B. F1>F2>F3>G
C. F1=F2=F3=G
D. F1>F2=F3=G
【考点】杠杆的平衡条件
【解析】
利用杠杆平衡条件分析，当阻力和阻力臂不变时，如果动力臂不变，只改动用力方向，其动力不变，据此分析解答．
【解答】
设拉力的力臂为L，则由题意可知，当杠杆在水平位置平衡时：
G×OD=F×L
由此可得：
F=
因为G,OD不变,OD=L=r,故F=G,由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径,相等,故F1=F2=F3=G
故选：
C
5、【题目】用一个动滑轮将重为4N的物体匀速提升1m,拉力大小如图所示,则（）
A.拉力是2.2N
B.有用功是2.2J
C.总功是4.8J
D.机械效率是120%
【考点】功的计算，弹簧测力计的使用与读数，滑轮（组）的机械效率
【解析】
明确弹簧测力计的分度值，可根据指针位置读出测力计的示数；动滑轮绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功．机械效率一定小于1．
【解答】
A.读图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N，故A错误；
B.有用功：
W有=Gh=4N×1m=4J，故B错误；
C.动滑轮绳子的有效股数为2，则绳端移动的距离：
s=nh=2×1m=2m，
拉力做的总功：
W总=Fs=2.4N×2m=4.8J；故C正确；
D.动滑轮的机械效率一定小于1，所以不可能是120%，故D错误。
故选C.
6、【题目】（ 2015• 宜宾）如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为 4m 、 5m ，高度相同．两个工人分别沿斜面向上的拉力 F 甲 、 F 乙 把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等．此过程拉力 F 甲 、 F 乙 所做的功分别为 W 甲 、 W 乙 ，功率分别为 P 甲 、 P 乙 ，机械效率分别为 η 甲 、 η 乙 ．下列说法正确的是（）
A ．F 甲 ：
F 乙 =5 ：
4 B ．W 甲 ：
W乙 =5 ：
4
C ． P 甲：
P 乙 =5 ：
4 D ． η 甲 ：
η 乙 =5 ：
4
【解答】AC
BD :
斜面光滑所以没有摩擦，即不做额外功，由功的原理可知：
沿斜面所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，即 W 有 =W 总 =Gh ．因为两斜面高相同，工件相同，所以 W 甲 ：
=W 乙 =1 ：
1 ；由机械效率 η=
，所以 η 甲 ：
η 乙 =1 ：
1 ．所以 BD 错误；
A 、因为 W 有 =W 总 ，即 Gh=Fs ， F 甲 =
， F 乙 =
，所以 F 甲 ：
F 乙 =5 ：
4 ，故 A 正确；
C 、由 P=
=
=Fv ，沿两斜面拉物体速度大小相等，所以 P 甲 ：
P 乙 =F 甲 ：
F 乙 =5 ：
4 ，故 C 正确．
故选 AC ．
7、【题目】如图所示,质量不计的木板AB处于水平位置平衡,且可绕O点无摩擦转动OA=0.2m,OB=0.5m,在A端挂一个重3N的物体甲,另一重2.5N的小滑块乙在水平拉力作用下,以0.1m/s的速度从O点匀速向右滑动,在此过程中,甲对地面的压力___（选填“变大”、“变小”或“不变”），小滑块在木板上水平滑动的时间为___s.
【考点】杠杆的平衡分析法及其应用，杠杆的平衡条件
【解析】
（1）当乙匀速向右滑动时，力臂OA、G乙不变，G乙的力臂增大，根据杠杆平衡条件得出杠杆A端受到的拉力变化，而甲对地面的压力F压=G甲-FA，据此得出甲对地面的压力大小变化；
（2）要使木板水平平衡，木板A端受到的最大拉力等于甲的重力，根据杠杆平衡条件可得G乙的力臂最大值，再利用速度公式求滑块乙滑动的时间．
【解答】
（1）根据杠杆平衡条件得,FA×OA=G乙×OB，
力臂OA、G乙不变,当乙匀速向右滑动时,G乙的力臂增大,杠杆A端受到的拉力FA增大；甲对地面的压力F压=G甲−FA，所以甲对地面的压力变小；
（2）要使木板水平平衡,木板A端受到的最大拉力FA最大=G甲=3N，
根据杠杆平衡条件FA最大×OA=G乙×OB′，即：
3N×0.2m=2.5N×OB′，解得：
OB′=0.24m，
由v=
得滑块乙滑动的时间：
t=
=
=2.4s.
故答案为：
变小；2.4.
8、【题目】如图所示,用甲、乙两种装置将物体匀速提升相同高度,物体重均为10N,滑轮重均为1N,不计绳重,所用的拉力分别是F1和F2,机械效率分别是：
η1和η2,则F1F2, ,η1η2,.（选填“>”、“<”或“=”）
【考点】机械效率的大小比较
【解析】
定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力但要费距离；机械效率是有用功与总功的比值，在有用功相同时，利用滑轮时产生的额外功越少，机械效率越高．
【解答】
图甲中使用的是定滑轮,图乙中使用的是动滑轮。
根据定滑轮和动滑轮的特点,甲不省力,乙可以省力,不计绳重和摩擦,即F1>F2；匀速提升的是质量相等的物体,若提升高度相同时,所做的有用功相同。
由η=
可知，不计摩擦，使用甲图的定滑轮不用对滑轮做额外功，故机械效率高；使用乙图的动滑轮要对滑轮做额外功，故机械效率低。
由上分析知，A正确。
能力提升
9、【题目】生活中我们经常使用简单机械。
（1）图1是家用手摇晾衣架，A. B两滑轮中属于动滑轮的是___；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F=___N.请你提出一种使用时提高手摇晾衣架机械效率的方法：
___.
（2）如图2所示，已知撬棒AD=1m，CD=BC=0.15m，石头垂直作用在棒上的力是420N，若要撬动石头，则施加在撬棒A点的力至少是___N.
【考点】滑轮组绳子拉力的计算，杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】
（1）①定滑轮和动滑轮的主要区别是：
动滑轮会随物体一起运动，定滑轮不随物体运动；
②由图可以看出连接动滑轮绳子的股数，不计动滑轮重、绳重及摩擦，根据F=
求出静止时绳的拉力；
③在额外功一定时，增加物重可提高机械效率．减轻动滑轮的重也可以提高机械效率；
（2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2的变形公式F1=
可得，在阻力和阻力臂一定时，动力臂L1越大，动力F1越小．
【解答】
（1）A滑轮的轴是固定不动的，是定滑轮，B滑轮的轴与物体一起运动，是动滑轮。
由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=4，不计动滑轮重、绳重及摩擦，
静止时绳的拉力：
F=
=
=30N，
提高手摇晾衣架机械效率的方法有：
增大提升的物重或减小晾衣架重等。
（2）要使施加在撬棒A点的动力最小,应使动力臂L1最大。
当以D为支点,在A点施加垂直AD向上的动力时,动力臂L1=AD=1m，即动力臂为最大值，则动力为最小。
此时阻力F2=420N,阻力臂L2=CD=0.15m，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，施加在撬棒A点的力：
F1=
=
=63N.
故答案是：
（1）B;30;增大提升的物重或减小晾衣架重;
（2）63.
10、【题目】利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前,杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向___（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以直接从杠杆上读出___.
（2）杠杆平衡后，如图乙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，可在杠杆的D点挂___个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡。
（3）保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,绘制了l1−F1的关系图象,如图丙所示。
请根据图象推算,当l1为0.6m时,F1为___N.
【考点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】
（1）调节杠杆在水平位置平衡，左边下沉往右调；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，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；
（2）根据杠杆平衡条件做出解答．
（3）由于此题中的阻力和阻力臂不变，故据杠杆的平衡条件分析即可解决．
【解答】
（1）杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量力臂大小；
（2）设一钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡条件可知：
3G×4L=FD×3L,所以FD=4G，需在D点挂4个钩码；
（3）由于此题中的阻力和阻力臂不变,据F1L1=F2L2可知,利用图象中任意一组数据都能得出,F2L2=F1L1=0.1m×3N=0.3N⋅m；
故若当L1为0.6m时,F1=
=
=0.5N；
故答案为：
（1）右;力臂的大小;
（2）4;（3）0.5.
11、【题目】如下图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。
已知井深 12m ，物体重G=6×10
N ， 汽车重 G 车 =3 × 10 4 N ，汽车匀速拉绳子时的拉力2.2×10
N ，汽车受到的阻力为车重的 0.1 倍。
求：
（ 1 ）将物体 从 井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（ 2 ）滑轮组的机械效率为多少？
（保留一位小数）
（ 3 ）若汽车 运动 的速度为 3m/s ，则将物体由井底拉至井口需要多长时间 ？
（ 4 ）汽车牵引力为多少？
牵引力 的功率为多少？
【考点】机械效率的计算,功的计算,功率的计算
【解析】
由图可知，承担货物重的绳子股数n=3，设提升物体的高度为h，则绳子自由端移动的距离s=3h；
（1）知道拉力大小，利用W=Fs汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功；
（2）总功
（1）中已求出，知道物体重，利用W有=Gh求提升物体所做的有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）汽车运动的速度即绳子自由端移动的速度，利用v物=
v可求，又知井深，再利用速度公式变形可求时间；
（4）根据二力平衡和力的合成求出牵引力的大小，然后利用P=Fv计算拉力做功功率．
【解答】
（1）由图知，n=3，将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：
s=3h=3×12m=36m，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；
（2）W有用=Gh=6×103N×12m=7.2×104J；
滑轮组的机械效率：
η=
=
×100%≈90.9%；
（3）已知汽车运动的速度为v=3m/s，则物体上升速度：
v物=
v=
×3m/s=1m/s，
由v=
得，将物体由井底拉至井口需要的时间：
t物=
=
=12s；
（4）汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
牵引力做功功率：
P=F牵v汽=5.2×103N×3m/s=1.56×104W．
答：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J功；
（2）滑轮组的机械效率为90.9%；
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要12s；
（4）汽车牵引力为5.2×103N，牵引力的功率为1.56×104W．
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