专题7简单机械(原卷版+解析)

浙江中考科学试题专题7简单机械三年真题篇一．选择题（共9小题）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•金华）生活中处处有科学。下列日常工具在使用时属于费力杠杆的是（）A．独轮车 B．开瓶器 C．钓鱼竿 D．大铡刀3．（2020•绍兴）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（）A． B． C． D．4．（2020•宁波）现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx．下列判断正确的是（）A．若La＜Lb＜L，则La＜Lx＜LaB．若La＜Lb＜L，则Lx＞LaC．若Lb＜La，La+Lb2＜LD．若Lb＜La，则Lx＜L5．（2019•台州）消防安全，人人有责。下列有关灭火器使用方法的分析不正确的是（）A．提灭火器时，手靠近瓶口，容易提起 B．拔保险销时，放开手柄，有利于拔出 C．用力压手柄时，手靠近瓶口，容易压下 D．对准火源根部扫射，灭火物质覆盖可燃物，快速灭火6．（2019•绍兴）如图是上肢力量健身器示意图，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB＝3BO，配重的重力为120牛，重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛，在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。已知F1：F2＝2：3，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，下列说法正确的是（）A．配重对地面的压力为50牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛 B．配重对地面的压力为90牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛 C．健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛 D．配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛7．（2019•温州）晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（）A． B． C． D．8．（2019•嘉兴）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．拉力移动的距离与配重上升的距离相同 C．沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等 D．将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等9．（2019•衢州）如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是（）A． B． C． D．二．填空题（共2小题）10．（2020•金华）简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装（如图甲）。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题：（1）定滑轮的作用是；（2）该状态下的桶盖属于（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。11．（2019•湖州）生活中我们常用开瓶器打开瓶盖，如图所示，使用开瓶器能省力的原因是。请在答题卷的图中画出作用在开瓶器上的阻力。三．实验探究题（共2小题）12．（2021•湖州）下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验，记录多组数据。得出：F1×s1＝F2×s2（注：s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：。实验次数F1/Ns1/cmF2/Ns2/cml2/cm11.010.00.521.320.121.520.01.031.729.832.030.02.525.524.0s和l（支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）是相等的。研究小组的同学又进行了实验。实验3：①移动钩码，使杠杆，并使杠杆处于平衡状态。②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2。③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2。④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：F1×l1＝F2×l2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。请回答：（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是。（2）将实验3中的①填写完整。（3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。（4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是。13．（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。小思：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。四．计算题（共2小题）14．（2020•杭州）杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA＝5cm，OB＝10cm。（1）计算秤砣的质量。（2）小金在B处标的刻度应为kg．若图中OC＝2OB，则C处的刻度应为kg。（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数（选填“＜”或“＞”）2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。15．（2019•杭州）如图甲，有一轻质杆，左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2（m1＞m2）的实心物块后恰好水平平衡。（1）求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。（2）将两物分别浸没于水中（如图乙），杆将会（选填“左端下降”“右端下降“或“仍然平衡”），试通过推导说明。五．综合能力题（共1小题）16．（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请在丙图中画出动力F1的力臂l1；②正常使用手柄取水时，手柄属于杠杆。六．解答题（共2小题）17．（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。18．（2020•湖州）为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动，门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。（摩擦力忽略不计）（1）关门所需的最小力F是牛。（2）在图乙中画出F的作用点和方向。

一年模拟篇一．选择题（共8小题）1．（2021•鹿城区一模）如图所示为我国第一部物理学著作《远西奇器图说》所记载的一机械装置，书中对小球A、B的质量大小关系作出了正确的推测。若小球A的质量为10克，不考虑摩擦和绳重，则两小球匀速移动时，小球B的质量可能为（）A．14克 B．12克 C．10克 D．8克2．（2021•嵊州市模拟）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率。他将两个钩码悬挂在B点，在A点用弹簧测力计保持竖直方向向上拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动钩码上升一定的高度h（不计摩擦）。下列说法正确的是（）A．杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小 B．仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大 C．仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，拉力做的总功变大 D．仅将拉力的作用点从A点移到C点，杠杆的机械效率不变3．（2021•海曙区模拟）如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB＝3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（）A．物体M的密度为0.2×103kg/m3 B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.4kg C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为1900Pa D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为31N4．（2021•宁波模拟）如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA：OB＝1：2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（）A．建筑材料P上升的速度为3m/s B．物体M对地面的压力为5000N C．工人对地面的压力为400N D．建筑材料P的重力为600N5．（2021•永嘉县校级模拟）如图所示，一直杆可绕O点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟直杆垂直且作用于OB中点的力F，使直杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中这个直杆（）A．始终是省力杠杆 B．始终是费力杠杆 C．先是省力杠杆，后是费力杠杆 D．先是费力杠杆，后是省力杠杆6．（2021•永嘉县校级模拟）如图所示，一根可绕O点转动的均匀硬棒重为G，在棒的一端始终施加水平力F，将棒从图示位置缓慢提起至虚线位置的过程中（）A．F的力臂变小，F的大小变大 B．F的力臂变大，F的大小变小 C．重力G与它的力臂乘积保持不变 D．重力G与它的力臂乘积变大7．（2021•永嘉县校级模拟）如图所示，分别用F1、F2和F3作用在杠杆上（始终竖直的力F1、始终与杠杆垂直的力F2、始终水平的力F3），将杠杆缓慢地由实线位置拉到水平位置时，下列说法正确的是（）A．这三个力都逐渐变大 B．这三个力都逐渐变小 C．F1、F2逐渐变大、F3大小不变 D．F2、F3逐渐变大、F1大小不变8．（2021•浙江模拟）如图所示，甲、乙、丙三个小和尚抬着一根长木头向寺庙走去，甲和尚抬着较粗的一端，乙和尚抬着木头的中间部位，丙和尚抬着较细的一端。则下列判断正确的是（）A．当丙由于肩膀酸痛而撤掉作用力后，甲的负担顿时变轻，乙的负担顿时加重 B．当乙由于肩膀酸痛而撤掉作用力后，甲的负担顿时变重，丙的负担顿时变轻 C．当乙的作用力减小时，甲、丙两人的作用力均增加，但△F甲＞△F丙 D．当甲的作用力增加时，乙、丙两人的作用力均减小，但|△F乙|＜|△F丙|二．填空题（共3小题）9．（2021•吴兴区模拟）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，拉动拉环A点时会绕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是牛。（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帕。10．（2021•秀洲区模拟）小明家有个木衣架，他将书包挂在衣架的A处，衣架倒了下来。他分析了衣架倒下来的原因，并测量了以下的数据：木衣架质量3kg；圆底盘直径30cm；其他数据如图所示，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。分析木衣架会倒的原因时，可以把它看成。通过分析，小明认为防止衣架倒下来可以采取以下措施：控制所挂书包的质量不允许超过kg，或者适当圆底盘直径。11．（2021•拱墅区二模）如图所示，置于水平桌面上的物体A重490N，物体B重294N，物体B在匀速下降了40cm的过程中，拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离；若用一水平向左的力F拉动物体A，使物体A在5s内匀速移动0.5m（不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦），则拉力F为N，绳子拉力对物体B所做的功为J，物体A与桌面的滑动摩擦力为N。三．计算题（共3小题）12．（2021•杭州模拟）如图所示是一种起重机的示意图。起重机重2.4×104N（包括悬臂），重心为P1，为使起重机起吊重物时不致倾倒，在其右侧配有重M（重心为P2）。现测得AB为10m，BO为1m，BC为4m，CD为1.5m。（1）若该起重机将重物吊升6m，用时50s，则重物上升的平均速度是多少？（2）现在水平地面上有重为2.44×104N的货箱，若要吊起此货箱，起重机至少需加重量为多少的配重？（3）该起重机最大配重量是多少？13．（2021•永嘉县校级模拟）如图所示，斜面长s＝1.5m，高h＝0.3m。建筑工人将重G＝480N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F＝150N，忽略绳子重力。求：（1）该过程拉力F做的功；（2）该装置的机械效率；（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小。14．（2021•拱墅区二模）如图所示，花岗岩石块甲、乙体积之比为12：3，将它们分别挂在轻质硬棒AB的两端，当把石块甲浸没在水中时，硬棒恰能水平位置平衡。然后将甲石块从水中取出，拭干后浸没在液体丙中，调节石块乙的位置到C处时，硬棒在水平位置再次平衡，且OC＝2OA．（已知花岗岩的密度ρ＝2.6×103kg/m3），求：（1）AO：OB；（2）液体丙的密度。四．综合能力题（共2小题）15．（2021•杭州模拟）如图所示为测液体密度的密度秤示意图，轻质杆AB长为40cm，可绕O点转动（轻质杆与O点之间的摩擦忽略不计），其左端A点挂一个质量为0.2kg，容积为200mL的桶，AO＝10cm；在O点的右侧用轻质细绳悬挂一个质量为0.2kg的秤砣，秤砣可沿OB左右滑动。使用时，在桶中装满待测液体，移动秤砣使密度秤再次水平平衡，读出相应位置的刻度值即可。（1）密度秤零刻度在O点右侧cm处。（2）该密度秤所能测量的最大密度是多少？（3）判断该密度秤的刻度是否均匀（通过推导说明）。16．（2021•杭州三模）如图所示，小金想利用滑轮组用最省力的绳子绕法水平匀速拉动物体A．若地面对A的摩擦力与A的重力的比值为n，A的比热为c，A的温度上升t。（为计算方便，假设摩擦产生的热都被A吸收）（1）在答题卷的图中画出滑轮组上绳子的绕法。（2）在用绳子水平匀速拉动物体A的过程中，若不计绳子与滑轮之间的摩擦和自重，拉力做的功物体A克服摩擦做的功（选填大于，小于或等于）（3）已知物体受到的滑动摩擦力和物体间相对滑动的距离的乘积，在数值上等于滑动过程产生的内能，试推导绳子末端移动的距离s＝（请写出推导过程，所得结果用字母表示）浙江中考科学试题专题7简单机械三年真题篇一．选择题（共9小题）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【解答】解：根据杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．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，是围绕前轮与地面的接触点转动，分别作出在A、B、C、D四点施加竖直向上的力并延长，再支点作出垂线，即力臂，如图所示：由图可知最省力的点是D。故选：D。2．（2021•金华）生活中处处有科学。下列日常工具在使用时属于费力杠杆的是（）A．独轮车 B．开瓶器 C．钓鱼竿 D．大铡刀【解答】解：A、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不合题意；B、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不合题意；C、钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；D、大铡刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意。故选：C。3．（2020•绍兴）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（）A． B． C． D．【解答】解：（1）在AC两图中，钩码挂在拉环上（即左边测力计倒置使用），因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC错误；（2）在BD两图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小；①B图中，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B错误；②设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为F＝G1+G；D图中，左边测力计的示数为：F左＝G1；手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数（即测力计受到向下的拉力）：F右＝F﹣G＝G1+G﹣G＝G1；所以，F左＝F右＝G1，能得出正确结论，故D装置中能实现所有的要求；故选：D。4．（2020•宁波）现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx．下列判断正确的是（）A．若La＜Lb＜L，则La＜Lx＜LaB．若La＜Lb＜L，则Lx＞LaC．若Lb＜La，La+Lb2＜LD．若Lb＜La，则Lx＜L【解答】解：由题意可知，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，（1）如下图所示，若La＜Lb＜L，用铝条b替换铝条a就相当于在铝条a左侧放了一段长为Lb﹣La、重为Gb﹣Ga的铝条，这一段铝条的重心距B端的长度为La+L而铁条AB和铝条a组成的整体的重心在支架原来的位置，距B端的长度为La，要使铁条AB水平平衡，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，支架O应移到上述两个重心之间，即La＜Lx＜La+Lb（2）如下图所示，若Lb＜La，用铝条b替换铝条a就相当于从铝条a左侧截掉一段长为La﹣Lb、重为Ga﹣Gb的铝条，也相当于距B端Lb+La−Lb2=由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，要使铁条AB水平平衡，支架O应向A端移动，则Lx＞La，故C错误；由Lb＜La可知，Lx＞La=La+故选：A。5．（2019•台州）消防安全，人人有责。下列有关灭火器使用方法的分析不正确的是（）A．提灭火器时，手靠近瓶口，容易提起 B．拔保险销时，放开手柄，有利于拔出 C．用力压手柄时，手靠近瓶口，容易压下 D．对准火源根部扫射，灭火物质覆盖可燃物，快速灭火【解答】解：A．提灭火器时，灭火器的重力为阻力，手掌上部与柄接触的位置为支点，手的下部对柄向上的力为动力，手靠近瓶口，这样能减小阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，可以减小下面手的动力，容易提起灭火器，故A正确；B．拔保险销时，放开手柄，减小了对保险销的压力，从而减小了摩擦力，有利于拔出，故B正确；C．由图3知，用力压手柄（手柄类似于衣服夹子，如下图），手靠近瓶口时（即靠近支点），动力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，动力应增大，所以不容易压下手柄，故C错误；D．根据灭火原理可知，对准火源根部扫射，灭火物质覆盖可燃物与氧气隔绝，可以快速灭火，故D正确。故选：C。6．（2019•绍兴）如图是上肢力量健身器示意图，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB＝3BO，配重的重力为120牛，重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛，在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。已知F1：F2＝2：3，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，下列说法正确的是（）A．配重对地面的压力为50牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛 B．配重对地面的压力为90牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛 C．健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛 D．配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛【解答】解：当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力F为：F＝G﹣FN；因为动滑轮上有2段绳子承担物重，因此杠杆A点受到的拉力：FA＝2F+G动＝2×（G﹣FN）+G动；根据杠杆的平衡条件得到：FA×OA＝FB×OB；即【2×（G﹣FN）+G动】×OA＝FB×OB，因为：AB＝3BO；所以：AO＝2BO；那么【2×（G﹣FN）+G动】×2＝FB×1，即FB＝4×（G﹣FN）+2G动；当压力为85N时，F1＝4×（120N﹣85N）+2G动；当压力为60N时，F2＝4×（120N﹣60N）+2G动；因为：F1：F2＝2：3；所以：4×(120N−85N)+2G解得：G动＝30N；A．当配重对地面的压力为50N时，B点向下的拉力为：FB＝4×（G﹣FN）+2G动＝FB＝4×（120N﹣50N）+2×30N＝340N，故A错误；B．当配重对地面的压力为90N时，B点向下的拉力为：FB＝4×（G﹣FN）+2G动＝FB＝4×（120N﹣90N）+2×30N＝180N，故B错误；C．健身者在B点施加400N竖直向下的拉力时，根据FB＝4×（G﹣FN）+2G动得到：400N＝4×（120N﹣FN）+2×30N；解得：FN＝35N，故C正确；D．配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，根据FB＝4×（G﹣FN）+2G动得到：FB＝4×（120N﹣0N）+2×30N＝540N＞500N；因为人的最大拉力等于体重500N，因此配重不可能匀速拉起，故D错误。故选：C。7．（2019•温州）晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（）A． B． C． D．【解答】解：设每条湿毛巾重力为G，每个小格的长度为L，A、左侧力与力臂的乘积为2G×2L＝4GL，右侧力与力臂的乘积为G×L＝GL，左侧≠右侧，故A错误；B、左侧力与力臂的乘积为2G×L＝2GL，右侧力与力臂的乘积为G×2L＝2GL，左侧＝右侧，故B正确；C、左侧力与力臂的乘积为2G×L＝2GL，右侧力与力臂的乘积为G×L＝GL，左侧≠右侧，故C错误；D、左侧力与力臂的乘积为2G×2L＝4GL，右侧力与力臂的乘积为G×2L＝2GL，左侧≠右侧，故D错误；故选：B。8．（2019•嘉兴）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．拉力移动的距离与配重上升的距离相同 C．沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等 D．将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等【解答】解：A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向；定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故A错误；B、该滑轮组中n＝2，由s＝2h可知，拉力移动距离等于配重上升高度的二倍，故B错误；C、如图所示，绳子最后绕过的是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，沿方向1与2匀速拉动配重，动力臂都等于定滑轮的半径，所以两次的拉力相等，若不计摩擦，均等于12（G+G动），故CD、直接提升配重做的功是有用功，用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功，即用该装置所做的功（总功）大于有用功，故D错误。故选：C。9．（2019•衢州）如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是（）A． B． C． D．【解答】解：如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，以树根为支点，树的重力不变、重心一定，则阻力和阻力臂一定，支点与动力作用点的连线是最长的动力臂，根据杠杆的平衡条件，动力臂越大，动力越小；图C中动力作用点离支点最远，F3与树干垂直，则可知F3最小，故C正确。故选：C。二．填空题（共2小题）10．（2020•金华）简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装（如图甲）。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题：（1）定滑轮的作用是改变力的方向；（2）该状态下的桶盖属于省力（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。【解答】解：（1）定滑轮的作用是可以改变力的方向；（2）由图可知，垃圾桶盖使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。故答案为：（1）改变力的方向；（2）省力。11．（2019•湖州）生活中我们常用开瓶器打开瓶盖，如图所示，使用开瓶器能省力的原因是动力臂大于阻力臂。请在答题卷的图中画出作用在开瓶器上的阻力。【解答】解：（1）开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，所以使用开瓶器能省力；（2）使用开瓶器开瓶盖时动力沿逆时针转动，瓶盖对起子的力阻碍了开瓶器的转动，所以其作用点在开瓶器上，方向向下，如图所示：故答案为：动力臂大于阻力臂；阻力示意图见解答。三．实验探究题（共2小题）12．（2021•湖州）下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验，记录多组数据。得出：F1×s1＝F2×s2（注：s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：F1×s1＝F2×l2。实验次数F1/Ns1/cmF2/Ns2/cml2/cm11.010.00.521.320.121.520.01.031.729.832.030.02.525.524.0s和l（支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）是相等的。研究小组的同学又进行了实验。实验3：①移动钩码，使杠杆倾斜或转动，并使杠杆处于平衡状态。②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2。③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2。④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：F1×l1＝F2×l2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。请回答：（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是F1×s1＝F2×l2。（2）将实验3中的①填写完整。（3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为力臂。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。（4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是图1中动力臂是阻力臂的2倍，图2中动力臂等于阻力臂。【解答】解：（1）根据表格数据知F1×s1＝F2×l2；（2）本实验是研究支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）哪个更有价值，所以应该让着两者不相等，所以应该让杠杆倾斜或转动时，记录杠杆处于平衡时的多组F、s、l的关系；（3）科学上把支点到到力的作用线的距离称为力臂；（4）图1中是动滑轮，动力臂是阻力臂的2倍，而图2中是定滑轮，动力臂等于阻力臂，所以图1中的动力臂大于图2中的动力臂，所以用图1方式提升物体比用图2方式省力。故答案为：F1×s1＝F2×l2；（1）F1×s1＝F2×l2；（2）倾斜或转动；（3）力臂；（4）图1中动力臂是阻力臂的2倍，图2中动力臂等于阻力臂。13．（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）杆秤是一种测量物体质量的工具；（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）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，你认为小思的方法更合理。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。小思：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。【解答】解：（1）杆秤是一种测量物体质量的工具；（2）当在秤盘上没有放置物体时，秤杆在水平位置平衡后，秤砣所挂的位置为“0”；当在秤盘上放置物体称量时，由杠杆的平衡条件（m物g•AB＝m秤砣g•BO）可知，在秤砣质量和AB不变的情况下，要使秤杆在水平位置平衡，应增大BO的大小，即秤砣应从“0”刻度向右侧移动；（3）图乙中，B点是支点，当在秤盘上没有放置物体时，秤砣挂在“0”点与杆秤自重平衡，所以步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰；（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的，所以定刻度时，小科的方法比较麻烦，而小思的方法比较简单，更合理。故答案为:（1）物体质量；（2）右；（3）避免杆秤自身重力对称量的干扰；（4）小思。四．计算题（共2小题）14．（2020•杭州）杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA＝5cm，OB＝10cm。（1）计算秤砣的质量。（2）小金在B处标的刻度应为2kg．若图中OC＝2OB，则C处的刻度应为4kg。（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数＜（选填“＜”或“＞”）2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。【解答】解：（1）由题知，秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，由杠杆的平衡条件有：m物g×AO＝m砣g×OB﹣﹣﹣①，秤砣的质量：m砣=AOOB×m物=5cm（2）由题知，秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，由此知O处为0刻度，秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，所以在B处标的刻度应为2kg；秤砣在C处时杆秤恰好水平平衡，此时秤盘上放的重物质量为m，则mg×AO＝m砣g×OC，且OC＝2OB，所以mg×AO＝m砣g×2OB﹣﹣﹣②①÷②可得：m＝4kg，所以C处刻度应为4kg。（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，由杠杆的平衡条件可知：G物×OA＝G砣×l，G物×OA的值不变，G砣增大，力臂l变小，读数变小，故读数小于2kg。故答案为：（1）秤砣的质量为1kg；（2）2；4；（3）＜。15．（2019•杭州）如图甲，有一轻质杆，左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2（m1＞m2）的实心物块后恰好水平平衡。（1）求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。（2）将两物分别浸没于水中（如图乙），杆将会仍然平衡（选填“左端下降”“右端下降“或“仍然平衡”），试通过推导说明。【解答】解：（1）轻质杆左右各挂物块后，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可得：G1L1＝G2L2，即：m1gL1＝m2gL2，所以，L1（2）根据ρ=mV1=m1ρ，V当浸没水中后，实心物块受到的浮力分别为：F浮1＝ρ水gV排1＝ρ水gV1＝ρ水g×m1ρ，F浮2＝ρ水gV排2＝ρ水gV2＝ρ水轻质杆左右两边受到的拉力分别为：F1＝G1﹣F浮1＝m1g﹣ρ水g×m1ρ=m1gF2＝G2﹣F浮2＝m2g﹣ρ水g×m2ρ=m2g则：F1L1＝m1g（1−ρ水ρ）F2L2＝m2g（1−ρ水ρ）由于，m1gL1＝m2gL2，所以，F1L1＝F2L2；即：杠杆仍然平衡。答：（1）左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比为m2：m1。（2）仍然平衡。五．综合能力题（共1小题）16．（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，因为力是改变物体运动状态的原因；②直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线有（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请在丙图中画出动力F1的力臂l1；②正常使用手柄取水时，手柄属于省力杠杆。【解答】解：（1）①小磁针发生转动，小磁针的运动状态发生了变化，是因为受到非平衡力的作用，说明力是改变物体运动状态的原因。②直导线仍然未动，直导线对小磁针有吸引力，由于物体间力的作用是相互的，偏转的小磁针对直导线也有吸引力的作用；（2）①延长力的作用线，从支点作动力F1的力的作用线的垂线，支点到垂足的距离为力臂l1；如图所示：；②正常使用手柄取水时，动力臂要大于阻力臂，所以为省力杠杆。故答案为：（1）①力是改变物体运动状态的原因；②有；（2）①如图；②省力。六．解答题（共2小题）17．（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。【解答】解：（1）F1与F2必须是一个为使杠杆绕支点转动的动力，另一个为阻碍杠杆转动的阻力，然后满足F1L1＝F2L2的条件杠杆才平衡，则杠杆一定保持静止状态或匀速转动；硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同，那么即使满足F1×d1＝F2×d2，则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动；（2）使用动滑轮匀速提升物体时，不计摩擦和绳重，拉力：F=12（G+G若拉力F＜G，即：12（G+G滑）＜G所以，G＞G滑，即：使用动滑轮匀速提升物体，满足竖直向上的拉力F小于物重G的条件是：物重G大于动滑轮重G动。答：（1）小宁的想法不正确。若硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同，那么即使满足F1×d1＝F2×d2，则硬棒AB也不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。使用动滑轮匀速提升物体时，不计摩擦和绳重，拉力：F=12（G+G若拉力F＜G，即：12（G+G滑）＜G，所以，G＞G滑18．（2020•湖州）为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动，门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。（摩擦力忽略不计）（1）关门所需的最小力F是4牛。（2）在图乙中画出F的作用点和方向。【解答】解：（1）已知O为支点，利用杠杆平衡条件可得，F×L门宽＝F引力×L引力，即：F×1.2m＝6N×0.8m，解得：F＝4N；（2）已知O为支点，门宽为1.2米为最长力臂，F的作用点在最右端，方向与门垂直，如图所示：

一年模拟篇一．选择题（共8小题）1．（2021•鹿城区一模）如图所示为我国第一部物理学著作《远西奇器图说》所记载的一机械装置，书中对小球A、B的质量大小关系作出了正确的推测。若小球A的质量为10克，不考虑摩擦和绳重，则两小球匀速移动时，小球B的质量可能为（）A．14克 B．12克 C．10克 D．8克【解答】解：不考虑摩擦和绳重，定滑轮即不省力又不省距离，则绳子对A的拉力等于B的重力，当B下降时，B下降的高度hB等于A沿斜面上升的距离LA大于A竖直上升的高度hA，根据功的原理可知，重力对B做的功等于绳子的拉力对A做的功，也等于克服A的重力做的功，即mAghA＝mBghB，因为hA＜hB，所以mA＞mB，因此B的质量肯定小于10g。故选：D。2．（2021•嵊州市模拟）小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率。他将两个钩码悬挂在B点，在A点用弹簧测力计保持竖直方向向上拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动钩码上升一定的高度h（不计摩擦）。下列说法正确的是（）A．杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小 B．仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大 C．仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，拉力做的总功变大 D．仅将拉力的作用点从A点移到C点，杠杆的机械效率不变【解答】解：A、若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动，阻力不变，动力臂减小，阻力臂变小，如下图所示：△OBB′∽△OAA′，所以OB'OA'B、克服杠杆重力做的功为额外功，仅增加钩码的个数，杠杆重力和杠杆上升的高度不变，拉力所做的额外功不变，故B错误；C、仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，有用功不变；钩码由B到C，上升高度不变，根据数学关系可知，杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，所以拉力做的总功变小，故C错误；D、仅将拉力的作用点从A点移到C点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，则有用功不变，额外功也不变，总功不变，根据η=W故选：D。3．（2021•海曙区模拟）如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB＝3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（）A．物体M的密度为0.2×103kg/m3 B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.4kg C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为1900Pa D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为31N【解答】解：AB．由图乙可知，水箱中没有水时（m＝0），力传感器的示数为F0＝6N（即细杆a的上端受到的拉力为6N），由杠杆的平衡条件可得F0×OA＝GM×OB，则GM=OAOBF0设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h，当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力2N，由阿基米德原理可得ρ水gSh1＝2N﹣﹣﹣①由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N，由杠杆的平衡条件可得FA×OA＝FB×OB，则FB=OAOBFA对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，则此时M受到的浮力：F浮＝GM+FB＝2N+8N＝10N；由F浮＝ρ液gV排可得，所以M的体积：VM＝V排=F浮ρ水g物体M的密度：ρM=mMVM=由阿基米德原理可得：ρ水gSh＝10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①和②得：h＝5h1，由图乙可知，加水1kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水2kg时M刚好浸没（此时浮力为10N），该过程中增加水的质量为1kg，浮力增大了10N，所以，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，当向水箱中加入质量为1.4kg的水时，受到的浮力为4N，B端受到的力4N﹣2N＝2N，此时杠杆处于平衡状态，则传感器受力不为0N，故A正确，B错误；C．由选项B可知，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，加水1kg时水面达到M的下表面，加水质量为1.8kg时，浮力为8N，物体M受到细杆b向下的压力：FB′＝F浮′﹣GM＝8N﹣2N＝6N，水箱对水平面的压力：F＝（m水箱+m水+mM）g+FB′＝（0.8kg+1.8kg+0.2kg）×10N/kg+6N＝34N，容器对桌面的压强为：p=FD．加水质量为2kg时，M刚好完全浸没，由选项B可知此时M受到的浮力是10N，由阿基米德原理可知排开水的重力是10N，水对水箱底部的压力：F压＝G水+G排＝m水g+G排＝2kg×10N/kg+10N＝30N，故D错误。故选：A。4．（2021•宁波模拟）如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA：OB＝1：2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（）A．建筑材料P上升的速度为3m/s B．物体M对地面的压力为5000N C．工人对地面的压力为400N D．建筑材料P的重力为600N【解答】解：A、物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度v=12v绳B、定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得：FA′＝3F+G定＝3×300N+100N＝1000N；杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA＝F′A＝1000N；根据杠杆的平衡条件：FA×OA＝FB×OB，且OA：OB＝1：2，所以，FB=F因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB′＝FB＝500N；物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为：FM支持＝GM﹣FB′＝5000N﹣500N＝4500N，因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力：FM压＝FM支持＝4500N．故B错误；C、当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得：F+F支＝G，则F支＝G﹣F＝700N﹣300N＝400N，因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力：F压＝F支＝400N，故C正确；D、由图可知n＝2，且滑轮组摩擦均不计，由F=12（G+G动）可得，建筑材料P重；G＝2F﹣G故选：C。5．（2021•永嘉县校级模拟）如图所示，一直杆可绕O点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟直杆垂直且作用于OB中点的力F，使直杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中这个直杆（）A．始终是省力杠杆 B．始终是费力杠杆 C．先是省力杠杆，后是费力杠杆 D．先是费力杠杆，后是省力杠杆【解答】解；由图可知动力F的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆。故选：C。6．（2021•永嘉县校级模拟）如图所示，一根可绕O点转动的均匀硬棒重为G，在棒的一端始终施加水平力F，将棒从图示位置缓慢提起至虚线位置的过程中（）A．F的力臂变小，F的大小变大 B．F的力臂变大，F的大小变小 C．重力G与它的力臂乘积保持不变 D．重力G与它的力臂乘积变大【解答】解：在棒的一端始终施加水平力F，将棒从图示位置缓慢提起至虚线位置的过程中，根据力臂的定义可知，F的力臂变大，重力G的力臂减小；根据杠杆的平衡条件FL＝GL'可知，重力不变，重力的力臂减小，则重力与重力的力臂的乘积减小，动力臂变大，故动力F减小，故B正确，ACD错误。故选：B。7．（2021•永嘉县校级模拟）如图所示，分别用F1、F2和F3作用在杠杆上（始终竖直的力F1、始终与杠杆垂直的力F2、始终水平的力F3），将杠杆缓慢地由实线位置拉到水平位置时，下列说法正确的是（）A．这三个力都逐渐变大 B．这三个力都逐渐变小 C．F1、F2逐渐变大、F3大小不变 D．F2、F3逐渐变大、F1大小不变【解答】解：（1）如图所示：根据图示可知，杠杆原来位置的动力臂为LOA，阻力臂为LOD；杠杆在水平位置时，动力臂为LOC，阻力臂为LOB；根据直角三角形中边的关系可知，LOD：LOA＝LOC：LOB；由杠杆平衡的条件可得：F=L2L（2）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析，将当用始终垂直杠杆的力F1将物体提升至水平位置的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力力臂变大，所以动力F2变大；（3）将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，阻力G的力臂变大，而阻力不变；力F作用在杠杆一端且始终是水平方向，即方向不变，所以动力臂变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析得出动力F3变大。故选：D。8．（2021•浙江模拟）如图所示，甲、乙、丙三个小和尚抬着一根长木头向寺庙走去，甲和尚抬着较粗的一端，乙和尚抬着木头的中间部位，丙和尚抬着较细的一端。则下列判断正确的是（）A．当丙由于肩膀酸痛而撤掉作用力后，甲的负担顿时变轻，乙的负担顿时加重 B．当乙由于肩膀酸痛而撤掉作用力后，甲的负担顿时变重，丙的负担顿时变轻 C．当乙的作用力减小时，甲、丙两人的作用力均增加，但△F甲＞△F丙 D．当甲的作用力增加时，乙、丙两人的作用力均减小，但|△F乙|＜|△F丙|【解答】解：A、当丙由于肩膀酸痛而撤掉作用力后，如下图，若以A为支点，阻力和阻力臂不变，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，F丙去掉，要增大F乙，乙的负担顿时加重；若以B为支点，阻力和阻力臂不变，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，F丙去掉，减小F甲，甲的负担顿时变轻；故A正确；B、当乙由于肩膀酸痛而撤掉作用力后，如下图，若以A为支点，阻力和阻力臂不变，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，F乙去掉，要增大F丙，丙的负担顿时加重；若以C为支点，阻力和阻力臂不变，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，F乙去掉，甲的负担顿时变重；故B错；C、当乙的作用力减小时，如下图，若以A为支点，阻力和阻力臂不变，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，减小的力和力臂乘积相等，F丙的力臂等于F乙的力臂的2倍，所以△F丙=12△F若以C为支点，阻力和阻力臂不变，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，减小的力和力臂乘积相等，F甲的力臂等于F乙的力臂的2倍，所以△F甲=12△F乙；所以△F甲＝△FD、当甲作用力增加时，如下图，若以B为支点，阻力和阻力臂不变，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，F甲增大，F丙也增大，△F甲＝△F丙；若以C为支点，阻力和阻力臂不变，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，F甲增大，F乙减小，F甲的力臂等于F乙的力臂的2倍，所以△F甲=12△F乙；|△F乙|＞|△F故选：A。二．填空题（共3小题）9．（2021•吴兴区模拟）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，拉动拉环A点时会绕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5牛。（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1.25×105帕。【解答】解：（1）根据题意可知，阻力臂为OB＝0.6cm，阻力F′＝15N，当在A点拉动拉环时，动力臂最长，力最小，此时动力臂为OA＝AB﹣OB＝2.4cm﹣0.6cm＝1.8cm，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，拉开拉环所需最小的力：F=F'L'（2）根据力的作用的相互性可知，作用在手指上的压力等于拉开拉环所需最小的力，即F压＝F＝5N，受力面积S＝40mm2＝40×10﹣6m2，则作用在手指上的压强：p=F压S故答案为：（1）5；（2）1.25×105。10．（2021•秀洲区模拟）小明家有个木衣架，他将书包挂在衣架的A处，衣架倒了下来。他分析了衣架倒下来的原因，并测量了以下的数据：木衣架质量3kg；圆底盘直径30cm；其他数据如图所示，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。分析木衣架会倒的原因时，可以把它看成杠杆。通过分析，小明认为防止衣架倒下来可以采取以下措施：控制所挂书包的质量不允许超过4.5kg，或者适当增大圆底盘直径。【解答】解：（1）分析木衣架会倒的原因时，可以把它看成杠杆；木衣架的重力：G2＝m2g＝3kg×10N/kg＝30N；圆盘的半径为30cm2书包对衣架力和力臂的乘积＝F1L1＝F1×（25cm﹣15cm）；衣架自身重力和力臂的乘积＝F2L2＝30N×15cm；根据F1L1＝F2L2，可得F1×（25cm﹣15cm）＝30N×15cm；解得F1＝45N，则书包的质量m=G（2）由题意知，衣架倾倒的原因是两边力和力臂的乘积不相等造成的，所以要防止其倾倒，可减小挂物与其力臂的乘积或增大自重与其力臂的乘积，故可减小挂衣钩的长度、或增大底盘的直径、或圆盘底座换用大理石等密度更大的材料、或在挂衣钩的对侧挂物品等。故答案为：杠杆；4.5；增大。11．（2021•拱墅区二模）如图所示，置于水平桌面上的物体A重490N，物体B重294N，物体B在匀速下降了40cm的过程中，拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离；若用一水平向左的力F拉动物体A，使物体A在5s内匀速移动0.5m（不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦），则拉力F为294N，绳子拉力对物体B所做的功为73.5J，物体A与桌面的滑动摩擦力为147N。【解答】解：（1）由图知，承担物重的绳子股数是2，绳子自由端的拉力：F′=G物体A匀速运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，物体A所受摩擦力：f＝F′＝147N。（2）用一水平向左的力F拉动物体A，拉力：F＝f+F′＝147N+147N＝294N；（3）绳子拉力对物体B所做的功：W＝GBh＝GB×s2=故答案为：294；73.5；147。三．计算题（共3小题）12．（2021•杭州模拟）如图所示是一种起重机的示意图。起重机重2.4×104N（包括悬臂），重心为P1，为使起重机起吊重物时不致倾倒，在其右侧配有重M（重心为P2）。现测得AB为10m，BO为1m，BC为4m，CD为1.5m。（1）若该起重机将重物吊升6m，用时50s，则重物上升的平均速度是多少？（2）现在水平地面上