【精品解析】浙教版科学九上第三章 第4节 简单机械同步练习（中等难度）

浙教版科学九上第三章 第4节 简单机械同步练习（中等难度）
一、单选题
1．（2021·温州）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（　　）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
2．（2021·婺城模拟）如图甲是复习阶段用来整理试卷的燕尾夹，乙图是它的侧面图，使用时，用力摁住C点即可打开燕尾夹。下列有关燕尾夹的说法不正确的是（　　）
A．甲图所示夹子打开时，力使物体发生形变
B．乙图所示ABC可看成杠杆，点A为支点
C．甲图竖直夹住一叠试卷时，试卷只受到两个力作用
D．乙图所示在C点用力F时，属于省力杠杆
3．（2021·越城模拟）下列四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．修树剪刀 B．核桃夹子
C．取碗夹子 D．动滑轮
4．（2021·奉化模拟）下列实验操作中，其中一项的操作目的与其他三项不属于同一类，该项操作是（　　）
A．对试管加热前先要把试管外壁擦干，再加热。
B．测小灯泡电功率实验，闭合开关前，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处
C．探究杠杆平衡条件实验，先调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡
D．转动显微镜的粗准焦螺旋使镜筒下降时，双眼从侧面注视物镜
5．（2021·宁波模拟）如图所示OA是一根轻质硬杆，长为L，其一端用铰链固定在墙面上，另一端用弹簧测力计竖直向上吊起并在处于水平位置。杆上悬挂一质量为m的物体并可在杆上移动。若杆上物体m的悬挂点P到测力计吊起点A端的距离为x。则测力计的示数F与x的关系图象是（不计杠杆重量）（　　）
A． B．
C． D．
6．（2021·瑞安模拟）如图是办公用品燕尾夹，MON可以看成一个杠杆。用力按压N点，即可打开燕尾夹，此杠杆的示意图表示合理的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（2021·鄞州模拟）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力向下移动的速度与配重上升的速度大小相等
C．沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度，拉力所做的功相等
D．用该装置提升更重的物体，机械效率不变
8．（2021·温州模拟）如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其他条件不变的情况下，下列操作能使弹簧测力计示数变大的是（　　）
A．保持弹簧测力计不变，减少钩码的个数
B．保持弹簧测力计不变，将钩码悬挂点的位置向右移
C．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜
D．保持拉力方向不变，将弹簧测力计悬挂点的位置向右移
9．（2021·下城模拟）用如图所示滑轮组，在10秒内将一个重为2400N物体匀速提升3m，绳子自由端的拉力为1000N，下列相关说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动速度为0.3m/s
B．10秒内拉力做功的功率是900W
C．滑轮组提升重物时的机械效率是72%
D．若只增大物体重力，则滑轮组的机械效率会减小
10．（2021·宁波模拟）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力F的大小是配重G大小的二分之一
C．拉力移动的距离是配重上升距离的两倍
D．将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等
11．（2021·龙港模拟）在“富国强军”的时代要求下，大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是（　　）
A． B．
C． D．
12．（2021九下·浙江期末）归纳推理是一种重要的科学思维方法。下列归纳推理正确的是（　　）
A．甲图：向右移动滑片，若通过R1的电流增加a A，则通过R2的电流也增加a A
B．乙图：仍呈清晰的像，若物距增加b cm，则像距也要增加b cm
C．丙图：加水液面升高，若小铁球受到的浮力增加c N，则大铁球受到的浮力也增加c N
D．丁图：保持天平平衡，若左侧增加d个钩码，则右侧也要增加d个钩码
13．（2021九下·金华月考）如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重0.5牛）。下列说法正确的是（　　）
A．实验前出现如图所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调
B．如图，在A、B处各增加一个钩码，杠杆仍然能在水平位置保持平衡
C．如图，弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大
D．如图，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，当杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛
14．（2021九下·柯桥开学考）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　　）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
15．（2021九下·杭州开学考）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的（　　）
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
16．（2021九下·西湖开学考）用如图所示的滑轮组将重为500N的物体在4s内匀速提升了2m，若每个滑轮中40N，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．绳端的拉力F为270N B．拉力F的功率功为270W
C．额外功为160J D．有用功为1080J
17．（2020九上·上虞期末）用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　）
A．动滑轮的重力为5N
B．该滑轮组的机械效率可以达到100%
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
18．（2020九上·诸暨期末）使用如图工具可以省力的是（　　）
A．老虎钳 B．理发剪刀
C．定滑轮 D．镊子
19．（2021九下·台州开学考）如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m，已知G＝18N，F＝10N．这一过程，不能得到的结论是（　　）
A．绳子自由端上升0.4m B．拉力F做功4J
C．该动滑轮的机械效率为90% D．动滑轮重为2N
20．（2020九上·江北期末）如图所示，分别用拉力 F1、F2、F3、F4 匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力、绳重及摩擦，则所用拉力最小的是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
21．（2021·衢州）“认真观察和仔细分析”是科学研究的基本要求。
（1）如图甲，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线仍然未动。
①小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为　 　。
②直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线　 　(填“有”或“没有")力的作用。
（2）如图乙是某饮水器水龙头的结构示意图，A是固定的出水口，B是一根手柄，C是一根连接在阀门上的杆，由弹簧将它拉紧，O1是连接B、C的一根销钉。可将手柄简化为一根杠杆，手柄与A的接触点O2为支点，下压手柄，C就上升，阀门打开水流出；放手后，C自动恢复原位，水龙头关闭。
①请在答题纸相应位置图中画出动力F1的力臂l1　 　。
②正常使用手柄取水时，手柄属于　 　杠杆。
22．（2021·绍兴）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舂，“横木穿插硾头，硾嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示。若硾头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。
（1）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图，O点为支点， F2为阻力，请在图中作出阻力臂　 　，此时舂属于 　 　(选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。
（2）若每次硾头上升的高度为0.6米，1分钟撞击臼中的谷粒20次， 则人克服硾头重力做功的功率为　 　瓦。
23．（2021·婺城模拟）“ 推枣磨”是古代的一种平衡游戏，用鲜枣和细竹蔑制作成如图所示的“推枣磨”，把竹蔑放到磨台的枣核尖上保持平衡。游戏者用手推枣使其绕点转动，可持续转动较长时间者获胜。
（1）人手离开枣后，枣能够持续转动是由于枣具有　 　。
（2）某次玩转过程中A枣一端下沉，为了将竹蔑调至水平，可将磨台向　 　(填字母)端移动。
24．（2021·上虞模拟）我们身边处处有科学。如图所示，中图中的餐具夹是 　 　杠杆(填“省力”、“费力”或“等臂”)；乙图是一种电源插座，其表面有3个插孔，其中接地孔的是　 　(填序号)；丙图是轿车一种安全装置“头枕”，“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害　 　。
A．紧急刹车
B．左右转弯
C．前方碰撞
D．后方追尾
25．（2021·丽水模拟）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出(如图甲)。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。请完成下列问题：
（1）图乙所示的杠杆属于　 　杠杆(填省力”或“费力”) ；
（2）若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，且杆重G=150牛，AB=2.8米，AO=0.3米。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F= 　 　牛。
26．（2021·宁海模拟）图甲是一种市场上使用率较高的易拉罐内嵌式拉环，图乙是简化后的模型。O点是铆接点，拉动A点时拉环会绕O点转动。AB长为2.4cm，OB为0.6cm。如图所示，作用在B点的力达到15N时，可以将封口顶开。
（1）拉开拉环所需最小的力F是　 　N。
（2）若拉环与手指的接触面积为40mm2，则作用在手指上的压强为　 　Pa。
27．（2021·龙湾模拟）“推枣磨”是古代的一种平衡游戏，用鲜枣和细竹蔑制作成如图所示的“推枣磨”，把竹蔑放到磨台的枣核尖上保持平衡。游戏者用手推枣使其绕O点转动，可持续转动较长时间者获胜。
（1）人手离开枣后，枣能够持续转动是由于枣具有　 　。
（2）某次玩转过程中A枣一端下沉，为了将竹蔑调至水平，可将磨台向　 　端移动。(填字母)
28．（2021·温岭模拟）旗杆顶部安装的简单机械是　 　滑轮。某校旗杆高度为13米，国旗手用15牛的拉力将国旗匀速升起12米，该国旗手做功　 　焦。
29．（2021·柯桥模拟）做好垃圾分类是每个公民应尽的责任和义务。
（1）下列垃圾属于有害垃圾的是 ，
A．废电池 B．碎玻璃 C．枯枝败叶 D．过期药品
（2）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800g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知O 1 A=30cm，AB=51cm，CO 2=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，DCO2为　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆；
②若要把桶盖翻开，脚对踏板 A处的压力至少为　 　。
30．（2021·江北模拟）如图所示，拉力F为20N，物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N。拉力F的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。
三、解答题
31．（2021·宁波）反思是一种良好的学习品质。
（1）一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
32．（2021·杭州）已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg，体积为0.1m3。问：
（1）此木料的密度为多少
（2）如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此本料并恰好水平，其中AO=OB，O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
（3）若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
33．（2021·宁波模拟）小科同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，该装置简单易制、方便快捷，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小科观察到电动机的输出功率800W，将质量为100kg的水泥匀速提升到10m高的位置用时15s。假设电动机的输出功率恒定不变。请帮小科完成下列问题：
（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是多大？
（2）电动机对绳子的拉力多大？
（3）该滑轮组的机械效率多大？
34．（2021·江干模拟）如图所示为某小区道闸的结构原理，质量8kg长4m的长直杆AB通过P、O两点，固定在半径为15cm的圆盘C上，圆盘C能够绕O点自由转动，通过P点带动直杆转动。O点距A端为20cm，OP为圆盘半径，圆盘C与电动机M用齿轮连接。电动机M的齿轮盘顺时针转动时，长直杆AB随圆盘C逆时针转动。(本题g取10N/kg)
（1）求杆AB水平静止时，电动机齿轮对圆盘C齿轮的力；
（2）若不计摩擦，电动机的平均输出功率为72w，求道闸直杆从水平转到竖直位置完全打开需要的时间；(AB垂直地面、不计能量损失)
（3）道闸匀速抬高，圆盘C齿轮受力怎么变？
35．（2021·温州模拟）汽车行业经常用“马力”来描述车的动力性能。该词源自18世纪，瓦特利用一匹马匀速拉动4500牛的重物(如图)，该马在1分钟内将水桶提升了约10米，瓦特便将这匹马在1秒内所做的功称为1马力。(不考虑绳重和摩擦)
（1）图中滑轮A的实质是　 　。
（2）“马力”实际上是　 　(填物理量的名称)的单位。
（3）某厂生产的太阳能混动汽车在太阳下照射4小时，可在蓄电池中存储能量约6.75×106焦的能量，以供给汽车行驶所需。该车的最大动力为150马力，求阳光照射4小时所存储的能量理想状态下可供该车在最大动力下行驶多少时间？
四、实验探究题
36．（2021·丽水）杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。
[制作步骤]
①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”。
②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A"处；
③系秤纽：在秤杆的“B"处系上绳子：
④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”；
⑤定刻度……
[交流评价]
（1）杆秤是一种测量　 　的工具：
（2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向　 　侧移动：
（3）步骤④标零线的目的是　 　；
（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为　 　的方法更合理。
小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体……按上述方法直到标出所有刻度。
小息：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份。依次标上相应刻度。
37．（2021·奉化模拟）在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图（a）中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，
每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学
实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，
匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。
各小组的实验数据记录在表格中：
表一（甲小组） 表二（乙小组） 表三（丙小组）
实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛）
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
（1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出动滑轮使用特点的初步结论是：使用动滑轮匀速提起重物，　 　。
（2）同学们查阅相关资料得知：若不计动滑轮自身的重力，使用动滑轮匀速提升重物时，可以省一半力…由此，他们分析了表一中的实验数据，求出滑轮的重力为　 　牛。
（3）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是：　 　。
38．（2021·宁波模拟）在“探究动滑轮工作时的特点”活动中，小科用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
① 1.0 10 1.1 20
② 2.0 10 1.7 20
③ 3.0 10 2.3 20
（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是　 　。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值
△W　 　（选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释：　 　。
39．（2021·嘉善模拟）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢 某科学兴趣小组开展以下探究·
【查阅资料】斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小越省力。
【建立假设】
假设1：与斜面的表面材料有关：
假设2：与斜面的倾斜程度有关：
假设3：与物体受到的重力大小有关。
【收集证据】小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用物块的材料及表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角θ/度 30 30 30 30 35 40
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.25 1.45 2.50 3.75 1.36 1.48
【得出结论】分析上述数据，斜面的省力情况与　 　有关-
【拓展】⑴已知实验中，斜面长均为1.2m、第1次实验中斜面高为0.6m，则第1次实验中斜面的机械效率是　 　%。
⑵分析表中数据，若要提高斜面的机械效率可采取的措施有　 　。
五、综合说理题
40．（2021·温州模拟）一轻质杠杆OP能绕O点转动，P端用细绳a悬挂于N点，质量为m的物体A通过绳子和滑环挂在M点（滑环和绳子的质量不计），如图甲所示，杠杆OP与水平方向成θ时，物体A随滑环刚好可以沿杠杆由M点向P端匀速滑动，小丁认为物体A沿杠杆OP匀速下滑的过程中，细绳a（假设细绳a不断、无弹性、且始终竖直向下）所承受的拉力F随物体A的滑动时间t成正比，你认为是否正确？并应用相关知识判断、简要解释。
答案解析部分
1．【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分析判断。
【解答】根据图片可知，将后轮提起时，前面的车轮相当于杠杆的支点，阻力为自行车的重力，动力为手提的力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，D点的动力臂最长，则此时最省力，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
2．【答案】C
【知识点】力的作用效果；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）力的作用效果：①改变物体形状；②改变物体的运动状态；
（2）杠杆上固定不动的点为支点；
（3）对试卷进行受力分析；
（4）比较动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆的分类。
【解答】A.甲图所示夹子打开时，力使物体发生形变，故A正确不合题意；
B.乙图所示ABC可看成杠杆，点A的位置保持不变，相当于支点，故A正确不合题意；
C.甲图竖直夹住一叠试卷时，试卷受到向下的重力、向上的摩擦力，向左和向右的弹力，故C错误符合题意；
D.乙图所示在C点用力F时，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故D正确不合题意。
故选C。
3．【答案】C
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】A.使用修树剪刀，中间的转轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；
B.使用核桃夹子时，两个夹片相连的位置为支点，阻力作用在弯曲的夹口处，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；
C.使用取碗夹子时，夹钩相连的位置为支点，阻力作用在夹钩的尖端，动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；
D.使用动滑轮时，绳子与滑轮接触的一侧为支点，阻力臂为滑轮的半径，动力臂为滑轮的直径，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选C。
4．【答案】C
【知识点】常见实验操作；显微镜的使用；杠杆的平衡条件；测定小灯泡的功率
【解析】【分析】本题主要考查实验操作安全事项相关知识。
【解答】A、 对试管加热前先要把试管外壁擦干，再加热是为了防止试管外壁有水，受热时发生炸裂，从实验安全的角度考虑；
B、 测小灯泡电功率实验，闭合开关前，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处 是为了防止电流过大，烧坏用电器，从实验安全的角度考虑；
C、探究杠杆平衡条件实验，先调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡是为了便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，不是从实验安全的角度考虑；
D、转动显微镜的粗准焦螺旋使镜筒下降时，双眼从侧面注视物镜是为了防止载物台的载玻片被压碎，从实验安全的角度考虑。
故答案为：C
5．【答案】A
【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推导F与x的数学关系式，然后进行判断即可。
【解答】根据图片可知，O为杠杆的支点，动力臂为OA，阻力臂为OP，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×L=G×（L-x）；
则；
其中G和L都是常数，那么测力计的示数F与x为一次函数关系，且纵轴上的截距为mg，横轴上的截距为L，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
6．【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据燕尾夹的使用过程分析杠杆的几个要素即可。
【解答】当使用燕尾夹时，动力F1作用再N端，阻力F2作用在M端，保持位置不变的点是O点，这就是杠杆的支点。由于支点在中间，因此动力和阻力的方向基本一致，都是向下的，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
7．【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；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）根据动滑轮和定滑轮的作用判断；
（2）根据滑轮组的工作特点判断；
（3）根据定滑轮的特点分析两个拉力的大小，再根据W=Fs比较做功的大小；
（4）当提升重物时，可根据公式分析机械效率的变化。
【解答】A.根据图片可知，左边的滑轮为动滑轮，能省力不能改变力的方向；右边的滑轮为定滑轮，不省力当能改变力的方向，故A错误；
B.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，根据s=nh可知，拉力向下移动的距离等于物体上升高度的2倍。根据可知，拉力向下移动的速度是配重上升速度的2倍，故B错误；
C.定滑轮的本质为等臂杠杆，无论向哪个方向拉动，动力臂始终保持滑轮的半径不变，因此两个拉力相等。因为自由端移动的距离也相等，根据W=Fs可知，沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度，拉力所做的功相等，故C正确；
D.根据可知，使用同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故D错误。
故选C。
8．【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。
【解答】A.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L1=F×L2，保持弹簧测力计不变，减少钩码的个数，则G减小，那么测力计的示数F变小，故A错误；
B.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L1=F×L2，保持弹簧测力计不变，将钩码悬挂点的位置向右移，则L1变小，那么测力计的示数F变小，故B错误；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L1=F×L2，保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜，则力臂L2变小，那么弹簧测力计的示数F变大，故C正确；
D.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L1=F×L2，保持拉力方向不变，将弹簧测力计悬挂点的位置向右移，则力臂L2变大，那么测力计的示数F变小，故D错误。
故选C。
9．【答案】B
【知识点】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）首先根据s=nh计算出自由端移动的距离，再根据计算自由端的速度；
（2）根据公式P=Fv计算拉力的功率；
（3）根据公式计算滑轮组的机械效率；
（4）根据公式分析判断。
【解答】A.自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m；
自由端的速度，故A错误；
B.拉力的功率P=Fv=1000N×0.9m/s=900W，故B错误；
C.滑轮组提升重物时的机械效率，故C错误；
D.根据可知，只增大物体重力，滑轮组的机械效率将增大，故D错误。
故选B。
10．【答案】C
【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
【解析】【分析】（1）根据定滑轮和动滑轮的特点判断；
（2）对左边的滑轮进行受力分析即可；
（3）根据动滑轮的工作特点判断；
（4）在提升重物的过程中，还要对动滑轮做功，据此分析判断。
【解答】A.左边的滑轮随物体一起上下运动，为动滑轮，它可以省力但不能改变用了方向；右边的滑轮固定不动，为定滑轮，它可以改变用力方向而不能省力，故A错误；
B.左边的动滑轮，受到享受到两个拉力F，向下的自身重力和物体的重力，即：2F=G动+G，解得：，故B错误；
C.使用动滑轮省一半的力，要费一倍的距离，即s=2h，故C正确；
D.将配重提升相同的高度，用该装置不但要对重物做功，还要对动滑轮做功，与直接提升配重所做的功相比会偏大，故D错误。
故选C。
11．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断。
【解答】将左边的支架看做支点，右端支架的支持力为动力，主梁的长度为动力臂；物体的重力为阻力，物体到左支架的距离为阻力臂。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×L主梁=G×（L主梁-s）；
F×L主梁=G×（L主梁-vt）；
解得：F=G-；
G、v和L主梁都是定值，因此支持力F与速度v成一次函数关系，图像为一条从坐上到右下的直线，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
12．【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；浮力的变化；串、并联电路的电流特点；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据串联电路的电流规律判断；
（2）根据凸透镜成像的规律判断；
（3）根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析；
（4）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析。
【解答】A.在串联电路中，各处电流都相等，因此通过两个电阻的电流变化量相等，故A正确；
B.根据凸透镜成像的规律“物远像近小”可知，增大物距时，所成的像变小，且物距减小，而不是增大，故B错误；
C.当水面升高时，两个铁球V排的增大量不同，根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，两个铁球浮力的增大量不同，故C错误；
D.根据丁图可知，此时左边的力臂小于右边的力臂，如果两侧都增加d个钩码，那么△G×L左≠△G×L右，那么天平肯定不平衡，故D错误。
故选A。
13．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）平衡螺母总是向轻的那端调节；
（2）（3）（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】A.根据图片可知，杠杆的右端上翘，即右端轻，因此平衡螺母应该向右调节，故A错误；
B.设钩码重力为G，每格长度为L，左边：4G×2L=8GL；
右边：3G×3L=9GL；
因此杠杆的右端下沉，故B错误；
C.根据图片可知，弹簧测力计从a位置转到b位置时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数肯定增大，故C正确；
D.根据杠杆的平衡条件得到：（0.5N×3）×6L=F×3L；
解得：F=3N。
故D错误。
故选C。
14．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识判断它受到摩擦力的大小和方向；
（2）拉力作用在轴上，此时滑轮移动的速度比物体A移动的速度大，根据计算即可；
（3）根据功率的计算式P=Fv计算；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析即可。
【解答】A.物体B保持静止状态，它受到A施加的摩擦力与测力计的拉力相互平衡，二者大小相等，方向相反，即f=F拉=3N；因为测力计的拉力向左，所以摩擦力向右，故A错误；
B.滑轮移动的速度，故B错误；
C.绳子拉物体A的拉力为：；
绳子拉物体A的功率为：PA=FAvA=5N×0.2m/s=1W，故C错误；
D.在物体A运动的过程中，物体B对它的压力和接触面的粗糙程度不变，因此二者之间摩擦力的大小不变。物体受到的摩擦力和测力计的拉力始终平衡，因此谈话测力计的示数不变，还是3N，故D正确。
故选D。
15．【答案】C
【知识点】增大或减小压强的方法；杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积；
（2）比较动力臂和阻力臂的长度大小，从而确定杠杆的分类；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）动力臂越长越省力，据此分析判断。
【解答】A.刀刃的厚薄不能改变作用在刀上的压力，但是可以减小受力面积而增大对甘蔗的压强，故A错误；
B.左边的转轴为支点，甘蔗对刀刃产生阻力，手对刀柄产生动力，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂L1和阻力F2不变时，甘蔗放在a点不在b点时阻力臂L2更小，此时甘蔗被切断时的动力F1会更小，故C正确；
D.F2与刀柄垂直，此时刀柄的长度就是动力臂，而F1的方向不与刀柄垂直，则此时的动力臂小于刀柄长度，则前者的动力臂大于后者，因此前者比后者更省力，故D错误。
故选C。
16．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据公式计算绳端的拉力；
（2）首先根据s=ns物计算出绳端移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力做的总功，再根据计算拉力的功率；
（3）（4）根据W有=Gh计算计算出滑轮组做的有用功，再根据W额=W总-W有计算额外功。
【解答】根据图片可知，承担物体重力的绳子n=3，
那么绳端的拉力，故A错误；
B.绳端移动的距离s=ns物=3×2m=6m；
拉力做的总功W总=Fs=180N×6m=1080J；
拉力的功率，故B正确；
CD.滑轮组做的有用功W有=Gh=500N×2m=1000J；
滑轮组做的额外功：W额=W总-W有=1080J-1000J=80J。
故C、D错误。
故选B。
17．【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
【解析】【分析】（1）不计绳重和摩擦，根据滑轮组的机械效率，计算动滑轮的重力；
（2）使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，据此分析机械效率的数值范围；
（3）根据机械效率的定义分析判断；
（4）克服动滑轮的重力做额外功，即W额=G动h。
【解答】A.由图乙可知，提升物重G=10N时，滑轮组的机械效率η=50%，
不计绳重和摩擦，根据滑轮组的机械效率得到：；
解得：G动=10N，故A错误；
B.使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误；
C.滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D.利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为：W额=G动h=10N×0.5m=5J，故D正确。
故选D。
18．【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】分析各种工具的特点，确定是否省力即可。
【解答】A.老虎钳中间的轴为杠杆的支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A正确；
B.理发用的剪刀中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误；
C.定滑轮本质是等臂杠杆，不省力也不费力，故C错误；
D.镊子的支点在夹片的连接处，阻力作用在尖端，动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D错误。
故选A。
19．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据s=nh计算出绳子自由端上升的高度；
（2）根据W总=Fs计算拉力F做的功；
（3）根据W有=Gh计算有用功，再根据计算滑轮的机械效率；
（4）忽略摩擦和绳子的重力，根据计算出动滑轮的重力。
【解答】A.绳子自由端上升的高度s=nh=0.2m×2=0.4m，故A正确不合题意；
B.拉力F做的功W总=Fs=10N×0.4m=4J，故B正确不合题意；
C.动滑轮做的有用功W有=Gh=18N×0.2m=3.6J，动滑轮的机械效率，故C正确不合题意；
D.忽略摩擦和绳子的重力，
根据得到：；
解得：G动=2N。
但是题目并没有说明忽略摩擦，所以动滑轮的重力肯定小于2N。
故D错误符合题意。
故选D。
20．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据定滑轮和动滑轮的特点分析判断。
【解答】A、B、C三图中，使用的都是定滑轮，定滑轮不省力不费力，拉力的大小与拉力的方向无关，因此拉力F1=F2=F3=G；D图中使用动滑轮，动滑轮可以省一半的力，即F4=，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
21．【答案】（1）力是改变物体运动状态的原因；有
（2）；省力
【知识点】力的作用是相互的；力与运动的关系；杠杆的分类；力臂的画法
【解析】【分析】（1）①根据力与运动的关系分析解答；
②根据物体间力的作用的相互性分析解答；
（2）①力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂线段的长度；
②比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】（1）①小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为力是改变物体运动状态的原因；
②物体间力的作用是相互的，虽然直导线未动，但此时偏转的小磁针对直导线有力的作用。
（2）①通过支点O2作F1的作用线的垂线，O2到垂足之间的距离就是动力臂L1，如下图所示：
②根据图片可知，在正常使用手柄取水时，动力臂大于阻力臂，则手柄属于省力杠杆。
22．【答案】（1）；费力
（2）40
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；杠杆的分类；力臂的画法
【解析】【分析】（1）力臂是从杠杆的支点到力的作用下线的距离，据此画出阻力臂。比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
（2）首先根据W=Gh计算出对锤头做的功，最后根据计算出做功的功率。
【解答】（1）从支点O做阻力F2力的作用线的垂线，从O点到垂足之间的距离就是阻力臂L2，如下图所示：
动力作用在杠杆的下端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2）克服锤头做功W=Gh=20kg×10N/kg×（0.6m×20）=2400J；
做功的功率。
23．【答案】（1）惯性
（2）A
【知识点】惯性；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
【解答】（1）人手离开枣后，枣能够持续转动是由于枣具有惯性；
（2）根据图片可知，磨台为支点O，A端下沉，说明A枣和OA的乘积大于B枣与OB的乘积。为了杠杆平衡，必须减小OA，增大OB，即磨台向A端移动。
24．【答案】费力；3；D
【知识点】惯性；插座的构造与工作方式；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆分类；
（2）根据三孔插座“左零右火中间地”分析解答；
（3）根据惯性的知识分析。
【解答】（1）使用餐具夹时，夹钩的连接处为支点，阻力作用在夹钩的尖端，动力作用在夹钩的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2）根据图乙可知，左孔接零线，右孔接火线，中间的孔接地线，故选3.
（3）当后方追尾时，人的下半身由于受到靠背的推力会迅速向前运动，而人的头部会由于惯性保持原来的状态，即相对下半身迅速向后甩动，很可能造成颈椎断裂。有了头枕，它会和靠背一样，同时施加给头部推力，防止发生颈椎损伤，故选D。
25．【答案】（1）费力
（2）550
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
【解答】（1）根据乙图可知，O点为支点，F为动力，G为阻力，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2）根据乙图可知，动力臂为L1=OA，阻力臂为：；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×OA=G×L2；
F×0.3m=150N×1.1m；
解得：F=550N。
26．【答案】（1）5
（2）1.25×105
【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）确定阻力臂和动力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；
（2）已知压力和受力面积，根据公式计算出作用在手指上的压强。
【解答】（1）根据乙图可知，O点为支点，动力臂为OA，阻力臂为OB；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×OA=F2×OB；
F×（2.4cm-0.6cm）=15N×0.6cm；
解得：F=5N；
（2）作用在手指上的压强为。
27．【答案】（1）惯性
（2）A
【知识点】惯性；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答。
【解答】（1）人手离开枣后，枣能够持续转动是由于枣具有惯性。
（2）O点为杠杆的支点，A枣和B枣施加动力和阻力。A枣下沉，说明它的重力与力臂OA的乘积大于B枣重力和力臂OB的乘积。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时可以减小OA增大OB，让杠杆再次实现平衡，即将磨台向A端移动。
28．【答案】定滑轮；180
【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）跟随物体一起移动的滑轮叫动滑轮；不随物体一起移动的滑轮叫定滑轮；
（2）国旗手克服国旗的重力做功，即W=Gh。
【解答】（1）旗杆顶部的滑轮固定在旗杆上，不随国旗上下移动，为定滑轮。
（2）该国旗手做功：W=Gh=15N×12m=180J。
29．【答案】（1）A；D
（2）费力；39.2N
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；土壤的污染与保护
【解析】【分析】（1）垃圾的分类有可回收垃圾、其它垃圾（干垃圾）、厨余垃圾（湿垃圾）、有害垃圾；
①可回收物主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类；
②其他垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸、纸巾等难以回收的废弃物及果壳、尘土、食品袋（盒）；
③厨余垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物，
④有害垃圾含有对人体健康有害的重金属、有毒的物质或者对环境造成现实危害或者潜在危害的废弃物。
（2）①比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
②在杠杆DCO2上，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出作用在顶杆BC上的力；在杠杆AB上，再次利用杠杆的平衡条件计算出作用在A处的压力。
【解答】（1）废电池和过期药品属于有害垃圾，碎玻璃和枯枝败叶属于其它垃圾，故选AD。
（2）①对于杠杆DCO2来说，桶盖的重力相当于阻力，阻力臂为DO2；顶杆BC对桶盖的支持力为动力，动力臂为CO2，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
②对于杠杆DCO2来说，据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×DO2=FCB×CO2；
0.8kg×10N/kg×（30cm+5cm）=FCB×5cm；
解得：FCB=56N；
在杠杆AB上，据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×AO1=FCB×BO1；
F×30cm=56N×（51cm-30cm）；
解得：F=39.2N。
30．【答案】4；75%
【知识点】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）首先根据v=nvA计算出拉力移动的速度，再根据P=Fv计算出拉力的功率。
（2）首先对物体B进行受力分析，根据二力平衡的原理计算出A和B之间摩擦力的大小，然后根据机械效率的公式
计算出滑轮组的机械效率。
【解答】（1）拉力移动的速度v=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s；
拉力F的功率P=Fv=20N×0.2m/s=4W。
（3）物体B保持静止状态，
它受到向左的A施加的摩擦力fAB，向右的地面施加的摩擦力f和测力计的拉力F拉，
根据二力平衡的条件得到：fAB=F拉+f=22N+8N=30N；
那么滑轮组的机械效率：
。
31．【答案】（1）小宁的想法不正确
如果硬棒AB在F1的作用下绕固定点O发生转动的方向，与在F2的作用下绕固定点O发生转动的方向相同，那么即使F1×d1=F2×d2成立，硬棒AB也不可能保持静止状态或匀速转动。
（2）条件：物重G大于动滑轮重G动(G>G动)
证明过程：在不计绳重和摩擦的情况下，F=
因为FG动
【知识点】杠杆的平衡条件；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）力的作用效果与力的大小、作用点和方向有关。在杠杆中，杠杆平衡需要满足的条件：①力和力臂的乘积相等；②两个力使杠杆的转动方向相反，据此分析解答。
（2）在动滑轮上，承担重力的绳子有2段，那么自由端的拉力为 ，然后再结合“拉力小于物重”列出不等式计算出即可。
32．【答案】（1）解：ρ= =600 Kg/m3
（2）解：G=mg=60kg×10N/kg=600N
以A为支点，根据杠杆平衡条件F1×l1=F2×l2
得F乙×AB=G
即F乙= =0.5G=300N
（3）解：当乙的作用点向O点靠近时，此时作用点记为B’
以A为支点，根据杠杆平衡条件： F1×l1=F2×l2
得：F×AB’= G×AO
即F乙=G×AO /AB’
因为AB’减小，而G×AO不变，所以F乙变大
而F乙+F甲=G，所以F甲变小
【知识点】密度公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）已知质量和体积，根据公式 计算木料的密度；
（2）首先根据G=mg计算出木料的重力，然后将A看做杠杆的支点，木料的重力看做阻力，阻力臂为AO，B点的支持力为动力，动力臂为AB，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算乙对木料的作用力。
（3）当乙的作用点向O点靠近时，乙的动力臂逐渐减小，根据杠杆的平衡条件 F1×l1=F2×l2 分析乙对木料作用力的变化，最后根据二力平衡F乙+F甲=G判断甲对木料作用力的大小即可。
33．【答案】（1）解： 自由端移动的距离s=nh=3×10m=30m；
自由端移动的速度；
答：此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是2m/s
（2）解： 电动机对绳子的拉力；
答：电动机对绳子的拉力为400N
（3）解： 滑轮组的机械效率。
答：该滑轮组的机械效率为83.3%。
【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
【解析】【分析】（1）首先根据s=nh计算出自由端移动的距离，再根据计算出自由端移动的速度；
（2）根据公式计算出电动机对绳子的拉力；
（3）根据公式计算滑轮组的机械效率。
34．【答案】（1）解：
（2）解：
（3）变小
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）将长直杆看作杠杆，支点为O，动力由电动机提供，动力臂为圆盘C的半径；阻力为直杆的重力，阻力臂等于直杆长度的一半减去OA的长度，最后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
（2）长直杆抬起的过程就是克服它的重力做功的过程，当直杆达到竖直状态时，它的重心上升高度h=，根据公式W=Gh计算克服重力做的功，再根据公式计算出时间即可；
（3）根据阻力臂的长度变化，结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 分析解答。
【解答】（3）在长直杆抬起的过程中，阻力臂L2逐渐减小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在动力臂和阻力不变的情况下，动力逐渐减小，因此圆盘C齿轮受力逐渐减小。
35．【答案】（1）等臂杠杆
（2）功率
（3）解：W =Fs =4500N×10m=45000J
P=W/t=45000J/60g=750w
t=W/P=6.75×106J/ (750w×150) =60s
【知识点】功的计算公式的应用；功率；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）跟随物体一起移动的为动滑轮，不跟随物体一起移动的为定滑轮，然后根据它们的本质解答；
（2）功率是用来表示物体做功快慢的物理量；
（3）首先根据W=Fs计算出马做的功，然后根据计算出马做功的功率，从而找到1马力和W之间的关系，最后根据计算出该车在最大动力下行驶的时间。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮A固定在墙壁上，不随物体一起移动，为定滑轮，它的实质为等臂杠杆。
（2）物体在1秒内所做的功叫功率，因此“马力”是功率的单位。
36．【答案】（1）质量
（2）右
（3）避免杆秤 自身重力对称量的干扰
（4）小思
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杆秤上面标注的物理量的单位分析解答；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析动力臂的长度变化即可；
（3）杆秤自身也有重力，它也会对杠杆的平衡产生影响。步骤④中标注零线，可以将自身重力对称量的影响平衡掉，从而保证测量结果的准确性。
（4）可从标注的准确性和快捷性等角度分析判断。
【解答】（1）根据题目可知，杆秤的量程为20g，而“g”是质量单位，所以杆秤是一种称量质量的工具。
（2）当在秤盘上放置物体称量时，左盘的质量会增大，根据杠杆的平衡条件：G左×L2=G秤砣×L1可知，秤砣的力臂L1会增大，则秤砣应该从“0”刻度向右侧移动。
（3）步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰；
（4）小思的方法只需测量1次，然后就能利用刻度尺标注刻度，方便快捷；采用平均法标注刻度，还可以保证刻度的均匀性，减小测量的误差，因此我认为小思的方法更合理。
37．【答案】（1）可以省力，不能改变用力方向
（2）0.2
（3）使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据实验序号1、2、3，比较测力计的示数与物重，从而确定是否能够省力；将直接提升重物与用动滑轮提升重物时的拉力方向比较，从而确定是否能够改变力的方向。
（2）根据公式计算出动滑轮的重力；
（3）分析实验1、4、7中哪些因素相同，哪个因素不同，从而得到测力计的示数与拉力和竖直方向夹角大小的关系。
【解答】（1）根据实验序号1、2、3可知，测力计的示数始终小于物体重力；直接提升物体和使用动滑轮时拉力方向都是向上，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起重物可以省力，不能改变用力方向。
（2）根据第1组数据，利用公式得到：，解得：G动=0.2N；
（3）实验1、4、7中，动滑轮和重物相同，拉力与竖直方向的夹角越来越大，测力计的示数越来越大，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大。
38．【答案】（1）动滑轮有重力
（2）越大；所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）因为动滑轮有重力，所以拉力等于动滑轮和物体的总重力的一半，自然大于物体重力的一半；
（2）在使用滑轮组提升重物时，对动滑轮的重力和摩擦力做额外功。物体的重力越大，摩擦力越大，所做的额外功越多，自然差值越大，据此分析解答。
【解答】（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是动滑轮有重力。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值△W越大，解释：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
39．【答案】倾斜程度、表面材料；80；增大倾斜程度，减小表面粗糙程度
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】【得出结论】根据控制变量法的要求，选择对比实验，根据数据确定斜面省力情况的影响因素；
【拓展】（1）根据斜面的机械效率计算即可；
（2）根据表格数据确定影响斜面机械效率的因素，进而确定提高机械效率的方法。
【解答】【得出结论】①比较实验3、4可知，当斜面倾角和材料相同时，拉力与物重的比值都是，那么：斜面的省力情况与物重的大小无关；
②比较实验1、2可知，当斜面倾角和物重相同时，毛巾比木板更粗糙，那么拉力和物重的比值越大，即越费力；
③比较实验5、6可知，当斜面材料和物重相等时，斜面倾角越大，拉力和物重的比值越大，即越费力。
综上所述，斜面的省力情况与倾斜程度和表面材料有关。
【拓展】（1）第1次实验中斜面的机械效率是；
（2）根据表格数据可知，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；斜面的粗糙程度越小，斜面的机械效率越高，因此提高斜面机械效率的措施：增大倾斜程度，减小表面粗糙程度。
40．【答案】正确；根据杠杠平衡条件F1L1=F2L2得FL1=mgL2即F=
由于L1=Lcosθ和G是定值则F和L2成正比；
又因为L2=vtcosθ，v和cosθ是定值则L2和t成正比；
所以F和t成正比。小明的观点是正确的。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡公式推导得出拉力F与动力臂和阻力臂的数学关系式，然后再分析动力臂和阻力臂的数学关系式，最后通过这几个关系式得到拉力F与时间t的数量关系即可。
【解答】我认为这个结论正确，
理由：根据杠杠平衡条件 F1L1=F2L2 得 FL1=mgL2 ，
即F= ；
由于L1=Lcosθ和G是定值则F和L2成正比；
又因为L2=vtcosθ，v和cosθ是定值则L2和t成正比；
所以F和t成正比。
1 / 1浙教版科学九上第三章 第4节 简单机械同步练习（中等难度）
一、单选题
1．（2021·温州）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。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
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断。
【解答】根据图片可知，将后轮提起时，前面的车轮相当于杠杆的支点，阻力为自行车的重力，动力为手提的力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，D点的动力臂最长，则此时最省力，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
2．（2021·婺城模拟）如图甲是复习阶段用来整理试卷的燕尾夹，乙图是它的侧面图，使用时，用力摁住C点即可打开燕尾夹。下列有关燕尾夹的说法不正确的是（　　）
A．甲图所示夹子打开时，力使物体发生形变
B．乙图所示ABC可看成杠杆，点A为支点
C．甲图竖直夹住一叠试卷时，试卷只受到两个力作用
D．乙图所示在C点用力F时，属于省力杠杆
【答案】C
【知识点】力的作用效果；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）力的作用效果：①改变物体形状；②改变物体的运动状态；
（2）杠杆上固定不动的点为支点；
（3）对试卷进行受力分析；
（4）比较动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆的分类。
【解答】A.甲图所示夹子打开时，力使物体发生形变，故A正确不合题意；
B.乙图所示ABC可看成杠杆，点A的位置保持不变，相当于支点，故A正确不合题意；
C.甲图竖直夹住一叠试卷时，试卷受到向下的重力、向上的摩擦力，向左和向右的弹力，故C错误符合题意；
D.乙图所示在C点用力F时，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故D正确不合题意。
故选C。
3．（2021·越城模拟）下列四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．修树剪刀 B．核桃夹子
C．取碗夹子 D．动滑轮
【答案】C
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】A.使用修树剪刀，中间的转轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；
B.使用核桃夹子时，两个夹片相连的位置为支点，阻力作用在弯曲的夹口处，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；
C.使用取碗夹子时，夹钩相连的位置为支点，阻力作用在夹钩的尖端，动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；
D.使用动滑轮时，绳子与滑轮接触的一侧为支点，阻力臂为滑轮的半径，动力臂为滑轮的直径，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选C。
4．（2021·奉化模拟）下列实验操作中，其中一项的操作目的与其他三项不属于同一类，该项操作是（　　）
A．对试管加热前先要把试管外壁擦干，再加热。
B．测小灯泡电功率实验，闭合开关前，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处
C．探究杠杆平衡条件实验，先调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡
D．转动显微镜的粗准焦螺旋使镜筒下降时，双眼从侧面注视物镜
【答案】C
【知识点】常见实验操作；显微镜的使用；杠杆的平衡条件；测定小灯泡的功率
【解析】【分析】本题主要考查实验操作安全事项相关知识。
【解答】A、 对试管加热前先要把试管外壁擦干，再加热是为了防止试管外壁有水，受热时发生炸裂，从实验安全的角度考虑；
B、 测小灯泡电功率实验，闭合开关前，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处 是为了防止电流过大，烧坏用电器，从实验安全的角度考虑；
C、探究杠杆平衡条件实验，先调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡是为了便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，不是从实验安全的角度考虑；
D、转动显微镜的粗准焦螺旋使镜筒下降时，双眼从侧面注视物镜是为了防止载物台的载玻片被压碎，从实验安全的角度考虑。
故答案为：C
5．（2021·宁波模拟）如图所示OA是一根轻质硬杆，长为L，其一端用铰链固定在墙面上，另一端用弹簧测力计竖直向上吊起并在处于水平位置。杆上悬挂一质量为m的物体并可在杆上移动。若杆上物体m的悬挂点P到测力计吊起点A端的距离为x。则测力计的示数F与x的关系图象是（不计杠杆重量）（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【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推导F与x的数学关系式，然后进行判断即可。
【解答】根据图片可知，O为杠杆的支点，动力臂为OA，阻力臂为OP，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×L=G×（L-x）；
则；
其中G和L都是常数，那么测力计的示数F与x为一次函数关系，且纵轴上的截距为mg，横轴上的截距为L，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
6．（2021·瑞安模拟）如图是办公用品燕尾夹，MON可以看成一个杠杆。用力按压N点，即可打开燕尾夹，此杠杆的示意图表示合理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据燕尾夹的使用过程分析杠杆的几个要素即可。
【解答】当使用燕尾夹时，动力F1作用再N端，阻力F2作用在M端，保持位置不变的点是O点，这就是杠杆的支点。由于支点在中间，因此动力和阻力的方向基本一致，都是向下的，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
7．（2021·鄞州模拟）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力向下移动的速度与配重上升的速度大小相等
C．沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度，拉力所做的功相等
D．用该装置提升更重的物体，机械效率不变
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；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）根据动滑轮和定滑轮的作用判断；
（2）根据滑轮组的工作特点判断；
（3）根据定滑轮的特点分析两个拉力的大小，再根据W=Fs比较做功的大小；
（4）当提升重物时，可根据公式分析机械效率的变化。
【解答】A.根据图片可知，左边的滑轮为动滑轮，能省力不能改变力的方向；右边的滑轮为定滑轮，不省力当能改变力的方向，故A错误；
B.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，根据s=nh可知，拉力向下移动的距离等于物体上升高度的2倍。根据可知，拉力向下移动的速度是配重上升速度的2倍，故B错误；
C.定滑轮的本质为等臂杠杆，无论向哪个方向拉动，动力臂始终保持滑轮的半径不变，因此两个拉力相等。因为自由端移动的距离也相等，根据W=Fs可知，沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度，拉力所做的功相等，故C正确；
D.根据可知，使用同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故D错误。
故选C。
8．（2021·温州模拟）如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其他条件不变的情况下，下列操作能使弹簧测力计示数变大的是（　　）
A．保持弹簧测力计不变，减少钩码的个数
B．保持弹簧测力计不变，将钩码悬挂点的位置向右移
C．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜
D．保持拉力方向不变，将弹簧测力计悬挂点的位置向右移
【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。
【解答】A.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L1=F×L2，保持弹簧测力计不变，减少钩码的个数，则G减小，那么测力计的示数F变小，故A错误；
B.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L1=F×L2，保持弹簧测力计不变，将钩码悬挂点的位置向右移，则L1变小，那么测力计的示数F变小，故B错误；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L1=F×L2，保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜，则力臂L2变小，那么弹簧测力计的示数F变大，故C正确；
D.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×L1=F×L2，保持拉力方向不变，将弹簧测力计悬挂点的位置向右移，则力臂L2变大，那么测力计的示数F变小，故D错误。
故选C。
9．（2021·下城模拟）用如图所示滑轮组，在10秒内将一个重为2400N物体匀速提升3m，绳子自由端的拉力为1000N，下列相关说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动速度为0.3m/s
B．10秒内拉力做功的功率是900W
C．滑轮组提升重物时的机械效率是72%
D．若只增大物体重力，则滑轮组的机械效率会减小
【答案】B
【知识点】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）首先根据s=nh计算出自由端移动的距离，再根据计算自由端的速度；
（2）根据公式P=Fv计算拉力的功率；
（3）根据公式计算滑轮组的机械效率；
（4）根据公式分析判断。
【解答】A.自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m；
自由端的速度，故A错误；
B.拉力的功率P=Fv=1000N×0.9m/s=900W，故B错误；
C.滑轮组提升重物时的机械效率，故C错误；
D.根据可知，只增大物体重力，滑轮组的机械效率将增大，故D错误。
故选B。
10．（2021·宁波模拟）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力F的大小是配重G大小的二分之一
C．拉力移动的距离是配重上升距离的两倍
D．将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等
【答案】C
【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
【解析】【分析】（1）根据定滑轮和动滑轮的特点判断；
（2）对左边的滑轮进行受力分析即可；
（3）根据动滑轮的工作特点判断；
（4）在提升重物的过程中，还要对动滑轮做功，据此分析判断。
【解答】A.左边的滑轮随物体一起上下运动，为动滑轮，它可以省力但不能改变用了方向；右边的滑轮固定不动，为定滑轮，它可以改变用力方向而不能省力，故A错误；
B.左边的动滑轮，受到享受到两个拉力F，向下的自身重力和物体的重力，即：2F=G动+G，解得：，故B错误；
C.使用动滑轮省一半的力，要费一倍的距离，即s=2h，故C正确；
D.将配重提升相同的高度，用该装置不但要对重物做功，还要对动滑轮做功，与直接提升配重所做的功相比会偏大，故D错误。
故选C。
11．（2021·龙港模拟）在“富国强军”的时代要求下，大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断。
【解答】将左边的支架看做支点，右端支架的支持力为动力，主梁的长度为动力臂；物体的重力为阻力，物体到左支架的距离为阻力臂。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×L主梁=G×（L主梁-s）；
F×L主梁=G×（L主梁-vt）；
解得：F=G-；
G、v和L主梁都是定值，因此支持力F与速度v成一次函数关系，图像为一条从坐上到右下的直线，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
12．（2021九下·浙江期末）归纳推理是一种重要的科学思维方法。下列归纳推理正确的是（　　）
A．甲图：向右移动滑片，若通过R1的电流增加a A，则通过R2的电流也增加a A
B．乙图：仍呈清晰的像，若物距增加b cm，则像距也要增加b cm
C．丙图：加水液面升高，若小铁球受到的浮力增加c N，则大铁球受到的浮力也增加c N
D．丁图：保持天平平衡，若左侧增加d个钩码，则右侧也要增加d个钩码
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；浮力的变化；串、并联电路的电流特点；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据串联电路的电流规律判断；
（2）根据凸透镜成像的规律判断；
（3）根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析；
（4）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析。
【解答】A.在串联电路中，各处电流都相等，因此通过两个电阻的电流变化量相等，故A正确；
B.根据凸透镜成像的规律“物远像近小”可知，增大物距时，所成的像变小，且物距减小，而不是增大，故B错误；
C.当水面升高时，两个铁球V排的增大量不同，根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，两个铁球浮力的增大量不同，故C错误；
D.根据丁图可知，此时左边的力臂小于右边的力臂，如果两侧都增加d个钩码，那么△G×L左≠△G×L右，那么天平肯定不平衡，故D错误。
故选A。
13．（2021九下·金华月考）如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重0.5牛）。下列说法正确的是（　　）
A．实验前出现如图所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调
B．如图，在A、B处各增加一个钩码，杠杆仍然能在水平位置保持平衡
C．如图，弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大
D．如图，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，当杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）平衡螺母总是向轻的那端调节；
（2）（3）（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】A.根据图片可知，杠杆的右端上翘，即右端轻，因此平衡螺母应该向右调节，故A错误；
B.设钩码重力为G，每格长度为L，左边：4G×2L=8GL；
右边：3G×3L=9GL；
因此杠杆的右端下沉，故B错误；
C.根据图片可知，弹簧测力计从a位置转到b位置时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数肯定增大，故C正确；
D.根据杠杆的平衡条件得到：（0.5N×3）×6L=F×3L；
解得：F=3N。
故D错误。
故选C。
14．（2021九下·柯桥开学考）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　　）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识判断它受到摩擦力的大小和方向；
（2）拉力作用在轴上，此时滑轮移动的速度比物体A移动的速度大，根据计算即可；
（3）根据功率的计算式P=Fv计算；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析即可。
【解答】A.物体B保持静止状态，它受到A施加的摩擦力与测力计的拉力相互平衡，二者大小相等，方向相反，即f=F拉=3N；因为测力计的拉力向左，所以摩擦力向右，故A错误；
B.滑轮移动的速度，故B错误；
C.绳子拉物体A的拉力为：；
绳子拉物体A的功率为：PA=FAvA=5N×0.2m/s=1W，故C错误；
D.在物体A运动的过程中，物体B对它的压力和接触面的粗糙程度不变，因此二者之间摩擦力的大小不变。物体受到的摩擦力和测力计的拉力始终平衡，因此谈话测力计的示数不变，还是3N，故D正确。
故选D。
15．（2021九下·杭州开学考）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的（　　）
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
【答案】C
【知识点】增大或减小压强的方法；杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积；
（2）比较动力臂和阻力臂的长度大小，从而确定杠杆的分类；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）动力臂越长越省力，据此分析判断。
【解答】A.刀刃的厚薄不能改变作用在刀上的压力，但是可以减小受力面积而增大对甘蔗的压强，故A错误；
B.左边的转轴为支点，甘蔗对刀刃产生阻力，手对刀柄产生动力，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂L1和阻力F2不变时，甘蔗放在a点不在b点时阻力臂L2更小，此时甘蔗被切断时的动力F1会更小，故C正确；
D.F2与刀柄垂直，此时刀柄的长度就是动力臂，而F1的方向不与刀柄垂直，则此时的动力臂小于刀柄长度，则前者的动力臂大于后者，因此前者比后者更省力，故D错误。
故选C。
16．（2021九下·西湖开学考）用如图所示的滑轮组将重为500N的物体在4s内匀速提升了2m，若每个滑轮中40N，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．绳端的拉力F为270N B．拉力F的功率功为270W
C．额外功为160J D．有用功为1080J
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据公式计算绳端的拉力；
（2）首先根据s=ns物计算出绳端移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力做的总功，再根据计算拉力的功率；
（3）（4）根据W有=Gh计算计算出滑轮组做的有用功，再根据W额=W总-W有计算额外功。
【解答】根据图片可知，承担物体重力的绳子n=3，
那么绳端的拉力，故A错误；
B.绳端移动的距离s=ns物=3×2m=6m；
拉力做的总功W总=Fs=180N×6m=1080J；
拉力的功率，故B正确；
CD.滑轮组做的有用功W有=Gh=500N×2m=1000J；
滑轮组做的额外功：W额=W总-W有=1080J-1000J=80J。
故C、D错误。
故选B。
17．（2020九上·上虞期末）用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　）
A．动滑轮的重力为5N
B．该滑轮组的机械效率可以达到100%
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
【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
【解析】【分析】（1）不计绳重和摩擦，根据滑轮组的机械效率，计算动滑轮的重力；
（2）使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，据此分析机械效率的数值范围；
（3）根据机械效率的定义分析判断；
（4）克服动滑轮的重力做额外功，即W额=G动h。
【解答】A.由图乙可知，提升物重G=10N时，滑轮组的机械效率η=50%，
不计绳重和摩擦，根据滑轮组的机械效率得到：；
解得：G动=10N，故A错误；
B.使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误；
C.滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D.利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为：W额=G动h=10N×0.5m=5J，故D正确。
故选D。
18．（2020九上·诸暨期末）使用如图工具可以省力的是（　　）
A．老虎钳 B．理发剪刀
C．定滑轮 D．镊子
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】分析各种工具的特点，确定是否省力即可。
【解答】A.老虎钳中间的轴为杠杆的支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A正确；
B.理发用的剪刀中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误；
C.定滑轮本质是等臂杠杆，不省力也不费力，故C错误；
D.镊子的支点在夹片的连接处，阻力作用在尖端，动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D错误。
故选A。
19．（2021九下·台州开学考）如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m，已知G＝18N，F＝10N．这一过程，不能得到的结论是（　　）
A．绳子自由端上升0.4m B．拉力F做功4J
C．该动滑轮的机械效率为90% D．动滑轮重为2N
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据s=nh计算出绳子自由端上升的高度；
（2）根据W总=Fs计算拉力F做的功；
（3）根据W有=Gh计算有用功，再根据计算滑轮的机械效率；
（4）忽略摩擦和绳子的重力，根据计算出动滑轮的重力。
【解答】A.绳子自由端上升的高度s=nh=0.2m×2=0.4m，故A正确不合题意；
B.拉力F做的功W总=Fs=10N×0.4m=4J，故B正确不合题意；
C.动滑轮做的有用功W有=Gh=18N×0.2m=3.6J，动滑轮的机械效率，故C正确不合题意；
D.忽略摩擦和绳子的重力，
根据得到：；
解得：G动=2N。
但是题目并没有说明忽略摩擦，所以动滑轮的重力肯定小于2N。
故D错误符合题意。
故选D。
20．（2020九上·江北期末）如图所示，分别用拉力 F1、F2、F3、F4 匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力、绳重及摩擦，则所用拉力最小的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据定滑轮和动滑轮的特点分析判断。
【解答】A、B、C三图中，使用的都是定滑轮，定滑轮不省力不费力，拉力的大小与拉力的方向无关，因此拉力F1=F2=F3=G；D图中使用动滑轮，动滑轮可以省一半的力，即F4=，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
二、填空题
21．（2021·衢州）“认真观察和仔细分析”是科学研究的基本要求。
（1）如图甲，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线仍然未动。
①小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为　 　。
②直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线　 　(填“有”或“没有")力的作用。
（2）如图乙是某饮水器水龙头的结构示意图，A是固定的出水口，B是一根手柄，C是一根连接在阀门上的杆，由弹簧将它拉紧，O1是连接B、C的一根销钉。可将手柄简化为一根杠杆，手柄与A的接触点O2为支点，下压手柄，C就上升，阀门打开水流出；放手后，C自动恢复原位，水龙头关闭。
①请在答题纸相应位置图中画出动力F1的力臂l1　 　。
②正常使用手柄取水时，手柄属于　 　杠杆。
【答案】（1）力是改变物体运动状态的原因；有
（2）；省力
【知识点】力的作用是相互的；力与运动的关系；杠杆的分类；力臂的画法
【解析】【分析】（1）①根据力与运动的关系分析解答；
②根据物体间力的作用的相互性分析解答；
（2）①力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂线段的长度；
②比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】（1）①小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为力是改变物体运动状态的原因；
②物体间力的作用是相互的，虽然直导线未动，但此时偏转的小磁针对直导线有力的作用。
（2）①通过支点O2作F1的作用线的垂线，O2到垂足之间的距离就是动力臂L1，如下图所示：
②根据图片可知，在正常使用手柄取水时，动力臂大于阻力臂，则手柄属于省力杠杆。
22．（2021·绍兴）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舂，“横木穿插硾头，硾嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示。若硾头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。
（1）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图，O点为支点， F2为阻力，请在图中作出阻力臂　 　，此时舂属于 　 　(选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。
（2）若每次硾头上升的高度为0.6米，1分钟撞击臼中的谷粒20次， 则人克服硾头重力做功的功率为　 　瓦。
【答案】（1）；费力
（2）40
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；杠杆的分类；力臂的画法
【解析】【分析】（1）力臂是从杠杆的支点到力的作用下线的距离，据此画出阻力臂。比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
（2）首先根据W=Gh计算出对锤头做的功，最后根据计算出做功的功率。
【解答】（1）从支点O做阻力F2力的作用线的垂线，从O点到垂足之间的距离就是阻力臂L2，如下图所示：
动力作用在杠杆的下端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2）克服锤头做功W=Gh=20kg×10N/kg×（0.6m×20）=2400J；
做功的功率。
23．（2021·婺城模拟）“ 推枣磨”是古代的一种平衡游戏，用鲜枣和细竹蔑制作成如图所示的“推枣磨”，把竹蔑放到磨台的枣核尖上保持平衡。游戏者用手推枣使其绕点转动，可持续转动较长时间者获胜。
（1）人手离开枣后，枣能够持续转动是由于枣具有　 　。
（2）某次玩转过程中A枣一端下沉，为了将竹蔑调至水平，可将磨台向　 　(填字母)端移动。
【答案】（1）惯性
（2）A
【知识点】惯性；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
【解答】（1）人手离开枣后，枣能够持续转动是由于枣具有惯性；
（2）根据图片可知，磨台为支点O，A端下沉，说明A枣和OA的乘积大于B枣与OB的乘积。为了杠杆平衡，必须减小OA，增大OB，即磨台向A端移动。
24．（2021·上虞模拟）我们身边处处有科学。如图所示，中图中的餐具夹是 　 　杠杆(填“省力”、“费力”或“等臂”)；乙图是一种电源插座，其表面有3个插孔，其中接地孔的是　 　(填序号)；丙图是轿车一种安全装置“头枕”，“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害　 　。
A．紧急刹车
B．左右转弯
C．前方碰撞
D．后方追尾
【答案】费力；3；D
【知识点】惯性；插座的构造与工作方式；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆分类；
（2）根据三孔插座“左零右火中间地”分析解答；
（3）根据惯性的知识分析。
【解答】（1）使用餐具夹时，夹钩的连接处为支点，阻力作用在夹钩的尖端，动力作用在夹钩的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2）根据图乙可知，左孔接零线，右孔接火线，中间的孔接地线，故选3.
（3）当后方追尾时，人的下半身由于受到靠背的推力会迅速向前运动，而人的头部会由于惯性保持原来的状态，即相对下半身迅速向后甩动，很可能造成颈椎断裂。有了头枕，它会和靠背一样，同时施加给头部推力，防止发生颈椎损伤，故选D。
25．（2021·丽水模拟）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出(如图甲)。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。请完成下列问题：
（1）图乙所示的杠杆属于　 　杠杆(填省力”或“费力”) ；
（2）若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，且杆重G=150牛，AB=2.8米，AO=0.3米。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F= 　 　牛。
【答案】（1）费力
（2）550
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
【解答】（1）根据乙图可知，O点为支点，F为动力，G为阻力，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2）根据乙图可知，动力臂为L1=OA，阻力臂为：；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×OA=G×L2；
F×0.3m=150N×1.1m；
解得：F=550N。
26．（2021·宁海模拟）图甲是一种市场上使用率较高的易拉罐内嵌式拉环，图乙是简化后的模型。O点是铆接点，拉动A点时拉环会绕O点转动。AB长为2.4cm，OB为0.6cm。如图所示，作用在B点的力达到15N时，可以将封口顶开。
（1）拉开拉环所需最小的力F是　 　N。
（2）若拉环与手指的接触面积为40mm2，则作用在手指上的压强为　 　Pa。
【答案】（1）5
（2）1.25×105
【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）确定阻力臂和动力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；
（2）已知压力和受力面积，根据公式计算出作用在手指上的压强。
【解答】（1）根据乙图可知，O点为支点，动力臂为OA，阻力臂为OB；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×OA=F2×OB；
F×（2.4cm-0.6cm）=15N×0.6cm；
解得：F=5N；
（2）作用在手指上的压强为。
27．（2021·龙湾模拟）“推枣磨”是古代的一种平衡游戏，用鲜枣和细竹蔑制作成如图所示的“推枣磨”，把竹蔑放到磨台的枣核尖上保持平衡。游戏者用手推枣使其绕O点转动，可持续转动较长时间者获胜。
（1）人手离开枣后，枣能够持续转动是由于枣具有　 　。
（2）某次玩转过程中A枣一端下沉，为了将竹蔑调至水平，可将磨台向　 　端移动。(填字母)
【答案】（1）惯性
（2）A
【知识点】惯性；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答。
【解答】（1）人手离开枣后，枣能够持续转动是由于枣具有惯性。
（2）O点为杠杆的支点，A枣和B枣施加动力和阻力。A枣下沉，说明它的重力与力臂OA的乘积大于B枣重力和力臂OB的乘积。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时可以减小OA增大OB，让杠杆再次实现平衡，即将磨台向A端移动。
28．（2021·温岭模拟）旗杆顶部安装的简单机械是　 　滑轮。某校旗杆高度为13米，国旗手用15牛的拉力将国旗匀速升起12米，该国旗手做功　 　焦。
【答案】定滑轮；180
【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）跟随物体一起移动的滑轮叫动滑轮；不随物体一起移动的滑轮叫定滑轮；
（2）国旗手克服国旗的重力做功，即W=Gh。
【解答】（1）旗杆顶部的滑轮固定在旗杆上，不随国旗上下移动，为定滑轮。
（2）该国旗手做功：W=Gh=15N×12m=180J。
29．（2021·柯桥模拟）做好垃圾分类是每个公民应尽的责任和义务。
（1）下列垃圾属于有害垃圾的是 ，
A．废电池 B．碎玻璃 C．枯枝败叶 D．过期药品
（2）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800g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知O 1 A=30cm，AB=51cm，CO 2=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，DCO2为　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆；
②若要把桶盖翻开，脚对踏板 A处的压力至少为　 　。
【答案】（1）A；D
（2）费力；39.2N
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；土壤的污染与保护
【解析】【分析】（1）垃圾的分类有可回收垃圾、其它垃圾（干垃圾）、厨余垃圾（湿垃圾）、有害垃圾；
①可回收物主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类；
②其他垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸、纸巾等难以回收的废弃物及果壳、尘土、食品袋（盒）；
③厨余垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物，
④有害垃圾含有对人体健康有害的重金属、有毒的物质或者对环境造成现实危害或者潜在危害的废弃物。
（2）①比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
②在杠杆DCO2上，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出作用在顶杆BC上的力；在杠杆AB上，再次利用杠杆的平衡条件计算出作用在A处的压力。
【解答】（1）废电池和过期药品属于有害垃圾，碎玻璃和枯枝败叶属于其它垃圾，故选AD。
（2）①对于杠杆DCO2来说，桶盖的重力相当于阻力，阻力臂为DO2；顶杆BC对桶盖的支持力为动力，动力臂为CO2，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
②对于杠杆DCO2来说，据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×DO2=FCB×CO2；
0.8kg×10N/kg×（30cm+5cm）=FCB×5cm；
解得：FCB=56N；
在杠杆AB上，据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×AO1=FCB×BO1；
F×30cm=56N×（51cm-30cm）；
解得：F=39.2N。
30．（2021·江北模拟）如图所示，拉力F为20N，物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N。拉力F的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。
【答案】4；75%
【知识点】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）首先根据v=nvA计算出拉力移动的速度，再根据P=Fv计算出拉力的功率。
（2）首先对物体B进行受力分析，根据二力平衡的原理计算出A和B之间摩擦力的大小，然后根据机械效率的公式
计算出滑轮组的机械效率。
【解答】（1）拉力移动的速度v=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s；
拉力F的功率P=Fv=20N×0.2m/s=4W。
（3）物体B保持静止状态，
它受到向左的A施加的摩擦力fAB，向右的地面施加的摩擦力f和测力计的拉力F拉，
根据二力平衡的条件得到：fAB=F拉+f=22N+8N=30N；
那么滑轮组的机械效率：
。
三、解答题
31．（2021·宁波）反思是一种良好的学习品质。
（1）一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
【答案】（1）小宁的想法不正确
如果硬棒AB在F1的作用下绕固定点O发生转动的方向，与在F2的作用下绕固定点O发生转动的方向相同，那么即使F1×d1=F2×d2成立，硬棒AB也不可能保持静止状态或匀速转动。
（2）条件：物重G大于动滑轮重G动(G>G动)
证明过程：在不计绳重和摩擦的情况下，F=
因为FG动
【知识点】杠杆的平衡条件；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）力的作用效果与力的大小、作用点和方向有关。在杠杆中，杠杆平衡需要满足的条件：①力和力臂的乘积相等；②两个力使杠杆的转动方向相反，据此分析解答。
（2）在动滑轮上，承担重力的绳子有2段，那么自由端的拉力为 ，然后再结合“拉力小于物重”列出不等式计算出即可。
32．（2021·杭州）已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg，体积为0.1m3。问：
（1）此木料的密度为多少
（2）如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此本料并恰好水平，其中AO=OB，O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
（3）若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
【答案】（1）解：ρ= =600 Kg/m3
（2）解：G=mg=60kg×10N/kg=600N
以A为支点，根据杠杆平衡条件F1×l1=F2×l2
得F乙×AB=G
即F乙= =0.5G=300N
（3）解：当乙的作用点向O点靠近时，此时作用点记为B’
以A为支点，根据杠杆平衡条件： F1×l1=F2×l2
得：F×AB’= G×AO
即F乙=G×AO /AB’
因为AB’减小，而G×AO不变，所以F乙变大
而F乙+F甲=G，所以F甲变小
【知识点】密度公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）已知质量和体积，根据公式 计算木料的密度；
（2）首先根据G=mg计算出木料的重力，然后将A看做杠杆的支点，木料的重力看做阻力，阻力臂为AO，B点的支持力为动力，动力臂为AB，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算乙对木料的作用力。
（3）当乙的作用点向O点靠近时，乙的动力臂逐渐减小，根据杠杆的平衡条件 F1×l1=F2×l2 分析乙对木料作用力的变化，最后根据二力平衡F乙+F甲=G判断甲对木料作用力的大小即可。
33．（2021·宁波模拟）小科同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，该装置简单易制、方便快捷，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小科观察到电动机的输出功率800W，将质量为100kg的水泥匀速提升到10m高的位置用时15s。假设电动机的输出功率恒定不变。请帮小科完成下列问题：
（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是多大？
（2）电动机对绳子的拉力多大？
（3）该滑轮组的机械效率多大？
【答案】（1）解： 自由端移动的距离s=nh=3×10m=30m；
自由端移动的速度；
答：此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是2m/s
（2）解： 电动机对绳子的拉力；
答：电动机对绳子的拉力为400N
（3）解： 滑轮组的机械效率。
答：该滑轮组的机械效率为83.3%。
【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
【解析】【分析】（1）首先根据s=nh计算出自由端移动的距离，再根据计算出自由端移动的速度；
（2）根据公式计算出电动机对绳子的拉力；
（3）根据公式计算滑轮组的机械效率。
34．（2021·江干模拟）如图所示为某小区道闸的结构原理，质量8kg长4m的长直杆AB通过P、O两点，固定在半径为15cm的圆盘C上，圆盘C能够绕O点自由转动，通过P点带动直杆转动。O点距A端为20cm，OP为圆盘半径，圆盘C与电动机M用齿轮连接。电动机M的齿轮盘顺时针转动时，长直杆AB随圆盘C逆时针转动。(本题g取10N/kg)
（1）求杆AB水平静止时，电动机齿轮对圆盘C齿轮的力；
（2）若不计摩擦，电动机的平均输出功率为72w，求道闸直杆从水平转到竖直位置完全打开需要的时间；(AB垂直地面、不计能量损失)
（3）道闸匀速抬高，圆盘C齿轮受力怎么变？
【答案】（1）解：
（2）解：
（3）变小
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）将长直杆看作杠杆，支点为O，动力由电动机提供，动力臂为圆盘C的半径；阻力为直杆的重力，阻力臂等于直杆长度的一半减去OA的长度，最后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
（2）长直杆抬起的过程就是克服它的重力做功的过程，当直杆达到竖直状态时，它的重心上升高度h=，根据公式W=Gh计算克服重力做的功，再根据公式计算出时间即可；
（3）根据阻力臂的长度变化，结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 分析解答。
【解答】（3）在长直杆抬起的过程中，阻力臂L2逐渐减小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在动力臂和阻力不变的情况下，动力逐渐减小，因此圆盘C齿轮受力逐渐减小。
35．（2021·温州模拟）汽车行业经常用“马力”来描述车的动力性能。该词源自18世纪，瓦特利用一匹马匀速拉动4500牛的重物(如图)，该马在1分钟内将水桶提升了约10米，瓦特便将这匹马在1秒内所做的功称为1马力。(不考虑绳重和摩擦)
（1）图中滑轮A的实质是　 　。
（2）“马力”实际上是　 　(填物理量的名称)的单位。
（3）某厂生产的太阳能混动汽车在太阳下照射4小时，可在蓄电池中存储能量约6.75×106焦的能量，以供给汽车行驶所需。该车的最大动力为150马力，求阳光照射4小时所存储的能量理想状态下可供该车在最大动力下行驶多少时间？
【答案】（1）等臂杠杆
（2）功率
（3）解：W =Fs =4500N×10m=45000J
P=W/t=45000J/60g=750w
t=W/P=6.75×106J/ (750w×150) =60s
【知识点】功的计算公式的应用；功率；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）跟随物体一起移动的为动滑轮，不跟随物体一起移动的为定滑轮，然后根据它们的本质解答；
（2）功率是用来表示物体做功快慢的物理量；
（3）首先根据W=Fs计算出马做的功，然后根据计算出马做功的功率，从而找到1马力和W之间的关系，最后根据计算出该车在最大动力下行驶的时间。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮A固定在墙壁上，不随物体一起移动，为定滑轮，它的实质为等臂杠杆。
（2）物体在1秒内所做的功叫功率，因此“马力”是功率的单位。
四、实验探究题
36．（2021·丽水）杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。
[制作步骤]
①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”。
②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A"处；
③系秤纽：在秤杆的“B"处系上绳子：
④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”；
⑤定刻度……
[交流评价]
（1）杆秤是一种测量　 　的工具：
（2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向　 　侧移动：
（3）步骤④标零线的目的是　 　；
（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为　 　的方法更合理。
小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体……按上述方法直到标出所有刻度。
小息：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份。依次标上相应刻度。
【答案】（1）质量
（2）右
（3）避免杆秤 自身重力对称量的干扰
（4）小思
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杆秤上面标注的物理量的单位分析解答；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析动力臂的长度变化即可；
（3）杆秤自身也有重力，它也会对杠杆的平衡产生影响。步骤④中标注零线，可以将自身重力对称量的影响平衡掉，从而保证测量结果的准确性。
（4）可从标注的准确性和快捷性等角度分析判断。
【解答】（1）根据题目可知，杆秤的量程为20g，而“g”是质量单位，所以杆秤是一种称量质量的工具。
（2）当在秤盘上放置物体称量时，左盘的质量会增大，根据杠杆的平衡条件：G左×L2=G秤砣×L1可知，秤砣的力臂L1会增大，则秤砣应该从“0”刻度向右侧移动。
（3）步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰；
（4）小思的方法只需测量1次，然后就能利用刻度尺标注刻度，方便快捷；采用平均法标注刻度，还可以保证刻度的均匀性，减小测量的误差，因此我认为小思的方法更合理。
37．（2021·奉化模拟）在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图（a）中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，
每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学
实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，
匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。
各小组的实验数据记录在表格中：
表一（甲小组） 表二（乙小组） 表三（丙小组）
实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛）
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
（1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出动滑轮使用特点的初步结论是：使用动滑轮匀速提起重物，　 　。
（2）同学们查阅相关资料得知：若不计动滑轮自身的重力，使用动滑轮匀速提升重物时，可以省一半力…由此，他们分析了表一中的实验数据，求出滑轮的重力为　 　牛。
（3）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是：　 　。
【答案】（1）可以省力，不能改变用力方向
（2）0.2
（3）使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据实验序号1、2、3，比较测力计的示数与物重，从而确定是否能够省力；将直接提升重物与用动滑轮提升重物时的拉力方向比较，从而确定是否能够改变力的方向。
（2）根据公式计算出动滑轮的重力；
（3）分析实验1、4、7中哪些因素相同，哪个因素不同，从而得到测力计的示数与拉力和竖直方向夹角大小的关系。
【解答】（1）根据实验序号1、2、3可知，测力计的示数始终小于物体重力；直接提升物体和使用动滑轮时拉力方向都是向上，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起重物可以省力，不能改变用力方向。
（2）根据第1组数据，利用公式得到：，解得：G动=0.2N；
（3）实验1、4、7中，动滑轮和重物相同，拉力与竖直方向的夹角越来越大，测力计的示数越来越大，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大。
38．（2021·宁波模拟）在“探究动滑轮工作时的特点”活动中，小科用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
① 1.0 10 1.1 20
② 2.0 10 1.7 20
③ 3.0 10 2.3 20
（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是　 　。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值
△W　 　（选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释：　 　。
【答案】（1）动滑轮有重力
（2）越大；所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）因为动滑轮有重力，所以拉力等于动滑轮和物体的总重力的一半，自然大于物体重力的一半；
（2）在使用滑轮组提升重物时，对动滑轮的重力和摩擦力做额外功。物体的重力越大，摩擦力越大，所做的额外功越多，自然差值越大，据此分析解答。
【解答】（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是动滑轮有重力。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值△W越大，解释：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
39．（2021·嘉善模拟）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢 某科学兴趣小组开展以下探究·
【查阅资料】斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小越省力。
【建立假设】
假设1：与斜面的表面材料有关：
假设2：与斜面的倾斜程度有关：
假设3：与物体受到的重力大小有关。
【收集证据】小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用物块的材料及表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角θ/度 30 30 30 30 35 40
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.25 1.45 2.50 3.75 1.36 1.48
【得出结论】分析上述数据，斜面的省力情况与　 　有关-
【拓展】⑴已知实验中，斜面长均为1.2m、第1次实验中斜面高为0.6m，则第1次实验中斜面的机械效率是　 　%。
⑵分析表中数据，若要提高斜面的机械效率可采取的措施有　 　。
【答案】倾斜程度、表面材料；80；增大倾斜程度，减小表面粗糙程度
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】【得出结论】根据控制变量法的要求，选择对比实验，根据数据确定斜面省力情况的影响因素；
【拓展】（1）根据斜面的机械效率计算即可；
（2）根据表格数据确定影响斜面机械效率的因素，进而确定提高机械效率的方法。
【解答】【得出结论】①比较实验3、4可知，当斜面倾角和材料相同时，拉力与物重的比值都是，那么：斜面的省力情况与物重的大小无关；
②比较实验1、2可知，当斜面倾角和物重相同时，毛巾比木板更粗糙，那么拉力和物重的比值越大，即越费力；
③比较实验5、6可知，当斜面材料和物重相等时，斜面倾角越大，拉力和物重的比值越大，即越费力。
综上所述，斜面的省力情况与倾斜程度和表面材料有关。
【拓展】（1）第1次实验中斜面的机械效率是；
（2）根据表格数据可知，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；斜面的粗糙程度越小，斜面的机械效率越高，因此提高斜面机械效率的措施：增大倾斜程度，减小表面粗糙程度。
五、综合说理题
40．（2021·温州模拟）一轻质杠杆OP能绕O点转动，P端用细绳a悬挂于N点，质量为m的物体A通过绳子和滑环挂在M点（滑环和绳子的质量不计），如图甲所示，杠杆OP与水平方向成θ时，物体A随滑环刚好可以沿杠杆由M点向P端匀速滑动，小丁认为物体A沿杠杆OP匀速下滑的过程中，细绳a（假设细绳a不断、无弹性、且始终竖直向下）所承受的拉力F随物体A的滑动时间t成正比，你认为是否正确？并应用相关知识判断、简要解释。
【答案】正确；根据杠杠平衡条件F1L1=F2L2得FL1=mgL2即F=
由于L1=Lcosθ和G是定值则F和L2成正比；
又因为L2=vtcosθ，v和cosθ是定值则L2和t成正比；
所以F和t成正比。小明的观点是正确的。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡公式推导得出拉力F与动力臂和阻力臂的数学关系式，然后再分析动力臂和阻力臂的数学关系式，最后通过这几个关系式得到拉力F与时间t的数量关系即可。
【解答】我认为这个结论正确，
理由：根据杠杠平衡条件 F1L1=F2L2 得 FL1=mgL2 ，
即F= ；
由于L1=Lcosθ和G是定值则F和L2成正比；
又因为L2=vtcosθ，v和cosθ是定值则L2和t成正比；
所以F和t成正比。
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