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1 使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
（1）如图甲所示，旗杆的顶端安装着一个定滑轮，用来
（2）如图乙所示，小明用20 N的力将重为30 N的物体匀速提升2 m，不计绳重与摩擦，则动滑轮重为
（3）如图丙所示为某人钓起一条鱼时的情景，为了省力一些，两手之间的距离应
（1）如图甲所示，旗杆的顶端安装着一个定滑轮，用来
改变力的方向
。（2）如图乙所示，小明用20 N的力将重为30 N的物体匀速提升2 m，不计绳重与摩擦，则动滑轮重为
10
N，绳子自由端移动的距离为4
m。（3）如图丙所示为某人钓起一条鱼时的情景，为了省力一些，两手之间的距离应
大
（大/小）一些。答案
1. (1) 改变力的方向 (2) 10 4 (3) 大
解析
【分析】
本题围绕生活中的简单机械展开，分三个小问分析：
1. 甲图是定滑轮，需回忆定滑轮的核心特点：定滑轮实质为等臂杠杆，不省力但可改变力的方向，对应解决第一问。
2. 乙图是动滑轮，明确动滑轮的受力关系：不计绳重与摩擦时，拉力与物重、动滑轮重的关系为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$（$n$为承担物重的绳子段数），绳子自由端移动距离与物体上升高度的关系为$s=nh$，代入已知数据即可计算动滑轮重和绳端移动距离。
3. 丙图是钓鱼竿，属于杠杆，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，阻力和阻力臂不变时，要省力需增大动力臂，两手间距为动力臂，据此判断间距要求。
【解析】
（1）定滑轮的特点是不省力，但能够改变力的方向，因此旗杆顶端的定滑轮用来改变力的方向。
（2）动滑轮上承担物重的绳子段数$n=2$，不计绳重与摩擦，由$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$变形得：$G_{动}=nF - G_{物}$，代入数据得$G_{动}=2×20N - 30N=10N$；绳子自由端移动的距离$s=nh=2×2m=4m$。
（3）钓鱼竿是费力杠杆，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，鱼的重力（阻力）和阻力臂不变，要省力需减小动力，因此应增大动力臂，两手之间的距离为动力臂，故两手间距应大一些。
【答案】
(1) 改变力的方向 (2) 10；4 (3) 大
【知识点】
定滑轮特点、动滑轮计算、杠杆平衡条件
【点评】
本题结合生活实例考查简单机械的应用，属于基础题型，需掌握各类简单机械的特点及相关公式，联系实际分析即可解答。
【难度系数】
0.3
本题围绕生活中的简单机械展开，分三个小问分析：
1. 甲图是定滑轮，需回忆定滑轮的核心特点：定滑轮实质为等臂杠杆，不省力但可改变力的方向，对应解决第一问。
2. 乙图是动滑轮，明确动滑轮的受力关系：不计绳重与摩擦时，拉力与物重、动滑轮重的关系为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$（$n$为承担物重的绳子段数），绳子自由端移动距离与物体上升高度的关系为$s=nh$，代入已知数据即可计算动滑轮重和绳端移动距离。
3. 丙图是钓鱼竿，属于杠杆，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，阻力和阻力臂不变时，要省力需增大动力臂，两手间距为动力臂，据此判断间距要求。
【解析】
（1）定滑轮的特点是不省力，但能够改变力的方向，因此旗杆顶端的定滑轮用来改变力的方向。
（2）动滑轮上承担物重的绳子段数$n=2$，不计绳重与摩擦，由$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$变形得：$G_{动}=nF - G_{物}$，代入数据得$G_{动}=2×20N - 30N=10N$；绳子自由端移动的距离$s=nh=2×2m=4m$。
（3）钓鱼竿是费力杠杆，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，鱼的重力（阻力）和阻力臂不变，要省力需减小动力，因此应增大动力臂，两手之间的距离为动力臂，故两手间距应大一些。
【答案】
(1) 改变力的方向 (2) 10；4 (3) 大
【知识点】
定滑轮特点、动滑轮计算、杠杆平衡条件
【点评】
本题结合生活实例考查简单机械的应用，属于基础题型，需掌握各类简单机械的特点及相关公式，联系实际分析即可解答。
【难度系数】
0.3
2 如图所示，有一根质量分布均匀的金属棒CB，现将AC部分搭在水平桌面上，已知金属棒长为L、重为600 N，CA：AB=1：3，为使金属棒在图示位置保持静止，则在
B
(A/B/C)点施加的最小力$F_1=$200
N，若保持与$F_1$的作用点和方向均相同，则使金属棒在图示位置保持静止时所施加的最大外力$F_2$应为300
N。答案
2. B 200 300
解析
【分析】
要解决此题，需运用杠杆平衡条件分析：首先确定金属棒的支点、力臂，根据“阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小”找最小力；最大外力需考虑临界情况（如接触点支持力为0），结合杠杆平衡计算。先由长度比例算出各段长度，均匀金属棒重心在中点，再逐步推导力的大小和作用点。
【解析】
1. 计算各段长度：金属棒总长为$ L $，由$ CA:AB=1:3 $，得$ CA=\frac{L}{4} $，$ AB=\frac{3L}{4} $；均匀金属棒的重心在中点$ O $，故$ CO=\frac{L}{2} $，因此$ AO=CO-CA=\frac{L}{2}-\frac{L}{4}=\frac{L}{4} $。
2. 求最小力$ F_1 $：支点为$ A $，要使动力最小，需动力臂最大，最远点为$ B $，故动力作用在$ B $点，动力臂为$ AB=\frac{3L}{4} $，阻力为金属棒重力$ G=600N $，阻力臂为$ AO=\frac{L}{4} $。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=GL_2 $，代入得：$ F_1×\frac{3L}{4}=600N×\frac{L}{4} $，解得$ F_1=200N $。
3. 求最大外力$ F_2 $：当力向下作用在$ B $点，临界情况为$ C $点刚好离开桌面（支持力为0），此时支点变为$ C $，动力臂为$ CB=L $，阻力臂为$ CO=\frac{L}{2} $。根据杠杆平衡：$ F_2× L=600N×\frac{L}{2} $，解得$ F_2=300N $。
【答案】
B 200 300
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂、最小力与最大力
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，关键是确定支点和力臂，利用最大动力臂找最小力，结合临界情况分析最大外力，需理清长度比例关系，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决此题，需运用杠杆平衡条件分析：首先确定金属棒的支点、力臂，根据“阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小”找最小力；最大外力需考虑临界情况（如接触点支持力为0），结合杠杆平衡计算。先由长度比例算出各段长度，均匀金属棒重心在中点，再逐步推导力的大小和作用点。
【解析】
1. 计算各段长度：金属棒总长为$ L $，由$ CA:AB=1:3 $，得$ CA=\frac{L}{4} $，$ AB=\frac{3L}{4} $；均匀金属棒的重心在中点$ O $，故$ CO=\frac{L}{2} $，因此$ AO=CO-CA=\frac{L}{2}-\frac{L}{4}=\frac{L}{4} $。
2. 求最小力$ F_1 $：支点为$ A $，要使动力最小，需动力臂最大，最远点为$ B $，故动力作用在$ B $点，动力臂为$ AB=\frac{3L}{4} $，阻力为金属棒重力$ G=600N $，阻力臂为$ AO=\frac{L}{4} $。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=GL_2 $，代入得：$ F_1×\frac{3L}{4}=600N×\frac{L}{4} $，解得$ F_1=200N $。
3. 求最大外力$ F_2 $：当力向下作用在$ B $点，临界情况为$ C $点刚好离开桌面（支持力为0），此时支点变为$ C $，动力臂为$ CB=L $，阻力臂为$ CO=\frac{L}{2} $。根据杠杆平衡：$ F_2× L=600N×\frac{L}{2} $，解得$ F_2=300N $。
【答案】
B 200 300
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂、最小力与最大力
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，关键是确定支点和力臂，利用最大动力臂找最小力，结合临界情况分析最大外力，需理清长度比例关系，难度适中。
【难度系数】
0.5
3 [2025泗阳期中]如图所示是一个四人跷跷板。爸爸的体重几乎是小明的两倍，为了让小明和爸爸能够顺利玩耍，合适的座位安排是 （
A.小明在A位，爸爸在D位
B.小明在B位，爸爸在D位
C.小明在C位，爸爸在A位
D.小明在D位，爸爸在B位
D
）A.小明在A位，爸爸在D位
B.小明在B位，爸爸在D位
C.小明在C位，爸爸在A位
D.小明在D位，爸爸在B位
答案
3. D
解析
【分析】
要解决这个问题，需利用杠杆平衡原理（力矩平衡）：跷跷板平衡时，两边的力矩相等，即$ G_爸 × L_爸 = G_明 × L_明 $。已知爸爸体重是小明的两倍，代入公式可推导出小明的力臂（到支点的距离）需为爸爸力臂的2倍，再结合跷跷板各座位到支点的距离关系，筛选出符合要求的选项。
【解析】
根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $，本题中力等于体重，因此有$ G_爸L_爸 = G_明L_明 $。
已知爸爸体重是小明的2倍，即$ G_爸 = 2G_明 $，代入公式得：$ 2G_明 · L_爸 = G_明 · L_明 $，约去$ G_明 $后化简为$ L_明 = 2L_爸 $，说明小明的座位到支点的距离是爸爸座位到支点距离的2倍。
观察跷跷板座位到支点的距离：A ＞ B ＞ C ＞ D，逐一分析选项：
A选项：小明在A位、爸爸在D位，需满足$ L_A=2L_D $，不符合图中距离关系；
B选项：小明在B位、爸爸在D位，需满足$ L_B=2L_D $，不符合图中距离关系；
C选项：小明在C位、爸爸在A位，需满足$ L_C=2L_A $，不符合图中距离关系；
D选项：小明在D位、爸爸在B位，需满足$ L_D=2L_B $，符合图中座位到支点的距离关系，能使跷跷板平衡。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合跷跷板模型考查杠杆平衡条件的实际应用，核心是通过推导明确力臂与体重的倍数关系，再结合图形分析座位距离，难度适中，注重知识的生活化运用。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题，需利用杠杆平衡原理（力矩平衡）：跷跷板平衡时，两边的力矩相等，即$ G_爸 × L_爸 = G_明 × L_明 $。已知爸爸体重是小明的两倍，代入公式可推导出小明的力臂（到支点的距离）需为爸爸力臂的2倍，再结合跷跷板各座位到支点的距离关系，筛选出符合要求的选项。
【解析】
根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $，本题中力等于体重，因此有$ G_爸L_爸 = G_明L_明 $。
已知爸爸体重是小明的2倍，即$ G_爸 = 2G_明 $，代入公式得：$ 2G_明 · L_爸 = G_明 · L_明 $，约去$ G_明 $后化简为$ L_明 = 2L_爸 $，说明小明的座位到支点的距离是爸爸座位到支点距离的2倍。
观察跷跷板座位到支点的距离：A ＞ B ＞ C ＞ D，逐一分析选项：
A选项：小明在A位、爸爸在D位，需满足$ L_A=2L_D $，不符合图中距离关系；
B选项：小明在B位、爸爸在D位，需满足$ L_B=2L_D $，不符合图中距离关系；
C选项：小明在C位、爸爸在A位，需满足$ L_C=2L_A $，不符合图中距离关系；
D选项：小明在D位、爸爸在B位，需满足$ L_D=2L_B $，符合图中座位到支点的距离关系，能使跷跷板平衡。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合跷跷板模型考查杠杆平衡条件的实际应用，核心是通过推导明确力臂与体重的倍数关系，再结合图形分析座位距离，难度适中，注重知识的生活化运用。
【难度系数】
0.5
4 新情境文化遗产杆秤是我国传统的一种称量工具，凝聚着我国人民的智慧。如图所示，O为杆秤提纽，$OA=8\ \mathrm{cm}$，秤砣质量$m=0.2\ \mathrm{kg}$，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当秤砣置于B点时，杆秤再次水平平衡，此时测得$OB=32\ \mathrm{cm}$，则鱼的质量为（
A.$1.0\ \mathrm{kg}$
B.$0.8\ \mathrm{kg}$
C.$0.6\ \mathrm{kg}$
D.$0.4\ \mathrm{kg}$
B
）A.$1.0\ \mathrm{kg}$
B.$0.8\ \mathrm{kg}$
C.$0.6\ \mathrm{kg}$
D.$0.4\ \mathrm{kg}$
答案
4. B
解析
【分析】本题考查杠杆平衡条件的应用，杆秤的本质是杠杆，支点为O点。根据杠杆平衡原理，动力×动力臂=阻力×阻力臂，其中鱼的重力为阻力，对应力臂OA；秤砣的重力为动力，对应力臂OB，利用平衡条件即可求出鱼的质量。
【解析】设鱼的质量为$ M $，根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，可得鱼的重力与力臂的乘积等于秤砣重力与力臂的乘积，即：
$ Mg · OA = mg · OB $
两边$ g $可约去，代入已知数据$ OA=8\ \mathrm{cm} $、$ OB=32\ \mathrm{cm} $、$ m=0.2\ \mathrm{kg} $，则：
$ M=\frac{m · OB}{OA}=\frac{0.2\ \mathrm{kg} × 32\ \mathrm{cm}}{8\ \mathrm{cm}}=0.8\ \mathrm{kg} $
【答案】B
【知识点】杠杆平衡条件
【点评】本题结合生活中的杆秤考查杠杆平衡条件的应用，将物理知识与生活实际结合，难度较低，属于基础题，主要考查学生对杠杆平衡公式的掌握和简单计算能力。
【难度系数】0.7
【解析】设鱼的质量为$ M $，根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，可得鱼的重力与力臂的乘积等于秤砣重力与力臂的乘积，即：
$ Mg · OA = mg · OB $
两边$ g $可约去，代入已知数据$ OA=8\ \mathrm{cm} $、$ OB=32\ \mathrm{cm} $、$ m=0.2\ \mathrm{kg} $，则：
$ M=\frac{m · OB}{OA}=\frac{0.2\ \mathrm{kg} × 32\ \mathrm{cm}}{8\ \mathrm{cm}}=0.8\ \mathrm{kg} $
【答案】B
【知识点】杠杆平衡条件
【点评】本题结合生活中的杆秤考查杠杆平衡条件的应用，将物理知识与生活实际结合，难度较低，属于基础题，主要考查学生对杠杆平衡公式的掌握和简单计算能力。
【难度系数】0.7
5 [2025 泗阳一模]粗细均匀的长木棒右端固定在墙壁的转轴上，长木棒可绕O点上下自由转动，将正方体木块A置于长木棒的正下方，长木棒恰好水平平衡（如图所示），用水平推力F将A缓慢匀速向右推动，在推动过程中，推力F将（
A.大小不变
B.逐渐增大
C.逐渐减小
D.先增加后减小
B
）A.大小不变
B.逐渐增大
C.逐渐减小
D.先增加后减小
答案
5. B 【解析】以木棒为研究对象,在竖直方向上木棒受重力G和木块对它的支持力$F_\mathrm{N}$,支点为O,设木棒长为l,支持力$F_\mathrm{N}$的力臂为L,由杠杆的平衡条件可得$G×\frac{1}{2}l=F_\mathrm{N}×L$,在木块逐渐向右移动的过程中,支持力$F_\mathrm{N}$的力臂L逐渐变小,由等式可知$F_\mathrm{N}$逐渐变大;根据力的作用是相互的可知,木棒对木块的压力逐渐变大,由此可知,木块和木棒间、木块和地面间的摩擦力逐渐变大,由力的平衡条件可知,水平推力逐渐变大。
解析
【分析】
要解决这道题，需分两步推导：首先以木棒为研究对象，利用杠杆平衡条件分析木块对木棒的支持力变化；再结合力的作用相互性、摩擦力的影响因素，以及木块A匀速运动的受力平衡，判断推力F的变化。第一步：明确木棒为杠杆，支点为O，重力是阻力，木块对木棒的支持力是动力，当A向右移动时，支持力的力臂改变，由杠杆平衡可推出支持力的变化；第二步：根据力的相互性得到A对地面的压力变化，结合摩擦力与压力的关系，得出A受到的总摩擦力变化，再由A匀速运动时推力等于总摩擦力，即可判断F的变化。
【解析】
1. 对木棒进行杠杆平衡分析：设木棒长度为$ l $，木棒重力为$ G $，其重心在中点，故重力的力臂为$ \frac{1}{2}l $；木块A对木棒的支持力为$ F_N $，其力臂为$ L $。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，可得：
$ G × \frac{1}{2}l = F_N × L $
当用水平推力F将A缓慢向右推动时，支持力$ F_N $的力臂$ L $逐渐变小，而$ G $和$ l $为定值，因此$ F_N $逐渐变大。
2. 对木块A进行受力分析：根据力的作用是相互的，木棒对A的压力大小等于$ F_N $，故A对地面的压力也逐渐变大。A匀速向右运动，水平方向受力平衡，推力$ F $等于A受到的总摩擦力（A与木棒间的摩擦力、A与地面间的摩擦力之和）。由于摩擦力大小与压力有关，压力变大，总摩擦力逐渐变大，因此推力$ F $逐渐变大。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件、摩擦力、力的相互作用
【点评】
本题结合杠杆平衡和摩擦力知识点，考查力学综合分析能力，需分步推导各物理量的变化，逻辑连贯，是力学综合的典型题型。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需分两步推导：首先以木棒为研究对象，利用杠杆平衡条件分析木块对木棒的支持力变化；再结合力的作用相互性、摩擦力的影响因素，以及木块A匀速运动的受力平衡，判断推力F的变化。第一步：明确木棒为杠杆，支点为O，重力是阻力，木块对木棒的支持力是动力，当A向右移动时，支持力的力臂改变，由杠杆平衡可推出支持力的变化；第二步：根据力的相互性得到A对地面的压力变化，结合摩擦力与压力的关系，得出A受到的总摩擦力变化，再由A匀速运动时推力等于总摩擦力，即可判断F的变化。
【解析】
1. 对木棒进行杠杆平衡分析：设木棒长度为$ l $，木棒重力为$ G $，其重心在中点，故重力的力臂为$ \frac{1}{2}l $；木块A对木棒的支持力为$ F_N $，其力臂为$ L $。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，可得：
$ G × \frac{1}{2}l = F_N × L $
当用水平推力F将A缓慢向右推动时，支持力$ F_N $的力臂$ L $逐渐变小，而$ G $和$ l $为定值，因此$ F_N $逐渐变大。
2. 对木块A进行受力分析：根据力的作用是相互的，木棒对A的压力大小等于$ F_N $，故A对地面的压力也逐渐变大。A匀速向右运动，水平方向受力平衡，推力$ F $等于A受到的总摩擦力（A与木棒间的摩擦力、A与地面间的摩擦力之和）。由于摩擦力大小与压力有关，压力变大，总摩擦力逐渐变大，因此推力$ F $逐渐变大。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件、摩擦力、力的相互作用
【点评】
本题结合杠杆平衡和摩擦力知识点，考查力学综合分析能力，需分步推导各物理量的变化，逻辑连贯，是力学综合的典型题型。
【难度系数】
0.5
