浙教版科学九上第三章 第4节 简单机械同步练习（基础巩固）
一、单选题
1．（2021九下·浙江期末）下列测量工具没有利用杠杆原理的是（ ）
A．弹簧测力计 B．杆秤
C．台秤 D．托盘天平
2．（2020九上·江北月考）在如图所示的四种剪刀中，最省力的是（ ）。
A． B．
C． D．
3．（2020九上·温州月考）人体中有不少骨骼构成杠杆。如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力。则（ ）
A．这是一个省力杠杆 B．这是一个等臂杠杆
C．肘关节相当于杠杆支点 D．肱二头肌相当于杠杆支点
4．（2020九上·乐清月考）如图所示，夹食物时两根筷子都可以看作杠杆，能正确表示其中一根杠杆的支点O、杠杆受到的动力F1和阻力F2的是（ ）
A． B．
C． D．
5．使用动滑轮可以（ ）
A．省力又省距离 B．省力，但不能改变用力方向
C．既省力又能改变用力方向 D．费力但可以省距离
6．（2019九上·杭州月考）如图所示，一根轻质杠杆可绕O点转动，B处挂着一重物G，如果在A点施加一个动力F使杠杆在水平方向上平衡，则该杠杆为（ ）
A．费力杠杆 B．省力杠杆
C．等臂杠杆 D．以上三种情况都有可能
7．（2019九上·杭州月考）按如下图使用简单机械，有可能实现F为200N的力移动重为700N的物体G的有（ ）
A．只有①③④ B．只有①③
C．只有④ D．①②③④都可以
8．（2019九上·嘉兴期末）学校教室黑板上方常安装有如下左图的多媒体投影仪(示意图)，右下图中能正确表示该投影仪杠杆示意图的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2018九上·嘉兴期中）如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是（ ）
A．定滑轮，可省力 B．动滑轮，可省力
C．定滑轮，可改变力的方向 D．动滑轮，可改变力的方向
10．下列简单机械中属于省力机械的是（ ）
A．斜面 B．赛艇的船桨 C．定滑轮 D．镊子
11．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机的效率通常高于喷气发动机
B．热机效率一定小于100%
C．汽车排放的尾气，是城市环境污染的重要来源．目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，它们的效率达到100%
D．在完全无摩擦的道路上，汽车发动机可达到100%
12．如图所示，用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上，所用拉力为80N，则总功和滑轮组的机械效率分别是
A．1400J 80% B．1800J 80%
C．1800J 83.3% D．2160J 83.3%
13． 用图所示的指甲剪剪指甲时，以O为支点的杠杆AOB属于（ ）
A．省力杠杆 B．费力杠杆
C．等臂杠杆 D．无法确定
14．一个杠杆在两个力的作用下处于平衡状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．这两个力的大小一定相等
B．这两个力的力臂一定相等
C．力臂较长的那个力较大
D．两个力和各自力臂的乘积一定相等
15．如图所示的杠杆处于平衡状态，F的力臂是( )
A．DF B．OD C．OC D．OF
16．校工用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了（ ）
A．增大阻力臂，省力
B．减小阻力臂，省力
C．增大动力臂，方便
D．减小动力臂，方便
17．如图，一质量分布均匀的12kg铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度是铁球半径的三分之二，要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）
A．27N B．45N C．72N D．90N
18．为模拟盘山公路，现将连接了重1N小球的细线穿入一根长1m的细管，如图，将细管从竖直放置的圆柱体底部a点开始斜向上缠绕5圈后，恰好绕至顶部b点，相邻细管间的高度均为12cm，在b点处通过细线用0.8N的拉力（与管的轴线平行）将管口的小球从a点匀速拉至b点，则缠绕在圆柱体上的细管（模拟的盘山公路）的机械效率为（ ）
A．83.3% B．80% C．75% D．60%
19．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重600N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力F的大小为300N
B．滑轮组的机械效率为60%
C．提升物体的过程中，额外功为200J
D．绳子自由端拉力F的功率为150W
20．（2021九上·杭州期中）如图所示，用开瓶器在A处用力开启瓶盖，下列说法正确的是（ ）
A．B点为开瓶器的支点
B．开瓶器受到的阻力方向为竖直向上
C．使用开瓶器能省力
D．使用开瓶器能省功
二、填空题
21．在物理学中，将一根在 的作用下可绕 转动的 称做杠杆，杠杆 (选填“可以”或“不可以”)是弯的，杠杆处于 或 状态时称做杠杆平衡。
22．（2019·宁波模拟）哑铃是我们大家都熟悉的运动器材，因其操作简单、经济实惠、实用而受广大健身爱好者的喜爱。如图是我们在使用哑铃时，上臂完成托举的示意图，据图回答：
（1）若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，则此杠杆是 （填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（2）在上举的过程中，阻力臂逐渐 （填“增大”“减小”或“不变”）。
23．（2016·余姚模拟）使用简单机械可以给人们的生活带来便利．
（1）如图甲，旗杆的顶端安装着一个定滑轮，用来改变 ．
（2）如图乙，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，可减小 臂，剪断物体更省力．
（3）如图丙是钓鱼示意图．使用钓鱼竿的好处是
24． 如图所示，一处于水平平衡状态的杠杆，杠杆上所标刻度每小格长为3cm．某同学在研究杠杆平衡实验时，在杠杆上的A点挂四个钩码，每个重为1N，用弹簧测力计在B点竖直向上拉杠杆，使杠杆水平平衡，此时弹簧测力计拉力的力臂为 cm，弹簧测力计的示数为 N
25．如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船的力需要很大，则应选用方案 （选填“甲”或“乙”），因为采用这种方案可以 ．（不计机械的自重及摩擦）
26． 如图所示，用滑轮拉着一重为400N的物体向上做匀速直线运动，该滑轮为 滑轮（选填“动”或“定”），如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，则竖直向上放入拉力F是 N．
27．杠杆平衡：指杠杆保持 状态或 状态。
28．杠杆的五要素
(1) ：使杠杆绕着转动的固定点。
(2) ：使杠杆转动的力。
(3) ：阻碍杠杆转动的力。
(4)动力臂：从 到 的垂直距离。
(5)阻力臂：从 到 的垂直距离。
29．列车上出售的食品常常放在如图7所示的小推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是 （写出支点位置的字母）；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是 。后一种情况下，手推车可以视为 杠杆。（选填“省力”或“费力”）
30．如图所示，OB为一轻质杠杆，O为支点，OA=30cm，AB=10cm，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，在A点至少需加 N的拉力，这是一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。
三、解答题
31． 如图所示，轻质杠杆可绕O点在竖直面内旋转，画出使杠杆保持平衡的最小力F1的示意图和对应的力臂L1
32．如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，L1为F1的力臂。请在图中作出F2的力臂L2及力F1。
33．渔夫用绳子通过竹杠拉起渔网，如图所示请在图上画出绳子AB段对杆拉力F的力臂L。
34．如图所示，司机师傅利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来（泥坑可近似看成水平面），在此过程中汽车匀速移动了1m，共用时5s，已知 汽车所受阻力为1200N，司机师傅的拉力功率为300W，在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下，求：
（1）司机师傅的拉力为多大？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
35．如图是一种活塞式抽水机示意图，请在图中画出手柄所受动力F1的力臂及阻力F2．
四、实验探究题
36．（2016·丽水）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；把钩码挂在杠杆A点如图甲，为方便直接从杠杆上读出力臂，应在B点沿着 的方向拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡．
（2）如图乙，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡，测力计示数将 ．
37．在探究“杠杆平衡条件”实验中：
（1）将杠杆的中点O挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是 ．
（2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡．
（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，使杠杆在水平位置保持平衡．当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图乙），测力计示数将 ．
（4）完成实验后，小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量
①将杠杆的B位置挂在支架上，在B的右侧挂质量为m的钩码，前后移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡（如图丙）．
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和 的距离L2．
③根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m杆= （用题目中所给物理量表示）
38．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆：（杠杆上每小格长为2cm）、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个．
（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态．
（2）实验时，使杠杆在水平位置平衡，主要是为了便于测量 大小，因此应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往 （选填“左”或“右”）调
（3）杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆A点处挂上2个钩码，做为动力F1，B点处挂上l个钩码，做为阻力F2，杠杆恰好在水平位置平衡，如图乙所示，分别测量出两个力的力臂L1和L2，计算后发现：F1L1=F2L2，便得出杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2．但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的，理由是
（4）接着，小明提出新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，在杠杆D点处挂上2 个钩码，用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计的拉力是 N．以弹簧测力计的拉力为动力F1′，钩码重力为阻力F2′，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1′L1′总是大于F2′L2′，其原因主要是受 作用的影响．
（5）小明将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点，使杠杆仍在水平位置平衡，如图丁所示，请推算：此时弹簧测力计的拉力是 N．
39．（2020九上·绍兴月考）在探究杠杆平衡条件的实验中
（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于 或匀速转动状态．实验前没有挂钩码时，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是 ．
（2）实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为 （ ）
A．一个人无法独立操作
B．力臂与杠杆不重合
C．力和力臂数目过多，不易得出结论
D．杠杆受力不平衡
（3）若用装置B进行实验，则此时弹簧测力计的示数是 N；将弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时拉力的力臂将 ，弹簧测力计的示数将 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）．
40．某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：
实验次数 物重 （N） 物体上升的高度 （m） 拉力（N） 绳子自由端移动的距离（m） 机械效率（%）
1 1 0.1 0.6 0.2 83.3
2 1 0.1 0.4 0.4 62.5
3 2 0.1 0.65 0.4 76.9
4 1 0.2 0.6 0.4 83.3
（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多， ；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重， ；比较第1、4实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ．
（2）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率 （选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与 有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的 不同，影响了测量结果．所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了 它的机械效率．
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】分析各个选项中器材包含的物理原理即可。
【解答】杆秤、台秤和托盘天平，都利用了杠杆原理，而弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，故A符合题意，而B、C、D不合题意。
故选A。
2．【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。
【解答】当使用剪刀时，中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，因此刀口越短，阻力臂越短；手柄越长，动力臂越长，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时越省力。根据图片可知，B图中的剪刀刀口最短，手柄最长，因此最省力，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
3．【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）（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）（4）根据手臂端起茶杯的工作过程分析支点的位置。
【解答】手臂端起茶杯的工作过程中，肘关节的位置保持不动，因此肘关节是支点。肱二头肌收缩提供动力，茶杯和手臂自身的重力是阻力，此时动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
4．【答案】D
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】先确定支点的位置，然后根据动力和阻力的方向判断
【解答】观察使用筷子的过程示意图，O点为支点，手指作用的方向向下，即动力F1向下。物体作用在筷子上的力向上，即阻力F2向上。故D正确，ABC错误。
故答案为：D
5．【答案】B
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据动滑轮的特点分析判断。
【解答】使用动滑轮时，能够最多省一半的力，但是不能改变用力的方向，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6．【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1· L1=F2·L2。省力杠杆：动力臂大于阻力臂,平衡时动力小于阻力。费力杠杆：动力臂小于阻力臂,平衡时动力大于阻力。等臂杠杆：动力臂等于阻力臂,平衡时动力等于阻力。
【解答】在A端施加一个向上的动力使杠杆在水平位置平衡,A点动力的方向不同时，动力臂可能大于或小于或等于阻力臂，所以该杠杆可能省力，可能费力,还可能既不省力也不费力，D正确。
故答案为：D
7．【答案】A
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
【解答】用200N力提起了重为700N的物体，省了力，省力的方法可以使用杠杆，也可以使用动滑轮或滑轮组。
故答案为：A
8．【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】分析杠杆，找出杠杆的五要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂，再结合图中各力的方向，标出杠杆示意图。
【解答】分析多媒体投影仪示意图可知，支点在左下方杠杆与墙体接触的地方，动力方向向左上方，阻力为投影仪的重力，方向竖直向下，A符合题意。
故答案为：A。
9．【答案】C
【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】根据滑轮的位置是否移动，可将滑轮分为定滑轮和动滑轮。定滑轮的轴是固定不变的，动滑轮的轴随钩码仪器移动。定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，动滑轮可以省一半的力，但不能改变力的作用方向。
【解答】由于图中的滑轮轴是固定不变的，故为定滑轮，提升物体的方向是竖直向上的，实际拉动的拉力方向为水平向右，故可以改变力的方向。
故答案为：C
10．【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】在常见的简单机械中，定滑轮不省力不费力，只能改变力的方向；动滑轮能省一半的力但不能改变力的方向；省力杠杆和斜面都可以省力，据此选择即可。
【解答】A.斜面可以省力，故A符合题意；
B.赛艇的船桨在使用时相当一个杠杆，支点在船桨与赛艇接触的位置，手用的力是动力，水施加的是阻力，此时动力臂小于阻力臂，因此它是费力杠杆，故B不合题意；
C.定滑轮相当于一个等臂杠杆，不省力不费力，故C不合题意；
D.镊子的支点在与手接触的位置，阻力在镊子的尖端，动力作用在镊子的中间，这时动力臂小于阻力臂，它是费力杠杆，故D不合题意。
故选A。
11．【答案】B
【知识点】机械效率
【解析】【解答】用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比就是热机的效率，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高；A、蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热量损失最多，能量利用效率最低；故A错误；B、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%；故B正确；C、目前有些新型燃料汽车，虽然实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%；故C错误；D、在完全无摩擦的道路上，汽车发动机的效率可以提高，但不可能达到100%；故D错误．故选B．
【分析】（1）热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高．（2）任何机器的都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%．
12．【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】解：有用功W有用=Gh=200N×9m=1800J，动滑轮上有三段绳子，所以拉力移动的距离是物体升高高度的3倍，s=3h=3×9m=27m
总功W总=Fs=80N×27m=2160J．
故选D
【分析】已知物体重和升高的高度，根据公式W=Gh可求有用功，已知拉力和动滑轮上绳子的段数，根据公式W=FS可求总功，有用功与总功的比值就等于机械效率．
13．【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】解：读图可知，指甲剪剪指甲时，以O为支点，动力作用在A点，阻力在B点，动力臂大于阻力臂，所以杠杆AOB属于省力杠杆．
故选A
【分析】结合图片，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆
14．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】由杠杆的平衡条件可知，杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等，据此分析判断。
【解答】（1）杠杆平衡说明动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂乘积相等，不能说明力相等、力臂相等，故AB错、D正确；
（2）动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂乘积相等，力臂较长的那个力较小，故C错。
故答案为：D
15．【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】本题考查对杠杆五要素的掌握情况，重点对概念理解透彻，如力臂是支点作力的作用线的垂线段，不仅能从图中读出，同时还应该会画出相应力的力臂。
【解答】从图中可以看出支点O到F作用线的垂线段为OC；该图说明了力臂是指支点到力作用线的垂线段。
故答案为：C
16．【答案】B
【知识点】杠杆的应用
【解析】【解答】在同样的情况下，往剪刀轴O靠近，减小了阻力臂，而阻力和动力臂不变，由F1L1=F2L2可知，动力会变小，因此可以省力．
故选B
【分析】利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2，阻力和动力臂不变，动力随阻力臂的增大而增大．
17．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】铁球的重力G=mg=12kg×10N/kg=120N；
由图知，当力F作用在球的下边缘，且与通过AB的直径垂直时，动力臂最长，其受力图如图所示：
由图知，球对杆的拉力方向竖直向下，力臂为LG，由图知：LG=R；
F的力臂等于杆的长度与球的直径之和，则LF=R+2R=R；
根据杠杆的平衡条件：G LG=F LF
代入数据：120N×R=F×R
解得F=45N．
故选B．
【分析】根据杠杆的平衡条件，要使施加的力最小，应使动力臂最长，据此分析即可．
18．【答案】C
【知识点】机械效率
【解析】【解答】由题细管缠绕在圆体上后相当于一个斜面，由图a到b点的高度h=5×0.12m=0.6m，
拉小球上升时，有用功：W有=Gh=1N×0.6m=0.6J．
总功：W总=Fs=0.8N×1m=0.8J，
所以缠绕在圆柱体上的细管的机械效率：
η=×100%=×100%=75%．所以C正确，ABD错误．
故选C．
【分析】拉小球上升时，根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据η=计算机械效率．
19．【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；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】（1）由题知，n=2，不计绳重和摩擦，
拉力：F=（G轮+G物）=（600N+100N）=350N，故A错误；
（2）滑轮组对重物做的功：
W有=Gh=600N×2m=1200J，拉力移动的距离：s=2h=2×2m=4m，
拉力做功：W总=Fs=350N×4m=1400J，
由W总=W有+W额得，
所做额外功：W额=W﹣W有=1400J﹣1200J=200J；故C正确；
（3）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%≈85.7%，故B错误；
（4）拉力做功功率：
P===140W，故D错误．
故选：C．
【分析】图中使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=2，则s=2h．
（1）利用F=（G+G动）计算拉力大小；
（2）利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）利用s=2h求出拉力移动的距离，不计绳重和摩擦，利用F=（G物+G轮）求拉力大小，再利用W=Fs求拉力做功；利用W有=Gh求滑轮组对重物做的功（有用功）．
（4）知道运动时间，利用功率公式求拉力的功率．
20．【答案】C
【知识点】杠杆的应用
【解析】【解答】A、杠杆绕着转动的点叫支点，起瓶器绕C点转动，所以C点是支点；故A错误；
B、阻力作用在B点，开瓶器受到的阻力方向为竖直向下的，故B错误；
C、起瓶器开启瓶盖时，动力臂大于阻力臂，可看作是以C为支点的省力杠杆，故C正确．
D、使用任何机械都不省功，因此使用开瓶器不能省功，故D错误．
故选C．
【分析】A、杠杆绕着转动的点叫支点．
B、阻碍杠杆运动的力为阻力．
C、动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆．
D、使用任何机械都不省功．
21．【答案】力；固定点；硬棒；可以；静止；匀速转动
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据杠杆的定义和杠杆平衡的定义解答即可。
【解答】（1）在物理学中，将一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒称做杠杆，杠杆可以是弯的;
（2）杠杆处于静止或匀速转动状态时称做杠杆平衡。
22．【答案】（1）费力
（2）减小
【知识点】杠杆的分类；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）把上臂举哑铃时看作一个杠杆，明确杠杆的五要素，动力臂和阻力臂的关系，再判断杠杆类型；（2）根据阻力臂的概念，判断上举的过程中阻力臂的变化情况。
【解答】（1）若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，其支点在肘关节处，哑铃的压力是阻力，肱二头肌对前臂施加的力是动力，托举时动力臂小于阻力臂，此杠杆是费力杠杆；
（2）支点到阻力作用线的距离为阻力臂，在上举的过程中，阻力臂逐渐减小。
故答案为：（1）费力；（2）减小。
23．【答案】（1）力的方向
（2）阻力
（3）省距离
【知识点】杠杆的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】解决此题要知道：（1）定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向．（2）根据杠杆平衡条件，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力．（3）动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力杠杆省距离．
【解答】解：（1）国旗杆上的滑轮为定滑轮，利用它来升国旗，可以改变施加力的方向；（2）图中剪刀在使用过程中，在同样的情况下，把被剪物体往剪刀转动轴靠近，减小了阻力臂，由F1L1=F2L2可知：阻力臂L2越小，越省力．因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力．（3）钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但是省距离．
故答案为：（1）力的方向；（2）阻力；（3）省距离．
24．【答案】24；2
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】解：已知杠杆上所标刻度每小格长为3cm．则弹簧测力计拉力的力臂为8×3cm=24cm，
由杠杆平衡条件可知，G钩码×12cm=F×24cm，即4N×12cm=F×24cm，解得F=2N．
故答案为：24；2．
【分析】已知杠杆上所标刻度每小格长为3cm，可求得弹簧测力计拉力的力臂，根据杠杆平衡条件求得弹簧测力计的示数
25．【答案】甲；省力
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】解：（1）从图甲中可以看出，该装置固定端在海滩上，相对应于直接拉船要省一半的力，因此该装置的优点是省力，缺点是费距离．
（2）从图乙中可以看出，该装置相对应直接拉船要费力，因此该装置的优点是省距离，缺点是费力；
由此可知：甲方案设计合理，省力，固定端也便于固定．
故答案为：甲；省力
【分析】解决此题要知道动滑轮实质是一个省力杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离；使用方法不同，特点不同
26．【答案】动；200
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】解：（1）如图所示的滑轮工作特点可判断该滑轮为动滑轮
（2）使用动滑轮能省一半力，不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，F=G= ×400N=200N．
故答案为：动；200
【分析】（1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动．
（2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力
27．【答案】静止；匀速转动
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】平衡状态包括两种，一是静止状态，二是匀速直线运动状态，对于杠杆而言，可参照此标准进行判断。
【解答】杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止状态或匀速转动的状态。在研究杠杆的平衡条件时，我们一般要求使杠杆保持水平平衡的状态。
故答案为：静止 匀速转动
28．【答案】支点；动力；阻力；支点；动力作用线；支点；阻力作用线
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】如果一根硬棒在力的作用下能够绕着一个固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。杠杆有五要素：支点 、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
【解答】杠杆的五要素如图所示：
杠杆绕着转动的固定点O叫做支点；能够使杠杆转动的力F1叫做动力；阻碍杠杆转动的力F2叫做阻力；从支点到动力作用线的距离l1叫做动力臂；从支点到阻力作用线的距离l2叫做阻力臂。
故答案为：支点 ；动力；阻力；支点；动力作用线；支点；阻力作用线
29．【答案】C；B；省力
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是C点；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是B点，这时的动力臂大于阻力臂，手推车可看成是省力杠杆。
【分析】动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，反之为费力杠杆。
30．【答案】40；费力
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【解答】根据杠杆的平衡条件FALA=FBLB可知，当杠杆在水平位置平衡时，在A点至少需加拉力 由于动力臂小于阻力臂，所以此杠杆为费力杠杆。
【分析】根据杠杆的平衡条件FALA=FBLB可求A点需要施加的拉力，由图可看出动力臂小于阻力臂，所以此杠杆为费力杠杆。
31．【答案】解：
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力问题
【解析】【解答】在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，
由图示可知，当力F与O与A的连线OA垂直向上时，力F的力臂L1最大，此时作用力F1最小，如图所示；
【分析】使用杠杆时，若阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此解答此题，只需找出使动力臂最大的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可．
32．【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【分析】F2与杠杆垂直，故连接支点O与F2的作用点即为力臂L2，过L1的上端作L1的垂线，交杠杆于一点，即为F1的作用点，F1的方向向上。
【解答】
33．【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【分析】根据杠杆的固定点确定杠杆的支点，又已知拉力的方向，根据力臂的定义过支点作力的作用线的垂线段。
【解答】支点为杆的固定点，过支点作F作用线的垂线段（即力臂L）。如图所示
34．【答案】（1）解：绳子自由端移动的距离s=ns汽车=3×1m=3m，
绳子自由端速度：v===0.6m/s，
由P===Fv得，工人的拉力：F===500N；
答：司机拉绳子的力是500N；
（2）解：拉力所做总功：W总=Fs=500N×3m=1500J；
工人所做有用功：W有用=fs汽车=1200N×1m=1200J，
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．
答：滑轮组的机械效率是80%．
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】（1）确定滑轮组承重绳子的有效股数，然后由滑轮组公式求出拉力大小．
（2）求出绳子自由端移动的距离，利用W总=Fs计算出总功，利用W有用=fs计算有用功，利用η=计算机械效率．
【分析】此题考查学生对于电功、密度、热量和电功率的理解和掌握，很综合，有一定难度．
35．【答案】解：过B点作竖直向下的力（即阻力F2）；过支点O作垂直于动力作用线的垂线段（即动力臂L1）．如图所示
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】先确定阻力作用点（即B点），然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向下）；已知支点和动力的方向，过支点作力的作用线的垂线段（即力臂）．
【分析】此类题的关键是掌握杠杆五要素，然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂
36．【答案】（1）竖直向下
（2）先变小后变大
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）把钩码对杠杆的作用看成阻力，把弹簧测力计对杠杆的作用看成动力，要使杠杆在水平位置平衡，判断弹簧测力计的具体施力方向．（2）阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力变大；动力臂变大，动力变小．杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计倾斜拉动杠杆还在水平位置平衡，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大这是常见的一种题型．
【解答】解：（1）当支点到力的作用点距离成为力臂时，力臂最大，拉力最小，所以应在B点沿着竖直向下的方向拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡；（2）由图可知，OC为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大．
故答案为：（1）竖直向下；（2）先变小后变大．
37．【答案】（1）便于测量力臂大小
（2）3
（3）先变小后变大
（4）O到B；
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）调节两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，方便测出力臂大小．
（2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，
因为，F1l1=F2l2，所以，2G×3L=nG×2L，所以，n=3，所以在A处挂3个钩码．
（3）由图可知，OC为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大．
（4）已知钩码的质量m，用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离，即L1，欲求杠杆的质量m杆，则应量出O到B的距离，即L2，然后根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，mL1=m杆L2，则m杆=．
故答案为：（1）便于测量力臂大小；（2）3；（3）先变小后变大；（4）O到B；．
【分析】（1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响．
（2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，根据杠杆平衡求出钩码的个数．
（3）阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力变大；动力臂变大，动力变小．
（4）根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m杆．
38．【答案】（1）平衡
（2） 力臂 ； 右
（3）没有经过多次测量就得出结论，实验没有普遍性 ．
（4） 3.3 ；杠杆自重
（5）1.1
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）杠杆静止在如图甲所示位置，杠杆静止，此时杠杆处于平衡状态；
（2）为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡，由图知，右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节；
（3）小明仅凭一测量就得出杠杆平衡条件，这种实验处理方法是不完善的，因为实验次数过少，会导致实验结论具有偶然性，应该改变动力或阻力的方向进行多次测量，寻找普遍规律，以避免偶然性．
（4）由图可知，弹簧测力计的刻度值为0.1N，指针在3N以下三格处，示数为3.3N．
用如图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响．
（5）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得3.3N×4L=G×6L，
解得G=2.2N，
将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点，使杠杆仍在水平位置平衡，则F×12L=G×6L，即F×12L=2.2N×6L，
解得F=1.1N．
故答案为：（1）平衡；（2）力臂；右；（3）没有经过多次测量就得出结论，实验没有普遍性；（4）3.3；杠杆自重；（5）1.1．
【分析】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态；
（2）杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂；在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节；
（3）在探究性实验中，应进行多次实验，寻找普遍规律，避免结论的偶然性．
（4）弹簧测力计的拉力由图读出；
杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；杠杆的重心过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响．
（5）首先根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2求得2个钩码的重力，再利用杠杆的平衡条件即可求得此时弹簧测力计的拉力．
39．【答案】（1）静止；便于测量力臂，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响
（2）C
（3）1.8；变小；变大
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）杠杆处于平衡状态，是指杠杆处于静止状态或匀速转动状态；
为了消除杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响，让杠杆的重心通过支点，所以杠杆在水平位置平衡，杠杆自身的重力对杠杆平衡没有影响；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂．
（2）实验中，如图所示的方式悬挂钩码，杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果，采用这种方式是不妥当的．这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多，故选C．
（3）图中所示的弹簧测力计的分度值是0.2N，故示数为1.8N；
弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡时，动力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得，动力变大，弹簧测力计示数变大．
故答案为：（1）静止；便于测量力臂，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响；（2）C；（3）1.8；变小；变大．
【分析】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态，杠杆都处于平衡状态；
探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响．
（2）在初中阶段，探究杠杆平衡条件的实验，作用在杠杆上的力只有一个动力和一个阻力，不探究多个动力或阻力的作用下的杠杆平衡．
（3）弹簧测力计读数时首先认清分度值，然后再读数；
弹簧测力计竖直向下拉杠杆时，力臂在杠杆上，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂变短，阻力、阻力臂不变，动力臂变短，动力变大．
40．【答案】（1）机械效率越低；机械效率越高；无关
（2）偏小；偏高；运动状态
（3）摩擦；提高
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮的个数越多，其机械效率越低；
比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，它的机械效率越高；
比较第1、4次实验数据可知，两次实验时的效率相同，因此同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；
（2）要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速运动．而当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，机械效率偏高；说明滑轮组的机械效率还与物体的运动状态有关；
（3）两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦同，影响了测量结果；
所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了减小摩擦，提高机械效率．
故答案为：（1）机械效率越低；机械效率越高；无关；（2）偏小；偏高；运动状态；（3）摩擦；提高．
【分析】（1）比较第1、2次实验数据可知机械效率与动滑轮个数的关系；比较第2、3次实验数据可知，机械效率与物重间的关系；比较1、4次实验数据可知机械效率与物体上升高度的关系；
（2）知道弹簧测力计做匀速运动，物体受力才平衡．在提升物体时，不仅要克服动滑轮的重力，还要克服摩擦力．当静止时读数，则所测拉力偏小，机械效率偏大．
（3）从摩擦的大小方面进行分析，在同等情况下，摩擦力越小，机械效率越高．
1 / 1浙教版科学九上第三章 第4节 简单机械同步练习（基础巩固）
一、单选题
1．（2021九下·浙江期末）下列测量工具没有利用杠杆原理的是（ ）
A．弹簧测力计 B．杆秤
C．台秤 D．托盘天平
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】分析各个选项中器材包含的物理原理即可。
【解答】杆秤、台秤和托盘天平，都利用了杠杆原理，而弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，故A符合题意，而B、C、D不合题意。
故选A。
2．（2020九上·江北月考）在如图所示的四种剪刀中，最省力的是（ ）。
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。
【解答】当使用剪刀时，中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，因此刀口越短，阻力臂越短；手柄越长，动力臂越长，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时越省力。根据图片可知，B图中的剪刀刀口最短，手柄最长，因此最省力，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
3．（2020九上·温州月考）人体中有不少骨骼构成杠杆。如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力。则（ ）
A．这是一个省力杠杆 B．这是一个等臂杠杆
C．肘关节相当于杠杆支点 D．肱二头肌相当于杠杆支点
【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）（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）（4）根据手臂端起茶杯的工作过程分析支点的位置。
【解答】手臂端起茶杯的工作过程中，肘关节的位置保持不动，因此肘关节是支点。肱二头肌收缩提供动力，茶杯和手臂自身的重力是阻力，此时动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
4．（2020九上·乐清月考）如图所示，夹食物时两根筷子都可以看作杠杆，能正确表示其中一根杠杆的支点O、杠杆受到的动力F1和阻力F2的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】先确定支点的位置，然后根据动力和阻力的方向判断
【解答】观察使用筷子的过程示意图，O点为支点，手指作用的方向向下，即动力F1向下。物体作用在筷子上的力向上，即阻力F2向上。故D正确，ABC错误。
故答案为：D
5．使用动滑轮可以（ ）
A．省力又省距离 B．省力，但不能改变用力方向
C．既省力又能改变用力方向 D．费力但可以省距离
【答案】B
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据动滑轮的特点分析判断。
【解答】使用动滑轮时，能够最多省一半的力，但是不能改变用力的方向，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6．（2019九上·杭州月考）如图所示，一根轻质杠杆可绕O点转动，B处挂着一重物G，如果在A点施加一个动力F使杠杆在水平方向上平衡，则该杠杆为（ ）
A．费力杠杆 B．省力杠杆
C．等臂杠杆 D．以上三种情况都有可能
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1· L1=F2·L2。省力杠杆：动力臂大于阻力臂,平衡时动力小于阻力。费力杠杆：动力臂小于阻力臂,平衡时动力大于阻力。等臂杠杆：动力臂等于阻力臂,平衡时动力等于阻力。
【解答】在A端施加一个向上的动力使杠杆在水平位置平衡,A点动力的方向不同时，动力臂可能大于或小于或等于阻力臂，所以该杠杆可能省力，可能费力,还可能既不省力也不费力，D正确。
故答案为：D
7．（2019九上·杭州月考）按如下图使用简单机械，有可能实现F为200N的力移动重为700N的物体G的有（ ）
A．只有①③④ B．只有①③
C．只有④ D．①②③④都可以
【答案】A
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
【解答】用200N力提起了重为700N的物体，省了力，省力的方法可以使用杠杆，也可以使用动滑轮或滑轮组。
故答案为：A
8．（2019九上·嘉兴期末）学校教室黑板上方常安装有如下左图的多媒体投影仪(示意图)，右下图中能正确表示该投影仪杠杆示意图的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】分析杠杆，找出杠杆的五要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂，再结合图中各力的方向，标出杠杆示意图。
【解答】分析多媒体投影仪示意图可知，支点在左下方杠杆与墙体接触的地方，动力方向向左上方，阻力为投影仪的重力，方向竖直向下，A符合题意。
故答案为：A。
9．（2018九上·嘉兴期中）如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是（ ）
A．定滑轮，可省力 B．动滑轮，可省力
C．定滑轮，可改变力的方向 D．动滑轮，可改变力的方向
【答案】C
【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】根据滑轮的位置是否移动，可将滑轮分为定滑轮和动滑轮。定滑轮的轴是固定不变的，动滑轮的轴随钩码仪器移动。定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，动滑轮可以省一半的力，但不能改变力的作用方向。
【解答】由于图中的滑轮轴是固定不变的，故为定滑轮，提升物体的方向是竖直向上的，实际拉动的拉力方向为水平向右，故可以改变力的方向。
故答案为：C
10．下列简单机械中属于省力机械的是（ ）
A．斜面 B．赛艇的船桨 C．定滑轮 D．镊子
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】在常见的简单机械中，定滑轮不省力不费力，只能改变力的方向；动滑轮能省一半的力但不能改变力的方向；省力杠杆和斜面都可以省力，据此选择即可。
【解答】A.斜面可以省力，故A符合题意；
B.赛艇的船桨在使用时相当一个杠杆，支点在船桨与赛艇接触的位置，手用的力是动力，水施加的是阻力，此时动力臂小于阻力臂，因此它是费力杠杆，故B不合题意；
C.定滑轮相当于一个等臂杠杆，不省力不费力，故C不合题意；
D.镊子的支点在与手接触的位置，阻力在镊子的尖端，动力作用在镊子的中间，这时动力臂小于阻力臂，它是费力杠杆，故D不合题意。
故选A。
11．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机的效率通常高于喷气发动机
B．热机效率一定小于100%
C．汽车排放的尾气，是城市环境污染的重要来源．目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，它们的效率达到100%
D．在完全无摩擦的道路上，汽车发动机可达到100%
【答案】B
【知识点】机械效率
【解析】【解答】用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比就是热机的效率，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高；A、蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热量损失最多，能量利用效率最低；故A错误；B、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%；故B正确；C、目前有些新型燃料汽车，虽然实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%；故C错误；D、在完全无摩擦的道路上，汽车发动机的效率可以提高，但不可能达到100%；故D错误．故选B．
【分析】（1）热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高．（2）任何机器的都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%．
12．如图所示，用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上，所用拉力为80N，则总功和滑轮组的机械效率分别是
A．1400J 80% B．1800J 80%
C．1800J 83.3% D．2160J 83.3%
【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】解：有用功W有用=Gh=200N×9m=1800J，动滑轮上有三段绳子，所以拉力移动的距离是物体升高高度的3倍，s=3h=3×9m=27m
总功W总=Fs=80N×27m=2160J．
故选D
【分析】已知物体重和升高的高度，根据公式W=Gh可求有用功，已知拉力和动滑轮上绳子的段数，根据公式W=FS可求总功，有用功与总功的比值就等于机械效率．
13． 用图所示的指甲剪剪指甲时，以O为支点的杠杆AOB属于（ ）
A．省力杠杆 B．费力杠杆
C．等臂杠杆 D．无法确定
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】解：读图可知，指甲剪剪指甲时，以O为支点，动力作用在A点，阻力在B点，动力臂大于阻力臂，所以杠杆AOB属于省力杠杆．
故选A
【分析】结合图片，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆
14．一个杠杆在两个力的作用下处于平衡状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．这两个力的大小一定相等
B．这两个力的力臂一定相等
C．力臂较长的那个力较大
D．两个力和各自力臂的乘积一定相等
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】由杠杆的平衡条件可知，杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等，据此分析判断。
【解答】（1）杠杆平衡说明动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂乘积相等，不能说明力相等、力臂相等，故AB错、D正确；
（2）动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂乘积相等，力臂较长的那个力较小，故C错。
故答案为：D
15．如图所示的杠杆处于平衡状态，F的力臂是( )
A．DF B．OD C．OC D．OF
【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】本题考查对杠杆五要素的掌握情况，重点对概念理解透彻，如力臂是支点作力的作用线的垂线段，不仅能从图中读出，同时还应该会画出相应力的力臂。
【解答】从图中可以看出支点O到F作用线的垂线段为OC；该图说明了力臂是指支点到力作用线的垂线段。
故答案为：C
16．校工用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了（ ）
A．增大阻力臂，省力
B．减小阻力臂，省力
C．增大动力臂，方便
D．减小动力臂，方便
【答案】B
【知识点】杠杆的应用
【解析】【解答】在同样的情况下，往剪刀轴O靠近，减小了阻力臂，而阻力和动力臂不变，由F1L1=F2L2可知，动力会变小，因此可以省力．
故选B
【分析】利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2，阻力和动力臂不变，动力随阻力臂的增大而增大．
17．如图，一质量分布均匀的12kg铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度是铁球半径的三分之二，要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）
A．27N B．45N C．72N D．90N
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】铁球的重力G=mg=12kg×10N/kg=120N；
由图知，当力F作用在球的下边缘，且与通过AB的直径垂直时，动力臂最长，其受力图如图所示：
由图知，球对杆的拉力方向竖直向下，力臂为LG，由图知：LG=R；
F的力臂等于杆的长度与球的直径之和，则LF=R+2R=R；
根据杠杆的平衡条件：G LG=F LF
代入数据：120N×R=F×R
解得F=45N．
故选B．
【分析】根据杠杆的平衡条件，要使施加的力最小，应使动力臂最长，据此分析即可．
18．为模拟盘山公路，现将连接了重1N小球的细线穿入一根长1m的细管，如图，将细管从竖直放置的圆柱体底部a点开始斜向上缠绕5圈后，恰好绕至顶部b点，相邻细管间的高度均为12cm，在b点处通过细线用0.8N的拉力（与管的轴线平行）将管口的小球从a点匀速拉至b点，则缠绕在圆柱体上的细管（模拟的盘山公路）的机械效率为（ ）
A．83.3% B．80% C．75% D．60%
【答案】C
【知识点】机械效率
【解析】【解答】由题细管缠绕在圆体上后相当于一个斜面，由图a到b点的高度h=5×0.12m=0.6m，
拉小球上升时，有用功：W有=Gh=1N×0.6m=0.6J．
总功：W总=Fs=0.8N×1m=0.8J，
所以缠绕在圆柱体上的细管的机械效率：
η=×100%=×100%=75%．所以C正确，ABD错误．
故选C．
【分析】拉小球上升时，根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据η=计算机械效率．
19．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重600N的物体在10s内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力F的大小为300N
B．滑轮组的机械效率为60%
C．提升物体的过程中，额外功为200J
D．绳子自由端拉力F的功率为150W
【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；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】（1）由题知，n=2，不计绳重和摩擦，
拉力：F=（G轮+G物）=（600N+100N）=350N，故A错误；
（2）滑轮组对重物做的功：
W有=Gh=600N×2m=1200J，拉力移动的距离：s=2h=2×2m=4m，
拉力做功：W总=Fs=350N×4m=1400J，
由W总=W有+W额得，
所做额外功：W额=W﹣W有=1400J﹣1200J=200J；故C正确；
（3）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%≈85.7%，故B错误；
（4）拉力做功功率：
P===140W，故D错误．
故选：C．
【分析】图中使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=2，则s=2h．
（1）利用F=（G+G动）计算拉力大小；
（2）利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）利用s=2h求出拉力移动的距离，不计绳重和摩擦，利用F=（G物+G轮）求拉力大小，再利用W=Fs求拉力做功；利用W有=Gh求滑轮组对重物做的功（有用功）．
（4）知道运动时间，利用功率公式求拉力的功率．
20．（2021九上·杭州期中）如图所示，用开瓶器在A处用力开启瓶盖，下列说法正确的是（ ）
A．B点为开瓶器的支点
B．开瓶器受到的阻力方向为竖直向上
C．使用开瓶器能省力
D．使用开瓶器能省功
【答案】C
【知识点】杠杆的应用
【解析】【解答】A、杠杆绕着转动的点叫支点，起瓶器绕C点转动，所以C点是支点；故A错误；
B、阻力作用在B点，开瓶器受到的阻力方向为竖直向下的，故B错误；
C、起瓶器开启瓶盖时，动力臂大于阻力臂，可看作是以C为支点的省力杠杆，故C正确．
D、使用任何机械都不省功，因此使用开瓶器不能省功，故D错误．
故选C．
【分析】A、杠杆绕着转动的点叫支点．
B、阻碍杠杆运动的力为阻力．
C、动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆．
D、使用任何机械都不省功．
二、填空题
21．在物理学中，将一根在 的作用下可绕 转动的 称做杠杆，杠杆 (选填“可以”或“不可以”)是弯的，杠杆处于 或 状态时称做杠杆平衡。
【答案】力；固定点；硬棒；可以；静止；匀速转动
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据杠杆的定义和杠杆平衡的定义解答即可。
【解答】（1）在物理学中，将一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒称做杠杆，杠杆可以是弯的;
（2）杠杆处于静止或匀速转动状态时称做杠杆平衡。
22．（2019·宁波模拟）哑铃是我们大家都熟悉的运动器材，因其操作简单、经济实惠、实用而受广大健身爱好者的喜爱。如图是我们在使用哑铃时，上臂完成托举的示意图，据图回答：
（1）若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，则此杠杆是 （填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（2）在上举的过程中，阻力臂逐渐 （填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】（1）费力
（2）减小
【知识点】杠杆的分类；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）把上臂举哑铃时看作一个杠杆，明确杠杆的五要素，动力臂和阻力臂的关系，再判断杠杆类型；（2）根据阻力臂的概念，判断上举的过程中阻力臂的变化情况。
【解答】（1）若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，其支点在肘关节处，哑铃的压力是阻力，肱二头肌对前臂施加的力是动力，托举时动力臂小于阻力臂，此杠杆是费力杠杆；
（2）支点到阻力作用线的距离为阻力臂，在上举的过程中，阻力臂逐渐减小。
故答案为：（1）费力；（2）减小。
23．（2016·余姚模拟）使用简单机械可以给人们的生活带来便利．
（1）如图甲，旗杆的顶端安装着一个定滑轮，用来改变 ．
（2）如图乙，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，可减小 臂，剪断物体更省力．
（3）如图丙是钓鱼示意图．使用钓鱼竿的好处是
【答案】（1）力的方向
（2）阻力
（3）省距离
【知识点】杠杆的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】解决此题要知道：（1）定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向．（2）根据杠杆平衡条件，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力．（3）动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力杠杆省距离．
【解答】解：（1）国旗杆上的滑轮为定滑轮，利用它来升国旗，可以改变施加力的方向；（2）图中剪刀在使用过程中，在同样的情况下，把被剪物体往剪刀转动轴靠近，减小了阻力臂，由F1L1=F2L2可知：阻力臂L2越小，越省力．因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力．（3）钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但是省距离．
故答案为：（1）力的方向；（2）阻力；（3）省距离．
24． 如图所示，一处于水平平衡状态的杠杆，杠杆上所标刻度每小格长为3cm．某同学在研究杠杆平衡实验时，在杠杆上的A点挂四个钩码，每个重为1N，用弹簧测力计在B点竖直向上拉杠杆，使杠杆水平平衡，此时弹簧测力计拉力的力臂为 cm，弹簧测力计的示数为 N
【答案】24；2
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】解：已知杠杆上所标刻度每小格长为3cm．则弹簧测力计拉力的力臂为8×3cm=24cm，
由杠杆平衡条件可知，G钩码×12cm=F×24cm，即4N×12cm=F×24cm，解得F=2N．
故答案为：24；2．
【分析】已知杠杆上所标刻度每小格长为3cm，可求得弹簧测力计拉力的力臂，根据杠杆平衡条件求得弹簧测力计的示数
25．如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船的力需要很大，则应选用方案 （选填“甲”或“乙”），因为采用这种方案可以 ．（不计机械的自重及摩擦）
【答案】甲；省力
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】解：（1）从图甲中可以看出，该装置固定端在海滩上，相对应于直接拉船要省一半的力，因此该装置的优点是省力，缺点是费距离．
（2）从图乙中可以看出，该装置相对应直接拉船要费力，因此该装置的优点是省距离，缺点是费力；
由此可知：甲方案设计合理，省力，固定端也便于固定．
故答案为：甲；省力
【分析】解决此题要知道动滑轮实质是一个省力杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离；使用方法不同，特点不同
26． 如图所示，用滑轮拉着一重为400N的物体向上做匀速直线运动，该滑轮为 滑轮（选填“动”或“定”），如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，则竖直向上放入拉力F是 N．
【答案】动；200
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】解：（1）如图所示的滑轮工作特点可判断该滑轮为动滑轮
（2）使用动滑轮能省一半力，不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，F=G= ×400N=200N．
故答案为：动；200
【分析】（1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动．
（2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力
27．杠杆平衡：指杠杆保持 状态或 状态。
【答案】静止；匀速转动
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】平衡状态包括两种，一是静止状态，二是匀速直线运动状态，对于杠杆而言，可参照此标准进行判断。
【解答】杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止状态或匀速转动的状态。在研究杠杆的平衡条件时，我们一般要求使杠杆保持水平平衡的状态。
故答案为：静止 匀速转动
28．杠杆的五要素
(1) ：使杠杆绕着转动的固定点。
(2) ：使杠杆转动的力。
(3) ：阻碍杠杆转动的力。
(4)动力臂：从 到 的垂直距离。
(5)阻力臂：从 到 的垂直距离。
【答案】支点；动力；阻力；支点；动力作用线；支点；阻力作用线
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】如果一根硬棒在力的作用下能够绕着一个固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。杠杆有五要素：支点 、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
【解答】杠杆的五要素如图所示：
杠杆绕着转动的固定点O叫做支点；能够使杠杆转动的力F1叫做动力；阻碍杠杆转动的力F2叫做阻力；从支点到动力作用线的距离l1叫做动力臂；从支点到阻力作用线的距离l2叫做阻力臂。
故答案为：支点 ；动力；阻力；支点；动力作用线；支点；阻力作用线
29．列车上出售的食品常常放在如图7所示的小推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是 （写出支点位置的字母）；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是 。后一种情况下，手推车可以视为 杠杆。（选填“省力”或“费力”）
【答案】C；B；省力
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是C点；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是B点，这时的动力臂大于阻力臂，手推车可看成是省力杠杆。
【分析】动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，反之为费力杠杆。
30．如图所示，OB为一轻质杠杆，O为支点，OA=30cm，AB=10cm，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，在A点至少需加 N的拉力，这是一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。
【答案】40；费力
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类
【解析】【解答】根据杠杆的平衡条件FALA=FBLB可知，当杠杆在水平位置平衡时，在A点至少需加拉力 由于动力臂小于阻力臂，所以此杠杆为费力杠杆。
【分析】根据杠杆的平衡条件FALA=FBLB可求A点需要施加的拉力，由图可看出动力臂小于阻力臂，所以此杠杆为费力杠杆。
三、解答题
31． 如图所示，轻质杠杆可绕O点在竖直面内旋转，画出使杠杆保持平衡的最小力F1的示意图和对应的力臂L1
【答案】解：
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力问题
【解析】【解答】在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，
由图示可知，当力F与O与A的连线OA垂直向上时，力F的力臂L1最大，此时作用力F1最小，如图所示；
【分析】使用杠杆时，若阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此解答此题，只需找出使动力臂最大的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可．
32．如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，L1为F1的力臂。请在图中作出F2的力臂L2及力F1。
【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【分析】F2与杠杆垂直，故连接支点O与F2的作用点即为力臂L2，过L1的上端作L1的垂线，交杠杆于一点，即为F1的作用点，F1的方向向上。
【解答】
33．渔夫用绳子通过竹杠拉起渔网，如图所示请在图上画出绳子AB段对杆拉力F的力臂L。
【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【分析】根据杠杆的固定点确定杠杆的支点，又已知拉力的方向，根据力臂的定义过支点作力的作用线的垂线段。
【解答】支点为杆的固定点，过支点作F作用线的垂线段（即力臂L）。如图所示
34．如图所示，司机师傅利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来（泥坑可近似看成水平面），在此过程中汽车匀速移动了1m，共用时5s，已知 汽车所受阻力为1200N，司机师傅的拉力功率为300W，在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下，求：
（1）司机师傅的拉力为多大？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）解：绳子自由端移动的距离s=ns汽车=3×1m=3m，
绳子自由端速度：v===0.6m/s，
由P===Fv得，工人的拉力：F===500N；
答：司机拉绳子的力是500N；
（2）解：拉力所做总功：W总=Fs=500N×3m=1500J；
工人所做有用功：W有用=fs汽车=1200N×1m=1200J，
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．
答：滑轮组的机械效率是80%．
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】（1）确定滑轮组承重绳子的有效股数，然后由滑轮组公式求出拉力大小．
（2）求出绳子自由端移动的距离，利用W总=Fs计算出总功，利用W有用=fs计算有用功，利用η=计算机械效率．
【分析】此题考查学生对于电功、密度、热量和电功率的理解和掌握，很综合，有一定难度．
35．如图是一种活塞式抽水机示意图，请在图中画出手柄所受动力F1的力臂及阻力F2．
【答案】解：过B点作竖直向下的力（即阻力F2）；过支点O作垂直于动力作用线的垂线段（即动力臂L1）．如图所示
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】先确定阻力作用点（即B点），然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向下）；已知支点和动力的方向，过支点作力的作用线的垂线段（即力臂）．
【分析】此类题的关键是掌握杠杆五要素，然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂
四、实验探究题
36．（2016·丽水）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；把钩码挂在杠杆A点如图甲，为方便直接从杠杆上读出力臂，应在B点沿着 的方向拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡．
（2）如图乙，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡，测力计示数将 ．
【答案】（1）竖直向下
（2）先变小后变大
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）把钩码对杠杆的作用看成阻力，把弹簧测力计对杠杆的作用看成动力，要使杠杆在水平位置平衡，判断弹簧测力计的具体施力方向．（2）阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力变大；动力臂变大，动力变小．杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计倾斜拉动杠杆还在水平位置平衡，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大这是常见的一种题型．
【解答】解：（1）当支点到力的作用点距离成为力臂时，力臂最大，拉力最小，所以应在B点沿着竖直向下的方向拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡；（2）由图可知，OC为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大．
故答案为：（1）竖直向下；（2）先变小后变大．
37．在探究“杠杆平衡条件”实验中：
（1）将杠杆的中点O挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是 ．
（2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡．
（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，使杠杆在水平位置保持平衡．当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图乙），测力计示数将 ．
（4）完成实验后，小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量
①将杠杆的B位置挂在支架上，在B的右侧挂质量为m的钩码，前后移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡（如图丙）．
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和 的距离L2．
③根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m杆= （用题目中所给物理量表示）
【答案】（1）便于测量力臂大小
（2）3
（3）先变小后变大
（4）O到B；
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）调节两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，方便测出力臂大小．
（2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，
因为，F1l1=F2l2，所以，2G×3L=nG×2L，所以，n=3，所以在A处挂3个钩码．
（3）由图可知，OC为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大．
（4）已知钩码的质量m，用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离，即L1，欲求杠杆的质量m杆，则应量出O到B的距离，即L2，然后根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，mL1=m杆L2，则m杆=．
故答案为：（1）便于测量力臂大小；（2）3；（3）先变小后变大；（4）O到B；．
【分析】（1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响．
（2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，根据杠杆平衡求出钩码的个数．
（3）阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力变大；动力臂变大，动力变小．
（4）根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m杆．
38．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆：（杠杆上每小格长为2cm）、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个．
（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态．
（2）实验时，使杠杆在水平位置平衡，主要是为了便于测量 大小，因此应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往 （选填“左”或“右”）调
（3）杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆A点处挂上2个钩码，做为动力F1，B点处挂上l个钩码，做为阻力F2，杠杆恰好在水平位置平衡，如图乙所示，分别测量出两个力的力臂L1和L2，计算后发现：F1L1=F2L2，便得出杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2．但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的，理由是
（4）接着，小明提出新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，在杠杆D点处挂上2 个钩码，用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计的拉力是 N．以弹簧测力计的拉力为动力F1′，钩码重力为阻力F2′，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1′L1′总是大于F2′L2′，其原因主要是受 作用的影响．
（5）小明将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点，使杠杆仍在水平位置平衡，如图丁所示，请推算：此时弹簧测力计的拉力是 N．
【答案】（1）平衡
（2） 力臂 ； 右
（3）没有经过多次测量就得出结论，实验没有普遍性 ．
（4） 3.3 ；杠杆自重
（5）1.1
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）杠杆静止在如图甲所示位置，杠杆静止，此时杠杆处于平衡状态；
（2）为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡，由图知，右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节；
（3）小明仅凭一测量就得出杠杆平衡条件，这种实验处理方法是不完善的，因为实验次数过少，会导致实验结论具有偶然性，应该改变动力或阻力的方向进行多次测量，寻找普遍规律，以避免偶然性．
（4）由图可知，弹簧测力计的刻度值为0.1N，指针在3N以下三格处，示数为3.3N．
用如图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响．
（5）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得3.3N×4L=G×6L，
解得G=2.2N，
将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点，使杠杆仍在水平位置平衡，则F×12L=G×6L，即F×12L=2.2N×6L，
解得F=1.1N．
故答案为：（1）平衡；（2）力臂；右；（3）没有经过多次测量就得出结论，实验没有普遍性；（4）3.3；杠杆自重；（5）1.1．
【分析】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态；
（2）杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂；在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节；
（3）在探究性实验中，应进行多次实验，寻找普遍规律，避免结论的偶然性．
（4）弹簧测力计的拉力由图读出；
杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；杠杆的重心过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响．
（5）首先根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2求得2个钩码的重力，再利用杠杆的平衡条件即可求得此时弹簧测力计的拉力．
39．（2020九上·绍兴月考）在探究杠杆平衡条件的实验中
（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于 或匀速转动状态．实验前没有挂钩码时，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是 ．
（2）实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为 （ ）
A．一个人无法独立操作
B．力臂与杠杆不重合
C．力和力臂数目过多，不易得出结论
D．杠杆受力不平衡
（3）若用装置B进行实验，则此时弹簧测力计的示数是 N；将弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时拉力的力臂将 ，弹簧测力计的示数将 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）．
【答案】（1）静止；便于测量力臂，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响
（2）C
（3）1.8；变小；变大
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）杠杆处于平衡状态，是指杠杆处于静止状态或匀速转动状态；
为了消除杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响，让杠杆的重心通过支点，所以杠杆在水平位置平衡，杠杆自身的重力对杠杆平衡没有影响；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂．
（2）实验中，如图所示的方式悬挂钩码，杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果，采用这种方式是不妥当的．这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多，故选C．
（3）图中所示的弹簧测力计的分度值是0.2N，故示数为1.8N；
弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡时，动力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得，动力变大，弹簧测力计示数变大．
故答案为：（1）静止；便于测量力臂，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响；（2）C；（3）1.8；变小；变大．
【分析】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态，杠杆都处于平衡状态；
探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响．
（2）在初中阶段，探究杠杆平衡条件的实验，作用在杠杆上的力只有一个动力和一个阻力，不探究多个动力或阻力的作用下的杠杆平衡．
（3）弹簧测力计读数时首先认清分度值，然后再读数；
弹簧测力计竖直向下拉杠杆时，力臂在杠杆上，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂变短，阻力、阻力臂不变，动力臂变短，动力变大．
40．某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：
实验次数 物重 （N） 物体上升的高度 （m） 拉力（N） 绳子自由端移动的距离（m） 机械效率（%）
1 1 0.1 0.6 0.2 83.3
2 1 0.1 0.4 0.4 62.5
3 2 0.1 0.65 0.4 76.9
4 1 0.2 0.6 0.4 83.3
（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多， ；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重， ；比较第1、4实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ．
（2）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率 （选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与 有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的 不同，影响了测量结果．所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了 它的机械效率．
【答案】（1）机械效率越低；机械效率越高；无关
（2）偏小；偏高；运动状态
（3）摩擦；提高
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮的个数越多，其机械效率越低；
比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，它的机械效率越高；
比较第1、4次实验数据可知，两次实验时的效率相同，因此同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；
（2）要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速运动．而当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，机械效率偏高；说明滑轮组的机械效率还与物体的运动状态有关；
（3）两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦同，影响了测量结果；
所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了减小摩擦，提高机械效率．
故答案为：（1）机械效率越低；机械效率越高；无关；（2）偏小；偏高；运动状态；（3）摩擦；提高．
【分析】（1）比较第1、2次实验数据可知机械效率与动滑轮个数的关系；比较第2、3次实验数据可知，机械效率与物重间的关系；比较1、4次实验数据可知机械效率与物体上升高度的关系；
（2）知道弹簧测力计做匀速运动，物体受力才平衡．在提升物体时，不仅要克服动滑轮的重力，还要克服摩擦力．当静止时读数，则所测拉力偏小，机械效率偏大．
（3）从摩擦的大小方面进行分析，在同等情况下，摩擦力越小，机械效率越高．
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