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专题05 能量探索（2）——简单机械
1.（2024秋 镇海区校级期中）使用机械可以减轻劳动强度，提高工作效率。下列杠杆中，能节省距离的是（　　）
A．独轮车
B．铡刀
C．筷子
D．开瓶器
【答案】C
【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，费距离，故A不符合题意；
B、铡刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故B不符合题意；
C、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故C符合题意；
D、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D不符合题意。
故选：C。
2．（2025春 杭州校级期中）如图所示是生活中的一些事例或者所使用的工具，目的主要是为了省力的是（　　）
A．用镊子夹取物体 B．用船桨划水
C．旗杆顶部用滑轮 D．修建盘山公路
【答案】D
【解答】解：AB、用镊子夹取物体和用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，它们的特点是费力、省距离，故AB不正确。
C、旗杆顶部的滑轮属于定滑轮，它不省力，但可以改变力的方向，故C错误。
D、盘山公路相当于斜面，它能省力，但费距离，故D正确。
故选：D。
3.（2023 宁波）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m。已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦。这一过程中，下列说法错误的是（　　）
A．绳子自由端移动速度为0.05m/s
B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J
D．该滑轮的机械效率为80%
【答案】A
【解答】解：
A、由图知，n＝2，绳子自由端移动距离s＝2h＝2×0.1m＝0.2m，
绳子自由端移动速度v0.1m/s，故A错误；
B、不计绳重及摩擦，拉力F（G+G动）（1N+0.25N）＝0.625N，故B正确；
C、拉力做的功W总＝Fs＝0.625N×0.2m＝0.125J，故C正确；
D、有用功：W有用＝Gh＝1N×0.1m＝0.1J，
滑轮组的机械效率：
η100%＝80%，故D正确。
故选：A。
4.（2023 丽水）如图是教室壁挂式实物展台示意图，MN为展示台，PQ为连杆拉柱展示台，m为展示物。以下是展示台承载展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解答】解：根据题意可知，该装置为一个杠杆，MN能绕N点点转动，所以N点为支点O；展示物对MN的压力为阻力F2，方向向下；PQ对杠杆的拉力为动力F1，方向沿QP斜向上，故A正确。
故选：A。
5.（2023 湖州）机械的发明和使用，极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械，一定不能省力的是（　　）
A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面
【答案】C
【解答】解：A、杠杆在使用过程中如果动力臂大于阻力臂，可以省力，故A错误；
B、使用动滑轮可以省一半的力，故B错误；
C、使用定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故C正确；
D、使用斜面多走距离，但可以省力，故D错误。
故选：C。
6.（2024秋 鄞州区校级期中）如图所示，杠杆始终水平平衡。改变弹簧测力计拉力的方向，使其从①→②→③．此过程中，弹簧测力计的示数将（　　）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
【答案】C
【解答】解：由图知，测力计在②位置时，其动力臂等于右段杆长，此时动力臂最长，由①→②→③的过程动力臂先变大后变小，根据杠杆的平衡条件，测力计的示数先变小后变大。
故选：C。
7．（2024秋 杭州期中）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
【解答】解：
A、提升物体的重力相等，在相同的时间内物体升高了相同的距离，由W有用＝Gh可知两次提升物体所做的有用功相等，故A错误；
BC、图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲＝2h，不计绳重和摩擦；
使用甲动滑轮时，拉力F甲（G+G动）；所以拉力做功W甲＝F甲s甲（G+G动）×2h＝（G+G动）h＞Gh；
使用乙定滑轮时，拉力F乙＝G，拉力做功W乙＝F乙s乙＝Gh，所以乙装置中拉力F做的总功少，由P知乙装置中拉力F做的总功率小，甲做总功的功率大，故B错误，C正确；
D、不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%；所以两种装置的机械效率η乙＞η甲，故D错误。
故选：C。
8．（2024秋 衢州期中）年糕是我国的传统食物，属于农历新年的应时食品。如图是切年糕的机器，请回答下面的问题：
（1）该机器属于 　省力　 杠杆（选填“省力”或“费力”）。
（2）小柯切年糕时想更轻松，应将年糕靠近刀片 　A　 端，（选填“A”或“B”），同时动力的方向应选择图中的 　2　 （选填“1”“2”或“3”）。
【答案】（1）省力；（2）A；2。
【解答】解：（1）该机器使用时，支点在A点，阻力在B处，手柄为动力作用点，可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（2）要想切年糕时想要更加轻松，根据杠杆平衡公式F1L1＝F2L2，在阻力不变的情况下，应尽量减少阻力臂和增加动力臂，所以应将年糕靠近支点A，同时动力的方向应选择图中的2，此时动力臂最长。
故答案为：（1）省力；（2）A；2。
9．（2025 浙江）同学们好奇古人是如何将巨物搬到高处的（省略古人劳动场景），将相关猜想画成如图的简图。其中，A与石头之间用绳索固定，AC是杠杆，C处用人体的重力拉动杠杆，AC＝4.8m，AB＝0.8m，石头重5000kg。
（1）此杠杆是 　省力　 （填“省力”或“省距离”）杠杆。
（2）在某次操作中，石头在MN上移动0.1m，高度升高0.05m，求克服石头重力做的功。
（3）在某次操作中，绳子与AC垂直，AC与竖直方向成30°，要拉动巨石，绳子对巨石的拉力至少为32100N，假设每个人的体重是60kg，C处要用多少个人才能把石头拉起？
【答案】（1）省力；
（2）克服石头重力做的功为2500J；
（3）C处要用22个人才能把石头拉起。
【解答】解：（1）因为绳子与AC垂直，AC与竖直方向成30°，动力作用在C点且竖直向下，由图知动力臂L1＝BC×sin30°＝4m2m，阻力臂为AB＝0.8m，动力臂大于阻力臂，根据杠杆分类，此杠杆是省力杠杆。
（2）石头质量m＝5000kg，石头重力G＝mg＝5000kg×10N/kg＝5×104N；
石头升高高度h＝0.05m，克服石头重力做的功W＝Gh＝5×104N×0.05m＝2500J。
（3）已知绳子对巨石的拉力F2＝32100N，阻力臂L2＝AB＝0.8m；
根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，可得动力F112840N；
每个人的重力G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N；
则nG人＝n600N≥12840N；
则需要人数n≥21.4，人数需取整数，所以n＝22。
答：（1）省力；
（2）克服石头重力做的功为2500J；
（3）C处要用22个人才能把石头拉起。
10．（2024 浙江）图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。
请回答。
（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的 　C　 （填字母）。
A.细胞
B.组织
C.器官
（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？
合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3′是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB＝8厘米，OC＝2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）
【答案】（1）C；（2）高碳钢；（3）绳子端需施加的力F1为80N。
【解答】解：（1）叶在生物体结构层次中属于器官，故选：C。
（2）设铁Fe的质量为x；
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
56 2
x 0.035g
x＝0.98g
碳的质量为：1.00g﹣0.98g＝0.02g；碳的质量分数为：2%，故属于高碳钢；
（3）由图2可知，O为支点，F3为阻力，OC为阻力臂，OB为动力臂，根据杆平衡条件F1l1＝F2l2可得960N×2cm＝F2×8cm，则F2＝240N；
工具自重和摩擦忽略不计，对上面定滑轮受力分析，F2＝3F1，则F1＝80N。
故答案为：（1）C；（2）高碳钢；（3）绳子端需施加的力F1为80N。
11．（2023 绍兴）赛龙舟自古以来在我国广为流传，现已成为亚运会比赛项目。如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图，绳子系在“船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将“船桨“从位置“1”划到位置“2”，重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克，“划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。（船桨重、绳重与摩擦均不计）
（1）该装置中两个滑轮的作用是 　改变力的方向　 。
（2）“划桨”一次，人至少做功 　120　 焦。
（3）图乙是某种耐力练习示意图，保持“船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米，OB为40厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直“船桨”的力F。求此时力F的大小。
【答案】（1）改变力的方向；（2）120；（3）此时力F为300N。
【解答】解：（1）该装置中两个滑轮是定滑轮，定滑轮可以改变力的方向；
（2）重物的质量为20kg，重物的重力为：
G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；
“划桨”一次拉过绳子的距离为60cm，则“划桨”一次人克服重力做的功为：
W＝Gh＝200N×0.6m＝120J；
（3）若OA为60厘米，OB为40厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直“船桨”的力F，此时O为支点，OA为阻力臂，OB为动力臂，作用在A点的力大小等于物体的重力，即FA＝G＝200N，根据杠杆平衡条件，
FA×OA＝F×OB，即200N×60cm＝F×40cm，
解得：F＝300N。
故答案为：（1）改变力的方向；（2）120；（3）此时力F为300N。
12．（2025春 杭州校级期中）庭院伞（如图甲）在户外使用，有防晒遮阳效果。使用时，可通过往底座中注水达到防倾倒的目的。不使用时可将水倒出，便于移动和收纳。结构如图乙，其中圆形伞面直径为3米，质量为15千克，底座不装水时质量为10千克，其长度为0.8米。
（1）若在无风天气，为防止庭院伞倾倒，至少应往底座中加入多少千克水？（伞架、吊杆质量忽略不计）
（2）往底座加不同质量的水，可抵抗不同风速。若你作为设计师，庭院伞还有哪些可调节的防倾倒设计，请列举一项。 　增大底座的长度，使得O点左移，减小左侧的力臂，同时增大右侧的力臂，使得不易倾倒　 。
【答案】（1）至少应往底座中加入46.25kg水；
（2）增大底座的长度，使得O点左移，减小左侧的力臂，同时增大右侧的力臂，使得不易倾倒。
【解答】解：（1）根据图中知，杠杆倾倒绕着O点转动，O为支点，
左侧伞面力臂等于半径，为1.5m，而右侧均匀，重心在中点，故力臂等于底座的一半，为0.4m；
依据杠杆平衡条件得：G伞×l1＝G右总×l2；
即15kg×10N/kg×1.5m＝（10kg+m）×10N/kg×0.4m；
解得m＝46.25kg。
（2）往底座加不同质量的水，可抵抗不同风速。为了防止倾倒，可以增大底座的长度，使得O点左移，减小左侧的力臂，同时增大右侧的力臂，使得不易倾倒。
答：（1）至少应往底座中加入46.25kg水；
（2）增大底座的长度，使得O点左移，减小左侧的力臂，同时增大右侧的力臂，使得不易倾倒。
13．（2025春 富阳区期中）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。根据杆秤的工作原理和下列器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。按照下列步骤制作了此密度计：
步骤：①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”。
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度。
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣；当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“？”刻度（单位g/cm3）。
④　以A、B两点之间的长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度　 。
（1）杆秤的工作原理是　杠杆平衡条件（F1L1＝F2L2）　 。
（2）步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为　1.0　 。
（3）如何在杆秤上标其它刻度（精确到0.1g/cm3）？请将步骤④的操作补充完整：　以A、B两点之间的长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度　 。
（4）用多种密度已知的液体对出密度秤刻度准确度进行检验。为了制作出精确度更高的“密度秤”，请举出一项改进措施是　减小秤砣的质量（答案不唯一）　 。
【答案】（1）杠杆平衡条件（F1L1＝F2L2）；（2）1.0；
（3）以A、B两点之间的长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度；
（4）减小秤砣的质量（答案不唯一）。
【解答】解：（1）通过图示的模型结合杠杆的定义，即可确定它用到的相关知识，杆秤的工作原理是杠杆平衡原理；
（2）密度秤测量水的密度，水的密度是1.0g/cm3；故在B的位置标记为1.0；
（3）根据杠杆平衡的条件F1L1＝F2L2，G0×L1＝G陀×LA；
添加液体后，（G0+ρ液gV）×L1＝G陀×Lx；说明力臂Lx与液体密度是一次函数关系，刻度是均匀的，精确到0.1g/cm3，因而以A、B两点之间的长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度；
（4）减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确。
故答案为：（1）杠杆平衡条件（F1L1＝F2L2）；（2）1.0；
（3）以A、B两点之间的长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度；
（4）减小秤砣的质量（答案不唯一）。
14．斜面是一种简单机械。螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图甲中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度。仔细观察如图乙、丙所示的两个螺丝钉，则（　　）
A．乙更省力 B．丙更省力
C．乙、丙省力情况相同 D．乙、丙都能省功
【答案】A
【解答】解：由图知，乙、丙螺丝钉高度相同，乙螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长。因为斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力。所以乙螺丝钉使用起来更省力。
故选：A。
（2024秋 临海市期末）在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的箱子匀速向上提起相同的高度，甲用时为10秒，乙用时为30秒。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（　　）
A．使用甲方式不能省力，但能省功
B．乙方式人对绳子的拉力为220N
C．甲方式对箱子做功比乙方式快
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
【考点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；机械效率的概念；功率大小的比较．
【答案】C
【分析】（1）使用定滑轮不能省力，使用任何机械都不能省功；
（2）由图乙知n=2，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，根据F=求出乙方式人对绳子的拉力；
（3）功率是表示做功快慢的物理量，分别求出甲、乙两图中人做功的功率，即可解答；
（4）忽略绳重和摩擦，在甲图中，额外功为0，在乙图中，需要克服动滑轮重力做额外功，再结合机械效率的定义来比较。
【解答】解：A、因为图甲中两个滑轮都是定滑轮，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，F=G=400N，即使用定滑轮不能省力，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B、由图乙知n=2，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，乙方式人对绳子的拉力为：
F===210N，故B错误；
C、图甲中，人做的功为：W甲=F's'=Gh=400N×h,
人做功的功率为：P甲====40hW，
图乙中，人做的功为：W乙=Fs=F×2h=210N×2h,
人做功的功率为：P乙===14hW，
即P甲＞P乙，甲方式对箱子做功比乙方式快，故C正确；
D、甲方式两个滑轮都是定滑轮，不计绳重和摩擦，不用做额外功，机械效率100%，乙方式有一个动滑轮，需要做额外功，机械效率小于100%，故D错误。
故选：C。
15．如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙所示，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（　　）
A．拉力F做的功为840J
B．绳子自由端移动的距离为15m
C．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变小
D．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
【答案】A
【解答】解：
AB、物体M从a点到c点过程中，通过的距离为2m+3m＝5m，绳子的有效段数为2，故绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×5m＝10m；
ab＝2m，bc＝3m，绳子自由端移动的距离分别为：s1＝2×2m＝4m，s2＝2×3m＝6m，由图乙知绳子的拉力分别为60N和100N，拉力做的总功为：W＝W1+W2＝F1s1+F2s2＝60N×4m+100N×6m＝840J，故A正确、B错误；
C、使物体M在水平地面匀速移动，根据二力平衡，物体受到的滑动摩擦力等于水平面上绳子的拉力的大小，因绳端拉力100N大于60N，由f＝F水平＝nF绳﹣G动可知bc段物体受到的滑动摩擦力大，滑轮组的机效率为：η，动滑轮的重力不变，物体从ab段到bc段，滑动摩擦力变大，所以滑轮组的机械效率变大，故C错误；
D、本题中，克服摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功，ab段和在bc段动滑轮提升的高度不同，根据W＝Gh可知，拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功，故D错误。
故选：A。
16.我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），“标”是指提纽到“权”的距离，“本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（　　）
A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力
B．“权”“重”增加相同的质量，A端会下降
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽0向B端移动一些，杆秤测量范围变大
【答案】C
【解答】解：A、由图可知，“权”“重”表示作用在杠杆上的力，“标”“本”表示作用在杠杆上的“权”“重”到支点的距离，即为力臂，故A正确，不符合题意；B、杠杆原本是平衡的，即“权”ד标”＝“重”ד本”。假设左右侧两侧增加的质量均为m，则左侧动力与动力臂的乘积增加量为mד标”，则右侧阻力与阻力臂的乘积增加量为mד本”，因“标”＞“本”，则mד标”＞mד本”，即（“权+m”）ד标”＞（“重+m”）ד本”，所以A段会下沉，故B正确，不符合题意；C、在“权”不变、“重”增大时，若要杠杆仍保持平衡，根据杠杆的平衡条件可知，应增大“标”，即把“权”向A端适当移动，故C错误，符合题意；D、将提纽O向B端移动一些，“标”增大而“本”变小，则“权”ד标”增大。由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故D正确，不符合题意。故选：C。
17.因为地震，造成了很多堰塞湖，假设有一块长方体石块堵住了水的去路，设水的密度为ρ，石块的质量为m，石块的左右侧面为正方形，边长为a，宽度为b，石块与地面足够粗糙，不会滑动，水若能推倒石块，则石块的宽度b应该满足的条件是（　　）
A．b B．b C．b D．b
【答案】C
【解答】解：设水底距石块距离为x，任取一微元Δx，如图所示：
该点受到水的压强：
p＝ρg（a﹣x），
该微元的面积：
S＝aΔx，
该微元面积上受到的压力：
F＝pS
＝ρg（a﹣x）aΔx，
由力矩公式得，水对石块压力的力矩：
Mρg（a﹣x）axdxρga4ρga4ρga4，
石块重力的力矩：
M'＝mg mgb，
由题意知，水若能推倒石块，则有：
M′＜M，
mgbρga4，
解得：b。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
18．随着生活水平的提高，人们越来越注重健身运动。
（1）如图甲为锻炼臂力的健身器材结构示意图，其中属于动滑轮的是 　A　 （填字母）。
（2）做仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，人体的重力G为阻力，如图乙所示。请画出此时人体杠杆模型的动力臂（用字母L标注）。
【答案】（1）A；（2）见解答图
【解答】解：（1）甲图中B滑轮的轴不移动，属于定滑轮；A滑轮的轴随物体一起运动，属于动滑轮；
（2）过支点O作动力F作用线的垂线，该垂线段为动力臂L，如图所示：
故答案为：（1）A；（2）见解答图。
19.如图甲为塔式起重机吊装路灯灯柱简易示意图，若灯柱总重力为3000N，总长3m，重心在P点，OP长度为路灯灯柱总长的。
（1）使用时，滑轮A的作用是 　改变力的方向　 。
（2）若图甲中动滑轮装置B和绳子的质量、摩擦均不计，则当灯柱左端从水平地面刚被吊起时，求拉力F的大小。
（3）如图乙所示，建筑工地上用该塔式起重机吊升重为1200N的窗玻璃，在匀速吊升过程中拉力F的大小保持800N，窗玻璃被吊升了10m。求滑轮组的机械效率η。
【答案】（1）改变力的方向；
（2）拉力F的大小为500N；
（3）滑轮组的机械效率为75%。
【解答】解：（1）由图甲可知，A为定滑轮，其作用是改变力的方向；
（2）当灯柱左端从水平地面刚被吊起时，灯柱相当于一个杠杆，根据杠杆平衡条件可得：
FB×L＝GL，即：FB×L＝3000NL，
解得，FB＝1000N，
由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝2，
动滑轮装置B和绳子的质量、摩擦均不计，
拉力F的大小：FFB；
（3）滑轮组的机械效率：η75%。
答：（1）改变力的方向；
（2）拉力F的大小为500N；
（3）滑轮组的机械效率为75%。
20.如图甲是建筑工地上的“塔吊”示意图，其配重箱A质量为4000kg，起重臂上有一个可以沿水平方向左右移动的滑车B，图乙为滑车B及滑轮组中钢绳的穿绳示意图，滑车B内装的电动机可卷动钢绳提升重物C。现用该装置吊起重6×103N的物体C，不计起重臂、滑车、钢绳、动滑轮重及摩擦。
（1）这一过程中电动机对钢绳的拉力为 　3000　 N。
（2）若悬挂重物C的钢绳与动滑轮下挂钩的接触面积为5cm2求挂钩承受的压强。
（3）若配重箱A到支点O的距离为6m，则滑车B可向右移动的最远距离是多少？
（4）若电动机在25s内将物体C竖直向上匀速吊起10m，求该电动机克服物体C重力做功的功率。
【答案】（1）3000；
（2）挂钩承受的压强为1.2×107Pa；
（3）滑车B可向右移动的最远距离是40m；
（4）该电动机克服物体C重力做功的功率为2400W。
【解答】解：（1）由图乙可知，动滑轮上的绳子段数为n＝2，不计起重臂、滑车、钢绳、动滑轮重及摩擦，
电动机对钢绳的拉力：F拉G6000N＝3000N；
（2）挂钩承受的压力等于重物C的重力，即：F＝G＝6000N，
挂钩承受的压强：
p1.2×107Pa；
（3）根据杠杆平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，
即：4000kg×10N/kg×6m＝6000N×OB，
解得，滑车B可向右移动的最远距离为OB＝40m；
（4）该电动机克服物体C重力做功的功率：
P2400W。
答：（1）3000；
（2）挂钩承受的压强为1.2×107Pa；
（3）滑车B可向右移动的最远距离是40m；
（4）该电动机克服物体C重力做功的功率为2400W。
21.如图甲所示为用滑轮组匀速提升重物的示意图；如图乙所示为卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉绳子的速度v的关系图，卷扬机拉绳子的功率P保持不变，动滑轮重为90N。不计绳重及摩擦。
（1）滑轮组匀速提升不同重物时，随着卷扬机对绳子竖直向下的拉力F的减小，滑轮组的机械效率 　减小　 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
（2）当卷扬机拉绳子的速度v为0.2m/s时，求卷扬机拉绳子的功率P和滑轮组的机械效率。
【答案】（1）减小；
（2）当卷扬机拉绳子的速度v为0.2m/s时，卷扬机拉绳子的功率为90W，滑轮组的机械效率为90%。
【解答】解：（1）动滑轮重为90N，不计绳重及摩擦，根据F（G+G动）可知，随着卷扬机对绳子竖直向下的拉力F的减小，说明G减小，
由η可知，滑轮组的机械效率减小；
（2）当卷扬机拉绳子的速度v为0.2m/s时，由图可知，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F为450N，则卷扬机拉绳子的功率为：
PFv＝450N×0.2m/s＝90W；
由图甲可知，n＝2，不计绳重及摩擦，根据F（G+G动）可知，物重为：
G＝nF﹣G动＝2×450N﹣90N＝810N，
滑轮组的机械效率为：
η100%＝90%。
答：（1）减小；
（2）当卷扬机拉绳子的速度v为0.2m/s时，卷扬机拉绳子的功率为90W，滑轮组的机械效率为90%。
22.重600N的一根匀质钢管放在水平地面上，抬起它的一端需要的力至少为 　300　 N．如果始终保持B端所用的力沿竖直方向，在抬起钢管的一端的过程中拉力 　不变　 （填大小变化）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：已知阻力为G＝600N，假设钢管长为L，因为是匀质钢管，抬起一端时，另一端为支点，动力臂为OA，阻力臂为OA，根据杠杆平衡条件：
G AB＝F AB
FG600N＝300N；
如图：
若动力总是竖直向上，因为△ACE∽△ADB，所以 为定值，即动力臂和阻力臂的比值为定值，因为阻力（钢管重）不变，根据：
杠杆平衡条件，动力F保持不变。
故答案为：300；不变。
23.如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两剪片形成的刀口中，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，还应尽量将枝条靠近　O点　 （选填“B点”或“O点”）。若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用100N的拉力作用在绳子自面端时，A点受到绳子a的拉力为　300　 N。
【答案】O点；300。
【解答】解：根据题干信息为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，据杠杆的平衡条件尽可能增大动力臂或者减小阻力臂，所以尽量将枝条靠近O点；
若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用100N的拉力作用在绳子自由端时：F绳，代入数据：100N，所以Fa＝3040N。
故答案为：O点；300。
24.如图所示是物理兴趣小组制作的悬浮桌，A为桌面部分（图中阴影部分），B为桌子的底架，这两部分之间仅靠竖直软绳CD和EF相连。已知A重50N且左右对称、质量分布均匀。CD到A的竖直对称轴以及EF的距离分别为l1＝15cm和l2＝30cm。经分析可知，软绳EF对桌面A的作用力方向向　下　 （选填“上”或“下”），软绳CD对A的作用力大小为　75　 N。
【答案】下；75。
【解答】解：CD对A的作用力：E为支点，A的重力力臂为：
lA＝l1+l2＝15cm+30cm＝45cm；
绳子拉力力臂为：lCD＝l2＝30cm；
根据杠杆的平衡条件，则有：FCDlCD＝GlA，即：FCD×30cm＝50N×45cm，解得软绳CD对A的作用力为：FCD＝75N；
EF对桌面A的作用力：D为支点，A的重力使得杠杆逆时针旋转，则软绳EF对桌面A的作用力应使得杠杆顺时针旋转，则软绳EF对桌面A的作用力方向竖直向下。
故答案为：下；75。
25.踮脚运动的基本模型是杠杆。如图是小敏踮脚时的示意图，已知小敏的质量为50千克，假设图中阻力臂是动力臂的一半，他每次双脚踮脚过程中身体重心抬升高度是5厘米。求：
（1）此时脚掌相当于　省力　 杠杆；
（2）每次双脚踮脚时，小腿肌肉对每只脚的拉力　125N　 ；
（3）每次双脚踮脚过程中，假设小腿肌肉拉力始终竖直向上，请问在踮脚上升过程中小腿拉力大小如何变化？并说明理由　不变；将脚简化为如图的杠杆，肌肉拉力始终竖直向上，重力始终竖直向下，OC为阻力重力的力臂，OD为小腿肌肉对每只脚的拉力的动力臂，
由由△OAC≌△ABD知道，不变，由杠杆的平衡条件知道G1 OC＝F1 OD；
由可知，腿肌肉对每只脚的拉力的大小将不变　 。
【答案】（1）省力
（2）125N
（3）不变；将脚简化为如图的杠杆，肌肉拉力始终竖直向上，重力始终竖直向下，OC为阻力重力的力臂，OD为小腿肌肉对每只脚的拉力的动力臂，
由由△OAC≌△ABD知道，不变，由杠杆的平衡条件知道G1 OC＝F1 OD；
由可知，腿肌肉对每只脚的拉力的大小将不变。
【解答】解：（1）已知图中阻力臂是动力臂的一半，即动力臂大于阻力臂，故脚掌相当于省力杠杆。
（2）由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2知，
则两脚所用的力；
故每只脚的拉力。
（3）将脚简化为如图的杠杆，肌肉拉力始终竖直向上，重力始终竖直向下，OC为阻力重力的力臂，OD为小腿肌肉对每只脚的拉力的动力臂，
由由△OAC≌△ABD知道，不变，由杠杆的平衡条件知道G1 OC＝F1 OD；
由可知，腿肌肉对每只脚的拉力的大小将不变。
故答案为：（1）省力
（2）125N
（3）不变；将脚简化为如图的杠杆，肌肉拉力始终竖直向上，重力始终竖直向下，OC为阻力重力的力臂，OD为小腿肌肉对每只脚的拉力的动力臂，
由由△OAC≌△ABD知道，不变，由杠杆的平衡条件知道G1 OC＝F1 OD；
由可知，腿肌肉对每只脚的拉力的大小将不变。
26．《天工开物》中记载了三千年前人们在井上汲水使用的桔槔，如图甲所示。图乙是其简化模型图，水平轻质杠杆MN的力臂L1＝0.5m，L2＝0.2m；在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为10cm的正方体B完全浸没于水中，此时杠杆平衡。（水的密度为1.0×103kg/m3）求：
（1）B物体受到的浮力。
（2）B物体的密度。
（3）在杠杆M端施加拉力F使物体B恰好完全离开水面时，求此时F的大小。
【答案】（1）B物体受到的浮力为10N；
（2）B物体的密度为6×103kg/m3；
（3）此时F的大小为4N。
【解答】解：（1）由题意可知，B物体的体积：VB＝（a）3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
因为B物体浸没在水中，所以B物体排开水的体积：VB排＝VB＝1×10﹣3m3，
则B物体受到的浮力：FB浮＝ρ水gVB排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N；
（2）A物体对杠杆的拉力：FA＝GA＝mAg＝2kg×10N/kg＝20N，
由杠杆的平衡条件可得：FA×L1＝FB×L2，
即：20N×0.5m＝FB×0.2m，
解得：FB＝50N，
由图可知，此时B物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力，由力的平衡条件可知，B物体的重力：
GB＝FB+FB浮＝50N+10N＝60N，
由G＝mg可知，B物体的质量：mB6kg，
则B物体的密度：ρB6×103kg/m3；
（3）物体B恰好完全离开水面时，B物体对杠杆的拉力：FB'＝GB＝60N，
由杠杆的平衡条件可得：FA'×L1＝FB'×L2，
即：FA'×0.5m＝60N×0.2m，
解得：FA'＝24N，
所以在杠杆M端施加拉力：F＝FA'﹣GA＝24N﹣20N＝4N。
答：（1）B物体受到的浮力为10N；
（2）B物体的密度为6×103kg/m3；
（3）此时F的大小为4N。
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专题05 能量探索（2）——简单机械
1.（2024秋 镇海区校级期中）使用机械可以减轻劳动强度，提高工作效率。下列杠杆中，能节省距离的是（　　）
A．独轮车
B．铡刀
C．筷子
D．开瓶器
2．（2025春 杭州校级期中）如图所示是生活中的一些事例或者所使用的工具，目的主要是为了省力的是（　　）
A．用镊子夹取物体 B．用船桨划水
C．旗杆顶部用滑轮 D．修建盘山公路
3.（2023 宁波）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m。已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦。这一过程中，下列说法错误的是（　　）
A．绳子自由端移动速度为0.05m/s
B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J
D．该滑轮的机械效率为80%
4.（2023 丽水）如图是教室壁挂式实物展台示意图，MN为展示台，PQ为连杆拉柱展示台，m为展示物。以下是展示台承载展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5.（2023 湖州）机械的发明和使用，极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械，一定不能省力的是（　　）
A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面
6.（2024秋 鄞州区校级期中）如图所示，杠杆始终水平平衡。改变弹簧测力计拉力的方向，使其从①→②→③．此过程中，弹簧测力计的示数将（　　）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
7．（2024秋 杭州期中）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
8．（2024秋 衢州期中）年糕是我国的传统食物，属于农历新年的应时食品。如图是切年糕的机器，请回答下面的问题：
（1）该机器属于 　 　 杠杆（选填“省力”或“费力”）。
（2）小柯切年糕时想更轻松，应将年糕靠近刀片 　 　 端，（选填“A”或“B”），同时动力的方向应选择图中的 　 　 （选填“1”“2”或“3”）。
9．（2025 浙江）同学们好奇古人是如何将巨物搬到高处的（省略古人劳动场景），将相关猜想画成如图的简图。其中，A与石头之间用绳索固定，AC是杠杆，C处用人体的重力拉动杠杆，AC＝4.8m，AB＝0.8m，石头重5000kg。
（1）此杠杆是 　 　 （填“省力”或“省距离”）杠杆。
（2）在某次操作中，石头在MN上移动0.1m，高度升高0.05m，求克服石头重力做的功。
（3）在某次操作中，绳子与AC垂直，AC与竖直方向成30°，要拉动巨石，绳子对巨石的拉力至少为32100N，假设每个人的体重是60kg，C处要用多少个人才能把石头拉起？
10．（2024 浙江）图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。
请回答。
（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的 　 　 （填字母）。
A.细胞
B.组织
C.器官
（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？
合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3′是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB＝8厘米，OC＝2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）
11．（2023 绍兴）赛龙舟自古以来在我国广为流传，现已成为亚运会比赛项目。如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图，绳子系在“船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将“船桨“从位置“1”划到位置“2”，重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克，“划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。（船桨重、绳重与摩擦均不计）
（1）该装置中两个滑轮的作用是 　 　 。
（2）“划桨”一次，人至少做功 　 　 焦。
（3）图乙是某种耐力练习示意图，保持“船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米，OB为40厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直“船桨”的力F。求此时力F的大小。
12．（2025春 杭州校级期中）庭院伞（如图甲）在户外使用，有防晒遮阳效果。使用时，可通过往底座中注水达到防倾倒的目的。不使用时可将水倒出，便于移动和收纳。结构如图乙，其中圆形伞面直径为3米，质量为15千克，底座不装水时质量为10千克，其长度为0.8米。
（1）若在无风天气，为防止庭院伞倾倒，至少应往底座中加入多少千克水？（伞架、吊杆质量忽略不计）
（2）往底座加不同质量的水，可抵抗不同风速。若你作为设计师，庭院伞还有哪些可调节的防倾倒设计，请列举一项。 　 　 。
13．（2025春 富阳区期中）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。根据杆秤的工作原理和下列器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。按照下列步骤制作了此密度计：
步骤：①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”。
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度。
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣；当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“？”刻度（单位g/cm3）。
④　 。
（1）杆秤的工作原理是　 　 。
（2）步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为　 　 。
（3）如何在杆秤上标其它刻度（精确到0.1g/cm3）？请将步骤④的操作补充完整　 。
（4）用多种密度已知的液体对出密度秤刻度准确度进行检验。为了制作出精确度更高的“密度秤”，请举出一项改进措施是　 　 。
14．斜面是一种简单机械。螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图甲中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度。仔细观察如图乙、丙所示的两个螺丝钉，则（　　）
A．乙更省力 B．丙更省力
C．乙、丙省力情况相同 D．乙、丙都能省功
（2024秋 临海市期末）在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的箱子匀速向上提起相同的高度，甲用时为10秒，乙用时为30秒。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（　　）
A．使用甲方式不能省力，但能省功
B．乙方式人对绳子的拉力为220N
C．甲方式对箱子做功比乙方式快
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
15．如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙所示，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（　　）
A．拉力F做的功为840J
B．绳子自由端移动的距离为15m
C．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变小
D．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
16.我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），“标”是指提纽到“权”的距离，“本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（　　）
A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力
B．“权”“重”增加相同的质量，A端会下降
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽0向B端移动一些，杆秤测量范围变大
17.因为地震，造成了很多堰塞湖，假设有一块长方体石块堵住了水的去路，设水的密度为ρ，石块的质量为m，石块的左右侧面为正方形，边长为a，宽度为b，石块与地面足够粗糙，不会滑动，水若能推倒石块，则石块的宽度b应该满足的条件是（　　）
A．b B．b C．b D．b
18．随着生活水平的提高，人们越来越注重健身运动。
（1）如图甲为锻炼臂力的健身器材结构示意图，其中属于动滑轮的是 　 　 （填字母）。
（2）做仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，人体的重力G为阻力，如图乙所示。请画出此时人体杠杆模型的动力臂（用字母L标注）。
19.如图甲为塔式起重机吊装路灯灯柱简易示意图，若灯柱总重力为3000N，总长3m，重心在P点，OP长度为路灯灯柱总长的。
（1）使用时，滑轮A的作用是 　 　 。
（2）若图甲中动滑轮装置B和绳子的质量、摩擦均不计，则当灯柱左端从水平地面刚被吊起时，求拉力F的大小。
（3）如图乙所示，建筑工地上用该塔式起重机吊升重为1200N的窗玻璃，在匀速吊升过程中拉力F的大小保持800N，窗玻璃被吊升了10m。求滑轮组的机械效率η。
20.如图甲是建筑工地上的“塔吊”示意图，其配重箱A质量为4000kg，起重臂上有一个可以沿水平方向左右移动的滑车B，图乙为滑车B及滑轮组中钢绳的穿绳示意图，滑车B内装的电动机可卷动钢绳提升重物C。现用该装置吊起重6×103N的物体C，不计起重臂、滑车、钢绳、动滑轮重及摩擦。
（1）这一过程中电动机对钢绳的拉力为 　 　 N。
（2）若悬挂重物C的钢绳与动滑轮下挂钩的接触面积为5cm2求挂钩承受的压强。
（3）若配重箱A到支点O的距离为6m，则滑车B可向右移动的最远距离是多少？
（4）若电动机在25s内将物体C竖直向上匀速吊起10m，求该电动机克服物体C重力做功的功率。
21.如图甲所示为用滑轮组匀速提升重物的示意图；如图乙所示为卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉绳子的速度v的关系图，卷扬机拉绳子的功率P保持不变，动滑轮重为90N。不计绳重及摩擦。
（1）滑轮组匀速提升不同重物时，随着卷扬机对绳子竖直向下的拉力F的减小，滑轮组的机械效率 　 　 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
（2）当卷扬机拉绳子的速度v为0.2m/s时，求卷扬机拉绳子的功率P和滑轮组的机械效率。
22.重600N的一根匀质钢管放在水平地面上，抬起它的一端需要的力至少为 　 　 N．如果始终保持B端所用的力沿竖直方向，在抬起钢管的一端的过程中拉力 　 　 （填大小变化）。
23.如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两剪片形成的刀口中，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，还应尽量将枝条靠近　 　 （选填“B点”或“O点”）。若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用100N的拉力作用在绳子自面端时，A点受到绳子a的拉力为　 　 N。
24.如图所示是物理兴趣小组制作的悬浮桌，A为桌面部分（图中阴影部分），B为桌子的底架，这两部分之间仅靠竖直软绳CD和EF相连。已知A重50N且左右对称、质量分布均匀。CD到A的竖直对称轴以及EF的距离分别为l1＝15cm和l2＝30cm。经分析可知，软绳EF对桌面A的作用力方向向　 　 （选填“上”或“下”），软绳CD对A的作用力大小为　 　 N。
25.踮脚运动的基本模型是杠杆。如图是小敏踮脚时的示意图，已知小敏的质量为50千克，假设图中阻力臂是动力臂的一半，他每次双脚踮脚过程中身体重心抬升高度是5厘米。求：
（1）此时脚掌相当于　 　 杠杆；
（2）每次双脚踮脚时，小腿肌肉对每只脚的拉力　 　 ；
（3）每次双脚踮脚过程中，假设小腿肌肉拉力始终竖直向上，请问在踮脚上升过程中小腿拉力大小如何变化？并说明理由　
26．《天工开物》中记载了三千年前人们在井上汲水使用的桔槔，如图甲所示。图乙是其简化模型图，水平轻质杠杆MN的力臂L1＝0.5m，L2＝0.2m；在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为10cm的正方体B完全浸没于水中，此时杠杆平衡。（水的密度为1.0×103kg/m3）求：
（1）B物体受到的浮力。
（2）B物体的密度。
（3）在杠杆M端施加拉力F使物体B恰好完全离开水面时，求此时F的大小。
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