三年（2022-2024）中考物理真題分類匯編（全國通用）專題13 機(jī)械和機(jī)械效率（解析版）

這是一份三年（2022-2024）中考物理真題分類匯編（全國通用）專題13 機(jī)械和機(jī)械效率（解析版），共42頁。試卷主要包含了【跨學(xué)科·中藥與物理】，【跨學(xué)科·古代典籍中的物理學(xué)】，【新中考·科學(xué)探究】等內(nèi)容，歡迎下載使用。

1．【跨學(xué)科·中藥與物理】（2024·重慶·中考真題）同學(xué)們模仿中藥房的戥秤制作桿秤，用筷子做秤桿，用鉤碼做秤砣，用細(xì)線將秤盤系在A點(diǎn)。當(dāng)不掛秤砣、且秤盤不放物體時(shí)，在O點(diǎn)提起提紐，秤桿水平平衡；當(dāng)秤盤放100g物體、秤砣移到B點(diǎn)時(shí)，秤桿再次水平平衡，如圖所示。在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線。下列說法正確的是（ ）
A．自制桿秤的每一格約表示2.08g
B．稱中藥時(shí)B端翹起應(yīng)減少中藥恢復(fù)水平平衡
C．如果秤砣磨損則測量結(jié)果會比真實(shí)質(zhì)量偏小
D．若將提紐移到O點(diǎn)右側(cè)可以增大桿秤的量程
【答案】B
【解析】A．在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線，則共計(jì)50格，則每一格代表的質(zhì)量為
即自制桿秤的每一格約表示2g，故A錯誤；
B．稱中藥時(shí)B端翹起說明，此時(shí)可以減少中藥即減小恢復(fù)水平平衡，故B正確；
C．如果秤砣磨損，根據(jù)杠桿平衡條件，實(shí)際質(zhì)量偏小，則長度偏大，則測量結(jié)果會比真實(shí)質(zhì)量偏大，故C錯誤；
D．若將提紐移到O點(diǎn)右側(cè)，則增大，減小，則變小，則桿秤的量程減小，故D錯誤。
故選B。
2．【跨學(xué)科·古代典籍中的物理學(xué)】（2024·四川廣安·中考真題）桔槔是《天工開物》中記載的一種原始的汲水工具，在拗石輔助下，人幾乎可以不用力就能將一桶水從井中提起。如圖所示，已知A點(diǎn)所掛拗石重力為100N，，兩側(cè)懸掛的繩子始終保持在豎直方向，忽略橫桿和繩的重力（）。下列說法錯誤的是（ ）
A．桔槔平衡時(shí)，桶內(nèi)水的體積為
B．桔槔是杠桿裝置
C．桔槔平衡時(shí)，A、B兩點(diǎn)所受的拉力之比為1∶2
D．要想一次提取更多的水，可以將懸掛點(diǎn)A向遠(yuǎn)離O點(diǎn)方向移動
【答案】A
【解析】A．已知A點(diǎn)所掛拗石重力為100N，OA︰OB=2︰1，兩側(cè)懸掛的繩子始終保持在豎直方向，桔槔平衡時(shí)，由杠桿平衡條件可得
即
100N×2=FB×1
解得
FB=200N
由于水桶有重力，所以桶中水的重力小于200N，則桶內(nèi)水的體積小于
所以水的體積小于2×10?2m3，故A錯誤，符合題意；
B．桔槔是繞著固定的點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒，所以桔槔是杠桿裝置，故B正確，不符合題意；
C．桔槔平衡時(shí)，由杠桿平衡條件可得
由于OA︰OB=2︰1，所以A、B兩點(diǎn)所受的拉力之比
故C正確，不符合題意；
D．桔槔平衡時(shí)，由杠桿平衡條件可得
要想一次提取更多的水，即增大FB，由于FA和OB保持不變，所以需要增大OA，故可以將懸掛點(diǎn)A向遠(yuǎn)離O點(diǎn)方向移動，故D正確，不符合題意。
故選A。
3．【跨學(xué)科實(shí)踐·新中考·實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新】（2024·云南·中考真題）實(shí)驗(yàn)小組通過探究杠桿的平衡條件，來解釋桔槔的使用原理。
（1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿水平靜止如圖甲所示，此時(shí)杠桿處于 狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）。將杠桿左下角物塊M取走后，不調(diào)節(jié)平衡螺母，杠桿 保持水平位置靜止（選填“仍能”或“不能”）；
（2）調(diào)節(jié)杠桿水平平衡，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如下表：
①分析表中的數(shù)據(jù)，歸納出杠桿的平衡條件是 （用表格中的字母表示）。多次實(shí)驗(yàn)的目的是 （選填“A”或“B”）；
A．尋找普遍規(guī)律 B．減小實(shí)驗(yàn)誤差
②如圖乙，此時(shí)在右側(cè)鉤碼下端加掛一個(gè)鉤碼，杠桿會 （選填“左端下沉”或“右端下沉”）；
（3）桔槔是我國古代的取水工具，如圖甲，在井邊豎一根樹權(quán)，架上一根橫木，橫木的一端綁上大石塊，另一端系繩和水桶，簡化圖如圖乙。若水桶盛滿水后，為減小人向上提水的拉力，根據(jù)杠桿的平衡條件，可以 （選填“增大”或“減小”）石塊的質(zhì)量或向 （選填“左”或“右”）移動杠桿的支點(diǎn)；
（4）圖丙為桔棒在水平位置平衡的模型圖，A處所吊水和水桶的總質(zhì)量為m1，O處為支點(diǎn)，杠桿的質(zhì)量為m0，重心在C處，B處所掛石塊的質(zhì)量為m2，AO=l1，OC=l0，OB=l2。請寫出的表達(dá)式，l2= （用字母m0、m1、m2、l0、l1表示）。
【答案】 平衡 仍能 A 右端下沉 增大 左
【解析】（1）[1]杠桿靜止，說明杠桿受力平衡，所以處于平衡狀態(tài)。
[2]圖甲中杠桿的重力作用線過支點(diǎn)，將杠桿左下角物塊M取走后，不調(diào)節(jié)平衡螺母，杠桿的重力作用線仍過支點(diǎn)，所以杠桿仍能平衡。
（2）[3]由表中數(shù)據(jù)可知，每一組動力與動力臂的乘積都與其阻力與阻力臂的乘積相等，所以杠桿平衡的條件是：。
[4]一次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論具有偶然性，所以需要進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，得出具有普遍性的規(guī)律。
故選A。
[5]在右側(cè)鉤碼下端加掛一個(gè)鉤碼，則

所以杠桿右端將下沉。
（3）[6]水桶盛滿水后，阻力與阻力臂的乘積變大，為減小人向上提水的拉力，根據(jù)杠桿的平衡條件，可以增大石塊的重力。
[7]水桶盛滿水后，阻力變大，可以向左移動杠桿的支點(diǎn)，減小阻力臂，增大動力臂，從而減小人向上提水的拉力。
（4）[8]由杠桿平衡條件可知
代入數(shù)據(jù)可得
解得
4．【跨學(xué)科·科學(xué)思維·物理學(xué)與工程實(shí)踐】（2024·四川遂寧·中考真題）遂寧大英的卓筒井被譽(yù)為“世界近代石油鉆井之父”，是手工制鹽的活化石。從井中提取鹽鹵水是制鹽過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其裝置如甲圖所示。某科創(chuàng)小組制作了一個(gè)模型來模擬提取過程，如乙圖所示，圖中的竹制汲鹵筒頂端開口，底部裝有硬質(zhì)單向閥門；竹條具有韌性，對汲鹵筒可以產(chǎn)生壓力或拉力。汲鹵筒在鹽鹵水中下降時(shí)單向閥門繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動打開，鹽鹵水進(jìn)入筒中；當(dāng)汲鹵筒上升時(shí)，單向閥門繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動關(guān)閉。已知汲鹵筒的高2m，質(zhì)量2.4kg，密度，鹽鹵水的密度（汲鹵筒底和閥門厚度及質(zhì)量不計(jì)；g?。?。求：
（1）汲鹵筒實(shí)心部分的體積；
（2）汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中時(shí)受到的浮力大小；
（3）汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中靜止時(shí)，竹條對它所施加力的大小和方向；
（4）取出裝滿鹽鹵水的汲鹵筒后，在豎直狀態(tài)下，要將閥門剛好頂開至少需用多大的力（筒的取水口與單向閥門均看作面積為的圓形；鹽鹵水對閥門壓力的作用點(diǎn)等效在閥門圓心處）。
【答案】（1）；（2）44N；（3）20N，豎直向下；（4）33N
【解析】解：（1）根據(jù)可得，汲鹵筒實(shí)心部分的體積為
（2）根據(jù)阿基米德原理可得，汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中時(shí)受到的浮力大小為
（3）汲鹵筒的重力為
小于浮力，汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中靜止時(shí)，處于平衡狀態(tài)，受到平衡力作用，此時(shí)竹條對它所施加力為壓力，故有
所以竹條對它所施加力的大小為
方向與重力方向相同，為豎直向下。
（4）鹽鹵水對閥門的壓強(qiáng)為
根據(jù)可得，鹽鹵水對閥門的壓力為
單向閥門相當(dāng)于一個(gè)杠桿，根據(jù)杠桿平衡條件可知，當(dāng)頂開閥門的力作用在與O點(diǎn)關(guān)于圓心對稱的點(diǎn)上時(shí)，此時(shí)動力臂最大，阻力與阻力臂的乘積不變，動力最小，有
所以將閥門剛好頂開的力最少為
答：（1）汲鹵筒實(shí)心部分的體積為；
（2）汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中時(shí)受到的浮力大小為44N；
（3）汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中靜止時(shí)，竹條對它所施加力的大小為20N，方向?yàn)樨Q直向下；
（4）取出裝滿鹽鹵水的汲鹵筒后，在豎直狀態(tài)下，要將閥門剛好頂開至少需用33N的力。
5．【新中考·科學(xué)探究】（2024·湖北·中考真題）如圖是漢代畫像磚上描繪的《史記》中“泗水取鼎”畫面，兩邊各有數(shù)人用繩子通過滑輪拉起掉落水中的鼎。圖中的這種滑輪 （選填“能”或“不能”）起到省力的作用；此時(shí)兩邊繩子對鼎豎直向上的拉力分別為、，鼎受到的拉力之和為 。鼎在水中上升的過程中，其底部所受水的壓強(qiáng) （選填“增大”、“減小”或“不變”）。
【答案】 不能 減小
【解析】[1]圖中的滑輪是固定的，不能隨重物一起移動，所以是定滑輪，定滑輪不能省力，只能改變力的方向。
[2]兩邊繩子都對鼎施加豎直向上的拉力，鼎受到的合力方向豎直向上，所以鼎受到的拉力之和
F合=F1+F2
[3]鼎在水中上升的過程中，其底部在水中的深度逐漸減小，由于液體壓強(qiáng)隨深度減小而減小，所以其底部所受水的壓強(qiáng)減小。
6．【新中考·科技創(chuàng)新·模型建構(gòu)】（2024·湖北·中考真題）2024年6月2日至3日，嫦娥六號完成了人類首次月球背面采樣。如圖，嫦娥六號的機(jī)械臂正繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，將采集的月球樣品送往貯存裝置。請畫出樣品對機(jī)械臂上A點(diǎn)的作用力F的力臂l。
【答案】
【解析】過支點(diǎn)O作力F作用線的垂線段即為力臂l，作圖如下：
7．【新中考·科學(xué)探究】（2024·山西·中考真題）小明在成長筆記中記錄了如下錯題，請你幫助他找出錯誤之處、分析錯因并寫出正確解答過程。
【答案】 計(jì)算所得的省力杠桿的動力大于阻力 把阻力作用點(diǎn)到動力所在作用線的距離當(dāng)做動力臂 見解析
【解析】[1]計(jì)算所得的省力杠桿的動力大于阻力。
[2]解題時(shí)錯把阻力作用點(diǎn)到動力所在作用線的距離當(dāng)做動力臂l1了，在杠桿中，動力臂是支點(diǎn)到動力作用線的距離，圖中動力臂的距離應(yīng)為
[3]解：如圖將踏腳的左腳看作省力杠桿，抬腳跟時(shí)腳燒支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，動力為F1，阻力為F2。根據(jù)杠桿平衡條件
得小腿肌肉拉力
考點(diǎn)1 杠桿
1．【新中考·創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)】（2024·河北·中考真題）在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，小明使用可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動、刻度均勻的杠桿，以及多個(gè)重為0.5N的鉤碼進(jìn)行了以下操作：
（1）不掛鉤碼時(shí)，杠桿在圖中所示的位置靜止。小明將杠桿左邊的螺母調(diào)至最左端，發(fā)現(xiàn)杠桿右側(cè)還略向下傾斜，此時(shí)小明應(yīng)向 （選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)杠桿右邊的螺母，使杠桿水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)；
（2）給杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，設(shè)右側(cè)鉤碼對杠桿施的力為動力F1，左側(cè)鉤碼對杠桿施的力為阻力F2；測出杠桿水平平衡時(shí)的動力臂和阻力臂；多次實(shí)驗(yàn)并把數(shù)據(jù)填入下表；
小明分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，第 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤，剔除這一組數(shù)據(jù)后，初步得出杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂；
（3）第4次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明撤去右側(cè)鉤碼，改用彈簧測力計(jì)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。如圖所示，他在左側(cè)A點(diǎn)懸掛三個(gè)鉤碼，再用彈簧測力計(jì)（未畫出）在B點(diǎn)拉杠桿。杠桿重新在水平位置平衡時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)可能為 （選填序號）。
①2.0N ②2.5N ③3.0N ④35N
（4）筷子是中國傳統(tǒng)餐具，體現(xiàn)了我國古代勞動人民的智慧。用筷子夾東西時(shí)，所屬的杠桿類型與第 次實(shí)驗(yàn)時(shí)的杠桿類型相同；
（5）小明選用質(zhì)量分布均勻但兩端粗細(xì)不同的筷子玩“托筷子”游戲時(shí)，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起來，圖為筷子穩(wěn)定時(shí)的俯視圖，筷子MN的重心在O′點(diǎn)，此時(shí) （選填“MO′”或“O′N”）段更重一些；
【拓展】如圖所示，小明在一根均勻硬質(zhì)細(xì)桿上挖出等間距的5道細(xì)凹槽，將細(xì)桿分成6等份，并分別在細(xì)桿兩端和凹槽處標(biāo)記出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在兩端對稱安裝合適的螺母。支架（未畫出）支撐在任一標(biāo)記處時(shí)，都要重新調(diào)節(jié)螺母，使細(xì)桿不掛物體時(shí)在水平位置平衡?，F(xiàn)把重為2N的物體懸掛在標(biāo)記“6”處，僅在其他標(biāo)記處放置支架和懸掛最大容積為800mL、重為1N的小桶，通過改變支架支撐的位置和小桶懸掛的位置，并調(diào)整小桶內(nèi)的水量，可以有 種方案使細(xì)桿在水平位置平衡。水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
【答案】 左 3 ②③④ 4 O′N 11
【解析】（1）[1]由圖可知，杠桿在圖中所示的位置靜止，則左端下沉。將杠桿左邊的螺母調(diào)至最左端，發(fā)現(xiàn)杠桿右側(cè)還略向下傾斜，此時(shí)小明應(yīng)繼續(xù)向左調(diào)節(jié)杠桿右邊的螺母，使杠桿水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)。
（2）[2]根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，鉤碼的重力均為0.5N，而第三次的動力大小為0.1N，故第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤。
（3）[3]當(dāng)拉力的方向?yàn)樨Q直向上方向時(shí)，拉力的力臂最大，拉力的大小最小，為
當(dāng)拉力不在豎直方向時(shí)，拉力的力臂變短，拉力將變大，故②③④符合題意，①不符合題意。
故選②③④。
（4）[4]用筷子夾東西時(shí)，動力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，第4次實(shí)驗(yàn)中，動力臂小于阻力臂，故所屬的杠桿類型與第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)的杠桿類型相同。
（5）[5]由圖可知，MO′比O′N更長，MO′側(cè)重心的位置更遠(yuǎn)，O′N側(cè)重心的位置更近，則根據(jù)可知，O′N段更重一些。
【拓展】[6]由題意可知，桶內(nèi)最多盛水的重力為
則桶子和水最大總重力為
根據(jù)可知，
則
支點(diǎn)可以在1、2、3、4、5處，的范圍為1N~9N，當(dāng)支點(diǎn)在1時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為
0.4N＜1N，不符合題意；
同理，當(dāng)支點(diǎn)在2時(shí)
符合題意；
不符合題意；
當(dāng)支點(diǎn)在3時(shí)
符合題意；
符合題意；
不符合題意；
當(dāng)支點(diǎn)在4時(shí)
符合題意；
符合題意；
符合題意；
符合題意；
當(dāng)支點(diǎn)在5時(shí)
不符合題意；
符合題意；
符合題意；
符合題意；
符合題意；
綜上所述，彈簧測力計(jì)共有11種情況。
2．【跨學(xué)科·物理學(xué)與日常生活·模型建構(gòu)】（2024·安徽·中考真題）如圖甲所示，用核桃鉗夾核桃時(shí)，用力握緊手柄即可夾碎核桃。將上部的手柄ABC簡化為如圖乙所示的杠桿，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠桿自身的重力，則F2的大小為 N。
【答案】50
【解析】根據(jù)杠桿平衡的條件F1l1=F2l2，則F2的大小為
3．（2022·湖南邵陽·中考真題）某天，“生物”和“物理”兩位大師在一起進(jìn)行體育鍛煉?！吧铩贝髱熒斐鼋〈T的手臂對“物理”大師說：“看，我能提起很重的物體哦（如圖）！"“物理”大師豎起大拇指說：“真厲害！其實(shí)，你的前臂就是物理學(xué)中的一根杠桿?！币韵聦τ谶@根杠桿在提起重物的過程中，分析合理的是（ ）
A．前臂杠桿的支點(diǎn)O在肘關(guān)節(jié)處B．肱二頭肌給橈骨的力F1是阻力
C．重物給前臂的力F2是動力D．前臂是一根省力杠桿
【答案】A
【解析】A．前臂將物體拿起時(shí)，肘關(guān)節(jié)處保持不動，肘關(guān)節(jié)處為前臂杠桿的支點(diǎn)O，故A符合題意；
B．肱二頭肌給橈骨的力F1是將物體拿起的動力，故B不符合題意；
C．重物給前臂的力F2是阻礙前臂上升的阻力，故C不符合題意；
D．如圖所示，動力F1是力臂是肘關(guān)節(jié)到肱二頭肌拉力作用線的距離，距離較小，阻力F2的力臂是肘關(guān)節(jié)到重物對手壓力作用線的距離，距離較大，根據(jù)杠桿平衡條件
則
是費(fèi)力杠桿，故D不符合題意。
故選A。
4．（2023·四川南充·中考真題）圖甲是小明自行車的手閘，其中ABO可視為一種杠桿，簡化示意圖如圖乙，O為支點(diǎn)，F(xiàn)2為阻力，請?jiān)趫D乙中畫出作用在A點(diǎn)的最小動力F1及其力臂l1。
【答案】
【解析】由杠桿平衡條件F1l1＝F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動力臂越長，動力越小；圖中支點(diǎn)在O點(diǎn)，因此OA作為動力臂l1最長；動力的方向應(yīng)該向下，過點(diǎn)A垂直于OA向下作出最小動力F1的示意圖，如圖所示：
5．（2023·河北·中考真題）在均勻直尺的中央挖一小凹槽，把一個(gè)薄金屬片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽內(nèi)制成一個(gè)簡易“天平”。靜止時(shí)直尺水平平衡。在直尺的兩側(cè)各放一個(gè)相同的小盤，在小盤中倒入質(zhì)量不等的大米和小米，調(diào)整小盤在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如圖所示。由圖可知，大米的質(zhì)量 （選填“大于”或“小于”）小米的質(zhì)量。F是左盤對直尺施加的力，請?jiān)趫D中畫出F的力臂 ?，F(xiàn)向左盤中再加入少量大米，寫出一種能夠使直尺恢復(fù)平衡的方法： 。

【答案】 小于 向右盤放入少量小米
【解析】[1]由上圖可知，大米對直尺壓力的力臂大于小米對直尺壓力的力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，大米的重力小于小米的重力，根據(jù)G=mg，故大米的質(zhì)量小于小米的質(zhì)量。
[2]從支點(diǎn)O向F的作用線作垂線段l，即為F的力臂l，如下所示：

[3]現(xiàn)向左盤中再加入少量大米，則左邊力與力臂之積變大，為使直尺恢復(fù)平衡，向右盤放入少量小米。
6．（2023·重慶·中考真題）桔槔是《天工開物》中記載的一種原始的汲水工具。如圖所示，硬桿用細(xì)繩懸掛在樹上，桿可繞點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)且與樹之間無作用力，用細(xì)繩將重力為20N、容積為的桶懸掛在端，在端重120N的拗石輔助下，人可輕松將一桶水從井中提起，；懸掛桶的繩子始終保持在豎直方向上，忽略桿和繩的重力。
（1）桶裝滿水時(shí)，求水的質(zhì)量；
（2）空桶在井中漂浮時(shí)，求桶排開水的體積；
（3）一重力為480N的人用桔槔將裝滿水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），桔槔處于平衡狀態(tài)時(shí)，人與地面的受力面積為500cm2，求人對地面的壓強(qiáng)。

【答案】（1）28kg；（2）2000cm3；（3）
【解析】解：（1）因?yàn)橥ǖ娜莘e為容積為2.8×10?2m3，則桶裝滿水的質(zhì)量為
（2）漂浮在水面的桶受到的浮力等于重力為
則排開水的體積為
（3）桔槔平衡時(shí)，根據(jù)杠桿平衡條件可求，B端施加的拉力為
人對繩子的拉力為
人對地面的壓強(qiáng)為
答：（1）桶裝滿水時(shí)，水的質(zhì)量為；
（2）空桶在井中漂浮時(shí)，桶排開水的體積為2000cm3；
（3）人對地面的壓強(qiáng)1.2×104Pa。
7．（2023·廣東深圳·中考真題）如圖1是古時(shí)勞動人民用工具抬起木料的情景，如圖二中已知其中，木料的體積為，木塊的密度為。
（1）求木材所受重力？
（2）如圖2，在B端有一木材對繩子的力F1為，當(dāng)F2為大時(shí)，木料剛好被抬起？
（3）隨著時(shí)代發(fā)展，亮亮同學(xué)發(fā)現(xiàn)吊車能更方便地提起重物。如圖3用一吊車勻速向上提起木材，已知提升的功率為，那這個(gè)吊車在10s內(nèi)可以將該木料提升的高度為多高？
【答案】（1）2×104N；（2）2×103N；（3）5m
【解析】解：（1）木料的體積為，木塊的密度為，則木材所受重力
（2）在B端有一木材對繩子的力F1為，由杠桿平衡條件可得
由于
則木料剛好被抬起時(shí)，力F2大小
（3）提升的功率為，由
得，吊車勻速向上提起木材，拉力等于木料重力，則提升速度
吊車在10s內(nèi)可以將該木料提升的高度
答：（1）木材所受重力為2×104N；
（2）當(dāng)F2為2×103N，木料剛好被抬起；
（3）吊車在10s內(nèi)可以將該木料提升的高度為5m。
8．（2022·湖北武漢·中考真題）我國萬米深潛作業(yè)次數(shù)和下潛入數(shù)位居世界首位。圖甲所示為我國“奮斗者"號載人潛水器的海試現(xiàn)場。
（1）潛水器的前邊固定著一個(gè)采樣籃，里面放著海底沉積物采樣器等工具，采樣器是一個(gè)下端開口的圓柱形玻璃管。潛水器兩側(cè)各連著一只機(jī)械手臂，其中一只機(jī)械手臂的簡化示意圖如圖乙所示，它由金屬桿AB、OC和可以伸縮的液壓桿AC組成，C點(diǎn)為機(jī)械手臂和潛水器的連接點(diǎn)。當(dāng)液壓桿伸長或縮短時(shí)，會帶動金屬桿AB繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，金屬桿B端就會向上提或向下壓采樣器；
①請?jiān)趫D乙中畫出水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時(shí)，采樣器對金屬桿AB的力的示意圖；
②若OA、OC和AC的長分別是18cm、24cm和30cm，OB的長是72cm，這只機(jī)械手臂的液壓桿AC對水平金屬桿A端的拉力是200N，玻璃管水平的圓環(huán)形管口和海底沉積物的接觸面積是2cm2時(shí)，則豎直狀態(tài)下的玻璃管的圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多少Pa?（不考慮金屬桿AB和采樣器它們受到的重力和浮力）
（2）總質(zhì)量是36t且處于懸浮狀態(tài)的潛水器在海底完成作業(yè)后，會拋卸吸附在艙外的壓載鐵再上浮。為了確保艙內(nèi)作業(yè)人員的安全，科學(xué)家們在設(shè)計(jì)“奮斗者”號時(shí)，可以讓潛水器在不能拋卸壓載鐵時(shí)進(jìn)行“斷臂求生”，即讓潛水器在深海拋掉兩只機(jī)械手臂和采樣籃等物體后再上浮。若某次深海演練拋掉質(zhì)量是1.8t。體積是0.3m3的兩只機(jī)械手臂和采樣籃等物體，則此時(shí)潛水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?
【答案】（1）①，②2×105Pa；（2）3.57×105N，1.5×104N
【解析】解：（1）①水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時(shí)，根據(jù)力的作用是相互的，采樣器對杠桿有一個(gè)豎直向上的力，其大小為F，故如圖所示：
（2）②根據(jù)勾股定理可知
該三角形是直角三角形，AC為斜邊，根據(jù)三角形的面積公式可知，液壓桿AC對水平金屬桿A端拉力的力臂
金屬桿B端對采樣器的壓力
圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強(qiáng)
（3）潛水器處于懸浮狀態(tài)，總浮力為
潛水器拋掉機(jī)械手臂等物體后，減小的浮力
減小的重力
潛水器剩下的重力
拋掉機(jī)械手臂等物體后潛水器受到的浮力
拋掉機(jī)械手臂等物體后浮力比重力大
答：（1）①見解析，
②豎直狀態(tài)下的玻璃管的圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強(qiáng)是；
（2）潛水器受到的浮力是，浮力比重力大。
考點(diǎn)2 滑輪
9．【科學(xué)探究·科學(xué)思維·模型建構(gòu)】（2024·四川達(dá)州·中考真題）如圖所示，一重為200N底面積為0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不計(jì)），玻璃缸中裝有重1000N的水。上方有一輕質(zhì)桿OA，在繩子AC的拉力作用下可繞豎直墻上O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，現(xiàn)在OA的中點(diǎn)B處懸掛一滑輪組。已知每個(gè)滑輪重20N，滑輪組上懸掛著重300N的物體甲，將浸沒的重物甲緩慢拉離水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物體帶出的水，，g取10N/kg）求：
（1）當(dāng)重物甲拉離水面后，玻璃缸對地面的壓強(qiáng)；
（2）重物甲浸沒在水中時(shí)所受的浮力；
（3）滑輪組的繩子不會斷裂，當(dāng)時(shí)，桿OA剛好水平，若繩子AC能承受的最大拉力時(shí)，利用此裝置將重物拉離水面后緩慢上升過程中的最大機(jī)械效率是多少。（不計(jì)桿OA和繩子的重力及繩與滑輪間的摩擦）
【答案】（1）3000Pa；（2）200N；（3）95%
【解析】解：（1）玻璃缸對地面的壓力等于玻璃缸的重力加上水的重力，即
則當(dāng)重物甲拉離水面后，玻璃缸對地面的壓強(qiáng)為
（2）將浸沒的重物甲緩慢拉離水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，則重物甲排開水的體積為
重物甲浸沒在水中時(shí)所受的浮力為
（3）先做出繩AC拉力的力臂OD，如圖，直角三角形ADO中，∠A=30°，，B是OA的中點(diǎn)，，OB=OD
根據(jù)杠桿平衡條件
繩子AC能承受的最大拉力FA=620N，B點(diǎn)最大拉力FB=620N；滑輪組繩子的最大拉力
物體最大重力
滑輪組的最大機(jī)械效率
答：（1）當(dāng)重物甲拉離水面后，玻璃缸對地面的壓強(qiáng)3000Pa；
（2）重物甲浸沒在水中時(shí)所受的浮力200N；
（3）滑輪組的繩子不會斷裂，當(dāng)∠CAO=30°時(shí)，桿OA剛好水平，若繩子AC能承受的最大拉力FA=620N時(shí)，利用此裝置將重物拉離水面后緩慢上升過程中的最大機(jī)械效率是95%。
10．（2024·重慶·中考真題）建筑工人通過如圖所示的裝置將一桶質(zhì)量為45kg的涂料從地面提起，桶離開地面后在4s內(nèi)緩慢上升0.8m，工人所用的拉力為500N。下列說法中正確的是（ ）
A．該裝置做的有用功為400J
B．該裝置的機(jī)械效率為90％
C．繩子自由端移動的平均速度為0.4m/s
D．桶離開地面前，工人拉力逐漸增大，桶對地面的壓強(qiáng)不變
【答案】B
【解析】A．涂料重力為
所以該裝置做的有用功為
故A錯誤；
B．定滑輪不省距離也不費(fèi)距離，即，該裝置做的總功為
則該裝置的機(jī)械效率為
故B正確；
C．繩子自由端移動的平均速度為
故C錯誤；
D．桶離開地面前，工人拉力逐漸增大，桶對地面的壓力變小，根據(jù)，則壓強(qiáng)變小，故D錯誤。
故選B。
11．（2024·四川達(dá)州·中考真題）如圖所示，A、B兩物體疊放在水平桌面上，，，A、B均為正方體，邊長分別為20cm、10cm。在拉力的作用下，5s內(nèi)，物體A、B一起向右勻速直線移動了3m。若不計(jì)滑輪和繩自重及繩與滑輪間的摩擦，下列說法錯誤的是（ ）
A．A與B之間的摩擦力為0B．A對地面的壓強(qiáng)為2500Pa
C．繩子自由端移動的速度為1.2m/sD．拉力F做功的功率為30W
【答案】D
【解析】A．物體A、B一起向右勻速直線運(yùn)動，A、B之間沒有相對運(yùn)動和相對運(yùn)動趨勢，故A與B之間的摩擦力為0，故A正確，不符合題意；
B．A對地面的壓力等于A和B組成的整體的重力，為
則A對地面的壓強(qiáng)為
故B正確，不符合題意；
C．與動滑輪連接的繩子段數(shù)n=2，根據(jù)滑輪組繩子自由端與物體移動距離的規(guī)律可知，繩子自由端移動的距離為
則繩子自由端移動的速度為
故C正確，不符合題意；
D．拉力F做功為
則拉力F做功的功率為
故D錯誤，符合題意。
故選D。
12．（2022·山東濰坊·中考真題）圖甲所示為工人師傅乘坐吊籃在高空粉刷樓體外墻的情景，吊籃可在電動機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)升降，其簡化結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示。吊籃的質(zhì)量為，兩名工人及工具的總質(zhì)量為，某次吊升過程中，吊籃在內(nèi)勻速上升了。不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦，關(guān)于該過程的分析正確的是（ ）

A．吊籃的動能不變B．吊籃的機(jī)械能守恒
C．電動機(jī)對繩子的拉力為D．電動機(jī)拉動繩子的功率為
【答案】AD
【解析】AB．吊籃勻速上升的過程，質(zhì)量不變，速度不變，高度升高，所以動能不變，重力勢能變大，機(jī)械能變大，機(jī)械能不守恒，故A正確，B錯誤；
C．由圖示知，承重繩子為4根。不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦?xí)r，電動機(jī)對繩子的拉力
故C錯誤；
D．繩子在30s內(nèi)移動的距離
s=4h=4×6m=24m
繩子移動的速度
電動機(jī)拉動繩子的功率
P=Fv=600N×0.8m/s=480W
故D正確。
故選AD。
13．（2024·甘肅白銀·中考真題）將物體A、B置于如圖所示的裝置中，物體B恰好勻速下降，已知A重，B重，則A所受地面的摩擦力為 N；若對A施加一個(gè)水平向左的拉力F，剛好使A在原來的水平面上勻速向左運(yùn)動，則拉力F大小為 N。（不計(jì)繩重、滑輪重及繩子與滑輪間的摩擦）
【答案】 20 40
【解析】[1]如圖所示，物體A和B通過動滑輪相連，動滑輪上有2段繩子，已知B重10N，物體B恰好勻速下降，則A勻速向右運(yùn)動，說明物體A處于平衡狀態(tài)，則A所受地面的摩擦力與動滑輪的鉤子拉A的力是一對平衡力，即
f=F拉=2GB=2×10N=20N
[2]若對A施加一個(gè)水平向左的拉力F，則物體A受到三個(gè)力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平剛好使A勻速向左運(yùn)動，則拉力
F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N
14．（2022·遼寧鞍山·中考真題）建筑工地的工人用如圖所示的滑輪組來提升重物。已知重物G＝900N，不計(jì)繩重和摩擦，當(dāng)繩子自由端的拉力F＝400N時(shí)，可將重物勻速提升2m。在此過程中，拉力F做功 J，滑輪組的機(jī)械效率為 ；若將該滑輪組的機(jī)械效率提高5%，需要用此滑輪組提升 N的重物。
【答案】 2400 75% 1200
【解析】[1]由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3，則繩子自由端移動的距離
s=nh=3×2m=6m
拉力F做功
W總=Fs=400N×6m=2400J
[2]拉力做的有用功
W有=Gh=900N×2m=1800J
滑輪組的機(jī)械效率
[3]不計(jì)繩重和摩擦，由
可得，動滑輪的重力
G動=nF-G=3×400N-900N=300N
將該滑輪組的機(jī)械效率提高5%時(shí)，其機(jī)械效率為η′=80%，設(shè)提升重物的重力為G′，因克服重物重力所做功為有用功，克服重物重力和動滑輪重力做的功為總功，所以，滑輪組的機(jī)械效率
解得
G′=1200N
15．（2023·山東棗莊·中考真題）提高機(jī)械效率可以充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，對節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要的意義。某科技創(chuàng)新小組根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和客觀事實(shí)，對影響滑輪組機(jī)械效率的因素作出如下猜想：
猜想I：滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度有關(guān)
猜想Ⅱ：滑輪組的機(jī)械效率與動滑輪的重力有關(guān)
猜想Ⅲ：滑輪組的機(jī)械效率與所提物體的重力有關(guān)
根據(jù)猜想，運(yùn)用如圖甲、乙、丙所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)沿豎直方向 緩慢向上拉動彈簧測力計(jì)；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第3次實(shí)驗(yàn)是利用了圖 的裝置完成的，它的機(jī)械效率η= ；
（3）比較2、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證猜想I是 （選填“正確”或“錯誤”）的；
（4）通過比較 （填實(shí)驗(yàn)序號）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；
（5）通過比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率 。
【答案】 勻速 丙 80% 錯誤 1、2 越低
【解析】（1）[1]實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要讀出測力計(jì)的示數(shù)，所以需要勻速緩慢的拉動測力計(jì)，以方便讀數(shù)。
（2）[2]由表中數(shù)據(jù)可得，鉤碼移動的距離為0.1m時(shí)，繩子端移動的距離為0.4m，則繩子的股數(shù)為
即動滑輪上有4股繩，所以丙圖符合題意。
[3]由表中數(shù)據(jù)可得，有用功為
W有=G3h3=4N×0.1m=0.4J
總功為
W總=F3S3=1.25N×0.4m=0.5J
機(jī)械效率為
（3）[4]對比2、4的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其它條件不變，只改變物體提升的高度，機(jī)械效率是不變的，所以猜想一是錯誤的。
（4）[5]要想得到同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高的結(jié)論，需要保證滑輪組不變，重物提升的高度也不變，只改變重物的重力，所以表中1、2號實(shí)驗(yàn)符合條件。
（5）[6]對比2、3次實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，重物的重力不變，提升的高度也不變，但滑輪組中動滑輪的個(gè)數(shù)增多了，且動滑輪個(gè)數(shù)越多，機(jī)械效率越低，所以可得結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低。
16．（2024·江蘇蘇州·中考真題）某起重機(jī)的滑輪組結(jié)構(gòu)示意如圖所示，其最大載重為5t。起重機(jī)將3600kg的鋼板勻速提升到10m高的橋墩上，滑輪組的機(jī)械效率為80%。不計(jì)鋼絲繩的重力和摩擦，g取。求
（1）克服鋼板重力做的功；
（2）鋼絲繩的拉力F；
（3）滑輪組滿載時(shí)的機(jī)械效率（保留一位小數(shù)）。
【答案】（1）；（2）；（3）84.7%
【解析】解：（1）克服鋼板重力做的功為
（2）起重機(jī)的滑輪組做的總功為
由圖可知，有四段繩子承重，則鋼絲繩的拉力為
（3）起重機(jī)的滑輪組做的額外功為
動滑輪的重力為
滑輪組滿載時(shí)的機(jī)械效率為
答：（1）克服鋼板重力做的功為3.6×105J；
（2）鋼絲繩的拉力為1.125×104N；
（3）滑輪組滿載時(shí)的機(jī)械效率為84.7%。
考點(diǎn)3 斜面和輪軸
17．（2022·甘肅蘭州·中考真題）如圖所示，斜面長10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，將重100N的物體，從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中，下列說法正確的是（ ）
A．利用此裝置既可以省力，也可以省功B．物體受到的摩擦力為50N
C．對物體所做的有用功為500JD．該斜面的機(jī)械效率為
【答案】D
【解析】A．使用任何機(jī)械都不省功，所以利用此裝置不能省功，故A錯誤；
BC．由題意知，將物體從斜面底端勻速拉到頂端所做的有用功
W有=Gh=100N×4m=400J
所做的總功
W總=Fs=50N×10m=500J
額外功
W額=W總-W有=500J-400J=100J
物體所受的摩擦力
故BC錯誤；
D．該斜面的機(jī)械效率
故D正確。
故選D。
18．（2022·山西·中考真題）六一兒童節(jié)前夕，小明妹妹所在的幼兒園將要舉辦“親子滑草”比賽，比賽須知如圖所示。為了贏得比賽，他們?nèi)疫M(jìn)行了討論。小明認(rèn)為：高度一定，越陡的坡用時(shí)應(yīng)越短，要選擇最陡的坡；媽媽認(rèn)為：體重越大，滑行用時(shí)越少，應(yīng)讓體重最大的爸爸和妹妹參加。請你選擇小明或小明媽媽的觀點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，為優(yōu)化參賽方案提供建議。
答案一：選擇小明的觀點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)器材：
（2）實(shí)驗(yàn)步驟： 。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。
答案二：選擇媽媽的觀點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)器材：
（2）實(shí)驗(yàn)步驟： 。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
【答案】 兩個(gè)木塊、木板、停表、金屬片 ①用一木塊和木板搭一個(gè)斜面，將金屬片固定在斜面底端；②用停表測出另一木塊從斜面某一高度由靜止滑下到撞擊金屬片所用時(shí)間t1；③增大斜面的坡度，用停表測出同一木塊從斜面的同一高度由靜止滑下到撞擊金屬片所用時(shí)間t2 若，選擇較陡的滑草坡參賽；若，任選一滑草坡參賽；若，選擇較緩的滑草坡參賽 兩個(gè)木塊、木板、停表、大塊橡皮泥、金屬片 ①用一木塊和木板搭一個(gè)斜面，將金屬片固定在斜面底端；②用停表測出另一木塊從斜面頂端由靜止滑下到撞擊金屬片所用時(shí)間t1；③將大塊橡皮泥粘在下滑木塊尾部，重復(fù)上一實(shí)驗(yàn)步驟，測出木塊下滑所用時(shí)間t2 若，選擇體重較輕的人和妹妹參賽。若，任選一人和妹妹參賽；若，選擇體重較重的人和妹妹參賽
【解析】答案一：選擇小明的觀點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（1）[1]實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)木塊、木板、停表、金屬片。
（2）[2]實(shí)驗(yàn)步驟：①用一木塊和木板搭一個(gè)斜面，將金屬片固定在斜面底端；
②用停表測出另一木塊從斜面某一高度由靜止滑下到撞擊金屬片所用時(shí)間t1；
③增大斜面的坡度，用停表測出同一木塊從斜面的同一高度由靜止滑下到撞擊金屬片所用時(shí)間t2。
（3）[3]實(shí)驗(yàn)結(jié)論：若，選擇較陡的滑草坡參賽；若，任選一滑草坡參賽；若，選擇較緩的滑草坡參賽
答案二：選擇媽媽的觀點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（1）[4]實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)木塊、木板、停表、大塊橡皮泥、金屬片。
（2）[5]實(shí)驗(yàn)步驟： ①用一木塊和木板搭一個(gè)斜面，將金屬片固定在斜面底端；
②用停表測出另一木塊從斜面頂端由靜止滑下到撞擊金屬片所用時(shí)間t1；
③將大塊橡皮泥粘在下滑木塊尾部，重復(fù)上一實(shí)驗(yàn)步驟，測出木塊下滑所用時(shí)間t2。
（3）[6]實(shí)驗(yàn)結(jié)論：若，選擇體重較輕的人和妹妹參賽；若，任選一人和妹妹參賽；若，選擇體重較重的人和妹妹參賽。
19．（2023·廣東·中考真題）明代宋應(yīng)星在《天工開物》中記載的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)汲水裝置——轆轤，沿用至今。題圖甲是一種轆轤，由具有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成。提水時(shí)，用力使大輪轉(zhuǎn)動，小輪隨之轉(zhuǎn)動并纏繞井繩，提起水桶。
（1）圖甲所示，轆轤可視為不等臂杠桿，為方便提水，它是按照 （選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿來設(shè)計(jì)的。用轆轤提水的某時(shí)刻示意圖如圖乙所示，它的支點(diǎn)是“A”“B”或“C”中的 點(diǎn)。
（2）設(shè)大輪與小輪的半徑比為3:1，水桶受到的總重力為90N。使周長為3m的大輪轉(zhuǎn)動一圈，水桶勻速上升，井繩對水桶做功 J；若要使轆轤靜止在圖乙所示位置，作用在C點(diǎn)最小的力應(yīng)為 N。（不計(jì)井繩的粗細(xì)和自重）
（3）圖丙所示水龍頭開關(guān)的設(shè)計(jì)也應(yīng)用了同樣的原理，為了更省力，開關(guān)應(yīng)選用 （選填“①”或“②”）。
【答案】 省力 B 90 30 ①
【解析】（1）[1][2]為方便提水，根據(jù)題圖可知，它是按照省力杠桿來設(shè)計(jì)的；由于輔圍繞B點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，可知B點(diǎn)為其支點(diǎn)。
（2）[3][4]由于大輪與小輪的半徑比為3∶1，當(dāng)周長為3m的大輪轉(zhuǎn)動一圈，則小輪也轉(zhuǎn)動一圈，且小輪轉(zhuǎn)動的距離為1m，由于木桶勻速上升，則井繩對水桶做功
根據(jù)圖乙所示，大輪與小輪的半徑比為3∶1，當(dāng)動力臂為BC時(shí)，作用在C點(diǎn)的力最小，根據(jù)杠桿平衡條件可知，最小的力為
因?yàn)椋傻?br>（3）[5]為了更省力，開關(guān)應(yīng)選用動力臂較大的，故開關(guān)應(yīng)選用①。
20．（2022·廣東廣州·中考真題）如圖1，工人將重500N的貨物推入靜止的貨柜中（忽略空氣阻力，g取10Nkg）。
（1）在斜面上貨物受到沿斜面向上250N的推力F。從P點(diǎn)勻速運(yùn)動到Q點(diǎn)用時(shí)4s。求此過程
①F的功率；( )
②斜面的機(jī)械效率。( )
（2）在貨柜的同一水平底面上，貨物受到水平向右100N的推力F，從A點(diǎn)勻速運(yùn)動到B點(diǎn)用時(shí)1s，在B點(diǎn)撤去F，貨物持續(xù)運(yùn)動0.5s停在D點(diǎn)；
①用“●”表示貨物，在方框中畫出貨物在C點(diǎn)的受力示意圖；( )
②貨物到A點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖2中面出0~1.2s貨物所受摩擦力的大小隨時(shí)間變化的圖象；( )
（3）圖3中的尾板等效成圖4中以O(shè)為支點(diǎn)的杠桿，處于水平靜止，尾板自重為G、受到繩的拉力為F（忽略繩重）：
①在圖4中畫出F的力臂l；( )
②繩長一定，繩按圖5方式懸掛，尾板仍處于水平靜止，則此時(shí)尾板受到繩的拉力F4 F3（選填“>”、“=”、“＜”）。
【答案】 125W 50% =
【解析】（1）[1]貨物沿斜面運(yùn)動的速度
則F的功率
P1=F1v1=250N×0.5m/s=125W
[2]克服重物的重力做的有用功
W有=Gh=500N×0.5m=250J
推力做的總功
W總=F1s1=250N×2m=500J
斜面的機(jī)械效率
（2）[3]在B點(diǎn)撤去F，貨物持續(xù)運(yùn)動0.5s停在D點(diǎn)，此過程中貨物受到豎直向下的500N的重力；豎直向上500N的支持力；水平方向上受到向左的摩擦力。由于貨物在100N的水平向右的推力作用下勻速運(yùn)動，則貨物與貨柜之間的摩擦力為100N，滑行時(shí)壓力和接觸面的粗糙程度不變，則所受摩擦力的大小不變，即向右滑行時(shí)受到水平向左100N的摩擦力。如圖所示：
[4]從A點(diǎn)勻速運(yùn)動到B點(diǎn)用時(shí)1s，則0~1s貨物所受摩擦力和推力是一對平衡力，大小為
f=F=100N
在B點(diǎn)撒去F，貨物持續(xù)運(yùn)動0.5s停在D點(diǎn)，則貨物在0.2s內(nèi)處于滑行階段，受到的摩擦力為滑動摩擦力，由于壓力和接觸面的粗糙程度不變，則所受摩擦力的大小不變，即0~1.2s貨物所受摩擦力一直為100N，則繪制f-t圖像如下：
（3）[5]過支點(diǎn)O作力F3的垂線段即為繩子的拉力F的力臂l，如圖所示：
[6]圖4和圖5中，尾板都處于水平靜止，動力臂為兩次三角形斜邊上的高線，由于繩長一定，圖4和圖5中兩個(gè)三角形是全等三角形，由數(shù)學(xué)知識可知，兩次的動力臂是相等的，由于阻力和阻力臂的大小不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，F(xiàn)4等于F3。
21．（2023·江西·中考真題）如圖所示，利用斜面將箱子推進(jìn)車廂，通常要比把箱子直接從地面搬進(jìn)車廂省力多了，某同學(xué)用的力沿斜面向上勻速推動箱子，已知箱子質(zhì)量為，斜面長，斜面高，。求：
（1）箱子受到的重力；
（2）箱子受到的摩擦力；
（3）斜面的機(jī)械效率；
（4）使用斜面推箱子時(shí)有哪些更省力的方法。

【答案】（1）；（2）20N；（3）80%；（4）見解析
【解析】解：（1）箱子受到的重力
G=mg=20kg×10N/kg=200N
（2）推力所做的功
有用功
額外功
斜面對箱子的摩擦力
（3）斜面的機(jī)械效率
（4）拉動物體沿斜面運(yùn)動時(shí)，斜面坡度越小越省力，可適當(dāng)減小斜面的坡度。
答：（1）箱子受到的重力是；
（2）箱子受到的摩擦力是20N；
（3）斜面的機(jī)械效率是80%；
（4）見解析。次數(shù)
動力F1/N
動力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
12.0
1
24.0
2
2
5.0
1
10.0
3
3
10.0
2
15.0
4
3
12.0
3
18.0
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錯題改正
站立地面踏腳跟是中國傳統(tǒng)文化“八段錦”的第八式。如圖為踏腳跟時(shí)左腳的一些相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)腳跟抬離地面時(shí)，請你計(jì)算小腿肌肉拉力F1的大小。
解：如圖將左腳看作杠桿，抬腳跟時(shí)腳繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，動力為F1，阻力為F2。根據(jù)杠桿平衡條件得小腿肌肉拉力
錯誤之處：
錯因分析：
正確解答：
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
動力F1/N
動力臂/m
阻力F2/N
阻力臂/m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
0.1
3.0
2.0
0.15
4
2.0
0.15
1.5
0.2
…
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
鉤碼的重力G/N
鉤碼上升高度h/m
繩端拉力F/N
繩端移動的距離S/m
機(jī)械效率η
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.6
88.9%