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4.(2025·河南)如图,在植树活动中,两位同学用竹竿抬水。水桶挂在水平竹竿的 $ P $ 处,与前、后同学的距离分别为 $ PM $、$ PN $,水桶对竹竿的作用力为 $ F $,其中 $ PM $、$ PN $ 及 $ F $ 的大小均已知,竹竿的重力忽略不计。若要分析前面同学抬水的力 $ F_{1} $ 的大小,下列建构的杠杆示意图正确的是( )
答案
A
解析
【解析】
要分析前面同学抬水的力$ F_{1} $的大小，应选取后面同学的手（N点）为支点。此时，水桶对竹竿的作用力$ F $为阻力，方向竖直向下，作用点在P处；前面同学的力$ F_{1} $为动力，方向竖直向上，作用点在M处。符合该杠杆模型的示意图是选项A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的五要素；支点的选取
【点评】
本题考查杠杆基础知识的应用，关键在于正确选取支点，明确动力、阻力的方向与作用点，侧重对杠杆基本概念的理解。
【难度系数】
0.7
要分析前面同学抬水的力$ F_{1} $的大小，应选取后面同学的手（N点）为支点。此时，水桶对竹竿的作用力$ F $为阻力，方向竖直向下，作用点在P处；前面同学的力$ F_{1} $为动力，方向竖直向上，作用点在M处。符合该杠杆模型的示意图是选项A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的五要素；支点的选取
【点评】
本题考查杠杆基础知识的应用，关键在于正确选取支点，明确动力、阻力的方向与作用点，侧重对杠杆基本概念的理解。
【难度系数】
0.7
5.(2025·河南)如图,某工人利用滑轮在时间 $ t $ 内,将重为 $ G $ 的物料匀速提升了 $ h $ 的高度,工人对绳子竖直向上的拉力大小为 $ F $,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )
A.该工人使用的是定滑轮
B.提升物料做的有用功为 $ 2Gh $
C.拉力 $ F $ 做功的功率为 $ \dfrac{2Fh}{t} $
D.该滑轮的机械效率为 $ \dfrac{G}{F} $
A.该工人使用的是定滑轮
B.提升物料做的有用功为 $ 2Gh $
C.拉力 $ F $ 做功的功率为 $ \dfrac{2Fh}{t} $
D.该滑轮的机械效率为 $ \dfrac{G}{F} $
答案
C
解析
【解析】
逐一分析选项：
A. 由图可知，该滑轮随物料一起运动，是动滑轮，不是定滑轮，A错误；
B. 提升物料做的有用功是对物料做的功，$W_{有}=Gh$，B错误；
C. 动滑轮上有2段绳子，绳子自由端移动的距离$s=2h$，拉力做的总功$W_{总}=Fs=2Fh$，则拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2Fh}{t}$，C正确；
D. 滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{2Fh}=\frac{G}{2F}$，D错误。
综上，正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
动滑轮的特点；有用功与机械效率；功率的计算
【点评】
本题考查动滑轮的相关力学计算，需准确区分有用功与总功，掌握机械效率和功率的计算公式，明确动滑轮的绳子段数是解题关键。
【难度系数】
0.7
逐一分析选项：
A. 由图可知，该滑轮随物料一起运动，是动滑轮，不是定滑轮，A错误；
B. 提升物料做的有用功是对物料做的功，$W_{有}=Gh$，B错误；
C. 动滑轮上有2段绳子，绳子自由端移动的距离$s=2h$，拉力做的总功$W_{总}=Fs=2Fh$，则拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2Fh}{t}$，C正确；
D. 滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{2Fh}=\frac{G}{2F}$，D错误。
综上，正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
动滑轮的特点；有用功与机械效率；功率的计算
【点评】
本题考查动滑轮的相关力学计算，需准确区分有用功与总功，掌握机械效率和功率的计算公式，明确动滑轮的绳子段数是解题关键。
【难度系数】
0.7
6.(2024·成都)如图甲,小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示,灯头 $ OAB $ 可视做绕 $ O $ 点转动的杠杆,$ A $ 点是灯头的重心,小孟用拉力 $ F $ 将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出：
(1)灯头受到的重力 $ G $ 的示意图。
(2)拉力 $ F $ 的力臂 $ l $。
(1)灯头受到的重力 $ G $ 的示意图。
(2)拉力 $ F $ 的力臂 $ l $。
答案
解析
【解析】
(1) 重力的作用点在灯头的重心A处，方向竖直向下，过A点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，标注为$G$。
(2) 反向延长拉力$F$的作用线，从支点$O$向$F$的作用线作垂线，垂线段的长度即为拉力$F$的力臂$l$，标注为$l$。
【答案】
如图所示（对应参考答案中的标准作图）
【知识点】
重力示意图画法，力臂的画法
【点评】
本题为力学基础作图题，考查重力和力臂的作图，需牢记重力方向竖直向下，力臂是支点到力的作用线的垂直距离。
【难度系数】
0.7
(1) 重力的作用点在灯头的重心A处，方向竖直向下，过A点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，标注为$G$。
(2) 反向延长拉力$F$的作用线，从支点$O$向$F$的作用线作垂线，垂线段的长度即为拉力$F$的力臂$l$，标注为$l$。
【答案】
如图所示（对应参考答案中的标准作图）
【知识点】
重力示意图画法，力臂的画法
【点评】
本题为力学基础作图题，考查重力和力臂的作图，需牢记重力方向竖直向下，力臂是支点到力的作用线的垂直距离。
【难度系数】
0.7
7.(2025·乐山改编)要得出杠杆的平衡条件,需要经历以下过程：
(注：实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等)
(1)如图甲(a)所示是一个在水平位置平衡的杠杆,减少其中一侧钩码的数量,发现杠杆发生倾斜,根据此现象可以猜想杠杆的平衡与______有关。
(2)如图甲(b)所示用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线,发现杠杆发生倾斜,根据此现象可以猜想杠杆的平衡与______有关。
(3)如图乙所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节。
(4)通过多次实验测得数据并分析数据,可以得出杠杆的平衡条件是______。如图丙所示,杠杆调平后在 $ A $ 点悬挂 $ 2 $ 个钩码,为使杠杆保持水平平衡,应在 $ B $ 点悬挂______个钩码。
(5)根据实验结论,为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡,应将左侧的 $ 2 $ 个钩码悬挂至______(选填图丁中的数字编号)位置。
(注：实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等)
(1)如图甲(a)所示是一个在水平位置平衡的杠杆,减少其中一侧钩码的数量,发现杠杆发生倾斜,根据此现象可以猜想杠杆的平衡与______有关。
(2)如图甲(b)所示用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线,发现杠杆发生倾斜,根据此现象可以猜想杠杆的平衡与______有关。
(3)如图乙所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节。
(4)通过多次实验测得数据并分析数据,可以得出杠杆的平衡条件是______。如图丙所示,杠杆调平后在 $ A $ 点悬挂 $ 2 $ 个钩码,为使杠杆保持水平平衡,应在 $ B $ 点悬挂______个钩码。
(5)根据实验结论,为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡,应将左侧的 $ 2 $ 个钩码悬挂至______(选填图丁中的数字编号)位置。
答案
力的大小
力臂的大小
左
$F_1l_1=F_2l_2$
3
③
力臂的大小
左
$F_1l_1=F_2l_2$
3
③
解析
【解析】
(1) 图甲(a)中减少一侧钩码数量，改变了力的大小，杠杆倾斜，由此猜想杠杆的平衡与力的大小有关。
(2) 图甲(b)中用带杆的滑轮推动悬线，改变了力的力臂长度，杠杆倾斜，由此猜想杠杆的平衡与力臂的大小有关。
(3) 图乙中杠杆左端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左端调节。
(4) 杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，表达式为$F_1l_1=F_2l_2$。设每个钩码重力为$G$，每格长度为$L$，根据杠杆平衡条件$2G×3L = nG×2L$，解得$n=3$，故应在B点悬挂3个钩码。
(5) 设每个钩码重力为$G$，每格长度为$L$，右侧钩码的力臂为$3L×\sin30°=1.5L$，根据杠杆平衡条件$2G×l = 2G×1.5L$，解得$l=1.5L$，对应图丁中的③位置。
【答案】
(1) 力的大小
(2) 力臂的大小
(3) 左
(4) $F_1l_1=F_2l_2$；3
(5) ③
【知识点】
杠杆的平衡条件；杠杆平衡调节；力臂的判断
【点评】
本题围绕杠杆平衡条件的探究展开，考查实验猜想、平衡调节及规律的应用，注重对实验探究过程和知识应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
(1) 图甲(a)中减少一侧钩码数量，改变了力的大小，杠杆倾斜，由此猜想杠杆的平衡与力的大小有关。
(2) 图甲(b)中用带杆的滑轮推动悬线，改变了力的力臂长度，杠杆倾斜，由此猜想杠杆的平衡与力臂的大小有关。
(3) 图乙中杠杆左端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左端调节。
(4) 杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，表达式为$F_1l_1=F_2l_2$。设每个钩码重力为$G$，每格长度为$L$，根据杠杆平衡条件$2G×3L = nG×2L$，解得$n=3$，故应在B点悬挂3个钩码。
(5) 设每个钩码重力为$G$，每格长度为$L$，右侧钩码的力臂为$3L×\sin30°=1.5L$，根据杠杆平衡条件$2G×l = 2G×1.5L$，解得$l=1.5L$，对应图丁中的③位置。
【答案】
(1) 力的大小
(2) 力臂的大小
(3) 左
(4) $F_1l_1=F_2l_2$；3
(5) ③
【知识点】
杠杆的平衡条件；杠杆平衡调节；力臂的判断
【点评】
本题围绕杠杆平衡条件的探究展开，考查实验猜想、平衡调节及规律的应用，注重对实验探究过程和知识应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
