專題9簡單機械及其效率一、選擇題【2016?江蘇連云港卷】【答案】D考點：杠桿的分類2．【2016?四川卷】小李同學利用如圖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，運動時間為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，運動時間為t2．已知F1：GA=5：8，GB：GA=3：2，v1：v2=2：1，t1：t2=2：3．動滑輪的重力不能忽略．不計繩重與摩擦的影響．下列對兩個過程的分析中，正確的是（）A．拉力之比為F1：F2=7：8B．拉力的功率之比為P1：P2=10：7C．機械效率之比η1：η2=14：15D．額外功之比W1：W2=2：3【答案】BC

【解析】

試題分析：已知F1：GA=5：8，GB：GA=3：2，假設GA=8，則GB=12，F(xiàn)1=5。A、圖中使用的滑輪組n=2，不計繩重與摩擦的影響，拉力；則動滑輪重G輪=2F1﹣GA=2×5﹣8=2，拉力，所以F1：F2=5：7，故A錯；B、拉力端移動的速度之比等于物體升高速度之比，拉力的功率之比：P1：P2=F1v1：F2v2=（5×2）：（7×1）=10：7，故B正確；C、不計繩重與摩擦的影響，滑輪組的機械效率，則η1：η2=14：15，故C正確；D、不計繩重與摩擦的影響，額外功W額=G輪h，h1：h2=v1t1：v2t2=2×2：1×3=4：3，額外功W1：W2=G輪h1：G輪h2=h1：h2=4：3，故D錯．故選BC。

【考點定位】機械效率的計算，滑輪組繩子拉力的計算，有用功和額外功，滑輪（組）的機械效率，功率的計算3．【2016?四川達州卷】善于歸納總結是學習的好習慣，下列四組連線是小李同學的學習筆記，歸納完全正確的是（）A．力與運動的解釋同一物體的速度越快——受到的慣性越大當浮力等于物體自身重力時——物體一定靜止在水中勻速運動的物體——受到了平衡力B．物理問題與科學探究方法探究同一直線上的二力合成——控制變量法認識電壓——類比法研究電流跟電壓，電阻的關系——等效法C．裝置與工作原理彈簧測力計——在彈性范圍內，彈簧的伸長與所受的拉力成正比電動機——通電線圈在磁場中要受到磁力的作用天平——等臂杠桿D．生活現(xiàn)象與物理知識用手機接打電話——電磁波傳遞能量夜間行車，駕駛室內不宜亮燈——漫反射使用高壓鍋——沸點與氣壓的關系【答案】C【考點定位】運動和力；簡單機械；光現(xiàn)象4、【2016?山東臨沂卷】如圖所示的簡單機械中，使用時一定費力的是（）A、鑷子B、起子C、鉗子D、動滑輪【答案】A【解析】鑷子屬于費力杠桿，費力省距離，故A正確；起子屬于省力杠桿，省力費距離，故B錯；鉗子屬于省力杠桿，省力費距離，故C錯；動滑輪屬于省力杠桿，省力費距離，故D錯；應選A?！究键c定位】簡單機械5.【2016?濱州卷】在探究杠桿平衡條件的時候，小明在均勻木板中間挖孔，孔中插一金屬桿，固定在鐵架臺上，木板可以圍繞中間自由轉動。每個鉤碼的質量為200g，A、B、C、D、E、F為掛鉤，已知AB=BO=OC=CD，ABOCD的連線與EDF的連線垂直?，F(xiàn)在B處掛兩個鉤碼，D處掛一個鉤碼，木板在水平位置平衡（如圖所示）。下列做法能使木板重新平衡的是。A．在B、D兩處各加掛一個鉤碼B．在B處加掛2個鉤碼、D處加掛一個鉤碼C．B處掛兩個鉤碼不變，把D處的一個鉤碼掛在E處D．B處掛兩個鉤碼不變，把D處的一個鉤碼掛在F處【答案】BCD【解析】每個鉤碼的質量為200g，一個鉤碼受到的重力約為2N，設AB=BO=OC=CD=L，則在B處掛兩個鉤碼，D處掛一個鉤碼時，4N×L=2N×2L，滿足杠桿的平衡條件，木板在水平位置平衡；在B、D兩處各加掛一個鉤碼，則左側6N×L，右側4N×2L，杠桿不平衡；在B處加掛2個鉤碼、D處加掛一個鉤碼，則左側8N×L，右側4N×2L，杠桿平衡；B處掛兩個鉤碼不變，把D處的一個鉤碼掛在E處，右側力臂不變，則左側4N×L，右側2N×2L，杠桿平衡；B處掛兩個鉤碼不變，把D處的一個鉤碼掛在F處，右側力臂不變，則左側4N×L，右側2N×2L，杠桿平衡；故選BCD6.．【2016?山東棗莊卷】在生產(chǎn)生活中，利用如圖所示的簡單機械時，一定費力的是（）A．笤帚 B．斜面 C．滑輪組 D．羊角錘【答案】A【考點定位】簡單機械7.【2016?天津卷】如圖5所示，在處于水平平衡的杠桿A點，掛上4個鉤碼（每個鉤碼的質量為50g），若使杠桿在水平位置保持平衡，作用在杠桿B點的力最小為（g取10N/kg）A.15NB.6NC.3ND.1.5N【答案】D【解析】設杠桿的一個小格為L，則OA=3L，OB=4L，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F1×OB=F2×OA，則F1=F2×OA/OB=4×0.05kg×10N/kg×3L/4L=1.5N，故選D?？键c：杠桿中最小力的問題8.【2016?天津卷】（多選）某建筑工地上，工人師傅用滑輪組和桶組成的裝置將水泥從地面勻速運至樓上，如圖6所示。若水泥重為G0，桶重為G1，動滑輪中為G2，不計繩重和摩擦，此過程中該裝置的機械效率為η，則工人師傅作用在繩子自由端的拉力F為（）A.F=G0+G1+G2/3QUOTEB.F=G0/3η+G1C.QUOTEF=G0+G1/3D.F=G0/3ηQUOTE【答案】AD考點：滑輪組繩子拉力的計算；滑輪（組）的機械效率9.【2016?寧波卷】如圖，用5N的力F向下拉繩子，使物體在6s內勻速上升0.3m。這一過程中（）A．物體上升速度為0.lm/sB．拉力所做的功為1.5JC．拉力做功的功率為0.5WD．物體的機械能守恒【答案】C【解析】物體上升的速度為v=s/t=0.3m/6s=0.05m/s，故A錯；拉力做的功為W=Fs=5N×0.6m=3J，故B錯；拉力的功率為P=W/t=3J/6s=0.5W，故C正確；由于在工作過程中，高度升高，重力勢能增大，動能不變，所以機械是增大的，故D錯；應選C?！究键c定位】功和能10【2016?濱州卷】利用四個相同的滑輪，組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，用同樣的時間，把質量相等的重物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，機械效率分別是η甲、η乙（忽略繩重與摩擦），下列關系式正確的是A．F甲＜F乙η甲=η乙 B．F甲＞F乙η甲＞η乙C．Ｗ甲＞W(wǎng)乙P甲＞P乙 D．Ｗ甲=W乙P甲=P乙【答案】AD【考點定位】滑輪組的機械效率

11、使用下列簡單機械費力的是()【答案】C

【解析】

試題分析：可根據(jù)費力省距離來判斷，ABD在使用中都是費距離的，故時省力杠桿，船槳是省了距離，因此是費力杠桿。

【考點定位】杠桿的分類12．【2016?四川遂寧卷】如圖所示，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，在這個過程中，力F的大小將（）A．不變 B．變小 C．變大 D．先變大后變小【答案】C【考點定位】杠桿平衡條件二、填空題1．【2016?四川自貢卷】物理知識是在生活中有廣泛的應用，洗手池的物理知識是在生活中有廣泛的應用，洗手池的下水管道常常做成如圖所示的彎管，圖1中虛線框內部分彎管是利用物理模型的原理來設計的，園藝師傅使用如圖2所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是通過方式達到省力的目的．【答案】連通器；減小阻力臂【解析】當水流過下面的彎管后，總在彎管處留下一定的水，水靜止不流動時，兩邊液面相平，防止污水管內的臭氣順著管道逆行，屬于連通器，因此是利用物理模型連通器的原理來設計的；剪樹枝時，樹枝盡量往剪刀軸O靠近，減小了阻力臂，而阻力和動力臂不變，由杠桿平衡的條件F1L1=F2L2可知動力F1會減小，因此更省力。【考點定位】連通器；杠桿的平衡條件2．【2016?山東泰安卷】如圖所示，物體A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度運動了2s，彈簧測力計的示數(shù)為5N。拉力F做功為J?！敬鸢浮?【解析】由題意可知，物體通過的路程為s=0.4m/s×2s=0.8m，圖中的滑輪是動滑輪，所以可知拉力通過的距離為物體移動距離的2倍，所以可得拉力的路程為1.6m，動滑輪上兩段繩子的拉力相等，所以可知拉力等于測力計的示數(shù)為5N，故可得拉力F做功為W=2Fs=8J?！究键c定位】簡單機械；功的計算3．【2016?浙江衢州卷】如圖甲（杠桿自身質量和摩擦忽略不計，固定裝置未畫出），O為支點，OA=OD=3OB=0.6m，CD=0.2m．在做背景的白紙上作有以O為圈心半徑為0.2m的圓．在A點掛5牛頓的重物G，要使杠桿水平平衡，則作用在B點豎直向下的力FB應為N，撤去FB后，按圖示方向分別施加FC、FD兩個力，且毎次都使杠桿在水平位置平衡，則FC、FD大小關系為．（2）如圖乙，在注射器A、B處分別扎一個等大的小孔，插入兩根相同規(guī)格的硬質塑料管（連接處密封），并在管上分別系一個未充氣的同規(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，接著快速向內推動活塞，在此過程中可現(xiàn)察到A、B兩孔處氣球的鼓起情況是（填序號）．①A孔處氣球大②B孔處氣球大③兩個氣球一樣大【答案】（1）15；（2）FC=FD；（2）②【解析】（1）根據(jù)杠桿平衡條件可得：G×OA=FB×OB，OA=3OB=0.6m，則OB=0.2m，所以，作用在B點豎直向下的力FB===15N；由圖可知，F(xiàn)C、FD兩個力的力臂均與FB的力臂相等，都是圓的半徑，阻力和阻力臂不變，撤去FB后，按圖示方向分別施加FC、FD兩個力，且毎次都使杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿平衡條件可知，F(xiàn)C、FD大小關系為FC=FD；（2）由圖可知B的下端注射器的橫截面積大，A的下端注射器的橫截面積小，快速向內推動活塞，B的下端空氣流速小，壓強大，A的下端空氣流速大，壓強小，所以，在此過程中可現(xiàn)察到A、B兩孔處氣球的鼓起情況是B孔處氣球大．【考點定位】杠桿的平衡條件；大氣壓強4.【2016?山東菏澤卷】組合機械的斜面長4m，高2m，將重為100N的物體從斜面的底端勻速拉到頂端，如圖所示，需用的拉力為40N，需要的時間是5s。那么，將物體從底部拉到頂部所做的有用功是__________J，拉力做的總功的功率是__________W。[來源:ZXXK]【答案】200；64【考點定位】功、功率和機械效率的計算

5．【2016?蘇州卷】如圖所示，用同一滑輪按甲、乙兩種方式勻速提升同一物體，物體重l00N，滑輪重25N，繩重和摩擦不計．圖甲中F甲＝N，圖乙裝置的機械效率η＝．若圖乙中再加掛一物體，機械效率將．【答案】100 80% 變大【解析】甲是定滑輪，不省力，可以改變力的方向，物重100N，因此F甲＝100N；圖乙是動滑輪的機械效率；若圖乙中再加掛一物體，則有用功增大，額外功不變，因此機械效率將變大?？键c：定滑輪特點動滑輪的機械效率【2016?江蘇連云港卷】用如圖所示的滑輪組勻速提升重為100N的物體，拉力F=60N，滑輪組的機械效率為_______。在物體勻速上升的過程中，物體的動能_______，物體的重力勢能_______(選填"變大"、"變小"或"不變")?！敬鸢浮?3.3％不變變大【解析】設物體上升高度h，則拉力移動距離s=2h，滑輪組的機械效率：η=W有用/W總×100%=Gh/2Fs×100%=83.3％；物體在勻速上升的過程中，質量不變，速度不變，動能不變；質量不變，高度增大，重力勢能增大?？键c：滑輪（組）的機械效率；動能和勢能的大小變化7.【2016?四川內江卷】如圖所示，分別用圖甲、乙兩種形式滑輪組合組合，把重為500N的物體以0.5m/s的速度勻速向上提起，忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，圖甲中車對繩子的拉力為N，圖乙中人所做有用功的功率為W。【答案】500；250考點：定滑輪和動滑輪的工作特點8【2016?山東菏澤卷】某學習小組利用如圖所示的裝置測定滑輪的機械效率。將兩個相同的鉤碼提升相同的高度，則_________的機械效率較高，主要原因是：________________________________________?！敬鸢浮考祝蛔龅挠杏霉ο嗤瑫r，第二次使用動滑輪做的額外功多；或“做的有用功相同時，第二次做的總功多”?；驈谋戎瞪险f，都正確；【解析】將兩個相同的鉤碼提升相同的高度，由W有=Gh可知兩次所做的有用功相同，有定滑輪相比動滑輪還要克服動滑輪的重力做功，所以第二次使用動滑輪做的額外功多，所以使用定滑輪時機械效率較高?！究键c定位】機械效率

9．【2016?四川達州卷】如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，且每個鉤碼的質量相同，若將兩邊的鉤碼分別向支點移動相同的距離后，則杠桿端會下沉（選填“A”或“B”）【答案】B【考點定位】杠桿的平衡條件10．【2016?四川卷】如圖所示，古代士兵常用定滑輪把護城河上的吊橋拉起．使用定滑輪可以（選填“省力”、“省距離”或“改變動力方向”）；吊橋可以看作杠桿，繩子對它的拉力是動力，吊橋的重力是阻力．在拉起吊橋的過程中，阻力臂大?。ㄟx填：“變大”、“變小”或“不變”）【答案】改變動力的方向；變小

【解析】

試題分析：（1）圖中使用定滑輪的作用是改變動力的方向；（2）吊橋的重心在中點，重力的方向是豎直向下的，在吊起橋的過程中，從支點O到重力的作用線的距離變小，即阻力臂變?。?/p>

【考點定位】杠桿的分類，杠桿及其五要素．11.【2016?四川綿陽卷】如圖所示，甲用90N的拉力，乙用50N的推力，在30s內共同使一輛小車從一個傾角為30°長為60m的斜坡底端勻速運動到頂端。甲乙二人對小車做功J，甲對小車做功的功率為 W。【答案】8400180【考點定位】功和功率12.【2016?重慶B卷】如圖9所示的滑輪組（不計繩重及摩擦），工人師傅用40N的拉力將質量為5kg、底面積為1600的空吊籃A勻速提升到二樓平臺，此滑輪組的機械效率為%；若靜止在二樓平臺的吊籃里裝了1020N的磚塊，繩子B和C能承受的最大拉力分別為1000N和600N，當質量為50kg的工人師傅拉繩子C時，吊籃對二樓平臺的最小壓強為Pa。[來源學。科。網(wǎng)]【答案】62.5625【解析】滑輪組的機械效率。由題，質量為50kg的工人師傅拉繩子時最大拉力為F拉=500N，小于C能承受的拉力600N，由于G動=2F-G物=2×40N-50N=30N，B正好承受1000N的拉力，所以吊籃受到的豎直向上的拉力FB最大為970N，吊籃A在豎直方向上受平衡力，F(xiàn)B+F支=G磚+G吊籃=1020N+50N=1070N，F(xiàn)支=1070N-FB=100N，吊籃對平臺的最小壓力F壓=F支=100N，吊籃對平臺的壓強?！究键c定位】機械效率壓強13．【2016?山東青島卷】運用知識解決問題：（1）如圖1，輪船由下游經(jīng)過船閘駛往上游．船進入閘室后，先關閉閥門B和閥門D，再打開閥門，當閘室中水位與上游水位時，打開閥門C，船駛入上游．（2）如圖2，A、B兩物體疊放在水平地面上靜止．請畫出物體A的受力示意圖．（3）如圖3，輕質杠桿的OA：OB=4：1．放在水平地面上的物體甲的重力G甲=125N，底面積S甲=1×10﹣2m2．當杠桿水平平衡時，物體甲對地面的壓強p甲=1×104Pa，則物體乙的重力G乙=．（請寫出解題思路）【答案】（1）A；相平；（2）如下圖所示；（3）100（3）解題思路：首先利用p=F/S求出杠桿水平平衡時，物體甲對地面壓力，然后根據(jù)壓力、重力與拉力之間的關系，求出物體甲對杠桿的拉力，再利用杠桿平衡條件計算物體乙的重力；根據(jù)p=F/S可得，杠桿平衡時，物體甲對地面的壓力：F壓=pS=1×104Pa×1×10﹣2m2=100N，則物體甲對杠桿的拉力為F1=G﹣F壓=125N﹣100N=25N，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F1×OA=G×OB，因為OA：OB=4：1，所以，G=4F1=4×25N=100N?！究键c定位】連通器；力的示意圖；杠桿的平衡條件14.【2016?四川綿陽卷】如圖所示，小麗用三個均重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，不計繩的重力及一切摩擦。繩的拉力F＝ N；滑輪組的機械效率為 ?！敬鸢浮?2594%【解析】由滑輪組繞線方式可知，2（2F-G動）=G物+G動，F(xiàn)=125N?；喗M的機械效率。15.【2016?重慶A卷】某建筑工地用圖9所示的滑輪組提升重物，人對繩的拉力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，此時滑輪組的機械效率為________%（不計繩重和摩擦）?！敬鸢浮?2062.5【考點定位】功率機械效率16．【2016?浙江麗水卷】在探究杠桿平衡條件的實驗中： （1）安裝好杠桿，調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；把鉤碼掛在杠桿A點如圖甲，為方便直接從杠桿上讀出力臂，應在B點沿著的方向拉動彈簧測力計，使杠桿在水平位置平衡． （2）如圖乙，當彈簧測力計由位置1轉至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡，測力計示數(shù)將． 【答案】（1）豎直向下；（2）先變小后變大考點：杠桿平衡原理17．【2016?江蘇省淮安卷】如圖是人抬獨輪車車把時的簡化示意圖，此時獨輪車相當一個杠桿；若動力臂是阻力臂的3倍，物體和車總重G為1200N，則抬起車把的力F為N．【答案】省力；400．【解析】獨輪車相當于一個變形的杠桿，抬獨輪車車把時，動力臂L1大于阻力臂L2，它屬于省力杠桿；根據(jù)杠桿的平衡條件：F1?L1=F2?L2得：F1=F2?L2/L1，由于動力臂是阻力臂的3倍，所以動力就是阻的三分之一，故F1=G/3=400N?！究键c定位】杠桿的平衡條件18．【2016?甘肅張掖卷】當用鑷子夾取物體時，鑷子就相當于（選填“杠桿”、“滑輪”或“斜面”），它是一個（選填“省力”或“費力”）的機械．【答案】杠桿費力【解析】動力臂大于阻力臂的杠桿是省力杠桿；動力臂小于阻力臂的杠桿是費力杠桿；動力臂等于阻力臂的杠桿是等臂杠桿；在使用鑷子時，A點是支點，AB的長度為動力臂，AC的長度為阻力臂，動力臂小于阻力臂，所以鑷子是一個費力杠桿?？键c：杠桿的分類19.【2016?安徽卷】拉桿式旅行箱可看成杠桿，如圖所示·已知OA=1.0m，OB=0.2m，箱重G=120N.請畫出使箱子在圖示位置靜止時，施加在端點A的最小作用力F的示意圖，且F=_N.[來源:ZXXK]【答案】最小力如圖；24N考點：杠桿的平衡20【2016?山東威海卷】如圖所示，把重力為600N的物體勻速推到斜面頂端，斜面長為3m，高為0.9m，實際推力為300N，那么物體與斜面之間的摩擦力是N，斜面的機械效率是.【答案】12060%【解析】人所做的有用功：W有=Gh=600N×0.9m=540J，人所做的總功：W總=Fs=300N×3m=900J人所做的額外功：W額=W總-W有=900J-540J=360J，產(chǎn)生額外功的原因是由于物體與斜面間摩擦產(chǎn)生的即W額=fs；物體與斜面之間的摩擦力，斜面的機械效率?！究键c定位】斜面的機械效率

21．【2016?四川遂寧卷】用如圖所示的滑輪組，將重為16N的物體以0.2m/s的速度勻速提升，滑輪組的機械效率為80%，若不計繩重及摩擦，拉力F為N，拉力的功率為W，動滑輪的重力為N．【答案】1044【考點定位】滑輪組功率22、【2016?廣東卷】質量為0.5kg的塑料桶裝滿水后總質量為10kg，小明將其從地面勻速搬到高度為1m的桌面上，在豎直向上搬水的過程中所做的總功是J，有用功是J，機械效率是。（g=10N/kg）【答案】100J；95J；95%

【解析】

試題分析：總功W=G總h=100N×1m=100J；有用功W有=G水h=95N×1m=95J；機械效率。

【考點定位】機械效率三、作圖與探究1【2016?蘇州卷】圖乙中，畫出力F的力臂，并標上相應的字母L．（2）力臂指從支點到力的作用線的距離。首先將力延長，從支點O向力的作用線作垂線，垂線段L就是力F的力臂；2．【2016?山東棗莊卷】一重為G的均勻杠桿，可繞O點上下轉動，若讓杠桿靜止在如圖所示的位置，請畫出作用在A點的最小作用力F和F的力臂L．【答案】如下圖所示【考點定位】力臂的畫法3．【2016?山東泰安卷】如圖所示，一輕質杠桿AC可繞支點О自由轉動，在B點掛一重為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?！敬鸢浮咳缦聢D所示【解析】由題意可知，阻力和阻力臂是一定的，也就是阻力和阻力臂的乘積是一定的，根據(jù)杠桿的平衡條件可知動力與動力臂的乘積也是一定的，所以力最小時也就是動力臂最大時，最長的力臂就是支點到力的作用點的距離，所以可知力的作用點應在C點，過C點作杠桿的垂線就是最小的動力，如上圖所示?！究键c定位】杠桿的平衡條件；力臂的畫法4.【2016?重慶B卷】如圖12所示，杠桿OA在動力F的作用下可繞O點轉動，請畫出動力F的力臂l。【答案】【解析】力臂是從支點到力的作用線的距離，過支點作動力F的作用線的垂線，即為動力F的力臂l?！究键c定位】力臂的畫法5.如圖13甲所示是生活中常見的壁燈，圖13乙是根據(jù)壁燈建立的杠桿模型，請在圖13乙中畫出并標明電燈受到重力的力臂l?！敬鸢浮俊究键c定位】力臂6.【2016?四川涼山卷】圖3中杠桿上B點掛著重物G，若在A點施加一個最小的力F使杠桿在圖中的位置平衡，請畫出此力的示意圖和力臂．根據(jù)題意，動力F的最大力臂為OA，連接OA，動力F應與OA垂直斜向下，L為此力的力臂，如圖：7．【2016?四川廣安卷】如圖所示，想要在B點施加最小的動力撬起鐵路上報廢的道釘，請畫出該最小動力F的示意圖，并標出動力臂L．【答案】如下圖所示【考點定位】力臂的畫法8.【2016?江蘇連云港卷】如圖乙所示，有一個杠桿AOB，可繞0點自由轉動，A端吊著一個物體。請畫出使杠桿在圖示位置靜止時最小力F的示意圖及其力臂。（2）根據(jù)杠桿平衡條件，動力臂越長越省力，力的作用點確定，從支點到動力作用點的距離便為最長的力臂；圖中O為支點，要使杠桿平衡且動力最小，就應該讓力F作用在A點，OA是最長的力臂，則力F應與OA垂直且向上，如圖所示：9.【2016?廣東卷】（2）用如題15-2圖所示的滑輪組提升重物，用筆畫線代替繩子畫出最省力的繩子繞法。10.【2016?四川自貢卷】某小組同學在探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關時，提出了一些猜想并對猜想進行驗證．（1）如果影響機械效率的因素有A、B、C多個，要研究其與B因素的關系，需要先控制其他幾個因素不變，而改變因素，從而進行研究．（2）下列A、B是同學提出的兩個猜想：猜想一：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組細線的繞法有關；猜想二：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組提升的物重有關．（3）為了驗證上述猜想是否正確，同學們準備分別按圖1、圖2、圖3和圖4的滑輪組進行實驗．驗證猜想一的小組應按圖所示的兩個滑輪組進行實驗，若實驗測得兩滑輪組的機械效率大?。ㄏ嗟?不相等），則可初步判斷猜想一是錯誤的；驗證猜想二的小組應按圖或3、4所示的兩個滑輪組進行實驗，若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小不相等，則可初步判斷猜想二是（正確/錯誤）的．（3）請你為該班同學提出一種提高滑輪組機械效率的方法：．【答案】（1）B；（2）1、3或2、4；相等；1、2或3、4；正確；（3）盡量讓滑輪組滿負荷工作（提升可以提升的最大物重）、在轉軸上加潤滑油、減輕動滑輪的自重等【考點定位】滑輪組的機械效率11、【2016?廣東卷】如題13圖所示，由不同物質制成的甲和乙兩種實心球的體積相等，此時杠桿平衡（杠桿自重、掛盤和細線的質量忽略不計）。則杠桿左右兩邊的力臂之比為，1個甲球和1個乙球的質量之比為，甲球和乙球的密度之比為。[來源:ZXXK]【答案】2:1；1:3；1:3

【解析】

試題分析：由圖13可知杠桿左右兩邊的力臂之比為L1:L2=4:2=2:1；由杠桿平衡條件可知所以，因為由可得：。

【考點定位】杠桿的平衡條件，密度計算四、計算題1．【2016?山東泰安卷】如圖所示，某人用滑輪組勻速提升重為720N的物體的過程中，他對水平地面的壓強為5×103Pa，已知滑輪組的機械效率是75%，他雙腳與水平地面的接觸面積是4×10-2m2，求：（1）他對繩子的拉力；（2）此人所受的重力。【答案】（1）480N；（2）680N【考點定位】簡單機械；機械效率2．【2016?江蘇省淮安卷】如圖所示，工人工500N拉力F，將重為900N的木箱勻速提升3m，所用時間為20s，求：（1）拉力F做的有用功；（2）拉力F做功的功率；（3）動滑輪的機械效率．【答案】（1）2700J；（2）150W；（3）90%【解析】（1）拉力F做的有用功W有用=Gh=900N×3m=2700J；（2）拉力F做的總功W總=Fs=F2h=500N×2×3m=3000J，拉力F做功的功率P=W總/t=3000J/20s=150W；（3）動滑輪的機械效率η=W有用/W總×100%=2700J/3000J×100%=90%?！究键c定位】功和功率；機械效率3．【2016?四川卷】如圖所示裝置中，輕質杠桿支點為O，物塊A、B通過輕質細線懸于Q點，當柱形薄壁容器中沒有液體時，物體C懸掛于E點．杠桿在水平位置平衡；當往容器中加入質量為m1的水時，為使杠桿在水平位置平衡，物塊C應懸于F點．A、B為均勻實心正方體，A、B的邊長均為a．連接A，B的細線長為b，B的下表面到容器底的距離也為b，柱形容器底面積為S．已知：a=b=2cm，S=16cm2，O、Q兩點間的距離為LOQ=4cm；三個物塊的重為Ga=0.016N，GB=0.128N，GC=0.04N，m1=44g；ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/klg．杠桿重力對平衡的影響忽略不計，細線重力忽略不計，物塊不吸水．（1）O、E兩點間的距離LOE=？（2）E、F兩點間的距離LEF=？（3）如果剪斷物塊A上方的細線，往容器中加水，直到容器中水的質量為m2=120g，則物塊處于平衡位置后，水對物塊B上表面的壓力Fb=？【答案】（1）LOE=14.4cm；（2）LEF=4cm；（3）Fb=0.144N

根據(jù)杠桿的平衡條件可得：F2′LQO=F1LOF，所以；則LEF=LOE﹣LOF=14.4cm﹣10.4cm=4cm．（3）剪斷物塊A上方的細線，往容器中加水，直到容器中水的質量為m2=120g時，假設AB物體都浸沒，則F浮A=F浮B=ρ水gVB=1×103kg/m3×10N/kg×（0.02m）3=0.08N，則F浮A+F浮B=0.08N+0.08N=0.16N＞GA+GB=0.144N；所以A、B物體是整體，處于漂浮狀態(tài)，由于F浮B=0.08N＜GB=0.144N，所以最后的狀態(tài)是A部分體積漏出水面，且A、B處于漂?。粍tF浮總=GA+GB=0.016N+0.128N=0.144N，由F浮=ρ水gV排可得：，所以，VA浸=V排總﹣VB=1.44×10﹣5m3﹣（0.02m）3=6.4×10﹣6m3，則物體A浸入水的深度，由圖可知此時物塊B上表面所處的深度h′=hA+a=1.6cm+2cm=3.6cm=0.036m，p′═ρ水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.036m=360Pa，F(xiàn)′=p′SB=360Pa×4×10﹣4m2=0.144N．

【考點定位】杠桿的平衡條件，浮力大小的計算．4．【2016?四川廣安卷】小坤家新買的房子在12m高的樓上，裝修時為了節(jié)省人工、加快進度，小坤設計了如圖所示的滑輪組來提升裝修材料．小坤爸爸站在地面上用1min時間勻速把100kg的水泥吊到了樓上，所用的拉力是625N．求此過程中：（g取10N/kg）（1）小坤爸爸的功率有多大？（2）滑輪組的機械效率是多少？【答案】（1）250W；（2）80%【解析】（1）由圖示可知，承擔物重的繩子的股數(shù)n=2，繩子自由端移動的距離：s=nh=2×12m=24m，總功：W總=Fs=625N×24m=1.5×104J，所用時間t=1min=60s，故小坤爸爸做功的功率：P=W總/t=1.5×104J/60s=250W；（2）水泥的重力：G=mg=100kg×10N/kg=1000N，拉力做的有用功：W有=Gh=1000N×12m=1.2×104J；則滑輪組的機械效率：η=W有/W總×100%=1.2×104J/1.5×104J×100%=80%【考點定位】功率的計算；機械效率5．【2016?浙江臺州卷】橋式起重機在工業(yè)生產(chǎn)上有廣泛應用．如圖是某橋式起重機的示意圖，水平橫梁MN架在軌道A和B上，電動機D可沿橫梁左右移動．橫梁、電動機、掛鉤、滑輪、鋼索、導線的質量以及滑輪上的摩擦均不計．（1）電動機通過滑輪組，將質量為600千克的零件，以0.4米/秒的速度勻速吊高4米．求：電動機對零件做的功為多少焦？電動機的功率至少為多少瓦？（g取10牛/千克）（2）已知橫梁長度為L，零件質量為m，電動機吊著零件從M點出發(fā)并開始計時，以水平速度v勻速運動到N點，橫梁對軌道A的壓力F與時間t的關系式為：F=．【答案】（1）2.4×104J；2.4×103W；（2）mgt．【考點定位】功和功率；杠桿的平衡條件6．【2016?四川涼山卷】2015年10月5日考古學家在黃海海域發(fā)現(xiàn)甲午海戰(zhàn)沉船“致遠艦”的消息轟動了整個考古界，隨著水下考古工作的進行，一些重要文物近日陸續(xù)出水重見天日，關于這艘在海水中沉睡了120余年的戰(zhàn)艦是如何被打撈起的謎題也逐步解開．現(xiàn)某課外活動小組，照此設計了如圖所示的簡單機械，模擬打撈沉船，實驗中用實心立方體A代替沉船，已知A的體積為0.1m3，質量為280kg（設整個過程A均為勻速直線運動狀態(tài)，忽略鋼纜繩重及滑輪摩擦，不考慮風浪，水流等因素的影響）（1）A完全浸沒在水中時受到的浮力是多大？（ρ水=1.0×103kg/m3）（2）若A完全浸沒在水中時，滑輪組的機械效率為60%，那么A完全打撈出水面后，岸上鋼繩的拉力F為多大？（3）若A完全打撈出水面后，以0.1m/s的速度被勻速提升，求岸上鋼繩拉力F的功率．【答案】（1）980N；（2）784N；（3）392W【解析】（1）A完全浸沒在水中時受到的浮力：F浮=ρgV排=ρgV=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m3=980N；（2）物體A的重力：G=mg=280kg×9.8N/kg=2744N，A完全浸沒在水中時，總功為W總=（G+G動﹣F?。﹉，有用功為W有=（G﹣F?。﹉，所以，滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=60%，解得：G動=1176N，由圖可知，n=5，A完全打撈出水面后，岸上鋼繩的拉力：F=（G+G動）=×=784N；（3）A完全打撈出水面后，以0.1m/s的速度被勻速提升時，繩端的速度：v繩=nv物=5×0.1m/s=0.5m/s，岸上鋼繩拉力F的功率：P=Fv繩=784N×0.5m/s=392W．考點：滑輪（組）的機械效率；阿基米德原理；功率的計算7、【2016?山東臨沂卷】現(xiàn)代城市人口密度越來越大，交通越來越擁堵。易步車（如圖甲）以其體積小巧，結構簡潔和驅動安全等優(yōu)點，成為短途出行的理想交通工具。某品牌易步車的部分參數(shù)如下表所示。質量為60kg的雯雯從家騎行該品牌易步車上學（如圖乙），以最大速