第11章 简单机械和功 提优检测卷（原卷版+解析版）

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（考试时间：100分钟 试卷满分：100分）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．测试范围：八年级下册（苏科版）。
5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题（本题共12小题，每小题2分，共24分，每小题给出的四个选项中只有一个正确）
1．（本题2分）物理课本从课桌的边缘滑落到地面，则该过程中，重力对课本做功的功率最接近于（ ）
A．0.1WB．5WC．25WD．60W
【答案】B
【详解】一本物理课本的质量
m=200g=0.2kg
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
课桌高度约为1m，重力做的功
W=Gh=2N×1m=2J
掉落时间约为0.4s，重力做的功率为
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．（本题2分）下列情境中，人对物体做功的是（ ）
A．女孩把一箱报刊搬起来B．司机用力推汽车，汽车还是纹丝不动
C．足球被踢后，在草地上滚动了一段距离D．学生背着书包在水平路面上匀速前进
【答案】A
【详解】A．女孩把一箱报刊搬起来，女孩对箱子施加了向上的作用力，箱子向上移动了一段距离，女孩对箱子做了功，故A符合题意；
B．司机用力推汽车，汽车还是纹丝不动，司机对汽车施加了力，但是汽车没有在力的方向上移动一段距离，司机没有对汽车做功，故B不符合题意；
C．足球被踢后，在草地上滚动了一段距离，足球被踢出后，人对足球没有作用力，人没有对足球做功，故C不符合题意；
D．学生背着书包在水平路面上匀速前进，学生对书包施加了竖直向上的作用力，书包在水平方向上移动了一段距离，力的方向和书包移动的方向垂直，学生没有对书包做功，故D不符合题意。
故选A。
3．（本题2分）如图为探究杠杆平衡条件的实验装置，实验前已调节杠杆在水平位置平衡，在图示位置挂三个钩码，每个钩码重0.5N，为使杠杆仍平衡在水平位置，下列判断正确的是（ ）
A．用弹簧测力计在B点拉，无论怎样改变施力方向，拉力F总小于1.5N
B．用弹簧测力计在A点拉，无论怎样改变施力方向，拉力F总大于1.5N
C．在B点施加1N竖直向下的力，能使杠杆平衡
D．在A挂4个钩码能够使杠杆平衡
【答案】B
【详解】AC．根据杠杆的平衡条件可知，若要在B处使杠杆平衡，则
解得
因此在B点施加1N竖直向下的力，杠杆不能平衡。而将钩码换成拉力计后，在竖直方向拉时，拉力的力臂最大，拉力最小，为1.125N，当拉力方向改变时，拉力的力臂会变短，根据杠杆平衡原理可知，拉力的大小会变大，大于1.125N，故AC错误；
BD．根据杠杆的平衡条件可知，若要在A处使杠杆平衡，则
解得
因此在A挂4个钩码杠杆不能平衡。而将钩码换成拉力计后，在竖直方向拉时，拉力的力臂最大，拉力最小，当拉力方向改变时，拉力的力臂会变短，根据杠杆平衡原理可知，拉力的大小会变大，大于2N，故B正确，D错误；
故选B。
4．（本题2分）人体的各种运动相当复杂，但最基本的运动都是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆，如我们做抬头，抬腰，垫脚等动作时，就用到了身上各种各样的杠杆。如图所示，晓华同学正在做俯卧撑，此时人体可视为一个杠杆，下列各图能正确表示其原理的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】做俯卧撑时，人的重心在腰部附近，将身体撑起时，可以看成是以脚为支点形成的杠杆，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，所以动力在头部，竖直向上，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．（本题2分）小明在电视上看到物理教师在动物园内用弹簧测力计称出了一头大象的质量，称重时用到了吊车、铁笼（内有可增减的配重）等辅助工具，吊铁笼的横杆是一根长的槽钢，称重时先对装置进行了平衡调节。再将大象赶进铁笼进行称重，现场如图所示。关于称重过程，下列说法中正确的是（ ）
A．铁笼越轻，称量结果越准确B．槽钢越轻，称量结果越准确
C．弹簧测力计读数时，槽钢必须处于水平状态D．悬挂吊钩的位置可以设置在槽钢上不同位置
【答案】C
【详解】AB．称量大象的质量，利用杠杆的平衡条件，槽钢处于水平状态时，铁笼和大象的重力之和与拉力相同，由杠杆的平衡条件得出大象的重力，根据得出大象的质量，所以铁笼、槽钢的轻重对称量结果没有影响，故AB错误；
CD．悬挂吊钩的位置应尽量靠近大象一端，使动力臂大于阻力臂，且大象不在铁笼中时，槽钢应在水平位置平衡，即悬挂吊钩的位置使固定的，故C正确，D错误。
故选C。
6．（本题2分）如图（a），是某斜拉索桥的实景图，可逐步抽象成图b、图c所示的模型，为了减小钢索承受的拉力，在可能的前提下，下列做法可行的是（ ）
A．增加桥塔高度B．降低桥塔高度C．选用更粗的钢索D．增加桥面厚度
【答案】A
【详解】AB．图c中，斜拉索桥相当于杠杆，O为支点，力F2是阻力，钢索承受的拉力F1为动力，增加桥塔的高度，则F1对应的力臂增大，在阻力和阻力臂不变时，据杠杆的平衡条件知，动力F1减小，故A符合题意，B不符合题意；
C．选用更粗的钢索，阻力及阻力臂和动力臂不变，不能减小动力，即拉力F1，故C不符合题意；
D．增加桥面厚度，会增大桥面的重力，则阻力F2增大，在阻力臂及动力臂不变的情况下，据杠杆的平衡条件知，动力增大，故D不符合题意。
故选A。
7．（本题2分）关于功和功率，下列说法正确的是（ ）
A．做功越慢，功率越小
B．做功时间越长，功率一定越大
C．做功越多，功率越大
D．做功时间越短，功率一定越大
【答案】A
【详解】A．功率是表示做功快慢的物理量，做功越慢，功率越小，故A正确；
BD．功率不仅与做功的时间有关，还与做功的多少有关，故BD错误；
C．功率的大小等于功与时间的比值，仅仅知道做功多少而不知做功时间长短，无法判断功率大小，故C错误。
故选A。
8．（本题2分）汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下面图像中，哪个图像正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】汽车在匀速行驶时牵引力等于阻力，由P=Fv可知，当功率减半时，如速度不变，可知牵引力减半，故阻力大于牵引力，车将减速，因功率恒定，故做变减速运动，而牵引力变大，当牵引力等于阻力时，汽车将做匀速运动。由以上分析可知C项符合题意。
故选C。
9．（本题2分）如图所示，光滑斜面，沿斜面AB和AC分别将同一重物从底部拉到顶部所用时间相同，所需拉力分别为F1和F2，所做功的功率分别为P1和P2，则（ ）
A．，B．，
C．，D．，
【答案】D
【详解】因为斜面光滑，所以将重物从底部拉到斜面顶部时，没有额外功，拉力做的功相等，即
W1=W2=Gh
又因为
W1=F1×AB，W2=F2×AC
且AB＞AC，所以拉力大小关系为F1＜F2；因为沿斜面AB和AC分别将同一重物从底部拉到顶部所用时间相同，根据可知，所做功的功率大小关系为P1=P2，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
10．（本题2分）如图，用甲、乙两机械分别将重为GM、GN的两物体M、N匀速提升，物体上升高度分别为。对绳子的拉力分别为，机械效率分别为。下列说法正确的是（ ）
A．若，则
B．若，则
C．若，则
D．若，则
【答案】D
【详解】甲滑轮组绳子承重股数为n甲=2，乙滑轮组绳子承重股数为n乙=2。
A．若，甲中绳子自由端的拉力为
乙中绳子自由端的拉力为
由于不知道动滑轮的重力是否相等，所以无法比较和的大小，故A错误；
B．若，甲中绳子自由端的拉力为
乙中绳子自由端的拉力为
可知，，根据
可知，，故B错误；
C．若，甲中绳子自由端的拉力为
乙中绳子自由端的拉力为
无法比较动滑轮的重力大小，根据
无法比较甲、乙两机械的机械效率，故C错误；
D．若，甲中绳子自由端的拉力为
乙中绳子自由端的拉力为
可知，根据
可知，，故D正确。
故选D。
11．（本题2分）如图所示，弹簧秤下挂着一个重为1N的滑轮，滑轮上用细线挂着一个1N的小球和一个10N重的物体，小球悬在空中，整个装置都是静止的，这时弹簧秤的读数是（ ）
A．2NB．3NC．11ND．12N
【答案】B
【详解】以定滑轮为研究对象，它受向下的重力1N，左边绳子向下的拉力1N和右边绳子向下的拉力1N，因定滑轮处于静止状态，则向上的拉力F=3N，而绳子向上拉定滑轮的力和绳子向下拉弹簧秤的力相等，所以弹簧秤的示数为3N。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
12．（本题2分）春晚节目《只此青绿》舞绘千里江山图，其中“青绿腰”惊艳众人，演员能保持图甲状态一定时间。若用F1、F2、G表示舞蹈演员前脚、后脚受到的支持力和舞蹈演员的重力，则下列说法正确的是（ ）
A．演员为非平衡状态
B．演员受力示意图为图乙
C．演员缓慢起身过程，F2变小
D．适当增大两脚之间的距离，F1变大
【答案】C
【详解】A．演员能保持图甲状态一定时间，处于静止状态，为平衡状态，故A错误；
B．如图所示
A、B两点为地面对该舞蹈演员两脚支持力的作用点，O为舞蹈演员的重心，重力从重心竖直向下画，标出符号G，支持力分别从两个支持点A、B竖直向上画，标出符号F1、F2，如图丙所示，故B错误；
C．演员缓慢起身过程，重心O向左移动，F1的力臂变小，F2的力臂变大，重力大小不变，根据杠杆的平衡条件可知，F2变小，故C正确；
D．适当增大两脚之间的距离，F1的力臂、F2的力臂的比值大小不变，重力大小不变，根据杠杆的平衡条件可知，F1大小不变，故D错误。
故选C。
第II卷（非选择题）
二、填空题（本题共9小题，每空1分，共20分）
13．（本题3分）如图甲是《天工开物》中记载的一种在农业生产中汲水的装置，称为辘轳，图乙是它的示意图。提水时辘轳可以看作杠杆，其支点在 （A/B/C）点，此时辘轳属于 （省力/费力/等臂）杠杆。如图丙所示，现代家庭中有的水龙头的开关也应用了同样原理，选用转盘 （①/②）作为水龙头的开关效果更好。
【答案】 B 省力 ①
【详解】[1][2]提水时辘轳可以看作杠杆，其支点在B点，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
[3]水龙头的开关也应用了杠杆原理，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，所以选用转盘①作为水龙头的开关效果更好。
14．（本题3分）如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕 点倾翻。为了安全，室外机的位置应尽量 （填“靠近”或“远离”）墙壁。请画出室外机对支架压力F的力臂。
【答案】 C 靠近
【详解】[1]由图得，如果A处螺钉松脱，支架受到室外机重力的作用，会绕C倾翻。
[2]为了安全，室外机的位置应尽量靠近墙壁，减小室外机对支架压力的力臂的长度。
[3]室外机对支架压力F的力臂为C点与力F的作用线的距离，过C点做力F的作用下的延长线的垂线，C点到垂足的距离为室外机对支架压力F的力臂，如图所示：
15．（本题2分）在我市公园路街道上，常看到一种剪树枝的—高枝剪刀，如图所示，它的构造主要包括剪口A、滑轮B、滑轮C和高强度纤维绳D组成的。电工师傅把高处要修剪的枝放入剪口A处，然后用力F向下拉纤维绳D，就能把树枝剪断，高枝剪刀属于 （填一种简单机械的名称）；滑轮B为 （选填“定滑轮”或“动滑轮”）。
【答案】 杠杆 动滑轮
【详解】[1]使用高枝剪剪树枝时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
[2]由于滑轮B可以随着高枝剪的动刀口一起运动，所以，是动滑轮。
16．（本题1分）如图甲是古代攻守城垒的武器——抛石机（又名“抛车”），它是以木为架、利用杠杆原理抛射石弹与火球的重型远程抛射装置，最早产生于周代。如图乙是图甲的示意图，AB为横杆，其重心正好在O点，O为支点，A端挂的是配重物，B端挂的是要投掷的石弹。已知配重物质量为2t，石弹质量为50kg，AO=2m，BO=10m，要保持横杆AB水平平衡，还需对B端施加至少 N的向下的拉力。
【答案】3500
【详解】配重物的重力
G配=m配g=2×1000kg×10N/kg=20000N
石弹的重力
G石=m石g=50kg×10N/kg=500N
由杠杆平衡条件得到
G配×OA=FB×OB
还需对B端施加的拉力最小值为
FB小=FB-G石=4000N-500N=3500N
17．（本题3分）道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型，将重为的车辆A沿斜面匀速拉至斜面顶端，用时10s，钢绳对车辆的拉力为5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m，则有用功是 J，拉力的功率是 W，斜面的机械效率为 。
【答案】 2×104 2500 80%
【详解】[1]有用功
W有用​=Gh=1×104N×2m=2×104J
[2]拉力做的总功
W总​=Fs=5000N×5m=2.5×104J
拉力的功率
[3]斜面的机械效率
18．（本题2分）如图甲所示，重为5N的物体放在粗糙程度相同的水平地面上。用水平拉力F作用于物体，拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度与时间t的关系如图丙所示。由图像可知，6~9s内水平拉力F做的功为 J；撤去拉力，9~12s内物体做减速运动时，受到的摩擦力大小为 N。
【答案】 108 6
【详解】[1]由图乙可知，6~9s内拉力为6N，由图丙可知，此时物体的运动速度为6m/s，物体运动路程
s=vt=6m/s×3s=18m
则拉力F做的功
W=Fs=6N×18m=108J
[2]由图乙可知，6~9s内拉力为6N，此时物体的运动速度为6m/s，做匀速直线运动，受到的摩擦力与拉力二力平衡，即摩擦力等于拉力为6N，撤去拉力，9~12s内物体做减速运动时，压力和接触面粗糙程度不变，则受到的摩擦力大小不变，仍为6N。
19．（本题1分）跳绳是一种健身运动。一位质量同学在原地跳绳过程中，离开地面后竖直方向的高度一时间图像如图所示。不计阻力，取，则跳绳者做功的平均功率 W。
【答案】150
【详解】由图像可知，每次跳绳到下一次跳绳所用时间为，每次跳绳上升克服重力所做的功为
跳绳者做功的平均功率为
20．（本题2分）甲、乙两个完全相同的物体分别在水平拉力F甲和F乙的作用下，在同一水平面上运动，两次运动的s-t图像如图所示。若不计空气阻力，则拉力F甲 F乙，拉力功率P甲 P乙。（均选填“>”、“
【详解】[1]由图象可知，甲乙两物体均做匀速直线运动，甲乙两个物体完全相同，则重力相同，对水平面的压力相等，在同一水平面上运动，则两物体受到的摩擦力大小相等，所以根据二力平衡条件可知，拉力F甲和F乙的大小相等，即F甲=F乙。
[2]由图象可知，在相同时间内，甲物体通过的路程大于乙物体通过的路程，则甲的速度大于乙的速度，即v甲>v乙，又知F甲=F乙，所以根据
可知，拉力的功率p甲>p乙。
21．（本题3分）如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，其中动滑轮重40N，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图，则，图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ，拉力F做功的功率是 W，该滑轮组提升此重物时的机械效率为 。
【答案】 功 63 70%
【详解】[1][2]由图乙可知，纵坐标表示拉力F＝50N不变，横坐标表示绳自由端移动距离s＝3m，由W＝Fs可知，阴影部分的面积表示拉力所做的功，其大小为
W=Fs=50N×3m=150J
即拉力所做的总功为150J；由可得，拉力所做的功率为
[3]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，由s＝nh可得，物体上升的高度
则拉力做的有用功
W有=Gh=105N×1m=105J
滑轮组提升该重物时的机械效率
即机械效率为70%。
三、简答题（本题共9小题，共50分。解答第25、26题时，应写出解题过程）
22．（本题2分）图a中用手端起水盆时相当于一个杠杆，图b是其示意图，O为支点，G为阻力，请在图b中画出在A点施加的最小动力F1的示意图并作出阻力臂L2。
【答案】
【详解】根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，由图可知，OA即为最长的动力臂，与之垂直的力即为最小动力，阻力使杠杆顺时针转动，所以动力应使杠杆逆时针转动，动力方向应斜向上；过支点O做阻力作用线的垂线，垂线段即为阻力臂，故作图如下：
23．（本题2分）如图所示，根据动力臂和阻力画出杠杆的动力的示意图和阻力臂。
【答案】
【详解】解：力臂是支点到力的作用线的距离，如L2所示为F2的力臂；过L1的下端点作L1的垂线，与杠杆的交点为动力作用点，根据杠杆平衡，动力F1方向向下，如图所示：
24．（本题2分）周末下午小龙去双月湾游玩，路上遇上了雷暴雨，汽车陷进了泥坑里。路途遥远救援车无法在天黑前赶到，聪明的小龙运用滑轮组以最省力的方法将汽车拉了出来，请画出他的绕线方法。
【答案】
【详解】根据要求，最省力则承担拉力的绳子段数应尽量多，即可以绕3段绳子，这样最省力，如图所示
25．（本题6分）图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，“横木穿插碓头，硬嘴为铁，足踏其末面舂之”。若碓头质量为20kg，不计横木的重力和转动摩擦。（g取10N/kg）
（1）求碓头的重力；
（2）质量为72kg的捣谷人，双脚站立时与地面的接触面积约为，求双脚站立时对地面的压强；
（3）当他左脚站立，右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时，示意图如图乙，已知，则此时的大小？
【答案】（1）200N；（2）；（3）300N
【详解】解：（1）碓头的重力为
（2）捣谷人对地面的压力为
则双脚站立时对地面的压强为
（3）根据杠杆平衡条件，力垂直于OB向下时，力臂最长，力最小，此时力臂为OB。根据杠杆平衡条件则有
解得的大小为
答：（1）碓头的重力为200N；
（2）质量为72kg的捣谷人，双脚站立时对地面的压强为；
（3）的大小为300N。
26．（本题6分）如图，工人用滑轮组把物料运上楼，物料重500N，底面积500cm2，在20s内，工人用300N拉力F将物料缓缓匀速提升了6m。g取10N/kg。求：（不计绳重与摩擦）
（1）工作前，物料静止放在水平地面上，它对地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）滑轮组机械效率是多少。
【答案】（1）104Pa；（2）180W；（3）83.3%
【详解】解：（1）工作前，物料静止放在水平地面上，对水平地面的压力
F压＝G＝500N
对地面的压强
（2）由图知，通过动滑轮绳子的段数n=2，绳子移动的距离
s=2h=2×6m=12m
拉力所做的功
W总=Fs=300N×12m=3600J
拉力F的功率
（3）将物料缓缓匀速提升时，该滑轮组机械效率
答：（1）物料静止放在水平地面上，对地面的压强为1×104Pa；
（2）拉力F的功率为180W；
（3）滑轮组机械效率是83.3%。
27．（本题7分）杆秤（图甲）是我国古老的测量质量的工具，现今人们仍然在使用，杆秤是根据 原理制成的。现有同学们动手制作量程为0~20g的杆秤（图乙）。
【制作步骤】
①做秤杆：选取一根筷子，A处固定悬挂上秤盘， B处系了一根细绳作为提纽；
②标零线：将5克的砝码挂到提纽的右边作为秤砣，手提提纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置平衡，在秤砣所挂的位置标上“0”刻度；
③定刻度：……
【交流评价】
（1）图甲中，杆秤有两个提纽，使用提纽 （选填“1”或“2”）时的量程更大；
（2）步骤②标零线时秤杆出现左低右高现象，秤砣应往 侧移动，使杆秤调至水平位置平衡；悬挂的秤盘质量不同 （选填“会”或“不会”）影响“0”刻度的位置；
（3）定刻度时，小科和小思采用不同的方法：
小科：先在秤盘上放1g 的物体，移动秤砣，使杆秤在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2g 的物体……按上述方法直至标出所有刻度；
小思：在秤盘上放20g 砝码，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度；
你认为 的方法更合理，原因是： 。
（4）若秤砣上粘上了一块橡皮泥，那么使用该杆秤，测量结果将 。（选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）
【答案】 杠杆平衡 2 右 会 小思 见解析 偏小
【详解】[1]根据杆秤的工作原理可知，其是利用杠杆平衡原理制成的。
（1）[2]杆秤利用了杠杆平衡原理，若物体的重力为G物，秤砣的重力为G砣，提纽到秤钩的距离为l1，且为G物的力臂，提纽到秤砣的距离为l2且为G砣的力臂，由杠杆的平衡条件可知满足关系
由图可知，将秤砣置于最远处时，使用提纽2，则l1减小而l2增大，此时G物变大，即使用提纽2杆秤的量程更大。
（2）[3]杆秤出现左低右高现象，根据杠杆平衡原理，右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘积，所以向右移动秤砣，增大动力臂，可以达到水平平衡。
[4]根据杠杆平衡原理，悬挂的秤盘质量不同会影响“0”刻度的位置。
（3）[5][6]因为杆秤的刻度是均匀的，小思挂上20g物体后，标出20对应的刻度，可将0到20刻度之间平均分20等分，这样的操作更简单易行，所以小思的方法更合理。
（4）[7]若秤砣上粘上了一块橡皮泥，会导致秤砣质量偏大，根据杠杆平衡条件，其力臂会减小，那么使用该杆秤，测量结果将偏小。
28．（本题8分）如图1所示是某同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干）：
（1）杠杆放在支架上后，在图1甲所示位置静止，这时的杠杆处于 （填“平衡”或“不平衡”）状态，为了将杠杆调至水平位置平衡，他将左端平衡螺母向 （填“左”或“右”）端调节；
（2）图1乙中，在水平位置平衡的杠杆A处挂两个钩码，则在B处需挂 个钩码时，杠杆才能继续保持在水平位置平衡；实验中每次都要调节杠杆在水平位置平衡，这样做的主要目的是便于直接测量 ；经过多次实验得出杠杆平衡条件为 ；
（3）保持杠杆水平位置平衡，将图1丙中的弹簧测力计由竖直位置缓慢向右转动至虚线位置，弹簧测力计示数将 （填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）实验中保持阻力F2及阻力臂l2不变，多次改变动力F1与动力臂l1，收集数据并在坐标系中绘制出动力F1与动力臂l1的关系图像（如图2所示），由图像分析可知：当F＝ N时，l1＝30cm；
（5）如图3甲所示，粗细不均匀的胡萝卜在水平位置平衡。将胡萝卜沿虚线位置分割成两部分，如图3乙所示，P点为胡萝卜左边部分重心位置，Q点为胡萝卜右边部分重心位置，根据杠杆平衡条件分析可知，左边部分胡萝卜所受的重力 （填“大于”“小于”或“等于”）右边部分胡萝卜所受的重力。
【答案】 平衡 左 3 力臂 动力×动力臂＝阻力×阻力臂/F1L1＝F2L2 变大 0.5 大于
【详解】（1）[1]杠杆静止在如图甲的位置，所以杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆停在如图甲所示的位置，左端上翘，要使杠杆在水平位置处于平衡状态，平衡螺母向上翘的左端移动。
（2）[3]设一个钩码的重为G，杠杆一个小格代表l，设杠杆右端挂n个钩码，根据杠杆平衡得
2G×3l＝nG×2l
所以n＝3。
[4]实验过程中每次都要调节使杠杆在水平位置平衡，此时力臂恰好沿着杠杆的方向，可以直接从杠杆上读出力臂，所以这样做的目的是便于测量力臂，同时可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
[5]由多次实验可以得出杠杆平衡条件，动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
（3）[6]当保持杠杆水平平衡，把弹簧测力计逐渐向右倾斜时，动力臂会逐渐减小，根据杠杆平衡条件可知，拉力变大。
（4）[7]根据图可知，当动力为F1时，动力臂为l1＝30cm，当动力F2＝1N时，动力臂为l2＝15cm，由杠杆平衡条件可知
F1×l1＝F2×l2
即
F1×30cm＝1N×15cm
解得F1＝0.5N。
（5）[8]如图，根据杠杆的平衡条件可得
因为，所以。P端胡萝卜相比Q端胡萝卜更重些，即左边部分胡萝卜所受的重力大于右边部分胡萝卜所受的重力。
29．（本题7分）某小学大门口设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力大小为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
（1）猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 ；
（2）猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 ；
（3）同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1和改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦：
应采用改进方案 进行探究。实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 N，猜想 起主导作用。
【答案】 9 见解析 见解析 2 4.5 8.4 2
【详解】[1]值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，标志牌在竖直方向上受到的竖直向下的摩擦力和重力、竖直向上的拉力的作用，三个力平衡，所以摩擦力的大小为
f=13N-4N=9N（1）[2]木质标志牌杆受潮膨胀导致铁夹张开，张开幅度越大，铁夹夹得越紧，压力变大，在接触面粗糙程度一定时，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大。
（2）[3]木质标志牌杆表面湿润，导致接触面的粗糙程度变小，在压力一定时，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小。
（3）[4]使用定滑轮不能改变力的大小，使用动滑轮可以省力。由题意知，物体的重力为4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N，小于标志牌的重力，方案1的三个滑轮均为定滑轮，不能省力，方案2滑轮组中有动滑轮，可以省力，所以采用的是改进方案2。
[5]由图可知，滑轮组有3段绳子拉着动滑轮，拔出后静止时，测力计示数为1.6N，可知吸水后的标志牌的重力为
G′=nF′-G动=3×1.6N-0.3N=4.5N[6][7]匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，不计绳重及滑轮处摩擦，则标志牌受到向上的拉力为
FG=nF-G动=3×4.4N-0.3N=12.9N则拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为
f'=FG-G′=12.9N-4.5N=8.4N