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新中考 核心考點復習 08 簡單機械
模塊一 杠桿
1. 杠桿與杠桿的五要素
（1）杠桿的定義：在力的作用下能夠繞著固定點轉動的一根硬棒
（2）杠桿的圖示與五要素
① 支點O：杠桿繞著轉動的固定點
② 動力F1：使杠桿轉動的力
③ 阻力F2：阻礙杠桿轉動的力
④ 動力臂l1：從支點到動力作用線的距離
⑤ 阻力臂l2：從支點到阻力作用線的距離
2. 杠桿的平衡條件
（1）杠桿平衡：杠桿在動力和阻力作用下，保持靜止或勻速轉動狀態，即稱為杠桿平衡
（2）杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，用公式表示為F1l1= F2l2
3. 杠桿的分類與應用
種類 省力杠桿 費力杠桿 等臂杠桿
力臂 關系 動力臂大于阻力臂 動力臂小于阻力臂 動力臂等于阻力臂
力的 關系 動力小于阻力 動力大于阻力 動力等于阻力
特點 省力費距離 費力省距離 不省力也不省距離
應用 撬棒、瓶蓋起子、鋼絲鉗、起釘錘等 釣魚竿、鑷子、筷子、理發剪刀等 天平等
如圖，用豎直向上的力F抬起一根放在水平地面上的均勻木棒的一端，使木棒能夠繞另一端轉動，關于這一過程，下列說法正確的是（　　）
A．F的力臂逐漸變小
B．F逐漸變小
C．F和它相應的力臂的乘積保持不變
D．木棒具有的機械能保持不變
如圖所示，AOB是一杠桿（自重不計），O為支點，OA＜OB，OD=OA，在A端懸掛一重物G，那么（　　）
A．在B點用力使杠桿在圖示位置平衡，一定是省力的
B．在C點用力不可能使杠桿在圖示位置平衡
C．在B點用力使杠桿在圖示位置平衡，沿豎直方向最省力
D．在D點懸掛一個與G完全相同的物體能使杠桿在圖示位置平衡
在建造艦船的過程中需要使用大型起重機“龍門吊”，它主要由主梁和支架構成，可以提升和平移重物，其示意圖如圖所示。在重物由主梁右端緩慢移到左端的過程中，右支架對主梁的支持力F與重物移動距離s的關系圖象是（　　）
A． B． C．D．
如圖所示，輕桿可繞O點自由轉動，B端與地面上重為24N的靜止物體C連接，豎直向下的力F作用在輕桿A端，輕桿水平且物體對地面的壓力為4N，已知AO長度是BO的2.5倍，則力F大小為（　　）
A．1.6N B．3.2N C．8N D．11.2N
如圖所示，粗細均勻的木棒AB，A端裝有水平轉軸，現在B端用豎直向上的力F=10N拉木棒，使木棒與地面成60°角時平衡，若在B端改用水平力F′使木棒和地面成30°角時平衡，則F′的大小為（　　）
A．5N B．10N C．17.3N D．20N
如圖所示，在寬為BC=30cm的小方凳上與凳邊平行放一輕質木棒，木棒左端A處懸掛物體甲，右側懸掛物體乙，使木棒能水平靜止，甲、乙的重力分別為40N 和20N。當把懸掛物體乙的細繩移至E點，木棒恰好順時針轉動。已知AB=20cm，則要使得木棒能水平靜止，懸掛物體乙的細繩可移動范圍DE的長度為（　　）
A．70 cm B．90cm C．80cm D．100 cm
模塊二 滑輪
1. 滑輪的分類與特點
定滑輪 動滑輪
定義 使用時軸固定不動 使用時軸隨物體一起移動
圖示
特點 改變力的方向，但不省力 省力但不能改變力的方向
實質 等臂杠桿 動力臂為阻力臂兩倍的杠桿
2. 滑輪組
（1）特點：使用滑輪組可以省力，通過一定的繞線方法也能改變施力的方向
（2）滑輪組的幾種使用情況
豎直提升重物 水平拉動物體 豎直水平結合
圖示
力學關系
說明 不計繩重和繩與輪、輪與軸間的摩擦；s表示繩子自由端移動的距離，h表示重物被提升的高度，s物表示水平方向上物體移動的距離
為便于研究，某健身器材中訓練拉力部分的機械結構可簡化為如圖所示的滑輪組。若不計繩重和摩擦，下列有關分析正確的是（　　）
A．兩個滑輪在裝置中起的作用相同
B．拉力移動的距離與配重上升的距離相同
C．沿方向1與2勻速拉動配重，所用的力大小相等
D．將配重提升相同高度，用該裝置與直接提升所做的功相等
小柯用圖中裝置提升重400牛的物體，不計摩擦、繩重和滑輪自重，下列說法正確的是（　　）
A．兩個滑輪均為定滑輪
B．人將繩子拉過1米，物體也上升1米
C．物體勻速上升時，人對繩子的拉力為200牛
D．使用該裝置不能省力，但能改變力的方向
如圖所示，質量為2kg的物體A放在水平桌面上（不計繩重及繩與輪的摩擦），動滑輪重6N，滑輪下面懸掛一物體B，當物體B重8N時，恰能勻速下滑。用一個水平向左的拉力F作用在物體A上，使物體A以1m/s的速度向左做勻速直線運動，時間為3s。則當物體A勻速向左運動時，下列說法正確的是（　　）
A．拉力F的大小為8N
B．拉力F的功率是14W
C．拉力F做的功是60J
D．滑輪B以1m/s的速度勻速上升
質量是6kg的物體A放在水平桌面上，小科利用如圖所示的裝置勻速拉動繩子自由端并在5s內做了30J的功，物體A運動速度為0.5m/s。下列判斷錯誤的是（　　）
A．繩子自由端移動速度為1.0m/s
B．由于G定存在，物體A受到的摩擦力大于12N
C．作用在繩子自由端的拉力F為6N
D．繩子自由端移動5m
模塊三 簡單機械綜合
1. 機械效率
（1）定義：有用功和總功的比值叫做機械效率，用η表示
（2）公式：
（3）幾種簡單機械的效率計算
杠桿 滑輪組 斜面
圖示
計算 公式 （不計繩重和摩擦）
說明 h：物體上升的高度 s：力F作用的距離，在使重物上升的過程中，力F始終豎直向下 h：物體上升的高度 s：繩子自由端移動的距離 h：斜面的高度 s：斜面的長度 在使重物上升的過程中，力F始終平行于斜面向上
影響 因素 杠桿自重、摩擦 物體重、動滑輪重等 斜面傾斜程度 斜面粗糙程度
2. 簡單機械與浮力綜合
（1）杠桿與浮力綜合：
（2）滑輪與浮力綜合：
工人用圖示裝置在10s內將重為450N的貨物勻速提升2m，拉力的功率為120W。關于此過程，下列說法正確的是（　　）
A．做的有用功是2700J
B．繩子自由端移動的距離是8m
C．滑輪組的機械效率是75%
D．工人用的拉力大小為150N
如圖，重300N的物體在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運動了10s，滑輪組的機械效率為80%。不計繩子與滑輪間的摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．繩子自由端移動的距離為 2m
B．物體與地面間的滑動摩擦力為 48N
C．拉力 F 的功率為 9.6W
D．有用功為 120J
如圖所示，在輕質杠桿A、B位置分別掛重為4N的物體甲和密度為4×103kg/m3的物體乙時，杠桿恰好平衡，現將乙浸沒在水中，若使桿仍平衡，下列方法可行的是（　　）（g取10N/kg）
A．在甲物體下加掛1N的重物 B．使甲物體減重1N
C．使甲左移0.5格 D．使甲右移1格
如圖所示是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖。已知井深10m，水深4m，物體重為2000N，體積為0.05m3，汽車重為3×104N，汽車受到的阻力恒為車重的0.05倍，物體在汽車的作用下以0.6m/s的速度勻速上升（不計摩擦、繩重和滑輪重，不考慮井中水面高度的變化）。下列說法正確的是（　　）（g取10N/kg）
A．汽車行駛的速度為0.2m/s
B．物體上升過程中機械能保持不變
C．物體露出水面前汽車勻速拉繩子時的拉力大小為500N
D．物體完全離開水面到剛離開井口，汽車做功大小為2.1×104J
例1.A
解：如圖，
AB、若動力總是豎直向上，動力臂逐漸減小，阻力臂也逐漸減小，但△OAC∽△OBD，所以 =為定值即動力臂和阻力臂的比值為定值，因為阻力（木棒重）不變，根據F×OB=G×OA可得：動力F保持不變，故A正確，B錯誤；
C、由于木棒的重力G不變，OB逐漸減小，G×OB也減小，又因為F×OB=G×OA，所以F和它相應的力臂的乘積減小，故C錯誤；
D、木棒在勻速逐漸變高的過程中，質量不變，速度不變，動能不變，高度升高，重力勢能增加，機械能增加，故D錯誤。
故選：A。
練1.1.D
解：
A、在B點用力，如下圖，若動力臂小于阻力臂，就是費力的，故A錯誤；
B、在C點向上用力可使杠桿在圖示位置平衡，故B錯；
C、在B點用力使杠桿在圖示位置平衡，最省力的應是垂直于OB用力，此時力臂最長，故C錯誤；
D、OD=OA，作出力臂，如下圖，可知兩邊力的力臂相等，所以在D點懸掛一個與G完全相同的物體能使杠桿在圖示位置平衡，所以D正確。
故選：D。
練1.2.B
解：在重物由主梁右端緩慢移到左端的過程中，以左側的支柱為支點，右支架對主梁的支持力F為動力，重物對杠桿的拉力為重力，大小等于物體的重力G，動力臂為整個主梁的長度，設為L，阻力臂為L﹣s，
根據的平衡條件：FL=G（L﹣s）得，
拉力F為：F=G﹣，
由關系式知：右支架對主梁的支持力F與重物移動距離s成一次函數關系，且拉力隨s的增大而減小，故B符合題意。
故選：B。
例2.C
練2.1.C
解：（1）木棒在左圖位置平衡時，阻力為木棒的重力G，阻力作用點在重心，動力F=10N；分別作出動力臂和阻力臂，如圖所示：
設木棒的長度為L，木棒的重為G，
根據左圖可知，L1=L cos60°=0.5L，L2=L cos60°=0.25L，
根據杠桿平衡條件得：FL1=GL2 ，
所以，木棒的重：G===20N；
（2）木棒在右圖位置平衡時，阻力為木棒的重力G，阻力作用點在重心，動力為F′；分別作出動力臂和阻力臂，如上面右圖所示，
根據右圖可知，L1′=L sin30°=0.5L，L2′=L cos30°=L，
根據杠桿平衡條件得：F′L1′=GL2′，
所以，此時的動力F′===N≈17.3N。
故選：C。
練2.2.B
解：當把懸掛乙的細繩移至E點時，木棒恰好將順時針轉動，此時支點為C，
由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可得，G甲（LAB+LBC）=G乙LCE，
則LCE=（LAB+LBC）=×（20cm+30cm）=100cm；
當支點位于B點且木棒恰好將逆時針轉動時，懸掛乙的細繩移至D點，
由杠桿的平衡條件可得，G甲LAB=G乙（LBC+LCD），
則LCD=LAB﹣LBC）=×20cm﹣30cm=10cm，
所以，要使木棒能水平靜止懸掛乙的細繩可移動范圍DE長度：
LDE=LCE﹣LCD=100cm﹣10cm=90cm。故ACD不正確，B正確。
故選：B。
例3.C
解：A、由圖可知，該裝置由一個動滑輪和一個定滑輪組成，動滑輪能夠省力，但不能改變力的方向；定滑輪不能省力，可以改變力的方向，故A錯誤；
B、該滑輪組中n＝2，由s＝2h可知，拉力移動距離等于配重上升高度的二倍，故B錯誤；
C、如圖所示，繩子最后繞過的是定滑輪，定滑輪相當于等臂杠桿，沿方向1與2勻速拉動配重，動力臂都等于定滑輪的半徑，所以兩次的拉力相等，若不計摩擦，均等于（G+G動），故C正確；
D、直接提升配重做的功是有用功，用該裝置將配重提升相同高度還要對動滑輪做功，即用該裝置所做的功（總功）大于有用功，故D錯誤。
故選：C。
練3.1.C
解：A、由圖可知，該裝置由一個動滑輪和一個定滑輪組成，故A錯誤；
B、使用動滑輪時，物體上升1m，則繩子的自由端會通過2m，故B錯誤；
C、不計摩擦和滑動自重，使用動滑輪能省一半的力，物體的重力為400N，則拉力為200N，故C正確；
D、使用動滑輪能省力，使用定滑輪能改變力的方向，故D錯誤。
故選：C。
練3.2.B
解：如圖表示的是純凈物、單質、化合物、含氧化合物、氧化物和堿之間的包含與不包含關系，若整個大圓圈代表純凈物，則：①為單質，②為化合物，⑤含氧化合物，③和④是并列關系的堿或氧化物。
A、氧化物屬于含氧化合物，含氧化合物包含氧化物。故選項錯誤；
B、堿中的氫氧根離子含有氧元素，屬于含氧化合物，屬于包含關系。故選項正確；
C、堿和氧化物都含有氧元素，都屬于含氧化合物，二者屬于并列關系。故選項錯誤；
D、純凈物分為單質和化合物，單質和化合物屬于并列關系。故選項錯誤。
故選：B。
例4.B
解：A．由圖知，動滑輪上有2段繩子承擔重力，
不計繩重及繩與輪的摩擦，則物體B勻速下滑時，繩子上的拉力為：F拉=（G+G動）=（6N+8N）=7N；
物體A向右做勻速直線運動，那么A受到的摩擦力為：f=F拉=7N；
當物體A向左做勻速直線運動時，作用在A上的拉力：F=F拉+f=7N+7N=14N，故A錯誤；
B．物體A以1m/s的速度向左做勻速運動，則拉力F的功率為：P===Fv=14N×1m/s=14W，故B正確；
C．時間為3s，則拉力F做的功為：W=Pt=14W×3s=42J，故C錯誤；
D．滑輪B上升的速度為：v′=v=×1m/s=0.5m/s，故D錯誤。
故選：B。
練4.1.B
解：（1）由圖知，n＝2，繩子自由端移動速度v＝2v物＝2×0.5m/s＝1.0m/s，故A正確；
（2）5s繩子自由端移動距離s＝vt＝1.0m/s×5s＝5.0m，由W＝Fs可得拉力F＝＝＝6N，故CD正確。
（3）若不計動滑輪和繩重、不計滑輪與繩之間摩擦，物體A受到的摩擦力f＝2F＝2×6N＝12N，由于動滑輪重力G動存在，物體A受到的摩擦力f＝2F﹣G動，小于12N，故B錯；
故選：B。
例5.C
解：
A、所做的有用功：
W有用＝Gh＝450N×2 m＝900J，故A錯；
B、由圖知，n＝3，繩子自由端移動的距離s＝3h＝3×2m＝6m，故B錯；
C、根據P＝可得拉力F做的總功：
W總＝Pt＝120W×10s＝1200J，
滑輪組的機械效率：
η＝＝×100%＝75%，故C正確；
D、由W總＝Fs可知拉力大小：
F＝＝＝200N，故D錯。
故選：C。
練5.1.B
解：
A、由圖知，n=3，則繩子自由端移動的距離：s繩=3s物=3v物t=3×0.2m/s×10s=6m，故A錯；
B、拉力做的有用功W有=fs物，W總=Fs繩，
因為η====，
所以物體與地面間的滑動摩擦力：
f=η×3F=80%×3×20N=48N，故B正確；
C、拉力做功為：W總=Fs繩=20N×6m=120J，
拉力做功的功率：P===12W，故C錯；
D、有用功：W有=fs物=fv物t=48N×0.2m/s×10s=96J，故D錯。
故選：B。
例6.B
解：
（1）如圖1，設一格為L，由于杠桿平衡，G甲×OA=G乙×OB，
即：4N×2L=GB×3L，
∴GB=N；
∵G=mg=ρVg
∴B的體積：
VB===×10﹣4m3；
（2）將乙浸沒在水中，受到的浮力：
F浮=ρ水V排g=ρ水VB=1×103kg/m3××10﹣4m3×10N/kg=N；
（3）B浸沒水中后杠桿右邊受到的力和力臂的乘積為：（GB﹣F浮）×3L=（N﹣N）×3L=6N×L；
A、在甲物體下加掛1N，左邊的力和力臂的乘積為（4N+1N）×2L=10N×L，由于10N×L≠6N×L，杠桿不能平衡，故A錯；
B、使甲物體減重1N，左邊的力和力臂的乘積為（4N﹣1N）×2L=6N×L，由于6N×L=6N×L，杠桿能平衡，故B正確；
C、使甲左移0.5個格，左邊的力和力臂的乘積為4N×2.5L=10N×L，由于10N×L≠6N×L，杠桿不能平衡，故C錯；
D、使甲右移1個格，左邊的力和力臂的乘積為4N×1L=4N×L，由于4N×L≠6N×L，杠桿不能平衡，故D錯；
故選：B。
練6.1.C
解：
A、由圖可知，滑輪組中由3股繩子承擔重物，已知物體上升的速度為0.6m/s，則汽車行駛的速度v＝3v物＝3×0.6m/s＝1.8m/s，故A錯誤；
B、物體勻速上升過程中，質量不變、速度不變，則動能不變；同時高度變大，重力勢能變大；因物體的動能不變、重力勢能變大，所以機械能變大，故B錯誤；
C、物體的重力：
G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N；
物體露出水面前，物體受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×0.05m3＝500N，
滑輪組對物體的拉力：
F拉＝G﹣F浮＝2000N﹣500N＝1500N，
由圖知，n＝3，不計摩擦、繩重和滑輪重，物體露出水面前汽車勻速拉繩子時的拉力：
F＝F拉＝×1500N＝500N，故C正確；
D、由題知，汽車受到的阻力為：f＝0.05G車＝0.05×3×104N＝1500N；
物體完全離開水面后汽車對繩子的拉力：
F′＝G物＝×2000N＝，
汽車勻速直線運動，受到平衡力作用，在水平方向上，汽車受到向右的牽引力、向左的拉力、向左的阻力作用；
由力的平衡條件可得牽引力：
F牽＝F′+f＝+1500N＝；
汽車運動的距離：s車＝3h＝3×（10m﹣4m）＝18m；
牽引力做功為：W牽＝F牽s車＝×18m＝3.9×104J，故D錯誤。
故選：C。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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