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11. 在社会实践活动中,小明与爸爸一起在果园修剪果树枝。如图所示,用园艺剪修剪树枝的过程中,该园艺剪属于
省力
杠杆。答案
省力
解析
【分析】
要判断园艺剪属于哪种杠杆，需先明确杠杆的分类依据：比较动力臂与阻力臂的大小关系。首先确定园艺剪的动力作用点和阻力作用点，使用园艺剪时，动力作用在手柄处，阻力作用在刀刃与树枝接触的位置，观察可知动力臂长度大于阻力臂长度，根据杠杆分类，动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，因此可判断该园艺剪的类型。
【解析】
杠杆根据动力臂和阻力臂的大小关系分为三类：
1. 省力杠杆：动力臂$L_1＞$阻力臂$L_2$，省力但费距离；
2. 费力杠杆：动力臂$L_1＜$阻力臂$L_2$，费力但省距离；
3. 等臂杠杆：动力臂$L_1=$阻力臂$L_2$，不省力也不费力。
在使用园艺剪修剪树枝时，动力作用在手柄上，动力臂明显大于树枝对刀刃的阻力臂，符合省力杠杆的特征，因此该园艺剪属于省力杠杆。
【答案】
省力
【知识点】
杠杆的分类
【点评】
本题结合生活中的园艺工具考查杠杆类型的判断，解题关键是掌握杠杆分类的依据，同时结合生活实际理解动力臂与阻力臂的长度关系，注重对生活中物理知识的应用考查。
【难度系数】
0.8
要判断园艺剪属于哪种杠杆，需先明确杠杆的分类依据：比较动力臂与阻力臂的大小关系。首先确定园艺剪的动力作用点和阻力作用点，使用园艺剪时，动力作用在手柄处，阻力作用在刀刃与树枝接触的位置，观察可知动力臂长度大于阻力臂长度，根据杠杆分类，动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，因此可判断该园艺剪的类型。
【解析】
杠杆根据动力臂和阻力臂的大小关系分为三类：
1. 省力杠杆：动力臂$L_1＞$阻力臂$L_2$，省力但费距离；
2. 费力杠杆：动力臂$L_1＜$阻力臂$L_2$，费力但省距离；
3. 等臂杠杆：动力臂$L_1=$阻力臂$L_2$，不省力也不费力。
在使用园艺剪修剪树枝时，动力作用在手柄上，动力臂明显大于树枝对刀刃的阻力臂，符合省力杠杆的特征，因此该园艺剪属于省力杠杆。
【答案】
省力
【知识点】
杠杆的分类
【点评】
本题结合生活中的园艺工具考查杠杆类型的判断，解题关键是掌握杠杆分类的依据，同时结合生活实际理解动力臂与阻力臂的长度关系，注重对生活中物理知识的应用考查。
【难度系数】
0.8
12. 如图所示,两弹簧测力计均为竖直方向,不计摩擦及弹簧测力计自重,滑轮所受重力为2N,若弹簧测力计2的示数为5N,则物体A所受重力为
5
N,弹簧测力计1的示数为12
N。答案
5 12
解析
物体A所受重力为5N,弹簧测力计1的示数为12N。
13. 中国高铁运营及技术稳居世界第一。高速铁路的输电线需要绷直,为此设置了如图甲所示的牵引装置。图乙为该装置的工作原理图,其中滑轮______
A
(选填“A”或“B”)为定滑轮,若输电线P端向左移动2cm,坠砣将会下降______4
cm。答案
A 4
解析
【分析】
首先回忆定滑轮和动滑轮的定义：定滑轮的轴位置固定不动，不随物体运动；动滑轮的轴会随物体一起运动。先判断滑轮类型：观察图乙，滑轮A的轴固定在电线杆上，位置不变，所以A是定滑轮，B的轴随输电线移动，是动滑轮。再分析移动距离：输电线P端向左移动，动滑轮B由2段绳子拉着，根据动滑轮的特点，坠砣下降的距离是输电线移动距离的2倍，由此可计算出坠砣下降的距离。
【解析】
1. 判断定滑轮：
定滑轮的轴固定不动，不随被拉物体一起运动。由图乙可知，滑轮A的轴固定在电线杆上，位置保持不变，因此滑轮A为定滑轮。
2. 计算坠砣下降的距离：
输电线P端向左移动2cm，动滑轮B左侧有2段绳子与坠砣的绳相连，即动滑轮由2段绳子承担，根据动滑轮的运动特点，坠砣下降的距离是输电线移动距离的2倍，可得：
$s = 2×2cm = 4cm$
【答案】
A；4
【知识点】
定滑轮的特点、动滑轮的特点
【点评】
本题结合高铁输电线牵引装置的实际场景，考查定滑轮与动滑轮的区分及动滑轮的距离计算，需要准确掌握定动滑轮的定义，理解动滑轮绳子段数与物体移动距离的关系，属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
首先回忆定滑轮和动滑轮的定义：定滑轮的轴位置固定不动，不随物体运动；动滑轮的轴会随物体一起运动。先判断滑轮类型：观察图乙，滑轮A的轴固定在电线杆上，位置不变，所以A是定滑轮，B的轴随输电线移动，是动滑轮。再分析移动距离：输电线P端向左移动，动滑轮B由2段绳子拉着，根据动滑轮的特点，坠砣下降的距离是输电线移动距离的2倍，由此可计算出坠砣下降的距离。
【解析】
1. 判断定滑轮：
定滑轮的轴固定不动，不随被拉物体一起运动。由图乙可知，滑轮A的轴固定在电线杆上，位置保持不变，因此滑轮A为定滑轮。
2. 计算坠砣下降的距离：
输电线P端向左移动2cm，动滑轮B左侧有2段绳子与坠砣的绳相连，即动滑轮由2段绳子承担，根据动滑轮的运动特点，坠砣下降的距离是输电线移动距离的2倍，可得：
$s = 2×2cm = 4cm$
【答案】
A；4
【知识点】
定滑轮的特点、动滑轮的特点
【点评】
本题结合高铁输电线牵引装置的实际场景，考查定滑轮与动滑轮的区分及动滑轮的距离计算，需要准确掌握定动滑轮的定义，理解动滑轮绳子段数与物体移动距离的关系，属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
14. 图甲是我国古代劳动人民在建造宫殿时移动巨木的情景,该机械的结构示意图如图乙所示,人们通过横杆、支架等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移动。
(1)图甲中在巨木下垫上圆木是为了
(2)为更易撬动巨木,架在支架上的横杆属于
(3)在图乙中人们在A点拉动横杆时沿
(1)图甲中在巨木下垫上圆木是为了减小
摩擦力,以便将其移动；支架下方垫有面积较大的石块,是为了减小
压强,防止支架陷入地面。(两空均选填“增大”或“减小”)(2)为更易撬动巨木,架在支架上的横杆属于
省力
(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,人们对杠杆施加动力时应远离
(选填“靠近”或“远离”)杠杆支点。(3)在图乙中人们在A点拉动横杆时沿
F₂
(选填$“F_1”“F_2”$或$“F_3”)$方向最省力,若巨木重17000N,缓慢抬起其右端,绳子至少需要提供1×10⁴
N的拉力,若每个工人双手最大拉力为800N,至少需要4
个人同时在A点以最省力方式拉动横杆。(横杆和绳子的自身重力忽略不计)答案
（1）减小 减小 （2）省力 远离 （3）F₂ 1×10⁴ 4
解析
【分析】
1. 对于第(1)问：首先回忆摩擦力的改变方法，变滑动为滚动可以减小摩擦力，所以巨木下垫圆木是减小摩擦；再回忆压强的改变方法，在压力不变时，增大受力面积可以减小压强，支架下垫大石块是增大受力面积，故减小压强。
2. 对于第(2)问：判断杠杆类型需比较动力臂和阻力臂的长度，横杆的支点为O'，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，所以施加动力时远离支点可增大动力臂，更省力。
3. 对于第(3)问：根据杠杆平衡条件，当动力方向与杠杆垂直时，动力臂最长，此时最省力，所以选$F_2$；先以巨木为杠杆，利用杠杆平衡条件计算绳子所需拉力；再以横杆为杠杆，结合工人的最大拉力，利用杠杆平衡条件计算所需工人数量，注意人数需取整数且向上取整。
【解析】
(1) 巨木下垫圆木，将滑动摩擦变为滚动摩擦，目的是减小摩擦力；支架下方垫面积较大的石块，在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。
(2) 架在支架上的横杆，支点为O'，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，因此人们施加动力时应远离杠杆支点，以增大动力臂。
(3) ① 当拉力方向与横杆垂直时（即$F_2$方向），动力臂最长，此时最省力，故选择$F_2$；
② 以巨木为杠杆，支点为O，根据杠杆平衡条件$F_{\mathrm{绳}}L_{\mathrm{动}}=GL_{\mathrm{阻}}$，代入数据：
$F_{\mathrm{绳}} × 1.7\,\mathrm{m}=17000\,\mathrm{N} × 1\,\mathrm{m}$，
解得$F_{\mathrm{绳}}=1 × 10^4\,\mathrm{N}$；
③ 以横杆为杠杆，支点为O'，设需要$n$个工人，根据杠杆平衡条件$nF_{\mathrm{人}}L_{\mathrm{动}}'=F_{\mathrm{绳}}L_{\mathrm{阻}}'$，代入数据：
$n × 800\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=1 × 10^4\,\mathrm{N} × 0.5\,\mathrm{m}$，
解得$n=3.125$，由于人数为整数，故至少需要4个人。
【答案】
(1) 减小；减小
(2) 省力；远离
(3) $F_2$；$1 × 10^4$；4
【知识点】
1. 杠杆的分类
2. 杠杆平衡条件
3. 压强与摩擦力的调控
【点评】
本题结合古代劳动场景，将摩擦力、压强、杠杆的知识综合考查，需要学生将物理原理与实际场景结合，灵活运用杠杆平衡条件进行计算，注意人数计算时需结合实际取整。
【难度系数】
0.6
1. 对于第(1)问：首先回忆摩擦力的改变方法，变滑动为滚动可以减小摩擦力，所以巨木下垫圆木是减小摩擦；再回忆压强的改变方法，在压力不变时，增大受力面积可以减小压强，支架下垫大石块是增大受力面积，故减小压强。
2. 对于第(2)问：判断杠杆类型需比较动力臂和阻力臂的长度，横杆的支点为O'，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，所以施加动力时远离支点可增大动力臂，更省力。
3. 对于第(3)问：根据杠杆平衡条件，当动力方向与杠杆垂直时，动力臂最长，此时最省力，所以选$F_2$；先以巨木为杠杆，利用杠杆平衡条件计算绳子所需拉力；再以横杆为杠杆，结合工人的最大拉力，利用杠杆平衡条件计算所需工人数量，注意人数需取整数且向上取整。
【解析】
(1) 巨木下垫圆木，将滑动摩擦变为滚动摩擦，目的是减小摩擦力；支架下方垫面积较大的石块，在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。
(2) 架在支架上的横杆，支点为O'，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，因此人们施加动力时应远离杠杆支点，以增大动力臂。
(3) ① 当拉力方向与横杆垂直时（即$F_2$方向），动力臂最长，此时最省力，故选择$F_2$；
② 以巨木为杠杆，支点为O，根据杠杆平衡条件$F_{\mathrm{绳}}L_{\mathrm{动}}=GL_{\mathrm{阻}}$，代入数据：
$F_{\mathrm{绳}} × 1.7\,\mathrm{m}=17000\,\mathrm{N} × 1\,\mathrm{m}$，
解得$F_{\mathrm{绳}}=1 × 10^4\,\mathrm{N}$；
③ 以横杆为杠杆，支点为O'，设需要$n$个工人，根据杠杆平衡条件$nF_{\mathrm{人}}L_{\mathrm{动}}'=F_{\mathrm{绳}}L_{\mathrm{阻}}'$，代入数据：
$n × 800\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=1 × 10^4\,\mathrm{N} × 0.5\,\mathrm{m}$，
解得$n=3.125$，由于人数为整数，故至少需要4个人。
【答案】
(1) 减小；减小
(2) 省力；远离
(3) $F_2$；$1 × 10^4$；4
【知识点】
1. 杠杆的分类
2. 杠杆平衡条件
3. 压强与摩擦力的调控
【点评】
本题结合古代劳动场景，将摩擦力、压强、杠杆的知识综合考查，需要学生将物理原理与实际场景结合，灵活运用杠杆平衡条件进行计算，注意人数计算时需结合实际取整。
【难度系数】
0.6
15. 如图甲所示是学校里面常用的一种质量为3kg的移动指示牌,结构示意图如图乙所示,其中AB为指示牌牌面,CD和BE为支架(AB长为80cm,BE、CE、ED长均为40cm,支架重力不计)。指示牌被风吹倒时可看作杠杆,根据图乙所示风向,则支点是
C
(填图中字母),若增大BE的长度,则指示牌更容易
(选填“容易”或“不容易”)被风吹倒。假设此时指示牌重力的作用线通过E点,风的作用点可以看作在AB的中点上,根据图乙所示风向可计算出刚好把D端吹离地面这一瞬间的风力大小为15
N。答案
C 容易 15
解析
【分析】
1. 支点判断：当指示牌被风吹至D端离地面时，整个装置会绕着C点转动，因此支点为C。
2. BE长度的影响：增大BE长度时，风力的动力臂会变长，在阻力（指示牌重力）和阻力臂不变的情况下，根据杠杆平衡条件，所需的风力更小，所以指示牌更容易被吹倒。
3. 风力计算：先确定杠杆的动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$计算。先算出指示牌重力，再明确阻力臂为CE的长度，动力臂为BE与AB一半长度之和，最后代入公式求解风力。
【解析】
1. 支点确定：当D端被吹离地面时，指示牌绕C点转动，故支点是C。
2. BE长度的影响：增大BE长度，风力的动力臂增大，阻力$G$和阻力臂$CE$不变，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，所需风力$F$减小，因此指示牌更容易被吹倒。
3. 风力计算：
计算指示牌的重力：$G=mg=3\mathrm{kg} × 10\mathrm{N/kg}=30\mathrm{N}$
确定力臂：阻力臂$L_2=CE=40\mathrm{cm}$，动力臂$L_1=BE + \frac{1}{2}AB=40\mathrm{cm} + \frac{1}{2} × 80\mathrm{cm}=80\mathrm{cm}$
根据杠杆平衡条件$F × L_1 = G × L_2$，代入数据得：
$F=\frac{G × L_2}{L_1}=\frac{30\mathrm{N} × 40\mathrm{cm}}{80\mathrm{cm}}=15\mathrm{N}$
【答案】
C；容易；15
【知识点】
杠杆的平衡条件；杠杆的五要素
【点评】
本题考查杠杆的实际应用，关键是准确判断支点、动力臂和阻力臂，熟练运用杠杆平衡条件进行计算，同时需结合实际分析力臂变化对杠杆平衡的影响，注重物理知识与生活场景的结合。
【难度系数】
0.6
1. 支点判断：当指示牌被风吹至D端离地面时，整个装置会绕着C点转动，因此支点为C。
2. BE长度的影响：增大BE长度时，风力的动力臂会变长，在阻力（指示牌重力）和阻力臂不变的情况下，根据杠杆平衡条件，所需的风力更小，所以指示牌更容易被吹倒。
3. 风力计算：先确定杠杆的动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$计算。先算出指示牌重力，再明确阻力臂为CE的长度，动力臂为BE与AB一半长度之和，最后代入公式求解风力。
【解析】
1. 支点确定：当D端被吹离地面时，指示牌绕C点转动，故支点是C。
2. BE长度的影响：增大BE长度，风力的动力臂增大，阻力$G$和阻力臂$CE$不变，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，所需风力$F$减小，因此指示牌更容易被吹倒。
3. 风力计算：
计算指示牌的重力：$G=mg=3\mathrm{kg} × 10\mathrm{N/kg}=30\mathrm{N}$
确定力臂：阻力臂$L_2=CE=40\mathrm{cm}$，动力臂$L_1=BE + \frac{1}{2}AB=40\mathrm{cm} + \frac{1}{2} × 80\mathrm{cm}=80\mathrm{cm}$
根据杠杆平衡条件$F × L_1 = G × L_2$，代入数据得：
$F=\frac{G × L_2}{L_1}=\frac{30\mathrm{N} × 40\mathrm{cm}}{80\mathrm{cm}}=15\mathrm{N}$
【答案】
C；容易；15
【知识点】
杠杆的平衡条件；杠杆的五要素
【点评】
本题考查杠杆的实际应用，关键是准确判断支点、动力臂和阻力臂，熟练运用杠杆平衡条件进行计算，同时需结合实际分析力臂变化对杠杆平衡的影响，注重物理知识与生活场景的结合。
【难度系数】
0.6
