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专题 9 简单机械及其效率
一、单选题
1．图（a）所示的杠杆是水平平衡的。如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图（b）所
示，则杠杆（ ）
A. 右端下沉
B. 左端下沉
C. 要保持平衡应将左端的物体向右移动
D. 要保持平衡应在右端再加挂一个物体
【来源】山东省临沂市 2018 年中考物理试题
【答案】A
CD、若想让杠杆能够平衡，可以将左端的物体向左移动，从而增大左边的力臂，使左边的力与力臂的乘积
等于右边的力与力臂的乘积，故 C 错误；
若想让杠杆能够平衡，可以在左端再加挂一个物体，左边的力变大，使左边的力与力臂的乘积等于右边的
力与力臂的乘积，故 D 错误。
故选：A。
【点睛】本题考查了杠杆平衡的条件的应用，注意杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂的应用。
2．某校操场上正在举行升旗仪式，同学们看着国旗冉冉升起，暗暗立志要更加努力学习。在国旗上升的过
程中，下列说法不正确的是
A. 以地面为参照物，国旗是运动的2
B. 国旗由静止到运动是由于受到了力的作用
C. 旗杆上端的滑轮是一个定滑轮
D. 地面相对于国旗是静止的
【来源】湖南省邵阳市 2018 年中考物理真题
【答案】D
C. 旗杆上端的滑轮是一个定滑轮，此说法正确；
D. 地面相对于国旗是运动的，故此选项错误；
故选 D
【点睛】一个物体的运动状态的确定，关键取决于所选取的参照物。所选取的参照物不同，得到的结论也
不一定相同，这就是运动和静止的相对性。
3．如右图所示，某同学使用动滑轮把 600N 的重物匀速提升了 3m，所用的拉力是 400N。下列说法正确的是
A. 机械效率是 80% B. 有用功是 1800J
C. 额外功是 300J D. 总功是 2100J
【来源】湖南省邵阳市 2018 年中考物理真题
【答案】B
【解析】分析：已知物体的重力和升高的高度，根据公式 可求有用功；已知物体上升的高度和动滑
轮上绳子的段数以及拉力的大小，根据公式 可求拉力做的总功；有用功与总功的比值就是滑轮组的
机械效率。
解答：有用功 ；故 B 正确；拉力做的总功为
故 D 错误； ，故 C 错误；3
动滑轮的机械效率 故 A 错误。
故选：B。
【点睛】本题考查总功、有用功、机械效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对动滑轮
上绳子段数的判断。
4．如图题图所示的杠杆，动力 F 的力臂是
A. OD B. OF C. OA D. OC
【来源】湖南省邵阳市 2018 年中考物理真题
【答案】D
【点睛】本题主要考查了有关力臂的判断，首先要掌握力臂的概念，找出支点和力的作用线，从而正确地
画出力臂。
5．如图所示，光滑带槽的长木条 AB（质量不计）可以绕支点 O 转动，木条的 A 端用竖直细线连接在地板上，
OA=0.6m，OB=0.4m。在木条的 B 端通过细线悬挂一个长方体木块 C，C 的密度为 0.8×103kg/m3，B 端正下方
放一盛满水的溢水杯。现将木块 C 缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出 0.5N 的水，
杠杆处于水平平衡状态，然后让质量为 300g 的小球从 B 点沿槽向 A 端匀速运动，经 4s 的时间系在 A 端细
绳的拉力恰好等于 0，下列结果不正确的是（忽略细线的重力，g 取 10N/kg）（ ）
A. 木块受到的浮力为 0.5N
B. 木块 C 受到细线的拉力为 0.3N
C. 小球刚放在 B 端时 A 端受到细线的拉力为 2.2N
D. 小球的运动速度为 0.2m/s4
【来源】【全国市级联考】2018 年四川省达州市中考物试题
【答案】D
正确；（3）小球的质量为：m 球＝300g＝0.3kg，小球的重：G 球＝m 球 g＝0.3kg×10N/kg＝3N，小球刚放在 B
端时，B 端受到的力为 3N+0.3N＝3.3N，根据杠杆平衡条件得出关系式：FA×OA＝FB×OB，则 A 端受到细线
的拉力：FA＝ ＝2.2N，故 C 正确。（4）设小球的运动速度为 v，则小球滚动的距离 s＝
vt，当 A 端的拉力为 0 时，杠杆再次平衡，此时小球到 O 点距离：s′＝s﹣OB＝vt﹣OB＝v×4s﹣0.4m，根
据杠杆平衡条件可知：G 球×s′＝FB×OB，即：3N×（v×4s﹣0.4m）＝0.3N×0.4m，解得：v＝0.11m/s。
故 D 错误。故选：D。
点睛：（1）溢水杯内裝满水，当物体放入后，根据阿基米德原理即可求出物体受到的浮力；（2）根据 F 浮＝
ρ 水 V 排 g 求排开水的体积；此时木块浸入体积为木块体积的一半，可求木块的体积，又知道木块的密度，
利用密度公式和重力公式求木块重；根据 FB＝G﹣F 浮求杠杆 B 端受到的拉力 FB，（3）根据杠杆平衡条件得
出关系式 FA×OA＝FB×OB 求出小球刚放在 B 端时 A 端受到细线的拉力；（4）知道小球的质量可求重力，设
小球的运动速度为 v，则小球滚动的距离 s＝vt，可求当 A 端的拉力为 0 时，小球到 O 点距离（s﹣OB＝vt﹣OB
＝v×4s﹣0.4m），再根据杠杆平衡条件得出 G 球×s′＝FB×OB，据此求小球运动速度。
6．. 分析如图所示实验现象得出的结论中，合理的是
A. 甲：烧杯内壁有水珠生成，说明甲烷中含有碳元素和氢元素
B. 乙：摩擦后的塑料梳子能吸引碎纸屑，说明纸屑与梳子带同种电荷
C. 丙：试管中无明显现象，说明 CO2 与 NaOH 溶液没有发生化学反应
D. 丁：弹簧测力计读数相同，说明使用定滑轮不省力但可以改变力的方向5
【来源】2018 年河北省初中毕业生升学文化课考试（中考）物理
【答案】D
B、带电体能吸引微小的物体，塑料尺摩擦后能吸引碎纸屑，说明摩擦后的塑料尺带电，不正确；
C. 丙：试管中无明显现象，并不能说明 CO2 与 NaOH 溶液没有发生化学反应，不正确；
D. 丁：弹簧测力计读数相同，说明使用定滑轮不省力但可以改变力的方向，正确。
故选 D
【点睛】本题考查的是常见的物质的性质以及物理知识的结合，完成此题，可以依据已有的知识进行。
7．如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上，挂有平底锅的挂钩
沿光滑水平横杆从 P 点开始向吸盘 B 移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘 A
的距离为 L，则吸盘 B 受到的摩擦力 F 的大小与 L 的关系图象为
（ ）
A. B. C. D.
【来源】2018 年浙江省温州市中考物理试题
【答案】D
【解析】解：以吸盘 A 为支点，设挂钩与吸盘 A 的距离为 L，根据杠杆的平衡条件可得，
G×L＝F×AB，F＝ ，AB、G 不变，L 不为零，故吸盘 B 受到的摩擦力 F 的大小与 L 的关系图象为 D。故选：
D。
点睛：根据杠杆的平衡条件和平衡力分析解答。
8．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物 G 提升相同高
度，F1 和 F2 大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）6
A. 力 F1 和 F2 做功的功率相同
B. 力 F1 和 F2 做的总功相同
C. 乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
【来源】【全国市级联考】2018 年四川省攀枝花市中考物理试题
【答案】D
乙两滑轮组提升的物重 G 相同，设一个动滑轮的重为 G 动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为：η
甲＝ ×100%，乙滑轮组中有 2 个动滑轮，同理可得，乙滑轮组的机械
效率为：η 乙＝ ，所以 η 甲＞η 乙，故 C 错误，D 正确。故选：D。
点睛：①使用滑轮组时，手拉绳子自由端做的功是总功；总功与所用时间之比是拉力做功的功率；②根据
已知条件判断省力情况；利用公式 η＝ 比较滑轮组机械效率。
9．如图所示，斜面长 3m，高 0.6m，建筑工人用绳子在 6s 内将重 500N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉
到顶端，拉力是 150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ ）
A. 斜面上的摩擦力是 50N B. 拉力的功率是 50W
C. 拉力所做的功是 300J D. 斜面的机械效率是 80%
【来源】【全国市级联考】2018 年四川省广安市中考物理试题7
【答案】A
点睛：（1）利用 W＝Fs 计算该过程拉力 F 做的功；利用 W 有＝Gh 求出有用功，利用 W 额＝W 总﹣W 有求出额外
功，然后利用 W 额＝fs 计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；（2）利用 P＝ 求拉力做功功率；（3）斜面
的机械效率等于有用功与总功之比。
10．（2018•宁波）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体 A 相对于地面静止，物体 B 以 0.1m/s 的速度在物体 A
表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误
的是（ ）
A. F2 的功率为 0.6W
B. 弹簧测力计读数为 9N
C. 物体 A 和地面之间有摩擦力
D. 如果增大 F2，物体 A 可能向左运动
【来源】浙江省宁波市 2018 年中考物理试题
【答案】D
【解析】A、由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度 v=2v 物=2×0.1m/s=0.2m/s，拉力做功功率
P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W，故 A 正确；
B、不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，如图弹簧测力计端由三段绳子拉着，所
以示数为：F=3F2=3×3N=9N，故 B 正确；
C、物体 A 受到 B 的摩擦力为 2×3N=6N，受到拉力 4N，，所以相对于地面有向左的运动趋势，物体 A 与地面
之间有摩擦力，故 C 正确；
D、如果增大 F2，当 F2 大于 AB 间的摩擦力与地面对 A 的最大静摩擦力时，A 会向右运动，故 D 错。
故选：D。8
点睛：重点是平衡状态的判断，要牢记匀速运动时物体一定平衡，本题中物体 A 受到 B 的摩擦力，地面的
摩擦力和拉力 F２，此三个力平衡。
11．人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托 5kg 的物体
保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定（ ）
A. 大于 5kg B. 大于 49N C. 小于 49N D. 等于 49N
【来源】【全国市级联考】2018 年山东省聊城市中考物理试题
【答案】B
所以动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2，因为 L1＜L2，所以 F1＞F2，即肱二头肌收缩所承
受的力一定大于 49N．故 B 正确，CD 错误。故选：B。
点睛：首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件 F1L1＝F2L2，并结
合力臂的概念进行分析。
12．A、B 两种实心物体的质量与体积的关系如 1 图所示，把体积相等的 A、B 物体挂在滑轮组下，若要使它
们处于静止状态，则 2 图的虚线框内悬挂 B 物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（ ）
A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D. 4 个
【来源】广东省 2018 年中考物理试题9
【答案】B
【解析】根据图 1 得物体 A、B 的密度为：
；
；
体积相等时，两物体的重为：
， ，
即 ；
如图 2，A 物体上面为一个动滑轮，由两段绳子承担物重，
所以： ，代入得， ，
即虚线框内悬挂 B 物体的个数是 2。
故 B 正确。
13．小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高 40cm，底部直径为 30cm，装满油后总重
2000N．下列说法中正确的是（ ）
A. 要使底部 C 稍稍离开地面，他至少应对油桶施加 600N 的力
B. 他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C. 他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力
D. 油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
【来源】2018 年四川省遂宁市中考物理试题
【答案】A
解答：A、作用在 B 点的力，要使油桶 C 点稍离地面，必须以 C 点为支点，则 BC 作为动力臂最长，此时动10
力也最小，最省力，此时动力为 F，阻力为 G=2000N，动力臂
，阻力臂
，由于 ，则最小拉力
，故 A 正确。
B、他用水平力没推动油桶，没在力的方向上通过距离，故不做功，故 B 错误；
C、他用水平力没推动油桶，油桶处于静止状态，推力等于摩擦力，故 C 错误；
D、地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力没有作用在同一个物体上，不是平衡力，故 D 错误。
故选：A。
【点睛】根据杠杆的平衡条件 可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所使用的动力
最小，必须使动力臂最长；而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段是最长的。
14．如图所示，用滑轮组提升重物时，重 400N 的物体在 10s 内匀速上升了 1m。已知拉绳子的力 F 为 250N，
则提升重物的过程中（ ）
A. 做的总功是 400J B. 拉力 F 的功率是 25W
C. 绳子自由端被拉下 1m D. 滑轮组的机械效率是 80%
【来源】【全国市级联考】2018 年四川省自贡市中考物理试题
【答案】D
点睛：（1）（3）已知拉力大小，由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数 n＝2，则 s＝2h，求出拉力端移11
动距离，利用 W＝Fs 可求总功；（2）知道做功时间，利用 P＝ 求出拉力 F 的功率；（4）已知物重和物
体被提升高度，根据公式 W＝Gh 可计算出有用功；利用效率公式 η＝ 求滑轮组的机械效率。
15．工人用如图所示的动滑轮,将重 1000N 的物体在 5s 内匀速竖直提升了 1m,人对绳自由端的拉力 F 为
600N,不计绳重和摩擦。以下结论正确的是( )
A. 动滑轮的有用功为 600J
B. 动滑轮的重力为 400N
C. 动滑轮的机械效率为 83.3%
D. 拉力 F 的功率为 120W
【来源】重庆市 2018 年中考物理试题 A 卷
【答案】C
【解析】 解：有用功为 W 有＝Gh＝1000N ,故 A 错误；物体移动 1m,则绳子的自由端移动 2m,所
以拉力 F 所做的有总功 W 总＝Fs＝600N ,额外功为 200J,所以 G 动＝ ＝200N,故 B 错
误； ＝83.3%,故 C 正确；拉力 F 的功率为 P＝ ＝240W,故 D 错误。故答案为 C.
点睛：首先应通过读图分析出滑轮组的省力情况，这样就能够知道提升高度与绳子自由端移动距离的关系，
再通过已知数据，可计算出滑轮组的机械效率、拉力的功率、以及动滑轮的重力，有用功等．
16．如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重为 0.5 牛）。下列说法正确的
是（ ）12
A. 实验前出现图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调
B. 图乙，在 AB 处各增加一个钩码，杠杆仍然能保持平衡
C. 图丙，弹簧测力计从 a 位置转到 b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大
D. 图丁，用弹簧测力计在 c 点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数小于 3 牛
【来源】浙江省金华市、丽水市 2018 年中考科学试题物理部分
【答案】C
的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹
簧测力计的示数将变大；
（4）图中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆
转动产生了影响。
解答：A、由图可知，杠杆的右端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向右端移动，故 A 错误；
B、设一个钩码重为 G，一格的长度为 L，原来： ，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各增加
一个质量相等的钩码，现在： ，所以杠杆不再平衡，杠杆的右端下沉，故 B 错误；
C、图中弹簧测力计从 a 位置转到 b，此时拉力 F 的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，即测
力计的示数变大，故 C 正确；
D 、 若 不 计 杠 杆 的 重 力 ， 根 据 杠 杆 的 平 衡 条 件 可 得 ： ， 解 得 测 力 计 的 示 数 ：
；利用如图所示装置进行探究，杠杆的重力不能忽略，且杠杆的重心在杆的中点（杠
杆的重心没有通过支点），杠杆的重力与钩码的重力都会使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数
应大于 3N，故 D 错误。
故选：C。13
【点睛】此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，
要注意分析力和对应的力臂。
二、多选题
17．工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀
速拉上车厢用时 15s。已知车厢高 1.5m，木板长 3m，货物质量为 60kg，沿斜面所用的拉力为 400N，
g=10N/kg，则下列说法正确的是（ ）
A. 工人做的总功为 900J B. 工人做的额外功为 300J
C. 工人做功的功率为 60W D. 此斜面的机械效率为 75%
【来源】【全国市级联考】2018 年山东省聊城市中考物理试题
【答案】BD
点睛：根据功的计算公式 W＝Fs 可求出拉力做的功，即总功；再根据 P＝ 可求功率；再根据 W＝Gh 求出有
用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。
三、填空题
18．小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体 A，测出 A 移动的距离 s、水平拉力 F 和 A 的重力 G。
（1）以上条件能否求出此时滑轮的机械效率 η？______________如果能，写出 η 的表达式；如果条件不
足，写出还需要补充的物理量的测量步骤和符号，并写出 η 的表达式__________________________（η 用
题目已知及补充的物理量符号表示）
（2）若 A 在 10s 内运动了 4m，A 的速度为______________。14
【来源】广东省广州市 2018 年中考物理试题
【答案】 不能 用弹簧测力计测出物体 A 在水平面上匀速移动时所受的摩擦力 f 0.4m/s
19．小明用如图所示的动滑轮提起 140N 的水桶，动滑轮重 20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为
_____N；如果向水桶内再加入 40N 的水，提起时动滑轮的机械效率_____（选填“变大”、“变小”或“不
变”）。
【来源】山东省临沂市 2018 年中考物理试题
【答案】 80 变大
【解析】分析：不计绳重和摩擦，人拉绳子自由端的拉力 ；用同一个滑轮组提升物体时，
物重越大，效率越高。
解答：由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，不计绳重和摩擦，则拉绳子的动力：
；使用同一滑轮组，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增
加水的重力，增大了有用功，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。
故答案为：80；变大。
【点睛】本题考查了滑轮组绳子拉力的计算、机械效率的变化，属于基础知识。
20．小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体 A，测出 A 移动的距离 s、水平拉力 F 和 A 的重力 G。15
（1）以上条件能否求出此时滑轮的机械效率 η？______________如果能，写出 η 的表达式；如果条件不
足，写出还需要补充的物理量的测量步骤和符号，并写出 η 的表达式__________________________（η 用
题目已知及补充的物理量符号表示）
（2）若 A 在 10s 内运动了 4m，A 的速度为______________。
【来源】广东省广州市 2018 年中考物理试题
【答案】 不能 用弹簧测力计测出物体 A 在水平面上匀速移动时所受的摩擦力 f 0.4m/s
动了 4m，A 的速度为 v＝ ＝0.4m/s
21．泸州市为了巩固创文成果下发了宜传手册“绿色低碳生活，从垃圾分类开始”。如图是一种轮式垃圾桶，
拖动时它相当于一个_____杠杆（选填“省力”或“费力”）；垃圾桶底部的小轮子是为了_____摩擦力（选
填“增大”或“减小”）；若拖动时垃圾桶总重为 150N，且动力臂为阻力臂的 2 倍，则保持垃圾桶平衡的拉
力 F 为_____N。
【来源】【全国市级联考】四川省泸州市 2018 年中考物理试题
【答案】 省力 减小 75
【解析】（1）图示的垃圾桶，因为是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以是一个省力杠杆；（2）垃圾桶底部安
装小轮子，采用变滑动为滚动的方式减小了摩擦力；（3）已知垃圾桶总重 G＝150N，动力臂 L1＝2L2，根据
杠杆平衡条件：FL1＝GL2 可得，保持垃圾桶平衡的拉力为：F＝ ＝75N。
点睛：（1）由示意图分析动力和阻力，然后看动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆种类；（2）用滚动代替
滑动可以减小摩擦；（3）根据杠杆的平衡条件进行计算求出竖直向上的力。16
22．一台起重机在 10 s 内将重为 3 600 N 的货物匀速提高了 4 m，起重机做的有用功是______J。若起重机
做的额外功是 9 600 J，则机械效率是_______，起重机的功率是_________W。
【来源】2018 年河北省初中毕业生升学文化课考试（中考）物理
【答案】 1.44×104 60% 2400
解答：（1）起重机做的有用功： ；
（ 2 ） 起 重 机 做 的 总 功 ： 则 机 械 效 率 ：
；
（3）起重机的总功率： 。
故答案为：1.44×104J；60%；2400。
【点睛】本题考查了有用功、总功、机械效率、功率的计算，关键要理解有用功和总功的定义、灵活应用
相关公式。
23．如图，AB 是能绕 B 点转动的轻质杠杆，在中点 C 处用绳子悬挂重为 100N 的物体（不计绳重）在 A 端施
加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡，则拉力 F=_____N．若保持拉力方向始终垂直于杠杆，将 A 端缓
慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力 F 将_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【来源】【全国市级联考】2018 年四川省广安市中考物理试题
【答案】 50 减小
点睛：（1）物体的重力为阻力，杠杆在水平位置保持平衡时，BC 为阻力臂，BA 为动力臂，根据杠杆的平17
衡条件 F1l1＝F2l2 求出拉力的大小；（2）利用杠杆平衡条件分析拉力 F 的大小变化情况。
24．如图所示，用滑轮组提起一个重为 7N 的物体，在拉力 F＝4N 的作用下，10s 内物体滑竖直方向匀速升
高了 2m 不计绳重和摩擦，可知拉力 F 的功率为___W，此滑轮组的机械效率为_______。
【来源】湖南省衡阳市 2018 年中考物理试题
【答案】 1.6 87.5%
【解析】解 V 物＝ ＝0.2m/s,因为 n＝2 所以 V 绳＝2V 物＝0.4m/s,拉力的功率 P＝FV＝4N ,
滑轮组的机械效率为 ＝87.5%.
25．小丽同学用水平力 F 拉动如图所示装置，使重 100N 的 A 物体 4s 内在水平地面上匀速运动了 80cm，物
体 B 重 50N（物体 B 与 A 始终接触），此过程中地面受到的摩擦力为 10N，弹簧测力计的示数为 8N．若不计
轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为_____m/s，物体 A 受到 B 施加的摩擦
力_____（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力 F 为_____N，水平拉力 F 的功率为
_____W。
【来源】2018 年四川省遂宁市中考物理试题
【答案】 0.1 水平向右 36 7.2
解答：（1）物体移动的速度 ，滑轮移动的速度18
；
（2）因为力的作用是相互的，相互作用力大小相等，方向相反，而物体 B 受到 A 的摩擦力
，所以，物体 A 受到 B 施加的摩擦力 ，方向水平向右。
（ 3 ） 物 体 A 受 到 向 左 的 拉 力 等 于 地 面 对 A 的 摩 擦 力 f 地 加 上 物 体 A 受 到 B 施 加 的 摩 擦 力 fA ，
，滑轮为动滑轮，水平拉力 F 为 F 左的 2 倍，故
则拉力做功功率 ；
故答案为：0.1；水平向右：36：7.2。
【点睛】本题考查了使用滑轮时速度、功、功率的计算，知识点多、题图复杂，要求灵活运用所学知识。
26．如图是用滑轮组提升物体 A 的示意图，物体 A 受到的重力大小为 GA=100N。在匀速竖直提升物体 A 的过
程中，物体 A 上升的速度大小为 V=0.4m/s,滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计，
（1）绳子自由端的拉力大小 F=________ N;
（2）拉力 F 做功的功率 P=_______W。
（3）物体 A 的机械能____________(填“增加”、“减少”或“不变”)。
【来源】【全国市级联考】湖南省娄底市 2018 年中考物理试题
【答案】 50 40 增加
【解析】 (1)由图知，n＝2，滑轮质量、绳重及一切摩擦均忽略不计,则拉力 F＝ G＝ 100N＝50N，（2）
绳子自由端移动的速度：v＝2vA＝2×0.4 m/s＝0.8 m/s，拉力做功的功率 P＝ ＝Fv ＝50N×0.8m/s＝
40W.（3）物体 A 匀速上升，速度不变，高度增加，因此动能不变，重力势能增加，故机械能增加。
点睛：（1）由图知，使用的滑轮组承担物重的绳子股数 n＝2，则绳子自由端（拉力端）移动的速度等于物
体上升速度的 2 倍；（2）绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，滑轮组的（3）绳重、轮与轴的摩擦均可忽
略不计，拉力 F＝ （GA+G 轮），（1）求出了拉力端移动的速度，利用 P＝Fv 求拉力做功的功率．
27．使用同一个滑轮组提升物体，提升的物体质量越大，滑轮组的机械效率______(填“越高”“越低”或
“不变”)
【来源】2018 年菏泽中考物理试题19
【答案】越大
点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做
的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功。
28．如图所示，将长为 1.2 米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为 A、B，它们距台面边
缘处的距离均为 0.3 米。在 A 端挂一个重为 30 牛的物体，在 B 端挂一个重为 G 的物体。
（1）若 G=30 牛，台面收到木棒的压力为_____牛。
（2）若要使木棒右端下沉，B 端挂的物体至少要大于_____牛。
（3）若 B 端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则 G 的取值范围为_____牛。
【来源】浙江省杭州市 2018 年中考科学试题
【答案】 60 90 l0~90
29．如图为吊装工具示意图，物体 M 为重 5000N 的配重，杠杆 AB 的支点为 O，OA：OB=1：2，每个滑轮重
100N．当重为 700N 的工人用 300N 的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为_____N，物体 M 对
地面的压力为_____N．（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）20
【来源】山东省威海市 2018 年初中学业考试（中考）物理试题
【答案】 400 4500
【解析】重为 700N 的工人用 300N 的力竖直向下匀速拉动绳子时，由于力的作用是相互的，所以人会受到
300N 的向上的拉力，所以此时工人对地面的压力为：
；
从 A 点看，通过滑轮组，有三段绳子向下拉着滑轮，再加上一个滑轮的重，故 A 点受到的拉力为：
根据杠杆平衡条件得：
，代入得：
解得：
因为力的作用相互，绳子对 M 向上的拉力也为 500N，所以 M 对地面的压力为：
。
点睛：重点是滑轮组的工作特点，以及杠杆平衡条件的应用，难点是求 A 点的拉力时，要理解下方的滑轮
由绳子拉着，所以下方滑轮的重计算在绳子的拉力中，故 A 点拉力为绳子的拉力加一个滑轮的重。
四、综合题
30．O 为支点的轻质杠杆原处于水平静止。现同时施加大小相等的力 F1、F2（如图）。
（1）此时杠杆能否保持平衡？________________________________________________
（2）画出图中 F1 的力臂 l1。
【来源】广东省广州市 2018 年中考物理试题21
【答案】 不能
点睛：根据力臂是指从支点到力的作用线线的距离，所以从 O 像 F1 的作用线作垂线即 F1 的力臂
31．O 为支点的轻质杠杆原处于水平静止。现同时施加大小相等的力 F1、F2（如图）。
（1）此时杠杆能否保持平衡？________________________________________________
（2）画出图中 F1 的力臂 l1。
【来源】广东省广州市 2018 年中考物理试题
【答案】 不能 22
点睛：根据力臂是指从支点到力的作用线线的距离，所以从 O 像 F1 的作用线作垂线即 F1 的力臂
32．（2018•宁波）为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动
排水装置模型，控制电路由电压为 12V、最大容量为 100Ah 的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太
阳能电板充电。R0 为定值电阻，R 为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆 ABO 与圆柱形浮体相连，AB：BO=4：1，
压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所
用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为 220V）
（1）当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正
常工作。请按要求完成图中工作电路的连接_____。
（2）“发电玻璃”光电转化率接近 18%．要求在 5h 内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”
面积至少为_____m2．（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按 1000W 计算，计算结果精确到 0.1m2）
（3）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为 360N，通过电磁铁线圈
的电流为 100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有 体积浸入水中时，硬质杠杆 ABO 仍处于水平位置，
线圈中电流为 30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体______？
（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持
不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向_____（填“左”或“右“）
移动。
【来源】浙江省宁波市 2018 年中考物理试题23
【答案】 见解析 1.3 应选择重力为 8N 的浮体 右
由题知，绿灯亮，排水泵不工作，红灯亮，同时排水泵正常工作，说明绿灯与红灯、水泵间互不影响，即
为并联，红灯与水泵同时工作，同时停止工作，且它们的额定电压均为 220V，所以红灯与水泵间并联，由
此画出工作电路图连接情况如图所示：
；
（2）蓄电池充满电时储存的电能：W=UIt=12V×100A×3600s=4.32×106J=1.2kW•h，
由题知，发电玻璃光电转化率接近 18%，在 5h 内对控制电路的蓄电池充满电，太阳能辐射到每平方米地面
上的平均功率 1000W=1kW，
设“发电玻璃”面积至少为 S，所以有：18%×1kW/m2×S×5h=1.2kW•h，
解得：S≈1.3m2；
（3）当浮体刚好浸没时，压敏电阻受到压力为 360N，由表中数据知，此时压敏电阻的阻值 R=80Ω，
控制电路中 R 与 R0 串联，措施控制电路中的电流 I=100mA=0.1A，
由串联电路特点和欧姆定律可得，定值电阻的阻值：
设此时连杆对 A 端的作用力为 FA，压敏电阻对 B 处的作用力为 FB，
已知 AB：BO=4：1，则 AO：BO=5：1，
根据杠杆的平衡条件有： ，
则： ，
因为力的作用是相互的，所以 A 端对浮体向下的压力：FA'=FA=72N，
由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力：F 浮=G+FA'=G+72N﹣﹣﹣﹣﹣﹣①24
当浮体只有 体积浸入水中时，由阿基米德原理可得此时的浮力： ，
由杠杆平衡条件有： ，
所以： ，
同理可得，此时浮体受到的浮力：F 浮'=G+FA'，
即： ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得：F 浮=80N，G=8N；
所以，应选择重力为 8N 的浮体。
（4）水位已达到安全位置上限，排水装置还未启动（说明控制电路的电流偏小），由欧姆定律可知，应减
小控制电路中的电阻以增大控制电路中电流，从而使电磁铁磁性增强吸下衔铁，
而其他条件保持不变，要减小压敏电阻 R 的阻值，根据表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力；在 A
端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，则阻力增大，
即增大对压敏电阻的压力。
点睛：综合考查了欧姆定律、阿基米德原理、杠杆平衡条件的应用，有一定难度，注意理解清楚题意，思
路要清晰，第三问中根据两次的平衡，利用浮力、重力、压力的关系列出关系式，求出浮子的重。
五、计算题
33．某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示。ABO 为一水平杠杆，OA 长 120cm，O 为
支点，AB：OB=5：1；已知报警器 R0 的阻值恒为 10Ω，压力传感器 R 固定放置，R 的阻值随所受压力 F 变化
的关系如表所示。闭合开关 S，水平踏板空载时，电压表的示数为 2V；当水平踏板所受压力增大，电压表
示数达到 5V 时，报警器 R0 开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。求：25
（1）电源电压为多少？
（2）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？
（3）若电源电压变为 14V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板
触点 B 的位置。试计算说明触点 B 应向哪个方向移动多少厘米？
【来源】2018 年山东省泰安市中考物理试题
【答案】（1）11V；（2）150N；（3）8cm。
所以电源电压为： ；
（2）电压表示数达到 5V 时，报警器 R0 开始发出报警信号，此时电流为：
，
根据串联电路电压特点得，此时压敏电阻两端的电压为：
压敏电阻的阻值为： ，
由表格知，12Ω 时压敏电阻受到的压力为：25N，即 ；
OA 长 120cm，AB：OB=5：1，可得：
，
根据杠杆平衡条件得：
即： ，
所以踏板设定的最大压力值为 150N；26
要保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，根据杠杆平衡条件得：
即： ，
所以 B 应向左移动，移动的距离为： 。
点睛：综合考查了欧姆定律的应用，电路的动态分析，杠杆平衡条件的应用，有一定难度，解题时思路要
清晰，理清思路后其实每一步的解答都是公式的基本应用，这种类型的题目综合性强，要多练习以求熟练
解题。
34．如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放
置在水平地面上重为 G=80N 的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力 F 随时间 t 变化的图象
如图乙所示，重物上升的速度 v 随时间变化的图象如图丙所示。已知在 2s～4s 内重物上升的竖直高度为
2m，求：
（1）在 4s～6s 内，重物克服重力做功的功率____；
（2）在 2s～4s 内，绳自由端下降的平均速度____；
（3）在 0～2s 内，重物对地面的压力大小_____。
【来源】【全国市级联考】四川省泸州市 2018 年中考物理试题
【答案】 160W 2m/s 40N27
＝4s﹣2s＝2s，则在 2s～4s 内，绳自由端下降的平均速度：v＝ ＝2m/s。（3）由丙图可知，物体在
4s～6s 内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力 F3＝50N，因为不计绳重和摩擦，则由 F＝ （G 物+G 动）
得，动滑轮的重力：G动＝nF3﹣G 物＝2×50N﹣80N＝20N，在 0～2s 内，由图乙可知此时的拉力 F1＝30N，把
动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及 2 股绳子向上的拉力而处于静
止状态，由力的平衡条件得，F支+2F1＝G+G 动，则地面对物体的支持力：F支＝G 动+G 物﹣2F1＝20N+80N﹣2×30N
＝40N，根据力的作用是相互的可知，此过程中重物对地面的压力：F 压＝F 支＝40N。
点睛：由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数 n＝3，则拉力 F 移动的距离 s＝3h。(1)由 F﹣t 图
象得出在 4s～6s 内的拉力 F，由 v﹣t 图象得出重物上升的速度，利用 P＝ ＝Fv 求出克服重力做功的
功率；（2）由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数，根据 s＝nh 求出绳子自由端移动的距离，利用 v＝ 求出
绳子自由端移动的速度；（3）由丙图可知，物体在 4s～6s 内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力，
利用 F＝ （G 物+G 动）求出动滑轮重，此时物体静止在地面上，根据力的平衡条件求出地面的支持力，根据
力的作用是相互的，求出对地面的压力。
35．如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图，工人用一滑轮组从水中打捞物体。已知：物体的
质量为 90kg 且以恒定速度匀速上升，当物体完全露出水面，工人对滑轮组绳子自由端的拉力 F1 为 400N，
此时滑轮组的机械效率 η1 为 75%（绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，g=10N/kg）。
（1）请你根据题目中的条件，判断出工人所使用的滑轮组是下列中的_____图。
（2）工人的质量为 60kg，双脚与地面接触面积为 2.5×10﹣3m2，物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工
人对地面的压强变化了 4×104Pa，求物体浸没在水中时受到的浮力_____。
（3）若物体完全浸没在水中时，工人拉力的功率为 180W，求物体上升的速度_____。28
【来源】【全国市级联考】2018 年四川省达州市中考物试题
【答案】 A 300N 0.2m/s
擦 以 及 水 的 阻 力 均 忽 略 不 计 ， 当 物 体 完 全 露 出 水 面 时 ， F ＝ （ G 物 +G 动 ） G 动 ＝ 3F﹣G 物 ＝
3×400N﹣90kg×10N/kg＝300N，此时人对地面压力：F压＝G 人﹣F＝60kg×10N/kg﹣400N＝200N，物体完全
浸没在水中时对滑轮组的拉力：F拉'＝G 物﹣F 浮，完全露出后物体对滑轮组拉力 F 拉＝G 物，所以物体被打捞
出水面后对滑轮组拉力增大，绳子自由端拉力随之变大，人对地面压力变小，压强变小，由 p＝ 可得物体
完全露出水面后，人对地面压力增大量：△F＝△pS＝4×104Pa×2.5×10﹣3m2＝100N，所以物体完全浸没在
水中时人对地面压力 F 压'＝F 压+△F＝200N+100N＝300N，此时人对绳子自由端拉力：F'＝G 人﹣F 压'＝
60kg×10N/kg﹣300N＝300N，且 F'＝ （F 拉'+G 动）＝ （G 物﹣F 浮+G 动），所以：F 浮＝G 物+G 动﹣3F'＝
90kg×10N/kg+300N﹣3×300N＝300N；（3）由 P＝ ＝Fv 可得，物体完全浸没在水中时绳子自由端的
速度：v＝ ＝0.6m/s，由 v＝nv 物可得，物体的上升速度：v 物＝ ＝0.2m/s。
点睛：（1）由物体完全露出水面时的绳子自由端拉力、物体质量和机械效率，根据 η＝ 计算
通过动滑轮绳子的段数，从而确定所使用的滑轮组；（2）绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略
不计，由 F＝ （G 物+G 动）计算出动滑轮重力；先计算出物体被打捞出来后人对地面压力，物体被打捞出水
面后对滑轮组拉力增大，绳子自由端拉力随之变大，人对地面压力变小，压强变小，由 F＝pS 计算人对地
面压力变化量，从而计算物体浸没时对绳子自由端拉力，由 F'＝ （F 拉'+G 动）＝（G 物﹣F 浮+G 动）计算出
物体受到的浮力；（3）由 P＝ ＝Fv 计算物体完全浸没在水中时绳子自由端的速度，由 v＝nv 物计算
物体的上升速度。
36．如图所示为某品牌四旋翼无人机，该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS 定位等功
能，下表是该无人的部分参数：29
在某次火灾中，该无人机参与火情的勘测，它先以最大速度匀速直线上升，且达到 60m 高处时，再以最大
速度水平匀速直线飞行到达 1.6km 远处的火场上空。若无人机整个过程四个电动机同时工作，电动机将电
能转化为机械能的效率为 90%，假设无人机以最大速度匀速直线上升时，受到的阻力大小为 10N，通过计算
回答下列问题：（g 取 10N/kg）
（1）无人机从起飞到火场上空，这一过程共耗时多少秒____？
（2）无人机到达火场上空后，悬停观测 10 分钟，则 10 分钟内电动机消耗多少电能____？
（3）无人机以最大速度匀速直线上升 60m，这个过程中消耗多少电能____？
【来源】2018 年甘肃省白银市、凉州市、张掖市中考物理试题
【答案】 110s 1.2×105J 2000J
由 η＝ ＝90%可得消耗的电能：W 电＝ ＝2000J。
点睛：（1）利用 s＝vt 求出匀速上升需要时间、水平匀速直线飞行时间，进而求出起飞到到达火场需要时
间； （2）求出悬停时电动机总功率（4 个电动机），利用 W＝Pt 求悬停时消耗电能；（3）无人机上升过程
的升力等于重力加上阻力，利用 W＝Fs 求升力做的有用功，利用 η＝ ＝90%求消耗的电能。
37．考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积约为 2m3．如图所示，在打捞石像的过程30
中，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升，需要竖直向上的拉力 F=1.6×104N．在没有将石像提出水面前，
若不计摩擦和滑轮重力，（ρ 水=1.0×103kg/m，g=10N/kg）求：
（1）石像受到的浮力___。
（2）石像的重力____。
（3）石像的密度____。
（4）若将石像提升了 3m，石像受到水的压强减少了多少_____？
【来源】【全国市级联考】2018 年山东省聊城市中考物理试题
【答案】 2×104N 5.2×104N 2.6×103kg/m3 3×104Pa
【解析】（1）石像受到的浮力：F 浮＝G 排＝ρ 液 gV 排＝1×103kg/m3×10N/kg×2m3＝2×104N；（2）不计摩
擦和滑轮重力，根据 F＝ （G﹣F 浮）可得石像的重力：G＝2F F 浮＝2×1.6×104N 2×104N＝5.2×104N；
（3）石像的质量：m＝ ＝5.2×10 3kg；石像的密度：ρ＝ ＝2.6×103kg/m3；
（4）石像减少的水的压强△p＝ρg△h＝1×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa.。
点睛：（1）利用阿基米德原理 F 浮＝G 排＝ρ 液 gV 排求出石块受到的浮力；（2）若不计摩擦和滑轮重力，
根据 F＝ （G﹣F 浮）可求石像的重力；（3）根据 m＝ 可求石像的质量，利用密度公式求出石像的密度；
（4）已知△h＝3m，根据△p＝ρg△h 可求石像减少的水的压强。
38．如图是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为 W，当它把质量为 1t 的重物匀速提
起 24m 时，用时 100s.（g=10N/kg）求：
（1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少____？机械效率是多少____？
（2）若起重机 AB 长为 20m，吊起重物时 B 端的配重质量为 4t，为使起重机不翻倒，则 OB 长为多少_____？
（不计摩擦和起重机自重）
【来源】广东省 2018 年中考物理试题
【答案】 2400W 80% 4m31
【解析】（1）提起重物做的功为；
起重机提起重物做功的功率是：
；
机械效率是：
；
（2）物体重为： ，
配重的重为：
使起重机不翻倒，杠杆是平衡的。
即：
解得： 。
39．质量为 60kg 的工人站在水平地面上，用如图装置匀速打捞浸没在长方形水池中的物体，水池底面积为
15m2，物体重 2000N、体积为 0.1m3，物体未露出水面前，此装置机械效率为 80%．（不考虑水对物体的阻力、
绳重及绳与滑轮间的摩擦）g 取 10N/kg 求：
（1）物体浸没在水中受到的浮力；
（2）动滑轮的重力；
（3）若工人双脚与地面的接触面积为 500cm2，当他对地面的压强为 2×103Pa 时，池底受到水的压强的变化
量。
【来源】2018 年四川省遂宁市中考物理试题
【答案】（1）1000N；（2）250N；（3）50Pa。32
（3）已知工人的质量，可求工人的重力 ；已知工人对地面的压强，根据 可求对地面的压力，
根据 可求绳子的拉力，根据 可求出浮力的变化量，即可求排开液体的变
化量，再根据 求出液体深度的变化量，由 可求池底受到水的压强的变化量，
解答：（1）物体浸没在水中受到的浮力： ；
， 此 时 物 体 在 长 方 形 水 池 受 到 的 浮 力 ： ，
，物体排开液体的体积：由 ′可得，
，排开液体的变化量：
；液体深度的变化量：
，池底受到水的压强的变化量：
。
答：（1）物体浸没在水中受到的浮力是 1000N；
（2）动滑轮的重力是 250N；
（3）若工人双脚与地面的接触面积为 500cm2，当他对地面的压强为 2×103Pa 时，池底受到水的压强的变化
量是 50Pa。33
【点睛】本题为力学综合题，考查了压强、浮力、机械效率的计算，题目较难。
40．图甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体 A 从海底竖直向上始终以 0.05m/s
的速度匀速吊起，图乙是物体 A 所受拉力 F 随时间 t 变化的图象（不计摩擦、水的阻力及绳重，ρ 水
=1.0×103kg/m3．g=10N/kg）。请解答下列问题：
（1）物体 A 的体积是多少？
（2）物体 A 完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为 80%，当物体 A 完全离开水面后，滑轮组的机械效率是
多少？
（3）当物体 A 完全离开水面后，电动机两端电压为 380V，通过的电流为 5A，电动机线圈的电阻为多少？
（不计电动机内部摩擦）
【来源】山东省威海市 2018 年初中学业考试（中考）物理试题
【答案】（1）1m3；（2）85.7%；（3）6Ω。
根据阿基米德原理得，物体的体积为：
。
（2）不计摩擦、水的阻力及绳重时，水面下时的效率为 80%，即：
解得：
离开水面后，机械效率为：
。34
（3）由图知，两段绳子承担物重，所以电动机的拉力为：
，
根据 得，电动机的输出功率为：
，
电动机的输入功率为：
，
电动机的发热功率为：
，
根据 得，线圈的电阻为：
。
点 睛 ： 在 涉 及 机 械 效 率 的 相 关 计 算 ， 在 不 计 摩 擦 和 绳 重 时 ， 牢 记 效 率 的 两 个 思 路 ： 一 是
，二是 。
41．如图是工人将重 160N 的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为 3m，用时 3s，工人的拉力为
50N，工人质量为 50kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）
（1）求工人放绳的速度。
（2）求滑舱组的效率 η1
（3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为 η2，已知 η1：η2=4:3（物体在水中仍匀速下降，动滑
轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求当物体完全浸没水中后，工入对地面的压力。
【来源】【全国市级联考】四川省南充市 2018 年中考物理试题
【答案】见解析所示
【解析】（1）根据题意知道，物体下降速度是：v=h/t=3m/3s=1m/s；
由图知道滑轮组的有效绳子段数是 n=4，所以工人放绳的速度是：v 绳 =4v 物 =4×1m/s=4m/s；35
（2）因为 n=4，所以绳子运动距离是：s=4h=4×3m=12m；
工人放绳子的有用功是：W 有用=Gh=160N×3m=480J；
放绳子的总功是：W 总 =Fs=50N×12m=600J；
所以，滑轮组的效率是：η1 =W 有用/W 总×100%=480J/600J×100%=80%；
当完全入水后，动滑轮受到重物向下的拉力、自身向下的重力、4 段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可知：
4F 绳=F 拉物+G 动，故人对绳子的拉力是：F 绳=（F 拉物 +G 动）/4=（60N+40N）/4=25N，
此时人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，由于物体间力的作用是相互的，所以绳
子对人的拉力也为 25N；而人的重力是：G 人=m 人 g=50kg×10N/kg=500N，人受到竖直向上的支持力是：F 支
=G 人 +F 绳=500N+25N=525N，根据物体间力的作用是相互的知道，则人对地面的压力是 525N。
点睛：本题考查的是速度、有用功、总功、机械效率公式的应用，滑轮组拉力的计算，解题的关键是需要
知道动滑轮重力不变，是一道有难度的试题。
六、实验题
42．图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将
重为 4.5N 的物体从 A 位置提升到 A′位置，同时弹簧测力计从图中的 B 位置上升到 B′位置，在这个过程
中，弹簧测力计的示数如 图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：
（1）物体提升的高度是_____cm，拉力是_____N，该滑轮组的机械效率 η=_____；
（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效36
率_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【来源】2018 年山东省泰安市中考物理试题
【答案】 5.0 2 75% 变小
该动滑轮的机械效率：
；
（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，有用功不变，而滑
轮的重增加，由于对滑轮做的功为额外功，所以额外功增大，则滑轮组的机械效率变小。
点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做
的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功。
43．某物理实验小组的同学，利用如下图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡
条件。
（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向_____移动。（选填“左”或“右”）
（2）实验中测得的数据如下表所示：
通过探究，由实验数据可以得出杠杆的平衡条件是___________________。
（3）如图乙所示，将杠杆两端同时减去一个钩码，杠杆左端会_______。（选填“下沉”或“上升”）
【来源】湖南省邵阳市 2018 年中考物理真题
【答案】 右 F1 l1=F2 l2 （或“动力×动力臂=阻力×阻力臂”） 下沉37
（2）分析表中数据得出杠杆的平衡条件为： ；
（3）用杠杆平衡条件可对两侧的力的力臂的乘积进行分析，最后做出判断；
解答：（1）如图甲所示，杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，应将右端的平衡螺母向右移动；
（2）分析表中数据，计算动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂，就可以得出杠杆的平衡条件是动力×动力臂
=阻力×阻力臂（或 ）。
（3）设一个钩码的重力 G，一格的长度为 L，则当杠杆两侧的钩码各取下一个后，左边
右边 ；故杠杆不再水平平衡，左侧会下沉；
故答案为： (1). 右 (2). （或“动力×动力臂=阻力×阻力臂”） (3). 下沉
【点睛】杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠
杆在水平位置平衡。
44．如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
（1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向_____调节，使杠杆在水平位置平
衡。
（2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的_____端会下沉，要使杠杆重新在
水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将_____即可。
（3）小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认为_____
的实验方案更好，请说明你的理由_____。
（4）实验中小王发现：如果在杠杆的 O 点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响
到杠杆的平衡？请说明理由_____。
【来源】2018 年山东省枣庄市中考物理试题
【答案】 右 左 将左侧的钩码去掉一个 小李 弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便38
于测量 这个作用在杠杆 O 点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡
（3）由图可知，弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量，图丁的力不与杠杆垂直，力
臂不方便测量，图丙好；（4）杠杆在 O 点还受到一个向上的力，这个力与杠杆自身重力都过杠杆的支点，
力臂为零，这两个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。
点睛：（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水
平位置平衡，这样方便测量力臂；（2）设一个钩码重为 G，杠杆一个小格是 L，根据杠杆平衡条件判断杠
杆向那端下降，要保持平衡，根据杠杆的平衡条件判断移动那侧钩码；（3）根据钩码个数与每个钩码的重
力求出测力计拉力，根据杠杆的平衡条件可知，图丙弹簧测力计方向向上，容易测量力臂，图丁方向不与
杠杆垂直，不易测量力臂；（4）过支点的力，力臂为零。
45．.探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆两端的螺母作用是_______________。
(2)小明用如图所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是____________。
(3)小明又图所示装置进行实验。请在图中画出拉力 F 的力臂，弹簧测力计的读数应是_______N。(一个钩
码重 0.5 N)
(4)如图所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡。她用刻
度尺测出 L1 和 L2，则 2L1____ (选填“>”“
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