PAGE1專題07簡單機械和功能1、（2024·河南中考真題·T11）如圖，甲、乙兩人用不同的裝置，在相同時間內把質量相等的貨物勻速提升到同一平臺，不計繩重及滑輪的摩擦。下列說法正確的是（）A.甲做的有用功多 B.乙做的總功多C.甲做總功的功率大 D.乙所用裝置的機械效率小【答案】C【解析】A．在相同時間內把質量相等的貨物勻速提升到同一平臺，不計繩重及滑輪的摩擦，有用功，故甲、乙做的有用功一樣多，故A錯誤；BCD．圖甲使用的是動滑輪，拉力端移動距離s甲=2h；圖乙使用的是定滑輪，拉力端移動距離s乙=h，不計繩重和摩擦，使用甲動滑輪時，拉力拉力做功使用乙定滑輪時，拉力F乙=G，所以拉力做功在相同時間內把質量相等的貨物勻速提升到同一平臺，甲做的總功多，乙做的總功少，根據知，甲做總功的功率大；由A選項解析知有用一樣多，但甲的總功多，根據知，乙所用裝置的機械效率高，綜上分析知，故C正確，BD錯誤。故選C。2、（2024·河南中考真題·T3）人體中有很多結構可簡化為杠桿。如圖，手提起物體時，橈骨在肱二頭肌的收縮牽引下繞肘關節轉動，這是一種______杠桿，此過程中肱二頭肌收縮的距離______（填“大于”“等于”或“小于”）手移動的距離。【答案】①.費力②.小于【解析】[1]橈骨在肱二頭肌的收縮牽引下繞肘關節轉動，該杠桿以肘關節為支點，肱二頭肌對橈骨的拉力為動力，物體對手的壓力為阻力，由圖可知，動力臂小于阻力臂，則這是費力杠桿。[2]費力杠桿省距離，則此過程中肱二頭肌收縮的距離小于手移動的距離。3、（2023·河南中考真題·T12）如圖所示，在的拉力F作用下，用滑輪組將重為的貨物勻速提升，在內貨物豎直上升了，不計繩重及滑輪上的摩擦。下列說法正確的是（）A.滑輪組做的有用功為B.拉力做功的功率為C.滑輪組的機械效率為D.此滑輪組提升的貨物越輕、機械效率越大【答案】C【解析】A．拉力做的有用功W有=Gh=300N×2m=600J故A錯誤；B．由圖可知，動滑輪上的繩子段數n=2，繩子自由端移動的距離s=nh=2×2m=4m拉力做的總功W總=Fs=200N×4m=800J拉力做功的功率故B錯誤；C．滑輪組的機械效率故C正確；D．由不計繩重和摩擦時可知，動滑輪的重力一定，提升的貨物越輕，即G越小，機械效率越小，故D錯誤。故選C。4、（2022·河南中考真題·T18）在探究杠桿平衡條件的實驗中：（1）將裝置放在水平桌面上，靜止時如圖所示。為了使杠桿在水平位置平衡，應將螺母向_________（選填“左”或“右”）調節；（2）實驗中，在杠桿兩側掛上不同數量的鉤碼，第1、2次杠桿平衡時的數據已填入表。圖是第3次杠桿平衡時的情景，此次杠桿右側的阻力和阻力臂的數據①為________，②為___________；實驗次數動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m12.50.220.25220.151.50.231.50.1①②（3）分析實驗數據，可歸納出杠桿的平衡條件：_____________；（4）某小組對實驗過程交流、討論后，按圖所示又進行了實驗。老師肯定了他們的做法，并指出，用彈簧測力計斜拉可使結論更具普遍性，因為這樣做改變了__________。在測量拉力F的力臂時，小組內有不同的意見，你認為拉力的力臂應為___________（選填“OA”“OB”或“AB”）。【答案】①.右②.1③.0.15④.動力×動力臂=阻力×阻力臂⑤.拉力的方向⑥.OB【解析】（1）[1]由圖知道，杠桿的右端上翹，為了調節杠桿在水平位置平衡，平衡螺母向上翹的一端移動，即應將平衡螺母向右端移動。（2）[2][3]第1、2和3次實驗的數據知道，每次動力減小0.5N，由第1、2次的數據知道，每次阻力也是減小0.5N，所以，第3次的阻力應是1N；分析第1、2次的數據知道，動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積，由此可知第3次的阻力臂應是0.15m。（3）[4]由實驗表格中數據知道，三次實驗數據都滿足動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積，即杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂（4）[5]由圖知道，用彈簧測力計斜拉改變了拉力的方向，同時改變了力臂的方向，由此得出的平衡條件更具普遍性。[6]因為力臂是從支點到力的作用線的距離，由圖知道，OB應為拉力的力臂。5、（2022·河南中考真題·T12）為了將一物塊送到高處，小杰用木板和滑輪搭建了如圖所示的裝置。用力F拉動繩端，物塊沿斜面勻速向上運動，下列說法正確的是（）A.該裝置使用滑輪是為了更加省力B.此過程中物塊的動能轉化為重力勢能C.物塊所受摩擦力的方向沿斜面向下D.若繩子突然斷開，物塊將立即下滑【答案】C【解析】A．該裝置使用的是定滑輪，只能改變力的方向，不能省力，故A錯誤；B．物塊沿斜面勻速向上運動，動能不變，物體的重力勢能是拉力F做功增加的，故B錯誤；C．物塊相對斜面斜向上運動，受到的滑動摩擦力與其相對運動方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故C正確；D．若繩子突然斷開，物塊由于慣性會先繼續向上運動，故D錯誤。故選C。6、（2021·河南中考真題·T8）如圖工人師傅正在使用一根硬棒撬動石頭，使用此硬棒（）A.省力且省距離 B.省力但費距離C.費力且費距離 D.費力但省距離【答案】B【解析】CD．一根硬棒撬動石頭，動力臂大于阻力臂，故是省力杠桿，故CD錯誤；AB．省力但是費距離，故A錯誤；B正確。故選B。7、（2020·河南中考真題·T8）在如圖所示的工具中，使用時屬于費力杠桿的是（）A.瓶蓋起子B.食品夾C.起釘錘D.核桃夾【答案】B【解析】A．支點在瓶蓋邊緣，動力臂較長，是省力杠桿，A項不合題意；B．支點在夾子兩壁連接處，動力臂較短，是費力杠桿，選項B符合題意；C．支點是錘子與地面的接觸點，動力臂較長，是省力杠桿，C項不合題意；D．支點在夾子兩壁連接處，動力臂較長，是省力杠桿，D項不合題意。故選B。8、（2020·河南中考真題·T12）頻閃照相機是研究物體運動的重要手段之一，如圖所示的頻閃照片記錄了豎直下落的小球每隔相等時間的位置，不計空氣阻力，在小球下落的過程中，下列說法正確的是（）A.小球的重力勢能逐漸增大 B.小球的機械能逐漸減小C.小球的重力在ab段做功比在cd段多 D.小球的重力在ab段做功比在cd段慢【答案】D【解析】A．小球下落過程中，高度減小，重力勢能減小，故A錯誤；B．不計空氣阻力時，小球重力勢能與動能互相轉化，機械能守恒，大小不變，故B錯誤；C．ab段長度小于cd段，重力相同，做功大小與下落距離成正比，ab段做功小于cd段，故C錯誤；D．ab段做功小于cd段做功，而所用時間相等，所以ab段功率小于cd段做功，故D正確。故選D。一、單選題1．（2024·河南周口·三模）生活中我們會用到許多機械，下列四種機械在使用時屬于省力機械的是（）A．自拍桿 B．方向盤C．筷子 D．皮劃艇船槳【答案】B【詳解】ACD．自拍桿、筷子、船槳使用過程中，動力臂小于阻力臂，都是費力杠桿，故ACD不符合題意；B．方向盤是省力輪軸，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B符合題意。故選B。2．（2024·河南周口·二模）我國古代勞動人民用智慧創造了很多實用工具，下列工具中屬于省力杠桿的是（

）A．攻城投石機 B．獨輪車C．扁擔 D．腳踏春米碓【答案】B【詳解】AD．攻城投石機和腳踏舂米碓工作時動力臂小于阻力臂，所以都是費力杠桿，故AD不符合題意；C．使用扁擔時，人對扁擔的力始終等于總重力，所以不能省力，故C不符合題意；B．獨輪車使用時動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B符合題意。故選B。3．（2024·河南周口·三模）學習杠桿知識以后，薇薇想用如圖所示的自制杠桿（支點為O）將一袋大米抬起放在水平桌面上，請問沿哪個方向用力可以最省力（）A．豎直向上的F1 B．垂直于杠桿斜向上的F2C．水平向右的F3 D．三個力大小相等【答案】B【詳解】做出F1、F2、F3的力臂L1、L2、L3，如圖，拉起大米的過程中，動力F和力臂L的乘積等于大米和大米對杠桿的拉力產生的力臂，要使抬起大米的力最小，F的力臂應最大，如圖三個力的力臂相比較，L2最大，因此沿F2方向用力可以最省力，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。4．（2024·河南周口·三模）如圖所示是我國古代汲水農具——桔棒，豎立的支架上架一根長木桿，在木桿的一端固定一個重物，送汲水器入水時，人需用力將汲水器放入水中，在重物作用下，汲水器被吊起。下列有關桔槔的說法正確的是（

）A．送汲水器入水省力費距離B．把汲水器拉出水時省力費距離C．把汲水器拉出時對水桶做的功是有用功D．送汲水器入水時機械效率可以為100%【答案】A【詳解】A．當人將提水的容器往下壓，人對桔槔施加的力為動力，重物對桔槔施加的力為阻力，此時動力臂大于阻力臂，桔槔相當于一個省力杠桿，省力費距離，故A正確；B．把汲水器拉出水時，重物對桔槔施加的力為動力，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，費力省距離，故B錯誤；C．把汲水器拉出時，水做的功是有用功，水桶做的功是額外功，故C錯誤；D．機械都有損耗，任何機械的效率都不可能是100%，故D錯誤。故選A。5．（2024·河南駐馬店·二模）用如圖所示的滑輪組提升重物，將質量為36kg的重物5s內勻速提升1m，作用在繩端上的拉力為200N。不計繩重和摩擦，下列說法不正確的是（）A．動滑輪受到的重力為40N B．有用功為360JC．使用此滑輪既省力又省功 D．該滑輪組的機械效率為90%【答案】C【詳解】A．由題意可得，重物的重力為G=mg=36kg×10N/kg=360N由圖可知，滑輪組的動滑輪繞2段繩，不計繩重和摩擦，動滑輪受到的重力為G動=nF-G=2×200N-360N=40N故A正確，不符合題意；BD．繩子自由端移動的距離s=2h=2×1m=2m有用功為W有=Gh=360N×1m=360J總功為W總=Fs=200N×2m=400J該滑輪組的機械效率為故BD正確，不符合題意；C．使用任何機械都不省功，故C錯誤，符合題意。故選C。6．（2024·河南新鄉·一模）如圖所示，釣魚時魚上鉤后需要迅速把魚拉出水面，關于魚竿這個簡單機械下列說法正確的是（）A．魚竿是一個省力杠桿 B．魚的重力就是此杠桿的阻力C．此杠桿的支點在右手和魚竿的接觸處 D．筷子和魚竿類似，同屬于費力杠桿【答案】D【詳解】A．由圖中可看出，此杠桿的支點在左手和魚竿的接觸處，動力作用點在右手和魚竿的接觸處，阻力作用點在魚竿與釣魚線的接觸處，所以支點到動力作用線的距離即動力臂小于支點到阻力作用線的距離即阻力臂，則魚竿是一個費力杠桿，故A錯誤；B．杠桿的阻力作用點在魚竿上，即釣魚線對魚竿的拉力是此杠桿的阻力，魚在被釣起來的時候，不是勻速向上運動，所以魚的重力和線的拉力不是平衡力，不相等，故B錯誤；C．此杠桿的支點在左手和魚竿的接觸處，故C錯誤；D．筷子和魚竿類似，動力臂小于阻力臂，所以同屬于費力杠桿，故D正確。故選D。7．（2024·河南南陽·二模）如圖所示，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升至圖中虛線位置，彈簧測力計示數如圖所示，鉤碼總重為1N，鉤碼上升高度為0.2m，彈簧測力計移動的豎直距離為0.6m。則下列判斷正確的是（）A．該杠桿為費力杠桿B．人利用杠桿做的有用功為0.6JC．人利用杠桿做的額外功為0.4JD．杠桿的機械效率為66.7%【答案】D【詳解】A．由圖可知，動力臂大于阻力臂，該杠桿為省力杠桿，故A錯誤；B．人利用杠桿做的有用功為故B錯誤；C．由圖可知，彈簧測力計示數為0.5N，人利用杠桿做的總功為人利用杠桿做的額外功為故C錯誤；D．杠桿的機械效率為故D正確。故選D。8．（2024·河南周口·三模）如圖是谷愛凌從地面飛躍向空中的場景，下列說法中正確的是（）A．谷愛凌躍向高空，慣性變大B．此過程中，谷愛凌的機械能變小C．谷愛凌在最高點時的動能為零D．谷愛凌從最高點下落過程中機械能變大【答案】B【詳解】A．慣性只與物體的質量有關，谷愛凌躍向高空時，質量不變，可知慣性不變，故A錯誤；B．此過程中，需要克服空氣阻力做功，所以谷愛凌的機械能變小，故B正確；C．谷愛凌在最高點時仍具有水平方向的速度，動能不為零，故C錯誤；D．谷愛凌從最高點下落過程中，需要克服空氣阻力做功，機械能變小，故D錯誤。故選B。9．（2024·河南周口·三模）如圖所示，這是《天工開物》中記載的農戶春米神器——水碓：水流帶動水輪轉動，與水輪輪軸相連的橫木上的短木撥動碓梢，較長的碓頭一端就翹起來，短木轉過后，翹起的碓頭就落下來。下列說法正確的是（

）A．春米時，對水輪做的功是有用功B．使水碓較長一頭翹起過程中，它是一個費力杠桿C．水流帶動水輪轉動，水的動能轉化為水輪的重力勢能D．碓頭的質量比較大是為了使碓頭在最高點具有更大的動能【答案】B【詳解】A．使用機械的目的是為了省力、省距離或改變力的方向，但使用任何機械都不能省功，對水輪做的功是額外功，故A錯誤；B．由題意可知，較長的碓頭一端翹起時，動力臂小于阻力臂，所以它是一個費力杠桿，故B正確；C．水流帶動水輪轉動，是水的重力勢能轉化為水輪的動能，故C錯誤；D．碓頭的質量比較大是為了使碓頭在最高點時具有更大的重力勢能，下落時轉化為更多的動能，故D錯誤。故選B。二、填空題10．（2024·河南周口·二模）工人用如圖所示的滑輪組，在時間t內，將貨物勻速提升了h，不計繩重和摩擦，則提升過程中繩子自由端移動的速度為；如果以更快的速度勻速提升貨物，該滑輪組的機械效率會（選填“增大”“減小”或“不變”）。【答案】不變【詳解】[1]由圖可知，滑輪組繩子的有效股數n＝2，則繩子自由端移動的距離s=2h，則提升過程中繩子自由端移動的速度為[2]根據可知，如果以更快的速度勻速提升貨物，該滑輪組的機械效率會不變。11．（2024·河南周口·三模）創新小組的小科同學為了幫助貨運工人往6m高的平臺運送貨物，組裝了如圖所示的模型裝置，已知模型裝置的機械效率為80%，其中的斜面底部的寬度L為8m，將500N的貨物從斜面底端運送到頂端平臺用時10s，則拉力F為N，拉力做功的功率為W。【答案】187.5375【詳解】[1][2]使用該機械所做的有用功為W有=Gh=500N×6m=3000J所做的總功為根據三角形關系可知，斜面長度為10m，動滑輪上繩子的根數為2，因此拉力F為則拉力做功的功率為12．（2024·河南駐馬店·二模）如今，C919大型客機訂單已超過1200架。飛機在升空過程中，飛行員的重力勢能逐漸（選填“增大”或“減小”），飛機從起飛到安全降落的整個過程中，飛行員的動能（選填“改變”或“不變”）。【答案】增大改變【詳解】[1]飛機在升空過程中，飛行員重力不變，高度變大，其重力勢能逐漸增大。[2]飛機從起飛到安全降落的整個過程中，飛行員的速度先變大，后變小，所以飛行員的動能發生改變。三、作圖題13．（2024·河南周口·三模）為了營造美好校園環境、創建文明校園，班級購置了一件垃圾自動拾取夾（如圖所示），手部輕輕一握，就可以將垃圾夾起，題圖是其手持部分的結構原理圖，請畫出手持部分的動力F1的動力臂與阻力F2的阻力臂。【答案】【詳解】動力臂L1作法：從支點O向動力作用線作垂線，標出垂直符號，用大括號括出動力臂，標出符號L1；阻力臂L2作法：畫出阻力作用線，從支點O向阻力作用線作垂線，標出垂直符號，用大括號括出阻力臂，標出符號L2，如圖所示：四、實驗題14．（2024·河南信陽·三模）如圖所示是某實驗小組探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置。（1）實驗前杠桿位置如圖甲所示，應該向調節平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；（2）在A處掛上如圖乙所示的鉤碼后，要使杠桿重新在水平位置平衡，需要在B處掛個相同的鉤碼；（3）多次換用不同數量的鉤碼，并改變鉤碼在杠桿上的位置，使杠桿在水平位置平衡，其目的是；得到的實驗數據如下表，分析表中的數據，得到杠桿的平衡條件是；次數動力動力臂阻力阻力臂10.540.01.020.021.030.01.520.031.020.00.540.0…（4）如圖丙，在始終與杠桿垂直的動力F作用下，將杠桿緩慢地轉動到虛線位置的過程中，F的大小將（選填“變大”“變小”或“不變”）；其原因是。【答案】右4便于測量力臂的大小F1l1=F2l2變小見解析【詳解】（1）[1]甲圖杠桿不在水平位置，左端向下傾斜，右端偏高，故應向右調節左端或右端的平衡螺母至杠桿在水平位置平衡，使支點到力的作用點的距離就是力臂，便于直接測量力臂。（2）[2]設杠桿每個格的長度為L，每個鉤碼的重力為G，根據杠桿的平衡條件FAlA=FBlB即2G×4L=FB×2L解得FB=4G，需掛4個鉤碼。（3）[3]由于杠桿上有刻度，因此實驗多次換用不同數量的鉤碼，并改變鉤碼在杠桿上的位置，使杠桿在水平位置平衡，其目的是便于測量力臂的大小。[4]由表格數據可知，第一次實驗中第二次實驗中第三次實驗中可得杠桿的平衡條件為動力×動力臂=阻力×阻力臂即F1l1=F2l2（4）[5][6]在杠桿緩慢地轉動到虛線位置的過程中，動力臂（即拉力F的力臂）不變，阻力G的大小不變，而阻力臂（即重力G的力臂）卻逐漸減小，由杠桿的平衡條件知，當動力臂、阻力不變時，阻力臂變小，那么F也變小，即拉力F在這個過程中逐漸變小。15．（2024·河南周口·三模）為探究滑輪組機械效率的影響因素，小華提出了以下幾種猜想并使用相同的滑輪和鉤碼設計了如圖所示的a、b、c、d四種實驗裝置。猜想1：滑輪組的機械效率與動滑輪上承重的繩子段數有關，需用兩組裝置進行實驗；猜想2：滑輪組的機械效率與懸掛物體的重力大小有關，需用兩組裝置進行實驗；（1）驗證猜想1和2時使用的物理研究方法叫做法。小華對同一個猜想進行反復實驗的目的是；（2）除了小華提出的猜想，請你對如何提高滑輪組機械效率提出一條合理的建議：。【答案】acab控制變量