2021版《5年中考3年模拟》全国版中考物理：专题八　简单机械　功和功率

中考物理 专题八 简单机械 功和功率 考点一 简单机械 A 组 2020 年全国中考题组 1. (2020黑龙江齐齐哈尔,4,2分)杠杆是一种常见的简单机械,在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆 在正常使用时能够省力的是 (  ) 答案    D  船桨属于费力杠杆,故A错误;托盘天平属于等臂杠杆,故B错误;筷子属于费力杠杆,故C错误; 撬棍属于省力杠杆,故D正确。 2. (2020河南,8,2分)在如图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是 (  ) 答案    B     A项图中是瓶盖起子,使用过程中支点在瓶盖边缘,动力臂比阻力臂长,所以是省力杠杆。B项 图中是食品夹,使用时支点在夹子两臂连接处,手握的位置在夹子两臂中间附近,被夹物体在远处末端,所 以动力臂比阻力臂短,是费力杠杆。C项图中是起钉锤,使用时支点是锤子与地面的接触点,手握锤柄末 端,动力臂比阻力臂长,是省力杠杆。D项图中是核桃夹,使用时支点在夹子两臂连接处,动力臂比阻力臂 长,是省力杠杆。所以选B。 3. (2020江苏南京,18,4分)如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。 O 为固定转轴, A 处连接着石球, 脚踏杆的 B 处可使石球升高,抬起脚,石球会落下去击打稻谷。石球重50 N,不计摩擦和杆重。 (1)脚沿与杆垂直方向至少用力 F 1 ,才能将石球抬起。 F 1 的力臂为         m,此时舂米工具是一个             (选填“省力”或“费力”)杠杆。 (2)脚竖直向下至少用力 F 2 为         N,才能将石球抬起。 F 2 和 F 1 的大小关系为 F 2         F 1 。 答案  (1)1 省力 (2)20 > 解析  (1)由图1可知,脚沿与杆垂直方向至少用力 F 1 才能将石球抬起,则 F 1 的力臂 l 1 = AB - OA =1.4 m-0.4 m= 1 m;此杠杆的阻力等于石球的重力 G ,对应的阻力臂 l 2 小于动力臂 l 1 ,所以此时舂米工具是一个省力杠 杆。 图1 (2)脚竖直向下用力时,在图2中分别作出竖直向下的力 F 2 及力臂 l 1 '、石球重力 G 及力臂 l 2 ,△ OBC ∽△ OAD , = ,由杠杆平衡条件得 F 2 l 1 '= Gl 2 , F 2 = = G × =50 N × =20 N;两次石球抬起过程中, G 和 l 2 不变, F 2 的力臂 l 1 '小于 F 1 的力臂 l 1 ,所以 F 2 > F 1 。 图2 4. (2020山东青岛,19,4分)研究定滑轮的特点 (1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是         和           。 (2)如图乙所示,分别用拉力 F 1 、 F 2 、 F 3 匀速提升重物,则三个力的大小关系是           。 (3)旗杆顶部有一个定滑轮,给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮           的特点。 答案  (1)物体重力 绳子自由端拉力 (2) F 1 = F 2 = F 3  (3)改变力的方向 解析  (1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量物体的重力和绳子 自由端的拉力。(2)定滑轮实质是等臂杠杆,用其匀速提升同一重物,则三个力的大小关系是 F 1 = F 2 = F 3 。 (3)定滑轮的特点是不省力,但能改变力的方向,利用定滑轮升旗时,可以改变力的方向。 5. (2020辽宁营口,24,3分)如图甲所示是一种红酒开瓶器,图乙是其简化的示意图, O 是支点, F 2 是瓶塞作用 在 B 点的阻力。请在图乙中画出阻力臂 l 2 ,并画出作用在 A 点的最小动力 F 1 及动力臂 l 1 。 答案  如图所示 评分标准:动力 F 1 、动力臂 l 1 和阻力臂 l 2 各1分。(注意:没有区分动力 F 1 、阻力 F 2 的大小扣1分;力臂的其他 正确画法也给分) 解析  过支点 O 作阻力 F 2 作用线的垂线,垂线段即阻力臂 l 2 ;根据杠杆平衡条件 F 1 l 1 = F 2 l 2 可知,阻力和阻力 臂不变,动力最小时,要求动力臂最长,故连接 OA 为最长的动力臂,为保持杠杆平衡,过 A 点向上作 OA 的垂 线,线段末端标上箭头及 F 1 ,即最小的动力示意图,如答案图所示。 1. (2020北京,8,2分)如图所示的情境中,人对物体做功的是 (  ) 考点二 功、功率、机械效率 答案    B  做功包含两个必要因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上移动的 距离。A、C、D选项所描述的情境,都是物体在力的方向上没有移动距离,所以人对物体不做功,B正 确。 2. (2020山东青岛,14,3分)(多选)某建筑工地上,一台起重机10 s内将重1.5 × 10 4 N的物体匀速提升3 m。起 重机吊臂上的滑轮组如图所示,滑轮组的机械效率为75%。下列分析正确的是 (  ) A.拉力 F 的大小为7.5 × 10 3 N B.有用功的大小为4.5 × 10 4 J C.额外功的大小为1.5 × 10 4 J D.拉力 F 的功率为6.0 × 10 3 W 答案    BCD     根据题意可知, W 有 = Gh =1.5 × 10 4 N × 3 m=4.5 × 10 4 J,B选项正确;由 η = 可知, W 总 = = =6 × 10 4 J, W 额 = W 总 - W 有 =6 × 10 4 J-4.5 × 10 4 J=1.5 × 10 4 J,C选项正确;绳子自由端移动距离 s =2 h =2 × 3 m=6 m,拉力大小为 F = = =1.0 × 10 4 N,A选项错;拉力功率为 P = = =6.0 × 10 3 W,D选项正 确。故选B、C、D。 3. (2020山西,18,3分)如图所示,快递小哥为了把较重的货物装入运输车,用同样的器材设计了甲、乙两种 方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度,忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是 (  ) A.甲方式可以省力 B.乙方式不能改变力的方向 C.甲、乙两种方式做的有用功相等 D.甲、乙两种方式的机械效率相等 答案    C  题图中提升货物的滑轮组类型不同,甲方式中使用的都是定滑轮,乙方式中使用了一个定滑 轮和一个动滑轮,定滑轮不省力,故A项错。乙方式中通过上方的定滑轮改变了力的方向,B项错。有用 功是对货物做的功,两种方式中相同的货物被提升了相同的高度,所以有用功( W 有 = Gh )相同,故C项正 确。忽略绳重和摩擦,甲方式中没有额外功,机械效率是100%,乙方式中额外功是克服动滑轮的重力做 的功,所以乙方式机械效率比甲方式小,故D项错。 4. (2020广东,14,3分)如图所示,人向下拉绳提升重物。已知物体重400 N,动滑轮重60 N,不计绳重及摩擦, 将重物匀速提升0.5 m,人需用的拉力为         N,绳子自由端移动的距离为         m,人所做的有用 功为         J。 答案  230 1 200 解析  由图知, n =2,不计绳重及摩擦,人需用的拉力 F = = =230 N ;绳子自由端移动的距 离 s =2 h =2 × 0.5 m=1 m;人所做的有用功为 W 有 = Gh =400 N × 0.5 m=200 J。 5. (2020安徽,6,2分)如图所示,工人沿斜面用一定大小的力 F 把一重为600 N的物体从斜面底部匀速推到 顶端(不考虑物体的大小)。已知斜面长 L =3 m,高 h =1.5 m。若该过程中斜面的效率为60%,则力 F 所做的 功为         J。 答案  1.5 × 10 3 解析  克服物体重力做的功为有用功,即 W 有 = Gh =600 N × 1.5 m=900 J,根据 η = 可知, W 总 = = = 1.5 × 10 3 J。 考点一 简单机械 B 组 2016—2019 年全国中考题组 1. (2019河南,11,2分)图1中开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。图2能正确表示它工作示意图 的是(  ) 图1 图2 答案    B  使用开瓶器开启瓶盖时,用力向上抬起开瓶器,开瓶器绕顶端与瓶盖的接触点转动,所以开瓶 器顶端与瓶盖的接触点是支点,末端受到的向上的力是动力,瓶盖边缘对开瓶器向下的力是阻力,B图所 示的杠杆能表示开瓶器工作示意图。 解题思路  根据开瓶器的工作过程分析其支点位置,然后再根据开瓶器的使用目的和受力情况来判断 动力与阻力方向。 2. (2018新疆乌鲁木齐,6,3分)如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力, G 1 =60 N, G 2 =38 N,甲乙 两种情况下绳子在相等拉力 F 作用下静止。则每个动滑轮的重力为 (  ) A.3 N  B.6 N C.11 N  D.22 N 答案    B  由题图可知,甲图中承担物重的绳子股数为3,乙图中承担物重的绳子股数为2,不计绳重和摩 擦力,则绳端拉力分别为 F = ( G 1 + G 动 ), F = ( G 2 + G 动 ),得 × (60 N+ G 动 )= × (38 N+ G 动 ),解得 G 动 =6 N,故 选B。 3. (2019四川成都,A18,4分)如图,是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会 选择         (选填“A”、“B”或“C”)剪刀,这样选择是为了省         。 答案     C 力 解析  因为铁皮较硬,所以剪铁皮时要用省力杠杆,C剪刀的动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故选C 剪刀。 4. (2018天津,18,4分)利用图甲中的撬棒撬石块时,撬棒相当于         (选填“省力”或“费力”)杠杆; 利用图乙中的滑轮组匀速提升900 N的重物时,若忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为             N。       图甲      图乙 答案  省力 300 解析  在撬动石块时,手用力为动力,石块对杠杆施加阻力,动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;由题图可 知 n =3,故 F = G 物 = × 900 N=300 N。 5. (2016江苏南京,23,4分)用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。 (1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向         移 动(选填“左”或“右”)。 (2)如图乙所示,在刻度线“2”处挂2个钩码,在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠 杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为 F 1 。将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数 F 2         F 1 (选填“>”、“=”或“ > (3)12.5 解析  (1)探究杠杆的平衡条件时,要先使杠杆在水平位置平衡,调节方法:哪边高,平衡螺母向哪边调。 (2)竖直向下拉弹簧测力计时,拉力的力臂为4(格),若弹簧测力计向左倾斜拉,则拉力的力臂会变小,故 F 2 > F 1 ;若弹簧测力计向右倾斜拉,则拉力的力臂也会变小,故 F 3 > F 1 。 (3)若要悬挂的重物最重,则应把重物挂在左侧刻度线“1”处,使阻力臂最小,将弹簧测力计挂在右侧刻 度线“5”处,使动力臂最大,根据杠杆的平衡条件 F 1 · l 1 = F 2 · l 2 可得2.5 N × 5= G × 1,所以 G =12.5 N。 评析  本题考查杠杆平衡条件的探究实验,要明白实验前杠杆应怎样调节水平平衡;还考查了对力臂的 理解和认识,在竖直向下拉时,力臂可以在杠杆上直接读出,当拉力方向改变时,力臂就不再是支点到力的 作用点的距离了。 考点二 功、功率、机械效率 1. (2019天津,6,3分)小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近 (      ) A.9 J  B.30 J  C.90 J  D.300 J 答案    C  两个鸡蛋所受的重力约为1 N,30个鸡蛋所受的重力约为15 N,从一楼走到三楼其实是升高了 两层楼的高度,一层楼高约3 m,所以上升的高度约为6 m,由 W = Gh 得人提鸡蛋的力做功约为90 J,故选项C 正确。 2. (2016宁夏,27,3分)如图所示,同一滑轮采用甲、乙两种连接方式匀速提升重为100 N的物体,已知滑轮 重20 N(绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计)。则 (  ) A.手的拉力: F 甲 > F 乙 ;机械效率: η 甲 < η 乙 B.手的拉力: F 甲 = F 乙 ;机械效率: η 甲 = η 乙 C.手的拉力: F 甲 > F 乙 ;机械效率: η 甲 > η 乙 D.手的拉力: F 甲 < F 乙 ;机械效率: η 甲 < η 乙 答案 C 题中甲是定滑轮,乙是动滑轮。绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计时, F 甲 = G 物 =100 N, F 乙 = = =60 N,所以 F 甲 > F 乙 。两滑轮提升相同重物且提升相同高度时,有用功相同,甲种方 式不做额外功,乙种方式需克服动滑轮重力做额外功,所以 η 甲 > η 乙 。故选C。 解题思路  (1)定滑轮不省力, F 甲 = G 物 =100 N; 动滑轮省一半力, F 乙 = ( G 轮 + G 物 )=60 N。 (2)机械效率 η = = ,做相等的有用功,额外功越多, η 越小。 知识拓展  (1)影响滑轮组机械效率的因素 ① G 动 ;② G 物 ;③ G 绳 ;④摩擦。其中 G 动 、 G 绳 及摩擦都是影响额外功大小, G 物 影响有用功大小。 (2)滑轮组机械效率与物体提升高度 h 、提升物体速度(做功快慢)及绕绳方式无关。 3. (2018河北,25,3分)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         ,起重机的总功率是         W。 答案  14 400 60% 2 400 解析  有用功: W 有 = Gh =3 600 N × 4 m=14 400 J 机械效率: η = × 100%= × 100%=60% 总功率: P = = =2 400 W 4. (2019陕西,33,8分)图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台,方 便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。 整机质量(空载)/kg 3 200 安全工作载荷/kg 200 起升电机额定电压/V 24 起升电机额定功率/kW 4.0 轮胎接地总面积/m 2 0.08 (1)这台机器空载且静止时,对水平地面的压强是多大?( g 取10 N/kg) (2)起升电机以额定功率工作时,将总重为1 000 N的人和作业工具以0.2 m/s的速度举高8 m。该机器做 的有用功是多少?机械效率是多少? (3)此类机器机械效率一般较低的主要原因是:                              。 答案  (1)4 × 10 5 Pa (2)8 × 10 3 J 5% (3)机器所做额外功较多(或自重较大)(答案合理即可得分) 解析  (1)机器静止在水平地面 F = G = mg =3 200 kg × 10 N/kg=3.2 × 10 4 N(1分) 则机器对地面的压强 p = = =4 × 10 5 Pa(2分) (2)机器做的有用功 W 有用 = Gh =1 000 N × 8 m=8 × 10 3 J(1分) 由 v = ,得 t = = = =40 s(1分) 由表格可知, P =4 kW=4 000 W 机器做的总功 W 总 = Pt =4 000 W × 40 s=1.6 × 10 5 J(1分) 机器的机械效率 η = × 100%= × 100%=5% (1分) (其他方法参照赋分) (3)此类机器所做额外功较多(或自重较大) (1分) 考点一 简单机械 C组 教师专用题组 1. (2020贵州贵阳,9,3分)撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石 头的情景,撬棒上 O 点为杠杆的支点。下列分析正确的是 (  ) A.此时撬棒为等臂杠杆 B.应用此撬棒的主要目的是省力 C.力 F 的作用点靠近 O 点会更省力 D.应用此撬棒的主要目的是省距离 答案    B  由图可以看出,撬棒的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,应用此撬棒的主要目的是省力, 故A、D错误,B正确;工人利用撬棒撬动大石头时,阻力和阻力臂一定,若力 F 的作用点靠近 O 点,则动力臂 减小,由杠杆平衡条件可知,动力变大,C错误。故正确选项为B。 2. (2019北京,5,2分)如图所示的用具中,在使用时属于费力杠杆的是 (  ) 答案    A  筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,A正确;瓶盖起子、撬棒、核桃夹在使用时, 动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B、C、D错误。 3. (2019 广西北部湾经济区 ,15,2 分 ) 如图所示 , 杠杆在拉力 F 的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕 c 点从 a 位置转动到 b 位置的过程中 , 杠杆始终保持水平平衡 , 则拉力 F 的变化情况是 (  ) A.一直变大 B.一直变小 C.一直不变 D.先变大后变小 答案    A  保持杠杆水平平衡,将弹簧测力计绕 c 点从 a 位置转动到 b 位置的过程中,动力臂 l 1 会一直减小, 阻力 F 2 = G 和阻力臂 l 2 不变,根据杠杆的平衡条件 F 1 l 1 = F 2 l 2 ,可知动力 F 1 即拉力 F 一直变大,故选A。 易错警示  要充分理解力臂是指支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,另外将弹簧 测力计绕 c 点从 a 位置转动到 b 位置的过程中,动力臂是在变小的,在 a 位置,动力臂最大。 4. (2018陕西,6,2分)如图所示的不锈钢空调架,安装时横杆 OB 伸出墙外由斜杆 AC 支撑,其中 O 、 A 两点固 定在墙上, C 端固定在横杆 OB 上。通常将空调室外机置于该支架上时不紧靠墙体。下列相关说法正确 的是 (  ) A.空调架对墙没有力的作用 B.若以 O 为支点, OB 一定是一个省力杠杆 C.若室外机向外移动, AC 对 OB 的支撑力变大 D.室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电 答案    C  为了不让空调架倾倒,墙给空调架一个支持力,根据力的作用是相互的,空调架对墙有力的作 用,故A错误;若以 O 为支点,沿 AC 方向的力是动力,空调对支架的压力是阻力,阻力臂和动力臂大小不能 比较, OB 可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故B错误;室外机向外移动,阻力臂变大,阻力不变,动力臂不 变,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,即 AC 对 OB 的支撑力变大,故C正确;空调室外机离墙太近,会影响 空调的通风散热,故D错误。 5. (2017天津,13,3分)(多选)如图所示,某人用扁担担起两筐质量分别为 m 1 、 m 2 的货物,当他的肩处于 O 点时, 扁担水平平衡,已知 l 1 > l 2 ,扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向 O 点移近相同的距离Δ l ,则 (     ) A.扁担左端向下倾斜 B.扁担右端向下倾斜 C.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为( m 2 - m 1 ) D.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为( m 2 - m 1 ) 答案    AC  扁担可以看成杠杆, O 点为支点,原来平衡,则 m 1 gl 1 = m 2 gl 2 ∵ l 1 > l 2 ,∴ m 1 g < m 2 g ,两筐悬挂点均向 O 点移动Δ l ,则左边减少 m 1 g Δ l ,右边减少 m 2 g Δ l , m 1 g Δ l < m 2 g Δ l , ∴左边下沉,A项正确; 要恢复平衡,需向右侧筐内加入货物,设其质量为Δ m ,则 m 1 g ( l 1 -Δ l )=( m 2 g +Δ mg )( l 2 -Δ l ) ∴ m 1 gl 1 - m 1 g Δ l = m 2 gl 2 +Δ mg ( l 2 -Δ l )- m 2 g Δ l 得:Δ m = ,C项正确。 6. (2020湖南常德,23,6分)农忙时节小明帮爷爷挑谷子,初次干农活的他在左筐中装了20 kg,右筐中装了 25 kg,如果扁担的长度为1.8 m,则他在距扁担左端     m处将谷子挑起来才能使挑担水平(扁担和筐 的重力均不考虑);为了方便行走,小明将两筐谷子同时向内移动了0.1 m,则需要     筐(选填“左” 或“右”)增加约     kg(保留1位小数)谷子,才能基本保持挑担水平。 答案  1 右 0.7 解析  根据杠杆平衡条件有 G 左 L 左 = G 右 L 右 ,则: = = = = = 。扁担的长度为1.8 m,则他在距 扁担左端 L 左 =1.8 m × =1 m处将谷子挑起来才能使挑担水平。将两筐谷子同时向内移动了0.1 m,则左边 力臂变为0.9 m,右边力臂变为0.7 m,此时 G 左 L 左 '=200 N × 0.9 m=180 N·m, G 右 L 右 '=250 N × 0.7 m=175 N·m,左 边力与力臂乘积大于右边力与力臂乘积;要使挑担基本保持水平,根据杠杆平衡条件应该在右边增加谷 子, m '= - m 右 = -25 kg ≈ 0.7 kg。 7. (2018云南昆明,13,2分)如图所示,轻质杠杆 OA 可绕 O 点无摩擦转动, A 点处挂一个重为20 N的物体, B 点 处加一个竖直向上的力 F ,杠杆在水平位置平衡,且 OB ∶ AB =2∶1。则 F =     N,它是     杠 杆。 答案  30 费力 解析  动力臂为 OB ,阻力臂为 OA ,因 OB < OA ,故该杠杆为费力杠杆; = ,根据 F · OB = G · OA ,得 F = · G = × 20 N=30 N。 8. (2019浙江杭州,33,6分)如图甲,有一轻质杆,左右各挂由同种金属制成、质量分别为 m 1 和 m 2 ( m 1 > m 2 )的实 心物块后恰好水平平衡。 (1)求左右悬挂点到支点 O 的距离 L 1 与 L 2 之比。 (2)将两物分别浸没于水中(如图乙),杆将会         (选填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”), 试通过推导说明。 答案  (1) m 2 ∶ m 1  (2)仍然平衡 推导过程见解析 解析  (1)∵杠杆平衡时有: F 1 × L 1 = F 2 × L 2 ∴ m 1 g × L 1 = m 2 g × L 2 变形得到: L 1 ∶ L 2 = m 2 ∶ m 1 (2)杠杆仍然平衡 以浸没于水的物体为研究对象进行受力分析: F 拉 + F 浮 = m 物 g F 拉 = m 物 g - F 浮 = m 物 g - ρ 水 gV 物 = m 物 g 所以: F 拉1 × L 1 = m 1 gL 1 F 拉2 × L 2 = m 2 gL 2 ∵ m 1 gL 1 = m 2 gL 2 ∴ F 拉1 L 1 = F 拉2 L 2 因此杠杆仍然平衡 9. (2019山西,44,3分)汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一。全国各地设置了许多超载监测站 加强监管。如图所示,一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重。先让货车前轮单 独开上电子地磅秤,其读数为8 t;前轮驶离电子地磅秤,再让后轮单独开上电子地磅秤,其读数为9 t。国 家规定两轴货车限载车货总重18 t,请你通过计算分析该货车是否超载。 答案  见解析 解析  货车前轮开上地磅秤时,以后轮为支点,如图甲所示 甲 根据杠杆的平衡条件得 F 前 l = G 车 l 1  (1分) 货车后轮开上地磅秤时,以前轮为支点,如图乙所示 乙 根据杠杆的平衡条件得 F 后 l = G 车 l 1 ' (1分) 由分析可知 l 1 + l 1 '= l 联立上式,得 G 车 = F 前 + F 后 依题意 G 车 = G 前 + G 后 则 m 车 = m 前 + m 后 =8 t+9 t=17 t η B ,则有 > ,即 < ,化简得出 G A > G B ,也就是说相同的滑轮组匀速提升 A 、 B 过程, 提起 A 时,所做有用功大,但所做额外功相同,故A、B选项错。由于总功等于有用功和额外功之和,所以 提升 A 物体过程总功大,故C错,D正确。 4. (2020甘肃兰州模拟诊断,8)两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的 路程随时间变化的关系图像如图所示。根据图像,下列判断正确的是 (  ) A.两次物体运动的速度: v 1 < v 2 B.0~6 s两次拉力对物体所做的功: W 1 = W 2 C.两次物体所受的拉力: F 1 > F 2 D.0~6 s两次拉力对物体做功的功率: P 1 > P 2 答案    D  由图像可知,当 t =8 s时, s 1 =0.8 m, s 2 =0.4 m,根据 v = 可得 v 1 =0.1 m/s, v 2 =0.05 m/s, v 1 > v 2 ,故A错误; 两物体做匀速直线运动,所以拉力等于摩擦力,又因为是同一物体、同一水平面,所以受到的摩擦力是相 等的,故两次的拉力 F 1 = F 2 ,由图可知,0~6 s第一次运动距离 s 1 '=0.6 m,第二次运动距离 s 2 '=0.3 m,所以 W 1 = F 1 s 1 ', W 2 = F 2 s 2 ',得 W 1 > W 2 ,故B、C错误;0~6 s第一次做功功率 P 1 = ,第二次做功功率 P 2 = ,又因为 W 1 > W 2 ,所以 P 1 > P 2 ,故D正确。故选D。 5.(2020北京西城一模,19)(多选)小亮同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的 关系如图线 a 所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图线 b 所示。已知物体的质量为900 g,所用动滑 轮的质量为100 g,绳子自由端的拉力 F 为2.6 N。 g 取10 N/kg。在0~2 s的过程中,下列说法中正确的是  (  ) A.物体上升速度为0.05 m/s B.拉力 F 的功率为0.13 W C.滑轮组的有用功为0.9 J D.滑轮组的机械效率小于90% 答案    ACD  由图可知,当物体运动2 s时,路程是10 cm,物体上升速度为 v 物 = = = =0.05 m/s 故A正确; 根据图可知,当绳子运动2 s时,路程是40 cm,绳子的速度为 v 绳 = = = =0.2 m / s 拉力 F 的功率为 P = Fv 绳 =2.6 N × 0.2 m/s=0.52 W 故B错误; 当物体运动2 s时,路程是10 cm,有用功为 W 有 = G 物 s 物 = mgs 物 =900 g × 10 N/kg × 10 cm=0.9 kg × 10 N/kg × 0.1 m=0.9 J 故C正确; 总功为 W 总 = Fs 绳 =2.6 N × 40 cm=2.6 N × 0.4 m=1.04 J 机械效率为 η = = ≈ 86.5% 故D正确。故选A、C、D。 6. (2020河南师大附中模拟,5)如图所示的杠杆(自重和摩擦不计), O 是支点, A 处挂一重为50 N的物体,为保 证杠杆在水平位置平衡,在中点 B 处沿         (选填“ F 1 ”“ F 2 ”或“ F 3 ”)方向施加的力最小,为             N。 二、填空与作图题 (每空1分,作图1分,共7分) 答案 F 2  100 解析  为使拉力最小,动力臂要最长,拉力的方向应该垂直于杠杆向上,即竖直向上,动力臂为 OB ,根据杠 杆的平衡条件可得 F 2 × OB = G × OA ,由于 OA 是 OB 的二倍,所以 F 2 =2 G =100 N。 方法归纳  杠杆最小力求解方法 (1)力的作用点确定:连接支点与力的作用点,连线的长度为最大力臂,垂直于最大力臂作出的力为最小力。 (2)力的作用点不确定:在杠杆上找到离支点最远的点,连接支点和最远点,连线的长度为最大力臂,垂直 于最大力臂作出的力为最小力。 (3)注意力的方向:支点在中间,动力、阻力指同侧;支点在一端,动力、阻力朝两边。 7. (2020江苏苏州姑苏一模,17)在高速铁路上,一列车以324 km/h的速度在平直轨道上匀速行驶50 km,若 列车的牵引力为10 5 N,通过这段路程牵引力所做的功为         J,功率为         W。 答案  5 × 10 9  9 × 10 6 解析  牵引力所做的功: W = Fs =10 5 N × 50 × 10 3 m=5 × 10 9 J, v =324 × m/s=90 m/s, 功率: P = = = Fv =10 5 N × 90 m/s=9 × 10 6 W 8. (2020广东广州增城一模,14)俯卧撑可以看成是一个杠杆模型,如图所示 A 为重心, O 为支点,支撑点为 B , 手臂与地面垂直。画出动力(支撑力)的方向;动力臂是         m。假如人的体重是500 N,则支撑力是         N。 答案  如图所示 1.5 300 解析  由题意可知,动力作用点在 B 点,方向竖直向上,动力方向如答案图所示。 动力臂是支点 O 到动力作用线的距离,从图中可看到,动力臂的大小 l 动 =0.9 m+0.6 m=1.5 m 动力臂是1.5 m。 根据杠杆的平衡条件可知 Fl 动 = Gl 阻 解得支撑力是 F = = =300 N 支撑力是300 N。 9. (2020五三,原创题)按题目要求作图。 (1)在图甲中画出动力臂和阻力臂。 (2)用线代表绳子,将图乙中两个滑轮连成省力的滑轮组,要求人用力往下拉绳使重物升起。 (3)画出使杠杆 AB 在图丙所示位置静止时所用最小力 F 的作用点和方向。 三、作图题 (共6分) 答案  (1)如图所示 (2)如图所示 (3)如图所示 解析  (1)从支点分别向动力和阻力的作用线作垂线段,垂线段的长度为动力臂和阻力臂。 (2)一定一动两个滑轮连成的滑轮组,拉力的方向向下,只有一种绕法,如答案图所示。 (3)在杠杆上用最小的力使杠杆平衡,最小的力要对应最长的力臂,故找出离支点最远的点 B , OB 为最长力 臂,垂直于 OB 向上的力即最小力。 10. (2019江苏无锡锡山一模,26)如图甲所示,叉车的两个前轮宽大、两个后轮窄小。每个前轮与地面的 接触面积为0.05 m 2 ,每个后轮与地面的接触面积为0.02 m 2 ,叉车(包含人)的重心在 P 点,叉车和人的总质 量为2.1 t。某次工作时,叉车托着1.5 t的货物(重心在 Q 点)从 A 点竖直匀速提升到 B 点,再水平匀速移动到 C 点,如图乙所示,共用了2 min, g 取10 N/kg。求: (1)当叉车不放货物静止在水平地面上时,叉车对地面的压强大小; (2)从 A 到 C 过程中,叉车对货物做功的功率; (3)图中叉车装运的货物最大重力。 四、计算题 (共7分) 答案  (1)1.5 × 10 5 Pa (2)500 W (3)2.52 × 10 4 N 解析  (1)人和叉车的总重力 G = mg =2.1 × 10 3 kg × 10 N/kg=2.1 × 10 4 N, 叉车不放货物静止在水平地面上时,叉车对地面的压力等于人和叉车的总重力,即 F = G =2.1 × 10 4 N, 叉车对地面的压强大小 p = = =1.5 × 10 5 Pa; (2)货物的重力为 G 货 = m 货 g =1.5 × 10 3 kg × 10 N/kg=1.5 × 10 4 N; 从 A 到 C 过程中,叉车对货物的支持力只在 A 到 B 过程做功,叉车做的功为 W = G 货 h =1.5 × 10 4 N × 4 m=6 × 10 4 J; 做功的功率为 P = = =500 W; (3)由图可知,叉车工作时,相当于以前轮为支点的杠杆,根据杠杆的平衡条件可知, 叉车装运的货物最大重力为 G 最大 = = =2.52 × 10 4 N。