第12章簡單機械（A卷·知識通關練）核心知識1杠桿【高頻考點精講】一、杠桿1、定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點O轉動，這根硬棒就是杠桿。說明：杠桿可直可曲，形狀任意。2、杠桿五要素（1）支點：杠桿可以繞其轉動的點，用字母O表示。（2）動力：使杠桿轉動的力，用字母表示。（3）阻力：阻礙杠桿轉動的力，用字母表示。（4）動力臂：從支點O到動力作用線的距離，用字母表示。（5）阻力臂：從支點O到阻力作用線的距離，用字母表示。二、杠桿的平衡條件1、杠桿平衡：杠桿靜止不動或勻速轉動都叫做杠桿的平衡狀態。注意：實驗室中探究杠桿平衡條件是杠桿在水平位置平衡，但在實際生活中，水平位置平衡不多，在許多情況下，杠桿受到平衡力作用時傾斜靜止，所以杠桿不論處于什么狀態下的靜止，都可以理解成平衡狀態。2、平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂，。三、杠桿的分類及實際應用1、省力杠桿：動力臂大于阻力臂，省力費距離。實際應用：羊角錘撬釘子、剪樹枝的剪刀、瓶起子、核桃夾等。2、費力杠桿：動力臂小于阻力臂，費力省距離。實際應用：人的前臂、釣魚竿、食品夾、筷子、鑷子等。3、等臂杠桿：動力臂等于阻力臂，不省力不費力，不省距離不費距離。實際應用：天平等。四、杠桿中最小力的問題1、根據杠桿平衡條件，阻力、阻力臂一定時，要使動力最小，則須使動力臂最長，連接杠桿支點和動力作用點所得線段，即為最長動力臂。2、具體步驟①確定杠桿中支點和動力作用點的位置。②連接支點與動力作用點，得到最長線段。③經過動力作用點做出與該線段垂直的直線。④根據杠桿平衡原理，確定使杠桿平衡的動力方向。【熱點題型精練】1．（2022?成都期末）如圖所示，杠桿處于平衡狀態，如果將物體A和B同時向靠近支點的方向移動相同的距離，下列判斷正確的是（）A．杠桿仍能平衡 B．杠桿不能平衡，左端下沉 C．杠桿不能平衡，右端下沉 D．無法判斷2．（2022?天津期末）如圖是用撬棒撬石頭的情景，下圖中關于該撬棒使用時的杠桿示意圖正確的是（）A． B． C． D．3．（2022?慶陽期末）園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸O處靠近，這樣做的目的是為了（）A．增大阻力臂，減小動力移動的距離 B．減小動力臂，減小動力移動的距離 C．增大動力臂，省力 D．減小阻力臂，省力4．（2022?北京模擬）古代護城河上安裝的吊橋可以看成一個以O為支點的杠桿，如圖所示。一個人通過定滑輪用力將吊橋由圖示位置緩慢拉至豎直位置，若用L表示繩對橋板的拉力F的力臂，則關于此過程中L的變化以及乘積FL的變化情況，下列說法正確的是（）A．L始終在增加，FL始終在增加 B．L始終在增加，FL始終在減小 C．L先增加后減小，FL始終在減小 D．L先減小后增加，FL先減小后增加5．（2022?綿陽模擬）如圖所示，兩個等高的托盤秤甲、乙放在同一水平地面上，質量分布不均勻的木條AB重24N，A、B是木條兩端，O、C是木條上的兩個點，AO＝BO，AC＝OC．A端放在托盤秤甲上，B端放在托盤秤乙上，托盤秤甲的示數是6N．現移動托盤秤甲，讓C點放在托盤秤甲上。此時托盤秤乙的示數是（）A．8N B．12N C．16N D．18N6．（2022?達州模擬）如圖所示，輕質杠桿AB可繞O點轉動，當物體C浸沒在水中時杠桿恰好水平靜止，A、B兩端的繩子均不可伸長且處于張緊狀態。已知C是體積為1dm3、重為80N的實心物體，D是邊長為20cm、質量為20kg的正方體，OA：OB＝2：1，圓柱形容器的底面積為400cm2（g＝10N/kg），則下列結果不正確的是（）A．物體C的密度為8×103kg/m3 B．杠桿A端受到細線的拉力為70N C．物體D對地面的壓強為1.5×103Pa D．物體C浸沒在水中前后，水對容器底的壓強增大了2×103Pa7．（2022?寧夏期末）如圖是同學們常用的燕尾夾，AB＝BC，當用力摁住C點打開該夾子時，可把點看作支點，此時夾子可近似看作杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）。8．（2022?咸寧期末）如圖所示，杠桿AB放在鋼制圓柱體的正中央水平凹槽CD中，杠桿AB能以凹槽兩端的C點或D點為支點在豎直平面內轉動，長度AC＝CD＝DB，左端重物G＝12N．當作用在B點豎直向下的拉力F足夠大時，杠桿容易繞（選填“C”或“D”）點翻轉，為使杠桿AB保持水平位置平衡，拉力F1＝N的最小值，最大值F2＝N．（杠桿、細繩的質量及摩擦均忽略不計）9．（2022?綏化期末）如圖所示，輕質杠桿OB可繞固定軸O自由轉動（AB＝2AO）。將棱長為10cm的正方體合金塊，用輕繩掛在A點處，在B點施加豎直向上的力F1＝30N時，杠桿在水平位置平衡，此時合金塊對水平地面的壓強恰好為0，則合金塊的質量是kg．若撤去F1，在B點施加力F2時，合金塊對地面的壓強為1.2×103Pa，則力F2的大小是N。10．（2022?廣安期末）如圖所示，一輕質杠桿水平支在支架上，OA：OC＝2：1，G1是邊長為5cm的正方體，G2重20N，則繩子對G1的拉力為N，此時G1對地面的壓強為2×104Pa，G1重N。11．（2022?眉山期末）如圖所示，輕質杠桿OA能繞O點轉動，請在杠桿中的A端畫出使輕質杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖（要求保留作圖痕跡）。12．（2022?衡水模擬）探究杠桿的平衡條件

（1）杠桿兩端的螺母作用是。（2）小明用如圖甲所示裝置，進行實驗并收集了下表中的數據，分析數據可知，杠桿的平衡條件是。（3）小明又用如圖乙所示裝置進行實驗，請在圖中畫出拉力F的力臂，彈簧測力計的讀數應是N．（一個鉤碼重0.5N）（4）如圖丙所示，小紅實驗時在一平衡杠桿的兩端放上不同數量的相同硬幣，杠桿仍在水平位置平衡。她用刻度尺測出L1和L2，則2L1（選填“＞”“＜”或“＝”）3L2。實驗次數動力/N動力臂/m阻力/N阻力臂/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15【拓展】探究了杠桿的平衡條件后，小紅對天平上游碼的質量進行了計算，她用刻度尺測出L1和L2（如圖丁所示），則游碼的質量為g。13．（2022?梧州期末）如圖所示，將質量為6kg，邊長為0.1m的正方體合金塊，用細線掛在輕質杠桿A點處，在B點施加與杠桿垂直的力F1時，杠桿在水平位置平衡，其中OB＝3OA（g取10N/kg）求：（1）合金塊的重力；（2）合金塊的密度；（3）拉力F1的大小。核心知識2滑輪【高頻考點精講】一、定滑輪和動滑輪（一）定滑輪1、定滑輪使用時，滑輪的位置固定不變。2、特點（1）如圖1所示，定滑輪可以改變力的方向，但不省力。（2）若物體移動的距離為h，則繩子自由端移動的距離s=h。3、原理：等臂杠桿。如圖2所示，動力臂=阻力臂=r，由杠桿平衡條件可知，。（二）動滑輪1、動滑輪使用時，滑輪隨重物一起移動。2、特點（1）省力，但不能改變力的方向。（2）費距離，若物體移動的距離為h，則繩子自由端移動的距離s=2h。3、原理：省力杠桿。如圖3所示，=2，由杠桿平衡條件可知，。二、滑輪組1、定義：由定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組。2、使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向。3、規律總結（1）使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即動力F＝，若忽略滑輪重，則有F＝，其中n為承擔物重的繩子段數。（3）用滑輪組時，雖然省力，但是費距離，滑輪組用幾段繩子吊著物體，繩子自由端移動的距離就是物體移動距離的幾倍。設物體上升的高度為h，則繩子自由端移動的距離s＝nh，其中n為承擔物重的繩子段數。三、斜面1、斜面是簡單機械的一種，能夠將物體以相對較小的力從低處提升至高處，但是提升物體的路徑長度也會增加。2、用F表示力，l表示斜面長，h表示斜面高，物重為G，不計阻力，根據功的原理可得Fl＝Gh，斜面傾角越小，斜面越長，則越省力，但費距離，例如盤山公路、螺絲釘上的螺紋等。四、輪軸1、定義：由輪和軸組成，能繞共同軸線旋轉的簡單機械叫做輪軸，例如汽車方向盤、旋轉門把手等。2、實質：輪軸相當于一個杠桿，輪和軸的中心O是支點，作用在輪上的力是動力F1，作用在軸上的力是阻力F2，輪的半徑OA就是杠桿的動力臂l1，軸的半徑OB就是杠桿的阻力臂l2。3、特點：因為輪半徑R大于軸半徑r，即杠桿的動力臂大于阻力臂，所以作用在輪上的動力F1總小于作用在軸上的阻力F2，使用輪軸可省力，但是費距離。4、公式：。【熱點題型精練】14．（2022?鄂爾多斯期末）如圖所示，用不同的機械勻速提升同一物體時，最費力的是（不計機械自重和摩擦）（）A．B．C．D．15．（2023?自貢模擬）如圖所示，物體A、B的重分別為20N、10N，滑輪重和滑輪與繩子之間的摩擦忽略不計，此時物體A在水平面上向右做勻速直線運動，若用力F向左拉物體A，使物體A向左做勻速直線運動，則（）A．F＝20N B．F＝10N C．F＝5N D．F＝30N16．（2023?南昌模擬）如圖所示，在豎直向上大小為10N的力F的作用下，重物A沿豎直方向勻速上升。已知重物A上升速度為0.2m/s，不計滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦，則物體的重力大小和滑輪上升的速度分別為（）A．20N；0.4m/s B．20N；0.1m/s C．5N；0.4m/s D．5N；0.1m/s17．（2022?綿陽期末）用水平力F1拉動如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運動，物塊B在木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2。不計滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關系是（）A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F218．（2022?鄂州模擬）如圖所示，用完全相同的四個滑輪和兩根細繩組成甲、乙兩個滑輪組，在各自的自由端分別施加F1和F2的拉力，在相同時間內將相同的重物豎直勻速提升相同的高度（不計繩重、輪重和一切摩擦）。下列說法正確的是（）A．拉力F1小于拉力F2 B．甲繩子自由端移動速度小于乙繩的 C．甲、乙兩滑輪組均屬于費力的機械 D．甲、乙兩滑輪組繩子自由端移動的距離相等19．（2023?哈爾濱模擬）如圖所示，在一水平地面上，木箱重400N，受到的摩擦力為200N，用力F拉動木箱使它勻速直線運動了3m（不計滑輪重量及繩與滑輪間的摩擦），下列說法正確的是（）A．拉力F的大小為400N B．拉力F的大小為200N C．繩自由端移動了6m D．繩自由端移動了9m20．（2022?濟寧期末）小可在A端用如圖所示的動滑輪勻速提起200N的水桶，若不計繩重、滑輪重及摩擦，則人拉繩子A端的動力為N；實際測量A端的拉力為110N，不計繩重及摩擦，則滑輪重為N。21．（2022?海南期末）小謙想把被臺風刮倒的樹拉正。他把繩子的一端系在乙樹上，然后繞過甲樹用力拉繩子，這樣做有段繩子拉甲樹。如果不計繩重和摩擦，甲樹受300N拉力，則小謙對繩子的拉力至少為N。22．（2022?哈爾濱期末）利用如圖所示的滑輪組將一個重200N的物體，勻速提高5m，不計滑輪自重、繩重及摩擦，繩子自由端施加的拉力F為N．若實際拉力F為60N，則實際拉力F所做的功為J。23．（2022?百色期末）如圖所示，重力為50N的物體在拉力F的作用下沿水平向左勻速運動，若物體受到地面摩擦力的大小為10N，不計粗繩、滑輪的重力及細繩與滑輪的摩擦，則拉力F的大小為N；在這個過程中，物體的機械能（選填“變小”、“不變”或“變大”）。24．（2022?賀州期末）請在圖中用筆畫線代替繩子，將兩個滑輪連成滑輪組，要求人力往下拉繩使重物升起。25．（2022?湘潭期末）（1）如圖1所示，甲物體重3N，乙物體重10N，用繩繞過定滑輪相連（不計繩重與摩擦）。乙靜止于水平地面上，則a繩對甲的拉力為N。（2）在分析b繩對乙的拉力時，小明認為是3N，小慧認為是7N。a．小明做了以下實驗：用彈簧測力計測出某物體的重力（如圖2）；然后將繩子靠著定滑輪（不計繩重與摩擦），如圖3所示，彈簧測力計依次放在A、B、C、D位置時，其示數保持不變。由此可見，定滑輪只改變了力的，不改變力的（均選填“大小”或“方向”）。所以，小明認為圖1中b繩對乙的拉力為3N。b．圖1中b繩對乙的拉力和乙對b繩的拉力是一對（選填“相互作用力”或“平衡力”）。為了探究這兩個力的大小關系，再做如圖4的實驗：將彈簧測力計丙與丁相互對拉，它們的示數相等。于是可以得出，b繩對乙的拉力乙對b繩的拉力（選填“等于”或“不等于”）。由此可知，圖1中b繩對乙的拉力為

N。（3）再通過受力分析可得，圖1中地面對乙有N的支持力。26．（2022?蘭州期末）如圖所示，動滑輪重4N，所吊重物B重20N，物體A重240N，此時物體B恰好以0.1m/s的速度勻速下降。不計繩重、繩子的伸長和滑輪組內部的摩擦。求：（1）水平面對物體A的摩擦力是多大？（2）要使物體B恰好以0.2m/s的速度勻速上升，則要對物體A施加水平向右拉力F的功率為多大？核心知識3機械效率【高頻考點精講】一、三種功1、有用功：對人們有用的、必須要做的功，用表示。2、額外功：做有用功的過程中，人們不需要但又不得不做的功，用表示。3、總功：有用功與額外功之和，用表示。=+二、機械效率1、定義：物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率，用表示。2、公式：說明：使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總是小于總功，所以機械效率總是小于1。3、影響因素（1）動滑輪的重力、繩重和各部分間的摩擦。（2）提升物體的重力。注意：機械效率與提升高度、滑輪的繞線方式、做功多少等無關。4、提高機械效率的方法（1）有用功一定時，盡量減少額外功，可以減輕機械自重和添加潤滑油減小摩擦。（2）額外功一定時，增大有用功，在機械能夠承受的范圍內盡可能增加每次提起物體的重力。三、機械效率的計算（一）滑輪組1、滑輪組豎直放置（1）（2）不計繩重和繩子與滑輪之間的摩擦說明：G為物重；為動滑輪的重力；h為重物上升高度；s為繩自由端移動距離；n為承擔物重的繩子段數。2、滑輪組水平放置說明：為物體與水平面之間的摩擦力；F為拉力；為物體移動的距離；為繩子自由端移動的距離；n為承擔摩擦力的繩子段數。（二）斜面1、2、說明：G為物重；h為斜面高度；s為斜面長度；F為拉力；為摩擦力。【熱點題型精練】27．（2022?來賓期末）下列關于機械效率的說法正確的是（）A．越省力的機械，機械效率越高 B．做功越少的機械，機械效率越低 C．做功越慢的機械，機械效率越低 D．總功相同，有用功越大的機械，機械效率越高28．（2022?南通模擬）如圖所示，用手沿豎直方向勻速拉一個動滑輪，使掛在下面重為G的物體緩慢上升，動滑輪的重力不可忽略，現改變物體的重力G，不計繩重與摩擦，則動滑輪的機械效率η與物體重力G的關系可能符合下列圖中的（）A．B．C．D．29．（2022?樂山期末）如圖所示，張偉同學通過斜面用平行于斜面F＝200N的推力，將質量為30kg的物體在5s時間內勻速推到1m高的平臺上，斜面長s＝2m。（g取10N/kg）則（）A．推力的功率為40W B．斜面的機械效率為75% C．推力做的總功300J D．斜面對物體的摩擦力100N30．（2022?通遼期末）某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每個滑輪重相同）勻速提起相同的重物，所用的拉力分別為F1和F2，機械效率分別為η1和η2，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．F1＞F2，η1＝η2 B．F1＜F2，η1＝η2 C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＜η231．（2022?重慶模擬）工人師傅用如圖所示的滑輪組，將重為800N的物體緩慢勻速豎直提升3m，人對繩端的拉力F為500N，不計繩重和滑輪與繩子間的摩擦，則（）A．繩子自由端移動的距離為9m B．動滑輪的重力為200N C．人通過滑輪組做的有用功為1500J D．滑輪組的機械效率為53.3%32．（2022?咸寧模擬）用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體，每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機械效率與物體受到重力的關系如圖乙所示，不計繩重和摩擦，下列分析正確的是（）A．動滑輪的重力為5N B．該滑輪組的機械效率可以達到100% C．滑輪組的機械效率越高，拉力做功越少 D．每次提升重物時，滑輪組做的額外功為5J33．（2022?煙臺期末）往車上裝重物時，常常用長木板搭個斜面，把重物沿斜面推上去，如圖所示，工人用3m長的斜面，把120kg的重物提高1m，假設斜面很光滑，則需要施加的推力為，若實際用力為500N，斜面的機械效率為，重物受到的摩擦力為。（g取10N/kg）。34．（2022?棗莊期末）如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體，不計繩重和摩擦。若GA＞GB，則η甲η乙；若FA＝FB，則GAGB．（選填“＞”、“＜”或“＝”）35．（2022?廣州期末）用如圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計繩重和摩擦，物體和