【瞄准中考】2025年物理中考一轮复习与提高讲义09：简单机械

简单机械 知识体系 一、简单机械的核心概念 定义：通过改变力的方向、大小或作用点来实现省力/省距离的装置 六大基础机械：杠杆、滑轮（定/动）、轮轴、斜面、楔子、螺旋 核心原理：能量守恒定律（省力必费距离，省距离必费力） 二、杠杆原理深度解析 （一）杠杆三要素 （二）杠杆五类划分 （三）杠杆平衡公式 三、滑轮系统详解 （一）定滑轮 结构特征：轴固定不动 力学特性：改变力的方向，不省力（F=G） 应用场景：旗杆顶端装置 （二）动滑轮 结构特征：随物体移动 能量转化：省力但费2倍距离 （三）滑轮组综合应用 组合方式：定滑轮+动滑轮组合 设计原则：奇动偶定（绳端起始位置选择） 四、轮轴的力学奥秘 （一）结构组成 大轮（R）与小轴（r）固连 动力作用于轮，阻力作用于轴 （二）力学关系 省力条件：R>r（如方向盘、门把手） 变速应用：自行车齿轮组 五、斜面的科学原理 （一）基础公式 （二）实践应用 盘山公路（延长L减小坡度） 螺旋楼梯（斜面变形应用） 斧头劈柴（楔形工具） （三）进阶分析 摩擦力的影响：实际用力>理论值 角度关系：θ越小越省力（sinθ=h/L） 六、机械效率精准计算 （一）核心概念 有用功（W有）：提升物体做的功 额外功（W额）：克服摩擦等消耗 总功（W总）：W有 + W额 （二）效率公式 （三）提升策略 减少滑轮组摩擦（定期润滑） 优化机械自重（轻质动滑轮） 改善接触面粗糙度 七、综合应用案例分析 案例1：塔吊机械系统 杠杆系统：吊臂为省力杠杆 滑轮组：4段承重绳设计 轮轴应用：操控室转向系统 案例2：自行车传动系统 轮轴结构：脚踏板与大齿轮 链轮变速：齿轮比改变力臂 刹车装置：杠杆原理应用 案例3：液压千斤顶 帕斯卡原理应用 液体传动的机械增益 组合机械的增效设计 八、经典例题解析 例题：用滑轮组提升300N重物，动滑轮重60N，摩擦不计。求： 拉力大小（n=3） 机械效率 解答： F=(300+60)/3=120N η=300/(300+60)=83.3% 九、历史发展脉络 古埃及金字塔建造（斜面应用） 阿基米德"移动地球"宣言（杠杆原理） 工业革命时期的机械革新（蒸汽机与简单机械结合） 本框架涵盖初中阶段全部核心知识点，建议配合实验操作（如杠杆平衡探究、滑轮组装配）深化理解，通过绘制思维导图建立知识网络，在解决工程问题时注意多机械组合分析。 参考真题 1.如图所示，为杠杆支点，请画出的力臂并用字母表示。 2. 如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为______N。 3. 木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现，锯木、刨料、风干、雕刻、开榫、组装、打磨、油漆，每一环节都讲究科学的工艺流程。如图 ，雕花时，正在挑起木屑的刻刀属于______杠杆。刻刀要磨锋利使用，是为了增大______。 4. 将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，则A所受地面的摩擦力为___________N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为___________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 5. 用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在___________点（选填“A”“B”或“C”）更容易拧动螺丝，原因是___________。 6. 如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为； （1）支腿做成“”形而非“”形的作用是：__________； （2）求钢丝绳自由端的移动速度；____ （3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。____ 7. 图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助亮亮同学在图乙画出： （1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S' （2）拉力F对应的力臂l（O是支点） 8. 如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　） A. 省力 B. 费力 C. 省功 D. 省距离 9. 如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（ ） A. 压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆 B. 只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘 C. 只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘 D. 在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘 10. 用起子开瓶盖，下列杠杆能正确解释这现象的是（ ） A. B. C. D. 11. 下图所示为电动起重机的工作场景。下列说法正确的是（ ） A. 钢属于合金 B. 铁属于非晶体 C. 塑料属于天然材料 D. 图中所示的滑轮属于定滑轮 12. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作： （1）不挂钩码时，杠杆在图中所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时小明应向__________（选填“左”或“右”）调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态； （2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆水平平衡时的动力臂和阻力臂；多次实验并把数据填入下表； 实验次数 动力F1/N 动力臂/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 … 小明分析表格中的数据发现，第__________次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂； （3）第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为___________（选填序号）。 ①2.0N ②2.5N ③3.0N ④3.5N （4）筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第___________次实验时的杠杆类型相同； （5）小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O′点，此时__________（选填“MO′”或“O′N”）段更重一些； 【拓展】如图所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在两端对称安装合适的螺母。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有__________种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 13. 人体中有很多结构可简化为杠杆。如图，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种______杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离______（填“大于”“等于”或“小于”）手移动的距离。 14. 如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮_________（选填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、，鼎受到的拉力之和为_________。鼎在水中上升的过程中，其底部所受水的压强_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 15. 为撬起大石头，小明以O为支点架好撬棒，如图所示。他在A点用最小的力撬起大石头，请画出这个力的示意图。 16. 小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验室提供了如下图所示杠杆（支点为）、支架、10个钩码（每个重）。 （1）如图甲所示，实验开始前，应向________端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接读取________； （2）小明取2个钩码，挂在支点左侧某处，再取4个钩码挂在支点的________侧进行实验，使杠杆在水平位置平衡后，记录下数据； （3）完成三次实验后分析数据，他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验数据。 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 … … … … 2 … … … … 3 2.5 20.0 2.0 25.0 小明在第3次实验的基础上，在支点左侧处继续加钩码直到为3.5N，如图乙所示，但发现此时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成为的第4次实验，她应该通过________，使杠杆再次在水平位置平衡（请结合具体数据进行说明，可保留一位小数）。 17. 《天工开物》中记载的“六桨课船”（课船：运税银的船）如图所示，关于“六桨课船”下列说法正确的是（　　） A. 船桨是一种杠杆 B. “六桨课船”只受浮力作用 C. 船桨的机械效率大于100% D. “六桨课船”浸入水中的体积与运载税银的质量无关 18. 某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取。求 （1）克服钢板重力做的功； （2）钢丝绳的拉力F； （3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 19. 健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是_________。若要增加训练强度，应将配重盘向_________（a/b）端移。 20. 下列情形中，松手后纸片还能保持平衡的是（　　） A. B. C. D. 21. 生态环境部发布2024年六五环境日的主题是“全面推进美丽中国建设”，其目的是动员社会各界参与生态环境保护、践行绿色生产生活方式。某校积极响应号召，物理社团开展关于“海域漂浮垃圾治理”调研活动，在查阅相关资料时，发现了与海域漂浮垃圾治理装备相关的文章，其中对装备的介绍如图（a）所示。在V字形浮围栏和自然动力作用下，海漂垃圾汇集到垃圾汇集框，而后由垃圾单向传输机构将其提升至垃圾分拣框内。传输机构的动力可由振荡浮子波浪能收集系统提供。维护人员可通过无线视频监控系统远程观察垃圾收集情况，并不定期到浮平台上对垃圾进行分拣、回收和无害化处理。 请结合上述信息完成下面的问题： （1）无线视频监控系统中的镜头相当于一个凸透镜，垃圾收集情况通过镜头成倒立、______的实像，监控画面信号通过______波传回控制中心； （2）振荡浮子波浪能收集系统的一部分结构简化图如图（b）所示，某时刻浮子受到海水向上的力，该力使OA绕O点向上转动，从而带动B点的连杆运动。OA部分相当于一个______（填简单机械名称）； （3）垃圾单向传输机构内部的一部分结构简化图如图（c）所示，则图中能绕支点转动的金属棒ab可以阻止棘轮______（填“顺”或“逆”）时针转动，实现单向传输； （4）浮筒是控制整个装置漂浮状态和吃水深度的重要配件。该社团利用压力传感器设计了一套吃水深度监测系统，图（d）为监测系统的简化电路图。他们使用的压力传感器接入电路的阻值与其所受海水的压力之间的关系如图（e）所示（为方便计算，数据已作简化处理），入水前其阻值为20Ω，入水后其受压面与海水的接触面积是。将传感器安装在浮平台底部，若要实现当浮平台的吃水深度为1m时，电路中电流为0.3A，滑动变阻器接入电路的阻值应为______Ω（电源电压恒为9V，取，g取10N/kg，不考虑水流的影响）； （5）为了践行绿色理念，推动绿色出行，请你结合日常生活针对绿色出行提出一条合理化建议：______。 22. 小明家有一把杆秤，如图所示，秤钩上不挂物体时提住秤纽，将秤砣移动至定盘星处时，秤杆恰能水平平衡，当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时，即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是（　　） A. 定盘星是秤杆的支点 B. 杆秤是一种等臂杠杆 C. 所挂物体加重时，秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡 D. 使用已磨损的秤砣测量时，测量值比真实值偏小 23. “权衡”一词，在古代分别指秤砣和秤杆，现代多表示事物在动态中维持平衡的状态。在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究： 活动一：了解杆秤的构造及物理原理： 如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成； （1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的______，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于______杠杆； 活动二：自制简易杆秤： 该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置； （2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量______g的物体，D点处的刻度数为______g； （3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用表示秤砣质量，表示物体和秤盘质量，表示B、C之间的距离，表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足______（用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为______g； （4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是______（只写一条即可）。 24. 小滨在劳动课上学习了一些做饭的方法后，和家人共同做了丰盛的晚餐。以下是他观察的现象及给出的解释，合理的是（ ） A. 在碗沿上磕破鸡蛋，是因为鸡蛋受到的力大于碗受到的力 B. 将柔软的面团压成薄饼，面团发生了弹性形变 C. 小滨给长辈们夹菜时，所使用的公筷是省力杠杆 D. 用力擦去灶台上的污渍，是通过增大压力来增大摩擦的 25. 如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m，在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ） A. 绳子自由端移动的速度是0.2m/s B. 拉力做的有用功为2400J C. 拉力做功的功率为100W D. 若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80% 26. 如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 工人做的有用功为360J C. 该滑轮组的机械效率为80% D. 拉力F的功率为100W 27. 如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图，请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂。 28. 如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A. 甲图：该装置不省力也不省距离 B. 乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C. 丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D. 若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 29. 如图所示是我国古人运送巨木的劳动情境示意图。结合示意图判断，下列说法正确的是（　　） A. 抬巨木时众人越靠近支架越省力 B. 只把悬绳向左移动一定距离更利于抬起巨木 C. 在抬起巨木时横杆是省力杠杆 D. 支架下端垫有底面积较大的石块是为了减小压力 30. 用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重______N，此过程该滑轮组的机械效率为______。 31. 杆秤是我国发明的人类最早的衡器，是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后，在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外，其他均完好的杆秤。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比（　　） A. 偏小 B. 不变 C. 偏大 D. 无法判断 32. 2024年5月，中国聊城·江北水城龙舟公开赛成功举办。如图所示是运动员奋力划动龙舟的场景，运动员一手撑住桨的末端（视为支点），另一手用力划桨。下列说法正确的是（　　） A. 划龙舟时桨是省力杠杆 B. 运动员划龙舟时，桨向后推水，水就向前推桨，原因是物体间力的作用是相互的 C. 龙舟（包括人员和装备）在水平湖面匀速运动时，所受重力和浮力是一对平衡力 D. 当龙舟冲过终点时，运动员不再划桨，龙舟将慢慢停下来，说明运动要靠力来维持 33. 建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 工人做的总功为2400J B. 工人拉力的功率为60W C. 此过程中该装置的机械效率约为88% D. 可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 34. 2023年9月24日，中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是（　　） A. 筷子 B. 瓶起子 C. 核桃夹 D. 榨汁器 35. 如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着时关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作．下列说法正确的是（　　） A. 此杠杆的支点为A点 B. 此杠杆的阻力是哑铃受到的重力 C. 此杠杆是一个费力杠杆 D. 肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离 36. 如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等．在提升过程中，若绳端拉力，下列说法正确的是（　　） A. 物体的速度之比 B. 有用功之比 C. 总功之比 D. 机械效率之比 37. 某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为，钢丝绳的拉力F为，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 拉力F的功率为 B. 有用功的功率为 C. 动滑轮所受的重力为 D. 滑轮组的机械效率约为83.3% 38. 甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A为大拇指的作用点，B为核桃的作用点。请在答题卡的乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力、动力臂和阻力。 39. 物理学的宗旨是发现自然现象背后的规律，使人们可以运用物理规律解决实际问题。根据所学物理学知识，下列表述正确的是（　　） A. 使用杠杆可以同时省力又省距离 B. 物体不论温度高低都具有内能 C. 选用精密的测量工具可以消除误差 D. 导体的电阻跟它两端的电压成正比 40. 如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动，，P端通过竖直绳连接a，a通过竖直轻杆固定在地面上；b浸没在水中，通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平，打开出水口阀门，轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为、，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，忽略所有摩擦，g取10N/kg，水的密度。求： （1）打开阀门前P端绳对a的拉力； （2）打开阀门前b受到的浮力； （3）b的密度； （4）当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压强。 41. 如图所示，小明用20N的拉力F将重为20N的物体匀速提高了10m，用时5s，忽略绳重和摩擦，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 绳子自由端移动的速度为6m/s B. 动滑轮所受的重力为20N C. 小明所做的额外功为200J D. 滑轮组的机械效率为75% 42. 骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（　　） A. 图甲：手托重物时，可视为省力杠杆 B. 图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力 C. 图乙：踮脚时，可视为费力杠杆 D. 图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力 43. 用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下，绕肘关节（支点0）转动，如图所示。请在图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。 44. 如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（ ） A. 动滑轮的重力为50N B. 滑轮组做的有用功为500J C. 拉力F做功的功率为25W D. 滑轮组的机械效率为80% 45. 在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）．下列说法正确的是（ ） A. 物体所受的重力是3.6N B. 图乙中弹簧测力计上升20cm C. 图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D. 图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 46. 同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。 （1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。 小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。 为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD>OA=OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离________（选填“变小”“不变”或“变大”）； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下________的距离不变； ③由此初步判断________的观点是正确的； （2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。 实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20 ①表格中a处应填写的内容是________； ②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是________； ③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆________端下沉； （3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是________。 47. 小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 站立地面踏脚跟是中国传统文化“八段锦”的第八式。如图为踏脚跟时右脚的一些相关数据，当脚跟抬离地面时，请你计算小腿肌肉拉力F1的大小。 解：如图将右脚看作杠杆，抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2。根据杠杆平衡条件得小腿肌肉拉力 错误之处：______________ 错因分析：_______________ 正确解答：_______________ 48. 工人向下拉绳来提升重物。请用笔画线代替绳子画出滑轮组的绕线方法。 49. 如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（　　） A. 钓鱼竿 B. 开瓶器 C. 核桃夹 D. 钢丝钳 50. 在杠杆平衡时，阻力F2的大小为90N，阻力臂L2为0.2m，动力臂L1为0.6m，求动力F1的大小。 51. 如图甲，小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示，灯头OAB可视做绕O点转动的杠杆，A点是灯头的重心，小孟用拉力F将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出：①灯头受到的重力G的示意图；②拉力F的力臂l。 52. 小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W B. 滑轮组的机械效率为80% C. 克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J D. 若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变 53. 同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力为动力，如图所示。请你在图中画出： （1）动力的力臂； （2）A点，脚对地面压力F的示意图。 54. 一次课外活动中，物理老师让学生自选器材“测量液体密度”。 （1）一小组测量某液体的密度，选择天平及量筒等器材。 ①天平是利用杠杆平衡条件来工作的，它属于______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。天平置于水平台面上，游码移到标尺左端的零刻度线处，指针位置如图甲所示，应该向______旋动平衡螺母，直到天平横梁平衡。 ②向烧杯中倒入适量待测液体，用天平测出烧杯和液体的总质量，右盘中砝码及游码位置如图乙所示，则______g。 ③将烧杯中液体倒入一部分在量筒中如图丙，量筒中液体体积______；再用天平测得烧杯和剩余液体的总质量为133.2g。 ④待测液体的密度______。 （2）二小组测量橙汁饮料的密度，选择天平和容积为V的两个完全相同瓶子等器材。两个瓶子分别装满水和橙汁，放在已平衡的天平左右两盘，移动游码使天平平衡，游码示数为，如图丁。则橙汁的密度______（用字母V、和来表示）。 55. 利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小________。 56. 高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　） A. 它是动滑轮 B. 利用它可以省力 C. 利用它可以省距离 D. 利用它可以改变力方向 57. 建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为760N的物体。在拉力F作用下，物体在8s内竖直匀速上升了2m。如果动滑轮重为240N，不计绳重和摩擦。求： （1）物体上升的速度； （2）滑轮组的有用功； （3）滑轮组的机械效率。 58. 2023年12月22日，第78届联合国大会协商一致通过决议，将春节（农历新年）确定为联合国假日。欢度春节时，人们常常会吃饺子。刚端上桌的饺子香气扑鼻，这是________现象；用筷子夹起饺子时，筷子属于________杠杆。 59. “探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的______（填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向______（填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡； （2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为______N，夹角为______度； （3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为，则弹簧测力计的示数可能为______（填“2.9”或“3.1”）N。 60. 如图所示，美丽乡村建设的工地上，工人使用一个_______（选填“定”或“动”）滑轮匀速提升重300N的建筑材料（不计绳重和摩擦），则人的拉力为_______N。 61. 实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔槔的使用原理。 （1）实验前，杠杆水平静止如图甲所示，此时杠杆处于__________状态（选填“平衡”或“非平衡”）。将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆________保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）； （2）调节杠杆水平平衡，进行多次实验，数据记录如下表： 次数 动力F1/N 动力臂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 2 18.0 ①分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是_________（用表格中的字母表示）。多次实验的目的是_____（选填“A”或“B”）； A．寻找普遍规律 B．减小实验误差 ②如图乙，此时在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会________（选填“左端下沉”或“右端下沉”）； （3）桔槔是我国古代的取水工具，如图甲，在井边竖一根树杈，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图乙。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以_________（选填“增大”或“减小”）石块的质量或向__________（选填“左”或“右”）移动杠杆的支点； （4）图丙为桔棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为m1，O处为支点，杠杆的质量为m0，重心在C处，B处所挂石块的质量为m2，AO=l1，OC=l0，OB=l2。请写出的表达式，l2=________（用字母m0、m1、m2、l0、l1表示）。 62. 同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A. 自制杆秤的每一格约表示2.08g B. 称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C. 如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D. 若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤量程 63. 建筑工人通过如图所示装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m，工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是（　　） A. 该装置做的有用功为400J B. 该装置的机械效率为90％ C. 绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s D. 桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变 64. 小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及200g的秤砣构成，如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时，提起提纽，杆秤在空中恰好能水平平衡。已知AO间距离为10cm。当放入重物，将秤砣移至距O点30cm的B处时，秤杆水平平衡，则重物质量为______g；往秤盘中再增加20g的物体，秤砣需要从B处移动______cm才能维持秤杆水平平衡。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 简单机械 知识体系 一、简单机械的核心概念 定义：通过改变力的方向、大小或作用点来实现省力/省距离的装置 六大基础机械：杠杆、滑轮（定/动）、轮轴、斜面、楔子、螺旋 核心原理：能量守恒定律（省力必费距离，省距离必费力） 二、杠杆原理深度解析 （一）杠杆三要素 （二）杠杆五类划分 （三）杠杆平衡公式 三、滑轮系统详解 （一）定滑轮 结构特征：轴固定不动 力学特性：改变力的方向，不省力（F=G） 应用场景：旗杆顶端装置 （二）动滑轮 结构特征：随物体移动 能量转化：省力但费2倍距离 （三）滑轮组综合应用 组合方式：定滑轮+动滑轮组合 设计原则：奇动偶定（绳端起始位置选择） 四、轮轴的力学奥秘 （一）结构组成 大轮（R）与小轴（r）固连 动力作用于轮，阻力作用于轴 （二）力学关系 省力条件：R>r（如方向盘、门把手） 变速应用：自行车齿轮组 五、斜面的科学原理 （一）基础公式 （二）实践应用 盘山公路（延长L减小坡度） 螺旋楼梯（斜面变形应用） 斧头劈柴（楔形工具） （三）进阶分析 摩擦力的影响：实际用力>理论值 角度关系：θ越小越省力（sinθ=h/L） 六、机械效率精准计算 （一）核心概念 有用功（W有）：提升物体做的功 额外功（W额）：克服摩擦等消耗 总功（W总）：W有 + W额 （二）效率公式 （三）提升策略 减少滑轮组摩擦（定期润滑） 优化机械自重（轻质动滑轮） 改善接触面粗糙度 七、综合应用案例分析 案例1：塔吊机械系统 杠杆系统：吊臂为省力杠杆 滑轮组：4段承重绳设计 轮轴应用：操控室转向系统 案例2：自行车传动系统 轮轴结构：脚踏板与大齿轮 链轮变速：齿轮比改变力臂 刹车装置：杠杆原理应用 案例3：液压千斤顶 帕斯卡原理应用 液体传动的机械增益 组合机械的增效设计 八、经典例题解析 例题：用滑轮组提升300N重物，动滑轮重60N，摩擦不计。求： 拉力大小（n=3） 机械效率 解答： F=(300+60)/3=120N η=300/(300+60)=83.3% 九、历史发展脉络 古埃及金字塔建造（斜面应用） 阿基米德"移动地球"宣言（杠杆原理） 工业革命时期的机械革新（蒸汽机与简单机械结合） 本框架涵盖初中阶段全部核心知识点，建议配合实验操作（如杠杆平衡探究、滑轮组装配）深化理解，通过绘制思维导图建立知识网络，在解决工程问题时注意多机械组合分析。 参考真题 1.如图所示，为杠杆支点，请画出的力臂并用字母表示。 【答案】 【解析】 【详解】由支点O向F1的作用线作垂线，垂线段的长度为F1的力臂，图如下所示： 2. 如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为______N。 【答案】50 【解析】 【详解】根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，则F2的大小为 3. 木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现，锯木、刨料、风干、雕刻、开榫、组装、打磨、油漆，每一环节都讲究科学的工艺流程。如图 ，雕花时，正在挑起木屑的刻刀属于______杠杆。刻刀要磨锋利使用，是为了增大______。 【答案】 ①. 费力 ②. 压强 【解析】 【详解】[1] 正在挑起木屑的刻刀动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 [2] 刻刀要磨锋利使用，是为了减小受力面积从而增大压强。 4. 将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，则A所受地面的摩擦力为___________N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为___________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 【答案】 ①. 20 ②. 40 【解析】 【详解】[1]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即 f=F拉=2GB=2×10N=20N [2]若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：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，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力 F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N 5. 用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在___________点（选填“A”“B”或“C”）更容易拧动螺丝，原因是___________。 【答案】 ①. C ②. 在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力 【解析】 【详解】[1][2]用扳手拧螺丝时，阻力和阻力臂一定，在A点施力时，动力臂最小，动力最大，在C点施力时，动力臂最大，动力最小，所以在C点施力更容易拧动螺丝。 6. 如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为； （1）支腿做成“”形而非“”形的作用是：__________； （2）求钢丝绳自由端的移动速度；____ （3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。____ 【答案】 ①. 减小压强 ②. 3m/s ③. ，60% 【解析】 【详解】（1）[1]根据知，在压力不变时，增大受力面积减小压强。所以支腿做成“”形而非“”形的作用是减小吊车对地面的压强。 （2）[2]由图知物体有3段绳子承担，n=3，钢丝绳移动的距离 钢丝绳自由端的移动速度 （3）[3][4]此时该滑轮组做的总功 拉力F的功率 使用该滑轮组做的有用功 此时该滑轮组做的机械效率 7. 图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助亮亮同学在图乙画出： （1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S' （2）拉力F对应的力臂l（O是支点） 【答案】 【解析】 【详解】（1）平静的水面相当于平面镜，根据平面镜成的像与物关于镜面对称，作出飞鸟S经水面反射形成的虚像S'，如下所示： （2）O是支点，从支点向力的作用线作垂线段即为拉力F对应的力臂l，如下所示： 8. 如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　） A. 省力 B. 费力 C. 省功 D. 省距离 【答案】A 【解析】 【详解】该剪刀属于杠杆，支点是O点，动力作用在A点，阻力作用在手柄处，使用时动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 9. 如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（ ） A. 压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆 B. 只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘 C. 只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘 D. 在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．分析图乙可知，当压力作用于A点时，如果条凳可以转动，将围绕E点转动，因此条凳视为绕E点转动的杠杆，故A正确； B．当压力作用于凳面的中间，此时E、F两点受到的压力均是向下的，因此条凳不会上翘，故B正确； C．在A、D点同时施加压力，如果其中一点的力大，根据杠杆平衡条件，如果大于另一点的力和条凳重力作用效果时，条凳将上翘，故C错误； D．如果在B或C点施加一个压力，则此时动力臂为零，因此条凳一定不会上翘，故D正确。 故选ABD。 10. 用起子开瓶盖，下列杠杆能正确解释这现象的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】要把瓶盖打开，要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力，瓶盖给起子的阻力是向下的，动力使起子绕支点O逆时针转动，阻力绕支点O顺时针转动，且动力臂大于阻力臂，故ACD错误，B正确。 故选B。 11. 下图所示为电动起重机的工作场景。下列说法正确的是（ ） A. 钢属于合金 B. 铁属于非晶体 C. 塑料属于天然材料 D. 图中所示的滑轮属于定滑轮 【答案】A 【解析】 【详解】A．钢是铁和碳的合金，属于合金材料，故A正确； B．铁熔化和凝固时有固定的熔点和凝固点，属于晶体，故B错误； C．塑料是经过人工合成，是合成材料，故C错误； D．由图可知，工作时，滑轮与物体一同运动，属于动滑轮，故D错误。 故选A。 12. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作： （1）不挂钩码时，杠杆在图中所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时小明应向__________（选填“左”或“右”）调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态； （2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆水平平衡时的动力臂和阻力臂；多次实验并把数据填入下表； 实验次数 动力F1/N 动力臂/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 … 小明分析表格中的数据发现，第__________次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂； （3）第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为___________（选填序号）。 ①2.0N ②2.5N ③3.0N ④3.5N （4）筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第___________次实验时的杠杆类型相同； （5）小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O′点，此时__________（选填“MO′”或“O′N”）段更重一些； 【拓展】如图所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在两端对称安装合适的螺母。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有__________种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 【答案】 ①. 左 ②. 3 ③. ②③④ ④. 4 ⑤. O′N ⑥. 11 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知，杠杆在图中所示的位置静止，则左端下沉。将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时小明应继续向左调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态。 （2）[2]根据表格数据可知，钩码的重力均为0.5N，而第三次的动力大小为0.1N，故第3次实验数据有误。 （3）[3]当拉力的方向为竖直向上方向时，拉力的力臂最大，拉力的大小最小，为 当拉力不在竖直方向时，拉力的力臂变短，拉力将变大，故②③④符合题意，①不符合题意。 故选②③④。 （4）[4]用筷子夹东西时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，根据表格数据可知，第4次实验中，动力臂小于阻力臂，故所属的杠杆类型与第4次实验时的杠杆类型相同。 （5）[5]由图可知，MO′比O′N更长，MO′侧重心的位置更远，O′N侧重心的位置更近，则根据可知，O′N段更重一些。 【拓展】[6]由题意可知，桶内最多盛水的重力为 则桶子和水最大总重力为 根据可知， 则 支点可以在1、2、3、4、5处，的范围为1N~9N，当支点在1时，弹簧测力计的示数为 0.4N＜1N，不符合题意； 同理，当支点在2时 符合题意； 不符合题意； 当支点在3时 符合题意； 符合题意； 不符合题意； 当支点在4时 符合题意； 符合题意； 符合题意； 符合题意； 当支点在5时 不符合题意； 符合题意； 符合题意； 符合题意； 符合题意； 综上所述，弹簧测力计共有11种情况。 13. 人体中有很多结构可简化为杠杆。如图，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种______杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离______（填“大于”“等于”或“小于”）手移动的距离。 【答案】 ①. 费力 ②. 小于 【解析】 【详解】[1]桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，该杠杆以肘关节为支点，肱二头肌对桡骨的拉力为动力，物体对手的压力为阻力，由图可知，动力臂小于阻力臂，则这是费力杠杆。 [2]费力杠杆省距离，则此过程中肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。 14. 如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮_________（选填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、，鼎受到的拉力之和为_________。鼎在水中上升的过程中，其底部所受水的压强_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 ① 不能 ②. ③. 减小 【解析】 【详解】[1]图中的滑轮是固定的，不能随重物一起移动，所以是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。 [2]两边绳子都对鼎施加竖直向上的拉力，鼎受到的合力方向竖直向上，所以鼎受到的拉力之和 F合=F1+F2 [3]鼎在水中上升的过程中，其底部在水中的深度逐渐减小，由于液体压强随深度减小而减小，所以其底部所受水的压强减小。 15. 为撬起大石头，小明以O为支点架好撬棒，如图所示。他在A点用最小的力撬起大石头，请画出这个力的示意图。 【答案】 【解析】 【详解】由图示可知，当杠杆与地面的接触点（O点）为支点时，根据杠杆平衡条件，以AO为力臂时，力臂最大，所以此时动力最小，过A点作垂直于动力臂向下的力F。如图所示： 16. 小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验室提供了如下图所示杠杆（支点为）、支架、10个钩码（每个重）。 （1）如图甲所示，实验开始前，应向________端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接读取________； （2）小明取2个钩码，挂在支点左侧某处，再取4个钩码挂在支点的________侧进行实验，使杠杆在水平位置平衡后，记录下数据； （3）完成三次实验后分析数据，他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验数据。 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 … … … … 2 … … … … 3 2.5 20.0 2.0 25.0 小明在第3次实验的基础上，在支点左侧处继续加钩码直到为3.5N，如图乙所示，但发现此时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成为的第4次实验，她应该通过________，使杠杆再次在水平位置平衡（请结合具体数据进行说明，可保留一位小数）。 【答案】 ①. 右 ②. 力臂的大小 ③. 右 ④. 见解析 【解析】 【详解】（1）[1]杠杆的左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，故应将平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。 [2]在挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做的目的主要是为了方便测量力臂的大小。当杠杆在水平位置平衡时，支点到力的作用点的距离就是力臂，这个距离可以直接从杠杆上读取出来。 （2）[3]由于钩码的重力方向是竖直向下，小明取2个钩码，挂在支点左侧某处时，为了使杠杆在水平位置平衡，则取4个钩码应挂在支点的右侧进行实验。 （3）[4]根据题意可知，第四次实验动力为，若动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，用剩下的钩码即使是一个钩码或者两个钩码都无法使得杠杆在水平位置平衡，从而完成不了实验；由此可知，需要改变动力臂的大小，由于第三次实验的阻力臂是25.0cm，所以第四次实验的阻力臂可为25.0cm，阻力为时，根据杠杆平衡条件可得 即 解得此时的动力臂为，即她应该通过调节左侧钩码的位置大约为10.7cm，右侧钩码数量为3个，右侧钩码的位置为25.0cm时，可使杠杆再次在水平位置平衡。 17. 《天工开物》中记载的“六桨课船”（课船：运税银的船）如图所示，关于“六桨课船”下列说法正确的是（　　） A. 船桨是一种杠杆 B. “六桨课船”只受浮力作用 C. 船桨的机械效率大于100% D. “六桨课船”浸入水中的体积与运载税银的质量无关 【答案】A 【解析】 【详解】A．船桨相当于费力杠杆，故A正确； B．“六桨课船”受浮力与重力作用，故B错误； C．船桨由于要克服阻力做功，机械效率小于100%，故C错误； D．运载税银的质量越大，船的总质量越大，船的总重力越大，船漂浮在水面，受到的浮力等于船的总重力，由得，运载税银的质量越大，“六桨课船”浸入水中的体积越大，故D错误。 故选A。 18. 某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取。求 （1）克服钢板重力做的功； （2）钢丝绳的拉力F； （3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 【答案】（1）；（2）；（3）84.7% 【解析】 【详解】解：（1）克服钢板重力做的功为 （2）起重机的滑轮组做的总功为 由图可知，有四段绳子承重，则钢丝绳的拉力为 （3）起重机的滑轮组做的额外功为 动滑轮的重力为 滑轮组满载时的机械效率为 答：（1）克服钢板重力做的功为3.6×105J； （2）钢丝绳的拉力为1.125×104N； （3）滑轮组满载时的机械效率为84.7%。 19. 健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是_________。若要增加训练强度，应将配重盘向_________（a/b）端移。 【答案】 ①. 逐渐变小 ②. a 【解析】 【详解】[1]人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，阻力（配重盘的重力）不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力变小，即拉力逐渐变小。 [2]若要增加训练强度，即增大拉力，根据杠杆平衡条件​可知，在阻力（配重盘的重力）不变的情况下，应增大阻力臂，即将配重盘向a端移。 20. 下列情形中，松手后纸片还能保持平衡的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码，纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，是一对平衡力，纸片能保持平衡状态，故A符合题意； B．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个和一个质量相等的钩码，纸片两端受到的两个力的大小不相等，即两个力的大小不相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以不是一对平衡力，纸片不能保持平衡状态，故B不符合题意； C．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码，但纸片扭转一个角度，纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、但不是作用在同一条直线上，不是一对平衡力，纸片不能保持平衡状态，，故C不符合题意； D．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码，但纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、但不是作用在同一条直线上，不是一对平衡力，纸片不能保持平衡状态，故D不符合题意。 故选A。 21. 生态环境部发布2024年六五环境日的主题是“全面推进美丽中国建设”，其目的是动员社会各界参与生态环境保护、践行绿色生产生活方式。某校积极响应号召，物理社团开展关于“海域漂浮垃圾治理”调研活动，在查阅相关资料时，发现了与海域漂浮垃圾治理装备相关的文章，其中对装备的介绍如图（a）所示。在V字形浮围栏和自然动力作用下，海漂垃圾汇集到垃圾汇集框，而后由垃圾单向传输机构将其提升至垃圾分拣框内。传输机构的动力可由振荡浮子波浪能收集系统提供。维护人员可通过无线视频监控系统远程观察垃圾收集情况，并不定期到浮平台上对垃圾进行分拣、回收和无害化处理。 请结合上述信息完成下面的问题： （1）无线视频监控系统中的镜头相当于一个凸透镜，垃圾收集情况通过镜头成倒立、______的实像，监控画面信号通过______波传回控制中心； （2）振荡浮子波浪能收集系统的一部分结构简化图如图（b）所示，某时刻浮子受到海水向上的力，该力使OA绕O点向上转动，从而带动B点的连杆运动。OA部分相当于一个______（填简单机械名称）； （3）垃圾单向传输机构内部的一部分结构简化图如图（c）所示，则图中能绕支点转动的金属棒ab可以阻止棘轮______（填“顺”或“逆”）时针转动，实现单向传输； （4）浮筒是控制整个装置漂浮状态和吃水深度的重要配件。该社团利用压力传感器设计了一套吃水深度监测系统，图（d）为监测系统的简化电路图。他们使用的压力传感器接入电路的阻值与其所受海水的压力之间的关系如图（e）所示（为方便计算，数据已作简化处理），入水前其阻值为20Ω，入水后其受压面与海水的接触面积是。将传感器安装在浮平台底部，若要实现当浮平台的吃水深度为1m时，电路中电流为0.3A，滑动变阻器接入电路的阻值应为______Ω（电源电压恒为9V，取，g取10N/kg，不考虑水流的影响）； （5）为了践行绿色理念，推动绿色出行，请你结合日常生活针对绿色出行提出一条合理化建议：______。 【答案】 ①. 缩小 ②. 电磁 ③. 杠杆 ④. 逆 ⑤. 22 ⑥. 多乘坐公共交通 【解析】 【详解】（1）[1] 无线视频监控系统中的镜头相当于照相机，拍摄时，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。 [2] 电磁波可以传递信息，监控画面信号通过电磁波传回控制中心。 （2）[3] 如图（b）所示，OA部分相当于一个杠杆，O为支点，A端受到的海水向上的推力为动力，B点连杆向下的力为阻力。 （3）[4] 如图（c）所示，棘轮要逆时针旋转时，杠杆ab两端受到的压力会使得杠杆静止，处于平衡状态，所以金属棒ab可以阻止棘轮逆时针旋转。 （4）[5] 由图（e）利用数学知识解得压力传感器接入电路的阻值与其所受海水的压力之间的关系式为 当吃水深度为1m时，压力传感器受到的压力为 则此时压力传感器接入电路的阻值为 分析图（d）电路可知，压力传感器和变阻器串联，电流表测电路电流，则此时总电阻为 则滑动变阻器接入电路的阻值应为 （5）[6] 日常生活中要响应绿色出行可以多乘坐公共交通。 22. 小明家有一把杆秤，如图所示，秤钩上不挂物体时提住秤纽，将秤砣移动至定盘星处时，秤杆恰能水平平衡，当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时，即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是（　　） A. 定盘星是秤杆的支点 B. 杆秤是一种等臂杠杆 C. 所挂物体加重时，秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡 D. 使用已磨损的秤砣测量时，测量值比真实值偏小 【答案】C 【解析】 【详解】A．秤纽与秤杆的连接点是秤杆绕着转动的点，是支点，故A错误； B．杆秤使用时，动力臂不等于阻力臂，不是等臂杠杆，故B错误； C．根据杠杆平衡条件则有，、不变，所挂物体加重时，变大，即秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡，故C正确； D．使用已磨损的秤砣测量时，即变小，、、不变，所以变大，则测量值比真实值偏大，故D错误。 故选C。 23. “权衡”一词，在古代分别指秤砣和秤杆，现代多表示事物在动态中维持平衡的状态。在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究： 活动一：了解杆秤的构造及物理原理： 如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成； （1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的______，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于______杠杆； 活动二：自制简易杆秤： 该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置； （2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量______g的物体，D点处的刻度数为______g； （3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用表示秤砣质量，表示物体和秤盘质量，表示B、C之间的距离，表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足______（用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为______g； （4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是______（只写一条即可）。 【答案】 ①. 支点 ②. 省力 ③. 1000 ④. 400 ⑤. ⑥. 160 ⑦. 增加秤砣的质量 【解析】 【详解】（1）[1] 图甲中杆秤使用时绕提纽转动，提纽相当于杠杆的支点。 [2] “秤砣虽小压千斤”说明杆秤相当于省力杠杆，起到省力的作用。 （2）[3][4] 由图甲可知，该杆秤量程为，利用该杆秤最多可称量1000g的的物体，D点处的刻度数为400g。 （3）[5] 根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，则有 化简得。 [6] 当秤盘上不放物体时，秤砣零刻度线处，根据杠杆平衡条件，则有 则秤盘的质量为 （4）[7] 若想测量质量更大的物体，根据（3）中，可以增加秤砣的质量，在力臂不变时，物体和秤盘质量更大，即测量的物体质量更大。 24. 小滨在劳动课上学习了一些做饭的方法后，和家人共同做了丰盛的晚餐。以下是他观察的现象及给出的解释，合理的是（ ） A. 在碗沿上磕破鸡蛋，是因为鸡蛋受到的力大于碗受到的力 B. 将柔软的面团压成薄饼，面团发生了弹性形变 C. 小滨给长辈们夹菜时，所使用的公筷是省力杠杆 D. 用力擦去灶台上的污渍，是通过增大压力来增大摩擦的 【答案】D 【解析】 【详解】A．在碗沿上磕破鸡蛋，因为力的作用是相互的，所以鸡蛋受到的力等于碗受到的力，故A不符合题意 B．将柔软的面团压成薄饼，面团不能恢复其原状，因此发生了不是弹性形变，故B不符合题意； C．小滨给长辈们夹菜时，所使用的公筷动力臂小于阻力臂，因此费力杠杆，故C不符合题意； D．用力擦去灶台上的污渍，是在粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦，故D符合题意。 故选D。 25. 如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m，在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ） A. 绳子自由端移动的速度是0.2m/s B. 拉力做的有用功为2400J C. 拉力做功的功率为100W D. 若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80% 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图可知，承担物重绳子的股数是n=2，则绳子自由端移动的距离 s=nh=2×6m=12m 则绳子自由端移动的速度 故A错误； B．拉力做的有用功为 W有=Gh=400N×6m=2400J 故B正确； C．拉力所做的功 W总=Fs=250N×12m=3000J 功率为 故C正确； D．根据可知，动滑轮的重为 G动=nF-G=2×250N-400N=100N 当物体重500N时，拉力为 滑轮的机械效率为 故D错误。 故选BC。 26. 如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 工人做的有用功为360J C. 该滑轮组的机械效率为80% D. 拉力F的功率为100W 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑轮组省力费距离，由图乙可知，内，物体匀速提高，绳子自由端匀速移动，则绳子自由端移动的速度 故A错误； B．物体提高，绳子自由端移动，则动滑轮上承担物重的绳子段数 不计绳重和摩擦，由可得，物体的重力 工人做的有用功 故B错误； C．工人做的总功 该滑轮组的机械效率 故C正确； D．拉力的功率 故D错误。 故选C。 27. 如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图，请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂。 【答案】 【解析】 【详解】杠杆上A点受到的拉力方向沿绳的方向向下，因此从A点沿绳向下画一条带箭头的线段，并标上“”。从支点向拉力的作用线作垂线，垂线段的长度就是力臂，如图所示 28. 如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A. 甲图：该装置不省力也不省距离 B. 乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C. 丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D. 若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意； B．根据 可知，忽略绳重及摩擦，甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率为 丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升h时，根据数学的相似三角形知识可知，拉力端移动2h，杠杆的重心上升h，则该装置的机械效率为 可知，可得：乙装置的机械效率是三者中最低的，故B正确，不符合题意； C．丙图中，根据杠杆平衡条件可得 则 在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力F3不变，故C错误，符合题意； D．若提升的物体越重，根据 以及 可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。 故选C。 29. 如图所示是我国古人运送巨木的劳动情境示意图。结合示意图判断，下列说法正确的是（　　） A. 抬巨木时众人越靠近支架越省力 B. 只把悬绳向左移动一定距离更利于抬起巨木 C. 在抬起巨木时横杆是省力杠杆 D. 支架下端垫有底面积较大的石块是为了减小压力 【答案】C 【解析】 【详解】A．在抬巨木时众人越靠近支架，动力臂越小，阻力与阻力臂乘积不变，由杠杆平衡条件得，动力越大，则越费力，故A错误； B．只把悬绳向左移动一定距离更利于抬起巨木，动力臂越小，阻力与阻力臂的乘积不变，由杠杆平衡条件得，动力越大，则越不容易抬起巨木，故B错误； C．在抬起巨木时横杆，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确； D．支架下端垫有底面积较大的石块是不能减小压力，而是通过增大受力面积，减小压强，故D错误。 故选C。 30. 用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重______N，此过程该滑轮组的机械效率为______。 【答案】 ①. 60 ②. 90％ 【解析】 【详解】[1]滑轮组绳子承重段数 不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦 则 [2]此过程该滑轮组的机械效率为 31. 杆秤是我国发明的人类最早的衡器，是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后，在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外，其他均完好的杆秤。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比（　　） A. 偏小 B. 不变 C. 偏大 D. 无法判断 【答案】A 【解析】 【详解】如图，杆秤使用时相当于杠杆，提纽处为支点，被称量物体的重力看作动力，秤砣的重力作为阻力，由杠杆的平衡条件可知，秤砣生锈变重，阻力变大，动力和动力臂的乘积不变，测得的阻力臂变小，即秤杆标识出的物体的质量变小，因此用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比偏小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 32. 2024年5月，中国聊城·江北水城龙舟公开赛成功举办。如图所示是运动员奋力划动龙舟的场景，运动员一手撑住桨的末端（视为支点），另一手用力划桨。下列说法正确的是（　　） A. 划龙舟时桨是省力杠杆 B. 运动员划龙舟时，桨向后推水，水就向前推桨，原因是物体间力的作用是相互的 C. 龙舟（包括人员和装备）在水平湖面匀速运动时，所受重力和浮力是一对平衡力 D. 当龙舟冲过终点时，运动员不再划桨，龙舟将慢慢停下来，说明运动要靠力来维持 【答案】BC 【解析】 【详解】A．划龙舟时，动力臂小于阻力臂，桨是费力杠杆，故A错误； B．运动员划龙舟时，桨向后推水，桨给水一个向后的力，因为力的作用是相互的，水给桨一个向前的力，水就向前推桨，故B正确； C．龙舟（包括人员和装备）在水平湖面匀速运动时，龙舟处于平衡态，在竖直方向上受平衡力，龙舟在竖直方向上受到重力和浮力，故龙舟所受重力和浮力是一对平衡力，故C正确； D．当龙舟冲过终点时，运动员不再划桨，龙舟由于惯性，龙舟在阻力的作用下将慢慢停下来，说明力是改变物体运动状态的原因，物体的运动不需要力来维持，故D错误。 故选BC。 33. 建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 工人做的总功为2400J B. 工人拉力的功率为60W C. 此过程中该装置的机械效率约为88% D. 可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力 绳子自由端移动的距离 s=nh=2×8m=16m 工人做的总功 W总=Fs=170N×16m=2720J 故A错误； B．工人拉力的功率为 故B错误； C．工人做的有用功为克服建材重力做的功，有用功 W有=Gh=300N×8m=2400J 此过程中该装置的机械效率 故C正确； D．增加动滑轮的个数，可以增加动滑轮重，增大了额外功，所以会降低机械效率，故D错误。 故选C。 34. 2023年9月24日，中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是（　　） A. 筷子 B. 瓶起子 C. 核桃夹 D. 榨汁器 【答案】A 【解析】 【详解】桨的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 A．筷子的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意； BCD．瓶起子、核桃夹、榨汁器的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故BCD不符合题意。 故选A。 35. 如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着时关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作．下列说法正确的是（　　） A. 此杠杆的支点为A点 B. 此杠杆的阻力是哑铃受到的重力 C. 此杠杆是一个费力杠杆 D. 肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离 【答案】C 【解析】 【详解】A．支点是杠杆绕其转动的点，由图可知，手臂是绕C点进行转动的，因此支点为C点，故A错误； BCD．杠杆的动力是肱二头肌收缩，动力作用点在A点，动力臂近似为AC的长度，阻力是手臂和哑铃的总重力，力臂近似为桡骨的长度，故动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，在锻炼时肱二头肌的收缩距离小于哑铃的移动距离，故C正确，BD错误。 故选C。 36. 如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等．在提升过程中，若绳端拉力，下列说法正确的是（　　） A. 物体的速度之比 B. 有用功之比 C. 总功之比 D. 机械效率之比 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由图可知，甲为定滑轮，，乙为动滑轮，动滑轮上有效绳子段数为2。则。绳端在相同时间内移动的距离相等，即，则，根据可知， 故A错误； B．物体质量相等，则有用功之比为 故B正确； C．总功之比为 故C正确； D．机械效率之比 故D正确。 故选BCD。 37. 某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为，钢丝绳的拉力F为，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 拉力F的功率为 B. 有用功的功率为 C. 动滑轮所受的重力为 D. 滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由图可知，货物和动滑轮由3段绳子承担，n=3，拉力F做功的功率 故A正确； B．有用功的功率 故B正确； C．若不计绳重和摩擦 动滑轮的重力 但题中绳重和摩擦不可忽略，故动滑轮重应小于3×103N，故C错误； D．滑轮组的机械效率 故D正确。 故选ABD。 38. 甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A为大拇指的作用点，B为核桃的作用点。请在答题卡的乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力、动力臂和阻力。 【答案】见详解 【解析】 【详解】由题意知，B为核桃的作用点，B点受到的核桃的弹力为阻力F2，其方向大致过B点向上；A为大拇指的作用点，由于阻力使得杠杆逆时针转动，则动力F1使得杠杆顺时针转动，故动力方向向下，从支点O向动力F1的作用线作垂线，支点到垂线的距离为动力臂l1，如图所示： 39. 物理学的宗旨是发现自然现象背后的规律，使人们可以运用物理规律解决实际问题。根据所学物理学知识，下列表述正确的是（　　） A. 使用杠杆可以同时省力又省距离 B. 物体不论温度高低都具有内能 C. 选用精密的测量工具可以消除误差 D. 导体的电阻跟它两端的电压成正比 【答案】B 【解析】 【详解】A．省力杠杆能省力但不能省距离，费力杠杆不能省力但是能省距离，故A错误； B．内能指的是物体内部所有分子的分子势能和分子动能之和，一切物体在任何温度下，都有内能，故B正确； C．误差是由于测量仪器本身缺陷或者不同的仪器参数造成的，选用精密的测量工具只能减小误差，但是不能消除误差，故C错误； D．电阻是导体的固有属性，与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压没有关系，故D错误。 故选B。 40. 如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动，，P端通过竖直绳连接a，a通过竖直轻杆固定在地面上；b浸没在水中，通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平，打开出水口阀门，轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为、，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，忽略所有摩擦，g取10N/kg，水的密度。求： （1）打开阀门前P端绳对a的拉力； （2）打开阀门前b受到的浮力； （3）b的密度； （4）当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压强。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，当水面下降高度x小于10cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全浸没在水中；当水面下降高度x在10cm至50cm之间时，轻杆对a的作用力F方向先向上，大小逐渐减小，直至减小为零，之后F方向变为向下，大小逐渐增大，此时P端绳对a的拉力逐渐增大，Q端绳的拉力也逐渐增大，绳对b的拉力也逐渐增大，b受到的浮力逐渐减小，此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程；当水面下降高度x大于50cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全露出水面。打开阀门前轻杆对a的作用力F=4.8N，物体a处于静止状态，竖直方向受力平衡，则打开阀门前P端绳对a的拉力为 【小问2详解】 由 可知，打开阀门前Q端绳的拉力为 图中承重绳子股数n=2，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，此时绳子对b的拉力为 此时，物体b处于静止状态，竖直方向受力平衡，则打开阀门前b受到的浮力为 【小问3详解】 b的体积为 b的密度为 【小问4详解】 当b浸没时，受到的拉力为6.8N，b的重力不变，当b受到的拉力大小为8.4N时，浮力需减小，则此时b上表面露出水面，b下表面处的液体压力等于浮力，当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压力为 由图乙可知，当水面下降高度x小于10cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全浸没在水中；当水面下降高度x在10cm至50cm之间时，轻杆对a的作用力F方向先向上，大小逐渐减小，直至减小为零，之后F方向变为向下，大小逐渐增大，此时P端绳对a的拉力逐渐增大，Q端绳的拉力也逐渐增大，绳对b的拉力也逐渐增大，b受到的浮力逐渐减小，此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程；当水面下降高度x大于50cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全露出水面。由此可知，b的高度为 b的底面积为 b下表面处的液体压强为 41. 如图所示，小明用20N的拉力F将重为20N的物体匀速提高了10m，用时5s，忽略绳重和摩擦，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 绳子自由端移动的速度为6m/s B. 动滑轮所受的重力为20N C. 小明所做的额外功为200J D. 滑轮组的机械效率为75% 【答案】BC 【解析】 【详解】A．绳子自由端移动的距离为 所以速度为 故A错误； B．由滑轮公式可得 故B正确； C．在该过程中额外功为动滑轮做功，所以额外功为 故C正确； D．滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选BC 。 42. 骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（　　） A. 图甲：手托重物时，可视为省力杠杆 B. 图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力 C. 图乙：踮脚时，可视为费力杠杆 D. 图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲：手托重物时，动力臂小于阻力臂，可视为费力杠杆，故A错误； B．根据杠杆五要素可知，图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是动力，故B错误； C．图乙：踮脚时，动力臂变短，但是动力臂仍然大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误； D．根据杠杆五要素可知，图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力，故D正确。 故选D。 43. 用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下，绕肘关节（支点0）转动，如图所示。请在图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。 【答案】 【解析】 【详解】F1的力臂l1 为支点到F1作用线的距离,阻力F2竖直向下，如下图所示： 44. 如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（ ） A. 动滑轮的重力为50N B. 滑轮组做的有用功为500J C. 拉力F做功的功率为25W D. 滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，n=2，由可知，动滑轮的重力为 G动=nF-G=2×250N-400N=100N 故A错误； B．滑轮组做的有用功为 W有=Gh=400N×2m=800J 故B错误； C．拉力F做功为 W总=Fs=Fnh=250N×2×2m=1000J 功率为 故C错误； D．滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 45. 在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）．下列说法正确的是（ ） A. 物体所受的重力是3.6N B. 图乙中弹簧测力计上升20cm C. 图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D. 图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图甲可知，该滑轮的轴固定不动，该滑轮是定滑轮，不计绳重和摩擦，则弹簧测力计的示数等于物体所受的重力，由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，故A错误； BC．由图乙可知，该滑轮的轴随物体一起运动，该滑轮是动滑轮，n=2，将物体匀速提升20cm，则弹簧测力计上升 s=nh=2×20cm=40cm 不计绳重和摩擦，弹簧测力计的示数 由于不知道动滑轮的重，因此无法判断弹簧测力计的示数与物重的关系，故BC错误； D．不计绳重和摩擦，图甲中滑轮的机械效率 图乙中滑轮的机械效率 则 故D正确。 故选D。 46. 同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。 （1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。 小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。 为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD>OA=OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离________（选填“变小”“不变”或“变大”）； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下________的距离不变； ③由此初步判断________的观点是正确的； （2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。 实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20 ①表格中a处应填写的内容是________； ②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是________； ③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆________端下沉； （3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是________。 【答案】（1） ①. 不变 ②. 支点到力的作用线 ③. 小明 （2） ①. 动力臂l1/cm ②. 动力×动力臂=阻力×阻力臂 ③. 左 （3）此端力和力臂的乘积变小 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]由题意知，OD>OA=OC，当把A处悬挂的钩码改挂在C处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杆不再平衡；把A处悬挂的钩码改挂在D处，支点到力的作用线的距离相同，发现杠杆仍保持平衡；因此可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离，故小明的观点是正确的。 【小问2详解】 [1]由杠杆平衡条件可知，还需要测量力臂，因此a处应填：动力臂l1/cm，b处应填：阻力臂l2/cm。 [2]由表中数据可知，每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，故得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 [3]设一个钩码的重为G，标尺上一格的长度为L，则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，此时左侧 2G×2L=4GL 右侧 3G×L=3GL 故杠杆左端下沉。 【小问3详解】 当一端烛油滴下时，此端蜡烛的重力变小，导致此端的力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡，所以此端上升。 47. 小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 站立地面踏脚跟是中国传统文化“八段锦”的第八式。如图为踏脚跟时右脚的一些相关数据，当脚跟抬离地面时，请你计算小腿肌肉拉力F1的大小。 解：如图将右脚看作杠杆，抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2。根据杠杆平衡条件得小腿肌肉拉力 错误之处：______________ 错因分析：_______________ 正确解答：_______________ 【答案】 ①. 计算所得的省力杠杆的动力大于阻力 ②. 把阻力作用点到动力所在作用线的距离当做动力臂 ③. 见解析 【解析】 【详解】[1]计算所得的省力杠杆的动力大于阻力。 [2]解题时错把阻力作用点到动力所在作用线的距离当做动力臂l1了，在杠杆中，动力臂是支点到动力作用线的距离，图中动力臂的距离应为 [3]解：如图将踏脚的右脚看作省力杠杆，抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2。根据杠杆平衡条件 得小腿肌肉拉力 48. 工人向下拉绳来提升重物。请用笔画线代替绳子画出滑轮组的绕线方法。 【答案】 【解析】 【详解】由图可知使用该滑轮组是为了省力和改变力的方向。工人站在地面上向下拉绳来提升重物，所以由2段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法，根据“奇动偶定”原则绕绳方法如下图所示 。 49. 如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（　　） A. 钓鱼竿 B. 开瓶器 C. 核桃夹 D. 钢丝钳 【答案】A 【解析】 【详解】A．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意； B．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，省力杠杆，故B不符合题意； C．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意； D．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 50. 在杠杆平衡时，阻力F2的大小为90N，阻力臂L2为0.2m，动力臂L1为0.6m，求动力F1的大小。 【答案】30N 【解析】 【详解】解：由杠杆平衡条件​得 答：动力F1的大小为30N。 51. 如图甲，小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示，灯头OAB可视做绕O点转动的杠杆，A点是灯头的重心，小孟用拉力F将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出：①灯头受到的重力G的示意图；②拉力F的力臂l。 【答案】 【解析】 【详解】过支点O作拉力F的作用线的垂线段即为力臂l，灯头受到的重力G的方向竖直向下，作用在重心，作图如下： 52. 小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W B. 滑轮组的机械效率为80% C. 克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J D. 若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离 s=nh=3×20cm=60cm=0.6m 拉力所做的功为 W总=Fs=0.5N×0.6m=0.3J 拉力的功率为 故A正确； B．钩码的重力为 G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N 滑轮组的机械效率为 故B错误； C．所做有用功为 W有=Gh=1N×0.2m=0.2J 克服动滑轮所做额外功为 W额1=G动h=0.25N×0.2m=0.05J 因此克服绳重和摩擦做的额外功为 W额2=W总-W有-W额1=0.3J-0.2J-0.05J=0.05J 故C正确； D．若增大提升钩码的质量，则有用功增大，额外功不变，因此滑轮组的机械效率将变大，故D错误。 故选AC。 53. 同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力为动力，如图所示。请你在图中画出： （1）动力的力臂； （2）A点，脚对地面压力F的示意图。 【答案】 【解析】 【详解】（1）从支点O向F1​的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是F1​的力臂L1（用大括号表示），如图所示： （2）脚对地面的压力F的作用点在接触面上，方向垂直于地面向下，过压力的作用点，沿压力的方向画一条带箭头的线段，用F表示，如图所示： 54. 一次课外活动中，物理老师让学生自选器材“测量液体密度”。 （1）一小组测量某液体的密度，选择天平及量筒等器材。 ①天平是利用杠杆平衡条件来工作的，它属于______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。天平置于水平台面上，游码移到标尺左端的零刻度线处，指针位置如图甲所示，应该向______旋动平衡螺母，直到天平横梁平衡。 ②向烧杯中倒入适量待测液体，用天平测出烧杯和液体的总质量，右盘中砝码及游码位置如图乙所示，则______g。 ③将烧杯中液体倒入一部分在量筒中如图丙，量筒中液体体积______；再用天平测得烧杯和剩余液体的总质量为133.2g。 ④待测液体的密度______。 （2）二小组测量橙汁饮料的密度，选择天平和容积为V的两个完全相同瓶子等器材。两个瓶子分别装满水和橙汁，放在已平衡的天平左右两盘，移动游码使天平平衡，游码示数为，如图丁。则橙汁的密度______（用字母V、和来表示）。 【答案】 ①. 等臂 ②. 右 ③. 165 ④. 30 ⑤. 1.06 ⑥. 【解析】 【详解】（1）[1]天平两个托盘到转轴的距离相等，因为动力臂等于阻力臂，所以天平是等臂杠杆。 [2]如图甲所示，指针指在分度盘的左侧，说明左侧重，应将平衡螺母向右调节。 [3]由图乙可知，烧杯和液体总质量为 [4]由图可知，量筒的分度值为，量筒中液体体积为。 [5]量筒内液体的质量为 待测液体的密度为 （2）[6]由图可知，橙汁与水的质量关系为 根据可得 则橙汁的密度为 55. 利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小________。 【答案】 ①. 省力 ②. 摩擦 【解析】 【详解】[1]由图可知，中间垫的物块处为杠杆的支点，手在把手处向下摁动杠杆过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。 [2] 底座装有滚轮，在压力不变的和粗糙程度不变的情况下，变滑动为滚动，减小摩擦力。 56. 高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　） A. 它是动滑轮 B. 利用它可以省力 C. 利用它可以省距离 D. 利用它可以改变力方向 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮；升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就会徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。定滑轮不省力也不省距离。 故选D。 57. 建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为760N的物体。在拉力F作用下，物体在8s内竖直匀速上升了2m。如果动滑轮重为240N，不计绳重和摩擦。求： （1）物体上升的速度； （2）滑轮组的有用功； （3）滑轮组的机械效率。 【答案】（1）0.25m/s （2）1520J （3）76% 【解析】 【分析】 【小问1详解】 由于物体在8s内竖直匀速上升了2m，所以物体上升的速度 【小问2详解】 滑轮组的有用功 【小问3详解】 滑轮组的额外功 滑轮组的机械效率 58. 2023年12月22日，第78届联合国大会协商一致通过决议，将春节（农历新年）确定为联合国假日。欢度春节时，人们常常会吃饺子。刚端上桌的饺子香气扑鼻，这是________现象；用筷子夹起饺子时，筷子属于________杠杆。 【答案】 ①. 扩散 ②. 费力 【解析】 【详解】[1]刚端上桌的饺子香气扑鼻，是香气分子不停地做无规则运动的结果，这种现象称为扩散现象。 [2]用筷子夹起饺子时，动力臂小于阻力臂，费力但省距离，筷子属于费力杠杆。 59. “探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的______（填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向______（填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡； （2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为______N，夹角为______度； （3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为，则弹簧测力计的示数可能为______（填“2.9”或“3.1”）N。 【答案】 ① 左 ②. 右 ③. 3 ④. 30 ⑤. 3.1 【解析】 【详解】（1）[1] 实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，左端下沉，说明左端重，则杠杆的重心位于支点O的左侧。 [2] 若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，即仍然左端重，则应再将左端的螺母向右调节，给左端减重，直至杠杆在水平位置平衡。 （2）[3] 如图丙所示，弹簧测力计分度值为0.2N，示数为3N，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为3N。 [4] 设杠杆上一格的长度为L，根据杠杆平衡条件则有 解得拉力的力臂。根据数学三角函数知识可知夹角为30度。 （3）[5] 若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，左端下沉，说明左端重，相当于阻力变大，根据杠杆平衡条件可知需要的拉力变大，则弹簧测力计的示数可能为3.1N。 60. 如图所示，美丽乡村建设的工地上，工人使用一个_______（选填“定”或“动”）滑轮匀速提升重300N的建筑材料（不计绳重和摩擦），则人的拉力为_______N。 【答案】 ①. 定 ②. 300 【解析】 【详解】[1]图中滑轮不随着物体一起运动，所以是定滑轮。 [2]定滑轮不能省力，所以人的拉力等于重力，为300N。 61. 实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔槔的使用原理。 （1）实验前，杠杆水平静止如图甲所示，此时杠杆处于__________状态（选填“平衡”或“非平衡”）。将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆________保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）； （2）调节杠杆水平平衡，进行多次实验，数据记录如下表： 次数 动力F1/N 动力臂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 2 18.0 ①分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是_________（用表格中的字母表示）。多次实验的目的是_____（选填“A”或“B”）； A．寻找普遍规律 B．减小实验误差 ②如图乙，此时在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会________（选填“左端下沉”或“右端下沉”）； （3）桔槔是我国古代的取水工具，如图甲，在井边竖一根树杈，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图乙。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以_________（选填“增大”或“减小”）石块的质量或向__________（选填“左”或“右”）移动杠杆的支点； （4）图丙为桔棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为m1，O处为支点，杠杆的质量为m0，重心在C处，B处所挂石块的质量为m2，AO=l1，OC=l0，OB=l2。请写出的表达式，l2=________（用字母m0、m1、m2、l0、l1表示）。 【答案】 ①. 平衡 ②. 仍能 ③. ④. A ⑤. 右端下沉 ⑥. 增大 ⑦. 左 ⑧. 【解析】 【详解】（1）[1]杠杆静止，说明杠杆受力平衡，所以处于平衡状态。 [2]图甲中杠杆的重力作用线过支点，将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆的重力作用线仍过支点，所以杠杆仍能平衡。 （2）[3]由表中数据可知，每一组动力与动力臂的乘积都与其阻力与阻力臂的乘积相等，所以杠杆平衡的条件是：。 [4]一次实验得出的结论具有偶然性，所以需要进行重复实验，获得多组数据，得出具有普遍性的规律。 故选A。 [5]在右侧钩码下端加挂一个钩码，则 所以杠杆右端将下沉。 （3）[6]水桶盛满水后，阻力与阻力臂的乘积变大，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以增大石块的重力。 [7]水桶盛满水后，阻力变大，可以向左移动杠杆的支点，减小阻力臂，增大动力臂，从而减小人向上提水的拉力。 （4）[8]由杠杆平衡条件可知 代入数据可得 解得 62. 同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A. 自制杆秤的每一格约表示2.08g B. 称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C. 如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D. 若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤量程 【答案】B 【解析】 【详解】A．在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，则共计50格，则每一格代表的质量为 即自制杆秤的每一格约表示2g，故A错误； B．称中药时B端翘起说明，此时可以减少中药即减小恢复水平平衡，故B正确； C．如果秤砣磨损，根据杠杆平衡条件，实际质量偏小，则长度偏大，则测量结果会比真实质量偏大，故C错误； D．若将提纽移到O点右侧，则增大，减小，则变小，则杆秤的量程减小，故D错误。 故选B。 63. 建筑工人通过如图所示装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m，工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是（　　） A. 该装置做的有用功为400J B. 该装置的机械效率为90％ C. 绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s D. 桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．涂料重力为 所以该装置做的有用功为 故A错误； B．定滑轮不省距离也不费距离，即，该装置做的总功为 则该装置的机械效率为 故B正确； C．绳子自由端移动的平均速度为 故C错误； D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压力变小，根据，则压强变小，故D错误。 故选B。 64. 小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及200g的秤砣构成，如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时，提起提纽，杆秤在空中恰好能水平平衡。已知AO间距离为10cm。当放入重物，将秤砣移至距O点30cm的B处时，秤杆水平平衡，则重物质量为______g；往秤盘中再增加20g的物体，秤砣需要从B处移动______cm才能维持秤杆水平平衡。 【答案】 ①. 600 ②. 1 【解析】 【详解】[1]秤砣的质量 秤砣的重力 秤砣移至距O点30cm的B处时，根据杠杆平衡条件可得，重物的重力 重物的质量 [2]往秤盘中再增加20g的物体后，秤盘中重物的总质量 此时秤砣距O点的距离 则秤砣需要从B处移动向右移动的距离 学科网（北京）股份有限公司 $$