1、第十二章简单机械目标与要求1.了解：杠杆的基本概念；滑轮的概念；斜面的简单应用与计算。2.会：画杠杆示意图；分析杠杆类型；进行滑轮组的常规计算。3.理解：杠杆平衡条件；定滑轮和动滑轮的特点；滑轮组的利用。4.掌握：杠杆平衡条件实验探究；有用功、总功和机械效率的计算。5.认识：生活中常用杠杆。知识点回顾知识点一：杠杆1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。（1）“硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。（2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。2.杠杆的七要素：（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时
2、，支点是相对固定；（2）动力：使杠杆转动的力叫动力，用“F1”表示；（3）阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“F2”表示；（4）动力作用点：动力在杠杆上的作用点；（5）阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点；（6）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“”表示；（7）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“”表示。注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用
3、。3.杠杆示意图的画法：（1）根据题意先确定支点O；（2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；（3）从支点向力的作用线画垂线，并用l1和l2分别表示动力臂和阻力臂；第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“O”表示。第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为动力用“F1”表示。这个力F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2”表示如图乙所示。第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应的“l1”
4、“l2”， “l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。甲乙丙4.杠杆的平衡条件（1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。（2）杠杆的平衡条件实验图（4）图（5）1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图（5）所示，当杠杆在水平位置平衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了，而图（4）杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图（5）方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。（
5、3）杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂，或F1l1=F2l2。5.杠杆的应用（1）省力杠杆：动力臂l1阻力臂l2，则平衡时F1F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。（2）费力杠杆：动力臂l1阻力臂l2，则平衡时F1F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。（3）等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，则平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不
6、省距离也不费距离。既省力又省距离的杠杆时不存在的。知识点二：滑轮1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。2.定滑轮（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。（2）实质：是个等臂杠杆。轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。（3）特点：不省力，但可改变力的方向。所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。对于定滑
7、轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）3.动滑轮（1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。（2）实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。（3）特点：省一半力，但不能改变力的方向。（4）动力移动的距离是重物移动距离的2倍。对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。4.滑轮组（1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。（2）特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所
8、用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。注意：如果不忽略动滑轮的重量则：。（3）动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。（4）绳子端的速度与物体上升的速度关系：。5.斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。6.当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力（即F越小）；当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）；当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。知识点三：机械效率.有用功：对机械、活动有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总；斜面：W有
9、用= Gh。2.额外功：并非需要但又不得不做的功。公式：W额= W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面： W额=fL。3.总功：有用功加额外功或动力所做的功。公式： W总=W有用W额=FS= W有用；斜面：W总= fL+Gh=FL。4.机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：。5.滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时）（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：（G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：（f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。6.斜面的机械效率：(h为斜面高，S为斜面长，G为
10、物重，F为沿斜面对物体的拉力)。考点与考向考向：杠杆分类、杠杆应用、杠杆平衡条件、杠杆作图。备考：深刻理解杠杆五要素，熟悉省力杠杆和费力杠杆的特点，会利用杠杆平衡条件解答简单问题，加强力与力臂作图训练等。考点一：杠杆及其应用简单机械考向：定滑轮、动滑轮和滑轮组力与距离关系；力做功特点。考点二：滑轮与滑轮组及其应用备考：熟悉定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点与相关量的关系；加强功、功率的计算练习；多利用典例进行模拟训练。考向：机械效率的概念及其计算。考点三：机械效率及其计算备考：熟悉机械效率的概念，加强机械效率的计算，加强有关机械效率的典例练习。选择题：常考热点主要集中在杠杆的应用、杠杆平衡条件、滑轮
11、与滑轮组的应用、杠杆与滑轮的简单计算、机械效率等方面。常考题型填空题：与选择题相同。作图题：主要有杠杆五要素，考查更多的是画出力的力臂。实验探究题：主要集中在杠杆平衡条件和机械效率的测定两个类型，验证杠杆平衡条件的使用探究题更常见。复习时，要以杠杆平衡条件的验证为主。典例与范例考点一：杠杆典例一：（2020；临夏）下列工具属于费力杠杆的是（）。A.羊角锤B筷子C起瓶器D钢丝钳【答案】B。【解析】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、瓶盖起子在在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D、钢丝钳在在使用过程中，动力臂大于阻
12、力臂，是省力杠杆。故选：B。典例二：（2020天水）如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F1的示意图，并作出F2的力臂l2。【解析】由图可知，力F1作用在B点时，以OB为动力臂时L1最大，此时力F1最小，力F1示意图如图所示；过支点作力F2作用线的垂线段，即可做出力臂L2，如图所示；故答案为：如图所示。典例三：（2020十堰）如图是小明“探究杠杆平衡条件”的实验：(1)在水平静止的杠杆上A、B处，挂5个质量均为50g的钩码，如图甲所示，杠杆平衡。他猜想杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂：(2)改变钩码数量
13、与位置，数据记录如下表，分析表中数据，杠杆平衡条件应为_。实验次数左侧钩码数（个）左侧钩码距离支点O（格）右侧钩码数（个）右侧钩码距离支点O（格）123322163232634(3)某次实验如图乙，使杠杆恢复水平平衡的最简单操作是_。(4)图丙是小明验证结论的实验，E点弹簧测力计示数是_N （g取10N/kg）。【答案】(1)动力动力臂=阻力阻力臂；(2)将C点处的钩码向左移动一格；(3)1N。【解析】(2)由表格数据可知左侧钩码个数与左侧钩码距离支点的格数乘积等于右侧钩码个数与右侧钩码距离支点的格数乘积，可以得出的结论是：动力动力臂=阻力阻力臂。(3)由图乙可知，杠杆左侧的钩码数为1个，距离
14、支点3格，杠杆左侧的钩码数为2个，距离支点2格，如图乙，使杠杆恢复水平平衡的最简单操作是将C点处的钩码向左移动一格使左侧钩码个数与左侧钩码距离支点的格数乘积等于右侧钩码个数与右侧钩码距离支点的格数乘积。(4)由图可知，右侧钩码的个数为5个，每个钩码质量为50g，钩码的总重为：钩码距离支点2个格，根据杠杆平衡的条件，动力动力臂=阻力阻力臂，所以弹簧测力计的示数为：；读数为1N。考点二：滑轮典例四：（2020孝感）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重900N、底面积为200cm2的方形货箱，货箱20s内匀速上升4m，工人所用拉力F为400N（不计绳重和摩擦），则（）。A. 人拉绳子的速度为
15、0.2m/s；B. 动滑轮的重力为300N；C. 此段时间内，拉力F做功为3600J；D. 当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5104Pa【答案】BD。【解析】由图可知，A货箱20s内匀速上升4m，则货箱的速度：则人拉绳子的速度：；故A不符合题意；B不计绳重和摩擦，将动滑轮和货箱看做整体，整体匀速上升，则整体处于平衡态，受平衡力，对整体做受力分析可得：；则动滑轮重：；故B符合题意；C货箱20s内匀速上升4m，则绳移动的距离：；此段时间内，拉力F做功：；故C不符合题意；D当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对水平面的压力：；则货箱对水平面的压强：；故D符合题意。故选BD。典例五：（2
16、020南京）如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是_J，拉力的功率是_W，滑轮的机械效率是_，克服动滑轮重所做的额外功占总功的_%。【答案】(1)630；(2)75；(3)84%；(4)10。【解析】此过程中有用功：W有=Gh=210N3m=630J；拉力做的功：W总=Fs=F2h=125N23m=750J；拉力的功率：P=75W；滑轮的机械效率：=84%；克服动滑轮重所做的额外功：W额=G动h=25N3m=75J；克服动滑轮重所做的额外功占总功的，=10%。考点三：机械效率典例六：（2020宜昌）生产生活中常常会用到各种
17、机械设备，下列说法中不正确的是（ ）。A. 任何机械设备的效率总小于1B. 减小机械内部摩擦可以提高其效率C. 提高机械设备的效率可以节能减排D. 用机械设备做功越快，其效率越高【答案】D。【解析】A任何机械设备都会有摩擦产生的无用功，故其机械效率不会达到100%，故A正确，A不符合题意；B减小机械内部摩擦可以减小无用功比例，从而提高其效率，故B正确，B不符合题意；C提高机械设备的效率可以提高有用功的比例，从而节能减排，故C正确，C不符合题意；D用机械设备做功越快，其功率越高，与机械效率无关，故D错误，D符合题意。故选D。典例七：（2020湘潭）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表
18、。实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N。（2）第2次实验时所做的有用功为 J，滑轮组的机械效率是 。（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关“或“无关”）。（4）结合生产生活实际，用滑轮
19、组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。A增大绳重B减轻动滑轮重C加快物体提升的速度【答案】（1）匀速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；无关；（4）B。【解析】（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为0.1N，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为0.6N；（2）第2次实验时所做的有用功为：W有用2G2h21.5N0.05m0.075J；第2次做的总功：W总2F2s20.8N0.15m0.12J；滑轮组的机械效率是：100%62.5%；（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越，滑轮组的机械效率越
20、高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；（4）A增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小；B减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大；C由（3）知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据v，机械效率与物体提升的速度无关，故选B。故答案为：（1）匀速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；无关；（4）B。典例八：（2020苏州）科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图（如图）进行研究。若爷爷质量m人60kg，奶奶用F240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长
21、度s6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：（1）奶奶所做的功；（2）动滑轮（含座椅）的质量；（3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）。【解析】（1）奶奶所做的功：WFs240N6m1440J；（2）爷爷的质量m人60kg，则爷爷的重力：Gmg60kg10N/kg600N，由图可知，n3，不计绳重和摩擦，由F（G+G动）可得动滑轮（含座椅）的重力：G动nFG3240N600N120N，动滑轮（含座椅）的质量：m动12kg；（3）不计绳重和摩擦，该升降座椅装置的机械效率：100%83.3%。答：（1）奶奶所做的功是1440J；（2）动滑轮（含座椅）的质量是12kg；（3）该升降座椅装置
22、的机械效率是83.3%。跟踪训练一、选择题1（2020襄城县一模）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【答案】D。【解析】不计机械自重和摩擦，由FsGh，A、选项中动力，由F14mG2m，得到F1=12G；B、由题图可知为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，即n3，F2=13G；C、题图是一个倒着用的动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，所以F32G；D、由题图可知，动力臂为1m+3m4m，阻力臂为1m，动力臂和阻力臂之比为4：1，所以动力和阻力之比为1：4，所以F4=14G；故选D。2.（2020北京市朝阳区中考模拟（延
23、期开学网上考试）在图所示的四种用具中，使用时属于费力杠杆的是（）。A. 核桃夹子；B. 撬棒；C. 取碗夹子；D. 瓶起子【答案】C。【解析】A核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意；B修树剪子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意；C取碗夹子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故符合题意；D瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意。故选C。3（2020江西省中考模拟）如图所示的四幅作图中，正确的是（ ）。A动力F1的力臂 B斜面上静止的物体 C平面镜成像 D磁体的磁场【答案】BC。【解析】A力臂是从支点到力的作用线的距离
24、，不是从力的作用点到垂足的距离，故A错误。B斜面上静止的物体受竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力，物体受力示意图正确，故B正确。C根据平面镜成像规律可知，平面镜所成的像与物大小相等、像与物体到镜面的距离相等、物体与像的连线与镜面垂直，是等大、正立的虚像。故C正确。D磁体外部的磁感线总是从N极指向S极，而磁体内部由S极指向N极，故D错误。故答案为BC。4.（2020河南省商丘市第一中学中考二模）如图甲、乙所示是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是( )。A.甲的
25、拉力是乙的拉力的3倍；B.甲拉力的功率大于乙拉力的功率；C.乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍；D.如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙小【答案】C。【解析】A、由题意知，图甲为两个定滑轮，故，图乙由两端绳子承担物重，故，所以甲的拉力为乙的2倍，故A错误；B、由A选项解析知，甲的拉力为乙的2倍，即，甲图知绳子移动的速度是乙的二分之一，即，根据知甲拉力的功率等于乙拉力的功率，故B错误；C、甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，说明物体的速度相等，图甲中，图乙知，所以甲图绳子移动的速度是乙的二分之一，故C正确；D、用甲乙两机械提起相同高度的重物，做的有用
26、功相同，如果考虑滑轮质量，图乙装置中由于克服动滑轮的重力做的额外功多，图乙的机械效率比图甲的小，故D错误。故选C。5.（2020山东省泰安中考模拟)建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动了2 m，所用的拉力大小为375 N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中，下列说法正确的是( )。绳子自由端沿水平方向移动4m；物体受到的拉力为750N；拉力F的功率为37.5W；滑轮组的机械效率为80%A只有和 ；B只有和；C只有和；D只有和【答案】D。【解析】由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nsA=22m=4m；物体沿水平方向匀速
27、移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.41500N=600N；拉力F做的功W总=Fs=375N4m=1500J，则拉力F的功率P=375W；有用功W有=FAsA=600N2m=1200J，则滑轮组的机械效率=100%=100%=80%。故正确的是和，故应选D。6.（2020湖北省黄石市有色中学模拟试卷)用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法中正确的是（）。A.通过改进滑轮组的机械效率可以达
28、到100%；B. 绳子自由端在4s内移动了8m；C. 以动滑轮的轴为参照物物体A是静止的； D. 物体A克服摩擦力做的功为480J【答案】C。【解析】A由题可知：物体A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N4m=1200J，拉力F所做的总功W总=Fs绳子=120N12m=1440J，所以滑轮组的机械效率，故A错误。B由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n=3，因此物体A在4s内匀速前进了4m，则绳子自由端在4s内移动了s绳子=34m=12m。故B错误。C.动滑轮的轴与物体A之间没有发生移动，故以动滑轮的轴为参照物物体A是静止的；故C正确；D物体A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N4m=12
29、00J，故D错误。故选C。7.（2020重庆市中考九年级学业水平监测预测卷一）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，下列选项正确的是( )。A. F甲 F乙 甲=乙 B.F甲 F乙 甲乙 D.F甲 F乙 甲F乙，故BD错误。（2）动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为=，所以滑轮组的机械效率相同。故选A。二、填空题8.（2020山东省济宁市邹城四中中考模拟一）如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知AB=4m，BC=6m。吊臂是一个杠杆，当
30、吊臂吊着2t的货物处于静止状态，杠杆的支点是_（选填“A”、“B”或“C”）点，伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为_N。（g=10N/kg）【答案】A；50000。【解析】吊臂在升起过程中，围绕着A转动，故A为支点；货物重：G=mg=2000kg10N/kg=20000N，AC=AB+BC=4m+6m=10m，伸缩撑杆对吊臂的支持力竖直向上，其力臂为ABcos，由杠杆的平衡条件得FABcos=GACcos。故答案为：A；50000。9（2020江苏省南京市中考模拟四）建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的机械装置，斜面的倾角为30且固定在水平面上。工人用4
31、00N的力拉绳子，重为500N的货物沿斜面匀速向上运动12m所用时间为20s，在此过程中有用功为_J，该装置的机械效率为_。【答案】3000；31.25%。【解析】物体在斜面上运动12m，斜面的倾角为30，根据直角三角形知识可知，物体上升的高度hs12m6m，工人所做有用功：W有用Gh500N6m3000J；由图可知，动滑轮上有2段绳子，即n2，已知物体沿斜面移动距离s12m，则绳子自由端移动的距离：sns212m24m，工人所做总功：W总Fs400N24m9600J，该装置的机械效率：100%31.25%。答案是：3000；31.25%。10.（2020山东省济宁中考模拟三)如图所示，用一个
32、重为18N的动滑轮来提升物体，若物体匀速上升过程中竖直向上的拉力F30N（不计摩擦和绳重），则动滑轮的机械效率为_。【答案】30%。【解析】根据机械效率公式：，求得机械效率为：。故答案是：30%。三、作图题11（2020广东中考模拟七)如图甲是爆米花锅，锅盖被锁扣紧锁在锅口。为了方便打开锅盖，爆米花师傅在锁扣上加装一个钢管，与锁扣构成杠杆AOB，扳动钢管的A点，就能打开锁扣。图乙是其简化图，O为支点，F2是阻力。请在图乙中画出打开锅盖时：阻力F2的力臂L2；作用在A点的最小动力F1及其力臂L1。【解析】力臂是支点到力的方向的垂直距离，过支点O作力F2的垂线即可得到力臂L2；连接支点O和A，即为
33、L1，在与L1垂直方向上动力最小。如图。12（2020香洲区校级一模）如图是简易起重机，OA是吊臂，它是一个杠杆，可以绕O点上下转动，地面上的卷扬机拉动绳子将重物提起。画出杠杆OA的动力臂L1和阻力F2、阻力臂L2。【解析】阻力F2是重物对杠杆的拉力，作用点在杠杆上的A点，方向竖直向下；已知支点为O，过点O作力F1的垂线段L1；作力F2的垂线段L2，那么L1、L2即为所求作的力臂，如图所示：四、实验探究题13.（2020北京四中中考模拟（适应性测试）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，应将左端的平衡螺母向_ （选填
34、 “左”或“右”）端调节；杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂_个钩码。 【答案】（1）右；（2）3。【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。（2）使用的每个钩码的质量相等，所以每个钩码的重力也相等，设一个钩码为G，一格的长度为l，根据杠杆的平衡条件可得：。解得n=3，故为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂3个钩码。答案是：（1）右；（2）3。14.（2020北京四中中考模拟（适应性测试）实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，钩码一盒，滑轮2个小勇利用上述实验器材测量滑轮
35、组的机械效率。（1）在图中，请你用笔画线代替细绳，帮助小勇组装滑轮组，使绳子自由端施加竖直向上的拉力。（2）该实验需要测量的物理量有：绳子自由端施加的拉力F、钩码被提升的高度h、绳子自由端移动的距离s和_。（3）小勇使用该滑轮组做的额外功W额外=_。（用测量的物理量表示）（4）提高该滑轮组机械效率的方法是_。（写出1个方法即可）【答案】（1）如图；（2）被提升的钩码的重力G；（3）Fs-Gh；（4）增大被提升的钩码的重力。【解析】（1）对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，使绳子自由端施加竖直向上的拉力，如下图所示：（2）根据测机械效率的原理是：；可知，该实验需要测量的物理量有：绳子自由端施
36、加的拉力F、钩码被提升的高度h、绳子自由端移动的距离s和被提升的钩码的重力G；（3）因为总功减去有用功即为额外功，所以额外功为：；（4）提高该滑轮组机械效率的方法是增大被提升的钩码的重力。答案是：（1）如图；（2）被提升的钩码的重力G；（3）Fs-Gh；（4）增大被提升的钩码的重力。五、计算题15（2020湖北省武汉市中考模拟五）如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g取10牛/千克）（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越_。（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是_。（
37、3）若电动机工作时功率为3600W保持不变，那么将重为1.2104牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，电动机一端钢丝绳的移动速度是多少米每秒？（不计其他能量损耗）【答案】（1）大；（2）改变用力的方向；（3）电动机一端钢丝绳的移动速度是0.6米每秒。【解析】（1）由杠杆的平衡条件F1L1F2L2（动力动力臂阻力阻力臂）可得：F2，由此可知当阻力臂和动力不变时，阻力与动力臂成正比；即动力臂越大，阻力越大；动力臂越小，阻力越小。故为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越大；（2）图示中滑轮a为定滑轮，其作用是改变用力的方向；（3）WGh1.2104N30m3.6105J
38、Pt，t100s，因为动滑轮费一半的距离，故s2h230m60m，根据公式v得，v0.6m/s。故答案是：（1）大；（2）改变用力的方向；（3）电动机一端钢丝绳的移动速度是0.6米每秒。16. （2020山东省泰安中考模拟）如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力）。水=1.0103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强。 （2）物体浸没在水中时受到的浮力。（3）若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率。【解析】液体压强计算公式 ，深度从65cm增加到70cm， ；增加的压强为 ：。（2）物体浸没液体中所受浮力计算公式 排开水的体积： 带入浮力计算公式： ；（3）物体完全浸没在水中时：，总功： ；机械效率： ，带入计算： ；把物体完全拉出水面后： 。【答案】（1）物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强是500Pa；（2）物体浸没在水中时受到的浮力是20N；（3）若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率是83.3%。