3.4简单机械 同步练习　2025-2026学年浙教版科学九年级上册

九上科学阶段练习（3.4简单机械） 考试时间40分钟，满分120分 一、单选题 1． 斜面是一种简单机械。螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图甲中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度。仔细观察图乙、丙所示的两个螺丝钉，则(　　) A．乙、丙省力情况相同 B．乙更省力 C．丙更省力 D．乙、丙都能省功 2．下列做法不能够改变滑轮组机械效率的是（　　）. A．改变提升重物的高度 B．用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮 C．提升更重的物体 D．给定滑轮加润滑油 3．如图甲所示的水龙头，徒手很难拧开。用图乙所示的“钥匙”，安装并旋转“钥匙”就能正常出水（如图丙所示），正确的是（　　） A．减小阻力 B．减小阻力臂 C．增大动力 D．增大动力臂 4．对于功率和机械效率的理解，下列说法中正确的是（　　） A．机械工作时的功率越大，其工作时机械效率一定越高 B．机械工作时的功率越大，其工作时一定越省力 C．机械做的有用功相同，总功越少，其机械效率一定越高 D．机械工作时越省力，其机械效率一定越高 5．如图所示，一根轻木条左端放一支较短的蜡烛，右端放一支较长的蜡烛，木条能在水平位置平衡。同时点燃蜡烛，点燃后蜡烛的燃烧速度相同。一段时间后，木条将(　　) A．始终保持水平 B．左端会下沉 C．右端会下沉 D．无法判断 6．杠杆在生产生活中普遍使用。下列工具在使用过程中，属于省力杠杆的是(　　) A． B．C． D． 7．如图所示，小科用竖直向上的拉力F 提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1hm。已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦。这一过程中，下列说法错误的是 （　　） A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625N C．拉力 F做功为0.125J D．绳子自由端移动了0.2m 8．如图所示，在均匀刻度尺中支起，两边挂上钩码，杠杆已经平衡，那么下列情况中，那种情况还能使尺保持平衡？（　　） A．左右两边的钩码组各向内移动一格 B．左右两边的钩码组各减少一只钩码 C．左右两边的钩码组各减少一半 D．左右两边的钩码组各向外移一格 9．如图所示，在轻质杆OB的中点A处，悬挂有重为G的物体M，在端点B施加方向始终跟杆垂直的拉力F，杆从图示位置沿顺时针方向匀速转至虚线位置的过程中，下列叙述中正确的是（　　） A．拉力F逐渐变大 B．拉力F始终大于G、小于G，该杠杆是省力杠杆 C．拉力F跟它力臂的乘积变小 D．以上说法均不正确 10．如图所示，下列简单机械中，省距离的是（ ） A． B． C． D． 11．用如图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 12．如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重0.5牛）。下列说法正确的是（　　） A．实验前出现如图所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调 B．在A、B处各增加一个钩码，杠杆仍然能在水平位置保持平衡 C．弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大 D．用测力计在c点向上拉杠杆，当杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛 二、填空题 13．有两块相同的均质木块A、B，小科将A、B叠放在一起放在水平面上，如图甲所示，用 6 N的力使A、B一起向左做匀速直线运动。接着小科又将A 和B 用一根轻绳连接，平放在同一水平面上，如图乙所示，用F2向右拉B，使A、B一起向右做匀速直线运动。 （1）如图甲，以木块B 为参照物，地面处于　 　(选填“静止状态”或“运动状态”)。 （2）如图甲，小科使A、B一起向左做匀速直线运动时，B对A 的摩擦力为　 　N。 （3）在图乙中，若A 和B一起向右运动10 m， 做功　 　J。 14．端午节赛龙舟时，运动员一手支撑住浆柄，一手用力划桨，此时浆属于　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆；当运动员向后划桨时，龙舟就向前行进，说明　 　的；当龙舟快速前进时，水面中的漂浮物会自动靠近船身，这是因为　 　。 15． 如图所示， 物体A重为200N， C D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A 向右匀速运动。现用水平向左的拉力 F作用于物体A 上，使物体B在5s内匀速上升了0.8m，则：(不计绳重和摩擦) （1） 图中D为 　 　(填“定”或“动”) 滑轮， C在此次提升重物过程中的作用是　 　 . （2） 拉力F的灭小为 　 　N， 拉力F的功率为 　 　W。 16．题图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于　 　杠杆（选填“省力”或“费力”），设车箱和泥土的总重，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是　 　m，F的大小至少是　 　N。 17．如图甲为某大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，可逐步简化成图乙、图丙、图丁所示的模型。 （1）图丁主要体现了杠杆的知识，为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当　 　（选填“增加”或“减小”）桥塔的高度。 （2） 大桥设计车速为60km/h， 某货车质量为5×103kg，按设计车速行驶时受到的阻力为货车重力的0.06倍。则该货车以设计车速通过大桥时，发动机的功率为　 　 W。 18．停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆，若横杆AB粗细相同，质量分布均匀，重120N，OB=2.8m，OA=0.3m。要使横杆AB保持水平平衡，则在A端施加最小动力的方向是竖直向上，这个力的大小是　 　N， 此杠杆是一个　 　杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。 19．如图所示装置， AOB为杠杆， O为支点， OA=20cm、OB=40cm，甲、乙为两金属块，当乙全部浸没在水中时，杠杆恰好在水平位置平衡，已知ρ甲=3ρz=6ρ水，不计杠杆、滑轮的重量及摩擦，则图示状态下AC线和DE线上的拉力之比是　 　，甲、乙两金属块的体积比是　 　。 20．列车上出售的食品常常放在如图所示的小推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是　 　（写出支点位置的字母），当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是　 　（写出支点位置的字母），这种情况下，手推车可以视为　 　杠杆． 21．木条AB长1.5米，现小科利用水平放置的两架完全相同的台秤甲和乙对其进行相关问题的研究。如图台秤正中间各固定有一个大小和质量不计的支架，将木条的两端A和B分别放在甲和乙台秤的支架上，此时台秤甲的示数是5N，乙是20N。回答下列问题： （1）木条的重心离A端的距离是　 　米； （2）若只向右移动甲台秤，使C点放在甲的支架上，则台秤甲的示数将　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 22．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。 （1）据图分析，该杠杆属于　 　杠杆(填杠杆类型)。 （2） 若F1=2ON， L1=10cm， L2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为　 　N。 三、实验探究题 23．浙江省内河流众多，遍布拱形的石桥。拱桥的承重能力与许多因素有关，如拱的形状等。古拱桥的桥拱形状有半圆、圆弧、蛋形、抛物线等 (如图甲所示)，不同形状的桥拱承重能力是否相同?小柯对此进行探究，步骤如下： ①利用 3D 打印机制作不同形状的桥拱模型； ②在模型上放置一定数量的钩码，直到桥拱恰好被压塌，记录此时钩码的总质量(如图乙所示) 。 （1）步骤①中除了控制拱的形状不同外，还需控制相同的变量有：　 　(写出两个) （2）实验中发现使用钩码很难做到使桥拱恰好被压塌，为了更精确地测量桥拱恰好被压塌的压力大小，本实验可如何改进? （3）在查阅资料的过程中，小柯发现跨度大的江面往往采用的是斜拉桥，若将它看作一个杠杆模型 (如丙图所示)，在支点O和拉索作用点A一定的情况下，增高桥塔使OB 距离增大，可使拉索的力　 　(选填“变大”、 “变小”或“不变”)理由是　 　。 24．小科在“探究杠杆平衡条件”的实验中，在轻质杠杆后面安装一个以O为圆心、以OB为半径的圆盘(不影响杠杆的平衡)，如图。 步骤一：调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置静止。如图甲，在杠杆的A点挂上一重物，在B点用弹簧测力计施加竖直向下的力F1使杠杆在水平位置静止。 步骤二：将弹簧测力计从B点移到C点，拉力F2沿DC方向(CD是圆O的切线)，使杠杆再次在水平位置静止。 （1）在图甲中画出拉力F2的力臂L2。 （2）判断：F1　 　 F2。(选填“>”、“<”或“=”) （3）在图乙中的E点施加拉力F3，使杠杆仍然在水平位置静止，且弹簧测力计的示数与F1相同，则施加的作用力的方向可能是 。 A．① B．② C．③ D．④ 25．用图甲滑轮组探究“动滑轮的重量对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重量，每次实验都匀速拉动绳子自由端使物体上升10厘米，实验数据如表所示。 次数 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 　 　 3 6.0 1.9 2.9 69.0 （1）每次实验时，绳子自由端移动的距离为 　 　厘米。 （2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为　 　牛。 （3）分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　 　。 （4）保持物体和动滑轮的重量不变，增大绳子自由端移动的距离，滑轮组的机械效率将　 　。(选填“变大”、 “变小”或“不变”)。 26．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。 次数 钩码重/N 钩码上升距离 弹簧测力计示数 弹簧测力计上升距离 机械效率/% 1 2 10cm 0.8N 30cm 83.3 2 4 10cm 1.5N 30cm 　 3 6 10cm 　 30cm 90.9 （1）在第2次实验中，滑轮组的机械效率为　 　；（保留一位小数） （2）分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率　 　（选填“越高”、“越低”或“不变”）； （3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为____； A．71.6% B．82.6% C．92.4% D．100% （4）另一实验小组改变动滑轮的重，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。分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率　 　（选填“越高”、“越低”或“不变”）；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） 四、解答题 27． 如图所示，用轻质杆将一电灯吊起，O点是支点．请画出动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图． 28．如图是科学兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3，请回答： （1）制作剪片的材料采用碳钢合金，具有硬度大、有较好的弹性和延展性等机械特性，这属于它的　 　（“物理”，“化学”性质）； （2）为了更易剪断较粗较硬的枝条，应尽量将枝条　 　（填“靠近”或“远离”）O点； （3）不计绳重、滑轮自重及摩擦，若作用在绳子自由端的力F1为100N，则A点受到绳子的拉力　 　。 答案解析部分 1．【答案】B 【知识点】斜面及其工作特点 【解析】【分析】 使用斜面可以省力，斜面越平缓越省力，但同时也就越费距离，据此分析判断。 【解答】 由图知，乙、丙螺丝钉高度相同，乙螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长。因为斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力。所以乙螺丝钉使用起来更省力。 故选B。 2．【答案】A 【知识点】机械效率的计算 【解析】【分析】（1）使用滑轮组时，克服绳子的重力、动滑轮的重力和摩擦做额外功； （2）当不计摩擦和绳重时，根据公式可知，影响滑轮组机械效率的因素有两个，即动滑轮的重力和物体重力，据此分析即可。 【解答】A.滑轮组的机械效率与提升重物的高度无关，故A符合题意； B.用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮，可以减小动滑轮的重力，根据公式可知，滑轮组的机械效率增大，故B不合题意； C.提升更重的物体，根据公式可知，滑轮组的机械效率增大，故C不合题意； D.给定滑轮加润滑油，可以减小摩擦力，减小额外功，根据公式可知，滑轮组的机械效率增大，故D不合题意。 故选A。 3．【答案】D 【知识点】杠杆的平衡条件 【解析】【分析】轮轴就是变形的可以连续转动的杠杆，注意分析动力臂的变化即可。 【解答】根据图片可知，安装并旋转钥匙后，手接触的位置半径明显变大，即动力臂变大。阻力臂不变，阻力不变，由杠杆平衡的条件可知，动力变小，故D正确，ABC错误。 故选D。 4．【答案】C 【知识点】功率；机械效率 【解析】【解答】A、机械工作时的功率越大，其工作时做功快，与机械效率无关；故A错误，不符合题意；B、机械工作时的功率越大，其工作时做功越快，至于是否省力，无法判断，故B错误，不符合题意；C、机械效率是有用功和总功的比值，所以机械做的有用功相同，总功越少，其机械效率一定越高，故C正确，符合题意；D、机械效率和是否省力，没有关系，它是有用功和总功的比值，故D错误，不符合题意．故选C． 【分析】根据功率的物理意义、机械效率的定义逐一分析判断各选项是否正确． 5．【答案】C 【知识点】杠杆的平衡条件 【解析】【分析】 蜡烛对杠杆的作用力等于蜡烛的重力，由于杠杆是在水平方向平衡，所以力臂的长度等于蜡烛到支点的距离。 设左右两边的蜡烛质量分别为m左、m右，根据杠杆平衡条件可得m左g×L左=m右g×L右， 由于蜡烛同时点燃，燃烧速度相同，过一段时间后因燃烧减少的质量Δm相同，这时根据杠杆受到的力的变化，利用杠杆平衡条件分析。 【解答】 设左右两边的蜡烛质量分别为m左、m右， ∵杠杆在水平位置平衡； ∴m左g×L左=m右g×L右----------------① ∵两支蜡烛粗细相同，同时点燃，则燃烧速度相同， ∴两支蜡烛因燃烧减少的质量Δm相同，此时杠杆左右两端受到的力分别为（m左-Δm）g、（m右-Δm）g， ∵左边：（m左-Δm）gL左=m左g×L左-△mgL左----------------② 右边：（m右-Δm）gL右=m右g×L右-△mgL右----------------③ 由图可知：L左＞L右，则△mgL左＞△mgL右，--------------------④ ∴根据①④可比较②③得： （m甲-Δm）gL左＜（m右-Δm）gL右， 所以杠杆失去平衡，右端会下沉。 故答案为：C。 6．【答案】D 【知识点】杠杆的分类 【解析】【分析】本题需要结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，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。 【解答】 A、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆； B、铁锹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； C、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； D、铡刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； 所以选D。 7．【答案】A 【知识点】速度公式及其应用；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【分析】 AD.根据s=2h计算绳子自由端移动距离，利用速度公式求绳子自由端移动速度； B.不计绳重及摩擦，根据计算拉力的大小； C.利用W=Fs求拉力做的总功。 【解答】 AD.由图知，承担重力的绳子段数n=2，绳子自由端移动距离s=2h=2×0.1m=0.2m， 绳子自由端移动速度，故A错误符合题意，D正确不合题意； B.不计绳重及摩擦，拉力，故B正确不合题意； C.拉力做的功W总=Fs=0.625N×0.2m=0.125J，故C正确不合题意。 故选A。 8．【答案】C 【知识点】杠杆的动态平衡分析 【解析】【分析】原来杠杆是平衡的，如果支点两侧的力和力臂乘积的变化量相同，那么杠杆仍然平衡。 【解答】A.左右两边的钩码组各向内移动一格，左边减小量为：4G×1；右边减小量为：2G×1，支点两侧的减小量不等，不能平衡，故A错误； B.左右两边的钩码组各减少一只钩码，左边的减小量为：G×2，右边的减小量为：G×4，二者不相等，不能平衡，故B错误； C.左右两边的钩码组各减少一半，左边减小量为：2G×2，右边减小量为：G×4，二者相等，能够平衡，故C正确； D.左右两边的钩码组各向外移一格，左边增大量为：4G×1；右边增大量为：2G×1，支点两侧的增大量不等，不能平衡，故D错误。 故选C。 9．【答案】C 【知识点】杠杆的平衡条件 【解析】【分析】杆从图示位置沿顺时针方向匀速转至虚线位置的过程中，杆重、动力臂不变，阻力臂减小，利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析。【解答】A.如图，物体M的重为G不变，动力F的方向始终跟杆垂直（动力臂LOB不变）， 由于杆匀速转动（处于平衡状态），则FLOB=GLOC， 由于杆从图示位置沿顺时针方向匀速转至虚线位置的过程中，则阻力臂LOC逐渐减小，所以拉力F逐渐变小，故A错误； B.根据FLOB=GLOC可得：，该杠杆是省力杠杆，故B错误； C.由于阻力臂LOC逐渐变小，物体M的重为G不变，则根据FLOB=GLOC可得：FLOB的大小（拉力F跟它力臂的乘积）逐渐变小，故C正确； D.由于C选项是正确的，则D错误。 故选C。 10．【答案】C 【知识点】杠杆的分类；滑轮组及其工作特点 【解析】【分析】根据功的原理：使用任何机械都不省功可知，省距离的机械肯定费力，据此分析判断即可。 【解答】A.使用定滑轮提升重物，不省距离也不省力，故A不合题意； B.瓶起子为省力杠杆，因此它省力费距离，故B不合题意； C.用杠杆提升重物，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，那么它省距离费力，故C符合题意； D.使用动滑轮拉动物体，省力费距离，故D不合题意。 故选C。 11．【答案】D 【知识点】杠杆的应用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点 【解析】【解答】A图：定滑轮实质是等臂杠杆，只改变力的方向，不改变力的大小； B图：动力力臂小于阻力力臂，所以是费力杠杆； C图：吊动滑轮的为2股绳子，拉力为物重的二分之一； D图：吊动滑轮的为3股绳子，拉力为物重的三分之一，所以最省力； 故选D。 【分析】掌握杠杆平衡条件和滑轮及滑轮组的特点。 12．【答案】C 【知识点】杠杆的平衡条件 【解析】【分析】（1）平衡螺母总是向轻的那端调节； （2）（3）（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。 【解答】A.根据图片可知，杠杆的右端上翘，即右端轻，因此平衡螺母应该向右调节，故A错误； B.设钩码重力为G，每格长度为L，左边：4G×2L=8GL； 右边：3G×3L=9GL； 因此杠杆的右端下沉，故B错误； C.根据图片可知，弹簧测力计从a位置转到b位置时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数肯定增大，故C正确； D.根据杠杆的平衡条件得到：（0.5N×3）×6L=F×3L； 解得：F=3N。 故D错误。 故选C。 13．【答案】（1）运动状态 （2）0 （3）60 【知识点】参照物及其选择；摩擦力的存在；功的计算公式的应用 【解析】【分析】（1）根据物体相当于参照物位置的改变是运动的分析； （2）根据摩擦力的产生条件分析； （3）根据摩擦力的有关因素分析摩擦力大小，结合二力平衡和W=Fs计算功。 【解答】（1）以木块B为参照物，地面相对于B的位置是改变的，故处于运动状态； （2）用F1=6N的力使A、B一起向左做匀速直线运动，AB之间没有相对运动或相等运动趋势，故不产生摩擦力，即B对A的摩擦力为0N； （3）两块相同的均质木块A、B，粗糙程度相同，而乙图的压力与甲图相同，粗糙程度相同，故摩擦力相等，根据平衡条件知，乙图拉力与甲图相等，故F2=F1=6N； 做功W=Fs=6N×10m=60J。 14．【答案】费力；物体间力的作用是相互；水中流速大的地方压强小。 【知识点】力的作用是相互的；流体压强与流速的关系；杠杆的分类 【解析】【分析】（1）通过比较动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆的分类； （2）根据“物体间力的作用是相互的”原理解答； （3）根据流体压强和流速的关系分析。 【解答】（1）根据图片可知，运动员高处的手是支点，中间的手施加动力，而水对船桨的阻力作用在桨头上；此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆； （2）当运动员向后划桨时，龙舟就向前行进，说明物体间力的作用是相互； （3）当龙舟快速前进时，水面中的漂浮物会自动靠近船身，这是因为：水中流速大的地方压强小。 15．【答案】（1）动滑轮；改变力的方向 （2）75；24 【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【分析】（1）动滑轮可以省力，不能改变力的方向，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。 （2）拉力等于物体和动滑轮总重力的有效绳子股数分之一，绳子自由端移动的距离和速度是物体的有效绳子股数倍。 【解答】（1）由图可知，D滑轮的位置随物体一起运动，可知属于动滑轮。 C的位置未发生改变，可知是定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向。 （2）B的重力为120N，D的重力30N，有两股绳子受力，拉力为。 B运动的速度为 拉力的功率为。 16．【答案】省力；1.6；250 【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类 17．【答案】（1）增加 （2）5×104 【知识点】杠杆的平衡条件；电功率计算公式的应用 【解析】【分析】 （1）通过桥高度的变化，结合图示模型分析出杠杆五要素中哪个量发生了变化，然后再利用杠杆平衡条件分析出原因。 （2）已知汽车的质量，可以得到其重力；已知阻力与重力的关系，可以得到汽车受到的阻力；已知汽车匀速行驶，牵引力与阻力相同，已知牵引力和车速，利用公式P=Fv得到牵引力的功率。 【解答】 （1）由图可知，若增加塔桥的高度，增加了支点O到钢索的垂直距离，即增大了动力臂，根据公式，可以得到，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小，即桥对钢索的拉力就越小； （2）汽车受到的重力为G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N， 汽车发动机的牵引力为F=f=0.06G=0.06×5×104N=3×103N， 汽车行驶的速度为v=60km/h=m/s， 汽车的功率为P=Fv=3×103N×m/s=5×104W。 18．【答案】560；费力 【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类 【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算； （2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。 【解答】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×=F×OA； 120N×=F×0.3m； 解得：F=560N； （2）因为动力臂小于阻力臂，所以为费力杠杆。 19．【答案】1：2；1：12 【知识点】阿基米德原理；杠杆的平衡条件；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【分析】 设甲、乙的体积分别为V甲和V乙，由阿基米德原理得出乙物体受到的浮力，根据G=mg得出乙的重力，由力的平衡得出绳子对乙物体的拉力；由力的作用是相互的可知乙物体对绳子的拉力大小，即绳子对下面滑轮的拉力，根据下面的滑轮由两段绳子分担，从而得出绕在下面滑轮上绳子每段上的力；同理，绕在上面的滑轮上的绳子每段上的力，得出甲物体的重力，根据杠杆的平衡条件，从而得出甲、乙两金属块的体积比。 【解答】 设甲、乙的体积分别为V甲和V乙，由阿基米德原理，乙全部浸没在水中时，乙物体受到的浮力： F浮乙=ρ水gV乙， 乙的重力：G乙=m乙g=ρ乙V乙g=2ρ水gV乙，由力的平衡，绳子对乙物体的拉力： T=G乙-F浮乙=2ρ水gV乙-ρ水gV乙=ρ乙gV乙； 由力的作用是相互的，故乙物体对绳子向下的拉力大小为ρ乙gV乙， 即绳子对下面滑轮的拉力为ρ乙gV乙， 因作用在下面的滑轮的力由两段绳子分担，故绕在下面滑轮上绳子每段上的力为： ， 同理，绕在上面的滑轮上的绳子每段上的拉力为： ， G甲×OA=T2×OB FAC：FDE=2T2：4T2=1：2 甲物体的重力：G甲=ρ甲gV甲=6ρ水gV甲， 根据杠杆的平衡条件有： G甲×OA=T2×OB， ， 答：甲、乙两金属块的体积比是1：12。 20．【答案】C；B；省力 【知识点】杠杆及其五要素 【解析】【分析】（1）解决此题要知道杠杆的五要素是：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂；（2）由杠杆的平衡条件可知：当动力臂大于阻力臂时，较为省力． 【解答】解：（1）当前轮遇障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可看成杠杆，支点是C点；（2）当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是B点，显然动力臂大于阻力臂，此时手推车可看成是省力杠杆． 故答案为：C、B、省力． 21．【答案】（1）1.2 （2）变大 【知识点】杠杆的平衡条件 【解析】【分析】（1）木条受到竖直向下的重力和支架对木条竖直向上的支持力，由三力平衡得出重力表达式，结合力的相互性得出木棒的重力； 以A为支点，B点作用力为动力，物体的重力为阻力，由杠杆的平衡条件可得木条的重心离A端的距离； （2）设甲台秤支架到木条B端的距离为x，甲台秤的示数为F，由杠杆的平衡条件得出F表达式，结合已知条件得出F与x的关系。 【解答】 （1）木条受到竖直向下的重力和支架对木条竖直向上的支持力，由二力平衡，G=FA+FB， 两支架对木条的支持力和木条对托盘的压力为作用力和反作用力，大小相等，故木棒的重力为： G=5N+20N=25N； 以A为支点，B点作用力为动力，物体的重力为阻力， 由杠杆的平衡条件可得：FBLB=GLG， 则：； （2）O为木条的重心，若向右移动甲台秤，使C点放在甲的支架上，以B为支点，木条的重力G为阻力，C点对木条的支持力FC为动力，杠杆的示意图如图1所示： 由杠杆的平衡条件，G×LB=FC×（LC+LB）， 因G和LB不变，当向右移动甲台秤，使C点放在甲的支架上，LC变小，故动力臂变小，故FC变大，即甲的示数变大。 22．【答案】（1）省力 （2）50 【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类 【解析】【分析】 （1）根据动力臂与阻力臂大小分析是否省力； （2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2进行解答。 【解答】 （1）根据图片可知， 用核桃钳夹核桃时， 核桃施加阻力在B点，动力作用在C点。此时动力臂大于阻力臂，可以省力，是省力杠杆； （2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：20N×10cm=F2×4cm， 解得：F2=50N。 23．【答案】（1）材料、质量、高度、宽度等 （2）用装有细沙的小桶代替钩码 （3）变小；根据杠杆平衡条件，桥面的重力和对应力臂的大小不变时，作用在拉索的力因其力臂的增大而减小 【知识点】实验探究的其他思想方法；杠杆的平衡条件 【解析】【分析】（1）根据影响拱桥承重能力的因素进行解答； （2）根据钩码不如用细沙更容易控制压力的大小进行解答； （3）根据杠杆平衡的条件，重力与对应力臂不变的情况下，拉索的力与其力臂成反比进行解答。 【解答】（1）影响拱桥承重能力的因素可能有材料、质量、高度、宽度等，所以步骤①中除了控制拱的形状不同外，还需控制相同的变量有材料、质量、高度、宽度等； （2）在实验中，为了更精确地测量桥拱恰好被压塌的压力大小，用装有细沙的小桶代替钩码； （3）在查阅资料的过程中，小柯发现跨度大的江面往往采用的是斜拉桥，若将它看作一个杠杆模型 (如丙图所示)，根据杠杆平衡条件，桥面的重力和对应力臂的大小不变时，作用在拉索的力因其力臂的增大而减小，所以在支点O和拉索作用点A一定的情况下，增高桥塔使OB 距离增大，可使拉索的力变小。 故答案为：（1）材料、质量、高度、宽度等；（2）用装有细沙的小桶代替钩码；（3）变小；根据杠杆平衡条件，桥面的重力和对应力臂的大小不变时，作用在拉索的力因其力臂的增大而减小。 24．【答案】（1） （2）= （3）A；B 【知识点】杠杆的平衡条件 【解析】【分析】（1）力臂是从杠杆支点到力的作用线的垂线段的长度； （2）圆的切线都与过切点的半径垂直，因此两个力的力臂都是圆的半径，即动力臂相等；根据杠杆的平衡条件可知，那么两个拉力大小相等； （3）要保证拉力大小相等，那么拉力的动力臂要保持不变，因此F3的力臂仍然要等于圆的半径；只有它的作用线与圆相切，才能符合要求。 【解答】（1）因为拉力F2沿切线方向，因此它的作用线肯定与通过切点的半径垂直，即半径就是力臂，因此将OD两点连接即可，如下图所示： （2）因为两个拉力的作用线都与圆相切，所以它们的动力臂都等于半径，那么F1=F2； （3）根据图乙可知，只有②和①的作用线与圆相切，所以施加力的方向可能是②和①，故选AB。 25．【答案】（1）30 （2）2.5 （3）小 （4）不变 【知识点】机械效率的测量实验 【解析】【分析】（1）根据甲图确定承担重力的绳子段数n，根据s=nh计算绳子自由端移动的距离； （2）根据乙图确定测力计的分度值，根据指针的位置读出示数； （3）根据表格数据分析滑轮组的机械效率与动滑轮重力的变化规律； （4）根据分析解答。 【解答】（1）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3，则绳子自由端移动的距离s=nh=3×10cm=30cm； （2）根据图乙可知，测力计的分度值为0.1N，则测力计的示数为2.5N； （3）根据表格数据可知， 在物重不变的情况下，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小； （4）根据公式可知，滑轮组的机械效率与绳子自由端移动的距离大小无关，则： 持物体和动滑轮的重量不变，增大绳子自由端移动的距离，滑轮组的机械效率将不变。 26．【答案】（1）88.9% （2）越高 （3）C （4）越低；12 【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算 【解析】【分析】 （1）由表中数据，根据求出第2次实验中滑轮组的机械效率； （2）纵向分析数据可得结论得出结论； （3）根据（2）结合分析； （4）①根据图像机械效率与动滑轮重的关系得出相应的结论； ②忽略绳重和摩擦，根据即可求出被提升物体所受的重力。 【解答】 （1）由表中数据可得，第2次实验中滑轮组的机械效率为： ； （2）纵向分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高； （3）根据“用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高”，所以，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm（此时物重比第3次实验的物重还大），则此时滑轮组的机械效率可能为92.1%，不可能为100%，故选C； （4）根据图丁可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低； 根据图丁可知，当动滑轮重为4N时，滑轮组的机械效率为75%； 若忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率， 所以被提升物体所受的重力：。 27．【答案】从支点作动力F1作用线的垂线段，线段的长度即为动力臂；电灯对杠杆的拉力是阻力，方向竖直向下，由此画出阻力的示意图．如图所示： 【知识点】力臂的画法 【解析】【解答】从支点作动力F1作用线的垂线段，线段的长度即为动力臂；电灯对杠杆的拉力是阻力，方向竖直向下，由此画出阻力的示意图．如图所示： 【分析】力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，从支点向动力作用线和阻力作用线引垂线段，线段的长度即为动力臂和阻力臂． 28．【答案】（1）物理 （2）靠近 （3）300 【知识点】化学性质与物理性质的差别及应用；杠杆的平衡条件；滑轮组及其工作特点 【解析】【分析】 （1）物质的物理属性指物质在不改变其化学性质性质的情况下所表现出来的各种性质； （2）根据杠杆的平衡条件可得更易剪断较粗较硬枝条的方法； （3）以上方滑轮为研究对象，由力的平衡条件可知，A点绳子拉力等于滑轮下方三段绳的拉力之和。 【解答】 （1）制作剪片的材料采用碳钢合金，具有硬度大、有较好的弹性和延展性等机械特性，这属于它的物理性质； （2）用剪刀剪树枝时，相当于一个杠杆，根据杠杆的平衡条件可知，要更易剪断较粗较硬的枝条，即要更省力，在阻力、动力臂一定时，可通过减小阻力臂的方法来省力，即应尽量将枝条靠近支点O； （3）由图可知，不计绳重、滑轮自重及摩擦，以上方滑轮为研究对象，由力的平衡条件可知， A点绳子拉力等于滑轮下方三段绳的拉力之和，即F2=3F1=3×100N=300N。 （1）剪片的材料采用碳钢合金，具有硬度大、有较好的弹性和延展性等机械特性，这些特性运用过程中未发生化学反应，因此属于物理性质。 （2）根据图片可知，为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，据杠杆的平衡条件尽可能增大动力臂或者减小阻力臂，所以尽量应将枝条靠近O点。 （3）若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用100N的拉力作用在绳子自由端时，根据滑轮组绳末端力的关系可得 将数据带入上式可得 所以FA=240N。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$