王小萍

一、考情分析

《初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》“科學(xué)內(nèi)容”中對(duì)《簡(jiǎn)單機(jī)械》的要求：“知道簡(jiǎn)單機(jī)械。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件。知道機(jī)械效率。了解提高機(jī)械效率的途徑和意義。測(cè)量某種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率。”根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，在2016年中考試卷中考查的知識(shí)點(diǎn)有：三種類型的杠桿，運(yùn)用杠桿的平衡條件進(jìn)行計(jì)算或解釋某些現(xiàn)象，滑輪在日常生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，計(jì)算簡(jiǎn)單機(jī)械在使用過(guò)程中的機(jī)械效率以及用實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件，測(cè)量滑輪組或斜面的機(jī)械效率等。命題趨勢(shì)：結(jié)合本章節(jié)內(nèi)容可以知道：從實(shí)際物體上認(rèn)識(shí)杠桿，分清杠桿的作用，畫出實(shí)物杠桿的示意圖，探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題處理，簡(jiǎn)單的機(jī)械效率的計(jì)算等。對(duì)于本章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，要注意與生產(chǎn)生活的實(shí)際相結(jié)合，注重探究實(shí)驗(yàn)中科學(xué)方法的應(yīng)用，具有一定的畫圖、識(shí)圖和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

二、考點(diǎn)演練

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】

1.（2016·臨沂）如圖1所示的簡(jiǎn)單機(jī)械中，使用時(shí)一定費(fèi)力的是（）

A.鑷子B.起子C.鉗子D.動(dòng)滑輪

圖1

2.（2016·邵陽(yáng)）如圖2所示，在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，杠桿處于水平平衡狀態(tài)。若在杠桿兩端的鉤碼上分別加掛一個(gè)完全相同的鉤碼，則（）

A.杠桿不能水平平衡，左端上升

B.杠桿不能水平平衡，右端上升

C.杠桿仍能處于水平平衡狀態(tài)

D.以上說(shuō)法都不正確

圖2圖33.（2016·天津）如圖3所示，在處于水平平衡的杠桿A點(diǎn)，掛上4個(gè)鉤碼（每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g），若使杠桿在水平位置保持平衡，作用在杠桿B點(diǎn)的力最小為（g取10N/kg）（）

A.15NB.6N

C.3ND.1.5N

4.（2016·西寧）小文同學(xué)采用如圖4所示的甲、乙兩種不同的方式將同一貨物從地面勻速搬運(yùn)到同一輛汽車上，其中說(shuō)法正確的是（）

圖4A.甲種方法克服重力做功多

B.乙種方法更省力

C.兩種方法機(jī)械效率相等

D.兩種情況下，貨物機(jī)械能都增加

5.（2016·吉林）有一個(gè)箱子需要從地面搬到汽車上。小冰想用如圖5甲所示的方法搬運(yùn)，小雪想用如圖5乙所示的方法搬運(yùn)。兩種方法克服箱子的重力做的功是，但小雪的方法會(huì)。

圖5圖66.（2016·阜新）“遼寧艦”服役，圓了中國(guó)航母夢(mèng)。如圖6為航母上簡(jiǎn)化的蒸氣彈射裝置，能帶動(dòng)艦載機(jī)在兩秒鐘內(nèi)達(dá)到起飛速度。牽引索與蒸氣活塞連接的兩個(gè)滑輪為（填“定”或“動(dòng)”）滑輪；氣缸內(nèi)蒸氣體積膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能（填“增大”“減小”或“不變”），同時(shí)推動(dòng)活塞，使艦載機(jī)獲得巨大的牽引力。

圖77.（2016·揭陽(yáng)）如圖7所示，輕質(zhì)木桿AB可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA∶OB=3∶1，A端細(xì)線下掛300N的重物靜止在水平地面上，若使木桿保持水平位置，且重物對(duì)水平地面的壓力為零，在B點(diǎn)要用N的力豎直向下拉。此木桿為（填“省力”或“費(fèi)力”或“等臂”）杠桿。

8.（2016·福州）生活中我們經(jīng)常使用簡(jiǎn)單機(jī)械。

圖8（1）圖8甲是家用手搖晾衣架，A、B兩滑輪中屬于動(dòng)滑輪的是；若衣服和晾衣架的總重為120N，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦，靜止時(shí)繩的拉力F=N。請(qǐng)你提出一種使用時(shí)提高手搖晾衣架機(jī)械效率的方法：。

（2）如圖8乙所示，已知撬棒AD=1m，CD=BC=0.15m，石頭垂直作用在棒上的力是420N，若要撬動(dòng)石頭，則施加在撬棒A點(diǎn)的力至少是N。

圖99.（2016·淮安）如圖9是人抬獨(dú)輪車車把時(shí)的簡(jiǎn)化示意圖，此時(shí)獨(dú)輪車相當(dāng)一個(gè)杠桿；若動(dòng)力臂是阻力臂的3倍，物體和車總重G為1200N，則抬起車把的力F為N。

圖1010.（2016·淄博）杠桿調(diào)平衡后，將兩個(gè)體積相同的重物分別掛在杠桿兩側(cè)的A、B處，杠桿仍然平衡，如圖10所示，則GA（填“大于”“等于”或“小于”）GB；若將兩重物同時(shí)浸沒(méi)在水中，則杠桿的（填“左”或“右”）端下沉。

圖1111.（2016·金華）簡(jiǎn)單機(jī)械在我們的生活中應(yīng)用廣泛，請(qǐng)回答下列有關(guān)簡(jiǎn)單機(jī)械的問(wèn)題：

（1）如圖11甲，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體的重力是N（不計(jì)摩擦及滑輪和繩子的自重）。

（2）如圖11乙是一把剪刀，在使用過(guò)程中要達(dá)到相對(duì)省力的效果，則被剪物體應(yīng)放在（選填字母“A”或“B”）點(diǎn)。

圖1212.（2016·綏化）將一個(gè)重240N的物體勻速推到斜面頂端，人沿斜面向上的推力為120N，如圖12所示，物體沿斜面移動(dòng)的距離s=3m，上升的高度h=1.2m，則人對(duì)物體做的有用功是J，斜面的機(jī)械效率是。

13.（2016·徐州）如圖13所示，要用向下的力提升重物，請(qǐng)畫出滑輪組繩子的繞法。

圖13圖14

14.（2016·錦州）如圖14所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出杠桿OA的動(dòng)力臂l1和其受到的阻力F2。

15.（2016·阜新）小明同學(xué)在“研究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在位置平衡，若出現(xiàn)圖15甲所示情況，應(yīng)將杠桿的螺母向（填“左”或“右”）調(diào)。

（2）杠桿平衡后，小明在圖15乙所示的A位置掛上3個(gè)鉤碼，為了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)在B位置掛上個(gè)鉤碼。

圖15（3）下表是該組某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中記錄杠桿平衡的部分?jǐn)?shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)F1（N）l1（cm）F2（N）l2（cm）125△10231021532303☆圖16上表中空格處所缺的數(shù)據(jù)是：△=，☆=；

（4）分析上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是。

16.（2016·西寧）某同學(xué)用如圖16所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在下表中。

實(shí)驗(yàn)

次數(shù)鉤碼

重/N鉤碼上升

的高度/m繩端的

拉力/N繩端移動(dòng)

的距離/m機(jī)械

效率140.101.80.3260.102.50.3360.152.5（1）實(shí)驗(yàn)中，使用滑輪組提升重物時(shí)，應(yīng)豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。

（2）第二次實(shí)驗(yàn)中，2s內(nèi)鉤碼上升的高度為0.1m，則它運(yùn)動(dòng)的速度為m/s。

（3）第三次實(shí)驗(yàn)中，繩端移動(dòng)的距離為m，滑輪組的機(jī)械效率為。

（4）分析比較第一、二兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有用功W1有W2有，滑輪組的機(jī)械效率η1η2（兩空均填“>”“=”或“<”）。由此可知，可采用的方法來(lái)提高滑輪組的機(jī)械效率。

17.（2016·河南）在“大力士”比賽中，需要把一質(zhì)量m=400kg，邊長(zhǎng)l=1m，質(zhì)量分布均勻的立方體，利用翻滾的方法沿直線移動(dòng)一段距離，如圖17所示。G取10N/kg。求：

圖17（1）立方體靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；

（2）翻滾立方體時(shí)，使立方體一邊剛剛離開(kāi)地面，所用最小力F的大??；

（3）“大力士”用翻滾的方法使立方體沿直線移動(dòng)了10m，用時(shí)20s，“大力士”克服立方體重力做功的功率。

18.（2016·安順）如圖18所示，杠桿在豎直向下拉力F的作用下將一物體緩慢勻速提升。下表是提升物體時(shí)采集到的信息：

物重G

（N）OA

（m）OB

（m）A端上升的

髙度h/mB端下降的

豎直距離s/m400.80.40.20.1（1）若不計(jì)杠桿自重和摩擦，則拉力F的大??；

（2）若實(shí)際拉力F為90N，求拉力做的總功及杠桿的機(jī)械效率（機(jī)械效率保留三位有效數(shù)字）。

圖1819.（2016·雅安）工人用如圖19甲所示的滑輪組運(yùn)送建材上樓，每次運(yùn)送量不定。滑輪組的機(jī)械效率隨建材重量變化的圖象如圖19乙所示，滑輪和鋼繩的摩擦力及繩重忽略不計(jì)，g取10N/kg。

圖19（1）若某次運(yùn)送建材的質(zhì)量為50kg，則建材的重力是多少？

（2）若工人在1min內(nèi)將建材勻速豎直向上提升了12m，作用在鋼繩上的拉力為200N，求拉力的功率；

（3）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為60%時(shí)，運(yùn)送建材的重力是多大？

【綜合應(yīng)用】

圖201.（2016·遂寧）如圖20所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個(gè)過(guò)程中，力F的大小將（）

A.不變B.變小

C.變大D.先變大后變小

圖212.（2016·濱州）（多選）利用四個(gè)相同的滑輪，組成如圖21所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，用同樣的時(shí)間，把質(zhì)量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，拉力做的功分別為W甲、W乙，拉力的功率分別為P甲、P乙，機(jī)械效率分別是η甲、η乙（忽略繩重與摩擦），下列關(guān)系式正確的是（）

A.F甲

B.F甲>F乙η甲>η乙

C.W甲>W乙P甲>P乙

D.W甲=W乙P甲=P乙

圖223.（2016·成都）（多選）小李同學(xué)利用如圖22所示的滑輪組勻速提升重物。第一次提升的重物A的重力為GA，加在繩子自由端的拉力為F1，重物上升的速度為v1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1；第二次提升的重物B的重力為GB，加在繩子自由端的拉力為F2，重物上升的速度為v2，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2。已知F1∶GA=5∶8，GB∶GA=3∶2，v1∶v2=2∶1，t1∶t2=2∶3。動(dòng)滑輪的重力不能忽略，不計(jì)繩重與摩擦的影響。下列對(duì)兩個(gè)過(guò)程的分析中，正確的是（）

A.拉力之比為F1∶F2=7∶8

B.拉力的功率之比為P1∶P2=10∶7

C.機(jī)械效率之比η1∶η2=14∶15

D.額外功之比W1∶W2=2∶3

圖234.（2016·烏魯木齊）如圖23所示，利用動(dòng)滑輪提升一個(gè)重為G的物塊，不計(jì)繩重和摩擦，其機(jī)械效率為60%。要使此動(dòng)滑輪的機(jī)械效率達(dá)到90%，則需要提升重力為G的物塊的個(gè)數(shù)為（）

A.3個(gè)B.4個(gè)

C.5個(gè)D.6個(gè)

圖245.（2016·泉州）如圖24所示，用甲、乙兩種裝置將物體勻速提升相同高度，物體重均為10N，滑輪重均為1N，不計(jì)繩重，所用的拉力分別是F1和F2，機(jī)械效率分別是η1和η2，則F1F2，η1η2。（填“>”“<”或“=”）

圖256.（2016·綿陽(yáng)）如圖25所示，小麗用三個(gè)均重10N的滑輪組成的滑輪組以1m/s勻速起吊重470N的物體，物體上升5m，不計(jì)繩的重力及一切摩擦，繩的拉力F=N；滑輪組的機(jī)械效率為。

圖267.（2016·安徽）拉桿式旅行箱可看成杠桿，如圖26所示。已知OA=1.0m，OB=0.2m，箱重G=120N。請(qǐng)畫出使箱子在圖示位置靜止時(shí)，施加在端點(diǎn)A的最小作用力F的示意圖，且F=N。

圖278.（2016·重慶）某建筑工地用如圖27所示的滑輪組提升重物，人對(duì)繩的拉力F為400N，能將75kg的物體以0.1m/s的速度勻速提升，則拉力F的功率為W，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為%（不計(jì)繩重和摩擦）。

圖289.（2016·成都）如圖28所示，古代士兵常用定滑輪把護(hù)城河上的吊橋拉起。使用定滑輪可以（填“省力”“省距離”或“改變動(dòng)力方向”）；吊橋可以看作杠桿，繩子對(duì)它的拉力是動(dòng)力，吊橋的重力是阻力。在拉起吊橋的過(guò)程中，阻力臂大小（填“變大”“變小”或“不變”）。

圖2910.（2016·鎮(zhèn)江）如圖29所示，輕桿OA可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，用細(xì)線將15N的重物掛在A處，小林在B處用豎直向上的拉力提住輕桿，OB和BA的長(zhǎng)度之比為3∶5，下列問(wèn)題中，輕桿始終在水平位置處于平衡。

（1）此杠桿類型與（填“釣魚竿”或“羊角錘”）相同；

（2）拉力大小為N；

（3）若僅增加物重，則拉力的變化量與物重的變化量之比為；

（4）若拉力方向變?yōu)閳D中虛線所示方向，則拉力將變。

11.（2016·玉林）如圖30所示，用F=50N的力通過(guò)滑輪組水平拉重為80N的物體，使其向左勻速運(yùn)動(dòng)，在這過(guò)程中拉力F做功為40J，已知物體受到水平地面的摩擦力為60N，則物體運(yùn)動(dòng)的距離為m，該滑輪組的機(jī)械效率為。（忽略繩子和動(dòng)滑輪的重力）

圖3012.（2016·泰安）如圖31所示，一輕質(zhì)杠桿AC可繞支點(diǎn)О自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在B點(diǎn)掛一重為G的物體。為使杠桿在水平位置保持平衡，畫出施加在杠桿上最小力F的示意圖。

圖31圖3213.（2016·連云港）如圖32所示，有一個(gè)杠桿AOB，可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，A端吊著一個(gè)物體。請(qǐng)畫出使杠桿在圖示位置靜止時(shí)最小力F的示意圖及其力臂。

14.（2016·揚(yáng)州）從地面上搬起重物我們的常見(jiàn)做法是彎腰（如圖33甲）或人下蹲彎曲膝蓋（如圖33乙）把它搬起來(lái)，哪種方法好呢？下面就建立模型說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。把脊柱簡(jiǎn)化為杠桿如圖丙所示，脊柱可繞骶骨（軸）O轉(zhuǎn)動(dòng)，腰背部復(fù)雜肌肉的等效拉力F1作用在A點(diǎn)，其實(shí)際作用方向與脊柱夾角為12°且保持不變，搬箱子拉力F2作用在肩關(guān)節(jié)B點(diǎn)，在B點(diǎn)掛一重物代替箱子。用彈簧測(cè)力計(jì)沿F1方向拉，使模型靜止，可測(cè)出腰背部復(fù)雜肌肉拉力的大小。接著，改變脊柱與水平面的夾角即可改變杠桿與水平面的夾角α，多次實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。

圖33（1）在丙圖中畫出F2力臂l2。

（2）當(dāng)α角增大時(shí)，l2（填“變大”“不變”或“變小”），F(xiàn)1（填“變大”“不變”或“變小”）。

（3）如果考慮到人上半身的重力，那么腰背部肌肉的實(shí)際拉力將比丙圖中F1要（填“大”或“小”）。

（4）對(duì)比甲乙兩種姿勢(shì)所對(duì)應(yīng)丙圖中的兩種狀態(tài)，由以下分析可得，（填“甲”或“乙”）圖中的姿勢(shì)比較正確。

15.（2016·衢州）（1）如圖34甲所示（杠桿自身質(zhì)量和摩擦忽略不計(jì)，固定裝置未畫出），O為支點(diǎn)，OA=OD=3OB=0.6m，CD=0.2m。在做背景的白紙上作有以O(shè)為圓心半徑為0.2m的圓。在A點(diǎn)掛5N的重物G，要使杠桿水平平衡，則作用在B點(diǎn)豎直向下的力FB應(yīng)為N，撤去FB后，按圖示方向分別施加FC、FD兩個(gè)力，且每次都使杠桿在水平位置平衡，則FC、FD大小關(guān)系為。

（2）如圖46乙，在注射器A、B處分別扎一個(gè)等大的小孔，插入兩根相同規(guī)格的硬質(zhì)塑料管（連接處密封），并在管上分別系一個(gè)未充氣的同規(guī)格氣球（連接處不漏氣）。先慢慢往外拉活塞，使注射器中充滿空氣，接著快速向內(nèi)推動(dòng)活塞，在此過(guò)程中可觀察到A、B兩孔處氣球的鼓起情況是（填序號(hào)）。

①A孔處氣球大②B孔處氣球大③兩個(gè)氣球一樣大

圖3416.（2016·揭陽(yáng)）在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)鉤碼

重/N鉤碼上升

高度/cm彈簧測(cè)力計(jì)

示數(shù)/N彈簧測(cè)力計(jì)

移動(dòng)距離/cm12100.8402551.520（1）第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為，兩次相比較，第二次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率（填“大于”“小于”或“等于”）第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率。

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“滑輪組的機(jī)械效率與所掛鉤碼重量有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：；請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)出其中一條理由：。

17.（2016·自貢）某小組同學(xué)在探究滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)時(shí)，提出了一些猜想并對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證。

（1）如果影響機(jī)械效率的因素有A、B、C多個(gè)，要研究其與B因素的關(guān)系，需要先控制其他幾個(gè)因素不變，而改變因素，從而進(jìn)行研究。

（2）下列A、B是同學(xué)提出的兩個(gè)猜想：

猜想一：兩個(gè)相同滑輪組成的滑輪組，其機(jī)械效率與滑輪組細(xì)線的繞法有關(guān)；

猜想二：兩個(gè)相同滑輪組成的滑輪組，其機(jī)械效率與滑輪組提升的物重有關(guān)。

（3）為了驗(yàn)證上述猜想是否正確，同學(xué)們準(zhǔn)備分別按圖35甲、圖35乙、圖35丙和圖35丁的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖35驗(yàn)證猜想一的小組應(yīng)按圖所示的兩個(gè)滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩滑輪組的機(jī)械效率大?。ㄌ睢跋嗟取被颉安幌嗟取保?，則可初步判斷猜想一是錯(cuò)誤的；

驗(yàn)證猜想二的小組應(yīng)按圖所示的兩個(gè)滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩滑輪組的機(jī)械效率大小不相等，則可初步判斷猜想二是（填“正確”或“錯(cuò)誤”）的。

（4）請(qǐng)你為該班同學(xué)提出一種提高滑輪組機(jī)械效率的方法：。

18.（2016·無(wú)錫）如圖36所示是一種起重機(jī)的示意圖。起重機(jī)重2.4×104N（包括懸臂），重心為P1，為使起重機(jī)起吊重物時(shí)不致傾倒，在其右側(cè)配有重M（重心為P2）。現(xiàn)測(cè)得AB為10m，BO為1m，BC為4m，CD為1.5m。（g取10N/kg）

（1）若該起重機(jī)將重物吊升6m，用時(shí)50s，則重物上升的平均速度是多少？

（2）現(xiàn)在水平地面上有重為2.44×104N的貨箱，它與地面的接觸面積是3m2。

①若起重機(jī)不加配重，在起吊貨箱時(shí)，最大可使貨箱對(duì)地面的壓強(qiáng)減少多少？

②若要吊起此貨箱，起重機(jī)至少需加重量為多少的配重？

（3）有人認(rèn)為起重機(jī)的配重越重越好，這樣就能吊起更重的重物，這起重機(jī)能配8t的配重嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。

圖3619.（2016·嘉興）如圖37甲為塔式起重機(jī)簡(jiǎn)易示意圖，塔式起重機(jī)主要用于房屋建筑中材料的輸送及建筑構(gòu)件的安裝。（動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦不計(jì)，g取10N/kg）

（1）為保持平衡，起重臂的長(zhǎng)度越長(zhǎng)的塔式起重機(jī)，配備的平衡重的質(zhì)量應(yīng)越。

圖37（2）圖37乙為起重機(jī)鋼絲繩穿繩簡(jiǎn)化示意圖，定滑輪a的作用是。若鋼絲繩能承受的最大拉力為3×104N，則能吊起貨物的質(zhì)量不能超過(guò)多少？

（3）若將重為1.2×104N的貨物由地面沿豎直方向勻速提升30m，再沿水平方向移動(dòng)20m，則此過(guò)程中克服貨物重力做的功是多少？

（4）若該起升電動(dòng)機(jī)的效率為90%，將重為1.2×104N的貨物提升到30m的高度，用時(shí)50s，則該起升電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是多少？