第12章 簡單機械（易錯真題匯編）

第十二章簡單機械一、選擇題（共12小題）1．（2023?濟(jì)南）圖甲所示的案秤是生活中測量質(zhì)量的常用工具，與各1個標(biāo)有“0.5kg”“1kg”“5kg”和2個標(biāo)有“2kg”的增砣配套使用。如果把圖乙所示的標(biāo)有“2kg”的增砣放在秤盤中稱量它的質(zhì)量，測量結(jié)果應(yīng)該（）A．大于2kg B．等于2kg C．小于2kg D．無法判斷2．（2023?淮安）如圖所示，一根質(zhì)地不均勻的硬棒重心在O點，將硬棒通過繩1懸掛于A點，2、3為兩個支架，在繩與兩支架的作用下，硬棒水平靜止，此時繩與支架均對硬棒有彈力（繩的形變忽略不計）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（）A．僅撤去支架2 B．僅撤去支架3 C．同時剪斷繩1和撤去支架2 D．同時剪斷繩1和撤去支架33．（2023?臨沂）2023年2月10日，航天員費俊龍、張陸在機械臂的輔助下完成了中國空間站全面建成后航天員的首次出艙活動，機械臂類似人的手臂，具有抓住、拉回、鎖死等功能。如圖所示工具，正常使用時與機械臂屬于同一類杠桿的是（）A．瓶起子 B．鋼絲鉗 C．核桃夾 D．食品夾4．（2023?無錫）如圖所示，是《天工開物》中記載的我國傳統(tǒng)提水工具“桔槔”，用繩子系住一根直的硬棒的O點作為支點，A端掛有重為40N的石塊，B端掛有重為20N的空桶，OA長為1.2m，OB長為0.6m。使用時，人向下拉繩放下空桶，裝滿重為100N的水后向上拉繩緩慢將桶提起，硬棒質(zhì)量忽略不計。下列說法中正確的是（）A．向下拉繩放下空桶時桔槔為省力杠桿 B．向下拉繩放下空桶時拉力為20N C．向上拉繩提起裝滿水的桶時桔槔為費力杠桿 D．向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為40N5．（2023?廣元）如圖所示，杠桿OBA可繞O點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，OB＝2BA，在B點懸掛一個10N的重物G，在A點施加豎直向上的動力F，使杠桿OBA水平平衡（杠桿重力及摩擦均忽略不計），下列說法正確的是（）A．在A點施加豎直向上的力F1時，該杠桿是費力杠桿 B．作用在A點的力F1的大小為5N C．如果重物的懸掛點B向O點移動，要使杠桿水平平衡，F(xiàn)1應(yīng)變小 D．若將作用于A點的力F1變?yōu)閳D中F2，要使杠桿水平平衡，F(xiàn)2應(yīng)小于F16．（2023?北京）如圖是小強利用器械進(jìn)行鍛煉的示意圖，其中橫桿AB可繞固定點O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，OA：OB＝3：2，在桿A端用細(xì)繩懸掛重為300N的配重，他在B端施加豎直方向的力F1，桿AB在水平位置平衡，此時他對水平地面的壓力為F2。為了鍛煉不同位置的肌肉力量，他將固定點移動到A端，桿AB可繞端點A在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，配重懸掛在O點，在B端施加豎直方向的力使桿AB在水平位置再次平衡，此時，他對水平地面的壓力為F3，壓強為p。已知小強重為650N，兩只腳與地面接觸的總面積為400cm2，不計桿重與繩重，下列判斷正確的是（）A．F1為200N B．F2為1100N C．F3為830N D．p為11750Pa7．（2023?常德）如圖所示小明組裝了甲、乙兩種滑輪，用來提升同一物體，G物＝200N（不計繩重、輪重和摩擦），要使物體豎直勻速提升2m。下列說法中正確的是（）A．F甲＝200N，并向上移動4m B．F甲＝100N，并向上移動2m C．F乙＝200N，并向上移動1m D．F乙＝400N，并向上移動1m8．（2022?柳州）如圖甲，大人、男孩、女孩用兩根相同圓木棍和一根繩子玩“比力氣”的游戲。該游戲裝置與滑輪組類似，圖乙是其示意圖。繩的一端固定在一根木棍上，在兩根木棍上繞幾圈后女孩捆住繩的另一端向外拉，大人、男孩則各握住一根木棍向外拉，三人中被拉動者為負(fù)，他們都使出了最大力氣，仍處于“僵持”狀態(tài)，沒能分出勝負(fù)。忽略繩與木棍之間的摩擦，以下做法中最有可能使女孩獲勝的是（）

A．僅將繩在兩木棍上多繞1圈 B．僅將繩在兩木棍上少繞1圈 C．僅增加繩的總長 D．僅減小繩的總長9．（2023?連云港）下列關(guān)于機械效率的說法正確的是（）A．越省力的機械，機械效率越高 B．做功越快的機械，機械效率越高 C．所做有用功越多的機械，機械效率越高 D．有用功與總功的比值越大的機械，機械效率越高10．（2023?北京）用如圖所示的裝置提升重為800N的物體A，動滑輪重為200N。在卷揚機對繩子的拉力F作用下，物體A在10s內(nèi)豎直勻速上升了2m。在此過程中，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．物體A上升的速度為0.4m/s B．滑輪組的有用功為2000J C．拉力F的功率為100W D．滑輪組的機械效率為80%11．（2023?達(dá)州）搬運工人為了將笨重的物體裝進(jìn)汽車車廂，常使用如圖所示的裝置把物體從斜面底端勻速推上頂端，已知斜面長5m，高2m，物體重1000N，沿斜面向上的推力為500N，則下列判定不正確的是（）A．物體在斜面上運動的過程中受3個力的作用，合力為0 B．推力所做的功是2500J C．斜面的機械效率為80% D．物體受到斜面的摩擦力為100N12．（2023?荊州）一位同學(xué)用如圖所示的滑輪組拉著重500N的物體，使物體以0.1m/s的速度沿水平地面向右勻速直線運動10s，已知物體與地面間的滑動摩擦力為150N，滑輪組的機械效率為60%，在此過程中下列選項正確的是（）A．繩子自由端移動的距離為3m B．拉力做的有用功為500J C．拉力做的額外功為150J D．拉力做功的功率為25W二、填空題（共6小題）13．（2023?大連）如圖所示。放置花盆的支架只在A、D兩點用螺釘固定在墻壁上，BC保持水平。已知AC長為l1，CD長為l2，BC長為l3，花盆的重力為G，重力作用線恰好過BC中點。若不計支架的重力，則D點螺釘對支架的水平拉力F＝（用已知量表示）。為了減小拉力F，花盆位置應(yīng)離墻壁一些。14．（2023?河北）在均勻直尺的中央挖一小凹槽，把一個薄金屬片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽內(nèi)制成一個簡易“天平”。靜止時直尺水平平衡。在直尺的兩側(cè)各放一個相同的小盤，在小盤中倒入質(zhì)量不等的大米和小米，調(diào)整小盤在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如圖所示。由圖可知，大米的質(zhì)量（選填“大于”或“小于”）小米的質(zhì)量。F是左盤對直尺施加的力，請在圖中畫出F的力臂?，F(xiàn)向左盤中再加入少量大米，寫出一種能夠使直尺恢復(fù)平衡的方法：。15．（2023?蘭州）建筑工地上，工人利用杠桿提起重物。如圖所示，杠桿AOB在豎直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知OA：OB＝3：1，物體的重力為1600N，與地面的接觸面積為400cm2，此時物體對水平地面的壓強為2.5×104Pa。若工人的重力為700N，則工人對地面的壓力為N，工人最多能拉起N的重物（杠桿與繩的自重、轉(zhuǎn)軸上的摩擦均不計）。16．（2022?上海）用如圖所示的滑輪沿豎直方向提起一重為16牛的物體A（滑輪自身重力及摩擦忽略不計），滑輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，其實質(zhì)是一個杠桿，力F的大小為牛，此時物體A所受到的合力大小為牛。17．（2023?瀘州）小聰探究斜面的機械效率時，將粗糙程度均勻的長木板用支架支撐構(gòu)成斜面，如圖所示。用刻度尺量出斜面底端A點到斜面上B點的距離L為80cm，B點距水平地面高度h為20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F將重為2N的木塊勻速拉到B點，用時2s，則這段過程中拉力F做功的功率P＝W，斜面的機械效率η＝%，木塊在該斜面上受到的滑動摩擦力f＝N。18．（2023?重慶）如圖所示，是小智同學(xué)在勞動實踐基地體驗的場景。他用160N的拉力將重240N的重物勻速提升2m，用時10s，此過程中重物上升的速度為m/s，滑輪組的機械效率為。三、實驗探究題（共2小題）19．（2023?青島）天平和桿秤在古籍中常被稱為“權(quán)衡器”，《墨經(jīng)》最早對權(quán)衡器的杠桿原理做了理論上的探討。關(guān)于杠桿的平衡條件，小海用圖甲所示裝置進(jìn)行探究，其中杠桿的刻度均勻，每個鉤碼的重力均為0.5N。（1）實驗中，杠桿在位置平衡最便于測量力臂。（2）如圖乙所示，杠桿已經(jīng)平衡。如果在左側(cè)鉤碼下增加一個鉤碼或者將左側(cè)鉤碼向右移動5cm，杠桿都將失去平衡。由此可以猜想：杠桿的平衡可能與力的和力臂有關(guān)。（3）小海在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，進(jìn)行了4次實驗。杠桿平衡時的部分?jǐn)?shù)據(jù)已填入表中，其中圖丙是第4次杠桿平衡時的情景，請將杠桿右側(cè)的阻力數(shù)值填入表中。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m11.00.202.00.1022.00.152.00.1532.00.151.50.2041.50.100.15分析實驗數(shù)據(jù)，可歸納出杠桿的平衡條件是F1l1F2l2。（4）小海與小蘭對實驗過程進(jìn)行交流，產(chǎn)生了一個新的問題：若支點不在杠桿的中點，并用彈簧測力計代替一側(cè)的鉤碼施力，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？于是他們共同進(jìn)行了如圖丁的探究。①畫出圖丁中F1的動力臂l1。②多次改變拉力F1的作用點在杠桿上的位置進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)杠桿平衡時，F(xiàn)1l1都是大于F2l2，其原因可能是。20．（2023?湘潭）用圖所示裝置測量滑輪組的機械效率，部分實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩子自由端移動距離s/cm機械效率η12.051.01566.7%24.051.81574.1%34.0101.83074.1%46.052.515（1）實驗過程中，緩慢豎直拉動彈簧測力計，使鉤碼向上做運動。第1次實驗時，鉤碼上升的時間為3s，此過程中，繩子自由端上升的速度為m/s。（2）第4次實驗時所做的有用功為J，滑輪組的機械效率是%。（3）分析1、2、4次實驗的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時，重物重力越（選填“大”或“小”），滑輪組的機械效率越高；分析2、3次實驗的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。（4）用滑輪組提升重物時，下列選項中也可提高機械效率的是。A．換用更輕的動滑輪B．加快提升物體的速度四、計算題（共2小題）21．（2022?北京）俯臥撐是一項常見的健身項目，采用不同的方式做俯臥撐，健身效果通常不同。圖1甲所示的是小京在水平地面上做俯臥撐保持靜止時的情境，他的身體與地面平行，可抽象成如圖1乙所示的杠桿模型，地面對腳的力作用在O點，對手的力作用在B點，小京的重心在A點。已知小京的體重為750N，OA長為1m，OB長為1.5m。

（1）圖乙中，地面對手的力F1與身體垂直，求F1的大小。（2）圖2所示的是小京手扶欄桿做俯臥撐保持靜止時的情境，此時他的身體姿態(tài)與圖甲相同，只是身體與水平地面成一定角度，欄桿對手的力F2與他的身體垂直，且仍作用在B點。分析并說明F2與F1的大小關(guān)系。22．（2023?廣元）如圖所示，某工人利用滑輪組將一個工件沿水平地面勻速拉動到加工點。拉動過程中，工人對繩的拉力始終沿豎直方向，工人雙腳始終與水平地面接觸且接觸面積為300cm2，工人對地面的壓強為2.0×104Pa；此工人的質(zhì)量為70kg，兩個動滑輪的質(zhì)量共為10kg，繩重、繩與滑輪之間的摩擦均忽略不計，g取10N/kg。求：（1）工人的手對繩的拉力大??；（2）工件移動過程中，地面對工件摩擦力的大??；（3）滑輪組在此次工作中的機械效率。

第十二章簡單機械（解析版）一、選擇題（共12小題）1．（2023?濟(jì)南）圖甲所示的案秤是生活中測量質(zhì)量的常用工具，與各1個標(biāo)有“0.5kg”“1kg”“5kg”和2個標(biāo)有“2kg”的增砣配套使用。如果把圖乙所示的標(biāo)有“2kg”的增砣放在秤盤中稱量它的質(zhì)量，測量結(jié)果應(yīng)該（）A．大于2kg B．等于2kg C．小于2kg D．無法判斷解：根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2可判斷，增砣盤所對應(yīng)力臂較長，秤盤所對應(yīng)的力臂短，則秤盤中物體的力大于增砣盤中的力，即秤盤中物體的質(zhì)量大于增砣盤中增砣的質(zhì)量，故這個標(biāo)識為2kg的增砣真實質(zhì)量小于2kg。答案：C。2．（2023?淮安）如圖所示，一根質(zhì)地不均勻的硬棒重心在O點，將硬棒通過繩1懸掛于A點，2、3為兩個支架，在繩與兩支架的作用下，硬棒水平靜止，此時繩與支架均對硬棒有彈力（繩的形變忽略不計）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（）A．僅撤去支架2 B．僅撤去支架3 C．同時剪斷繩1和撤去支架2 D．同時剪斷繩1和撤去支架3解：繩子只能向上施加拉力，支架只能施加向上的支持力；A．僅撤去支架2，以1為支點，重力和支架支持力使得杠桿的轉(zhuǎn)動方向相反，可以平衡，故A正確；B．僅撤去支架3，以1為支點，重力和支架2支持力使得杠桿的轉(zhuǎn)動方向都是順時針，故杠桿不可以平衡，B錯誤；C．同時剪斷繩1和撤去支架2，以3為支點，重力使得杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，不可以平衡，故C錯誤；D．同時剪斷繩1和撤去支架3，以2為支點，重力使得杠桿順時針轉(zhuǎn)動，不可以平衡，故D錯誤。答案：A。3．（2023?臨沂）2023年2月10日，航天員費俊龍、張陸在機械臂的輔助下完成了中國空間站全面建成后航天員的首次出艙活動，機械臂類似人的手臂，具有抓住、拉回、鎖死等功能。如圖所示工具，正常使用時與機械臂屬于同一類杠桿的是（）A．瓶起子 B．鋼絲鉗 C．核桃夾 D．食品夾解：機械臂在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿。A、瓶起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，費距離，故A不符合題意；B、鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，費距離，故B不符合題意；C、核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，費距離，故C不符合題意；D、食品夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，省距離，故D符合題意。答案：D。4．（2023?無錫）如圖所示，是《天工開物》中記載的我國傳統(tǒng)提水工具“桔槔”，用繩子系住一根直的硬棒的O點作為支點，A端掛有重為40N的石塊，B端掛有重為20N的空桶，OA長為1.2m，OB長為0.6m。使用時，人向下拉繩放下空桶，裝滿重為100N的水后向上拉繩緩慢將桶提起，硬棒質(zhì)量忽略不計。下列說法中正確的是（）A．向下拉繩放下空桶時桔槔為省力杠桿 B．向下拉繩放下空桶時拉力為20N C．向上拉繩提起裝滿水的桶時桔槔為費力杠桿 D．向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為40N解：A、向下拉繩放下空桶時，B端的力為動力，A端的力為阻力，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故A錯誤；BD、根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2，杠桿平衡時B端的拉力FB=G放下空桶時，向下拉繩子的力F1＝FB﹣G桶＝80N﹣20N＝60N，裝滿水時，桶和水的總重力G總＝G桶+G水＝20N+100N＝120N，向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為F2＝G總﹣FB＝120N﹣80N＝40N，故B錯誤，D正確；C、向上拉繩提起裝滿水的桶時，在A端的力為動力，B端的力為阻力，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故C錯誤；答案：D。5．（2023?廣元）如圖所示，杠桿OBA可繞O點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，OB＝2BA，在B點懸掛一個10N的重物G，在A點施加豎直向上的動力F，使杠桿OBA水平平衡（杠桿重力及摩擦均忽略不計），下列說法正確的是（）A．在A點施加豎直向上的力F1時，該杠桿是費力杠桿 B．作用在A點的力F1的大小為5N C．如果重物的懸掛點B向O點移動，要使杠桿水平平衡，F(xiàn)1應(yīng)變小 D．若將作用于A點的力F1變?yōu)閳D中F2，要使杠桿水平平衡，F(xiàn)2應(yīng)小于F1解：A．在A點施加豎直向上的力F1時，動力臂是OA，阻力臂是OB，動力臂大于阻力臂，該杠桿是省力杠桿，故A錯誤；B．由杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)1×OA＝G×OB，且OA＝OB+BA＝3BA，即F1×3BA＝G×2BA，F(xiàn)1=23GC．如果重物的懸掛點B向O點移動，則OB變小，由F1×OA＝G×OB可知，OA與G大小不變，要使杠桿水平平衡，F(xiàn)1應(yīng)變小，故C正確；D．將作用于A點的力F1變?yōu)閳D中F2，動力臂會變小，由杠桿的平衡條件可知，在OB與G不變情況下，F(xiàn)2應(yīng)大于F1，故D錯誤。答案：C。6．（2023?北京）如圖是小強利用器械進(jìn)行鍛煉的示意圖，其中橫桿AB可繞固定點O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，OA：OB＝3：2，在桿A端用細(xì)繩懸掛重為300N的配重，他在B端施加豎直方向的力F1，桿AB在水平位置平衡，此時他對水平地面的壓力為F2。為了鍛煉不同位置的肌肉力量，他將固定點移動到A端，桿AB可繞端點A在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，配重懸掛在O點，在B端施加豎直方向的力使桿AB在水平位置再次平衡，此時，他對水平地面的壓力為F3，壓強為p。已知小強重為650N，兩只腳與地面接觸的總面積為400cm2，不計桿重與繩重，下列判斷正確的是（）A．F1為200N B．F2為1100N C．F3為830N D．p為11750Pa解：橫桿AB可繞固定點O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，OA：OB＝3：2，在桿A端用細(xì)繩懸掛重為300N的配重，他在B端施加豎直方向的力F1，桿AB在水平位置平衡，此時他對水平地面的壓力為F2，根據(jù)杠桿平衡條件可得F1=G×OA他對杠桿有向下的450N拉力，杠桿對他有向上的450N的拉力，所以他對水平地面的壓力為F2＝G人﹣F1＝650N﹣450N＝200N，故AB錯誤；他將固定點移動到A端，桿AB可繞端點A在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，配重懸掛在O點，在B端施加豎直方向的力使桿AB在水平位置再次平衡，此時，他對水平地面的壓力為F3，根據(jù)杠桿平衡條件可得F=G×OA他對杠桿有向上的180N推力，杠桿對他有向下的180N的壓力，所以他對水平地面的壓力為F3＝G人+F＝650N+180N＝830N，故C正確；此時他對地面的壓強p=F答案：C。7．（2023?常德）如圖所示小明組裝了甲、乙兩種滑輪，用來提升同一物體，G物＝200N（不計繩重、輪重和摩擦），要使物體豎直勻速提升2m。下列說法中正確的是（）A．F甲＝200N，并向上移動4m B．F甲＝100N，并向上移動2m C．F乙＝200N，并向上移動1m D．F乙＝400N，并向上移動1m解：AB、圖甲是動滑輪，動滑輪不能改變力的方向，但是可以省一半的力，所以F甲=12G物CD、圖乙是動滑輪，由圖可知，G物=12F乙＝200N，所以F乙＝400N，拉力端移動的距離為s'=1答案：D。8．（2022?柳州）如圖甲，大人、男孩、女孩用兩根相同圓木棍和一根繩子玩“比力氣”的游戲。該游戲裝置與滑輪組類似，圖乙是其示意圖。繩的一端固定在一根木棍上，在兩根木棍上繞幾圈后女孩捆住繩的另一端向外拉，大人、男孩則各握住一根木棍向外拉，三人中被拉動者為負(fù)，他們都使出了最大力氣，仍處于“僵持”狀態(tài)，沒能分出勝負(fù)。忽略繩與木棍之間的摩擦，以下做法中最有可能使女孩獲勝的是（）

A．僅將繩在兩木棍上多繞1圈 B．僅將繩在兩木棍上少繞1圈 C．僅增加繩的總長 D．僅減小繩的總長解：AB、僅將繩在兩木棍上多繞1圈，這樣承擔(dān)男孩所用木棍的繩子的段數(shù)增大，女孩更省力，可能使女孩獲勝；同理可知，僅將繩在兩木棍上少繞1圈，不能使女孩獲勝，故A正確，B錯誤；CD、改變繩的總長，不能改變力的大小，故CD錯誤。答案：A。9．（2023?連云港）下列關(guān)于機械效率的說法正確的是（）A．越省力的機械，機械效率越高 B．做功越快的機械，機械效率越高 C．所做有用功越多的機械，機械效率越高 D．有用功與總功的比值越大的機械，機械效率越高解：A、根據(jù)功的原理可知省力的機械不能省功，機械效率是有用功與總功的比值，機械省力與否與機械效率大小沒有關(guān)系，因此省力的機械，機械效率不一定越高，故A錯誤；B、做功越快的機械功率越大，功率反映了物體做功的快慢，機械效率是指有用功與總功的比值，機械效率與功率大小沒有直接關(guān)系，故B錯誤；C、機械效率是指有用功與總功的比值，有用功越多的機械，有用功與總功的比值不一定大，機械效率不一定高，故C錯誤；D、機械效率是有用功與總功的比值，有用功與總功的比值越大的機械，機械效率就越高，故D正確。答案：D。10．（2023?北京）用如圖所示的裝置提升重為800N的物體A，動滑輪重為200N。在卷揚機對繩子的拉力F作用下，物體A在10s內(nèi)豎直勻速上升了2m。在此過程中，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．物體A上升的速度為0.4m/s B．滑輪組的有用功為2000J C．拉力F的功率為100W D．滑輪組的機械效率為80%解：A、物體A上升的速度為：v=?B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B錯誤；C、由圖知，n＝2，不計繩重和輪與軸間的摩擦，拉力：F=12（G物+G動）拉力端移動距離：s＝2h＝2×2m＝4m，拉力做總功：W總＝Fs＝500N×4m＝2000J；拉力做功功率：P=WD、動滑輪提升物體A的機械效率：η=W有用W答案：D。11．（2023?達(dá)州）搬運工人為了將笨重的物體裝進(jìn)汽車車廂，常使用如圖所示的裝置把物體從斜面底端勻速推上頂端，已知斜面長5m，高2m，物體重1000N，沿斜面向上的推力為500N，則下列判定不正確的是（）A．物體在斜面上運動的過程中受3個力的作用，合力為0 B．推力所做的功是2500J C．斜面的機械效率為80% D．物體受到斜面的摩擦力為100N解：A、把物體從斜面底端勻速推上頂端，物體受到沿斜面向下的摩擦力，受重力、支持力、推力和摩擦力4個力作用，合力為0，故A錯誤；B、總功為：W總＝Fs＝500N×5m＝2500J，故B正確；C、有用功：W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J；機械效率為：η=W有WD、額外功W額＝W總﹣W有＝2500J﹣2000J＝500J，貨物受到斜面對它的摩擦阻力f=W答案：A。12．（2023?荊州）一位同學(xué)用如圖所示的滑輪組拉著重500N的物體，使物體以0.1m/s的速度沿水平地面向右勻速直線運動10s，已知物體與地面間的滑動摩擦力為150N，滑輪組的機械效率為60%，在此過程中下列選項正確的是（）A．繩子自由端移動的距離為3m B．拉力做的有用功為500J C．拉力做的額外功為150J D．拉力做功的功率為25W解：A、由v=st可知，物體移動的距離：s物＝v由圖可知n＝2，繩子自由端移動的距離：s＝ns物＝2×1m＝2m，故A錯誤；B、拉力做的有用功：W有＝fs物＝150N×1m＝150J，故B錯誤；C、由η=W有W總拉力做的額外功：W額＝W總﹣W有＝250J﹣150J＝100J，故C錯誤；D、拉力做功的功率：P=W答案：D。二、填空題（共6小題）13．（2023?大連）如圖所示。放置花盆的支架只在A、D兩點用螺釘固定在墻壁上，BC保持水平。已知AC長為l1，CD長為l2，BC長為l3，花盆的重力為G，重力作用線恰好過BC中點。若不計支架的重力，則D點螺釘對支架的水平拉力F＝Gl32(l解：（1）支點為A，花盆對支架的壓力為阻力F2，從支點A做到花盆重力作用線的垂線，支點到垂足的距離為阻力臂l3A點是支點，花盆處在BC中點處，則花盆對支架壓力（阻力）F2＝G；D處螺釘水平拉力（動力）的力臂l1+l2，由杠桿平衡條件可得：F1（l1+l2）＝F2×lD處螺釘?shù)乃嚼Φ拇笮。篎1=G（2）由杠桿平衡條件可知，在阻力、動力臂不變的情況下，阻力臂越小、動力越小、越省力；所以為了安全，應(yīng)減小阻力臂，從而減小D處的拉力，花盆應(yīng)盡量靠近墻壁。答案：Gl14．（2023?河北）在均勻直尺的中央挖一小凹槽，把一個薄金屬片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽內(nèi)制成一個簡易“天平”。靜止時直尺水平平衡。在直尺的兩側(cè)各放一個相同的小盤，在小盤中倒入質(zhì)量不等的大米和小米，調(diào)整小盤在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如圖所示。由圖可知，大米的質(zhì)量小于（選填“大于”或“小于”）小米的質(zhì)量。F是左盤對直尺施加的力，請在圖中畫出F的力臂。現(xiàn)向左盤中再加入少量大米，寫出一種能夠使直尺恢復(fù)平衡的方法：向右盤中加入小米。解：直尺水平平衡時，根據(jù)圖示可知，此時L大米＞L小米；杠桿的平衡條件可知：m大米g×L大米＝m小米g×L小米，由于L大米＞L小米，則m大米＜m小米；過支點O作F的作用線的垂線，該垂線端為F的力臂L，如圖所示：；現(xiàn)向左盤中再加入少量大米，左盤中大米的質(zhì)量變大，重力變大，對杠桿的壓力變大，則左側(cè)杠桿受到的力與力臂的乘積變大；使直尺恢復(fù)平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，可以向右盤中加入小米或裝有小米的小盤向右移動一段距離。答案：小于；見解析；向右盤中加入小米。15．（2023?蘭州）建筑工地上，工人利用杠桿提起重物。如圖所示，杠桿AOB在豎直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知OA：OB＝3：1，物體的重力為1600N，與地面的接觸面積為400cm2，此時物體對水平地面的壓強為2.5×104Pa。若工人的重力為700N，則工人對地面的壓力為500N，工人最多能拉起2100N的重物（杠桿與繩的自重、轉(zhuǎn)軸上的摩擦均不計）。解：由p=FF壓＝pS＝2.5×104Pa×400×10﹣4m2＝1000N，因重物對地面的壓力等于自身的重力減去細(xì)線的拉力，所以，杠桿B端細(xì)線的拉力：FB＝G物﹣F壓＝1600N﹣1000N＝600N，由杠桿的平衡條件可得：FA?OA＝FB?OB，解得：FA=OB工人對地面的壓力：F壓＝G人﹣FA＝700N﹣200N＝500N，當(dāng)人對地面的壓力為0時，杠桿A端受到繩子最大的拉力大小即等于工人的重力大小，根據(jù)杠桿平衡條件FA′?OA＝FB′?OB，求出B端受到的最大拉力：FB′=OA對物體豎直方向上受力分析可知此時物體處于平衡狀態(tài)，則物體的最大重力為G物′＝FB′＝2100N。答案：500；2100。16．（2022?上海）用如圖所示的滑輪沿豎直方向提起一重為16牛的物體A（滑輪自身重力及摩擦忽略不計），滑輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，其實質(zhì)是一個省力杠桿，力F的大小為8牛，此時物體A所受到的合力大小為0牛。解：（1）由圖知，該滑輪是動滑輪，其本質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的省力杠桿；（2）滑輪處于靜止?fàn)顟B(tài)時不計滑輪重，拉力F=12G（3）物體靜止時，受平衡力作用，即物體A所受到的合力大小為0牛。答案：省力；8；0。17．（2023?瀘州）小聰探究斜面的機械效率時，將粗糙程度均勻的長木板用支架支撐構(gòu)成斜面，如圖所示。用刻度尺量出斜面底端A點到斜面上B點的距離L為80cm，B點距水平地面高度h為20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F將重為2N的木塊勻速拉到B點，用時2s，則這段過程中拉力F做功的功率P＝0.32W，斜面的機械效率η＝62.5%，木塊在該斜面上受到的滑動摩擦力f＝0.3N。解：（1）L＝80cm＝0.8m，拉力做的總功：W總＝FL＝0.8N×0.8m＝0.64J，拉力做功功率：P=W（2）h＝20cm＝0.2m，拉力做的有用功：W有用＝Gh＝2N×0.2m＝0.4J，斜面的機械效率：η=W（3）克服滑動摩擦力做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝0.64J﹣0.4J＝0.24J，由W額＝fL可得物體受到的滑動摩擦力：f=W答案：0.32；62.5；0.3。18．（2023?重慶）如圖所示，是小智同學(xué)在勞動實踐基地體驗的場景。他用160N的拉力將重240N的重物勻速提升2m，用時10s，此過程中重物上升的速度為0.2m/s，滑輪組的機械效率為75%。解：（1）物體上升的速度：v=?由圖可知，滑輪組由2段繩子承擔(dān)重物，n＝2，則繩子自由端移動的距離：s＝2h＝2×2m＝4m；拉力做的功為：W總＝Fs＝160N×4m＝640J；有用功為：W有用＝Gh＝240N×2m＝480J；滑輪組的機械效率為：η=W有用W答案：0.2；75%。三、實驗探究題（共2小題）19．（2023?青島）天平和桿秤在古籍中常被稱為“權(quán)衡器”，《墨經(jīng)》最早對權(quán)衡器的杠桿原理做了理論上的探討。關(guān)于杠桿的平衡條件，小海用圖甲所示裝置進(jìn)行探究，其中杠桿的刻度均勻，每個鉤碼的重力均為0.5N。（1）實驗中，杠桿在水平位置平衡最便于測量力臂。（2）如圖乙所示，杠桿已經(jīng)平衡。如果在左側(cè)鉤碼下增加一個鉤碼或者將左側(cè)鉤碼向右移動5cm，杠桿都將失去平衡。由此可以猜想：杠桿的平衡可能與力的大小和力臂有關(guān)。（3）小海在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，進(jìn)行了4次實驗。杠桿平衡時的部分?jǐn)?shù)據(jù)已填入表中，其中圖丙是第4次杠桿平衡時的情景，請將杠桿右側(cè)的阻力數(shù)值填入表中。實驗次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩子自由端移動距離s/cm機械效率η12.051.01566.7%24.051.81574.1%34.0101.83074.1%46.052.515分析實驗數(shù)據(jù)，可歸納出杠桿的平衡條件是F1l1＝F2l2。（4）小海與小蘭對實驗過程進(jìn)行交流，產(chǎn)生了一個新的問題：若支點不在杠桿的中點，并用彈簧測力計代替一側(cè)的鉤碼施力，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？于是他們共同進(jìn)行了如圖丁的探究。①畫出圖丁中F1的動力臂l1。②多次改變拉力F1的作用點在杠桿上的位置進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)杠桿平衡時，F(xiàn)1l1都是大于F2l2，其原因可能是杠桿自重對杠桿平衡有影響。解：（1）當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來；（2）如果在左側(cè)鉤碼下增加一個鉤碼，杠桿左側(cè)力和力臂，左側(cè)力臂不變，力變大，根據(jù)杠桿平衡條件可知，杠桿將失去平衡，由此可以猜想：杠桿平衡可能與力的大小有關(guān)；（3）由圖丙可知，杠桿左端掛了3個鉤碼，鉤碼在10cm處，右端掛了兩個鉤碼，位置在15cm處，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知，杠桿右側(cè)的阻力數(shù)值1.0；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，杠桿的平衡條件為F1l1＝F2l2；（4）①從支點到力的作用線的距離叫力臂，從支點向動力作用線作垂線，垂線段的長度即力臂，如圖：②圖丁中，設(shè)杠桿的重力為G，力臂為lG，當(dāng)杠桿平衡時，根據(jù)杠桿的平衡條件：F1l1＝F2l2+GlG，由丁圖可知lG≠0，所以杠桿自重對杠桿平衡有影響，此時F1l1＞F2l2。答案：（1）水平；（2）大??；（3）1.0；＝；（4）①見解答；②杠桿自重對杠桿平衡有影響。20．（2023?湘潭）用圖所示裝置測量滑輪組的機械效率，部分實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩子自由端移動距離s/cm機械效率η12.051.01566.7%24.051.81574.1%34.0101.83074.1%46.052.515（1）實驗過程中，緩慢豎直拉動彈簧測力計，使鉤碼向上做勻速直線運動。第1次實驗時，鉤碼上升的時間為3s，此過程中，繩子自由端上升的速度為0.05m/s。（2）第4次實驗時所做的有用功為0.3J，滑輪組的機械效率是80%。（3）分析1、2、4次實驗的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時，重物重力越大（選填“大”或“小”），滑輪組的機械效率越高；分析2、3次實驗的數(shù)據(jù)可