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第十二章
简单机械
备考指南
考点分布
考查频率
考点内容
命题趋势
1.杠杆
★★★
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。
本章常考内容有：杠杆平衡条件，力、力臂，计算滑轮省力情况，斜面的有用功、机械效率、牵引力做的功，计算有用功和功率(利用P＝Fv计算F)
机械效率、功、公式P＝Fv应用，2021年仍然考功、功率计算、实验题，或与机械、压强、浮力综合计算，杠杆平衡条件及运用和滑轮组力、距离、效率，分值约8分。
2.滑轮
★★★★
机械
效率
★★★★
知识详单
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。
3046730255270(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。
4448810238760(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＝false，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。
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。
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。
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。
易错警示
易错点1　对于实际生活中的杠杆，对其支点、动力、阻力的分析错误。
4652645400685典例1：（2020?常州模拟）如图所示，小华用苹果和橘子来玩跷跷板。她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，轻杆马上转动起来。使轻杆逆时针转动的力是（　　）
A．苹果的重力
B．橘子的重力
C．轻杆对橘子的支持力
D．苹果对轻杆的压力
【错解】选A，理由：苹果的重力作用在杠杆上，使杠杆受到逆时针转动的力。
【析错】根据杠杆的五要素和杠杆的平衡条件进行分析。
【正解】选D，理由：苹果和桔子对杠杆的压力分别为动力和阻力，动力臂等于阻力臂，苹果对杠杆的压力大于桔子对杠杆的压力，因此使杠杆转动的力是苹果对杠杆的压力。
故选：D。
4601845276860易错点2　动态杠杆中的力与力臂变化的分析出错。
典例2：（2020?天津模拟）用如图所示的杠杆提升重物，如果作用在A端的力F始终垂直于杠杆，在将重物慢慢提升到一定高度的过程中（不超过水平位置），力F的大小将（　　）
A．逐渐变大
B．逐渐变小
C．保持不变
D．先变大，后变小
【错解】选B，理由：让棒缓慢转到图中虚线所示位置，阻力臂逐渐变小。
【析错】此过程中，重力不变；F始终垂直于杠杆，动力臂不变，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，动力随阻力臂的增大而增大。
【正解】选A，理由：由题知，当慢慢提升重物时，重力（阻力）不变，阻力臂增大（水平时最大），动力臂不变即：G不变、L1不变，L2增大
∵FL1=GL2
∴力F逐渐变大；
故选：A。
473202048260典例3：（2020秋?沙坪坝区校级月考）如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点。在其下端施加一个始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中阻力臂
，拉力F
（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【错解】变小；变大，理由：让棒缓慢转到图中虚线所示位置，阻力臂逐渐变小，根据杠杆平衡原理，阻力臂变小，动力变大。
【析错】先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件（动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂）分析动力的变化。
【正解】变大；变大，理由：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，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F1l1=F2l2可知，动力F变大。故答案为：变大；变大。
易错点3　使用滑轮组，人站在吊篮里时绳子段数的判定出错。
典例4：（2019?锦江区自主招生）如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为50N，定滑轮总重力为40N，人的重力为600N，不计绳重与摩擦，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力（　　）
A．218?N
B．220?N
C．210?N
D．236?N
【错解】无答案，理由：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡．则人的拉力
false．
【析错】此题可用整体法来进行分析，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体，当吊篮不动时，整个系统处于平衡状态，那么5段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和。可据此求解。
【正解】
C，理由：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡。则人的拉力false。故选C。
易错点4　误认为做功多的机械功率一定大或效率就高。
典例4：（2020春?丰台区期末）关于功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械做功越快，功率越大
B．机械做功越多，功率越大
C．机械做的有用功与总功的比值越大，机械效率越高
D．机械的功率越大，机械效率越高
【错解】选B，理由：机械做的有用功越多，有用功与总功的比值就越大，机械效率越高。
【析错】机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，机械做的有用功越多，额外功不一定不变，因此，有用功与总功的比值不一定就大，机械效率不一定高。
【正解】选AC，理由：A、功率是表示物体做功快慢的物理量，为单位时间内做的功。所以机械做功越快，功率越大，故A正确；B、功率的大小与功的多少和时间有关，故做功多，功率不一定大，故B错误；C、机械效率指的是机械做的有用功与总功的比值，比值越大，机械效率就越高，故C正确；D、机械效率是有用功与总功的比值，功率是物体在单位时间内做的功，机械效率与功率是两个不同的概念，机械效率大，功率不一定高，故D错误。故选：AC。
易错点5
误认为物体沿斜面匀速上升时，拉力与摩擦力大小相等。
3639820341630
典例5：（2020?凉山州）在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处（如图所示），沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m，高0.3m。把重物直接提升h所做的有用功为
J，这个斜面的机械效率是
。
【错解】2.16；62.5%，理由：物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力。
【析错】（1）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；（2）已知拉力的大小和拉力移动的距离（斜面长），根据公式W=Fs可求拉力对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；（3）额外功等于总功与有用功之差，利用W=fs求摩擦力。
【正解】拉力做的有用功：
W有=Gh=4.5N×0.3m=1.35J，拉力做的总功：
W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J，克服摩擦力所做的额外功：
W额=W总-W有=2.16J-1.35J=0.81J，
（2）斜面的机械效率为：η=false×100%=false×100%=62.5%。故答案为：1.35；62.5%。
易错点6　误认为同一机械的机械效率始终不变。
4486275582930典例6：（2020?海安市一模）如图，用四个完全相同的滑轮，组装成甲、乙两套滑轮组，用它们分别匀速提升物体G1、G2，已知G1＞G2，其拉力分别为所F1、F2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，不计绳重和摩擦，下列选项中正确的是（　　）
A．F1＞F2，η1=η2
B．F1＜F2，η1=η2
C．F1＜F2，η1＞η2
D．F1＞F2，η1＞η2
【错解】选A，理由：同一机械的机械效率始终不变。
【析错】同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高．
【正解】选D，理由：由图可知，n1=2，n2=3，由题意可知动滑轮重G动相同，
不计绳重及摩擦，拉力F=false（G+G动），所以绳端受到的拉力分别为：
F1=false（G1+G动），F2=false（G2+G动），已知G1＞G2，可知F1＞F2；故BC错误；
设两物体上升的高度h相同，且G1＞G2。
根据W有=Gh可知，有用功的关系为：W有1＞W有2；两个滑轮组中动滑轮重相同，提升物体的高度相同，绳重和摩擦不计，由W额=G动h可知，额外功相同，根据W总=W有用+W额外可知，W总1＞W总2；
由η=false=false可知，η1＞η2．故A错误，D正确。
知识精讲
知识点一：杠杆分类
典例1：（2020?昌平区模拟）图所示的工具中，属于费力杠杆的是（　　）
【考查方向】杠杆的分类．
【名师点睛】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。
【答案】A
【解析】食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。橇棍在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选：A。
典例2：（2020?南京）图中正在使用的机械，属于费力杠杆的有（　　）
A．①③
B．②③
C．①④
D．②④
【考查方向】杠杆的分类．
【名师点睛】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。
【答案】A
【解析】②羊角锤、④核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；①钓鱼竿、③筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；故选：A。
知识点二：杠杆力臂作图
3983355165100典例3：（2020?遵义）如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动。请在图上画出杠杆OBA的动力臂L和物体M所受重力的示意图。
【考查方向】力臂的画法．
【名师点睛】（1）支点在O点，根据动力臂为支点到动力作用线的距离，作出动力臂L1；（2）首先找出力的作用点，重力的作用点即重心在物体的几何中心；然后确定力的方向，重力的方向是竖直向下的；最后用一条带箭头的线段表示力的方向。
【答案】
【解析】（1）从支点向动力作用线引垂线，作出动力臂，用双箭头标出，标上字母L；如图所示：（2）过重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示，即为物体的重力示意图：
439547077470
典例4：（2020?黄冈）如图是建筑工地上工人用独轮车搬运材料的情景。设O1为独轮车支点，F1为动力。请作出动力臂l1和独轮车所受重力的示意图（O2为重心）。
【考查方向】力臂的画法．
【名师点睛】（1）重力的作用点在重心，方向竖直向下；（2）力臂是从支点O到力的作用线的垂直距离。
【答案】
【解析】O1为支点，从支点向F1的作用线做垂线，垂线段的长度即为F1的力臂；O2为重心，重力方向竖直向下，如图所示：
知识点三：杠杆的动态平衡分析
典例5：（2020?泰兴市一模）如图所示，作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢匀速地由位置A拉至位置B，在这个过程中力F的大小将（　　）
A．变大
B．不变
C．变小
D．先变大后变小：
【考查方向】杠杆的动态平衡分析．
【名师点睛】首先要判断杠杆的五要素中，有哪些要素发生了变化，然后再利用杠杆的平衡条件进行分析。
【答案】A
【解析】由题知，动力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，则在杠杆缓慢由A到B的过程中，动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂L却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F?OA=G?L阻，当OA、G不变时，L阻越大，则F越大，因此在这个过程中拉力F逐渐变大。
故选：A。
典例5：（2020?长春一模）如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点处挂一个G=10N重物，杠杆重力及摩擦均不计。若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止，如图甲所示，那么，该杠杆
（选填“一定”或“不一定”）是省力杠杆；若动力F乙始终与OA垂直，将杠杆由水平位置匀速向上提升重物，如图乙所示，动力F乙的大小变化是
（选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向，在此过程中OA始终保持水平静止，如图丙所示。请在答题纸上画出动力F丙随时间t的变化趋势。
【考查方向】杠杆的动态平衡分析．
【名师点睛】（1）根据杠杆平衡条件，要判断杠杆类型需要比较动力臂和阻力臂的大小，由此分析动力作用在B点时杠杆的类型；（2）动力F乙始终与OA垂直，则动力臂一定，根据杠杆的平衡条件，从阻力臂的变化情况即可分析动力的变化情况；（3）判断当F丙由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，力臂如何变化，然后由杠杆平衡条件判断力的大小如何变化。
【答案】故答案为：不一定；变小；见下图。
【解析】（1）由题只知道动力的作用点在B点，不知道动力的作用方向，所以也就不知道动力臂的大小，所以也就无法比较动力臂和阻力臂的大小关系，所以无法确定它是哪种杠杆；
（2）若动力F乙始终与OA垂直，将杠杆由水平位置匀速向上提升重物，此过程中，阻力和动力臂不变，阻力臂逐渐减小，根据杠杆的平衡条件可知动力变小；
（3）如图所示，
由图可知，当F丙由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力臂先变大后变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力先变小后变大。且上图可以看出，F丙水平时，比F垂直OA时力臂小，所以动力更大。
动力F丙随时间t的变化趋势如图所示：
故答案为：不一定；变小；见上图。
知识点四：探究杠杆的平衡条件
典例7：（2020春?房山区期末）小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向
（选填“左”或“右”）端调节。杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂2个钩码，在B点悬挂3个钩码，如图乙所标，杠杆
（选填“能”或“不能”）保持水平平衡。若将A点悬挂的2个钩码向左移动1格，在B点悬挂4个钩码，杠杆
（选填“能”或“不能”）保持水平平衡。
【考查方向】探究杠杆的平衡条件实验．
【名师点睛】（1）调节平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡；（2）（3）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件进行判断。
【答案】右；能；能。
【解析】（1）由图甲可知，杠杆的右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向上翘的右端移动，其目的是为了便于直接读出力臂；（2）设一个钩码为G，一格的长度为L，则2G×3L=3G×2L，所以杠杆保持水平平衡；（3）设一个钩码为G，一格的长度为L，则2G×4L=4G×2L，所以杠杆保持水平平衡。
故答案为：右；能；能。
知识点五：测滑轮组的机械效率
典例8：（2020?海淀区二模）某同学用如图所示装置进行实验。图甲中直接用弹簧测力计匀速提升重物高度为h过程中，弹簧测力计示数为F1，图乙中弹簧测力计通过动滑轮匀速提升同一个重物，记录重物和绳子自由端的始末位置，重物上升高度仍为h，绳子自由端移动距离为s，弹簧测力计示数始终为F2，请你根据记录表格中的实验数据回答下列问题：
F1/N
h/cm
F2/N
s/cm
拉力做功W/J
甲图
3
5
乙图
5
2.1
10
0.21
（1）F1提升重物做功为WF1=
J，比较WF1与WF2得到的结论是
。
（2）根据实验数据可以计算出通过动滑轮提升重物的机械效率是
（结果保留一位小数）。
【考查方向】滑轮（组）机械效率的测量实验．
【名师点睛】（1）已知拉力F1和重物上升的高度h，根据W=F1h即可求出做功的多少；
功的原理：使用任何机械都不省功；（2）已知拉力F2和绳子自由端移动的距离s，从而可以求出总功，根据η=×100%即可求出机械效率。
【答案】（1）0.15；使用动滑轮提升重物不省功；（2）71.4%。
【解析】（1）从图表中得到：提升物体所做的有用功W有=G物h=F1h=3N×0.05m=0.15J，使用滑轮组时所用拉力所做的总功W总=F2s=0.21J，经比较W有用＜W总，所以使用动滑轮不能省功；
（2）其机械效率η=false。
故答案为：（1）0.15；使用动滑轮提升重物不省功；（2）71.4%。
达标检测
第十二章
简单机械
达标检测题
一．选择题（共13小题，满分26分，每小题2分）
1．（2分）（2020?海沧区模拟）下列机械或工具的使用，属于费力杠杆的是（　　）
A．
B．
C．
D．
2．（2分）（2020?滕州市模拟）如图所示的工具或仪器中，属于省力杠杆的是（　　）
153035225425
3．（2分）（2020?商城县一模）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．（2分）（2020春?滨州月考）下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　）
4426585284480A．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大
B．机器的功率越小，机械效率一定越低
C．功率不同的机器，做的功一定不相等
D．物体做功越多，功率一定越大
5．（2分）（2020春?阳江期末）小明同学按如图所示进行实验操作（不计绳子与滑轮的摩擦），下列几种描述中正确的（　　）
A．F1＜F2＜F3
B．F1＞F2＞F3
C．F1＜F2＝F3
D．F1＝F2＝F3
6．（2分）（2020春?扶风县期末）下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（　　）
A．动滑轮既能省力又能改变力的方向
B．定滑轮不省力，但能改变力的方向
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功
D．斜面的机械效率可以达到100%
7．（2分）（2020春?玉林期末）下列是小红同学整理教材中有关力学的知识，其中不正确的是（　　）
A．定滑轮既能改变拉力的方向，又能省力
B．物体间力的作用是相互的
C．斜面在使用时能省力，但需多移动距离
D．力的大小、方向和作用点都能影响力的作用效果
8．（2分）（2020春?兴城市期末）如图所示，斜面长5m，高1m，木块重100N，小明用F＝32N的力将物体从底端沿斜面匀速拉到顶端，则下列说法正确的是（　　）
320738550165A．小明做的有用功为32J
B．木块受到的摩擦力为32N
C．斜面的机械效率为20%
D．小明做的总功为160J
43637203111509．（2分）（2020春?山西期末）如图，两个滑轮组由每个质量都相同的滑轮组成。用它们分别将相同重物提高相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．乙滑轮组更省力，机械效率也更高
B．甲滑轮组更省力，机械效率也更高
C．乙滑轮组有用功更多，机械效率也更高
4565015251460D．两滑轮组机械效率相同，甲滑轮组更省力
10．（2分）（2020秋?鼓楼区校级月考）如图所示，将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F＝50N，则该装置的机械效率为（　　）
A．40%
B．50%
C．80%
D．100%
428752035623511．（2分）（2020春?新罗区期末）用质量相等的滑轮，组装成如图所示的两个装置，将同一重物提升相同高度。摩擦和绳重不计，下列分析中正确是（　　）
A．两种方式所做的额外功相等
B．乙图中绳子自由端作用力较小
C．甲图中绳子自由端移动距离较小
D．增大提升高度，机械效率都会变大
393509531623012．（2分）（2020秋?玄武区校级月考）在测量图甲所示滑轮组机械效率η的实验中，通过改变物重G或动滑轮重G动进行多次实验，得到了如图乙所示的效率与物重或动滑轮重的关系，图中纵轴表示机械效率的倒数η﹣1，若不计绳重与摩擦，则横轴可能表示（　　）
A．G
B．G动
C．G2
D．G
437832526670013．（2分）（2020?雁塔区校级一模）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及摩擦。用图甲绕法匀速提升重900N的物体时，机械效率为90%，下列判断正确的是（　　）
A．拉力F1的大小为450N
B．用图乙绕法匀速提升300N重物时，机械效率为75%
C．滑轮组中的动滑轮相当于一个省距离的杠杆
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F2做功少
二．多选题（共3小题，满分9分，每小题3分）
14．（3分）（2020春?舞钢市期末）如图所示，在拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10s，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150J的功，则下列说法中正确的是（　　）
3117215198120A．拉力F的大小为50N
B．拉力F的大小为150N
C．物体与地面间的滑动摩擦力为150N
D．物体与地面间的滑动摩擦力为120N
440563070993015．（3分）（2020?黑龙江一模）用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（　　）
A．物体M受到的合力不为零
B．物体M的重力为80N
C．自由端移动的速度为0.2m/s
D．天花板受到的拉力为100N
402463071691516．（3分）（2020?金水区校级四模）如图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆在水平位置平衡（杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计）。下列相关描述正确的是（　　）
A．甲球与乙球的密度之比为
2：1
B．甲球与乙球的密度之比为
1：3
C．左盘去掉1个乙球，右盘去掉2个乙球，杠杆仍然平衡
D．将两个挂盘分别向远离支点的方向移动一格，杠杆仍然平衡
三．填空题（共11小题，满分22分，每小题2分）
17．（2分）（2020?常德）农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20kg，右筐中装了25kg，如果扁担的长度为1.8m，则他在距扁担左端　
　m处将谷子挑起来才能使挑担水平（扁担和筐的重力均不考虑）；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动了0.1m，则需要　
　筐（选填“左”“或“右”）增加约　
　kg（保留1位小数）谷子，才能基本保持挑担水平。
2030095130492518．（2分）（2020?玉环市一模）2019年10月10日，江苏省312国道K135处的跨桥发生桥面侧翻事故，如图甲所示。小晨猜想事故车辆超载且在外车道行驶，他用一套简易装置模拟当时事故场景：如图乙所示，将长1.8米，重20牛的匀质木棒平放在水平方形台面上，B、C为木棒与台面边缘处的接触点，A、D分别为木棒的左右两端，已知AB＝CD＝0.5米。在D端挂一个重物代表运输车在外侧行驶，而此时A端　
　（选填“挂”或“不挂”）重物，则挂在D端的物体受到的重力超过　
　牛时，木棒就失去平衡。
373380038735019．（2分）（2020春?龙湖区期末）如图是一种轮式垃圾桶，拖动时它相当于一个　
　杠杆（选填“省力”或“费力”）；垃圾桶底部的小轮子是为了　
　摩擦力（选填“增大”或“减小”）；若拖动时垃圾桶总重为150N，且动力臂为阻力臂的2倍，则保持垃圾桶平衡的拉力F为　
　N。
457898519240520．（2分）（2020?黄冈一模）如图所示，在农村，人们经常用扁担挑水，有一根扁担长1.2m，在左端挂了30kg的水桶，右端挂了20kg的水桶，人的肩应靠近　
　端最省力，并离这端　
　m时，扁担才能保持水平静止。
295973534798021．（2分）（2020春?肥城市期末）往车上装货物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示。工人用5m长的斜面，把120kg的重物提高2m，需要的推力是　
　N．（假设斜面很光滑，没有摩擦，g取10N/kg）
22．（2分）（2020春?崆峒区期末）生活中的许多现象都与我们所学的物理知识有关，小华发现，如图甲所示的水龙头很难徒手拧开，但将如图乙所示的钥匙，安装并旋转后（如图丙所示），水2916555-10795龙头就能正常出水，则此钥匙相当于一个　
　（选填“斜面”、“滑轮”或“轮轴”），属于　
　（选填“省力”或“费力”）机械。
478663019875523．（2分）（2020春?广丰区期末）学校每周一都要举行升旗仪式，如图所示族杆顶部有一个　
　（选填“定滑轮”或“动滑轮”），使用此滑轮的最大好处是可以　
　（选填“省力”或“改变力的方向”）。
48425101753870280606521082024．（2分）（2020秋?建邺区校级月考）如图所示，斜面长5m，高1m，工人沿斜面方向通过绳子用400N的力把重1800N的木箱匀速拉到车上，拉力做功是　
　J，斜面的机械效率是　
　，木箱受到的摩擦力为　
　N。
25．（2分）（2020?长沙模拟）建筑工地的工人用如图所示的滑轮组将砖块搬到6m高的楼顶，若每个滑轮质量为0.5kg，货框质量为9.5kg，每次搬运的砖的质量为40kg，则每次搬运时工人做的功为　
　J，该滑轮组的机械效率为　
　。（不计绳重与摩擦，g＝10N/kg）
523049548514026．（2分）（2019秋?东莞市校级月考）如图所示，用甲、乙两个不同的滑轮把同一货物提到相同高度，若不计绳重和摩擦，且G动＜G物，则使用　
　滑轮能够省力，使用　
　滑轮机械效率较高．若用乙图匀速提升重为180N的物体，所用拉力为120N，物体升高，此过程中，不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率为　
　。
442658537211027．（2分）（2020春?泗水县期末）如图所示，在水平桌面上放一个重30N的物体，物体与桌面的摩擦力为9N，绳端的拉力F＝4N，则当物体以0.1m/s的速度匀速移动10s时，有用功是　
　J，该滑轮组的机械效率是　
　。
四．作图题（共3小题，满分6分，每小题2分）
176085540767028．（2分）（2020春?昌图县期末）如图有两个滑轮，请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来．
29．（2分）（2020?聊城）如图是起重机将货物吊起的情景。O为支点，F1为动力，F2为阻力。请画出阻力F2的力臂l2．
30．（2分）（2020?锡山区校级一模）如图，F2为阻力，l1为动力臂，做出Fl的示意图，以及F2的力臂。
155575104140
112522087630
五．实验探究题（共4小题，满分16分，每小题4分）
31．（4分）（2020?上海一模）在“探究杠杆平衡的条件”的实验中：
3194050648335（1）实验前，杠杆在图（a）所示位置静止，杠杆处于　
　（填“平衡”或“不平衡”）状态，此时应先向　
　调节左侧平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（2）若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀，每个钩码均重1牛，如图（b所示，在A点挂2个钩码时，为了使杠杆恢复平衡，可以在B点作用方向为　
　的拉力或者在C点挂　
　个钩码。
32．（4分）（2020秋?玄武区校级月考）某同学在做“测定滑轮组机械效率”实验时，采用“一个定滑轮、一个动滑轮”组成的滑轮组，实验记录如下表：
钩码重/N
钩码升高/m
弹簧测力计示数/N
绳子自由端移动距离/m
机械效率
2
0.05
1.0
A：　
　
B：　
　
（1）完成表格两个数据的计算．A：　
　；B：　
　．
（2）如果第二次实验时用“两个定滑轮、两个动滑轮”（滑轮规格同前）组成的滑轮组来提升同样的钩码做实验，则弹簧测力计的读数将　
　，机械效率将　
　（均选填“变大”、“变小”或“不变”）．
5147310626745（3）某次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，不计绳子重及摩擦，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是　
　。
A.η＝
B.η＝
C.η＝
D.η＝1﹣
（4）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数
物重G/N
物体上升高度
h/m
拉力
F/N
机械效率η
1
2
0.1
1.0
66.7%
2
3
0.1
1.4
71.4%
3
6
0.1
2.5
80%
分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是　
　；小华所用动滑轮的重一定小于　
　N．
33．（4分）（2020春?渝中区期末）某小组在“测量滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如如表所示，实验装置如图所示。
（1）实验时应竖直向上　
　拉动弹簧测力计。
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数。讨论后他们认为这种做法不正确，因为没有考虑到　
　对滑轮组机械效率的影响。
实验
次数
钩码
重G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉
力F/N
绳端移动
距离S/m
机械
效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
0.4
（3）请根据表中数据计算第4次实验滑轮组的机械效率：　
　。
3145155469265（4）通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数　
　关（选填“有”或“无”）。
（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越　
　（选填“大”或“小”），滑轮组机械效率越高。
（6）根据表中实验数据，你　
　（选填“能”或“不能”）计算出图中动滑轮的重力。
34．（4分）（2020?包河区二模）小明同学利用如图所示的实验装置探究杠杆的机械效率。请你完成下列问题：
（1）实验过程中，要竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样做的目的是　
　。
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，小明同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到如表格中所示的两组实验数据：
次数
钩码悬挂点
钩码总重G
钩码移动距离h
拉力
F
测力计移动距离s
机械效率η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表格中的实验数据可知：使用该杠杆提升钩码做功时，也存在额外功，不计空气阻力，其额外功的主要来源是：①　
　；②　
　。
4925695583565（3）根据表格中的实验数据不能得出：“杠杆的机械效率与所挂钩码的重量有关，钩码越重其效率越高”的实验结论。其理由是：①　
　；②　
　。
（4）小明在上述实验中，如果保持钩码的重量及其悬挂点不变，只将弹簧测力计改为始终垂直杠杆向上匀速拉动，则在钩码从图中位置不断被提升的过程中，弹簧测力计的示数将　
　（选填“变大”、“变小”“先变大后变小”、“不变”）。
六．计算题（共3小题，满分15分，每小题5分）
502920095821535．（5分）（2020?碑林区校级三模）小华和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验，人以200N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10s绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70%（g取10N/kg，不计绳重和摩擦，滑轮组的绕绳能承受的拉力为450N），求：
（1）画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况；
（2）被吊起物的质量是多少？
（3）若该滑轮组机械效率提升到85%，则被吊起的物重为多大？
（4）若小华体重为500N，则此滑轮组的最大机械效率多大？
36．（5分）（2020春?魏县期末）杠杆在工业生产中有广泛的应用，如图为某杠杆示意图，物体C为边长为50cm的正方体，其质量为65kg，杠杆AB可绕O点转动，AO：OB＝2：1，一个体重为600N的人用竖直向下的力拉绳子，对杠杆B端产生一个竖直向下的拉力，杠杆在水平位置保持静止，且物体C对地面的压强为2000Pa，杠杆自重、绳重及摩擦均不计。
（1）地面对物体C的支持力是多少？
（2）人对绳子的拉力是多少？
（3）若人与地面的接触面积为400cm2，则人对地面的压强是多少？
397637041275
464820044132537．（5分）（2020春?霍邱县期末）如图所示，利用滑轮组用时10s将200N的重物匀速向上提升到20m高的平台上，求：
（1）画出滑轮组的绕线方式；
（2）绳子自由端向下移动的速度；
（3）若实际拉力为110N，不计绳重及摩擦，则动滑轮重是多少N。
七．综合能力题（共1小题，满分6分，每小题6分）
38．（6分）（2020春?红塔区期末）如图1所示，在拉力F作用下，利用动滑轮把货物匀速提升了5m。拉力F为250N，货物的重力G为400N．求：
（1）有用功W有；
（2）动滑轮的机械效率；
（3）如图2所示，小谦想把被台风刮歪的甲树拉正，这样做有　
　段绳子拉甲树；如果不计绳重和摩擦，甲树若受水平向左的300N倾斜力，则小谦对绳子的拉力为　
　N。
3353435125730
简单机械
达标检测题
参考答案与试题解析
一．选择题（共13小题，满分26分，每小题2分）
1．【解答】A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
故选：B。
2．【解答】
由图可知晾衣竹竿、脚踏板的动力臂都小于阻力臂，属于费力杠杆；天平的动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆。只有行李车的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
所以选项B、C、D都不符合题意。
故选：A。
3．【解答】设物体重力为G，不计机械自重和摩擦：
A、图中为斜面，由功的原理可得，F1×4m＝G×2m，解得F1＝0.5G；
B、图中为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，因此F2＝G；
C、图中为定滑轮，不省力，则F3＝G；
D、由图可知，杠杆的动力臂为阻力臂的2倍，根据杠杆平衡条件可知，动力为阻力的二分之一，F4＝0.5G；
因此动力最小的是B。
故选：B。
4．【解答】
A、总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占比例越小，则有用功在总功中占比例越大，机械效率越高，故A正确；
B、机械效率是有用功与总功之比：η＝，机械功率是物体在单位时间内做的功，P＝，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；
C、由W＝Pt可知，做功多少还受时间的影响，功率不同的机器，做的功可能相等，故C错误；
D、功率是功与时间的比值，做功多，时间不确定，功率大小不能确定，故D错误。
故选：A。
5．【解答】
由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，忽略绳子与滑轮的摩擦，则F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故ABC错误，故D正确。
故选：D。
6．【解答】
A、动滑轮是省力杠杆，能省力，但不能改变力的方向，故A错误；
B、定滑轮是等臂杠杆不省力，但能改变力的方向，故B正确；
C、滑轮组省力，费距离，要做额外功，不能省功，故C错误；
D、使用任何机械都要做额外功，所以斜面机械效率不可能达到100%，故D错误。
故选：B。
7．【解答】
A、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故A错误；
B、力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的，故B正确；
C、根据功的原理可知，省力的机械一定多移动距离，所以斜面在使用时能省力，但须多移动距离，故C正确；
D、力的大小、方向和作用点叫做力的三要素，都能影响力的作用效果，故D正确。
故选：A。
8．【解答】
A、小明做的有用功：W有＝Gh＝100N×1m＝100J，故A错误；
D、小明做的总功（即拉力对物体做的功）：W总＝Fs＝32N×5m＝160J，故D正确；
B、根据W总＝W有+W额可知，额外功为：W额＝W总﹣W有＝160J﹣100J＝60J，
由W额＝fs得摩擦力为：f＝＝＝12N，故B错误；
C、斜面的机械效率：η＝＝×100%＝62.5%，故C错误。
故选：D。
9．【解答】
由图可知，连接动滑轮的绳子股数n甲＝3，n乙＝2，已知滑轮重相等、物重也相等，不计绳重与摩擦，
根据F＝（G物+G动）可知，甲滑轮组的拉力较小、更省力；
拉力做功是总功，不计绳重和摩擦，滑轮重、物重均相等，提升相同的高度，
由W总＝W有+W额＝G物h+G动h可知做的总功相同；
由于有用功相等，总功也相等，由η＝可知，两个滑轮组的机械效率相等，故ABC错误，D正确。
故选：D。
10．【解答】
拉力做的有用功为：W有＝Gh＝100N×2m＝200J；
斜面上装一个动滑轮，斜面的长是5m，
所以绳子末端移动的距离为：s＝nL＝2×5m＝10m，
拉力做的总功为：W总＝Fs＝50N×10m＝500J；
则机械效率为：η＝＝×100%＝40%。
故选：A。
11．【解答】
A、不计绳重及摩擦，滑轮重相同，提升物体的高度相同，所做有用功相等，由W额＝G动h可知两种方式所做额外功相等，故A正确；
B、由题可知，n甲＝2，n乙＝2，滑轮的重力相同，提升物体的重力也相同，不计绳重及摩擦，图甲中绳子受的拉力：F甲＝（G+G动），图乙中绳子的拉力F2＝（G+G动），所以，F甲＝F乙，故B错误；
C、由图可知，提升物体的高度h相同，由s＝nh可知，绳自由端移动距离s甲＝s乙，故C错误；
D、根据η＝＝＝可知，滑轮组的机械效率与提升的高度无关，当增大提升高度，滑轮组的效率不变，故D错误。
故选：A。
12．【解答】
不计绳重与摩擦，此滑轮组的机械效率η＝＝＝，则η﹣1＝＝1+＝1+（G﹣1×G动），
已知图中纵轴表示机械效率的倒数η﹣1，由此可知，若不计纯重与摩擦，则横轴可能表示G﹣1或G动，故B正确。
故选：B。
13．【解答】
A、忽略绳重及摩擦，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%，
图甲中n＝2，由η＝＝＝可知，
F1＝＝＝500N，故A错误；
B、图甲中，根据F1＝（G+G动）可得动滑轮的重力：
G动＝2F1﹣G＝2×500N﹣900N＝100N；
忽略绳重及摩擦，根据η＝＝＝可知，
用图乙绕法匀速提升400N重物时，其机械效率为：η′＝＝×100%＝75%，故B正确；
C、动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆，但费距离，故C错误；
D、分别用两种绕法匀速把相同的重物提升相同的高度时，有用功相同，忽略绳重及摩擦，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即F1和F2做功相同），故D错误。
故选：B。
二．多选题（共3小题，满分9分，每小题3分）
14．【解答】
（1）由图知，n＝3，绳子自由端移动的距离：
s＝3s物＝3v物t＝3×0.1m/s×10s＝3m，
由W总＝Fs可得拉力：F＝＝＝50N；故A正确，B错误；
（2）由η＝＝＝＝可得，
物体与地面间的滑动摩擦力：f＝3ηF＝3×80%×50N＝120N，故C错误，D正确。
故选：AD。
15．【解答】由图可知，n＝2。
A、因为物体做匀速运动，因此物体M受到的合力为零；故A错误；
B、忽略绳重和轴摩擦，F＝（G物+G动滑轮），
即30N＝（G物+10N），
G物＝50N，故B错误；
C、自由端移动的速度v＝2v′＝2×0.1m/s＝0.2m/s，故C正确；
D、天花板受到的拉力F拉＝3F+G定滑轮＝3×30N+10N＝100N，故D正确。
故选：CD。
16．【解答】如图所示，杠杆在水平位置平衡。假设杠杆上每个小格为1cm，由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得：
（2G甲+G乙）×4cm＝（G甲+3G乙）×2cm，则3G甲＝G乙，即：。
A、B.由于物体所受重力与其质量成正比，，所以.甲和乙两种实心球的体积相等，由密度公式可得：.故A错误、B正确。
C、倘若左盘去掉1个乙球，右盘去掉2个乙球。则左边力与力臂之积：2G甲×4cm＝8G甲cm；
右边力与力臂之积：（G甲+G乙）×2cm＝（G甲+3G甲）×2cm＝8G甲cm；
左边力与力臂之积等于右边力与力臂之积，符合杠杆平衡条件，所以杠杆依旧平衡。C正确。
D、倘若两个挂盘分别向远离支点的方向移动一格。3G甲＝G乙。
则左边力与力臂之积：（2G甲+G乙）×5cm＝（2G甲+3G甲）×5cm＝25G甲cm；
右边力与力臂之积：（G甲+3G乙）×3cm＝（G甲+3×3G甲）×3cm＝30G甲cm；
左边力与力臂之积不等于右边力与力臂之积，不符合杠杆平衡条件，杠杆不平衡。D错误。
故选：BC。
三．填空题（共11小题，满分22分，每小题2分）
17．【解答】
（1）由题意可知，左、右两筐中谷子的重力分别为：
G左＝m左g＝20kg×10N/kg＝200N，G右＝m右g＝25kg×10N/kg＝250N，
因扁担和筐的重力均不考虑，可设挑担水平平衡时，他在距扁担左端为L，则右侧部分距扁担1.8m﹣L，
由杠杆的平衡条件可得：G右（1.8m﹣L）＝G左L，
则L＝×1.8m＝×1.8m＝1m；
（2）小明将两筐谷子同时向内移动了0.1m时，左、右两筐重力的力臂分别为：
L左＝L﹣△L＝1m﹣0.1m＝0.9m，L右＝1.8m﹣L﹣△L＝1.8m﹣1m﹣0.1m＝0.7m，
则G右L右＝250N×0.7m＝175N?m，G左L左＝200N×0.9m＝180N?m，
由G右L右＜G左L左可知，要保持挑担水平，应向右筐增加谷子，设其质量为m，则其重力为mg，
由杠杆的平衡条件可得：（G右+mg）L右＝G左L左，即（250N+m×10N/kg）×0.7m＝200N×0.9m，
解得：m≈0.7kg。
故答案为：1；右；0.7。
18．【解答】根据乙图，在A端不挂重物，当D端开始下降时，此时为D点所挂的最大安全值，该装置可看作以C为支点的杠杆，如图所示：
根据杠杆的平衡条件：
G?OC＝F?CD
G×（﹣CD）＝F×CD
20N×（﹣0.5m）＝F×0.5m
解得：F＝16N
故答案为：不挂；16。
19．【解答】（1）图示的垃圾桶，因为是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以是一个省力杠杆；
（2）垃圾桶底部安装小轮子，采用变滑动为滚动的方式减小了摩擦力；
（3）由题可知，垃圾桶总重G＝150N，动力臂是阻力臂的2倍即：L1＝2L2，
根据杠杆原理：FL1＝GL2可得保持垃圾桶平衡的拉力：
F＝＝＝75N。
故答案为：省力；减小；75。
20．【解答】
扁担在左端挂了30kg的水桶，右端挂了20kg的水桶，左端的重力大于右端的重力，因此人的肩膀应靠近左端更省力；
扁担挑水，以肩膀为支点，扁担在水平位置平衡时，设肩膀到扁担左端的距离为L，
则肩膀到扁担右端的距离L′＝1.2m﹣L，
由杠杆平衡条件可得：m左g×L＝m右g×L′，
即：30kg×10N/kg×L＝20kg×10N/kg×（1.2m﹣L），
解得：L＝0.48m；
故答案为：左；0.48。
21．【解答】
假设斜面很光滑，则根据W有＝W总可得：
推力做的功：W总＝W有＝Gh＝mgh＝120kg×10N/kg×2m＝2400J；
则根据W＝Fs可得推力：
F＝＝＝480N。
故答案为：480。
22．【解答】
钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴是一种省力杠杆。
故答案为：轮轴；省力。
23．【解答】
旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的，故该滑轮是定滑轮，使用它可以改变力的方向，但不能省力。
故答案为：定滑轮；改变力的方向。
24．【解答】
（1）拉力对木箱做的功（总功）：
W总＝Fs＝400N×5m＝2000J；
（2）所做的有用功：
W有＝Gh＝1800N×1m＝1800J；
斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝90%；
（3）克服摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝2000J﹣1800J＝200J，
由W额＝fs可得木箱受到的摩擦力：
f＝＝＝40N。
故答案为：2000；90%；40。
25．【解答】
（1）动滑轮、货框和砖的总重力：G总＝m总g＝（0.5kg+9.5kg+40kg）×10N/kg＝500N；
不计绳重与摩擦，则工人做的功为：W总＝G总h＝500N×6m＝3000J；
（2）砖的重力：G砖＝m砖g＝40kg×10N/kg＝400N，
所做的有用功：W有＝G砖h＝400N×6m＝2400J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝80%。
故答案为：3000；80%。
26．【解答】
（1）由图可知，甲图中的滑轮为定滑轮，可以改变用力的方向；
乙图中的滑轮是动滑轮，可以省一半的力；
（2）用一个动滑轮或一个定滑轮把同一个物体提升同样的高度，做的有用功相同；
不计绳重和摩擦，动滑轮在提升物体过程中动滑轮随物体一起上升，要克服动滑轮的重力提升做额外功，
而使用定滑轮时所做额外功为0，所以使用定滑轮需要做的总功少；
因机械效率是有用功与总功的比值，所以定滑轮的机械效率大于动滑轮的机械效率，即甲滑轮的机械效率较高；
（3）动滑轮的机械效率：η＝＝＝＝×100%＝75%。
故答案为：乙；甲；75%。
27．【解答】
由图可知，承担摩擦力大小的绳子股数n＝3，
因为物体移动距离s物＝vt＝0.1m/s×10s＝1m，
所以绳子自由端移动的距离：s＝3s物＝3×1m＝3m，
所做的有用功（克服摩擦力做功）：W有＝fs物＝9N×1m＝9J；
拉力做的功（总功）：W总＝Fs＝4N×3m＝12J；
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝75%。
故答案为：9；75%。
四．作图题（共3小题，满分6分，每小题2分）
28．【解答】只有一个动滑轮，从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法，绳子绕法如下图所示：
29．【解答】已知图中支点为O点，阻力F2的方向竖直向下，阻力臂是支点到阻力作用线的垂线段。如图所示：
30．【解答】图中，反向延长画出力F2的作用线，从支点O作F2作用线的垂线段，可得F2的力臂l2；
过动力臂l1的末端（右下端）作l1的垂线，与杠杆的交点为F1的作用点，且F1的方向应向下才能使杠杆平衡，在线段末端标出箭头和动力的符号F1．如图所示：
。
五．实验探究题（共4小题，满分16分，每小题4分）
31．【解答】
（1）①杠杆静止时或杠杆匀速转动时，杠杆才处于平衡状态，所以此时杠杆处于平衡状态；②由图可知，杠杆右端较低，为使其在水平位置平衡，应向左端移动平衡螺母；
（2）设每个格的长度为L，每个钩码重为G，
根据杠杆的平衡条件：2G?4L＝nG?2L，
解得：n＝4，
若作用力在B点，为使杠杆平衡，作用力方向应向上，
根据杠杆的平衡条件：2G?OA＝F?OB，
代入数据得：2×1N×4L＝F×2L，
解得：F＝4N。
故答案为：（1）平衡；左；（2）向上；4。
32．【解答】
（1）由图可知，绳子的有效股数n＝3；
故绳子自由端移动距离：s＝nh＝3×0.5m＝0.15m；
滑轮组的机械效率：η＝＝＝×100%≈66.7%；
故表中的数据
A：0.15；B：66.7%；
（2）改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物，与动滑轮相连的绳子段数n多了，根据F＝比以前更省力了，弹簧测力计的示数变小了；提升物体重力不变，动滑轮重力增大了，克服动滑轮重力做的额外功增多了，所以机械效率变小；
（3）A、有用功为W有＝Gh，总功为W总＝Fs，滑轮组的机械效率为η＝＝，故A正确；
B、用功为W有＝Gh，总功为W总＝（G+G′）h，所以η＝＝＝，故C正确，B不正确；
③额外功W额＝G′h，总功为W总＝Fs，有用功W有＝W总﹣W额＝Fs﹣G′h，所以η＝＝＝1﹣，故D正确。
故选B；
（4）由1、2、3次数据知，同一滑轮组，提升物体越重，机械效率越高，故增加物重可以提高同一滑轮组的机械效率；
当物体越重时，对滑轮的压力越大，摩擦力越大，所以第一次实验受摩擦力的影响最小，小华所用动滑轮的自重一定小于：G动＝nF﹣G物＝3×1N﹣2N＝1N。
故答案为：（1）0.15；66.7%；（2）变小；变小；（3）B；（4）增加提升的物重；1。
33．【解答】
（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，他的想法不正确，因为她没有考虑到绳子与轮之间的摩擦对滑轮组机械效率的影响，导致测力计示数偏小；
（3）第4次实验的机械效率为：η＝＝＝×100%＝80%；
（4）实验1、2、3、4实验分别是用甲乙丙丁装置完成的，绳子的有效段数分别为2、3、3、4，
研究滑轮组的机械效率与绳子段数有无关系时，要控制使用同一装置，提升相同的重物，只改变绳子的段数，故通过比较
1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；
（5）研究滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系，要控制使用同一装置，只改变提升物体的重力大小，故通过比较2、3
两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
（6）提起重物时作用在绳子自由端的拉力：F＝（G+G动）的适用条件是不计绳重和摩擦，因本题没有这个条件，故不能求出动滑轮的重。
故答案为：（1）匀速；（2）摩擦力；（3）80%；（4）无；（5）大；（6）不能。
34．【解答】
（1）实验时，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使弹簧测力计的示数和作用在杠杆上的拉力相等；
（2）额外功产生的原因：克服机械的重做功、克服摩擦做功；
（3）分析机械效率的影响因素采取控制变量法，研究提起的物重和机械效率的关系时，应保持位置不变；
应进行多次实验，分析多组数据，才能得出正确结论，只凭一次实验数据做出结论是不科学的；
（4）若弹簧测力计拉力方向一直垂直于杠杆向上拉动杠杆的过程中，阻力不变，动力臂不变，阻力臂先变大后变小，所以测力计示数先变大后变小。
故答案为：（1）使弹簧测力计的示数和作用在杠杆上的拉力相等；（2）①杠杆自重；②杠杆支点处的摩擦；（3）①两次实验钩码没有挂在同一位置；②一次对比实验所得结论是不可靠的；（4）先变大后变小。
六．计算题（共3小题，满分15分，每小题5分）
35．【解答】
（1）由s＝nh可得，滑轮组绳子的有效股数n＝＝＝3，
根据“奇动偶定”，绳子应从动滑轮挂钩上开始，如图所示：
（2）人的拉力做的功：W总＝Fs＝200N×1.5m＝300J；
由η＝可得，拉力做的有用功：
W有＝ηW总＝70%×300J＝210J；
由W＝Gh可得，被吊起重物的重力：
G＝＝＝420N，
由G＝mg得，被吊起物的质量：
m＝＝＝42kg；
（3）由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣4G＝3×200N﹣420N＝180N，
由η＝＝＝可得，80%＝；
解得：G′＝720N；
（4）拉力最大时，提起的物体最重，且拉力最大为F最大＝450N，
根据F＝（G′+G动）知，物体的最大重力为：
G″＝nF最大﹣G动＝3×450N﹣180N＝1170N，
则最大机械效率：η″＝＝＝×100%＝86.7%。
答：
（1）见上图；
（2）被吊起物的质量是42kg；
（3）被吊起的物重为720N；
（4）此滑轮组的最大机械效率86.7%。
36．【解答】（1）地面对物体C的支持力等于物体C对地面的压力，即：
F支＝F压＝pS＝2000
Pa×（0.5
m）2＝500
N
（2）物体C对A端的拉力FA＝G物﹣F支＝65
kg×10
N/kg﹣500
N＝150
N
由题知，AO：OB＝2：1
由杠杆的平衡条件有：
FA?AO＝FB?OB
150
N×2＝FB×1
解得：FB＝300
N
所以人对绳子自由端的拉力F拉＝FB＝300N
（3）人对地面的压力大小等于地面对人的支持力，即：F压＝G人﹣F拉＝600
N﹣300
N＝300N；
人对地面的压强：。
故答案为：（1）地面对物体C的支持力是500N；
（2）人对绳子的拉力是300N；
（3）人对地面的压强是7500Pa。
37．【解答】
（1）由图可以看出，人站在地面拉动绳子，因此绳子的拉动方向应向下，因此确定自由端的绳子，然后依次向内绕，如图所示：
（2）由图可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×20m＝40m；
绳子自由端向下移动的速度为：v＝＝＝4m/s；
（3）不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）得，
G动＝2F﹣G＝2×110N﹣200N＝20N。
答：
（1）画出滑轮组的绕线方式见上图；
（2）绳子自由端向下移动的速度为4m/s；
（3）若实际拉力为110N，不计绳重及摩擦，则动滑轮重是20N。
七．综合能力题（共1小题，满分6分，每小题6分）
38．【解答】
（1）图1中，所做的有用功：
W有＝Gh＝400N×5m＝2000J，
（2）由图1可知，动滑轮上绳子的段数n＝2，
则绳端移动的距离：s＝nh＝2×5m＝10m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝250N×10m＝2500J，
动滑轮的机械效率：
η＝＝×100%＝80%；
（3）图2中，用绳子拉甲树时，甲相当于一个动滑轮，此时有两段绳子向右拉甲树；
不计绳重和摩擦，甲树受水平向左的300N拉力，
则人对绳子的拉力（每段绳子承担的力）至少为：F＝F甲＝×300N＝150N。
答：（1）有用功W有为2000J；
（2）动滑轮的机械效率η为80%；
（3）2；150。

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