2024年中考物理試題分類匯編：簡單機(jī)械（解析版）

【好題匯編】2024年中考物理真題分類匯編（全國通用）

模塊一聲光力熱電磁知識真題

專題12.簡單機(jī)械

曲把關(guān)

考向一：杠桿

1.（2024江蘇連云港）如圖所示是生活中幾種常見的杠桿，其中屬于費(fèi)力杠桿的是（）

【答案】C

【解析】A.托盤天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，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，故B不符合題意；

C.筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故C符合題意；

D.開瓶扳手在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。

故選C

2.（2024山東臨沂）2023年9月24日，中國組合鄒佳琪/邱秀萍在賽艇女子輕量級雙人雙槳決賽中

奪冠，斬獲杭州亞運(yùn)會首金。如圖所示，賽艇的槳可視為杠桿，下列工具正常使用時(shí)，與槳屬于同類

B.瓶起子

D.榨汁器

【答案】A

【解析】槳的動力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿。

A.筷子的動力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故A符合題意；

BCD.瓶起子、核桃夾、榨汁器的動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故BCD不符合題意。

故選Ao

3.（2024廣西）2024年六五環(huán)境日國家主場活動在南寧舉行。期間，小明利用垃圾鉗撿垃圾，并進(jìn)

行分類，如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.保護(hù)環(huán)境，人人有責(zé)B.垃圾鉗是省力杠桿

C.可利用垃圾來發(fā)電D.垃圾鉗是費(fèi)力杠桿

【答案】B

【解析】A.保護(hù)環(huán)境，是我們每個(gè)公民義不容辭的責(zé)任，故A正確，不符合題意；

BD.由圖可知，動力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿，故B錯(cuò)誤，符合題意，D正確，不符合題意；

C.垃圾進(jìn)行收集并分類處理，對于燃燒值較高的垃圾，進(jìn)行高溫焚燒，可以用來發(fā)電，故C正確,

不符合題意。

故選B。

4.（2024重慶A）同學(xué)們模仿中藥房的載秤制作桿秤，用筷子做秤桿，用鉤碼做秤蛇，用細(xì)線將秤

盤系在A點(diǎn)。當(dāng)不掛秤坨、且秤盤不放物體時(shí)，在。點(diǎn)提起提紐，秤桿水平平衡；當(dāng)秤盤放100g物

體、秤蛇移到2點(diǎn)時(shí)，秤桿再次水平平衡，如圖所示。在。到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度

線。下列說法正確的是（）

A.自制桿秤的每一格約表示2.08g

B.稱中藥時(shí)8端翹起應(yīng)減少中藥恢復(fù)水平平衡

C.如果秤蛇磨損則測量結(jié)果會比真實(shí)質(zhì)量偏小

D.若將提紐移到。點(diǎn)右側(cè)可以增大桿秤的量程

【答案】B

【解析】A.在。到2兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線，則共計(jì)50格，則每一格代表的質(zhì)量為

100g0

m=-----=2g

50

即自制桿秤的每一格約表示2g,故A錯(cuò)誤；

B.稱中藥時(shí)R端翹起說明&xQ4〉心義。3,此時(shí)可以減少中藥即減小工恢復(fù)水平平衡，故B正

確；

C.如果秤蛇磨損，根據(jù)杠桿平衡條件&、。4=心又。3,心實(shí)際質(zhì)量偏小，則08長度偏大，則

測量結(jié)果會比真實(shí)質(zhì)量偏大，故C錯(cuò)誤；

D.若將提紐移到。點(diǎn)右側(cè)，則。4增大，。8減小，則工變小，則桿秤的量程減小，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

5.（2024齊齊哈爾市）端午節(jié)時(shí)，同學(xué)們外出游玩。購買飲料時(shí)，售貨員用啟瓶器開啟飲料瓶的情

景如圖所示。啟瓶器在正常使用時(shí)，屬于（選填“省力”、“等臂”或“費(fèi)力”）杠桿。開啟

后的瓶蓋中間出現(xiàn)了凹陷，說明力可以使物體發(fā)生______o

【答案】省力形變

【解析】啟瓶器在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。

開啟后的瓶蓋中間出現(xiàn)了凹陷，瓶蓋發(fā)生了形變，說明力可以改變物體的形狀。

6.（2024甘肅威武）用如圖所示的扳手?jǐn)Q螺絲時(shí)，一只手穩(wěn)住扳手的十字交叉部位，另一只手用同

樣大小和方向的力在__________點(diǎn)（選填"A”"B"或"C"）更容易擰動螺絲，原因是

【答案】C在阻力和阻力臂一定時(shí)，動力臂越長越省力

【解析】用扳手?jǐn)Q螺絲時(shí)，阻力和阻力臂一定，在A點(diǎn)施力時(shí)，動力臂最小，動力最大，在C點(diǎn)施

力時(shí)，動力臂最大，動力最小，所以在C點(diǎn)施力更容易擰動螺絲。

7.（2024天津）利用如圖所示的“搬重物利器”搬運(yùn)大件家具時(shí)，先用金屬棒撬起家具，再將帶有

滾輪的底座放入家具底部，便可以輕松移動家具。其中，金屬棒是（選填“省力”“費(fèi)力”

或“等臂”）杠桿，底座裝有滾輪是為了減小

金屬棒裝有滾輪的底座

【答案】省力摩擦

【解析】由圖可知，中間墊的物塊處為杠桿的支點(diǎn)，手在把手處向下握動杠桿過程中，動力臂大于阻

力臂，為省力杠桿。

底座裝有滾輪，在壓力不變的和粗糙程度不變的情況下，變滑動為滾動，減小摩擦力。

8.（2024重慶B）小蘭自制了一把桿秤，由秤盤、提紐、秤桿以及200g的秤坨構(gòu)成，如圖所示。當(dāng)

不掛秤坨、秤盤中不放重物時(shí)，提起提紐，桿秤在空中恰好能水平平衡。已知間距離為10cm。

當(dāng)放入重物，將秤蛇移至距。點(diǎn)30cm的B處時(shí)，秤桿水平平衡，則重物質(zhì)量為g；往秤盤中

再增加20g的物體，秤蛇需要從8處移動cm才能維持秤桿水平平衡。

送紐

【答案】6001

【解析】秤蛇的質(zhì)量

%=200g=0.2依

秤坨的重力

G蛇=%它g=0.2kgx10N/依=2N

秤蛇移至距O點(diǎn)30cm的8處時(shí)，根據(jù)杠桿平衡條件電=F'可得，重物的重力

G生理”=6N

Z2Z210cm

重物質(zhì)量

根物=曰=就/=0.6依=60°g

往秤盤中再增加20g的物體后，秤盤中重物的總質(zhì)量

加總=加物+Am=0.6依+0.02依=0.62依

此時(shí)秤泥距。點(diǎn)的距離

■_G總L_0.62儂x10N/儂x10cm_

。==—JiCIil

品2N

則秤坨需要從B處移動向右移動的距離

△/=/]-/]=31cm-30cm=1cm

9.（2024蘇州）健身步道上的坐式劃船訓(xùn)練器如圖所示。人坐在座板上，用始終與把手垂直的力緩

慢向后將把手拉至身體兩側(cè)，此過程中，拉力大小變化情況是o若要增加訓(xùn)練強(qiáng)度，應(yīng)將

配重盤向（alb）端移。

【答案】逐漸變小a

【解析】人坐在座板上，用始終與把手垂直的力緩慢向后將把手拉至身體兩側(cè)，此過程中，阻力（配

重盤的重力）不變，阻力臂變小，動力臂不變，根據(jù)杠桿平衡條件44=工4可知，動力變小，即

拉力逐漸變小。

若要增加訓(xùn)練強(qiáng)度，即增大拉力，根據(jù)杠桿平衡條件耳4=乙心可知，在阻力（配重盤的重力）不

變的情況下，應(yīng)增大阻力臂，即將配重盤向b端移。

10.（2024安徽?。┤鐖D甲所示，用核桃鉗夾核桃時(shí)，用力握緊手柄即可夾碎核桃。將上部的手柄

ABC簡化為如圖乙所示的杠桿，若B=20N,/i=10cm,/2=4cm,忽略杠桿自身的重力，則/2的大小

為No

圖甲圖乙

【答案】50

【解析】根據(jù)杠桿平衡的條件尸/=@/2,則乃的大小為

—必=20Nxl0cm=50N

-Z24cm

11.（2024福建）木雕是工匠智慧和藝術(shù)修為的價(jià)值體現(xiàn)，鋸木、刨料、風(fēng)干、雕刻、開梯、組裝、

打磨、油漆，每一環(huán)節(jié)都講究科學(xué)的工藝流程。如圖，雕花時(shí)，正在挑起木屑的刻刀屬于杠

桿?？痰兑ヤh利使用，是為了增大o

【答案】費(fèi)力壓強(qiáng)

【解析】正在挑起木屑的刻刀動力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿。

刻刀要磨鋒利使用，是為了減小受力面積從而增大壓強(qiáng)。

12.（2024湖北）2024年6月2日至3日，嫦娥六號完成了人類首次月球背面采樣。如圖，嫦娥六號

的機(jī)械臂正繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動，將采集的月球樣品送往貯存裝置。請畫出樣品對機(jī)械臂上A點(diǎn)的作用力尸

的力臂/o

【答案】如圖所示

【解析】過支點(diǎn)。作力/作用線的垂線段即為力臂/,作圖如下:

13.（2024江蘇鹽城）如圖所示，畫出用起子撬圖釘?shù)膭恿ζ牧Ρ塾摇?/p>

【答案】如圖所示

【解析】找出支點(diǎn)，從。做尸I的垂線就是尸I的力臂

14.（2024四川宜賓）如圖是宜賓港一起重機(jī)正在吊起貨物的情景，請?jiān)趫D中畫出此時(shí)動力耳的力

臂4和阻力工的示意圖。

【答案】如圖所示

【解析】由圖可知，動力K的方向豎直向上，支點(diǎn)。到動力作用線的距離為動力臂人，因貨物的重

力豎直向下拉動吊臂，繩子作用在吊臂的點(diǎn)為阻力作用點(diǎn)，方向豎直向下。

15.（2024四川眉山）同學(xué)們在體育課上做下壓運(yùn)動訓(xùn)練，靜止不動時(shí)人體可以看成杠桿模型，。為

支點(diǎn)，肌肉拉力月為動力，如圖所示。請你在圖中畫出：

（1）動力尸1的力臂力;

（2）A點(diǎn)，腳對地而壓力廠的示意圖。

【答案】如圖所示

【解析】（1）從支點(diǎn)。向a的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是F1的力臂L1（用大括號表示），

如圖所示：

（2）腳對地面的壓力廠的作用點(diǎn)在接觸面上，方向垂直于地面向下，過壓力的作用點(diǎn)，沿壓力的方

向畫一條帶箭頭的線段，用尸表示.

16.（2024四川成都）如圖甲，小孟書桌上的折疊式臺燈由底座、立桿和燈頭組成。如圖乙所示，燈

頭可視做繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動的杠桿，A點(diǎn)是燈頭的重心，小孟用拉力產(chǎn)將燈頭拉至圖示位置。請?jiān)趫D

乙中畫出：①燈頭受到的重力G的示意圖；②拉力廠的力臂

F

o

【解析】過支點(diǎn)。作拉力廠的作用線的垂線段即為力臂/,燈頭受到的重力G的方向豎直向下，作用

在重心。

17.（2024黑龍江綏化）請作出杠桿上動力尸的力臂L

【答案】如圖所示

【解析】力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，過支點(diǎn)。作力/的作用線的垂線段，即為對應(yīng)的力臂。

18.（2024廣東深圳）圖甲是飛鳥經(jīng)過無背索斜拉橋的情景。圖乙是其簡化的模型，用S表示飛鳥,

用廠表示橋塔上端收到鋼索的拉力。請幫助思考樂亮亮同學(xué)在圖乙畫出：

（1）飛鳥S經(jīng)水面反射形成的虛像S

（2）拉力廠對應(yīng)的力臂/（。是支點(diǎn)）

s?F

O

【解析】（1）平靜的水面相當(dāng)于平面鏡，根據(jù)平面鏡成的像與物關(guān)于鏡面對稱，作出飛鳥s經(jīng)水面

反射形成的虛像S,如下所示：

（2）。是支點(diǎn)，從支點(diǎn)向力的作用線作垂線段即為拉力廠對應(yīng)的力臂/,如下所示：

19.（2024甘肅臨夏）俯臥撐是一種健身運(yùn)動，能夠鍛煉上肢、腰部及腹部的肌肉，是簡單易行卻十

分有效的力量訓(xùn)練手段。如圖是某同學(xué)做俯臥撐的示意圖。此過程中，他的身體可視為杠桿，。點(diǎn)為

支點(diǎn)，A點(diǎn)為重心，請畫出重力對應(yīng)的力臂/。

【答案】如圖所示

G

【解析】先在A點(diǎn)畫出豎直向下的重力示意圖，再過支點(diǎn)。作重力G作用線的垂線段即為力臂/。

20.（2024山西）小明在成長筆記中記錄了如下錯(cuò)題，請你幫助他找出錯(cuò)誤之處、分析錯(cuò)因并寫出正

確解答過程。

錯(cuò)題記錄錯(cuò)題改正

站立地面踏腳跟是中國傳統(tǒng)文化“八段錦”的第八式。如圖為踏

腳跟時(shí)左腳的一些相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)腳跟抬離地面時(shí)，請你計(jì)算小腿

肌肉拉力Fi的大小。

錯(cuò)誤之處：

錯(cuò)因分析：

正確解答：

2=300N

解：如圖將左腳看作杠桿，抬腳跟時(shí)腳繞支點(diǎn)。轉(zhuǎn)動，動力為

阻力為后。根據(jù)杠桿平衡條件算1=F2l2得小腿肌肉拉力

9=300N?--------=900bP

10.04m

【答案】①.計(jì)算所得的省力杠桿的動力大于阻力②.把阻力作用點(diǎn)到動力所在作用線的距

離當(dāng)做動力臂4③.見解析

【解析】計(jì)算所得的省力杠桿的動力大于阻力。

解題時(shí)錯(cuò)把阻力作用點(diǎn)到動力所在作用線的距離當(dāng)做動力臂/1T,在杠桿中，動力臂是支點(diǎn)到動力作

用線的距離，圖中動力臂的距離應(yīng)為

《=12cm+4cm=16cm=0.16m

解：如圖將踏腳的左腳看作省力杠桿，抬腳跟時(shí)腳燒支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，動力為阻力為入。根據(jù)杠桿

平衡條件

用=F2l2

得小腿肌肉拉力

F=^=300Nxl2xl02m=225N

0.16m

21.（2024上海）在杠桿平衡時(shí)，阻力場的大小為90N,阻力臂小為0.2m,動力臂Li為0.6m,求

動力Fi的大小。

【答案】30N

【解析】由杠桿平衡條件F&=F2l2得

口皂=90Nx。.2m=3°N

Ly0.6m

答：動力B的大小為30N。

考向二：滑輪

1.（2024天津）高高的旗桿矗立在操場上。旗手緩緩向下拉繩子，旗子就會徐徐上升。這是因?yàn)槠?/p>

桿頂部有一個(gè)滑輪，關(guān)于該滑輪的說法正確的是（）

A.它是動滑輪B.利用它可以省力

C.利用它可以省距離D.利用它可以改變力的方向

【答案】D

【解析】旗桿頂部滑輪的軸固定不動，是一個(gè)定滑輪；升旗儀式上，旗手緩緩向下拉動繩子，旗子就

會徐徐上升，這是因?yàn)橛枚ɑ喛梢愿淖兞Φ姆较?。定滑輪不省力也不省距離。

故選D。

2.（2024江蘇鹽城）下列挪動球形石墩的方法中，最省力的是（）

【解析】從圖中可以看到，A方法中有兩段繩子挪動石墩，人對繩子的拉力為石墩與地面的摩擦力的

一半；BCD方法中，人對繩子的拉力都等于石墩與地面的摩擦力，即不省力。

故選Ao

3.（2024甘肅臨夏）如圖是我國古代勞動人民利用自制的工具汲水的場景。圖中裝置頂端的輪子相

當(dāng)于現(xiàn)代人們所使用的定滑輪，其作用是可以改變力的，但不能省力。圖中的扁擔(dān)做得較寬，

主要是為了增大受力面積，（選填“增大”或“減小”）壓強(qiáng)。

【答案】方向減小

【解析】定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿，所以不省力，也不距離，但可以改變用力方向。

把扁擔(dān)做得較大是增大受力面積，在壓力一定時(shí)可以減小扁擔(dān)對人肩膀的壓強(qiáng)，壓力的作用效果就不

明顯，這樣人肩膀就不會感到疼。

4.（2024云南）如圖所示，美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的工地上，工人使用一個(gè)（選填“定”或“動”）

滑輪勻速提升重300N的建筑材料（不計(jì)繩重和摩擦），則人的拉力為No

ZZ/ZZZZZ

【解析】圖中滑輪不隨著物體一起運(yùn)動，所以是定滑輪。

定滑輪不能省力，所以人的拉力等于重力，為300N。

5.（2024湖北）如圖是漢代畫像磚上描繪的《史記》中“泗水取鼎”畫面，兩邊各有數(shù)人用繩子通

過滑輪拉起掉落水中的鼎。圖中的這種滑輪（選填“能”或“不能”）起到省力的作用；

此時(shí)兩邊繩子對鼎豎直向上的拉力分別為耳、F2,鼎受到的拉力之和為o鼎在水中上升的

過程中，其底部所受水的壓強(qiáng)（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

【答案】不能G+K減小

【解析】圖中的滑輪是固定的，不能隨重物一起移動，所以是定滑輪，定滑輪不能省力，只能改變力

的方向。

兩邊繩子都對鼎施加豎直向上的拉力，鼎受到的合力方向豎直向上，所以鼎受到的拉力之和

F-a=F\+F2

鼎在水中上升的過程中，其底部在水中的深度逐漸減小，由于液體壓強(qiáng)隨深度減小而減小，所以其底

部所受水的壓強(qiáng)減小。

16.（2024甘肅威武）將物體A、B置于如圖所示的裝置中，物體B恰好勻速下降，已知A重60N,

B重1ON,則A所受地面的摩擦力為N；若對A施加一個(gè)水平向左的拉力R剛好使A

在原來的水平面上勻速向左運(yùn)動，則拉力尸大小為N。（不計(jì)繩重、滑輪重及繩子與滑

輪間的摩擦）

Z77777777777777777777777777777暗-

【答案】2040

【解析】如圖所示，物體A和B通過動滑輪相連，動滑輪上有2段繩子，已知B重：10N,物體B恰

好勻速下降，則A勻速向右運(yùn)動，說明物體A處于平衡狀態(tài)，則A所受地面的摩擦力與動滑輪的鉤

子拉A的力是一對平衡力，即

f=F拉=2GB=2X10N=20N

若對A施加一個(gè)水平向左的拉力尸，則物體A受到三個(gè)力的作用：水平向左的拉力凡水平向右的

拉力2GB,水平向右的摩擦力20N,所以水平剛好使A勻速向左運(yùn)動，則拉力

F=f+F拉于2GB=20N+2x10N=40N

考向三：機(jī)械效率

1.（2024河南）如圖，甲、乙兩人用不同的裝置，在相同時(shí)間內(nèi)把質(zhì)量相等的貨物勻速提升到同一

平臺，不計(jì)繩重及滑輪的摩擦。下列說法正確的是（）

A.甲做的有用功多B.乙做的總功多

C.甲做總功的功率大D.乙所用裝置的機(jī)械效率小

【答案】C

【解析】A.在相同時(shí)間內(nèi)把質(zhì)量相等的貨物勻速提升到同一平臺，不計(jì)繩重及滑輪的摩擦，有用功

%=6物力，故甲、乙做的有用功一樣多，故A錯(cuò)誤；

BCD.圖甲使用的是動滑輪，拉力端移動距離s甲=2加圖乙使用的是定滑輪，拉力端移動距離s乙=/?,

不計(jì)繩重和摩擦，使用甲動滑輪時(shí)，拉力

晶+G動）

中2切

拉力做功

%=瑪5甲=g（G+G動）x2/z=（G+G動）h

使用乙定滑輪時(shí)，拉力FyG,所以拉力做功

=F乙s乙=Gxh=Ghv（G+G動）h

w

在相同時(shí)間內(nèi)把質(zhì)量相等的貨物勻速提升到同一平臺，甲做的總功多，乙做的總功少，根據(jù)〃=-

t

知，甲做總功的功率大；由A選項(xiàng)解析知有用一樣多，但甲的總功多，根據(jù)〃=潘、100%知，乙

%

所用裝置的機(jī)械效率高，綜上分析知，故C正確，BD錯(cuò)誤。

故選Co

2.（2024齊齊哈爾市）如圖所示，小宇用動滑輪把重400N的物體勻速提升了3m,作用在繩子自由

端的拉力F為250N,方向豎直向上。不計(jì)繩重和摩擦，則下列選項(xiàng)正確的是（）

八F

c

Y

A.繩子自由端移動的距離為3mB.動滑輪受到的重力為150N

C.拉力尸做的功為1200JD.該動滑輪的機(jī)械效率為80%

【答案】D

【解析】A.使用動滑輪時(shí)，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)〃=2,則繩子自由端移動的距離

s=2〃=2x3m=6m故A錯(cuò)誤；

B.不計(jì)繩重和摩擦，由

可得，動滑輪受到的重力

G動=2-G=2x250N-400N=100N故B錯(cuò)誤；

C.拉力/做的功

卬總=Fs=250Nx6m=1500J

故C錯(cuò)誤；

D.該動滑輪的機(jī)械效率

%GhGhG400Ninno/ono/

%FsFx2hIF2x250N

故D正確。故選D。

3.（2024四川達(dá)州）如圖所示，A、B兩物體疊放在水平桌面上，GA=80N,GB=20N,A、B

均為正方體，邊長分別為20cm、10cm。在拉力歹=30N的作用下，5s內(nèi)，物體A、B一起向右勻速

直線移動了3m。若不計(jì)滑輪和繩自重及繩與滑輪間的摩擦，下列說法緒課的是（）

A.A與B之間的摩擦力為0B.A對地面的壓強(qiáng)為2500Pa

C.繩子自由端移動的速度為1.2m/sD.拉力廠做功的功率為30W

【答案】D

【解析】A.物體A、B一起向右勻速直線運(yùn)動，A、B之間沒有相對運(yùn)動和相對運(yùn)動趨勢，故A與B

之間的摩擦力為。，故A正確，不符合題意；

B.A對地面的壓力等于A和B組成的整體的重力，為

/=GA+GB=80N+20N=100N

則A對地面的壓強(qiáng)為

F_1QQN

&=2500Pa

S0.2mx0.2m

故B正確，不符合題意；

C.與動滑輪連接的繩子段數(shù)〃=2,根據(jù)滑輪組繩子自由端與物體移動距離的規(guī)律可知，繩子自由端

移動的距離為

s繩—ns—2x3m=6m

則繩子自由端移動的速度為

s繩6m]c/

—=——=1.2m/s

t5s

故C正確，不符合題意;

D.拉力廠做功為

W=ft=30Nx6m=180J

則拉力廠做功的功率為

p=W=180J=36w

t5s

故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。

4.（2024重慶A）建筑工人通過如圖所示的裝置將一桶質(zhì)量為45kg的涂料從地面提起，桶離開地面

后在4s內(nèi)緩慢上升0.8m,工人所用的拉力為500N。下列說法中正確的是（）

////ZZZZ

6

A.該裝置做的有用功為400J

B.該裝置的機(jī)械效率為90%

繩子自由端移動的平均速度為0.4m/s

D.桶離開地面前，工人拉力逐漸增大，桶對地面的壓強(qiáng)不變

【答案】B

【解析】A.涂料重力為

G=mg=45kgxlON/kg=450N

所以該裝置做的有用功為

%=G/z=450NX0.8m=360J

故A錯(cuò)誤;

B.定滑輪不省距離也不費(fèi)距離，即s=〃，該裝置做的總功為

=A=500Nx0.8m=400J

則該裝置的機(jī)械效率為

%_360J

x100%=90%

〃=%—400J

故B正確;

C.繩子自由端移動的平均速度為

y「=2^=0.2m/s

t4s

故C錯(cuò)誤;

D.桶離開地面前，工人拉力逐漸增大，桶對地面的壓力變小，根據(jù)與，則壓強(qiáng)變小，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

5.（2024山東煙臺）如圖所示，小明用20N的拉力廠將重為20N的物體勻速提高了10m,用時(shí)5s,

忽略繩重和摩擦，在這個(gè)過程中，下列說法正確的是（）

A,繩子自由端移動的速度為6m/sB.動滑輪所受的重力為20N

C.小明所做的額外功為200JD.滑輪組的機(jī)械效率為75%

【答案】BC

【解析】A.繩子自由端移動的距離為

s=nh=2x10m=20m

所以速度為

s20m.,

v=_=------=4m/s

t5s

故A錯(cuò)誤;

B.由滑輪公式可得

6動="/一G物=2x20N—20N=20N

故B正確;

C.在該過程中額外功為動滑輪做功，所以額外功為

W=FS=G動h=20Nx10m=200J

故c正確;

D.滑輪組的機(jī)械效率為

%%20Nxl0m

T]=上義100%=-----a—X100%=——-——--------X100%=50%

%%外+%200J+20Nxl0m

故D錯(cuò)誤。故選BCo

6.（2024四川遂寧）修建房屋時(shí)，質(zhì)量為60kg的建筑工人使用滑輪組提升建材。他用豎直向下的拉

力在15s內(nèi)將重為480N的建材勻速提升了3m,每個(gè)滑輪重20N,不計(jì)滑輪摩擦和繩重,g取ION/kg。

下列結(jié)論正確的是（）

A.工人拉動繩子速度為0.2m/s

B.工人對繩子拉力的功率50W

C.此裝置的機(jī)械效率為96%

D.若工人腳與地接觸面積共40051?，則他對地的壓強(qiáng)為L5xl（）4pa

【答案】C

【解析】A.物體上升的速度

_/z_3m

VMJ.=—=—=0.2m/s

物t15s

由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)"=2,工人拉動繩子的速度為

v繩="V物=2x0.2m/s=0.4m/s

故A錯(cuò)誤；

B.繩子的拉力

F=-（G+Gg]）=1x（480N+20N）=250N

工人對繩子拉力的功率

尸=F耍=250Nx0.4m/s=100W

故B錯(cuò)誤；

C.此裝置的機(jī)械效率為

W^_Gh_Gh_G_480N

〃==96%

唯~Fs~Fnh~nF~2x250N

故C正確；

D.工人受到重力、支持力和繩子的拉力，在三個(gè)力的作用下，處于平衡狀態(tài)，則

F^=G-F=60kgx10N/kg-250N=350N

地面對工人的支持力和工人對地面的壓力是一對相互作用力，二者大小相等，則

/=G=350N

若工人腳與地接觸面積共400cm2,則他對地的壓強(qiáng)為

350N

Fa_=8.75x103pa

V-400xW4m2

故D錯(cuò)誤。故選C。

7.（2024四川成都）小成在實(shí)驗(yàn)室組裝如圖所示的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)過程如下：先測得定

滑輪的重力為0.2N,動滑輪的重力為0.25N,再使用組裝好的滑輪組在10s內(nèi)將質(zhì)量為100g的鉤碼

豎直勻速提升20cm,此過程中彈簧測力計(jì)的示數(shù)為0.5N。g取10N/kg,下列說法正確的是（）

A.彈簧測力計(jì)對細(xì)繩拉力的功率為0.03W

B.滑輪組的機(jī)械效率為80%

C.克服繩重和摩擦做的額外功為0.05J

D.若增大提升鉤碼的質(zhì)量，滑輪組的機(jī)械效率不變

【答案】AC

【解析】A.由圖可知，〃=3,繩子自由端移動的距離

5'=n/z=3x20cm=60cm=0.6m

拉力所做的功為

W總=_Fs=0.5Nx0.6m=0.3J

拉力的功率為

喳=%=0.03W

t10s

故A正確；

B.鉤碼的重力為

G=mg=100x10-3kgx10N/kg=1N

滑輪組的機(jī)械效率為

W有_Gh_Gh_G_IN

〃==66.7%

W&~Fs~Fnh-nF-3x0.5N

故B錯(cuò)誤；

C.所做有用功為

W^fuG/znlNxO.2m=0.2J

克服動滑輪所做額外功為

W額i=G動〃=0.25Nx0.2m=0.05J

因此克服繩重和摩擦做的額外功為

W額2=卬總-皿有-W額1=O.3J-O.2J-O.O5J=O.O5J

故C正確；

D.若增大提升鉤碼的質(zhì)量，則有用功增大，額外功不變，因此滑輪組的機(jī)械效率將變大，故D錯(cuò)誤。

故選ACo

8.（2024山東濱州）如圖所示裝置，工人用250N的拉力，在30s內(nèi)將重為400N的物體勻速提高了

6m,在此過程中，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（）

A.繩子自由端移動的速度是0.2m/s

B.拉力做的有用功為2400J

C.拉力做功的功率為100W

D.若用此滑輪提升重500N的物體，滑輪的機(jī)械效率為80%

【答案】BC

【解析】A.由圖可知，承擔(dān)物重繩子的股數(shù)是〃=2,則繩子自由端移動的距離

s=泌=2x6m=12m

則繩子自由端移動的速度

s12m八.,

v=—=-----=0.4m/

t30s,

故A錯(cuò)誤;

B.拉力做的有用功為

W有=G/7=4OONx6m=2400J

故B正確;

C.拉力所做的功

W.&=F5=250Nxl2m=3000J

功率為

°=牛=嘿=i0°w

故C正確；

D.根據(jù)尸=L（G+G動）可知，動滑輪的重為

n

G動二楞G=2x250N-400N=100N

當(dāng)物體重500N時(shí)，拉力為

耳=-（Gj+）=-x（500N+100N）=300N

n'2

滑輪的機(jī)械效率為

%GhGhG500Ng

77=-2-=——=-----=——=------------=83.a3o%/

田總FsFnhnF2x300N

故D錯(cuò)誤。

故選BC?

9.（2024青海省）如圖甲所示，工作人員正在組裝神舟飛船。用圖乙所示的電動滑輪將質(zhì)量為2噸

的飛船部件在10s內(nèi)勻速提升2m,電動滑輪的機(jī)械效率為80%（g取10N/kg）,以下分析正確的是

()

A,電動滑輪的總功為5義10勺B.飛船部件的重力為2X103N

C.繩子自由端移動的距離為2mD.電動滑輪的功率為5xl04w

【答案】A

【解析】B.飛船部件的重力為

G=mg=2000kgxION/kg=2xlO4N

故B錯(cuò)誤；

A.電動滑輪有用功為

%=G/2=2xl04Nx2m=4xl04J

電動滑輪的總功為

%_4>10叮

=5x104

~n~80%

故A正確；

C.由圖可知，有效繩子段數(shù)〃=2,則繩子自由端移動的距離為

s=nh=2x2m=4m

故C錯(cuò)誤；

D.電動滑輪的功率為

n*5X104JU

「=上=------=5X103W

t10s

故D錯(cuò)誤。

故選A?

10.（2024陜西）工人利用如圖所示裝置提升物料，該裝置中的滑輪為滑輪。已知滑輪重

80N,貨籃重120N,不計(jì)繩重及摩擦。工人用該裝置勻速提升空貨籃時(shí)的拉力為N?若繩子

能承受的最大拉力為520N,每根鋼條重100N,該裝置勻速提升鋼條時(shí)，所能達(dá)到的最大機(jī)械效率為

【答案】動10080%

【解析】由圖可知，滑輪隨物料一起運(yùn)動，所以該裝置中的滑輪為動滑輪。

由圖可知，動滑輪上有兩股繩，已知滑輪重80N,貨籃重120N,不計(jì)繩重及摩擦，用該裝置勻速提

升空貨籃時(shí)的拉力

尸=g（G滑+G籃）=gx（80N+120N）=100N

若繩子能承受的最大拉力為520N,提升鋼條的最大重力

G鋼=2/'一G滑一G籃=2x520N-80N-120N=840N

由于每根鋼條重100N,所以最多能提升8根鋼條，則該裝置勻速提升鋼條時(shí)，所能達(dá)到的最大機(jī)械

效率

8xl00N

xl00%=80%

8X100N+80N+120N

11.（2024江蘇連云港）用如圖所示滑輪組將重300N的物體勻速提升1m,拉力/大小為120N,有

用功為J，滑輪組的機(jī)械效率為

【答案】30083.3%

【解析】由圖可知，承擔(dān)重物的繩子段數(shù)"=3,所以繩子自由端通過距離為

5=3x1m=3m

總功

W總二打二120Nx3m=360J

有用功為

%=G/i=300Nxlm=300J

滑輪組的機(jī)械效率為

7=—=x100%~83.3%

唯360J

12.（2024四川南充）用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組,

將重450N的貨物勻速吊起2m高。每只滑輪重為50N,繩自由端的拉力的大小分別為耳和工，若

不計(jì)繩重和摩擦，耳工（選填“大于”、“等于”或“小于”），甲滑輪組的機(jī)械效率為

\\\\\\\\\\\\\\\\

甲乙

【答案】大于90%

【解析】由甲圖可知，滑輪組承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)為2,不計(jì)繩重和摩擦，可得

耳=：（6物+6滑）=9（45€^+50時(shí)=25€^

由乙圖可知，滑輪組承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)為3,不計(jì)繩重和摩擦，可得

F2=；（G物+G滑）=；x（450N+50N）土166.7N

甲滑輪組的機(jī)械效率

〃=%x100%=x100%=450Nx2m

x100%=90%

強(qiáng)不250Nx2x2m

13.（2024四川廣安）房屋裝修時(shí)，工人利用滑輪組提升物體。如圖所示，已知物體的重力為800N,

在繩子自由端用500N的力拉著物體在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動，物體被提升了3m,該滑輪組的

機(jī)械效率為。如果要提高滑輪組的機(jī)械效率，可采用的措施有：（填寫番號）①增加物

體的重力②增加提升物體的高度③減小動滑輪的重力。

wxxww

【答案】80%①③

【解析】由題知，n=2,則繩端移動的距離

5=2/?=2x3m=6m

有用功

W有=6/1=800距3m=2400J

總功

Ws=Fi=500Nx6m=3000J

滑輪組的機(jī)械效率

W2400J

n^.100%=-------x100%=80%

%X3000J

①增加物體的重力，可以提高有用功，在額外功不變的情況下，有用功占總功的比例增大，也就是機(jī)

械效率變大，故①符合題意；

②增加提升物體的高度，繩端移動的距離也相應(yīng)的增大，根據(jù)

%GhGhG

n=—―=——=-----'=——

%FsFnhnF

可知機(jī)械效率并不受影響，故②不符合題意；

③減小動滑輪的重力，在提升物體重力不變的情況下，即有用功不變的情況下，額外功減小了，所以

機(jī)械效率就提高了，故③符合題意。

故選①③。

14.（2024黑龍江龍東）如圖所示，是一位同學(xué)組裝的提升重物的裝置。他用400N的力在30s內(nèi)把

重1000N的物體勻速提升6m（不計(jì)繩重及摩擦），則動滑輪的重力N,滑輪組的機(jī)械效

率（保留一位小數(shù)）。

【答案】20083.3%

【解析】

由圖可知，"=3,根據(jù)尸=4（G+G動）可知，動滑輪的重力

G^=Fn—G=400Nx3-1000N=200N

繩子拉動距離為

s=nh=3x6m=18m

滑輪組的機(jī)械效率為

%mno/Ghscc/lOOONx6m__

77=—S-x100%=—x100%=---------------x1i0n0n%o/?8o3.3%0/

W阜Fs400Nxl8m

15.（2024四川瀘州）如圖所示的滑輪組忽略繩重及繩與滑輪間的摩擦,將物體放在水平粗糙桌面上。

受到水平向左的恒力尸=100N,滑輪組繩子自由端受到的拉力為尸繩。當(dāng)繩子自由端的拉力月也為

60N時(shí)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體與桌面間的摩擦力恰好為0,則動滑輪的重力為N；當(dāng)繩

子自由端拉力打?yàn)?0N時(shí)，物體水平向右勻速運(yùn)動，物體與桌面之間的滑動摩擦力為N；撤

去水平向左的恒力F,改變繩子自由端拉力片的大小，仍使物體水平向右勻速運(yùn)動時(shí)，滑輪組的機(jī)械

效率為________

【答案】206075%

【解析】由圖可知，滑輪組的動滑輪繞2段繩，忽略繩重及繩與滑輪間的摩擦，當(dāng)繩子自由端的拉力

%為60N時(shí)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體與桌面間的摩擦力恰好為0,所以繩子自由端拉力

『（（…動）

60N=gx（100N+G動）

G動=20N

當(dāng)繩子自由端拉力月為90N時(shí)，物體水平向右勻速運(yùn)動，物體受到向右的拉力

F2=2FI-G動=2X90N-20N=160N

物體受到水平向左的恒力方=100N,物體水平方向受到向左的摩擦力、向左的拉力和向右的拉力是

平衡力，物體與桌面之間的滑動摩擦力為

產(chǎn)F?-F=l60N-100N=60N

撤去水平向左的恒力尸，改變繩子自由端拉力打的大小，仍使物體水平向右勻速運(yùn)動時(shí)，壓力和接觸

面的粗糙程度不變，摩擦力不變，滑輪組下端掛鉤處拉力

F3=/^60N

繩子自由端拉力

F4=g(瑪+G動)=；X(60N+20N)=40N

滑輪組的機(jī)械效率為

%F.s'F.s'招60Ninno/…

F4SF4X2S'2且2x40N

16.(2024蘇州)某起重機(jī)的滑輪組結(jié)構(gòu)示意如圖所示，其最大載重為5t。起重機(jī)將3600kg的鋼板

勻速提升到10m高的橋墩上，滑輪組的機(jī)械效率為80%。不計(jì)鋼絲繩的重力和摩擦，g取10N/kg。

求

(1)克服鋼板重力做的功％用；

(2)鋼絲繩的拉力B

(3)滑輪組滿載時(shí)的機(jī)械效率(保留一位小數(shù))。

【答案】(1)3.6X105J：(2)1.125X104N；(3)84.7%

【解析】(1)克服鋼板重力做的功為

叫用=Gh=mgh=3600kgxl0N/kgxl0m=3.6xl05J

(2)起重機(jī)的滑輪組做的總功為

J在四i=4.5xl05j

7780%

由圖可知，有四段繩子承重，則鋼絲繩的拉力為

^JjL4-5xl05J

F====L125xl04N

s4/24x10m

(3)起重機(jī)的滑輪組做的額外功為

%卜=%—%用=4.5X105J-3.6X105J=9X104J

動滑輪的重力為

滑輪組滿載時(shí)的機(jī)械效率為

4

W'有用G5X10N

〃最大=x100%=84.7%

43

W'有用+W'額外G'+G動5X10N+9X10N

答：(1)克服鋼板重力做的功為3.6xl05j；

(2)鋼絲繩的拉力為1.125xlO4N；

(3)滑輪組滿載時(shí)的機(jī)械效率為84.7%。

17.(2024江蘇揚(yáng)州)如圖所示,工人用動滑輪勻速提升重為400N的窗玻璃，所用的豎直拉力為250N,

窗玻璃上升的高度為10m,用時(shí)50s。求：

(1)所做的有用功%;

(2)工人所用拉力的功率尸;

(3)動滑輪的機(jī)械效率V。

【答案】(1)4000J；(2)100W；(3)80%

【解析】(1)利用動滑輪提升貨物，做的有用功

%=G/Z=400NX10m=4000J

(2)動滑輪繩端移動的距離為

s=nh=2X10m=20m

則拉力做的總功

W總=Fs=250NX20m=5000J

所以拉力F的功率

。=壇=^2991=MW

t50s

(3)動滑輪的機(jī)械效率

"￡疑°%=就幻°°%=8。％

答：(1)有用功W有為4000J；

(2)拉力廠的功率P為1OOW；

(3)此過程中動滑輪的機(jī)械效率〃為80%。

能力拓展

考向四：與簡單機(jī)械有關(guān)的綜合計(jì)算問題

1.(2024貴州省)如圖甲所示的條凳，人若坐在凳的一端，極易使其另一端上翹而摔倒?，F(xiàn)將其簡

化為如圖乙所示的示意圖，8、C點(diǎn)分別與凳腳的E、E點(diǎn)在同一豎直線上。當(dāng)人對水平凳面施加豎

直向下的壓力時(shí)，下列分析正確的是()

A.壓力作用于A點(diǎn)，可將條凳視為繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動的杠桿

B.只要壓力作用于凳面的中間，則條凳一定不會上翹

C.只要在A、。點(diǎn)同時(shí)施加壓力，則條凳一定不會上翹

D.在8或C點(diǎn)施加一個(gè)壓力，則條凳一定不會上翹

【答案】ABD

【解析】A.分析圖乙可知，當(dāng)壓力作用于A點(diǎn)時(shí)，如果條凳可以轉(zhuǎn)動，將圍繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動，因此條凳

視為繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動的杠桿，故A正確；

B.當(dāng)壓力作用于凳面的中間，此時(shí)￡、尸兩點(diǎn)受到的壓力均是向下的，因此條凳不會上翹，故B正

確；

C.在A、。點(diǎn)同時(shí)施加壓力，如果其中一點(diǎn)力大，根據(jù)杠桿平衡條件，如果大于另一點(diǎn)的力和條

凳重力作用效果時(shí)，條凳將上翹，故C錯(cuò)誤；

D.如果在2或C點(diǎn)施加一個(gè)壓力，則此時(shí)動力臂為零，因此條凳一定不會上翹，故D正確。

故選ABD?

2.(2024四川達(dá)州