【全国通用】2023年中考物理易错题汇编——12 简单机械常考易错陷阱分析（原卷版+解析版）

易错点12  简单机械常考易错陷阱分析

简单机械常考易错陷阱分析

陷阱一：杠杆的五要素理解易错？

（1）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。

（2）动力和阻力都是杠杆受到的力，作用点都在杠杆上。

（3）动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。

（4）力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。

（5）如果力的作用线恰好通过支点，则其力臂为零。

陷阱二：三类杠杆的特点及应用辨别易错？

陷阱三：动滑轮和定滑轮的相关概念理解易错。

陷阱四：滑轮组绳子的绕法易错。

（1）确定绕过动滑轮的绳子的根数：首先根据题目中的条件，如绳子能承受的最大拉力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G动，计算出承担物重所需绳子段数n=+，如果算出的绳子段数不是整数，一律进一位。例如：所得结果为n=3.4时，我们应选择绳子的根数为4。

（2）确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，开始绕绳子；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，开始绕绳子。

（3）示例：

陷阱五：几种简单机械的机械效率易错。

【例题1】关于杠杆，下列说法中正确的是（  ）

A．从支点到力的作用点的距离称为力臂  

B．作用在杠杆上的动力和阻力，方向有可能是相同的

C．支点总是处在动力作用点和阻力作用点之间的某一位置

D．人们在生产劳动中使用杠杆的目的都是为了省力

【提示】：根据杠杆的五要素的概念进行分析，即杠杆绕固定点转动的点为支点，使杠杆转动的力为动力，阻碍杠杆转动的力为阻力，支点到力的作用线的距离为力臂。

【解析】：

A、力臂是指从支点到力的作用线的距离，故A错误；

B、作用在杠杆上的动力和阻力方向可以相同，如：天平平衡时，物体和砝码对秤盘的压力都是竖直向下的，故B正确；

C、支点是杠杆绕某固定点转动的点，支点不一定处在动力作用点和阻力作用点之间的某一位置，如使用钓鱼竿时，支点处在动力作用点和阻力作用点之外的某一位置，所以C错误；

D、杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，所以使用杠杆不一定都是为了省力，故D错误。

故选：B。

【例题2】如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的大小关系是（  ）

A．F2＜F1＜F3 B．F2＜F1＜F3 C．F1＜F2＜F3 D．F2＜F3＜F1

【提示】：不计机械自重和摩擦：

（1）先判断处动力臂和阻力臂关系，再根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得出力F1和重力G的关系。

（2）使用滑轮组时，先判断出承担总重绳子的段数n，再根据F2＝G得出力F2和重力G的关系。

（3）使用动滑轮，动力作用在轴上，则有F3＝2G。

【解析】：

不计机械自重和摩擦时：

（1）第一个图是等臂杠杆，L1＝L2，由杠杆平衡条件可得F1＝G；

（2）第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数n＝3，F2＝G；

（3）第三个图是动滑轮，动力作用在轴上，F3＝2G；故F2＜F1＜F3，故B正确，ACD错误。

故选：B。

【例题3】下列关于功、功率和机械效率的说法中。正确的是（  ）

A．做功越慢的机械，功率一定越小 

B．越省力的机械，其机械效率一定越高 

C．做有用功越多的机械，其机械效率越高 

D．功率不同的机器，做的功一定不相等

【提示】：（1）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；

（2）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值；

（3）机械效率与做功功率和机械的省力情况无关。

【解析】：

A、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小说明做功慢。故A正确；

B、机械效率是有用功与总功的比值，与机械的省力情况无关。故B错误；

C、机械效率是指有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定。故C错误；

D、功率不同的机械，做的功有可能相等。如功率为5000W的机械60s做的功与功率为1000W的机械300s做的功相同。故D错误。

故选：A。

【强化1】图中，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法．

【提示】：首先要会组装滑轮组．知道承担物重的绳子段数越多越省力．在此题中，人在地面用力，所以拉力方向下．

【解答】：

要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起．

故答案为：

．

【强化2】一辆搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受总重力G＝1200N，独轮车的有关尺寸如图所示，它是一个     杠杆．推车时，人手向上的力F应为      N，生活中应用这个特点的杠杆还有       （请举出一例）．

【提示】：结合图片和生活经验，先判断独轮车在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，并举例生活中省力杠杆的应用；

再根据杠杆平衡原理计算人手向上的力的大小．

【解析】：

独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．

根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2得，

FL1＝GL2，

F×1m＝1200N×0.3m

F＝360N；

生活中的省力杠杆还有钳子。

故答案为：省力；360；钳子。

【强化3】小泽和小阳同学在做“测滑轮组机械效率”的实验。

（1）他们分别设计了如图所示的甲和乙的滑轮组，二种实验方案中，较省力的是图     。

（2）根据下表数据，你认为他们最后选用了图      的滑轮组。

（3）分析表中数据发现，所提升的物体越重，滑轮组的机械效率越      。

（4）在安全、有效的前提下提高机械的效率，下面的方法可行的是       。

A．改进结构，使机械更合理更轻巧

B．一次能提升的货物分为几次提升

C．增大提升物体的高度

【提示】：（1）承担动滑轮的绳子的段数越多，就越省力；

（2）根据物体上升的高度与绳子自由端通过的距离分析；

（3）根据表格中的数据分析物体的重力对滑轮组机械效率的影响；

（4）根据影响机械效率的因素分析。

【解析】：

（1）承担动滑轮的绳子的段数越多，就越省力，甲图是三段，乙图是两端，故甲图省力；

（2）由表格中的数据可知，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的3倍，故选用的是甲图；

（3）由表中的数据可知，使用相同的滑轮组提升不同的重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越高；

（5）A、改进结构，使机械更合理更轻巧，能减小额外功，故能提高机械效率，故A正确；

B、一次能提升的货物分为几次提升，不会改变有用功的大小，但此时所做的额外功增加，所做的总功增大，故机械效率降低，故B错误；

C、若不计绳重和摩擦力，根据η＝＝＝＝知滑轮组的机械效率与提升物体的高度没有关系，所以增大物体上升的高度不影响机械效率，故C错误。

故答案为：（1）甲；（2）甲；（3）高；（4）A。

1.关于力臂，下列说法中正确的是。

A. 从支点到力的作用点的距离     B. 从支点到力的作用线的距离

C. 力臂不可能为零              D. 力臂一定都在杠杆上

【答案】B

【解析】：

力臂是从支点到力的作用线的距离，抓住其数学特征：点到直线的距离

2.如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（  ）

A. 甲是动滑轮，使用时不能省力 B. 乙是动滑轮，使用时可以省力

C. 甲是定滑轮，使用时可以省力 D. 乙是定滑轮，使用时不能省力

【答案】B

【解析】：

根据定滑轮和动滑轮的特点可知：甲是定滑轮，不省力，但能改变力的方向；乙是动滑轮，能省一半的力，但不能改变力的方向。

故选：B。

3. 如图，体积相同的铁块和铝块挂在杠杆的两端，杠杆处于平衡状态，现将铁块和铝块同时浸没到水中，杠杆将（  ）

A．左端下降 B．右端下降 

C．  杠杆仍然平衡 D．条件不足，无法判断

【答案】B。

【解析】：

因铝块、铁块体积相同，ρ铁＞ρ铝，有m铁＞m铝，G铁＞G铝，由杠杆平衡条件，两侧力与力臂的乘积相同，但铝一侧的力臂大于铁一侧的力臂；浸没水中后，铁、铝受到的浮力相等，但铝一侧减小的力与力臂的乘积大，所以杠杆不再平衡，铁一侧将下降，即右端下降。

故选：B。

4. 如图所示，“”和“”是指甲刀的两个杠杆，下列说法正确的是（  ）

A. ““是省力杠杆，“”是费力杠杆

B. “”是费力杠杆，“”是省力杠杆

C. “”是省力杠杆，“”是省力杠杆

D. “”是费力杠杆，“”是费力杠杆

【答案】A

【解析】：

如图所示，对于，在使用时，它的动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆；

“”在使用时，它的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确、BCD错误。

故选：A。

5. 如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面由、匀速提升到时，如若沿斜面的拉力分别为、，各个过程拉力做功为、，则它们的大小关系正确的是

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】B

【解析】：

斜面的倾斜角度小于，所以物体沿运动时拉力较小，即；

斜面光滑说明摩擦力为，没有做额外功，则两次做的功都等于克服物体重力做的功；两次分别把同一物体提升到相同的高度，克服物体重力做的功相同，所以拉力做功也相同，即。

综上分析可知，选项ACD错误，B正确。

故选：B。

6. 如图所示是电动传送机，传送带斜面长15m，高7.5m，每袋货物质量m＝30kg。传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为      J，传送机工作时的机械效率是75%，则传送一袋货物所做的额外功是      J．（g取10N/kg）

【答案】2250；750。

【解析】：

（1）知道传送货物的质量，利用W＝Gh＝mgh求传送一袋货物所做的有用功；

（2）知道传送机工作时的机械效率，利用η求总功，传送一袋货物所做的额外功等于总功减去有用功。

解：（1）传送一袋货物所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×7.5m＝2250J；

（2）由η可得总功：W总3000J，

传送一袋货物所做的额外功：W额＝W总﹣W有＝3000J﹣2250J＝750J。

故答案为：2250；750。

 7. 下列说法中正确的是（  ）

A.机械效率高的机械，做功就越多      B.功率大的机械，做功就越多

C.功率小的机械，其机械效率越低      D.功率大的机械，做功就越快

【答案】D

【解析】：

（1）机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小；

（2）功率表示物体做功快慢的物理量，即P。

解：A、机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小，所以机械效率高的机械，做功不一定越多，故A错误；

B、功率大的机械，做功不一定越多，因为做功的时间不明确，故B错误；

C、功率和机械效率是两个不同的物理概念，二者没有必然的联系，故C错误；

D、功率表示物体做功快慢的物理量，机械功率越大，则机械做功越快，故D正确。

故选：D。

8. 起重机的机械效率、功率与其对外做功多少的关系正确的是（  ）

A．做功越快的机器，功率一定越大 

B．做功越多，机械效率一定越高 

C．功率越大的机器做功一定越多 

D．机械效率越高，做功一定越快

【答案】A。

【解答】：

A、功率是表示做功快慢的物理量，做功越快，机器的功率就越大。故A正确；

B、机械效率是有用功与总功的比值，机械效率高低与做功多少无关。故B错误；

C、机器的功率大，说明做功快，但不能说明做功多。故C错误；

D、机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，做功不一定快，功率不一定大。故D错误。

故选：A。

9. 小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）

（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组    （选填“省力”或“不省力”）

（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为     

（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为     cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为     。

【答案】（1）不省力；（2）F＝2G+G0；（3）如图所示；3.10；60%

【解析】：

（1）分析表中序号为1、2的两组数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，测力计示数大于所挂钩码的重力G，故此时使用该滑轮组不省力；

（2）由图1可知n＝2，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：F＝2G+G0；

（3）用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，当绳子的有效段数最多为3时，最省力，如下图所示：

由图知，物块移动的距离为44.10cm－41.00cm＝3.10cm；

若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为：

10. 小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的重的钩码若干个。

如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向______ 选填“左”或“右”调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和______ 。

小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验装置如图乙所示，进而得出了杠杆在水平位置平衡时，动力动力臂阻力阻力臂，李晨说小明的实验存在不足之处，认为小明还应______ 。

小丽同学通过对数据分析后得出的结论是：动力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，本组同学为了证明小丽同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，完成位置实验测量后，再将测力计沿位置进行实验测量并记录分析数据，此实验______ 选填“能”或“不能”说明该结论是错误的。

【提示】：（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，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆的自重；

（2）探究杠杆平衡条件时，一般要进行多次测量，为了使实验结论具有普遍性，只有一次实验得出的结论是不科学的。

（3）利用力臂不在杠杆上的情况进行实验；根据杠杆平衡条件分析解答。

本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算。当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小。

【解析】：

调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；

只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力动力臂阻力阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理。要改变钩码个数或移动钩码位置，多次进行实验，总结杠杆平衡条件。

丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图的实验，此实验能得到“动力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图能进行验证。

故答案为：右；便于测量力臂；改变钩码个数或移动钩码位置，多次进行实验；能。