初中物理中考复习 专题八 简单机械 功和功率课件PPT

这是一份初中物理中考复习 专题八 简单机械 功和功率课件PPT，共60页。
考点一　简单机械
A组　2019年全国中考题组
1.(2019天津,7,3分)图1是用撬棒撬石头的情景,图2中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是 (　　)  图1
图2
答案    A　力臂应当是支点到力的作用线的距离。B中阻力方向错误,阻力是阻碍杠杆转动的力,应当是向下,B错误;C、D中动力臂、阻力臂错误,C、D错误。
解题关键　动力、阻力都是作用在杠杆上的力,要明确两个力的施力物体,从而正确画出力的方向,再画力臂。
易错警示　力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离。
2.(2019河南,11,2分)图1中开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。图2能正确表示它工作示意图的是 (　　)  图1 图2
答案    B　使用开瓶器开启瓶盖时,用力向上抬起开瓶器,开瓶器绕顶端与瓶盖的接触点转动,所以开瓶器顶端与瓶盖的接触点是支点,末端受到的向上的力是动力,瓶盖边缘对开瓶器向下的力是阻力,B图所示的杠杆能表示开瓶器工作示意图。
解题思路　根据开瓶器的工作过程分析其支点位置,然后再根据开瓶器的使用目的和受力情况来判断动力与阻力方向。
3.(2019贵州贵阳,10,3分)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动,从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,仅通过转动吊臂提升货物的过程中,则下列分析正确的是 (　　)A.撑杆对吊臂的作用力不断增大B.钢绳对吊臂的作用力不断增大C.撑杆对吊臂作用力的力臂不断增大D.钢绳对吊臂作用力的力臂不断减小
答案    D　由题意“撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直”可知,撑杆对吊臂的作用力F1的力臂L1不变,C错误;钢绳对吊臂的作用力F2等于货物的重力,保持不变,B错误;吊臂提升货物过程中,钢绳对吊臂作用力的力臂L2逐渐变小,D正确;根据杠杆平衡条件得F1L1=F2L2,当L1、F2不变时,撑杆对吊臂的作用力F1随L2的减小而减小,故A错误。
4.(2019陕西,7,2分)工人用如图所示的装置运送砂石。下列说法正确的是(g取10 N/kg)(　　)
A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆C.绳子自由端下拉1 m,桶上升2 mD.质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的砂石
思路分析　使用滑轮组工作时,分析受力和移动距离的关键是先判断承担物重的绳子段数。通常的判断方法是观察直接连接动滑轮绳子的段数。
易错警示　人用力向下拉动物体的过程中,最大的拉力不超过自身重力,当拉力等于人自身重力时,人处于平衡状态,此时的拉力即为最大拉力。
5.(2019四川成都,A18,4分)如图,是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择　　　    (选填“A”、“B”或“C”)剪刀,这样选择是为了省　　　    。
答案    C　力
解析　因为铁皮较硬,所以剪铁皮时要用省力杠杆,C剪刀的动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故选C剪刀。
6.(2019新疆,20,10分)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)实验前,杠杆静止时,发现杠杆左端低、右端高,此时杠杆处于　　　    (填“平衡”或“非平衡”)状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向　　　    (填“左”或“右”)调节。(2)调节杠杆在水平位置平衡后,进行如图所示的实验,用量程为5 N的弹簧测力计在A点竖直向上拉(如图中M所示),杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为2.5 N;若弹簧测力计斜向上拉(如图中N所示),杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数　　　    (填“大于”或“小于”)2.5 N,此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为　　　    (填“30°”“45°”或“60°”)。(3)杠杆上每个平衡螺母的质量为m,杠杆的总质量(含两个平衡螺母)为50m。实验前,调节杠杆在水平位置平衡的过程中,若只将右端的平衡螺母移动了距离L,则调节前后杠杆(含两个平衡螺母)的重心在杆上移动的距离为　　　    (填“ ”“ ”或“ ”)。
答案　(1)平衡　右　(2)大于　60°　(3) 
解析　(1)杠杆处于静止状态时杠杆平衡;当杠杆静止时,发现杠杆左端低、右端高,为让杠杆在水平位置平衡,这时应将平衡螺母向右调节。(2)弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为2.5 N,若拉力F倾斜,如图所示
此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件知,力变大,弹簧测力计的示数大于2.5 N;随着倾角的增大,弹簧测力计的示数越来越大,弹簧测力计的量程为5 N,即拉力最大为5 N,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,当阻力和阻力臂不变时,动力变为原来的二倍,则动力臂变为原来的二分之一,即OB= OA,三角形的直角边等于斜边的一半,此直角边对应的角为30°,所以拉力与竖直方向的最大夹角为60°。
(3)设杠杆的总长度为4a,平衡螺母不移动时,杠杆的重心在杠杆的中点,当右端的平衡螺母移动L,设重心移
动的距离为x,根据杠杆的平衡条件可知,m(2a+x)+24m(2a+x)=24m(2a-x)+m(2a-x+L),化简得50x=L,则x= 。
易错点拨　本题易错点有两个,第一个是误认为杠杆只有在水平位置才是平衡状态;第二个是一定要看清第(2)问中求的是拉力的方向与竖直方向的夹角,不是与水平方向的夹角。
7.(2019江苏南京,25,4分)如图所示为一拉杆旅行箱的示意图。将其视为杠杆,O为支点,B为重心,BC为竖直方向,A为拉杆端点。已知箱重为250 N,OA为120 cm,OC为24 cm。(1)图中在A点沿图示方向施加动力F,箱子静止。则动力F的力臂为　　　    cm,大小为　　　    N。(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为　　　    N。(3)生活中,常把箱内较重物品靠近O点摆放,这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将　　　    (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
答案　(1)60　100　(2)50　(3)变小
可得F= = =100 N。(2)当施加动力F垂直于OA时,F的力臂最大,为120 cm,F最小。Fmin= = =50 N。(3)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知:动力臂L1和阻力F2不变,阻力臂L2减小时,F1也将减小。故把箱内较重物品靠近O点摆放时,最小动力将变小。
解题方法　解决杠杆问题时,应根据杠杆的平衡条件,寻找出对应物理量或确定相关物理量的变化情况,进行求解。
考点二　功、功率、机械效率
1.(2019北京,8,2分)图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是 (　　) A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功
答案    D　从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,A错误;从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,B错误;从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,C错误;举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上没有移动距离,运动员对杠铃不做功,D正确。
2.(2019天津,6,3分)小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近 (　　)A.9 J　　B.30 J　　C.90 J　　D.300 J
答案    C　两个鸡蛋所受的重力约为1 N,30个鸡蛋所受的重力约为15 N,从一楼走到三楼其实是升高了两层楼的高度,一层楼高约3 m,所以上升的高度约为6 m,由W=Gh得人提鸡蛋的力做功约为90 J,故选项C正确。
3.(2019内蒙古包头,6,3分)如图所示,拉力F为5 N,物体A以0.1 m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长);物体B静止在地面上,受到地面水平向左4 N的摩擦力,弹簧测力计示数为12 N。下列说法正确的是 (　　) A.物体A受到的摩擦力为10 NB.拉力F的功率为1.5 WC.滑轮组的机械效率为80%D.拉力F增大到15 N时,物体B开始向左运动
答案    C　物体B静止,受到的拉力(12 N)等于地面对B的摩擦力(4 N)和A对B的摩擦力之和,则A对B的摩擦力为8 N, A受到的摩擦力等于A对B的摩擦力,为8 N,故A错误;拉力的功率P=Fv=5 N×2×0.1 m/s=1 W,故B错误;滑轮组的机械效率η= =80%,故C正确;拉力增大,A的运动速度增大,但不会影响A对B的摩擦力大小,故物体B依然受平衡力,保持静止,D错误。
4.(2019北京,20,2分)(多选)某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450 g,所用动滑轮的质量为50 g,绳子自由端的拉力F为1.3 N。g取10 N/kg。在0~2 s的过程中,下列说法中正确的是 (　　) A.绳子自由端移动的速度为5.0 cm/sB.拉力F的功率为0.26 WC.有用功为0.45 JD.滑轮组的机械效率为90%
答案    BC　绳子自由端移动的速度v= = =0.2 m/s,A错误;拉力F的功率P=Fv=1.3 N×0.2 m/s=0.26 W,B正确;有用功W有=mgh=0.45 kg×10 N/kg×0.1 m=0.45 J,C正确;滑轮组的机械效率η= = =87%,D错误。
解题思路　根据图像可计算出绳子自由端移动的速度,再利用拉力和速度算出总功率,从图像中可知物体上升的高度,从而算出有用功,利用机械效率公式可计算出滑轮组的机械效率。
易错警示　图像中给出了绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系图线a和物体上升的高度随时间变化的关系图线b,提取信息时必须区分开。
5.(2019重庆A,11,2分)用图的滑轮组将一个重为180 N的物体沿竖直方向在10 s内匀速提升2 m,所用的拉力为100 N,10 s内拉力F的功率为　　　    W,该滑轮组的机械效率为　　　    %。 
答案　60　60
6.(2019吉林,15,1分)如图所示,用滑轮组把300 N的重物匀速提升3 m,人所做的有用功是　　　    J;如果用该滑轮组提升400 N的重物,它的机械效率将　　　    。 
答案　900　变大(或增大、提高、增加)
解析　人做的有用功:W有用=Gh=300 N×3 m=900 J;当提升重物的重力增加时,做的有用功变大,而额外功几乎不变,有用功和总功的比值变大,滑轮组的机械效率变大。
规律总结　滑轮组的机械效率与重物的重力有关,还与动滑轮的重力和绳子与轮、轮与轴之间的摩擦力有关,为了提高滑轮组的机械效率,可以提高重物的重力、减小动滑轮的重力和摩擦力。
知识归纳　此类题目所涉及的物理量通常有:机械效率η、有用功W有用、额外功W额外、总功W总、重物重力G、重物升高的高度h、作用在绳子自由端的拉力F、绳子自由端移动的距离s、承担重物的绳的股数n。有用功是重物升高h所做的功,即W有用=Gh。额外功是克服动滑轮所受重力和绳子与轮、轮与轴之间的摩擦力所做的功。若不计摩擦,额外功是动滑轮的重力G动与升高高度h的乘积,即W额外=G动h。总功是作用在绳子自由端的拉力F与绳子自由端移动距离s的乘积,即W总=Fs,机械效率η= = = = 。若不计摩擦和绳重,则η= = = 。
7.(2019陕西,33,8分)图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台,方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。 
(1)这台机器空载且静止时,对水平地面的压强是多大?(g取10 N/kg)(2)起升电机以额定功率工作时,将总重为1 000 N的人和作业工具以0.2 m/s的速度举高8 m。该机器做的有用功是多少?机械效率是多少?(3)此类机器机械效率一般较低的主要原因是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。
答案　(1)4×105 Pa　(2)8×103 J　5%　(3)机器所做额外功较多(或自重较大)(答案合理即可得分)
考点一　简单机械
B组　2015—2018年全国中考题组
1.(2018河南,8,2分)下列工具中,使用时属于费力杠杆的是 (　　) 
答案    B　根据杠杆分类原则,若杠杆阻力臂大于动力臂,则是费力杠杆。B图中,手使用筷子时的阻力臂大于动力臂,所以筷子属于费力杠杆。A、C是省力杠杆,D是等臂杠杆。
2.(2018新疆乌鲁木齐,6,3分)如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G1=60 N,G2=38 N,甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为 (　　) A.3 N　　B.6 NC.11 N　　D.22 N
3.(2017湖北黄冈,3,3分)为了消防安全,楼房每层必须配备灭火器。下列关于图示灭火器的说法正确的是 (　　)A.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个省力杠杆B.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个费力杠杆C.干粉能喷出是因为灭火器内的气压等于外界大气压D.干粉能喷出是因为灭火器内的气压小于外界大气压
答案    A　由题图中的手柄结构可知,用力压下手柄过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,A项正确,B项错误;灭火器内的干粉能被喷出,是因为灭火器内的气压大于外界的大气压强,所以C、D两项错。
4.(2018天津,18,4分)利用图甲中的撬棒撬石块时,撬棒相当于　　　    (选填“省力”或“费力”)杠杆;利用图乙中的滑轮组匀速提升900 N的重物时,若忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为　　　    N。 　　　　　　　图甲　　　　　　　　　　　　　图乙
答案　省力　300
考点二　功、功率、机械效率
1.(2018重庆A,7,3分)工人用图所示的动滑轮,将重1 000 N的物体在5 s内匀速竖直提升了1 m,人对绳自由端的拉力F为600 N,不计绳重和摩擦。以下结论正确的是 (　　)A.动滑轮的有用功为600 JB.动滑轮的重力为400 NC.动滑轮的机械效率为83.3%D.拉力F的功率为120 W
2.(2018天津,5,3分)中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62 kg级冠军,挺举成绩是176 kg,图为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近(g取10 N/kg) (　　) A.600 J　　B.1 200 J　　C.1 800 J　　D.3 400 J
答案    D　运动员对杠铃所用的力约为F=G=mg=176 kg×10 N/kg=1 760 N,挺举时要把杠铃从地面抓起,再举过头顶,移动距离约为s=2 m,故运动员做功约为W=F·s=1 760 N×2 m=3 520 J,故选择D。
3.(2016宁夏,27,3分)如图所示,同一滑轮采用甲、乙两种连接方式匀速提升重为100 N的物体,已知滑轮重20 N(绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计)。则 (　　) A.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲F乙;机械效率:η甲>η乙D.手的拉力:F甲η乙。故选C。
知识拓展　(1)影响滑轮组机械效率的因素①G动;②G物;③G绳;④摩擦。其中G动、G绳及摩擦都是影响额外功大小,G物影响有用功大小。(2)滑轮组机械效率与物体提升高度h、提升物体速度(做功快慢)及绕绳方式无关。
4.(2018河北,25,3分)一台起重机在10 s内将重为3 600 N的货物匀速提高了4 m,起重机做的有用功是　　        J。若起重机做的额外功是9 600 J, 则机械效率是　　　    ,起重机的总功率是　　　    W。
答案　14 400　60%　2 400
5.(2018河南,4,2分)高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25 kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为　　　    N。若某段时间内坠砣串下降了30 cm,则输电线A端向左移动了　　　    cm。(g取10 N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩) 
答案　1×104　15
方法技巧　本题是滑轮组的特殊使用方法:在水平方向上使用滑轮组。空间想象能力薄弱的同学可以将图横着观察分析,这样有助于理解。
考点一　简单机械
C组　教师专用题组
1.(2019北京,5,2分)图所示的用具中,在使用时属于费力杠杆的是 (　　) 
答案    A　筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,A正确;瓶盖起子、撬棒、核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B、C、D错误。
2.(2019广西北部湾经济区,15,2分)如图所示,杠杆在拉力F的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F的变化情况是 (　　)
A.一直变大B.一直变小C.一直不变D.先变大后变小
答案    A　保持杠杆水平平衡,将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,动力臂l1会一直减小,阻力F2=G和阻力臂l2不变,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,可知动力F1即拉力F一直变大,故选A。
易错警示　要充分理解力臂是指支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,另外将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,动力臂是在变小的,在a位置,动力臂最大。
3.(2019山东青岛,5,2分)如图为探究杠杆平衡条件的实验装置,杠杆平衡时,钩码对杠杆的阻力F2=1.0 N,阻力臂l2=20 cm,测力计示数F1=2.5 N,则动力臂l1为 (　　) A.15 cm　　B.8 cm　　C.50 cm　　D.80 cm
4.(2018黑龙江齐齐哈尔,8,2分)如图所示的用具,在正常使用的过程中,属于费力杠杆的是 (　　) 
答案    C　费力杠杆为动力臂小于阻力臂的杠杆,省力杠杆为动力臂大于阻力臂的杠杆。A、B、D为省力杠杆,C为费力杠杆,故选C。
5.(2016黑龙江哈尔滨,25,2分)如图,用撬棒撬起石块并保持平衡。下列说法正确的是 (　　) A.动力对撬棒的转动效果小于阻力对撬棒的转动效果B.手在A点竖直向下施力时,撬棒是个省力杠杆C.手在A点向不同方向施力时,力的大小都相等D.手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时,在B点比在A点费力
答案    B　撬棒保持平衡,则动力对棒的转动效果等于阻力对棒的转动效果,A项错误;手在A点竖直向下施力时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,B项正确;手在A点沿不同方向用力,力臂大小会改变,则力的大小会变化,C项错误;手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力,在B点时力臂更大,更省力,故D项错误。正确选项为B。
6.(2018陕西,6,2分)如图所示的不锈钢空调架,安装时横杆OB伸出墙外由斜杆AC支撑,其中O、A两点固定在墙上,C端固定在横杆OB上。通常将空调室外机置于该支架上时不紧靠墙体。下列相关说法正确的是 (　　) A.空调架对墙没有力的作用B.若以O为支点,OB一定是一个省力杠杆C.若室外机向外移动,AC对OB的支撑力变大D.室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电
答案    C　为了不让空调架倾倒,墙给空调架一个支持力,根据力的作用是相互的,空调架对墙有力的作用,故A错误;若以O为支点,沿AC方向的力是动力,空调对支架的压力是阻力,阻力臂和动力臂大小不能比较,OB可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故B错误;室外机向外移动,阻力臂变大,阻力不变,动力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,即AC对OB的支撑力变大,故C正确;空调室外机离墙太近,会影响空调的通风散热,故D错误。
7.(2018福建A,14,2分)《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是 (　　) A.“权”小于“重”时,A端一定上扬B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”C.增大“重”时,应把“权”向A端移D.增大“重”时,应换用更小的“权”
答案    C　本题考查杠杆的平衡条件。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,在本题中“标”表示L1,“本”表示L2,“权”表示F1,“重”表示F2。当F1OB=OC>OD,则得到:FAηB,则有 > ,即 GB,也就是说相同的滑轮组匀速提升A、B过程,提起A时,所做有用功大,但所做额外功相同,故A、B选项错。由于总功等于有用功和额外功之和,所以提升A物体过程总功大,故C错,D正确。
11.(2017甘肃兰州,9,3分)如图所示,用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升,在时间t内物体上升的高度为h(物体未拉出水面),若物体的体积为V,水的密度为ρ,则下列算式正确的是 (　　) A.η= 　　　　    B.η= C.W有=Gh　　　　    D.P有= 
12.(2019安徽,5,2分)用沿斜面向上大小为3.5 N的力将一个重为4.9 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面长为2 m,高为1 m,则该过程中斜面的机械效率为　　　    。
答案　70%
13.(2015天津,16,4分)在水平地面上,用50 N的力沿水平方向拉着重为100 N的小车前进4 m,拉力做功为    　　    J,重力做功为　　　    J。
答案　200　0
解析　拉力做的功W=Fs=50 N×4 m=200 J;重力的方向是竖直向下的,而小车是在水平方向上移动了4 m,没有在重力方向上移动距离,所以重力没有做功,即重力做功为0。
解题关键　分析力的方向和运动的方向是关键。
思路分析　功等于力与在力的方向上通过的距离的乘积。要理解做功的两个必要因素:①力;②在力的方向上通过的距离。在拉力方向上通过距离为4 m,故拉力做功W=Fs=50 N×4 m=200 J;在重力方向上没有通过距离,故重力做功W=Gh=100 N×0 m=0 J。
14.(2017吉林,15,2分)利用动滑轮把重30 N的物体竖直向上提升5 m,所用拉力是20 N,拉力所做的功是　        J;动滑轮的机械效率是　　    。
答案　200　75%
易错警示　拉力所做的功W=Fs,克服物体重力所做的功W=Gh,要注意对应关系。
15.(2017上海,13)如图(a)、(b)所示,分别用力F1、F2匀速提升重为10牛的物体。图　　　    中的滑轮可以看作省力杠杆;图(a)中,若不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为　　　    牛,物体受到合力的大小为　　　    牛。 
答案　(b)　10　0
解析　图(a)中为定滑轮,实质为等臂杠杆,不省力,但能改变力的方向,故不考虑摩擦和滑轮重力时,拉力等于物体重力,为10 N;图(b)中为动滑轮,实质为动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆;当物体被匀速提升时,受力平衡,合力为0。
16.(2016吉林,14,2分)有一个箱子需要从地面搬到汽车上。小冰想用如图甲所示的方法搬运,小雪想用如图乙所示的方法搬运。两种方法克服箱子的重力做的功是　　　    ,但小雪的方法会　　　    。 
答案　相同的(或相等的,或一样的,或同样多)　省力
解析　甲、乙两图中,两人搬运同一物体升高相同的高度,由公式W=Gh可知,克服箱子的重力做的功相同;小雪利用斜面,虽然费距离,但可以省力。
17.(2016重庆B,12,2分)如图所示的滑轮组(不计绳重及摩擦),工人师傅用40 N的拉力将质量为5 kg、底面积为1 600 cm2的空吊篮A匀速提升到二楼平台,此滑轮组的机械效率为　　　    %;若静止在二楼平台的吊篮里装了1 020 N的砖块,绳子B和C能承受的最大拉力分别为1 000 N和600 N,当质量为50 kg的工人师傅拉绳子C时,吊篮对二楼平台的最小压强为　　　    Pa。
答案　62.5　625
18.(2019黑龙江齐齐哈尔,29,8分)图甲是某起重船的示意图,A处为卷扬机,吊臂前端滑轮组如图乙所示。在一次吊装施工中,当起重船从运输船上吊起重物时,起重船浸入海水中的体积增加了18 m3,重物在空中匀速竖直上升了3 m,所用时间为30 s。已知动滑轮总重为2×104 N,不计钢丝绳重及摩擦。(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)(1)求该重物的重力是多少?(2)求钢丝绳拉力F做功的功率是多少?(3)求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。
答案　(1)1.8×105 N　(2)2×104 W　(3)90%
解析　(1)方法1:起重船增大的浮力ΔF浮=ρ海水gΔV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×18 m3=1.8×105 N     (1分)重物的重力G=ΔF浮=1.8×105 N(1分)方法2:G=ΔF浮=G排=m排g=ρ海水ΔV排g=1.0×103 kg/m3×18 m3×10 N/kg=1.8×105 N(2分)(2)重物在空中匀速上升过程中钢丝绳的拉力F= (G+G动)= ×(1.8×105 N+2×104 N)=5×104 N(1分)方法1:拉力所做的功W总=Fs=5×104 N×4×3 m=6×105 J(1分)
拉力做功的功率P= = =2×104 W(1分)方法2:重物上升的速度v物= = =0.1 m/s(1分)钢丝绳拉力做功的功率P=Fv=5×104 N×4×0.1 m/s=2×104 W(1分)(3)方法1:W有=Gh=1.8×105 N×3 m=5.4×105 J(1分)η= = ×100%=90% (2分)
方法2:η= = = = ×100%=90% (3分)评分说明:(1)其他做法只要正确也得满分　(2)计算性错误不累积扣分
19.(2019广西北部湾经济区,28,6分)我们在超市购物时,常常使用购物车。已知购物车的质量为10 kg,小明用10 N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4 m,用时4 s。求:(g取10 N/kg)(1)购物车的重力;(2)推力所做的功;(3)推力的功率。
答案　(1)100 N　(2)40 J　(3)10 W
20.(2018吉林,17,5分)如图所示,用400 N的拉力F,将重为900 N的木箱匀速提升1 m,求:(1)拉力所做的功;(2)该滑轮组的机械效率。
答案　(1)1 200 J　(2)75%
易错警示    拉力做功W=Fs中的s指绳端移动的距离,滑轮组中有n股绳子承担物重,则绳端移动的距离就为物体移动距离的n倍,不能将物体上升的高度与绳端移动的距离混淆。
21.(2016陕西,33,7分)如图是一台两栖履带起重机,它可以在陆地和水深不超过2.5米的滩涂路面行驶工作。 (1)起重机安装宽大履带的目的是减小起重机对地面的　　　    。(2)当起重机吊起4.8×105 N的货物时,货物匀速升高15 m用时40 s。若滑轮组的机械效率为75%,滑轮组上绳子自由端的拉力及拉力的功率各是多少?
答案　(1)压强　(2)3.2×105 N　2.4×105 W
解析　(2)解法一　提升重物时做的有用功W有=G物h=4.8×105 N×15 m=7.2×106 J(1分)由η= ×100%得,拉力做的总功W总= = =9.6×106 J(1分)由W=Fs得,拉力F= = = =3.2×105 N(2分)拉力做功的功率P= = =2.4×105 W(2分)解法二由η= ×100%= ×100%= ×100%得,拉力
F= = =3.2×105 N(3分)绳子自由端移动的速度v= = = =0.75 m/s(1分)则拉力做功的功率P= =Fv=3.2×105 N×0.75 m/s=2.4×105 W(2分)
评析　解法一为传统做法,思路清晰、规范,适于大多数同学的解题思路;解法二有一定的综合性,适于能力较强的同学。
考点一　简单机械
1.(2019吉林长春东北师大附中,2)使用如图所示的装置来提升重物时(不计滑轮重和摩擦),既省力又改变力的方向的装置是(　　)
答案    D　定滑轮不能省力,但可以改变拉力方向,动滑轮可以省力但拉力方向只能竖直向上,故A项不能省力但可以改变拉力方向;B项能省一半力但不能改变拉力方向;C项可以省力但不能改变拉力方向;D项中滑轮组既可以省力,又可以改变拉力方向,满足条件。故选择D。
2.(2018吉林长春宽城一模,1)如图所示为一种常用核桃夹,用大小相同的力垂直作用在B点比A点更易夹碎核桃,这说明力的作用效果与 (　　) A.力的大小有关　    B.力的方向有关C.力的作用点有关　    D.受力面积有关
答案    C    用大小相同的力垂直作用在B点比A点更易夹碎核桃,说明力的作用点改变,作用的效果也改变,故选项C正确。
3.(2017贵州黔东南一模,7)50 kg的人站在跷跷板某一位置时,跷跷板处于如图所示的平衡状态。由此可估测铁块的质量约为(　　) A.5 kg　　B.25 kg　　C.50 kg　　D.100 kg
知识归纳　(1)杠杆的平衡是指杠杆静止或匀速转动,一般情况下,所见到的杠杆平衡都是杠杆静止。(2)杠杆的平衡与力的平衡不同,杠杆的平衡是用两边力和对应的力臂的乘积的大小是否相等来衡量的。
4.(2019安徽合肥十校一模,5)如图所示,轻质杠杆自重可不计,已知OB=2OA,重物G=50 N,拉力F的方向与AB的夹角为30°。则该杠杆使用时拉力F=　　　    N。 
答案　50
5.(2019江苏苏州平江一模,21)如图为吊装工具示意图,物体M为重5 000 N的配重,杠杆AB的支点为O,OA∶OB=1∶2,每个滑轮重100 N。当重为700 N的工人用300 N的力竖直向下匀速拉动绳子时,工人对地面的压力为　　　    N,物体M对地面的压力为　　　　　    N。(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计) 
答案　400　4 500
解析　以人为研究对象,人受到重力G=700 N,绳子拉力F=300 N,人受到的支持力F支=G-F=700 N-300 N=400 N,故人对地面压力F压=F支=400 N;杠杆A端受到向下的拉力相当于3段绳子的拉力加上一个定滑轮的重力,即F拉=100 N+3×300 N=1 000 N;又因OA∶OB=1∶2,根据杠杆平衡条件可得绳子对B端的拉力F拉'=500 N,则B端绳子对M的拉力F拉″=500 N;M的重力为5 000 N,故对地面的压力F压=5 000 N-500 N=4 500 N。
6.(2018江苏无锡惠山二模,23)如图,轻质杠杆的A点挂一重物G,绳受的拉力为F2,O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F1的示意图,并作出F2的力臂l2。 
答案　如图所示 
解析　沿F2方向作力的作用线的反向延长线,从支点向力的作用线作垂线,垂线段为力臂l2;以OB为力臂,画F1垂直于OB向上,F1为最小的力。
知识拓展　最小力的作法:如果没有确定力的作用点,则连接支点到最远的点,这段距离为最长力臂,垂直于该力臂画出最小的力;如果已经确定力的作用点,则支点到该点的距离为最长力臂,垂直于该力臂画出最小的力。
易错警示　作用在杠杆上的两个力若让杠杆平衡,则两个力使杠杆绕支点转动的方向相反,即一个力使杠杆沿顺时针方向转动,另一个力使杠杆沿逆时针方向转动。
考点二　功、功率、机械效率
1.(2019河南许昌一模,13)(多选)电梯是人们日常经常乘坐的设备。如图所示是某人乘坐电梯竖直上楼过程的示意图。该人乘坐电梯上楼一般经过三个过程:先由某一楼层从静止开始加速上升、达到某一速度后再匀速上升,最后再减速上升到另一楼层静止。则关于该人乘坐电梯上楼的过程中,下列说法正确的是 (    　) A.在刚开始的变速上升过程中,电梯对人做的功最多B.在匀速上升过程中,电梯对人做功的功率最大C.不能判断三个过程中,电梯对人做功的大小关系D.不能判断三个过程中,电梯对人做功的功率大小关系
答案    CD　三个过程先加速上升,再匀速上升,再减速上升,不知道三段过程通过路程的大小关系,由W=Gh不能得出三段过程做功的多少,故A项错误,C项正确;加速上升过程平均速度和减速上升过程平均速度大小关系未知,由P=Gv不能得出电梯对人做功的功率大小关系,所以B项错误,D项正确。故选择C、D。
2.(2018重庆江津六校联考,7)如图所示,在大小为500 N的拉力F作用下,滑轮组在2 s内将800 N的重物匀速提升了1 m,不计绳重和摩擦,则在此过程中,下列说法正确的是 (　　)A.绳子自由端移动速度为0.5 m/sB.动滑轮的重为200 NC.滑轮组的机械效率是62.5%D.若用该滑轮组提升所受重力更小的物体,该装置的机械效率会提高
3.(2019浙江杭州滨江模拟,12)如图所示的甲、乙两滑轮组,在相同的时间内用大小相同的力F1、F2分别把同一重物提升到相同的高度,则下列说法不正确的是 (　　) A.力F1做功的功率大B.甲滑轮组的额外功较大C.乙滑轮组的机械效率高D.甲、乙两个滑轮组的总功相同
答案    D　由图可知,甲滑轮组由3段绳子承担物重,乙滑轮组由2段绳子承担物重,由于重物提升到相同的高度h,则s1=3h,s2=2h,由于力F1、F2的大小相同,设F1=F2=F,根据W=Fs可得:W甲总=F1s1=F×3h=3Fh,W乙总=F2s2=F×2h=2Fh,所以W甲总>W乙总,故D错误;由于在相同的时间内提升重物,根据P= 可得,P甲>P乙,即力F1做功的功率大,故A正确;已知滑轮组把同一重物提升到相同的高度,由W有用=Gh可知,W甲有用=W乙有用;根据W额=W总-W有用可知W甲额>W乙额,故B正确;有用功相同,甲滑轮组的总功较大,由η= 可知,η甲