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1、专题14 简单机械讲和练1.了解：杠杆的根本概念；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。1.2022德州如下列图的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是。A食品夹B裁纸刀C托盘天平D瓶盖起子【答案】A。【解析】根据杠杆的动力臂与阻力臂之间的关系，可将杠杆分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆；阻力臂大于动力臂的杠杆属于费力杠杆。A：食品夹在使用时，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆；故A正确。B：裁纸刀在
2、使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故B错误。C：天平在使用时，动力臂等于阻力臂，故属于等臂杠杆；故C错误。D：瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故D错误。2.2022杭州小金将长为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，如下列图，小金的质量为50千克，那么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
3、解答。1由题根据杠杆的平衡条件有：FOB=GOA，即：F0.6m0.2m=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=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。3.2022海南图甲是海南网上扶贫超市给百香果配的多功能小勺子。把A点压在百香果上固定、B处的“刺刀刺进果壳，用力使勺子绕A点转动一周，“刺刀就把果壳切开如图乙。关于勺子的构造和使用说法正确的选项是。A勺子转动切果时可作省力杠杆用 B勺柄外表有花纹是为了减小摩擦C“刺刀很尖利是为了增大压力 D勺子绕着果转动时运动状态不
4、变【答案】A。【解析】A勺子转动切果时动力臂可以大于阻力臂，所以可作省力杠杆用，故A正确；B勺柄外表有花纹是为增大摩擦，故B错误；C“刺刀很尖利是通过减小受力面积来增大压力的作用效果即压强的，故C错误；D勺子绕着果转动时，运动方向不断改变，那么其运动状态发生改变，故D错误。故应选A。4.2022烟台往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如下列图，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，那么需要施加的推力为，假设实际用力为500N，斜面的机械效率为，重物受到的摩擦力为。g取10N/kg【答案】1人做有用功为1200J；2斜面的机械效率为80%；3摩擦力
5、为100N。【解析】1斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：W有=Gh=mgh=120kg10N/kg1m=1200J；FS=mgh=1200J，解得：；2人所做的总功：W总=FS=500N3m=1500J，斜面的机械效率：；3W总=W有+W额，即：FS=Gh+fS，所以；5.2022河南如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。以下列图能正确表示它工作示意图的是。ABCD【答案】B。【解析】用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左端O，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力F2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力F1，因为动力臂大于阻力臂，
6、所以开瓶器为省力杠杆，即F1F2，故ACD错误，B正确。应选B。6.2022海南如图，小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有_段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受300N拉力，那么小谦对绳子的拉力至少为_N。【答案】2；150。【解析】小谦的做法相当于借助一个动滑轮来拉甲树，因此，这样做有2段绳子拉甲树；根据动滑轮省一半力的特点，小谦对绳子的拉力至少为150N。7.2022益阳如下列图是吊车吊起货物的示意图，AB=4m，BC=6m。吊臂是一个杠杆，当吊臂吊着2t的货物处于静止状态时，杠杆的支点是_点选填“A、“B或“C，伸缩撑杆对吊臂的支持力
7、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。8.2022济宁小可在A端用如下列图的动滑轮匀速提起200N的水桶，假设不计绳重、滑轮重及摩擦，那么人拉绳子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，那么滑轮重为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=
8、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假设不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F=G+G动得G动=2FG=2110N200N=20N。9.2022益阳如下列图，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。以下说法正确的选项是。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
9、，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，那么s1s2，故D错误；故应选B。10.2022德州如下列图的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是。A0.4J、83.3% B0.8J、91.7% C0
10、.8J、83.3% D0.4J、91.7%【答案】C。【解析】1由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=20.4m=0.8m，W总=FS=6N0.8=4.8J，W有用=Gh=10N0.4m=4J，W额=W总W有用=4.8J4J=0.8J；2滑轮组的机械效率：。11.2022天水如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N。1实验时应竖直向上拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5N；2假设钩码上升的高度为10cm，该滑轮组的机械效率为；3假设仅增加钩码的质量，那么该滑轮组的机械效率将选填“增大、“减小或“不变。【答案】1匀速；280%；3增大。【解析】1实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计。2
11、由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组的机械效率：。3使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，那么有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大。12.2022达州救援车工作原理如下列图，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g10Nkg在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为J，整个装置的机械效率为，小车A与斜面间的摩擦力大小为N。【答案】2104；80%；1103。【解析】1小车质量m
12、1t1000kg，其重力Gmg1000kg10N/kg1104N，钢绳做的有用功：W有用Gh1104N2m2104J，2不计车长、拉力端移动距离s2L25m10m，拉力做的总功：W总Fs2.5103N10m2.5104J，整个装置的机械效率：100%80%；3不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车A与斜面间的摩擦做的功为额外功，W额W总W有用2.5104J2104J5103J，由W额fL可得摩擦力：f1103N。故答案为：2104；80%；1103。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
13、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，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
14、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.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，那么人应向下用力，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，那么阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2表
15、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“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51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
16、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。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，那么平衡时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，那么平衡时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，那么平衡时F1=F2，这种杠杆
17、叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。既省力又省距离的杠杆时不存在的。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
18、物移动的距离相等。对于定滑轮来说，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：由假设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，提起物体所用的
19、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那么：。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。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有用= Gh。2.额外功：并非需要但又
20、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为物重，F为沿斜面对物体的拉力)。考点一：杠杆【经典例题】(2022武
21、威)如下列图是羊角锤的示意图，请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力F1的示意图。【解析】由杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力；由图知，O为支点，A点离支点最远，那么连接支点O和羊角锤的末端A即是最长的动力臂，过A点作垂直于动力臂向右的力F1如以下列图所示。【点睛】由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力。连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小。求最小的力是常见的题型，关键是找到最大的动力臂，一般来说，支点与动力作用点的连线就是最大的动力臂。【趁热打铁】12022达州轻质杠杆OABC能够绕O点转动，OABC20cm
22、，AB30cm，在B点用细线悬挂重为100N的物体G，为了使杠杆在如下列图的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力的图示不要求写出计算过程。【解析】根据杠杆的平衡条件，要使力最小，那么动力臂应最长，即连接OC为最长的力臂，力的方向与OC垂直且向上，根据勾股定理和全等三角形定理可得，动力臂OC50cm，故根据杠杆平衡条件可得：F1OCGOA，代入数值可得：F150cm100N20cm，解得F140N，选取标度为20N，过C点作出最小动力，使线段长度为标度的2倍，如下列图：2.2022河北如下列图，一轻质杠杆AB长1m，支点在它中点O将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杆杆的B点和C点，
23、OC：OB1：2，M的边长l0.1m。1在图中画出N受力的示意图。2求此时M对地面的压强。3假设沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的局部，然后将C点处系着N的细绳向右移动h时，M对地面的压强减小了60Pa，求h为多少。【解析】1对N进行受力分析，由于N在空中处于静止状态，那么N受到的重力和细绳对它的拉力是一对平衡力，所以二力的大小相等FG2N，方向相反；过N的重心分别沿力的方向各画一条有向线段，并标上力的符号及大小，注意两线段要一样长，图所示：2设B端受到细绳的拉力为FB，由杠杆平衡条件得，GNOCFBOB，OC：OB1：2，那么有：FBGN2N1N；根据力的作用是相互的可知，细绳对M的拉力
24、：FFB1N，此时M对地面的压力：F压F支GMF10N1N9N，M与地面的接触面积：Sl20.1m20.01m2，那么此时M对地面的压强：p900Pa。2假设沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后，剩余M的底面积：Sllhhllh，剩余M的体积：VSll2lh，剩余M的密度不变，那么剩余局部的重力与原来重力的比值：，所以剩余M的重力：GMGM10N剩余的物体M对地面的压强：ppp900Pa60Pa840Pa，剩余M的底面积：Sllh0.1m0.1mh，地面对剩余的物体M的支持力：F支F压pS840Pa0.1m0.1mh沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后，将C点处系着N的细绳向右移动h，设此时B端受
25、到细绳的拉力为FB，由杠杆平衡条件得，GNOChFBOB，那么有：FB，即细绳对剩余M的拉力：FFB对剩余M进行受力分析，由力的平衡条件得，F支+FGM将式代入式得：840Pa0.1m0.1mh+10N，解得：h0.05m。答：1如上图所示；2此时M对地面的压强为900Pa；3h为0.05m。【点睛】此题是一道纯力学综合应用题，涉及到力的示意图的画法，压强的计算、以及杠杆平衡条件的应用等，关键要会正确受力分析，学会利用方程进行解题，难度较大。1对N进行受力分析，由于N在空中处于静止状态，受到的重力和细绳对它的拉力是一对平衡力，根据力的示意图的画法即可得出答案；2根据杠杆平衡条件、力作用的相互性
26、及力的平衡条件求出M对地面的压力，利用数学知识求出受力面积，最后根据p求出此时M对地面的压强；3先求出M剩余的重力，再求出剩余的压强和面积，进而得出压力，根据力作用的相互性几以及杠杆平衡条件表示出M受到的拉力，最后利用力的平衡条件求出h。3.2022天津如图是用撬棒撬石头的情景，以下列图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的选项是。A. B. C. D. 【答案】A。【解析】用撬棒撬石头时，动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力F1，从支点O向动力F1的作用线作垂线段，即为动力臂l1；阻力是石头对撬棒的作用力F2，方向竖直向下，反向延长F2，从支点O向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂l2；故A
27、正确，BCD错误。应选A。【点睛】知道动力的方向，根据动力和阻力使杠杆转动的效果相反可确定阻力的方向；力臂是从支点向力的作用线作垂线。考查学生对力臂的画法掌握情况，明确力臂的定义是作图的关键，难度不大。42022衢州如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是。A. B. C. D. 【答案】C。【解析】如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，以树根为支点，树的重力不变、重心一定，那么阻力和阻力臂一定，支点与动力作用点的连线是最长的动力臂，根据杠杆的平衡条件，动力臂越大，动力越小；图C中动力作用点离支点最远，F3与树干垂直，那么可知F3最小，故C正确。应选C
28、。【点睛】此题主要考查杠杆的应用，关键是最长动力臂的判断，常见题目。以树根为支点，树的重心一定，阻力臂一定，根据杠杆的平衡条件，动力臂越大，动力越小。5.2022温州晒三条相同的湿毛巾，以下做法最有可能让衣架保持水平的是。A. B. C. D. 【答案】B。【解析】A、左侧力与力臂的乘积为2G2L=4GL，右侧力与力臂的乘积为GL=GL，左侧右侧，故A错误；B、左侧力与力臂的乘积为2GL=2GL，右侧力与力臂的乘积为G2L=2GL，左侧=右侧，故B正确；C、左侧力与力臂的乘积为2GL=2GL，右侧力与力臂的乘积为GL=GL，左侧右侧，故C错误；D、左侧力与力臂的乘积为2G2L=4GL，右侧力与
29、力臂的乘积为G2L=2GL，左侧右侧，故D错误；应选B。【点睛】根据图示和杠杆的平衡条件分析解答。此题主要考查了杠杆的平衡条件，常见题目。设每条湿毛巾重力为G，每个小格的长度为L。6.2022遂宁如图甲所示是建筑工地常用的塔式起重机示意图，水平吊臂是可绕点O转动的杠杆，为了左右两边吊臂在未起吊物体时平衡，在左边吊臂安装了重力适宜的配重物体C，假设这时起重机装置在水平位置平衡相当于杠杆平衡实验中调节平衡螺母使杠杆水平平衡，由于起吊物体时配重物体C不能移动，且被起吊物体重力各不相同，起重机装置将会失去平衡容易倾倒，造成平安事故，某科技小组受杠杆平衡实验的启发，为起重机装置增设了一个可移动的配重物体
30、D，如图乙所示。不起吊物体时，配重物体D靠近支点O；起吊物体时，将配重物体D向左移动适当距离，使起重机装置重新平衡，现用该装置起吊重为5103N，底面积为0.01m2的物体A，D的质量为900kg，OB长18m；当配重物体D移动到距支点6m的E点时，B端绳子对A的拉力为T，A对地面的压强为p；假设再让配重D以速度V向左运动，25秒后，甲对地面的压力恰好为零；起吊过程中，物体A在10s内匀速上升了10m，B端绳子的拉力T做功功率为P。g=10N/kg以下相关计算错误的选项是。A.P等于5kWB.V等于C.p等于D.T等于【答案】A。【解析】由重力公式G=mg可求，配重D的重力为GD=mg=900
31、kg10N/kg=9103N。第一个状态当配重物体移动到E点时，D选项，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得，GDOE=TOB，求得T=3103N故D选项错误。C选项，由于物体在水平地面上静止，所以由受力分析可知，GA=N+T，代数求得N=5103N-3103N=2103N，因为A对地面的压力F与地面对A的支持力N是一对相互作用力，所以F=N=2103N，由压强定义式p=求得，p=2105Pa故C选项错误。第二个状态为配重物体移动到甲对地面的压力恰好为零的位置E点时，B选项，由于甲对地面的压力恰好为零，所以拉力T=GA=5103N，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得，GDOE=TOB
32、，代数求得OE=10m，那么配重移动的距离s=OE-OE=10m-6m=4m，那么由速度公式V=可求，V=0.16m/s。故B选项错误。第三个状态为匀速起吊过程，A选项，由功率公式P=和功的定义式W=Fs可得，功率P=，代数得P=5103W=5kW故A选项正确。应选A。【点睛】这道题综合考察了杠杆的平衡条件，压强，功率等知识，是一道综合性较强的一道题，同时也要注意对每种状态的区分，找准每种状态的物理量。此题可以可分为三个状态。第一个状态当配重物体移动到E点时，可根据杠杆平衡条件和受力分析求出拉力T和A对地面的压强p；第二个状态为配重物体移动到甲对地面的压力恰好为零的位置E点时，同理可根据杠杆平
33、衡条件和受力分析求出速度V；第三个状态为匀速起吊过程，由功率公式可求出功率P。7.2022泸州如下列图，在“探究杠杆平衡条件的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，以下说法中正确的选项是。A.杠杆的动力臂为8cm；B. 该杠杆为费力杠杆；C.该杠杆的阻力大小为；D. 动力F的大小为【答案】B。【解析】A、当动力在A点斜向下拉与水平方向成30角动力臂是：OA=42cm=4cm，故A错误；B、阻力臂OB，32cm=6cmOA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B
34、正确；C、该杠杆的阻力大小为：G=40.5N=2N，故C错误；D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，GOB=FOA，代入数据，2N8cm=F4cm，解得，F=4N，故D错误。应选B。【点睛】1当动力在A点斜向下拉与水平方向成30角动力臂是OC，根据杠杆的平衡条件求出动力大小；比较力臂判断是什么杠杆；2阻力为4个重均为0.5N的钩码，等于2N。此题主要考查杠杆的要素以及杠杆平衡条件的应用，常见题目。8.2022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，对于它的使用，以下分析正确的选项是。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
35、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：挤压齿锋利，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，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
36、压强；还通过增加外表粗糙程度的方法增大了摩擦力，既利于挤压果壳。又防止坚果滑落，故D错误；应选B。9.2022连云港市赣榆区中考一模以下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。应选B。【点睛】判断杠杆的种类，可根据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系；假设动力臂等于阻力臂，那么是等臂杠杆；假设动力臂大于阻力臂，那
37、么是省力杠杆；假设动力臂小于阻力臂，那么是费力杠杆。10.2022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，那么拉力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
38、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假设拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，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，那么动力F变大；在图丙中画出拉力F向左倾斜时，拉力F的力臂L，如下列图：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。【点睛】1实验中为了便于测量力臂，消除杠杆自身重力对实验的影响，应调
39、节杠杆在水平位置平衡，调节时，需将平衡螺母向上翘的一端一端；2当拉力F向右倾斜时，分析出力臂的变化结合杠杆的平衡条件判断力的变化；根据力臂的概念作图；3图丁中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。11.2022岳阳请画出图中杠杆动力F的力臂L。【解析】反向延长F得到动力作用线，从支点O向动力作用线作垂线段，即为动力F的力臂L。如下列图。【点睛】力臂是支点到力的作用线的距离。根据力臂的概念画出F的力臂L。考点二：滑轮【经典例题
40、】2022岳阳如图，动滑轮实质上是一个_填“省力或“费力杠杆，用60N的拉力将沙桶从地面提到9m高的楼上，拉力做的功是_J。【答案】省力；1080。【解析】1动滑轮实质上是一个动力臂等于2倍阻力臂的省力杠杆；2使用动滑轮，n=2，拉力端移动距离s=2h=29m=18m，拉力做的功： W=Fs=60N18m=1080j。故答案为：省力；1080。【点睛】1动滑轮实质上是一个动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，动力臂大于阻力臂为省力杠杆；2使用动滑轮，n=2，拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求拉力做的功。【趁热打铁】1.2022杭州如下列图装置，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，弹
41、簧秤读数为10牛，物体M的运动速度为1米/秒假设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：如下列图，n=2，物体做匀速运动，f=2F=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。【点睛】该滑轮为动滑轮，拉力F的大小和弹簧测力计的示数一样，因为物体做匀速运动
42、，所以物体受到的力是平衡力，利用力的平衡可以计算摩擦力的大小；先求物体移动的路程，再计算拉力移动的距离，然后利用W=FS公式计算拉力做的功，再利用功率的公式计算拉力F的功率。2.2022河北如下列图，重为G的物体在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了s，物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，以下说法正确的选项是。A使用该滑轮组一定省力；B拉力的功率为2Fv；C额外功为2nFGs；D滑轮组的机械效率为【答案】BC。【解析】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n2，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦，所以，绳端的拉力Ff+G动，由于f与G动的大小关系未知，所以无法
43、比较F与f的大小关系，那么使用该滑轮组不一定省力，故A错误；B、绳端移动的速度v绳nv2v，那么拉力的功率：PFv绳2Fv，故B正确；C、由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力fG，克服摩擦阻力做的功为有用功，那么：W有fsGs，绳端移动的距离：s绳ns2s，拉力F做的总功：W总Fs绳2Fs，那么额外功：W额W总W有2FsGs2nFGs，故C正确；D、滑轮组的机械效率：，故D错误。应选BC。【点睛】1由图可知，连接动滑轮绳子的股数n2，由于不计绳重、轮与轴间的摩擦，根据拉力Ff+G动分析使用该滑轮组是否省力；2绳端移动的速度v绳nv，根据PFv绳球出拉力的功率；3先求出绳端移动的距离，克服摩擦阻
44、力做功为有用功，拉力做功为总功，根据功的公式表示出有用功和总功，用总功减去有用功即为额外功；4根据求出滑轮组的机械效率。3.2022泸州用如下列图的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。以下判断正确的选项是。A.该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一；B.用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大；C.用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等；D.其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大【答案】B。【解析】A、由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重，拉力F=G+G轮G，所以拉力F的大小大于所提物体重力的三分之一，故A错误；B、不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，那么=，可见提升的物体越重，其机械效率越大，故B正确；C、用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好比用滑轮组提升的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故C错误；D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度其他条件相同，有用功相同，由W额=G动h可知额外功增大，那么总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故D