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一、选择题
1. 如图，正在使用的机械中，属于费力杠杆的有(
①钓鱼竿
②羊角锤
③筷子
④核桃夹
A. ①③
B. ②③
C. ①④
D. ②④
1. 如图，正在使用的机械中，属于费力杠杆的有(
A
)。①钓鱼竿
②羊角锤
③筷子
④核桃夹
A. ①③
B. ②③
C. ①④
D. ②④
答案
1. A
解析
【分析】
要解决这道题，首先需要明确杠杆的分类依据：根据动力臂和阻力臂的大小关系，杠杆分为省力杠杆（动力臂＞阻力臂）、费力杠杆（动力臂＜阻力臂）、等臂杠杆（动力臂=阻力臂）。解题思路是逐个分析图中每个机械的动力臂和阻力臂的长度关系，判断其属于哪种杠杆，最后筛选出费力杠杆。
1. 分析钓鱼竿：支点在手握的一端，手施加的力是动力，鱼的拉力是阻力，动力臂明显小于阻力臂，属于费力杠杆；
2. 分析羊角锤：支点是锤与物体接触的位置，手的动力臂远大于阻力臂（钉子对锤的阻力的力臂），属于省力杠杆；
3. 分析筷子：支点在筷子上端（手捏的后端），手的动力臂小于食物对筷子的阻力臂，属于费力杠杆；
4. 分析核桃夹：支点在夹子的连接处，手的动力臂大于核桃对夹子的阻力臂，属于省力杠杆。
综上，费力杠杆是①③，对应选项A。
【解析】
判断杠杆类型的核心是比较动力臂和阻力臂的大小：
①钓鱼竿：动力臂＜阻力臂，是费力杠杆；
②羊角锤：动力臂＞阻力臂，是省力杠杆；
③筷子：动力臂＜阻力臂，是费力杠杆；
④核桃夹：动力臂＞阻力臂，是省力杠杆。
因此属于费力杠杆的是①③，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的分类；费力杠杆判断
【点评】
本题考查杠杆的分类，解题的关键是准确找到每个杠杆的支点，比较动力臂与阻力臂的长度关系，区分省力杠杆和费力杠杆，属于基础题型，需要熟练掌握杠杆的相关判断方法。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，首先需要明确杠杆的分类依据：根据动力臂和阻力臂的大小关系，杠杆分为省力杠杆（动力臂＞阻力臂）、费力杠杆（动力臂＜阻力臂）、等臂杠杆（动力臂=阻力臂）。解题思路是逐个分析图中每个机械的动力臂和阻力臂的长度关系，判断其属于哪种杠杆，最后筛选出费力杠杆。
1. 分析钓鱼竿：支点在手握的一端，手施加的力是动力，鱼的拉力是阻力，动力臂明显小于阻力臂，属于费力杠杆；
2. 分析羊角锤：支点是锤与物体接触的位置，手的动力臂远大于阻力臂（钉子对锤的阻力的力臂），属于省力杠杆；
3. 分析筷子：支点在筷子上端（手捏的后端），手的动力臂小于食物对筷子的阻力臂，属于费力杠杆；
4. 分析核桃夹：支点在夹子的连接处，手的动力臂大于核桃对夹子的阻力臂，属于省力杠杆。
综上，费力杠杆是①③，对应选项A。
【解析】
判断杠杆类型的核心是比较动力臂和阻力臂的大小：
①钓鱼竿：动力臂＜阻力臂，是费力杠杆；
②羊角锤：动力臂＞阻力臂，是省力杠杆；
③筷子：动力臂＜阻力臂，是费力杠杆；
④核桃夹：动力臂＞阻力臂，是省力杠杆。
因此属于费力杠杆的是①③，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的分类；费力杠杆判断
【点评】
本题考查杠杆的分类，解题的关键是准确找到每个杠杆的支点，比较动力臂与阻力臂的长度关系，区分省力杠杆和费力杠杆，属于基础题型，需要熟练掌握杠杆的相关判断方法。
【难度系数】
0.8
2. 如图，一根胡萝卜被细线悬挂处于水平静止状态。若沿着细线将胡萝卜切成两段，则下列说法正确的是(
A.长的那段胡萝卜更重
B.粗的那段胡萝卜更重
C.两段胡萝卜一样重
D.胡萝卜被悬挂时，细线对胡萝卜的拉力和胡萝卜对细线的拉力是一对平衡力
B
)。A.长的那段胡萝卜更重
B.粗的那段胡萝卜更重
C.两段胡萝卜一样重
D.胡萝卜被悬挂时，细线对胡萝卜的拉力和胡萝卜对细线的拉力是一对平衡力
答案
2. B
解析
【分析】
首先，胡萝卜被细线悬挂处于水平静止状态，此时胡萝卜可看作一个杠杆，支点为细线与胡萝卜的接触点。根据杠杆平衡条件，动力×动力臂=阻力×阻力臂，两段胡萝卜的重力分别作为杠杆的两个力，对应的力臂是各自重心到支点的距离。
观察胡萝卜可知，粗的那段重心离支点更近（力臂L₁小），长的那段重心离支点更远（力臂L₂大）。根据G₁L₁=G₂L₂，当L₁＜L₂时，G₁＞G₂，所以粗的那段更重。
再看选项D，细线对胡萝卜的拉力作用在胡萝卜上，胡萝卜对细线的拉力作用在细线上，这两个力是一对相互作用力，而平衡力需要作用在同一物体上，所以D错误。据此分析各选项，得出正确结论。
【解析】
把胡萝卜视为杠杆，支点为悬挂点，设粗段胡萝卜重力为G₁，力臂为L₁；长段胡萝卜重力为G₂，力臂为L₂。
由于胡萝卜水平静止，杠杆平衡，根据杠杆平衡条件：$ G_1L_1 = G_2L_2 $。
由图可知，粗段的力臂$ L_1 ＜ L_2 $（长段的力臂），因此可得$ G_1 ＞ G_2 $，即粗的那段胡萝卜更重，故选项B正确，A、C错误。
对于选项D：细线对胡萝卜的拉力与胡萝卜对细线的拉力，两个力分别作用在胡萝卜和细线上，是一对相互作用力，并非平衡力（平衡力需作用在同一物体上），故D错误。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件；相互作用力与平衡力的区别
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用以及相互作用力和平衡力的区分，关键是能将胡萝卜抽象为杠杆，准确判断力臂的大小关系，同时明确相互作用力与平衡力的核心区别是作用物体是否相同。
【难度系数】
0.6
首先，胡萝卜被细线悬挂处于水平静止状态，此时胡萝卜可看作一个杠杆，支点为细线与胡萝卜的接触点。根据杠杆平衡条件，动力×动力臂=阻力×阻力臂，两段胡萝卜的重力分别作为杠杆的两个力，对应的力臂是各自重心到支点的距离。
观察胡萝卜可知，粗的那段重心离支点更近（力臂L₁小），长的那段重心离支点更远（力臂L₂大）。根据G₁L₁=G₂L₂，当L₁＜L₂时，G₁＞G₂，所以粗的那段更重。
再看选项D，细线对胡萝卜的拉力作用在胡萝卜上，胡萝卜对细线的拉力作用在细线上，这两个力是一对相互作用力，而平衡力需要作用在同一物体上，所以D错误。据此分析各选项，得出正确结论。
【解析】
把胡萝卜视为杠杆，支点为悬挂点，设粗段胡萝卜重力为G₁，力臂为L₁；长段胡萝卜重力为G₂，力臂为L₂。
由于胡萝卜水平静止，杠杆平衡，根据杠杆平衡条件：$ G_1L_1 = G_2L_2 $。
由图可知，粗段的力臂$ L_1 ＜ L_2 $（长段的力臂），因此可得$ G_1 ＞ G_2 $，即粗的那段胡萝卜更重，故选项B正确，A、C错误。
对于选项D：细线对胡萝卜的拉力与胡萝卜对细线的拉力，两个力分别作用在胡萝卜和细线上，是一对相互作用力，并非平衡力（平衡力需作用在同一物体上），故D错误。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件；相互作用力与平衡力的区别
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用以及相互作用力和平衡力的区分，关键是能将胡萝卜抽象为杠杆，准确判断力臂的大小关系，同时明确相互作用力与平衡力的核心区别是作用物体是否相同。
【难度系数】
0.6
3. 如图，某同学用重为 10 N 的动滑轮匀速提升重为 60 N 的物体，不计绳重及摩擦，则图中所用拉力 F 可能的值是(
A.25 N
B.30 N
C.35 N
D.40 N
D
)。A.25 N
B.30 N
C.35 N
D.40 N
答案
3. D
解析
【分析】
首先明确动滑轮的工作原理：当拉力竖直向上时，动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，此时可计算出最小拉力；当拉力斜向上时，动力臂会小于滑轮的直径（即竖直拉时的动力臂），根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂减小，动力会增大。我们先计算竖直拉时的拉力，再判断斜拉时拉力的范围，从而确定符合条件的选项。
【解析】
1. 计算拉力竖直向上时的拉力大小：
不计绳重及摩擦，当拉力竖直向上时，根据动滑轮的省力公式，拉力 $ F = \frac{G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}}{2} $，代入数据得：
$ F = \frac{60\,\mathrm{N} + 10\,\mathrm{N}}{2} = 35\,\mathrm{N} $。
2. 分析斜拉时拉力的变化：
当拉力斜向上时，动力臂小于滑轮的直径（竖直拉时的动力臂），根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $，阻力 $ F_2 = G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}} $ 不变，阻力臂为滑轮的半径（不变），动力臂 $ L_1 $ 减小，因此动力 $ F_1 $ 会增大，即此时拉力 $ F ＞ 35\,\mathrm{N} $。
3. 结合选项判断：
选项中只有40N大于35N，符合条件，故选择D选项。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮的特点、杠杆平衡条件
【点评】
本题考查动滑轮的省力情况，容易忽略拉力方向对拉力大小的影响，误以为斜拉时拉力仍为竖直拉时的大小，从而错选C。解题的关键是理解动滑轮的杠杆本质，明确拉力方向改变会导致动力臂变化，进而影响拉力大小。
【难度系数】
0.5
首先明确动滑轮的工作原理：当拉力竖直向上时，动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，此时可计算出最小拉力；当拉力斜向上时，动力臂会小于滑轮的直径（即竖直拉时的动力臂），根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂减小，动力会增大。我们先计算竖直拉时的拉力，再判断斜拉时拉力的范围，从而确定符合条件的选项。
【解析】
1. 计算拉力竖直向上时的拉力大小：
不计绳重及摩擦，当拉力竖直向上时，根据动滑轮的省力公式，拉力 $ F = \frac{G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}}{2} $，代入数据得：
$ F = \frac{60\,\mathrm{N} + 10\,\mathrm{N}}{2} = 35\,\mathrm{N} $。
2. 分析斜拉时拉力的变化：
当拉力斜向上时，动力臂小于滑轮的直径（竖直拉时的动力臂），根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $，阻力 $ F_2 = G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}} $ 不变，阻力臂为滑轮的半径（不变），动力臂 $ L_1 $ 减小，因此动力 $ F_1 $ 会增大，即此时拉力 $ F ＞ 35\,\mathrm{N} $。
3. 结合选项判断：
选项中只有40N大于35N，符合条件，故选择D选项。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮的特点、杠杆平衡条件
【点评】
本题考查动滑轮的省力情况，容易忽略拉力方向对拉力大小的影响，误以为斜拉时拉力仍为竖直拉时的大小，从而错选C。解题的关键是理解动滑轮的杠杆本质，明确拉力方向改变会导致动力臂变化，进而影响拉力大小。
【难度系数】
0.5
4. 用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，拉力分别是 $ F_1 $、$ F_2 $、$ F_3 $，则(
甲
乙
丙
A.$ F_1 ＞ F_2 ＞ F_3 $
B.$ F_2 ＞ F_3 ＞ F_1 $
C.$ F_2 ＞ F_1 ＞ F_3 $
D.$ F_3 ＞ F_1 ＞ F_2 $
D
)。甲
乙
丙
A.$ F_1 ＞ F_2 ＞ F_3 $
B.$ F_2 ＞ F_3 ＞ F_1 $
C.$ F_2 ＞ F_1 ＞ F_3 $
D.$ F_3 ＞ F_1 ＞ F_2 $
答案
4. D
解析
【分析】
首先，同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，根据滑动摩擦力的影响因素，压力和接触面粗糙程度不变，所以物体受到的滑动摩擦力$ f $大小相同。接下来分别分析三个滑轮的类型及拉力与摩擦力的关系：
1. 甲图是定滑轮，定滑轮不省力，只能改变力的方向，物体匀速运动时，拉力$ F_1 $与摩擦力平衡，所以$ F_1=f $；
2. 乙图是动滑轮，动滑轮实质是省力杠杆，此时绳子段数$ n=2 $，拉力作用在自由端，动滑轮对物体的拉力等于$ f $，因此$ 2F_2=f $，即$ F_2=\frac{f}{2} $；
3. 丙图是动滑轮，但拉力作用在动滑轮的轴上，此时动滑轮是费力杠杆，两侧绳子的拉力均等于$ f $，所以轴上的拉力$ F_3=2f $。
最后比较三个拉力的大小，即可得出结论。
【解析】
设物体受到的滑动摩擦力为$ f $，由于物体在同一水平面上做匀速直线运动，压力和接触面粗糙程度不变，故$ f $大小恒定。
甲图：定滑轮不省力，拉力与摩擦力平衡，因此$ F_1 = f $；
乙图：动滑轮省一半力，动滑轮对物体的拉力等于摩擦力，即$ 2F_2 = f $，解得$ F_2 = \frac{1}{2}f $；
丙图：拉力作用在动滑轮的轴上，此时动滑轮费力，两侧绳子拉力均为$ f $，故$ F_3 = 2f $。
比较大小：$ 2f ＞ f ＞ \frac{1}{2}f $，即$ F_3 ＞ F_1 ＞ F_2 $。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮的特点，动滑轮的特点，滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题考查定滑轮和动滑轮在水平方向的应用，关键是要区分动滑轮在不同使用方式下的省力或费力情况，不能混淆动滑轮的两种使用方法，同时要结合二力平衡和滑动摩擦力的特点分析。
【难度系数】
0.6
首先，同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，根据滑动摩擦力的影响因素，压力和接触面粗糙程度不变，所以物体受到的滑动摩擦力$ f $大小相同。接下来分别分析三个滑轮的类型及拉力与摩擦力的关系：
1. 甲图是定滑轮，定滑轮不省力，只能改变力的方向，物体匀速运动时，拉力$ F_1 $与摩擦力平衡，所以$ F_1=f $；
2. 乙图是动滑轮，动滑轮实质是省力杠杆，此时绳子段数$ n=2 $，拉力作用在自由端，动滑轮对物体的拉力等于$ f $，因此$ 2F_2=f $，即$ F_2=\frac{f}{2} $；
3. 丙图是动滑轮，但拉力作用在动滑轮的轴上，此时动滑轮是费力杠杆，两侧绳子的拉力均等于$ f $，所以轴上的拉力$ F_3=2f $。
最后比较三个拉力的大小，即可得出结论。
【解析】
设物体受到的滑动摩擦力为$ f $，由于物体在同一水平面上做匀速直线运动，压力和接触面粗糙程度不变，故$ f $大小恒定。
甲图：定滑轮不省力，拉力与摩擦力平衡，因此$ F_1 = f $；
乙图：动滑轮省一半力，动滑轮对物体的拉力等于摩擦力，即$ 2F_2 = f $，解得$ F_2 = \frac{1}{2}f $；
丙图：拉力作用在动滑轮的轴上，此时动滑轮费力，两侧绳子拉力均为$ f $，故$ F_3 = 2f $。
比较大小：$ 2f ＞ f ＞ \frac{1}{2}f $，即$ F_3 ＞ F_1 ＞ F_2 $。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮的特点，动滑轮的特点，滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题考查定滑轮和动滑轮在水平方向的应用，关键是要区分动滑轮在不同使用方式下的省力或费力情况，不能混淆动滑轮的两种使用方法，同时要结合二力平衡和滑动摩擦力的特点分析。
【难度系数】
0.6
5. 如图是使用不同的简单机械使同一物体处于静止的四种方式。不计机械自重及摩擦，其中所需动力最小的是(
A
B
C
D
B
)。A
B
C
D
答案
5. B
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要结合不同简单机械的省力特点，分别计算每个选项中所需的动力，再比较大小。首先明确：不计机械自重及摩擦，同一物体的重力G相同，我们通过各机械的工作原理（杠杆平衡条件、滑轮的省力规律）来推导动力大小：
1. 选项A是定滑轮，定滑轮不省力，动力等于物重；
2. 选项B是杠杆，利用杠杆平衡条件，结合动力臂和阻力臂的关系计算动力；
3. 选项C是滑轮组，根据承担物重的绳子段数计算动力；
4. 选项D是杠杆，同样利用杠杆平衡条件计算动力，最后比较四个动力的大小，得出最小的那个。
【解析】
设物体的重力为$ G $，不计机械自重及摩擦：
选项A：定滑轮不省力，只能改变力的方向，因此$ F_A = G $；
选项B：根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，设杠杆总长为$ L $，阻力（物重$ G $）的阻力臂为$ \frac{L}{3} $，动力的动力臂为$ L $，代入公式得：
$ F_B × L = G × \frac{L}{3} $
解得$ F_B = \frac{G}{3} $；
选项C：滑轮组中承担物重的绳子段数$ n=2 $，根据滑轮组省力公式$ F=\frac{G}{n} $，可得$ F_C = \frac{G}{2} $；
选项D：根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，设阻力臂为$ L $，动力臂为$ \frac{L}{2} $，代入公式得：
$ F_D × \frac{L}{2} = G × L $
解得$ F_D = 2G $。
比较可知：$ F_B ＜ F_C ＜ F_A ＜ F_D $，因此所需动力最小的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
定滑轮特点、杠杆平衡条件、滑轮组省力规律
【点评】
本题考查不同简单机械的省力情况，解题关键是熟练掌握定滑轮、滑轮组的省力特点，以及杠杆平衡条件的应用，通过量化计算比较动力大小，避免仅凭直观判断出错。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们需要结合不同简单机械的省力特点，分别计算每个选项中所需的动力，再比较大小。首先明确：不计机械自重及摩擦，同一物体的重力G相同，我们通过各机械的工作原理（杠杆平衡条件、滑轮的省力规律）来推导动力大小：
1. 选项A是定滑轮，定滑轮不省力，动力等于物重；
2. 选项B是杠杆，利用杠杆平衡条件，结合动力臂和阻力臂的关系计算动力；
3. 选项C是滑轮组，根据承担物重的绳子段数计算动力；
4. 选项D是杠杆，同样利用杠杆平衡条件计算动力，最后比较四个动力的大小，得出最小的那个。
【解析】
设物体的重力为$ G $，不计机械自重及摩擦：
选项A：定滑轮不省力，只能改变力的方向，因此$ F_A = G $；
选项B：根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，设杠杆总长为$ L $，阻力（物重$ G $）的阻力臂为$ \frac{L}{3} $，动力的动力臂为$ L $，代入公式得：
$ F_B × L = G × \frac{L}{3} $
解得$ F_B = \frac{G}{3} $；
选项C：滑轮组中承担物重的绳子段数$ n=2 $，根据滑轮组省力公式$ F=\frac{G}{n} $，可得$ F_C = \frac{G}{2} $；
选项D：根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，设阻力臂为$ L $，动力臂为$ \frac{L}{2} $，代入公式得：
$ F_D × \frac{L}{2} = G × L $
解得$ F_D = 2G $。
比较可知：$ F_B ＜ F_C ＜ F_A ＜ F_D $，因此所需动力最小的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
定滑轮特点、杠杆平衡条件、滑轮组省力规律
【点评】
本题考查不同简单机械的省力情况，解题关键是熟练掌握定滑轮、滑轮组的省力特点，以及杠杆平衡条件的应用，通过量化计算比较动力大小，避免仅凭直观判断出错。
【难度系数】
0.6
