2024年中考物理一轮复习：简单机械（10题型）（练习）（解析版）

专题13简单机械（练习）（解析版）

目录

生题型过关练2

题型01杠杆、杠杆的分类.....................................................2

题型02杠杆作图.............................................................5

题型03探究杠杆平衡条件.....................................................7

题型04杠杆平衡条件的应用..................................................10

题型05定滑轮、动滑轮......................................................15

题型06理想滑轮组的计算....................................................17

题型07实际滑轮组的计算....................................................20

题型08水平滑轮组..........................................................24

题型09滑轮组的绕绳........................................................26

题型10斜面与轮轴..........................................................27

够真题实战练.............................29

同重难创新练.............................37

垂题型过关练

题型01杠杆、杠杆的分类

1.下列关于杠杆的一些说法中，正确的是（）。

A.杠杆只可以是直的B.动力臂就是支点到动力作用点的距离

C.杠杆支点一定在杠杆上D.杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和

【答案】Co

【解析】A、杠杆可以是直的，也可以是弯曲的，故A错误；

B、动力臂就是支点到动力作用线的距离，故B错误；

C、杠杆的五要素之一就是支点，且支点一定作用在杠杆上，故C正确；

D、力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，而不是“点”至IJ“点”的

距离。力臂不一定是杠杆的长度，也不一定在杠杆上，所以杠杆的长度不一定等于动力臂与阻力臂之和，

故D错误。故选：Co

2.如图所示的情景展示了物理世界的平衡之美。用细线将铁锤悬挂在光滑的尺子上，锤柄末端紧贴尺

面，尺子一端置于水平桌面边缘。点处，整个装置恰好处于平衡状态。若尺面水平且不计尺子和细线所受

重力，下列说法正确的是（）。

A.尺子可以视为能绕。点转动的杠杆；

B.细线对铁锤的拉力与铁锤所受重力是一对平衡力；

C.细线对尺子的拉力大于锤柄末端对尺子的作用力；

D.尺子与铁锤组成的整体，其重心在。点的正下方

【答案】ACDo

【解析】A.尺子绕着。点转动，故尺子可以视为能绕。点转动的杠杆，故A正确；

B.对铁锤受力分析，铁锤受到了重力和细线对其的拉力，还受到了尺子对铁锤的作用力，而铁锤处于

静止状态，故三个力处于平衡态，故细线对铁锤的拉力与铁锤所受重力不是一对平衡力，故B错误；

C.对铁锤受力分析，铁锤受到了竖直向下的重力，和尺子对其向下的力，还受到了细线给其向上的拉

力，竖直向上的力等于竖直向下的合力，故细线对尺子的拉力大于锤柄末端对尺子的作用力，故c正确;

D.若将尺子与铁锤组成的整体，这个整体受到了重力和桌面对其支持力，而支点是两个力的作用点，

故重力的作用线是过。点的，而尺子与铁锤组成的整体，重心偏向密度大的一端，铁锤的密度大，故重心

在〃点的正下方，故D正确。故选ACD。

3.如图所示，开瓶器开启瓶盖时，可看作是（）。

A.以/为支点的费力杠杆B.以/为支点的省力杠杆

C.以6为支点的费力杠杆D.以6为支点的省力杠杆

【答案】Bo

【解析】经验告诉我们，开启瓶盖时，瓶盖中的8点被撬起，故8点是阻力的作用点；在开启的过程

中，开瓶器绕4点转动，故/是支点。在整个过程中，动力臂大于阻力臂，故它是省力杠杆，因此开瓶器

开启瓶盖时，可看作是以/为支点的省力杠杆，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。

4.下图是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（）。

钓鱼竿

【答案】Bo

【解析】A.钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；

B.道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意；

C.筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；

D.理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。故选B。

5.如图所示，为一可绕。点转动的杠杆，在/端通过绳作用一竖直向下的拉力用吏杠杆平衡，此时力卿分

水平，保持重物静止不动，而使绳绕4点从图示位置沿图中的虚线转动，则（）。

A.逆时针转，尸先变小后变大B.顺时针转，尸先变小后变大

C.逆时针转，尸先变大后变小D.顺时针转，尸先变大后变小

【答案】Bo

【解析】如图所示:

连接的，此时以是最长动力臂；已知阻力（物重）不变，阻力臂不变；由杠杆的平衡条件可知，在阻

力和阻力臂不变的情况下，动力臂越长越省力；因此以以为动力臂时，动力尸最小；由图可知：当绳从图

示位置沿顺时针方向旋转时，动力臂先变大后变小，力F先变小后变大。沿逆时针方向旋转时，动力臂变

小，力尸变大，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。

6.如图所示，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂1阻和动力F动的变化情况是（）。

▲不

A.1阻不变，F动变大B.1阻不变，F动不变

C.1阻变大，F动变大D.1阻变大，F动不变

【答案】Co

【解析】由题意可知，在用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，剪刀与没有剪断的纸，接触位

置在不断向前移动，支点是剪刀中间那个位置，那么纸对剪刀的作用力是阻力，这个力的力臂是阻力臂，

从图中可以看到，阻力臂在不断变大，即1阻变大，这个阻力可以看作是大小不变，人手在剪刀上出的力是

动力，对应的是动力臂，从图中可以看到，动力臂大小不变，这个缓慢剪断的过程中，可把剪刀看作处于

平衡状态，根据杠杆的平衡条件，可得％

F.大小不变，、在变大，、大小不变，则、在变大。故选C。

7.生活中有很多小妙招，如图甲所示，用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖，模型如图乙，它是以

为支点（选填或"B”）的省力杠杆，手在______（选填“C"或”）点向下压时会更省力。

【答案】B；Do

【解析】［1］如图乙，用钢勺撬动瓶盖，以点6为支点，动力作用在勺柄上，瓶盖对勺头的阻力作用在

点力向上，此时动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，动力小于阻力，是省力杠杆。

［2］手作用在〃点时的动力臂大于作用在C点的动力臂，这样在阻力和阻力臂不变时，动力更小，更省

力。

题型02杠杆作图

1.如图所示，轻质杠杆在力Fi、F2的作用下处于平衡状态。。点为支点，1为Fz的力臂，请在图中画出

Fi的力臂I1和力F2O

【解析】向延长Fi的作用线，从。点向延长线作垂线段，该垂线段即F］的力臂k过力臂12的末端点作垂

直于12的作用线，与杠杆的交点为Fz的作用点，由力的平衡条件可知，F2的方向向下。

2.画出图中羊角锤所受力尸的力臂Lo

【解析】羊角锤与物体的接触点是支点。，从支点到力尸的作用线作垂线段，即可作出力臂心如下图

3.在图中画出力厂的力臂L

之

【解析】支点到力的作用线的距离叫力臂，故可过支点。向力尸的作用线做垂线，垂线段的长度为力尸

的力臂，，如下图所示:

4.如图所示，轻质杠杆OAB上挂一物体，拉力F使杠杆在图中位置平衡，请在图中画出力F的力臂L

和物体所受的重力示意图。

【解析】过物体的重心，向竖直向下方向画一条有向线段，用G表示物体所受重力；由支点。向F的

作用线作垂线，垂线段的长度为F的力臂L,如图所示：

5.如图，轻质杠杆平衡，请作出动力E的力臂L和杠杆所受阻力Fz的示意图。

【解析】由图可知支点是。点，从。点向动力B的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是动力臂L。

阻力&是物体A对杠杆的拉力，作用点在杠杆上，方向竖直向下，如图所示：

题型03探究杠杆平衡条件

1.如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆处于水平平衡状态，所用钩码完全相同。下列做法

中能使杠杆再次平衡的是（）。

A.分别在两边钩码下再增加一个相同钩码B.左边减少1个钩码，右边减少2个钩码

C.两边钩码均向支点移动相同的距离D.左边钩码向左移1.5个格，右边钩码向右移1个格

【答案】Do

【解析】设一个钩码的重是G,由图可知耳・20,玛=3G

此时由杠杆平衡条件FUF2I2可得旧-,则4■4

可以设左边的力臂为/尸3a,右边的力臂/广2a。

A.由图可知，左边的力臂要大于右边的力臂，分别在两边钩码下再增加一个相同钩码，左边增大3Ga,

右边增大2Ga,则两边增大的力和力臂的乘积不相等，故杠杆不能平衡，故A不符合题意；

B.左边减少1个钩码，则力和力臂的乘积为3%；右边减少2个钩码，则力和力臂的乘积为2语，两

边力臂和力的乘积不相等，不能平衡，故B不符合题意；

C.两边钩码均向支点移动相同的距离，由于两边的力不同，则减小的力与力臂的乘积也不相同，故杠

杆不能平衡；故C不符合题意；

D.左边钩码向左移1.5a,右边钩码向右移a,左边力与力臂的乘积为2Gx（3a+1”）•双

右边力与力臂的乘积为3Gxl・吟

两边力臂和力的乘积相等，杠杆能平衡，故D符合题意。故选D。

2.如图所示，小勇利用铁架台，带有均匀刻度的杠杆，细线，弹簧测力计，钩码若干（每个钩码质量

相同）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。

（1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于（选填“平衡”或“非平衡”）

状态;

（2）为了便于测量____________（选填“力”或“力臂”），应使杠杆在水平位置平衡。为此，应将

平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节；

（3）将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在/点挂3个钩码，则应在方点挂____________个钩

码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；随后两边各取下一个钩码，杠杆（选填“左”或“右”）

端将下沉；

（4）小勇用弹簧测力计替代钩码，在8点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至

如图丙所示位置。在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐—

（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是;

（5）实验结果表明，杠杆的平衡条件是：动力*=*阻力臂。

【答案】①平衡；②力臂；③左；④2；⑤左；⑥变大；⑦力臂变短；⑧动力臂；⑨阻力。

【解析】（1）[1]杠杆静止或匀速转动时都属于平衡状态，甲图中杠杆处于静止状态，所以此时杠杆

是平衡状态。

（2）[2]当杠杆在水平位置平衡时，支点到悬挂点的距离就是力臂，所以为了便于测量力臂，应使杠

杆在水平位置平衡。

[3]甲图中，杠杆的左端上翘，说明右端沉，所以平衡螺母向左端移动，直至杠杆在水平位置平衡。

（3）[4]设杠杆时一个格的长度为一个钩码的重力为G,图乙中，左侧钩码对杠杆的拉力看作是动

力，右侧钩码对杠杆的拉力看作是阻力，杠杆平衡，此时有3GX2占用X31

解K=2G,即在在8点挂2个钩码，能使杠杆在水平位置保持平衡。

[5]两边各取下一个钩码，则有2GX2DCX3/

所以杠杆左端下沉。

（4）[6][7]小勇用弹簧测力计替代钩码，在8点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕8点逆时针旋转一

小段至如图丙所示位置。在旋转过程中，测力计拉力的力臂变小，要使杠杆仍然在水平位置平衡，根据杠

杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将逐渐变大。

（5）[8][9]实验结果表明，当动力x动力臂=阻力x阻力臂时，杠杆的平衡处于平衡状态，所以杠杆的

平衡条件是：动力x动力臂=阻力x阻力臂。

3.如图所示，用10N的水平推力推重为20N的物体沿水平方向做匀速直线运动。若5s内推力对物体

做了80J的功，则在这一过程中，物体沿水平方向运动了mo

如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、

刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平

衡螺母向（左/右）调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡；

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在8点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。

于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：（用字母表示）。他这样得出的结论（合理/不

合理）;原因是：；

（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然

成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向

上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是：。

【答案】左；不合理；实验次数太少，得出的结论不具有普遍性；杠杆本身受到重力。

【解析】（1）[口杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，应将

平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了

杠杆的自重对实验的影响；力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠

杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。

（2）[2][3][4]杠杆的平衡条件是：动力X动力臂=阻力X阻力臂（或尸FzQ,初中物理实验进行多

次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件多次

测量就是为了寻找普遍规律.本次实验，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验

数据归纳出物理规律。

（3）[5]图乙中，支点位于动力和阻力的右侧，杠杆的重心不在支点上，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，导致拉力广的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值

偏大。

4.图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。

甲乙丙T

（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于（选填“平衡”或“非平衡”）状

态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向（选填“左”或“右”）侧调节。

（2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆（选

填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。

（3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是0

（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示

的装置进行探究，在杠杆。点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在力点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平

衡，此时弹簧测力计示数为N„以弹簧测力计的拉力为动力钩码处绳子拉力为阻力多次改变

动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，思是（选填“大于”、“等于”或“小于”）

Fzli,其原因可能是o

（5）图丁中，弹簧测力计处在4点位置时，此杠杆属于（选填“省力”或“费力”）杠杆，请

举出它在生活生产中的一个应用实例：o

【答案】平衡；左；左端下沉；避免偶然性，寻找普遍规律；2.3；大于；杠杆自重对杠杆平衡有影响；

费力；钓鱼竿。

【解析】（1）[1]物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到的合力为0,物体处于平衡状态，杠杆在

图甲所示的位置静止，此时杠杆处于平衡状态。

[2]如图甲所示，杠杆向右偏，要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向右侧调节。

（2）[3]如图乙所示，设每个钩码重力为G,杠杆上的每个小格长度为x,杠杆左端力和力臂的乘积为

2GX6后12Gx

杠杆右端力和力臂的乘积为2GX6F12GX

此时杠杆平衡。如图丙所示，若推动右侧钩码的悬线，杠杆右端的力臂减小，力和力臂的乘积减小，

杠杆的左端下沉。

（3）[4]一次实验具有偶然性，故在探究过程中，需要进行多次实验的目的是避免偶然性，寻找普遍

规律。

（4）[5]如图丁所示，弹簧测力计的分度值为0.1N,此时弹簧测力计示数为2.3N。

[6][7]由于杠杆自重对杠杆平衡的影响，以弹簧测力计的拉力为动力打，钩码处绳子拉力为阻力

多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，总是大于用心。

（5）[8][9]图丁中，弹簧测力计处在4点位置时，此时的动力臂小于阻力臂，杠杆属于费力杠杆，费

力杠杆可以省距离，在生活中的应用包括：钓鱼竿，镶子，筷子等。

题型04杠杆平衡条件的应用

1.码头上的工作人员，利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上（杠杆始终保持水平）。挂

在4端的的桶重100N,内部底面积为600cm2,桶内装有800N的水，水深1m。重600N的工作人员用绳子

竖直拉住6端，工作人员的脚与地面的接触面积300cm2,04:05=1:3。下列计算结果簿误的是（）

(夕水=1.0xl()3kg/m3,g取10N/kg)。

A.水对桶底的压强为LOxlO,paB.水对桶底的压力为600N

C.人对地面的压力为375ND.人对地面的压强为LOxlO,Pa

【答案】Co

【解析】A.水对桶底的压强为p=pg/z=1.0xl03kg/m3xl0N/kgxlm=1.0xl04pa

故A正确，不符合题意；

B.水对桶底的压力为尸=pS=1.0xl04pax600xl（y4m2=600N

故B正确，不符合题意；

1

C.根据杠杆平衡原理，可得人对绳子的拉力为&=k（G水+G桶）=qx900N=300N

OB3

所以人对地面的压力为G=G人-q=600N-300N=300N

故C错误，符合题意；

D.人对地面的压强为，人=产=亚丽方”=L0xl（）4pa

故D正确，不符合题意。故选C。

2.2021年1月30日，荆州沙市机场正式通航，为荆州640万人口出行带来极大便利。某游客来机场乘

机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，。为支点，5为重心，/为

拉杆的端点。在/点沿图示方向施加拉力户使旅行箱保持静止。下列说法中正确的是（）。

A.旅行箱受到的重力与水平地面对它的支持力是一对平衡力；

B.其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，拉力户减小；

C.其它条件不变时，使拉力户的方向沿顺时针改变10°,拉力户增大;

D.箱内物体下滑，重心位置由8变至8"拉力少增大

【答案】Co

【解析】A.由于受到了拉力，故拉力和支持力和重力三个力平衡，故A错误；

B.其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，支点到力的距离变小，即力臂变小，而阻力和阻力臂的乘积

不变，故拉力的大小变大，故B错误；

C.其它条件不变时，使拉力尸的方向沿顺时针改变10°,力臂变短，作用力尸变大，故c正确；

D.箱内物体下滑，重心位置由8变至6',阻力臂变小，故阻力臂和阻力的乘积变小，动力臂不变，

故拉力的大小变小，故D错误。故选C。

3.如图所示，将同种材料制成的实心物体甲、乙用细绳分别挂在轻质杠杆AB的两端，杠杆在水平位

置平衡。已知：G污150N,Gz=30N,AO：0B^\：3,甲物体与水平地面的接触面积为0.2m?,不计绳重。下

列说法正确的是（）。

AOB

A.乙物体对杠杆的拉力为IONB.甲、乙两物体质量之比为4：1

C.水平地面对甲物体的支持力为60ND.甲物体对水平地面的压强为750Pa

【答案】Co

【解析】A.假设甲物体对杠杆A端绳子向下的拉力为广，力臂是而乙物体对杠杆B端向下的拉力

4Gz=30N

故A错误；

B.根据Q=£可知，用同种材料制成的实心物体甲、乙，它们的体积与质量成正比，即

「平：Vz^mv\通?G用：Gz=150N:30N=5：1

故B错误；

C.根据杠杆的平衡条件可知，《*AO=G乙xOB,则有以=1?xG乙=：x30N=90N

/iCz1

则绳子对甲物体的拉力FA=FA=90N.

甲物体受到三个力的作用，分别是：重力G甲=150N,地面对甲物体的支持力F支，甲物体在三个力的作

用下保持平衡，即Q+月=G,

则有G=Gp—E=150N-90N=60N,故C正确；

D.甲物体对地面的压力与地面对甲物体的支持力是一对相互作用力，所以甲物体对地面的压力

尸武尸^=60N

甲物体对地面的压强P=*==300Pa

故D错误。故选C。

4.如图所示，重力不计的杠杆的，。为支点，用力/提起重为30N的物体，恰在水平位置平衡。已知

（24=80cm,/户50cm,杠杆与转轴间摩擦忽略不计，下列说法中不正确的是（）。

A.利用该机械提起重物时不能省功

C.拉力广的大小为22.5ND.拉力/为作用在4点的最小动力

【答案】Do

【解析】A.根据功的原理可知：使用任何机械都不省功；所以，利用该机械提起重物时不能省功，故

A正确，不符合题意;

B.如图，在△ACO中，知道,则拉力厂的力臂为L=OC=』Q4=!x80cm=40cm,故B

22

正确，不符合题意；

C.根据题意可知，重力的力臂为。庐勿-AS=80cm-50cm=30cm

又信30N

根据杠杆平衡条件得FxOC=GxOB

即有用==30：：30cm=22$N,故c正确，不符合题意；

OC40cm

D.在阻力义阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力将越小。由图示可知

当以为动力臂时，作用在/点的动力最小，即力垂直于杠杆向上，故现在的拉力户不是最小作用力,

故D错误，符合题意。故选D。

5.如图所示，自重不计的杠杆46。能绕。点自由转动，6为杠杆的中点，在8处挂一重为100N的物体,

若在杠杆末端A点施加一个力，使杠杆在水平位置平衡，则此杠杆（选填“一定”或“不一定”）

是省力杠杆；若在/点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡，此力的大小是N„

【答案】不一定；50„

【解析】［1四点力的方向不同，力臂的大小则不同，若动力臂大于阻力臂，则为省力杠杆；若动力臂

小于阻力臂，为费力杠杆；若动力臂等于阻力臂，既不省力，也不费力，所以此杠杆不一定省力。

［2］根据杠杆的平衡条件FJFF山,因阻力（大小等于物体的重力）和阻力臂大小QOB）一定，若在A

点施加一个最小的力，应使其动力臂最长，由图知最长力臂为如，所以力应垂直于力向上。因为如是必

的2倍，即动力臂是阻力臂的2倍，根据杠杆的平衡条件，在/点施加的最小的力F=［G=LX100N=50N。

22

6.如图所示，轻质杠杆力仍以。为支点，AB=30B,物体C重800N,底面积为1加匚m’，在杠杆/端与物

体C的上表面中点用一根轻质硬棒连接。当在6端用50N的动力厂竖直向上拉时，杠杆在水平位置平衡，

该杠杆为杠杆，此时物体C对水平地面的压强是Pao

【答案】省力90000。

【解析】［1］由题知，。为支点，因为加=304,所以08=204,动力臂大于阻力臂，此杠杆为省力

杠杆。

［2］由杠杆平衡条件可得吊=2xOA

杠杆A端受到的力巴-＞苧・笄IWN

杠杆/端受到的力方向竖直向上，由于力的作用是相互的，物体C受到硬杆的竖直向下的压力

/•匕・IOON

此时物体C对水平地面的压力F-G+4-SOON“DON-9O0N

受力面积为S=】00cm2=a01m‘

物体c对水平地面的压强夕

7.骨胳、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨胳绕关节转动产生的，其

模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重600N的

小明在Imin内完成50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是0.09m。求：

（1）小腿肌肉对双脚的拉力；

（2）小明踮脚过程中克服重力做功的功率。

【答案】（1）400N；（2）30Wo

【解析】（1）由图乙知，踮脚运动时，动力臂及阻力臂分别为，/=8cm+4cm=12cm=0.12m,7^8cm=0.08m

据杠杆平衡条件有EXO.12m=600NX0.08m

解得，小腿肌肉对双脚的拉力号400N

（2）设完全一个双脚踮起动作时，脚在重力方向移动的距离为力，由图乙，据相似三角形的内容得

009m012m融出,

-----=———,解得h=0.n06m

h0.08m

由题意知，小明完成一个踮脚运动时，克服重力所做的功上例=600NX0.06m=36J

在Imin内克服重力所做的总功/京50聆50X36J=1800J

克服重力做功的功率9="=幽=30亚。

t60s

答：（1）小腿肌肉对双脚的拉力为400N；（2）小明踮脚过程中克服重力做功的功率为30W。

题型05定滑轮'动滑轮

1.下列各图中利用了动滑轮的是（）。

【答案】Do

【解析】因为动滑轮会随物体一起运动，定滑轮不随物体运动，由此知道A、B、C图中滑轮是固定不

动的，是定滑轮，D图中的滑轮与物体一起运动，是动滑轮，故选D。

2.关于滑轮，下列说法中正确的是（）o

A.使用动滑轮一定可以改变力的方向B.使用定滑轮一定可以省力

C.定滑轮实质上是一种等臂杠杆D.动滑轮实质上是一种费力杠杆

【答案】Co

【解析】AD、动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮省力但不能改变力的方向，

故AD错误；

BC、定滑轮的本质是等臂杠杆，使用时既不省力也不费力，优点是可以改变力的方向；故B错误，C正

确；故选C。

3.用如图所示的四种方式匀速提升同一物体（不计机械自重和摩擦），其中最费力的是（）。

【答案】Ao

【解析】设物体重力为G，不计机械自重和摩擦，则没有额外功。选项A中为动滑轮，拉力E=2G；选

项B中为定滑轮，拉力K=G；选项C中滑轮组有效绳子段数无3,则拉力A=E；选项D中有用功等于总功,

3

斜面长为高的2倍，则（有=（总

Gh=F4s,Gh=F^2h

解得片=£。综上分析可知，E最大、最费力。故选A。

2

4.如图所示，用定滑轮提升重物（摩擦和绳重不计）时（）。

A.沿1方向拉力最小B.沿2方向拉力最小

C.沿3方向拉力最小D.沿三个方向拉力相同

【答案】D„

【解析】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G,沿三

个不同方向，用的拉力大小相等，即3、F”Fs都等于物体的重力。故ABC不符合题意，D符合题意。

故选Do

5.如图所示，物体A、B都处于静止状态，它们所受的重力分别是6N和14N,关于它们的受力情况,

下面说法正确的是（)O

A

______B

A.物体A受到的合力是8NB.物体A受到的拉力是14N

C.物体B受到重力与拉力的合力是8ND.物体B受到地面的支持力是14N

【答案】Co

【解析】AB.物体A受重力区和绳子对A的拉力句，因为物体A静止，所以物体A受到的重力和拉力

是平衡力，由二力平衡的条件可知拉力K=GF6N,物体A受到的合力为零，故AB错误；

CD.物体B受向下的重力、绳子向上的拉力、地面向上的支持力，由力的平衡可知物体B的重力

GFF好FB

因为力的作用是相互的，所以物体B受到拉力诙笈=6N

物体B受到重力与拉力的合力/产6-/^14N-6N=8N

物体B受到地面的支持力/^=&-e=14N-6N=8N,故C正确，故D错误。故选C。

6.如图所示，滑轮（选填"A”或"B”）可以看作等臂杠杆；若物体的重力均为30N且处于静

止状态，不计摩擦和滑轮重力，力用的大小为N,使用B滑轮（选填“能”“不能”）省功。

【答案】A；30；不能。

【解析】W[2]A是定滑轮，本质是等臂杠杆，不省力，但是可以改变用力方向；力E通过定滑轮拉物

体，不计摩擦，力E的大小等于物体的重力，即4=30N。

[3]使用任何机械都不能省功，滑轮B是动滑轮，不计摩擦和滑轮重力，能省一半的力，但费距离，根

据卡=念可知，使用动滑轮不能省功。

题型06理想滑轮组的计算

1.在图示的装置中，已知重物6：二5,牛，重物牛，在摩擦和动滑轮重力均不考虑的情况下,

使重物G1保持平衡的拉力F应等于（）。

A.500牛B.60。牛c.：：00牛D.牛

【答案】Ao

【解析】由图可知，三个滑轮都是定滑轮，在不考虑摩擦和动滑轮重力，，要使重物G保持平衡,

F=Gi=500N；

G2受到的拉力：2F=2X500N<G2=1200N,则重物受、Gz都处于静止状态。故选：A。

2.如图所示，物体A、B的重分别为30N、10N,滑轮和绳子的重忽略不计，此时物体A在水平面上向右

做匀速直线运动，若用力户向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动，则（）。

A./=5NB.F=10NC.歹=20ND./=30N

【答案】B。

【解析】由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以滑轮组绳端的拉力仄=：GB=；X10N=5N

物体A在水平面上向右做匀速直线运动，所以在水平方向物体A受到的摩擦力和绳对物体A的拉力平

衡，所以/=f；=5N

此时摩擦力方向水平向左，若使物体A向左做匀速直线运动，则A受摩擦力水平向右，则

4田+户5N+5N=10N

故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。

3.利用两个滑轮提升同一重物，滑轮重、绳重、滑轮与绳子及滑轮与轴之间的摩擦力均忽略不计。下

列四种组合中，最省力的是（）。

〃/〃“〃/〃/

【答案】Ao

【解析】滑轮重、绳重、滑轮与绳子及滑轮与轴之间的摩擦力均忽略不计，滑轮组有几段绳子承担物

重，提起绳子的力就是物重的几分之一；A图中承担重物绳子的段数炉3,所以拉力尸=三；B图中承担重

物绳子的段数〃=2,所以拉力尸=T；C图中两个滑轮都是定滑轮，定滑轮不省力，所以拉力尼G；D图中承

担重物绳子的段数炉2,所以拉力/=5，最省力的为A中的组合，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选Ao

4.如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G=60N,G2=38N,甲乙两种情况下绳子在相

等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为（）。

GiG:

甲乙

A.3NB.6NC.UND.22N

【答案】B。

【解析】由图知，承担物重的绳子股数分别为：n,=3,*=2,滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G

轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1=1G+G轮）,F2=lG+G轮），

由题知Fi=F?,所以?G+G轮）=1（&+G轮）1

即:（60N+G轮）（38N+G轮），

解答动滑轮的重力：G轮=6N。故选B。

5.如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，通过滑

轮A和滑轮B使物体C匀速上升，关于人拉动绳子时的过程，下列分析正确的是（）。

A.滑轮A相对子物体C在运动，所以A是动滑轮B.滑轮B相对于物体C静止不动，故B是定滑轮

C.滑轮A起到了改变人所施加的拉力方向的作用D.滑轮B起到了改变人所施加的拉力方向的作用

【答案】C。

【解析】AB.由图可知，滑轮A位置固定不变，滑轮B随重物一起移动，所以滑轮A为定滑轮，滑轮B

为动滑轮，故AB错误;

CD.定滑轮使用时可以改变人所施加的拉力方向的作用，故C正确，D错误。

故选Co

6.图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其

简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg,两名工人及工具的总质量为200kg,某次吊升过程中,

吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（）。

d电动机I

A.吊篮的动能不变B.吊篮的机械能守恒

C.电动机对绳子的拉力为800ND.电动机拉动绳子的功率为480W

【答案】AD。

【解析】AB.吊篮匀速上升的过程，质量不变，速度不变，高度升高，所以动能不变，重力势能变大,

机械能变大，机械能不守恒，故A正确，B错误；

C.由图示知，承重绳子为4根。不计滑轮重、绳重及摩擦时，电动机对绳子的拉力

尸=；G=：m&g=；x（40kg+200kg）xlON/kg=600N

故C错误；

D.绳子在30s内移动的距离5^4A=4X6m=24m

s24rn

绳子移动的速度v=-=——=0.8m/s

t30s

电动机拉动绳子的功率R6片600NX0.8m/s=480W,故D正确。故选AD。

题型07实际滑轮组的计算

1.如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，Gi=60N,Gz=38N,甲乙两种情况下绳子在相

等拉力F作用下静止.则每个动滑轮的重力为（）。

A.3NB.6NC.UND.22N

【答案】Bo

【解析】由图知，承担物重的绳子股数分别为：m=3,*=2,滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G

轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：Fi=—（Gi+Gft）,F2=—（G2+G轮），

32

由题知Fi=Fz,所以一（Gi+Gft）=—（Gz+G轮），即：一（60N+G轮）=—（38N+G轮），

3232

解答动滑轮的重力：G轮=6N。故选B。

2.工人用如图所示的装置运送砂石.下列说法正确的是（）。

A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小；

B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆；

C.绳子自由端下拉1m,桶上升2m；

D.质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石

【答案】Bo

【解析】A.由定滑轮的特点知，定滑轮可以改变力的方向，不能改变力的大小，故A错误；

B.动滑轮的实质相当于一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，所以是相当于一个省力杠杆，故B正确；

C.图中由两段绳子承重，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的2倍，所以绳子自由端下拉1m,桶

上升0.5m,故C错误；

D.工人重约6=1^=651^乂10*1^=6502由于是两根绳子承担着物重，所以人最多能拉起650NX2=1300N

的物体，而砂石重约G'=m,g=150kgX10N/kg=1500N,故D错误。

3.如图，某人用一个距离自己3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向在2s内移

动4m,若不计绳重和摩擦，则他的功率为（）。

///〃〃〃/〃//

A.100WB.150WC.200WD.250W

【答案】A。

【解析】由图可知，该滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，则拉力QR100N

利用勾股定理计算绳子现在的长度L=，32+42m=5m

则绳子被拉力拉长了2m,拉力做的功上依100NX2m=200J

w200J

他的功率尸=—=——=ioow,故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。

t2s

4.如图所示，如果绳重和摩擦不计，动滑轮重不计，物重G=300N,则图中的拉力F=N；如果不计

绳重及摩擦，动滑轮的重力为30N,物重G=300N,拉力F'=N。

【答案】100;110。

【解析】由图示可知，承担物重的绳子股数n=3。

［1］如果绳重和摩擦不计、动滑轮重不计，拉力大小为

G^+GQ300N

F一=」一=X=iiZil=i00N

M333

［2］如果不计绳重及摩擦、动滑轮的重力为30N,拉力大小为

尸'=-2—=p1«HQN

33o

5.如图所示，小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，物体在4s内上升2m,所用的拉力为125N,

此过