D.F1=G
答案:
B
解析:
设动力臂为L2,杠杆长为L（即阻力臂为L）;由题图可知,F2与杠杆垂直,因此其力臂为最长的动力臂,由杠杆平衡条件可知F2为最小的动力,则F1>F2,故A错误、B正确;用力F2使杠杆在水平位置保持平衡时,由杠杆平衡条件可得:
F2·L2=G·L,由图知L2G;故C错误;因为F1>F2,F2>G,所以F1>F2>G,故D错误。
3.（2017广东深圳）下列图中的简单机械,不能省力但能省距离的是（ ）
答案:
C
解析:
自行车的脚踏装置实质是轮轴,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,但费距离;盘山公路实质是利用的斜面,省力但费距离;用船桨划水时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离;动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,能省力但费距离。
所以选项C符合题意。
4.
（预测题）建筑工人用如图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的
。
在此过程中,下列说法正确的是（ ）
A.绳子自由端沿水平方向移动了6m
B.绳子自由端沿水平方向移动的速度为1.5m/s
C.物体受到的拉力为750N
D.物体受到的拉力为600N
答案:
D
解析:
由题图可知,n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nsA=2×2m=4m,绳子自由端沿水平方向移动的速度v=
=1m/s,故选项A、B错误;物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,则物体受到的拉力FA=Ff=0.4G=0.4×1500N=600N,故选项C错误,D正确。
二、非选择题（共44分）
5.（12分）如图甲所示,定滑轮 省力,但能改变 ;如图乙所示方式拉动旅行箱时,它相当于一个 杠杆;如图丙所示,用动滑轮提升重物,使用动滑轮的好处是 ,若物体重为4N,不计绳重及摩擦,测力计示数为 N,动滑轮重力为 N。
答案:
不 力的方向 省力 可以省力 2.4 0.8
6.（4分）（2017甘肃兰州）如图所示为某街道路灯悬挂的情境图。
画出斜拉钢丝对横杆拉力F的示意图和对应的力臂L。
答案:
如图所示
7.（4分）（2018黑龙江齐齐哈尔）如图所示的杠杆（自重和摩擦不计）,O是支点,A处挂一重为50N的物体,为保证杠杆在水平位置平衡,在中点B处沿 （选填“F1”“F2”或“F3”）方向施加的力最小,为 N。
答案:
F2 100
解析:
为使拉力最小,动力臂要最长,拉力F的方向应该垂直杠杆向上,即竖直向上,即F2;动力臂OB最长,杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件:
F2·OB=G·OA,由于OA是OB的二倍,所以F=2G=100N。
8.（4分）（2018四川凉山州）用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物,请在图中画出最省力的绕法。
答案:
9.（9分）（2018广西梧州）如图所示,将质量为6kg,边长为0.1m的正方体合金块,用细线挂在轻质杠杆A点处,在B点施加与杠杆垂直的力F1时,杠杆在水平位置平衡,其中OB=3OA（g取10N/kg）。
求:
（1）合金块的重力;
（2）合金块的密度;
（3）拉力F1的大小。
答案:
（1）60N
（2）6×103kg/m3 （3）20N
解析:
（1）合金块的重力:
G=mg=6kg×10N/kg=60N;
（2）正方体合金块的体积:
V=L3=（0.1m）3=10-3m3;
合金块的密度:
ρ=
=6×103kg/m3;
（3）已知OB=3OA,
根据杠杆的平衡条件可得:
F1·LOB=G·LOA,
代入数据得F1=20N。
10.
（11分）（2018内蒙古呼和浩特）如图所示,用甲、乙两种滑轮组,分别匀速竖直向上提升同一重物,从相同位置开始提升至同一高度处,求:
（1）若不计绳重,滑轮重及摩擦,两次拉力F1和F2之比;
（2）若不计绳重及摩擦,重物质量为400g,动滑轮质量为100g,匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。
答案:
（1）3∶2
（2）80%
解析:
（1）由题知,甲图中,接在动滑轮上的绳子段数n1=2,乙图中,接在动滑轮上的绳子段数n2=3,
若不计绳重、滑轮重及摩擦,则拉力F=
G,
两次拉力F1和F2之比:
F1∶F2=
G∶
G=
=3∶2;
（2）重物的重力:
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N。
动滑轮的重力:
G轮=m轮g=0.1kg×10N/kg=1N,
不计绳重及摩擦时,滑轮组的机械效率η=
由于两装置中物重和动滑轮重均相同,
所以甲、乙两装置的机械效率:
η1=η2=
×100%=80%。
能力提升
一、选择题（每小题5分,共15分）
1.
（2017四川宜宾）指甲刀是生活中常用的小工具,如图所示,它包含三个杠杆,关于这三个杠杆的说法正确的是（ ）
A.一个省力杠杆,两个费力杠杆
B.一个费力杠杆,两个省力杠杆
C.三个都是省力杠杆
D.三个都是费力杠杆
答案:
A
解析:
杠杆ABC,支点是B,动力臂大于阻力臂,是一个省力杠杆;杠杆OBD和OED,支点是O,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故选项A正确。
2.（2018贵州贵阳）人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确的是（ ）
A.筷子可以省距离
B.所有剪刀都一定省力
C.定滑轮可以省力
D.撬棒越短一定越省力
答案:
A
解析:
用筷子夹菜时,动力臂小于阻力臂,所以是一个费力杠杆,费力但省距离,故A正确;理发用的剪刀,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B错误;定滑轮在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力,故C错误;撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,在其他条件不变时,省力的多少取决于动力臂的长短,撬棒越短,动力臂越小,越费力,故D错误。
3.
（2017浙江宁波改编）如图所示,用同一个动滑轮先后提升同一物体,使物体以相同的速度匀速上升相同的高度,所用的力分别是F甲和F乙。
若不计摩擦、动滑轮重和绳重,则F甲、F乙的大小正确的是（ ）
A.F甲=F乙B.F甲=2F乙
C.F甲=4F乙D.F甲=
F乙
答案:
C
解析:
由题知,两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重,提升物体的重相同。
甲图,拉力作用在动滑轮的轴上,费一倍的力,即F甲=2G;乙图,拉力作用在绳子自由端,省一半的力,即F乙=
G,故F甲=4F乙,故选项C正确,选项A、B、D错误。
二、非选择题（共25分）
4.（3分）（2018贵州六盘水）开瓶时使用的开瓶器,可以简化成不计重力的省力杠杆（如图所示）,O为支点。
若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直,且AO=6cm,BO=1cm,F1=25N,则F2= N。
答案:
150
解析:
由杠杆的平衡条件得:
F1L1=F2L2
代入数据得F2=150N
5.（4分）（2018四川广安）如图所示,AB是能绕B点转动的轻质杠杆,在中点C处用绳子悬挂重为100N的物体（不计绳重）,在A端施加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡,则拉力F= N。
若保持拉力方向始终垂直于杠杆,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
答案:
50 减小
解析:
杠杆在水平位置保持平衡,由F1L1=F2L2可得,拉力的大小:
F1=50N。
若将A端缓慢向上提升一小段距离,则阻力臂L2将变小,阻力G不变,即F2L2变小,因为拉力方向始终垂直于杠杆,所以动力臂不变,L1始终等于BA,根据F1L1=F2L2可知F1变小,即拉力F将减小。
6.（12分）（2018黑龙江）小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
（1）若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。
（2）在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。
（3）在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂,多次实验并把数据记录在表格中。
次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
多次实验的目的是 。
（4）小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 。
（5）杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂 个钩码。
（6）如图丙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
答案:
（1）右
（2）便于测量力臂 （3）使结论具有普遍性 （4）F1L1=F2L2 （5）6 （6）变大
解析:
（1）若实验前杠杆如图甲所示,左端下沉,右端上翘,可将杠杆两端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
（2）实验时让横杆AB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,可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响;
（3）探究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律,使结论具有普遍性。
（4）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是F1L1=F2L2;
（5）设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:
FALA=FBLB,
即4G×3L=FB×2L,解得FB=6G,需挂6个钩码;
（6）如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了,就会使得拉力变大,故弹簧测力计的示数将变大。
7.（6分）（2017内蒙古呼和浩特改编）图甲所示为大刚同学两手做俯卧撑时的示意图,他的身体可视为杠杆,如图乙所示,O点为支点,A点为重心,已知每只手所受的支持力大小为200N,求:
该同学的质量。
（g取10N/kg）
答案:
60kg
解析:
每只手所受的支持力大小为200N,则该同学所受支持力为F=2×200N=400N,
由杠杆平衡条件:
F×L1=G×L2,即400N×1.5m=G×1m,解得该同学的重力G=600N,
则该同学的质量:
m=
=60kg。
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