1. (2025·宜昌模拟)下列机械中,使用时不省力但省距离的是($ \quad $)

答案
B
解析
根据杠杆的分类,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,其特点是不省力但省距离。
A. 羊角锤起钉子:动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B. 起重机的吊臂:支点在底端,阻力作用在吊钩处,动力作用在液压杆处,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,使用时不省力但省距离;
C. 水龙头旋柄:属于轮轴,轮半径大于轴半径,是省力机械;
D. 碾磨的推杆:通常为省力杠杆(支点在一端,手推处离支点远,阻力在碾滚处近),属省力杠杆。
故符合“不省力但省距离”的是起重机的吊臂。
A. 羊角锤起钉子:动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B. 起重机的吊臂:支点在底端,阻力作用在吊钩处,动力作用在液压杆处,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,使用时不省力但省距离;
C. 水龙头旋柄:属于轮轴,轮半径大于轴半径,是省力机械;
D. 碾磨的推杆:通常为省力杠杆(支点在一端,手推处离支点远,阻力在碾滚处近),属省力杠杆。
故符合“不省力但省距离”的是起重机的吊臂。
2. (2025·湖北中考)如图为坐式推肩训练器。健身杆能绕 $ O $ 点处的轴上下转动,配重片可增减,人在座椅上双手紧握把手,竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉。下列说法正确的是($ \quad $)

A.此健身杆是费力杠杆
B.手推 $ N $ 处时,配重越重用力越小
C.配重相同时,推 $ N $ 处比推 $ M $ 处费力
D.若改变 $ M $ 处推力方向,力臂始终不变
A.此健身杆是费力杠杆
B.手推 $ N $ 处时,配重越重用力越小
C.配重相同时,推 $ N $ 处比推 $ M $ 处费力
D.若改变 $ M $ 处推力方向,力臂始终不变
答案
$\boldsymbol{A}$
解析
根据杠杆的相关知识分析各选项:
选项A:健身杆绕$O$点转动,支点为$O$,动力是手的推力,阻力是配重片的重力。动力臂(支点$O$到动力作用线的距离)小于阻力臂(支点$O$到阻力作用线的距离),因此此健身杆是费力杠杆,A正确。
选项B:根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,手推$N$处时,配重越重,阻力$F_2$越大,动力臂$L_1$、阻力臂$L_2$不变,则动力$F_1$越大,即用力越大,B错误。
选项C:配重相同时,$F_2L_2$不变,推$N$处的动力臂($ON$)比推$M$处的动力臂($OM$)长($N$离$O$更远),由$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$可知,动力臂越长,动力越小,因此推$N$处比推$M$处省力,C错误。
选项D:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,若改变$M$处推力方向,力的作用线发生变化,则力臂会改变,D错误。
选项A:健身杆绕$O$点转动,支点为$O$,动力是手的推力,阻力是配重片的重力。动力臂(支点$O$到动力作用线的距离)小于阻力臂(支点$O$到阻力作用线的距离),因此此健身杆是费力杠杆,A正确。
选项B:根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,手推$N$处时,配重越重,阻力$F_2$越大,动力臂$L_1$、阻力臂$L_2$不变,则动力$F_1$越大,即用力越大,B错误。
选项C:配重相同时,$F_2L_2$不变,推$N$处的动力臂($ON$)比推$M$处的动力臂($OM$)长($N$离$O$更远),由$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$可知,动力臂越长,动力越小,因此推$N$处比推$M$处省力,C错误。
选项D:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,若改变$M$处推力方向,力的作用线发生变化,则力臂会改变,D错误。
3. (2025·武汉模拟)某兴趣小组制作了一个简易杆秤,用一根较长的木质筷子作为秤杆,用细线把小盆系在 $ A $ 处作为秤盘,用细线系一个钩码作为秤砣,在 $ O $ 处系一根细线作为提纽。当秤砣细线移到 $ O $ 处且秤盘中不放物体时,提起提纽,秤杆水平平衡。在秤盘中放 $ 100 \, \mathrm{g} $ 砝码,手提提纽,调节秤砣使秤杆再次水平平衡,标记此时秤砣细线在秤杆上的位置 $ B $ 并记为 $ 100 \, \mathrm{g} $,如图所示。下列说法正确的是($ \quad $)

A.秤砣的质量等于 $ 100 \, \mathrm{g} $
B.若在 $ O $ 到 $ B $ 之间均匀地画上 $ 50 $ 条刻度线,则每一格表示 $ 2.00 \, \mathrm{g} $
C.称某物体质量时若右端翘起,应将秤砣适当向右移动使秤杆水平平衡
D.要使杆秤的最大称量质量变大,可将提纽适当向右移动
A.秤砣的质量等于 $ 100 \, \mathrm{g} $
B.若在 $ O $ 到 $ B $ 之间均匀地画上 $ 50 $ 条刻度线,则每一格表示 $ 2.00 \, \mathrm{g} $
C.称某物体质量时若右端翘起,应将秤砣适当向右移动使秤杆水平平衡
D.要使杆秤的最大称量质量变大,可将提纽适当向右移动
答案
C
解析
A. 由杠杆平衡条件 $m_{物}g · OA = m_{砣}g · OB$,仅知 $m_{物}=100g$,但 $OA$ 与 $OB$ 关系未知,无法得出 $m_{砣}=100g$,A 错误。
B. “50 条刻度线”对应 49 个间隔,每格质量为 $100g/49\approx2.04g≠2.00g$,B 错误。
C. 右端翘起说明左端力×力臂较大,需增大右端力臂,将秤砣向右移动,C 正确。
D. 提纽右移使 $OA$ 增大,由 $m_{max}=\frac{m_{砣} · L_{2max}}{OA}$,$OA$ 增大则 $m_{max}$ 减小,D 错误。
B. “50 条刻度线”对应 49 个间隔,每格质量为 $100g/49\approx2.04g≠2.00g$,B 错误。
C. 右端翘起说明左端力×力臂较大,需增大右端力臂,将秤砣向右移动,C 正确。
D. 提纽右移使 $OA$ 增大,由 $m_{max}=\frac{m_{砣} · L_{2max}}{OA}$,$OA$ 增大则 $m_{max}$ 减小,D 错误。
4. (2025·鄂州模拟)如图所示的是《天工开物》中记载的踏碓舂米(去掉谷类皮壳)的情景。踏碓被架在木杠上,可以绕着固定点转动,踏碓的前端装有圆锥状石块,用脚反复踩踏碓后端,就可以舂米。可将踏碓看成一根杠杆,如图所示,其支点位于图中 $ O $ 点,要使踩踏时所用的力小一些,则脚踩的位置与 $ O $ 点的距离应(选填“增大”“减小”或“不变”)一些。踏碓属于(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。

答案
【答案】:增大;费力
解析
【解析】:在这个问题中,踏碓可以看作是一个杠杆,支点在点 $ O $。根据杠杆原理,杠杆的力矩平衡条件是力乘以力臂等于阻力乘以阻力臂。要使踩踏时所用的力小一些,需要增加力臂的长度,即脚踩的位置与 $ O $ 点的距离应增大一些。对于踏碓,前端装有石块,阻力臂较长,而脚踩的位置距离支点较近,力臂较短,因此踏碓属于费力杠杆。
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