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2021年全國物理中考題分類匯編12—《簡單機械》
一、單選題
1.(2021·江蘇省揚州市)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
2.(2021·浙江省溫州市)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
3.(2021·山東省臨沂市)下列如圖所示的工具，正常使用時省力的是
A. 鑷子 B. 羊角錘
C. 定滑輪 D. 筷子
4.(2021·山東省棗莊市)如圖所示，一根質地均勻的木桿可繞O點自由轉動，在木桿的右端施加一個始終垂直于木桿的作用力F，使木桿從OA位置勻速轉到OB位置的過程中，力F的大小將
A. 先變大，后變小
B. 先變小，后變大
C. 一直是變大的
D. 一直是變小的

5.(2021·河南省)如圖，工人師傅正在使用一根硬棒撬動石頭，使用此硬棒
A. 省力且省距離 B. 省力但費距離 C. 費力且費距離 D. 費力但省距離
6.(2021·湖北省荊州市)2022年冬季奧林匹克運動會主辦城市是北京，北京成為第一個舉辦過夏季奧林匹克運動會和冬季奧林匹克運動會以及亞洲運動會三項國際賽事的城市。在某場館建設中，采用如圖所示的裝置，滑輪組懸掛在水平支架上，工人站在水平地面上，豎直向下拉動繩子自由端，使物體A在5s內勻速上升了1m。已知物體A重400N，該工人重500N，兩個滑輪質量相等，不計滑輪組的繩重和摩擦，滑輪組的機械效率為。關于該過程，下列說法正確的是
A. 水平地面對工人的支持力為300N
B. 動滑輪重為50N
C. 人對繩子拉力的功率為120W
D. 支架受到滑輪組的拉力為850N
7.(2021·湖南省懷化市)下列情境中的杠桿屬于費力杠桿的是
A. 羊角錘拔釘子 B. 起子開瓶蓋
C. 鑷子夾物 D. 鉗子剪導線
8.(2021·湖南省常德市)如圖所示的滑輪組將重10N的物體勻速提升1m，所用時間為2s，作用在繩子末端的拉力F為不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，下列說法中正確的是
A. 所的有用功為6J
B. 動滑輪自重4N
C. 拉力F做功的功率為5W
D. 該滑輪組的機械效率為

9.(2021·廣東省深圳市)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
C. 甲中，動滑輪由兩根繩子吊著
D. 乙中，動滑輪的重力為2N
10.(2021·廣西壯族自治區賀州市)現有若干個規格相同的鉤碼，如圖所示，為了使杠桿在水平位置平衡，應在杠桿的A點掛個鉤碼。





A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
11.(2021·重慶市)如圖所示，老師在課堂上用自制的滑輪組提升重物，將質量為36kg的重物在5s內勻速提升1m。他對繩的拉力F為200N。不計繩重和摩擦，下列判斷正確的是
A. 動滑輪的重力為20N
B. 拉力所做的功為200J
C. 拉力做功的功率為40W
D. 滑輪組的機械效率為
二、多選題（本大題共2小題，共6.0分）
12.(2021·天津市)利用如圖所示的滑輪組先后勻速提升重為200N和150N的物體。已知提升200N的物體時，繩子自由端的拉力為125N，拉力的功率為125W。若兩次物體上升的速度相同，不計摩擦和繩重，則提升重為150N的物體時
A. 機械效率為
B. 機械效率為
C. 拉力的功率為50W
D. 拉力的功率為100W

13.(2021·湖南省衡陽市)如圖所示，一位同學用滑輪組拉著重450N的物體A，使它5s內在水平面上勻速前進1m，水平拉力，若與地面的摩擦力是物重的倍，下列說法正確的是
A. 他做的總功是150J B. 他做的有用功是450J
C. 拉力做功的功率是15W D. 該滑輪組的機械效率是
三、填空題
14.(2021·吉林省)如圖所示，用125N的拉力F，把重力為300N的木箱勻速提升3m，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______ 會繼續向上運動一段距離。
15.(2021·江蘇省泰州市)如圖，小明將一個重為30N的小車從斜面底端勻速拉到斜面頂端，沿斜面向上的拉力為25N，小車沿斜面移動的距離，上升的高度。則小明對小車做的有用功是______ J，斜面的機械效率是______ 。







16.(2021·江蘇省)小紅利用杠桿制成一種多功能桿秤，使用前，杠桿左端低，右端高，她將平衡螺母向______調節，直至杠桿處于水平平衡，她取來質量均為100g的實心純金屬塊a和b、合金塊由a、b的材料組成。她將a掛在A處，且浸沒于水中，在B處掛上100g鉤碼，杠桿恰好處于水平平衡，如圖所示，測得，，則a的密度為______接下來，她分別將b、c掛于A處并浸沒于水中，當將鉤碼分別移至C、D處時，杠桿均水平平衡，測得，，則合金塊c中所含金屬a和金屬b的質量之比為______。
17.(2021·浙江省紹興市)我國古代記錄傳統手工技術的著作天工開物里記載了一種搗谷用的舂，“橫木穿插碓頭，硬嘴為鐵，足踏其末面舂之”，如圖甲所示。若碓頭質量為20千克，不計橫木的重力和摩擦。

圖乙為腳用力向下踩舂時在某一位置的示意圖，O點為支點，為阻力，請在圖中作出阻力臂，此時舂屬于______ 選填“省力”、“等臂”或“費力”杠桿。
若每次碓頭上升的高度為米，1分鐘撞擊臼中的谷粒20次，則人克服碓頭重力做功的功率為______ 瓦。
18.(2021·安徽省)如圖，用滑輪組將一重物豎直向上勻速提升2m，所用拉力，若該過程中滑輪組的機械效率為，則滑輪組對重物做的有用功為______ J。






19.(2021·廣東省)用如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。

20.(2021·海南省)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”。
21.(2021·陜西省)如圖所示，工人師傅用沿斜面向上1000N的推力，將重為2000N的物體從斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長4m、高，則此過程中的有用功為______ J，斜面的機械效率為______ 。使用斜面可以______ 選填“省力”或“省功”。
22.(2021·黑龍江省齊齊哈爾市)杠桿是我們生活中一種常見的簡單機械，如圖所示，輕質杠桿OA可繞O點無摩擦轉動，A點懸掛一個重為20N的物體，B點施加一個豎直向上的拉力F，使杠桿在水平位置平衡，且OB：：1。則 ______ N，此杠桿是______ 杠桿。
四、作圖題
23.(2021·江蘇省蘇州市)圖中利用羊角錘撬釘子，在錘柄上畫出所施加的最小動力F和其力臂l。






24.(2021·四川省成都市)由于土壤松動，一棵珍稀古樹搖搖欲墜。園藝師用繩子將古樹系住，通過山體固定，對古樹展開救助。如圖所示，把古樹視為杠桿，O點為支點，A點為古樹重心位置。請畫出：
古樹受到的重力G的示意圖；
繩子拉力的力臂L。




25.(2021·云南省)在圖中，畫出動力F的力臂L。





26.(2021·青海省)在圖中，畫出杠桿平衡時施加在杠桿上的最小動力的作用點和方向，并畫出所掛重物的繩子對杠桿拉力的力臂。





五、實驗探究題
27.(2021·江蘇省)一根長度為、重為5N的金屬棒AB置于水平地面上，用彈簧測力計始終沿豎直方向拉棒的B端使其緩慢勻速拉起，直至離開地面，如圖甲所示．






在此過程中，彈簧測力計對棒所做的功W與B端離開地面的高度h的關系，如圖乙所示，其中最合理的是______．
在B端拉起的過程中，當時，測力計的示數為3N；由此推斷：金屬棒的重心到A端的距離______m，當時，拉力做的功______J.
若通過彈簧測力計豎直地將置于水平地面上的金屬棒AB的左端A緩慢勻速拉起，當時，測力計的示數______
28.(2021·浙江省湖州市)下列是某科學研究小組探究杠桿平衡條件的實驗過程：本實驗均使用輕質杠桿
實驗1：在直杠桿水平平衡時如圖甲所示進行實驗，記錄多組數據。得出：注：和分別表示支點O到和的作用點的距離。在直杠桿傾斜平衡時如圖乙所示進行實驗，也得到了同樣的結論。

該結論適用于所有平衡時的杠桿嗎？
實驗2：科學研究小組用一側彎曲的杠桿進行如圖丙所示的實驗，移動鉤碼，改變鉤碼數量，記錄數據如表，分析表格數據發現上述結論并不成立，但發現一個新的等量關系，即：______ 。
實驗次數
1
2
3
s和支點到力的作用線的距離這兩個量在研究杠桿平衡條件時，哪個量才是有價值的呢？研究小組的同學觀察到：支點到的作用點的距離與支點到的作用線的距離是相等的。研究小組的同學又進行了實驗。
實驗3：
移動鉤碼，使杠桿______ ，并使杠桿處于平衡狀態。
記錄、、和、、。
改變鉤碼數量，移動鉤碼，記錄杠桿處于平衡時的多組、、和、、。
分析實驗數據，得出彎杠桿的平衡條件。
最后，通過科學思維，得出所有杠桿的平衡條件都是：。杠桿的平衡條件可用于解釋許多杠桿應用，如用圖1方式提升物體比用圖2方式省力，就可用杠桿的平衡條件作出合理解釋。

請回答：
在研究一側彎曲的杠桿時，發現的一個新的等量關系是______ 。
將實驗3中的填寫完整。
“支點到力的作用線的距離”在科學上被稱為______ 。通過探究杠桿平衡條件的實驗，使我們深深認識到建立這一科學量的價值。
用圖1方式提升物體比用圖2方式省力的原因是______ 。
29.(2021·浙江省麗水市)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】
做秤桿：選取一根筷子，在筷子左端選擇兩點依次標上“A”、“B”；
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；
系秤紐：在秤桿的“B”處系上繩子；
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，在秤砣所掛的位置標上“0”；
定刻度：
【交流評價】
桿秤是一種測量______ 的工具；
當在秤盤上放置物體稱量時，秤砣應從“0”刻度向______ 側移動；
步驟標零線的目的是______ ；
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，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，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。
30.(2021·江西省)探究名稱】探究杠桿的平衡條件
猜想與假設】
猜想一：動力動力臂阻力阻力臂
猜想二：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
【設計實驗與進行實驗】
如圖甲所示，應將杠桿兩端的螺母向______ 選填“左”或“右”調節，使杠桿在水平位置平衡。
如圖乙所示，小明同學掛上鉤碼并調節鉤碼的位置，使杠桿水平平衡，記錄的數據如表。
改變鉤碼的______ 和鉤碼的位置重復上述實驗兩次，記錄的數據如表。

實驗次數 動力 OB間距離 阻力 OA間距離
小明 1 5 10
2 10 15
3 10 5
小紅和小明 4 15 10
5 15 10
【分析與論證】
根據小明同學的數據可驗證猜想______ 選填“一”、“二”或“一和二”是正確的。而小紅同學則認為小明同學每組數據中的力臂恰好都等于支點到力的作用點的距離，具有一定的特殊性，還應改變動力或阻力的______ 進行實驗。
于是，小紅同學協助小明同學按圖丙方式進行實驗，獲得表中后兩組數據。綜合分析表中數據可驗證猜想______ 是錯誤的。若要驗證另一種猜想是否正確，必須添加的測量工具是______ 。
通過以上探究，小明同學真正理解了力臂是支點到______ 的距離。
31.(2021·海南省)如圖所示，根據杠桿的平衡條件測量某種液體的密度，所用器材：輕質杠桿自身重力忽略不計、容積為100mL的空桶、重為的物體M、刻度尺、細線。

如圖甲所示，為了使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿右端的平衡螺母向______ 調節；調節杠桿在水平位置平衡的目的是______ 。
把空桶懸掛在A點，物體M懸掛在B點時，杠桿再次在水平位置平衡，測得OA的長度為10cm，OB的長度為20cm，則空桶重為______ N。
若此時，往A點的空桶內注滿某種液體，調節物體M到C點時，杠桿在水平位置重新平衡，測得OC的長度為42cm，則桶內液體的密度為______ 。
32.(2021·甘肅省武威市)學完大氣壓之后，老師布置了用帶掛鉤的塑料吸盤估測大氣壓的大小的實驗，如圖甲所示。小剛實驗小組現有帶掛鉤的塑料吸盤、量程為5N的彈簧測力計、玻璃板。
他們設計了如下實驗步驟：
A.記錄彈簧測力計的示數為F，這就是大氣對吸盤的壓力
B.小剛將蘸水的塑料掛衣鉤的吸盤放在光滑玻璃板上，用力擠壓吸盤
C.用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢向上拉，直至吸盤剛要離開玻璃板
D.測量吸盤與玻璃板接融面的直徑d，計算吸盤與玻璃板的接觸面積
E.根據，計算出大氣壓的大小P

你認為合理的實驗步驟順序應該是______ 選填“”或“”；
：DBACE
：BDCAE
排好序后進行實驗，彈簧測力計控至最大讀數。吸盤仍未脫離玻璃板。若大氣壓按照約為計算，彈簧測力計量程至少要大于______ N；
因為沒有多余的大量程彈簧測力計，小剛運用其它器材結合所學物理知識設計了如圖乙所示方案測量，保持輕桿水平，在吸盤剛要離開玻璃板時，彈簧秤讀數是______ N，可計算出大氣壓值為______ Pa；
他們發現實驗結果明顯比真實氣壓值小，其中的原因可能是______ 。答1條即可
六、計算題
33.(2021·河北省)圖甲是一輛起重車的圖片，起重車的質量為。有四個支撐腳，每個支撐腳的面積為，起重時汽車輪胎離開地面，圖乙是起重機吊臂上的滑輪組在某次作業中將質量為1200kg的貨物勻速提升，滑輪組上鋼絲繩的拉力F為5000N，貨物上升過程中的圖象如圖丙所示。不考慮繩重，g取求：
提升貨物過程中起重車對水平地面的壓強；
拉力F的功率；
提升貨物過程中滑輪組的機械效率。








34.(2021·上海市)杠桿平衡時，動力大小為20N，動力臂為，阻力臂為，求阻力的大小。







35.(2021·安徽省)研究物理問題時，常需要突出研究對象的主要因素，忽略次要因素，將其簡化為物理模型。

如圖甲，一質量分布均勻的杠桿，忽略厚度和寬度，長度不可忽略，用細線將它從中點懸起，能在水平位置平衡。將它繞懸點在豎直面內緩慢轉過一定角度后如圖乙釋放，為研究其能否平衡，可將它看成等長的兩部分，請在圖乙中畫出這兩部分各自所受重力的示意圖和力臂，并用杠桿平衡條件證明杠桿在該位置仍能平衡；
如圖丙，一質量分布均勻的長方形木板，忽略厚度，長度和寬度不可忽略，用細線將它從AB邊的中點懸起，能在水平位置平衡。將它繞懸點在豎直面內緩慢轉過一定角度后如圖丁釋放，木板在該位置能否平衡？寫出你的判斷依據。







36.(2021·山東省菏澤市)如圖所示是一個水位監測儀的簡化模型。杠桿AB質量不計，A端懸掛著物體M，B端懸掛著物體N，支點為O，。物體M下面是一個壓力傳感器，物體N是一個質量分布均勻的實心圓柱體，放在水槽中，當水槽中無水時，物體N下端與水槽的底部恰好接觸且壓力為零，此時壓力傳感器的示數也為零。已知物體N的質量，高度，橫截面積取，。求：
物體N的密度；
物體M的質量；
當壓力傳感器的示數時，求水槽內水的深度h。








37.(2021·山東省棗莊市)如圖所示，工人師傅用150N的拉力，使重為1000N的物體以的速度在地面上沿水平方向做勻速直線運動，已知物體在運動時受到地面的摩擦力為物重的倍。不計繩重及繩與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦。求：
工人師傅拉力的功率；
動滑輪的重；
若物重增大到2000N，則滑輪組的機械效率是多少？








38.(2021·山東省東營市)如圖是某科技小組設計的打撈裝置示意圖，已知被打撈的合金塊密度為，體積為。每個滑輪重100N，繩重和摩擦均忽略不計。水的密度，g取
合金塊下表面距水面5m時，求合金塊下表面所受水的壓強。
合金塊未露出水面時，求合金塊受到的浮力。
完全露出水面后，合金塊在5s內勻速上升了2m，求人的拉力及其功率。







39.(2021·山東省泰安市)如圖所示，甲工人用水平推力推動重為750N的貨物，在水平路面上勻速移動2m至倉庫門口A處，用時10s，此過程中甲工人做功的功率；乙工人接著使用滑輪組拉動該貨物在同樣的路面上勻速移動3m到達指定位置B，拉力為80N。求：

甲工人做的功；
該滑輪組的機械效率。









40.(2021·湖北省武漢市)如圖甲所示，某款國產水陸兩用挖掘機的機械臂可繞O點轉動，這輛挖掘機有兩條履帶，每條履帶內均有1個由合金材料制成的空心浮箱，每個浮箱可視為長方體寬為，高為2m，合金密度為。
某次測試中，質量為60kg的駕駛員駕駛挖掘機，從6m高的平臺沿斜坡向下緩慢行駛20m，到達水平地面。
請在圖乙中畫出挖掘機沿斜坡向下緩慢行駛時，挖掘機對斜坡的壓力的示意圖。
在上述過程中，駕駛員的重力做了多少功？
如圖甲所示，開始時機械臂伸直且靜止，O、A、B三點在同一直線上，，，機械臂和斗鏟整體的重心在A點；機械臂控制斗鏟裝取質量為1t的沙石后，機械臂、斗鏟和伸縮桿緩慢運動到如圖甲所示的位置時靜止，這時機械臂、斗鏟和沙石整體的重心在B點。已知伸縮桿先后兩次對機械臂的支持力支持力垂直于機械臂之比為5：7，則機械臂和斗鏟的總質量是多少？
已知制作每個浮箱時所用合金的體積V與浮箱長度L的關系如圖丙所示，不計履帶排開水的體積和駕駛員的質量，除2個完全相同的浮箱外，挖掘機其余部分的質量為33t。若挖掘機漂浮在水中，2個浮箱浸入水中的深度均不超過，則每個浮箱的長度至少是多少？







41.(2021·湖南省郴州市)如圖所示是小林同學組裝的提升重物的裝置，動滑輪重80N，不計繩重和摩擦。在拉力F的作用下，將重為320N的重物經過20s勻速提升了3m。求：
拉力F的大小；
拉力F做功的功率；
此過程動滑輪的機械效率。







42.(2021·廣東省)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或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10kg，秤砣最遠可移至E點。秤桿和秤鉤的質量忽略不計，AB、BC、BE的長度如圖所示取，求：
提起哪處的秤紐，此秤的稱量最大？
秤砣質量為多少？
當提起C處秤紐稱一袋質量為2kg的荔枝時，D與C之間的距離為多少？







43.(2021·廣東省深圳市)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。取

圖2為圖1中起重機的簡圖，請畫出阻力的力臂
圖3為架橋機的裝置圖，已知箱梁的質量為，體積為，架橋機滑輪組總拉力為，自由端移動距離為25m，將箱梁提升lm。求：
箱梁的密度；
架橋機在此過程中的有用功
架橋機在此過程中的機械效率。







44.(2021·重慶市)小軍發現一個質量為、不吸水的新型圓臺體建筑材料，他只有量程為5N的彈簧測力計，設計了如圖所示裝置進行實驗。重為8N、底面積為的薄壁容器M內盛有的水，容器M置于水平地面，當輕質杠桿在水平位置平衡時豎直向上的拉力F為，此時材料浸沒在水中靜止且未觸底。求：
材料受到的重力；
材料未放入前容器對水平地面的壓強；
材料的密度。







45.(2021·四川省達州市)如圖甲、乙所示，物體M先后浸沒在水和濃鹽水中，用同一滑輪組從兩種液體中將物體M勻速提出水面，拉力F和隨時間t變化的圖像如圖丙所示。不計繩重、摩擦及水的阻力，物體M不吸水、不沾水，。
圖丙中______ 選填“A”“B”曲線表示拉力F隨時間t變化的圖像。
求物體M浸沒在水中受到的浮力。
如果物體M浸沒在水中滑輪組的機械效率為，完全拉出水面滑輪組的機械效率為，浸沒在濃鹽水中滑輪組的機械效率為，已知：：24，：：19，求物體M浸沒在鹽水中的浮力。








46.(2021·四川省遂寧市)創新科技小組用輕質桿設計制作了測量液體密度的工具--密度秤。其中經防腐處理的合金塊重8N，體積，秤砣重2N，秤紐處O到A端長10cm。測量時手提著秤紐將密度秤的合金塊浸沒在待測液體中不接觸容器，調節秤砣位置使秤桿水平平衡，秤砣懸掛處的刻度值為被測液體密度。請解答下列問題：
在底面積為的燒杯內裝入20cm深的待測液體，測量情況如圖，測得OC長34cm。求秤桿A端受到繩子的拉力大小。
點刻度表示的待測液體密度多大？
以上過程中合金塊放入前后，待測液體對燒杯底部壓強變化多少？
請列出秤砣懸掛位置到秤紐O點距離L與待測液體密度的函數關系式，并說明制成的密度秤刻度是否均勻。








七、綜合題
47.(2021·浙江省寧波市)反思是一種良好的學習品質。
一根輕質硬棒AB，在力的作用下能繞固定點O轉動?，F在硬棒AB上施加兩個力和，O點到和的作用線的距離分別為和。小寧認為，只要滿足，則硬棒AB一定保持靜止狀態或勻速轉動。你認為小寧的想法正確嗎？請說出你的理由。
在“動滑輪”實驗中，小寧通過如圖所示裝置進行實驗，得到結論：使用動滑輪勻速提升物體，豎直向上的拉力F小于物重G。小寧思考后認為，即使不計摩擦和繩重，上述結論要成立，物重G和動滑輪重之間也必須滿足一定條件。請你說出這一條件，并予以證明。
48.(2021·湖南省張家界市)黨的十九大報告提出，要建設生態宜居、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。
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？
在這20s的時間內拉力的功率為多少W？
該工人能夠提升的最重的物體約為多少kg？
請你設計另一種最省力的繞線方式，并畫于圖乙中。
利用最省力的方式，提升800N的重物，求繩上拉力的大??？
利用最省力的方式，豎直向上以的速度勻速拉動繩子，求20s物體上升的距離？

答案和解析
1.【答案】C

【解析】解：
A、制作蠟燭蹺蹺板時，選用較細的蠟燭能減小蠟燭的重力帶來的影響，能使蠟燭在水平位置更加穩定，故A錯誤；
B、轉軸位置離蠟燭重心越遠，根據杠桿的平衡條件可知，此時蠟燭容易發生翻轉，故B錯誤；
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，蠟燭的重心變低了，穩度較高，故C正確；
D、為防止蠟燭擺動過大而翻轉，可將蠟燭兩端的上側面削去一些，這樣能降低蠟燭的重心，增大穩度，故D錯誤。
故選：C。
根據杠桿的平衡條件分析；
重心越低，穩度越高。
本題考查了杠桿平衡條件的應用、提高穩度的方法，難度不大。
2.【答案】D

【解析】解：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．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，是圍繞前輪與地面的接觸點轉動，分別作出在ABCD四點施加豎直向上的力并延長，再支點作出垂線，即力臂，如圖所示：

由圖可知最省力的點是D。
故選：D。
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，要使所用的動力最省力，必須使動力臂最長．
本題考查杠桿中最小力的問題，找到動力作用點到支點O的最長動力臂是解決問題的關鍵。
3.【答案】B

【解析】解：A、鑷子在使用時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故A錯誤；
B、羊角錘在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故B正確；
C、定滑輪實質是一等臂杠桿，不省力也不費力，故C錯誤；
D、筷子在使用時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故D錯誤。
故選：B。
結合圖片和生活經驗，判斷杠桿在使用過程中，動力臂和阻力臂的大小關系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。
本題考查的是如何找出動力臂和阻力臂，并對杠桿分類，主要包括以下幾種：省力杠桿，動力臂大于阻力臂；費力杠桿，動力臂小于阻力臂；等臂杠桿，動力臂等于阻力臂。
4.【答案】A

【解析】解：根據杠桿平衡條件分析，將杠桿緩慢地由最初位置拉到水平位置時，動力臂不變，阻力為杠桿的重力，也不變，阻力力臂變大，所以動力變大。
當杠桿從水平位置拉到最終位置時，動力臂不變，阻力不變，阻力臂變小，所以動力變小。
故F先變大后變小。
故選：A。
從支點向力的作用線作垂線，垂線段的長度即力臂。根據杠桿平衡條件分析，力F作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直，即動力臂不變，然后分析阻力與阻力臂的關系，并得出正確結果。
本題是動態平衡問題，考查了學生對杠桿平衡條件的理解和靈活運用。能否正確分析重力的阻力臂與動力臂的大小關系是本題的解題關鍵。
5.【答案】B

【解析】解：由圖可知，使用一根硬棒撬動石頭時，動力臂大于阻力臂，由杠桿的平衡條件知道，此時動力小于阻力，即使用的是省力杠桿，由杠桿原理知道，使用任何機械都不省功，省力杠桿一定費距離，故B正確。
故選：B。
分析動力臂與阻力臂的長度關系，從而判斷它屬于哪種類型杠桿，進而判斷其是否省力和是否省距離。
該題考查杠桿的分類和特點，根據具體情況來判斷，解決此類題的關鍵是判斷動力臂與阻力臂的大小。
6.【答案】D

【解析】解：
A、由圖可知，滑輪組繩子的有效股數，則滑輪組的機械效率：
解得：，
由于人受到豎直向上的支持力、豎直向下的重力以及豎直向上的拉力，則地面對工人的支持力：，故A錯誤；
B、不計滑輪組的繩重和摩擦，由可得，動滑輪的重力：，故B錯誤；
C、繩子自由端移動的距離：，
拉力做的功：，
繩子自由端拉力的功率：，故C錯誤；
D、由兩個滑輪質量相等可知，定滑輪的重力，
則支架受到滑輪組的拉力：，故D正確。
故選：D。
根據圖示滑輪組可知繩子的有效股數，根據表示出滑輪組的機械效率即可求出繩子自由端受到的豎直向下的拉力，即工人受到的拉力，進一步求出水平地面對工人的支持力；
不計滑輪組的繩重和摩擦，根據求出動滑輪的重力；
根據求出繩子自由端移動的距離，根據求出拉力做的功，再利用求出繩子自由端拉力的功率；
根據兩個滑輪質量相等可知定滑輪的重力，支架受到滑輪組的拉力等于3股繩子的拉力加上定滑輪的重力。
本題考查了滑輪組機械效率和功率公式、滑輪組繩子拉力公式的綜合應用等，要注意支架受到滑輪組的拉力等于3股繩子的拉力加上定滑輪的重力。
7.【答案】C

【解析】解：A、羊角錘拔釘子時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；
B、起子開瓶蓋時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；
C、鑷子夾物時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；
D、鉗子剪導線時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。
故選：C。
結合圖片和生活經驗，先判斷杠桿在使用過程中，動力臂和阻力臂的大小關系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。
此題考查的是杠桿的分類主要包括以下幾種：省力杠桿，動力臂大于阻力臂；費力杠桿，動力臂小于阻力臂；等臂杠桿，動力臂等于阻力臂。
8.【答案】D

【解析】解：
A、有用功：，故A錯誤；
B、由圖可知，，不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，拉力，
則動滑輪的重力：，故B錯誤；
C、繩端移動的距離：，
總功：，
拉力F做功的功率：，故C錯誤；
D、滑輪組的機械效率：，故D正確。
故選：D。
知道物體的重和提升的高度，根據求出有用功；
由圖可知，動滑輪上繩子的有效股數；不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，根據求出動滑輪的重力；
根據求出繩端移動的距離，求出總功，利用求出拉力F做功的功率；
滑輪組的機械效率等于有用功與總功之比。
本題考查了功、功率、動滑輪重力、滑輪組機械效率的計算，是一道較為簡單的計算題。
9.【答案】A

【解析】解：由題意可知，不計繩重和摩擦。
由圖甲可知，，則繩端移動的距離，故A正確，C錯誤；
B.由圖乙可知，，繩自由端移動的速度：，
由公式可知，拉力的功率為：，故B錯誤；
D.在圖乙中，由可知，動滑輪的重力：，故D錯誤。
故選：A。
由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據可求出繩端移動的距離；
由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據可求出功率；
由可求出動滑輪的重力。
本題考查了使用滑輪組時動滑輪重力、繩子自由端移動的距離和速度、拉力功率的計算，根據題圖確定n的大小是本題的突破口。
10.【答案】C

【解析】解：設每個鉤碼重為G，杠桿每格長度為L，由杠桿平衡條件得：，則。
故選：C。
由圖示求出動力臂與阻力臂，然后由杠桿平衡條件求出鉤碼的個數。
本題考查了杠桿平衡條件的應用，屬于基礎題。
11.【答案】D

【解析】解：A、物體的重力：；
繩子的有效段數為，不計繩重和摩擦，，
動滑輪的重力：
，故A錯誤；
B、繩子移動的距離為：，
拉力在這5s內做的總功：
，故B錯誤；
C、拉力的總功率：，故C錯誤；
D、用滑輪組提升重360N的物體，使它在5s內勻速上升1m，拉力在這5s內做的有用功：
，
滑輪組的機械效率為：
，故D正確。
故選：D。
根據得出物體的重力，確定繩子的有效段數，不計繩重和摩擦，由得出動滑輪的重力；
根據得出繩子移動的距離，根據得出拉力在這5s內做的總功；
根據得出拉力F的功率；
根據得出滑輪組的機械效率。
本題考查了做功公式和功率公式、滑輪組機械效率公式的應用，明確有用功和總功是關鍵。
12.【答案】BD

【解析】解：由圖可知，，繩子自由端移動的距離為物體移動距離的2倍，
不計摩擦和繩重，提升200N的物體時，則繩子自由端的拉力：，即，解得：，
拉力的功率：，即，解得：，
提升重為150N的物體時，繩子自由端的拉力：，
拉力的功率：，
拉力所做的有用功：，
拉力做的總功：，
滑輪組的機械效率：
。
故選：BD。
由圖可知，，繩子自由端移動的距離為物體移動距離的2倍，不計摩擦和繩重，繩子自由端的拉力：，首先計算動滑輪的重力，進一步計算提升重為150N的物體時繩子自由端的拉力，根據功率公式的變形功率計算物體移動的速度，進一步計算提升重為150N的物體時拉力的功率，根據做功公式分別表示拉力做的有用功和總功，根據機械效率公式計算滑輪組的機械效率。
本題考查了有關滑輪組的特點、功和功率公式以及機械效率公式的應用，明確滑輪組上繩子的有效股數是關鍵。
13.【答案】AD

【解析】解：
由圖可知，，則繩子自由端沿水平方向移動的距離；
由題知，物體受到的摩擦力；
A、拉力F做的總功：，故A正確；
B、有用功為：，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：，故D正確。
故選：AD。
由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據求出繩子自由端沿水平方向移動的距離；根據求出拉力F做的功，根據求出拉力F的功率
由題意可知，據此求出物體受到的摩擦力；根據求出克服摩擦力做的功即為有用功，根據求出滑輪組的機械效率。
本題考查了做功公式、功率公式、機械效率公式的應用，明確有用功和滑輪組繩子的有效股數是關鍵。
14.【答案】? 慣性

【解析】解：木箱的重力是300N，木箱升高的距離是3m，
滑輪組對木箱做的有用功，
動滑輪由三段繩子承擔，則繩子自由端移動的距離，
繩子自由端拉力做功，
滑輪組的機械效率。
滑輪組拉動木箱向上運動，拉木箱的繩子突然斷了，木箱由于慣性會繼續向上運動一段距離。
故答案為：；慣性。
知道木箱的重力和木箱向上移動的距離，根據求出有用功；知道承擔動滑輪繩子的段數，根據求出繩子自由端移動的距離，知道繩子自由端的拉力，根據求出總功，根據機械效率公式求出滑輪組的機械效率。
物體由于慣性保持原來的運動狀態。
本題通過提升木箱考查了有用功、總功、機械效率、慣性等，屬于比較簡單的習題。
15.【答案】18?

【解析】解：小明對小車做的有用功：
；
拉力做的總功：
，
斜面的機械效率為：
。
故答案為：18；。
利用求出有用功；
利用可求出拉力做的功，即總功；斜面的機械效率等于有用功與總功之比。
本題考查了使用斜面時有用功、總功、機械效率的計算，屬于基礎題目。
16.【答案】右? 5? 2：3

【解析】解：
使用前，杠桿左端低，右端高，要使杠桿處于水平平衡，她應將平衡螺母向上翹的右端調節；
將a掛在A處，且浸沒于水中時，在B處掛上100g鉤碼，杠桿恰好處于水平平衡，
由杠桿的平衡條件可得：，
則，
金屬塊a受到的浮力：，
由可得，金屬塊a的體積：
，
則a的密度：；
將b掛于A處并浸沒于水中，鉤碼移至C處時，杠桿水平平衡，
由杠桿的平衡條件可得：，
則杠桿A點受到的拉力：，
金屬塊b受到的浮力：，
金屬塊b的體積：，
則b的密度：；
將c掛于A處并浸沒于水中，鉤碼移至D處時，杠桿水平平衡，
由杠桿的平衡條件可得：，
則杠桿A點受到的拉力：，
合金塊c受到的浮力：，
合金塊c的體積：，
已知合金塊c由a、b的材料組成，
設合金塊c中所含金屬a的質量為m，則金屬b的質量為，
則合金塊c的體積：，
即，
解得：，
所以，合金塊c中所含金屬a和金屬b的質量之比為：
m：：：3。
故答案為：右；5；2：3。
在調節杠桿平衡時，哪端較高，平衡螺母向哪邊調節；
將a掛在A處，且浸沒于水中時，杠桿恰好處于水平平衡，根據杠桿的平衡條件求出A點受到的拉力，根據稱重法求出金屬塊a受到的浮力，根據求出金屬塊a排開水的體積即為a的體積，利用求出a的密度，同理求出b的密度和合金塊c的體積；設合金塊c中所含金屬a的質量可知金屬b的質量，根據表示出合金塊c的體積即可求出金屬a的質量，進一步求出合金塊c中所含金屬a和金屬b的質量之比。
本題考查了杠桿平衡的調節和杠桿平衡條件、稱重法求浮力、阿基米德原理、密度公式的綜合應用，涉及到的知識點較多，綜合性強。
17.【答案】費力? 40

【解析】解：由圖可知，O是支點，從O點向阻力的作用線引垂線，可得阻力臂，如圖所示：

舂在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿。
不計橫木的重力和摩擦，1min內人克服碓頭重力做功：
，
做功功率：
。
故答案為：如圖所示；費力；。
力臂是支點到力的作用線的距離，找到支點、力的作用線，再作支點到力的作用線的垂線段；判斷杠桿的類型可結合生活經驗和動力臂與阻力臂的大小關系來判斷。
利用求人克服碓頭重力做功的功，再利用求做功功率。
本題考查了力臂的畫法、杠桿分類、功和功率的計算。注意畫力臂的方法：一找點支點，二作線力的作用線，點向線作垂線。
18.【答案】320

【解析】解：由圖知，承擔物重的繩子有2段，即，繩子自由端移動的距離，
拉力F做的總功為：
，
由可得滑輪組對重物做的有用功為：
；
故答案為：320。
由圖知，承擔物重的繩子有2段，已知物體上升的距離，可以得到繩子拉下的距離；根據計算拉力F做的總功，再根據機械效率的變形公式計算拉力F所做的有用功。
此題考查了使用滑輪組時總功、有用功的計算，需熟知拉力做的功為總功。
19.【答案】A? 40? 300

【解析】解：
由圖甲可知，，則拉力端移動距離，所以圖乙中上面的傾斜直線A是繩子自由端運動的圖像，而下面的傾斜直線B是物體運動的圖像；
不計繩重和摩擦，拉力，則動滑輪重力：
；
由圖乙可知，時，物體運動的高度，
拉力做的有用功：。
故答案為：A；40；300。
由圖甲可知，，則拉力端移動距離，據此確定圖乙中繩子自由端運動的圖像是A還是B；
不計繩重和摩擦，拉力，據此求動滑輪重力；
由圖乙可知，時，物體運動的高度，利用求拉力做的有用功。
本題考查了使用滑輪組時動滑輪重力、有用功的計算，要利用好關系式：不計繩重和摩擦，拉力。
20.【答案】2? 變大

【解析】解：由圖知，從動滑輪上直接引出的繩子股數為2，則該滑輪組有2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，拉力做的有用功變大，而額外功不變，有用功在總功中所占的比例變大，滑輪組的械效率變大。
故答案為：2；變大。
使用滑輪組時，承擔物重的繩子股數，是指從動滑輪上直接引出的繩子股數；
增大滑輪組機械效率的方法：一是增大提升的物重，二是減小摩擦、減小動滑輪重。
本題考查了使用滑輪組時承擔物重繩子股數的判斷、提升物體重力對機械效率的影響，屬于基礎題目。
21.【答案】3000? ? 省力

【解析】解：此過程所做有用功為：；
所做總功為：；
故機械效率為：；
使用斜面能夠省力，但不能省功。
故答案為：3000；；省力。
根據功的計算公式可求出推力做的功，即總功；再根據求出有用功；然后根據機械效率的計算公式可求出斜面的效率。
使用斜面的好處是能夠省力，使用任何機械都不省功。
熟練運用計算功、機械效率的公式，明確斜面能夠省力的特點，是解答此題的關鍵。
22.【答案】30? 費力

【解析】解：杠桿水平平衡時，A端受到的阻力大小，動力F的力臂為OB，阻力的力臂為OA，由杠桿平衡條件可得：，因為，所以，即杠桿為費力杠桿；
因為，所以，即OB：：3，由可得F的大小為：。
故答案為：30；費力。
杠桿水平平衡時，A端受到的阻力大小，動力F的力臂為OB，阻力的力臂為OA，由杠桿平衡條件可得：，由圖可知，則，即杠桿為費力杠桿；因為，所以，即OB：：3，由可求得F的大小。
本題考查杠桿平衡條件的應用，難度不大。
23.【答案】解：由杠桿平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂可知，在阻力與阻力臂一定時，要使動力最小，就需要動力臂最大。在如圖所示的杠桿中，O為支點，釘子對
錘頭的力為阻力，所以動力F方向應向左，作用在錘柄上端；同時，要使動力臂最大，就要使支點與錘柄上端的連線作為F的力臂垂直動力的作用線，如圖所示：

【解析】由杠桿平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂可知，在阻力與阻力臂一定時，要使動力最小，就需要動力臂最大。
本查考查學生應用杠桿平衡條件解決實際問題，難度一般。
24.【答案】解：重力的方向豎直向下，作用點在古樹的重心上，據此畫出古樹受到的重力G的示意圖；
繩子拉力的力臂為支點到拉力作用線的距離，故從支點O向拉力作用線作垂線即可畫出繩子拉力的力臂L；
圖如下所示：

故答案為：如上圖所示。

【解析】重力的方向豎直向下，作用點在古樹的重心上，據此畫出古樹受到的重力G的示意圖；
繩子拉力的力臂為支點到拉力作用線的距離，故從支點O向拉力作用線作垂線即可畫出繩子拉力的力臂L。
本題考查重力示意圖和力臂的畫法，屬于基礎知識，難度不大。
25.【答案】解：杠桿能繞O點轉動，即O為支點，過O點向動力F作用線作垂線段，即為其力臂L，如圖所示：


【解析】已知支點O和動力F，先畫出動力的作用線，然后過支點向動力作用線作垂線段就得到動力臂L。
本題考查了力臂的畫法，注意力臂為支點到力的作用線的距離，為一垂線段，不是直線。
26.【答案】解：由杠桿平衡條件可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越小；圖中支點在O點，因此OA作為動力臂最長，由圖知動力的方向應該向上，過A點垂直于OA向上做出最小動力的示意圖；
繩子對杠桿拉力作用在杠桿上，方向與重力方向相同，從O點向拉力的作用線引垂線段，垂線段的長即為其力臂。如下圖所示：


【解析】力臂的概念：力臂是指從支點到力的作用線的距離；
杠桿平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越小。
此題考查杠桿最小力的示意圖、力臂的畫法，常考題型，難度一般，解題關鍵是通過杠桿的平衡條件得出：在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越小的結論。
27.【答案】B? ? ? 2

【解析】解：
金屬棒沒離開地面時，金屬棒是在拉力作用下繞著A端被緩慢勻速提起，此時金屬棒是杠桿，支點為A，動力為測力計對金屬棒的拉力，阻力為金屬棒的重力，其中棒長L，設金屬棒的重心離A端距離為d，如圖1；
根據杠桿的平衡條件可得，且由數學知識可得，所以，這一過程中測力計對金屬棒的拉力不變，且。

金屬棒沒離開地面時，測力計對棒所做的功，因不變，所以W和h成正比關系，
當金屬棒AB離開地面后，因豎直勻速提起金屬棒，所以由二力平衡條件可知拉力，測力計對棒所做的功，且此過程中不變，故W和h也成正比關系，但，所以提升相同高度時拉力做功更多，即圖線更陡；
綜上，所以B圖最能表現彈簧測力計對棒所做的功W與B端離開地面的高度h的關系，故應該選B。
當時，金屬棒AB還沒離開地面，假設金屬棒與地面的夾角為，如圖2；

根據杠桿平衡條件，有，
即，
解得，即金屬棒的重心到A端的距離d為。
當時，金屬棒AB已經離開地面，未離開地面時，彈簧測力計示數為3N且不變，
彈簧測力計對棒做的功為：，
金屬棒離開地面繼續上升的高度為：，
離開地面后，彈簧測力計對棒所做的功為克服棒重力做的功：，
故當時，拉力做的功為：；
由可知金屬棒的重心到A端的距離d為，
則金屬棒的重心到B端的距離為：，
若彈簧測力計豎直地將置于水平地面上的金屬棒AB的左端A緩慢勻速拉起時，
當時，金屬棒AB未離開地面，設金屬棒AB與地面的夾角為，如圖3，

根據杠桿平衡條件，有，
即，
解得。
故答案為：；；；。
金屬棒未離開地面時，彈簧測力計對棒所做的功為彈簧測力計對棒的拉力做的功，且B端高開地面的高度h與金屬棒與地面的夾角有關，金屬棒離開地面后，彈簧測力計對棒所做的功為克服棒重力做的功。
由知金屬棒未離開地面，根據杠桿的平衡條件可求得金屬棒的重心到A端的距離d；
由知金屬棒已經離開地面，此時拉力做的功等于金屬棒未離開地面與金屬棒已離開地面做功之和；金屬棒未離開地面時，做的功為彈簧測力計對棒的拉力做的功，金屬棒離開地面后，做的功為克服棒重力做的功。
重心到A端的距離d已知，即可求得重心到B端的距離，由知金屬棒未離開地面，根據杠桿的平衡條件可求得測力計的示數。
此題綜合考查了功的計算和杠桿的平衡條件，難度較大，解題時，要根據提供的條件，判斷金屬棒處于哪個狀態：金屬棒未離開地面金屬棒為杠桿，處于平衡狀態，金屬棒已離開地面拉力做功等于克服金屬棒重力做的功。
28.【答案】? 傾斜或轉動? ? 力臂? 圖1中動力臂是阻力臂的2倍，圖2中動力臂等于阻力臂

【解析】解：根據表格數據知；
根據表格數據知；
本實驗是研究支點到的作用點的距離與支點到的作用線的距離哪個更有價值，所以應該讓著兩者不相等，所以應該讓杠桿傾斜或轉動時，記錄杠桿處于平衡時的多組F、s、l的關系；
科學上把支點到到力的作用線的距離稱為力臂；
圖1中是動滑輪，動力臂是阻力臂的2倍，而圖2中是定滑輪，動力臂等于阻力臂，所以圖1中的動力臂大于圖2中的動力臂，所以用圖1方式提升物體比用圖2方式省力。
故答案為：；
；
傾斜或轉動；
力臂；
圖1中動力臂是阻力臂的2倍，圖2中動力臂等于阻力臂。
根據表格數據分析解答；
根據表格數據分析解答；
根據實驗目的分析解答；
科學上把支點到到力的作用線的距離稱為力臂；
分析兩種滑輪的力臂關系得出結論。
本實驗探究杠桿的平衡條件，但不是常規的考法，有一定的難度。
29.【答案】物體質量? 右? 避免桿秤自身重力對稱量的干擾? 小思

【解析】解：桿秤是一種測量物體質量的工具；
當在秤盤上沒有放置物體時，秤桿在水平位置平衡后，秤砣所掛的位置為“0”；
當在秤盤上放置物體稱量時，由杠桿的平衡條件可知，在秤砣質量和AB不變的情況下，要使秤桿在水平位置平衡，應增大BO的大小，即秤砣應從“0”刻度向右側移動；
圖乙中，B點是支點，當在秤盤上沒有放置物體時，秤砣掛在“0”點與桿秤自重平衡，所以步驟標零線的目的是避免桿秤自身重力對稱量的干擾；
根據杠桿平衡條件可知，桿秤的刻度是均勻的，所以定刻度時，小科的方法比較麻煩，而小思的方法比較簡單，更合理。
故答案為：物體質量；右；避免桿秤自身重力對稱量的干擾；小思。
桿秤利用的是杠桿的平衡條件，通過力臂的大小關系得出物體重和秤砣重之間的關系，進而得出物體的質量與秤砣的質量之間的關系，測量的是物體的質量；
當在秤盤上沒有放置物體時，秤桿在水平位置平衡后，秤砣所掛的位置為“0”；當在秤盤上放置物體稱量時，秤盤的總重力變大，而秤砣質量和AB不變，根據杠桿的平衡條件分析BO大小的變化，從而得出秤砣移動的方向；
秤桿自身重力的重心不是位于B點，所以桿秤需要標零線，即秤砣在“0”點時與桿秤的自重平衡；
根據杠桿平衡條件可知，桿秤的刻度是均勻的，據此進行解答。
本題通過桿秤的制作過程為背景考查了學生對桿秤作用的了解、杠桿平衡條件的應用以及桿秤定刻度方法的評估，從制作步驟中獲取有用的信息是關鍵。
30.【答案】左? 數量? 一和二? 方向? 二? 直角三角板? 力的作用線

【解析】解：【設計實驗與進行實驗】
當杠桿不在水平位置平衡時，我們需要通過調節杠桿兩端的平衡螺母來調平。調平原則為：左高左調，右高右調。本題中，杠桿左端較高，所以需要向左調節平衡螺母，直至杠桿在水平位置平衡。
小明所做的實驗中，阻力是由掛在O點左側的鉤碼提供的，動力是由掛在O點右側的鉤碼提供的，所以阻力左側鉤碼重，動力右側鉤碼重，動力與重力的方向均為豎直向下。分析表格中實驗1、2、3中數據可知，動力與阻力的大小都在變化，這就說明左右兩側所掛鉤碼的數量均在變化。
【分析與論證】小明所做的三次實驗均是在杠桿在水平位置平衡時完成的，這就導致動力臂、阻力臂均在杠桿上，所以我們無法區分動力臂阻力臂與支點到動力阻力的距離，所以根據小明的數據，猜想一、二都可以得到驗證。為了改變這種情況，我們就需要改變動力或阻力的方向，使動力臂阻力臂與杠桿有一定的角度，而不是重合在一起。
分析實驗4、5中的數據我們發現，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，所以我們可以得出結論：猜想二是錯誤的。若要驗證猜想一，我們就需要測出傾斜后的動力或阻力的力臂。為使實驗數據易于處理，即易于求出支點到動力或阻力作用線的距離，我們應使動力或阻力與杠桿成、或。為此，我們需要使用半圓或直角三角板。
若通過他們二人共同實驗得出的數據可以驗證猜想一，則說明動力臂阻力臂為支點到動力阻力作用線的距離。
故答案為：【設計實驗與進行實驗】左；數量。
【分析與論證】一和二；方向；二；直角三角板；力的作用線。
杠桿的力臂是指支點到動力或阻力作用線的距離。
力臂不一定在杠桿上。
若支點在杠桿的中心處，將杠桿調節到水平位置平衡可以消除杠桿自重對實驗的影響。
在探究杠桿平衡的實驗探究題中，大部分杠桿的支點都在杠桿的中心處，這樣我們在調節杠桿水平平衡后，就可以消除杠桿自重對實驗的影響。但是在一些實驗中，會將支點設計在杠桿的左側或右側，這時杠桿的自重將無法忽略。
31.【答案】左? 便于測量力臂的大小? 1?

【解析】解：甲圖中杠桿向右偏，應將平衡螺母向左調，是杠桿在水平位置平衡，這樣的目的是：便于測量力臂的大??；
根據杠桿平衡條件：可得：
，即，；
由杠桿平衡條件得：
，即，；
液體的密度：。
故答案為：左；便于測量力臂的大小；；。
探究杠桿平衡條件時，要使杠桿在水平位置平衡，目的是便于測量力臂的大??；若不平衡應調節平衡螺母，調平原則：左邊比右邊低向右調，右邊比左邊低向左調。
根據杠桿平衡條件：可計算得；
根據杠桿平衡條件：計算，再根據計算液體密度。
本題考查杠桿平衡條件及液體密度的測量，分析清楚題目即可解答。
32.【答案】；；；；吸盤內有空氣；測量吸盤的直徑d有誤差等合理即可

【解析】
【分析】
本題考查大氣壓強測量實驗及壓強的計算公式，屬于?？紝嶒灐?br /> 用吸盤方法測量大氣壓強：將吸盤吸在光滑玻璃板上，排盡吸盤內空氣，為了密封，先將吸盤蘸水；測量吸盤與玻璃板之間的接觸面積；用彈簧測力計拉動吸盤至吸盤剛好離開玻璃板，讀出彈簧測力計示數即為大氣壓力；根據計算壓強值；
由計算壓力；
根據杠桿平衡原理計算吸盤受到的拉力，再根據計算大氣壓強；
用吸盤法測大氣壓測的結果小于真實值可能的原因：吸盤內的空氣無法全部排盡；測量過程中有誤差等。
【解答】
根據可知，要測量大氣壓強，需要測量大氣產生的壓力和受力面積，故選用彈簧測力計測，刻度尺測量長度，根據面積公式計算圓面積；故正確步驟應選；
根據
彈簧測力計讀數：最小刻度為，讀數為；
由杠桿平衡原理可得：吸盤所受拉力為：，
由；
用吸盤法測大氣壓測的結果小于真實值可能的原因：吸盤內的空氣無法全部排盡；測量過程中有誤差等。合理即可
故答案為：；；；；吸盤內有空氣；測量吸盤的直徑d有誤差等合理即可。
33.【答案】解：提升貨物過程中起重車對水平地面的壓力：
，
受力面積：
，
提升貨物過程中起重車對水平地面的壓強：
；
由圖乙可知，滑輪組鋼絲繩的有效股數，
由圖丙可知，貨物在內上升的高度，則鋼絲繩移動的距離：
，
拉力F做的功：
，
拉力F的功率：
；
拉力F在10s內所做的有用功：
，
提升貨物過程中滑輪組的機械效率：
。
答：提升貨物過程中起重車對水平地面的壓強為；
拉力F的功率為；
提升貨物過程中滑輪組的機械效率為。

【解析】提升貨物過程中起重車對水平地面的壓力等于起重車和貨物的重力之和，受力面積等于4個支撐腳的面積之和，利用求出提升貨物過程中起重車對水平地面的壓強；
根據圖乙讀出滑輪組鋼絲繩的有效股數，根據圖丙讀出貨物在內上升的高度，利用求出鋼絲繩移動的距離，利用求出拉力F做的功，再利用求出拉力F的功率；
根據求出拉力F在10s內所做的有用功，利用求出提升貨物過程中滑輪組的機械效率。
本題考查了重力公式和壓強公式、做功公式、功率公式以及滑輪組機械效率公式的應用，要注意提升貨物過程中起重車對水平地面的壓力等于總重力。
34.【答案】解：由杠桿的平衡條件可得，阻力的大小：
。
答：阻力的大小為40N。

【解析】知道動力、動力臂、阻力臂的大小，根據杠桿的平衡條件求出阻力的大小。
題考查了學生對杠桿平衡條件的掌握和運用，屬于基礎題目。
35.【答案】解：由題知，杠桿質量分布均勻，支點在中點，左右兩部分重力，且重心在這兩部分的中點A、B，由A、B分別豎直向下畫有向線段，即兩部分重力示意圖；
由杠桿中點支點畫、作用線的垂線，垂線段分別為兩部分重力的力臂，如圖所示：

圖中，，根據全等三角形知識可知，，
所以：，說明杠桿繞懸點在豎直面內緩慢轉過一定角度后仍能平衡；
長方形木板質量分布均勻，從中點將其分成兩部分，兩部分重力大小相等，找到左右兩部分的幾何中心，即兩部分重心，作兩部分的重力示意圖，并作出它們的力臂，如圖所示：

由圖知，，
則：，
所以木板在該位置不能平衡。

【解析】杠桿質量分布均勻，支點在中點，左右兩部分重力相等。力臂是支點到力的作用線的距離，由此作圖；再證明杠桿仍能平衡；
長方形木板質量分布均勻，從中點將其分成兩部分，找到左右兩部分的幾何中心，即兩部分重心，作兩部分重力的力臂，由圖判斷兩力臂的大小關系，判斷木板能否平衡。
本題考查了重力示意圖、杠桿力臂的作圖以及杠桿平衡條件的應用，正確找到杠桿轉動后力臂的關系是解題的關鍵。
36.【答案】解：；
物體N的密度為：；
水槽中無水時，物體N下端與水槽的底部恰好接觸且壓力為零，此時壓力傳感器的示數也為零，此時杠桿處于平衡狀態，根據杠桿的平衡條件可知：
，則：；
的重力為：；
則A端受到的拉力為：；
根據杠桿的平衡條件可知：，則B端受到的拉力為：；
N的重力為：；
N浸入水中，受到豎直向上的拉力和浮力、豎直向下的重力，則浮力為：；
根據阿基米德原理可知，N排開的水的體積為：；
則N浸入水中的深度即水的深度為：。
答：物體N的密度為；
物體M的質量為16kg；
當壓力傳感器的示數時，水槽內水的深度h為。

【解析】根據N的高度、橫截面積可以求出N的體積，然后根據密度公式求出N的密度；
根據杠桿的平衡條件求出M的質量；
根據求出M的重力，根據壓力傳感器的示數求出M對A端的拉力；根據杠桿的平衡條件求出B端受到的拉力，根據拉力大小與N的重力求出浮力的大小，根據阿基米德原理求出深度。
本題考查了阿基米德原理的應用、杠桿的平衡條件的應用、重力和密度的計算，考查的知識點較多，熟練應用公式是解題的關鍵。
37.【答案】解：
由圖可知，有兩段繩子拉著動滑輪，則繩子的自由端移動的速度為：；
拉力的功率為：；
物體在運動時受到地面的摩擦力為物重的倍，則物體受到的摩擦力為：；
物體在水平面上做勻速直線運動，受到的拉力與摩擦力是一對平衡力，則拉動物體的力；
不計繩重及繩與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦，根據可知，動滑輪的重力為：；
若物重增大到2000N，則水平方向上拉動物體的力為：；
設物體在水平方向上移動的距離為l，則動滑輪上升的高度為l，滑輪組的機械效率為：
。
答：工人師傅拉力的功率為60W；
動滑輪的重為100N；
若物重增大到2000N，則滑輪組的機械效率是。

【解析】首先判定連接動滑輪繩子的段數，據此求出繩子的自由端的速度，根據求出拉力的功率；
根據摩擦力與物體重力的關系求出拉動物體的力的大小，根據求出動滑輪的重力；
物重增大到2000N，據此求出拉動物體的力的大??；然后根據求出滑輪組的機械效率。
本題考查了功率公式和機械效率的計算，明確拉力做的功為總功，克服摩擦力做的功為有用功是關鍵。
38.【答案】解：合金塊下表面所受水的壓強；
因為金屬塊浸沒水中，所以金屬塊排開水的體積：
；
金屬塊所受的浮力：
；
由可得，合金塊的質量，
，
完全露出水面后，人所用拉力，
繩子自由端移動的距離，
人的拉力做功，
拉力的功率。
答：合金塊下表面所受水的壓強為；
合金塊受到的浮力為100N。
人的拉力為250N，其功率為200W。

【解析】由可求得合金塊下表面所受水的壓強；
由于金屬塊浸沒水中，金屬塊排開水的體積等于金屬塊的體積，利用阿基米德原理求金屬塊所受的浮力；
利用密度公式求解合金的質量，然后可求得其重力，完全露出水面后，人所用拉力，已知合金塊上升高度，則繩子自由端移動的距離，由可求得人的拉力做功，由可求得人的拉力的功率。
本題考查了密度公式、阿基米德原理、功的公式的應用，計算時注意：在金屬塊完全露出水面后，人的拉力。
39.【答案】解：由可得甲工人做的功：
；
由可得甲工人的推力：
，
因為貨物在水平路面上被勻速推動，所以貨物受到的推力、摩擦力是一對平衡力，
貨物受到的摩擦力：
；
乙工人使用滑輪組將貨物在同樣的路面上勻速移動3m，
由圖知，，拉力端移動距離，
滑輪組的機械效率：
。
答：甲工人做的功為300J；
該滑輪組的機械效率為。

【解析】知道甲工人做功的功率，利用求甲工人做的功；
利用求甲工人的推力，由于貨物在水平路面上被勻速推動，貨物受到的推力、摩擦力是一對平衡力，大小相等，可求貨物受到的摩擦力；乙工人使用滑輪組將貨物在同樣的路面上勻速移動3m，由圖知，，拉力端移動距離，滑輪組的機械效率。
本題考查了功、機械效率的計算，注意：水平使用滑輪組時克服貨物受到地面摩擦力做的功為有用功。
40.【答案】解：挖掘機對斜坡壓力作用在斜坡與挖掘機接觸處，方向垂直斜坡，由此畫出壓力F的示意圖如圖所示：
；
駕駛員重力，
駕駛員的重力做功；
可將機械臂看成杠桿，O為支點，機械臂和斗鏟整體的重心在A點，其重力當成動力質量為，伸縮桿對機械臂的支持力F看成阻力，其力臂為L，
開始時機械臂伸直在圖甲靜止，由杠桿的平衡條件有：
------
斗鏟裝取質量為1t的沙石后，械臂、斗鏟和沙石整體的重心在B點，仍在圖甲位置靜止，由杠桿的平衡條件有：
------
可得：，且，
所以：，
解得：；
由每個浮箱時所用合金的體積V與浮箱長度L的關系圖象知，V與L是一次函數關系，
則：，
當時，，
當時，，解得：，
所以：，
若挖掘機漂浮在水中，2個浮箱浸入水中的深度均不超過，則每個浮箱的長度至少為L，
由漂浮條件有：，
，
即：，
，
解得：。
答：見上圖；駕駛員的重力做功3600J；
機械臂和斗鏟的總質量是3t；
每個浮箱的長度至少10m。

【解析】壓力是垂直壓在物體表面的力，由此畫出壓力的示意圖；
根據和計算駕駛員的重力做的功；
將機械臂看成杠桿，斗鏟裝沙前面機械臂在甲位置靜止，根據杠桿的平衡條件列式建立方程組，可計算出機械臂和斗鏟的總質量；
先根據圖丙表示出浮箱體積與長度關系式，由題