C．F1力臂小于s1 D．F2方向沿OO’线向下
例5.（2015年山东济南，第22题）为了探究杠杆的平衡条件.物理老师带来了一个自制枉杆以AB。
从其上找一点C用支架支起来，如图所示，当小强依次在枉杆上的
'等各点施加一个向下的力时。
发现越来越容易提起水桶。
根据这一实验现象大家提出的以下四个问题.其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（）
A.水桶重和位置不变.杠秆平衡时.为什么施力点离支点越远就越省力?
B.水桶重和位置不变.杠杆平衡时.动力和动力臂之问存在着怎样的关系?
C.阻力和阻力臂不变.杠杆平衡时.动力和动力臂之问存在着怎样的关系?
D.杠杆平衡时.动力和动力臂、阻力和阻力臂之问存在着怎样的关系?
例6.（2015山东滨州，第9题）根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能．要剪断铁丝等较硬的物体，下图中的4种剪刀应选择（）
例7.（2015山东威海，第8题）如图5是吊车起吊货物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起．下列说法正确的是（ ）
A．吊臂是一省力杠杆，但要费距离
B．吊臂是一个费力杠杆，但可以省功
C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小
D．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐变小
例8.（2015江苏常州，第11题）如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆（）
A．一定是省力杠杆B．一定是费力杠杆
C．一定是等臂杠杆D．以上情况都有可能
例9.（2015湖北宜昌，第26题）如图9所示，当用指甲剪剪指甲时，指甲剪可以看成多个杠杆的组合，请在图中画出剪指甲时其中一个杠杆DBE的动力臂L1和阻力F2
例10.（2015湖北襄阳，第34题）（2分）如图，在B端加一最小的力FB，使杠杆平衡，画出此力的方向，并画出FA的力臂。
例11.（2015山东莱芜，第21题）杠杆在力F1、F2的作用下处于平衡状态，O为支点，L2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图。
例11.（2015江西，第23题）探究杠杆
的平衡条件
【提出问题】如图18所示，是一种常见的杆秤．此时处于水平位置平衡．
发现一：
小明在左何挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉．他认为
改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的来实现；
发现二；接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡。
说明通过改变的长短也可以改变杠杆的平衡．
那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢?
【制定计划与设计实验】
实验前，轻质杠杆处于如图19所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是
【实验结论】
如图20所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是，
【拓展应用】如图21所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），此杠杆的支点是图中的点，假如托起6N的重物，请你根据图21所示，估算出手臂要用的动力大约是N
考点二滑 轮
命题点：
（1）定滑轮的特点；
（2）动滑轮的特点；（3）滑轮组在生活中的应用．
例1（2015·汕尾）如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（ ）
例2.（2015四川眉山，第59题）59.如图所示，在A处或B处的虚框内添加一个滑轮，利用三个滑轮组成的滑轮组，要求使用时最省力。
添加滑轮并完成滑轮组绕法。
例3.（2015湖北荆州，第23题）如图所示，婷婷同学用12N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B相对于地面静止，弹簧测力计的示数为2N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的是（）
A．B受到的摩擦力大小为2N，方向为水平向左
B．木板A受到地面的摩擦力大小为2N，方向水平向左
C．拉力F做功的功率为1.2W
D．在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也将增大
考点三机械效率
命题点：
（1）有用功、总功、额外功的区别；
（2）机械效率的相关计算．
例1（2015·武汉）如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
例2（2015·黑龙江）如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10s，若在此过程中（忽略绳重和摩擦）．下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离是6m
B．动滑轮自重是10N
C．工人做功的功率是80W
D．滑轮组的机械效率是80%
例3．（2015福建福州，第14题）用一个动滑轮将重为4N的物体匀速提升1m，拉力大小如图4所示，则（）
A．拉力是2.2NB．有用功是2.2J
C．总功是4.8JD．机械效率是120%
例4．（2015重庆A卷，第7题）如图5所示，不计摩擦和绳重，把一个重为20N的物体沿竖直方向在4s内匀速提升了2m，所用拉力F为12.5N。
下列说法中正确的是（）
A．动滑轮重7.5N
B．4s内拉力F做功25J
C．4s内拉力F的功率为6.25W
D．滑轮组的机械效率为80%
例5.（2015湖北武汉，第14题）如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体。
若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为
，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（）
A.
B.
C.
D.
例6.（2015山东威海，第15题）电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上同静止开始运动，获得速度随时间变化的图象如图11甲所示，牵引力随时间变化的图象如图11乙所示，已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图象可知，8～14s电动自行车受到的摩擦力为N，匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为%．
例7.（2015湖南岳阳，第20题）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
3
6
10
30
90.9%
（1）在2次实验中滑轮组的机械为（结果保留一位小数）
（2）第3次实验中弹簧测力计的示数未填，由图可知，弹簧测力计的示数为N。
（3）分析数据可得结论，是由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率（选填“高”或“低”）。
（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为（只填序号）
A.71.6%B.82.6%C.92.4%
例8.（2015四川绵阳，第27
（2）题）我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式，在世界水下考古也是一大创新。
某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利用滑轮组从水下打捞一重物。
如图所示，用一个底面积S=0.05m
2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子自由端，使重物从水底开始向上运动,假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：
第一阶段，从重物在水度开始运动到重物的上表面面刚露出水面，绳对重物的拉力F1=140N,用时t1=40s,第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t2=4s，第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升,已知动滑轮所受重力G0=60N,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/g,不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化。
求：
①在第一阶段运动中，水对重物的浮力F浮为多大?
②在第一阶段运动中，绳对重物做功W1为多大?
③滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η3分別为多大?
考点训练
一、选择题（每小题4分，共40分）
1．（2015·枣庄）如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（ ）
A．杠杆仍能平衡
B．杠杆不能平衡，右端下沉
C．杠杆不能平衡，左端下沉
D．无法判断
2．下列工具中，使用时属于费力杠杆的是（ ）
3．（2015·乌鲁木齐）如图，一质量分布均匀的12kg铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度是铁球半径的三分之二，要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）
A．27NB．45N
C．72ND．90N
4．学校旗杆顶端装有定滑轮，这样做（ ）
A．既省力，也改变施力的方向
B．省力，但不改变施力的方向
C．不省力，但改变施力的方向
D．既不省力，也不改变施力的方向
5.如图所示，小明用一可绕O点转动的轻质杠杆将挂在杠杆下的重物提高，他用一个始终与杠杆垂直的力F，使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中此杠杆（ ）
A．一直是省力的
B．先是省力的，后是费力的
C．一直是费力的
D．先是费力的，后是省力的
6．
皮划艇是我国奥运优势项目之一．如图所示，比赛中运动员一手支撑住桨柄的末端（视为支点），另一手用力划桨．下列说法正确的是（ ）
A．为省力，可将用力划桨的手靠近支点
B．为省力，可将用力划桨的手远离支点
C．为省距离，可将用力划桨的手远离支点
D．将用力划桨的手靠近支点，既能省力又能省距离
7．室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启，根据室内垃圾桶的结构示意图，可确定桶中有两个杠杆在起作用，两杠杆支点为O1、O2.则对应的杠杆分别为（ ）
A．省力杠杆 省力杠杆
B．省力杠杆 费力杠杆
C．费力杠杆 费力杠杆
D．费力杠杆 省力杠杆
8．（2015·泉州）如图所示，用甲乙两种装置匀速提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦及绳重，则下列说法正确的是（ ）
A．甲较省力，机械效率较低
B．乙较省力，机械效率较低
C．甲较省力，机械效率较高
D．乙较省力，机械效率较高
9．（2015·荆门）滑轮在中世纪时就被应用于战场，如图所示，弓箭手用200N的平均拉力通过滑轮组将弦拉满到弓上射击，若动滑轮移动了90cm（不计滑轮和绳重、摩擦）．以下说法正确的是（ ）
A．使用滑轮组是为了省功，从而节省体能
B．使用滑轮组是为了改变力的方向，方便用力
C．使用滑轮组是为省力
D．使用滑轮组时弓箭手做的功为180J
10．
（2015·葫芦岛）（多选）如图所示滑轮组，在50s内将重5000N货物匀速吊起10m高．绳的自由端受到的拉力大小是1500N，关于该滑轮组的说法正确的是（不计绳重及摩擦）（ ）
A．滑轮组的机械效率为83.3%
B．绳自由端移动的距离是50m
C．滑轮组所做有用功的功率是1000W
D．该装置中的动滑轮总重为1000N
二、填空题（每空2分，共12分）
11．图中搬运砖头的独轮车，使用时可视为______（填“省力”或“费力”）杠杆；若车厢和砖头所受的总重力G为1000N（车架所受重力忽略不计）．独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F的大小为_______N.
12．（2015·连云港）如图所示，建筑工人用滑轮组匀速提升重物，已知物重270N．动滑轮重30N，不计绳重及摩擦，则拉力大小为______N，若重物匀速上升1m，则此过程中拉力做的功为__________J.
13．（2015·漳州）如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50N的水平拉力F，物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M速度为0.2m/s，小车速度为0.3m/s，则地面对物体M的摩擦力为_______N,2s后绳子自由端移动的距离为______m.（不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦）
三、作图题（每小题5分，共10分）
14．（2015·兰州）如图是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图．当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水．请在图中作出F1、F2的力臂L1、L2，O为支点．
15．请在图中用笔画线，画出用滑轮组提升重物最省力的绕法．
四、实验探究题（共20分）
16．（12分）（2015·苏州）物理实验复习时，小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题．
（1）小美先将杠杆调节至水平位置平衡，在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后，杠杆的_____端下降．要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数和悬挂点位置，只需将___________________________________即可．
（2）小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图乙所示．小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡．你认为原因是_________________________________________．
（3）他们认为
（2）问中拉力是做功的．如果水平向右的拉力F大小不变，OA长L，将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中，拉力F做功为________.
17．（8分）如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，若物体重6N.
（1）实验时沿_________方向拉绳子自由端最省力，且应_______拉动弹簧测力计．若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，则滑轮组的机械效率是_____________
（2）若仅增加物体的重量，该滑轮组的机械效率将____________（选填“增大”“减小”或“不变”，不计摩擦）．
五、计算题（18分）
18．（2015·莱芜）如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300kg，绳重和摩擦不计．现在用此起重机从水中把质量为2×103kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3kW（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）．求：
（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力；
（2）物体离开水面前拉力F的大小；
（3）物体离开水面前上升的速度；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大．
19（2015四川遂宁，第24题）（7分）某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子a连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m。
通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙。
（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：
（1）（2分）动滑轮重力；
（2）（3分）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率；
（3）（2分）一个重500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。
20.（2015山东潍坊，第22题）建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的装置，斜面的倾角为300且固定在在水平面上．运送货物时，工人用400N的力拉绳子，重为500N的货物在20s内沿斜面匀速运动6m，求此过程中
（1）重物的速度大小；
（2）工人提升重物做的有用功；
（3）该装置的机械效率．
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