第十二章 简单机械（巩固复习.含解析）-2024-2025学年八年级下册物理人教版（2024）
文档属性
| 名称 | 第十二章 简单机械（巩固复习.含解析）-2024-2025学年八年级下册物理人教版（2024） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-04 22:50:13 | ||
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文档简介
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简单机械
一．选择题（共10小题）
1．（2025 重庆）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（ ）
A．自制杆秤的每一格约表示2.08g
B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
2．（2025 烟台）骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（ ）
A．图甲：手托重物时，可视为省力杠杆
B．图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C．图乙：踮脚时，可视为费力杠杆
D．图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
3．（2025 长春）如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中（ ）
A．人对车不做功 B．车是定滑轮
C．车是费力杠杆 D．车是省力杠杆
4．（2025 济南）杆秤是我国发明的人类最早的衡器，是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后，在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外，其他均完好的杆秤。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比（ ）
A．偏小 B．不变 C．偏大 D．无法判断
5．（2025 临沂）2023年2月10日，航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动，机械臂类似人的手臂，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图所示工具，正常使用时与机械臂属于同一类杠杆的是（ ）
A．瓶起子 B．钢丝钳
C．核桃夹 D．食品夹
6．（2025 随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．肩膀应该靠近“轻的一头”
B．肩膀应该靠近“重的一头”
C．肩膀应该居于扁担正中间
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个筐子向上运动同时另一个筐子向下运动
7．（2025 威海）如图所示，将若干重物放在4个自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平都向右倾斜，秤盘最终落在桌面上。若不改变秤盘的悬挂位置。仅将重物左右互换，互换后可能重新在水平位置平衡的天平是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．（2025 淮安）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2025 柳州）如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（ ）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈
B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长
D．仅减小绳的总长
10．（2025 广州）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30N，绳b对人的拉力为F2＝480N。此过程（ ）
A．有用功为300J
B．F1做的功等于F2做的功
C．F1做的功小于F2做的功
D．滑轮组的机械效率为80%
二．多选题（共2小题）
（多选）11．（2025 贵州）如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（ ）
A．压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B．只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘
C．只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘
D．在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘
（多选）12．（2025 潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．吊篮的动能不变
B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为800N
D．电动机拉动绳子的功率为480W
三．填空题（共5小题）
13．（2025 苏州）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是 。若要增加训练强度，应将配重盘向 （a/b）端移。
14．（2025 攀枝花）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的正上方，AO1＝30cm，O1B＝20cm，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆BC的质量不计。
（1）杠杆AO1B是 （选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为 N。
15．（2025 枣庄）壮丽辉煌的咸阳宫曾巍然矗立于八百里秦川，司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。如图是我们的祖先在建造宫殿时搬动巨大木料的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方，请分析：
（1）支架下端垫有底面积较大的石块，其目的是为了 压强；
（2）支架上的横杆其实是 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；
（3）如果他们无法将巨木抬起，请你提出一个抬起巨木的改进方案： 。
16．（2025 郴州）如图所示，物体重10N，每个滑轮重1N，在F＝2.5N的拉力作用下，物体上升了1m，则拉力做的有用功是 J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为 J。
17．（2025 福建）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为 N。
四．作图题（共3小题）
18．（2025 德州）如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图，请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂l1。
19．（2025 资阳）“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。
20．（2025 岳阳）如图是锅炉上的安全阀门示意图。请画出物体A的重力示意图及F的力臂L。
五．实验探究题（共3小题）
21．（2025 淄博）同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
（1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离 （选填“变小”“不变”或“变大”）；
②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下 的距离不变；
③由此初步判断 的观点是正确的；
（2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。
实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
①表格中a处应填写的内容是 ；
②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是 ；
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆 端下沉；
（3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是 。
22．（2025 南充）某同学在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前，发现杠杆如图甲所示，则应将杠杆左端平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端适当调节，使杠杆水平平衡；
（2）该同学通过如图乙所示实验得到相关数据如下表，由表中数据推测出杠杆的平衡条件是： （用F1、F2、l1、l2表示）；
序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 15.0 1.5 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 3.0 10.0 2.0 15.0
……
（3）若将乙图右侧钩码换成弹簧测力计，如图丙所示，保持杠杆水平平衡，弹簧测力计拉力方向由竖直方向a变为方向b后，弹簧测力计的示数将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计，该装置可测量小桶内液体的密度。如图丁所示，将容积为20mL的小桶挂在M点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，已知OM＝OA＝5cm，则杠杆密度计的“0刻度”线应在 （选填“O”或“A”）点，将待测液体倒满小桶，在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时，杠杆刚好水平平衡。重物质量10g，ON＝15cm，N点位置应标注的密度刻度值是 g/cm3，改装后杠杆右端的密度刻度线 （选填“是”或“不是”）均匀分布的。（g＝10N/kg）
23．（2025 海南）小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 、 。
（2）请设计出实验数据记录表。
（3）准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持 不变，这里采用的科学研究方法是 。
六．解答题（共1小题）
24．（2025 广州）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
（1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： ，若衣服重为3.6N，则此支持力最小值为 N；
（2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。
七．综合能力题（共3小题）
25．（2025 广东）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 点。
（2）设大轮与小轮的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重）
（3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 （选填“①”或“②”）。
26．（2025 天津）如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动力F1为200N，动力臂l1为1.2m（图中未画出），阻力臂l2为0.06m，不计道钉撬自身重力。
（1）在图中画出动力臂l1；
（2）求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
27．（2025 大连）明代学者宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部记录农业和手工业生产技术的百科全书。如图是书中记载的古人用脚踏碓（duì）将稻米去皮的情景。该脚踏碓是用柱子架起一根木杠，杠的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏踩杠的后端，木杠可绕O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。
（1）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆的原因。
（注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）
（2）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析这种杠杆使稻米容易去皮的原因。
简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 重庆）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（ ）
A．自制杆秤的每一格约表示2.08g
B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
【分析】根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析，杆秤水平平衡时，秤砣所在的位置显示的示数即物体的质量。
【解答】解：A、当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，则在B点所示的质量为物体的质量，在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，从O到B点共50个小格每一小格表示的质量为：m02g，故A错误；
B、称中药时B端翘起，杆秤不能水平平衡，说明物体的质量大于秤砣指示的示数，可以向右侧移动秤砣，也可以减少物体的质量来使杆秤恢复水平平衡，故B正确；
C、根据G＝mg和杠杆平衡条件可得m物g×OA＝m砣g×OB，秤砣磨损了，OB变大，则测量结果将偏大，故C错误；
D、若将提纽移到O点右侧，测量相同质量的物体时，左边力臂变大，则其量程变小，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，涉及到杠杆的五要素、杠杆的调节、杆秤的测量原理，有一定难题。
2．（2025 烟台）骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（ ）
A．图甲：手托重物时，可视为省力杠杆
B．图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C．图乙：踮脚时，可视为费力杠杆
D．图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
【分析】首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂，比较力臂大小得出杠杆类型。
【解答】解：AB、用手托重物时，肘关节处可以视为支点，肱二头肌对前臂杠杆的牵引力使得杠杆转动，是动力，
由图甲知，动力臂小于阻力臂，因此手托重物时，可视为费力杠杆，故AB错误；
CD、由图可知人踮脚时绕着O点转动，腓肠肌对足部骨骼的牵引力F1使得杠杆转动，是动力，
由图乙知，动力臂大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】解答本题关键是知道支点及力臂的定义，在解题时先找出支点、动力作用点、阻力作用点的位置，然后根据力臂的定义判断动力臂与阻力臂的大小关系。
3．（2025 长春）如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中（ ）
A．人对车不做功 B．车是定滑轮
C．车是费力杠杆 D．车是省力杠杆
【分析】（1）做功的条件：有力作用在物体上并且在力的方向上移动了距离；
（2）不随物体一起运动的滑轮是定滑轮；
（3）动力臂比阻力臂长的杠杆是省力杠杆。
【解答】解：A、人推车前进的过程中，车在推力的作用下前进了一段距离，人对车做了功，故A错误；
B、不随物体一起运动的滑轮是定滑轮，车不是定滑轮，故B错误；
CD、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误、D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了做功的两个必要因素、定滑轮和杠杆的分类，属于基础题。
4．（2025 济南）杆秤是我国发明的人类最早的衡器，是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后，在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外，其他均完好的杆秤。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比（ ）
A．偏小 B．不变 C．偏大 D．无法判断
【分析】（1）杆秤的实质是一只不等臂的杠杆，设重物的作用力为阻力，则秤砣的作用力为动力，支点在向上的提环处，当杆秤在水平位置平衡时，重物、秤砣到提环的距离分别是杠杆的力臂；
（2）杆秤秤砣生锈变重，动力变大，而阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知动力臂变小，力臂变小则从杆秤上读的数变小。据此分析判断。
【解答】解：设重物的作用力为阻力，则秤砣的作用力为动力，秤砣在秤杆上移动的距离显示了称量的结果。
若杆秤秤砣生锈变重，动力变大，阻力和阻力臂不变，动力臂必须变短，才能使杠杆平衡，所以显示的示数就要偏小，用这样的杆秤测得物体的质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比偏小。
故选：A。
【点评】要了解杆秤的结构和原理，学会用杠杆的五要素和平衡条件去分析它，才能正确判断力与力臂的大小关系。
5．（2025 临沂）2023年2月10日，航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动，机械臂类似人的手臂，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图所示工具，正常使用时与机械臂属于同一类杠杆的是（ ）
A．瓶起子 B．钢丝钳
C．核桃夹 D．食品夹
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，从而选出与题干属于同一类的杠杆。
【解答】解：机械臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A、瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；
B、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故B不符合题意；
C、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故D符合题意。
故选：D。
【点评】杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
6．（2025 随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．肩膀应该靠近“轻的一头”
B．肩膀应该靠近“重的一头”
C．肩膀应该居于扁担正中间
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个筐子向上运动同时另一个筐子向下运动
【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2分析解答。
【解答】解：ABC、假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，则重的一头动力大，必须动力臂较小，因而支点即肩膀必须靠近较重的一头，故B正确，AC错误；D、挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，由于杠杆仍然平衡，则动力臂同时增大或同时减小，即两侧同时向下或同时向上，即一个筐子向上运动同时另一个筐子向上运动，故D错误。故选：B。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，属于中档题，有一定的难度。
7．（2025 威海）如图所示，将若干重物放在4个自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平都向右倾斜，秤盘最终落在桌面上。若不改变秤盘的悬挂位置。仅将重物左右互换，互换后可能重新在水平位置平衡的天平是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】原来杠杆平衡，是因为原来杠杆两边力和力臂的乘积相等；分析互换后力和力臂的乘积是否相等，若相等，杠杆仍平衡；若不相等，杠杆将向力和力臂的乘积大的那端倾斜。
【解答】解：
AD、图中的杠杆为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可知，两边所挂重物重力不相同，将天平上的重物各自左右互换，两边力和力臂的乘积还是不相等，杠杆仍不平衡，故AD错误；
B、图中的杠杆，左边力臂大于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力小于右边重力，将天平上的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积大于右边力和力臂的乘积，杠杆不平衡，杠杆向左端倾斜，故B错误；
C、图中的杠杆，左边力臂小于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力可能小于右边重力，将天平上的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积可能会等于右边力和力臂的乘积，杠杆可能会平衡，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，要知道：杠杆平衡取决于力和力臂的乘积是否相等。
8．（2025 淮安）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】动力F1使杠杆绕固定点转动，阻力F2阻碍杠杆转动，杠杆绕着固定转动的点为支点。
【解答】解：
A、阻力的方向应为垂直于杠杆向下，动力方向以及作用点、支点位置正确，故A正确；
B、阻力的方向应该向下，故B错误；
CD、阻力作用点不对，故CD错误。
故选：A。
【点评】根据杠杆的五要素进行判断，难度不大。
9．（2025 柳州）如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（ ）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈
B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长
D．仅减小绳的总长
【分析】使用滑轮组时，承担物重的动滑轮的股数越多越省力。
【解答】解：
AB、仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩更省力，可能使女孩获胜；同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A正确，B错误；
CD、改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了滑轮组的工作特点，属于基础题。
10．（2025 广州）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30N，绳b对人的拉力为F2＝480N。此过程（ ）
A．有用功为300J
B．F1做的功等于F2做的功
C．F1做的功小于F2做的功
D．滑轮组的机械效率为80%
【分析】（1）根据有用功的概念和题目的条件计算有用功。
（2）根据功的公式进行计算。
（3）根据机械效率的公式计算机械效率。
【解答】解：A、克服人的重力所做的功为有用功，绳b对人的拉力为F2＝480N，所以人的重力G＝F2＝480N，W有＝Gh＝480N×0.5m＝240J，故A错误；
B、F1做的功为总功，即：W总＝F1s＝30N×10m＝300J，F2做的功为W'＝F2h＝480N×0.5m＝240J，故B错误；
C、根据以上计算可知，F1做的功大于F2做的功，故C错误；
D、滑轮组的机械效率为，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率，关键是会根据题目的条件进行简单的计算。
二．多选题（共2小题）
（多选）11．（2025 贵州）如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（ ）
A．压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B．只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘
C．只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘
D．在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘
【分析】根据杠杆平衡原理进行分析和判断。
【解答】解：
A、若压力作用于A点，则会使得条凳有逆时针旋转的力，此时支点为E，故A选项正确；
B、压力若作用在凳面的中间，则此时条凳无论以E还是以F为支点，均不会有翻转的可能，故B选项正确；
C、若A、D同时施加压力但大小不相等，还是有可能会上翘，故C选项错误；
D、根据题意可知，人对水平凳面施加的压力竖直向下；
在B点施加竖直向下的压力时，此时E为支点，且B、E两点在同一竖直线上，即此时压力的作用线经过支点，其力臂为0，对条凳的平衡无影响，所以此时条凳一定不会上翘；
在C点施加竖直向下的压力时，此时F为支点，且C、F两点在同一竖直线上，即此时压力的作用线经过支点，其力臂为0，对条凳的平衡无影响，所以此时条凳一定不会上翘，故D选项正确。
故选：ABD。
【点评】本题考查了杠杆在实际生活中的应用，属于较为简单的问题。
（多选）12．（2025 潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．吊篮的动能不变
B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为800N
D．电动机拉动绳子的功率为480W
【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关；
（2）重力势能的大小与质量、高度有关；机械能为动能与势能的和；
（3）不计滑轮重、绳重和摩擦，根据FG求出电动机对绳子的拉力；
（4）根据时间和上升的高度求出吊篮上升的速度，根据连接动滑轮绳子的段数求出绳子自由端移动的距离，根据速度公式求出绳子自由端移动的速度，根据PFv求出拉力的功率。
【解答】解：
A、吊篮匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变，故A正确；
B、吊篮匀速上升，质量不变，高度变大，重力势能变大；动能不变，机械能为动能与势能的和，所以机械能增大，机械能不守恒，故B错误；
C、由图可知，有4段绳子拉着动滑轮，不计滑轮重、绳重和摩擦，电动机对绳子的拉力为：FGmg（40kg+200kg）×10N/kg＝600N，故C错误；
D、绳子自由端移动的距离为：s＝4h＝4×6m＝24m；
绳子自由端移动的速度为：v0.8m/s；
根据PFv可知，电动机拉动绳子的功率为：P＝Fv＝600N×0.8m/s＝480W，故D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了动能和机械能的变化、功率的计算、速度公式的应用等，难度不大。
三．填空题（共5小题）
13．（2025 苏州）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是 变小 。若要增加训练强度，应将配重盘向 a （a/b）端移。
【分析】利用杠杆平衡条件分析拉力的大小变化情况。
【解答】解：人用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，动力臂不变，阻力大小等于物体的重力，即阻力不变，由图可知转动过程中阻力臂会变小，根据杠杆的平衡条件知，拉力会变小；若要增加训练强度，应将配重盘向a端移动，增大阻力臂。
故答案为：变小；a。
【点评】本题考查杠杆的动态平衡与动力的大小变化的比较，属于中档题。
14．（2025 攀枝花）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的正上方，AO1＝30cm，O1B＝20cm，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆BC的质量不计。
（1）杠杆AO1B是 省力 （选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为 20 N。
【分析】（1）由图乙可知，杠杆AO1B，知道各力臂大小，利用杠杆平衡条件即可判断杠杆的类型；
（2）分析图乙，有两个杠杆AO1B和O2CD，O1和O2分别为支点，知道各力臂大小，知道桶盖的质量，利用重力公式求桶盖的重，分别利用杠杆平衡条件列出方程求出脚对踏板A处的压力。
【解答】解：（1）图乙中，杠杆AO1B，设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，
根据杠杆平衡条件可得：F×AO1＝F1×O1B﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
已知AO1＝30cm，O1B＝20cm，则：AO1＞O1B，
所以，F＜F1，即杠杆AO1B是省力杠杆；
（2）设顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，EO2＝EC+CO250cm+5cm＝30cm，
根据杠杆平衡条件可得：G×EO2＝F2×CO2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
根据力的作用是相互的可知：F1＝F2，
则得：，
所以，FG5N＝20N。
故答案为：（1）省力；（2）20。
【点评】该题考查了学生对物理模型的抽象、分析能力，确定两杠杆的力和力臂的大小是本题的关键。
15．（2025 枣庄）壮丽辉煌的咸阳宫曾巍然矗立于八百里秦川，司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。如图是我们的祖先在建造宫殿时搬动巨大木料的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方，请分析：
（1）支架下端垫有底面积较大的石块，其目的是为了 减小 压强；
（2）支架上的横杆其实是 省力 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；
（3）如果他们无法将巨木抬起，请你提出一个抬起巨木的改进方案： 将支架支点左移 。
【分析】（1）压强的大小与压力和受力面积有关，在压力一定时，增大受力面积可以减小压强；
（2）根据动力臂与阻力臂的大小关系，确定是省力杠杆还是费力杠杆；
（3）根据杠杆的平衡条件，可对杠杆的使用进行改进。
【解答】解：（1）支架下端垫有底面积较大的石块，是为了在压力相同的情况下，通过增大受力面积来减小压强。
（2）支架上横杆的动力臂大于阻力臂，所以支架上的横杆相当于省力杠杆。
（3）如果他们无法将巨木抬起，可以将支点向左移动，增长动力臂，同时减小阻力臂，从而更加省力。
故答案为：（1）减小；（2）省力；（3）将支架支点左移。
【点评】本题通过古代的实例考查了减小压强的应用、简单机械的应用等，难度不大。
16．（2025 郴州）如图所示，物体重10N，每个滑轮重1N，在F＝2.5N的拉力作用下，物体上升了1m，则拉力做的有用功是 10 J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为 3 J。
【分析】（1）利用W有＝Gh求有用功；
（2）由图可知每个动滑轮中吊起动滑轮绳子的股数n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W总＝Fs求拉力做的总功，再根据总功等于有用功和额外功的和，求出额外功。
额外功包括提起动滑轮所做的额外功和克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功，求出提起动滑轮所做的额外功，进而可求出克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功。
【解答】解：拉力做的有用功：
W有＝Gh＝10N×1m＝10J，
由图可知每个动滑轮中吊起动滑轮绳子的股数n＝2，
绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝23×1m＝8m，
则力F做的功：
W总＝Fs＝2.5N×8m＝20J；
总的额外功为：W额＝W总﹣W有＝20J﹣10J＝10J，
提起动滑轮所做的额外功：W动额＝G动h1+G动h2+G动h3＝1N×1m+1N×2m+1N×4m＝7J，
克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为：
W摩擦额＝W额﹣W动额＝10J﹣7J＝3J。
故答案为：10；3。
【点评】本题考查了功的计算公式的应用，解答本题的关键是分析清楚滑轮组的结构。
17．（2025 福建）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 改变力的方向 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为 1600 N。
【分析】滑轮B为定滑轮，定滑轮的作用为改变力的方向；
从图中可知n＝2，根据η得出汽车受到的摩擦力。
【解答】解：滑轮B为定滑轮，作用为改变力的方向；
从图中可知n＝2，根据η80%，故汽车受到的摩擦力f＝1600N。
故答案为：改变力的方向；1600。
【点评】本题考查定滑轮的作用和机械效率的有关计算，综合性强，难度适中。
四．作图题（共3小题）
18．（2025 德州）如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图，请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂l1。
【分析】画图需要注意，首先在杠杆的示意图上，确定支点O，画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长，确定动力臂和阻力臂。
【解答】解：如图所示：
杠杆上A点受到的拉力F，方向沿绳的方向向下，因此从A点沿绳向下画一条带箭头的线段，并标上F1。从支点向拉力F1的作用线作垂线，垂线段的长度就是力臂l1。
【点评】本题考查力和力臂的画法，属于基础题。
19．（2025 资阳）“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。
【分析】不倒翁受到的支持力作用点在不倒翁与地面的接触点，方向竖直向上；重力的作用点在不倒翁的重心上，方向竖直向下；根据杠杆的平衡条件，确定F的力臂以及方向；力臂从支点到力的作用线的距离。
【解答】答：图中不倒翁受到的支持力从作用点竖直向上画，标出符号N，图中不倒翁受到的重力从重心竖直向下画，标出符号为G，F经过P点，斜向下拉，当F与OP的方向垂直时，动力臂最大，由杠杆的平衡条件可知此时动力F最小，如图所所示：
。
【点评】本题考查力的图示以及杠杆的平衡条件，难度不大。
20．（2025 岳阳）如图是锅炉上的安全阀门示意图。请画出物体A的重力示意图及F的力臂L。
【分析】（1）重力的作用点在物体的重心，重力的方向竖直向下。
（2）过支点O作F作用线的垂线段即可。
【解答】解：（1）过物体的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示；
（2）过O点向F的作用线作垂线，垂线段的长就是该力的力臂；如图所示：
【点评】画重力示意图的关键是要把握它的三要素；画杠杆的力臂则要找准支点和力的作用线，并从支点向力的作用线作垂线。
五．实验探究题（共3小题）
21．（2025 淄博）同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
（1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离 不变 （选填“变小”“不变”或“变大”）；
②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下 支点到力的作用线 的距离不变；
③由此初步判断 小明 的观点是正确的；
（2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。
实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
①表格中a处应填写的内容是 动力臂l1/cm ；
②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 ；
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆 左 端下沉；
（3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是 此端力和力臂的乘积变小 。
【分析】（1）①支点到作用点的距离是点到点的距离，根据题目中给出的条件比较大小便可；
②支点到作用线的距离是点到线的垂直距离，据此分析；
③根据两种情况下杠杆的平衡情况得出结论；
（2）①②杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，据此分析即可；
③分别计算力和力臂的乘积，杠杆将向乘积较大的一侧偏转；
（3）根据杠杆的平衡条件分析即可。
【解答】解：（1）①由题意知，OD＞OA＝OC，当把A处悬挂的钩码改挂在C处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杆不再平衡；
②把A处悬挂的钩码改挂在D处，支点到力的作用线的距离相同，发现杠杆仍保持平衡；
③由①②可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离，故小明的观点是正确的；
（2）①由杠杆平衡条件可知，还需要测量力臂，因此a处应填：动力臂l1/cm，b处应填：阻力臂l2/cm；
②由表中数据可知，每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，故得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
③设一个钩码的重为G，标尺上一格的长度为L，则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，此时左侧：2G×2L＝4GL
右侧：3G×L＝3GL
因左侧力和力臂的乘积较大，故杠杆左端下沉；
（3）当一端烛油滴下时，此端蜡烛的重力变小，导致此端的力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡，所以此端上升。
故答案为：（1）①不变；②支点到力的作用线；③小明；（2）①动力臂l1/cm；②动力×动力臂＝阻力×阻力臂；③左；（3）此端力和力臂的乘积变小。
【点评】本题是探究杠杆平衡条件实验，主要考查了对杠杆平衡条件中力臂的概念理解及对平衡条件的得出和应用。
22．（2025 南充）某同学在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前，发现杠杆如图甲所示，则应将杠杆左端平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）端适当调节，使杠杆水平平衡；
（2）该同学通过如图乙所示实验得到相关数据如下表，由表中数据推测出杠杆的平衡条件是： F1l1＝F2l2 （用F1、F2、l1、l2表示）；
序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 15.0 1.5 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 3.0 10.0 2.0 15.0
……
（3）若将乙图右侧钩码换成弹簧测力计，如图丙所示，保持杠杆水平平衡，弹簧测力计拉力方向由竖直方向a变为方向b后，弹簧测力计的示数将 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计，该装置可测量小桶内液体的密度。如图丁所示，将容积为20mL的小桶挂在M点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，已知OM＝OA＝5cm，则杠杆密度计的“0刻度”线应在 O （选填“O”或“A”）点，将待测液体倒满小桶，在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时，杠杆刚好水平平衡。重物质量10g，ON＝15cm，N点位置应标注的密度刻度值是 1.5 g/cm3，改装后杠杆右端的密度刻度线 是 （选填“是”或“不是”）均匀分布的。（g＝10N/kg）
【分析】（1）根据“左偏右调，右偏左调”来判断；
（2）利用表格数据归纳结论；
（3）根据杠杆平衡条件及力臂的定义来判断；
（4）通过调节平衡螺母的位置来消除小桶重力造成的影响，杠杆再次达到在水平位置平衡，然后根据杠杆平衡条件和密度公式解题。
【解答】解：（1）杠杆左端下沉，应将左端的平衡螺母向右调节；
（2）根据表格数据归纳可得：F1l1＝F2l2；
（3）弹簧测力计的拉力方向改变后，拉力的力臂会随之变小，根据杠杆平衡条件可知，要想使杠杆仍在水平位置保持平衡，应使拉力增大；
（4）小桶内没有液体时：根据杠杆平衡条件可知，当右侧挂上重物时杠杆不可能在水平位置平衡，只有重物在O点是杠杆才能在水平位置平衡，故密度计的“0刻度”在O点；
小桶内装入液体时：根据杠杆平衡条件可知，当杠杆处于水平平衡状态时，G液×lOM＝G物×lON，小桶内所装液体的重力为G液＝ρ液gV，整理可得，代入数据可得：ρ液＝1.5g/cm3。由于G物、gV和lOM都是定值，故ρ液与lON成正比，故改装后杠杆右端的密度刻度线是均匀分布的。
故答案为：（1）右；（2）F1l1＝F2l2；（3）增大；（4）O；1.5；是。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的应用，以及对密度知识的掌握，难度较大。
23．（2025 海南）小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 弹簧测力计 、 刻度尺 。
（2）请设计出实验数据记录表。
（3）准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持 斜面粗糙程度 不变，这里采用的科学研究方法是 控制变量法 。
【分析】（1）机械效率涉及力和移动距离，所以需要弹簧测力计和刻度尺；
（2）斜面的机械效率是否与倾斜程度是否有关，需要记录倾斜角度和机械效率相关的物理量；
（3）对探究实验“斜面的机械效率是否与倾斜程度有关”，改变某一个变量，控制其他量不变看最终结果是否会有影响，这种方法叫做控制变量法。
【解答】解：（1）机械效率涉及力和移动距离，所以需要弹簧测力计和刻度尺；
（2）斜面的机械效率是否与倾斜程度是否有关，需要记录倾斜角度和机械效率相关的物理量，表格如图所示；
；
（3）探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，应保持其他量不变，包括斜面粗糙程度不变，改变倾斜程度分析机械效率的变化，这种方法叫做控制变量法；
故答案为：（1）弹簧测力计；刻度尺；（2）如图所示；（3）斜面粗糙程度；控制变量法。
【点评】本题考查了控制变量法的应用，难度不大。
六．解答题（共1小题）
24．（2025 广州）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
（1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： 衣服挂在B点时，阻力臂最小 ，若衣服重为3.6N，则此支持力最小值为 4 N；
（2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。
【分析】（1）根据杠杆的平衡条件，动力臂和阻力一定时，阻力臂越小，动力越小；
（2）从支点到力的作用线的垂直距离叫做力臂。
【解答】解：（1）衣服挂在B点时，阻力臂最小，根据F1L1＝F2L2可知，此时最省力，A点受到的支持力最小；衣服重为3.6N，最小阻力臂为0.20m，动力臂为0.18m，根据F1L1＝F2L2可知，最小动力F14N；
（2）受到衣服的拉力F竖直向下，过O点做力的垂线即为力臂，具体图示如下：
。
故答案为：（1）衣服挂在B点时，阻力臂最小；4；（2）见上图。
【点评】本题考查最小力和力臂的画法以及杠杆平衡条件，属于基础题。
七．综合能力题（共3小题）
25．（2025 广东）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 省力 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 B 点。
（2）设大轮与小轮的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 90 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 30 N。（不计井绳的粗细和自重）
（3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 ① （选填“①”或“②”）。
【分析】（1）辘轳的实质是轮轴，根据轮轴的作用分析；支点是绕着转动的固定点；
（2根据大轮与小轮的的半径比为3：1，计算水桶匀速上升高度，根据W＝Gh计算做功；
根据杠杆的平衡条件计算最小动力；
（3）水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以省力。
【解答】解：（1）辘轳的实质是轮轴，动力作用在轮上，可以省力；支点是绕着转动的固定点，即B点；
（2）设大轮与小轮的的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N。
使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升高度是小轮的周长，为大轮周长的，即1m，井绳对水桶做功W＝Gh＝90N×1m＝90J；
若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力为F，根据杠杆的平衡条件有：FR＝Gr；则F30N；
（3）水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以减小动力，故选择图中的①可以更省力。
故答案为：（1）省力；B；（2）90；30；（3）①。
【点评】本题考查杠杆的平衡条件、功、轮轴的应用与省力分析，属于综合题，有一定的难度。
26．（2025 天津）如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动力F1为200N，动力臂l1为1.2m（图中未画出），阻力臂l2为0.06m，不计道钉撬自身重力。
（1）在图中画出动力臂l1；
（2）求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
【分析】（1）根据力臂的定义画图；
（2）根据杠杆的平衡条件求出阻力的大小。
【解答】解：（1）动力臂为支点到动力的作用线的距离，过支点O作动力的作用线的垂线，该垂线为动力臂l1，如图所示：
；
（2）由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2得，F24000N。
故答案为：（1）见解析；（2）阻力F2的大小为4000N。
【点评】本题考查了力臂的画法、杠杆的平衡条件的应用，属于基础题。
27．（2025 大连）明代学者宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部记录农业和手工业生产技术的百科全书。如图是书中记载的古人用脚踏碓（duì）将稻米去皮的情景。该脚踏碓是用柱子架起一根木杠，杠的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏踩杠的后端，木杠可绕O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。
（1）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆的原因。
（注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）
（2）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析这种杠杆使稻米容易去皮的原因。
【分析】（1）力臂是支点到力的作用线的距离，找到支点、力的作用线，再作支点到力的作用线的垂线段，判断杠杆的类型可结合生活经验和动力臂与阻力臂的大小关系来判断；
（2）摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关；根据影响压强的因素分析；重力势能的大小与质量和高度有关。
【解答】答：（1）由图可知，O是支点，从O点向阻力F2的作用线引垂线，可得阻力臂L2，同理可知动力臂为L1；
如图所示L1＜L2，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力臂L1小于阻力臂L2，所以脚踏碓是费力杠杆；
（2）锥头下落时，大部分的重力势能转化为动能，物体的质量一定时，所处的高度越大，具有的重力势能越大。由相似三角形知识可知，脚移动较小的距离，锥头即可移动较大的距离，所以用较小的力就可以使锥头有较大的动能，使稻米容易去皮。
【点评】本题考查了杠杆分类、摩擦力的方法、重力势能的影响因素，是综合题，有一定难度。
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简单机械
一．选择题（共10小题）
1．（2025 重庆）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（ ）
A．自制杆秤的每一格约表示2.08g
B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
2．（2025 烟台）骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（ ）
A．图甲：手托重物时，可视为省力杠杆
B．图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C．图乙：踮脚时，可视为费力杠杆
D．图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
3．（2025 长春）如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中（ ）
A．人对车不做功 B．车是定滑轮
C．车是费力杠杆 D．车是省力杠杆
4．（2025 济南）杆秤是我国发明的人类最早的衡器，是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后，在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外，其他均完好的杆秤。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比（ ）
A．偏小 B．不变 C．偏大 D．无法判断
5．（2025 临沂）2023年2月10日，航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动，机械臂类似人的手臂，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图所示工具，正常使用时与机械臂属于同一类杠杆的是（ ）
A．瓶起子 B．钢丝钳
C．核桃夹 D．食品夹
6．（2025 随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．肩膀应该靠近“轻的一头”
B．肩膀应该靠近“重的一头”
C．肩膀应该居于扁担正中间
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个筐子向上运动同时另一个筐子向下运动
7．（2025 威海）如图所示，将若干重物放在4个自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平都向右倾斜，秤盘最终落在桌面上。若不改变秤盘的悬挂位置。仅将重物左右互换，互换后可能重新在水平位置平衡的天平是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．（2025 淮安）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2025 柳州）如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（ ）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈
B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长
D．仅减小绳的总长
10．（2025 广州）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30N，绳b对人的拉力为F2＝480N。此过程（ ）
A．有用功为300J
B．F1做的功等于F2做的功
C．F1做的功小于F2做的功
D．滑轮组的机械效率为80%
二．多选题（共2小题）
（多选）11．（2025 贵州）如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（ ）
A．压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B．只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘
C．只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘
D．在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘
（多选）12．（2025 潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．吊篮的动能不变
B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为800N
D．电动机拉动绳子的功率为480W
三．填空题（共5小题）
13．（2025 苏州）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是 。若要增加训练强度，应将配重盘向 （a/b）端移。
14．（2025 攀枝花）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的正上方，AO1＝30cm，O1B＝20cm，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆BC的质量不计。
（1）杠杆AO1B是 （选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为 N。
15．（2025 枣庄）壮丽辉煌的咸阳宫曾巍然矗立于八百里秦川，司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。如图是我们的祖先在建造宫殿时搬动巨大木料的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方，请分析：
（1）支架下端垫有底面积较大的石块，其目的是为了 压强；
（2）支架上的横杆其实是 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；
（3）如果他们无法将巨木抬起，请你提出一个抬起巨木的改进方案： 。
16．（2025 郴州）如图所示，物体重10N，每个滑轮重1N，在F＝2.5N的拉力作用下，物体上升了1m，则拉力做的有用功是 J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为 J。
17．（2025 福建）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为 N。
四．作图题（共3小题）
18．（2025 德州）如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图，请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂l1。
19．（2025 资阳）“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。
20．（2025 岳阳）如图是锅炉上的安全阀门示意图。请画出物体A的重力示意图及F的力臂L。
五．实验探究题（共3小题）
21．（2025 淄博）同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
（1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离 （选填“变小”“不变”或“变大”）；
②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下 的距离不变；
③由此初步判断 的观点是正确的；
（2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。
实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
①表格中a处应填写的内容是 ；
②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是 ；
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆 端下沉；
（3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是 。
22．（2025 南充）某同学在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前，发现杠杆如图甲所示，则应将杠杆左端平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端适当调节，使杠杆水平平衡；
（2）该同学通过如图乙所示实验得到相关数据如下表，由表中数据推测出杠杆的平衡条件是： （用F1、F2、l1、l2表示）；
序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 15.0 1.5 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 3.0 10.0 2.0 15.0
……
（3）若将乙图右侧钩码换成弹簧测力计，如图丙所示，保持杠杆水平平衡，弹簧测力计拉力方向由竖直方向a变为方向b后，弹簧测力计的示数将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计，该装置可测量小桶内液体的密度。如图丁所示，将容积为20mL的小桶挂在M点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，已知OM＝OA＝5cm，则杠杆密度计的“0刻度”线应在 （选填“O”或“A”）点，将待测液体倒满小桶，在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时，杠杆刚好水平平衡。重物质量10g，ON＝15cm，N点位置应标注的密度刻度值是 g/cm3，改装后杠杆右端的密度刻度线 （选填“是”或“不是”）均匀分布的。（g＝10N/kg）
23．（2025 海南）小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 、 。
（2）请设计出实验数据记录表。
（3）准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持 不变，这里采用的科学研究方法是 。
六．解答题（共1小题）
24．（2025 广州）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
（1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： ，若衣服重为3.6N，则此支持力最小值为 N；
（2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。
七．综合能力题（共3小题）
25．（2025 广东）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 点。
（2）设大轮与小轮的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重）
（3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 （选填“①”或“②”）。
26．（2025 天津）如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动力F1为200N，动力臂l1为1.2m（图中未画出），阻力臂l2为0.06m，不计道钉撬自身重力。
（1）在图中画出动力臂l1；
（2）求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
27．（2025 大连）明代学者宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部记录农业和手工业生产技术的百科全书。如图是书中记载的古人用脚踏碓（duì）将稻米去皮的情景。该脚踏碓是用柱子架起一根木杠，杠的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏踩杠的后端，木杠可绕O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。
（1）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆的原因。
（注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）
（2）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析这种杠杆使稻米容易去皮的原因。
简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 重庆）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（ ）
A．自制杆秤的每一格约表示2.08g
B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
【分析】根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析，杆秤水平平衡时，秤砣所在的位置显示的示数即物体的质量。
【解答】解：A、当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，则在B点所示的质量为物体的质量，在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，从O到B点共50个小格每一小格表示的质量为：m02g，故A错误；
B、称中药时B端翘起，杆秤不能水平平衡，说明物体的质量大于秤砣指示的示数，可以向右侧移动秤砣，也可以减少物体的质量来使杆秤恢复水平平衡，故B正确；
C、根据G＝mg和杠杆平衡条件可得m物g×OA＝m砣g×OB，秤砣磨损了，OB变大，则测量结果将偏大，故C错误；
D、若将提纽移到O点右侧，测量相同质量的物体时，左边力臂变大，则其量程变小，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，涉及到杠杆的五要素、杠杆的调节、杆秤的测量原理，有一定难题。
2．（2025 烟台）骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（ ）
A．图甲：手托重物时，可视为省力杠杆
B．图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C．图乙：踮脚时，可视为费力杠杆
D．图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
【分析】首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂，比较力臂大小得出杠杆类型。
【解答】解：AB、用手托重物时，肘关节处可以视为支点，肱二头肌对前臂杠杆的牵引力使得杠杆转动，是动力，
由图甲知，动力臂小于阻力臂，因此手托重物时，可视为费力杠杆，故AB错误；
CD、由图可知人踮脚时绕着O点转动，腓肠肌对足部骨骼的牵引力F1使得杠杆转动，是动力，
由图乙知，动力臂大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】解答本题关键是知道支点及力臂的定义，在解题时先找出支点、动力作用点、阻力作用点的位置，然后根据力臂的定义判断动力臂与阻力臂的大小关系。
3．（2025 长春）如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中（ ）
A．人对车不做功 B．车是定滑轮
C．车是费力杠杆 D．车是省力杠杆
【分析】（1）做功的条件：有力作用在物体上并且在力的方向上移动了距离；
（2）不随物体一起运动的滑轮是定滑轮；
（3）动力臂比阻力臂长的杠杆是省力杠杆。
【解答】解：A、人推车前进的过程中，车在推力的作用下前进了一段距离，人对车做了功，故A错误；
B、不随物体一起运动的滑轮是定滑轮，车不是定滑轮，故B错误；
CD、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误、D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了做功的两个必要因素、定滑轮和杠杆的分类，属于基础题。
4．（2025 济南）杆秤是我国发明的人类最早的衡器，是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后，在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外，其他均完好的杆秤。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比（ ）
A．偏小 B．不变 C．偏大 D．无法判断
【分析】（1）杆秤的实质是一只不等臂的杠杆，设重物的作用力为阻力，则秤砣的作用力为动力，支点在向上的提环处，当杆秤在水平位置平衡时，重物、秤砣到提环的距离分别是杠杆的力臂；
（2）杆秤秤砣生锈变重，动力变大，而阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知动力臂变小，力臂变小则从杆秤上读的数变小。据此分析判断。
【解答】解：设重物的作用力为阻力，则秤砣的作用力为动力，秤砣在秤杆上移动的距离显示了称量的结果。
若杆秤秤砣生锈变重，动力变大，阻力和阻力臂不变，动力臂必须变短，才能使杠杆平衡，所以显示的示数就要偏小，用这样的杆秤测得物体的质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比偏小。
故选：A。
【点评】要了解杆秤的结构和原理，学会用杠杆的五要素和平衡条件去分析它，才能正确判断力与力臂的大小关系。
5．（2025 临沂）2023年2月10日，航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动，机械臂类似人的手臂，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图所示工具，正常使用时与机械臂属于同一类杠杆的是（ ）
A．瓶起子 B．钢丝钳
C．核桃夹 D．食品夹
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，从而选出与题干属于同一类的杠杆。
【解答】解：机械臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A、瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；
B、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故B不符合题意；
C、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故D符合题意。
故选：D。
【点评】杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
6．（2025 随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．肩膀应该靠近“轻的一头”
B．肩膀应该靠近“重的一头”
C．肩膀应该居于扁担正中间
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个筐子向上运动同时另一个筐子向下运动
【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2分析解答。
【解答】解：ABC、假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，则重的一头动力大，必须动力臂较小，因而支点即肩膀必须靠近较重的一头，故B正确，AC错误；D、挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，由于杠杆仍然平衡，则动力臂同时增大或同时减小，即两侧同时向下或同时向上，即一个筐子向上运动同时另一个筐子向上运动，故D错误。故选：B。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，属于中档题，有一定的难度。
7．（2025 威海）如图所示，将若干重物放在4个自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平都向右倾斜，秤盘最终落在桌面上。若不改变秤盘的悬挂位置。仅将重物左右互换，互换后可能重新在水平位置平衡的天平是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】原来杠杆平衡，是因为原来杠杆两边力和力臂的乘积相等；分析互换后力和力臂的乘积是否相等，若相等，杠杆仍平衡；若不相等，杠杆将向力和力臂的乘积大的那端倾斜。
【解答】解：
AD、图中的杠杆为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可知，两边所挂重物重力不相同，将天平上的重物各自左右互换，两边力和力臂的乘积还是不相等，杠杆仍不平衡，故AD错误；
B、图中的杠杆，左边力臂大于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力小于右边重力，将天平上的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积大于右边力和力臂的乘积，杠杆不平衡，杠杆向左端倾斜，故B错误；
C、图中的杠杆，左边力臂小于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力可能小于右边重力，将天平上的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积可能会等于右边力和力臂的乘积，杠杆可能会平衡，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，要知道：杠杆平衡取决于力和力臂的乘积是否相等。
8．（2025 淮安）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】动力F1使杠杆绕固定点转动，阻力F2阻碍杠杆转动，杠杆绕着固定转动的点为支点。
【解答】解：
A、阻力的方向应为垂直于杠杆向下，动力方向以及作用点、支点位置正确，故A正确；
B、阻力的方向应该向下，故B错误；
CD、阻力作用点不对，故CD错误。
故选：A。
【点评】根据杠杆的五要素进行判断，难度不大。
9．（2025 柳州）如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（ ）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈
B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长
D．仅减小绳的总长
【分析】使用滑轮组时，承担物重的动滑轮的股数越多越省力。
【解答】解：
AB、仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩更省力，可能使女孩获胜；同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A正确，B错误；
CD、改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了滑轮组的工作特点，属于基础题。
10．（2025 广州）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30N，绳b对人的拉力为F2＝480N。此过程（ ）
A．有用功为300J
B．F1做的功等于F2做的功
C．F1做的功小于F2做的功
D．滑轮组的机械效率为80%
【分析】（1）根据有用功的概念和题目的条件计算有用功。
（2）根据功的公式进行计算。
（3）根据机械效率的公式计算机械效率。
【解答】解：A、克服人的重力所做的功为有用功，绳b对人的拉力为F2＝480N，所以人的重力G＝F2＝480N，W有＝Gh＝480N×0.5m＝240J，故A错误；
B、F1做的功为总功，即：W总＝F1s＝30N×10m＝300J，F2做的功为W'＝F2h＝480N×0.5m＝240J，故B错误；
C、根据以上计算可知，F1做的功大于F2做的功，故C错误；
D、滑轮组的机械效率为，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率，关键是会根据题目的条件进行简单的计算。
二．多选题（共2小题）
（多选）11．（2025 贵州）如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（ ）
A．压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B．只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘
C．只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘
D．在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘
【分析】根据杠杆平衡原理进行分析和判断。
【解答】解：
A、若压力作用于A点，则会使得条凳有逆时针旋转的力，此时支点为E，故A选项正确；
B、压力若作用在凳面的中间，则此时条凳无论以E还是以F为支点，均不会有翻转的可能，故B选项正确；
C、若A、D同时施加压力但大小不相等，还是有可能会上翘，故C选项错误；
D、根据题意可知，人对水平凳面施加的压力竖直向下；
在B点施加竖直向下的压力时，此时E为支点，且B、E两点在同一竖直线上，即此时压力的作用线经过支点，其力臂为0，对条凳的平衡无影响，所以此时条凳一定不会上翘；
在C点施加竖直向下的压力时，此时F为支点，且C、F两点在同一竖直线上，即此时压力的作用线经过支点，其力臂为0，对条凳的平衡无影响，所以此时条凳一定不会上翘，故D选项正确。
故选：ABD。
【点评】本题考查了杠杆在实际生活中的应用，属于较为简单的问题。
（多选）12．（2025 潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．吊篮的动能不变
B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为800N
D．电动机拉动绳子的功率为480W
【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关；
（2）重力势能的大小与质量、高度有关；机械能为动能与势能的和；
（3）不计滑轮重、绳重和摩擦，根据FG求出电动机对绳子的拉力；
（4）根据时间和上升的高度求出吊篮上升的速度，根据连接动滑轮绳子的段数求出绳子自由端移动的距离，根据速度公式求出绳子自由端移动的速度，根据PFv求出拉力的功率。
【解答】解：
A、吊篮匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变，故A正确；
B、吊篮匀速上升，质量不变，高度变大，重力势能变大；动能不变，机械能为动能与势能的和，所以机械能增大，机械能不守恒，故B错误；
C、由图可知，有4段绳子拉着动滑轮，不计滑轮重、绳重和摩擦，电动机对绳子的拉力为：FGmg（40kg+200kg）×10N/kg＝600N，故C错误；
D、绳子自由端移动的距离为：s＝4h＝4×6m＝24m；
绳子自由端移动的速度为：v0.8m/s；
根据PFv可知，电动机拉动绳子的功率为：P＝Fv＝600N×0.8m/s＝480W，故D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了动能和机械能的变化、功率的计算、速度公式的应用等，难度不大。
三．填空题（共5小题）
13．（2025 苏州）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是 变小 。若要增加训练强度，应将配重盘向 a （a/b）端移。
【分析】利用杠杆平衡条件分析拉力的大小变化情况。
【解答】解：人用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，动力臂不变，阻力大小等于物体的重力，即阻力不变，由图可知转动过程中阻力臂会变小，根据杠杆的平衡条件知，拉力会变小；若要增加训练强度，应将配重盘向a端移动，增大阻力臂。
故答案为：变小；a。
【点评】本题考查杠杆的动态平衡与动力的大小变化的比较，属于中档题。
14．（2025 攀枝花）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的正上方，AO1＝30cm，O1B＝20cm，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆BC的质量不计。
（1）杠杆AO1B是 省力 （选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为 20 N。
【分析】（1）由图乙可知，杠杆AO1B，知道各力臂大小，利用杠杆平衡条件即可判断杠杆的类型；
（2）分析图乙，有两个杠杆AO1B和O2CD，O1和O2分别为支点，知道各力臂大小，知道桶盖的质量，利用重力公式求桶盖的重，分别利用杠杆平衡条件列出方程求出脚对踏板A处的压力。
【解答】解：（1）图乙中，杠杆AO1B，设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，
根据杠杆平衡条件可得：F×AO1＝F1×O1B﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
已知AO1＝30cm，O1B＝20cm，则：AO1＞O1B，
所以，F＜F1，即杠杆AO1B是省力杠杆；
（2）设顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，EO2＝EC+CO250cm+5cm＝30cm，
根据杠杆平衡条件可得：G×EO2＝F2×CO2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
根据力的作用是相互的可知：F1＝F2，
则得：，
所以，FG5N＝20N。
故答案为：（1）省力；（2）20。
【点评】该题考查了学生对物理模型的抽象、分析能力，确定两杠杆的力和力臂的大小是本题的关键。
15．（2025 枣庄）壮丽辉煌的咸阳宫曾巍然矗立于八百里秦川，司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。如图是我们的祖先在建造宫殿时搬动巨大木料的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方，请分析：
（1）支架下端垫有底面积较大的石块，其目的是为了 减小 压强；
（2）支架上的横杆其实是 省力 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；
（3）如果他们无法将巨木抬起，请你提出一个抬起巨木的改进方案： 将支架支点左移 。
【分析】（1）压强的大小与压力和受力面积有关，在压力一定时，增大受力面积可以减小压强；
（2）根据动力臂与阻力臂的大小关系，确定是省力杠杆还是费力杠杆；
（3）根据杠杆的平衡条件，可对杠杆的使用进行改进。
【解答】解：（1）支架下端垫有底面积较大的石块，是为了在压力相同的情况下，通过增大受力面积来减小压强。
（2）支架上横杆的动力臂大于阻力臂，所以支架上的横杆相当于省力杠杆。
（3）如果他们无法将巨木抬起，可以将支点向左移动，增长动力臂，同时减小阻力臂，从而更加省力。
故答案为：（1）减小；（2）省力；（3）将支架支点左移。
【点评】本题通过古代的实例考查了减小压强的应用、简单机械的应用等，难度不大。
16．（2025 郴州）如图所示，物体重10N，每个滑轮重1N，在F＝2.5N的拉力作用下，物体上升了1m，则拉力做的有用功是 10 J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为 3 J。
【分析】（1）利用W有＝Gh求有用功；
（2）由图可知每个动滑轮中吊起动滑轮绳子的股数n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W总＝Fs求拉力做的总功，再根据总功等于有用功和额外功的和，求出额外功。
额外功包括提起动滑轮所做的额外功和克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功，求出提起动滑轮所做的额外功，进而可求出克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功。
【解答】解：拉力做的有用功：
W有＝Gh＝10N×1m＝10J，
由图可知每个动滑轮中吊起动滑轮绳子的股数n＝2，
绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝23×1m＝8m，
则力F做的功：
W总＝Fs＝2.5N×8m＝20J；
总的额外功为：W额＝W总﹣W有＝20J﹣10J＝10J，
提起动滑轮所做的额外功：W动额＝G动h1+G动h2+G动h3＝1N×1m+1N×2m+1N×4m＝7J，
克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为：
W摩擦额＝W额﹣W动额＝10J﹣7J＝3J。
故答案为：10；3。
【点评】本题考查了功的计算公式的应用，解答本题的关键是分析清楚滑轮组的结构。
17．（2025 福建）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 改变力的方向 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为 1600 N。
【分析】滑轮B为定滑轮，定滑轮的作用为改变力的方向；
从图中可知n＝2，根据η得出汽车受到的摩擦力。
【解答】解：滑轮B为定滑轮，作用为改变力的方向；
从图中可知n＝2，根据η80%，故汽车受到的摩擦力f＝1600N。
故答案为：改变力的方向；1600。
【点评】本题考查定滑轮的作用和机械效率的有关计算，综合性强，难度适中。
四．作图题（共3小题）
18．（2025 德州）如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图，请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂l1。
【分析】画图需要注意，首先在杠杆的示意图上，确定支点O，画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长，确定动力臂和阻力臂。
【解答】解：如图所示：
杠杆上A点受到的拉力F，方向沿绳的方向向下，因此从A点沿绳向下画一条带箭头的线段，并标上F1。从支点向拉力F1的作用线作垂线，垂线段的长度就是力臂l1。
【点评】本题考查力和力臂的画法，属于基础题。
19．（2025 资阳）“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。
【分析】不倒翁受到的支持力作用点在不倒翁与地面的接触点，方向竖直向上；重力的作用点在不倒翁的重心上，方向竖直向下；根据杠杆的平衡条件，确定F的力臂以及方向；力臂从支点到力的作用线的距离。
【解答】答：图中不倒翁受到的支持力从作用点竖直向上画，标出符号N，图中不倒翁受到的重力从重心竖直向下画，标出符号为G，F经过P点，斜向下拉，当F与OP的方向垂直时，动力臂最大，由杠杆的平衡条件可知此时动力F最小，如图所所示：
。
【点评】本题考查力的图示以及杠杆的平衡条件，难度不大。
20．（2025 岳阳）如图是锅炉上的安全阀门示意图。请画出物体A的重力示意图及F的力臂L。
【分析】（1）重力的作用点在物体的重心，重力的方向竖直向下。
（2）过支点O作F作用线的垂线段即可。
【解答】解：（1）过物体的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示；
（2）过O点向F的作用线作垂线，垂线段的长就是该力的力臂；如图所示：
【点评】画重力示意图的关键是要把握它的三要素；画杠杆的力臂则要找准支点和力的作用线，并从支点向力的作用线作垂线。
五．实验探究题（共3小题）
21．（2025 淄博）同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
（1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离 不变 （选填“变小”“不变”或“变大”）；
②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下 支点到力的作用线 的距离不变；
③由此初步判断 小明 的观点是正确的；
（2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。
实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
①表格中a处应填写的内容是 动力臂l1/cm ；
②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 ；
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆 左 端下沉；
（3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是 此端力和力臂的乘积变小 。
【分析】（1）①支点到作用点的距离是点到点的距离，根据题目中给出的条件比较大小便可；
②支点到作用线的距离是点到线的垂直距离，据此分析；
③根据两种情况下杠杆的平衡情况得出结论；
（2）①②杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，据此分析即可；
③分别计算力和力臂的乘积，杠杆将向乘积较大的一侧偏转；
（3）根据杠杆的平衡条件分析即可。
【解答】解：（1）①由题意知，OD＞OA＝OC，当把A处悬挂的钩码改挂在C处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杆不再平衡；
②把A处悬挂的钩码改挂在D处，支点到力的作用线的距离相同，发现杠杆仍保持平衡；
③由①②可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离，故小明的观点是正确的；
（2）①由杠杆平衡条件可知，还需要测量力臂，因此a处应填：动力臂l1/cm，b处应填：阻力臂l2/cm；
②由表中数据可知，每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，故得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
③设一个钩码的重为G，标尺上一格的长度为L，则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，此时左侧：2G×2L＝4GL
右侧：3G×L＝3GL
因左侧力和力臂的乘积较大，故杠杆左端下沉；
（3）当一端烛油滴下时，此端蜡烛的重力变小，导致此端的力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡，所以此端上升。
故答案为：（1）①不变；②支点到力的作用线；③小明；（2）①动力臂l1/cm；②动力×动力臂＝阻力×阻力臂；③左；（3）此端力和力臂的乘积变小。
【点评】本题是探究杠杆平衡条件实验，主要考查了对杠杆平衡条件中力臂的概念理解及对平衡条件的得出和应用。
22．（2025 南充）某同学在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前，发现杠杆如图甲所示，则应将杠杆左端平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）端适当调节，使杠杆水平平衡；
（2）该同学通过如图乙所示实验得到相关数据如下表，由表中数据推测出杠杆的平衡条件是： F1l1＝F2l2 （用F1、F2、l1、l2表示）；
序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 15.0 1.5 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 3.0 10.0 2.0 15.0
……
（3）若将乙图右侧钩码换成弹簧测力计，如图丙所示，保持杠杆水平平衡，弹簧测力计拉力方向由竖直方向a变为方向b后，弹簧测力计的示数将 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计，该装置可测量小桶内液体的密度。如图丁所示，将容积为20mL的小桶挂在M点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，已知OM＝OA＝5cm，则杠杆密度计的“0刻度”线应在 O （选填“O”或“A”）点，将待测液体倒满小桶，在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时，杠杆刚好水平平衡。重物质量10g，ON＝15cm，N点位置应标注的密度刻度值是 1.5 g/cm3，改装后杠杆右端的密度刻度线 是 （选填“是”或“不是”）均匀分布的。（g＝10N/kg）
【分析】（1）根据“左偏右调，右偏左调”来判断；
（2）利用表格数据归纳结论；
（3）根据杠杆平衡条件及力臂的定义来判断；
（4）通过调节平衡螺母的位置来消除小桶重力造成的影响，杠杆再次达到在水平位置平衡，然后根据杠杆平衡条件和密度公式解题。
【解答】解：（1）杠杆左端下沉，应将左端的平衡螺母向右调节；
（2）根据表格数据归纳可得：F1l1＝F2l2；
（3）弹簧测力计的拉力方向改变后，拉力的力臂会随之变小，根据杠杆平衡条件可知，要想使杠杆仍在水平位置保持平衡，应使拉力增大；
（4）小桶内没有液体时：根据杠杆平衡条件可知，当右侧挂上重物时杠杆不可能在水平位置平衡，只有重物在O点是杠杆才能在水平位置平衡，故密度计的“0刻度”在O点；
小桶内装入液体时：根据杠杆平衡条件可知，当杠杆处于水平平衡状态时，G液×lOM＝G物×lON，小桶内所装液体的重力为G液＝ρ液gV，整理可得，代入数据可得：ρ液＝1.5g/cm3。由于G物、gV和lOM都是定值，故ρ液与lON成正比，故改装后杠杆右端的密度刻度线是均匀分布的。
故答案为：（1）右；（2）F1l1＝F2l2；（3）增大；（4）O；1.5；是。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的应用，以及对密度知识的掌握，难度较大。
23．（2025 海南）小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 弹簧测力计 、 刻度尺 。
（2）请设计出实验数据记录表。
（3）准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持 斜面粗糙程度 不变，这里采用的科学研究方法是 控制变量法 。
【分析】（1）机械效率涉及力和移动距离，所以需要弹簧测力计和刻度尺；
（2）斜面的机械效率是否与倾斜程度是否有关，需要记录倾斜角度和机械效率相关的物理量；
（3）对探究实验“斜面的机械效率是否与倾斜程度有关”，改变某一个变量，控制其他量不变看最终结果是否会有影响，这种方法叫做控制变量法。
【解答】解：（1）机械效率涉及力和移动距离，所以需要弹簧测力计和刻度尺；
（2）斜面的机械效率是否与倾斜程度是否有关，需要记录倾斜角度和机械效率相关的物理量，表格如图所示；
；
（3）探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，应保持其他量不变，包括斜面粗糙程度不变，改变倾斜程度分析机械效率的变化，这种方法叫做控制变量法；
故答案为：（1）弹簧测力计；刻度尺；（2）如图所示；（3）斜面粗糙程度；控制变量法。
【点评】本题考查了控制变量法的应用，难度不大。
六．解答题（共1小题）
24．（2025 广州）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
（1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： 衣服挂在B点时，阻力臂最小 ，若衣服重为3.6N，则此支持力最小值为 4 N；
（2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。
【分析】（1）根据杠杆的平衡条件，动力臂和阻力一定时，阻力臂越小，动力越小；
（2）从支点到力的作用线的垂直距离叫做力臂。
【解答】解：（1）衣服挂在B点时，阻力臂最小，根据F1L1＝F2L2可知，此时最省力，A点受到的支持力最小；衣服重为3.6N，最小阻力臂为0.20m，动力臂为0.18m，根据F1L1＝F2L2可知，最小动力F14N；
（2）受到衣服的拉力F竖直向下，过O点做力的垂线即为力臂，具体图示如下：
。
故答案为：（1）衣服挂在B点时，阻力臂最小；4；（2）见上图。
【点评】本题考查最小力和力臂的画法以及杠杆平衡条件，属于基础题。
七．综合能力题（共3小题）
25．（2025 广东）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 省力 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 B 点。
（2）设大轮与小轮的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 90 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 30 N。（不计井绳的粗细和自重）
（3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 ① （选填“①”或“②”）。
【分析】（1）辘轳的实质是轮轴，根据轮轴的作用分析；支点是绕着转动的固定点；
（2根据大轮与小轮的的半径比为3：1，计算水桶匀速上升高度，根据W＝Gh计算做功；
根据杠杆的平衡条件计算最小动力；
（3）水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以省力。
【解答】解：（1）辘轳的实质是轮轴，动力作用在轮上，可以省力；支点是绕着转动的固定点，即B点；
（2）设大轮与小轮的的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N。
使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升高度是小轮的周长，为大轮周长的，即1m，井绳对水桶做功W＝Gh＝90N×1m＝90J；
若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力为F，根据杠杆的平衡条件有：FR＝Gr；则F30N；
（3）水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以减小动力，故选择图中的①可以更省力。
故答案为：（1）省力；B；（2）90；30；（3）①。
【点评】本题考查杠杆的平衡条件、功、轮轴的应用与省力分析，属于综合题，有一定的难度。
26．（2025 天津）如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动力F1为200N，动力臂l1为1.2m（图中未画出），阻力臂l2为0.06m，不计道钉撬自身重力。
（1）在图中画出动力臂l1；
（2）求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
【分析】（1）根据力臂的定义画图；
（2）根据杠杆的平衡条件求出阻力的大小。
【解答】解：（1）动力臂为支点到动力的作用线的距离，过支点O作动力的作用线的垂线，该垂线为动力臂l1，如图所示：
；
（2）由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2得，F24000N。
故答案为：（1）见解析；（2）阻力F2的大小为4000N。
【点评】本题考查了力臂的画法、杠杆的平衡条件的应用，属于基础题。
27．（2025 大连）明代学者宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部记录农业和手工业生产技术的百科全书。如图是书中记载的古人用脚踏碓（duì）将稻米去皮的情景。该脚踏碓是用柱子架起一根木杠，杠的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏踩杠的后端，木杠可绕O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。
（1）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆的原因。
（注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）
（2）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析这种杠杆使稻米容易去皮的原因。
【分析】（1）力臂是支点到力的作用线的距离，找到支点、力的作用线，再作支点到力的作用线的垂线段，判断杠杆的类型可结合生活经验和动力臂与阻力臂的大小关系来判断；
（2）摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关；根据影响压强的因素分析；重力势能的大小与质量和高度有关。
【解答】答：（1）由图可知，O是支点，从O点向阻力F2的作用线引垂线，可得阻力臂L2，同理可知动力臂为L1；
如图所示L1＜L2，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力臂L1小于阻力臂L2，所以脚踏碓是费力杠杆；
（2）锥头下落时，大部分的重力势能转化为动能，物体的质量一定时，所处的高度越大，具有的重力势能越大。由相似三角形知识可知，脚移动较小的距离，锥头即可移动较大的距离，所以用较小的力就可以使锥头有较大的动能，使稻米容易去皮。
【点评】本题考查了杠杆分类、摩擦力的方法、重力势能的影响因素，是综合题，有一定难度。
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