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6.(2024·阜宁县月考)如图所示,用力将重为120N的物体匀速提升0.2m(不计动滑轮重、绳重和摩擦),则拉力F=
60
N,绳子自由端移动的距离s=0.4
m,若拉力F'为70N(不计绳重和摩擦),则动滑轮重为20
N.答案
6.60 0.4 20
解析
【分析】首先判断图中的滑轮为动滑轮，动滑轮的核心特点是省力、费距离。当不计动滑轮重、绳重和摩擦时，拉力与物重的关系为$F=\frac{G}{2}$，绳子自由端移动距离与物体上升高度的关系为$s=2h$；当考虑动滑轮重且不计绳重和摩擦时，拉力公式为$F'=\frac{G+G_{动}}{2}$，据此可逐步计算各物理量。
【解析】1. 计算拉力$F$：不计动滑轮重、绳重和摩擦，动滑轮省一半力，因此$F=\frac{G}{2}=\frac{120N}{2}=60N$；2. 计算绳子自由端移动距离$s$：动滑轮费一倍距离，物体上升高度$h=0.2m$，故$s=2h=2×0.2m=0.4m$；3. 计算动滑轮重：不计绳重和摩擦，由$F'=\frac{G+G_{动}}{2}$变形得$G_{动}=2F'-G=2×70N -120N=20N$。
【答案】60 0.4 20
【知识点】动滑轮特点、滑轮拉力计算、滑轮距离计算
【点评】本题考查动滑轮的基础应用，属于对核心知识点的直接考查，只要掌握动滑轮的省力和距离关系即可解答，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】1. 计算拉力$F$：不计动滑轮重、绳重和摩擦，动滑轮省一半力，因此$F=\frac{G}{2}=\frac{120N}{2}=60N$；2. 计算绳子自由端移动距离$s$：动滑轮费一倍距离，物体上升高度$h=0.2m$，故$s=2h=2×0.2m=0.4m$；3. 计算动滑轮重：不计绳重和摩擦，由$F'=\frac{G+G_{动}}{2}$变形得$G_{动}=2F'-G=2×70N -120N=20N$。
【答案】60 0.4 20
【知识点】动滑轮特点、滑轮拉力计算、滑轮距离计算
【点评】本题考查动滑轮的基础应用，属于对核心知识点的直接考查，只要掌握动滑轮的省力和距离关系即可解答，难度较低。
【难度系数】0.7
7.(2024·大丰区期中)如图所示为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡,此时AB部分水平,此时F
不是
(填“是”“不是”或“不一定是”)最小的拉力.保持重物静止不动,使绳绕A点从如图位置沿虚线CD顺时针转动时,F 先变小后变大
(填“变大”“变小”“不变”“先变大后变小”或“先变小后变大”,下同),F与其力臂的乘积 不变
.答案
7.不是 先变小后变大 不变
解析
【分析】
要解决本题，需结合杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$分析：①判断拉力F是否为最小拉力：根据杠杆最小力的规律，当动力方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时动力最小。本题中AB水平，拉力F竖直向下，其动力臂并非最大，因此F不是最小拉力。②分析绳绕A顺时针转动时F的变化：拉力的力臂是支点O到拉力作用线的垂直距离，当绳从图示位置沿CD顺时针转动时，拉力的力臂先增大（拉力方向与OA垂直时力臂最大），后减小；根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力与动力臂成反比，故F先变小后变大。③分析F与其力臂的乘积：由杠杆平衡条件，$F×L_1=F_阻×L_阻$，阻力和阻力臂均不变，因此该乘积不变。
【解析】
1. 判断F是否为最小拉力：
杠杆平衡时，最小动力对应最大动力臂，当动力方向与杠杆垂直时动力臂最大。本题中AB水平，拉力F竖直向下，此时动力臂不是最大，故F不是最小的拉力。
2. 分析绳绕A顺时针转动时F的变化：
拉力的力臂是支点O到拉力作用线的垂直距离。当绳沿CD顺时针转动时，拉力的力臂先变大（拉力方向与OA垂直时力臂达最大值），后变小；根据杠杆平衡条件，阻力（重物重力）和阻力臂不变，动力与动力臂成反比，因此F先变小后变大。
3. 分析F与其力臂的乘积：
根据杠杆平衡条件，$F×L_1=F_阻×L_阻$，重物的重力（阻力）和阻力臂均保持不变，故F与其力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，大小不变。
【答案】
不是；先变小后变大；不变
【知识点】
杠杆平衡条件，力臂，最小拉力判断
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的灵活应用，核心是掌握力臂的变化规律，理解动力与动力臂的反比关系，以及F与力臂乘积的物理意义，需准确分析力臂的变化过程，难度中等。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$分析：①判断拉力F是否为最小拉力：根据杠杆最小力的规律，当动力方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时动力最小。本题中AB水平，拉力F竖直向下，其动力臂并非最大，因此F不是最小拉力。②分析绳绕A顺时针转动时F的变化：拉力的力臂是支点O到拉力作用线的垂直距离，当绳从图示位置沿CD顺时针转动时，拉力的力臂先增大（拉力方向与OA垂直时力臂最大），后减小；根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力与动力臂成反比，故F先变小后变大。③分析F与其力臂的乘积：由杠杆平衡条件，$F×L_1=F_阻×L_阻$，阻力和阻力臂均不变，因此该乘积不变。
【解析】
1. 判断F是否为最小拉力：
杠杆平衡时，最小动力对应最大动力臂，当动力方向与杠杆垂直时动力臂最大。本题中AB水平，拉力F竖直向下，此时动力臂不是最大，故F不是最小的拉力。
2. 分析绳绕A顺时针转动时F的变化：
拉力的力臂是支点O到拉力作用线的垂直距离。当绳沿CD顺时针转动时，拉力的力臂先变大（拉力方向与OA垂直时力臂达最大值），后变小；根据杠杆平衡条件，阻力（重物重力）和阻力臂不变，动力与动力臂成反比，因此F先变小后变大。
3. 分析F与其力臂的乘积：
根据杠杆平衡条件，$F×L_1=F_阻×L_阻$，重物的重力（阻力）和阻力臂均保持不变，故F与其力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，大小不变。
【答案】
不是；先变小后变大；不变
【知识点】
杠杆平衡条件，力臂，最小拉力判断
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的灵活应用，核心是掌握力臂的变化规律，理解动力与动力臂的反比关系，以及F与力臂乘积的物理意义，需准确分析力臂的变化过程，难度中等。
【难度系数】
0.5
8.(2024·滨海县模拟)图甲中均匀木板AB重为8N、长为20cm,恰好有一半伸出水平桌面静止,在B端施加一个始终竖直向上的力F,当F=
4
N时,木板中点O恰好离开桌面.缓缓抬起B端的过程中,F的力臂变小
.如图乙,若在A端放一重为10N、边长为2cm的均匀物体M,M左端与木板A端对齐,向右缓慢推动木板5
cm,AB恰好翻倒.答案
8.4 小 5
解析
【分析】
本题围绕杠杆平衡条件展开分析：
1. 第一空：当木板中点O恰好离开桌面时，支点为木板的A端，需确定重力和力F的力臂，利用杠杆平衡条件计算F；
2. 第二空：缓缓抬起B端时，支点为A端，力F始终竖直向上，根据力臂定义分析力臂变化；
3. 第三空：木板恰好翻倒时支点为桌面边缘O点，此时木板重力与物体M的重力力矩平衡，设推动距离为x，结合力臂关系列方程求解。
【解析】
1. 求力F的大小：
当木板中点O恰好离开桌面时，支点为A点，根据杠杆平衡条件 $ F · L_F = G · L_G $。
已知木板长20cm，故 $ L_F = AB = 20\ \mathrm{cm} $，木板中点到A端的距离 $ L_G = AO = 10\ \mathrm{cm} $，木板重力 $ G = 8\ \mathrm{N} $，代入得：
$ F × 20\ \mathrm{cm} = 8\ \mathrm{N} × 10\ \mathrm{cm} $，解得 $ F = 4\ \mathrm{N} $。
2. 分析F的力臂变化：
缓缓抬起B端时，木板绕A点转动，力F始终竖直向上，力臂是支点A到F作用线的垂直距离。随着木板抬起，木板与水平方向夹角增大，F的力臂（水平方向垂直距离）变小。
3. 求推动木板的距离：
当AB恰好翻倒时，支点为桌面边缘O点，根据杠杆平衡条件，木板重力力矩与M的重力力矩平衡。设向右推动木板的距离为x：
木板重心在自身中点，向右移动x后，重心在O点右侧x处，力矩为 $ 8\ \mathrm{N} × x $；
物体M的重心距离A端1cm，A端原距O点左侧10cm，推动x后A端距O点左侧 $ 10\ \mathrm{cm} - x $，故M的重心距O点左侧距离为 $ (10\ \mathrm{cm} - x) - 1\ \mathrm{cm} = 9\ \mathrm{cm} - x $，力矩为 $ 10\ \mathrm{N} × (9\ \mathrm{cm} - x) $。
平衡时 $ 8x = 10(9 - x) $，解得 $ x = 5\ \mathrm{cm} $。
【答案】
4 小 5
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂、重心
【点评】
本题结合实际场景考查杠杆平衡的应用，需明确不同状态下的支点，正确分析各力的力臂，是中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
本题围绕杠杆平衡条件展开分析：
1. 第一空：当木板中点O恰好离开桌面时，支点为木板的A端，需确定重力和力F的力臂，利用杠杆平衡条件计算F；
2. 第二空：缓缓抬起B端时，支点为A端，力F始终竖直向上，根据力臂定义分析力臂变化；
3. 第三空：木板恰好翻倒时支点为桌面边缘O点，此时木板重力与物体M的重力力矩平衡，设推动距离为x，结合力臂关系列方程求解。
【解析】
1. 求力F的大小：
当木板中点O恰好离开桌面时，支点为A点，根据杠杆平衡条件 $ F · L_F = G · L_G $。
已知木板长20cm，故 $ L_F = AB = 20\ \mathrm{cm} $，木板中点到A端的距离 $ L_G = AO = 10\ \mathrm{cm} $，木板重力 $ G = 8\ \mathrm{N} $，代入得：
$ F × 20\ \mathrm{cm} = 8\ \mathrm{N} × 10\ \mathrm{cm} $，解得 $ F = 4\ \mathrm{N} $。
2. 分析F的力臂变化：
缓缓抬起B端时，木板绕A点转动，力F始终竖直向上，力臂是支点A到F作用线的垂直距离。随着木板抬起，木板与水平方向夹角增大，F的力臂（水平方向垂直距离）变小。
3. 求推动木板的距离：
当AB恰好翻倒时，支点为桌面边缘O点，根据杠杆平衡条件，木板重力力矩与M的重力力矩平衡。设向右推动木板的距离为x：
木板重心在自身中点，向右移动x后，重心在O点右侧x处，力矩为 $ 8\ \mathrm{N} × x $；
物体M的重心距离A端1cm，A端原距O点左侧10cm，推动x后A端距O点左侧 $ 10\ \mathrm{cm} - x $，故M的重心距O点左侧距离为 $ (10\ \mathrm{cm} - x) - 1\ \mathrm{cm} = 9\ \mathrm{cm} - x $，力矩为 $ 10\ \mathrm{N} × (9\ \mathrm{cm} - x) $。
平衡时 $ 8x = 10(9 - x) $，解得 $ x = 5\ \mathrm{cm} $。
【答案】
4 小 5
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂、重心
【点评】
本题结合实际场景考查杠杆平衡的应用，需明确不同状态下的支点，正确分析各力的力臂，是中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
9.如图所示，取两根光滑木棍，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图示的绕法依次绕过两根木棍，缓慢拉动绳子，两根木棍靠拢.若想用更小的力也能让木棍靠拢，则下列说法中可行的是（
A.将木棍的表面变得粗糙些
B.将绳子在木棍上多绕几圈
C.沿竖直方向匀速拉动绳子
D.缩短木棍的长度，使其质量变小
B
）A.将木棍的表面变得粗糙些
B.将绳子在木棍上多绕几圈
C.沿竖直方向匀速拉动绳子
D.缩短木棍的长度，使其质量变小
答案
9.B
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确图中的装置可类比滑轮组，两根木棍和绳子组成的结构中，绳子绕的圈数会影响省力效果。要想用更小的力让木棍靠拢，即需要更省力，需结合滑轮组的省力规律分析各选项：滑轮组的省力程度由承担阻力的绳子段数决定，段数越多，所需拉力越小。
1. 分析选项A：改变木棍表面粗糙程度会增大摩擦力，拉动绳子需要更大的力，不可行；
2. 分析选项B：绳子多绕几圈会增加承担阻力的绳子段数，能更省力，可行；
3. 分析选项C：改变拉力方向不改变省力大小，不可行；
4. 分析选项D：减小木棍质量是减小阻力，并非装置本身的省力设计，不符合题意，不可行。
【解析】
图中两根木棍与绳子组成的装置可类比滑轮组，其省力规律为：拉力$F=\frac{G}{n}$（$G$为木棍的总阻力，$n$为承担阻力的绳子段数），$n$越大，拉力越小，越省力。
选项A：将木棍表面变粗糙，会增大绳子与木棍间的摩擦力，需要更大的力拉动，不可行；
选项B：将绳子在木棍上多绕几圈，会增加承担阻力的绳子段数$n$，拉力会更小，能用更小的力让木棍靠拢，可行；
选项C：沿竖直方向拉动绳子，仅改变拉力方向，不改变承担阻力的绳子段数，拉力大小不变，不可行；
选项D：缩短木棍长度、减小质量，是减小阻力而非通过装置优化实现省力，不符合题意，不可行。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组的省力原理
【点评】
本题将滑轮组知识与实际装置结合，考查对滑轮组省力规律的应用，需类比滑轮组分析装置的省力因素，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需先明确图中的装置可类比滑轮组，两根木棍和绳子组成的结构中，绳子绕的圈数会影响省力效果。要想用更小的力让木棍靠拢，即需要更省力，需结合滑轮组的省力规律分析各选项：滑轮组的省力程度由承担阻力的绳子段数决定，段数越多，所需拉力越小。
1. 分析选项A：改变木棍表面粗糙程度会增大摩擦力，拉动绳子需要更大的力，不可行；
2. 分析选项B：绳子多绕几圈会增加承担阻力的绳子段数，能更省力，可行；
3. 分析选项C：改变拉力方向不改变省力大小，不可行；
4. 分析选项D：减小木棍质量是减小阻力，并非装置本身的省力设计，不符合题意，不可行。
【解析】
图中两根木棍与绳子组成的装置可类比滑轮组，其省力规律为：拉力$F=\frac{G}{n}$（$G$为木棍的总阻力，$n$为承担阻力的绳子段数），$n$越大，拉力越小，越省力。
选项A：将木棍表面变粗糙，会增大绳子与木棍间的摩擦力，需要更大的力拉动，不可行；
选项B：将绳子在木棍上多绕几圈，会增加承担阻力的绳子段数$n$，拉力会更小，能用更小的力让木棍靠拢，可行；
选项C：沿竖直方向拉动绳子，仅改变拉力方向，不改变承担阻力的绳子段数，拉力大小不变，不可行；
选项D：缩短木棍长度、减小质量，是减小阻力而非通过装置优化实现省力，不符合题意，不可行。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组的省力原理
【点评】
本题将滑轮组知识与实际装置结合，考查对滑轮组省力规律的应用，需类比滑轮组分析装置的省力因素，难度适中。
【难度系数】
0.5
10.如图所示，AOB为一杠杆，O为支点，杠杆自重不计，$AO=OB$，在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当AO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B端施加最小的力为$F_1$；当OB段在水平位置时保持杠杆平衡，在B端施加最小的力为$F_2$，则（
A.$F_1＜F_2$
B.$F_1=F_2$
C.$F_1＞F_2$
D.无法比较
C
）A.$F_1＜F_2$
B.$F_1=F_2$
C.$F_1＞F_2$
D.无法比较
答案
10.C
解析
【分析】要比较两种情况下B端施加的最小力，需利用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂，即$F_1L_1=F_2L_2$）。根据杠杆原理，当动力方向与杠杆垂直时，动力臂最大，此时施加的力最小，因此两种情况的动力臂均为OB的长度（已知$AO=OB$）。接下来分别计算两种状态下的阻力臂，结合杠杆平衡条件比较力的大小。
【解析】设$AO=OB=L$，物体重力为$G$。
1. AO段水平时：
阻力为物体重力$G$，阻力臂是支点$O$到重力作用线的垂直距离，因AO水平，故阻力臂$L_{阻1}=AO=L$；
为使B端施加的力最小，动力方向垂直于OB，此时动力臂$L_{动1}=OB=L$；
根据杠杆平衡条件：$F_1 × L_{动1} = G × L_{阻1}$，代入得$F_1 × L = G × L$，解得$F_1=G$。
2. OB段水平时：
阻力仍为$G$，此时阻力臂是支点$O$到重力作用线的垂直距离，由于OB水平，重力作用线竖直向下，阻力臂为$OA$在水平方向的投影，其长度小于$AO=L$（即$L_{阻2}＜L$）；
同理，最小动力的动力臂$L_{动2}=OB=L$；
根据杠杆平衡条件：$F_2 × L_{动2} = G × L_{阻2}$，代入得$F_2 = \frac{G × L_{阻2}}{L}$，因$L_{阻2}＜L$，故$F_2＜G$。
综上，$F_1=G＞F_2$，即$F_1＞F_2$。
【答案】C
【知识点】杠杆平衡条件、力臂、最小力
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是确定不同状态下的阻力臂和动力臂，利用“垂直于杠杆时动力臂最大，力最小”的特点分析，需注意阻力臂随杠杆位置变化的规律，属于初中物理杠杆部分的典型题。
【难度系数】0.5
【解析】设$AO=OB=L$，物体重力为$G$。
1. AO段水平时：
阻力为物体重力$G$，阻力臂是支点$O$到重力作用线的垂直距离，因AO水平，故阻力臂$L_{阻1}=AO=L$；
为使B端施加的力最小，动力方向垂直于OB，此时动力臂$L_{动1}=OB=L$；
根据杠杆平衡条件：$F_1 × L_{动1} = G × L_{阻1}$，代入得$F_1 × L = G × L$，解得$F_1=G$。
2. OB段水平时：
阻力仍为$G$，此时阻力臂是支点$O$到重力作用线的垂直距离，由于OB水平，重力作用线竖直向下，阻力臂为$OA$在水平方向的投影，其长度小于$AO=L$（即$L_{阻2}＜L$）；
同理，最小动力的动力臂$L_{动2}=OB=L$；
根据杠杆平衡条件：$F_2 × L_{动2} = G × L_{阻2}$，代入得$F_2 = \frac{G × L_{阻2}}{L}$，因$L_{阻2}＜L$，故$F_2＜G$。
综上，$F_1=G＞F_2$，即$F_1＞F_2$。
【答案】C
【知识点】杠杆平衡条件、力臂、最小力
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是确定不同状态下的阻力臂和动力臂，利用“垂直于杠杆时动力臂最大，力最小”的特点分析，需注意阻力臂随杠杆位置变化的规律，属于初中物理杠杆部分的典型题。
【难度系数】0.5
11.(2024·东台期末)如图所示,使用羊角锤拔钉子,请在图中画出动力$F_1$的力臂$l_1$.
答案
11.
解析
【分析】要画出动力$F_1$的力臂，需先明确力臂的定义：力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。解题思路为：第一步确定杠杆的支点$O$；第二步找到动力$F_1$的作用线（可适当延长）；第三步过支点$O$向$F_1$的作用线作垂线，该垂线段即为动力臂$l_1$。
【解析】根据力臂的定义，作图步骤如下：
1. 确定支点：图中$O$点为羊角锤的支点；
2. 延长动力$F_1$的作用线（沿$F_1$的方向向左延长）；
3. 从支点$O$向$F_1$的作用线作垂线，标注这条垂线段为$l_1$，即为所求的动力臂。
【答案】
【知识点】力臂的画法,杠杆
【点评】本题考查杠杆力臂的基础作图，需掌握力臂的定义，属于杠杆部分的常规基础题，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】根据力臂的定义，作图步骤如下：
1. 确定支点：图中$O$点为羊角锤的支点；
2. 延长动力$F_1$的作用线（沿$F_1$的方向向左延长）；
3. 从支点$O$向$F_1$的作用线作垂线，标注这条垂线段为$l_1$，即为所求的动力臂。
【答案】
【知识点】力臂的画法,杠杆
【点评】本题考查杠杆力臂的基础作图，需掌握力臂的定义，属于杠杆部分的常规基础题，难度较低。
【难度系数】0.7
