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1、第十二章 简单机械一、选择题1.（2020武威）如图所示的生活用具中，使用时属于费力杠杆的是（）。A. 羊角锤；B. 筷子；C. 起瓶器；D. 钢丝钳【答案】B。【解析】A羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；B筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意；C起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，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，不符合题意。故选B。2（2020安顺）撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是（）。A此时撬棒为等臂杠杆；B应用
2、此撬棒的主要目的是省力；C力F的作用点靠近O点会更省力；D应用此撬棒的主要目的是省距离【答案】B。【解析】ABD、由图知，在使用撬棒时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，使用该杠杆省力但费距离，故B正确、AD错误；C、力F的作用点靠近O点时，动力臂减小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力会变大，会更费力，故C错误。故选：B。3.（2020龙东）下图是杠杆原理在生活中的应用，能省距离的是（ ）。【答案】D。【解析】能省距离的杠杆即为费力杠杆。A.用羊角锤起钉子，是省力杠杆，费距离，故A错；B.用撬棒撬石头，是省力杠杆，费距离，故B错；C.用启子起瓶盖，是省力杠杆，费距离，故C错；D.用钓鱼竿
3、钓鱼，是费力杠杆，省距离，故D正确。故选D。4（2020咸宁）下列的工具中，在使用时可以省距离的是（）。A食品夹B裁剪刀C钢丝钳D核桃夹【答案】A。【解析】A、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，可省距离，故A符合题意；B、裁剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故B不符合题意；C、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故C不符合题意；D、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故D不符合题意。故选：A。5（2020齐齐哈尔）杠杆是一种常见的简单机械，在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆在正常使用时能够省力的是（）。
4、A船桨 B托盘天平 C筷子 D撬棍【答案】D。【解析】A、船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，不能省力，故A错误；B、托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故B错误；C、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，不能省力，故C错误；D、撬棍在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，能省力，故D正确。故选：D。6（2020长沙）罗老师用加装了杠杆装置的压缩空气引火仪来演示实验，她将一小团硝化棉放入厚玻璃筒内，握住杠杆的A端迅速向下压，棉花被点燃，下列说法正确的是（）。A该杠杆是费力杠杆；B该杠杆是省力杠杆；C向下压活塞时，将内能转化为机械能；D在
5、B点竖直向下压比在A点竖直向下压省力【答案】B。【解析】AB、图中动力作用在杠杆的A端，活塞对杠杆的力为阻力，该杠杆在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误、B正确；C、向下压活塞时，消耗了机械能，将机械能转化为筒内空气的内能，故C错误；D、由图知，在B点竖直向下压与在A点竖直向下压相比，动力臂变小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可得动力变大，即费力一些，故D错误。故选：B。7.（2020南通）如图，裤架上的两个夹子分别夹住一条毛巾。以下方法能使裤架在水平位置平衡的是（ ）。A. 右边夹子向左移动B. 左边夹子向左移动C. 右边毛巾的下角夹在左边夹子上D. 左边毛中的下角夹在右边
6、夹子上【答案】D。【解析】AB由图可知，裤架左低右高，说明左端较重，所以应将左边或右边的夹子向右移动，故AB项不符合题意；C右边毛巾的下角夹在左边夹子上，相当于给左端增加重物，右端减小重物，使左端更重，故C项不符合题意；D左边毛中的下角夹在右边夹子上，相当于给左端减小重物，右端减小重物，使左端变轻，裤架在水平位置平衡，故D项符合题意。故选D。8.（2020十堰）下列各种机械中，不省力的机械是（）。A. 钢丝钳；B. 动滑轮；C. 旗杆顶定滑轮；D. 斜面【答案】C。【解析】A钢丝钳属于省力杠杆，故A不符合题意；B理想动滑轮可以省一半力，故B不符合题意；C定滑轮可以改变力的方向，但不省力，故C符
7、合题意；D斜面属于省力机械，故D不符合题意。故选C。9（2020湘西）在如图所示的简单机械中，属于省力杠杆的是（）。A用钓鱼竿钓鱼；B用锤子撬钉子；C用筷子夹食物；D用踏碓捣米【答案】B。【解析】A、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；B、用锤子撬钉子时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意；C、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；D、用踏碓捣米时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。故选：B。10.（2020宜昌）如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是（ ）。
8、A. 手握的位置靠近把手末端时更费力；B. 砖头的位置远离车轮时抬起更省力；C. 轮子的中心是杠杆的支点；D. 图中拉力F大于重力G【答案】C。【解析】A手握的位置靠近把手末端时，动力臂更长，则更省力，故A错误；B砖头的位置远离车轮时，重力的阻力臂变大，故抬起更费力，故B错误；C工地搬运砖头的独轮车工作时，车轮中心是支点，故C正确；D根据杠杆平衡条件，拉力力臂大于阻力力臂，故图中拉力F小于重力G，故D错误。故选C。11（2020东莞）在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（）。A绳子自由端被拉下了10m；B这个滑
9、轮组能省距离；C这个滑轮组能省力； D这个滑轮组能省功【答案】C。【解析】AB、由图知，n2，拉力端移动距离s2h22m4m，使用该滑轮组要费距离，故AB错误；C、使用这个滑轮组由两股绳子承担物重和动滑轮重，能省力，故C正确；D、使用该滑轮组要提升动滑轮、克服摩擦做额外功，所以要多做功，故D错误。故选：C。12.（2020广州）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（）。A. 甲的机械效率比丙的大；B. 乙、丁的机械效率相同；C. 使用丙提升物体M时省力；D. 实验测得的数据无法算出机械效率【答案】A。【解析】A设物体上
10、升的距离为h，甲机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以甲机械的机械效率为：丙机械中绳子的有效段数n=2，所以丙机械的机械效率为：所以甲的机械效率比丙的大，故A符合题意；B设物体上升的距离为h，乙机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以乙机械的机械效率为：丁机械中绳子的有效段数n=2，所以丁机械的机械效率为：所以乙、丁的机械效率不相同，故B不符合题意；C由图可知， ，所以使用丙提升物体M时不省力，故C不符合题意；D实验测得的数据可以算出机械效率，故D不符合题意。故选A。13.（2020黄石）如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用100N的拉力F，在10s内把重150N的重物G
11、提升4m，则此过程中（）。A. 该滑轮组的效率为75%；B. 他做的总功为1200J；C. 他做的有用功为800J； D. 他对滑轮组做功的功率为60W【答案】A。【解析】此过程中他做的有用功为：他做的总功为：他对滑轮组做功的功率为：该滑轮组的效率为：A该滑轮组的效率为75%，故A项符合题意；B他做的总功为800J，故B项不符合题意；C他做的有用功为600J，故C项不符合题意；D他对滑轮组做功的功率为80W，故D项不符合题意。故选A。14.（2020天门）如图所示，用滑轮组提升重物，此时测力计示数为680N已知人的质量为50kg，每个滑轮的重力为20N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）。
12、A. 人的拉力大小为340NB. 物体的重力为420NC. 滑轮组的机械效率为61.8%D. 人能够拉起的最大物重为980N【答案】BD。【解析】AB由图知，n=2，不考虑绳重及摩擦，绳端的拉力F=(G+G轮)，测力计示数等于物体的重力、两个滑轮的重力和人的拉力的总和，即G +2G轮+F=G +2G轮+(G+G轮)=680NG轮=20N，则动物体的重力G=420N人的拉力大小F=(G+G轮)=(420N +20N)=220N；故A错误，B正确；C滑轮组的机械效率：=95.4%；故C错误；D人的重力：G人=m人g=50kg10N/kg=500N人施加最大拉力：F最大=G人=500N不考虑绳重及摩
13、擦，绳端的最大拉力：F最大= (G最大+G轮)提起货物的最大重力：G最大=2F最大G动=2500N20N=980N；故D正确。故选BD。15（2020咸宁）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（）。A动滑轮的重力为5N；B该滑轮组的机械效率可以达到100%；C滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少；D每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J【答案】D。【解析】A、由图乙可知，提升物重G10N时，滑轮组的机械效率50%，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率50%，解得动滑轮重力：G动10N，故
14、A错误；B、使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误；C、滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：W额G动h10N0.5m5J，故D正确。故选：D。16.（2020随州）体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：动滑轮
15、重为200N；此过程中，工人对绳的拉力做功1000J；重物匀速上升过程中，它的机械能增大；若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%关于小明的以上论断（）。A. 只有正确B. 只有正确C. 只有正确D. 都正确【答案】C。【解析】由题意物体所受的重力：物体上升的高度，此时滑轮组做的有用功为：根据机械效率公式有，总功为：而有又因为可得：；均正确。机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，正确。若要滑轮组的机械效率达到，由效率公式有：化解可得当时，滑轮组的效率能到达，则若增大重物A的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率
16、能达到90%，错误。故选C。17（2020宿迁）小华用图装置测量动滑轮的机械效率，下列说法正确的是（）。A实验中为测量方便，让弹簧测力计在静止时读数；B弹簧测力计对绳子的拉力与物体的重力是一对平衡力；C增大物体被提升的高度，可以提高动滑轮的机械效率；D增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率（不计绳重和摩擦）【答案】D。【解析】A、测量动滑轮的机械效率，需要匀速拉动弹簧测力计，不能在弹簧测力计静止时读数，故A错误；B、弹簧测力计对绳子的拉力，作用在绳子上；物体的重力，作用在提升的物体上，即二力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故B错误；C、使用动滑轮。承担物重的绳子股数n2，滑
17、轮组的机械效率，增大物体被提升的高度，不能提高动滑轮的机械效率，故C错误；D、不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率，增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率，故D正确。故选：D。二、填空题18.（2020广州）如图所示，以硬尺上某位置为支点O，在尺上挂一重3N的物体M，尺在竖直向上的拉力F作用下保持水平静止，尺的质量不计。(1)O在_dm刻度线处；(2)画出F的力臂_。【答案】(1)1；(2)如图。【解析】(1)由题图可知，要使尺保持水平静止，则支点O可能在力F的左侧，或物体M的右侧；当支点O在力F的左侧时，设支点距离力F的位置为L，由杠杆的平衡条件可得：带入数据，解得；即O在1d
18、m刻度线处。当支点O在物体M的右侧时，设支点距离力物体M的位置为，由杠杆的平衡条件可得带入数据，解得：；不符合题意，舍去。(2)由于O在1dm刻度线处，所以F的力臂如图所示：19.（2020南京）如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50N，不计摩擦和杆重。(1)脚沿与杆垂直方向至少用力F1才能将石球抬起。F1的力臂为_m，此时舂米工具是一个_（选填“省力”或“费力”）杠杆；(2)脚竖直向下至少用力F2为_N，才能将石球抬起，F2和F1的大小关系为F2_F1。【答案】(1)1；(2)省力；(3)20；
19、(4)。【解析】(1)脚沿与杆垂直方向用力F1将石球抬起，F1的力臂l1=1.4m-0.4m=1m动力臂大于阻力臂，所以舂米工具是省力杠杆。(2)脚竖直向下用力F2将石球抬起，如图所示：由杠杆的平衡条件得到F2=G=50N=20N由于阻力和阻力臂不变，F1的力臂大于F2的力臂，由杠杆的平衡条件可知F2F1。20（2020临夏）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。【答案】0.72；83.3%。【解析】（1）由图知，n3，拉力端移动距离s3h30.4m1.2m，由图知，弹簧
20、测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，即拉力F2.4N，拉力做的总功：W总Fs2.4N1.2m2.88J，拉力做功功率：P0.72W；（2）拉力做的有用功：W有用Gh6N0.4m2.4J，滑轮组的机械效率：100%83.3%。故答案为：0.72；83.3%。21.（2020武威）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为_W，滑轮组的机械效率为_。【答案】(1)0.72；(2)83.3%。【解析】由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功
21、：W总=Fs=F3h=2.4N30.4m=2.88J拉力的功率：P=0.72W有用功：W有=Gh=6N0.4m=2.4J；滑轮组的机械效率：。22（2020齐齐哈尔）小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。【答案】4；80%。【解析】（1）由图知，n2，绳端移动的距离：s2h22m4m；（2）滑轮组的机械效率：100%80%；故答案为：4；80%。23（2020淮安）如图所示，小明用100N竖直向上的力F，将重为150N的物体，在时间5s内匀速提升1m。在此过程中力F做功的功率为 W。滑轮的机
22、械效率为 。【答案】40；75%。【解析】（1）由图知，使用动滑轮时，n2，拉力端移动的距离s2h21m2m，拉力做的总功：W总Fs100N2m200J，拉力做功的功率：P40W；（2）所做的有用功：W有用Gh150N1m150J，动滑轮的机械效率：100%75%。故答案为：40；75%。24（2020扬州）如图，“测动滑轮机械效率”时必须沿 方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码重为1N，弹簧测力计的示数为 N，动滑轮的机械效率是 。【答案】竖直；0.6；83.3%。【解析】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；（2）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为0
23、.6N；（3）动滑轮的机械效率：100%83.3%。故答案为：竖直；0.6；83.3%。25.（2020营口）如图所示是小娜测量滑轮组的机械效率的实验装置，每个钩码重。实验时小娜沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，用时，弹簧测力计示数如图所示，不计绳重及摩擦，则装置中动滑轮重是_N，拉力做功的功率是_W，滑轮组的机械效率是_。（计算结果精确到0.1%）【答案】(1)0.6；(2)0.108；(3)83.3%。【解析】由图可知，绳子股数绳子自由端拉力，由弹簧测力计示数可得不计绳重及摩擦，每个钩码重，对动滑轮受力分析，可得：则动滑轮重：绳子自由端拉力做的总功：拉力做功的功率：滑轮组对钩码做的有
24、用功：则滑轮组的机械效率：。26.（2020丹东）如图，小明用滑轮组把质量为54kg的重物匀速提升了1m。此过程中，绳子自由端的拉力做功为675J。绳子自由端的拉力为_N。该滑轮组的机械效率为_。【答案】(1)225N；(2)80%。【解析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，则绳子自由端移动的距离：根据可得，绳子自由端的拉力：有用功：该滑轮组的机械效率：。27.（2020青岛）研究定滑轮的特点：(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是_和_。(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是_。(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们
25、升国旗带来了便利。这是利用定滑轮_的特点。【答案】(1)弹簧测力计对绳子末端的拉力；(2物体的重力；(3)F1=F2=F3 ；(4)可以改变力的方向。【解析】(1)在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。(2)图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，三个力的大小相等，即F1=F2=F3(3)虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。28（2020眉山）如图甲
26、所示，某人用200N的力F使物体A沿水平方向匀速直线运动了2m，这个人克服物体A的重力做功 J。若将此滑轮组用来提升物体A，如图乙所示（不计绳的重力和滑轮各处的摩擦），这时滑轮组的机械效率为75%，为了提高机械效率，改用轻质材料的新动滑轮后，再提升同一物体A，此时滑轮组的机械效率提高到80%，那么新的动滑轮是原动滑轮重的 倍。【答案】0；0.75。【解析】（1）物体A沿水平方向匀速直线运动，在重力的方向上没有移动距离，则这个人克服物体A的重力做功为0J；（2）用如图乙的滑轮组提升物体A时，不计绳的重力和滑轮各处的摩擦，则滑轮组的机械效率：75%，则G+G动，解得物体A的重力：G3G动，改用轻质
27、材料的新动滑轮后，再提升同一物体A，此时滑轮组的机械效率：80%，将代入可得：80%，化简解得：G动G动0.75G动。故答案为：0；0.75。29（2020南充）如图所示，用沿斜面向上大小为4N的拉力，将一个重5N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为5m，上升的高度为3m，则物体受到的摩擦力为 N，斜面的机械效率为 。【答案】1；75%。【解析】拉力做的总功为：W总Fs4N5m20J，使用斜面做的有用功，W有用Gh5N3m15J，额外功为：W额W总W有用20J15J5J，根据W额fs知物体受到的摩擦力：f1N；斜面的机械效率为：100%75%。故答案为：1；75%。30.（
28、2020达州）如图所示，工人师傅用150N的力，使物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到水平向左的拉力为240N。在此过程中物体A移动的速度是_m/s，工人师傅拉绳子的力做功的功率是_W，该装置的机械效率=_。当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A受到的摩擦力是_N。【答案】(1)0.2；(2)60；(3)80%；(4)240。【解析】物体A移动的速度：v=0.2m/s物体A移动的速度为0.2m/s。由图可知，n=2，则绳子自由端沿移动的距离：s=nsA=212m=24m拉力F做的功：W总=Fs=150N24m=3600J拉力F的功率：P=60W；拉力F的功率为60W
29、。有用功：W有=FAsA=240N12m=2880J该装置的机械效率：=100%=100%=80%；该装置的机械效率为80%。物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的摩擦力：f=FA= 240N当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，即物体A受到的摩擦力仍是240N。31.（2020泸州）如图所示，站在水平面上的建筑工人竖直拉着绳，通过滑轮组将540N的重物在5s内匀速提升1m。已知工人重600N，与地面的接触总面积为0.04m2，动滑轮重100N，不计绳重和滑轮的摩擦。重物被匀速提升过程中，绳
30、自由端的速度为_m/s， 人对地面的压强为_Pa。若用该滑轮组竖直匀速提升更重的物体，则滑轮组的机械效率将_（ 选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】(1)0.4；(2)7103 ；(3)变大。【解析】由图知，承担物重的绳子段数为绳自由端移动的距离为：绳自由端的速度为：因不计绳重和滑轮的摩擦，则人对绳的拉力为：以人为研究对象，受重力、绳的拉力、地对人的支持力作用，则人对地的压力为：人对地面的压强为：由知若用该滑轮组竖直匀速提升更重的物体，则滑轮组的机械效率将变大。32（2020凉山）在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处（如图所示），沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m，高0.3
31、m。把重物直接提升h所做的有用功为 J，这个斜面的机械效率是 。【答案】1.35；62.5%。【解析】（1）已知因为G4.5N，h0.3m，F1.8N，s1.2m，所以拉力F所做的有用功为：W有用Gh4.5N0.3m1.35J；所以拉力F对物体做的总功为：W总Fs1.8N1.2m2.16J；（2）斜面的机械效率为：100%100%62.5%。故答案为：1.35；62.5%。33（2020陕西）某小区正在进行改造施工。工人用如图所示的滑轮组将750N的沙子匀速提升了10m，用时100s。若工人所用的拉力为400N，则拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。使用该滑轮组既能 又能改变力的方向。使用
32、滑轮组 （选填“能”或“不能”）省功。【答案】120；62.5%；省力 不能。【解析】由图可知，重物由3段绳子承担，已知沙子上升高度h10m，则绳子自由端移动距离s3h310m30m，总功W总Fs400N30m12000J，拉力的功率P120W；有用功W有用Gh750N10m7500J，滑轮组的机械效率100%100%62.5%；使用该滑轮组既能省力又可以改变力的方向，使用任何机械都不省功，故使用滑轮组不能省功。故答案为：120；62.5%；省力 不能。三、作图题34.（2020广东）如图所示，用一根硬棒通过支点O撬起石头，画出石头所受重力G的示意图，以及力F的力臂l。【解析】过石头的重心沿竖
33、直向下的方向画一条带箭头的线段，并标出符号G；过支点作垂直于力F作用线的垂线段，即为力臂l，如图所示：35.（2020黄冈）如图所示，甲图是正在使用的核桃夹，上、下两部分都是杠杆，乙图是上半部分杠杆的示意图。请在A点画出最小动力F1的示意图，在B点画出阻力F2的示意图及其力臂12。【解析】连接OA两点，OA即为最长动力臂，当动力F1与动力臂垂直时，动力最小，据此可作出最小动力F1；而阻力F2应垂直于核桃的接触面向上，然后过O点作力F2的垂线，即阻力臂l2。作图如下：36（2020扬州）如图，在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力F及对应的力臂l。【解析】由图示可知，当杠杆与地面的接触点（A点）
34、为支点时，作用在A点动力的力臂最大，所以此时动力最小，连接AD为动力臂l，过D点作垂直于动力臂向上的力，即为最小动力F的示意图。如图所示：37.（2020营口）如图甲所示是一种红酒开瓶器，图乙是其简化的示意图，O是支点，是瓶塞作用在B点的阻力。请在图乙中画出阻力臂，并画出作用在A点的最小动力及动力臂。 【解析】过O点作阻力F2作用线的垂线，O点到垂足间的线段即为阻力臂l2；要使A点的动力最小，根据杠杆的平衡条件分析可知，就要使A点的动力臂l1最大，连接O、A两点，线段OA为动力臂l1，即可满足要求，然后以A点为作用点，垂直于OA斜向上作动力F1的示意图即可，如下图所示：38.（2020本溪）如
35、图甲中是用来压制饺子皮的“神器”，压皮时压杆可视为一个杠杆，图乙是其简化示意图。图中O为支点，F2为压动杠杆时作用在B点的阻力。请在乙图中画出：阻力臂l2、作用在A点的最小动力F1及其动力臂l1。【解析】反向延长F2的作用线，从支点O作阻力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂l2；在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小，图中支点在O点，连接OA，因此OA作为动力臂l1最长；动力的方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图，如图所示：39.（2020丹东）如图，O点是轻质杠杆AOB的支点，杠杆上的C点受到阻力F2的作用。若使杠杆在图中所示位置静止，请在杠杆上画出所
36、要施加的最小动力F1的示意图，并画出动力臂l1和阻力臂l2。【解析】在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，最省力，即动力臂最长，由图知OA比OB长，所以OA做动力臂最长，过A点与OA垂直向上作垂线就得到动力F1的方向；画出阻力作用线，则支点O到阻力作用线的垂直距离为阻力臂l2，如图所示：40.（2020通辽）如图所示，杠杆提升静止在地面的重物，请画出没有用杠杆拉起重物时，重物在竖直方向上受力的示意图；当用杠杆拉起重物时，请画出在杠杆A点施加最小力F的示意图。【解析】没有用杠杆拉起重物时，重物在竖直方向上重力和支持力作用，在物体几何中心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力，再连接OA，过A点作垂直于O
37、A、方向斜向下的最小作用力F，F力即当用杠杆拉起重物时，杠杆A点施加最小力，如图所示：四、实验探究题41.（2020天门）利用图中的装置探究杠杆平衡的条件，每个钩码的质量相等，杠杆上的刻度均匀(1)如图甲，不挂钩码时，出现杠杆右端下沉，应向_（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡；挂上钩码，移动钩码位置使杠杆在水平位置再次平衡，此时也要选择在水平位置平衡的目的是_；(2)图甲中，杠杆在水平位置已经平衡，若将杠杆两侧所挂钩码各取下一个，杠杆会_ （选填“顺时针”或“逆时针”）转动；(3)三次实验数据见下表，分析数据可知，杠杆平衡条件是_；次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2
38、/N阻力臂l2/m11.00.22.00.121.50.11.00.1532.00.151.50.2(4)如图乙，用弹簧测力计代替右侧钩码，沿与水平方向成60角斜向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡若把左侧钩码的拉力作为阻力，右侧弹簧测力计的拉力作为动力，此时的杠杆是_杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；请在乙图中画出此时拉力F的力臂l_【答案】(1)左；(2)可以直接读出力臂（或“便于测量力臂”）；(3)逆时针；(4)F1l1=F2l2 。(5)省力；(6)如图。【解析】(1)杠杆右端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向左调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止。为了便于测
39、量力臂，挂上钩码，移动钩码位置使杠杆在水平位置再次平衡，此时也要选择在水平位置平衡。(2)设一个钩码的重力为G，一格的长度为l，将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，左端2G2l=4Gl右端G3l=3Gl左端力和力臂的乘积较大，杠杆逆时针转动。(3)根据表中数据得到1.0N0.2m=2.0N0.1m=0.2Nm1.5N0.1m=1.0N0.15m=0.15Nm2.0N0.15m=1.5N0.2m=0.3Nm可知杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2(4)设一格长度为l1，反向延长力F的作用线，从支点O向力F的作用线做垂线段，得到力臂l，如图所示：动力臂l=3l1sin60=l12.6l1阻力臂l2=2l
40、1动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。42.（2020随州）小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题：(1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是_；(2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：“F1L1=F2L2”，你认为是否合理，并说明理由：_；F1/NL1/cmF2/NL2/cm2634(3)某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆应用与此图中杠杆类型相同的是_（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）；(4)在上图中，保持弹簧测力
41、计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过_cm。【答案】(1)便于直接测量力臂；(2)不合理，只有一组实验数据，得到的结论具有偶然性；(3)核桃夹；(4)10cm。【解析】(1)在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位置平衡。(2)在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。(3)如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一个省力杠杆；而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个费力杠
42、杆；所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。(4)杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，每个钩码重均为0.5N，则图中钩码的总重力为弹簧测力计施加拉力的力臂：钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对杠杆施加拉力的最大力臂：即钩码到支点的距离不应超过10cm。43.（2020淮安）在“探究杠杆的平衡条件“实验中：（1）实验前杠杆的位置如图甲所示：若使杠杆在水平位置平衡，则应将杠杆的平衡螺母向 调节。（2）杠杆调节平衡后，在如图乙所示A点悬挂3个钩码（每个钩码重力为0.5N），在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置再次平衡，此时弹簧测力计示数F1 N
43、重复多次实验，进一步探究杠杆的平衡条件。（3）某小组的实验数据如下表所示，得到与其他组不一样的结论：动力与阻力F1成正比关系。你认为该结论可靠吗？ 。并说明理由： 。实验序号动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11151.510221531033154.510【答案】（1）左；（2）1；（3）不可靠；没有同时改变力与力臂的大小。【解析】（1）为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡，由图知，左端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向左调节；（2）图中所示的弹簧测力计的分度值是0.1N，故示数为1N；（3）某小组的实验数据如下表所示，得到与其他组不一样的结论：动力与阻
44、力F1成正比关系。该结论不可靠，理由：没有同时改变力与力臂的大小。故答案为：（1）左；（2）1；（3）不可靠；没有同时改变力与力臂的大小。44.（2020丹东）在“探究杠杆平衡条件”实验时，实验中所用钩码的质量均为50g。(1)实验前，应先调节杠杆在水平位置平衡。若向右调节杠杆两端的_时，可使杠杆在水平位置平衡，则调节前，杠杆_（选填 “左”或“右”）端偏低；(2)如图甲，当在杠杆左侧第2格处挂6个钩码，在右侧第3格处挂_个钩码（图中右侧钩码未画出）的时候，杠杆在水平位置平衡。此时，若将杠杆左右两侧所挂的钩码各向远离支点O的方向移动1个格，则杠杆_（ 选填“左”或“右”）端将下降；(3)如图乙，当在杠杆左侧第2格处挂4个钩码，在杠杆的右侧用竖直向下的拉力F作用时，杠杆在水平位置平衡。若使杠杆继续在水平位置保持平衡，将拉力方向旋转到图中虚线位置时，拉力F的力臂将_， 拉力F的大小将_（两空都选填“变大”、“变小”或“不