1、第十二章简单机械一、选择题1如图所示各种简单机械中，忽略杠杆、滑轮自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（ ）。 【答案】A。【解析】A、由题图可知，动力臂为4L，阻力臂为L，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；B、B图为一动滑轮，绳子段数是2，n=2，故；C、不计机械自重和摩擦，由FsGh，选项中动力，由F32LGL，得到F3=12G；D、由题图可知为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，即n3，F4=13G；故选A。2如图所示，将一块较大质量的砖块放入独轮车中，有1、2、3几个位置可以放置，请问放在图中哪个位置，人抬起小车可以最省力。（）A位置1；B位置2；
2、C位置3；D3个位置省力效果一样【答案】A。【解析】以车轮的中点为支点，砖头的重力为阻力，阻力一定，把砖头放在车箱1位置时的阻力臂小于放在2和3位置时的阻力臂，动力臂一定，根据杠杆平衡的条件可知，把砖头放在车箱1位置，抬起车把时更省力；选A。3如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）。A去核器；B核桃夹子；C园艺剪；D手动压蒜器【答案】A。【解析】A、去核器在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；B、核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；C、园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D、手动压蒜器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选A。4.（2020
3、北京四中中考模拟（适应性测试）图所示的用具中，在使用时属于费力杠杠的是（ ）。A. 筷子；B. 瓶盖起子；C. 撬棒；D. 核桃夹【答案】A。【解析】A筷子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故符合题意；B瓶盖起子的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意；C撬棒的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意；D核桃夹的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意5.（2020河南省商丘市第一中学中考二模）如图所示，螺丝刀是常用的工具，下列关于螺丝刀的说法中正确的是( )。A.如图甲所示，螺丝刀此时是一个省力杠杆，阻力臂小于动力臂；B.如图乙所示，螺丝刀的手柄上有橡胶套,可以防止在带电操作时
4、发生触电危险；C.如图乙所示，手柄橡胶套外表面有细密的颗粒凸出,这是为了减小摩擦；D.使用螺丝刀松螺丝时，先要用力压紧螺丝，这样做的目的是为了增大压强【答案】AB。【解析】A.如图甲所示，螺丝刀此时是一个省力杠杆，阻力臂小于动力臂；A正确。B.如图乙所示，螺丝刀的手柄上有橡胶套，橡胶绝缘可以防止在带电操作时发生触电危险；正B确。C.如图乙所示，手柄橡胶套外表面有细密的颗粒凸出，这是为了增大摩擦；C错误。D.使用螺丝刀松螺丝时，先要用力压紧螺丝，这样做的目的是为了增大摩擦；D错误。正确答案是AB。6.（2019常德市中考最后一模）小刚家厨房里有一把多功能剪刀，图中标注了该剪刀的相关用途，对于它的
5、使用，以下分析正确的是（）。A. 做启瓶器使用时：它是一个费力杠杆；B. 做剪刀使用时：物体越靠近O点越省力；C. 做削皮刀使用时：刀刃很锋利，是为了增大压力把果皮削掉；D. 做挤压钳使用时：挤压齿尖锐，是为了减小压强把果壳挤开【答案】B。【解析】A、瓶盖撬：应用了杠杆的知识，是一个省力杠杆，故A错误。 B、做剪刀使用时：当所剪物体放在边缘时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；当所剪物体放在靠里边时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；当放在与动力臂相同的地方，是等臂杠杆，即不省力也不费力；所以物体越靠近O点越省力，故B正确； C、做削皮刀使用时：刀刃很锋利，是在压力一定的条件下，减小接触面积增大压强，
6、故C错误； D、做挤压钳：应用了压强和摩擦力的知识。挤压齿尖且参差不齐，不仅通过减小受力面积的方法增大了压强；还通过增加表面粗糙程度的方法增大了摩擦力，既利于挤压果壳。又避免坚果滑落，故D错误；故选B。7.（2019连云港市赣榆区中考一模）下列简单机械属于费力的是（）。A旗杆上的定滑轮B 夹东西的筷子C 开门的把手 D 蜿蜒的盘山公路【答案】B。【解析】A、定滑轮是等臂杠杆，既不省力也不费力，故A不符合题意；B、筷子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；C、开门的把手在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故C不符合题意；D、盘山公路是斜面，使用时省力，故D不符合题意。故选B。8.
7、（2019黔南州中考二模）分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在10s内将重为40N的物体G匀速提升1m，每个滑轮的重均为20N，不计绳重及摩擦，下列有关说法正确的是（）。A. 甲和乙两滑轮组所做有用功相等；B. 甲滑轮组的效率大于乙滑轮组的效率；C. F甲小于F乙； D. F甲做功的功率小于F乙做功的功率【答案】A。【解析】A、使用甲、乙两个滑轮组，目的都是将重为40N的物体G匀速提升1m，则做的有用功均为：W有用=Gh=40N1m=40J；故A正确；B、不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率=，由题知物重相同、动滑轮重也相同，所以甲滑轮组的效率等于乙滑轮组的效率，故B错误；C、使用甲滑轮组
8、时，n=2，所以施加的拉力为F甲=（G物+G轮）=（40N+20N）=30N，使用乙滑轮组时，n=3，所以施加的拉力为F乙=（G物+G轮）=（40N+20N）=20N。则F甲大于F乙，故C错误；D、使用甲滑轮组时，绳端移动的距离为s甲=21m=2m，拉力做的功为W甲总=F甲s甲=30N2m=60J；使用乙滑轮组时，绳端移动的距离为s乙=31m=3m，拉力做的功为W乙总=F乙s乙=20N3m=60J。由于F甲做功的功等于F乙做功，时间相同，由P=可知，F甲做功的功率等于F乙做功的功率，故D错误。故选A。9.（2019濮阳市中考二模）如图所示，用相同的滑轮分别组成甲、乙两个滑轮组，分别把重为G1、
9、G2的重物以相同的速度v匀速提升相同的高度h=2m。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）。A. 若G1=G2，F1做功的功率大于F2做功的功率；B. 若G1=G2，两滑轮组的机械效率相同；C. 若G1G2，两滑轮组的机械效率相同；D. 若G1=240N，甲的机械效率为80%，则F1做的功是600J【答案】BD。【解析】A、由图知，甲图中由3股绳子承担物重，乙图中由2股绳子承担物重，则绳端的拉力：F1=（G+G动滑轮），F2=（G+G动滑轮），绳端移动的速度：v1=3v，v2=2v，同一动滑轮的重力相同，根据P=Fv知，若G1=G2，F1做功的功率等于F2做功的功率，故A错误；B、若不计绳重及
10、摩擦，则额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，即W额外=G动滑轮h，有用功：W有用=G物h，总功：W总=W额外+W有用=G动滑轮h+G物h，则机械效率：=-，由题意，滑轮相同，把重力为G1、G2的重物匀速提升相同的高度，G1=G2，由式可知，两滑轮组的机械效率相同，故B正确；C、将式分子分母同除以G物可得：=-，由可知，在动滑轮自重相同时，滑轮组的机械效率随物体重的增加而增大，因G1G2，所以甲图中滑轮组机械效率高于乙图中的机械效率，故C错误。D、若G1=240N，则有用功：W有1=Gh1=240N2m=480J，此时甲的机械效率为80%，根据=可得，F1做的功即总功：W总1=600J，故D正确
11、；故选BD。10.（2017益阳）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）。下列说法正确的是（）。A拉力F1小于拉力F2；B甲、乙两滑轮组的机械效率相同；C甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械；D甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等【答案】B。【解析】不计绳重及摩擦，因为拉力，n1=2，n2=3，所以绳端的拉力为：，所以，故A正确。因为滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，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，所以机械效率相同，故B正确。使用动滑轮
12、能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误。因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，s2=3h，则s1s2，故D错误；故应选B。11.（2017杭州）如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（ ）。A物体M与地面间的摩擦力为5牛；B物体M与地面间的摩擦力为10牛；C水平拉力F做功的功率为20瓦； D1秒内滑轮对物体M做功为10焦【答案】C。【解析】A、B：如图所示，n=2，物体做匀速运动，f=2F
13、=210N=20N；故A、B错误。C、D：物体移动的路程S=v物t，拉力移动的距离：S=2S=2v物t=21m/s1s=2m，拉力做功：W=FS=10N2m=20J，拉力做功功率：；故C正确，D错误。二、填空题12（2020江西省中等学校招生考试模拟）疫情高发期各地实施封村封路时用到的一种移动指示牌，结构示意图如图所示，其中AB为指示牌牌面，CD和BE为支架(支架重力不计)。指示牌被风吹倒时可看作杠杆，根据图示风向，则支点是_点(填图中字母)。把风力看成动力，那阻力是_。【答案】C；指示牌的重力。【解析】根据题意可知，指示牌被风吹倒时的模型可以看作杠杆模型，当指示牌的D端被吹离地面时，支点为C
14、点，如图所示。若把风力看成动力，则阻力是指示牌的重力。13.（2017济宁）小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为 N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 N。【答案】100、20。【解析】（1）不计动滑轮重、绳重和摩擦，根据F=G求出拉力；（2）根据F=（G+G动）求出动滑轮重。（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F=G=200N=100N；（2）若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F=（G+G动）得G动=2FG=2110N200N=20N。14.（2017杭州
15、）小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为 牛，肩对木棒的支持力大小为 牛，人对地面的压力大小为 牛（g=10牛/千克）。【答案】20、60、560。【解析】（1）根据杠杆平衡条件求出拉力的大小；（2）肩对木棒的支持力大小为F=FA+FB；（3）对人进行受力分析即可解答。（1）由题根据杠杆的平衡条件有：FOB=GOA，即：F（0.6m0.2m）=40N0.2m，所以：F=20N；即手压木棒的压力大小为20N；肩对木棒的支持力大小为F
16、=F+G=20N+40N=60N；人对地面的压力大小为F=G人+F=mg+F=50kg10N/kg+60N=560N。15（2020广东省东莞市松山湖初三（下）线上模拟考试）如图所示，工人用 250N 的拉力将重为 400N 的装修材料匀速提升 6m，所用时间为 1min，则所做的有用功是J，工人拉力做功的功率是W，动滑轮的机械效率是%。【答案】2400；50；80%。【解析】（1）有用功：W有用=Gh=400N6m=2400J；（2）由图知n=2，则拉力端移动距离：s=2h=26m=12m，拉力做的总功：W总=Fs=250N12m=3000J，工人做功的功率：P=50W；（3）动滑轮的机械效
17、率：=100%=100%=80%。故答案为：2400；50；80%。16.（2019贵港市覃塘区中考一模）如图，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，若不计摩擦、动滑轮重和绳重，所用的拉力大小是F甲 F乙，拉做功的功率大小是P甲 P乙（选填“大于”、“等于”或“小于”）。【答案】大于；等于。【解析】由题知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，左图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即F甲2G2mg；右图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即F乙Gmg，由此可知F甲F乙；物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为：v甲v物，v乙2v物，甲图拉力的功
18、率：P甲F甲v甲2mgv物mgv物；乙图拉力的功率：P乙F乙v乙mg2v物mgv物，所以P甲P乙。故答案为：大于；等于。三、作图题17.（2020广东省东莞市松山湖初三（下）线上模拟）画出杠杆上力 F 的力臂 L 和物体 A 受到的重力。【解析】物体A受到的重力，作用点在其几何中心，方向竖直向下，如图；力F的力臂是支点到F的方向的垂直距离，如图。四、实验探究题18.（2019武汉市武昌区中考一模）在探究“杠杆平衡条件“的实验中，采用了如图甲所示的实验装置：（1）实验前，小明同学发现实验装置处于如图甲所示的状态，使用时，首先应将杠杆两端的平衡螺母向_（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平
19、衡；（2）把图乙中A点的钩码取下，在A点用弹簧测力计施加一个竖直向下的拉力F时，杠杆仍能在水平位置平衡，如图丙，当拉力F向左倾斜时，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将_（选填“变大”、“变小”或“不变”），在图丙中画出拉力F向左倾斜时，拉力F的力臂L；（3）小红同学采用了图丁的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与其他同学得出的正确的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是_。【答案】右；变大；杠杆自身的重力对实验有影响。【解析】（1）图甲可知，杠杆的右端上翘，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响；（2）若拉力F向右倾斜时，此时F的力
20、臂变短，根据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂一定，动力F的力臂变短，则动力F变大；在图丙中画出拉力F向左倾斜时，拉力F的力臂L，如图所示：（3）利用如图丁所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。故答案为：（1）右；（2）变大；如上图；（3）杠杆自身的重力对实验有影响。19.（2020山东省泰安中考模拟）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：次 数钩码重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的示数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率第1次2511566.7%第2次451.
21、715第3次651583.3%（1）在实验操作中应该使钩码_（选填“快速”或“缓慢”）上升； （2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为_（保留三位有效数字）； （3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为_N，滑轮组做的有用功是_J； （4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与_有关。 【答案】（1）缓慢；（2）78.4%；（3）2.4；0.3；（4）物重（或钩码重）。【解析】（1）在实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；（2）根据表格中数据可知， ；（3）第三次实验中：W有=Gh=6N510-2m=0.3J；由 100%得， ， 弹簧测力计的示数F22.4N；（4）从
22、实验数据看，钩码上升的高度无规律的变化，所以机械效率不断增大不是由于被提升高度的变化而引起的；钩码重不断增大，机械效率不断提高，所以可以看出增大被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率。故答案为：（1）缓慢；（2）78.4%；（3）2.4；0.3；（4）物重（或钩码重）。四、计算题20. （2020安徽中考必刷卷名校内部卷一)搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，工人的重力为640N，脚与地面接触的总面积为410-2m2。求： (1)若拉力F的大小为150N，所提货物重力为360N时，滑轮组的机械效率为多少； (2)若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程
23、中该工人对高台的压强为2.0104Pa，则所提升货物的重力为多少。【解析】若货物重为360N，则滑轮组的机械效率为：；当工人对高台的压强为时，压力为：，压力等于人的重加上绳子对人的拉力，即，绳子对人的拉力等于人拉绳子的力，所以人对绳子的拉力为：，由得，此时所提升货物的重力：。答：（1）滑轮组的机械效率为80%； (2)当提升过程中该工人对高台的压强为2.0104Pa，则所提升货物的重力为390N。21.（2019湘潭）如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起，其中N是柱塞，可向上支撑起起重臂ODC重物和动滑轮总重为15000N，不计摩擦和滑轮组上钢丝
24、绳重。问：（1）钢丝绳自由端上作用力F的大小为 N。（2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时，起重臂ODC是 力杠杆。（3）当重物以0.4m/s的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少？【解析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n3，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重，则钢丝绳自由端上作用力：F（G+G动）15000N5000N；（2）起重臂的支点在O点，滑轮组和重物对C端的拉力为阻力，由图知，柱塞施加动力的力臂明显小于阻力的力臂，所以此设备是费力杠杆；（3）钢丝绳自由端移动速度为v30.4m/s1.2m/s，绳自由端上作用力F的功率：PFv5000N1.2m/s6000W。答：（1）5000；（2）费；（3）钢丝绳自由端上作用力F的功率是6000W。