資源簡介

專題12簡單機械 機械效率
考點解讀 簡單機械是力學部分的最后一個單元。在初中物理教學中重點內容。它包括杠桿和滑輪兩大部分內容。在歷年的中考中本單元內容常見考題題型有選擇題、填空題、作圖題和綜合分析題。教學重點是區分不同類型的杠桿及理解多種滑輪的特點，這也是學生解答復雜杠桿試題和滑輪試題的關鍵，與我們日常生活密切相關；教學難點是杠桿平衡條件在實際解題中的應用，滑輪組機械效率公式的靈活運用。
【母題1】（2023 鹽城）下列屬于省力杠桿的是　　
A．鑷子 B．釣魚竿
C．托盤天平 D．開瓶扳手
【答案】
【分析】結合生活經驗，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。
【解答】解：、鑷子、釣魚竿在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故錯誤；
、天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，不省力也不費力，故錯誤；
、開瓶扳手在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故正確。
故選：。
【母題2】（2023 淮安）如圖所示，一根質地不均勻的硬棒重心在點，將硬棒通過繩1懸掛于點，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
【答案】
【分析】根據支點和支架作用力的方向以及繩子作用力方向和重力方向判斷撤去時，能否滿足杠桿的平衡條件進行判斷。
【解答】解：繩子只能向上施加拉力，支架只能施加向上的支持力；
．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動方向相反，可以平衡，故正確；
．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動方向都是順時針，故杠桿不可以平衡，錯誤；
．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動，不可以平衡，故錯誤；
．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動，不可以平衡，故錯誤。
故選：。
【母題3】（2023 無錫）如圖所示，是《天工開物》中記載的我國傳統提水工具“桔槔”，用繩子系住一根直的硬棒的點作為支點，端掛有重為的石塊，端掛有重為的空桶，長為，長為。使用時，人向下拉繩放下空桶，裝滿重為的水后向上拉繩緩慢將桶提起，硬棒質量忽略不計。下列說法中正確的是　　
A．向下拉繩放下空桶時桔槔為省力杠桿
B．向下拉繩放下空桶時拉力為
C．向上拉繩提起裝滿水的桶時桔槔為費力杠桿
D．向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為
【答案】
【分析】（1）向下拉繩放下空桶時，端的力為動力，端的力為阻力，動力臂小于阻力臂；向上拉繩提起裝滿水的桶時，在端的力為動力，端的力為阻力，動力臂大于阻力臂，根據杠桿的平衡條件，判斷使用時屬于哪種杠桿；
（2）根據杠桿的平衡條件，結合題意，計算杠桿平衡時端的力，放下空桶時，向下的拉力加上桶的重力等于端的力；
向上拉繩提起裝滿水的桶時，端的力加上拉力等于桶和水的總重力。
【解答】解：、向下拉繩放下空桶時，端的力為動力，端的力為阻力，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故錯誤；
、根據杠桿的平衡條件，杠桿平衡時端的拉力，
放下空桶時，向下拉繩子的力，
裝滿水時，桶和水的總重力，
向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為，
故錯誤，正確；
、向上拉繩提起裝滿水的桶時，在端的力為動力，端的力為阻力，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故錯誤；
故選：。
方法技巧 1.杠桿 （1）定義：在物理學中，將在力的作用下可繞固定點轉動的硬棒稱為杠桿； （2）杠桿五要素：支點、動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2。 2.杠桿分類 （1）省力杠桿：，如鍘刀等； （2）費力杠桿：，如鑷子等； （3）等臂杠桿：，如托盤天平。 3.關于杠桿作圖 （1）杠桿力臂作圖“四步法”： （2）求最小動力的技巧 ①動力作用點要選在杠桿上距支點最遠處； ②連接動力作用點和支點(用實線)； ③以動力作用點為垂足，作動力作用點與支點連線的垂線段； ④根據動力和阻力使杠桿轉動的方向相反確定動力的方向。 （3）力臂作圖規范 ①作圖必須用直尺，所作線要直； ②在作力或力臂時，要畫出垂足直角符號； ③力臂用實線，并在兩端加箭頭表示，旁邊需標上字母。
【母題4】（2023 哈爾濱）小麗學習了滑輪的知識后，想利用滑輪組設計一個升降裝置，自己把物體吊上樓來，請你畫出最省力的繞線方式和物體所受重力的示意圖。
【答案】
【分析】承擔物重的繩子段數越多越省力，由此完成最省力的繞線方式，重力的方向豎直向下，作用點在重心。
【解答】解：要使滑輪組最省力，需要承擔物重的繩子段數最多，圖中只有一個定滑輪和一個動滑輪，最多只能有3股繩子，所以繩子要系在動滑輪上面的掛鉤上，依次向外繞線，如圖所示；
過物體的重心，作豎直向下的重力，如圖所示：
【母題5】（2022 廣東）分別使用圖中四種裝置勻速提升同一重物，不計滑輪重、繩重和摩擦，最省力的是　　
A． B． C． D．
【答案】
【分析】由題知，不計摩擦和動滑輪重，先分析所用的是定滑輪、動滑輪還是滑輪組，
若是定滑輪，不省力，；
若是動滑輪，省一半力，；
若是滑輪組，找出拉動動滑輪繩子股數，則。
【解答】解：由題知，不計摩擦和動滑輪重，
、使用的是滑輪組，，。
、使用的是滑輪組，，；
、使用的是定滑輪，；
、使用的是動滑輪，；
由此可知圖中最省力，。
故選：。
【母題6】（2023 自貢）如圖所示，用一根繩子繞過定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執另一端，分別用力、、勻速拉起鉤碼。忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法正確的是　　
A．、、的大小相等 B．最大
C．最大 D．最大
【答案】
【分析】定滑輪的工作特點是：使用定滑輪只能改變力的方向，不能省力。
【解答】解：由圖可知，圖中滑輪是定滑輪，定滑輪不能省力，忽略繩子與滑輪的摩擦，所以、、都與物體重力相等，所以三種拉法所用拉力一樣大，故錯誤，故正確。
故選：。
方法技巧 1.滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉動的輪子叫滑輪。因為滑輪可以連續旋轉，因此可看作是能夠連續旋轉的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。 根據使用情況不同，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。 （2）實質：是個等臂杠桿。 軸心O點固定不動為支點，其動力臂和阻力臂都等于圓的半徑r，根據杠桿的平衡條件可知，因為重物勻速上升時不省力。 （3）特點：不省力，但可改變力的方向。 所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力能得到一個與該力方向不同的力。 （4）動力移動的距離與重物移動的距離相等。 對于定滑輪來說，無論朝哪個方向用力，定滑輪都是一個等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重力G。（不計繩重和摩擦） 3.動滑輪 （1）定義：工作時，軸隨重物一起移動的滑輪叫動滑輪。 （2）實質：是一個動力臂為阻力臂二倍的杠桿。 （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。 對于動滑輪來說：動滑輪在移動的過程中，支點也在不停地移動；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F1的方向與并排繩子平行，不計動滑輪重、繩重和摩擦。 4.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。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（條件：不計動滑輪、繩重和摩擦）。 注意：如果不忽略動滑輪的重量則：。 （3）動力移動的距離s和重物移動的距離h的關系是：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s=nh。 （4）繩子端的速度與物體上升的速度關系：vs=nv。 5.關于滑輪組的繞繩方法 (1)確定承擔物重的繩子的段數，在不計動滑輪重、繩重和摩擦時， ，。 (2)確定繩子固定端位置：滑輪組繞繩，遵循“奇動偶定”原則。 ①當n為奇數時，繩子的起始端應先固定在動滑輪上，然后依次繞過滑輪； ②當n為偶數時，繩子的起始端應先固定在定滑輪上，然后依次繞過滑輪。
【母題7】（2023 北京）用如圖所示的裝置提升重為的物體，動滑輪重為。在卷揚機對繩子的拉力作用下，物體在內豎直勻速上升了。在此過程中，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是　　
A．物體上升的速度為 B．滑輪組的有用功為
C．拉力的功率為 D．滑輪組的機械效率為
【答案】
【分析】（1）已知物體上升的時間和距離，利用速度公式求物體上升的速度；
（2）利用求拉力做的有用功；
（3）由圖知，滑輪組承擔物重的繩子有效股數，不計繩重和輪與軸間的摩擦，拉力；拉力端移動距離，利用求拉力做的總功，再利用求拉力做功的功率；
（4）滑輪組的機械效率等于有用功與總功之比。
【解答】解：
、物體上升的速度為：，故錯誤；
、拉力做的有用功：，故錯誤；
、由圖知，，不計繩重和輪與軸間的摩擦，拉力：；
拉力端移動距離：，
拉力做總功：；
拉力做功功率：，故錯誤；
、動滑輪提升物體的機械效率：。
故選：。
【母題8】（2020 甘孜州）某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每個滑輪重相同）在相同時間內把重物提升相同高度。若和大小相等，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是　　
A．力和做功的功率相同
B．力和做的總功相同
C．兩個滑輪組機械效率一樣大
D．甲滑輪組的機械效率比乙滑輪組高
【答案】
【分析】①使用滑輪組時，手拉繩子自由端做的功是總功；總功與所用時間之比是拉力做功的功率；
②根據已知條件判斷省力情況；利用公式比較滑輪組機械效率。
【解答】解：
由圖知，甲滑輪組中承擔物重的繩子段數，乙滑輪組中承擔物重的繩子段數。
、若重物上升高度為，則兩滑輪組中繩端移動的距離分別為：，；
甲滑輪組中拉力做的總功為，乙滑輪組中拉力做的總功為，
已知，所以，故錯誤；
已知時間相同，由公式知，．故錯誤；
、甲、乙兩滑輪組提升的物重相同，設一個動滑輪的重為，
不計繩重及摩擦，則甲滑輪組的機械效率為：，
同理可得，乙滑輪組的機械效率為：，
所以，故錯誤，正確。
故選：。
【母題9】（2023 鄂州）小剛用如圖所示的滑輪組，將重為的物體勻速提升，已知動滑輪重，不計繩重和摩擦。下列說法正確的是　　
A．拉力為
B．有用功為
C．繩子自由端移動的距離為
D．該滑輪組的機械效率為
【答案】
【分析】（1）圖中使用的滑輪組承擔物重的繩子股數，不計繩重和摩擦，利用求拉力大?。?br/>（2）根據求拉力做的有用功；
（3）由圖知，，則繩子自由端移動距離；
（4）利用求拉力做的總功，利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率。
【解答】解：、由圖可知，；不計繩重和摩擦時，拉力，故錯誤；
、拉力做的有用功：，故錯誤；
、繩子自由端移動距離，故錯誤；
、拉力做的總功：，
滑輪組的機械效率：，故正確。
故選：。
方法技巧 1.有用功：對機械、活動有用的功。 公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總；斜面：W有用= Gh。 2.額外功：并非需要但又不得不做的功。 公式：W額= W總－W有用=G動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）；斜面： W額=fL。 3.總功：有用功加額外功或動力所做的功。 公式： W總=W有用＋W額=Fs= W有用/η；斜面：W總= fL+Gh=FL。 4.機械效率：有用功跟總功的比值。機械效率計算公式： 5.滑輪組的機械效率（不計滑輪重以及摩擦時） （1）滑輪組（豎直方向提升物體）： （G為物重，h為物體提升高度，F為拉力，s為繩子自由端走的距離）。 （2）滑輪組（水平方向拉動物體）： （f為摩擦力，l為物體移動距離，F為拉力，s為繩子自由端走的距離）。 6.斜面的機械效率：
1．（2023 昭通一模）甲、乙兩個滑輪組如圖所示，其中的每一個滑輪都相同，用它們分別將重物、提高相同的高度，不計滑輪組的摩擦，下列說法中正確的是　　
A．若，拉力做的額外功相同
B．若，甲的機械效率大于乙的機械效率
C．若，拉力做的總功相同
D．用甲乙其中的任何一個滑輪組提起不同的重物，機械效率不變
【答案】
【分析】解決此題的關鍵是搞清有用功、額外功、總功之間的關系，并能比較出甲、乙兩圖中所做額外功的大小關系，并能根據公式分析機械效率大小關系。
【解答】解：、甲滑輪組中有一個動滑輪，乙滑輪組中有兩個動滑輪，所以若把物體提升相同的高度，乙滑輪組做的額外功多，故錯誤；
、根據，若，把物體提升相同的高度，則甲乙所做的有用功相同，乙滑輪組做的額外功多，乙做的總功大于甲做的總功，所以甲的機械效率大于乙的機械效率，故正確。
、若，把物體提升相同的高度，則甲乙所做的有用功相同，總功有用功額外功，所以乙做的總功大于甲做的總功，故錯誤；
、用同一個滑輪組提起不同的重物，所做的額外功不變，有用功發生變化，所以有用功在總功中的比值發生變化，所以機械效率會變化，故錯誤。
故選：。
2．（2023 塔城市三模）用4個相同的滑輪組成滑輪組甲和乙，分別勻速提升、兩個物體時，拉力相等。不計繩重和摩擦，若滑輪組甲的機械效率為，則滑輪組乙的機械效率為　　
A． B． C． D．
【答案】
【分析】根據甲圖中滑輪組的機械效率，導出物體的重力和的關系，不計繩重和摩擦，根據滑輪組的特點繩端拉力，導出動滑輪的重力和的關系，導出物體的重力和的關系，根據計算乙的機械效率。
【解答】解：甲圖中，，滑輪組的機械效率為，則物體的重力，
不計繩重和摩擦，圖甲中繩端拉力，則動滑輪的重力，
乙圖中，，繩端拉力，則，
乙圖中滑輪組的機械效率為，故錯誤，正確。
故選：。
3．（2023 石獅市二模）如圖所示，某同學分別用甲、乙兩套滑輪把同一桶沙子從一樓地面勻速提升到二樓。用甲滑輪所做的總功為，機械效率為；用乙滑輪所做的總功為，機械效率為。不計繩重和滑輪的摩擦，下列說法中正確的是　　
A．， B．，
C．， D．，
【答案】
【分析】由圖可知甲是定滑輪，乙是動滑輪；
分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，根據判斷所做有用功的關系；
不計繩重與摩擦，使用定滑輪不做額外功，而使用動滑輪要克服動滑輪重力做額外功，由可判斷所做總功的關系；
然后利用即可比較出二者機械效率的大小。
【解答】解：由圖可知甲是定滑輪，乙是動滑輪，
分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，因物重和提升高度都相同，則根據知所做的有用功相同；
不計繩重與摩擦，則使用定滑輪不做額外功，而使用動滑輪要克服動滑輪重力做額外功，由可知，使用動滑輪做的總功多，即；
因有用功相同，使用動滑輪做的總功多，根據可知動滑輪的機械效率小，定滑輪的機械效率大，即。
結合選項可知，正確，錯誤；
故選：。
4．（2023 天心區校級模擬）如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力，將杠桿緩慢地由位置拉至位置，在這個過程中，力的大小將　　
A．變小 B．不變 C．變大 D．先變大后變小
【答案】
【分析】通過作圖比較、兩位置阻力力臂的長短。然后再通過杠桿的平衡條件來分析動力的變化。
【解答】解：如圖所示：
在杠桿緩慢由到的過程中，動力臂（即拉力的力臂）不變，阻力的大小不變，而阻力臂（即重力的力臂）卻逐漸增大；
由杠桿的平衡條件知：，當、不變時，變大，那么也變大，即拉力在這個過程中逐漸變大。
故選：。
5．（2023 海珠區校級模擬）如圖，重力為質量分布均勻的木棒左端與支點連接，繞轉動時，棒所受的摩擦力可忽略不計。棒重心處受到豎直向上的拉力保持靜止，則　　
A．
B．
C．若為杠桿的動力，為杠桿的阻力，此杠桿為費力杠桿
D．若將豎直拉力移到點棒仍靜止，此時拉力記為，則
【答案】
【分析】（1）根據圖示可知，杠桿受到的動力豎直向下，阻力為杠桿的自重，作用點為點，方向豎直向下，據此可知動力臂與阻力臂的關系，從而得出動力、動力臂、阻力、阻力臂的關系；
（2）杠桿的分類：當動力臂大于阻力臂時，為省力杠桿；當動力臂小于阻力臂時，為費力杠桿；當動力臂等于阻力臂時，為等臂杠桿；
（3）將豎直拉力移到點時，根據圖示可知動力臂的變化，根據杠桿平衡條件可知動力的變化。
【解答】解：、由圖示可知，杠桿受到的動力豎直向下，阻力為杠桿的自重，方向豎直向下，作用點都在點，因此動力臂等于阻力臂，都為，則有：，故，故正確，錯誤；
、若為杠桿的動力，為杠桿的阻力，則動力臂等于阻力臂，因此杠桿為等臂杠桿，故錯誤；
、若將豎直拉力移到點，顯然動力臂變大，阻力和阻力臂不變，由杠桿平衡條件可得，要使棒仍靜止，需減小動力，因此，故錯誤。
故選：。
6．（2023 大連模擬）如圖輕桿（不計杠桿重力），為支點，物重為，，在豎直向上的拉力作用下始終保持平衡狀態。下列說法，正確的是　　
A．圖甲位置，僅增加物重，則拉力變化量與物重變化量之比為
B．圖甲位置時，拉力大小為
C．該杠桿與鑷子類型相同
D．如圖乙保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，拉力不變
【答案】
【分析】（1）利用杠桿平衡的條件表示出拉力變化量與物重變化量的關系，從而進行判斷；
（2）根據杠桿平衡條件可求出拉力的大??；
（3）先判斷圖中杠桿在使用過程中，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；而鑷子使用時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；
（4）如圖乙保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，畫出動力和阻力的作用線，找出動力臂的阻力臂，利用三角形的相似關系，確定動力臂和阻力臂的關系，再利用杠桿平衡條件分析拉力的大小變化情況。
【解答】解：
、圖甲位置時，原來杠桿平衡，則有①，
若僅增加物重，杠桿再次平衡時，有△△②，
②①可得：△△，
所以，，即拉力的變化量與物重的變化量之比為，故錯誤；
、已知物重為，圖甲位置時，，且動力臂為，阻力臂為；
由杠桿平衡條件可得：，
則拉力：，故錯誤；
、根據圖甲可知，動力臂大于阻力臂，因此該杠桿為省力杠桿；而鑷子使用時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，因此它們的類型不同，故錯誤；
、如圖乙，保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，其力臂如圖所示：
為動力臂，為阻力臂，阻力不變為，
因為△△，所以，
由杠桿平衡條件可得，
則；
由此可知保持拉力方向不變，將輕桿勻速提到虛線位置，拉力大小不變，故正確。
故選：。
7．（2023 丹徒區模擬）如圖所示，輕質杠桿可繞點轉動，，用細線將重物懸掛在點，在點作用豎直向上的拉力。則在保持杠桿水平靜止的情況下　　
A．拉力的大小為物重的0.5倍
B．當重物的懸掛點右移時，將增大
C．若改為沿圖中虛線方向施力，將減小
D．若物重減小，的大小將減小
【答案】
【分析】（1）根據杠桿的平衡條件求出拉力的大小；
（2）根據力臂的變化，利用杠桿的平衡條件分析動力的變化；
（3）力臂是指從支點到力的作用線的距離。將拉力沿順時針方向轉動，在轉至虛線位置時，拉力的力臂變??；
（4）根據杠桿的平衡條件分析。
【解答】解：
、由圖可知，，阻力的力臂為動力力臂的2倍，根據杠桿的平衡條件可知，拉力的大小為物重的2倍，故錯誤；
、當懸掛點右移時，動力臂、阻力不變，阻力臂變小，則動力將變小，故錯誤；
、保持杠桿在水平位置平衡，將拉力轉至虛線位置時，拉力的力臂變小，因為阻力與阻力臂不變，由杠桿的平衡條件可知，拉力變大，故錯誤；
、若物重減小，根據杠桿的平衡條件可知，的減小量為，故正確。
故選：。
8．（2023 天山區校級模擬）如圖所示為等刻度的輕質杠桿，在處掛一個重為的物體，若要使杠桿在水平位置
平衡，則在處施加的力　　
A．可能是 B．可能是 C．一定是 D．一定是
【答案】
【分析】根據杠桿平衡的條件和杠桿中最小力的問題進行分析，在點施加的力的方向不同、力臂不同，用力的大小不同，支點與力的作用點的連線為最長力臂時用力最小。
【解答】解：設杠桿每一格長度是，當處的作用力與杠桿垂直時，力臂最大，此時作用力最小，
由杠桿平衡條件可得：，即，解得，
當作用在處的力與杠桿不垂直時，力臂小于，作用力大于，因此要使杠桿平衡，作用在處的力，故錯誤、正確。
故選：。
9．（2015 浙江模擬）如圖所示裝置中，均勻木棒的端固定在鉸鏈上，懸線一端繞過一固定定滑輪，另一端用線套套在木棒上使棒保持水平?，F使線套逐漸向右移動，但始終使木棒保持水平，則懸線上的拉力（棒和懸線足夠長）　　
A．先逐漸變小，后又逐漸變大 B．逐漸變大
C．先逐漸變大，后又逐漸變小 D．逐漸變小
【分析】由圖知，阻力乘以阻力臂是相等的，動力的大小變化要從動力臂的大小變化上得出，所以要畫出幾條典型的情況下的力臂加以分析得出結論。
【解答】解：如圖所示，表示桿的自重，表示桿的重心到端的距離，表示懸線拉力的大小，表示作用于桿上的懸線拉力對點的力臂。
把視為一根可繞端轉動的杠桿，則由杠桿的平衡條件應有：，
由此得：當線套在桿上逐漸向右移動時，拉力的動力、、、經歷了先逐漸變大后又逐漸變小的過程，故懸線的拉力則是逐漸變小后逐漸變大。
故選：。
10．（2023 新吳區校級模擬）我國民俗活動豐富多彩，在立夏時節，有的地方會給孩子稱體重，如圖1所示，冀求孩子健康成長，俗稱“立夏秤人”。如圖2，小孩和籃子的總質量為，調整秤砣的位置，使桿秤處于水平平衡狀態（忽略繩重和桿重），此時，。下列說法不正確的是　　
A．該桿秤一定為費力杠桿
B．該秤砣的質量為
C．要使該桿秤的量程變大，應該換用質量更大的秤砣
D．若換稱質量較小的孩子，當秤桿水平平衡后，秤砣的懸掛點在點左邊
【答案】
【分析】、根據杠桿的省力情況可以分為三類：動力臂大于阻力臂，省力杠桿；動力臂小于阻力臂，費力杠桿；動力臂等于阻力臂，等臂杠桿；
、作用在杠桿點的力等于小孩及秤鉤和所坐籃子的總重力，作用在杠桿點的力等于秤砣的重力，根據杠桿平衡條件和重力公式分析可知孩子及秤鉤和所坐籃子的總質量與秤砣的質量的大小關系；
、由杠桿平衡條件和表示出物體質量的關系式可知，所以要使該桿秤的量程變大，應該換用質量更大的秤砣；
、根據杠桿平衡條件分析若換稱下一個體重較小的孩子，秤砣和籃子等都不變，仍在點提起桿秤，調到水平平衡后秤砣的懸掛點應在什么位置。
【解答】解：
、使用桿秤時，動力臂大于阻力臂，省力，所以桿秤是省力杠桿，故錯誤；
、作用在杠桿點的力等于孩子及秤鉤和所坐籃子的總重力，作用在杠桿點的力等于秤砣的重力，根據杠桿平衡條件可得，，解得；故正確；
、由杠桿平衡條件可得：，即，所以要使該桿秤的量程變大，應該換用質量更大的秤砣，故正確；
、因為，所以孩子及秤鉤和所坐籃子的總重力大于秤砣的重力，根據可知孩子及秤鉤和所坐籃子的總質量大于秤砣的質量，若換稱下一個體重較小的孩子，秤砣和籃子等都不變，則作用在杠桿點的力變小，動力臂不變，作用在杠桿點的力不變，根據杠桿平衡條件可知阻力臂會變小，所以調到水平平衡后秤砣的懸掛點應在點左邊，故正確。
故選：。
11．（2023 文山市一模）如圖所示，當人手握鉛球向上運動時，肌肉產生的力使前臂骨骼繞肘關節轉動。下列所示的杠桿中，與人的前臂屬于同種杠桿的是　　
A．釣魚竿釣魚 B．開瓶器開瓶蓋
C．核桃夾夾核桃 D．天平測質量
【答案】
【分析】結合圖片和生活經驗分析動力臂和阻力臂的大小關系，當動力臂大于阻力臂時，是省力杠桿；當動力臂小于阻力臂時，是費力杠桿；當動力臂等于阻力臂時，是等臂杠桿。
【解答】解：由圖可知，當人手握鉛球向上運動時，人的前臂相當于杠桿，其動力臂小于阻力臂，是費力杠桿。
、釣魚竿釣魚時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故符合題意；
、開瓶器開瓶蓋時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故不合題意；
、核桃夾在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故不合題意；
、天平測質量，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故不合題意。
故選：。
12．（2023 墨玉縣模擬）如圖，是杠桿，與桿垂直，在的中點掛一個的重物，加在點的動力使在水平位置保持靜止（杠桿重力及摩擦均不計），則　　
A．該杠桿一定是省力杠桿
B．該杠桿一定是費力杠桿
C．作用點在點的最小動力等于
D．作用點在點的最小動力小于
【答案】
【分析】（1）由圖可知，阻力臂是確定的，即圖中支點到重力作用點的距離，但我們只知道動力的作用點在點，不知道動力的作用方向，所以也就不知道動力臂的大小，所以也就無法比較動力臂和阻力臂的大小關系，所以無法確定它是哪種杠桿。
（2）由杠桿平衡條件可知，在阻力和阻力臂都一定的情況下，動力臂越長則動力越小。支點與動力作用點之間的連線就是最長的動力臂，與這條動力臂垂直的力即為最小動力。
根據杠桿平衡條件求出最小的動力。
【解答】解：（1）因無法確定動力臂的大小，所以無法確定它是哪種杠桿，故和錯誤；
（2）加在點的動力與垂直向上時，動力作用線和杠桿垂直，支點與動力作用點之間的連線就是最長的動力臂，此時動力最小。因為點是中點，所以。
根據杠桿的平衡條件，此時的最小動力，故錯誤，正確。
故選：。
13．（2023 蒙城縣模擬）如圖，工人把一罐裝滿油的油桶由水平位置勻速提起到甲圖所示的位置。圖乙是工人抬油桶的簡化示意圖，整個過程中，力始終豎直向上。下列說法正確的是　　
A．抬油桶時小車相當于費力杠桿
B．抬油桶時逐漸變大
C．抬油桶時力臂變大、變小
D．抬油桶時大小不變
【答案】
【分析】根據動力臂和阻力臂的大小關系分析杠桿的類型；
若始終豎直向上，動力和阻力的方向不變，根據相似三角形的性質可知動力臂和阻力臂之比不變，阻力大小不變，根據杠桿平衡條件可知所用力的大小變化。
【解答】解：、在使用過程中，動力臂大于阻力臂，為省力杠桿，故錯誤；
、由圖可知為支點，若對點施加的力始終豎直向上，油桶圍繞支點勻速轉動到如圖乙所示位置，動力和阻力的方向不變，根據相似三角形的性質可知動力臂和阻力臂之比不變，阻力大小不變，根據杠桿平衡條件可知所用力的大小不變，故正確、錯誤。
故選：。

展開更多......

收起↑