江蘇中考物理重難點試題專項匯編：簡單機(jī)械

專題12簡單機(jī)械

@知識點撥

【考點分析】

章節(jié)考點考試題型難易度

杠桿選擇題、填空題、作圖題★

杠桿的平衡選擇題、填空題、計算題★★★

杠桿的分類：省力杠桿、費力杠桿、等臂杠桿選擇題、填空題★★

簡單機(jī)械定滑輪選擇題、填空題★

動滑輪選擇題、填空題★★

滑輪組選擇題、填空題、計算題★★

機(jī)械效率選擇題、填空題、計算題★★★

知識點01：杠桿：

1.定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動,這根硬棒就叫杠桿。

(1)“硬棒”不一定是棒，泛指有一定長度的，在外力作用下不變形的物體；

(2)杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。

2.杠桿的五要素：

(1)支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，用字母“0”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠

桿轉(zhuǎn)動時，支點是相對固定的。O

(2)動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“FJ表示；廣、

(3)阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“Fz”表示；

(4)動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離，用“L”表示；

(5)阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離，用“L”表示。

3.注意：

(1)無論動力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個力的作用效果正好相反。

一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動的力叫做動力，

而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動的力叫阻力；

(2)力臂是點到線的距離，而不是支點到力的作用點的距離。

力的作用線通過支點的，其力臂為零，對杠桿的轉(zhuǎn)動不起作用。

4.杠桿作圖：

(1)力臂:

①根據(jù)題意先確定支點0；

②確定動力和阻力并用虛線將其作用線延長；

③從支點向力的作用線畫垂線，并用L和k分別表示動力臂和阻力臂。

（2）杠桿作圖：最小力：

①連接該點與支點0；

②在該點做這條連接線的垂線；

③根據(jù)杠桿平衡，確定力的方向，標(biāo)上力的符號。

知識點02：杠桿的平衡：

1.杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。

2.杠桿的平衡條件：動力X動力臂=阻力X阻力臂，或F-L=FZ?L2

（1）杠桿靜止不動的平衡屬于“靜平衡”；

（2）杠桿如果在相等時間內(nèi)轉(zhuǎn)過相等的角度，即勻速轉(zhuǎn)動時，也叫做杠桿的平衡，這屬于“動平衡”；

3.杠桿的平衡條件實驗：

（1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。

當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力臂L和L恰好重合，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂示數(shù)大小

了，而圖甲杠桿在傾斜位置平衡，讀力臂的數(shù)值就沒有乙方便。由此，只有杠桿在水平位置平衡時，

我們才能夠直接從杠桿上讀出動力臂和阻力臂的大小，因此本實驗要求杠桿在水平位置平衡；

（2）在實驗過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因為實驗過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母，就會破壞原有的平衡。

知識點03：杠桿分類：

1.省力杠桿：動力臂L＞阻力臂L則平衡時件＜3；

這種杠桿使用時可省力（即用較小的動力就可以克服較大的阻力），但卻費了距離（即動力作用點移動的

距離大于阻力作用點移動的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動的距離大）。

2.費力杠桿：動力臂阻力臂12,則平衡時Fl＞F2；

這種杠桿叫做費力杠桿。使用費力杠桿時雖然費了力（動力大于阻力），但卻省距離（可使動力作用點比

阻力作用點少移動距離）。

3.等臂杠桿：動力臂IF阻力臂L,則平衡時FFFZ；

這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費力，即不省距離也不費距離。

4.既省力又省距離的杠桿時不存在的。

知識點04：定滑輪：

1.滑輪：

(1)定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動的輪子叫滑輪。

(2)特點：因為滑輪可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。

(3)分類：根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動滑輪。

2.定滑輪：

(1)定義：工作時，中間的軸固定不動的滑輪叫定滑輪；如下左圖所示。

(2)實質(zhì)：是個等臂杠桿；(如下中圖所示)

軸心0點固定不動為支點，其動力臂和阻力臂都等于圓的半徑r,

根據(jù)杠桿的平衡條件：FILLFZL?可知F=G,所以不省力。

(3)特點：不省力，但可改變力的方向。

(4)動力移動的距離與重物移動的距離相等：S=h。(如上右圖所示)

知識點05：動滑輪:

1.定義：工作時，軸隨重物一起移動的滑輪叫動滑輪；(如下左圖所示)

2.實質(zhì)：是個動力臂為阻力臂二倍的杠桿；(如下中圖所示)

圖中。可看作是一個能運動的支點，其動力臂L=2r,阻力臂k=r,

根據(jù)杠桿平衡條件：FJLFJ"即FI?2r=F2?r,得出耳=g工，

3.特點：省一半力，但不能改變力的方向。

4.動力移動的距離是重物移動距離的2倍：S=2h(如上右圖所示)

5.說明：

(1)動滑輪在移動的過程中，支點也在不停地移動;

(2)動滑輪省一半力的條件是：動滑輪與重物一起勻速移動；動力B的方向與并排繩子平行；不計動滑輪

重、繩重和摩擦。

知識點06：滑輪組：

1.定義：由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成。

2.特點：可以省力，也可以改變力的方向。

(1)使用滑輪組時，有幾段繩子吊著物體，

提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即：b=物(條件：不計動滑輪、繩重和摩擦)。

(2)如果不忽略動滑輪的重量，貝。：p=L(G物+G滑)

n

3.動力移動的距離s和重物移動的距離h的關(guān)系是：s=nh

使用滑輪組時，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動的距離就是物體移動距離的n倍,

即$=岫。如上圖所示。(n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù))

4.繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：唳=〃咻

5.滑輪組的組裝：

(1)根據(jù)R=』G的關(guān)系，求出動滑輪上繩子的段數(shù)n；

n

(2)確定動滑輪的個數(shù)；

(3)根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個數(shù)。

確定定滑輪個數(shù)的原則是：

一個動滑輪應(yīng)配置一個定滑輪，當(dāng)動滑輪上為偶數(shù)段繩子時，可減少一個定滑輪，

但若要求改變力的作用方向時，則應(yīng)在增加一個定滑輪。

在確定了動、定滑輪個數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇動、偶定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞滑輪。

知識點07：機(jī)械效率：

L有用功（W有）：為了達(dá)到工作目的，必須要做的功。

2.額外功（W額）：對人們沒有用但不得不做的功；

3.總功（W總）：利用機(jī)械做功時，對機(jī)械所做的功叫做總功；

4.說明：

（1）有+W顫

（2）總功、有用功、額外功的單位都是焦（J）o

5.機(jī)械效率：物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率；用符號n表示;

6.公式：7=—

%

7.物理意義：機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能好壞的重要指標(biāo)，機(jī)械效率越高，機(jī)械的性能越好；

8.說明：

（1）機(jī)械效率只有大小，沒有單位；

（2）由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1；

（3）機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示；

（4）對一個機(jī)械來說，機(jī)械效率不是固定不變的，機(jī)械效率反映的是機(jī)械在一次做功過程中有用功跟總功

的比值，同一機(jī)械在不同的做功過程中，有用功不同，機(jī)械效率也會不同。

防真題拔高強(qiáng)化￡

檢測時間：100分鐘試題滿分：100分難度系數(shù)：0.59

?選擇題（共6小題，滿分12分，每小題2分）

1.（2分）（2023?淮安）如圖所示，一根質(zhì)地不均勻的硬棒重心在0點，將硬棒通過繩1懸掛于A點，2、3

為兩個支架，在繩與兩支架的作用下，硬棒水平靜止，此時繩與支架均對硬棒有彈力（繩的形變忽略不

計）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（）

A.僅撤去支架2

B.僅撤去支架3

C.同時剪斷繩1和撤去支架2

D.同時剪斷繩1和撤去支架3

解：繩子只能向上施加拉力，支架只能施加向上的支持力;

A.僅撤去支架2,以1為支點，重力和支架支持力使得杠桿的轉(zhuǎn)動方向相反，可以平衡，故A正確；

B.僅撤去支架3,以1為支點，重力和支架2支持力使得杠桿的轉(zhuǎn)動方向都是順時針，故杠桿不可以

平衡，B錯誤；

C.同時剪斷繩1和撤去支架2,以3為支點，重力使得杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，不可以平衡，故C錯誤；

D.同時剪斷繩1和撤去支架3,以2為支點，重力使得杠桿順時針轉(zhuǎn)動，不可以平衡，故D錯誤。

故選：Ao

2.（2分）（2023?連云港）如圖所示，每個鉤碼的質(zhì)量為50g,在均勻杠桿的A處掛2個鉤碼，B處掛1個

鉤碼，杠桿恰好水平平衡。在A、B兩處再各加1個鉤碼，那么（）

A.杠桿仍水平平衡

B,杠桿的左邊向下傾斜

C.杠桿的右邊向下傾斜

D.將A處的鉤碼向左移動一格，杠桿仍能水平平衡

解：ABC、如圖所示，每個鉤碼的質(zhì)量為50g,重力為G=mg=0.05kgX10N/kg=0.5N,杠桿上每小格的

長度假設(shè)為1cm,

則FA=0.5NX2=IN,LA=lcmX2=2cm,FB=0.5N,LB=lcmX4=4cm,杠桿平衡，貝！|：FAXLA=FBXLB；

在A、B兩處再各加掛一個50g的鉤碼后，F(xiàn)A'=0.5NX3=1.5N,FB'=0.5NX2=1N,LA和LB的長度都

不變，則FA'XLA=1.5NX2cm=3N?cm,FB'XLB=lNX4cm=4N?cm,貝U：FjXLAVFB'XLB,杠桿右邊

下傾，故AB錯誤、C正確；

D、將A處的鉤碼向左移動一格，杠桿左端為：1.5NX3cm=4.5N?cm,杠桿右端為：1NX4cm=4N?cm,左

右兩側(cè)力與力臂的乘積不等，所以杠桿不能水平平衡，故D錯誤。

故選:Co

3.（2分）（2023?泰州）如圖所示，是仿照人的手臂設(shè)計的我國天宮空間站的機(jī)械臂。下列工具使用時與機(jī)

械臂屬于同類型杠桿的是（）

A.夾起食物的筷子B.拔釘子的羊角錘

C.剪鐵絲的鋼絲鉗D.起瓶蓋的開瓶扳手

解：我國天宮空間站的機(jī)械臂是動力臂比阻力臂短的杠桿，是費力杠桿。

A、夾起食物的筷子的動力臂比阻力臂短，屬于費力杠桿，故A符合題意；

BCD、拔釘子的羊角錘、剪鐵絲的鋼絲鉗、起瓶蓋的開瓶扳手的動力臂比阻力臂長，屬于省力杠桿，故

BCD不符合題意。

故選:Ao

4.（2分）（2023?無錫）如圖所示，是《天工開物》中記載的我國傳統(tǒng)提水工具“桔椽”，用繩子系住一根

直的硬棒的0點作為支點，A端掛有重為40N的石塊，B端掛有重為20N的空桶，0A長為L2m,0B長為

0.6m。使用時，人向下拉繩放下空桶，裝滿重為100N的水后向上拉繩緩慢將桶提起，硬棒質(zhì)量忽略不計。

下列說法中正確的是（）

A.向下拉繩放下空桶時桔棒為省力杠桿

B.向下拉繩放下空桶時拉力為20N

C.向上拉繩提起裝滿水的桶時桔棒為費力杠桿

D.向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為40N

解：A、向下拉繩放下空桶時，B端的力為動力，A端的力為阻力，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿,

故A錯誤；

BD、根據(jù)杠桿的平衡條件BL尸F(xiàn)L,杠桿平衡時B端的拉力FB=&石=40NX1.2m=80N,

OB0.6m

放下空桶時，向下拉繩子的力FI=FB-G桶=80N-20N=60N,

裝滿水時，桶和水的總重力G總=0桶+G水=20N+100N=120N,

向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為F2=G總-FB=120N-80N=40N,

故B錯誤，D正確；

C、向上拉繩提起裝滿水的桶時，在A端的力為動力，B端的力為阻力，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠

桿，故C錯誤；

故選：Do

5.（2分）（2023?宿遷）在以“自行車中的物理知識”為主題的小論壇上，小明列舉的以下觀點中錯誤的是

（）

A.輪胎上有花紋一一增大摩擦力

B.用鋁合金做車架一一可減輕車身質(zhì)量

C.剎車把手是杠桿一一可以省力

D.停止蹬車，車仍運動一一車受到慣性作用

解：A.輪胎上有花紋是在壓力一定時，通過增加接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，故A正確；

B.車架為鋁合金材質(zhì)，密度較小，在體積相等的情況下，整車質(zhì)量越小，可減輕質(zhì)量，故B正確；

C.自行車的車把相當(dāng)于杠桿，且動力臂大于阻力臂，所以剎車把手屬于省力杠桿，故C正確；

D.停止蹬車，車還能繼續(xù)向前運動，是因為車具有慣性，慣性是物體本身的一種屬性，不是力，不能說

車受到慣性作用，故D錯誤。

故選：Do

6.（2分）（2023?高新區(qū)一模）滬蘇通長江公鐵大橋開創(chuàng)了世界建橋史上公鐵兩用橋跨度進(jìn)入千米級的篇章。

小明模仿大橋搭建簡易模型。如圖乙所示，其他因素不變，如果只把拉索與橋塔的固定點上移，則可以

（）

圖甲圖乙

A.增加動力B.減小阻力

C.增加動力臂D.增加阻力臂

解：將拉索與橋塔的固定點上移，動力臂增大，阻力臂和阻力不變，

根據(jù)杠桿平衡條件FiLi=Fl2知，動力減小。

故選：Co

二.填空題（共10小題，滿分28分）

7.（2分）（2023?常州）調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿處于水平平衡狀態(tài)。在A點懸掛兩個鉤碼，如圖所示，要使杠

桿水平平衡，需在B點懸掛3個鉤碼。取走懸掛在B點的鉤碼，改用彈簧測力計在C點豎直向上拉，

使杠桿水平平衡，測力計的示數(shù)為0.75No（每個鉤碼重0.5N）

解：

（1）一個鉤碼的重是0.5N,設(shè)杠桿一個小格長度為L,

在A點懸掛2個鉤碼時，根據(jù)杠桿平衡條件可得GAL^GBU,

代入數(shù)據(jù)有：2X0.5NX3L=GBX2L,

解得GB=1.5N,即在B處掛3個鉤碼。

（2）取走懸掛在B點的鉤碼，改用彈簧測力計在C點豎直向上拉，設(shè)測力計的拉力為Fc；

杠桿水平平衡時，根據(jù)杠桿平衡條件可得GAL1=FCLC,

即：2X0.5NX3L=FcX4L,

解得Fc=0.75N?

故答案為:3；0.75?

8.（4分）（2023?海陵區(qū)校級三模）如圖甲所示為桔棒，是古代農(nóng)用工具。橫長桿的一端懸掛重石，另一端

用繩子與汲器（提水的容器）相連。當(dāng)不提水時，橫長桿的懸掛重石端位置較低，橫長桿的汲器端位置

較高當(dāng)要提水時，人用力將汲器往下壓，使汲器下降到水面下并讓水流入汲器（同時捆綁重石的那端位

置上升），當(dāng)汲器裝滿水后，人向上拉動繩子，就可讓懸掛重石端的位置下降，同時將汲器中的水提升。

我們建立如圖乙模型來研究桔棒：假設(shè)橫長桿為一個筆直的輕質(zhì)杠桿，繩子與橫長桿的連接點到支點的

距離L為1m,重石的懸掛點到支點的距離Lz為2m,未裝水的汲器的重力為10N。繩子的重力忽略不計（g

取10N/kg）o

r

（1）使用桔棒提水時，能夠省力，不能省功（選填“也能”或“不能”）;

（2）文中“人用力將汲器往下壓（汲器未接觸水面）”的過程中，若勻速豎直下壓，此時該力大小將」

變（選填"變大”、"變小”或“不變”）；

（3）根據(jù)桔棒的理想模型分析，為實現(xiàn)不提水時，桔棒的重石端位置較低（接觸地面），重石至少0.5

kg；

（4）若裝滿水后汲器的重力為150N,重石的質(zhì)量為3kg,根據(jù)桔棒的理想模型，通過計算分析，人勻速

向上提裝滿水的汲器，借用桔穆提和直接用手提相比可省力60N,

解：（1）由功的原理可知，使用桔棒提水時，能夠省力，但不能省功；

（2）文中“人用力將汲器往下壓”的過程中，若勻速豎直下壓，根據(jù)相似三角形的知識可知阻力臂和動

力臂之比不變，阻力不變，根據(jù)杠桿平衡條件FL=FJz可知此時該力將不變；

（3）根據(jù)杠桿平衡條件可知為實現(xiàn)不提水時，桔棒的重石端位置較低（接觸地面），應(yīng)滿足的條件是G

TTmilc、°汲器L1一IONX1m—匚N石—5N

重石Lz>G汲器Li；貝UG重石〉------------------5N,m重石〉-------------n0.5kg；

L22mg10N/kg

（3）人直接勻速向上提裝滿水的汲器時，汲器處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和汲器的重力是一對平衡力,

則此時人施加的拉力Fi=Gi=150N；

人借用桔椽勻速向上提裝滿水的汲器時，設(shè)人施加的拉力為國,

此時汲器受到豎直向下的重力和豎直向上人施加的拉力、繩子的作用力處于平衡狀態(tài)，

由力的平衡條件可得:Gi=Fz+F繩，則F緘=Gi-F2,

由杠桿的平衡條件可得：G?5L2=FfflLi,即G重石L?=（G「Fz）Li,貝3kgX10N/kgX2m=（150N-F2）X

Im,F2=90N；

則借用桔棒提和直接用手提相比省的力：AF=Fi-Fz=150N-90N=60No

故答案為：（1）不能；（2）不變；（3）0.5；（4）60o

9.（2分）（2023?宜興市模擬）人體很多關(guān)節(jié)可以看作由肌肉和骨骼組成的杠桿模型。如圖所示，人的前臂

可以看成是以肘關(guān)節(jié)為支點的杠桿，當(dāng)手托物件曲肘時，胳膊上的肱二頭肌會對前臂施加一個動力，物

件對前臂施加一個阻力。前臂相當(dāng)于一個費力杠桿,假設(shè)小臂的長度為0.3m,水平托起一個重力

為20N的鉛球,動力臂的長為5cm,則肱二頭肌對前臂拉力為120N（不考慮此杠桿模型自重及摩擦）。

肱二頭肌

解：（1）將人的前臂抽象為一個杠桿，則肘關(guān)節(jié)為支點，肱二頭肌對前臂的拉力為動力，鉛球?qū)θ说膲?/p>

力為阻力。已知動力臂為5cm=0.05m,阻力臂等于前臂長度，為0.3m,動力臂（阻力臂，則該杠桿為費

力杠桿；

（2）根據(jù)杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)XO.05m=20NX0.3m,則F=120N。

故答案為：費力；120o

10.（3分）（2023?鹽城三模）如圖所示，釣魚竿可以看作一個費力（省力/費力/等臂）杠桿，其支點

在釣魚竿與小明右手（左手/右手）的接觸處，若要更加省力，則小明應(yīng)該增大（增大/減?。?/p>

兩只手之間的距離。

解：如圖，在使用釣魚竿時，其支點在釣魚竿與小明右手的接觸處，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，

要使釣起魚時所用的力小一些，由杠桿平衡條件：FIXLI=F2><LZ,要使動力減小，在阻力和阻力臂不變

的條件下，增大動力臂，即應(yīng)使釣魚者兩只手之間的距離增大一些。

故答案為：費力；右手；增大。

11.（3分）（2023?海安市校級一模）如圖是使用手機(jī)和自拍桿自拍時的示意圖，自拍桿可以看作是一個J

力（選填“省力”或“費力”）杠桿（0為支點），已知自拍桿長1m（質(zhì)量忽略不計），手機(jī)對桿豎直向

下的作用力F2=3N,圖中Li=10cm、L2=80cm,則手垂直于桿的動力Fi=24N,拍攝需要伸長自拍桿

時，若保持R的作用點、方向及支點位置不變，則/大小將變大。

手機(jī)

解：由題可知，動力臂為10cm=0.1m,阻力臂為80cm=0.8m,動力臂〈阻力臂，所以自拍桿為費力杠桿。

由杠桿的平衡條件可列式：FL=FzLz,即FIXO.lm=3NX0.8m,解得Fi=24N。

伸長自拍桿時，若保持R的作用點、方向及支點位置不變，則可得阻力不變、動力臂不變、阻力臂變大，

根據(jù)杠桿的平衡條件可得，動力將變大。

故答案為：費力；24；變大。

12.（3分）（2023?宿遷模擬）如圖所示，輕質(zhì)杠桿0A的中點處懸掛重為110N的物體，在A端施加一豎直

向上的力F,杠桿在水平位置平衡，則力F的大小為55N。保持F的方向始終與OA垂直，將杠桿從

A位置勻速提升到B位置的過程中，力F的力臂將不變（選填“變大”“變小”或“不變”，下同），

（1）輕質(zhì)杠桿OA的中點處懸掛重為110N的物體，杠桿在A位置時，動力臂與阻力臂的關(guān)系為L°A=2LC,

GLr1

由杠桿平衡條件可知：FLOA=GLG＞則力F的大小為：F=----=2iX110N=55N；

LOA2

（2）力F的力臂為支點。到力F作用線的垂線段；將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中，保持F

的方向始終與0A垂直，則動力F的力臂都是LOA,即力F的力臂將不變；

在該過程中，動力臂不變，阻力等于物體的重力，即阻力不變，由圖可知阻力臂會變小，所以根據(jù)杠桿

平衡條件可知動力F會變小。

故答案為：55；不變；變小。

13.（3分）（2023?宜興市校級模擬）旅客常使用的拉桿行李箱是省力（選填“省力”、“費力”或“等

臂”）杠桿；如圖所示，行李箱下方安裝了輪子，目的是減?。ㄟx填“增大”“減小”）摩擦；已知

OA=lm,0B=0.2m,行李箱重150N,使行李箱在圖示位置靜止時，施加在端點A的最小作用力F=q

No

解：

（1）由圖知，拉桿行李箱在使用時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿；

（2）小輪子的作用是通過用滾動代替滑動的方法，使摩擦力大大減??；

（3）如圖，在阻力、阻力臂一定時，要求動力最小，動力臂最長。支點到動力作用點的距離作為動力臂

最長，力的方向與動力臂垂直向上，如下圖所示：

G

杠桿平衡條件可得，GX0B=FX0A,

即：150NX0.2m=FXlm,

解得:F=30No

故答案為：省力；減?。?0。

14.（2分）（2023?泗洪縣三模）如圖是搬運泥土的獨輪車，設(shè)車箱和泥土的總重G=1200N,運泥土?xí)r從A

點提起獨輪車把手的力是F,則小新至少要用豎直向上300N的力,才能把獨輪車抬起；在倒泥時要

把車把抬高，若作用在A點的力F始終保持豎直向上，則在緩緩抬高車把的過程中力F的大小不變

（選填“不變"、“變大”或“變小”）。

解：（1）由圖可知動力作用在A點時，支點在輪軸處，因此F的力臂是Li=1.6m,重力的力臂Lz=O.4m；

QT

由FXL1=GXL2得，豎直向上的力為：F=—1=1200NXQ.4m=3OON0

L[1.6m

（2）若作用在A點的力F始終保持豎直向上，則抬起車把的過程中阻力不變、動力臂和阻力臂都變小,

且動力臂和阻力臂的比值不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力F不變。

故答案為：300；不變。

15.（3分）（2023?清江浦區(qū)模擬）如圖所示，是平時常用的兩種工具：扳手和鉆頭。其中扳手在正常使用

過程中相當(dāng)于輪軸（輪軸/斜面），鉆頭在正常使用時相當(dāng)于斜面（輪軸/斜面）。這兩種工具

在正常使用過程具有相同的優(yōu)點是可以省力。

解：（1）扳手在正常使用過程中相當(dāng)于輪軸；

（2）鉆頭上的一圈圈螺紋的長相當(dāng)于斜面的長度，斜面是一種變形的杠桿，輪軸和斜面共同的優(yōu)點就是

能夠省力。

故答案為：輪軸；斜面；可以省力。

16.（3分）（2023?清江浦區(qū)模擬）自行車從發(fā)明到現(xiàn)在經(jīng)過了很多改進(jìn)。如圖所示，1861年法國的米肖父

子發(fā)明前輪大、后輪小，前輪上裝有曲柄和能轉(zhuǎn)動的踏板的自行車，并于1867年在巴黎博覽會上展出。

這種自行車若想提高速度，只需要將前輪（前輪/后輪）做的大（大/小）些，此時人騎車時

踩踏板的力將變大（變大/變小）。

解：由題意知，此自行車前輪部分相當(dāng)于輪軸，動力作用在軸上，因此只需要將前輪做的大一些，就能

提高速度，但此時人騎車時踩踏板的力將變大。

故答案為：前輪；大；變大。

三.作圖題（共6小題，滿分24分，每小題4分）

17.（4分）（2023?南通）如圖，杠桿AOB保持靜止，0為支點，請作出動力R的力臂L和阻力F?。

解：阻力F?的作用點在點B,方向豎直向下；

過支點作力R作用線的垂線段，即可做出力臂如圖所示;

18.（4分）（2023?泰州）工人站在地面上用如圖的滑輪組提升重物，畫出滑輪組的繞繩方式。

郎

1

解：因為滑輪組要求工人站在地面上提升重物，因此，在繞繩時，最終的繩子自由端方向應(yīng)該向下，由

外向內(nèi)畫出繞繩方式，如圖所示，由兩段繩子承擔(dān)物重。

19.（4分）（2023?淮安）如圖所示，。為支點，畫出力F的力臂1。

解：延長力F作出力的作用線，從支點。作力F的作用線的垂線，垂線段的長就是力F的力臂1,如圖

所示：

O

20.（4分）（2023?蘇州）圖中，用直棒提升重物，畫出圖示位置所用最小力儲和阻力F2的力臂以。

□

解：物體對杠桿的拉力為阻力方向豎直向下，反向延長阻力F2的作用線，從支點。向阻力的作用線

作垂線，支點到垂足的距離就是阻力臂120

使杠桿AB靜止時所用最小力的作用點在離支點最遠(yuǎn)的B點，用力方向與0B垂直，這樣動力臂最長（等

于0B）,最省力，動力的方向大致向上；如圖所示:

21.（4分）（2023?漣水縣校級模擬）請畫出圖中杠桿動力臂L的示意圖。

解：延長動力F的作用線，從支點0向動力作用線作垂線，支點到垂足的距離就是力臂L,如圖所示:

22.（4分）（2023?興化市模擬）建筑工人在A處，使用如圖所示的滑輪組提升物體，試在圖中畫出最省力

的繞線方法。

解：由圖可知，繩子端拉力方向向上，要畫出最省力的繞線方法，則繩子首先系在動滑輪的上掛鉤上,

然后依次繞過定滑輪、動滑輪，最終由3根繩子承擔(dān)物重，如右圖所示：

-/////////////////.

A

B

四.實驗探究題（共6小題，滿分36分）

23.（5分）（2023?清江浦區(qū)模擬）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：

（1）如圖a所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向右旋轉(zhuǎn)（左/右）。

（2）如圖b所示，在A位置上掛兩個相同鉤碼，應(yīng)該在B位置掛上1個同樣的鉤碼,才能使杠桿在

水平位置平衡。

（3）如圖c所示，彈簧測力計由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)動，杠桿始終保持水平平衡，則彈簧測力計的示數(shù)

將變大（變大/變小/不變）。

（4）記錄實驗數(shù)據(jù)的表格如表。

次數(shù)動力Fi/N動力臂li/cm阻力臂l/cm

阻力F2/N2

120.110.2

某同學(xué)通過以上實驗操作及數(shù)據(jù)分析，得出杠桿的平衡條件是：動力義動力臂=阻力X阻力臂。你認(rèn)為

他的結(jié)論不可靠（可靠/不可靠），理由是沒有多次實驗，尋求普遍規(guī)律。

解：（1）如圖a所示，杠桿右端偏高，為使杠桿在水平位置平衡，平衡螺母應(yīng)向上翹的右端移動；

（2）設(shè)杠桿的一個小格為L,一個鉤碼重為G,

由杠桿平衡條件可得：2GX2L=nGX4L,

解得：n=l,因此在A處掛1個鉤碼；

（3）若彈簧測力計由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)動時，阻力、阻力臂不變，動力臂逐漸變小，根據(jù)杠桿平衡條

件得，動力逐漸變大，彈簧測力計示數(shù)將逐漸變大；

（4）由表格中數(shù)據(jù)知，只做了1次實驗，測量了一組數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論具有偶然性，不能得出普遍規(guī)律。

故答案為：（1）右；（2）1；（3）變大；（4）不可靠；沒有多次實驗，尋求普遍規(guī)律。

24.（8分）（2023?錫山區(qū)模擬）小華同學(xué)為“探究杠桿的平衡條件”，設(shè)計了如圖所示的實驗。

甲乙丙丁

（1）實驗前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于平衡（選填“平衡”或“非平衡”）狀

態(tài)，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)。

（2）調(diào)節(jié)好杠桿后，為了獲取實驗數(shù)據(jù)，在圖乙、丙兩個方案中，按乙方案進(jìn)行實驗?zāi)芨臃奖?/p>

地測出力臂。

（3）經(jīng)過實驗，得到的數(shù)據(jù)如下表：

實驗序號動力Fi/N動力臂動力臂li/m阻力臂l/m

阻力F2/N2

11.50.101.00.15

21.00.302.00.15

32.00.151.50.20

由數(shù)據(jù)可初步得到的結(jié)論是FlLl=FzL2（用公式表示）。

（4）保持杠桿一直處于水平位置平衡，當(dāng)彈簧測力計由圖乙逐漸旋轉(zhuǎn)至圖丙所示位置時，彈簧測力計的

示數(shù)變大（選填“變小”“變大”或“不變嘰

（5）甲物體靜置在水平地面上時，對地面的壓強(qiáng)為p。。小華將甲物體用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的A端，把質(zhì)

量為m。的乙物體懸掛在杠桿的B端，如圖丁所示，此時杠桿在水平位置平衡且甲物體對地面的壓強(qiáng)為P1,

AO：OB=1：3,。為支點。要使甲物體剛好被細(xì)繩拉離地面，小華設(shè)計了以下兩種方案，請你幫他完成。

方案一：僅將支點。向左（選填“左”或“右”）移動適當(dāng)距離。

方案二：僅增加乙物體的質(zhì)量，則乙物體增加的質(zhì)量為_且型-_。

PQ-P1

解：（1）如圖甲所示，杠桿在此位置靜止，所以此時杠桿處于平衡狀態(tài)；要使它在水平位置平衡，應(yīng)將

杠桿右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；

（2）力臂等于支點到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從

杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，圖乙所示實驗，測力計拉力與杠桿垂直，可以直接從杠桿上讀取測力計拉

力力臂，圖丙所示實驗，拉力與杠桿不垂直，不便于測量測力計拉力力臂，圖乙中豎直向上拉動實驗操

作更方便；

(3)由表中實驗數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)L=FJ2,此時杠桿平衡，由此可得：杠桿平衡條件是：FL=FzLz；

(4)當(dāng)彈簧測力計逐漸由圖乙位置向右傾至圖丙的位置時，彈簧測力計拉力的力臂在減小，根據(jù)杠桿的

平衡條件，彈簧測力計的示數(shù)變大；

(5)方案一：將支點。向左移動適當(dāng)?shù)木嚯x，0A減小，0B增大，由FAXOA=mogXOB可知，鼻變大，當(dāng)

FA=G甲時，甲物體剛好拉離地面；

方案二：甲靜止在地面，GLFLPOS,

如圖丁所示，當(dāng)杠桿在水平位置平衡且甲物體對地面的壓強(qiáng)為6,此時物體對地面的壓力Fi=p￡,杠桿

A端受到的拉力FA=G甲-Fi=p0S-piS,

1rl

由杠桿平衡條件可知，F(xiàn)AXOA=GOXOB,即(poS-piS)Xl=mogX3,則S="3U匕，

PQ-P1

當(dāng)甲物體剛好被細(xì)繩拉離地面時，由杠桿平衡條件可知：

GfpXOA=G,eXOB,

即有PoSXl=(mog+Amg)X3,

-3mng

貝ij：poX---=—=3(mog+Amg),

Po-Pi

所以Am=P11110。

PQ-P1

故答案為：(1)平衡；右；(2)乙；力臂；(3)FL=F12；(4)變大；(5)左；上1上

PQ-P1

25.(5分)(2023?淮安模擬)如圖利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行探究“杠桿平衡條件”的實驗。

(1)實驗中為了方便測量力臂，應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡;若在調(diào)節(jié)過程中，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下

沉，這時應(yīng)將平衡螺母向右(左/右)端調(diào)節(jié)。

（2）如圖甲所示.在杠桿左邊A處掛3個鉤碼.要使杠桿在水平位置平衡，在杠桿右邊B處掛5個

鉤碼（實驗中所用的鉤碼均相同）。

（3）圖乙是利用彈簧測力計做的某次實驗情景，已知杠桿每格長5cm,鉤碼每個重0.5N,請將彈簧測力

計的示數(shù)填入表。

實驗序號動力F/N動力臂L/m阻力F?/N阻力臂Lz/m

13.80.153.00.10

上述實驗數(shù)據(jù)不符合杠桿平衡條件，出現(xiàn)問題的原因是彈簧測力計沒有豎直向下拉。

解：（1）實驗前為方便測量力臂，應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡，將杠桿的中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜

止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時應(yīng)將平衡螺母向右端調(diào)節(jié)；

（2）若每個鉤碼重G,每個小格長L,如圖甲所示，杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件有：nG

X3L=3GX5L,解得n=5,則在B點處應(yīng)掛5個同樣的鉤碼；

（3）已知杠桿每格長5cm,鉤碼每個重0.5N,彈簧測力計每一個大格代表1N,每一個小格代表0.2N,

示數(shù)為3.8No

將彈簧測力計的示數(shù)填入表中，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知FLW&L?,其不符合杠桿的平衡條件，觀察圖乙看

出出現(xiàn)問題的原因是彈簧測力計沒有豎直向下拉，這樣支點到力的作用線的長度不再等于力臂的大?。?/p>

故答案為：（1）水平；右；（2）5；（3）3.8；彈簧測力計沒有豎直向下拉。

26.（7分）（2023?儀征市二模）“探究杠桿的平衡條件”的實驗中；

（1）實驗前，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)如圖甲所示，此時杠桿是平衡狀態(tài)（是/不是），為了使杠桿在水

平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向左調(diào),此時調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡的目的是便于測量力臂；

（2）如圖乙所示，在A點掛2個重力均為0.5N的鉤碼，在B點用彈簧測力計豎直向下拉杠桿，使其在

水平位置平衡，彈簧測力計的示數(shù)為1.5N；

（3）豎直向下拉彈簧測力計，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度（不考慮杠桿重心位置的變化），如

圖丙所示，此過程中，彈簧測力計的示數(shù)不變（變大/變小/不變）；

（4）若要使圖丙狀態(tài)下的彈簧測力計讀數(shù)減小，可將彈簧測力計繞B點順時針（順時針/逆時針）

方向轉(zhuǎn)動一個小角度；

（5）如圖丁，用支點使一根胡蘿卜水平平衡后，沿支點處將胡蘿卜切分為A、B兩部分，其重力分別為

GA、GB,由杠桿原理可知GA大于GB（大于/小于/等于）。

解：（1）靜止和勻速運動的物體都處于平衡狀態(tài)，此時杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以杠桿是平衡狀態(tài)；此時

杠桿左端上翹，所以平衡螺母應(yīng)該向左調(diào)，使杠桿在水平位置平衡，以便后期方便測量力臂。

（2）作用在A點的力Fi=G=2G物屑=2X0.5N=1N。設(shè)杠桿上每一小格長為1,則杠桿在水平位置平衡時，

力Fi的力臂為31,作用在B點的力J的力臂為21。根據(jù)杠桿的平衡條件FJI=F/2可知，lNX31=Fz><

21,解得F2=L5F

（3）豎直向下拉彈簧測力計，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度（不考慮杠桿重心位置的變化的過程

中，根據(jù)幾何知識可知，L與L之比不變，則B與J之