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7. 2024年6月2日，我国嫦娥六号探测器着陆月球背面，开启了世界首次月球背面“挖宝”之旅。图甲是探测车在采集月壤样本时的情景，机械臂可以简化为图乙中绕O点转动的杠杆，$l_{AB}=3l_{OA}$，不计机械臂自身重力。
（1）当采集重力为0.16 N的月壤时，在A点需要施加的拉力$F_1$的大小至少为
（2）请在图乙中画出B点受到绳子的拉力$F_2$，拉力$F_2$的力臂$l_2$。若此时杠杆OAB在$F_1$、$F_2$的作用下处于静止状态，则杠杆OAB是
（1）当采集重力为0.16 N的月壤时，在A点需要施加的拉力$F_1$的大小至少为
0.64
N。（2）请在图乙中画出B点受到绳子的拉力$F_2$，拉力$F_2$的力臂$l_2$。若此时杠杆OAB在$F_1$、$F_2$的作用下处于静止状态，则杠杆OAB是
费力
（选填“省力”或“费力”）杠杆，判断依据：阻力臂大于动力臂
。答案
7.（1）0.64
（2）如图所示
费力 阻力臂大于动力臂
解析
【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用和杠杆类型的判断。解题思路：（1）确定杠杆的支点、动力与阻力对应的力臂，利用杠杆平衡条件计算A点的拉力大小；（2）根据力的示意图画法画出B点的拉力，再确定其力臂，通过比较动力臂和阻力臂的大小判断杠杆类型。
【解析】
（1）杠杆的支点为O，动力F₁作用在A点，动力臂L₁=OA；阻力F₂是月壤的重力，大小为0.16N，阻力臂L₂=OB。已知l_AB=3l_OA，因此OB=OA+AB=OA+3OA=4OA。根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂，代入得：F₁×OA=0.16N×4OA，约去OA后解得F₁=0.64N。
（2）B点受到的拉力F₂方向竖直向下，作用点在B点；力臂是从支点O向F₂的作用线作垂线，垂线段长度即为l₂。比较动力臂OA和阻力臂OB的大小，OB＞OA，即阻力臂大于动力臂，因此该杠杆是费力杠杆。
【答案】
7.（1）0.64；（2）如图所示；费力；阻力臂大于动力臂
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆的分类
【点评】
本题结合航天实际情景考查杠杆知识，将物理知识与科技应用结合，注重对基础知识点的应用能力考查，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查杠杆平衡条件的应用和杠杆类型的判断。解题思路：（1）确定杠杆的支点、动力与阻力对应的力臂，利用杠杆平衡条件计算A点的拉力大小；（2）根据力的示意图画法画出B点的拉力，再确定其力臂，通过比较动力臂和阻力臂的大小判断杠杆类型。
【解析】
（1）杠杆的支点为O，动力F₁作用在A点，动力臂L₁=OA；阻力F₂是月壤的重力，大小为0.16N，阻力臂L₂=OB。已知l_AB=3l_OA，因此OB=OA+AB=OA+3OA=4OA。根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂，代入得：F₁×OA=0.16N×4OA，约去OA后解得F₁=0.64N。
（2）B点受到的拉力F₂方向竖直向下，作用点在B点；力臂是从支点O向F₂的作用线作垂线，垂线段长度即为l₂。比较动力臂OA和阻力臂OB的大小，OB＞OA，即阻力臂大于动力臂，因此该杠杆是费力杠杆。
【答案】
7.（1）0.64；（2）如图所示
；费力；阻力臂大于动力臂【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆的分类
【点评】
本题结合航天实际情景考查杠杆知识，将物理知识与科技应用结合，注重对基础知识点的应用能力考查，难度适中。
【难度系数】
0.5
8. 图甲是生活中常用的夹子，拇指对夹子施加压力$F_1$使夹子缓慢张开，若夹子上的钢丝对夹子的弹力为$F_2$，则$F_1$
＜
（选填“＞”“=”或“＜”）$F_2$，此时夹子是省力
（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；用夹子夹住木块，如图乙所示，压住木块上表面的夹子在A点处受到的作用力方向向上
（选填“向下”或“向上”）。答案
8. ＜ 省力 向上
解析
【分析】
要解决本题，需结合杠杆的平衡条件、杠杆分类及力的相互作用来分析：首先将夹子视为杠杆，确定支点、动力和阻力，比较动力臂与阻力臂的大小判断杠杆类型，再通过杠杆平衡条件判断力的大小关系；最后根据力的相互作用，判断A点受到的作用力方向。
步骤1：夹子的支点在中间转轴处，拇指施加的压力$F_1$是动力，钢丝对夹子的弹力$F_2$是阻力，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，因动力臂$L_1$大于阻力臂$L_2$，故$F_1＜F_2$。
步骤2：夹子在A点向下压木块，根据力的作用是相互的，木块会对夹子施加向上的反作用力，因此A点受到的作用力方向向上。
【解析】
1. 杠杆的力与力臂分析：夹子可看作杠杆，支点为中间的转轴。拇指施加的压力$F_1$为动力，钢丝对夹子的弹力$F_2$为阻力。动力臂是支点到$F_1$作用线的距离，阻力臂是支点到$F_2$作用线的距离，动力臂大于阻力臂，所以该杠杆是省力杠杆。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，由于$L_1＞L_2$，可得$F_1＜F_2$。
2. A点作用力方向判断：用夹子夹住木块时，夹子在A点对木块施加向下的压力，根据力的相互作用，木块会对夹子在A点施加向上的反作用力，因此A点受到的作用力方向向上。
【答案】
＜；省力；向上
【知识点】
杠杆平衡条件；杠杆分类；力的相互作用
【点评】
本题结合生活中的夹子考查物理知识，需要学生能准确识别杠杆的支点、动力臂和阻力臂，理解力的相互作用，注重知识在实际生活中的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合杠杆的平衡条件、杠杆分类及力的相互作用来分析：首先将夹子视为杠杆，确定支点、动力和阻力，比较动力臂与阻力臂的大小判断杠杆类型，再通过杠杆平衡条件判断力的大小关系；最后根据力的相互作用，判断A点受到的作用力方向。
步骤1：夹子的支点在中间转轴处，拇指施加的压力$F_1$是动力，钢丝对夹子的弹力$F_2$是阻力，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，因动力臂$L_1$大于阻力臂$L_2$，故$F_1＜F_2$。
步骤2：夹子在A点向下压木块，根据力的作用是相互的，木块会对夹子施加向上的反作用力，因此A点受到的作用力方向向上。
【解析】
1. 杠杆的力与力臂分析：夹子可看作杠杆，支点为中间的转轴。拇指施加的压力$F_1$为动力，钢丝对夹子的弹力$F_2$为阻力。动力臂是支点到$F_1$作用线的距离，阻力臂是支点到$F_2$作用线的距离，动力臂大于阻力臂，所以该杠杆是省力杠杆。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，由于$L_1＞L_2$，可得$F_1＜F_2$。
2. A点作用力方向判断：用夹子夹住木块时，夹子在A点对木块施加向下的压力，根据力的相互作用，木块会对夹子在A点施加向上的反作用力，因此A点受到的作用力方向向上。
【答案】
＜；省力；向上
【知识点】
杠杆平衡条件；杠杆分类；力的相互作用
【点评】
本题结合生活中的夹子考查物理知识，需要学生能准确识别杠杆的支点、动力臂和阻力臂，理解力的相互作用，注重知识在实际生活中的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
9. 某初中生将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼，此时他搬书的功率为$P_1$，搬书的效率为$\eta_1$；二是先搬一半书上楼，再搬剩余的部分，此时他搬书的功率为$P_2$，搬书的效率为$\eta_2$。假设他每次上楼的速度相同，那么$P_1$
＞
$P_2$，$\eta_1$ ＞
$\eta_2$。（均选填“＞”“＜”或“=”）答案
9. ＞ ＞
解析
【分析】
要比较两种搬书方法的功率和效率，需明确功率（有用功的功率）和机械效率的计算公式。设书总重为$G$，楼高为$h$，人重为$G_{人}$，上楼速度为$v$。功率$P=\frac{W_{有}}{t}$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$。第一种方法是一次搬完所有书，第二种方法是分两次搬一半书，需分别计算两种方法的有用功、总功、时间，再推导功率和效率的大小关系。
【解析】
设书总重为$G$，楼高为$h$，人重为$G_{人}$，上楼速度为$v$。
1. 比较功率$P_1$和$P_2$：
搬书的功率是有用功的功率，即$P=\frac{W_{有}}{t}$。
第一种方法：有用功$W_{有1}=Gh$，上楼时间$t_1=\frac{h}{v}$，则$P_1=\frac{W_{有1}}{t_1}=\frac{Gh}{\frac{h}{v}}=Gv$；
第二种方法：总有用功$W_{有2}=Gh$，分两次上楼，总时间$t_2=2×\frac{h}{v}=\frac{2h}{v}$，则$P_2=\frac{W_{有2}}{t_2}=\frac{Gh}{\frac{2h}{v}}=\frac{Gv}{2}$；
因此$P_1＞P_2$。
2. 比较效率$\eta_1$和$\eta_2$：
机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$。
第一种方法总功$W_{总1}=(G+G_{人})h$，则$\eta_1=\frac{W_{有1}}{W_{总1}}=\frac{Gh}{(G+G_{人})h}=\frac{G}{G+G_{人}}$；
第二种方法总功$W_{总2}=2×(\frac{G}{2}+G_{人})h=(G+2G_{人})h$，则$\eta_2=\frac{W_{有2}}{W_{总2}}=\frac{Gh}{(G+2G_{人})h}=\frac{G}{G+2G_{人}}$；
分子相同，分母越小分数越大，故$\frac{G}{G+G_{人}}＞\frac{G}{G+2G_{人}}$，即$\eta_1＞\eta_2$。
【答案】
＞ ＞
【知识点】
功率计算、机械效率
【点评】
本题考查功率和机械效率的比较，核心是明确有用功、总功的计算，以及两种搬书方式中时间和额外功（克服自身重力）的差异，需注意区分搬书功率为有用功的功率，属于初中物理基础应用题型。
【难度系数】
0.5
要比较两种搬书方法的功率和效率，需明确功率（有用功的功率）和机械效率的计算公式。设书总重为$G$，楼高为$h$，人重为$G_{人}$，上楼速度为$v$。功率$P=\frac{W_{有}}{t}$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$。第一种方法是一次搬完所有书，第二种方法是分两次搬一半书，需分别计算两种方法的有用功、总功、时间，再推导功率和效率的大小关系。
【解析】
设书总重为$G$，楼高为$h$，人重为$G_{人}$，上楼速度为$v$。
1. 比较功率$P_1$和$P_2$：
搬书的功率是有用功的功率，即$P=\frac{W_{有}}{t}$。
第一种方法：有用功$W_{有1}=Gh$，上楼时间$t_1=\frac{h}{v}$，则$P_1=\frac{W_{有1}}{t_1}=\frac{Gh}{\frac{h}{v}}=Gv$；
第二种方法：总有用功$W_{有2}=Gh$，分两次上楼，总时间$t_2=2×\frac{h}{v}=\frac{2h}{v}$，则$P_2=\frac{W_{有2}}{t_2}=\frac{Gh}{\frac{2h}{v}}=\frac{Gv}{2}$；
因此$P_1＞P_2$。
2. 比较效率$\eta_1$和$\eta_2$：
机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$。
第一种方法总功$W_{总1}=(G+G_{人})h$，则$\eta_1=\frac{W_{有1}}{W_{总1}}=\frac{Gh}{(G+G_{人})h}=\frac{G}{G+G_{人}}$；
第二种方法总功$W_{总2}=2×(\frac{G}{2}+G_{人})h=(G+2G_{人})h$，则$\eta_2=\frac{W_{有2}}{W_{总2}}=\frac{Gh}{(G+2G_{人})h}=\frac{G}{G+2G_{人}}$；
分子相同，分母越小分数越大，故$\frac{G}{G+G_{人}}＞\frac{G}{G+2G_{人}}$，即$\eta_1＞\eta_2$。
【答案】
＞ ＞
【知识点】
功率计算、机械效率
【点评】
本题考查功率和机械效率的比较，核心是明确有用功、总功的计算，以及两种搬书方式中时间和额外功（克服自身重力）的差异，需注意区分搬书功率为有用功的功率，属于初中物理基础应用题型。
【难度系数】
0.5
