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专题五 简单机械
知识点
第四讲：简单机械（1）—杠杆和滑轮
杠杆
1. 定义：如果一根硬棒在力的作用下，能够绕 固定点 转动，这根硬棒就叫作杠杆，
注意：硬棒的形状可以是任意形态(长条形，圆形，球形等等)，不一定是长条状。
五要素: 支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂 。
2. 杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡状态: 静止 或 匀速转动 。
(2)通过实验可得杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是 动力×动力臂=阻力×阻力臂 。
注意：当动力和阻力在支点的同侧时，动力和阻力方向在杠杆的异侧；
当动力和阻力在支点的异侧时，动力和阻力方向在杠杆的同侧。
(3)注意点：实验时应调节杠杆使杠杆在水平位置平衡，其目的是 便于直接读出力臂的大小
3. 杠杆的类型
名称 结构特征 特点 应用举例
省力杠杆 动力臂_＞__阻力臂 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮
费力杠杆 动力臂_＜__阻力臂 费力、省距离 缝纫机踏板、钓鱼竿
等臂杠杆 动力臂__=__阻力臂 不省力也不费力 天平、定滑轮
滑轮
滑轮是一个周边有槽 ，能够绕 轴 转动的轮
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组
定义 在使用过程中，轴的位置固定不动的滑轮 在使用过程中，轴随物体一起移动的滑轮 将动滑轮和定滑轮组 合在一起即为滑轮组
示意图
特点 不省_力___，可 以改变力的 ——方向——— 可省 1/2 的力,但__不能_____改变力的方向 既可以 __省力_______,又 可以改变力的__大小________
点睛之笔 在分析滑轮问题的时候，要时刻注意滑轮重和摩擦的影响。
通常滑轮的分析可以从两个角度来看：①受力分析；②杠杆
受力分析：
例如：对动滑轮进行受力分析如图，不计绳重及摩擦，当物体匀速上提或静止时，动滑轮受到两段绳向上的拉力 动滑轮自身重力( 以及悬挂物对动滑轮向下的拉力 T处于平衡状态即 ①
同一根绳处于拉伸状态时绳上的拉力处处相等，即 ②
悬挂物受到的拉力和重力相等，即 ③
联立①②③式可得
常见几种情况的滑轮受力分析（滑轮轴不受摩擦作用时，均可以滑轮为受力分析对象）
装置1 装置2 装置3
F=2G+G动 S=S物 F=f S=2S物 F=f S=S物
装置4 装置5
F=2f S=S物 F=f S=3S物
②将滑轮视为杠杆，不计轮轴摩擦
定滑轮：如图所示，其支点在轮直径的中点， 即定滑轮是一个等臂杠杆，物体缓慢匀速上升或静止时，根据杠杆的平衡条件可以得到此时 即 当斜拉时，其力臂大小仍然不变， 因此其示数不变。
动滑轮：将动滑轮视为杠杆进行分析，此时固定一端的绳与轮相接处为杠杆的支点 O, 如图所示, 其动力臂l 是阻力臂 的两倍。在不计绳重、动滑轮重力和摩擦时，根据杠杆的平衡条件可知： 即 即省一半的力。
滑轮组：定滑轮不省力，但能改变力的方向。动滑轮省力，但不能改变力的方向。为了既可以省力又可以改变力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
通常有以下几种方式：
常见机械效率模型
斜面 定滑轮：竖直方向 定滑轮：水平方向
杠杆 动滑轮及滑轮组：竖直方向 动滑轮及滑轮组：水平方向
重难点题型
题型一杠杆中最小力问题
【例题1】用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手分别握在扳手上A、B、C三个位置拧动螺丝，最省力的位置是
A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．一样省力
【答案】C
【知识点】杠杆中最小力问题
【解析】【分析】力臂指的是支点到力的作用线之间的距离。
【解答】由图可知，C点的力臂最大，由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，即越省力。
故答案为：C。
【变式1】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。
题型二杠杆的平衡条件
【例题1】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。
【变式1】如图甲所示在衣架的右侧挂了一条湿毛巾，衣架倾斜，把衣架看作一个杠杆，0为支点，在A点施加一个最小的力使衣架在水平位置平衡(如图乙)，则符合要求的力是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】当以杠杆的支点到力的作用点之间的线段为动力臂时最长，此时动力最小，据此分析判断。
【解答】根据图片可知，动力和阻力在支点的两侧，则为了维持杠杆的平衡，动力应该向下，故CD错误；
根据图片可知，F1的力臂明显大于F2的力臂，则符合要求的是F1，故A正确，B错误。
故选A。
【变式2】如图所示，均匀铁棒的正中心钻有一孔，在这个孔里，穿着一条非常牢固的细金属丝，使这根铁棒能够沿着水平轴线旋转。如果转动这根铁棒，静止后它（ ）
A．只能停留在竖直位置 B．只能停留在水平位置
C．可以停留在任意位置 D．只能停留在水平或竖直位置
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断即可。
【解答】根据题意可知，铁棒是均匀的，正中心的金属丝相当于支点，支点两侧铁棒分成两部分，它们的重力和重心的位置相同，即力和力臂相等，则左右两侧力和力臂的乘积相等，即杠杆是平衡的。那么无论杠杆在什么位置，铁棒都是平衡的。
故C正确，而ABD错误。
故选C。
题型三杠杆的分类
【例题1】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。
【变式1】年糕是舟山市的传统食物，属于农历新年的应时食品。如图是切年糕的机器，请回答下面的问题：
（1）该机器属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。
（2）小舟切年糕时想更轻松，应将年糕靠近刀片 端，（选填“A”或“B”），同时动力的方向应选择图中的 （选填“1”“2”或“3”）。
【答案】（1）省力
（2）A；2
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；杠杆中最小力问题
【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）最省力方向：支点与作用点连线，与该连线相垂直的方向为最省力的方向。
【解答】（1）由图可知，动力臂大于阻力臂，可知是省力杠杆。
（2）将年糕靠近刀片A端，阻力臂较小，沿2方向动力臂最大，由杠杆平衡条件可知最省力。
题型四定滑轮及其工作特点
【例题1】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。
【变式1】如图是古人利用滑轮打水的场景。绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。则滑轮的类型和作用分别是( )
A．定滑轮，省力 B．定滑轮，改变力的方向
C．动滑轮，省力 D．动滑轮，改变力的方向
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】固定不动的滑轮为定滑轮，跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮，根据二者的特点判断即可。
【解答】根据图片可知，该滑轮固定在支架上，不随水桶一起移动，属于定滑轮，只能改变拉力方向，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
题型五 动滑轮及其工作特点
【例题1】如图是古代的一种绞车，它将一根圆轴削成同心而不同径的两部分，在其上绕以绳索，绳下加一滑轮，只需转动圆轴即可将重物吊起。古人使用这种机械的目的是( )
A．省力 B．省功 C．省距离 D．省力并省功
【答案】A
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】任何机械都不能省功，即机械效率小于100%，所以省力则会费距离。
【解答】由图可知，有多股绳子受力，可知能起到省力的目的。任何机械都不能省功，由W=Fs可知，省力，则费距离。
故答案为：A。
【变式1】如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升相同的高度h时，所用的力分别是和，拉力做的功为和。若不计摩擦、绳重和动滑轮的重力，则与、与的大小关系是 （ ）
A．、 B．、
C．、 D．、
【答案】C
【知识点】功；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】不计摩擦、动滑轮重和绳重，对于动滑轮，F甲=2G，F乙=G；S甲=2S物， S乙 =S物 ；再根据W=FS比较 F甲与F乙所做的功的大小。
【解答】AD、由题知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即 F甲=2G ；乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即 F乙=G ，故F甲＞F乙，AD错误；
BC、又因为 S甲=2S物， S乙 =S物 ，根据公式W=FS可知， W甲=W乙，故B错误，C正确。
故答案为：C。
中考真题
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。
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．（2022·金华）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，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ=m/V，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（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。
（1）杆秤的工作原理是 ；
（2）【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
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g/cm3）；④以AB两点之间长度的1/10为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动；
（3）步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为 ；
（4）【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是__________。
A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动
B．减小秤砣的质量
C．减少加入杯中的液体体积
D．换用更细的秤杆
【答案】（1）杠杆平衡原理（或F1·l1=F2·l2）
（2）右
（3）1.0（或1）
（4）A；B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杆秤的特点分析它的工作原理；
（2）根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2分析解答；
（3）根据密度计的工作原理标注刻度；
（4）当液体的密度发生改变时，相邻两个刻度之间的距离越大，那么测量会越准确，据此分析解答。
【解答】（1）根据图甲可知，秤纽相当于杠杆的支点，秤钩上物体的重力相当于阻力，秤砣的重力相当于动力，因此杆秤的工作原理就是杠杆的平衡条件即 F1·l1=F2·l2 。
（2）制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），此时说明秤纽左边力和力臂的乘积偏大。要使杆秤恢复平衡，此时需要减小左边力和力臂的乘积，而增大右边力和力臂的乘积。在阻力臂和秤砣质量不变的情况下，只需将秤砣向右移动增大动力臂即可。
（3）在步骤③中，杯子中注入的液体是水，则秤砣悬挂点B处应该标记的就是水的密度，即1.0；
（4）要增大密度秤的测量精度，就必须增大秤砣一侧的动力臂的长度。
A.把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，即增大物体一侧的阻力臂，那么此时阻力和阻力臂的乘积变大，则动力和动力臂的乘积变大。在秤砣质量不变的情况下，肯定要增大动力臂，故A符合题意；
B.根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2可知，减小秤砣的质量，即动力减小，那么动力臂肯定增大，故B符合题意；
C.在测量液体密度时，液面必须达到位置a，否则测出的就不准确，故C不合题意；
D.换用更细的秤杆，对测量本身没有影响，故D不合题意。
故选AB。
8．（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。
9．（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。
10．（2023·湖州）美好生活从早餐开始。图1所示为某款面包机及其部分参数。该面包机有两个完全相同的加热仓，可实现单独加热。小明在使用过程中发现这款面包机有如下功能：功能一：设定时间后(定时开关闭合)，放入面包片，按下按键，面包机就开始工作：功能二：到了设定时间，定时开关自动断开，弹出面包片。
单个加热电阻功率：400W
额定电压：220V
（1）根据题干，两加热仓加热电阻的连接方式是 。(选填“串联”或“并联")思考后，小明根据面包机的功能自己设计了电路图，如图2。AOB为杠杆，O为支点，杠杆上仅触点1、2导电。
（2）根据面包机的参数，计算加热电阻R1的阻值。
（3）请根据小明设计的电路图来分析面包机是如何实现功能二的。
【答案】（1）并联
（2）单个加热电阻加热时
由P= 得，R1= =121欧
（3）到了设定时间，定时开关断开，断开控制电路，电磁铁失去磁性。杠杆AOB在衔铁重力和弹簧向上弹力的共同作用下，绕着支点逆时针转动，断开加热电路并弹出面包片。
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；电磁铁的其他应用；功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）用电器相互影响为串联，用电器不相互影响为并联；
（2）已知单个电阻加热时的电功率，根据公式 计算加热电阻R1的阻值；
（3）到了设定时间，定时开关断开，据此说明电磁铁磁性的变化，然后再描述杠杆AOB的变化即可。
【解答】（1）该面包机有两个完全相同的加热仓，可实现单独加热，说明两加热仓加热电阻工作时互不影响，故两加热仓加热电阻的连接方式为并联。
11．（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12．（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
13．（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；
14．（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。
15．（2022·衢州）某学习小组设计如图甲电路，并将电流表改装成液体密度显示表。电源电压为6V且保持不变，定值电阻R0的阻值为20欧，R是压敏电阻，其阻值与所受压力F的关系如图乙。已知图中用来盛放待测液体的空容器质量为0.7千克，每次测量时液体须注满容器。
（1）小科按图甲连接电路时，开关应处于 状态。
（2）容器中不加液体时，闭合开关，电流表指针所指刻度标为“0克/厘米3”。求“0克/厘米3”刻度线对应的电流值。
（3）小明在制作过程中发现，待测液体密度差异较大时，指针偏转角度差异却较小。小明针对测量精确度不高的问题，对装置进行了如图丙的改进(杆AO可绕固定点O自由转动，容器悬挂在A点)。请根据所学知识，说说这样改进的科学道理。
【答案】（1）断开
（2）解：当容器中不加液体时，压敏电阻所受压力F=G=mg=0.7kg×10N/kg=7N
由图乙可知，当F=7N时，压敏电阻R=40Ω
电流表示数为：I= =0.1A
答：“0克/厘米3” 刻度线对应的电流值为0.1A。
（3）在杠杆OBA中，OA>OB，根据杠杆平衡条件，当液体密度(或质量或重力或压力)差异相同时，增大了作用在压敏电阻上的压力差异，使压敏电阻阻值差异更明显，从而增大了电路中电流的差异，提高测量精度。
【知识点】欧姆定律及其应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）在连接电路时，为了防止电路时通时断，可能烧毁用电器，因此要求开关必须是断开的；
（2）当容器中不加液体时，压敏电阻受到的压力就等于空容器的重力，即F=G=mg，然后根据图乙确定此时压敏电阻的阻值，接下来根据R总=R+R0计算出总电阻，最后根据计算出电流表的示数即可。
（3）要提高测量的精确程度，就要在液体密度差异不变时想办法增大压敏电阻上受到的压力差异。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析压敏电阻上的压力差异的变化即可。
16．（2022·舟山）如图是广泛应用于建筑的强夯机使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。(g取10N/kg)
（1）如图所示，a是 滑轮。
（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大 (不计滑轮、钢绳自重及摩擦)
（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功
【答案】（1）动
（2）解：G=mg=4×104kg×10N/kg=4×105N，F= G=2×105N
答：钢绳能承受的拉力至少为2×105牛
（3）解：W=Fs=Gh=4×105N×10m=4×106J
答：重力做了4×106焦的功。
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据滑轮能否跟随物体一起移动分析解答；
（2）首先根据G=mg计算出夯锤的重力，再根据动滑轮的特点计算钢绳受到的拉力。
（3）根据W=Gh计算出重力做的功。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮a与夯锤连接在一起，跟随夯锤一起向下运动，应该为动滑轮。
17．（2022·杭州）为弘扬红军长征精神，铸造厂用铁合金制作了如图甲所示的红军战士雕像。为确保运输与安装的安全，需要测量出雕像的重力和重心所在位置。其测量方法如图乙所示，将雕像水平放置在上端装有压力传感器的支架上，测出头部A处和脚后跟B处之间的距离为175cm，用数据线分别连接两边支架上的压力传感器，测出A处和B处受到的压力FA和FB。(可通过显示器直接读取压力大小)，其测量值如表所示。
压力 显示读数/N
FA 3200
FB 2400
（1）雕像受到的重力为多少？
（2）雕像重心距脚后跟B处的距离是多少？
【答案】（1）解：设雕像重心距脚后跟距离为l，雕像长度为l像
根据杠杆平衡条件可得：G×l=FA×l像①
G×(l像-l)=FB×l像②
①+②得：G=FA+FB=3200N+2400N=5600N
（2）解：根据杠杆平衡条件可得：G×l=FA×l像①
G×(l像-l)=FB×l像②
①/②得l=100cm
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）分别以头部和脚跟处为支点，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列出方程，然后两个方程联立计算雕像的重力。
（2）将雕像的重力代入以头部为支点时的平衡关系式，从而计算出雕像中心距离脚后跟B的距离。
分层练习
基础通关练（检测时间：10分钟）
1．（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。
2．（2025·黄岩模拟）《天工开物》中记载了一种汲水灌溉装置———筒车(如图1所示)，河道流水驱动轮子转动，边缘的取水桶将水从河里不断输送到上方接水槽中(如图2所示)。假设每次取水量相等，下列说法正确的是（ ）
A．输送过程中水的动能不断增大
B．输送过程中水的重力势能不变
C．取水桶越轻，筒车的机械效率越小
D．取水桶向上运水越快，筒车的功率越大
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；能量的转化与守恒定律；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒；机械效率
3．（2025·钱塘模拟） 某同学在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。下列相关说法正确的是（ ）
A．图中两个滑轮均为动滑轮
B．克服动滑轮重所做的额外功为0.05J
C．弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.3W
D．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变
【答案】B
【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
4．（2025九下·慈溪模拟）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是
A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多
C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
5．（2025·龙港模拟）一根质量分布均匀的金属棒放在水平地面上，该金属棒可绕O点转动，对左侧拉环竖直向上施力可将金属棒左侧抬离地面，则四个拉环中所需力最大的是 （ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
6．（2025·浙江模拟）一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一恨牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．图乙中杆AOD可看作杠杆，D处是可伸缩的弹簧
B．当按下按钮时，按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动
C．当松开按钮时，D点处受到向下的力，使A端翘起将牙签送出
D．将牙签送出时，杆AOD相当于省力杠杆
【答案】D
【知识点】杠杆的分类；杠杆的应用
7．（2025·湖州模拟）如图为父子两人一起抬货物的示意图，F1、F2为父子两人肩膀所受压力。走在后边的儿子偷偷将货物从a位置移到b位置，则
A．F1变大，F2变小 B．F1，F2保持不变
C．F1变大，F2变大 D．F1变小，F2变大
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
8．（2025·杭州模拟） 一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一恨牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．图乙中杆AOD可看作杠杆，D处是可伸缩的弹簧
B．当按下按钮时，按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动
C．当松开按钮时，D点处受到向下的力，使A端翘起将牙签送出
D．将牙签送出时，杆AOD相当于省力杠杆
【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用
9．（2025·定海模拟）为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】杠杆中最小力问题
10．（2025九下·浙江模拟）如图是课桌调节器，学生通过手摇方式调节课桌的高度以适应不同身高的需求，下列说法正确的是( )
A．课桌调节器属于费力杠杆 B．它与羊角锤属于同一种杠杆
C．使用课桌调节器可以省功 D．该杠杆的支点是 C点
【答案】B
【知识点】杠杆的分类；杠杆中最小力问题
11．（2025九下·温州模拟）小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡，此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列操作可行的是
A．钩码的数量适当增加 B．钩码的位置适当左移
C．弹簧测力计转到图中虚线位置 D．弹簧测力计位置适当向左平移
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
12．（2024·杭州模拟）如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上（不计绳重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离。下列说法中正确的是（ ）
A．F1所做的额外功多 B．F1＜F2，F2移动距离多
C．两装置的机械效率相同 D．F1>F2，F1移动距离多
【答案】C
【知识点】动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
13．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点施加竖直向上的动力F，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B向O点移动，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，要使杠杆水平平衡，F2应小于F1
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
14．（2024·富阳模拟）如图所示，物重G为2000N，小金用800N的拉力花2s的时间把物体沿斜面匀速移动了4m，提升高度为h为2.5m.(不计滑轮、细绳的重.不计细绳与滑轮间的摩擦)。下列说法正确的是()
A．拉绳子自由端的速度4m/s
B．拉力所做的功大小为5000J
C．整个系统的机械效率为78.125%
D．物体受到斜面对它的摩擦力为1150N
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
15．（2024·浙江模拟）在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提 升重为G，的物体，额外功与总功之比为1：4，再匀速提升重为G2 的物体，先后两次提升时滑轮组的机械效率之比为5：6。若不计绳重和摩擦，则
A．G：G2 =2：5
B．G：G2 =2：3
C．先后两次绳子自由端的拉力之比为2：5
D．先后两次绳子自由端的拉力之比为3：5
【答案】C
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
16．（2024·滨江模拟）如图为某学生用所做的升降电梯模型模拟电梯的工作情况，电动机的拉力为F，动滑轮重为5N，在10s内将重20N的轿箱连同内部5N 的物品一起匀速升高了 1m，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是
A．与电动机相连的绳端移动的速度为0.1m/s
B．与电动机相连的绳端拉力大小为12.5N
C．拉力 F 做功的功率为1.5W
D．滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】A
【知识点】速度公式及其应用；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
重难突破练（检测时间：10分钟）
17．（2025·西湖二模）如图甲所示，可调式握力器用于锻炼手部肌肉。锻炼时抓住手柄的左侧，用力抓紧使其碰触到右侧的读数按钮，即算完成一个握力动作。
（1）如图甲所示，握力器的力度可以通过调节器旋钮来调整，使弹簧下端在调节区域内左右移动。当弹簧下端向左移动时，小科要完成一个握力动作需要用 (选填“更大或“更小)的力。
（2）如图乙所示，小科用F1的力抓握力器的手柄，此时弹簧的拉力 阻力臂OA=2.0cm， 动力臂OB=5.0cm， 则此时F1= N。
（3）小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，则小科做功的功率至少为 瓦。
【答案】（1）更大
（2）8
（3）10
【知识点】功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
18．（2025·黄岩模拟） 目前市面上流行一种能直接放在水平面上使用的新型护腰座椅(如图1所示)。
（1）该座椅的主体材料是塑料，塑料属于____。
A．金属材料 B．有机合成材料 C．无机非金属材料
（2）如图2所示，人入座后座椅可简化成一个杠杆，O为支点，OA=15厘米，OB=20厘米。在A 点对椅子施加竖直向下的力. 牛时，为保持座椅静止，则在B点施加水平向右的力F2不能超过 牛(座椅自身重力忽略不计)。
（3）该座椅可改善坐姿，促进下肢血液循环，减少下肢静脉血栓等问题。下肢静脉血栓随着血液在血管中运动，最先到达心脏的 腔(用图3中的序号表示)。
【答案】（1）B
（2）225
（3）③
【知识点】心脏和血管；血液循环；杠杆的平衡条件；塑料、橡胶、纤维等有机合成材料的特点
19．（2025·义乌模拟）我国劳动人民在很早以前就将杠杆原理应用于日常生活。 《天工开物》中记载的一种捣谷工具“ 舂 ” (如图甲所示)，便蕴含着杠杆原理，其原理示意图如图乙所示。
（1） “舂”可视为费力杠杆，在使用过程中，能够使脚上下踩动的距离 (选填“增大”或“减少”)；
（2）请在图乙中画出力F1的力臂l1；
（3）如图乙，某次舂米过程中，人对舂的力F1保持500牛不变，1分钟内碓头下落20次，每次A点在竖直方向上通过的距离均为45厘米，则人对“春”做功的功率为 。
【答案】（1）减少
（2）
（3）75W
【知识点】功率计算公式的应用；杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的分类
20．（2024·杭州模拟）如图所示，水平桌面上有ABC三个相同的木块，C木块放在B上方，AB两个木块用绳子相连，三木块在轻质滑轮组的拉力F的作用下，均以速度v=1m/s向左匀速直线运动，不计绳重、绳与滑轮的摩擦，F=3N，则C受到的摩擦力为 N；AB间的绳子的拉力大小是 N；F的功率是 W。（已知接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比）
【答案】0；6；9
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
21．（2025·钱塘模拟）某同学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，这引发了他研究的兴趣．他提出问题“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：
实验 次数 斜面的倾斜程度 物块重G/N 物块上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物块移动距离s/m 有用功 总功 机械效率
1 较缓 50 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 110
3 最陡 5.0 0.25 3.2 0.50 1.25
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 ；
（2）根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是 ；
（3）通过对上述实验数据的分析，可得到斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 ；
（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 。
【答案】（1）刻度尺和弹簧测力计
（2）78.125%
（3）费力
（4）在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点；机械效率的测量实验
22．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
23．（2025九下·萧山模拟）如图所示是我校科学兴趣小组探究“杠杆的平衡条件”的实验。
（1）调节杠杆平衡。杠杆静止时如图甲所示，此时应向 调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其目的是 和消除杠杆自身重力对平衡条件的影响；
（2）力与力臂的关系。保持图乙中左边钩码的个数和位置不变，在右端用弹簧测力计竖直向下拉杠杆。弹簧测力计从D点向支点O移动过程中 (未到O点)，杠杆始终保持水平平衡，下列各图中大致可以反映拉力F 的大小随它的力臂l变化的关系的是：____；
A． B．
C． D．
（3）测量石块密度。学校科学兴趣小组成员得出杠杆平衡条件后，利用所学知识设计了一个利用刻度尺、细线、质量未知的钩码和杠杆测量石块密度的实验方案，如图丙、丁所示。
①把石块挂在杠杆右侧A处，在杠杆左侧B位置挂上钩码，使杠杆水平平衡，如图丙所示，刻度尺测量出OA的长
②持钩码及位置B 不动，把石块全部浸没装有水的烧杯中；移动石块位置，使杠杆水平静止，如图丁所示，测量出长
③石块密度表达式： = (用测量的物理量符号和ρ水表示)。
【答案】（1）右；便于直接读取力臂的大小
（2）B
（3）
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
24．（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
25．（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
综合拓展练（检测时间：15分钟）
26．（2025·东阳二模）槽碓是我国劳动人民发明的一种借助水力工作的巧妙机械(如图1)。如图2所示，其模型主体由碓头、碓杆和水舱组成，总重G为40N，重心O1距支点O距离L2为0.6m，水舱中注入水的重为G水，水舱中水的重心O2距支点O 距离L1为0.4m，水舱最大容量10L。槽碓工作原理：水舱注水→碓头抬起(放入谷物)→水舱排水→碓头下落(舂米)→水舱重新注水→……，循环作业实现自动舂米。
（1）要使该机械能正常工作，则注入水舱的水的质量至少为多少千克 (写出计算过程)
（2）长期使用后，碓窝中谷物发酵会产生乙酸( 兴趣小组讨论后认为可采用碳酸氢钠 进行中和。若碓窝中含6.0g乙酸，计算至少需加入多少克碳酸氢钠 (化学方程式：(
（3）为防止碓杆腐烂，需用较浓食盐水浸泡碓杆木材。请解释用较浓食盐溶液浸泡木材能防腐的原理： 。
（4）长时间使用后，由于碓头的磨损，将导致碓头击打谷物的频率 (填“增大”“减小”或“不变” ) 。
【答案】（1）根据杠杆的平衡条件G
答：注入水舱的水的质量至少为6kg
（2）解：设需要碳酸氢钠的质量为x
60 84
6.0g x
x=8.4g
答：至少需加入碳酸氢钠 8.4g
（3）较浓的食盐溶液使木材中的微生物(细菌/真菌)细胞失水死亡，抑制微生物繁殖
（4）增大
【知识点】重力的大小；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；根据化学反应方程式的计算；盐的性质及用途
27．（2025·上虞二模）曹娥江畔的滨水骑行绿道(如图甲)受到自行车爱好者的青睐，骑行者们沿江而行，一边体验骑行的乐趣，一边欣赏江畔的美景。
（1）骑行过程中看到美景，是眼球的感光细胞产生的兴奋传递到 形成视觉；
（2）如图乙所示为江畔湿地生态系统中部分生物形成的食物网。
①从生态系统的组成成分看，图乙所示生态系统的生物成分还应包括 。
②该江畔所有的白鹭构成一个 (填“种群”“群落”或“生态系统”)
③图乙所示的食物网中，水生植物的能量通过 条食物链传递给鹭。
（3）如图丙为某骑行者自行车的刹车把手结构图，刹车时手对手刹施加的力F为10N，则刹车拉线受到的力为多大
【答案】（1）大脑皮层（视觉中枢）
（2）分解者；种群；4
（3）
【知识点】种群的概念；生态系统的成分；生物之间的食物联系（食物链、食物网）；神经系统的组成及其功能；杠杆的平衡条件
28．（2025·路桥模拟）司机在驾驶车辆时应保持适当的车速以及车距。如图甲所示，有一辆汽车发生故障侧向停靠在路旁，车道后方有辆保持144km/h超速行驶的汽车紧急刹车制动，但还是与前车侧面发生碰撞。此时被撞前车可视为杠杆，如图乙所示，若车辆受到的向左的撞击力F1为8×104N，左侧车轮和地面接触点可看成侧翻支点，车辆重心竖直方向的阻力F2为3×104N，已知该车宽度L为2m，车重心距离地面高h为42cm。
（1）若后方司机发现异常到踩下刹车的反应时间为0.8s，求该时间内汽车行驶的距离
（2）两车发生碰撞，车身都会形变受损，说明了 。
（3）请通过计算说明前车在碰撞瞬间是否有侧翻风险
【答案】（1）144km/h=40m/s
s=vt=40m/s x0.8s=32m
（2）力的作用是相互的/力能使物体发生形变
（3）
因为 所以前车有侧翻风险。
【知识点】速度公式及其应用；力的作用是相互的；杠杆的平衡条件
29．（2025·宁海二模） 共享单车的出现，解决了出行“最后一公里”难题，共享单车不但为出行带来方便，而且健康环保。
请回答：
（1）某天小科骑着共享单车回家。已知小科的质量为40kg，共享单车的质量为10kg，前后轮胎和地面总接触面积为20cm2。求小科在骑行过程中，共享单车对水平路面的压强。
（2）如图是共享单车上的篮子示意图，BAC 可视为一杠杆，其中AC为15cm，AB为18cm。若以A为支点，物体放在篮子中其重力作用线过C点。螺丝B对篮子起固定作用， 该作用力是 (填“F1” “F2”或“F3”) 。
（3）若不计车篮子自身重力，螺丝B的最大承受力为60N。求车篮子能承载物体的最大质量。
【答案】（1）解：共享单车对水平路面的压力
共享单车对水平路面的压强。
（2）F3
（3）解：根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：；
∴60N×18cm=G×15cm；
解得：G=72N；
则 车篮子能承载物体的最大质量。
【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件
30．（2025上城·模拟）如图，小金借助动滑轮用拉力F沿竖直方向匀速提升重为G的物体，物体被提升了h，动滑轮重为G动，机械效率为η，请回答：
（1）使用动滑轮是利用了动滑轮可以 的特点。
（2）在提升过程中拉力和重力的关系式为 (用符号表示)
（3）随着提拉物体的重力增大，机械效率会 。 (选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】（1）省力
（2）F=G/2η
（3）变大
【知识点】动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
31．（2025·浙江模拟）如图甲所示为某品牌手动榨汁机。某同学用它来榨橙汁时，放入切开的橙子，只要手握柄上A点向下用力，带动盖子下压橙子即可榨出橙汁。图乙为该手动榨汁机的模型图，其中OA两点之间的直线距离为30cm， OB=6cm。
（1）若在A 点竖直向下用力，该杠杆类型为 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。
（2）某次榨橙汁，当盖子处于水平状态时，若此时B点受到25N的力，请画出作用在A 点最小力F1的示意图及力臂 并计算该最小力 的大小(不考虑盖子和手柄的自身重力)。
【答案】（1）省力
（2）根据杠杆平衡条件
可得： F1×30cm=25N×6cm
解得F1=5N
【知识点】杠杆的应用
32．（2025·椒江模拟）桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕O点自由转动，用细绳将重为20牛的桶悬挂在B端，在A端重120牛的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起。lOA：lOB=3：2，悬挂桶的细绳始终保持在竖直方向上，忽略硬杆和细绳的重力。
（1）向下拉绳，当桔槔处于水平状态时，此时的动力臂为
（2）空桶在井中漂浮时，桶排开水的体积为 米3。
（3）某次将桶缓慢提出水面后(忽略桶外壁沾水)，手松开细绳，发现硬杆恰能保持水平平衡，请计算此时桶内水的质量。
【答案】（1）OB
（2）0.002
（3）解： 根据 可知：
牛 牛
牛-20牛=160牛
千克
答：桶内水的质量为16千克。
【知识点】重力的大小；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用；杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件
33．（2025·舟山模拟）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当为时，物体A物体在水平面上以的速度匀速直线运动，若此时物体A受到地面的摩擦力为。请回答下列问题：
（1）绳子自由端移动的速度 。
（2）滑轮组的机械效率是？
（3）当增大到时，物体受到地面的摩擦力为 。
【答案】（1）0.2
（2）滑轮组的机械效率
（3）拉力F增大时，物体A对地面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以受到地面的摩擦力大小不变，即摩擦力还是30N。
【知识点】速度公式及其应用；影响摩擦力大小的因素；功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
34．如图所示，物体A重为200牛，C、D滑轮重均为30牛。物体B重为120牛，它恰好能拉着A向右匀速运恸，不计滑轮与绳子间摩擦。
（1）图中D为 （填“定”或“动”）滑轮。
（2）现用水平向左的拉力F作用于物体A，使物体B匀速上升，拉力F的大小为 牛，物体A受到的摩擦力的方向为 （填“水平向左”或“水平向右”）。
【答案】（1）动
（2）150；水平向右
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
35．（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
【知识点】密度公式的应用；杠杆的平衡条件
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专题五 简单机械
知识点
第四讲：简单机械（1）—杠杆和滑轮
杠杆
1. 定义：如果一根硬棒在力的作用下，能够绕 固定点 转动，这根硬棒就叫作杠杆，
注意：硬棒的形状可以是任意形态(长条形，圆形，球形等等)，不一定是长条状。
五要素: 支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂 。
2. 杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡状态: 静止 或 匀速转动 。
(2)通过实验可得杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是 动力×动力臂=阻力×阻力臂 。
注意：当动力和阻力在支点的同侧时，动力和阻力方向在杠杆的异侧；
当动力和阻力在支点的异侧时，动力和阻力方向在杠杆的同侧。
(3)注意点：实验时应调节杠杆使杠杆在水平位置平衡，其目的是 便于直接读出力臂的大小
3. 杠杆的类型
名称 结构特征 特点 应用举例
省力杠杆 动力臂_＞__阻力臂 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮
费力杠杆 动力臂_＜__阻力臂 费力、省距离 缝纫机踏板、钓鱼竿
等臂杠杆 动力臂__=__阻力臂 不省力也不费力 天平、定滑轮
滑轮
滑轮是一个周边有槽 ，能够绕 轴 转动的轮
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组
定义 在使用过程中，轴的位置固定不动的滑轮 在使用过程中，轴随物体一起移动的滑轮 将动滑轮和定滑轮组 合在一起即为滑轮组
示意图
特点 不省_力___，可 以改变力的 ——方向——— 可省 1/2 的力,但__不能_____改变力的方向 既可以 __省力_______,又 可以改变力的__大小________
点睛之笔 在分析滑轮问题的时候，要时刻注意滑轮重和摩擦的影响。
通常滑轮的分析可以从两个角度来看：①受力分析；②杠杆
受力分析：
例如：对动滑轮进行受力分析如图，不计绳重及摩擦，当物体匀速上提或静止时，动滑轮受到两段绳向上的拉力 动滑轮自身重力( 以及悬挂物对动滑轮向下的拉力 T处于平衡状态即 ①
同一根绳处于拉伸状态时绳上的拉力处处相等，即 ②
悬挂物受到的拉力和重力相等，即 ③
联立①②③式可得
常见几种情况的滑轮受力分析（滑轮轴不受摩擦作用时，均可以滑轮为受力分析对象）
装置1 装置2 装置3
F=2G+G动 S=S物 F=f S=2S物 F=f S=S物
装置4 装置5
F=2f S=S物 F=f S=3S物
②将滑轮视为杠杆，不计轮轴摩擦
定滑轮：如图所示，其支点在轮直径的中点， 即定滑轮是一个等臂杠杆，物体缓慢匀速上升或静止时，根据杠杆的平衡条件可以得到此时 即 当斜拉时，其力臂大小仍然不变， 因此其示数不变。
动滑轮：将动滑轮视为杠杆进行分析，此时固定一端的绳与轮相接处为杠杆的支点 O, 如图所示, 其动力臂l 是阻力臂 的两倍。在不计绳重、动滑轮重力和摩擦时，根据杠杆的平衡条件可知： 即 即省一半的力。
滑轮组：定滑轮不省力，但能改变力的方向。动滑轮省力，但不能改变力的方向。为了既可以省力又可以改变力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
通常有以下几种方式：
常见机械效率模型
斜面 定滑轮：竖直方向 定滑轮：水平方向
杠杆 动滑轮及滑轮组：竖直方向 动滑轮及滑轮组：水平方向
重难点题型
题型一杠杆中最小力问题
【例题1】用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手分别握在扳手上A、B、C三个位置拧动螺丝，最省力的位置是
A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．一样省力
【变式1】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
题型二杠杆的平衡条件
【例题1】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
【变式1】如图甲所示在衣架的右侧挂了一条湿毛巾，衣架倾斜，把衣架看作一个杠杆，0为支点，在A点施加一个最小的力使衣架在水平位置平衡(如图乙)，则符合要求的力是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【变式2】如图所示，均匀铁棒的正中心钻有一孔，在这个孔里，穿着一条非常牢固的细金属丝，使这根铁棒能够沿着水平轴线旋转。如果转动这根铁棒，静止后它（ ）
A．只能停留在竖直位置 B．只能停留在水平位置
C．可以停留在任意位置 D．只能停留在水平或竖直位置
题型三杠杆的分类
【例题1】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。
【变式1】年糕是舟山市的传统食物，属于农历新年的应时食品。如图是切年糕的机器，请回答下面的问题：
（1）该机器属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。
（2）小舟切年糕时想更轻松，应将年糕靠近刀片 端，（选填“A”或“B”），同时动力的方向应选择图中的 （选填“1”“2”或“3”）。
题型四定滑轮及其工作特点
【例题1】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
【变式1】如图是古人利用滑轮打水的场景。绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。则滑轮的类型和作用分别是( )
A．定滑轮，省力 B．定滑轮，改变力的方向
C．动滑轮，省力 D．动滑轮，改变力的方向
题型五 动滑轮及其工作特点
【例题1】如图是古代的一种绞车，它将一根圆轴削成同心而不同径的两部分，在其上绕以绳索，绳下加一滑轮，只需转动圆轴即可将重物吊起。古人使用这种机械的目的是( )
A．省力 B．省功 C．省距离 D．省力并省功
【变式1】如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升相同的高度h时，所用的力分别是和，拉力做的功为和。若不计摩擦、绳重和动滑轮的重力，则与、与的大小关系是 （ ）
A．、 B．、
C．、 D．、
中考真题
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%
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．（2022·金华）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，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ=m/V，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（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。
（1）杆秤的工作原理是 ；
（2）【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
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g/cm3）；④以AB两点之间长度的1/10为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动；
（3）步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为 ；
（4）【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是__________。
A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动
B．减小秤砣的质量
C．减少加入杯中的液体体积
D．换用更细的秤杆
8．（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)
9．（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。）
10．（2023·湖州）美好生活从早餐开始。图1所示为某款面包机及其部分参数。该面包机有两个完全相同的加热仓，可实现单独加热。小明在使用过程中发现这款面包机有如下功能：功能一：设定时间后(定时开关闭合)，放入面包片，按下按键，面包机就开始工作：功能二：到了设定时间，定时开关自动断开，弹出面包片。
单个加热电阻功率：400W
额定电压：220V
（1）根据题干，两加热仓加热电阻的连接方式是 。(选填“串联”或“并联")思考后，小明根据面包机的功能自己设计了电路图，如图2。AOB为杠杆，O为支点，杠杆上仅触点1、2导电。
（2）根据面包机的参数，计算加热电阻R1的阻值。
（3）请根据小明设计的电路图来分析面包机是如何实现功能二的。
11．（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？
12．（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：……
13．（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。
14．（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？
15．（2022·衢州）某学习小组设计如图甲电路，并将电流表改装成液体密度显示表。电源电压为6V且保持不变，定值电阻R0的阻值为20欧，R是压敏电阻，其阻值与所受压力F的关系如图乙。已知图中用来盛放待测液体的空容器质量为0.7千克，每次测量时液体须注满容器。
（1）小科按图甲连接电路时，开关应处于 状态。
（2）容器中不加液体时，闭合开关，电流表指针所指刻度标为“0克/厘米3”。求“0克/厘米3”刻度线对应的电流值。
（3）小明在制作过程中发现，待测液体密度差异较大时，指针偏转角度差异却较小。小明针对测量精确度不高的问题，对装置进行了如图丙的改进(杆AO可绕固定点O自由转动，容器悬挂在A点)。请根据所学知识，说说这样改进的科学道理。
16．（2022·舟山）如图是广泛应用于建筑的强夯机使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。(g取10N/kg)
（1）如图所示，a是 滑轮。
（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大 (不计滑轮、钢绳自重及摩擦)
（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功
17．（2022·杭州）为弘扬红军长征精神，铸造厂用铁合金制作了如图甲所示的红军战士雕像。为确保运输与安装的安全，需要测量出雕像的重力和重心所在位置。其测量方法如图乙所示，将雕像水平放置在上端装有压力传感器的支架上，测出头部A处和脚后跟B处之间的距离为175cm，用数据线分别连接两边支架上的压力传感器，测出A处和B处受到的压力FA和FB。(可通过显示器直接读取压力大小)，其测量值如表所示。
压力 显示读数/N
FA 3200
FB 2400
（1）雕像受到的重力为多少？
（2）雕像重心距脚后跟B处的距离是多少？
分层练习
基础通关练（检测时间：10分钟）
1．（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
2．《天工开物》中记载了一种汲水灌溉装置———筒车(如图1所示)，河道流水驱动轮子转动，边缘的取水桶将水从河里不断输送到上方接水槽中(如图2所示)。假设每次取水量相等，下列说法正确的是（ ）
A．输送过程中水的动能不断增大
B．输送过程中水的重力势能不变
C．取水桶越轻，筒车的机械效率越小
D．取水桶向上运水越快，筒车的功率越大
3． 某同学在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。下列相关说法正确的是（ ）
A．图中两个滑轮均为动滑轮
B．克服动滑轮重所做的额外功为0.05J
C．弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.3W
D．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变
4．如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是
A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多
C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小
5．一根质量分布均匀的金属棒放在水平地面上，该金属棒可绕O点转动，对左侧拉环竖直向上施力可将金属棒左侧抬离地面，则四个拉环中所需力最大的是 （ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
6．一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一恨牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．图乙中杆AOD可看作杠杆，D处是可伸缩的弹簧
B．当按下按钮时，按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动
C．当松开按钮时，D点处受到向下的力，使A端翘起将牙签送出
D．将牙签送出时，杆AOD相当于省力杠杆
7．如图为父子两人一起抬货物的示意图，F1、F2为父子两人肩膀所受压力。走在后边的儿子偷偷将货物从a位置移到b位置，则
A．F1变大，F2变小 B．F1，F2保持不变
C．F1变大，F2变大 D．F1变小，F2变大
8． 一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一恨牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．图乙中杆AOD可看作杠杆，D处是可伸缩的弹簧
B．当按下按钮时，按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动
C．当松开按钮时，D点处受到向下的力，使A端翘起将牙签送出
D．将牙签送出时，杆AOD相当于省力杠杆
9．为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是（ ）
A． B．
C． D．
10．如图是课桌调节器，学生通过手摇方式调节课桌的高度以适应不同身高的需求，下列说法正确的是( )
A．课桌调节器属于费力杠杆 B．它与羊角锤属于同一种杠杆
C．使用课桌调节器可以省功 D．该杠杆的支点是 C点
11．小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡，此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列操作可行的是
A．钩码的数量适当增加 B．钩码的位置适当左移
C．弹簧测力计转到图中虚线位置 D．弹簧测力计位置适当向左平移
12．如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上（不计绳重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离。下列说法中正确的是（ ）
A．F1所做的额外功多 B．F1＜F2，F2移动距离多
C．两装置的机械效率相同 D．F1>F2，F1移动距离多
13．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点施加竖直向上的动力F，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B向O点移动，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，要使杠杆水平平衡，F2应小于F1
14．如图所示，物重G为2000N，小金用800N的拉力花2s的时间把物体沿斜面匀速移动了4m，提升高度为h为2.5m.(不计滑轮、细绳的重.不计细绳与滑轮间的摩擦)。下列说法正确的是()
A．拉绳子自由端的速度4m/s
B．拉力所做的功大小为5000J
C．整个系统的机械效率为78.125%
D．物体受到斜面对它的摩擦力为1150N
15．在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提 升重为G，的物体，额外功与总功之比为1：4，再匀速提升重为G2 的物体，先后两次提升时滑轮组的机械效率之比为5：6。若不计绳重和摩擦，则
A．G：G2 =2：5
B．G：G2 =2：3
C．先后两次绳子自由端的拉力之比为2：5
D．先后两次绳子自由端的拉力之比为3：5
16．如图为某学生用所做的升降电梯模型模拟电梯的工作情况，电动机的拉力为F，动滑轮重为5N，在10s内将重20N的轿箱连同内部5N 的物品一起匀速升高了 1m，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是
A．与电动机相连的绳端移动的速度为0.1m/s
B．与电动机相连的绳端拉力大小为12.5N
C．拉力 F 做功的功率为1.5W
D．滑轮组的机械效率为83.3%
重难突破练（检测时间：10分钟）
17．如图甲所示，可调式握力器用于锻炼手部肌肉。锻炼时抓住手柄的左侧，用力抓紧使其碰触到右侧的读数按钮，即算完成一个握力动作。
（1）如图甲所示，握力器的力度可以通过调节器旋钮来调整，使弹簧下端在调节区域内左右移动。当弹簧下端向左移动时，小科要完成一个握力动作需要用 (选填“更大或“更小)的力。
（2）如图乙所示，小科用F1的力抓握力器的手柄，此时弹簧的拉力 阻力臂OA=2.0cm， 动力臂OB=5.0cm， 则此时F1= N。
（3）小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，则小科做功的功率至少为 瓦。
18． 目前市面上流行一种能直接放在水平面上使用的新型护腰座椅(如图1所示)。
（1）该座椅的主体材料是塑料，塑料属于____。
A．金属材料 B．有机合成材料 C．无机非金属材料
（2）如图2所示，人入座后座椅可简化成一个杠杆，O为支点，OA=15厘米，OB=20厘米。在A 点对椅子施加竖直向下的力. 牛时，为保持座椅静止，则在B点施加水平向右的力F2不能超过 牛(座椅自身重力忽略不计)。
（3）该座椅可改善坐姿，促进下肢血液循环，减少下肢静脉血栓等问题。下肢静脉血栓随着血液在血管中运动，最先到达心脏的 腔(用图3中的序号表示)。
19．我国劳动人民在很早以前就将杠杆原理应用于日常生活。 《天工开物》中记载的一种捣谷工具“ 舂 ” (如图甲所示)，便蕴含着杠杆原理，其原理示意图如图乙所示。
（1） “舂”可视为费力杠杆，在使用过程中，能够使脚上下踩动的距离 (选填“增大”或“减少”)；
（2）请在图乙中画出力F1的力臂l1；
（3）如图乙，某次舂米过程中，人对舂的力F1保持500牛不变，1分钟内碓头下落20次，每次A点在竖直方向上通过的距离均为45厘米，则人对“春”做功的功率为 。
20．如图所示，水平桌面上有ABC三个相同的木块，C木块放在B上方，AB两个木块用绳子相连，三木块在轻质滑轮组的拉力F的作用下，均以速度v=1m/s向左匀速直线运动，不计绳重、绳与滑轮的摩擦，F=3N，则C受到的摩擦力为 N；AB间的绳子的拉力大小是 N；F的功率是 W。（已知接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比）
三、实验与探究题
21．某同学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，这引发了他研究的兴趣．他提出问题“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：
实验 次数 斜面的倾斜程度 物块重G/N 物块上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物块移动距离s/m 有用功 总功 机械效率
1 较缓 50 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 110
3 最陡 5.0 0.25 3.2 0.50 1.25
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 ；
（2）根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是 ；
（3）通过对上述实验数据的分析，可得到斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 ；
（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 。
22．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 。
23．如图所示是我校科学兴趣小组探究“杠杆的平衡条件”的实验。
（1）调节杠杆平衡。杠杆静止时如图甲所示，此时应向 调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其目的是 和消除杠杆自身重力对平衡条件的影响；
（2）力与力臂的关系。保持图乙中左边钩码的个数和位置不变，在右端用弹簧测力计竖直向下拉杠杆。弹簧测力计从D点向支点O移动过程中 (未到O点)，杠杆始终保持水平平衡，下列各图中大致可以反映拉力F 的大小随它的力臂l变化的关系的是：____；
A． B．
C． D．
（3）测量石块密度。学校科学兴趣小组成员得出杠杆平衡条件后，利用所学知识设计了一个利用刻度尺、细线、质量未知的钩码和杠杆测量石块密度的实验方案，如图丙、丁所示。
①把石块挂在杠杆右侧A处，在杠杆左侧B位置挂上钩码，使杠杆水平平衡，如图丙所示，刻度尺测量出OA的长
②持钩码及位置B 不动，把石块全部浸没装有水的烧杯中；移动石块位置，使杠杆水平静止，如图丁所示，测量出长
③石块密度表达式： = (用测量的物理量符号和ρ水表示)。
24．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
25．四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）
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？
综合拓展练（检测时间：15分钟）
26．槽碓是我国劳动人民发明的一种借助水力工作的巧妙机械(如图1)。如图2所示，其模型主体由碓头、碓杆和水舱组成，总重G为40N，重心O1距支点O距离L2为0.6m，水舱中注入水的重为G水，水舱中水的重心O2距支点O 距离L1为0.4m，水舱最大容量10L。槽碓工作原理：水舱注水→碓头抬起(放入谷物)→水舱排水→碓头下落(舂米)→水舱重新注水→……，循环作业实现自动舂米。
（1）要使该机械能正常工作，则注入水舱的水的质量至少为多少千克 (写出计算过程)
（2）长期使用后，碓窝中谷物发酵会产生乙酸( 兴趣小组讨论后认为可采用碳酸氢钠 进行中和。若碓窝中含6.0g乙酸，计算至少需加入多少克碳酸氢钠 (化学方程式：(
（3）为防止碓杆腐烂，需用较浓食盐水浸泡碓杆木材。请解释用较浓食盐溶液浸泡木材能防腐的原理： 。
（4）长时间使用后，由于碓头的磨损，将导致碓头击打谷物的频率 (填“增大”“减小”或“不变” ) 。
27．曹娥江畔的滨水骑行绿道(如图甲)受到自行车爱好者的青睐，骑行者们沿江而行，一边体验骑行的乐趣，一边欣赏江畔的美景。
（1）骑行过程中看到美景，是眼球的感光细胞产生的兴奋传递到 形成视觉；
（2）如图乙所示为江畔湿地生态系统中部分生物形成的食物网。
①从生态系统的组成成分看，图乙所示生态系统的生物成分还应包括 。
②该江畔所有的白鹭构成一个 (填“种群”“群落”或“生态系统”)
③图乙所示的食物网中，水生植物的能量通过 条食物链传递给鹭。
（3）如图丙为某骑行者自行车的刹车把手结构图，刹车时手对手刹施加的力F为10N，则刹车拉线受到的力为多大
28．司机在驾驶车辆时应保持适当的车速以及车距。如图甲所示，有一辆汽车发生故障侧向停靠在路旁，车道后方有辆保持144km/h超速行驶的汽车紧急刹车制动，但还是与前车侧面发生碰撞。此时被撞前车可视为杠杆，如图乙所示，若车辆受到的向左的撞击力F1为8×104N，左侧车轮和地面接触点可看成侧翻支点，车辆重心竖直方向的阻力F2为3×104N，已知该车宽度L为2m，车重心距离地面高h为42cm。
（1）若后方司机发现异常到踩下刹车的反应时间为0.8s，求该时间内汽车行驶的距离
（2）两车发生碰撞，车身都会形变受损，说明了 。
（3）请通过计算说明前车在碰撞瞬间是否有侧翻风险
29． 共享单车的出现，解决了出行“最后一公里”难题，共享单车不但为出行带来方便，而且健康环保。
请回答：
（1）某天小科骑着共享单车回家。已知小科的质量为40kg，共享单车的质量为10kg，前后轮胎和地面总接触面积为20cm2。求小科在骑行过程中，共享单车对水平路面的压强。
（2）如图是共享单车上的篮子示意图，BAC 可视为一杠杆，其中AC为15cm，AB为18cm。若以A为支点，物体放在篮子中其重力作用线过C点。螺丝B对篮子起固定作用， 该作用力是 (填“F1” “F2”或“F3”) 。
（3）若不计车篮子自身重力，螺丝B的最大承受力为60N。求车篮子能承载物体的最大质量。
30．如图，小金借助动滑轮用拉力F沿竖直方向匀速提升重为G的物体，物体被提升了h，动滑轮重为G动，机械效率为η，请回答：
（1）使用动滑轮是利用了动滑轮可以 的特点。
（2）在提升过程中拉力和重力的关系式为 (用符号表示)
（3）随着提拉物体的重力增大，机械效率会 。 (选填“变大”“变小”或“不变”)
31．如图甲所示为某品牌手动榨汁机。某同学用它来榨橙汁时，放入切开的橙子，只要手握柄上A点向下用力，带动盖子下压橙子即可榨出橙汁。图乙为该手动榨汁机的模型图，其中OA两点之间的直线距离为30cm， OB=6cm。
（1）若在A 点竖直向下用力，该杠杆类型为 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。
（2）某次榨橙汁，当盖子处于水平状态时，若此时B点受到25N的力，请画出作用在A 点最小力F1的示意图及力臂 并计算该最小力 的大小(不考虑盖子和手柄的自身重力)。
32．桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕O点自由转动，用细绳将重为20牛的桶悬挂在B端，在A端重120牛的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起。lOA：lOB=3：2，悬挂桶的细绳始终保持在竖直方向上，忽略硬杆和细绳的重力。
（1）向下拉绳，当桔槔处于水平状态时，此时的动力臂为
（2）空桶在井中漂浮时，桶排开水的体积为 米3。
（3）某次将桶缓慢提出水面后(忽略桶外壁沾水)，手松开细绳，发现硬杆恰能保持水平平衡，请计算此时桶内水的质量。
33．用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当为时，物体A物体在水平面上以的速度匀速直线运动，若此时物体A受到地面的摩擦力为。请回答下列问题：
（1）绳子自由端移动的速度 。
（2）滑轮组的机械效率是？
（3）当增大到时，物体受到地面的摩擦力为 。
34．如图所示，物体A重为200牛，C、D滑轮重均为30牛。物体B重为120牛，它恰好能拉着A向右匀速运恸，不计滑轮与绳子间摩擦。
（1）图中D为 （填“定”或“动”）滑轮。
（2）现用水平向左的拉力F作用于物体A，使物体B匀速上升，拉力F的大小为 牛，物体A受到的摩擦力的方向为 （填“水平向左”或“水平向右”）。
35．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”)。
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