初中科学浙教版九年级上册期末复习11：简单机械
一、杠杆
1．（2020九上·鄞州期中）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是 （ ）
A．开瓶器 B．核桃夹
C．钳子 D．食品夹
2．（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
3．（2020九上·杭州月考）如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则（ ）
A．F甲＞F乙，因为甲方法的动力臂长
B．F甲＜F乙，因为乙方法的阻力臂长
C．F甲＞F乙，因为乙方法时阻力臂短
D．F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍
4．如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆（ ）
A．右边向下倾斜 B．左边向下倾斜
C．仍保持水平位置平衡 D．无法确定杠杆是否平衡
5．（2020·宁波）现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b。将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是（ ）
A．若LaB．若La 成立
C．若Lb D．若Lb 6．（2020九上·宁波期中）为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴 O 自由转动，门宽为 1.2 米。“门吸”与 O 位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。（摩擦力忽略不计）
（1）在图乙中画出“门吸”引力 F 的力臂。
（2）关门所需的最小力是 牛。
7．（2020九上·杭州月考）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“F1”或“F2”），从起子的使用情况看，这是一个 杠杆（选填“省力”或“费力”）。
8．（2020·衢州）在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进（出）物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆AOB，其中O为支点，B为阻力作用点，F2为阻力，动力作用在手柄上。
（1）图甲中的螺丝刀属于 杠杆。
（2）请在答题纸相应位置图中，画出对应F2的最小动力F的示意图。
9．（2020九上·浙江期末）我们常见的从地面上搬起重物的做法是弯腰(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？我们把脊柱简化为杠杆建立模型如图丙所示，脊柱可绕骶骨轴O转动，腰背肌肉的等效拉力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，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）当α角增大时，F1如何变化？并说明理由。
（2）比较甲、乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，分析可得， (选填“甲”或“乙”)图中的姿势比较正确。
10．（2020九上·宁波期中）晾衣架（如图）给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。
（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械应是 。
（2）将挂在晾衣架上重为 20 牛的衣服升高 1.5 米，至少对衣服做多少功
（3）由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受
15 牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有 11 个小孔，相邻两孔间的距离均为 20 厘米。现准备用衣架将重为20 牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂 （横杆、衣架和自重不计）
11．（2020九上·吴兴月考）小明同学探究杠杆平衡条件(不考虑摩擦)：
（1）实验前没有挂钩码时，小明发现杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向 调，使杠杆在水平位置平衡；这样做的目的是 。
（2）三次实验数据记录表格如下：
实验序号 动力F1（N） 动力臂L1（cm） 阻力F2（N） 动力臂L2（cm）
1 2 4 2 4
2 4 6 3 8
3 3 8 4 6
小明通过实验探究，得出了杠杆平衡条件。生活中的钓鱼竿应用了该实验中的第 次实验原理。
12．（2020九上·宁波期中）探究“杠杆平衡条件”的实验装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等。
（1）杠杆在如图甲的位置静止时 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的；
（2）如图（乙）所示，用弹簧测力计在 B 处竖直向上拉。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填:“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是 。
二、滑轮
13．（2020九上·浙江期末）如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置(不考虑滑轮重和摩擦)。使用时：①瘦子固定不动，胖子用力FA拉绳使所受重力为G的物块匀速上升。②胖子固定不动，瘦子用力FB拉绳使所受重力为G的物块匀速上升。下列说法中正确的是（ ）
A．FA＜G B．FB＜G C．FA＝2G D．FB＝2G
14．小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（ ）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
15．某人到健身房进行健身活动。用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能。使用时，若绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；若绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。下列说法中正确的是（ ）
A．FA＞FB B．FA＜FB
C．FA＝FB D．条件不足，无法确定
16．（2020·上城模拟）在举行升国旗、唱国歌的仪式时，观察到国旗的旗杆顶上有个重要的装置，一般是（ ）。
A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．省力杠杆
17．（2020九上·温州期末）通过如图所示的滑轮组匀速提升重为50牛的重物，已知每个滑轮的重力均为10牛，不计绳子与滑轮的摩擦力，则拉力F的大小为（ ）
A．20N B．25N C．30N D．35N
18．（2019九上·萧山月考）如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，比较它们的大小应是（ ）
A．F1>F2>F3 B．F1F1>F3 D．F219．如图所示，古代护城河吊桥上安装的滑轮A是（ ）
A．动滑轮、能省力 B．定滑轮、能改变力的方向
C．定滑轮、能省力 D．动滑轮、能改变力的方向
20．（2019·宁波模拟）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．拉力 F1小于拉力 F2
B．甲绳子自由端移动速度小于乙绳的
C．甲、乙两滑轮组均属于费力的机械
D．甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
21．（2019·宁波模拟）如图所示，船和人总重1500Ｎ，船受到水的阻力恒定为90N，船上的人用力F拉绳,使船匀速靠岸运动4米，（不计绳重和摩擦）则拉力F和拉过绳子的长度分别为（ ）
A．30Ｎ，12米 B．180Ｎ，8米 C．270Ｎ，12米 D．45Ｎ，8米
22．（2019九上·天台期末）如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（ ）
A．F1B．F2=1/2G
C．F1的力臂为OA
D．在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
23．（2020·越城模拟）如图，三个滑轮拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，所使用的拉力分别为F1、F2和F3，不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦，则图
(填“甲”“乙”或“丙”)中的滑轮属于定滑轮，拉力F1、F2和F3的大小关系是 。
24．（2019九上·杭州月考）一人用如图所示.的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体,此时人对绳的拉力为120牛,不计绳重和摩擦.
（1）求:动滑轮受到的重力有多大？
（2）若定滑轮重力是动滑轮重力的两倍，则此时天花板受到定滑轮的拉力多大？
（3）如果人的体重为600牛，那么他用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛
25．（2019九上·杭州月考）小金用如图甲所示的装置探究滑轮组的省力情况：(忽略绳重和摩擦)
（1）实验时，应 竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为 m/s
（3）小金想进一步探究滑轮组的拉力是否与承担动滑轮的绳子的段数有关，请在丙图中画出最省力的绳子的绕法。并写出简要的探究方案。
三、斜面
26．如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是（ ）
A．用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，不要求匀速
B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C．物体的重力影响斜面的机械效率
D．斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小
27．小刚同学利用斜面将货物搬运到一辆汽车上,如图所示,则利用斜面可以省 ,利用斜面不省 .
四、机械效率
28．某人用50 N的拉力将重160 N的物体沿斜面匀速拉上长为4 m、高为0.8 m的斜面顶端，则该斜面的机械效率η和斜面对物体的摩擦力f的大小分别为 （ ）
A．η=64%，f=32 N B．η=50%，f=18 N
C．η=64%，f=18 N D．η=80%，f=32 N
29．关于机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．有用功越大，机械的机械效率就越高
B．额外功越大，机械的机械效率就越低
C．总功越大，机械的机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高
30．（2020·三门模拟）用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验（忽略绳重和摩擦）。实验中，向上匀速拉动弹簧测力计并读数。改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象。分析可知：
（1）被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将 。（填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）分析乙图象中的A点可知，被提升的物体重力为 N。
31．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。
（1）实验时小红沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为 。
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率与动滑轮重有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像。由图像可知：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 。若不计绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。
32．（2020九上·吴兴期末）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。某学习小组用如图所示的装置探究滑轮组的机械效率η与哪些因素有关，得到如下数据：
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离S/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 8 0.1 3.1 0.3 86%
3 8 0.1 2.5 0.4 80%
（1）该学习小组研究的是机械效率与 的关系。
（2）通过比较1、2两次实验数据得出结论： 。
（3）由于实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学便建议应静止时读数，老师认为这样的做法会导致测出的机械效率与实际值不符，请问原因是 。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而对杠杆进行分类。
【解答】A.使用开瓶器时，它与瓶盖接触的上面的点为支点，阻力作用在瓶盖与它接触的下面的点，动力作用在柄的末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A错误；
B.使用核桃夹时，夹片相连的位置为支点，阻力作用在中间，而动力作用在末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.使用钳子时，中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C错误；
D.使用食品夹时，夹片相连的位置为支点，阻力作用在末端，而动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D正确。
故选D。
2．【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。
3．【答案】D
【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比较。
【解答】左图：将水泥板里侧的边看做支点，此时动力臂等于水泥板的宽a；水泥板的重力为阻力，作用在水泥板的中心，那么阻力臂等于宽的一半，即。
根据杠杆的平衡条件得到：F甲×a=G×；
解得：F甲=；
右图：将水泥板左侧的边看做支点，此时动力臂等于水泥板的长L；水泥板的重力为阻力，作用在水泥板的中心，那么阻力臂等于长的一半，即。
根据杠杆的平衡条件得到：F乙×L=G×；
解得：F乙=；
因此F甲=F乙，因为动力臂是阻力臂的2倍。
故选D。
4．【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】比较支点两侧力和力臂的乘积，哪边乘积大，杠杆就向哪边下沉。
【解答】设钩码的重力为G，杠杆上每格长度为L，
左边：（3G+G）×2L=8GL；
右边：（2G+G）×3L=9GL；
力和力臂的乘积：右边大于左边；
因此杠杆的右边向下倾斜。
故选A。
5．【答案】A
【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。
【解答】当把铝条a放在铁条上时，铁条的重力G铁为阻力，作用在中点，那么阻力臂为：；动力为铝条a的重力Ga，作用在它的中点处，动力臂为，
根据杠杆的平衡条件得到：①；
当把铝条b放在铁条上时，铁条的重力G铁为阻力，作用在中点，那么阻力臂为：；动力为铝条a的重力Ga，作用在它的中点处，动力臂为，
根据杠杆的平衡条件得到：②；
①÷②得到：
③；
因为铝条a和b横截面积相等，根据公式G=ρVg=ρShg可知，铝条的重力与长度成正比，
即：；
将其袋入③得到：；
因为La所以；
那么；
化简得到：；
整理得到：；
即：；
那么：。
如果支点O不动，因为Lb>La，所以肯定后有一部分在O点左侧。与原来相比可知，此时左边重力增大，为了维持平衡，必须减小阻力臂，增大动力臂，即支点向左移动，那么La故A正确，B错误；
若Lb La，故C、D错误。
故选A。
6．【答案】（1）
（2）4
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）力臂是从支点到力的作用线的垂线段的长度，据此画出力臂；
（2）以门的宽度为动力臂时力臂最长，然后根据杠杆的平衡条件计算出最小关门的的力即可。
【解答】（1） 以门宽为动力臂，从门的边缘作门的垂线段，这就是最小力F，如下图所示：
（2）根据杠杆的平衡条件得到：F1L1=F2L2；
F1×1.2m=6N×0.8m；
解得：F1=4N。
7．【答案】F2；省力
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】（1）首先确定杠杆的支点，然后确定动力和阻力的位置。如果支点在杠杆的中间，那么动力和阻力的方向基本一致；如果支点在杠杆的一侧，那么动力和阻力的方向相反。
（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，使用起子打开瓶盖时，起子的弯曲处为支点，阻力作用在支点左边，动力作用在支点右边，那么二者的方向基本一致。因为瓶盖对起子的阻力向下，所以动力应该是向下的F2。
（2）根据图片可知，阻力距离支点近，而动力距离支点远，即动力臂大于阻力臂，因此这是一个省力杠杆。
8．【答案】（1）省力
（2）
【知识点】杠杆的分类；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小确定杠杆的分类；
（2）根据杠杆的平衡条件可知，动力臂最长时动力最小；在圆中，通过圆心的半径是距离圆心最长的线段。
【解答】（1）根据图乙可知，动力臂为OA，阻力臂为OB，因为OA>OB，所以螺丝刀属于省力杠杆；
（2）将BO连接并延长，与大圆周相交于A点，这时的OA就是最长的力臂，通过力的作用点A作OA的垂线段即可，如下图所示：
9．【答案】（1）减小。当α角增大时，F2力臂变小；由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12°，且OA距离不变，则O点到F1作用线的距离不变，即动力臂不变，阻力为箱子的重力不变，根据杠杆平衡条件可知，F1变小。
（2）乙
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）当α角增大时，注意分析阻力、阻力臂、动力臂的大小变化，然后根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2分析F1的变化即可；
（2）分析两种状态下动力臂L1的变化，利用杠杆的平衡条件确定动力F1的变化，并说明产生的不同效果。
【解答】（1）当α角增大时，F1将减小，理由：当α角增大时，F2力臂变小，阻力为箱子的重力不变。由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12°，且OA距离不变，则O点到F1作用线的距离不变，即动力臂不变，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，F1变小。
（2）比较甲、乙两种姿势可知，甲的支点比乙的支点高，在搬起物体的过程中，阻力臂减小的更慢，背部肌肉拉力作用的时间更长，因此会感觉更费力，所以乙图中的姿势比较正确。
10．【答案】（1）定滑轮
（2）至少对衣服做的功为：W=Gh=20N×1.5m=30J；
（3）将左侧钢丝绳和晾衣架的结合点看做支点O，衣服的重力为阻力，右侧钢丝绳的拉力为动力，
设两个小孔之间的距离为L，
根据杠杆的平衡条件得到：G×L2=F×L1；
20N×（n-1）L=15N×（11-1）L；
解得：n=8.5；
因此只要n>8.5就会断裂，即编号为：9、10、11。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【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动滑轮；（2）根据W=Gh计算对衣服做的功；
（3）根据杠杆的平衡条件计算即可。
【解答】（1）安装在天花板上虚线框内的滑轮固定不动，应该是定滑轮；
（2）至少对衣服做的功为：W=Gh=20N×1.5m=30J；
（3）将左侧钢丝绳和晾衣架的结合点看做支点O，衣服的重力为阻力，右侧钢丝绳的拉力为动力，
设两个小孔之间的距离为L，
根据杠杆的平衡条件得到：G×L2=F×L1；
20N×（n-1）L=15N×（11-1）L；
解得：n=8.5；
因此只要n>8.5就会断裂，即编号为：9、10、11。
11．【答案】（1）左；便于直接读出或量出力臂的大小
（2）2
【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。当杠杆在水平位置平衡时，阻力和动力的方向刚好与杠杆垂直，因此此时力的作用点到支点之间的杠杆的长度就是力臂，非常方便的读出或测量力臂的大小。
（2）对钓鱼竿的动力臂和阻力臂进行比较，确定杠杆的分类，然后与表格数据进行比较即可。
【解答】（1）实验前没有挂钩码时，小明发现杠杆右端下倾，说明右端重，左端轻，则应将左端的平衡螺母向左调.使杠杆在水平位置平衡；这样做的目的是便于直接读出或量出力臂的大小。
（2）钓鱼竿在使用时，靠近胸口的手为支点，鱼的重力为阻力，另一支手的拉力为动力。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，因此应用了该实验中的第2次实验原理。
12．【答案】（1）是
（2）变大
（3）避免实验偶然性
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态；
（2）分析动力臂的长度变化，然后根据杠杆的平衡条件判断拉力的变化；
（3）在科学研究中，换用不同的实验器材反复进行实验，从而收集更多的实验数据，这样可以使得到的结论具有普遍意义，避免偶然性。
【解答】（1）杠杆在如图甲的位置静止时，是处于杠杆平衡状态的；
（2）当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，此时动力臂会逐渐变小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力会增大，即弹簧测力计的示数将变大。
（3）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是避免实验偶然性。
13．【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】瘦子固定不动时，中间的滑轮为动滑轮，根据动滑轮的特点计算拉力FA；当胖子固定不动时，中间的滑轮为定滑轮，根据定滑轮的特点计算拉力FB。
【解答】①瘦子固定不动时，中间的滑轮为动滑轮，
动滑轮向上只受一个拉力FA，向下受到两个拉力G，
根据二力平衡的知识可知，拉力FA=2G；
②当胖子固定不动时，中间的滑轮为定滑轮，
定滑轮不省力不费力，
那么拉力FB=G。
故选C。
14．【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】当人向下拉动绳子时，它能产生的最大拉力等于自己的体重，据此分析判断。
【解答】小李能够产生的最大拉力F李=m李g=50kg×10N/kg=500N；
小胖能够产生的最大拉力F胖=m胖g=70kg×10N/kg=700N；
因为F李所以小胖能把小李拉起来。
故选B。
15．【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】当B处固定不动时，中间的滑轮保持静止状态，为定滑轮，根据定滑轮的工作特点计算拉力FA。当A处固定不动时，中间的滑轮跟随物体一起运动，为动滑轮，根据动滑轮的工作特点计算拉力FB，最后将二者比较即可。
【解答】当B处固定不动时，中间的滑轮保持静止状态，为定滑轮；
因为定滑轮不省力不费力，
所以拉力FA=G；
当A处固定不动时，中间的滑轮跟随物体一起运动，为动滑轮；
动滑轮受到一个向上的拉力FB，两个向下的拉力G，
那么拉力FB=2G；
因此FA故选B。
16．【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据这个装置的形状和作用分析它所属简单机械的类型。
【解答】国旗旗杆顶端有一个轮子，中间有凹槽，这个装置叫滑轮。因为它固定在顶端，不随国旗上下移动，因此是定滑轮，用来改变升降国旗拉力的方向，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
17．【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算拉力F的大小即可。
【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，
那么自由端的拉力。
故选C。
18．【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先根据定滑轮和动滑轮的特点计算出前两个拉力的大小，然后再根据二力平衡条件计算出第三个力的大小，最后进行比较即可。
【解答】三图中，物体都做匀速直线运动，那么物体受到的拉力F=f；
左图：定滑轮不省力不费力，因此F1=f；
中图：动滑轮可以省一半的力，因此F2=；
右图：动滑轮受到向左的F3，两个向右的拉力f，因此F3=2f；
因此力的大小为：F2故选D。
19．【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）固定不动，不随物体移动的滑轮叫定滑轮；跟随物体一起移动的滑轮叫动滑轮；
（2）定滑轮不省力不费力，但能改变力的方向；动滑轮不能改变力的方向，当能省一半的力。
据此分析。
【解答】古代护城河上的滑轮固定不动，是定滑轮，它能改变力的方向，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
20．【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）已知承担重力绳子的条数n根据
比较拉力大小；
（2）已知承担重力绳子的段数n根据v=nv'比较自由端移动速度的大小；
（3）比较物体的重力和自由端拉力的大小判断是否省力；
（4）已知承担重力绳子的段数n根据s=ns'比较自由端移动距离的大小。
【解答】甲图中承担重力的绳子有2段，乙图中承担重力的绳子有3段。
A.根据
可知，拉力
，拉力
，所以F1>F2，故A错误；
B.甲乙两个物体在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度，根据
可知，它们的速度相同；那么甲绳子自由端移动的速度就是v甲=2v'，乙绳子自由端移动的速度是v乙=3v'，因此甲的移动速度小，故B正确；
C.因为甲、乙自由端的拉力都小于物体重力，所以两个滑轮组都是省力的机械，故C错误；
D.甲绳子自由端移动的距离：s甲=2s，乙绳子自由端移动的距离s乙=3s，因此甲绳子自由端移动的距离小于乙绳子自由端移动的距离，故D错误。
故选B。
21．【答案】A
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】将人和船看作一个整体，当船向左匀速直线运动时，人和船受到的力是平衡力；因为整体向左受到3个拉力F，向右受到阻力f，所以3F=f；因为滑轮组省力，所以自由端移动的距离s=3s'。
【解答】将人和船看作一个整体，当船向左匀速直线运动时，人和船受到的力是平衡力；
那么自由端的拉力F为：；
拉过绳子的长度为：s=3s'=3×4m=12m，故A正确。
故选A。
22．【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，所以s=2h；不考虑动滑轮重时 F=1/2G。
【解答】A、由图可知拉力 F1的力臂l1小于拉力F2的力臂l2，根据杠杆的平衡条件可知 F1＞F2 ，故A错误；
B、只有不计动滑轮重时， F2=1/2G，故B错误；
C、由于OA与拉力 F1不垂直，所以OA不是拉力 F1的力臂，故C错误；
D、该动滑轮拉力 F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍，故D正确。
故答案为：D。
23．【答案】乙；F3>F2>F1
【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】1、 使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮；
2、定滑轮是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向。动滑轮是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮可以省一半的力：F=G/2。当滑轮水平方向时，可表示拉力与摩擦力之间的关系。
【解答】甲、乙、丙三个滑轮中，乙滑轮的位置固定不动，是定滑轮，所以填乙。同一个物体在水平地面上被匀速拉动时，受到的滑动摩擦力大小相同均为f。在甲图中F1=f/2，乙图中F2=f，丙图中F3=2f。所以三者的大小关系为： F3>F2>F1 。
故答案为：乙； F3>F2>F1
24．【答案】（1）
（2）因为定滑轮重力是动滑轮的两倍，拉力为120N，由于滑轮中有动滑轮，因此可以省一半力，还要减去动滑轮受到的重力，天花板所受的定滑轮拉力为：120N+（40N+40N）+200N+(60N-40N)=420N
（3）设动滑轮重G0，由2F=G+G0，得G0=40牛
设提升的最大物重为G′，人的体重为G1，此时绳的拉力为F′，
则F′=G1，由2F′=G′+G0，
得所能提起物体的最大物重G′=2F′-G0=2×600N-40N=1160N．
他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过1160牛．
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力。
25．【答案】（1）匀速
（2）0.2
（3）如图
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】本题主要探究计算弹簧测力计竖直向下移动的速度。
【解答】（1） 实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计，这样系统处于平衡状态，所以此时测力计示数才等于拉力的大小。
（2）根据图分析，绳子的有效段数为n=2，因为绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的关系为：s=nh，两边同除以时间t，则有v自=nv物，所以如果重物以0.1m/s的速度匀速上升，那么弹簧测力计竖直向下移动的速度为：v自=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s。
（3）最省力的绳子的绕法如图
26．【答案】B
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）克服重力做的功为有用功，拉力做的功为总功，机械效率等于有用功与总功的比值；（2）在物重和斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，越费力，机械效率越高；（3）要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确．（4）在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高；在倾斜程度一定时，斜面粗糙程度越大，机械效率越低；（5）在动滑轮重、绳重和摩擦一定时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；在物重一定时，动滑轮重、绳重越大，摩擦力越大，滑轮组的机械效率越低．
【解答】解：A、为了保证弹簧测力计的示数稳定，就要让木块做匀速直线运动，该选项说法不正确；
B、其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高，该选项说法正确；
C、在斜面倾角θ不变时，斜面的机械效率与重力无关，该选项说法不正确；
D、斜面倾斜程度越大，越费力，该选项说法不正确．
故选B．
27．【答案】力；功
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功；
（2）斜面利用增大距离的方式减小作用在物体上的力。
【解答】小刚同学利用斜面将货物搬运到一辆汽车上,如图所示，则利用斜面可以省力 ,利用斜面不省功。
28．【答案】C
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据W有=Gh计算有用功，然后根据W总=Fs计算总功，最后根据公式计算斜面的机械效率；
（2）首先根据W额=W总-W有计算出克服摩擦力做的额外功，然后根据计算摩擦力的大小。
【解答】（1）拉动物体做的有用功为：W有=Gh=160N×0.8m=128J；
拉力做的总功为：W总=Fs=50N×4m=200J；
斜面的机械效率为：；
（2）克服摩擦力做的额外功为：W额=W总-W有=200J-128J=72J；
斜面对物体的摩擦力为：。
故选C。
29．【答案】D
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】有用功是指对人们需要的，有价值的功。额外功是并非我们需要但又不得不额外做的功，额外功加有用功就是总功。有用功和总功的百分比叫做机械效率。
【解答】A、有用功和总功的百分比叫做机械效率，当总功一定时，有用功越大，机械的机械效率就越高；故A错误；
B、有用功和总功的百分比叫做机械效率，当总功一定时，额外功越大，机械的机械效率就越低；故B错误；
C、有用功和总功的百分比叫做机械效率，当有用功一定时，总功越大，机械的机械效率就越低；故C错误；
D、有用功和总功的百分比叫做机械效率，有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高；故D正确；
故答案为：D。
30．【答案】（1）减小
（2）3
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）滑轮组的机械效率可知，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关。物体的重力越大，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高；
（2）将A点对应的机械效率和动滑轮重力代入公式，然后计算即可。
【解答】（1） 被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将减小；
（2）根据图乙可知，A点时动滑轮重力为1N，滑轮组的机械效率为75%，
那么根据得到：；
解得：G=3N。
31．【答案】（1）匀速；83.3%
（2）低；3
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）只有匀速直线拉动绳子时，测力计的示数才和绳子的拉力相等。当竖直拉动物体时，根据公式计算滑轮组的机械效率；
（2）根据图乙确定滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系，再根据机械效率的公式计算此时提升物体的重力。
【解答】（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
根据图甲可知，此时弹簧测力计的拉力为2.4N，
那么滑轮组的机械效率为：。
（2）根据乙图可知，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。
当滑轮组的机械效率为75%时，动滑轮的重力为1N，根据得到：
；
解得：G=3N。
32．【答案】（1）物重、动滑轮组的个数
（2）同一滑轮提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高
（3）静止与拉动时所需克服绳子与滑轮间的摩擦力不同
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）通过图片分析影响滑轮组机械效率的因素；
（2）比较实验1和2中，哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法总结实验结论；
（3）注意考虑摩擦力对测量结果的影响。
【解答】（1）根据图片可知，三次实验中，动滑轮的个数不同，且所挂钩码的重力不同，因此该学习小组研究的是机械效率与物重、动滑轮个数的关系；
（2）实验1和2中，动滑轮的个数相同，即为同一滑轮组，而钩码的重力不同，那么得到结论：同一滑轮提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
（3）由于实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学便建议应静止时读数，老师认为这样的做法会导致测出的机械效率与实际值不符，请问原因是：静止与拉动时所需克服绳子与滑轮间的摩擦力不同。
1 / 1初中科学浙教版九年级上册期末复习11：简单机械
一、杠杆
1．（2020九上·鄞州期中）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是 （ ）
A．开瓶器 B．核桃夹
C．钳子 D．食品夹
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而对杠杆进行分类。
【解答】A.使用开瓶器时，它与瓶盖接触的上面的点为支点，阻力作用在瓶盖与它接触的下面的点，动力作用在柄的末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A错误；
B.使用核桃夹时，夹片相连的位置为支点，阻力作用在中间，而动力作用在末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.使用钳子时，中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C错误；
D.使用食品夹时，夹片相连的位置为支点，阻力作用在末端，而动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D正确。
故选D。
2．（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。
3．（2020九上·杭州月考）如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则（ ）
A．F甲＞F乙，因为甲方法的动力臂长
B．F甲＜F乙，因为乙方法的阻力臂长
C．F甲＞F乙，因为乙方法时阻力臂短
D．F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍
【答案】D
【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比较。
【解答】左图：将水泥板里侧的边看做支点，此时动力臂等于水泥板的宽a；水泥板的重力为阻力，作用在水泥板的中心，那么阻力臂等于宽的一半，即。
根据杠杆的平衡条件得到：F甲×a=G×；
解得：F甲=；
右图：将水泥板左侧的边看做支点，此时动力臂等于水泥板的长L；水泥板的重力为阻力，作用在水泥板的中心，那么阻力臂等于长的一半，即。
根据杠杆的平衡条件得到：F乙×L=G×；
解得：F乙=；
因此F甲=F乙，因为动力臂是阻力臂的2倍。
故选D。
4．如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆（ ）
A．右边向下倾斜 B．左边向下倾斜
C．仍保持水平位置平衡 D．无法确定杠杆是否平衡
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】比较支点两侧力和力臂的乘积，哪边乘积大，杠杆就向哪边下沉。
【解答】设钩码的重力为G，杠杆上每格长度为L，
左边：（3G+G）×2L=8GL；
右边：（2G+G）×3L=9GL；
力和力臂的乘积：右边大于左边；
因此杠杆的右边向下倾斜。
故选A。
5．（2020·宁波）现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b。将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是（ ）
A．若LaB．若La 成立
C．若Lb D．若Lb 【答案】A
【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。
【解答】当把铝条a放在铁条上时，铁条的重力G铁为阻力，作用在中点，那么阻力臂为：；动力为铝条a的重力Ga，作用在它的中点处，动力臂为，
根据杠杆的平衡条件得到：①；
当把铝条b放在铁条上时，铁条的重力G铁为阻力，作用在中点，那么阻力臂为：；动力为铝条a的重力Ga，作用在它的中点处，动力臂为，
根据杠杆的平衡条件得到：②；
①÷②得到：
③；
因为铝条a和b横截面积相等，根据公式G=ρVg=ρShg可知，铝条的重力与长度成正比，
即：；
将其袋入③得到：；
因为La所以；
那么；
化简得到：；
整理得到：；
即：；
那么：。
如果支点O不动，因为Lb>La，所以肯定后有一部分在O点左侧。与原来相比可知，此时左边重力增大，为了维持平衡，必须减小阻力臂，增大动力臂，即支点向左移动，那么La故A正确，B错误；
若Lb La，故C、D错误。
故选A。
6．（2020九上·宁波期中）为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴 O 自由转动，门宽为 1.2 米。“门吸”与 O 位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。（摩擦力忽略不计）
（1）在图乙中画出“门吸”引力 F 的力臂。
（2）关门所需的最小力是 牛。
【答案】（1）
（2）4
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）力臂是从支点到力的作用线的垂线段的长度，据此画出力臂；
（2）以门的宽度为动力臂时力臂最长，然后根据杠杆的平衡条件计算出最小关门的的力即可。
【解答】（1） 以门宽为动力臂，从门的边缘作门的垂线段，这就是最小力F，如下图所示：
（2）根据杠杆的平衡条件得到：F1L1=F2L2；
F1×1.2m=6N×0.8m；
解得：F1=4N。
7．（2020九上·杭州月考）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“F1”或“F2”），从起子的使用情况看，这是一个 杠杆（选填“省力”或“费力”）。
【答案】F2；省力
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】（1）首先确定杠杆的支点，然后确定动力和阻力的位置。如果支点在杠杆的中间，那么动力和阻力的方向基本一致；如果支点在杠杆的一侧，那么动力和阻力的方向相反。
（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，使用起子打开瓶盖时，起子的弯曲处为支点，阻力作用在支点左边，动力作用在支点右边，那么二者的方向基本一致。因为瓶盖对起子的阻力向下，所以动力应该是向下的F2。
（2）根据图片可知，阻力距离支点近，而动力距离支点远，即动力臂大于阻力臂，因此这是一个省力杠杆。
8．（2020·衢州）在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进（出）物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆AOB，其中O为支点，B为阻力作用点，F2为阻力，动力作用在手柄上。
（1）图甲中的螺丝刀属于 杠杆。
（2）请在答题纸相应位置图中，画出对应F2的最小动力F的示意图。
【答案】（1）省力
（2）
【知识点】杠杆的分类；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小确定杠杆的分类；
（2）根据杠杆的平衡条件可知，动力臂最长时动力最小；在圆中，通过圆心的半径是距离圆心最长的线段。
【解答】（1）根据图乙可知，动力臂为OA，阻力臂为OB，因为OA>OB，所以螺丝刀属于省力杠杆；
（2）将BO连接并延长，与大圆周相交于A点，这时的OA就是最长的力臂，通过力的作用点A作OA的垂线段即可，如下图所示：
9．（2020九上·浙江期末）我们常见的从地面上搬起重物的做法是弯腰(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？我们把脊柱简化为杠杆建立模型如图丙所示，脊柱可绕骶骨轴O转动，腰背肌肉的等效拉力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，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）当α角增大时，F1如何变化？并说明理由。
（2）比较甲、乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，分析可得， (选填“甲”或“乙”)图中的姿势比较正确。
【答案】（1）减小。当α角增大时，F2力臂变小；由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12°，且OA距离不变，则O点到F1作用线的距离不变，即动力臂不变，阻力为箱子的重力不变，根据杠杆平衡条件可知，F1变小。
（2）乙
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）当α角增大时，注意分析阻力、阻力臂、动力臂的大小变化，然后根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2分析F1的变化即可；
（2）分析两种状态下动力臂L1的变化，利用杠杆的平衡条件确定动力F1的变化，并说明产生的不同效果。
【解答】（1）当α角增大时，F1将减小，理由：当α角增大时，F2力臂变小，阻力为箱子的重力不变。由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12°，且OA距离不变，则O点到F1作用线的距离不变，即动力臂不变，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，F1变小。
（2）比较甲、乙两种姿势可知，甲的支点比乙的支点高，在搬起物体的过程中，阻力臂减小的更慢，背部肌肉拉力作用的时间更长，因此会感觉更费力，所以乙图中的姿势比较正确。
10．（2020九上·宁波期中）晾衣架（如图）给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。
（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械应是 。
（2）将挂在晾衣架上重为 20 牛的衣服升高 1.5 米，至少对衣服做多少功
（3）由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受
15 牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有 11 个小孔，相邻两孔间的距离均为 20 厘米。现准备用衣架将重为20 牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂 （横杆、衣架和自重不计）
【答案】（1）定滑轮
（2）至少对衣服做的功为：W=Gh=20N×1.5m=30J；
（3）将左侧钢丝绳和晾衣架的结合点看做支点O，衣服的重力为阻力，右侧钢丝绳的拉力为动力，
设两个小孔之间的距离为L，
根据杠杆的平衡条件得到：G×L2=F×L1；
20N×（n-1）L=15N×（11-1）L；
解得：n=8.5；
因此只要n>8.5就会断裂，即编号为：9、10、11。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【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动滑轮；（2）根据W=Gh计算对衣服做的功；
（3）根据杠杆的平衡条件计算即可。
【解答】（1）安装在天花板上虚线框内的滑轮固定不动，应该是定滑轮；
（2）至少对衣服做的功为：W=Gh=20N×1.5m=30J；
（3）将左侧钢丝绳和晾衣架的结合点看做支点O，衣服的重力为阻力，右侧钢丝绳的拉力为动力，
设两个小孔之间的距离为L，
根据杠杆的平衡条件得到：G×L2=F×L1；
20N×（n-1）L=15N×（11-1）L；
解得：n=8.5；
因此只要n>8.5就会断裂，即编号为：9、10、11。
11．（2020九上·吴兴月考）小明同学探究杠杆平衡条件(不考虑摩擦)：
（1）实验前没有挂钩码时，小明发现杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向 调，使杠杆在水平位置平衡；这样做的目的是 。
（2）三次实验数据记录表格如下：
实验序号 动力F1（N） 动力臂L1（cm） 阻力F2（N） 动力臂L2（cm）
1 2 4 2 4
2 4 6 3 8
3 3 8 4 6
小明通过实验探究，得出了杠杆平衡条件。生活中的钓鱼竿应用了该实验中的第 次实验原理。
【答案】（1）左；便于直接读出或量出力臂的大小
（2）2
【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。当杠杆在水平位置平衡时，阻力和动力的方向刚好与杠杆垂直，因此此时力的作用点到支点之间的杠杆的长度就是力臂，非常方便的读出或测量力臂的大小。
（2）对钓鱼竿的动力臂和阻力臂进行比较，确定杠杆的分类，然后与表格数据进行比较即可。
【解答】（1）实验前没有挂钩码时，小明发现杠杆右端下倾，说明右端重，左端轻，则应将左端的平衡螺母向左调.使杠杆在水平位置平衡；这样做的目的是便于直接读出或量出力臂的大小。
（2）钓鱼竿在使用时，靠近胸口的手为支点，鱼的重力为阻力，另一支手的拉力为动力。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，因此应用了该实验中的第2次实验原理。
12．（2020九上·宁波期中）探究“杠杆平衡条件”的实验装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等。
（1）杠杆在如图甲的位置静止时 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的；
（2）如图（乙）所示，用弹簧测力计在 B 处竖直向上拉。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填:“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是 。
【答案】（1）是
（2）变大
（3）避免实验偶然性
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态；
（2）分析动力臂的长度变化，然后根据杠杆的平衡条件判断拉力的变化；
（3）在科学研究中，换用不同的实验器材反复进行实验，从而收集更多的实验数据，这样可以使得到的结论具有普遍意义，避免偶然性。
【解答】（1）杠杆在如图甲的位置静止时，是处于杠杆平衡状态的；
（2）当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，此时动力臂会逐渐变小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力会增大，即弹簧测力计的示数将变大。
（3）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是避免实验偶然性。
二、滑轮
13．（2020九上·浙江期末）如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置(不考虑滑轮重和摩擦)。使用时：①瘦子固定不动，胖子用力FA拉绳使所受重力为G的物块匀速上升。②胖子固定不动，瘦子用力FB拉绳使所受重力为G的物块匀速上升。下列说法中正确的是（ ）
A．FA＜G B．FB＜G C．FA＝2G D．FB＝2G
【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】瘦子固定不动时，中间的滑轮为动滑轮，根据动滑轮的特点计算拉力FA；当胖子固定不动时，中间的滑轮为定滑轮，根据定滑轮的特点计算拉力FB。
【解答】①瘦子固定不动时，中间的滑轮为动滑轮，
动滑轮向上只受一个拉力FA，向下受到两个拉力G，
根据二力平衡的知识可知，拉力FA=2G；
②当胖子固定不动时，中间的滑轮为定滑轮，
定滑轮不省力不费力，
那么拉力FB=G。
故选C。
14．小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（ ）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】当人向下拉动绳子时，它能产生的最大拉力等于自己的体重，据此分析判断。
【解答】小李能够产生的最大拉力F李=m李g=50kg×10N/kg=500N；
小胖能够产生的最大拉力F胖=m胖g=70kg×10N/kg=700N；
因为F李所以小胖能把小李拉起来。
故选B。
15．某人到健身房进行健身活动。用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能。使用时，若绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；若绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。下列说法中正确的是（ ）
A．FA＞FB B．FA＜FB
C．FA＝FB D．条件不足，无法确定
【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】当B处固定不动时，中间的滑轮保持静止状态，为定滑轮，根据定滑轮的工作特点计算拉力FA。当A处固定不动时，中间的滑轮跟随物体一起运动，为动滑轮，根据动滑轮的工作特点计算拉力FB，最后将二者比较即可。
【解答】当B处固定不动时，中间的滑轮保持静止状态，为定滑轮；
因为定滑轮不省力不费力，
所以拉力FA=G；
当A处固定不动时，中间的滑轮跟随物体一起运动，为动滑轮；
动滑轮受到一个向上的拉力FB，两个向下的拉力G，
那么拉力FB=2G；
因此FA故选B。
16．（2020·上城模拟）在举行升国旗、唱国歌的仪式时，观察到国旗的旗杆顶上有个重要的装置，一般是（ ）。
A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．省力杠杆
【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据这个装置的形状和作用分析它所属简单机械的类型。
【解答】国旗旗杆顶端有一个轮子，中间有凹槽，这个装置叫滑轮。因为它固定在顶端，不随国旗上下移动，因此是定滑轮，用来改变升降国旗拉力的方向，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
17．（2020九上·温州期末）通过如图所示的滑轮组匀速提升重为50牛的重物，已知每个滑轮的重力均为10牛，不计绳子与滑轮的摩擦力，则拉力F的大小为（ ）
A．20N B．25N C．30N D．35N
【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算拉力F的大小即可。
【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，
那么自由端的拉力。
故选C。
18．（2019九上·萧山月考）如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，比较它们的大小应是（ ）
A．F1>F2>F3 B．F1F1>F3 D．F2【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先根据定滑轮和动滑轮的特点计算出前两个拉力的大小，然后再根据二力平衡条件计算出第三个力的大小，最后进行比较即可。
【解答】三图中，物体都做匀速直线运动，那么物体受到的拉力F=f；
左图：定滑轮不省力不费力，因此F1=f；
中图：动滑轮可以省一半的力，因此F2=；
右图：动滑轮受到向左的F3，两个向右的拉力f，因此F3=2f；
因此力的大小为：F2故选D。
19．如图所示，古代护城河吊桥上安装的滑轮A是（ ）
A．动滑轮、能省力 B．定滑轮、能改变力的方向
C．定滑轮、能省力 D．动滑轮、能改变力的方向
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）固定不动，不随物体移动的滑轮叫定滑轮；跟随物体一起移动的滑轮叫动滑轮；
（2）定滑轮不省力不费力，但能改变力的方向；动滑轮不能改变力的方向，当能省一半的力。
据此分析。
【解答】古代护城河上的滑轮固定不动，是定滑轮，它能改变力的方向，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
20．（2019·宁波模拟）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．拉力 F1小于拉力 F2
B．甲绳子自由端移动速度小于乙绳的
C．甲、乙两滑轮组均属于费力的机械
D．甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）已知承担重力绳子的条数n根据
比较拉力大小；
（2）已知承担重力绳子的段数n根据v=nv'比较自由端移动速度的大小；
（3）比较物体的重力和自由端拉力的大小判断是否省力；
（4）已知承担重力绳子的段数n根据s=ns'比较自由端移动距离的大小。
【解答】甲图中承担重力的绳子有2段，乙图中承担重力的绳子有3段。
A.根据
可知，拉力
，拉力
，所以F1>F2，故A错误；
B.甲乙两个物体在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度，根据
可知，它们的速度相同；那么甲绳子自由端移动的速度就是v甲=2v'，乙绳子自由端移动的速度是v乙=3v'，因此甲的移动速度小，故B正确；
C.因为甲、乙自由端的拉力都小于物体重力，所以两个滑轮组都是省力的机械，故C错误；
D.甲绳子自由端移动的距离：s甲=2s，乙绳子自由端移动的距离s乙=3s，因此甲绳子自由端移动的距离小于乙绳子自由端移动的距离，故D错误。
故选B。
21．（2019·宁波模拟）如图所示，船和人总重1500Ｎ，船受到水的阻力恒定为90N，船上的人用力F拉绳,使船匀速靠岸运动4米，（不计绳重和摩擦）则拉力F和拉过绳子的长度分别为（ ）
A．30Ｎ，12米 B．180Ｎ，8米 C．270Ｎ，12米 D．45Ｎ，8米
【答案】A
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】将人和船看作一个整体，当船向左匀速直线运动时，人和船受到的力是平衡力；因为整体向左受到3个拉力F，向右受到阻力f，所以3F=f；因为滑轮组省力，所以自由端移动的距离s=3s'。
【解答】将人和船看作一个整体，当船向左匀速直线运动时，人和船受到的力是平衡力；
那么自由端的拉力F为：；
拉过绳子的长度为：s=3s'=3×4m=12m，故A正确。
故选A。
22．（2019九上·天台期末）如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（ ）
A．F1B．F2=1/2G
C．F1的力臂为OA
D．在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，所以s=2h；不考虑动滑轮重时 F=1/2G。
【解答】A、由图可知拉力 F1的力臂l1小于拉力F2的力臂l2，根据杠杆的平衡条件可知 F1＞F2 ，故A错误；
B、只有不计动滑轮重时， F2=1/2G，故B错误；
C、由于OA与拉力 F1不垂直，所以OA不是拉力 F1的力臂，故C错误；
D、该动滑轮拉力 F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍，故D正确。
故答案为：D。
23．（2020·越城模拟）如图，三个滑轮拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，所使用的拉力分别为F1、F2和F3，不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦，则图
(填“甲”“乙”或“丙”)中的滑轮属于定滑轮，拉力F1、F2和F3的大小关系是 。
【答案】乙；F3>F2>F1
【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】1、 使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮；
2、定滑轮是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向。动滑轮是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮可以省一半的力：F=G/2。当滑轮水平方向时，可表示拉力与摩擦力之间的关系。
【解答】甲、乙、丙三个滑轮中，乙滑轮的位置固定不动，是定滑轮，所以填乙。同一个物体在水平地面上被匀速拉动时，受到的滑动摩擦力大小相同均为f。在甲图中F1=f/2，乙图中F2=f，丙图中F3=2f。所以三者的大小关系为： F3>F2>F1 。
故答案为：乙； F3>F2>F1
24．（2019九上·杭州月考）一人用如图所示.的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体,此时人对绳的拉力为120牛,不计绳重和摩擦.
（1）求:动滑轮受到的重力有多大？
（2）若定滑轮重力是动滑轮重力的两倍，则此时天花板受到定滑轮的拉力多大？
（3）如果人的体重为600牛，那么他用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛
【答案】（1）
（2）因为定滑轮重力是动滑轮的两倍，拉力为120N，由于滑轮中有动滑轮，因此可以省一半力，还要减去动滑轮受到的重力，天花板所受的定滑轮拉力为：120N+（40N+40N）+200N+(60N-40N)=420N
（3）设动滑轮重G0，由2F=G+G0，得G0=40牛
设提升的最大物重为G′，人的体重为G1，此时绳的拉力为F′，
则F′=G1，由2F′=G′+G0，
得所能提起物体的最大物重G′=2F′-G0=2×600N-40N=1160N．
他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过1160牛．
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力。
25．（2019九上·杭州月考）小金用如图甲所示的装置探究滑轮组的省力情况：(忽略绳重和摩擦)
（1）实验时，应 竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为 m/s
（3）小金想进一步探究滑轮组的拉力是否与承担动滑轮的绳子的段数有关，请在丙图中画出最省力的绳子的绕法。并写出简要的探究方案。
【答案】（1）匀速
（2）0.2
（3）如图
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】本题主要探究计算弹簧测力计竖直向下移动的速度。
【解答】（1） 实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计，这样系统处于平衡状态，所以此时测力计示数才等于拉力的大小。
（2）根据图分析，绳子的有效段数为n=2，因为绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的关系为：s=nh，两边同除以时间t，则有v自=nv物，所以如果重物以0.1m/s的速度匀速上升，那么弹簧测力计竖直向下移动的速度为：v自=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s。
（3）最省力的绳子的绕法如图
三、斜面
26．如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是（ ）
A．用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，不要求匀速
B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C．物体的重力影响斜面的机械效率
D．斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小
【答案】B
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）克服重力做的功为有用功，拉力做的功为总功，机械效率等于有用功与总功的比值；（2）在物重和斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，越费力，机械效率越高；（3）要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确．（4）在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高；在倾斜程度一定时，斜面粗糙程度越大，机械效率越低；（5）在动滑轮重、绳重和摩擦一定时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；在物重一定时，动滑轮重、绳重越大，摩擦力越大，滑轮组的机械效率越低．
【解答】解：A、为了保证弹簧测力计的示数稳定，就要让木块做匀速直线运动，该选项说法不正确；
B、其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高，该选项说法正确；
C、在斜面倾角θ不变时，斜面的机械效率与重力无关，该选项说法不正确；
D、斜面倾斜程度越大，越费力，该选项说法不正确．
故选B．
27．小刚同学利用斜面将货物搬运到一辆汽车上,如图所示,则利用斜面可以省 ,利用斜面不省 .
【答案】力；功
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功；
（2）斜面利用增大距离的方式减小作用在物体上的力。
【解答】小刚同学利用斜面将货物搬运到一辆汽车上,如图所示，则利用斜面可以省力 ,利用斜面不省功。
四、机械效率
28．某人用50 N的拉力将重160 N的物体沿斜面匀速拉上长为4 m、高为0.8 m的斜面顶端，则该斜面的机械效率η和斜面对物体的摩擦力f的大小分别为 （ ）
A．η=64%，f=32 N B．η=50%，f=18 N
C．η=64%，f=18 N D．η=80%，f=32 N
【答案】C
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据W有=Gh计算有用功，然后根据W总=Fs计算总功，最后根据公式计算斜面的机械效率；
（2）首先根据W额=W总-W有计算出克服摩擦力做的额外功，然后根据计算摩擦力的大小。
【解答】（1）拉动物体做的有用功为：W有=Gh=160N×0.8m=128J；
拉力做的总功为：W总=Fs=50N×4m=200J；
斜面的机械效率为：；
（2）克服摩擦力做的额外功为：W额=W总-W有=200J-128J=72J；
斜面对物体的摩擦力为：。
故选C。
29．关于机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．有用功越大，机械的机械效率就越高
B．额外功越大，机械的机械效率就越低
C．总功越大，机械的机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高
【答案】D
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】有用功是指对人们需要的，有价值的功。额外功是并非我们需要但又不得不额外做的功，额外功加有用功就是总功。有用功和总功的百分比叫做机械效率。
【解答】A、有用功和总功的百分比叫做机械效率，当总功一定时，有用功越大，机械的机械效率就越高；故A错误；
B、有用功和总功的百分比叫做机械效率，当总功一定时，额外功越大，机械的机械效率就越低；故B错误；
C、有用功和总功的百分比叫做机械效率，当有用功一定时，总功越大，机械的机械效率就越低；故C错误；
D、有用功和总功的百分比叫做机械效率，有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高；故D正确；
故答案为：D。
30．（2020·三门模拟）用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验（忽略绳重和摩擦）。实验中，向上匀速拉动弹簧测力计并读数。改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象。分析可知：
（1）被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将 。（填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）分析乙图象中的A点可知，被提升的物体重力为 N。
【答案】（1）减小
（2）3
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）滑轮组的机械效率可知，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关。物体的重力越大，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高；
（2）将A点对应的机械效率和动滑轮重力代入公式，然后计算即可。
【解答】（1） 被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将减小；
（2）根据图乙可知，A点时动滑轮重力为1N，滑轮组的机械效率为75%，
那么根据得到：；
解得：G=3N。
31．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。
（1）实验时小红沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为 。
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率与动滑轮重有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像。由图像可知：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 。若不计绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。
【答案】（1）匀速；83.3%
（2）低；3
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）只有匀速直线拉动绳子时，测力计的示数才和绳子的拉力相等。当竖直拉动物体时，根据公式计算滑轮组的机械效率；
（2）根据图乙确定滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系，再根据机械效率的公式计算此时提升物体的重力。
【解答】（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
根据图甲可知，此时弹簧测力计的拉力为2.4N，
那么滑轮组的机械效率为：。
（2）根据乙图可知，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。
当滑轮组的机械效率为75%时，动滑轮的重力为1N，根据得到：
；
解得：G=3N。
32．（2020九上·吴兴期末）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。某学习小组用如图所示的装置探究滑轮组的机械效率η与哪些因素有关，得到如下数据：
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离S/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 8 0.1 3.1 0.3 86%
3 8 0.1 2.5 0.4 80%
（1）该学习小组研究的是机械效率与 的关系。
（2）通过比较1、2两次实验数据得出结论： 。
（3）由于实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学便建议应静止时读数，老师认为这样的做法会导致测出的机械效率与实际值不符，请问原因是 。
【答案】（1）物重、动滑轮组的个数
（2）同一滑轮提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高
（3）静止与拉动时所需克服绳子与滑轮间的摩擦力不同
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）通过图片分析影响滑轮组机械效率的因素；
（2）比较实验1和2中，哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法总结实验结论；
（3）注意考虑摩擦力对测量结果的影响。
【解答】（1）根据图片可知，三次实验中，动滑轮的个数不同，且所挂钩码的重力不同，因此该学习小组研究的是机械效率与物重、动滑轮个数的关系；
（2）实验1和2中，动滑轮的个数相同，即为同一滑轮组，而钩码的重力不同，那么得到结论：同一滑轮提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
（3）由于实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学便建议应静止时读数，老师认为这样的做法会导致测出的机械效率与实际值不符，请问原因是：静止与拉动时所需克服绳子与滑轮间的摩擦力不同。
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