中小学教育资源及组卷应用平台
专题4 简单机械、功和功率
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 简单机械 ☆☆☆ 杠杆与滑轮是中考重点之一，占分较大，常与功和功率知识结合，掌握杠杆平衡条件与公式应用，滑轮组使用，功和功率的计算，是否做功等。
考点2 功和功率 ☆☆☆
■考点一 简单机械
定滑轮：不省力但可以改变力的方向
动滑轮：省力但不改变力的方向
滑轮组：省力也能改变力的方向。拉力F=(G+G动滑轮)/ n 绳子移动距离和速度：S=nh物 v=nv物
杠杆画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签
杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是F1· L1=F2·L2
■考点二 功和功率
动能与质量、速度有关；重力势能与质量、高度有关；弹性势能与形变程度有关
做功公式：W=Fs 不做功的三种情况：①劳而无功。②不劳无功。③力的方向和物体运动方向垂直。
功率公式：P＝W/t＝Fv
■考点一 简单机械
◇典例1：（2024·慈溪模拟）用圆形磁块将一长方形硬卡纸固定在黑板上，则松手后下列固定方式中硬卡纸最容易转动的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】当硬卡纸在黑板上处于平衡状态时，磁块所在的位置相当于支点，手施加动力，而卡纸的重力相当于阻力，如下图所示：
当松手后，硬卡片的重力不变，而D中的阻力臂L2最长，则G×L2的乘积最大，则D中的卡片纸最容易转动。故选D。
◆变式训练1：（2024·宁波模拟）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）。下列说法不正确的是（ ）
A．物体A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
【解析】（1）（2）首先以动滑轮为对象进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出物体A受到绳子的拉力。然后以物体B为对象，根据二力平衡的知识计算出A和B之间摩擦力的大小和方向。最后以物体A为受力对象，再次根据二力平衡的原理分析地面对A的摩擦力的大小和方向；
（3）根据动滑轮的特点及A的移动速度判断滑轮的移动速度；
（4）根据公式P=Fv计算出拉力F的功率。
【解答】以动滑轮为研究对象，两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，
所以2F拉=F，
则A物体对滑轮的拉力；
根据相互作用力原理可知，滑轮对A的拉力也为5N；
物体B始终处于静止状态，
则测力计对B向右的拉力与A对B向左的摩擦力平衡，
所以fA对B=F示=2N；
根据相互作用力原理可知，物体B对A的摩擦力为2N，方向向右，故B正确不合题意；
物体A向左匀速运动，由力的平衡条件F拉=fB对A+f地可知，
地面对物体A还有向右的摩擦力，
所以物体A受到地面的摩擦力：f地=F拉-fB对A=5N-2N=3N，故A正确不合题意；
由图知，拉力作用在动滑轮的轴上，
此时动滑轮费力但省一半的距离，
所以滑轮移动的速度：，故C正确不合题意；
水平拉力F的功率：P=Fv滑轮=10N×0.1m/s=1W，故D错误符合题意；。
故选D。
◆变式训练2：（2024·鹿城模拟）小实设计的“井盖丢失自动警示装置”如图所示，当井盖丢失时上方没了压力，弹簧的弹力将标志弹起，起到警示作用。已知标志牌的重力为20牛，重心在A点，OA长度为1米。(轻质杆和弹簧的质量忽略不计)
（1）装置中的弹簧将标志弹起至竖直位置，是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的 能。
（2）若将标志牌从水平地面弹起至竖直位置，则克服标志牌重力做功 焦。
（3）将弹簧固定在B点，若产生的弹力始终竖直向上，OB长0.4米。现有三种最大弹力不同的弹簧，请你选择最合适的弹簧并说明理由 。
弹簧种类 A B C
最大弹力 10牛 30牛 60牛
【答案】（1）重力势能(机械能)
（2）20
（3）选择弹簧C，根据杠杆的平衡条件20牛×1米=F×0.4米，弹簧需要提供的最大弹力为50牛
【解析】（1）物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
（2）根据W=Gh计算标志牌克服重力做的功；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式，计算处弹簧需要产生的最大弹力即可。
【解答】（1）装置中的弹簧将标志牌弹起时，标志牌的高度增大，则将弹簧的弹性势能转化为标志牌的重力势能。
（2）克服标志牌重力做功：W=Gh=20N×1m=20J。
◆变式训练3：（2024·浙江）图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。请回答：
（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的____（填字母）。
A．细胞 B．组织 C．器官
（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？
合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3'是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB=8厘米，OC=2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）
【答案】（1）C
（2）设铁Fe的质量为x
碳的质量为：；碳的质量分数为：，故属于高碳钢；
（3）由图2可知，O为支点，F3为阻力，OC为阻力臂，AB为动力臂，根据杆平衡条件F1l1=F2l2可得960N×2cm=F2×8cm，则F2=240N；工具自重和摩擦忽略不计，对上面定滑轮受力分析，F2=3F1，则F1=80N。
【解析】（1）植物的结构层次：细胞→组织→器官→植物个体；其中根、茎、叶属于营养器官；花、果实、种子属于生殖器官；
（2）碳钢合金中Fe能与稀硫酸反应产生氢气，根据质量守恒定律，由氢气的质量计算Fe的质量，从而计算碳的含量及质量分数，从而确定合金类型；
（3）根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得F2，再对上面的动滑轮受力分析可计算F1的大小。
【解答】（1）叶在生物体结构层次中属于器官，故选：C。
■考点二 功和功率
◇典例1：（2023·台州）重为0.027牛的乒乓球，从1米高的A点自由下落，第一次落地弹起至0.6米的最高点B(如图甲)。将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从1米高处自由下落，杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1米(如图乙)。
（1）图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中，机械能减少 J；
（2）图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大，此时对乒乓球做功的物体是 。
【答案】（1）0.0108 （2）水
【解析】本题主要考查机械能的知识，机械能是由物体的势能和动能组成的；机械能守恒定律是指除重力或弹力不做功时，其机械能的大小不变。
【解答】（1）由图甲可知，A和B的动能相同，减小的重力势能等于减小的机械能=0.027N·0.4m=0.0108J；
（2）乓球弹起的高度远大于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大 ，此时杯中的水对乒乓球有浮力，故此时对乒乓球做功的物体是水；
◆变式训练1：（2023·台州）功是能量转化的量度。下列实例中力对物体没有做功的是（ ）
A．人用力搬石头，没有搬动 B．叉车把货物从地面抬升到一定高度
C．人拎着书包沿楼梯走上二楼 D．人推小车通过一段距离
【答案】A
【解析】做功的概念是物体受到力的作用，并在力的方向上移动一段距离。
【解答】做功的概念是物体受到力的作用，并在力的方向上移动一段距离；所以A中只有力，没有在力的方向上移动一段距离，A不做功；
◆变式训练2：（2024·南湖模拟）某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
（1）求图甲中AB段重力对运动员做了多少功。
（2）图乙属于图甲四个阶段中的 阶段。(请用字母表示)
【答案】（1）解：运动路程s=vt=50m/s×20s=1000m
做的功W=Gs=700N×1000m=7×105J
（2）BC
【解析】 匀速直线运动是最简单的机械运动，是指运动快慢不变（即速度不变）、沿着直线的运动。 在匀速直线运动中，路程与时间成正比，用公式s=vt计算。功，也叫机械功。如果一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功；当力和运动运动方向一致时，物体做加速运动；当力和运动方向相反时，物体做减速运动；
【解答】（1） AB降落伞和人一起做匀速直线运动；
解：运动路程s=vt=50m/s×20s=1000m
做的功W=Gs=700N×1000m=7×105J
（2）如乙中阻力大于重力，所以跳伞运动运和降落伞仪器做减速下降的运动，所以符合BC段的图像；
◆变式训练3：（2023·台州）2023年，广交会上展出的可骑行电动行李箱，受到许多客商的欢迎。某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50千克的测试者坐在空行李箱上，以最大速度在展厅匀速直线骑行20秒，骑行时所受阻力是总重的0.04倍。
部分参数
最大速度 3米/秒
空箱质量 10千克
轮子与地面的总接触面积 0.003米2
（1）测试者在20秒内骑行的路程为 米；
（2）求测试者坐在电动行率箱上时，行李箱对水平地面的压强；
（3）求测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率。
【答案】（1）60
（2）F=G总=(m人+m物)g= （50kg+10kg) ×10N/kg=600N
p= F/S=600N/0.003m2=2×105Pa
（3）f=0.04G总=0.04×600N=24N
P=fv=24N×3m/s= 72W
【解析】（1）路程=速度x时间；（2）压强=压力/受力面积；（3）功率=力x速度
【解答】（1）S=Vt= 3米/秒 ·20秒=60米；
1．（2023·衢州）机械的发明和使用，极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械，一定不能省力的是（ ）
A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面
【答案】C
【解析】A.杠杆分省力杠杆、等臂杠杆和费力杠杆，故A不合题意；
B.动滑轮最多可以省一半的力，故B不合题意；
C.定滑轮不省力不费力，只能改变拉力方向，故C符合题意；
D.斜面肯定省力，故D不合题意。
2．（2023·台州）某同学研究滑轮的作用，用重为0.2牛的滑轮，把2牛的钩码匀速提升1米。在不计绳重和摩擦的情况下，拉力F做的功为（ ）
A．0焦 B．1.1焦 C．2.2焦 D．4.4焦
【答案】C
【解析】 动滑轮特点：使用动滑轮能省一半力，费距离。这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离是钩码升高的距离的2倍，即费距离，不能改变力的方向。
【解答】；
3.（2023·绍兴）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦，这一过程中，下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%
【答案】A
【解析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，再根据计算自由端移动的速度；
（2）根据计算拉力大小；
（3）根据W总=Fs计算拉力做功；
（4）根据计算滑轮组的机械效率。
【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则自由端移动的距离s=nh=2×0.1m=0.2m。
那么自由端移动的速度，故A错误符合题意；
拉力为，故B正确不合题意；
拉力做的功：W总=Fs=0.625N×0.2m=0.125J，故C正确不合题意；
该滑轮的机械效率：，故D正确不合题意。
4.（2023·绍兴）我国设计生产的无人机世界领先，具有高效、轻巧、功率大等特点，广泛应用于工业、农业、军事等领域。某型号农用无人机，主要用于播种、施肥，打药等，铭牌上的部分参数如下表所示。
整机型号 N420
最大起飞质量 56kg
药箱额定容量 30L
作业速度 1~12m/s
完成下列问题：
（1）这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km，需要多少小时？
（2）这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面，对地面的压强约7000Pa，无人机与地面的总接触面积约为多少平方米？
（3）若这款无人机以最大起飞质量、1.2m/s速度竖直向上匀速飞行，不计空气阻力，则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦？
【答案】（1）v= 5m/s=18km/h
t= =0.2h
（2）F =G =mg =56kg×10N/kg= 560N
S= =0.08m2
（3）∵匀速
∴F=G= 560N
P= = Fv= 560N×1.2m/s= 672W
【解析】（1）根据公式计算无人机需要的时间；
（2）首先根据F=G=mg计算无人机对地面的压力，再根据计算无人机对地面的压强；
（3）当无人机匀速上升时，首先根据二力平衡的知识F=G计算无人机的升力，再根据P=Fv计算无人机的功率。
5.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】（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
【解析】（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。
6．（2023·丽水）“认真观察和仔细分析”是科学研究的基本要求。
（1）如图甲，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线仍然未动。
①小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为 。
②直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线 (填“有”或“没有")力的作用。
（2）如图乙是某饮水器水龙头的结构示意图，A是固定的出水口，B是一根手柄，C是一根连接在阀门上的杆，由弹簧将它拉紧，O1是连接B、C的一根销钉。可将手柄简化为一根杠杆，手柄与A的接触点O2为支点，下压手柄，C就上升，阀门打开水流出；放手后，C自动恢复原位，水龙头关闭。
①请在答题纸相应位置图中画出动力F1的力臂l1 。
②正常使用手柄取水时，手柄属于 杠杆。
【答案】（1）力是改变物体运动状态的原因；有
（2）；省力
【解析】（1）①根据力与运动的关系分析解答；
②根据物体间力的作用的相互性分析解答；
（2）①力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂线段的长度；
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）①小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为力是改变物体运动状态的原因；
②物体间力的作用是相互的，虽然直导线未动，但此时偏转的小磁针对直导线有力的作用。
（2）①通过支点O2作F1的作用线的垂线，O2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，在正常使用手柄取水时，动力臂大于阻力臂，则手柄属于省力杠杆。
7．（2021·衢州）将酒敞口放置，酒精度(酒中酒精的体积百分比)会变化吗？小科认为：只要确定酒的密度是否变化就能作出判断。于是利用身边的物品，动手制作“密度秤”来测量酒的密度。
步骤Ⅰ：按图甲制作好秤杆，提起提纽，移动秤砣(小螺母)，当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度(单位：g/cm3)。
步骤Ⅱ：按图乙所示，将大螺母浸没在水中(大螺母必须浸没且不碰底)，提起提纽，移动秤砣，当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。再将BC两刻度之间分为10等份。
步骤Ⅲ：测量酒的密度。
（1）应用：小科，用该密度秤分别测出瓶盖刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和0.96g/cm3，已知酒精密度为0.8g/cm3，应用密度知识可判断出其酒精度 (填“变大”“不变”或“变小")。
（2）反思：在制作和测量过程中，大螺母必须浸没的目的是 。
（3）拓展：小科若要测量食盐水的密度，他应先在密度秤上增加大于1的刻度，请你写出利用直尺和笔标定刻度的过程： 。
【答案】（1）变小
（2）控制排开的液体体积相同
（3）方法一：先测出BC的长度，以C点为起点向左画出与BC等长的CD，再把CD长度十等分 方法二：先测每小格的长度，以C点为起点向左画出与前面每小格等距的刻度
【解析】（1）白酒其实是酒精和水的混合液，因为水的密度大于酒精的密度，所以水越多，白酒的密度越大；酒精越多，白酒的密度越小；
（2）大螺母受到浮力的大小直接影响所测液体的密度，而浮力受到液体密度和排开液体体积的影响，根据控制变量法的要求可知，探究浮力的大小与液体密度的关系时，必须控制排开液体的体积相同；
（3）根据图片可知，液体的密度越大，刻度值越靠左，且液体的密度与刻度值成正比。B点为0，C点为1，可以根据BC的长度在C点左侧量取得到D点，这就是刻度2的位置，将CD之间平均分成10份每份就是0.1，据此刻度标注完成。也可以将CB之间平均分成10份，得到0.1的长度，据此在C点左侧依次画出对应的刻度值即可。
【解答】（1）敞口一段时间后，白酒溶液的密度增大了，说明其中的酒精减小，而水相对增多了，故酒精度变小。
（2）反思：在制作和测量过程中，大螺母必须浸没的目的是：控制排开的液体体积相同。
（3）利用直尺和笔标定刻度的过程：
方法一：先测出BC的长度，以C点为起点向左画出与BC等长的CD，再把CD长度十等分；
方法二：先测每小格的长度，以C点为起点向左画出与前面每小格等距的刻度。
8．（2023·绍兴）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。
（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是多少？
（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？
【答案】（1）解：G=mg=20千克×10牛/千克=200牛
F=G=200牛
s=1米×0.8米=0.8米2
p=F/s=200牛/0.8米2=250帕
答：包装箱对地面的最小压强是250帕。
（2）省力
（3）解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米
答：共行驶了20千米的路程。
【解析】（1）压强=压力/受力面积；
（2）杠杆平衡条件为：动力x动力臂=阻力x阻力臂；
（3）路程=速度x时间。
【解答】（2）动力臂大于阻力臂，故为省力杠杆；
（3） 解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米
答：共行驶了20千米的路程。
9．（2021·衢州）是某简易吊装机、其简化结构如图乙所示。
（1）吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是 。
（2）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？
（3）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D，E，F处时，能达到最佳防翻效果的是 。
（4）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。
【答案】（1）改变力的方向
（2）设物体重为G，动力臂L1=1.25m，阻力为吊装机总重，F2=1500N，阻力臂L2=1.5-1.25=0.25m。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：GL1=F2L2，
G×1.25m=1500×0.25m，
解得：G=300N。
（3）F
（4）电机工作产生的机械能全部用来使抬升物体，
所以W物=G物h=ηW电；
G物h=ηPt；
G物×3m=75%×1200W×10s；
代入数据即可解得：G物=3000N。
【解析】（1）根据定滑轮的特点解答；
（2）当所挂物体较重时，吊装机会向左绕B(C)点倾斜，此时可以把整个吊装机看做一根杠杆。B(C)点为支点，动力为所吊物体重，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
（3）配重对杠杆施加阻力，且阻力和阻力臂的乘积越大，防翻效果越好，据此分析判断；
（4）根据W=ηPt计算出计算出电动机转化成的机械能，再根据W=Gh计算机械能，二者的大小相等，据此列出方程计算即可。
【解答】(1)吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是改变力的方向。
(2)设物体重为G，动力臂L1=1.25m，阻力为吊装机总重，F2=1500N，阻力臂L2=1.5-1.25=0.25m。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：GL1=F2L2，
G×1.25m=1500×0.25m，
解得：G=300N。
(3)根据杠杆平衡条件可知，所加配置为阻力，当阻力臂越大的时候，吊装机越不容易倾倒，故选F；
(4)电机工作产生的机械能全部用来使抬升物体，
所以W物=G物h=ηW电；
G物h=ηPt；
G物×3m=75%×1200W×10s；
代入数据即可解得：G物=3000N。
10．（2023·绍兴）如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。
（1）绳甲对晾杆的拉力为F甲，绳乙对晾杆的拉力为F乙，则F甲 F乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少？
（3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m，用时10s，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？
【答案】（1）小于
（2）设两孔之间距离为l
根据杠杆平衡条件：F甲l甲=Gl乙
答：绳子甲对晾杆的拉力F甲为10N。
（3）
答：根据题设，装置牵引钢丝绳做功的功率等于装置拉衣服的功率是3.6W。
【解析】（1）将5号孔看做杠杆的支点，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2比较两个拉力大小；
（2）将乙看做支点O，此时阻力臂为2L，动力臂为6L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；
（3）根据W=Gh计算出克服衣服重力做功，再根据计算钢丝绳做功的功率。
【解答】（1）将5号孔看做杠杆的支点，则动力甲的力臂为4L，动力乙的力臂为2L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F甲×4L=F乙×2L，解得：F甲：F乙=1：2，那么F甲11.（2023·衢州）赛龙舟自古以来在我国广为流传，现已成为亚运会比赛项目。如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图，绳子系在”船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将”船桨”从位置“1”划到位置”2”，重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克，”划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。(船桨重、绳重与摩擦均不计)
（1）该装置中两个滑轮的作用是 。
（2）”划桨”一次，人至少做功 焦。
（3）图乙是某种耐力练习示意图，保持”船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米，OB为40厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直”船桨”的力F。求此时力F的大小。
【答案】（1）改变力的方向
（2）120
（3）FA×OA=F×OB
200牛×60厘米=F×40厘米
F=300牛
【解析】（1）定滑轮不省力不费力，只能改变用力方向；动滑轮不能改变用力方向，但是能最多省一半的力。
（2）根据W=Gh计算划桨一次做的功；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算。
【解答】（1）根据图片可知，两个滑轮都是固定不动的，都是定滑轮，作用是改变力的方向。
（2）当划桨一次拉动绳子的距离为60cm时，重物上升60cm，
则一次做功：W=Gh=20kg×10N/kg×0.6m=120J；
1．（2024·温州三模）小明将如图所示拔草器前端插入植株根部，对拔草器后端施力，可将植株连根拔起。若忽略拔草器自身重力，为了将同一植株拔起，施力最小的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】明确拔草器拔草时杠杆的五要素，然后根据杠杆平衡条件（F1L1=F2L2），结合图示分析解答。
【解答】如图所示，拔草器相当于一个杠杆，拔草时支点在拐点，若拔同一植株，则草对拔草器的阻力一定，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，阻力臂越小，动力臂越大，动力越小。
AC图相比，动力臂相等，A图中的阻力臂更小，所以A图动力更小；B图与D图相比，动力臂相同，B的阻力臂小，B图的动力较小；A和B的阻力臂相同，A的动力臂大，所以A图动力更小，符合要求的只有A图。
故选：A。
2．（2024九下·慈溪模拟）在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为600N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（ ）
A．甲方式中车对绳子的拉力为620N
B．乙方式中人对绳子的拉力为300N
C．使用甲、乙两种方式都不能省功
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
【答案】C
【解析】（1）使用定滑轮不能省力，忽略绳重和摩擦，F＝G；
（2）由图乙知n＝2，忽略绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动）；
（3）使用任何机械不能省功；
（4）忽略绳重和摩擦，在甲图中，额外功为0，在乙图中，需要克服动滑轮重力做额外功，再结合机械效率的定义来比较。
【解答】A、因为图甲中两个滑轮都是定滑轮，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，绳子的拉力应该为600N，故A错误；
B、乙方式人对绳子的拉力
故B错误；
C、根据功的原理，使用任何机械都不省功，故C正确；
D、甲方式两个滑轮都是定滑轮，不计绳重和摩擦，不用做额外功，机械效率100%；乙方式有一个动滑轮，需要做额外功，机械效率小于100%，故D错误。
故答案为：C。
3．（2024九下·西湖模拟）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0.4m/s
C．绳子拉物体A的功率为1W
D．在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也将增大
【答案】C
【解析】（1）B在水平方向上受到的是一对平衡力。
（2）滑轮移动的速度是物体A运动速度的一半。
（3）物体A在水平方向上受到绳子向右的拉力、地面对A向左的摩擦力、B对A向左的摩擦力三个力作用而平衡。
（4）在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数不变。
【解答】A、B静止处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩擦力的作用，由平衡条件得：B受到的摩擦力f=F=3N，方向水平向右，故A错误。
B、物体A的移动速度为0.2m/s，所以动滑轮的移动速度为0.1m/s，故B错误。
C、由图可知，滑轮为动滑轮，绳子拉力为F的一半，是5N，功率为
故C正确。
D、测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力，在运动过程中，若拉力增大，由于B和A之间的摩擦力不变，所以测力计的示数不变，仍为3N，故D错误。
故答案为：C。
4．（2023·慈溪模拟）轻质杠杆每小格的长度相等，O为支点．在杠杆左侧挂一物体甲，若在杠杆右侧挂一物体乙，并在物体乙的下方拴接一个弹簧，如图17所示，当杠杆在水平位置时，整个装置处于平衡状态．已知物体乙的重力为600N，弹簧对物体乙的作用力为300N．下列说法正确的是（ ）
A．物体甲的重力不可能为450N
B．物体甲的重力可能为300N
C．物体乙受到弹簧的一定处于压缩状态
D．物体乙受到绳子的拉力可能为900N或300N
【答案】D
【解析】物体乙所受所受弹簧的力有两种可能，即可能是乙受到弹簧对它向上的弹力，也可能是乙受到弹簧对它向下的弹力，结合杠杆的平衡条件分析计算即可判断。
【解答】若物体乙受到的弹簧的作用力方向向上，
则此时乙物体对杠杆拉力是F拉=G-F弹=600N-300N=300N；所以据杠杆的平衡条件知：G甲L甲=F拉L乙，
G甲×4L=300N×2L；解得：G甲=150N；
若物体乙受到的弹簧的作用力方向向下，
此时乙物体对杠杆拉力是F拉=G+F弹=600N+300N=900N，
故此时乙受到绳子的拉力是900N，即D正确；
物体乙受到的弹簧的作用力方向向下，根据杠杆平衡条件知：
G甲L甲=F拉L乙，
G甲×4L=900N×2L；
解得：G甲=450N；
故A、B错误；
乙受到的弹簧的作用力可能向上，也可能向下，所以弹簧可能处于拉伸也可能处于压缩状态，故C错误。故选D。
5．（2024九上·杭州模拟）有一斜面长s＝5m，高h＝2m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80%，则物体的重力为 N，物体受到斜面的摩擦力为 N，使用斜面可以 （选填“省力”或“省功”）。
【答案】7.2；0.72；省力
6．（2024九下·余姚模拟）胡柚大丰收，小金需要帮爷爷奶奶把一箱质量为240kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，此过程中斜面对重物做的有用功 ，简易斜面装置的机械效率为 %，斜面与箱子间的摩擦力为 。
【答案】4800J；80；240N
【解析】斜面题型中，有用功为克服重力所做的功；总功为拉力所做的功，额外功为克服摩擦所做的功。【解答】此过程中斜面对重物做的有用功
拉力做的总功
斜面的机械效率
额外功
根据可得，物体受到的摩擦力
7．（2024·富阳模拟）“美好的一周，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱(含箱内物体)受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2 请你进行分析判断。
【答案】不可能。
【解析】根据拉力、重力的方向分析行李箱的运动状态。
【解答】图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进，受力平衡，受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和拉力的共同作用；F1的方向是竖直向上的，不会产生向右的动力；
F2的方向虽然斜向上，但该力的作用效果会使得箱子顺时针转动，无法使箱子保持平衡状态，箱子不能做匀速直线运动，所以F1、F2都不可能。
8．（2024·滨江模拟）T型杠铃是一种健身器材，如图甲，小滨在水平地面将杠铃拉至水平静止，杠铃离开地面后，与水平地面平行，可抽象成图乙模型，杠铃的固定轴为O，手对杠铃的拉力作用在B点，杠铃(包括杆和配重)的重心在A点。已知杠铃的总重为600N， OA 长1.6m， OB 长1.2m。
（1）图乙中，小滨手对杠铃的拉力F1与杠铃垂直，求F1= N。
（2）图丙中，小滨手对杠铃拉力F2始终与杠铃垂直，且仍作用在 B点，他将杠铃从水平位置拉至图丙的过程中，拉力F2 (选填“一直变大”、“一直变小”、“始终不变”、“先变小后变大”)
【答案】（1）800
（2）一直变小
【解析】（1）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2计算F1的大小；
（2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析F2的大小变化。
【解答】（1）杠铃离开地面后，小滨手对杠铃的拉力F1与杠铃垂直，动力臂等于OB长，而阻力臂等于OA长，根据杠杆平衡条件可得F1lB=GlA，代入数据可得：F1×1.2m=600N×1.6m，解得：F1=800N；
（2）小滨手对杠铃拉力F2始终与杠铃垂直，且仍作用在B点，转动过程中动力臂大小不变，阻力大小不变，阻力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，动力减小，即拉力F2一直变小。
9．（2024九上·杭州模拟）在一次学农活动中，小江用一根扁担挑起了两桶水，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，AB之间的距离为1.2米，肩上支点O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）小江肩膀受到扁担的压力大小是多少
（3）到达某处后，小江将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O向A移动多少距离，才能再次平衡
【答案】（1）60N；（2）80N；（3）0.1m
10．（2024九下·杭州模拟）如图甲所示为某校教室内的座椅，其质量为20kg，为方便研究，图中P点为座椅的重心，假设其位置刚好在BC连线的中点处。BD的两点间距离为30cm，BD连线与地面垂直，CD长40cm；
（1）若一同学在B点斜右下方用力使座椅倾斜，此杠杆类型为 杠杆；
（2）在图乙的B点施加最小的力F使座椅的D点略微离开地面，请在图中做出最小力F的示意图，并求出该力的大小。
【答案】省力；，80N
11．（2024·嘉兴模拟）右图为装有液体的小塑料杯、刻度尺、干电池组成的杠杆。
（1）将手指慢慢浸入右侧液体中，随着手指深度增加，手指受到的浮力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)；由于物体间力的作用是相互的，手指对液体向下的压力将 (选填“增大” “减小”或“不变”)，最终原本不平衡的杠杆可在水平位置平衡。
（2）请再写出一种使杠杆在水平位置平衡的方法。
【答案】（1）增大；增大
（2）合理即可
【解析】(1)根据阿基米德原理进行分析解答。
(2)当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2；
【解答】(1)根据基米德原理，手指深度增加，排开水的体积变大，手指受到的浮力将增大。
由于物体间力的作用是相互的，手指对液体向下的压力将增大，最终原本不平衡的杠杆可在水平位置平衡。
(2)根据动力×动力臂=阻力×阻力臂，从图中可以发现左边的塑料杯比较重，可以将干电池往左移动，在动力、阻力不变的情况下，减少左边的动力臂，增加阻力臂，使杠杆在水平位置平衡。
12．（2024九下·萧山模拟）随着旅游产业的发展，“露营热”持续高涨，帐篷、烧烤架、天幕、露营车等户外装备销量激增。如图是一辆户外便携式折叠露营小推车，露营车拉杆角度可以调节，自重为8千克。小金一家使用这辆车运载约20千克的物资，在户外游玩的时候他们遇到了几种情景，请你帮小金解决他的疑问。
（1）越过障碍物的推车可以视为杠杆，若把拉杆固定在竖直方向，当前轮遇到障碍时，需向上提把手，这时露营车可视为 杠杆；
（2）当后轮遇到障碍物时，小金用脚抵住前轮，然后用力向左拉拉杆，恰好能将后轮翘起，杠杆的支点是 （填“前轮”或“后轮”），小金想知道用水平向左的拉力为多少，于是画出了模型（a为前轮，b为后轮，c为拉手），并根据产品说明得到了相关数据，ab=100cm，ac=80cm，假设整车的重力集中在ab的中点d，请计算拉扶手的力F ；
（3）在第（2）小题中，如果拉杆向左倾斜，并固定在如右图位置。用脚抵住前轮，用水平力向左拉拉杆，恰好能将后轮翘起，分析拉力F将如何变化 。
【答案】省力；前轮；175N；变大
13．（2024·富阳模拟）如图所示为测液体密度的密度秤示意图，轻质杆AB长为40cm，可绕O点转动(轻质杆与O点之间的摩擦忽略不计)，其左端A点挂一个质量为0.2kg，容积为200mL的桶，AO=10cm；在O点的右侧用轻质细绳悬挂一个质量为0.2kg的秤砣，秤砣可沿OB左右滑动。使用时，在桶中装满待测液体，移动秤砣使密度秤再次水平平衡，读出相应位置的刻度值即可。
（1）计算该密度秤零刻度在O点右侧多少距离处
（2）计算该密度秤所能测量的最大密度是多少
（3）该密度秤的刻度是 的(选填“均匀”或“不均匀”)。
【答案】（1）当小桶为空桶时移动秤砣至某点，设该点为E，此时密度秤正好水平平衡，
小桶的质量为0.2kg，秤砣的质量为 0.2kg，左侧的力臂为AO=10cm，
则杠杆平衡条件F1L1=F2L2得：G桶OA=G砣OE，
即：m桶gOA=m砣gOE，
所以，
即密度秤零刻度在O点右侧10cm处；
（2）根据题意可知，当右侧的力臂为OB=AB-OA=40cm-10cm=30cm时，
该密度秤小桶所能测量液体的质量最大，则密度就最大，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，
（G桶+G液体）OA=G砣OB，
即：（m桶+m液）gOA=m砣gOB；
则液体的质量，
所以液体的最大密度：。
（3）均匀
【解析】（1）当小桶为空桶时移动秤砣至某点，设该点为E，此时密度秤正好水平平衡，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算；
（2）据题意可知，当右侧的力臂为OB=AB-OA=40cm-10cm=30cm时，
该密度秤小桶所能测量液体的质量最大，则密度就最大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算液体的质量，根据密度公式计算液体的最大密度即可。
（3）写出液体密度和提纽到秤砣距离的函数关系式，据此确定刻度是否均匀。
【解答】（3）液体的密度：；由此可知：液体密度与提纽到秤舵的距离之间的关系是一次函数，因此密度秤的刻度是均匀的。
14．（2024·湖州模拟）小德带了一个西瓜到学校与同学分享，在分享前同学们想测出它的重力，发现西瓜的重力超出了现有弹簧测力计的量程，但又找不到其它合适的测量工具，于是小德找来了一些细绳(不计重力)、一把米尺等物品按如图所示进行了改进实验：
步骤一：将细绳系在米尺50厘米刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡。
步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零(如图甲左)。
步骤三：如图甲所示，在米尺 45 厘米刻度线处挂上西瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在 75厘米刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡。
（1）在步骤一中将细绳系在米尺中间，使米尺在水平位置平衡，是为了避免 对测量结果的影响。
（2）当小德在操作步骤三时，有同学指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小德这样使用弹簧测力计会使测量结果 (选填“偏大”或“偏小”)。
（3）小德分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零(如图乙左)，并重新测出拉力为5牛，最后计算出西瓜的重力为 牛。
（4）在测量过程中小德发现：如果斜向下拉弹簧测力计，且使杠杆在水平位置平衡(如图丙所示)， 弹簧测力计示数 5 牛(选填“>”“<”或“=”) 。
【答案】（1）重力
（2）偏大
（3）25
（4）>
【解析】使米尺在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，力臂变化时，根据杠杆平衡的条件进行分析。
【解答】（1）探究杠杆平衡条件时，使米尺在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时可以消除杠杆重力对实验的影响。
（2）图中所示，弹簧测力计的使用，力臂变小，弹簧测力计的示数会变大。
（3）根据杠杆平衡的条件可得解得G=25N。
（4）按斜向下拉弹簧测力计，此时动力臂变小，则动力变大，即弹簧测力计的示数会大于5N。
15．（2024·乐清模拟）小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆．小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角，进行实验．其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如下表：
实验序号 钩码总重力 拉力作用线与竖直方向的夹角 拉力大小
① 3 0 2
② 3 30 2.4
③ 3 45 2.8
④ 3 60 4
（1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 牛．
（2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 ．
（3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是： ．
（4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙．若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力．请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？ ．
【答案】（1）1
（2）同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与有关，越大，拉力越大．（动滑轮拉力的方向没有保持竖直向上，不能能省一半的力）
（3）改变钩码的重力，重复上述实验
（4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大．（其它合理答案也可）
【解析】（1）动滑轮可以省一半的力，根据拉力求出动滑轮的重力。
（2）动滑轮可以省力，但是不能改变力的方向。
（3）多次实验可以寻找普遍规律，避免偶然性。
（4）当动力臂减小时，阻力和阻力臂不变，则动力就会变大。
【解答】（1）动滑轮可以省一半的力，，则G轮=2F-G物=2×2N-3N=1N。
（2）从4次实验数据可以得出结论是：同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与有关，越大，拉力越大．（动滑轮拉力的方向没有保持竖直向上，不能能省一半的力）。
（3）多次实验可以寻找普遍规律，避免偶然性，所以应该改变钩码的重力，重复上述实验。
（4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。
故答案为：（1）1；（2） 改变钩码的重力，重复上述实验 ；（3） 根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大 。
16.（2022九下·温州开学考）如图所示的滑轮组，缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，在保证绳子未断的情况下，计算并回答下列问题：(已知动滑轮重 80牛，摩擦及绳重不计)
（1）物体重为200N，在10s内被匀速拉升1m．求提升重物的过程中拉力做功的功率为多少？此时滑轮组的机械效率大小为多少？(精确到 0.1%)
（2）利用该滑轮组能提起物体的最大质量是多少？
【答案】（1）解：F=280N/2=140N s=2h=2×1m=2m
W=Fs=140N×2m=280J P=W/t=28W
=W有用/W总=200J/280J=71.4%
（2）解：G=2×300N-80N=520N， m=G/g=52kg
【解析】（1）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，首先根据
计算出绳子上的拉力，再根据s=nh计算出绳子移动的距离，接下来根据W总=Fs计算出拉力所做的功，最后根据
计算出拉力做功的功率。
根据W有=Gh计算出滑轮组做的有用功，再根据公式
计算出滑轮组的机械效率。
（2）当提起物体的质量达到最大时，绳子上的拉力为300N，根据公式
计算出能够提起物体的最大重力，再根据
计算出提起物体的最大质量。
17．（2024·浙江模拟） 近年来，各地接连发生多起抽屉柜倒塌压死/伤儿童事件，再一次警示人们家装安全的重要性。如图甲所示为一款家庭常用的抽屉柜，柜高 109cm，长60cm，宽40cm，空柜质量为20kg。
（1）若柜子中所装物品的总质量为6kg，求抽屉柜对地面的压强。(结果保留整数)
（2）如图乙所示为抽屉柜的侧视图，此时抽屉的拉开距离为30cm，点O为抽屉柜的重心所在位置，假设体重为18kg的小文将身体的全部重量均压在与抽屉相接触的作用点A 上，问此时抽屉柜是否会被拉动
（3）为避免抽屉柜倒塌意外的发生，请你提出一条合理的建议 。
【答案】（1）根据题意可知，柜子的底面积S=ab=0.6m×0.4m=0.24m2；
柜子对地面的压力F=G总=（20kg+6kg）×10N/kg=260N；
则柜子对地面的压强：。
（2）会被拉动
将柜子的右下角看作支点，柜子的重力看作阻力，阻力臂为0.2m；小文的重力看作动力，动力臂为0.3m，
则阻力和阻力臂的乘积：260N×0.2m=52Nm；
动力和动力臂的乘积：180N×0.3m=54Nm；
即动力和动力臂的乘积大于阻力和阻力臂的乘积；
因此抽屉柜会被拉动。
（3）增加可固定在墙体的装置
【解析】（1）根据S=ab计算柜子的底面积，根据F=G总计算柜子的压力，根据计算柜子对地面的压强；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断；
（3）从外面给柜子一个固定的拉力，可以保证柜子不会轻易被拉动。
【解答】（3）避免抽屉柜倒塌意外的发生，合理的建议：增加可固定在墙体的装置。
1．（2024九下·义乌模拟）某卫生间马桶水箱的进水调节装置如图甲所示，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕O点转动的杠杆，OA=4cm，OB=1cm，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为60g，B端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为0.2cm2。当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强，进水管中水压。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦。则刚停止进水时：
（1）进水管中的水对止水阀的压力；
（2）连接杆BD对止水阀的压力；
（3）求浮筒排开水的体积，并画出此时浮筒受力的示意图。
【答案】（1）10N；（2）8N；（3）；
【解析】（1）根据F=pS计算水的压力；
（2）根据内外压力差计算连接杆BD对止水阀的压力；
（3）根据杠杆平衡条件计算A端作用力，根据阿基米德原理计算体积，根据受力平衡分析受力丙画图。
【解答】（1）进水管中的水对止水阀的压力
（2）止水阀上表面所受到的大气压力为
连接杆BD对止水阀的压力
（3）浮臂平衡时，由杠杆平衡条件得可得
杠杆A端受到的作用力
浮筒的重力
浮筒受到重力，浮力和AC杆对浮筒的压力，浮筒处于平衡状态，AC杆对浮筒的压力大小等于杠杆A端受到的作用力，方向相反；由力的平衡可得，浮筒受到的浮力
由阿基米德定律得，浮筒排开水的体积为
浮筒受到向下的重力0.6N，向下的压力2N，向上的浮力2.6N，浮筒的受力示意图如图
2．（2024·仙居模拟）学校举行“把时间称出来——复刻秤漏”项目化学习活动。秤漏是一种古代计时工具， 主要由显时系统和供水系统两部分组成。显时系统主要构件为秤杆、秤砣、受水壶等，其中秤杆质量分布均匀，并在秤杆上标有时间刻度。称漏法中记载： “漏水一斤， 时过一刻”， 通过称量受水壶中水的质量来计量时间。在初次校准后，需要知道当日时刻，仅需移动秤砣即可在秤杆上读出时间。
如下是学校制定的评价指标。设计的模型图满足两条指标则评价等级为“优秀”，满足任一条为“合格”，都不满足为“待改进”。
需求 学习记录 评价指标
复刻秤漏 设计模型图 运用秤漏原理测量时间
秤杆上时间刻度均匀
右图为小科设计的秤漏模型图。
（1）经过一段时间后，受水壶中水量增加，应该如何移动秤砣以读出时间
（2）小科使用匀速出水装置作供水系统。结合评价指标，判断该模型图的评价等级为 。
（3）阐述如何提高该秤漏的量程。
【答案】（1）将秤砣向左移动，直至秤杆水平平衡
（2）优秀
（3）换用质量更大的秤砣/ 将秤杆悬挂点向右移动/ 减小出水速度等
【解析】杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1·l1=F2·l2。式中，F1表示动力，l1表示动力臂，F2表示阻力，l2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。
【解答】（1） 经过一段时间后，受水壶中水量增加， 根据杠杆平衡原理可知，要使杠杆依然能够平衡，应该增大动力臂，即将将秤砣向左移动，直至秤杆水平平衡；
（2）阻力臂一定，动力一定，根据杠杆平衡条件，动力臂和阻力成一次函数关系，结合“漏水一斤， 时过一刻”，可知动力臂与时间成一次函数关系，所以秤杆上时间刻度均匀 ，装置利用水增加以后秤砣左移原理制成，是运用秤漏原理测量时间，所以设计的模型图满足两条指标则评价等级为“优秀”。
（3） 提高该秤漏的量程，可以让受水桶可以装更多的水而杠杆继续平衡，根据杠杆平衡条件，所以可以换用质量更大的秤砣或者将秤杆悬挂点向右移动。 减小出水速度可以让时间相同时，杆秤秤砣移动距离减小。
3．（2024·嵊州模拟）某项目学习小组设计了一种电子秤（如图甲所示），其表盘由电流表改装而成，图乙是他们设计的结构图， OAB是一根轻质杠杆， O为支点， OA=2cm， OB=10cm， 电源电压 U恒为 12V， 报警器的电阻R0为5Ω，忽略压杆、托盘和杠杆的质量，压敏电阻R的阻值与所受压力F的关系如图丙所示。
项目一：标注刻度
（1）标“0”刻度：闭合开关S，托盘空载时，电流表读数为 安，此时指针指向电子秤的“0”刻度。
（2）标最大测量值m最大：闭合开关，往托盘中不断放入被测物体，当电流达到0.6A时报警，此时指针指向电子秤的最大测量值m最大。请计算m最大。
（3）项目二：评价与改进
小明发现所制的电子秤量程太小，若要使电子秤的最大测量值m最大增大，在电源电压、压敏电阻 R、报警器及电流表量程都不变的前提下，请写出一种改进方法： 。
【答案】（1）0.3
（2）R总=U/I=12V/0.6A=20Ω； R=20Ω-5Ω=15Ω，查图得FA=20N； 20N×2cm=FB×10cm FB =4N m最大=0.4kg
（3）调整A的位置往左移动或调整B的位置往右移动或在电路中串联一只电阻
【解析】根据图甲电路可知，报警器、压敏电阻串联，电流表测量电路电流；
（1）忽略压杆、托盘和杠杆的质量及压杆的大小，闭合开关S，托盘空载时，压敏电阻受到的压力为0，根据图丙读出此时压敏电阻的阻值，根据串联电路电阻规律和欧姆定律求出电路电流，即电流表的示数；
（2）根据欧姆定律求出报警器两端电压，再根据串联电路电压规律求出压敏电阻两端电压，根据串联电路电流规律和欧姆定律求出此时压敏电阻的阻值，根据图丙读出此时压敏电阻受到的压力，再根据杠杆平衡条件求出托盘中物体的重力，最后根据G=mg求出物体的质量，即电子天平设定的最大值；
（3）结合杠杆平衡条件进行分析。
【解答】（1）忽略压杆、托盘和杠杆的质量及压杆的大小，闭合开关S，托盘空载时，压敏电阻受到的压力为0，根据图丙可知，此时压敏电阻的阻值为35Ω，
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以此时电路的总电阻：R总=R0+R=5Ω+35Ω=40Ω，
此时电路电流（电流表的示数）：
I= = =0.3A；
（2）由R总=U/I=12V/0.6A=20Ω 可得报警时电路总电阻为20Ω
此时压敏电阻的阻值： R=20Ω-5Ω=15Ω，查图得FA=20N ，根据杠杆平衡原理得到：
20N×2cm=FB×10cm 得到FB =4N 所以m最大=0.4kg ，故答： 0.4kg
（3）小科发现所制的电子秤量程太小，若要使电子秤的最大质量值m最大增大，在电流表量程不变的前提下，由杠杆平衡条件可得：
FB ×OB= FA ×OA，
要保证 FA 的大小不变，要使 FB 变大，可以增大OA或减小OB，即调整杠杆上A向左移动，或B点向右移动。
也可以串联一个电阻，使 FA 更大才能达到报警电流，从而也增大了 FB
故答： 调整A的位置往左移动或调整B的位置往右移动或在电路中串联一只电阻
备考指南
知识导图
考点梳理
考点突破
真题在线
专项练习
思维拓展
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
专题4 简单机械、功和功率
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 简单机械 ☆☆☆ 杠杆与滑轮是中考重点之一，占分较大，常与功和功率知识结合，掌握杠杆平衡条件与公式应用，滑轮组使用，功和功率的计算，是否做功等。
考点2 功和功率 ☆☆☆
■考点一 简单机械
定滑轮：不省力但可以改变力的方向
动滑轮：省力但不改变力的方向
滑轮组：省力也能改变力的方向。拉力F=(G+G动滑轮)/ n 绳子移动距离和速度：S=nh物 v=nv物
杠杆画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签
杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是F1· L1=F2·L2
■考点二 功和功率
动能与质量、速度有关；重力势能与质量、高度有关；弹性势能与形变程度有关
做功公式：W=Fs 不做功的三种情况：①劳而无功。②不劳无功。③力的方向和物体运动方向垂直。
功率公式：P＝W/t＝Fv
■考点一 简单机械
◇典例1：（2024·慈溪模拟）用圆形磁块将一长方形硬卡纸固定在黑板上，则松手后下列固定方式中硬卡纸最容易转动的是（ ）
A． B． C． D．
◆变式训练1：（2024·宁波模拟）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）。下列说法不正确的是（ ）
A．物体A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
◆变式训练2：（2024·鹿城模拟）小实设计的“井盖丢失自动警示装置”如图所示，当井盖丢失时上方没了压力，弹簧的弹力将标志弹起，起到警示作用。已知标志牌的重力为20牛，重心在A点，OA长度为1米。(轻质杆和弹簧的质量忽略不计)
（1）装置中的弹簧将标志弹起至竖直位置，是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的 能。
（2）若将标志牌从水平地面弹起至竖直位置，则克服标志牌重力做功 焦。
（3）将弹簧固定在B点，若产生的弹力始终竖直向上，OB长0.4米。现有三种最大弹力不同的弹簧，请你选择最合适的弹簧并说明理由 。
弹簧种类 A B C
最大弹力 10牛 30牛 60牛
◆变式训练3：（2024·浙江）图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。请回答：
（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的____（填字母）。
A．细胞 B．组织 C．器官
（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？
合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3'是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB=8厘米，OC=2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）
■考点二 功和功率
◇典例1：（2023·台州）重为0.027牛的乒乓球，从1米高的A点自由下落，第一次落地弹起至0.6米的最高点B(如图甲)。将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从1米高处自由下落，杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1米(如图乙)。
（1）图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中，机械能减少 J；
（2）图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大，此时对乒乓球做功的物体是 。
◆变式训练1：（2023·台州）功是能量转化的量度。下列实例中力对物体没有做功的是（ ）
A．人用力搬石头，没有搬动 B．叉车把货物从地面抬升到一定高度
C．人拎着书包沿楼梯走上二楼 D．人推小车通过一段距离
◆变式训练2：（2024·南湖模拟）某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
（1）求图甲中AB段重力对运动员做了多少功。
（2）图乙属于图甲四个阶段中的 阶段。(请用字母表示)
◆变式训练3：（2023·台州）2023年，广交会上展出的可骑行电动行李箱，受到许多客商的欢迎。某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50千克的测试者坐在空行李箱上，以最大速度在展厅匀速直线骑行20秒，骑行时所受阻力是总重的0.04倍。
部分参数
最大速度 3米/秒
空箱质量 10千克
轮子与地面的总接触面积 0.003米2
（1）测试者在20秒内骑行的路程为 米；
（2）求测试者坐在电动行率箱上时，行李箱对水平地面的压强；
（3）求测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率。
1．（2023·衢州）机械的发明和使用，极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械，一定不能省力的是（ ）
A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面
2．（2023·台州）某同学研究滑轮的作用，用重为0.2牛的滑轮，把2牛的钩码匀速提升1米。在不计绳重和摩擦的情况下，拉力F做的功为（ ）
A．0焦 B．1.1焦 C．2.2焦 D．4.4焦
3.（2023·绍兴）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦，这一过程中，下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%
4.（2023·绍兴）我国设计生产的无人机世界领先，具有高效、轻巧、功率大等特点，广泛应用于工业、农业、军事等领域。某型号农用无人机，主要用于播种、施肥，打药等，铭牌上的部分参数如下表所示。
整机型号 N420
最大起飞质量 56kg
药箱额定容量 30L
作业速度 1~12m/s
完成下列问题：
（1）这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km，需要多少小时？
（2）这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面，对地面的压强约7000Pa，无人机与地面的总接触面积约为多少平方米？
（3）若这款无人机以最大起飞质量、1.2m/s速度竖直向上匀速飞行，不计空气阻力，则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦？
5.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。
6．（2023·丽水）“认真观察和仔细分析”是科学研究的基本要求。
（1）如图甲，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线仍然未动。
①小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为 。
②直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线 (填“有”或“没有")力的作用。
（2）如图乙是某饮水器水龙头的结构示意图，A是固定的出水口，B是一根手柄，C是一根连接在阀门上的杆，由弹簧将它拉紧，O1是连接B、C的一根销钉。可将手柄简化为一根杠杆，手柄与A的接触点O2为支点，下压手柄，C就上升，阀门打开水流出；放手后，C自动恢复原位，水龙头关闭。
①请在答题纸相应位置图中画出动力F1的力臂l1 。
②正常使用手柄取水时，手柄属于 杠杆。
7．（2021·衢州）将酒敞口放置，酒精度(酒中酒精的体积百分比)会变化吗？小科认为：只要确定酒的密度是否变化就能作出判断。于是利用身边的物品，动手制作“密度秤”来测量酒的密度。
步骤Ⅰ：按图甲制作好秤杆，提起提纽，移动秤砣(小螺母)，当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度(单位：g/cm3)。
步骤Ⅱ：按图乙所示，将大螺母浸没在水中(大螺母必须浸没且不碰底)，提起提纽，移动秤砣，当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。再将BC两刻度之间分为10等份。
步骤Ⅲ：测量酒的密度。
（1）应用：小科，用该密度秤分别测出瓶盖刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和0.96g/cm3，已知酒精密度为0.8g/cm3，应用密度知识可判断出其酒精度 (填“变大”“不变”或“变小")。
（2）反思：在制作和测量过程中，大螺母必须浸没的目的是 。
（3）拓展：小科若要测量食盐水的密度，他应先在密度秤上增加大于1的刻度，请你写出利用直尺和笔标定刻度的过程： 。
8．（2023·绍兴）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。
（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是多少？
（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？
9．（2021·衢州）是某简易吊装机、其简化结构如图乙所示。
（1）吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是 。
（2）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？
（3）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D，E，F处时，能达到最佳防翻效果的是 。
（4）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。
10．（2023·绍兴）如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。
（1）绳甲对晾杆的拉力为F甲，绳乙对晾杆的拉力为F乙，则F甲 F乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少？
（3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m，用时10s，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？
11.（2023·衢州）赛龙舟自古以来在我国广为流传，现已成为亚运会比赛项目。如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图，绳子系在”船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将”船桨”从位置“1”划到位置”2”，重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克，”划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。(船桨重、绳重与摩擦均不计)
（1）该装置中两个滑轮的作用是 。
（2）”划桨”一次，人至少做功 焦。
（3）图乙是某种耐力练习示意图，保持”船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米，OB为40厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直”船桨”的力F。求此时力F的大小。
1．（2024·温州三模）小明将如图所示拔草器前端插入植株根部，对拔草器后端施力，可将植株连根拔起。若忽略拔草器自身重力，为了将同一植株拔起，施力最小的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2024九下·慈溪模拟）在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为600N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（ ）
A．甲方式中车对绳子的拉力为620N
B．乙方式中人对绳子的拉力为300N
C．使用甲、乙两种方式都不能省功
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
3．（2024九下·西湖模拟）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0.4m/s
C．绳子拉物体A的功率为1W
D．在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也将增大
4．（2023·慈溪模拟）轻质杠杆每小格的长度相等，O为支点．在杠杆左侧挂一物体甲，若在杠杆右侧挂一物体乙，并在物体乙的下方拴接一个弹簧，如图17所示，当杠杆在水平位置时，整个装置处于平衡状态．已知物体乙的重力为600N，弹簧对物体乙的作用力为300N．下列说法正确的是（ ）
A．物体甲的重力不可能为450N
B．物体甲的重力可能为300N
C．物体乙受到弹簧的一定处于压缩状态
D．物体乙受到绳子的拉力可能为900N或300N
5．（2024九上·杭州模拟）有一斜面长s＝5m，高h＝2m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80%，则物体的重力为 N，物体受到斜面的摩擦力为 N，使用斜面可以 （选填“省力”或“省功”）。
6．（2024九下·余姚模拟）胡柚大丰收，小金需要帮爷爷奶奶把一箱质量为240kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，此过程中斜面对重物做的有用功 ，简易斜面装置的机械效率为 %，斜面与箱子间的摩擦力为 。
7．（2024·富阳模拟）“美好的一周，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱(含箱内物体)受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2 请你进行分析判断。
8．（2024·滨江模拟）T型杠铃是一种健身器材，如图甲，小滨在水平地面将杠铃拉至水平静止，杠铃离开地面后，与水平地面平行，可抽象成图乙模型，杠铃的固定轴为O，手对杠铃的拉力作用在B点，杠铃(包括杆和配重)的重心在A点。已知杠铃的总重为600N， OA 长1.6m， OB 长1.2m。
（1）图乙中，小滨手对杠铃的拉力F1与杠铃垂直，求F1= N。
（2）图丙中，小滨手对杠铃拉力F2始终与杠铃垂直，且仍作用在 B点，他将杠铃从水平位置拉至图丙的过程中，拉力F2 (选填“一直变大”、“一直变小”、“始终不变”、“先变小后变大”)
9．（2024九上·杭州模拟）在一次学农活动中，小江用一根扁担挑起了两桶水，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，AB之间的距离为1.2米，肩上支点O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）小江肩膀受到扁担的压力大小是多少
（3）到达某处后，小江将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O向A移动多少距离，才能再次平衡
10．（2024九下·杭州模拟）如图甲所示为某校教室内的座椅，其质量为20kg，为方便研究，图中P点为座椅的重心，假设其位置刚好在BC连线的中点处。BD的两点间距离为30cm，BD连线与地面垂直，CD长40cm；
（1）若一同学在B点斜右下方用力使座椅倾斜，此杠杆类型为 杠杆；
（2）在图乙的B点施加最小的力F使座椅的D点略微离开地面，请在图中做出最小力F的示意图，并求出该力的大小。
11．（2024·嘉兴模拟）右图为装有液体的小塑料杯、刻度尺、干电池组成的杠杆。
（1）将手指慢慢浸入右侧液体中，随着手指深度增加，手指受到的浮力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)；由于物体间力的作用是相互的，手指对液体向下的压力将 (选填“增大” “减小”或“不变”)，最终原本不平衡的杠杆可在水平位置平衡。
（2）请再写出一种使杠杆在水平位置平衡的方法。
12．（2024九下·萧山模拟）随着旅游产业的发展，“露营热”持续高涨，帐篷、烧烤架、天幕、露营车等户外装备销量激增。如图是一辆户外便携式折叠露营小推车，露营车拉杆角度可以调节，自重为8千克。小金一家使用这辆车运载约20千克的物资，在户外游玩的时候他们遇到了几种情景，请你帮小金解决他的疑问。
（1）越过障碍物的推车可以视为杠杆，若把拉杆固定在竖直方向，当前轮遇到障碍时，需向上提把手，这时露营车可视为 杠杆；
（2）当后轮遇到障碍物时，小金用脚抵住前轮，然后用力向左拉拉杆，恰好能将后轮翘起，杠杆的支点是 （填“前轮”或“后轮”），小金想知道用水平向左的拉力为多少，于是画出了模型（a为前轮，b为后轮，c为拉手），并根据产品说明得到了相关数据，ab=100cm，ac=80cm，假设整车的重力集中在ab的中点d，请计算拉扶手的力F ；
（3）在第（2）小题中，如果拉杆向左倾斜，并固定在如右图位置。用脚抵住前轮，用水平力向左拉拉杆，恰好能将后轮翘起，分析拉力F将如何变化 。
13．（2024·富阳模拟）如图所示为测液体密度的密度秤示意图，轻质杆AB长为40cm，可绕O点转动(轻质杆与O点之间的摩擦忽略不计)，其左端A点挂一个质量为0.2kg，容积为200mL的桶，AO=10cm；在O点的右侧用轻质细绳悬挂一个质量为0.2kg的秤砣，秤砣可沿OB左右滑动。使用时，在桶中装满待测液体，移动秤砣使密度秤再次水平平衡，读出相应位置的刻度值即可。
（1）计算该密度秤零刻度在O点右侧多少距离处
（2）计算该密度秤所能测量的最大密度是多少
（3）该密度秤的刻度是 的(选填“均匀”或“不均匀”)。
14．（2024·湖州模拟）小德带了一个西瓜到学校与同学分享，在分享前同学们想测出它的重力，发现西瓜的重力超出了现有弹簧测力计的量程，但又找不到其它合适的测量工具，于是小德找来了一些细绳(不计重力)、一把米尺等物品按如图所示进行了改进实验：
步骤一：将细绳系在米尺50厘米刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡。
步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零(如图甲左)。
步骤三：如图甲所示，在米尺 45 厘米刻度线处挂上西瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在 75厘米刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡。
（1）在步骤一中将细绳系在米尺中间，使米尺在水平位置平衡，是为了避免 对测量结果的影响。
（2）当小德在操作步骤三时，有同学指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小德这样使用弹簧测力计会使测量结果 (选填“偏大”或“偏小”)。
（3）小德分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零(如图乙左)，并重新测出拉力为5牛，最后计算出西瓜的重力为 牛。
（4）在测量过程中小德发现：如果斜向下拉弹簧测力计，且使杠杆在水平位置平衡(如图丙所示)， 弹簧测力计示数 5 牛(选填“>”“<”或“=”) 。
15．（2024·乐清模拟）小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆．小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角，进行实验．其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如下表：
实验序号 钩码总重力 拉力作用线与竖直方向的夹角 拉力大小
① 3 0 2
② 3 30 2.4
③ 3 45 2.8
④ 3 60 4
（1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 牛．
（2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 ．
（3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是： ．
（4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙．若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力．请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？ ．
16.（2022九下·温州开学考）如图所示的滑轮组，缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，在保证绳子未断的情况下，计算并回答下列问题：(已知动滑轮重 80牛，摩擦及绳重不计)
（1）物体重为200N，在10s内被匀速拉升1m．求提升重物的过程中拉力做功的功率为多少？此时滑轮组的机械效率大小为多少？(精确到 0.1%)
（2）利用该滑轮组能提起物体的最大质量是多少？
17．（2024·浙江模拟） 近年来，各地接连发生多起抽屉柜倒塌压死/伤儿童事件，再一次警示人们家装安全的重要性。如图甲所示为一款家庭常用的抽屉柜，柜高 109cm，长60cm，宽40cm，空柜质量为20kg。
（1）若柜子中所装物品的总质量为6kg，求抽屉柜对地面的压强。(结果保留整数)
（2）如图乙所示为抽屉柜的侧视图，此时抽屉的拉开距离为30cm，点O为抽屉柜的重心所在位置，假设体重为18kg的小文将身体的全部重量均压在与抽屉相接触的作用点A 上，问此时抽屉柜是否会被拉动
（3）为避免抽屉柜倒塌意外的发生，请你提出一条合理的建议 。
1．（2024九下·义乌模拟）某卫生间马桶水箱的进水调节装置如图甲所示，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕O点转动的杠杆，OA=4cm，OB=1cm，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为60g，B端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为0.2cm2。当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强，进水管中水压。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦。则刚停止进水时：
（1）进水管中的水对止水阀的压力；
（2）连接杆BD对止水阀的压力；
（3）求浮筒排开水的体积，并画出此时浮筒受力的示意图。
2．（2024·仙居模拟）学校举行“把时间称出来——复刻秤漏”项目化学习活动。秤漏是一种古代计时工具， 主要由显时系统和供水系统两部分组成。显时系统主要构件为秤杆、秤砣、受水壶等，其中秤杆质量分布均匀，并在秤杆上标有时间刻度。称漏法中记载： “漏水一斤， 时过一刻”， 通过称量受水壶中水的质量来计量时间。在初次校准后，需要知道当日时刻，仅需移动秤砣即可在秤杆上读出时间。
如下是学校制定的评价指标。设计的模型图满足两条指标则评价等级为“优秀”，满足任一条为“合格”，都不满足为“待改进”。
需求 学习记录 评价指标
复刻秤漏 设计模型图 运用秤漏原理测量时间
秤杆上时间刻度均匀
右图为小科设计的秤漏模型图。
（1）经过一段时间后，受水壶中水量增加，应该如何移动秤砣以读出时间
（2）小科使用匀速出水装置作供水系统。结合评价指标，判断该模型图的评价等级为 。
（3）阐述如何提高该秤漏的量程。
3．（2024·嵊州模拟）某项目学习小组设计了一种电子秤（如图甲所示），其表盘由电流表改装而成，图乙是他们设计的结构图， OAB是一根轻质杠杆， O为支点， OA=2cm， OB=10cm， 电源电压 U恒为 12V， 报警器的电阻R0为5Ω，忽略压杆、托盘和杠杆的质量，压敏电阻R的阻值与所受压力F的关系如图丙所示。
项目一：标注刻度
（1）标“0”刻度：闭合开关S，托盘空载时，电流表读数为 安，此时指针指向电子秤的“0”刻度。
（2）标最大测量值m最大：闭合开关，往托盘中不断放入被测物体，当电流达到0.6A时报警，此时指针指向电子秤的最大测量值m最大。请计算m最大。
（3）项目二：评价与改进
小明发现所制的电子秤量程太小，若要使电子秤的最大测量值m最大增大，在电源电压、压敏电阻 R、报警器及电流表量程都不变的前提下，请写出一种改进方法： 。
备考指南
知识导图
考点梳理
考点突破
真题在线
专项练习
思维拓展
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
