第十五單元 簡單機械及機械效率【真題訓練】（解析版）

第十五單元簡單機械【真題訓練】（解析版）一、選擇題1．（2021·廣西賀州市）現有若干個規(guī)格相同的鉤碼，如圖所示，為了使杠桿在水平位置平衡，應在杠桿的A點掛幾個鉤碼（）。A．1 B．2 C．3 D．4【答案】C。【解析】設每個鉤碼為G，每個小格的長度為L，則右側力與力臂的乘積2G6L=12GL左側A點的力臂為4L，根據杠桿平衡條件可知，A點所掛鉤碼的重力=3G即應在杠桿的A點掛3個鉤碼。故ABD錯誤，C正確。故選C。2．（2021·湖北荊州市）2021年1月30日，荊州沙市機場正式通航，為荊州640萬人口出行帶來極大便利。某游客來機場乘機，他所用的拉桿旅行箱示意圖如圖所示。裝有物品的旅行箱整體可視為杠桿，O為支點，B為重心，A為拉桿的端點。在A點沿圖示方向施加拉力F使旅行箱保持靜止。下列說法中正確的是（）。A．旅行箱受到的重力與水平地面對它的支持力是一對平衡力；B．其它條件不變時，僅縮短拉桿的長度，拉力F減??；C．其它條件不變時，使拉力F的方向沿順時針改變10°，拉力F增大；D．箱內物體下滑，重心位置由B變至B′，拉力F增大【答案】C。【解析】A．由于受到了拉力，故拉力和支持力和重力三個力平衡，故A錯誤；B．其它條件不變時，僅縮短拉桿的長度，支點到力的距離變小，即力臂變小，而阻力和阻力臂的乘積不變，故拉力的大小變大，故B錯誤；C．其它條件不變時，使拉力F的方向沿順時針改變10°，力臂變短，作用力F變大，故C正確；D．箱內物體下滑，重心位置由B變至B′，阻力臂變小，故阻力臂和阻力的乘積變小，動力臂不變，故拉力的大小變小，故D錯誤。故選C。3．（2021·北京中考真題）圖示的四種工具中，正常使用時屬于費力杠桿的是（）。A．園藝剪 B．筷子C．瓶蓋起子 D．核桃夾【答案】B?！窘馕觥緼．園藝剪在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；B．筷子使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故B符合題意；C．瓶蓋起子使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C不符合題意；D．核桃夾使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。故選B。4．（2021·四川涼山彝族自治州）一天，小敏同媽媽上街去買菜，看到用桿秤稱土豆的情景如圖所示，對此現象分析正確的是（）。A．桿秤平衡時，秤砣的質量跟秤盤中土豆的質量相等；B．桿秤平衡時，盤中土豆所受的合力一定大于秤砣所受的合力；C．桿秤平衡時，盤中土豆所受的合力一定等于秤砣所受的合力；D．桿秤平衡時，盤中土豆所受的合力一定小于秤砣所受的合力【答案】C?！窘馕觥緼．桿秤平衡的條件是，秤砣的質量乘以右邊力臂跟秤盤中土豆的質量乘以左邊力臂相等，由于左邊力臂比右邊力臂短，所以秤砣的質量不等于土豆的質量，故A錯誤；BCD．桿秤平衡時，無論是土豆還是秤砣，都處于平衡狀態(tài)，因此合力都為零，故C正確，BD錯誤；故選C。5．（2021·山東濰坊市）“節(jié)約用水，人人有責”，應養(yǎng)成隨手關閉水龍頭的好習慣。水龍頭手柄可視為如圖所示杠桿，O為支點，F為阻力，分別用力沿a、b、c、d方向關閉水龍頭，其中用力最小的是（）。A．a B．b C．c D．d【答案】B?！窘馕觥扛鶕軛U平衡的條件，阻力和阻力臂不變，動力的力臂最大時，動力最小，所以用力沿b方向關閉水龍頭時，動力臂最大，用力最小，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。6．（2021·湖南衡陽市）如圖所示，是我國古代《墨經》最早記述了秤的杠桿原理，有關它的說法正確的是（）。A．“標”“本”表示力，“權”“重”表示力臂；B．圖中的點為杠桿的支點；C．“權”小于“重”時，端一定上揚；D．增大“重”時，應把“權”向端移【答案】D。【解析】A．“標”“本”表示力臂，“權”“重”表示力，故A錯誤；B．杠桿繞著O轉動，故O為支點，故B錯誤；C．“權”小于“重”時，端可能上揚，因為杠桿平衡原理可知，平衡不僅與力有關還與力臂有關，故C錯誤；D．增大“重”時，重與OB的乘積變大，在權不變的情況下可以增大標，故應把“權”向端移，故D正確。故選D。7．（2021·江蘇揚州市）有關蠟燭蹺蹺板的小制作，下列說法正確的是（）。A．選用越粗的蠟燭效果越好；B．轉軸位置離蠟燭重心越遠越好；C．為防止蠟燭擺動過大而翻轉，可使轉軸位置處于蠟燭重心上方；D．為防止蠟燭擺動過大而翻轉，可將蠟燭兩端的下側面削去一些【答案】C?！窘馕觥緼．蠟燭越粗，燃燒越慢，蠟燭擺動效果越不明顯。故A錯誤；B．轉軸位置離蠟燭重心不是越遠越好，太遠蠟燭可能不擺動。故B錯誤；CD．為防止蠟燭擺動過大而翻轉，可使轉軸位置處于蠟燭重心上方或者可將蠟燭兩端的上側面削去一些。故C正確，D錯誤。故選C。8．（2021·浙江溫州市）停放自行車時，若要從如圖四點中選擇一點施加豎直向上的力，將后輪略微提起。其中最省力的點是（）。A．A點 B．B點C．C點 D．D點【答案】D【解析】后輪被提起時，前輪是支點，若要從如圖四點中選擇一點施加豎直向上的力，將后輪略微提起，要使提力最小，其力臂應最大，故此點應距離支點的水平距離最大，A、B、C、D四點中，D點作為動力作用點時動力臂最長，最省力。故選D。9．（2021·貴州中考真題）在現代化生產中，重型機械的使用，可以節(jié)約大量人力，如圖是正在吊起建筑材料的起重車示意圖，下列有關起重車的說法正確的是（）。A．起重車的起重臂OAB屬于費力杠桿；B．工作時，支腿向兩側伸出可提高穩(wěn)定程度；C．起重車選用寬大的輪胎是為了減小對地面的壓力；D．起重車靜止在水平地面時，所受重力和支持力是一對相互作用力【答案】AB?！窘馕觥緼．從圖中可以看出，動力臂小于阻力臂，因此起重車的起重臂OAB屬于費力杠桿，故A正確；B．工作時，支腿向兩側伸出可以提高穩(wěn)定程度，故B正確；C．起重車選用寬大的輪胎是為了增大受力面積，減小對地面的壓強，故C不正確；D．起重車靜止在水平地面時，所受重力和地面的支持力作用在同一物體上，不是一對相互作用力，故D不正確。故選AB。10．（2021·廣東深圳市）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?！窘馕觥緼C．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。11．（2021·遼寧中考真題）國家為了改善居民的居住條件，對老舊小區(qū)進行改造。建筑工人用如圖裝置將建材勻速運送到樓頂，已知建材重為4500N，建材提升15m用時1min，繩端的粒力F為2000N（忽略繩重）下列計算結果正確的是（）。A．繩端拉力的功率為1125W；B．繩端移動的速度為0.25m/s；C．該裝置的機械效率為75%；D．該裝置所做的有用功為3×104J【答案】C?！窘馕觥緽．物體移動的速度如圖由3股繩子拉著動滑輪，繩端移動的速度為故B錯誤；A．繩端拉力的功率為；故A錯誤；C．該裝置的機械效率為75%，故C正確；D．該裝置所做的有用功；故D錯誤。故選C。12．（2021·山東菏澤市）如圖所示，用動滑輪提起一重為的物體，在內將物體勻速提高，已知動滑輪重（不計繩重和摩擦），則（）。A．手對繩子的拉力為 B．拉力做功的功率為C．手拉繩子移動的速度為 D．該裝置的機械效率為【答案】B?！窘馕觥緼．手對繩子的拉力為故A不符合題意；B．拉力做的總功為拉力做功的功率為故B符合題意；C．由可知，手拉繩子移動的速度為故C不符合題意；D．有用功為機械效率為故D不符合題意。故選B。13．（2021·湖北宜昌市）下列有關機械做功、功率、機械效率的說法，正確的是（）。A．效率越高的機械，功率越大 B．做功越多的機械，功率越大C．做有用功越多的機械，效率越高 D．功率越大的機械，做功越快【答案】D。【解析】A．功率指做功的快慢，取決于做功的多少和做這些功所用的時間；效率是有用功與總功之比。兩者沒有必然的聯系，故A錯誤；B．功率是由做功的多少和做這些功所用的時間共同決定的，做功多的機械，功率不一定大，故B錯誤；C．效率的高低取決于有用功占總功的比例，做有用功多的機械，效率不一定高，故C錯誤；D．功率就是表示機械做功的快慢，功率越大，表示機械做功越快，故D正確。故選D。14．（2021·湖南邵陽市）如圖所示，物體A在水平拉力F的作用下，沿水平面以的速度勻速運動了5s，彈簧測力計的示數為的8N，（不計滑輪和繩子之間的摩擦），拉力F做功的功率為（）。A．1.6W B．8W C．3.2W D．16W【答案】C。【解析】物體速度v1=0.2m/s，繩子移動速度為彈簧測力計的示數為的8N，故繩子拉力也為8N，拉力做功的功率為故C符合題意。故選C。15．（2021·重慶中考真題）如圖所示的滑輪組，500N的拉力F在10s內將重800N的箱子勻速提升了2m，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）。A．定滑輪的作用是省力；B．滑輪組機械效率為80%；C．動滑輪的重力為100N；D．拉力F的功率為100W【答案】B?！窘馕觥緼．定滑輪既不省力也不費力，只能改變力的方向，故A錯誤；B．有用功為克服物體重力做的功，所以有用功為連接動滑輪的繩子有兩股，物體上升2m，因此繩子自由端移動的距離為4m。所以拉力做的總功為因此機械效率為；故B正確；C．對動滑輪和物體做受力分析，向上受到兩股繩子拉力，向下受到動滑輪和物體的總重力，因此有帶入數據得；故C錯誤；D．拉力的功率；故D錯誤。故選B。16．（2021·貴州黔東南苗族侗族自治州）如圖所示，用滑輪組提升重物時，5s將重90N的物體勻速提升了2m。已知動滑輪重為10N（不計繩重和摩擦），則提升重物的過程中正確的是（）。A．繩子自由端拉力F的大小為90N；B．提升物體的過程中，拉力F做的有用功為200J；C．繩子自由端拉力F的功率為36W；D．此滑輪組的機械效率為90%【答案】D。【解析】A．由題意可知，不計繩重和摩擦，物體重是90N，動滑輪重為10N，從圖中可以看到，兩條繩子托著動滑輪，那么代入數據可知解得，繩子自由端拉力F的大小是50N，故A錯誤；B．提升物體的過程中，拉力F做的有用功即是重物克服自身的重力所做的功，那么拉力F做的有用功是180J，故B錯誤；C．5s將重90N的物體勻速提升了2m，兩條繩子托著動滑輪，則繩子自由端移動的距離都是經歷了5s時間，那么繩子自由端移動的速度繩子自由端移動的速度是0.8m/s，由A解析可知繩子自由端拉力F的大小是50N，根據可知，繩子自由端拉力F的功率繩子自由端拉力F的功率是40W，故C錯誤；D．由B解析可知拉力F做的有用功是180J，由C解析可知繩子自由端拉力F的功率是40W，這個過程經歷的時間是5s，繩子自由端拉力F做的功是總功，這個總功這個總功是200J；此滑輪組的機械效率此滑輪組的機械效率是90%，故D正確。故選D。17．（2021·內蒙古通遼市）如圖所示，重為800N的物體在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左勻速直線運動了20s，滑輪組的機械效率為60%，在此過程中，下列說法正確的是（）。A．繩子自由端移動距離為4m；B．物體與地面間的滑動摩擦力大小為120N；C．額外功的功率為12W；D．若物體的重力和運動速度不變，只增大水平地面的粗糙程度，則滑輪組的機械效率會降低【答案】C。【解析】A．物體移動距離s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由圖知，n=3，則繩子自由端移動的距離s=3s物=3×2m=6m故A錯誤；B．拉力做功為W總=Fs=100N×6m=600J由η=得有用功W有用=ηW總=60%×600J=360J由W有用=fs物求得物體與地面間的滑動摩擦力f===180N故B錯誤；C．拉力做的額外功W額=W總-W有用=600J-360J=240J額外功的功率P===12W故C正確；D．如果增大接觸面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而額外功幾乎不變，有用功與總功的比值變大，機械效率變大，故D錯誤。故選C。18．（2021·內蒙古包頭市）甲、乙兩鐵塊通過滑輪組用細繩連接，吸附在豎直放置且足夠長的固定磁性平板兩側，m甲=1.8kg、m乙=2kg，如圖所示。甲以0.2m/s的速度豎直向下做勻速直線運動。磁性平板對甲的摩擦力大小為4N。對乙的摩擦力大小為2N（細繩足夠長且始終處于豎直拉伸狀態(tài)，不計繩重和繩與滑輪的摩擦，磁性平板對其他器材無磁力作用，g取10N/kg）。下列說法正確的是（）。A．定滑輪質量一定是0.6kg；B．甲所受拉力為22N；C．乙所受拉力的功率為2.2W；D．3s時間內甲、乙克服摩擦力做的功相等【答案】C?！窘馕觥緼B．由題意知，甲向下勻速直線運動，則乙向上勻速直線運動，甲的受力為：豎直向上拉力、摩擦力和豎直向下的重力，那么甲所受拉力即繩子端的拉力F甲=G甲-f甲=1.8kg×10N/kg+4N=14N乙的受力為：豎直向上的拉力、豎直向下的重力和摩擦力，那么乙所受的拉力即動滑輪所受的拉力F乙=G乙+f乙=2kg×10N/kg+2N=22N那么在不計繩重及時，動滑輪的重力動滑輪的質量但定滑輪的質量不一定等于動滑輪的質量，所以無法確定其質量，故AB錯誤；C．甲的速度為0.2m/s，則乙的速度那么乙所受拉力的功率P=F乙v乙=22N×0.1m/s=2.2W故C正確；D．3s內，甲、乙通過的路程分別為s甲=v甲t=0.2m/s×3s=0.6ms乙=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m甲、乙克服摩擦力所做的功分別為W甲=f甲s甲=4N×0.6m=2.4JW乙=f乙s乙=2N×0.3m=0.6J所以W甲>W乙故D錯誤。故選C。19．（2021·甘肅蘭州市）用如圖所示的滑輪組提升重物，在電動機拉力的作下，重為40N的物體在10s內勻速豎直上升了2m，已知動滑輪重為8N，忽略繩重與摩擦。下列說法中正確的是（）。A．電動機對繩的拉力為12N；B．繩子自由端的移動速度為0.2m/s；C．滑輪組的機械效率為80%；D．有用功的功率為8W【答案】D?！窘馕觥緼．電動機對繩的拉力為；故A錯誤；B．繩子自由端的移動速度為0.2m；故B錯誤；C．滑輪組的機械效率為故C錯誤；D．有用功的功率；故D正確。故選D。20．（2021·黑龍江中考真題）如圖所示，重為800N的物體在100N水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運動了10s，滑輪組的機械效率為60%。在此過程中，下列說法正確的是（）。A．拉力F做的功為400J B．物體與地面間的摩擦力為180NC．額外功為240J D．拉力做功的功率為40W【答案】B?！窘馕觥緼．物體在水平地面上移動的距離為s物=vt=0.2m/s×10s=2m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=3×2m=6m拉力F做的總功為W總=Fs=100N×6m=600J故A錯誤；B．滑輪組的機械效率為所以物體與地面間的滑動摩擦力為f=3ηF=3×60%×100N=180N故B正確；C．有用功為W有用=fs物=180N×2m=360J額外功為W總-W有用=600J-360J=240J，故C錯誤；D．拉力做功的功率為；故D錯誤。故選B。21．（2021·四川眉山市）小葉同學用如圖所示的滑輪組提升重物A，不計繩重和機械之間的摩擦，每個滑輪的重力均為，與地面固定的細繩的拉力，他通過細繩用的拉力將重物A勻速提升，所用時間。下列說法中正確的是（）。A．物體A的重力為；B．拉力做功的功率為；C．該裝置由兩個定滑輪和一個動滑輪組成；D．該滑輪組在使用過程中的機械效率為【答案】B?！窘馕觥緼．如圖所示，與地面固定的細繩的拉力，每個滑輪的重力均為，則物體A的重力為GA=2F2-G輪=2×105N-10N=200N故A錯誤；B．拉力F1的大小為F1=3F2+G輪=3×105N+10N=325N重物A勻速提升，所用時間，則拉力F1的速度為拉力F1做功的功率為故B正確；C．該裝置中兩個滑輪的軸在移動，一個滑輪的軸是固定的，由兩個動滑輪和一個定滑輪組成，故C錯誤；D．該滑輪組在使用過程中的機械效率為故D錯誤。故選B。22．（2021·黑龍江齊齊哈爾市）如圖所示是一位同學組裝的提升重物的裝置，他用的力在內把重的物體勻速提升。則此過程中，下列說法正確的是（）。A．他做的總功是；B．他做的有用功是；C．他對滑輪組做功的功率是；D．該滑輪組的機械效率是【答案】CD?！窘馕觥緼．如圖，繩子有2段，物體上升5米，繩子移動10米，拉力為80牛，拉力做功為總功故A錯誤；B．物體上升5米，物重120牛，有用功為故B錯誤；C．拉力做功為總功為800J，時間為10秒，他做功的功率為故C正確；D．機械效率為；故D正確。故選CD。23．（2021·北京中考真題）如圖所示，用滑輪組提升所受重力為900N的物體A，滑輪組繩子自由端在拉力F作用下豎直勻速移動了12m，同時物體A被豎直勻速提升了4m，用時40s，滑輪組的額外功是400J。下列說法中正確的是（）。A．動滑輪所受的重力為100N；B．物體A上升的速度是0.3m/s；C．拉力F的功率是100W；D．滑輪組的機械效率是90%【答案】CD。【解析】A．物體A被豎直勻速提升了4m，滑輪組的額外功是400J，動滑輪自重及摩擦力一共為則動滑輪自重小于100N，故A錯誤；B．物體A上升的速度是故B錯誤；C．所受重力為900N的物體A，勻速移動了12m，拉力做的有用功為W有用=Gh=900N×4m=3600J拉力做的總功為W總=W有用+W額外=3600J+400J=4000J拉力F的功率是故C正確；D．滑輪組的機械效率是故D正確。故選CD。24．（2021·湖南衡陽市）如圖所示，一位同學用滑輪組拉著重的物體A，使它內在水平面上勻速前進，水平拉力，若與地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列說法正確的是（）。A．他做的總功是 B．他做的有用功是C．拉力做功的功率是 D．該滑輪組的機械效率是【答案】AD。【解析】A．滑輪組的動滑輪繞2段繩，繩子自由端移動的距離s=2s物=2×1m=2m總功W總=Fs=75N×2m=150J，故A正確；B．摩擦力f=0.2G=0.2×450N=90N他做的有用功W有=fs物=90N×1m=90J，故B錯誤；C．拉力做功的功率；故C錯誤；D．該滑輪組的機械效率=60%；故D正確。故選AD。二、填空題25．（2021·遼寧中考真題）如圖是小明用一根木棒撬動水平地面上石頭的情景，為了更省力，小明應沿______（填“豎直”或“垂直木棒”）方向向下壓木棒。若想省更多的力，小明可以將作為支點的石塊O向______（填“左”或“右”）適當移動?！敬鸢浮看怪蹦景?；右。【解析】[1]垂直木棒方向壓，因為這樣動力臂最長，動力才最小，最省力。[2]若想省更多的力，減小阻力臂，增大動力臂，故將支點向右適當移動。26．（2021·吉林中考真題）如圖是吉他的變音夾，兩手柄繞點轉動，用力按壓手柄時彈簧被壓縮，說明力可以改變物體的___________，手柄屬于___________杠桿。【答案】形狀；省力?！窘馕觥縖1]用力按壓手柄時彈簧被壓縮，形狀改變，說明力可以改變物體的形狀。[2]由圖可知，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。27．（2021·貴州安順市）如圖所示，獨輪車是我國古代優(yōu)秀的科技發(fā)明成果。若車總重為300N、與水平地面接觸的總面積為3×10-3m2，則它對地面的壓強為______Pa；將車把向上拍起時，獨輪車可視為繞O點轉動的______(填“省力”、“費力”或“等臂”）杠桿?！敬鸢浮?05；省力?！窘馕觥縖1]已知，車總重為300N、與水平地面接觸的總面積為3×10-3m2，則它對地面的壓強為[2]如圖所示，將車把向上拍起時，獨輪車可視為繞O點轉動，動力臂大于阻力臂，是一個省力杠桿。28．（2021·四川攀枝花市）如圖所示，固定的斜面長s=1.2m，高h=0.3m，沿斜面向上用5N的拉力在2s內把一個重16N的物體從斜面底端勻速拉到頂端，拉力的功率為______W，斜面的機械效率為______。【答案】3；80%?！窘馕觥縖1]拉力的功率為[2]斜面的機械效率為。29．（2021·寧夏中考真題）如圖所示，斜面長，高。工人在6s內將重的物體從底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是。此過程中工人做的有用功為______J，斜面的機械效率為_______。【答案】360；80?！窘馕觥縖1]工人利用斜面提升重物，所做的有用功W有用=Gh=600N0.6m=360J即此過程中工人做的有用功為360J。[2]斜面的機械效率η===80即斜面的機械效率為80。30．（2021·黑龍江中考真題）如圖所示，OAB為一可繞O點自由轉動的輕質杠桿，OA垂直于AB，且OA長度為40cm，AB長度為30cm，在OA中點C處掛一質量為1kg的物體，要求在端點B處施加一個最小的力F，使杠桿在圖示位置平衡，則F的力臂應是_______cm，最小的力F是_______N?！敬鸢浮?0；4。【解析】[1]連接OB，以這條線段作為該力的力臂時力臂最長、力最小，所以力F的力臂就是圖中的OB，根據勾股定理，直角邊OA為40cm，AB為30cm，則斜邊OB為50cm。[2]物體的重力G=mg=1kg10N/kg=10N根據杠桿的平衡條件可知代入數據解得。31．（2021·黑龍江中考真題）如圖所示，為一可繞點自由轉動的輕質杠桿，垂直于，且長度為，長度為，在中點處掛一質量為的物塊，要求在端點處施加一個最小的力，使杠桿在圖示位置平衡，則力的力臂應是______，最小的力是______?！敬鸢浮?0；4?！窘馕觥縖1]連接，以這條線段作為該力的力臂時，力臂最長力最小，所以力的力臂就是圖中的，根據直角三角形的性質，直角邊為，為，則斜邊為。[2]物體的重力根據杠桿的平衡條件可知即解得。32．（2021·四川南充市）如圖甲所示，AB為輕質杠桿，AC為輕質硬棒且與力傳感器相連，圖乙是物體M從A點開始向右勻速運動過程中力傳感器讀數大小與時間的關系圖像，則物體M的質量大小為___________g；已知OA的長度為30cm，OB足夠長，AC能承受的最大彈力大小為15N，若要桿不斷，物體從A點開始運動時間最長為___________s（g=10N/kg）。【答案】1000；12.5?！窘馕觥縖1]從圖乙可以看到，一開始時，力傳感器讀數大小是10N，由于AB為輕質杠桿，AC為輕質硬棒，不考慮它們的質量，不考慮它們的重力，那么這個力傳感器讀數大小就是等于物體M的重力大小，則根據可知，物體M的質量物體M的質量是1000g。[2]從圖乙可以看到，物體從A點開始運動，到第5s時，力傳感器讀數大小是零，即A端沒有壓力，那么物體M就應該是在O點，這時物體M對輕質杠桿AB壓力的力臂大小是零，運動時間是5s，這段時間通過的路程則物體M勻速運動的速度物體M勻速運動的速度是0.06m/s；然后繼續(xù)向右運動，物體M對輕質杠桿AB壓力的力臂在變大，直到AC能承受的最大彈力大小為15N，根據杠桿的平衡條件可知其中的F是最大彈力15N，lx是物體M相對于O點往右移動的距離，代入數據解得那么直到AC能承受的最大彈力大小為15N時，物體M相對于O點往右移動的距離是0.45m，物體M勻速運動的速度是0.06m/s，則物體M相對于O點往右移動的時間物體M相對于O點往右移動的時間是7.5s，由上述可知，在OA段移動時，需要的時間是5s，則物體從A點開始運動時間最長為物體從A點開始運動時間最長為12.5s。33．（2021·吉林中考真題）如圖所示，用的拉力，把重力為的木箱勻速提升，滑輪組的機械效率為___________﹔假如在上升過程中，拉木箱的繩子突然斷了，木箱由于___________會繼續(xù)向上運動一段距離?！敬鸢浮?0%；慣性?！窘馕觥縖1]有3股繩，滑輪組的機械效率為[2]物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質叫慣性，在上升過程中，拉木箱的繩子突然斷了，木箱由于慣性會繼續(xù)向上運動一段距離。34．（2021·海南中考真題）如圖所示，利用滑輪組把物體勻速提升一定高度，該滑輪組有______段繩子承擔物重，在繩子承受范圍內，不計繩重和摩擦，若增加所提升的物重，則滑輪組的機械效率將______（選填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?；變大?！窘馕觥縖1]由圖，提著動滑輪的有兩股繩，所以有2段繩子承擔物重。[2]當增大下面所提物重時，有用功變大，額外功基本不變，有用功占總功的比例變大，故該滑輪組的機械效率將變大。35．（2021·廣西南寧市）圖是利用滑輪組幫助汽車脫困的情景。勻速拉動車的過程中，車相對樹木是______（選填“靜止”或“運動”）的，動滑輪上有______段繩子承擔對車的拉力，若對車的拉力為2400N，F為1500N，則該滑輪組的機械效率是______?！敬鸢浮窟\動；2；80%?！窘馕觥縖1]勻速拉動車的過程中，車相對樹木的位置發(fā)生了變化，以樹木為參照物，車是運動的。[2]由圖可知，隨車一起運動的是動滑輪，左側是動滑輪，動滑輪上由2段繩子承擔對車的拉力。[3]該滑輪組的機械效率是.36．（2021·湖北恩施土家族苗族自治州）如圖，有人利用該滑輪將G=100N的物體勻速提升了20cm（不計繩重G和摩擦），此過程克服物體重力做的功為______J，若動滑輪重10N，則F=______N。【答案】20；210?！窘馕觥縖1]此過程克服物體重力做的功為[2]若動滑輪重10N，則。37．（2021·江蘇中考真題）用定滑輪勻速提升質量為10kg的物體，所用的拉力為110N，物體在2s內升高0.5m，此過程中的有用功是______J，定滑輪的機械效率是______%，拉力的功率是______W。（g取10N/kg）【答案】50；90.91；27.5。【解析】[1]有用功是W有=Gh=mgh=10kg×10N/kg×0.5m=50J[2]因為是定滑輪，所以總功為W總=Fh=110N×0.5m=55J則機械效率是η=90.91%[3]拉力的功率是。38．（2021·湖南邵陽市）利用斜面把重60N的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知斜面長1.5m，高0.4m，機械效率為80%，則拉力的大小為______N。【答案】75。【解析】[1]有用功等于克服物體的重力做的功為W=Gh=60N×0.4m=24J由可得，拉力做的功為又由W=Fs可知，拉力的大小為。三、作圖題39．（2021·內蒙古通遼市）如圖所示是一種抽水馬桶水箱自動上水裝置的示意圖。當水箱內的水達到一定高度時，浮標帶動杠桿壓住入水口，停止上水。請在圖中畫出動力、阻力和動力臂?！窘馕觥扛軛U的B點受到豎直向上的動力作用，浮標在A點給杠桿豎直向上的阻力作用，動力臂為動力作用線到支點O的距離，如下圖所示：40．（2021·福建中考真題）在圖中畫出使用鍘刀時動力F的力臂l?！窘馕觥縊為支點，過O點做力F作用線的垂線，即為力臂，故先延長力F，過O點做力作用線的垂線，標上l，故如下圖所示：或者。41．（2021·青海中考真題）在圖中，畫出杠桿平衡時施加在杠桿上的最小動力F1的作用點和方向，并畫出所掛重物的繩子對杠桿拉力的力臂L2。【解析】要找到讓杠桿平衡的最小力，先確定力的作用點，作用點一定是在杠桿上離支點最遠的點，這樣才可能找到最長力臂最小力，然后連接支點到力的作用點，以這條連線作為該力的力臂時，力臂最長，力最小，再過力的作用點作該連線的垂線即可確定使杠桿平衡的最小力的方向。繩子對杠桿的拉力豎直向下，將拉力的示意圖反向延長得到該力的作用線，再過支點作該力作用線的垂線即拉力的力臂。如圖所示：42．（2021·四川眉山市）如圖所示，利用杠桿撬動重物M，O為杠桿支點，為杠桿的動力臂，現杠桿處于水平位置平衡。（1）作出杠桿動力的示意圖；（2）作出重物M對杠桿壓力的示意圖。【解析】由圖可知，杠桿的O為杠桿支點，已知杠桿的動力臂L1，要讓杠桿在水平位置平衡，則F1的方向應向下，且動力臂和動力要垂直且作用在杠桿上，故可以作出動力F1；重物M對杠桿壓力作用在杠桿上且垂直于杠桿向下，如圖所示：43．（2021·四川廣安市）如圖所示是人走路的情形，可將人的腳視為一根杠桿。請在圖中畫出動力F的力臂l；【解析】首先作力F的力的作用線，過支點O作力F的力的作用線的垂線，標注垂直符號和力臂l，如圖所示：。四、實驗題44．（2021·江蘇中考真題）用量角器、直尺、45°三角尺、60°三角尺，可以做以下實驗。（1）透過尺子能看到清晰的刻度線，說明尺子的材料有很好的______性。（2）將兩把三角尺疊放在水平桌面上，用直尺緊貼桌面快速擊打下方的尺子，觀察到______的現象，說明上方的尺子具有慣性。與頭發(fā)摩擦后的直尺能吸引碎紙屑，這是因為______。（3）圖甲中，量角器底邊長度為______cm。（4）用量角器的底邊將直尺支撐起來，當直尺在水平位置平衡時，量角器的底邊正好在直尺的中間位置（刻度線“7”和“8”的中間）。①圖乙中，用吸管在直尺a端上方用力水平吹氣，能觀察到直尺a端______（選填“靠近”或“遠離”）吸管。②圖丙中，將三角尺A、B分別豎直掛在直尺刻度線“1”和“13”位置后，直尺還能在水平位置平衡，則A、B的質量之比為______。【答案】透光性；上方的尺子落在原處；帶電體具有吸引輕小物體的性質；10.00；靠近；11：13?！窘馕觥浚?）[1]透過尺子能看到清晰的刻度線，說明該材料具有良好的透光性。（2）[2][3]用直尺緊貼桌面快速擊打下方的尺子，上方的尺子由于慣性，會落在原處；尺子與頭發(fā)摩擦后，吸引碎紙屑，說明帶電體能夠吸引輕小物體；（3）[4]刻度尺從2.00cm開始，到12.00cm，故長度為10.00cm。（4）[5][6]用吸管在直尺a端上方用力水平吹氣，流速大的地方壓強小，小于外界大氣壓，就會產生向吸管的壓強差，故靠近吸管；B到支點的距離為A到支點的距離為根據，則A、B的質量之比為故A、B的質量之比為11：13。45．（2021·貴州黔東南苗族侗族自治州）某實驗小組在“研究杠桿平衡條件”的實驗中：次數F1/NL1/mF2/NL2/m12.00.050.1023.00.102.00.1532.00.303.0（1）實驗時應先調節(jié)杠桿在______位置平衡，若出現如圖甲所示情況，應將杠桿的平衡螺母向______（選填“左”或“右”）調節(jié)；（2）杠桿平衡后，他們在圖乙所示的A位置掛上3個鉤碼，為了使杠桿在水平位置平衡，這時應在B位置掛上______個相同的鉤碼；（3）上表是該小組在實驗中記錄杠桿平衡的部分數據，空格處所缺的數據：△=______，☆=______；【答案】水平；左；4；1.0；0.20?！窘馕觥浚?）[1]在“研究杠桿平衡條件”的實驗中，為了便于直接讀出力臂，實驗時應先調節(jié)杠桿在水平位置平衡。[2]如圖甲所示，杠桿的左端高，右端低，為了使杠桿重新在水平位置平衡，應該向左調節(jié)平衡螺母。（2）[3]假設杠桿上一格為L，一個鉤碼重為G，則杠桿左端根據杠桿平衡條件可知，杠桿右端B位置應該掛上的鉤碼個數（3）[4][5]根據杠桿的平衡條件由第1次實驗的數據可知有則由第3次實驗的數據可知有則m。46．（2021·內蒙古包頭市）某同學利用彈簧測力計、刻度尺和杠桿等器材測量長方體實心金屬塊的密度。（1）掛金屬塊前，杠桿左端下沉，應將右側的平衡螺母向______調節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；（2）杠桿調平后，在A點用輕繩懸掛金屬塊。B點用彈簧測力計豎直向下拉杠桿，使其在水平位置平衡，如圖甲所示。此時彈簧測力計示數為2.5N。金屬塊質量為______kg；（g取10N/kg）（3）已知金屬塊底面積為30cm2，高度如圖乙所示。金屬塊高度為______cm，金屬塊密度為______kg/m3；（4）改變金屬塊和彈簧測力計的位置，進行多次實驗，其目的是______；（5）在某次測量過程中、不慎沿斜下方拉彈簧測力計，由此次數據得出的金屬塊密度值比實際密度______。【答案】右；0.75；2.50；1×104；測量多組數據求平均值，減小誤差；偏大?！窘馕觥浚?）[1]掛金屬塊前，杠桿左端下沉，杠桿向左偏，應將右側的平衡螺母向右調節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。（2）[2]杠桿調平后，在A點用輕繩懸掛金屬塊。B點用彈簧測力計豎直向下拉杠桿，使其在水平位置平衡，如圖甲所示。此時彈簧測力計示數為2.5N。根據杠桿平衡的條件可知，金屬塊重力為金屬塊的質量為（3）[3][4]已知金屬塊底面積為30cm2，高度如圖乙所示，刻度尺的分度值為0.1cm，則金屬塊高度為2.50cm，金屬塊密度為（4）[5]為了減小誤差，采用測量多組數據求平均值的方法，操作是：改變金屬塊和彈簧測力計的位置，進行多次實驗。（5）[6]在某次測量過程中、不慎沿斜下方拉彈簧測力計，此時力臂減小，力變大，測量的物體的重力變大，物體的質量也變大，根據，由此次數據得出的金屬塊密度值比實際密度偏大。47．（2021·山東東營市）圖甲是某實驗小組探究“杠桿的平衡條件”的實驗裝置。（1）掛鉤碼前，杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于______（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)；要想使杠桿在水平位置平衡，接下來應將杠桿兩端的螺母向______（選填“左”或“右”）側調節(jié)。（2）圖乙是一個平衡的杠桿，此時若推動右側鉤碼的懸線（如圖丙所示），就會發(fā)現杠桿______（選填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。（3）在探究過程中，需要進行多次實驗的目的是______。（4）某同學提出，若支點不在杠桿的中點，杠桿的平衡條件是否仍然成立？于是該小組利用圖丁所示的裝置進行探究，在杠桿O點處掛上2個鉤碼，用彈簧測力計在A點處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，此時彈簧測力計示數為______N。以彈簧測力計的拉力為動力F1，鉤碼處繩子拉力為阻力F2，多次改變動力作用點的位置進行實驗發(fā)現：當杠桿水平平衡時，F1l1總是______（選填“大于”、“等于”或“小于”）F2l2，其原因可能是______。（5）圖丁中，彈簧測力計處在A點位置時，此杠桿屬于______（選填“省力”或“費力”）杠桿，請舉出它在生活生產中的一個應用實例：______?！敬鸢浮科胶?；左；左端下沉；避免偶然性，尋找普遍規(guī)律；2.3；大于；杠桿自重對杠桿平衡有影響；費力；釣魚竿?！窘馕觥浚?）[1]物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時，受到的合力為0，物體處于平衡狀態(tài)，杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于平衡狀態(tài)。[2]如圖甲所示，杠桿向右偏，要想使杠桿在水平位置平衡，接下來應將杠桿兩端的螺母向右側調節(jié)。（2）[3]如圖乙所示，設每個鉤碼重力為G，杠桿上的每個小格長度為x，杠桿左端力和力臂的乘積為2G×6x=12Gx杠桿右端力和力臂的乘積為2G×6x=12Gx此時杠桿平衡。如圖丙所示，若推動右側鉤碼的懸線，杠桿右端的力臂減小，力和力臂的乘積減小，杠桿的左端下沉。（3）[4]一次實驗具有偶然性，故在探究過程中，需要進行多次實驗的目的是避免偶然性，尋找普遍規(guī)律。（4）[5]如圖丁所示，彈簧測力計的分度值為0.1N，此時彈簧測力計示數為2.3N。[6][7]由于杠桿自重對杠桿平衡的影響，以彈簧測力計的拉力為動力F1，鉤碼處繩子拉力為阻力F2，多次改變動力作用點的位置進行實驗發(fā)現：當杠桿水平平衡時，F1l1總是大于F2l2。（5）[8][9]圖丁中，彈簧測力計處在A點位置時，此時的動力臂小于阻力臂，杠桿屬于費力杠桿，費力杠桿可以省距離，在生活中的應用包括：釣魚竿，鑷子，筷子等。48．（2021·陜西中考真題）在：“探究杠桿平衡條件”的實驗中：（1）為方便測量力臂，實驗前應先調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使之在______位置平衡；（2）如圖-1，此時杠桿處于平衡狀態(tài)，如果在杠桿兩端各掛一個相同的鉤碼，杠桿將______（選填“保持平衡”“順時針轉動”或“逆時針轉動”）；（3）如圖-2是一個加寬的杠桿裝置，此時杠桿處于平衡狀態(tài)。若只將左側的鉤碼改掛到A點正上方的B點，力臂是線段______（選填“OA”“OB”或“AB”），此時杠桿______（選填“仍能”或“不能”）保持平衡?！敬鸢浮克剑豁槙r針轉動；OA；仍能?！窘馕觥浚?）[1]實驗前應先調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使其在水平位置平衡，以便于測量力臂。（2）[2]由于左邊的力臂小于右邊的力臂，加上相同的鉤碼后，左邊力臂與鉤碼重力之積小于右邊力臂與鉤碼重力之積，故杠桿順時針轉動。（3）[3][4]力臂仍然為OA，因為力臂是支點到力臂的作用線的距離，故力臂是OA；由于力臂大小不變，鉤碼重力不變，右邊的力臂和鉤碼的重力之積不變，故仍然平衡。49．（2021·浙江麗水市）桿秤（如圖甲）是我國古老的衡量工具，現今人們仍然在使用。某興趣小組在老師的指導下動手制作量程為20克的桿秤（如圖乙）。（制作步驟）①做秤桿：選取一根筷子，在筷子左端選擇兩點依次標上“A“、“B“；②掛秤盤：取一個小紙杯，剪去上部四分之三，系上細繩，固定在秤桿的“A”處；③系秤紐：在秤桿的“B”處系上繩子；④標零線：將5克的砝碼系上細繩制成秤砣，掛到秤紐的右邊，手提秤紐，移動秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，在秤砣所掛的位置標上“0”；⑤定刻度：……（交流評價）（1）桿秤是一種測量______的工具；（2）當在秤盤上放置物體稱量時，秤砣應從“0”刻度向______側移動；（3）步驟④標零線的目的是______；（4）根據杠桿平衡條件可知，桿秤的刻度是均勻的。定刻度時，小科和小思采用不同的方法，你認為______的方法更合理；小科：先在秤盤上放1克物體，移動秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，在秤砣所掛的位置標上1；然后在秤盤上放2克物體……；按上述方法直到標出所有刻度；小思：在秤盤上放20克物體，移動秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，在秤砣所掛的位置標上20，0和20之間分為20等份，依次標上相應刻度?！敬鸢浮抠|量；右；避免桿秤自身重力對稱量的干擾；小思?！窘馕觥浚?）[1]桿秤是利用杠桿平衡原理來工作的，桿上標記的是質量單位，是一種測量質量的工具。（2）[2]A處掛紙杯，以放置待測物體，B點是系秤紐，0位置是紙杯不裝物體，秤砣掛上時，桿秤平衡，若要在紙杯中放物體，根據杠桿平衡條件，秤砣應向右移，增大力臂才能使杠桿再次平衡。（3）[3]0位置是紙杯不裝物體，秤砣掛上時，桿秤平衡，以避免桿秤自身重力影響。（4）[4]小科的方法測量次數多比較煩瑣，小思的方法操作簡單，測量20克物體再分成20等份還可以減小誤差，所以小思的方法更合理。五、計算題50．（2021·廣東深圳市）深圳地鐵崗廈北綜合交通樞紐工程工地上，一線施工人員正在緊張忙碌，進行架橋機鋼梁吊裝等施工作業(yè)。（g取10N/kg）（1）圖2為圖1中起重機的簡圖，請畫出阻力F2的力臂l2；（2）圖3為架橋機的裝置圖，已知箱梁的質量為5×105kg，體積為200m3，架橋機滑輪組總拉力為4×105N，自由端移動距離為25m，將箱梁提升1m。求：①箱梁的密度；②架橋機在此過程中的有用功；③架橋機在此過程中的機械效率?！敬鸢浮浚?）如圖；（2）①2.5×103kg/m3；②.5×106J；③50?！窘馕觥浚?）力臂是支點到力的作用線之間的距離，如下圖所示（2）箱梁的密度箱梁的重力架橋機在此過程中的有用功架橋機在此過程中的總功架橋機在此過程中的機械效率答：（1）見解析；（2）①箱梁的密度為2.5×103kg/m3；②架橋機在此過程中的有用功為5×106J；③架橋機在此過程中的機械效率為50。51．（2021·廣西貴港市）A、B、C是密度為ρ=4×103kg/m3的某種合金制成的三個實心球，A球質量為mA=80g，甲和乙是兩個完全相同的木塊，其質量為m甲=m乙=240g，若把B和C掛在杠桿的兩邊，平衡時如圖1所示。若用細線把球和木塊系住，在水中平衡時如圖2所示，甲有一半體積露出水面，乙浸沒水中。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求:（1）B、C兩球的體積之比；（2）細線對A球的拉力大?。唬?）C球的質量?！敬鸢浮浚?）2：1；（2）0.6N；（3）0.16kg?！窘馕觥浚?）根據杠桿平衡條件可知，可以列等式經整理可知，B、C兩球的質量之比為根據可知，密度相同，質量之比即為體積之比，故B、C兩球的體積之比2：1。（2）A球的重力為A球的浮力為細線對A球的拉力大小（3）對甲受力分析，其受到了重力和拉力和浮力，故此浮力為則乙所受的浮力為6N，設C球的體積為V，則B球的體積為2V，將乙與B球和C球當成一個整體，其受到了浮力和向下的重力，由于懸浮，浮力等于重力，故可以列等式為經整理可知則C球的質量答：（1）B、C兩球的體積之比為2：1；（2）細線對A球的拉力大??；（3）C球的質量為。52．（2021·貴州中考真題）如圖所示，一個質量為2kg，密度為2×103kg/m3的實心正方體M，懸掛在輕質杠桿B端，OB：OA=5：4，當M的一半體積浸在液體中時，A端豎直向下的拉力為20N，杠桿在水平位置平衡。（g=10N/kg）求：（1）M的體積；（2）液體的密度；（3）若剪斷細線，M在液體中靜止時，M對容器底部的壓強?！敬鸢浮浚?）1×10-3m3；（2）0.8×103kg/m3；（3）1200Pa。【解析】（1）由ρ=可得M的體積V===1×10-3m3即M的體積為1×10-3m3。（2）杠桿在水平位置平衡，則FB?OB=FA?OA，由此可得M對杠桿的拉力FB=?FA=20N=16N根據力作用的相互性，M受到的拉力F拉=FB=16N，分析M受力可知，M共受三個力，拉力、重力和浮力，M的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N由此M所受浮力F浮=G-F拉=20N-16N=4NM的一半體積浸在液體中，所以V排=V=×1×10-3m3=5×10-4m3由F浮=ρ液gV排得液體的密度ρ液===0.8×103kg/m3即液體的密度為0.8×103kg/m3。（3）剪斷細線后，M沉在容器底部，M共受三個力，重力、浮力和支持力，此時M排開液體的體積增加1倍，則所受浮力也增加1倍，即F′浮=2F浮=2×4N=8NM所受支持力F支=G-F′浮=20N-8N=12NM對容器底部的壓力等于M所受支持力，即F壓=F支=12N正方體M的邊長a===0.1mM的底面積S=a2=(0.1m)2=0.01m2M對容器底部的壓強p===1200Pa即M對容器底部的壓強為1200Pa。答：（1）M的體積為1×10-3m3；（2）液體的密度為0.8×103kg/m3；（3）若剪斷細線，M在水中靜止時，M對容器底部的壓強為1200Pa。53．（2021·甘肅中考真題）如圖甲所示的輕質杠桿，O為支點，用細線將質量為4kg、密度為4.0g/cm3的物體P懸掛在A點，同時在B點施加豎直向下的力F使杠桿水平平衡，OA:OB=1:2。撤去力F，用細線將密度為3.0g/cm3的物體Q懸掛在支點O的左側，再將P、Q分別浸沒在水和某種未知液體中，調節(jié)細線在杠桿上的懸掛點使杠桿再次水平平衡，如圖乙所示，測得杠桿左、右兩側的力臂大小分別為L1和L2。然后將物體P、Q取出擦干后左右對調，再次將P、Q分別浸沒在該未知液體和水中，重新調節(jié)使杠桿仍能水平平衡，測得杠桿左、右兩側的力臂大小分別為L1′和L2′。已知水=1.0g/cm3，g=10N/kg，L1L1′=3L2L2′，杠桿足夠長，在調節(jié)過程中P、Q始終未露出液面，也未與容器壁和底接觸。求：（1）力F的大??；（2）物體P浸沒在水中時受到的浮力；（3）未知液體的密度?！敬鸢浮浚?）20N；（2）10N；（3）2.0g/cm3?！窘馕觥浚?）由題意知，物體P的重力G1=m1g=4kg×10N/kg=40N施加豎直向下的力F，杠桿水平平衡，則有F?OB=G1?OA即F?2=40N?1解得F=20N（2）物體P的體積它浸沒在水中時受到的浮力F浮=ρ水gV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N（3）P浸沒在水中、Q浸沒在液體后，對杠桿的作用力分別為FP=G1-F浮=ρ1gV1-ρ水gV1=(ρ1-ρ水)gV1，FQ=G2-F液=ρ2V2g-ρ液gV2=(ρ2-ρ液)gV2對調后，P浸沒在液體中、Q浸沒在水中，對杠桿的作用力分別為FP′=G1-F浮′=ρ1gV1-ρ液gV1=(ρ1-ρ液)gV1，FQ′=G2-F水=ρ2V2g-ρ水gV2=(ρ2-ρ水)gV2據杠桿的平衡條件有FPL2=FQL1，Fp′L1′=FQ′L2′則而L1L1′=3L2L2′所以3(ρ2-ρ液)(ρ1-ρ液)=(ρ1-ρ水)(ρ2-ρ水)即有3(3.0g/cm3-ρ液)(4g/cm3-ρ液)=(4.0g/cm3-1.0g/cm3)(3.0g/cm3-1.0g/cm3)解得ρ液=2.0g/cm3答：（1）力F的大小為20N；（2）物體P浸沒在水中時受到的浮力為10N；（3）未知液體的密度為2.0g/cm3。54．（2021·浙江杭州市）已知一根質量分布均勻的圓柱體木料質量為60kg，體積為0.1m3。問：（1）此木料的密度為多少？（2）如圖所示，甲、乙兩人分別在A點和B點共同扛起此木料并恰好水平，其中AO＝BO，O為木料的中點。求此時乙對木料的作用力大小。（3）若在（2）中當乙的作用點從B點向O點靠近時，請列式分析此過程中甲對木料作用力大小變化情況?！敬鸢浮浚?）600kg/m3；（2）300N；（3）變小?！窘馕觥浚?）由題知木料質量為60kg，體積為0.1m3，帶入密度公式得：（2）木料重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N以A為支點，可以將質量分布均勻的木料所受的重力等效于其重心O點，則則由杠桿平衡條件F1l1＝F2l2得：F乙×AB＝G×AO即（3）當乙的作用點向O靠近時，此時作用點記為B′；以A為支點，由杠桿平衡條件F1l1＝F2l2得：F乙×AB′＝G×AO即當乙向O點靠近，AB′減小，G與AO不變，則F乙變大；因為木料處于平衡狀態(tài)，故所受合力為零，則有F乙+F甲＝G因F乙變大，所以F甲變小。答：（1）木料密度為600kg/m3；（2）此時乙對木料的作用力為300N；（3）當乙的作用點從B點向O點靠近時，F甲變小。55．（2021·廣東中考真題）桿秤是從我國古代沿用至今的稱量工具。如圖是小明制作的桿秤的示意圖，使用時，將待稱物體掛在秤鉤上，用手提起B(yǎng)或C（相當于支點）處的秤紐，移動秤砣在秤桿上的位置D，使秤桿達到水平平衡時可讀出待稱物體的質量。此秤最大稱量是l0kg，秤砣最遠可移至E點。秤桿和秤鉤的質量忽略不計，AB、BC、BE的長度如圖所示（g取10N/kg），求：（1）提起哪處的秤紐，此秤的稱量最大?（2）秤砣質量為多少?（3）當提起C處秤紐稱袋質量為2kg的荔枝時，D與C之間的距離為多少?【答案】（1）B；（2）0.4kg；（3）0.25m?！窘馕觥浚?）根據杠桿平衡的條件F1l1=F2l2，可知秤砣的質量是一定的，杠桿右側的力和力臂的乘積一定，杠桿左側的力臂越小，稱量的物體越重，稱量的范圍越大，故提起B(yǎng)處的秤紐，此秤的稱量最大。（2）提起B(yǎng)處的秤紐，此秤的稱量最大，此秤最大稱量是l0kg，根據G=mg和G物lAB=G砣lBE可知，秤砣質量為（3）當提起C處秤紐稱袋質量為2kg的荔枝時，D與C之間的距離為答：（1）提起B(yǎng)處的秤紐，此秤的稱量最大；（2）秤砣質量為為0.4kg；（3）當提起C處秤紐稱袋質量為2kg的荔枝時，D與C之間的距離為0.25m。56．（2021·湖南張家界市）黨的十九大報告提出，要建設生態(tài)宜居、生活富裕的新農村。某興趣小組在社會實踐中來到某鄉(xiāng)村建筑工地，建筑工地工人們用如圖甲所示的滑輪組來提升重物，不計繩重和摩擦。（1）一個工人質量為60kg，豎直向上勻速拉動700N的重物時，繩上拉力為400N，將重物提升2m用時20s，滑輪組的機械效率為多少？（2）在這20s的時間內拉力的功率為多少？（3）該工人能夠提升的最重的物體約為多少kg？（4）請你設計另一種最省力的繞線方式，并畫于圖乙中。（5）利用最省力的方式，提升800N的重物，求繩上拉力的大小？（6）利用最省力的方式，豎直向上以0.15m/s的速度勻速拉動繩子，求20s物體上升的距離？【答案】（1）；（2）；（3）；（4）如圖；（5）；（6）3m【解析】（1）滑輪組的機械效率為（2）20s的時間內拉力的功率為（3）由人的體重可知，最大的拉力為人的體重，即為動滑輪的重力為則最大的物重為該工人能夠提升的最重的物體約為（4）一個定滑輪和一個動滑輪，最省力的是繩子的固定端從動滑輪起始，繞到定滑輪、動滑輪最后至小紅的手中，故如下圖所示：。（5）最省力的方式，提升800N的重物，繩上拉力的大小（6）物體上升的速度為20s物體上升的距離答：（1）滑輪組的機械效率為；（2）20s的時間內拉力的功率為；（3）該工人能夠提升的最重的物體約為110kg；（4）見解析；（5）最省力的方式，提升800N的重物，繩上拉力的大小為300N；（6）20s物體上升的距離3m。57．（2021·四川攀枝花市）如圖所示，站在水平地面上的小林想通過杠桿AB和動滑輪拉起同樣站在水平地面上的小新。杠桿AB可繞轉軸O在豎直平面內轉動，且OA:OB=1:2，小林的質量m1=50kg。小新的質量m2=48kg小新雙腳與地面接觸面積S=400cm2，當小林施加豎直向下的拉力F1時，小新未被拉動，此時小新對