专题11简单机械-5年（2018-2022）中考1年模拟物理分项汇编

专题11简单机械1、（2022·安徽·2分）用图示滑轮组将重为的物体竖直向上匀速提升，拉力F的大小为，则该滑轮组的机械效率为______。【答案】80%【解析】由图可知，滑轮组承担重物的绳子股数为n=3，则由可知，该滑轮组的机械效率为2、（2021·安徽）如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F=100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为______J。【答案】320【解析】滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m总功W总=Fs=100N×4m=400J对重物做的有用功为W有=W总η=400J×80%=320J3、（2021·安徽）研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。（1）如图甲，一质量分布均匀的杠杆，忽略厚度和宽度，长度不可忽略，用细线将它从中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在坚直面内缓慢转过一定角度后（如图乙）释放，为研究其能否平衡，可将它看成等长的两部分，请在图乙中画出这两部分各自所受重力的示意图和力臂，并用杠杆平衡条件证明杠杆在该位置仍能平衡；（2）如图丙，一质量分布均匀的长方形木板，忽略厚度，长度和宽度不可忽略，用细线将它AB边的中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在坚直面内缓慢转过一定角度后（如图丁）释放，木板在该位置能否平衡？写出你的判断依据。

【答案】（1）；见解析；（2）不能平衡；答案见解析【解析】（1）设杠杆的中点为O，杠杆与水平方向的夹角为θ，由于杠杆质量分布均匀，且左右两部分等长，因此杠杆左右两部分重力G1=G2，重心分别在两部分的中点处，分别设为O1和O2，则易知OO1=OO2，左右两部分重力的力臂l1=OO1cos，l2=OO1cos因此L1=L2因此有G1L1=G2L2满足杠杆平衡条件，因此杠杆在该位置仍能平衡。（2）不能平衡，转过一定角度释放的瞬间，木板只受重力和细线的拉力的作用，重力的方向竖直向下，拉力的方向竖直向上；此时木板的重心不在悬点的正下方，重力和细线的拉力不在一条直线上，不是一对平衡力，木板受力不平衡，因此不能平衡。4、（2020安徽）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出

，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G=120N，AB=2.8m

，AO=0.3m。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F=________N。【答案】440【解析】【详解】横杆AB粗细相同、质量分布均匀，则横杆的重心在AB中点，故重力G的力臂为力F的力臂由杠杆平衡条件得解得故需在A端施加竖直向下的力为440N。5、（2019安徽）如图所示，一轻杆AB悬于O点,其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成30°的力F,此时轻杆水平平衡．若重物质量m=3kg,BO=3AO，g取10N/kg.则力F的大小为__N.【答案】20【解析】【详解】轻杆AB在力F的作用下保持水平平衡，先在图上作出F的力臂OC，如下图：，根据直角三角形的性质可知：，又因为BO=3AO，所以OC=1.5AO；重物质量m=3kg，则，杠杆此时满足，则．6、（2022·安徽·4分）用图中所示的装置探究杠杆的平衡条件，通过正确的实验操作，得到下表中的数据。实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m13.00.202.00.3022.00.151.531.50.201.00.30…………

（1）第2次实验数据中的阻力臂应为___________；（2）第3次实验后，用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线（保持上端悬点不动），如图乙所示，不计摩擦，杠杆___________（选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是：___________。【答案】①.0.20②.不能③.见解析【解析】（1）[1]根据杠杆平衡可知，阻力臂应为（2）[2][3]用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线（保持上端悬点不动），改变了拉力的方向，但是没有改变拉力的大小，但是支点到力的作用线的距离，即力臂的长短发生了变化，由可知，不变，的大小不变，但是力臂发生了变化，故杠杆不能保持平衡。7、(2018安徽）图a所示为前臂平伸用手掌拖住铅球时的情形。我们可将图a简化成如图b所示的杠杆。不计自重。若铅球质量m=3kg，OA=0.03m，OB=0.30m，求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1大小（g取10N/kg）。【答案】300N【解析】分析：肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力，3kg铅球的重力即为阻力F2，利用杠杆的平衡条件求肱二头肌的收缩力。解答：由图可知，支点是O点，肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力，3kg铅球的重力即为阻力F2，则阻力：，由图知，L1=OA=0.03m，L2=OB=0.30m，根据杠杆的平衡条件：，即：，解得F1=300N。答：肱二头肌对前臂产生的拉力F1为300N。【点睛】本题考查了根据杠杆的平衡条件求出力的大小，是一道基础题。一、单选题1．（2022·安徽合肥·二模）用如图所示的滑轮组在ls内将重为10N的物体沿竖直方向匀速提升0.2m，作用在绳子自由端的拉力F为4N，不计绳重和滑轮轴间的摩擦。在上述过程中，下列物理量计算结果正确的是（）A．动滑轮的重量为1N B．总功功率为2WC．额外功为0.4J D．滑轮组的机械效率为75%【答案】C【解析】A．由公式可得，动滑轮的重力为故A错误；B．拉力F移动的距离s为则总功功率为故B错误；C．总功与有用功分别为则额外功为故C正确；D．滑轮组的机械效率为故D错误。故选C。二、实验题2．（2022·安徽合肥·三模）某物理兴趣小组利用如图所示的实验器材来“探究杠杆的平衡条件”，实验步骤如下。请你完成下列问题（弹簧测力计已经校零）：（1）如图甲所示，小明同学在已调至水平平衡的杠杆上A点挂2个钩码，B点系上弹簧测力计的挂钩，如果仅仅将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b位置，且使杠杆始终保持水平平衡。在此过程中弹簧测力计的示数变化情况是___________（选填代表正确答案的字母）；A．逐渐变大

B．逐渐变小

C．先变大后变小

D．先变小后变大（2）同组的小强同学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？”于是小强同学利用如图乙所示的装置继续进行实验探究，他发现在杠杆左端不同位置用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆在水平位置平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。请你分析其原因是___________。【答案】

A

杠杆自重对实验的影响【解析】（1）[1]弹簧测力计传动过程中动力臂逐渐减小，则动力即弹簧测力计示数要逐渐变大，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。（2）[2]支点不在杠杆中点时，杠杆自身重力也是阻力的一部分，故测出的结果与平衡条件不相符。3．（2022·安徽合肥·二模）小明同学在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图所示的实验装置（实验中所用的钩码均为1N，杠杆质量均为100g，且质量分布均匀，相邻刻度线之间的距离相等）（1）如图甲实验前杠杆左端高、右端低，此时应将杠杆左端或右端的平衡螺母向______（填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平平衡状态；（2）如图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，小明尝试在A、B两点下方再各加挂1个相同的钩码，此时________（选填“左端下沉”或“右端下沉”或“仍保持水平平衡”）；（3）如图丙是另一组同学实验的装置，当弹簧测力计的示数为_______N时杠杆恰好可以在水平位置再次平衡（不计摩擦阻力影响）。【答案】

左

右端下沉

5.5N【解析】（1）[1]实验前发现杠杆静止时，左端高、右端低，此时处于平衡状态；杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，则他应将杠杆右端的平衡螺母向左调。（2）[2]设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，小明尝试在A、B两点下方再加挂1个相同的钩码，根据杠杆平衡条件可得4G×2L<3G×3L所以右端下沉。（3）[2]杠杆自重100×103kg×10N/kg=1N根据杠杆平衡条件可得F×5L=3N×7L+1N×6.5L解得F=5.5N4．（2022·安徽合肥·二模）小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用图甲所示的装置匀速提起重物，并做了如下实验记录：钩码重G（N）钩码上升的高度h（m）测力计拉力F（N）测力计移动的距离s（m）20.10.40.3（1）如果你对小明的实验记录进行有关分析，就会发现他的实验结果是违背物理规律的，其表现在于______；（2）小明重做实验，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据弹簧测力计的示数计算该滑轮组的机械效率为______；（3）如果增加钩码，此滑轮组的机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】

实际机械效率大于100%

83.3%

变大【解析】（1）[1]由表格中数据得，滑轮组的有用功为总功为机械效率为故实验结果违背物理规律。（2）[2]由图得，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为0.8N，总功为机械效率为（3）[3]如果增加钩码，此滑轮组的有用功增大，额外功不变，机械效率将变大。三、计算题5．（2022·安徽芜湖·二模）如图所示，工人用滑轮组在10s内将重500N的建材匀速提升2m，动滑轮的重力为100N，不计绳重与摩擦，求：（1）工人的拉力；（2）拉力做功的功率。【答案】（1）300N；（2）120W【解析】解：（1）由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故可得绳子自由端的拉力为（2）由题意可知，建材提升的高度为h=2m，则绳子自由端移动的距离为s=2h=2×2m=4m故由可得，绳子自由端的移动速度为故由可得，拉力做功的功率为P=Fv=300N×0.4m/s=120W答：（1）工人的拉力为300N；（2）拉力做功的功率为120W。6．（2022·安徽合肥·三模）如图所示，重为G=500N的物体在F=50N的拉力作用下，在10s内运动了0.5m的路程，已知该滑轮组的机械效率为80%，请计算：（1）地面对物体的摩擦力f；（2）拉力F的功率P。【答案】（1）120N；（2）7.5W【解析】解：（1）由图得，承担拉力的绳子股数拉力F运动的距离为拉力F做的功为该滑轮组的机械效率为80%，由得，滑轮组做的有用功为物体受到的摩擦力（2）拉力F的功率答：（1）地面对物体的摩擦力f为120N；（2）拉力F的功率P为7.5W。7．（2022·安徽合肥·三模）在学校开展的劳动教育实践活动中，身高相同的小聪和小明两位同学用根质量不计的均匀扁担抬起一个900N的重物，已知扁担长为1.8m，抽象成物理模型如图所示。（1）以小明的肩B点为支点，小聪的肩A点支持力FA为动力，请在图中画出杠杆所受阻力的示意图（注意标明阻力作用点）；（2）若重物悬挂点O为扁担的中点，计算小聪的肩A点支持力FA；（3）若在（2）中小聪的肩从A点向O点靠近时，请判断小明对扁担支持力FB的大小将如何变化？并通过列式说明理由。【答案】（1）（2）450N；（3）减小，理由见解析【解析】解：（1）重物作用在杠杆上的力为阻力F，大小等于物体的重力，即F=G，方向与重力的方向相同，作用点O在杠杆上，如图所示（2）重物悬挂点O为扁担的中点，B点为支点，则A点的支持力的力臂为扁担长，即LA=L=1.8m重力的力臂为根据杠杆的平衡条件，A点的支持力为（3）由杠杆平衡条件FA×AB=G×OB小聪的肩从A点向O点靠近时，AB减小，G、OB不变，FA增大，小明对扁担支持力FB为FB=GFA故FB减小；小明对扁担支持力FB的大小减小。答：（1）杠杆所受阻力的示意图如上图所示；（2）小聪的肩A点支持力FA为450N；（3）小明对扁担支持力FB将减小。8．（2022·安徽·合肥市第四十五中学三模）定滑轮是生产生活中常用的一种简单机械。（1）如图甲，使用定滑轮将重为G的物体匀速提升定高度，请利用所学的知识，证明：不计绳重和各种摩擦时，使用定滑轮不省力，即F=G；（2）如图乙，小西同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重200N的物体，从滑轮正下方沿水平向移动4m，将物体匀速提升。不计绳重和摩擦，求小西的拉力做的功；【答案】（1）见解析；（2）400J【解析】解：（1）如图所示，过支点做拉力的垂线，即为力臂，阻力臂和动力臂都是圆的半径，长度相同，根据杠杆平衡原理可知，那么阻力和动力之间得关系为（2）根据勾股定理可知，斜边长为定滑轮不省力，也不费距离，乙图中，原来的绳子长为3m，故移动后绳子的长为5m，拉力F移动的距离为小西的拉力做的功答：（1）如上图所示；（2）小西的拉力做的功为400J。9．（2022·安徽亳州·二模）如图所示，将一个质量为0.4kg的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端所用时间t为5s，斜面长s为1m，高h为0.5m，斜面的效率为80%。求：（1）拉力做功的功率?（2）物体在斜面上运动时受到的摩擦力?【答案】（1）0.5W；（2）0.5N【解析】解：（1）由做功公式可知，有用功为W有=G×h=（0.4kg×10N/kg）×0.5m=2J根据效率公式可知拉力做功为总功为根据功率计算公式可得（2）根据上述分析可知，物体运动的额外功为摩擦力所做的功，其大小为W额=W总W有=2.5J2J=0.5J根据W额=f×s可得答：（1）功率为0.5W；（2）摩擦力为0.5N。10．（2022·安徽安庆·二模）如图所示是我国传统计量工具——杆秤的结构示意图，O点是提钮，左边是秤盘，右边的秤砣用细线悬挂于秤杆上。当手提提钮不放秤砣和物体时，杆秤可水平平衡，当秤盘上放一个质量为5kg的物体，秤砣移到B处时，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA=6cm，OB=10cm，为防止秤砣滑脱，该杆秤的最大刻度标在C点，且OC=24cm，g取10N/kg。求：（1）秤砣的质量m0和最大称量值m的大小。（2）为保证市场的公平交易，我国已有不少地区禁止在市场中使用杆秤。杆秤确实容易为不法商贩坑骗顾客提供可乘之机。若有人换了一个质量为2.7千克的秤驼，售出2.5千克的物品（秤砣在2.5kg刻度处）。请计算出杆秤上2.5kg刻度处到提钮O的距离LD及物品的实际质量m实。【答案】（1）3kg，12kg；（2）5cm，2.25kg【解析】解：（1）当秤盘上放一个质量为5kg的物体，秤砣移到B处时，F1=G0=m0gL1=OB=10cmF2=G物=m物gL2=OA=6cm根据杠杆的平衡条件F1LI=F2L2可得

m0gL1=m物gL2最大称量时，根据杠杆的平衡条件得

m0g·OC=mg·OA（2）设杠杆上2.5kg处力臂为LD，据杠杆的平衡条件可得

mDg·OA=m0g·LD

换用质量为2.7千克的秤驼实际称量时，设物体实际质量为m实，可得

m实·g·OA=m秤·g·LD答：（1）m0为3kg，m为12kg；（2）LD为5cm，实际质量为2.25kg。11．（2022·安徽滁州·二模）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为1500N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不计物体本身大小）。已知斜面长L=5m，高h=2m。（1）若该过程中斜面的效率为80%，求此时物体受到的摩擦力；（2）若斜面光滑没有摩擦，请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大，推力F的变化情况。【答案】（1）150N；（2）增大【解析】解：（1）由题意知，将物体推到斜面顶部过程中，所做的有用功W有=Gh=1500N×2m=3000J所做的总功额外功W额=W总W有=3750J3000J=750J物体受到的摩擦力（2）若斜面是光滑的，则整个过程中所做的总功与有用功相等，即FL=Gh推力斜面倾斜角度增大时，h与L的比值增大，所以推力F增大。答：（1）此时物体受到的摩擦力为150N；（2）随着斜面倾斜角度的增大，推力F也增大。四、填空题12．（2022·安徽宣城·二模）如图所示，小明用大小为10N的力F把一重为30N的物体从斜面底部匀速拉到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长2m，高0.5m，则物体与斜面之间的摩擦力为___________N。【答案】2.5【解析】克服物体重力做的有用功为拉力做的总功为克服摩擦力做的额外功为物体与斜面之间的摩擦力为13．（2022·安徽芜湖·二模）一块均匀的厚木板长12m、重600N，对称地放置在相距4m的两个支架上，如图所示。一个体重800N的人，从A点向右走去，当他走到距离A点___________m时，木板将会翘起来。【答案】5.5【解析】依题意得，厚木板的重心在AB的中点上，即重心在B点左侧2m的位置。一个体重800N的人，从A点向右走去，设当人走到D点时，当木板翘起来时，如图所示：此时木板将绕着B点转动，此时动力为人的重力，动力臂为BD，阻力为木板的重力，阻力臂为由杠杆平衡条件得则动力臂长为人与A点的距离为14．（2022·安徽宣城·二模）图甲是人体肱二头肌工作时的原理图，我们可以将这幅图简化成如图乙所示的杠杆。若图中F2为重20N的铅球对水平摊开的手掌的压力，小臂在图中位置平衡，则肱二头肌对小臂的拉力F1=___________N。【答案】100【解析】由图乙可知，F1为动力，其动力臂l1=6cm

，F2为阻力，阻力臂l2=30cm，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得F1×6cm=20N×30cm解得F1=100N15．（2022·安徽合肥·三模）如图所示，建筑工人利用滑轮组提升重物，用400N的拉力F把重物匀速竖直提升4m，在这个过程中滑轮组的效率为75%，则所提升重物的质量为___________kg。【答案】90【解析】由图知n=3，所以可得所以所提升重物的质量为16．（2022·安徽·合肥市第四十五中学三模）如图，重800N的物体在100N的拉力F作用下，沿水平地面向左匀速直线运动，滑轮组的机械效率为80%，在此过程中，物体与地面间的滑动摩擦力为___________N。【答案】160【解析】由图可知克服摩擦力所做的功为有用功，所以由公式公式变形可得17．（2022·安徽亳州·二模）如图所示，AB是一个轻质杠杆，支点为O，当A、B两端分别挂有甲、乙两个物体时杠杆刚好水平静止。已知甲物体的质量为2kg，乙物体的质量为4kg，AB长1.8m，则支点O应距A点___________m。【答案】1.2【解析】由杠杆平衡条件得由得所以即由图得解得即支点O应距A点1.2m。18．（2022·安徽安庆·二模）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为2×104N的重物匀速吊起2m，动滑轮重力400N，滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组克服摩擦和钢丝绳重力做了______J的功。【答案】9.2×103##9200【解析】塔式起重机匀速吊起重物所做的有用功为由公式得出塔式起重机所做总功为塔式起重机所做总功还可表示为塔式起重机所做额外功W额等于滑轮组克服摩擦和钢丝绳重力做的功与克服动滑轮重力做的功之和，该过程中克服动滑轮重力做功为因此该过程克服摩擦和钢丝绳重力做功为故该过程克服摩擦和钢丝绳重力做了9.2×103J的功。19．（2022·安徽淮北·二模）如图所示，滑轮的重力为100N，用该滑轮把重力为300N的物体匀速向上提起。若不计绳重和摩擦，则手对绳子自由端的拉力为___________N。【答案】200【解析】根据动滑轮的特点可知20．（2022·安徽省马鞍山市第七中学二模）如图所示，在F=200N的拉力作用下，物体A以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组所做有用功的功率为960W，滑轮组的机械效率为__________。（忽略绳子和滑轮的重力）【答案】80%【解析】该滑轮组有用功的功率为地面对物体的摩擦力由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则滑轮组的机械效率21．（2022·安徽·合肥寿春中学二模）如图，用20N的拉力沿斜面将一重50N的木块匀速拉到0.3m高处，木块移动1m，耗时5s，整个过程斜面的效率为______【答案】75%【解析】拉力对木块做的有用功W有=Gh=50N×0.3m=15J拉力做的总功W总=Fs=20N×1m=20J斜面的机械效率22．（2022·安徽合肥·二模）如图所示，在200N的拉力F作用下，物体A沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组的机械效率为75%，则地面对物体A的摩擦力是______N。（忽略绳子和滑轮的重力）【答案】450N【解析】设物体移动的距离为s，由图可知，连在动滑轮上的绳子股数n=3，则绳子自由端移动的距离为3s，滑轮对物体做的有用功W有=fs拉力做的总功W总=Fs绳=3Fs则，机械效率代入数据，可得f=450N23．（2022·安徽滁州·二模）如图所示，物体G在拉力F的作用下做匀速直线运动，拉力所做的功是120J，物体向左移动了1m，滑轮组的机械效率是80%，物体所受的摩擦力为__________N。【答案】96【解析】由题可知，拉力F所做的总功是120J，滑轮组的机械效率是80%，由公式可得，拉动物体的拉力F′做的有用功为又物体移动了1m，则拉动物体的拉力F′为由于物体在水平面上做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上，物体受到的拉力F′和摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力的大小等于拉力F′。24．（2022·安徽合肥·二模）如图所示，轻质型杠杆OA可绕O点无摩擦转动，且AB∶OB=1∶2，在A点悬挂一个重物G，在杠杆上的B点施加一个竖直向上、大小为30N的拉力F，杠杆恰好能在水平位置保持平衡状态，则悬挂在A点的重物的质量为______kg。（g取10N/kg）【答案】2【解析】杠杆水平平衡时，动力F的力臂为OB，阻力FA的力臂为OA，由杠杆平衡条件可得F×OB=FA×OA因为OB=2AB，所以OA=OB+AB=3AB即OB∶OA=2∶3绳子作用在A点力的大小为其大小等于物体的重力大小，悬挂在A点的重物的质量为五、综合题25．（2022·安徽合肥·一模）如图所示，轻质杠杆AB可以绕着O点转动，某同学