專(zhuān)題19　簡(jiǎn)單機(jī)械（解析版）

專(zhuān)題19簡(jiǎn)單機(jī)械【思維導(dǎo)圖】【知識(shí)點(diǎn)回顧】一、杠桿考點(diǎn)1指認(rèn)杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂1．杠桿的定義：在力的作用下，能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫做杠桿。杠桿可以是直的、也可以是彎的。2．杠桿的五要素：________、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。3．動(dòng)力和阻力的方向不一定相反，但作用效果一定相反。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)2繪制杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂圖示)1．力臂是________的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。2．作力臂的步驟a．找出支點(diǎn)O的位置；b．畫(huà)出動(dòng)力作用線(xiàn)和阻力作用線(xiàn)；c．從支點(diǎn)分別作動(dòng)力作用線(xiàn)和阻力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段即為_(kāi)_______和________。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)3概述杠桿的平衡條件)1．杠桿保持________或________狀態(tài)，稱(chēng)為杠桿平衡。2．杠桿平衡的條件動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂，即________。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)4應(yīng)用杠桿的平衡條件解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題c)杠桿類(lèi)型力臂關(guān)系平衡時(shí)力的關(guān)系優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)用省力杠桿l1>l2________省力，費(fèi)距離撬棒、瓶蓋起子等費(fèi)力杠桿l1<l2F1>F2________，省距離鑷子、火鉗等等臂杠桿l1＝l2F1＝F2不省力，不省距離天平、定滑輪等eq\a\vs4\al(考點(diǎn)5指認(rèn)人體中的杠桿)1．人的頭顱——等臂杠桿抬頭時(shí)，可以在頸部找到杠桿，杠桿的支點(diǎn)在脊柱之頂，支點(diǎn)后的肌肉收縮提供動(dòng)力，頭顱的重量是阻力。這個(gè)杠桿幾乎是個(gè)________杠桿。2．人的手臂——費(fèi)力杠桿肘關(guān)節(jié)是支點(diǎn)，肱二頭肌肉所用的力是________力，手拿的重物的重力是________力，顯然我們的前臂是一種________力杠桿。雖然費(fèi)力，但是可以省距離(少移動(dòng)距離)，提高工作效率。3．走路時(shí)的腳——省力杠桿腳掌前部是支點(diǎn)，人體的重力就是________力，腿肚肌肉產(chǎn)生的拉力就是________力。這種杠桿可以克服較大的體重。二、滑輪eq\a\vs4\al(考點(diǎn)6辨認(rèn)定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組)1．定滑輪：工作時(shí)軸固定不動(dòng)的滑輪，如圖甲。2．動(dòng)滑輪：工作時(shí)軸發(fā)生移動(dòng)的滑輪，如圖乙。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)7知道定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn))實(shí)質(zhì)力的關(guān)系(F，G)距離的關(guān)系(s，h)作用定滑輪等臂杠桿F＝Gs＝h改變力的方向動(dòng)滑輪動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿F＝eq\f(1,2)Gs＝________省力滑輪組F＝________s＝nh既可以省力，也可以改變力的方向eq\a\vs4\al(考點(diǎn)8知道滑輪組的特點(diǎn)（限于兩個(gè)滑輪的滑輪組）)1．滑輪組：由定滑輪跟動(dòng)滑輪組成的滑輪組。2．特點(diǎn)：既能改變用力的________，也能________?？键c(diǎn)9使用滑輪組(限于兩個(gè)滑輪的滑輪組)解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子拉物體，拉物體所用的力F就是物重的n分之一，即F＝________，n表示拉物體繩子數(shù)。考點(diǎn)12.支點(diǎn)考點(diǎn)21.支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)2.動(dòng)力臂阻力臂考點(diǎn)31.靜止勻速轉(zhuǎn)動(dòng)2.F1l1＝F2l2考點(diǎn)4F1<F2費(fèi)力考點(diǎn)51.等臂2.動(dòng)阻費(fèi)3.阻動(dòng)考點(diǎn)72heq\f(1,n)G考點(diǎn)82.方向省力考點(diǎn)9G/n【例題精析】（2022?紹興）小敏在做“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先后出現(xiàn)杠桿右端下降的現(xiàn)象。為使杠桿水平平衡，下列操作正確的是（）A．圖甲中平衡螺母向左調(diào)節(jié)；圖乙中右側(cè)鉤碼向左移動(dòng) B．圖甲中平衡螺母向左調(diào)節(jié)；圖乙中右側(cè)鉤碼向右移動(dòng) C．圖甲中平衡螺母向右調(diào)節(jié)；圖乙中左側(cè)鉤碼向左移動(dòng) D．圖甲中平衡螺母向右調(diào)節(jié)；圖乙中左側(cè)鉤碼向右移動(dòng)【解答】解：由圖甲可知，是在探究之前，因此應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)，由圖乙可知，是在探究過(guò)程中，應(yīng)將鉤碼向左移動(dòng)，故A正確。故選：A。（2022?麗水）如圖是某興趣小組用輕質(zhì)桿制作的桿秤，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)量程偏小。下列操作能使桿秤量程變大的是（）A．將a點(diǎn)向左移 B．將b點(diǎn)向右移 C．換一個(gè)質(zhì)量較小的秤砣 D．將a、b點(diǎn)都向左移等長(zhǎng)距離【解答】解：A、將a點(diǎn)向左移，阻力臂增大，動(dòng)力臂和動(dòng)力不變，由杠桿平衡條件可知，阻力變小，稱(chēng)量的最大質(zhì)量變小，量程變小，故A錯(cuò)誤；B、將b點(diǎn)向右移，阻力臂增大，動(dòng)力不變，動(dòng)力臂變小，由杠桿平衡條件可知，阻力變小，稱(chēng)量的最大質(zhì)量變小，量程變小，故B錯(cuò)誤；C、換一個(gè)質(zhì)量較小的秤砣，阻力臂不變，動(dòng)力變小，動(dòng)力臂不變，由杠桿平衡條件可知，阻力變小，稱(chēng)量的最大質(zhì)量變小，量程變小，故C錯(cuò)誤；D、桿秤使用時(shí)，有G物L(fēng)ab＝G砣L砣，將a、b點(diǎn)都向左移等長(zhǎng)距離，Lab不變，L砣變大，G砣不變，可見(jiàn)G物變大，則所稱(chēng)量物體的質(zhì)量變大，量程變大，故D正確。故選：D。（2021?溫州）停放自行車(chē)時(shí)，若要從如圖四點(diǎn)中選擇一點(diǎn)施加豎直向上的力，將后輪略微提起。其中最省力的點(diǎn)是（）A．A點(diǎn) B．B點(diǎn) C．C點(diǎn) D．D點(diǎn)【解答】解：根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)1×L1＝F2×L2，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)．若要從如圖四點(diǎn)中選擇一點(diǎn)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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，分別作出在A、B、C、D四點(diǎn)施加豎直向上的力并延長(zhǎng)，再支點(diǎn)作出垂線(xiàn)，即力臂，如圖所示：由圖可知最省力的點(diǎn)是D。故選：D。（2022?金華）項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組在使用密度計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)由于刻度不均勻，估讀時(shí)誤差較大，由此準(zhǔn)備制作一個(gè)刻度均勻的密度計(jì)?！拘〗M討論】液體密度計(jì)是根據(jù)排開(kāi)液體的體積變化判斷密度大??；根據(jù)密度公式ρ=m【查閱資料】桿秤是我國(guó)古老的質(zhì)量稱(chēng)量工具（如圖甲），刻度是均勻的。使用時(shí)先把被測(cè)物體掛在秤鉤處，提起秤紐，移動(dòng)秤砣，當(dāng)秤桿在水平位置平衡時(shí)，秤砣懸掛點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值即為物體的質(zhì)量。（1）桿秤的工作原理是杠桿平衡原理；【產(chǎn)品制作】器材：木棒、塑料杯、細(xì)線(xiàn)、刻度尺、金屬塊（代替秤砣）。步驟：①模仿桿秤結(jié)構(gòu)，用杯子代替秤鉤，先自制一根無(wú)刻度“密度秤”；②杯中不加液體，提起秤紐，移動(dòng)秤砣，當(dāng)秤桿在水平位置平衡時(shí)（如圖乙），將此時(shí)秤砣的懸掛點(diǎn)A標(biāo)記為“0”刻度；③杯中加水至a處，提起秤紐，移動(dòng)秤砣，當(dāng)秤桿在水平位置平衡時(shí)，將此時(shí)秤砣的懸掛點(diǎn)B標(biāo)記為“1.0”刻度（單位g/cm3）；④以AB兩點(diǎn)之間長(zhǎng)度的110（2）在制作過(guò)程中，秤桿出現(xiàn)左低右高現(xiàn)象（如圖丙），要調(diào)至水平位置平衡，秤砣應(yīng)往右側(cè)移動(dòng)；（3）步驟③中，秤砣懸掛點(diǎn)B標(biāo)記的刻度值應(yīng)為1.0；【產(chǎn)品檢驗(yàn)】用多種密度已知的液體對(duì)“密度秤”刻度準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)?！井a(chǎn)品升級(jí)】（4）為了制作出精確度更高的“密度秤”，下列改進(jìn)措施可行的是AB。A.把秤紐位置往遠(yuǎn)離秤鉤一側(cè)移動(dòng)B.減小秤砣的質(zhì)量C.減少加入杯中的液體體積D.換用更細(xì)的秤桿【解答】解：（1）通過(guò)圖示的模型結(jié)合杠桿的定義，即可確定它用到的相關(guān)知識(shí)，桿秤的工作原理是杠桿平衡原理；（2）秤桿出現(xiàn)左低右高現(xiàn)象，根據(jù)杠桿平衡原理，右側(cè)的動(dòng)力和動(dòng)力臂的乘積小于左側(cè)阻力和阻力臂的乘積，所以向右移動(dòng)秤砣，增大動(dòng)力臂，可以達(dá)到水平平衡；（3）密度秤測(cè)量水的密度，水的密度是1.0g/cm3；故在B的位置標(biāo)記為1.0；（4）A、把秤紐位置往遠(yuǎn)離秤鉤一側(cè)移動(dòng)，說(shuō)明阻力臂增大，根據(jù)杠桿平衡原理F1L1＝F2L2，動(dòng)力和阻力不變，動(dòng)力臂也要隨著增大，AB兩點(diǎn)之間長(zhǎng)度增大，密度秤會(huì)更精確，故A正確；B、減小秤砣的質(zhì)量，說(shuō)明動(dòng)力減小，根據(jù)杠桿平衡原理F1L1＝F2L2，動(dòng)力臂也要隨著增大，AB兩點(diǎn)之間長(zhǎng)度增大，密度秤會(huì)更精確，故B正確；C、杯中不加液體，提起秤紐，移動(dòng)秤砣，當(dāng)秤桿在水平位置平衡時(shí)，G0×L1＝G陀×LA；杯中加水至a處，提起秤紐，移動(dòng)秤砣，當(dāng)秤桿在水平位置平衡時(shí)，（G0+G水）×L1＝G陀×LB；聯(lián)立兩式可得G水=G杯中加某種液體至a處，提起秤紐，移動(dòng)秤砣，當(dāng)秤桿在AB中某一點(diǎn)C處，水平位置平衡時(shí)，可得G液=GG液D、由上述計(jì)算可知，秤桿的重力不影響最后的密度結(jié)果，故D錯(cuò)誤；故答案為：（1）杠桿平衡原理；1；（2）右；（3）1；（4）AB。（2021?湖州）下列是某科學(xué)研究小組探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)過(guò)程：（本實(shí)驗(yàn)均使用輕質(zhì)杠桿）實(shí)驗(yàn)1：在直杠桿水平平衡時(shí)（如圖甲所示）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄多組數(shù)據(jù)。得出：F1×s1＝F2×s2（注：s1和s2分別表示支點(diǎn)O到F1和F2的作用點(diǎn)的距離）。在直杠桿傾斜平衡時(shí)（如圖乙所示）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也得到了同樣的結(jié)論。該結(jié)論適用于所有平衡時(shí)的杠桿嗎？實(shí)驗(yàn)2：科學(xué)研究小組用一側(cè)彎曲的杠桿進(jìn)行如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)，移動(dòng)鉤碼，改變鉤碼數(shù)量，記錄數(shù)據(jù)如表，分析表格數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)上述結(jié)論并不成立，但發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的等量關(guān)系，即：F1×s1＝F2×l2。實(shí)驗(yàn)次數(shù)F1/Ns1/cmF2/Ns2/cml2/cm11.010.00.521.320.121.520.01.031.729.832.030.02.525.524.0s和l（支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離）這兩個(gè)量在研究杠桿平衡條件時(shí)，哪個(gè)量才是有價(jià)值的呢？研究小組的同學(xué)觀察到：支點(diǎn)到F1的作用點(diǎn)的距離（s1）與支點(diǎn)到F1的作用線(xiàn)的距離（l1）是相等的。研究小組的同學(xué)又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)3：①移動(dòng)鉤碼，使杠桿偏轉(zhuǎn)一定角度，并使杠桿處于平衡狀態(tài)。②記錄F1、s1、l1和F2、s2、l2。③改變鉤碼數(shù)量，移動(dòng)鉤碼，記錄杠桿處于平衡時(shí)的多組F1、s1、l1和F2、s2、l2。④分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出彎杠桿的平衡條件。最后，通過(guò)科學(xué)思維，得出所有杠桿的平衡條件都是：F1×l1＝F2×l2。杠桿的平衡條件可用于解釋許多杠桿應(yīng)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(qǐng)回答：（1）在研究一側(cè)彎曲的杠桿時(shí)，發(fā)現(xiàn)的一個(gè)新的等量關(guān)系是F1×s1＝F2×l2。（2）將實(shí)驗(yàn)3中的①填寫(xiě)完整。（3）“支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離”在科學(xué)上被稱(chēng)為力臂。通過(guò)探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，使我們深深認(rèn)識(shí)到建立這一科學(xué)量的價(jià)值。（4）用圖1方式提升物體比用圖2方式省力的原因是圖1中動(dòng)力臂是阻力臂的2倍，圖2中動(dòng)力臂等于阻力臂?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)表格數(shù)據(jù)知F1×s1＝F2×l2；（2）本實(shí)驗(yàn)是研究支點(diǎn)到F1的作用點(diǎn)的距離（s1）與支點(diǎn)到F1的作用線(xiàn)的距離（l1）哪個(gè)更有價(jià)值，所以應(yīng)該讓著兩者不相等，所以應(yīng)該讓杠桿偏轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，記錄杠桿處于平衡時(shí)的多組F、s、l的關(guān)系；（3）科學(xué)上把支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離稱(chēng)為力臂；（4）圖1中是動(dòng)滑輪，動(dòng)力臂是阻力臂的2倍，而圖2中是定滑輪，動(dòng)力臂等于阻力臂，所以圖1中的動(dòng)力臂大于圖2中的動(dòng)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：F1×s1＝F2×l2；（1）F1×s1＝F2×l2；（2）偏轉(zhuǎn)一定角度；（3）力臂；（4）圖1中動(dòng)力臂是阻力臂的2倍，圖2中動(dòng)力臂等于阻力臂。（2021?麗水）桿秤（如圖甲）是我國(guó)古老的衡量工具，現(xiàn)今人們?nèi)匀辉谑褂?。某興趣小組在老師的指導(dǎo)下，動(dòng)手制作量程為20克的桿秤（如圖乙）?！局谱鞑襟E】①做秤桿：選取一根筷子，在筷子左端選擇兩點(diǎn)依次標(biāo)上“A”、“B”；②掛秤盤(pán)：取一個(gè)小紙杯，剪去上部四分之三，系上細(xì)繩，固定在秤桿的“A”處；③系秤紐：在秤桿的“B”處系上繩子；④標(biāo)零線(xiàn)：將5克的砝碼系上細(xì)繩制成秤砣，掛到秤紐的右邊，手提秤紐，移動(dòng)秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，在秤砣所掛的位置標(biāo)上“0”；⑤定刻度：……【交流評(píng)價(jià)】（1）桿秤是一種測(cè)量物體質(zhì)量的工具；（2）當(dāng)在秤盤(pán)上放置物體稱(chēng)量時(shí)，秤砣應(yīng)從“0”刻度向右側(cè)移動(dòng)；（3）步驟④標(biāo)零線(xiàn)的目的是避免桿秤自身重力對(duì)稱(chēng)量的干擾；（4）根據(jù)杠桿平衡條件可知，桿秤的刻度是均勻的。定刻度時(shí)，小科和小思采用不同的方法，你認(rèn)為小思的方法更合理。小科：先在秤盤(pán)上放1克物體，移動(dòng)秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，在秤砣所掛的位置標(biāo)上1；然后在秤盤(pán)上放2克物體……；按上述方法直到標(biāo)出所有刻度。小思：在秤盤(pán)上放20克物體，移動(dòng)秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，在秤砣所掛的位置標(biāo)上20，0和20之間分為20等份，依次標(biāo)上相應(yīng)刻度?！窘獯稹拷猓海?）桿秤是一種測(cè)量物體質(zhì)量的工具；（2）當(dāng)在秤盤(pán)上沒(méi)有放置物體時(shí)，秤桿在水平位置平衡后，秤砣所掛的位置為“0”；當(dāng)在秤盤(pán)上放置物體稱(chēng)量時(shí)，由杠桿的平衡條件（m物g?AB＝m秤砣g?BO）可知，在秤砣質(zhì)量和AB不變的情況下，要使秤桿在水平位置平衡，應(yīng)增大BO的大小，即秤砣應(yīng)從“0”刻度向右側(cè)移動(dòng)；（3）圖乙中，B點(diǎn)是支點(diǎn)，當(dāng)在秤盤(pán)上沒(méi)有放置物體時(shí)，秤砣掛在“0”點(diǎn)與桿秤自重平衡，所以步驟④標(biāo)零線(xiàn)的目的是避免桿秤自身重力對(duì)稱(chēng)量的干擾；（4）根據(jù)杠桿平衡條件可知，桿秤的刻度是均勻的，所以定刻度時(shí)，小科的方法比較麻煩，而小思的方法比較簡(jiǎn)單，更合理。故答案為:（1）物體質(zhì)量；（2）右；（3）避免桿秤自身重力對(duì)稱(chēng)量的干擾；（4）小思。（2021?衢州）“認(rèn)真觀察和仔細(xì)分析”是科學(xué)研究的基本要求。（1）如圖甲，在靜止指向南北方向的小磁針上方平行地放一根直導(dǎo)線(xiàn)。閉合開(kāi)關(guān)，原來(lái)靜止的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，原來(lái)靜止的直導(dǎo)線(xiàn)仍然未動(dòng)。①小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，可以說(shuō)明它一定受到力的作用，因?yàn)榱κ歉淖兾矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；②直導(dǎo)線(xiàn)仍然未動(dòng)，此時(shí)偏轉(zhuǎn)的小磁針對(duì)直導(dǎo)線(xiàn)有（填“有”或“沒(méi)有”）力的作用；（2）如圖乙是某飲水器水龍頭的結(jié)構(gòu)示意圖，A是固定的出水口，B是一根手柄，C是一根連接在閥門(mén)上的桿，由彈簧將它拉緊，O1是連接B、C的一根銷(xiāo)釘?？蓪⑹直?jiǎn)化為一根杠桿，手柄與A的接觸點(diǎn)O2為支點(diǎn)，下壓手柄，C就上升，閥門(mén)打開(kāi)水流出；放手后，C自動(dòng)恢復(fù)原位，水龍頭關(guān)閉。①請(qǐng)?jiān)诒麍D中畫(huà)出動(dòng)力F1的力臂l1；②正常使用手柄取水時(shí)，手柄屬于省力杠桿?！窘獯稹拷猓海?）①小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，小磁針的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，是因?yàn)槭艿椒瞧胶饬Φ淖饔?，說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。②直導(dǎo)線(xiàn)仍然未動(dòng)，直導(dǎo)線(xiàn)對(duì)小磁針有吸引力，由于物體間力的作用是相互的，偏轉(zhuǎn)的小磁針對(duì)直導(dǎo)線(xiàn)也有吸引力的作用；（2）①延長(zhǎng)力的作用線(xiàn)，從支點(diǎn)作動(dòng)力F1的力的作用線(xiàn)的垂線(xiàn)，支點(diǎn)到垂足的距離為力臂l1；如圖所示：；②正常使用手柄取水時(shí)，動(dòng)力臂要大于阻力臂，所以為省力杠桿。故答案為：（1）①力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；②有；（2）①如圖；②省力。（2022?杭州）為弘揚(yáng)紅軍長(zhǎng)征精神，鑄造廠用鐵合金制作了如圖甲所示的紅軍戰(zhàn)士雕像。為確保運(yùn)輸與安裝的安全，需要測(cè)量出雕像的重力和重心所在位置。其測(cè)量方法如圖乙所示，將雕像水平放置在上端裝有壓力傳感器的支架上，測(cè)出頭部A處和腳后跟B處之間的距離為175cm。用數(shù)據(jù)線(xiàn)分別連接兩邊支架上的壓力傳感器，測(cè)出A處和B處受到的壓力FA和FB（可通過(guò)顯示器直接讀取壓力大?。錅y(cè)量值如表所示。壓力顯示器讀數(shù)/NFA3200FB2400（1）雕像受到的重力為多少？（2）雕像重心距腳后跟B處的距離是多少？【解答】解：方法一：假設(shè)雕像重心距腳后跟B距離為L(zhǎng)，雕像長(zhǎng)度為L(zhǎng)雕，利用杠桿的平衡條件可知，當(dāng)以B點(diǎn)為支點(diǎn)時(shí)，G?L＝FA?L雕＝3200N×175cm①當(dāng)以A點(diǎn)支點(diǎn)時(shí)，G?（L雕﹣L）＝FB?L雕＝2400×175cm②聯(lián)立①②兩式可得：G＝5600N，L＝100cm。方法二：（1）由平衡力的知識(shí)得，雕像受到的重力G＝FA+FB＝3200N+2400N＝5600N；（2）假設(shè)雕像重心距腳后跟B距離為L(zhǎng)，雕像長(zhǎng)度為L(zhǎng)雕，以B點(diǎn)為支點(diǎn)，由杠桿的平衡條件得：G?L＝FA?L雕，即5600N×L＝3200N×175cm，解得L＝100cm。答：（1）雕像受到的重力為5600N；（2）雕像重心距腳后跟B處的距離是100cm。（2022?臺(tái)州）圖甲是一種太陽(yáng)能“擺葉花”，其擺動(dòng)原理如圖乙所示。塑料擺葉AOB是硬質(zhì)整體，由擺桿OB和葉瓣OA組成，可視為繞固定點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿。（1）圖乙為斷電靜止時(shí)的狀態(tài)，葉瓣OA重0.04牛，C是其重力作用點(diǎn)。擺桿OB質(zhì)量不計(jì)，B端固定著一塊小磁鐵，C、O、D在同一水平線(xiàn)上。求磁鐵受到的重力是多少牛？（2）線(xiàn)圈E有電流時(shí)，推動(dòng)磁鐵向左上方運(yùn)動(dòng)，則線(xiàn)圈E上端的磁極是S極。（3）線(xiàn)圈E推動(dòng)磁鐵向左上方運(yùn)動(dòng)，使擺葉AOB順時(shí)針小幅擺動(dòng)后，立即斷電，擺葉AOB會(huì)自動(dòng)逆時(shí)針擺回來(lái)。請(qǐng)利用杠桿知識(shí)對(duì)上述現(xiàn)象作出分析。擺葉AOB順時(shí)針小幅擺動(dòng)后，使得力臂l1變小，l2變大，則F1l1＜F2l2，所以擺葉AOB會(huì)逆時(shí)針自動(dòng)擺回來(lái)?！窘獯稹拷猓海?）擺葉AOB可視為杠桿，此時(shí)：l1＝OC＝4.5厘米，l2＝OD＝1.5厘米；F1＝G葉瓣＝0.04N根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1＝F2l2得：0.04N×4.5厘米＝F2×1.5厘米；解得：F2＝0.12牛；依據(jù)題意可知，B端固定的小磁鐵的重力和小磁鐵對(duì)B端的作用力F2大小相等，即小磁鐵B的重力GB＝F2＝0.12N；（2）因?yàn)榫€(xiàn)圈有電流時(shí)，推動(dòng)磁鐵向左上方運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明線(xiàn)圈E對(duì)小磁鐵B有斥力作用，所以線(xiàn)圈E上端的磁極是S極；（3）擺葉AOB順時(shí)針小幅擺動(dòng)后，使得力臂l1變小，l2變大，則F1l1＜F2l2，所以擺葉AOB會(huì)逆時(shí)針自動(dòng)擺回來(lái)。答：（1）磁鐵受到的重力是0.12牛；（2）S；（3）擺葉AOB順時(shí)針小幅擺動(dòng)后，使得力臂l1變小，l2變大，則F1l1＜F2l2，所以擺葉AOB會(huì)逆時(shí)針自動(dòng)擺回來(lái)。（2021?寧波）反思是一種良好的學(xué)習(xí)品質(zhì)。（1）一根輕質(zhì)硬棒AB，在力的作用下能繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)在硬棒AB上施加兩個(gè)力F1和F2，O點(diǎn)到F1和F2的作用線(xiàn)的距離分別為d1和d2。小寧認(rèn)為，只要滿(mǎn)足F1×d1＝F2×d2，則硬棒AB一定保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。你認(rèn)為小寧的想法正確嗎？請(qǐng)說(shuō)出你的理由。（2）在“動(dòng)滑輪”實(shí)驗(yàn)中，小寧通過(guò)如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)論：使用動(dòng)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(rèn)為，即使不計(jì)摩擦和繩重，上述結(jié)論要成立，物重G和動(dòng)滑輪重G動(dòng)之間也必須滿(mǎn)足一定條件。請(qǐng)你說(shuō)出這一條件，并予以證明。【解答】解：（1）F1與F2必須是一個(gè)為使杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，另一個(gè)為阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力，然后滿(mǎn)足F1L1＝F2L2的條件杠桿才平衡，則杠桿一定保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；硬棒AB上施加兩個(gè)力F1和F2使杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，那么即使?jié)M足F1×d1＝F2×d2，則硬棒AB也不能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）使用動(dòng)滑輪勻速提升物體時(shí)，不計(jì)摩擦和繩重，拉力：F=12（G+G若拉力F＜G，即：12（G+G動(dòng)所以，G＞G動(dòng)，即：使用動(dòng)滑輪勻速提升物體，滿(mǎn)足豎直向上的拉力F小于物重G的條件是：物重G大于動(dòng)滑輪重G動(dòng)。答：（1）小寧的想法不正確。若硬棒AB上施加兩個(gè)力F1和F2使杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，那么即使?jié)M足F1×d1＝F2×d2，則硬棒AB也不能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）條件：物重G大于動(dòng)滑輪重G動(dòng)。使用動(dòng)滑輪勻速提升物體時(shí)，不計(jì)摩擦和繩重，拉力：F=12（G+G若拉力F＜G，即：12（G+G動(dòng)）＜G，所以，G＞G動(dòng)【習(xí)題鞏固】一．選擇題（共11小題）1．（2022?甌海區(qū)一模）利用相同材質(zhì)的斜面將質(zhì)量相同的貨物通過(guò)甲、乙、丙、丁四種方式勻速推上車(chē)廂。已知乙、丁的貨箱底部裝有輕質(zhì)小輪（質(zhì)量不計(jì)），平板斜角a＞β。對(duì)比四次搬運(yùn)貨物的過(guò)程，最省力的方式是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁【解答】解：甲、乙、丙、丁四種方式中，貨箱裝滑輪的、斜面長(zhǎng)的最省力，所以丁中的方式最省力。故選：D。2．（2022?婺城區(qū)一模）如圖甲是一種利用杠桿原理可以單手輕易開(kāi)啟酒瓶蓋的開(kāi)瓶器，觀察并分析圖乙，下列關(guān)于該杠桿的說(shuō)法正確的是（）A．該杠桿的支點(diǎn)是B點(diǎn) B．該杠桿可以省距離 C．沿F3方向開(kāi)瓶用力最小 D．該杠桿類(lèi)型與鑷子相同【解答】解：A、由圖知，將開(kāi)瓶器看成一個(gè)杠桿，是繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以B是支點(diǎn)，故A正確；B、開(kāi)瓶器使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，費(fèi)距離，故B錯(cuò)誤；C、阻力和阻力臂一定，作用在F1和F3的力臂要比F2力臂長(zhǎng)一些，根據(jù)杠桿的平衡條件可知?jiǎng)恿Ρ墼介L(zhǎng)越省力，又因?yàn)殚_(kāi)瓶蓋時(shí)，動(dòng)力方向向下，故沿F1方向開(kāi)瓶用力最小，故C錯(cuò)誤；D、鑷子是費(fèi)力杠桿，開(kāi)瓶器是省力杠桿，故D錯(cuò)誤。故選：A。3．（2022?鄞州區(qū)模擬）如圖所示，滑輪組懸掛在水平鋼架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，5s內(nèi)使物體A勻速上升1.5m，提升過(guò)程中拉力F的功率為180W。已知物體A重540N，該工人重700N。不計(jì)繩重和摩擦，下列關(guān)于該過(guò)程的說(shuō)法正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.3m/s B．動(dòng)滑輪重160N C．該工人對(duì)地面的壓力為400N D．工人利用該滑輪組提升物體的最大機(jī)械效率為90%【解答】解：A、由圖可知n＝2，繩子自由端移動(dòng)的距離：s＝nh＝2×1.5m＝3m，繩子自由端移動(dòng)的速度：v=sB、由P=Wt=因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)rF=1n（G+G動(dòng)），所以動(dòng)滑輪的重力：GC、此時(shí)工人受到豎直向下的重力、豎直向上的拉力和支持力，由力的平衡條件可知，工人受到的支持力：F支＝G人﹣F＝700N﹣300N＝400N，工人對(duì)地面的壓力與工人受到的支持力是一對(duì)相互作用力，因此工人對(duì)地面的壓力：F壓＝F支＝400N，故C正確；D、人通過(guò)定滑輪向下拉繩子時(shí)的最大拉力等于人自身的重力，即繩子自由端的最大拉力：F最大＝G人＝700N，因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)rF=1n（G+G動(dòng)），所以此時(shí)能提升的最大物重：G最大＝nF最大﹣G滑輪組的最大機(jī)械效率：η最大=W故選：C。4．（2022?臨平區(qū)一模）如圖所示，拉力F為10N，物體A以0.2m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（B表面足夠長(zhǎng)）；物體B靜止在地面上，受到地面水平向左6N的摩擦力，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為20N。下列說(shuō)法正確的是（）A．物體A受到物體B的摩擦力為20N B．此時(shí)拉力F的功率為2W C．此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為70% D．當(dāng)拉力F增大到20N時(shí)，物體B將向左運(yùn)動(dòng)【解答】解：A、物體B靜止在地面上，處于平衡狀態(tài)；則水平方向上物體B受到向右的拉力等于地面對(duì)它向左的摩擦力與物體A對(duì)它向左的摩擦力之和，即fB+6N＝20N，則fB＝14N；由于力的作用是相互的，物體A受到的摩擦力為fA＝fB＝14N，故A錯(cuò)誤；B、由圖可知n＝2，拉力端移動(dòng)速度：v＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，拉力做功的功率：P=WC、由圖知，水平使用滑輪組，拉力做的有用功：W有＝fAs物，拉力端移動(dòng)距離：s＝ns物，拉力做的總功：W總＝Fs＝F×ns物＝nFs物，滑輪組的機(jī)械效率：η=WD、若拉力F增大到20N時(shí)，A在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A對(duì)B的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，則A和B之間的摩擦力不變，所以物體B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變，即物體B仍然靜止，不會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選：C。5．（2022?西湖區(qū)模擬）為便于研究，某健身器材中訓(xùn)練拉力部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示的滑輪組。若不計(jì)摩擦，下列有關(guān)分析正確的是（）A．兩個(gè)滑輪在裝置中起的作用相同 B．拉力向下移動(dòng)的速度與配重上升的速度大小相等 C．沿方向1與2勻速拉動(dòng)配重提升相同高度，拉力所做的功相等 D．用該裝置提升更重的物體，機(jī)械效率不變【解答】解：A、由圖可知，該裝置由一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成，動(dòng)滑輪能夠省力，但不能改變力的方向；定滑輪不能省力，可以改變力的方向，故A錯(cuò)誤；B、由圖可知n＝2，繩子自由端移動(dòng)的速度v＝nv物，故B錯(cuò)誤；C、繩子最后繞過(guò)的是定滑輪，由定滑輪的特點(diǎn)可知，定滑輪只改變力的方向，不改變力的大小，因此兩次拉力大小相等，繩子自由端移動(dòng)的距離相等，由W＝Fs可知，兩次拉力做的功相等，故C正確；D、對(duì)于同一滑輪組來(lái)講，繩重、動(dòng)滑輪重不變，摩擦幾乎不變，將物體提升相同高度時(shí)，額外功幾乎不變，提起的物體越重，做的有用功越多，有用功在總功中所占的比例越大，則滑輪組的機(jī)械效率越高，故D錯(cuò)誤。故選：C。6．（2022?杭州模擬）如圖所示的甲、乙兩套裝置，每個(gè)滑輪的質(zhì)量均相等且繩子重力和摩擦力不計(jì)。用它們分別將重為200N和100N的重物勻速提升相同的高度，拉力均豎直向上，則兩裝置中，說(shuō)法正確的是（）A．拉力大小：F甲＜F乙 B．有用功：W有甲＜W有乙 C．額外功：W額甲＞W(wǎng)額乙 D．機(jī)械效率：η甲＞η乙【解答】解：（1）每個(gè)滑輪的質(zhì)量均相等且繩重和摩擦不計(jì)，由圖可知，甲圖n＝2，而乙圖n＝3，所以F甲=G動(dòng)+200N2，F(xiàn)乙（2）克服重力所做的功就是有用功，即W＝Gh，也就是重力乘重物被舉高的高度，W有甲＝200N×h，W有乙＝100N×h＜W有甲，故B錯(cuò)誤。（3）繩重和摩擦不計(jì)，所以克服動(dòng)滑輪所做的功就是額外功，W額＝G動(dòng)h，也就是動(dòng)滑輪的重力乘其上升的高度，由于每個(gè)滑輪的質(zhì)量均相等且被提升相同高度，所以?xún)裳b置中，額外功相同，故C錯(cuò)誤。（4）η=W有W故選：D。7．（2022?杭州模擬）如圖是實(shí)驗(yàn)常用的試管夾，O是支點(diǎn)，使用時(shí)用力向下按圖示按壓處可打開(kāi)試管夾。下列能正確表示使用該試管夾時(shí)的杠桿示意圖是（）A． B． C． D．【解答】解：據(jù)圖可知，當(dāng)用力按壓試管夾的短柄B點(diǎn)時(shí)，會(huì)繞著中間的固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，即O為支點(diǎn)；所按壓點(diǎn)B為動(dòng)力的作用點(diǎn)，F(xiàn)1方向向下；而短柄受到彈簧向下的阻力F2，A點(diǎn)就是阻力F2的作用點(diǎn)，故D正確、ABC錯(cuò)誤。故選：D。8．（2022?舟山模擬）如圖所示，是我國(guó)古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理（如圖所示），此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)，有關(guān)它的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．“標(biāo)”“本”表示力臂，“權(quán)”“重”表示力 B．“權(quán)”“重”增加相同的質(zhì)量，A端會(huì)上揚(yáng) C．增大“重”時(shí)，應(yīng)把“權(quán)”向A端適當(dāng)移動(dòng) D．若將提紐O向B端移動(dòng)一些，桿秤測(cè)量范圍變大【解答】解：A、根據(jù)杠桿的五要素并結(jié)合圖可知，“標(biāo)”“本”表示力臂，“權(quán)”“重”表示力，故A正確；B、設(shè)增加的質(zhì)量為Δm，由圖可知，杠桿平衡時(shí)“標(biāo)”大于“本”，則Δmד標(biāo)”＞Δmד本”即“權(quán)+Δm”ד標(biāo)”＞“重+Δm”ד本”，故B錯(cuò)誤；C、在“權(quán)”不變時(shí)，“重”增大，需要“標(biāo)”增大，即把“權(quán)”向A端適當(dāng)移動(dòng)，故C正確；D、將提紐O向B端移動(dòng)一些，“標(biāo)”增大，則“權(quán)”和“標(biāo)”的乘積增大，而“本”變小，由杠桿平衡可知“重”增大，即桿秤測(cè)量范圍增大，故D正確。故選：B。9．（2022?寧波模擬）為便于研究，某健身器材中訓(xùn)練拉力部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示的滑輪組。若不計(jì)摩擦，下列有關(guān)分析正確的是（）A．兩個(gè)滑輪在裝置中起的作用相同 B．拉力F的大小是配重G大小的二分之一 C．拉力移動(dòng)的距離是配重上升距離的兩倍 D．將配重提升相同的高度，用該裝置與直接提升配重所做的功相等【解答】解：A、由圖可知，該裝置由一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成，動(dòng)滑輪能夠省力，但不能改變力的方向；定滑輪不能省力，可以改變力的方向，故A錯(cuò)誤；B、不計(jì)摩擦，拉力的大小為：F=12（G+GC、該滑輪組中n＝2，由s＝2h可知，拉力移動(dòng)距離等于配重上升高度的二倍，故C正確；D、直接提升配重做的功是有用功，用該裝置將配重提升相同高度還要對(duì)動(dòng)滑輪做功，即用該裝置所做的功（總功）大于有用功，故D錯(cuò)誤。故選：C。10．（2022?新昌縣模擬）為使杠桿平衡在圖示位置，需在A點(diǎn)施加一個(gè)力，在如圖所示的四個(gè)方向中，不可能使杠桿平衡的力是（）A．F1和F2 B．F1和F4 C．F2和F3 D．F3和F4【解答】解：F1和F2使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與重物與杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，可以使杠桿平衡；F3的力臂為零，不能使杠桿平衡；F4使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與重物與杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，不能使杠桿平衡；故ABC不符合題意，D符合題意。故選：D。11．（2022?杭州模擬）有一質(zhì)量分布不均勻的木條，質(zhì)量為2.4kg，長(zhǎng)度為AB，C為木條上的點(diǎn)，AC=1A．14AB B．12AB C．34AB 【解答】解：木條的重力：G＝mg＝2.4kg×10N/kg＝24N；設(shè)木條重心在D點(diǎn)，當(dāng)C點(diǎn)放在托盤(pán)秤甲上，B端放在托盤(pán)秤乙上時(shí)，以B端為支點(diǎn)，托盤(pán)秤甲的示數(shù)是0.8kg，則托盤(pán)受到的壓力：F壓＝mCg＝0.8kg×10N/kg＝8N，根據(jù)力的作用是相互的，所以托盤(pán)秤對(duì)木條C點(diǎn)的支持力為8N，如圖所示：由杠桿平衡條件有：FC×CB＝G×BD，即：8N×CB＝24N×BD，所以：CB＝3BD，因AC=14AB，所以CB則BD=13×CD＝AB﹣AC﹣BD＝AB?14AB?1欲使乙秤的示數(shù)變?yōu)?，需將甲秤移到D點(diǎn)，故向右移動(dòng)的距離為12故選：B。二．填空題（共5小題）12．（2022?拱墅區(qū)一模）小金用如圖所示裝置提升重物G，已知每一個(gè)滑輪所受重力相等均為2N，物A體G所受重力為20N，在不計(jì)摩擦的情況下，小金至少需要20N的力才能拉住物體G保持不動(dòng)；天花板A點(diǎn)受到向下拉力為42N；地面B點(diǎn)受到向上的拉力為40N?！窘獯稹拷猓阂?yàn)槎ɑ喪堑缺鄹軛U，不省力，所以小金的拉力為F1＝G＝20N；天花板上的A點(diǎn)受到的向下拉力大小也等于F1+GA+G滑輪＝20N+20N+2N＝42N；地面B點(diǎn)受到向上的拉力為2F1＝2×20N＝40N。故答案為：20；42；40。13．（2022?鎮(zhèn)海區(qū)二模）2021年7月，臺(tái)風(fēng)“煙花”過(guò)境后，鎮(zhèn)海區(qū)有不少樹(shù)木傾倒，山區(qū)的道路上也掉落下不少石塊。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）小科用如圖甲所示的方法將被臺(tái)風(fēng)刮倒的樹(shù)拉正，A的樹(shù)干相當(dāng)于動(dòng)滑輪（填“動(dòng)滑輪”或“定滑輪”）。（2）如圖乙，小科使用一根長(zhǎng)為1m的硬棒AD撬動(dòng)掉落在地上的大石塊，石塊垂直作用在棒上C點(diǎn)的力是500N，其中BC＝CD＝0.2m，若要撬動(dòng)石塊，則施加在硬棒A點(diǎn)的力至少是100N?！窘獯稹拷猓海?）動(dòng)滑輪在使用時(shí)，滑輪隨重物一起移動(dòng)，圖甲中的A樹(shù)木在用力時(shí)，會(huì)移動(dòng)，屬于動(dòng)滑輪；（2）要使施加在撬棒A點(diǎn)的動(dòng)力最小，應(yīng)使動(dòng)力臂L1最大；當(dāng)以D為支點(diǎn)，在A點(diǎn)施加垂直AD向上的動(dòng)力時(shí)，動(dòng)力臂L1＝AD＝1m，即動(dòng)力臂為最大值，則動(dòng)力為最??；此時(shí)阻力F2＝500N，阻力臂L2＝CD＝0.2m，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可得，施加在撬棒A點(diǎn)的力：F1=F故答案為：動(dòng)滑輪；100。14．（2022?嘉善縣模擬）圖甲是某簡(jiǎn)易吊裝機(jī)，其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖乙所示，（1）吊裝機(jī)在使用時(shí)，通常在一定位置壓上配重防止翻倒。將同一配重分別放在圖中D、E、F處時(shí)，能達(dá)到最佳防翻效果的是F處，此時(shí)我們選擇B點(diǎn)作為支點(diǎn)。（2）吊裝機(jī)自重為1000牛，其重力作用線(xiàn)通過(guò)A點(diǎn)?，F(xiàn)要將質(zhì)量為200kg的物體吊起，至少加1500N的配重。（已知BD＝DE＝EF＝0.5m）【解答】解：（1）根據(jù)杠桿的平衡條件可知，所加配重為阻力，在阻力一定時(shí)，阻力臂越大吊裝機(jī)越不容易傾倒，故把配重放在F處；當(dāng)所掛物體較重時(shí)，吊裝機(jī)會(huì)向左繞B點(diǎn)傾斜，此時(shí)是以B為支點(diǎn)；（2）物體重為G物＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N，動(dòng)力臂L1＝1.25m；吊裝機(jī)總重G吊機(jī)＝1000N，阻力臂L2＝1.5﹣1.25＝0.25m；設(shè)配重的重力為G'，配重的力臂為L(zhǎng)3＝BF＝6L2＝6×0.25m＝1.5m；根據(jù)杠桿的平衡條件可知：G物L(fēng)1＝G吊機(jī)L2+G'L3，2000N×1.25m＝1000N×0.25m+G'×1.5m，解得：G'＝1500N。故答案為：（1）F；B；（2）1500。15．（2022?臨安區(qū)一模）如圖是工人師傅搬運(yùn)貨物時(shí)，在地面和卡車(chē)的車(chē)用間傾斜放置一長(zhǎng)木板搭成斜面，將地面上的貨物沿斜面勻速推上車(chē)廂，用時(shí)為t；已知車(chē)廂底面離地面高度為h，木板長(zhǎng)s，貨物的質(zhì)量為m，沿斜面所用的推力為F，則工人做的有用功是mgh，工人做功功率是Fst，此斜面的機(jī)械效率為mg?Fs【解答】解：工人做的有用功是W有用＝Gh＝mgh；工人做的總功W總＝Fs，工人做功的功率P=W此斜面的機(jī)械效率η=W故答案為：mgh；Fst；mg?16．（2022?下城區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，AC、BC為同一水平面上的兩個(gè)光滑斜面，AC＞BC，∠CAB＝30°，∠C＝90°。在相等時(shí)間內(nèi)把重為80N的同一物體從斜面底端分別沿AC、BC以相同的速度勻速推至C點(diǎn)，物體的機(jī)械能增大（選填“增大”“減少“不變”），若推力分別為F1、F2，斜面的機(jī)械效率分別為η1、η2，則F1＜F2，η1＝η2（選填“＞”“＜”或“＝”）。【解答】解：物體勻速運(yùn)動(dòng)，物體的動(dòng)能不變，物體的高度增加，物體的重力勢(shì)能增大，機(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能的總和，則物體的機(jī)械能增大，AC＞BC，∠CAB＝30°，由圖可知斜面AC傾斜角度小于BC的傾角，所以物體沿AC運(yùn)動(dòng)時(shí)推力較小，即F1＜F2；由題知，AC和BC是兩個(gè)光滑的斜面，額外功為0，根據(jù)W＝Gh可知推力在兩斜面上做的有用功相同，根據(jù)η=W有用W總可知η1故答案為：增大；＜；＝。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共3小題）17．（2022?江山市一模）學(xué)習(xí)了杠桿知識(shí)后，小科利用身邊的物品來(lái)探究杠桿的平衡條件，選擇的器材有：鉛筆、橡皮若干（每塊橡皮質(zhì)量為10g）、細(xì)線(xiàn)、刻度尺等。（1）將細(xì)線(xiàn)大致系在鉛筆的中部位置，鉛筆靜止后如圖甲所示。若想調(diào)節(jié)鉛筆水平平衡，應(yīng)該將細(xì)線(xiàn)向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)。（2）調(diào)節(jié)水平平衡后，用細(xì)線(xiàn)綁定數(shù)量不等的橡皮掛在杠桿支點(diǎn)兩側(cè)，如圖乙所示。做了幾次實(shí)驗(yàn)后，將數(shù)據(jù)記錄在表中。小科得出如下結(jié)論：“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離＝阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”。小江認(rèn)為這個(gè)結(jié)論不能反映普遍規(guī)律，需要進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)。小江接下來(lái)的操作是改變動(dòng)力或阻力的方向。次數(shù)動(dòng)力F1/N支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離l1/m阻力F2/N支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離l2/m10.20.040.40.0220.20.040.10.0830.30.050.30.05（3）鉛筆水平平衡后，小科不小心將前端細(xì)長(zhǎng)的鉛筆芯弄斷了（如圖丙），她立刻將鉛筆穩(wěn)住，并將鉛筆芯放到左端細(xì)線(xiàn)下方固定（如圖丁），則鉛筆B。A.左端下沉B.右端下沉C.仍然水平平衡【解答】解：（1）由圖可知，鉛筆靜止后左端下沉，若想調(diào)節(jié)鉛筆水平平衡，應(yīng)將支點(diǎn)向左移動(dòng)，即細(xì)線(xiàn)向左移動(dòng)；（2）“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離＝阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動(dòng)力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有改變動(dòng)力或阻力的方向；（3）由丁圖可知，把折斷的鉛筆芯放到左端細(xì)線(xiàn)下方固定，對(duì)于杠桿來(lái)說(shuō)，杠桿兩側(cè)的重力不變，但是杠桿左側(cè)的力臂變短，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，G左L左＜G右L右，杠桿不能在水平位置平衡，杠桿右端下沉，故選：B。故答案為：（1）左；（2）改變動(dòng)力或阻力的方向；（3）B。18．（2022?臨平區(qū)一模）疫情的暴發(fā)給生活帶來(lái)諸多不便，但卻加快了線(xiàn)上教學(xué)的發(fā)展，為了更流暢的呈現(xiàn)板書(shū)，金老師將手機(jī)、底面為正方形的底座、大理石組裝成了如圖甲的拍攝儀，其主要結(jié)構(gòu)如圖乙，組裝流程：將手機(jī)攝像頭端伸出底座，另端用長(zhǎng)方體大理石豎直向下壓在手機(jī)末端，固定手機(jī)。已知所用手機(jī)長(zhǎng)度為20cm，質(zhì)量為160g且分布均勻，大理石質(zhì)量為240g。（1）為擴(kuò)大拍攝范圍，并防止手機(jī)掉落，求手機(jī)可以伸出底座外的最大長(zhǎng)度。（2）徐老師也組裝了一個(gè)拍攝裝置如圖丙，所用手機(jī)與金老師同款，底面為正方形的底座邊長(zhǎng)為4cm，手機(jī)左側(cè)有12cm伸出底座。假設(shè)重物掛在手機(jī)的最邊緣，g取10N/kg，求保證手機(jī)不掉落的重物質(zhì)量范圍?！窘獯稹拷猓海?）以正方形的底座的左端為支點(diǎn)，如圖所示：由杠桿示意圖可知，動(dòng)力：F1＝G手機(jī)＝m手機(jī)g＝0.16kg×10N/kg＝1.6N，動(dòng)力臂：l1=12l