專(zhuān)題11簡(jiǎn)單機(jī)械

200?

Q

1、（2022?安徽?2分）用圖示的滑輪組將重為3.6N的物體豎直向上勻速提升0.5m,拉力F的大

小為1.5N,則該滑輪組的機(jī)械效率為.

〃4〃〃

■

【答案】80%

【解析】

由圖可知，滑輪組承擔(dān)重物的繩子股數(shù)為〃=3,則由

W,.GhG

∕7=^lx100%=-×100%=-×100%

WnFsnF

可知，該滑輪組的機(jī)械效率為

36N

∕7=-×100?=-?χi00%=80%

nF3×1.5N

2、（2021?安徽）如圖，用滑輪組將一重物豎直向上勻速提升2m,所用拉力廠=IoON,若該過(guò)程中

滑輪組的機(jī)械效率為80%,則滑輪組對(duì)重物做的有用功力

C

O

O

V

、F

【答案】320

【解析】

滑輪組的動(dòng)滑輪繞2段繩，繩子自由端移動(dòng)的距離

5=2A=2×2m=4m

總功

田總=FS=IOONx4m=400J

對(duì)重物做的有用功為

W有=W總〃=40OJX80%=320J

3、(2021?安徽)研究物理問(wèn)題時(shí)，常需要突出研究對(duì)象的主要因素，忽略次要因素，將其簡(jiǎn)化為

物理模型.

(1)如圖甲，一質(zhì)量分布均勻的杠桿，忽略厚度和寬度，長(zhǎng)度不可忽略，用細(xì)線將它從中點(diǎn)懸起，

能在水平位置平衡.將它繞懸點(diǎn)在堅(jiān)直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后(如圖乙)釋放，為研究其能否平

衡，可將它看成等長(zhǎng)的兩部分，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出這兩部分各自所受重力的示意圖和力臂，并用杠桿

平衡條件證明杠桿在該位置仍能平衡；

(2)如圖丙，一質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方形木板，忽略厚度，長(zhǎng)度和寬度不可忽略，用細(xì)線將它力8邊

的中點(diǎn)懸起，能在水平位置平衡,將它繞懸點(diǎn)在堅(jiān)直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后(如圖丁)釋放，木

板在該位置能否平衡？寫(xiě)出你的判斷依據(jù).

【解析】

(1)設(shè)杠桿的中點(diǎn)為。杠桿與水平方向的夾角為"由于杠桿質(zhì)量分布均勻，且左右兩部分等長(zhǎng),

因此杠桿左右兩部分重力Gi=G2,重心分別在兩部分的中點(diǎn)處，分別設(shè)為Oi和則易知Ool=OO2,

左右兩部分重力的力臂

∕ι=OO∣XCoS6,h=OO?×cosθ

因此

L?=Lι

因此有

Gi×L↑=(J2XL?

滿(mǎn)足杠桿平衡條件，因此杠桿在該位置仍能平衡.

(2)不能平衡，轉(zhuǎn)過(guò)一定角度釋放的瞬間，木板只受重力和細(xì)線的拉力的作用，重力的方向豎直向

下，拉力的方向豎直向上；此時(shí)木板的重心不在懸點(diǎn)的正下方，重力和細(xì)線的拉力不在一條直線上,

不是一對(duì)平衡力，木板受力不平衡，因此不能平衡.

4、(2020安徽)停車(chē)場(chǎng)入口處常用橫桿來(lái)控制車(chē)輛的進(jìn)出，如圖甲所示.我們可以把該裝置簡(jiǎn)化成

如圖乙所示的杠桿,若橫桿粗細(xì)相同、質(zhì)量分布均勻，重G=120N,AB=2.Sm,NO=O.3m。要

使橫桿AB保持水平平衡，需在A端施加豎直向下的力F=N.

-

fI

G

乙

【答案】440

【解析】

【詳解】橫桿48粗細(xì)相同、質(zhì)量分布均勻，則橫桿的重心在/8中點(diǎn)，故重力G的力臂為

4=工/8-/O='χ2.8m-O.3m=l.lm

222

力尸的力臂

Ii-AO-0.3m

由杠桿平衡條件￡4=KA得

F×0.3m=120N×l.lm

解得

F=440N

故需在/端施加豎直向下的力為440No

5、（2019安徽）如圖所示，一輕桿/8懸于。點(diǎn),其左端掛一重物，右端施加一個(gè)與水平方向成30。

的力F,此時(shí)輕桿水平平衡.若重物質(zhì)量w=3kg,80=3/0,g取10N∕kg.則力F的大小為_(kāi)N.

【答案】20

【解析】

【詳解】輕桿AB在力F的作用下保持水平平衡，先在圖上作出F的力臂OC,如下圖:

,根據(jù)直角三角形的性質(zhì)可知：OC=-OB,又因?yàn)?0=340,所以

2

OC=1.5JO；重物質(zhì)量,w=3kg,則G=TMg=3kgxlON∕kg=30N,杠桿此時(shí)滿(mǎn)足

G×AO=F×OC,則次=GX3=20N.

OC1.5

6、（2022?安徽?4分）用圖中所示的裝置探究杠桿的平衡條件，通過(guò)正確的實(shí)驗(yàn)操作，得到下

表中的數(shù)據(jù).

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力Fι∕N動(dòng)力臂∕ι∕m阻力F√N(yùn)阻力臂∕2∕m

13.00.202.00.30

22.00.151.5

31.50.201.00.30

...................................

圖甲圖乙

（1）第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的阻力臂I2應(yīng)為_(kāi)__________m；

（2）第3次實(shí)驗(yàn)后，用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動(dòng)右邊掛鉤碼的懸線（保持上端懸點(diǎn)不動(dòng)），如

圖乙所示，不計(jì)摩擦，杠桿（選填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是：

【答案】①.0.20②.不能③.見(jiàn)解析

【解析】

（1）川根據(jù)杠桿平衡可知，阻力臂I2應(yīng)為

Fylx2N×0.15m

-2一0.20m

1.5N

（2）[2][3]用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動(dòng)右邊掛鉤碼的懸線（保持上端懸點(diǎn)不動(dòng)），改變了拉力

的方向，但是沒(méi)有改變拉力的大小，但是支點(diǎn)到力的作用線的距離，即力臂的長(zhǎng)短發(fā)生了變化，由

片/1=居/2可知，F(xiàn)?"不變,￡的大小不變，但是力臂發(fā)生了變化，故杠桿不能保持平衡.

7、（2018安徽）圖a所示為前臂平伸用手掌拖住鉛球時(shí)的情形.我們可將圖a簡(jiǎn)化成如圖b所示的

杠桿.不計(jì)自重,若鉛球質(zhì)量m=3kg,OA=0.03m,OB=0.30m,求此時(shí)肱二頭肌對(duì)前臂產(chǎn)生的拉力

B大?。╣取10N∕kg）.

【答案】300N

【解析】分析：肱二頭肌對(duì)前臂產(chǎn)生的拉力R為動(dòng)力，3kg鉛球的重力即為阻力F2,利用杠桿的平

衡條件求肱二頭肌的收縮力.

解答：由圖可知，支點(diǎn)是O點(diǎn)，肱二頭肌對(duì)前臂產(chǎn)生的拉力Fl為動(dòng)力，3kg鉛球的重力即為阻力Fz,

則阻力：F2=G=mg=3kg×10N∕kg=30Nι由圖知，Ll=OA=O.03m、L2=OB=0.30m,根據(jù)杠桿的平

衡條件：F1L1=F2L2,即：F1X0.03m=30N×0.30m,解得Fι=300N0

答:肱二頭肌對(duì)前臂產(chǎn)生的拉力F∣為300N。

【點(diǎn)睛】本題考查了根據(jù)杠桿的平衡條件求出力的大小，是一道基礎(chǔ)題.

M鼓）I年模擬新題，

一、單選題

1.（2022?安徽合肥?二模）用如圖所示的滑輪組在IS內(nèi)將重為ION的物體沿豎直方向勻速提升0.2m,

作用在繩子自由端的拉力尸為4N,不計(jì)繩重和滑輪軸間的摩擦.在上述過(guò)程中，下列物理量計(jì)算結(jié)

果正確的是（）

????????

A.動(dòng)滑輪的重量為INB.總功功率為2W

C.額外功為0.4JD.滑輪組的機(jī)械效率為75%

【答案】C

【解析】

A.由公式

尸=：（G物+G動(dòng)）

可得，動(dòng)滑輪的重力為

Gιi=nF-G物=3X4N-ION=2N

故A錯(cuò)誤；

B.拉力F移動(dòng)的距離S為

s=nh=3×0.2m=0.6m

則總功功率為

C%∣Fs4N×0.6m.

P=3=—=------=2z.z4ixWιr

ttIs

故B錯(cuò)誤；

C總功與有用功分別為

=FS=4NxO.6m=2.4J

%川=G/?=IoNXo.2m=2J

則額外功為

%=%%用=2.4J-2J=0.4J

故C正確；

D.滑輪組的機(jī)械效率為

?XloO%=-?×100%=83,3%

%i2.4J

故D錯(cuò)誤.

故選C.

二、實(shí)驗(yàn)題

2.(2022?安徽合肥?三模)某物理興趣小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)“探究杠桿的平衡條件”，實(shí)驗(yàn)

步驟如下.請(qǐng)你完成下列問(wèn)題(彈簧測(cè)力計(jì)已經(jīng)校零)：

(1)如圖甲所示，小明同學(xué)在已調(diào)至水平平衡的杠桿上N點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼，8點(diǎn)系上彈簧測(cè)力計(jì)的掛

鉤，如果僅僅將彈簧測(cè)力計(jì)繞B點(diǎn)從α位置緩慢轉(zhuǎn)到b位置，且使杠桿始終保持水平平衡.在此過(guò)

程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化情況是(選填代表正確答案的字母)；

A.逐漸變大B,逐漸變小C.先變大后變小D,先變小后變大

(2)同組的小強(qiáng)同學(xué)提出了新的探究問(wèn)題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然

成立？”于是小強(qiáng)同學(xué)利用如圖乙所示的裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，他發(fā)現(xiàn)在杠桿左端不同位置用彈簧

測(cè)力計(jì)豎直向上拉使杠桿在水平位置平衡時(shí)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符.請(qǐng)你分析

其原因是.

【答案】A杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

【解析】

(1)口］彈簧測(cè)力計(jì)傳動(dòng)過(guò)程中動(dòng)力臂逐漸減小，則動(dòng)力即彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)要逐漸變大，故A符合

題意，BCD不符合題意.

故選A.

(2)［2］支點(diǎn)不在杠桿中點(diǎn)時(shí)，杠桿自身重力也是阻力的一部分，故測(cè)出的結(jié)果與平衡條件不相符.

3.(2022?安徽合肥?二模)小明同學(xué)在探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(實(shí)

驗(yàn)中所用的鉤碼均為1N,杠桿質(zhì)量均為100g,且質(zhì)量分布均勻，相鄰刻度線之間的距離相等)

i—』h一，』

甲乙丙

(1)如圖甲實(shí)驗(yàn)前杠桿左端高、右端低，此時(shí)應(yīng)將杠桿左端或右端的平衡螺母向(填“左”或

“右”)調(diào)節(jié)，使杠桿處于水平平衡狀態(tài)；

(2)如圖乙中杠桿恰好處于水平位置平衡，小明嘗試在48兩點(diǎn)下方再各加掛1個(gè)相同的鉤碼，

此時(shí)(選填“左端下沉”或“右端下沉”或“仍保持水平平衡”)；

(3)如圖丙是另一組同學(xué)實(shí)驗(yàn)的裝置，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N時(shí)杠桿恰好可以在水平位

置再次平衡(不計(jì)摩擦阻力影響).

【答案】左右端下沉5.5N

【解析】

(1)口］實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)杠桿靜止時(shí)，左端高、右端低，此時(shí)處于平衡狀態(tài)；杠桿右端下沉，為了使杠桿

在水平位置平衡，則他應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向左調(diào).

(2)［2］設(shè)杠桿的一個(gè)小格為乙，一個(gè)鉤碼重為G,小明嘗試在/、8兩點(diǎn)下方再加掛1個(gè)相同的鉤

碼，根據(jù)杠桿平衡條件可得

4G×2Λ<3G×3Z,

所以右端下沉.

(3)⑵杠桿自重

10()×l()?g×10N∕kg=IN

根據(jù)杠桿平衡條件可得

F×5Z=3N×7Z,+1N×6.5A

解得

F=5.5N

4.(2022?安徽合肥?二模)小明在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用圖甲所示的裝置勻速提起重物,

并做了如下實(shí)驗(yàn)記錄：

鉤碼重G鉤碼上升的高度〃測(cè)力計(jì)拉力F測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離S

(N)(m)(N)(m)

20.10.40.3

(1)如果你對(duì)小明的實(shí)驗(yàn)記錄進(jìn)行有關(guān)分析，就會(huì)發(fā)現(xiàn)他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是違背物理規(guī)律的，其表現(xiàn)在

于;

(2)小明重做實(shí)驗(yàn)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，請(qǐng)你根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)計(jì)算該滑輪組的機(jī)

械效率為;

(3)如果增加鉤碼，此滑輪組的機(jī)械效率將(選填“變大”“變小”或“不變”).

甲乙

【答案】實(shí)際機(jī)械效率大于100%83.3%變大

【解析】

(1)[1]由表格中數(shù)據(jù)得，滑輪組的有用功為

J7fj.=GA=2N×0.1m=0.2J

總功為

W=Fs=0.4N×0.3m=0.12J

機(jī)械效率為

Z7=?×100%=^j?×100%≈166.7%>100%

故實(shí)驗(yàn)結(jié)果違背物理規(guī)律.

(2)[2]由圖得，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,示數(shù)為0.8N,總功為

W=Fs=0.8N×0.3m=0.24J

機(jī)械效率為

〃'=今XlO0%=急XlOo%≈83.3%

(3)[3]如果增加鉤碼，此滑輪組的有用功增大，額外功不變，機(jī)械效率將變大.

三、計(jì)算題

5.(2022?安徽蕪湖?二模)如圖所示，工人用滑輪組在IOs內(nèi)將重500N的建材勻速提升2m,動(dòng)滑

輪的重力為100N,不計(jì)繩重與摩擦，求：

(1)工人的拉力；

(2)拉力做功的功率.

【答案】(1)300N；(2)120W

【解析】

解：(1)由圖中可知，動(dòng)滑輪上有兩股繩子承重，故可得繩子自由端的拉力為

產(chǎn)=g(G+G動(dòng))=L(500N+100N)=300N

(2)由題意可知，建材提升的高度為/!=2m,則繩子自由端移動(dòng)的距離為

s=26=2X2m=4m

故由V=C可得，繩子自由端的移動(dòng)速度為

s4mC,

v=-=--=0.4λm/s

tIOs

故由

可得，拉力做功的功率為

P=Fv=300N×0.4m∕s=120W

答：(1)工人的拉力為300N；

(2)拉力做功的功率為120W。

6.(2022?安徽合肥?三模)如圖所示，重為G=500N的物體在F=50N的拉力作用下，在IOs內(nèi)運(yùn)動(dòng)

了0.5m的路程，已知該滑輪組的機(jī)械效率為80%,請(qǐng)計(jì)算:

(1)地面對(duì)物體的摩擦力力

(2)拉力廠的功率尸.

【答案】⑴120N；(2)7.5W

【解析】

解：(1)由圖得，承擔(dān)拉力的繩子股數(shù)

/2=3

拉力廠運(yùn)動(dòng)的距離為

S=∏5l=3×0.5m=1.5m

拉力廠做的功為

%=∕?=50Nxl.5m=75J

該滑輪組的機(jī)械效率為80%,由〃LXK)0%得，滑輪組做的有用功為

W

%="=75%χ80J=60J

物體受到的摩擦力

?=-≡=120N

s0.5m

(2)拉力廠的功率

PJL=坨=75W

tIOs

答：(1)地面對(duì)物體的摩擦力/為120N；

(2)拉力廠的功率P為7.5W.

7.(2022?安徽合肥?三模)在學(xué)校開(kāi)展的勞動(dòng)教育實(shí)踐活動(dòng)中，身高相同的小聰和小明兩位同學(xué)用根

質(zhì)量不計(jì)的均勻扁擔(dān)抬起一個(gè)900N的重物，已知扁擔(dān)長(zhǎng)為1.8m,抽象成物理模型如圖所示.

(1)以小明的肩B點(diǎn)為支點(diǎn)，小聰?shù)募?點(diǎn)支持力打?yàn)閯?dòng)力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出杠桿所受阻力的示意

圖(注意標(biāo)明阻力作用點(diǎn))；

(2)若重物懸掛點(diǎn)。為扁擔(dān)的中點(diǎn)，計(jì)算小聰?shù)募鏏點(diǎn)支持力FA；

(3)若在(2)中小聰?shù)募鐝?點(diǎn)向。點(diǎn)靠近時(shí)，請(qǐng)判斷小明對(duì)扁擔(dān)支持力心的大小將如何變化？

并通過(guò)列式說(shuō)明理由.

【答案】(1)(2)450N；(3)減小，理由見(jiàn)解析

【解析】

解：(1)重物作用在杠桿上的力為阻力尸，大小等于物體的重力，即F=G,方向與重力的方向相同,

作用點(diǎn)。在杠桿上，如圖所示

□

(2)重物懸掛點(diǎn)O為扁擔(dān)的中點(diǎn)，8點(diǎn)為支點(diǎn)，則4點(diǎn)的支持力的力臂為扁擔(dān)長(zhǎng)，即

￡/=￡=1.8m

重力的力臂為

L=-L=—X1.8m=0.9m

c°22

根據(jù)杠桿的平衡條件，A點(diǎn)的支持力為

LL22

(3)由杠桿平衡條件

FA×AB=G×OB

小聰?shù)募鐝?點(diǎn)向。點(diǎn)靠近時(shí)，/8減小，G、不變，〃增大，小明對(duì)扁擔(dān)支持力以為

FB=G-FA

故FB減?。恍∶鲗?duì)扁擔(dān)支持力FB的大小減小。

答：(1)杠桿所受阻力的示意圖如上圖所示；

(2)小聰?shù)募鏏點(diǎn)支持力FA為450N；

(3)小明對(duì)扁擔(dān)支持力尸8將減小.

8.(2022?安徽?合肥市第四十五中學(xué)三模)定滑輪是生產(chǎn)生活中常用的一種簡(jiǎn)單機(jī)械.

(1)如圖甲，使用定滑輪將重為G的物體勻速提升定高度，請(qǐng)利用所學(xué)的知識(shí)，證明：不計(jì)繩重

和各種摩擦?xí)r，使用定滑輪不省力，即尸=G;

(2)如圖乙，小西同學(xué)用一個(gè)距離手3m高的定滑輪拉住重200N的物體，從滑輪正下方沿水平向

移動(dòng)4m,將物體勻速提升.不計(jì)繩重和摩擦，求小西的拉力做的功;

【答案】⑴見(jiàn)解析；(2)400J

【解析】

解：(1)如圖所示，過(guò)支點(diǎn)做拉力的垂線，即為力臂，阻力臂和動(dòng)力臂都是圓的半徑,長(zhǎng)度相同,

根據(jù)杠桿平衡原理可知母=F2I2,

2

那么阻力和動(dòng)力之間得關(guān)系為

F?=F[=G

(2)根據(jù)勾股定理可知，斜邊長(zhǎng)為

J(3m『+(4m)-=5m

定滑輪不省力，也不費(fèi)距離，乙圖中，原來(lái)的繩子長(zhǎng)為3m,故移動(dòng)后繩子的長(zhǎng)為5m,拉力/移動(dòng)

的距離為

S=5m-3m=2m

小西的拉力做的功

%=Es=200Nx2m=400J

答：(1)如上圖所示；

(2)小西的拉力做的功為400J.

9.(2022?安徽亳州?二模)如圖所示，將一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的物體，從底端沿斜面勻速拉到頂端所用

時(shí)間f為5s,斜面長(zhǎng)S為1m,高人為0.5m,斜面的效率為80%。求：

(1)拉力做功的功率？

(2)物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力？

【答案】(1)0.5W；(2)0.5N

【解析】

解：(1)由做功公式可知，有用功為

IVHGXA=(0.4kg×10N∕kg)×0.5m=2J

根據(jù)效率公式可知拉力做功為總功為

%=

根據(jù)功率計(jì)算公式可得

P=么=2=0.5W

t5s

(2)根據(jù)上述分析可知，物體運(yùn)動(dòng)的額外功為摩擦力所做的功，其大小為

此后匕寸力存=2?5J?2J=0.5J

根據(jù)W,r=∕×5可得

/=乎=答"N

答：(1)功率為0.5W；

(2)摩擦力為0.5N.

10.(2022?安徽安慶?二模)如圖所示是我國(guó)傳統(tǒng)計(jì)量工具——桿秤的結(jié)構(gòu)示意圖，。點(diǎn)是提鈕，左

邊是秤盤(pán)，右邊的秤坨用細(xì)線懸掛于秤桿上.當(dāng)手提提鈕不放秤花和物體時(shí)，桿秤可水平平衡，當(dāng)

秤盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體,秤蛇移到B處時(shí),恰好能使桿秤水平平衡,測(cè)得OA=6cm,OB=IOcm,

為防止秤花滑脫，該桿秤的最大刻度標(biāo)在C點(diǎn)，且OC=24cm,g取10N∕kg.求：

(1)秤蛇的質(zhì)量加。和最大稱(chēng)量值機(jī)的大小.

(2)為保證市場(chǎng)的公平交易，我國(guó)已有不少地區(qū)禁止在市場(chǎng)中使用桿秤.桿秤確實(shí)容易為不法商販

坑騙顧客提供可乘之機(jī).若有人換了一個(gè)質(zhì)量為2.7千克的秤駝，售出2.5千克的物品(秤花在2.5kg

刻度處),請(qǐng)計(jì)算出桿秤上2.5kg刻度處到提鈕。的距離。及物品的實(shí)際質(zhì)量m實(shí).

解：(1)當(dāng)秤盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體，秤坨移到8處時(shí),

FI=Gff=mog

1/=OB=IOcm

F尸G的=，〃物g

L=OA=6cm

根據(jù)杠桿的平衡條件尸比/=BJ可得

mogLι=m物gL2

L2L

「物=I^X54g=3kg

IOcm

最大稱(chēng)量時(shí)，根據(jù)杠桿的平衡條件得

mogOC=∕%g?OA

OC竽巴X3kg=12kg

m=----

OA6cm

(2)設(shè)杠桿上2.5kg處力臂為4°,據(jù)杠桿的平衡條件可得

mogOA=m∣>gL∣)

1mD2.5kg?

Ln=--OA=-------X6cm=5cm

mn3kg

換用質(zhì)量為2.7千克的秤駝實(shí)際稱(chēng)量時(shí)，設(shè)物體實(shí)際質(zhì)量為用穿，可得

"1爽?g?0A=wffgLn

y??=∣^x2?7kg=2?25彷

答：⑴Tno為3kg,陽(yáng)為12kg；

(2)Q為5cm,實(shí)際質(zhì)量為2.25kg.

11.（2022?安徽滁州?二模）如圖所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重為150ON的物體從斜面

底部勻速推到頂部（不計(jì)物體本身大?。?已知斜面長(zhǎng)Z=5m,高仁2m.

（1）若該過(guò)程中斜面的效率為80%,求此時(shí)物體受到的摩擦力；

（2）若斜面光滑沒(méi)有摩擦，請(qǐng)分析推理說(shuō)明隨著斜面傾斜角度的增大，推力廠的變化情況.

【答案】⑴150N；（2）增大

【解析】

解：（1）由題意知，將物體推到斜面頂部過(guò)程中，所做的有用功

W產(chǎn)Gh=I5O()N×2m=3OO()J

所做的總功

%_300OJ

=3750J

80%~80%

額外功

沙行力鏟%S?=3750J-3000J=750J

物體受到的摩擦力

,一%:_75OJ

=150N

L5m

（2）若斜面是光滑的，則整個(gè)過(guò)程中所做的總功與有用功相等，即

FL=Gh

推力

F9

L

斜面傾斜角度增大時(shí)，〃與C的比值增大，所以推力尸增大.

答：（1）此時(shí)物體受到的摩擦力為I50N；

（2）隨著斜面傾斜角度的增大，推力尸也增大.

四、填空題

12.（2022?安徽宣城?二模）如圖所示，小明用大小為ION的力尸把一重為30N的物體從斜面底部

勻速拉到頂部（不考慮物體的大?。?已知斜面長(zhǎng)2m,高0.5m,則物體與斜面之間的摩擦力為

N.

【答案】2.5

【解析】

克服物體重力做的有用功為

=G?=30N×0.5m=15J

拉力做的總功為

紇=FS=IONX2m=20J

克服摩擦力做的額外功為

%="-"=20J-15J=5J

物體與斜面之間的摩擦力為

/=%=JL=2.5N

S2m

13.（2022?安徽蕪湖?二模）一塊均勻的厚木板長(zhǎng)12m、重600N,對(duì)稱(chēng)地放置在相距4m的兩個(gè)支架

上，如圖所示.一個(gè)體重800N的人，從4點(diǎn)向右走去，當(dāng)他走到距離Z點(diǎn)m時(shí)，木

板將會(huì)翹起來(lái).

AB

-T~R

【答案】5.5

【解析】

依題意得，厚木板的重心在48的中點(diǎn)上，即重心在8點(diǎn)左側(cè)2m的位置.一個(gè)體重800N的人，從

Z點(diǎn)向右走去，設(shè)當(dāng)人走到。點(diǎn)時(shí)，當(dāng)木板翹起來(lái)時(shí)，如圖所示：

ABD

AΛ

此時(shí)木板將繞著8點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)動(dòng)力為人的重力，動(dòng)力臂為8。，阻力為木板的重力，阻力臂為

∕2=2m

由杠桿平衡條件得

G人×BD=G木板X(qián)I2

則動(dòng)力臂長(zhǎng)為

G木板'U_600NX2m

BD==1.5m

G人800N

人與A點(diǎn)的距離為

AD=AB+βZ)=4m+l.5m=5.5m

14.（2022?安徽宣城?二模）圖甲是人體肱二頭肌工作時(shí)的原理圖，我們可以將這幅圖簡(jiǎn)化成如圖乙

所示的杠桿.若圖中&為重20N的鉛球?qū)λ綌傞_(kāi)的手掌的壓力，小臂在圖中位置平衡，則肱二頭

【答案】100

【解析】

由圖乙可知，丹為動(dòng)力，其動(dòng)力臂/尸6cm,B為阻力，阻力臂∕z=30cm,根據(jù)杠桿平衡條件月/尸死心

得

F∕×6cm=20N×30cm

解得

gOON

15.（2022?安徽合肥?三模）如圖所示，建筑工人利用滑輪組提升重物，用400N的拉力F把重物勻

速豎直提升4m,在這個(gè)過(guò)程中滑輪組的效率為75%,則所提升重物的質(zhì)量為kg。

【答案】90

【解析】

由圖知"=3,所以可得

W1iGhGhG

W,,Fs3Fh3F

G=∕7X3F=75%×3×400=900N

所提升重物的質(zhì)量為

16.（2022?安徽?合肥市第四十五中學(xué)三模）如圖，重800N的物體在IOON的拉力尸作用下，沿水

平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑輪組的機(jī)械效率為80%,在此過(guò)程中，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為

N.

【答案】160

【解析】

由圖可知克服摩擦力所做的功為有用功，所以由公式

公式變形可得

/=∕7×2F=8O%×2×IOON=160N

17.（2022?安徽亳州?二模）如圖所示，/8是一個(gè)輕質(zhì)杠桿，支點(diǎn)為O,當(dāng)N、8兩端分別掛有甲、

乙兩個(gè)物體時(shí)杠桿剛好水平靜止.已知甲物體的質(zhì)量為2kg,乙物體的質(zhì)量為4kg,/8長(zhǎng)1.8m,

則支點(diǎn)。應(yīng)距A點(diǎn)m.

【答案】1.2

【解析】

由杠桿平衡條件得

G∣∣∣?OA=G乙*OB

由G=mg得

ιn^g?OA=In乙g?OB

所以

加中?Cλ4=m乙?0B

即

2kg?OA=4kg?O6

由圖得

AO+OB=AB=?.8m

解得

/0=1.2m

即支點(diǎn)。應(yīng)距A點(diǎn)1.2m。

18.（2022?安徽安慶?二模）如圖，塔式起重機(jī)上的滑輪組將重為2X104N的重物勻速吊起2m,動(dòng)滑

輪重力400N,滑輪組的機(jī)械效率為80%,則滑輪組克服摩擦和鋼絲繩重力做了J的功.

【答案】9?2×10?S9200

【解析】

塔式起重機(jī)勻速吊起重物所做的有用功為

%=G/?=2X10"NX2m=4×104J

由公式

片町*

%

得出塔式起重機(jī)所做總功為

W4xlO4J

1i=5×lO4J

~η80%

塔式起重機(jī)所做總功還可表示為

+

塔式起重機(jī)所做額外功匹頒等于滑輪組克服摩擦和鋼絲繩重力做的功可克服動(dòng)滑輪重力做的功之和,

該過(guò)程中克服動(dòng)滑輪重力做功為

%；=G滔〃=40ONX2h=800J

因此該過(guò)程克服摩擦和鋼絲繩重力做功為

44,

W=Wi,-wf--咻=5×10J-4×10J-800J=9.2×10J

故該過(guò)程克服摩擦和鋼絲繩重力做了9.2×103J的功.

19.（2022?安徽淮北?二模）如圖所示，滑輪的重力為IOON,用該滑輪把重力為30ON的物體勻速向

上提起.若不計(jì)繩重和摩擦，則手對(duì)繩子自由端的拉力為N.

【答案】20（）

【解析】

根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可知

F=g（G動(dòng)+G）=?（100N+300N）=200N

20.（2022?安徽省馬鞍山市第七中學(xué)二模）如圖所示，在尸=200N的拉力作用下，物體A以2m∕s的

速度沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若滑輪組所做有用功的功率為960W,滑輪組的機(jī)械效率為

。（忽略繩子和滑輪的重力）

【答案】80%

【解析】

該滑輪組有用功的功率為

P%f??

與=7=7=.介物

地面對(duì)物體的摩擦力

/=4=960W=480N

?2m∕s

由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)〃=3,則滑輪組的機(jī)械效率

480N

∕7=?-×100%=-^×100%?-?×1OO%=X×100%=-XloO%=80?

W&Fs?nF編nF3×200N

21.（2022?安徽?合肥壽春中學(xué)二模）如圖，用20N的拉力沿斜面將一重50N的木塊勻速拉到0.3m

高處，木塊移動(dòng)1m,耗時(shí)5s,整個(gè)過(guò)程斜面的效率為

【答案】75%

【解析】

拉力對(duì)木塊做的有用功

IFs≡GA=50N×0.3m=15J

拉力做的總功

%點(diǎn)=A=20NXlm=20J

斜面的機(jī)械效率

∕7=-?-x100%=—×100%=75%

%20J

22.（2022?安徽合肥?二模）如圖所示，在200N的拉力尸作用下，物體A沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng),

若滑輪組的機(jī)械效率為75%,則地面對(duì)物體A的摩擦力是N.（忽略繩子和滑輪的重力）

A

【答案】450N

【解析】

設(shè)物體移動(dòng)的距離為s,由圖可知，連在動(dòng)滑輪上的繩子股數(shù)〃=3,則繩子自由端移動(dòng)的距離為3s,

滑輪對(duì)物體做的有用功

印∕β

拉力做的總功

少點(diǎn)=FS祈3Fs

則，機(jī)械效率

∕7=?xl00%=-^×100%=^-×1OO%=75%

Wti3Fs3尸

代入數(shù)據(jù)，可得

./M50N

23.（2022?安徽滁州?二模）如圖所示，物體G在拉力F的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力所做的功是

I20J,物體向左移動(dòng)了1m,滑輪組的機(jī)械效率是80%,物體所受的摩擦力為N.

〃/〃〃〃//〃〃〃〃/〃〃//〃〃〃“〃〃〃〃

【答案】96

【解析】

由題可知，拉力廠所做的總功是12（）J,滑輪組的機(jī)械效率是80%,由公式

z7=‰-×100%

%

可得，拉動(dòng)物體的拉力廠做的有用功為

β=80%×120J=96J

又物體移動(dòng)了Im,則拉動(dòng)物體的拉力F為

F=‰L=%=96N

Im

由于物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，在水平方向上，物體受到的拉力產(chǎn)和摩擦力

是一對(duì)平衡力，所以摩擦力的大小等于拉力

24.（2022?安徽合肥?二模）如圖所示，輕質(zhì)型杠桿0/可繞。點(diǎn)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，且4B：OB=I：2,在

力點(diǎn)懸掛一個(gè)重物G,在杠桿上的8點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上、大小為30N的拉力尸，杠桿恰好能在水

平位置保持平衡狀態(tài)，則懸掛在4點(diǎn)的重物的質(zhì)量為kg。（g取ION∕kg）

【答案】2

【解析】

杠桿水平平衡時(shí)，動(dòng)力廠的力臂為08,阻力3的力臂為0