专题强化一：杠杠和滑轮组（效率）作图与实验题型归纳（5大题型）-2023-2024学年八年级下册物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破专题系列（人教版）

专题强化一：杠杠和滑轮组（效率）作图与实验题型归纳 【题型归纳】 题型一：力和力臂作图问题 1．（23-24八年级下·上海·期中）如图所示，O为杠杆的支点，在力、作用下处于平衡状态。请在图中画出动力臂和阻力臂。 2．（23-24八年级下·广东东莞·期中）如图所示，O点是该装置的转轴，其中BD=2OA=2OB，要使该装置在图中所示位置静止，画出所需的最小力F，并标出该力的力臂L。 3．（23-24八年级下·广东清远·期中）如图（a）所示为我国古代劳动人民舂米的情景，图（b）是工作示意图，请在图（b）中作出力F1的力臂l1。 题型二：杠杆最小力问题 4．（2024·陕西西安·模拟预测）如图甲是一种新式下开式窗户和窗扇，图乙为该窗户和窗扇的示意图，O为转动轴。若要在窗扇上施加一个最小的力将窗扇打开，请在图乙中画出最小力F及其力臂L的示意图。 5．（23-24八年级下·重庆·期中）如图是关闭水龙头的情景，水龙头手柄可视为一根杠杆（O为支点），请你画出施加在A点的最小动力F1。 6．（23-24八年级下·福建厦门·期中）小尚同学在农村老家认识了“舂米对”，其示意图如图。运用这个装置时，人在A端用力把它踩下后马上松脚，B端就会马上下落，打在石臼内的谷物上，从而把谷物打碎。请在图中画出A端施加的最小动力F、阻力臂。 题型三：杠杆的探究平衡实验 7．（23-24八年级下·山东济南·期中）小华利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。 （1）实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 ； （2）改变悬挂钩码的数量和移动其悬挂的位置，使杠杆仍在水平位置平衡，获取三次测量数据（如下表所示），根据表中数据，你得出杠杆的平衡条件是 ； 实验测量数据记录表 实验 次序 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 1 2 5 1 10 2 2 10 2 10 3 3 10 2 15 （3）根据杠杆的平衡条件，在杠杆A点挂3个相同的钩码，如图乙所示，可在杠杆的B点挂 个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡； （4）保持A点钩码数量和位置不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1－F1的关系图象，如图丙所示，请根据图象推算，当l1为0.6m时，F1为 N； （5）如图丁所示，保持A点钩码数量和位置不变，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时，其示数大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 8．（23-24八年级下·重庆·期中）如图是小红同学在物理课上探究“杠杆平衡条件”的实验，使用的钩码质量均相等，杠杆上相邻刻度线间的距离相等。 （1）实验前杠杆静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，为使杠杆在水平位置平衡，小红同学应将平衡螺母向 调（选填“左”或“右”）； （2）小红同学在杠杆上A点悬挂了3个钩码，如图乙所示，为使杠杆仍保持水平平衡，她应在B点悬挂 个钩码。当杠杆平衡后，她将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O的方向各移动一小格，则杠杆的 （选填“左”或“右”）端将下沉； （3）如图丙所示，小红同学在杠杆C点悬挂了2个钩码，若每个钩码重0.5N，为使杠杆水平平衡，她在杠杆D点改用弹簧测力计竖直向上提，则弹簧测力计的示数为 N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向斜向上拉，使杠杆水平平衡，则弹簧测力计示数 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 9．（23-24八年级下·广西崇左·期中）在“研究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验前，杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆 （选填“处于”或“不处于”）平衡状态。为了实验更加方便，小明调节平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡，目的是 ； （2）调好后，根据图乙进行实验，在A点处悬挂三个钩码，每个钩码重0.5N，要使杠杆再次水平平衡，则需在B点处挂 个相同的钩码：当杠杆平衡后，将A、B两点下方的钩码同时向支点方向移动一个小格，则杠杆 （选填“左”或“右”）端下降； （3）探究过程中必须多次实验才能得出结论，这是为了 ； （4）小明用弹簧测力计代替一组钩码，重新调整设计方案进行研究，如图丙所示，以弹簧测力计的拉力为动力，钩码处绳子的拉力为阻力；多次改变动力作用点的位置进行实验，发现当杠杆水平平衡时，的大小总是 （选填“大于”“小于”或“等于”）的大小，分析其原因是： 。 题型四：滑轮组的作图 10．（2024九年级下·全国·专题练习）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法。 11．（22-23八年级下·广东东莞·期中）根据拉力F和总重力G的关系，画出对应的滑轮组绕线方式（不计绳子重和摩擦）。 12．（23-24九年级上·江苏常州）一位同学站在地面上，想利用如图所示的滑轮组提升重物，要求用最省力的方式提升重物，请你用笔画线代替绳子，帮她画出符合要求的绳子绕法。 题型五：滑轮组的效率探究实验 13．（22-23八年级下·重庆·期末）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小皇用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 物体上升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η ① 4 0.1 1.9 0.3 70.2% ② 6 0.1 2.7 0.3 74.1% ③ 9 0.1 4.0 0.3 （1）小皇是利用图中的 （选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的； （2）实验中用到的测量工具有弹簧测力计和 ； （3）在第③次实验中，滑轮组的机械效率是 ； （4）通过分析实验数据可以得出：同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）； （5）想要提升滑轮组的机械效率，还可以使用的方法是 ； A．减小动滑轮的质量            B．减小定滑轮的质量            C．增大物体上升的高度 （6）乐乐同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为她的想法是 （选填“正确”或“错误”）的，如果这样做，测得的机械效率将 （选填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 14．（22-23八年级下·黑龙江绥化·期末）实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。 实验次数 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.2 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端上移的距离s/m 0.3 0.4 机械效率 74.1% 62.5% （1）通过表中数据可分析出第2次实验是用图 （选填“甲”或“乙”）所示装置做的实验； （2）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的质量越大，滑轮组的机械效率 （选填“越高”“不变”或“越低”）； （3）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端上移的距离s= m，机械效率η= ； （4）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率 ； （5）采用图丙装置，改变动滑轮重G动，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。（忽略绳重和摩擦） 15．（22-23八年级下·山西朔州·期末）小明利用如图甲所示的装置“测量滑轮组的机械效率”，提升不同的钩码，分别做了三组实验，实验数据记录如表： 次数 钩码重G/N 钩码上升距离h/cm 拉力F/N 绳子上升距离s/cm 机械效率 1 1 10 0.5 30 66.7% 2 2 10 0.9 30 74.1% 3 4 10 1.6 30 ？ （1）为了完成实验，除图中的器材外，还缺少的主要器材是 。 （2）实验过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计，并使钩码 （选填“快速”或“缓慢”）上升。 （3）若在第2次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为 W。 （4）进行第3次测量时，滑轮组做的有用功是 J，滑轮组的机械效率约为 。（结果保留到0.1%） （5）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，钩码重力越大，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。 （6）小明又利用如图乙装置，重复了上述的实验，每次测得的机械效率均 （选填“大于”、“等于”或“小于”）第一次实验的对应测量值。 【专题强化】 一、作图题 16．（2024·河南洛阳·二模）如图甲是《天工开物》中记载的我国古代用来舂米的舂，图乙是其示意图，杠杆在该位置平衡。请在图乙中作出脚在A点施加的最小动力 F₁的示意图及阻力臂l₂。 17．（2024·陕西西安·模拟预测）如图所示，是永宁门夜晚护城河吊桥升起的过程，在杠杆OA的B点系一根细绳，细绳绕过滑轮。在细绳的另一端施加一个拉力F，在此刻吊桥静止静止。画出此时拉力F的动力臂L。 18．（2024·四川泸州·一模）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水面达到一定高度 时，浮标带动杠杆 AOB 压住入水口，停止上水。请在图中画出浮标所受的浮力 F1  的示意 图和 F2 的力臂 L2。 19．（23-24八年级下·福建漳州·阶段练习）请用笔在图中画出使用滑轮组时最省力的绕法。 20．（2024·河南鹤壁·一模）如图所示，甲图是正在使用的核桃夹，使用时上、下两部分都可以看做杠杆，乙图是上半部分杠杆的示意图。若想更轻松压开核桃，请你在A点画出以O为支点的最小动力的示意图。 21．（23-24八年级下·广东肇庆·期中）如图所示，男孩想用一根绳子和两个滑轮提起物体，请画出最省力的绕线方式。 22．（2024·河南郑州·二模）如图甲是一个手动榨汁机，其上部手柄在使用时可看做一个杠杆，图乙是其简化的示意图，O为支点，是压水果时B点受到的阻力。请在图乙中画出作用在A点的最小动力的示意图及阻力臂。 23．（23-24八年级下·广东东莞·期中）如题图所示，请根据拉力F与重力G的关系连线（忽略动滑轮重、绳重及摩擦）。 24．（23-24八年级下·广东惠州·期中）周末下午小龙去双月湾游玩，路上遇上了雷暴雨，汽车陷进了泥坑里。路途遥远救援车无法在天黑前赶到，聪明的小龙运用滑轮组以最省力的方法将汽车拉了出来，请画出他的绕线方法。 25．（22-23九年级上·广东湛江·阶段练习）如图所示，工人站在A处，画出滑轮组最省力的绕绳方法。 二、实验题 26．（23-24八年级下·河南南阳·阶段练习）杆秤是我国最古老也是现今人们仍然在使用的衡量工具，是根据杠杆原理制造出来的，以方便人们买卖，映射出中国古代汉族劳动人民的聪明才智，具有悠久的历史。在物理实践活动中，小明探究杠杆的平衡条件后制作了一把杆秤。 （1）将杠杆的中点悬挂，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”）。为使杠杆在水平平衡，小明应将杠杆的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，这样做的目的是便于直接在杠杆上读出 ； （2）调节杠杆水平平衡后，在杠杆两侧悬挂同质量的钩码并移动钩码的位置，使杠杆重新水平平衡，测得的实验数据如下表； 实验次数 动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 ①分析数据可得出杠杆的平衡条件是 （用字母表示）； ②小明多次实验的目的是 ； （3）如图乙，小明在杠杆A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，将弹簧测力计沿D竖直向下拉，为使杠杆保持水平平衡，弹簧测力计的示数为 N；然后沿C斜向下拉，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”），其原因是 （每个钩码重均为0.5N，杠杆每格刻度均匀且杠杆重不计）； （4）实验结束后，小明制作了如图丙所示的杆秤，经测试发现能测的物体的最大质量太小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是 （填选项）。 A．将a点向左移 B．将b点向左移 C．将a、b点都向右移动等长距离 D．换一个质量较小的秤砣 27．（2024九年级下·全国·专题练习）如图1所示是某同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干）： （1）杠杆放在支架上后，在图1甲所示位置静止，这时的杠杆处于 （填“平衡”或“不平衡”）状态，为了将杠杆调至水平位置平衡，他将左端平衡螺母向 （填“左”或“右”）端调节； （2）图1乙中，在水平位置平衡的杠杆A处挂两个钩码，则在B处需挂 个钩码时，杠杆才能继续保持在水平位置平衡；实验中每次都要调节杠杆在水平位置平衡，这样做的主要目的是便于直接测量 ；经过多次实验得出杠杆平衡条件为 ； （3）保持杠杆水平位置平衡，将图1丙中的弹簧测力计由竖直位置缓慢向右转动至虚线位置，弹簧测力计示数将 （填“变大”“变小”或“不变”）； （4）实验中保持阻力F2及阻力臂l2不变，多次改变动力F1与动力臂l1，收集数据并在坐标系中绘制出动力F1与动力臂l1的关系图像（如图2所示），由图像分析可知：当F＝ N时，l1＝30cm； （5）如图3甲所示，粗细不均匀的胡萝卜在水平位置平衡。将胡萝卜沿虚线位置分割成两部分，如图3乙所示，P点为胡萝卜左边部分重心位置，Q点为胡萝卜右边部分重心位置，根据杠杆平衡条件分析可知，左边部分胡萝卜所受的重力 （填“大于”“小于”或“等于”）右边部分胡萝卜所受的重力。 28．（2024·湖北襄阳·模拟预测）下图是飞扬小组同学利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重1N） （1）小李同学利用刻度均匀的匀质杠杆甲进行探究： ①实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在 位置平衡； ②在杠杆A点处挂4个钩码，则在B 点处应挂 个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡； ③把B点处的钩码取下，在B 点处施加一个竖直向下的拉力F时，杠杆仍然在水平位置平衡。当拉力F向右下倾斜时，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）小王同学用如图乙所示的一根左粗右细的直木棒进行探究，悬挂使其水平平衡，利用钩码和刻度尺，使用该直木棒 （选填“能”或“不能”）探究“杠杆平衡条件”。 29．（2024·河南濮阳·一模）如图甲所示，小华同学在做“探究杠杆平衡条件”实验。 （1）实验前杠杆在如图甲所示位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，此时需将两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量 ； （2）小华同学使用相同钩码完成某次操作后，实验现象如图乙所示，她记录的数据为动力F1＝1.5N，动力臂L1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂L2＝ m； （3）小华同学完成如图乙所示的实验后，得出“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，同桌认为他的做法不合理，理由是 ； （4）小力同学通过对数据分析后得出结论：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。小华同学为了证明小力同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，此实验 （选填“能”或“不能”）说明小力的结论是错误的。图丙实验中，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，动力×动力臂 （选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂； （5）人类很早以前就会使用杠杆了，如图丁是我们的祖先在建造宫殿时利用杠杆（支架和横杆）撬动沉重木料时的情景，此杠杆属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 30．（23-24九年级下·黑龙江大庆·期中）在“探究杠杆平衡条件”的实验中，所用的器材有：每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线，重力均为0.5N的钩码若干个。 （1）杠杆安装好后处于如图甲所示的静止状态，此时的杠杆是否平衡？ （选填“是”或“否”）；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向边移动 （选填“左”或“右”）； （2）使杠杆在水平位置平衡，实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是 ； （3）如图乙所示，杠杆处于水平平衡状态。若将杠杆的两侧钩码都向支点移动一格，那么杠杆的 （选填“左”或“右”）端下沉； （4）若将右侧的钩码换成弹簧测力计进行实验，依次将弹簧测力计挂在从1到5的位置竖直向下施加拉力，始终保持杠杆在水平位置平衡，如图丙所示。按1到5的顺序，弹簧测力计的示数会逐渐 （选填“变小”、“不变”或“变大”）：下列图像能正确表示整个过程中弹簧测力计对杠杆的拉力F与其力臂l大小变化关系的是 ； A．    B．C．    D． （5）如图丁所示，弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当钩码悬挂在杠杆上 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）点时，杠杆在图示的位置处于平衡状态，且弹簧测力计的示数最小。 31．（2024·新疆和田·三模）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小陈同学用如图所示的同一滑轮组提升不同重量物体的方法，将弹簧测力计悬挂绳子的自由端，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如下： 实验次数 物体所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力 F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 60 0.1 60 0.2 50.0% 2 120 0.1 96 0.2 62.5% 3 180 0.1 132 0.2 A （1）实验中要竖直向下 拉动弹簧测力计，使物体升高； （2）表格中编号A处数据应为 ，分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组提升不同重物时，被提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率 （选填“越大”“越小”或“不变”）； （3）小陈同学通过计算还发现，此滑轮组提升不同重量的物体时，绳子重力和摩擦力所对应的额外功与总功的比例一定，实验中动滑轮的重力为 N。若被提升物体的重力为26N时，弹簧测力计的拉力为 N。 32．（2024·辽宁·二模）在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。 （1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。调平后，若在A处挂3个钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，则需在B点挂 个钩码。（每个钩码的重量相等） （2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如表。 实验次数 滑轮材质 钩码的重力 钩码提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 铝 铝 铝 塑料 由图可知，第次实验中弹簧测力计示数为 ； 第次实验中滑轮组的机械效率为 （结果保留整数）； 分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）小明用图的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。某次实验测得物重、斜面长、高，若机械效率，则物体在斜面上受到的摩擦力为 。 33．（2024·陕西·二模）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益（用“MA”表示），根据机械效益可以比较省力程度。那么，滑轮组的机械效益与哪些因素有关呢？楚杭提出三个猜想： 猜想一：与物体重力大小有关； 猜想二：与吊起动滑轮的绳子股数有关； 猜想三：与动滑轮重力大小有关； 楚杭组装了如图甲、乙、丙所示的滑轮组，其中图甲、乙中每个滑轮的质量为m1，图丙中每个滑轮的质量m2，m1＝2m2，利用这三个滑轮组进行实验，测得5组数据，再将图丙的滑轮先后更换两次，实验数据如下表。 序号 物重G/N 吊起动滑轮的绳子股数n 拉力F/N 机械效益MA 1 6 2 4.0 1.5 2 8 2 5.0 1.6 3 10 2 6.0 1.7 4 8 3 3.3 2.4 5 8 4 2.5 3.2 6 8 4 3.0 2.7 7 8 4 3.5 2.3 （1）分析1、2、3三次数据可知，其他条件相同时， 越大，滑轮组的机械效益越大，其省的力 （选填“越多、越少或不变”）； （2）分析数据可知，当其他条件相同时，机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是 ； （3）第 （选填序号）三次实验是为了探究机械效益MA与动滑轮重的关系； （4）用表格中第7次实验的滑轮组，匀速提升重10N的物体，则该滑轮组的机械效益为 ； （5）同一滑轮组的机械效益增大时，其机械效率 （选填“变小”、“不变”或“变大”），机械效率与机械效益的比值 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题强化一：杠杠和滑轮组（效率）作图与实验题型归纳 【题型归纳】 题型一：力和力臂作图问题 1．（23-24八年级下·上海·期中）如图所示，O为杠杆的支点，在力、作用下处于平衡状态。请在图中画出动力臂和阻力臂。 【答案】 【详解】过支点分别作动力和阻力作用线的垂线，垂线段的长度即为动力臂和阻力臂，故作图如下： 2．（23-24八年级下·广东东莞·期中）如图所示，O点是该装置的转轴，其中BD=2OA=2OB，要使该装置在图中所示位置静止，画出所需的最小力F，并标出该力的力臂L。 【答案】 【详解】依题意得，O点为支点，当以OD为力臂时，动力臂最大，在D点所施加的力为最小力，为了使杠杆平衡，力的方向垂直OD向下，如图： 3．（23-24八年级下·广东清远·期中）如图（a）所示为我国古代劳动人民舂米的情景，图（b）是工作示意图，请在图（b）中作出力F1的力臂l1。 【答案】 【详解】从支点O向动力F1的作用线作垂线段，垂线段的长即为其力臂l1，如图所示： 题型二：杠杆最小力问题 4．（2024·陕西西安·模拟预测）如图甲是一种新式下开式窗户和窗扇，图乙为该窗户和窗扇的示意图，O为转动轴。若要在窗扇上施加一个最小的力将窗扇打开，请在图乙中画出最小力F及其力臂L的示意图。 【答案】 【详解】根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小；由图可知，OA即为最长的动力臂，与它垂直的力即为最小动力；阻力为窗扇的重力，它使窗扇逆时针转动，所以动力应使窗扇顺时针转动，方向应斜向上，故作图如下： 5．（23-24八年级下·重庆·期中）如图是关闭水龙头的情景，水龙头手柄可视为一根杠杆（O为支点），请你画出施加在A点的最小动力F1。 【答案】 【详解】由题意可知，阻力和阻力臂一定，根据杠杆平衡条件可知，动力要最小，动力臂需最长，OA作为动力臂时，动力臂最长，动力最小，阻力F2使杠杆沿逆时针转动，动力F1应使杠杆顺时针转动，所以施加在A点的力应向下，因此连接OA，过A点作OA的垂线，即为在A点施加的最小动力F1，如下图所示： 6．（23-24八年级下·福建厦门·期中）小尚同学在农村老家认识了“舂米对”，其示意图如图。运用这个装置时，人在A端用力把它踩下后马上松脚，B端就会马上下落，打在石臼内的谷物上，从而把谷物打碎。请在图中画出A端施加的最小动力F、阻力臂。 【答案】 【详解】用力踩下这个装置时，脚踩的力使得杠杆（这个装置）转动，而装置自身的重力阻碍了杠杆的转动，所以杠杆自身的重力为阻力，脚踩的力为动力。O点为支点，O点到重力作用线的距离即为阻力臂l2，当阻力与阻力臂的乘积一定时，动力臂越大，动力就越小，所以当脚沿垂直于杠杆向下踩A端时，动力臂最大，动力最小，如图所示： 题型三：杠杆的探究平衡实验 7．（23-24八年级下·山东济南·期中）小华利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。 （1）实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 ； （2）改变悬挂钩码的数量和移动其悬挂的位置，使杠杆仍在水平位置平衡，获取三次测量数据（如下表所示），根据表中数据，你得出杠杆的平衡条件是 ； 实验测量数据记录表 实验 次序 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 1 2 5 1 10 2 2 10 2 10 3 3 10 2 15 （3）根据杠杆的平衡条件，在杠杆A点挂3个相同的钩码，如图乙所示，可在杠杆的B点挂 个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡； （4）保持A点钩码数量和位置不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1－F1的关系图象，如图丙所示，请根据图象推算，当l1为0.6m时，F1为 N； （5）如图丁所示，保持A点钩码数量和位置不变，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时，其示数大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 右 便于测量力臂 动力×动力臂=阻力×阻力臂/F1l1=F2l2 4 0.5 变大 【详解】（1）[1][2]杠杆左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母直到杠杆平衡；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于直接读出力臂。 （2）[3]分析表中数据，可以得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （3）[4]设一钩码重为G，一格为L，根据杠杆平衡条件可知 3G×4L=FB×3L 所以 FB=4G 需在B点挂4个钩码。 （4）[5]由于此题中的阻力和阻力臂不变，根据F1l1=F2l2可知，利用图象中任意一组数据都能得出 F2l2=F1l1=0.1m×3N=0.3N•m 故若当l1为0.6m时 （5）[6]当测力计从a位置转动到b位置时，阻力与阻力臂不变，动力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，动力应增大，所以弹簧测力计的示数将变大。 8．（23-24八年级下·重庆·期中）如图是小红同学在物理课上探究“杠杆平衡条件”的实验，使用的钩码质量均相等，杠杆上相邻刻度线间的距离相等。 （1）实验前杠杆静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，为使杠杆在水平位置平衡，小红同学应将平衡螺母向 调（选填“左”或“右”）； （2）小红同学在杠杆上A点悬挂了3个钩码，如图乙所示，为使杠杆仍保持水平平衡，她应在B点悬挂 个钩码。当杠杆平衡后，她将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O的方向各移动一小格，则杠杆的 （选填“左”或“右”）端将下沉； （3）如图丙所示，小红同学在杠杆C点悬挂了2个钩码，若每个钩码重0.5N，为使杠杆水平平衡，她在杠杆D点改用弹簧测力计竖直向上提，则弹簧测力计的示数为 N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向斜向上拉，使杠杆水平平衡，则弹簧测力计示数 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】 平衡 右 2 右 2 变大 【详解】（1）[1][2]实验前杠杆静止时，杠杆受平衡力作用，此时杠杆处于平衡状态，但杠杆左低右高，表明右边要轻一些，为使杠杆在水平位置平衡，小红同学应将平衡螺母向右调。 （2）[3]假每个钩码重为G0，杠杆上每一小格为l0，如图乙所示，如果杠杆保持水平平衡，根据杠杆平衡条件可得 解得n=2，故应在B点悬挂2个钩码。 [4]当杠杆平衡后，她将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O的方向各移动一小格，则 故杠杆的右端将下沉。 （3）[5]如图丙所示，根据杠杆平衡条件可得 解方程可知FD=2N，故弹簧测力计的示数为2N。 [6]如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向斜向上拉，钩码的重力和力臂不变，拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件，使杠杆水平平衡，则弹簧测力计示数变大。 9．（23-24八年级下·广西崇左·期中）在“研究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验前，杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆 （选填“处于”或“不处于”）平衡状态。为了实验更加方便，小明调节平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡，目的是 ； （2）调好后，根据图乙进行实验，在A点处悬挂三个钩码，每个钩码重0.5N，要使杠杆再次水平平衡，则需在B点处挂 个相同的钩码：当杠杆平衡后，将A、B两点下方的钩码同时向支点方向移动一个小格，则杠杆 （选填“左”或“右”）端下降； （3）探究过程中必须多次实验才能得出结论，这是为了 ； （4）小明用弹簧测力计代替一组钩码，重新调整设计方案进行研究，如图丙所示，以弹簧测力计的拉力为动力，钩码处绳子的拉力为阻力；多次改变动力作用点的位置进行实验，发现当杠杆水平平衡时，的大小总是 （选填“大于”“小于”或“等于”）的大小，分析其原因是： 。 【答案】 处于 便于测力力臂 4 左 使结论更具有普遍性 大于 见解析 【详解】（1）[1] 静止和匀速转动都是杠杆的平衡状态。实验前，发现杠杆如图甲所示，当杠杆静止时，此时杠杆处于平衡状态。 [2] 调节杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。 （2）[3] 如图乙所示，A点处挂3个钩码，设B点处挂n个钩码，杠杆在水平位置平衡，若一个钩码重G，每一个小格长L，根据杠杆平衡条件有 解得n=4。 [4] 当杠杆平衡后，将A、B两点下方的钩码同时向支点方向移动一个小格，支点左端 支点右端 左侧力与力臂乘积偏大，则杠杆左端会下沉。 （3）[5] 本实验属于探究类实验，探究过程中必须多次实验才能得出结论，这是为了使结论更具有普遍性。 （4）[6][7] 由于杠杆存在自重，且重心在支点的左侧，重力与F2都使杠杆逆时针旋转，所以杠杆自重也是阻力，故的大小总是大于的大小。 题型四：滑轮组的作图 10．（2024九年级下·全国·专题练习）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法。 【答案】 【详解】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，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮，如图所示： 11．（22-23八年级下·广东东莞·期中）根据拉力F和总重力G的关系，画出对应的滑轮组绕线方式（不计绳子重和摩擦）。 【答案】 【详解】滑轮组的省力情况与承担物重的绳子的股数（连在动滑轮上绳子的段数）有关，当承担物重的绳子的股数为n时，拉力F和总重力G的关系为 答案如图所示： 12．（23-24九年级上·江苏常州·阶段练习）一位同学站在地面上，想利用如图所示的滑轮组提升重物，要求用最省力的方式提升重物，请你用笔画线代替绳子，帮她画出符合要求的绳子绕法。 【答案】 【详解】由图可以看出，人站在地面拉动绳子，因此绳子的拉动方向应向下，因此确定自由端的绳子，然后依次向内绕。如图所示： 题型五：滑轮组的效率探究实验 13．（22-23八年级下·重庆·期末）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小皇用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 物体上升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η ① 4 0.1 1.9 0.3 70.2% ② 6 0.1 2.7 0.3 74.1% ③ 9 0.1 4.0 0.3 （1）小皇是利用图中的 （选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的； （2）实验中用到的测量工具有弹簧测力计和 ； （3）在第③次实验中，滑轮组的机械效率是 ； （4）通过分析实验数据可以得出：同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）； （5）想要提升滑轮组的机械效率，还可以使用的方法是 ； A．减小动滑轮的质量            B．减小定滑轮的质量            C．增大物体上升的高度 （6）乐乐同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为她的想法是 （选填“正确”或“错误”）的，如果这样做，测得的机械效率将 （选填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 【答案】 甲 刻度尺 75% 增大 A 错误 偏大 【详解】（1）[1]由表中数据可知，动滑轮承接的绳子有效段数为 由此可知，该实验是利用图甲滑轮组完成实验的。 （2）[2]实验中需要测量物体的重力、拉力以及物体上升的高度，因此实验中需要弹簧测力计和刻度尺。 （3）[3]根据实验数据，由可得，重9 N物体被提升0.1m时，所做的有用功为 又知此时的拉力为4N，且拉力端绳子移动距离为0.3m，则可知该过程拉力做的总功为 由 可得，此时滑轮组的机械效率为 （4）[4]根据表中数据可知，使用同一滑轮组，提升的钩码重力越大，机械效率越高，说明同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。 （5）[5]A．用滑轮组提升重物时，减小动滑轮的质量，可减小额外功，从而增大有用功占总功的比值，故A符合题意； B．减小定滑轮的质量，定滑轮受到的重力减小，而在滑轮组拉动物体的过程中，有用功、额外功、总功均不受影响，所以机械效率不变。故B符合题意； C．根据 可知，机械效率与提升物体的高度无关，故C不符合题意。 故选A。 （6）[6] 在实验中应匀速缓慢竖直拉动测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于作用在绳子自由端的拉力大小。若弹簧测力计静止时读出了数据，绳子与滑轮之间的摩擦力就不能测量，会导致测得的拉力偏小，根据公式W=Fs可知，求出的总功变小，而有用功不变，根据 可得，测出的机械效率将比真实值偏大，故该做法错误。 14．（22-23八年级下·黑龙江绥化·期末）实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。 实验次数 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.2 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端上移的距离s/m 0.3 0.4 机械效率 74.1% 62.5% （1）通过表中数据可分析出第2次实验是用图 （选填“甲”或“乙”）所示装置做的实验； （2）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的质量越大，滑轮组的机械效率 （选填“越高”“不变”或“越低”）； （3）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端上移的距离s= m，机械效率η= ； （4）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率 ； （5）采用图丙装置，改变动滑轮重G动，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。（忽略绳重和摩擦） 【答案】 乙 越低 0.6 83.3% 越高 12 【详解】（1）[1]第二组数据中绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍，根据s=4h可知，第二次实验中，由四股绳承担物重，因此选择乙装置进行实验。 （2）[2]由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，提升高度相同时，提升物体做的有用功相同，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大)，提升物体时做的额外功越多，由可知，滑轮组的机械效率越低。 （3）[3]由表中第1次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，第三次实验使用同样的装置，因此都使用了甲装置，则第3次实验绳端移动距离 s=3h=3×0.2m=0.6m [4]滑轮组机械效率为 （4）[5]由表中第1次实验物重为4N，机械效率为74.1%；第3次实验数据物重为6N，机械效率为83.3%，由此可知：使用同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高。 （5）[6]如图丙，滑轮组的机械效率为75%，则有 解得被提升物体所受的重力为 G=12N 15．（22-23八年级下·山西朔州·期末）小明利用如图甲所示的装置“测量滑轮组的机械效率”，提升不同的钩码，分别做了三组实验，实验数据记录如表： 次数 钩码重G/N 钩码上升距离h/cm 拉力F/N 绳子上升距离s/cm 机械效率 1 1 10 0.5 30 66.7% 2 2 10 0.9 30 74.1% 3 4 10 1.6 30 ？ （1）为了完成实验，除图中的器材外，还缺少的主要器材是 。 （2）实验过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计，并使钩码 （选填“快速”或“缓慢”）上升。 （3）若在第2次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为 W。 （4）进行第3次测量时，滑轮组做的有用功是 J，滑轮组的机械效率约为 。（结果保留到0.1%） （5）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，钩码重力越大，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。 （6）小明又利用如图乙装置，重复了上述的实验，每次测得的机械效率均 （选填“大于”、“等于”或“小于”）第一次实验的对应测量值。 【答案】 弹簧测力计和刻度尺 匀速 缓慢 0.27 0.4 83.3% 高 小于 【详解】（1）[1]为了完成实验，要测量物体的重力和绳子自由端的拉力，需要弹簧测力计，还要测量物体上升的高度及绳子自由端通过的距离，故还需要刻度尺。 （2）[2][3]实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，并使钩码缓慢上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 （3）[4]甲中绳子的有效股数为3，若在第2次实验中，物体上升的速度为则绳子自由端的速度为 拉力F的功率为 （4）[5][6]进行第3次测量时，滑轮组做的有用功是 做的总功为 滑轮组的机械效率约为 （5）[7]分析表中实验数据可知，同一滑轮组，钩码重力越大，滑轮组的机械效率越高。 （6）[8]如图乙装置中有两个动滑轮，故在同样的条件下做的额外功变大，在有用功不变的条件下总功变大，根据可得测得的机械效率均小于第一次实验的对应测量值。 【专题强化】 一、作图题 16．（2024·河南洛阳·二模）如图甲是《天工开物》中记载的我国古代用来舂米的舂，图乙是其示意图，杠杆在该位置平衡。请在图乙中作出脚在A点施加的最小动力 F₁的示意图及阻力臂l₂。 【答案】 【详解】过点A作垂直于OA向下的动力，此时力臂最长，动力最小；过点O作阻力作用线的垂线段即为阻力臂l₂。如下图所示： 17．（2024·陕西西安·模拟预测）如图所示，是永宁门夜晚护城河吊桥升起的过程，在杠杆OA的B点系一根细绳，细绳绕过滑轮。在细绳的另一端施加一个拉力F，在此刻吊桥静止静止。画出此时拉力F的动力臂L。 【答案】 【详解】由图知F为拉力，从支点O做动力F的垂线段，即为拉力F的力臂L，如图所示： 18．（2024·四川泸州·一模）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水面达到一定高度 时，浮标带动杠杆 AOB 压住入水口，停止上水。请在图中画出浮标所受的浮力 F1  的示意 图和 F2 的力臂 L2。 【答案】 【详解】浮标在水中受到竖直向上的浮力F1​，作用点在浮标重心上，方向竖直向上；过支点O向F2​作用线的反向延长线作垂线段，即F2​的力臂L2​，如图所示： 19．（23-24八年级下·福建漳州·阶段练习）请用笔在图中画出使用滑轮组时最省力的绕法。 【答案】 【详解】根据滑轮组的省力分析，，在物重和动滑轮重不变时，连在动滑轮上承担物重的绳子段数越多，越省力，本题中连在动滑轮上绳子最多可以有４段，连线如图所示： 20．（2024·河南鹤壁·一模）如图所示，甲图是正在使用的核桃夹，使用时上、下两部分都可以看做杠杆，乙图是上半部分杠杆的示意图。若想更轻松压开核桃，请你在A点画出以O为支点的最小动力的示意图。 【答案】 【详解】根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，由图可知，OA即为最长的动力臂，与之垂直的力即为最小的动力，图中杠杆为核桃夹上边的杠杆，应向下压，所以动力斜向下，故作图如下： 21．（23-24八年级下·广东肇庆·期中）如图所示，男孩想用一根绳子和两个滑轮提起物体，请画出最省力的绕线方式。 【答案】 【详解】一个定滑轮和一个动滑轮，最省力的绕线方式是有三股绳子受力，如图所示 22．（2024·河南郑州·二模）如图甲是一个手动榨汁机，其上部手柄在使用时可看做一个杠杆，图乙是其简化的示意图，O为支点，是压水果时B点受到的阻力。请在图乙中画出作用在A点的最小动力的示意图及阻力臂。 【答案】 【详解】由支点向阻力的作用线作垂线，垂线段的长度即为阻力臂；根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，由图可知，连接OA，OA即为最长的动力臂，与它垂直的力即为最小动力，阻力使杠杆逆时针转动，所以动力应使杠杆顺时针转动，动力应斜向下，故作图如下： 23．（23-24八年级下·广东东莞·期中）如题图所示，请根据拉力F与重力G的关系连线（忽略动滑轮重、绳重及摩擦）。 【答案】 【详解】由题意可知，绳重、滑轮重及摩擦不计，根据滑轮组特点可知 n为跟动滑轮相连的绳子的股数，由题意可知，第一个滑轮组的绳子承重股数为n1=3，第一个滑轮组的绳子承重股数为n2=2，滑轮组的连线图如下： 24．（23-24八年级下·广东惠州·期中）周末下午小龙去双月湾游玩，路上遇上了雷暴雨，汽车陷进了泥坑里。路途遥远救援车无法在天黑前赶到，聪明的小龙运用滑轮组以最省力的方法将汽车拉了出来，请画出他的绕线方法。 【答案】 【详解】根据要求，最省力则承担拉力的绳子段数应尽量多，即可以绕3段绳子，这样最省力，如图所示 25．（22-23九年级上·广东湛江·阶段练习）如图所示，工人站在A处，画出滑轮组最省力的绕绳方法。 【答案】 【详解】如图，由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，人站在A处拉绳子，最多可由3段绳子吊着动滑轮，故作图如下： 二、实验题 26．（23-24八年级下·河南南阳·阶段练习）杆秤是我国最古老也是现今人们仍然在使用的衡量工具，是根据杠杆原理制造出来的，以方便人们买卖，映射出中国古代汉族劳动人民的聪明才智，具有悠久的历史。在物理实践活动中，小明探究杠杆的平衡条件后制作了一把杆秤。 （1）将杠杆的中点悬挂，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”）。为使杠杆在水平平衡，小明应将杠杆的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，这样做的目的是便于直接在杠杆上读出 ； （2）调节杠杆水平平衡后，在杠杆两侧悬挂同质量的钩码并移动钩码的位置，使杠杆重新水平平衡，测得的实验数据如下表； 实验次数 动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 ①分析数据可得出杠杆的平衡条件是 （用字母表示）； ②小明多次实验的目的是 ； （3）如图乙，小明在杠杆A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，将弹簧测力计沿D竖直向下拉，为使杠杆保持水平平衡，弹簧测力计的示数为 N；然后沿C斜向下拉，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”），其原因是 （每个钩码重均为0.5N，杠杆每格刻度均匀且杠杆重不计）； （4）实验结束后，小明制作了如图丙所示的杆秤，经测试发现能测的物体的最大质量太小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是 （填选项）。 A．将a点向左移 B．将b点向左移 C．将a、b点都向右移动等长距离 D．换一个质量较小的秤砣 【答案】 平衡 右 力臂 寻找普遍规律 0.75 变大 弹簧测力计拉力的力臂变小 B 【详解】（1）[1]杠杆处于静止时为平衡状态。因此在没有挂钩码时，杠杆在图甲所示位置静止，此时杠杆平衡。 [2][3]杠杆在图甲所示的位置静止时，左端偏低右端偏高，为使得杠杆在水平位置平衡应将右端的平衡螺母向右调节，这样做的目的是便于直接在杠杆上读出力臂。 （2）[4]分析实验数据 1N×10cm=2N×5cm 2N×10cm=1N×20cm 2N×15cm=3N×10cm 因此可得出杠杆平衡的条件为F1l1=F2l2。 [5]实验次数少，得出的结论具有偶然性，所以小明多次实验的目的是寻找普遍规律。 （3）[6]由题意及杠杆平衡原理可得，在B点处的拉力为 FB=2×0.5N=1N 设杠杆上每一小格的长度为l，则有 FA×4l=FB×3l 解得。 [7][8]在图乙中，保持A点不变，测力计从D位置转动到C位置时，拉力F向左倾斜，此时F的力臂变短，阻力和阻力臂不变。根据杠杆的平衡条件，拉力变大，即弹簧测力计的示数变大。 （4）[9]如图丙所示的杆秤，支点为b，假设动力臂为lab，阻力臂为lbc，不计杆杆自身的重力，根据杠杆的平衡条件知 G物×lab=G秤砣×lbc m物g×lab=m秤砣g×lbc 所以在秤砣和杆秤长短不变时，能使杆秤所测最大质量变大的是将b点向左移，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 27．（2024九年级下·全国·专题练习）如图1所示是某同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干）： （1）杠杆放在支架上后，在图1甲所示位置静止，这时的杠杆处于 （填“平衡”或“不平衡”）状态，为了将杠杆调至水平位置平衡，他将左端平衡螺母向 （填“左”或“右”）端调节； （2）图1乙中，在水平位置平衡的杠杆A处挂两个钩码，则在B处需挂 个钩码时，杠杆才能继续保持在水平位置平衡；实验中每次都要调节杠杆在水平位置平衡，这样做的主要目的是便于直接测量 ；经过多次实验得出杠杆平衡条件为 ； （3）保持杠杆水平位置平衡，将图1丙中的弹簧测力计由竖直位置缓慢向右转动至虚线位置，弹簧测力计示数将 （填“变大”“变小”或“不变”）； （4）实验中保持阻力F2及阻力臂l2不变，多次改变动力F1与动力臂l1，收集数据并在坐标系中绘制出动力F1与动力臂l1的关系图像（如图2所示），由图像分析可知：当F＝ N时，l1＝30cm； （5）如图3甲所示，粗细不均匀的胡萝卜在水平位置平衡。将胡萝卜沿虚线位置分割成两部分，如图3乙所示，P点为胡萝卜左边部分重心位置，Q点为胡萝卜右边部分重心位置，根据杠杆平衡条件分析可知，左边部分胡萝卜所受的重力 （填“大于”“小于”或“等于”）右边部分胡萝卜所受的重力。 【答案】 平衡 左 3 力臂 动力×动力臂＝阻力×阻力臂/F1L1＝F2L2 变大 0.5 大于 【详解】（1）[1]杠杆静止在如图甲的位置，所以杠杆处于平衡状态。 [2]杠杆停在如图甲所示的位置，左端上翘，要使杠杆在水平位置处于平衡状态，平衡螺母向上翘的左端移动。 （2）[3]设一个钩码的重为G，杠杆一个小格代表l，设杠杆右端挂n个钩码，根据杠杆平衡得 2G×3l＝nG×2l 所以n＝3。 [4]实验过程中每次都要调节使杠杆在水平位置平衡，此时力臂恰好沿着杠杆的方向，可以直接从杠杆上读出力臂，所以这样做的目的是便于测量力臂，同时可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。 [5]由多次实验可以得出杠杆平衡条件，动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 （3）[6]当保持杠杆水平平衡，把弹簧测力计逐渐向右倾斜时，动力臂会逐渐减小，根据杠杆平衡条件可知，拉力变大。 （4）[7]根据图可知，当动力为F1时，动力臂为l1＝30cm，当动力F2＝1N时，动力臂为l2＝15cm，由杠杆平衡条件可知 F1×l1＝F2×l2 即 F1×30cm＝1N×15cm 解得F1＝0.5N。 （5）[8]如图，根据杠杆的平衡条件可得 因为，所以。P端胡萝卜相比Q端胡萝卜更重些，即左边部分胡萝卜所受的重力大于右边部分胡萝卜所受的重力。 28．（2024·湖北襄阳·模拟预测）下图是飞扬小组同学利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重1N） （1）小李同学利用刻度均匀的匀质杠杆甲进行探究： ①实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在 位置平衡； ②在杠杆A点处挂4个钩码，则在B 点处应挂 个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡； ③把B点处的钩码取下，在B 点处施加一个竖直向下的拉力F时，杠杆仍然在水平位置平衡。当拉力F向右下倾斜时，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）小王同学用如图乙所示的一根左粗右细的直木棒进行探究，悬挂使其水平平衡，利用钩码和刻度尺，使用该直木棒 （选填“能”或“不能”）探究“杠杆平衡条件”。 【答案】 右 水平位置 6 变大 能 【详解】（1）①[1][2]杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明左端偏低，右端偏高，平衡螺母需向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。 ②[3]设杠杆每个格的长度为l，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件得到 解得FB=6G，需挂6个钩码。 ③[4]若拉力F向右下倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大。 （2）[5]如图所示 木棒悬挂时在水平位置平衡，可得到 其重心在支点上，避免了杠杆自重对实验的影响，在其两端挂上数量不同的钩码，调整位置，使杠杆在水平位置平衡，用刻度尺测出力臂，就能探究杠杆平衡的条件。 29．（2024·河南濮阳·一模）如图甲所示，小华同学在做“探究杠杆平衡条件”实验。 （1）实验前杠杆在如图甲所示位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，此时需将两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量 ； （2）小华同学使用相同钩码完成某次操作后，实验现象如图乙所示，她记录的数据为动力F1＝1.5N，动力臂L1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂L2＝ m； （3）小华同学完成如图乙所示的实验后，得出“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，同桌认为他的做法不合理，理由是 ； （4）小力同学通过对数据分析后得出结论：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。小华同学为了证明小力同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，此实验 （选填“能”或“不能”）说明小力的结论是错误的。图丙实验中，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，动力×动力臂 （选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂； （5）人类很早以前就会使用杠杆了，如图丁是我们的祖先在建造宫殿时利用杠杆（支架和横杆）撬动沉重木料时的情景，此杠杆属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 【答案】 右 力臂大小 0.15 一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律 能 等于 省力 【详解】（1）[1]图甲中实验前没挂钩码时，杠杆处于静止的平衡状态，左端下沉，说明左端重，此时需将两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。 [2]实验过程中让杠杆在水平位置平衡，调节杠杆在水平位置平衡的目的是使力臂和杠杆重合，便于测量力臂大小。 （2）[3]由杠杆平衡条件，阻力臂为 （3）[4]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，要进行多次实验。 （4）[5]图丙的实验，弹簧测力计的拉力的力臂不等于支点到动力作用点的距离，所以实验后会发现动力×支点到动力作用点的距离≠阻力×支点到阻力作用点的距离，能说明小力的结论是错误的。 [6] 根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，图丙实验中，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，仍满足该条件。 （5）[7]图丁中杠杆使用时动力臂大于阻力臂，是个省力杠杆，所以可以利用杠杆（支架和横杆）撬动沉重木料。 30．（23-24九年级下·黑龙江大庆·期中）在“探究杠杆平衡条件”的实验中，所用的器材有：每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线，重力均为0.5N的钩码若干个。 （1）杠杆安装好后处于如图甲所示的静止状态，此时的杠杆是否平衡？ （选填“是”或“否”）；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向边移动 （选填“左”或“右”）； （2）使杠杆在水平位置平衡，实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是 ； （3）如图乙所示，杠杆处于水平平衡状态。若将杠杆的两侧钩码都向支点移动一格，那么杠杆的 （选填“左”或“右”）端下沉； （4）若将右侧的钩码换成弹簧测力计进行实验，依次将弹簧测力计挂在从1到5的位置竖直向下施加拉力，始终保持杠杆在水平位置平衡，如图丙所示。按1到5的顺序，弹簧测力计的示数会逐渐 （选填“变小”、“不变”或“变大”）：下列图像能正确表示整个过程中弹簧测力计对杠杆的拉力F与其力臂l大小变化关系的是 ； A．    B． C．    D． （5）如图丁所示，弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当钩码悬挂在杠杆上 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）点时，杠杆在图示的位置处于平衡状态，且弹簧测力计的示数最小。 【答案】 是 左 便于读出力臂 右 变小 A B 【详解】（1）[1][2]此时的杠杆是静止状态，静止是平衡状态的一种。由图可知，杠杆的右端下沉，所以F1L1＜F2L2，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，在力不变的情况下，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向左边移动，增加左端力臂。 （2）[3]调节到水平位置平衡，两个力臂都正好沿着杠杆，便于直接从杠杆上读出力臂。 （3）[4]设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，当图乙中的左右钩码都向支点移动一格时有：3G×L＜2G×2L，所以杠杆右端下沉。 （4）[5][6]根据杠杆平衡条件F1L1=FL，左边钩码重力与力臂的乘积不变即F1L1不变，弹簧测力计对杠杆的拉力，按1到5的顺序L逐渐增大，故弹簧测力计的示数会逐渐变小，且F与L成反比关系，故选A。 （5）[7]由图知，O为支点，动力（测力计竖直向上的拉力）作用在B点，若钩码挂在C点或D点，则动力和阻力都会使杠杆顺时针转动，则杠杆不能处于平衡状态；由图可知，杠杆平衡时，动力臂大小不变，阻力（等于钩码的重力）的大小不变，根据杠杆的平衡条件可知，当阻力臂最小时，动力是最小的；当钩码挂在B点时，根据力臂的定义可知，此时的阻力臂是最小的，则此时动力最小，测力计的示数最小，故选B。 31．（2024·新疆和田·三模）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小陈同学用如图所示的同一滑轮组提升不同重量物体的方法，将弹簧测力计悬挂绳子的自由端，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如下： 实验次数 物体所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力 F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 60 0.1 60 0.2 50.0% 2 120 0.1 96 0.2 62.5% 3 180 0.1 132 0.2 A （1）实验中要竖直向下 拉动弹簧测力计，使物体升高； （2）表格中编号A处数据应为 ，分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组提升不同重物时，被提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率 （选填“越大”“越小”或“不变”）； （3）小陈同学通过计算还发现，此滑轮组提升不同重量的物体时，绳子重力和摩擦力所对应的额外功与总功的比例一定，实验中动滑轮的重力为 N。若被提升物体的重力为26N时，弹簧测力计的拉力为 N。 【答案】 匀速直线 68.1% 越大 40 36 【详解】（1）[1]实验中要竖直向下匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡状态，所受的力是平衡力。 （2）[2]由第3组数据知，提升物体所做的有用功 W有=Gh=180N×0.1m=18J 拉力所做的总功 W总=Fs=132N×0.2m=26.4JA处的机械效率 [3]由表格数据知，提升的物体重力为60N、120N、180N时，对应的机械效率分别为50.0%、62.5%和68.1%，所以可得：同一滑轮组提升不同重物时，提升的物体越重，机械效率越高。 （3）[4]第1组数据中，有用功及总功分别为 W有1=G1h=60N×0.1m=6J，W总1=F1s=60N×0.2m=12J 总的额外功 W额1=W总1-W有1=12J-6J=6J 第3组数据中，总的额外功 W额=W总-W有=26.4J-18J=8.4J 两次提升动滑轮所做的额外功 W动=G动h=G动×0.1m 由题意知，绳子重力和摩擦力所对应的额外功与总功的比例一定，所以有 (6J-G动×0.1m):12J=(8.4J-G动×0.1m):26.4J 解得，动滑轮的重力G动=40N。 [5]由以上分析知，绳子重力和摩擦力所对应的额外功与总功之比 W摩1:W总1=(6J-40N×0.1m):12J=1:6 由图示知，滑轮组承重绳子为2根，提升物体的高度为h时，绳端移动的距离s=2h。提升物体的重力为26N时，所做的有用功 W有2=G2h=26N×h 提升动滑轮所做的额外功 W动=G动h=40N×h 而W总=W有+W额，所以有 解得F2=36N。 32．（2024·辽宁·二模）在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。 （1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。调平后，若在A处挂3个钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，则需在B点挂 个钩码。（每个钩码的重量相等） （2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如表。 实验次数 滑轮材质 钩码的重力 钩码提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 铝 铝 铝 塑料 由图可知，第次实验中弹簧测力计示数为 ； 第次实验中滑轮组的机械效率为 （结果保留整数）； 分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）小明用图的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。某次实验测得物重、斜面长、高，若机械效率，则物体在斜面上受到的摩擦力为 。 【答案】 右 变大 【详解】解：（1）[1]根据图1可知，杠杆的右端上翘，说明右端轻，因此需要将平衡螺母向右调节，直至杠杆水平平衡。 [2]设杠杆上每个小格的长度为，每个钩码的重力为，根据杠杆的平衡条件可得 解得 所以需要在点挂个钩码。 （2）①[3]根据图可知，测力计的分度值为，此时弹簧测力计示数为0.8N，则第次实验时测力计的示数为。 ②[4]第次实验中，滑轮组所做的有用功为 所做的总功为 则滑轮组的机械效率为 ③[5]使用滑轮组提升重物时，克服动滑轮重力做的功为额外功；由常识可知塑料滑轮比铝质滑轮的重力要小一些，则由表中、两次实验可知，提升同一物体时，第次实验时动滑轮重力较小，则额外功越小，且第次滑轮组的机械效率较高，所以，可得出结论：提升同一物体时，减小动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将变大。 （3）[6]由题意知，利用斜面做的有用功为 该斜面所做的总功为 克服摩擦做的额外功 由可得，物体在斜面上受到的摩擦力为 33．（2024·陕西·二模）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益（用“MA”表示），根据机械效益可以比较省力程度。那么，滑轮组的机械效益与哪些因素有关呢？楚杭提出三个猜想： 猜想一：与物体重力大小有关； 猜想二：与吊起动滑轮的绳子股数有关； 猜想三：与动滑轮重力大小有关； 楚杭组装了如图甲、乙、丙所示的滑轮组，其中图甲、乙中每个滑轮的质量为m1，图丙中每个滑轮的质量m2，m1＝2m2，利用这三个滑轮组进行实验，测得5组数据，再将图丙的滑轮先后更换两次，实验数据如下表。 序号 物重G/N 吊起动滑轮的绳子股数n 拉力F/N 机械效益MA 1 6 2 4.0 1.5 2 8 2 5.0 1.6 3 10 2 6.0 1.7 4 8 3 3.3 2.4 5 8 4 2.5 3.2 6 8 4 3.0 2.7 7 8 4 3.5 2.3 （1）分析1、2、3三次数据可知，其他条件相同时， 越大，滑轮组的机械效益越大，其省的力 （选填“越多、越少或不变”）； （2）分析数据可知，当其他条件相同时，机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是 ； （3）第 （选填序号）三次实验是为了探究机械效益MA与动滑轮重的关系； （4）用表格中第7次实验的滑轮组，匀速提升重10N的物体，则该滑轮组的机械效益为 ； （5）同一滑轮组的机械效益增大时，其机械效率 （选填“变小”、“不变”或“变大”），机械效率与机械效益的比值 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。 【答案】 物重 越多 5、6、7 2.5 变大 不变 【详解】（1）[1][2]分析1、2、3三次数据可知，吊起动滑轮的绳子股数相同，滑轮组相同，物重越大，滑轮组的机械效益越大，计算物重与拉力的差可知其省的力越多。 （2）[3]要得到机械效益与吊起动滑轮绳子股数n的定量关系，应控制物重和动滑轮重力相同，则应分析2、4、5三次数据，可知，机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是 （3）[4]根据控制变量法可知探究机械效益MA与动滑轮重的关系需改变动滑轮的重，控制其它条件相同，由题意可知5、6、7三次实验是为了探究机械效益与动滑轮重的关系。 （4）[5]第7次实验中动滑轮的重力 GL=nF-G=4×3.5N-8N=6N 匀速提升重10N的物体，拉力 则该滑轮组的机械效益为 （5）[6][7]由题意可知同一滑轮组的机械效益 同一滑轮组的机械效率 所以同一滑轮组的的机械效益增大时，其机械效率变大；机械效率与机械效益的比值 同一滑轮组中绳子的股数是一个定值，所以机械效率与机械效益的比值不变。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$