第14讲 简单机械 解析版

第14讲简单机械1．杠杆(1)在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆有五个要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。杠杆可以是直的，也可以是弯的。支点：如图1所示，杠杆绕着转动的点，用字母O表示动力：如图1所示，使杠杆转动的力，用字母F1表示阻力：如图1所示，阻碍杠杆转动的力，用字母F2来表示动力臂：如图1所示，从支点到动力作用线的距离，用字母l1表示阻力臂：如图1所示，从支点到阻力作用线的距离，用字母l2表示图1图2eq\x(\x(特别关注))力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离（如图2）。(2)杠杆保持静止状态或匀速转动状态，称为杠杆平衡。(3)杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。数学表达式为：F1l1＝F2l2(或eq\f(F2,F1)＝eq\f(l1,l2))。杠杆使用中特别要注意，杠杆是否平衡不是决定于动力和阻力的大小关系，而是决定于动力×动力臂和阻力×阻力臂的大小关系。(4)根据动力臂和阻力臂的不同，可以把杠杆分成三类项目省力杠杆费力杠杆等臂杠杆图示力臂动力臂大于阻力臂若l1>l2，则F1<F2动力臂小于阻力臂若l1<l2，则F1>F2动力臂等于阻力臂若l1＝l2，则F1＝F2力省力费力不省也不费距离费距离省距离不省也不费应用开瓶器、羊角锤、铡刀、撬棒、钢丝钳、动滑轮等船桨、理发剪刀、钓鱼竿、镊子、扫帚、食品夹、船桨、筷子等天平、定滑轮等(5)判断杠杆的省、费力情况:①对于熟悉的物体:可根据工具的实际用途是为了省力还是省距离来判断。②对于不熟悉的物体:首先通过观察实物，确定支点的位置，判断出动力臂与阻力臂的大小关系，进而确定杠杆的类型(动力臂>阻力臂，为省力杠杆；动力臂<阻力臂，为费力杠杆；动力臂=阻力臂，为等臂杠杆)。eq\x(\x(特别关注))①杠杆可以省力，也可以省距离，但不能两者兼备，即杠杆不能省功。②若F1l1≠F2l2，则杠杆的平衡被破坏。若F1l1＞F2l2，则杠杆向F1的方向转动，反之则向F2的方向转动。③人体中的手臂、头、腿、脚等都可以看作杠杆。人体杠杆系统都有四个基本组成部分：骨——一根硬棒；肌肉收缩——动力的来源；两根骨之间可以活动的关节——支点；移动肢体或物体——阻力的来源。【方法归纳】杠杆最小力的作图步骤:由公式F1l1＝F2l2可知，当阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小．当动力臂最长时，动力最小．要求最小动力，必须先画出最大动力臂．(1)定点:在杠杆上找距支点最远处的点；(2)连线:连接动力作用点与支点，该线段就是动力臂；(3)定向:根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反，确定动力的方向；(4)画力:过动力作用点作该方向上与支点连线的垂线(标垂足)，并标上字母。2．滑轮(1)使用时，滑轮的位置固定不变的滑轮称为定滑轮。使用定滑轮不能省力，但可以改变力的作用方向。定滑轮实质是个等臂杠杆。(2)使用时，滑轮与重物一起运动的滑轮称为动滑轮。使用动滑轮可以省一半力，但不能改变力的作用方向。动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。种类定滑轮动滑轮滑轮组定义轴固定不动轴随物体一起运动动滑轮和定滑轮的组合实质等臂杠杆动力臂是阻力臂2倍的杠杆特点可以改变力的方向，但不可以省力可以省力，但不可以改变力的方向可省力和改变力的方向s与h的关系s＝hs＝2hs＝nhF与G的关系F＝GF＝eq\f(1,2)GF＝eq\f(1,n)G【温馨提示】①定滑轮：使用定滑轮提升物体时，绳子自由端移动的距离s等于物体升高的高度h，即s＝h，绳子自由端移动的速度v端也等于物体升高的速度v物，即v端＝v物。②动滑轮：使用动滑轮提升物体时，绳子自由端移动的距离s是物体升高的高度h的2倍，即s＝2h，绳子自由端移动的速度v端也是物体上升速度v物的2倍，即v端＝2v物。(3)滑轮组。滑轮组是由定滑轮和动滑轮组合而成的。它不但可以省力，而且可以改变力的方向。使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。在使用滑轮组时，若绳子的段数为n，则动力移动的距离s等于重物上升高度h的n倍，即s＝nh。同样，动力移动的速度v1与重物上升的速度v2的关系为v1＝nv2。eq\x(\x(特别关注))滑轮组的省力(或费距离)的情况不能机械地根据有几个定滑轮及动滑轮的省力特点来判断，要根据承担阻力的绳子的股数来确定。【温馨提示】判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几.如图甲、乙所示.3.斜面与轮轴斜面轮轴示意图定义一个与水平面成一定夹角的倾斜平面由轮和轴组成，能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴特点省力机械能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速应用螺旋、楼梯、盘山公路等方向盘、水龙头、扳手【温馨提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用在轮还是轴.4.机械效率（1）三类功有用功：为了达到目的必须要做的功，用W有表示．额外功：对达到某一目的没有用但又不得不做的功，用W额表示．总功：有用功和额外功的总和，用W总表示．（2）有用功跟总功的比值叫做机械效率，公式为η=W有W总，机械效率没有单位，一般用百分数表示，（3）机械效率是表示机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，表示机械做的有用功占它所做的总功的比例越大，这个机械的性能越好；机械效率越低，表示机械做的有用功占它所做的总功的比例越小，这个机械的性能越劣。【方法归纳】计算有用功、额外功和总功的方法A.总功的计算方法:①定义法:W总=Fs；②W总=W有+W额；③公式法:W总=W额1−η或WB.有用功的计算方法:①定义法:W有=Gh；②W有=W总-W额；③公式法:W有=W总η。C.额外功的计算方法:①定义法:W额=G额h，W额=f额s；②W额=W总-W有；③公式法:W额=W总(1-η)。【方法归纳】几种常见简单机械的机械效率机械类型图示机械效率杠杆η=W有W滑轮组竖直匀速提升物体η=W有W总η=GG水平匀速拉动物体有用功：W有＝fs物总功：W总＝F拉s绳η=W有W总=f斜面η=W有W总=5.测量滑轮组的机械效率测量滑轮组的机械效率原理η＝eq\f(W有,W总)＝eq\f(Gh,Fs)过程沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，测出钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s结论同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越高；提升相同重物，滑轮组越多，机械效率越低，但越省力提高机械效率的方法减小动滑轮的重；加润滑油，减小摩擦；增加物重【易错点】1.①认为支点到力的作用点之间的距离是力臂(应该是从支点向力的作用线引垂线，支点到垂足之间的距离)；②不会利用杠杆平衡条件求最小动力(要想所用的动力最小，动力臂就应该最长，即在杠杆上找到距支点最远的点，再连接该点与支点作为最长的动力臂)；③判断滑轮组承担重物的绳子段数易错(只看与动滑轮接触的绳子有几段，就有几段绳子承担重物)；④判断拉力移动的距离s和物体移动距离h的关系易错(确定了绳子的段数n，则s=nh)。2.①不能正确区分有用功和额外功(为了达到目的所做的功是有用功，对人们没有用但又不得不做的功是额外功)；②不能正确区分机械效率与功率(功率表示机械做功的快慢，功率大表示机械做功快；机械效率表示机械对总功利用率的高低，效率高表示机械对总功的利用率高)；③认为机械的机械效率固定不变(滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳与滑轮间的摩擦、提升物体的重力有关)。1．(中考•温州)晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是(B)ABCD【解析】设每条湿毛巾重力为G，每个小格的长度为L，A、左侧力与力臂的乘积为2G×2L=4GL，右侧力与力臂的乘积为G×L=GL，左侧≠右侧，故A错误；B、左侧力与力臂的乘积为2G×L=2GL，右侧力与力臂的乘积为G×2L=2GL，左侧=右侧，故B正确；C、左侧力与力臂的乘积为2G×L=2GL，右侧力与力臂的乘积为G×L=GL，左侧≠右侧，故C错误；D、左侧力与力臂的乘积为2G×2L=4GL，右侧力与力臂的乘积为G×2L=2GL，左侧≠右侧，故D错误；2．（中考·衢州)如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是(C)【解析】如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，以树根为支点，树的重力不变、重心一定，则阻力和阻力臂一定，支点与动力作用点的连线是最长的动力臂，根据杠杆的平衡条件，动力臂越大，动力越小；图C中动力作用点离支点最远，F3与树干垂直，则可知F3最小，故C正确。3．（中考•临沂)下列如图所示的工具，正常使用时省力的是(B)A.镊子B.羊角锤C.定滑轮D.筷子【解析】A、镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误；B、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B正确；C、定滑轮实质是一等臂杠杆，不省力也不费力，故C错误；D、筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D错误。4．（中考•绍兴）下列杠杆能水平平衡的是(杆重和摩擦均不计)(C)ABCD【解析】设杠杆每一个格为L。A、力和力臂的乘积：左边=10N×3L，右边=10N×2L，因为10N×3L＞10N×2L，所以左边下沉；B、力F和物体对杠杆的作用效果一致，使杠杆沿逆时针转动，此时杠杆不能平衡；C、力和力臂的乘积：左边=10N×3L，右边=15N×2L，因为10N×3L=15N×2L，所以杠杆平衡；D、力F和物体对杠杆的作用效果一致，使杠杆沿逆时针转动，此时杠杆不能平衡。5．（中考•温州）如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为l，则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为(D)ABCD【解析】以吸盘A为支点，设挂钩与吸盘A的距离为l，根据杠杆的平衡条件可得，G×l=F×AB，F=lG/AB，AB、G不变，l不为零，由于此算式成正比例关系，所以经过原点，故吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图象为D。6．（中考•温州)停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是(D)A．A点B．B点C．C点D．D点6题图7题图8题图【解析】根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮与地面的接触点转动，分别作出在A、B、C、D四点施加竖直向上的力并延长，再支点作出垂线，即力臂，如图所示，由图可知最省力的点是D。7.（中考•济宁）如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是(B)A．l1B．l2C．l3D．l4【解析】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l2为动力臂。8．（中考•贺州）现现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂几个钩码(C)A．1B．2C．3D．4【解析】设每个钩码重为G，杠杆每格长度为L，由杠杆平衡条件得：2G×6L=nG×4L，则n=3。9.（中考·湘西州)一根原木放在水平地面上，粗略估计它的质量时，我们视其粗细相同，质量分布均匀，现抬起一端使它稍离地面需要500N的力(g＝10N/kg)，则原木的质量大约为(B)A．50kgB．100kgC．250kgD．500kg【解析】如图，设杠杆的全长为L，动力臂是L，阻力臂是L，现抬起一端使它稍离地面需要500N的力，因为，动力×动力臂=阻力×阻力臂，F×L=G×L，所以，500N×L=G×LG=1000N原木的质量：m=G/g=1000N/10N/kg=100kg.10.(中考•衡阳)如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是(g取10N/kg)(D)A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力10题图11题图12题图13题图【解析】每个钩码重力为F=0.05kg×10N/kg=0.5N，设每个小格长度为L，则支点左侧力与力臂的乘积为：1N×3L=3N×L；A、在A点挂4个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为：2N×2L=4N×L＞3N×L，杠杆不能平衡，故A错误；B、在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，杠杆右侧力与力臂的积为：0.5N×5L=2.5N×L＜3N×L，杠杆不能平衡，故B错误；C、用弹簧测力计在B点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L=F×5L，最小拉力为0.6N；当力的方向改变时，力臂减小，使力臂小于3L时，拉力要大于1N，杠杆费力，用弹簧测力计在B点拉，当力臂为3L时，拉力为1N．根据杠杆平衡条件知，当改变用力方向，使力臂小于3L时，拉力要大于1N，杠杆才能平衡，要费力，故C错误；D、用弹簧测力计在A点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L=F×2L，最小拉力为1.5N；当力的方向改变时，力臂减小，无论如何改变用力方向力都要大于1.5N，都要费力，故D正确。11．（中考•枣庄)如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将(A)A．先变大，后变小B．先变小，后变大C．一直是变大的D．一直是变小的【解析】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力，也不变，阻力臂变大，所以动力变大。当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小。故F先变大后变小。故A正确，BCD错误。12.（中考•郴州）材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点(OA＜OB)，如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中，杠杆将会(C)A．A端下沉B．B端下沉C．仍保持平衡D．无法确定【解析】由题知，甲、乙两物体的密度相同，OA＜OB，即甲的力臂要小于乙的力臂；根据杠杆的平衡条件可知，G甲×L甲=G乙×L乙，即：ρgV甲L甲=ρgV乙L乙，所以：V甲L甲=V乙L乙…………①，如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，此时甲乙都要受到浮力的作用，根据阿基米德原理可知，甲乙受到的浮力分别为：F浮甲=ρ水gV甲，F浮乙=ρ水gV乙，此时左边拉力与力臂的乘积为：（G甲-ρ水gV甲）×L甲=G甲×L甲-ρ水gV甲×L甲…………②此时右边拉力与力臂的乘积为：（G乙-ρ水gV乙）×L乙=G乙×L乙-ρ水gV乙×L乙…………③由于V甲L甲=V乙L乙，所以：ρ水gV甲×L甲=ρ水gV乙×L乙，则由②③两式可知，此时左右两边拉力与力臂的乘积相同，故杠杆仍然会保持平衡。13．（中考•河南)如图，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒(B)A．省力且省距离B．省力但费距离C．费力且费距离D．费力但省距离【解析】由图可知，使用一根硬棒撬动石头时，动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件知道，此时动力小于阻力，即使用的是省力杠杆，由功的原理知道，使用任何机械都不省功，省力杠杆一定费距离，故B正确。14．(中考•绍兴)如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是(D)ABCD【解析】（1）在AC两图中，钩码挂在拉环上（即左边测力计倒置使用），因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC错误；（2）在BD两图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小；①B图中，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B错误；②设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为F=G1+G；D图中，左边测力计的示数为：F左=G1；手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数（即测力计受到向下的拉力）：F右=F-G=G1+G-G=G1；所以，F左=F右=G1，能得出正确结论，故D装置中能实现所有的要求。15．（中考•呼伦贝尔模拟）如图，手持10kg物体保持平衡，此时肱二头肌收缩所承受的力一定(A)A．大于98NB．小于98NC．等于98ND．等于10kg15题图16题图17题图【解析】由图知，物体的重力为G=mg=10kg×9.8N/kg=98N；肱二头肌的拉力为动力，物体对手的压力为阻力，支点在肘，所以动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2因为L1＜L2所以F1＞F2即肱二头肌收缩所承受的力一定大于98N。16．（中考•台州）小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是(C)A．两个滑轮均为定滑轮B．人将绳子拉过1米，物体也上升1米C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向【解析】A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；B、使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；C、不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；D、使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。17．（中考•深圳)如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A(每个滑轮重相同)，使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，下列说法正确的是(A)A．甲中，绳端移动的距离为60cmB．乙中，拉力的功率为1.7WC．甲中，动滑轮由两根绳子吊着D．乙中，动滑轮的重力为2N【解析】由题意可知，不计绳重和摩擦。AC.由图甲可知，n1=3，则绳端移动的距离s1=n1h=3×20cm=60cm，故A正确，C错误；B.由图乙可知，n2=2，绳自由端移动的速度：v2=s2/t2=2h2/t2=2×0.2m/2s=0.2m/s，由公式P=W/t=Fs/t=Fv可知，拉力的功率为：P2=F2v2=9×0.2m/s=1.8W，故B错误；D.在图乙中，由F=（GA+G动）可知，动滑轮的重力：G动=2F2-GA=2×9N-17N=1N，故D错误。18.（中考·贵阳)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直，仅通过转动吊臂提升货物的过程中，则下列分析正确的是(D)A．撑杆对吊臂的作用力不断增大B．钢绳对吊臂的作用力不断增大C．撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大D．钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小18题图19题图20题图21题图【解析】（1）伸缩撑杆对吊臂的支持力的作用点在吊臂上，方向垂直于吊臂向上，过支持力的作用点，沿支持力的方向画一条有向线段，用F表示，然后从支点O向力的作用线作垂线段，垂线段L即为其力臂，如图所示：（2）吊车吊起货物的过程中，阻力为重力，重力不变，阻力不变；阻力臂减小；动力臂不变，动力减小，所以支持力逐渐变小，故ABC错误，D正确。19.（中考·自贡)如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则(B)A．F＝20NB．F＝10NC．F＝5ND．F＝30N【解析】滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，由图知，此滑轮组由2段绳子承担B物体的重力，所以绳子上的拉力FA=GB=×10N=5N；A向右做匀速直线运动时，在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡，所以f=FA=5N，方向水平向左；若使物体A向左做匀速直线运动，此时A受向左的拉力F、向右的摩擦力和向右的绳子拉力FA，且A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变（仍为5N），因A处于平衡状态且绳子上的拉力大小不变，则由力的平衡条件可得向左的拉力F=FA+f=5N+5N=10N。20.（中考·遂宁)小华发现一只虫子在长50cm、质量10g的刻度尺上向右爬行，她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘23cm，如图所示，当虫子爬行到距刻度尺右端3cm处时，刻度尺刚好翻转，由此计算出虫子的质量约为(g＝10N/kg。刻度尺质量分布均匀，不考虑虫子的长度)(A)A．1gB．3gC．7gD．10g【解析】由题意可知，刻度尺的重心在25cm处，刻度尺刚好翻转时与桌沿的接触点为支点，则刻度尺重力的力臂为：L1=25cm-23cm=2cm；虫子重力的力臂为：L2=23cm-3cm=20cm；由杠杆平衡条件F1×L1=F2×L2，重力公式G=mg得：G尺×L1=G虫×L2，m尺g×L1=m虫g×L2，10g×2cm=m虫×20cm，m虫=1g。21.（中考·自贡)将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组.使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度.绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重GA.拉力F1一定大于F2C.甲、乙滑轮组的有用功相同D.甲的额外功与有用功的比值较小【解析】A、由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，且物重G1＞G2，动滑轮重G动相同，由公式：F＝(G+G动)可知：F1与F2的大小关系不能确定，故A错误；B、已知物体上升的高度h相同，且物重G1＞G2，动滑轮重G动相同，由公式：W有=Gh、W额=G动h可知：甲的有用功大于乙的有用功，两者的额外功相同，则甲的额外功与有用功的比值较小，故C错误、D正确；再由公式：η=W有/W总＝W有/(W有+W额)可知：在额外功相同时，甲的有用功大，其效率就高，故B错误。22.同一滑轮组用如图甲、乙两种方式在相同竖直面匀速拉重为100

N的物体，已知动滑轮重20

N、绳重和摩擦不计，F甲、F乙分别为甲乙两图绳子自由端拉滑轮的拉力，η甲、η乙分别是甲乙两图滑轮组的机械效率。则(C)A．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙B．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲=η乙D．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙22题图23题图24题图25题图【解析】（1）由图可知，甲滑轮组中n甲=2，乙滑轮组中n乙=3，绳重和摩擦不计，绳端的拉力F=（G+G动），所以F甲=（G+G动）=×（100N+20N）=60N；F乙=（G+G动）=×（100N+20N）=40N，则F甲＞F乙，故BD错误；（2）同一滑轮组分别用甲、乙两种方式匀速拉重为100N的物体，在提升的高度相同时，根据W有=Gh可知有用功相同；由W额=G动h可知额外功也相同；因总功W总=W有用+W额，所以总功也相同；根据机械效率公式η=W有用/W总×100%可知，甲乙的机械效率相同，即η甲=η乙，故C正确，A错误。23．(中考•宁波)现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b。将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是(A)A．若La<Lb<L，则La<Lx<eq\f(La＋Lb,2)成立B．若La<Lb<L，则Lx>eq\f(La＋Lb,2)成立C．若Lb<La，则eq\f(La＋Lb,2)<Lx<La成立D．若Lb<La，则Lx<eq\f(La＋Lb,2)成立【解析】由题意可知，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La.答图1答图2（1）如答图1所示，若La＜Lb＜L，用铝条b替换铝条a就相当于在铝条a左侧放了一段长为Lb-La、重为Gb-Ga的铝条，这一段铝条的重心距B端的长度为La+，而铁条AB和铝条a组成的整体的重心在支架原来的位置，距B端的长度为La，要使铁条AB水平平衡，由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，支架O应移到上述两个重心之间，即La＜Lx＜，故A正确、B错误；（2）如答图2所示，若Lb＜La，用铝条b替换铝条a就相当于从铝条a左侧截掉一段长为La-Lb、重为Ga-Gb的铝条，也相当于距B端Lb+处施加一个竖直向上的力，其大小等于Ga-Gb，由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，要使铁条AB水平平衡，支架O应向A端移动，则Lx＞La，故C错误；由Lb＜La可知，Lx＞La=，故D错误。24．（中考•杭州）小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的力大小为_______牛，肩对木棒的支持力大小为_______牛，人对地面的压力大小为_______牛。(g＝10牛/千克)【答案】20；60；540【解析】由题根据杠杆的平衡条件有：F×OB=G×OA，即：F×（0.6m-0.2m）=40N×0.2m，所以：F=20N；即手压木棒的压力大小为20N；肩对木棒的支持力大小为F′=F+G=20N+40N=60N。因为在水平面上压力等于重力，所以人对地面的压力大小为：F=G总=G人+G物=mg+G物=50kg×10N/kg+40N=540N。25．（中考·湖州)为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动，门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。(摩擦力忽略不计)(1)关门所需的最小力F是________牛。(2)在图乙中画出F的作用点和方向。【答案】(1)4(2)如图【解析】（1）已知O为支点，利用杠杆平衡条件可得，F×L门宽=F引力×L引力，即：F×1.2m=6N×0.8m，解得：F=4N；（2）已知O为支点，门宽为1.2米为最长力臂，F的作用点在最右端，方向与门垂直，如图所示。26．(中考•绍兴)小敏将质量为20克，体积为25厘米3的塑料块放入水平平衡的容器内(图甲)，放手后容器右端下降。撤去塑料块，往容器内缓慢倒入一定量的水，使容器再次水平平衡(图乙)，将该塑料块轻轻放入图丙所示位置，放手后容器最终将____________(选填“左低右高”“左高右低”或“水平平衡”)。此时，塑料块所受浮力为_____牛。(g取10N/kg)26题图27题图【答案】水平平衡；0.2【解析】塑料块的密度ρ=m/V=20g/25cm3=0.8g/cm3，由ρ＜ρ水可知，放手后塑料块会漂浮在水中，因液体内部朝各个方向都有压强，且在同一深度液体向各个方向的压强相等，所以，由p=F/S的变形式F=pS可知，容器底部受到的压力相等，则放手后容器最终将水平平衡；此时，塑料块所受浮力F浮=G=mg=20×10-3kg×10N/kg=0.2N。27．（中考•齐齐哈尔）杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点悬挂一个重为20N的物体，B点施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，且OB∶AB＝2∶1。则F＝______N，此杠杆是________杠杆。【答案】30；费力【解析】杠杆水平平衡时，A端受到的阻力大小FA=G物=20N，动力F的力臂为OB，阻力FA的力臂为OA，由杠杆平衡条件F1•L1=F2•L2可得：F•OB=FA•OA，因为OB＜OA，所以F＞FA，即杠杆为费力杠杆；因为OB=2AB，所以OA=OB+AB=3AB，即OB：OA=2：3，由F•OB=FA•OA可得F的大小为：F＝FA•OA/OB＝20N×3/2＝30N。28．(中考•杭州)如图所示，将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。(1)若G＝30牛，台面受到木棒的压力为________牛。(2)若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于________牛。(3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为_________牛。28题图29题图30题图【答案】（1）60；（2）90；（3）10～90【解析】（1）放在水平方形台面上轻质木棒受左右两物体的竖直向下的拉力和台面竖直向上的支持力，即F支持=F拉力=2G=2×30N=60N；因为木板对台面的压力和台面对木棒的支持力是一道相互作用力，大小相等，即F压力=F支持=60N；（2）此时L左=1.2m-0.3m=0.9m，L右=0.3m，根据杠杆的平衡条件：GA×L左=GB×L右得:B端挂的物体的重力：GB=GAL左/L右=30N×0.9m/0.3m=90N；（3）若以右边缘为支点，右边力臂最小，力最大为90N；若以左边缘为支点，右边力臂最大，力最小，此时L左′=0.3m，L右′=1.2m-0.3m=0.9m，最小为：F小=GAL左′/L右′=30N×0.3m/0.9m=10N。29．（中考·金华、丽水)简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题：(1)定滑轮的作用是______________。(2)该状态下的桶盖属于________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。【答案】（1）改变力的方向；（2）省力【解析】（1）定滑轮实质相当于等臂杠杆，不省力，可以改变力的方向；（2）三种杠杆：①省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆：动力等于阻力臂，不省力，也不费力。30.(中考•衢州)在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进(出)物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆AOB，其中O为支点，B为阻力作用点，F2为阻力，动力作用在手柄上。(1)图甲中的螺丝刀属于________杠杆。(2)请在图乙中，画出对应F2的最小动力F1的示意图。【答案】（1）省力；（2）最小动力F1的示意图如下。【解析】（1）螺丝刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。（2）由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，动力作用在手柄上即A处，因此OA作为动力臂最长；由图知F2使杠杆沿逆时针方向转动，则动力F1应使杠杆沿顺时针方向转动，故F1的方向应该垂直于OA向下；则过A点垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图。31.（中考•南充）如图所示，在滑轮组的作用下，重为300N的A物体以0.2m/s的速度匀速上升，动滑轮重为60N，不计绳重和摩擦。则绳子自由端的拉力F＝_______N，拉力F的做功功率P＝______W。31题图32题图33题图34题图【答案】120；72【解析】由图可知：n=3.（1）不计摩擦和绳重时，绳子末端的拉力F=（G+G动）=（300N+60N）=120N.（2）因为绳子自由端移动的速度v2=nv1=3×0.2m/s=0.6m/s，所以拉力做功的功率P=W/t=Fs/t=Fv=120N×0.6m/s=72W。32.在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为______N。若绳子自由端移动速度为0.9m/s，则物体移动速度为___________。【答案】16；0.3m/s【解析】（1）由图知，n=3，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力：F=f=×48N=16N；（2）因为拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍，时间相同，所以由v=s/t可知拉力端移动的速度等于物体移动速度的3倍，所以物体移动速度：v物=v=×0.9m/s=0.3m/s。33．（中考•衢州）滑轮是工农业生产中常用的一种简单机械。甲同学用定滑轮进行了如图所示的三个实验。(1)甲同学研究的问题是___________________________________________________？(2)研究该问题时，弹簧测力计的操作方法可以是____________。(填序号)①拉着重物保持静止；②匀速向下拉动重物；③随意拉动重物。【答案】(1)使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关。(2)①②【解析】（1）由图一、二、三可知，当使用定滑轮提升同一重物时，改变拉力的方向，观察拉力的大小是否改变，研究拉力的大小与拉力的方向是否有关。（2）研究该问题时，应该让物体保持静止状态或匀速运动状态，故弹簧测力计的操作方法可以是拉着重物保持静止或匀速向下拉动重物。34.（中考·德阳)用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20

N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30

N，则滑轮组的机械效率是____；当F增大到50

N时，物体A受到地面的摩擦力为_____N。【答案】75%；30【解析】（1）克服摩擦力做的功为有用功：W有用=fs；由图可知：n=2，绳子自由端移动的距离sF=2s，做的总功：W总=F×2s，滑轮组的机械效率：η=W有/W总=fs/(F×2s)=f/2F=30N/(2×20N)=75%；（2）当拉力改变时，由于接触面的粗糙程度和物体A对地面的压力不变，所以滑动摩擦力大小不变仍为30N。35.（中考·河南)高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置，钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为____________N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了________cm。(g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)35题图36题图37题图【答案】1×104；15【解析】（1）20个坠砣的总重力：G=mg=25kg×20×10N/kg=5000N，由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G=FA，则输电线A端受到的拉力大小：FA=2G=2×5000N=1×104N；（2）图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h=2sA，则输电线A端向左移动的距离：sA=h=×30cm=15cm。36．（中考•陕西)如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000N的推力，将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为________J，斜面的机械效率为_______。使用斜面可以________(选填“省力”或“省功”)。【答案】3000；75%；省力【解析】（1）此过程所做有用功为：W有=Gh=2000N×1.5m=3000J；所做总功为：W总=Fs=1000N×4m=4000J；

故机械效率为：η=W有/W总=3000J/4000J=75%；（2）使用斜面能够省力，但不能省功。37．（中考•温州）某品牌胶棉拖把的主要结构如图所示，使用前将棉头浸泡于水中吸水，再向后拉动“拉手”，使之绕O点转动，胶棉夹将棉头中多余水分挤出。(1)该拖把中的“拉手”属于简单机械中的________。(2)使用这种拖把拖地时，若棉头水分含量太少，会导致棉头与地面的_________增大，易造成棉头损坏。【答案】（1）杠杆；（2）摩擦【解析】（1）该拖把中的“拉手”属于简单机械中的杠杆。（2）使用这种拖把拖地时，若棉头水分含量太少，会导致棉头与地面的摩擦增大，易造成棉头损坏。38．（中考•绍兴)我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插硾头，硾嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示。若硾头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。答图(1)图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力，请在图中作出阻力臂，此时舂属于________(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。(2)若每次硾头上升的高度为0.6米，1分钟撞击臼中的谷粒20次，则人克服硾头重力做功的功率为______瓦。【答案】（1）如图所示；费力；（2）40【解析】（1）由图可知，O是支点，从O点向阻力F2的作用线引垂线，可得阻力臂L2，如图所示，舂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。（2）不计横木的重力和摩擦，1min内人克服碓头重力做功：W总=nW=20×Gh=20×mgh=20×20kg×10N/kg×0.6m=2400J，做功功率：P=W总/t=2400J/60s=40W。39．（中考•杭州）如图所示，一根质量分布均匀的木棒，质量为m，长度为L，竖直悬挂在转轴O处。在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计)。问：(1)画出θ＝60°时拉力F的力臂l，并计算力臂的大小。(2)木棒的重力作用点在其长度的二分之一处，随拉开角度θ的增加，拉力F将如何变化？并推导拉力F与角度θ的关系式。答图39题图40题图【答案】(1)l＝L×cos60°＝0.5L力臂如图所示。(2)F随拉开角度θ的增加将变大，根据杠杆平衡条件可得mg××L×sinθ＝F×cosθ×L，F＝mgtanθ。【解析】（1）由题O为支点，沿力F的方向作出力的作用线，从O点作其垂线，垂线段长即F的力臂，如图1所示.图1图2由题θ=60°，所以l=L。（2）由题做出木棒这一杠杆的示意图如图2，由图可知随拉开角度θ的增加，l变小，LG变大，根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2，阻力不变，所以动力F变大；由图2得1=cosθL，LG=sinθL，根据杠杆的平衡条件有：F×cosθL=G×sinθL，即：F=Gtanθ。答：（1）F的力臂l见上图，力臂的大小为L；（2）木棒的重力作用点在其长度二分之一处，随拉开角度θ的增加，拉力F将变大，F与角度θ的关系式为F=Gtanθ。40．(中考•杭州)杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA＝5cm，OB＝10cm。(1)计算秤砣的质量。(2)小金在B处标的刻度应为______kg。若图中OC＝2OB。则C处的刻度应为______kg。(3)当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数_____(选填“<”或“>”)2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。【答案】(1)根据杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2，得m1gl1＝m2gl2，即：m1l1＝m2l2，2kg×5cm＝m2×10cm，解得m2＝1kg。（2）2；4；（3）＜【解析】（1）由题知，秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，

由杠杆的平衡条件有：m物g×AO=m砣g×OB---①，秤砣的质量：m砣=×m物=×2kg=1kg；（2）由题知，秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，由此知O处为0刻度，秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，所以在B处标的刻度应为2kg；秤砣在C处时杆秤恰好水平平衡，此时秤盘上放的重物质量为m，则mg×AO=m砣g×OC，且OC=2OB，所以mg×AO=m砣g×2OB---②①÷②可得：m=4kg，所以C处刻度应为4kg。（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，由杠杆的平衡条件可知：G物×OA=G砣×l，G物×OA的值不变，G砣增大，力臂l变小，读数变小，故读数小于2kg。41．(中考•台州)升降晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。(1)安装在天花板上虚线框内的简单机械应是_________。(2)使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是____________。(3)将挂在晾衣架上重为20N的衣服升高1.5m，至少对衣服做多少功？(4)由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15N的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20cm。现准备将重为20N的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。【答案】（1）定滑轮；（2）减小摩擦；(3)使重20N的衣服升高1.5m需要做的功W＝Fs＝Gh＝20N×1.5m＝30J。(4)将晾衣架看作是一个杠杆，左侧绳子与晾衣架交点为杠杆的支点，L2为悬挂点到支点的距离，L1＝20cm×10＝200cm，根据杠杆平衡公式：F1×L1＝F2×L2可得L2＝eq\f(F1×L1,F2)＝eq\f(15N×200cm,20N)＝150cm，挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架(其他解法合理即可)。【解析】（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械是定滑轮，使用定滑轮不省力，但可以改变作用力方向。（2）对手摇器的转轴添加润滑剂，使接触面彼此分离，从而减小摩擦，（3）利用W=Gh可求得对衣服做多少功；（4）晾衣架可以看作是一个杠杆，做出绳与晾衣架的交点为杠杆的支点，L2为悬挂点到支点的距离，由杠杆平衡条件求得L2即可得出结论。42.（中考•丽水)杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。【制作步骤】①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”；②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A”处；③系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子；④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”；⑤定刻度：……【交流评价】(1)杆秤是一种测量____________的工具；(2)当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向____侧移动；(3)步骤④标零线的目的是________________________________；(4)根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为_______的方法更合理。小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体……按上述方法直到标出所有刻度。小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。【答案】（1）物体质量；（2）右；（3）避免杆秤自身重力对称量的干扰；（4）小思。【解析】（1）杆秤是一种测量物体质量的工具；（2）当在秤盘上没有放置物体时，秤杆在水平位置平衡后，秤砣所挂的位置为“0”；当在秤盘上放置物体称量时，由杠杆的平衡条件（m物g•AB=m秤砣g•BO）可知，在秤砣质量和AB不变的情况下，要使秤杆在水平位置平衡，应增大BO的大小，即秤砣应从“0”刻度向右侧移动；（3）图乙中，B点是支点，当在秤盘上没有放置物体时，秤砣挂在“0”点与杆秤自重平衡，所以步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰；（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的，所以定刻度时，小科的方法比较麻烦，而小思的方法比较简单，更合理。

43．（中考•湖州)下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：(本实验均使用轻质杠杆)实验1：在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验，记录多组数据。得出：F1×s1＝F2×s2(注：s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验，也得到了同样的结论。该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：_______________。s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F1的作用点的距离s1与支点到F1的作用线的距离l1是相等的。研究小组的同学又进行了实验。实验3：①移动钩码，使杠杆________________，并使杠杆处于平衡状态。②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2。③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2。④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：F1×l1＝F2×l2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。请回答：(1)在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是_______________。(2)将实验3中的①填写完整。(3)“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为_________。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。(4)用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是_____________________________。【答案】（1）F1×s1=F2×l2；（2）偏转一定角度；（3）力臂；（4）图1中动力臂是阻力臂的2倍，图2中动力臂等于阻力臂。【解析】（1）根据表格数据知F1×s1=F2×l2；（2）本实验是研究支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）哪个更有价值，所以应该让着两者不相等，所以应该让杠杆偏转一定角度时，记录杠杆处于平衡时的多组F、s、l的关系；（3）科学上把支点到力的作用线的距离称为力臂；（4）图1中是动滑轮，动力臂是阻力臂的2倍，而图2中是定滑轮，动力臂等于阻力臂，所以图1中的动力臂大于图2中的动力臂，所以用图1方式提升物体比用图2方式省力。44．（中考•杭州）汽车超载是当前发生交通事故的重要根源。为了加强监控，各地均设置超载监测站。如图所示，已知某汽车的自重为2吨，其载重量为10吨。现让该汽车前轮开上电子地磅秤，其读数为5吨，后轮开上电子地磅秤读数为6吨，且前后轮与地面的接触面积相等。问：(1)该汽车的前后轮对地面的压强是否