专题13 简单机械（3大模块知识清单+5个易混易错+5种方法技巧+典例真题精析）-中考物理一轮复习知识清单

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目录
01 思维导图：呈现教材知识结构，构建学科知识体系。
02 知识梳理：甄选核心考点，重难点逐项分解。
03 易混易错：点拨易混易错知识点
04 方法技巧：总结高效学习策略，快速掌握和巩固知识
05 典例精析：针对典型题型，详细解析解题步骤，引导解题思路
06 真题赏析：通过经典真题升华教材，提炼核心方法。

简单机械一般在选择题、填空题、作图题、实验题、计算题中都可能出现，结合常见的生活实际、生活工作中常用的工具、体育运动等考查，涉及计算公式较多，考验对公式的灵活运用，并要按照常见的模型进行归类总结解题方法。
常考考点有：杠杆的作图、杠杆的分类、杠杆平衡条件及其应用、探究杠杆的平衡条件、机械效率的计算（高频）、测量滑轮组的机械效率等。
1、杠杆平衡条件及其应用作为中考高频考点，多在选择、填空题中考查，主要考查杠杆状态判断、保持杠杆平衡的做法、力的大小变化和相关计算等；
2、杠杆作图包括杠杆力及力臂作图、最小力作图，常在作图题中结合简单模型、生活实际背景、常用工具考查；
3、机械效率相关计算作为中考高频考点，多在选择、填空、计算题中考查，主要考查水平滑轮组、竖直滑轮组、斜面的力、距离、速度、功、功率、机械效率等相关计算。
考点一 杠杆
知识点01 杠杆
1、定义：在力的作用下能绕着 点转动的硬棒。
2、杠杆五要素
（1）支点：杠杆可以绕其转动的点，用“O”表示。【注】支点一定在杠杆上。
（2）动力：使杠杆转动的力，用“F1”表示。
（3）阻力： 杠杆转动的力，用“F2”表示。
（4）动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离，用“l1”表示。
（5）阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离，用“l2”表示。
3、对杠杆五要素的理解
（1）动力、阻力都是杠杆受到的力，作用点在杠杆上。
（2）动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的。
（3）动力和阻力是相对而言的，可根据人们的需要来确定。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照需要方向转动的力叫动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。
知识点02 杠杆的平衡条件
1、杠杆平衡：杠杆静止不动或 。
2、探究杠杆的平衡条件
（1）实验步骤：调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码所受的重力。测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2。
（2）实验结论（杠杆的平衡条件）：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即 。
（3）实验考点
①杠杆在水平位置静止的目的是：一是使杠杆的重心在支点，以消除 对实验的影响；二是便于直接读出 。
②在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，不能再调节平衡螺母。
③调节杠杆平衡时，要遵循“左高 调，右高 调”的原则。
④将钩码换成弹簧测力计的好处是可以直接测出拉力的大小，实验操作更方便。
知识点03 生活中的杠杆
1、杠杆的分类
（1）省力杠杆：l1 l2。特点是省力费距离。
（2）费力杠杆：l1 l2。特点是费力省距离。
（3）等臂杠杆：l1 l2。特点是既不省力也不省距离，能改变力的方向。
2、生活中的杠杆
（1）省力杠杆
（2）费力杠杆
（3）等臂杠杆
考点二 滑轮
知识点01 定滑轮与动滑轮
知识点02 滑轮组
1、定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。
2、特点：省力费距离，也可以改变力的方向。
（1）s＝ （n是承担物重的绳子段数）。
（2）不计绳重、动滑轮重及摩擦，，不计绳重及摩擦，。
3、水平滑轮组
物体在滑轮组的作用下勾速直线运动时，绳子自由端移动的距离s＝ns物，不计动滑轮重、绳重及滑轮与绳之间的摩擦时。
知识点03 其他简单机械
1、斜面
（1）定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面，斜面是一种省力的简单机械。
（2）一般斜面高度一定时，斜面长度越长，越 力。例如，骑自行车上坡时走“S”形线路更容易上坡。这是坡高一定的情况下，通过增加斜面的长度达到更省力的效果。若忽略摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体所受重力的几分之一。
（3）应用：盘山公路、螺丝钉的螺纹等。
2、轮轴
（1）定义：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为 ，小的称为 。
（2）实质：连续转动的杠杆。
（3））应用：汽车方向盘、门把手、扳手等。
考点三 机械效率
知识点01 有用功、额外功与总功
1、有用功：我们需要的、有利用价值的、必须要做的功，用W有表示。
2、额外功：使用机械时，并非我们需要又不得不做的功，用W额表示。
3、总功：有用功与额外功之和，用 W总表示。
4、三种功的关系：W总＝ 。
知识点02 机械效率
1、定义：有用功与总功的比值，用η表示。
2、公式：。
3、特点：任何实际机械的机械效率，都小于1，且η是一个没有单位的量，常用百分数表示。
4、提高机械效率的方法
（1）滑轮组：改进机械结构，减小摩擦阻力；减小动滑轮重；增加物重。
（2）斜面：增大斜面的倾斜程度、减小斜面的粗糙程度。
（3）杠杆：减小杠杆自重、减小支点处的摩擦。
知识点03 测量滑轮组的机械效率
1、实验原理：。
2、实验仪器及作用
（1）弹簧测力计的使用与读数：实验时用弹簧测力计沿 方向匀速拉动绳子，此时拉力大小等于弹簧测力计的示数。
（2）刻度尺测量钩码上升的距离和弹簧测力计移动的距离。
3、实验步骤
（1）用弹簧测力计测出钩码所受的重力G。
（2）竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s。
（3）改变 ，重复实验。换用不同的滑轮组，重复实验。
4、实验结论
（1）滑轮组的机械效率与 有关。同一滑轮组，物体越重，机械效率越高。
（2）滑轮组的机械效率与 有关。物重相同，动滑轮越轻，机械效率越高。
知识点04 不同机械的机械效率计算
易混易错点1：力臂的错误画法
力臂有时在杠杆上有时不在杠杆上。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，即力臂是点到线的距离，不是点到点的距离。
易混易错点2：不能正确判断杠杆是否平衡
判断杠杆是否平衡不能只比较F1和F2的大小，也不能只比较L1和L2的大小，更不能把F1和F2的大小与L1和L2的大小分开比较。因为判断杠杆是否平衡的依据是“力和力臂的乘积大小”，乘积相等则杠杆平衡，乘积不等则杠杆乘积大的一端下沉。
易混易错点3：滑轮中拉力方向对拉力大小的影响
（1）定滑轮：利用定滑轮拉起一个重为G的物体时，不管拉力的方向如何，所用力的大小不变，始终等于物体重力G。
（2）动滑轮：使用动滑轮时，若拉力F不沿竖直方向，此时动滑轮将不能省一半力，如果再加上动滑轮的自身重力，甚至会更费力。
易混易错点4：在解题时容易忽略机械效率的变化
对于同一机械，机械效率并不是固定不变的，它反映的是机械在某次做功过程中有用功跟总功的比值。同一机械在不同的做功过程中，提起的物重不同，机械效率往往不同。在解题时要注意下一问和上一问之间提升的物重是否发生变化，若提升的物重发生变化，则机械效率就要发生变化。计算时就不能再用原来的机械效率了。
易混易错点5：误认为机械效率与做功多少、快慢有关
机械效率与做功多少、功率大小没有必然的联系。机械效率越高，说明这个机械的性能越好，但这个机械做的功不一定多，也不一定快（功率不一定大）。
方法技巧1：力臂的画法
第一步：先确定支点O和动力F1 、阻力F2的方向；如图所示。
第二步：确定动力和阻力的作用线。从动力、阻力作用点沿力的方向（或反方向）分别画虚线，即为动力、阻力的作用线，如图所示。
第三步：画出动力臂和阻力臂。由支点向力的作用线作垂线，从支点到垂足的距离就是力臂，并标明动力臂与阻力臂的符号“l1”、“l2”，如图所示。

方法技巧2：找最长动力臂的方法（杠杆平衡时最小动力的）
根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最长力臂。
（1）如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂；
（2）如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂
方法技巧3：杠杆动态平衡的分析方法
（1）动力F1始终垂直杠杆： L1不变，L2变小，由杠杆的平衡条件可得，故F1变小。
（2）F1始终水平向右时： L1变小，L2变大，由杠杆的平衡条件可得，F1变大。
（3）F1始终竖直向上时： L1变大，L2变大，直接代入杠杆平衡条件无法判断，须转化：由△OAC∽△OBD得： ，代入杠杆平衡条件得：，故F1不变。
方法技巧4：确定承担物重绳子段数n的方法
在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，将两者隔离开，数出与动滑轮相连的绳子的段数就可以得到n的数值。
方法技巧5滑轮的特殊用法
（1），， 。 （2），， 。
高频命题点1 杠杆的作图
【例1】【画最小动力】如图所示，以O为支点用撬棒撬石头，画出作用在A点的最小动力F的示意图。
【例2】【画最小动力】生活中我们要节约用水，用完水后要记得及时关闭水龙头。如图是关闭水龙头的情景，水龙头手柄可视为一根杠杆（O为支点），请你画出施加在A点的最小动力F1。
【例3】按要求作图：如图所示，画出杠杆所受力F1、F2的力臂l1、l2。
【例4】如图所示，一绕着O点可旋转的杠杆在力F的作用下吊着重物静止不动，请画出力F的力臂。
高频命题点2 杠杆的分类
【例1】有①理发剪刀，②镊子，③道钉撬，④钓鱼杆，⑤瓶盖起子，⑥定滑轮，⑦动滑轮，⑧天平，⑨老虎钳等工具。在它们工作时，其中属于省力杠杆的有 ，属于费力杠杆的有 ，属于等臂杠杆的有 。
【例2】筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一。如图所示，使用筷子时虽然费力但省距离，下列工具在使用中也能省距离的是（ ）
A．用托盘天平称质量B．用核桃夹夹核桃
C．用瓶盖起子开瓶盖D．用食品夹夹鸡蛋
高频命题点3 杠杆平衡条件及其应用
【例1】如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻。已知AB长40cm，AC长30cm。室外机的重力为300N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为 N（支架重力不计）。为了安全，室外机的位置应尽量 （填“靠近”或“远离”）墙壁。
【例2】【杠杆的动态分析】如图所示，轻质杠杆的B点处悬挂一重物，在杠杆的A端施加动力F，忽略阻力，以下说法正确的是（ ）
①若保持杠杆静止，将F从竖直方向顺时针缓慢转动至水平方向过程中，F逐渐变大
②若F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢拉至水平位置过程中，F逐渐变大
③若F始终保持竖直，将杠杆缓慢拉至水平位置过程中，F逐渐变大
④若F始终保持水平，将杠杆缓慢拉至接近水平位置过程中，F逐渐变大
A．①②B．①③C．③④D．②④
【例3】桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，在拗石辅助下，人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示，已知A点所挂拗石重力为100N，B点所挂桶重为20N，，假设两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向，忽略横杆重、绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．放下空桶和从井中提水时，桔槔始终是省力杠杆
B．担水时，桔槔平衡时，桶内水的重力约为180N
C．桔槔平衡时，A、B两点所受的拉力之比为1∶2
D．要想一次提取更多的水，可以将悬挂点A向远离O点方向移动
高频命题点4 探究杠杆的平衡条件
【例1】小华在做“探究杠杆平衡条件”的实验，实验装置如图甲所示，所用钩码每个重力均为1N，杠杆上相邻刻度线之间的距离为5cm 。
（1）实验前，杠杆未挂钩码时需要向右调节平衡螺母才能使杠杆在水平位置平衡，说明调节前杠杆的 （选填“左”或“右”）端翘起。
（2）小华在杠杆左右两端加挂钩码并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图甲所示，随后他改变钩码个数及其位置又重复完成了两次实验，记录数据如下表所示，根据实验数据可得出杠杆平衡的条件是 （用F1、l1、F2、l2表示）。
（3）实验过程中，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于 ，此时 （选填“能”或“不能”）调节平衡螺母。
（4）如图乙所示，在A处挂2个钩码，在B处用弹簧测力计竖直向下拉，也可使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为 N；若保持杠杆在水平位置平衡，转动弹簧测力计到虚线位置的过程中，弹簧测力计的示数将 （选填“逐渐变大”“不变”或“逐渐变小”）。
【例2】【创新实验】杆秤是前些年我们家中常用的测量重量的工具，小刚所在的实践创新小组对家中的杆秤进行观察，并准备动手制作一个杆秤。
（1）如图甲所示是我们家中常用的杆秤，这个杆秤有两个提纽，当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量20kg的物体，当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大重量会 （选填“大于”、“小于”或“等于”）20kg。使用这两个提纽时，零刻度线的位置 （选填“相同”或“不相同”）。
（2）已知杆秤粗细不均匀，小刚通过分析可知，杆秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；若某次称量时小刚只使用了提纽1，称量了同一物体两次，当他第二次换用质量更大的秤砣时，第二次秤砣在杆秤上的位置会 （选填“靠近”或“远离”）提纽的位置。
（3）如图乙所示，小刚用一根长为1m、分度值为1cm、质量不计的粗细均匀的直尺来制作杆秤，制作过程如下：
①他分别在直尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔，各穿了一根细绳作为秤钩和提纽（秤钩和提纽的质量均忽略不计）；
②接着他又找来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动；
当小刚用这个自制的杆秤称量物体时，这个杠杆的支点是 （选填“提纽”或“秤钩”）所在的位置，当在秤钩上挂一重物时，秤砣的位置在如图乙所示位置，则秤钩上挂的重物的质量为 kg。
高频命题点5 机械效率的计算
【例1】【水平】如图所示为一滑轮组拉着重300N的物体在水平地面上匀速运动，2s的时间物体运动了1m，已知拉力F=50N，物体受到的摩擦力为120N。下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的速度为1m/s
B．拉力的功率为75W
C．物体克服重力做的功为300J
D．该滑轮组的机械效率为50%
【例2】【竖直】如图所示的滑轮组提升160N的重物，两个滑轮的重力均为20N，小婷拉动绳子5s将重物提升1m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．自由端拉力F为80NB．该滑轮组的机械效率约86.7%
C．绳子自由端移动的速度为0.2m/sD．拉力的功率是36W
【例3】【特殊用法】如图装置中，物体A重120N，物体B重12N，在物体B的作用下，物体A在水平面上做匀速直线运动，受到水平面的摩擦力是物体A重的0.2倍，则此装置的效率为 %（结果保留一位小数）。
【例4】【斜面】搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确的是（ ）
A．物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用
B．推力所做的功是2500J
C．斜面的机械效率为80%
D．物体受到斜面的摩擦力为100N
高频命题点6 测量滑轮组的机械效率
【例1】在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：
（1）表格中①处应填写的内容为 ，②处数据应为 （结果保留一位小数）；
（2）分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与 有关；
（3）小明进一步分析三次实验发现，钩码重力越大，额外功越大，请用所学知识进行解释： ；
（4）另一实验小组的同学改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象。分析图象中的A点可知，此时被提升物体所受的重力_________。
A．大于8NB．等于8NC．小于8N
【例2】如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）
（1）在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（2）第一次实验中，弹簧测力计的示数如图1所示，机械效率是 （精确到0.1％）。
（3）由1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越 。
（4）由 两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
1．（2024·陕西）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．钓鱼竿B．开瓶器
C．核桃夹D．钢丝钳
2．（2024·四川巴中）如图所示，小王站在水平地面上，将长为0.6米，质量可忽略不计的木棒搁在肩上，支点O距离后端A处为0.2米，A处挂一个重40N的物体，他用手竖直压住前端B处使木棒保持水平平衡。若小王的质量为50kg，双脚与地面的总接触面积约为400cm2，下列说法正确的是（ ）
A．手对木棒的压力大小为40NB．肩对木棒的支持力大小为80N
C．地面对人的支持力大小为560ND．人对地面的压强大小约为1.35×104Pa
3．（2024·山东青岛）如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着时关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作．下列说法正确的是（ ）
A．此杠杆的支点为A点B．此杠杆的阻力是哑铃受到的重力
C．此杠杆是一个费力杠杆D．肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离
4．（2024·内蒙古通辽）小明家有一把杆秤，如图所示，秤钩上不挂物体时提住秤纽，将秤砣移动至定盘星处时，秤杆恰能水平平衡，当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时，即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是（ ）
A．定盘星是秤杆的支点
B．杆秤是一种等臂杠杆
C．所挂物体加重时，秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡
D．使用已磨损的秤砣测量时，测量值比真实值偏小
5．（2024·山东东营）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．甲图：该装置不省力也不省距离
B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的
C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
6．（2024·山东德州）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.5m/sB．工人做的有用功为360J
C．该滑轮组的机械效率为80%D．拉力F的功率为100W
7．（2024·黑龙江哈尔滨）小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A．搬石块时，小聪没有对石块做功B．绳子自由端的拉力为200N
C．动滑轮的机械效率为87.5%D．拉力的功率为100W
8．（2024·内蒙古）如图所示，固定的斜面长s=2m，高h=0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（ ）
A．对物体做的有用功为120JB．物体受的摩擦力为50N
C．拉力做功的功率为25WD．斜面的机械效率为70%
9．（2024·江苏宿迁）如图所示的小型起重机，某次吊起重为的物体，电动机的拉力为，用时，使物体上升了。则通过动滑轮（ ）
A．做的有用功为B．拉力功率为
C．做的总功为D．机械效率为
10．（2024·山东聊城）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．工人做的总功为2400J
B．工人拉力的功率为60W
C．此过程中该装置的机械效率约为88%
D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率
11．（2024·山东枣庄）如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为50NB．滑轮组做的有用功为500J
C．拉力F做功的功率为25WD．滑轮组的机械效率为80%
12．（2024·河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．甲做的有用功多B．乙做的总功多
C．甲做总功的功率大D．乙所用装置的机械效率小
13．（2024·山东泰安）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为，牵引力为，对绳子的拉力为；物体的重力为，物体匀速上升的速度始终为，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，取。下列说法中（ ）
①滑轮组的机械效率为 ②汽车受到的摩擦力为
③汽车牵引力在4s内做的功为 ④汽车牵引力的功率为
A．只有①正确B．只有①④正确C．只有①②正确D．只有③④正确
14．（2024·重庆）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（ ）
A．自制杆秤的每一格约表示2.08g
B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
15．（2024·山东日照）（多选）某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为，钢丝绳的拉力F为，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的功率为B．有用功的功率为
C．动滑轮所受的重力为D．滑轮组的机械效率约为83.3%
16．（2024·山东青岛）（多选）如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等．在提升过程中，若绳端拉力，下列说法正确的是（ ）
A．物体的速度之比B．有用功之比
C．总功之比D．机械效率之比
17．（2024·四川成都）（多选）小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W
B．滑轮组的机械效率为80%
C．克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J
D．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变
18．（2024·江苏徐州）如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为 J，动滑轮的机械效率为 。
19．（2024·江苏淮安）如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，他做的总功为 J，斜坡的机械效率为 ，木箱受到的摩擦力为 N。
20．（2024·江苏无锡）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取）
（1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 kg的水；
（2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 J，人做功的功率为 W。
21．（2024·四川泸州）如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 。
22．（2024·甘肃白银）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，则A所受地面的摩擦力为 N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为 N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）
23．（2024·山东德州）如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图，请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂。
24．（2024·山东日照）甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A为大拇指的作用点，B为核桃的作用点。请在答题卡的乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力、动力臂和阻力。
25．（2024·山东泰安）如图所示，为杠杆支点，请画出的力臂并用字母表示。
26．（2024·甘肃临夏）俯卧撑是一种健身运动，能够锻炼上肢、腰部及腹部的肌肉，是简单易行却十分有效的力量训练手段。如图是某同学做俯卧撑的示意图。此过程中，他的身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心，请画出重力对应的力臂l。
27．（2024·新疆）“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的 （填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向 （填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡；
（2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 N，夹角为 度；
（3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为，则弹簧测力计的示数可能为 （填“2.9”或“3.1”）N。
28．（2024·河北）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作：
（1）不挂钩码时，杠杆在图中所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时小明应向 （选填“左”或“右”）调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态；
（2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆水平平衡时的动力臂和阻力臂；多次实验并把数据填入下表；
小明分析表格中的数据发现，第 次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；
（3）第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为 （选填序号）。
①2.0N ②2.5N ③3.0N ④3.5N
（4）筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第 次实验时的杠杆类型相同；
（5）小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O′点，此时 （选填“MO′”或“O′N”）段更重一些；
29．（2024·湖南）小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验室提供了如下图所示杠杆（支点为）、支架、10个钩码（每个重）。
（1）如图甲所示，实验开始前，应向 端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接读取 ；
（2）小明取2个钩码，挂在支点左侧某处，再取4个钩码挂在支点的 侧进行实验，使杠杆在水平位置平衡后，记录下数据；
（3）完成三次实验后分析数据，他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验数据。
小明在第3次实验的基础上，在支点左侧处继续加钩码直到为3.5N，如图乙所示，但发现此时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成为的第4次实验，她应该通过 ，使杠杆再次在水平位置平衡（请结合具体数据进行说明，可保留一位小数）。
30．（2024·湖北武汉）某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。
（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并 ，达到平衡状态，如图所示。
（2）在杠杆左侧15cm刻度线处挂上4个钩码，在杠杆右侧挂上6个钩码，移动右侧钩码到 cm刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力是 （填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”）。
（3）保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变，取下右侧钩码，改用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计的示数为3N时，该拉力的作用点可能在杠杆 （填序号）刻度线处。
①左侧10cm ②右侧5cm ③右侧15cm
31．（2024·青海）“权衡”一词，在古代分别指秤砣和秤杆，现代多表示事物在动态中维持平衡的状态。在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究：
活动一：了解杆秤的构造及物理原理：
如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成；
（1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的 ，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于 杠杆；
活动二：自制简易杆秤：
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置；
（2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量 g的物体，D点处的刻度数为 g；
（3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用表示秤砣质量，表示物体和秤盘质量，表示B、C之间的距离，表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足 （用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为 g；
（4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是 （只写一条即可）。
32．（2024·青海西宁）如图是小宁同学利用健身器材进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA长1m，OB长0.6m，在杆的A端用绳子悬挂质量为15kg的配重，他在B端施加竖直向下的拉力时，杆AB在水平位置平衡。已知小宁重为450N，两只脚与地面接触的总面积为，不计杆重与绳重，g取10N/kg。求此时：
（1）配重的重力；
（2）拉力；
（3）小宁同学对地面的压强。
33．（2024·四川巴中）图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求：
（1）绳子拉力端移动的距离；
（2）拉力的功率；
（3）在此过程中滑轮组的机械效率。
34．（2024·江苏苏州）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取。求
（1）克服钢板重力做的功；
（2）钢丝绳的拉力F；
（3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。
35．（2024·西藏）建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为760N的物体。在拉力F作用下，物体在8s内竖直匀速上升了2m。如果动滑轮重为240N，不计绳重和摩擦。求：
（1）物体上升的速度；
（2）滑轮组的有用功；
（3）滑轮组的机械效率。
定滑轮
动滑轮
定义
轴固定不动的滑轮
轴可以随着被吊物体一起运动的滑轮
图示
实质
等臂杠杆
动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆
特点
可以改变力的方向，但不能省力
不能改变力的方向，但能省力
F和G的关系
s和h的关系
s＝h（s为绳端移动距离，h为提升的高度）
s＝2h
有用功
总功
额外功
机械效率
竖直滑轮组
拉力做的功
（不计绳重及摩擦）
（不计绳重及摩擦）
水平滑轮组
拉力做的功
--
斜面
拉力做的功
实验次数
动力 F₁/N
动力臂l₁/ cm
阻力F₂/N
阻力臂l₂/ cm
1
3
10
2
15
2
1
20
1
20
3
1
30
2
15
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
①
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
2.2
30
90.9
实验次数
钩码重力G/N
提升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
1
4
0.1
0.3
2
8
0.1
3.2
0.3
83.3%
3
8
0.1
2.0
0.5
80.0%
实验次数
动力F1/N
动力臂/m
阻力F2/N
阻力臂/m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
0.1
3.0
2.0
0.15
4
2.0
0.15
1.5
0.2
…
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
…
…
…
…
2
…
…
…
…
3
2.5
20.0
2.0
25.0