專題10簡單機械1．（2023·廣東·統考中考真題）杠桿在如題圖所示位置靜止，此時杠桿（選填“是”或“不是”）處于平衡狀態，調節杠桿兩端的螺母使杠桿保持水平并靜止，此操作可方便測量力臂，原因是此時。

【答案】是杠桿的重心通過支點，消除了杠桿自重對杠桿平衡的影響，且此時支點到力的作用線的距離等于力臂長度【詳解】[1]杠桿在如圖所示位置靜止，此時杠桿處于靜止狀態，達到平衡。[2]調節杠桿兩端的螺母使杠桿保持水平并靜止時，杠桿的重心通過支點，消除了杠桿自重對杠桿平衡的影響，且此時支點到力的作用線的距離等于力臂長度。2．（2023·廣東·統考中考真題）明代宋應星在《天工開物》中記載的農業生產汲水裝置——轆轤，沿用至今。題圖甲是一種轆轤，由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成。提水時，用力使大輪轉動，小輪隨之轉動并纏繞井繩，提起水桶。

（1）圖甲所示，轆轤可視為不等臂杠桿，為方便提水，它是按照（選填“省力”或“費力”）杠桿來設計的。用轆轤提水的某時刻示意圖如圖乙所示，它的支點是“A”“B”或“C”中的點。（2）設大輪與小輪的半徑比為3:1，水桶受到的總重力為90N。使周長為3m的大輪轉動一圈，水桶勻速上升，井繩對水桶做功J；若要使轆轤靜止在圖乙所示位置，作用在C點最小的力應為N。（不計井繩的粗細和自重）（3）圖丙所示水龍頭開關的設計也應用了同樣的原理，為了更省力，開關應選用（選填“①”或“②”）。【答案】省力B9030①【詳解】（1）[1][2]為方便提水，根據題圖可知，它是按照省力杠桿來設計的；由于輔圍繞B點進行旋轉，可知B點為其支點。（2）[3][4]由于大輪與小輪的半徑比為3∶1，當周長為3m的大輪轉動一圈，則小輪也轉動一圈，且小輪轉動的距離為1m，由于木桶勻速上升，則井繩對水桶做功根據圖乙所示，大輪與小輪的半徑比為3∶1，當動力臂為BC時，作用在C點的力最小，根據杠桿平衡條件可知，最小的力為因為，可得（3）[5]為了更省力，開關應選用動力臂較大的，故開關應選用①。3．（2022·廣東·統考中考真題）分別使用圖中四種裝置勻速提升同一重物，不計滑輪重、繩重和摩擦，最省力的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】A．不計滑輪重、繩重和摩擦，承重繩子的段數n=3，則拉力B．不計滑輪重、繩重和摩擦，承重繩子的段數n=2，則拉力C．定滑輪相當于等臂杠桿，不計滑輪重、繩重和摩擦，則拉力D．動滑輪相當于省力杠桿，不計滑輪重、繩重和摩擦，則拉力綜上，四種裝置勻速提升同一重物，則最省力的是A中的裝置。故選A。4．（2022·廣東·統考中考真題）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：（1）小明安裝好杠桿后，發現其左端下沉，如圖甲所示。為使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向調節；（2）如圖乙所示，杠桿調節平衡后，在A處懸掛3個鉤碼，每個鉤碼重0.5N。如果在B處施加一個拉力使杠桿在水平位置再次平衡，當方向為時，拉力最小，大小為N；（3）課后，小明制作了一個簡易杠桿，調節杠桿在水平位置平衡，然后在它兩邊恰當位置分別放上不同數量的同種硬幣，使其在水平位置再次平衡，如圖丙所示，則力臂。若兩邊同時各取走一枚硬幣，則杠桿的端將下沉。【答案】右豎直向下22：1右【詳解】（1）[1]由圖甲知，杠桿的左端下沉，應向右調節平衡螺母才能讓杠桿在水平位置平衡。（2）[2][3]在B處施加的動力方向豎直向下時，對應的動力臂最大。據杠桿的平衡條件，阻力和阻力臂不變時，動力臂最大，對應的動力最小。杠桿在水平位置平衡時，有3×0.5N×4l=F1×3l解得最小拉力F1=2N（3）[4]由圖示知，左邊對杠桿的作用力為2個硬幣的重力，右邊對杠桿的作用力為4個硬幣的重力，設每個硬幣的重力為G，則有G1：G2=2G：4G=1：2據杠桿的平衡條件有l1：l2=G2：G1=2：1[5]在兩邊同時取走一枚硬幣，則左邊和右邊分別是(2G-G)×l1=G×l1=2Gl2(4G-G)×l2=3Gl2所以杠桿的右端下沉。5．（2021·廣東·統考中考真題）用圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運動的圖線是（選填“A”或“B”），動滑輪重為N，3s內對物體做的有用功為J。【答案】A40300【詳解】[1]由甲圖可知，動滑輪被3段繩子拉著，繩子移動的距離為物體移動距離的三倍，故反映繩子自由端運動的圖線是A。[2]動滑輪的重力為[3]由圖可知，3s內物體移動的距離為1.5m，則有用功為6．（2020·廣東·統考中考真題）如圖所示，用一根硬棒通過支點O撬起石頭，畫出石頭所受重力G的示意圖，以及力F的力臂l。【答案】【詳解】過石頭的重心沿豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段，并標出符號G；過支點作垂直于力F作用線的垂線段，即為力臂l，如圖所示：7．（2020·廣東·統考中考真題）如圖所示，人向下拉繩提升重物，已知物體重400N，動滑輪重60N，不計繩重及摩擦，將重物勻速提升0.5m，人需用的拉力為N，繩子自由端移動的距離為m，人所做的有用功為J。【答案】2301200【詳解】[1]由圖知，n=2，不計繩重及摩擦，人需用的拉力F===230N人需用的拉力為230N。[2]繩子自由端移動的距離s=2h=20.5m=1m繩子自由端移動的距離為1m。[3]人所做的有用功為W有=Gh=400N0.5m=200J人所做的有用功為200J。8．（2019·廣東·中考真題）如圖所示，拉桿式行李箱在拉力F的作用下靜止在斜坡上，請畫出行李箱受到的重力G的示意圖，以及拉力F對O點的力臂L．()【答案】【詳解】由于重力的方向始終為豎直向下，重力的作用點在物體的重心位置，所以由重心畫出一條豎直向下的線段，并標上箭頭即可完成重力的示意圖；力臂是指支點到力的作用線的距離，所以由支點O開始作出一條垂直力F的作用線（由于力F的作用線不夠長，得先用虛線反向延長）線段，并標出力臂符號L即可．1．（2023·廣東廣州·統考中考真題）用滑輪組進行“一瓶水提升一個人”活動，如圖，水瓶勻速直線下降10m，使人勻速升高0.5m，水瓶對繩a的拉力為，繩b對人的拉力為。此過程（）

A．有用功為300JB．做的功等于做的功C．做的功小于做的功D．滑輪組的機械效率為80%【答案】D【詳解】A．做的功為有用功，大小為故A錯誤，不符合題意；BC．做的功為總功，大小為故BC錯誤，不符合題意；D．滑輪組的機械效率為故D正確，符合題意。故選D。2．（2023·廣東廣州·統考中考真題）圖1中工人用工具搬運石頭，該工具可簡化成圖2中杠桿AB，移動支架，可使支點O在AB間移動。桿水平靜止，忽略桿重；

（1）人對桿的壓力為F1，繩對桿的拉力為F2，F1、F2豎直向下；①在圖2中畫出F1的力臂l1；②F2的力臂l2（用F1、F2、l1表示）；（2）同一石頭仍懸掛在桿B端，人對桿A端的壓力方向不變，只通過移動支點O使該壓力變小，桿仍保持水平靜止，支點O應向（選填“A”“B”）端移動。【答案】

B【詳解】（1）[1]從支點分別作F1、F2的垂線，用大括號分別擴出l1、l2即為動力臂和阻力臂，如下圖

（2）[2]通過移動支點O使該壓力變小，因為物體的重力不變，根據可知只要減小l2，增大l1即可，故O點應該向B端移動。3．（2022·廣東廣州·統考中考真題）如圖1，工人將重500N的貨物推入靜止的貨柜中（忽略空氣阻力，g取10Nkg）。（1）在斜面上貨物受到沿斜面向上250N的推力F。從P點勻速運動到Q點用時4s。求此過程①F的功率；()②斜面的機械效率。()（3）圖3中的尾板等效成圖4中以O為支點的杠桿，處于水平靜止，尾板自重為G、受到繩的拉力為F（忽略繩重）：①在圖4中畫出F的力臂l；()②繩長一定，繩按圖5方式懸掛，尾板仍處于水平靜止，則此時尾板受到繩的拉力F4F3（選填“>”、“=”、“＜”）。【答案】125W50%=【詳解】（1）[1]貨物沿斜面運動的速度則F的功率P1=F1v1=250N×0.5m/s=125W[2]克服重物的重力做的有用功W有=Gh=500N×0.5m=250J推力做的總功W總=F1s1=250N×2m=500J斜面的機械效率（3）[5]過支點O作力F3的垂線段即為繩子的拉力F的力臂l，如圖所示：[6]圖4和圖5中，尾板都處于水平靜止，動力臂為兩次三角形斜邊上的高線，由于繩長一定，圖4和圖5中兩個三角形是全等三角形，由數學知識可知，兩次的動力臂是相等的，由于阻力和阻力臂的大小不變，根據杠桿平衡條件可知，F4等于F3。4．（2021·廣東廣州·統考中考真題）如圖，O為蹺蹺板的支點，小朋友對蹺蹺板的作用力F=120N，大人對蹺蹺板的作用力F′=100N（圖中未畫出），蹺蹺板水平靜止。（1）在圖中畫出F的力臂l；（2）F′的作用點可能在（選填“A”“B”或“C”），方向豎直（選填“向上”或“向下”）。【答案】C向上【詳解】（1）[1]過支點O作F作用線的垂線段，即力臂L（2）[2][3]根據題意知道，F=120N>F′=100N由杠桿的平衡條件知道，大人與小朋友的作用點應在支點的兩側，且大人對蹺蹺板的作用力的力臂一定大于于小朋友對蹺蹺板的作用力的力臂，由圖知道，F′的作用點可能在C點，且方向豎直向上。5．（2020·廣東廣州·統考中考真題）如圖所示，小明分別使用甲、乙、丙、丁四種機械勻速提升物體（繩長不變），測得拉力和物體M、N所受的重力如表所示，則（）F甲F乙F丙F丁FMFN5.5N12N5.5N8N5N10NA．甲的機械效率比丙的大B．乙、丁的機械效率相同C．使用丙提升物體M時省力D．實驗測得的數據無法算出機械效率【答案】A【詳解】A．設物體上升的距離為h，甲機械繩子自由端移動距離和物體上升的距離相等，所以甲機械的機械效率為丙機械中繩子的有效段數n=2，所以丙機械的機械效率為所以甲的機械效率比丙的大，故A符合題意；B．設物體上升的距離為h，乙機械繩子自由端移動距離和物體上升的距離相等，所以乙機械的機械效率為丁機械中繩子的有效段數n=2，所以丁機械的機械效率為所以乙、丁的機械效率不相同，故B不符合題意；C．由圖可知，，所以使用丙提升物體M時不省力，故C不符合題意；D．實驗測得的數據可以算出機械效率，故D不符合題意。故選A。6．（2020·廣東廣州·統考中考真題）如圖所示，以硬尺上某位置為支點O，在尺上掛一重3N的物體M，尺在豎直向上的拉力F作用下保持水平靜止，尺的質量不計。(1)O在dm刻度線處；(2)畫出F的力臂。【答案】1【詳解】(1)[1]由題圖可知，要使尺保持水平靜止，則支點O可能在力F的左側，或物體M的右側；當支點O在力F的左側時，設支點距離力F的位置為L，由杠桿的平衡條件可得帶入數據，解得即O在1dm刻度線處。當支點O在物體M的右側時，設支點距離力物體M的位置為，由杠桿的平衡條件可得帶入數據，解得不符合題意，舍去。(2)[2]由于O在1dm刻度線處，所以F的力臂如圖所示：7．（2019·廣東廣州·中考真題）如圖所示，把重為G的物體甲從A點豎直向上勻速拉至B點，過程繩的拉力對甲做的功為WAB；用平行于斜面的拉力把重也為G的物體乙沿面從C點勻速拉至B等高的D點，在此過程中的拉力對乙做的功為WCD，斜面的機械效率為A． B． C． D．【答案】A【詳解】根據機械效率的計算公式，得用斜面拉物體乙時所做的有用功為W有用=GH，由題意知，，故得W有用=WAB；用斜面拉物體乙時所做的總功為W總=WCD，故得斜面的機械效率為，故A正確．8．（2019·廣東廣州·中考真題）如圖所示，A點為硬棒的重心，O為支點，硬棒水平靜止，彈簧測力計的示數為N.硬棒所受的重力為N.能否用左圖中的彈簧測力計按右圖所示的方法測量同一硬棒所受的重力?,依據是.【答案】2.47.2不能原因是彈簧測力計的最大測量值只有5N，而硬棒的重力為7.2N，超出彈簧測力計的量程【詳解】由左圖知，彈簧測力計的分度值為0.2N，指針剛好指在2N~3N之間的第2條刻度線處，所以讀數為2.4N；設彈簧測力計對硬棒的拉力為F，硬棒所受的重力為G，兩個力的力臂分別為L1和L2，由杠桿的平衡條件得GL2=FL1，即G×0.2m=2.4N×0.6m，解得G=7.2N；用左圖中的彈簧測力計不能測量出硬棒所受的重力，原因是彈簧測力計的最大測量值只有5N，而硬棒的重力為7.2N，超出彈簧測力計的量程．1．（2023·廣東深圳·統考中考真題）下列屬于費力杠桿的是（）A．

汽車方向盤B．

門把手C．小白同學家的水龍頭D．

雨刮器【答案】D【詳解】ABC．汽車方向盤、門把手、水龍頭屬于輪軸，是輪轉動帶動軸轉動，動力臂大于阻力臂，相當于省力杠桿，故ABC不符合題意；D．雨刮器屬于輪軸，是軸轉動帶輪轉動，故阻力臂大于動力臂，相當于費力杠桿，故D符合題意。故選D。2．（2023·廣東深圳·統考中考真題）如圖甲，A、B是兩個完全相同的物體，琴琴同學分別將A、B兩物體拉到斜面頂端，對物體做功情況如圖乙所示，請問對物體A做的有用功是J，對物體B做的額外功是J。

【答案】20.5【詳解】[1]由圖乙可知，對物體A做的總功為3J，額外功為1J，故對物體A做的有用功W有=WA總-WA額=3J-1J=2J[2]A、B是兩個完全相同的物體，都拉到斜面頂端，故對物體B做的有用功和對物體A做的有用功相同；由圖乙可知，對物體B做的總功為2.5J，故對物體B做的額外功WB額=WB總-W有=2.5J-2J=0.5J3．（2021·廣東深圳·統考中考真題）下列杠桿中屬于費力杠桿的是（）A．撬石頭 B．船槳C．小推車 D．修樹剪刀【答案】B【詳解】A．從圖中可以看到，撬石頭時，支點是木棒與中間石頭的接觸點，左邊石頭對木棒的壓力是阻力，右邊的人對木棒的壓力是動力，很明顯看到動力臂大于阻力臂，則它屬于省力杠桿，故A不符合題意；B．從圖中可以看到，船槳劃船時，支點是船槳與船的接觸點，人劃船時出的力是動力，水對船槳的推力是阻力，人手對船槳的作用點距離支點較近，水對船槳的作用點距離支點較遠，動力臂小于阻力臂，則它屬于費力杠桿，故B符合題意；C．從圖中可以看到，工人使用小推車工作時，支點是小推車的下面車輪中間點，人手往上抬的力是動力，小推車自身的重力是阻力，人手對小推車的作用點距離支點較遠，小推車自身的重力作用點距離支點較近，動力臂大于阻力臂，則它屬于省力杠桿，故C不符合題意；D．從圖中可以看到，修樹剪刀使用時，剪刀中間點作為支點，人手出的力是動力，剪刀受到樹木的力是阻力，人手對剪刀的作用點距離支點較遠，樹木對剪刀的作用點距離支點較近，動力臂大于阻力臂，則它屬于省力杠桿，故D不符合題意。故選B。4．（2021·廣東深圳·統考中考真題）如圖，兩個滑輪組，提升一個重為17N的物體A（每個滑輪重相同），使物體A在2s內拉升了20cm，拉力如圖所示，下列說法正確的是（）A．甲中，繩端移動的距離為60cm B．乙中，拉力的功率為1.7WC．甲中，動滑輪由兩根繩子吊著 D．乙中，動滑輪的重力為2N【答案】A【詳解】AC．從甲圖可以看到，在動滑輪與定滑輪的中間畫一條虛線，虛線往下，有三條繩子吊著動滑輪，即甲中，動滑輪由三根繩子吊著，故C錯誤；再由題意可知，物體A在2s內拉升了20cm，三條繩子吊著動滑輪，則甲圖中的繩端移動的距離是物體A上升的高度三倍，即甲中，繩端移動的距離為60cm，故A正確；B．從乙圖可以看到，繩端的拉力是9N，兩條繩子托著動滑輪，則乙圖中的繩端移動的距離是物體A上升的高度兩倍，即相同的時間2s，那么乙圖中繩端移動的速度根據可知，乙中拉力的功率乙中拉力的功率是1.8W；故B錯誤；D．從乙圖可以看到，繩端的拉力是9N，兩條繩子托著動滑輪，設動滑輪的重力，物體A的重力是17N，則代入數據可得解得乙中，動滑輪的重力為1N；故D錯誤。故選A。5．（2020·廣東深圳·統考中考真題）如圖所示，湖面上有一艘小船，站在岸上的人通過滑輪用100N的力拉繩子的自由端，在10s內小船向岸邊勻速移動了5m，船在水平方向受到的阻力為160N。下列說法正確的是（）A．人對船做的有用功為500J B．人做的總功為800JC．人做的有用功的功率為50W D．滑輪的機械效率為80%【答案】D【詳解】A．人對船做的有用功W有＝F阻s船＝160N×5m＝800J故A錯誤；B．由圖知該滑輪為動滑輪，則n＝2，繩子自由端移動距離s繩＝2s船＝2×5m＝10m人做的總功W總＝Fs繩＝100N×10m＝1000J故B錯誤；C．人做的有用功的功率P有==80W故C錯誤；D．滑輪的機械效率η=＝80%故D正確。故選D。6．（2019·廣東深圳·中考真題）如圖所示，在C點用力把桌腿A抬離地面時，桌腿B始終沒有移動，請在C點畫出最小作用力的示意圖．()【答案】【詳解】用力把桌腿A抬離地面時整個桌子繞B點旋轉，即B為杠桿的支點，直接連接BC即為最長的動力臂，根據力與力臂垂直，結合實際情況即可做出最小力F．一、單選題1．（2023·廣東肇慶·統考二模）如圖所示，以下器具在使用時屬于省力杠桿的是（）A．筷子 B．食品夾C．鋼絲鉗 D．鑷子【答案】C【詳解】A．筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故A不符合題意；B．食品夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故B不符合題意；C．鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C符合題意；D．鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故D不符合題意。故選C。2．（2023·廣東佛山·統考三模）如圖所示，用下列簡單機械，使重力為G的物體都處于靜止狀態，其中用力最大的是（均不計摩擦）（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】不計摩擦，各選項中拉力的大小分別為：A．由于杠桿平衡，動力臂大于阻力臂，所以F1<G；B．由于杠桿平衡，動力臂小于阻力臂，所以F2>G；C．使用定滑輪不省力，所以F3=G；D．使用動滑輪可以省一半力，所以；由以上分析可知，B選項中用力最大，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。二、填空題3．（2023·廣東河源·統考二模）如圖所示，把重為600N的物體勻速沿斜面向上推動，在3s的時間內物體沿斜面移動的距離為3m，上升的高度為0.9m，沿斜面向上的推力F為300N，推力做功的功率為。斜面的機械效率是，物體受到的摩擦力是。【答案】300W60%120N【詳解】[1]推力所做的總功為則推力做功的功率為[2]推力所做的有用功為斜面的機械效率為[3]克服物體受到的摩擦力所做的額外功為故物體受到的摩擦力為4．（2023·廣東佛山·統考三模）質量為70kg的小明使用如圖中的滑輪組提升重物，當物重為400N，小明的拉力為300N，物體在10s內被提升了10m，忽略繩重和摩擦，則小明做的有用功為J，其效率為（保留一位小數）；若用該滑輪組提升500N的重物，則其效率（選填“變大”“變小”或“不變”）。【答案】400066.7%變大【詳解】[1]拉力做的有用功W有=Gh=400N×10m=4000J[2]由圖可知，動滑輪上的繩子段數n=2，滑輪組的機械效率[3]提升更重的物體，由W有=Gh可知，有用功W有增大，額外功W額外幾乎不變，由可知，有用功W有增大，額外功W額外幾乎不變時，機械效率變大。5．（2023·廣東肇慶·統考一模）如圖所示，用4N的拉力將重為30N的物體勻速向左動0.2m，此時滑輪組的機械效率為75%，此過程中繩子自由端移動的距離為m，物體與地面的摩擦力為N；加速拉動物體，物體所受的摩擦力（選填“變大”“變小”或“不變”）。【答案】0.6m9N不變【詳解】[1]如圖，有三股繩拉著動滑輪，所以此過程中繩子自由端移動的距離[2]此過程中拉力做的功此過程中的有用功物體與地面的摩擦力[3]滑動摩擦力的大小與物體對接觸面的壓力、接觸面的粗糙程度有關，加速拉動物體，兩個因素都不發生變化，所以物體所受的摩擦力不變。6．（2023·廣東汕頭·廣東省汕頭市聿懷初級中學校考三模）如圖所示，重為500N的物體與水平地面間的摩擦力是150N，為使物體勻速移動，必須在繩端加以100N的水平拉力，若物體移動速度為0.2m/s，則1min內拉力通過的距離是，有用功是J，則滑輪組的機械效率約為。【答案】36m180050%【詳解】[1]物體在水平地面上移動的距離為s物=vt=0.2m/s×60s=12m由圖可知，動滑輪上有3段受力的繩子，則繩子自由端移動的距離為s=ns物=3×12m=36m[2]克服摩擦力所做的功為有用功，為W有用=fs物=150N×12m=180J[3]拉力F做的總功為W總=Fs=100N×36m=3600J滑輪組的機械效率為7．（2023·廣東陽江·統考二模）如圖是小明在做俯臥撐，可將他看成是一個杠桿，A為重心，O為支點，支撐點B，手臂垂直于地面，則動力臂是m；假設小明的體重為60kg，則小明受到的重力為N，地面對他雙手的支撐力是N。（g＝10N/kg）【答案】1.5600360【詳解】[1][2][3]如圖所示O為支點，手臂B處施力為動力，動力臂是OB段的距離，重力是阻力，阻力臂是OD段的距離，所以動力臂是OB＝OD+DB＝0.9m+0.6m＝1.5m人所受的重力為G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N根據杠桿平衡條件得F×OB＝G×OD即F×1.5m＝600N×0.9m解得F＝360N三、作圖題8．（2023·廣東陽江·統考二模）如圖所示，正方體受到的重力為50N，請在圖中畫出F1的力臂L1和正方體所受重力的示意圖。【答案】【詳解】由圖可知支點是O點，從O點向動力F1的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是力臂L1。重力的方向總是豎直向下的，重心要畫在物體上。如圖所示：9．（2023·廣東中山·校聯考三模）如圖所示，畫出使杠桿AOB在如圖所示位置靜止時所用最小力F及其力臂。【答案】【詳解】根據杠桿平衡條件可知，在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，要最省力，即動力臂最長；由圖知OA比OB長，所以OA作動力臂最長，最省力，過A點垂直于OA向上作垂線段，就得到動力F，OA即為其力臂L，如下圖所示10．（2023·廣東肇慶·統考一模）用如圖所示裝置來提升重物，杠桿ABO可繞O點轉動，請在圖中畫出重物所受重力的示意圖和杠桿所受拉力F的力臂l。【答案】【詳解】重力的方向是豎直向下的，過重物的重心畫一條豎直向下的帶箭頭的有向線段，用G表示，即為其所受重力的示意圖；繩子對杠桿的拉力作用在B點，拉力的方向斜向右上方，過支點O作這條拉力作用線的垂線段，即為拉力F的力臂L。如圖11．（2023·廣東揭陽·統考一模）按要求作圖（請保留作圖痕跡）：圖中①是自行車的手閘，其中ABO部分可視為杠桿，其簡化示意圖如圖②所示，O為支點，F2為阻力。在圖②中畫出：阻力F2的力臂l2以及作用在A點的最小動力F1。【答案】【詳解】過O點作阻力F2的垂線，即為阻力F2對支點O的力臂l2；根據杠桿平衡的條件在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長，阻力的方向已標出，所以動力的方向應該向下，連接支點O與A點，過A點作OA的垂線就得到在A點施加的最小動力F1，如下圖所示12．（2023·廣東珠海·統考二模）如圖所示是一臺金屬切割機，工人用該機切割A點下方的鋼管時，用力壓B點，機器OAB部分可繞O點轉動。請在圖中畫出作用在B點的最小動力及阻力的力臂。

【答案】

【詳解】依題意O點為支點，從O點作F2作用線的垂線，支點到垂足的距離為阻力臂L2；由杠桿平衡條件，在阻力、阻力臂一定時，動力臂越長，越省力，若動力作用在B點，以OB為動力臂是最長的力臂，此時力最小，則連接OB為最長力臂，再過B點作OB的垂線，即動力F1的作用線，以O為支點，F1與F2作用效果相反，F2使杠桿逆時針轉動，則F1使杠桿順時針轉動，F1的方向向下，如圖所示：

13．（2023·廣東東莞·統考二模）動滑輪實質是杠桿，請在圖中標出支點并作出動力臂；【答案】【詳解】動滑輪最右側為支點O，支點到動力作用線的距離是動力臂l1，如圖14．（2023·廣東汕頭·廣東省汕頭市聿懷初級中學校考三模）圖甲是小明用力F將倒在路邊的垃圾桶扶起來的示意圖，圖乙是其簡化圖，此過程垃圾桶看作是一個以A點為支點的杠桿。請在圖乙畫出垃圾桶所受到的重力G（O點為重心）和力F的力臂l。

【答案】

【詳解】從重心位置作豎直向下的重力，反向延長力F的作用線，從支點作力F的作用線的垂線，用大括號括起來，即為力臂l，如圖所示：

15．（2023·廣東河源·統考二模）如圖甲所示泡茶壺，壺蓋可看做一個杠桿，請在圖乙上畫出開啟壺蓋時，B點的阻力F2和作用在A點最小的動力F1。

【答案】

【詳解】由圖甲可知，開啟壺蓋時，可以看作是一個杠桿，支點為O點，阻力F2作用在B點，方向豎直向下，阻力和阻力臂不變時，由杠桿的平衡條件可知，要使動力最小，則對應的動力臂應最大，由圖中可知，動力臂最大為OA，故過A點作線段OA的垂線，即為最小動力F1的方向，因阻力F2方向豎直向下，則動力F1的方向應垂直于OA向下，杠桿才能保持平衡，如圖所示：

四、實驗題16．（2023·廣東佛山·統考三模）在“探究杠桿平衡條件的實驗”中：（1）如圖甲所示，實驗前，杠桿左端下沉，則應將左端的平衡螺母向調節（選填“左”或“右”），直到杠桿在水平位置平衡，目的是；（2）如圖乙所示，杠桿上的刻度均勻，在A點掛4個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，應在B點掛個相同的鉤碼：當杠桿平衡后，將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時朝遠離支點方向移動一小格，則杠桿（選“順時針”或“逆時針”）轉動；（3）如圖丙所示，若不在B點掛鉤碼，改用彈簧測力計在B點向下拉杠桿，使杠桿仍在水平位置，當測力計從a位置轉到b位置時，其示數大小將；（選填“不變”“變大”或“變小”）（4）保持A點鉤碼數量和力臂不變，杠桿在水平位置平衡時，測出多組動力臂L1和動力F1的數據，繪制了L1?F1的關系圖象，如圖丁所示．請根據圖象推算，當L1為0.6m時，F1為N。【答案】右便于測量力臂，同時消除杠桿自重對杠桿平衡的影響6順時針變大0.5【詳解】（1）[1][2]調節杠桿在水平位置平衡，杠桿右端偏高，應將左端的平衡螺母應向上翹的右端移動，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂，同時消除杠桿自重對杠桿平衡的影響。（2）[3][4]設杠桿每個格的長度為L，每個鉤碼的重力為G，根據杠桿的平衡條件，可得，解得：，則需掛6個鉤碼；若A、B兩點的鉤碼同時向遠離支點的方向移動一個格，則左側，右側，因為杠桿不能平衡，杠桿右端下沉，則杠桿順時針轉動。（3）[5]保持B點不變，測力計從a位置轉動b位置時，此時F的力臂變小，阻力、阻力臂不變，根據杠桿的平衡條件，動力變大。（4）[6]由于此題中的阻力和阻力臂不變，利用圖象中任意一組數據都能得出故若當L1為0.6m時17．（2023·廣東深圳·坪山中學校考三模）科學興趣小組的同學進行了一次課后實驗，將輕質杠桿的中點支在支架上，調節平衡螺母，使其在水平位置平衡，然后兩側分別掛鉤碼和一塊勻質條形磁體，每個鉤碼重1N，平衡時如圖甲所示。

（1）設左側鉤碼對杠桿的拉力為阻力，右側磁體對杠桿的拉力為動力，則此杠桿為（選填“省力”、“費力”或“等臂”）杠桿，條形磁體質量為kg；（g取10N/kg）（2）將鉤碼和條形磁體同時外移一格（如圖乙所示），將連接好的電磁鐵放在條形磁體下方，閉合開關并調節滑動變阻器的滑片位置，為了使杠桿再次平衡，則電路A端應與電源的極相連；（3）如圖丙所示，用彈簧測力計豎直向上拉杠桿，示數為2N，現要把重為1N的鉤碼掛在杠桿的某一位置，使杠桿水平平衡，請畫出鉤碼對杠桿施加拉力的力的示意圖。【答案】費力0.3負見解答圖【詳解】（1）[1]設左側鉤碼對杠桿的拉力為阻力，右側磁體對杠桿的拉力為動力，杠桿每一格的長度為L，由甲圖可知，此時動力臂小于阻力臂，是費力杠桿。[2]由杠桿平衡條件可知解得，條形磁體質量為（2）[3]乙圖中，由杠桿平衡條件可知因為阻力×阻力臂＜動力×動力臂，為了使杠桿再次平衡，電磁鐵應對條形磁體產生向上的磁力作用，根據同名磁極相互排斥，電磁鐵的上端應為S極，根據安培定則可知，電磁鐵的電流方向應是上出下進，則電路A端應與電源的負極相連。（3）[4]圖丙中，用彈簧測力計豎直向上拉杠桿，示數為2N，把重為1N的鉤碼掛在杠桿的某一位置，使杠桿水平平衡，由杠桿平衡條件可知解得：n＝4，如圖所示：

18．（2023·廣東惠州·統考一模）如圖，小明利用身邊的物品來探究杠桿的平衡條件，他所選擇的器材有：鉛筆、橡皮若干（每塊橡皮質量為10g）、細線、刻度尺等。（1）他將細線大致系在鉛筆的中部位置，鉛筆靜止后如圖甲所示，若想調節鉛筆水平平衡，她應將細線向（選填“左”或“右”）移動．實驗前調節鉛筆水平平衡可以消除鉛筆重力對實驗的影響，在實驗測量時保持鉛筆水平平衡還有一個好處是：；（2）調節杠桿水平平衡后，他用細線綁定數量不等的橡皮掛在杠桿支點兩側，如圖乙所示，做了幾次實驗后將數據記錄在下表，則表中漏填的數據為N，同桌的小亮按現有方案得出如下結論：“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”，這個結論與杠桿平衡條件（選填“相符”或“不相符”），為了進一步完善實驗，得出普遍規律，接下來的做法應該是（填序號）。A．改變力的大小

B．改變力的方向

C．改變力的作用點次數動力F1/N動力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m10.10.020.20.0120.10.040.0230.20.040.10.08（3）若在實驗過程中，鉛筆水平平衡后（如圖乙），小明不小心將前端細長的鉛筆芯弄斷了（如圖丙），她立刻將鉛筆穩住，并將鉛筆芯放到右端細線處固定（如圖丁），則松手后鉛筆。A．左端下沉

B．右端下沉

C．仍然水平平衡【答案】右便于測量力臂0.2不相符BA【詳解】（1）[1]此時，鉛筆右端下沉，說明右端鉛筆重力與其力臂的乘積大于左邊鉛筆重力與其力臂的乘積，要使鉛筆在水平位置平衡，要將細線向右移，減小右邊的力臂且減小右邊的重力，增加左邊的力臂且增加左邊的重力，使左右兩邊重力與其力臂的乘積相等，使鉛筆在水平位置平衡。[2]當鉛筆在水平位置平衡時，因為通過拴橡皮的方法對杠桿的作用力的方向是豎直向下的，此時力臂與鉛筆重合在一起，便于測量力臂。（2）[3]根據此次實驗數據與杠桿平衡條件可以計算出漏填的數據為：0.2N。[4]杠桿的平衡平衡條件是：動力×動力臂=阻力×動力臂，所以二者是不相符的。[5]之所以通過實驗得出這個結論是因為：力臂和杠桿重合在一起，力臂與力的作用點到支點的距離相等了。可以使力臂杠桿分離，使力臂與力的作用點到支點的距離不相等，再進行實驗探究。通過改變力的方向可以使力臂與杠桿不再重合。故A、C不符合題意，B符合題意。故選B。（3）[6]所那一段鉛筆芯放在細線處，與原來未斷時相比，減小了這段鉛筆芯對杠桿的作用力的力臂，使其對杠桿的影響減小了，所以右端上升，左端下沉。19．（2023·廣東陽江·統考二模）在生活和生產中，簡單機械有著十分重要的作用。

（1）為了探究“杠桿的平衡條件”，小明用圖甲的裝置進行實驗。實驗前，杠桿左端下沉，應將右端的平衡螺母向調節（選填“左”或“右”），使杠桿在水平位置平衡，目的是便于測量；（2）小明用圖乙的實驗裝置探究滑輪組機械效率。實驗中用同滑輪組提升鉤碼，記錄數據如表；實驗次數物重G/N物體上升高度h/cm測力計的示數F/N測力計移動的距離s/cm1432.09246183662.818①由圖乙可知，第2次實驗中彈簧測力計示數為N；②第3次實驗中滑輪組的機械效率為%（結果保留一位小數）；③分析實驗數據可得：同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越，若提升同一物體時，滑輪組的機械效率與物體提升高度（選填“有關”或“無關”）；（3）小明用圖丙的實驗裝置探究斜面的機械效率，發現同一斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關，與物重無關。某次實驗測得物重、斜面長、高，若機械效率，則物體在斜面上受到的摩擦力為N。【答案】右力臂2.0/2