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三、作图题(6分)
8[2026江苏苏州调研,中]如图是赛艇运动员划船的示意图,请你画出运动员左手施加的最小拉力$F_1$。
前进方向
8[2026江苏苏州调研,中]如图是赛艇运动员划船的示意图,请你画出运动员左手施加的最小拉力$F_1$。
前进方向
答案
8. 如图所示
【关键点拨】由杠杆平衡条件可知,在阻力、阻力臂的乘积一定时动力臂越长动力越小;答案图中支点在O点,因此OA作为动力臂时最长,由杠杆的知识和生活常识知,动力的方向应该向下(相对于船),过A与桨的接触点垂直于桨向下作出最小拉力$F_1$的示意图。
9[2026江苏徐州模拟,中]根据如图所示的省力要求,画出滑轮组的绕法(忽略滑轮重、绳重和摩擦)。
$F_1=\dfrac{G}{3}$ $F_2=\dfrac{G}{4}$ $F_3=\dfrac{G}{5}$
$F_1=\dfrac{G}{3}$ $F_2=\dfrac{G}{4}$ $F_3=\dfrac{G}{5}$
答案
9. 如图所示
四、实验探究题(12分)
10[2025陕西中考B卷]小明在探究杠杆的平衡条件时,用到了铁架台、带有均匀刻度的轻质杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码重0.5 N)等实验器材。
(1)实验操作中,为了便于测量,常把杠杆调至水平位置平衡。若调节时发现杠杆的右端下落,此时应将平衡螺母向
或“右”)调节。
(2)如图1,杠杆在水平位置平衡后,小明在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,改变钩码所挂位置,使杠杆重新在水平位置平衡,多次实验并记录数据,如下表所示。
分析实验数据可以得出,杠杆的平衡条件是
(3)小明进一步改进了实验方案,增加了弹簧测力计,并将固定挂钩改为可移动的挂环,如图2所示。这样做的优点是
(4)如图3,园林工人操作车载起重机拉起一棵大树,绳端作用在
10[2025陕西中考B卷]小明在探究杠杆的平衡条件时,用到了铁架台、带有均匀刻度的轻质杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码重0.5 N)等实验器材。
(1)实验操作中,为了便于测量,常把杠杆调至水平位置平衡。若调节时发现杠杆的右端下落,此时应将平衡螺母向
左
(填“左”或“右”)调节。或“右”)调节。
(2)如图1,杠杆在水平位置平衡后,小明在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,改变钩码所挂位置,使杠杆重新在水平位置平衡,多次实验并记录数据,如下表所示。
分析实验数据可以得出,杠杆的平衡条件是
$F_1 l_1=F_2 l_2$(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)
。(3)小明进一步改进了实验方案,增加了弹簧测力计,并将固定挂钩改为可移动的挂环,如图2所示。这样做的优点是
便于改变力臂的长度和力的方向(合理即可)
。(4)如图3,园林工人操作车载起重机拉起一棵大树,绳端作用在
A
(填“A”或“B”)处更省力。答案
10.(1)左 (2)$F_1 l_1=F_2 l_2$(或动力×动力臂=阻力×阻力臂) (3)便于改变力臂的长度和力的方向(合理即可) (4)A
【解析】(1)杠杆右端下落,这时应将平衡螺母向左调节。(2)分析表中数据可以得出杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,即$F_1 l_1=F_2 l_2$。(3)将固定挂钩改为可移动的挂环,便于改变动力臂和阻力臂;增加弹簧测力计便于改变力的方向。(4)由图3可知,O点为支点,绳端作用在A处时的动力臂比作用在B处时大,阻力和阻力臂不变,则由杠杆平衡条件可知作用在A处更省力。
【解析】(1)杠杆右端下落,这时应将平衡螺母向左调节。(2)分析表中数据可以得出杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,即$F_1 l_1=F_2 l_2$。(3)将固定挂钩改为可移动的挂环,便于改变动力臂和阻力臂;增加弹簧测力计便于改变力的方向。(4)由图3可知,O点为支点,绳端作用在A处时的动力臂比作用在B处时大,阻力和阻力臂不变,则由杠杆平衡条件可知作用在A处更省力。
五、计算题(14分)
11[2025陕西咸阳期中,中]2024年4月3日，我国台湾地区花莲县发生7.3级地震，台北、新北、桃园等多个城市均感受到强烈震度，地震造成人员伤亡和房屋倒塌。救援人员用如图所示的起重设备把一块质量为480 kg的混凝土楼板在6 s内提升了2 m，所用拉力为2 000 N(不计摩擦和绳重，g取10 N/kg)。
(1)该混凝土楼板的重力为多少？
(2)拉力F做功的功率为多少？
(3)提升该混凝土楼板时起重设备的机械效率为多少？
(4)为了加快救援进度，利用该起重设备同时将两块480 kg的混凝土楼板在10 s内提高3 m，绳子自由端拉力的功率为多少？
11[2025陕西咸阳期中,中]2024年4月3日，我国台湾地区花莲县发生7.3级地震，台北、新北、桃园等多个城市均感受到强烈震度，地震造成人员伤亡和房屋倒塌。救援人员用如图所示的起重设备把一块质量为480 kg的混凝土楼板在6 s内提升了2 m，所用拉力为2 000 N(不计摩擦和绳重，g取10 N/kg)。
(1)该混凝土楼板的重力为多少？
(2)拉力F做功的功率为多少？
(3)提升该混凝土楼板时起重设备的机械效率为多少？
(4)为了加快救援进度，利用该起重设备同时将两块480 kg的混凝土楼板在10 s内提高3 m，绳子自由端拉力的功率为多少？
答案
11.【解】(1)该混凝土楼板的重力为$G=mg=480\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=4\ 800\ \mathrm{N}$。
(2)由图可知$n=3$,拉力F做的总功为$W_\mathrm{总}=Fs=Fnh=2\ 000\ \mathrm{N}×3×2\ \mathrm{m}=12\ 000\ \mathrm{J}$,拉力F做功的功率为$P=\frac{W_\mathrm{总}}{t}=\frac{12\ 000\ \mathrm{J}}{6\ \mathrm{s}}=2\ 000\ \mathrm{W}$。
(3)起重设备所做的有用功为$W_\mathrm{有}=Gh=4\ 800\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=9\ 600\ \mathrm{J}$,起重设备的机械效率为$\eta=\frac{W_\mathrm{有}}{W_\mathrm{总}}×100\%=\frac{9\ 600\ \mathrm{J}}{12\ 000\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$。
(4)不计摩擦和绳重,根据$F=\frac{1}{n}(G+G_\mathrm{动})$可知,动滑轮的重力$G_\mathrm{动}=nF-G=3×2\ 000\ \mathrm{N}-4\ 800\ \mathrm{N}=1\ 200\ \mathrm{N}$,利用该起重设备同时将两块480 kg的混凝土楼板在10 s内提高3 m,此时拉力$F'=\frac{1}{n}(2G+G_\mathrm{动})=\frac{1}{3}×(2×4\ 800\ \mathrm{N}+1\ 200\ \mathrm{N})=3\ 600\ \mathrm{N}$,绳子自由端拉力所做的总功为$W_\mathrm{总}'=F's'=F'nh'=3\ 600\ \mathrm{N}×3×3\ \mathrm{m}=32\ 400\ \mathrm{J}$,绳子自由端拉力的功率为$P'=\frac{W_\mathrm{总}'}{t'}=\frac{32\ 400\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=3\ 240\ \mathrm{W}$。
(2)由图可知$n=3$,拉力F做的总功为$W_\mathrm{总}=Fs=Fnh=2\ 000\ \mathrm{N}×3×2\ \mathrm{m}=12\ 000\ \mathrm{J}$,拉力F做功的功率为$P=\frac{W_\mathrm{总}}{t}=\frac{12\ 000\ \mathrm{J}}{6\ \mathrm{s}}=2\ 000\ \mathrm{W}$。
(3)起重设备所做的有用功为$W_\mathrm{有}=Gh=4\ 800\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=9\ 600\ \mathrm{J}$,起重设备的机械效率为$\eta=\frac{W_\mathrm{有}}{W_\mathrm{总}}×100\%=\frac{9\ 600\ \mathrm{J}}{12\ 000\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$。
(4)不计摩擦和绳重,根据$F=\frac{1}{n}(G+G_\mathrm{动})$可知,动滑轮的重力$G_\mathrm{动}=nF-G=3×2\ 000\ \mathrm{N}-4\ 800\ \mathrm{N}=1\ 200\ \mathrm{N}$,利用该起重设备同时将两块480 kg的混凝土楼板在10 s内提高3 m,此时拉力$F'=\frac{1}{n}(2G+G_\mathrm{动})=\frac{1}{3}×(2×4\ 800\ \mathrm{N}+1\ 200\ \mathrm{N})=3\ 600\ \mathrm{N}$,绳子自由端拉力所做的总功为$W_\mathrm{总}'=F's'=F'nh'=3\ 600\ \mathrm{N}×3×3\ \mathrm{m}=32\ 400\ \mathrm{J}$,绳子自由端拉力的功率为$P'=\frac{W_\mathrm{总}'}{t'}=\frac{32\ 400\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=3\ 240\ \mathrm{W}$。
