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专题6 简单机械
一．选择题
1．（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．
2．（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%
3．（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
4．（2022 绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（　　）
A．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动
B．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动
C．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动
D．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动
5．（2022 宁波）“美好的一天，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱（含箱内物体）受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2？你的判断是（　　）
A．F1可能，F2不可能 B．F1不可能，F2可能
C．F1和F2都可能 D．F1和F2都不可能
6．（2022 湖州）如图为小明同学用老虎钳剪钢丝时的情景，该老虎钳（　　）
A．动力臂大于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压力
B．动力臂小于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压力
C．动力臂大于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压强
D．动力臂小于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压强
7．（2022 丽水）如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作能使杆秤量程变大的是（　　）
A．将a点向左移
B．将b点向右移
C．换一个质量较小的秤砣
D．将a、b点都向左移等长距离
二、填空题
8．（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。）
9．（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。
10．（2023 衢州）在学校生态种植园，同学们经历了“挖地→种植→管理→收获”的劳动过程。
（1）挖地：用挖入土壤的锄头翻起土块时（如图甲），锄头属于 　 　杠杆，在答题纸相应位置上画出锄头翻土时动力 的力臂。
（2）种植：如图乙，种苗基地的菜苗带土出售，是为了减少对菜苗 　 　（填器官名称）的损伤，提高移栽成活率。
（3）管理：①在种植时节，常用能遮光和反光、保温和增温、保水和防水、保肥和增肥、防草和防虫的可降解塑料地膜覆盖在菜地表面（如图丙），使作物生长所需的光、热、水、肥、气等条件得到优化，达到早熟、高产的效果。请综合所学知识，结合地膜的作用，围绕“光、热、水、肥、气”五个条件中的任意两个，解释覆盖地膜能促进作物早熟、高产的科学道理。 　 　
从“气”的角度答题示例：地膜可以避免大雨天过多的水分渗入土壤，防止土壤板结，提高土壤的透气性，有利于作物根的呼吸作用，促进水和无机盐的吸收。
②配制100千克质量分数为5%的尿素溶液进行施肥，需尿素多少千克？
（4）收获：……
11．（2023 台州）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。
（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是多少？
（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于 　 　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？
12.（2022 台州）图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是 　 　极。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。 　 　。
13．（2022 舟山）如图是广泛应用于建筑的强夯机，使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。（g取10N/kg）
（1）如图所示，a是 　 　滑轮。
（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大？（不计滑轮、钢绳自重及摩擦）
（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功？
一．选择题
1．（2024 瑞安市模拟）为拔除外来入侵物种“一枝黄花”，小明自制轻质拔草器，如图甲所示。用该装置拔除同一植株，若l1＞l2＞l3＝l4，下列操作中最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2024 上城区校级一模）如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且G动小于G物，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　）
A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙
B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙
C．绳子自由端的拉力大小为F甲＞F乙＝F丙
D．三个装置的机械效率为η甲＞η乙＝η丙
3.（2024 余姚市模拟）长期低头会对颈部肌肉造成损伤，图中A点为头部重力作用点，B点为颈部肌肉受力点，下列能正确表示人低头时杠杆示意图是（　　）
A． B．
C． D．
4．（2024 浙江模拟）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600N的物体匀速向上提起相同的高度。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．甲方式中车对绳子的拉力为620N
B．乙方式中人对绳子的拉力为300N
C．使用甲、乙两种方式都不能省功
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
5．（2024 舟山模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
6．（2024 柯桥区模拟）如图是用于安装马路牙石的“炮车”，车架AOB属于杠杆，现需把地面上的牙石搬起，则工人在A端施力的方向与杠杆AOB的类型分别是（　　）
A．向上，省力杠杆 B．向下，省力杠杆
C．向上，费力杠杆 D．向下，费力杠杆
7．（2024 绍兴模拟）如图是我国古代人民用工具抬木料的情景。下列说法正确的是（　　）
A．如图使用横杆时，横杆可以看作费力杠杆
B．如图抬起木料时，木料可以看作省力杠杆
C．支架下面垫着的石块是为了增大对地面的压强
D．移动木料时，木料底下的小圆木有增大摩擦的作用
8．（2024 鄞州区校级模拟）实践课上，小曙、小光各持一根较光滑的木棍，面对面站立。小科取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按如图所示依次绕过两根木棍，小曙和小光用力往后拉木棍，小科只需稍稍用力就能稳住两木棍。下列分析正确的是（　　）
A．两根木棍和绳组成的机械相当于一个动滑轮
B．小科使用该装置可以省功
C．小曙受到的拉力等于小光受到的拉力
D．绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小
9.（2024 鄞州区校级模拟）如图所示，人体所做的四种动作中，相应杠杆模型属于省力杠杆的是（　　）
A．咬合 B．抬腰
C．踮脚 D．屈臂
9．（2024 嘉兴二模）使用机械可以减轻人们的劳动强度，提高工作效率。使用下列杠杆，能节省距离的是（　　）
A．独轮车 B．垃圾钳
C．铡刀 D．开瓶器
10．（2024 游仙区模拟）某建筑工地用如图1所示的装置提升重物A，电动机拉动绳子的功率保持不变，电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图2所示。当重物A以0.1m/s的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与摩擦，g取10N/kg。下列分析与计算正确的是（　　）
A．重物A的质量为60kg
B．电动机对绳子的拉力为600N
C．匀速提升108kg的重物B时，重物B在30s上升的高度为1.5m
D．若电动机拉动绳子的功率减小，滑轮组的机械效率降低
11．（2024 玉环市模拟）如图所示，不计滑轮质量和摩擦，且m1＝m2，在匀速提升重物的过程中，悬挂两定滑轮的绳中张力TA：TB为（　　）
A．1：1 B．4：9 C．9：4 D．3：2
12.（2024 温州模拟）如图所示为我国物理学著作《远西奇器图说》所记载的一种机械装置。若小球A的质量为mA，小球B的质量为mB，当两小球匀速移动时，A球竖直上升的高度为hA，B球下降的高度为hB，不考虑摩擦和绳重，则下列有关物理量的比较中正确的是（　　）
A．mA＞mB、hA＜hB B．mA＞mB、hA＞hB
C．mA＜mB、hA＜hB D．mA＜mB、hA＞hB
13．（2024 永康市校级模拟）小乐用如图所示的两种方式竖直匀速提升某物体，且都使物体上升了2m。已知物体重200N，滑轮重40N，提升时的拉力分别为F甲和F乙。若不计绳重和摩擦，则在提升过程中（　　）
A．F甲＝240N
B．F甲做的功为240J
C．F乙向上移动距离为4m
D．F乙所做的功为440J
14．（2024 余姚市模拟）甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用）。下列说法不正确的是（　　）
A．动滑轮质量为0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等
15．（2024 杭州模拟）如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为（　　）N，物体A与水平桌面的摩擦力大小（　　）N。
A．200N；10N B．200N；20N C．20N；10N D．20N；20N
16．（2024 滨江区二模）如图为某学生用所做的升降电梯模型模拟电梯的工作情况，电动机的拉力为F，动滑轮重为5N，在10s内将重20N的轿箱连同内部5N的物品一起匀速升高了1m，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．与电动机相连的绳端移动的速度为0.2m/s
B．与电动机相连的绳端拉力大小为12.5N
C．拉力F做功的功率为1.5W
D．滑轮组的机械效率为83.3%
17.（2024 丽水一模）如图甲是一种可以单手开启酒瓶盖的开瓶器，其实质是杠杆。观察并分析图乙，下列说法正确的是（　　）
A．该杠杆的支点是A点
B．该杠杆可以省距离
C．该杠杆可以省力
D．沿F2方向开瓶用力最小
18．（2024 金华三模）平板支撑属于肌肉等长收缩的运动，人需要用上肢支撑在地面上静止时，如图所示。能正确表示人在平板支撑时的杠杆示意图是（　　）
A． B．
C． D．
19．（2024 余姚市模拟）学雷锋活动月，小明到敬老院献爱心，同时也收获了一些物理知识，下列事例与物理知识对应正确的是（　　）
A．把面团压成面皮——力可以改变物体的形状
B．给木凳装上软垫坐起来更舒服——受力面积越大压强越大
C．抖床单拍灰尘——灰尘没有惯性
D．用筷子夹饺子——筷子是省力杠杆
20．（2024 钱塘区三模）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30N，绳b对人的拉力为F2＝480N。此过程（　　）
A．有用功为300J
B．F1做的功等于F2做的功
C．F1做的功小于F2做的功
D．滑轮组的机械效率为80%
21（2024 椒江区一模）如图所示的伸缩隔离柱常用来分流人群，其顶端的布带由内部弹性装置固定。当布带被向右拉出时，将隔离柱看作杠杆，则其支点及所受拉力的示意图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
22．（2024 温州模拟）用圆形磁块将一长方形硬卡纸固定在黑板上，则松手后下列固定方式中硬卡纸最容易转动的是（　　）
A． B． C． D．
23．（2024 莲都区二模）学习了杠杆知识后，小莲自制了一架天平，并将两个重物放在自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平向右倾斜，秤盘最终落在桌面上如图所示。若不改变秤盘的悬挂位置，仅将重物左右互换，则互换后天平（　　）
A．不可能向右倾
B．不可能向左倾
C．不可能平衡
D．右倾、左倾、平衡都有可能
24．（2024 黄岩区二模）如图所示，现有一张质地均匀的纸（O为重心），如果只用一枚大头针将其固定在墙上，要求使其尽可能保持稳定，受到左右晃动也能回归原位，则大头针的位置是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
25．（2024 杭州二模）春秋时期，古人利用杠杆原理制作桔槔从井中汲水（如图所示）：用细绳系住一轻质直硬棒的O点作为支点，A端系着一块石头，B端系着一只空桶。使用时，先拉着B端绳子将桶送入井中，待桶中灌水后拉绳上升。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．向上拉绳提起水桶时，桔槔为费力杠杆
C．增大石块的质量，可提起更多的水
D．将A点向O点移，可提起更多的水
26．（2024 宁波模拟）《天工开物》中记载了一种汲水灌溉装置——筒车（如图甲所示），河道流水驱动轮子转动，边缘绳系的竹简将水从河里不断输送到上方接水槽中，然后流向农田（如图乙所示）。下列说法正确的是（　　）
A．筒转动时轮子相当于动滑轮
B．筒车向上运水越多功率就越大
C．筒车轮子越重其机械效率就越大
D．筒车送水时动能转化为重力势能
27．（2024 鹿城区二模）籼米是米糕、粉干等食品的原料，温州种植籼稻已有4千多年历史。在环境温度不低于12℃时，将籼稻种子播撒到适宜的土壤中培育成幼苗，再移植到稻田中，在20℃～35℃间生长较快，4个月后可收割。回答下面小题。在古代，籼稻收割后利用前方装有石块的简易杠杆敲击谷粒去壳。下列方案中脚踩踏时最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
28．（2024 滨江区一模）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
29．（2024 鄞州区一模）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（　　）
A．筒车向上运输的水越多，功率越大
B．转轮转速越快，筒车的机械效率越高
C．筒车匀速转动运水时，筒内水的机械能变大
D．上、下两个轮子分别相当于定滑轮和动滑轮
30．（2024 杭州一模）如图所示，衣架左右两侧分别夹着大小相同但数量不等的毛巾。下列哪些方法能使衣架在水平位置平衡（　　）
①在D处再挂一条相同毛巾
②在E处再挂一条相同毛巾
③在F处再挂一条相同毛巾
④B处毛巾移至C处
⑤E处毛巾移至F处
A．①④ B．②④ C．②⑤ D．③⑤
31．（2024 西湖区模拟）在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G1的物体，额外功与总功之比为1：4，再匀速提升重为G2的物体，先后两次提升时滑轮组的机械效率之比为5：6。若不计绳重和摩擦，则（　　）
A．G1：G2＝2：5
B．G1：G2＝2：3
C．先后两次绳子自由端的拉力之比为2：5
D．先后两次绳子自由端的拉力之比为3：5
32．（2024 温州一模）为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是（　　）
A． B．
C． D．
33．（2024 越城区校级一模）如图是小金家阳台上的手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为100牛，在拉力作用下5s内使衣服匀速上移了1m，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．A为动滑轮，B为定滑轮
B．利用该装置能省力，也能改变力的方向
C．衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为20牛
D．拉力的功率为80W
34．（2024 瓯海区一模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（　　）
A．杠杆在图示的位置平衡时，“权”的质量小于“重”的质量
B．“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小
35．（2024 象山县模拟）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动。当杠杆A端的甲物块悬空；B端的乙球浸没在水中时（不碰容器底和壁），杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知OA：OB＝1：2，甲物块重400N，乙球体积为1×10﹣2m3，g取10N/kg。下列说法中正确的是（　　）
A．乙球受到的浮力为10N
B．杠杆B端所受的拉力为100N
C．乙球的重力为300N
D．乙球的密度为2×103kg/m3
36．（2024 台州一模）如图所示，利用桔槔从井里汲水，它的前端A系一水桶，后端B系一配重物，O为支点。当人沿着AC方向向下拉时，拉力F1的力臂是（　　）
A．OA B．OB C．OC D．OD
二．计算题
37．（2022 绵阳）如图所示是现代化港口的一种新型吊运设备的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。用该吊运设备先后搬运水平地面上的长方体形集装箱A和B。A和B的底面积、高度、密度大小关系如表所示。
集装箱 A B
底面积S SA＝S0 SB＝2S0
高度h hA＝3h0 hB＝2h0
密度ρ ρA＝2ρ0 ρB＝ρ0
集装箱A在地面上静止，当受到滑轮组挂钩竖直向上的拉力为1500N时，地面对A的支持力为N1；集装箱B在地面上静止，当受到滑轮组挂钩竖直向上的拉力为2000N时，地面对B的支持力为N2。已知N1＝3N2。
在吊运集装箱A的过程中，当绳子自由端拉力为1125N时，集装箱A匀速竖直上升，绳子自由端拉力的功率为2250W，滑轮组的机械效率为80%；在吊运集装箱B的过程中，集装箱B匀速竖直上升了8m。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。求：
（1）集装箱A和B的重GA和GB；
（2）集装箱A匀速竖直上升的速度；
（3）集装箱B匀速竖直上升8m的过程中，绳子自由端拉力做的功。
38．（2024 青田县模拟）如图所示，用固定在墙上的支架AOB放置空调室外机。已知OB长40厘米，AO长30厘米。重为420牛的室外机正好处在OB中点处，室外机与下面支架总接触面积为0.003米2，支架重力不计。
（1）室外机对下面支架的压强大小（写出计算过程）。
（2）A处螺钉的水平拉力为多少牛（写出计算过程）。
54．（2024 绍兴三模）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂L1和阻力G的力臂L2；
（2）该同学质量为48kg，求墙壁对人的支撑力约为多少N？（g取10N/kg）
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F将 　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
39．（2024 舟山模拟）高速公路ETC收费系统，对过往车辆无需停车即能实现收费。如图甲是某高速公路入口处的ETC通道示意图，现有一辆总质量为1800kg的汽车，在进入ETC收费岛区域前S1＝50m处开始减速，经t1＝4s后运动至ETC收费岛（图中阴影区域）边界，然后再经t2＝6s匀速通过ETC收费岛，其长S2＝36m。（不计车长，g取10N/kg）求：
（1）汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度；
（2）ETC通道入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图乙所示，若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，且可绕O点转动，重力G＝120N，AB＝3.0m，AO＝0.3m，要匀速转动提升横杆，让车辆通过，对横杆A端施加的拉力F至少是多大；
（3）若汽车车轮与水平地面的总接触面积为0.1m2，求汽车静止时对水平地面的压强。
40．（2024 温州三模）小科同学设计了如图所示的装置进行实验，利用小量程弹簧秤测金属的密度，其中杠杆OAB支点为O（杠杆OAB质量不计），OA：OB＝1：3。他实验的步骤如下：
步骤一：用一细绳将体积为180cm3的金属块悬挂于A点，然后向容器中加水，使金属块浸没在水中。
步骤二：使杠杆OAB在水平位置静止，读出弹簧测力计此时的读数为12N。请根据题目求出以下信息：
（1）金属块浸没在水中时受到的浮力。
（2）绳子作用在杠杆A上的拉力。
（3）被测金属块密度。
41．（2024 杭州二模）如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为O，且AO＝1m，长木板的右端用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N．一个质量为5kg的体积不计的滑块M在F＝10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以v＝1m/s的速度向B端匀速滑动，求：（g＝10N/kg）
（1）滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小；
（2）当滑块匀速运动时拉力F做功的功率；
（3）滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平。
42．（2024 浙江模拟）质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组将重为600N的货物运送上楼，摩擦力及绳重忽略不计。求：
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大？
（2）此工人利用该机械最大能拉起质量为多少的货物？
三．实验探究题（共2小题）
43.（2024 湖州模拟）小德带了一个西瓜到学校与同学分享，在分享前同学们想测出它的重力，发现西瓜的重力超出了现有弹簧测力计的量程，但又找不到其它合适的测量工具，于是小德找来了一些细绳（不计重力）、一把米尺等物品按如图所示进行了改进实验：
步骤一：将细绳系在米尺50厘米刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡。
步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零（如图甲左）。
步骤三：如图甲所示，在米尺45厘米刻度线处挂上西瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在75厘米刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡。
（1）在步骤一中将细绳系在米尺中间，使米尺在水平位置平衡，是为了避免 　 　对测量结果的影响。
（2）当小德在操作步骤三时，有同学指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小德这样使用弹簧测力计会使测量结果 　 　（选填“偏大”或“偏小”）。
（3）小德分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零（如图乙左），并重新测出拉力为5牛，最后计算出西瓜的重力为 　 　牛。
（4）在测量过程中小德发现：如果斜向下拉弹簧测力计，且使杠杆在水平位置平衡（如图丙所示），弹簧测力计示数 　 　5牛（选填“＞”“＜”或“＝”）。
44．（2024 镇海区模拟）小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角θ，进行实验。其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如表：
实验序号 钩码总重力G 拉力作用线的夹角布度 拉力大小F/牛
① 3 0 2
② 3 30 2.4
③ 3 45 2.8
④ 3 60 4
（1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 　 　牛。
（2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 　 　。
（3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是：　 　。
（4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角θ时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？　 　。
三年真题
一年模拟
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专题6 简单机械
一．选择题
1．（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。
2．（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v＝＝＝0.1m/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：
η＝＝×100%＝80%，故D正确。
故选：A。
3．（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。
4．（2022 绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（　　）
A．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动
B．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动
C．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动
D．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动
【答案】A
【解答】解：由图甲可知，是在探究之前，因此应将平衡螺母向左调节，由图乙可知，是在探究过程中，应将钩码向左移动，故A正确。
故选：A。
5．（2022 宁波）“美好的一天，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱（含箱内物体）受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2？你的判断是（　　）
A．F1可能，F2不可能 B．F1不可能，F2可能
C．F1和F2都可能 D．F1和F2都不可能
【答案】D
【解答】解：图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进，受力平衡，受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和拉力的共同作用；F1的方向是竖直向上的，不会产生向右的动力；
F2的方向虽然斜向上，但该力的作用效果会使得箱子顺时针转动，无法使箱子保持平衡状态，箱子不能做匀速直线运动，所以F1、F2都不可能。
故选：D。
6．（2022 湖州）如图为小明同学用老虎钳剪钢丝时的情景，该老虎钳（　　）
A．动力臂大于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压力
B．动力臂小于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压力
C．动力臂大于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压强
D．动力臂小于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大压强
【答案】C
【解答】解：由图可知，用老虎钳剪钢丝的过程中，动力臂大于阻力臂，则老虎钳是省力杠杆；
把刀口制得很锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C正确。
故选：C。
7．（2022 丽水）如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作能使杆秤量程变大的是（　　）
A．将a点向左移
B．将b点向右移
C．换一个质量较小的秤砣
D．将a、b点都向左移等长距离
【答案】D
【解答】解：A、将a点向左移，阻力臂增大，动力臂和动力不变，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故A错误；
B、将b点向右移，阻力臂增大，动力不变，动力臂变小，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故B错误；
C、换一个质量较小的秤砣，阻力臂不变，动力变小，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故C错误；
D、杆秤使用时，有G物Lab＝G砣L砣，将a、b点都向左移等长距离，Lab不变，L砣变大，G砣不变，可见G物变大，则所称量物体的质量变大，量程变大，故D正确。故选：D。
二、填空题
8.（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，AB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。
9．（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。
10．（2023 衢州）在学校生态种植园，同学们经历了“挖地→种植→管理→收获”的劳动过程。
（1）挖地：用挖入土壤的锄头翻起土块时（如图甲），锄头属于 　省力　杠杆，在答题纸相应位置上画出锄头翻土时动力 的力臂。
（2）种植：如图乙，种苗基地的菜苗带土出售，是为了减少对菜苗 　根　（填器官名称）的损伤，提高移栽成活率。
（3）管理：①在种植时节，常用能遮光和反光、保温和增温、保水和防水、保肥和增肥、防草和防虫的可降解塑料地膜覆盖在菜地表面（如图丙），使作物生长所需的光、热、水、肥、气等条件得到优化，达到早熟、高产的效果。请综合所学知识，结合地膜的作用，围绕“光、热、水、肥、气”五个条件中的任意两个，解释覆盖地膜能促进作物早熟、高产的科学道理。 　A.遮光抑制杂草的光合作用，达到除草的目的；B.覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用，达到除草的目的（合理即可）　
从“气”的角度答题示例：地膜可以避免大雨天过多的水分渗入土壤，防止土壤板结，提高土壤的透气性，有利于作物根的呼吸作用，促进水和无机盐的吸收。
②配制100千克质量分数为5%的尿素溶液进行施肥，需尿素多少千克？
（4）收获：……
【答案】（1）省力；；
（2）根；
（3）①A.遮光抑制杂草的光合作用，达到除草的目的；B.覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用，达到除草的目的（合理即可）；
②5kg。
【解答】解：（1）锄头接触土地的点为支点靠近锄头柄端的点（手握锄柄的点）为动力作用点，而在锄头与柄未端之间的点（另只手握锄柄的点）为阻力点，由此看来，动力臂大于阻力臂，所以，是省力杠杆；在图上画出锄头翻土时动力的力臂如图：；
（2）植物吸收水和无机盐的主要器官是根，种苗基地的菜苗带土出售，是为了减少对菜苗根的损伤，提高移栽成活率；
（3）①覆盖地膜能促进作物早熟、高产，其道理是：A.遮光抑制杂草的光合作用，达到除草的目的；B.覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用，达到除草的目的；C.减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于作物根的生长；D.减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于土壤微生物生活及分解残枝落叶；E.减少土壤水分的蒸发，减少浇水，节约人工成本；F.地膜能防止雨天过多水分下渗，减少土壤板结和水肥流失，有利于根的呼吸；G.覆盖地膜后，能阻止许多在害虫生长的繁殖，从而减少虫害；H.地膜反光，为植物中下部叶片提供充足光照，利于作物光合作用等；
②配制100千克质量分数为5%的尿素溶液进行施肥，需尿素的质量：100kg×5%＝5kg。
故答案为：
（1）省力；；
（2）根；
（3）①A.遮光抑制杂草的光合作用，达到除草的目的；B.覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用，达到除草的目的（合理即可）；
②5kg。
11．（2023 台州）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。
（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是多少？
（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于 　省力　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？
【答案】（1）装有电动微单车的包装箱，平放在水平地面上时对地面的最小压强是250Pa；
（2）省力；
（3）电动微单车充满电后，共行驶了20km。
【解答】解：（1）由压强公式p＝知，压力一定时，接触面积越大，对地面的压强越大，则包装箱与地面的最大接触面积为S＝1m×0.8m＝0.8m2，
包装箱对地面的压力F＝G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N，
对地面的最小压强p＝＝＝250Pa；
（2）由图知此杠杆在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
（3）该电动微单车以最高时速匀速行驶0.8h行驶的路程s＝vt＝25km/h×0.8h＝20km。
答：（1）装有电动微单车的包装箱，平放在水平地面上时对地面的最小压强是250Pa；
（2）省力；
（3）电动微单车充满电后，共行驶了20km。
12．（2022 台州）图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是 　S　极。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。 　摆叶AOB顺时针小幅摆动后，使得力臂l1变小，l2变大，则F1l1＜F2l2，所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来　。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）如图所示：
摆叶AOB可视为杠杆，此时：l1＝OC＝4.5厘米，l2＝OD＝1.5厘米；
F1＝G叶瓣＝0.04N
根据杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2得：0.04N×4.5厘米＝F2×1.5厘米；
解得：F2＝0.12牛；
依据题意可知，B端固定的小磁铁的重力和小磁铁对B端的作用力F2大小相等，即小磁铁B的重力GB＝F2＝0.12N；
（2）因为线圈有电流时，推动磁铁向左上方运动，说明线圈E对小磁铁B有斥力作用，所以线圈E上端的磁极是S极；
（3）摆叶AOB顺时针小幅摆动后，使得力臂l1变小，l2变大，则F1l1＜F2l2，所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。
答：（1）磁铁受到的重力是0.12牛；
（2）S；
（3）摆叶AOB顺时针小幅摆动后，使得力臂l1变小，l2变大，则F1l1＜F2l2，所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。
13．（2022 舟山）如图是广泛应用于建筑的强夯机，使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。（g取10N/kg）
（1）如图所示，a是 　动　滑轮。
（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大？（不计滑轮、钢绳自重及摩擦）
（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功？
【答案】（1）动；
（2）钢绳能承受的拉力至少为2×105N；
（3）重力做功4×106J。
【解答】解：（1）如图所示强夯机工作时a滑轮的轴心会上下移动，因此a是动滑轮；
（2）不计滑轮、钢绳自重及摩擦，动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，夯锤受到的重力：G＝mg＝4×104kg×10N/kg＝4×105N；
因此，钢绳至少能承受的拉力：F＝G＝×4×105N＝2×105N；
（3）夯锤重力做的功：W＝Gh＝4×105N×10m＝4×106J。
答：（1）动；
（2）钢绳能承受的拉力至少为2×105N；
（3）重力做功4×106J。
一．选择题
1．（2024 瑞安市模拟）为拔除外来入侵物种“一枝黄花”，小明自制轻质拔草器，如图甲所示。用该装置拔除同一植株，若l1＞l2＞l3＝l4，下列操作中最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解答】解：用该装置拔除同一植株，则阻力为F阻相同，根据杠杆的平衡条件分别得出A、B、C中动力的大小为：
F阻l1＝FAL，F阻l2＝FBL，F阻l3＝FCL，
因l1＞l2＞l3，则FA＞FB＞FC，
D选项中因动力的方向是竖直，则力臂小于L，即：L′＜L，
则根据杠杆的平衡条件可得：F阻l3＝FDL′，
因l3＝l4，则：FD＞FC，
所以，操作中最省力的是C。
故选：C。
2．（2024 上城区校级一模）如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且G动小于G物，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　）
A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙
B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙
C．绳子自由端的拉力大小为F甲＞F乙＝F丙
D．三个装置的机械效率为η甲＞η乙＝η丙
【答案】C
【解答】解：A、克服物体重力做的功为有用功，甲、乙、丙三种装置做的有用功都为W有用＝G物h，故A正确；
B、从图中可知，甲为定滑轮（n＝1），乙为动滑轮（n＝2），丙为滑轮组（n＝3），在相同的时间内物体被提升的高度均为h，则绳子自由端移动的距离s甲＝h，s乙＝2h，s丙＝3h，因此s甲＜s乙＜s丙，运动时间相同，根据v＝可知绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙，故B正确；
C、不计绳重和摩擦，F甲＝G物，F乙＝×（G物+G动），F丙＝×（G物+G动），滑轮质量均相等且G动小于G物，故F甲＞F乙＞F丙，故C错误；
D、不计绳重和摩擦，甲的有用功与总功相等，机械效率为100%，乙和丙克服动滑轮的重力做的功为额外功，W额＝G动h，乙、丙两种装置的机械效率η＝＝＝，则η乙＝η丙，故D正确。
故选：C。
3.（2024 余姚市模拟）长期低头会对颈部肌肉造成损伤，图中A点为头部重力作用点，B点为颈部肌肉受力点，下列能正确表示人低头时杠杆示意图是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解答】解：由题意知，头部重力方向是竖直向下，颈部肌肉拉力的方向应垂直于OB向下，如图所示：
故选：B。
4．（2024 浙江模拟）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600N的物体匀速向上提起相同的高度。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．甲方式中车对绳子的拉力为620N
B．乙方式中人对绳子的拉力为300N
C．使用甲、乙两种方式都不能省功
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
【答案】C
【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，绳子的拉力应该为600N。故A错。
B、乙方式人对绳子的拉力F＝（G+G动）＝×（600N+20N）＝310N；故B错误。
C、根据功的原理，使用任何机械都不省功，所以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。
5．（2024 舟山模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
【答案】C
【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×1.5m＝3m，
绳子自由端移动的速度：v＝＝＝0.6m/s，故A错误；
B、由P＝＝＝Fv可知，绳子自由端的拉力：F＝＝＝300N，
因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N，故B错误；
C、此时工人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，由力的平衡条件可知，工人受到的支持力：F支＝G人﹣F＝700N﹣300N＝400N，
工人对地面的压力与工人受到的支持力是一对相互作用力，因此工人对地面的压力：F压＝F支＝400N，故C正确；
D、人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，即绳子自由端的最大拉力：F最大＝G人＝700N，
因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以此时能提升的最大物重：G最大＝nF最大﹣G动＝2×700N﹣60N＝1340N，
滑轮组的最大机械效率：η最大＝＝＝＝＝×100%≈95.7%，故D错误。
故选：C。
6．（2024 柯桥区模拟）如图是用于安装马路牙石的“炮车”，车架AOB属于杠杆，现需把地面上的牙石搬起，则工人在A端施力的方向与杠杆AOB的类型分别是（　　）
A．向上，省力杠杆 B．向下，省力杠杆
C．向上，费力杠杆 D．向下，费力杠杆
【答案】B
【解答】解：由图可知，“炮车”B端受到的作用力向下，支点在AB之间，由杠杆的特点可知，工人在A端施力的方向应该是向下；
把地面上的牙石搬起时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
故选：B。
7．（2024 绍兴模拟）如图是我国古代人民用工具抬木料的情景。下列说法正确的是（　　）
A．如图使用横杆时，横杆可以看作费力杠杆
B．如图抬起木料时，木料可以看作省力杠杆
C．支架下面垫着的石块是为了增大对地面的压强
D．移动木料时，木料底下的小圆木有增大摩擦的作用
【答案】B
【解答】解：A、横杆在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误；
B、抬起木料过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B正确；
C、支架下垫有石块是为了增大受力面积，减小对地面的压强，故C错误；
D、木料底下的小圆木，这样变滑动为滚动，是为了减少摩擦，故D错误。
故选：B。
8．（2024 鄞州区校级模拟）实践课上，小曙、小光各持一根较光滑的木棍，面对面站立。小科取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按如图所示依次绕过两根木棍，小曙和小光用力往后拉木棍，小科只需稍稍用力就能稳住两木棍。下列分析正确的是（　　）
A．两根木棍和绳组成的机械相当于一个动滑轮
B．小科使用该装置可以省功
C．小曙受到的拉力等于小光受到的拉力
D．绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小
【答案】D
【解答】解：A、从使用的情况来看，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，因此两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组，故A错误；
B、使用简单机械可以省力，也可以省距离，但不能省功，故B错误；
C、由图可知小曙那端木棍有6段绳子相连，因此小曙受到的拉力为6F，小光那端木棍有7段绳子相连，因此小光受到的拉力为7F，故C错误；
D、滑轮组有几段绳子，绳端的拉力就是作用在棍上拉力的几分之一，滑轮组上绳子的段数越多越省力，所以想让小科所用的拉力变小，可以将绳子在木棍上多绕几圈，故D正确。
故选：D。
9.（2024 鄞州区校级模拟）如图所示，人体所做的四种动作中，相应杠杆模型属于省力杠杆的是（　　）
A．咬合 B．抬腰
C．踮脚 D．屈臂
【答案】C
【解答】解：A、在咬合过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误；
B、在抬腰过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B错误；
C、在踮脚过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C正确；
D、在屈臂过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D错误。
故选：C。
9．（2024 嘉兴二模）使用机械可以减轻人们的劳动强度，提高工作效率。使用下列杠杆，能节省距离的是（　　）
A．独轮车
B．垃圾钳
C．铡刀
D．开瓶器
【答案】B
【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、垃圾钳在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故B符合题意；
C、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C不符合题意；
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：B。
10．（2024 游仙区模拟）某建筑工地用如图1所示的装置提升重物A，电动机拉动绳子的功率保持不变，电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图2所示。当重物A以0.1m/s的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与摩擦，g取10N/kg。下列分析与计算正确的是（　　）
A．重物A的质量为60kg
B．电动机对绳子的拉力为600N
C．匀速提升108kg的重物B时，重物B在30s上升的高度为1.5m
D．若电动机拉动绳子的功率减小，滑轮组的机械效率降低
【答案】C
【解答】解：AB、由图1可知，n＝3，当重物A以0.1m/s的速度匀速上升时，绳子自由端的移动速度为v绳＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，由图2可知，F＝200N，
根据η＝＝＝＝可知，重物A的重力为：
G＝ηnF＝80%×3×200N＝480N，
则重物A的质量为：
m＝＝＝48kg，故AB错误；
C、电动机的功率为：
P＝＝＝Fv绳＝200N×0.3m/s＝60W；
不计绳重与摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮重为：
G动＝nF﹣G＝3×200N﹣480N＝120N；
当匀速提升108kg的重物B时的拉力F'为：
F'＝（G'+G动）＝（m'g+G动）＝×（108kg×10N/kg+120N）＝400N，
因电动机拉动绳子的功率保持不变，重物B移动的速度为：
vB＝＝＝0.05m/s，
则重物B在30s上升的高度为：
h＝vBt＝0.05m/s×30s＝1.5m，故C正确；
D、电动机拉动绳子的功率减小，说明电动机拉动绳子做功慢，跟滑轮组的机械效率的高低没有直接的关系，故D错误。
故选：C。
11．（2024 玉环市模拟）如图所示，不计滑轮质量和摩擦，且m1＝m2，在匀速提升重物的过程中，悬挂两定滑轮的绳中张力TA：TB为（　　）
A．1：1 B．4：9 C．9：4 D．3：2
【答案】B
【解答】解：甲图滑轮组的绳子股数为n＝3，则绳子的拉力FA＝G1，对图中的定滑轮来说，根据受力平衡可得：TA＝2FA＝2×G1＝G1；
乙图滑轮组的绳子股数为n＝2，则绳子的拉力FB＝G2，对图中的定滑轮来说，根据受力平衡可得：TB＝3FB＝3×G2＝G2；
由于m1＝m2，则根据G＝mg可知：G1＝G2，
则TA：TB＝G1：G2＝。
故选：B。
12.（2024 温州模拟）如图所示为我国物理学著作《远西奇器图说》所记载的一种机械装置。若小球A的质量为mA，小球B的质量为mB，当两小球匀速移动时，A球竖直上升的高度为hA，B球下降的高度为hB，不考虑摩擦和绳重，则下列有关物理量的比较中正确的是（　　）
A．mA＞mB、hA＜hB B．mA＞mB、hA＞hB
C．mA＜mB、hA＜hB D．mA＜mB、hA＞hB
【答案】A
【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hA＜hB，所以mA＞mB，故A正确，BCD错误。
故选：A。
13．（2024 永康市校级模拟）小乐用如图所示的两种方式竖直匀速提升某物体，且都使物体上升了2m。已知物体重200N，滑轮重40N，提升时的拉力分别为F甲和F乙。若不计绳重和摩擦，则在提升过程中（　　）
A．F甲＝240N
B．F甲做的功为240J
C．F乙向上移动距离为4m
D．F乙所做的功为440J
【答案】D
【解答】解：A、甲图n＝2，F甲＝（G+G动）＝×（200N+40N）＝120N，故A错误；
B、根据不计绳重及摩擦，拉力做功W＝（G+G动）h＝（200N+40N）×2m＝480J，故B错误；
C、乙动力作用在轴心，属于费力杠杆，可以省距离，拉力移动的距离是物体高度的一半，即1m，故C错误；
D、根据不计绳重及摩擦，拉力做功W＝Gh+G动h动＝200N×2m+40N×1m＝440J，故D正确。
故选：D。
14．（2024 余姚市模拟）甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用）。下列说法不正确的是（　　）
A．动滑轮质量为0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等
【答案】B
【解答】解：对甲、乙两物体进行受力分析，如下图所示：
AB.甲受到的重力为：G甲＝m甲g＝1.8kg×10N/kg＝18N，
乙受到的重力为：G乙＝m乙g＝2kg×10N/kg＝20N，
因为甲、乙都做匀速直线运动，
则有：G甲＝f甲+F甲，G乙+f乙＝F乙，
则：F甲＝G甲﹣f甲＝18N﹣4N＝14N，故B错误；
则：F乙＝G乙+f乙＝20N+2N＝22N，
而对于动滑轮有：2F甲＝G动+F乙，则：G动＝2F甲﹣F乙＝2×14N﹣22N＝6N，
由G＝mg可知，动滑轮的质量为：m动＝＝＝0.6kg，故A正确；
C.由v甲＝2v乙可知，乙运动的速度为：v乙＝v甲＝×0.2m/s＝0.1m/s，
由P＝＝＝Fv可知，乙所受拉力的功率为：P乙＝F乙v乙＝22N×0.1m/s＝2.2W，故C正确；
D.由v＝可知，甲、乙两物体在3s内运动的路程分别为：
s甲＝v甲t＝0.2m/s×3s＝0.6m，
s乙＝v乙t＝0.1m/s×3s＝0.3m，
由W＝fs可知，3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功分别为：
W甲＝f甲s甲＝4N×0.6m＝2.4J，
W乙＝f乙s乙＝2N×0.3m＝0.6J，
所以3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等，故D正确。
故选：B。
15．（2024 杭州模拟）如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为（　　）N，物体A与水平桌面的摩擦力大小（　　）N。
A．200N；10N B．200N；20N C．20N；10N D．20N；20N
【答案】C
【解答】解：如图所示，弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N；则物体A受到拉力为10N；又因物体A做匀速直线运动，则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是10N；
拉力F＝2f＝2×10N＝20N。
故选：C。
16．（2024 滨江区二模）如图为某学生用所做的升降电梯模型模拟电梯的工作情况，电动机的拉力为F，动滑轮重为5N，在10s内将重20N的轿箱连同内部5N的物品一起匀速升高了1m，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．与电动机相连的绳端移动的速度为0.2m/s
B．与电动机相连的绳端拉力大小为12.5N
C．拉力F做功的功率为1.5W
D．滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】A
【解答】解：A、由图可知，n＝2，绳子自由端移动的速度为：
v绳＝nv物＝＝＝0.2m/s，故A正确；
B、忽略绳重和摩擦，与电动机相连的绳端拉力大小为：
F＝（G+G箱+G动）＝×（5N+20N+5N）＝15N，故B错误；
C、拉力F做功的功率为：
P＝＝＝Fv绳＝15N×0.2m/s＝3W，故C错误；
D、该滑轮组的机械效率为：
η＝＝＝＝＝×100%≈16.7%，故D错误。
故选：A。
17.（2024 丽水一模）如图甲是一种可以单手开启酒瓶盖的开瓶器，其实质是杠杆。观察并分析图乙，下列说法正确的是（　　）
A．该杠杆的支点是A点
B．该杠杆可以省距离
C．该杠杆可以省力
D．沿F2方向开瓶用力最小
【答案】C
【解答】解：
A、由图知，将开瓶器看成一个杠杆，是绕B点转动的，所以B是支点，故A错误；
BC、开瓶器使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故B错误，C正确；
D、阻力和阻力臂一定，作用在F1的力臂要比F2力臂长一些，根据杠杆的平衡条件可知动力臂越长越省力，又因为开瓶盖时，动力与开瓶器垂直向下时动力最大，故沿F1方向开瓶用力最小，故D错误。
故选：C。
18．（2024 金华三模）平板支撑属于肌肉等长收缩的运动，人需要用上肢支撑在地面上静止时，如图所示。能正确表示人在平板支撑时的杠杆示意图是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解答】解：从图示可知，0是支点，动力和阻力在支点的同一方，故它们的方向应该相反，故选A。
故选：A。
19．（2024 余姚市模拟）学雷锋活动月，小明到敬老院献爱心，同时也收获了一些物理知识，下列事例与物理知识对应正确的是（　　）
A．把面团压成面皮——力可以改变物体的形状
B．给木凳装上软垫坐起来更舒服——受力面积越大压强越大
C．抖床单拍灰尘——灰尘没有惯性
D．用筷子夹饺子——筷子是省力杠杆
【答案】A
【解答】解：A、把面团压成面皮，说明了力可以改变物体的形状，故A正确；
B、给木凳装上软垫坐起来更舒服，是因为受力面积越大压强越小，故B错误；
C、抖床单拍灰尘时，利用了灰尘的惯性，故C错误；
D、用筷子夹饺子时，动力臂小于阻力臂，此时的筷子是费力杠杆，故D错误。
故选：A。
20．（2024 钱塘区三模）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30N，绳b对人的拉力为F2＝480N。此过程（　　）
A．有用功为300J
B．F1做的功等于F2做的功
C．F1做的功小于F2做的功
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解答】解：A、克服人的重力所做的功为有用功，绳b对人的拉力为F2＝480N，所以人的重力G＝F2＝480N，W有＝Gh＝480N×0.5m＝240J，故A错误；
B、F1做的功为总功，即：W总＝F1s＝30N×10m＝300J，F2做的功为W'＝F2h＝480N×0.5m＝240J，故B错误；
C、根据以上计算可知，F1做的功大于F2做的功，故C错误；
D、滑轮组的机械效率为，故D正确。
故选：D。
21（2024 椒江区一模）如图所示的伸缩隔离柱常用来分流人群，其顶端的布带由内部弹性装置固定。当布带被向右拉出时，将隔离柱看作杠杆，则其支点及所受拉力的示意图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解答】解：隔离柱整体看成是一根杠杆，布带向右水平拉出时，杠杆绕底座右端的O点转动，因此底座右端的O是支点，拉力的方向水平向右，故B正确。
故选：B。
22．（2024 温州模拟）用圆形磁块将一长方形硬卡纸固定在黑板上，则松手后下列固定方式中硬卡纸最容易转动的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解答】解：有规则形状的物体，它的重心就在几何中心上，所以D选项的中心位置离磁块的水平距离最远，所以最容易转动，故D正确，A、B、C错误。
故选：D。
23．（2024 莲都区二模）学习了杠杆知识后，小莲自制了一架天平，并将两个重物放在自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平向右倾斜，秤盘最终落在桌面上如图所示。若不改变秤盘的悬挂位置，仅将重物左右互换，则互换后天平（　　）
A．不可能向右倾
B．不可能向左倾
C．不可能平衡
D．右倾、左倾、平衡都有可能
【答案】D
【解答】解：图中的杠杆，左边力臂小于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力可能小于、也可能等于、也可能大于右边重力，将天平上的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积可能会等于、也可能会小于，也可能会大于右边力和力臂的乘积，所以杠杆右倾、左倾、平衡都有可能，故ABC错误，D正确。
故选：D。
24．（2024 黄岩区二模）如图所示，现有一张质地均匀的纸（O为重心），如果只用一枚大头针将其固定在墙上，要求使其尽可能保持稳定，受到左右晃动也能回归原位，则大头针的位置是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
【答案】A
【解答】解：纸张的重心在O点，根据杠杆平衡的条件可知，为使纸张在水平位置平衡，纸张的支点只能在①的位置。
故选：A。
25．（2024 杭州二模）春秋时期，古人利用杠杆原理制作桔槔从井中汲水（如图所示）：用细绳系住一轻质直硬棒的O点作为支点，A端系着一块石头，B端系着一只空桶。使用时，先拉着B端绳子将桶送入井中，待桶中灌水后拉绳上升。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．向上拉绳提起水桶时，桔槔为费力杠杆
C．增大石块的质量，可提起更多的水
D．将A点向O点移，可提起更多的水
【答案】C
【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；
B、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B错误；
C、根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，在阻力臂、动力臂不变时，阻力增大，需增大阻力即增大石块的质量，才能重新平衡，故C正确；
D、将A点向O点移，即缩短重物到木架之间的距离，其实就是减小动力臂，由杠杆原理可知，这样只能提起更少的水，故D错误。
故选：C。
26．（2024 宁波模拟）《天工开物》中记载了一种汲水灌溉装置——筒车（如图甲所示），河道流水驱动轮子转动，边缘绳系的竹简将水从河里不断输送到上方接水槽中，然后流向农田（如图乙所示）。下列说法正确的是（　　）
A．筒转动时轮子相当于动滑轮
B．筒车向上运水越多功率就越大
C．筒车轮子越重其机械效率就越大
D．筒车送水时动能转化为重力势能
【答案】D
【解答】解：A、筒转动时轮子相当于定滑轮，故A错误；
B、相同的时间，筒车向上运水越多，功率就越大，故B错误；
C、筒车轮子越重时，额外功大，其机械效率就越小，故C错误；
D、筒车送水时动能转化为重力势能，故D正确。
故答案为：D。
27．（2024 鹿城区二模）籼米是米糕、粉干等食品的原料，温州种植籼稻已有4千多年历史。在环境温度不低于12℃时，将籼稻种子播撒到适宜的土壤中培育成幼苗，再移植到稻田中，在20℃～35℃间生长较快，4个月后可收割。回答下面小题。在古代，籼稻收割后利用前方装有石块的简易杠杆敲击谷粒去壳。下列方案中脚踩踏时最省力的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解答】解：A、用脚踏碓舂米过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误；
BD、用脚踏碓舂米过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故BD错误；
C、用脚踏碓舂米过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C正确。
故选：C。
28．（2024 滨江区一模）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。
29．（2024 鄞州区一模）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（　　）
A．筒车向上运输的水越多，功率越大
B．转轮转速越快，筒车的机械效率越高
C．筒车匀速转动运水时，筒内水的机械能变大
D．上、下两个轮子分别相当于定滑轮和动滑轮
【答案】C
【解答】解：A功率是表示做功快慢的物理量，故A错误；
B．转轮转速越快，相同时间内对水做的功越多，根据公式P＝可知，功率越大，故B错误；
C．水从河里被输送到上方的田里，高度增加了，因此水的重力势能变大，故C正确；
D．上、下两个转轮的轴都是固定不动的，因此都可看做定滑轮，故D错误。
故选：C。
30．（2024 杭州一模）如图所示，衣架左右两侧分别夹着大小相同但数量不等的毛巾。下列哪些方法能使衣架在水平位置平衡（　　）
①在D处再挂一条相同毛巾
②在E处再挂一条相同毛巾
③在F处再挂一条相同毛巾
④B处毛巾移至C处
⑤E处毛巾移至F处
A．①④ B．②④ C．②⑤ D．③⑤
【答案】B
【解答】解：假设每格的距离为L，每个毛巾的重力为G；
①在D处再挂一条相同毛巾，左侧为2G×2L＝4GL；右侧为G×2L+G×L＝3GL，左右不等，不平衡；
②在E处再挂一条相同毛巾，左侧为2G×2L＝4GL；右侧为2G×2L＝4GL，左右相等，平衡；
③在F处再挂一条相同毛巾，左侧为2G×2L＝4GL；右侧为G×3L+G×2L＝5GL，左右不等，不平衡；
④B处毛巾移至C处，左侧为2G×L＝2GL；右侧为G×2L＝2GL，左右相等，平衡；
⑤E处毛巾移至F处，左侧为2G×2L＝4GL；右侧为G×3L＝3GL，左右不等，不平衡；
综上所述，②④能平衡。
故选：B。
31．（2024 西湖区模拟）在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G1的物体，额外功与总功之比为1：4，再匀速提升重为G2的物体，先后两次提升时滑轮组的机械效率之比为5：6。若不计绳重和摩擦，则（　　）
A．G1：G2＝2：5
B．G1：G2＝2：3
C．先后两次绳子自由端的拉力之比为2：5
D．先后两次绳子自由端的拉力之比为3：5
【答案】C
【解答】解：AB、由题意可知，使用滑轮组匀速提升重为G1的物体时，额外功与总用功之比为1：4，
因不计绳重和摩擦时，克服物体重力所做的功为有用功，克服动滑轮重力所做的功为额外功，总功等于有用功和额外功之和，
所以，由W＝Gh可得：
＝＝＝，即G动＝；
两次提升时滑轮组的机械效率之比为5：6，不计绳重和摩擦，根据η＝＝＝＝可知，
＝＝＝，
解得：G1：G2＝1：3，故AB错误；
CD、不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知，先后两次绳子自由端的拉力之比为：
＝＝＝，故C正确，D错误。
故选：C。
32．（2024 温州一模）为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解答】解：图中的支点是底座左侧边缘，假设螺钉是动力，则动力臂不变，而横杆的重力与只受到的重力是阻力，指示灯的重力大小不变，分散后重心靠近竖杆，阻力臂较小，图中横杆一端粗，重心靠近较粗的一端，因而粗端固定在竖杆上，阻力臂较小，故D图中的阻力臂较小，根据杠杆的平衡条件知，阻力和动力臂一定时，阻力臂越小，动力越小，故D图螺钉对支架底座的压力最小。
故选：D。
33．（2024 越城区校级一模）如图是小金家阳台上的手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为100牛，在拉力作用下5s内使衣服匀速上移了1m，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．A为动滑轮，B为定滑轮
B．利用该装置能省力，也能改变力的方向
C．衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为20牛
D．拉力的功率为80W
【答案】B
【解答】解：A．A滑轮的轴是固定不动的，是定滑轮，B滑轮的轴与物体一起运动，是动滑轮，故A错误；
B．由图可知，晾衣架右两个动滑轮，连接动滑轮绳子的股数n＝4，不计滑轮重、绳重及摩擦，人对绳的拉力F＝G，拉力方向向下，可见，利用该装置既能省力，又能改变力的方向，故B正确；
C．由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝4，不计滑轮重绳重及摩擦，静止时绳的拉力：F＝G总＝×100N＝25N，故C错误；
D．由图可知，晾衣架有两个动滑轮，连接动滑轮绳子的股数n＝4，晾衣架上升1m，摇柄端绳子要下降s＝4h＝4×1m＝4m，
不计滑轮重、绳重及摩擦，摇柄对绳做功W＝Fs＝25N×4m＝100J，
拉力的功率：P＝＝＝20W，故D错误。
故选：B。
34．（2024 瓯海区一模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（　　）
A．杠杆在图示的位置平衡时，“权”的质量小于“重”的质量
B．“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小
【答案】A
【解答】解：A、杠杆在图示的位置平衡时，根据杠杆平衡条件可得“权”ד标”＝“重”ד本”，由图可知“标”大于“本”，则“权”的质量小于“重”的质量，故A正确；
B、设增加的质量为Δm，由图可知，杠杆平衡时“标”大于“本”，则Δmד标”＞Δmד本”即“权+Δm”ד标”＞“重+Δm”ד本”，A端会下沉，故B错误；
C、在“权”不变时，“重”增大，需要“标”增大，即把“权”向A端适当移动，故C错误；
D、将提纽O向B端移动一些，“标”增大，则“权”和“标”的乘积增大，而“本”变小，由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故D错误。
故选：A。
35．（2024 象山县模拟）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动。当杠杆A端的甲物块悬空；B端的乙球浸没在水中时（不碰容器底和壁），杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知OA：OB＝1：2，甲物块重400N，乙球体积为1×10﹣2m3，g取10N/kg。下列说法中正确的是（　　）
A．乙球受到的浮力为10N
B．杠杆B端所受的拉力为100N
C．乙球的重力为300N
D．乙球的密度为2×103kg/m3
【答案】C
【解答】解：A、根据阿基米德原理，乙球浸没在水中受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×10﹣2m3＝100N，故A错误；
B、杠杆B端所受的拉力为F′，杠杆恰好水平平衡。根据杠杆的平衡条件：G甲×OA＝F′×OB；即F′＝＝＝200N，故B错误；
C、杠杆B端所受的拉力为F′，根据物体间力的作用是相互的，则乙球受到杠杆B端的拉力大小也为F′，乙球浸没在水中时处于平衡状态，G乙＝F′+F浮＝200N+100N＝300N，故C正确；
D、由C我们知道G乙＝300N，根据密度的公式：ρ乙＝＝＝＝3×103kg/m3，故D错误。
故选：C。
36．（2024 台州一模）如图所示，利用桔槔从井里汲水，它的前端A系一水桶，后端B系一配重物，O为支点。当人沿着AC方向向下拉时，拉力F1的力臂是（　　）
A．OA B．OB C．OC D．OD
【答案】C
【解答】解：图中的支点是O，力臂是指从支点到力的作用线的距离，故图中OC是拉力F1的力臂。
故选：C。
二．计算题
37．（2022 绵阳）如图所示是现代化港口的一种新型吊运设备的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。用该吊运设备先后搬运水平地面上的长方体形集装箱A和B。A和B的底面积、高度、密度大小关系如表所示。
集装箱 A B
底面积S SA＝S0 SB＝2S0
高度h hA＝3h0 hB＝2h0
密度ρ ρA＝2ρ0 ρB＝ρ0
集装箱A在地面上静止，当受到滑轮组挂钩竖直向上的拉力为1500N时，地面对A的支持力为N1；集装箱B在地面上静止，当受到滑轮组挂钩竖直向上的拉力为2000N时，地面对B的支持力为N2。已知N1＝3N2。
在吊运集装箱A的过程中，当绳子自由端拉力为1125N时，集装箱A匀速竖直上升，绳子自由端拉力的功率为2250W，滑轮组的机械效率为80%；在吊运集装箱B的过程中，集装箱B匀速竖直上升了8m。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。求：
（1）集装箱A和B的重GA和GB；
（2）集装箱A匀速竖直上升的速度；
（3）集装箱B匀速竖直上升8m的过程中，绳子自由端拉力做的功。
【答案】（1）集装箱A和B的重GA和GB分别为4500N和3000N；
（2）集装箱A匀速竖直上升的速度为0.4m/s；
（3）集装箱B匀速竖直上升8m的过程中，绳子自由端拉力做的功为3.3×104J。
【解答】解：（1）由表中数据，根据G＝mg＝ρVg可得A和B集装箱的重力比：
＝＝……①
当集装箱A、B受到滑轮组挂钩竖直向上的拉力分别为T1、T2时，集装箱静止在地面上，集装箱受到的拉力、支持力与重力平衡，所以有：
T1+N1＝GA……②
T2+N2＝GB……③
已知N1＝3N2，T1＝1500N，T2＝2000N，联立①②③解得：
GA＝4500N，GB＝3000N；
（2）不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦，根据η＝＝＝可得，
承担物重绳子的段数：n＝＝＝5，
由P＝＝＝Fv可得，拉起集装箱A时绳端速度：
v＝＝＝2m/s，
由v＝nv物可得，物体A上升速度；
vA＝＝＝0.4m/s；
（3）不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦，拉起集装箱A时，由nF＝G+G动可得，
动滑轮重力：G动＝nFA﹣GA＝5×1125N﹣4500N＝1125N，
拉起集装箱B时绳端拉力：
FB＝（GB+G动）＝×（3000N+1125N）＝825N，
绳子自由端拉力做的功：
WB＝FBsB＝FBnhB＝825N×5×8m＝3.3×104J。
答：（1）集装箱A和B的重GA和GB分别为4500N和3000N；
（2）集装箱A匀速竖直上升的速度为0.4m/s；
（3）集装箱B匀速竖直上升8m的过程中，绳子自由端拉力做的功为3.3×104J。
38．（2024 青田县模拟）如图所示，用固定在墙上的支架AOB放置空调室外机。已知OB长40厘米，AO长30厘米。重为420牛的室外机正好处在OB中点处，室外机与下面支架总接触面积为0.003米2，支架重力不计。
（1）室外机对下面支架的压强大小（写出计算过程）。
（2）A处螺钉的水平拉力为多少牛（写出计算过程）。
【答案】（1）室外机对下面支架的压强大小为1.4×105Pa；
（2）A处螺钉的水平拉力为280N。
【解答】解：（1）室外机对下面支架的压力F＝G＝420N；室外机与下面支架总接触面积为S＝0.003m2，
压强p＝＝＝1.4×105Pa；
（2）三角支架AOB可看作杠杆，O点是支点，空调受到重力而作用在支架上的力是阻力，由杠杆平衡条件可知：F×AO＝G×OB；
即：F×30cm＝420N×40cm；
解得F＝280N。
答：（1）室外机对下面支架的压强大小为1.4×105Pa；
（2）A处螺钉的水平拉力为280N。
54．（2024 绍兴三模）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂L1和阻力G的力臂L2；
（2）该同学质量为48kg，求墙壁对人的支撑力约为多少N？（g取10N/kg）
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F将 　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）如图；（2）180；（3）变大。
【解答】解：（1）向左延长支撑力F画出动力的作用线，过支点O向动力F的作用线作垂线段，即为动力F的力臂L1，如图所示：
（2）过重心作竖直向下的重力即为F2，从支点O向力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂L2，根据图中的虚线框可知，阻力臂L2为3个小格，而动力臂L1为8个小格；
根据杠杆平衡条件可得FL1＝F2L2，且F2＝mg，
则支撑力：F＝＝＝180N；
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，人的身长不变，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑点会下移，则由图可知动力臂会减小，阻力臂会增大，阻力（人的重力）大小不变，根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大。
故答案为：（1）如图；（2）180；（3）变大。
39．（2024 舟山模拟）高速公路ETC收费系统，对过往车辆无需停车即能实现收费。如图甲是某高速公路入口处的ETC通道示意图，现有一辆总质量为1800kg的汽车，在进入ETC收费岛区域前S1＝50m处开始减速，经t1＝4s后运动至ETC收费岛（图中阴影区域）边界，然后再经t2＝6s匀速通过ETC收费岛，其长S2＝36m。（不计车长，g取10N/kg）求：
（1）汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度；
（2）ETC通道入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图乙所示，若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，且可绕O点转动，重力G＝120N，AB＝3.0m，AO＝0.3m，要匀速转动提升横杆，让车辆通过，对横杆A端施加的拉力F至少是多大；
（3）若汽车车轮与水平地面的总接触面积为0.1m2，求汽车静止时对水平地面的压强。
【答案】（1）汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度为8.6m/s；
（2）对横杆A端施加的拉力F至少是480N；
（3）汽车静止时对水平地面的压强为1.8×105Pa。
【解答】解：（1）由题意可知，汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小为：
v＝＝＝＝8.6m/s；
（2）横杆AB粗细相同、质量分布均匀，所以其重心C在几何中心上，支点为O，则OA就是动力臂，OC就是阻力臂，
已知AB＝3.0m，AO＝0.3m，则阻力臂OC＝AB﹣OA＝×3.0m﹣0.3m＝1.2m，
由杠杆的平衡条件可得：F×OA＝G×OC，
则F＝＝＝480N；
（3）汽车的自重：G车＝mg＝1800kg×10N/kg＝1.8×104N，
汽车对地面的压强：p＝＝＝1.8×105Pa。
答：（1）汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度为8.6m/s；
（2）对横杆A端施加的拉力F至少是480N；
（3）汽车静止时对水平地面的压强为1.8×105Pa。
40．（2024 温州三模）小科同学设计了如图所示的装置进行实验，利用小量程弹簧秤测金属的密度，其中杠杆OAB支点为O（杠杆OAB质量不计），OA：OB＝1：3。他实验的步骤如下：
步骤一：用一细绳将体积为180cm3的金属块悬挂于A点，然后向容器中加水，使金属块浸没在水中。
步骤二：使杠杆OAB在水平位置静止，读出弹簧测力计此时的读数为12N。请根据题目求出以下信息：
（1）金属块浸没在水中时受到的浮力。
（2）绳子作用在杠杆A上的拉力。
（3）被测金属块密度。
【答案】（1）金属块浸没在水中时受到的浮力为1.8N。
（2）绳子作用在杠杆A上的拉力为36N。
（3）被测金属块密度为2.1×104kg/m3。
【解答】解：（1）金属块浸没在水中，故V排＝V物＝180cm3＝1.8×10﹣4m3，
此时受到的浮力F浮＝ρgV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣4m3＝1.8N；
（2）根据杠杆平衡条件可得：根据杠杆平衡条件得到：FB×OB＝FA×OA，
得：＝＝36N；
（3）A浸没V排＝V物＝180cm3，A受到的浮力为F浮＝ρgV排＝1×103kg/m3×10N/kg×180×10﹣6m3＝1.8N；
对A进行受力分析可得：GA＝F浮+FA＝1.8N+36N＝37.8N，
＝＝2.1×104kg/m3。
答：（1）金属块浸没在水中时受到的浮力为1.8N。
（2）绳子作用在杠杆A上的拉力为36N。
（3）被测金属块密度为2.1×104kg/m3。
41．（2024 杭州二模）如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为O，且AO＝1m，长木板的右端用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N．一个质量为5kg的体积不计的滑块M在F＝10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以v＝1m/s的速度向B端匀速滑动，求：（g＝10N/kg）
（1）滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小；
（2）当滑块匀速运动时拉力F做功的功率；
（3）滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平。
【答案】（1）滑块匀速运动时所受的摩擦力为10N；
（2）当滑块匀速运动时拉力F做功的功率为10W；
（3）滑块在O点左侧0.8m到右侧1m范围内滑动才能使AB保持水平。
【解答】解：（1）滑块匀速运动时处于平衡状态，水平方向的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力，
所以根据二力平衡条件可知：f＝F＝10N；
（2）当滑块匀速运动时拉力F＝10N，v＝1m/s，拉力F做功的功率为：P＝Fv＝10N×1m/s＝10W；
（3）滑块的重力G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N，当M在O点左侧离O点L1米，且绳子的拉力T＝0，则
G L1+GOA LOA＝GOB LOB，即50N×L1+10N××1m＝30N××3m，
解得：L1＝0.8m；
当M在O点右侧离O点L2米时，且绳子的拉力T＝60N，则
GOA LOA＝G L2+GOB LOB﹣T LOBsin30°，即10N××1m＝50N×L2+30N××3m﹣60N×3m×，
解得：L2＝1m，
故滑块在O点左侧0.8m到右侧1m范围内滑动才能使AB保持水平。
答：（1）滑块匀速运动时所受的摩擦力为10N；
（2）当滑块匀速运动时拉力F做功的功率为10W；
（3）滑块在O点左侧0.8m到右侧1m范围内滑动才能使AB保持水平。
42．（2024 浙江模拟）质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组将重为600N的货物运送上楼，摩擦力及绳重忽略不计。求：
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大？
（2）此工人利用该机械最大能拉起质量为多少的货物？
【答案】（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是80W；
（2）此工人利用该机械最大能拉起质量为100kg的货物。
【解答】解：（1）由图可知，n＝2，绳子通过的距离：
s＝nh＝2×6m＝12m，
拉力做得总功：W总＝Fs＝400N×12m＝4800J，
拉力的功率：P＝＝＝80W；
（2）不考虑绳重和摩擦，拉力F＝（G+G轮），则动滑轮重力：
G轮＝2F﹣G＝2×400N﹣600N＝200N，
工人的重力：
G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，
工人施加的最大拉力：
F最大＝G人＝600N，
由F＝（G+G轮）得拉起的最大物重：
G最大＝2F最大﹣G轮＝2×600N﹣200N＝1000N，
其质量：
m最大＝＝＝100kg；
答：（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是80W；
（2）此工人利用该机械最大能拉起质量为100kg的货物。
三．实验探究题（共2小题）
43．（2024 湖州模拟）小德带了一个西瓜到学校与同学分享，在分享前同学们想测出它的重力，发现西瓜的重力超出了现有弹簧测力计的量程，但又找不到其它合适的测量工具，于是小德找来了一些细绳（不计重力）、一把米尺等物品按如图所示进行了改进实验：
步骤一：将细绳系在米尺50厘米刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡。
步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零（如图甲左）。
步骤三：如图甲所示，在米尺45厘米刻度线处挂上西瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在75厘米刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡。
（1）在步骤一中将细绳系在米尺中间，使米尺在水平位置平衡，是为了避免 　米尺自身重力　对测量结果的影响。
（2）当小德在操作步骤三时，有同学指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小德这样使用弹簧测力计会使测量结果 　偏小　（选填“偏大”或“偏小”）。
（3）小德分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零（如图乙左），并重新测出拉力为5牛，最后计算出西瓜的重力为 　25　牛。
（4）在测量过程中小德发现：如果斜向下拉弹簧测力计，且使杠杆在水平位置平衡（如图丙所示），弹簧测力计示数 　＞　5牛（选填“＞”“＜”或“＝”）。
【答案】（1）米尺自身重力；（2）偏小；（3）25；（4）＞。
【解答】解：（1）将细绳系在米尺的50cm刻度线处，使米尺刚好能在水平位置平衡，是为了便于读出力臂和消除米尺自身重力对测量结果的影响；
（2）用细绳把弹簧测力计的拉环系在75cm刻度线处，弹簧测力计自身有一定的重力，只需较小的拉力作用在米尺的右侧就能使杠杆平衡，所以这样使用弹簧测力计会使测量结果偏小；
（3）根据杠杆平衡条件得：G×（50cm﹣45cm）＝5N×（75cm﹣50cm），解得：G＝25N；
（4）将弹簧测力计斜向下拉时，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂将变短，根据杠杆平衡条件可知，杠杆在水平位置平衡时，拉力变大，所以弹簧测力计示数＞5牛。
故答案为：（1）米尺自身重力；（2）偏小；（3）25；（4）＞。
44．（2024 镇海区模拟）小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角θ，进行实验。其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如表：
实验序号 钩码总重力G 拉力作用线的夹角布度 拉力大小F/牛
① 3 0 2
② 3 30 2.4
③ 3 45 2.8
④ 3 60 4
（1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 　1　牛。
（2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 　同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大　。
（3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是：　改变钩码的重力，重复上述实验　。
（4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角θ时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？　根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大　。
【答案】（1）1；（2）同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大；（3）改变钩码的重力，重复上述实验；（4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。
【解答】解：（1）绳子重和摩擦忽略不计，绳子股数为n＝2，竖直向上拉，F＝（G+G动）；
则G动＝2F﹣G＝2×2N﹣3N＝1N；
（2）根据表格数据，拉力作用线的夹角越大，拉力越大。故得出的结论是：同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大。
（3）为了使实验结论更具有普遍性，应该换用不同的物体进行多次实验；
（4）滑轮是变形的杠杆，根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。
故答案为：（1）1；（2）同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大；（3）改变钩码的重力，重复上述实验；（4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。
三年真题
一年模拟
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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