专题06 简单机械
目 录
01 挑战中考题·查知识漏洞
02 回顾教材·补知识漏洞
03 知识通关演练
1．（2023·江苏盐城·中考真题）下列属于省力杠杆的是（ ）
A．镊子 B．钓鱼竿
C．托盘天平 D．开瓶扳手
【答案】D
【解析】AB．镊子、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故AB不符合题意；
C．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故C不符合题意；
D．开瓶扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
2．（2023·海南·中考真题）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】
A．分别用如图四种机械提起同一重物，忽略机械自重和摩擦，则根据杠杆平衡条件可得
则
B．由图可知，该滑轮组由1股绳子承担物重，拉力等于物重G，即F=G；
C．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即；
D．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即；
综上分析可知，最省力的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·山东淄博·中考真题）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（ ）
A．前臂杠杆是省力杠杆 B．肘关节处可以视为支点
C．肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力 D．前臂保持水平时，阻力臂最长
【答案】A
【解析】ABC．用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处。用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一个费力杠杆；故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意。
D．前臂保持水平时，阻力F2到支点的作用线的距离最远，即阻力臂最长，故D正确，不符合题意。
故选A。
4．（2023·内蒙古兴安盟·中考真题）如图所示，工人用滑轮组将重为200N的货物10s内匀速提升6m，拉力为150N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.8m/s B．该滑轮组的机械效率为80%
C．拉力做功的功率是90W D．该滑轮组的动滑轮重为100N
【答案】D
【解析】A．货物10s内匀速提升6m，货物上升的速度为
由题图可知，滑轮组绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的速度是
故A错误；
BC．拉力做的总功为
拉力做功的功率为
拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为
故BC错误；
D．忽略绳重及摩擦，根据
可得，该滑轮组的动滑轮重为
故D正确。
故选D。
5．（2023·山东菏泽·中考真题）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（ ）
A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs
C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功
【答案】C
【解析】A．物体在水平地面上匀速运动，重力的方向竖直向下，物体没有在重力的方向上通过一定的距离，重力做功为零，故A错误；
B．图中滑轮是动滑轮，拉力移动的距离
s′=2s
拉力做功
W=Fs′=F×2s=2Fs
故B错误；
C．摩擦力做功
Wf=fs
故C正确；
D．摩擦力做功可以省力，由功的原理可知，使用任何机械都不省功，使用此滑轮不能省功，故D错误。
故选C。
6．（2023·山东济南·中考真题）图甲所示的案秤是生活中测量质量的常用工具，与各1个标有“0.5kg”“1kg”“5kg”和2个标有“2kg”的增砣配套使用。如果把图乙所示的标有“2kg”的增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果应该（ ）
A．大于2kg B．等于2kg
C．小于2kg D．无法判断
【答案】C
【解析】标有“2kg”的增砣实际质量不是2kg，是指当被测物体的质量为2kg时，放在该增砣，案秤恰好在水平方向平衡，该增砣的质量为m，根据杠杆平衡条件得，ml砣=2kg×l物，因为l砣>l物，所以l砣<2kg，即当把增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果应该小于2kg，故C正确。
故选C。
7．（2023·江苏泰州·中考真题）如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是（ ）
A．夹起食物的筷子 B．拔钉子的羊角锤
C．剪铁丝的钢丝钳 D．起瓶盖的开瓶扳手
【答案】A
【解析】我国天宫空间站的机械臂是动力臂比阻力臂短的杠杆，是费力杠杆。
A．夹起食物的筷子的动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故A符合题意；
BCD．拔钉子的羊角锤、剪铁丝的钢丝钳、起瓶盖的开瓶扳手的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故BCD不符合题意。
故选A。
8．（2023·内蒙古通辽·中考真题）如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被水平匀速拉动1.2m时，作用在绳子自由端的拉力F为1000N，绳子自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车移动的速度为0.4m/s B．拉力F做的功为1200J
C．汽车受到的摩擦力大小为2000N D．拉力F所做的有用功的功率为480W
【答案】D
【解析】A．由题意可知，绳子自由端移动的速度为v=0.6m/s，且动滑轮上有两股绳子承重，故可得汽车移动的速度为
B．汽车移动的距离为s0=1.2m，故绳子自由端移动的距离为
s=2s0=2×1.2m=2.4m
绳子自由端的拉力为F=1000N，故由W=Fs可得，拉力F做的功为
W总=Fs=1000N×2.4m=2400J
故B错误；
C．因滑轮组的机械效率为80%，故可得滑轮组所做的有用功为
由W=Fs可得，汽车受到绳子的拉力为
因汽车在水平方向上受到向左的绳子拉力F0和向右的摩擦力f，由力的平衡可得，汽车受到的摩擦力为
f=F0=1600N
故C错误；
D．由P=Fv可得，拉力F所做的有用功的功率为
P有=F0v0=1600N×0.3m/s=480W
故D正确。
故选D。
9．（2023·湖南常德·中考真题）如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB=2m，OA=0.5m，阀门的底面积S=2cm2，锅炉内气体压强的安全值p=6×105Pa（杠杆的重力，摩擦均不计，p0=1×105Pa），则B所挂重物的重力是（ ）
A．20N B．25N C．30N D．120N
【答案】B
【解析】气体产生的向上的力
F1=pS=6×105Pa×2×10-4m2=120N
大气产生的向下的压力为
F2=p0S=1×105Pa×2×10﹣4m2=20N
阀门受到向上的力为
F=F1﹣F2=120N﹣20N=100N
根据杠杆的平衡条件可知
F×OA=G×OB
物体的重力
故选B。
10．（2023·湖南常德·中考真题）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（ ）
A．F甲=200N，并向上移动4m B．F甲=100N，并向上移动2m
C．F乙=200N，并向上移动1m D．F乙=400N，并向上移动lm
【答案】D
【解析】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以
拉力端移动的距离为
s=2h=2×2m=4m
故AB错误；
CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力
F乙=2G物=400N
拉力端移动的距离为
故C错误，D正确。
故选D。
11．（2023·湖北鄂州·中考真题）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知动滑轮重2N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为5N B．有用功为10J
C．绳子自由端移动的距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】D
【解析】A．由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的拉力为
故A错误；
B．物体提升的高度为h=0.5m，故由W=Gh可得，所做的有用功为
W有=Gh=10N×0.5m=5J
故B错误；
C．因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离为
s=2h=2×0.5m=1m
故C错误；
D．由图中可知，该滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
12．（2023·北京·中考真题）如图是小强利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB=3∶2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2。为了锻炼不同位置的肌肉力量，他将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡，此时，他对水平地面的压力为F3，压强为p。已知小强重为650N，两只脚与地面接触的总面积为400cm ，不计杆重与绳重，下列判断正确的是（ ）
A．F1为200N B．F2为1100N
C．F3为830N D．p为11750Pa
【答案】C
【解析】A．已知OA∶OB=3∶2，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得
F1 ×OB =G×OA
即
故A错误；
B．他对水平地面的压力为
F2=G人- F1=650N -450N =200N
故B错误；
C．将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力，使杆AB在水平位置再次平衡，小强对B端施加力的方向应竖直向上，该力大小
根据力的作用是相互的，则此时B端对小强施加力的方向竖直向下，该力大小
F4 = F4=180N
他对水平地面的压力
F3=G人+ F4 =650N+180N =830N
故C正确；
D．此时他对水平地面的压强
故D错误。
故选C。
13．（2023·内蒙古赤峰·中考真题）图是赤峰人常用的压饸饹工具——饸饹床子。下面是小明帮助妈妈做饸饹时引发的思考，其中错误的是（ ）
A．在揉面的过程中，面团发生的形变主要是塑性形变
B．面团被压成饸饹，说明力可以改变物体的形状
C．若压杠杆的力方向不变，作用在A点比B点更省力
D．盖锅煮面是通过增大气压来降低沸点，让饸饹熟得更快
【答案】D
【解析】A．当外力撤去后，物体能恢复原状，则这样的形变叫做弹性形变，当外力撤去后，物体不能恢复原状，则称这样的形变叫做塑性形变。在揉面的过程中，外力撤去后，面团不会恢复原状，因此面团发生的形变主要是塑性形变，故A正确，不符合题意；
B．面团由于受到压力的作用，而变成饸饹，说明力可以改变物体的形状，故B正确，不符合题意；
C．当阻力和阻力臂不变时，动力臂越长越省力，因此作用在A点比B点更省力，故C正确，不符合题意；
D．液体沸点随着气压的增大而升高，盖锅煮面会使锅内气压增大，水的沸点升高，饸饹熟得更快，故D错误，符合题意。
故选D。
14．（2023·北京·中考真题）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为0.4m/s B．滑轮组的有用功为2000J
C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】A．物体A在10s内竖直匀速上升了2m，上升的速度为
故A错误；
B．装置提升重为800N的物体A，竖直匀速上升了2m，滑轮组的有用功为
故B错误；
C．由图知，n=2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力为
拉力端移动距离为
拉力做的总功
拉力做功的功率
故C错误；
D．滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
15．（2023·甘肃兰州·中考真题）如图所示，为了测量某金属块B的密度，小形设计了如图所示的装置，金属块B未放入量筒时，水面位置如图甲所示，将金属块B完全浸没在水中时，水面升高至如图乙所示的位置。当动滑轮下方所挂钩码A的总质量为220g时，A、B在图示位置达到平衡。已知每个滑轮的质量为20g，，绳重与摩擦均不计。下列说法中不正确的是（ ）
A．金属块B的密度为8g/cm3 B．金属块B的体积为10cm3
C．金属块B所受的浮力为0.1N D．细绳对金属块B的拉力为0.8N
【答案】A
【解析】BC．由图甲可知量筒中水的体积是30mL，图乙中水和金属块的总体积是40mL，金属块的体积
V=40mL-30mL=10mL=10cm3
金属块受到的浮力
故BC正确，不符合题意；
AD．A的重力
GA=mAg=0.22kg×10N/kg=2.2N
每个滑轮的重力
G轮=m轮g=0.02kg×10N/kg=0.2N
滑轮组的动滑轮绕3段绳，绳重与摩擦均不计，绳子的拉力
金属块B的重力
金属块B的密度
故A错误，符合题意，D正确，不符合题意。
故选A。
16．（2023·河南·中考真题）如图所示，在的拉力F作用下，用滑轮组将重为的货物匀速提升，在内货物竖直上升了，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组做的有用功为 B．拉力做功的功率为
C．滑轮组的机械效率为 D．此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大
【答案】C
【解析】A．拉力做的有用功
W有=Gh=300N×2m=600J
故A错误；
B．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
拉力做的总功
W总=Fs=200N×4m=800J
拉力做功的功率
故B错误；
C．滑轮组的机械效率
故C正确；
D．由不计绳重和摩擦时
可知，动滑轮的重力一定，提升的货物越轻，即G越小，机械效率越小，故D错误。
故选C。
17．（2023·湖南娄底·中考真题）如图所示，重6N的物体在F=2N的水平拉力作用下，以10cm/s的速度向左匀速运动了5s，已知物体所受的摩擦力为3N，则拉力做的功为 J，动滑轮的机械效率为 。
【答案】 2 75%
【解析】[1]根据得，物体移动的路程为
由图可知，动滑轮上绳子的段数为2段，则拉力F移动的距离为
则拉力F所做的总功为
[2]有用功为
动滑轮的机械效率为
18．（2023·青海西宁·中考真题）如图所示，工人用300N的拉力，在12s内将重为480N的物体竖直向上匀速提升了2m。此过程中拉力F所做的有用功为 J，滑轮组的机械效率为 ，拉力做功的功率为 W。
【答案】 960 80% 100
【解析】[1]有用功为
W有＝Gh＝480N×2m＝960J
[2]由图知n＝2，拉力F移动的距离
s＝3h＝2×2m＝4m
拉力F所做的总功为
W总＝Fs＝300N×4m＝1200J
滑轮组的机械效率为
[3]拉力做功的功率为
19．（2023·辽宁朝阳·中考真题）如图所示，一轻质杠杆在水平位置平衡，其中，物体C重为100N，则动力 N，这是 杠杆。
【答案】 25 省力
【解析】[1] 由题意可知，O为支点，且
根据杠杆平衡条件可知
则动力F为
[2] 由题知，为支点，OA为阻力臂，OB动力臂，因为
动力臂大于阻力臂，此杠杆为省力杠杆。
20．（2023·陕西·中考真题）如图，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到斜面顶端，用时20s。已知斜面高1.2m，长5m。此过程中小车移动的速度为 m/s，小明推小车的功率为 W，他做的有用功为 J，该斜面的机械效率为 。
【答案】 0.25 37.5 600 80%
【解析】[1]此过程中小车移动的速度为
[2]小明推小车做的功
W总=Fs=150N×5m=750J
推小车的功率为
[3]他做的有用功为
W有=Gh=500N×1.2m=600J
[4]该斜面的机械效率为
21．（2023·四川攀枝花·中考真题）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的正上方，，，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆的质量不计。
（1）杠杆AO1B是 （选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为 N。
【答案】 省力 20
【解析】（1）[1]杠杆AO1B支点为O1，动力在A点处，阻力在B点处，作用力在竖直方向上，此时动力臂大于阻力臂，故此杠杆为省力杠杆。
（2）[2]如图所示，在杠杆DCO2中，阻力臂为
动力臂为，根据杠杆平衡条件可得C点处作用力为
若要把桶盖翻开，根据杠杆平衡条件，在杠杆AO1B中，脚对踏板A处的压力至少为
22．（2023·四川资阳·中考真题）“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。
【答案】
【解析】C为“不倒翁”的重心，过C点作竖直向下的线段为重力。过与地面接触点O，垂直于水平面向上作线段为支持力。“不倒翁”若看成杠杆，支点为O，连接OP，为最大力臂，过P点作垂直于OP向下的线段为最小拉力F。
23．（2023·辽宁鞍山·中考真题）图甲是一种常用的移动指示牌，图乙是它的模型，图丙是被风刮倒的指示牌，请在图丙中画出：将指示牌扶起的最小力及其力臂。
【答案】
【解析】要将指示牌扶起，支点为C，，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越长，动力越小，AC为最长动力臂L1时，动力最小，从A点作垂直于AC向上的线段F1的示意图，如图所示。
24．（2023·辽宁抚顺·中考真题）如图甲是一台石材运输车，提起石材时，钢杆AB可看成一个杠杆。它能通过移动套管在AB上的位置来调节支点，其简化图如图乙所示，F1是作用在A点的动力。
（1）使用杠杆提起一石材，从图乙杠杆上已标明的两点中选择一点作为支点，使F1最小，在对应的括号内标明O，并作出对应的动力臂l1；
（2）在图乙中画出绳子对石材的拉力F。
【答案】
【解析】（1）[1]根据杠杆平衡的条件，使F1最小，则力臂尽可能长，因此选择左侧点作为支点，支点到力的作用线的距离即为动力臂l1，如图所示：
（2）[2]绳子对石材的拉力F沿绳子方向向上，如图所示：
25．（2023·黑龙江哈尔滨·中考真题）小丽学习了滑轮的知识后，想利用滑轮组设计一个升降装置，自己把物体吊上楼来，请你画出最省力的绕线方式和物体所受重力的示意图。
【答案】
【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以绳子要系在动滑轮上面的挂钩上，依次向外绕线；过物体的重心，作竖直向下的重力G。如图所示：
26．（2023·甘肃武威·中考真题）如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
【答案】
【解析】要使滑轮组最省力，则动滑轮上缠绕的绳子数应最多，由图中可知，滑轮组中有一个动滑轮，则动滑轮上最多可缠绕三股绳子，如下图所示
27．（2023·山东青岛·中考真题）天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件，小海用图甲所示装置进行探究，其中杠杆的刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。
（1）实验中，杠杆在 位置平衡最便于测量力臂；
（2）如图乙所示，杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5cm，杠杆都将失去平衡。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的 和力臂有关；
（3）小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了4次实验。杠杆平衡时的部分数据已填入表中，其中图丙是第4次杠杆平衡时的情景，请将杠杆右侧的阻力数值填入表中；
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.0 0.20 2.0 0.10
2 2.0 0.15 2.0 0.15
3 2.0 0.15 1.5 0.20
4 1.5 0.10 ( ) 0.15
分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是F1l1 F2l2；
（4）小海与小兰对实验过程进行交流，产生了一个新的问题：若支点不在杠杆的中点，并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力，会出现什么现象？于是他们共同进行了如图丁的探究。
①画出图丁中F1的动力臂l1；( )
②多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验，发现杠杆平衡时，F1l1都是大于F2l2，其原因可能是 。
【答案】 水平 大小 1.0 = 见解析
【解析】（1）[1]实验中，由于作用力是竖直方向上的，如果杠杆在水平位置平衡则力臂刚好在杠杆上，最便于测量力臂。
（2）[2]杠杆已经平衡，如果在左侧钩码下增加一个钩码会改变杠杆受力的大小，杠杆失去平衡，表明与力的大小有关，如果将左侧钩码向右移动5cm，力臂会变小，杠杆失去平衡，表明杠杆平衡与力臂大小有关。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的大小和力臂有关。
（3）[3]如图所示，阻力相当2个钩码重力，每个钩码重0.5N，所以阻力为1N。
[4]分析第1次实验数据可得
可知，同理计算其它3次实验的数据，获得相同的结论，可归纳出杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。
（4）[5]①力臂是支点到力的作用线的垂线段，如图所示
②[6]由于支点不在中点处，杠杆自重会产生一个向下的作用力，则F1需要比原来更大才能使杠杆平衡，故其它条件不变，杠杆平衡时，F1l1都是大于F2l2。
28．（2023·山东菏泽·中考真题）用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，完成下列问题。
（1）实验前杠杆状态如图甲所示，应当向 调节平衡螺母使杠杆呈水平状态；
（2）如图乙所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂若干钩码，在支点的右侧悬挂1个钩码，发现无论怎样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以通过 （只填一种可行的操作即可）来实现；
（3）调整后继续实验，从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码 和 的大小。
（4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤钩到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为 kg。
【答案】 右 见解析 重力 力臂 0.4
【解析】（1）[1]由图可知，杠杠左端下沉，说明杠杆的重心偏左，应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]如乙图所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂4个钩码，在支点的右侧只悬挂1个相同规格的钩码，则左端钩码的重是右端钩码重的4倍，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，则杠杆右端的力臂应为左端力臂的4倍，所以为使杠杆水平平衡，可以通过将左侧的钩码向右移动2格，右端的钩码悬挂在右侧距支点第4格的位置，即可满足杠杆的平衡条件，杠杆能水平平衡。
（3）[3][4]根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，在做“探究杠杆的平衡条件”实验中，要测量动力、动力臂、阻力、阻力臂，因此从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码重力和力臂的大小。
（4）[5]由题可知，秤砣的重力为
G秤砣=m秤砣g=0.5kg×10N/kg=5N
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，则有
G秤钩×5cm=G秤砣×1cm
则
G秤钩×5cm=5N×1cm
解得G秤钩=1N，提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值时，有
(G秤钩+G物)×5cm=G秤砣×5cm
即
(1N+G物)×5cm=5N×5cm
解得G物=4N，由G=mg可以，物体的质量为
即提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为0.4kg
29．（2023·湖南湘潭·中考真题）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力 G/N 钩码上升高度h/cm 拉力 F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动。第 1次实验时，钩码上升的时间为 3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 m/s；
（2）第4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、4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 2、3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）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A． 换用更轻的动滑轮B． 加快提升物体的速度
【答案】 匀速直线 0.05 0.3 80 大 无关 A
【解析】（1）[1]实验中为使弹簧测力计读数平稳，需要使钩码做匀速直线运动。
[2]第 1次实验中，绳子3s钟的时间，移动的距离为15cm，则绳子移动的速度为
（2）[3]第4次实验时所做的有用功为
[4]第4次实验做的总功为
第4次实验滑轮组的机械效率为
（3）[5]根据1、2、4次实验的数据可知，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。
[6] 2、3两次实验中，钩码的重力相同，只改变钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变，可知轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）[7]根据效率公式可知，提高机械效率的方法一为：额外功一定时，增加有用功，即增加物重；二为：有用功一定时减少额外功，即换用轻质滑轮，故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
30．（2023·黑龙江绥化·中考真题）如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）
实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
（1）在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验中，如图所示，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （精确到0.1%）；
（3）由1、2两次实验数据可得出结论： ；
（4）由 两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低；
（5）在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 。（选填“偏高”“偏低”或“不变”）
【答案】 缓慢匀速 1.8 74.1% 见解析 2、3 偏低
【解析】（1）[1]在实验中，测量绳端拉力F时，应在竖直向上方向上匀速拉动使物体匀速上升，物体处于平衡状态，此时弹簧测力示数等于拉力大小。
（2）[2]由图可知，弹簧测力计最小分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为1.8N。
[3]分析第1次实验中数据可知，根据可得，机械效率为
（3）[4]由控制变量法可知，比较第1、2次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高。
（4）[5]比较第2、3次实验数据可得出结论：滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低。
（5）[6]由图丁可知，拉力F沿斜向上方向拉动时，拉力的力臂变短，省力变小，与丙相比需要更大的拉力才能拉动物体上升，因此总功更大，因有用功不变，根据可得，机械效率偏小。
31．（2023·四川资阳·中考真题）周末，小明写完作业后帮妈妈洗衣服。在晾衣服的时候，他发现晾衣杆套组含有4个定滑轮和2个动滑轮，安装时绳子的一端固定在天花板上，另一端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣杆升降，如图所示。查询说明书得知晾衣杆（含动滑轮）总质量。晾衣前，小明用家中体重计测得洗好的衣服（含衣架）的质量。挂好衣服后，保持晾衣杆水平，摇动摇柄使晾衣杆匀速上升。若晾衣杆在上升了，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求：
（1）摇柄处绳子拉力F；
（2）拉力F做功的功率P。
【答案】（1）25N；（2）30W
【解析】解：（1）由图可知，动滑轮由4段绳子承担，即n=4，不计绳重及摩擦，摇柄端绳子上的拉力为
（2）拉力做的功为
拉力做功的功率为
答：（1）摇柄处绳子拉力F为25N；
（2）拉力F做功的功率P为30W。
32．（2023·四川乐山·中考真题）中国目前已成为世界基建强国，如图1所示的塔吊是基建的常用设备，其结构可简化为如图2所示的滑轮组模型。已知物体质量为120kg，动滑轮的重为300N，在绳子自由端施加拉力F后物体在10s内匀速上升5m。不计绳重和一切阻力，g取10N/kg。求：
（1）物体上升的速度；
（2）10s内拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率η。
【答案】（1）0.5m/s；（2）750W；（3）80%
【解析】解：（1）物体上升的速度为
（2）物体的重力为
由图知，通过动滑轮绳子的段数
不计绳重和一切阻力，绳子自由端拉力
绳子自由端移动的距离
拉力所做的功
拉力的功率
（3）有用功为
滑轮组的机械效率
答：（1）物体上升的速度为；
（2）内拉力的功率为；
（3）滑轮组的机械效率为。
33．（2023·内蒙古呼和浩特·中考真题）人类在漫长的历史长河中，创造了各种各样的工具，以无穷的智慧弥补了人类有限的力量，使工作更省力、更便捷，这些工具统称为机械。杠杆便是其中最简单的机械之一。如图所示，AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆，可以绕O点转动，在距O点0.4m的B端悬挂一质量为90kg，边长为30cm的匀质正方体合金块M，杠杆恰好在水平位置平衡。求：
（1）合金块M的密度为多少；
（2）A端施加的竖直向下拉力的大小。
【答案】（1）；（2）300N
【解析】解：（1）合金块M的体积为
合金块M的密度为
（2）由题意可知，杠杆AB长1.6m，OB长0.4m，因此AO长1.2m，由杠杆平衡条件可知
即
解得
答：（1）合金块M的密度为；
（2）A端施加的竖直向下拉力的大小为300N。
34．（2023·山东威海·中考真题）五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为，轮胎底部与沙滩接触的总面积为，整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为：。（）求：
（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？在此过程中滑轮的机械效率为90%，则小轿车受到的拉力做功的功率是多少？（滑轮轮轴处摩擦不可忽略）
【答案】（1）；（2）5m，1800W
【解析】解：（1）小轿车静止时对沙滩的压力为
小轿车静止时对沙滩的压强为
（2）如图乙所示，小轿车被匀速拉动通过的路程是
绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
根据得有用功为
小轿车受到的拉力做功的功率
答：（1）小轿车静止时对沙滩的压强是；
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是；小轿车受到的拉力做功的功率是。
35．（2023·山东青岛·中考真题）“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示，一艘起重船自身质量m1=10000t，要吊装的重物质量m2=1000t。（取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）起重船带着重物一起漂浮在水面上时，排开水的体积是多少？
（2）起重机将该重物匀速提升了30m，它的电动机所做的功是7.5×108J，则起重机的机械效率是多少？
（3）为了防止起重船吊装重物时发生倾斜，在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后，就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡，示意图如图乙所示。
小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型，其底面积为2m2，示意图如图丙所示，其中A是固定的力传感器，能够显示B对它的压力或拉力的大小；B是质量和体积均可忽略的细直杆，B的上端固定在A上，下端固定在物体C上；物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水，抽水机将水抽出的过程中，力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为0时，剩余的水对舱底的压强是多少？
【答案】（1）1.1×104m3；（2）40%；（3）9000Pa。
【解析】解：（1）起重船带着重物一起漂浮在水面上时，浮力为
F浮=G总=m总g=(m1+m2)g=(10000×103kg+1000×103kg)×10N/kg=1.1×108N
由阿基米德原理可知排开水的体积
（2）有用功
W有=G2h=m2gh=1000×103kg×10N/kg×30m=3×108J
起重机的机械效率
（3）由图乙可知，抽出4m3水，C刚好全部露出水面，此时剩余水的体积
V剩=V-V1=4.2m3-4m3=0.2m3
水的深度
C的重力
GC=mCg=20kg×10N/kg=200N
开始C完全浸没，C排开水的体积等于C的体积，此时压力是300N，C所受的浮力为
F浮C=GC+F压=200N+300N=500N
C的体积为
C的横截面积为
当F压=0N时，C刚好漂浮
F浮′=GC=200N
C浸入水中的体积为
C浸入水中的深度为
此时水的深度
h=h1+h浸=0.1m+0.8m=0.9m
水产生的压强为
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.9m=9000Pa
答：（1）起重船带着重物一起漂浮在水面上时，排开水的体积是1.1×104m3；
（2）起重机将该重物匀速提升了30m，它的电动机所做的功是7.5×108J，则起重机的机械效率是40%；
（3）当力传感器示数为0时，剩余的水对舱底的压强是9000Pa。
回顾核心考点
考点1 杠杆平衡条件及其应用
杠杆的平衡条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式表示为F1l1＝F2l2。
影响杠杆平衡的不是力的大小,而是力与力臂的乘积的大小。只有Fll1等于F2l2时,杠杆才能平衡，即杠杆静止或绕支点匀速转动，一般情况下我们所说的杠杆平衡是指杠杆静止。如果F1l1＞F2l2,则沿动力方向转动；如果F1l1
考点2 与杠杆相关的作图
杠杆作图题可分为以下三种:①已知作用力画出力臂;②已知力臂画出作用力;③根据杠杆平衡条件画出最小作用力。
已知作用力画力臂的一般顺序:①确定支点;②根据作用力的情况或题设条件明确是画动力作用线还是阻力作用线;③从支点向力的作用线作垂线。
需要画出最小作用力的题目的作图步骤:①确定支点;②确定最长力臂,一般情况下,最长力臂就是支点到杠杆末端的距离;③以杠杆末端为垂足作最长力臂的垂线,即为最小作用力的作用线;④最后根据题目要求标出力的方向即可。
考点3 滑轮组的设计与组装
滑轮组的设计和组装需注意以下两个方面:
(1)确定承担物重的绳子的段数。在不计动滑
轮重、绳重以及摩擦时，或,若n为小数,则无论大小都进 1,取整数。
(2)确定绳子固定端位置。滑轮组绕绳，遵循“奇动偶定”的原则。当n为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;当n为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上。
对于动滑轮个数多于1个时,线要从内往外绕。
考点4 功、功率和机械效率的综合计算
功、功率、机械效率的综合计算题是中考的常见题型,计算功是计算功率和机械效率的基础。由功的计算公式W＝Fs可知，计算功，首先要确定力，然后确定在相应力的方向上通过的距离,绝不能见到力和距离就将它们相乘。
计算功率时的公式为或,要注意W和t、F和v的对应性。
计算机械效率时应审清做功的环境,分析造成额外功的具体原因。
计算时所涉及的公式主要有、、、、、等及其变形公式。
1.利用滑轮组竖直做功的情况
该类问题所涉及的物理量有物体重力G物、动滑轮的重力G动、物体移动的距离h、动力F移动的距离s、机械效率η。其中有，,，滑轮组的机械效率为(不计绳重及摩擦)。
2.利用滑轮组水平做功的情况
该类问题所涉及的物理量有物体与水平面间的摩擦力Ff、物体移动的距离l、动力F、动力F移动的距离s、机械效率η。其中，，滑轮组的机械效率(n为承担动滑轮的绳子的段数)。
考点4 简单机械实验
1.探究杠杆的平衡条件
完成本实验需先解决两个问题:(1)如何消除杠杆所受重力对实验结果的影响;(2)如何方便地进行力臂的测量。消除杠杆所受重力对实验结果影响的方法是让杠杆处于水平平衡状态。而杠杆平衡的调节方法是“左偏右调,右偏左调”,并且还要注意在实验过程中平衡螺母是不能再次调节的。为使结论具有普遍性，至少需测三次数据。
2.测量滑轮组的机械效率
本实验的实验原理是。影响滑轮组机械效率的因素有物体的重力(提升的物体越重,机械效率越高)、动滑轮的重力(动滑轮越重,机械效率越低)。
在实验过程中需注意,提升重物时,要使弹簧测力计在竖直方向上匀速拉动绳子。
实验中控制变量法的应用：(1)探究机械效率与物体重力的关系时,应用同一个滑轮组提升不同的重物;(2)探究机械效率与动滑轮重力的关系时,应用重力不等的动滑轮(一般是改变动滑轮的个数)提升相同的重物。
1．（2024·陕西西安·模拟预测）早在先秦和汉代，古人就已经掌握了利用杆秤测量弓弩最大弹力的方法。如图是天工开物中记载这种方法的示意图，称为“试弓定力”。提起杆秤的提纽（支点），在秤的一端挂上弓，并在弓的下方绑一个较大的重物，使弓拉满，同时移动秤砣直至秤杆水平，就可以测算出弓的最大弹力。下面关于“试弓定力”的一些说法错误的是（ ）
A．用秆秤测量是利用杠杆平衡条件 B．弓下方重物的重力大于秤陀的重力
C．弓的弹力越大，秤砣离提纽越远 D．杆秤对弓的拉力与重物对弓的拉力是平衡力
【答案】D
【解析】A．杆秤就是一个杠杆，用杆秤测量是利用杠杆平衡条件，故A正确，不符合题意；
B．弓下方重物的重力与秤砣的重力大小并不相等，重物和秤砣对杆秤施加动力和阻力，由图可知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，所以重物的重力大于秤砣的重力，故B正确，不符合题意；
C．弓的弹力越大，说明重物的重力越大，重物对杆秤施加的动力就越大，根据杠杆平衡条件可知，秤砣离提纽越远，故C正确，不符合题意；
D．杆秤对弓的拉力等于弓与重物的重力之和，所以杆秤对弓的拉力与重物对弓的拉力不是平衡力，故D错误，符合题意。
故选D。
2．（2024·北京通州·模拟预测）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.1m/s的速度匀速上升，提升过支架过程中滑轮组的机械效率为80%。已知物体A重480N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端受到竖直向下的拉力为200N B．绳子自由端拉力的功率为90W
C．该工人对地面的压力为300N D．支架受到滑轮组的拉力为1020N
【答案】D
【解析】A．滑轮组的机械效率为
经整理可知，绳子自由端受到竖直向下的拉力为
故A错误；
B．绳子自由端拉力的功率为
故B错误；
C．对人进行受力分析，人受到了向下的重力500N，向上的拉力为300N，故地面对工人的支持力为200N，则该工人对地面的压力为200N，故C错误；
D．一共有2段绳子分担动滑轮重力，故动滑轮的重力为
支架受到滑轮组的拉力为
故D正确。
故选D。
3．（2024·黑龙江齐齐哈尔·一模）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”。用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。若硬棒质量、桶外表面沾有的水的质量忽略不计，则对于人向下拉绳放下空桶（未触水面）的过程和桶装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起（桶离开水面以后）的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．向上拉绳时桔槔为费力杠杆 B．向上拉绳拉力为40N
C．向下拉绳时桔槔为省力杠杆 D．向下拉绳拉力为20N
【答案】B
【解析】A．向上拉绳提起装满水的桶时，在A端的力为动力，在B端的力为阻力，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B．向上拉绳提起装满水的桶时，根据杠杆的平衡条件可知
即
解得F=40N，故B正确；
C．向下拉绳放下空桶时，B端的力为动力，A端的力为阻力，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C错误；
D．向下拉绳放下空桶时，根据杠杆的平衡条件可知
即
解得F′=60N，故D错误。
故选B。
4．（2024·山东菏泽·一模）如图所示是小丽“探究杠杆的平衡条件”时的几张实验装置图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，欲使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向左调节
B．图乙中，若杠杆左右端两端钩码各加一个，则杠杆右端下沉
C．图丙中，当F的大小等于钩码重力一半时，可以使杠杆平衡
D．图丁中，在A点用力拉杠杆，一定是省力杠杆
【答案】B
【解析】A．杠杆的右端上翘，平衡螺母应向上翘的右端移动，可使杠杆在水平位置平衡，故A错误；
B．杠杆左右端两端钩码各加一个，根据杠杆平衡条件，则
4G×2L＜3G×3L
杠杆不能平衡，杠杆右端下沉，故B正确；
C．当F的大小等于钩码重力一半时，F与钩码的重力使杠杆向同方向转动，杠杆不能平衡，故C错误。
D．图乙中，若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，由于没有明确力的方向，动力臂可能小于阻力臂，则此时杠杆可能是费力杠杆，故D错误。
故选B。
5．（2024·陕西西安·三模）工人师傅搭了如图所示斜面，用沿斜面向上600N的拉力，把一个重为1200N的重物搬到2m高的车上，历时30s。已知斜面长为5m，此过程中，搭建斜面的目的是为了 ，工人对重物所做的有用功为 J，工人拉力的功率为 W，若减小斜面的粗糙程度，斜面的机械效率将 。
【答案】 省力 2400 100 增大
【解析】[1]根据题意可知，物体的重力为1200N，借用斜面这一机械，将此物体提升到高处时，拉力为600N，即省力。
[2]工人对重物所做的有用功为
[3]工人推力做的功为
则工人推力的功率为
[4]要增大斜面的机械效率，可以给斜面涂抹润滑油，减小斜面的粗糙程度，减小摩擦力。
6．（2024·江苏连云港·模拟预测）如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图，自拍杆可以看作是一个杠杆（O为支点）。已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力，图中、，该杠杆属于 杠杆， N。
【答案】 费力 8
【解析】[1]该杠杆的动力臂OC小于阻力臂OB，则是费力杠杆。
[2]由杠杆平衡条件得
7．（2024·陕西西安·模拟预测）如图所示，用A、B两个完全相同的滑轮组成的滑轮组将重240N的物体匀速提升3m，不计绳重和摩擦，滑轮重为60N。则此过程中，对物体做的有用功是 J，滑轮组的机械效率为 。
【答案】 720 80%
【解析】[1]此过程中，对物体做的有用功为
W有=Gh=240N×3m=720J
[2]滑轮组的机械效率为
8．（2024·陕西西安·二模）如图所示，这是一台金属切割机，小王师傅用该机器切割A点下方的钢管时，用力压B点，机器OAB 部分可绕O点转动。请在图中画出杠杆静止在此位置时，作用在A点的阻力F的力臂l。
【答案】
【解析】过支点O做阻力的作用线的垂线，垂线段即为F的力臂l，如图
9．（2024·吉林长春·一模）某实践小组利用身边物体测量液体的密度。
（1）如图甲，在刻度尺左端扎上橡皮筋（橡皮筋相当于平衡螺母），用细绳悬挂刻度尺；调节橡皮筋位置，使刻度尺在水平位置平衡；
（2）如图乙，将悬挂铝块（密度为）的细绳固定于a位置并保持不变，记录Oa的长度为；调节悬挂石块的细绳b的位置，使刻度尺在水平位置平衡，记录Ob的长度为；
（3）如图丙，将铝块浸没于待测液体中，调节右侧细绳至c位置，使刻度尺在水平位置平衡，记录Oc的长度为L；位置c应在位置b的 （选填“左”或“右”）侧；
（4）待测液体的密度 （用上述已知量和测量量表示）；
（5）更换待测液体，重复以上步骤，就可以测出不同液体的密度，在刻度尺相应刻度上标记液体密度，即制成了“密度秤”，此密度秤的测量范围为 ，它的刻度是否均匀？答： 。
【答案】 左 否/不均匀
【解析】（3）[1]将铝块浸没于待测液体中，铝块受到浮力的作用，拉力等于重力减去浮力，故拉力减小，由杠杆平衡条件可知，右侧力臂应变小，所以位置c应在位置b的左侧。
（4）[2]由图乙可知
解得
将铝块浸没于待测液体中，左侧减小的拉力等于铝块受到的浮力，右力臂减小也是因为浮力，故有
解得
（5）[3] [4]未将铝块放入液体中时，L2等于L，所以液体密度为0。由可知，，则且L和不成正比，所以密度计的刻度不均匀，测量范围是。
10．（2024·海南省直辖县级单位·一模）如图所示是小明测量斜面的机械效率的实验装置，及实验数据记录表：
斜面的倾斜程度 物块重（N） 斜面高（m） 沿斜面拉力（N） 斜面长（m） 机械效率
较缓 10 0.1 5.0 1 20%
较陡 10 0.3 6.7 1 45%
最陡 10 0.5 8.4 1 60%
（1）沿斜面拉动木块时，应保持测力计的弹簧轴线与斜面 ；并且使木块做 运动；
（2）比较表中“物块重”和“ ”两栏对应的数据，可知斜面是一种 （选填“省力”或“力”）的简单机械；
（3）本实验数据还可以分析出斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响，结论是：斜面的倾斜程度越大， 。
【答案】 平行 匀速直线 沿斜面拉力 省力 斜面的机械效率越大
【解析】（1）[1]弹簧测力计在使用时力的方向应与轴线方向一致，因此沿斜面拉动木块时，应保持测力计的弹簧轴线与斜面平行。
[2]沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动。
（2）[3][4]要比较使用斜面是省力还是费力，需要比较沿斜面所用的拉力和重力的关系，使用需比较表中“物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据；由实验数据可知，在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械。
（3）[5]由表中实验数据可知，实验控制了斜面长度不变而高度不断变化，这样斜面的倾斜程度不断变化，实验研究的是斜面成像程度对斜面机械效率的影响，由表中实验数据可知：同一斜面，在物体重力与斜面长度不变时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高。
11．（2024·广西桂林·一模）在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。
（1）探究“杠杆的平衡条件”实验时，最开始杠杆处于如图甲所示状态（静止），此时杠杆处于 （填“平衡”或“不平衡”）状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节；使杠杆在水平位置平衡，目的是 ；
（2）用图乙所示的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如下表。
实验次数 钩码重G/N 物体上升高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm
1 3 3 1.6 9
2 6 3 9
3 9 3 3.6 9
①实验时应竖直向上 拉动弹簧测力计。第2次实验中弹簧测力计的示数为 N；
②分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。
【答案】 平衡 右 便于测量力臂 匀速 2.6 高
【解析】（1）[1]当杠杆处于静止状态或匀速转动的状态，我们叫做杠杆平衡，因图中杠杆处于静止状态，所以杠杆处于平衡状态。
[2]由图可知，杠杆左边低右边高，所以应将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。
[3]使杠杆在水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，可以直接在杠杆上读出力臂大小，即便于测量力臂。
（2）[4]测量滑轮组机械效率实验中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使其受力平衡，以达到测量滑轮组机械效率的目的。
[5]由图可知，滑轮组绳子段数为3，实验中用同一滑轮组提升钩码，动滑轮重力不变，由第一次实验数据可求出动滑轮重力
第2次弹簧测力计的示数为
[6]第1次滑轮组机械效率为
第2次滑轮组机械效率为
第3次滑轮组机械效率为
由此可得出，同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
12．（2024·河南周口·一模）如图所示，通过一块直木板，将重500N的箱子由地面匀速拉上高为1m的平台。已知平行于直木板的拉力为350N，箱子沿木板移动了2m，用时20s。
（1）求上拉过程中拉力所做的功和功率；
（2）求箱子克服木板摩擦力所做的功；
（3）将直木板视为一个斜面，该斜面的机械效率为多大 （百分号前保留一位小数）
【答案】（1）700J，35W；（2）200J；（3）71.4%
【解析】解：（1）上拉过程中拉力所做的功
拉力做功率为
（2）推力做的有用功为
箱子克服木板摩擦力所做的功
（3）将直木板视为一个斜面，该斜面的机械效率
答：（1）上拉过程中拉力所做的功和功率分别为700J、35W；
（2）求箱子克服木板摩擦力所做的功200J；
（3）将直木板视为一个斜面，该斜面的机械效率为71.4%。
13．（2024·广东佛山·一模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深12m，物体重6000N，汽车匀速拉绳子时速度为3m/s，拉力为2.2×103N，受到的阻力为3×103N。求：将物体从井底拉至井口的过程中：
（1）绳子自由端移动的距离是多少
（2）滑轮组的机械效率是多少
（3）汽车牵引力的功率是多少
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，所以，绳子自由端移动的距离是
（2）拉力做的总功为
有用功为
滑轮组的机械效率是
（3）汽车做匀速直线运动，汽车的牵引力、汽车受到的阻力、绳子对汽车的拉力三力平衡，汽车的牵引力为
汽车牵引力的功率是
答：（1）绳子自由端移动的距离是；
（2）滑轮组的机械效率是；
（3）汽车牵引力的功率是。
14．（2024·湖南娄底·一模）人类借助杠杆结构创造了许多便利的机械工具，其实人体本身也是非常巧妙的机械结构。如图甲所示是人体借助哑铃单手弯举锻炼胘二头肌的示意图。该过程可以简化为图乙所示的模型，人体胘二头肌收缩对小臂的桡骨施加拉力，使整个小臂绕着肘关节转动，哑铃对小臂整体的外力可视为。
（1）请你分析此过程中人体结构相当于哪种杠杆 为什么
（2）某同学每次单臂弯举哑铃时能够稳定地将哑铃在竖直方向提升，他在1分钟之内完成连续单臂弯举的哑铃10次，请问这个过程中该同学克服哑铃重力做功的功率为多少
（3）通过查阅相关数据得知人体单臂弯举锻炼时的效率约为， ，请你估算该同学每天坚持单臂弯举哑铃100次消耗的能量至少能达到多少千卡。（结果保留一位小数）
【答案】（1）费力杠杆，因为动力臂小于阻力臂；（2）；（3）17.9千卡
【解析】解：（1）分析杠杆模型，作出动力臂和阻力臂，可知动力臂长度小于阻力臂长度，根据可知，，因此属于费力杠杆。
（2）单臂提升哑铃需克服重力大小为
单次弯举克服哑铃重力所做的功
1分钟内对哑铃做的总功为
功率为
（3）该同学一天内克服哑铃重力所做的功大小为
则人体至少消耗能量
千卡
解：（1）此过程中人体结构相当于费力杠杆，因为动力臂小于阻力臂；
（2）这个过程中该同学克服哑铃重力做功的功率为12.5W；
（3）该同学每天坚持单臂弯举哑铃100次消耗的能量至少能达到17.9千卡。专题06 简单机械
目 录
01 挑战中考题·查知识漏洞
02 回顾教材·补知识漏洞
03 知识通关演练
1．（2023·江苏盐城·中考真题）下列属于省力杠杆的是（ ）
A．镊子 B．钓鱼竿
C．托盘天平 D．开瓶扳手
2．（2023·海南·中考真题）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2023·山东淄博·中考真题）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（ ）
A．前臂杠杆是省力杠杆 B．肘关节处可以视为支点
C．肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力 D．前臂保持水平时，阻力臂最长
4．（2023·内蒙古兴安盟·中考真题）如图所示，工人用滑轮组将重为200N的货物10s内匀速提升6m，拉力为150N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.8m/s B．该滑轮组的机械效率为80%
C．拉力做功的功率是90W D．该滑轮组的动滑轮重为100N
5．（2023·山东菏泽·中考真题）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（ ）
A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs
C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功
6．（2023·山东济南·中考真题）图甲所示的案秤是生活中测量质量的常用工具，与各1个标有“0.5kg”“1kg”“5kg”和2个标有“2kg”的增砣配套使用。如果把图乙所示的标有“2kg”的增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果应该（ ）
A．大于2kg B．等于2kg
C．小于2kg D．无法判断
7．（2023·江苏泰州·中考真题）如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是（ ）
A．夹起食物的筷子 B．拔钉子的羊角锤
C．剪铁丝的钢丝钳 D．起瓶盖的开瓶扳手
8．（2023·内蒙古通辽·中考真题）如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被水平匀速拉动1.2m时，作用在绳子自由端的拉力F为1000N，绳子自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车移动的速度为0.4m/s B．拉力F做的功为1200J
C．汽车受到的摩擦力大小为2000N D．拉力F所做的有用功的功率为480W
9．（2023·湖南常德·中考真题）如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB=2m，OA=0.5m，阀门的底面积S=2cm2，锅炉内气体压强的安全值p=6×105Pa（杠杆的重力，摩擦均不计，p0=1×105Pa），则B所挂重物的重力是（ ）
A．20N B．25N C．30N D．120N
10．（2023·湖南常德·中考真题）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（ ）
A．F甲=200N，并向上移动4m B．F甲=100N，并向上移动2m
C．F乙=200N，并向上移动1m D．F乙=400N，并向上移动lm
11．（2023·湖北鄂州·中考真题）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知动滑轮重2N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为5N B．有用功为10J
C．绳子自由端移动的距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为83.3%
12．（2023·北京·中考真题）如图是小强利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB=3∶2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2。为了锻炼不同位置的肌肉力量，他将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡，此时，他对水平地面的压力为F3，压强为p。已知小强重为650N，两只脚与地面接触的总面积为400cm ，不计杆重与绳重，下列判断正确的是（ ）
A．F1为200N B．F2为1100N
C．F3为830N D．p为11750Pa
13．（2023·内蒙古赤峰·中考真题）图是赤峰人常用的压饸饹工具——饸饹床子。下面是小明帮助妈妈做饸饹时引发的思考，其中错误的是（ ）
A．在揉面的过程中，面团发生的形变主要是塑性形变
B．面团被压成饸饹，说明力可以改变物体的形状
C．若压杠杆的力方向不变，作用在A点比B点更省力
D．盖锅煮面是通过增大气压来降低沸点，让饸饹熟得更快
14．（2023·北京·中考真题）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为0.4m/s B．滑轮组的有用功为2000J
C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80%
15．（2023·甘肃兰州·中考真题）如图所示，为了测量某金属块B的密度，小形设计了如图所示的装置，金属块B未放入量筒时，水面位置如图甲所示，将金属块B完全浸没在水中时，水面升高至如图乙所示的位置。当动滑轮下方所挂钩码A的总质量为220g时，A、B在图示位置达到平衡。已知每个滑轮的质量为20g，，绳重与摩擦均不计。下列说法中不正确的是（ ）
A．金属块B的密度为8g/cm3 B．金属块B的体积为10cm3
C．金属块B所受的浮力为0.1N D．细绳对金属块B的拉力为0.8N
16．（2023·河南·中考真题）如图所示，在的拉力F作用下，用滑轮组将重为的货物匀速提升，在内货物竖直上升了，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组做的有用功为 B．拉力做功的功率为
C．滑轮组的机械效率为 D．此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大
17．（2023·湖南娄底·中考真题）如图所示，重6N的物体在F=2N的水平拉力作用下，以10cm/s的速度向左匀速运动了5s，已知物体所受的摩擦力为3N，则拉力做的功为 J，动滑轮的机械效率为 。
18．（2023·青海西宁·中考真题）如图所示，工人用300N的拉力，在12s内将重为480N的物体竖直向上匀速提升了2m。此过程中拉力F所做的有用功为 J，滑轮组的机械效率为 ，拉力做功的功率为 W。
19．（2023·辽宁朝阳·中考真题）如图所示，一轻质杠杆在水平位置平衡，其中，物体C重为100N，则动力 N，这是 杠杆。
20．（2023·陕西·中考真题）如图，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到斜面顶端，用时20s。已知斜面高1.2m，长5m。此过程中小车移动的速度为 m/s，小明推小车的功率为 W，他做的有用功为 J，该斜面的机械效率为 。
21．（2023·四川攀枝花·中考真题）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的正上方，，，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆的质量不计。
（1）杠杆AO1B是 （选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为 N。
22．（2023·四川资阳·中考真题）“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。
23．（2023·辽宁鞍山·中考真题）图甲是一种常用的移动指示牌，图乙是它的模型，图丙是被风刮倒的指示牌，请在图丙中画出：将指示牌扶起的最小力及其力臂。
24．（2023·辽宁抚顺·中考真题）如图甲是一台石材运输车，提起石材时，钢杆AB可看成一个杠杆。它能通过移动套管在AB上的位置来调节支点，其简化图如图乙所示，F1是作用在A点的动力。
（1）使用杠杆提起一石材，从图乙杠杆上已标明的两点中选择一点作为支点，使F1最小，在对应的括号内标明O，并作出对应的动力臂l1；
（2）在图乙中画出绳子对石材的拉力F。
25．（2023·黑龙江哈尔滨·中考真题）小丽学习了滑轮的知识后，想利用滑轮组设计一个升降装置，自己把物体吊上楼来，请你画出最省力的绕线方式和物体所受重力的示意图。
26．（2023·甘肃武威·中考真题）如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
27．（2023·山东青岛·中考真题）天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件，小海用图甲所示装置进行探究，其中杠杆的刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。
（1）实验中，杠杆在 位置平衡最便于测量力臂；
（2）如图乙所示，杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5cm，杠杆都将失去平衡。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的 和力臂有关；
（3）小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了4次实验。杠杆平衡时的部分数据已填入表中，其中图丙是第4次杠杆平衡时的情景，请将杠杆右侧的阻力数值填入表中；
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.0 0.20 2.0 0.10
2 2.0 0.15 2.0 0.15
3 2.0 0.15 1.5 0.20
4 1.5 0.10 ( ) 0.15
分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是F1l1 F2l2；
（4）小海与小兰对实验过程进行交流，产生了一个新的问题：若支点不在杠杆的中点，并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力，会出现什么现象？于是他们共同进行了如图丁的探究。
①画出图丁中F1的动力臂l1；( )
②多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验，发现杠杆平衡时，F1l1都是大于F2l2，其原因可能是 。
28．（2023·山东菏泽·中考真题）用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，完成下列问题。
（1）实验前杠杆状态如图甲所示，应当向 调节平衡螺母使杠杆呈水平状态；
（2）如图乙所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂若干钩码，在支点的右侧悬挂1个钩码，发现无论怎样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以通过 （只填一种可行的操作即可）来实现；
（3）调整后继续实验，从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码 和 的大小。
（4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤钩到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为 kg。
29．（2023·湖南湘潭·中考真题）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力 G/N 钩码上升高度h/cm 拉力 F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动。第 1次实验时，钩码上升的时间为 3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 m/s；
（2）第4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、4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 2、3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）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A． 换用更轻的动滑轮B． 加快提升物体的速度
30．（2023·黑龙江绥化·中考真题）如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）
实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
（1）在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验中，如图所示，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （精确到0.1%）；
（3）由1、2两次实验数据可得出结论： ；
（4）由 两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低；
（5）在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 。（选填“偏高”“偏低”或“不变”）
31．（2023·四川资阳·中考真题）周末，小明写完作业后帮妈妈洗衣服。在晾衣服的时候，他发现晾衣杆套组含有4个定滑轮和2个动滑轮，安装时绳子的一端固定在天花板上，另一端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣杆升降，如图所示。查询说明书得知晾衣杆（含动滑轮）总质量。晾衣前，小明用家中体重计测得洗好的衣服（含衣架）的质量。挂好衣服后，保持晾衣杆水平，摇动摇柄使晾衣杆匀速上升。若晾衣杆在上升了，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求：
（1）摇柄处绳子拉力F；
（2）拉力F做功的功率P。
32．（2023·四川乐山·中考真题）中国目前已成为世界基建强国，如图1所示的塔吊是基建的常用设备，其结构可简化为如图2所示的滑轮组模型。已知物体质量为120kg，动滑轮的重为300N，在绳子自由端施加拉力F后物体在10s内匀速上升5m。不计绳重和一切阻力，g取10N/kg。求：
（1）物体上升的速度；
（2）10s内拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率η。
33．（2023·内蒙古呼和浩特·中考真题）人类在漫长的历史长河中，创造了各种各样的工具，以无穷的智慧弥补了人类有限的力量，使工作更省力、更便捷，这些工具统称为机械。杠杆便是其中最简单的机械之一。如图所示，AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆，可以绕O点转动，在距O点0.4m的B端悬挂一质量为90kg，边长为30cm的匀质正方体合金块M，杠杆恰好在水平位置平衡。求：
（1）合金块M的密度为多少；
（2）A端施加的竖直向下拉力的大小。
34．（2023·山东威海·中考真题）五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为，轮胎底部与沙滩接触的总面积为，整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为：。（）求：
（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？在此过程中滑轮的机械效率为90%，则小轿车受到的拉力做功的功率是多少？（滑轮轮轴处摩擦不可忽略）
35．（2023·山东青岛·中考真题）“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示，一艘起重船自身质量m1=10000t，要吊装的重物质量m2=1000t。（取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）起重船带着重物一起漂浮在水面上时，排开水的体积是多少？
（2）起重机将该重物匀速提升了30m，它的电动机所做的功是7.5×108J，则起重机的机械效率是多少？
（3）为了防止起重船吊装重物时发生倾斜，在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后，就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡，示意图如图乙所示。
小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型，其底面积为2m2，示意图如图丙所示，其中A是固定的力传感器，能够显示B对它的压力或拉力的大小；B是质量和体积均可忽略的细直杆，B的上端固定在A上，下端固定在物体C上；物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水，抽水机将水抽出的过程中，力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为0时，剩余的水对舱底的压强是多少？
回顾核心考点
考点1 杠杆平衡条件及其应用
杠杆的平衡条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式表示为F1l1＝F2l2。
影响杠杆平衡的不是力的大小,而是力与力臂的乘积的大小。只有Fll1等于F2l2时,杠杆才能平衡，即杠杆静止或绕支点匀速转动，一般情况下我们所说的杠杆平衡是指杠杆静止。如果F1l1＞F2l2,则沿动力方向转动；如果F1l1
考点2 与杠杆相关的作图
杠杆作图题可分为以下三种:①已知作用力画出力臂;②已知力臂画出作用力;③根据杠杆平衡条件画出最小作用力。
已知作用力画力臂的一般顺序:①确定支点;②根据作用力的情况或题设条件明确是画动力作用线还是阻力作用线;③从支点向力的作用线作垂线。
需要画出最小作用力的题目的作图步骤:①确定支点;②确定最长力臂,一般情况下,最长力臂就是支点到杠杆末端的距离;③以杠杆末端为垂足作最长力臂的垂线,即为最小作用力的作用线;④最后根据题目要求标出力的方向即可。
考点3 滑轮组的设计与组装
滑轮组的设计和组装需注意以下两个方面:
(1)确定承担物重的绳子的段数。在不计动滑
轮重、绳重以及摩擦时，或,若n为小数,则无论大小都进 1,取整数。
(2)确定绳子固定端位置。滑轮组绕绳，遵循“奇动偶定”的原则。当n为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;当n为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上。
对于动滑轮个数多于1个时,线要从内往外绕。
考点4 功、功率和机械效率的综合计算
功、功率、机械效率的综合计算题是中考的常见题型,计算功是计算功率和机械效率的基础。由功的计算公式W＝Fs可知，计算功，首先要确定力，然后确定在相应力的方向上通过的距离,绝不能见到力和距离就将它们相乘。
计算功率时的公式为或,要注意W和t、F和v的对应性。
计算机械效率时应审清做功的环境,分析造成额外功的具体原因。
计算时所涉及的公式主要有、、、、、等及其变形公式。
1.利用滑轮组竖直做功的情况
该类问题所涉及的物理量有物体重力G物、动滑轮的重力G动、物体移动的距离h、动力F移动的距离s、机械效率η。其中有，,，滑轮组的机械效率为(不计绳重及摩擦)。
2.利用滑轮组水平做功的情况
该类问题所涉及的物理量有物体与水平面间的摩擦力Ff、物体移动的距离l、动力F、动力F移动的距离s、机械效率η。其中，，滑轮组的机械效率(n为承担动滑轮的绳子的段数)。
考点4 简单机械实验
1.探究杠杆的平衡条件
完成本实验需先解决两个问题:(1)如何消除杠杆所受重力对实验结果的影响;(2)如何方便地进行力臂的测量。消除杠杆所受重力对实验结果影响的方法是让杠杆处于水平平衡状态。而杠杆平衡的调节方法是“左偏右调,右偏左调”,并且还要注意在实验过程中平衡螺母是不能再次调节的。为使结论具有普遍性，至少需测三次数据。
2.测量滑轮组的机械效率
本实验的实验原理是。影响滑轮组机械效率的因素有物体的重力(提升的物体越重,机械效率越高)、动滑轮的重力(动滑轮越重,机械效率越低)。
在实验过程中需注意,提升重物时,要使弹簧测力计在竖直方向上匀速拉动绳子。
实验中控制变量法的应用：(1)探究机械效率与物体重力的关系时,应用同一个滑轮组提升不同的重物;(2)探究机械效率与动滑轮重力的关系时,应用重力不等的动滑轮(一般是改变动滑轮的个数)提升相同的重物。
1．（2024·陕西西安·模拟预测）早在先秦和汉代，古人就已经掌握了利用杆秤测量弓弩最大弹力的方法。如图是天工开物中记载这种方法的示意图，称为“试弓定力”。提起杆秤的提纽（支点），在秤的一端挂上弓，并在弓的下方绑一个较大的重物，使弓拉满，同时移动秤砣直至秤杆水平，就可以测算出弓的最大弹力。下面关于“试弓定力”的一些说法错误的是（ ）
A．用秆秤测量是利用杠杆平衡条件 B．弓下方重物的重力大于秤陀的重力
C．弓的弹力越大，秤砣离提纽越远 D．杆秤对弓的拉力与重物对弓的拉力是平衡力
2．（2024·北京通州·模拟预测）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.1m/s的速度匀速上升，提升过支架过程中滑轮组的机械效率为80%。已知物体A重480N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端受到竖直向下的拉力为200N B．绳子自由端拉力的功率为90W
C．该工人对地面的压力为300N D．支架受到滑轮组的拉力为1020N
3．（2024·黑龙江齐齐哈尔·一模）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”。用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。若硬棒质量、桶外表面沾有的水的质量忽略不计，则对于人向下拉绳放下空桶（未触水面）的过程和桶装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起（桶离开水面以后）的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．向上拉绳时桔槔为费力杠杆 B．向上拉绳拉力为40N
C．向下拉绳时桔槔为省力杠杆 D．向下拉绳拉力为20N
4．（2024·山东菏泽·一模）如图所示是小丽“探究杠杆的平衡条件”时的几张实验装置图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，欲使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向左调节
B．图乙中，若杠杆左右端两端钩码各加一个，则杠杆右端下沉
C．图丙中，当F的大小等于钩码重力一半时，可以使杠杆平衡
D．图丁中，在A点用力拉杠杆，一定是省力杠杆
5．（2024·陕西西安·三模）工人师傅搭了如图所示斜面，用沿斜面向上600N的拉力，把一个重为1200N的重物搬到2m高的车上，历时30s。已知斜面长为5m，此过程中，搭建斜面的目的是为了 ，工人对重物所做的有用功为 J，工人拉力的功率为 W，若减小斜面的粗糙程度，斜面的机械效率将 。
6．（2024·江苏连云港·模拟预测）如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图，自拍杆可以看作是一个杠杆（O为支点）。已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力，图中、，该杠杆属于 杠杆， N。
7．（2024·陕西西安·模拟预测）如图所示，用A、B两个完全相同的滑轮组成的滑轮组将重240N的物体匀速提升3m，不计绳重和摩擦，滑轮重为60N。则此过程中，对物体做的有用功是 J，滑轮组的机械效率为 。
8．（2024·陕西西安·二模）如图所示，这是一台金属切割机，小王师傅用该机器切割A点下方的钢管时，用力压B点，机器OAB 部分可绕O点转动。请在图中画出杠杆静止在此位置时，作用在A点的阻力F的力臂l。
9．（2024·吉林长春·一模）某实践小组利用身边物体测量液体的密度。
（1）如图甲，在刻度尺左端扎上橡皮筋（橡皮筋相当于平衡螺母），用细绳悬挂刻度尺；调节橡皮筋位置，使刻度尺在水平位置平衡；
（2）如图乙，将悬挂铝块（密度为）的细绳固定于a位置并保持不变，记录Oa的长度为；调节悬挂石块的细绳b的位置，使刻度尺在水平位置平衡，记录Ob的长度为；
（3）如图丙，将铝块浸没于待测液体中，调节右侧细绳至c位置，使刻度尺在水平位置平衡，记录Oc的长度为L；位置c应在位置b的 （选填“左”或“右”）侧；
（4）待测液体的密度 （用上述已知量和测量量表示）；
（5）更换待测液体，重复以上步骤，就可以测出不同液体的密度，在刻度尺相应刻度上标记液体密度，即制成了“密度秤”，此密度秤的测量范围为 ，它的刻度是否均匀？答： 。
10．（2024·海南省直辖县级单位·一模）如图所示是小明测量斜面的机械效率的实验装置，及实验数据记录表：
斜面的倾斜程度 物块重（N） 斜面高（m） 沿斜面拉力（N） 斜面长（m） 机械效率
较缓 10 0.1 5.0 1 20%
较陡 10 0.3 6.7 1 45%
最陡 10 0.5 8.4 1 60%
（1）沿斜面拉动木块时，应保持测力计的弹簧轴线与斜面 ；并且使木块做 运动；
（2）比较表中“物块重”和“ ”两栏对应的数据，可知斜面是一种 （选填“省力”或“力”）的简单机械；
（3）本实验数据还可以分析出斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响，结论是：斜面的倾斜程度越大， 。
11．（2024·广西桂林·一模）在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。
（1）探究“杠杆的平衡条件”实验时，最开始杠杆处于如图甲所示状态（静止），此时杠杆处于 （填“平衡”或“不平衡”）状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节；使杠杆在水平位置平衡，目的是 ；
（2）用图乙所示的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如下表。
实验次数 钩码重G/N 物体上升高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm
1 3 3 1.6 9
2 6 3 9
3 9 3 3.6 9
①实验时应竖直向上 拉动弹簧测力计。第2次实验中弹簧测力计的示数为 N；
②分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。
12．（2024·河南周口·一模）如图所示，通过一块直木板，将重500N的箱子由地面匀速拉上高为1m的平台。已知平行于直木板的拉力为350N，箱子沿木板移动了2m，用时20s。
（1）求上拉过程中拉力所做的功和功率；
（2）求箱子克服木板摩擦力所做的功；
（3）将直木板视为一个斜面，该斜面的机械效率为多大 （百分号前保留一位小数）
13．（2024·广东佛山·一模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深12m，物体重6000N，汽车匀速拉绳子时速度为3m/s，拉力为2.2×103N，受到的阻力为3×103N。求：将物体从井底拉至井口的过程中：
（1）绳子自由端移动的距离是多少
（2）滑轮组的机械效率是多少
（3）汽车牵引力的功率是多少
14．（2024·湖南娄底·一模）人类借助杠杆结构创造了许多便利的机械工具，其实人体本身也是非常巧妙的机械结构。如图甲所示是人体借助哑铃单手弯举锻炼胘二头肌的示意图。该过程可以简化为图乙所示的模型，人体胘二头肌收缩对小臂的桡骨施加拉力，使整个小臂绕着肘关节转动，哑铃对小臂整体的外力可视为。
（1）请你分析此过程中人体结构相当于哪种杠杆 为什么
（2）某同学每次单臂弯举哑铃时能够稳定地将哑铃在竖直方向提升，他在1分钟之内完成连续单臂弯举的哑铃10次，请问这个过程中该同学克服哑铃重力做功的功率为多少
（3）通过查阅相关数据得知人体单臂弯举锻炼时的效率约为， ，请你估算该同学每天坚持单臂弯举哑铃100次消耗的能量至少能达到多少千卡。（结果保留一位小数）
