的功是 ，有用功和额外功之和，叫做 。21世纪教育网版权所有
2.机械效率：有用功与总功的 叫机械效率，公式 。它没有单位，其大小总是 (选填“大于”或“小于”)1。21教育网
3.提高机械效率的方法：影响机械效率的因素有 、 ，提高机械效率的方法：①减轻机械自重使机械更合理轻巧；②经常保养润滑。2·1·c·n·j·y
4.常见几种简单机械的机械效率
种类
杠杆
斜面
滑轮
图例
理想情况(不考虑机械自重及摩擦)
η＝1
Fs＝G物h
η＝1
Fs＝G物h
η＝1
Fs＝Gh
非理想情况(考虑机械自重及摩擦)
η＜1
η＝
η＜1
η＝
η＜1
η＝＝
5.注意：
机械效率具有可变性：由公式η＝＝可知，使用同一机械，在W额一定时，W有用越大，η也 。使用不同的机械，在W有一定时，W额越大，η 。
知识点一：杠杆分类
【例1】（2017?龙游县模拟）如图所示的生活用具，在使用中属于费力杠杆的是（　　）

A．钢丝钳 B．扳手 C．核桃钳 D．食品夹
【答案】D
【解析】A、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；B、扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；C、核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选：D。【例2】（2017?义乌市）如图甲为铡刀切甘蔗时的情景．若把铡刀视为一根能够绕固定点转动的杠杆，原理用图乙表示．则下列有关叙述中正确的是（　　）
A．铡刀是费力杠杆 B．动力臂为AB
C．固定点C是支点 D．F1和F2是一对平衡力
【答案】C
【解析】铡刀也是杠杆，其轴是支点C，故C正确；切草处是阻力作用点，刀柄是动力作用点，因为动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，故A错误；动力臂为支点到动力的作用线的距离，故动力臂为AC，故B错误；F1和F2是大小不相等，没有作用在同一条直线上，不是平衡力，故D错误．故选：C．
知识点二：杠杆力臂作图
【例3】（2016?金东区模拟）自行车是一种简单、方便、环保的交通工具，它也是简单机械的巧妙结合。如自行车的踏脚用到了杠杆原理。作用在脚踏板上的力为F，则下列图中能正确画出该力的力臂是（　　）www.21-cn-jy.com
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】过支点作力F作用线的垂线段。图示如下：
只有C选项正确。故选：C。
【例4】（2017?海曙区模拟）如图为某人用手托起一金属球时的情景，人的手臂相当于一个杠杆，支点为O，球对手的压力为F，请画出F的力臂L．
【答案】
【解析】从O点到力F作用线的距离L就是力臂。如图所示：
知识点三：探究杠杆的平衡条件
【例5】（2018?邗江区一模）在学习杠杆时，小美和小丽利用实验探究有关杠杆平衡的问题（1）小美先将杠杆调节至水平位置平衡，在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后，杠杆的 端下降。要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数和悬挂点位置，只需将 即可。（2）小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图乙所示。小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡。你认为原因是 。（3）他们认为（2）问中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不变，OA长L，将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中，拉力F做功为 。
【答案】（1）左；左侧2个钩码挂到右侧；（2）水平位置时动力臂为零杠杆无法平衡；（3）。
【解析】（1）若每个钩码重为G，杠杆上每格长L′，由图甲，左侧力与力臂的乘积：5G×4L′=20GL′，右侧力与力臂的乘积：2G×3L′=6GL′，因为：20GL′＞6GL′，所以杠杆左侧下降；如果不改变钩码总数和悬挂点位置，若要杠杆平衡，左侧取下n个钩码挂到右侧，则：（5-n）G×4L′=（2+n）G×3L′，解得：n=2，即需将左侧2个钩码挂到右侧即可；（2）由图将杠杆左侧的所有钩码拿掉，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，当杠杆拉到水平位置时F的力臂通过支点，即力臂为0，根据杠杆的平衡条件所以始终不能平衡；（3）由图杠杆从竖直位置转过30°的过程，F水平移动距离为OA长的一半，即，所以拉力F做的功：。知识点四：测滑轮组的机械效率21·世纪*教育网
【例6】（2017?滨江区二模）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：www-2-1-cnjy-com
次数
钩码重/N
动滑轮重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的示数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15

3
6
0.8
5

15

（1）在实验操作中应该使钩码 （选填“快速”或“缓慢”）匀速上升．（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约 ．（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G′，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是 ．A．?????B．????C．???D．．
【答案】（1）缓慢；（2）83.3%；（3）A．
【解析】（1）在实验中，为了保持弹簧测力计读数的稳定性，应缓慢、匀速拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升；（2）测力计分度值为0.2N，进行第3次测量时，测力计示数为2.4N，滑轮组的机械效率：；（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G′，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，W′有=Gh? W′总=Fs，滑轮组机械效率：； 2-1-c-n-j-y

一、对于实际生活中的杠杆，对其支点、动力、阻力的分析错误。
根据杠杆绕着转动的固定点叫支点，可判断杠杆的支点；瓶盖紧紧的套在瓶口上，要使瓶盖打开，要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力；动力F1使杠杆绕固定点转动．
【例1】（2017春?温州实验中学质检）如图是一种新型开瓶器，借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖，该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是（　　）21*cnjy*com
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】图中的起瓶器在打开瓶盖时，启瓶器会绕着瓶盖的左侧转动，故O点在瓶盖的左侧；阻力为瓶口与盖的向下的摩擦力，故阻力F2在瓶盖的右侧，方向向下；动力F1会绕着O点转动，故动力的方向斜向右，故D符合题意．故选D．【来源：21cnj*y.co*m】
二、动态杠杆中的力与力臂变化的分析出错。
（1）力臂的概念：从支点到力的作用线的距离叫做力臂．（2）运用杠杆的平衡条件F1l1=F2l2分析动力的大小变化．先根据图示确定阻力、阻力臂以及动力臂的变化，然后根据动力臂与阻力臂的关系判断杠杆的类别．
【例2】（2017?路桥区模拟）如图甲所示是一款自动化升降式存车亭，可解决停车难问题。图乙是它的工作原理图。在车子被匀速抬升的过程中，作用在B点的动力会（　　）【出处：21教育名师】
A．增大 B．减小 C．不变 D．先增大后减小
【答案】B
【解析】绳子的拉力和OB杆的支持力合力等于车及存车架的重力：
当OB杆在提升过程，OB杆对B点的支持力方向与绳子拉力方向夹角越来越小，当BC绳与OB杆垂直时，绳子的拉力最小，在此过程中作用在B点的动力越来越小。故选：B。21cnjy.com
三、使用滑轮组，人站在吊篮里时绳子段数的判定出错。
（1）由图可知，人和筐子的总重力由5股绳子承担，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的5倍，已知人的拉力是100N和绳子自由端移动的距离，根据W=FS可求出人做的功．（2）根据物体的重力有几股绳子承担，物体重力就是绳子自由端拉力的几倍，可求出人和筐子的总重力．【版权所有：21教育】
【例3】（2015?绍兴模拟）如图所示，由于施工需要，某工人坐在筐子里用滑轮将自己吊起，他用100牛顿的力拉绳子，使自己匀速升高1米，他所做的功是 焦耳，他和筐子的总重是 牛顿．21教育名师原创作品
【答案】500、500．
【解析】绳子自由端移动的距离：S=5×1m=5m．所做的功：W=FS=100N×5m=500J．物体的重力有5股绳子承担，所以，G=5F=5×100N=500N．四、误认为做功多的机械功率一定大或效率就高。21*cnjy*com
根据知，做功多．功率不一定大，根据，判断效率与什么有关．
【例4】下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．功率大的机械，做功一定多
B．做功多的机械，效率一定高
C．做功快的机械，功率一定大
D．效率高的机械，功率一定大
【答案】C
【解析】A、根据知，功率大，做功不一定多．故A错误．B、根据，知做功多，效率不一定高，效率高，功率不一定大．故B、D错误．C、功率是反映做功快慢的物理量，做功快，功率一定大．故C正确．故选C．21·cn·jy·com
五、误认为物体沿斜面匀速上升时，拉力与摩擦力大小相等。
要解析好该类问题需明确：（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；（3）利用W=Fs求出拉力做的功，即总功，再利用公式计算出机械效率；（4）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额=fs求出物体所受斜面的摩擦力。
【例5】在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m．（g取10N/kg）．下列说法正确的是（　　）
A．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力
B．做的有用功是5J
C．此斜面的机械效率为62.5%
D．物体受到的摩擦力大小为10N
【答案】C
【解析】A、物体沿斜面匀速上升时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，在这四个力的作用下保持平衡状态，所以拉力大小不等于摩擦力，故A错误；B、所做的有用功：W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J，故B错误；C、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=40N×2m=80J；斜面的机械效率为：，故C正确；D、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=80J-50J=30J，由W额=fs可得，物体受到的摩擦力：，故D错误。故选C。
六、误认为同一机械的机械效率始终不变。
影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重以及绳重和摩擦等，同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高
【例6】关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率，以下说法正确的是（ ）
【答案】C
【解析】A．由可知，机械效率大小取决于有用功与总功的比值，不是由额外功决定的，故A错误；B．功率越大，表示做功越快，机械效率表示机械性能的好坏，机械效率与功率之间没有直接联系，故B错误；C．同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越大，C正确，D错误；故选C。

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