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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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3.4.1 杠杆
一、单选题
1.以下是用开瓶器打开汽水瓶盖时的杠杆示意图，其中正确的是( )。
A. B. C. D.
2.关于杠杆，下列说法正确的是( ) 。
A. 杠杆一定是一根直的硬棒 B. 杠杆的支点一定在中间位置
C. 每一根杠杆都有一个绕着转动的固定点 D. 作用在杠杆上的动力一定和阻力的方向相反
3.如图是一款创意图钉，翘起部分为人们预留了施力空间。当拔起图钉时，将图钉看作杠杆，其支点为( )。
A. A点 B. B点 C. C点 D. D点
4.关于力臂，下列说法正确的是( )。
A. 力臂一定在杠杆上 B. 从支点到动力作用点的距离叫动力臂
C. 从支点到力的作用线的距离叫力臂 D. 力臂不可能等于零
5.人的手臂相当于一个杠杆，当手拿起物体时，下图中能正确表示该杠杆的支点动力、阻力的是( )。
A. B. C. D.
6.如图是办公用品燕尾夹，MON可以看成一个杠杆。用力按压N点，即可打开燕尾夹，此杠杆的示意图表示合理的是( )
A. B. C. D.
7.下列测量工具没有利用杠杆原理的是( )
A. 弹簧测力计 B. 杆秤
C. 台秤 D. 托盘天平
8.关于超市手推车（如图为侧视图）下列说法正确的是（ ）
A. 当前轮遇到障碍物A时，需向下压扶把，手推车可以视为以B为支点的杠杆
B. 当后轮遇到障碍物A时，需向上抬扶把，手推车可以视为费力杠杆
C. 货物越靠前（B点)，前轮过障碍物A所需向下压的力越大
D. 货物越靠前（B点），后轮过障碍物A所需向上抬的力越大
9.有关开瓶器的利用说法正确的是（ ）
A. 要打开瓶盖，应该向下用方 B. 该开瓶器的支点为B点
C. 该开瓶器省距离杠杆 D. 能否打开瓶盖取决于力和力臂的乘积
10.2020年7月温州楠溪江上惊现独特的“水上轻功”独竹漂，前进时，该男子的右手（B点）撑住划竿某处，左手（A点）用力挥动划竿。下列说法正确的是（ ）
A. 划竿使用时A点为支点 B. 划竿使用时是一个费力杠杆
C. 将A点尽量地靠近水面，可以增大阻力臂 D. 将 A 点尽量地靠近水面，可以增大动力
二、填空题
11.作用在杠杆上的力有两类：一类是使杠杆转动的力，叫作 ；一类是阻碍杠杆转动的力，叫作 。
12.杠杆是在 的作用下能绕 转动的硬棒， 是杠杆的支点。
13.如图所示的推车可以视为杠杆。当推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，这时支点是 ；当后轮遇到路沿A时，售货员向上提扶把，这时支点是 。
14.在物理学中，将一根在________的作用下可绕________转动的________称做杠杆，杠杆________(选填“可以”或“不可以”)是弯的，杠杆处于________或________状态时称做杠杆平衡。
15.如图是一把开瓶盖的新型起子，要打开瓶盖，用力方向应为起子________ (选填“F1”或“F2”)，从起子的使用情况看，这是一个________杠杆。
16.在物理学中，将一根在 ________的作用下可绕 ________转动的 ________称做杠杆，
杠杆 ________（可以/不可以）是弯的．杠杆处于 ________或 ________状态时称做杠杆平衡。
17.如图是列车上售食品的手推车，当前轮遇到障碍物时，售货员向 ________ 按扶手，此时手推车的支点在车的 ________ ，当后轮遇到障碍物时，售货员向 ________ 按扶手，此时手推车的支点在车的 ________ ．
18.简单机械在我们的生活中应用广泛。请回答下列有关简单机械的问题：
（1）如图甲，物体处于静止状态，物体的重力是________N（不计摩擦及滑轮和绳子的自重）。
（2）如图乙是一把剪刀，在使用的过程中要达到相对省力的效果，则被剪物体应放在________点（选填字母A 或B）。
19.杠杆的五要素
(1) ：使杠杆绕着转动的固定点。
(2) ：使杠杆转动的力。
(3) ：阻碍杠杆转动的力。
(4)动力臂：从 到 的垂直距离。
(5)阻力臂：从 到 的垂直距离。
20.日本丰田汽车公司，因汽车脚垫和油门踏板问题引发了召回事件，其中油门踏板是一种________类(填“杠杆”或“斜面”)简单机械。请你再举一例生活中的简单机械________。
三、实验探究题
21.从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰（如图甲）或人下蹲弯曲膝盖（如图乙）把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F2作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。
（1）在丙图中画出F2力臂L2。
（2）当α角增大时， F1________（填“变大”或“变小”或“不变”）。
（3）对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以下分析可得，________（填“甲”或“乙”）图中的姿势比较正确。
四、解答题
22.下图1为该大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，可逐步抽象成图2、图3、图4所示的模型。
（1）请在答卷中画出图4中F1和F2的力臂。
（2）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。
（3）该大桥设计车速为60km/h，若某汽车质量为5×103kg，在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的0.06倍，则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率。（g取10N/kg）
23.如图所示，张师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶。请你在图中作出：杠杆的支点；最省力的力臂；最小力的方向。（提示：请用铅笔和直尺作图，并标上相应字母）
24.厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水，当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住进水口，停止上水（图）．有一种水箱的浮标，形状是中间有隔断的圆柱体，隔断的中部有小孔通过塑料管连在一个阀门上（图）．阀门安装在便器坐圈的下面，平时是闭合的，当坐圈落在便器上并受到压力时阀门打开，塑料管与大气相通．
（1）说出这种设计的目的．
（2）说出这种设计的工作原理，特别要指出在什么地方用到了什么物理知识．
25.如图，一个绕O点转动的杠杆，已知一个力的方向，以及另一个力的力臂，求作另
一个力．
答案解析部分
一、单选题
1.答案: C
考点:杠杆及其五要素
分析:根据杠杆的使用过程判断。
解答:如图所示，开瓶器的上口为支点，阻力作用在下口，方向向下；动力作用在手柄末端，方向向上，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
2.答案: C
考点:杠杆及其五要素
分析:根据对杠杆的认识分析判断。
解答:A.杠杆一定是一根硬棒，但不一定是直的，可能是弯曲的，故A错误；
B.杠杆的支点可能在中间位置，也可能在杠杆的一侧，故B错误；
C.每一根杠杆都有一个绕着转动的固定点，这个点就是支点，故C正确；
D.当支点在杠杆的中间时，作用在杠杆上的动力和阻力的方向相同，故D错误。
故选C。
3.答案: D
考点:杠杆及其五要素
分析:杠杆上固定不动的点叫做支点，根据杠杆的使用过程判断即可。
解答:根据图片可知，当图钉被翘起时，图钉的其它部分都向上运动，只有D点几乎不动，因此D点相当于杠杆的支点，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
4.答案: C
考点:杠杆及其五要素
分析:根据对力臂的认识分析判断。
解答:力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上，故A错误；
从杠杆的支点到动力的作用线的距离叫动力臂，故B错误；
从杠杆的支点到力的作用线的距离叫力臂，故C正确；
当力的作用线通过杠杆的支点时，此时力臂为零，故D错误。
故选C。
5.答案: A
考点:杠杆及其五要素
分析:根据手臂的工作过程判断。
解答:当我们用手拿起物体时，肘关节相当于支点，物体的重力相当于阻力，作用在手上；肱二头肌施加拉力，方向向上，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
6.答案: A
考点:杠杆及其五要素
分析:根据燕尾夹的使用过程分析杠杆的几个要素即可。
解答:当使用燕尾夹时，动力F1作用再N端，阻力F2作用在M端，保持位置不变的点是O点，这就是杠杆的支点。由于支点在中间，因此动力和阻力的方向基本一致，都是向下的，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
7.答案: A
考点:杠杆及其五要素
分析:分析各个选项中器材包含的物理原理即可。
解答:杆秤、台秤和托盘天平，都利用了杠杆原理，而弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，故A符合题意，而B、C、D不合题意。
故选A。
8.答案: C
考点:杠杆及其五要素，杠杆的平衡条件
分析:（1）根据使用过程判断支点的位置；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（3）（4）根据杠杆的平衡条件判断。
解答:A.当前轮遇到障碍物A时，应该抬起前轮，需向下压扶把，此时C轮不动，因此手推车可以视为以C为支点的杠杆，故A错误；
B.当后轮遇到障碍物A时，需向上抬扶把，而B轮不动，为支点。此时动力臂大于阻力臂，因此手推车可以视为省力杠杆，故B错误；
C.前轮过障碍物A时，C点为支点；货物越靠前（B点)，阻力臂越大，根据平衡条件F1L1=F2L2可知，前轮过障碍物A所需向下压的力越大，故C正确；
D.后轮过障碍物时，B点为支点，货物越靠前，阻力臂越小，根据平衡条件F1L1=F2L2可知，后轮过障碍物A所需向上抬的力越小，故D错误。
故选C。
9.答案: D
考点:杠杆及其五要素，杠杆的平衡条件
分析:根据杠杆的五要素以及平衡条件分析判断。
解答:使用开瓶器时，C点固定不动为支点，阻力作用在B点，方向向下；动力作用在A点，方向向上。
A.要打开瓶盖，应该向上用力，故A错误；
B.该开瓶器的支点为C点，故B错误；
C.使用开瓶器时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，但是费距离，故C错误；
D.根据杠杆的平衡条件可知，动力臂×动力>阻力臂×阻力时，能够打开瓶盖，故D正确。
故选D。
10.答案: B
考点:杠杆及其五要素，杠杆的平衡条件，杠杆的分类
分析:（1）杠杆上固定不动的点叫支点；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（3）（4）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析。
解答:A.该男子用力划竿时，B点几乎不动，相当于支点，故A错误；
B.划竿时，A点施加动力，水对竿的阻力作用在竿的末端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B正确；
C.将A点尽量地靠近水面，此时可以增大动力臂，而阻力臂保持不变，故C错误；
D.将A点尽量地靠近水面，此时可以增大动力臂，从而减小动力，故D错误。
故选B。
二、填空题
11.答案: 动力；阻力
考点:杠杆及其五要素
分析:根据杠杆的五要素分析解答。
解答:作用在杠杆上的力有两类：一类是使杠杆转动的力，叫作动力；一类是阻碍杠杆转动的力，叫作阻力。
12.答案: 力；固定点；固定点
考点:杠杆及其五要素
分析:根据杠杆的定义分析解答。
解答:杠杆是在力的作用下能绕固定点转动的硬棒，固定点是杠杆的支点。
13.答案: C；B
考点:杠杆及其五要素
分析:杠杆上固定不动的点就是杠杆的支点，根据杠杆的使用过程判断即可。
解答:（1）当推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，此时C点左侧的车体下沉，而右侧的车体上翘，唯独C点不动，则这时支点是C；
（2）当后轮遇到路沿A时，售货员向上提扶把，这时支点B点左侧的车体上翘，而右侧的车体下沉，唯独B点不动，则这时支点是B。
14.答案: 力；固定点；硬棒；可以；静止；匀速转动
考点:杠杆及其五要素
分析:根据杠杆的定义和杠杆平衡的定义解答即可。
解答:（1）在物理学中，将一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒称做杠杆，杠杆可以是弯的;
（2）杠杆处于静止或匀速转动状态时称做杠杆平衡。
15.答案: F2；省力
考点:杠杆及其五要素，杠杆的分类
分析:（1）如果杠杆的支点在中间，那么只有动力和阻力的方向基本相同，杠杆才可能平衡；如果杠杆的支点在一侧，那么只有动力和阻力的方向基本相反，杠杆才能平衡。
（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）使用起子时，起子的弯曲处为杠杆的支点，瓶盖对杠杆的阻力向下作用在左边，而动力作用在右边，因此用力的方向应该为向下的F2；
（2）根据图片可知，瓶盖对起子的阻力作用点离支点较近，而动力作用点离支点较远，所以动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
16.答案: 力；固定点；硬；可以；静止；匀速转动
考点:杠杆及其五要素
分析:根据杠杆的相关知识进行解答。
解答:（1）在物理学中，将一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒称做杠杆，
（2）杠杆可以是弯的．杠杆处于静止或 匀速转动状态时称做杠杆平衡。
17.答案: 下；后轮；上；前轮
考点:杠杆及其五要素
分析:当手推车前轮遇到障碍物时，应当前轮翘起；当后轮遇到障碍物时，应该后轮抬起，据此分析即可。
解答:当前轮遇到障碍物时，售货员向下按扶手，此时手推车的支点在车的后轮 ；当后轮遇到障碍物时，售货员向上抬扶手，此时手推车的支点在车的前轮。
18.答案: （1）4.8
（2）B
考点:杠杆及其五要素，动滑轮及其工作特点
分析:（1）首先读出弹簧测力计的示数F，然后根据G=2F计算物体的重力；
（2）剪刀就是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件判断物体摆放的位置。
解答:（1）弹簧测力计的示数是2.4N，那么物体的重力为：G=2F=2×2.4N=4.8N；
（2）剪刀就是一个杠杆，中间的轴是支点，手施加的是动力，物体施加阻力；阻力臂越短越省力，因此被剪物体应放在B点。
故答案为：（1）4.8；（2）B
19.答案: 支点；动力；阻力；支点；动力作用线；支点；阻力作用线
考点:杠杆及其五要素
分析:如果一根硬棒在力的作用下能够绕着一个固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。杠杆有五要素：支点 、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
解答:杠杆的五要素如图所示：
杠杆绕着转动的固定点O叫做支点；能够使杠杆转动的力F1叫做动力；阻碍杠杆转动的力F2叫做阻力；从支点到动力作用线的距离l1叫做动力臂；从支点到阻力作用线的距离l2叫做阻力臂。
故答案为：支点 ；动力；阻力；支点；动力作用线；支点；阻力作用线
20.答案: 杠杆；自行车的车闸就是杠杆
考点:杠杆及其五要素
分析:（1）一根硬棒在力的作用下绕一个固定点转动，那么这根硬棒就是杠杆；
（2）简单机械包括：杠杆、滑轮、斜面和轮轴等，据此举例即可。
解答:（1）当用脚用力踩动油门踏板时，它绕着一个固定点转动；当松开脚时，踏板又绕着这个固定点恢复原来的位置，因此它就是一个杠杆；
（2）自行车的车闸就是杠杆，自行车的车把和汽车的方向盘都是轮轴，盘山公路是斜面等。
三、实验探究题
21.答案: （1）
（2）变小
（3）乙
考点:杠杆及其五要素，杠杆的应用
分析:（1）力臂是从杠杆支点到力的作用线的垂直距离；从支点做F2的力的作用线的垂线即可；
（2）当α角增大时，分析阻力臂L2的长度变化，然后根据杠杆平衡条件判断F1的变化；
（3）比较甲乙两种姿势中夹角α的变化，根据（2）中结论进行判断即可。
解答:（1）将F2的力的作用线延长，从支点O作它的作用线的垂线，从O点到垂足之间的距离就是力臂L2 ， 如下图：
（2）当α角增大时，动力臂L1不变，而阻力臂L2变小了，当阻力F2不变时，根据杠杆平衡条件可知，动力F1变小了；
（3）观察可知，乙的夹角α明显大于甲的夹角α，那么乙种姿势用的F1就小，所以乙的姿势正确。
故答案为：（1）同解析；（2）变小；（3）乙
四、解答题
22.答案: （1）
（2）增加
（3）汽车受到的阻力为：f=0.06G= 5×103kg×10N/kg×0.06=3000N；
因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力相互平衡；
即牵引力F=f=3000N；
汽车的速度v=60km/h=；
那么汽车的发动机功率为：P=Fv=3000N×=5×104W。
考点:功率计算公式的应用，杠杆及其五要素，杠杆的平衡条件
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）画出桥塔高度改变时动力臂的长度变化，进而推算减小钢索拉力的方法；
（3）首先根据f=0.06G计算汽车行驶受到的阻力，然后根据二力平衡计算出汽车的牵引力，最后根据公式P=Fv计算发动机的功率。
解答:（1）桥面与桥塔的接触点为支点，从支点分别做两个力力的作用线的垂线段，这条线段就是它们的力臂，如下图所示：
（2）如下图所示：
当桥塔的高度增加时，钢索上拉力的动力臂变长，而拉力变小，因此为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当减小桥塔的高度。
（3）汽车受到的阻力为：f=0.06G= 5×103kg×10N/kg×0.06=3000N；
因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力相互平衡；
即牵引力F=f=3000N；
汽车的速度v=60km/h=；
那么汽车的发动机功率为：P=Fv=3000N×=5×104W。
23.答案: 解：由杠杆的平衡条件可知，在阻力乘阻力臂不变时，动力臂越长所用的动力越小；
如图，支点为O；过支点O做直径OA，为动力臂；过A做OA的垂线，可得动力的作用线，方向斜向上。按这个方向用力，动力臂最长，最省力，如图所示：
考点:杠杆及其五要素
分析:将油桶看成是一个省力杠杆，将油桶与台阶顶点接触处作为支点，阻力是油桶的重力，阻力臂是油桶截面的半径，二者都保持不变。要最省力力臂要最长，圆中最长的动力臂是直径，动力方向与动力臂垂直。
24.答案: （1）解：比较两种水箱可知：普通水箱一次冲水必须是一满箱水，而另一种水箱的圆柱体型的浮标占有一部分体积，且冲水时可根据需要冲水，因此这一设计的目的是为了节约用水
（2）解：这种设计的工作原理是：阀门不打开时，图柱形浮标内部的空气不会逸出，浮标排开水较多，水箱中水面上升较少（此时水箱中水也就较少）就能浮起；浮标即带动杠杆压住进水口；阀门打开时，圆柱形浮标内的空气与外界相通，水可以进入圆柱体内部，圆柱形浮标排开水较少，水箱中水面更高时浮标才会浮起，即只有水箱中水较多时，浮标才能带动杠杆压住进水口．
由上述可知这一装置涉及多方面的物理知识，主要有杠杆平衡原理、阿基米德原理和气体压强与体积的关系等
考点:物体的浮沉条件及其应用，气体压强跟体积的关系，杠杆及其五要素
分析:这种特殊结构的水箱能起到节约用水的作用，是对比于普通水箱来说，用普通水箱时，人们每次大小便都要用去一满箱水来冲水；而用这一特殊结构的水箱来冲水，则可以根据需要或打开阀门或不打开阀门而进行便后冲水时，则用去的就不是一满水箱水了，由此可知两种坐便器的水箱在冲水之后所用水的数量，即可解答．
25.答案: 解：如图所示：
考点:杠杆及其五要素
分析:（1）根据力臂的定义可知，力臂和力的作用线相互垂直，
（2）如果两个力都在支点的同侧，那么二力的方向相反；如果两个力在支点的异侧，那么二力的方向相同。
据此作图即可。
解答:首先通过力臂的末端作力臂的垂线，然后根据支点的位置确定动力的方向，最后沿力的方向画出箭头即可。如下图：(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
3.4.3 滑轮及滑轮组
一、单选题
1.如图所示，用同样的轻绳（不计绳重和摩擦）和滑轮分别安装成甲乙两种装置（G物＞G轮）。在将同一物体匀速提升相同高度的过程中（ ）
A. F1＞F2、η甲＞η乙 B. F1＞F2、η甲＜η乙 C. F1＜F2、η甲＜η乙 D. F1＜F2、η甲＞η乙
2.在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，如果不计机械自重、绳重和摩擦，所用动力最小的是（ ）
A. B. C. D.
3.一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的两种方法拉车（不计绳子与滑轮间的摩擦及滑轮自重），下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙都省力 B. 甲省力，乙不省力 C. 甲不省力，乙省力 D. 甲、乙都不省力
4.小科用如图所示的滑轮组提升G为600N的重物，在绳子自由端施加F为250N的拉力，使重物在4s内匀速上升1m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 动滑轮重100N B. 拉力做功的功率为150W
C. 绳子自由端移动的距离为2m D. 此过程滑轮组的机械效率为80%
5.为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（ ）
A. 两个滑轮在装置中起的作用相同
B. 拉力向下移动的速度与配重上升的速度大小相等
C. 沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度，拉力所做的功相等
D. 用该装置提升更重的物体，机械效率不变
6.用如图所示滑轮组，在10秒内将一个重为2400N物体匀速提升3m，绳子自由端的拉力为1000N，下列相关说法正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动速度为0.3m/s
B. 10秒内拉力做功的功率是900W
C. 滑轮组提升重物时的机械效率是72%
D. 若只增大物体重力，则滑轮组的机械效率会减小
7.为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是( )
A. 两个滑轮在装置中起的作用相同
B. 拉力F的大小是配重G大小的二分之一
C. 拉力移动的距离是配重上升距离的两倍
D. 将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等
8.如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体 A 对于地面静止，物体 B 以一定速度在物体 A 表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。则 A 与地面、A 与 B 之间的摩擦力、弹簧测力计的示数大小分别为（ ）
A. 2N 6N 9N B. 6N 6N 6N C. 4N 2N 9N D. 2N 6N 6N
9.小乐用如图所示的滑轮组提升G为600N的重物，在绳子自由端施加F为250N的拉力，使重物在4s内匀速上升1m，不计绳重和摩擦。则（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为2m B. 拉力做功的功率为150W
C. 动滑轮重100N D. 此过程滑轮组的机械效率为80%
10.如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（ ）
A. B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B. 滑轮移动的速度为0.2m/s
C. 绳子拉物体A的功率为2W
D. 在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
二、填空题
11.如图所示，滑轮规格相同、重均为60N．工人用150N的水平拉力匀速向右拉动绳端，在20s内矿井里的物体提升8m。不计绳重及轮轴间摩擦，物体重为 N，工人拉动绳子做功的功率为 W．此过程中，滑轮组的机械效率为 %。
12.“辽宁舰”服役，圆了中国航母梦。如上图为航母上简化图的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为 （选填“定滑轮”或“动滑轮”）。 气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能 ， 同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。
13.如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米/秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是 （填“定滑轮”或“动滑轮”） ，若滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计，拉力F的功率是 。
14.有重为10牛的定滑轮和动滑轮各一个，在不计摩擦的情况下，匀速提升260牛重物，最多可省 牛的力。
15.如图所示的滑轮属于 ， 它是一个变形的 杠杆，使用它的好处是可以 。若要匀速提起重为50牛的物体G，不计滑轮和绳子之间的摩擦，则拉力F等于 。
16.如图所示的滑轮属于 ， 它是一个 的杠杆，使用它的好处是可以 。若将重为50牛的物体G匀速提起，不计滑轮重以及滑轮与绳子之间的摩擦，则拉力F等于 。
17.如图所示，物体G在水平拉力作用下向左匀速运动了0.3米，物体G受到的摩擦力为2牛，不计滑轮和绳子之间的摩擦，则拉力F的大小为 拉力F做的功为 。
18.如图所示，用甲、乙两滑轮组匀速向上提升重物，物重都为600牛，不计动滑轮重及摩擦，绳子的拉力F甲为 牛；F乙为 牛。若将重物提高1米，则甲滑轮组绳子的自由端移动的距离为 米，乙滑轮组绳子的自由端移动的距离为 米。
19.图示为某同学用一个弹簧测力计(量程为5牛)做“探究定滑轮的特点”实验的几个步骤。
（1）在弹簧测力计的挂钩上，挂上两个钩码，如图甲所示，此时弹簧测力计的示数为 。
（2）如图乙所示，通过定滑轮拉起两个钩码，此时弹簧测力计的示数为 。
（3）改变测力计拉力的方向，如图丙所示，其示数为_ 。由以上实验可以得出定滑轮的特点是 。
20.旗杆顶部安装的简单机械是 滑轮。某校旗杆高度为13米，国旗手用15牛的拉力将国旗匀速升起12米，该国旗手做功 焦。
三、实验探究题
21.在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图（a）中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，
每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学
实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，
匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。
各小组的实验数据记录在表格中：
表一（甲小组） 表二（乙小组） 表三（丙小组）
实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛）
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
（1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出动滑轮使用特点的初步结论是：使用动滑轮匀速提起重物，________。
（2）同学们查阅相关资料得知：若不计动滑轮自身的重力，使用动滑轮匀速提升重物时，可以省一半力…由此，他们分析了表一中的实验数据，求出滑轮的重力为________牛。
（3）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是：________。
22.在“探究动滑轮工作时的特点”活动中，小科用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
① 1.0 10 1.1 20
② 2.0 10 1.7 20
③ 3.0 10 2.3 20
（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是________。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮 ， 根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值
△W________（选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释：________。
四、解答题
23.古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆AB，可以绕转轴B点在竖直平面内转动，在B点正上方10m处固定一个定滑轮C，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连。（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦， ）．则：
（1）请在图中画出阻力的方向和动力（拉力）的力臂；
（2）滑轮C的类型为 ；
（3）在拉动吊桥缓慢匀速升起的过程中，动力和动力臂F1L1的乘积变化情况是 ；
（4）若从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成30°角，怎此时的拉力F2为 N；
（5）若在10s内从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成45°角，则该过程中人拉力做功的功率为 W
24.如图所示，工人用1000牛的力将280千克的货物匀速提升2米，若不计绳重和摩擦，且每个滑轮的质量相同，求：(g取10牛/千克)
（1）一个滑轮的重力为多少？
（2）拉力做了多少功？
25.如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成一个滑轮组，把重为400牛的箱子匀速向上提升5米，动滑轮的质量为8千克(不计绳重和摩擦，g取10牛/千克)。
（1）在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组(要求：人用力向下拉细绳)。
（2）在匀速提升箱子的过程中，人的拉力做了多少功？
答案解析部分
一、单选题
1.答案: A
考点:滑轮组绳子拉力的计算，机械效率的计算
分析:根据动滑轮和定滑轮的特点比较拉力的大小，根据比较机械效率的大小。
解答:（1）甲为定滑轮，不省力不费力，则F1=G物；
乙为动滑轮，省一半的力，即：；
因为G物>G动；
所以；
则F1>F2。
（2）同一物体提升相同高度，根据W有=G物h可知，二者做的有用功相等；
甲不对滑轮做额外功，而乙克服动滑轮重力做额外功，
根据W总=W有+W额可知，则W总甲根据公式可知，机械效率η甲>η乙。
故选A。
2.答案: D
考点:杠杆的平衡条件，滑轮组绳子拉力的计算，斜面及其工作特点
分析:（1）根据定滑轮的特点计算拉力；
（2）根据斜面不省功的特点计算拉力；
（3）根据杠杆的平衡条件计算拉力：
（4）根据滑轮组的工作特点计算拉力。
解答:不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：
A.图示是一个定滑轮，定滑轮不省力不费力，则拉力F1=G；
B.根据勾股定理知： ，
图中为斜面做的总功和有用功相等；
即W总=W有；
F2×5m=G×3m，
解得：F2=0.6G；
C.由杠杆平衡条件可得：F3×L2=G×LG ，
F3×5L=G×2L，
解得：F3=0.4G；
D.由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，
则拉力；
因此最小拉力是F4。
故选D。
3.答案: C
考点:定滑轮及其工作特点，动滑轮及其工作特点
分析:定滑轮不省力不费力，但是可以改变用力方向；动滑轮不能改变用力方向，但是可以省力，据此分析判断。
解答:根据图片可知，甲中的滑轮固定在大树上，不随汽车一起移动，为定滑轮，不省力；
乙中的滑轮与汽车相连，跟随汽车一起移动，为动滑轮，可以省力。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
4.答案: D
考点:滑轮组及其工作特点，滑轮组绳子拉力的计算，机械效率的计算
分析:（1）根据公式计算出动滑轮的重力；
（2）（3）首先根据s=nh计算拉力移动的距离，再根据计算出拉力的速度，最后根据P=Fv计算拉力的功率；
（4）根据公式计算滑轮组的机械效率。
解答:A.根据公式得到： ， 解得：G动=150N，故A错误；
BC.拉力移动的距离s=nh=1m×3=3m，拉力的速度 ， 拉力的功率P=Fv=250N×0.75m/s=187.5W，故B、C错误；
D.滑轮组的机械效率 ， 故D正确。
故选D。
5.答案: C
考点:定滑轮及其工作特点，动滑轮及其工作特点，滑轮组及其工作特点，机械效率的计算
分析:（1）根据动滑轮和定滑轮的作用判断；
（2）根据滑轮组的工作特点判断；
（3）根据定滑轮的特点分析两个拉力的大小，再根据W=Fs比较做功的大小；
（4）当提升重物时，可根据公式分析机械效率的变化。
解答:A.根据图片可知，左边的滑轮为动滑轮，能省力不能改变力的方向；右边的滑轮为定滑轮，不省力当能改变力的方向，故A错误；
B.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，根据s=nh可知，拉力向下移动的距离等于物体上升高度的2倍。根据可知，拉力向下移动的速度是配重上升速度的2倍，故B错误；
C.定滑轮的本质为等臂杠杆，无论向哪个方向拉动，动力臂始终保持滑轮的半径不变，因此两个拉力相等。因为自由端移动的距离也相等，根据W=Fs可知，沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度，拉力所做的功相等，故C正确；
D.根据可知，使用同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故D错误。
故选C。
6.答案: B
考点:功率计算公式的应用，滑轮组及其工作特点，机械效率的计算
分析:（1）首先根据s=nh计算出自由端移动的距离，再根据计算自由端的速度；
（2）根据公式P=Fv计算拉力的功率；
（3）根据公式计算滑轮组的机械效率；
（4）根据公式分析判断。
解答:A.自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m；
自由端的速度 ， 故A错误；
B.拉力的功率P=Fv=1000N×0.9m/s=900W，故B错误；
C.滑轮组提升重物时的机械效率 ， 故C错误；
D.根据可知，只增大物体重力，滑轮组的机械效率将增大，故D错误。
故选B。
7.答案: C
考点:功的计算公式的应用，定滑轮及其工作特点，动滑轮及其工作特点，滑轮组绳子拉力的计算
分析:（1）根据定滑轮和动滑轮的特点判断；
（2）对左边的滑轮进行受力分析即可；
（3）根据动滑轮的工作特点判断；
（4）在提升重物的过程中，还要对动滑轮做功，据此分析判断。
解答:A.左边的滑轮随物体一起上下运动，为动滑轮，它可以省力但不能改变用了方向；右边的滑轮固定不动，为定滑轮，它可以改变用力方向而不能省力，故A错误；
B.左边的动滑轮，受到享受到两个拉力F，向下的自身重力和物体的重力，即：2F=G动+G，解得： ， 故B错误；
C.使用动滑轮省一半的力，要费一倍的距离，即s=2h，故C正确；
D.将配重提升相同的高度，用该装置不但要对重物做功，还要对动滑轮做功，与直接提升配重所做的功相比会偏大，故D错误。
故选C。
8.答案: A
考点:二力平衡的条件及其应用，滑轮组及其工作特点
分析:（1）首先根据图片确定动滑轮上承担拉力的绳子段数n，再根据fBA=nF1计算出AB之间的摩擦力。
（2）以定滑轮为受力分析的对象，根据二力平衡的知识计算出弹簧测力计的示数；
（3）对A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出A与地面之间的摩擦力。
解答:（1）根据图片可知，动滑轮上承担拉力的绳子n=2，则AB之间的摩擦力fBA=nF1=2×3N=6N；
（2）定滑轮处于平衡状态，它向左受到弹簧测力计的拉力，向右受到三根绳子上的拉力F2。根据二力平衡的知识可知，弹簧测力计的示数F=3F2=3×3N=9N；
（3）A处于平衡状态，它受到向左的B施加的摩擦力fBA=6N，向右的拉力F1=4N，二者的合力为：6N-4N=2N。根据二力平衡的知识可知，A受到地面的摩擦力水平向右，大小为2N。
故选A。
9.答案: D
考点:功率计算公式的应用，滑轮组及其工作特点，机械效率的计算
分析:（1）根据s=nh计算绳子自由端移动的距离；
（2）首先根据W总=Fs计算出总功，再根据计算拉力做功的功率；
（3）根据计算动滑轮的重力；
（4）根据公式计算滑轮组的机械效率。
解答:A.绳子自由端移动的距离为s=nh=3×1m=3m，故A错误；
B.拉力做的功为：W总=Fs=250N×3m=750J；拉力做功的功率为 ， 故B错误；
C.根据公式得到： ， 解得：G动=150N，故C错误；
D.此过程滑轮组的机械效率为 ， 故D正确。
故选D。
10.答案: D
考点:二力平衡的条件及其应用，影响摩擦力大小的因素，功率计算公式的应用，滑轮组及其工作特点
分析:（1）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识判断它受到摩擦力的大小和方向；
（2）拉力作用在轴上，此时滑轮移动的速度比物体A移动的速度大，根据计算即可；
（3）根据功率的计算式P=Fv计算；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析即可。
解答:A.物体B保持静止状态，它受到A施加的摩擦力与测力计的拉力相互平衡，二者大小相等，方向相反，即f=F拉=3N；因为测力计的拉力向左，所以摩擦力向右，故A错误；
B.滑轮移动的速度 ， 故B错误；
C.绳子拉物体A的拉力为：；
绳子拉物体A的功率为：PA=FAvA=5N×0.2m/s=1W，故C错误；
D.在物体A运动的过程中，物体B对它的压力和接触面的粗糙程度不变，因此二者之间摩擦力的大小不变。物体受到的摩擦力和测力计的拉力始终平衡，因此谈话测力计的示数不变，还是3N，故D正确。
故选D。
二、填空题
11.答案: 240；120；80
考点:功率计算公式的应用，滑轮组绳子拉力的计算，机械效率的计算
分析:（1）不计绳重及轮轴间摩擦，知道动滑轮重力、拉力F，利用求物体重力；
（2）首先根据s=nh计算出拉力端移动距离，然后利用W总=Fs求拉力F做功，最后利用求工人拉动绳子做功的功率；
（3）根据W有=Gh求出提升物体做的有用功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率。
解答:（1）不计绳重及轮轴间摩擦，
根据得到，
该物体的重力：G=nF-G动=2×150N-60N=240N；
（2）拉力端移动距离s=2h=2×8m=16m，
拉力F做功：W总=Fs=150N×16m=2400J，
拉动绳子的功率：。
（3）提升物体做功W有=Gh=240N×8m=1920J，
机械效率。
12.答案: 定滑轮；减小
考点:物体内能的改变方法，定滑轮及其工作特点
分析:（1）随物体一起移动的滑轮叫动滑轮，不随物体一起移动的滑轮叫定滑轮；
（2）物体对外界做功，内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大，据此分析判断。
解答:（1）根据图片可知，两个滑轮固定不动，不随飞机一起移动，为定滑轮。
（2）气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。
13.答案: 动滑轮；2W
考点:动滑轮及其工作特点，滑轮组绳子拉力的计算
分析:（1）跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮，不随物体一起移动的滑轮为定滑轮。
（2）首先根据v=nv物计算出拉力的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
解答:（1）根据图片可知，滑轮跟随物体一起向右移动，为动滑轮；
（2）拉力的速度v=nv物=0.2m/s×2=0.4m/s；
则拉力的功率为：P=Fv=5N×0.4m/s=2W。
14.答案: 170
考点:滑轮组绳子拉力的计算
分析:首先确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算绳子的最小拉力，最后用物重减去拉力即可。
解答:一个定滑轮和一个动滑轮构成的滑轮组，承担重力的绳子段数最大n=3；
则自由端的拉力；
那么最多可省力：260N-90N=170N。
15.答案: 定滑轮；等臂；改变力的方向；50牛
考点:定滑轮及其工作特点
分析:（1）不随物体一起移动的滑轮叫定滑轮，本质是一个等臂杠杆；跟随物体一起移动的滑轮叫动滑轮，本质是一个省力杠杆。
（2）根据“定滑轮不省力不费力”计算即可。
解答:（1）根据图片可知，该滑轮不跟随物体一起上下移动，为定滑轮，它是变形的等臂杠杆，使用它的好处是改变力的方向。
（2）若将重为50牛的物体G匀速提起，根据“定滑轮不省力不费力”的规律可知，
则拉力。
16.答案: 动滑轮；动力臂是阻力臂的2倍；省一半力；25牛
考点:动滑轮及其工作特点
分析:（1）不随物体一起移动的滑轮叫定滑轮，本质是一个等臂杠杆；跟随物体一起移动的滑轮叫动滑轮，本质是一个省力杠杆。
（2）根据“动滑轮省一半的力”计算即可。
解答:（1）根据图片可知，该滑轮跟随物体一起上下移动，为动滑轮，它是一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，使用它的好处是可以省力。
（2）若将重为50牛的物体G匀速提起，不计滑轮重以及滑轮与绳子之间的摩擦，则拉力。
17.答案: 1牛；0.6焦
考点:功的计算公式的应用，滑轮组绳子拉力的计算
分析:（1）当用滑轮组水平方向拉动物体时，根据计算自由端的拉力；
（2）首先根据s=ns物计算出拉力移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力做的功。
解答:（1）根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=2，则拉力；
（2）拉力移动的距离s=ns物=2×0.3m=0.6m；
拉力做的功W总=Fs=1N×0.6m=0.6J。
18.答案: 200；300；3；2
考点:滑轮组及其工作特点，滑轮组绳子拉力的计算
分析:（1）首先根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算自由端的拉力；
（2）根据s=nh计算自由端绳子移动的距离。
解答:（1）根据甲图可知，承担重力的绳子段数n=3，则自由端的拉力。根据乙图可知，承担重力的绳子段数n=2，则自由端的拉力；
（2）甲滑轮组绳子自由端移动的距离s甲=n甲h=3×1m=3m；乙滑轮组绳子自由端移动的距离s乙=n乙h=2×1m=2m。
19.答案: （1）1.5牛
（2）1.5牛
（3）1.5牛；只改变力的方向，不改变力的大小
考点:力的测量，定滑轮及其工作特点
分析:（1）根据图甲确定测力计的量程和分度值，然后读出钩码的重力；
（2）根据图乙确定测力计的量程和分度值，然后读出测力计的示数；
（3）根据图丙确定测力计的量程和分度值，然后读出测力计的示数。将三个测力计的示数和拉力的方向进行比较即可。
解答:（1）根据甲图可知，测力计的量程为5N，分度值为0.5N，此时钩码的重力为1.5N；
（2）根据乙图可知，测力计的量程为5N，分度值为0.5N，此时测力计的示数为1.5N；
（3）根据丙图可知，测力计的量程为5N，分度值为0.5N，此时测力计的示数为1.5N。比较三个测力计的示数可知，使用定滑轮时，只能改变力的方向，不会改变力的大小。
20.答案: 定滑轮；180
考点:功的计算公式的应用，定滑轮及其工作特点
分析:（1）跟随物体一起移动的滑轮叫动滑轮；不随物体一起移动的滑轮叫定滑轮；
（2）国旗手克服国旗的重力做功，即W=Gh。
解答:（1）旗杆顶部的滑轮固定在旗杆上，不随国旗上下移动，为定滑轮。
（2）该国旗手做功：W=Gh=15N×12m=180J。
三、实验探究题
21.答案: （1）可以省力，不能改变用力方向
（2）0.2
（3）使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大
考点:动滑轮及其工作特点
分析:（1）根据实验序号1、2、3，比较测力计的示数与物重，从而确定是否能够省力；将直接提升重物与用动滑轮提升重物时的拉力方向比较，从而确定是否能够改变力的方向。
（2）根据公式计算出动滑轮的重力；
（3）分析实验1、4、7中哪些因素相同，哪个因素不同，从而得到测力计的示数与拉力和竖直方向夹角大小的关系。
解答:（1）根据实验序号1、2、3可知，测力计的示数始终小于物体重力；直接提升物体和使用动滑轮时拉力方向都是向上，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起重物可以省力，不能改变用力方向。
（2）根据第1组数据，利用公式得到： ， 解得：G动=0.2N；
（3）实验1、4、7中，动滑轮和重物相同，拉力与竖直方向的夹角越来越大，测力计的示数越来越大，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大。
22.答案: （1）动滑轮有重力
（2）越大；所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多
考点:动滑轮及其工作特点
分析:（1）因为动滑轮有重力，所以拉力等于动滑轮和物体的总重力的一半，自然大于物体重力的一半；
（2）在使用滑轮组提升重物时，对动滑轮的重力和摩擦力做额外功。物体的重力越大，摩擦力越大，所做的额外功越多，自然差值越大，据此分析解答。
解答:（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是动滑轮有重力。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮 ， 根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值△W越大，解释：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
四、解答题
23.答案: （1）
（2）定滑轮
（3）变小
（4）1500
（5）1071
考点:功的计算公式的应用，杠杆的平衡条件，力臂的画法，定滑轮及其工作特点
分析:（1）根据题目描述的情形确定阻力的方向和作用点；力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离；
（2）跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮；不随物体一起移动的滑轮为定滑轮；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）首先计算出动力臂和阻力臂，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；
（5）首先计算吊桥的重心上升的高度，再根据W=Gh计算出拉力做的功，最后根据计算出拉力做功的功率。
解答:（1）根据图片可知，B点为杠杆的支点，吊桥的重力相当于阻力，作用在吊桥重心，方向竖直向下；动力为绳子的拉力，动力作用线沿绳子的方向向上，从B点作动力作用线的垂线，从支点到垂足之间的距离就是动力臂L1 ， 如下图所示：
（2）根据图片可知滑轮C固定在城墙顶端，不随物体一起移动，为定滑轮。
（3）在拉起吊桥的过程中，阻力G不变，阻力臂L2逐渐减小，则阻力和阻力臂的乘积逐渐减小。根据F1L1=F2L2可知，动力和动力臂的乘积逐渐变小。
（4）如下图所示：
当吊桥拉至与水平面成30°角时，此时的阻力臂L2=；
由于AB=BC=10m，且∠ABC=60°，所以△ABC为等边三角形；
那么动力臂L1=；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×5m=3000N×2.5m；
解得：F1=1500N。
（5）当吊桥匀速拉至与水平面成45°角时，吊桥的重心上升高度：；
则拉力做功：W=Gh=3000N×3.57m=10710J；
则拉力的功率：。
24.答案: （1）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3，根据得到：
；
解得：G动=200N。
（2）拉力移动的距离为：s=nh=2m×3=6m；
拉力做的功：W=Fs=1000N×6m=6000J。
考点:功的计算公式的应用，滑轮组绳子拉力的计算
分析:（1）首先确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算滑轮的重力；
（2）首先根据s=nh计算出拉力移动的距离，再根据W=Fs计算拉力做的功。
25.答案: （1）自由端的绳子拉力向下，则绳头系在定滑轮上，如下图所示：
（2）箱子和动滑轮的总重力G总=G箱子+G动=400N+8kg×10N/kg=480N；
人的拉力做的功：W总=G总h=480N×5m=2400J。
考点:功的计算公式的应用，滑轮组及其工作特点，滑轮组的设计与组装
分析:（1）根据人的拉力方向确定绳头所系的位置，然后按照从里到外的顺序完成绳子的连接即可；
（2）在提升箱子的过程中，其实就是克服箱子和动滑轮的重力做功，根据W总=G总h计算即可。(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
3.4.4 机械效率
一、单选题
1.如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中，物体受到斜面的摩擦力大小为f，则斜面的机械效率为（ ）
A. ×100% B. ×100% C. ×100% D. ×100%
2.如图所示，用同样的轻绳（不计绳重和摩擦）和滑轮分别安装成甲乙两种装置（G物＞G轮）。在将同一物体匀速提升相同高度的过程中（ ）
A. F1＞F2、η甲＞η乙 B. F1＞F2、η甲＜η乙 C. F1＜F2、η甲＜η乙 D. F1＜F2、η甲＞η乙
3.在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，如果不计机械自重、绳重和摩擦，所用动力最小的是（ ）
A. B. C. D.
4.用滑轮组提起重物时，下列措施中可以提高它的机械效率的是( )。
A. 增加动滑轮个数 B. 加快提升的速度
C. 加大重物的质量 D. 加增提升的高度
5.下列关于机械的一些说法，正确的是( )。
A. 机械的功率越大，做的功越多 B. 机械效率越大，机械的功率就越大
C. 使用省力的机械，可以提高机械做功的功率 D. 任何机械都有摩擦，故都要做额外功
6.小科用如图所示的滑轮组提升G为600N的重物，在绳子自由端施加F为250N的拉力，使重物在4s内匀速上升1m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 动滑轮重100N B. 拉力做功的功率为150W
C. 绳子自由端移动的距离为2m D. 此过程滑轮组的机械效率为80%
7.如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长)；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（ ）
A. 拉力F的功率为1.0W
B. 物体A受到的摩擦力为16N
C. 滑轮组的机械效率为75%
D. 拉力F增大到10N时，物体B开始向左运动
8.为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（ ）
A. 两个滑轮在装置中起的作用相同
B. 拉力向下移动的速度与配重上升的速度大小相等
C. 沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度，拉力所做的功相等
D. 用该装置提升更重的物体，机械效率不变
9.用如图所示滑轮组，在10秒内将一个重为2400N物体匀速提升3m，绳子自由端的拉力为1000N，下列相关说法正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动速度为0.3m/s B. 10秒内拉力做功的功率是900W
C. 滑轮组提升重物时的机械效率是72% D. 若只增大物体重力，则滑轮组的机械效率会减小
10.小乐用如图所示的滑轮组提升G为600N的重物，在绳子自由端施加F为250N的拉力，使重物在4s内匀速上升1m，不计绳重和摩擦。则（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为2m B. 拉力做功的功率为150W
C. 动滑轮重100N D. 此过程滑轮组的机械效率为80%
二、填空题
11.如图所示，滑轮规格相同、重均为60N．工人用150N的水平拉力匀速向右拉动绳端，在20s内矿井里的物体提升8m。不计绳重及轮轴间摩擦，物体重为 N，工人拉动绳子做功的功率为 W．此过程中，滑轮组的机械效率为 %。
12.如图所示，斜面高为2m，用斜面向上大小为250N的拉力F，将重为600N的木箱由斜面底端以0.6m/s的速度匀速拉动，经过10s到达顶端，则拉力的功率是 W，该斜面的机械效率为 ， 物体与斜面间的摩擦力是 N。
13.小莉去山区旅游，坐在汽车里通过了弯弯绕绕很长一段路程来到了一座村庄。村民告诉她还只是在半山腰，她感到很惊讶。为什么汽车要走这么长的路程呢？小莉回校后请教了科学老师，并用如图所示的斜面进行模拟实验。在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度。发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小。
（1）由此她明白了“很长的山路”可使汽车爬坡时 （选填“省力”或“省功”）。
（2）一辆总质量为2000kg的汽车以10m/s的速度匀速通过一段长3750m的路程，提高250m，需要的时间为 s，所做的有用功为 J。（g 取 10 N/kg）
14.一座高达40米的大桥，总长为8350米．其中正桥只有850米，而两侧长度相等的引桥总长却达7500米。为什么一座大桥要有这么长的引桥呢？小明很奇怪，请教老师后，他明白了引桥相当于一个斜面。
（1）小明用如图所示的斜面进行模拟实验。在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度。他发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小。业由此他得出了结论：很长的引桥，在汽车上桥时能起到 (选填“省力”或“省功")的作用。
（2）一辆总质量为2000千克的汽车以10米/秒的速度匀速通过一侧引桥，需要的时间为 秒 ，所做的有用功为 焦。(g取10牛/千克)
15.如图所示的滑轮组，在不考虑摩擦的情况下，机械效率可能与 有关。设计一个简单的实验来验证这个想法：某同学认为用滑轮组提升重物时，提升滑轮组所做的功是没有用的，所以，滑轮组的机械效率的高低还可能跟 有关。
16.某人用一个动滑轮把一袋1000牛的沙子匀速提到9米高的脚手架上，所用拉力为600牛，历时20秒，该过程中他所做的有用功为 ， 总功为 ，该装置的机械效率为 。
17. 叫机械效率，用字母 表示机械效率，它的计算公式是 。因为有用功总是 总功，所以机械效率总 1。
18.用机械效率为90%的滑轮组，将重为1500牛的零件匀速提升2.5米，则有用功为 ， 总功为 。
19.如图所示，拉力F为20N，物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N。拉力F的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
20.工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。斜面的机械效率为________，斜面对物体的摩擦力是________。
三、实验探究题
21.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/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/%
1 2 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9
（1）在第2次实验中，滑轮组的机械效率η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，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。
（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）
22.某科学实验小组的同学，利用如图所示的实验装置，探究斜面的机械效率。他们用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了实验数据并通过计算得出了机械效率，见下表。
实验序号 斜面的倾斜程度 物块重力G(牛) 斜面高度h(米) 拉力F(牛) 斜面长度s(米) 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
（1）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越________力；斜面越陡，机械效率越________。
（2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5米和1米，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5牛。这种情况下斜面的机械效率为________。把第4次与第________次测量结果相比较，还能得出在其他条件一定时 ，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。
（3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力________物块所受的摩擦力。
（4）斜面在生产和生活中应用广泛．请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例：________ 。
四、解答题
23.用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N，上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重）。求：
（1）绳子自由端施加的拉力F是多少。
（2）滑轮组的机械效率η
（3）货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功。
24.用如图所示的滑轮组将重480N的物体G匀速提升3m，所用的拉力F为200N，求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）在绳子承受范围内，此滑轮组机械效率最大90%，当物体以0.3m/s速度向上运动时，拉力的功率最大1800W，则滑轮组能提升的最大物重是多少N？
25.一台起重机将质量为420千克的货物匀速提高了5米，如果在此过程中起重机所做的额外功为9000焦。g取10牛/千克，求：
（1）起重机所做的有用功和总功。
（2）起重机的机械效率。
答案解析部分
一、单选题
1.答案: A
考点:机械效率的计算，斜面及其工作特点
分析:使用斜面提升物体时，克服物体重力做有用功，克服斜面摩擦力做额外功，拉力做总功，根据公式计算斜面的机械效率。
解答:克服物体重力做的有用功为：W有=Gh；
拉力做的总功为：W总=FL；
则斜面的机械效率：；
克服摩擦力做的额外功为：W额=fL；
根据W总=W有+W额得到：W总=Gh+fL；
则斜面的机械效率：。
故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
2.答案: A
考点:滑轮组绳子拉力的计算，机械效率的计算
分析:根据动滑轮和定滑轮的特点比较拉力的大小，根据比较机械效率的大小。
解答:（1）甲为定滑轮，不省力不费力，则F1=G物；
乙为动滑轮，省一半的力，即：；
因为G物>G动；
所以；
则F1>F2。
（2）同一物体提升相同高度，根据W有=G物h可知，二者做的有用功相等；
甲不对滑轮做额外功，而乙克服动滑轮重力做额外功，
根据W总=W有+W额可知，则W总甲根据公式可知，机械效率η甲>η乙。
故选A。
3.答案: D
考点:杠杆的平衡条件，滑轮组绳子拉力的计算，斜面及其工作特点
分析:（1）根据定滑轮的特点计算拉力；
（2）根据斜面不省功的特点计算拉力；
（3）根据杠杆的平衡条件计算拉力：
（4）根据滑轮组的工作特点计算拉力。
解答:不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：
A.图示是一个定滑轮，定滑轮不省力不费力，则拉力F1=G；
B.根据勾股定理知： ，
图中为斜面做的总功和有用功相等；
即W总=W有；
F2×5m=G×3m，
解得：F2=0.6G；
C.由杠杆平衡条件可得：F3×L2=G×LG ，
F3×5L=G×2L，
解得：F3=0.4G；
D.由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，
则拉力；
因此最小拉力是F4。
故选D。
4.答案: C
考点:机械效率
分析:根据滑轮组机械效率的影响因素分析判断。
解答:使用滑轮组提升重物时，克服物体的重力做有用功，克服摩擦、绳重和动滑轮的重力做额外功。那么提高滑轮组机械效率的方法，包括：①减小动滑轮的重力；②减小摩擦；③减小绳重；④增大物体的重力，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
5.答案: D
考点:功率计算公式的应用，机械效率
分析:（1）根据W=Pt判断；
（2）根据功率和机械效率的定义判断；
（3）省力与否与功率大小无关；
（4）根据对机械效率的认识判断。
解答:A.根据W=Pt可知，当时间相同时，功率越大，做的功越多，而题目描述限制时间相同，故A错误；
B.机械效率表示机械性能的好坏，而功率表示机械做功的快慢，二者没有任何联系，故B错误；
C.机械.省力与否与功率大小无关，故C错误；
D.任何机械都有摩擦，故都要做额外功，故D正确。
故选D。
6.答案: D
考点:滑轮组及其工作特点，滑轮组绳子拉力的计算，机械效率的计算
分析:（1）根据公式计算出动滑轮的重力；
（2）（3）首先根据s=nh计算拉力移动的距离，再根据计算出拉力的速度，最后根据P=Fv计算拉力的功率；
（4）根据公式计算滑轮组的机械效率。
解答:A.根据公式得到： ， 解得：G动=150N，故A错误；
BC.拉力移动的距离s=nh=1m×3=3m，拉力的速度 ， 拉力的功率P=Fv=250N×0.75m/s=187.5W，故B、C错误；
D.滑轮组的机械效率 ， 故D正确。
故选D。
7.答案: A
考点:二力平衡的条件及其应用，影响摩擦力大小的因素，功率计算公式的应用，滑轮组及其工作特点，机械效率的计算
分析:（1）首先根据v=nvA计算出拉力F的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率；
（2）对B进行受力分析，根据二力平衡的原理计算A受到的摩擦力；
（3）根据公式计算滑轮组的机械效率；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析B受到摩擦力的变化，进而判断B运动状态的改变。
解答:A.拉力F移动的速度v=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，那么它的功率：P=Fv=5N×0.2m/s=1W，故A正确；
B.B保持静止状态，它受到向左的地面施加的摩擦力f地 ， A施加的向左的摩擦力fA ， 还有水平向右测力计的拉力F拉。根据二力平衡的条件得到：F拉=f地+fA ， 那么A对B的摩擦力：fA=F拉-f地=12N-4N=8N。A对B的摩擦力与B对A的摩擦力为相互作用力，二者大小相等，因此物体A受到的摩擦力为8N，故B错误；
C.滑轮组的机械效率 ， 故C错误；
D.拉力F增大到10N时，A对B的压力和接触面的粗糙程度不变，因此A对B的摩擦力与地面对B的摩擦力大小不变，此时物体B仍然处于静止状态，故D错误。
故A正确。
8.答案: C
考点:定滑轮及其工作特点，动滑轮及其工作特点，滑轮组及其工作特点，机械效率的计算
分析:（1）根据动滑轮和定滑轮的作用判断；
（2）根据滑轮组的工作特点判断；
（3）根据定滑轮的特点分析两个拉力的大小，再根据W=Fs比较做功的大小；
（4）当提升重物时，可根据公式分析机械效率的变化。
解答:A.根据图片可知，左边的滑轮为动滑轮，能省力不能改变力的方向；右边的滑轮为定滑轮，不省力当能改变力的方向，故A错误；
B.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，根据s=nh可知，拉力向下移动的距离等于物体上升高度的2倍。根据可知，拉力向下移动的速度是配重上升速度的2倍，故B错误；
C.定滑轮的本质为等臂杠杆，无论向哪个方向拉动，动力臂始终保持滑轮的半径不变，因此两个拉力相等。因为自由端移动的距离也相等，根据W=Fs可知，沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度，拉力所做的功相等，故C正确；
D.根据可知，使用同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故D错误。
故选C。
9.答案: B
考点:功率计算公式的应用，滑轮组及其工作特点，机械效率的计算
分析:（1）首先根据s=nh计算出自由端移动的距离，再根据计算自由端的速度；
（2）根据公式P=Fv计算拉力的功率；
（3）根据公式计算滑轮组的机械效率；
（4）根据公式分析判断。
解答:A.自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m；
自由端的速度 ， 故A错误；
B.拉力的功率P=Fv=1000N×0.9m/s=900W，故B错误；
C.滑轮组提升重物时的机械效率 ， 故C错误；
D.根据可知，只增大物体重力，滑轮组的机械效率将增大，故D错误。
故选B。
10.答案: D
考点:功率计算公式的应用，滑轮组及其工作特点，机械效率的计算
分析:（1）根据s=nh计算绳子自由端移动的距离；
（2）首先根据W总=Fs计算出总功，再根据计算拉力做功的功率；
（3）根据计算动滑轮的重力；
（4）根据公式计算滑轮组的机械效率。
解答:A.绳子自由端移动的距离为s=nh=3×1m=3m，故A错误；
B.拉力做的功为：W总=Fs=250N×3m=750J；拉力做功的功率为 ， 故B错误；
C.根据公式得到： ， 解得：G动=150N，故C错误；
D.此过程滑轮组的机械效率为 ， 故D正确。
故选D。
二、填空题
11.答案: 240；120；80
考点:功率计算公式的应用，滑轮组绳子拉力的计算，机械效率的计算
分析:（1）不计绳重及轮轴间摩擦，知道动滑轮重力、拉力F，利用求物体重力；
（2）首先根据s=nh计算出拉力端移动距离，然后利用W总=Fs求拉力F做功，最后利用求工人拉动绳子做功的功率；
（3）根据W有=Gh求出提升物体做的有用功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率。
解答:（1）不计绳重及轮轴间摩擦，
根据得到，
该物体的重力：G=nF-G动=2×150N-60N=240N；
（2）拉力端移动距离s=2h=2×8m=16m，
拉力F做功：W总=Fs=150N×16m=2400J，
拉动绳子的功率：。
（3）提升物体做功W有=Gh=240N×8m=1920J，
机械效率。
12.答案: 150；80%；50
考点:功率计算公式的应用，机械效率的计算
分析:（1）根据P=Fv可求功率；
（2）根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率；
（3）运用总功与有用功之差得出额外功的大小，再根据W额=fs可求摩擦力f。
解答:（1）拉力的功率为：；
（2）斜面长s=vt=0.6m/s×10s=6m，
此过程所做总功为：W总=Fs=250N×6m=1500J；
有用功为：W有=Gh=600N×2m=1200J；
斜面的机械效率为：。
（3）此过程中所做额外功为：W额=W总-W有=1500J-1200J=300J；
额外功为克服摩擦力做的功，
则摩擦力：。
13.答案: （1）省力
（2）375；5×106
考点:速度公式及其应用，功的计算公式的应用，斜面及其工作特点
分析:（1）使用任何机械都不省功；根据W=fs可知，斜面的长度越大，需要的拉力越小，则越省力。
（2）根据公式计算出汽车行驶的时间，根据W=Gh计算所做的有用功。
解答:（1）由此她明白了“很长的山路”可使汽车爬坡时省力；
（2）汽车行驶的时间；
所做的有用功为：W有=Gh=2000kg×10N/kg×250m=5×106J。
14.答案: （1）省力
（2）375；8×105
考点:速度公式及其应用，功的计算公式的应用，斜面及其工作特点
分析:（1）提升相同的物体时，用的力越小，说明越省力；
（2）根据计算该车通过一侧引桥的时间，根据W=Gh计算所做的有用功。
解答:（1）在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度。他发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小。业由此他得出了结论：很长的引桥，在汽车上桥时能起到省力的作用。
（2）通过一侧引桥的时间：；
所做的有用功为：W=Gh=2000kg×10N/kg×40m=8×105J。
15.答案: 提升的物重；控制其他量不变，改变提升的物重，比较滑轮组的机械效率动滑轮的自重
考点:机械效率的计算
分析:当使用滑轮组提升重物时，如果不考虑摩擦力，那么机械效率 ， 据此分析解答。
解答:（1）如图所示的滑轮组，在不考虑摩擦的情况下，机械效率可能与提升的物重有关。根据控制变量法的要求设计验证实验如下：控制其他量不变，改变提升的物重，比较滑轮组的机械效率的大小变化。
（2）某同学认为用滑轮组提升重物时，提升滑轮组所做的功是没有用的，所以，滑轮组的机械效率的高低还可能跟动滑轮的自重有关。
16.答案: 9000焦；10800焦；83.3%
考点:机械效率的计算
分析:根据W有=Gh计算有用功，根据W=Fs计算总功，最后根据计算出机械效率。
解答:该过程中他所做的有用功为W有=Gh=1000N×9m=9000J；
自由端绳子移动的距离s=nh=2×9m=18m；
则总功为：W=Fs=600N×18m=10800J；
则该装置的机械效率。
17.答案: 有用功与总功的比例；η；η= ；小于；小于
考点:机械效率
分析:根据机械效率的定义、符号、公式和数值范围分析解答。
解答:有用功与总功的比值叫机械效率，用字母η表示机械效率，它的计算公式是 。因为有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1。
18.答案: 3750焦；4166.7焦
考点:机械效率的计算
分析:首先根据W有=Gh计算出有用功，再根据计算总功。
解答:有用功W有=Gh=1500N×2.5m=3750J；
总功为：。
19.答案: 4；75%
考点:功率计算公式的应用，滑轮组及其工作特点，机械效率的计算
分析:（1）首先根据v=nvA计算出拉力移动的速度，再根据P=Fv计算出拉力的功率。
（2）首先对物体B进行受力分析，根据二力平衡的原理计算出A和B之间摩擦力的大小，然后根据机械效率的公式计算出滑轮组的机械效率。
解答:（1）拉力移动的速度v=nvA=3×0.2m/s=0.2m/s；
拉力F的功率P=Fv=20N×0.2m/s=4W。
（3）物体B保持静止状态，
它受到向左的A施加的摩擦力fAB ， 向右的地面施加的摩擦力f和测力计的拉力F拉 ，
根据二力平衡的条件得到：fAB=F拉+f=22N+8N=30N；
那么滑轮组的机械效率：。
20.答案: 80%；100N
考点:功的计算公式的应用，机械效率的计算
分析:（1）根据W总=Fs计算对物体做的总功，根据W有=Gh计算有用功，根据计算机械效率；
（2）根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，再根据计算斜面对物体的摩擦力。
解答:（1）对物体做的总功W总=Fs=500N×3m=1500J；
对物体做的有用功W有=Gh=800N×1.5m=1200J；
那么斜面的机械效率为：。
（2）克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=1500J-1200J=300J；
斜面对物体的摩擦力：。
三、实验探究题
21.答案: （1）88.9%
（2）高
（3）C
（4）12
考点:机械效率的测量实验
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）根据实验1、2、3组数据分析得出结论；
（3）根据（2）中得到的结论对此时机械效率的范围进行推算；
（4）忽略绳重和摩擦，根据求出被提升物体所受的重力。
解答:（1）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”可知，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应该大于90.9%，而它又不可能是100%，只能为92.1%，故选C；
（4）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 ，
即：；
解得：G=12N。
22.答案: （1）省；高
（2）55.6%；2
（3）大于
（4）盘山公路、引桥
考点:机械效率的计算，机械效率的测量实验
分析:（1）根据表格数据，分析斜面的省力情况与倾斜程度的关系，以及斜面的机械效率与倾斜程度的关系。
（2）根据公式计算斜面的机械效率。根据控制变量法的要求，确定哪些因素相同，哪个因素不同，据此选择对照实验。
（3）对斜面上的物体进行受力分析即可；
（4）根据斜面在日常生活和生产中的应用解答。
解答:（1）根据表格数据可知，斜面越缓，拉力越小，即斜面越省力；斜面越陡，机械效率越高。
（2）此时斜面的机械效率为：。探究斜面的粗糙程度对机械效率的影响时，需要控制斜面的倾斜程度（斜面的高和长）相等，而改变接触面，故选实验4和2。
（3）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物体受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向下的摩擦力和重力的分力，此时F=G分+f，则物体受到的拉力大于物块受到的摩擦力。
（4）斜面在生产和生活中应用广泛，生产或生活中利用斜面的实例：盘山公路、引桥。
四、解答题
23.答案: （1）解：手拉绳子的速度为v2＝3v1＝3×0.3m/s＝0.9m/s，
由P＝ ＝ ＝Fv得，作用在绳子自由端的拉力：F＝ ＝ ＝200N；
答：绳子自由端施加的拉力为200N
（2）解：由η＝ ＝ ＝ ＝ 得，
滑轮组的机械效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝60%；
答：滑轮组的机械效率η为60%；
（3）解：绳子自由端拉下的长度为s＝3h＝3×3m＝9m，
拉力做的总功为W总＝Fs＝200N×9m＝1800J，
有用功：W有＝Gh＝360N×3m＝1080J，额外功：W额＝W总﹣W有＝1800J﹣1080J＝720J
滑轮组克服动滑轮重做的功：W＝G动h＝30N×3m＝90J，
滑轮组克服摩擦力做的功为Wf＝W额﹣W动＝720J﹣90J＝630J。
答：货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功为630J。
考点:速度公式及其应用，功的计算公式的应用，功率计算公式的应用，机械效率的计算
分析:（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，根据计算 v2＝nv1 出绳子移动的速度，然后根据计算出作用在绳子自由端的拉力。
（2）根据公式 计算出滑轮组的机械效率。
（3）首先根据 s＝nh 计算出绳子自由端被拉下的长度，然后根据 W总＝Fs 计算出总功，根据 W有＝Gh 计算出有用功，根据 W额＝W总﹣W有 计算出额外功。而额外功包括两部分，分别为克服动滑轮重力和克服摩擦力，根据 W动＝G动h 计算出克服动滑轮重力做的额外功，再根据 Wf＝W额﹣W动 计算出克服摩擦做的额外功。
24.答案: （1）解：拉力所做的有用功：W有＝Gh＝480N×3m＝1440J
答：拉力所做的有用功为1440J
（2）解：由图可知n＝3，滑轮组的机械效率：η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝80%
答：滑轮组的机械效率为80%；
（3）解：绳子自由端移动的速度：v＝nv物＝3×0.3m/s＝0.9m/s，
因为P＝ ＝ ＝Fv，所以最大拉力：F最大＝ ＝ ＝2000N，
因为η＝ ＝ ＝ ＝ ，所以滑轮组能提升的最大物重：
G最大＝η最大nF最大＝90%×3×2000N＝5400N。
答：在绳子承受范围内，滑轮组能提升的最大物重为5400N。
考点:功的计算公式的应用，滑轮组及其工作特点，机械效率的计算
分析:（1）拉力克服物体的重力做有用功，即W有=Gh；
（2）首先根据图片确定滑轮组承担重力的绳子段数n，然后根据 计算出滑轮组的机械效率。
（3）首先根据v=nv物计算出绳子自由端移动的速度，然后根据P=Fv计算出绳子能够承受的最大拉力，最后根据计算出物体的最大重力。
25.答案: （1）起重机所做的有用功W有=Gh=420kg×10N/kg×5m=2.1×104J；
起重机做的总功W总=W有+W额=2.1×104J+9000J=3×104J；
（2）起重机的机械效率。
考点:功的计算公式的应用，机械效率的计算
分析:（1）根据W有=Gh计算起重机做的有用功，根据W总=W有+W额计算总功；
（2）根据计算起重机的机械效率。(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
3.4.2 杠杆平衡及应用
一、单选题
1.关于杠杆，下列说法正确的是（ ）
A. 力臂一定是杠杆上的一部分
B. 力臂就是从支点到力的作用线的距离
C. 只有在费力情况时才能省功
D. 杠杆平衡时，动力+动力臂与阻力+阻力臂总是相等的
2.在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，如果不计机械自重、绳重和摩擦，所用动力最小的是（ ）
A. B. C. D.
3.下列有关杠杆的说法中错误的是（ ）
A. 等臂杠杆既可以省力又可以省距离
B. 用来剪断铁丝的钢丝钳是省力杠杆
C. 力臂是指从支点到力的作用线的距离
D. 两个小孩坐在跷跷板上，恰好平衡，则两人的重力和他们各自力臂的乘积一定相等
4.台风来袭，会对温州造成了重大的损失，公园的一棵大树被吹倒，需要把它扶起，如图所示四种方案，最省力的方案是（ ）
A. B. C. D.
5.生活中处处有科学。下列日常工具，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A. 独轮车 B. 开瓶器
C. 钓鱼竿 D. 大铡刀
6.小华在做实验时提出了如图所示两个模型，两杠杆均处于平衡状态，甲杠杆上平衡的是两个密度相同但体积不同的实心物体，乙杠杆上平衡的是两个体积相同但密度不同的实心物体（物体的密度都大于水）。如果将它们都浸没在水中，则两杠杆将（ ）
A. 仍保持平衡
B. 都失去平衡
C. 甲仍保持平衡，乙失去平衡
D. 甲失去平衡，乙仍保持平衡
7.如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A. 起子 B. 钢丝钳
C. 剪刀 D. 镊子
8.生活中处处有科学。下列日常工作，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A. 独轮车 B. 开瓶器
C. 钓鱼竿 D. 大铡刀
9.停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（ ）
A. A点 B. B点 C. C点 D. D点
10.如图所示，古代护城河上安装的吊桥，可以看成一个以O为支点的杠杆。一个人通过定滑轮，用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置。若绳子对桥板的拉力为F，L表示F的力臂。关于此过程中L及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是( ) 。
A. L始终在增加，FL始终在增加 B. L始终在增加，FL始终在减小
C. L先增加后减小，FL始终在减小 D. L先减小后增加，FL先减小后增加
二、填空题
11.安全阀常作为超压保护装置。如图是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意图，阀的横截面积S为6cm2 ， OA∶AB=1∶2，若锅炉能承受的最大压强为5.81×105Pa，大气压强为1.01×105Pa，则在B处应挂 N 的重物。若锅炉承受的最大压强减小，为保证锅炉安全，应将重物向 （选填“左”或“右”）移动。
12.根据动力臂和阻力臂的关系，可把杠杆分成 、 和 。
13.使用杠杆时，为了省力，应选用动力臂 阻力臂的杠杆，使用这类杠杆时要 距离；为“了省距离，应选用动力臂 阻力臂的杠杆，使用这类杠杆时要 力。
14.下列杠杆实例：①钓鱼竿②道钉撬、③铡刀、④拔钉子的铁锤、⑤镊子、⑥扳手、⑦人体的前臂，其中属于省力杠杆的是 (填序号，下同)，属于费力杠杆的是 。
15.如图是搬运泥土的独轮车，手在A处抬起独轮车时，它属于 杠杆，车厢和泥土的总重为1000牛，运泥土时从A处抬起独轮车把手的力是F，F的力臂是 米，F的大小至少是 牛。
16.如图所示，某同学在做俯卧撑运动，此时可将他视为一个杠杆。他的重心在A'点，受到的重力为500牛，O为支点。已知OA为0.9米，B到A点的距离BA为0.6米。当他将身体撑起时，双手对地面的压力至少为 牛。若他在1分钟内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4米，则他做俯卧撑过程中的功率为 瓦。
17.在探究杠杆平衡条件的实验中，先要调节杠杆两端的螺母，使杠杆在 平衡，这样做的好处是 。若发现杠杆右端下倾，应将左侧螺母向 移动或将右侧螺母向 移动，使杠杆平衡。
18.如图所示，轻质杠杆每格间距相等，每个钩码重均为1牛，为保持杠杆平衡，需要在A点挂 个同样大小的钩码；若在A点不挂钩码，改用弹簧测力计在C点拉，要使杠杆平衡并使拉力最小，则该力的方向为 ， 大小为 。
19.停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出(如图甲)。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。请完成下列问题：
（1）图乙所示的杠杆属于________杠杆(填省力”或“费力”) ；
（2）若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，且杆重G=150牛，AB=2.8米，AO=0.3米。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F= ________牛。
20.如图所示是一把开瓶盖的新型起子，要打开瓶盖，用力方向应为 (选填 “F”或“F")，从起子的使用情况看，这是一个 杠杆(选填“省力”或“费力”)。
三、实验探究题
21.杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。
[制作步骤]
①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”。
②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A"处；
③系秤纽：在秤杆的“B"处系上绳子：
④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”；
⑤定刻度……
[交流评价]
（1）杆秤是一种测量________的工具：
（2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向________侧移动：
（3）步骤④标零线的目的是________；
（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为________的方法更合理。
小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体……按上述方法直到标出所有刻度。
小息：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份。依次标上相应刻度。
22.某同学在探究“杠杆平衡条件"实验中，将实验数据记录在下表中。
实验序号 动力/牛 动力臂/厘米 阻力/牛 阻力臂/厘米
1 1 10 2 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2 15 1.5 ▲
（1）表格中空缺的实验数据“▲"是 。
（2）该同学在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了 。
四、解答题
23.身高1.7m、重力为500N的小东同学在体育课上做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点。则：（g取10N/kg）
（1）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？
（2）将身体撑起，每次肩膀上升的距离为0.3m，若他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是多少瓦？
24.反思是一种良好的学习品质。
（1）一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2 ， O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1=F2×d2 ， 则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
25.已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg，体积为0.1m3。问：
（1）此木料的密度为多少
（2）如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此本料并恰好水平，其中AO=OB，O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
（3）若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
答案解析部分
一、单选题
1.答案: B
考点:杠杆的平衡条件，力臂的画法
分析:（1）（2）根据力臂的定义判断；
（3）根据功的原理判断；
（4）根据杠杆的平衡条件判断。
解答:力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离，与杠杆本身没有关系，故A错误，B正确；
无论使用什么机械，都不能升高，这是功的原理，故C错误；
当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，故D错误。
故选B。
2.答案: D
考点:杠杆的平衡条件，滑轮组绳子拉力的计算，斜面及其工作特点
分析:（1）根据定滑轮的特点计算拉力；
（2）根据斜面不省功的特点计算拉力；
（3）根据杠杆的平衡条件计算拉力：
（4）根据滑轮组的工作特点计算拉力。
解答:不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：
A.图示是一个定滑轮，定滑轮不省力不费力，则拉力F1=G；
B.根据勾股定理知： ，
图中为斜面做的总功和有用功相等；
即W总=W有；
F2×5m=G×3m，
解得：F2=0.6G；
C.由杠杆平衡条件可得：F3×L2=G×LG ，
F3×5L=G×2L，
解得：F3=0.4G；
D.由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，
则拉力；
因此最小拉力是F4。
故选D。
3.答案: A
考点:杠杆的平衡条件，杠杆的分类，力臂的画法
分析:（1）（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（3）根据力臂的定义判断；
（4）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2判断。
解答:A.等臂杠杆不省力也不费力，故A错误符合题意；
B.用来剪断铁丝的钢丝钳，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B正确不合题意；
C.力臂是指从支点到力的作用线的距离，故C正确不合题意；
D.两个小孩坐在跷跷板上，恰好平衡，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，两人的重力和他们各自力臂的乘积一定相等，故D正确不合题意。
故选A。
4.答案: D
考点:杠杆的平衡条件，动滑轮及其工作特点
分析:根据滑轮的工作特点和杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
解答:（1）A中的绳子系在倾倒的树上，此时直立的树相当于定滑轮，此时不省力不费力；C中绳子系在直立的树上，倾倒的树相当于动滑轮，可以省一半的力。二者比较可知，C比A省力；
（2）C和D的方法相似，但是C的绳子张角更大，因此D比C省力；
（3）B和D的方法相同，只是绳子在倾倒的树上的位置不同。绳子的位置越靠上，动力臂越长，则越省力，因此D比B省力。
则最省力的是D。
故选D。
5.答案: C
考点:杠杆的分类
分析:比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
解答:A.使用独轮车时，车轮为支点，车的重力相当于阻力，作用在手柄上的推力相当于动力，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；
B.使用开瓶器时，它与瓶盖上表面接触的位置为支点，阻力作用在瓶盖下端的边缘处，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；
C.使用钓鱼竿时，靠近胸口的手为支点，动力作用在鱼竿中间，阻力作用在鱼竿顶端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；
D.使用铡刀时，刀片与底座相连的轴为支点，阻力作用在刀口中间，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选C。
6.答案: C
考点:杠杆的平衡条件
分析:分别计算出左右两边力和力臂的乘积，然后比较大小即可。
解答:（1）甲杠杆：
浸没水中之前：G1L1=G2L2；
ρ物gV1×L1=ρ物gV2×L2；
则V1×L1=V2×L2；
浸没水中后左端力和力臂的乘积为：
（G1-F浮1）×L1=（ρ物gV1-ρ水gV1）×L1=（ρ物-ρ水）gV1×L1 ，
浸没水中后右端力和力臂的乘积为：
（G2-F浮2）×L2=（ρ物gV2-ρ水gV2）×L2=（ρ物-ρ水）gV2×L2 ，
所以浸没水中后，左右两端力和力臂的乘积相等，
故杠杆仍然平衡。
（2）乙杠杆：
浸没水中之前：G1L1=G2L2；
ρ1gV×L1=ρ2gV×L2 ，
浸没水中后左端力和力臂的乘积为：
（G1-F浮1）×L1=（ρ1gV-ρ水gV）×L1=ρ1gV×L1-ρ水gV×L1 ，
浸没水中后右端力和力臂的乘积为：
（G2-F浮2）×L2=（ρ2gV-ρ水gV）×L2=ρ2gV×L2-ρ水gV×L2 ，
因为L1＜L2 ，
所以，左端力和力臂的乘积大于右端力和力臂的乘积，
故杠杆左端下沉。
故选C。
7.答案: D
考点:杠杆的分类
分析:比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
解答:A. 起子与瓶盖接触的上端为支点，阻力作用在瓶盖的下部边缘上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；
B.钢丝钳中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；
C.剪刀阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C不合题意；
D.两个镊片相连的位置为支点，阻力作用在尖端，动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
8.答案: C
考点:杠杆的分类
分析:比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
解答:A.使用独轮车时，车轮为支点，重力为阻力，作用在重心上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；
B.使用开瓶器时，它与瓶盖上表面的接触点为支点，阻力作用在瓶盖下面，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；
C.使用钓鱼竿时，靠近胸口的手所在的位置为支点，动力作用在鱼竿的中间，而阻力作用在鱼竿的顶端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；
D.使用大铡刀时，刀片顶端的转轴为支点，阻力作用在刀口中间，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选C。
9.答案: D
考点:杠杆的平衡条件
分析:根据杠杆的平衡条件分析判断。
解答:根据图片可知，将后轮提起时，前面的车轮相当于杠杆的支点，阻力为自行车的重力，动力为手提的力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，D点的动力臂最长，则此时最省力，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
10.答案: C
考点:杠杆的平衡条件
分析:力臂是从杠杆的支点到力的作用线的距离，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
解答:在吊桥升起的过程中，当绳子与吊桥桥板垂直时，动力臂等于桥板的长度，此时动力臂L最长，则动力臂的变化情况为：先增大后减小。
在吊桥升起的过程中，它的重力保持不变，而阻力臂L2却在不断的减小.根据F1L1=F2L2得到：FL=G×L2 ， 那么FL的乘积减小，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
二、填空题
11.答案: 96；右
考点:压强的大小及其计算，杠杆的平衡条件
分析:（1）A点受到的向上的压力等于内外压力差，由压强公式可求得A点处杠杆所受到的压力，则由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知B处应挂物体的重力。
（2）根据锅内压强的变化分析A点受到向上压力的变化，再根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析重物对应力臂的长度变化即可。
解答:（1）A点受到向上的压力为：
F=△pS=（5.81×105Pa-1.01×105Pa）×6×10-4m2=288N；
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知：F OA=G OB；
因OA：AB=1：2，故OA：OB=1：3，
得到：288N×1=G×3；
解得：G=96N。
（2）若锅炉承受的最大压强减小，则A点受到的蒸汽压力FA减小。此时A点的力臂OA不变、重物的重力G不变，根据杠杆平衡条件G LG=FA OA可知，此时应减小重物的力臂，所以应将应将重物向右移动。
12.答案: 省力杠杆；等臂杠杆；费力杠杆
考点:杠杆的分类
分析:如果动力臂大于阻力臂，那么为省力杠杆；如果动力臂等于阻力臂，那么为等臂杠杆；如果动力臂小于阻力臂，那么为费力杠杆，据此分析解答。
解答:根据动力臂和阻力臂的关系，可把杠杆分成省力杠杆、等臂杠杆和费力杠杆。
13.答案: 大于；费；小于；费
考点:杠杆的分类
分析:根据杠杆分类的知识，以及不同杠杆的特点分析解答。
解答:使用杠杆时，为了省力，应选用动力臂大于阻力臂的杠杆，使用这类杠杆时要费距离；为了省距离，应选用动力臂小于阻力臂的杠杆，使用这类杠杆时要费力。
14.答案: ②③④⑥；①⑤⑦
考点:杠杆的平衡条件
分析:如果动力臂大于阻力臂，那么为省力杠杆；如果动力臂等于阻力臂，那么为等臂杠杆；如果动力臂小于阻力臂，那么为费力杠杆，据此分析判断。
解答:①使用钓鱼竿时，靠近胸口的手所在的位置看作支点，阻力作用在鱼竿的顶端，而另一只手的动力施加在鱼竿的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
②使用道钉撬时，锤头与地面接触的凸起位置为支点，阻力作用在豁口处，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
③使用铡刀时，转轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
④拔钉子的铁锤，锤子与木头接触的凸起为支点，阻力作用在羊角处，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
⑤使用镊子时，两个镊片相连的位置为支点，阻力作用在尖端，而动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
⑥使用扳手时，夹住的螺母相当于支点，阻力作用在夹口处，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
⑦人前臂的动作的支点在肘关节。肱二头肌收缩提供动力，而物体的重力相当于阻力，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
则属于省力杠杆的是②③④⑥；属于费力杠杆的是①⑤⑦。
15.答案: 省力；1.6；250
考点:杠杆的平衡条件，杠杆的分类
分析:（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）力臂是从杠杆的支点到力的作用线的距离。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
解答:（1）根据图片可知，车轮的轴承位置相当于支点，车厢和泥土的重力相当于阻力，阻力臂为0.4m；A点的力为动力，动力臂为1.6m，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
（2）根据图片可知，动力F的力臂是1.6m，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×1.6m=1000N×0.4m；
解得：F=250N。
16.答案: 300；60
考点:功率计算公式的应用，杠杆的平衡条件
分析:（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算。
（2）首先根据W=Fs计算出1min内做的总功，再根据计算出他做功的功率。
解答:（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×OB=G×OA；
F1×（0.9m+0.6m）=500N×0.9m；
解得：F1=300N；
（2）1min内做的总功W=Fs=300N×（0.4m×30）=3600J；
他做功的功率为：。
17.答案: 水平位置；便于直接读取力臂的大小；左；左
考点:探究杠杆的平衡条件实验
分析:（1）当杠杆在水平位置平衡时，由于钩码对杠杆的拉力竖直向下，与杠杆垂直，那么此时从挂钩码处到支点的距离就是力臂，通过上面的刻度很容易读出力臂的大小。
（2）平衡螺母总是向杠杆上翘的那端调节。
解答:（1）在探究杠杆平衡条件的实验中，先要调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于直接读取力臂的大小。
（2）若发现杠杆右端下倾，左端上翘，则应将左侧螺母向左移动或将右侧螺母向左移动，使杠杆平衡。
18.答案: 4；竖直向上；4牛
考点:杠杆的平衡条件
分析:（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算。
（2）当以支点到力的作用点之间的线段为力臂时最长，此时动力最小，据此分析计算。
解答:（1）设杠杆上每格长度为L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：n×1N×2L=2N×4；
解得：n=4。
（2）如果在C点施加拉力，那么以OC为动力臂时最长，此时动力最小，则该力的方向为竖直向上。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×2L=2N×4；
解得：F1=4N。
19.答案: （1）费力
（2）550
考点:杠杆的平衡条件，杠杆的分类
分析:（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
解答:（1）根据乙图可知，O点为支点，F为动力，G为阻力，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2）根据乙图可知，动力臂为L1=OA，阻力臂为：；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×OA=G×L2；
F×0.3m=150N×1.1m；
解得：F=550N。
20.答案: F2；省力
考点:杠杆的分类
分析:（1）瓶盖对起子的阻力向下，要想打开瓶盖，起子对瓶盖的作用力必须向上，据此分析；
（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）根据图片可知，当用力方向为F1时，起子对瓶盖的作用力向下；当用力方向为F2时，起子对瓶盖的作用力向上，可以打开瓶盖。
（2）如下图所示，此时动力臂大于阻力臂，起子为省力杠杆。
三、实验探究题
21.答案: （1）质量
（2）右
（3）避免杆秤 自身重力对称量的干扰
（4）小思
考点:杠杆的平衡条件
分析:（1）根据杆秤上面标注的物理量的单位分析解答；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析动力臂的长度变化即可；
（3）杆秤自身也有重力，它也会对杠杆的平衡产生影响。步骤④中标注零线，可以将自身重力对称量的影响平衡掉，从而保证测量结果的准确性。
（4）可从标注的准确性和快捷性等角度分析判断。
解答:（1）根据题目可知，杆秤的量程为20g，而“g”是质量单位，所以杆秤是一种称量质量的工具。
（2）当在秤盘上放置物体称量时，左盘的质量会增大，根据杠杆的平衡条件：G左×L2=G秤砣×L1可知，秤砣的力臂L1会增大，则秤砣应该从“0”刻度向右侧移动。
（3）步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰；
（4）小思的方法只需测量1次，然后就能利用刻度尺标注刻度，方便快捷；采用平均法标注刻度，还可以保证刻度的均匀性，减小测量的误差，因此我认为小思的方法更合理。
22.答案: （1）20
（2）获取多组实验数据，归纳出科学规律
考点:杠杆的平衡条件
分析:（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算。
（2）在科学研究中，多次测量的目的：①求平均值减小测量误差；②获取多组数据，得到普遍规律，据此分析解答。
解答:（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：2N×15cm=15N×L2 ， 解得：L2=20N；
（2）该同学在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了：获取多组实验数据，归纳出科学规律。
四、解答题
23.答案: （1）解：由图可知，动力臂L1＝0.9m+0.6m＝1.5m，
阻力臂L2＝0.9m，阻力等于重力为G＝500N，
由杠杆平衡条件可得：FL1＝GL2；即：F1×1.5m＝500N×0.9m；
故地面对手的作用力F＝300N
答：若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要300N
（2）解： 肩膀每次上升距离为0.3m，则每次做功W=Fs=300N×0.3m=90J；
1min做的总功：W总＝nW＝15×90J＝1350J，
功率：P＝ ＝ ＝22.5W
答：若他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是22.5W。
考点:功率计算公式的应用，杠杆的平衡条件
分析:（1）根据图片确定杠杆的动力、阻力，动力臂和阻力臂，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出地面对手的作用力。
（2）首先根据W=Fs计算出每次做的功，再根据W总＝nW计算出1min做的功，最后根据计算出他的功率。
24.答案: （1）小宁的想法不正确
如果硬棒AB在F1的作用下绕固定点O发生转动的方向，与在F2的作用下绕固定点O发生转动的方向相同，那么即使F1×d1=F2×d2成立，硬棒AB也不可能保持静止状态或匀速转动。
（2）条件：物重G大于动滑轮重G动(G>G动)
证明过程：在不计绳重和摩擦的情况下，F=
因为FG动
考点:杠杆的平衡条件，动滑轮及其工作特点
分析:（1）力的作用效果与力的大小、作用点和方向有关。在杠杆中，杠杆平衡需要满足的条件：①力和力臂的乘积相等；②两个力使杠杆的转动方向相反，据此分析解答。
（2）在动滑轮上，承担重力的绳子有2段，那么自由端的拉力为 ，然后再结合“拉力小于物重”列出不等式计算出即可。
25.答案: （1）解：ρ= =600 Kg/m3
（2）解：G=mg=60kg×10N/kg=600N
以A为支点，根据杠杆平衡条件F1×l1=F2×l2
得F乙×AB=G
即F乙= =0.5G=300N
（3）解：当乙的作用点向O点靠近时，此时作用点记为B’
以A为支点，根据杠杆平衡条件： F1×l1=F2×l2
得：F×AB’= G×AO
即F乙=G×AO /AB’
因为AB’减小，而G×AO不变，所以F乙变大
而F乙+F甲=G，所以F甲变小
考点:密度公式的应用，杠杆的平衡条件
分析:（1）已知质量和体积，根据公式 计算木料的密度；
（2）首先根据G=mg计算出木料的重力，然后将A看做杠杆的支点，木料的重力看做阻力，阻力臂为AO，B点的支持力为动力，动力臂为AB，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算乙对木料的作用力。
（3）当乙的作用点向O点靠近时，乙的动力臂逐渐减小，根据杠杆的平衡条件 F1×l1=F2×l2 分析乙对木料作用力的变化，最后根据二力平衡F乙+F甲=G判断甲对木料作用力的大小即可。
