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第六章 力和机械 单元巩固高效提分卷
一、单选题
1．下列生活中的杠杆，属于省距离杠杆的是（　　）
A．瓶起子 B．筷子 C．羊角锤 D．撬棒
2．下列事例中，不属于弹性形变的是（　　）
A．拉弯的弓 B．被拉长的橡皮筋
C．跳板被跳水运动员压弯 D．橡皮泥上留下漂亮的指印
3．如图所示，属于省力杠杆的是（　　）
A．筷子 B．扫帚
C．独轮车 D．钓鱼竿
4．医生夹取消毒棉擦伤口的镊子从物理角度看是个杠杆，下列工具在使用中与镊子属于同类杠杆的是（　　）
A．托盘天平 B．核桃钳
C．起重机的吊臂 D．铁皮剪
5．如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是（　　）
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
6．关于摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．老师在黑板上写字时，粉笔与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力
B．在机器的转动部分装滚动轴承是为了增大摩擦力
C．气垫船运行时在船底和水面之间形成一层空气垫是为了增大摩擦
D．鞋底刻有花纹，是为了增大接触面积从而增大摩擦力
7．如图所示的生活实例中，属于增大摩擦力的是（　　）
A． 自行车车轴装有滚珠轴承
B． 运动鞋底表面刻有花纹
C． 在自行车车轮的齿轮处加注机油
D． 轮滑鞋的底部装有滚轮
8．下列有关弹力的说法中，正确的是（　　）
A．互相接触的两物体，一定产生弹力作用
B．使物体发生弹性形变的外力越大，物体的形变就越大
C．从力的性质来看，重力、压力、支持力、拉力都属于弹力
D．茶杯放在水平桌面上，茶杯对桌面的压力是由于桌面发生弹性形变而产生的
9．下列实例中，能增大摩擦的是（　　）
A．行李箱下安装轮子 B．自行车的车轴处加润滑油
C．轮胎表面凹凸不平的花纹 D．气垫船行驶时船体与水面脱离
10．地铁站的清洁工正在辛勤劳作，她一手握住O点，则另一手握在哪个点更省力 （　　）
A．①点 B．②点
C．③点 D．①②③点都一样
二、填空题
11．根据机械功原理，使用任何机械都不能　 　，但可以省力或省距离，用如下图所示的三种简单机械，动滑轮、定滑轮和斜面，将同一重物G从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是　 　。
．
12．小明用筷子代替瓶起子起瓶盖是为了省　 　，夹菜时是为了省　 　。
13．小明踢足球时，感到脚背很痛，这表明物体间力的作用是　 　，足球能离开脚飞出很远，说明力能改变物体的　 　．
14．如图所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G=100N，每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，重物G对地面的压力为　 　N。拉力F为　 　N时，恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为　 　m/s。
15．以下几种工具中：①扳手 ②镊子 ③钢丝钳 ④缝纫机脚踏板，在正常使用时，能省距离的是　 　（填序号）；既能省力又能改变力的方向的机械是　 　（存在、不存在）的。
16．弹簧测力计的基本原理是：弹簧所受的拉力与弹簧的　 　 成正比；弹簧测力计　 　 （能/不能）在月球上测出拉力的大小．
17．如图所示，轻质型杠杆OA可绕O点无摩擦转动，且AB∶OB=1∶2，在A点悬挂一个重物G，在杠杆上的B点施加一个竖直向上、大小为30N的拉力F，杠杆恰好能在水平位置保持平衡状态，则悬挂在A点的重物的质量为　 　kg。（g取10N/kg）
18．建立物理模型是物理学研究问题的一种重要方法，例如：研究平静水面产生的反射现象时，可以将水面看成是平面镜．同理，动滑轮可以看成是　 　．
三、计算题
19．如图甲所示，我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方。架在支架上的横杆属于杠杆，简化示意图如图乙所示，横杆上拴巨木悬绳 A 点与支架 O 间的距离为 0.5m，工人们在杠杆上等效施力作用点 B 与支架 O 的距离为 2m。请分析：
（1）支架下端垫有底面积较大的石块，有什么作用？
（2）若工人们在横杆上 B 点竖直向下施加的合力 F1为 800N，求此时横杆上悬绳对巨木产生的拉力 F2 大小；
（3）如果他们无法将巨木抬起，请你提出一个有可能抬起巨木的改进方案，并简述其中的物理学原理。
20．随着人们健康意识和环保意识的不断增强，骑山地自行车出行已经成为一种时尚。如图所示的山地自行车，其相关数据见下表：（g取10N/kg）
车架材料 碳纤维
车架材料体积/cm3 2500
车架质量/kg 4.5
整车质量/kg 10
单轮接触地面面积/cm2 4
（1）求碳纤维车架的密度是多少？
（2）这辆山地自行车所受重力是多少N？
（3）质量是50kg的小军骑着这辆自行车在水平路面上行驶时受到的摩擦力大约是总重的0.05倍，此时自行车受到的摩擦力是多少N？
四、作图题
21．如图所示杠杆，请画出力F的力臂L．
22．按要求作图：
（1）今年5月，重6000N的巨型黄色橡皮鸭“游”到了香港维多利亚港，请在图中画出它漂浮时受到重力和浮力的示意图．（小黑点O表示橡皮鸭的重心）
（2）根据图乙中的入射光线画出相应的折射光线．
（3）请在图中画出动力F1的力臂L1．
23．如图所示，一枚鸡蛋漂浮在盛有盐水的容器中。请画出该鸡蛋的受力示意图。
五、实验探究题
24．在研究杠杆的平衡条件实验中：
（1）实验前杠杆倾斜情况如下如图（A）所示，为使它在水平位置平衡，可将左端的平衡螺母向　 　（选填“左”、“右”）移动.使杠杆在水平位置平衡的好处是　 　 .
（2）实验中共有10个相同的钩码，如图（B）所示，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？（请设计两种方案）
答：①　 　； ②　 　.
（3）如图B中用弹簧测力计在G点第一次竖直向下拉，第二次仍在G点斜向右下方拉，此时弹簧测力计的示数将　 　。（选填“不变或变小或变大）
（4）如果某组同学在实验前猜想杠杆平衡的条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”.他们经过实验，获得了如下表所示的数据：
于是，他们分析了所得的数据，认为自己的猜想得到了验证，请你指出他们的实验中存在的问题
答：①　 　；
②　 　.
25．下表是研究物体所受的重力跟物体的质量的关系实验得到的数据：
钩码的质量
钩码的重力
（1）分析表中实验数据，得出的结论是：物体所受重力大小与其质量成　 　比，关系为： 　 　
（2）经过科学家的精确测量，发现在不同的地点 值存在微小差异，下表为部分地点的 值大小：
地点 赤道 广州 上海 北京 莫斯科 北极
值大小
地理纬度
分析表中数据，可以发现：
表中 值最大的位置在　 　．
影响 大小的可能原因是　 　．
26．下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重1N）
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量　 　；
（2）如图甲所示：在调好后的杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂　 　个同样的钩码，使杠杆仍然在水平位置平衡；
（3）小王又进行了如图乙所示的探究，由于杠杆自重的影响，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，则弹簧测力计的示数　 　8N。（选填大于、小于、等于）
27．为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验。
（1）实验时用弹簧测力计必须　 　沿方向拉着物块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）图甲、乙两次实验说明：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越　 　；
（3）比较图丙、丁两次实验，可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积大小　 　（选填“有关”或“无关”），图丙中木块A、B一起做匀速直线运动时，则木块B受到的摩擦力为　 　N，图丁中A、B一起做匀速直线运动时，木块A、B之间的细绳的拉力为　 　N；
（4）小明对实验装置进行了改进，如图所示。两个传感器可分别显示拉力和压力的大小。往沙桶中加减沙子的目的是探究滑动摩擦力的大小与　 　的关系；实验过程中，　 　（选填“需要”或 “不需要”）匀速拉动长木板，当沙桶中沙子增加时，拉力和压力传感器的示数　 　。（填序号）
A．拉力和压力传感器的示数都增大 B．拉力传感器的示数增大，压力传感器的示数减小
C．拉力和压力传感器的示数都减小 D．拉力传感器的示数减小，压力传感器的示数增大
六、综合题
28．我国成功发射了神舟七号飞船，并且首次实现了我国航天员太空行走的愿望．如图所示，是我国航天员翟志刚出舱时的英姿，请问：
（1）与在地球上相比，航天员在太空上的质量　 　，受到的重力　 　；（选填“变大”、“不变”或“变小”）
（2）“飞天”舱外航天服的手掌部分有灰色的橡胶颗粒，是为了　 　（选填“增大”、“减小”）摩擦力；
（3）在太空航行中，宇航员处于失重状态，你觉得下列情况仍然存在的是__（选填序号：）
A．万马奔腾 B．川流不息 C．五光十色 D．短斤少两
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第六章 力和机械 单元巩固高效提分卷
一、单选题
1．下列生活中的杠杆，属于省距离杠杆的是（　　）
A．瓶起子 B．筷子 C．羊角锤 D．撬棒
【答案】B
【解析】【解答】A．使用瓶起子、羊角锤、撬棒时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离，故ACD不符合题意；
B．在使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离，故B符合题意。
故选B。
【分析】使用杠杆时，动力臂大于阻力臂，是费力杠杆；动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
2．下列事例中，不属于弹性形变的是（　　）
A．拉弯的弓 B．被拉长的橡皮筋
C．跳板被跳水运动员压弯 D．橡皮泥上留下漂亮的指印
【答案】D
【解析】【解答】A．拉弓发生变形，松手后弓可以恢复，属于弹性形变，A不符合题意；
B．橡皮筋被拉长，橡皮筋具有弹性，是弹性形变，B不符合题意；
C．跳水运动员站在木板上把木板压弯，离开木板后，木板能够恢复原状，为弹性形变，C不符合题意；
D．橡皮泥上留下漂亮的指印，橡皮泥不具有弹性，而具有塑性，不是弹性形变，属于塑性形变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当弹性体发生弹性形变时而产生的力为弹力，压力、支持力、绳子的拉力实质都为弹力。
3．如图所示，属于省力杠杆的是（　　）
A．筷子 B．扫帚
C．独轮车 D．钓鱼竿
【答案】C
【解析】【解答】 解：
A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．
B、扫帚在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．
C、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．
故选C．
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．
4．医生夹取消毒棉擦伤口的镊子从物理角度看是个杠杆，下列工具在使用中与镊子属于同类杠杆的是（　　）
A．托盘天平 B．核桃钳
C．起重机的吊臂 D．铁皮剪
【答案】C
【解析】【解答】镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，动力大于阻力是费力杠杆，和起重机相同，C正确。
．托盘天平的动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故不符合题意；
D．铁皮剪、核桃钳的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选。
【分析】省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等壁杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平。
5．如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是（　　）
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
【答案】C
【解析】【解答】判断杠杆的种类，可结合生活经验，根据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系，若动力臂大于阻力臂，则是省力杠杆，若动力臂小于阻力臂，则是费力杠杆，若动力臂等于阻力臂，则是等臂杠杆．核桃夹、手推车在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；船桨、碗夹在使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，所以属于费力杠杆的一组是②④，C符合题意.
故答案为：C．
【分析】本题考查了学生对杠杆的分类的理解和掌握，生活中费力杠杆很多，如镊子、筷子、鱼竿等，注意平时的积累.
6．关于摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．老师在黑板上写字时，粉笔与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力
B．在机器的转动部分装滚动轴承是为了增大摩擦力
C．气垫船运行时在船底和水面之间形成一层空气垫是为了增大摩擦
D．鞋底刻有花纹，是为了增大接触面积从而增大摩擦力
【答案】A
【解析】【解答】解：A、粉笔在黑板上写字时，粉笔在黑板上滑动，摩擦力是滑动摩擦力，故A正确；
B、机器的转动部分装上滚动轴承是变滑动为滚动来减小摩擦力的，故B错误；
C、气垫船运行时在船底和水面之间形成一层空气垫是为了使接触面脱离，减小摩擦．故C是错误；
D、鞋底上刻有花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，故D错误．
故选A．
【分析】（1）物体之间发生相对滑动时，产生的摩擦力就是滑动摩擦力；
（2）减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，减小压力、减小摩擦力；在压力一定时，减小接触面的粗糙程度、减小摩擦力；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦；
（3）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力、增大摩擦力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度、增大摩擦力．
7．如图所示的生活实例中，属于增大摩擦力的是（　　）
A． 自行车车轴装有滚珠轴承
B． 运动鞋底表面刻有花纹
C． 在自行车车轮的齿轮处加注机油
D． 轮滑鞋的底部装有滚轮
【答案】B
【解析】【解答】A、自行车车轴装有滚珠轴承是减小摩擦，A不符合题意；
B、运动鞋底表面刻有花纹是增大摩擦，B符合题意；
C、在自行车车轮的齿轮处加注机油是减小摩擦，C不符合题意；
D、轮滑鞋的底部装有滚轮是减小摩擦，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】减小摩擦的方法：减小压力、减小接触面的粗糙程度、添加润滑剂、变滑动为滚动；影响滑动摩擦力的因素：压力、接触面的粗糙程度。
8．下列有关弹力的说法中，正确的是（　　）
A．互相接触的两物体，一定产生弹力作用
B．使物体发生弹性形变的外力越大，物体的形变就越大
C．从力的性质来看，重力、压力、支持力、拉力都属于弹力
D．茶杯放在水平桌面上，茶杯对桌面的压力是由于桌面发生弹性形变而产生的
【答案】B
【解析】【解答】A：互相接触的两物体，只有当相互挤压并发生弹性形变时才会产生弹力作用，仅仅接触不一定产生弹力。故A 错误；
B：根据胡克定律，在弹性限度内，使物体发生弹性形变的外力越大，物体的形变就越大。故B 正确；
C：重力是由于地球的吸引而产生的力，不属于弹力，压力、支持力、拉力属于弹力。故C 错误；
D：茶杯放在水平桌面上，茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生弹性形变而产生的。故D错误。
综上所述，正确答案为B。
【分析】对于弹力的概念，需要明确产生弹力的条件包括接触且有形变；理解外力与形变的关系；区分不同力的性质；以及准确判断压力的施力物体和产生原因。
9．下列实例中，能增大摩擦的是（　　）
A．行李箱下安装轮子 B．自行车的车轴处加润滑油
C．轮胎表面凹凸不平的花纹 D．气垫船行驶时船体与水面脱离
【答案】C
【解析】【解答】解：A、在行李箱上安装滚轮是变滑动为滚动来减小摩擦的，故A错误；
B、自行车的车轴处加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，故B错误；
C、轮胎上制有凹凸不平的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故C正确；
D、气垫船行驶时，使接触面彼此分离来减小摩擦，故D错误．
故选C．
【分析】影响摩擦力大小的因素有压力和接触面的粗糙程度；
（1）增大摩擦的办法有：①增大压力，②增大接触面的粗糙程度，③变滚动为滑动；
（2）减小摩擦的办法有：①减小压力，②减小接触面的粗糙程度，③变滑动为滚动，④使接触面彼此分离；据此分析．
10．地铁站的清洁工正在辛勤劳作，她一手握住O点，则另一手握在哪个点更省力 （　　）
A．①点 B．②点
C．③点 D．①②③点都一样
【答案】C
【解析】【解答】解：本题考查杠杆原理。假设扫把头受到地面的摩擦力为f，扫把头到O点的距离为s，另一只手握住的地方距离O点距离为x，握力为F，则fs=Fx，另一手握在距离O点较远的位置可以更省力，由图可得，③距离O点较远。
故选：C。
【分析】结合生活常识和相应知识作答。
二、填空题
11．根据机械功原理，使用任何机械都不能　 　，但可以省力或省距离，用如下图所示的三种简单机械，动滑轮、定滑轮和斜面，将同一重物G从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是　 　。
．
【答案】省功；斜面
【解析】【解答】 任何机械都会有额外功，所以不能省功，定滑轮不省力，动滑轮绳子缠绕数为2，所以拉力为F1=0.5G物；斜面的拉力F3=Gsinθ=0.4G.所以斜面最省力。
综上 第1空、省功； 第2空、斜面。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，题目中n=2；
3、斜面的拉力计算：F=Gsinθ，其中θ为斜面的倾角。
12．小明用筷子代替瓶起子起瓶盖是为了省　 　，夹菜时是为了省　 　。
【答案】力；距离
【解析】【解答】筷子用来起瓶盖的使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；夹菜时用的筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，为了省距离。
故答案为：力；距离。
【分析】省力杠杆可以省力，费力杠杆费力省距离。
13．小明踢足球时，感到脚背很痛，这表明物体间力的作用是　 　，足球能离开脚飞出很远，说明力能改变物体的　 　．
【答案】相互的；运动状态
【解析】【解答】解：小明用力把球踢了出去，脚对球有力的作用，因为物体间力的作用是相互的，同时球会对脚也有力的作用，故脚背感到很疼；
球被踢出去说明力能改变物体的运动状态．
故答案为：相互的；运动状态．
【分析】当一个物体对另一个物体有力的作用时，另一个物体也同时对这个物体有力的作用，即力的作用是相互的；力可以改变物体的运动状态．
14．如图所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G=100N，每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，重物G对地面的压力为　 　N。拉力F为　 　N时，恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为　 　m/s。
【答案】30N；40N；0.3m/s
【解析】【解答】考点定位分析：本试题考查的是滑轮组的计算。使用滑轮组时既能省力也能改变动力的方向。
解答过程分析：如图所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G=100N，每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，承担物重的绳子的段数是3段，绳子对物体和滑轮的向上的力是90N，物重和滑轮重是120N，所以重物G对地面的压力为30N，当拉力等于物重和滑轮重的三分之一时，物体恰好能匀速上升，即拉力F为40N时，恰能让重物G匀速上升。承担物重的绳子的段数是3段，绳子自由端运动的速度就是物体上升速度的3倍，若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为0.3m/s。
故答案为：30N；40N；0.3m/s。
【分析】根据滑轮组的绳子的股数，结合动滑轮的重力，计算滑轮组对物体的拉力，当物体上升时，物体运动的速度和绳子运动的速度和股数有关。
15．以下几种工具中：①扳手 ②镊子 ③钢丝钳 ④缝纫机脚踏板，在正常使用时，能省距离的是　 　（填序号）；既能省力又能改变力的方向的机械是　 　（存在、不存在）的。
【答案】②④；存在
【解析】【解答】 ①扳手、③钢丝钳金和羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，省力但费距离；
②镊子，④缝纫机脚踏板，在使用时，动力臂小于阻力臂，所以它是费力杠杆，费力但能省距离；
既能省力又能改变力的方向的机械如滑轮组，是存在的。
【分析】省力杠杆费距离，费力杠杆省距离；根据滑轮组的特点分析解答。
16．弹簧测力计的基本原理是：弹簧所受的拉力与弹簧的　 　 成正比；弹簧测力计　 　 （能/不能）在月球上测出拉力的大小．
【答案】伸长量；能
【解析】【解答】解：弹簧测力计的基本原理是：弹簧所受的拉力与弹簧的伸长量成正比；弹簧测力计可以测出拉力的大小．故答案为：伸长量；能．
【分析】弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比；月球的周围没有空气，真空不能传声，但对于力和弹簧的伸长是没有任何影响的．
17．如图所示，轻质型杠杆OA可绕O点无摩擦转动，且AB∶OB=1∶2，在A点悬挂一个重物G，在杠杆上的B点施加一个竖直向上、大小为30N的拉力F，杠杆恰好能在水平位置保持平衡状态，则悬挂在A点的重物的质量为　 　kg。（g取10N/kg）
【答案】2
【解析】【解答】杠杆水平平衡时，动力F的力臂为OB，阻力FA的力臂为OA，由杠杆平衡条件可得F×OB=FA×OA
因为OB=2AB，所以OA=OB+AB=3AB
即OB∶OA=2∶3
绳子作用在A点力的大小为
其大小等于物体的重力大小，悬挂在A点的重物的质量为
【分析】根据杠杆的平衡条件，结合已知的力和力臂，计算未知力的大小，结合物体的重力计算质量大小。
18．建立物理模型是物理学研究问题的一种重要方法，例如：研究平静水面产生的反射现象时，可以将水面看成是平面镜．同理，动滑轮可以看成是　 　．
【答案】动力臂是阻力臂二倍的杠杆
【解析】【解答】解：
平静的水面对光线的反射效果与平面镜类似，所以可以将水面看成平面镜；同理，在使用动滑轮时，动滑轮可以看成动力臂是阻力臂二倍的杠杆．
故答案为：动力臂是阻力臂二倍的杠杆．
【分析】水不是平面镜，却可以起到平面镜的效果；同理，动滑轮可以看成动力臂是阻力臂二倍的杠杆．
三、计算题
19．如图甲所示，我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方。架在支架上的横杆属于杠杆，简化示意图如图乙所示，横杆上拴巨木悬绳 A 点与支架 O 间的距离为 0.5m，工人们在杠杆上等效施力作用点 B 与支架 O 的距离为 2m。请分析：
（1）支架下端垫有底面积较大的石块，有什么作用？
（2）若工人们在横杆上 B 点竖直向下施加的合力 F1为 800N，求此时横杆上悬绳对巨木产生的拉力 F2 大小；
（3）如果他们无法将巨木抬起，请你提出一个有可能抬起巨木的改进方案，并简述其中的物理学原理。
【答案】解：（1）支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强；
（2）据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，F1×OB=F2×OA，
即800N×2m=F2×0.5m，
解得，F2=3200N；
（3）可以借助于省力杠杆把巨木抬起，图中在支架上转动的横杆就是杠杆，在使用时动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，此杠杆为省力杠杆，可以省力（也可以采用滑轮组，动滑轮相当于省力杠杆，可以省力）。
答：（1）支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强；
（2）此时横杆上悬绳对巨木产生的拉力F2大小为3200N；
（3）可以借助于省力杠杆把巨木抬起，图中在支架上转动的横杆就是杠杆，在使用时动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，此杠杆为省力杠杆，可以省力（也可以采用滑轮组，动滑轮相当于省力杠杆，可以省力）。
【解析】【分析】 （1）压强的大小与压力和受力面积有关，在压力一定时，增大受力面积减小对地面压强；
（2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可拉力F2大小；
（3）根据杠杆的平衡条件，可对杠杆的使用进行改进；使用滑轮组可以省力。
20．随着人们健康意识和环保意识的不断增强，骑山地自行车出行已经成为一种时尚。如图所示的山地自行车，其相关数据见下表：（g取10N/kg）
车架材料 碳纤维
车架材料体积/cm3 2500
车架质量/kg 4.5
整车质量/kg 10
单轮接触地面面积/cm2 4
（1）求碳纤维车架的密度是多少？
（2）这辆山地自行车所受重力是多少N？
（3）质量是50kg的小军骑着这辆自行车在水平路面上行驶时受到的摩擦力大约是总重的0.05倍，此时自行车受到的摩擦力是多少N？
【答案】解：（1）车架的体积，车架的密度；
（2）这辆山地自行车所受重力；
（3）小军骑着这辆自行车在水平路面上行驶时的总重
由题意可得自行车受到的摩擦力；
答：（1）碳纤维车架的密度是1.8×103kg/m3；
（2）这辆山地自行车所受重力为100N；
（3）此时自行车受到的摩擦力是30N。
【解析】【分析】（1）车架的体积，质量为4.5kg，根据密度公式m=ρv计算车架的密度；
（2）这辆山地自行车质量为10kg，根据重力公式G=mg计算所受重力；
（3）小军骑着这辆自行车在水平路面上行驶时的总重，由题意可得自行车受到的摩擦力。
四、作图题
21．如图所示杠杆，请画出力F的力臂L．
【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】解：用虚线延长力F的作用线，做O到力的作用线的距离．标出力臂L，如图所示：
【分析】画力臂的方法：首先确定支点、动力、阻力．然后用虚线画出动力和阻力的作用线，再做出支点力的作用线的距离，最后标出动力臂和阻力臂．
22．按要求作图：
（1）今年5月，重6000N的巨型黄色橡皮鸭“游”到了香港维多利亚港，请在图中画出它漂浮时受到重力和浮力的示意图．（小黑点O表示橡皮鸭的重心）
（2）根据图乙中的入射光线画出相应的折射光线．
（3）请在图中画出动力F1的力臂L1．
【答案】（1）解：示意图如下：
（2）解：示意图如下：
（3）解：示意图如下：
【解析】【解答】解：（1）橡皮鸭在水中处于漂浮状态，浮力等于重力，即F浮=G=6000N，浮力的方向是竖直向上的，示意图如下：（2）平行于主光轴的光线折射光线通过焦点画；（3）沿力F1的方向作出F1的作用线，由支点O向F1的作用线做垂线，垂线段的长度就为F1的力臂L1．
【分析】（1）橡皮鸭在水中受到重力和浮力的作用，由于处于漂浮状态，并且静止，浮力等于重力，二者是一对平衡力；（2）根据凸透镜对光线的作用：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，画出入射光线的折射光线．（3）掌握力臂的概念，知道力臂是从支点到力的作用线的距离．由支点向力的作用线做垂线，垂线段的长度即为力臂．
23．如图所示，一枚鸡蛋漂浮在盛有盐水的容器中。请画出该鸡蛋的受力示意图。
【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】漂浮在水面上的鸡蛋，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力，二者都作用在鸡蛋的重心上且大小相等，如下图所示：
【分析】对鸡蛋进行受力分析，然后确定力的三要素，最后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
五、实验探究题
24．在研究杠杆的平衡条件实验中：
（1）实验前杠杆倾斜情况如下如图（A）所示，为使它在水平位置平衡，可将左端的平衡螺母向　 　（选填“左”、“右”）移动.使杠杆在水平位置平衡的好处是　 　 .
（2）实验中共有10个相同的钩码，如图（B）所示，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？（请设计两种方案）
答：①　 　； ②　 　.
（3）如图B中用弹簧测力计在G点第一次竖直向下拉，第二次仍在G点斜向右下方拉，此时弹簧测力计的示数将　 　。（选填“不变或变小或变大）
（4）如果某组同学在实验前猜想杠杆平衡的条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”.他们经过实验，获得了如下表所示的数据：
于是，他们分析了所得的数据，认为自己的猜想得到了验证，请你指出他们的实验中存在的问题
答：①　 　；
②　 　.
【答案】（1）左；方便测量力臂
（2）C点挂6个钩码；E点挂3个钩码
（3）变大
（4）一次测量具有偈然性，要多次测量；力和力臂取值太特殊化
【解析】【解答】（1）实验前杠杆倾斜情况如下如图（A）所示，右端下沉一些，说明右端重了，为使它在水平位置平衡，可将左端的平衡螺母向左移动；使杠杆在水平位置平衡的好处是便于测量力臂，因为力臂是支点到力的作用线的距离，使用钩码实验时，利用了重力，方向竖直向下，所以杠杆水平时，悬挂点到支点的距离就是力臂，方便测量。（2）实验中共有10个相同的钩码，如图（B）所示，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，设一个钩码的重为G，一格长度为L，则左侧力与力臂的乘积为： ，根据杠杆平衡条件，右侧也为12GL时杠杆平衡，所以悬挂钩码的方案有：在C点挂6个钩码；在D点挂4个钩码；在E点挂3个钩码；在G点挂两个钩码，由个方法，力与力臂的乘积都为12GL。（3）如图B中用弹簧测力计在G点第一次竖直向下拉时，G点到支点的距离为力臂，此时力臂最长，第二次仍在G点斜向右下方拉时，力臂会减小，而阻力和阻力臂不变，所以此时弹簧测力计的示数将变大。（4）从该同学的数据分析可以看出，一是数据有点太偶然了，即两组数据的和与乘积都正好相等，即数据特殊得出了错误结论；
另外该实验要得到一个规律性的结论，不能根据一组数据就得出结论，而应该通过多次调整不同的力臂和不同的钩码个数多次实验，得出结论才更有普遍性，更具说服力。
【分析】探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；为得出普遍结论，用弹簧测力计拉杠杆，使力与杠杆不垂直，多做几次实验，得出实验结论.
25．下表是研究物体所受的重力跟物体的质量的关系实验得到的数据：
钩码的质量
钩码的重力
（1）分析表中实验数据，得出的结论是：物体所受重力大小与其质量成　 　比，关系为： 　 　
（2）经过科学家的精确测量，发现在不同的地点 值存在微小差异，下表为部分地点的 值大小：
地点 赤道 广州 上海 北京 莫斯科 北极
值大小
地理纬度
分析表中数据，可以发现：
表中 值最大的位置在　 　．
影响 大小的可能原因是　 　．
【答案】（1）正；9.8
（2）北；纬度位置
【解析】【解答】（1）由表格中数据知道，物体的重力随着质量的增加而增大，且物体的重力和质量的比值是一定值，由此说明物体所受的重力与其质量成正比，通过表格中数据计算知道，重力和质量比值是一个定值为9.8N/kg，所以重力大小与其质量的关系式是：G=9.8N/kg×m（2）由表格中数据知道，赤道的g值最小为9.780N/kg，北极的g值最大为9.832N/kg；经分析发现，所处的地球纬度不同，g值不同，且纬度越大，g值越大，说明影响g大小的可能原因是纬度位置．
【分析】（1）物体受到的重力和物体的质量成正比，重力的计算公式是G=mg；
（2）地球上纬度不同，同一物体受到的重力大小不同。
26．下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重1N）
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量　 　；
（2）如图甲所示：在调好后的杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂　 　个同样的钩码，使杠杆仍然在水平位置平衡；
（3）小王又进行了如图乙所示的探究，由于杠杆自重的影响，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，则弹簧测力计的示数　 　8N。（选填大于、小于、等于）
【答案】右；力臂；8；大于
【解析】【解答】（1）杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明左端重，应将平衡螺母需向右端调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂，同时消除杠杆自重的影响；
（2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得：4G×4L=FB×2L
解得：FB=8G，即需在B点处挂8个同样钩码，使杠杆仍然在水平位置平衡；
（3）若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得：
F'×4L=4G×8L
解得：
F'=8G=8×1N=8N
由于刚杆的重心在杠杆的中点，方向竖直向下，杠杆的重力与钩码的重力同时使杠杆向逆时针方向转动，阻力会变大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得，动力臂和阻力臂不变时，动力会变大，则弹簧测力计的示数应大于8N。
故答案为：（1）右；力臂；（2）8； （3）大于。
【分析】 （1）调节杠杆平衡时，往平衡螺母向上翘的一端移动（左偏右调，右偏左调）；使杠杆在水平位置平衡，目的是为了便于测量力臂，因为当杠杆在水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，可以直接从杠杆上读出力臂的长度；
（2）根据杠杆的平衡条件计算出在B点挂的钩码个数或拉力的大小；
（3）若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2求得拉力，由于杆的重心在杆的中点，方向竖直向下，重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于拉力。
27．为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验。
（1）实验时用弹簧测力计必须　 　沿方向拉着物块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）图甲、乙两次实验说明：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越　 　；
（3）比较图丙、丁两次实验，可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积大小　 　（选填“有关”或“无关”），图丙中木块A、B一起做匀速直线运动时，则木块B受到的摩擦力为　 　N，图丁中A、B一起做匀速直线运动时，木块A、B之间的细绳的拉力为　 　N；
（4）小明对实验装置进行了改进，如图所示。两个传感器可分别显示拉力和压力的大小。往沙桶中加减沙子的目的是探究滑动摩擦力的大小与　 　的关系；实验过程中，　 　（选填“需要”或 “不需要”）匀速拉动长木板，当沙桶中沙子增加时，拉力和压力传感器的示数　 　。（填序号）
A．拉力和压力传感器的示数都增大 B．拉力传感器的示数增大，压力传感器的示数减小
C．拉力和压力传感器的示数都减小 D．拉力传感器的示数减小，压力传感器的示数增大
【答案】水平；大；无关；0；0.6；压力；不需要；C
【解析】【解答】（1）实验中拉力方向必须与物块前进的方向一致，根据二力平衡可知 滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数 。
（2）甲乙两次试验中，接触面粗糙程度不同，木板比玻璃粗糙，木板对物块的摩擦力大，所以在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（3）丙丁实验，变量为实验中物块与木板的接触面积不等，其余因素均相同，两次实验中测力计的示数相同。所以在其他情况相同时，摩擦力大小与接触面积无关。B与A叠放在一起，二者没有相对运动所以B受到的摩擦力为0。对B进行受力分析可知，B受到绳子的拉力，B受到摩擦力，两个相同的物体受到的摩擦力为1.2N，则B受到的摩擦力为，B做匀速直线运动，根据二力平衡可知细绳对B的拉力为0.6N。
（4）通过改变小桶中沙子的多少，改变了铜块对木板的压力，目的为探究摩擦力与压力的关系。试验中铜块处于静止状态，处于平衡状态，无论木板如何运动，拉力均等于铜块受到的摩擦力，所以不需让木板匀速运动。当小桶中的沙子增加时，铜块对木板的压力减小，所以压力传感器的示数减小；木板对铜块的摩擦力也减小了，对铜块受力分析可知，拉力等于铜块的摩擦力，摩擦力减小，所以拉力传感器的示数也减小了。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【分析】1、滑动摩擦力影响因素：控制压力相等的情况下，接触面表面越粗糙，滑动摩擦力越大；控制接触面粗糙程度相等的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大。
2、从实验操作方面考虑，用力水平拉动木块下面的长木板 不需要做匀速直线运动，原因为 滑动摩擦力大小与运动快慢 无关，且可以稳定读数；
3、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用，所以推力等于摩擦力；
4、控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度，在研究单一变量对试验结果的影响时，要保持非研究因素的相同。
六、综合题
28．我国成功发射了神舟七号飞船，并且首次实现了我国航天员太空行走的愿望．如图所示，是我国航天员翟志刚出舱时的英姿，请问：
（1）与在地球上相比，航天员在太空上的质量　 　，受到的重力　 　；（选填“变大”、“不变”或“变小”）
（2）“飞天”舱外航天服的手掌部分有灰色的橡胶颗粒，是为了　 　（选填“增大”、“减小”）摩擦力；
（3）在太空航行中，宇航员处于失重状态，你觉得下列情况仍然存在的是__（选填序号：）
A．万马奔腾 B．川流不息 C．五光十色 D．短斤少两
【答案】（1）不变；变小
（2）增大
（3）C
【解析】【解答】（1）航天员从地球到太空，位置变化，质量不变。
g在月是地球的，根据G=mg，航天员受到的重力变小。
（2）航天服的手掌部分有灰色的橡胶颗粒，在压力一定时，增大接触面粗糙程度来增大摩擦。
（3）在太空航行中，宇航员处于失重状态，光的传播不受重力影响，所以五光十色还会存在。万马奔腾、川流不息、短斤少两都和重力有关，都不会出现这些现象。
【分析】（1）质量是物体本身的一种属性，只有在所含物质的多少发生变化时才会改变，如果只是改变了形状、状态、位置则不会发生改变；重力是由于地球的吸引而使物体受的力，物体在太空离地球较远，吸力要变小。
（2）摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙摩擦力越大。
（3）我们生活在重力的世界里，如果重力消失，只有不利用重力的才可以存在，利用重力的都将不存在。
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