人教版初中物理中考复习测试题及答案系列（六）

人教版初中物理中考复习测试题及答案系列(六)

第十六章简单机械(解析卷)

9考支梳理

■考点一杠杆及杠杆平衡条件》

1.杠杆：

(1)定义：在力的作用下能绕着同定点转动的硬棒叫杠杆。

①形状：可直可曲，形状任意。

②在力的作用下不易发生形变。

⑵五要素(如图所示)

①支点(0)：杠杆绕着转动的点。

②动力(FJ：使杠杆转动的力。

③阻力(FJ：阻碍杠杆转动的力。

④动力臂Q3从支点到动力作用线的距离。

⑤阻力臂⑴)：从支点到阻力作用线的距离。

动力、阻力都是杠杆受到的力，所以作用点在杠杠上；它们使杠杆的转动的方向

相反。

(3)画力臂方法：(1)找支点0；(2)画力的作用线(虚线):(3)画力＜(实线，过

支点垂直力的作用线作垂线)；(4)标力臂

2.研究杠杆的平衡条件

(1)杠杆平衡是指杠杆静止或匀速转动。

(2)杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是动力X动力臂=阻力X阻力臂。用公式表示

是FJ尸F2L。

3.杠杆的种类

A.省力杠杆：动力臂L大于阻力臂12,优点是省力;

B.费力杠杆：L小于L,优点是省距离;

C.等臂杠杆：C等于L,不省力也不费力。

■考点二滑轮A

4.三种不同滑轮的对比

定滑轮动滑轮滑轮组

d

////////

示意

总审

图1

中间的轴固定不动的和重物一起移动的滑定滑轮、动滑轮组合

定义

滑轮轮成滑轮组

动力臂为阻力臂2"佬

实质等臂杠杆省力杠杆

的杠杆

不能省力但是能改变动能省一半的的,但不既能省力又能改变动力

特点

力的方向能改变动力的方向的方向

动力

与阻

n段绳子承担总重F=1

力及1

F产殳件?n

移动

s=hG,

距离s=2h

S=nh

的关

系

■考点三斜面》

1.定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。

2.特点：省力机械。

如图：用F表示力，s表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。理想情况下，根据

功的原理，得亚=尸$=611,变形得F=Gh/s,当h一定时，斜面越长越省力;例

盘山公路。

螺旋线可以看做是绕着圆柱上的斜面；例：饮料瓶瓶盖、螺旋千斤顶等。

■易错提示A

1.对于实际生活中的杠杆，而其支点、动力、阻力的分析错误。

2.杠杆动态分析中的力与力臂变化的分析出错。

3.使用滑轮组，人站在吊篮里时绳子段数的判定出错。

考支突破

■考点1：杠杆及其五要素A

◊典例1：（2020秋•太仓市期中）如图所示，是人们日常生活中常见的用起子开

瓶盖的情景。这也是一个杠杆，那么下列关于这个杠杆的支点、动力作用点、阻

力作用点对应位置正确的是（）

A.A-B-CB.A-C-BC.B-C-AD.C-A-B

答：B

解：人们日常生活中用起子开瓶盖时，起子绕A点转动，所以这个杠杆的支点是

A点；手对C点施加的力使杠杆向上转动，即动力，所以动力作用点是C点；瓶

盖对B点施加的力阻碍杠杆向上转动，即阻力，所以阻力作用点是B点。

♦变式训练

1.1（2020春•邓州市期末）如图所示，是自卸车的示意图。车厢部分可视为杠

杆，其中A为货物，B为液压支撑杆。则下列分析正确的是（）

A.C点是支点，物体A放在车厢后部可省力

B.C点是支点，物体A放在车厢前部可省力

C.B点是支点，液压支撑杆施加的力是动力，货物重力是阻力

D.B点是支点，物体A放在车贿前部可省力

答：A

解：由图可知车厢绕着点C转动，所以c点为支点;

当物体A放在车厢的后部时（如上右图），动力臂大于阻力臂，因此省力，故A

正确，BCD错误。

■考点2：杠杆的平衡条件》

◊典例L（2020秋•东平县期中）《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”、

“本”表示力臂,“权”“重”表示力，如图所示，杆秤在水平位置平衡，以下说

法正确的是（)

①“重”增大时,N端下沉

②“权”增大时,M端上扬

③“权”向右移时，N端下沉

④提纽向右移时，M端上扬

C.只有③④D.只有①③

答：D

解：①,“重”增大时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉,

故①正确;

②.“权”增大时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故

②错误;

③.“权”向右移时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉,

故③正确;

④.提纽向右移时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故

④错误。

综合上述分析可知，①③正确。

◊典例2：（2020秋•深阳市期中）小明用如图所示的装置探究杠杆的平衡，杠杆

重力忽略不计，AB=BC=C0o图中所用钩码相同，弹簧测力计均保持竖直方向拉

杠杆，使杠杆平衡在图示位置，弹簧测力计的示数分别为％、F2、F3>FO以下判

断正确的是（）

B.

A.FI<F2<F3<F.»F尸F4VF3VF2

C.F产KVF2VF3D.

F1<F3<F2<FJ

答：B

解:

设钩码重力为G,因AB=BC=C0,弹簧测力计均保持竖直方向拉杠杆，使杠杆平

衡在图示位置，重力的方向竖直向下，弹簧测力计均保持竖直方向拉杠杆，由力

臂的定义知，力的作用点与支点的距离即为力臂的大小，从左到右四个图中力臂

的关系为:

===

Lii3Li2；L21—L22；L31=—L<2；L41—L（2（由已知条件结合数学知识得出）;

323

根据杠杆的平衡条件：FL=F2G2,可得:

%=&,F2=4,F3=S,K=g,故可得FI=F|VF3〈F2,

3323

♦变式训练

2.1（2020春•虹口区月考）如图所示，作用在A点的各个力中，不可能使杠杆平

衡的是（）

A.Fi和F2B.艮和C.F2和F3D.F3和

答：D

解：杠杆的大约中间位置挂一重物，由于重物的重力作用使杠杆向下转动，则为

使杠杆平衡，应施加阻碍杠杆向下转动的力，所以艮、Fz可能使杠杆平衡，而F3

的力臂为0,对杠杆的转动没有影响；F"吏杠杆向下转动，没有阻碍向下转动，

所以F3、&都不能使杠杆平衡。

2.2（2020秋•浦口区月考）如图所示，杠杆能绕0点自由转动，重物G挂在B

处,作用于A点的力F恰好能使杠杆在图示位置平衡，则下列结论正确的是（）

A.F一定小于GB.F一定大于G

C.F可能等于GD.F一定不等于G

答：C

解：

因作用在A点的力方向未知，故动力臂可能大于、等于、小于阻力臂，由杠杆平

衡条件FL=FJ2可知,

动力可能小于、等于、大于G,故只有C正确。

■考点3：杠杆的分类a

◊典例1：（2020秋•祁江区期中）如图所示的工具是人们在日常生活里常见的,

其中属于费力杠杆的是（）

答：C

解：

A、图示的剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆;

B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

C、镜子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆;

D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

♦变式训练

3.1（2020秋•亭湖区期中）如图所示工具，在使用时属于费力杠杆的是（）

解:

A、镜子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆;

B、扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆;

C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆;

D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

■考点4：力臂的画法a

◊典例1:（2020•东丽区模拟）如图所示是钳子剪铁丝的情景,图中关于该钳子

（图中深色部分）使用时杠杆的示意图正确的是（）

A.B.

c.D.

答：A

解：

钳子剪铁丝时（图中深色部分），支点在0点，阻力F?垂直刀刃向上，动力以作

用在下端，动力区和阻力F2使杠杆转动的方向相反，动力R方向也是向上，从

支点到动力件、阻力F2作用线的距离为电流表L、阻力臂以故BCD错误、A正

确。

◊典例2：（2020春•河东区期中）如图是一个杠杆式简易起吊机，立柱顶端的定

滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆0BA可绕。点转动。能正确表示拉力力臂的是

（）

A.LB.L2C.L3D.L,

答：B

解：

由图可知，动力为拉动杠杆的力，动力作用在杠杆的B点，动力臂为支点到动力

作用线的距离，故L为动力臂。

♦变式训练

3.1（2020秋•常熟市期中）图中，杠杆处于静止状态，请画出力F2的力臂b和

力臂L对应的力用。

答:

3.2（2020秋•邳州市期中）如图甲所示，用轻质杆将一电灯吊起，请画出动力

K的力臂。

■考点4：杠杆的动态平衡分析a

◊典例L（2020秋•兴化市期中）如图所示，用一个始终水平向右的力F,把杠

杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将（）

A.变小B.不变

C.变大D.先变大后变小

答：C

解：

如图，用一个始终水平向右的力F,把杠杆0A从图示位置缓慢拉至水平的过程

中，阻力的大小不变（等于物重G）,阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平

衡条件FL=F?L2可知，动力将变大。

◊典例2：（2020秋•越秀区校级期中）小明利用如图所示装置探究“杠杆平衡条

件”，在杠杆两侧挂上数量不等的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡。以下

操作中，能让杠杆在水平位置再次平衡的是（）

A.在左右两端的钩码下方，各增加一个钩码

B.左右两端的钩码，各减少一个钩码

C.去掉右侧钩码，换用弹簧测力计在A点斜向上拉

D.去掉左侧钩码，换用弹簧测力计在A点竖直向上拉

答：C

解：

设杠杆上每格长度是L,每格钩码的重力是G,

A、支点两边各增加一个钩码，左侧=4GX2L=8GL,右侧=3GX3L=9GL,力和

力臂的乘积不相等，杠杆不平衡，故A错误；

B、支点两端各减少一个钩码，左侧=2GX2L=4GL,右侧=GX3L=3GL,力和力

臂的乘积不相等，杠杆不平衡，故B错误；

C、去掉右侧钩码，换用弹簧测力计在A点斜向上拉，两个力在支点的同侧，根

据力的方向可知，可以使杠杆平衡，故C正确；

D、去掉左侧钩码，两个力在支点的异侧，根据力的方向可知，不能使杠杆平衡，

故D错误。

♦变式训练

4.1（2020•新吴区二模）如图所示有轻质木板（质量可忽略不计）长为L,右端

放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，左端可绕0点转动。当物块向

左做匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，则如图所示的拉力F与物块运

答：A

解：如图所示:

动力臂为OA=L,杠杆受到物体的压力(阻力)F1=G，阻力臂为0B,

物块向左做匀速滑动，则阻力臂OB=OA-vt=L-vt,

因杠杆平衡，

故有：FXOA=F‘XOB=GX(OA-vt),

即：FXL=GX(L-vt),贝【JF=G-匹t,

L

因G、v、L为常数，所以拉力F与运动时间t是一次函数关系，当t增大时，F

减小，变化关系为直线。

4.2(2020•市南区一模)如空所示，杠杆在弹簧测力计的拉力F作用下水平平

衡。现将弹簧测力计绕C点从位置a转动到b的过程中，杠杆始终保持水平平

衡。请通过画出弹簧测力计在位置a和b时F的力臂，运用杠杆平衡原理进行分

析说明拉力F的变化情况。

答：弹簧测力计绕c点从位置a转动到b的过程中拉力F逐渐变大。

解：将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，钩码的重力不变，其

力臂不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；

将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，如图所示：

由图知，弹簧测力计在位置a的力臂大于b时F的力臂，即从位置a转动到b的

过程中拉力F的力臂逐渐变小，

由杠杆的平衡条件FL=F2L2可知，拉力F逐渐变大。

■考点5：杠杆中最小力的问题A

◊典例1：如图所示是一根轻质粗细均匀的杠杆，支点为0并标有A、B、

C、D四个点。若要用它提起某一重物且最省力。最合适的动力、阻力作

用点应在（）

『1111-IIII]

ABOCD

A.A和CB.D和CC.A和DD.B和D

答：B

解：由杠杆平衡条件KL=F212可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动

力臂越长，动力越小；已知图中支点在。点，因此D点是最合适的动力，

C点是阻力作用点，0D作为动力臂最长，最省力。故选B。

◊典例2：如图所示杠杆中，。为支点，在B端挂一个重物，为使杠杆平

衡，要在A端加一个力，下列说法正确的是（）

A.在水平方向用的力K最小B.在竖直方向用力F：,最小

C.在跟0A线垂直方向上用力F?最小D.三个方向用力都一样大

答：C

解：因为A为动力作用点，。为支点，故0A为最长的动力臂，因此在A

点施力F,当F的方向与0A垂直时最省力，即跟0A连线垂直的方向F2

最小。故选Co

♦变式训练

5.1一根重100N的均匀直铁棒放在水平地面上，抬起一端所需最小的

力是（）

A.WONB.75NC.50ND.25N

答：C

解：铁棒是一个杠杆，铁棒端点与地的接触点是支点，阻力是铁棒的重

力为100N,当动力垂直于铁棒向上时，动力臂最大等于铁棒长L,此时

动力最小，由于铁棒是均匀的，所以阻力臂是棒长的一半即上，根据杠

2

「

fjx_L

杆的平衡条件可得：F.L^F.U,所以£=及幺=—1=9=竺吧=50N,即

L,L22

抬起一端所需最小的力是50No

5.2在图中杠杆的A点，先后沿AD、AE、AF、AG四个方向施加力的作

用，均能使杠杆平衡。在这四种情况中（）

A.沿AD方向最省力B.沿AE方向最省力

C.沿AF方向最省力D.沿AG方向最省力

答：C

解：从支点到力的作用线的距离是力的力臂；由杠杆平衡条件可知，在

阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，越省力。由原图

可知，力沿AF方向时，作用力的力臂最大，所以力沿AF方向时，最省

力，故ABD错误，C正确；故选C。

■考点6：杠杆的应用a

◊典例1：（2020•怀柔区模拟）如图所示，用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个

杠杆，如果不计自重，在图中，能正确表示瓶起子工作示意图的是（）

解：用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左

端0,阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力F2,动力为手对开瓶器右侧竖直向

上的作用力F”因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆，即F1VF2,故

ACD错误，B正确。

◊典例2：（2020秋•南京期中）如图所示，我们在拖动行李箱时，一般先拉出行

李箱上方的拉杆，从杠杆的角度分析，这样做的目的是为了（）

n/

A.增大动力臂B.减小阻力臂C.增大动力D.减小阻力

答：A

解：拖动行李箱时拉出行李箱上方的拉杆，行李箱的重力以及重力的力臂不变,

拉力的力臂变大，根据RXL=F2XL2,可知拉力减小。

♦变式训练

6.1（2020秋•鼓楼区校级月考）如图所示，小华用苹果和桔子来玩跷跷板.她

将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来.使杆逆时

针转动的力是（)

A.苹果所受的重力B.桔子对杆的压力

C.杆对苹果的支持力D.苹果对杆的压力

答：D

解：苹果和桔子对杠杆的拉力分别为动力和阻力，动力臂等于阻力臂，苹果的重

力大于桔子的重力，因此苹果对杠杆的压力大于桔子对杠杆的压力，所以杠杆会

沿逆时针转动，故杠杆逆时针转动的力是苹果对杆的压力。

6.2（2020•莱芜区）如图所示衣架的挂钩两侧等距离安装着四个夹子，将三条

相同的毛巾按如图所示的各种挂法晾晒在室外的铁丝上，能让衣架在水平方向上

保持平衡的是（）

【解答】解：设一条毛巾的重力为G,杠杆每一个小格的长度为L,

A、左边2GX2L,右边GXL,左边W右边，故A不符合题意；

B、左边2GXL,右边GX2L,左边=右边，故B符合题意；

C、左边2GXL,右边GXL,左边工右边，故C不符合题意；

D、左边2GX2L,右边GX2L,左边W右边，故D不符合题意

■考点7：滑轮及其工作特点a

◊典例1：（2020秋•仪征市期中）小李的质量为60kg,可以举起90kg的杠铃,

小胖的质量为80kg,可以举起70kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比

赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来，比赛结果应是（)

A.小李把小胖拉起B.小胖把小李拉起

C.两个都拉不起D.两个都拉起

答：B

解：小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样，但向下拉动定滑轮上的绳子

的拉力与他们的胳膊的举力无关，对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小,

由于装置是定滑轮，只改变力的方向，不能省力，所以绳子上的作用力最大只能

等于重力较小的小李的重力，则绳子上的作用力小于小胖的重力，即小胖能把小

李拉起。

◊典例2：（2020秋•滨湖区期中）如图所示，小明在“探究动滑轮工作特点”的

实验中，滑轮第一次受到E的作用，第二次受到竖直向上F：的作用，物体都被

匀速向上提起。已知物体重力为G物。若不计摩擦和绳重，则下列说法正确的是

（）

A.该实验中，需要测量的物理量只有物重G物和测力计示数F

B.尸2=±｝物

2

C.C的力臂为0A

D.F1<F2

答：D

解：A、该实验需要测量的物理量是滑轮与物体的总重以及测力计示数F,故A错

误；

B、在不计摩擦的情况下，用R提升物体时，动力臂是阻力的2倍，则EjGG

动）；故B错误；

C、力臂是支点到力的作用线的距离，图中可知，连接0A的直线与居的力的作用

线垂直，故件的力臂为0A；故C正确；

D、由图可知，在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，用的力臂要小于F?

的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小,

动力越大，即F】>F2；故D错误.

♦变式训练

7.1（2020秋•兴化市校级月考）如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在

钩码上，手执另一端，分别用力蚪、F2>F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩

擦，下列说法中正确的是（）

A.F1>F2>F3

B.F3>F2>Fl

C.件、F2、F3的大小不能确定

D.将钩码提升相同的高度，力R、F2、F3所做的功相等

答；D

解：

ABC、由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，忽略绳子与滑轮的摩擦，

则F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故ABC错误;

D、如果将钩码提升相同的高度，则拉力端移动的距离也相同，由W=Fs可知，

力典、F,、F：,做的功相等，故D正确。

7.2（2020秋•江都区期中）利用如图所示的动滑轮（重0.4N）提升钩码时，不

能证明使用动滑轮能省力的操作是（）

A.竖直匀速提升0.4N的钩码

B.竖直匀速提升0.8N的钩码

C.竖直匀速提升1.2N的钩码

D.竖直匀速提升1.6N的钩码

答：A

解：使用如图所示动滑轮提升钩码时，若不计绳重及摩擦，绳端拉力为：

G钩+G动

F=-^：

当G钩WG动时，F2G钩。即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时，不能证明动

滑轮能省力。动滑轮重0.4N,所以提升钩码重力小于或等于0.4N的不能证明。

■考点8：滑轮组的设计与组装》

◊典例1：（2019•同安区一模）用一个机械效率为70%的滑轮组，将重为2240N

的重物提起，所用的拉力为800N,则滑轮组至少由（）组成。

A.1个定滑轮和1个动滑轮B.2个定滑轮和2个动滑轮

C.1个定滑轮和2个动滑轮D.2个定滑轮和1个动滑轮

答：A

解：*/n=—,

WeFsnF

・"=J2240N

T|F70%X800N

・・・应该有4股绳子承物重，

・・•一个动滑轮只能有2段绳子承重，

，至少需要两个动滑轮如图所示：

显而易见，至少需要一个定滑轮。

◊典例2：（2018春•开鲁县期末）用相同的滑轮组装成如图所示的滑轮组，用它

们提起相同的物体时最省力的绕绳方法是（

A.QB.、C.

答：C

解：

A、两个滑轮的使用，效果相当于一个动滑轮，可以省一半力，拉力F=2G；

2

B、两个滑轮的使用，效果相当于一个定滑轮，不能省力，拉力F=G；

C、两个滑轮组成滑轮组，承担物重的绳子股数n=3,所用拉力F=2G；

3

D、两个滑轮组成滑轮组，承担物重的绳子股数n=2,所用拉力F=*。

可见，用它们提起相同的物体时最省力的绕绳方法是C。

♦变式训练

8.1（2018•临海市模拟）在我校物理科技节上，玲玲老师给大家演示了神奇的“二

力平衡”。如图所示，当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时，玲玲老师

用两弹簧测力计拉动圆柱体两侧的“同一根”细线，使“整根”细线向右做匀速

运动，神奇的是：左手甲弹簧测力计的示数为4.8N,右手乙弹簧测力计的示数却

只有1.6N.“同一根”细线右端受拉力小，为何细线还能向右匀速运动呢？原来

中空的细圆柱体内部另有“机械”，你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列

图中（不计绳重及摩擦）（）

A.

解：由“左手甲弹簧测力计的示数为4.8N,右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N”

可知，F乙=^F甲，由此可确定内部的滑轮的绕线是三段绳子，A选项是两个定滑

轮，不省力。B是三段绳子承担，符合要求。C选项应该是B的颠倒，D是四段绳

子承担。

8.2（2020秋•荔湾区校级期中）如图所示，一人通过滑轮组提升重物，重物上

升20cm过程中绳子自由端移动了60cm,请在图中画出滑轮组的绕线方法。

〃//////，

$

答:

s〃〃///〃

■考点9：探究杠杆的平衡条件实验A

◊典例1：（2020春♦迁西县期末）小明在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）实验前杠杆如图甲所示，则应将平衡螺母向—（选填“左”或“右”）调

节，使杠杆在水平位置平衡；

（2）小明在杠杆平衡后，继续做实验，并在杠杆的左侧挂了四钩码，如图乙所

示，若在杠杆的右侧挂3个钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，则应将这些钩码

挂在（选填字母序号）位置上，据此实验数据即得出杠杆平衡条件的结论。

这种做法（选填“合理”或“不合理”）,原因是。

（3）如图丙所示，小明在A'处挂四个钩码,在B'处改用弹簧测力计竖直向上拉，

若每个钩码的重力为0.5N,则弹簧测力计的示数为N时，杠杆可在水平位

置平衡。弹簧测力计由虚线a向右倾斜到b的过程中，仍使杠杆在水平位置平

衡,弹簧测力计在逐渐倾斜的过程中示数会（选填“变大”、“不变”或“变

小

答：（1）右；（2）E；不合理；实验次数太少不能得出普遍规律；（3）3；变大。

解：（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

使杠杆平衡；

（2）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4GX3L=3GXnL,解得n=4,则应将这些钩码挂在E点;

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，由一次实验得出结论是不合理的；

（3）丙图，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为0C,

由杠杆平衡条件得，4X0.5NX3L=FX2L,解得，F=3N；

弹簧测力计由虚线a向右倾斜到b的过程中，拉力的力臂小于0B，,拉力力臂

变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。

♦变式训练

9.1小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、

支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下

沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）

调节，使杠杆在上静止。这样做的目的是：O

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码（如图甲所示）

为了使杠杆仍在水平位置平衡，发现要在B点处挂6个钩码；于是小明

得出杠杆的平衡条件为：。他这样得出的结论是的（选

填“合理”或“不合理”），理由是O

（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点

时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装

置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使

杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原

因是：0

答：（1）左；水平位置；（2）F.L.^U；不合理；实验次数太少，结

论具有偶然性；（3）杠杆有自重。

解：（1）当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，应将平衡螺母（左端和右

端的平衡螺母调节方向一致）向左调节，直至杠杆在水平位置平衡，这

样做的目的是：便于测量力臂；（2）设一个钩码重为G,杠杆上一个小

格为L,所以，4GX3L=6GX2L,杠杆平衡条件：小明只通过

一组实验数据便得出结论，是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多

进行几次实验，避免偶然性；（3）用如图乙所示装置进行探究，杠杆的

重心没有通过支点，杠杆的重对杠杆平衡有影响。

源办实基础

1.（2020秋•常熟市期中）如图所示，质量分布不均匀的木条AB重24N,A、B是

木条两端，0、C是木条上的两个点，A0=B0,AC=0C,此时弹簧测力计乙的示数

是18N。现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点，此时弹簧测力计甲的示

数是（）

ACOB

A.18NB.16NC.12ND.8N

答：D

解：

设木条重心在D点，当弹簧测力计甲在A的位置上，弹簧测力计乙在B的位置上

时，以A端为支点，如图所示：

所以：3AB=4AD,

AD=3AB,

4

当弹簧测力计甲在C点时，以B为支点，此时弹簧测力计甲的示数为艮,

因为A0=B0,AC=0C,所以C0=0D=BD,BC=、AB,BD=3AB

44

由杠杆平衡条件有：FcXBC=GXBD,即：FBX1AB=24NX1AB,

44

所以：FB=8N,则弹簧测力计甲的示数为8N。

2.（2020秋•雁塔区校级期中）如图所示的四种用具在正常使用的过程中，属于

费力杠杆的是（）

答：A

解:

A、扫帚在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；

B、扳手在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；

C、羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；

D、核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。

3.（2020秋•滦阳市期中）为使杠杆平衡在图示位置，需在A点施加一个力，在

如图所示的四个方向中，不可能使杠杆平衡的力是（）

C.Fz和F3D.F3和F”

答：D

解：件和Fz使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相反，可以使杠杆平衡;

F3的力臂为零，不能使杠杆平衡；R使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向

相同，不能使杠杆平衡；故ABC不符合题意，D符合题意。

4.（2020秋•建邺区校级月考）如图所示，小明用一可绕0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A位置缓

慢转到B位置，如图所示，在这个过程中（）

A.F先变大后变小B.F始终不变

C.F先变小后变大D.F一直变大

答：A

解：小明用一可绕0点转动的轻质杠杆，则。为杠杆的支点;

力F始终与杠杆垂直，故动力臂L不变，阻力为物体的重力,

由上图可知：阻力臂b（即重力的力臂）先变大，到水平位置时最大，然后又变

小，

根据杠杆的平衡条件可得：FL产GL,

则动力F=—XG,

因G、L不变，L2先变大后变小，故F变大后变小.

5.（2020秋•宜兴市期中）下列有关“探究杠杆的平衡条件”的表述中，错误的

A.杠杆静止或匀速转动，我们就说此时杠杆处于平衡状态

B.安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡

C.如图保持测力计悬挂的位置不变，若斜向下拉，测力计示数会变大

D.测量过程中，若测力计指针不在刻度线上，为方便读数可适当调节平衡螺母

答：D

解：A、杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆就处于平衡状态，故A正确；

B、在“研究杠杆的平衡条件”实验时，为了便于测量力臂，要先调节杠杆两端

的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，故B正确；

C、弹簧测力计改为斜向下拉后，其力臂小于作用点到支点的距离，力臂变小，

拉力就会大，因此弹簧测力计的示数将变大，故C正确；

D、“探究杠杆的平衡条件”的实验过程中不能调节平衡螺母，故D错误。

6.（2020秋•东平县期中）工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是

（）

①滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小

②图中动滑轮相当于一个省力杠杆

③绳子自由端下拉1m,桶上升2m

④质量为65kg的工人利用该滑轮组不能提起150kg的砂石

B.只有②④C.只有③④D.只有②③

答：B

解：

①定滑轮能改变拉力的方向，但不能改变拉力的大小，故①错误；

②动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆，故②正确；

③由图知，n=2,拉力端移动距离s=2h,若绳子自由端下拉1m,则桶上升0.5m,

故③错误；

④工人向下拉绳子时，绳子会对人施加向上的拉力，为避免人被绳子拉上去，

所以人提供的最大拉力F最大=G人=m人g=65kgX10N/kg=650N；

不计绳重、动滑轮重和摩擦时，利用该滑轮组能提起的最大物重G最大=2F最大=2

X650N=1300N,

则提升物体的最大质量：m-=组生=%陛=130kg,若考虑绳重、动滑轮重

g10N/kg

和摩擦，则提升物体的最大质量会小于130kg,所以该工人利用该滑轮组不能提

起150kg的砂石，故④正确；

综上可知，只有②④正确。

7.（2020秋•南京期中）下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重，绳重及摩擦，

当匀速提升同一重物时，最省力的是（）

答：D

解：A、由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3,所以拉力3=4；

3

B、由图可知，动滑轮省一半的力，所以拉力F2=2G；

2

C、设斜面的高度为h,斜面长度为s,由图知s=2h,由功的原理可得，F,s=Gh,

所以3.=装

D、由图可知，动力臂是阻力臂的4倍，所以拉力K=』G；

4

综上可知，当提起同一重物时，最省力的是D。

8.（2020秋•锡山区校级月考）扁担是一种劳动工具，如图所示，一位挑担人用

一根长2m的扁担挑起货物，若在扁担的前端挂300N的物体，后端挂200N的物

体，挑起重物时使扁担水平平衡，挑担时可以把扁担看做—模型，则扁担顶在

肩脐的位置需距前端m远。（不计扁担重力）

答：杠杆；0.8

解：（1）挑担时，扁担可以绕着顶在肩膀的位置转动，所以可以把扁担看做杠杆

模型；

（2）扁担水平平衡时，设扁坦顶在肩膀的位置距前端的长度为L,

由杠杆的平衡条件可得：G前L=G后（2m-L）,

代入数据可得：300NXL=200NX（2m-L）,

—

解得：L0.8m0

9.（2020秋•宝应县期中）如图所示，轻质杠杆0A在力R、F,作用下处于静止状

态，L是力F2的力臂，请在图中画出力F2的示意图.

答:

10.（2020秋•镇江期中）某同学用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请用笔画

线代替绳子连接滑轮组.

答:

录考场演焦

1.（2020•淄博）如图所示，在杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F,杠杆处于平

衡状态（忽略杠杆自身重力的影响），下列说法正确的是（）

A.此时杠杆是费力杠杆

B.动力臂是线段OA

C.杠杆的阻力是物体受到的重力G

D.保持杠杆位置不变，将动力F转至居位置，动力变大

答：D

解：

AB、如图，动力臂为L（不是0A）大于阻力臂Lz,所以是省力杠杆；故AB错误;

C、物体对杠杆的拉力为阻力，不是物体受到的重力G,故C错误;

D、如下图:

保持杠杆位置不变，将动力F转至R位置，动力臂变小，而阻力、阻力臂不变，

由杠杆平衡条件可知，动力变大，故D正确。

2.（2020•六盘水）撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人

利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上。点为杠杆的支点。下列分析正确的是（）

A.此时撬棒为等臂杠杆

B.应用此撬棒的主要目的是省力

C.力F的作用点靠近0点会更省力

D.应用此撬棒的主要目的是省距离

答：B

解：ABD、由图知，在使用撬棒时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，使用该杠

杆省力但费距离，故B正确、AD错误；

C、力F的作用点靠近0点时，动力臂减小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡

条件可知动力会变大，会更费力，故C错误。

3.（2020•十堰）下列各种机械中，不省力的机械是（）

A.钢丝钳

B.动滑轮

C.旗杆顶定滑轮

D.斜面

答：C

解：

A、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；

B、动滑轮实质是个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，动滑轮在使用时可以省一半的

力，故B不符合题意；

C、定滑轮实质是等臂杠杆，不能省力，但能改变力的方向，故C符合题意；

D、利用斜面提升物体，可以省力，但要多移动距离，是省力机械，故D不符合

题意。

4.（2019•陕西）工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（）

A.滑轮组中的定滑轮能改变泣力的大小

B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆

C.绳子自由端下拉1m,桶上升2m

D.质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石

答：B

解：

A、定滑轮能改变力的方向，但不能改变力的大小，故A错误；

B、动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆，故B正确；

C、由图知，n=2,拉力端移动距离s=2h,若绳子自由端下拉1m,则桶上升0.5m,

故C错误；

D、工人向下拉绳子时，绳子会对人施加向上的拉力，为避免人被绳子拉上去，

所以人提供的最大拉力F最大=G人=m人g=65kgX10N/kg=650N；

不计绳重、动滑轮重和摩擦时，利用该滑轮组能提起的最大物重G最大=2F装大=2

X650N=1300N,

则提升物体的最大质量：1nAi大=空生=」驾lt=130kg,故D错误。

g10N/kg

5.（2019•湘西州）如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1牛

顿，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为（）

A.1牛顿B.1.5牛顿C.2牛顿D.0.5牛顿

答:D

解：使用动滑轮时，承担物重的绳子有2股，己知不计动滑轮重、绳重及摩擦,

所以提起物体的力，即弹簧测力计的示数为F=lG=lx1N=O.5NO

22

6.（2019•哈尔滨）关于简单机械的使用，说法不正确的是（）

A.使用撬棒可以省力

B.使用定滑轮不能省距离

C.利用斜面可以省功

D.使用滑轮组可以改变动力方向

答：C

解：

A、撬棒在使用时，动力臂大于阻力臂，可以省力，故A正确；

B、定滑轮实质是等臂杠杆，不能省力，也不省距离，故B正确；

C、利用斜面可以省力，但费距离，但不能省功，故C错；

D、使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，故D正确。

7.（2019•绵阳）用水平力R拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右

匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平

绳的拉力大小为F2.不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则件与F2的大小关系是

（）

A.F,=F2B.F2<F1<2F2C.F,=2F2D.F1>2F2

答：D

解：由图知，

（1）动滑轮在水平方向上受到三个力的作用：水平向右的拉力F”墙壁对它水

平向左的拉力F墙，木板A对它水平向左的拉力F木板，

由于木板向右匀速运动，所以F】=F«i+F木板，

由于同一根绳子各处的拉力相等，所以F木板=

由于力的作用是相互的，所以动滑轮对木板A的拉力为F动=F木板=工件------

2

----------①;

（2）物块B在水平方向上受到两个力的作用：绳子对它向左的拉力F2,木板A

对它向右的摩擦力对B；由于物块B保持静止，所以F2=。对B；

木板A在水平方向上受到三个力的作用：动滑轮对木板向右的拉力F功，物体B

对木板向左的摩擦力。对A，地面对木板向左的摩擦力f地面，

由于木板向右匀速运动，所以F动=备对A+f地面-----------②

由于力的作用是相互的，所以fB财对B=Fz----------③

由②③可得FFjj=F2+f地面，

即工F尸F2+f地面，

2

也就是&=2Fz+2f地面，

所以FA2F2。

8.（2020•西藏）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，实验前杠杆静止时的位置

如图（甲）所示，应将杠杆的平衡螺母向—（选填“左”或“右”）调节，直到

杠杆在水平位置平衡。在A点悬挂3个质量均为50g的钩码，在B点用弹簧测力

计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置重新平衡，如图（乙）所示，弹簧测力计的

拉力是N.（g取10N/kg）

答：（1）右；（2）2

解：挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，开始实验前发现左端下沉，右端

上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右端移动，直到杠杆在水平位置平衡；

由图可知，根据杠杆平衡条件得E、XLA=FBXLB,3X0.5NX4L=FBX3L,所以FB

=2NO

9.（2020•锦州）如图所示为钓鱼竿的简化示意图，其中。为支点，件为动力。

请在图中画出动力臂L和阻力F2的示意图（钓鱼竿自重忽略不计）。

10.（2010•常州）图中，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最

省力的绕线方法。

11.（2020•十堰）如图是小明“探究杠杆平衡条件”的实验:

（1）在水平静止的杠杆上A、B处，挂5个质量均为50g的钩码，如图甲所示,

杠杆平衡。他猜想杠杆的平衡条件是：动力X动力臂=阻力X阻力臂；

（2）改变钩码数量与位置，数据记录如下表，分析表中数据，杠杆平衡条件应

为_______________

实验次数左侧钩码数左侧钩码距离右侧钩码数右侧钩码距离

（个）支点0（格）（个）支点0（格）

12332

21632

32634

（3）某次实验如图乙，使杠杆恢复水平平衡的最简单操作

是o

（4）图丙是小明验证结论的实验，E点弹簧测力计示数是N（g取10N/kg）。

答：（2）Fl=F2b;（3）左侧钩码向左移动一个小格；（4）1

解：（2）设每个钩码重G,每个小格长为L,

实验1：2GX3L=3GX2L,

实验2：GX6L=3GX2L,

实验3：2GX6L=3GX4L,

杠杆平衡调节：F[=F2b。

（3）杠杆左端：GX3L=3GL,

杠杆右端：2GX2L=4GL,

所以杠杆的左端下沉，

要使杠杆水平位置平衡，2GX2L=GXnL,所以n=4（格），

使杠杆恢复水平平衡的最简单操作是左侧钩码向左移动一个小格。

（4）根据杠杆的平衡条件可得E点弹费测力计示数：

FX5L=5GX2L,

解得：F=2G=2Xmg=2X0.05kgX1ON/kg=1No

第十七章机械效率