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5.(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 (
A
)答案
5. A
解析
【分析】
要解决本题，需明确杠杆五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）的判断方法：首先确定研究对象为水平竹竿（忽略重力）；分析力的作用：水桶对竹竿的作用力F是阻力，方向竖直向下，作用在P点；前面同学的力F₁是动力，方向竖直向上，作用在竹竿前端（前同学手与竹竿的接触点）；当分析F₁时，杠杆的支点为后同学手与竹竿的接触点（杠杆绕该点转动）；力臂是支点到力作用线的垂直距离，据此判断正确的杠杆示意图。
【解析】
根据杠杆示意图的建构规则：1. 确定支点：杠杆绕着转动的固定点，本题中分析F₁时，支点为后同学手与竹竿的接触点；2. 确定动力与阻力：动力是前面同学的力F₁，方向竖直向上，作用于竹竿前端；阻力是水桶的作用力F，方向竖直向下，作用于P点；3. 标注力臂：从支点分别向F₁和F的作用线作垂线，垂线段即为对应力臂。符合上述要素的示意图为选项A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的五要素；杠杆示意图
【点评】
本题结合生活实际场景考查杠杆示意图的建构，核心是正确识别杠杆的支点、动力、阻力及其方向，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需明确杠杆五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）的判断方法：首先确定研究对象为水平竹竿（忽略重力）；分析力的作用：水桶对竹竿的作用力F是阻力，方向竖直向下，作用在P点；前面同学的力F₁是动力，方向竖直向上，作用在竹竿前端（前同学手与竹竿的接触点）；当分析F₁时，杠杆的支点为后同学手与竹竿的接触点（杠杆绕该点转动）；力臂是支点到力作用线的垂直距离，据此判断正确的杠杆示意图。
【解析】
根据杠杆示意图的建构规则：1. 确定支点：杠杆绕着转动的固定点，本题中分析F₁时，支点为后同学手与竹竿的接触点；2. 确定动力与阻力：动力是前面同学的力F₁，方向竖直向上，作用于竹竿前端；阻力是水桶的作用力F，方向竖直向下，作用于P点；3. 标注力臂：从支点分别向F₁和F的作用线作垂线，垂线段即为对应力臂。符合上述要素的示意图为选项A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的五要素；杠杆示意图
【点评】
本题结合生活实际场景考查杠杆示意图的建构，核心是正确识别杠杆的支点、动力、阻力及其方向，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
6. (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$\frac{2Fh}{t}$
D.该滑轮的机械效率为$\frac{G}{F}$
C
)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$\frac{2Fh}{t}$
D.该滑轮的机械效率为$\frac{G}{F}$
答案
6. C
解析
【分析】首先判断滑轮类型：图中滑轮的轴随物料一起运动，属于动滑轮，而非定滑轮，据此排除选项A；有用功是对物料做的功，公式为$W_{有}=Gh$，据此判断选项B；动滑轮承担物重的绳子段数$n=2$，物料上升$h$时，绳子自由端移动距离$s=2h$，拉力做功的总功$W_{总}=F· s$，功率$P=\frac{W_{总}}{t}$，据此分析选项C；机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，代入公式计算后判断选项D。
【解析】
1. 滑轮类型判断：该滑轮轴随物料一起运动，是动滑轮，定滑轮轴固定不动，故A错误；
2. 有用功计算：提升物料做的有用功$W_{有}=Gh$，并非$2Gh$，故B错误；
3. 拉力的功率计算：动滑轮承担物重的绳子段数$n=2$，物料上升高度为$h$时，绳子自由端移动距离$s=2h$，拉力做的总功$W_{总}=F· s=F×2h=2Fh$，拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2Fh}{t}$，故C正确；
4. 机械效率计算：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{2Fh}=\frac{G}{2F}$，并非$\frac{G}{F}$，故D错误。
【答案】C
【知识点】动滑轮、功与功率、机械效率
【点评】本题考查动滑轮的相关计算，需掌握动滑轮的特点、有用功、总功、功率及机械效率的计算公式，易错点在于绳子段数的判断和机械效率的公式应用，属于基础题型。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 滑轮类型判断：该滑轮轴随物料一起运动，是动滑轮，定滑轮轴固定不动，故A错误；
2. 有用功计算：提升物料做的有用功$W_{有}=Gh$，并非$2Gh$，故B错误；
3. 拉力的功率计算：动滑轮承担物重的绳子段数$n=2$，物料上升高度为$h$时，绳子自由端移动距离$s=2h$，拉力做的总功$W_{总}=F· s=F×2h=2Fh$，拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2Fh}{t}$，故C正确；
4. 机械效率计算：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{2Fh}=\frac{G}{2F}$，并非$\frac{G}{F}$，故D错误。
【答案】C
【知识点】动滑轮、功与功率、机械效率
【点评】本题考查动滑轮的相关计算，需掌握动滑轮的特点、有用功、总功、功率及机械效率的计算公式，易错点在于绳子段数的判断和机械效率的公式应用，属于基础题型。
【难度系数】0.6
7.(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
7. 作图结果如
所示解析
【分析】
本题是杠杆相关的作图题，需完成两个作图任务：绘制灯头重力的示意图、绘制拉力F的力臂。思考时，首先明确重力的特点：重力方向始终竖直向下，作用点在物体重心，本题中灯头重心为A点，据此可画出重力示意图；再明确力臂的定义：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，本题支点为O点，据此可画出拉力F的力臂。
【解析】
1. 画重力G的示意图：重力方向竖直向下，作用点在灯头的重心A点，因此从A点沿竖直向下方向画带箭头的线段，标注为G，即为灯头受到的重力示意图。
2. 画拉力F的力臂l：确定支点为O点，找到拉力F的作用线，过支点O向F的作用线作垂线段，该垂线段就是拉力F的力臂l，标注为l。
【答案】
【知识点】
重力示意图、力臂的画法
【点评】
本题考查重力示意图和力臂的作图，属于杠杆章节的基础考点，需掌握重力的方向、力臂的定义，是学生应掌握的基础作图题。
【难度系数】
0.7
本题是杠杆相关的作图题，需完成两个作图任务：绘制灯头重力的示意图、绘制拉力F的力臂。思考时，首先明确重力的特点：重力方向始终竖直向下，作用点在物体重心，本题中灯头重心为A点，据此可画出重力示意图；再明确力臂的定义：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，本题支点为O点，据此可画出拉力F的力臂。
【解析】
1. 画重力G的示意图：重力方向竖直向下，作用点在灯头的重心A点，因此从A点沿竖直向下方向画带箭头的线段，标注为G，即为灯头受到的重力示意图。
2. 画拉力F的力臂l：确定支点为O点，找到拉力F的作用线，过支点O向F的作用线作垂线段，该垂线段就是拉力F的力臂l，标注为l。
【答案】
【知识点】
重力示意图、力臂的画法
【点评】
本题考查重力示意图和力臂的作图，属于杠杆章节的基础考点，需掌握重力的方向、力臂的定义，是学生应掌握的基础作图题。
【难度系数】
0.7
8.(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
(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
(3)如图乙所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向
(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
(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
(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
力的大小
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
力臂的大小
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
左
(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
动力×动力臂=阻力×阻力臂
。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3
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
③
(填图丁中的数字编号)位置。答案
8. (1)力的大小 (2)力臂的大小 (3)左 (4)动力×动力臂=阻力×阻力臂 3 (5)③
解析
【分析】
本题围绕杠杆平衡条件的探究与应用展开，需结合力的大小、力臂对杠杆平衡的影响，以及杠杆平衡条件逐步分析：
(1) 甲(a)中改变钩码数量即改变力的大小，杠杆倾斜，可猜想平衡与力的大小有关；
(2) 甲(b)中改变悬线方向即改变力臂，杠杆倾斜，可猜想平衡与力臂大小有关；
(3) 调节杠杆平衡时，平衡螺母向杠杆偏高的一端调节；
(4) 利用杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂，结合丙图的力和力臂计算钩码数量；
(5) 丁图中力臂是支点到力的作用线的垂直距离，结合平衡条件计算左侧钩码的位置。
【解析】
(1) 甲(a)中，杠杆水平平衡，两侧钩码数量不同（力的大小不同），减少一侧钩码后杠杆倾斜，说明杠杆的平衡与力的大小有关；
(2) 甲(b)中，用滑轮推动悬线，右侧拉力方向改变，导致支点到拉力作用线的距离（力臂）改变，杠杆倾斜，说明杠杆的平衡与力臂的大小有关；
(3) 乙图中杠杆左端高、右端低，为使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向偏高的左端调节；
(4) 杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F₁L₁=F₂L₂）。设每个钩码重力为G，每格长度为L，丙图中A点在支点左侧3格处，挂2个钩码，B点在支点右侧2格处，设挂n个钩码，根据平衡条件：
2G×3L = nG×2L → 解得n=3，即B点悬挂3个钩码；
(5) 丁图中，设每格长度为L，右侧拉力F₂=2G，作用点在支点右侧4格处，拉力与杠杆成30°，则右侧力臂L₂=4L×sin30°=2L；左侧拉力F₁=2G，设挂在距离支点左侧x格处，左侧力臂L₁=xL，根据平衡条件：
2G×xL = 2G×2L → 解得x=2，对应图中的③位置。
【答案】
(1)力的大小 (2)力臂的大小 (3)左 (4)动力×动力臂=阻力×阻力臂；3 (5)③
【知识点】
杠杆平衡条件、力的大小、力臂
【点评】
本题通过多组实验探究杠杆平衡条件，重点考查力的大小、力臂对杠杆平衡的影响，以及杠杆平衡条件的应用，斜向拉力的力臂计算是易错点，需明确力臂的定义。
【难度系数】
0.5
本题围绕杠杆平衡条件的探究与应用展开，需结合力的大小、力臂对杠杆平衡的影响，以及杠杆平衡条件逐步分析：
(1) 甲(a)中改变钩码数量即改变力的大小，杠杆倾斜，可猜想平衡与力的大小有关；
(2) 甲(b)中改变悬线方向即改变力臂，杠杆倾斜，可猜想平衡与力臂大小有关；
(3) 调节杠杆平衡时，平衡螺母向杠杆偏高的一端调节；
(4) 利用杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂，结合丙图的力和力臂计算钩码数量；
(5) 丁图中力臂是支点到力的作用线的垂直距离，结合平衡条件计算左侧钩码的位置。
【解析】
(1) 甲(a)中，杠杆水平平衡，两侧钩码数量不同（力的大小不同），减少一侧钩码后杠杆倾斜，说明杠杆的平衡与力的大小有关；
(2) 甲(b)中，用滑轮推动悬线，右侧拉力方向改变，导致支点到拉力作用线的距离（力臂）改变，杠杆倾斜，说明杠杆的平衡与力臂的大小有关；
(3) 乙图中杠杆左端高、右端低，为使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向偏高的左端调节；
(4) 杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F₁L₁=F₂L₂）。设每个钩码重力为G，每格长度为L，丙图中A点在支点左侧3格处，挂2个钩码，B点在支点右侧2格处，设挂n个钩码，根据平衡条件：
2G×3L = nG×2L → 解得n=3，即B点悬挂3个钩码；
(5) 丁图中，设每格长度为L，右侧拉力F₂=2G，作用点在支点右侧4格处，拉力与杠杆成30°，则右侧力臂L₂=4L×sin30°=2L；左侧拉力F₁=2G，设挂在距离支点左侧x格处，左侧力臂L₁=xL，根据平衡条件：
2G×xL = 2G×2L → 解得x=2，对应图中的③位置。
【答案】
(1)力的大小 (2)力臂的大小 (3)左 (4)动力×动力臂=阻力×阻力臂；3 (5)③
【知识点】
杠杆平衡条件、力的大小、力臂
【点评】
本题通过多组实验探究杠杆平衡条件，重点考查力的大小、力臂对杠杆平衡的影响，以及杠杆平衡条件的应用，斜向拉力的力臂计算是易错点，需明确力臂的定义。
【难度系数】
0.5
