21世紀教育網(wǎng)精品試卷·第2頁（共2頁）第五章杠桿與滑輪一．選擇題（共9小題）1．杭州市中考體育測試項目涉及的力學知識，下列說法正確的是（）A．1000米跑步——學生在直線跑道這段跑步時只受到重力和支持力作用 B．立定跳遠——腳用力向后蹬地，是為了增大慣性 C．引體向上——雙手握住單杠靜止時，人受到的重力與單杠對人的拉力是一對平衡力 D．跳繩——中學生跳繩時的功率比該同學正常走樓梯時的功率大2．如圖所示，用一細線懸掛一根粗細均勻的輕質細麥秸稈，使其靜止在水平方向上，O為麥秸稈的中點，有兩只大肚皮的螞蟻同時從O點別向著麥秸稈的兩端勻速爬行，在螞蟻爬行的過程中麥秸稈在水平方向始終保持平衡，則（）A．兩螞蟻的質量一定相等 B．兩螞蟻的爬行速度大小一定相等 C．兩螞蟻對麥秸稈的壓力與其爬行速度大小的乘積一定相等 D．兩螞蟻對麥秸稈的壓力一定相等3．平板支撐是一種類似于俯臥撐的肌肉訓練方法，可以有效塑造腰部、腹部和臀部的線條，如右圖所示。能正確表示人在平板支撐時的杠桿示意圖是（）A． B． C． D．4．小明發(fā)現(xiàn)教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如圖甲所示，則小明下列調整行為無效的是（）A．將一磚塊壓在花架底部 B．將花盆向上移動 C．將花盆向內移動 D．減少花盆中的土壤5．載重推車過障礙物時需略微提起后輪，若在如圖四點中選擇一點施加豎直向上的力，其中最省力的點是（）A．A點 B．B點 C．C點 D．D點6．如圖所示，用一個始終水平向右的力F把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至接近水平的過程中，下列說法正確的是（）A．阻力臂一直變大 B．F先變小后變大 C．一直是省力杠桿 D．可以將杠桿OA拉至水平位置并保持靜止7．如圖所示，重為120N的物體A在拉力F作用下沿水平面做勻速直線運動，其路程隨時間變化的圖像如圖乙所示。已知物體A在水平方向上受到的阻力為物重的0.1倍，滑輪組機械效率為80%，滑輪組和繩子的自重不計。下列分析計算正確的是（）A．10s內，繩子自由端沿水平方向移動了4m B．左側墻受到滑輪組16牛拉力作用 C．在10s內，作用在繩子自由端的拉力F為5牛 D．在10s內，拉力F做功的功率為1.2W8．如圖所示，某工人使用滑輪組勻速向上運送建筑材料。為了提高滑輪組機械效率，可進行的操作是（）A．換更粗更重的繩子 B．換質量更大的滑輪 C．增大提升的速度 D．運送更重的建筑材料9．如圖，甲、乙兩人用不同的裝置，在相同時間內把質量相等的貨物勻速提升到同一平臺，不計繩重及滑輪的摩擦。下列說法正確的是（）A．乙做的有用功比甲多 B．甲裝置的總功比乙少 C．甲裝置繩子自由端移動比乙多 D．乙裝置的機械效率為100%二．填空題（共6小題）10．采用如圖所示的站姿鍛煉手臂力量：雙腳并攏，腳尖O觸地，腳后跟踮起，手臂水平，手掌支撐在豎直墻壁上的A點，B為人體重心所在位置。鍛煉時，軀體伸直，手臂彎曲和伸直動作交替進行?，F(xiàn)要估測手掌對墻壁的壓力F。（1）現(xiàn)可將該情景簡化為一個杠桿模型，則需要測量的物理量：人體的質量m、AO兩點間的豎直距離l1和OB兩點間的距離l2。（2）鍛煉時，腳尖離開墻壁越遠，手掌對墻壁的壓力就越，并說明理由：。11．小科用圖甲、乙實驗裝置探究“杠桿平衡條件”，每個鉤碼質量均相同。（1）如圖甲所示，在A點掛四個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，應在B點掛個相同的鉤碼。（2）如圖乙所示，小科制作了一個密度均勻的圓盤（相當于杠桿），圓盤可以繞著圓心O轉動（轉軸阻力忽略不計）。為探究“力的作用點到支點的距離是否影響杠桿平衡”，他先在圓盤的C點掛上4個鉤碼，又在G點掛上一定數(shù)量的鉤碼后，圓盤在圖示位置平衡，接著他將掛在G點的鉤碼先后掛在D、N兩點，又進行了兩次實驗。若觀察到現(xiàn)象，則說明力的作用點到支點的距離對杠桿的平衡無影響。（3）如圖丙所示，停車場入口處用橫桿控制車輛進出。小科把該裝置簡化成如圖丁所示的杠桿模型，用杠桿平衡條件分析可知，該裝置屬于杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）。12．如圖所示，物體G在水平拉力F作用下向右勻速運動了0.4米，物體G受到的摩擦力為4牛，繩、滑輪重及滑輪與繩之間摩擦不計，圖中使用的滑輪屬于（填滑輪類型），拉力F的大小為牛，繩子自由端移動米。13．小科家正在修縉房屋，采用圖甲裝置將60千克的物體運送至三樓，在拉力F1的作用下物體勻速向上運動了10米，則繩子末端移動的距離為m，物體克服重力做功J。若改用圖乙方法，豎直向上的拉力F2大小只需要250牛，則乙滑輪組的機械效率為。14．如圖所示，A、B兩個滑輪中，是動滑輪，在不考慮滑輪重、繩重和繩與滑輪間的摩擦時，以0.1m/s的速度勻速拉動物體C，物體C與桌面的摩擦力是60N，則繩子自由端移動的速度為m/s，拉力F為N。15．用兩個完全相同且質量較小的滑輪，分別以圖中兩種方式將質量較大的物體G勻速提升相同高度（繩重、摩擦不計），使用（選填“甲”或“乙”）滑輪可以改變用力方向，所用拉力F1F2（選填“大于”“等于”或“小于”，下同），滑輪的機械效率η甲η乙。三．作圖題（共3小題）16．請畫出甲圖杠桿的動力臂L1和B點所受阻力F2的示意圖；畫出乙圖杠桿受到的動力F1。17．如圖所示，輕質杠桿可繞O點轉動，杠桿上A端受到F2的力，杠桿靜止在此位置，圖中L1為動力F1的力臂，請作出動力F1的示意圖（保留作圖痕跡）。18．如圖，要使杠桿平衡，在A點畫出最小作用力F及該力的力臂。四．計算題（共6小題）19．如圖所示，將長為1.2米的輕質木棒（重力忽略不計）平放在水平方形臺面上，左右兩端點分別為A、B，它們距臺面邊緣處的距離均為0.3米。在A端掛一個重為30牛的物體，在B端掛一個重為G的物體。（1）若G＝30牛，臺面收到木棒的壓力為多少？（2）若要使木棒右端下沉，B端掛的物體至少要大于多少？（3）若B端掛物體后，木棒仍在水平臺面上保持靜止，則G的取值范圍為多少？20．某同學鍛煉時，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。此時墻壁對手掌的支撐力F如圖所示，不計墻壁對手掌的摩擦力。（1）以O為支點，請在圖中作出動力F的力臂L1和阻力G的力臂L2；（2）該同學質量為48kg，求墻壁對人的支撐力約為多少N？（g取10N/kg）（3）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將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。21．俯臥撐是一項常見的健身項目，采用不同的方式做俯臥撐，健身效果通常不同。圖甲是小明在水平地面上做俯臥撐保持靜止時的情境，他的身體與地面平行，可抽象成圖乙的杠桿模型，地面對腳的力作用在O點，對手的力作用在B點，小明的重心在A點。已知小明的體重為600N，OA長為1m，AB長為0.2m。（1）此類杠桿屬于（選填“省力杠桿”或“費力杠桿”）。圖乙中，地面對手的力F1與身體垂直，則F1為多少牛？。（2）圖丙是小明手扶支架做俯臥撐保持靜止時的情境，此時他的身體姿態(tài)與圖甲相同，只是身體與水平地面成一定角度，支架對手的力F2與他的身體垂直，且仍作用在B點。則F1F2（選填“＞”、“＝”或“＜”）。22．工人用如圖所示的滑輪組提升建材，已知工人的重力為700牛，雙腳與地面的接觸面積為500平方厘米。他用300牛的力將540牛的建材勻速提升了3米。（不計摩擦及繩的重力）試求：（1）工人提升建材所做的有用功；（2）工人所做的總功；（3）動滑輪的重力；（4）提升建材時，工人對地面的壓強。23．為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升到高處，小科同學設計了圖甲所示的滑輪組。當他用圖乙所示隨時間變化的豎直向下的拉力F拉繩時，重物上升的速度v和上升的高度h隨時間t變化的關系圖像分別如圖丙和丁所示。不計摩擦和繩重，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。求：（1）在1～2s內拉動繩子的距離；（2）在2～3s內，拉力F的功率P；（3）在2～3s內求滑輪組的機械效率。（結果保留一位小數(shù)）24．如圖所示，體重為400N的工人師傅用120N的拉力，使重為300N的物體以0.2m/s的速度勻速提升。（不計繩重及摩擦）求：（1）5s內繩子自由端移動的距離；（2）求動滑輪的重力；（3）若繩子所能承受的最大拉力為600N，則工人師傅所能提起的最大物重是多少N？

參考答案與試題解析一．選擇題（共9小題）題號123456789答案CCABDACDCD一．選擇題（共9小題）1．杭州市中考體育測試項目涉及的力學知識，下列說法正確的是（）A．1000米跑步——學生在直線跑道這段跑步時只受到重力和支持力作用 B．立定跳遠——腳用力向后蹬地，是為了增大慣性 C．引體向上——雙手握住單杠靜止時，人受到的重力與單杠對人的拉力是一對平衡力 D．跳繩——中學生跳繩時的功率比該同學正常走樓梯時的功率大【解答】解：A.學生在跑步時除了受到重力和支持力外，還會受到空氣阻力和摩擦力，故A錯誤；B.立定跳遠時，腳要用力向后蹬地，同時地面給人一個向前的反作用力，利用了物體間力的作用是相互的。人的質量不變，其慣性大小不變，故B錯誤；C.雙手握住單杠靜止時，人處于平衡狀態(tài)，且人只受到重力與單杠對人的拉力，則二力是一對平衡力，故C正確；D.人跳繩是克服體重做功，中學生體重約為500N，跳的高度約為10cm＝0.1m，1min大約跳120個，則中學生跳繩時的功率P＝＝＝＝100W；一層樓的高度約為3m，從一樓到二樓的時間約為10s，P′＝＝＝150W。比較可知，中學生跳繩時的功率比該同學正常走樓梯時的功率小。故D錯誤。故選：C。2．如圖所示，用一細線懸掛一根粗細均勻的輕質細麥秸稈，使其靜止在水平方向上，O為麥秸稈的中點，有兩只大肚皮的螞蟻同時從O點別向著麥秸稈的兩端勻速爬行，在螞蟻爬行的過程中麥秸稈在水平方向始終保持平衡，則（）A．兩螞蟻的質量一定相等 B．兩螞蟻的爬行速度大小一定相等 C．兩螞蟻對麥秸稈的壓力與其爬行速度大小的乘積一定相等 D．兩螞蟻對麥秸稈的壓力一定相等【解答】解：根據(jù)杠桿平衡條件：F1L1＝F2L2，螞蟻爬行時滿足：G1L1＝G2L2，由于爬行的距離不一定相等，故重力和質量不一定相等，得：m1gv1t＝m2gv2t，m1v1＝m2v2，速度質量不同是，速度也不相等，兩螞蟻對麥秸稈的壓力與其爬行速度大小的乘積一定相等，故C正確。故選：C。3．平板支撐是一種類似于俯臥撐的肌肉訓練方法，可以有效塑造腰部、腹部和臀部的線條，如右圖所示。能正確表示人在平板支撐時的杠桿示意圖是（）A． B． C． D．【解答】解：由圖可知，在平板支撐時，人的身體可以看作一個杠桿，O是支點，動力和阻力在支點的同一方，故它們的方向應該相反，且人體的重力方向豎直向下，故A符合題意，BCD不符合題意。故選：A。4．小明發(fā)現(xiàn)教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如圖甲所示，則小明下列調整行為無效的是（）A．將一磚塊壓在花架底部 B．將花盆向上移動 C．將花盆向內移動 D．減少花盆中的土壤【解答】解：圖中花架上的花盆十分容易倒，可以看出支點是花架左下角，花盆的重力看出動力，花架的重力看出阻力，A．將一磚塊壓在花架底部，此時增大阻力，相同動力和動力臂與阻力臂時，杠桿不容易轉動，故A是有效的；B．將花盆向上移動，動力、動力臂、阻力和阻力臂都不變，故是無效的，C．將花盆向內移動，減小了動力臂，故杠桿不易轉動，故是有效的；D．減少花盆中的土壤，減小了動力，動力臂不變，故杠桿不易轉動，故是有效的。故選：B。5．載重推車過障礙物時需略微提起后輪，若在如圖四點中選擇一點施加豎直向上的力，其中最省力的點是（）A．A點 B．B點 C．C點 D．D點【解答】解：根據(jù)杠桿的平衡條件F1×L1＝F2×L2可知，在阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長；若要從如圖四點中選擇一點施力，將后輪略微提起，是圍繞前輪與地面的接觸點轉動（即該點為支點），分別比較在A、B、C、D四點施加力的力臂，可知只有在D點施力時，動力臂最長，則此時最省力。故選：D。6．如圖所示，用一個始終水平向右的力F把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至接近水平的過程中，下列說法正確的是（）A．阻力臂一直變大 B．F先變小后變大 C．一直是省力杠桿 D．可以將杠桿OA拉至水平位置并保持靜止【解答】解：如圖，用一個始終水平向右的力F，把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中，阻力的大小不變（等于物重G），阻力臂變大，動力臂不斷變小，當阻力臂大于動力臂時，杠桿為費力杠桿；根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，動力將變大。；將杠桿OA拉至水平位置時，動力臂為0，杠桿不能平衡，不能保持靜止狀態(tài)，綜上所述，A正確，BCD錯誤。故選：A。7．如圖所示，重為120N的物體A在拉力F作用下沿水平面做勻速直線運動，其路程隨時間變化的圖像如圖乙所示。已知物體A在水平方向上受到的阻力為物重的0.1倍，滑輪組機械效率為80%，滑輪組和繩子的自重不計。下列分析計算正確的是（）A．10s內，繩子自由端沿水平方向移動了4m B．左側墻受到滑輪組16牛拉力作用 C．在10s內，作用在繩子自由端的拉力F為5牛 D．在10s內，拉力F做功的功率為1.2W【解答】解：A、從圖中可知，10s內，物體A移動的距離為1m；n＝3，則10s內，繩子自由端沿水平方向移動的距離s′＝ns＝3×1m＝3m，故A錯誤；BC、物體A在水平方向上受到的阻力f＝0.1G＝0.1×120N＝12N，機械效率η＝＝＝，則繩子自由端的拉力F＝＝＝5N，左側墻受到滑輪組的拉力F拉＝4F＝4×5N＝20N，故B錯誤、C正確；D、從圖中可知，物體的速度v＝＝＝0.1m/s，則繩子自由端的速度v′＝nv＝3×0.1m/s＝0.3m/s，根據(jù)P＝＝＝Fv可知拉力F做功的功率P＝Fv′＝5N×0.3m/s＝1.5W，故D錯誤。故選C。8．如圖所示，某工人使用滑輪組勻速向上運送建筑材料。為了提高滑輪組機械效率，可進行的操作是（）A．換更粗更重的繩子 B．換質量更大的滑輪 C．增大提升的速度 D．運送更重的建筑材料【解答】解：A．換更粗更重的繩子，會增加繩子重力，從而增加克服繩子重力所做的額外功，在有用功相同的情況下，總功增加，由η＝可知，能減小滑輪組的機械效率，故A不符合題意；B．換質量更大的動滑輪，增加了動滑輪的重力，可以增加克服動滑輪重力所做的額外功，在有用功相同的情況下，總功增加，由η＝可知，能減小滑輪組的機械效率，故B不符合題意；C．滑輪組的機械效率與物體運動的速度無關，增大提升的速度，不能提高滑輪組的機械效率，故C不符合題意；D．運送更重的建筑材料，在提升高度不變時，有用功增加；在額外功不變的情況下，有用功增加，有用功在總功中所占的比例增大，可以提高滑輪組的機械效率，故D正確，符合題意。故選：D。9．如圖，甲、乙兩人用不同的裝置，在相同時間內把質量相等的貨物勻速提升到同一平臺，不計繩重及滑輪的摩擦。下列說法正確的是（）A．乙做的有用功比甲多 B．甲裝置的總功比乙少 C．甲裝置繩子自由端移動比乙多 D．乙裝置的機械效率為100%【解答】解：A、兩裝置中，克服物體重力做的功為有用功，在相同時間內把質量相等的貨物勻速提升到同一平臺，根據(jù)W＝Gh＝mgh可知兩人所做有用功相等，故A錯誤；B、圖甲的滑輪為動滑輪，圖乙中的滑輪為定滑輪。不計繩重及滑輪的摩擦，克服動滑輪重做的功額外功，則甲要做額外功，乙不做額外功，根據(jù)W總＝W有+W額可知甲裝置的總功比乙多，故B錯誤；C、在甲中，繩子自由端移動的距離等于物體上升高度的2倍，即s甲＝2h，在乙中，繩子自由端移動的距離等于物體上升高度，即s＝h，則甲裝置繩子自由端移動比乙多，故C正確。D、在乙中，乙所用拉力F＝G，繩子自由端移動的距離s＝h，則乙裝置的機械效率：η＝＝＝1＝100%，故D正確。故選：CD。二．填空題（共6小題）10．采用如圖所示的站姿鍛煉手臂力量：雙腳并攏，腳尖O觸地，腳后跟踮起，手臂水平，手掌支撐在豎直墻壁上的A點，B為人體重心所在位置。鍛煉時，軀體伸直，手臂彎曲和伸直動作交替進行。現(xiàn)要估測手掌對墻壁的壓力F。（1）現(xiàn)可將該情景簡化為一個杠桿模型，則需要測量的物理量：人體的質量m、AO兩點間的豎直距離l1和OB兩點間的水平距離l2。（2）鍛煉時，腳尖離開墻壁越遠，手掌對墻壁的壓力就越大，并說明理由：設墻對手掌的支持力為F1，根據(jù)杠桿平衡條件可知，F(xiàn)1l1＝mgl2，當腳尖離開墻壁越遠，則l2越大，l1越小，但m未發(fā)生變化，所以F1就越大，而手掌對墻壁的壓力F和墻對手掌的支持力F1是一對相互作用力，所以F也越大?！窘獯稹拷猓海?）將該情景簡化為一個杠桿模型，支點是O，人體的重力是阻力，阻力臂是從O到B正下方的水平距離，動力是F，動力是AO兩點間的豎直距離l1；（2）設墻對手掌的支持力為F1，根據(jù)杠桿平衡條件可知，F(xiàn)1l1＝mgl2，當腳尖離開墻壁越遠，則l2越大，l1越小，但m未發(fā)生變化，所以F1就越大，而手掌對墻壁的壓力F和墻對手掌的支持力F1是一對相互作用力，所以F也越大。故答案為：（1）水平；（2）大；設墻對手掌的支持力為F1，根據(jù)杠桿平衡條件可知，F(xiàn)1l1＝mgl2，當腳尖離開墻壁越遠，則l2越大，l1越小，但m未發(fā)生變化，所以F1就越大，而手掌對墻壁的壓力F和墻對手掌的支持力F1是一對相互作用力，所以F也越大。11．小科用圖甲、乙實驗裝置探究“杠桿平衡條件”，每個鉤碼質量均相同。（1）如圖甲所示，在A點掛四個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，應在B點掛6個相同的鉤碼。（2）如圖乙所示，小科制作了一個密度均勻的圓盤（相當于杠桿），圓盤可以繞著圓心O轉動（轉軸阻力忽略不計）。為探究“力的作用點到支點的距離是否影響杠桿平衡”，他先在圓盤的C點掛上4個鉤碼，又在G點掛上一定數(shù)量的鉤碼后，圓盤在圖示位置平衡，接著他將掛在G點的鉤碼先后掛在D、N兩點，又進行了兩次實驗。若觀察到鉤碼三次實驗圓盤均在圖示位置平衡現(xiàn)象，則說明力的作用點到支點的距離對杠桿的平衡無影響。（3）如圖丙所示，停車場入口處用橫桿控制車輛進出。小科把該裝置簡化成如圖丁所示的杠桿模型，用杠桿平衡條件分析可知，該裝置屬于費力杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）?！窘獯稹拷猓海?）由圖甲可知，A點掛4個鉤碼，OA之間有3格，OB之間有2格，要使杠桿在水平位置平衡，應該在B點施加一個向下的拉力F，設每個鉤碼重力為G，每小格長為L，則有4G×3L＝F×2L.解得：F＝6G，所以應該在B點掛6個相同的鉤碼。（2）由題意知，左右兩邊對圓盤的拉力不變，左邊力臂不變，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2得，要使圓盤平衡，右邊力臂也應保持不變，所以他可以將掛在G點的鉤碼先后掛在D、N兩個點又進行實驗，這樣右邊的力始終為OD；由以上實驗現(xiàn)象可知，圓盤仍在圖示位置平衡，說明力的作用點到支點的距離對杠桿的平衡無影響。（3）由圖丁可知，動力臂小于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力大于阻力，故為費力杠桿。故答案為：（1）6；（2）鉤碼三次實驗圓盤均在圖示位置平衡；（3）費力。12．如圖所示，物體G在水平拉力F作用下向右勻速運動了0.4米，物體G受到的摩擦力為4牛，繩、滑輪重及滑輪與繩之間摩擦不計，圖中使用的滑輪屬于動滑輪（填滑輪類型），拉力F的大小為2牛，繩子自由端移動0.8米?！窘獯稹拷猓狠S的位置固定不動的滑輪稱之為定滑輪，軸隨物體一起移動的滑輪叫做動滑輪，圖中的裝置是動滑輪；動滑輪繩子股數(shù)為2，繩、滑輪重及滑輪與繩之間摩擦不計，拉力F的大小為：F＝f＝×4N＝2N；繩子自由端移動的距離為：s'＝2s＝2×0.4m＝0.8m。故答案為：動滑輪；2；0.8。13．小科家正在修縉房屋，采用圖甲裝置將60千克的物體運送至三樓，在拉力F1的作用下物體勻速向上運動了10米，則繩子末端移動的距離為20m，物體克服重力做功6000J。若改用圖乙方法，豎直向上的拉力F2大小只需要250牛，則乙滑輪組的機械效率為80%?！窘獯稹拷猓河蓤D甲可知，n1＝2，繩子末端移動的距離為：s＝n1h＝2×10m＝20m；克服重力做的功為：W有＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×10m＝6000J；由圖乙可知，n2＝3，乙滑輪組的機械效率為：η＝＝＝＝＝＝×100%＝80%。故答案為：20；6000；80%。14．如圖所示，A、B兩個滑輪中，B是動滑輪，在不考慮滑輪重、繩重和繩與滑輪間的摩擦時，以0.1m/s的速度勻速拉動物體C，物體C與桌面的摩擦力是60N，則繩子自由端移動的速度為0.3m/s，拉力F為20N?！窘獯稹拷猓狠S的位置固定不動的滑輪稱之為定滑輪，軸隨物體一起移動的滑輪叫做動滑輪，圖中滑輪B隨物體C一起移動為動滑輪；由圖可知，n＝3，繩子自由端移動的速度為：v繩＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s；不考慮滑輪重、繩重和繩與滑輪間的摩擦，拉力F為：F＝f＝×60N＝20N。故答案為：B；0.3；20。15．用兩個完全相同且質量較小的滑輪，分別以圖中兩種方式將質量較大的物體G勻速提升相同高度（繩重、摩擦不計），使用甲（選填“甲”或“乙”）滑輪可以改變用力方向，所用拉力F1大于F2（選填“大于”“等于”或“小于”，下同），滑輪的機械效率η甲大于η乙。【解答】解：（1）圖甲使用的時定滑輪，不能省力，但可以改變力的方向；圖乙使用的是動滑輪，可以省力但不能改變力的方向；（2）繩重、摩擦不計，用兩個滑輪相同且質量較小，使用定滑輪時，拉力F1＝G；使用動滑輪時，拉力F2＝（G+G動）≈G；所以F1＞F2；（3）繩重、摩擦不計，使用定滑輪時，額外功為0，機械效率η甲＝100%；使用動滑輪時，提升動滑輪做的功為額外功，機械效率η乙＜100%，所以η甲＞η乙。故答案為：甲；大于；大于。三．作圖題（共3小題）16．請畫出甲圖杠桿的動力臂L1和B點所受阻力F2的示意圖；畫出乙圖杠桿受到的動力F1?！窘獯稹拷猓哼^支點O作動力F的垂線段，即為動力臂L1；阻力是重物施加的，作用點在B點，過B點豎直向下畫一條帶有箭頭的線段，即為B點所受阻力F2的示意圖。如下圖所示：根據(jù)力與力臂垂直過力臂l1的左端畫出F1的作用線，與杠桿的交點為動力F1的作用點，從作用點沿力的作用線向上畫出F1的示意圖，如下圖所示：17．如圖所示，輕質杠桿可繞O點轉動，杠桿上A端受到F2的力，杠桿靜止在此位置，圖中L1為動力F1的力臂，請作出動力F1的示意圖（保留作圖痕跡）?！窘獯稹拷猓鹤鞒隽Ρ跮1的垂線，與杠桿相交于一點B，即F1的作用點，由于杠桿上A端受到F2的力的方向向下，為了保持杠桿靜止在此位置，動力F1的方向向上，如圖所示：：18．如圖，要使杠桿平衡，在A點畫出最小作用力F及該力的力臂?！窘獯稹拷猓河筛軛U平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越??；圖中支點在O點，當力F作用在A點，并且與OA的連線垂直時，力臂最長，最省力，為使杠桿平衡，力的方向應垂直于OA向下。如圖所示：四．計算題（共6小題）19．如圖所示，將長為1.2米的輕質木棒（重力忽略不計）平放在水平方形臺面上，左右兩端點分別為A、B，它們距臺面邊緣處的距離均為0.3米。在A端掛一個重為30牛的物體，在B端掛一個重為G的物體。（1）若G＝30牛，臺面收到木棒的壓力為多少？（2）若要使木棒右端下沉，B端掛的物體至少要大于多少？（3）若B端掛物體后，木棒仍在水平臺面上保持靜止，則G的取值范圍為多少？【解答】解：（1）放在水平方形臺面上輕質木棒受左右兩物體的豎直向下的拉力和臺面豎直向上的支持力，即F支持＝F拉力＝2G＝2×30N＝60N；因為木板對臺面的壓力和臺面對木棒的支持力是一道相互作用力，大小相等，即F壓力＝F支持＝60N；（2）此時L左＝1.2m﹣0.3m＝0.9m，L右＝0.3m，根據(jù)杠桿的平衡條件：GA×L左＝GB×L右得。B端掛的物體的重力：GB＝＝＝90N；（3）若以右邊緣為支點，右邊力臂最小，力最大為90N；若以左邊緣為支點，右邊力臂最大，力最小，此時L左′＝0.3m，L右′＝1.2m﹣0.3m＝0.9m，最小為：F小＝＝＝10N。答：（1）若G＝30牛，臺面收到木棒的壓力為60N；（2）若要使木棒右端下沉，B端掛的物體至少要大于90N；（3）若B端掛物體后，木棒仍在水平臺面上保持靜止，則G的取值范圍為10N～90N。20．某同學鍛煉時，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。此時墻壁對手掌的支撐力F如圖所示，不計墻壁對手掌的摩擦力。（1）以O為支點，請在圖中作出動力F的力臂L1和阻力G的力臂L2；（2）該同學質量為48kg，求墻壁對人的支撐力約為多少N？（g取10N/kg）（3）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將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！窘獯稹拷猓海?）向左延長支撐力F畫出動力的作用線，過支點O向動力F的作用線作垂線段，即為動力F的力臂L1，如圖所示：（2）過重心作豎直向下的重力即為F2，從支點O向力F2的作用線作垂線段，即為阻力臂L2，根據(jù)圖中的虛線框可知，阻力臂L2為3個小格，而動力臂L1為8個小格；根據(jù)杠桿平衡條件可得FL1＝F2L2，且F2＝mg，則支撐力：F＝＝＝180N；（3）若增大腳尖與墻壁的距離，人的身長不變，手臂仍然水平支撐在墻壁上，支撐點會下移，則由圖可知動力臂會減小，阻力臂會增大，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變大。故答案為：（1）如圖；（2）180；（3）變大。21．俯臥撐是一項常見的健身項目，采用不同的方式做俯臥撐，健身效果通常不同。圖甲是小明在水平地面上做俯臥撐保持靜止時的情境，他的身體與地面平行，可抽象成圖乙的杠桿模型，地面對腳的力作用在O點，對手的力作用在B點，小明的重心在A點。已知小明的體重為600N，OA長為1m，AB長為0.2m。（1）此類杠桿屬于省力杠桿（選填“省力杠桿”或“費力杠桿”）。圖乙中，地面對手的力F1與身體垂直，則F1為多少牛？500N。（2）圖丙是小明手扶支架做俯臥撐保持靜止時的情境，此時他的身體姿態(tài)與圖甲相同，只是身體與水平地面成一定角度，支架對手的力F2與他的身體垂直，且仍作用在B點。則F1＞F2（選填“＞”、“＝”或“＜”）。【解答】解：（1）做俯臥撐運動時，可以將人看成是一個杠桿，支點為O，地面對手的支持力為動力，人的重力為阻力，由圖可知，動力臂OB＝OA+OB＝1m+0.2m＝1.2m，阻力臂OA＝1m，則動力臂大于阻力臂，所以此時人相當于一個省力杠桿；如圖1所示，O為支點，重力的力臂為LA，F(xiàn)1的力臂為LB，由杠桿的平衡條件可得：F1LB＝GLA，則：F1＝＝＝500N；（2）小京手扶欄桿做俯臥撐保持靜止時，抽象成杠桿模型如圖2所示，O為支點，重力的力臂為LA′，F(xiàn)2的力臂為LB′，由杠桿的平衡條件可得：F2LB′＝GLA′，由圖可知LA′＜LA，LB′＝LB，因此F2＜F1，即F1＞F2。故答案為：（1）省力杠桿；500N；（2）＞。22．工人用如圖所示的滑輪組提升建材，已知工人的重力為700牛，雙腳與地面的接觸面積為500平方厘米。他用300牛的力將540牛的建材勻速提升了3米。（不計摩擦及繩的重力）試求：（1）工人提升建材所做的有用功；（2）工人所做的總功；（3）