資源簡介

第十講《簡單機械》達標檢測卷
時間：45分鐘 滿分：100分
一．選擇題（每題3分，共75分）
1．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（　　）
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
2．如圖所示，用四個滑輪組分別勻速提升重力均為G的物體，若不計滑輪重、繩重及軸摩擦，下列關系式正確的是（　　）
A．3F1=G B．3F2=G C．F3=2G D．F4=2G
3．在我校物理科技節上，玲玲老師給大家演示了神奇的“二力平衡”。如圖所示，當一學生握住中間細細的圓柱體并保持靜止時，玲玲老師用兩彈簧測力計拉動圓柱體兩側的“同一根”細線，使“整根”細線向右做勻速運動，神奇的是：左手甲彈簧測力計的示數為4.8N，右手乙彈簧測力計的示數卻只有1.6N．“同一根”細線右端受拉力小，為何細線還能向右勻速運動呢？原來中空的細圓柱體內部另有“機械”，你認為內部最有可能的滑輪繞線結構是下列圖中（不計繩重及摩擦）（　　）
A． B． C． D．
4．如圖所示，夾食物時兩根筷子都可以看作杠桿，能正確表示其中一根杠桿的支點O、杠桿受到的動力F1和阻力F2的是（　　）
A． B． C． D．
5．如圖，用刻度均勻的勻質杠桿進行“杠桿平衡條件”的實驗（每個鉤碼重為0.5牛）。下列說法正確的是（　　）
A．實驗前出現如圖所示情況，應將杠桿的平衡螺母向左調
B．如圖，在AB處各增加一個鉤碼，杠桿仍然能保持平衡
C．如圖，彈簧測力計從a位置轉到b，為保持杠桿在水平位置平衡，其示數需變大
D．如圖，用彈簧測力計在c點向上拉杠桿，為保持杠桿在水平位置平衡，其示數小于3牛
6．輕質杠桿每小格的長度相等，O為支點。在杠桿左側掛一物體甲，若在杠桿右側掛一物體乙，并在物體乙的下方拴接一個彈簧，如圖17所示，當杠桿在水平位置時，整個裝置處于平衡狀態。已知物體乙的重力為800N，彈簧對物體乙的作用力為200N．下列說法正確的是（　　）
A．物體甲的重力一定為500N B．物體甲的重力可能為300N
C．物體乙受到彈簧的一定處于壓縮狀態 D．物體乙受到繩子的拉力可能為900N或500N
7．下列工具屬于費力杠桿的是（　　）
A．起子 B．鑷子 C．鋼絲鉗 D．訂書機
8．如圖甲為鍘刀切甘蔗時的情景。若把鍘刀視為一根能夠繞固定點轉動的杠桿，原理用圖乙表示。則下列有關敘述中正確的是（　　）
A．鍘刀是費力杠桿 B．動力臂為AB C．固定點C是支點 D．F1和F2是一對平衡力
9．下列關于力F1力臂的作圖中，正確的是（　　）
A． B． C． D．
10．如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，力F在這個過程中（　　）
A．不變 B．變小 C．變大 D．先變大后變小
11．密度均勻的直尺放在水平桌面上，尺子伸出桌面部分CB是全尺長的1/3，當B端掛上5N的物體時，直尺的A端剛好沒有翹起。如圖，則此直尺受到的重力是（　　）
A．2.5N B．5N C．10N D．無法確定
12．如圖所示，要使杠桿處于平衡狀態，在A點分別作用的四個力中，最小的是（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
13．如圖所示是汽車起重機，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為吊臂頂端受到豎直向下的力。下列有關汽車起重機的敘述中錯誤的是（　　）
A．滑輪組中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
14．如圖所示，使用時屬于費力杠桿的是（　　）
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
15．如圖，在探究“杠桿平衡條件”實驗后，同學們交流討論，下列同學的發言正確的是（　　）
A．實驗中沒有考慮杠桿自身的重，是師生共同的疏忽
B．實驗中沒有考慮杠桿轉軸處的摩擦力，是因為摩擦力較小
C．調節橫梁平衡后，在測量過程中，還可以調節平衡螺母
D．該實驗可得出結論：當阻力和阻力臂乘積一定時，動力臂大，動力就大
16．某人用如圖定滑輪將重為G的重物勻速提起，若作用在繩的自由端的力分別為F1、F2、F3，則（　　）
A．F1＞F2＞F3 B．F1=F2=F3 C．F1＜F2＜F3 D．F1=F3＜F2
17．如圖所示，物體G在豎直向上的拉力F的作用下，勻速上升0.2m．已知G=18N，F=10N．這一過程中摩擦和繩重不計，不能得到的結論是（　　）
A．繩子自由端上升0.4m B．拉力F做功4J
C．動滑輪重為4N D．物體重力G做功3.6J
18．對于使用滑輪組，下列說法正確的是（　　）
A．可以省力，但必須改變用力的方向
B．可以省力，但不能改變用力的方向
C．可以省力，同時又可以省距離
D．可以省力，同時可以改變用力的方向，但不能同時省距離
19．如圖所示，斜面光滑，推力分別為F1、F2，把物體從斜面底端推至斜面頂端，所做的功分別為W1、W2，那么（　　）
A．F1大于F2，W1等于W2 B．F1小于F2，W1小于W2
C．F1大于F2，W1大于W2 D．F1小于F2，W1等于W2
20．用如圖所示的滑輪勻速提起重為200牛的重物，若滑輪重為20牛，則實際使用時，所用拉力F的大小可能是（　　）
A．220牛 B．120牛 C．110牛 D．100牛
21．已知甲機器的機械效率是65%，乙機器的機械效率是80%，那么下列說法中正確的是（　　）
A．甲機器一定比乙機器省力 B．甲機器一定比乙機器省距離
C．甲機器做的有用功一定比乙機器多 D．以上說法都不對
22．在如圖所示的簡單機械中，三個滑輪完全相同，不計杠桿自重、繩重和摩擦，當將相同的物體勻速提升相同的高度時，下列說法正確的是（　　）
A．F1＜F4＜F3＜F2
B．在4幅圖中圖丙、丁中動力作用點移動的速度相等且最大
C．圖甲F1繞B點轉動一個小角度、圖乙F2改成水平向右方向后，則F1和F2大小都改變
D．圖丙、圖丁中的機械效率相等
23．小明用如圖所示的滑輪組將一個重為105N的物體勻速提升3m，所用的拉力為50N，此時拉力所做的功為W，滑輪組的機械效率為η1；若仍用該滑輪紐提升一個重為180N的物體。此時滑輪組的機械效率為η2，則W、η1、η2分別是（不計繩重和摩擦）（　　）
A．405J，75%，80% B．405J，75%，85% C．450J，70%，70% D．450J，70%，80%
24．如圖所示，利用輕質滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為30N，若物體和地面之間的摩擦力大小為45N，則A處的拉力大小和滑輪組的機械效率分別為（　　）
A．45N、50% B．45N、75% C．60N、50% D．60N、75%
25．如圖甲所示，一物體置于斜面上剛好能沿斜面勻速下滑，現用一沿斜面向上的拉力F使該物體沿斜面向上勻速滑動，如圖乙所示，則可知此時斜面的機械效率是（　　）
A． B．50% C．75% D．條件不足，無法確定斜面具體的機械效率
二．非選擇題（共25分）
26．如圖所示，用甲、乙兩滑輪勻速向上提升重物，物重都是600 N，不計動滑輪重及摩擦，繩子的拉力F甲為________N；F乙為________N．若將重物提高1 m，則甲滑輪繩子的自由端移動的距離為________m；乙滑輪繩子的自由端移動的距離為________m。
27．如圖所示，將長為1.2米的輕質木棒平放在水平方形臺面上，左右兩端點分別為A、B，它們距臺面邊緣處的距離均為0.3米。在A端掛一個重為30牛的物體，在B端掛一個重為G的物體。
（1）若G=30牛，臺面受到木棒的壓力為________牛。
（2）若要使木棒右端下沉，B端掛的物體至少要大于________牛。
（3）若B端掛物體后，木棒仍在水平臺面上靜止，則G的取值范圍為________牛。
28．往車上裝重物時，常常用長木板搭個斜面，把重物沿斜面推上去，如圖所示。工人用3m長的斜面，把1200N的重物提高1m。假設斜面很光滑，則需要施加的推力為________；若實際用力為500N，則斜面的機械效率為________，推重物時，重物受到的摩擦力為________。
29．如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖，O為支點，F1表示手對釣魚竿的作用力，在圖中畫出魚線對釣魚竿拉力F2的力臂l2。
30．已知每個滑輪重為100牛，物體重為1200牛、繩子能承受的最大拉力是300N，請在如圖中畫出滑輪組的繞線方法。
31．學完杠桿知識后，小明在綜合實踐活動中制作桿秤，他取一根質量均勻分布的圓木棒，測得木棒AB長度為80cm，質量為50g；一質量為350g的小盤和一個未知質量的螺母。（g取10N/kg）
（1）如圖甲所示，小明將小盤懸于棒的A端，用細線在O點提起木棒，木棒恰好水平平衡，則OA為多長？
（2）小明用螺母作為秤砣，他用調節好的托盤天平去測量螺母的質量，平衡時砝碼的質量及游碼在標尺上的位置如圖乙所示，則螺母的質量為　150　g。
（3）小明用該桿秤稱某物體的質量，平衡時的情形如圖丙所示，則該物體的質量有多大？
32．如圖所示，卡車以速度v0經過一段水平路面，再沿與水平地面成θ角的斜面以速度勻速v向上行駛。若卡車車重為G，功率恒為P．（水平路面和坡路路面的粗糙程度相同）
（1）比較v0和v的大小；
（2）請推導證明：斜面的機械效率η=；
（3）汽車在斜面上行駛時，受到的摩擦阻力f=__________。（用字母表示結果）
33．在某建筑工地上，為了搬運建筑材料，常常采用如圖所示的簡單機械。鋼絲繩拉力由電動機提供，電動機將電能轉化為機械能的效率為88%，電動機消耗的電能除了線圈發熱外，全部用于對鋼絲繩做功。此滑輪組在2分鐘內將重為6600牛的建筑材料勻速提升12米，所用的拉力為1760N（鋼絲繩重和摩擦不計）。
求：（1）滑輪組的機械效率。
（2）如果提供動力的電動機在220V的電壓下正常工作，求此過程中流過電動機的電流以及電動機線圈電阻。
1第十講《簡單機械》達標檢測卷
時間：45分鐘 滿分：100分
一．選擇題（每題3分，共75分）
1．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（　　）
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
【答案】D
【解析】A、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，拉力做功功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W，故A正確；B、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，彈簧測力計的示數F=3F2=3×3N=9N，故B正確；C、對于物體A，受到的力：B向左的摩擦力fB=2F2=2×3N=6N、向右的拉力F1=4N、因為A靜止，所以地面向右的摩擦力f地=fB﹣F1=6N﹣4N=2N，所以物體A與地面之間有摩擦力，故C正確；D、如果增大F2，B將做加速運動，B對A的壓力和接觸面的粗糙程度不變，B與A之間的摩擦力不變，A受力不變，還是處于靜止狀態，故D錯。故選D。
2．如圖所示，用四個滑輪組分別勻速提升重力均為G的物體，若不計滑輪重、繩重及軸摩擦，下列關系式正確的是（　　）
A．3F1=G B．3F2=G C．F3=2G D．F4=2G
【答案】B
【解析】不計滑輪重、繩重及摩擦：A．該選項中滑輪組，由2段繩子承擔動滑輪和物體的重，所以拉力F1=G，即2F1=G．故A錯誤；B．該選項中滑輪組，由3段繩子承擔動滑輪和物體的重，所以拉力F2=G，即3F2=G．故B正確；C．該選項中滑輪組，使用的是2個定滑輪，所以拉力F3=G．故C錯誤；D．該選項中滑輪組，由2段繩子承擔動滑輪和物體的重，所以拉力F4=G，即2F4=G．故D錯誤；故選B。
3．在我校物理科技節上，玲玲老師給大家演示了神奇的“二力平衡”。如圖所示，當一學生握住中間細細的圓柱體并保持靜止時，玲玲老師用兩彈簧測力計拉動圓柱體兩側的“同一根”細線，使“整根”細線向右做勻速運動，神奇的是：左手甲彈簧測力計的示數為4.8N，右手乙彈簧測力計的示數卻只有1.6N．“同一根”細線右端受拉力小，為何細線還能向右勻速運動呢？原來中空的細圓柱體內部另有“機械”，你認為內部最有可能的滑輪繞線結構是下列圖中（不計繩重及摩擦）（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】由“左手甲彈簧測力計的示數為4.8N，右手乙彈簧測力計的示數卻只有1.6N”可知，F乙=F甲，由此可確定內部的滑輪的繞線是三段繩子，A選項是兩個定滑輪，不省力。B是三段繩子承擔，符合要求。C選項應該是B的顛倒，D是四段繩子承擔。故選B。
4．如圖所示，夾食物時兩根筷子都可以看作杠桿，能正確表示其中一根杠桿的支點O、杠桿受到的動力F1和阻力F2的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】觀察使用筷子的過程如下圖所示，O點為支點，物體作用在筷子B點向上的力為阻力F2，手指作用在筷子A點向下的力為動力即F1；故選項D正確，ABC錯誤。故選D。
5．如圖，用刻度均勻的勻質杠桿進行“杠桿平衡條件”的實驗（每個鉤碼重為0.5牛）。下列說法正確的是（　　）
A．實驗前出現如圖所示情況，應將杠桿的平衡螺母向左調
B．如圖，在AB處各增加一個鉤碼，杠桿仍然能保持平衡
C．如圖，彈簧測力計從a位置轉到b，為保持杠桿在水平位置平衡，其示數需變大
D．如圖，用彈簧測力計在c點向上拉杠桿，為保持杠桿在水平位置平衡，其示數小于3牛
【答案】C
【解析】A、由圖可知，杠桿的右端上翹，要使杠桿在水平位置平衡，平衡螺母應向右端移動，故A錯誤；B、設一個鉤碼重為G，一格的長度為L，原來：3G×2L=2G×3L，杠桿平衡；在杠桿兩側掛鉤碼處各增加一個質量相等的鉤碼，現在：4G×2L＜3G×3L，所以杠桿不再平衡，杠桿的右端下沉，故B錯誤；C、圖中彈簧測力計從a位置轉到b，此時拉力F的力臂變短，根據杠桿的平衡條件可知，拉力變大，即測力計的示數變大，故C正確；
D、若不計杠桿的重力，根據杠桿的平衡條件可得：F′ 2L=3G 4L，解得測力計的示數：F′=6G=6×0.5N=3N；利用如圖所示裝置進行探究，杠桿的重力不能忽略，且杠桿的重心在桿的中點（杠桿的重心沒有通過支點），杠桿的重力與鉤碼的重力都會使杠桿向逆時針方向轉動，所以彈簧測力計的示數應大于3N，故D錯誤。故選C。
6．輕質杠桿每小格的長度相等，O為支點。在杠桿左側掛一物體甲，若在杠桿右側掛一物體乙，并在物體乙的下方拴接一個彈簧，如圖17所示，當杠桿在水平位置時，整個裝置處于平衡狀態。已知物體乙的重力為800N，彈簧對物體乙的作用力為200N．下列說法正確的是（　　）
A．物體甲的重力一定為500N B．物體甲的重力可能為300N
C．物體乙受到彈簧的一定處于壓縮狀態 D．物體乙受到繩子的拉力可能為900N或500N
【答案】B
【解析】若物體乙受到彈簧的作用力方向向上（即支持力），則此時乙物體對杠桿的拉力：F拉=G﹣F彈=800N﹣200N=600N，由杠桿的平衡條件可得：G甲L甲=F拉L乙，設杠桿上每小格長為L，則：G甲===300N；故A錯誤，B正確；由題意可知，物體乙受到彈簧的作用力可能向上，也可能向下（即彈簧拉物體乙），所以彈簧可能處于壓縮狀態也可能處于拉伸狀態，故C錯誤；若物體乙受到彈簧的作用力方向向下（即彈簧拉物體乙），此時乙物體對杠桿的拉力：F拉=G+F彈=800N+200N=1000N，即此時乙受到繩子的拉力是1000N，即D錯誤；故選B。
7．下列工具屬于費力杠桿的是（　　）
A．起子 B．鑷子 C．鋼絲鉗 D．訂書機
【答案】B
【解析】A、起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；B、鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；C、鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；D、訂書機在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；故選B。
8．如圖甲為鍘刀切甘蔗時的情景。若把鍘刀視為一根能夠繞固定點轉動的杠桿，原理用圖乙表示。則下列有關敘述中正確的是（　　）
A．鍘刀是費力杠桿 B．動力臂為AB C．固定點C是支點 D．F1和F2是一對平衡力
【答案】C
【解析】鍘刀也是杠桿，其軸是支點C，故C正確；切草處是阻力作用點，刀柄是動力作用點，因為動力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿，故A錯誤；動力臂為支點到動力的作用線的距離，故動力臂為AC，故B錯誤；F1和F2是大小不相等，沒有作用在同一條直線上，不是平衡力，故D錯誤。故選C。
9．下列關于力F1力臂的作圖中，正確的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】因為動力的力臂的做法是過支點作動力作用線的垂線段，而A B選項中線段與動力作用線不垂直，所以A、B選項錯誤；又因為D選項中，表示力臂的不是支點到動力作用線的距離，故D選項錯誤，C選項正確。故選C。
10．如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，力F在這個過程中（　　）
A．不變 B．變小 C．變大 D．先變大后變小
【答案】C
【解析】在杠桿緩慢由A到B的過程中，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，動力臂OA的長度沒有變化，阻力G的大小沒有變化，而阻力臂L2卻逐漸增大；由杠桿的平衡條件知：F OA=G L2，當OA、G不變時，L越大，那么F越大；因此拉力F在這個過程中逐漸變大。故選C。
11．密度均勻的直尺放在水平桌面上，尺子伸出桌面部分CB是全尺長的1/3，當B端掛上5N的物體時，直尺的A端剛好沒有翹起。如圖，則此直尺受到的重力是（　　）
A．2.5N B．5N C．10N D．無法確定
【答案】C
【解析】
由題知，直尺G是密度均勻的，其重心在直尺的中點O，所掛重物G′，∵LCB=LAB，∴LCA=LAB，LOC=LAB﹣LAB=LAB，由杠桿的平衡條件得：G×LOC=G′×LCB，即：G×LAB=5N×LAB，解得：G=10N；故選C。
12．如圖所示，要使杠桿處于平衡狀態，在A點分別作用的四個力中，最小的是（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【答案】C
【解析】在A點施力F，由于阻力豎直向下，因此動力F方向向上，并且當F的方向與杠桿垂直時動力臂最大，此時最省力，即F3最小。故選C。
13．如圖所示是汽車起重機，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為吊臂頂端受到豎直向下的力。下列有關汽車起重機的敘述中錯誤的是（　　）
A．滑輪組中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
【答案】A
【解析】A、A滑輪隨物體一起移動是動滑輪，動滑輪可以省力但可以改變力的方向，故A錯誤；B、當C桿伸長時吊臂阻力臂變長，在阻力和動力臂一定時，阻力臂越長，動力越大，根據物體間力的作用是相互的知，對D桿的壓力將變大，故B正確；C、當D桿伸長時力，物體變高，阻力臂F的力臂將變小，故C正確；D、操縱汽車起重機時，應在車身外側增加支柱即H，以防翻車，并避免輪胎受到過大的壓力。故D正確。故選A。
14．如圖所示，使用時屬于費力杠桿的是（　　）
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
【答案】A
【解析】A、用鑷子夾石塊，在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故A正確；B、用瓶起子開瓶蓋，在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B錯誤；C、用羊角錘拔釘子，在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C錯誤；D、天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故D錯誤。故選A。
15．如圖，在探究“杠桿平衡條件”實驗后，同學們交流討論，下列同學的發言正確的是（　　）
A．實驗中沒有考慮杠桿自身的重，是師生共同的疏忽
B．實驗中沒有考慮杠桿轉軸處的摩擦力，是因為摩擦力較小
C．調節橫梁平衡后，在測量過程中，還可以調節平衡螺母
D．該實驗可得出結論：當阻力和阻力臂乘積一定時，動力臂大，動力就大
【答案】B【解析】A、杠桿在水平位置平衡后，杠桿的重心通過支點，消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，故杠桿的自身重可以不考慮，故A錯誤；B、由于杠桿轉軸處的摩擦力較小，可以忽略不計，故B正確；C、調節橫梁平衡后，在測量過程中，不可以調節平衡螺母，故C錯誤；D、根據杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂：當阻力和阻力臂乘積一定時，動力和動力臂成反比，動力臂大，動力就小，故D錯誤。故選B。
16．某人用如圖定滑輪將重為G的重物勻速提起，若作用在繩的自由端的力分別為F1、F2、F3，則（　　）
A．F1＞F2＞F3 B．F1=F2=F3 C．F1＜F2＜F3 D．F1=F3＜F2
【答案】B
【解析】如圖所示，滑輪為定滑輪的使用；由于使用定滑輪不省力，但能改變用力方向，故三個方向的力的大小是相等的。故選B。
17．如圖所示，物體G在豎直向上的拉力F的作用下，勻速上升0.2m．已知G=18N，F=10N．這一過程中摩擦和繩重不計，不能得到的結論是（　　）
A．繩子自由端上升0.4m B．拉力F做功4J
C．動滑輪重為4N D．物體重力G做功3.6J
【答案】C
【解析】A、由圖可知n=2，繩子自由端移動的距離：s=2h=2×0.2m=0.4m，故A結論可以得到；B、拉力做的功：W=Fs=10N×0.4m=4J，故B結論可以得到；C、不計摩擦和繩重，拉力F=（G+G動），則G動=2F﹣G=2×10N﹣18N=2N，故C結論不可以得到；D、物體重力G做功：WG=Gh=18N×0.2m=3.6N，故D結論可以得到。故選C。
18．對于使用滑輪組，下列說法正確的是（　　）
A．可以省力，但必須改變用力的方向
B．可以省力，但不能改變用力的方向
C．可以省力，同時又可以省距離
D．可以省力，同時可以改變用力的方向，但不能同時省距離
【答案】D
【解析】AB、滑輪組可以省力，也可以改變用力的方向，但不是必須改變用力的方向，故AB錯誤。C、滑輪組可以省力，由功的原理可知，既省力又省距離的機械不存在，故C錯誤。D、滑輪組可以省力，也可以改變力的方向，省力一定費距離，即不能同時省距離，故D正確。故選D。
19．如圖所示，斜面光滑，推力分別為F1、F2，把物體從斜面底端推至斜面頂端，所做的功分別為W1、W2，那么（　　）
A．F1大于F2，W1等于W2 B．F1小于F2，W1小于W2
C．F1大于F2，W1大于W2 D．F1小于F2，W1等于W2
【答案】D
【解析】①∵斜面光滑說明摩擦力為0，即使用光滑的斜面沒有額外功，∴把同一物體沿斜面BA和CA分別拉到頂端A，h相同，由W=Gh可知兩次做的功相同，即W1=W2，②從圖可知，LBA＞LCA，而W1=W2，∴F1＜F2，故選D。
20．用如圖所示的滑輪勻速提起重為200牛的重物，若滑輪重為20牛，則實際使用時，所用拉力F的大小可能是（　　）
A．220牛 B．120牛 C．110牛 D．100牛
【答案】B
【解析】圖中使用的是動滑輪，在不計摩擦時，拉力F=（G物+G輪）=（200N+20N）=110N；若在實際使用時考慮摩擦，拉力比不計摩擦的時候稍大，可能為120N，但不會達到220N。
故選B。
21．已知甲機器的機械效率是65%，乙機器的機械效率是80%，那么下列說法中正確的是（　　）
A．甲機器一定比乙機器省力 B．甲機器一定比乙機器省距離
C．甲機器做的有用功一定比乙機器多 D．以上說法都不對
【答案】D
【解析】機械效率是有用功與總功的比值，有用功占總功的比例越大，機械效率越高，乙機器的機械效率只能說明乙機器中有用功占總功的比例大，并不能說明甲機器一定比乙機器省力，一定比乙機器省距離，做的有用功一定比乙機器多。故選D。
22．在如圖所示的簡單機械中，三個滑輪完全相同，不計杠桿自重、繩重和摩擦，當將相同的物體勻速提升相同的高度時，下列說法正確的是（　　）
A．F1＜F4＜F3＜F2
B．在4幅圖中圖丙、丁中動力作用點移動的速度相等且最大
C．圖甲F1繞B點轉動一個小角度、圖乙F2改成水平向右方向后，則F1和F2大小都改變
D．圖丙、圖丁中的機械效率相等
【答案】D
【解析】A、不計杠桿自重、繩重和摩擦，F1=G、F2=G、F3=F4=（G物+G輪），故A錯誤；B、在4幅圖中s1=3h、s2=h、s3=s4=2h，根據s=vt知v1＞v3=v4＞v2，故圖丙、丁中動力作用點移動的速度相等但不是最大，故B錯誤；C、圖甲F1繞B點轉動一個小角度，動力臂變小，根據杠桿的平衡條件知力F1變大；定滑輪的特點不受力但可以改變力的方向，故圖乙F2改成水平向右方向后，F2大小不改變，故C錯誤；D、因為不計繩重及摩擦，動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額=G輪h，W有用=G物h，所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，拉力做的總功相同，因為η=，所以兩滑輪組的機械效率相同，故D正確。故選D。
23．小明用如圖所示的滑輪組將一個重為105N的物體勻速提升3m，所用的拉力為50N，此時拉力所做的功為W，滑輪組的機械效率為η1；若仍用該滑輪紐提升一個重為180N的物體。此時滑輪組的機械效率為η2，則W、η1、η2分別是（不計繩重和摩擦）（　　）
A．405J，75%，80% B．405J，75%，85% C．450J，70%，70% D．450J，70%，80%
【答案】D
【解析】由圖可知，n=3，s=3h=3×3m=9m，（1）當提升G1=105N的重物時，W有用=G1h=105N×3m=315J，W總=F1s=50N×9m=450J，W額=W總﹣W有用=450J﹣315J=135J，滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=70%；因為不計繩重和摩擦，所以W額=G輪h所以動滑輪重：G輪===45N；（2）當提起重為180N的物體時：W有用′=G2h=180N×3m=540J，W額=G輪h=45N×3m=135J，大小不變，W總′=W有用′+W額=540J+135J=675J，此時滑輪組的機械效率：η′=×100%=×100%=80%；故選D。
24．如圖所示，利用輕質滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為30N，若物體和地面之間的摩擦力大小為45N，則A處的拉力大小和滑輪組的機械效率分別為（　　）
A．45N、50% B．45N、75% C．60N、50% D．60N、75%
【答案】B
【解析】（1）物體在水平地面上做勻速運動，則此時A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對平衡力，∵物體和地面之間摩擦力為f=45N，∴A處的拉力大小為FA=f=45N。（2）從圖可知，由2段繩子與動滑輪相連，則s=2s物，∵F=30N，f=45N，∴滑輪組的機械效率為：η====η=═75%。故選B。
25．如圖甲所示，一物體置于斜面上剛好能沿斜面勻速下滑，現用一沿斜面向上的拉力F使該物體沿斜面向上勻速滑動，如圖乙所示，則可知此時斜面的機械效率是（　　）
A． B．50% C．75% D．條件不足，無法確定斜面具體的機械效率
【答案】B
【解析】由甲圖中物體勻速下降得重力的功等于阻力的功，即WG=Wf，物體勻速上升時，拉力的功要克服重力和摩擦力的功，即拉力的功等于W總=WG+Wf=2WG，則機械效率η=×100%=×100%=50%。故選B。
二．非選擇題（共25分）
26．如圖所示，用甲、乙兩滑輪勻速向上提升重物，物重都是600 N，不計動滑輪重及摩擦，繩子的拉力F甲為________N；F乙為________N．若將重物提高1 m，則甲滑輪繩子的自由端移動的距離為________m；乙滑輪繩子的自由端移動的距離為________m。
【答案】200N、300N、3m、2m。
【解析】F甲==×600N=200N，F乙==×600N=300N，S甲=nh=3×1m=3m，S乙=nh=2×1m=2m。
27．如圖所示，將長為1.2米的輕質木棒平放在水平方形臺面上，左右兩端點分別為A、B，它們距臺面邊緣處的距離均為0.3米。在A端掛一個重為30牛的物體，在B端掛一個重為G的物體。
（1）若G=30牛，臺面受到木棒的壓力為________牛。
（2）若要使木棒右端下沉，B端掛的物體至少要大于________牛。
（3）若B端掛物體后，木棒仍在水平臺面上靜止，則G的取值范圍為________牛。
【答案】（1）60；（2）90；（3）l0～90。
【解析】（1）放在水平方形臺面上輕質木棒受左右兩物體的豎直向下的拉力和臺面豎直向上的支持力，即F支持=F拉力=2G=2×30N=60N；
因為木板對臺面的壓力和臺面對木棒的支持力是一道相互作用力，大小相等，即F壓力=F支持=60N；
（2）此時L左=1.2m﹣0.3m=0.9m，L右=0.3m，根據杠桿的平衡條件：GA×L左=GB×L右得。
B端掛的物體的重力：GB===90N；
（3）若以右邊緣為支點，右邊力臂最小，力最大為90N；
若以左邊緣為支點，右邊力臂最大，力最小，此時L左′=0.3m，L右′=1.2m﹣0.3m=0.9m，最小為：F小===10N。
28．往車上裝重物時，常常用長木板搭個斜面，把重物沿斜面推上去，如圖所示。工人用3m長的斜面，把1200N的重物提高1m。假設斜面很光滑，則需要施加的推力為________；若實際用力為500N，則斜面的機械效率為________，推重物時，重物受到的摩擦力為________。
【答案】400N；80%；100N。
【解析】（1）斜面很光滑，則額外功為0，沿斜面推力做的功等于直接提升對物體做的功，所以此時推力做的功：W=Fs=Gh=1200N×1m=1200J，
施加的推力：F===400N；
（2）實際存在摩擦力，推力做的總功：W總=F′s=500N×3m=1500J；
有用功：W有用=W=1200J，
斜面的機械效率：η==×100%=80%；
（3）因為W總=W有+W額，所以額外功：W額=W總﹣W有=1500J﹣1200J=300J，
由W額=fs得摩擦力：f===100N；
29．如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖，O為支點，F1表示手對釣魚竿的作用力，在圖中畫出魚線對釣魚竿拉力F2的力臂l2。
【答案】見解析
【解析】找到支點O及F2的作用線，從支點開始向力的作用線作垂線，并標出力臂，如圖所示：
30．已知每個滑輪重為100牛，物體重為1200牛、繩子能承受的最大拉力是300N，請在如圖中畫出滑輪組的繞線方法。
【答案】見解析
【解析】不計摩擦，F=（G+G動），則繩子股數n==≈4.67，即繩子股數為n=5；根據奇動偶定的原則，滑輪組繞制如下圖：
四．計算題（共3小題）
31．學完杠桿知識后，小明在綜合實踐活動中制作桿秤，他取一根質量均勻分布的圓木棒，測得木棒AB長度為80cm，質量為50g；一質量為350g的小盤和一個未知質量的螺母。（g取10N/kg）
（1）如圖甲所示，小明將小盤懸于棒的A端，用細線在O點提起木棒，木棒恰好水平平衡，則OA為多長？
（2）小明用螺母作為秤砣，他用調節好的托盤天平去測量螺母的質量，平衡時砝碼的質量及游碼在標尺上的位置如圖乙所示，則螺母的質量為　150　g。
（3）小明用該桿秤稱某物體的質量，平衡時的情形如圖丙所示，則該物體的質量有多大？
【答案】（1）OA長為5cm；（2）150；（3）該物體的質量為2250g。
【解析】（1）因為木棒質量均勻分布，所以，重心的位于LAB處，
由杠桿的平衡條件可得：m小盤gLOA=m桿g（LAB﹣LOA），即m小盤LOA=m桿（LAB﹣LOA），
則350g×LOA=50g×（×80cm﹣LOA），解得：LOA=5cm；
（2）由圖知，標尺的分度值為0.2g，所以，物體的質量m螺母=100g+50g=150g；
（3）設物體的質量為m，由杠桿的平衡條件可得：（m小盤+m）gLOA=m螺母gLOB+m桿g（LAB﹣LOA），即mLOA+m小盤LOA=m螺母LOB+m桿（LAB﹣LOA），
因m小盤LOA=m桿（LAB﹣LOA），所以，mLOA=m螺母LOB，
解得：m=m螺母=×150g=2250g。
答：（1）OA長為5cm；（2）150；（3）該物體的質量為2250g。
32．如圖所示，卡車以速度v0經過一段水平路面，再沿與水平地面成θ角的斜面以速度勻速v向上行駛。若卡車車重為G，功率恒為P．（水平路面和坡路路面的粗糙程度相同）
（1）比較v0和v的大小；
（2）請推導證明：斜面的機械效率η=；
（3）汽車在斜面上行駛時，受到的摩擦阻力f=__________。（用字母表示結果）
【答案】（1）v0和v的大小：v0＞v；（2）推導證明同上；（3）﹣G×sinθ。
【解析】
（1）卡車爬坡時，牽引力變大，而卡車的功率恒定，由P===Fv可知，卡車的速度將變小，即v0＞v；
（2）卡車在爬坡時功率P=Fv，此時牽引力F=，如圖，在Rt△ABC中，=sinθ，
斜面的機械效率：η===×==；
（3）汽車在斜面上行駛時，有用功W有用=G×s×sinθ，總功W總=Fs=s，額外功W額=W總﹣W有用=s﹣G×s×sinθ，而額外功W額=fs，汽車受到的摩擦阻力：
f===﹣G×sinθ。
33．在某建筑工地上，為了搬運建筑材料，常常采用如圖所示的簡單機械。鋼絲繩拉力由電動機提供，電動機將電能轉化為機械能的效率為88%，電動機消耗的電能除了線圈發熱外，全部用于對鋼絲繩做功。此滑輪組在2分鐘內將重為6600牛的建筑材料勻速提升12米，所用的拉力為1760N（鋼絲繩重和摩擦不計）。
求：（1）滑輪組的機械效率。
（2）如果提供動力的電動機在220V的電壓下正常工作，求此過程中流過電動機的電流以及電動機線圈電阻。
【答案】（1）滑輪組的機械效率為75%；（2）流過電動機的電流為4.55A；電動機線圈電阻是5.8Ω。
【解析】（1）由圖可知，繩子的有效股數n=5，
則滑輪組的機械效率：η=====×100%=75%；
（2）由題知，電能轉化為的機械能全部用于對鋼絲繩做功，
所以W機=W總=Fs=Fnh=1760N×5×12m=1.056×105J，
1第十講 簡單機械
1.知道杠桿的分類、杠桿平衡條件及杠桿的一些應用。
2.了解定滑輪和動滑輪、滑輪組的特點。
3.會使用簡單機械改變力的大小和方向。
4.知道有用功、額外功和總功的含義以及三者之間的關系。
5.理解機械效率的概念，并能計算簡單機械的效率。
知識點一：杠桿及杠桿平衡條件
1．杠桿
(1)定義：在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒叫杠桿。
①形狀：可直可曲，形狀任意。
②在力的作用下不易發生形變。
(2)五要素(如圖所示)
①支點(O)：杠桿繞著轉動的點。
②動力(F1)：使杠桿轉動的力。
③阻力(F2)：阻礙杠桿轉動的力。
④動力臂(l1)：從支點到動力作用線的距離。
⑤阻力臂(l2)：從支點到阻力作用線的距離。
動力、阻力都是杠桿受到的力，所以作用點在杠桿上；它們使杠桿的轉動的方向相反。
（3）畫力臂方法：(1)找支點O；(2)畫力的作用線(虛線)；(3)畫力臂(實線，過支點垂直力的作用線作垂線)；(4)標力臂
2．研究杠桿的平衡條件
(1)杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉動。
(2)杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是動力×動力臂＝阻力×阻力臂。用公式表示是F1l1＝F2l2。
3．杠桿的種類
A．省力杠桿：動力臂l1大于阻力臂l2，優點是省力；
B．費力杠桿：l1小于l2，優點是省距離；
C．等臂杠桿：l1等于l2，不省力也不費力。
知識點二：　滑輪
1.三種不同滑輪的對比
定滑輪 動滑輪 滑輪組
示意圖
定義 中間的軸固定不動的滑輪 和重物一起移動的滑輪 定滑輪、動滑輪組合成滑輪組
實質 等臂杠桿 動力臂為阻力臂2倍的杠桿 省力杠桿
特點 不能省力但是能改變動力的方向 能省一半的力，但不能改變動力的方向 既能省力又能改變動力的方向
動力與阻力及移動距離的關系 F1＝F2s＝h F1＝F2s＝2h n段繩子承擔總重F＝G，S＝nh
知識點三：　　斜面
(1)定義：一個與水平面成一定夾角的傾斜平面。
(2)特點：省力機械。
如圖：用F表示力，s表示斜面長，h表示斜面高，物重為G。理想情況下，根據功的原理，得W＝Fs＝Gh，變形得F＝Gh/s，當h一定時，斜面越長越省力；例盤山公路。
螺旋線可以看做是繞著圓柱上的斜面；例：飲料瓶瓶蓋、螺旋千斤頂等。
知識點四：機械效率
1.使用機械時，人們對機械做的功是總功，機械克服有用阻力做的功是有用功，克服額外阻力做的功是額外功，有用功和額外功之和，叫做總功。
2.機械效率：有用功與總功的比值叫機械效率，公式η＝。它沒有單位，其大小總是小于(選填“大于”或“小于”)1。
3.提高機械效率的方法：影響機械效率的因素有機械自重、摩擦，提高機械效率的方法：①減輕機械自重使機械更合理輕巧；②經常保養潤滑。
4.常見幾種簡單機械的機械效率
種類 杠桿 斜面 滑輪
圖例
理想情況(不考慮機械自重及摩擦) η＝1Fs＝G物h η＝1Fs＝G物h η＝1Fs＝Gh
非理想情況(考慮機械自重及摩擦) η＜1η＝ η＜1η＝ η＜1η＝＝
5.注意：
機械效率具有可變性：由公式η＝＝可知，使用同一機械，在W額一定時，W有用越大，η也越大。使用不同的機械，在W有一定時，W額越大，η越小。
知識點一：杠桿分類
【例1】（2018 臺州二模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / caa0a50b-bf2d-4346-a344-b34483248b29" \t "_blank )如圖所示，下列工具的使用，屬于費力杠桿的是（　　）
A．鑷子 B．鉗子 C．起子 D．剪子
【答案】A
【解析】A、鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；B、鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；C、起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；D、剪子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。故選：A。
【例2】（2018春 唐縣期末） ( http: / / www.m / physics / report / detail / cc7985e6-1161-4011-b814-d63c03bd545a" \t "_blank )下列工具屬于費力杠桿的是（　　）
A．起子 B．鑷子 C．鋼絲鉗 D．訂書機
【答案】B
【解析】A、起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；B、鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；C、鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；D、訂書機在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；故選：B。
知識點二：杠桿力臂作圖
【例3】（2018 溫嶺市模擬）如圖所示的杠桿OC中，拉力F的力臂為（　　）
A．OB B．OA C．OC D．BC
【答案】A
【解析】由圖可知，O為支點，OB是從支點到拉力F的作用線的距離，所以OB是拉力F的力臂。故選：A。
【例4】（2018 寧波市模擬） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 2aa57041-1294-41ae-9426-b35d9d2eaa87" \t "_blank )按照下列要求作圖，如圖所示，AC為杠桿，O為支點，在B點處掛一個重物，請畫出杠桿在如圖所示位置平衡時，受到的最小動力F并標出動力臂L。
【答案】
【解析】根據杠桿平衡條件，當杠桿平衡，在阻力和阻力臂不變時，動力臂越長，動力越小。所以動力臂為OA最長，在A點垂直OA向上施加力時，最省力，作出力F的示意圖，其力臂為L，如圖所示：
知識點三：探究杠桿的平衡條件
【例5】（2018 邗江區一模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / fbcda8e8-d3df-4892-9a67-6e3206c7c718" \t "_blank )在學習杠桿時，小美和小麗利用實驗探究有關杠桿平衡的問題
（1）小美先將杠桿調節至水平位置平衡，在左右兩側各掛如圖甲所示的鉤碼后，杠桿的 端下降。要使杠桿重新在水平位置平衡，如果不改變鉤碼總數和懸掛點位置，只需將 即可。
（2）小麗還想探究當動力和阻力在杠桿同側時杠桿的平衡情況，于是她將杠桿左側的所有鉤碼拿掉，結果杠桿轉至豎直位置，如圖乙所示。小麗在A點施加一個始終水平向右的拉力F，卻發現無論用多大的力都不能將杠桿拉至水平位置平衡。你認為原因是 。
（3）他們認為（2）問中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不變，OA長L，將杠桿從豎直位置拉著轉過30°的過程中，拉力F做功為 。
【答案】（1）左；左側2個鉤碼掛到右側；（2）水平位置時動力臂為零杠桿無法平衡；（3）。
【解析】（1）若每個鉤碼重為G，杠桿上每格長L′，由圖甲，左側力與力臂的乘積：5G×4L′=20GL′，右側力與力臂的乘積：2G×3L′=6GL′，因為：20GL′＞6GL′，所以杠桿左側下降；如果不改變鉤碼總數和懸掛點位置，若要杠桿平衡，左側取下n個鉤碼掛到右側，則：（5-n）G×4L′=（2+n）G×3L′，解得：n=2，即需將左側2個鉤碼掛到右側即可；（2）由圖將杠桿左側的所有鉤碼拿掉，在A點施加一個始終水平向右的拉力F，當杠桿拉到水平位置時F的力臂通過支點，即力臂為0，根據杠桿的平衡條件所以始終不能平衡；（3）由圖杠桿從豎直位置轉過30°的過程，F水平移動距離為OA長的一半，即，所以拉力F做的功：。
知識點四：測滑輪組的機械效率
【例6】（2017 濱江區二模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 8a64291a-0371-4990-8ca7-593fd75f0840" \t "_blank )在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實驗，實驗數據記錄如下：
次數 鉤碼重/N 動滑輪重/N 鉤碼上升
的距離/cm 彈簧測力計
的示數/N 彈簧測力計上升的距離/cm 機械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 \
3 6 0.8 5 \ 15 \
（1）在實驗操作中應該使鉤碼 （選填“快速”或“緩慢”）勻速上升．
（2）進行第3次測量時滑輪組的機械效率約 ．
（3）實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數記為F，鉤碼重記為G，動滑輪重記為G′，繩自由端移動距離記為s，鉤碼提升高度記為h，則下列關于滑輪組機械效率的計算關系中正確的是 ．
A． B． C． D．．
【答案】（1）緩慢；（2）83.3%；（3）A．
【解析】（1）在實驗中，為了保持彈簧測力計讀數的穩定性，應緩慢、勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼緩慢上升；（2）測力計分度值為0.2N，進行第3次測量時，測力計示數為2.4N，滑輪組的機械效率：；
（3）實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數記為F，鉤碼重記為G，動滑輪重記為G′，繩自由端移動距離記為s，鉤碼提升高度記為h，W′有=Gh W′總=Fs，滑輪組機械效率：；
一、對于實際生活中的杠桿，對其支點、動力、阻力的分析錯誤。
根據杠桿繞著轉動的固定點叫支點，可判斷杠桿的支點；瓶蓋緊緊的套在瓶口上，要使瓶蓋打開，要克服瓶蓋和瓶口之間的摩擦力；動力F1使杠桿繞固定點轉動．
【例1】（2017春 溫州實驗中學質檢） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 4ec5bfdf-3beb-4ab3-89f0-ea3f583651d5" \t "_blank )如圖是一種新型開瓶器，借助它可單手輕易開啟啤酒瓶蓋，該開瓶器可看作一個杠桿。下列各示意圖中能正確表示該開瓶器工作時的支點O、動力F1和阻力F2的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】圖中的起瓶器在打開瓶蓋時，啟瓶器會繞著瓶蓋的左側轉動，故O點在瓶蓋的左側；阻力為瓶口與蓋的向下的摩擦力，故阻力F2在瓶蓋的右側，方向向下；動力F1會繞著O點轉動，故動力的方向斜向右，故D符合題意．故選D．
二、動態杠桿中的力與力臂變化的分析出錯。
（1）力臂的概念：從支點到力的作用線的距離叫做力臂．（2）運用杠桿的平衡條件F1l1=F2l2分析動力的大小變化．先根據圖示確定阻力、阻力臂以及動力臂的變化，然后根據動力臂與阻力臂的關系判斷杠桿的類別．
【例2】（2018 西湖區二模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 9898ba32-8169-4df9-a64d-19309124af4d" \t "_blank )重為G的均勻木棒豎直懸于O點，在其下端施一水平拉力F，讓棒緩慢轉到圖中虛線所示位置。在轉動的過程中（　　）
A．動力臂逐漸變大 B．阻力臂逐漸變小 C．動力F逐漸變大 D．動力F保持不變
【答案】C
【解析】（1）杠桿在轉動的過程中符合杠桿平衡的條件，即阻力為硬棒的重力，大小不變，硬棒在豎直位置時，重力的力臂為0，轉過θ角后，重力力臂（阻力臂）逐漸增大，故B錯；（2）當硬棒在豎直位置時，F的力臂是杠桿的長度，且力臂最長，當杠桿轉過θ后，力與杠桿不再垂直，所以動力臂變小，故A錯；根據杠桿平衡的條件可得，阻力與阻力臂的乘積增大，而動力臂減小，所以動力逐漸增大，故D錯誤，C正確；故選：C。
三、使用滑輪組，人站在吊籃里時繩子段數的判定出錯。
（1）由圖可知，人和筐子的總重力由5股繩子承擔，繩子自由端移動的距離是物體上升距離的5倍，已知人的拉力是100N和繩子自由端移動的距離，根據W=FS可求出人做的功．（2）根據物體的重力有幾股繩子承擔，物體重力就是繩子自由端拉力的幾倍，可求出人和筐子的總重力．
【例3】（2015 紹興模擬） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 83eb4273-a97b-41ae-9526-d698157f5a44" \t "_blank )如圖所示，由于施工需要，某工人坐在筐子里用滑輪將自己吊起，他用100牛頓的力拉繩子，使自己勻速升高1米，他所做的功是 焦耳，他和筐子的總重是 牛頓．
【答案】500、500．
【解析】繩子自由端移動的距離：S=5×1m=5m．所做的功：W=FS=100N×5m=500J．
物體的重力有5股繩子承擔，所以，G=5F=5×100N=500N．
四、誤認為做功多的機械功率一定大或效率就高。
根據知，做功多．功率不一定大，根據，判斷效率與什么有關．
【例4】（2018春 新羅區校級期中）關于功率和機械效率，下列說法正確的是（　　）
A．機械效率高的機械，功率一定大 B．做功時間長的機械，功率一定小
C．所有機械的機械效率都小于1 D．功率大的機械，做功一定多
【答案】C
【解析】A、由于機械效率是有用功與總功的比值，與做功快慢沒有關系。故A錯誤；B、做功時間越長的機械，由于做功多少不確定，做功的功率就不確定，故B錯誤；C、使用任何機械都要做額外功，所以總功一定大于有用功，即有用功與總功的比值一定小于1，也就是機械效率小于1，故C正確；D、功率大，只能說明做功快，做功不一定多，故D錯誤。故選：C。
五、誤認為物體沿斜面勻速上升時，拉力與摩擦力大小相等。
要解析好該類問題需明確：（1）對物體進行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物體的重力和提升的高度（斜面高），根據公式W=Gh可求重力做功，即提升物體所做的有用功；（3）利用W=Fs求出拉力做的功，即總功，再利用公式計算出機械效率；（4）總功減去有用功即為克服摩擦力所做的額外功，根據W額=fs求出物體所受斜面的摩擦力。
【例5】（2018春 無錫期末）在斜面上將一個質量為5kg的物體勻速拉到高處，如圖所示，沿斜面向上的拉力為40N，斜面長2m、高1m．（g取10N/kg）．下列說法正確的是（　　）
A．物體沿斜面勻速上升時，拉力大小等于摩擦力 B．做的有用功是5J
C．此斜面的機械效率為62.5% D．物體受到的摩擦力大小為10N
【答案】C
【解析】A、物體沿斜面勻速上升時，物體受重力、支持力、摩擦力和拉力四個力的作用，在這四個力的作用下保持平衡狀態，所以拉力大小不等于摩擦力，故A錯誤；B、所做的有用功：W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J，故B錯誤；C、拉力F對物體做的總功：W總=Fs=40N×2m=80J；斜面的機械效率為：，故C正確；D、克服摩擦力所做的額外功：W額=W總-W有=80J-50J=30J，由W額=fs可得，物體受到的摩擦力：，故D錯誤。故選C。
六、誤認為同一機械的機械效率始終不變。
影響滑輪組機械效率的因素有物重、動滑輪重以及繩重和摩擦等，同一滑輪組，物體越重，滑輪組的機械效率越高
【例6】（2017春 渝中區校級期末） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 05b13cf6-fd77-48f2-b12d-c5ffe268d9ac" \t "_blank )關于用同一滑輪組提升重物時的機械效率，以下說法正確的是（ ）
A．額外功越大，機械效率一定越小 B．功率越大，機械效率一定越大
C．提升的物體越重，機械效率越大 D．同一機械的機械效率是恒定不變的
【答案】C
1第十講 簡單機械
1.知道杠桿的分類、杠桿平衡條件及杠桿的一些應用。
2.了解定滑輪和動滑輪、滑輪組的特點。
3.會使用簡單機械改變力的大小和方向。
4.知道有用功、額外功和總功的含義以及三者之間的關系。
5.理解機械效率的概念，并能計算簡單機械的效率。
知識點一：杠桿及杠桿平衡條件
1．杠桿
(1)定義：在力的作用下能繞著 轉動的硬棒叫杠桿。
①形狀：可直可曲，形狀任意。
②在力的作用下不易發生形變。
(2)五要素(如圖所示)
1 支點(O)：杠桿繞著 的點。
2 動力(F1)：使杠桿 的力。
3 阻力(F2)： 杠桿轉動的力。
4 動力臂(l1)：從支點到 作用線的距離。
5 阻力臂(l2)：從支點到 作用線的距離。
動力、阻力都是杠桿受到的力，所以作用點在杠桿上；它們使杠桿的轉動的方向相反。
（3）畫力臂方法：(1)找支點O；(2)畫力的作用線(虛線)；(3)畫力臂(實線，過支點垂直力的作用線作垂線)；(4)標力臂
2．研究杠桿的平衡條件
(1)杠桿平衡是指杠桿 或 。
(2)杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是動力×動力臂＝阻力×阻力臂。用公式表示是 。
3．杠桿的種類
A．省力杠桿：動力臂l1 阻力臂l2，優點是省力；
B．費力杠桿：l1 l2，優點是省距離；
C．等臂杠桿：l1 l2，不省力也不費力。
知識點二：　滑輪
1.三種不同滑輪的對比
定滑輪 動滑輪 滑輪組
示意圖
定義 中間的軸固定 的滑輪 和重物一起 的滑輪 定滑輪、動滑輪組合成滑輪組
實質 杠桿 動力臂為阻力臂 倍的杠桿 省力杠桿
特點 不能 但是能改變動 能省 的力，但 改變動力的方向 既能 又能改變
動力與阻力及移動距離的關系 F1＝F2s＝h F1＝F2s＝2h n段繩子承擔總重F＝G，S＝nh
知識點三：　　斜面
(1)定義：一個與水平面成一定夾角的傾斜平面。
(2)特點： 機械。
如圖：用F表示力，s表示 ，h表示 ，物重為G。理想情況下，根據功的原理，得W＝Fs＝Gh，變形得F＝Gh/s，當h一定時，斜面越長越 ；例盤山公路。
螺旋線可以看做是繞著圓柱上的斜面；例：飲料瓶瓶蓋、螺旋千斤頂等。
知識點四：機械效率
1.使用機械時，人們對機械做的功是 ，機械克服有用阻力做的功是 ，克服額外阻力做的功是 ，有用功和額外功之和，叫做 。
2.機械效率：有用功與總功的 叫機械效率，公式 。它沒有單位，其大小總是 (選填“大于”或“小于”)1。
3.提高機械效率的方法：影響機械效率的因素有 、 ，提高機械效率的方法：①減輕機械自重使機械更合理輕巧；②經常保養潤滑。
4.常見幾種簡單機械的機械效率
種類 杠桿 斜面 滑輪
圖例
理想情況(不考慮機械自重及摩擦) η＝1Fs＝G物h η＝1Fs＝G物h η＝1Fs＝Gh
非理想情況(考慮機械自重及摩擦) η＜1η＝ η＜1η＝ η＜1η＝＝
5.注意：
機械效率具有可變性：由公式η＝＝可知，使用同一機械，在W額一定時，W有用越大，η也 。使用不同的機械，在W有一定時，W額越大，η 。
知識點一：杠桿分類
【例1】（2018 臺州二模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / caa0a50b-bf2d-4346-a344-b34483248b29" \t "_blank )如圖所示，下列工具的使用，屬于費力杠桿的是（　　）
A．鑷子 B．鉗子 C．起子 D．剪子
【答案】A
【解析】A、鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；B、鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；C、起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；D、剪子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。故選：A。
【例2】（2018春 唐縣期末） ( http: / / www.m / physics / report / detail / cc7985e6-1161-4011-b814-d63c03bd545a" \t "_blank )下列工具屬于費力杠桿的是（　　）
A．起子 B．鑷子 C．鋼絲鉗 D．訂書機
【答案】B
【解析】A、起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；B、鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；C、鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；D、訂書機在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；故選：B。
知識點二：杠桿力臂作圖
【例3】（2018 溫嶺市模擬）如圖所示的杠桿OC中，拉力F的力臂為（　　）
A．OB B．OA C．OC D．BC
【答案】A
【解析】由圖可知，O為支點，OB是從支點到拉力F的作用線的距離，所以OB是拉力F的力臂。故選：A。
【例4】（2018 寧波市模擬） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 2aa57041-1294-41ae-9426-b35d9d2eaa87" \t "_blank )按照下列要求作圖，如圖所示，AC為杠桿，O為支點，在B點處掛一個重物，請畫出杠桿在如圖所示位置平衡時，受到的最小動力F并標出動力臂L。
【答案】
【解析】根據杠桿平衡條件，當杠桿平衡，在阻力和阻力臂不變時，動力臂越長，動力越小。所以動力臂為OA最長，在A點垂直OA向上施加力時，最省力，作出力F的示意圖，其力臂為L，如圖所示：
知識點三：探究杠桿的平衡條件
【例5】（2018 邗江區一模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / fbcda8e8-d3df-4892-9a67-6e3206c7c718" \t "_blank )在學習杠桿時，小美和小麗利用實驗探究有關杠桿平衡的問題
（1）小美先將杠桿調節至水平位置平衡，在左右兩側各掛如圖甲所示的鉤碼后，杠桿的 端下降。要使杠桿重新在水平位置平衡，如果不改變鉤碼總數和懸掛點位置，只需將 即可。
（2）小麗還想探究當動力和阻力在杠桿同側時杠桿的平衡情況，于是她將杠桿左側的所有鉤碼拿掉，結果杠桿轉至豎直位置，如圖乙所示。小麗在A點施加一個始終水平向右的拉力F，卻發現無論用多大的力都不能將杠桿拉至水平位置平衡。你認為原因是 。
（3）他們認為（2）問中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不變，OA長L，將杠桿從豎直位置拉著轉過30°的過程中，拉力F做功為 。
【答案】（1）左；左側2個鉤碼掛到右側；（2）水平位置時動力臂為零杠桿無法平衡；（3）。
【解析】（1）若每個鉤碼重為G，杠桿上每格長L′，由圖甲，左側力與力臂的乘積：5G×4L′=20GL′，右側力與力臂的乘積：2G×3L′=6GL′，因為：20GL′＞6GL′，所以杠桿左側下降；如果不改變鉤碼總數和懸掛點位置，若要杠桿平衡，左側取下n個鉤碼掛到右側，則：（5-n）G×4L′=（2+n）G×3L′，解得：n=2，即需將左側2個鉤碼掛到右側即可；（2）由圖將杠桿左側的所有鉤碼拿掉，在A點施加一個始終水平向右的拉力F，當杠桿拉到水平位置時F的力臂通過支點，即力臂為0，根據杠桿的平衡條件所以始終不能平衡；（3）由圖杠桿從豎直位置轉過30°的過程，F水平移動距離為OA長的一半，即，所以拉力F做的功：。
知識點四：測滑輪組的機械效率
【例6】（2017 濱江區二模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 8a64291a-0371-4990-8ca7-593fd75f0840" \t "_blank )在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實驗，實驗數據記錄如下：
次數 鉤碼重/N 動滑輪重/N 鉤碼上升
的距離/cm 彈簧測力計
的示數/N 彈簧測力計上升的距離/cm 機械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 \
3 6 0.8 5 \ 15 \
（1）在實驗操作中應該使鉤碼 （選填“快速”或“緩慢”）勻速上升．
（2）進行第3次測量時滑輪組的機械效率約 ．
（3）實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數記為F，鉤碼重記為G，動滑輪重記為G′，繩自由端移動距離記為s，鉤碼提升高度記為h，則下列關于滑輪組機械效率的計算關系中正確的是 ．
A． B． C． D．．
【答案】（1）緩慢；（2）83.3%；（3）A．
【解析】（1）在實驗中，為了保持彈簧測力計讀數的穩定性，應緩慢、勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼緩慢上升；（2）測力計分度值為0.2N，進行第3次測量時，測力計示數為2.4N，滑輪組的機械效率：；
（3）實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數記為F，鉤碼重記為G，動滑輪重記為G′，繩自由端移動距離記為s，鉤碼提升高度記為h，W′有=Gh W′總=Fs，滑輪組機械效率：；
一、對于實際生活中的杠桿，對其支點、動力、阻力的分析錯誤。
根據杠桿繞著轉動的固定點叫支點，可判斷杠桿的支點；瓶蓋緊緊的套在瓶口上，要使瓶蓋打開，要克服瓶蓋和瓶口之間的摩擦力；動力F1使杠桿繞固定點轉動．
【例1】（2017春 溫州實驗中學質檢） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 4ec5bfdf-3beb-4ab3-89f0-ea3f583651d5" \t "_blank )如圖是一種新型開瓶器，借助它可單手輕易開啟啤酒瓶蓋，該開瓶器可看作一個杠桿。下列各示意圖中能正確表示該開瓶器工作時的支點O、動力F1和阻力F2的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】圖中的起瓶器在打開瓶蓋時，啟瓶器會繞著瓶蓋的左側轉動，故O點在瓶蓋的左側；阻力為瓶口與蓋的向下的摩擦力，故阻力F2在瓶蓋的右側，方向向下；動力F1會繞著O點轉動，故動力的方向斜向右，故D符合題意．故選D．
二、動態杠桿中的力與力臂變化的分析出錯。
（1）力臂的概念：從支點到力的作用線的距離叫做力臂．（2）運用杠桿的平衡條件F1l1=F2l2分析動力的大小變化．先根據圖示確定阻力、阻力臂以及動力臂的變化，然后根據動力臂與阻力臂的關系判斷杠桿的類別．
【例2】（2018 西湖區二模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 9898ba32-8169-4df9-a64d-19309124af4d" \t "_blank )重為G的均勻木棒豎直懸于O點，在其下端施一水平拉力F，讓棒緩慢轉到圖中虛線所示位置。在轉動的過程中（　　）
A．動力臂逐漸變大 B．阻力臂逐漸變小 C．動力F逐漸變大 D．動力F保持不變
【答案】C
【解析】（1）杠桿在轉動的過程中符合杠桿平衡的條件，即阻力為硬棒的重力，大小不變，硬棒在豎直位置時，重力的力臂為0，轉過θ角后，重力力臂（阻力臂）逐漸增大，故B錯；（2）當硬棒在豎直位置時，F的力臂是杠桿的長度，且力臂最長，當杠桿轉過θ后，力與杠桿不再垂直，所以動力臂變小，故A錯；根據杠桿平衡的條件可得，阻力與阻力臂的乘積增大，而動力臂減小，所以動力逐漸增大，故D錯誤，C正確；故選：C。
三、使用滑輪組，人站在吊籃里時繩子段數的判定出錯。
（1）由圖可知，人和筐子的總重力由5股繩子承擔，繩子自由端移動的距離是物體上升距離的5倍，已知人的拉力是100N和繩子自由端移動的距離，根據W=FS可求出人做的功．（2）根據物體的重力有幾股繩子承擔，物體重力就是繩子自由端拉力的幾倍，可求出人和筐子的總重力．
【例3】（2015 紹興模擬） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 83eb4273-a97b-41ae-9526-d698157f5a44" \t "_blank )如圖所示，由于施工需要，某工人坐在筐子里用滑輪將自己吊起，他用100牛頓的力拉繩子，使自己勻速升高1米，他所做的功是 焦耳，他和筐子的總重是 牛頓．
【答案】500、500．
【解析】繩子自由端移動的距離：S=5×1m=5m．所做的功：W=FS=100N×5m=500J．
物體的重力有5股繩子承擔，所以，G=5F=5×100N=500N．
四、誤認為做功多的機械功率一定大或效率就高。
根據知，做功多．功率不一定大，根據，判斷效率與什么有關．
【例4】（2018春 新羅區校級期中）關于功率和機械效率，下列說法正確的是（　　）
A．機械效率高的機械，功率一定大 B．做功時間長的機械，功率一定小
C．所有機械的機械效率都小于1 D．功率大的機械，做功一定多
【答案】C
【解析】A、由于機械效率是有用功與總功的比值，與做功快慢沒有關系。故A錯誤；B、做功時間越長的機械，由于做功多少不確定，做功的功率就不確定，故B錯誤；C、使用任何機械都要做額外功，所以總功一定大于有用功，即有用功與總功的比值一定小于1，也就是機械效率小于1，故C正確；D、功率大，只能說明做功快，做功不一定多，故D錯誤。故選：C。
五、誤認為物體沿斜面勻速上升時，拉力與摩擦力大小相等。
要解析好該類問題需明確：（1）對物體進行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物體的重力和提升的高度（斜面高），根據公式W=Gh可求重力做功，即提升物體所做的有用功；（3）利用W=Fs求出拉力做的功，即總功，再利用公式計算出機械效率；（4）總功減去有用功即為克服摩擦力所做的額外功，根據W額=fs求出物體所受斜面的摩擦力。
【例5】（2018春 無錫期末）在斜面上將一個質量為5kg的物體勻速拉到高處，如圖所示，沿斜面向上的拉力為40N，斜面長2m、高1m．（g取10N/kg）．下列說法正確的是（　　）
A．物體沿斜面勻速上升時，拉力大小等于摩擦力 B．做的有用功是5J
C．此斜面的機械效率為62.5% D．物體受到的摩擦力大小為10N
【答案】C
【解析】A、物體沿斜面勻速上升時，物體受重力、支持力、摩擦力和拉力四個力的作用，在這四個力的作用下保持平衡狀態，所以拉力大小不等于摩擦力，故A錯誤；B、所做的有用功：W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J，故B錯誤；C、拉力F對物體做的總功：W總=Fs=40N×2m=80J；斜面的機械效率為：，故C正確；D、克服摩擦力所做的額外功：W額=W總-W有=80J-50J=30J，由W額=fs可得，物體受到的摩擦力：，故D錯誤。故選C。
六、誤認為同一機械的機械效率始終不變。
影響滑輪組機械效率的因素有物重、動滑輪重以及繩重和摩擦等，同一滑輪組，物體越重，滑輪組的機械效率越高
【例6】（2017春 渝中區校級期末） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 05b13cf6-fd77-48f2-b12d-c5ffe268d9ac" \t "_blank )關于用同一滑輪組提升重物時的機械效率，以下說法正確的是（ ）
A．額外功越大，機械效率一定越小 B．功率越大，機械效率一定越大
C．提升的物體越重，機械效率越大 D．同一機械的機械效率是恒定不變的
【答案】C
【解析】A．由可知，機械效率大小取決于有用功與總功的比值，不是由額外功決定的，故A錯誤；B．功率越大，表示做功越快，機械效率表示機械性能的好壞，機械效率與功率之間沒有直接聯系，故B錯誤；C．同一滑輪組的機械效率與被提升的物重有關，同一滑輪組提升的物體越重，機械效率越大，C正確，D錯誤；故選C。
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