2023-2024 学年 浙教版科学九年级上册 3.4 简单机械 同步练习
一、选择题
1．（2023九上·杭州月考）如图所示用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N(不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑)。下列说法错误的是（ ）
A．物体4受到地面水平向右3N的摩擦力
B．物体A受到B的摩擦力是2N
C．滑轮移动的速度是0.1m/s
D．拉力F做功功率为4W
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】AB.根据动滑轮的特点计算出物体A受到向左的拉力，根据平衡力的知识计算A、B之间的摩擦力，最后再根据平衡力的知识分析A受到地面的摩擦力大小和方向；
C.根据vA=nv计算滑轮移动的速度；
D.根据P=Fv计算拉力F的功率。
【解答】A.根据图片可知，作用在A物体上向左的拉力为FA=。B保持静止状态，则A、B之间的摩擦力等于测力计的示数2N。当A匀速向左移动时，它受到水平向左的拉力5N，B对A向右的摩擦力2N，则此时合力为3N，方向向左。根据平衡力的知识可知，地面对A的摩擦力与这个合力大小相等，方向相反，即地面对A的摩擦力为3N，水平向右，故A、B正确不合题意；
C.拉力F在滑轮中间，而物体A在边缘，则滑轮移动的速度：，故C正确不合题意；
D.拉力F的功率P=Fv=10N×0.1m/s=1W，故D错误符合题意。
故选D。
2．（2023九上·温州开学考）如图所示，杠杆处于平衡状态，若将A处的钩码向右移动一格，为使杠杆重新平衡可以（ ）
A．把B处钩码向右移动一格
B．在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格
C．把B处钩码拿掉一个
D．在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据图片可知，左边：3G×（2-1）L=3GL；
A.把B处钩码向右移动一格。此时2G×（3+1）L=8GL，与左边乘积不相等，故A不合题意；
B.在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格，（2+1）G×（3-1）L=6GL，与左边乘积不相等，故B不合题意；
C.把B处钩码拿掉一个，（2-1）G×3L=3GL，与左边乘积相等，故C符合题意；
D.在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格，（2+2）G×（3+1）L=16GL，与左边乘积不相等，故D不合题意。
故选C。
3．（2023·慈溪模拟）如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为15N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为3W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升0.3m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功
B．2s内，物体B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小为40N
D．物体A向右做匀速直线运动的速度为0.3m/s
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】A.拉力做的功用来克服摩擦力的功和滑轮组拉力做的功；
B.重力做功等于重力大小x在重力方向上运动的距离；
C.拉力大小可以用滑轮组的特点求得；
D.动滑轮省力但却费距离。
【解答】A. 拉力F做的功大于物体B克服重力做的功；
B. 物体B克服重力做功等于（15x0.3）=4.5J；
C.
D. 物体A向右做匀速直线运动的速度为0.075m/s；
故答案为：C
4．（2023·浦江模拟）如图所示，家用衣架上挂了两件质量分别为m1、m2的湿衣物，此时衣架处于静止状态。下列说法中正确的是（ ）
A．图中的衣架是一个等臂杠杆
B．此时的衣架处于杠杆平衡状态
C．湿衣物的质量m1、m2大小相等
D．衣物对衣架的拉力就是衣物的重力
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；杠杆的应用
【解析】【分析】杠杆平衡的条件：F1L1=F2L2 F1=m1g F2=m2g
【解答】A. m1和m2无法确定是否相等，L1和L2也无法确定是否相等，A错误
B. 衣架处于静止状态，说明杠杆平衡，B正确
C. L1和L2也无法确定是否相等，m1和m2无法确定是否相等，C错误
D. 衣物对衣架的拉力大小等于衣物的重力，但不能说拉力就是衣物的重力，D错误
故答案为：B。
5．（2023·丽水）如图是教室壁挂式实物展台示意图。MN为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m为展示物。以下是展示台承裁展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】杠杆的五要素，分为支点，动力臂，动力，阻力臂和阻力。
【解答】若去掉连杆pQ，此时MN展台会逆时针绕着N点转动，故支点在最右侧的N点；PQ的作用效果是拉住展台，避免其展台沿着逆时针方向转动，故其拉力方向为斜向上。
故答案为：A
6．（2023·舟山模拟）如图所示，OB=BA，在A点施加一个力，使轻质杠杆OA在水平位置静止，以下说法正确的是（ ）
A．杠杆OA一定是一个省力杠杆 B．杠杆OA一定是一个费力杠杆
C．在A点施加的最小力的大小为 D．在A点施加的力不能大于G
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】杠杆的平衡条件为动力x动力臂=阻力x阻力臂，满足该条件 时，杠杆才稳定。
【解答】AB.在A点所施加的为动力，但不确定所施加动力的方向，故无法判断动力臂的阻力臂珴大小；
C.D当动力臂最长时，即为OA的长度时，此时施加的动力最小，为G/2；
故答案为：C
7．（2023·温州模拟）温州瓯江二桥全长17.1千米，1998年建成。小温同学将大桥的部分结构进行简化，绘制了如图乙所示的模型。若其他因素不变，适当增加塔的高度(如图丙所示)，则可以（ ）
A．增加动力 B．减小阻力 C．增加动力臂 D．增加阻力臂
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；力臂的画法；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】本题考查简单机械杠杆的相关知识，动力x动力臂=阻力x阻力臂。
【解答】由图可知，塔的高度增加，即增加了动力臂，通过杠杆原理可知能减少钢索对桥的牵引力。
故答案为：C
8．（2023·定海模拟）如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值，下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（ ）
A．悬点O适当右移，秤的量程会增大
B．秤的刻度值向右越来越大
C．每次倒入空桶的液体体积相同
D．增大M的质量，秤的量程会增大
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用
【解析】【分析】本题主要考查杠杆的相关知识，即动力x动力臂=阻力x阻力臂。
【解答】A.物体从B点到O点的距离为阻力臂，当o点向右移动时，阻力臂减少，动力臂增大，由上述平衡条件可知，动力减小，即所加液体的质量减少，又由于，所以密度也减少，即量程减少。
B.当空桶内的液体密度逐渐增大时，即A点的动力增大，此时应通过增大B到o的距离来达到平衡，故B向右移动时逐渐变大。
C.只有当液体体积相同时，才能通过质量大小来判断密度的大小，即来判断其液体密度的情况。
D.M质量增大时，即阻力臂X阻力的值变大，所以可以在左侧的空桶内装上质量更大的液体，即密度更大量程更大。
故答案为：A
9．（2023·杭州模拟）自行车出行是一种低碳环保的出行方式。下列关于自行车结构及使用说法正确的是（ ）
A．自行车匀速转弯时受到平衡力的作用
B．把手的花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
C．用于自行车刹车的闸杆（如图）是省力杠杆
D．自行车刹车后减速滑行至静止，说明物体的运动需要力来维持
【答案】C
【知识点】平衡状态的判断；力与运动的关系；增大或减小摩擦的方法；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态；
（2）增大摩擦力的方法：增大压力或增大接触面的粗糙程度；
（3）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（4）根据力与运动的关系判断。
【解答】A.自行车匀速转弯时方向不断改变，即运动状态发生改变，不受到平衡力的作用，故A错误；
B.把手的花纹是为了增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故B错误；
C.用于自行车刹车的闸杆，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C正确；
D.自行车刹车后减速滑行至静止，说明物体运动不需要力，而改变运动状态时才需要力的作用，故D错误。
故选C。
10．（2023·路桥模拟）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。为了切断甘蔗，下列最省力的是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【答案】B
【知识点】杠杆中最小力问题
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据图片可知，铡刀上的转轴为杠杆的支点，甘蔗对杠杆施加阻力，手对杠杆施加动力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力臂最长时最省力。当以支点和力的作用点之间的距离为动力臂时最长，即最省力的是F2。
故选B。
11．（2023·柯桥模拟） 如图所示筷子盒。在A处施加向下的力时，筷子会从出口滚出，出筷后能自动复位。忽略筷子的压力，以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据筷子盒的使用过程，对杠杆的五个要素进行分析即可。
【解答】根据图片可知，作用在A点的压力向下，即动力F1；弹簧被压缩，产生向上的弹力，这就是阻力F2，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
12．（2023·衢江模拟）人抬头时头部可以看作一个杠杆，下列能正确表示抬头时该杠杆的支点、动力和阻力示意图的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据对杠杆要素的认识判断。
【解答】根据图片可知，当人抬头时，头部的重力对杠杆施加阻力，即阻力的方向竖直向下。脖子后部的肌肉对杠杆施加向下的动力，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
13．（2023·临安模拟）停放自行车时，若要从如图所示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
【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F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据图片可知，当提起后轮时，前轮相当于杠杆的支点O，车子的重力相当于阻力，手施加动力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L2=F×L1，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越长则越省力。比较可知，从支点到D点的距离最长，则以OD为动力臂时最长，此时动力最小。
故选D。
14．（2023·宁波模拟）某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤如图所示，经测试发现分度值太大，不够精准。下列操作能使杆秤分度值变小的是（ ）
A．将秤杆截短一些 B．将秤盘略向拉环移动
C．换一个质量较小的秤砣 D．换一个质量较大的秤砣
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】在使用杆秤称量物体质量时，提纽相当于支点O，挂钩上物体的重力相当于阻力，而秤砣的重力相当于动力。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L2=G秤砣×L1，
mg×L2=m秤砣g×L1，
m×L2=m秤砣×L1，
解得：；
秤砣的质量和阻力臂L2保持不变，则物体的质量与动力臂L1的长度成正比，
即物体的质量通过L1所对的刻度值来反映。
当称量相同的物体m时，动力臂越大，则可以标注更多的刻度，从而减小分度值，增加准确度，
那么此时要么增大阻力臂L2，要么减小秤砣的质量。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
15．（2023·文成模拟）小文将长为L质量不计的木棒置在肩上C点，木棒A端挂一个重为G的物体，他用手压住B端使木棒保持水平平衡。用手压B端不动，移动木棒，改变CB的长度记为X，则木棒对肩膀的压力F随x的关系图像为（ ）
A． B．
C． D．
【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F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据图片可知，可将C点看作支点，A端重力产生的拉力为阻力，B端手的压力为动力。
根据杠杆的平衡条件件F1L1=F2L2得到：G×AC=F×CB；
G×（L-x）=F×x；
解得：F=；
根据上面的计算式可知，木棒对肩膀的压力F与x为反比例函数关系。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
二、填空题
16．（2023九上·温州开学考）杆秤(如图)是中国最古老也是现今人们仍然在使用的测量工具。
（1）在制作杆秤时需要用到的测量工具有 (写2个)
（2）已知该秤盘质量为0.5kg(杆秤的质量忽略不计)，秤砣质量为1kg，OA距离为10厘米，则零刻度位置距提钮O点 厘米。
【答案】（1）天平和刻度尺
（2）5
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据测量的物理量确定需要的测量工具；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算秤砣的力臂即可。
【解答】（1）在制作杆秤时，要测量秤砣的质量和力臂的长度，因此需要的测量工具为天平和刻度尺。
（2）O点为支点，秤盘的重力相当于阻力，秤砣的重力相当于动力，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G盘×OA=G砣×L1；
m盘×OA=m砣×L1；
0.5kg×10cm=1kg×L1；
解得：L1=5cm。
即零刻度线位置距离O点5cm。
17．（2023·杭州模拟）如图所示，洗澡时当用喷头水平对着墙壁喷水，）头和握着喷头的手都会受到一个较大的、与喷水方向相反的作用力。请回答：
（1）这个作用在喷头上力的施力物体是 。
（2）若保持喷头离墙壁的距离不变，手握喷头的部位往下移动时，握喷头的手所受到的作用力大小将如何变化？ 。
【答案】（1）水
（2）增大
【知识点】力的概念；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据相互作用力的知识分析；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答。
【解答】（1）喷头对水施加力的作用，同时水对喷头施加反作用力，因此喷头上力的施力物体是水。
（2）喷头与手接触的位置相当于支点，手对喷头施加动力，而水对喷头施加阻力。当手握喷头的位置往下移动时，阻力臂变长，而动力臂不变，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，握喷头的手受到的作用力将增大。
18．（2023·路桥模拟）图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 (选填“A”或“B”)，动滑轮重为 N。
【答案】A；40
【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】利用滑轮组提升重物时，动滑轮上由几根绳子承担，所需的拉力是总重力的几分之一，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的几倍。
【解答】由图甲可知，n=3，则绳子自由端移动的距离是物体提升速距离的3倍，因此图乙中倾斜直线A是绳子自由端运动的s-t图像，而倾斜直线B是物体运动的s-t图像；不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力：G动=3F-G=3×80N-200N =40N。
19．（2023九下·宁波月考）如图，重为50N的物体A在拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动10秒，此时弹簧秤示数为10N，若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，在这个过程中，拉力大小为 ，拉力的功率为 。
【答案】20N；2W
【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】（1）对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算拉力大小；
（2）此时动滑轮费力省距离，根据计算拉力的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，动滑轮受到水平向左的两个拉力，它们的大小相等，都等于10N；同时受到水平向右的拉力F。根据二力平衡的知识可知，拉力F=2F'=2×10N=20N。
（2）拉力的速度；
拉力的功率：P=Fv=20N×0.1m/s=2W。
20．（2023·余姚模拟）两个实心物体的质量与体积的关系如图甲所示。
（1）物体A的密度是 。
（2）分别由A、B两种物质组成的体积相同的甲、乙两个物体的重力比为 。
（3）将体积相同的A、B两物体分别挂在滑轮和杠杆下面，如图乙所示，O为杠杆OQ的支点，P为杠杆OQ的中点，若要使他们处于静止，则虚线框内悬挂物体B的个数是 。(不计摩擦以及杠杆和滑轮的自重)
【答案】（1）28/cm3：(或2×10kg/m3)
（2）4：1
（3）4
【知识点】密度公式的应用；杠杆的平衡条件；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）由图像可得，当m=20g时，A、B的体积，利用密度公式求A、B的密度；
（2）求出A、B的密度，然后根据公式G=mg=ρVg计算出甲、乙的重力之比；
（3）根据动滑轮的特点和杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。【解答】（1）由图甲可知，当m=20g时，VA=10cm3，VB=40cm3，
则A物体的密度：，
B物体的密度：，
（2）ρA：ρB=2g/cm3：0.5g/cm3=4：1；
A、B的体积相同，
由G=mg=ρVg可得，A、B的重力之比：GA：GB=ρAVg：ρBVg=ρA：ρB=4：1；
（2）由图乙可知，使用的滑轮组中n=2，不计摩擦和滑轮的自重，
则作用在杠杆上Q点的拉力F=；
要使它们处于静止状态，设方框中挂n个B物体，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：nGB×OP=×OQ；
nGB×1=×2；
解得：n=4。
三、实验探究题
21．（2023·慈溪模拟）实验是科学研究的重要手段。
（1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。
①杠杆在如图甲所示的位置静止时 （填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。
②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 N。
（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会 （填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是 。
【答案】（1）是；1.5
（2）小于；会加快过滤速度
【知识点】杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】简单机械中杠杆的平衡条件为F1·L1=F2·L2.
【解答】（1）杠杆的平衡条件为静止或匀速转动状态，故其处于平衡；
，所以F=FB=1.5N；
（2）A处流速大，流体压强小，故气压会减小；使锥形瓶中气压也减小，漏斗上方的液体流下来速度更快；
故答案为：（1）是；1.5（2）小于； 会加快过滤速度
22．（2023·杭州模拟）由于弹簧秤的量程过小，某科学兴趣小组设计了如图所示的实验方案去测量石块的重力以及液体的密度，当杠杆（自身重力不计）处于水平静止状态时，小明测量获取的实验数据如下表所示：
金属块的体积/厘米3 弹簧秤的示数/牛 OB的长度 OA的长度
物体处于空气中（如图甲） 150 1.8 30 10
物体浸没在液体中（如图乙） 150 1.2 30 10
（1）为了完成本实验，除弹簧秤外，还需要的测量工具有 。
（2）根据图甲以及表中的数据可求得石块的重力为 牛。
（3）根据图乙以及表中的实验数据，计算容器中液体的密度 。（请写出计算过程）
【答案】（1）刻度尺
（2）5.4
（3）1.2×103
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）由表格数据判断出测量工具；
（2）物体在空气中时，根据杠杆的平衡条件G×LOA=F×LOB算出物体的重力；
（3）由图乙知当物体浸没在液体中时，根据杠杆的平衡条件（G-F浮）×LOA=F′×LOB算出物体受到的浮力，由F浮=ρ液gV排算出液体的密度。【解答】（1）由表格数据知实验中需要用弹簧秤测量物体在空气中和浸没在液体中示数，用刻度尺测量OA、OB的长度，所以除弹簧秤外，还需要的测量工具有刻度尺；
（2）物体在空气中时，根据杠杆的平衡条件知G×LOA=F×LOB，
解得：；
（3）由图乙知当物体浸没在液体中时，根据杠杆的平衡条件：（G-F浮）×LOA=F′×LOB，
解得：；
由F浮=ρ液gV排得液体的密度为：。
四、解答题
23．（2023·舟山模拟）电梯是高层住宅必备的交通工具，如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定载重量是1000kg，某次电梯满载上升时的v﹣t图象如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。
（1）电梯匀速上升的高度是多少？
（2）电梯匀速运动阶段，电梯匀速上升的高度是多少？
（3）电梯满载匀速上升时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？
【答案】（1）电梯匀速上升的速度为2m/s，时间为6s，故S=Vt=2m/s·6s=12m；
（2）电梯匀速上升的速度为2m/s，时间为6s，故S=Vt=2m/s·6s=12m；
（3）对重的重力G对重=m对重g=400kg×10N/kg=4×103N，
由平衡条件知，G对重+F=G轿厢+G额定载重，故电动机钢丝绳对轿厢的拉力：
F=G轿厢+G额定载重-G对重=（1000+500-400）kg×10N/kg=1.1×104N；
电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率：
P= = =Fv=1.1×104N×2m/s=2.2×104W；
【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
【解析】【分析】（1）分析图乙可知其匀速上升时的速度为2m/s ，一共运动了6s；
（2）其匀速上升时的速度为2m/s ，一共运动了6s；
（3） 电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率 等于拉力与速度的乘积，在对桥箱进行受力分析可知 G对重+F=G轿厢+G额定载重 。
24．（2023·路桥模拟）快走有利于身体健康，人走路时可以将脚视为杠杆(如图所示)。行走时人的脚掌前端是支点，位于杠杆的一端，人体受到的重力是阻力，且作用点位于杠杆的中点，小腿肌肉施加的力是动力，位于杠杆的另一端，已知人的质量为60千克。
（1）请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂L。
（2）根据图示计算小腿肌肉产生的拉力。
（3）人向前走一步，重心将升高约5厘米，求：人克服自身重力做了多少功？
【答案】（1）解：过支点O作力F作用线的垂线段，即为F的力臂L1。
（2）解：重力为G=mg=60kg×10N/kg=600N
根据杠杆的平衡条件(F1L1=F2L2)可得
小腿肌肉对脚的拉力F= = 300N
答：小腿产生的拉力为300N；
（3）解：每向前走一步的过程中，小明克服自身重力做的功W=Gh=600N×0.05m=30J
答：人克服重力做的功为30J。
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；力臂的画法
【解析】【分析】 力臂是支点到力的作用线的距离 。 小腿肌肉施加的拉力F的力臂L就是O点到力F作用线的距离。过O点作力F作用线的垂线段， 即为F的力臂L1。杠杆题目的计算根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2，即可求。功的计算公式W=FS.
25．（2023·上城模拟）在一次学农活动中，小金用一根长1.2米的扁担挑起了两桶水，水桶挂在扁担两端，扁担保持水平状态（扁担和水桶的质量，手对扁担和水桶的作用力均忽略不计)。扁担的A处挂的水重20牛，肩上支点О与A的距离为0.9米。
（1）扁担B处挂的水受到的重力是多少
（2）小金肩膀受到扁担的压力大小是多少
（3）到达某处后，.小金将B处的水倒出20牛，在不改变水桶悬挂位置的情况下，需要将肩上支点О向A移动多少距离，才能再次平衡
【答案】（1）方法1：由题根据杠杆的平衡条件有： FA×0A=FB×0B，
即： 20N×0.9m=FB×(1.2m-0.9m)，
所以： FB=60N；即扁担的后端B处挂的水受到的重力为60N；
方法2：以B为支点，根据杠杆的平衡条件有： FA×AB=FO×0B，
即： 20N×1.2m=FO×(1.2m-0.9m)，
所以：F=80N，
FB=FO-FA=60N。
（2）方法1：由题根据受力分析可知，
FO=FA+FB=80N；即肩膀受到扁担的压力大小为80N；
方法2：以B为支点，根据杠杆的平衡条件有：FA×AB=FO×0B，
即： 20N×1.2m=FO×(1.2m-0.9m)，
所以： FO=80N， 即肩膀受到扁担的压力大小为80N。
（3）方法1：FA×0A=FB×O B，
即： 20N×O A=(60N-20N)×O B，
O A：OB=2：1，
O A=0.8m O B=0.4m，
所以：肩上支点O需要向前移动0.1m。
方法2：设肩上支点O向前移动距离为x，
FA×0 A=FB ×O B
即： 20N×(0.9m-x)=(60N-20N) ×(0.3m+x)，
解得x=0.1m。
所以：肩上支点O需要向前移动 0.1m。
方法3： FO =FA +FB =20N+(60N-20N) =60N
以B为支点，根据杠杆的平衡条件有：FA×AB=FO ×0 B，
20N×1.2m=60N×0B
解得O B=0.4m，
OO =O B-0B=0.4m-0.3m=0.1m，
所以：肩上支点O需要向前移动0.1m。
方法4： FO =FA +FB =20N+(60N-20N) =60N
以A为支点，根据杠杆的平衡条件有：FA×AB=FO ×O A，
即：(60N-20N) N×1.2m=60N×O A，
解得O A=0.8m，
OO =OA-O A=0.9m-0.8m=0.1m
所以：肩上支点O需要向前移动0. 1m。
【知识点】重力的大小；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】杠杆的五要素：动力，动力臂，支点，阻力，阻力臂；动力到支点的垂直距离是动力臂；阻力到阻力臂的垂直距离是阻力臂；杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；。
1 / 12023-2024 学年 浙教版科学九年级上册 3.4 简单机械 同步练习
一、选择题
1．（2023九上·杭州月考）如图所示用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N(不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑)。下列说法错误的是（ ）
A．物体4受到地面水平向右3N的摩擦力
B．物体A受到B的摩擦力是2N
C．滑轮移动的速度是0.1m/s
D．拉力F做功功率为4W
2．（2023九上·温州开学考）如图所示，杠杆处于平衡状态，若将A处的钩码向右移动一格，为使杠杆重新平衡可以（ ）
A．把B处钩码向右移动一格
B．在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格
C．把B处钩码拿掉一个
D．在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格
3．（2023·慈溪模拟）如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为15N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为3W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升0.3m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功
B．2s内，物体B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小为40N
D．物体A向右做匀速直线运动的速度为0.3m/s
4．（2023·浦江模拟）如图所示，家用衣架上挂了两件质量分别为m1、m2的湿衣物，此时衣架处于静止状态。下列说法中正确的是（ ）
A．图中的衣架是一个等臂杠杆
B．此时的衣架处于杠杆平衡状态
C．湿衣物的质量m1、m2大小相等
D．衣物对衣架的拉力就是衣物的重力
5．（2023·丽水）如图是教室壁挂式实物展台示意图。MN为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m为展示物。以下是展示台承裁展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2023·舟山模拟）如图所示，OB=BA，在A点施加一个力，使轻质杠杆OA在水平位置静止，以下说法正确的是（ ）
A．杠杆OA一定是一个省力杠杆 B．杠杆OA一定是一个费力杠杆
C．在A点施加的最小力的大小为 D．在A点施加的力不能大于G
7．（2023·温州模拟）温州瓯江二桥全长17.1千米，1998年建成。小温同学将大桥的部分结构进行简化，绘制了如图乙所示的模型。若其他因素不变，适当增加塔的高度(如图丙所示)，则可以（ ）
A．增加动力 B．减小阻力 C．增加动力臂 D．增加阻力臂
8．（2023·定海模拟）如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值，下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（ ）
A．悬点O适当右移，秤的量程会增大
B．秤的刻度值向右越来越大
C．每次倒入空桶的液体体积相同
D．增大M的质量，秤的量程会增大
9．（2023·杭州模拟）自行车出行是一种低碳环保的出行方式。下列关于自行车结构及使用说法正确的是（ ）
A．自行车匀速转弯时受到平衡力的作用
B．把手的花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
C．用于自行车刹车的闸杆（如图）是省力杠杆
D．自行车刹车后减速滑行至静止，说明物体的运动需要力来维持
10．（2023·路桥模拟）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。为了切断甘蔗，下列最省力的是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
11．（2023·柯桥模拟） 如图所示筷子盒。在A处施加向下的力时，筷子会从出口滚出，出筷后能自动复位。忽略筷子的压力，以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是（ ）
A． B．
C． D．
12．（2023·衢江模拟）人抬头时头部可以看作一个杠杆，下列能正确表示抬头时该杠杆的支点、动力和阻力示意图的是（ ）
A． B．
C． D．
13．（2023·临安模拟）停放自行车时，若要从如图所示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
14．（2023·宁波模拟）某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤如图所示，经测试发现分度值太大，不够精准。下列操作能使杆秤分度值变小的是（ ）
A．将秤杆截短一些 B．将秤盘略向拉环移动
C．换一个质量较小的秤砣 D．换一个质量较大的秤砣
15．（2023·文成模拟）小文将长为L质量不计的木棒置在肩上C点，木棒A端挂一个重为G的物体，他用手压住B端使木棒保持水平平衡。用手压B端不动，移动木棒，改变CB的长度记为X，则木棒对肩膀的压力F随x的关系图像为（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
16．（2023九上·温州开学考）杆秤(如图)是中国最古老也是现今人们仍然在使用的测量工具。
（1）在制作杆秤时需要用到的测量工具有 (写2个)
（2）已知该秤盘质量为0.5kg(杆秤的质量忽略不计)，秤砣质量为1kg，OA距离为10厘米，则零刻度位置距提钮O点 厘米。
17．（2023·杭州模拟）如图所示，洗澡时当用喷头水平对着墙壁喷水，）头和握着喷头的手都会受到一个较大的、与喷水方向相反的作用力。请回答：
（1）这个作用在喷头上力的施力物体是 。
（2）若保持喷头离墙壁的距离不变，手握喷头的部位往下移动时，握喷头的手所受到的作用力大小将如何变化？ 。
18．（2023·路桥模拟）图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 (选填“A”或“B”)，动滑轮重为 N。
19．（2023九下·宁波月考）如图，重为50N的物体A在拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动10秒，此时弹簧秤示数为10N，若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，在这个过程中，拉力大小为 ，拉力的功率为 。
20．（2023·余姚模拟）两个实心物体的质量与体积的关系如图甲所示。
（1）物体A的密度是 。
（2）分别由A、B两种物质组成的体积相同的甲、乙两个物体的重力比为 。
（3）将体积相同的A、B两物体分别挂在滑轮和杠杆下面，如图乙所示，O为杠杆OQ的支点，P为杠杆OQ的中点，若要使他们处于静止，则虚线框内悬挂物体B的个数是 。(不计摩擦以及杠杆和滑轮的自重)
三、实验探究题
21．（2023·慈溪模拟）实验是科学研究的重要手段。
（1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。
①杠杆在如图甲所示的位置静止时 （填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。
②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 N。
（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会 （填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是 。
22．（2023·杭州模拟）由于弹簧秤的量程过小，某科学兴趣小组设计了如图所示的实验方案去测量石块的重力以及液体的密度，当杠杆（自身重力不计）处于水平静止状态时，小明测量获取的实验数据如下表所示：
金属块的体积/厘米3 弹簧秤的示数/牛 OB的长度 OA的长度
物体处于空气中（如图甲） 150 1.8 30 10
物体浸没在液体中（如图乙） 150 1.2 30 10
（1）为了完成本实验，除弹簧秤外，还需要的测量工具有 。
（2）根据图甲以及表中的数据可求得石块的重力为 牛。
（3）根据图乙以及表中的实验数据，计算容器中液体的密度 。（请写出计算过程）
四、解答题
23．（2023·舟山模拟）电梯是高层住宅必备的交通工具，如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定载重量是1000kg，某次电梯满载上升时的v﹣t图象如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。
（1）电梯匀速上升的高度是多少？
（2）电梯匀速运动阶段，电梯匀速上升的高度是多少？
（3）电梯满载匀速上升时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？
24．（2023·路桥模拟）快走有利于身体健康，人走路时可以将脚视为杠杆(如图所示)。行走时人的脚掌前端是支点，位于杠杆的一端，人体受到的重力是阻力，且作用点位于杠杆的中点，小腿肌肉施加的力是动力，位于杠杆的另一端，已知人的质量为60千克。
（1）请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂L。
（2）根据图示计算小腿肌肉产生的拉力。
（3）人向前走一步，重心将升高约5厘米，求：人克服自身重力做了多少功？
25．（2023·上城模拟）在一次学农活动中，小金用一根长1.2米的扁担挑起了两桶水，水桶挂在扁担两端，扁担保持水平状态（扁担和水桶的质量，手对扁担和水桶的作用力均忽略不计)。扁担的A处挂的水重20牛，肩上支点О与A的距离为0.9米。
（1）扁担B处挂的水受到的重力是多少
（2）小金肩膀受到扁担的压力大小是多少
（3）到达某处后，.小金将B处的水倒出20牛，在不改变水桶悬挂位置的情况下，需要将肩上支点О向A移动多少距离，才能再次平衡
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】平衡力的辨别；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】AB.根据动滑轮的特点计算出物体A受到向左的拉力，根据平衡力的知识计算A、B之间的摩擦力，最后再根据平衡力的知识分析A受到地面的摩擦力大小和方向；
C.根据vA=nv计算滑轮移动的速度；
D.根据P=Fv计算拉力F的功率。
【解答】A.根据图片可知，作用在A物体上向左的拉力为FA=。B保持静止状态，则A、B之间的摩擦力等于测力计的示数2N。当A匀速向左移动时，它受到水平向左的拉力5N，B对A向右的摩擦力2N，则此时合力为3N，方向向左。根据平衡力的知识可知，地面对A的摩擦力与这个合力大小相等，方向相反，即地面对A的摩擦力为3N，水平向右，故A、B正确不合题意；
C.拉力F在滑轮中间，而物体A在边缘，则滑轮移动的速度：，故C正确不合题意；
D.拉力F的功率P=Fv=10N×0.1m/s=1W，故D错误符合题意。
故选D。
2．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据图片可知，左边：3G×（2-1）L=3GL；
A.把B处钩码向右移动一格。此时2G×（3+1）L=8GL，与左边乘积不相等，故A不合题意；
B.在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格，（2+1）G×（3-1）L=6GL，与左边乘积不相等，故B不合题意；
C.把B处钩码拿掉一个，（2-1）G×3L=3GL，与左边乘积相等，故C符合题意；
D.在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格，（2+2）G×（3+1）L=16GL，与左边乘积不相等，故D不合题意。
故选C。
3．【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】A.拉力做的功用来克服摩擦力的功和滑轮组拉力做的功；
B.重力做功等于重力大小x在重力方向上运动的距离；
C.拉力大小可以用滑轮组的特点求得；
D.动滑轮省力但却费距离。
【解答】A. 拉力F做的功大于物体B克服重力做的功；
B. 物体B克服重力做功等于（15x0.3）=4.5J；
C.
D. 物体A向右做匀速直线运动的速度为0.075m/s；
故答案为：C
4．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；杠杆的应用
【解析】【分析】杠杆平衡的条件：F1L1=F2L2 F1=m1g F2=m2g
【解答】A. m1和m2无法确定是否相等，L1和L2也无法确定是否相等，A错误
B. 衣架处于静止状态，说明杠杆平衡，B正确
C. L1和L2也无法确定是否相等，m1和m2无法确定是否相等，C错误
D. 衣物对衣架的拉力大小等于衣物的重力，但不能说拉力就是衣物的重力，D错误
故答案为：B。
5．【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】杠杆的五要素，分为支点，动力臂，动力，阻力臂和阻力。
【解答】若去掉连杆pQ，此时MN展台会逆时针绕着N点转动，故支点在最右侧的N点；PQ的作用效果是拉住展台，避免其展台沿着逆时针方向转动，故其拉力方向为斜向上。
故答案为：A
6．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】杠杆的平衡条件为动力x动力臂=阻力x阻力臂，满足该条件 时，杠杆才稳定。
【解答】AB.在A点所施加的为动力，但不确定所施加动力的方向，故无法判断动力臂的阻力臂珴大小；
C.D当动力臂最长时，即为OA的长度时，此时施加的动力最小，为G/2；
故答案为：C
7．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；力臂的画法；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】本题考查简单机械杠杆的相关知识，动力x动力臂=阻力x阻力臂。
【解答】由图可知，塔的高度增加，即增加了动力臂，通过杠杆原理可知能减少钢索对桥的牵引力。
故答案为：C
8．【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用
【解析】【分析】本题主要考查杠杆的相关知识，即动力x动力臂=阻力x阻力臂。
【解答】A.物体从B点到O点的距离为阻力臂，当o点向右移动时，阻力臂减少，动力臂增大，由上述平衡条件可知，动力减小，即所加液体的质量减少，又由于，所以密度也减少，即量程减少。
B.当空桶内的液体密度逐渐增大时，即A点的动力增大，此时应通过增大B到o的距离来达到平衡，故B向右移动时逐渐变大。
C.只有当液体体积相同时，才能通过质量大小来判断密度的大小，即来判断其液体密度的情况。
D.M质量增大时，即阻力臂X阻力的值变大，所以可以在左侧的空桶内装上质量更大的液体，即密度更大量程更大。
故答案为：A
9．【答案】C
【知识点】平衡状态的判断；力与运动的关系；增大或减小摩擦的方法；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态；
（2）增大摩擦力的方法：增大压力或增大接触面的粗糙程度；
（3）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（4）根据力与运动的关系判断。
【解答】A.自行车匀速转弯时方向不断改变，即运动状态发生改变，不受到平衡力的作用，故A错误；
B.把手的花纹是为了增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故B错误；
C.用于自行车刹车的闸杆，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C正确；
D.自行车刹车后减速滑行至静止，说明物体运动不需要力，而改变运动状态时才需要力的作用，故D错误。
故选C。
10．【答案】B
【知识点】杠杆中最小力问题
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据图片可知，铡刀上的转轴为杠杆的支点，甘蔗对杠杆施加阻力，手对杠杆施加动力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力臂最长时最省力。当以支点和力的作用点之间的距离为动力臂时最长，即最省力的是F2。
故选B。
11．【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据筷子盒的使用过程，对杠杆的五个要素进行分析即可。
【解答】根据图片可知，作用在A点的压力向下，即动力F1；弹簧被压缩，产生向上的弹力，这就是阻力F2，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
12．【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据对杠杆要素的认识判断。
【解答】根据图片可知，当人抬头时，头部的重力对杠杆施加阻力，即阻力的方向竖直向下。脖子后部的肌肉对杠杆施加向下的动力，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
13．【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F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据图片可知，当提起后轮时，前轮相当于杠杆的支点O，车子的重力相当于阻力，手施加动力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L2=F×L1，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越长则越省力。比较可知，从支点到D点的距离最长，则以OD为动力臂时最长，此时动力最小。
故选D。
14．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】在使用杆秤称量物体质量时，提纽相当于支点O，挂钩上物体的重力相当于阻力，而秤砣的重力相当于动力。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L2=G秤砣×L1，
mg×L2=m秤砣g×L1，
m×L2=m秤砣×L1，
解得：；
秤砣的质量和阻力臂L2保持不变，则物体的质量与动力臂L1的长度成正比，
即物体的质量通过L1所对的刻度值来反映。
当称量相同的物体m时，动力臂越大，则可以标注更多的刻度，从而减小分度值，增加准确度，
那么此时要么增大阻力臂L2，要么减小秤砣的质量。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
15．【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F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据图片可知，可将C点看作支点，A端重力产生的拉力为阻力，B端手的压力为动力。
根据杠杆的平衡条件件F1L1=F2L2得到：G×AC=F×CB；
G×（L-x）=F×x；
解得：F=；
根据上面的计算式可知，木棒对肩膀的压力F与x为反比例函数关系。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
16．【答案】（1）天平和刻度尺
（2）5
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据测量的物理量确定需要的测量工具；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算秤砣的力臂即可。
【解答】（1）在制作杆秤时，要测量秤砣的质量和力臂的长度，因此需要的测量工具为天平和刻度尺。
（2）O点为支点，秤盘的重力相当于阻力，秤砣的重力相当于动力，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G盘×OA=G砣×L1；
m盘×OA=m砣×L1；
0.5kg×10cm=1kg×L1；
解得：L1=5cm。
即零刻度线位置距离O点5cm。
17．【答案】（1）水
（2）增大
【知识点】力的概念；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据相互作用力的知识分析；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答。
【解答】（1）喷头对水施加力的作用，同时水对喷头施加反作用力，因此喷头上力的施力物体是水。
（2）喷头与手接触的位置相当于支点，手对喷头施加动力，而水对喷头施加阻力。当手握喷头的位置往下移动时，阻力臂变长，而动力臂不变，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，握喷头的手受到的作用力将增大。
18．【答案】A；40
【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】利用滑轮组提升重物时，动滑轮上由几根绳子承担，所需的拉力是总重力的几分之一，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的几倍。
【解答】由图甲可知，n=3，则绳子自由端移动的距离是物体提升速距离的3倍，因此图乙中倾斜直线A是绳子自由端运动的s-t图像，而倾斜直线B是物体运动的s-t图像；不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力：G动=3F-G=3×80N-200N =40N。
19．【答案】20N；2W
【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】（1）对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算拉力大小；
（2）此时动滑轮费力省距离，根据计算拉力的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，动滑轮受到水平向左的两个拉力，它们的大小相等，都等于10N；同时受到水平向右的拉力F。根据二力平衡的知识可知，拉力F=2F'=2×10N=20N。
（2）拉力的速度；
拉力的功率：P=Fv=20N×0.1m/s=2W。
20．【答案】（1）28/cm3：(或2×10kg/m3)
（2）4：1
（3）4
【知识点】密度公式的应用；杠杆的平衡条件；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）由图像可得，当m=20g时，A、B的体积，利用密度公式求A、B的密度；
（2）求出A、B的密度，然后根据公式G=mg=ρVg计算出甲、乙的重力之比；
（3）根据动滑轮的特点和杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。【解答】（1）由图甲可知，当m=20g时，VA=10cm3，VB=40cm3，
则A物体的密度：，
B物体的密度：，
（2）ρA：ρB=2g/cm3：0.5g/cm3=4：1；
A、B的体积相同，
由G=mg=ρVg可得，A、B的重力之比：GA：GB=ρAVg：ρBVg=ρA：ρB=4：1；
（2）由图乙可知，使用的滑轮组中n=2，不计摩擦和滑轮的自重，
则作用在杠杆上Q点的拉力F=；
要使它们处于静止状态，设方框中挂n个B物体，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：nGB×OP=×OQ；
nGB×1=×2；
解得：n=4。
21．【答案】（1）是；1.5
（2）小于；会加快过滤速度
【知识点】杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】简单机械中杠杆的平衡条件为F1·L1=F2·L2.
【解答】（1）杠杆的平衡条件为静止或匀速转动状态，故其处于平衡；
，所以F=FB=1.5N；
（2）A处流速大，流体压强小，故气压会减小；使锥形瓶中气压也减小，漏斗上方的液体流下来速度更快；
故答案为：（1）是；1.5（2）小于； 会加快过滤速度
22．【答案】（1）刻度尺
（2）5.4
（3）1.2×103
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）由表格数据判断出测量工具；
（2）物体在空气中时，根据杠杆的平衡条件G×LOA=F×LOB算出物体的重力；
（3）由图乙知当物体浸没在液体中时，根据杠杆的平衡条件（G-F浮）×LOA=F′×LOB算出物体受到的浮力，由F浮=ρ液gV排算出液体的密度。【解答】（1）由表格数据知实验中需要用弹簧秤测量物体在空气中和浸没在液体中示数，用刻度尺测量OA、OB的长度，所以除弹簧秤外，还需要的测量工具有刻度尺；
（2）物体在空气中时，根据杠杆的平衡条件知G×LOA=F×LOB，
解得：；
（3）由图乙知当物体浸没在液体中时，根据杠杆的平衡条件：（G-F浮）×LOA=F′×LOB，
解得：；
由F浮=ρ液gV排得液体的密度为：。
23．【答案】（1）电梯匀速上升的速度为2m/s，时间为6s，故S=Vt=2m/s·6s=12m；
（2）电梯匀速上升的速度为2m/s，时间为6s，故S=Vt=2m/s·6s=12m；
（3）对重的重力G对重=m对重g=400kg×10N/kg=4×103N，
由平衡条件知，G对重+F=G轿厢+G额定载重，故电动机钢丝绳对轿厢的拉力：
F=G轿厢+G额定载重-G对重=（1000+500-400）kg×10N/kg=1.1×104N；
电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率：
P= = =Fv=1.1×104N×2m/s=2.2×104W；
【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
【解析】【分析】（1）分析图乙可知其匀速上升时的速度为2m/s ，一共运动了6s；
（2）其匀速上升时的速度为2m/s ，一共运动了6s；
（3） 电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率 等于拉力与速度的乘积，在对桥箱进行受力分析可知 G对重+F=G轿厢+G额定载重 。
24．【答案】（1）解：过支点O作力F作用线的垂线段，即为F的力臂L1。
（2）解：重力为G=mg=60kg×10N/kg=600N
根据杠杆的平衡条件(F1L1=F2L2)可得
小腿肌肉对脚的拉力F= = 300N
答：小腿产生的拉力为300N；
（3）解：每向前走一步的过程中，小明克服自身重力做的功W=Gh=600N×0.05m=30J
答：人克服重力做的功为30J。
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；力臂的画法
【解析】【分析】 力臂是支点到力的作用线的距离 。 小腿肌肉施加的拉力F的力臂L就是O点到力F作用线的距离。过O点作力F作用线的垂线段， 即为F的力臂L1。杠杆题目的计算根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2，即可求。功的计算公式W=FS.
25．【答案】（1）方法1：由题根据杠杆的平衡条件有： FA×0A=FB×0B，
即： 20N×0.9m=FB×(1.2m-0.9m)，
所以： FB=60N；即扁担的后端B处挂的水受到的重力为60N；
方法2：以B为支点，根据杠杆的平衡条件有： FA×AB=FO×0B，
即： 20N×1.2m=FO×(1.2m-0.9m)，
所以：F=80N，
FB=FO-FA=60N。
（2）方法1：由题根据受力分析可知，
FO=FA+FB=80N；即肩膀受到扁担的压力大小为80N；
方法2：以B为支点，根据杠杆的平衡条件有：FA×AB=FO×0B，
即： 20N×1.2m=FO×(1.2m-0.9m)，
所以： FO=80N， 即肩膀受到扁担的压力大小为80N。
（3）方法1：FA×0A=FB×O B，
即： 20N×O A=(60N-20N)×O B，
O A：OB=2：1，
O A=0.8m O B=0.4m，
所以：肩上支点O需要向前移动0.1m。
方法2：设肩上支点O向前移动距离为x，
FA×0 A=FB ×O B
即： 20N×(0.9m-x)=(60N-20N) ×(0.3m+x)，
解得x=0.1m。
所以：肩上支点O需要向前移动 0.1m。
方法3： FO =FA +FB =20N+(60N-20N) =60N
以B为支点，根据杠杆的平衡条件有：FA×AB=FO ×0 B，
20N×1.2m=60N×0B
解得O B=0.4m，
OO =O B-0B=0.4m-0.3m=0.1m，
所以：肩上支点O需要向前移动0.1m。
方法4： FO =FA +FB =20N+(60N-20N) =60N
以A为支点，根据杠杆的平衡条件有：FA×AB=FO ×O A，
即：(60N-20N) N×1.2m=60N×O A，
解得O A=0.8m，
OO =OA-O A=0.9m-0.8m=0.1m
所以：肩上支点O需要向前移动0. 1m。
【知识点】重力的大小；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】杠杆的五要素：动力，动力臂，支点，阻力，阻力臂；动力到支点的垂直距离是动力臂；阻力到阻力臂的垂直距离是阻力臂；杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；。
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