2年中考1年模擬備戰(zhàn)2020年中考物理 專題12 簡單機(jī)械（含解析）

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1、 專題12 簡單機(jī)械 本專題中考考點和要求（“▲”表示該標(biāo)準(zhǔn)要求屬于評價水平這一層次） 評價目標(biāo)和評價水平 課標(biāo)要求 知識目標(biāo) 技能 體驗?zāi)繕?biāo) 了 解 認(rèn) 識 理 解 獨立 操作 經(jīng) 歷 認(rèn) 同 內(nèi) 化 1.知道簡單機(jī)械。通過實驗，探究并了解杠桿的平衡條件。 ▲ ▲ 2.知道機(jī)械效率。了解提高機(jī)械效率的途徑和意義。 ▲ 3.了解人類使用機(jī)械的歷史發(fā)展過程。了解機(jī)械的使用對社會發(fā)展的作用。 ▲

2、 ▲ 規(guī)律總結(jié)1：杠桿作圖題技巧 學(xué)習(xí)杠桿的關(guān)鍵點是知道杠桿的五要素。五要素包括支點、動力、動力臂、阻力和阻力臂。組成杠桿的示意圖如下。 （1）支點用字母O 表示，是杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，同一根杠桿使用方法不同，支點的位置可能不同，要能根據(jù)具體情況區(qū)分支點。 （2）畫動力（用字母 F1 表示）或阻力（用字母 F2 表示）時應(yīng)注意力的作用點和方向。動力和阻力都是杠桿受到的力，其作用點都在杠桿上。有同學(xué)認(rèn)為同一根杠桿上動力和阻力的方向一定相同，有同學(xué)認(rèn)為一定不同，這都是錯誤的。正確的認(rèn)識是：動力和阻力能使杠桿轉(zhuǎn)動的方向一定是相反的。即一個力能使杠桿向順時針方向轉(zhuǎn)動，

3、則另一個力一定是能使杠桿向逆時針方向轉(zhuǎn)動。 （3）動力臂用字母l1表示，阻力臂用字母l2表示。力臂不是支點到力的作用點的距離，而是支點到力的作用線的距離。借用幾何用語，力臂不是點到點的距離，而是點到直線的距離。 （4）畫力臂方法：一找支點、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽.即找支點O；畫力的作用線（虛 線）；畫力臂（虛線，過支點垂直力的作用線作垂線）；標(biāo)力臂（大括號）。 3.與動滑輪連接的繩子能分擔(dān)物體的重力，所以與動滑輪相連的繩子的股數(shù)越多越省力，但還要注意對拉力方向的要求。要根據(jù)題中要求確定開始是從定滑輪還是動滑輪掛鉤系線。 規(guī)律總結(jié)2：利用杠桿平衡條件的計算類問題解題思路 1．杠桿的

4、平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂 即 F1L1＝F2L2 2.能根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行力與力臂的求解 （1）利用F1 L1= F2L2進(jìn)行有關(guān)計算。先根據(jù)杠桿轉(zhuǎn)動的效果，找出動力和阻力； （2）再根據(jù)支點的位置，確定每個力的力臂； （3）最后根據(jù)杠桿的平衡條件，代入數(shù)據(jù)計算出結(jié)果。 規(guī)律總結(jié)3：求解機(jī)械效率有關(guān)的計算題解題策略 1.有用功W有用=Gh 2.總功W總= Fs 3.額外功W額外=W總—W有用 4.機(jī)械效率公式：η＝（W有用/W總）×100％　 對于杠桿、滑輪組、斜面不同的簡單機(jī)械，以上公式中s、h物理意義不同。 規(guī)律總結(jié)4：解決幾個簡單機(jī)械方面的實驗思

5、路 1.杠桿平衡條件的探究命題點 （1）讓支點處于杠桿中央的目的：減小杠桿自重對實驗造成的影響。 （2）杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)：左高左調(diào)、右高右調(diào)。 （3）實驗時應(yīng)調(diào)節(jié)鉤碼的懸掛位置使杠桿在水平位置靜止，目的是便于測量力臂。 （4）本實驗多次測量的目的是避免實驗的偶然性，得出普遍規(guī)律。 （5）用彈簧測力計代替杠桿一側(cè)所掛鉤碼，當(dāng)測力計由豎直方向拉變成傾斜拉，要使杠桿仍保持平衡，測力計的示數(shù)會變大，是因為拉力的力臂變小。 （6）實驗數(shù)據(jù)分析。 （7）實驗結(jié)論：動力×動力臂＝阻力×阻力臂(F1L1＝F2L2) 2.解決杠桿平衡條件的探究問題基本要領(lǐng)是： （1）知道杠桿平衡是指杠桿

6、靜止或勻速轉(zhuǎn)動。實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是方便從杠桿上量出力臂。 （2）實驗結(jié)論：杠桿的平衡條件是動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂，寫成公式為F1l1＝F2l2。 （3）還可以利用動力乘以動力臂是否等于阻力乘以阻力臂來判斷杠桿平衡與否。 3.探究滑輪組的機(jī)械效率實驗 （1）原理：η=W有/W總 （2）應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S （3）器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需 刻度尺、彈簧測力計。 （4）注意：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的是保證測力計示數(shù)大小不變。 （5）結(jié)論：影響滑輪

7、組機(jī)械效率高低的主要因素有： 1）動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。 2）提升重物越重，做的有用功相對就多。 3）摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。 4.探究斜面的機(jī)械效率實驗 L h F （1）原理：η=W有/W總 （2）應(yīng)測物理量：拉力F、斜面長度L、物體重力G、斜面的高h(yuǎn)。 （3）器材：刻度尺、彈簧測力計。 （4）注意：必須勻速拉動彈簧測力計使物體從斜面底端勻速到達(dá)頂端。目的是保證測力計示數(shù)大小不變。 （5）結(jié)論：影響斜面機(jī)械效率高低的主要因素有：摩擦力、斜面傾斜角。 【例題1】（2018鎮(zhèn)江）如圖是一種活塞式抽水機(jī)的示意圖。其中手柄AOB是一

8、個杠桿，杠桿在動力F1的作用下繞O點勻速轉(zhuǎn)動，請在圖中畫出杠桿在B點受到阻力的示意圖和F1的力臂。 【答案】如圖所示。 【解析】由圖知，此時向上提起杠桿的左端，杠桿會繞O點順時針轉(zhuǎn)動，則B點會受到下面連桿向上的支持力，即阻力的方向豎直向上，過B點作豎直向上的阻力F2；反向延長力F1畫出力的作用線，過支點O作動力作用線的垂線段，即動力臂L1． 【例題2】（2019攀枝花）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA能繞O點轉(zhuǎn)動，請在杠桿中的A端畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖（要求保留作圖痕跡）。 【答案】如圖所示。 【解析】此題是求杠桿最小力的問題，已知點O是動力作用點，那么

9、只需找出最長動力臂即可，可根據(jù)這個思路進(jìn)行求解。 O為支點，所以力作用在杠桿的最右端A點，并且力臂是OA時，力臂最長，此時的力最小。確定出力臂然后做力臂的垂線即為力F． 【例題3】（2018沈陽）如圖是人抬獨輪車車把時的簡化示意圖，此時獨輪車相當(dāng)于一個　　杠桿（選填“省力”或“費力”）；若動力臂是阻力臂的3倍，物體和車總重G為1200N，抬起車把的力F為　　N． 【答案】省力，400． 【解析】（1）由示意圖可知，獨輪車在使用時動力臂大于阻力臂，所以它屬于省力杠桿． （2）由杠桿的平衡條件：F1?l1=F2?l2得： F1= 又∵動力臂是阻力臂的3倍 ∴F1===400N

10、． 【例題4】（2019山西）如圖，一輕桿AB懸于O點，其左端掛一重物，右端施加一個與水平方向成30°的力F，此時輕桿水平平衡。若重物質(zhì)量m＝3kg，BO＝3AO，g取10N/kg。則力F的大小為________N。 【答案】 20 【解析】反向延長力F的作用線，過支點O作力F作用線的垂線即為F的力臂L1 ， 因為右端施加一個與水平方向成30°的力F，則由幾何知識可知L1＝OB/2 已知BO＝3AO，重物質(zhì)量m＝3kg，則物體重力G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N， 由杠桿平衡條件得：G×L2＝F×L1 ， 即G×OA＝F× OB/2

11、代入數(shù)據(jù)可得，30N×OA＝F×3OA/2， 解得F＝20N。 【例題5】（2018山東濟(jì)南）如圖所示，拉力F為5N，物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運動（B表面足夠長）；物體B靜止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，彈簧測力計示數(shù)為12N．下列說法正確的是（　?。? A．物體A受到的摩擦力為10N B．拉力F的功率為1.5W C．滑輪組的機(jī)械效率為80% D．拉力F增大到15N時，物體B開始向左運動 【答案】C 【解析】A.物體B靜止在地面上，所以受力平衡；水平方向上物體B受到向右的彈簧拉力、地面對它向左的摩擦力和物體A對它向左的摩擦力，所以兩個摩

12、擦力之和為12N，即fAB+4N＝12N，則fAB＝8N；根據(jù)相互作用力的知識可知，物體A受到的摩擦力為f＝fAB＝8N；故A錯誤； B.由圖知，水平使用滑輪組，n＝2，拉力端移動速度v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s， 則拉力做功的功率：P＝Fv＝5N×0.2m/s＝1W；故B錯誤； C.滑輪組的機(jī)械效率：η＝f/nF×100%＝80%，故C正確； D.若拉力F增大到15N時，A在運動過程中，A對B的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，則A和B之間的摩擦力不變，所以物體B的運動狀態(tài)不會改變，即物體B仍然靜止，不會向左運動，故D錯誤。 【例題6】（2019湖南衡陽）如圖所示，司機(jī)

13、師傅利用滑輪組把汽車從泥坑里拖出來（泥坑可近似看成水平面），在此過程中汽車勻速移動了1m，共用時5s，已知 汽車所受阻力為1200N，司機(jī)師傅的拉力功率為300W，在考慮滑輪組摩擦阻力影響因素條件下，求： （1）司機(jī)師傅的拉力為多大？（2）滑輪組的機(jī)械效率是多少？ 【答案】（1）500N；（2）80%． 【解析】使用滑輪組沿水平方向拉物體時，若物體移動s，承擔(dān)汽車與水平面間的摩擦力的繩的股數(shù)是n股，則繩自由端移動的距離s′=ns，動力作用的繩端移動的速度是物體移動速度的n倍。 （1）繩子自由端移動的距離s=ns汽車=3×1m=3m， 繩子自由端速度：v=s/t=3m/5s=0.

14、6m/s， 由P===Fv得，工人的拉力：F===500N； （2）拉力所做總功：W總=Fs=500N×3m=1500J； 工人所做有用功：W有用=fs汽車=1200N×1m=1200J， 滑輪組的機(jī)械效率：η=×100%=×100%=80%． 【2019年題組】 一、填空題 1．（2019綏化）如圖所示的杠桿（自重和摩擦不計），O是支點，A處掛一重為50N的物體，為保證杠桿在水平位置平衡，在中點B處沿　　（選填“F1”、“F2”或“F3”）方向施加的力最小，為　　N。 【答案】F2；100。 【解析】為使拉力最小，動力臂要最長，拉力F的方向應(yīng)該垂直杠桿向上，即豎直

15、向上（F2），動力臂為OB最長， 杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件： F2×OB=G×OA，由于OA是OB的二倍，所以：F=2G=100N。 2．（2019撫順）如圖是某建筑工地上提升建筑材料用的滑輪組示意圖，其動滑輪質(zhì)量15kg，某次提升材料質(zhì)量240kg，材料在空中靜止時，不計繩重和繩與滑輪間摩擦，則豎著向上的拉力F=　　N；豎著向上勻速提升材料，摩擦影響較大，實際所用的拉力大小是1000N，并將材料提升了10m高．則滑輪組的機(jī)械效率是　　．（取g=10N/kg） 【答案】850；80%． 【解析】從圖上可以看出，圖中有定滑和一個動滑輪，已知質(zhì)量，根據(jù)G=mg計算出重力

16、再利用動滑輪的特點分析；使用動滑輪省一半的力，要費一倍的距離，即F移動的距離是20m，根據(jù)W=Fs計算；上一步計算出來的是總功，物體升高10m做的功是有用功，根據(jù)W有=Gh求出有用功，再利用η=W有用/W總×100%可求滑輪組機(jī)械效率． （1）由圖可知，承擔(dān)動滑輪和物體總的重力的繩子的股數(shù)n=3， 物體和動滑輪的總重力：G=（m輪+m材料）g=（15kg+240kg）×10N/kg=2550N， 不考慮繩重和摩擦，則豎著向上的拉力： F=G/3=2550N/3=850N （2）拉力做的有用功：W有用=m材料gh=240kg×10N/kg×10m=24000J 拉力移動的距離：s=

17、3h=3×10m=30m 實際拉力為1000N，則拉力做的總功：W總=F′s=1000N×30m=30000J 滑輪組的機(jī)械效率：η=W有用/W總×100%=80%． 二、選擇題 3．（2019海南）如圖所示，在處于水平平衡的杠桿上A點，掛上4個鉤碼（每個鉤碼的質(zhì)量為50g），若使杠桿在水平位置保持平衡，作用在杠桿B點的力量最小為（g取10N/kg）（　?。? A．15N B．6N C．3N D．1.5N 【答案】D． 【解析】設(shè)杠桿的一個小格為L，則OA=3L，OB=4L， 根據(jù)杠桿平衡條件可得：F1×OB=F2×OA， 則F1===1.5N． 4．（201

18、9蘭州）如圖所示，工人用150N的拉力通過滑輪組吊起質(zhì)量為20kg的箱子。若箱子被勻速豎直提升了2m，不計繩重和摩擦，g取10N/kg，則（　　） A．箱子的重力勢能增大 B．動滑輪的重力為100 N C．工人施加的拉力做的功為300 J D．滑輪組的機(jī)械效率為66.7% 【答案】ABD。 【解析】（1）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；(2)知道箱子的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力，由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)，利用F=（G+G動）/n求出動滑輪的重力；（3）由圖可知繩子的有效股數(shù)為2，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，

19、根據(jù)W=Fs求出工人做的總功；（4）根據(jù)W=Gh求出有用功，然后根據(jù)η=W有用/W總求出此滑輪組的機(jī)械效率。 A．箱子被勻速提升，高度增加，質(zhì)量不變，重力勢能增加，故A正確； B．箱子受到的重力： G=mg=20kg×10N/kg=200N； 由圖可知，n=2，則由F=（G+G動）/n可得動滑輪的重力： G動=nF﹣G=2×150N﹣200N=100N；故B正確； C．由圖可知，n=2，繩端移動的距離s=nh=2×2m=4m， 工人做的總功：W總=Fs=150N×4m=600J；故C錯誤； D．有用功：W有=Gh=200N×2m=400J 滑輪組的機(jī)械效率：η=η=W有用/

20、W總≈66.7%．故D正確。 三、作圖題 5．（2019江西）如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖，O為支點，請畫出F1、F2的力臂L1和L2． 【答案】如圖所示． 【解析】力臂是支點到力的作用線的垂直距離，由由支點向力作用線或方向延長線作垂線，支點和垂足之間的長度即為力臂．將F1作用線方向延長，由支點O分別向F1作用線方向延長線和F2的作用線作垂線，支點和垂足之間的長度即為力臂。 6．（2019湘潭）如圖所示，杠桿OA在動力F1作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，請你畫出阻力F2及阻力臂L2. 【答案】如圖所示。 【解析】由題意分析出阻力的方向，再由支點向阻力的作用線作垂線即可

21、。 如圖，阻力為由于物體的重而產(chǎn)生的拉力，所以從B點豎直向下畫出F2； 力臂為支點到力的作用線的距離，所以從O點向F2作垂線，垂線段即為力臂L2，如圖。 四、實驗題 7．（2019湖北荊州）小明同學(xué)在“研究杠桿平衡條件”實驗中： （1）實驗時應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在 位置平衡，若出現(xiàn)圖甲所示情況，應(yīng)將杠桿的螺母向 （選填“左”或“右”）調(diào)。 （2）杠桿平衡后，小明在圖乙所示的A位置掛上3個鉤碼，為了使杠桿在水平位置平衡，這時應(yīng)在B位置掛上 個鉤碼。 （3） 下表是該組某同學(xué)在實驗中記錄杠桿平衡的部分?jǐn)?shù)據(jù)： 實驗次數(shù) F1（N） l1 (cm) F2

22、 ( N) l2( cm) 1 2 5 △ 10 2 3 10 2 15 3 2 30 3 ☆ 上表中空格處所缺的數(shù)據(jù)是：△＝ ，☆＝ ； （4）分析上表中的實驗數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是 。 【答案】（1）水平 左 （2）4 （3）1 20 （4）F1l1＝F2l2 (動力×動力臂＝阻力×阻力臂) 【解析】解答該題的要點是（1）閱讀實驗內(nèi)容和要求，知道本實驗考查哪些知識點；（2）回顧杠桿的調(diào)節(jié)與使用辦法以及注意事項；（3）要善于利用杠桿平衡條件處理核心問題，對于判定杠桿是否平衡的問題，也要看與平衡

23、條件有關(guān)的力與力臂。解本題需要會調(diào)節(jié)杠桿平衡；知道實驗裝置存在哪些不足，如何改進(jìn)；依據(jù)杠桿的平衡條件，在理解力與力臂乘積是一個常量后，判斷力臂和相應(yīng)的力的反比例關(guān)系。 （1）杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。實驗前沒有掛鉤碼時，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，其主要目的是便于測量力臂和避免杠桿自重對實驗的影響。裝置甲處于傾斜狀態(tài)，要使它平衡，可以將杠桿的螺母向左調(diào)，這樣做：保持左端平衡螺母不動，讓右端平衡螺母向左調(diào)節(jié)；也可以保持右端平衡螺母不動，讓左端平衡螺母向左調(diào)節(jié)；還可以讓左端右端平衡螺母同時向左調(diào)節(jié)，根據(jù)題意確定。 （2）在B位置掛上幾個鉤碼，需要根據(jù)動力×動力臂＝阻力×阻力臂來確

24、定。 （3）根據(jù)表格實驗次數(shù)2的數(shù)據(jù)來看，滿足3×10＝2×15 ， 對于實驗次數(shù)1而然2×5＝△×10，所以△＝1，同理☆＝20 （4）根據(jù)表格實驗次數(shù)2的數(shù)據(jù)來看，滿足3×10＝2×15，用數(shù)學(xué)表達(dá)式就是F1l1＝F2l2 8．（2019成都）某小組同學(xué)測量滑輪組的機(jī)械效率。實驗步驟有： （i）按照如圖所示安裝滑輪組，測鉤碼重力G并記鉤碼和繩端的位置 （ii）用彈簧測力計緩慢拉動繩端，使鉤碼上升，讀出拉力F的值，并測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s； （iii）記錄實驗數(shù)據(jù)填入表格中（表格略）； （iv）多次改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實驗； （v）用動滑輪質(zhì)量不同的

25、兩個滑輪組吊相同的鉤碼，分別測機(jī)械效率； （vi）分析測量結(jié)果，討論影響機(jī)械效率的因素 回答以下問題： （1）除了如圖所示器材和彈簧測力計外，還需要的器材是 。 （2）滑輪組機(jī)械效率的計算公式是η= （用直接測得的物理量符號表示）。 （3）關(guān)于影響滑輪組機(jī)械效率的因素，該小組同學(xué)討論后得到以下認(rèn)識，你認(rèn)為正確的有 （填序號，可能不止一項正確）。 A．在相同情況下，摩擦越大，機(jī)械效率越小 B．在相同情況下，摩擦越大，機(jī)械效率越大 C．忽略摩擦，定滑輪質(zhì)量相同，則機(jī)械效率相同 D．忽略摩擦，動滑輪質(zhì)量相同，則機(jī)械效率相同 E．忽略摩擦，動滑輪

26、質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機(jī)械效率越大 F．忽略摩擦，動滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機(jī)械效率越小 【答案】（1）刻度尺；（2）Gh/Fs；（3）ADE。 【解析】（1）由圖可知，除了滑輪，彈簧測力計外，還需要測量高度的刻度尺； （2）由滑輪組的圖上可知，n=3 滑輪組做的有用功為W有=Gh，總功為W總=Fs， 機(jī)械效率的表達(dá)式為η= W有/W總=Gh/Fs； （3）AB、在相同情況下，摩擦越大，所做的額外公功越多，機(jī)械效率越小，故A正確，B錯誤； CD、忽略摩擦，滑輪組的機(jī)械效率，與定滑輪的質(zhì)量無關(guān)，動滑輪質(zhì)量相同，重力相同，額外功相同，則機(jī)械效率相同，故C錯誤

27、、D正確； EF、忽略摩擦，動滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，所做的有用功越多，則機(jī)械效率越大。故E正確、F錯誤。故選ADE。 9．（2019大慶）物理學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)們利用如下圖所示的裝置探究了斜面的機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)。下表是他們在同一斜面上沿斜面拉動木塊勻速向上運動時得到的數(shù)據(jù)和根據(jù)數(shù)據(jù)計算出的機(jī)械效率，請你利用這些數(shù)據(jù)計算和回答下列問題。 實驗次數(shù) 木塊粗糙程度相同 木塊重力 G/N 木塊上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 木塊移動的距離L/m 斜面的機(jī)械效率η 1 木塊1 2.0 0.3 1.6 1 38% 2 木塊2 2.0 0.5

28、 1.9 1 53% 3 木塊3 2.0 0.5 3.8 1 （1）若第1次實驗中木塊由斜面底端勻速移動到頂端，移動1m的距離所用的時間為5s，求木塊移動的速度及拉力對木塊做功的功率； （2）計算第3次實驗斜面的機(jī)械效率； （3）比較實驗結(jié)果可以得出：在接觸面粗糙程度和木塊沿斜面移動的距離相同的情況下，影響斜面機(jī)械效率的因素是________________________。 【答案】（1）0.2m/s 0.32W（2）53%（3）斜面的傾斜度等 【解析】本實驗屬于收集實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析論證。 （1）v=s/t=1m/5s=0.2m/s P=Fv=1.6N

29、× 0.2m/s=0.32W （2）有用功W有用=Gh W總=Fs η=W有用/W總= Gh / Fs=2N×0.5m/ 3.8N× 1m=26.3% （3）在接觸面粗糙程度和木塊沿斜面移動的距離相同的情況下，影響斜面機(jī)械效率的因素是斜面的傾斜度。 五、綜合計算題 10．（2019山東濰坊）如圖所示，用甲、乙兩種滑輪組，分別勻速豎直向上提升同一重物，從相同位置開始提升至同一高度處，求： （1）若不計繩重，滑輪重及摩擦，兩次拉力F1和F2之比； （2）若不計繩重及摩擦，重物質(zhì)量為400g，動滑輪質(zhì)量為100g，勻速拉動過程中甲、乙兩裝置的機(jī)械效率。 【答案】（1）若不

30、計繩重、滑輪重及摩擦，兩次拉力F1和F2之比為3：2； （2）若不計繩重及摩擦，甲、乙兩裝置的機(jī)械效率都是80%。 【解析】（1）由圖知，甲圖中，n1=2；乙圖中，n2=3， 若不計繩重、滑輪重及摩擦，則拉力F=G/n， 兩次拉力F1和F2之比： F1：F2=G/n1：G/n2=3：2； （2） 利用G=mg求重物重力、動滑輪重力，因為不計繩重及摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率 η=W有用/W總=G/(G+G輪) ，所以甲、乙兩裝置的機(jī)械效率相同，利用η=G/(G+G輪)計算。 重物的重力：G=mg=0.4kg×10N/kg=4N， 動滑輪的重力：G輪=m輪g=0.1kg×10N

31、/kg=1N， 不計繩重及摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率η=W有用/W總=G/(G+G輪) 由于兩裝置中物重和動滑輪重均相同， 所以甲、乙兩裝置的機(jī)械效率： η1=η2=G/(G+G輪)=80%。 【2018年題組】 一、填空題 1．（2018重慶）如圖所示的杠桿重；不計，O為支點，AO＝0.2m，當(dāng)在A點懸吊一重6N的物體，繩子的拉力F＝3N時，杠桿在水平位置平衡，在圖中畫出拉力礦的力臂l2，力臂l2為_____m． 　　　 【答案】力臂l2如圖，l2為0.4m 【解析】如圖，畫出杠桿OAB示意圖，找到支點O，BC為力的作用線，畫出力臂l2． 根據(jù)杠桿的平衡條件：G·O

32、A＝Fl2 代入數(shù)值：6N×0.2m＝3N×l2 l2＝2×0.2 m＝0.4 m 2．（2018綏化）如圖所示，在不計繩重和摩擦的情況下，用滑輪在10s內(nèi)將重為40N的物體勻速提升2m，已知拉力F為25N，則在這個過程中拉力做的功是 J，滑輪組的機(jī)械效率是 ，若勻速提升重為80N的物體，則這個滑輪組的機(jī)械效率將 （變大/變小/不變）。 【答案】100；80%；變大 【解析】（1）由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=2， 繩子自由端移動的距離s=2h=2×2m=4m； 則在這個過程中拉力做的功：W總=Fs=25N×4m=100J； （2）

33、拉力做的有用功：W有=Gh=40N×2m=80J， 則滑輪組的機(jī)械效率：η=W有/W總×100%=80J/100J×100%=80%； （3）由η=W有/W總×100%=W有/(W有+W額)×100%= G/(G+G動)×100%可知， 滑輪組的機(jī)械效率與動滑輪重和物體重有關(guān)，動滑輪重力不變，物體重力變大，機(jī)械效率將變大。 二、選擇題 3．（2018廣西柳州）如圖所示，某人用扁擔(dān)擔(dān)起兩筐質(zhì)量為m1，m2的貨物，當(dāng)他的肩處于O點時，扁擔(dān)水平平衡，已知I1＞I2，扁擔(dān)和筐的重力不計．若將兩筐的懸掛點向O點移近相同的距離△I，則（　?。? A．扁擔(dān)左端向下傾斜 B．扁擔(dān)右端向下傾斜

34、 C．要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為（m2﹣m1） D．要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為（m2﹣m1） 【答案】AC． 【解析】根據(jù)杠桿原來平衡，設(shè)移動的距離為L，再比較F1（L1﹣L）和F2（L2﹣L）即可作出判斷． （1）原來平衡時，mg1L1=m2gL2， 由圖知，L1＞L2，所以m1＜m2， 設(shè)移動相同的距離L，則左邊：m1g（L1﹣△L）=m1gL1﹣m1g△L， 右邊：m2g（L2﹣△L）=m2gL2﹣m2g△L， 因為m1＜m2，所以m1△Lg＜m2△Lg，m1（L1﹣△L）g＞m2（L2﹣△L）g，則杠桿的左端向下傾斜．

35、故A正確，B錯誤； （2）因為m1（L1﹣△L）g＞m2（L2﹣△L）g，故往右邊加入貨物后杠桿平衡即m1（L1﹣△L）g=（m2+mg）（L2﹣△L），且mg1L1=m2gL2， 得m=（m2﹣m1），故C正確，D錯誤． 4．（2018齊齊哈爾）用兩個相同的滑輪組成的滑輪組固定在天花板上，如圖所示，當(dāng)勻速提升物體時，繩子自由端的拉力F＝20 N，物體移動的速度為0.1 m/s，每個滑輪重10 N，忽略繩重和摩擦，下列說法正確的是 ( ) A．繩子自由端移動的速度為0.3 m/s B．物體的重力為40 N C．該滑輪組的機(jī)械效率為66.67 % D．拉力F的功率為

36、2 W 【答案】A 【解析】用滑輪組提升物體時，物體重由幾段繩子承擔(dān)，外力作用點的移動速度就是物體速度的幾倍。 如圖可知，滑輪組的繩子段數(shù)n=3，?物體移動的速度v物=0.1m/s， 繩子自由端移動的速度v繩=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s，選項A正確，符合題意； 忽略繩重和摩擦?xí)r， F拉=（G物+G動）/n，G物=n?F拉-G動=3×20N-10N=50N，選項B不正確，不符合題意； 該滑輪組的機(jī)械效率：η= W有/ W總×100%= G物/ n?F拉×100%=50N/3×20N×100%=83．3% 選項C不正確，不符合題意； 拉力的功率：P= W總/t=F

37、S/t=FV繩=20N×0．3m/s=6W 選項D不正確，不符合題意。故選A。 三、作圖題 5．（2018咸陽）在圖中畫出力F對支點O的力臂。 【答案】如圖所示。 【解析】本題考查力臂的畫法。力臂是從支點到力的作用線的距離，畫力臂時應(yīng)由支點向力的作用線做垂線，垂線段的長度即為力臂。 6．（2018濟(jì)寧）過去農(nóng)村用的舂米工具是一個杠桿，如圖所示是它的結(jié)構(gòu)示意圖。O為固定轉(zhuǎn)軸，在A端連接著石球，腳踏B端可以使石球升高，抬起腳，石球會落下打擊稻谷。請在圖中畫出動力F1的力臂和石球所受重力G的示意圖。 【答案】如圖所示。 【解析】（1）石球的重心在球心，過重心沿

38、豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段，在線段的末端標(biāo)上箭頭和符號G，即為石球所受重力的示意圖； （2）從支點O向力F的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是F的力臂L． 四、實驗題 7．（2018揚州）在探究杠桿平衡條件的實驗中 （1）杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿處于________或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。實驗前沒有掛鉤碼時，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，其主要目的是______________。 （2）實驗中，用裝置A的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡（杠桿上每格等距），但老師建議同學(xué)不宜采用這種方式，該種方式的不足主要是因為 （ ） A.一個人無法獨立操作　　　　

39、 B.力臂與杠桿不重合 C.力和力臂數(shù)目過多，不易得出結(jié)論 D.杠桿受力不平衡 裝置A 裝置B （3）若用裝置B進(jìn)行實驗，則此時彈簧測力計的示數(shù)是____N；將彈簧測力計沿虛線方向拉，仍然使杠桿在原來的位置平衡，此時拉力的力臂將_____,彈簧測力計的示數(shù)將____(均選填“變大”、“變小”或“不變”)。 【答案】（1）靜止?fàn)顟B(tài) 便于測量力臂和避免杠桿自重對實驗的影響（只答便于測量力臂也給分）（2）C（3）1.8 變小

40、 變大 【解析】杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。實驗前沒有掛鉤碼時，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，其主要目的是便于測量力臂和避免杠桿自重對實驗的影響。利用裝置A力和力臂數(shù)目過多，計算麻煩，不易得出結(jié)論。將彈簧測力計沿虛線方向拉，仍然使杠桿在原來的位置平衡，支點到力臂的距離小了，也就是拉力的力臂將變小,根據(jù)杠桿平衡條件知道彈簧測力計的示數(shù)將變大。 8．（2018桂林）如圖甲是某學(xué)習(xí)小組“測量滑輪組的機(jī)械效率”的示意圖。用彈簧測力計豎直向上拉動繩子自由端，將重為4.5N的物體從A位置提升到A′位置，同時彈簧測力計從圖中的B位置上升到B′位置，在這個過程中，彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所

41、示。請你根據(jù)他們做的實驗完成下列問題： （1）物體提升的高度是 cm，拉力是 N，該滑輪組的機(jī)械效率η= ； （2）若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個動滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同一物體，則滑輪組的機(jī)械效率 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。 【答案】（1）5.0； 2；75%；（2）變小。 【解析】（1）測力計B位置勻速提升到B'位置，測力計上升的高度為：s=15.0cm；由圖可知，有3段繩子拉著動滑輪，則物體上的高度為：h=s/3=1/3×15.0cm=5.0cm； 由圖可知，測力計的示數(shù)為2N； 該動滑輪的機(jī)械效率：η=η= W有/W

42、總=Gh/Fs=75%； （3）若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個動滑輪，此時有用功不變，克服動滑輪重力所做的額外功變大，故機(jī)械效率變小。 9．（2018吉林）在探究“斜面機(jī)械效率”實驗中，數(shù)據(jù)記錄如表，分析實驗數(shù)據(jù)： （1）你認(rèn)為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越陡，越______． （2）你對斜面機(jī)械效率的問題可獲得的初步結(jié)論是：______． （3）你認(rèn)為在完成本實驗過程中，主要的困難是______；由以上的數(shù)據(jù)，小慧還發(fā)現(xiàn)木塊受到木塊的摩擦力與斜面的傾斜程度有關(guān)，你認(rèn)為兩者的關(guān)系是：______ （4）若要驗證斜面的機(jī)械效率跟物體的重力的關(guān)系，應(yīng)控制斜面的長、斜面的

43、傾斜程度和斜面粗糙程度不改變，這時應(yīng)用的物理科學(xué)方法是______． 【答案】（1）費力；（2）當(dāng)斜面長和斜面粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越陡，斜面的機(jī)械效率越高；（3）拉著物體做勻速直線運動；斜面越陡，摩擦力越??；（4）控制變量法． 【解析】（1）提升物體重力相同，拉力越大越費力，拉力越小越省力，從第1次到第3次，斜面傾斜程度逐漸變大，拉力也逐漸變大，說明斜面越陡，越費力． （2）這三次實驗選用的是同一斜面，粗糙程度是一定的，提升的物重也是一樣的，從第1次到第3次可以看出，當(dāng)斜面的粗糙程度相同時，用斜面提升相同的重物，斜面越陡，機(jī)械效率越高． （3）此實驗需要保持物體做勻速直線運動

44、，分析實驗數(shù)據(jù)可以得出斜面越陡，摩擦力越?。? （4）實驗要驗證斜面的機(jī)械效率跟物體重力關(guān)系，應(yīng)該控制斜面的長、傾斜程度和粗糙程度一致，改變物體重力大小，觀察測力計示數(shù)，此實驗方法為控制變量法． 五、綜合計算題 10.（2018湖南婁底）一輛重2×104N的四輛卡車，開進(jìn)了一段泥濘的道路，不能繼續(xù)行駛．司機(jī)找來一輛小型拖拉機(jī)、繩子、動滑輪，采用如圖所示裝置，拖拉機(jī)在繩端用3750N的水平拉力，將汽車以0.2m/s的速度水平勻速拉出泥濘路段，用時10s．若每個車輪與地面接觸的面積為0.05m2． （1）求汽車對路面的壓強(qiáng)． （2）求拉力F做的功和功率． （3）若動滑輪的機(jī)械效率為80%

45、，求汽車所受的阻力． 【答案】（1）1×105Pa．（2）1.5×104J；1.5×103W．（3）6000N． 【解析】（1）輪胎與地面的接觸面積S=4×0.05m2=0.2m2 汽車對路面的壓強(qiáng)：p=F/s=G/s= 2×104 N/0.2 m2=1×105Pa； （2）由v=s/t得， 汽車前進(jìn)的距離：s1=vt=0.2m/s×10s=2m， 繩子移動的距離： s2=2×2m=4m， 拉力F做的功：W 總=F s2=3750N×4m=1.5×104J 拉力F的功率：P= W總/t=1.5×104J /10s=1.5×103W； （3）因為η= W有/ W總， 所以

46、W有=ηW總=1.5×104J×80%=1.2×104J， 因為W有=F1s1，所以摩擦力f= F1=6000N． 【2020年模擬壓軸題組】 一、填空題 1．（2020齊齊哈爾三中模擬）一位泰山挑山工用一根長1.8m的扁擔(dān)挑起貨物，如圖為扁擔(dān)示意圖，若在扁擔(dān)的A端掛200N的物體，B端掛300N的物體，挑起重物時使扁擔(dān)水平平衡，則挑山工肩膀需頂在距A端　 　m遠(yuǎn)的位置（不計扁擔(dān)的重力）。 【答案】1.08。 【解析】設(shè)支點為O，由圖可知，肩到扁擔(dān)左端的距離為OA，則肩到右端距離為 OB＝1.8m﹣OA， 扁擔(dān)平衡，由杠桿的平衡條件可得：G1OA＝G2OB， 代入

47、數(shù)據(jù)：200N×OA＝300N×（1.8m﹣OA）， 解得：OA＝1.08m 2．（2020河南模擬）小明用如圖所示的動滑輪提起140N的水桶，動滑輪重20N (不計繩重和摩擦)，小明拉繩子的動力為______N;如果向水桶內(nèi)再加入40N的水，提起時動滑輪的機(jī)械效率___ (選填“變大”、“變小”或“不變”)。 【答案】80；變大。 【解析】不計繩重和摩擦，人拉繩子自由端的拉力F=（G+G動）；用同一個滑輪組提升物體時，物重越大，效率越高。由圖可知，該滑輪為動滑輪，有兩段繩子拉著動滑輪， 不計繩重和摩擦，則拉繩子的動力：F=（G+G動）/n=（140N+20N）/n=80N；

48、 使用同一滑輪組，在提升高度相同時，所做的額外功不變，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會變大。 二、選擇題 3．（2020大興安嶺呼中模擬）杠桿OA在力FA、FB的作用下保持水平靜止?fàn)顟B(tài)，如圖（a）．杠桿的自重不計，O為杠桿的支點，F(xiàn)B的方向與OA垂直，則下列關(guān)系式中一定正確的是?。ā　。? 　　　　 （a）　　　　　　　　　 A．FA·OA＝FB·OB　　B．FA·OA＜FB·OB C．＝　　　　　D．FA＞ 【答案】D 【解析】此題是考查學(xué)生對杠桿平衡條件的理解和能否正確地找出力臂． 如圖，畫出力FA的力臂為lA，F(xiàn)A和OA的夾角為

49、θ。 根據(jù)杠桿的平衡條件：FA·lA＝FB·OB FA·OA sinθ＝FB·OB． 從圖中看出：0°＜θ＜90°　　∴　sinθ＜1 要保持杠桿平衡：FA·OA＞FB·OB，推得FA＞ 三、作圖題 4．（2020武漢模擬）試畫出力F1、F2的力臂。 【答案】從支點向F1、F2的作用線引垂線，垂線段的長度即為力臂L1、L2，如圖所示 【解析】本題考查杠桿五要素中動力臂和阻力臂的畫法。畫力臂時必須注意力臂是“支點到力的作用線的距離”，而不是“支點到力的作用點的距離”。力的作用線是通過力的作用點并沿力的方向所畫的直線。 5．（2020沈陽模擬）輕質(zhì)杠桿OABC能夠繞O點轉(zhuǎn)

50、動，已知OA＝BC＝20cm，AB＝30cm，在B點用細(xì)線懸掛重為100N的物體G，為了使杠桿在如圖所示的位置平衡，請在杠桿上作出所施加最小動力的圖示（不要求寫出計算過程）。 【答案】如圖所示。 【解析】根據(jù)杠桿的平衡條件，要使力最小，則動力臂應(yīng)最長，即連接OC為最長的力臂，力的方向與OC垂直且向上， 根據(jù)勾股定理和全等三角形定理可得，動力臂OC＝50cm， 故根據(jù)杠桿平衡條件可得：F1×OC＝G×OA， 代入數(shù)值可得：F1×50cm＝100N×20cm， 解得F1＝40N， 選取標(biāo)度為20N，過C點作出最小動力，使線段長度為標(biāo)度的2倍。 四、實驗題 6．（2020河

51、北石家莊模擬）用如圖所示的器材探究杠桿的平衡條件。 (1)實驗前調(diào)節(jié)杠桿上的________使杠桿在不掛鉤碼時,保持水平并靜止,這是為了_______。 (2)在已經(jīng)平衡的杠桿的左側(cè)鉤碼下加掛鉤碼,為了使杠桿盡快平衡,下列做法正確且合理的是_______ A.只把右側(cè)鉤碼向右移 B.只把左側(cè)鉤碼向左移 C.把左右兩側(cè)鉤碼同時向左移動 D.把左右兩側(cè)鉤碼同時向右移動 (3)杠桿在兩個力的作用下平衡時,F1l1=F2l2,此時動力作用的效果與阻力作用的效果互相抵消。據(jù)此,如果杠桿受到動力F1、F2和阻力F3三個力的作用,杠桿的平衡條件是什么呢?請你提出猜想:_______(用公式

52、表達(dá))。 【答案】(1). 螺母 (2). 便于實驗時能從杠桿上直接讀出力臂 (3). A (4). 見解析 【解析】(1)實驗前調(diào)節(jié)杠桿上的平衡螺母，使杠桿在不掛鉤碼時，保持水平并靜止，這是為了忽略杠桿的自重對實驗的影響，便于實驗時能從杠桿上直接讀出力臂；因為杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來； （2）在已經(jīng)平衡的杠桿的左側(cè)鉤碼下加掛鉤碼，就會由于左側(cè)力×力臂的值大于右側(cè)而下沉，所以為了使杠桿盡快平衡，應(yīng)同時調(diào)節(jié)兩側(cè)鉤碼，使左側(cè)左側(cè)力×力臂的值減小的同時，使右側(cè)左側(cè)力×力臂的值增大，所以應(yīng)把左右兩側(cè)鉤碼同時向右移動，故正確且合理的是D。 （3

53、）根據(jù)杠桿平衡條件知道，若杠桿的動力與動力臂乘積之和（F1 L1 +F2 L2）與杠桿阻力與阻力臂的乘積F1 L1相等，則杠桿應(yīng)平衡，所以猜想杠桿受到動力F1、F2和阻力F3三個力的作用的平衡條件是F3 L3 +F2 L2 =F1 L1。 7．（2020青島模擬）物理實驗興趣小組間開展競賽活動，甲組出題乙組用實驗的方法解答。甲組用布簾將一個滑輪組遮蔽（如圖），乙組同學(xué)通過測量：滑輪組下方所掛重物重力為G，重物被勻速提升的高度為H，乙組同學(xué)施加在滑輪組繞繩的自由端的拉力為F，該自由端移動的距離為h；通過3組實驗（數(shù)據(jù)見下表）乙組同學(xué)探究出“布簾背后的秘密”。 實驗次數(shù) 1 2 3 G

54、/N 5.0 8.0 11.0 F/N 2.0 3.0 4.1 H/cm 10.0 15.0 20.0 h/cm 30.1 45.1 60.2 假設(shè)你是乙組成員請判斷：動滑輪實際被使用的個數(shù)是　 ?。ㄟx填“一個”或“兩個”）；滑輪組中所有動滑輪（及動滑輪間的連接物）總重力約為　 ?。ㄟx填“1N”、“2N”或“3N”）；當(dāng)提升重物重力為G＝4.0N時，該滑輪組的機(jī)械效率最接近　 ?。ㄟx填“80%”、“33%”或“25%”）；乙組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)不像“理想模型”那樣完美，請你提出一條產(chǎn)生誤差的原因：　 　。 【答案】一個；1；80%；繩與輪之間

55、存在摩擦。 【解析】（1）繩子的有效段數(shù)：n＝＝≈3，故動滑輪實際被使用的個數(shù)是一個（若是兩個，有效段數(shù)為4或5）； （2）若不考慮摩擦，則F＝，滑輪組中所有動滑輪（及動滑輪間的連接物）總重力約為： G動＝3F﹣G＝2N×3﹣5N＝1N；即滑輪組中所有動滑輪（及動滑輪間的連接物）總重力約為1N； （3）由表中數(shù)據(jù)知，第1次實驗的機(jī)械效率為： η＝＝＝≈83.1%， 因機(jī)械效率隨提升物重的減小而變小，當(dāng)提升重物重力為G＝4.0N時，該滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)略小于83.1%，故最接近80%； （4）乙組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)不像“理想模型”那樣完美，產(chǎn)生誤差的原因：繩與輪之間存在摩擦。 8．

56、（2020哈爾濱秋實模擬）如圖是某一學(xué)習(xí)小組探究“斜面的機(jī)械效率”實驗裝置及實驗數(shù)據(jù)記錄表： （1）沿斜面拉動木塊時，為使測力計的示數(shù)穩(wěn)定，應(yīng)盡量使木塊做______運動． （2）比較表中“物塊重”和“______”兩欄對應(yīng)的數(shù)據(jù)，可知斜面是一種______（選填“省力”或“費力”）的簡單機(jī)械． （3）本實驗研究了______對斜面機(jī)械效率的影響，其影響規(guī)律是______． （4）分析第1次實驗的數(shù)據(jù)可知，斜面的有用功為______J，總功為______J，斜面對物體摩擦力為______N． 【答案】（1）勻速；（2）沿斜面拉力；省力；（3）斜面的傾斜程度；其它條件不變時，斜

57、面的傾斜程度越大機(jī)械效率越高；（4）1，5，4． 【解析】（1）沿斜面拉動木塊時，為使測力計的示數(shù)穩(wěn)定，應(yīng)盡量使木塊做勻速直線運動． （2）比較表中“物塊重”和“沿斜面的拉力”兩欄對應(yīng)的數(shù)據(jù)，由實驗數(shù)據(jù)可知，在同一次實驗中，拉力總是小于重力，由此可知斜面是一種省力的簡單機(jī)械． （3）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，實驗控制了斜面長度不變而高度不斷變化，斜面的傾斜程度不斷變化，實驗研究的是斜面傾斜程度對斜面機(jī)械效率的影響，由表中實驗數(shù)據(jù)可知：斜面長度不變時，斜面越高，斜面的效率越大； （4）第1次實驗的數(shù)據(jù)可知，斜面的有用功為： W有=Gh=10N×0.1m=1J；W總=Fs=5.0N×1m=5J

58、； 則額外功W外=W總-W有=5J-1J=4J， 因此摩擦力f=W外/s =4J/1m=4N． 五、綜合計算題 9．（2020重慶模擬）如圖所示，有一質(zhì)量不計的輕質(zhì)杠桿，左端可繞O點轉(zhuǎn)動，桿上系有一懸掛重物的輕繩，重物質(zhì)量為m，輕繩可在桿上自由滑動，桿的右端用一豎直向上的動力F拉著。當(dāng)輕繩向右勻速滑動時，輕質(zhì)杠桿始終在水平位置保持靜止。 （1）在圖中作出杠桿所受阻力F阻、動力的力臂L及阻力的力臂L阻； （2）設(shè)懸掛重物的輕繩從桿的最左端水平向右勻速滑動，試推導(dǎo)說明動力F與滑動時間t成正比。 【答案】見解析。 【解析】杠桿所受阻力為重物對杠桿的拉力，過支點做拉力的作用線的垂線

59、段即為其力臂；根據(jù)杠桿平衡條件分析解答。 （1）如圖所示 （2）由杠桿的平衡條件可知FL＝F阻L阻； 又因為F阻＝G＝mg， 由v＝可得，阻力臂：L阻＝vt， 所以FL＝mgvt， 解得F＝t， 由于是定值，所以F與t成正比。 10.（2020牡丹江一模）質(zhì)量為8t的某載重汽車，額定功率為240kw，車上裝有12t的砂石．汽車先以36km/h的速度，220kw的功率，在平直的路面上勻速行駛了5min，然后又以額定功率用了2min的時間，把砂石從山坡腳下送到了60m高的坡頂施工場地．求： （1）汽車在平直路面上勻速行駛的過程中，發(fā)動機(jī)所做的功和汽車受到的阻力． （2）汽車

60、從坡底向坡頂運送砂石的機(jī)械效率． 【答案】（1）2×104N；（2）25%． 【解析】（1）汽車勻速行駛過程中做的功為W=Pt=2×105W×300s=6×107J； 汽車行駛的路程為S=vt=10m/s×300s=3000m； 汽車水平行駛過程中受到的阻力為f=F=W/s=6×107J/3000m =2×104N （2）爬坡時，汽車做的有用功為W有用=Gh=mgh=1.2×104kg×10N/kg×60m=7.2×106J 汽車發(fā)動機(jī)做的總功為W總=P額t=2.4×105W×120s=2.88×107J； 汽車向坡頂運送砂石的效率為η=W有用/W總=7.2×106J/2.88×

61、107J =25% 11.（2020北京清華附中模擬）在不計繩重和摩擦的情況下，利用一滑輪組勻速提升物體，下表是在利用該滑輪組將一物體勻速提升到一定高度時采集到的信息。 物體所受重力 G/N 作用在繩子自由端的拉力 F/N 滑輪組做的有用功 W有用/J 拉力做的總功 W總/J 500 200 1000 1200 (1)通過計算確定該滑輪組提起物體的繩子段數(shù)，并在圖中虛線框中畫出該滑輪組的組裝示意圖。（如右圖所示） (2)用該滑輪組將重為800 N的物體勻速提升1 m時，拉力做的總功為多少？ 【答案】（1）n=3 （2）W總=900J 【解

62、析】關(guān)于滑輪組的問題，在判斷繩子股數(shù)時容易出錯，以及自由端和物體上升高度容易混淆。判斷股數(shù)應(yīng)該把定、動滑輪分開，數(shù)一數(shù)承擔(dān)動滑輪和重物的繩子的股數(shù)。解答這部分知識最基本的公式是F=（G+G動）/n，從而根據(jù)已知條件推導(dǎo)出相關(guān)物理量。 (1)物體升高的高度：h= W有用/F=1000J/500N=2m 拉力的作用點通過的距離：S= W總/ F=6m6m 滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù)：n=s/h=3 (2)動滑輪的重力：G總/=（W總- W有用）/h= （1200J-1000J）/2m=100N 物重為800 N，升高1 m所做的總功：W=(G′+ G輪)×h′=(800 N+100 N)×1 m=900 J。 29