备战中考山东省三年中考物理真题分类解析汇编专题11A 简单机械答案解析Word格式文档下载.docx

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C．乙更省力，乙机械效率大D．甲更省力，机械效率一样大

【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh；

把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；

不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；

而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。

不计绳重及摩擦，

拉力F=

（G物+G轮），n甲=2，n乙=3，

绳子受的拉力：

F甲=

（G物+G轮），F乙=

（G物+G轮），

F甲＞F乙，乙图省力；

动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，

利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，

由η=

100%，可知，

滑轮组的机械效率相同。

B。

【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，不计摩擦和绳重时拉力的求法；

本题关键在于确定额外功相等。

4．（2018•临沂）图（a）所示的杠杆是水平平衡的。

如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图（b）所示，则杠杆（　　）

A．右端下沉

B．左端下沉

C．要保持平衡应将左端的物体向右移动

D．要保持平衡应在右端再加挂一个物体

【分析】

（a）图杠杆是平衡的，原因是两边的力和力臂的乘积相等，（b）图分别加挂一个等重的物体后，分析两边的力和力臂的乘积是否还相等，据此判断丁图的杠杆是否还平衡。

AB、设一个钩码重为G，杠杆一格长为L，（a）图杠杆平衡是因为：

2G×

2L=G×

4L；

（b）图分别加挂一个等重的物体后（为便于研究，设物体的重也为G），

左边力与力臂的乘积：

3G×

2L，

右边力与力臂的乘积：

4L，

因为3G×

2L＜2G×

4L，即右边力与力臂的乘积较大，

所以杠杆不能平衡，右端下沉；

故A正确，B错误；

CD、若想让杠杆能够平衡，可以将左端的物体向左移动，从而增大左边的力臂，使左边的力与力臂的乘积等于右边的力与力臂的乘积，故C错误；

若想让杠杆能够平衡，可以在左端再加挂一个物体，左边的力变大，使左边的力与力臂的乘积等于右边的力与力臂的乘积，故D错误。

A。

【点评】本题考查了杠杆平衡的条件的应用，注意杠杆平衡的条件：

动力×

动力臂=阻力×

阻力臂的应用。

5．（2018•潍坊）如图所示，杠杆处于平衡状态。

如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将（　　）

A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．无法判断

【分析】利用杠杆的平衡条件：

阻力臂，左右分别判断看是否平衡。

图中杠杆处于平衡状态，设一个钩码的重为G，杠杆上一格的长度为L，根据杠杆平衡条件可得：

3L=3G×

2L；

如果杠杆两侧的钩码各减少一个，则：

1G×

3L，

由于此时右边力与力臂的乘积较大，所以右端下降。

【点评】杠杆的平衡条件要灵活应用，有时根据个数和格数也能判断是否平衡。

6．（2018•烟台）如图所示的杠杆，属于费力杠杆的是（　　）

【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。

A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。

B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。

C、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意。

D、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。

C。

【点评】此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：

①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；

②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；

③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。

7．（2017•德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（　　）

A．0.4J　83.3%B．0.8J　91.7%C．0.8J　83.3%D．0.4J　91.7%

（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=Fs，W有用=Gh，W额=W总﹣W有用；

（2）根据η=

求出机械效率。

（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×

0.4m=0.8m，

W总=Fs=6N×

0.8=4.8J，

W有用=Gh=10N×

0.4m=4J，

W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J，

（2）滑轮组的机械效率：

η=

100%=

100%≈83.3%。

【点评】本题考查了使用滑轮组机械效率、额外功、有用功和总功的计算，属于中等难度试题，关键是知道该题要计入绳重和摩擦。

8．（2016•烟台）用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度。

若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（　　）

A．η甲=η乙，W甲=W乙B．η甲＞η乙，W甲＞W乙

C．η甲＜η乙，W甲＜W乙D．η甲＞η乙，W甲＜W乙

（1）对于滑轮组，最钩码做的功是有用功，即W有=Gh；

（2）此题中克服滑轮重做的功是额外功；

（3）W总=W有+W额；

此题中，钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据W有=Gh可知，所做的有用功相同；

此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦，滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，据W总=W有+W额可知，所以W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲=W乙，机械效率η=

100%，故也是相同的，即η甲=η乙。

【点评】知道对谁做的是有用功、对谁做的是额外功及机械效率的计算是解决该题的关键。

9．多选（2018•聊城）工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。

已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力为400N，g=10N/kg，则下列说法正确的是（　　）

A．工人做的总功为900JB．工人做的额外功为300J

C．工人做功的功率为60WD．此斜面的机械效率为75%

【分析】根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功，即总功；

再根据P=

可求功率；

再根据W=Gh求出有用功；

然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。

A、工人做的总功为：

W总=Fs=400N×

3m=1200J；

故A错误；

B、做的有用功为：

W有=Gh=mgh=60kg×

10N/kg×

1.5m=900J；

所做额外功为：

W额=W总﹣W有=1200J﹣900J=300J；

故B正确；

C、工人做功的功率为：

P=

=80W；

故C错误；

D、斜面的机械效率为：

100%=75%；

故D正确；

BD。

【点评】熟练运用计算功、功率、机械效率的公式，是解答此题的关键。

10．多选（2018•滨州）如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的距离为3m

B．有用功为400J

C．拉力F的功率为9W

D．物体与地面间的滑动摩擦力为72N

（1）知道物体移动速度和时间，利用s=vt求物体移动距离，由题知，n=3，拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍；

（2）利用W=Fs求拉力做的总功，利用机械效率公式计算有用功；

（3）利用功率公式求拉力做功功率；

（4）知道机械效率和拉力大小，利用η=

求摩擦力f。

A、由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：

s绳=3s物=3v物t=3×

0.1m/s×

10s=3m，故A正确；

B、拉力做功为：

W总=Fs绳=30N×

3m=90J，

有用功：

W有=ηW总=80%×

90J=72J，故B错误；

C、拉力做功的功率：

=9W，故C正确；

D、有用功W有=fs物，拉力做的总功W总=Fs绳，

得，物体与地面间的滑动摩擦力：

f=η×

3F=80%×

3×

30N=72N，故D正确。

ACD。

【点评】水平使用滑轮组时注意：

有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，这是本题的关键、易错点。

11．（2016•菏泽）某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率。

将两个相同的钩码提升相同的高度，则　甲　的机械效率较高，主要原因是：

　做的有用功相同，第二次使用动滑轮做的额外功多、总功多，有用功和总功的比值小　。

【分析】将两个相同的钩码提升相同的高度，做的有用功相同；

两次做的额外功不同，而总功等于有用功加上额外功，两次做的总功多，而机械效率等于有用功和总功的比值大，可得机械效率的大小关系。

将两个相同的钩码提升相同的高度，由W有用=Gh可知，做的有用功相同；

而第二次需要提升动滑轮做功，做的额外功多，而总功等于有用功加上额外功，所以第二次做的总功多，这样第二次有用功和总功的比值小，即甲的机械效率高、乙的机械效率低。

故答案为：

甲；

做的有用功相同，第二次使用动滑轮做的额外功多、总功多，有用功和总功的比值小。

【点评】本题考查了滑轮组机械效率大小的比较，明确有用功、额外功、总功的概念以及大小关系是关键。

12．（2016•淄博）杠杆调平衡后，将两个体积相同的重物分别挂在杠杆两侧的A、B处，杠杆仍然平衡，如图所示，则GA=　

　GB；

若将两重物同时浸没在水中，则杠杆的　右　端下沉（选填“左”或“右”）。

【分析】设一格的距离为L，根据杠杆平衡的条件即可求出两重物得重力关系；

将两个物体GA、GB同时浸没在水中后，对杠杆的拉力F等于重力和浮力的差，根据GA×

LA与GB×

LB的大小关系判断杠杆是否平衡。

根据图示可知，LA=5L，LB=3L；

由杠杆平衡条件GA×

LA=GB×

LB可得，GA=

GB；

物体浸入水中时，对杠杆的拉力F=G﹣F浮，因为两个物体的体积相等，都同时浸没在水中，所以它们受到的浮力相等，即F浮A=F浮B；

杠杆A端：

（GA﹣F浮A）×

LA=GA×

LA﹣F浮A×

LA，杠杆B端：

（GB﹣F浮B）×

LB=GB×

LB﹣F浮B×

LB，

由LA＞LB可得，F浮A×

LA＞F浮B×

LB。

因为GA×

LB，F浮A×

LB，所以（GA×

LA）＜（GB×

LB），因此杠杆的右端下降，左端上升。

；

右。

【点评】此题考查了对杠杆平衡条件的应用和阿基米德原理的应用，考查了学生综合分析处理物理问题的能力。

13．（2018•威海）如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，OA：

OB=1：

2，每个滑轮重100N．当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为　400　N，物体M对地面的压力为　4500　N．（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）

（1）首先对工人进行受力分析，受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，人对绳子的拉力，即绳子对人的拉力，又知道人的重力，从而可以计算出地面对人的支持力，即工人对地面的压力。

（2）分析A点受到的力和杠杆的平衡条件分析出B点的拉力，对M受力分析得出地面对物体的支持力即物体M对地面的压力。

（1）人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，

由力的平衡条件可得：

F+F支=G，

则F支=G﹣F=700N﹣300N=400N，

因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，

所以工人对地面的压力：

F压=F支=400N；

（2）定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，

FA′=3F+G定=3×

300N+100N=1000N；

杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA=F′A=1000N；

根据杠杆的平衡条件：

FA×

OA=FB×

OB，且OA：

2，

所以：

FB=

=500N；

因为物体间力的作用是相互的，

所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB′=FB=500N；

物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，

则物体M受到的支持力为：

FM支持=GM﹣FB′=5000N﹣500N=4500N，

所以物体M对地面的压力：

FM压=FM支持=4500N。

400；

4500。

【点评】本题是综合性很强的题目，考查了物体受力的分析、使用滑轮组拉力的计算，其中对物体受力分析是难点。

14．（2018•临沂）小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为　80　N；

如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【分析】不计绳重和摩擦，人拉绳子自由端的拉力F=

（G+G动）；

用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高。

由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，

不计绳重和摩擦，则拉绳子的动力：

F=

（G+G动）=

（140N+20N）=80N；

使用同一滑轮组，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。

80；

变大。

【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力的计算、机械效率的变化，属于基础知识。

15．（2018•枣庄）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。

若GA＞GB，则η甲　＞　η乙；

若FA=FB，则GA　＜　GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）

（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，根据η=

100%结合GA＞GB比较两滑轮组的机械效率关系；

（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据F=

（G+G动）结合FA=FB得出提升物体的重力关系。

（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，

则滑轮组的机械效率：

100%，

因物体的重力G越大，1+

越小，

越大，且动滑轮的重力相等，

所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；

（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，

由F=

（G+G动）可得，提升物体的重力：

G=nF﹣G动，

则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB。

＞；

＜。

【点评】本题考查了滑轮组机械效率公式和绳子拉力公式的应用，明确有用功和总功以及滑轮组绳子的有效股数是关键。

16．（2018•德州）手机自拍已成一种时尚。

如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个轻质杠杆，O点是支点。

请在图中画出：

（1）施加在A点最小的动力F1

（2）力F2的力臂L2

【分析】力臂是从支点到力的作用线的距离；

当动力的力臂最大时，动力是最小的。

当AO之间的连线作为力臂时，力臂是最大的，此时的动力最小；

力F2是由重力产生的，故阻力的方向是竖直向下的，从O点做该力的作用线的垂线，即为力臂，如图所示：

。

如上图。

【点评】作力臂首先找到支点和力的作用线，再从支点向力的作用线引垂线，支点到垂足之间的距离为力臂的大小。

17．（2017•威海）如图所示，轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下，在水平方向处于静止状态，请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。

【分析】阻力F2的作用点在点A，方向向下，动力的力臂L1为支点O到动力的作用线的距离。

由图可知，杠杆的支点为O，过支点O向动力F1作用线引垂线段，即为其力臂L1，阻力是灯对杠杆A点的拉力，过A点沿竖直向下的方向画一条有向线段，用F2表示，即为阻力的示意图。

如图所示：

【点评】本题考查了力的示意图和力臂的画法。

作力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段。

18．（2016•泰安）如图所示，一轻质杠杆AC可绕支点O自由转动，在B点挂一重为G的物体。

为使杠杆在水平位置保持平衡，画出施加在杠杆上最小力F的示意图。

【分析】根据杠杆平衡的条件，F1×

L1=F2×

L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。

因此先确定最长的力臂，即离支点最远的点；

然后过动力作用点做垂直于杠杆的作用力即可。

C点离支点最远，故最长的力臂为OC，过C点作垂直于OC的作用力F，即最小的力，如图所示：

【点评】由杠杆的平衡条件，杠杆中最小作用力问题，可以转化为最大力臂问题，解题的关键是找出最长的力臂。

19．（2018•德州）测量滑轮组的机械效率：

步骤

如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置。

①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。

②分析表中数据可知：

实验2是用图　乙　做的实验。

③实验序号3中的机械效率η=　80%　。

装置图

表格

实验序号

钩码重量G/N

钩码上升高度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

1.8

0.3

74%

2

8

3.1

86%

3

2.5

0.4

结论

通过比较　1、2　（填实验序号）两次实验数据得出结论：

同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。

通过比较2、3两次实验数据可得出结论：

不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率　越低　

问题讨论

实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。

你认为他的想法

　不正确　（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到　摩擦力　对滑轮组机械效率的影响。

（1）②根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系，s=nh，求出实验1中绳子的有效段数分析；

求出实验2中绳子的有效段数分析；

③根据η=

100%求第3次实验的机械效率：

（2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，找出合适的次数；

比较实验2和3的相同条件和不同条件得出结论；

（3）在测力计静止时，不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑。

（1）②根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系，s=nh，故实验1中绳子的有效段数：

n=

=3；

实验2中绳子的有效段数：

由表格数据知：

第1次实验物体的重力为4N，第2次物体的重力为8N，故第1次是用甲图做的实验，第2次是用乙图做的：

③第3次实验的机械效率：

η3=

100%=80%；

（2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，表格中1、2两次实验符合要求，可以得出结论：

比较实验2和3可得出结论：

使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；

（3）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。

②乙；

③80%；

1、2；

越低；

不正确；

摩擦力。

【点评】本题测量滑轮组的机械效率，考查注意事项、绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系、机械效率的计算、数据分析及摩擦力的知识。

20．（2018•泰安）图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。

用弹簧测力计竖直向上　匀速缓慢　拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。

请你根据他们做的实验完成下列问题：

（1）物体提升的高度是　5.0　cm，拉力是　2　N，该滑轮组的机械效率η=　75%　；

（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率　变小　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（1）读出BB'

之间的距离，根据滑轮组的特点求出物体上升的高度；

根据测力计的分度值读出测力计示数；

知道物体重力和物体升高的距离，求出绳子自由端移动的距离，读出弹簧测力计的示数；

根据η=

（2）根据额外功的变化判定机械效率的变化。

实验中应用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢拉动绳子自由端，

（1）测力计B位置匀速提升到B'

位置，测力计