专题13 简单机械（3大模块知识清单+5个易混易错+5种方法技巧+典例真题精析）-2025年中考地理一轮复习知识清单

PAGE1专题13简单机械目录目录01思维导图：呈现教材知识结构，构建学科知识体系。02知识梳理：甄选核心考点，重难点逐项分解。03易混易错：点拨易混易错知识点04方法技巧：总结高效学习策略，快速掌握和巩固知识05典例精析：针对典型题型，详细解析解题步骤，引导解题思路06真题赏析：通过经典真题升华教材，提炼核心方法。简单机械一般在选择题、填空题、作图题、实验题、计算题中都可能出现，结合常见的生活实际、生活工作中常用的工具、体育运动等考查，涉及计算公式较多，考验对公式的灵活运用，并要按照常见的模型进行归类总结解题方法。常考考点有：杠杆的作图、杠杆的分类、杠杆平衡条件及其应用、探究杠杆的平衡条件、机械效率的计算（高频）、测量滑轮组的机械效率等。1、杠杆平衡条件及其应用作为中考高频考点，多在选择、填空题中考查，主要考查杠杆状态判断、保持杠杆平衡的做法、力的大小变化和相关计算等；2、杠杆作图包括杠杆力及力臂作图、最小力作图，常在作图题中结合简单模型、生活实际背景、常用工具考查；3、机械效率相关计算作为中考高频考点，多在选择、填空、计算题中考查，主要考查水平滑轮组、竖直滑轮组、斜面的力、距离、速度、功、功率、机械效率等相关计算。

考点一杠杆知识点01杠杆1、定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。2、杠杆五要素（1）支点：杠杆可以绕其转动的点，用“O”表示。【注】支点一定在杠杆上。（2）动力：使杠杆转动的力，用“F1”表示。（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示。（4）动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离，用“l1”表示。（5）阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离，用“l2”表示。3、对杠杆五要素的理解（1）动力、阻力都是杠杆受到的力，作用点在杠杆上。（2）动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的。（3）动力和阻力是相对而言的，可根据人们的需要来确定。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照需要方向转动的力叫动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。知识点02杠杆的平衡条件1、杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动。2、探究杠杆的平衡条件（1）实验步骤：调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码所受的重力。测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2。（2）实验结论（杠杆的平衡条件）：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。（3）实验考点①杠杆在水平位置静止的目的是：一是使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响；二是便于直接读出力臂。②在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，不能再调节平衡螺母。③调节杠杆平衡时，要遵循“左高左调，右高右调”的原则。④将钩码换成弹簧测力计的好处是可以直接测出拉力的大小，实验操作更方便。知识点03生活中的杠杆1、杠杆的分类（1）省力杠杆：l1＞l2。特点是省力费距离。（2）费力杠杆：l1＜l2。特点是费力省距离。（3）等臂杠杆：l1＝l2。特点是既不省力也不省距离，能改变力的方向。2、生活中的杠杆（1）省力杠杆（2）费力杠杆（3）等臂杠杆考点二滑轮知识点01定滑轮与动滑轮定滑轮动滑轮定义轴固定不动的滑轮轴可以随着被吊物体一起运动的滑轮图示实质等臂杠杆动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆特点可以改变力的方向，但不能省力不能改变力的方向，但能省力F和G的关系s和h的关系s＝h（s为绳端移动距离，h为提升的高度）s＝2h知识点02滑轮组1、定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。2、特点：省力费距离，也可以改变力的方向。（1）s＝nh（n是承担物重的绳子段数）。（2）不计绳重、动滑轮重及摩擦，，不计绳重及摩擦，。3、水平滑轮组物体在滑轮组的作用下勾速直线运动时，绳子自由端移动的距离s＝ns物，不计动滑轮重、绳重及滑轮与绳之间的摩擦时。知识点03其他简单机械1、斜面（1）定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面，斜面是一种省力的简单机械。（2）一般斜面高度一定时，斜面长度越长，越省力。例如，骑自行车上坡时走“S”形线路更容易上坡。这是坡高一定的情况下，通过增加斜面的长度达到更省力的效果。若忽略摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体所受重力的几分之一。（3）应用：盘山公路、螺丝钉的螺纹等。2、轮轴（1）定义：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。（2）实质：连续转动的杠杆。（3））应用：汽车方向盘、门把手、扳手等。考点三机械效率知识点01有用功、额外功与总功1、有用功：我们需要的、有利用价值的、必须要做的功，用W有表示。2、额外功：使用机械时，并非我们需要又不得不做的功，用W额表示。3、总功：有用功与额外功之和，用W总表示。4、三种功的关系：W总＝W有＋W额。知识点02机械效率1、定义：有用功与总功的比值，用η表示。2、公式：。3、特点：任何实际机械的机械效率，都小于1，且η是一个没有单位的量，常用百分数表示。4、提高机械效率的方法（1）滑轮组：改进机械结构，减小摩擦阻力；减小动滑轮重；增加物重。（2）斜面：增大斜面的倾斜程度、减小斜面的粗糙程度。（3）杠杆：减小杠杆自重、减小支点处的摩擦。知识点03测量滑轮组的机械效率1、实验原理：。2、实验仪器及作用（1）弹簧测力计的使用与读数：实验时用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子，此时拉力大小等于弹簧测力计的示数。（2）刻度尺测量钩码上升的距离和弹簧测力计移动的距离。3、实验步骤（1）用弹簧测力计测出钩码所受的重力G。（2）竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s。（3）改变钩码的数量，重复实验。换用不同的滑轮组，重复实验。4、实验结论（1）滑轮组的机械效率与物重有关。同一滑轮组，物体越重，机械效率越高。（2）滑轮组的机械效率与动滑轮重有关。物重相同，动滑轮越轻，机械效率越高。知识点04不同机械的机械效率计算有用功总功额外功机械效率竖直滑轮组拉力做的功（不计绳重及摩擦）（不计绳重及摩擦）水平滑轮组拉力做的功--斜面拉力做的功易混易错点1：力臂的错误画法力臂有时在杠杆上有时不在杠杆上。力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，即力臂是点到线的距离，不是点到点的距离。易混易错点2：不能正确判断杠杆是否平衡判断杠杆是否平衡不能只比较F1和F2的大小，也不能只比较L1和L2的大小，更不能把F1和F2的大小与L1和L2的大小分开比较。因为判断杠杆是否平衡的依据是“力和力臂的乘积大小”，乘积相等则杠杆平衡，乘积不等则杠杆乘积大的一端下沉。易混易错点3：滑轮中拉力方向对拉力大小的影响（1）定滑轮：利用定滑轮拉起一个重为G的物体时，不管拉力的方向如何，所用力的大小不变，始终等于物体重力G。（2）动滑轮：使用动滑轮时，若拉力F不沿竖直方向，此时动滑轮将不能省一半力，如果再加上动滑轮的自身重力，甚至会更费力。易混易错点4：在解题时容易忽略机械效率的变化对于同一机械，机械效率并不是固定不变的，它反映的是机械在某次做功过程中有用功跟总功的比值。同一机械在不同的做功过程中，提起的物重不同，机械效率往往不同。在解题时要注意下一问和上一问之间提升的物重是否发生变化，若提升的物重发生变化，则机械效率就要发生变化。计算时就不能再用原来的机械效率了。易混易错点5：误认为机械效率与做功多少、快慢有关机械效率与做功多少、功率大小没有必然的联系。机械效率越高，说明这个机械的性能越好，但这个机械做的功不一定多，也不一定快（功率不一定大）。方法技巧1：力臂的画法第一步：先确定支点O和动力F1、阻力F2的方向；如图所示。第二步：确定动力和阻力的作用线。从动力、阻力作用点沿力的方向（或反方向）分别画虚线，即为动力、阻力的作用线，如图所示。第三步：画出动力臂和阻力臂。由支点向力的作用线作垂线，从支点到垂足的距离就是力臂，并标明动力臂与阻力臂的符号“l1”、“l2”，如图所示。方法技巧2：找最长动力臂的方法（杠杆平衡时最小动力的）根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最长力臂。（1）如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂；（2）如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂方法技巧3：杠杆动态平衡的分析方法（1）动力F1始终垂直杠杆：L1不变，L2变小，由杠杆的平衡条件可得，故F1变小。（2）F1始终水平向右时：L1变小，L2变大，由杠杆的平衡条件可得，F1变大。（3）F1始终竖直向上时：L1变大，L2变大，直接代入杠杆平衡条件无法判断，须转化：由△OAC∽△OBD得：，代入杠杆平衡条件得：，故F1不变。方法技巧4：确定承担物重绳子段数n的方法在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，将两者隔离开，数出与动滑轮相连的绳子的段数就可以得到n的数值。方法技巧5滑轮的特殊用法（1），，。（2），，。高频命题点1杠杆的作图【例1】【画最小动力】如图所示，以O为支点用撬棒撬石头，画出作用在A点的最小动力F的示意图。【答案】见解析【解析】根据杠杆平衡条件，以AO为力臂时，力臂最大，所以此时动力最小，过A点作垂直于动力臂OA向下的力F即为最小动力。如图所示：【例2】【画最小动力】生活中我们要节约用水，用完水后要记得及时关闭水龙头。如图是关闭水龙头的情景，水龙头手柄可视为一根杠杆（O为支点），请你画出施加在A点的最小动力F1。【答案】见解析【解析】动力最小，即动力臂最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，以OA为动力臂时动力臂最长，动力最小，过A点作OA向下的垂线就得到在A点施加的最小动力F1，如图所示：【例3】按要求作图：如图所示，画出杠杆所受力F1、F2的力臂l1、l2。【答案】见解析【解析】过支点O作与F1、F2作用线垂直的垂线段，即为杠杆的力臂l1、l2，如图所示：【例4】如图所示，一绕着O点可旋转的杠杆在力F的作用下吊着重物静止不动，请画出力F的力臂。【答案】见解析【解析】图中O为支点，先反向延长F的作用线，从O点作F作用线的垂线，垂线段为其力臂L1，如图所示:高频命题点2杠杆的分类【例1】有①理发剪刀，②镊子，③道钉撬，④钓鱼杆，⑤瓶盖起子，⑥定滑轮，⑦动滑轮，⑧天平，⑨老虎钳等工具。在它们工作时，其中属于省力杠杆的有，属于费力杠杆的有，属于等臂杠杆的有。【答案】③⑤⑦⑨①②④⑥⑧【解析】[1]道钉撬、瓶盖起子、老虎钳使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，动滑轮本质是一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆，所以，属于省力杠杆的有③⑤⑦⑨。[2]理发剪刀、镊子、钓鱼杆用用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，所以，属于费力杠杆的有①②④。[3]定滑轮本质是一个等臂杠杆，天平使用时，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，所以，属于等臂杠杆的有⑥⑧。【例2】筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一。如图所示，使用筷子时虽然费力但省距离，下列工具在使用中也能省距离的是（）A．用托盘天平称质量 B．用核桃夹夹核桃C．用瓶盖起子开瓶盖 D．用食品夹夹鸡蛋【答案】D【解析】A．用托盘天平称质量的过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不能省距离，故A不符合题意；B．用核桃夹夹核桃的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故B不符合题意；C．用瓶盖起子开瓶盖的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；D．用食品夹夹鸡蛋的过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故D符合题意。故选D。高频命题点3杠杆平衡条件及其应用【例1】如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻。已知AB长40cm，AC长30cm。室外机的重力为300N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为N（支架重力不计）。为了安全，室外机的位置应尽量（填“靠近”或“远离”）墙壁。【答案】200靠近【解析】[1]图示中，三角支架ABC可看成杠杆，支点为C，阻力为室外机对支架的作用力，大小等于室外机的重力为300N，作用点为AB的中点，则阻力臂为l2=20cm动力臂为AC，据杠杆的平衡条件有F×0.3m=300N×0.2m解得，A处螺钉的水平拉力F=200N。[2]为了安全，应让支架A点螺钉的拉力尽量小，则可将室外机的位置尽量靠近墙壁，这样可在动力臂和阻力不变时，减小阻力臂，从而减小动力。【例2】【杠杆的动态分析】如图所示，轻质杠杆的B点处悬挂一重物，在杠杆的A端施加动力F，忽略阻力，以下说法正确的是（

）①若保持杠杆静止，将F从竖直方向顺时针缓慢转动至水平方向过程中，F逐渐变大②若F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢拉至水平位置过程中，F逐渐变大③若F始终保持竖直，将杠杆缓慢拉至水平位置过程中，F逐渐变大④若F始终保持水平，将杠杆缓慢拉至接近水平位置过程中，F逐渐变大A．①② B．①③ C．③④ D．②④【答案】D【解析】①若保持杠杆静止，将F从竖直方向顺时针缓慢转动至水平方向过程中，对应的力臂先变大后变小，而阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知先变小后变大；②若F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢拉至水平位置过程中，对应的力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件可知F逐渐变大；③若F始终保持竖直，将杠杆缓慢拉至水平位置过程中，阻力不变，根据数学相似知识可知力臂之比不变，根据杠杆平衡条件可知不变；④若F始终保持水平，将杠杆缓慢拉至接近水平位置过程中，对应的力臂变小，阻力不变，阻力不变，根据杠杆平衡条件可知F逐渐变大。故ABC错误，D正确。故选D。【例3】桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，在拗石辅助下，人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示，已知A点所挂拗石重力为100N，B点所挂桶重为20N，，假设两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向，忽略横杆重、绳重及摩擦，下列说法错误的是（）A．放下空桶和从井中提水时，桔槔始终是省力杠杆B．担水时，桔槔平衡时，桶内水的重力约为180NC．桔槔平衡时，A、B两点所受的拉力之比为1∶2D．要想一次提取更多的水，可以将悬挂点A向远离O点方向移动【答案】A【解析】A．向下拉绳放下空桶时，B端的力为动力，A端的力为阻力，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误，符合题意；B．桔槔平衡时FA×OA=FB×OB所以有即G桶+G水=FB=200N因为G桶为20N，所以G水=200N-G桶=200N-20N=180N故B正确，不符合题意；C．桔槔平衡时FA×OA=FB×OB所以有故C正确，不符合题意；D．把石头的拉力看成动力，悬挂点A向远离O点方向移动，可以增大动力臂，动力与动力臂的乘积变大，根据杠杆平衡条件，阻力与阻力臂的乘积也变大，而阻力臂不变，所以阻力变大，提取更多的水，故D正确，不符合题意。故选A。高频命题点4探究杠杆的平衡条件【例1】小华在做“探究杠杆平衡条件”的实验，实验装置如图甲所示，所用钩码每个重力均为1N，杠杆上相邻刻度线之间的距离为5cm。（1）实验前，杠杆未挂钩码时需要向右调节平衡螺母才能使杠杆在水平位置平衡，说明调节前杠杆的（选填“左”或“右”）端翘起。（2）小华在杠杆左右两端加挂钩码并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图甲所示，随后他改变钩码个数及其位置又重复完成了两次实验，记录数据如下表所示，根据实验数据可得出杠杆平衡的条件是（用F1、l1、F2、l2表示）。实验次数动力F₁/N动力臂l₁/cm阻力F₂/N阻力臂l₂/cm131021521201203130215（3）实验过程中，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于，此时（选填“能”或“不能”）调节平衡螺母。（4）如图乙所示，在A处挂2个钩码，在B处用弹簧测力计竖直向下拉，也可使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为N；若保持杠杆在水平位置平衡，转动弹簧测力计到虚线位置的过程中，弹簧测力计的示数将（选填“逐渐变大”“不变”或“逐渐变小”）。【答案】（1）右（2）（3）测量力臂不能（4）4逐渐变大【解析】（1）实验前，杠杆未挂钩码时需要向右调节平衡螺母才能使杠杆在水平位置平衡，说明杠杆左端偏重，即左端下沉，调节前杠杆的右端翘起。（2）由表中三组数据可得由计算结果可得出杠杆平衡的条件是：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即。（3）[1][2]实验过程中，使杠杆在水平位置平衡，此时的力臂在杠杆上，目的是为了便于测量力臂；在进行试验前应先调节杠杆在水平位置平衡，是杠杆的重心在支点位置，实验时不能调节平衡螺母，避免杠杆自身重力对实验产生影响。（4）[1]如图乙，杠杆左端砝码的重力为2N，力臂为杠杆右侧的力臂根据杠杆平衡条件可得解得，此时弹簧测力计的示数为4N。[2]若保持杠杆在水平位置平衡，转动弹簧测力计到虚线位置的过程中，杠杆左端力和力臂不变，右侧力臂l2减小，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将逐渐变大。【例2】【创新实验】杆秤是前些年我们家中常用的测量重量的工具，小刚所在的实践创新小组对家中的杆秤进行观察，并准备动手制作一个杆秤。（1）如图甲所示是我们家中常用的杆秤，这个杆秤有两个提纽，当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量20kg的物体，当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大重量会（选填“大于”、“小于”或“等于”）20kg。使用这两个提纽时，零刻度线的位置（选填“相同”或“不相同”）。（2）已知杆秤粗细不均匀，小刚通过分析可知，杆秤的刻度是（选填“均匀”或“不均匀”）的；若某次称量时小刚只使用了提纽1，称量了同一物体两次，当他第二次换用质量更大的秤砣时，第二次秤砣在杆秤上的位置会（选填“靠近”或“远离”）提纽的位置。（3）如图乙所示，小刚用一根长为1m、分度值为1cm、质量不计的粗细均匀的直尺来制作杆秤，制作过程如下：①他分别在直尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔，各穿了一根细绳作为秤钩和提纽（秤钩和提纽的质量均忽略不计）；②接着他又找来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动；当小刚用这个自制的杆秤称量物体时，这个杠杆的支点是（选填“提纽”或“秤钩”）所在的位置，当在秤钩上挂一重物时，秤砣的位置在如图乙所示位置，则秤钩上挂的重物的质量为kg。【答案】（1）小于不相同（2）均匀靠近（3）提纽8【解析】（1）[1]杆秤利用了杠杆原理，由杠杆的平衡条件可知：，由图可知，将秤砣置于最远处，由使用提纽1改为使用提纽2时，l1增大而l2减小，G砣不变，G杆不变，G杆对应的力臂l杆变小，由于秤杆自身重力和力臂的变化很小，则此时G物变小，即使用提纽2时杆秤能称量物体的最大重量会小于20kg。[2]零刻度线的位置可理解为秤砣平衡杆秤自身重力的悬挂点，使用不同提纽时秤杆自身重力的力臂大小发生变化，而G砣和杆秤自身重力不变，因此秤砣的力臂也会变化，可知使用不同提纽时零刻度线位置不相同。（2）[1]由可知，当G物均匀增大时，因、、和大小不变，当均匀变化时，l2均匀变大，故杆秤的刻度是均匀的。[2]若某次称量时小刚只使用了提纽1，称量了同一物体两次，当他第二次换用质量更大的秤砣时，由知，减小，即第二次秤砣在杆秤上的位置会靠近提纽的位置。（3）[1]自制的杆秤相当于杠杆，当小刚用这个自制的杆秤称量物体时，杠杆可绕提纽转动，这个杠杆的支点是提纽。[2]如图乙，提纽到秤钩的力臂，提纽到秤砣的力臂，由杠杆平衡条件可得由可知，上式可写成秤钩上挂的重物的质量为高频命题点5机械效率的计算【例1】【水平】如图所示为一滑轮组拉着重300N的物体在水平地面上匀速运动，2s的时间物体运动了1m，已知拉力F=50N，物体受到的摩擦力为120N。下列说法正确的是（）A．绳端移动的速度为1m/sB．拉力的功率为75WC．物体克服重力做的功为300JD．该滑轮组的机械效率为50%【答案】B【解析】A．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=3，绳子自由端移动的距离s=ns物=3×1m=3m绳端移动的速度故A错误；B．拉力F=50N，拉力做功的功率P=Fv=50N×1.5m/s=75W故B正确；C．由于物体在水平地面上匀速运动，而重力方向在竖直方向上，即物体没有在重力方向上移动距离，由做功的两个必要因素可知，物体没有克服重力做功，故C错误；D．滑轮组的机械效率故D错误。故选B。【例2】【竖直】如图所示的滑轮组提升160N的重物，两个滑轮的重力均为20N，小婷拉动绳子5s将重物提升1m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（）A．自由端拉力F为80N B．该滑轮组的机械效率约86.7%C．绳子自由端移动的速度为0.2m/s D．拉力的功率是36W【答案】D【解析】A．由图可知承担物重的绳子的股数n=3，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力故A错误；B．因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率故B错误；C．绳子自由端移动的距离绳子自由端移动的速度故C错误；D．拉力做功的功率故D正确。故选D。【例3】【特殊用法】如图装置中，物体A重120N，物体B重12N，在物体B的作用下，物体A在水平面上做匀速直线运动，受到水平面的摩擦力是物体A重的0.2倍，则此装置的效率为%（结果保留一位小数）。【答案】66.7%【解析】物体A在水平面上做匀速直线运动，受到水平面的摩擦力是物体A重的0.2倍，则物体A受到的摩擦力f=0.2GA=0.2×120N=24N滑轮组的动滑轮绕3段绳，绳端的拉力F拉=GB=12N滑轮组的机械效率【例4】【斜面】搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确的是（）A．物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用B．推力所做的功是2500JC．斜面的机械效率为80%D．物体受到斜面的摩擦力为100N【答案】A【解析】A．物体在斜面上运动的过程中，受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的推力、沿斜面向下的摩擦力，共4个力的作用，故A错误，符合题意；B．推力所做的功是故B正确，不符合题意；C．推动物体在斜面运动的过程中做的有用功为斜面的机械效率为故C正确，不符合题意；D．物体在斜面上运动过程中克服摩擦力做的功是额外功，则额外功为物体受到斜面的摩擦力为故D正确，不符合题意。故选A。高频命题点6测量滑轮组的机械效率【例1】在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：次数钩码重/N钩码上升距离/cm①弹簧测力计上升距离/cm机械效率/%12100.83083.324101.530②36102.23090.9（1）表格中①处应填写的内容为，②处数据应为（结果保留一位小数）；（2）分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与有关；（3）小明进一步分析三次实验发现，钩码重力越大，额外功越大，请用所学知识进行解释：；（4）另一实验小组的同学改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象。分析图象中的A点可知，此时被提升物体所受的重力_________。A．大于8N B．等于8N C．小于8N【答案】（1）弹簧测力计示数（拉力）/N88.9（2）钩码（物）重（3）因为滑轮的轮与轴之间存在摩擦（4）A【解析】（1）[1]根据可知实验中需要用弹簧测力计测量拉力，故①为弹簧测力计示数（拉力）/N。[2]第二次的机械效率为（2）分析表格数据可知，三次实验机械效率不同是由于钩码（物）重力不同造成的。所以，同一滑轮组的机械效率与钩码（物）重有关。（3）小明进一步分析三次实验发现，钩码重力越大，滑轮的轮与轴（轮与绳）之间存在摩擦越大，额外功越大。（4）若忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为即所以，被提升物体所受的重力：G=8N；但由于绳重和摩擦力使得额外功变大，根据可知，在机械效率不变时，额外功增大，有用功也增大，若提升相同的高度，物体的重力会大于8N，故A符合题意，BC不符合题意。故选A。【例2】如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）实验次数钩码重力G/N提升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率140.10.3280.13.20.383.3%380.12.00.580.0%（1）在实验中，应沿竖直方向拉动弹簧测力计。（2）第一次实验中，弹簧测力计的示数如图1所示，机械效率是（精确到0.1％）。（3）由1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越。（4）由两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。【答案】（1）匀速（2）74.1%（3）高；（4）2、3【解析】（1）实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数。（2）图示弹簧测力计分度值为0.2N；指针所指示的刻度值为1.8N，第一次实验机械效率（3）纵向比较1、2两次实验数据可知，使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高。（4）第1、2次实验绳子的有效段数为且第2次实验钩码重力为8N，故第2次实验所用装置为乙，第3次实验绳子的有效段数为故第3次实验所用装置为丙（实验钩码重力为8N），比较第2、3次实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。1．（2024·陕西）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（）A．钓鱼竿 B．开瓶器C．核桃夹 D．钢丝钳【答案】A【解析】A．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；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不符合题意；C．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选A。2．（2024·四川巴中）如图所示，小王站在水平地面上，将长为0.6米，质量可忽略不计的木棒搁在肩上，支点O距离后端A处为0.2米，A处挂一个重40N的物体，他用手竖直压住前端B处使木棒保持水平平衡。若小王的质量为50kg，双脚与地面的总接触面积约为400cm2，下列说法正确的是（

）A．手对木棒的压力大小为40N B．肩对木棒的支持力大小为80NC．地面对人的支持力大小为560N D．人对地面的压强大小约为1.35×104Pa【答案】D【解析】A．由杠杆平衡条件可得即解得手压木棒的压力F=20N，故A错误；B．木棒对肩膀的压力由于力的作用是相互的，所以肩对木棒的支持力大小等于木棒对肩膀的压力，大小为60N，故B错误；C．人的重力人对地面的压力大小等于人的重力加上物体的重力，大小为力的作用是相互的，则地面对人的支持力为540N，故C错误；D．人对地面的压力大小F=540N，由公式可得，人对地面的压强为故D正确。故选D。3．（2024·山东青岛）如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着时关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作．下列说法正确的是（）A．此杠杆的支点为A点 B．此杠杆的阻力是哑铃受到的重力C．此杠杆是一个费力杠杆 D．肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离【答案】C【解析】A．支点是杠杆绕其转动的点，由图可知，手臂是绕C点进行转动的，因此支点为C点，故A错误；BCD．杠杆的动力是肱二头肌收缩，动力作用点在A点，动力臂近似为AC的长度，阻力是手臂和哑铃的总重力，力臂近似为桡骨的长度，故动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，在锻炼时肱二头肌的收缩距离小于哑铃的移动距离，故C正确，BD错误。故选C。4．（2024·内蒙古通辽）小明家有一把杆秤，如图所示，秤钩上不挂物体时提住秤纽，将秤砣移动至定盘星处时，秤杆恰能水平平衡，当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时，即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是（）A．定盘星是秤杆的支点B．杆秤是一种等臂杠杆C．所挂物体加重时，秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡D．使用已磨损的秤砣测量时，测量值比真实值偏小【答案】C【解析】A．秤纽与秤杆的连接点是秤杆绕着转动的点，是支点，故A错误；B．杆秤使用时，动力臂不等于阻力臂，不是等臂杠杆，故B错误；C．根据杠杆平衡条件则有，、不变，所挂物体加重时，变大，即秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡，故C正确；D．使用已磨损的秤砣测量时，即变小，、、不变，所以变大，则测量值比真实值偏大，故D错误。故选C。5．（2024·山东东营）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（）A．甲图：该装置不省力也不省距离B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高【答案】C【解析】A．甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意；B．根据可知，忽略绳重及摩擦，甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率为丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升h时，根据数学的相似三角形知识可知，拉力端移动2h，杠杆的重心上升h，则该装置的机械效率为可知，可得：乙装置的机械效率是三者中最低的，故B正确，不符合题意；C．丙图中，根据杠杆平衡条件可得则在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力F3不变，故C错误，符合题意；D．若提升的物体越重，根据以及可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。故选C。6．（2024·山东德州）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为360JC．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W【答案】C【解析】A．滑轮组省力费距离，由图乙可知，内，物体匀速提高，绳子自由端匀速移动，则绳子自由端移动的速度故A错误；B．物体提高，绳子自由端移动，则动滑轮上承担物重的绳子段数不计绳重和摩擦，由可得，物体的重力工人做的有用功故B错误；C．工人做的总功该滑轮组的机械效率故C正确；D．拉力的功率故D错误。故选C。7．（2024·黑龙江哈尔滨）小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（）A．搬石块时，小聪没有对石块做功 B．绳子自由端的拉力为200NC．动滑轮的机械效率为87.5% D．拉力的功率为100W【答案】D【解析】A．搬石块时，但未搬起，有力无距离，所以小聪没有对石块做功，故A正确，不符合题意；B．由图可知，n＝2，绳子自由端的拉力为故B正确，不符合题意；C动滑轮的机械效率为故C正确，不符合题意；D．拉力的功率为故D错误，符合题意。故选D。8．（2024·内蒙古）如图所示，固定的斜面长s=2m，高h=0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（）A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50NC．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70%【答案】C【解析】A．根据题意，对物体做的有用功为故A不符合题意；B．总功为则额外功为则物体受的摩擦力为故B不符合题意；C．拉力做功的功率为故C符合题意；D．斜面的机械效率为故D不符合题意。故选C。9．（2024·江苏宿迁）如图所示的小型起重机，某次吊起重为的物体，电动机的拉力为，用时，使物体上升了。则通过动滑轮（）A．做的有用功为 B．拉力功率为C．做的总功为 D．机械效率为【答案】B【解析】ACD．拉力做的有用功为拉力做的总功为动滑轮的机械效率为故ACD不符合题意；B．拉力功率为故B符合题意。故选B。10．（2024·山东聊城）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．工人做的总功为2400JB．工人拉力的功率为60WC．此过程中该装置的机械效率约为88%D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率【答案】C【解析】A．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力绳子自由端移动的距离s=nh=2×8m=16m工人做的总功W总=Fs=170N×16m=2720J故A错误；B．工人拉力的功率为故B错误；C．工人做的有用功为克服建材重力做的功，有用功W有=Gh=300N×8m=2400J此过程中该装置的机械效率故C正确；D．增加动滑轮的个数，可以增加动滑轮重，增大了额外功，所以会降低机械效率，故D错误。故选C。11．（2024·山东枣庄）如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（

）A．动滑轮的重力为50N B．滑轮组做的有用功为500JC．拉力F做功的功率为25W D．滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】A．由图可知，n=2，由可知，动滑轮的重力为G动=nF-G=2×250N-400N=100N故A错误；B．滑轮组做的有用功为W有=Gh=400N×2m=800J故B错误；C．拉力F做功为W总=Fs=Fnh=250N×2×2m=1000J功率为故C错误；D．滑轮组的机械效率为故D正确。故选D。12．（2024·河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（

）A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小【答案】C【解析】A．在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦，有用功，故甲、乙做的有用功一样多，故A错误；BCD．图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲=2h；图乙使用的是定滑轮，拉力端移动距离s乙=h，不计绳重和摩擦，使用甲动滑轮时，拉力拉力做功使用乙定滑轮时，拉力F乙=G，所以拉力做功在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，甲做的总功多，乙做的总功少，根据知，甲做总功的功率大；由A选项解析知有用一样多，但甲的总功多，根据知，乙所用装置的机械效率高，综上分析知，故C正确，BD错误。故选C。13．（2024·山东泰安）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为，牵引力为，对绳子的拉力为；物体的重力为，物体匀速上升的速度始终为，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，取。下列说法中（

）①滑轮组的机械效率为

②汽车受到的摩擦力为③汽车牵引力在4s内做的功为

④汽车牵引力的功率为A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确【答案】B【解析】②汽车受到的摩擦力为①由图可知，滑轮组有效绳子段数，则滑轮组的机械效率为④汽车速度为汽车牵引力的功率为③汽车牵引力在4s内做的功为故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。14．（2024·重庆）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（）A．自制杆秤的每一格约表示2.08gB．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程【答案】B【解析】A．在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，则共计50格，则每一格代表的质量为即自制杆秤的每一格约表示2g，故A错误；B．称中药时B端翘起说明，此时可以减少中药即减小恢复水平平衡，故B正确；C．如果秤砣磨损，根据杠杆平衡条件，实际质量偏小，则长度偏大，则测量结果会比真实质量偏大，故C错误；D．若将提纽移到O点右侧，则增大，减小，则变小，则杆秤的量程减小，故D错误。故选B。15．（2024·山东日照）（多选）某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为，钢丝绳的拉力F为，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（）A．拉力F的功率为 B．有用功的功率为C．动滑轮所受的重力为 D．滑轮组的机械效率约为83.3%【答案】ABD【解析】A．由图可知，货物和动滑轮由3段绳子承担，n=3，拉力F做功的功率故A正确；B．有用功的功率故B正确；C．若不计绳重和摩擦动滑轮的重力但题中绳重和摩擦不可忽略，故动滑轮重应小于3×103N，故C错误；D．滑轮组的机械效率故D正确。故选ABD。16．（2024·山东青岛）（多选）如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等．在提升过程中，若绳端拉力，下列说法正确的是（）A．物体的速度之比 B．有用功之比C．总功之比 D．机械效率之比【答案】BCD【解析】A．由图可知，甲为定滑轮，，乙为动滑轮，动滑轮上有效绳子段数为2。则。绳端在相同时间内移动的距离相等，即，则，根据可知，故A错误；B．物体质量相等，则有用功之比为故B正确；C．总功之比为故C正确；D．机械效率之比为故D正确。故选BCD。17．（2024·四川成都）（多选）小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（）A．弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03WB．滑轮组的机械效率为80%C．克服绳重和摩擦做的额外功为0.05JD．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变【答案】AC【解析】A．由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离s=nh=3×20cm=60cm=0.6m拉力所做的功为W总=Fs=0.5N×0.6m=0.3J拉力的功率为故A正确；B．钩码的重力为G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N滑轮组的机械效率为故B错误；C．所做有用功为W有=Gh=1N×0.2m=0.2J克服动滑轮所做额外功为W额1=G动h=0.25N×0.2m=0.05J因此克服绳重和摩擦做的额外功为W额2=W总-W有-W额1=0.3J-0.2J-0.05J=0.05J故C正确；D．若增大提升钩码的质量，则有用功增大，额外功不变，因此滑轮组的机械效率将变大，故D错误。故选AC。18．（2024·江苏徐州）如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为J，动滑轮的机械效率为。【答案】省力180075%【解析】[1]图中所示的动滑轮相当于一个省力杠杆，可以省力但是费距离。[2]因为木箱提升了3m，所以可知做的有用功为W有用=Gh=600N×3m=1800J由图可知绳子段数为2，则木箱提高3m时，绳子自由端提高的距离为s=2×3m=6m则可得拉力做的功为W=Fs=400N×6m=2400J该动滑轮的机械效率为19．（2024·江苏淮安）如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，他做的总功为J，斜坡的机械效率为，木箱受到的摩擦力为N。【答案】80075%100【解析】[1]拉力做的总功为[2]有用功的大小为斜坡的机械效率为[3]额外功的大小为摩擦力的大小为20．（2024·江苏无锡）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取）（1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装kg的水；（2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为J，人做功的功率为W。【答案】60601200120【解析】（1）[1]桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，支点为O1，由杠杆平衡条件得到[2]若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，支点为O2，由杠杆平衡条件得到桶中最多可装水m水=m桶水-m桶=70kg-10kg=60kg（2）[3]桶对水做的功为[4]总功人做功的功率21．（2024·四川泸州）如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为。【答案】206075%【解析】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，所以绳子自由端拉力G动=20N[2]当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体受到向右的拉力F2=2F1-G动=2×90N-20N=160N物体受到水平向左的恒力，物体水平方向受到向左的摩擦力、向左的拉力和向右的拉力是平衡力，物体与桌面之间的滑动摩擦力为f=F2-F=160N-100N=60N[3]撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，滑轮组下端挂钩处拉力F3=f=60N绳子自由端拉力滑轮组的机械效率为22．（2024·甘肃白银）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，则A所受地面的摩擦力为N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）【答案】2040【解析】[1]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即f=F拉=2GB=2×10N=20N[2]若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB，水平向右的摩擦力20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N23．（2024·山东德州）如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图，请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂。【答案】见解析【解析】杠杆上A点受到的拉力方向沿绳的方向向下，因此从A点沿绳向下画一条带箭头的线段，并标上“”。从支点向拉力的作用线作垂线，垂线段的长度就是力臂，如图所示24．（2024·山东日照）甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A为大拇指的作用点，B为核桃的作用点。请在答题卡的乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力、动力臂和阻力。【答案】见详解【解析】由题意知，B为核桃的作用点，B点受到的核桃的弹力为阻力F2，其方向大致过B点向上；A为大拇指的作用点，由于阻力使得杠杆逆时针转动，则动力F1使得杠杆顺时针转动，故动力方向向下，从支点O向动力F1的作用线作垂线，支点到垂线的距离为动力臂l1，如图所示：25．（2024·山东泰安）如图所示，为杠杆支点，请画出的力臂并用字母表示。【答案】见解析【解析】由支点O向F1的作用线作垂线，垂线段的长度为F1的力臂，图如下所示：26．（2024·甘肃临夏）俯卧撑是一种健身运动，能够锻炼上肢、腰部及腹部的肌肉，是简单易行却十分有效的力量训练手段。如图是某同学做俯卧撑的示意图。此过程中，他的身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心，请画出重力对应的力臂l。【答案】见解析【解析】先在A点画出竖直向下的重力示意图，再过支点O作重力G作用线的垂线段即为力臂l。作图如下：27．（2024·新疆）“探究杠杆的平衡条件”的实验中：（1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的（填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向（填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡；（2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为N，夹角为度；（3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为，则弹簧测力计的示数可能为（填“2.9”或“3.1”）N。【答案】（1）左右（2）330（3）3.1【解析】（1）[1]实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，左端下沉，说明左端重，则杠杆的重心位于支点O的左侧。[2]若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，即仍然左端重，则应再将左端的螺母向右调节，给左端减重，直至杠杆在水平位置平衡。（2）[1]如图丙所示，弹簧测力计分度值为0.2N，示数为3N，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为3N。[2]设杠杆上一格的长度为l，根据杠杆平衡条件，则有解得拉力的力臂。根据数学三角函数知识可知夹角为30度。（3）若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，左端下沉，说明杠杆左端偏重，相当于左侧的阻力变大，当杠杆在水平位置平衡时，根据杠杆平衡条件可知，需要的拉力变大，则弹簧测力计的示数可能为3.1N。28．（2024·河北）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作：（1）不挂钩码时，杠杆在图中所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时小明应向（选填“左”或“右”）调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态；（2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆水平平衡时的动力臂和阻力臂；多次实验并把数据填入下表；实验次数动力F1/N动力臂/m阻力F2/N阻力臂/m10.50.21.00.121.00.151.50.130.13.02.00.1542.00.151.50.2…小明分析表格中的数据发现，第次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；（3）第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为（选填序号）。①2.0N

②2.5N

③3.0N

④3.5N（4）筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第次实验时的杠杆类型相同；（5）小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O′点，此时（选填“MO′”或“O′N”）段更重一些；【答案】左3②③④4O′N11【解析】（1）[1]由图可知，杠杆在图中所示的位置静止，则左端下沉。将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时小明应继续向左调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态。（2）[2]根据表格数据可知，钩码的重力均为0.5N，而第三次的动力大小为0.1N，故第3次实验数据有误。（3）[3]当拉力的方向为竖直向上方向时，拉力的力臂最大，拉力的大小最小，为当拉力不在竖直方向时，拉力的力臂变短，拉力将变大，故②③④符合题意，①不符合题意。故选②③④。（4）[4]用筷子夹东西时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，根据表格数据可知，第4次实验中，动力臂小于阻力臂，故所属的杠杆类型与第4次实验时的杠杆类型相同。（5）[5]由图可知，MO′比O′N更长，MO′侧重心的位置更远，O′N侧重心的位置更近，则根据可知，O′N段更重一些。29．（2024·湖南）小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验室提供了如下图所示杠杆（支点为）、支架、10个钩码（每个重）。（1）如图甲所示，实验开始前，应向端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接读取；（2）小明取2个钩码，挂在支点左侧某处，再取4个钩码挂在支点的侧进行实验，使杠杆在水平位置平衡后，记录下数据；（3）完成三次实验后分析数据，他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验数据。实验次数动力动力臂阻力阻力臂1…………2…………32.520.02.025.0小明在第3次实验的基础上，在支点左侧处继续加钩码直到为3.5N，如图乙所示，但发现此时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成为的第4次实验，她应该通过，使杠杆再次在水平位置平衡（请结合具体数据进行说明，可保留一位小数）。【答案】右力臂的大小右见解析【解析】（1）[1]杠杆的左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，故应将平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。[2]在挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做的目的主要是为了方便测量力臂的大小。当杠杆在水平位置平衡时，支点到力的作用点的距离就是力臂，这个距离可以直接从杠杆上读取出来。（2）[3]由于钩码的重力方向是竖直向下，小明取2个钩码，挂在支点左侧某处时，为了使杠杆在水平位置平衡，则取4个钩码应挂在支点的右侧进行实验。（3）[4]根据题意可知，第四次实验动力为，若动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，用剩下的钩码即使是一个钩码或者两个钩码都无法使得杠杆在水平位置平衡，从而完成不了实验；由此可知，需要改变动力臂的大小，由于第三次实验的阻力臂是25.0cm，所以第四次实验的阻力臂可为25.0cm，阻力为时，根据杠杆平衡条件可得即解得此时的动力臂为，即她应该通过调节左侧钩码的位置大约为10.7cm，右侧钩码数量为3个，右侧钩码的位置为25.0cm时，可使杠杆再次在水平位置平衡。30．（2024·湖北武汉）某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并，达到平衡状态，如图所示。（2）在杠杆左