2021年江蘇中考物理一輪復習：簡單機械和功教案

2021江蘇中考物理一輪復習專題：簡單機械和功

了解：知道簡單機械。了解人類使用機械的歷程。了解杠桿的平衡條件。知道機械功。

經(jīng)歷：通過實驗，探究杠桿的平衡條件

兒基礎梳理

4

*

考點一、浮力

考點一、杠桿

1.定義：在力的作用下可繞一固定點轉動的硬棒叫做杠桿.

2.杠桿的五要素

(1)支點：如圖所示，杠桿可以繞其轉動的點，用字母0表示.

(2)動力：如圖所示，使杠桿轉動的力，用字母R表示.

(3)阻力：如圖所示，阻礙杠桿轉動的力，用字母Fz表示.

(4)動力臂：如圖所示，從支點0到動力作用線的距離，用字母L,表示.

(5)阻力臂：如圖所示，從支點0到阻力作用線的距離，用字母L?表示.

3.杠桿的平衡條件

(1)杠桿的平衡狀態(tài)：杠桿靜止或勻速轉動時，我們就說此時杠桿處于平衡狀態(tài).

(2)杠桿的平衡條件：動力X動力臂=阻力X阻力臂,用字母表示為FL=FJ2(其中R、

L、&、L?分別表示動力、動力臂、阻力和阻力臂).

4.杠桿的分類

名稱省力杠桿費力杠桿等臂杠桿

結構特征動力臂大工阻力臂動力臂包阻力臂動力臂等了阻力臂

力的關系動力小于阻力動力大于阻力動力等于阻力

特點省力，費距離費力,省距離不省力，不省距離

撬棒、惻刀、動滑輪、輪軸、縫紉機踏板、起重臂、人的

應用舉例羊角錘、鋼絲鉗、手推車、手臂、理發(fā)時用的剪刀、釣天平、定滑輪、蹺蹺板等

花枝剪刀等魚竿、筷子、鏡子等

考點二、滑輪及其他簡單機械

1.滑輪及滑輪組

定滑輪動滑輪滑輪組

〃〃〃〃〃〃?〃〃〃〃〃〃/〃〃〃/〃〃/〃/〃〃〃//〃〃

不

字

圖示

由

由h1

和重物一起移動的滑由定滑輪、動滑輪組合成

定義中間的軸固定不動的滑輪

輪的裝置

動力臂為阻力臂幺倍的

實質等臂杠桿

省力杠桿

動力F和阻

F1=G_F2=0.5GF3=1/3G

力G的關系

既可以省力，又可以改變

不能省力，但是能改變力的方向

能省一半的力,但不能力的方向，若提升重物的

特點

改變力的方向繩子為n段，則繩端施加

的力為物重的

拉力F移動

的距離s與

阻力G移動s=h_s=2hs=3h

的距離h的

關系

自制滑輪組、起重機滑輪

應用舉例旗桿頂?shù)亩ɑ喥鹬貦C上的動滑輪

組

2.斜面和輪軸

(1)斜面：斜面是-一種省力、費距離的簡單機械.如盤山公路.

(2)輪軸：由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成，可以省力但費距離.如門把手、方向盤等.

考點二、功

1.定義：物理學中，把力與物體在力的方向上通過的距離的理稱為機械功，簡稱功，用

字母W表示.

2.單位：焦耳，簡稱焦，用字母J表示.1J=LN?m.

3.做功的兩個必要條件：(1)對物體有力的作用;(2)物體要在力的方向上通過一定的幽.

4.功的計算

公式符號單位

功：F焦耳(J)

W=Fs力：F牛頓(N)

距離：S米(m)

5.生活中的功

將地面上的物理課本撿起放到桌子上，人對課本做的功約為2J；從地上拿起一個約50

g的雞蛋，緩緩舉過頭頂大約做功1J.

考點四、功率

1.定義：功與做功所用時間之比叫做功率，它大小等于單位時間內所做的功.

2.物理意義：在物理學中，用功率表示做功的快慢.

3.功率的計算

公式變形公式符號單位單位換算推導公式

功：獷

焦耳(J)p=

W

1kW=wFs

Wt=P

p=~功率:P瓦特⑻

1000W

Fv

W=Pt時間：t秒(S)

4.生活中的功率

麻雀飛行時的功率約為8W；人騎自行車時的功率通常為60?80肌中學生跳繩的功率

約為60W；家用轎車發(fā)動機的功率約為80kW；飛機發(fā)動機的功率可達1000kW以上；動

車組的功率約為5.5?20MW.

考點五、機械效率

1.有用功、額外功和總功

定義公式

有用功必須要做的功叫做有用功，用憶力H表示/存用總一/額=

不得不克服機械本身所受的重力以及摩擦

額外功力等因素的影響而多做的一些功，這部分功/額=//總—/有用

叫做額外功，用/額表示

總功有用功與額外功之和是總功，用川總表示『總=/有用+V額=￡?

2.機械效率

（1）將有用功和總功的比值叫做機械效率.

（2）公式

加向表示有用功

^?xKD%

公式：〃二”

/廛表示總功

JL表示機械效率

機械效率推導公式：n=w有用/W總X100%=Gh、FsX100%=G>nFX100%=G物/（G物+G動）X

100%；上式中最后一個機械效率推導公式的前提是不計繩重和摩擦

（3）提高機械效率的方法

a.提高滑輪組機械效率的方法：增大物重、減小動滑輪的重力、減小滑輪與繩子間的摩擦.

有用功一定時，減少額外功,額外功一定時，增加有用功.

b.提高斜面機械效率的方法：增大斜面傾角或減小斜面的摩擦.

與深度講練、

，

考點一：簡單機械特點判斷

【經(jīng)典例題】1.（2020?蘇州）如圖所示的工具中，在使用時屬于省力杠桿的是（）

開瓶器

D.

2.（2020?高郵市二模）下列簡單機械，在使用中可以省距離的是（)

2,

A.面包夾盤山公路

3.（2020?靖江市二模）如圖所示的工具中，在使用時屬于省距離杠桿的是（）

A.食品夾子

羊角錘核桃夾子

4.（2020?岱岳區(qū)二模）在如圖所示四種工具中，正常使用時，屬于費力杠桿的是（）

6.（2020?常熟市一模）下列各種工具都屬于簡單機械，利用其做功時能夠“省距離”的是

7.（2020?梁溪區(qū)一模）“十一”假期，小華在河下古鎮(zhèn)漫步，在古鎮(zhèn)巷子的木門外發(fā)現(xiàn)如圖

甲所示的水龍頭，外人很難徒手擰開水龍頭，用水時需用如圖乙所示的鑰匙，安裝并旋

轉鑰匙就能正常出水（如圖丙所示）。下列有關這把鑰匙的分析中正確的是（）

A.在使用過程中可以減小阻力臂

B.在使用過程中可以減小阻力

C.在使用過程中可以減小動力

D.在使用過程中可以減小動力臂

8.（2020?谷城縣一模）如圖所示，以下器具，在使用時屬于省力杠桿的是（）

A.筷子B.食品夾

c.鉗子D.鏡子

9.（2020?潮陽區(qū)一模）在使用下列簡單機械勻速提升同一物體的四種方式，如果不計機械

自重、繩重和摩擦，所用動力最小的是（

10.（2020?商城縣一模）如圖所示是使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式（不計機械

自重和摩擦），其中所需動力最小的是（

方

向

豎

直

向

上

考點二：浮力小計算

【經(jīng)典例題】（2020?徐州）如圖所示，塔式起重機上的滑輪組既可以,又可以

改變施力的，若用它將900N的物體勻速吊起5m高，拉力為400N,則滑輪組的

12.（2020?常州）利用如圖所示的滑輪組，小明在50s內將重450N的物體勻速吊起10m高，

已知動滑輪重50N,不計繩重及摩擦，繩端處拉力F做功的功率為W,滑輪組的

機械效率為o

13.（2020?淮安）如圖所示，小明用100N豎直向上的力F,將重為150N的物體，在時間

5s內勻速提升1m。在此過程中力F做功的功率為W.滑輪的機械效率為。

14.（2020?南京）如圖所示，物體重210N,動滑輪重25N.工人用125N的拉力將物體勻

速提升3m,用了10s,此過程中有用功是J,拉力的功率是W,滑輪的機

械效率是,克服動滑輪重所做的額外功占總功的%o

15.（2020?揚州）如圖，“測動滑輪機械效率”時必須沿方向勻速向上拉動彈簧測力

計。鉤碼重為1N,彈簧測力計的示數(shù)為N,動滑輪的機械效率是

16.（2020?連云港）用如圖所示滑輪組在10s內將重為300N的物體勻速提升1m,拉力大

小為120N,拉力做功的功率為W,有用功為J,滑輪組的機械效率

為。

17.（2020?高郵市二模）如圖所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物體沿水平地

面向左做勻速直線運動，物體與地面間的滑動摩擦力為48N,則滑輪組的機械效率

為;若物體以0.2m/s的速度勻速向左運動了Imin,繩子自由端移動的距離為

m,該過程中拉力做的功為Jo

18.（2020?鹽都區(qū)三模）在“探動滑輪”實驗中，小紅用動滑輪勻速提升一個重為10N的

物體，物體在10s內勻速升高2m,繩端拉力F為8N,不計繩重和摩擦，則物體克服重

力所做的功為J,該動滑輪的機械效率為,該動滑輪提升的物體越重，機

械效率越（選填"高”或"低

19.（2020?玄武區(qū)一模）建筑工地上，起重機吊臂上的滑輪組如圖所示，鋼絲繩能承受的最

大拉力為3000N,其貨箱重400N,則該起重機一次最多能勻速提起的貨物重____（選

填“>”、"V”或“="）8600N；當用1200N的拉力將質量為300kg的貨物以0.6m/s

的速度勻速提升5s的過程中，有用功是J,拉力F的功率是W,其機械

效率是O

20.（2020?鼓樓區(qū)二模）用如圖所示的滑輪組勻速提升質量為4kg的物體，在重物上升1m

的過程中，拉力F的功率為25W,此時滑輪組的機械效率為80%,則拉力做的有用功是

J,重物上升的速度是m/s；若用此滑輪組勻速提升80N的貨物，所需拉力為

N.（不考慮繩重和摩擦）

考點三：簡單機械作圖

【經(jīng)典例題】21.（2020?徐州）如圖所示是蠟燭蹺蹺板，請畫出蠟燭右半段所受重力G的

22.（2020?蘇州）圖中，請畫出FA的力臂1,并在B端畫出使杠桿平衡的最小力FB。

23.（2020?泰州）如圖所示，畫出拉力F的力臂1和物體B所受重力G的示意圖。（根據(jù)

要求完成下列作圖）。

24.（2021?港閘區(qū)模擬）利用如圖所示的滑輪組拉著重為10N的物體A沿水平方向做勻速

直線運動。請畫出滑輪組最省力的繞線情況，并畫出A對地面壓力的示意圖。

25.（2020?徐州模擬）如圖，O為杠桿的支點，杠桿在圖示位置平衡，請作出F的力臂L。

26.（2020?射陽縣模擬）如圖所示，滑輪重量忽略不計，畫出圖中人站在地面將物體送到高

處時最省力的繞法。

27.（2020?蘇州一模）拉桿式旅行箱可看成杠桿，如圖所示。請畫出使箱子在圖示位置靜止

時，施加在箱桿頂端點A的最小作用力F的示意圖。

28.（2020?工業(yè)園區(qū)一模）請畫出使杠桿在如圖所示位置處于靜止狀態(tài)時的最小動力F1的

示意圖及重物阻力F2的力臂12。

29.（2020?常州模擬）如圖所示，人站在地面上用滑輪組提升重物，請用筆畫線代替繩子畫

出由兩段繩子承擔動滑輪和物重的繞法o

30.（2020?高郵市一模）如圖所示，杠桿保持靜止，O為支點，請畫出動力F1的力臂Li和

阻力F2的示意圖。

Fi

考點四：探究杠桿平衡條件實驗

【經(jīng)典例題】31.（2020?鹽城）小明做“探究杠桿平衡條件”實驗:

（1）實驗前，杠桿靜止時的位置如圖甲所示。要使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母

向調節(jié)；

（2）使用彈簧測力計時，首先進行的操作是

（3）如圖乙所示，在杠桿左側掛2個鉤碼，每個鉤碼的質量為50g,為了便于在杠桿上

直接讀出力臂的大小，在A點沿向下方向拉動彈簧測力計，直至杠桿在位

置平衡。并將第一次數(shù)據(jù)記錄在表格中，表中F1大小為彈簧測力計示數(shù)，F(xiàn)2大小為鉤碼

的重力，Li、L2分別為Fi、F2對應的力臂；

（4）接下來，小明又進行了三次實驗，將數(shù)據(jù)填在表中，最后總結得出規(guī)律。每次實驗

總是在前一次基礎上改變F2、Li、L2中的一個量。小華分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，第次

實驗與前一次改變的量相同，需要調整的實驗步驟是。

序號Fi/NLi/cmF2/NL2/cm

11.510.01.015.0

23.010.02.015.0

31.520.02.015.0

41.030.02.015.0

32.（2020?高郵市二模）如圖所示是探究杠桿平衡條件的幾個實驗情景:

（1）掛鉤碼前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時杠桿（選填“達到”或“沒

有達到“）平衡狀態(tài)，為使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿右端的平衡螺母向（選

填“左”或"右"）調節(jié)。

（2）如圖乙所示，A點掛有2個質量均為50g的鉤碼，為了讓杠桿在水平位置平衡，應

在B點掛個質量均為50g的鉤碼。

（3）取下B位置的鉤碼，改用彈簧測力計拉杠桿的C點，當彈簧測力計由位置1轉至

位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡，則測力計的示數(shù)如何變化？。

（4）探究結束后，小剛發(fā)現(xiàn)家里的開關也是杠桿（圖?。浒粹o可繞面板內軸轉動，

根據(jù)你的生活經(jīng)驗，你認為（選填“1”或“2”）較易損壞，這是因為。

33.（2020?淮安二模）小明在做“探究杠桿平衡條件”的實驗。

（1）調節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，可方便測量_______;

（2）如圖甲所示，在杠桿左側A處掛4個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，則需在杠桿

B處掛個鉤碼（實驗中所用的鉤碼均相同）；

（3）小明又用彈簧測力計作用在C處豎直向上拉，如圖乙所示，當彈簧測力計逐漸向右

傾斜時，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將逐漸（選填“變大”

“變小”或“不變”），原因是o

34.（2020?常熟市一模）在“探究杠桿的平衡條件“實驗中。

（1）安裝好杠桿，調節(jié)杠桿兩端的，使之在水平位置平衡，這樣做的目的是為

了消除杠桿自重對實驗的影響和，若杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時杠桿

（“是”或“不是"）處于平衡狀態(tài)；

（2）調節(jié)杠桿平衡后，在左側掛兩個鉤碼，每個鉤碼重1N,在右側用彈簧測力計豎直

向下拉，使杠桿在水平位置平衡，如圖乙所示，已知杠桿上刻度均勻，則此時彈簧測力

計的示數(shù)F=N；本實驗中，需改變鉤碼位置、數(shù)量和彈簧測力計位置進行多次

實驗，其目的與“伏安法測定值電阻的阻值”中的多次實驗的目的（選填“相同”

和“不同”）。

（3）如圖丙所示，小明實驗時所使用的杠桿上沒有刻度，他在平衡好的杠桿兩側分別放

上不同數(shù)量的相同硬幣，杠桿仍在水平位置平衡。左側三個硬幣沒有擺放整齊，小明沒

有在意，仍用刻度尺測出最下方硬幣圓心與轉軸。點的距離Li和L2,則L2（選

填或“="）3LI?

35.（2020?興化市二模）利用如圖所示的裝置來探究“杠桿的平衡條件

(1)實驗前，杠桿靜止如圖甲所示，此時杠桿(選填“是”或“不是”)處于平

衡狀態(tài)；為了使杠桿在水平位置平衡,我們應將杠桿兩端的平衡螺母向(選填“左”

或“右”)調節(jié)。

(2)如圖乙，杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)這一次實驗數(shù)據(jù)，小明同學立即分

析得出杠桿的平衡條件，這種做法的不足是。

(3)如圖丙，小華同學設計了兩種實驗方案：第一種測力計沿豎直方向拉，讀數(shù)為Fi；

第二種測力計傾斜拉，讀數(shù)為F2,第種實驗方案更方便。

(4)調節(jié)杠桿水平平衡后，小贊同學設計了如圖丁所示的方案探究“杠桿平衡條件”，

考點五：機械效率綜合計算

【經(jīng)典例題】36.(2020?南通)如圖，塔式起重機上的滑輪組將重為1.2X1()4N的重物勻速

吊起2m時，滑輪組的機械效率為80%,g取10N/kg.

(1)求提升重物做的有用功；

(2)求繩端的拉力；

(3)若動滑輪的質量為40kg,求克服摩擦和鋼絲繩重所做的功.

37.(2020?鎮(zhèn)江)如圖1所示，質量為20kg的重物放在水平地面上，重物與地面間的接觸

面積為O.lnA利用圖2所示的滑輪組，小明在20s內將重物勻速提高5m,他對繩子自

由端施加的拉力為150N.不計繩重和輪軸處摩擦，g取10N/kg。

(1)求圖1中重物對地面的壓強。

(2)在圖2所述過程中，求：

①小明所做的額外功。

②小明做功的功率。

圖1圖2

38.(2020?泰州)小明利用如圖所示的滑輪組，將質量為90kg的物體在Imin內勻速提升

5m,豎直向上的拉力為360N.求：

(1)物體的重力(g取10N/kg)；

(2)小明拉力的功率？

(3)滑輪組的機械效率(結果保留一位小數(shù))。

39.(2019?鎮(zhèn)江)如圖1所示，裝有O.Oln?水的圓桶置于水平地面上，桶與地面間的接觸

面積為0.2m2?

桶的質量忽略不計，g取10N/kg。

(1)求桶中水的質量。

(2)求這桶水對地面的壓強。

(3)某同學用圖2所示的滑輪組將這桶水勻速提升2m的過程中，所用拉力為40N.求

該滑輪組的機械效率。

圖1圖2

40.(2019?徐州)工人用杠桿將重為180N的物體勻速提升0.5m,做了100J的功。求:

(1)提升物體做的有用功；

(2)杠桿的機械效率。

41.(2019?蘇州)如圖所示，利用動滑輪提升貨物在豎直向上大小為250N的拉力F作用下,

重為400N的貨物在20s的時間內勻速上升5m求：

(1)有用功W有；

(2)拉力F的功率P；

(3)此過程中動滑輪的機械效率中

42.(2020?常熟市二模)用如圖所示的滑輪組將重為300N的物體從地面勻速送到2m高處,

所用拉力為150N,此過程中克服摩擦做功180J,求：

(1)工人做的有用功；

(2)此過程中該裝置的機械效率；

(3)動滑輪的自重。

43.(2020?阜寧縣一模)用如圖所示的滑輪組在10s內將300N的重物勻速提升3m,已知

動滑輪重為30N,不計摩擦和繩重，求：

(1)所做的有用功。

(2)拉力的功率。

(3)滑輪組的機械效率。

2021江蘇中考物理一輪復習專題：簡單機械和功

參考答案與試題解析

選擇題（共10小題）

1.（2020?蘇州）如圖所示的工具中，在使用時屬于省力杠桿的是（）

【解答】解：鑲子、船槳、釣魚竿在使用時，動力臂小于阻力臂，為費力杠桿；開瓶器

在使用時，動力臂大于阻力臂，為省力杠桿，故B正確、ACD錯誤。

故選：B。

【解答】解：

A、面包夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，費力但省距離，故A符合

題意；

B、盤山公路屬于斜面，使用斜面可以省力，但費距離，故B不符合題意；

C、啟瓶器在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，省力但費距離，故C不符

合題意；

D、方向盤屬于輪軸，動力作用在輪上，可以省力，但費距離，故D不符合題意。

故選：A。

3.（2020?靖江市二模）如圖所示的工具中，在使用時屬于省距離杠桿的是（)

A.

【解答】解：

A、食品夾子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，省距離，故A正確;

B、撬棒在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費距離，故B錯誤；

C、羊角錘在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費距離，故C錯誤；

D、核桃夾子在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費距離，故D錯誤。

故選：A。

4.（2020?岱岳區(qū)二模）在如圖所示四種工具中，正常使用時，屬于費力杠桿的是（）

D.鏡子

【解答】解：

A、開瓶器在起瓶蓋過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；

B、園藝師剪刀在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿;

C、裁紙刀在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；

D、鑲子在使用過程中，阻力臂大于動力臂，是費力杠桿。

故選：D。

【解答】解：

A、起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；

B、核桃夾子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿;

C、筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；

D、撬棒在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。

故選：Co

6.(2020?常熟市一模)下列各種工具都屬于簡單機械，利用其做功時能夠“省距離”的是

()

定滑輪B.核桃夾

C./修枝剪刀

D.掃帚

【解答】解：

A.定滑輪實質是一等臂杠桿，不省力也不省距離，故A不符合題意；

B.核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費距離，故B不符合題

意；

C.修枝剪刀，在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費距離，故C不符

合題意；

D、掃帚在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，但省距離，故D符合題意。

故選：D。

7.（2020?梁溪區(qū)一模）“十一”假期，小華在河下古鎮(zhèn)漫步，在古鎮(zhèn)巷子的木門外發(fā)現(xiàn)如圖

甲所示的水龍頭，外人很難徒手擰開水龍頭，用水時需用如圖乙所示的鑰匙，安裝并旋

轉鑰匙就能正常出水（如圖丙所示）。下列有關這把鑰匙的分析中正確的是（）

甲乙丙

A.在使用過程中可以減小阻力臂

B.在使用過程中可以減小阻力

C.在使用過程中可以減小動力

D.在使用過程中可以減小動力臂

【解答】解：分析可知，安裝并旋轉鑰匙后，阻力臂不變，阻力不變，但動力臂變大,

由杠桿平衡的條件FILI=F2L2可知，動力變小，故ABD錯誤、C正確。

故選：Co

8.（2020?谷城縣一模）如圖所示，以下器具，在使用時屬于省力杠桿的是（）

A.筷子B.食品夾

c.鉗子D.鏡子

【解答】解：A、筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；故A錯誤。

B、食品夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；故B錯誤。

C、鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；故C正確。

D、鑲子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿。故D錯誤。

故選：Co

9.（2020?潮陽區(qū)一模）在使用下列簡單機械勻速提升同一物體的四種方式，如果不計機械

自重、繩重和摩擦，所用動力最小的是（）

【解答】解：不計機械自重繩重和摩擦，即在理想狀況下：

A、圖示是一個定滑輪拉力舊=6；

B、根據(jù)勾股定理知h=iy52_42m=3m,圖中為斜面，F(xiàn)2X5m=GX3m,得至F2=0.6G；

C、如圖所示，由圖可知”=生生=5,

LG2L2

由杠桿平衡條件可得：F3XL2=GXLG,拉力F3=GX“_=2G=0.4G；

L25

D、由圖示可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3,拉力F4=LG=2G^0.3G；

n3

因此最小拉力是F4O

故選：D。

10.（2020?商城縣一模）如圖所示是使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式（不計機械

方

向

要

直

向

上

【解答】解：設物體重力為G,不計機械自重和摩擦:

A、圖中為斜面，由功的原理可得，F(xiàn)|X4m=GX2m,解得Fi=0.5G：

B、圖中為滑輪組，與動滑輪相連的繩子段數(shù)是3,因此F2=」G；

3

C、圖中為定滑輪，不省力，則F3=G：

D、由圖可知，杠桿的動力臂為阻力符的2倍，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力為阻力的二

分之一，F(xiàn)4=0.5G；

因此動力最小的是Bo

故選：Bo

二.填空題（共10小題）

11.（2020?徐州）如圖所示，塔式起重機上的滑輪組既可以省力，又可以改變施力的方

向，若用它將900N的物體勻速吊起5m高，拉力為400N,則滑輪組的機械效率為

75%

【解答】解：

(1)在圖中的滑輪組中，使用下面的動滑輪可以省力，使用上面的定滑輪可以改變用力

的方向，所以使用圖中的滑輪組，即可以省力，也可以改變施力的方向；

(2)拉力做的有用功：

W有用=Gh=900NX5m=4500J；

由圖知，承擔物重的繩子股數(shù)n=3,拉力端移動的距離：s=3h=3X5m=15m,

拉力做的總功：

W總=Fs=400NX15m=6000J,

滑輪組的機械效率：

W有用_4500J

X100%=75%。

W總6000.T

故答案為：省力；方向；75%。

12.(2020?常州)利用如圖所示的滑輪組，小明在50s內將重450N的物體勻速吊起10m高,

已知動滑輪重50N,不計繩重及摩擦，繩端處拉力F做功的功率為100W,滑輪組的

機械效率為90%。

【解答】解：

(1)由圖可知，n=2,不計繩重及摩擦，拉力:

F=工(G+G動)=」X(450N+50N)=250N,

22

由圖可知，n=2,拉力端端移動的距離：

s=nh=2X10m=20m,

小明做的總功：

W.e=Fs=250NX20m=5000J,

拉力做功功率：

P=~I^=500°J=ioow；

t50s

（2）小明做的有用功：

W有用=Gh=450NX10m=4500J,

滑輪組的機械效率：

n=w有用=4500J*ioo%=9o%。

W總5000.T

故答案為：100；90%。

13.（2020?淮安）如圖所示，小明用100N豎直向上的力F,將重為150N的物體，在時間

5s內勻速提升1m。在此過程中力F做功的功率為40W.滑輪的機械效率為75%。

【解答】解：

（1）由圖知，使用動滑輪時，n=2,拉力端移動的距離s=2h=2Xlm=2m,

拉力做的總功：

W￡,=Fs=100NX2m=200J,

拉力做功的功率：

P=I^-=20°J=40W；

t5s

（2）所做的有用功：

W有用=Gh=150NXlm=150J,

動滑輪的機械效率：

故答案為：40；75%?

14.（2020?南京）如圖所示，物體重210N,動滑輪重25N.工人用125N的拉力將物體勻

速提升3m,用了10s,此過程中有用功是630J,拉力的功率是75W,滑輪的機

械效率是84%,克服動滑輪重所做的額外功占總功的10%。

占

【解答】解：

(1)拉力做的有用功：

W=Gh=21ONX3m=630J；

(2)由圖知,n=2,拉力端移動距離s=2h=2X3m=6m,

拉力做的總功：

W>&=Fs=125NX6m=750J,

拉力做功的功率：

上=儂L=75W；

t10s

(3)滑輪組的機械效率：

l=W有用100%=84%；

w總750.T

(4)提升動滑輪做的額外功：

W額i=G動h=25NX3m=75J,

W額1_75J

X100%=10%,

至7507

即：克服動滑輪重所做的額外功占總功的10%。

故答案為：630：75；84%；10.

15.(2020?揚州)如圖，“測動滑輪機械效率”時必須沿」^方向勻速向上拉動彈簧測

力計。鉤碼重為1N,彈簧測力計的示數(shù)為0.6N,動滑輪的機械效率是83.3%。

【解答】解:

(1)實驗中應沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，這樣才能準確測出拉力的值;

(2)由圖知，彈簧測力計的分度值為0.1N,其示數(shù)為0.6N：

(3)動滑輪的機械效率:

「瞿=冷懸嚕=春、］。。%*3%。

故答案為：豎直；0.6：83.3%。

16.(2020?連云港)用如圖所示滑輪組在10s內將重為300N的物體勻速提升1m,拉力大

小為120N,拉力做功的功率為36W,有用功為30()J,滑輪組的機械效率為

83.3%

【解答】解:

(1)由圖知，n=3,拉力端移動距離s=3h=3Xlm=3m,

拉力做的總功:

W.s=Fs=120NX3m=360J；

拉力做功的功率:

p=l^_=匹亞=36W；

t10s

(2)已知G=300N,h=lm,

拉力做的有用功:

W有用=Gh=300NXlm=300J；

(3)滑輪組的機械效率：

W有用一300J

X100%比83.3%。

W總3601

故答案為：36；300；83.3%。

17.(2020?高郵市二模)如圖所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物體沿水平地

面向左做勻速直線運動，物體與地面間的滑動摩擦力為48N,則滑輪組的機械效率為

80%:若物體以0.2m/s的速度勻速向左運動了Imin,繩子自由端移動的距離為36m,

該過程中拉力做的功為720J。

【解答】解：

(1)由圖知，n=3,滑輪組的機械效率:

W有用=fs物—fs物_f_哪

X100%=80%；

HFX3s^-3XF-3X20N

(2)物體在Imin內移動的距離：sisi=vt=0.2m/sX6內=12m,

繩自由端移動的距離：s=3s物=3X12m=36m,

該過程中拉力做的功：

W=Fs=20NX36m=720J。

故答案為：80%；36；720o

18.(2020?鹽都區(qū)三模)在“探動滑輪”實驗中，小紅用動滑輪勻速提升一個重為10N的

物體，物體在10s內勻速升高2m,繩端拉力F為8N,不計繩重和摩擦，則物體克服重

力所做的功為20J,該動滑輪的機械效率為62.5%,該動滑輪提升的物體越重，

機械效率越高(選填“高”或"低

【解答】解：(1)克服物體重力所做的功即為有用功，所以，wff^GhnONX2m=20J；

(2)繩端移動的距離：s=2h=2X2m=4m,總功為：Ws；=Fs=8NX4m=32J；

滑輪組的機械效率為：n="曳=2紅=62.5%；

W總32.T

（3）使用同一滑輪組提升物體到相同高度時，所做的額外功幾乎相同，當提升的物體重

力增大時，有用功增多，有用功在總功中所占的比例增大，滑輪組的機械效率增大。

故答案為：20；62.5%,高。

19.（2020?玄武區(qū)一模）建筑工地上，起重機吊臂上的滑輪組如圖所示，鋼絲繩能承受的最

大拉力為3000N,其貨箱重400N,則該起重機一次最多能勻速提起的貨物重V（選

填或"=8600N；當用1200N的拉力將質量為300kg的貨物以0.6m/s

的速度勻速提升5s的過程中，有用功是9000J,拉力F的功率是2160W,其機

械效率是83.3%o

【解答】解：（1）不計滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦，由圖可知承重繩子的股數(shù)n=3,

由F=』（G+G箭）可得：

n

最大物重G物最大=nF-Gffi=3X3000N-400N=8600N；

由于實際使用該滑輪組，滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦的存在，所以，實際吊起的貨物

重G<G物球火=8600N；

（2）貨物的重力G=mg=300kgXl0N/kg=3000N,

根據(jù)丫=且可得：

t

貨物提升的高度h=vt=0.6m/sX5s=3m；

有用功W有用=Gh=3000NX3m=9000J；

起重機吊臂上的鋼絲繩移動的距離s=nh=3X3m=9m,

總功W總=Fs=1200NX9m=10800J；

起重機的功率迎工=2160W；

t5s

機械效率口=上包曳~X10O%=900°JX100%比83.3%；

W總10800.T

故答案為:<；9000；2160；83.3%。

20.（2020?鼓樓區(qū)二模）用如圖所示的滑輪組勻速提升質量為4kg的物體，在重物上升1m

的過程中，拉力F的功率為25W,此時滑輪組的機械效率為80%,則拉力做的有用功是

40_J,重物上升的速度是0.5m/s：若用此滑輪組勻速提升80N的貨物，所需拉力為

45N.（不考慮繩重和摩擦）

【解答】解:

（1）物體的重力:

G=mg=4kgXI0N/kg=40N,

拉力做的有用功：

W仃用=Gh=40NXlm=40J,

W有用

（2）由n=-^巴=80%可得拉力所做的總功:

W總

W￡*50J,

由圖知，n=2,拉力端移動距離s=2h=2Xlm=2m,

由W=Fs可得拉力大小:

F=I^=^2L=25N,

s2m

由得拉力端移動速度:

P=1=FS=FV

tt

v=-"

F25N

重物上升的速度:

v物=-lv=-^Xlm/s=0.5m/s；

22

（3）不考慮繩重和摩擦，拉力F=2（G+G動）,

2

則動滑輪的重力：

G動=2F-G=2X25N-40N=ION,

用此滑輪組勻速提升80N的貨物時，所需拉力：

F，=」（G'+G動）=”（80N+10N）=45N。

22

故答案為：40；0.5；45。

三.作圖題（共10小題）

21.（2020?徐州）如圖所示是蠟燭蹺蹺板，請畫出蠟燭右半段所受重力G的力臂。

【解答】解：支點為O,則過O作重力作用線的垂線即為重力G的力臂，如圖所示:

22.（2020?蘇州）圖中，請畫出FA的力臂1,并在B端畫出使杠桿平衡的最小力FB。

【解答】解：從支點O向FA的作用線作垂線，垂線段的長度為FA的力臂1；

根據(jù)杠桿平衡條件，動力臂越長越省力，力的作用點確定，從支點到動力作用點的距離

便為最長的力臂；圖中O為支點，要使杠桿平衡且動力最小，就應該讓力F作用在B點，

OB最長的力臂，則力F應與OB垂直且向下。如圖所示：

23.（2020?泰州）如圖所示，畫出拉力F的力臂1和物體B所受重力G的示意圖。（根據(jù)

要求完成下列作圖）。