2025浙江中考物理专题复习【经典好题】
专题10 简单机械（原卷版+解析版）
一．杠杆及其五要素（共4小题）
1．（2023秋 拱墅区期末）如图所示，按下筷子盒M处时，筷子就会从出口滚出。若忽略筷子的压力，能正确表示按下筷子盒M处时的杠杆示意图是（ ）
A． B．
C． D．
2．（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．
3．（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．
4．（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．
二．杠杆的分类（共5小题）
5．（2024秋 上城区校级月考）筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一。如图所示，使用筷子时虽然费力但省距离，下列工具在使用中也能省距离的是（ ）
A．用托盘天平称质量 B．用核桃夹夹核桃
C．用食品夹夹食物 D．用撬棒撬物体
6．（2024秋 拱墅区校级月考）如图所示是《天工开物》中就记录的舂米工具。人在A端用力踩下后立即松脚，B端的碓就会立即下落，打在石臼内的稻谷上，从而把谷物打碎，舂米工具在使用时是（ ）
A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．省功杠杆
7．（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
8．（2024 宁波模拟）如图是一款既能健身又低碳的“共享单车”，它是互联网、智能手机、定位系统和单车的资源整合，关于“共享单车”，下列说法正确的是（ ）
A．车把转方向时，相当于费力杠杆
B．车胎上有凹凸不平的花纹，可以增大与地面间的摩擦
C．蹬车车前进，停止蹬车车将慢慢停下来，说明力是维持物体运动的原因
D．共享单车的车座做成马鞍形，可以减小臀部所受的压力
9．（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
三．探究杠杆的平衡条件（共3小题）
10．（2024 金华一模）杆秤在古籍中被称为“权衡器”，是我国从古代沿用至今的称量工具。《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小科利用如图所示装置进行“探究杠杆的平衡条件”实验，并制作了一把杆秤。完成下列问题：
（1）实验前，把杠杆的中点置于支架上，杠杆静止在图甲所示的位置，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的螺母向 调节。
（2）调平后，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，杠杆重新在水平位置平衡，如图乙所示。多次实验收集实验数据如下表所示，分析数据可总结出杠杆的平衡条件是 （以符号表示）。
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
（3）小科根据杠杆知识制作了图丙所示杆秤。使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提起B或C处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。已知秤砣质量为200克，秤砣最远可移至E点（秤杆和秤钩的质量忽略不计），秤杆上各点长度如图丙所示。请分析回答：
①使用不同的秤纽，杆秤的称量范围和精确度是不同的，选择秤纽 （选填“B”或“C”），杆秤的称量更精确。
②使用小科设计杆秤的最大称量是 千克。
11．（2024 温州模拟）小科在探究“杠杆平衡条件”的实验装置如图所示，每个钩码质量都相等。
（1）如图甲所示，在A点挂四个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应该在B点挂 个相同的钩码。
（2）某同学用图乙装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是 。
（3）实验中小科曾提出“力的作用点到支点的距离影响杠杆的平衡”。为判断这一观点是否正确，小华制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆）进行探究，圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），如图丙所示。他先在圆盘的C点挂上4个钩码，又在G点挂上一定数量的钩码后，圆盘在图示位置平衡，此时CD水平；接着他将挂在G点的钩码先后挂在D、N两个点又进行了两次实验。若观察到 现象，则说明小科的观点是错误的。
12．（2023秋 兰溪市校级期末）小江在做“研究杠杆平衡条件”的实验中，进行了如下一系列操作：
a．把杠杆的中点支在支架上。
b．把钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置使杠杆在水平位置平衡。
c．求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂的数值。
d．改变力和力臂的数值，做三次实验；
e．记下两边钩码的重，用尺量出它们的力臂，记下实验数据；
f．调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（1）请你补充完整正确的实验操作顺序：a﹣f﹣ ﹣c。
（2）实验中所用钩码的质量均相等，如图甲所示，杠杆在水平位置平衡；若再给两边各挂上一个钩码，则杠杆将 （填“仍平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）。
（3）实验中保持钩码个数和位置不变，弹簧测力计的作用点固定，只改变测力计与水平方向的角度θ，如图乙所示，则下列能描述测力计示数F与θ关系的图像是 。
四．杠杆的平衡条件（共14小题）
13．（2024秋 拱墅区校级月考）用杆秤称鱼的质量，当秤钩挂在A点，绳纽挂在O点（支点），秤锤挂在B点时杆秤处于平衡状态（如图所示）．已知AO是10cm，BO是30cm，秤锤的质量是0.5kg．下列说法错误的是（ ）
A．鱼的质量是1.5kg
B．刻度为3kg的秤星与秤纽O点间的距离是60cm
C．如果秤锤磨损，则被测鱼的质量比实际质量要偏大
D．如果秤杆的右端由于不小心弄断了一小段，则称出的鱼质量会偏小
14．（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．
15．（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
16．（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
17．（2023秋 余姚市期末）把汤匙放在手指上，仔细调节使其在手指上水平静止（如图所示），汤匙在手指上的左侧部分质量为m左，受到的重力的力臂为L左；右侧部分的质量为m右，受到的重力的力臂为L右，则下列关系正确的是（ ）
A．L左＞L右，m左＜m右 B．L左＝L右，m左＝m右
C．L左＜L右，m左＞m右 D．L左＞L右，m左＞m右
18．（2023秋 鹿城区期末）如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则（ ）
A．F甲＞F乙，因为乙方法的动力臂长
B．F甲＜F乙，因为甲方法的阻力臂短
C．F甲＞F乙，因为甲方法的动力臂短
D．F甲＝F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍
19．（2023秋 德清县期末）如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）
A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8牛
20．（2023秋 拱墅区期末）小乐用竖直向上的拉力F拉着一个重为200N的行李箱，行李箱保持静止。如图所示为此时行李箱所受拉力F和重力G的示意图，其中O为滚轮的转轴（不计此处摩擦），OA＝10cm，AB＝30cm，则拉力F的大小为 N。若小乐沿MN箭头方向施加拉力，行李箱能否继续保持静止？判断并说明理由。 。
21．（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）。
22．（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 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
23．（2024 西湖区校级模拟）如图所示，将长为1.2米的轻质木棒（重力忽略不计）平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。
（1）若G＝30牛，台面收到木棒的压力为多少？
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少？
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为多少？
24．（2024秋 上城区校级月考）如图所示是一款轻质悬挂式晾衣杆，OA为晾衣杆，AB为悬线，已知悬线能承受的最大拉力为30N，在悬线拉力F1作用下，晾衣杆保持水平平衡。已知OA＝1m，OC＝0.4m，在C点悬挂衣物的质量为2kg，g取10N/kg。求：
（1）请在图中画出拉力F1的力臂。
（2）悬线拉力F1的大小。
（3）若想将悬挂衣服的位置移至A点，请通过计算判断是否可行。
25．（2024 杭州模拟）为深入探究平衡木的平衡，小萍设计了如图装置。轻质杠杆AOB可绕支点O无摩擦转动，且AB＝3m，OA＝1m。在杠杆A端用不可伸长的细线悬挂正方体M，重力为1000N，边长为50cm。当重为500N的小萍静止站立在OB之间某处时，杠杆处于水平平衡状态。
（1）正方体M的密度；
（2）如图所示，小萍站立在距离B端1.5m处时，正方体M对水平地面的压强；
（3）若细线能承受的最大拉力为800N，小萍由O点向B以10cm/s的速度缓慢匀速行走，求小萍能安全行走的时间。
26．（2024 杭州模拟）如图所示，轻质木板OB可绕O点转动，OB长1.2m，细线AB能承受的最大拉力为60N，在C点放一重为36N的物体M，OC长10cm，此时木板在水平位置处于静止状态，现在物体M上再加一水平向右的拉力F，大小为10N，恰好使物体M在木板上匀速移动。
（1）物体受到的摩擦力为多少？
（2）当物体静止在C点时，绳子的拉力是多少？
（3）以绳子拉力作为动力，当物体离O点的距离为 范围内时，此杠杆为费力杠杆。（写出计算过程）
五．杠杆的动态平衡分析（共3小题）
27．（2024秋 上城区校级月考）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（ ）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变大，后变小 D．先变小，后变大
28．（2024秋 拱墅区校级月考）如图，足够长的杠杆上放着两个球（质量m1＞m2），杠杆在水平位置平衡，若两球以相同的速度同时向远离支点的方向运动，则杠杆的状态是（ ）
A．仍然平衡 B．大球一端下沉
C．小球一端下沉 D．无法确定
29．（2024 上城区校级一模）如图所示，OA是起重机的吊臂，可绕O点转动。在距O点6m远的B处吊有重3000N的物体。为保证吊臂在水平位置平衡，则绕过定滑轮斜向下的拉力F为 N．将吊臂缓慢拉起，使用A点升高2m的过程中，拉力变 。（绳重、吊臂重、摩擦均不计）
六．杠杆中最小力问题（共2小题）
30．（2023秋 江北区期末）买菜拉车是老人们出门人手必备的“单品”，因其可折叠可爬楼可坐可悬挂深受老年人喜爱。老人拉着载有重物的拉车，使前轮越过障碍物后，若想用最小的力抬起后轮，这个力应该施加在哪个点上（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
31．（2024春 拱墅区月考）剪螺蛳“屁股”是一件比较费力的工作，有经验的通常将螺蛳“屁股”放在如图剪刀的（ ）位置，因为这样最省力。
A．A B．B
C．C D．以上都一样
七．定滑轮及其工作特点（共6小题）
32．（2024 宁波自主招生）图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。则以下说法正确的个数是（ ）
①有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态
②有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态
③有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态
④有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态。
A．一个 B．二个 C．三个 D．四个
33．（2023秋 新昌县期末）力F作用下，物块A在水平面上做匀速直线运动。下列三种情况下施加的力F最小的是（不计滑轮的自重及滑轮与绳子间的摩擦）（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．一样大
34．（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
35．（2023秋 绍兴期末）如图，一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（ ）
A．h B．1.5h C．2h D．2.5h
36．（2023秋 鄞州区校级月考）如图所示，分别用力F1、F2、F3，匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（ ）
A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＞F2＝F3 D．F1＜F2＜F3
37．（2023秋 杭州期中）小李的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃；小胖的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（ ）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
八．动滑轮及其工作特点（共6小题）
38．（2023秋 鄞州区期末）如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝400N（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升1m，下列说法正确的是（ ）
A．F甲＝400N，施力处向上移动2m
B．F甲＝200N，施力处向上移动1m
C．F乙＝400N，施力处向上移动0.5m
D．F乙＝800N，施力处向上移动0.5m
39．（2023秋 温州期末）拉渡船是一种用人力拉动绳索使船体前进的摆渡工具。下列图示的四种拉渡方案中，最省力的是（ ）
A．
B．
C．
D．
40．（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
41．（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？ 。
42．（2024 上城区校级一模）如图是上肢力量健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB＝3BO，配重的重力为90N。重力为500N的健身者通过细绳在B点施加400N竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力恰好为零。（杠杆AB、绳重及摩擦均忽略不计）。
（1）健身过程中，配重被拉起时，健身器中的滑轮为 （选填“定滑轮”或“动滑轮”）。
（2）求配重对地面的压力恰好为零时A点受到的拉力。
（3）求滑轮的重力。
43．（2023秋 丽水期末）一辆车不小心陷进了泥潭中，小科按如图甲、乙两种方法均可将车从泥潭中拉出。如果车受到的阻力为800牛，则下列说法正确的是（ ）
A．甲可以省力
B．乙能改变力的方向
C．甲所用的力至少400牛
D．乙所用的力至少400牛
九．滑轮组及其工作特点（共11小题）
44．（2024秋 西湖区校级月考）如图所示装置，物体A在水平桌面上，滑轮和绳子重力以及滑轮轴处的摩擦均不计。当B物体重为10牛顿时，它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，则这个力的大小是（ ）
A．5牛顿 B．10牛顿 C．15牛顿 D．20牛顿
45．（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
46．（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
47．（2024 平阳县校级模拟）某同学模拟建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组，每个滑轮重10牛。并用该滑轮组将一个重为100牛的物体沿水平面匀速拉动2米，物体移动时受到地面对物体的摩擦力为35牛。不计绳重和机械摩擦，人对绳端的拉力为（ ）
A．22.5牛 B．50牛 C．55牛 D．60牛
48．（2023秋 拱墅区校级期末）如图，物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，物体A受到地面的摩擦力为10N（不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦）。则下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到一对平衡力的作用
B．滑轮D的作用是改变力的方向
C．拉力F为5N
D．增大拉力F，物体A受到的摩擦力将增大
49．（2023秋 椒江区期末）用如图所示的三个装置先后提升同一个物体G，若不考虑滑轮的自重和摩擦，作用于绳子自由端的拉力F1、F2、F3的大小关系是（ ）
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大
50．（2023秋 鹿城区期末）A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图1所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图2的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（ ）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
51．（2023秋 西湖区期末）如图所示，物体A置于水平桌面上，装置保持静止，物体A重100N，物体B重10N。不计绳重、滑轮自重及摩擦，物体A受到的摩擦力方向 （选填“水平向左”或“水平向右”），大小为 N。
52．（2024 鄞州区模拟）甲、乙两铁块吸附在磁性平板两侧且保持静止，磁性平板保持竖直。若G甲＝35牛，G乙＝50牛，G动＝5牛，当甲以0.1米/秒的速度竖直向下匀速直线运动时（细绳足够长且处于竖直拉伸状态，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且接触面粗糙程度都相同），磁性平板对甲的摩擦力的方向是 ，大小是 牛。
53．（2024 江北区模拟）如图所示，F1＝8N，F2＝6N，此时物体A相对于地面静山，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。
（1）弹簧测力计读数为 N。
（2）物体A和地面之间的摩擦力 N。
（3）如果增大F2，物体A是否有可能向左运动？请说明理由 。
54．（2024 海曙区模拟）2024年春节期间，湖北等地遭遇极端冻雨天气，高铁轨道上方的承力索上挂冰严重，导致高铁不能正常运行。如图是高铁线路上用于固定承力索的滑轮装置。正常情况下，接承力索端需获得24000N的拉力F。
（1）由于天气极冷承力索收缩，导致接承力索端向右移动5cm。则配重会上升 cm。
（2）若不计绳重和摩擦，则配重质量至少需要多少千克？
一十．滑轮及滑轮组的机械效率（共6小题）
55．（2024秋 上城区校级月考）如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成一个滑轮组，把重为400牛的箱子匀速向上提升5米，动滑轮的质量为8千克（不计绳重和摩擦，g取10牛1千克）。
（1）在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组（要求：人用力向下拉细绳）。
（2）在匀速提升箱子的过程中，人的拉力等于 。在匀速提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率等于 。
56．（2023秋 桐乡市期末）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，将80N的物体提升了2米，已知动滑轮的重力为20N，不计滑轮摩擦及绳子自重，以下说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动了6米
B．滑轮组的机械效率为70%
C．拉力F大约为33.3N
D．有用功为160J
57．（2024 浙江模拟）用如图所示装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，回答下列问题：
（1）卷扬机拉动绳子的速度为 。
（2）该滑轮组此次使用时的机械效率为 。
58．（2023秋 吴兴区期末）小红在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表：
次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）第2次测量中，测力计示数如乙图。由乙图可知拉力大小为 N；第2次实验测得的机械效率为 ；（结果保留整数）
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 （填“甲”、“乙”或“丙”）图装置完成的；
（3）分析第3、4次实验数据得出结论： ；
（4）生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中 两次数据分析得出的结论。
59．（2023秋 长兴县期末）如图所示，用简单机械使重力都为150牛的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知L＝2h，OB＝2OA。
（1）F1、F2、F3从大到小的顺序为 ；
（2）求图乙中F2的大小？
（3）若借助图丙中的机械，小科实际用60牛的拉力把此物体匀速提高2米，求该滑轮组的机械效率？（精确到0.01%）
60．（2024 浙江模拟）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
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2025浙江中考物理专题复习【经典好题】
专题10 简单机械（解析版）
一．杠杆及其五要素（共4小题）
1．（2023秋 拱墅区期末）如图所示，按下筷子盒M处时，筷子就会从出口滚出。若忽略筷子的压力，能正确表示按下筷子盒M处时的杠杆示意图是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】根据支点的位置、动力的方向来分析阻力的方向，然后选出杠杆的示意图。
【解答】解：M处施加的动力是向下的，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，只有A正确的。
故选：A。
【点评】本题考查了杠杆的应用，属于基础题。
2．（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．
【分析】根据题意，头部重力方向是竖直向下，颈部肌肉的拉力应垂直于OB向下。
【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。
【点评】本题通过对人的头颅模型的分析，考查了杠杆的应用，难度适中。
3．（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．
【分析】杠杆的五要素：支点、动力、动力臂、阻力和阻力臂。
【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。
【点评】本题考查了杠杆的五要素，属于基础题。
4．（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．
【分析】支点是杠杆转动的点，力臂是支点到力的作用线的距离；
拉力的方向水平向右。
【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。
【点评】本题考查了杠杆平衡的五要素，难度不大。
二．杠杆的分类（共5小题）
5．（2024秋 上城区校级月考）筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一。如图所示，使用筷子时虽然费力但省距离，下列工具在使用中也能省距离的是（ ）
A．用托盘天平称质量 B．用核桃夹夹核桃
C．用食品夹夹食物 D．用撬棒撬物体
【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，从而选出符合题干中省距离的杠杆。
【解答】解：
A、用托盘天平称质量的过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不能省距离，故A不符合题意；
B、用核桃夹夹核桃的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故B不符合题意；
C、用食品夹夹食物的过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故C符合题意；
D、用撬棒撬物体的过程中，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。
【点评】杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
6．（2024秋 拱墅区校级月考）如图所示是《天工开物》中就记录的舂米工具。人在A端用力踩下后立即松脚，B端的碓就会立即下落，打在石臼内的稻谷上，从而把谷物打碎，舂米工具在使用时是（ ）
A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．省功杠杆
【分析】结合图片和生活经验，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。
【解答】解：如下图，该杠杆的O是支点，在使用过程中，动力臂OA小于阻力臂OC，是费力杠杆。
故选：B。
【点评】本题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
7．（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
【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。
【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。
【点评】此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
8．（2024 宁波模拟）如图是一款既能健身又低碳的“共享单车”，它是互联网、智能手机、定位系统和单车的资源整合，关于“共享单车”，下列说法正确的是（ ）
A．车把转方向时，相当于费力杠杆
B．车胎上有凹凸不平的花纹，可以增大与地面间的摩擦
C．蹬车车前进，停止蹬车车将慢慢停下来，说明力是维持物体运动的原因
D．共享单车的车座做成马鞍形，可以减小臀部所受的压力
【分析】（1）动力作用在轮轴的轮上是一个省力杠杆；
（2）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；
（3）物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因；
（4）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力。
【解答】解：A、自行车的车把实际上是一个轮轴，动力作用在轮上，是省力杠杆，故A错误；
B、车轮花纹比较深，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B正确；
C、停止蹬车时，车将慢慢停下来，原因是单车受到阻力的作用，说明力是改变物体运动状态的原因，故C错误；
D、坐垫呈马鞍形，它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受的压强，而不是压力，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了增大或减小摩擦的方法、减小压强的方法、力的作用效果杠杆的分类等多个知识点，综合性很强，但难度不是很大。
9．（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
【分析】杠杆会围绕支点转动；
杠杆根据省力情况可以分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆；
【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。
【点评】本题考查了杠杆的特点和杠杆的分类，属于基础题。
三．探究杠杆的平衡条件（共3小题）
10．（2024 金华一模）杆秤在古籍中被称为“权衡器”，是我国从古代沿用至今的称量工具。《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小科利用如图所示装置进行“探究杠杆的平衡条件”实验，并制作了一把杆秤。完成下列问题：
（1）实验前，把杠杆的中点置于支架上，杠杆静止在图甲所示的位置，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的螺母向 左 调节。
（2）调平后，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，杠杆重新在水平位置平衡，如图乙所示。多次实验收集实验数据如下表所示，分析数据可总结出杠杆的平衡条件是 F1×l1＝F2×l2 （以符号表示）。
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
（3）小科根据杠杆知识制作了图丙所示杆秤。使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提起B或C处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。已知秤砣质量为200克，秤砣最远可移至E点（秤杆和秤钩的质量忽略不计），秤杆上各点长度如图丙所示。请分析回答：
①使用不同的秤纽，杆秤的称量范围和精确度是不同的，选择秤纽 C （选填“B”或“C”），杆秤的称量更精确。
②使用小科设计杆秤的最大称量是 5 千克。
【分析】（1）如果杠杆右端下沉，应向左调节平衡螺母，使杠杆在平衡位置平衡；
（2）杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×l1＝F2×l2）；
（3）①我们可以把杆秤抽象为杠杆，则B（C）为支点，A点为阻力作用点，阻力臂为AB（AC）；秤砣对杆秤的力为动力。当杆秤在水平位置平衡时，动力臂为B（C）到悬挂秤砣的位置D点的距离；
②根据量程结合杠杆的平衡条件为F1×l1＝F2×l2计算杆秤的最大称量。
【解答】解：（1）如图甲，杠杆的左端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的左端移动；
（2）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×l1＝F2×l2）；
（3）①根据杠杆的平衡条件可知：当提着B处秤纽、秤砣在E点时，A点所挂物体重为GA＝；
当提着C处秤纽、秤砣在E点时，A点所挂物体重为GA′＝；因BE＞CE、AB＜AC，故可得：GA＞GA′，即提B处秤纽时，此秤的称量最大，提C处秤纽时，此秤的称量更精确。
②由①可知，当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着物体时，秤杆可以在水平位置平衡，则可列式：GA AB＝G秤砣 BE。
由G＝mg可得：mAg AB＝m秤砣g BE，
则mA＝＝＝5kg。
故答案为：（1）左；（2）F1×l1＝F2×l2；（3）①C；②5。
【点评】对于杠杆平衡的问题，分清动力和动力臂，阻力和阻力臂，根据杠杆平衡条件进行判断是最基本的思路。
11．（2024 温州模拟）小科在探究“杠杆平衡条件”的实验装置如图所示，每个钩码质量都相等。
（1）如图甲所示，在A点挂四个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应该在B点挂 6 个相同的钩码。
（2）某同学用图乙装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是 杠杆自重对杠杆平衡有影响 。
（3）实验中小科曾提出“力的作用点到支点的距离影响杠杆的平衡”。为判断这一观点是否正确，小华制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆）进行探究，圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），如图丙所示。他先在圆盘的C点挂上4个钩码，又在G点挂上一定数量的钩码后，圆盘在图示位置平衡，此时CD水平；接着他将挂在G点的钩码先后挂在D、N两个点又进行了两次实验。若观察到 圆盘仍在图示位置平衡 现象，则说明小科的观点是错误的。
【分析】（1）（2）根据杠杆平衡条件判断；
（3）由题意知，左边力与力臂保持不变，右边力也保持不变，要使圆盘仍然平衡，则右边的力臂也必须保持不变，从而找到另外挂钩码的点。
【解答】解：（1）由图甲可知，A点挂4个钩码，OA之间有3格，OB之间有2格，要使杠杆在水平位置平衡，应该在B点施加一个向下的拉力F，设每个钩码重力为G，每小格长为L，
则有4G×3L＝F×2L，解得：F＝6G，所以应该在B点挂6个相同的钩码。
（2）图丙所示的装置，杠杆的支点不在杠杆的中心位置，没有挂钩码时，无法将杠杆调到水平位置平衡，因而杠杆的自重对平衡有影响；
（3）由题意知，左右两边对圆盘的拉力不变，左边力臂不变，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得，要使圆盘平衡，右边力臂也应保持不变，所以他可以将挂在G点的钩码先后挂在D、N（或D、P或N、P）两个点又进行实验，这样右边的力臂始终为OD；由以上实验现象可知，圆盘仍在图示位置平衡，故小明的观点是错误的。
故答案为：（1）6；（2）杠杆自重对杠杆平衡有影响；（3）圆盘仍在图示位置平衡。
【点评】本题考查了探究杠杆平衡条件实验，探究杠杆平衡条件是初中物理学重要的实验，要求学生熟练掌握。
12．（2023秋 兰溪市校级期末）小江在做“研究杠杆平衡条件”的实验中，进行了如下一系列操作：
a．把杠杆的中点支在支架上。
b．把钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置使杠杆在水平位置平衡。
c．求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂的数值。
d．改变力和力臂的数值，做三次实验；
e．记下两边钩码的重，用尺量出它们的力臂，记下实验数据；
f．调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（1）请你补充完整正确的实验操作顺序：a﹣f﹣ b﹣e﹣d ﹣c。
（2）实验中所用钩码的质量均相等，如图甲所示，杠杆在水平位置平衡；若再给两边各挂上一个钩码，则杠杆将 右端下沉 （填“仍平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）。
（3）实验中保持钩码个数和位置不变，弹簧测力计的作用点固定，只改变测力计与水平方向的角度θ，如图乙所示，则下列能描述测力计示数F与θ关系的图像是 B 。
【分析】（1）探究杠杆平衡条件的实验时，首先把杠杆支在支架上，然后调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，最后才挂钩码进行探究。
（2）根据杠杆平衡条件判断是否平衡；
（3）根据杠杆的平衡条件动力×动力臂＝阻力×阻力臂可知，当阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，动力越小。
【解答】解：（1）探究杠杆平衡条件的实验时，首先把杠杆支在支架上，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，再挂钩码进行实验，记下两边钩码的重，用尺量出它们的力臂，记下实验数据，然后改变力和力臂的数值，做三次实验，最后总结杠杆平衡条件，故正确的实验操作顺序：a﹣f﹣b﹣c﹣d﹣c。
（2）若每个钩码重G，每个小格长L，如图甲所示，当杠杆平衡后，在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码，则有4G×2L＜3G×3L，左侧力与力臂的乘积小于右侧，故右端下沉；
（3）当测力计和杠杆的角度从0度逐渐增加到90度时，动力臂越来越大，动力越来越小，当测力计和杠杆垂直时，此时动力臂最大，动力最小，当测力计和杠杆的角度从90度逐渐增加到180度时，角度越大，动力臂越小，动力越大；由于θ不能达到180°，故选：B。
故答案为：（1）b﹣c﹣d；（2）右端下沉；（3）B。
【点评】探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响，使实验简单化，便于探究。
四．杠杆的平衡条件（共14小题）
13．（2024秋 拱墅区校级月考）用杆秤称鱼的质量，当秤钩挂在A点，绳纽挂在O点（支点），秤锤挂在B点时杆秤处于平衡状态（如图所示）．已知AO是10cm，BO是30cm，秤锤的质量是0.5kg．下列说法错误的是（ ）
A．鱼的质量是1.5kg
B．刻度为3kg的秤星与秤纽O点间的距离是60cm
C．如果秤锤磨损，则被测鱼的质量比实际质量要偏大
D．如果秤杆的右端由于不小心弄断了一小段，则称出的鱼质量会偏小
【分析】由图知O点为支点，已知力臂大小，根据杠杆的平衡条件分析答题。
【解答】解：A、由杠杆平衡条件可得：m鱼gLOA＝m秤锤gLOB，即：m鱼×10cm＝0.5kg×30cm，m鱼＝1.5kg；故A正确；
B、由杠杆平衡条件可得：m物gLOA＝m秤锤gL，即3kg×10cm＝0.5kg×L，L＝60cm；故B正确；
C、秤锤磨损，秤锤的质量m秤锤变小，在m物与LOA一定时，由杠杆平衡条件可知，L变大，由于L越大，称的刻度示数越大，因此被测鱼的质量比实际质量偏大。故C正确；
D、如果秤杆的右端由于不小心弄断了一小段，右侧的重力减小了，重力的力臂也减小了，故L变大，称的刻度示数越大，则称出的鱼质量会偏大，故D错误。
故选：D。
【点评】本题难度不是很大，熟练应用杠杆平衡条件即可正确解题。
14．（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．
【分析】有规则形状的物体，它的重心就在几何中心上，分析重心位置和磁块的位置关系就可以判断。
【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。
【点评】掌握重心的判断技巧即可解题。
15．（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
【分析】物体的重力作用点叫做重心。
【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。
【点评】此题主要考查学生对杠杆平衡条件的理解和应用，是一道基础题。
16．（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
【分析】根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，符合条件的杠杆平衡，不符合杠杆平衡条件，不平衡。
【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。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，属于中档题。
17．（2023秋 余姚市期末）把汤匙放在手指上，仔细调节使其在手指上水平静止（如图所示），汤匙在手指上的左侧部分质量为m左，受到的重力的力臂为L左；右侧部分的质量为m右，受到的重力的力臂为L右，则下列关系正确的是（ ）
A．L左＞L右，m左＜m右 B．L左＝L右，m左＝m右
C．L左＜L右，m左＞m右 D．L左＞L右，m左＞m右
【分析】小勺是一个杠杆，手指支撑小勺处为支点，杠杆平衡时动力臂和动力的乘积等于阻力臂和阻力的乘积，力臂越大，作用力越小。
【解答】解：如图，小勺是一个杠杆，手指支撑小勺处为支点，小勺在水平位置平衡，左端的力和左端的力臂乘积等于右端的力和右端力臂的乘积，即m左×L左＝m右×L右，
左端的力臂大于右端的力臂即L左＞L右，所以左端的重力小于右端的重力，即m左＜m右，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】把小勺看成杠杆，通过力臂判断力的大小，是常用的一种方法。
18．（2023秋 鹿城区期末）如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则（ ）
A．F甲＞F乙，因为乙方法的动力臂长
B．F甲＜F乙，因为甲方法的阻力臂短
C．F甲＞F乙，因为甲方法的动力臂短
D．F甲＝F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍
【分析】把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点；由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其几何中心上；此时动力为F，阻力为水泥板的重力，据此分析动力臂与阻力臂的关系；再杠杆的平衡条件比较F甲与F乙的大小关系。
【解答】解：两次抬起水泥板时的情况如图所示：
在上述两种情况下，动力为F，阻力均为水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以动力臂都等于阻力臂的2倍；
根据杠杆的平衡条件可得：F＝＝G，所以前后两次所用的力相同，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】通过杠杆的平衡条件，将抬起物体所用的力与物体的重力两者联系在一起。对于均匀的物体，抬起一端所用的力等于其重力的一半。
19．（2023秋 德清县期末）如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）
A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8牛
【分析】根据杠杆的平衡条件，要使施加的力最小，应使动力臂最长，据此分析即可。
【解答】解：铁球的重力G＝mg＝1.2kg×10N/kg＝12N；
由图知，当力F作用在球的下边缘，且与通过AB的直径垂直时，动力臂最长，动力最小，其受力情况和力臂如图所示：
由图知，球的重力方向竖直向下，力臂为LG，由图知：LG＝R；
F的力臂等于杆的长度与球的直径之和，则LF＝R+2R＝3R；
根据杠杆的平衡条件可得：G LG＝F LF；
代入数据：12N×R＝F×3R，
解得F＝4N。
故选：B。
【点评】本题是有关杠杆平衡条件的应用，考查了有关最小力的求法，解决此题的关键是找到最长的力臂，即从支点到力的作用点的距离。
20．（2023秋 拱墅区期末）小乐用竖直向上的拉力F拉着一个重为200N的行李箱，行李箱保持静止。如图所示为此时行李箱所受拉力F和重力G的示意图，其中O为滚轮的转轴（不计此处摩擦），OA＝10cm，AB＝30cm，则拉力F的大小为 50 N。若小乐沿MN箭头方向施加拉力，行李箱能否继续保持静止？判断并说明理由。 不能；拉力和重力都是使得箱子顺时针转动，箱子无法保持静止。 。
【分析】根据图中分析力臂大小，结合杠杆的平衡条件分析解答。
【解答】解：可以将行李箱看成是一个杠杆，支点为O，F为动力，箱子的重力为阻力，动力臂等于OB＝OA+AB＝10cm+30cm＝40cm，阻力臂为OA＝10cm；
由杠杆的平衡条件可得：F1LB＝GLA，
则：F1＝＝＝50N；
若小乐沿MN箭头方向施加拉力，行李箱重力使得箱子顺时针转动，此时的拉力也使得箱子顺时针转动，没有阻碍箱子转动的力，因而不能保持静止。
故答案为：50；不能；拉力和重力都是使得箱子顺时针转动，箱子无法保持静止。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，关键理解动力和阻力使得杠杆的转动方向相反，杠杆才能平衡。
21．（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）。
【分析】（1）根据水平面上的压力F＝G结合公式p＝计算压强；
（2）三角支架AOB可看作杠杆，分析杠杆五要素，根据杠杆的平衡条件求出A处螺钉的水平拉力。
【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。
【点评】本题考查压强与杠杆平衡条件的应用，属于中档题。
22．（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”）。
【分析】（1）力臂的画法：过支点向力的作用线作垂线段；
（2）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析解题；
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，支撑点会下移，根据图示判断动力臂和阻力臂的大小变化，且阻力大小不变，根据杠杆的平衡条件分析人受到支撑力的变化。
【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。
【点评】解答本题时，需要把人体抽象成杠杆模型，找准杠杆的五要素是解题的关键。
23．（2024 西湖区校级模拟）如图所示，将长为1.2米的轻质木棒（重力忽略不计）平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。
（1）若G＝30牛，台面收到木棒的压力为多少？
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少？
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为多少？
【分析】（1）对物体进行受力分析，算出台面受到的支持力进一步判断出台面受到木棒的压力；
（2）若要使木棒右端下沉，以右边缘为支点，分析得出动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件算出B端挂的物体的重力；
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，分别乙左边缘和右边缘为支点判断出动力臂和阻力臂，据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析分析出最大力和最小力。
【解答】解：（1）放在水平方形台面上轻质木棒受左右两物体的竖直向下的拉力和台面竖直向上的支持力，即F支持＝F拉力＝2G＝2×30N＝60N；
因为木板对台面的压力和台面对木棒的支持力是一道相互作用力，大小相等，即F压力＝F支持＝60N；
（2）此时L左＝1.2m﹣0.3m＝0.9m，L右＝0.3m，
根据杠杆的平衡条件：GA×L左＝GB×L右得。
B端挂的物体的重力：
GB＝＝＝90N；
（3）若以右边缘为支点，右边力臂最小，力最大为90N；
若以左边缘为支点，右边力臂最大，力最小，此时L左′＝0.3m，L右′＝1.2m﹣0.3m＝0.9m，
最小为：
F小＝＝＝10N。
答：（1）若G＝30牛，台面收到木棒的压力为60N；
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于90N；
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上保持静止，则G的取值范围为10N～90N。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键。
24．（2024秋 上城区校级月考）如图所示是一款轻质悬挂式晾衣杆，OA为晾衣杆，AB为悬线，已知悬线能承受的最大拉力为30N，在悬线拉力F1作用下，晾衣杆保持水平平衡。已知OA＝1m，OC＝0.4m，在C点悬挂衣物的质量为2kg，g取10N/kg。求：
（1）请在图中画出拉力F1的力臂。
（2）悬线拉力F1的大小。
（3）若想将悬挂衣服的位置移至A点，请通过计算判断是否可行。
【分析】（1）力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，据此画图；
（2）根据数学知识计算力臂，利用杠杆的平衡条件解答；
（3）根据杠杆平衡条件分析。
【解答】解：（1）从支点O像AB作垂线，垂线段为动力臂，如图所示：
（2）悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力大小等于衣物的重力，由题意可得，衣服的重力为
G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N；
即悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力.Fc＝20N。
根据直角三角形的知识知，O到AB的距离为
；
由杠杆平衡条件可得：
F1×l1＝Fc×loc；
解得：；
（3）若将悬挂衣服的位置移至A点，此时悬挂衣服的作用力的力臂保持变为OA的长度，而拉力的力臂保持不变，由杠杆平衡定律可得：
F1×l1＝Fc×loA；
，
由于 40N 悬线能承受的最大拉力30N，所以若将悬挂衣服的位置移至 A 点不可行。
答：（1）见解答。
（2）悬线拉力F1的大小是16N。
（3）不可行，拉力大于绳子允许的最大拉力。
【点评】本题考查力臂的画图与杠杆平衡条件的应用，属于中档题。
25．（2024 杭州模拟）为深入探究平衡木的平衡，小萍设计了如图装置。轻质杠杆AOB可绕支点O无摩擦转动，且AB＝3m，OA＝1m。在杠杆A端用不可伸长的细线悬挂正方体M，重力为1000N，边长为50cm。当重为500N的小萍静止站立在OB之间某处时，杠杆处于水平平衡状态。
（1）正方体M的密度；
（2）如图所示，小萍站立在距离B端1.5m处时，正方体M对水平地面的压强；
（3）若细线能承受的最大拉力为800N，小萍由O点向B以10cm/s的速度缓慢匀速行走，求小萍能安全行走的时间。
【分析】（1）知道正方体M的重力，根据G＝mg求出正方体M的质量，又知道正方体的棱长可求体积，根据ρ＝求出正方体M的密度；
（2）小萍站立在距离B端1.5m处时，根据杠杆的平衡条件求出A端细线的拉力，根据力作用的相互性可知绳子对正方体M的拉力，正方体M对水平地面的压力等于自身的重力减去绳子对它的拉力，受力面积等于正方体M的底面积，利用p＝求出正方体M对水平地面的压强；
（3）细线能承受的最大拉力为800N，根据杠杆的平衡条件求出小萍距离O点的距离，利用v＝求出小萍能安全行走的时间。
【解答】解：（1）由G＝mg可得，正方体M的质量：
mM＝＝＝100kg，
则正方体M的密度：
ρM＝＝＝0.8×103kg/m3；
（2）小萍站立在距离B端L1＝1.5m处时，由杠杆的平衡条件可得：
FA OA＝G人 （AB﹣OA﹣L1），
即：FA×1m＝500N×（3m﹣1m﹣1.5m），
解得：FA＝250N，
由力作用的相互性可知，绳子对正方体M的拉力FA′＝FA＝250N，
正方体M对水平地面的压力：
F＝GM﹣FA′＝1000N﹣250N＝750N，
正方体M对水平地面的压强：
p＝＝＝3000Pa；
（3）细线能承受的最大拉力为800N，设细线达到800N时，小萍距离O点的距离为L2，
由杠杆的平衡条件可得：
FA大 OA＝G人 L2，即800N×1m＝500N×L2，
解得：L2＝1.6m＝160cm，
由v＝可得，小萍能安全行走的时间：
t＝＝＝16s。
答：（1）正方体M的密度为0.8×103kg/m3；
（2）小萍站立在距离B端1.5m处时，正方体M对水平地面的压强为3000Pa；
（3）小萍能安全行走的时间为16s。
【点评】本题考查了密度公式和重力公式、杠杆平衡条件、压强定义式、速度公式的应用，涉及到的知识点较多，有一定的综合性。
26．（2024 杭州模拟）如图所示，轻质木板OB可绕O点转动，OB长1.2m，细线AB能承受的最大拉力为60N，在C点放一重为36N的物体M，OC长10cm，此时木板在水平位置处于静止状态，现在物体M上再加一水平向右的拉力F，大小为10N，恰好使物体M在木板上匀速移动。
（1）物体受到的摩擦力为多少？
（2）当物体静止在C点时，绳子的拉力是多少？
（3）以绳子拉力作为动力，当物体离O点的距离为 0.6m＜d≤1m 范围内时，此杠杆为费力杠杆。（写出计算过程）
【分析】（1）物体M在木板上匀速移动，受到的摩擦力和拉力为一对平衡力，据此求出物体M受到的滑动摩擦力；
（2）根据数学知识求出绳子拉力的力臂，根据杠杆平衡条件求出物体静止在C点时绳子的拉力；
（3）根据杠杆平衡条件可知，动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，此时杠杆为费力杠杆，据此确定物体离O点的范围。
【解答】解：（1）因物体M在木板上匀速移动，故物体M受到的滑动摩擦力：f＝F＝10N；
（2）由数学知识可知，绳子拉力的力臂：L'＝OB＝×1.2m＝0.6m＝60cm，
由杠杆平衡条件可得：F'×L'＝G×OC，
代入数据有：F'×60cm＝36N×10cm，
解得：F'＝6N；
（3）由杠杆平衡条件可知，动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，此时杠杆为费力杠杆，
因此阻力臂L2＞L'＝0.6m，
当细线AB承受的拉力最大为60N时，由杠杆平衡条件可得：Fmax×L'＝G×L2max，
代入数据有：60N×60cm＝36N×L2max，则L2max＝100cm＝1m，
所以物体离O点的距离范围为0.6m＜d≤1m时，此杠杆为费力杠杆。
答：（1）物体受到的摩擦力10N；
（2）当物体静止在C点时，绳子的拉力是6N；
（3）0.6m＜d≤1m。
【点评】本题考查了摩擦力的大小、杠杆平衡条件的应用，难度不大。
五．杠杆的动态平衡分析（共3小题）
27．（2024秋 上城区校级月考）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（ ）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变大，后变小 D．先变小，后变大
【分析】力臂是支点到力的作用线的距离，分析使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中阻力、阻力臂和动力臂的变化，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析动力F的大小变化。
【解答】解：将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，因作用力F始终与OA垂直，则动力臂不变，阻力为杠杆的重力，则阻力大小也不变，但阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力F变大。
故选：A。
【点评】本题是杠杆的动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用；正确分析得出阻力臂与动力臂的大小变化是解题的关键。
28．（2024秋 拱墅区校级月考）如图，足够长的杠杆上放着两个球（质量m1＞m2），杠杆在水平位置平衡，若两球以相同的速度同时向远离支点的方向运动，则杠杆的状态是（ ）
A．仍然平衡 B．大球一端下沉
C．小球一端下沉 D．无法确定
【分析】根据向远离支点的方向运动中两球相对于支点的动力臂变化，根据杠杆的平衡条件可以得出杠杆的转动方向。
【解答】解：开始时两球平衡，即力与力臂的乘积相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内向远离支点的方向移动的距离相同，则大球的力与力臂的乘积增加的快，所以大球的力与力臂的乘积会大于小球的力与力臂的乘积，杠杆向大球那端下沉。
故选：B。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用，属于基础题。
29．（2024 上城区校级一模）如图所示，OA是起重机的吊臂，可绕O点转动。在距O点6m远的B处吊有重3000N的物体。为保证吊臂在水平位置平衡，则绕过定滑轮斜向下的拉力F为 3600 N．将吊臂缓慢拉起，使用A点升高2m的过程中，拉力变 小 。（绳重、吊臂重、摩擦均不计）
【分析】OAB构成杠杆，F的力臂图中标出为5米，阻力臂为OB的长度。根据杠杆平衡条件可解第一问。在动态提升过程中抓好杠杆要素中的不变量与变量的关系。
【解答】解：（1）杠杆阻力为物重G＝3000N，阻力臂为OB＝6m，由图可知绳子绕过定滑轮只改变了力的方向，因此动力臂为5m。根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2即F×5m＝3000N×6m。所以F＝3600N。
（2）在动态提升的过程中阻力（物重）不变，阻力臂变小，动力臂同时变大。由杠杆平衡条件可知拉力变小。
故答案为：3600、变小。
【点评】对于杠杆类习题首先从确定动力、阻力、动力臂、阻力臂入手。动态杠杆问题要分析好变量与不变量。再根据杠杆平衡条件解答。
六．杠杆中最小力问题（共2小题）
30．（2023秋 江北区期末）买菜拉车是老人们出门人手必备的“单品”，因其可折叠可爬楼可坐可悬挂深受老年人喜爱。老人拉着载有重物的拉车，使前轮越过障碍物后，若想用最小的力抬起后轮，这个力应该施加在哪个点上（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
【分析】由杠杆的平衡条件可知，支点到动力的作用点的距离最长时，动力最小，
【解答】解：当购物车前轮遇到障碍物时，支点为B轮，故应在D端施加一个垂直DB所在直线向下的力时力臂最长，所用的力是最小的，故D正确、ABC错误。
故选：D。
【点评】本题考查杠杆的平衡条件，难度不大。
31．（2024春 拱墅区月考）剪螺蛳“屁股”是一件比较费力的工作，有经验的通常将螺蛳“屁股”放在如图剪刀的（ ）位置，因为这样最省力。
A．A B．B
C．C D．以上都一样
【分析】利用杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，对各选项注意分析即可解答。
【解答】解：尽量让螺蛳“屁股”靠近支点，阻力不变，减小了阻力臂，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知省力。故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，利用杠杆平衡条件分析问题，要抓住不变的量，根据变化的量进行分析解答。
七．定滑轮及其工作特点（共6小题）
32．（2024 宁波自主招生）图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。则以下说法正确的个数是（ ）
①有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态
②有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态
③有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态
④有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态。
A．一个 B．二个 C．三个 D．四个
【分析】（1）定滑轮的实质是等臂杠杆，既不省力也不费力；
（2）对a、b、c三个物块和弹簧进行受力分析，装置处于平衡状态，受到的力是平衡力，从而判断分析是否正确。
【解答】解：（1）对于弹簧N，因上端与绳子连接，因为绳子只能承受拉力而不能承受压力，故弹簧N可能处于拉伸或原长，不可能处于压缩状态，故②错误；
（2）以a为研究对象，若N处于拉伸状态，则a受绳子向上的拉力，M可能拉伸、可能压缩也可能处于原长，故①④正确；
（3）若N处于原长，则绳子对a无拉力，则M一定处于压缩状态，故③错误。
因此正确的说法有①④，正确的说法有两个。
故选：B。
【点评】本题考查学生对物体受力分析以及二力平衡知识的掌握情况，是一道综合性很强的题目。
33．（2023秋 新昌县期末）力F作用下，物块A在水平面上做匀速直线运动。下列三种情况下施加的力F最小的是（不计滑轮的自重及滑轮与绳子间的摩擦）（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．一样大
【分析】由图示和题意可知，使用滑轮水平拉动物体A使其在水平面上做匀速直线运动，需要克服物体A受到地面的摩擦力；不计滑轮的自重及滑轮与绳子间的摩擦，分析各图中滑轮的类型以及特点，从而得出拉力与摩擦力的关系，并比较各图中拉力的大小。
【解答】解：由图示和题意可知，使用滑轮水平拉动物体A使其在水平面上做匀速直线运动，需要克服物体A受到地面的摩擦力，设物体A受到的摩擦力为f；
第一幅图为定滑轮，不计滑轮的自重及滑轮与绳子间的摩擦，由定滑轮的特点可得拉力F1＝f；
第二幅图为动滑轮，绳子股数为2，不计滑轮的自重及滑轮与绳子间的摩擦，由动滑轮的特点可得拉力F2＝f；
第三幅图为“倒置”的动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，相当于费力杠杆，不计滑轮的自重及滑轮与绳子间的摩擦，则拉力F3＝2f；
综上所述，三种情况下施加的力F最小的是F2。
故选：B。
【点评】本题考查了定滑轮和动滑轮的辨析以及特点，属于基础题。
34．（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
【分析】不考虑摩擦和绳子重力，根据定滑轮的特点和功的原理分析解答。
【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。
【点评】此题主要考查了定滑轮、斜面特点，以及功的原理的运用。属于基本内容，难度适中。
35．（2023秋 绍兴期末）如图，一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（ ）
A．h B．1.5h C．2h D．2.5h
【分析】本题可以分为两个过程来求解，首先根据ab系统的机械能守恒，可以求得a球上升h时的速度的大小，之后，b球落地，a球的机械能守恒，从而可以求得a球上升的高度的大小。
【解答】解：设a球到达高度h时两球的速度v，根据机械能守恒：
3mgh＝mgh+（3m+m）v2，
解得 两球的速度都为v＝，
此时绳子恰好放松，a球开始做初速为v＝的竖直上抛运动，
同样根据机械能守恒：mgh+mv2＝mgH，
即：mgh+m（）2＝mgH，
mgh+mgh＝mgH，
则H＝1.5h；
故a球能达到的最大高度H为1.5h。
故选：B。
【点评】在a球上升的全过程中，a球的机械能是不守恒的，所以在本题中要分过程来求解，第一个过程系统的机械能守恒，在第二个过程中只有a球的机械能守恒。
36．（2023秋 鄞州区校级月考）如图所示，分别用力F1、F2、F3，匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（ ）
A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＞F2＝F3 D．F1＜F2＜F3
【分析】定滑轮的特点不省力、但能改变力的方向，定滑轮实质是一个等臂杠杆。
【解答】解：因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，不计摩擦，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力。故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握，知道定滑轮的特点：不省力但可以改变力的方向.
37．（2023秋 杭州期中）小李的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃；小胖的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（ ）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
【分析】定滑轮是一个等臂杠杆，不省力也不费距离，但可以改变力的方向；
【解答】解：小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样，但向下拉动定滑轮上的绳子的拉力与他们的胳膊的举力无关；由于对绳子的拉力是靠自身的重力产生的，所以对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小，由于装置是定滑轮，只改变力的方向，不能省力，所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的小李的重力，则绳子上的作用力小于小胖的重力，即小胖把小李拉起。
故选：B。
【点评】本题考查定滑轮工作的特点，注意人拉绳子施加的拉力与人举起杠铃施加的举力不是相同的。
八．动滑轮及其工作特点（共6小题）
38．（2023秋 鄞州区期末）如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝400N（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升1m，下列说法正确的是（ ）
A．F甲＝400N，施力处向上移动2m
B．F甲＝200N，施力处向上移动1m
C．F乙＝400N，施力处向上移动0.5m
D．F乙＝800N，施力处向上移动0.5m
【分析】（1）如图可知，甲为省力动滑轮，n＝2，由F＝可得拉力大小，绳端通过的距离s＝2h；
（2）乙为费力动滑轮，n＝2，由F＝2G可得拉力大小，绳端通过的距离s＝h。
【解答】解：AB.如图可知，G物＝400N，将物体竖直匀速提升1m，甲为省力动滑轮，n＝2，F甲＝＝＝200N；绳端通过的距离s＝2h＝2×1m＝2m；故 AB错误；
CD.乙为费力动滑轮。n＝2，F乙＝2G＝2×200N＝400N；绳端通过的距离s＝h＝＝0.5m；故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】该题考查了动滑轮的使用。注意判断是省力的动滑轮还是费力动滑轮。
39．（2023秋 温州期末）拉渡船是一种用人力拉动绳索使船体前进的摆渡工具。下列图示的四种拉渡方案中，最省力的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】将绳子的一端栓在柱子上，绳子绕过桅杆，人在岸上拉绳子的另一端，利用动滑轮原理人可以省一半的力。
【解答】解：A、由图可知，绳子的一端栓在柱子上，人在船上拉绳子的另一端，此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等；
B、由图可知，绳子的一端栓在桅杆上，人在岸上拉绳子的另一端，此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等；
C、由图可知，绳子的一端栓在桅杆上，绳子绕过柱子，人在岸上拉绳子的另一端，此时柱子相当于一个定滑轮，人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等；
D、由图可知，将绳子的一端栓在柱子上，绳子绕过桅杆，人在岸上拉绳子的另一端，此时桅杆相当于一个动滑轮，人对绳子的拉力等于水对船的阻力的一半；
综上所述，D最省力。
故选：D。
【点评】本题通过比较作用力的大小考查了定滑轮和动滑轮的特点，属于基础题目。
40．（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
【分析】要解答本题需掌握物体A匀速运动，受到的合力为零，故A物体所受拉力和摩擦力相等；动滑轮上有两段绳子，拉力F是A所受摩擦力的2倍。
【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。
【点评】本题通过动滑轮的工作特点，只要考查二力平衡的判断和应用，关键是判断动滑轮上绳子的段数。
41．（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 。
【分析】（1）绳子重和摩擦忽略不计，根据F＝（G+G动）计算解答；
（2）根据数据得出结论；
（3）根据多次实验的目的分析；
（4）结合杠杆模型分析力臂的变化。
【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。
【点评】本题考查动滑轮省力的探究，属于中档题。
42．（2024 上城区校级一模）如图是上肢力量健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB＝3BO，配重的重力为90N。重力为500N的健身者通过细绳在B点施加400N竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力恰好为零。（杠杆AB、绳重及摩擦均忽略不计）。
（1）健身过程中，配重被拉起时，健身器中的滑轮为 动滑轮 （选填“定滑轮”或“动滑轮”）。
（2）求配重对地面的压力恰好为零时A点受到的拉力。
（3）求滑轮的重力。
【分析】（1）判断动滑轮与定滑轮的依据是工作过程中滑轮轴的位置是否改变，如果位置变化，是动滑轮；
（2）先求出杠杆两侧力臂的关系，再利用杠杆的平衡条件求出A点受到的拉力；
（3）先求出连接配重的绳子上拉力，再以滑轮为研究对象列出力的等量关系，计算出滑轮的重。
【解答】解：（1）健身过程中，人拉下杠杆的一端，滑轮随杠杆另一端一起上升，滑轮轴的位置变化，所以，此滑轮为动滑轮；
（2）因为AB＝3BO，且AB＝AO+OB，
所以，AO+OB＝3BO，
AO＝2OB，
根据杠杆的平衡条件得：FA×AO＝FB×OB，
所以，FA＝＝200N；
（3）据图可知，当配重对地面的压力恰好为零时，
连接配重的绳子上拉力：F＝G＝90N，
以滑轮为研究对象，力的关系满足：2F+G轮＝FA，
所以，G轮＝FA﹣2F＝200N﹣2×90N＝20N。
故答案为：（1）动滑轮；（2）配重对地面的压力恰好为零时A点受到的拉力为200N；（3）滑轮的重力为20N。
【点评】本题考查了杠杆、滑轮知识，是简单机械的综合，解题的关键是以滑轮为研究对象列出力的等量关系进行求解。
43．（2023秋 丽水期末）一辆车不小心陷进了泥潭中，小科按如图甲、乙两种方法均可将车从泥潭中拉出。如果车受到的阻力为800牛，则下列说法正确的是（ ）
A．甲可以省力
B．乙能改变力的方向
C．甲所用的力至少400牛
D．乙所用的力至少400牛
【分析】使用动滑轮可以省一半的力，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。
【解答】解：AC、甲图滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，故AC错误；
BD、乙图滑轮为动滑轮，使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，若绳与滑轮间的摩擦不计，乙所用的力至少为，F＝＝＝400N，故B错误，D正确。
故选：D。
【点评】定滑轮实际为一等臂杠杆，而动滑轮实际是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，该题比较简单，属于基础题。
九．滑轮组及其工作特点（共11小题）
44．（2024秋 西湖区校级月考）如图所示装置，物体A在水平桌面上，滑轮和绳子重力以及滑轮轴处的摩擦均不计。当B物体重为10牛顿时，它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，则这个力的大小是（ ）
A．5牛顿 B．10牛顿 C．15牛顿 D．20牛顿
【分析】如图，B物体恰能匀速下降，说明物体A在水平方向上向右做匀速直线运动，根据二力平衡的条件和定、动滑轮的工作特点可知，物体A所受的拉力等于B物体自重的二分之一；
用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，A受到的摩擦力不变，此时A水平方向上受到平衡力的作用。
使用动滑轮可以省一半的力，但要费一倍的距离；
使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。
【解答】解：当A向右做匀速直线运动，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力，f＝F拉＝GB＝5N。
当A向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B对A的拉力；
滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f＝5N。
A向左做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为：F＝f+GB＝5N+5N＝10N。
故选：B。
【点评】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用，根据平衡力的条件解决本题，需要分清A物体的受力情况，有点难度。
45．（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
【分析】（1）根据木棍和绳子的使用情况，确定机械的类型；
（2）使用任何简单机械都不能省功；
（3）滑轮组上有几段绳子，拉力就是物体重力的几分之一；
（4）根据滑轮组的省力特点作出分析。
【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。
【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力特点的理解和掌握，知识点基础，分析起来可能有一定难度。
46．（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
【分析】根据滑轮组的特点分别求出拉力，然后利用力的平衡求出悬挂两定滑轮的绳中张力TA、TB的大小，最后即可结合m1＝m2求出比值。
【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。
【点评】本题考查滑轮组的使用和力的平衡，难度不大，掌握基础知识即可正确解题。
47．（2024 平阳县校级模拟）某同学模拟建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组，每个滑轮重10牛。并用该滑轮组将一个重为100牛的物体沿水平面匀速拉动2米，物体移动时受到地面对物体的摩擦力为35牛。不计绳重和机械摩擦，人对绳端的拉力为（ ）
A．22.5牛 B．50牛 C．55牛 D．60牛
【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，因为匀速运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，不计绳重及机械的摩擦，然后利用F＝（G动+f）可求拉力
【解答】解：由图知，n＝2，不计绳重和机械摩擦，
F＝（G动+f）＝×（10N+35N）＝22.5N。
故选：A。
【点评】本题考查滑轮组的拉力计算，属于基础题。
48．（2023秋 拱墅区校级期末）如图，物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，物体A受到地面的摩擦力为10N（不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦）。则下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到一对平衡力的作用
B．滑轮D的作用是改变力的方向
C．拉力F为5N
D．增大拉力F，物体A受到的摩擦力将增大
【分析】（1）物体处于平衡状态（静止状态或匀速直线运动）时，所受的力就是平衡力；
（2）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；使用动滑轮能省一半力，费距离；
（3）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦，利用F＝f求出拉力F的大小；
（4）影响摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度。
【解答】解：A、物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，此时物体A处于平衡状态，受到重力和支持力与拉力和摩擦力两对平衡力的作用，故A错误；
B、由图可知，滑轮D随物体A一起移动，因此滑轮D是动滑轮，动滑轮可以省力，故B错误；
C、由图可知，n＝2，不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦，
F＝f＝×10N＝5N，故C正确；
D、在增大拉力F的过程中，物体A对地面的压力、接触面的粗糙程度都没改变，所以摩擦力的大小不变，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了平衡力、动滑轮的特点、滑轮组拉力公式的应用及影响摩擦力大小的因素等知识，综合性较强，难度不大。
49．（2023秋 椒江区期末）用如图所示的三个装置先后提升同一个物体G，若不考虑滑轮的自重和摩擦，作用于绳子自由端的拉力F1、F2、F3的大小关系是（ ）
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大
【分析】使用滑轮或滑轮组时，不计滑轮重力和摩擦，有几段绳子承担滑轮的重量，拉力就是物体重力的几分之一。
【解答】解：不计滑轮重力和摩擦，左边图中使用定滑轮不省力，也不省距离，所以F1＝G；
不计滑轮重力和摩擦，中间图中与动滑轮相连的绳子有2股，故F2＝；
不计滑轮重力和摩擦，右边图中与动滑轮相连的绳子有3股，故F3＝；
故选：A。
【点评】本题考查定滑轮和滑轮组的省力特点，确定承担物重的绳子股数是关键。
50．（2023秋 鹿城区期末）A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图1所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图2的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（ ）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【分析】由图1可得，当m＝20g时，A、B的体积，利用密度公式求AB的密度；利用G＝mg＝ρVg求A、B的重力之比；
要使它们处于静止状态，设方框中挂n个B物体，则有nGB＝GA，求n即可。
【解答】解：
由图1可知，当m＝20g时，VA＝10cm3，VB＝40cm3，
则ρA＝＝＝2g/cm3，ρB＝＝＝0.5g/cm3，
所以ρA：ρB＝2g/cm3：0.5g/cm3＝4：1；
因为A、B的体积相同，
所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比：
GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1；
由图2可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重，
要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，
则有：N GB＝GA，
则N＝×＝×＝2。
故选：B。
【点评】本题考查了密度公式和重力公式的应用以及滑轮组的特点，要求会识图、从中得出两物体的密度关系，易错题！
51．（2023秋 西湖区期末）如图所示，物体A置于水平桌面上，装置保持静止，物体A重100N，物体B重10N。不计绳重、滑轮自重及摩擦，物体A受到的摩擦力方向 水平向左 （选填“水平向左”或“水平向右”），大小为 20 N。
【分析】重物B对绳子有拉力的作用，动滑轮对物体A有向右的拉力，使得物体A有向右运动的趋势，据此分析A受到摩擦力的方向；装置保持静止，绳端的拉力等于物体B的重力大小；
由图知，滑轮组绳子的有效股数为2，不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦，把物体A和动滑轮看做一个整体，装置保持静止，水平方向受到拉力和摩擦力的作用，由二力平衡条件求出物体A受到摩擦力的大小。
【解答】解：物体A置于水平桌面上，装置保持静止，因绳端挂有重物B，则重物B对绳子有拉力的作用，动滑轮对物体A有向右的拉力，使得物体A有向右运动的趋势，所以物体A受到水平向左的静摩擦力；
因装置保持静止，则绳端的拉力F绳＝GB＝10N，
由图可知，n＝2，不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦，把物体A和动滑轮看做一个整体，装置保持静止，水平方向受到拉力和摩擦力的作用，
由二力平衡条件可得物体A受到摩擦力的大小：f＝F拉＝2F绳＝2×10N＝20N。
故答案为：水平向左；20。
【点评】本题考查了滑轮组拉力的计算和二力平衡条件，明确滑轮组绳端的有效股数和做好受力分析是解题关键。
52．（2024 鄞州区模拟）甲、乙两铁块吸附在磁性平板两侧且保持静止，磁性平板保持竖直。若G甲＝35牛，G乙＝50牛，G动＝5牛，当甲以0.1米/秒的速度竖直向下匀速直线运动时（细绳足够长且处于竖直拉伸状态，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且接触面粗糙程度都相同），磁性平板对甲的摩擦力的方向是 竖直向上 ，大小是 5 牛。
【分析】（1）甲相对于磁性平板向下运动，据此分析摩擦力的方向；
（2）分别对甲、乙两物体进行受力分析，对甲有：G甲＝f甲+F甲，则可求出甲受到的拉力；对乙有：G乙+f乙＝F乙，而对于动滑轮有：2F甲＝G动+F乙，从而可求出动滑轮的重力及质量，解得摩擦力的大小；
【解答】（1）由图可知，甲相对于磁性平板向下运动，故磁性平板对甲的摩擦力为竖直向上；
（2）由题知，甲以0.1m/s的速度竖直向下匀速直线运动，
对甲进行受力分析可知，甲受到竖直向下的重力G甲和竖直向上的摩擦力f、绳子的拉力F甲的作用处于平衡状态，
由甲受到的合力为零可得：G甲＝f+F甲，即35N＝f+F甲﹣﹣﹣﹣﹣①
对乙进行受力分析可知，乙受到竖直向下的重力G乙、摩擦力f和竖直向上绳子的拉力F乙的作用处于平衡状态，
由乙受到的合力为零可得：G乙+f＝F乙，即50N+f＝F乙﹣﹣﹣﹣﹣②
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，
则有：F甲＝（F乙+G动），即F甲＝×（F乙+5N）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得：f＝5N，F甲＝30N，F乙＝55N，即磁性平板对甲的摩擦力的带下为5N。
故答案为：竖直向上；5。
【点评】本题考查与滑轮组有关的综合计算，主要考查了受力分析、重力计算、滑轮组绳子拉力的计算等，解决问题的关键是从图象中获取相关信息，难度较大。
53．（2024 江北区模拟）如图所示，F1＝8N，F2＝6N，此时物体A相对于地面静山，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。
（1）弹簧测力计读数为 18 N。
（2）物体A和地面之间的摩擦力 4 N。
（3）如果增大F2，物体A是否有可能向左运动？请说明理由 不可能，AB间，以及A与地面间摩擦力不变，A仍旧静止 。
【分析】（1）不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数，即定滑轮受到向左的拉力等于拉力F2的3倍；
（2）一个物体在另一个物体表面上有相对运动或相对运动的趋势时，则两物体之间就产生摩擦力；根据运动趋势判断出摩擦力的方向，根据力的作用是相互的判断物体B对物体A的摩擦力的大小；
（3）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，先分析A受到B的摩擦力的大小变化，再确定A的运动状态是否变化。
【解答】解：（1）不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，由力的平衡条件可得，弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×6N＝18N；
（2）由图知，水平使用滑轮组，n＝2，fB＝2F2＝2×6N＝12N，根据B向左做匀速直线运动可知物体A对B的摩擦力的方向向右，根据力的作用是相互的可知物体B对物体A的摩擦力向左，大小为12N；
物体A做匀速直线运动，受到的合力为0，因此物体A和地面之间的摩擦力：F4＝F3﹣F1＝12N﹣8N＝4N；
（3）如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，同理可知，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态。
故答案为：（1）18； （2）4； （3）不可能，AB间，以及A与地面间摩擦力不变，A仍旧静止。
【点评】本题考查了影响滑动摩擦力的因素、物体受力分析等知识点，要求认真审题，利用好水平使用滑轮组的特点是关键。
54．（2024 海曙区模拟）2024年春节期间，湖北等地遭遇极端冻雨天气，高铁轨道上方的承力索上挂冰严重，导致高铁不能正常运行。如图是高铁线路上用于固定承力索的滑轮装置。正常情况下，接承力索端需获得24000N的拉力F。
（1）由于天气极冷承力索收缩，导致接承力索端向右移动5cm。则配重会上升 15 cm。
（2）若不计绳重和摩擦，则配重质量至少需要多少千克？
【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用s配＝ns索求出配重上升的高度；
（2）若不计绳重和摩擦，根据F自＝F求出自由端受到的拉力，利用二力平衡求出配重的重力，根据G＝mg求出配重质量。
【解答】解：（1）由图可知，n＝3，配重上升的高度为：
s配＝ns索＝3×5cm＝15cm；
（2）若不计绳重和摩擦，自由端受到的拉力为：
F自＝F＝×24000N＝8000N，
根据二力平衡可知，配重的重力G＝F自＝8000N，则配重的质量为：
m配＝＝＝800kg。
答：（1）15；
（2）配重质量至少需要800kg。
【点评】本题考查了滑轮组中的相关计算，属于基础题。
一十．滑轮及滑轮组的机械效率（共6小题）
55．（2024秋 上城区校级月考）如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成一个滑轮组，把重为400牛的箱子匀速向上提升5米，动滑轮的质量为8千克（不计绳重和摩擦，g取10牛1千克）。
（1）在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组（要求：人用力向下拉细绳）。
（2）在匀速提升箱子的过程中，人的拉力等于 240N 。在匀速提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率等于 83.3% 。
【分析】（1）滑轮组绕绳时既要考虑省力的情况，也要注意对拉力方向的要求；
（2）根据G＝mg求出动滑轮的重力，利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求在匀速提升箱子的过程中，人的拉力。
利用不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝求滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）因为是人用力向下拉细绳，所以由两段绳子承担物重，绳的绕法如图所示：
（2）动滑轮的重力：G动＝m动g＝8kg×10N/kg＝80N，
不计绳重和摩擦，人对绳子的拉力：F＝（G+G动）＝×（400N+80N）＝240N；
因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。
答：（1）见解答图；（2）240N；83.3%。
【点评】此题中主要考查了滑轮组的基本绕线方法、拉力大小和机械效率的计算，熟练运用相关公式是解决此题的关键。
56．（2023秋 桐乡市期末）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，将80N的物体提升了2米，已知动滑轮的重力为20N，不计滑轮摩擦及绳子自重，以下说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动了6米
B．滑轮组的机械效率为70%
C．拉力F大约为33.3N
D．有用功为160J
【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用s＝nh求出绳子自由端移动的距离；
（2）不计滑轮摩擦及绳子自重，根据F＝（G+G动）求出拉力F，利用η＝＝＝＝求出该滑轮组的机械效率；
（3）根据W有＝Gh求出有用功。
【解答】解：A、由图可知，n＝3，绳子自由端移动的距离为s＝nh＝3×2m＝6m，故A正确；
BC、不计滑轮摩擦及绳子自重，拉力F为：
F＝（G+G动）＝×（80N+20N）＝N≈33.3N，
该滑轮组的机械效率为：
η＝＝＝＝＝＝80%，故B错误，C正确；
D、有用功为：
W有＝Gh＝80N×2m＝160J，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了做功公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
57．（2024 浙江模拟）用如图所示装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，回答下列问题：
（1）卷扬机拉动绳子的速度为 0.4m/s 。
（2）该滑轮组此次使用时的机械效率为 80% 。
【分析】（1）由图可知n＝2，卷扬机拉动绳子的速度v＝nv物；
（2）根据W有用＝Gh求出滑轮组的有用功；
不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力F＝（G物+G动）；拉力端移动距离s＝nh，利用W＝Fs求拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：由图可知n＝2，卷扬机拉动绳子的速度：v＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s；
滑轮组做的有用功为
W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J；
由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，拉力为
，
绳子自由端移动的距离为s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做的总功为
W总＝FS＝500N×4m＝2000J，
滑轮组的机械效率为
。
故答案为：0.4m/s；80%。
【点评】本题考查有关滑轮组的功和机械效率的计算，综合性强，难度适中。
58．（2023秋 吴兴区期末）小红在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表：
次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）第2次测量中，测力计示数如乙图。由乙图可知拉力大小为 2.4 N；第2次实验测得的机械效率为 83% ；（结果保留整数）
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 丙 （填“甲”、“乙”或“丙”）图装置完成的；
（3）分析第3、4次实验数据得出结论： 机械效率与提升物体的高度无关 ；
（4）生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中 1、3 两次数据分析得出的结论。
【分析】（1）根据图乙读出拉力的大小；
由表格中第2次实验的数据可知，提升物体的重力为6N，由测力计移动的距离和物体上升的高度之间的关系可知使用的是图乙装置进行的实验，根据η＝＝得出机械效率；
（2）由表格中第4次实验的数据，利用n＝得出连接动滑轮的绳子的段数，进而分析；
（3）分析第3、4次实验数据可知，物体提升的高度变大，机械效率不变；
（4）分析第1、3次实验数据可知，使用的是不同的滑轮组，第3次机械效率低，说明动滑轮的个数增多，机械效率减小；
对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率，据此分析。
【解答】解：（1）由图乙可知拉力为2.4N；
第2次实验测得的机械效率为：
η＝＝＝≈83%；
（2）由表格中第4次实验的数据可知，连接动滑轮的绳子的段数为n＝＝＝5，即使用的是图丙装置进行的实验；
（3）分析第3、4次实验数据可知，物体提升的高度变大，机械效率不变，即机械效率与提升物体的高度无关；
（4）分析第1、3次实验数据可知，使用的是不同的滑轮组，第3次机械效率低，说明动滑轮的个数增多，机械效率减小；
汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中1、3两次数据分析得出的结论。
故答案为：（1）2.4；83%；（2）丙；（3）机械效率与提升物体的高度无关；（4）1、3。
【点评】本题为测量滑轮组机械效率的实验，考查机械效率的计算和实验结论等知识。
59．（2023秋 长兴县期末）如图所示，用简单机械使重力都为150牛的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知L＝2h，OB＝2OA。
（1）F1、F2、F3从大到小的顺序为 F2＞F1＞F3 ；
（2）求图乙中F2的大小？
（3）若借助图丙中的机械，小科实际用60牛的拉力把此物体匀速提高2米，求该滑轮组的机械效率？（精确到0.01%）
【分析】（1）不计摩擦、机械自重及绳重，利用功的原理求出F1，利用杠杆平衡条件求F2的大小；由图丙可知n＝3，利用F3＝G求出F3；通过比较得出从大到小的顺序；
（2）知道动力臂和阻力臂的大小关系、阻力G大小，利用杠杆平衡条件求F2大小；
（3）知道拉力和问题的重力，利用η＝＝＝＝求滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）因为不计摩擦，所以由功的原理可知，拉力：
F1＝＝＝G，
因为不计摩擦、机械自重，所以由杠杆平衡条件可知，拉力：
F2＝＝＝2G，
由图丙可知n＝3，因为不计摩擦、机械自重及绳重，所以拉力：
F3＝G＝G，
由以上分析可知，从大到小的顺序为：F2＞F1＞F3；
（2）因为不计摩擦、机械自重，所以由杠杆平衡条件可知，拉力：
F2＝＝＝2G＝2×150N＝300N；
（3）滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.33%。
答：（1）F2＞F1＞F3；
（2）图乙中F2的大小为300N；
（3）该滑轮组的机械效率为83.33%。
【点评】本题考查了功的原理、杠杆平衡条件的应用、滑轮组绳端拉力和机械效率的计算，虽知识点多，但都属于基础，难度不大。
60．（2024 浙江模拟）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
【分析】（1）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，根据W＝Gh表示出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即可求出物体重力G1和动滑轮重力之间的关系；使用同一个滑轮组先后匀速提升重为G1和G2的物体时，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＝＝＝＝求出物体G1与G2的比值；
（2）不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出先后两次绳子自由端的拉力之比。
【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。
【点评】本题考查了使用滑轮组拉力的计算，利用好关系：不计摩擦和绳重，拉力F＝（G+G动）。
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