資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
本次課程：杠桿滑輪、機械效率
年級：
九年級
科目
：
科學
本次課學習目標：
掌握1.杠桿2.滑輪3.機械效率
part1.考點思維導圖
考點1
杠桿
例1-1.（2020?白銀）下列工具屬于費力杠桿的是（　　）
A.羊角錘
B．筷子
C．起瓶器
D．鋼絲鉗
例1-2.如圖所示是一輛均勻裝滿貨物的手推車．
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\o
"歡迎登陸21世紀教育網?)當前輪遇到障礙物A時，售貨員向下壓扶手；當后輪遇到障礙物（未畫出）時，售貨員向上提扶手，手推車都可看作杠桿，則下列說法正確的是（　　）2-1-c-n-j-y
A．下壓扶手時支點是C，上提扶手時支點是A
B．前后輪遇到障礙物相比，下壓比上提較費力
C．分別下壓和上提時，手推車都可看作省力杠桿
D．分別下壓和上提時，手推車都可看作費力杠桿
例1-3.如圖是一個指甲
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)剪的示意圖，它是由三個杠桿ABC、OBD和OED組成。用它剪指甲時，屬于省力杠桿的是（　　）21世紀教育網21-cn-jy.com21教育名師原創作品
A．ABC
B．OBD
C．OED
D．三個都是
例1-4.如圖所示，用一根自重可忽略不計的撬棒撬
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)石塊，若撬棒C點受到石塊的壓力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，則要撬動該石塊所用的最小的力應不小于（　　）
A．600N
B．400N
C．200N
D．150N
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例1-5.如圖所示，O為杠桿AB的支點，A端掛一重物G，圖中能使杠桿在水平位置平衡的最小的拉力是（　）
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
例1-6.（2020
寧波）現有
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)一根形變不計、長為L的鐵條AB和兩根橫截面積相同、長度分別為La、Lb的鋁條a、b。將鋁條a疊在鐵條AB上，并使它們的右端對齊，然后把它們放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此時OB的距離恰好為La，如圖所示。取下鋁條a后，將鋁條b按上述操作方法使鐵條AB再次水平平衡，此時OB的距離為Lx。下列判斷正確的是（
??）
A.若La?成立?????B.若La>
成立
C.若Lb
則
<
Lx則Lx
<
成立
例1-7.如圖所示，質量分布均勻的長方體磚
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"歡迎登陸21世紀教育網?)，平放在水平地面上，第一次用豎直向上的力F1只作用于ab的中點，第二次用豎直向上的力F2作用于bc的中點，都使它們在豎直方向上慢慢向上移動h（h＜ab＜bc），則在上述過程中F1________F2（選填“大于”、“小于”或“等于”）；F1所做的功F1________F2所做的功（選填“大于”、“小于”或“等于”）；第一次克服重力所做的功________第二次克服重力所做的功（選鎮“大于”、“小于”或“等于”）。
◆變式訓練
1．如圖所示，有一質量不計的長木板，左端
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)可繞O點轉動，在它的右端放一重為G的物塊，并用一豎直向上的力F拉著，當物塊向左勻速滑動時，木板始終在水平位置保持靜止，在此過程中，拉力F（　　）21·世紀
育
A．
變小
B．變大
C．不變
D．先變大后變小
2.如圖所示，質地均勻的圓柱體，在拉力F的作用
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"歡迎登陸21世紀教育網?)下，由實線位置勻速轉到虛線所示位置，整個過程中，拉力F始終作用于A點且與OA保持垂直（OA為圓柱體橫截面的直徑），圓柱體在轉動過程中不打滑。則下列分析正確的是（
???）21m
A．拉力F逐漸變小
B．由于拉力F的力臂始終保持最長，拉力F始終保持最小值不變
C．拉力F逐漸變大
D．條件不足，無法判斷權所有：21教育】
3．如圖所示，杠桿OA的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)B點掛著重物G，A端用細繩掛在圓弧EF上，此時OA恰成水平，且A點與圓弧形架EF的圓心重合。當繩AM的M端從E點緩慢滑到F點的過程中，繩對A點拉力的大小將（　　）om
A．逐漸變大
B．逐漸變小
B．
先變大再變小
D．先變小再變大
4.密度均勻的直尺AB放在水平桌
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"歡迎登陸21世紀教育網?)面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺長的三分之一，當B端掛5N的重物P時，直尺的A端剛剛開始翹起，如圖所示，則此直尺受到的重力是（　　）21世紀教育網21-cn-jy.com
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A.
2.5N
B.
5N
C.
10N
D.
無法確定
5.（2020
湖州）為了防止門
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)被風吹動，常在門背后和墻上安裝如圖甲所示的“門吸”。圖乙是簡化后的模型門可以繞軸O自由轉動，門寬為1．2米。“門吸”與O位置關系、“門吸”引力大小和方向如圖乙所示。(摩擦力忽略不計)
（1）關門所需的最小力F是________牛。
（2）在圖乙中畫出F的作用點和方向。
6.（2020
杭州）桿秤是一種用來測
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)量物體質量的工具。小金嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤上不放重物時，將秤砣移至O點提紐處，桿秤恰好水平平衡，于是小金將此處標為0刻度。當秤盤上放一個質量為2kg的物體時，秤砣移到B處，恰好能使桿秤水平平衡測得OA=5cm，OB=10cm。
（1）計算秤砣的質量
（2）小金在B處標的刻度應為________kg。若圖中OC=2OB，則C處的刻度應為________Kg
（3）當秤盤上放一個質量為2kg的物體時，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)若換用一個質量更大的秤砣，移動秤砣使桿秤再次水平平衡時，其讀數________（選填“<”或“>”)2kg，由此可知一桿杄秤不能隨意更換秤砣
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考點2
滑輪
例2-1.如圖所示，不計繩重和摩擦，沿三種
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)不同的方向拉繩使物體勻速上升，所用的力分別是F1、F2、F3，則（　　）【來源：21·世紀·教育·網】
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．三個力一樣大
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
例2-2.一個體重為500N的人，經測定他
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的手臂最大可發揮700N的力，若這個人用一定滑輪來提升重物，他所能提起的最大物重為（　　）【來源：21cnj
y.co
m】
A．1200N
B．700N
C．500N
D．200N
例2-3.（2020
紹興）如圖
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，甲、乙實驗可以得出“定滑輪不能省力”這一結論，小敏想通過一次實驗既得出結論，又能直接顯示出鉤碼的重力大小，于是在左側加上一個相同的彈簧測力計(彈簧測力計重力不能忽略、繩和滑輪之間摩擦不計)，下列四套裝置中能實現的是（
??）
A.?
?B.????C.?
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)??D.?
例2-4.（2018·寧波）如圖所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示。F1=4N,F2=3N,，此時物體A相對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）下列說法錯誤的是（
）
A、F2的功率為0.6W
B、彈簧測力計讀數為9N
C、物體A和地面之間有摩擦力
D、如果增大F2，物體A可能向左運動
◆變式訓練
1.如圖為工人搬運重物時采用的四種方案（其中重物底部的圓表示并排放置的圓鋼管的截面），其中最省力的方案是（　
　）　【來源：21·世紀·教育·網】
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A
B
C
D
2．如圖所示，物重20N，繩的一端拴在地上，用力F使滑輪勻速上升2m，則（　
　）（不計輪重、繩重及摩擦）
A．重物上升2m，F=10N
B．重物上升2m，F=40N
C．重物上升4m，F=40N
D．重物上升4m，F=20N
3．（2017?杭州）如圖
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)所示裝置，在水平拉力F的作用下，物體M沿水平地面做勻速直線運動，已知彈簧秤讀數為10牛，物體M的運動速度為1米/秒（若不計滑輪與繩子質量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦），那么在此過程中（
）
A、物體M與地面間的摩擦力為5牛
B、物體M與地面間的摩擦力為10牛
C、水平拉力F做功的功率為20瓦
D、1秒內滑輪對物體M做功為10焦
4．(2019·嘉舟)為便于研究，某健身器
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)材中訓練拉力部分的機械結構可簡化為如圖所示的滑輪組。若不計摩擦，下列有關分析正確的是（
）
A、兩個滑輪在裝置中起的作用相同
B、拉力移動的距離與配重上升的距離相同
C、沿方向1與2勻速拉動配重，所用的力大小相等
D、將配重提升相同高度，用該裝置與直接提升所做的功相等
5．在水平桌面上放一個重300N的物體，
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"歡迎登陸21世紀教育網?)物體與桌面的摩擦力為60N，如圖所示，若不考慮繩的重力和繩的摩擦，使物體以0.1m/s勻速移動時，水平拉力F和其移動速度的大小為（　
　）21世紀教育網版權所有
A．300N
0.1m/s
B．150N
0.1m/s?
C．60N
0.2m/s
D．30N
0.2m/s?
6．把質量相等的A、B兩物體掛在如圖滑輪組下面，不計繩子、滑輪的重力和摩擦，放手后（　　）
A．A上升
B．A下降
C．A、B均靜止
D．無法判斷
7.如圖所示，某同學用重為10N的動滑輪勻速提升重為50N的物體，不計摩擦，則該同學所用拉力F的可能值是（　　）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A．20
N
B．25
N
C．30
N
D．35
N
考點3
機械效率
例3-1.（2020?自貢）如圖，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)重為G的物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面的底部移到頂部，設沿斜面移動的距離為s，高為h，拉力為F，物體受到的摩擦力為f，則斜21cnjy.com
面的機械效率為（　　）
A．
B．
C．
D．
例3-2.如圖所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不計，在物體勻速上升的過程中（　　）21
cnjy
com
A．甲圖省力，機械效率甲圖大
B．甲圖省力，機械效率一樣大
C．乙圖省力，機械效率乙圖大
D．乙圖省力，機械效率一樣大
例3-3.（2020?隨
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)州）體重為60kg的工人利用如圖滑輪組將一質量為80kg的重物A勻速提升1m，此時該滑輪組的機械效率為80%（不計繩重與摩擦，g取10N/kg），小明對此工作過程及裝置作出了以下論斷：
①動滑輪重為200N
②此過程中，工人對繩的拉力做功1000J
③重物勻速上升過程中，它的機械能增大
④若增大重物A的質量，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時，機械效率不可能達到90%
關于小明的以上論斷（　　）
A．只有①③正確
B．只有②③正確
C．只有①②③正確
D．①②③④都正確
例3-4.（2018·湖州）在拓展
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)課上，小泉同學模擬某建筑工地上拉動工件的情景，設置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內將一個重為100牛的物體，沿著水平地面勻速拉動了2米。人的拉力為18牛，物體移動時受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，不計繩重及機械的摩擦。求：www.21-cn-jy.com
（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）動滑輪受到的重力。
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◆變式訓練
1.如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
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"歡迎登陸21世紀教育網?)使足夠長的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運動，彈簧測力計的示數為3N。若不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪摩擦，則下列說法中正確的有（　　）
A．B受到的摩擦力為3N，方向水平向左
B．滑輪移動的速度為0.2m/s
C．繩子拉物體A的功率為2W
D．在運動過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測力計的示數仍為3N
2．（2020?蘇州）科技館里兩位老人正饒
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)有興致地體驗升降座椅裝置，小明觀察后畫出簡圖（如圖）進行研究。若爺爺質量m人＝60kg，奶奶用F＝240N的拉力將爺爺勻速拉升到頂端，該過程中奶奶手握住繩子向下拉動的總長度s＝6m。不計繩重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）奶奶所做的功；
（2）動滑輪（含座椅）的質量；
（3）該升降座椅裝置的機械效率（保留一位小數）。
3．（2018?蘭山區模擬）為了將放置
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)在水平地面上重G=100N的重物提升到高處，小明同學設計了圖（甲）所示的滑輪組裝置。當小明用圖（乙）所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的速度v和高度隨時間t變化的關系圖象如圖（丙）（丁）所示。繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。（不計繩重和摩擦）求：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）在2～3s內，拉力F的功率P及滑輪組的機械效率η。
（2）在1～2s內，拉力F做的功W。
（3）若繩子能承受的最大拉力是1500N，小李體重500N，他站在地面向下拉繩子使物體勻速上升，最大能提升多重的物體？2·1·c·n·j·y
part3.中考真題訓練
一、選擇題
1．（2019·衢州）如圖是起重機用四種方案將地面上的一棵大樹扶起的瞬間，其中拉力最小的是（
）
A
B
C
D
2.（2017·麗水）如圖所示，使用時屬于費力杠桿的是（
）
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A．鑷子夾石塊
B．起子開瓶蓋
C．羊角錘拔鐵釘
D．天平稱物體質量
3．(2019·溫州)晾曬三條相同的濕毛巾，下列做法最有可能讓衣架保持水平的是（
）
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A
B
C
D
4．（2017?臺州）小柯用圖中裝置提升重為400牛的物體，不計摩擦和滑輪自重，下列說法正確的是（
）
A、兩個滑輪均為定滑輪
B、人將繩子拉過1米，物體也上升1米
C、物體勻速上升時，人對繩子的拉力為200牛
D、使用該裝置不能省力，但能改變力的方向
5．
（2017·紹興）如圖甲是制作面團
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的情景，把竹竿的一端固定在繩扣中，人騎在另一端施加一個向下的大小為F的力，面團被不斷擠壓后變得更有韌性，圖乙為壓面團原理圖。關于壓面團過程的敘述正確的是（
）21教育網
A、面團對桿的作用力方向向下
B、面團對桿的作用力大小等于F
C、面團被壓扁說明力能使物體發生形變
D、A點向下移動的距離小于B點向下移動的距離
A
B
C
D
6．（2017·溫州）小明在按壓式訂書機的N點施加壓力，將訂書針釘入M點下方的紙張中，能正確表示他使用該訂書機時的杠桿示意圖是（
）
7．（2017·嘉興）如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列有關說法正確的是（
）
A、刀刃很薄可以增大壓力
B、鍘刀實質上是一種費力杠桿
C、甘蔗放在a點比b點更易被切斷
D、手沿
F1方向用力比沿
F2方向更省力
8．(2019·紹興)如圖是上肢力量健
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)身器示意圖。杠桿AB可繞O點在豎直平面內轉動，AB=
3BO，配重的重力為120牛。重力為500牛的健身者通過細繩在B點施加豎直向下的拉力為F1時，杠桿在水平位置平衡，配重對地面的壓力為85牛。在B點施加豎直向下的拉力為F2時，杠桿仍在水平位置平衡，配重對地面的壓力為60牛。已知F1
:
F2=2:3，杠桿AB和細繩的質量及所有摩擦均忽略不計。下列說法正確的是（
）www-2-1-cnjy-com
A、配重對地面的壓力為50牛時，健身者在B點施加豎直向下的拉力為160牛
B、配重對地面的壓力為90牛時，健身者在B點施加豎直向下的拉力為120牛
C、健身者在B點施加400牛豎直向下的拉力時，配重對地面的壓力為35牛
D、配重剛好被勻速拉起時，健身者在B點施加豎直向下的拉力為540牛
9．（2018·溫州）如圖為吸
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)盤式掛桿，將吸盤壓在瓷磚上排盡其中的空氣，掛桿就能被固定在瓷磚上。掛有平底鍋的掛鉤沿光滑水平橫桿從P點開始向吸盤B移動，若吸盤與橫桿的重力、吸盤大小均忽略不計，設掛鉤與吸盤A的距離為l，則吸盤B受到的摩擦力F的大小與l的關系圖像為（
）21
cnjy
com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
10．（2018·衢州）如圖
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)所示是汽車起重機，其中A、B組成滑輪組（結構如示意圖），C桿伸縮可改變吊臂的長短，D桿伸縮可改變吊臂與水平面的角度。O為吊臂的轉動軸。裝在E里的電動機牽引鋼絲繩，利用滑輪組提升重物，H為在車身外側增加的支柱，F為吊臂頂受到豎直向下的力，下列有關汽車起重機的敘述錯誤的是（
）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A、滑輪組A滑輪用于改變力的方向
B、當C桿伸長時吊臂對D桿的壓力將變大
C、當D桿伸長時力F的力臂將變小
D、H的作用是工作時以防翻車和避免輪胎受到的壓力過大
11．（2017·寧波）如圖所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示，用同一個動滑輪先后提升同一物體，使物體以相同的速度勻速上升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙，拉力做功的功率分別是P甲和P乙。若不計摩擦、動滑輪重和繩重，則F甲和F乙、P甲和P乙之間的大小關系是（
）【出處：21教育名師】
A．F甲＜F乙
P甲＝P乙
B．F甲＞F乙
P甲＞P乙
C．F甲＞F乙
P甲＝P乙
D．F甲＜F乙
P甲＜P乙
二、填空題
12.（2020
金華
麗水）簡單機械
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)廣泛應用于日常生活。某小區物業為了方便住戶扔垃圾，對垃圾桶進行了簡易改裝(如圖甲)。被拉起的垃圾桶蓋可看成是一個簡易杠桿。圖乙為桶蓋與繩子成90°角且處于靜止狀態時的示意圖，O為杠桿支點，A為繩子拉力F的作用點，B為桶蓋的重心。根據圖乙回答下列問題：
21·cn·jy·com
（1）定滑輪的作用是________；
（2）該狀態下的桶蓋屬于________(填“省力”、“費力”或“等臂”)杠桿。
13．（2018·湖州）一根均勻的長方體
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)細長直棒重1.5牛，下底面積為20厘米2，將它放在水平桌面上，并有1/4的長度露出桌面外，如圖所示。
21·世紀
教育網
（1）直棒對桌面的壓強為
帕。
（2）在棒的右端至少應施加
牛的豎直向下的力，才能讓它的左端離開桌面。
14．（2017·衢州）如圖為小柯制作的“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)杠桿力臂演示儀”，杠桿AOB可繞O點(螺母)轉動，OA=0.2m，OB=0.1m，G1=2N，杠桿自身重力和摩擦不計，固定裝置未畫出。
（1）當杠桿處于甲圖所示水平位置平衡時，G2的重力為_______N。
（2）松開螺母保持OA不動，使O
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)B向下折一個角度后，再擰緊螺母形成一根可繞O點轉動的杠桿AOB’（B’點對應B點），保持G1位置不變，要使杠桿在圖乙位置保持平衡，則G2應該移動到__________。2-1-c-n-j-y
A．B’點處
B．①
點處
C．②點處
D．③點處
15．（2017·金華）在
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)對汽車的發動機做檢修時需要引擎蓋抬起，抬起過程應用了杠桿原理。圖2為引擎蓋的受力分析模式圖：引擎蓋可繞O點自由轉動，A為引擎蓋重心位置。由圖2可知，該杠桿屬于
杠桿。在引擎蓋抬起過程中，重力G的力臂逐漸
。
16．（2018·寧波）在“觀察從斜
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)面滑下的小車在水平面上的運動”活動中，小車在相同斜面頂端由靜止釋放，沿斜面下滑到達底端，在毛巾、棉布和木板上向前運動一段距離，分別停在如圖所示位置。【版權所有：21教育】
（1）小車在相同斜面頂端由靜止釋放，是為了使小車到達水平面時的
相同。
（2）小車所受阻力越小，運動距離越遠。如果
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)運動的物體在
的理想情況下，它將保持原來的速度一直運動下去。300多年前，伽利略曾采用類似的方法得出相同的推論。
（3）實驗中，小車在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分別是P1、P2，，則P1
P2。（填“＞”、“＝”或“＜”
）
17．（2017?杭州）小金將長為0.
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)6米、質量可忽略不計的木棒擱在肩上，棒的后端A掛一個40牛的物體，肩上支點O離后端A為0.2米，他用手壓住前端B使木棒保持水平平衡，如圖所示，小金的質量為50千克，則此時手壓木棒的壓力大小為　
　牛，肩對木棒的支持力大小為　
　牛，人對地面的壓力大小為　
　牛。（g=10牛/千克）
三、簡答題
18．（2019·杭州）如圖甲，有一輕質桿，左右各掛由同種金屬制成、質量分別為m1和m2（m1>m2)的實心物塊后恰好水平平衡。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）求左右懸掛點到支點O的距離L1與L2之比。
（2）將兩物分別浸沒于水中(如圖乙)，桿將會________（選填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”)，試通過推導說明。【來源：21cnj
y.co
m】
19．（2018·臺州）圖甲是一種壺口處配有自動開合小壺蓋的電水壺。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）如圖乙，電水壺底部的導線連接
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)裝置有銅環①、銅環②和銅柱③。經測試發現：①、②之間是絕緣的，②、③之間常溫下有十幾歐姆的電阻。則與水壺金屬外殼相連的裝置是_______。
（2）圖丙是自動開合小壺蓋簡化側視圖。OA是
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)小壺蓋，C是其重力作用點。B是小壺蓋的配重。OB是配重柄。AOB能繞固定點O自由轉動。請在圖丙中作出小壺蓋的重力G及其力臂l。
（3）已知：小壺蓋質量為4克，OA=3厘米，OC=1.4厘米，OB=1厘米，∠AOB=1350。要求倒水時，壺身最多傾斜450，小壺蓋便自動打開；壺身豎直時，小壺蓋在水平位置自動閉合。求配重B的質量取值范圍。（配重柄質量和O點的摩擦均忽略不計，取1.4）
20.（2020
臺州）晾衣架(如圖)給日常生活帶來許多方便，轉動手搖器能使橫桿上升或下降
（1）安裝在天花板上虛線框內的簡單機械應是________。
（2）使用一段時間后，對手搖器的轉軸添加潤滑劑，目的是________。
（3）將掛在晾衣架上重為20牛的衣服升高1.5米，至少對衣服做多少功?
（4）由于使用不當.造成晾衣
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)架右側鋼絲繩受損，最多只能承受15牛的力，左側鋼絲繩能正常使用。晾衣架的橫桿上有11個小孔，相鄰兩孔間的距離均為20厘米。現準備將重為20牛的一件衣服掛到水平橫桿的小孔進行晾曬，通過計算說明掛在哪些編號的小孔，在側鋼絲繩會斷裂(橫桿、衣架和鋼絲繩等自重不計)。
1.杠桿
滑輪
機械效率
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精品試卷·第
2
頁
（共
2
頁）
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童科學
本次課程：杠桿滑輪、機械效率
年級：
九年級
科目
：
科學
本次課學習目標：
掌握1.杠桿2.滑輪3.機械效率
part1.考點思維導圖
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
考點1
杠桿
例1-1.（2020?白銀）下列工具屬于費力杠桿的是（　　）
A.羊角錘
B．筷子
C．起瓶器
D．鋼絲鉗
【解答】A、羊角錘在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；
B、筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；
C、瓶蓋起子在在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；
D、鋼絲鉗在在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。故選：B。
例1-2.如圖所示是一輛均勻裝滿貨物的手推車．
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"歡迎登陸21世紀教育網?)當前輪遇到障礙物A時，售貨員向下壓扶手；當后輪遇到障礙物（未畫出）時，售貨員向上提扶手，手推車都可看作杠桿，則下列說法正確的是（　B　）2-1-c-n-j-y
A．下壓扶手時支點是C，上提扶手時支點是A
B．前后輪遇到障礙物相比，下壓比上提較費力
C．分別下壓和上提時，手推車都可看作省力杠桿
D．分別下壓和上提時，手推車都可看作費力杠桿
例1-3.如圖是一個指甲剪的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示意圖，它是由三個杠桿ABC、OBD和OED組成。用它剪指甲時，屬于省力杠桿的是（　A　）21世紀教育網21-cn-jy.com【來源：21cnj
y.co
m】
A．ABC
B．OBD
C．OED
D．三個都是
例1-4.如圖所示，用一根自重可忽略不計的撬棒撬
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)石塊，若撬棒C點受到石塊的壓力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，則要撬動該石塊所用的最小的力應不小于（　C　）
A．600N
B．400N
C．200N
D．150N
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
例1-5.如圖所示，O為杠桿AB的支點，A端掛一重物G，圖中能使杠桿在水平位置平衡的最小的拉力是（A　）
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
例1-6.（2020
寧波）現有一根形變不計
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)、長為L的鐵條AB和兩根橫截面積相同、長度分別為La、Lb的鋁條a、b。將鋁條a疊在鐵條AB上，并使它們的右端對齊，然后把它們放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此時OB的距離恰好為La，如圖所示。取下鋁條a后，將鋁條b按上述操作方法使鐵條AB再次水平平衡，此時OB的距離為Lx。下列判斷正確的是（
??）
A.若La?成立?????B.若La>
成立
C.若Lb
則
<
Lx則Lx
<
成立www.21-cn-jy.com
【答案】A
【考點】杠桿的平衡條件
【解析】當把鋁條a放在鐵條上時，鐵條的重力G鐵為阻力，作用在中點，那么阻力臂為：；動力為鋁條a的重力Ga，作用在它的中點處，動力臂為
，
根據杠桿的平衡條件得到：?
?①；
當把鋁條b放在鐵條上時，鐵條的重力G鐵為阻力，作用在中點，那么阻力臂為：；動力為鋁條a的重力Ga
，作用在它的中點處，動力臂為
，
根據杠桿的平衡條件得到：②；
①÷②得到：
③；
因為鋁條a和b橫截面積相等，根據公式G=ρVg=ρShg可知，鋁條的重力與長度成正比，
即：；
將其代入入③得到：；
因為La所以；那么；
化簡得到：；
整理得到：；
即：；
那么：。
AB、如果支點O不動，因為Lb>La，
所以肯定后有一部分在O點左側。與原來相比可知，此時左邊重力增大，為了維持平衡，必須減小阻力臂，增大動力臂，即支點向左移動，那么LaCD、若Lb
La，故C、D錯誤。
例1-7.如圖所示，質量分布均勻的長方體磚
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"歡迎登陸21世紀教育網?)，平放在水平地面上，第一次用豎直向上的力F1只作用于ab的中點，第二次用豎直向上的力F2作用于bc的中點，都使它們在豎直方向上慢慢向上移動h（h＜ab＜bc），則在上述過程中F1________F2（選填“大于”、“小于”或“等于”）；F1所做的功F1________F2所做的功（選填“大于”、“小于”或“等于”）；第一次克服重力所做的功________第二次克服重力所做的功（選鎮“大于”、“小于”或“等于”）。
答案：等于，等于，等于
解析：F1
和
F2向上拉物體時，動力
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"歡迎登陸21世紀教育網?)臂的長度均為阻力臂長度的2倍，則動力的大小也均為阻力大小的一半，即長方體磚重力大小的一半。F1
和
F2在豎直方向上均移動h，由W=FS得，F1
和
F2所做的功大小相等。在兩次移動過程中，重心移動的高度也相等，重力大小不變。則兩次克服重力所做的功也相等。
◆變式訓練
1．如圖所示，有一質量不計的長木板，左端
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)可繞O點轉動，在它的右端放一重為G的物塊，并用一豎直向上的力F拉著，當物塊向左勻速滑動時，木板始終在水平位置保持靜止，在此過程中，拉力F（　A　）21·世紀
育
A．
變小
B．變大
C．不變
D．先變大后變小
2.如圖所示，質地均勻的圓柱體，在拉力F的作用
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"歡迎登陸21世紀教育網?)下，由實線位置勻速轉到虛線所示位置，整個過程中，拉力F始終作用于A點且與OA保持垂直（OA為圓柱體橫截面的直徑），圓柱體在轉動過程中不打滑。則下列分析正確的是（
???）21m
A．拉力F逐漸變小
B．由于拉力F的力臂始終保持最長，拉力F始終保持最小值不變
C．拉力F逐漸變大
D．條件不足，無法判斷
答案：A
動力F的力臂L始終保持不變，阻力為圓柱體的重
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"歡迎登陸21世紀教育網?)力G始終大小不變，由實線位置轉到虛線位置時，重力的力臂逐漸減小，又因為FL=GL′，所以動力F逐漸變小。
注意：需要找出的等量關系。動力臂大小不變，重力的大小不變。根據杠桿平衡就可以找出力F大小與重力臂變化的關系。【版權所有：21教育】
3．如圖所示，杠桿OA的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)B點掛著重物G，A端用細繩掛在圓弧EF上，此時OA恰成水平，且A點與圓弧形架EF的圓心重合。當繩AM的M端從E點緩慢滑到F點的過程中，繩對A點拉力的大小將（　D　）om
A．逐漸變大
B．逐漸變小
B．
先變大再變小
D．先變小再變大
4.密度均勻的直尺AB放在水平桌
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"歡迎登陸21世紀教育網?)面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺長的三分之一，當B端掛5N的重物P時，直尺的A端剛剛開始翹起，如圖所示，則此直尺受到的重力是（　　）21世紀教育網21-cn-jy.com
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A.
2.5N
B.
5N
C.
10N
D.
無法確定
答案：C
設直尺長為L。從圖示可以看
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)出：杠桿的支點為O，動力大小等于物重5N，動力臂為1/3L；阻力為直尺的重力G′，阻力的力臂為1/2L-1/3L=1/6L；21·世紀
教育網
由杠桿平衡的條件得：G′L′=GL
G′×1/6L=
5N×1/3L
G′=10N
注意：均勻規則物體的重心位于物體的幾何中心
5.（2020
湖州）為了防止門
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)被風吹動，常在門背后和墻上安裝如圖甲所示的“門吸”。圖乙是簡化后的模型門可以繞軸O自由轉動，門寬為1．2米。“門吸”與O位置關系、“門吸”引力大小和方向如圖乙所示。(摩擦力忽略不計)
（1）關門所需的最小力F是________牛。
（2）在圖乙中畫出F的作用點和方向。
【答案】
（1）4
（2）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
【考點】杠桿的平衡條件，杠桿中最小力問題
【解析】（1）將O點看作杠桿的支點，門吸對門
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的吸力6N為阻力，阻力臂為0.8m，當人的推力作用在門邊且與門垂直時，此時動力臂最長為1.2m，
根據杠桿的平衡條件得到：F2×L2=F1×L1；
6N×0.8m=F1×1.2m；
解得：F1=4N；
（2）以門寬為動力臂，從門的邊緣作門的垂線段，這就是最小力F。
6.（2020
杭州）桿秤是一種用來
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)測量物體質量的工具。小金嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤上不放重物時，將秤砣移至O點提紐處，桿秤恰好水平平衡，于是小金將此處標為0刻度。當秤盤上放一個質量為2kg的物體時，秤砣移到B處，恰好能使桿秤水平平衡測得OA=5cm，OB=10cm。
（1）計算秤砣的質量
（2）小金在B處標的刻度應為________kg。若圖中OC=2OB，則C處的刻度應為________Kg
（3）當秤盤上放一個質量為2kg的物
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)體時，若換用一個質量更大的秤砣，移動秤砣使桿秤再次水平平衡時，其讀數________（選填“<”或“>”)2kg，由此可知一桿杄秤不能隨意更換秤砣
【答案】（1）根據杠桿平衡條件：F1
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)l1=F2l2，得m1gl1=m2gl2，即：m1l1=m2l2，2kg×5cm=m2×10cm，得m2=1kg
（2）2；4（3）<
【考點】杠桿的平衡條件
【解析】（1）將O點看作杠桿的支
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)點，秤砣的重力看做阻力，OB為阻力臂；物體的重力為動力，動力臂為OA，
根據杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，
即：m1gl1=m2gl2，
m1OA=m2OB；
2kg×5cm=m2×10cm；
解得：m2=1kg
（2）因為秤砣在B處平衡時，物體的質量為2kg，所以小金在B處標的刻度應為2kg；
若圖中OC=2OB，
根據杠桿的平衡條件得到：G物×OA=G秤砣×OC；
m物g×OA=m秤砣g×OC；
m物×OA=m秤砣×OC；
m物×5cm=1kg×20cm；
解得：m物=4kg；
因此在C處的刻度應為4kg；
（3）根據杠桿的平衡條件得到：
G物×OA=G秤砣×OC'；
m物×OA=m秤砣×OC'；
當物體的質量m物，OA不變時，秤砣的質量m秤砣增大，那么阻力臂OC'變小，
因此其讀數<2kg。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
考點2
滑輪
例2-1.如圖所示，不計繩重和摩擦，沿三種不
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)同的方向拉繩使物體勻速上升，所用的力分別是F1、F2、F3，則（　D　）【來源：21·世紀·教育·網】
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．三個力一樣大
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
例2-2.一個體重為50
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)0N的人，經測定他的手臂最大可發揮700N的力，若這個人用一定滑輪來提升重物，他所能提起的最大物重為（　C　）【來源：21cnj
y.co
m】
A．1200N
B．700N
C．500N
D．200N
例2-3.（2020
紹
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)興）如圖，甲、乙實驗可以得出“定滑輪不能省力”這一結論，小敏想通過一次實驗既得出結論，又能直接顯示出鉤碼的重力大小，于是在左側加上一個相同的彈簧測力計(彈簧測力計重力不能忽略、繩和滑輪之間摩擦不計)，下列四套裝置中能實現的是（
??）
21教育名師原創作品
A.?
?B.????C.?
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)??http://21世紀教育網21cnjy.com/
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)http://21世紀教育網21cnjy.com/
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)http://21世紀教育網21cnjy.com/
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)D.?
【答案】D
【考點】定滑輪及其工作特點
【解析】AC、由四套裝置圖可知，在
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)定滑輪的兩側各安裝一個彈簧測力計，然后分別測量出鉤碼的重力和拉力；測量鉤碼重力的彈簧測力計應上方固定，所以AC不符合題意；
BD、為了控制變量，所以彈簧測力計應都是固定上方，下方可動，故B錯誤；D正確。
例2-4.（2018·寧波）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)如圖所示。F1=4N,F2=3N,，此時物體A相對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）下列說法錯誤的是（
D
）
A、F2的功率為0.6W
B、彈簧測力計讀數為9N
C、物體A和地面之間有摩擦力
D、如果增大F2，物體A可能向左運動
◆變式訓練
1.如圖為工人搬運重物時采用的四種方案（其中重物底部的圓表示并排放置的圓鋼管的截面），其中最省力的方案是（　C　）　
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A
B
C
D
2．如圖所示，物重20N，繩的一端拴在地上，用力F使滑輪勻速上升2m，則（　C　）（不計輪重、繩重及摩擦）育名師原創作品
A．重物上升2m，F=10N
B．重物上升2m，F=40N
C．重物上升4m，F=40N
D．重物上升4m，F=20N
3．（2017?杭州）如圖所示裝置，在
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)水平拉力F的作用下，物體M沿水平地面做勻速直線運動，已知彈簧秤讀數為10牛，物體M的運動速度為1米/秒（若不計滑輪與繩子質量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦），那么在此過程中（
C
）
A、物體M與地面間的摩擦力為5牛
B、物體M與地面間的摩擦力為10牛
C、水平拉力F做功的功率為20瓦
D、1秒內滑輪對物體M做功為10焦
4．(2019·嘉舟)為便于研究，某健身器材
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)中訓練拉力部分的機械結構可簡化為如圖所示的滑輪組。若不計摩擦，下列有關分析正確的是（
C
）【出處：21教育名師】
A、兩個滑輪在裝置中起的作用相同
B、拉力移動的距離與配重上升的距離相同
C、沿方向1與2勻速拉動配重，所用的力大小相等
D、將配重提升相同高度，用該裝置與直接提升所做的功相等
5．在水平桌面上放一個重300N的物體，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"歡迎登陸21世紀教育網?)物體與桌面的摩擦力為60N，如圖所示，若不考慮繩的重力和繩的摩擦，使物體以0.1m/s勻速移動時，水平拉力F和其移動速度的大小為（　D　）21世紀21世紀教育網有
A．300N
0.1m/s
B．150N
0.1m/s?
C．60N
0.2m/s
D．30N
0.2m/s?
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
6．把質量相等的A、B兩物體掛在如圖滑輪組下面，不計繩子、滑輪的重力和摩擦，放手后（　B　）
A．A上升
B．A下降
C．A、B均靜止
D．無法判斷
7.如圖所示，某同學用重為10N的動滑輪勻速提升重為50N的物體，不計摩擦，則該同學所用拉力F的可能值是（　　）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A．20
N
B．25
N
C．30
N
D．35
N
答案：D
由題圖可知：拉力F的方向不是豎直向
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)上的，則力F的力臂將不再是動滑輪的直徑，而是小于直徑，如圖所示，根據杠桿的平衡條件Fl=（G+G輪）r，因為l＜2r，
所以F＞1/2（G+G輪）=1/2（50
N+10
N）=30
N，即F＞30
N。
考點3
機械效率
例3-1.（2020?自貢）如圖，重為G的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面的底部移到頂部，設沿斜面移動的距離為s，高為h，拉力為F，物體受到的摩擦力為f，則斜面的機械效率為（　　）2-1-c-n-j-y
A．
B．
C．
D．
【解答】此過程中，做的有用功為：W有＝Gh；
拉力做的總功為：W總＝Fs；
則斜面的機械效率為：η＝＝；
故B正確，ACD錯。故選：B。
例3-2.如圖所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不計，在物體勻速上升的過程中（　　）
A．甲圖省力，機械效率甲圖大
B．甲圖省力，機械效率一樣大
C．乙圖省力，機械效率乙圖大
D．乙圖省力，機械效率一樣大
答案：B
關鍵點：有用功相同，不計摩擦則根據圖可以額外功也相同。因此機械效率也相同。
甲有三股繩子比乙二股繩子省力。
例3-3.（2020?隨州）體重為
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)60kg的工人利用如圖滑輪組將一質量為80kg的重物A勻速提升1m，此時該滑輪組的機械效率為80%（不計繩重與摩擦，g取10N/kg），小明對此工作過程及裝置作出了以下論斷：21
cnjy
com
①動滑輪重為200N
②此過程中，工人對繩的拉力做功1000J
③重物勻速上升過程中，它的機械能增大
④若增大重物A的質量，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時，機械效率不可能達到90%
關于小明的以上論斷（　　）
A．只有①③正確
B．只有②③正確
C．只有①②③正確
D．①②③④都正確
【解答】（1）重物A的重力：GA＝mAg＝80kg×10N/kg＝800N
不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率η＝＝＝＝＝80%，解得動滑輪重力：G動＝200N，故①正確；【來源：21·世紀·教育·網】
（2）工人對重物A做的有用功：
W有用＝Gh＝800N×1m＝800J，
由η＝＝80%可得工人對繩的拉力做功（總功）：
W總＝＝＝1000J，故②正確；
（3）重物勻速上升過程中，質量不變、速度不變，動能不變；質量不變、高度增大，重力勢能增大，它的機械能增大，故③正確；
（4）若增大重物A的質量，重物的重力增大，滑輪組的機械效率增大，同時工人的拉力增大，工人的最大拉力：
F最大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，
由圖知，n＝3，不計繩重和摩擦，最大拉力F最大＝（G最大+G動），
提升的最大物重：
G最大＝3F最大﹣G動＝3×600N﹣200N＝1600N，
因為不計繩重和摩擦，滑輪組的最大機械效率η＝＝＝，
所以最大機械效率：
η最大＝＝≈88.9%，
所以，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時，機械效率不可能達到90%，故④正確。
故①②③④正確。
故選：D。
例3-4.（2018·湖州）在
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)拓展課上，小泉同學模擬某建筑工地上拉動工件的情景，設置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內將一個重為100牛的物體，沿著水平地面勻速拉動了2米。人的拉力為18牛，物體移動時受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，不計繩重及機械的摩擦。求：21教育網
（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）動滑輪受到的重力。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）s=2×2米=4米
W=Fs=18牛×4米=72焦
（2）P===18瓦
（3）f=0.35G=0.35×100牛=35牛
G輪=2F-f=2×18牛-35牛=1牛
◆變式訓練
1.如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com"
\o
"歡迎登陸21世紀教育網?)使足夠長的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運動，彈簧測力計的示數為3N。若不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪摩擦，則下列說法中正確的有（　　）
A．B受到的摩擦力為3N，方向水平向左
B．滑輪移動的速度為0.2m/s
C．繩子拉物體A的功率為2W
D．在運動過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測力計的示數仍為3N
答案：D
試題分析：以B為研究對象，本題中它在水平方向受到兩個力的作用：彈簧測力計對它向左的拉力，物體A對它的向右的摩擦力。當B與A發生相對運動時，無論如何拉滑輪，B相對于地面是靜止的，所以B始終處于平衡狀態，拉力和摩擦力是一對平衡力，根據彈簧測力計的示數，可以知道B受到的摩擦力為3N，方向向右。此滑輪是動滑輪，繩子移動速度是滑輪移動速度的2倍，所以滑輪移動速度為0.1m/s。若不計各種摩擦和滑輪重、彈簧測力計重、繩重等，A對繩子的拉力等于拉力F的一半，繩子拉物體A的力為5N，拉力的功率為：
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易錯點：物體A速度為
0.2m/s。而F的作用點速度為多少則錯誤很多。
2．（2020?蘇州）科技館里兩
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)位老人正饒有興致地體驗升降座椅裝置，小明觀察后畫出簡圖（如圖）進行研究。若爺爺質量m人＝60kg，奶奶用F＝240N的拉力將爺爺勻速拉升到頂端，該過程中奶奶手握住繩子向下拉動的總長度s＝6m。不計繩重和摩擦，g取10N/kg。求：21·cn·jy·com
（1）奶奶所做的功；
（2）動滑輪（含座椅）的質量；
（3）該升降座椅裝置的機械效率（保留一位小數）。
【解答】（1）奶奶所做的功：
W＝Fs＝240N×6m＝1440J；
（2）爺爺的質量m人＝60kg，則爺爺的重力：
G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，
由圖可知，n＝3，不計繩重和摩擦，由F＝（G+G動）可得動滑輪（含座椅）的重力：
G動＝nF﹣G＝3×240N﹣600N＝120N，
動滑輪（含座椅）的質量：
m動＝＝＝12kg；
（3）不計繩重和摩擦，該升降座椅裝置的機械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。
答：（1）奶奶所做的功是1440J；
（2）動滑輪（含座椅）的質量是12kg；
（3）該升降座椅裝置的機械效率是83.3%。
3．（2018?蘭山區模
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)擬）為了將放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高處，小明同學設計了圖（甲）所示的滑輪組裝置。當小明用圖（乙）所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的速度v和高度隨時間t變化的關系圖象如圖（丙）（丁）所示。繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。（不計繩重和摩擦）求：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）在2～3s內，拉力F的功率P及滑輪組的機械效率η。
（2）在1～2s內，拉力F做的功W。
（3）若繩子能承受的最大拉力是1500N，小李體重500N，他站在地面向下拉繩子使物體勻速上升，最大能提升多重的物體？21世紀教育網版權所有
【解答】解：（1）由圖象可知，在2～3s內，重物做勻速運動，v1=2.50
m/s，拉力F1=40N，
因為連接動滑輪的繩子有三根，所以拉力F的作用點下降的距離是重物上升高度h1的3倍。
拉力F的功率P=F1v2=40N×7.5m/s=300W；
滑輪組的機械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%。
（2）在1～2s內，拉力F2=50N，重物上升高度h=1.25m，拉力通過的距離s=3h=3×1.25m=3.75m，
拉力F所做的功W=F2s=50N×3.75m=187.5J；
（3）不計繩重和摩擦，拉力F1=（G+G動），則G動=3F﹣G=3×40N﹣100N=20N，
繩子能承受的最大拉力是1500N，所以物體的最大重力為G大=3F大﹣G動=3×500N﹣20N=1480N。
答案：（1）在2～3s內，拉力F的功率P為300W，滑輪組的機械效率為83.3%；
（2）在1～2s內，拉力F所做的功W為187.5
part3.中考真題訓練
一、選擇題
1．（2019·衢州）如圖是起重機用四種方案將地面上的一棵大樹扶起的瞬間，其中拉力最小的是（
C
）
A
B
C
D
2.（2017·麗水）如圖所示，使用時屬于費力杠桿的是（
A
）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A．鑷子夾石塊
B．起子開瓶蓋
C．羊角錘拔鐵釘
D．天平稱物體質量
3．(2019·溫州)晾曬三條相同的濕毛巾，下列做法最有可能讓衣架保持水平的是（
B
）
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(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A
B
C
D
4．（2017?臺州）小柯用圖中裝置提升重為400牛的物體，不計摩擦和滑輪自重，下列說法正確的是（
C
）
A、兩個滑輪均為定滑輪
B、人將繩子拉過1米，物體也上升1米
C、物體勻速上升時，人對繩子的拉力為200牛
D、使用該裝置不能省力，但能改變力的方向
5．
（2017·紹興）如圖甲是制作面
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)團的情景，把竹竿的一端固定在繩扣中，人騎在另一端施加一個向下的大小為F的力，面團被不斷擠壓后變得更有韌性，圖乙為壓面團原理圖。關于壓面團過程的敘述正確的是（
C
）
A、面團對桿的作用力方向向下
B、面團對桿的作用力大小等于F
C、面團被壓扁說明力能使物體發生形變
D、A點向下移動的距離小于B點向下移動的距離
A
B
C
D
6．（2017·溫州）小明在按壓式訂書機的N點施加壓力，將訂書針釘入M點下方的紙張中，能正確表示他使用該訂書機時的杠桿示意圖是（
A
）2·1·c·n·j·y
7．（2017·嘉興）如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列有關說法正確的是（
C
）
A、刀刃很薄可以增大壓力
B、鍘刀實質上是一種費力杠桿
C、甘蔗放在a點比b點更易被切斷
D、手沿
F1方向用力比沿
F2方向更省力
8．(2019·紹興)如圖是上肢力量
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)健身器示意圖。杠桿AB可繞O點在豎直平面內轉動，AB=
3BO，配重的重力為120牛。重力為500牛的健身者通過細繩在B點施加豎直向下的拉力為F1時，杠桿在水平位置平衡，配重對地面的壓力為85牛。在B點施加豎直向下的拉力為F2時，杠桿仍在水平位置平衡，配重對地面的壓力為60牛。已知F1
:
F2=2:3，杠桿AB和細繩的質量及所有摩擦均忽略不計。下列說法正確的是（
C
）21
cnjy
com
A、配重對地面的壓力為50牛時，健身者在B點施加豎直向下的拉力為160牛
B、配重對地面的壓力為90牛時，健身者在B點施加豎直向下的拉力為120牛
C、健身者在B點施加400牛豎直向下的拉力時，配重對地面的壓力為35牛
D、配重剛好被勻速拉起時，健身者在B點施加豎直向下的拉力為540牛
【答案】
C
【考點】二力平衡條件的應用，杠桿的平衡條件，滑輪組及其工作特點
【解析】【分析】（1）對配重進行受力分析，根據二力平衡原理計算出配重繩子上的拉力F；對動滑輪進行受力分析，計算出杠桿A點產生的拉力FA；根據杠桿的平衡條件計算出B點的拉力F1
，
并且找到B點拉力與配重的重力等之間的數學關系式；用同樣的方法計算出B點的拉力F2
，
借助
F1：F2=2：3
計算出動滑輪的重力；
（2）使用上面同樣的方法計算出配重對地面的壓力為50N和90N時，B點施加的向下的拉力；
（3）將FB=400N代入關系式計算配重對地面的壓力；
（4）配重剛好被拉起，即它對地面的壓力為0，根據上面的關系式計算出B點的拉力。
【解答】當配重在地面上保持靜止狀態時，它受到的繩子的拉力F為：F=G-FN；
因為動滑輪上有2段繩子承擔物重，
因此杠桿A點受到的拉力：；
根據杠桿的平衡條件得到：；
因為：
AB=3BO
；
所以：AO=2BO；
那么：；
即：；
當壓力為85N時，；
當壓力為60N時，；
因為：
F1：F2=2：3
；
所以：；
解得：G動=30N；
A.當配重對地面的壓力為50N時，B點向下的拉力為：
，
故A錯誤；
B.當配重對地面的壓力為90N時，B點向下的拉力為：
，
故B錯誤；
C.健身者在B點施加400N豎直向下的拉力時，
根據得到：
；
解得：FN=35N，故C正確；
D.配重剛好被拉起，即它對地面的壓力為0，
根據得到：
；
因為人的最大拉力等于體重500N，因此配重不可能勻速拉起，故D錯誤。
故選C。www-2-1-cnjy-com
9．（2018·溫州）如圖為吸盤式
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)掛桿，將吸盤壓在瓷磚上排盡其中的空氣，掛桿就能被固定在瓷磚上。掛有平底鍋的掛鉤沿光滑水平橫桿從P點開始向吸盤B移動，若吸盤與橫桿的重力、吸盤大小均忽略不計，設掛鉤與吸盤A的距離為l，則吸盤B受到的摩擦力F的大小與l的關系圖像為（
D
）
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10．（2018·衢州）如圖所示是汽車起
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)重機，其中A、B組成滑輪組（結構如示意圖），C桿伸縮可改變吊臂的長短，D桿伸縮可改變吊臂與水平面的角度。O為吊臂的轉動軸。裝在E里的電動機牽引鋼絲繩，利用滑輪組提升重物，H為在車身外側增加的支柱，F為吊臂頂受到豎直向下的力，下列有關汽車起重機的敘述錯誤的是（
A
）
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A、滑輪組A滑輪用于改變力的方向
B、當C桿伸長時吊臂對D桿的壓力將變大
C、當D桿伸長時力F的力臂將變小
D、H的作用是工作時以防翻車和避免輪胎受到的壓力過大
11．（2017·寧波）如圖所示，用同
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)一個動滑輪先后提升同一物體，使物體以相同的速度勻速上升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙，拉力做功的功率分別是P甲和P乙。若不計摩擦、動滑輪重和繩重，則F甲和F乙、P甲和P乙之間的大小關系是（
C
）
A．F甲＜F乙
P甲＝P乙
B．F甲＞F乙
P甲＞P乙
C．F甲＞F乙
P甲＝P乙
D．F甲＜F乙
P甲＜P乙
二、填空題
12.（2020
金華
麗水）簡單機械
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)廣泛應用于日常生活。某小區物業為了方便住戶扔垃圾，對垃圾桶進行了簡易改裝(如圖甲)。被拉起的垃圾桶蓋可看成是一個簡易杠桿。圖乙為桶蓋與繩子成90°角且處于靜止狀態時的示意圖，O為杠桿支點，A為繩子拉力F的作用點，B為桶蓋的重心。根據圖乙回答下列問題：
（1）定滑輪的作用是________；
（2）該狀態下的桶蓋屬于________(填“省力”、“費力”或“等臂”)杠桿。
【答案】（1）改變力的方向
（2）省力
【考點】杠桿的分類，定滑輪及其工作特點
【解析】（1）根據乙圖可知，如果不使
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)用定滑輪，那么拉力的方向應該向上，使用定滑輪后拉力的方向變為向下，因此定滑輪的作用是：改變力的方向；
（2）因為動力臂大于阻力臂，所以該狀態下的桶蓋屬于省力杠桿。
13．（2018·湖州）一根均勻的長方體
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)細長直棒重1.5牛，下底面積為20厘米2，將它放在水平桌面上，并有1/4的長度露出桌面外，如圖所示。
（1）直棒對桌面的壓強為
帕。
（2）在棒的右端至少應施加
牛的豎直向下的力，才能讓它的左端離開桌面。
（1）1000
（2）1.5
14．（2017·衢州）如圖為小柯制作的“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)杠桿力臂演示儀”，杠桿AOB可繞O點(螺母)轉動，OA=0.2m，OB=0.1m，G1=2N，杠桿自身重力和摩擦不計，固定裝置未畫出。
（1）當杠桿處于甲圖所示水平位置平衡時，G2的重力為_______N。
（2）松開螺母保持OA不動，使OB向下折一
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)個角度后，再擰緊螺母形成一根可繞O點轉動的杠桿AOB’（B’點對應B點），保持G1位置不變，要使杠桿在圖乙位置保持平衡，則G2應該移動到__________。
A．B’點處
B．①
點處
C．②點處
D．③點處
（1）4
（2）C
15．（2017·金華）在對汽車的發
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)動機做檢修時需要引擎蓋抬起，抬起過程應用了杠桿原理。圖2為引擎蓋的受力分析模式圖：引擎蓋可繞O點自由轉動，A為引擎蓋重心位置。由圖2可知，該杠桿屬于
杠桿。在引擎蓋抬起過程中，重力G的力臂逐漸
。【版權所有：21教育】
省力
變短
16．（2018·寧波）在“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)觀察從斜面滑下的小車在水平面上的運動”活動中，小車在相同斜面頂端由靜止釋放，沿斜面下滑到達底端，在毛巾、棉布和木板上向前運動一段距離，分別停在如圖所示位置。
（1）小車在相同斜面頂端由靜止釋放，是為了使小車到達水平面時的
相同。
（2）小車所受阻力越小，運
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)動距離越遠。如果運動的物體在
的理想情況下，它將保持原來的速度一直運動下去。300多年前，伽利略曾采用類似的方法得出相同的推論。
（3）實驗中，小車在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分別是P1、P2，，則P1
P2。（填“＞”、“＝”或“＜”
）
（1）初速度（2）不受任何阻力（或不受摩擦力）（不受外力或不受力）（3）>
17．（2017?杭州）小金將長
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)為0.6米、質量可忽略不計的木棒擱在肩上，棒的后端A掛一個40牛的物體，肩上支點O離后端A為0.2米，他用手壓住前端B使木棒保持水平平衡，如圖所示，小金的質量為50千克，則此時手壓木棒的壓力大小為　
　牛，肩對木棒的支持力大小為　
　牛，人對地面的壓力大小為　
　牛。（g=10牛/千克）21cnjy.com
20；60；540
三、簡答題
18．（2019·杭州）如圖甲，有一輕質桿，左右各掛由同種金屬制成、質量分別為m1和m2（m1>m2)的實心物塊后恰好水平平衡。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）求左右懸掛點到支點O的距離L1與L2之比。
（2）將兩物分別浸沒于水中(如圖乙)，桿將會________（選填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”)，試通過推導說明。
（1）∵杠桿平衡時有：F1×L1=F2×L2
∴m1g×L1=m2g×L2
變形得到：L1：L2=m2:m1
（2）仍然平衡
以浸沒于水的物體為研究對象進行受力分析：F拉+F浮=m物g
F拉=m物g-F浮=m物g-ρ水gV物=（1-)m物g
所以:F拉1×L1=（1-)m1gL1
F拉2×L2=（1-)m2gL2
∵m1gL1=m2gL2
∴F拉1L1=F拉2L2
因此杠桿仍然平衡
19．（2018·臺州）圖甲是一種壺口處配有自動開合小壺蓋的電水壺。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（1）如圖乙，電水壺底部的導線連
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)接裝置有銅環①、銅環②和銅柱③。經測試發現：①、②之間是絕緣的，②、③之間常溫下有十幾歐姆的電阻。則與水壺金屬外殼相連的裝置是_______。
（2）圖丙是自動開合小壺蓋簡化側
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)視圖。OA是小壺蓋，C是其重力作用點。B是小壺蓋的配重。OB是配重柄。AOB能繞固定點O自由轉動。請在圖丙中作出小壺蓋的重力G及其力臂l。
（3）已知：小壺蓋質量為4克，OA=3厘米，OC=1.4厘米，OB=1厘米，∠AOB=1350。要求倒水時，壺身最多傾斜450，小壺蓋便自動打開；壺身豎直時，小壺蓋在水平位置自動閉合。求配重B的質量取值范圍。（配重柄質量和O點的摩擦均忽略不計，取1.4）
（1）銅環①
（2）
（3）解：當配重柄水平時，可求配重B最小質量：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
OD=1/×OC=1/×1.4cm=1cm
根據F1l1=F2l2得：
G1l1=G2l2
m1g·OD=m2g·OB
m2===4g
當小壺蓋水平時，可求配重B最大質量：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
OE=1/×OB=1/×1cm≈0.71cm
根據F1l1=F2l2得：
G1l1，=G2l2，
m1g·OC=m2，g·OE
m2，==≈7.89g
答：配重B的質量取值范圍為4g~7.89g。
20.（2020
臺州）晾衣架(如圖)給日常生活帶來許多方便，轉動手搖器能使橫桿上升或下降
（1）安裝在天花板上虛線框內的簡單機械應是________。
（2）使用一段時間后，對手搖器的轉軸添加潤滑劑，目的是________。
（3）將掛在晾衣架上重為20牛的衣服升高1.5米，至少對衣服做多少功?
（4）由于使用不當.造成晾衣架右側鋼絲
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)繩受損，最多只能承受15牛的力，左側鋼絲繩能正常使用。晾衣架的橫桿上有11個小孔，相鄰兩孔間的距離均為20厘米。現準備將重為20牛的一件衣服掛到水平橫桿的小孔進行晾曬，通過計算說明掛在哪些編號的小孔，在側鋼絲繩會斷裂(橫桿、衣架和鋼絲繩等自重不計)。
21·世紀
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【答案】（1）定滑輪
（2）減小摩擦
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（3）W=Fs=Gh=20牛×1.5米=30焦
（4）晾衣桿可看作是一個杠桿，左側繩與晾衣桿的交點為杠桿的支點，l2為懸掛點到支點的距離
根據杠桿平衡公式：F1×l1=F2×l2
可得l2=
=
=150厘米
掛在9、10、11三個孔上晾曬會損壞晾衣架。
【考點】增大或減小摩擦的方法，功的計算公式的應用，杠桿的平衡條件，定滑輪及其工作特點
【解析】（1）根據圖片可知，安裝在天花板內的機械，應該能夠旋轉，并且它的位置固定不變，因此應該是定滑輪。
（2）使用一段時間后，對手搖器的轉軸添加潤滑劑，目的是減小摩擦。
（3）至少對衣服做功：W=Fs=Gh=20N×1.5m=30J；
（4）晾衣桿可看作是一個杠桿，左側繩與晾衣桿的交點為杠桿的支點，l2為懸掛點到支點的距離；
根據杠桿平衡公式：F1×l1=F2×l2；
可得：?；??
那么可以懸掛的最右邊的孔為：；
因此掛在9、10、11三個孔上晾曬會損壞晾衣架。
part4.自我評價
1.本次課最重要的三個知識點：
2.明天中午吃什么？
1.杠桿
滑輪
機械效率
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精品試卷·第
2
頁
（共
2
頁）
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