中考物理复习---简单机械题能力练习(含答案)

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中考物理复习---简单机械题能力练习（含答案）

1、（2022•湘潭）如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次

拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：

（1）当s为10m时，由图2可知拉力做了 1250 J的功，筐和泥土上升了 5 m；

（2）拉力为 125 N，筐中泥土的重力是 220 N；

（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率。

【答案】（1）1250；5；（2）125；220；（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率为

88%。

【解答】解：（1）由图2可知，当s为10m时，拉力做的功：W

总＝1250J，

由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，

由s＝nh可得，筐和泥土上升的高度：h＝＝＝5m；

（2）由W

总＝Fs可得，拉力：F＝＝＝125N，

因不计绳重和摩擦，

2

所以，由F＝（G

泥土+G

动滑轮和筐）可得，筐中泥土的重力：G

泥土＝nF﹣G

动滑轮和筐

＝2×125N﹣30N＝220N；

（3）拉力做的有用功：W

有＝G

泥土h＝220N×5m＝1100J，

则本次利用该装置提升泥土的机械效率：η＝×100%＝×100%＝88%。

故答案为：（1）1250；5；（2）125；220；（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率为

88%。

2、（2022•广州）如图1，工人将重500N的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g取

10N/kg）。

（1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F

1，从P点匀速运动到Q点用时4s。

求此过程

①F

1的功率；

②斜面的机械效率。

（2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右100N的推力F

2，从A点匀速运动

到B点用时1s，在B点撤去F

2，货物继续运动0.5s停在D点。

①用“•”表示货物，在方框中画出货物在C点的受力示意图；

②货物到A点时为计时起点，在图2中画出0～1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化

的图象。

（3）图3中的尾板等效成图4中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、

受到绳的拉力为F

3（忽略绳重）。

①在图4中画出F

3的力臂l；

②绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F

4 ＝

F

3（选填“＞”、“＝”、“＜”）。

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【解答】解：（1）①v＝＝＝0.5m/s；

P＝F

1v＝250N×0.5m/s＝125W；

②推力做的有用功W

有＝Gh＝500N×0.5m＝250J；

推力做的总功W

总＝F

1s＝250N×2m＝500J；

η＝×100%＝＝50%；

（2）①在C点，物体受到重力，支持力和摩擦力。如图所示；

；

②滑动摩擦力大小和接触面粗糙程度以及压力有关，0～1.2s

，接触面粗糙程度和压力没4

有变，所受摩擦力的大小为100N，不变，故所受摩擦力的大小随时间变化的图象如图

所示；

（3）①F

3的方向沿斜面向上，过O点做F

3所在直线的垂线段即为力臂l；如图所示；

；

②图4和图5中，重力没有变，阻力臂没有变，动力臂为两次三角形斜边上的高线，由

于两个三角形全等，故动力臂也没有变，根据杠杆的平衡条件，动力不变；

故答案为：（1）①F

1的功率是125W；②斜面的机械效率是50%。（2）如图所示；（3）

如图所示；＝。

3、（2022•大连）明代学者宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部记录农业和手工业生

产技术的百科全书。如图是书中记载的古人用脚踏碓（duì）将稻米去皮的情景。该脚踏

碓是用柱子架起一根木杠，杠的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏踩杠的后端，木杠可绕

O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。

（1）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆的原因。

（注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）

（2）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析这种杠杆使稻米容易去皮的原

因。

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【解答】答：（1）由图可知，O是支点，从O点向阻力F

2的作用线引垂线，可得阻力

臂L

2，同理可知动力臂为L

1；

如图所示L

1＜L

2，由杠杆平衡条件F

1L

1＝F

2L

2可知，动力臂L

1小于阻力臂L

2，所以脚

踏碓是费力杠杆；

（2）锥头下落时，大部分的重力势能转化为动能，物体的质量一定时，所处的高度越大，

具有的重力势能越大。由相似三角形知识可知，脚移动较小的距离，锥头即可移动较大

的距离，所以用较小的力就可以使锥头有较大的动能，使稻米容易去皮。

4、（2022•攀枝花）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点在竖直平面内转动，请在图示位置

画出小球所受重力G和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图，并简述F的作图依据。

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【解答】解：小球所受重力G的方向是竖直向下的，作用点在重心；

由杠杆平衡条件F

1L

1＝F

2L

2 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越

小；由图可知，A点距离O点是最远的，故AO为力臂时，力是最小的，如图所示：

5、（2022•天津）如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动

力F

1为200N，动力臂l

1为1.2m（图中未画出），阻力臂l

2为0.06m，不计道钉撬自

身重力。

（1）在图中画出动力臂l

1；

（2）求道钉对道钉撬的阻力F

2的大小。

【解答】解：（1）动力臂为支点到动力的作用线的距离，过支点O作动力的作用线的垂

线，该垂线为动力臂l

1，如图所示：

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；

（2）由杠杆的平衡条件F

1l

1＝F

2l

2得，F

2＝＝＝4000N。

故答案为：（1）见解析；（2）阻力F

2的大小为4000N。

6、（2022•遵义）《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。

其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷

于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，

用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取

水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，

g取10N/kg）

（1）请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理；

（2）求该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功；

（3）若水流冲击筒车的功率为40W，求筒车旋转一周取水的机械效率。

【解答】解：（1）水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的

高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能；

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（2）该筒车旋转一周提升的水的质量为：m＝12×4kg＝48kg；

对水所做的功为：W＝Gh＝mgh＝48kg×10N/kg×4m＝1920J；

（3）水流冲击筒车的功率为40W，水流所做的功为：W'＝Pt＝40W×60s＝2400J；

筒车旋转一周取水的机械效率为：η＝＝×100%＝80%。

答：（1）水的动能转化为重力势能；

（2）该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功为1920J；

（3）筒车旋转一周取水的机械效率为80%。

7、（2022•武汉）我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗

者”号载人潜水器的海试现场。

（1）潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一

个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简

化示意图如图乙所示，它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成，C点为机械

手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动金属杆AB绕着O点转动，金

属杆B端就会向上提或向下压采样器。（ρ

海水＝1.0×103kg/m3）

①请在图乙中画出水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，采样器对金属杆AB的力的

示意图。

②若OA、OC和AC的长分别是18cm、24cm和30cm，OB的长是72cm

，这只机械9

手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N，玻璃管水平的圆环形管口和海底

沉积物的接触面积是2cm2时，则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生

的压强是多少Pa？（不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力）

（2）总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压

载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者”号时，可以让

潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”，即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采

样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是1.8t、体积是0.3m3的两只机械手臂

和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多少N？浮力比重力大多少N？

【解答】解：（1）①水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，力的作用是相互的，采样

器对金属杆AB的力F

2的方向竖直向上，力F

2示意图如图所示：

②由OA＝18cm，OC＝24cm，AC＝30cm，可得OA2+OC2＝AC2，所以△AOC为直

角三角形，机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力F

1＝200N，O为支点，

由图知△AOC∽△ADO，＝，所以＝，解得F

1的力臂L

1＝OD＝

14.1cm＝0.144m，

F

2的力臂L

2＝OB＝72cm＝0.72m，根据杠杆平衡条件：F

1L

1＝F

2L

2，F

2＝F

1

＝