14. 使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
（1）如图甲所示的滑轮是滑轮，在探究其工作特点的活动中，应在方向匀速拉动的过程中读出弹簧测力计的示数。大量的实验表明，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则该滑轮最多可以省的力。
（2）如图乙所示为一把开瓶盖的新型起子，要打开瓶盖，用力方向应为（$F_1$/$F_2$），从起子的使用情况看，这是一个（省力/费力）杠杆。
（3）如图丙所示为一风景区的盘山公路，之所以要把上山的公路修成这般模样，是因为盘山公路相当于简单机械中的，使用它可以。

(1)动 竖直 一半 (2)$F_2$ 省力 (3)斜面 省力

【分析】
本题结合生活中的简单机械实例，考查动滑轮、杠杆、斜面的相关特点，需逐一分析各装置的结构和工作原理：
1. 甲图的滑轮，根据轴是否随物体移动判断类型，结合动滑轮的拉力方向要求、省力特点填空；
2. 乙图的起子属于杠杆，确定支点后，结合开瓶盖的用力效果判断正确的力，再通过动力臂与阻力臂的大小关系判断杠杆类型；
3. 丙图的盘山公路对应简单机械中的斜面，明确斜面的作用即可解答。
【解析】
（1）甲图中滑轮的轴随被提升的物体一起运动，因此是动滑轮；探究动滑轮工作特点时，应在竖直方向匀速拉动，此时拉力方向与重力方向平行，能准确读取弹簧测力计的示数；不计绳重、滑轮重及摩擦，动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，最多可以省一半的力。
（2）乙图的起子是杠杆，支点为起子与瓶盖顶部的接触点，要打开瓶盖，需使动力让杠杆绕支点转动，用力方向应为$F_2$；此时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
（3）盘山公路相当于简单机械中的斜面，斜面是省力机械，使用它可以省力，因此修成盘山公路能让车辆上山更省力。
【答案】
(1)动 竖直 一半 (2)$F_2$ 省力 (3)斜面 省力
【知识点】
动滑轮特点、杠杆分类、斜面的应用
【点评】
本题将物理知识与生活实际紧密结合，通过常见的生活实例考查简单机械的应用，需掌握各类简单机械的结构和工作特点，题目难度适中。
【难度系数】
0.5

15. 如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。若A处的螺钉松脱，则支架会绕点倾翻。已知AB长为40 cm，AC长为30 cm。室外机的重力为300 N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为N（支架重力不计）。为了安全，室外机的位置应尽量（靠近/远离）墙壁。

C 200 靠近

【分析】本题考查杠杆平衡条件的应用，解题思路如下：①当A处螺钉松脱时，支架会绕固定在墙上的C点倾翻，因此C是杠杆的支点；②将支架视为杠杆，室外机的重力是阻力，A处螺钉的水平拉力是动力，根据杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂），结合已知的力臂长度和重力大小，可计算出A处的水平拉力；③为了安全，需减小A处的拉力，根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，减小动力臂（即让室外机靠近墙壁）可减小拉力，因此室外机应尽量靠近墙壁。
【解析】1. 确定支点：当A处螺钉松脱，支架绕C点转动，故支点为C。
2. 计算A处的水平拉力：以C为支点，动力为A处的水平拉力F，动力臂为AC的长度（30cm）；阻力为室外机的重力G=300N，阻力臂为AB中点到C点的水平距离，即AB长度的一半（40cm÷2=20cm）。根据杠杆平衡条件：$F × L_{动} = G × L_{阻}$，代入数据得：$F × 30\mathrm{cm} = 300\mathrm{N} × 20\mathrm{cm}$，解得$F=200\mathrm{N}$。
3. 安全位置分析：根据杠杆平衡条件，当阻力G和阻力臂一定时，减小动力臂（室外机靠近墙壁，重力作用点到C点的水平距离减小，阻力臂减小），可减小A处的拉力，因此室外机应尽量靠近墙壁。
【答案】C 200 靠近
【知识点】杠杆平衡条件、力臂
【点评】本题结合生活实际场景，考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确识别支点、动力臂与阻力臂，属于基础力学应用题，难度适中。
【难度系数】0.6

16. (2024·苏州昆山模拟)如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图,自拍杆可以看成一个 (省力/费力)杠杆(O为支点),已知自拍杆长1 m(质量忽略不计),手机对杆竖直向下的作用力$F_{2}=3\ \mathrm{N}$,图中$l_{1}=10\ \mathrm{cm}$、$l_{2}=80\ \mathrm{cm}$,则手垂直于杆的动力$F_{1}=$ $\mathrm{N}$,需要伸长自拍杆时,若保持$F_{1}$的作用点、方向及支点位置不变,则$F_{1}$大小将 (变大/不变/变小)。

费力 24 变大

【分析】
要解决本题，需分三步思考：①判断杠杆类型，需确定支点O，比较动力臂l₁和阻力臂l₂的大小，动力臂小于阻力臂为费力杠杆；②计算动力F₁，利用杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，代入已知的力和力臂数值求解；③分析伸长自拍杆时F₁的变化，需明确支点、动力臂、阻力臂的变化，结合杠杆平衡条件判断力的变化。
【解析】
1. 判断杠杆类型：支点为O，动力臂l₁=10cm，阻力臂l₂=80cm，因为l₁ ＜ l₂，所以自拍杆是费力杠杆。
2. 计算动力F₁：根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，将l₁=10cm、l₂=80cm、F₂=3N代入，得F₁=(F₂l₂)/l₁=(3N×80cm)/10cm=24N。
3. 分析F₁的变化：伸长自拍杆时，支点O位置不变，F₁的作用点、方向不变，故动力臂l₁不变；阻力F₂（手机重力）不变，阻力臂l₂（阻力作用线到支点O的垂直距离）变大，由F₁=(F₂l₂)/l₁可知，F₂和l₁不变，l₂变大，因此F₁变大。
【答案】
费力 24 变大
【知识点】
杠杆分类、杠杆平衡条件、力臂与力的关系
【点评】
本题结合生活中的自拍杆考查杠杆相关知识，重点考查杠杆类型判断、杠杆平衡条件的应用，以及力臂变化时力的分析，是基础的力学应用题，需熟练掌握杠杆的核心知识点。
【难度系数】
0.5

17.（教材P3材料改编）如图所示为用螺丝刀撬图钉的示意图，在图中画出动力$F_1$的力臂$l_1$和阻力$F_2$的示意图。

如图所示

【分析】要完成该作图题，需明确杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。首先确定支点O（螺丝刀与木块接触的点）；动力臂是支点到动力作用线的垂直距离，需从支点向动力作用线作垂线；阻力是阻碍杠杆转动的力，本题中阻力是图钉对螺丝刀B点的作用力，方向竖直向下，作用点在B点。
【解析】1. 确定支点：螺丝刀绕O点转动，故O为支点；2. 画动力臂l₁：过支点O作动力F₁作用线的垂线段，该垂线段即为动力臂l₁，标注符号l₁；3. 画阻力F₂：阻力作用在B点，方向竖直向下（阻碍螺丝刀绕O顺时针转动），在B点沿竖直向下方向画带箭头的线段，标注F₂。
【答案】
【知识点】力臂的画法、杠杆阻力
【点评】本题考查杠杆相关的基本作图，属于基础题型，需掌握力臂的定义和阻力的判断方法。
【难度系数】0.6

18. (2024·苏州昆山校级二模)如图，轻质杠杆OBA上挂一重物，请作出使杠杆静止时的最小力$F_{1}$及杠杆所受的阻力$F_{2}$的示意图。

如图所示

【分析】要画出使杠杆静止的最小力，需依据杠杆平衡条件：当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。首先明确支点为O，阻力是重物对杠杆的拉力，作用在B点，方向竖直向下；要找最小动力，需确定最长动力臂，即支点O到动力作用点A的连线OA，再过A点作OA的垂线，方向需使杠杆平衡，从而得到最小力。
【解析】1. 画阻力F₂：重物对杠杆的拉力为阻力，作用点在B点，方向竖直向下，画出带箭头的线段并标注F₂；2. 画最小动力F₁：支点O到动力作用点A的距离OA是最长动力臂，过A点作OA的垂线，方向向上（使杠杆逆时针转动，平衡阻力的顺时针转动），画出带箭头的线段并标注F₁，最终示意图如参考答案所示。
【答案】如图所示
【知识点】杠杆平衡条件、力的示意图、力臂的画法
【点评】本题考查杠杆中阻力和最小动力的作图，核心是利用“阻力和阻力臂一定时，最长动力臂对应最小动力”的规律，属于杠杆基础应用题型，需掌握力臂的确定方法。
【难度系数】0.5

19. 某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图，g取10 N/kg，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂l。
（2）该同学质量为50 kg，则墙壁对人的支撑力约为N。
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，则支撑力F将（变大/不变/变小），理由是。

(1)如图所示 (2)125 (3)变大 动力臂变短，阻力臂变长，阻力大小不变，故支撑力F变大

【分析】本题考查杠杆平衡条件的应用，解题思路如下：
1. 画力臂：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，以O为支点，先明确动力F的作用线，再从O点向该作用线作垂线，垂线段即为力臂l。
2. 计算支撑力：利用杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，动力F对应动力臂$L_1$，阻力为人的重力$G=mg$，对应阻力臂$L_2$，通过图中格子数出力臂的长度比例，代入公式计算F。
3. 分析支撑力变化：当脚尖与墙壁距离增大时，判断动力臂和阻力臂的变化，结合杠杆平衡条件，阻力G不变，根据力臂的变化判断F的变化。
【解析】
(1) 力臂的画法：从支点O向动力F的作用线（水平向左的直线）作垂线，垂线段即为力臂l，如图所示。
(2) 人的重力$G=mg=50kg×10N/kg=500N$。由图中格子可知，动力F的力臂$L_1$与阻力臂$L_2$的比例为$4:1$，根据杠杆平衡条件$F×L_1=G×L_2$，代入得$F×4L_2=500N×L_2$，解得$F=125N$。
(3) 当增大脚尖与墙壁的距离时，人身体更倾斜，此时动力臂（支点O到F作用线的垂直距离）变短，阻力臂（支点O到重力作用线的水平距离）变长，阻力（人的重力G）大小不变，根据杠杆平衡条件$F=\frac{G×L_{阻}}{L_{动}}$，可知支撑力F变大。
【答案】
(1) 如图所示 (2)125 (3)变大 动力臂变短，阻力臂变长，阻力大小不变，故支撑力F变大
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的画法、杠杆动态平衡
【点评】
本题结合生活锻炼场景考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确确定力臂比例，理解力与力臂的反比关系，需学生具备从图形中提取信息的能力，属于中等难度的力学应用题。
【难度系数】
0.3