浙教版科学九年级上册3.4简单机械 能力提升练习题
一、单选题
1．（2021九上·杭州期中）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．（2021九上·杭州期中）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．（2021九上·杭州期中）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．（2021九上·乐清月考）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
5．（2021九上·温州月考）如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体、使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系是（ ）
A．F甲＜F乙 P甲=P乙 B．F甲＞F乙 P甲＞P乙
C．F甲＞F乙 P甲=P乙 D．F甲＜F乙 P甲＜P乙
6．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(五)）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
7．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(三)）如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是（ ）
A．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变
B．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
C．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大
D．吊臂是一个省力的杠杆
8．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(一)）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
9．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(一)）在如图所示的一些杠杆中，O为支点，关于作用力F的力臂L，下列图示正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
10．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(一)）如图所示，某同学撬开石头时，分别用F1、F2、F3的力作用于A点，其中力臂最长的力是（ ）。
A．F1 B．F2 C．F3 D．F1与F3
11．（2021·鄞州模拟）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
12．（2021·龙港模拟）在“富国强军”的时代要求下，大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是（ ）
A． B．
C． D．
13．（2021九下·杭州开学考）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的（ ）
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
14．（2020九上·江北期末）如图所示，分别用拉力 F1、F2、F3、F4 匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力、绳重及摩擦，则所用拉力最小的是（ ）
A． B． C． D．
15．（2020九上·西湖月考）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
16．（2020九上·杭州月考）如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为fB和fC，则下列判断正确的是（ ）
A．fB＞fC B．fB＜fC C．ηB＜ηC D．ηB=ηC
17．（2020九上·慈溪月考）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5N。已知A的质量是1Kg，B的质量为0.5kg。不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中不正确的是（ ）
A．物体A对地面的压力为10N
B．物体A受到向右的摩擦力
C．物体B受到的摩擦力为5N，方向水平向左
D．在运动过程中将拉力增大到12N，弹簧测力计的示数仍为5N
18．（2020九上·吴兴月考）如图所示，要使杠杆平衡，作用在 A 点上的力分别为F1、F2、F3 ，其中最小的力是（ ）
A．沿竖直方向的力 F 1 B．沿垂直杠杆方向的力 F 2
C．沿水平方向的力 F 3 D．无论什么方向用力一样大
19．（2020九上·吴兴月考）某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，如图所示，并测算了各次实验装置的机械效率。关于他的实验过程，下列说法中不正确的是（ ）
A．由①②可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B．由②③可知：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越低
C．在①实验中，应匀速竖直向上拉动绳子
D．为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
20．（2020九上·杭州月考）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆 B．F变大，杠杆是省力杠杆
C．F不变，杠杆是费力杠杆 D．F变大，杠杆是费力杠杆
二、填空题
21．（2021九上·温州月考）某工人用如图所示的装置，将重150N的木块在10s内竖直向上匀速提升4m，此装置是 滑轮（选填“定”或“动”），该工人拉力的功率为 W（滑轮和绳的重力、摩擦均不计）。
22．（2021九上·宁波月考）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）
23．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(五)）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 。
24．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(二)）如图所示，轻质杠杆0A中点悬挂一重为60牛的物体C，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是 。保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置，该过程中力F将 。
25．（2021·嘉善模拟）如图装置，杆总长2米，套环与杆重忽略不计。某健身者体重500牛，臂力700牛，通过该装置将280牛的重物拉起，至少需将套环移至离墙壁 米处，此杠杆为 杠杆。（选填“省力”、“费力”或“等臂”）
26．（2021九下·绍兴月考）如图所示，质地均匀的圆柱体，重力为G0在推力的作用下，由实线位置匀速转到高为H的台阶虚线所示位置，OA为圆柱体横截面的直径。整个过程中，圆柱体在转动过程中不打滑。在A点施加一个力推动圆柱体，所用力最小的是 （选填“F1”“F2”“F3”）。缓慢推动圆柱体，保持推力始终重直OA，则推力的变化是 。
三、实验探究题
27．（2021九上·杭州期中）小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
⑴实验前，将杠杆中点置于支架上，杠杆处于水平静止状态。
⑵某同学用如图乙装置通过多次实验操作及数据分析出杠杆平衡的条件是：动力×动力作用点到支点的距离＝阻力×阻力作用点到支点的距离，你认为他的结论 （选填：“可靠”或“不可靠”）；
⑶如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 。（选填仍保持平衡/左端下沉/右端下沉）；
⑷取下A点下方所挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直 （选填：“向上”或“向下”）拉杠杆，才能使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为F1，如果将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为F2，则F2 F1（选填：“＞”“＝”或“＜”）。
28．（2021·宁波模拟）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： 。
29．（2021九下·鄞州月考）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）如图a所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向旋 （选填“左”或“右”）。
（2）如图b所示，在A位置上挂两个相同钩码，应该在B位置挂上 个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
（3）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
30．（2020九上·鄞州月考）杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡测得OA=5cm，OB=10cm。
（1）计算秤砣的质量m砣 = kg
（2）小金在B处标的刻度应为 kg。若图中OC=2OB，则C处的刻度应为 Kg
（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数 （选填“<”或“>”)2kg，由此可知一杆杄秤不能随意更换秤砣 。
31．（2020九上·杭州月考）
（1）如图所示，F1是作用在抽水机手柄A点处的动力，O为支点。请画出动力F1的力臂和阻力F2。
（2）如图所示，AOB为一轻质杠杆（杠杆自重不计），O为支点，OB=AB，在杠杆的B端挂一重20牛的重物，要使杠杆平衡，则在A端施加力最小力F的方向并标出力的大小及F的力臂。
（3）如上右图所示，一轻质杠杆在力F1、F2的作用下处于静止状态，L1是力F1的力臂，请在图中画出F2的力臂L2和力F1的示意图。
32．（2020·台州模拟）小毛利用身边的器材做实验，验证杠杆的平衡条件。
（1）将塑料直尺放在削成楔形的橡皮上，使其处于 平衡，如图甲所示。则支点O与直尺的 一定在同一竖直线上；
（2）往直尺两端放不同数量的相同硬币，并调节硬币位置，使直尺在水平位置平衡，如图乙所示。小明测出乙图中的l1、l2作为力臂的大小，发现G1×l1≠G2×l2。原因是 。
四、解答题
33．（2021九上·杭州期中）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？
34．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(五)）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。
35．（2021·下城模拟）两块质量分布均匀的相同长方体木块甲和乙，重力均为 G，长度均为 L，如图叠放，恰好能在水平桌面上处于静止状态。
（1）乙右端与甲右端之间的最大水平距离为 。
（2）求乙右端与桌面右端之间的最大水平距离。
36．（2021九下·杭州开学考）工人用图示装置在10秒内将质量为45千克的货物匀速提升2米，此过程中拉力的功率为120瓦。(g取10牛/千克)求：
（1）拉力做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人用此装置匀速提升其他货物时候，额外功占总功的20%，则工人提升货物的重力和拉力分别为多少（不计绳重和摩擦）？
37．（2020九上·杭州期末）如图所示是小乐利用滑轮组打捞水下重物的示意图。已知该重物体积为0.018m3、重力为540N，动滑轮所受重力为180N，不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力(ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg)。
（1）此重物浸没在水中时受到的浮力是多少？
（2）为了让重物在水中以0.1m/s的速度匀速上升，小乐需提供多大的拉力？拉力的功率为多少？ (重物在 此过程中未露出水面)
（3）若重物完全出水后继续匀速上升，此时滑轮组机械效率为多少？(不考虑重物出水前后质量的变化)
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；力臂的画法
【解析】【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，都不能省功 ，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】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【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】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；力臂的画法
【解析】【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】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【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。
5．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】对滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算拉力的大小，然后进行比较。不计摩擦、动滑轮重力和绳重，那么不做额外功，此时有用功等于总功，根据P=Fv比较拉力做功的功率大小。
【解答】（1）不计摩擦、动滑轮重力和绳重，
甲：滑轮受到向上的拉力F甲，向下的两个拉力，都等于物体的重力G。根据二力平衡的知识得到：F甲=2G；
乙：滑轮受到向上的两个拉力F乙，向下的拉力等于物体的重力。根据二力平衡的知识得到：；
则F甲>F乙。
（2）不计摩擦、动滑轮重力和绳重，
那么不做额外功，此时有用功等于总功。
根据P=Fv=Gv可知，拉力的功率相等。
即P甲=P乙。
故选C。
6．【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【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。
7．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）（2）（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】根据图片可知，O点为支点，货物的重力为阻力，伸缩撑杆的支持力为动力。在匀速缓慢顶起吊臂的过程中，阻力F2和动力臂L1保持不变，而阻力臂L2不断减小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，伸缩支撑杆的支持力不断减小，故B正确，而A、C错误；
由于动力臂小于阻力臂，因此吊臂是一个费力杠杆，故D错误。
故选B。
8．【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【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。
9．【答案】A
【知识点】力臂的画法
【解析】【分析】力臂是从支点到力的作用线的垂线段的长度，据此分析判断。
【解答】A.O点为支点，L是从支点到动力作用线的垂线段，则L是动力臂，故A正确；
B.O点为支点，此时L从支点O开始，但是并没有与F的作用线垂直，不是动力臂，故B错误；
C.力臂是从杠杆的支点O开始，到力的作用线结束，故C错误；
D.线段L不是从杠杆的支点O开始的，故D错误。
故选A。
10．【答案】B
【知识点】杠杆中最小力问题
【解析】【分析】力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离，据此分析判断。
【解答】事实证明，从杠杆的支点到力的作用点的距离是最长的力臂。题目中杠杆是直的，则以O点到A点之间的杠杆长度为力臂时最长，此时动力应该与杠杆垂直，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
11．【答案】C
【知识点】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
【解析】【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。
12．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断。
【解答】将左边的支架看做支点，右端支架的支持力为动力，主梁的长度为动力臂；物体的重力为阻力，物体到左支架的距离为阻力臂。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×L主梁=G×（L主梁-s）；
F×L主梁=G×（L主梁-vt）；
解得：F=G-；
G、v和L主梁都是定值，因此支持力F与速度v成一次函数关系，图像为一条从坐上到右下的直线，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
13．【答案】C
【知识点】增大或减小压强的方法；杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积；
（2）比较动力臂和阻力臂的长度大小，从而确定杠杆的分类；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）动力臂越长越省力，据此分析判断。
【解答】A.刀刃的厚薄不能改变作用在刀上的压力，但是可以减小受力面积而增大对甘蔗的压强，故A错误；
B.左边的转轴为支点，甘蔗对刀刃产生阻力，手对刀柄产生动力，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂L1和阻力F2不变时，甘蔗放在a点不在b点时阻力臂L2更小，此时甘蔗被切断时的动力F1会更小，故C正确；
D.F2与刀柄垂直，此时刀柄的长度就是动力臂，而F1的方向不与刀柄垂直，则此时的动力臂小于刀柄长度，则前者的动力臂大于后者，因此前者比后者更省力，故D错误。
故选C。
14．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据定滑轮和动滑轮的特点分析判断。
【解答】A、B、C三图中，使用的都是定滑轮，定滑轮不省力不费力，拉力的大小与拉力的方向无关，因此拉力F1=F2=F3=G；D图中使用动滑轮，动滑轮可以省一半的力，即F4=，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
15．【答案】D
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件
【解析】【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。
16．【答案】B
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】已知高度相同，根据公式W=Gh可求有用功的大小，还知道拉力的大小和通过的路程大小，根据公式W=Fs可求拉力做的总功；根据比较机械效率的大小。
【解答】同一物体升高的高度相同，根据公式W有=Gh可知，有用功相同；
因为CA＞BA，拉力相同，根据公式W总=Fs可知，F2做的功多；
有用功相同，F2做的总功多，由可知，其机械效率低，即ηB＞ηC，故C、D错误。
影响滑动摩擦力大小的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度；
物体分别沿斜面BA和CA运动，可认为接触面的粗糙程度相同，斜面越陡，则压力越小，滑动摩擦力越小，则fB＜fC，故B正确，A错误。
故选B。
17．【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）物体A对地面的压力等于A和B的总重力，即F压=GA+GB；
（3）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识分析；
（2）首先根据
计算绳子对物体A的拉力，然后根据相互作用力原理计算出B对A的摩擦力，然后分析二者是否平衡。如果二力平衡，那么A就不受地面的摩擦力；
（4）根据影响摩擦力的因素分析B受到的摩擦力是否改变，再根据二力平衡的知识分析测力计的示数是否改变。
【解答】物体A对地面的压力为：F压=GA+GB=（1kg+0.5kg）×10N/kg=15N，故A错误符合题意；
物体B处于静止状态，它受到的拉力和摩擦力相互平衡，因此摩擦力f=F示数=5N．因为拉力的方向向右，所以摩擦力的方向向左，故C正确不合题意；
B.不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，绳子对物体A的拉力为：
；
根据相互作用力的规律可知，B对A的摩擦力大小为5N，方向向右；
那么A受到向左的拉力5N，向右的摩擦力5N，二者相互平衡，故正确不符合题意；
D.无论物体A的移动速度如何，对B和A之间的压力以及接触面的粗糙程度都没有影响，因此B受到的摩擦力还是5N，测力计的示数保持3N不变，故D正确不合题意。
故选A。
18．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断。
【解答】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最长时，动力最小。根据图片可知，F2与杠杆垂直，从支点O到A的杠杆长度就是动力臂，此时最长，因此动力最小，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
19．【答案】B
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据图片比较①②的机械效率是否不同即可；
（2）将②③的物重与机械效率的大小进行比较即可；
（3）根据动滑轮的特点判断；
（4）根据减小误差的方法判断。
【解答】A.在实验①②中，绳子的绕法不同，但是机械效率相同，因此得到结论：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，故A正确不合题意；
B.在实验②③中，③中的物体重力大，机械效率也高，因此得到：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越高，故B错误符合题意；
C.在使用动滑轮时，只有绳子之间相互平行，此时的动力臂才最长，也最省力，因此提升重物时，自由端的拉力应该沿竖直方向，故C正确不合题意；
D.结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律，故D正确不合题意。
故选B。
20．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析拉力F的大小变化，根据动力臂和阻力臂的大小确定杠杆的分类。
【解答】根据杠杆的平衡条件得到：G×L2=F× OA；
在杠杆转动的过程中，阻力臂L2逐渐变大而动力臂OA保持不变，那么动力F增大；
因为动力臂大于阻力臂，所以杠杆是省力杠杆。
故选B。
21．【答案】动；60
【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）固定不动的滑轮叫定滑轮，跟随物体一起移动的滑轮叫动滑轮；
（2）不计滑轮和绳子的重力与摩擦，那么不做额外功，即工人拉力做的总功与克服木块做的有用功相等，即根据W=Gh计算出功，再根据计算拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮跟随物体一起上下移动，为动滑轮；
（2）工人拉力做功：W=Gh=150N×4m=600J；
工人拉力的功率：。
22．【答案】（1）省力
（2）375；5×106
【知识点】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
【解析】【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。
23．【答案】9000焦；10800焦；83.3%
【知识点】机械效率的计算
【解析】【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。
24．【答案】30牛；不变
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算。
（2）注意分析动力臂和阻力臂的比值是否发生改变即可。
【解答】（1）根据图片可知，O为支点，G为阻力，阻力臂为；F为动力，动力臂为OA。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×OA=60N×；
解得：F=30N。
（2）原来杠杆在水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件得到：①；
在杠杆提升的过程中，如下图所示：
△OCC'与△OAA'相似，则②；
根据杠杆的平衡条件得到：③；
①②③联立得到：F=F'；
则该过程中F大小不变。
25．【答案】1.12；费力
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）当人向下拉动物体时，能够产生的最大拉力等于人体的重力，据此分析杠杆的平衡条件列式计算；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而进行杠杆的分类。
【解答】（1）定滑轮不省力不费力，因此杠杆右端产生的拉力F2=280N；
人能产生的最大拉力F1=G=500N；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：500N×L1=280N×2m；
解得：L1=1.12m。
（2）此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
26．【答案】F2；变小
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）当以杠杆的支点到力的作用点的线段为动力臂时最长，此时最省力；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1-F2L2分析判断。
【解答】（1）在圆中，最长的线段就是直径。根据图片可知，当推动圆柱体时，O点为支点，推力F2的方向与直径垂直，此时动力臂等于直径。由于此时动力臂最长，所以最小的力是F2。
（2）缓慢推动圆柱体时，圆柱体的重力为阻力。推力始终垂直OA，那么动力臂L1不变，而阻力臂L2逐渐减小，根据杠杆的平衡条件F1L1-F2L2可知，推力逐渐减小。
27．【答案】不可靠；左端下沉；向上；＞
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（2）决定杠杆能否平衡的不是杠杆的支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的垂直距离，即力臂；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可；
（4）当杠杆的支点在一侧时，只有两个力的方向相反，杠杆才可能平衡；当杠杆的支点在两个力的中间时，只有两个力的方向相同时，杠杆才可能平衡。比较动力臂的长度变化，从而确定动力的大小。
【解答】（2）杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，因此我认为它的结论不可靠。
（3）设钩码的重力为G，杠杆上每格的长度为L，则移动后：
左边：3G×3L=9GL；
右边：2G×4L=8GL；
因此左边乘积大于右边乘积；
所以杠杆左边下沉。
（4）根据丙图可知，杠杆的支点在两个力的左侧，因此两个力的方向必须相反，即在C点竖直向上拉杠杆。
如果将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平位置平衡，由于动力臂变小了，那么动力变大了，即F2>F1。
28．【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
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【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。
29．【答案】（1）右
（2）1
（3）变大
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）平衡螺母总是向轻的那端调节；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算；
（3）分析动力臂的长度变化，再根据杠杆的平衡条件判断测力计示数的变化。
【解答】（1）根据图a可知，杠杆的左端下沉，右端上翘，那么杠杆的右端轻，因此平衡螺母应该向右调节。
（2）设一个钩码的重力为G，一格长度为L，根据杠杆的平衡条件得到：2G×2L=nG×4L，解得：n=1。
（3）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，动力臂的长度变小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，弹簧测力计的示数将变大。
30．【答案】（1）1
（2）2；4
（3）<
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2计算秤砣的质量；
（2）秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，由此知O处为0刻度，由此知B处标的刻度值，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出C处的刻度值。
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】（1）由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：
m物g×AO=m砣g×OB；
m物×AO=m砣×OB；
2kg×5cm=m砣×10cm；
解得：m砣=1kg；
（2）秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，由此知O处为0刻度，
秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，所以在B处标的刻度应为2kg；
秤砣在C处时杆秤恰好水平平衡，此时秤盘上放的重物质量为m，
则mg×AO=m砣g×OC；
所以m×AO=m砣×2OB；
m×5cm=1kg×2×10cm；
解得：m=4kg，
所以C处刻度应为4kg。
（3）由杠杆的平衡条件可知：G物×OA=G砣×l，G物×OA的值不变，G砣增大，力臂l变小，读数变小，故读数小于2kg。
31．【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：如图所示：
（3）解：如图所示：
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）当杠杆的支点在中间时，阻力和动力的方向基本一致，杠杆才能平衡。力臂是从支点到力的作用点的距离，据此完成作图。
（2）在杠杆上，当以支点到力的作用点的线段为动力臂时最长，此时动力最小。首先根据勾股定理计算出最长的动力臂的长度，再根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算动力的大小，最后完成作图。
（3）力臂是从支点到力的作用点的距离；力臂和力的作用线相互垂直，据此完成作图。
【解答】（1）将抽水机的手柄看做杠杆，支点为O，动力和阻力在支点的两侧。此时阻力和动力的方向应该基本一致，因为动力是竖直向上的，所以阻力的方向也是竖直向上的。
从支点O作动力F1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）将支点O与动力作用点A连接，此时OA就是最长的动力臂。通过动力作用点A作OA的垂线，在向上的方向上标上箭头。
根据勾股定理可知，因为OB=AB，所以斜边；
根据杠杆的平衡条件得到：G×OB=F×OA；
20N×OB=F×；
解得：F=。
作图如下：
（3）从支点O作阻力F2的作用线的垂线，O到垂足之间的距离为阻力臂L2；从动力臂L1的末端作动力臂的垂线，其与杠杆相交的点为动力作用点，沿垂线的方向向下标上箭头标上动力F1，如下图所示：
32．【答案】（1）水平位置；重心(或中心)
（2）力臂应是支点到硬币重力作用线的距离
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）当直尺处于平衡状态时，那么它受到向上的支持力和向下的重力是平衡力。根据二力平衡的条件可知，两个力肯定在同一直线上。因为重力的作用点为重心，而重力作用线通过重心，所以支点O与直尺的重心在同一竖直线上；
（2）根据乙图可知，两个长度并不是力臂的长度。因为杠杆上的压力由硬币的重力产生，而硬币的重力作用线经过它们的重心，所以力臂应该是现在的长度加上硬币的半径的长度，那么杠杆不平衡的原因就是力臂的定义不明确。
【解答】（1）将塑料直尺放在削成楔形的橡皮上，使其处于水平位置平衡，如图甲所示。则支点O与直尺的重心一定在同一竖直线上；
（2） 小明测出乙图中的l1、l2作为力臂的大小，发现G1×l1≠G2×l2。原因是：力臂应是支点到硬币重力作用线的距离 。
33．【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。
【知识点】功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【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。
34．【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。
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【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。
35．【答案】（1）L/2
（2）解：当乙伸出甲的长度达最大时，设甲伸出桌子右端最大长度为L2。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2
有G（L/2-L2）=GL2
则L2=L/4
故有L3=L1+L2=L/2+L/4=3L/4
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据二力平衡的知识和重心的位置解答；
（2）将甲和乙看做一个杠杆，桌子的右边为支点O，甲的重力相当于阻力，作用在甲的1/2处；乙的重力对甲产生的压力相当于动力，作用在甲的右边缘处，而力臂为甲的右边缘到桌边的距离，然后根据杠杆的平衡条件列式计算，最后将阻力臂L2与乙相对甲伸出的长度相加即可。
【解答】（1）根据图片可知，乙的重力作用在它长度的1/2处。当它向右移动时，只要重力作用线通过甲，乙就能保持平衡。当乙的重力作用线超过甲的右边缘时，乙就会从上面掉下来，因此乙相对甲能够伸出的最大长度为L/2，那么乙右端与甲右端之间的最大水平距离为：。
（2）当乙伸出甲的长度达最大时，设甲伸出桌子右端最大长度为L2。
那么甲的重力的力臂为：；乙的重力的力臂为L2；
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：
；
解得：；
故乙右端与桌面右端之间的最大水平距离：L3=L1+L2=。
36．【答案】（1）W有=Gh=mgh=900J
（2）W总=Pt=1200J η1=W有/W总=75%
（3）W额=W总-W有=300J G轮=W额/h=150N η2=1-20%=80% 80%=G物/(G物+G轮)
G物=600N
F=G物+G物/3=250N
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【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W总=Pt计算出拉力做的总功，再根据计算出滑轮组的机械效率；
（3）当提升45kg的物体时，首先根据W额=W总-W有计算出克服动滑轮重力做的额外功，再根据计算出动滑轮的重力。
当额外功站总功的20%时，首先根据η2=1-20%计算出此时滑轮组的机械效率，再根据公式计算出此时提升物体的重力，最后根据计算此时提升货物的拉力即可。
37．【答案】（1）解： V排=V物=0.018m3
F浮= ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.018m3=180N
（2）解：F拉= (G物-F浮+G动)= (540N-180N + 180N)=180N
P= F拉v= 180N×0.1m/s×3=54W
（3）解：不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，当重物完全出水后
F 拉= (G物+Ga)= (540N + 180N) = 240N
η= ×100%= 75%
【知识点】浮力大小的计算；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
【解析】【分析】（1）物体浸没在水中时，它排开水的体积等于自身体积，即V排=V物，然后根据阿基米德原理F浮= ρ水V排g计算它受到的浮力。
（2）当动滑轮和物体一起向上匀速直线上升时，二者之间绳子上的拉力F=G物-F浮力。而动滑轮上自由端的拉力，然后根据功率的计算式P= F拉v计算拉力的功率即可。
（3）当重物完全出水后，它不再受到浮力，首先根据 计算出此时的拉力，再根据 计算出滑轮组的机械效率。
1 / 1浙教版科学九年级上册3.4简单机械 能力提升练习题
一、单选题
1．（2021九上·杭州期中）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
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；力臂的画法
【解析】【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，都不能省功 ，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．（2021九上·杭州期中）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
【答案】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【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．（2021九上·杭州期中）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
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；力臂的画法
【解析】【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．（2021九上·乐清月考）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
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【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。
5．（2021九上·温州月考）如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体、使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系是（ ）
A．F甲＜F乙 P甲=P乙 B．F甲＞F乙 P甲＞P乙
C．F甲＞F乙 P甲=P乙 D．F甲＜F乙 P甲＜P乙
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】对滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算拉力的大小，然后进行比较。不计摩擦、动滑轮重力和绳重，那么不做额外功，此时有用功等于总功，根据P=Fv比较拉力做功的功率大小。
【解答】（1）不计摩擦、动滑轮重力和绳重，
甲：滑轮受到向上的拉力F甲，向下的两个拉力，都等于物体的重力G。根据二力平衡的知识得到：F甲=2G；
乙：滑轮受到向上的两个拉力F乙，向下的拉力等于物体的重力。根据二力平衡的知识得到：；
则F甲>F乙。
（2）不计摩擦、动滑轮重力和绳重，
那么不做额外功，此时有用功等于总功。
根据P=Fv=Gv可知，拉力的功率相等。
即P甲=P乙。
故选C。
6．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(五)）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
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【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。
7．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(三)）如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是（ ）
A．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变
B．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
C．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大
D．吊臂是一个省力的杠杆
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）（2）（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】根据图片可知，O点为支点，货物的重力为阻力，伸缩撑杆的支持力为动力。在匀速缓慢顶起吊臂的过程中，阻力F2和动力臂L1保持不变，而阻力臂L2不断减小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，伸缩支撑杆的支持力不断减小，故B正确，而A、C错误；
由于动力臂小于阻力臂，因此吊臂是一个费力杠杆，故D错误。
故选B。
8．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(一)）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
【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【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。
9．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(一)）在如图所示的一些杠杆中，O为支点，关于作用力F的力臂L，下列图示正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】力臂的画法
【解析】【分析】力臂是从支点到力的作用线的垂线段的长度，据此分析判断。
【解答】A.O点为支点，L是从支点到动力作用线的垂线段，则L是动力臂，故A正确；
B.O点为支点，此时L从支点O开始，但是并没有与F的作用线垂直，不是动力臂，故B错误；
C.力臂是从杠杆的支点O开始，到力的作用线结束，故C错误；
D.线段L不是从杠杆的支点O开始的，故D错误。
故选A。
10．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(一)）如图所示，某同学撬开石头时，分别用F1、F2、F3的力作用于A点，其中力臂最长的力是（ ）。
A．F1 B．F2 C．F3 D．F1与F3
【答案】B
【知识点】杠杆中最小力问题
【解析】【分析】力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离，据此分析判断。
【解答】事实证明，从杠杆的支点到力的作用点的距离是最长的力臂。题目中杠杆是直的，则以O点到A点之间的杠杆长度为力臂时最长，此时动力应该与杠杆垂直，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
11．（2021·鄞州模拟）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
【答案】C
【知识点】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
【解析】【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。
12．（2021·龙港模拟）在“富国强军”的时代要求下，大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断。
【解答】将左边的支架看做支点，右端支架的支持力为动力，主梁的长度为动力臂；物体的重力为阻力，物体到左支架的距离为阻力臂。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×L主梁=G×（L主梁-s）；
F×L主梁=G×（L主梁-vt）；
解得：F=G-；
G、v和L主梁都是定值，因此支持力F与速度v成一次函数关系，图像为一条从坐上到右下的直线，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
13．（2021九下·杭州开学考）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的（ ）
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
【答案】C
【知识点】增大或减小压强的方法；杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积；
（2）比较动力臂和阻力臂的长度大小，从而确定杠杆的分类；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）动力臂越长越省力，据此分析判断。
【解答】A.刀刃的厚薄不能改变作用在刀上的压力，但是可以减小受力面积而增大对甘蔗的压强，故A错误；
B.左边的转轴为支点，甘蔗对刀刃产生阻力，手对刀柄产生动力，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂L1和阻力F2不变时，甘蔗放在a点不在b点时阻力臂L2更小，此时甘蔗被切断时的动力F1会更小，故C正确；
D.F2与刀柄垂直，此时刀柄的长度就是动力臂，而F1的方向不与刀柄垂直，则此时的动力臂小于刀柄长度，则前者的动力臂大于后者，因此前者比后者更省力，故D错误。
故选C。
14．（2020九上·江北期末）如图所示，分别用拉力 F1、F2、F3、F4 匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力、绳重及摩擦，则所用拉力最小的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据定滑轮和动滑轮的特点分析判断。
【解答】A、B、C三图中，使用的都是定滑轮，定滑轮不省力不费力，拉力的大小与拉力的方向无关，因此拉力F1=F2=F3=G；D图中使用动滑轮，动滑轮可以省一半的力，即F4=，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
15．（2020九上·西湖月考）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
【答案】D
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件
【解析】【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。
16．（2020九上·杭州月考）如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为fB和fC，则下列判断正确的是（ ）
A．fB＞fC B．fB＜fC C．ηB＜ηC D．ηB=ηC
【答案】B
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】已知高度相同，根据公式W=Gh可求有用功的大小，还知道拉力的大小和通过的路程大小，根据公式W=Fs可求拉力做的总功；根据比较机械效率的大小。
【解答】同一物体升高的高度相同，根据公式W有=Gh可知，有用功相同；
因为CA＞BA，拉力相同，根据公式W总=Fs可知，F2做的功多；
有用功相同，F2做的总功多，由可知，其机械效率低，即ηB＞ηC，故C、D错误。
影响滑动摩擦力大小的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度；
物体分别沿斜面BA和CA运动，可认为接触面的粗糙程度相同，斜面越陡，则压力越小，滑动摩擦力越小，则fB＜fC，故B正确，A错误。
故选B。
17．（2020九上·慈溪月考）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5N。已知A的质量是1Kg，B的质量为0.5kg。不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中不正确的是（ ）
A．物体A对地面的压力为10N
B．物体A受到向右的摩擦力
C．物体B受到的摩擦力为5N，方向水平向左
D．在运动过程中将拉力增大到12N，弹簧测力计的示数仍为5N
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）物体A对地面的压力等于A和B的总重力，即F压=GA+GB；
（3）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识分析；
（2）首先根据
计算绳子对物体A的拉力，然后根据相互作用力原理计算出B对A的摩擦力，然后分析二者是否平衡。如果二力平衡，那么A就不受地面的摩擦力；
（4）根据影响摩擦力的因素分析B受到的摩擦力是否改变，再根据二力平衡的知识分析测力计的示数是否改变。
【解答】物体A对地面的压力为：F压=GA+GB=（1kg+0.5kg）×10N/kg=15N，故A错误符合题意；
物体B处于静止状态，它受到的拉力和摩擦力相互平衡，因此摩擦力f=F示数=5N．因为拉力的方向向右，所以摩擦力的方向向左，故C正确不合题意；
B.不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，绳子对物体A的拉力为：
；
根据相互作用力的规律可知，B对A的摩擦力大小为5N，方向向右；
那么A受到向左的拉力5N，向右的摩擦力5N，二者相互平衡，故正确不符合题意；
D.无论物体A的移动速度如何，对B和A之间的压力以及接触面的粗糙程度都没有影响，因此B受到的摩擦力还是5N，测力计的示数保持3N不变，故D正确不合题意。
故选A。
18．（2020九上·吴兴月考）如图所示，要使杠杆平衡，作用在 A 点上的力分别为F1、F2、F3 ，其中最小的力是（ ）
A．沿竖直方向的力 F 1 B．沿垂直杠杆方向的力 F 2
C．沿水平方向的力 F 3 D．无论什么方向用力一样大
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断。
【解答】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最长时，动力最小。根据图片可知，F2与杠杆垂直，从支点O到A的杠杆长度就是动力臂，此时最长，因此动力最小，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
19．（2020九上·吴兴月考）某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，如图所示，并测算了各次实验装置的机械效率。关于他的实验过程，下列说法中不正确的是（ ）
A．由①②可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B．由②③可知：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越低
C．在①实验中，应匀速竖直向上拉动绳子
D．为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
【答案】B
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据图片比较①②的机械效率是否不同即可；
（2）将②③的物重与机械效率的大小进行比较即可；
（3）根据动滑轮的特点判断；
（4）根据减小误差的方法判断。
【解答】A.在实验①②中，绳子的绕法不同，但是机械效率相同，因此得到结论：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，故A正确不合题意；
B.在实验②③中，③中的物体重力大，机械效率也高，因此得到：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越高，故B错误符合题意；
C.在使用动滑轮时，只有绳子之间相互平行，此时的动力臂才最长，也最省力，因此提升重物时，自由端的拉力应该沿竖直方向，故C正确不合题意；
D.结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律，故D正确不合题意。
故选B。
20．（2020九上·杭州月考）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆 B．F变大，杠杆是省力杠杆
C．F不变，杠杆是费力杠杆 D．F变大，杠杆是费力杠杆
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析拉力F的大小变化，根据动力臂和阻力臂的大小确定杠杆的分类。
【解答】根据杠杆的平衡条件得到：G×L2=F× OA；
在杠杆转动的过程中，阻力臂L2逐渐变大而动力臂OA保持不变，那么动力F增大；
因为动力臂大于阻力臂，所以杠杆是省力杠杆。
故选B。
二、填空题
21．（2021九上·温州月考）某工人用如图所示的装置，将重150N的木块在10s内竖直向上匀速提升4m，此装置是 滑轮（选填“定”或“动”），该工人拉力的功率为 W（滑轮和绳的重力、摩擦均不计）。
【答案】动；60
【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）固定不动的滑轮叫定滑轮，跟随物体一起移动的滑轮叫动滑轮；
（2）不计滑轮和绳子的重力与摩擦，那么不做额外功，即工人拉力做的总功与克服木块做的有用功相等，即根据W=Gh计算出功，再根据计算拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮跟随物体一起上下移动，为动滑轮；
（2）工人拉力做功：W=Gh=150N×4m=600J；
工人拉力的功率：。
22．（2021九上·宁波月考）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）
【答案】（1）省力
（2）375；5×106
【知识点】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
【解析】【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。
23．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(五)）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 。
【答案】9000焦；10800焦；83.3%
【知识点】机械效率的计算
【解析】【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。
24．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(二)）如图所示，轻质杠杆0A中点悬挂一重为60牛的物体C，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是 。保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置，该过程中力F将 。
【答案】30牛；不变
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算。
（2）注意分析动力臂和阻力臂的比值是否发生改变即可。
【解答】（1）根据图片可知，O为支点，G为阻力，阻力臂为；F为动力，动力臂为OA。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×OA=60N×；
解得：F=30N。
（2）原来杠杆在水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件得到：①；
在杠杆提升的过程中，如下图所示：
△OCC'与△OAA'相似，则②；
根据杠杆的平衡条件得到：③；
①②③联立得到：F=F'；
则该过程中F大小不变。
25．（2021·嘉善模拟）如图装置，杆总长2米，套环与杆重忽略不计。某健身者体重500牛，臂力700牛，通过该装置将280牛的重物拉起，至少需将套环移至离墙壁 米处，此杠杆为 杠杆。（选填“省力”、“费力”或“等臂”）
【答案】1.12；费力
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）当人向下拉动物体时，能够产生的最大拉力等于人体的重力，据此分析杠杆的平衡条件列式计算；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而进行杠杆的分类。
【解答】（1）定滑轮不省力不费力，因此杠杆右端产生的拉力F2=280N；
人能产生的最大拉力F1=G=500N；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：500N×L1=280N×2m；
解得：L1=1.12m。
（2）此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
26．（2021九下·绍兴月考）如图所示，质地均匀的圆柱体，重力为G0在推力的作用下，由实线位置匀速转到高为H的台阶虚线所示位置，OA为圆柱体横截面的直径。整个过程中，圆柱体在转动过程中不打滑。在A点施加一个力推动圆柱体，所用力最小的是 （选填“F1”“F2”“F3”）。缓慢推动圆柱体，保持推力始终重直OA，则推力的变化是 。
【答案】F2；变小
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）当以杠杆的支点到力的作用点的线段为动力臂时最长，此时最省力；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1-F2L2分析判断。
【解答】（1）在圆中，最长的线段就是直径。根据图片可知，当推动圆柱体时，O点为支点，推力F2的方向与直径垂直，此时动力臂等于直径。由于此时动力臂最长，所以最小的力是F2。
（2）缓慢推动圆柱体时，圆柱体的重力为阻力。推力始终垂直OA，那么动力臂L1不变，而阻力臂L2逐渐减小，根据杠杆的平衡条件F1L1-F2L2可知，推力逐渐减小。
三、实验探究题
27．（2021九上·杭州期中）小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
⑴实验前，将杠杆中点置于支架上，杠杆处于水平静止状态。
⑵某同学用如图乙装置通过多次实验操作及数据分析出杠杆平衡的条件是：动力×动力作用点到支点的距离＝阻力×阻力作用点到支点的距离，你认为他的结论 （选填：“可靠”或“不可靠”）；
⑶如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 。（选填仍保持平衡/左端下沉/右端下沉）；
⑷取下A点下方所挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直 （选填：“向上”或“向下”）拉杠杆，才能使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为F1，如果将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为F2，则F2 F1（选填：“＞”“＝”或“＜”）。
【答案】不可靠；左端下沉；向上；＞
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（2）决定杠杆能否平衡的不是杠杆的支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的垂直距离，即力臂；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可；
（4）当杠杆的支点在一侧时，只有两个力的方向相反，杠杆才可能平衡；当杠杆的支点在两个力的中间时，只有两个力的方向相同时，杠杆才可能平衡。比较动力臂的长度变化，从而确定动力的大小。
【解答】（2）杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，因此我认为它的结论不可靠。
（3）设钩码的重力为G，杠杆上每格的长度为L，则移动后：
左边：3G×3L=9GL；
右边：2G×4L=8GL；
因此左边乘积大于右边乘积；
所以杠杆左边下沉。
（4）根据丙图可知，杠杆的支点在两个力的左侧，因此两个力的方向必须相反，即在C点竖直向上拉杠杆。
如果将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平位置平衡，由于动力臂变小了，那么动力变大了，即F2>F1。
28．（2021·宁波模拟）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： 。
【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
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【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。
29．（2021九下·鄞州月考）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）如图a所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向旋 （选填“左”或“右”）。
（2）如图b所示，在A位置上挂两个相同钩码，应该在B位置挂上 个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
（3）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）右
（2）1
（3）变大
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）平衡螺母总是向轻的那端调节；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算；
（3）分析动力臂的长度变化，再根据杠杆的平衡条件判断测力计示数的变化。
【解答】（1）根据图a可知，杠杆的左端下沉，右端上翘，那么杠杆的右端轻，因此平衡螺母应该向右调节。
（2）设一个钩码的重力为G，一格长度为L，根据杠杆的平衡条件得到：2G×2L=nG×4L，解得：n=1。
（3）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，动力臂的长度变小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，弹簧测力计的示数将变大。
30．（2020九上·鄞州月考）杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡测得OA=5cm，OB=10cm。
（1）计算秤砣的质量m砣 = kg
（2）小金在B处标的刻度应为 kg。若图中OC=2OB，则C处的刻度应为 Kg
（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数 （选填“<”或“>”)2kg，由此可知一杆杄秤不能随意更换秤砣 。
【答案】（1）1
（2）2；4
（3）<
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2计算秤砣的质量；
（2）秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，由此知O处为0刻度，由此知B处标的刻度值，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出C处的刻度值。
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】（1）由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：
m物g×AO=m砣g×OB；
m物×AO=m砣×OB；
2kg×5cm=m砣×10cm；
解得：m砣=1kg；
（2）秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，由此知O处为0刻度，
秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，所以在B处标的刻度应为2kg；
秤砣在C处时杆秤恰好水平平衡，此时秤盘上放的重物质量为m，
则mg×AO=m砣g×OC；
所以m×AO=m砣×2OB；
m×5cm=1kg×2×10cm；
解得：m=4kg，
所以C处刻度应为4kg。
（3）由杠杆的平衡条件可知：G物×OA=G砣×l，G物×OA的值不变，G砣增大，力臂l变小，读数变小，故读数小于2kg。
31．（2020九上·杭州月考）
（1）如图所示，F1是作用在抽水机手柄A点处的动力，O为支点。请画出动力F1的力臂和阻力F2。
（2）如图所示，AOB为一轻质杠杆（杠杆自重不计），O为支点，OB=AB，在杠杆的B端挂一重20牛的重物，要使杠杆平衡，则在A端施加力最小力F的方向并标出力的大小及F的力臂。
（3）如上右图所示，一轻质杠杆在力F1、F2的作用下处于静止状态，L1是力F1的力臂，请在图中画出F2的力臂L2和力F1的示意图。
【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：如图所示：
（3）解：如图所示：
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）当杠杆的支点在中间时，阻力和动力的方向基本一致，杠杆才能平衡。力臂是从支点到力的作用点的距离，据此完成作图。
（2）在杠杆上，当以支点到力的作用点的线段为动力臂时最长，此时动力最小。首先根据勾股定理计算出最长的动力臂的长度，再根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算动力的大小，最后完成作图。
（3）力臂是从支点到力的作用点的距离；力臂和力的作用线相互垂直，据此完成作图。
【解答】（1）将抽水机的手柄看做杠杆，支点为O，动力和阻力在支点的两侧。此时阻力和动力的方向应该基本一致，因为动力是竖直向上的，所以阻力的方向也是竖直向上的。
从支点O作动力F1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）将支点O与动力作用点A连接，此时OA就是最长的动力臂。通过动力作用点A作OA的垂线，在向上的方向上标上箭头。
根据勾股定理可知，因为OB=AB，所以斜边；
根据杠杆的平衡条件得到：G×OB=F×OA；
20N×OB=F×；
解得：F=。
作图如下：
（3）从支点O作阻力F2的作用线的垂线，O到垂足之间的距离为阻力臂L2；从动力臂L1的末端作动力臂的垂线，其与杠杆相交的点为动力作用点，沿垂线的方向向下标上箭头标上动力F1，如下图所示：
32．（2020·台州模拟）小毛利用身边的器材做实验，验证杠杆的平衡条件。
（1）将塑料直尺放在削成楔形的橡皮上，使其处于 平衡，如图甲所示。则支点O与直尺的 一定在同一竖直线上；
（2）往直尺两端放不同数量的相同硬币，并调节硬币位置，使直尺在水平位置平衡，如图乙所示。小明测出乙图中的l1、l2作为力臂的大小，发现G1×l1≠G2×l2。原因是 。
【答案】（1）水平位置；重心(或中心)
（2）力臂应是支点到硬币重力作用线的距离
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）当直尺处于平衡状态时，那么它受到向上的支持力和向下的重力是平衡力。根据二力平衡的条件可知，两个力肯定在同一直线上。因为重力的作用点为重心，而重力作用线通过重心，所以支点O与直尺的重心在同一竖直线上；
（2）根据乙图可知，两个长度并不是力臂的长度。因为杠杆上的压力由硬币的重力产生，而硬币的重力作用线经过它们的重心，所以力臂应该是现在的长度加上硬币的半径的长度，那么杠杆不平衡的原因就是力臂的定义不明确。
【解答】（1）将塑料直尺放在削成楔形的橡皮上，使其处于水平位置平衡，如图甲所示。则支点O与直尺的重心一定在同一竖直线上；
（2） 小明测出乙图中的l1、l2作为力臂的大小，发现G1×l1≠G2×l2。原因是：力臂应是支点到硬币重力作用线的距离 。
四、解答题
33．（2021九上·杭州期中）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？
【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。
【知识点】功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【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。
34．（浙教版科学九上第三章 第4节简单机械(五)）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】（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。
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【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。
35．（2021·下城模拟）两块质量分布均匀的相同长方体木块甲和乙，重力均为 G，长度均为 L，如图叠放，恰好能在水平桌面上处于静止状态。
（1）乙右端与甲右端之间的最大水平距离为 。
（2）求乙右端与桌面右端之间的最大水平距离。
【答案】（1）L/2
（2）解：当乙伸出甲的长度达最大时，设甲伸出桌子右端最大长度为L2。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2
有G（L/2-L2）=GL2
则L2=L/4
故有L3=L1+L2=L/2+L/4=3L/4
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据二力平衡的知识和重心的位置解答；
（2）将甲和乙看做一个杠杆，桌子的右边为支点O，甲的重力相当于阻力，作用在甲的1/2处；乙的重力对甲产生的压力相当于动力，作用在甲的右边缘处，而力臂为甲的右边缘到桌边的距离，然后根据杠杆的平衡条件列式计算，最后将阻力臂L2与乙相对甲伸出的长度相加即可。
【解答】（1）根据图片可知，乙的重力作用在它长度的1/2处。当它向右移动时，只要重力作用线通过甲，乙就能保持平衡。当乙的重力作用线超过甲的右边缘时，乙就会从上面掉下来，因此乙相对甲能够伸出的最大长度为L/2，那么乙右端与甲右端之间的最大水平距离为：。
（2）当乙伸出甲的长度达最大时，设甲伸出桌子右端最大长度为L2。
那么甲的重力的力臂为：；乙的重力的力臂为L2；
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：
；
解得：；
故乙右端与桌面右端之间的最大水平距离：L3=L1+L2=。
36．（2021九下·杭州开学考）工人用图示装置在10秒内将质量为45千克的货物匀速提升2米，此过程中拉力的功率为120瓦。(g取10牛/千克)求：
（1）拉力做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人用此装置匀速提升其他货物时候，额外功占总功的20%，则工人提升货物的重力和拉力分别为多少（不计绳重和摩擦）？
【答案】（1）W有=Gh=mgh=900J
（2）W总=Pt=1200J η1=W有/W总=75%
（3）W额=W总-W有=300J G轮=W额/h=150N η2=1-20%=80% 80%=G物/(G物+G轮)
G物=600N
F=G物+G物/3=250N
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【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W总=Pt计算出拉力做的总功，再根据计算出滑轮组的机械效率；
（3）当提升45kg的物体时，首先根据W额=W总-W有计算出克服动滑轮重力做的额外功，再根据计算出动滑轮的重力。
当额外功站总功的20%时，首先根据η2=1-20%计算出此时滑轮组的机械效率，再根据公式计算出此时提升物体的重力，最后根据计算此时提升货物的拉力即可。
37．（2020九上·杭州期末）如图所示是小乐利用滑轮组打捞水下重物的示意图。已知该重物体积为0.018m3、重力为540N，动滑轮所受重力为180N，不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力(ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg)。
（1）此重物浸没在水中时受到的浮力是多少？
（2）为了让重物在水中以0.1m/s的速度匀速上升，小乐需提供多大的拉力？拉力的功率为多少？ (重物在 此过程中未露出水面)
（3）若重物完全出水后继续匀速上升，此时滑轮组机械效率为多少？(不考虑重物出水前后质量的变化)
【答案】（1）解： V排=V物=0.018m3
F浮= ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.018m3=180N
（2）解：F拉= (G物-F浮+G动)= (540N-180N + 180N)=180N
P= F拉v= 180N×0.1m/s×3=54W
（3）解：不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，当重物完全出水后
F 拉= (G物+Ga)= (540N + 180N) = 240N
η= ×100%= 75%
【知识点】浮力大小的计算；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
【解析】【分析】（1）物体浸没在水中时，它排开水的体积等于自身体积，即V排=V物，然后根据阿基米德原理F浮= ρ水V排g计算它受到的浮力。
（2）当动滑轮和物体一起向上匀速直线上升时，二者之间绳子上的拉力F=G物-F浮力。而动滑轮上自由端的拉力，然后根据功率的计算式P= F拉v计算拉力的功率即可。
（3）当重物完全出水后，它不再受到浮力，首先根据 计算出此时的拉力，再根据 计算出滑轮组的机械效率。
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