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第22讲 简单机械
考点分布 考查频率 命题趋势
考点一 杠杆 ☆☆☆ 简单机械包括杠杆、滑轮、斜面，这些经典简单机械是中考物理的重要考点。对于机械效率，会分析一次做功中，哪些是有用功，哪些是额外功，哪些是总功显得尤为重要，也只要分清楚这些知识点，在答题时才从容。2024和2025年中考最后一道压轴题都是关于简单机械知识点，需要重视。
考点二 滑轮 ☆☆☆
考点三 机械效率 ☆☆
■考点一 杠杆
一、杠杆
1、杠杆
（1）定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
（2）对“ 硬棒 ”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。
2、杠杆的五要素
五要素 物理含义
支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示
动力 使杠杆转动的力，用“F ”表示
阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F ”表示
动力臂 从支点O到动力F 作用线的距离，用“L1”表示
阻力臂 从支点O到阻力F 作用线的距离，用“ L2”表示
<注意>
支点在两力的作用点之间时，两力的方向指向杠杆同一边，当支点在两力作用点之外，两力方向指向杠杆两边。
3、力臂的画法
要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念——力臂是从支点到力的作用线的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂：
（1）在杠杆的示意图上，确定支点O，如图所示。
（2）画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。
（3）从支点O向力的作用线引垂线，要画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。
可以用简单的顺口溜记住：先找点，后延线，过支点，引垂线。
（4）最小动力作法
要实现最小动力，就是要找最大动力臂，最大动力臂就一般是连接支点与杠杆最远处，然后垂直于动力臂做出动力。
4、杠杆的分类
名 称 力臂关系 力的关系 特 点 应用举例
省力杠杆 L1＞L2 F1＜F2 省力但费距离 撬棒、铡刀、起子等
费力杠杆 L1＜L2 F1＞F2 费力但省距离 钓鱼竿、镊子等
等臂杠杆 L1＝L2 F1＝F2 既不省力也不费力 天平、定滑轮
实验01杠杆平衡条件的实验探究
（1）杠杆平衡：在动力和阻力的作用下，杠杆保持静止或匀速转动状态。
（2）实验探究：杠杆的平衡条件
（3）实验器材：杠杆和支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺、线。
（4）实验步骤
A. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B. 如图所示，在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。这时杠杆两边受到钩码的作用力的大小都等于钩码重力的大小。把支点右方的钩码的重力当成动力F1，支点左方的钩码的重力当成阻力F2；用刻度尺测量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的数值填入实验表格中。
C. 改变力和力臂的数值，再做两次实验，将结果填入人实验表格中。
实验序号 动力F1/牛 动力臂L1/厘米 动力×动力臂/(牛 厘米) 阻力F2/牛 阻力臂L2/厘米 阻力×阻力臂/(牛 厘米)
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 2.0 20 40 4.0 10 40
（5）分析与论证：分析实验数据，可知杠杆平衡时，如果动力臂比阻力臂大，则动力比阻力小；动力臂比阻力臂小，则动力比阻力大。如果把每次实验的动力与动力臂相乘，阻力与阻力臂相乘，虽然各次实验的乘积不相同，但每次实验中动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积相等，即动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2。
（6）杠杆平衡条件（或杠杆平衡原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2、。
■考点二 滑轮
一、滑轮的分类
1、滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。
2、滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定 滑 轮 动 滑 轮
定 义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特 点 不省力，不省距离， 但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离， 并且不能改变力的作用方向
应 用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
3、定滑轮和动滑轮的实质
（1）定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F=G，所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
（2）动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点O在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
4、使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动，且绳与滑轮摩擦不计）
F：自由端拉力 G：单个滑轮的重力 S：绳子末端移动的距离 h：物体升高的高度
定 滑 轮 动 滑 轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2
二、滑轮组
1、在实际应用中，人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组。
2、滑轮组特点：既可以省力，又能改变力的方向（但费距离）。
3、常规滑轮组的构成和绕线：【口诀：奇动偶定】
承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
滑轮类型 用滑轮组匀速提升重物 用滑轮组匀速水平拉动重物
装置图
力、距离和速度的关系 S=nh V绳=nV物 F= S绳=nS物 V绳=nV物
■考点三 机械效率
一、机械效率
1、有用功、额外功、总功的定义
（1）有用功：人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
（2）额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
（3）总功：人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外（总功必定大于有用功）。
（4）有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
2、机械效率
定 义 公 式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总 功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
3、常见机械效率的计算分析
（1）滑轮组
①若不计绳重和摩擦
有用功：W有=Gh， 总功：W总=FS，
机械效率：η=×100%=×100%
②若计绳重和摩擦
有用功W额=G动h， 总功：W总=Gh+G动h，
机械效率：η==
（2）横置滑轮组
有用功：W有=fs， 总功：W总=F·ns， 机械效率：η=×100%=×100%
4、机械效率的影响因素
（1）其他条件相同时，绳重和摩擦越大，机械效率越低。
（2）其他条件相同时，G动越大，机械效率越低；G物越大，机械效率越大。
5、提高机械效率的途径
（1）在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等；
（2）在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
6、其他机械效率的测量
（1）测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。
（2）测量杠杆的机械效率：η= =
二、斜面
1、斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
2、影响斜面机械效率的因素
（1）其他条件相同时，斜面越光滑，机械效率越高；
（2）其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越高。
3、测量斜面的机械效率
（1）光滑斜面：Fl＝Gh W额＝0 η＝100%；
（2）有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl；
（3）斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
■考点一 杠杆
◇典例1：（2025九上·丽水期末）莲都某校小李同学自制了一把杆秤，他用多个燕尾夹连接作秤砣，盒盖作秤盘。如图所示，此时秤盘是空盘，并处于水平静止状态。针对图示状态，下列说法错误的是
A．秤砣质量大于秤盘质量
B．秤砣悬挂点为“0”刻度点
C．向右移动秤纽可增大量程
D．增大秤砣的质量提高测量的精确度
【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分析判断即可。
【解答】A.根据图片可知，秤纽为支点，秤砣施加动力，秤盘施加阻力，此时动力臂小于阻力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，秤砣的质量大于秤盘质量，故A正确不合题意；
B.此时秤盘中没有物体，即测量的质量为0，所以秤砣悬挂点为0刻度，故B正确不合题意；
C.向右移动秤纽，则动力臂增大，阻力臂减小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时秤盘中物体的质量会更大，即可增大量程，故C正确不合题意；
D.增大秤砣的质量时，它这一侧动力臂会变小，那么测量精度会减小，故D错误符合题意。
故选D。
◆变式训练
1．（2025九上·湖州月考）兴趣小组利用刻度均匀的匀质杠杆探究“杠杆的平衡条件”。(每个钩码重均为0.5N)
（1）实验前，为什么选择将杠杆的中点置于支架上
（2）当杠杆静止时，如甲图所示，此时杠杆 (填“处于”或“不处于”)平衡状态。
（3）同学们进行实验(如图乙所示)，分析后得出以下两个结论：
①动力×支点到动力作用线的距离=阻力×支点到阻力作用线的距离
②动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离
为验证哪个结论正确，他们继续实验。杠杆在水平位置平衡时，用弹簧测力计分别竖直向下和斜向下拉动杠杆，如图丙所示，观察到弹簧测力计示数 的现象，由此他们得出结论②是错误的。
（4）他们还制作了一个如图丁所示的密度均匀的圆盘(相当于杠杆)，证明①结论是正确的。圆盘可以绕着圆心O转动(阻力忽略不计)，若以O为圆心的三个同心圆的半径关系OC=3OA，OB=2OA，则在C点悬挂 4个钩码，需要在D点挂上 个钩码才能使圆盘平衡。为了改变支点到力的作用点的距离，他将挂在D点的钩码先后挂在 两个点，又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡。此发现加深了他们对杠杆平衡条件和力臂的认识。
【答案】（1）避免杠杆自重对实验造成干扰
（2）处于
（3）变大
（4）6；G、N
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）杠杆重心经过支点时，重力的力臂为零，可以避免杠杆自重对实验造成影响。
（2）图甲中要使杠杆水平平衡，可以将平衡螺母向左调。
（3）力臂指的是支点到力的作用线的垂直距离，由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。
（4）根据杠杆平衡条件进行计算和分析，找到图中力臂与D点相同的点。
【解答】（1）实验前将杠杆的中点置于支架上是为了消除杠杆自重对实验的影响。因为杠杆的中点是其重心所在位置，当杠杆在中点平衡时，杠杆的自重不会产生额外的力矩，从而确保实验结果的准确性。
（2） 杠杆平衡状态的定义是杠杆静止或匀速转动。甲图中杠杆静止，因此处于平衡状态。
（3） 结论①是正确的杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂），而结论②忽略了力的方向对力臂的影响。在图丙中，当弹簧测力计竖直向下拉时，力臂为支点到作用点的距离；当斜向下拉时，力臂会变小（因为力臂是支点到力的作用线的垂直距离）。因此，弹簧测力计的示数会变大（因为力臂变小，为了平衡相同的阻力矩，需要更大的力），从而证明结论②是错误的。
（4）由杠杆平衡条件可知，解得n=6，即需要在D点挂6个钩码。
由图可知，G点和N点与D点到支点的距离不同，支点到G点和N点的力的作用线的距离相同，由杠杆平衡条件可知，将钩码挂在G点和N点时，杠杆仍能平衡。
■考点二 滑轮
◇典例2：（2025九上·湖州月考）如图，分别用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量相等且动滑轮的重力小于物体重力，在相同时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．三个装置所做的有用功为
B．绳子自由端移动的速度关系为
C．绳子自由端的拉力大小为
D．三个装置的机械效率为
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】有几股绳子受力，绳子自由端的拉力等于动滑轮和物体重力之和的几分之一，绳子自由端移动的速度为物体移动速度的几倍。
【解答】A、有用功等于物体的重力与物体上升高度的乘积，物体重力相等，提升的高度相等，可知有用功相等，故A正确；
B、甲是定滑轮，绳子自由端移动的速度与物体移动的速度相同，乙是定滑轮，绳子自由端移动的速度是物体移动速度的两倍，丙有三股绳子受力，绳子自由端移动的速度是物体移动速度的三倍，故B错误；
C、甲是定滑轮，绳子自由端的拉力等于物体的重力，乙是定滑轮，绳子自由端的拉力等于动滑轮和物体重力之和的二分之一，由于动滑轮的重力小于物体的重力，可知拉力小于物体的重力；丙有三股绳子受力，绳子自由端的拉力等于动滑轮和物体重力之和的三分之一，丙的拉力最小，故C错误；
D、总功等于绳子自由端拉力与绳子自由端移动距离的乘积，不计绳重和摩擦，甲的机械效率为100%，乙和丙均需要克服动滑轮的重力做功，机械效率小于100%，可知甲的机械效率最大，故D错误。
故答案为：A。
◆变式训练
1．（2025·海宁期中）在某次抢险救灾过程中，抢修小组采用了先在高压电架旁树立高杆，安装滑轮，然后再向空中的工作平台运送钢架的方法，如图所示，若某次搬运的是80kg 的钢架，钢架被提升到10m高的工作平台上用了100s，抢修工人所用的拉力为500N(不计绳重和摩擦，g取10N/ kg) 。求：
（1）工人做的总功是多少
（2）工人拉绳子做功的功率是多少
（3）用滑轮组提升钢架时的机械效率是多少
【答案】（1）由图可知，有效绳子股数为2股，总功为
（2）工人拉绳子做功的功率为：
（3）有用功为
机械效率。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）有几股绳子受力，绳子自由端移动的距离就为物体移动距离的几倍。
（2）功率用进行计算。
（3）机械效率等于有用功与总功的比值，有用功指的是克服物体重力所做的功。
■考点三 机械效率
◇典例3：（2025九上·鄞州期末） 在测“滑轮组机械效率”的实验中，某同学组装好如图所示的实验装置，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，并分别记下钩码和弹簧测力计的位置，不计绳重和摩擦，三次实验数据记录如下表：
次数 钩码重力G/牛 钩码上升的高度h/厘米 拉力 F/牛 绳端移动的距离s/厘米 机械效率η
1 2 10 1.8 20 55.6%
2 4 10 2.8 20
3 2 10 1.2 30 55.6%
（1）根据表中数据，可判断第3次实验所选的是 (填“甲”或“乙”)滑轮组。
（2）第2次实验中，该滑轮组的机械效率为 (计算结果保留到0.1%)。
（3）①分析对比1、3组实验可知，滑轮组的机械效率与其绕绳方式 (填“有关”或“无关”) 。
②分析对比1、2组实验可知，用相同的滑轮组提升物体时，物体重力越大，滑轮组的机械效率越高。机械效率是滑轮组机械性能优劣的重要标志，除了增加物重外，请再提出一条提高滑轮组机械效率的措施： 。
【答案】（1）乙
（2）71.4%
（3）无关；减小动滑轮重(或减小绳重或减小摩擦)
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算；机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）绳端移动距离是钩码移动距离的有效绳子股数倍，所以可以根据绳端移动距离和钩码移动距离判断所选滑轮组。
（2）根据机械效率的定义式求救即可。
（3）提高机械效率，可通过在额外功一定时，增大有用功来实现；也可在有用功一定时，通过减小额外功来实现。
【解答】（1）由表中数据可知，当钩码上升10cm时，绳端移动的距离为30cm，是钩码上升距离的3倍，可知有效绳子股数为3股，可知所选装置为乙滑轮组。
（2）机械效率。
（3）实验1中绳端移动距离是钩码上升距离的2倍，可知有效绳子股数为2股，1和3的机械效率相等，说明滑轮组的机械效率与其绕绳方式无关。
由可知，还可以通过减小动滑轮的重力来提高滑轮组的机械效率。滑轮组工作时还需要克服摩擦做功和克服绳子的重力做功，所以还可以通过减小摩擦或减小绳重来提高机械效率。
◆变式训练
1．（2025九上·湖州月考）2025年11月22日，随着最后一段巨型钢桁梁精准吊装到位，湖北燕矶长江大桥顺利合龙，成为世界最大跨度四主缆悬索桥。大桥的顺利合龙离不开起吊装置的助力。下图是起吊装置的简化示意图。若钢梁质量为200t，吊机将它以0.1m/s的速度提升20m，绳子自由端的拉力F为1.6×106N。求：
（1）图中滑轮C的类型为 滑轮(选填“定”或“动”)。
（2）该起吊装置的机械效率是多少？
（3）除了改变G，提高该滑轮组的机械效率的具体方法还有
【答案】（1）动
（2）有用功等于克服桥梁重力所做的功，有用功为
由图可知，有两股绳子受力，总功为
机械效率为。
（3）减轻动滑轮重量（或加润滑油减小摩擦） （合理即可）
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）滑轮的位置不会随着物体位置变化而变化时，其为定滑轮，若滑轮的位置会变，则为动滑轮。
（2）有用功等于物体重力与物体上升高度的乘积，总功等于绳子自由端拉力与自由端移动距离的乘积，有几股绳子受力，自由端移动的距离就是物体移动距离的几倍。
（3）根据机械效率的定义进行分析，减小额外功可以提高效率，额外功是克服滑轮和绳子的重力所做的功以及克服摩擦所做的功。
【解答】（1）由图可知，C滑轮的位置随着物体位置的变化而变化，可知是动滑轮。
（3）由机械效率的定义可知，有用功一定时，要提高机械效率，需要减小额外功，例如减小动滑轮的重力、减小绳子、摩擦等。
1．（2023·宁波）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
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（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。
故选A。
（1题图） （2题图）
2．（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
3．（2023·湖州）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
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据对常见简单机械的认识判断。
【解答】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。
故选C。
4．（2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。
（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是 。
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功 焦。
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有： 。（写出一点）
【答案】（1）改变力的作用方向
（2）15
（3）调小排水口
【知识点】功的计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点解答；
（2）根据W=Gh计算克服井盖重力做的功；
（3）根据井盖被抬起的原理分析。
【解答】（1）定滑轮的作用是不省力不费力，但能改变力的作用方向；
（2）克服井盖重力做功：W=Gh=150N×0.1m=15J；
（3）根据乙图可知，当外面的雨水流入水槽后，水槽的重力增大，两个定滑轮上绳子产生的拉力增大，于是对井盖向上的支持力增大，于是井盖被顶起来。当降水量较小时，水槽的重力偏小，井盖受到的支持力偏小，井盖不易抬起。此时可以减小排水口，从而减小水槽里水的排水量，增大雨水在里面的停留时间，从而增大水槽重力，进而抬起井盖。
5．（2025·浙江）欲探究影响滑动摩擦力的因素，小明设计了如图所示的实验。
（1）定滑轮的作用是 。
（2）木块处于哪种状态时可以测得滑动摩擦力的大小 。
（3）为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，可放置毛巾改变接触面的粗糙程度，则应将毛巾放在何处
（4）分别改变木块的质量和拉动木板的速度，比较滑动摩擦力的大小，可得出结论： 。
【答案】（1）改变力的方向
（2）木块与木板发生相对滑动时
（3）放在木块下面、木板上面
（4）滑动摩擦力与压力大小有关，与速度无关
【知识点】摩擦力的存在；影响摩擦力大小的因素；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）定滑轮两侧拉力相同，所以不能省力，拉力方向相反，所以可以改变力的方向。
（2）滑动摩擦力存在于发生相对滑动的两个物体之间。
（3）根据探究目的可知，探究的是木块与木板间的滑动摩擦力，可知应将毛巾放在木块和木板之间。
（4）滑动变阻器与压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力越大，粗糙程度越大，滑动摩擦力越大，与物体运动的速度大小无关。
【解答】（1）定滑轮不能省力，但能改变力的方向。
（2）木块与木板发生相对滑动时，木块与木板间存在滑动摩擦力。
（3）探究的是木块与木板间的滑动摩擦力，可知应将毛巾放在木块和木板之间。
（4）改变木块的质量，则木块对木板的压力发生改变，发现滑动摩擦力大小发生改变，可知滑动摩擦力与压力大小有关。改变木块运动的速度，滑动摩擦力不变，可知滑动摩擦力与物体运动的速度无关。
6．（2023·舟山）投石器是古代的攻城利器，科学小组同学想进一步了解投石器，开展了以下项目化学习研究：
[项目制作]经讨论后，利用配重、小石块、木杆、细绳、网兜等器材，制成投石器，如图。
[项目研究]
①松开系绳，配重下降，装有石块的一端快速上升，木杆停止后，石块被投出，记录石块投射的距离。
②调整系绳的长度，改变投射角度θ，记录投射距离，重复实验，数据如表。
投石器测试(m石块=50克)
投射角度θ 15° 30° 45° 60° 75°
投射距离(米) 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8
（1）小组同学探究的问题是 。
（2）根据表中数据，可得出的结论是 。
[项目迭代]为使投石器能将石块投得更远，请你写出一种方法 。
【答案】（1）石块投射的距离与投射角度的关系
（2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)
【知识点】观察结果的记录与分析；科学探究的基本环节；杠杆的应用
【解析】【分析】 科学探究的六个步骤：提出问题-建立猜想和假设-制定实验方案-收集事实与证据-检验与评价-合作与交流。
【解答】（1）从题目的表格设计中可以看出本实验探究的问题是石块投射的距离与投射角度的关系
（2）分析表格数据可以得出的结论是石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；
此原理是一个杠杆，支点在中间，所以为了使投石器能将石块投得更远，就是让投石器受到的力更大，可以增大配重的质量或者增加木杆的长度都可以；
故答案为：（1） 石块投射的距离与投射角度的关系 （2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)
7．（2025·浙江）人们一直对古人如何将巨石移到高处感到好奇。图1是古人移动巨石的一种可能方式，人站上右侧两根圆木下端悬挂的平台，通过自身重力对圆木施力，将巨石拉动一小段距离后固定，调整装置，再次拉动巨石。整个装置可简化为一个斜面、一根直杠杆和一个平台(平台未精彩讲题画出)，如图2所示。巨石通过绳子与杠杆AC相连，杠杆与石柱的接触点为B点，AC=4.8m，AB=0.8m，巨石质量为5000kg。不计绳子、杠杆和平台受的重力。根据图2，请回答：
（1）使用此杠杆主要目的是 (填“省力”或“省距离”)。
（2）某次绳子拉动巨石沿斜面MN移动0.1m，高度上升0.05m，求此过程中克服巨石重力做的功。
（3）某次拉动巨石前，绳子与杠杆AC垂直，AC与竖直方向成30°角。要拉动巨石，绳子对巨石的拉力至少需32100N，假设人的质量均为60kg，此时C端下方平台上至少需站多少人 (已知绳子对A 端的拉力等于绳子对巨石的拉力，C端受到竖直向下的拉力 F等于人的总重力)
【答案】（1）省力
（2）克服巨石重力做的功：W= Gh= mgh=5000kg×10N/kg×0.05m=2500J
答：克服巨石重力做的功为2500J。
（3）动力臂
阻力臂l2=AB=0.8m
根据杠杆平衡条件
G总=F=12840N，
4
需站22人。
答：C端下方平台上至少需站22人。
【知识点】重力的大小；功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆。
（2）做功的条件：物体在力的方向上有移动距离，克服重力做功可用W=Gh进行计算。
（3）根据杠杆平衡条件进行计算，力臂指的是支点到力的作用线的距离。
【解答】（1）杠杆的主要目的是通过调整力臂的长度来改变力的大小或方向。在图2中，杠杆AC的支点为B点，动力臂（AB）为0.8m，阻力臂（BC）为4.8m - 0.8m = 4.0m。阻力臂大于动力臂，可知该杠杆为省力杠杆。
8．（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。
【知识点】器官和系统；杠杆的平衡条件；根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】（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。
9．（2023·杭州）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。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（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10．（2023·衢州）在学校生态种植园，同学们经历了“挖地→种植→管理→收获”的劳动过程。
（1）挖地：用挖入土壤的锄头翻起土块时（如图甲），锄头属于 杠杆，在答题纸相应位置上画出锄头翻土时动力F1的力臂。
（2）种植：如图乙，种苗基地的菜苗带土出售，是为了减少对菜苗 （填器官名称）的损伤，提高移栽成活率。
（3）管理：①在种植时节，常用能遮光和反光、保温和增温、保水和防水、保肥和增肥、防草和防虫的可降解塑料地膜覆盖在菜地表面（如图丙），使作物生长所需的光、热、水、肥、气等条件得到优化，达到早熟、高产的效果。请综合所学知识，结合地膜的作用，围绕“光、热、水、肥、气”五个条件中的任意两个，解释覆盖地膜能促进作物早熟、高产的科学道理。
从“气”的角度答题示例：地膜可以避免大雨天过多的水分渗入土壤，防止土壤板结，提高土壤的透气性，有利于作物根的呼吸作用，促进水和无机盐的吸收。
②配制100千克质量分数为5%的尿素溶液进行施肥，需尿素多少千克？
⑷收获：……
【答案】（1）省力；
（2）根
（3）答题要点：A．遮光抑制杂草的光合作用，达到除草的目的；B．覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用，达到除草的目的；C．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于作物根的生长；D．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于土壤微生物生活及分解残枝落叶；E．减少土壤水分的蒸发，减少浇水，节约人工成本；F．地膜能防止雨天过多水分下渗，减少土壤板结和水肥流失，有利于根的呼吸；G．覆盖地膜后，能阻止许多在害虫生长的繁殖，从而减少虫害；H．地膜反光，为植物中下部叶片提供充足光照，利于作物光合作用。；尿素的质量：100kg×5%=5kg
【知识点】植物的根系及其结构与功能；光合作用的原理；光合作用和呼吸作用的相互关系；杠杆的分类；土壤的污染与保护
【解析】【分析】溶质的质量=溶液的质量×溶质的质量分数；根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力是省力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力是等臂杠杆；当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力是费力杠杆；
【解答】（1）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；因为该图中动力臂大于阻力臂，所以动力小于阻力，属于省力杠杆；力臂是指力的作用线到支点的距离；作图如下：；
（2）植物的根能够吸收水分和无机盐，如图乙，种苗基地的菜苗带土出售，是为了减少对菜苗根的损伤，提高移栽成活率。
（3） ①A．遮光抑制杂草的光合作用，达到除草的目的；B．覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用，达到除草的目的；C．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于作物根的生长；D．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于土壤微生物生活及分解残枝落叶；E．减少土壤水分的蒸发，减少浇水，节约人工成本；F．地膜能防止雨天过多水分下渗，减少土壤板结和水肥流失，有利于根的呼吸；G．覆盖地膜后，能阻止许多在害虫生长的繁殖，从而减少虫害；H．地膜反光，为植物中下部叶片提供充足光照，利于作物光合作用。
②尿素的质量=溶液的质量×溶液中尿素的质量分数-100kg×5%=5kg；
故答案为：（1）省力（2）根（3） A．遮光抑制杂草的光合作用，达到除草的目的；B．覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用，达到除草的目的；C．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于作物根的生长；D．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于土壤微生物生活及分解残枝落叶；E．减少土壤水分的蒸发，减少浇水，节约人工成本；F．地膜能防止雨天过多水分下渗，减少土壤板结和水肥流失，有利于根的呼吸；G．覆盖地膜后，能阻止许多在害虫生长的繁殖，从而减少虫害；H．地膜反光，为植物中下部叶片提供充足光照，利于作物光合作用。②尿素的质量：100kg×5%=5kg
11．（2023·绍兴）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
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（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；
12．（2023·台州）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。
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（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。
1．（2025九下·萧山模拟）如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，OB＝2BA，在B点悬挂一个10N的重物G，在A点施加竖直向上的力F1，使杠杆OBA水平平衡（杠杆重力及摩擦均忽略不计），下列说法正确的是( )
A．在A点施加竖直向上的力F1时，该杠杆是费力杠杆
B．作用在A点的力F1的大小为5N
C．如果重物的悬挂点从B向O点靠近，要使杠杆水平平衡，F1应变小
D．若将作用于A点的力F1变为图中F2，杠杆始终水平平衡，F2小于F1
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】 A.动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆；
B.根据杠杆的平衡条件计算；
C.根据杠杆的平衡条件F1×OA=G×OB分析；
D.将作用于A点的力F1变为图中F2，动力臂会变小，据此分析。
【解答】 A．在A点施加竖直向上的力F1时，动力臂是OA，阻力臂是OB，动力臂大于阻力臂，该杠杆是省力杠杆，故A错误；
B．由杠杆的平衡条件可知，F1×OA=G×OB，且OA=OB+BA=3BA，即F1×3BA=G×2BA，，故B错误；
C．如果重物的悬挂点B向O点移动，则OB变小，由F1×OA=G×OB可知，OA与G大小不变，要使杠杆水平平衡，F1应变小，故C正确；
D．将作用于A点的力F1变为图中F2，动力臂会变小，由杠杆的平衡条件可知，在OB与G不变情况下，F2应大于F1，故D错误。
故选C。
（1题图） （2题图）
2．（2025·金华模拟）载重推车过障碍物时需略微提起后轮，若在如图四点中选择一点施加竖直向上的力，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；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】杠杆平衡条件，力臂指的是支点到力的作用线的垂直距离。
【解答】提起后轮，支点为前轮，由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，当力的方向均为竖直向上时，D点的力臂最大，力最小。
故答案为：D。
3．（2025·浙江模拟）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，往下降落的力称为“收”，整个滑轮称为“绳制” (图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2)，使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】A、由图可知，图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，由此得出结论；
BC、定滑轮是等臂杠杆，由于阻力和阻力臂不变，动力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可得出结论；
D、由题意可知，重物在相同时间内上升的距离相同；在使用定滑轮中，绳子移动的距离等于重物上升的距离，由此可得出结论。
【解答】A、由图可知，图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故A错误；
BC、定滑轮是等臂杠杆，由于阻力和阻力臂不变，动力臂都等于滑轮的半径，即甲、乙拉力的力臂相等，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，可知，甲拉力大小等于乙拉力的大小，故B正确、C错误；
D、由题意可知，重物在相同时间内上升的距离相同，即重物上升的速度相同；在使用定滑轮中，绳子移动的距离等于重物上升的距离，绳子移动的时间和重物上升的时间相同，根据v=
可知，甲、乙拉力移动的速度都等于重物上升的速度，故D错误。
故答案为：B。
（3题图） （4题图）
4．（2025·浙江三模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理(如图所示)， “标”是指提纽到“权”的距离， “本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（ ）
A．“标” “本”表示力臂， “权” “重”表示力
B．“权” “重”增加相同的质量，A端会下降
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O 向B端移动一些，杆秤测量范围变大
【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素；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】根据杠杆平衡条件：进行判断。
【解答】A、由图可知，提纽为支点，标为阻力臂，本为动力臂，重为动力，权为阻力，故A正确，不符合题意；
B、根据杠杆平衡条件可知，权和重增加相同的质量，由于权的力臂更大，可知权与标的乘积将大于本和重的乘积，A端将下沉，故B正确，不符合题意；
C、增大重时，则重与本的乘积将变大，为了使杠杆保持平衡，在权不变时，应增大标，即将权向A端移动，故C错误，符合题意；
D、将提纽O向B端移动，本减小标可变范围变大，且重一定时，本与重的乘积减小，可知在权一定时，标将减小，杆秤的测量范围变大，故D正确，不符合题意。
故答案为：C。
5．（2025·温州模拟）小明发现教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如图甲所示，则小明下列调整行为无效的是( )
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆平衡条件进行分析。
【解答】A、由杠杆平衡条件可知，在花架上放置一块砖块，可以增大阻力，防止花架倾倒，故A不符合题意；
B、将花盆抬高，阻力与阻力臂、动力与动力臂均不变，可知不能防止花架倾倒，故B符合题意；
C、将花盆向内移动，减小了动力臂，可防止花架倾倒，故C不符合题意；
D、将花盆中的土减少一点，可以减小动力，可防止花架倾倒，故D不符合题意。
故答案为：B。
6．（2025·浙江模拟）如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示 (不计绳重与摩擦)。下列说法错误的是 （ ）
A．弹簧测力计的拉力是2.4N B．物体上升的速度为 0.05m/s
C．滑轮组的机械效率约 83.3% D．弹簧测力计拉力的功率为0.12W
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】动滑轮省力但费距离，定滑轮不影响力的大小和移动距离，但可以改变拉力方向。
【解答】A、弹簧测力计的分度值为0.2N，示数是2.4N ，所以 A 不符合题意；
B 、物体上升速度v===0.05m/s ，所以 B 不符合题意；
C 、由图知n=3 ，拉力端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m ，有用功为W=Gh=6N×0.1m=0.6J ，总功为W=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，机械效率η=W有用功/W总功=0.6J/0.72J=83.3%，所以 C 不符合题意；
D 、拉力的功率为P=W/t=0.72J/2s=0.36W，所以 D 符合题意；
故答案选 D 。
7．（2025·镇海区模拟）我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的春，“横木穿插涶头，睡嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示。图乙为脚向下施加力F1踩春时在某一位置的示意图。
（1）若碰头质量为10千克，在图示位置保持平衡时， 厘米， 米，不计横木的重力和摩擦，则脚向下施加的力 。
（2）如果想省力些，可将脚踩点适当 (选填“远离”或“靠近”)O点。
【答案】（1）300
（2）远离
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据G=mg求出锤头的重力；根据杠杆的平衡条件求出力F1的大小；
（2）根据杠杆的平衡条件分析脚踩点位置的变化
【解答】（1）硾头质量为10千克，则锤头的重力为：G=mg=10kg×10N/kg=100N；
锤头施加的阻力为：F2=G=100N；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，脚向下施加的力；
（2）如果想省力些，在阻力臂、阻力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，需要增大动力的力臂，所以脚踩点适当远离O点。
8．（2025·江北模拟）如图是某品牌自动咖啡机的结构示意图：
（1）【内部结构】此咖啡机平衡球重2.4N，盛水器自重5N，它们与平衡杆组成了杠杆AOB(不计平衡杆的自重和支点处的摩擦)，O为支点，AO：OB=5：2。
【工作原理】向盛水器中加入一定量水，平衡杆保持水平静止。当盛水器内的水温升高至一定温度时，水沿导管进入盛有咖啡粉的玻璃杯中，当盛水器内的水剩余 kg时，水平的平衡杆开始绕O点转动，盛水器抬升；冷却一段时间后，玻璃杯中的咖啡液在 的作用下又倒吸进入盛水器，咖啡冲泡完成。
（2）【平衡膳食】小宁的妈妈早餐经常用牛奶冲泡一杯咖啡并搭配一片面包，近期发现有牙龈出血的症状，请你从平衡膳食的角度给小宁妈妈提出一点建议 。
【答案】（1）0.1；大气压
（2）多食用一些富含VC的水果、蔬菜等
【知识点】食物与营养；重力的大小；大气压的综合应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件进行计算，力臂指的是支点到力的作用线的垂直距离。
（2）蔬菜、水果中含有较多的维生素，从平衡膳食的角度来看，要多吃蔬菜、水果。
【解答】（1）由杠杆平衡条件可得，代入数据可得，解得x=1N，根据G=mg可知，剩余水的质量为0.1kg时，水平的平衡杆开始绕O点转动，盛水器抬升 。
冷却一段时间后，气压减小，在外界大气压的作用下，咖啡液被压进盛水器。
（2）牙龈出血，是因为缺少维生素，所以用多食用一些富含VC的水果、蔬菜等。
9．（2025·温州模拟）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆。
（1）据图分析，该杠杆属于 杠杆(填杠杆类型)。
（2） 若F1=2ON， L1=10cm， L2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为 N。
【答案】（1）省力
（2）50
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】 （1）根据动力臂与阻力臂大小分析是否省力；
（2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2进行解答。
【解答】 （1）根据图片可知， 用核桃钳夹核桃时， 核桃施加阻力在B点，动力作用在C点。此时动力臂大于阻力臂，可以省力，是省力杠杆；
（2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：20N×10cm=F2×4cm，
解得：F2=50N。
10．学习能量守恒转化后，项目化学习小组利用钢球、棉线、塑料支架、定滑轮等器材制作了一辆重力小车，如图所示。使用时转动车轮，不断将棉线绕在长轴的绕线轮上，直至钢球上升到支架的最高点。然后松手，让钢球下落带动长轴转动从而驱动重力小车行驶。
【分析原理】
（1）支架上最高处的定滑轮作用为 。
（2）从能量转化的角度分析，钢球能驱动小车行驶的原因是钢球的 转化为小车的动能。
（3）【装置调试】
①调节2个前轮，重力小车能沿直线运动。
②将钢球上升到支架的最高点，松手后小车能向前运动，但小车运动距离较短。
【项目改进】
小组为了让重力小车行驶的路程更远，改进小车的方法有 。
【答案】（1）改变力的方向
（2）重力势能
（3）①增加钢球重力；②增加支架高度
【知识点】能量的相互转化和转移；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】 （1）定滑轮可以改变力的方向，但不能省力；
（2）能量之间可以相互转化；
（3）从改变机械能的方法入手。
【解答】 （1）在该装置中，定滑轮的作用为改变力的方向；
（2）从能量转化的角度分析，钢球能驱动小车行驶是因为钢球的重力势能转化为小车的动能；
（3）让重力小车行驶的路程更远，改进小车的方法有①增加钢球重力；②增加支架高度。
11．（2025·温州模拟）小科在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的，于是利用杆秤的原理寻找可用材料自制密度测量装置。
可用器材：木棒、细线、刻度尺、大小不同的金属块、水、烧杯。按照下列步骤制作了此密度计秤。
①用绳子绑在木棒上，使悬挂时杆秤处于水平平衡，悬挂点即为秤纽位置。
②将金属块固定挂在杆秤左侧，提起秤纽，重物不放入烧杯中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时，将秤砣的悬挂点A(未标出)标标记为“0”刻度。
③烧杯中装足量的水，将金属块浸没在水中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时(如图乙)，将秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度。 (单位：g/cm)
④刻度标记： 。
（1）若悬挂时，木棒静止在图甲位置，则应将秤纽向 移。
（2）有图丙三种金属块可供选择，从测量范围角度考虑，最合适的是 。
（3）步骤④要标出AB间其它刻度(精确到0.1g/cm3)，请简要写出他的操作 。
（4）某次测量时，发现测量的液体密度比实际密度小，可能的原因是（ ）.
A．测量过程中有水溢出
B．重物未完全浸没在待测液体中
C．秤砣的金属块生锈
D．测量时杆秤右端下沉但仍保持静止
【答案】（1）左
（2）③
（3）用刻度尺将AB间平均分成十等分，依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度
（4）B；D
【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；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件判断秤纽移动的方向。
（2）根据杠杆平衡条件进行判断。
（3）由题中提示“经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的”设计操作步骤。
（4）液体密度越大，拉力越小，秤砣的力臂越小，可知秤砣离秤纽越近，说明液体点的密度越大。
【解答】（1）由图可知，杆秤向左下沉，由杠杆平衡条件可知，应减小左侧力臂，故应将秤纽向左调。
（2）由杠杆平衡条件可知，动力臂与阻力臂一定时，阻力越大，动力越大，测量范围越大，所以最合适的是③。
（3）由题中信息可知，杆秤上刻度是均匀的，所以操作为：用刻度尺将AB间平均分成十等分，依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度。
（4）A、杆秤受到的拉力等于重力减浮力，测量过程中有水溢出，不会影响实验测量结果，故A错误；
B、杆秤受到的拉力等于重力减浮力，由杠杆平衡条件可知，液体密度越大，浮力越大，拉力越小，秤砣与秤纽之间的距离越小。若物体没有完全浸入待测液中，排开液体的体积偏小，浮力偏小，拉力偏大，秤砣与秤纽之间的距离偏大，可知测得的密度偏小，故B正确；
C、秤砣的金属块生锈，阻力变大，由杠杆平衡条件可知，阻力臂将变小，可知测得的密度将偏大，
故C错误；
D、测量时杆秤右端下沉，说明阻力臂偏大，由B可知，测得的密度将偏小，故D正确。
故答案为：BD。
12．（2025·富阳模拟）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具(如图甲)，刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。根据杆秤的工作原理和下列器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块(代替秤砣)。按照下列步骤制作了此密度计
步骤：①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时(如图乙)，将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度：
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣；当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“ ”刻度(单位
④ 。
（1）杆秤的工作原理是 ；
（2）步骤③中，秤砣悬挂点B 标记的刻度值应为 。
（3）如何在杆秤上标其它刻度(精确到0.1g/cm3) 请将步骤④的操作补充完整： .
（4）用多种密度已知的液体对出密度秤”刻度准确度进行检验，为了制作出精确度更高的“密度秤”，请举出一项改进措施是 。
【答案】（1）杠杆平衡条件 (F1L1=F2L2)
（2）1.0
（3）以A、B两点之间的长度的1/10为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度
（4）减小秤砣的质量(合理即可)
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）杆秤能绕一个固定点转动，属于杠杆，原理是杠杆平衡条件。
（2）使用水做实验，则该位置标注的应为水的密度。
（3）液体的体积一定，由可知，与成正比，结合杠杆平衡条件可知，刻度是均匀的。
（4）动力和动力臂一定时，要增加阻力臂，可通过减小阻力来实现；阻力和动力臂一定时，可通过增大动力来增大动力臂，例如通过增大液体的体积来增大动力。
【解答】（1）杠杆的工作原理是杠杆的平衡条件、即F1L1=F2L2。
（2）加水时，秤砣移至B点，水的密度为1，所以在B处标记的是1。
（3）要精确到0.1g/cm3，只需将AB之间的距离平均分成十等分即可。
（4）要提高精确度，即液体密度变量量一定时，秤砣移动的距离变大，由杠杆平衡条件可知，要增大秤砣的力臂，可通过减小秤砣的质量来实现。也可通过增加杯中液体的体积从而增大动力来增大动力臂。
13．（2024·温州模拟）小榕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。小榕思考：“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θ，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G/牛 拉力作用线与竖直方向的夹角θ/度 拉力大小F/牛
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）小榕查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角θ时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，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θ有关，θ越大，拉力越大
（3）改变钩码的重力，重复上述实验
（4）滑轮是变形的杠杆，根据杠杆平衡条件知道，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。
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据计算动滑轮的重力；
（2）根据表格数据分析拉力大小与拉力作用线与竖直方向的夹角的变化规律；
（3）在科学探究中，往往需要多次完成实验，从而收集多组数据，这样得出的结论会更加客观，具有普遍意义；
（4）根据图片分析实验过程中拉力方向改变时动力臂和阻力臂的大小变化，然后根据杠杆的平衡条件分析拉力的变化即可。
【解答】（1）根据表格数据①可知，钩码重力为3N，拉力为2N，
根据得到：；
解得：G轮=1N；
（2）根据表格数据可知，我们得到的结论为：同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大。
（3） 为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是： 改变钩码的重力，重复上述实验；
（4）从第①次到第④次拉力变化的原因：轮是变形的杠杆，根据杠杆平衡条件知道，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。
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）>
【知识点】重力的大小；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】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·杭州模拟）我国古代著作《墨经》中最早记述了杆秤的杠杆原理。
（1）如图甲所示，当秤盘上放置质量更大的被测物体称量时，秤砣应向 侧移动；如果秤砣生锈，称量结果将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（2）小宁想自制一个杆秤，设计图为图乙，
器材：总长18cm的轻质木条，轻质纸盘，细绳，50g、80g、400g的钩码各一个；
要求：①测量范围为0~300g；
②分度值为20g；
③在木条上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些；
小宁通过计算得出，若纸盘上放300g的物体，当杆秤水平静止时，钩码质量m与图中的关系如下表所示。请你帮小宁选一个最合适的钩码作为秤砣 ，并说明不选择其他钩码的理由；
m/g 50 80 400
l/cm 18.00 11.25 2.25
（3）为了提高自制杆秤的测量范围，下列改进措施可行的是 。（可多选）
A．增加纸盘的质量 B．换用更长的木条作为秤杆
C．减小秤砣的质量 D．在原提纽左侧增加新提纽
E．换用更细的秤杆 F．增加相邻两刻度的距离
【答案】右；偏小；80g的秤砣；根据乙图可知，；相邻两刻度之间的距离相等，即刻度均匀。若选用50g的钩码作为秤砣时，由表格数据知；故不能满足300g的最大测量值；若选用80g的钩码作为秤砣时，由表格数据知；故能满足300g的最大测量值，且相邻两刻度之间的距离为；若选用400g的钩码作为秤砣时，由表格数据知；故能满足300g的最大测量值，且相邻两刻度之间的距离为；不能满足相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些的要求。；BD
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】 （1）杆秤相当于一个杠杆，根据杠杆平衡条件结合图示分析判断；
（2）根据杠杆平衡条件，结合杆秤的设计要求分析选择作为秤砣的钩码；
（3）为了提高自制杆秤的测量范围，根据杠杆的平衡条件逐一分析，选择可行的措施。
【解答】（1）①根据图片可知，杆秤相当于一个杠杆，由图知，提纽处为杠杆的支点，挂秤盘处到提纽处距离为l2，挂秤砣处到提纽处距离为l1，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2有：：
则；
l2和m秤砣一定，当秤盘上放置质量更大的被测物体称量时，为使杠杆平衡，应增大l1的值，即秤砣应向右侧移动。
②如果秤砣生锈，秤砣质量增大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知，测量同一物体的质量时，为使杠杆平衡，应减小l1的值，所以称量结果将偏小。
（2）根据乙图可知，；相邻两刻度之间的距离相等，即刻度均匀。若选用50g的钩码作为秤砣时，由表格数据知；
故不能满足300g的最大测量值；
若选用80g的钩码作为秤砣时，由表格数据知；
故能满足300g的最大测量值，且相邻两刻度之间的距离为；
若选用400g的钩码作为秤砣时，由表格数据知；
故能满足300g的最大测量值，且相邻两刻度之间的距离为；
不能满足相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些的要求。
所以要满足制作杆秤的要求，应选择质量为80g的钩码作为秤砣最合适。
（3）根据乙图可知，，秤砣的质量一定。
A．增加纸盘的质量，由杠杆平衡条件可知，m物减小，不能增大杆秤最大测量值，故A不符合题意；
B．换用更长的木条作为秤杆，可增大力臂l1最长，由可知，m物增大，能增大杆秤最大测量值，故B符合题意；
C．减小秤砣的质量，由可知，m物减小，不能增大杆秤最大测量值，故C不符合题意；
D．在原提纽左侧增加新提纽，l2减小，l1最长增大，由可知，m物增大，能增大杆秤最大测量值，故D符合题意；
E．换用更细的秤杆，由可知，m物不变，不能增大杆秤最大测量值，故E不符合题意；
F．由可知，增加相邻两刻度的距离，m物不变，只是增大了分度值，不能增大杆秤最大测量值，故E不符合题意。
故选BD。
16．（2025·定海模拟）四川内江的红糖生产以传统古法工艺著称，其流程主要是压榨取汁、过滤沉淀、熬制浓缩、冷却成型。
（1）甘蔗是制作红糖的原材料，其含有的糖类物质是通过 作用制造的；
（2）如图是压榨取汁环节用的糖车，通过作用在犁担A点的推力，可带动轧辊沿如图方向转动，压榨甘蔗从而获取甘蔗汁。若齿轮间B点的阻力为200牛，则推力至少为多少牛？（已知犁担AC的长为2米，轧辊半径OB为0.5米）
（3）若甘蔗汁中蔗糖的质量分数为15%，请计算300克甘蔗汁可以制取蔗糖质量分数为90%的红糖多少克？
【答案】（1）光合
（2），代入数据可得：
（3），解得m=50g。
【知识点】光合作用的原料、条件和产物；杠杆的平衡条件；溶质的质量分数及相关计算；一定溶质质量分数的溶液的配制
【解析】【分析】（1）光合作用的文字表达式：。
（2）利用杠杆平衡条件进行计算。
（3）稀释前后溶质的质量不变，溶质的质量等于溶液的质量与溶质质量分数的乘积。
【解答】（1）植物进行光合作用，将水和二氧化碳转化为糖类和氧气。
17．（2025·浙江模拟）学校工地上的“塔吊”引起小科同学的兴趣。如图甲是“塔吊”示意图，AB是竖直支架，AC、AD为钢丝绳；O为支点，C端装有配重，E处装有小车可在O、D两点间移动，小车内部滑轮组结构如图乙所示，OD=20m，OE=10m。当载重小车在 D点时，能安全起吊最大质量为1000kg的重物。某次作业时，塔吊在E处将3000N的重物向上吊起，此过程中重物高度随时间的变化如图丙所示，塔吊、钢绳、小车和滑轮组的重力与摩擦忽略不计。
（1）此次作业中，图乙中拉力 F的大小为 。
（2）计算整个过程中塔吊对重物做的功。
（3）为保证安全，求塔吊在 E 处能够吊起的重物的最大重力为多少。
【答案】（1）1000N
（2）解： 整个过程中塔吊对重物做的功 W=Gh=3000N×15m=45000J；
（3）解：当载重小车在 D点时，由杠杆平衡条件可知， OD，
则FD=GD= mg=1000kg×10N/ kg=10000N，
当载重小车在E点时.
则有 ，
即10000N
故 。
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】 （1）根据滑轮组装置确定绳子股数，塔吊、钢绳、小车和滑轮组的重力与摩擦忽略不计，利用求出拉力F的大小；
（2）根据图丙重物上升的高度，利用W=Gh求出整个过程中塔吊对重物做的功；
（3）当滑轮组移到E点时，配重不变，由杠杆平衡条件即可解答。
【解答】 （1）由图乙可知，承担重力的绳子段数n=3，
塔吊、钢绳、小车和滑轮组的重力与摩擦忽略不计，
拉力F的大小为：。
18．（2025·温州模拟）八仙桌、长板凳是中国传统木制家具，常用木材(如楠木、樟木)制成。木材在潮湿环境中容易发霉或被虫蛀，因此传统工艺会用桐油涂刷表面，而现代方法可能是使用化学防腐剂(如含 的药剂)。如图甲所示，该设计中蕴含着中华民族的美德，每条凳子可供双人同坐，一人准备站起时，会对另一人说“您坐好”。图乙为凳子的模型图，若忽略凳脚自重，凳面为质量分布均匀的长木板，自重为30 N，AB 长5cm ，AC长15 cm，AD 长120 cm，人所受的重力为600 N。
（1）桐油是从油桐树种子中提取。其中，种子属于生物体结构层次中的____(填字母)。
A．细胞 B．组织 C．器官
（2）某木材厂需配制一种含硫酸铜的防腐剂溶液，用于处理户外木制家具。已知配制要求如下：溶液总质量为500g，硫酸铜的质量分数为8%。原料使用五水硫酸铜晶体 需要称取 克五水硫酸铜。
（3）若人对凳子的力作用在B 点右侧3cm处，且人与地面之间无作用力时，人会不会摔跤 请计算说明。
【答案】（1）C
（2）62.5
（3）解：以凳子所受的重力为阻力，以人的压力为动力，以凳子右端的凳脚为支点，人对凳子的力作用在 B 点右侧3c m处，则阻力臂为 动力臂为 根据杠杆的平衡条件，则有：
=30 N×55 cm=1650N·cm
比较可知，动力和动力臂的乘积大于阻力和阻力臂的乘积，故人会摔跤。
【知识点】结构与层次；杠杆的平衡条件；一定溶质质量分数的溶液的配制
【解析】【分析】（1）生物体的结构层次为细胞→组织→器官→植物体（对于植物而言），种子属于器官；
（2）溶液配制中，溶质质量等于溶液质量乘以溶质质量分数，再根据五水硫酸铜与硫酸铜的质量关系进行计算；杠杆平衡条件为F1l1=F2l2。
【解答】（1）种子是由不同组织构成的，能够繁殖后代，属于生物体结构层次中的器官，所以选 C。
（2）溶液中硫酸铜的质量为500g×8%=40g。
五水硫酸铜中硫酸铜的质量分数为
，
所以需要称取五水硫酸铜的质量为。
19．（2025·舟山模拟）在学习了人体运动系统后，某同学对人体膝关节展开了研究。请回答：
（1）图1为人体膝关节的结构图，当肌肉收缩时带动韧带牵引着小腿骨绕软骨转动，实现腿由弯到直。在此过程中腿相当于一个 (填简单机械名称)。
（2）图2为腿的模型图，若人体小腿踢出，以0点为固定点，小腿重心在0点正下方的点。已知OA长度为20厘米，小腿总重力为30牛，O点到韧带作用力的距离为3厘米。韧带牵引小腿从竖直位置运动到水平位置(图中虚线位置)时，求此时韧带牵引力的大小是多少 小腿从竖直位置运动到水平位置的过程中，克服小腿重力做了多少功
（3） 图3是人体膝跳反射示意图，橡胶锤轻轻敲击膝关节下方韧带部位，小腿会向上抬起。膝跳反射是对刺激的一种自动应答，它发生在刺激被大脑接收并作出解释 (填“之前”或“之后”)。这样的好处是 。
【答案】（1）杠杆
（2）根据杠杆平衡条件F×3=30×20， F=200牛； 克服重力做功 焦。
（3）之前；膝跳反射是简单反射，神经中枢在脊髓，反应快，能及时保护身体。
【知识点】应答性反应与反射弧；人体运动系统的组成；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）简单机械 - 杠杆：杠杆是在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，杠杆有支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂五要素。在人体膝关节运动中，小腿骨绕着软骨转动，符合杠杆的特征。
（2）杠杆平衡条件与功的计算：杠杆平衡条件为F1L1 =F2 L2；功的计算公式为W=Gh。
（3）反射的类型与意义：膝跳反射属于简单反射，其神经中枢在脊髓，不需要大脑皮层的参与，这种反射能快速发生，对人体有保护作用，可使人体在受到刺激时迅速作出反应，避免受到伤害。
【解答】（1）当肌肉收缩带动韧带牵引小腿骨绕软骨转动时，腿可以看作是一根在力的作用下绕着固定点（软骨）转动的硬棒，符合杠杆的定义，所以在此过程中腿相当于一个杠杆。
（2）根据杠杆平衡条件F×3=30×20， F=200牛； 克服重力做功 焦。
（3）膝跳反射是简单反射，其神经中枢在脊髓，不需要大脑皮层的参与，所以它发生在刺激被大脑接收并作出解释之前。这样的好处是膝跳反射反应快，能及时保护身体，使人体在受到刺激时迅速作出反应，避免受到伤害。
20．（2025·宁波模拟）如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙所示是两个杠杆组合的示意图。桶盖的质量为300g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知. =5cm，桶盖DO2质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。
（1） 由图乙可知， AO1B为 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为多大 (g取10N/kg)
（3）4月1日入汛以来，广东珠江流域多次发生特大洪水，给群众的生命安全造成巨大损失，有人建议把小区塑料垃圾箱改造为洪水应急救生器，平时塑料垃圾桶，洪水来了应急可以当救生器来救生。总质量为1.5千克总体积为45立方分米的密封完好的装有几个抓环的塑料垃圾桶(垃圾桶被清空所有垃圾)，可以让多少千克的人坐在垃圾桶上，垃圾桶刚好浸没水中而不下沉
【答案】（1）省力
（2）设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件可得：
同一顶杆，对B、C两点的力大小相等，即：
桶盖的重为： G= mg=0.3kg×10N/ kg=3N，
且力臂DO2的大小为： DO2=30cm+5cm=35cm，
由②可得：
所以脚对踏板A处的压力至少为：
（3）因为漂浮，所以
m人=43.5kg
【知识点】浮力大小的计算；杠杆的分类；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）根据动力臂与阻力臂的关系判断出杠杆的种类；
（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；
（3）物体漂浮时受到的浮力等于重力，根据阿基米德原理、重力公式列方程可得可以让多少千克的人坐在垃圾桶上，垃圾桶刚好浸没水中而不下沉。
【解答】（1）由图乙可知，AO1＞O1B，即动力臂大于阻力臂，所以AO1B为省力杠杆；
故答案为：省力；
（2）设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件可得：
同一顶杆，对B、C两点的力大小相等，即：
桶盖的重为： G= mg=0.3kg×10N/ kg=3N，
且力臂DO2的大小为： DO2=30cm+5cm=35cm，
由②可得：
所以脚对踏板A处的压力至少为：
（3）因为漂浮，所以
m人=43.5kg
21．（2025·乐清模拟）如图1钓鱼是一项深受人们喜爱的体育运动，请结合科学知识回答下列问题。
（1）垂钓前，钓者一般需要“打窝”，即将一定量的球状鱼食抛入水中“钓点”位置，吸引鱼群。“打窝”时，钓者甩出鱼食后，鱼食能够继续前进是因为鱼食具有 。
（2）如图2，已知轻质鱼竿OB长4.5米，OA长0.4米，OD长3.6米，鱼的质量为3千克， 以O为支点，钓者至少需要在A 点施加多少牛的力才能将鱼拉出水面。 (写出计算过程)
（3）垂钓者获得鳞片较大的一条鱼(如图3)，发现与图4常见淡水鱼的分类检索表中的一种相符，则该鱼的编号为 (选填“甲”、 “乙”、 “丙”或“丁”)。
【答案】（1）惯性
（2），
；
；
得： F1=270N
（3）乙
【知识点】生物的分类方法和分类单位；惯性；重力的大小；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）惯性是物质的属性，其大小与物质的质量有关。
（2）根据杠杆平衡条件进行计算：。
（3）根据图片和二歧分类表进行分析判断。
【解答】（1）鱼食具有惯性，能保持原来的运动状态，所以继续前进。
（3）由图可知，该鱼背鳍较大，延伸到尾部且嘴边有短须，可知属于乙。
22．（2025·绍兴模拟）我国科研团队借助奋斗者号对马里亚纳海沟进行科考研究，通过对获取的微生物、钩虾和深海鱼类进行分析，绘制了全球首个深渊生态系统全景图，这一成果于2025年3月发表在国际顶尖刊物，标志着我国深海研究领域达到了国际领先水平。
（1）马里亚纳海沟最深处达万米，海沟底部没有任何绿色植物，导致这一现象的非生物因素主要是 。
（2）深海鱼类属于该生态系统生物成分中的 。
（3）母船甲板上的支架OC可绕点O转动。投放奋斗者号时，通过增大钢缆BA的长度，将其下放。如图是支架投放时的模型，在奋斗者号逐渐下降至海平面过程中(未浸入海水中)，请分析钢缆BA的拉力大小变化情况，并应用杠杆平衡的相关知识进行解释： 。
【答案】（1）光照
（2）消费者
（3）根据奋斗者号下降时，拉力的力臂/动力臂变短，阻力臂变长，阻力不变的情况下，动力变大，即AB的拉力变大
【知识点】生态系统的成分；光合作用的原料、条件和产物；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）绿色植物进行光合作用需要接受光照；
（2）生态系统的成分主要包括：
非生物部分：包括阳光、空气、水等，为生物的生命活动提供物质和能量。
生产者：在生物学分类上主要是各种绿色植物，也包括化能合成细菌与光合细菌，它们都是自养生物。
消费者：指以动植物为食的异养生物，消费者的范围非常广，包括了几乎所有动物和部分微生物（主要有真细菌），它们通过捕食和寄生关系在生态系统中传递能量。
分解者：分解者又称“还原者”，它们是一类异养生物，以各种细菌（寄生的细菌属于消费者，腐生的细菌是分解者）和真菌为主，可以将生态系统中的各种无生命的复杂有机质（尸体、粪便等）分解成水、二氧化碳、铵盐等可蔽败袭以被生产者重新利用的物质。
（3）注意分析动力臂的长度变化，进而确定钢缆BA上的拉力变化。
【解答】（1） 马里亚纳海沟最深处达万米，海沟底部没有任何绿色植物，导致这一现象的非生物因素主要是光照；
（2） 深海鱼类属于该生态系统生物成分中的消费者；
（3）我认为钢缆BA的拉力变大，理由是：根据可知，奋斗者号下降时，拉力的力臂/动力臂变短，阻力臂变长，阻力不变的情况下，动力变大，即AB的拉力变大。
23．（2025·嵊州模拟）研习小组为提高苗木种植成活率、移栽大质量苗木效率开展探究实践活动。
（1）配制生根液。适宜浓度的生根液能促进植株根系生长，提高苗木种植成活率。现依据下表所示的“**生根液说明书”稀释一包生根液，需要加水多少克
**生根液说明书
规格 使用方法
①质量： 50克/包。 ②生根液中的物质质量分数为1.2%。 ①稀释后使用。 ②稀释要求：加适量水使生根液的物质质量分数为0.012%。
（2）大质量苗木移栽困难，往往采用如图甲所示的三人共抬法，杠杆模型如图乙所示。假设杠杆AB和CD的质量不计，AB 的中点为 P，PC为轻绳，在杠杆CD 上的Q 点用轻绳悬挂重物，物重 2000N，三人分别在 A、B、D处用竖直向上的力抬杠杆。两根杠杆均处于水平位置静止， 轻绳均竖直， AP=BP=CQ=1m， DQ=1.5m。求： A 处人对杠杆竖直向上的作用力F为多少牛
（3）移栽苗木时，工人们常采用以下措施：a.起苗时，带上一个大土球(如图丙)；b.剪去大部分枝叶；c.在苗木上方盖遮阳网；……。
①上述措施中有利于减弱新移栽苗木的蒸腾作用，减少水分散失的是 。(填字母)
②有时工人们还会在大树根部会插入几根PVC管(如图丁)，该措施能提高大树移栽成活率的原因是 。
【答案】（1） 解：设配制成0.012%的溶液质量为x，
50g×1.2%＝m稀×0.012%；
解得： m稀＝5000g；
则需要加水的质量m加水＝5000g﹣50g＝4950g。
（2）解：根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G DQ＝FP CD，
解得：FP=(2000N×1.5m)/2.5m=1200N；
即作用在P点向下的力FP'＝FP＝1200N，
因为PB＝AP，
所以A处人对杠杆竖直向上的作用力F=1200N/2=600N
（3）bc；原因：一是增加土壤中空气的量，有利于根细胞呼吸作用，促进根系的生长和对无机盐的吸收；二是通过PVC管，可以直接向树木根部追肥和浇水
【知识点】蒸腾作用；杠杆的平衡条件；溶质的质量分数及相关计算
【解析】【分析】 （1）根据溶质的质量不变列等式求出水和生成液的总质量m，加水质量等于m减去生成液的质量；
（2）杠杆CD处于平衡状态，以D为支点，由杠杆的平衡条件可知作用在C点向上的作用力，即点P线上的拉力，由作用力反作用力可知，作用在P点向下的作用力的大小FP，因为AP=PB，可知作用在A处对杠杆竖直向上的力的大小；
（3）①逐项分析采取措施的目的即可；
②根据植物的根本需要呼吸和水分分析解答。
【解答】（3）①a.起苗时，带上一个大土球，可以防止树木的根部受到破坏，保证根部的功能，故a不合题意；
b.剪去大部分枝叶，可以减小树木的蒸腾作用，从而减小水分散失，故b符合题意；
c.在苗木上方盖遮阳网，可以降低叶片温度，减小蒸腾作用，控制水分流失，故c符合题意。
故选bc。
② 有时工人们还会在大树根部会插入几根PVC管(如图丁)，该措施能提高大树移栽成活率的原因是：一是增加土壤中空气的量，有利于根细胞呼吸作用，促进根系的生长和对无机盐的吸收；二是通过PVC管，可以直接向树木根部追肥和浇水。
24．（2025·绍兴模拟）人工智能 飞速发展，各种机器人已融入我们的生产生活中。回答以下问题：
图甲所示是杭州宇树科技打造的创意融合舞蹈《秧BOT》，当手绢飞到空中时，机器人会通过光线等传感器确定手绢位置，芯片发出指令，指挥机械臂进行捕捉。
（1）如果把上述过程看作人体的反射活动，芯片相当于反射弧中的 (填结构名称)。
（2）血管机器人技术已被逐步用于疾病诊断、血管疏通等医疗领域。血管机器人可通过人体的上肢静脉注入体内，随血液循环到达脑部，疏通血栓，如图乙所示。从毛细血管的结构特点分析，血管机器人的最大高度不得超过红细胞直径的原因是 。
（3）图丙中某机器人用机械臂托住质量为150g的球体，示意图如丁所示，机械臂AOC 内部有可伸缩的液压杆AB，拉起OC至水平位置，液压杆AB的长度为15cm，O点到小球重力作用线的距离为20cm，O点到液压杆AB的距离为2cm。若不计机械臂自身重力及摩擦，求出此时液压杆对OC的拉力F1的大小。
（4）上题中的机器人将球体抬升至一定的高度，此时液压杆AB与OC恰好垂直，如图戊所示。请比较图丁和图戊中，液压杆对OC拉力F1和F1'的大小，并加以说明。
【答案】（1）神经中枢
（2）毛细血管管径小，只允许红细胞呈单行通过，血管机器人要在毛细血管中顺利通行，故最大高度不能超过红细胞的直径。
（3）解：小球的重力G球=0.15kg×10N/ kg=1.5N ；
根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2得到：
F1×2cm=1.5N×20cm；
解得：F1=15N。
答： 拉力F1是15N。
（4）F1>F1'， 理由：在图丁中，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，（球体重力）不变，L2（O点到小球重力作用线的距离）不变；在图戊中，液压杆AB与OC恰好垂直，此时动力臂L1'（O点到液压杆AB的垂直距离）比图丁中的动力臂L1增大了；由杠杆平衡条件F1L1=F2L2，变形为，因为F2和L2不变，L1增大，所以F1减小，即动力臂变大阻力臂变小，那么F1>F1'。
【知识点】血液循环；应答性反应与反射弧；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】 （1）根据反射弧的结构和功能来分析；
（2）根据血管的结构和功能来分析；
（3）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2并结合题中数据来分析。
（4）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2并结合图丁和戊来分析
【解答】 （1）在人体反射活动中，反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。传感器能确定手绢位置，相当于感受器；芯片发出指令指挥机械臂，这一过程类似于神经中枢接收传入神经传来的信号并发出指令，所以芯片相当于反射弧中的神经中枢。
（2）毛细血管的管径非常小，只允许红细胞单行通过。如果血管机器人的最大高度超过红细胞直径，就无法在毛细血管中顺利通行，从而不能到达相应的部位进行疾病诊断、血管疏通等医疗操作；
（4）在图丁中，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，（球体重力）不变，L2（O点到小球重力作用线的距离）不变；在图戊中，液压杆AB与OC恰好垂直，此时动力臂L1'（O点到液压杆AB的垂直距离）比图丁中的动力臂L1增大了；由杠杆平衡条件F1L1=F2L2，变形为，因为F2和L2不变，L1增大，所以F1减小，即动力臂变大阻力臂变小，那么F1>F1'。
25．（2025·温岭模拟）校园拔河比赛紧张刺激，看得大家热血沸腾，某科学小组对拔河背后蕴藏的科学知识产生了兴趣。
（1）拔河运动会消耗大量能量，人体主要供能物质是 。
（2）如图1所示，拔河时，甲将绳子水平向左匀速拉动，则甲对绳子的拉力 乙对绳子的拉力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)。
（3）在拔河时，运动员的身体相当于杠杆，如果一方被拉得“转动起来”，即身体前倾后，向前扑倒，就容易输掉比赛。图2是拔河时人体的模型，已知：运动员的质量为60千克，OA长度为0.6米，绳子中小学教育资源及组卷应用平台
第22讲 简单机械
考点分布 考查频率 命题趋势
考点一 杠杆 ☆☆☆ 简单机械包括杠杆、滑轮、斜面，这些经典简单机械是中考物理的重要考点。对于机械效率，会分析一次做功中，哪些是有用功，哪些是额外功，哪些是总功显得尤为重要，也只要分清楚这些知识点，在答题时才从容。2024和2025年中考最后一道压轴题都是关于简单机械知识点，需要重视。
考点二 滑轮 ☆☆☆
考点三 机械效率 ☆☆
■考点一 杠杆
一、杠杆
1、杠杆
（1）定义：在 下能绕 转动的 ，叫做 。
（2）对“ 硬棒 ”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是 的，也可以是 的。
2、杠杆的五要素
五要素 物理含义
杠杆绕着转动的点，用“O”表示
使杠杆转动的力，用“F ”表示
阻碍杠杆转动的力，用“F ”表示
从支点O到动力F 作用线的距离，用“L1”表示
从支点O到阻力F 作用线的距离，用“ L2”表示
<注意>
支点在两力的作用点之间时，两力的方向指向杠杆同一边，当支点在两力作用点之外，两力方向指向杠杆两边。
3、力臂的画法
要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念——力臂是从 到 的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂：
（1）在杠杆的示意图上，确定 ，如图所示。
（2）画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。
（3）从支点O向力的作用线引 ，要画出 ，则从支点到垂足的距离就是 ，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。
可以用简单的顺口溜记住： 。
（4）最小动力作法
要实现最小动力，就是要找最大动力臂，最大动力臂就一般是连接支点与杠杆最远处，然后垂直于动力臂做出动力。
4、杠杆的分类
名 称 力臂关系 力的关系 特 点 应用举例
省力杠杆 F1＜F2
费力杠杆 L1＜L2 钓鱼竿、镊子等
等臂杠杆 L1＝L2 既不省力也不费力 天平、定滑轮
实验01杠杆平衡条件的实验探究
（1）杠杆平衡：在动力和阻力的作用下，杠杆保持静止或匀速转动状态。
（2）实验探究：杠杆的平衡条件
（3）实验器材：杠杆和支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺、线。
（4）实验步骤
A. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B. 如图所示，在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。这时杠杆两边受到钩码的作用力的大小都等于钩码重力的大小。把支点右方的钩码的重力当成动力F1，支点左方的钩码的重力当成阻力F2；用刻度尺测量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的数值填入实验表格中。
C. 改变力和力臂的数值，再做两次实验，将结果填入人实验表格中。
实验序号 动力F1/牛 动力臂L1/厘米 动力×动力臂/(牛 厘米) 阻力F2/牛 阻力臂L2/厘米 阻力×阻力臂/(牛 厘米)
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 2.0 20 40 4.0 10 40
（5）分析与论证：分析实验数据，可知杠杆平衡时，如果动力臂比阻力臂大，则动力比阻力小；动力臂比阻力臂小，则动力比阻力大。如果把每次实验的动力与动力臂相乘，阻力与阻力臂相乘，虽然各次实验的乘积不相同，但每次实验中动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积相等，即动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2。
（6）杠杆平衡条件（或杠杆平衡原理）： ，用公式表示为 、。
■考点二 滑轮
一、滑轮的分类
1、滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着 转动的轮子。
2、滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成 和 两类。
定 滑 轮 动 滑 轮
定 义 轴随物体一起移动
特 点 不省力，不省距离， 但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离， 并且不能改变力的作用方向
应 用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
3、定滑轮和动滑轮的实质
（1）定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图，滑轮的轴相当于 ，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F= ，所以 省力。因此，定滑轮的实质是一个 杠杆。
（2）动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点O在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂 倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离 。
4、使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动，且绳与滑轮摩擦不计）
F：自由端拉力 G：单个滑轮的重力 S：绳子末端移动的距离 h：物体升高的高度
定 滑 轮 动 滑 轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2
二、滑轮组
1、在实际应用中，人们常常把 和 组合在一起构成 。
2、滑轮组特点：既可以 ，又能 （但 ）。
3、常规滑轮组的构成和绕线：【口诀：奇动偶定】
承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
滑轮类型 用滑轮组匀速提升重物 用滑轮组匀速水平拉动重物
装置图
力、距离和速度的关系 S=nh V绳=nV物 F= S绳=nS物 V绳=nV物
■考点三 机械效率
一、机械效率
1、有用功、额外功、总功的定义
（1）有用功：人们提升重物过程中 ，用w有用表示。
（2）额外功：利用机械时，人们 额外做的功，用W额外表示。
（3）总功：人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总= （总功必定大于有用功）。
（4）有用功、额外功、总功的单位都是 。
2、机械效率
定 义 公 式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总 功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
3、常见机械效率的计算分析
（1）滑轮组
①若不计绳重和摩擦
有用功：W有= ， 总功：W总= ，
机械效率：η=
②若计绳重和摩擦
有用功W额= ， 总功：W总 ，
机械效率：η=
（2）横置滑轮组
有用功：W有= ， 总功：W总= ， 机械效率：
4、机械效率的影响因素
（1）其他条件相同时，绳重和摩擦越 ，机械效率越 。 （2）其他条件相同时，G动越大，机械效率越 ；G物越大，机械效率越 。 5、提高机械效率的途径
（1）在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是 ，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等；
（2）在所做额外功一定的情况下，增大 ，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
6、其他机械效率的测量
（1）测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。
（2）测量杠杆的机械效率：η= =
二、斜面
1、斜面是一种简单机械，使用它可以 ，但要 。
2、影响斜面机械效率的因素
（1）其他条件相同时，斜面越光滑，机械效率越 ；
（2）其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越 。
3、测量斜面的机械效率
（1）光滑斜面：Fl＝Gh W额＝0 η＝100%；
（2）有摩擦的斜面：η＝ ；
（3）斜面的机械效率与 和 有关。
■考点一 杠杆
◇典例1：（2025九上·丽水期末）莲都某校小李同学自制了一把杆秤，他用多个燕尾夹连接作秤砣，盒盖作秤盘。如图所示，此时秤盘是空盘，并处于水平静止状态。针对图示状态，下列说法错误的是
A．秤砣质量大于秤盘质量
B．秤砣悬挂点为“0”刻度点
C．向右移动秤纽可增大量程
D．增大秤砣的质量提高测量的精确度
◆变式训练
1．（2025九上·湖州月考）兴趣小组利用刻度均匀的匀质杠杆探究“杠杆的平衡条件”。(每个钩码重均为0.5N)
（1）实验前，为什么选择将杠杆的中点置于支架上
（2）当杠杆静止时，如甲图所示，此时杠杆 (填“处于”或“不处于”)平衡状态。
（3）同学们进行实验(如图乙所示)，分析后得出以下两个结论：
①动力×支点到动力作用线的距离=阻力×支点到阻力作用线的距离
②动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离
为验证哪个结论正确，他们继续实验。杠杆在水平位置平衡时，用弹簧测力计分别竖直向下和斜向下拉动杠杆，如图丙所示，观察到弹簧测力计示数 的现象，由此他们得出结论②是错误的。
（4）他们还制作了一个如图丁所示的密度均匀的圆盘(相当于杠杆)，证明①结论是正确的。圆盘可以绕着圆心O转动(阻力忽略不计)，若以O为圆心的三个同心圆的半径关系OC=3OA，OB=2OA，则在C点悬挂 4个钩码，需要在D点挂上 个钩码才能使圆盘平衡。为了改变支点到力的作用点的距离，他将挂在D点的钩码先后挂在 两个点，又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡。此发现加深了他们对杠杆平衡条件和力臂的认识。
■考点二 滑轮
◇典例2：（2025九上·湖州月考）如图，分别用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量相等且动滑轮的重力小于物体重力，在相同时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．三个装置所做的有用功为
B．绳子自由端移动的速度关系为
C．绳子自由端的拉力大小为
D．三个装置的机械效率为
◆变式训练
1．（2025·海宁期中）在某次抢险救灾过程中，抢修小组采用了先在高压电架旁树立高杆，安装滑轮，然后再向空中的工作平台运送钢架的方法，如图所示，若某次搬运的是80kg 的钢架，钢架被提升到10m高的工作平台上用了100s，抢修工人所用的拉力为500N(不计绳重和摩擦，g取10N/ kg) 。求：
（1）工人做的总功是多少
（2）工人拉绳子做功的功率是多少
（3）用滑轮组提升钢架时的机械效率是多少
■考点三 机械效率
◇典例3：（2025九上·鄞州期末） 在测“滑轮组机械效率”的实验中，某同学组装好如图所示的实验装置，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，并分别记下钩码和弹簧测力计的位置，不计绳重和摩擦，三次实验数据记录如下表：
次数 钩码重力G/牛 钩码上升的高度h/厘米 拉力 F/牛 绳端移动的距离s/厘米 机械效率η
1 2 10 1.8 20 55.6%
2 4 10 2.8 20
3 2 10 1.2 30 55.6%
（1）根据表中数据，可判断第3次实验所选的是 (填“甲”或“乙”)滑轮组。
（2）第2次实验中，该滑轮组的机械效率为 (计算结果保留到0.1%)。
（3）①分析对比1、3组实验可知，滑轮组的机械效率与其绕绳方式 (填“有关”或“无关”) 。
②分析对比1、2组实验可知，用相同的滑轮组提升物体时，物体重力越大，滑轮组的机械效率越高。机械效率是滑轮组机械性能优劣的重要标志，除了增加物重外，请再提出一条提高滑轮组机械效率的措施： 。
◆变式训练
1．（2025九上·湖州月考）2025年11月22日，随着最后一段巨型钢桁梁精准吊装到位，湖北燕矶长江大桥顺利合龙，成为世界最大跨度四主缆悬索桥。大桥的顺利合龙离不开起吊装置的助力。下图是起吊装置的简化示意图。若钢梁质量为200t，吊机将它以0.1m/s的速度提升20m，绳子自由端的拉力F为1.6×106N。求：
（1）图中滑轮C的类型为 滑轮(选填“定”或“动”)。
（2）该起吊装置的机械效率是多少？
（3）除了改变G，提高该滑轮组的机械效率的具体方法还有 。
1．（2023·宁波）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%
（1题图） （2题图）
2．（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．
3．（2023·湖州）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
4．（2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。
（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是 。
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功 焦。
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有： 。（写出一点）
5．（2025·浙江）欲探究影响滑动摩擦力的因素，小明设计了如图所示的实验。
（1）定滑轮的作用是 。
（2）木块处于哪种状态时可以测得滑动摩擦力的大小 。
（3）为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，可放置毛巾改变接触面的粗糙程度，则应将毛巾放在何处 。
（4）分别改变木块的质量和拉动木板的速度，比较滑动摩擦力的大小，可得出结论： 。
6．（2023·舟山）投石器是古代的攻城利器，科学小组同学想进一步了解投石器，开展了以下项目化学习研究：
[项目制作]经讨论后，利用配重、小石块、木杆、细绳、网兜等器材，制成投石器，如图。
[项目研究]
①松开系绳，配重下降，装有石块的一端快速上升，木杆停止后，石块被投出，记录石块投射的距离。
②调整系绳的长度，改变投射角度θ，记录投射距离，重复实验，数据如表。
投石器测试(m石块=50克)
投射角度θ 15° 30° 45° 60° 75°
投射距离(米) 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8
（1）小组同学探究的问题是 。
（2）根据表中数据，可得出的结论是 。
[项目迭代]为使投石器能将石块投得更远，请你写出一种方法 。
7．（2025·浙江）人们一直对古人如何将巨石移到高处感到好奇。图1是古人移动巨石的一种可能方式，人站上右侧两根圆木下端悬挂的平台，通过自身重力对圆木施力，将巨石拉动一小段距离后固定，调整装置，再次拉动巨石。整个装置可简化为一个斜面、一根直杠杆和一个平台(平台未精彩讲题画出)，如图2所示。巨石通过绳子与杠杆AC相连，杠杆与石柱的接触点为B点，AC=4.8m，AB=0.8m，巨石质量为5000kg。不计绳子、杠杆和平台受的重力。根据图2，请回答：
（1）使用此杠杆主要目的是 (填“省力”或“省距离”)。
（2）某次绳子拉动巨石沿斜面MN移动0.1m，高度上升0.05m，求此过程中克服巨石重力做的功。
（3）某次拉动巨石前，绳子与杠杆AC垂直，AC与竖直方向成30°角。要拉动巨石，绳子对巨石的拉力至少需32100N，假设人的质量均为60kg，此时C端下方平台上至少需站多少人 (已知绳子对A 端的拉力等于绳子对巨石的拉力，C端受到竖直向下的拉力 F等于人的总重力)
8．（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。）
9．（2023·杭州）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？
10．（2023·衢州）在学校生态种植园，同学们经历了“挖地→种植→管理→收获”的劳动过程。
（1）挖地：用挖入土壤的锄头翻起土块时（如图甲），锄头属于 杠杆，在答题纸相应位置上画出锄头翻土时动力F1的力臂。
（2）种植：如图乙，种苗基地的菜苗带土出售，是为了减少对菜苗 （填器官名称）的损伤，提高移栽成活率。
（3）管理：①在种植时节，常用能遮光和反光、保温和增温、保水和防水、保肥和增肥、防草和防虫的可降解塑料地膜覆盖在菜地表面（如图丙），使作物生长所需的光、热、水、肥、气等条件得到优化，达到早熟、高产的效果。请综合所学知识，结合地膜的作用，围绕“光、热、水、肥、气”五个条件中的任意两个，解释覆盖地膜能促进作物早熟、高产的科学道理。 。
从“气”的角度答题示例：地膜可以避免大雨天过多的水分渗入土壤，防止土壤板结，提高土壤的透气性，有利于作物根的呼吸作用，促进水和无机盐的吸收。
②配制100千克质量分数为5%的尿素溶液进行施肥，需尿素多少千克？
⑷收获：……
11．（2023·绍兴）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。
12．（2023·台州）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？
1．（2025九下·萧山模拟）如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，OB＝2BA，在B点悬挂一个10N的重物G，在A点施加竖直向上的力F1，使杠杆OBA水平平衡（杠杆重力及摩擦均忽略不计），下列说法正确的是( )
A．在A点施加竖直向上的力F1时，该杠杆是费力杠杆
B．作用在A点的力F1的大小为5N
C．如果重物的悬挂点从B向O点靠近，要使杠杆水平平衡，F1应变小
D．若将作用于A点的力F1变为图中F2，杠杆始终水平平衡，F2小于F1
（1题图） （2题图）
2．（2025·金华模拟）载重推车过障碍物时需略微提起后轮，若在如图四点中选择一点施加竖直向上的力，其中最省力的点是（）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
3．（2025·浙江模拟）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，往下降落的力称为“收”，整个滑轮称为“绳制” (图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2)，使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
（3题图） （4题图）
4．（2025·浙江三模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理(如图所示)， “标”是指提纽到“权”的距离， “本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（ ）
A．“标” “本”表示力臂， “权” “重”表示力
B．“权” “重”增加相同的质量，A端会下降
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O 向B端移动一些，杆秤测量范围变大
5．（2025·温州模拟）小明发现教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如图甲所示，则小明下列调整行为无效的是( )
A．A B．B C．C D．D
6．（2025·浙江模拟）如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示 (不计绳重与摩擦)。下列说法错误的是 （ ）
A．弹簧测力计的拉力是2.4N B．物体上升的速度为 0.05m/s
C．滑轮组的机械效率约 83.3% D．弹簧测力计拉力的功率为0.12W
7．（2025·镇海区模拟）我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的春，“横木穿插涶头，睡嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示。图乙为脚向下施加力F1踩春时在某一位置的示意图。
（1）若碰头质量为10千克，在图示位置保持平衡时， 厘米， 米，不计横木的重力和摩擦，则脚向下施加的力 。
（2）如果想省力些，可将脚踩点适当 (选填“远离”或“靠近”)O点。
8．（2025·江北模拟）如图是某品牌自动咖啡机的结构示意图：
（1）【内部结构】此咖啡机平衡球重2.4N，盛水器自重5N，它们与平衡杆组成了杠杆AOB(不计平衡杆的自重和支点处的摩擦)，O为支点，AO：OB=5：2。
【工作原理】向盛水器中加入一定量水，平衡杆保持水平静止。当盛水器内的水温升高至一定温度时，水沿导管进入盛有咖啡粉的玻璃杯中，当盛水器内的水剩余 kg时，水平的平衡杆开始绕O点转动，盛水器抬升；冷却一段时间后，玻璃杯中的咖啡液在 的作用下又倒吸进入盛水器，咖啡冲泡完成。
（2）【平衡膳食】小宁的妈妈早餐经常用牛奶冲泡一杯咖啡并搭配一片面包，近期发现有牙龈出血的症状，请你从平衡膳食的角度给小宁妈妈提出一点建议 。
9．（2025·温州模拟）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆。
（1）据图分析，该杠杆属于 杠杆(填杠杆类型)。
（2） 若F1=2ON， L1=10cm， L2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为 N。
10．学习能量守恒转化后，项目化学习小组利用钢球、棉线、塑料支架、定滑轮等器材制作了一辆重力小车，如图所示。使用时转动车轮，不断将棉线绕在长轴的绕线轮上，直至钢球上升到支架的最高点。然后松手，让钢球下落带动长轴转动从而驱动重力小车行驶。
【分析原理】
（1）支架上最高处的定滑轮作用为 。
（2）从能量转化的角度分析，钢球能驱动小车行驶的原因是钢球的 转化为小车的动能。
（3）【装置调试】
①调节2个前轮，重力小车能沿直线运动。
②将钢球上升到支架的最高点，松手后小车能向前运动，但小车运动距离较短。
【项目改进】
小组为了让重力小车行驶的路程更远，改进小车的方法有 。
11．（2025·温州模拟）小科在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的，于是利用杆秤的原理寻找可用材料自制密度测量装置。
可用器材：木棒、细线、刻度尺、大小不同的金属块、水、烧杯。按照下列步骤制作了此密度计秤。
①用绳子绑在木棒上，使悬挂时杆秤处于水平平衡，悬挂点即为秤纽位置。
②将金属块固定挂在杆秤左侧，提起秤纽，重物不放入烧杯中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时，将秤砣的悬挂点A(未标出)标标记为“0”刻度。
③烧杯中装足量的水，将金属块浸没在水中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时(如图乙)，将秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度。 (单位：g/cm)
④刻度标记： 。
（1）若悬挂时，木棒静止在图甲位置，则应将秤纽向 移。
（2）有图丙三种金属块可供选择，从测量范围角度考虑，最合适的是 。
（3）步骤④要标出AB间其它刻度(精确到0.1g/cm3)，请简要写出他的操作 。
（4）某次测量时，发现测量的液体密度比实际密度小，可能的原因是（ ）.
A．测量过程中有水溢出
B．重物未完全浸没在待测液体中
C．秤砣的金属块生锈
D．测量时杆秤右端下沉但仍保持静止
12．（2025·富阳模拟）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具(如图甲)，刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。根据杆秤的工作原理和下列器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块(代替秤砣)。按照下列步骤制作了此密度计
步骤：①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时(如图乙)，将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度：
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣；当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“ ”刻度(单位
④ 。
（1）杆秤的工作原理是 ；
（2）步骤③中，秤砣悬挂点B 标记的刻度值应为 。
（3）如何在杆秤上标其它刻度(精确到0.1g/cm3) 请将步骤④的操作补充完整： .
（4）用多种密度已知的液体对出密度秤”刻度准确度进行检验，为了制作出精确度更高的“密度秤”，请举出一项改进措施是 。
13．（2024·温州模拟）小榕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。小榕思考：“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θ，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G/牛 拉力作用线与竖直方向的夹角θ/度 拉力大小F/牛
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）小榕查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角θ时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，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 。
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·杭州模拟）我国古代著作《墨经》中最早记述了杆秤的杠杆原理。
（1）如图甲所示，当秤盘上放置质量更大的被测物体称量时，秤砣应向 侧移动；如果秤砣生锈，称量结果将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（2）小宁想自制一个杆秤，设计图为图乙，
器材：总长18cm的轻质木条，轻质纸盘，细绳，50g、80g、400g的钩码各一个；
要求：①测量范围为0~300g；
②分度值为20g；
③在木条上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些；
小宁通过计算得出，若纸盘上放300g的物体，当杆秤水平静止时，钩码质量m与图中的关系如下表所示。请你帮小宁选一个最合适的钩码作为秤砣 ，并说明不选择其他钩码的理由；
m/g 50 80 400
l/cm 18.00 11.25 2.25
（3）为了提高自制杆秤的测量范围，下列改进措施可行的是 。（可多选）
A．增加纸盘的质量 B．换用更长的木条作为秤杆
C．减小秤砣的质量 D．在原提纽左侧增加新提纽
E．换用更细的秤杆 F．增加相邻两刻度的距离
16．（2025·定海模拟）四川内江的红糖生产以传统古法工艺著称，其流程主要是压榨取汁、过滤沉淀、熬制浓缩、冷却成型。
（1）甘蔗是制作红糖的原材料，其含有的糖类物质是通过 作用制造的；
（2）如图是压榨取汁环节用的糖车，通过作用在犁担A点的推力，可带动轧辊沿如图方向转动，压榨甘蔗从而获取甘蔗汁。若齿轮间B点的阻力为200牛，则推力至少为多少牛？（已知犁担AC的长为2米，轧辊半径OB为0.5米）
（3）若甘蔗汁中蔗糖的质量分数为15%，请计算300克甘蔗汁可以制取蔗糖质量分数为90%的红糖多少克？
17．（2025·浙江模拟）学校工地上的“塔吊”引起小科同学的兴趣。如图甲是“塔吊”示意图，AB是竖直支架，AC、AD为钢丝绳；O为支点，C端装有配重，E处装有小车可在O、D两点间移动，小车内部滑轮组结构如图乙所示，OD=20m，OE=10m。当载重小车在 D点时，能安全起吊最大质量为1000kg的重物。某次作业时，塔吊在E处将3000N的重物向上吊起，此过程中重物高度随时间的变化如图丙所示，塔吊、钢绳、小车和滑轮组的重力与摩擦忽略不计。
（1）此次作业中，图乙中拉力 F的大小为 。
（2）计算整个过程中塔吊对重物做的功。
（3）为保证安全，求塔吊在 E 处能够吊起的重物的最大重力为多少。
18．（2025·温州模拟）八仙桌、长板凳是中国传统木制家具，常用木材(如楠木、樟木)制成。木材在潮湿环境中容易发霉或被虫蛀，因此传统工艺会用桐油涂刷表面，而现代方法可能是使用化学防腐剂(如含 的药剂)。如图甲所示，该设计中蕴含着中华民族的美德，每条凳子可供双人同坐，一人准备站起时，会对另一人说“您坐好”。图乙为凳子的模型图，若忽略凳脚自重，凳面为质量分布均匀的长木板，自重为30 N，AB 长5cm ，AC长15 cm，AD 长120 cm，人所受的重力为600 N。
（1）桐油是从油桐树种子中提取。其中，种子属于生物体结构层次中的____(填字母)。
A．细胞 B．组织 C．器官
（2）某木材厂需配制一种含硫酸铜的防腐剂溶液，用于处理户外木制家具。已知配制要求如下：溶液总质量为500g，硫酸铜的质量分数为8%。原料使用五水硫酸铜晶体 需要称取 克五水硫酸铜。
（3）若人对凳子的力作用在B 点右侧3cm处，且人与地面之间无作用力时，人会不会摔跤 请计算说明。
19．（2025·舟山模拟）在学习了人体运动系统后，某同学对人体膝关节展开了研究。请回答：
（1）图1为人体膝关节的结构图，当肌肉收缩时带动韧带牵引着小腿骨绕软骨转动，实现腿由弯到直。在此过程中腿相当于一个 (填简单机械名称)。
（2）图2为腿的模型图，若人体小腿踢出，以0点为固定点，小腿重心在0点正下方的点。已知OA长度为20厘米，小腿总重力为30牛，O点到韧带作用力的距离为3厘米。韧带牵引小腿从竖直位置运动到水平位置(图中虚线位置)时，求此时韧带牵引力的大小是多少 小腿从竖直位置运动到水平位置的过程中，克服小腿重力做了多少功
（3） 图3是人体膝跳反射示意图，橡胶锤轻轻敲击膝关节下方韧带部位，小腿会向上抬起。膝跳反射是对刺激的一种自动应答，它发生在刺激被大脑接收并作出解释 (填“之前”或“之后”)。这样的好处是 。
20．（2025·宁波模拟）如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙所示是两个杠杆组合的示意图。桶盖的质量为300g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知. =5cm，桶盖DO2质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。
（1） 由图乙可知， AO1B为 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为多大 (g取10N/kg)
（3）4月1日入汛以来，广东珠江流域多次发生特大洪水，给群众的生命安全造成巨大损失，有人建议把小区塑料垃圾箱改造为洪水应急救生器，平时塑料垃圾桶，洪水来了应急可以当救生器来救生。总质量为1.5千克总体积为45立方分米的密封完好的装有几个抓环的塑料垃圾桶(垃圾桶被清空所有垃圾)，可以让多少千克的人坐在垃圾桶上，垃圾桶刚好浸没水中而不下沉
21．（2025·乐清模拟）如图1钓鱼是一项深受人们喜爱的体育运动，请结合科学知识回答下列问题。
（1）垂钓前，钓者一般需要“打窝”，即将一定量的球状鱼食抛入水中“钓点”位置，吸引鱼群。“打窝”时，钓者甩出鱼食后，鱼食能够继续前进是因为鱼食具有 。
（2）如图2，已知轻质鱼竿OB长4.5米，OA长0.4米，OD长3.6米，鱼的质量为3千克， 以O为支点，钓者至少需要在A 点施加多少牛的力才能将鱼拉出水面。 (写出计算过程)
（3）垂钓者获得鳞片较大的一条鱼(如图3)，发现与图4常见淡水鱼的分类检索表中的一种相符，则该鱼的编号为 (选填“甲”、 “乙”、 “丙”或“丁”)。
22．（2025·绍兴模拟）我国科研团队借助奋斗者号对马里亚纳海沟进行科考研究，通过对获取的微生物、钩虾和深海鱼类进行分析，绘制了全球首个深渊生态系统全景图，这一成果于2025年3月发表在国际顶尖刊物，标志着我国深海研究领域达到了国际领先水平。
（1）马里亚纳海沟最深处达万米，海沟底部没有任何绿色植物，导致这一现象的非生物因素主要是 。
（2）深海鱼类属于该生态系统生物成分中的 。
（3）母船甲板上的支架OC可绕点O转动。投放奋斗者号时，通过增大钢缆BA的长度，将其下放。如图是支架投放时的模型，在奋斗者号逐渐下降至海平面过程中(未浸入海水中)，请分析钢缆BA的拉力大小变化情况，并应用杠杆平衡的相关知识进行解释： 。
23．（2025·嵊州模拟）研习小组为提高苗木种植成活率、移栽大质量苗木效率开展探究实践活动。
（1）配制生根液。适宜浓度的生根液能促进植株根系生长，提高苗木种植成活率。现依据下表所示的“**生根液说明书”稀释一包生根液，需要加水多少克
**生根液说明书
规格 使用方法
①质量： 50克/包。 ②生根液中的物质质量分数为1.2%。 ①稀释后使用。 ②稀释要求：加适量水使生根液的物质质量分数为0.012%。
（2）大质量苗木移栽困难，往往采用如图甲所示的三人共抬法，杠杆模型如图乙所示。假设杠杆AB和CD的质量不计，AB 的中点为 P，PC为轻绳，在杠杆CD 上的Q 点用轻绳悬挂重物，物重 2000N，三人分别在 A、B、D处用竖直向上的力抬杠杆。两根杠杆均处于水平位置静止， 轻绳均竖直， AP=BP=CQ=1m， DQ=1.5m。求： A 处人对杠杆竖直向上的作用力F为多少牛
（3）移栽苗木时，工人们常采用以下措施：a.起苗时，带上一个大土球(如图丙)；b.剪去大部分枝叶；c.在苗木上方盖遮阳网；……。
①上述措施中有利于减弱新移栽苗木的蒸腾作用，减少水分散失的是 。(填字母)
②有时工人们还会在大树根部会插入几根PVC管(如图丁)，该措施能提高大树移栽成活率的原因是 。
24．（2025·绍兴模拟）人工智能 飞速发展，各种机器人已融入我们的生产生活中。回答以下问题：
图甲所示是杭州宇树科技打造的创意融合舞蹈《秧BOT》，当手绢飞到空中时，机器人会通过光线等传感器确定手绢位置，芯片发出指令，指挥机械臂进行捕捉。
（1）如果把上述过程看作人体的反射活动，芯片相当于反射弧中的 (填结构名称)。
（2）血管机器人技术已被逐步用于疾病诊断、血管疏通等医疗领域。血管机器人可通过人体的上肢静脉注入体内，随血液循环到达脑部，疏通血栓，如图乙所示。从毛细血管的结构特点分析，血管机器人的最大高度不得超过红细胞直径的原因是 。
（3）图丙中某机器人用机械臂托住质量为150g的球体，示意图如丁所示，机械臂AOC 内部有可伸缩的液压杆AB，拉起OC至水平位置，液压杆AB的长度为15cm，O点到小球重力作用线的距离为20cm，O点到液压杆AB的距离为2cm。若不计机械臂自身重力及摩擦，求出此时液压杆对OC的拉力F1的大小。
（4）上题中的机器人将球体抬升至一定的高度，此时液压杆AB与OC恰好垂直，如图戊所示。请比较图丁和图戊中，液压杆对OC拉力F1和F1'的大小，并加以说明。
25．（2025·温岭模拟）校园拔河比赛紧张刺激，看得大家热血沸腾，某科学小组对拔河背后蕴藏的科学知识产生了兴趣。
（1）拔河运动会消耗大量能量，人体主要供能物质是 。
（2）如图1所示，拔河时，甲将绳子水平向左匀速拉动，则甲对绳子的拉力 乙对绳子的拉力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)。
（3）在拔河时，运动员的身体相当于杠杆，如果一方被拉得“转动起来”，即身体前倾后，向前扑倒，就容易输掉比赛。图2是拔河时人体的模型，已知：运动员的质量为60千克，OA长度为0.6米，绳子到地面的距离OB为0.75米。对方若想让他向前倾，则对绳子的拉力至少要多大
（4）利用本题涉及到的科学知识，可总结出拔河比赛的获胜诀窍，请说出一例： 。
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