2020年中考物理考点总动员考点18简单机械含解析2020021633242588.pdf

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1、 1 考点 18 简单机械 【知识回顾】考点一、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，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“1l”表示；（

2、7）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“2l”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.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。

3、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”“l2”，“l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂。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（2）杠杆的平衡条件实验 图（1）图（2）1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图（2）所

4、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（1）杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图（2）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。（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

5、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，即不省距离也不费距离。既省力又省距离的杠杆时不存在的。考点二、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。

6、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 3 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（图中得到使重物 G上升的力）。（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。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

7、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，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即物GnF1（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：滑物GGnF1。（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

8、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：物绳nVV。(4)滑轮组的组装：1）根据GnF1的关系，求出动滑轮上绳子的段数 n；2）确定动滑轮的个数；3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。5.如图所示，斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。4 6.当斜面高度 h 一定时

9、，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）。考点三、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：%100总有用WW。5.滑轮组的机械效

10、率（不计滑轮重以及摩擦时）（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：FSGh（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）：FSfl（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：FSGh(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)。【考点梳理】考点一、杠杆 杠杆属于主要知识点，同时也是中考中经常考试的内容。在本节中，主要知识点有杠杆的七要素、杠杆平衡条件、杠杆的示意图和杠杆的应用，希望在复习中做到有的放矢。纵观历年中考，对“杠杆”考查主要有以下几个方面：（1）杠杆应用类：

11、判断属于省力杠杆还是费力杠杆；（2）杠杆平衡条件类：利用杠杆平衡条件分析、解答实际问题；（3）作图类：以画出力臂较多，考查学生对力臂概念的理解；（4）计算 5 类：根据杠杆平衡条件进行简单计算，主要应用公式。杠杆在中考中出现的概率很高，主要题型以选择题为主，填空题、作图题和计算题也有出现，但出现概率较选择题要低。选择题以判断杠杆类型、杠杆应用和杠杆平衡条件居多；填空题以考查杠杆基本概念居多；作图题一般情况下和其他作图题结合，一般考查杠杆七要素居多。考点二、滑轮 滑轮是简单机械的重点内容，是杠杆的另一种形式，在本章中占据重要位置。本节中，难点较多，尤其涉及到有关计算、作图、绕线等知识点，多数考生

12、感到头疼，有的感觉无从下手，所以较好地理解本节重点、难点和常考方向，对学习和复习具有非常重要地意义。本节主要知识点有定滑轮及其特点、动滑轮及其特点、滑轮组有关问题、滑轮组特点以及滑轮组的绕线方式、做功大小及其计算等。纵观历年中考，对“滑轮”考查主要有以下几个方面：（1）定滑轮及其特点：力与距离的关系；（2）动滑轮杠及其特点：力与距离的关系，做功特点；（3）滑轮组及其特点：力的关系及特点，距离的关系及特点，做功的计算；（4）作图类：作图类主要涉及绕线（很少出现）；（5）计算类：根据定滑轮和动滑轮的特点，分析滑轮组的特点及其有关计算。滑轮在中考中出现的概率很高，一般情况下属于必考内容。考题主要题型

13、以选择题、填空题和计算题（功的计算）为主，作图题也有出现，但出现概率较低。选择题、填空题以判断力、距离和功的计算居多。考题难度属于中等，个别的有的考题难度较高。另一方面，斜面也会出现在考题中。斜面可以省力，但距离会增加。在复习时需要注意斜面的特点及应用。考点三、机械效率 本章计算题主要集中在机械效率和做功计算，所以机械效率的计算在本单元占据很重要的位置。机械效率和功的计算相结合，是本节计算题的主要特点，常见于选择题、填空题和压轴计算题中，以压轴计算题居多。考试内容主要是滑轮与滑轮组机械效率的计算、斜面机械效率计算和力做功的计算。在中考试题中，无论是哪类题型，有关机械效率计算考查的是考生对机械效

14、率理解能力和应用知识的计算能力；在压轴计算题中，机械效率计算与其他计算相结合，一般分值较高，希望在复习中侧重于这部分，投入时间和精力做好复习。纵观历年中考，对“机械效率”考查主要有以下几个方面：（1）机械效率概念类：考查学生对机械效率概念的理解和掌握程度，在这里需要指出的是：一、任何机械，机械效率都不可能达到 100%；二、影响机械效率大小的因素是滑轮自重、摩擦阻力、空气阻力等；（2）机械效率计算类：利用公式进行机械效率计算是本部分的主要内容，掌握机械效率概念和有关计算方法尤为重要，希望在复习中注意这方面的问题。6 机械效率在中考中出现的概率很高，主要题型有选择题、填空题和计算题，但出现概率较

15、高的是选择题。选择题以机械效率的简单计算为主，主要考查学生对机械效率概念的理解和认识程度；填空题以考查机械效率概念和功的计算为主；计算题一般情况下和其他计算结合作为压轴题出现较多。考点一、杠杆【典例一】（2019河北）如图所示，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，已知 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）若沿竖直方向将 M 左右两边各切去厚度为h 的部 7 分，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

16、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，则 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，已知 OC：OB1：2，则有：FBGN 8 2N1N；根据力的作用是相互的可知，细绳对 M 的拉力：FFB1N，此时 M 对地面的压力：F压F支GMF10N1N9N，M 与地面的接触面积：Sl2（0.1m）20.01m2，则 此 时M对 地

17、 面 的 压 强：p 9 900Pa。（2）若沿竖直方向将 M 两边各切去厚度为h 后，剩 余M的 底 面 积：S l（l h 10 h）l（lh），剩余 M 的体积：VSll2（lh），剩余 M 的密度不变，则剩余部分的重力与原来重力的比值：11，所 以 剩 余M的 重 力：GM GM10N 剩余的物体 M 对地面的压强：ppp900Pa60Pa840Pa，12 剩余 M 的底面积：Sl（lh）0.1m（0.1mh），地面对剩余的物体 M 的支持力：F支F压pS840Pa0.1m（0.1mh）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 端受到

18、细绳的拉力为 FB，由杠杆平衡条件得，GN（OCh）FBOB，则有：FB 13，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：14 840Pa0.1m（0.1mh）+10N，解得：h0.05m。答：（1）如上图所示；（2）此时 M 对地面的压强为 900Pa；（3）h 为 0.05m。【举一反三】1.（2017德州）如图所示的四种情景中，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 15 力臂大于动力臂的杠

19、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.(2019武威)如图所示是羊角锤的示意图，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，则连接支点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如下图所示。3.（2019泸州）如图所示，在“

20、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，下列说法中正确的是（）。A.杠杆的动力臂为 8cm；B.该杠杆为费力杠杆；16 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：17 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 正确；C、该杠杆的阻力大小为：G

21、=40.5N=2N，故 C 错误；18 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。故选 B。考点二、滑轮【典例二】（2019泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（）。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。19【解析】A、由图知，n=3，不计一切摩擦和绳重，拉

22、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，则 20=，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，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故 D 错误。故选 B。【举一反三】1.（2019岳

23、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。21 【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。2.（2019海南）工人用如图所示的滑轮组，在时间 t 内，将重为 G 的货物匀速提升了 h，人对绳子竖直向下的拉力恒为 F。以下说法正确的是（）。A拉力 F 的功率为tFh2；B额外功为（2F-G）h C滑轮组的机械效率为FG3

24、；D滑轮组的机械效率随 h 的增大而增大【答案】AB。22【解析】A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数 n=2，绳端移动的距离 s=nh=2h，拉力 F 做的功：W总=Fs=2Fh，则拉力 F 的功率：，故 A正确；B、拉力做的有用功：W有=Gh，则额外功：W额=W总-W有=2Fh-Gh=（2F-G）h，故 B 正确；C、滑轮组的机械效率：，故 C 错误；23 D、根据可知，滑轮组的机械效率与提升的高度 h 无关，故 D 错误。故选 AB。3.（2019达州）如图所示，工人准备用一根最多能承受 400N 力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体 A 和 B

25、完全露出水面的物体 A 被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为 20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂，g10N/kg）。求：（1）物体 A 完全露出水面后以 0.5m/s 的速度匀速上升时，物体 A 的重力和工人拉力的功率分别是多少。（2）在物体 A 浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 75%，物体 A 的密度是多少。（3）若用该滑轮组打捞体积为 50dm3的物体 B 时，物体 B 最多露出多少体积时绳子将断裂。【解析】（1）G动m动g20kg10Nkg200N，24 物体有三段绳子承担，n3，F（G

26、A+G动），400N（GA+200N），GA1000N；绳子自由端移动的速度：vnv30.5m/s1.5m/s，PFv400N1.5m/s600W。（2）物体 A 浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组提起的力：FGAF浮1000N水gVA 25，75%解得，VA4102m3 26 GAAgVA，1000NA10N/kg4102m3，A2.5103kg/m3（3）GBBgVB2.5103kg/m310N/kg50103m31250N，F（GBF浮+G动），400N（1250NF浮+200N）27 F浮250N，V排2.5102m325dm3。V露VBV排50dm325dm325dm3。答：（1）物

27、体 A 的重力是 1000N，工人拉力的功率是 600W。（2）物体 A 的密度是 2.5103kg/m3。（3）物体 B 最多露出 25dm3时绳子将断裂。三、机械效率【典例三】（2017德州）如图所示的滑轮组中，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（）。28 A0.4J、83.3%B0.8J、91.7%C0.8J、83.3%D0.4J、91.7%【答案】C。【解析】（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=Fs，

28、W有用=Gh，W额=W总W有用；（2）根据总有WW求出机械效率。解答：（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：%3.838.44JJWW总有。【举一反三】1.（2017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）若钩码上升的高度为 10cm，该滑轮组的机械效率为 ；（3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不

29、变”）。【答案】（1）匀速；（2）80%；（3）增大。【解析】（1）实验时应匀速拉动测力计；（2）根据实验数据，由效率公式求出滑轮组的效率；（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，因此机械效率会变大。（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计。（2）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：%805.236NNFnGFnhGhFSGHWW总有。（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，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大。2.（2017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，如图所示，工人用

30、 29 3m 长的斜面，把 120kg 的重物提高 1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ，若实际用力为 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：NmJF40031200；（2）人所做的总功：W总=FS=500N3m=1500J，斜面的机械效率：%8015001200JJWW总有；（3）W总=

31、W有+W额，即：FS=Gh+fS，所以NmJJSGhFSf100312001500；答案为：（1）人做有用功为 1200J；（2）斜面的机械效率为 80%；（3）摩擦力为 100N。3.（2019菏泽）如图所示，一个质量 600kg、体积 0.2m3的箱子沉入 5m 深的水底，水面距离地面 2m，若利用滑轮组和电动机组成打捞机械，以 0.5m/s 的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重 100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，水=1.0103kg/m3，g=10N/kg）。求：（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；30（3）物体完全露出水面后

32、，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。【解 析】（1）箱 子 在 水 底 时 下 表 面 的 深 度h=5m，此 处 水 产 生 的 压 强：p=水gh=1103kg/m310N/Kg5m=5104Pa。（2）箱子沉入水底，则 V 排=V=0.2m3，则浮力 F 浮=水 gV 排=1103Kg/m310N/Kg0.2m3=2103N。（3）物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功；箱子的重力：G=mg=600Kg10N/Kg

33、=6103N；出水后，根据可得：机械效率：（4）由于箱子从水底匀速提到地面，根据 P=Fv 即可判断出拉力最大时，功率最大；箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大；由于不计绳重、摩擦和水的阻力，则 31；电动机上绳子的提升速度为 v=2v=20.5m/s=1m/s，则 p 最大=f 最大 v=3.05103N1m/s=3.05103W。答：（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强为 5104Pa；（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力为 2103N；（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率为 98.4%；（4）整个打捞过程中箱

34、子离开水面在空中时电动机的输出功率最大，为 3.05103W。一、选择题 1（2019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.32 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，则阻力和阻力臂一定，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，则可知 F3最小，故 C 正确。故选 C。2.（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

35、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；33 C、使用甲滑轮组时，n=2，所以施加的拉力为 F甲=（G物+G轮）=（40N+20N）=30N，使

36、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。3.（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、G2的重物以相同的速度v匀速提升相同的高度h=2

37、m。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、若不计绳重及摩擦，则额外功的来源

38、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：=-，34 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

39、，故 D 正确；故选 BD。4.（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

40、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。5.（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 35 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

41、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。6.（2019温州）晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（）。A.B.C.D.36【答案】B。【解析】根据图示和杠杆的平衡条件分析解答。本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，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

42、 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，右侧力与力臂的乘积为 G2L=2GL，左侧右侧，故 D 错误；故选 B。7.（2019河南）如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表示它工作示意图的是（）。A B C D【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，所以开瓶器为省力杠杆，即 F1F2，故 ACD 错误，B

43、正确。故选 B。37 8.（2019河北）如图所示，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，已知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，下列说法正确的是（）。A使用该滑轮组一定省力；B拉力的功率为 2Fv；C额外功为（2nFG）s；D滑轮组的机械效率为 38 【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 F（f+G动），由于 f 与 G动的大小关系未知，所以无法比较 F 与 f 的大小关系，则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nv

44、2v，则拉力的功率：PFv绳2Fv，故 B 正确；39 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，则：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，40 则 额 外 功：W额 W总 W有 2Fs Gs（2nFG）s，故 C 正确；D、滑 轮 组 的 机 械 效 率：41，故 D 错误。故选 BC。9.（2019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合适的配重物体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

45、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，造成安全事故，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，已知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；若再让配重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

46、匀速上升了 10m，B端绳子的拉力T做功功率为P。（g=10N/kg）下列相关计算错误的是（）。42 A.P等 于5kW；B.V等 于；C.p等 于；D.T 等于【答案】A。43【解析】由重力公式 G=mg 可求，配重 D 的重力为 GD=mg=900kg10N/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

47、N 是一对相互作用力，所以 F=N=2103N，44 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，45 根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2可得，GDOE=TOB，代数求得OE=10m，则配重移动的距离 s=OE-OE=10m-6m=4m，则由速度公式V=可求，46 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 47 P=5103W=5kW故 A 选项正

48、确。故选 A。10.（2019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是（）。A勺子转动切果时可作省力杠杆用 B勺柄表面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勺柄表面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；48 D勺子绕着果转

49、动时，运动方向不断改变，则其运动状态发生改变，故 D 错误。故应选 A。11.示例三：杠杆作图：（2019天津）如图是用撬棒撬石头的情景，下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（）。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 正确，BCD 错误。故选 A。49 12.（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

50、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=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：WsJtWP20120；故 C