3.4 簡(jiǎn)單機(jī)械（1）（解析版）

3.4簡(jiǎn)單機(jī)械（1）

學(xué)習(xí)目錄

目錄

模塊一知識(shí)網(wǎng)絡(luò)....................................................................................................................................1

模塊二知識(shí)掌握....................................................................................................................................2

知識(shí)點(diǎn)一、杠桿..............................................................................................................................2

知識(shí)點(diǎn)二、滑輪.............................................................................................................................7

【鞏固提高】........................................................................................................................................13

知識(shí)重點(diǎn)

模塊一知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

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模塊二知識(shí)掌握

知識(shí)點(diǎn)一、杠桿

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

五個(gè)要素支點(diǎn):使杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)

動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離

阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離

杠桿平衡指杠桿保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，我們?cè)谧鲅芯扛軛U的平衡條件的實(shí)

驗(yàn)時(shí)，是指杠桿的處于水平位置平衡。

文字公式：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，符號(hào)公式：F1×L1=F2×L2

分類a.L1＞L2時(shí)，叫省力杠桿，其特點(diǎn)是省了力,但費(fèi)了距離。如開開瓶器、

鍘刀、老虎鉗、道釘撬等

b.L1＜L2時(shí)，叫費(fèi)力杠桿，其特點(diǎn)是費(fèi)了力,但省了距離。如釣魚竿、

筷子、鑷子、縫紉機(jī)腳踏板等。

c.L1=L2時(shí)，叫等臂杠桿，其特點(diǎn)是不省力也不費(fèi)力，不省距離也不費(fèi)距離。

如天平、定滑輪等

實(shí)際應(yīng)用的杠桿形狀是各異的，可以是直的，也可以是曲的

[例題1]如圖所示，杠桿OA在力F1、F2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，L2是力F2的力臂，請(qǐng)

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在圖中作出F1的力臂L1和力F2。

解：做力Fl的延長(zhǎng)線，過支點(diǎn)O做力F1作用線的垂線段L1，則線段L1為力F1的力臂；

過力臂L2末端，作垂直于L2直線，與杠桿OA的交點(diǎn)為力F2作用點(diǎn)，方向斜向右上方，

如圖所示：

[例題2]（2023?舟山一模）如圖所示筷子盒在A處施加向下的力時(shí)，筷子會(huì)從出口滾出。忽略筷

子的壓力，以下能正確表示按下A處時(shí)杠桿示意圖的是（）

A．B．

C．D．

【解答】解：A處施加的動(dòng)力的方向是向下的，支點(diǎn)在杠桿的最左側(cè)，所以阻力的方向是向上的，

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根據(jù)四個(gè)選項(xiàng)可知，A中圖正確。

故選：A。

[例題3]（2023?樂清市模擬）為拔除外來(lái)入侵物種“一枝黃花”，小明自制輕質(zhì)拔草器，如圖甲所

示。用該裝置拔除同一植株，若l1＞l2＞l3＝l4，下列操作中最省力的是（）

A．B．

C．D．

【解答】解：用該裝置拔除同一植株，則阻力為F阻相同，根據(jù)杠桿的平衡條件分別得出A、B、

C中動(dòng)力的大小為：

F阻l1＝FAL，F(xiàn)阻l2＝FBL，F(xiàn)阻l3＝FCL，

因l1＞l2＞l3，則FA＞FB＞FC，

D選項(xiàng)中因動(dòng)力的方向是豎直，則力臂小于L，即：L′＜L，

則根據(jù)杠桿的平衡條件可得：F阻l3＝FDL′，

因l3＝l4，則：FD＞FC，

所以，操作中最省力的是C。

故選：C。

[例題4]（2023?湖州模擬）即將放寒假，某同學(xué)利用拉桿箱將學(xué)校里的物品運(yùn)回家里。他所用的拉

桿箱示意圖如圖所示。裝有物品的拉桿箱整體可視為杠桿，O為支點(diǎn)，B為重心，A為拉桿的

端點(diǎn)。在A點(diǎn)沿圖示方向施加拉力F使拉桿箱保持靜止。下列說(shuō)法中正確的是（）

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A．其他條件不變，僅伸長(zhǎng)拉桿的長(zhǎng)度，拉力F增大

B．其他條件不變，拉力F的方向沿順時(shí)針改變20°，拉力F減小

C．箱內(nèi)物體下滑，重心位置由B變至B′，拉力F增大

D．使拉力F的方向沿順時(shí)針改變40°，通過調(diào)節(jié)拉力大小，不能使拉桿箱保持靜止

【解答】解：A、由圖知，O為支點(diǎn)，反向延長(zhǎng)力F的作用線，由O點(diǎn)做F作用線的垂線，垂線

段長(zhǎng)為其力臂L，如下圖所示：

；

其它條件不變時(shí)，僅伸長(zhǎng)拉桿的長(zhǎng)度，由圖可知，動(dòng)力臂會(huì)變大，在阻力、阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力

臂變大，根據(jù)杠桿的平衡條件“動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂”可知，拉力F減小，故A錯(cuò)誤；

B、其它條件不變時(shí)，使拉力F的方向沿順時(shí)針改變20°，動(dòng)力臂會(huì)變小，在阻力、阻力臂不變

時(shí)，動(dòng)力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，拉力F增大，故B錯(cuò)誤；

C、箱內(nèi)物體下滑，重心位置由B變至B′，阻力不變，阻力臂變小，動(dòng)力臂不變，根據(jù)杠桿的

平衡條件可知，拉力F減小，故C錯(cuò)誤；

D、使拉力F的方向沿順時(shí)針改變40°，此時(shí)拉力方向向下，阻力方向不變，仍然豎直向下，在

兩個(gè)向下的力作用下，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)拉力大小，都不能使拉桿箱保持靜止，故D正確。

故選：D。

[例題5]（2022秋?西湖區(qū)校級(jí)期中）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

1

為木條上的點(diǎn)，AC=AB?，F(xiàn)將兩臺(tái)完全相同的臺(tái)秤甲、乙放在水平地面上，再將此木條支放

4

在兩秤上，B端支放在乙秤上。C點(diǎn)支放在甲秤上，此時(shí)甲科的示數(shù)是0.8kg，如圖所示。則欲

使乙秤的示數(shù)變?yōu)?，應(yīng)將甲秤向右移動(dòng)的距離是（支放木條的支架重不計(jì)）（）

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1113

A．ABB．ABC．ABD．AB

8424

【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)放在托盤秤甲上，B端放在托盤秤乙上時(shí)，以B端為支點(diǎn)，

托盤秤甲的示數(shù)是0.8kg，則托盤受到的壓力：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，

13

因AC=AB，所以CB=AB

44

131

則BD=×AB=AB，

344

111

CD＝AB﹣AC﹣BD＝AB―AB―AB=AB，

442

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AB。

2

故選：C。

[例題6]（2023?蕭山區(qū)模擬）在體育鍛煉時(shí)，小金雙腳并攏，腳尖O觸地，腳后跟踮起，手掌支

撐在豎直墻壁上，手臂水平，A為人體重心所在位置，此時(shí)墻壁對(duì)手掌的支撐力是F，如圖所

示。不計(jì)墻壁對(duì)手掌的摩擦力。

（1）小金質(zhì)量為48kg，則墻壁對(duì)人的支撐力約為多少？（g取10N/kg）

（2）若增大腳尖與墻壁的距離，手臂仍然水平支撐在墻壁上，支撐力F變大還是變??？分析并

說(shuō)明理由。

（3）若要做撐墻俯臥撐，增加該鍛煉的功率的方法有哪些？舉1例：。

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【解答】解：（1）假設(shè)小正方形的邊長(zhǎng)為a，由圖可知，支撐力F的力臂為L(zhǎng)1＝8a，阻力F2的

力臂為L(zhǎng)2＝3a，根據(jù)杠桿條件，可得F1L1＝F2L2，且F2＝mg，則支撐力：

?2?248??×10?/??×3?

F===180N；

?18?

（2）鍛煉時(shí)，腳尖離開墻壁越遠(yuǎn)，支撐點(diǎn)會(huì)下移，則由圖可知?jiǎng)恿Ρ蹠?huì)減小，阻力臂會(huì)增大，

阻力（人的重力）大小不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知人受到的支撐力會(huì)變大；

（3）在相同的時(shí)間內(nèi)增加做功的多少可以增加功率，所以可以通過負(fù)重鍛煉，增加速度等來(lái)增

加功率。

答：（1）小金質(zhì)量為48kg，則墻壁對(duì)人的支撐力約為180N；

（2）鍛煉時(shí)，腳尖離開墻壁越遠(yuǎn)，支撐點(diǎn)會(huì)下移，則由圖可知?jiǎng)恿Ρ蹠?huì)減小，阻力臂會(huì)增大，

阻力（人的重力）大小不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知人受到的支撐力會(huì)變大；

（3）負(fù)重鍛煉（增加速度）。

知識(shí)點(diǎn)二、滑輪

1.定滑輪是等臂杠桿，不省力，但可以改變力的方向。

2.動(dòng)滑輪是動(dòng)力臂等于阻力臂2倍的杠桿，使用動(dòng)滑輪可以省一半的力：F=1/2G

3.滑輪組既能省力又能改變力的方向。重物和動(dòng)滑輪的總重力由n段繩子承擔(dān)，提起重物所用的力

就是總重力的n分之一,即F=1/nG，拉力所通過的距離為物體上升距離的n倍。

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[例題7]（2023?海曙區(qū)校級(jí)一模）現(xiàn)有史籍中最早討論滑輪的是《墨經(jīng)》。書中將向上提舉重物的

力稱為“挈”，將自由往下降落稱為“收”，將整個(gè)滑輪稱為“繩制”（圖1）?，F(xiàn)分別用甲、乙

兩個(gè)力替代“收”（圖2），使重物在相同的時(shí)間內(nèi)勻速上升相同高度。不計(jì)繩重和摩擦，下列

說(shuō)法正確的是（）

A．使用這個(gè)滑輪能省力

B．甲拉力大小等于乙拉力大小

C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功

D．甲拉力使繩自由端移動(dòng)的速度小于乙拉力使繩自由端移動(dòng)的速度

【解答】解：A、由圖可知，圖中的滑輪是定滑輪，使用定滑輪只能改變力的方向，不能省力，

故A錯(cuò)誤；

B、定滑輪是等臂杠桿，由于阻力和阻力臂不變，動(dòng)力臂都等于滑輪的半徑，即甲、乙拉力的力

臂相等，根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2，可知，甲拉力大小等于乙拉力的大小，故B正確

C、由題意可知，重物上升的距離相同；在使用定滑輪中，繩子移到的距離等于重物上升的距離；

由于甲、乙拉力大小相等，根據(jù)W＝Fs可知甲、乙拉力做功的大小相等，故C錯(cuò)誤；

D、由題意可知，重物在相同時(shí)間內(nèi)上升的距離相同，即重物上升的速度相同；在使用定滑輪中，

?

繩子移動(dòng)的距離等于重物上升的距離，繩子移動(dòng)的時(shí)間和重物上升的時(shí)間相同，根據(jù)=可知，

v?

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甲、乙拉力移動(dòng)的速度都等于重物上升的速度，故D錯(cuò)誤。

故選：B。

[例題8]（2021秋?柯橋區(qū)期末）如圖所示，分別用力F1、F2、F3勻速提起重物A，若不計(jì)摩擦，

關(guān)于三個(gè)力的大小關(guān)系，下列選項(xiàng)中正確的是（）

A．F1＝F2＝F3B．F1＞F2＞F3C．F2＞F1＝F3D．F1＜F2＜F3

【解答】解：因?yàn)槎ɑ喯喈?dāng)于一等臂杠桿，只能改變力的方向，而不省力，故定滑輪拉同一重

物G，不計(jì)摩擦，沿三個(gè)不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物體的重力。故A

正確，BCD錯(cuò)誤。

故選：A。

[例題9]（2022秋?溫州期末）小明用如圖裝置“測(cè)量大氣壓”時(shí)，發(fā)現(xiàn)彈簧秤的量程太小，無(wú)法

拉開緊貼在地面上的吸盤，于是他加了一個(gè)輕質(zhì)滑輪，若不計(jì)滑輪自重和摩擦，下列操作最有

可能完成實(shí)驗(yàn)的是（）

A．B．

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C．D．

【解答】解：AB、AB圖中兩個(gè)滑輪均為定滑輪，定滑輪不省力，只能改變力的方向，故AB錯(cuò)

誤；

C、滑輪作為動(dòng)滑輪使用，不計(jì)滑輪自重和摩擦，能省一半的力，故C正確；

D、滑輪作為動(dòng)滑輪使用，彈簧測(cè)力計(jì)作用在滑輪軸上，不計(jì)滑輪自重和摩擦，彈簧測(cè)力計(jì)拉力

為繩子拉力的2倍，故D錯(cuò)誤。

故選：C。

[例題10]工人站在地上利用滑輪組把貨物提起來(lái)，請(qǐng)你把圖中繩子的繞線方法補(bǔ)充完整。

解：要使該滑輪組向下用力物體向上運(yùn)動(dòng)，應(yīng)從定滑輪開始繞，或者從繩子自由端

向下從外向里繞繩。如圖：

[例題11]（2023?蕭山區(qū)校級(jí)二模）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，提升過程中繩子自由端拉力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)于該過程的說(shuō)法

正確的是（）

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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．繩子自由端受到豎直向下的拉力為200N

【解答】解：A、由圖知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n＝2，

???2×1.5?

由s＝nh和v=可得，繩子自由端移動(dòng)速度v===0.6m/s，故A錯(cuò)誤；

??5?

????180?

BD、由P===Fv可得，繩端拉力F===300N，

???0.6?/?

1

不計(jì)繩重和摩擦，由F=（G+G）可得，動(dòng)滑輪重力G＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N，

?動(dòng)動(dòng)

故BD錯(cuò)誤；

C、因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ模K子對(duì)人的拉力F拉與人對(duì)繩端拉力F相等，地面對(duì)人的支持力F支

與人對(duì)地面的壓力F壓相等，

人站在水平地面上，由平衡力知識(shí)知，G人＝F拉+F支，則F支＝G人﹣F拉＝700N﹣300N＝400N，

所以人對(duì)地面的壓力F壓＝F支＝400N，故C正確。

故選：C。

[例題12]（2023?溫州模擬）如圖所示，用10N的力F沿水平方向拉滑輪，可使物體A以0.2m/s的

速度在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)。彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)恒為2N（不計(jì)滑輪、測(cè)力計(jì)、繩子的重力，滑輪

的轉(zhuǎn)軸光滑）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A．物體A受到地面水平向右3N的摩擦力

B．物體A受到B的摩擦力是2N

C．滑輪移動(dòng)的速度是0.1m/s

D．拉力F做功功率為4W

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【解答】解：

AB、不計(jì)滑輪的摩擦和重力，以動(dòng)滑輪為研究對(duì)象，則兩段繩子向右的拉力與向左的拉力平衡，

11

所以2F＝F，則A物體對(duì)滑輪的拉力F=F=×10N＝5N；力的作用是相互的，所以滑輪

拉拉22

對(duì)A的拉力也為5N；

彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)恒為2N，因拉滑輪時(shí)，物體B始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則測(cè)力計(jì)對(duì)B向右的拉力

與A對(duì)B向左的摩擦力平衡，所以fA對(duì)B＝F示＝2N；力的作用是相互的，所以，物體B對(duì)A的

摩擦力為2N，方向向右，故B正確；

物體A向左勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)地面對(duì)物體A還有向右的摩擦力，由力的平衡條件可得：F拉＝fB對(duì)A+f

地，

所以物體A受到地面的摩擦力：f地＝F拉﹣fB對(duì)A＝5N﹣2N＝3N，方向水平向右，故A正確；

C、因拉力F作用在動(dòng)滑輪的軸上，費(fèi)力但省一半的距離，所以拉力端的移動(dòng)速度（滑輪移動(dòng)的

111

速度）等于物體A移動(dòng)速度的，則滑輪移動(dòng)的速度v=v=×0.2m/s＝0.1m/s，故C正確；

22A2

???

D、拉力F做功功率：P===Fv＝10N×0.1m/s＝1W，故D錯(cuò)誤。

??

故選：D。

[例題13]（2022秋?嵊州市期末）如圖所示是小明家使用的升降衣架，它是通過一些簡(jiǎn)單機(jī)械組合

來(lái)方便地晾起衣服。每個(gè)滑輪重1牛，橫梁和衣架總重量為10牛。當(dāng)晾衣架上所掛衣服重量為

60牛時(shí)，小明同學(xué)用力F拉動(dòng)繩子自由端，在5s時(shí)間內(nèi)使衣服勻速上移了1m，不計(jì)繩重和摩

擦。

（1）該升降衣架的6個(gè)滑輪中，動(dòng)滑輪有個(gè)。

（2）小明所用拉力的大小為多少牛？

（3）拉力的功率大小為多少瓦？

【解答】解：

（1）由圖知，使用升降衣架時(shí)下面的兩個(gè)滑輪會(huì)隨所掛衣服一樣運(yùn)動(dòng)，所以6個(gè)滑輪中有兩個(gè)

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動(dòng)滑輪；

（2）由題知，每個(gè)滑輪重1N，升降衣架中動(dòng)滑輪重G動(dòng)＝2N，所掛衣服重G＝60N，橫梁和衣

架總重量G′＝10N，

由圖知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n＝4，

不計(jì)繩重和摩擦，拉力的大?。?/p>

11

F=（G+G′+G）=×（60N+10N+2N）＝18N；

?動(dòng)4

（3）由s＝nh和W＝Fs可得，拉力做的功：

W＝Fnh＝18N×4×1m＝72J，

拉力的功率：

?72?

P===14.4W。

?5?

故答案為：（1）兩；

（2）小明所用拉力的大小為18N；

（3）拉力的功率14.4W。

【鞏固提高】

1.（2023?衢江區(qū)一模）人抬頭時(shí)頭部可以看作一個(gè)杠桿，下列能正確表示抬頭時(shí)該杠桿的支點(diǎn)、

動(dòng)力和阻力示意圖的是（）

A．B．

C．D．

【解答】解：抬頭時(shí)，表示該杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力示意圖的是B。

故選：B。

2.（2022秋?下城區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，是自卸車的示意圖，車廂部分可視為杠桿，則下列分

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析錯(cuò)誤的是（）

A．C點(diǎn)是支點(diǎn)

B．液壓桿B施加力是動(dòng)力

C．阻力只有貨物的重力

D．物體A放在車廂后部可省力

【解答】解：A、車廂部分是繞著C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以C點(diǎn)是支點(diǎn)，故A正確；

B、液壓桿B施加的力是動(dòng)力，把車廂支撐起來(lái)，故B正確；

C、阻力應(yīng)是貨物對(duì)車廂的壓力，不是貨物的重力，故C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)杠桿平衡條件，阻力臂越短動(dòng)力越小，越省力，因此物體A放在車廂后部可省力，故D

正確。

故選：C。

3.（2023?寧波模擬）小科家有一塊菜板，平時(shí)不用的時(shí)候，就靠在灶臺(tái)的墻上。有一次，小科在

家?guī)蛬寢屜赐昕曜雍?，把裝有筷子的筷籠子放到菜板前時(shí)，碰到了菜板下端，結(jié)果菜板倒了下

來(lái)，還撞倒了剛放好的筷籠子，導(dǎo)致筷子掉了一地，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A．菜板放置時(shí)，與水平面夾角越大，菜板越容易滑倒

B．若墻面是光滑的，菜板依然可以保持平衡

C．若將菜板上端點(diǎn)看作支點(diǎn)，則菜板重力和灶臺(tái)對(duì)菜板的支持力可以使杠桿保持平衡

D．筷籠子被撞倒后，若不計(jì)空氣阻力，筷子將做直線運(yùn)動(dòng)

【解答】解：A、菜板放置時(shí)與水平面夾角越大，菜板對(duì)灶臺(tái)的壓力越大，接觸面的粗糙程度不

變，則灶臺(tái)對(duì)菜板的摩擦力越大，菜板越不容易滑倒，故A錯(cuò)誤；

B、若墻面是光滑的，菜板受到重力、墻壁的支持力、灶臺(tái)對(duì)菜板的摩擦力、灶臺(tái)對(duì)菜板的支持

力的共同作用，依然可以保持平衡，故B正確；

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C、將菜板上端點(diǎn)看作支點(diǎn)，則菜板的重力為阻力，灶臺(tái)對(duì)菜板的摩擦力和灶臺(tái)對(duì)菜板的支持力

的合力為動(dòng)力，仍然可以使杠桿平衡，故C錯(cuò)誤；

D、筷籠子被撞倒后，不計(jì)空氣阻力，離開灶臺(tái)的筷子只受到重力作用，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，

筷子將做曲線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

故選：B。

4.（2023?文成縣二模）如圖所示，杠桿OA的B點(diǎn)掛著重物G，A端用細(xì)繩掛在圓弧EF上，此

時(shí)OA恰成水平，且A點(diǎn)與圓弧形架EF的圓心重合。當(dāng)繩AM的M端從E點(diǎn)緩慢滑到F點(diǎn)的

過程中，繩對(duì)A點(diǎn)拉力的大小將（）

A．逐漸變大B．逐漸變小

C．先變大再變小D．先變小再變大

【解答】解：圖中O為支點(diǎn)，G為阻力、A點(diǎn)的拉力為動(dòng)力。當(dāng)杠桿水平時(shí)，OB為阻力臂，OA

為動(dòng)力臂，此時(shí)動(dòng)力臂最長(zhǎng)，所以根據(jù)杠桿的平衡條件可知，所用的拉力最小。當(dāng)繩的M端從E

點(diǎn)向中間滑時(shí)，力臂由小變大，拉力則由大變?。划?dāng)從中間再向F滑時(shí)，力臂由大變小，拉力則

由小變大。因此，繩對(duì)A點(diǎn)拉力的大小將是先變小再變大。

故選：D。

5.（2023?平陽(yáng)縣二模）如圖所示，木棒OA可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)有一方向不變的

水平力F作用于棒的A端，使棒從豎直位置緩慢地轉(zhuǎn)到偏角為θ的地方（θ＜90°）．設(shè)M為

動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積，則在此過程中（）

A．F不斷變大，M不斷變大B．F不變，M逐漸變大

C．F逐漸變小，M逐漸變小D．F逐漸變大，M逐漸變小

【解答】解：

第15頁(yè)共26頁(yè)

由題意可知，O點(diǎn)為支點(diǎn)，動(dòng)力為F，阻力為木棒的重力G，如下圖所示：

使棒從豎直位置緩慢地轉(zhuǎn)到偏角為θ的地方（θ＜90°），結(jié)合上圖可知，阻力臂L阻增大，而阻

力G的大小不變，則阻力與阻力譬的乘積GL阻增大；

根據(jù)杠桿的平衡條件可知，M＝FL動(dòng)＝GL阻不斷變大；

同時(shí)，動(dòng)力臂L動(dòng)減小，因?yàn)镸＝FL動(dòng)增大、L動(dòng)減小，所以F不斷變大，故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選：A。

6.（2023?柯橋區(qū)模擬）如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在木桿的右端施加

一個(gè)始終垂直于桿的作用力F，使桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到OB位置的過程中，力F的大小將（）

A．一直是變大的B．一直是變小的

C．先變大，后變小D．先變小，后變大

【解答】解：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2分析，將杠桿緩慢地由最初位置拉到水平位置時(shí)，動(dòng)

力臂不變，阻力為杠桿的重力，也不變，阻力力臂變大，所以動(dòng)力變大。

當(dāng)杠桿從水平位置拉到最終位置時(shí)，動(dòng)力臂不變，阻力不變，阻力臂變小，所以動(dòng)力變小。

故F先變大后變小。

故選：C。

7.（2023?路橋區(qū)一模）如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。為了切斷甘蔗，下列最省力的是（）

第16頁(yè)共26頁(yè)

A．F1B．F2C．F3D．F4

【解答】解：為了能切斷甘蔗，動(dòng)力的方向需向下，由動(dòng)力臂的定義可知，手沿F1、F3方向用力

比沿F2方向用力時(shí)的動(dòng)力臂要小，由杠桿平衡條件可知，動(dòng)力更大，即F1、F3＞F2，所以手沿F2

方向最省力，故B正確。

故選：B。

8.（2023?鹿城區(qū)校級(jí)一模）為了拔除外來(lái)入侵物種“一枝黃花”，農(nóng)業(yè)專家自制輕質(zhì)拔草器，如

圖所示，將拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手對(duì)拔草器施力，可將植株連根拔起。若拔

同一植株，手施力最小的是（）

A．B．

C．D．

【解答】解：如圖所示，拔草器相當(dāng)于一個(gè)杠桿，拔草時(shí)支點(diǎn)在O點(diǎn)，若拔同一植株，則草對(duì)拔

草器的阻力一定，由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，阻力臂越小，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小。A、

B、C圖相比，動(dòng)力臂相等，C圖中的阻力臂更小，所以C圖動(dòng)力更??；C圖與D圖相比，阻力

臂相等，D圖的動(dòng)力臂更小，所以C圖動(dòng)力更小，符合要求的只有C圖。

故選：C。

9.（2021秋?溫嶺市期中）如圖所示，健身員向下擺動(dòng)腳踝使細(xì)繩拉著物體緩慢提升時(shí)，圖中的

第17頁(yè)共26頁(yè)

滑輪是（）

A．定滑輪，可省力

B．動(dòng)滑輪，可省力

C．定滑輪，可改變力的方向

D．動(dòng)滑輪，可改變力的方向

【解答】解：由圖知，圖中用的是定滑輪，可以改變力的方向，但不省力。所以ABD錯(cuò)誤，C

正確。

故選：C。

10.（2020秋?杭州期中）如圖，甲、乙實(shí)驗(yàn)可以得出“定滑輪不能省力”這一結(jié)論。小敏想通過

一次實(shí)驗(yàn)既得出結(jié)論，又能直接顯示出鉤碼的重力大小，于是在左側(cè)加上一個(gè)相同的彈簧測(cè)力

計(jì)（彈簧測(cè)力計(jì)重力不能忽略、繩和滑輪之間摩擦不計(jì)）。下列四套裝置中能實(shí)現(xiàn)的是（）

A．B．C．D．

【解答】解：A、左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小為鉤碼重力+彈簧測(cè)力計(jì)重力，右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大

小為鉤碼重力+彈簧測(cè)力計(jì)重力，故A錯(cuò)誤；

B、左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小為鉤碼重力，右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小為鉤碼重力+彈簧測(cè)力計(jì)重力，

第18頁(yè)共26頁(yè)

故B錯(cuò)誤；

C、左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小為鉤碼重力+彈簧測(cè)力計(jì)重力，右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小為鉤碼重力，

故C錯(cuò)誤；

D、左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小為鉤碼重力，右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小為鉤碼重力，故D正確；

故選：D。

11.（2022秋?衢江區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，物體A重為200N，C、D滑輪重均為30N。物體B重

為120N，它恰好能拉著A向右勻速運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)用水平向左的拉力F作用于物體A上，使物體B

在5s內(nèi)勻速上升了0.8m，則：（不計(jì)繩重和摩擦）

（1）圖中D為（填“定”或“動(dòng)”）滑輪，C在此次提升重物過程中的作用是。

（2）拉力F的大小為N，拉力F的功率為W。

【解答】解：（1）由圖可知，D滑輪隨物體一起運(yùn)動(dòng)，因此D滑輪是動(dòng)滑輪；C滑輪固定不動(dòng)，

因此C滑輪是定滑輪，其作用是改變力的方向；

（2）由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝2，不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重以及滑輪輪軸間摩擦，繩子自由

11

端的拉力：F=（G+G）=×（120N+30N）＝75N；

繩?B動(dòng)2

物體A勻速運(yùn)動(dòng)，則拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，物體A所受摩擦力：f＝F繩＝75N。

用一水平向左的力F拉動(dòng)物體A，拉力：F＝f+F繩＝75N+75N＝150N，

物體B在5s內(nèi)勻速上升的距離h＝0.8m，則物體A在5s內(nèi)勻速移動(dòng)的距離：s＝nh＝2×0.8m＝

1.6m，

拉力做的功：W＝Fs＝150N×1.6m＝240J，

?240?

拉力F的功率為：P===48W。

?5?

故答案為：（1）動(dòng)；改變力的方向；（2）150；48。

12.（2022秋?臺(tái)州期末）我國(guó)企業(yè)承建的2022年世界杯主場(chǎng)館——盧塞爾體育場(chǎng)，創(chuàng)下全球最大

跨度索網(wǎng)屋面單體建筑等六大世界之最。

（1）索網(wǎng)的主體部分是索鋼，鋼是一種（選填“合金”或“有機(jī)合成”）材料，其中加入

第19頁(yè)共26頁(yè)

了一定量的鉻和鎳，是通過改變金屬的來(lái)達(dá)到防銹的目的。

（2）在吊索網(wǎng)過程中使用了大量的滑輪裝置。用如圖甲的滑輪組提升重20000牛的物體，拉力F

為7000牛，不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪的重力是。物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙

所示，則反應(yīng)繩子自由端運(yùn)動(dòng)的圖線是（選填“A”或“B”）。

【解答】解：（1）鋼是含碳量在0.04%﹣2.3%之間的鐵碳合金；其中加入了一定量的鉻和鎳，是

通過改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而起到防銹作用；

（2）由圖知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n＝3，

1

不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)F=（G+G）可得，動(dòng)滑輪重力：

?動(dòng)

G動(dòng)＝nF﹣G＝3×7000N﹣20000N＝1000N；

使用圖甲滑輪組提升重物時(shí)，繩端移動(dòng)距離s＝3h，

由圖象知，時(shí)間相同時(shí)，sA＝3sB，所以A是反應(yīng)繩子自由端運(yùn)動(dòng)的圖線。

故答案為：（1）合金；內(nèi)部結(jié)構(gòu)；（2）1000N；A。

13.（2022春?柯城區(qū)校級(jí)月考）在探究動(dòng)滑輪使用特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，各小組按照如圖中所示的實(shí)驗(yàn)

器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)器材都相同，每次都勻速提起鉤碼，實(shí)驗(yàn)中不計(jì)繩重和摩擦。

（1）由所學(xué)知識(shí)我們知道：使用動(dòng)滑輪可以省一半的力，根據(jù)A、B兩圖求出他們所用動(dòng)滑輪的

重力為N。

第20頁(yè)共26頁(yè)

（2）比較B、C、D三圖可知，使用動(dòng)滑輪勻速提起同一重物時(shí)的拉力大小可能會(huì)不同，其拉力

大小不同的原因是。

（3）根據(jù)如果家里安裝日光燈，你認(rèn)為更合理的是。

【解答】解：

（1）由A、B兩圖實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知G＝2.0N，F(xiàn)＝1.1N；

1

不計(jì)繩重和摩擦，由動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可得：F=（G+G），

2動(dòng)

則動(dòng)滑輪的重力為：

G動(dòng)＝2F﹣G＝2×1.1N﹣2.0N＝0.2N；

（2）分析B、C、D三圖的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用動(dòng)滑輪勻速提起同一重物時(shí)，測(cè)力計(jì)與豎直方向

夾角不同，拉力的大小不同，并且拉力與豎直方向夾角越大，拉力也越大；

（3）根據(jù)（2）得出的結(jié)論“拉力與豎直方向夾角越大，拉力也越大”可知，圖乙繩子承受的拉

力大，應(yīng)該選用甲圖比較合理。

故答案為：（1）0.2；（2）拉力與豎直方向夾角不同；（3）甲。

14.（2022秋?諸暨市期中）小金是運(yùn)動(dòng)會(huì)儀仗隊(duì)的旗手（如圖）。他豎直舉旗前進(jìn)時(shí)，風(fēng)給紅旗的

水平阻力是20N，其作用點(diǎn)可以看成在A點(diǎn)。已知A、B間的距離為1.6m，B、C間的距離為

0.4m，B點(diǎn)手對(duì)旗桿施加的最小的力是N。如果風(fēng)力變大，小金可采取哪些方法仍保持

旗子豎直（寫出一種方法即可）。

第21頁(yè)共26頁(yè)

【解答】解：小金在豎直舉旗前進(jìn)時(shí)，以C為支點(diǎn)時(shí)，B處垂直于旗桿向左的力為動(dòng)力，A處垂

直杠桿向右的力為阻力，BC為動(dòng)力臂，AC為阻力臂，且AC＝BC+AB＝0.4m+1.6m＝2m；

根據(jù)杠桿的平衡條件可得：F1×BC＝F2×CA，

?2×??20?×2?

所以最小的動(dòng)力為：F===100N；

1??0.4?

風(fēng)力變大，使旗子仍保持豎直，可增大動(dòng)力臂，即可將B點(diǎn)手向上移動(dòng)一段距離。

故答案為：100；將B點(diǎn)手向上移動(dòng)一段距離。

15.（2021秋?北侖區(qū)校級(jí)期末）在粗糙的地面有一個(gè)的盛滿油的圓柱桶，高120厘米，底部直徑

為50厘米，重力為1300牛頓，要使底部A點(diǎn)稍離地面，在D點(diǎn)至少需加一個(gè)牛的推力。

若將油桶繞B點(diǎn)推倒時(shí)，推力至少要做焦耳的功。

【解答】解：（1）要想使油桶底部A點(diǎn)稍離開地面，則應(yīng)以油桶底部的右端為支點(diǎn)，如圖所示：

要?jiǎng)恿ψ钚?，根?jù)杠桿平衡條件可知，動(dòng)力臂應(yīng)最長(zhǎng)，由圖知，最長(zhǎng)動(dòng)力臂為BD，動(dòng)力的方向

垂直于BD向上；

第22頁(yè)共26頁(yè)

1

支點(diǎn)為點(diǎn)B，重力的力臂為BE=×0.5m＝0.25m，最小動(dòng)力F的力臂為BD，

2

由勾股定理可得：BD=(??)2+(??)2=(0.5m)2+(1.2?)2=1.3m，

根據(jù)杠桿的平衡條件可得：G?BE＝F?BD，

即：1300N×0.25m＝F×1.3m，

所以F＝250N。

（2）由于推力做功我們可以轉(zhuǎn)化為重力做功，我們只需要把桶推到對(duì)角線垂直于地面即可（因

11

為這時(shí)候桶會(huì)自動(dòng)倒下）；所以求得此時(shí)前后兩次的重心位置變化情況：h’=×130cm―×

22

120cm＝5cm；

所以W＝Fs＝1300N×0.05m＝65J。

故答案為：250；65。

16.（2022秋?西湖區(qū)校級(jí)期中）小科家里進(jìn)行裝修，裝修的工人從建材市場(chǎng)運(yùn)來(lái)1張質(zhì)量均勻的

矩形實(shí)木板和一桶墻面漆，木板的規(guī)格是1.2m×2m×0.015m，密度為0.7×103kg/m3，墻面漆

的質(zhì)量為30kg。

（1）木板的重力為N。

（2）工人用一個(gè)豎直向上的力F將木板的一端勻速抬起到某個(gè)位置（如圖甲所示），在抬起過程

中，力F的變化趨勢(shì)是。

A．變大B．變小C．先變大后變小D．不變

（3）小科和工人身形相近，他們一起用一根輕桿將墻面漆抬起，工人抬起輕桿的A端，小科抬

著輕桿的B端，兩人施力的方向都為豎直向上，且保持輕桿水平（如圖乙所示），其中，AB為

1.2m，桶懸掛點(diǎn)C離A端為0.4m，則小科對(duì)木板的力F2為多少？

【解答】解：（1）木板的重力為G＝mg＝ρgV＝0.7×103kg/m3×10N/kg×1.2m×2m×0.015m＝

252N；

（2）如圖所示：

第23頁(yè)共26頁(yè)

；

如圖，杠桿在A位置，LOA＝2LOC，

?×???1

根據(jù)杠桿平衡可知：FLOA＝GLOC，則F==G；

???2

杠桿在B位置，OA′為動(dòng)力臂，OC′為阻力臂，阻力不變?yōu)镚，

??′??1

由ΔOC′D∽ΔOA′B得：==，

??′??2

?×???′1

根據(jù)杠桿平衡條件可知F′LOA′＝GLOC′，則F′==G。

???′2

由此可知當(dāng)杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中，力F的大小不變，故選D。

（3）墻面漆的重力為：G'＝m'g＝30kg×10N/kg＝300N；

?′??300?×0.4?

以A為支點(diǎn)，根據(jù)杠桿的平衡條件可知：G'LG＝F2L2，則F2=