三年（2023-2025）中考科学真题分类汇编6 简单机械
一、真题回顾
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·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。
6．（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： 。
7．（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 。
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·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。
11．（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？
二、对点训练
12．（2025·奉化模拟）如图甲所示是高空作业的师傅在外墙作业的情境，其结构的原理图如图乙所示，已知吊箱的质量为；两名工人及工具的总质量为，绳子自由端的拉力的大小为。在电动机拉力的作用下，吊箱在内上升了，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（）
A．每个动滑轮的重力为
B．整个装置的机械效率为
C．电动机拉动绳子的功率为
D．若绳子的最大承受能力是，则吊篮中的人与工具的总质量可以为
13．（2025·衢州模拟）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
14．（2025·瑞安二模）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
15．（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
16．（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
17．（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
18．（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。
19．（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。
20．（2025·浙江模拟）某校健身房自主研制了一款新型健身器材，如图所示，同学们通过绳子可以拉动挡板并带动液压油向上运动(拉动过程中，忽略液压油的损失)。某同学拉动绳子，使挡板匀速向上运动。
（1）图中定滑轮的作用是 。
（2）该同学的拉力 (填“大于”“小于”或“等于”)挡板的重力。
（3）挡板从 B到A 的过程中，该同学的拉力如何变化 。
21．（2025·路桥模拟）某同学为了更精确的测量木块的滑动摩擦力，设计了如图甲所示的实验装置。拉动木板过程中获得了如图乙所示的数据(不考虑滑轮重力以及绳子的摩擦力)。
（1）在2-4秒的时候，木块受到的摩擦力是 N。
（2）以下关于该实验说法正确的是____(填字母)。
A．2-4秒，木块相对地面是静止的
B．该实验需要F匀速拉动木板
C．因为水平桌面粗糙，拉力F大于木块与木板间的摩擦力
22．（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： 。
23．（2025·奉化模拟）小科与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起，他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为，石料露出水面前滑轮组的机械效率是80%。（不计绳重和摩擦，，g取10N/kg）请根据他们的调查数据求：
（1）石料露出水面前受到的浮力；
（2）动滑轮重力；
（3）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间。
24．（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。
25．（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
26．（2025·金华模拟）通过微信晒每天行走的步数已经成为一种时尚。观察分析人走路的情形，可以将人的脚视为一根杠杆，如图所示。行走时两只小腿交替工作，人的脚掌前端O是支点，人体受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力F是动力。已知某人的质量为80kg。
（1）若重力作用点A刚好是OB连线的中点，请计算小腿肌肉产生的拉力F的大小。
（2）人向前走一步的过程中，重心升高约4cm，某人在30分钟的快走运动中共走了7000步，请计算此过程中人克服自身重力做功的功率为多大 (计算结果保留整数)
（3）通过查阅资料：人以不同方式徒步运动半小时，消耗人体内的能量如表所示。你会选择哪种健身方式 请说出理由。
运动方式 散步 快走 慢跑 快跑
消耗能量E/J 315 1165.5 1260 1764
27．（2025·浙江模拟）如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两剪片形成的刀口中，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
（1）为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，还应尽量将枝条靠近 （选填“A点”或“O点”）；
（2）用80N的拉力作用在绳子自由端时，B点受到绳子a的拉力是多少
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口A点对树枝施加的力为540牛，此时绳子端需施加的力F为多大 （已知（厘米，厘米，滑轮中各股绳子视为平行，不计绳重、滑轮自重及摩擦）
答案解析部分
1．【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．【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．【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．【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．【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。
6．【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。
7．【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)
8．【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．【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．【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；
11．【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。
12．【答案】C
【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】 A.不计绳重和摩擦时，F=（G+G动总+G吊箱）可求动滑轮的总重力，据此求出每个动滑轮的重力；
B.根据W有=Gh=mgh和W总=Fs=Fnh求出有用功和总功，根据计算整个装置的机械效率；
C.根据计算绳端拉力的功率；
D.若绳子的最大承受能力是800N，不计绳重和摩擦时，利用式F=（G+G动总+G吊箱）求出吊篮中的人与工具的总质量。
【解答】 A.根据图片可知，动滑轮上承担重力的绳子的段数n=4，
根据公式F=（G+G动总+G吊箱）得到：525N=（160kg×10N/kg+G动总+40kg×10N/k）；
解得：G总=100N，
每个动滑轮的重力为：，故A错误；
B.根据题意可知，滑轮组做的有用功为：W有=Gh=mgh=160kg×10N/kg×2m=3200J，
滑轮组做的总功：W总=Fs=Fnh=525N×4×2m=4200J，
整个装置的机械效率：，故B错误；
C.电动机拉动绳子的功率为：，故C正确；
D.若绳子的最大承受能力是800N，根据式F=（G+G动总+G吊箱）可知，
吊篮中的人与工具的最大总质量：
，
所以吊篮中的人与工具的总质量不能为275kg，故D错误。
故选C。
13．【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。
14．【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。
15．【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。
16．【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。
17．【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。
18．【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。
19．【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
【解析】【分析】（1）当弹簧的位置移动时，分析力臂的变化，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析握力的变化即可；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可；
（3）根据公式计算小科做功的功率。
【解答】（1） 根据图片可知，当弹簧下端向左移动时，阻力臂增大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在其他条件不变时，动力增大，即 完成一个握力动作需要用更大的力；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×5cm=20N×2cm，解得：F1=8N；
（3）小科做功的功率。
20．【答案】（1）改变力的方向
（2）大于
（3）逐渐变大
【知识点】二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算；定滑轮及其工作特点；液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】（1）定滑轮不省力不费力，只能改变力的方向；动滑轮能省力，但是不能改变力的方向；
（2）以挡板为受力对象，根据平衡力的知识分析解答；
（3）根据p=ρ液gh分析挡板受到压强的变化，根据F=pS分析挡板受到压力的变化，进而判断拉力变化。
【解答】（1）图中定滑轮的作用是改变力的方向；
（2）根据题意可知，当挡板匀速上升时，向上绳子的拉力等于挡板的重力与液体对挡板的压力之和，那么该同学的拉力大于挡板的重力。
（3） 挡板从 B到A 的过程中， 油面的高度不断增大，根据p=ρ液gh可知，挡板受到液体的压强越来越大。根据F=pS可知，挡板受到液体的压力越来越大。根据F=F液+G可知，该同学的拉力逐渐变大。
21．【答案】（1）3
（2）A；C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；摩擦力的存在；影响摩擦力大小的因素；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）滑轮左侧有两股绳子，右侧有一股绳子，右侧绳子的拉力等于左侧的总拉力。
（2）根据滑动摩擦力的影响因素可知，不需要均匀拉动长木板。
【解答】（1）由图乙可知，2-4秒时，拉力传感器的示数为1.5N，由图甲可知，木块受到的拉力为传感器示数的两倍，即3N，传感器示数不变，说明木块处于静止状态，受力平衡，拉力等于摩擦力，故摩擦力为3N。
（2）A、由（1）可知，2-4秒，木块属于静止状态，故A正确；
B、滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度无关，所以不需要匀速拉动长木板，故B错误；
C、水平面粗糙，给长木板一个水平向左的摩擦力，木板受到的拉力F应大于等于木块和木板间的摩擦力与木板与地面间的摩擦力之和，故C正确。
故答案为：AC。
22．【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
【解析】【分析】（1）根据实验需要测量的量选择测量工具；
（2）根据W总=Fs求出第三次实验拉力做的总功，利用η=求出第三次实验的机械效率；
（3）通过分析表格可看出，实验1中所用的力最小，而实验1中斜面较缓；
（4）通过比较三次实验可发现斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系。
【解答】（1）要测量斜面的机械效率，需要测量物重及拉力的大小，故需要弹簧测力计；还需要测量斜面的高度和斜面的长度，故需要有刻度尺；
（2）第三次实验拉力做的总功为：W总=Fs=3.2N×0.50m=1.6J，则第三次实验的机械效率为：
η==78.125%；
（3）通过比较发现，实验1中力最小，实验3中力最大，而实验1中斜面最缓，实验3中斜面最陡，故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越缓越省力，斜面越陡越费力；
（4）由数据分析可知，三次实验中，物体的重力相同，上升的高度不同，斜面的倾斜程度不同，斜面越陡，机械效率越高，故可得出结论：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高。
故答案为：（1）刻度尺、弹簧测力计；（2）78%；（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。
23．【答案】（1）解：根据题意可知，石料的边长为0.2m，则石料的体积：V石=（0.2m）3=8×10-3m3，
石料露出水面前，即浸没时，V排=V石=8×10-3m3，
石料露出水面前受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=80N。
答： 石料露出水面前受到的浮力为80N 。
（2）解：根据题意可知，石料的重力：G石=m石g=ρ石V石g=2.5×103kg/m3×8×10-3m3×10N/kg=200N；
石料露出水面前石料对滑轮组拉力：F拉=G石-F浮=200N-80N=120N，
根据得到：；
解得：G动=30N；
（3）解：石料完全露出水面的过程，由于V排的减小，池中水面会下降，
则水面下降高度：，
石料上升的实际高度：h'=L-Δh=0.2m-0.04m=0.16m，
所以石料被拉出水面的时间：。
【知识点】速度公式及其应用；阿基米德原理；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】 （1）先根据V=a3计算出石料的体积，再根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算石料露出水面前受到的浮力；
（2）首先由G=mg计算石料的重力，再根据F拉=G石-F浮计算石料对滑轮组拉，最后根据计算动滑轮重力；
（3）石料从露出水面到完全露出水面的过程，由于V排的减小，池中水面会下降，由ΔV=V石=S池Δh计算水面下降高度，最后根据h'=L-Δh计算石料上升的距离，根据计算石料上升的时间。
24．【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：。
25．【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
26．【答案】（1），代入数据可得
（2）
（3）快跑，运动相同的时间，快跑消耗的能量最多。（合理即可）
【知识点】重力的大小；功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据相似三角形对应边成比例结合杠杆平衡条件进行计算。
（2）根据计算功率，注意时间的单位是秒。
（3）由表中数据可知，运动相同的时间，快跑消耗的能量最多，所以选择快跑。
【解答】（3）根据表中数据进行选择，理由合理即可。例如：选择快跑，因为运动相同的时间，快跑消耗的能量最多。
27．【答案】（1）O点
（2）240N
（3）120N
【知识点】杠杆的平衡条件；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件进行分析，阻力变大时，可通过减小阻力臂或增大拉力或增大动力臂实现剪断较粗较硬枝条的目的。
（2）由图可知，B端有一根绳子，滑轮下方有三根绳子，可知自由端拉力为B端拉力的三分之一。
（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垂直距离。
【解答】（1）根据图片可知，为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，据杠杆的平衡条件尽可能增大动力臂或者减小阻力臂，所以尽量将枝条靠近O点。
（2）若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用80N的拉力作用在绳子自由端时，根据滑轮组绳末端力的关系可得
将数据带入上式可得
所以Fa=240N。
（3）根据图片可知，O为支点，OB为动力臂，OA为阻力臂，根据杠杆平衡条件，代入数据为
解得F=120N。
（1）根据图片可知，为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，据杠杆的平衡条件尽可能增大动力臂或者减小阻力臂，所以尽量将枝条靠近O点。
（2）若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用80N的拉力作用在绳子自由端时，根据滑轮组绳末端力的关系可得
将数据带入上式可得
所以Fa=240N。
（3）根据图片可知，O为支点，OB为动力臂，OA为阻力臂，根据杠杆平衡条件，代入数据为
解得F=120N。
1 / 1三年（2023-2025）中考科学真题分类汇编6 简单机械
一、真题回顾
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·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。
6．（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。
7．（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)
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·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；
11．（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。
二、对点训练
12．（2025·奉化模拟）如图甲所示是高空作业的师傅在外墙作业的情境，其结构的原理图如图乙所示，已知吊箱的质量为；两名工人及工具的总质量为，绳子自由端的拉力的大小为。在电动机拉力的作用下，吊箱在内上升了，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（）
A．每个动滑轮的重力为
B．整个装置的机械效率为
C．电动机拉动绳子的功率为
D．若绳子的最大承受能力是，则吊篮中的人与工具的总质量可以为
【答案】C
【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】 A.不计绳重和摩擦时，F=（G+G动总+G吊箱）可求动滑轮的总重力，据此求出每个动滑轮的重力；
B.根据W有=Gh=mgh和W总=Fs=Fnh求出有用功和总功，根据计算整个装置的机械效率；
C.根据计算绳端拉力的功率；
D.若绳子的最大承受能力是800N，不计绳重和摩擦时，利用式F=（G+G动总+G吊箱）求出吊篮中的人与工具的总质量。
【解答】 A.根据图片可知，动滑轮上承担重力的绳子的段数n=4，
根据公式F=（G+G动总+G吊箱）得到：525N=（160kg×10N/kg+G动总+40kg×10N/k）；
解得：G总=100N，
每个动滑轮的重力为：，故A错误；
B.根据题意可知，滑轮组做的有用功为：W有=Gh=mgh=160kg×10N/kg×2m=3200J，
滑轮组做的总功：W总=Fs=Fnh=525N×4×2m=4200J，
整个装置的机械效率：，故B错误；
C.电动机拉动绳子的功率为：，故C正确；
D.若绳子的最大承受能力是800N，根据式F=（G+G动总+G吊箱）可知，
吊篮中的人与工具的最大总质量：
，
所以吊篮中的人与工具的总质量不能为275kg，故D错误。
故选C。
13．（2025·衢州模拟）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。
14．（2025·瑞安二模）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。
15．（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。
16．（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。
17．（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。
18．（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。
19．（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
【解析】【分析】（1）当弹簧的位置移动时，分析力臂的变化，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析握力的变化即可；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可；
（3）根据公式计算小科做功的功率。
【解答】（1） 根据图片可知，当弹簧下端向左移动时，阻力臂增大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在其他条件不变时，动力增大，即 完成一个握力动作需要用更大的力；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×5cm=20N×2cm，解得：F1=8N；
（3）小科做功的功率。
20．（2025·浙江模拟）某校健身房自主研制了一款新型健身器材，如图所示，同学们通过绳子可以拉动挡板并带动液压油向上运动(拉动过程中，忽略液压油的损失)。某同学拉动绳子，使挡板匀速向上运动。
（1）图中定滑轮的作用是 。
（2）该同学的拉力 (填“大于”“小于”或“等于”)挡板的重力。
（3）挡板从 B到A 的过程中，该同学的拉力如何变化 。
【答案】（1）改变力的方向
（2）大于
（3）逐渐变大
【知识点】二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算；定滑轮及其工作特点；液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】（1）定滑轮不省力不费力，只能改变力的方向；动滑轮能省力，但是不能改变力的方向；
（2）以挡板为受力对象，根据平衡力的知识分析解答；
（3）根据p=ρ液gh分析挡板受到压强的变化，根据F=pS分析挡板受到压力的变化，进而判断拉力变化。
【解答】（1）图中定滑轮的作用是改变力的方向；
（2）根据题意可知，当挡板匀速上升时，向上绳子的拉力等于挡板的重力与液体对挡板的压力之和，那么该同学的拉力大于挡板的重力。
（3） 挡板从 B到A 的过程中， 油面的高度不断增大，根据p=ρ液gh可知，挡板受到液体的压强越来越大。根据F=pS可知，挡板受到液体的压力越来越大。根据F=F液+G可知，该同学的拉力逐渐变大。
21．（2025·路桥模拟）某同学为了更精确的测量木块的滑动摩擦力，设计了如图甲所示的实验装置。拉动木板过程中获得了如图乙所示的数据(不考虑滑轮重力以及绳子的摩擦力)。
（1）在2-4秒的时候，木块受到的摩擦力是 N。
（2）以下关于该实验说法正确的是____(填字母)。
A．2-4秒，木块相对地面是静止的
B．该实验需要F匀速拉动木板
C．因为水平桌面粗糙，拉力F大于木块与木板间的摩擦力
【答案】（1）3
（2）A；C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；摩擦力的存在；影响摩擦力大小的因素；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）滑轮左侧有两股绳子，右侧有一股绳子，右侧绳子的拉力等于左侧的总拉力。
（2）根据滑动摩擦力的影响因素可知，不需要均匀拉动长木板。
【解答】（1）由图乙可知，2-4秒时，拉力传感器的示数为1.5N，由图甲可知，木块受到的拉力为传感器示数的两倍，即3N，传感器示数不变，说明木块处于静止状态，受力平衡，拉力等于摩擦力，故摩擦力为3N。
（2）A、由（1）可知，2-4秒，木块属于静止状态，故A正确；
B、滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度无关，所以不需要匀速拉动长木板，故B错误；
C、水平面粗糙，给长木板一个水平向左的摩擦力，木板受到的拉力F应大于等于木块和木板间的摩擦力与木板与地面间的摩擦力之和，故C正确。
故答案为：AC。
22．（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
【解析】【分析】（1）根据实验需要测量的量选择测量工具；
（2）根据W总=Fs求出第三次实验拉力做的总功，利用η=求出第三次实验的机械效率；
（3）通过分析表格可看出，实验1中所用的力最小，而实验1中斜面较缓；
（4）通过比较三次实验可发现斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系。
【解答】（1）要测量斜面的机械效率，需要测量物重及拉力的大小，故需要弹簧测力计；还需要测量斜面的高度和斜面的长度，故需要有刻度尺；
（2）第三次实验拉力做的总功为：W总=Fs=3.2N×0.50m=1.6J，则第三次实验的机械效率为：
η==78.125%；
（3）通过比较发现，实验1中力最小，实验3中力最大，而实验1中斜面最缓，实验3中斜面最陡，故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越缓越省力，斜面越陡越费力；
（4）由数据分析可知，三次实验中，物体的重力相同，上升的高度不同，斜面的倾斜程度不同，斜面越陡，机械效率越高，故可得出结论：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高。
故答案为：（1）刻度尺、弹簧测力计；（2）78%；（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。
23．（2025·奉化模拟）小科与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起，他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为，石料露出水面前滑轮组的机械效率是80%。（不计绳重和摩擦，，g取10N/kg）请根据他们的调查数据求：
（1）石料露出水面前受到的浮力；
（2）动滑轮重力；
（3）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间。
【答案】（1）解：根据题意可知，石料的边长为0.2m，则石料的体积：V石=（0.2m）3=8×10-3m3，
石料露出水面前，即浸没时，V排=V石=8×10-3m3，
石料露出水面前受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=80N。
答： 石料露出水面前受到的浮力为80N 。
（2）解：根据题意可知，石料的重力：G石=m石g=ρ石V石g=2.5×103kg/m3×8×10-3m3×10N/kg=200N；
石料露出水面前石料对滑轮组拉力：F拉=G石-F浮=200N-80N=120N，
根据得到：；
解得：G动=30N；
（3）解：石料完全露出水面的过程，由于V排的减小，池中水面会下降，
则水面下降高度：，
石料上升的实际高度：h'=L-Δh=0.2m-0.04m=0.16m，
所以石料被拉出水面的时间：。
【知识点】速度公式及其应用；阿基米德原理；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】 （1）先根据V=a3计算出石料的体积，再根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算石料露出水面前受到的浮力；
（2）首先由G=mg计算石料的重力，再根据F拉=G石-F浮计算石料对滑轮组拉，最后根据计算动滑轮重力；
（3）石料从露出水面到完全露出水面的过程，由于V排的减小，池中水面会下降，由ΔV=V石=S池Δh计算水面下降高度，最后根据h'=L-Δh计算石料上升的距离，根据计算石料上升的时间。
24．（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：。
25．（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
26．（2025·金华模拟）通过微信晒每天行走的步数已经成为一种时尚。观察分析人走路的情形，可以将人的脚视为一根杠杆，如图所示。行走时两只小腿交替工作，人的脚掌前端O是支点，人体受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力F是动力。已知某人的质量为80kg。
（1）若重力作用点A刚好是OB连线的中点，请计算小腿肌肉产生的拉力F的大小。
（2）人向前走一步的过程中，重心升高约4cm，某人在30分钟的快走运动中共走了7000步，请计算此过程中人克服自身重力做功的功率为多大 (计算结果保留整数)
（3）通过查阅资料：人以不同方式徒步运动半小时，消耗人体内的能量如表所示。你会选择哪种健身方式 请说出理由。
运动方式 散步 快走 慢跑 快跑
消耗能量E/J 315 1165.5 1260 1764
【答案】（1），代入数据可得
（2）
（3）快跑，运动相同的时间，快跑消耗的能量最多。（合理即可）
【知识点】重力的大小；功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据相似三角形对应边成比例结合杠杆平衡条件进行计算。
（2）根据计算功率，注意时间的单位是秒。
（3）由表中数据可知，运动相同的时间，快跑消耗的能量最多，所以选择快跑。
【解答】（3）根据表中数据进行选择，理由合理即可。例如：选择快跑，因为运动相同的时间，快跑消耗的能量最多。
27．（2025·浙江模拟）如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两剪片形成的刀口中，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
（1）为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，还应尽量将枝条靠近 （选填“A点”或“O点”）；
（2）用80N的拉力作用在绳子自由端时，B点受到绳子a的拉力是多少
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口A点对树枝施加的力为540牛，此时绳子端需施加的力F为多大 （已知（厘米，厘米，滑轮中各股绳子视为平行，不计绳重、滑轮自重及摩擦）
【答案】（1）O点
（2）240N
（3）120N
【知识点】杠杆的平衡条件；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件进行分析，阻力变大时，可通过减小阻力臂或增大拉力或增大动力臂实现剪断较粗较硬枝条的目的。
（2）由图可知，B端有一根绳子，滑轮下方有三根绳子，可知自由端拉力为B端拉力的三分之一。
（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垂直距离。
【解答】（1）根据图片可知，为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，据杠杆的平衡条件尽可能增大动力臂或者减小阻力臂，所以尽量将枝条靠近O点。
（2）若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用80N的拉力作用在绳子自由端时，根据滑轮组绳末端力的关系可得
将数据带入上式可得
所以Fa=240N。
（3）根据图片可知，O为支点，OB为动力臂，OA为阻力臂，根据杠杆平衡条件，代入数据为
解得F=120N。
（1）根据图片可知，为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，据杠杆的平衡条件尽可能增大动力臂或者减小阻力臂，所以尽量将枝条靠近O点。
（2）若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用80N的拉力作用在绳子自由端时，根据滑轮组绳末端力的关系可得
将数据带入上式可得
所以Fa=240N。
（3）根据图片可知，O为支点，OB为动力臂，OA为阻力臂，根据杠杆平衡条件，代入数据为
解得F=120N。
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