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1. 如图1所示，O为杠杆(自重和摩擦不计)的支点，A处挂一重为100 N的物体。为保证杠杆在水平方向平衡，可在中点B处沿
$F_2$
（选填“$F_1$”“$F_2$”或“$F_3$”）方向施加一个最小的力，大小为50
N。 答案
1. $F_2$ 50
解析
【分析】
要解决本题，需利用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂）。根据杠杆原理，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，所需动力越小。因此，要使施加的力最小，需找到最大的动力臂，即力的方向垂直于杠杆时，动力臂最大，此时力最小。确定力的方向后，结合杠杆平衡公式计算力的大小。
【解析】
根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $，要使施加的力最小，需动力臂最大，当力的方向垂直于杠杆时，动力臂最大，故应沿$ F_2 $方向施加力。设OB长度为$ L $，因B为杠杆中点，OA长度为$ 2L $，阻力$ G = 100N $，阻力臂为OA，动力臂为OB。代入平衡条件得：$ F × L = G × \frac{L}{2} $，化简后解得$ F = \frac{G × OB}{OA} = \frac{100N × L}{2L} = 50N $。
【答案】
$ F_2 $；50
【知识点】
杠杆平衡条件、最小力的判断
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是理解最小力的条件（动力臂最大，即力垂直于杠杆），结合杠杆平衡公式即可求解，属于初中物理杠杆部分的基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需利用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂）。根据杠杆原理，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，所需动力越小。因此，要使施加的力最小，需找到最大的动力臂，即力的方向垂直于杠杆时，动力臂最大，此时力最小。确定力的方向后，结合杠杆平衡公式计算力的大小。
【解析】
根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $，要使施加的力最小，需动力臂最大，当力的方向垂直于杠杆时，动力臂最大，故应沿$ F_2 $方向施加力。设OB长度为$ L $，因B为杠杆中点，OA长度为$ 2L $，阻力$ G = 100N $，阻力臂为OA，动力臂为OB。代入平衡条件得：$ F × L = G × \frac{L}{2} $，化简后解得$ F = \frac{G × OB}{OA} = \frac{100N × L}{2L} = 50N $。
【答案】
$ F_2 $；50
【知识点】
杠杆平衡条件、最小力的判断
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是理解最小力的条件（动力臂最大，即力垂直于杠杆），结合杠杆平衡公式即可求解，属于初中物理杠杆部分的基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
2. 如图2所示，重为150 N的物体在大小为40 N的水平拉力F作用下，向右匀速运动了10 m，所用的时间为20 s，则拉力做的功是
400
J，拉力做功的功率为20
W。答案
2. 400 20
解析
【分析】
要计算拉力做的功，需运用功的计算公式$W=Fs$，其中$F$是拉力大小，$s$是物体在拉力方向上移动的距离；计算拉力做功的功率，需使用功率公式$P=\frac{W}{t}$，$W$为拉力做的功，$t$为做功所用时间。本题中拉力方向与物体移动方向一致，可直接代入公式计算，重力方向与移动方向垂直，不影响拉力做功的计算。
【解析】
1. 计算拉力做的功：根据功的公式$W = Fs$，代入已知数据$F=40\,\mathrm{N}$，$s=10\,\mathrm{m}$，可得$W = 40\,\mathrm{N} × 10\,\mathrm{m} = 400\,\mathrm{J}$。
2. 计算拉力做功的功率：根据功率公式$P = \frac{W}{t}$，代入$W=400\,\mathrm{J}$，$t=20\,\mathrm{s}$，可得$P = \frac{400\,\mathrm{J}}{20\,\mathrm{s}} = 20\,\mathrm{W}$。
【答案】
400；20
【知识点】
功的计算；功率的计算
【点评】
本题考查功和功率的基础公式应用，属于简单的力学计算题，只要牢记公式并正确代入数据即可解答，是学生需掌握的基础题型。
【难度系数】
0.8
要计算拉力做的功，需运用功的计算公式$W=Fs$，其中$F$是拉力大小，$s$是物体在拉力方向上移动的距离；计算拉力做功的功率，需使用功率公式$P=\frac{W}{t}$，$W$为拉力做的功，$t$为做功所用时间。本题中拉力方向与物体移动方向一致，可直接代入公式计算，重力方向与移动方向垂直，不影响拉力做功的计算。
【解析】
1. 计算拉力做的功：根据功的公式$W = Fs$，代入已知数据$F=40\,\mathrm{N}$，$s=10\,\mathrm{m}$，可得$W = 40\,\mathrm{N} × 10\,\mathrm{m} = 400\,\mathrm{J}$。
2. 计算拉力做功的功率：根据功率公式$P = \frac{W}{t}$，代入$W=400\,\mathrm{J}$，$t=20\,\mathrm{s}$，可得$P = \frac{400\,\mathrm{J}}{20\,\mathrm{s}} = 20\,\mathrm{W}$。
【答案】
400；20
【知识点】
功的计算；功率的计算
【点评】
本题考查功和功率的基础公式应用，属于简单的力学计算题，只要牢记公式并正确代入数据即可解答，是学生需掌握的基础题型。
【难度系数】
0.8
3. 如图3所示，滑轮重小于物重（绳重、摩擦不计）。使用图(a)滑轮的好处是
可以改变拉力的方向
；若匀速提升相同的重物，则$F_{1}$＞
（选填“＜”“=”或“＞”）$F_{2}$。答案
3. 可以改变拉力的方向 ＞
解析
【分析】
首先识别图(a)为定滑轮，其轴固定不动，工作特点是不省力但可改变拉力方向；图(b)为动滑轮，轴随物体运动，能省力。接下来结合绳重、摩擦不计的条件，分别推导两种滑轮提升重物时的拉力，再根据滑轮重小于物重的已知条件比较拉力大小。
【解析】
1. 图(a)是定滑轮，实质为等臂杠杆，使用时不能省力，但可以改变拉力的方向，因此使用图(a)滑轮的好处是可以改变拉力的方向。
2. 图(b)是动滑轮，实质为动力臂是阻力臂2倍的杠杆，绳重、摩擦不计，匀速提升重物时，拉力$ F_2 = \frac{G_{物} + G_{轮}}{2} $；而定滑轮的拉力$ F_1 = G_{物} $。已知滑轮重$ G_{轮} ＜ G_{物} $，则$ F_2 = \frac{G_{物} + G_{轮}}{2} ＜ \frac{G_{物} + G_{物}}{2} = G_{物} = F_1 $，故$ F_1 ＞ F_2 $。
【答案】
可以改变拉力的方向；＞
【知识点】
定滑轮的特点；动滑轮的特点
【点评】
本题考查定滑轮与动滑轮的基础特点，需牢记两者的实质及拉力计算方法，属于简单机械的常规基础题，难度适中。
【难度系数】
0.7
首先识别图(a)为定滑轮，其轴固定不动，工作特点是不省力但可改变拉力方向；图(b)为动滑轮，轴随物体运动，能省力。接下来结合绳重、摩擦不计的条件，分别推导两种滑轮提升重物时的拉力，再根据滑轮重小于物重的已知条件比较拉力大小。
【解析】
1. 图(a)是定滑轮，实质为等臂杠杆，使用时不能省力，但可以改变拉力的方向，因此使用图(a)滑轮的好处是可以改变拉力的方向。
2. 图(b)是动滑轮，实质为动力臂是阻力臂2倍的杠杆，绳重、摩擦不计，匀速提升重物时，拉力$ F_2 = \frac{G_{物} + G_{轮}}{2} $；而定滑轮的拉力$ F_1 = G_{物} $。已知滑轮重$ G_{轮} ＜ G_{物} $，则$ F_2 = \frac{G_{物} + G_{轮}}{2} ＜ \frac{G_{物} + G_{物}}{2} = G_{物} = F_1 $，故$ F_1 ＞ F_2 $。
【答案】
可以改变拉力的方向；＞
【知识点】
定滑轮的特点；动滑轮的特点
【点评】
本题考查定滑轮与动滑轮的基础特点，需牢记两者的实质及拉力计算方法，属于简单机械的常规基础题，难度适中。
【难度系数】
0.7
4. 如图4所示,一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s,该力在这三个过程中所做的功分别为$W_1$、$W_2$、$W_3$。关于它们之间的大小关系,下列说法正确的是(
图 4
A.$W_1 ＜ W_2 ＜ W_3$
B.$W_1 ＜ W_2 = W_3$
C.$W_1 = W_2 = W_3$
D.$W_1 = W_2 ＜ W_3$
C
)。图 4
A.$W_1 ＜ W_2 ＜ W_3$
B.$W_1 ＜ W_2 = W_3$
C.$W_1 = W_2 = W_3$
D.$W_1 = W_2 ＜ W_3$
答案
4. C
解析
【分析】要判断力F做的功，需依据功的计算公式$W=Fs$，功的大小仅由作用在物体上的力$F$和物体在力的方向上移动的距离$s$决定，与物体质量、接触面粗糙程度等其他因素无关。因此只需确定三个过程中$F$和$s$的大小，即可比较功的大小。
【解析】根据功的计算公式$W=Fs$：
图(a)中，力为$F$，沿力方向移动距离为$s$，故$W_1=Fs$；
图(b)中，力仍为$F$，沿力方向移动距离仍为$s$，故$W_2=Fs$；
图(c)中，力还是$F$，沿力方向移动距离为$s$，故$W_3=Fs$；
因此$W_1=W_2=W_3$，对应选项C。
【答案】C
【知识点】功的计算
【点评】本题考查功的基本概念，易错点是受物体质量、接触面粗糙程度等无关因素干扰，误判功的大小，需牢记功的大小仅由力和力方向上的位移决定。
【难度系数】0.5
【解析】根据功的计算公式$W=Fs$：
图(a)中，力为$F$，沿力方向移动距离为$s$，故$W_1=Fs$；
图(b)中，力仍为$F$，沿力方向移动距离仍为$s$，故$W_2=Fs$；
图(c)中，力还是$F$，沿力方向移动距离为$s$，故$W_3=Fs$；
因此$W_1=W_2=W_3$，对应选项C。
【答案】C
【知识点】功的计算
【点评】本题考查功的基本概念，易错点是受物体质量、接触面粗糙程度等无关因素干扰，误判功的大小，需牢记功的大小仅由力和力方向上的位移决定。
【难度系数】0.5
