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中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
一、杠桿
1．杠桿的定義：在力的作用下，能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿。杠桿可以是直的、也可以是彎的。
2．杠桿的五要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。
3．動力和阻力的方向不一定相反，但作用效果一定相反。
4．力臂是支點到力的作用線的距離，而不是支點到力的作用點的距離。
5．作力臂的步驟
a．找出支點O的位置；
b．畫出動力作用線和阻力作用線；
c．從支點分別作動力作用線和阻力作用線的垂線段即為動力臂和阻力臂。
6．杠桿保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，稱為杠桿平衡。
7．杠桿平衡的條件
動力×動力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l。　
（2022 杭州模擬）如圖是實驗常用的試管夾，O是支點，使用時用力向下按圖示按壓處可打開試管夾。下列能正確表示使用該試管夾時的杠桿示意圖是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解答】解：據(jù)圖可知，當用力按壓試管夾的短柄B點時，會繞著中間的固定點O轉(zhuǎn)動，即O為支點；所按壓點B為動力的作用點，F(xiàn)1方向向下；而短柄受到彈簧向下的阻力F2，A點就是阻力F2的作用點，故D正確、ABC錯誤。2·1·c·n·j·y
故選：D。
（2022 溫江區(qū)模擬）冰球是冬奧會比賽項目之一，如圖所示，運動員正在做擊球練習(xí)，右手持冰球桿的一端，左手揮桿，把冰球桿視為杠桿，O點為支點，F(xiàn)為左手對桿施加的力，A點為運動員的重心。請畫出：
①運動員受到的重力G的示意圖；
②力F的力臂L。
【答案】
【解答】解：①從重心A作豎直向下的重力G；
②反向延長力F的作用線，從支點O作力F作用線的垂線段，即為力的力臂L，如圖所示：
杠桿在動力和阻力的作用下，保持靜止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，我們就說杠桿處于平衡。
（2022 徐州一模）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，安裝好杠桿，發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，此時需要將平衡螺母向 　 　調(diào)節(jié)，使之在水平位置平衡。如圖所示，在杠桿左側(cè)20cm處掛了三個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，可以在杠桿右側(cè)30cm處掛 　 　個鉤碼。若將實驗器材靜止放在斜面上，是否可以完成以上操作過程？　 　。
【答案】左；2；可以。
【解答】解：（1）杠桿不在水平位置，左端偏高，右端下沉，則重心應(yīng)向右移動，故應(yīng)向左調(diào)節(jié)螺母直到杠桿在水平位置平衡為止；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2得，3G×20cm＝nG×30cm，解得n＝2（個）；
（3）將實驗器材靜止放在斜面上，使杠桿重心過支點即可以操作。
故答案為：左；2；可以。
（2022 南海區(qū)校級模擬）如圖所示是小明“探究杠桿的平衡條件”的裝置，每只鉤碼重為0.5N（鉤碼個數(shù)若干），彈簧測力計量程為0～5N。
（1）實驗之前，先將該裝置置于水平桌面上，再調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是 　 　。
（2）圖甲中，小明實驗時始終使杠桿在水平位置平衡。當彈簧測力計豎直向下拉時其示數(shù)是 　 　N，此時將彈簧測力計斜向下拉則其示數(shù)將 　 　（選填“增大”、“減小”或“不變”）。若鉤碼和測力計的位置保持不變，則在A點最多可掛 　 　只鉤碼。
（3）圖乙中，小明用彈簧測力計豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，此時彈簧測力計的示數(shù)為F1，杠桿受到繩的拉力為F2，小明發(fā)現(xiàn)F1×OD≠F2×OC，其原因是 　 　。
（4）探究杠桿平衡的條件需要測量多組數(shù)據(jù)，下列兩個實驗中與其目的相同的是 　 　（選填序號）。
①探究光的反射規(guī)律
②測量定值電阻的阻值
【答案】（1）便于測量力臂和消除杠桿自重對實驗的影響； （2）3；增大；5； （3）杠桿自身有重力；（4）①。
【解答】解：（1）實驗前將杠桿中點置于支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置靜止的目的是：便于測量力臂和消除杠桿自重對實驗的影響；
（2）用如圖甲所示，在刻度線A處掛3個鉤碼（每個鉤碼為0.5N），在刻度線B處用調(diào)好的彈簧測力計豎直向下拉杠桿，設(shè)每小格為L，杠桿在水平位置平衡時，根據(jù)杠桿的平衡條件F1×L1＝F2×L2可得：3G×4L＝F×2L，即3×0.5N×4L＝F×2L，解得：F＝3N；
將彈簧測力計斜向下拉，阻力和阻力臂不變，拉力的力臂變短，根據(jù)杠桿平衡條件可知，杠桿在水平位時平衡時，拉力變大；
已知彈簧測力計的最大測量值是5N，若鉤碼和測力計的位置保持不變，則根據(jù)杠桿的平衡條件F1×L1＝F2×L2可得在A點最多可掛：nG×4L＝F×2L，即n×0.5N×4L＝5N×2L，解得：n＝5，故最多可掛5個鉤碼；
（3）用如圖乙所示裝置進行探究，杠桿的重心沒有通過支點，杠桿的自重對杠桿平衡有影響，使得杠桿處于水平平衡狀態(tài)時F1×OD≠F2×OC；
（4）探究杠桿平衡的條件時，測量多組數(shù)據(jù)的目的是找出普遍規(guī)律；
①探究光的反射規(guī)律，測多組數(shù)據(jù)的目的是：找出普遍規(guī)律；
②測量定值電阻的阻值，測多組數(shù)據(jù)的目的是：多次測量求平均值，減小實驗誤差。故選①。
故答案為：（1）便于測量力臂和消除杠桿自重對實驗的影響； （2）3；增大；5； （3）杠桿自身有重力；（4）①。
杠桿類型 力臂關(guān)系 平衡時力的關(guān)系 優(yōu)缺點 應(yīng)用
省力杠桿 l1>l2 F1費力杠桿 l1F2 費力，省距離 鑷子、火鉗等
等臂杠桿 l1＝l2 F1＝F2 不省力，不省距離 天平、定滑輪等
1．人的頭顱——等臂杠桿
抬頭時，可以在頸部找到杠桿，杠桿的支點在脊柱之頂，支點后的肌肉收縮提供動力，頭顱的重量是阻力。這個杠桿幾乎是個等臂杠桿。21教育名師原創(chuàng)作品
2．人的手臂——費力杠桿
肘關(guān)節(jié)是支點，肱二頭肌肉所用的力是動力，手拿的重物的重力是阻力，顯然我們的前臂是一種費力杠桿。雖然費力，但是可以省距離(少移動距離)，提高工作效率。
3．走路時的腳——省力杠桿
腳掌前部是支點，人體的重力就是阻力，腿肚肌肉產(chǎn)生的拉力就是動力。這種杠桿可以克服較大的體重。
（多選）（2022 深圳三模）周末，小明和爸爸在公園玩蹺蹺板的游戲，但是爸爸的體重幾乎是小明體重的2倍，無法使用雙人蹺蹺板進行游戲。聰明的小明把爸爸拉到四人蹺蹺板跟前，安排好座位后，就順利的玩了起來。聰明的小明是怎樣安排座位的呢（　　）
A．小明A位 爸爸C位 B．小明B位 爸爸D位
C．小明C位 爸爸A位 D．小明D位 爸爸B位
【答案】AD
【解答】解：蹺蹺板其實就是一個杠桿，支點在中間的轉(zhuǎn)軸處，蹺蹺板平衡時，小明對蹺蹺板的壓力與對應(yīng)力臂的乘積等于爸爸對蹺蹺板的壓力與對應(yīng)力臂的乘積；爸爸的體重幾乎是小明體重的2倍，則爸爸對蹺蹺板的壓力幾乎是小明對蹺蹺板的壓力的2倍，要使蹺蹺板平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2可知，小明的壓力的力臂是爸爸的壓力的力臂的2倍，即小明在A位，爸爸在C位，或小明在D位，爸爸在B位，故AD正確。
故選：AD。
（2022 河南模擬）下列對生活現(xiàn)象的描述正確的是（　　）
A．使用羊角錘時能省距離
B．美麗霧凇的形成是凝華現(xiàn)象
C．小紙條會被“吸”向水流，說明流體流速越大的位置，壓強越大
D．自行車剎車時用力捏車閘，目的主要是為了增大壓強
【答案】B
【解答】解：
A、使用羊角錘時，羊角錘是省力杠桿，省力，但費距離，故A錯誤；
B、美麗霧凇是空氣中的水蒸氣直接凝華而成的，故B正確；
C、水流帶動周圍的空氣流動，使水流周圍空氣流動較快，壓強較小，小紙條自然下垂，靠近水龍頭流下的水流，小紙條將偏向水流，這一現(xiàn)象說明流體流速越大的位置壓強越小，故C錯誤；【版權(quán)所有：21教育】
D、剎車時用力捏車閘，是在接觸面粗糙程度一定時，通過增大壓力來增大摩擦力，故D錯誤。
故選：B。
二、滑輪
1．定滑輪：工作時軸固定不動的滑輪，如圖甲。
2．動滑輪：工作時軸發(fā)生移動的滑輪，如圖乙。
實質(zhì) 力的關(guān)系(F，G) 距離的關(guān)系(s，h) 作用
定滑輪 等臂杠桿 F＝G s＝h 改變力的方向
動滑輪 動力臂是阻力臂兩倍的杠桿 F＝G s＝2h 省力
滑輪組 F＝G s＝nh 既可以省力，也可以改變力的方向
（2022 奉化區(qū)模擬）如圖所示，北京冬奧會升旗所用的旗桿頂部裝有一個滑輪，這類滑輪的主要特點是（　　）
A．省力 B．改變力的方向
C．省距離 D．省功
【答案】B
【解答】解：由圖可知，旗桿頂部滑輪的軸是固定不動的，為定滑輪，使用定滑輪的優(yōu)點是可以改變力的方向，但不能省力。
故選：B。
（2022 濟南二模）一輛汽車不小心陷進泥潭后，司機按圖所示的方法安裝滑輪將汽車從泥潭中勻速拉出。他安裝的是（　　）
A．動滑輪，能省力
B．動滑輪，能改變力的方向
C．定滑輪，能省力
D．定滑輪，能改變力的方向
【答案】A
【解答】解：由圖可知：司機使用動滑輪，使用動滑輪能省力，但不能改變力的方向。
故選：A。
1．滑輪組：由定滑輪跟動滑輪組成的滑輪組。
2．特點：既能改變用力的方向，也能省力。
考點9　使用滑輪組(限于兩個滑輪的滑輪組)解決簡單的問題　
使用滑輪組時，滑輪組用n段繩子拉物體，拉物體所用的力F就是物重的n分之一，即F＝G/n，n表示拉物體繩子數(shù)。
（2022 樂昌市一模）把質(zhì)量相等的A、B兩物體掛在如圖所示滑輪組下面，不計繩重、滑輪重和摩擦，放手后（　　）
A．A、B均靜止
B．無法確定A、B的運動情況
C．A上升
D．A下降
【答案】D
【解答】解：B所在的滑輪為動滑輪，動滑輪省一半的力，A所在的滑輪為定滑輪，定滑輪不省力；A與B質(zhì)量相等，重力相等，不計繩子、滑輪的重力和摩擦，將B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。21*cnjy*com
故選：D。
（2022 昌平區(qū)二模）如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，物體B在勻速下降時，通過滑輪組拉著物體A使其在水平面上做勻速直線運動，此時物體A受到繩子水平向左的拉力為100N。當用一個水平向右的拉力拉動物體A時，物體A恰能向右做勻速直線運動。已知每個滑輪重均為20N，不計滑輪組的繩重和摩擦，下列說法中正確的是（　　）【來源：21cnj*y.co*m】
A．物體A所受滑動摩擦力為300N
B．物體B所受重力為300N
C．支架受到滑輪組的拉力為220N
D．物體A受到水平向右的拉力為100N
【答案】C
【解答】解：A．物體B在勻速下降時，A勻速向左運動，A處于平衡態(tài)，水平方向上受到了拉力和摩擦力，拉力的大小等于摩擦力的大小，故A受到的摩擦力的大小為100N，故A錯誤；www-2-1-cnjy-com
B．由圖可知，圖中n＝3，不計滑輪組的繩重和摩擦，F(xiàn)＝（G+G動），則物體B所受重力為：GB＝3F﹣G動＝3×100N﹣20N＝280N，故B錯誤；
C．支架受到滑輪組的拉力為：F′＝2F+G定＝2×100N+20N＝220N，故C正確；
D．當用一個水平向右的拉力拉動物體A時，物體A向右做勻速運動，其受到了向右的拉力和向左的摩擦力，還受到了繩子對其向左的拉力，其大小為100N，故一個水平向右的拉力為：F″＝F+f＝100N+100N＝200N，故D錯誤。21教育網(wǎng)
故選：C。
1．（2021 鏡湖區(qū)校級自主招生）如圖是某女生在水平地面上做俯臥撐，她做完10個俯臥撐的過程中所做的功最接近（　　）
A．1×102J B．1×103J C．1×104J D．1×105J
【解答】解：初中生身體質(zhì)量約為40kg，重力約為G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N，
雙手施加的力約為體重的，即F＝×400N≈267N，
做1個俯臥撐抬起的高度約為s＝38cm＝0.38m，
做1個俯臥撐所做的功為：W＝Fs＝267N×0.38m＝101.46J，
做10個俯臥撐所做的功為：W′＝10×101.46J＝1010.46J≈1×103J。
故選：B。
（多選）2．（2021 青島自主招生）如圖所示，聰明愛玩的小亮將一個滑輪固定在豎直墻壁上，另一個固定在自己的滑板車上，用繩子將兩個滑輪組裝成滑輪組。小亮站在滑板車上拉動手中的繩子，他用10N的拉力在4s內(nèi)使自己和滑板車一起沿水平地面勻速向墻運動了1.2m。滑輪重、軸摩擦和繩重均忽略不計。下列說法中正確的是（　　）
A．滑板車對人的摩擦力水平向右，大小為10N
B．豎直墻壁受到的拉力為20N
C．滑板車受到地面的摩擦力水平向右，大小為20N
D．動滑輪對滑板車拉力的功率為6W
【解答】解：
A、對人水平方向受力分析，受到繩子水平向左拉力F，由力的作用是相互的可知，其大小等于人拉繩子的力F，即F′＝F＝10N，還受到滑板車對人水平向右的摩擦力f，因為人和滑板車一起沿水平地面勻速運動，所以人水平方向受到的力是一對平衡力，所以滑板車對人的摩擦力f＝F＝10N，故A正確；
B、左側(cè)定滑受到三段繩子水平向右的拉力，所以豎直墻壁受到水平方向拉力F墻＝3F＝3×10N＝30N，故B錯誤；
C、動滑輪和滑板車可看作是一個整體，水平方向動滑輪受到兩段繩子水平向左的拉力，大小為2F，滑板車對人水平向右的摩擦力f，
所以人對滑板車有水平向左的摩擦力f′＝f＝10N，
因為滑板車勻速運動，所以水平方向受力平衡，滑板車受到地面的摩擦力f地方向水平向右，大小為f地＝2F+f′＝2×10N+10N＝30N，故C錯誤；
D、動滑輪對滑板車的拉力F拉＝2F＝2×10N＝20N，動滑輪對滑板車做功W＝F拉s＝20N×1.2m＝24J，
則拉力做功功率P＝＝＝6W，故D正確。
故選：AD。
（多選）3．（2021 惠城區(qū)校級自主招生）如圖所示，一根輕質(zhì)杠桿長為1m，A端掛一個質(zhì)量為3kg的重物，B端受到一個與水平方向成30°斜向下的拉力F，AO＝3BO，此時輕桿AB在水平位置平衡，（g取10N/kg）則以下計算結(jié)果正確的是（　　）
A．B端受到的拉力F的大小為10N
B．B端受到的拉力F的大小為180N
C．若保持杠桿水平平衡，B端最小拉力為90N
D．若將A端重物水平向右移動0.625m，拉力F＝50N
【解答】解：
AB、B端受到一個與水平方向成30°斜向下的拉力F，此時F的力臂為：L1＝sin30°×OB＝OB；
杠桿處于平衡狀態(tài)，根據(jù)杠桿的平衡條件可知：FL1＝GL2＝mgL2，F(xiàn)×OB＝3kg×10N/kg×3OB，解得F＝180N，故A錯誤，B正確；
C、在B端施加的力最小時，力臂是最大的，當OB為F的力臂時，動力臂最大，根據(jù)杠桿的平衡條件可知：F'L'1＝GL2＝mgL2，F(xiàn)'×OB＝3kg×10N/kg×3OB，解得：F'＝90N，故C正確；
D、若將A端重物水平向右移動0.625m，此時A重力的力臂為：×1m﹣0.625m＝0.125m；此時OB＝×1m＝0.25m；
根據(jù)杠桿的平衡條件可知：F''L1＝GL'2＝mgL'2，F(xiàn)''××0.25m＝3kg×10N/kg×0.125m，解得：F''＝30N，故D錯誤。
故選：BC。
（多選）4．（2021 市北區(qū)校級自主招生）用圖甲所示的滑輪組將放置在水平地面上的底面積為30cm2、重為80N的物體提升一定高度，當用圖乙所示隨時間變化的豎直向上的拉力F拉繩的自由端時，物體的速度v和物體上升的高度h隨時間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示（不計繩重和繩與滑輪間的摩擦），下列說法正確的是（　　）
A．動滑輪重力為30N
B．0s～1s 內(nèi)，物體對地面的壓強是1.0×104Pa
C．1s～2s內(nèi)，拉力F做的功是15J
D．2s～3s內(nèi)。拉力F的功率是8W
【解答】解：由圖甲可知，動滑輪上承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3；
A、由圖丙可知，在2～3s內(nèi)，重物做勻速運動，由圖乙可知，此時拉力F2＝40N，不計繩重和繩與輪之間的摩擦，則繩端拉力F＝（G+G動），
所以，G動＝3F2﹣G＝3×40N﹣80N＝40N，故A錯誤；
B、由圖乙可知，0s～1s內(nèi)，拉力F3＝30N，由圖丙可知，此時重物處于靜止狀態(tài)，則物體和動滑輪受到向上的總拉力F總＝3F3＝3×30N＝90N，
所以，0s～1s內(nèi)，物體對地面的壓力：F壓＝G+G動﹣F總＝80N+40N﹣90N＝30N，物體對地面的壓強是為：p＝＝＝1.0×104Pa，故B正確；
C、由圖乙可知，在1～2s內(nèi)，拉力F1＝50N，由圖丁可知重物上升高度h1＝0.1m，則拉力端移動的距離：s1＝3h1＝3×0.1m＝0.3m，拉力做的功：W＝F1s1＝50N×0.3m＝15J，故C正確；
D、由圖丙可知，在2～3s內(nèi)，重物做勻速運動，v物＝0.2m/s，由圖乙可知此時拉力F2＝40N，繩子自由端移動速度：v繩＝3v物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，
所以拉力做功功率（總功率）：P總＝F2v繩＝40N×0.6m/s＝24W，故D錯誤。
故選：BC。
5．（2021 黃州區(qū)校級自主招生）如圖所示，粗細相同密度均勻的細棒做成“L”形，其中AC與CB垂直，AC長L，CB長L/2，整根細棒的重力是G，并放在固定的圓筒內(nèi)，圓筒內(nèi)側(cè)面和底面均光滑，圓筒橫截面的直徑為L．平衡時細棒正好處于經(jīng)過圓簡直徑的豎直平面內(nèi)。此時細棒對圓筒底面的壓力大小為　 　；細棒B端對圓筒側(cè)面的壓力為　　。
【解答】解：（1）如圖分析：“L”形細棒處于靜止狀態(tài)，根據(jù)物體受力平衡條件得：
物體在水平方向和豎直方向上和合力為零，
則：N＝+＝G，
N1＝N2，
（2）以C點為杠桿ACB的支點，則根據(jù)杠桿平衡條件得：
+＝N1Lcosα+，
∴6N1sinα+4Gsinα＝12N2cosα+Gcosα，
又∵N1＝N2，
∴N1（6sinα﹣12cosα）＝（cosα﹣4sinα）G，
∴N1＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因圓筒橫截面的直徑為L，由幾何關(guān)系得：
L＝Lsinα+Lcosα，
∴2sinα+cosα﹣2＝0，
又知：sin2α+cos2α＝1，
解得：sinα＝，cosα＝，
代入①式得：
N1＝＝。
故答案為：G；。
1．（2021 西藏）下列有關(guān)力學(xué)知識描述正確的是（　　）
A．定滑輪實質(zhì)上可以看成是省力杠桿
B．被拉開的弓具有彈性勢能
C．提著滑板在水平路面上行走，人對滑板豎直向上的拉力對滑板做了功
D．鐵軌下面鋪放枕木是為了增大壓強
【解答】解：A、定滑輪可以改變力的方向但不能省力，因為定滑輪實質(zhì)上是一個變形了的等臂杠桿，故A錯誤；21cnjy.com
B、被拉開的弓發(fā)生彈性形變，弓具有彈性勢能，故B正確；
C、提著滑板在水平路上前行，人給滑板一個向上的力，滑板向上沒有移動距離，人對滑板沒有做功，故C錯誤；
D、鐵軌鋪在枕木上，是為了在壓力一定時，增大受力面積來減小鐵軌對路基的壓強，故D錯誤。
故選：B。
2．（2021 鄂爾多斯）甲裝置中，空吊籃A重25N，B處繩子承受的拉力足夠大，C處繩子承受的最大拉力為100N。小壯將A提升到高處，施加拉力F隨時間變化關(guān)系如圖乙，A上升速度隨時間變化關(guān)系如圖丙。忽略繩重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（　　）2-1-c-n-j-y
A．動滑輪所受的重力為15N
B．第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為30J
C．此裝置最多能勻速運載160N重的貨物
D．此裝置運載貨物最高機械效率為92.5%
【解答】解：
A、由圖丙可知，在1～2s內(nèi)（第2s內(nèi)）A被勻速提升，由圖乙可知拉力F＝20N，由圖知，n＝2，忽略繩重及摩擦，動滑輪重力G動＝nF﹣GA＝2×20N﹣25N＝15N，故A正確；
B、由圖丙可知，第2s內(nèi)A上升的速度vA＝2m/s，第2s內(nèi)滑輪上升的高度h＝vAt＝2m/s×1s＝2m，第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為W額＝G動h＝15N×2m＝30J，故B正確；
C、忽略繩重及摩擦，繩子拉力為：F＝（G+GA+G動），
則提升貨物的最大重力為：G＝2F最大﹣GA﹣G動＝2×100N﹣25N﹣15N＝160N，故C正確；
D、此裝置提升重物的機械效率隨提升物重的增大而增大，
則此裝置提升重物的最大機械效率為：η＝＝＝＝＝＝80%，故D錯誤。
故選：D。
3．（2021 青島）小明自制的桿秤如圖所示，O為桿秤提紐，不掛重物和秤砣時，手提提紐桿秤可水平平衡。用它稱一物體，已知秤砣質(zhì)量m＝0.2kg，OA＝8cm，當OB＝40cm時，桿秤水平平衡，則物體的質(zhì)量為（　　）
A．1.0kg B．0.8kg C．0.6kg D．0.4kg
【解答】解：桿秤繞提紐O轉(zhuǎn)動，所以點O是桿秤的支點，作用在A處的力使桿秤逆時針轉(zhuǎn)動，由于桿秤水平平衡，其力臂是OA，作用在B處的力使桿秤順時針轉(zhuǎn)動，其力臂是OB；根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2，可知，m物g×OA＝m秤砣g×OB，即m物×8cm＝0.2kg×40cm，解得m物＝1kg，故A正確，B、C、D錯誤。
故選：A。
4．（2021 遂寧）涪江六橋建筑工地上矗立的塔吊，是用電動機來帶動滑輪組提升重物的設(shè)備。如何提高滑輪組機械效率，節(jié)約電能呢？為此同學(xué)們進行了“影響滑輪組機械效率因素”的實驗探究，用到的裝置如圖，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表所示：
實驗次數(shù) 鉤碼重G/N 鉤碼上升高度h/m 繩端拉力F/N 繩端移動距離s/m 機械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5%
（1）實驗中應(yīng)沿豎直方向 　 　拉動彈簧測力計。
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實驗是用 　 　圖所示裝置來完成的。
（3）通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：使用同一滑輪組提升相同重物，滑輪組的機械效率與重物上升高度無關(guān)。【來源：21·世紀·教育·網(wǎng)】
（4）通過比較 　 　兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機械效率越高（填實驗次數(shù)的序號）。21·世紀*教育網(wǎng)
（5）通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：不同滑輪組提升相同重物，動滑輪越重機械效率越小。
（6）為提高滑輪組機械效率節(jié)約電能，根據(jù)以上結(jié)論和生活經(jīng)驗，你建議可采取的措施有（多選） 　 　。
A.減輕動滑輪重
B.增加所提物體重
C.機械加潤滑油
D.增加重物上升高度
【解答】解：（1）為了準確測出滑輪組的機械效率，應(yīng)使彈簧測力計沿豎直方向做勻速直線運動；
（2）在第四次實驗中，s＝0.5m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝5，即承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝5，所以第4次實驗是用丙圖所示裝置來完成的；
（4）1、3兩次實驗，s＝0.3m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝3，使用同樣的滑輪組，即使用的甲、乙兩圖，通過得出的實驗數(shù)據(jù)可知提升的物體重力越大，滑輪組的機械效率越高，得出結(jié)論：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機械效率越高；
（6）要提高滑輪組的機械效率，可以：
A、減輕動滑輪重力，在提升相同重物、提升相同高度時，減小額外功，而有用功不變，總功減小，有用功與總功的比值增大，提高了滑輪組的機械效率；故A正確；
B、由實驗得出的結(jié)論可知，增大提升的物體重力，可以提高滑輪組的機械效率，故B正確；
C、機械加潤滑油，在提升相同重物、提升相同高度時，減小額外功，而有用功不變，總功減小，有用功與總功的比值增大，提高了滑輪組的機械效率；故C正確；
D、滑輪組的機械效率η＝＝＝＝，可見滑輪組的機械效率與提升物體的高度無關(guān)，所以，增加重物上升高度，不能提高滑輪組的機械效率；故D錯誤。
故答案為：（1）勻速；（2）丙；（4）1、3；（6）ABC。
5．（2021 蘭州）如圖甲所示的輕質(zhì)杠桿，O為支點。用細線將質(zhì)量為4kg、密度為4.0g/cm3的物體P懸掛在A點，同時在B點施加豎直向下的力F使杠桿水平平衡，OA：OB＝1：2。撤去力F，用細線將密度為3.0g/cm3的物體Q懸掛在支點O的左側(cè)，再將P、Q分別浸沒在水和某種未知液體中，調(diào)節(jié)細線在杠桿上的懸掛點使杠桿再次水平平衡。如圖乙所示，測得杠桿左、右側(cè)的力臂大小分別為L1和L2。然后將物體P、Q取出擦干后左右對調(diào)，再次將P、Q分別浸沒在未知液體和水中，重新調(diào)節(jié)杠桿仍能水平平衡，測得杠桿左、右兩側(cè)的力臂大小分別為L1′和L2′。已知ρ水＝1.0g/cm3，g＝10N/kg，L1L1′＝3L2L2′，杠桿足夠長，在調(diào)節(jié)過程中P、Q始終未露出液面，也未與容器壁和底接觸。求：
（1）力F的大小；
（2）物體P浸沒在水中時受到的浮力；
（3）未知液體的密度。
【解答】解：（1）由題知，OA：OB＝1：2，A點受到P的拉力大小等于P的重力，
根據(jù)杠桿的平衡條件有：F×OB＝GP×OA＝mPg×OA，
所以F＝×mPg＝×4kg×10N/kg＝20N；
（2）由ρ＝可得，物體P的體積：
VP＝＝＝10﹣3m3，
物體P浸沒在水中，V排P＝VP，
受到水的浮力F浮＝ρ水gVP＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3×10N/kg＝10N；
（3）圖乙中，將P、Q分別浸沒在水和某種未知液體中，左、右側(cè)的力臂大小分別為L1和L2時，杠桿水平平衡，
根據(jù)G＝mg＝ρVg和F浮＝ρ液gV排可得，Q對杠桿拉力：
FQ＝GQ﹣F浮Q＝ρQVQg﹣ρ液gVQ＝（ρQ﹣ρ液）gVQ，
同理：P對杠桿的拉力：
FP＝GP﹣F浮P＝ρPVPg﹣ρ水gVP＝（ρP﹣ρ水）gVP，
根據(jù)杠桿的平衡條件有：FQL1＝FPL2，
即：（ρQ﹣ρ液）gVQL1＝（ρP﹣ρ水）gVPL2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
將P、Q分別浸沒在未知液體和水中，即P、Q對調(diào)，重新調(diào)節(jié)杠桿仍能水平平衡，杠桿左、右兩側(cè)的力臂大小分別為L1′和L2′時，杠桿平衡，
P對杠桿的拉力F：
P′＝GP﹣F浮P′＝ρPVPg﹣ρ液gVP＝（ρP﹣ρ液）gVP，
Q對杠桿拉力：
FQ′＝GQ﹣F浮Q′＝ρQVQg﹣ρ水gVQ＝（ρQ﹣ρ水）gVQ，
根據(jù)杠桿的平衡條件有：FQ′L1′＝FP′L2′，
即：（ρP﹣ρ液）gVPL1′＝（ρQ﹣ρ水）gVQ L2′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①×②化簡得：
（ρQ﹣ρ液）（ρP﹣ρ液）L1L1′＝（ρP﹣ρ水）（ρQ﹣ρ水）L2 L2′，
由題知，L1L1′＝3L2L2′，代入上式可得：
3（ρQ﹣ρ液）（ρP﹣ρ液）＝（ρP﹣ρ水）（ρQ﹣ρ水），
3（3.0g/cm3﹣ρ液）（4.0g/cm3﹣ρ液）＝（4.0g/cm3﹣1.0g/cm3）（3.0g/cm3﹣1.0g/cm3），
解得：ρ液＝2.0g/cm3或ρ液＝5.0g/cm3，
因為P、Q始終未露出液面且杠桿有拉力，所以P、Q的密度大于水和液體的密度，故ρ液＝5.0g/cm3不合題意。
答：（1）力F的大小為20N；
（2）物體P浸沒在水中時受到的浮力為10N；
（3）未知液體的密度為2.0g/cm3。
1．（2022 寧遠縣模擬）如圖所示，鉛球從出手到將要落地的過程中，下列說法中正確的是（不計空氣阻力）（　　）
A．鉛球在a點時，動能最大
B．鉛球在b點時，勢能最大
C．鉛球由b→c時，動能轉(zhuǎn)化為勢能
D．鉛球由a→b時，機械能增大
【解答】解：A、鉛球在下落的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，當下落到與a點相同的高度時與a點的動能相同，c點比a點低，所以c點的動能最大，故A錯誤；
B、鉛球在b點時，高度最高，所以重力勢能最大，故B正確；
C、鉛球由b→c時，高度變小，重力勢能變小，速度變大，動能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故C錯誤；
D、因為不計空氣阻力，機械能守恒，各點的機械能相同，故D錯誤。
故選：B。
2．（2022 東西湖區(qū)模擬）如圖所示是北京冬奧會上冰壺比賽時的場景。下列說法正確的是（　　）
A．冰壺在冰面上滑動是由于冰壺受到慣性
B．運動員用冰刷掃冰可減小冰壺所受摩擦力
C．運動員用后腳向后蹬冰面是在防止摩擦力
D．冰壺在冰面上滑行的過程中動能保持不變
【解答】解：
A、冰壺在冰面上滑動是由于冰壺具有慣性，慣性是一種性質(zhì)，不能說受到慣性，故A錯誤；
B、運動員用毛刷“刷擦”冰壺運行前方的冰面，使冰面熔化，減小冰壺和冰面之間的摩擦力，故B正確；
C、運動員用后腳向后蹬冰面，給冰面一個向后的力，由于物體間力的作用是相互的，冰面給腳一個向前的力，運動員就會向前運動，是在利用摩擦力，故C錯誤；
D、冰壺在冰面上滑行的過程中，速度越來越小，質(zhì)量不變，動能逐漸變小，故D錯誤。
故選：B。
3．（2022 瓊海模擬）用彈簧測力計兩次水平拉同一木塊，使它在同一水平木板上做勻速直線運動，圖乙是它運動的路程隨時間變化的圖像，下列說法正確的是（　　）
A．木塊兩次運動的速度相等
B．木塊第一次受到的摩擦力較小
C．木塊兩次受到的摩擦力均為2.3N
D．木塊兩次受到拉力的功率之比為2：1
【解答】解：A、根據(jù)s﹣t圖形，相同時間內(nèi)，第一次行走的路程大于第二次的路程，故A錯誤；
B、摩擦力大小和壓力以及粗糙面程度有關(guān)，與拉動的速度大小無關(guān)，故B錯誤；
C、木塊在做勻速直線運動時，摩擦力與拉力二力平衡，大小為2.6N；
D、根據(jù)P＝＝＝Fv，兩次的拉力相等，速度之比為2：1，木塊兩次受到拉力的功率之比為2：1，故D正確。21*cnjy*com
4．（2022 烏蘭察布模擬）如圖所示，用24N的力F沿水平方向拉滑輪，可使重20N的物體A以0.2m/s的速度在水平面上勻速運動。物體B重10N，彈簧測力計的示數(shù)恒為5N（不計滑輪、測力計、繩子的重，不計繩子與滑輪摩擦，滑輪的轉(zhuǎn)軸光滑）。下列說法正確的是（　　）
A．地面受到的摩擦力是8N
B．滑輪移動的速度是0.4m/s
C．水平拉力F 的功率是4.8W
D．在2s內(nèi)繩子對物體A做的功為4.8J
【解答】解：
A、從圖中可知。n＝2，因為拉力F＝24N，所以對A的拉力為F′＝F＝×24N＝12N，彈簧測力計的示數(shù)恒為5N，則物體B對A的摩擦力為5N，方向向右，所以地面對A的摩擦力為12N﹣5N＝7N，根據(jù)物體間力的作用是相互的，可知地面受到的摩擦力是7N，故A錯誤；
B、A移動的速度即繩端移動的速度為0.2m/s，所以滑輪的移動速度為×0.2m/s＝0.1m/s，故B錯誤；
C、水平拉力的功率P＝＝＝Fv＝24N×0.1m/s＝2.4W，故C錯誤；
D、2s內(nèi)物體A移動的距離s＝vt＝0.2m/s×2s＝0.4m，在2s內(nèi)繩子對物體A做的功W＝F′s＝12N×0.4m＝4.8J，故D正確。
故選D。
5．（2022 十堰模擬）小明同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的滑輪組裝置，當施加圖乙所示隨時間變化的水平拉力F時，重物的速度v隨時間t變化的關(guān)系如圖丙所示。不計繩與滑輪的重量及滑輪轉(zhuǎn)動時的摩擦，繩對滑輪的拉力方向近似看成水平方向。在0﹣1s內(nèi)，重物受到地面的摩擦力為 　 　N，在1s到2s內(nèi)，物體受到的摩擦力 　 　（選填“逐漸變大”“逐漸變小”或“保持不變”）。在2s﹣3s內(nèi)，拉力F做功的功率為 　 W。
【解答】解：（1）在0～1s內(nèi)，拉力F1＝100N，由圖丙可知，物體在0﹣1s內(nèi)速度為0，處于靜止狀態(tài)，
從動滑輪上直接引出的繩子股數(shù)n＝3，
則在0﹣1s內(nèi)，重物受到地面的摩擦力f＝3×F1＝3×100N＝300N，
從圖丙可知，在1s到2s內(nèi)，物體做加速運動，受到滑動摩擦力的作用，物體對地面的壓力和接觸面的粗糙程度都不變，故物體受到的摩擦力保持不變；
（2）由圖丙可知在2～3s內(nèi)，重物做勻速運動，v＝0.50m/s，
由圖甲可知，拉力F＝200N，
從動滑輪上直接引出的繩子股數(shù)n＝3，
拉力F的作用點繩子自由端在水平方向運動的速度v′＝3v＝3×0.50m/s＝1.5m/s，
拉力做功功率（總功率）：
P總＝F′v＝200N×1.5m/s＝300W；
故答案為：300；保持不變；300。
6．（2022 西華縣二模）如圖所示，用不可伸長的輕質(zhì)細線和輕質(zhì)彈簧分別吊著兩個完全相同的小球A和B，現(xiàn)將小球拉起使細線和彈簧都在同一水平方向上，且兩球高度相同，此時彈簧處于自然狀態(tài)。然后由靜止自由釋放兩球，到最低點時兩球仍在同一高度上。此時A球的速度 　 　（選填“大于”、“小于”或“等于”）B球的速度，你判斷的理由是 　 　。
【解答】解：兩個小球質(zhì)量相同，且開始時處于同一高度，因此它們具有的重力勢能相等，也就是機械能相等。由題意可知，兩球下降的高度相等，則兩球的重力勢能減小量相等，即兩球損失的重力勢能相等。
不計空氣阻力，當A球擺動到最低點時，它的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，即動能等于原來的重力勢能；B球在下降的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈簧的彈性勢能，因此A球的動能大，由于A和B的質(zhì)量相同，所以A的速度大。
故答案為：大于；A和B的最終高度相同，當A球擺動到最低點時，它的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，即動能等于原來的重力勢能；B球在下降的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈簧的彈性勢能，因此A球的動能大，速度大。
7．（2022 奉化區(qū)模擬）小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，他用質(zhì)量不同的兩個鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），分別從不同的高度h和H（H＞h）由靜止開始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖所示。
（1）小明通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷鋼球動能的大小，若水平面絕對光滑，本實驗將 　 　（選填“能”或“不能”）達到探究目的。
（2）通過甲乙丙實驗分析可得結(jié)論 　 　。
（3）另一同學(xué)用圖丁、戊所示的方法探究動能的大小與速度的關(guān)系，他將相同質(zhì)量的小球從不同高度（h1＞h2）由靜止開始釋放，通過觀察木塊在鐵板和毛巾上滑行的距離來判斷小球動能的大小，這種方法是 　 　的。（選填“正確”或“錯誤”）
【解答】解：（1）實驗中通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這里用到的物理學(xué)研究問題的方法是轉(zhuǎn)換法；21·cn·jy·com
若水平面絕對光滑，則木塊運動時不受摩擦力作用，撞擊后將保持勻速直線運動，不能通過木塊移動的距離長短來判斷小球動能的大小，所以本實驗將不能達到探究目的。
（2）甲、乙兩圖中小球的質(zhì)量一定，初始高度不同，到達水平面的時的速度不同，對木塊做功多少不同，速度越小，動能越小，故可以得出結(jié)論：在質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大。
（3）圖中所示的方法探究動能的大小與速度的關(guān)系，應(yīng)改變小球撞擊木塊前的速度，控制其它因素相同，而實驗中沒有控制水平面的粗糙程度相同，故錯誤的。
故答案為：（1）不能；（2）在質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；（3）錯誤。
8．（2022 青山區(qū)模擬）如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為30N。若物體和地面之間的摩擦力大小為45N，則：
（1）A處的拉力大小為 　 　。
（2）若拉力F拉著繩子自由端水平向右移動了3m，則物體移動的距離為 　 　。
（3）滑輪組的機械效率為 　 　。若要提高滑輪組的機械效率，可以采取的措施是 　 　。
【解答】解：（1）因為物體做勻速直線運動，所以物體A受到的拉力與摩擦力是一對平衡力，大小相等，F(xiàn)拉＝f＝45N，作用在A處的拉力大小等于物體受到的拉力，大小也等于45N；21世紀教育網(wǎng)版權(quán)所有
（2）由圖可知n＝2，繩子自由端移動的距離：s＝ns物＝2×3m＝6m；
（3）滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝75%；
減小輪和軸之間的摩擦可以提高滑輪組效率。
故答案為：（1）45N；（2）6m；（3）75%；減小輪和軸之間的摩擦。
9．（2022 定遠縣二模）如圖所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重為1500N的物體從斜面底部勻速推到頂部（不計物體本身大小）。已知斜面長L＝5m，高h＝2m。
（1）若該過程中斜面的效率為80%，求此時物體受到的摩擦力；
（2）若斜面光滑沒有摩擦，請分析推理說明隨著斜面傾斜角度的增大，推力F的變化情況。
【解答】解：（1）所做有用功為：W有＝Gh＝1500N×2m＝3000J；
由η＝得，總功為：W總＝＝＝3750J；
所做額外功為：W額＝W總﹣W有＝3750J﹣3000J＝750J；
由W額＝fs得，摩擦力為：f＝＝＝150N。
（2）若斜面光滑，W額＝0，則W總＝W有，即FL＝Gh，F(xiàn)＝G ，故當斜面傾角增大時會增大，所以F也會變大。www.21-cn-jy.com
答：（1）此時物體受到的摩擦力為150N；
（2）若斜面光滑沒有摩擦，隨著斜面傾斜角度的增大，推力F會變大。
10．（2022 豐臺區(qū)二模）在數(shù)千年漫長的農(nóng)業(yè)社會中，杠桿和根據(jù)杠桿原理制造的工具，在人類改造自然、發(fā)展生產(chǎn)的過程中發(fā)揮著重要作用。其中，桿秤是我國古代杠桿應(yīng)用的杰作之一，它反映了我國古代人民的聰明才智。【出處：21教育名師】
某同學(xué)在學(xué)習(xí)了桿秤的知識后，發(fā)現(xiàn)桿秤不僅可以稱量物體的質(zhì)量，還可以改為密度秤，用來測量液體密度。于是他利用身邊的器材自己動手制作了一個測量液體密度的密度秤，如圖所示。提鈕固定在細木棒的重心O處，密度未知的金屬塊M固定在A點，鉤碼N是密度秤的秤砣，將鉤碼N掛在B點時，密度秤恰好水平平衡。現(xiàn)將金屬塊M浸沒在某種液體中，調(diào)節(jié)鉤碼N的位置，當其移至C點時，密度秤再次水平平衡。已知，AO＝10cm，OB＝20cm，BC＝3cm，鉤碼N的質(zhì)量m＝100g，金屬塊M的體積V＝25cm3，細繩的質(zhì)量忽略不計，g取10N/kg。求：
（1）金屬塊M所受的重力；
（2）液體的密度。
【解答】解：（1）根據(jù)杠桿的平衡條件可得GM×OA＝GN×OB，
根據(jù)G＝mg可得GM×OA＝mNg×OB，即GM×10cm＝100×10﹣3kg×10N/kg×20cm，
解得：GM＝2N；
（2）將金屬塊M浸沒在某種液體中，調(diào)節(jié)鉤碼N的位置，當其移至C點時，密度秤再次水平平衡，則根據(jù)杠桿的平衡條件得：（GM﹣F浮）×OA＝GN×OC，
根據(jù)阿基米德原理可得：（GM﹣ρ液gV）×OA＝GN×OC，
即（2N﹣ρ液×10N/kg×25×10﹣6m3）×10cm＝100×10﹣3kg×10N/kg×（20cm﹣3cm），
解得：ρ液＝1.2×103kg/m3。
答：（1）金屬塊M所受的重力為2N；
（2）液體的密度為1.2×103kg/m3。
專題19 簡單機械
課題1思維導(dǎo)圖 自主學(xué)習(xí)區(qū)
課題2考點管理 明確考點分布
歸類探究1、認識杠桿的五要素及圖示 平衡條件 悟透各類題型
例題選講1
變式演練1
歸類探究2、研究杠桿的平衡 悟透各類題型
例題選講2
變式演練2
歸類探究3、應(yīng)用杠桿的平衡條件解決問題 悟透各類題型
例題選講3
變式演練3
歸類探究4、辨認定滑輪 動滑輪 滑輪組 悟透各類題型
例題選講4
變式演練4
歸類探究5、滑輪組的特點 悟透各類題型
例題選講5
變式演練5
課題3.走進重高 命題規(guī)律分析
課題4.課堂練習(xí) 提升解題能力
課題5.限時集訓(xùn) 點拔拓展延伸
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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一、杠桿
1．杠桿的定義：在力的作用下，能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿。杠桿可以是直的、也可以是彎的。
2．杠桿的五要素：______、動力、阻力、動力臂、阻力臂。
3．動力和阻力的方向不一定相反，但作用效果一定相反。
4．力臂是______________________________________________________的距離，而不是支點到力的作用點的距離。
5．作力臂的步驟
a．找出支點O的位置；
b．畫出動力作用線和阻力作用線；
c．從支點分別作動力作用線和阻力作用線的垂線段即為____________和____________。
6．杠桿保持______或____________狀態(tài)，稱為杠桿平衡。
7．杠桿平衡的條件
動力×動力臂＝阻力×阻力臂，即____________。　
（2022 杭州模擬）如圖是實驗常用的試管夾，O是支點，使用時用力向下按圖示按壓處可打開試管夾。下列能正確表示使用該試管夾時的杠桿示意圖是（　　）
A． B． C． D．
（2022 溫江區(qū)模擬）冰球是冬奧會比賽項目之一，如圖所示，運動員正在做擊球練習(xí)，右手持冰球桿的一端，左手揮桿，把冰球桿視為杠桿，O點為支點，F(xiàn)為左手對桿施加的力，A點為運動員的重心。請畫出：
①運動員受到的重力G的示意圖；
②力F的力臂L。
杠桿在動力和阻力的作用下，保持靜止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，我們就說杠桿處于平衡。
（2022 徐州一模）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，安裝好杠桿，發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，此時需要將平衡螺母向 　 　調(diào)節(jié)，使之在水平位置平衡。如圖所示，在杠桿左側(cè)20cm處掛了三個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，可以在杠桿右側(cè)30cm處掛 　 　個鉤碼。若將實驗器材靜止放在斜面上，是否可以完成以上操作過程？　 　。
（2022 南海區(qū)校級模擬）如圖所示是小明“探究杠桿的平衡條件”的裝置，每只鉤碼重為0.5N（鉤碼個數(shù)若干），彈簧測力計量程為0～5N。
（1）實驗之前，先將該裝置置于水平桌面上，再調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是 　 　。
（2）圖甲中，小明實驗時始終使杠桿在水平位置平衡。當彈簧測力計豎直向下拉時其示數(shù)是 　 　N，此時將彈簧測力計斜向下拉則其示數(shù)將 　 　（選填“增大”、“減小”或“不變”）。若鉤碼和測力計的位置保持不變，則在A點最多可掛 　 　只鉤碼。
（3）圖乙中，小明用彈簧測力計豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，此時彈簧測力計的示數(shù)為F1，杠桿受到繩的拉力為F2，小明發(fā)現(xiàn)F1×OD≠F2×OC，其原因是 　 　。
（4）探究杠桿平衡的條件需要測量多組數(shù)據(jù)，下列兩個實驗中與其目的相同的是 　 　（選填序號）。
①探究光的反射規(guī)律
②測量定值電阻的阻值
杠桿類型 力臂關(guān)系 平衡時力的關(guān)系 優(yōu)缺點 應(yīng)用
省力杠桿 l1>l2 ____________ 省力，費距離 撬棒、瓶蓋起子等
費力杠桿 l1F2 ______，省距離 鑷子、火鉗等
等臂杠桿 l1＝l2 F1＝F2 不省力，不省距離 天平、定滑輪等
1．人的頭顱——等臂杠桿
抬頭時，可以在頸部找到杠桿，杠桿的支點在脊柱之頂，支點后的肌肉收縮提供動力，頭顱的重量是阻力。這個杠桿幾乎是個______杠桿。21教育名師原創(chuàng)作品
2．人的手臂——費力杠桿
肘關(guān)節(jié)是支點，肱二頭肌肉所用的力是動力，手拿的重物的重力是______力，顯然我們的前臂是一種______力杠桿。雖然費力，但是可以省距離(少移動距離)，提高工作效率。
3．走路時的腳——省力杠桿
腳掌前部是支點，人體的重力就是______力，腿肚肌肉產(chǎn)生的拉力就是______力。這種杠桿可以克服較大的體重。
（多選）（2022 深圳三模）周末，小明和爸爸在公園玩蹺蹺板的游戲，但是爸爸的體重幾乎是小明體重的2倍，無法使用雙人蹺蹺板進行游戲。聰明的小明把爸爸拉到四人蹺蹺板跟前，安排好座位后，就順利的玩了起來。聰明的小明是怎樣安排座位的呢（　　）
A．小明A位 爸爸C位 B．小明B位 爸爸D位
C．小明C位 爸爸A位 D．小明D位 爸爸B位
（2022 河南模擬）下列對生活現(xiàn)象的描述正確的是（　　）
A．使用羊角錘時能省距離
B．美麗霧凇的形成是凝華現(xiàn)象
C．小紙條會被“吸”向水流，說明流體流速越大的位置，壓強越大
D．自行車剎車時用力捏車閘，目的主要是為了增大壓強
二、滑輪
1．定滑輪：工作時軸固定不動的滑輪，如圖甲。
2．動滑輪：工作時軸發(fā)生移動的滑輪，如圖乙。
實質(zhì) 力的關(guān)系(F，G) 距離的關(guān)系(s，h) 作用
定滑輪 等臂杠桿 F＝G s＝h 改變力的方向
動滑輪 動力臂是阻力臂兩倍的杠桿 F＝G s＝______ 省力
滑輪組 F＝______ s＝nh 既可以省力，也可以改變力的方向
（2022 奉化區(qū)模擬）如圖所示，北京冬奧會升旗所用的旗桿頂部裝有一個滑輪，這類滑輪的主要特點是（　　）
A．省力 B．改變力的方向
C．省距離 D．省功
（2022 濟南二模）一輛汽車不小心陷進泥潭后，司機按圖所示的方法安裝滑輪將汽車從泥潭中勻速拉出。他安裝的是（　　）
A．動滑輪，能省力
B．動滑輪，能改變力的方向
C．定滑輪，能省力
D．定滑輪，能改變力的方向
1．滑輪組：由定滑輪跟動滑輪組成的滑輪組。
2．特點：既能改變用力的______，也能______。
考點9　使用滑輪組(限于兩個滑輪的滑輪組)解決簡單的問題　
使用滑輪組時，滑輪組用n段繩子拉物體，拉物體所用的力F就是物重的n分之一，即F＝______，n表示拉物體繩子數(shù)。
（2022 樂昌市一模）把質(zhì)量相等的A、B兩物體掛在如圖所示滑輪組下面，不計繩重、滑輪重和摩擦，放手后（　　）
A．A、B均靜止
B．無法確定A、B的運動情況
C．A上升
D．A下降
（2022 昌平區(qū)二模）如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，物體B在勻速下降時，通過滑輪組拉著物體A使其在水平面上做勻速直線運動，此時物體A受到繩子水平向左的拉力為100N。當用一個水平向右的拉力拉動物體A時，物體A恰能向右做勻速直線運動。已知每個滑輪重均為20N，不計滑輪組的繩重和摩擦，下列說法中正確的是（　　）【來源：21cnj*y.co*m】
A．物體A所受滑動摩擦力為300N
B．物體B所受重力為300N
C．支架受到滑輪組的拉力為220N
D．物體A受到水平向右的拉力為100N
1．（2021 鏡湖區(qū)校級自主招生）如圖是某女生在水平地面上做俯臥撐，她做完10個俯臥撐的過程中所做的功最接近（　　）
A．1×102J B．1×103J C．1×104J D．1×105J
（多選）2．（2021 青島自主招生）如圖所示，聰明愛玩的小亮將一個滑輪固定在豎直墻壁上，另一個固定在自己的滑板車上，用繩子將兩個滑輪組裝成滑輪組。小亮站在滑板車上拉動手中的繩子，他用10N的拉力在4s內(nèi)使自己和滑板車一起沿水平地面勻速向墻運動了1.2m。滑輪重、軸摩擦和繩重均忽略不計。下列說法中正確的是（　　）
A．滑板車對人的摩擦力水平向右，大小為10N
B．豎直墻壁受到的拉力為20N
C．滑板車受到地面的摩擦力水平向右，大小為20N
D．動滑輪對滑板車拉力的功率為6W
（多選）3．（2021 惠城區(qū)校級自主招生）如圖所示，一根輕質(zhì)杠桿長為1m，A端掛一個質(zhì)量為3kg的重物，B端受到一個與水平方向成30°斜向下的拉力F，AO＝3BO，此時輕桿AB在水平位置平衡，（g取10N/kg）則以下計算結(jié)果正確的是（　　）
A．B端受到的拉力F的大小為10N
B．B端受到的拉力F的大小為180N
C．若保持杠桿水平平衡，B端最小拉力為90N
D．若將A端重物水平向右移動0.625m，拉力F＝50N
（多選）4．（2021 市北區(qū)校級自主招生）用圖甲所示的滑輪組將放置在水平地面上的底面積為30cm2、重為80N的物體提升一定高度，當用圖乙所示隨時間變化的豎直向上的拉力F拉繩的自由端時，物體的速度v和物體上升的高度h隨時間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示（不計繩重和繩與滑輪間的摩擦），下列說法正確的是（　　）
A．動滑輪重力為30N
B．0s～1s 內(nèi)，物體對地面的壓強是1.0×104Pa
C．1s～2s內(nèi)，拉力F做的功是15J
D．2s～3s內(nèi)。拉力F的功率是8W
5．（2021 黃州區(qū)校級自主招生）如圖所示，粗細相同密度均勻的細棒做成“L”形，其中AC與CB垂直，AC長L，CB長L/2，整根細棒的重力是G，并放在固定的圓筒內(nèi)，圓筒內(nèi)側(cè)面和底面均光滑，圓筒橫截面的直徑為L．平衡時細棒正好處于經(jīng)過圓簡直徑的豎直平面內(nèi)。此時細棒對圓筒底面的壓力大小為　 　；細棒B端對圓筒側(cè)面的壓力為　　。
1．（2021 西藏）下列有關(guān)力學(xué)知識描述正確的是（　　）
A．定滑輪實質(zhì)上可以看成是省力杠桿
B．被拉開的弓具有彈性勢能
C．提著滑板在水平路面上行走，人對滑板豎直向上的拉力對滑板做了功
D．鐵軌下面鋪放枕木是為了增大壓強
2．（2021 鄂爾多斯）甲裝置中，空吊籃A重25N，B處繩子承受的拉力足夠大，C處繩子承受的最大拉力為100N。小壯將A提升到高處，施加拉力F隨時間變化關(guān)系如圖乙，A上升速度隨時間變化關(guān)系如圖丙。忽略繩重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（　　）2-1-c-n-j-y
A．動滑輪所受的重力為15N
B．第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為30J
C．此裝置最多能勻速運載160N重的貨物
D．此裝置運載貨物最高機械效率為92.5%
3．（2021 青島）小明自制的桿秤如圖所示，O為桿秤提紐，不掛重物和秤砣時，手提提紐桿秤可水平平衡。用它稱一物體，已知秤砣質(zhì)量m＝0.2kg，OA＝8cm，當OB＝40cm時，桿秤水平平衡，則物體的質(zhì)量為（　　）
A．1.0kg B．0.8kg C．0.6kg D．0.4kg
4．（2021 遂寧）涪江六橋建筑工地上矗立的塔吊，是用電動機來帶動滑輪組提升重物的設(shè)備。如何提高滑輪組機械效率，節(jié)約電能呢？為此同學(xué)們進行了“影響滑輪組機械效率因素”的實驗探究，用到的裝置如圖，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表所示：
實驗次數(shù) 鉤碼重G/N 鉤碼上升高度h/m 繩端拉力F/N 繩端移動距離s/m 機械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5%
（1）實驗中應(yīng)沿豎直方向 　 　拉動彈簧測力計。
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實驗是用 　 　圖所示裝置來完成的。
（3）通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：使用同一滑輪組提升相同重物，滑輪組的機械效率與重物上升高度無關(guān)。【來源：21·世紀·教育·網(wǎng)】
（4）通過比較 　 　兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機械效率越高（填實驗次數(shù)的序號）。21·世紀*教育網(wǎng)
（5）通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：不同滑輪組提升相同重物，動滑輪越重機械效率越小。
（6）為提高滑輪組機械效率節(jié)約電能，根據(jù)以上結(jié)論和生活經(jīng)驗，你建議可采取的措施有（多選） 　 　。
A.減輕動滑輪重
B.增加所提物體重
C.機械加潤滑油
D.增加重物上升高度
5．（2021 蘭州）如圖甲所示的輕質(zhì)杠桿，O為支點。用細線將質(zhì)量為4kg、密度為4.0g/cm3的物體P懸掛在A點，同時在B點施加豎直向下的力F使杠桿水平平衡，OA：OB＝1：2。撤去力F，用細線將密度為3.0g/cm3的物體Q懸掛在支點O的左側(cè)，再將P、Q分別浸沒在水和某種未知液體中，調(diào)節(jié)細線在杠桿上的懸掛點使杠桿再次水平平衡。如圖乙所示，測得杠桿左、右側(cè)的力臂大小分別為L1和L2。然后將物體P、Q取出擦干后左右對調(diào)，再次將P、Q分別浸沒在未知液體和水中，重新調(diào)節(jié)杠桿仍能水平平衡，測得杠桿左、右兩側(cè)的力臂大小分別為L1′和L2′。已知ρ水＝1.0g/cm3，g＝10N/kg，L1L1′＝3L2L2′，杠桿足夠長，在調(diào)節(jié)過程中P、Q始終未露出液面，也未與容器壁和底接觸。求：
（1）力F的大小；
（2）物體P浸沒在水中時受到的浮力；
（3）未知液體的密度。
1．（2022 寧遠縣模擬）如圖所示，鉛球從出手到將要落地的過程中，下列說法中正確的是（不計空氣阻力）（　　）
A．鉛球在a點時，動能最大
B．鉛球在b點時，勢能最大
C．鉛球由b→c時，動能轉(zhuǎn)化為勢能
D．鉛球由a→b時，機械能增大
2．（2022 東西湖區(qū)模擬）如圖所示是北京冬奧會上冰壺比賽時的場景。下列說法正確的是（　　）
A．冰壺在冰面上滑動是由于冰壺受到慣性
B．運動員用冰刷掃冰可減小冰壺所受摩擦力
C．運動員用后腳向后蹬冰面是在防止摩擦力
D．冰壺在冰面上滑行的過程中動能保持不變
3．（2022 瓊海模擬）用彈簧測力計兩次水平拉同一木塊，使它在同一水平木板上做勻速直線運動，圖乙是它運動的路程隨時間變化的圖像，下列說法正確的是（　　）
A．木塊兩次運動的速度相等
B．木塊第一次受到的摩擦力較小
C．木塊兩次受到的摩擦力均為2.3N
D．木塊兩次受到拉力的功率之比為2：1
4．（2022 烏蘭察布模擬）如圖所示，用24N的力F沿水平方向拉滑輪，可使重20N的物體A以0.2m/s的速度在水平面上勻速運動。物體B重10N，彈簧測力計的示數(shù)恒為5N（不計滑輪、測力計、繩子的重，不計繩子與滑輪摩擦，滑輪的轉(zhuǎn)軸光滑）。下列說法正確的是（　　）
A．地面受到的摩擦力是8N
B．滑輪移動的速度是0.4m/s
C．水平拉力F 的功率是4.8W
D．在2s內(nèi)繩子對物體A做的功為4.8J
5．（2022 十堰模擬）小明同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的滑輪組裝置，當施加圖乙所示隨時間變化的水平拉力F時，重物的速度v隨時間t變化的關(guān)系如圖丙所示。不計繩與滑輪的重量及滑輪轉(zhuǎn)動時的摩擦，繩對滑輪的拉力方向近似看成水平方向。在0﹣1s內(nèi)，重物受到地面的摩擦力為 　 　N，在1s到2s內(nèi)，物體受到的摩擦力 　 　（選填“逐漸變大”“逐漸變小”或“保持不變”）。在2s﹣3s內(nèi)，拉力F做功的功率為 　 W。
6．（2022 西華縣二模）如圖所示，用不可伸長的輕質(zhì)細線和輕質(zhì)彈簧分別吊著兩個完全相同的小球A和B，現(xiàn)將小球拉起使細線和彈簧都在同一水平方向上，且兩球高度相同，此時彈簧處于自然狀態(tài)。然后由靜止自由釋放兩球，到最低點時兩球仍在同一高度上。此時A球的速度 　 　（選填“大于”、“小于”或“等于”）B球的速度，你判斷的理由是 　 　。
7．（2022 奉化區(qū)模擬）小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，他用質(zhì)量不同的兩個鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），分別從不同的高度h和H（H＞h）由靜止開始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖所示。
（1）小明通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷鋼球動能的大小，若水平面絕對光滑，本實驗將 　 　（選填“能”或“不能”）達到探究目的。
（2）通過甲乙丙實驗分析可得結(jié)論 　 　。
（3）另一同學(xué)用圖丁、戊所示的方法探究動能的大小與速度的關(guān)系，他將相同質(zhì)量的小球從不同高度（h1＞h2）由靜止開始釋放，通過觀察木塊在鐵板和毛巾上滑行的距離來判斷小球動能的大小，這種方法是 　 　的。（選填“正確”或“錯誤”）
8．（2022 青山區(qū)模擬）如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為30N。若物體和地面之間的摩擦力大小為45N，則：
（1）A處的拉力大小為 　 　。
（2）若拉力F拉著繩子自由端水平向右移動了3m，則物體移動的距離為 　 　。
（3）滑輪組的機械效率為 　 　。若要提高滑輪組的機械效率，可以采取的措施是 　 　。
9．（2022 定遠縣二模）如圖所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重為1500N的物體從斜面底部勻速推到頂部（不計物體本身大小）。已知斜面長L＝5m，高h＝2m。
（1）若該過程中斜面的效率為80%，求此時物體受到的摩擦力；
（2）若斜面光滑沒有摩擦，請分析推理說明隨著斜面傾斜角度的增大，推力F的變化情況。
10．（2022 豐臺區(qū)二模）在數(shù)千年漫長的農(nóng)業(yè)社會中，杠桿和根據(jù)杠桿原理制造的工具，在人類改造自然、發(fā)展生產(chǎn)的過程中發(fā)揮著重要作用。其中，桿秤是我國古代杠桿應(yīng)用的杰作之一，它反映了我國古代人民的聰明才智。【出處：21教育名師】
某同學(xué)在學(xué)習(xí)了桿秤的知識后，發(fā)現(xiàn)桿秤不僅可以稱量物體的質(zhì)量，還可以改為密度秤，用來測量液體密度。于是他利用身邊的器材自己動手制作了一個測量液體密度的密度秤，如圖所示。提鈕固定在細木棒的重心O處，密度未知的金屬塊M固定在A點，鉤碼N是密度秤的秤砣，將鉤碼N掛在B點時，密度秤恰好水平平衡。現(xiàn)將金屬塊M浸沒在某種液體中，調(diào)節(jié)鉤碼N的位置，當其移至C點時，密度秤再次水平平衡。已知，AO＝10cm，OB＝20cm，BC＝3cm，鉤碼N的質(zhì)量m＝100g，金屬塊M的體積V＝25cm3，細繩的質(zhì)量忽略不計，g取10N/kg。求：
（1）金屬塊M所受的重力；
（2）液體的密度。
專題19 簡單機械
課題1思維導(dǎo)圖 自主學(xué)習(xí)區(qū)
課題2考點管理 明確考點分布
歸類探究1、認識杠桿的五要素及圖示 平衡條件 悟透各類題型
例題選講1
變式演練1
歸類探究2、研究杠桿的平衡 悟透各類題型
例題選講2
變式演練2
歸類探究3、應(yīng)用杠桿的平衡條件解決問題 悟透各類題型
例題選講3
變式演練3
歸類探究4、辨認定滑輪 動滑輪 滑輪組 悟透各類題型
例題選講4
變式演練4
歸類探究5、滑輪組的特點 悟透各類題型
例題選講5
變式演練5
課題3.走進重高 命題規(guī)律分析
課題4.課堂練習(xí) 提升解題能力
課題5.限時集訓(xùn) 點拔拓展延伸
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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