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第十二章 简单机械
——划重点之精细讲义系列
知识点1：杠杆
1.杠杆及其五要素：
（1）杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
杠杆的形状多样，可以是直的（比如开瓶扳手等），也可以是弯的（比如压水井把手等）;杠
杆可以是单一的，也可以是几个杠杆组合起来的（比如筷子、剪刀等是双杠杆的组合）。
（2）杠杆五要素：
①支点：杠杆绕着转动的点，用字母O 表示。
②动力：使杠杆转动的力，用字母F 表示。
1
③阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母F 表示。
2
④动力臂：从支点到动力作用线的距离．用字母l 表示。
1
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离．用字母l 表示。
2
①杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的中间，也可以在杠杆的一端，还可以在杠杆的其他
地方。
②动力和阻力使杠杆转动的方向相反，但动力和阻力的方向不一定相反。当动力和阻力在支点
两边时，二者方向大致相同;当动力和阻力在支点的一边时，二者方向大致相反。
③动力和阻力都是杠杆受到的力，它们的作用点都在杠杆上。动力在杠杆上的作用点为动力作
用点，阻力在杠杆上的作用点为阻力作用点。
④力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，也不是支点到表示力的箭
头的距离，下图是力臂的几种错误画法。⑤力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如图所示，动力的方向垂直杠杆时，力臂在杠杆上，
如图中l;动力与杠杆不垂直时，力臂不在杠杆上，如图中 l'。力的作用线恰好通过支点时力臂为
1 1
零，此时这个力不能使杠杆转动。
2.杠杆的平衡条件：
（1）杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平 衡。
（2）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
（3）公式的表达式为：Fl=Fl。
1 1 2 2
我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验是在杠杆水平位置平衡进行的，但在实际生产和生活
中，这样的平衡是不多的。在许多情况下，杠杆是倾斜静止，这是因为杠杆受到平衡力作用。所以
说杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成平衡状态。
3.杠杆中最小力的问题及力臂的画法：
求最小动力问题，可转化为找最长力臂问题。找最长力臂，一般分两种情况：
（1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂；
（2）在动力作用点未明确时，支点到最远的点的距离是最长力臂。
4.杠杆的分类及应用：
杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆；
分类 示意图 特点 应用 分类
动力臂大于阻
撬棒、刚刀、羊角
力臂（l＞
省力杠杆 1 锤、钢丝钳、手推 省力杠杆
l），省力费距
2 车、园艺剪刀等
离动力臂小于阻
力臂（l＜ 起重臂、船奖、钓鱼
费力杠杆 1 费力杠杆
l），费力省距 竿等
2
离
动力臂等于阻
力臂（l＝
1 天平、跷跷板、定滑
等臂杠杆 l），不省力不 等臂杠杆
2 轮（下节学）等
费力，不省距
离也不费距离
①既省力又省距离的杠杆是不存在的。
②判断杠杆是否省力，主要通过比较动力臂和阻力臂的大小，因此对于比较复杂的杠杆，要先
找到支点、动力、阻力，然后画出动力臂和阻力臂再进行比较。
③省力杠杆与费力杠杆的应用不同。省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，这样可以省力，
比如用半角锤起钉子、推独轮车等；费力杠杆—般用在阻力不大的情况下，是为了省距离。使用起
来方便，比如钓鱼竿、筷子等。
实验 探究杠杆的平衡条件
【实验图示】
【实验步骤】
1.将杠杆的中点支撑在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
2.在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡，这时杠杆两端受到的
作用力等于各自钩码所受的重力。将动力F、阻力F、动力臂l、阻力臂l，记录在表格中。
1 2 1 2
3.改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。
重点：实验前杠杆调水平平衡的原因
1.消除自重影响。将杠杆调至水平位置平衡时，就将杠杆自身的重心调到了支点上，这时杠杆
重力的力臂为零，重力不能使杠杆转动，从而可以避免杠杆自重对杠杆平衡的影响。2.便于测量力臂。杠杆处于倾斜状态时，力臂不在杠杆上，如图甲所示，此时无法从杠杆上直
接读出或测出力臂，力臂的测量较困难。当杠杆处于水平平衡时，力臂在杠杆上，如图乙所示，可
以从杠杆上直接读出或测出力臂。
【实验结论】
杠杆的平衡条件;动力×动力臂=阻力×阻力臂，即Fl=Fl
11 22
物理方法：归纳法
分析杠杆平衡条件时，通过对多次实验数据的分析归纳，总结出杠杆的平衡条件，利用的是归
纳法。
【注意事项】
（1）实验前，通过调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（2）实验过程中，不能再调节平衡螺母使得杠杆在水平位置平衡，只能改变钩码的个数、位
置或者弹簧测力计的拉力大小、位置。
（3）实验至少做三次，得出普遍规律，避免实验的偶然性。
实验拓展
如图所示，还可以用弹簧测力计的拉力作为动力做"探究杠杆的平衡条件"的实验。此时要注意
弹簧测力计的拉力方向要始终沿竖直方向，否则动力臂不沿杠杆方向，这种情况下直接在杠杆上读
出（或测出）的动力臂数值会比实际值偏大。
【典例1】如图所示，物理老师在进行举哑铃锻炼，哑铃重为100N，此时他的前臂相当于一个杠杆，
下列关于这个杠杆的说法正确的是（ ）A．前臂杠杆的支点在肘关节处
B．肱二头肌给前臂骨骼的拉力是阻力
C．哑铃给前臂的压力是动力
D．肱二头肌给前臂骨骼的拉力可能小于100N
【典例2】下列工具在使用时，属于省力杠杆的是（ ）
A． 打开夹子 B． 镊子取物品
C． 筷子夹食物 D． 提起钓鱼
【典例3】如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA＝AB。在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动
杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（ ）
A．F的大小为物重的2倍 B．物重增加5N，F的大小也增加5N
C．物体悬挂点右移，拉力F会增大 D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
【典例4】（2022•无锡）杆秤是我国古代劳动人民的一项发明，是各种衡器中历史最悠久的一种，
称量物体质量时，它相当于一个 （填简单机械名称）。某杆秤的示意图如图所示，C处是
秤钩，A、B位置各有一个提纽，BC＝7cm，秤砣质量为0.5kg。提起B处提纽，秤钩不挂物体，将
秤砣移至D点，杆秤恰好水平平衡，BD＝1cm；将质量为2.5kg的物体挂在秤钩上，提起B处提纽，秤砣移至最大刻度E处，杆秤再次水平平衡，则BE＝ cm。若要称量质量更大的物体，应选用
处提纽。
【典例5】（2022•锦州）如图所示，用瓶起子起瓶盖时，瓶起子是一个杠杆，O是它的支点，F
2
是
它受到的阻力。请你在图中画出作用在A点的最小动力F 及其力臂L 。
1 1
【典例6】小明利用如图（a）所示的装置探究杠杆平衡条件；
（1）杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆______（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态。
为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）移，在
杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目
的是便于直接在杠杆上读出______；
（2）如图乙所示，在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在
右侧B位置（右边位置第三格）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测
力计的示数为______N；
（3）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数______，原因是测
力计的拉力力臂______（均选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）实验结束后，小明又用如图丁所示装置所示继续探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠
杆平衡条件，其原因是______；
（5）杠杆平衡条件在生活中有很多应用，如图（b）所示，是小明利用杠杆平衡条件制作的轻质杆
秤，经测试发现能测的物体的最大质量偏小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是______。
A．将a点向左移
B．将b点向左移
C．将a、b点都向右移动等长距离
D．换一个质量较小的秤砣
【典例7】如图是小明在做俯卧撑，可将他看成是一个杠杆，A为重心，O为支点，支撑点B，手臂
垂直于地面，则动力臂是_________m；假设小明的体重为60kg，则小明受到的重力为_________N，
地面对他双手的支撑力是_________N。（g＝10N/kg）
【典例8】如图所示，花岗岩石块甲、乙体积之比为12:3，将它们分别挂在轻质硬棒AB的两端，
当把石块甲浸没在水中时，硬棒恰能水平位置平衡。然后将甲石块从水中取出，拭干后浸没在液体
丙中，调节石块乙的位置到C处时，硬棒在水平位置再次平衡，且OC＝2OA。（已知花岗岩的密度
ρ＝2.6×103kg/m3）。求：
（1）AO:OB；
（2）液体丙的密度。
知识点2：滑轮1.滑轮：
（1）滑轮定义：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够
连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
（2）滑轮分类：定滑轮和动滑轮。
2.定滑轮工作特点：
（1）特点∶使用定滑轮不省力（F=G），也不省距离（s=h），但能改变施力的方向。
（2）实质∶定滑轮是一个等臂杠杆。如图所示，定滑轮的轴相当于支点 O，作用于绳端的拉
力为动力F ，重物对绳子的拉力为阻力F ，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，即l=l=r，根据杠
1 2 1 2
杆平衡条件可知， F=F，即F = G，所以使用定滑轮不省力。
1 2
定滑轮的施力方向不影响力的大小
如图所示，利用定滑轮拉起一个重为G的物体，改变拉力的方向，作出每次的阻力臂和动力臂，
由图可知每次阻力和阻力臂的乘积均为 Gl ，其中l = R（R为滑轮半径）;根据几何知识可知，三
2 2
次的动力臂l=l'=l"=R，根据杠杆的平衡条件可得F = F'=F"= G，因此定滑轮的施力方向不影响
1 1 1 1 1 1
力的大小。
3.动滑轮工作特点：
（1）特点∶使用单个动滑轮最多可以省一半力（F= G），但费距离（s = 2h），且不能改变
施力的方向。
（2）实质：动滑轮是一个动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆。如
图所示，作用于绳端的拉力为动力 F ，重物对绳子的拉力为阻力F ，动
1 2
滑轮上升时绕着滑轮的边缘 O点转动，O点相当于动滑轮的支点，动力
臂等于滑轮的直径d，阻力臂等于滑轮的半径r，即l=2l ，根据杠杆平
1 2
衡条件可知，F= F，即F= G，所以使用动滑轮可以省一半的力。
1 2动滑轮的施力方向影响拉力的大小
如图所示，利用动滑轮拉起一个重为 G的物体，改变拉力的方向，作出
每次的动力臂和阻力臂，由图可知每次阻力和阻力臂的乘积均为 GR，R为滑
轮半径;根据几何知识可知，三次的动力臂 l ＞l ＞l ，根据杠杆的平衡条件可
1 2 3
得 F ＜F ＜F ，其中l = 2R，F = G。故使用动滑轮时，施力方向影响拉力
1 2 3 1 1
的大小，只有竖直向上拉时，拉力才等于物重的二分之一。
4.滑轮组及其工作特点：
定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方
向，但要费距离；
竖直滑轮组和水平滑轮组的必背公式
物理量 竖直方向滑轮组 水平方向滑轮组
图形
F=nF=nf （不计f ，此时η=100%）
绳子拉力F/N F=n（G +G ）不计f A 地 绳
物 动 绳 F＞nF=nf （计f ，此时η＜100%）
A 地 绳
绳子自由端的
s=nh s =ns
距离s/m 绳 地
绳子自由端的
v =nv v =nv
速度v 绳 物 绳 物
绳
有用功W W =G h W =Fs =f s
有 有 物 有 A 地 地 地
W =G h（不计f ） W =W -W = Fs -Fs
额外功W 额 动 绳 额 总 有 绳 A 地
额 W =W -W =Fs-G h（通用） = Fs -f s
额 总 有 物 绳 地 地
W =G h+G h（不计f ）
总功W 总 物 动 绳 W =Fs
总 W =Fs（通用） 总 绳
总
W G h G
η= W 有= G h 物 +G h = G + 物 G （不 η= W 有= F A s 地= F A
总 物 动 物 动 W Fs nF
机械效率η 计f ） 总 绳
绳 W f s f
W G h G η= 有= 地 地= 地
η= 有= 物 = 物 （通用） W Fs nF
W Fs nF 总 绳
总
n-动滑轮上绳子的根数 n-动滑轮上绳子的根数
注析
h-物体上升的高度 s -物体相对地面运动的距离
地s -绳子自由端移动的距离
绳
s-绳子自由端移动的距离 f 绳 -绳子与滑轮间的摩擦力
f —绳子与滑轮间的摩擦力 f -物体受到地面的摩擦力
绳 地
F-拉物体的绳子上的拉力
A
5.轮轴：
（1）轮轴：轮轴由有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，例如汽车
方向盘、门把手、辘铲等。
（2）轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心 O是支点，作用在轮
上的力是动力F ，作用在轴上的力是阻力F ，轮半径OA就是杠杆的动力臂l ，轴
1 2 1
半径OB就是杠杆的阻力臂l。
2
（3）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所
以作用在轮上的动力F 总小于作用在轴上的阻力F ．使用轮轴可省力，但是动力
1 2
作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。
（4）轮轴的公式：FR=Fr，即轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是作用在轴上的力
1 2
的几分之一。
6.斜面：
（1）斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，
力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。
（2）用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G．不计阻力时，根据功的原理得
FL=Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。
（3）日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。
知识点3：机械效率
1.有用功和额外功：
（1）有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。
（2）额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。
（3）总功：有用功与额外功的和叫总功。
（4）如上图斜面模型，总功的计算：W =Fs；W =W +W =Gh+f s
总 总 有用 额外 摩
（5）有用功的计算方法：W =Gh；W =W -W
有用 有用 总 额外
（6）额外功的计算方法：W =f s；W =W -W
额外 摩 额外 总 有用
2.机械效率的概念：（1）概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。
（2）计算公式：用 W 表示总功，用 W 用表示有用功，用 η 表示机械效率 ，则：
总 有
。
（3）提高机械效率的主要办法：
①在有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措
施；
②在额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，
充分发挥机械的作用。
（ 1 ）由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于 1 。
（2）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”
或“总功大，机械效率低”。
（3）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高；
（4）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高；
（5）当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例
就越大，机械效率就越高。
探究动滑轮的特点
实验目的：探究动滑轮 是否省力，能否改变施力的方向，拉力移动的距离和
重物升高高度的关系
实验图示
实验操作
1.如图甲所示，把钩码挂在弹簧测力计下，记下钩码的重力G;
2.如图乙所示，通过动滑轮用弹簧测力计拉同样的钩码，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩
码匀速上升，读出弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子自由端移动的距离
s，记录在表格中;
3.改变钩码的个数，多做几次实验，并把实验数据记录在表格中
注意事项：利用弹簧测力计拉钩码时，要使弹簧测力计匀速且竖直向上运动
实验分析：使用动滑轮提升钩码时所用的拉力小于钩码重力，且近似等于钩码重力的一半，绳子自由端移动的距离等于钩码升高高度的2倍，拉力的方向与钩码移动的方向相同
实验结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变施力的方向，且费距离
理解：动滑轮上拉力大于物重一半的原因
实验中测得动滑轮上的拉力略大于物重的一半，这是因为动滑轮的重不可忽略，另外，绳子与
滑轮间、轮与轴之间存在摩擦力（若无特殊说明，一般可忽略不计），因此实际情况是拉力
。
【典例1】（2022•湘西州）湘西自治州矮寨公路被修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时
可以（ ）
A．省力 B．省距离 C．省时间 D．省能量
【典例2】如图所示，G=80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮
重，则物体的速度和力F的大小分别是（ ）
A．0.8m/s，160N B．8m/s，40N
C．0.4m/s，160N D．2m/s，40N
【典例3】如图所示，在大小为4N的水平拉力F作用下，重为30N的木块A和轻质动滑轮一起水平
匀速移动了0.2m，所用的时间是2s，若不计滑轮的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为0.4m B．木块A与地面的摩擦力为8N
C．木块所受重力做的功为6J D．拉力做功的功率大小为1.2W
【典例4】如图所示，请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。【典例5】（2022•南通）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验
中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升
10cm。不计绳重，实验数据如表。
次数 G /N G /N F/N η/%
物 动
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0 ▲ ▲
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
（1）每次实验绳端移动距离为 cm；
（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 N，第2次实验滑轮组的机械效
率为 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 ；
（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例
（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【典例6】（2022•毕节市）如图，一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重为5.0×104N，发动机的功率50kW保持不变，山坡AB长2000m，高h为300m，牵引力保持2.5×104N不变，不计空
气阻力。求：
（1）汽车从山底开到山顶所做的有用功。
（2）山坡的机械效率。
（3）汽车在山坡上行驶时的摩擦力。
一、选择题。
1．（2022•烟台）如图所示的杠杆在使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）
A． 用羊角锤起钉子 B． 用钳子夹导线
C． 用起子起瓶盖 D． 用镊子夹取砝码
2．（2022•绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使
杠杆水平平衡，下列操作正确的是（ ）A．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动
B．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动
C．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动
D．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动
3．（2022•广东）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的
是（ ）
A． B． C． D．
4．（2022•辽宁）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为 300kg的物体，弹簧测力计
的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组
内的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为50% B．动滑轮重为100N
C．绳子自由端拉力的功率为20W D．增大物重机械效率不变
5．（2022•兰州）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，
从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为80%
6．（2022•永州）如图所示，用 F＝12N的拉力竖直向上匀速提升木块，2s内木块升高的高度为
0.1m，木块重力G＝30N，在此过程中下列判断正确的是（ ）
A．拉力F做功为1.2J B．滑轮组做的有用功为3J
C．滑轮组机械效率为40% D．拉力F做功的功率为0.6W
7．如图所示的杠杆质量不计，O为支点。物体A和B均为实心，且A的体积是B的体积的2倍，物
体A重力为6N，此时杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（ ）
A．物体B重力为3N
B．物体B重力为8N
C．物体B的密度比物体A的4倍
D．物体A和物体B同时调到杠杆左右两端，杠杆依然能保持平衡
8．如图是小强自己设计的用于锻炼臂力的拉力器结构示意图。他每次用恒为F的拉力向下拉动拉
杆，使重为G的配重块在t时间内加速升高了h，然后放手让其自由落下。（不计拉杆和绳的重
力）以下说法正确的是（ ）A．图中使用的是定滑轮，其作用是为了省力
B．配重块所受重力与拉力是一对平衡力
C．小强每次拉动拉力器的过程中对配重块做的功是Gh
D．小强每次拉动拉力器的过程中拉力做功的功率为2Fh/t
9．在水平地面上放置一个重为360N的物体，用图中所示的装置匀速拉动物体（不计绳子与滑轮的
摩擦），拉力F等于30N，则物体与地面间的摩擦力应为（ ）
A．60N B．120N C．90N D．360N
10．如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。
当用竖直向下 的力 拉重为 的物体A时，能使物体B以 的速度匀速向右运动；若只用
水平向左的力 拉物体B时，能使物体A以 速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩
擦。下列判断正确的是（ ）
A．物体B受到的摩擦力为 B．拉力 大小为
C．拉力 的功率为 D．拉力 的功率为
11．如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，重为100N的物体M以
0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下正确的是（ ）A．M受到地面摩擦力水平向左
B．M受到地面的摩擦力为10N
C．M受到的重力对M所做的功为100J
D．拉力F的功率为4W
12．如图所示，已知物体受到水平地面的摩擦力为240N，在绳子自由端用F = 150N的力通过滑轮
组水平拉重为1200N的物体，使其2s时间内向左匀速运动0.6m。下列说法中正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为60% B．绳子自由端移动速度为0.9m/s
C．绳子自由端拉力的功率为72W D．2s 时间内拉力做的功为180J
13．如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜
面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面 的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法
沿斜面 搬运。下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面 推动更省力
B．沿斜面 推动，工人克服货物重力做的功更多
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大
14．如图所示的三种场景中，拉力F、F、F大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等。
1 2 3
若拉力所做的功分别记为W、W、W，则它们的大小关系为（ ）
1 2 3A．W=W＜W B．W＜W＜W C．W＜W＜W D．W=W=W
1 2 3 1 2 3 2 1 3 1 2 3
15．如图所示，在光滑的斜面上，将物体G分别沿斜面AC和BC以相同的速度匀速拉到顶端C，所
用的力分别是F和F，所做的功分别是W和W，功率的大小分别为P和P，比较它们的大小（
1 2 1 2 1 2
）
A．F＞F，W＞W，P＞P
1 2 1 2 1 2
B．F＞F，W＞W，P＝P
1 2 1 2 1 2
C．F＜F，W＝W，P＝P
1 2 1 2 1 2
D．F＜F，W＝W，P＜P
1 2 1 2 1 2
16．用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动
的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（
）
A．滑轮组的机械效率为80% B．动滑轮重为5N
C．拉力的功率为2W D．10s内物体的重力做功为35J
17．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s
内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N。
关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s
B．动滑轮重80NC．该工人对地面的压力为200N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
18．如图所示，天花板上挂着一个滑轮，绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体，A、B两物体所
受重力为G＝6N，G＝9N，B放在光滑水平地面上，A、B都处于静止状态，不计滑轮和绳的重力及
A B
摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳对A的拉力大小为9N B．绳对B的拉力大小为9N
C．地面对B的支持力大小为3N D．天花板所受拉力大小为15N
19．如图所示的滑轮组中，每个滑轮自重均为20牛，横杆的自重是10牛，摩擦和绳重不计，现用
此滑轮组匀速提起重G=750牛的物体，那么需要施加的动力F是（ ）
A．200N B．180N C．190N D．170N
20．如图，质量分别为m、m、m（m＞m）的物体通过轻绳和弹簧连接起来，三个物体均处于静止
1 2 3 1 2
状态。不计弹簧自重、绳重和摩擦，关于此装置的说法正确的是（ ）
A．绳子对 m的拉力大小为 mg
2 2B．绳子对 m的拉力大小为 mg
1 2
C．弹簧所受拉力大小为（m﹣m）g
3 2
D．地面对 m的支持力大小为（m+m﹣m）g
3 2 3 1
21．如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为100N，定滑轮总重力为100N，人的重力为
600N，人在吊篮里拉着绳子不动时，人需用力（ ）
A．220N B．240N C．275N D．300N
22．如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A，B，C，的示数分别为F，F，F，以下有
A B C
关弹簧测力计示数的关系，正确的是（ ）
A．F=F=F B．F=F=3F C．2F=3F=F D．3F=6F=2F
A B C A B C A B C A C B
23．如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F
为500N，则提升重物的过程中（ ）
A．绳子自由端被拉下3m B．做的总功是1000JC．拉力F的功率是80W D．动滑轮的重力是200N
24．如图所示，聪明爱玩的小亮将一个滑轮固定在竖直墙壁上，另一个固定在自己的滑板车上，用
绳子将两个滑轮组装成滑轮组。小亮站在滑板车上拉动手中的绳子，他用10N的拉力在4s内，使
自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.2m。滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计。下列说法
中正确的是（ ）
A．滑板车对人的摩擦力水平向右，大小为10N
B．竖直墙壁受到的拉力为20N
C．滑板车受到地面的摩擦力水平向右，大小为30N
D．动滑轮对滑板车拉力的功率为6W
25．如图所示，F=4N，F=3N，此时物体A相对地面静止，物体B以 0.1m/s 的速度在物体A表面
1 2
向左做匀速直线运动，（不计弹簧测力计，滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说
法正确的是（ ）
A．弹簧测力计读数为6N
B．F的功率为0.6W
2
C．如果增大F，物体A不会向左运动
2
D．物体 A 和地面之间摩擦力为7N
26．如图，将重5N的物块匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长s为1.25m，高h为
0.2m。以下说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力
B．斜面的机械效率为40%
C．物块所受的滑动摩擦力为2ND．物块所受的重力和支持力是一对平衡力
27．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为50N，滑轮组下端挂有
物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右
做匀速直线运动，此时测力计的示数为550N；在物体B下加挂重为90N的物体C后，用水平向左的
力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s，若
不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（ ）
A．物体A所受滑动摩擦力大小为250N
B．F的大小为530N
C．B的重力为500N
D．F做功的功率为42W
28．如下图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，
使物体 以 的速度匀速上升，提升过支架过程中滑轮组的机械效率为80%。已知物体 重
，该工人重 ，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正
确的是（ ）
A．绳子自由端受到竖直向下的拉力为
B．该工人对地面的压力为C．绳子自由端拉力的功率为
D．支架受到滑轮组的拉力为
29．（2022•百色）如图所示，轻质细杆可绕竖直墙上的O点转动，末端挂一个重为150N的物体，
拉力F沿水平方向，当θ＝45°时，拉力F＝ 15 0 N。若保持拉力沿水平方向，让细杆顺时针
缓慢旋转到图中虚线位置，则拉力将 变大 （选填“变大”或“变小”）。
30．（2022•辽宁）图甲是一款瓶起子。起瓶盖时，瓶身相当于一个绕 O点转动的杠杆。图乙是其
简化示意图。请在图乙中画出：
（1）瓶盖上B点受到的阻力F 的大致方向；
2
（2）作用在A点的最小动力F 及其力臂l 。
1 1
31．（2022•辽宁）图甲是小奇用食品夹夹肉饼时的情景，食品夹看作可以绕O点转动的两个杠杆，
其中OAB是上方杠杆，图乙是OAB的简化图，F 为作用在点B的阻力。请在图乙中画出：
2
（1）在A点施加的最小动力F 及动力臂l ；
1 1
（2）阻力臂l 。
2
32．我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重（如图1），冀求孩子健康成
长，俗称“立夏秤人”。如图2，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重）。（1）以O点为支点，在图2中画出绳子对杆秤A点的拉力FA及FA的力臂lA；______
（2）由图2，孩子及秤钩和所坐篮子的总质量_____（填“大于”“等于”或“小于”）秤砣的质
量。若换称下一个体重较重的孩子，秤砣和篮子等都不变，仍在O点提起杆秤，调到水平平衡后秤
砣的悬挂点应在_____（填“B点左边”“B点”或“B点右边”）。
33．如图是探究“杠杆平衡条件”的实验。
（1）如图甲所示，此时杠杆 _____（处于/不处于）平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡应将平衡
螺母向 _____（左/右）调节；
（2）杠杆水平平衡后，小明在杠杆A点处挂上2个钩码，B点处挂上 _____个钩码，可以再次使杠
杆在水平位置平衡，若把A、B处所挂钩码同时向支点移动1格，则杠杆 _____（选填“依然平
衡”“左端下降”或“右端下降”）；
（3）小明将一端的钩码换成弹簧测力计，发现按图丙中弹簧测力计使用方式校零时往往很困难，
由于弹簧测力计的弹簧和秤钩都有一定的质量，这时弹簧测力计的示数略 _____绳子受到的实际拉
力（选填“大于”或“小于”），为了在竖直向下方向校零，一种方法是取两个弹簧测力计先竖直
方向校零后，如丙图右侧所示竖直放置，秤钩对钩，在竖直方向拉到某一数值，这时只要移动弹簧测力计 _____（甲/乙）的指针，使其示数与另一弹簧测力计相等即可完成校零；
（4）实验中小明曾提出“力的作用点到支点的距离影响杠杆的平衡”。为判断这一观点是否正确，
小华制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），
如图丁所示。他先在圆盘的C点挂上4个钩码，又在G点挂上一定数量的钩码后，圆盘在图示位置
平衡，此时CD水平；接着他将挂在G点的钩码先后挂在 _____两个点又进行了两次实验，发现圆
盘仍在图示位置平衡，则说明小明的观点是错误的。
34．如图是小明探究“杠杆平衡条件”的实验：
（1）小明将装置放置在水平桌面上，调节杠杆使其在水平位置平衡，这样做目的：①是消除杠杆
自重对平衡的影响，②是方便直接读出______的长度；
（2）如图甲所示，当小明在A处悬挂三个相同钩码时，要使在杠杆水平位置平衡，在B处应悬挂
同样钩码数目为______个；
（3）如图乙所示，小明现将弹簧测力计从a位置逆时针转动到b位置，在此过程中杠杆始终在水
平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数将______（填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）如图丙所示，为小明利用所学知识自制的杆秤（自重不计）。已知秤砣的质量为0.5kg，当杠
杆水平静止时，被测物体和秤砣到提纽的距离分别为0.04m、0.2m，可估算出被测物质量为
______kg，为提高杆秤的测量范围，提纽应向______移（填“左”或“右”）。
35．在“探究杠杆平衡条件的实验”中
（1）如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向调节 ___________（选填
“左”或“右”）直到杠杆在水平位置平衡，目的是 ___________；
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂
___________个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移
动一小格，则杠杆 ___________（选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡；
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置，
当测力计从a位置转到b位置时，其力臂 ___________，测力计示数大小将 ___________（选填
“变大”、“变小”、“不变”）；
（4）如图丁所示，已知每个钩码重0.5N，杠杆上每小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，拉力F的力臂大小为
___________cm，弹簧测力计的示数大小为 ___________N。
36．如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置，实验中测得数据如下表所示：
钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m
（a） 1 0.2 1 0.2
（b） 1 0.2 1.03 0.2
（c） 1 0.2 0.55 0.4
请你分析：
（1）研究定滑轮特点实验时，如图（b）所示，测力计的操作方法是___________；（填序号）
①随意拉动重物 ②拉着重物保持静止 ③匀速向下拉动重物
（2）比较弹簧测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是__________；
（3）比较弹簧测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是__________；
（4）把钩码升高相同的高度，比较（b）和（c）实验弹簧测力计移动的距离，可知：使用动滑轮
__________；
（5）根据（c）实验的数据可计算出动滑轮的自重为__________N（不计摩擦和绳重）。
37．在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验中，实验小组用如图甲所示的装置。
在其它条件一定时，获取了表格中的实验数据。斜面倾斜 斜面的物 斜面高度 斜面长度
实验次数 拉力F/N 机械效率
程度 重G/N h/m s/m
] 较缓 10 0.1 5.5 0.5 36.4%
2 较陡 10 0.2 7.0 0.5 ①
3 最陡 10 0.3 8.5 0.5 70.6%
（1）实验时，沿斜面缓慢拉动弹簧测力计，尽量使木块___________运动；
（2）通过比较表格中___________和___________两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机
械；在第1次实验时，如果忽略斜面的擦，则拉力F沿着斜面拉木块移动s距离所做的功，等于直
接用手把重为G的木块提升h高度所做的功，这样算出的拉力F大小为___________N。对比表格中
的拉力，发现实际拉力大于计算值，是因为使用机械，___________；
（3）在第2次实验时表格中①的数据为___________；依据完整的数据可得出结论：在其它条件一
定时，斜面___________，机械效率越高；
（4）请你结合所学物理知识，解决斜面的有关物理问题。图乙中木块分别沿斜面1、2滑到底端，
木块到达斜面1、2底端时的速度分别为的v、v，若斜面粗糙程度相同，则v___________v（选
1 2 1 2
填“大于”、“等于”或“小于”）。
38．在研究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图（a）中所受的实验器材进行实验，每个小组
的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计），甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹
簧测力计，每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照
要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。
各小组的实验数据记录在表格中。表一（甲小组） 表二（乙小组） 表三（丙小组）
实 实 实
弹簧测力 弹簧测力 弹簧测力计
验 物体的重 验 物体的重 验 物体的重
的示数 的示数 的示数
序 力（牛） 序 力（牛） 序 力（牛）
（牛） （牛） （牛）
号 号 号
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.4
（1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出动滑轮使用特点的初步结
论是：使用动滑轮匀速提起重物，_______；
（2）同学们查阅相关资料得知：若不计动滑轮自身的重力，使用动滑轮匀速提升重物时，可以省
一半力。由此，他们分析了表一中的实验数据，求出滑轮的重力为_______牛；
（3）分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象，初步分析，当物体的重力相同时，
甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是：_______；
（4）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结
论是：_______。
39．如图所示，OB为轻质杠杆，OA=20cm，AB=10cm，在杠杆的B端挂一个重力为40N的重物，要使
杠杆在水平位置上平衡，在A点施加的最小作用力为___________N，方向___________。
40．杠杆AOB中，AO=BO，现在A、B两端分别挂一物体，杠杆平衡，则G___G。（填<，>，=）
A B41．人的前臂可以看成是以肘关节为支点的杠杆。如图，当手托住铁球时，上臂中的肱二头肌会对
前臂提供一个动力，铁球对前臂施加阻力。前臂属于费力杠杆，它的好处是______；若铅球的重力
为50N，动力臂长为5cm，阻力臂长为25cm，则肱二头肌对前臂拉力为______N；当手托住铁球从水
平位置向上举的过程中，肱二头肌对前臂的拉力将______。
42．如图是农村舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，石球重50N，不计摩擦和
杆重。
（1）脚沿垂直于杆的方向用力F缓慢将石球抬起，F的力臂为 ___________m，此时舂米工具是一
1
个 ___________（选填“省”或“费”）距离的杠杆。
（2）脚沿竖直向下的方向用力F缓慢将石球抬起，则F___________F（选填“﹥”“=”或”
2 2 1
“﹤”）。石球缓慢抬起过程中，F的大小 ___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
2
43．如图O为杠杆的支点，杠杆在力F、F作用下处于平衡状态，L为F的力臂。请在图中作出F
1 2 2 2 1
的力臂L及力F。
1 244．请在图杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图以及阻力F示意图。
2
45．如图是一个月亮形开瓶器，开瓶时开瓶器可以看成一个杠杆，请在图中画出：①支点O。②在
A点施加的最小动力F，③开瓶器受到的阻力F。
1 2
46．如图所示，要把圆筒B推上台阶。请在图中画出最小推力F。
47．小明发现一个质量为 ，不吸水的新型圆台体建筑材料，他只有量程为 的弹簧测力计，
设计了如图所示装置进行实验，重为 、底面积为 的薄壁容器 内盛有 的水，容
器 置于水平地面，当轻质杠杆在水平位置平衡时竖直向上的拉力 为 ，此时材料浸没在水
中静止且未触底。求：
（1）材料受到的重力；
（2）材料未放入前，容器（未盛有水）对水平地面的压强；
（3）当轻质杠杆在水平位置平衡时，圆台体建筑材料受到的浮力。
