第32頁（共32頁）第十二章簡單機械B卷一．選擇題（共8小題）1．（2024?北京）如圖所示，園藝工人在修剪枝條時，常把枝條盡量往剪刀的軸處靠近，這樣做是為了（）A．增大動力臂，能夠省力 B．增大阻力臂，方便使用 C．減小動力臂，方便使用 D．減小阻力臂，能夠省力2．（2024秋?豐縣期中）如圖一根胡蘿卜用細線懸掛后在水平位置平衡，如果從懸掛位置切開，則（）A．細頭較重 B．細頭較輕 C．一樣重 D．無法判斷3．（2024秋?常州期末）如圖所示，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度。與提升A相比，提升B的過程滑輪組的機械效率較大。不計繩重與摩擦，則提升B的過程（）A．額外功較小 B．額外功較大 C．總功較小 D．總功較大4．（2024秋?金安區校級期中）如圖所示、用質地均勻的杠桿勻速提升重物（不計摩擦），在A點用彈簧測力計保持豎直向上拉動杠桿，帶動物體上升一定的高度h，下列說法正確的是（）A．僅將物體懸掛點B向右移動，杠桿的機械效率增大 B．僅將物體懸掛點B向右移動，拉力所做的有用功減小 C．僅減小物體所受的重力，拉力所做的額外功減小 D．僅將拉力的作用點從A點向左移動，杠桿的機械效率增大5．（2024秋?匯川區期末）圖甲所示的是“路邊空中綠化停車亭”，其工作原理如圖乙所示，電動機通過鋼絲繩BC牽引OB桿繞O點轉動，B端懸掛停車架A。取車時，將A從乙圖所示位置（此時OB⊥BC）緩慢下放到水平地面的過程中，鋼絲繩對B點的拉力（）A．逐漸變小 B．逐漸變大 C．先變小后變大 D．先變大后變小6．（2024?思明區校級三模）用兩個完全相同的滑輪，分別按如圖所示的甲、乙兩種方式將重為G的物體勻速提升相同的高度。下列判斷正確的是（不計繩重與摩擦）（）A．兩次的拉力F甲＜F乙 B．兩次的機械效率η甲＞η乙 C．兩繩子自由端移動距離s甲＝s乙 D．通過兩機械所做的總功W甲＞W乙7．（2024秋?南京期中）如圖所示，輕質杠桿OBA可繞O點在豎直平面內轉動，B點懸掛重力大小為G的物體，OB＝2BA。在A點施加豎直向上的動力F1使杠桿OBA在水平位置平衡（不計摩擦）。下列說法正確的是（）A．作用在A點的力F1的大小為0.5G B．若F1始終與OA垂直，從圖中位置向上緩慢抬起杠桿，F1將變大 C．若重物的懸掛點從B向O點移動，要使杠桿仍然在水平位置平衡，F1將變大 D．若將F1變為圖中F2，F2與杠桿成30°角使杠桿在水平位置平衡，F2：G＝4：38．（2023秋?渭濱區校級期末）在勞動實踐中，小孫在水平地面與車廂間用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力將重G＝660N的貨物勻速地從斜面底端推到頂端的車廂，如圖所示。已知斜面長L＝3m，斜面高h＝0.75m，斜面的機械效率η＝60%。下列敘述中正確的是（）A．小孫推動貨物所用推力大小為150N B．若增大推行速度，則貨物受到的摩擦力將變大 C．貨物受到斜面的摩擦力大小為250N D．若h不變、減小L，則斜面的機械效率將升高二．多選題（共3小題）（多選）9．（2024?安陽模擬）如圖甲所示是《天工開物》里記載的一種搗谷的舂，其簡化原理圖如圖乙所示，搗谷人對B點的作用力使水平靜止的橫木轉動。碓頭重20N，不計摩擦和橫木重，下列說法正確的是（）A．圖乙中的舂相當于費力杠桿 B．利用該裝置搗谷可以省功 C．圖乙中橫木水平時腳沿與橫木垂直方向至少用力50N才能將碓頭抬起 D．碓頭對杠桿拉力的力臂為1.4m（多選）10．（2024?五華區校級模擬）質量為70kg的工人用如圖所示的滑輪組勻速打撈水中的工件，工人雙腳與地面的接觸面積為400cm2，工件的體積為0.02m3，密度為4×103kg/m3，每個滑輪的重力為40N，不計繩重及摩擦，繩子足夠結實，ρ水A．工件的質量為80kg B．工人以0.1m/s的速度拉繩子（工件未露出水面），其做功的功率為32W C．工件離開水面后，工人拉著工件不動，工人對地面的壓強為7000Pa D．該工人站在地面上用該滑輪組從水中提升重物的最大機械效率約為90%（多選）11．（2024?東安區校級開學）如圖甲所示，用拉力F豎直向上勻速提升重720N的貨物，貨物移動的距離與時間的關系如圖乙所示，動滑輪重80N，不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A．繩子自由端移動的速度為0.5m/s B．拉力F為400N C．拉力F的功率為360W D．動滑輪的機械效率為90%三．填空題（共7小題）12．（2024秋?阜寧縣期中）如圖甲所示是生活中常用的夾子，拇指對夾子施加壓力F1使夾子緩慢張開，夾子上的鋼絲對夾子的彈力為F2，則F1F2（填“＞”“＝”或“＜”），此時夾子是（填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿；如圖乙所示，用夾子夾住木塊，夾子上A點受到木塊的作用力F3的方向（填“向下”或“向上”）。13．（2024秋?鼓樓區校級月考）如圖所示，有一根均勻鐵棒，總長為L，OA=14L，重力G＝900N，為了使這根鐵棒的B端不下沉，所需外力至少應為N；為了能將鐵棒緩慢提起，所需外力至少應為14．（2024秋?南京期末）如圖，動滑輪重力為10N，用40N的拉力F將90N的重物5s內勻速提升了1m，此過程中有用功為J，滑輪組的機械效率為%，額外功為J，拉力F的功率為W。15．（2024秋?濱湖區期末）如圖所示，是公共場所殘疾人專用斜面通道。沿該通道上臺階與直接上臺階相比，可以省，現將重700N的小車沿4m長的斜面勻速推上0.6m高的平臺，平行于斜面向上的推力為150N，此過程中斜面的機械效率為%，小車所受摩擦力為N。16．（2024秋?京口區校級期中）如圖所示，輕質杠桿OA可繞O點轉動，AB＝BO，AC＝CB，物塊重60N并懸掛在B點，∠α＝∠β＝30°。在C點作用一個豎直向上的拉力F使杠桿在水平位置平衡，則F＝N；保持杠桿在水平位置平衡，若僅將拉力F沿順時針方向轉動，則在轉至虛線①所示位置的過程中，拉力大小將（選填“變大”、“變小”或“不變”），在轉至虛線②所示位置時，拉力F1＝N。17．（2024秋?南京期末）小明推著購物車在超市購物，如圖所示，購物車和貨物的總重為100N，A點離地面距離為0.8m，B、C點為車輪與地面的接觸點，當購物車前后輪遇到障礙物時，小明先后兩次在A點對購物車施加了最小作用力，使車的前后輪分別越過障礙物。第一次施加的力的方向為，第一次的施力大小為N，小明對A點第一次的施力大小為F1，第二次的施力大小為F2，比較F1與F2的大小關系，F1F2。18．（2024秋?工業園區期中）如圖所示，在“測杠桿機械效率”的實驗中，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置，彈簧測力計的示數F為N，若OA：OB＝2：3，物塊所受重力G為1.4N，則該杠桿的機械效率約%。若A點向O點移動，始終沿豎直方向拉動彈簧測力計，則機械效率將（選填“變大”“變小”或“不變”）。四．作圖題（共2小題）19．（2024秋?太倉市期末）如圖，用撬棒撬石頭，用向上、向下的力都可以撬起石頭，其中AB＝BC。畫出撬石頭的最小動力F1。20．（2024秋?儀征市期末）如圖甲所示是一名中學生用笤帚清掃落葉的情景，圖乙是其簡化示意圖，O為支點，請在圖乙中畫出阻力F的力臂l。五．實驗探究題（共1小題）21．（2024秋?南京期末）同學們利用蠟燭、細鐵絲、杯子等制作了一個蠟燭“蹺蹺板”，如圖甲。一端燭油滴下時，此端就上升，兩端交替上下。為了尋找上述現象的原因，同學們用鐵架臺、杠桿（已在水平位置平衡）、質量相等的鉤碼等器材進行以下探究。（1）圖乙中杠桿水平平衡，分別改變一側鉤碼的個數或懸掛位置，發現杠桿不再平衡。小聰認為：影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點到力的作用點的距離；小明認為：影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點到力的作用線的距離。為判斷誰的觀點正確，同學們利用圖丙中水平平衡的杠桿（OD＞OA＝OC）進行實驗，保持B處懸掛鉤碼的個數和位置不變。①把A處懸掛的鉤碼改掛在C處，發現杠桿不再平衡。與A處相比，支點到力的作用點的距離（選填“變小”“不變”或“變大”）；②把A處懸掛的鉤碼改掛在D處，發現杠桿仍保持平衡，與A處相比，的距離不變；③由此初步判斷的觀點是正確的；（2）明確影響因素后，同學們利用圖乙的器材探究杠桿平衡的條件，將實驗數據記錄在設計的表格中。實驗次數動力F1/Na阻力F2/N阻力臂l2/cm…………①表格中a處應填寫的內容是；②若在圖乙中杠桿兩側鉤碼下端各加掛一個鉤碼，杠桿端下沉；（3）交替上下的蠟燭“蹺蹺板”，一端燭油滴下時，此端上升，原因是。六．計算題（共2小題）22．（2024秋?溧陽市期末）桿秤是我國古代勞動人民的一項偉大發明，小明仿照圖甲所示的桿秤用輕質細桿制作了一個桿秤（如圖乙所示），B、C處各有一秤紐。秤砣最遠可移至E點，已知AB＝BC＝4cm，BD＝DE。秤砣的質量為0.4kg，秤桿、秤鉤和秤紐的質量均忽略不計。為了在桿秤上標定出測量需要的刻度值，將質量為3kg的鉤碼掛在秤鉤上，用手提起B處的秤紐，移動秤砣在秤桿上懸掛的位置，至D點時，秤桿達到水平平衡，此時就可以在D點標定出刻度值為m1＝3kg。g＝10N/kg。求：（1）BD的長度；（2）提起C處的秤紐時，在D點應標定出的刻度值m1'；（3）此桿秤能稱量物體的最大質量m最大。23．（2024秋?江西期中）在九年級物理拓展課上，李博同學模擬某建筑工地上塔吊的工作情景，設計了如圖所示的滑輪組來提升裝修材料，若他用250N的拉力在10s內將420N的材料提升了10m，（不計繩重和摩擦，g＝10N/kg）。求：（1）拉力的功率是多少？（2）提升420N材料時，此滑輪組的機械效率是多少？（3）若繩子能承受的最大拉力為400N時，此滑輪組的機械效率最大可提高到多少？

第十二章簡單機械B卷參考答案與試題解析題號12345678答案DBDABBDD一．選擇題（共8小題）1．（2024?北京）如圖所示，園藝工人在修剪枝條時，常把枝條盡量往剪刀的軸處靠近，這樣做是為了（）A．增大動力臂，能夠省力 B．增大阻力臂，方便使用 C．減小動力臂，方便使用 D．減小阻力臂，能夠省力【分析】利用杠桿平衡條件F1L1＝F2L2，阻力和動力臂不變，動力隨阻力臂的增大而增大。【解答】解：在同樣的情況下，把枝條往剪刀軸靠近，減小了阻力臂，而阻力和動力臂不變，由F1L1＝F2L2可知，動力會變小，因此可以省力，故ABC錯誤，D正確。故選：D。【點評】本題考查了杠桿平衡條件的應用，利用杠桿平衡條件分析問題，要抓住不變的量，根據變化的量進行分析解答。2．（2024秋?豐縣期中）如圖一根胡蘿卜用細線懸掛后在水平位置平衡，如果從懸掛位置切開，則（）A．細頭較重 B．細頭較輕 C．一樣重 D．無法判斷【分析】.以懸掛位置為支點，較粗和較細兩部分的重心離支點的距離，細段的重心到支點的距離大于粗段重心到支點的距離，由杠桿的平衡條件進行判斷。【解答】設粗段部分的重力為G左，懸掛重心的位置O距離粗段部分重心的距離為L左，細段段部分的重力為G右，懸掛重心的位置O距離細段部分重心的距離為L右，根據杠桿條件可得：G左L左＝G右L右因L左＜L右，所以G左＞G右；即細頭較輕。故ACD不符合題意，B符合題意。故選：B。【點評】本題考查了杠桿平衡條件的應用。3．（2024秋?常州期末）如圖所示，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度。與提升A相比，提升B的過程滑輪組的機械效率較大。不計繩重與摩擦，則提升B的過程（）A．額外功較小 B．額外功較大 C．總功較小 D．總功較大【分析】不計繩重及摩擦，利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度，做額外功相同；而總功等于有用功與額外功之和；機械效率是有用功與總功的比值。由此分析解答。【解答】解：AB、由題知，提起兩物體所用的滑輪組相同，將物體提升相同的高度，不計繩重和摩擦，克服動滑輪重力所做的功是額外功，由W額＝G動h知，提升A和B所做額外功相同，故A、B錯誤；CD、不計繩重與摩擦的影響，滑輪組的機械效率：η=W有W總=W有W有故選：D。【點評】本題考查對有用功、額外功和總功以及機械效率的認識和理解，注意同一滑輪組提升物體高度相同時額外功是相同的。4．（2024秋?金安區校級期中）如圖所示、用質地均勻的杠桿勻速提升重物（不計摩擦），在A點用彈簧測力計保持豎直向上拉動杠桿，帶動物體上升一定的高度h，下列說法正確的是（）A．僅將物體懸掛點B向右移動，杠桿的機械效率增大 B．僅將物體懸掛點B向右移動，拉力所做的有用功減小 C．僅減小物體所受的重力，拉力所做的額外功減小 D．僅將拉力的作用點從A點向左移動，杠桿的機械效率增大【分析】（1）根據物體移動后，額外功、有用功的變化判定杠桿的機械效率的變化；（2）根據物體重力改變分析有用功變化，據此分析；（3）根據有用功和額外功不變分析。【解答】解：AB．物體上升的高度不變，將物體的懸掛點B向右移，物體上升一定的高度h相同時，杠桿轉動的角度減小，克服杠桿重力做的功減少，即額外功減少，有用功不變，根據機械效率的定義可知杠桿的機械效率增大，故A正確，B錯誤；C．僅減小物體所受的重力，物體上升的高度不變，則杠桿提升高度不變，克服杠桿重力做的功不變，即額外功不變，故C錯誤；D．僅將拉力的作用點從A點向左移動，物體上升的高度不變，杠桿重心升高的高度不變，克服杠桿重力做的功不變，即額外功不變，有用功不變，根據機械效率的定義可知杠桿的機械效率不變，故D錯誤。故選：A。【點評】本題考查杠桿機械效率的分析，屬于中檔題。5．（2024秋?匯川區期末）圖甲所示的是“路邊空中綠化停車亭”，其工作原理如圖乙所示，電動機通過鋼絲繩BC牽引OB桿繞O點轉動，B端懸掛停車架A。取車時，將A從乙圖所示位置（此時OB⊥BC）緩慢下放到水平地面的過程中，鋼絲繩對B點的拉力（）A．逐漸變小 B．逐漸變大 C．先變小后變大 D．先變大后變小【分析】OB桿在下降過程，車對桿子的拉力力臂越來越大，而CB拉力的力臂也是變化的，拉力與杠桿垂直時，力臂最大，據此分析。【解答】解：小汽車從乙圖所示位置（CB⊥OB）緩慢下降到水平地面的過程中，圖中拉力與OB垂直，拉力的力臂最大，當慢慢放下時，動力的力臂L1逐漸變小，汽車遠離支點，阻力臂L2變大，且阻力不變（阻力為車架和汽車的總重力），根據杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2可知，在此過程中作用在B點的動力逐漸變大，故B正確。故選：B。【點評】此類問題是結合杠桿和受力分析以及最小力問題，屬于中檔題。6．（2024?思明區校級三模）用兩個完全相同的滑輪，分別按如圖所示的甲、乙兩種方式將重為G的物體勻速提升相同的高度。下列判斷正確的是（不計繩重與摩擦）（）A．兩次的拉力F甲＜F乙 B．兩次的機械效率η甲＞η乙 C．兩繩子自由端移動距離s甲＝s乙 D．通過兩機械所做的總功W甲＞W乙【分析】使用定滑輪時，不省力，也不省距離，能改變力的方向；動滑輪使用特點是：不計繩重和摩擦，拉力是物體和動滑輪重力的一半，但費距離；運用滑輪來提起重物時，所做的有用功就是克服物體自身重力所做的功；不計繩重和摩擦，克服動滑輪的重做的功就是額外功，使用定滑輪的機械效率就是100%。【解答】解：由圖可知，甲是定滑輪，乙是動滑輪；A、不計繩重和摩擦，在定滑輪上，F甲＝G；在動滑輪上，F乙=G+G甲2B、將兩個重為G的物體勻速提升相同高度，說明有用功是相等的，不計繩重和摩擦，使用動滑輪時要克服動滑輪的重力做額外功，所以η甲＞η乙，故B正確；C、將甲、乙兩物體勻速提升相同的高度h，則F甲移動的距離為h，F乙移動的距離為2h，故C錯誤；D、甲、乙兩物體提升相同的高度，有用功相等，由于不計繩重與摩擦，定滑輪不需要做額外功，使用動滑輪時需要克服動滑輪的重力做額外功，故提升乙物體時做的總功多，故D錯誤。故選：B。【點評】本題考查動滑輪和定滑輪拉力、移動距離、有用功、總功和機械效率的大小比較，關鍵是掌握它們的工作特點。7．（2024秋?南京期中）如圖所示，輕質杠桿OBA可繞O點在豎直平面內轉動，B點懸掛重力大小為G的物體，OB＝2BA。在A點施加豎直向上的動力F1使杠桿OBA在水平位置平衡（不計摩擦）。下列說法正確的是（）A．作用在A點的力F1的大小為0.5G B．若F1始終與OA垂直，從圖中位置向上緩慢抬起杠桿，F1將變大 C．若重物的懸掛點從B向O點移動，要使杠桿仍然在水平位置平衡，F1將變大 D．若將F1變為圖中F2，F2與杠桿成30°角使杠桿在水平位置平衡，F2：G＝4：3【分析】（1）根據杠桿的平衡條件計算；（2）根據力臂的變化結合杠桿平衡條件分析；（3）根據杠桿的平衡條件F1×OA＝G×OB結合阻力臂的變化分析；（4）將作用于A點的力F1變為圖中F2，根據角度計算動力臂，據此分析。【解答】解：A．由杠桿的平衡條件可知F1×OA＝G×OB，且OA＝OB+BA＝3BA，則有F1×3BA＝G×2BA，解得F1=23G，故B．若F1始終與OA垂直，從圖中位置向上緩慢抬起杠桿，動力臂大小不變，而阻力臂逐漸減小，根據杠桿平衡條件知，F1將變小，故B錯誤；C．如果重物的懸掛點B向O點移動，此時阻力臂變小，阻力不變，根據杠桿平衡條件可知，動力臂不變，則動力變小，故C錯誤；D．若將作用于A點的力F1變為圖中F2，此時動力臂為OA的一半，即1.5AB；故F2×1.5BA＝G×2BA，解得F2：G＝4：3，故D正確。故選：D。【點評】本題考查了杠桿的平衡條件的應用與動態平衡，難度適中。8．（2023秋?渭濱區校級期末）在勞動實踐中，小孫在水平地面與車廂間用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力將重G＝660N的貨物勻速地從斜面底端推到頂端的車廂，如圖所示。已知斜面長L＝3m，斜面高h＝0.75m，斜面的機械效率η＝60%。下列敘述中正確的是（）A．小孫推動貨物所用推力大小為150N B．若增大推行速度，則貨物受到的摩擦力將變大 C．貨物受到斜面的摩擦力大小為250N D．若h不變、減小L，則斜面的機械效率將升高【分析】（1）根據W有＝Gh得出有用功，根據η=W有W總得出總功，根據W（2）滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，若增大推行速度，貨物對斜面的壓力大小和接觸面的粗糙程度均不變，據此分析；（3）根據W額＝W總﹣W有得出額外功，根據W額＝fL得出貨物受到斜面的摩擦力；（4）若h不變、減小L，物體對斜面的壓力減小，斜面對物體的摩擦力減小，額外功減小，有用功不變，根據W總＝W有用+W額外可知，總功減小，根據η=W【解答】解：A、有用功W有＝Gh＝660N×0.75m＝495J，總功W總=W有小孫推動貨物所用推力F=W總L=B、若增大推行速度，貨物對斜面的壓力大小和接觸面的粗糙程度均不變，滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，則貨物受到的摩擦力將不變，故B錯誤；C、額外功W額＝W總﹣W有＝825J﹣495J＝330J，貨物受到斜面的摩擦力f=W額L=D、若h不變、減小L，物體對斜面的壓力減小，斜面對物體的摩擦力減小，額外功減小，有用功不變，總功減小，根據η=W有W故選：D。【點評】本題考查功和機械效率的計算，綜合性強，難度適中。二．多選題（共3小題）（多選）9．（2024?安陽模擬）如圖甲所示是《天工開物》里記載的一種搗谷的舂，其簡化原理圖如圖乙所示，搗谷人對B點的作用力使水平靜止的橫木轉動。碓頭重20N，不計摩擦和橫木重，下列說法正確的是（）A．圖乙中的舂相當于費力杠桿 B．利用該裝置搗谷可以省功 C．圖乙中橫木水平時腳沿與橫木垂直方向至少用力50N才能將碓頭抬起 D．碓頭對杠桿拉力的力臂為1.4m【分析】A.動力臂小于阻力臂為費力杠桿；B.利用任何工具做功都不省功；C.由杠桿的平衡條件計算；D.力臂是支點到作用線的距離；【解答】解：A.圖乙中的舂的動力臂OB＝0.4m，阻力臂為OA＝1.4m﹣0.4m＝1m，所以動力臂小于阻力臂費力杠桿，故A正確；B.利用任何機械做功都不能省功，故B錯誤；C.由杠桿的平衡條件得：F1?OB＝F2?OA，F1=F2?OD.碓頭對杠桿拉力的力臂OA＝AB﹣OB＝1.4m﹣0.4＝1m，故D錯誤；故選：AC。【點評】本題考查了省力杠桿和費力杠桿，力臂得識別，杠桿平衡條件得應用。（多選）10．（2024?五華區校級模擬）質量為70kg的工人用如圖所示的滑輪組勻速打撈水中的工件，工人雙腳與地面的接觸面積為400cm2，工件的體積為0.02m3，密度為4×103kg/m3，每個滑輪的重力為40N，不計繩重及摩擦，繩子足夠結實，ρ水A．工件的質量為80kg B．工人以0.1m/s的速度拉繩子（工件未露出水面），其做功的功率為32W C．工件離開水面后，工人拉著工件不動，工人對地面的壓強為7000Pa D．該工人站在地面上用該滑輪組從水中提升重物的最大機械效率約為90%【分析】（1）根據密度公式求出工件的質量；（2）工件浸沒在水中時，根據V排＝V得出排開水的體積，根據F浮＝ρ水gV排得出受到的浮力；作用在滑輪組下端的力等于工件的重力減去工件受到的浮力；根據滑輪組裝置確定繩子讀數，不計繩重及摩擦，利用F=1n（F'+G動）求出自由端的拉力，根據P=Wt（3）工件離開水面后，不計繩重及摩擦，根據F''=1n（G件+G動）求出自由端的拉力；工人對地面的壓力等于工人的重力減去繩對人的拉力，根據p（4）當工件離開水面后，滑輪組下端受到的拉力變大，此時滑輪組的效率最大，根據η=W【解答】解：A、工件的體積為0.02m3，密度為4×103kg/m3，則工件的質量為：m件＝ρ件V件＝4×103kg/m3×0.02m3＝80kg，故A正確；B、工件浸沒在水中時，排開水的體積V排＝V＝0.02m3，受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3＝200N；作用在滑輪組下端的力等于工件的重力減去工件受到的浮力，即F'＝G件﹣F浮＝m件g﹣F浮＝80kg×10N/kg﹣200N＝600N；由圖可知，n＝2，不計繩重及摩擦，自由端的拉力為：F=1n（F'+G動）=12×拉力做功的功率為：P=Wt=Fst=Fv'＝Fnv＝320N×2×C、工件離開水面后，不計繩重及摩擦，自由端的拉力為：F''=1n（G件+G動）=1n（m件g+G動）=12×工人對地面的壓力等于工人的重力減去繩對人的拉力，即F壓＝G人﹣F''＝m人g﹣F''＝70kg×10N/kg﹣420N＝280N，則工人對地面的壓強為：p=F壓S=D、當工件離開水面后，滑輪組下端受到的拉力變大，此時滑輪組的效率最大，該滑輪組的最大機械效率為：η=W有W總=G故選：AC。【點評】本題考查了壓強公式、浮力公式和滑輪組拉力公式以及滑輪組機械效率公式的應用，明確滑輪組繩子的有效股數是關鍵。（多選）11．（2024?東安區校級開學）如圖甲所示，用拉力F豎直向上勻速提升重720N的貨物，貨物移動的距離與時間的關系如圖乙所示，動滑輪重80N，不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A．繩子自由端移動的速度為0.5m/s B．拉力F為400N C．拉力F的功率為360W D．動滑輪的機械效率為90%【分析】（1）根據圖乙利用速度公式求出貨物移動的速度，由圖可知n＝2，根據v＝nv物求出繩子自由端移動的速度；（2）不計繩重和摩擦，根據F=1n（G+G動）求出拉力（3）根據P=Wt=Fs（4）根據η=W【解答】解：A、由圖乙可知，當貨物上升2m，所用的時間為4s，則貨物移動的速度為：v物=ht由圖可知n＝2，繩子自由端移動的速度為：v＝nv物＝2×0.5m/s＝1m/s，故A錯誤；B、不計繩重和摩擦，拉力F為：F=1n（G+G動）=12×（720N+80NC、拉力F的功率為：P=Wt=Fst=Fv＝400N×D、該動滑輪的機械效率為：η=W有W總=G故選：BD。【點評】本題考查了功率公式和滑輪組拉力公式以及滑輪組機械效率公式的應用，明確滑輪組繩子的有效股數是關鍵。三．填空題（共7小題）12．（2024秋?阜寧縣期中）如圖甲所示是生活中常用的夾子，拇指對夾子施加壓力F1使夾子緩慢張開，夾子上的鋼絲對夾子的彈力為F2，則F1＜F2（填“＞”“＝”或“＜”），此時夾子是省力（填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿；如圖乙所示，用夾子夾住木塊，夾子上A點受到木塊的作用力F3的方向向上（填“向下”或“向上”）。【分析】動力臂大有阻力臂的杠桿是省力杠桿，動力臂小于阻力臂的杠桿是費力杠桿，分析夾子張開時，動力臂與阻力臂的關系，從而判斷此時夾子屬于什么杠桿；物體間力的作用是相互的。【解答】解：用手捏開夾子時，手施加的力是動力，夾子上的卡簧對夾子的作用力是阻力，由下圖可知，動力臂大于阻力臂，所以此時夾子是省力杠桿，則F1＜F2；；用夾子夾住木塊，夾子對木塊施加一個向下的力，由于物體間力的作用是相互的，木塊會給夾子一個向上的力，如上圖F3所示。故答案為：＜；省力；向上。【點評】本題考查了杠桿的分類和相互作用力，是一道基礎題。13．（2024秋?鼓樓區校級月考）如圖所示，有一根均勻鐵棒，總長為L，OA=14L，重力G＝900N，為了使這根鐵棒的B端不下沉，所需外力至少應為300N；為了能將鐵棒緩慢提起，所需外力至少應為450【分析】（1）根據均勻鐵棒確定杠桿的重心，支點為A；然后根據杠桿平衡的條件：F1L1＝F2L2計算出F的大小；（2）微微抬起這根鐵棒的B端，支點為C，根據杠桿平衡的條件進行分析即可得出。【解答】解：（1）使這根鐵棒的B端不下沉，支點為A，根據杠桿的平衡條件可知，F×（L2+L4所以F=G3（2）微微抬起這根鐵棒的B端，支點為C，則有F×L＝G×L所以F=G2故答案為：300；450。【點評】本題考查杠桿平衡條件的應用，會正確確定杠桿的支點，會熟練應用杠桿平衡條件進行計算力的大小或力臂的長度。14．（2024秋?南京期末）如圖，動滑輪重力為10N，用40N的拉力F將90N的重物5s內勻速提升了1m，此過程中有用功為90J，滑輪組的機械效率為75%，額外功為30J，拉力F的功率為24W。【分析】（1）根據W有＝Gh求出克服重物重力做的有用功；（2）根據滑輪組裝置確定繩子股數，利用W總＝Fs＝Fnh求出拉力做的總功，根據η=W（3）根據W總＝W有+W額求出拉力做的額外功；（4）根據P=W總t【解答】解：此過程中克服重物重力做的有用功為：W有＝Gh＝90N×1m＝90J；由圖可知，n＝3，拉力做的總功為：W總＝Fs＝Fnh＝40N×3×1m＝120J，滑輪組的機械效率為：η=額外功為：W額＝W總﹣W有＝120J﹣90J＝30J；拉力F的功率為：P=故答案為：90；75；30；24。【點評】本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、功率、機械效率的計算，明確有用功、總功的含義是關鍵。15．（2024秋?濱湖區期末）如圖所示，是公共場所殘疾人專用斜面通道。沿該通道上臺階與直接上臺階相比，可以省力，現將重700N的小車沿4m長的斜面勻速推上0.6m高的平臺，平行于斜面向上的推力為150N，此過程中斜面的機械效率為70%，小車所受摩擦力為45N。【分析】（1）斜面可以省力，但費距離；（2）根據W有＝Gh求出推力做的有用功，利用W總＝Fs求出推力做的總功，根據η=W（3）克服摩擦力做的功為額外功，根據W總＝W有+W額求出額外功，利用W額＝fs求出小車所受摩擦力。【解答】解：利用斜面提高物體可以省力，但不能省距離；推力做的有用功為：W有＝Gh＝700N×0.6m＝420J，推力做的總功為：W總＝Fs＝150N×4m＝600J，斜面的機械效率為：η=W有W總克服摩擦力做的功為額外功，根據W總＝W有+W額可知，額外功為：W額＝W總﹣W有＝600J﹣420J＝180J，小車所受摩擦力為：f=W額故答案為：力；70；45。【點評】本題考查了使用斜面時有用功、總功、機械效率的計算，明確有用功、總功、額外功的含義是關鍵。16．（2024秋?京口區校級期中）如圖所示，輕質杠桿OA可繞O點轉動，AB＝BO，AC＝CB，物塊重60N并懸掛在B點，∠α＝∠β＝30°。在C點作用一個豎直向上的拉力F使杠桿在水平位置平衡，則F＝40N；保持杠桿在水平位置平衡，若僅將拉力F沿順時針方向轉動，則在轉至虛線①所示位置的過程中，拉力大小將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），在轉至虛線②所示位置時，拉力F1＝80N。【分析】根據杠桿平衡條件計算拉力大小，結合力的轉動方向分析力臂大小，根據杠桿平衡條件分析解答。【解答】解：阻力大小等于物重60N，方向豎直向下，阻力臂為OB，力F豎直向上作用在C點，則動力臂為OC，而AB＝BO，AC＝CB，所以OC＝3CB，OB＝2CB。據杠桿的平衡條件有F×3CB＝60N×2CB；解得，F＝40N。僅將拉力F沿順時針方向轉動到虛線①所示位置，則動力對應的力臂變小，而阻力和阻力臂不變，據杠桿的平衡條件知，動力變大，F變大。僅將F轉到②位置，∠β＝30°，此時對應的動力臂L=據杠桿的平衡條件有F1解得，拉力F1＝80N。故答案為：40；變大；80。【點評】本題考查杠桿平衡條件的應用，屬于中檔題。17．（2024秋?南京期末）小明推著購物車在超市購物，如圖所示，購物車和貨物的總重為100N，A點離地面距離為0.8m，B、C點為車輪與地面的接觸點，當購物車前后輪遇到障礙物時，小明先后兩次在A點對購物車施加了最小作用力，使車的前后輪分別越過障礙物。第一次施加的力的方向為垂直AB所在直線向下的力，第一次的施力大小為30N，小明對A點第一次的施力大小為F1，第二次的施力大小為F2，比較F1與F2的大小關系，F1＞F2。【分析】當購物車前輪遇到障礙物時，支點為B輪，當購物車后輪B遇到障礙物時，小明應垂直AC向上提扶把，車體是繞著C點轉動的，故C點就是支點；知道使手推車后輪向上翹起，阻力為手推車的重力，阻力臂為支點到重力作用線的距離，用數學方法計算出動力臂然后根據杠桿平衡條件。【解答】解：當購物車前輪遇到障礙物時，支點為B輪，故應在A端施加一個垂直AB所在直線向下的力，所用的力是最小的；此時的動力臂為L動＝AB=(0.8m由杠桿平衡條件可知：FL動＝GL阻，即F×1m＝100N×0.3m，解得F＝30N。當購物車后輪B遇到障礙物時，應垂直AC向上提扶把，車體是繞著C點轉動的，故C點就是支點，故應在A端施加一個垂直AC所在直線向上的力，此時動力大小等于AC長，比原來的動力臂大，而阻力臂相等，故第二次省力。故答案為：垂直AB所在直線向下的力；30；＞。【點評】本題考查杠桿的平衡條件應用，關鍵是支點和力臂的確定，屬于中檔題。18．（2024秋?工業園區期中）如圖所示，在“測杠桿機械效率”的實驗中，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置，彈簧測力計的示數F為2.8N，若OA：OB＝2：3，物塊所受重力G為1.4N，則該杠桿的機械效率約75%。若A點向O點移動，始終沿豎直方向拉動彈簧測力計，則機械效率將不變（選填“變大”“變小”或“不變”）。【分析】根據彈簧測力計的分度值讀數；根據W＝Gh計算有用功，根據W＝Fs計算做功，根據效率公式計算杠桿的機械效率，進一步分析若A點向O點移動，始終沿豎直方向拉動彈簧測力計時機械效率的變化。【解答】解：由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.1N，測力計的示數F為2.8N；若OA：OB＝2：3，則拉力和物體上升的高度之比為2：3，則杠桿的機械效率：η=W有W總×100%=G若A點向O點移動，始終沿豎直方向拉動彈簧測力計，支點O、物體位置不變，仍將物體提升相同的高度，這時有用功和總功都不變，根據η=W有故答案為：2.8；75；不變。【點評】本題考查做功公式、規律公式、效率公式的靈活運用以及彈簧測力計的使用。四．作圖題（共2小題）19．（2024秋?太倉市期末）如圖，用撬棒撬石頭，用向上、向下的力都可以撬起石頭，其中AB＝BC。畫出撬石頭的最小動力F1。【分析】根據杠桿平衡條件，動力×動力臂＝阻力×阻力臂，在阻力不變，阻力力臂最小，動力力臂最大，動力最小。向上用力支點為A，阻力力臂最小，動力力臂最大，動力最小。【解答】解：向上用力時，支點為A，阻力作用在B點，假設端點是D，由杠桿平衡條件可得：F上×AD＝F2×AB，向下用力時，支點為C，阻力作用在B點，由杠桿平衡條件可得：F下×CD＝F2×BC，由于AB＝BC，而AD大于CD，故在D點向上用力時較小，如圖所示：【點評】本題考查杠桿平衡條件的應用與最小力的畫圖，屬于中檔題。20．（2024秋?儀征市期末）如圖甲所示是一名中學生用笤帚清掃落葉的情景，圖乙是其簡化示意圖，O為支點，請在圖乙中畫出阻力F的力臂l。【分析】根據力臂的概念畫出動力F的力臂l。【解答】解：從支點O向動力F的作用線作垂線段，即為動力臂l，如圖所示：【點評】力臂的畫法：①首先根據杠桿的示意圖，確定杠桿的支點；②確定力的作用點和力的方向，畫出力的作用線；③從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是力臂。五．實驗探究題（共1小題）21．（2024秋?南京期末）同學們利用蠟燭、細鐵絲、杯子等制作了一個蠟燭“蹺蹺板”，如圖甲。一端燭油滴下時，此端就上升，兩端交替上下。為了尋找上述現象的原因，同學們用鐵架臺、杠桿（已在水平位置平衡）、質量相等的鉤碼等器材進行以下探究。（1）圖乙中杠桿水平平衡，分別改變一側鉤碼的個數或懸掛位置，發現杠桿不再平衡。小聰認為：影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點到力的作用點的距離；小明認為：影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點到力的作用線的距離。為判斷誰的觀點正確，同學們利用圖丙中水平平衡的杠桿（OD＞OA＝OC）進行實驗，保持B處懸掛鉤碼的個數和位置不變。①把A處懸掛的鉤碼改掛在C處，發現杠桿不再平衡。與A處相比，支點到力的作用點的距離不變（選填“變小”“不變”或“變大”）；②把A處懸掛的鉤碼改掛在D處，發現杠桿仍保持平衡，與A處相比，支點到力的作用線的距離不變；③由此初步判斷小明的觀點是正確的；（2）明確影響因素后，同學們利用圖乙的器材探究杠桿平衡的條件，將實驗數據記錄在設計的表格中。實驗次數動力F1/Na阻力F2/N阻力臂l2/cm…………①表格中a處應填寫的內容是動力臂l1/cm；②若在圖乙中杠桿兩側鉤碼下端各加掛一個鉤碼，杠桿左端下沉；（3）交替上下的蠟燭“蹺蹺板”，一端燭油滴下時，此端上升，原因是此端力和力臂的乘積變小。【分析】（1）①支點到作用點的距離是點到點的距離，根據題目中給出的條件比較大小便可；②支點到作用線的距離是點到線的垂直距離，據此分析；③根據兩種情況下杠桿的平衡情況得出結論；（2）①杠桿的平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂，據此分析即可；②分別計算力和力臂的乘積，杠桿將向乘積較大的一側偏轉；（3）根據杠桿的平衡條件分析即可。【解答】解：（1）①由題意知，OD＞OA＝OC，當把A處懸掛的鉤碼改掛在C處，支點到力的作用點的距離不變，但杠桿不再平衡；②把A處懸掛的鉤碼改掛在D處，支點到力的作用線的距離相同，發現杠桿仍保持平衡；③由①②可知影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點到力的作用線的距離，故小明的觀點是正確的；（2）①由杠桿平衡條件可知，還需要測量力臂，因此a處應填：動力臂l1/cm；②設一個鉤碼的重為G，標尺上一格的長度為L，則在圖乙中杠桿兩側鉤碼下端各加掛一個鉤碼，此時左側：2G×2L＝4GL右側：3G×L＝3GL因左側力和力臂的乘積較大，故杠桿左端下沉；（3）當一端燭油滴下時，此端蠟燭的重力變小，導致此端的力和力臂的乘積變小，杠桿失去平衡，所以此端上升。故答案為