專題11簡潔機械

【考點1】杠桿

【考點2】滑輪及滑輪組

簡單機械：【考點3】機械效率

【考點4】簡單機械實驗

【考點5】機械效率綜合計算

典例剖析

【考點1】：杠桿

【例1】（2024?廣西）如圖所示，杠桿在拉力F的作用下水平平衡。現將彈簧測力計繞c點

從a位置轉動到b位置的過程中,杠桿始終保持水平平衡,則拉力F的變更狀況是（）

A.始終變大B.始終變小

C.始終不變D.先變大后變小

【考點】杠桿平衡條件及應用

【答案】A

【解析】將彈簧測力計繞c點從a位置轉動到b位置的過程中，鉤碼的重力不變，其力

臂不變，即阻力與阻力臂的乘積不變；將彈簧測力計繞c點從a位置轉動到b位置的過

程中，拉力F的力臂漸漸變小，由杠桿的平衡條件FL=FL可知，拉力F漸漸變大。故

1

選：Ao

【點評】本題考查了杠桿的動態平衡分析，正確的得出拉力力臂的變更是關鍵。

【變式（2024?貴陽）如圖所示是吊車正在起吊貨物的示意圖。該裝置通過液壓伸縮撐

桿推動吊臂并使吊臂繞。點轉動，從而通過鋼繩將貨物緩慢吊起。假設撐桿對吊臂的作

用力始終與吊臂垂直，僅通過轉動吊臂提升貨物的過程中，則下列分析正確的是（）

A.撐桿對吊臂的作用力不斷增大

B.鋼繩對吊臂的作用力不斷增大

C.撐桿對吊臂的作用力的力臂不斷增大

D.鋼繩對吊臂的作用力的力臂不斷減小

【考點】杠桿平衡條件及應用

【答案】D

【解析】（1）伸縮撐桿對吊臂的支持力的作用點在吊臂上，方向垂直于吊臂向上，過支

持力的作用點，沿支持力的方向畫一條有向線段，用F表示，然后從支點。向力的作用

線做垂線段，垂線段L即為其力臂，如圖所示：

（2）吊車吊起貨物的過程中，阻力為重力，重力不變，阻力不變；阻力臂減小；動力臂

不變，動力減小，所以支持力漸漸變小，故ABC錯誤，D正確。故選：D。

【點評】此題考查力的示意圖和力臂的畫法，同時考查杠桿平衡條件的應用，正確得出

動力臂、阻力、阻力臂的變更是關鍵。

【變式1-2］（2024?鄂爾多斯）如圖輕桿（不計杠桿重力），0為支點，物重為30N,0A：AB

=1：2,在豎直向上的拉力作用下始終保持平衡狀態。下列說法，正確的是（）

2

甲乙

A.該杠桿與鑲子類型相同

B.圖甲位置時，拉力大小為15N

C.圖甲位置時，若僅增加物重，則拉力的變更量與物重的變更量之比為3：1

D.如圖乙保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，拉力不變

【考點】杠桿平衡條件計算及應用

【答案】D

【解析】A、依據圖示可知，動力臂大于阻力臂，因此為省力杠桿；而鑲子運用時，動力

臂小于阻力臂，是費勁杠桿，因此它們的類型不同，故A錯誤；

B、已知物重為30N,OA：AB=1：2；由杠桿平衡條件可得：FXOB=GXOA

解得：F=GX°A=GX°A=3°NX1=ION,故B錯誤；

OBOA+AB1+2

C、圖甲位置時，若僅增加物重，則(F+AF)X0B=(G+AG)X0A,明顯拉力的變更量

與物重的變更量之比不等于0A與0B的比值，故C錯誤；

D、保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，其力臂如圖所示：

乙

OB'為動力臂，0A,為阻力臂，阻力不變為G,

因為△0A‘A^A0B,B,所以0A‘：OB'=0A：OB=1：3

由杠桿平衡條件可知，F'XOB'=GX0A,,F'=絲"_=迎迎=10N；由此可

OB'3

知保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，拉力不變，故D正確。故選：D。

【點評】本題考查了學生對杠桿平衡條件的了解和駕馭，能畫出杠桿在虛線位置的力臂

3

并借助三角形相像確定其關系是本題的關鍵。

【考點2】：滑輪及滑輪組

【例2】（2024?長春）如圖所示，用甲、乙滑輪組在相同時間內分別將A、B物體勻速提升

相同高度，已知物體受到的重力GA>GB,滑輪組的機械效率"n甲<n乙（忽視繩重和摩

擦）。下列推斷正確的是（）

森FN

X

B

甲乙

A.兩滑輪組繩端移動的距離相等

B.甲滑輪組的有用功比乙的少

C.甲滑輪組的總功率比乙的小

D.甲滑輪組的動滑輪比乙的重

【考點】滑輪組特點、機械效率計算

【答案】D

【解析】A、由圖可知，滑輪組繩子的有效股數n甲=3,n乙=2,則s甲=3h,s乙=2h,

則兩滑輪組繩端移動的距離不相等，故A錯誤；B、已知物體受到的重力GA>GB、上升的

高度相同，依據亞有=611可知，甲滑輪組的有用功比乙的多，故B錯誤。

C、由B可知，w有QW有乙，已知滑輪組的機械效率n甲<n乙，由口=_5_可得，甲滑

W總

輪組的總功比乙的大，已知時間相同，由P=更可知，甲滑輪組的總功率比乙的大，故C

t

WG

錯誤；D、忽視繩重和摩擦，由n=2=比=_—可得，n甲=--------&一，n乙

W總FsG+G動GA+G動甲

Gp_

=----------,因為GA>GB,n甲<n乙，所以甲滑輪組的動滑輪比乙的重，故D正確。

GB+G動乙

故選：Do

4

【點評】本題考查了功和機械效率的計算，關鍵是n=±=@1=」—的敏捷運用。

V總FsG+G動

【變式2-1］（2024?綿陽）用水平力迪拉動如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻

速運動，物塊B在木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力

大小為熱.不計滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則用與&的大小關系是（）

A.Fi=FzB.F2<FI<2F2C.FI=2F2D.FI>2F2

【考點】滑輪的特點及應用

【答案】D

【解析】由圖知，（1）動滑輪在水平方向上受到三個力的作用：水平向右的拉力墻

壁對它水平向左的拉力Fig,木板A對它水平向左的拉力F木板，由于木板向右勻速運動,

所以Fl=F墻+F木板，由于同一根繩子各處的拉力相等，所以F木板=工儲，

2

由于力的作用是相互的，所以動滑輪對木板A的拉力為F動=F木板=工儲——①；

2

（2）物塊B在水平方向上受到兩個力的作用：繩子對它向左的拉力握，木板A對它向右

的摩擦力fa對B；由于物塊B保持靜止，所以Fz=fA對B；

木板A在水平方向上受到三個力的作用：動滑輪對木板向右的拉力F動，物體B對木板向

左的摩擦力fB對A,地面對木板向左的摩擦力f地面，

由于木板向右勻速運動，所以F動=fB對A+f地面-----------②

由于力的作用是相互的，所以fBX;tA=fA對B=Fz----------③

由②③可得F動=F2+f地面，

即LFi=Fz+f地面，也就是Fi=2Fz+2f地面，所以FA2F?。故選：D。

2

【點評】此題考查了運動和力的關系及力的作用相互性的應用，正確對物體進行受力分

析，明確物體受力狀況，是解答此題的關鍵。

【變式2-2］（2024?自貢）如圖所示，物體A、B的重分別為20N、10N,滑輪重和滑輪與繩

子之間的摩擦忽視不計，此時物體A在水平面上向右作勻速直線運動，若用力F向左拉

物體A,使物體A向左作勻速直線運動，則（）

5

A.F=20NB.F=10NC.F=5ND.F=30N

【考點】定滑輪和動滑輪的特點及應用

【答案】B

【解析】由圖知，此滑輪組由2段繩子擔當物重，所以FA=』GB=2X10N=5N；

22

在水平方向A受到的摩擦力和繩對A的拉力平衡，所以f=FA=5N,方向水平向左；

若使物體A向左作勻速直線運動，則A受摩擦力水平向右，則W=FA+f=5N+5N=10No

故選：Bo

【點評】此題考查了滑輪組的省力特點及二力平衡條件的應用，能夠推斷出摩擦力的大

小和方向是解決此題的關鍵。

【考點3】機械效率

【例3】（2024?福建）工人用如圖的機械將物體勻速提升到某一高度，若物體的重力與滑輪

的重力之比G物：G滑輪=9：1,忽視繩重與摩擦的影響，則機械效率為（）

A.10%B.45%C.80%D.90%

【考點】機械效率的計算

【答案】D

【解析】物體的重力與滑輪的重力之比G物：G輪=9：1,G=9G輪，

忽視繩重與摩擦的影響，則機械效率：

n="曳=W有用=Gh=^=9G輪=9。％。故選：D

W總W有用+W額Gh+G輪hG+G輪9G輪+G輪

6

【點評】本題考查了動滑輪機械效率，常見題目。

【變式3-1］（2024?郴州）如圖所示，在相同時間內，用大小相同的拉力F把等質量的甲、

乙兩物體沿斜面AB、AC從低端拉到斜面頂端。F做功的功率分別為P甲、P乙，機械效率

分別為n甲、n乙.下列分析正確的是（）

A.P甲＞P乙,n甲vn乙B.P甲vp乙,n甲vn乙

c.P甲vp乙,n甲＞n乙D.P甲＞p乙,n甲＞n乙

【考點】功和功率的計算；機械效率的計算

【答案

【解析】（1）已知AB＞AC,拉力相同，由W=Fs可知，Wi＞W?；

依據P=：,W1＞W2,時間相同，所以P甲〉PL;

（2）已知物體的重力不變，斜面的高度不變，故由W=Gh可知，將等質量的甲、乙兩物

體分別沿斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點所做的有用功相同，W1W=W2W；

w有

因為%＞W2,由n=_5＞可得，n甲vn乙。故選：A。

W心e

【點評】本題以斜面為載體考查了物體做功的大小、功率的大小以及機械效率凹凸的比

較，有肯定的難度。

【變式3-2］（2024?鞍山）如圖所示，用滑輪組拉動重70N的物體A,在10s內使A在水平

方向上移動5m,所用拉力F為20N,地面對A的摩擦力為30N,則A運動速度是m/s,

滑輪組所做的有用功是—J,滑輪組的機械效率是—o

【考點】定滑輪和動滑輪的特點；機械效率的計算

【答案】0.5；150；75%o

7

【解析】(1)A運動的速度丫=且=，叫=0.5m/s；

t10s

(2)滑輪組做的有用功：W有用=fs=30NX51n=150J；

(3)由圖可知：n—2,繩子自由端移動的距離SF=2s=2X5m=10m,

拉力F做的總功：W,€=FSF=20NX10HI=200J,

滑輪組的機械效率：n=W有用=英亞義ioo%=75%。

W總200.T

【點評】本題考查了運用滑輪組時速度公式、功的公式、效率公式的應用，本題關鍵：

知道水平運用滑輪組時克服摩擦力做的功為有用功。

【考點4】簡潔機械試驗

【例4】(2024?煙臺)在探究“影響滑輪組機械效率凹凸的因素“時，同學們提出了下列猜

想

(1)滑輪組機械效率凹凸可能與動滑輪重力有關；

(2)滑輪組機械效率凹凸可能與被提升的物重有關；

(3)滑輪組機械效率凹凸可能與物體提上升度有關；

(4)滑輪組機械效率凹凸可能與承重繩子股數有關。

小明同學設計了如圖所示的兩個滑輪組，進行對比試驗來驗證提出的猜想，則該試驗

驗證的猜想是()

A.(1)B.(2)C.(3)D.(4)

【考點】影響滑輪組機械效率的因素

【答案】B

【解析】比較兩圖可知，承重繩子股數相同，動滑輪重相同，提上升度可以相同，而被

提升物體的重力不同；結合限制變量法的思想，所以該試驗裝置探究的是滑輪組的機械

效率與被提升物體的重力的關系，即該試驗驗證的猜想是(2)。故選：B。

【點評】(1)運用限制變量法探究試驗時，肯定抓住相同因素和不同因素；

8

（2）結論的一般形式是：在（相同因素）相同時，（不同因素）越（），（探討的物

理量）越（）

【變式4-1］（2024?株洲）采納如圖所示站姿熬煉手臂力氣：雙腳并攏，腳尖0觸地，腳后

跟踮起，手臂水平，手掌支撐在豎直墻壁上的A點，B為人體重心所在位置。熬煉時，

軀體伸直，手臂彎曲和伸直動作交替進行。現要估測手掌對墻壁的壓力F.（g為已知常

量）

（1）用體重計稱量出人體的體重（質量）m：用卷尺分別測量出一兩點間的豎直距離

L和兩點間的水平距離12：（填“A、0”或“B、0”）

（2）手掌對墻壁的壓力F=—（用已知和測得的物理量表示）；

（3）熬煉時，腳尖離開墻壁越遠，手掌對墻壁的壓力就越—。

【考點】杠桿在生活中的應用

【答案】（1）A、0；B、0；（2）吧2；（3）大。

h

【解析】采納如圖所示站姿熬煉手臂力氣：雙腳并攏，腳尖0觸地，腳后跟踮起，手臂

水平，手掌支撐在豎直墻壁上的A點，B為人體重心所在位置。熬煉時，軀體伸直，手臂

彎曲和伸直動作交替進行。現要估測手掌對墻壁的壓力F；

（1）用體重計稱量出人體的體重（質量）m：由圖可知，

以腳尖。為支點，支持力F的力臂為A、0兩點間的豎直距離，重力G的力臂為B、。兩

點間的水平距離，用卷尺分別測量出A、0兩點間的豎直距離L和B、0兩點間的水平距

離L：

9

(2)由杠桿的平衡條件可得IXL=mgk,所以墻壁對手掌的支持力：W=m2；

h

支持力與手對墻壁的壓力是一對相互作用力，故F=l=T也；

11

(3)由FXL=mgk可知，熬煉時，腳尖離開墻壁越遠，L減小，L增大，質量不變，重

力不變，手掌對墻壁的壓力就越大。

【點評】本題主要考查杠桿的平衡條件的應用，關鍵是分析力臂。

【變式4-2](2024?淄博)在日常生活和工農業生產中，提高機械效率有著重要的意義。提

高機械效率，要從探討影響機械效率的因素動身，尋求方法。

甲乙丙

(1)為了探究影響機械效率的因素，小明選取了大小相同的滑輪，利用圖甲和圖乙裝置

進行試驗，并把數據整理記錄在下表中。

試驗滑輪鉤碼重提升的高有用功拉力繩端移動總功機械效率。

次數材質G/N度h/mWWJF/N的距離s/mW總/Jn

1鋁10.10.10.60.30.1856%

2鋁20.10.21.00.30.367%

3鋁20.20.41.00.60.667%

4塑料20.20.40.80.60.4883%

5塑料20.20.42.10.20.4295%

①比較1和2兩次試驗發覺：在所用滑輪組肯定時，提升的鉤碼—，機械效率越高。

②比較3和4兩次試驗發覺：滑輪組的機械效率還與—有關。

③比較一兩次試驗發覺：在所用滑輪組肯定時，機械效率與提升鉤碼的高度無關。

④第5次試驗室利用了圖—的裝置完成的，推斷依據是—。

10

⑤利用圖甲的裝置，把重4N的物體用2.5N的拉力快速拉起，滑輪組的機械效率為—。

可見假如沒有刻度尺，只有測力計，也可以測量出滑輪組的機械效率。

（2）小明利用圖丙裝置試驗發覺：斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關，與物

重無關。保持斜面傾斜程度不變，可以采納—的方法減小摩擦，從而提高斜面的機械

效率。

（3）試驗表明：額外功越小，總功越接近有用功：進一步推理得出：假設沒有額外功，

總功等于有用功；可見運用任何機械都―-下列物理規律的得出運用了這種探討方法

的是—o

A、焦耳定律

B、牛頓第肯定律

C、阿基米德原理

D、歐姆定律

【考點】滑輪組、斜面在生活中的應用

【答案】（1）①重力越大；②動滑輪的重力；③2、3；④乙；繩子的效段數為1；⑤53.3%；

（2）減小接觸面粗糙程度；（3）不省功；Bo

【解析】（1）①比較1和2兩次試驗發覺：在所用滑輪組相同，提升物體的重力越大，

機械效率越高，即所用滑輪組肯定時，提升的鉤碼重力越大，機械效率越高；

②比較3和4兩次試驗知，提升物體的重力相同，兩滑輪的材質不同，而體積相同，依

據G=mg=PVg,兩滑輪的重力不同，發覺：滑輪組的機械效率還與動滑輪的重力有關;

③比較2、3兩次試驗發覺：在所用滑輪組肯定時，機械效率與提升鉤碼的高度無關。

④第5次試驗室利用了圖乙的裝置完成的，推斷依據是n=W_=2組=1,繩子的效段

h0.2m

數為1；

⑤利用圖甲的裝置，把重4N的物體用2.5N的拉力快速拉起，滑輪組的機械效率為：

n=＞有=a=Gh尸￡_=?X100%^53.3%；

WaFsFX3h3F3X2.5N

可見假如沒有刻度尺，只有測力計，也可以測量出滑輪組的機械效率。

（2）小明利用圖丙裝置試驗發覺：斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關，與物

重無關。保持斜面傾斜程度不變，可以采納減小接觸面粗糙程度的方法減小摩擦，從而

提高斜面的機械效率。

11

(3)試驗表明：額外功越小，總功越接近有用功：進一步推理得出：假設沒有額外功，

總功等于有用功；可見運用任何機械不省功(采納了志向化推理法)：

ACD、焦耳定律、阿基米德原理、歐姆定律可通過試驗干脆驗證，

B、而牛頓第肯定律不能用試驗干脆驗證，是在試驗的基礎下推理得出的，故選B。

【點評】本題考查限制變量法、數據分析、n=旦的運用、滑輪組的機械效率的求法和減

h

小摩擦的方法及試驗推理法的運用。

【考點5]機械效率綜合計算

【例5】(2024?恩施州)如圖在粗糙斜面上將一個重為16N的物體勻速拉到高h處，沿斜面

對上的拉力為10N,斜面長s=2m、高h=lm?其中所做的有用功為J,物體受到的

摩擦力大小為N,斜面的機械效率為o

【答案】16；2；80%。

【解析】(1)所做的有用功為：WWffl=Gh=16NXlm=16J；

(2)拉力做的總功為：W,e=Fs=10NX2m=20J,

所做的額外功為：W額=W總-W有用=20J-16J=4J；

由W?i=fs得摩擦力：f=%=&=2N。

s2m

(3)斜面的機械效率為：n=W有用X100%=KL義100%=80猊

w總20.1

【點評】本題考查了運用斜面時有用功、總功、額外功、機械效率的計算，明確克服摩

擦力做功為額外功是解答此題的關鍵。

【變式5-1](2024?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

皿和m2(mi>m2)的實心物塊后恰好水平平衡。

12

（1）求左右懸掛點到支點0的距離L1與Lz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

“仍舊平衡”），試通過推導說明。

【考點】杠桿平衡條件；浮力的計算

【答案】（1）左右懸掛點到支點0的距離L與L?之比為四：mlo（2）仍舊平衡。

【解析】（1）輕質桿左右各掛物塊后，依據杠桿的平衡條件FL=FzLz可得：

G1L1=G2L2,即：migLi=ni2gL2,所以，--=—=-；

^2ml

（2）依據P=螞可知同種金屬制成的實心物塊的體積分別為：

V

%=叫，”=吩；當浸沒水中后，實心物塊受到的浮力分別為：

PP

iriiin。

Fsi=P水gV排I=P水gVi=P水gX-F浮z=P水gV排z=P水gV?=P水gX—

PP

輕質桿左右兩邊受到的拉力分別為：

miP水、

Fi=Gi-Fjji=niig-P水gX--=mig（1-------）,

PP

irioP水、

F?=G2-F浮2=ni2g-P水gX---=ntg（1----—）,

PP

P7kP水

貝hFiLi=mig（1-———）Li,F2L2=m2g（1-———）L2,

PP

由于，nngLi=m2gL2,所以,FILI=F2L2；即：杠桿仍舊平衡。

【點評】本題涉及杠桿的平衡、重力的計算、浮力的推斷，能熬煉學生綜合處理物理問

題的實力。

【變式5-2］（2024?河南一模）如圖所示，用滑輪組從H=10m深的水中勻速提起底面積為

0.04m2、高2m的實心圓柱體，該物體的密度是2.5g/cn?,在水中勻速提起該物體時，滑

輪組的機械效率為80%,繞在滑輪上的繩子能承受的最大拉力F為U00N,不計摩擦和繩

重。求：

13

(1)圓柱體的重力；

(2)圓柱體浸沒在水中時受到的浮力；

(3)將圓柱體勻速提升，當它上表面與水面剛好接觸時，裝置所做的額外功；

(4)推斷在提升的過程中繩子會不會被拉斷，若被拉斷，繩子被拉斷時，圓柱體留在水

中的體積。

【考點】浮力、功和機械效率的計算

【答案】(1)圓柱體重力為2000N；

(2)圓柱體浸沒在水中時受到的浮力為800N；

(3)裝置所做的額外功為2400J；

(4)圓柱體留在水中的體積為1義10一女。

【解析】(1)圓柱體的體積：V?i=Sh物=0.04m2X2m=0.08m\

由P=＞可得圓柱體質量:m=PV=2.5X103kg/m3X0.08m3=200kg,

V

圓柱體重力：G=mg=200kgX10N/kg=2000N；

(2)物體浸沒在水中，V排=V物=0.Ogni:

物體受到的浮力：F浮=P水gV排MlXlOBkg/m'XlON/kgXO.OSmSngOON；

(3)圓柱體勻速提升時，受力分析知，動滑輪下邊掛鉤對圓柱體的拉力F動=6-F浮=

2000N-800N=1200N,當它上表面與水面剛好接觸時，上表面移動距離為h=H-2m=10m

-2m=8m,運用滑輪組做的有用功：W有用=F動卜=120(^乂8m=9600J

滑輪組的機械效率：n=［亙巴=—怕更一=一幽1一=80%,

W總W有用+W額外9600J+W額外

解得：Wm=2400J；

14

（4）由W額外=G*fth可得動滑輪重力：G動=強生=緲虹=300電

h8m

擔當物體和動滑輪的繩子股數n=2,在滑輪上的繩子能承受的最大拉力F=1100N時，對

動滑輪受力分析可知，動滑輪下邊掛鉤對物體施加的力：

F'動=2F-G動=2X1100N-300N=1900N,

拉斷的瞬間，對物體受力分析可知，物體受到的浮力：

F'JJ=G-F'動=2000N-1900N=WON,

則V排'=——=---------匹?---------=1X10'2m'

gP水10N/kgXlX103kg/m3

【點評】本題的綜合性很強，難度很大，所涉及的學問面比較廣：有重力、浮力，平衡

力及其應用，滑輪組及其機械效率，有用功額外功的計算。解答本題的關鍵是要理清題

意，要學會對物體進行受力分析。像解答這類題時，肯定要鎮靜應對，切不行急于求成。

壓軸精練

LJ

1.（2024?沈陽）如圖所示，用一個直桿把飛機機翼模型固定在輕質杠桿上，直桿始終與杠

桿垂直。用同一彈簧測力計在a、b、c幾種不憐憫形下拉杠桿，使杠桿始終在水平位置

平衡。下列說法中正確的是（）

A.測力計在a位置時的示數比模型和直桿的總重大

B.測力計從a位置轉到b位置后，比a位置的示數小

C.測力計從a位置移至c位置后，比a位置的示數大

D.測力計在c位置時，對模型水平向右吹風，示數變大

【答案】A

【解析】由題可知，阻力等于模型和直桿的總重G,由于直桿始終與杠桿垂直，所以阻力

臂L2始終不變，ABC、由圖可知，用同一彈簧測力計在a、b、c幾種不憐憫形下拉杠桿A

時，其力臂分別為L、Lb、L0,如圖所示：

15

GXLn

由圖可知：L>L>Lbr由杠桿原理可知GXL=FXL可知，F=-------即L越大，F

ca2L

越小，可得：Fb>Fa>Fc,故A正確，BC均不正確；

D、測力計在c位置時，對模型水平向右吹風，模型上方的流速比下方大，流速大的地方

壓強小，可知阻力減小，由題可知，阻力臂與動力臂不變，由杠桿原理可得動力變小，

即測力計示數變小，故D不正確。故選：A。

【點評】本題考查了杠桿原理、流速與壓強的關系。

2.（2024?臺州）消防平安，人人有責。下列有關滅火器運用方法的分析不正確的是（）

1提起滅火器2拔下保險銷3用力壓下手柄4對準火焰根部掃射

A.提滅火器時，手靠近瓶口，簡潔提起

B.拔保險銷時，放開手柄，有利于拔出

C.用力壓手柄時，手靠近瓶口，簡潔壓下

D.對準火源根部掃射，滅火物質覆蓋可燃物，快速滅火

【答案】C

【解析】A.提滅火器時，滅火器的重力為阻力，手掌上部與柄接觸的位置為支點，手的

下部對柄向上的力為動力，手靠近瓶口，這樣能減小阻力臂，依據杠桿平衡條件可知，

可以減小下面手的動力，簡潔提起滅火器，故A正確；

B.拔保險銷時，放開手柄，減小了對保險銷的壓力，從而減小了摩擦力，有利于拔出，

故B正確；

C.由圖3知，用力壓手柄（手柄類似于衣服夾子，如下圖），手靠近瓶口時（即靠近支

點），動力臂減小，依據杠桿的平衡條件可知，動力應增大，所以不簡潔壓下手柄，故C

錯誤；

16

D.依據滅火原理可知，對準火源根部掃射，滅火物質覆蓋可燃物與氧氣隔絕，可以快速

滅火，故D正確。故選：Co

【點評】本題是一道考查滅火器正確運用的試題，駕馭滅火器的正確運用方法解答本題

的關鍵，貼近生活。

3.(2024?紹興)如圖是上肢力氣健身器示意圖，杠桿AB可繞。點在豎直平面內轉動，AB

=3B0,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R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Fi：F2=2：3,杠

桿AB和細繩的質量及全部摩擦均忽視不計，下列說法正確的是()

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

【解析】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-R；

因為動滑輪上有2段繩子擔當物重，

因此杠桿A點受到的拉力：FA=2F+G動=2X(G-FN)+G動；

依據杠桿的平衡條件得到：FAX0A=FBX0B；

即【2X(G-FN)+G動】X0A=FBX0B,

因為：AB=3B0；所以：A0=2B0；那么［2X(G-FN)+G動】X2=FBX1,

即FB=4X(G-FN)+2G動；當壓力為85N時，Fi=4X(120N-85N)+2G動；

17

當壓力為60N時，F2=4X(120N-60N)+2G動；

4X(120N-85N)+2G動9

因為：Fi：F2=2：3；所以：——:-----------------=A；解得：G動=30N；

4X(120N-60N)+2G動3

A.當配重對地面的壓力為50N時，B點向下的拉力為：

FB=4X(G-FN)+2G動=FB=4X(120N-50N)+2X30N=340N,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：

FB=4X(G-FN)+2G動=FB=4X(120N-90N)+2X30N=180N,故B錯誤；

C.健身者在B點施加400N豎直向下的拉力時，依據FB=4X(G-FN)+2G動得到：

400N=4X(120N-ON)+2X30N；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,依據FB=4X(G-FN)+2G動得到：

FB=4X(120N-ON)+2X30N=540N>500N；因為人的最大拉力等于體重500N,因此配

重不行能勻速拉起，故D錯誤。故選：C。

【點評】此題綜合考查了杠桿平衡條件的應用，動滑輪及其工作特點、壓力及重力與壓

力的區分等，綜合性較強，難點和關鍵點是計算動滑輪的重力，屬于中考壓軸題。

4.(2024?新疆)用一個動滑輪和一個定滑輪組成滑輪組甲和乙，分別勻速提升同一重物時，

滑輪組甲和乙的機械效率分別為80%和75%,不計繩重和摩擦，滑輪組甲和乙中的動滑輪

重力之比為()

A.4：3B.3：4C.5：4D.4：5

【答案】B

W有W有

【解析】不計繩重及摩擦，滑輪組的機械效率：n=—曳=——5—=―她一=

W總W有+W額Gh+G動h

」一，用一個動滑輪和一個定滑輪組成滑輪組甲和乙，分別勻速提升同一重物時，滑

G+G動

輪組甲和乙的機械效率分別為80%和75%,則可知物重相同(都為G),設兩動滑輪重分別

為G甲動、G乙動，

則有：n甲=———=80%--①,

G+G甲動

n乙=——-——=75%----②，

G+G乙動

由①可得G甲動=-LG,由②可得G乙動=1G,

43

所以，甲乙動滑輪重力之比：G甲動：G乙動=_LG：AG=3：4O故選：Bo

43

18

【點評】本本題考查了滑輪組機械效率公式的應用，關鍵是利用公式n=』W右=

Wa

—=—獨一=」一（不計繩重及摩擦）。

W有+W額Gh+G動hG+G動

5.（2024?達州）如圖所示，輕質杠桿AB可繞。點轉動，當物體C浸沒在水中時杠桿恰好水

安靜止，A、B兩端的繩子均不行伸長且處于張緊狀態。已知C是體積為Idn?、重為80N

的實心物體，D是邊長為20cm、質量為20kg的正方體，0A：OB=2：1,圓柱形容器的底

面積為MOcm?（g=10N/kg）,則下列結果不正確的是（）

A.物體C的密度為SXlO'kg/n?B.杠桿A端受到細線的拉力為70N

C.物體D對地面的壓強為1.5Xl（）3paD.物體C浸沒在水中前后，水對容器底的壓強增

大了2X103Pa

【答案】D

【解析】A、物體C的質量：mc=—=—迎^—=8kg；

g10N/kg

物體C的密度：Pc=F%=——空空——=8X103kg/m3,故A正確；

VClX10-3m3

B、物體C排開水的體積：V^=Vc=lX10-3m3,

受到的浮力：F浮=P水gV排=1XlOlg/n？X10N/kgX1X10-3m3=ION；

杠桿A端受到的拉力：FA=GC-F浮=80N-10N=70N,故B正確；

C、由杠桿平衡條件FL=F2L2得：FAXOA=FBXOB,

則杠桿B端受到細線的拉力：FB=^.XFA=2X70N=140N,

OB1

由于力的作用是相互的，杠桿B端對D的拉力：Ffi=FB=140N,

D對地面的壓力：F壓=6口-FB=niDg-F拉=20kgX10N/kg-140N=60N,

D對地面的壓強：P=IB=-----迎！__=1.5X103Pa,故C正確；

S40QX10-4m2

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D、物體C浸沒在水中前后，水的深度變更:△h=2jt=l￡=1。。。2m=2.5cm=0.025m,

SS400cm2

2

水對容器底的壓強增大值：Ap=P水gZ\h=lXlOTg/m'xlON/kgXO.025m=2.5X10Pa,

故D錯。故選：Do

【點評】本題為力學綜合題，考查了重力公式、阿基米德原理、杠桿平衡條件、液體壓

強公式、壓強定義式的應用，計算時留意單位統一。

6.（2024?郴州）材料相同的甲、乙兩個物體分別掛在杠桿A、B兩端，0為支點（0AV0B）,

如圖所示，杠桿處于平衡狀態。假如將甲、乙物體（不溶于水）浸沒于水中，杠桿將會

（）（不考慮杠桿自身的影響）

AB

O

A.A端下沉B.B端下沉C.仍保持平衡D.無法確定

【答案】C

【解析】由題知，甲、乙兩物體的密度相同，OA<OB,即甲的力臂要小于乙的力臂；

依據杠桿的平衡條件可知，G甲XL甲=GGL乙，即：pgV甲L甲=PgV乙L乙，

所以：V甲L^=Vz,L乙-------------①,

假如將甲、乙物體（不溶于水）浸沒于水中，此時甲乙都要受到浮力的作用，依據阿基

米德原理可知，甲乙受到的浮力分別為：F浮甲=P水gV用，F浮z,=P水gV乙，

此時左邊拉力與力臂的乘積為：（G甲-p水gV甲）XL甲=G^XL甲-p水gV甲XL甲②

此時右邊拉力與力臂的乘積為：（G乙-P水gV乙）XLz,=Gz,XLz,-P水gV乙XL乙③

由于V甲L甲=Vj,L乙，所以：P水gV甲XLsp=P水gV乙XL乙，

則由②③兩式可知，此時左右兩邊拉力與力臂的乘積相同，故杠桿仍舊會保持平衡。

故選：Co

【點評】杠桿的平衡條件是，兩邊力和力臂的乘積相等，推斷杠桿的傾斜方向，只要計

算出力X力臂，杠桿將向乘積大的一端傾斜。

7.（2024?江西）如圖所示，物重為G的物體在不同簡潔機械中均處于平衡狀態（不計機械

自重和摩擦），拉力F1、F?、F3、F4的大小關系是（）

20

A.F2<F3=F4<FIB.F2<F4<F1<F3

C.F4=F2<FI<F3D.F4<F2<F3<F1

【答案】B

【解析】不計機械自重和摩擦。由第一個圖可知，L1=Lz,由杠桿平衡條件可得B=G；

由其次個圖可知，運用的滑輪組n=3,F2=1G;

3

由第三個圖可知，運用動滑輪，動力作用在軸上，Fs=2G；

由第四個圖可知，運用的斜面21=sin30°=1,因為FL=Gh,所以R=2G。

L22

可見，F2<F4<F1<F30故選：Bo

【點評】本題考查了運用杠桿、滑輪組、動滑輪、斜面時的拉力的計算，要細心，明確

各種裝置的省力特點是關鍵。

8.（2024?臺灣）如圖所示，甲、乙、丙、丁四個天平，其上各自擺放不同的重物，重物擺

A.甲B.乙C.丙D.T

【答案】

【解析】AB、乙圖中的杠