2021年广东省中考物理复习专练（广州专版）（10）——简单机械

这是一份2021年广东省中考物理复习专练（广州专版）（10）——简单机械，共26页。

A．图乙的机械效率是F12F2
B．图丙的机械效率是F12F3
C．图乙和图丙的有用功都是F1h
D．图乙和图丙一定都是省力装置
2．（2020秋•荔湾区期末）如图甲所示，大小为6N的水平拉力F1将重力G为9N的物体沿水平直线匀速拉动s1的距离，做功为W1；如图乙所示，借助滑轮组，在绳端用拉力F2使同一物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离s1，F2所拉绳端的上升距离为s2，做功W2。则（ ）
A．W2一定小于W1
B．此滑轮组的机械效率是η=F1s1F2s2
C．F2一定大于G3
D．s2一定等于s1
3．（2020•番禺区一模）如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计。在物体匀速上升过程中，甲、乙两图的拉力及机械效率为（ ）
A．F1＜F2 ，η1 ＞η2B．F1＜F2，η1＝η2
C．F1＞F2 ，η1 ＜η2D．F1＞F2，η1＝η2
4．（2020秋•荔湾区校级月考）用如图所示的滑轮或滑轮组将同一重物G匀速提高h高度，每个滑轮的重相同，不计摩擦和绳重，四种方法中，拉力大小和机械效率都相同的是（ ）
A．A和BB．C和DC．B和CD．B和C和D
5．（2020秋•荔湾区校级月考）如图所示，在一稳定平台的左侧A处，利用滑轮组把一个物体从水平地面匀速拉到高为h的位置，在此过程中绳的拉力对物体所做的功为WA。在右侧B处，把同一物体从水平地面直接拉到高为h的位置，此过程中绳的拉力对物体所做的功为WB；则该滑轮组的机械效率为（ ）
A．WAWBB．WA-WBWAC．WBWAD．WAWB-WA
6．（2020•越秀区校级二模）如图所示，用F1的力将物体B匀速提升h，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度。下列说法正确的是（ ）
A．使用滑轮组过程中，绳子移动距离是物体的上升高度的两倍
B．F1一定大于F2
C．滑轮组的机械效率为F13F2
D．F2做功的功率比F1做功的功率大
7．（2019秋•天河区期末）C点为硬棒AD的重心，硬棒可绕A点转动。在棒的B点施加力F1，F1的方向沿OO'线，棒在如图所示位置处于静止状态。则（ ）
A．F1＞GB．F1=S1S2G
C．重力的力臂等于S1D．F1方向沿OO'线向下
8．（2020秋•广州月考）小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100J。小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120J，则下列说法正确的是（ ）
A．小红利用的机械一定是省力的
B．小红所做的有用功为120J
C．小红所做的有用功为100J
D．小红利用的机械其机械效率达到了100%
9．（2020秋•越秀区校级期中）如图甲所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图乙所示，则（ ）
A．s＝0.1m时，把F看作动力，则杠杆为省力杠杆
B．滑环向右移动时，F一直增大
C．杆的重力为50N
D．s＝0.5m时，F＝100N
10．（2020秋•越秀区校级期中）小明利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”，在杠杆两侧挂上数量不等的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡.以下操作中，能让杠杆在水平位置再次平衡的是（ ）
A．在左右两端的钩码下方，各增加一个钩码
B．左右两端的钩码，各减少一个钩码
C．去掉右侧钩码，换用弹簧测力计在A点斜向上拉
D．去掉左侧钩码，换用弹簧测力计在A点竖直向上拉
11．（2020秋•荔湾区校级月考）小明在剪纸时，所用剪刀的机械效率为90%，这表示（ ）
A．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.9N
B．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.9N
C．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.9J的功用于剪纸
D．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.1J的功用于剪纸
12．（2020秋•越秀区校级月考）下列说法中正确的是（ ）
A．机械效率越大的机械，则其功率就越大，做功就越快
B．某机械工作时功率为70W，表示该机械每秒钟做功大小为70J
C．越省力的机械，其功率就越小
D．减小了额外功，就能提高机械效率
13．（2020秋•越秀区校级月考）如图所示，一块厚度不计、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力分别作用于水泥板的长或宽的一侧，欲使其一端抬离地面。下列对此情景的分析中，正确的是（ ）
A．F甲作用于水泥板时，水泥板可看成是费力杠杆
B．F乙作用于水泥板时，水泥板可看成是费力杠杆
C．F甲＝F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍
D．F甲＞F乙，因为甲方法的动力臂比乙方法的短
14．（2020秋•越秀区校级月考）如图所示，平行于斜面的拉力将重为400N的物块由斜面底端匀速拉到顶端，已知拉力为250N，物体沿斜面移动了2m，升高了1m。以克服物块的重力做的功为有用功，（忽略空气阻力）下列说法中正确的是（ ）
A．此过程中拉力所做的总功为400J
B．此过程中拉力所做的额外功为250J
C．斜面的机械效率62.5%
D．此过程物块所受的摩擦力与拉力不是一对平衡力
二．多选题（共1小题）
15．（2020秋•越秀区校级期中）如图，分别用甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N。不计绳重及摩擦，此过程中（ ）
A．F1大于F2
B．F1做功的总功率等于F2做功的总功率
C．F1做的功小于F2做的功
D．甲的机械效率等于乙的机械效率
三．填空题（共5小题）
16．（2021春•黄埔区校级月考）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体1m（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表1所示，完成下列填空。
（1）甲的机械效率为 ；丙的机械效率为 。（填数值）
（2）乙滑轮属于机械 （选填“省力”或“费力”），判断理由： 。
17．（2020秋•荔湾区校级月考）某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重580N，沿斜面所用拉力400N，则斜面的机械效率是 ，木板对瓷砖的摩擦阻力是 N。
18．（2020秋•番禺区月考）如图所示，在拉力F作用下，物体在水平桌面上以一定的速度向左匀速运动，绳子自由端5s内移动了6m，已知A的重力为200N，地面对物体的摩擦力为80N；若该装置的机械效率为80%，绳自由端的拉力做的总功是 J，拉力F为 N。
19．（2020秋•广州期中）如图1所示，A点为硬棒的重心，此时硬棒静止，弹簧测力计的示数为 N。若如图2所示，O为支点，当硬棒水平静止时，所需要的拉力F为 N。若在如图3所示虚线方向用力F2也能使硬棒水平平衡，请你画出力F2及它的力臂L2，此时F1 F2，你的依据为 。
20．（2020春•越秀区校级期末）使用简单机械可以给人们的生活带来便利。如图甲，旗杆的顶端安装着一个定滑轮，用来改变 ；图乙把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，是为了 ，从而使得剪断物体更省力；图丙中小轿车的方向盘相当于一个轮轴，若F1＝20N，盘的半径为20cm，轴的直径为5cm，不计摩擦阻力，则F2＝ N。
四．作图题（共4小题）
21．（2021春•越秀区校级月考）支点为O的杠杆（每格长度相同）原处于水平静止，现同时施加两个力F1、F2，其中F1的作用点在A点（图中没有画出F1）杠杆仍保持水平静止。在图中。
①画出F2的力臂L2。
②画出F1（要求：所用的力最小）的示意图。并比较大小：F1 F2（选填“＞”、“＜”或“＝”）判断依据是：
22．（2020春•越秀区校级期末）在杠杆上的A点挂一重物，在C点对杠杆施加一个最小的力F1，使杠杆平衡在图所示的位置。试画出这个最小力F1的示意图和力臂L1。
23．（2020春•郑州期末）小明在学校运动会上是仪仗队旗手，如图所示，他竖直举旗前进时，红旗受到风的水平阻力F2，其作用点可以看成在A点。若以B点为支点，请画出手对旗杆施加的最小动力F1及阻力F2的力臂l2。
24．（2020•荔湾区二模）如图甲所示，为按压式订书机，人手在A点施加压力F1，将订书机钉入B点下方的纸张中，纸张对订书机B点产生阻力F2，转轴O为支点，乙图是该订书机的简化示意图，请在图乙中画出阻力臂L2和人手在A点施加的最小动力F1。
五．实验探究题（共6小题）
25．（2020秋•黄埔区期末）小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，他猜想动滑轮拉动的物体越轻，机械效率越高。请设计实验检验其猜想，并填写实验报告。
（1）实验目的： ；
（2）实验步骤（若需要可补充器材）： 。
26．（2020秋•广州月考）在“探究杠杆平衡条件”的实验中，如图甲所示：
（1）实验时，为了方便测量 ，应先调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）总结数据得出杠杆平衡条件： ；
（3）案秤是利用杠杆原理来工作的，图乙所示的案秤是个不等臂杠杆。使用前，先将游码移至秤杆左端零刻度线处，若发现秤杆右端上翘，则调零螺丝应向 （选填“左”或“右”）旋动，才能使秤杆水平平衡。
（4）称量一物体质量时，将物体放在秤盘上，接着在砝码盘上放一个标识为1kg的槽码，游码仍在零刻度线处，秤杆恰好在水平位置平衡，测得该物体的质量为1kg。那么，这个标识为1kg的槽码真实质量 （选填“大于”“小于”或“等于”）1kg。
27．（2020秋•越秀区校级期中）小华和小浩利用力学实验盒内的器材，自主小组合作，探究动、定滑轮和滑轮组的特点，实验过程如表所示。所选轻质细绳的质量可忽略，弹簧测力计静止且稳定后读数。
（1）如表所示，小华实验前所选的弹簧测力计量程是 。
小华用这个弹簧测力计直接实验，小浩说小华错了，请你指出小华实验前存在的错误 。
（2）小华纠正错误后，继续完成实验，小浩协助记录的数据如表所示，请你指出这个数据表格设计过程存在的错误 。
（3）通过分析步骤 的数据后，小华觉得“使用动滑轮，只需用物重一半的力”的说法不合理。认为该说法还应满足的条件是 。
（4）比较步骤4、5可知，定滑轮的其中一个特点是 。
（5）分析步骤4～7的绕线规律，完成步骤6的滑轮组绕线。
（6）分析步骤1、2、4、5弹簧测力计示数的内在关系，请你计算出步骤7绳子自由端拉力： 。
28．（2020秋•越秀区校级期中）在“探究杠杆平衡条件”的实验中
（1）在杠杆的A点挂上一个重物，在B点用弹簧测力计施加竖直向下的力F1使杠杆平衡．请在如图甲中画出重物对挂钩的拉力F．
（2）在杠杆后面安装一个以O为圆心的圆盘，如图甲．再把弹簧测力计从B点移到C点，此时拉力F2沿图乙中的CD线（CD线与圆盘相切于D点）．
①请在图乙中画出拉力F2，并画出F2的力臂L2；
②判断：F1 F2．（选填“＞”、“＜”或“＝”）
（3）用图丙中的轻质杠杆HIJK提起G＝300N的重物，I点为支点，已知HI＝6m，IJ＝3m，JK＝4m，请在图丙中画出使杠杆平衡的最小力F3，并标出其大小．
29．（2020秋•越秀区校级期中）（1）如图所示，甲中测力计示数为 N。
（2）小明猜测：“图中，动滑轮和滑轮组相比，提升的同一重物时，滑轮组的机械效率更高”。设计实验检验其猜测，并填写实验报告．
①实验目的： 。
②实验步骤（若需要可补充器材）： 。
30．（2020秋•黄埔区期末）如图，质量分布均匀的圆柱体木棒左端与支点O连接，绕O转动时，木棒所受的摩擦可忽略不计。现木棒右端受到竖直向上的拉力F而保持静止。
（1）若把该木棒看作一个杠杆，则此杠杆是否处于平衡状态？
答： （选填“是”或“否”），判断的依据是 。
（2）若以F为杠杆的动力，木棒所受的重力为阻力，请在图中画出拉力F的力臂L1和重力G及其力臂L2，根据 可判断此杠杆为 （“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。
六．综合能力题（共1小题）
31．（2021春•天河区校级月考）质量忽略不计的AC硬棒能绕O点转动，在C点挂一物体，在B点施加动力F时，棒刚好处于静止状态。
（1）画出F2的力臂。
（2）在B点画出作用在杠杆上最小的动力F1。
（3）此杠杆是 杠杆。（填：“省力”、“费力”或“等臂”）
判断依据是： 。
2021年广东省中考物理复习专练（广州专版）（10）——简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共14小题）
1．【解答】解：由甲图用F1的力直接用手将物体匀速提升至平台，根据匀速和二力平衡知识可知，物重G＝F1；
A、图乙中斜面与地面夹角为30°，物体上升高度为斜面长度的一半，斜面的机械效率为：
η=W有用W总=GhFs=F1hF2×2h=F12F2，
故A正确，不符合题意；
B、图丙使用一个动滑轮提升重物，机械效率是η′=W有用'W总'=GhF3s'=F1hF3×2h=F12F3，
故B正确，不符合题意；
C、图乙和图丙的有用功都是Gh即F1h，故C正确，不符合题意；
D、图乙中摩擦力较大时可能是费力装置，图丙中物重小于动滑轮重时也是费力装置，故D错误，符合题意。
故选：D。
2．【解答】解：
A.图甲中拉力做的功W1＝F1s1，图乙中拉力F2做的有用功为直接用力F1将物体沿直线匀速拉动s1的距离做的功，即W有＝W1＝F1s1，
又因拉力F2需要克服动滑轮重、绳重和摩擦所做的额外功，
所以，由W总＝W有+W额可得，拉力F2做的功W2一定大于W1，故A错误；
B.此滑轮组的机械效率是η=W有W总=F1s1F2s2，故B正确；
C.由题意可知，F1＜G，不考虑动滑轮重、绳重和摩擦，图乙中拉力F2=13F1＜13G，
考虑动滑轮重、绳重和摩擦，图乙中拉力F2＞13F1，则F2不一定大于13G，故C错误；
D.图乙中滑轮组绳子的有效股数n＝3，F2所拉绳端上升的距离s2＝ns1＝3s1，即s2一定大于s1 ，故D错误。
故选：B。
3．【解答】解：由题知，两图中每个滑轮重相同，物重也相同；
（1）分析图甲可知，n＝3，则拉力端移动的距离s＝3h，
因摩擦力和绳重忽略不计，则拉力F1=13（G+G动），
其机械效率：η1=W有用1W总1=GhGh+G动h=GG+G动；
（2）分析乙图可知，n＝2，则拉力端移动的距离s＝2h，
摩擦力和绳重忽略不计，则拉力F2=12（G+G动），
其机械效率：η2=W有用2W总2=GhGh+G动h=GG+G动；
由此可知：F1＜F2，η1＝η2，即甲图中拉力更小，机械效率一样大。
故选：B。
4．【解答】解：（1）A图是定滑轮，不省力，即F1＝G；B图是动滑轮，省一半的力，即F2=12（G+G0）；C图是滑轮组，与动滑轮相连的绳子有两段，即F3=12（G+G0）；D图是滑轮组，与动滑轮相连的绳子有三段，即F4=13（G+G0）；比较拉力可知：B和C的拉力相同；
（2）四种方法中，将同一重物G匀速提高h高度，根据W有用＝Gh可知：四种方法中的有用功相同；
由于不计摩擦和绳重，则只有BCD图中滑轮使用中需要克服动滑轮的重力做额外功，已知每个滑轮的重相同，根据W额＝G动h可知：BCD图中的额外功相同，
根据W总＝W有用+W额可知BCD图中的总功相同，所以根据η=W有用W总可知BCD的机械效率相同，
由上分析可知：拉力大小和机械效率都相同的是B和C。
故选：C。
5．【解答】解：把物体从水平地面匀速直线拉到高为h的位置所做的功WB，
利用滑轮组把同一物体从水平地面匀速直线拉到同一高度，在此过程中所做的有用功W有用＝WB，
使用滑轮组时拉力做的总功：W总＝WA，
则滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=WBWA，故ABD错误、C正确。
故选：C。
6．【解答】解：
A．由图可知n＝3，则使用滑轮组过程中，绳子移动距离是物体的上升高度的三倍（即s＝3h），故A错误；
B．用F1的力将物体B匀速提升h，由于物体做匀速运动，所以F1＝G，
若不计绳重和摩擦，则绳端的拉力为：F2=G+G动3=F1+G动3，但如果动滑轮很重、摩擦较大，则F1不一定大于F2，故B错误；
C．滑轮组的机械效率为η=W有用W总=GhnF2h=F1h3F2h=F13F2，故C正确；
D．F2做的功为总功，所以F2比F1做的功多，但不知将物体提升相同高度的时间关系，则根据P=Wt知无法确定两个拉力做功的功率大小，故D错误。
故选：C。
7．【解答】解：由图知阻力为杠杆本身的重力，竖直向下，因为动力和阻力使得杠杆转到方向相反，所以动力L1沿OO′竖直向上，画出动力臂和阻力臂，如下图所示：
由图知，F1的方向沿OO′线向上，其力臂L1的长为s1；而G的方向竖直向下，所以其力臂l2是从A点到G的垂线段，小于s2，故CD错误；
由F1L1＝GL2知，L1＜L1，所以F1一定大于G．故A正确；
此时有F1=GL2L1＜Gs2s1，故B错误。
故选：A。
8．【解答】解：A、利用机械可能省力也可能费力，小红利用某种机械不能确定一定省力，故A错误；
B、小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120J，120J是总功，故B错误；
C、小红利用机械做的有用功等于小明做的功，是100J，故C正确；
D、由于利用机械就用额外功，机械效率总小于1，故D错误。
故选：C。
9．【解答】解
由图甲知道，金属杆是粗细均匀的一只杠杆，重心在杠杆的中点，当s＝OA＝1m时，动力臂是阻力臂的二倍，根据杠杆平衡的条件F1L1＝F2 L2 知道，此时的动力就是阻力的二分之一，由图乙知道，此时的动力F＝50N，则杆重G＝2F＝2×50N＝100N，当s＝0.5m时，根据F1L1＝F2 L2可知此时F＝G＝100N，故C错误，D正确；
当s＝OA＝0.1m时，动力臂小于阻力臂，故A错误；
由图乙可看到，随着s的增大，F在变小，故B错误。
故选：D。
10．【解答】解：
设杠杆上每格长度是L，每格钩码的重力是G，
A、支点两边各增加一个钩码，左侧＝4G×2L＝8GL，右侧＝3G×3L＝9GL，力和力臂的乘积不相等，杠杆不平衡，故A错误；
B、支点两端各减少一个钩码，左侧＝2G×2L＝4GL，右侧＝G×3L＝3GL，力和力臂的乘积不相等，杠杆不平衡，故B错误；
C、去掉右侧钩码，换用弹簧测力计在A点斜向上拉，两个力在支点的同侧，根据力的方向可知，可以使杠杆平衡，故C正确；
D、去掉左侧钩码，两个力在支点的异侧，根据力的方向可知，不能使杠杆平衡，故D错误。
故选：C。
11．【解答】解：
AB、剪刀可以看做是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知，要比较动力或阻力大小，必须知道动力臂和阻力臂，故AB选项都错误；
CD、利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。由机械效率为90%知，如果动力做功1J，有0.9J是用于剪纸，故C正确、D错误。
故选：C。
12．【解答】解：A、机械效率是指有用功与总功的比值，与功率大小无关。故A错误；
B、某机械工作时功率为70W＝70J/s，表示该机械每秒钟做功70J。故B正确；
C、功率与做功的大小和做功的时间有关，但与是否使用省力的机械无关。故C错误；
D、在有用功一定时，减少额外功，由公式η=W有用W有用+W额知，机械效率增大；但有用功不确定，所以机械效率不能确定如何变化。故D错误。
故选：B。
13．【解答】解：
AB、F甲和F乙作用于水泥板时，动力臂都大于阻力臂都为省力杠杆，故AB错误；
C、两次抬起水泥板时，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一，即动力臂都是阻力臂的2倍，故C正确；
D、甲的动力臂短，阻力臂也短，但动力臂仍然是阻力臂的2倍，根据杠杆的平衡条件可得：F=GL阻L动=G×12L动L动=12G，即动力都等于水泥板重力的一半，则F甲＝F乙，故D错误。
故选：C。
14．【解答】解：
A、拉力做的总功：W总＝Fs＝250N×2m＝500J，故A错误
B、所做的有用功：W有用＝Gh＝400N×1m＝400J，
则额外功为：W额＝W总﹣W有用＝500J﹣400J＝100J，故B错误；
C、斜面的机械效率为：η=W有用W总=400J500J×100%＝80%，故C错误；
D、由W额＝fs得物体与斜面间的摩擦力：f=W额s=100J2m=50N，
因为F≠f，所以此过程物块所受的摩擦力与拉力不是一对平衡力，故D正确。
故选：D。
二．多选题（共1小题）
15．【解答】解：A、不计绳重及摩擦，
拉力F=1n（G物+G轮），n甲＝2，n乙＝3，
又因为物重均为100N，动滑轮重均为10N，
所以绳子受的拉力：F1＞F2，故A正确；
BCD、因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额＝G轮h，W有用＝G物h，
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
因为η=W有用W总，所以滑轮组的机械效率相同，即η甲＝η乙；
已知时间都为5s，则F1做功的总功率等于F2做功的总功率，P甲＝P乙，故BD正确，C错误。
故选：ABD。
三．填空题（共5小题）
16．【解答】解：（1）①根据表中数据知，GM＝4.5N，F甲＝5N，甲中使用定滑轮，甲的机械效率为：
η甲=W甲有W甲总=GMhF甲h=GMF甲×100%=4.5N5N×100%＝90%；
②GN＝8N，F丙＝5N，丙中绳子的效段数为n＝2，绳子移动的距离为s＝2h，
丙的机械效率为：
η丙=W丙有W丙总=GNhF丙×2h=GN2F丙×100%=8N2×5N×100%＝80%；
（2）乙滑轮属于费力机械，由表中可知，F乙大于GM，说明用了机械后更费力了。
故答案为：（1）90%；80%； （2）费力；F乙大于GM。
17．【解答】解：（1）拉力做功W总＝Fs＝400N×5m＝2000J；
有用功W有用＝Gh＝500N×3m＝1500J；
斜面的机械效率η=W有用W总×100%=1500J2000J×100%＝75%；
（2）由于W总＝W有用+W额，
所以，克服摩擦力做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝2000J﹣1500J＝500J，
根据W额＝fs可得：
木板对瓷砖的摩擦阻力f=W额s=500J5m=100N。
故答案为：75%；100。
18．【解答】解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则物体移动的距离s物=s绳n=6m2=3m，
滑轮组对物体做的有用功W有＝fs物＝80N×3m＝240J，
由η=W有W总×100%可得，绳自由端的拉力做的总功W总=W有η=240J80%=300J，
由W＝Fs可得，拉力F=W总s绳=300J6m=50N。
故答案为：300；50。
19．【解答】解：
（1）A点为硬棒的重心，此时硬棒静止，弹簧测力计的分度值为0.02N，示数为2.8N；
若如图2所示，O为支点，设杠杆每个小格长为L，当硬棒水平位置静止时，由力臂的定义，L阻＝15L，
L动＝20L，根据杠杆的平衡条件，
GA×L阻＝F1×L动，
拉力：F1=L阻L动×GA=15L20L×2.8N＝2.1N；
（2）沿虚线方向画出F2的作用线，方向斜向上，作用点在杠杆上；
从支点支动力作用线的距离为动力臂L2，如下图所示；
此时F1＜F2，依据为：由杠杆的平衡条件，因为原来的力臂 L动＞L2，所以F1＜F2。
故答案为：2.8；2.1；如上所示；＜；由杠杆的平衡条件，因为 L动＞L2，所以F1＜F2。
20．【解答】解：
（1）国旗杆上的滑轮为定滑轮，利用它来升国旗，可以改变施加力的方向；
（2）图中剪刀在使用过程中，在同样的情况下，把被剪物体往剪刀转动轴靠近，减小了阻力臂，由F1L1＝F2L2可知：阻力臂越小，越省力，因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力；
（3）轮轴的实质是杠杆的变形，根据杠杆的平衡条件，F1R＝F2r，
F1＝20N，R＝20cm，r=12d=12×5cm＝2.5cm；
F2=F1Rr=20N×20cm2.5cm=160N。
故答案为：力的方向；减小阻力臂；160。
四．作图题（共4小题）
21．【解答】解：①首先反向延长F2画出力的作用线，然后由支点O向F2的作用线做垂线，垂线段的长度即为F2的力臂L1，如下图所示：
②由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；
图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，转动的趋势，为使杠杆平衡，F1应使杠杆有顺时针转动的趋势，故F1的方向应该向上，如下图所示：
由图可知，L1＜L2，根据杠杆平衡条件（F1L1＝F2L2）可知，F1＞F2。
故答案为：（1）见上图；（2）＞；由于L1＜L2，根据F1L1＝F2L2可知，F1＞F2。
22．【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OC作为动力臂最长，过C点垂直于OC向上做出最小力的示意图，如下图所示：
23．【解答】解：过B点作阻力F2的垂线，即为阻力F2对支点B的力臂L2；
在阻力、阻力臂一定的情况下，要使动力最小，动力臂需要最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向上，过C点作AC的垂线即为手对旗杆施加的最小动力F1，如下图所示：
24．【解答】解：过O点作阻力F2的垂线，即为阻力F2对支点O的力臂L2；
动力最小，即动力臂最长，动力的方向应该向下，连接支点O与动力的作用点A即为最长力臂，过动力的作用点作垂线就得到施加的最小动力F1；
如下图所示：

五．实验探究题（共6小题）
25．【解答】解：（1）由题意，实验的目的是：动滑轮拉动物体时机械效率与物体轻重的关系；
（2）上图中，绳子的有效段数为2，故绳子自由端移动的距离为物体移动距离s的2倍，绳子拉物体克服物体与地面之间的摩擦力f做的功为有用功，拉动绳子做的功为总功，根据η=W有W总=fsF×2s=f2F×100%可知，要求出动滑轮的机械效率，需测出的物理量为：摩擦力f、拉力F；
实验步骤：
①用测力计直接拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，木块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力f等于拉力；
②如上图所示，用动滑轮匀速拉动物体做匀速直线运动，记下测力计的示数F；
③换用重力小一些的物体，重复上面的实验两次，比较机械效率大小得出结论。
故答案为：（1）动滑轮拉动物体时机械效率与物体轻重的关系；
（2）①用测力计直接拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，木块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力f等于拉力；
②如上图所示，用动滑轮匀速拉动物体做匀速直线运动，记下测力计的示数F；
③换用重力小一些的物体，重复上面的实验两次，比较机械效率大小得出结论。
26．【解答】解：（1）实验时，为了方便测量，应该使杠杆在水平位置平衡，这样杠杆的重心通过支点，还可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
（2）由表格中数据：0.5N×10cm＝1N×5cm，2N×15cm＝1.5×20cm，1.5N×10cm＝3N×5cm知：动力、动力臂的乘积等于阻力、阻力臂的乘积，可得杠杆平衡条件是：F1L1＝F2L2；
（3）使用时，先将游码移至左端0刻度处，若发现秤杆右端上翘，说明右端轻，左端重，调零螺丝应向轻的一方旋动即向右旋动；
（4）根据杠杆的平衡条件可判断，槽码所对应力臂较长，故这个标识为1kg的槽码真实质量小于1kg。
故答案为：（1）力臂；（2）F1L1＝F2L2；（3）右；（4）小于。
27．【解答】解：（1）如表所示，小华实验前所选的弹簧测力计最大刻度为5N，故量程是5N；
测力计使用前要调零，小华实验前存在的错误：测力计指针没有调零；
（2）力有大小和单位，这个数据表格设计过程存在的错误是测力计示数没有单位；
（3）测力计分度值为0.2N，根据表中数据可知，物体的重力为1.2N，大滑轮的重力为0.4N，大小滑轮的重力和为0.6N，
第4次实验测力计示数为：F4＝0.8N=1.2N+0.4N2，
故通过分析步骤1、4的数据后，该说法还应满足的条件是使用动滑轮，只需用物重及动滑轮重力之和一半的力；
（4）比较步骤4、5可知，定滑轮的其中一个特点是可改变力的方向，但不能省力。
（5）分析步骤4～7的绕线规律，步骤4拉力方向向上，步骤5拉力方向向下，绳子的效段数相同，7步骤拉力方向向下，故步骤6拉力方向向上，绳子的有效段数和步骤7相同，为4，步骤6的滑轮组绕线如下所示：
（6）分析步骤1、2、4、5弹簧测力计示数的内在关系，
F4＝0.8N=1.2N+0.4N2，F5＝0.8N=1.2N+0.4N2（4、5实验绳子的有效段为2）
步骤7绳子（有效段数为4）自由端拉力：
F7=1.2N+0.6N4=0.45N。
故答案为：（1）5N；测力计指针没有调零；（2）测力计示数没有单位； （3）1、4； 使用动滑轮，只需用物重及动滑轮重力之和一半的力；（4）改变力的方向，但不能省力；（5）如上所示；0.45N。
28．【解答】解：
（1）重物对挂钩拉力的作用点在挂钩上，方向竖直向下，如下图所示：
（2）①过拉力F2的作用点C，沿图乙中的CD线向右下方画一条有向线段，即为其拉力F2的示意图，连接OD，OD即为其力臂L2，如图所示：
②把弹簧测力计从B点移到C点，阻力和阻力臂不变，动力臂OD＝OB，由F1L1＝F2L2可知，拉力不变，所以F1＝F2；
（3）在直角三角形IJK中，IJ＝3cm，JK＝4cm，由勾股定理知，IK＝5cm，即IK＜HI，
所以，动力臂最大时，需要把动力作用点施加在H点，此时动力臂为IH，阻力臂也是IH，则F＝G＝300N，如下图所示：
故答案为：（1）；（2）①；②＝；（3）。
29．【解答】解：
（1）该弹簧测力计的分度值是0.2N，所以读数是2.4N；
（2）
①实验目的：比较动滑轮、滑轮组提升同一重物时的机械效率；
②实验步骤（若需要可补充器材）；
补充器材：刻度尺（也可不补充，步骤中也可以不测量物体和绳子自由端移动距离，步骤合理即可，但补充了刻度尺和测量物体和绳子自由端移动距离，能体现学生控制变量的思维）
步骤：
A．如图所示，组装好动滑轮和滑轮组；
B．通过动滑轮，挂上重物，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子自由端，读出弹簧测力计的示数F，同时用刻度尺测量重物升高高度h，绳子自由端拉动的距离s1
C．通过滑轮组，挂上同一重物，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子自由端，重物升高高度h，读出弹簧测力计的示数F2，同时用刻度尺测量绳子自由端拉动的距离s2；
D.用η=W有用W总=GhFs，计算出两次的机械效率，得出结论。
故答案为：（1）2.4；（2）①比较动滑轮、滑轮组提升同一重物时的机械效率；②A．如图所示，组装好动滑轮和滑轮组；
B．通过动滑轮，挂上重物，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子自由端，读出弹簧测力计的示数F，同时用刻度尺测量重物升高高度h，绳子自由端拉动的距离s1
C．通过滑轮组，挂上同一重物，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子自由端，重物升高高度h，读出弹簧测力计的示数F2，同时用刻度尺测量绳子自由端拉动的距离s2；
D.用η=W有用W总=GhFs，计算出两次的机械效率，得出结论。
30．【解答】解：（1）根据图可知，木棒右端受到竖直向上的拉力F而保持静止，因此此时的杠杆是平衡状态；
（2）木棒所受的重力G的方向是竖直向下的，作用在杠杆的中心上；从支点分别做F和G的力的作用线的垂线，该垂线段为力臂；如图所示：
由图可知，此时的动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
故答案为：（1）是；杠杆处于静止状态；（2）如图；动力臂大于阻力臂；省力。
六．综合能力题（共1小题）
31．【解答】解：（1）从支点O作F2的力的作用线的垂线，该垂线段为F2的力臂L2；如图所示：
；
（2）由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在最O点，因此OB作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向上，如下图所示：
（3）由图可知，该杠杆在使用的过程中，动力臂要小于阻力臂，为费力杠杆。
故答案为：（1）如图；（2）如图；（3）费力；动力臂小于阻力臂。
F甲
F乙
F丙
GM
GN
5N
5.5N
5N
4.5N
8N
实验序号
动力F/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
0.5
10
1
5
2
2
15
1.5
20
3
1.5
10
3
5
实验前
实验过程
步骤
1
2
3
4
5
6
7
测力计示数F
1.2
0.4
0.6
0.8
0.8