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第四讲：简单机械（1）—杠杆和滑轮
杠杆
1. 定义：如果一根硬棒在力的作用下，能够绕 固定点 转动，这根硬棒就叫作杠杆，
注意：硬棒的形状可以是任意形态(长条形，圆形，球形等等)，不一定是长条状。
五要素: 支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂 。
【典例1.1】MN为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m为展示物。以下是展示台承裁展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】杠杆的五要素，分为支点，动力臂，动力，阻力臂和阻力。
【解答】若去掉连杆pQ，此时MN展台会逆时针绕着N点转动，故支点在最右侧的N点；PQ的作用效果是拉住展台，避免其展台沿着逆时针方向转动，故其拉力方向为斜向上。
故答案为：A
【对点训练1.1】（2023 舟山一模）如图所示筷子盒在A处施加向下的力时，筷子会从出口滚出。忽略筷子的压力，以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解答】解：A处施加的动力的方向是向下的，支点在杠杆的最左侧，所以阻力的方向是向上的，根据四个选项可知，A中图正确。
故选：A。
2. 杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡状态: 静止 或 匀速转动 。
(2)通过实验可得杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是 动力×动力臂=阻力×阻力臂 。
注意：当动力和阻力在支点的同侧时，动力和阻力方向在杠杆的异侧；
当动力和阻力在支点的异侧时，动力和阻力方向在杠杆的同侧。
(3)注意点：实验时应调节杠杆使杠杆在水平位置平衡，其目的是 便于直接读出力臂的大小 。
【典例1.2】（2022·江苏盐城·统考中考真题）如图是小华做“探究杠杆平衡条件”实验时的情形，下列操作能使杠杆在水平位置平衡的是（　　）
A．增加钩码的个数 B．向左调节平衡螺母
C．向右移动钩码的位置 D．减小弹簧测力计的拉力
1．C
【详解】如图，杠杆向左倾斜，说明左侧钩码对杠杆的拉力与力臂的乘积，大于右侧拉力与力臂的乘积；
A．增加左侧钩码个数，左侧的力臂不变，力变大，力与力臂的乘积变大，根据可知，杠杆不会平衡，故A不符合题意；
B．在实验的过程中，不能通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，故B不符合题意；
C．将左侧钩码向右移动，左侧的力不变，力臂变小，则左侧力与力臂的乘积变小，会使杠杆平衡，故C符合题意；
D．减小弹簧测力计的拉力，右侧的力臂不变，力变小，力与力臂的乘积变小，杠杆不会平衡，故D不符合题意。
故选C。
【对点训练1.2】（2023 慈溪市校级模拟）实验是科学研究的重要手段。
（1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。
①杠杆在如图甲所示的位置静止时 　是　（填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。
②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 　1.5 　N。
（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会 　小于　 （填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是 　会加快过滤速度 　。
【答案】（1）①是；②1.5；（2）小于；会加快过滤速度。
【解答】解：（1）①如图甲的位置静止时是处于杠杆平衡状态的；
②若每个小格长L，在A点挂2个相同的钩码，在B点竖直向下拉弹簧测力计，让杠杆在水平位置平衡，
根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2有：
2×0.5N×3L＝F×2L，解得F＝1.5N，弹簧测力计的示数应为1.5N；
（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时，A处的流速大于待抽气容器处，则A的气压会小于待抽气容器；图丁中自来水通过抽气泵抽出锥形瓶内的空气，使得锥形瓶内气压减小，小于外界气压，故会加快过滤速度。
故答案为：（1）①是；②1.5；（2）小于；会加快过滤速度。
3. 杠杆的类型
名称 结构特征 特点 应用举例
省力杠杆 动力臂_＞__阻力臂 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮
费力杠杆 动力臂_＜__阻力臂 费力、省距离 缝纫机踏板、钓鱼竿
等臂杠杆 动力臂__=__阻力臂 不省力也不费力 天平、定滑轮
【典例1.3】（2023甘孜）下列工具中，人们正常使用时，属于费力杠杆的是（　　）
A. 钢丝钳 B. 筷子
C. 修枝剪刀 D. 开瓶器
【答案】B
【解析】
【详解】A．如图，手给钢丝钳施力的位置到支点的距离是动力臂，夹钢丝的位置到支点的距离是阻力臂，明显动力臂大于阻力臂，所以钢丝钳是省力杠杆，故A不符合题意；
B．如图，筷子绕着手指根转动，施力的手指到支点的距离是动力臂，筷子下端夹菜的位置到支点的距离是阻力臂，很明显阻力臂大于动力臂，所以筷子是费力杠杆，故B符合题意；
C．如图，剪刀把手施力处到支点距离大于剪刀刀口中间位置到支点距离，即是动力臂大于阻力臂，所以修枝的剪刀是省力杠杆，故C不符合题意；
D．如图，开瓶器压在瓶盖的一端是支点，握手的位置到支点的距离是动力臂，提瓶盖的位置到支点的距离是阻力臂，明显动力臂大于阻力臂，所以开瓶器是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
【对点训练1.3】（2023广元）如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，，在B点悬挂一个10N的重物G，在A点施加竖直向上的动力使杠杆OBA水平平衡（杠杆重力及摩擦均忽略不计），下列说法正确的是（　　）
A. 在A点施加竖直向上的力时，该杠杆是费力杠杆
B. 作用在A点的力的大小为5N
C. 如果重物的悬挂点B向O点移动，要使杠杆水平平衡，应变小
D. 若将作用于A点的力变为图中，要使杠杆水平平衡，应小于
【答案】C
【解析】A．在A点施加竖直向上的力F1时，动力臂是OA，阻力臂是OB，动力臂大于阻力臂，该杠杆是省力杠杆，故A错误；
B．由杠杆的平衡条件可知
F1×OA=G×OB
且
OA=OB+BA=3BA
则有
F1×3BA=G×2BA
解得
故B错误；
C．如果重物的悬挂点B向O点移动，则OB变小，由
F1×OA=G×OB
可知，OA与G大小不变，要使杠杆水平平衡，F1应变小，故C正确；
D．将作用于A点的力F1变为图中F2，动力臂会变小，由杠杆的平衡条件可知，在OB与G不变情况下，F2应大于F1，故D错误。
4．杠杆专题
①动态平衡问题：力臂变化、动力或者阻力变化
②最小动力问题：最大动力臂，最小动力
③平衡状态打破问题：改变力的大小、方向、或者力臂大小导致平衡状态的变化。
【典例1.4】（2023·江苏南通·统考一模）如图，小车从处于轻质杠杆OB的A点开始匀速向右运动，在B端竖直向上方向系一根不可伸缩的细绳使杠杆始终处于水平位置平衡。下列表示AB间的距离s和细绳的拉力F随时间t变化的关系图线中，可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】AB．AB间的距离s为
s=OB-OA= OB -vt
由于OB是一个定值，速度不变，则s随t的增大而减小，且是一条直线，故AB错误；
CD．杠杆始终处于水平位置平衡，根据杠杆平衡的条件可知
F×OB=G×(OA+vt)
则有
F和t符合一次函数关系，故C错误，D正确。
故选D。
【对点训练1.4】（2022·江苏泰州·统考中考真题）建设中的常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥，如图为小华制作的斜拉索大桥模型，她用长30cm，重5N的质地均匀分布的木条OA做桥面，立柱GH做桥塔，OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连，桥面OA实质是一种______（填简单机械名称），保持桥面水平，细线对OA的拉力F＝______N；将细线一端的固定点由B点改至C点，拉力F的大小变化情况是______，由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。
杠杆 5N 变小
【详解】[1]在力的作用下如果能绕着一固定点转动的硬棒就叫杠杆。OA可绕O点转动，所以桥面OA实质是杠杆。
[2] OA保持与桥面水平时，此时拉力F为杠杆OA的动力，由于拉力方向与OA成30度角，所以动力臂为OA长的二分之一，阻力为杠杆OA的重力，阻力臂为OA长的二分之一，为等臂杠杆，根据杠杆平衡原理可知，细线对OA的拉力F为5N。
[3] 将细线一端的固定点由B点改至C点，动力臂将变大，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，拉力F的大小将变小。
【典例1.5】（2022·江苏苏州·统考中考真题）在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F；
【详解】由图可知，O为支点，重物向下拉杠杆的力为阻力，则过支点做阻力作用线的垂线段即为阻力臂l；；由杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最小力F作用在A点，当OA为F的力臂时，力臂最长，此时力F最小，且F的方向垂直杠杆向上，从A点垂直OA向上画出F的示意图，如图所示：
【对点训练1.5】（2023 鹿城区校级一模）为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”，农业专家自制轻质拔草器，如图所示，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起。若拔同一植株，手施力最小的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解答】解：如图所示，拔草器相当于一个杠杆，拔草时支点在O点，若拔同一植株，则草对拔草器的阻力一定，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，阻力臂越小，动力臂越大，动力越小。A、B、C图相比，动力臂相等，C图中的阻力臂更小，所以C图动力更小；C图与D图相比，阻力臂相等，D图的动力臂更小，所以C图动力更小，符合要求的只有C图。
故选：C。
【典例1.6】小华在做实验时提出了如图所示两个模型，两杠杆均处于平衡状态，甲杠杆上平衡的是两个密度相同但体积不同的实心物体，乙杠杆上平衡的是两个体积相同但密度不同的实心物体（物体的密度都大于水）。如果将它们都浸没在水中，则两杠杆将（　　）
A．仍保持平衡 B．都失去平衡
C．甲仍保持平衡，乙失去平衡 D．甲失去平衡，乙仍保持平衡
【答案】C
【解析】【详解】甲杠杆：浸入水中之前：ρ物gV1×L1=ρ物gV2×L2所以V1×L1=V2×L2
浸入水中后左端力和力臂的乘积为：(ρ物gV1 ρ水gV 1)×L1=(ρ物 ρ水)gV1×L1
浸入水中后右端力和力臂的乘积为：(ρ物gV2 ρ水gV2)×L2=(ρ物 ρ水)gV2×L2
所以浸入水中后，左右两端力和力臂的乘积相等，故杠杆仍然平衡。
乙杠杆：浸入水中之前：ρ1gV×L1=ρ2gV×L2
浸入水中后左端力和力臂的乘积为：(ρ1gV ρ水gV)×L1=ρ1gV×L1 ρ1gV×L1
浸入水中后左端力和力臂的乘积为：(ρ2gV ρ水gV)×L1=ρ2gV×L2 ρ水gV×L2 因为L1>L2
所以，左端力和力臂的乘积小于右端力和力臂的乘积，故杠杆右端下沉，
综上所述，选项C符合题意。
【对点训练1.6】（2022·湖南怀化）体积相同的实心物块甲和乙，它们分别挂在一根轻质不等臂杠杆AOB的左右两端，保持水平位置平衡，已知甲和乙的密度之比为1∶2，则AO∶OB=___________，若将甲、乙如图所示同时浸没在水中，则杠杆___________端将下降。（选填“A”或“B”）
【答案】 2∶1 B
【解析】
[1] 已知甲和乙的密度之比为1∶2，体积相同，则甲和乙的重力之比为
根据杠杆的平衡条件
所以
则AO∶OB=2∶1。
[2]若将甲、乙如图所示同时浸没在水中，则由于体积相同且都浸没，则两物体受到的浮力相等
此时作用在杠杆两端的力分别为
再根据，则此时
因为AO∶OB=2∶1，则可得
故同时浸没在水中后，则杠杆B端下降。
滑轮
滑轮是一个周边有槽 ，能够绕 轴 转动的轮
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组
定义 在使用过程中，轴的位置固定不动的滑轮 在使用过程中，轴随物体一起移动的滑轮 将动滑轮和定滑轮组 合在一起即为滑轮组
示意图
特点 不省_力___，可以改变力的——方向——— 可省 1/2 的力,但__不能_____改变力的方向 既可以__省力_______,又可以改变力的__大小________
点睛之笔 在分析滑轮问题的时候，要时刻注意滑轮重和摩擦的影响。
【典例2.1】（2023·江苏淮安·统考一模）如图所示使用下列三个装置分别用、、匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦，则、、的大小关系为（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重的情况下；左边的滑轮是动滑轮，能够省一半的力，故
中间的滑轮是动滑轮，作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则
右边的滑轮是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故
所以
故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
【对点训练2.1】（2023·江苏苏州·统考模拟预测）如图所示，一个重G = 20N的物体在拉力F的作用下被匀速提升了20 cm．若不计滑轮重和摩擦，则拉力F及其向上移动的距离s分别为（ ）
A．F = 10 N，s = 0.2m B．F = 10N，s =0.4m
C．F = 20 N，s =0.2m D．F = 20 N，s = 0.4m
【答案】B
【详解】由图知，此时拉力：．拉力作用点上移的高度是物体上移的距离为：．
故选B．
通常滑轮的分析可以从两个角度来看：①受力分析；②杠杆
受力分析：
例如：对动滑轮进行受力分析如图，不计绳重及摩擦，当物体匀速上提或静止时，动滑轮受到两段绳向上的拉力 动滑轮自身重力( 以及悬挂物对动滑轮向下的拉力 T处于平衡状态即 ①
同一根绳处于拉伸状态时绳上的拉力处处相等，即 ②
悬挂物受到的拉力和重力相等，即 ③
联立①②③式可得
常见几种情况的滑轮受力分析（滑轮轴不受摩擦作用时，均可以滑轮为受力分析对象）
装置1 装置2 装置3
F=2G+G动S=S物 F=fS=2S物 F=fS=S物
装置4 装置5
F=2f S=S物 F=f S=3S物
【典例2.2】（2023达州）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30N，B重5N，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匀速向左运动，则拉力F=__________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）
【答案】 ①. 10 ②. 20
【解析】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A重30N，B重5N，物体B恰好匀速下降，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
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10N，所以，水平刚好使A匀速向左运动，则拉力F
【对点训练2.2】（2023 滨江区一模）小金用如图滑轮组提起一个重物，已知重物重力为G，小金重力为500N，不计绳子与滑轮之间的摩擦力。以下说法中正确的是（　　）
A．若不计滑轮重力，小金可以提起的重物最大重力不超过500N
B．若小金将绳子竖直向下拉动2m，则重物可以提升4m
C．若G＝600N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮的重力为200N
D．若小金向右拉动绳子，所需的拉力将会逐渐增大
【答案】C
【解答】解：由图知，承担物重的绳子股数n＝2。
A、不计绳子与滑轮之间的摩擦力，若不计滑轮重力，拉力F＝G，而小金的最大拉力F最大＝G人＝500N，可以提起的重物最大重力G最大＝2F最大＝2×500N＝1000N，故A错误；
B、若小金将绳子竖直向下拉动s＝2m，重物提升高度h＝s＝s＝×2m＝1m，故B错误；
C、不计绳子与滑轮之间的摩擦力时滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，
若G＝600N时，滑轮组的机械效率为75%，可得：75%＝
解得动滑轮的重力G动＝200N，故C正确；
D、由于定滑轮不能省力，只能改变动力的方向，所以当小金向右拉动绳子，所需拉力的大小不变，故D错误。
故选：C。
②将滑轮视为杠杆，不计轮轴摩擦
定滑轮：如图所示，其支点在轮直径的中点， 即定滑轮是一个等臂杠杆，物体缓慢匀速上升或静止时，根据杠杆的平衡条件可以得到此时 即 当斜拉时，其力臂大小仍然不变， 因此其示数不变。
动滑轮：将动滑轮视为杠杆进行分析，此时固定一端的绳与轮相接处为杠杆的支点 O, 如图所示, 其动力臂l 是阻力臂 的两倍。在不计绳重、动滑轮重力和摩擦时，根据杠杆的平衡条件可知： 即 即省一半的力。
滑轮组：定滑轮不省力，但能改变力的方向。动滑轮省力，但不能改变力的方向。为了既可以省力又可以改变力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
通常有以下几种方式：
【典例2.3】（2022金昌）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。
【答案】
【对点训练2.3】（2023·江苏泰州·统考模拟预测）建筑工人在A处，使用如图所示的滑轮组提升物体，试在图中画出最省力的绕线方法。
【详解】由图可知，绳子端拉力方向向上，要画出最省力的绕线方法，则起点在动滑轮上，由3根绳子承担物重，如下图所示：
真题演练
1.（2022·江苏淮安·统考中考真题）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】根据杠杆的支点定义可知夹子中间的轴的位置是支点，手作用的点为动力作用点，动力的方向向下，阻力的作用点为支点左端弹性铁圈与夹子接触的位置，阻力的方向向下，故A符合题意。
故选A。
2. （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
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据对常见简单机械的认识判断。
【解答】A.杠杆分省力杠杆、等臂杠杆和费力杠杆，故A不合题意；
B.动滑轮最多可以省一半的力，故B不合题意；
C.定滑轮不省力不费力，只能改变拉力方向，故C符合题意；
D.斜面肯定省力，故D不合题意。
故选C。
3.（2023 连云港）如图所示，每个钩码的质量为50g，在均匀杠杆的A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加1个钩码，那么（　　）
A．杠杆仍水平平衡
B．杠杆的左边向下倾斜
C．杠杆的右边向下倾斜
D．将A处的钩码向左移动一格，杠杆仍能水平平衡
【答案】C
【解答】解：ABC、如图所示，每个钩码的质量为50g，重力为G＝mg＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，杠杆上每小格的长度假设为1cm，
则FA＝0.5N×2＝1N，LA＝1cm×2＝2cm，FB＝0.5N，LB＝1cm×4＝4cm，杠杆平衡，则：FA×LA＝FB×LB；
在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后，FA′＝0.5N×3＝1.5N，FB′＝0.5N×2＝1N，LA和LB的长度都不变，则FA′×LA＝1.5N×2cm＝3N cm，FB′×LB＝1N×4cm＝4N cm，则：FA′×LA＜FB′×LB，杠杆右边下倾，故AB错误、C正确；
D、将A处的钩码向左移动一格，杠杆左端为：1.5N×3cm＝4.5N cm，杠杆右端为：1N×4cm＝4N cm，左右两侧力与力臂的乘积不等，所以杠杆不能水平平衡，故D错误。
故选：C。
4．（2022 盐城）如图是小华做“探究杠杆平衡条件”实验时的情形，下列操作能使杠杆在水平位置平衡的是（　　）
A．增加钩码的个数 B．向左调节平衡螺母
C．向右移动钩码的位置 D．减小弹簧测力计的拉力
【答案】C
【解答】解：A、增加左侧钩码个数，左侧的力臂不变，力变大，力与力臂的乘积变大，杠杆不会平衡，故A错误；
B、在实验的过程中，不能通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，故B错误；
C、将左侧钩码向右移动，左侧的力不变，力臂变小，则左侧力与力臂的乘积变小，会使杠杆平衡，故C正确；
D、减小弹簧测力计的拉力，右侧的力臂不变，力变小，力与力臂的乘积变小，杠杆不会平衡，故D错误。
故选：C。
5.（2023 无锡）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起，硬棒质量忽略不计。下列说法中正确的是（　　）
A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B．向下拉绳放下空桶时拉力为20N
C．向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆
D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N
【答案】D
【解答】解：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；
BD、根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，杠杆平衡时B端的拉力FB80N，
放下空桶时，向下拉绳子的力F1＝FB﹣G桶＝80N﹣20N＝60N，
装满水时，桶和水的总重力G总＝G桶+G水＝20N+100N＝120N，
向上拉绳提起装满水的桶时拉力为F2＝G总﹣FB＝120N﹣80N＝40N，
故B错误，D正确；
C、向上拉绳提起装满水的桶时，在A端的力为动力，B端的力为阻力，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误；
故选：D。
6. （2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。
（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是　 　。
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功　 　焦。
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有：　 　。（写出一点）
【答案】（1）改变力的作用方向
（2）15
（3）调小排水口
【知识点】功的计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点解答；
（2）根据W=Gh计算克服井盖重力做的功；
（3）根据井盖被抬起的原理分析。
【解答】（1）定滑轮的作用是不省力不费力，但能改变力的作用方向；
（2）克服井盖重力做功：W=Gh=150N×0.1m=15J；
（3）根据乙图可知，当外面的雨水流入水槽后，水槽的重力增大，两个定滑轮上绳子产生的拉力增大，于是对井盖向上的支持力增大，于是井盖被顶起来。当降水量较小时，水槽的重力偏小，井盖受到的支持力偏小，井盖不易抬起。此时可以减小排水口，从而减小水槽里水的排水量，增大雨水在里面的停留时间，从而增大水槽重力，进而抬起井盖。
7.（2022·江苏镇江·统考中考真题）如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重为12N的物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止，已知OA=AB=BC，则F为 ___________N。保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，F的力臂记为l，则F的大小变 ___________，F与（）的关系图线为图2中的①；将M从A移至B，再重复上述步骤，F与（）的关系图线为图2中的 ___________（选填数字序号）。
【答案】6 小 ②
【详解】[1]由图1可知，O为杠杆的支点，B点拉力F的力臂
A点作用力的力臂为OA，由杠杆平衡条件可得：F×OB=G×OA，
解得
[2]由题意可知，保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，根据杠杆平衡条件可得F×l=G×OA，
解得
……Ⅰ
由题意可知，此过程中物体M的重力G和力臂OA不变，拉力F的力臂l变大，则拉力F变小。
[3]将M从A移至B，由杠杆平衡条件可得F×l=G×OB，解得
……Ⅱ
由数学知识可知，Ⅰ、Ⅱ两式中拉力F与的关系图线均为正比例函数，由图1可知，OB>OA，则Ⅱ式的斜率大于Ⅰ式的斜率，因此将M从A移至B，F与的关系图线为过原点且斜率比图线①大的图线②。
8.（2023·江苏无锡·统考一模）小明利用浮力和杠杆知识，设计了测量液体密度的装置。如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有两个完全相同的正方体C、D，它们的边长为10cm，重力为30N，OA=30cm，OB=24cm。小明向容器中倒入不同密度的液体，每次都将C浸没于液体中，移动物体D，使杠杆在水平位置平衡，OB上可以标出不同液体的密度值（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）物体C的质量为_______kg；
（2）当物体C浸没在水中时，物体D移动到E点时杠杆恰好水平静止，此时，A点所受拉力为_______N，OE的长度为_______cm；
（3）这个密度秤能够测量的最小液体密度为_______kg/m3。
6． 3 20 20 0.6×103
【详解】（1）[1]由题可知，物体C的重为30N，根据G=mg可知，物体C的质量
（2）[2]对物体C进行受力分析，此时受到向下的重力，向上的浮力和向上的拉力，根据阿基米德原理，受到的浮力为
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×(10)3×10-6m3×10N/kg=10N
因此受到的拉力为
F拉=G-F浮=30N-10N=20N
[3]根据杠杆平衡条件可得
F拉×OA=G×OE
代入数据
（3）[4]由图可知，当物体D在B端时，物体C受到的拉力最大，即受到的浮力最小，此时液体密度最小。根据杠杆平衡条件可得
F拉1×OA=G×OB
代入数据
此时物体C受到的浮力为
F浮1=G-F拉1=30N-24N=6N
根据阿基米德原理
9.（2023 鄞州区一模）小宁做“探究杠杆平衡条件”实验，装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等。
（1）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.1N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，杠杆水平位置平衡；若斜拉弹簧测力计，使杠杆仍在水平位置平衡，弹簧测力计的示数 　变大　（填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）小宁又制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），圆盘上CH所在直线上相邻两点间距离相等，他先在圆盘的C点挂上4个钩码（如图乙），再用一个量程合适的弹簧测力计在M点施加竖直向上的拉力后，圆盘 　不能　（填“能”或“不能”）在图示位置静止。
（3）为了探究“力的作用点到支点的距离是否一定影响杠杆的平衡”，小宁在圆盘的C点挂上4个钩码（如图乙），又在G点挂上一定数量的钩码后发现圆盘在图示位置平衡。为了改变支点到力的作用点的距离，他将挂在G点的钩码先后挂在 　D、N　两个点又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡，即可得到结论。
【答案】（1）变大；（2）不能；（3）D、N。
【解答】解：（1）若每个小格长L，在A点挂2个相同的钩码，在B点竖直向下拉弹簧测力计，让杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计改为斜拉时，拉力的力臂减小，再次使杠杆水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数将变大；
（2）设圆盘上CH所在直线上相邻两点间距离为a，阻力力与阻力臂的乘积为：4×0.5N×3a＝6aN；动力与动力臂的乘积为：F动×0＝0；
由于F1L1≠F2L2，所以圆盘不能在图示位置静止；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得，
4×0.5N×3a＝n×0.5N×2a，
解得n＝6，
当改变右边挂钩码的位置时，
4×0.5N×3a＝6×0.5N×ma，
解得m＝2，
所以右边力臂保持不变，即他可以将挂在G点的钩码先后挂在D、N两个点又进行实验。
故答案为：（1）变大；（2）不能；（3）D、N。
10.（2022·江苏徐州·统考中考真题）在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
（1）如图甲所示，安装杠杆时，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向__________移动；
（2）如图乙所示，杠杆上每一格的长度为5cm，在杠杆左边挂钩码，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂为____________cm；
（3）如果要用弹簧测力计向上拉，需要对图乙所示的实验设计进行的调整是___________；
（4）如图丙所示，当杠杆绕支点转动时，杠杆上A点的速度方向总是和杠杆垂直。作用在A点的三个大小相等、方向不同的力F1、F2、F3，请指出为什么力臂最大的F2对杠杆转动的作用最大？______________。
【答案】右 25 将测力计移到左端第5个格处 F2与v方向一致
【详解】（1）[1]由甲图可知，杠杆左端向下倾斜，说明左端沉，为使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向右移动。
（2）[2]乙图中，杠杆水平位置平衡，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂此时落在杠杆上，测力计悬挂点到支点的距离就等于动力臂的长度，由于每一格的长度为5cm，共5个格，所以动力臂的长度为
l1=5cm×5=25cm
（3）[3]钩码的作用效果是使杠杆逆时针转动，要使弹簧测力计向上拉，拉力的作用效果需使杠杆顺时针转动，所以要使杠杆在水平位置平衡，需将测力计移到左端第5个格处向上拉。
（4）[4]作用在A点的三个力大小相等，方向不同。因为A点的速度方向总是和杠杆垂直，即F2与v方向一致，杠杆运动速度加快，做加速运动，把F1、F3分解为速度方向和杠杆方向的两个分力，沿杠杆方向的分力过支点，不能使杠杆转动；F1、F3在速度方向的分力小于F2，所以F2对杠杆转动的作用最大。
11.（2023雅安）如图1所示是某同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置，每个钩码重为0.5 N（钩码个数若干）：
（1）杠杆放在支架上后，在图1甲所示位置静止，这时的杠杆处于__________（填“平衡”或“不平衡”）状态，为了将杠杆调至水平位置平衡，他将左端平衡螺母向______（填“左”或“右”）端调节。
（2）图1乙中，在水平位置平衡的杠杆A处挂两个钩码，则在B处需挂_______个钩码时，杠杆才能继续保持在水平位置平衡；实验中每次都要调节杠杆在水平位置平衡，这样做的主要目的是便于直接测量_______；经过多次实验得出杠杆平衡条件为__________________。
（3）保持杠杆水平位置平衡，将图1丙中的弹簧测力计由竖直位置缓慢向右转动至虚线位置，弹簧测力计示数将___________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）实验中保持阻力F2及阻力臂不变，多次改变动力F1与动力臂，收集数据并在坐标系中绘制出动力F1与动力臂的关系图像（如图2所示），由图像分析可知：当F=___________N 时，。
（5）如图3甲所示，粗细不均匀的胡萝卜在水平位置平衡。将胡萝卜沿虚线位置分割两部分，如图3乙所示，P点为胡萝卜左边部分重心位置，Q点为胡萝卜右边部分重心位置，根据杠杆平衡条件分析可知，左边部分胡萝卜所受的重力_____（填“大于”“小于”或“等于”）右边部分胡萝卜所受的重力。
【答案】(1)平衡左
(2)3 力臀 （或动力X动力臂=阻力X阻力臂）
(3)变大
(4)0.5
(5)大于
【解析】本题考查探究杠杆平衡条件的实验。(1)由题图甲可知，杠杆处于静止状态，所以此时的杠杆处于平衡状态；题图1甲中杠杆向右侧倾斜，为了将杠杆调至水平位置平衡，应将左端平衡螺母向左端调节。
(2)题图1乙中在水平位置平衡的杠杆A处挂两个钩码，设一个钩码的重为 G，杠杆一个小格的长度为L杠杆右端B点所挂钩码个数为n，根据杠杆平衡条件得 ，解得n=3；实验中每次都要调节杠杆在水平位置平衡，这样做的主要目的是便于直接测量力臂。经过多次实验得出杠杆平衡条件为。
(3)当保持杠杆水平平衡，把弹簧测力计逐渐向右倾斜时，力臂逐渐减小，阻力与阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，拉力变大，即弹簧测力计的示数会变大。
(4)由题意可知，阻力和阻力臂保持不变，则动力与动力臂的乘积也保持不变，根据题图2可知，当动力F1=1N时，动力臂为；当动力臂为时，代入数据可得 F1X30cm=1 NX15cm，解得F1=0.5N.
(5)根据杠杆的平衡条件可得Gp·OP=GQ·OQ因为OPGa，即左边部分胡萝卜的重力大于右边部分胡塑卜的重力。
（2023·杭州）如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。
（1）绳甲对晾杆的拉力为F甲，绳乙对晾杆的拉力为F乙，则F甲　 　F乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少？
（3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m，用时10s，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？
【答案】（1）小于
（2）设两孔之间距离为l
根据杠杆平衡条件：F甲l甲=Gl乙
答：绳子甲对晾杆的拉力F甲为10N。
（3）
答：根据题设，装置牵引钢丝绳做功的功率等于装置拉衣服的功率是3.6W。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）将5号孔看做杠杆的支点，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2比较两个拉力大小；
（2）将乙看做支点O，此时阻力臂为2L，动力臂为6L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；
（3）根据W=Gh计算出克服衣服重力做功，再根据计算钢丝绳做功的功率。
【解答】（1）将5号孔看做杠杆的支点，则动力甲的力臂为4L，动力乙的力臂为2L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F甲×4L=F乙×2L，解得：F甲：F乙=1：2，那么F甲图1
图3
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第四讲：简单机械（1）—杠杆和滑轮
杠杆
1. 定义：如果一根硬棒在力的作用下，能够绕 转动，这根硬棒就叫作杠杆，
注意：硬棒的形状可以是任意形态(长条形，圆形，球形等等)，不一定是长条状。
五要素: 。
【典例1.1】MN为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m为展示物。以下是展示台承裁展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【对点训练1.1】（2023 舟山一模）如图所示筷子盒在A处施加向下的力时，筷子会从出口滚出。忽略筷子的压力，以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是（　　）
A． B．
C． D．
2. 杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡状态: 或 。
(2)通过实验可得杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是 。
注意：当动力和阻力在支点的同侧时，动力和阻力方向在杠杆的异侧；
当动力和阻力在支点的异侧时，动力和阻力方向在杠杆的同侧。
(3)注意点：实验时应调节杠杆使杠杆在水平位置平衡，其目的是 。
【典例1.2】（2022·江苏盐城·统考中考真题）如图是小华做“探究杠杆平衡条件”实验时的情形，下列操作能使杠杆在水平位置平衡的是（　　）
A．增加钩码的个数 B．向左调节平衡螺母
C．向右移动钩码的位置 D．减小弹簧测力计的拉力
【对点训练1.2】（2023 慈溪市校级模拟）实验是科学研究的重要手段。
（1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。
①杠杆在如图甲所示的位置静止时 　　（填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。
②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 　 　N。
（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会 　　 （填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是 　 　。
3. 杠杆的类型
名称 结构特征 特点 应用举例
省力杠杆 动力臂___阻力臂 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮
费力杠杆 动力臂___阻力臂 费力、省距离 缝纫机踏板、钓鱼竿
等臂杠杆 动力臂____阻力臂 不省力也不费力 天平、定滑轮
【典例1.3】（2023甘孜）下列工具中，人们正常使用时，属于费力杠杆的是（　　）
A. 钢丝钳 B. 筷子
C. 修枝剪刀 D. 开瓶器
【对点训练1.3】（2023广元）如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，，在B点悬挂一个10N的重物G，在A点施加竖直向上的动力使杠杆OBA水平平衡（杠杆重力及摩擦均忽略不计），下列说法正确的是（　　）
A. 在A点施加竖直向上的力时，该杠杆是费力杠杆
B. 作用在A点的力的大小为5N
C. 如果重物的悬挂点B向O点移动，要使杠杆水平平衡，应变小
D. 若将作用于A点的力变为图中，要使杠杆水平平衡，应小于
4．杠杆专题
①动态平衡问题：力臂变化、动力或者阻力变化
②最小动力问题：最大动力臂，最小动力
③平衡状态打破问题：改变力的大小、方向、或者力臂大小导致平衡状态的变化。
【典例1.4】（2023·江苏南通·统考一模）如图，小车从处于轻质杠杆OB的A点开始匀速向右运动，在B端竖直向上方向系一根不可伸缩的细绳使杠杆始终处于水平位置平衡。下列表示AB间的距离s和细绳的拉力F随时间t变化的关系图线中，可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【对点训练1.4】（2022·江苏泰州·统考中考真题）建设中的常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥，如图为小华制作的斜拉索大桥模型，她用长30cm，重5N的质地均匀分布的木条OA做桥面，立柱GH做桥塔，OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连，桥面OA实质是一种______（填简单机械名称），保持桥面水平，细线对OA的拉力F＝______N；将细线一端的固定点由B点改至C点，拉力F的大小变化情况是______，由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。
【典例1.5】（2022·江苏苏州·统考中考真题）在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F；
【详解】由图可知，O为支点，重物向下拉杠杆的力为阻力，则过支点做阻力作用线的垂线段即为阻力臂l；；由杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最小力F作用在A点，当OA为F的力臂时，力臂最长，此时力F最小，且F的方向垂直杠杆向上，从A点垂直OA向上画出F的示意图，如图所示：
【对点训练1.5】（2023 鹿城区校级一模）为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”，农业专家自制轻质拔草器，如图所示，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起。若拔同一植株，手施力最小的是（　　）
A． B．
C． D．
【典例1.6】小华在做实验时提出了如图所示两个模型，两杠杆均处于平衡状态，甲杠杆上平衡的是两个密度相同但体积不同的实心物体，乙杠杆上平衡的是两个体积相同但密度不同的实心物体（物体的密度都大于水）。如果将它们都浸没在水中，则两杠杆将（　　）
A．仍保持平衡 B．都失去平衡
C．甲仍保持平衡，乙失去平衡 D．甲失去平衡，乙仍保持平衡
【对点训练1.6】（2022·湖南怀化）体积相同的实心物块甲和乙，它们分别挂在一根轻质不等臂杠杆AOB的左右两端，保持水平位置平衡，已知甲和乙的密度之比为1∶2，则AO∶OB=___________，若将甲、乙如图所示同时浸没在水中，则杠杆___________端将下降。（选填“A”或“B”）
滑轮
滑轮是一个周边有 ，能够绕 转动的轮
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组
定义 在使用过程中，轴的位置固定不动的滑轮 在使用过程中，轴随物体一起移动的滑轮 将动滑轮和定滑轮组 合在一起即为滑轮组
示意图
特点 不省____，可以改变力的————— 可省 的力,但______改变力的方向 既可以_________,又可以改变力的__________
点睛之笔 在分析滑轮问题的时候，要时刻注意滑轮重和摩擦的影响。
【典例2.1】（2023·江苏淮安·统考一模）如图所示使用下列三个装置分别用、、匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦，则、、的大小关系为（　　）
A． B．
C． D．
【对点训练2.1】（2023·江苏苏州·统考模拟预测）如图所示，一个重G = 20N的物体在拉力F的作用下被匀速提升了20 cm．若不计滑轮重和摩擦，则拉力F及其向上移动的距离s分别为（ ）
A．F = 10 N，s = 0.2m B．F = 10N，s =0.4m
C．F = 20 N，s =0.2m D．F = 20 N，s = 0.4m
通常滑轮的分析可以从两个角度来看：①受力分析；②杠杆
受力分析：
例如：对动滑轮进行受力分析如图，不计绳重及摩擦，当物体匀速上提或静止时，动滑轮受到两段绳向上的拉力 动滑轮自身重力( 以及悬挂物对动滑轮向下的拉力 T处于平衡状态即 ①
同一根绳处于拉伸状态时绳上的拉力处处相等，即 ②
悬挂物受到的拉力和重力相等，即 ③
联立①②③式可得
常见几种情况的滑轮受力分析（滑轮轴不受摩擦作用时，均可以滑轮为受力分析对象）
装置1 装置2 装置3
F=2G+G动S=S物 F=fS=2S物 F=fS=S物
装置4 装置5
F=2f S=S物 F=f S=3S物
【典例2.2】（2023达州）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30N，B重5N，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匀速向左运动，则拉力F=__________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）
【对点训练2.2】（2023 滨江区一模）小金用如图滑轮组提起一个重物，已知重物重力为G，小金重力为500N，不计绳子与滑轮之间的摩擦力。以下说法中正确的是（　　）
A．若不计滑轮重力，小金可以提起的重物最大重力不超过500N
B．若小金将绳子竖直向下拉动2m，则重物可以提升4m
C．若G＝600N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮的重力为200N
D．若小金向右拉动绳子，所需的拉力将会逐渐增大
②将滑轮视为杠杆，不计轮轴摩擦
定滑轮：如图所示，其支点在轮直径的中点， 即定滑轮是一个等臂杠杆，物体缓慢匀速上升或静止时，根据杠杆的平衡条件可以得到此时 即 当斜拉时，其力臂大小仍然不变， 因此其示数不变。
动滑轮：将动滑轮视为杠杆进行分析，此时固定一端的绳与轮相接处为杠杆的支点 O, 如图所示, 其动力臂l 是阻力臂 的两倍。在不计绳重、动滑轮重力和摩擦时，根据杠杆的平衡条件可知： 即 即省一半的力。
滑轮组：定滑轮不省力，但能改变力的方向。动滑轮省力，但不能改变力的方向。为了既可以省力又可以改变力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
通常有以下几种方式：
【典例2.3】（2022金昌）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。
【对点训练2.3】（2023·江苏泰州·统考模拟预测）建筑工人在A处，使用如图所示的滑轮组提升物体，试在图中画出最省力的绕线方法。
真题演练
1.（2022·江苏淮安·统考中考真题）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2. （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
3.（2023 连云港）如图所示，每个钩码的质量为50g，在均匀杠杆的A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加1个钩码，那么（　　）
A．杠杆仍水平平衡
B．杠杆的左边向下倾斜
C．杠杆的右边向下倾斜
D．将A处的钩码向左移动一格，杠杆仍能水平平衡
4．（2022 盐城）如图是小华做“探究杠杆平衡条件”实验时的情形，下列操作能使杠杆在水平位置平衡的是（　　）
A．增加钩码的个数 B．向左调节平衡螺母
C．向右移动钩码的位置 D．减小弹簧测力计的拉力
5.（2023 无锡）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起，硬棒质量忽略不计。下列说法中正确的是（　　）
A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B．向下拉绳放下空桶时拉力为20N
C．向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆
D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N
6. （2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。
（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是　 　。
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功　 　焦。
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有：　 　。（写出一点）
7.（2022·江苏镇江·统考中考真题）如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重为12N的物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止，已知OA=AB=BC，则F为 ___________N。保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，F的力臂记为l，则F的大小变 ___________，F与（）的关系图线为图2中的①；将M从A移至B，再重复上述步骤，F与（）的关系图线为图2中的 ___________（选填数字序号）。
8.（2023·江苏无锡·统考一模）小明利用浮力和杠杆知识，设计了测量液体密度的装置。如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有两个完全相同的正方体C、D，它们的边长为10cm，重力为30N，OA=30cm，OB=24cm。小明向容器中倒入不同密度的液体，每次都将C浸没于液体中，移动物体D，使杠杆在水平位置平衡，OB上可以标出不同液体的密度值（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）物体C的质量为_______kg；
（2）当物体C浸没在水中时，物体D移动到E点时杠杆恰好水平静止，此时，A点所受拉力为_______N，OE的长度为_______cm；
（3）这个密度秤能够测量的最小液体密度为_______kg/m3。
9.（2023 鄞州区一模）小宁做“探究杠杆平衡条件”实验，装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等。
（1）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.1N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，杠杆水平位置平衡；若斜拉弹簧测力计，使杠杆仍在水平位置平衡，弹簧测力计的示数 　　（填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）小宁又制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），圆盘上CH所在直线上相邻两点间距离相等，他先在圆盘的C点挂上4个钩码（如图乙），再用一个量程合适的弹簧测力计在M点施加竖直向上的拉力后，圆盘 　　（填“能”或“不能”）在图示位置静止。
（3）为了探究“力的作用点到支点的距离是否一定影响杠杆的平衡”，小宁在圆盘的C点挂上4个钩码（如图乙），又在G点挂上一定数量的钩码后发现圆盘在图示位置平衡。为了改变支点到力的作用点的距离，他将挂在G点的钩码先后挂在 　　两个点又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡，即可得到结论。
10.（2022·江苏徐州·统考中考真题）在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
（1）如图甲所示，安装杠杆时，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向__________移动；
（2）如图乙所示，杠杆上每一格的长度为5cm，在杠杆左边挂钩码，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂为____________cm；
（3）如果要用弹簧测力计向上拉，需要对图乙所示的实验设计进行的调整是___________；
（4）如图丙所示，当杠杆绕支点转动时，杠杆上A点的速度方向总是和杠杆垂直。作用在A点的三个大小相等、方向不同的力F1、F2、F3，请指出为什么力臂最大的F2对杠杆转动的作用最大？______________。
11.（2023雅安）如图1所示是某同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置，每个钩码重为0.5 N（钩码个数若干）：
（1）杠杆放在支架上后，在图1甲所示位置静止，这时的杠杆处于__________（填“平衡”或“不平衡”）状态，为了将杠杆调至水平位置平衡，他将左端平衡螺母向______（填“左”或“右”）端调节。
（2）图1乙中，在水平位置平衡的杠杆A处挂两个钩码，则在B处需挂_______个钩码时，杠杆才能继续保持在水平位置平衡；实验中每次都要调节杠杆在水平位置平衡，这样做的主要目的是便于直接测量_______；经过多次实验得出杠杆平衡条件为__________________。
（3）保持杠杆水平位置平衡，将图1丙中的弹簧测力计由竖直位置缓慢向右转动至虚线位置，弹簧测力计示数将___________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）实验中保持阻力F2及阻力臂不变，多次改变动力F1与动力臂，收集数据并在坐标系中绘制出动力F1与动力臂的关系图像（如图2所示），由图像分析可知：当F=___________N 时，。
（5）如图3甲所示，粗细不均匀的胡萝卜在水平位置平衡。将胡萝卜沿虚线位置分割两部分，如图3乙所示，P点为胡萝卜左边部分重心位置，Q点为胡萝卜右边部分重心位置，根据杠杆平衡条件分析可知，左边部分胡萝卜所受的重力_____（填“大于”“小于”或“等于”）右边部分胡萝卜所受的重力。
（2023·杭州）如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。
（1）绳甲对晾杆的拉力为F甲，绳乙对晾杆的拉力为F乙，则F甲　 　F乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少？
（3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m，用时10s，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？
图1
图3
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