1. 如图所示是教室壁挂式实物展示台示意图,$MN$为展示台,$PQ$为连杆拉住展示台,$m$为展示物。下列是展示台承载展示物时杠杆的示意图,其中正确的是(
A.
B.
C.
D.

A
)。A.
B.
C.
D.
答案:A
解析:
【分析】
要解决此题,需先明确杠杆的支点、动力和阻力:
1. 确定支点:展示台MN绕N处的支撑点(即图中的O点)转动,故O为支点;
2. 确定阻力:展示物m对展示台有竖直向下的压力,此为阻力$F_2$,作用在展示台左端;
3. 确定动力:连杆PQ对展示台的拉力为动力$F_1$,由于连杆是斜向上拉展示台,因此$F_1$的方向斜向上。
结合上述分析逐一判断选项:
选项B中$F_1$方向斜向下,不符合连杆拉力的方向;
选项C中$F_1$竖直向上,与连杆的倾斜状态不符;
选项D中$F_2$方向向上,与展示物对展示台的压力方向矛盾;
只有选项A符合各力的方向和支点的位置。
【解析】
1. 确定杠杆支点:展示台以O点(N处支撑点)为支点转动;
2. 分析阻力:展示物m对展示台的压力为阻力$F_2$,方向竖直向下,作用在展示台左端;
3. 分析动力:连杆PQ对展示台的拉力为动力$F_1$,方向斜向上(连杆斜向上拉展示台);
对比各选项:
A选项:支点O在右端,$F_2$竖直向下,$F_1$斜向上,符合实际受力情况;
B选项:$F_1$斜向下,不符合连杆拉力方向,错误;
C选项:$F_1$竖直向上,与连杆倾斜状态不符,错误;
D选项:$F_2$向上,与展示物压力方向矛盾,错误。
因此正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的五要素
【点评】
本题考查杠杆五要素的判断,关键是准确识别支点、动力和阻力的方向,结合实物模型分析受力是解题的核心,需注意区分动力和阻力的作用效果与方向。
【难度系数】
0.6
要解决此题,需先明确杠杆的支点、动力和阻力:
1. 确定支点:展示台MN绕N处的支撑点(即图中的O点)转动,故O为支点;
2. 确定阻力:展示物m对展示台有竖直向下的压力,此为阻力$F_2$,作用在展示台左端;
3. 确定动力:连杆PQ对展示台的拉力为动力$F_1$,由于连杆是斜向上拉展示台,因此$F_1$的方向斜向上。
结合上述分析逐一判断选项:
选项B中$F_1$方向斜向下,不符合连杆拉力的方向;
选项C中$F_1$竖直向上,与连杆的倾斜状态不符;
选项D中$F_2$方向向上,与展示物对展示台的压力方向矛盾;
只有选项A符合各力的方向和支点的位置。
【解析】
1. 确定杠杆支点:展示台以O点(N处支撑点)为支点转动;
2. 分析阻力:展示物m对展示台的压力为阻力$F_2$,方向竖直向下,作用在展示台左端;
3. 分析动力:连杆PQ对展示台的拉力为动力$F_1$,方向斜向上(连杆斜向上拉展示台);
对比各选项:
A选项:支点O在右端,$F_2$竖直向下,$F_1$斜向上,符合实际受力情况;
B选项:$F_1$斜向下,不符合连杆拉力方向,错误;
C选项:$F_1$竖直向上,与连杆倾斜状态不符,错误;
D选项:$F_2$向上,与展示物压力方向矛盾,错误。
因此正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的五要素
【点评】
本题考查杠杆五要素的判断,关键是准确识别支点、动力和阻力的方向,结合实物模型分析受力是解题的核心,需注意区分动力和阻力的作用效果与方向。
【难度系数】
0.6
2. 下图是生活中几种常见的杠杆,其中属于省力杠杆的是(

A.钓鱼竿
B.撬棍
C.筷子
D.理发剪刀
B
)。A.钓鱼竿
B.撬棍
C.筷子
D.理发剪刀
答案:B
解析:
【分析】
要解决这道题,首先需要明确省力杠杆的判断标准:动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆。解题时,我们可以先回忆杠杆的分类依据,再逐个分析每个选项中杠杆的动力臂和阻力臂的长度关系,判断其属于哪种杠杆,最终选出符合要求的选项。具体思考步骤如下:
1. 先明确核心判断依据:动力臂>阻力臂→省力杠杆;动力臂<阻力臂→费力杠杆。
2. 结合生活实际,分析每个选项的杠杆支点、动力作用点、阻力作用点的位置,对比动力臂和阻力臂的长短:
钓鱼竿:支点在手握的一端附近,动力是手的作用力,阻力是鱼的拉力,明显动力臂远小于阻力臂,属于费力杠杆;
撬棍:支点在撬棍与地面接触的一端,动力作用在撬棍的另一端,阻力是被撬物体的阻力,动力臂远大于阻力臂,属于省力杠杆;
筷子:支点在筷子上端(手捏的上方),动力是手指的作用力,阻力是食物对筷子的力,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;
理发剪刀:支点在中间,动力作用在手柄处,阻力作用在刀刃处,手柄短、刀刃长,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
通过这样的逐一分析,就能确定哪个是省力杠杆。
【解析】
根据杠杆的分类判断:
1. 省力杠杆的定义为:动力臂大于阻力臂的杠杆,这类杠杆省力但费距离;费力杠杆则是动力臂小于阻力臂的杠杆,这类杠杆费力但省距离。
2. 对各选项逐一分析:
A选项:钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,不符合要求;
B选项:撬棍在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,符合要求;
C选项:筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,不符合要求;
D选项:理发剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,不符合要求。
【答案】
B
【知识点】
杠杆的分类,省力杠杆判断
【点评】
本题考查生活中常见杠杆的类型判断,需要将物理知识与生活实际结合,理解动力臂和阻力臂的关系是解题关键,旨在培养学生运用物理知识解决生活问题的能力。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,首先需要明确省力杠杆的判断标准:动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆。解题时,我们可以先回忆杠杆的分类依据,再逐个分析每个选项中杠杆的动力臂和阻力臂的长度关系,判断其属于哪种杠杆,最终选出符合要求的选项。具体思考步骤如下:
1. 先明确核心判断依据:动力臂>阻力臂→省力杠杆;动力臂<阻力臂→费力杠杆。
2. 结合生活实际,分析每个选项的杠杆支点、动力作用点、阻力作用点的位置,对比动力臂和阻力臂的长短:
钓鱼竿:支点在手握的一端附近,动力是手的作用力,阻力是鱼的拉力,明显动力臂远小于阻力臂,属于费力杠杆;
撬棍:支点在撬棍与地面接触的一端,动力作用在撬棍的另一端,阻力是被撬物体的阻力,动力臂远大于阻力臂,属于省力杠杆;
筷子:支点在筷子上端(手捏的上方),动力是手指的作用力,阻力是食物对筷子的力,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;
理发剪刀:支点在中间,动力作用在手柄处,阻力作用在刀刃处,手柄短、刀刃长,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
通过这样的逐一分析,就能确定哪个是省力杠杆。
【解析】
根据杠杆的分类判断:
1. 省力杠杆的定义为:动力臂大于阻力臂的杠杆,这类杠杆省力但费距离;费力杠杆则是动力臂小于阻力臂的杠杆,这类杠杆费力但省距离。
2. 对各选项逐一分析:
A选项:钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,不符合要求;
B选项:撬棍在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,符合要求;
C选项:筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,不符合要求;
D选项:理发剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,不符合要求。
【答案】
B
【知识点】
杠杆的分类,省力杠杆判断
【点评】
本题考查生活中常见杠杆的类型判断,需要将物理知识与生活实际结合,理解动力臂和阻力臂的关系是解题关键,旨在培养学生运用物理知识解决生活问题的能力。
【难度系数】
0.7
3. 如图所示,停放自行车时,若要从$A$、$B$、$C$、$D$四点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起,其中最省力的点是(

A.$A$点
B.$B$点
C.$C$点
D.$D$点
D
)。A.$A$点
B.$B$点
C.$C$点
D.$D$点
答案:D
解析:
【分析】
要解决此问题,需结合杠杆平衡条件分析:
1. 确定杠杆支点:当提起自行车后轮时,自行车前轮与地面的接触点为杠杆的支点。
2. 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,在阻力(自行车自身重力)和阻力臂大小固定时,动力臂$L_1$越长,所需动力$F_1$越小,越省力。
3. 分析四点的动力臂:施加竖直向上的力时,动力臂是支点到该力作用线的垂直距离。对比A、B、C、D四点,D点到支点的动力臂最长,因此在D点施力最省力。
【解析】
将自行车视为杠杆,前轮与地面的接触点为支点,阻力为自行车的重力,阻力臂为定值。
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,在阻力$F_2$和阻力臂$L_2$一定时,动力臂$L_1$越长,动力$F_1$越小。
在A、B、C、D四点施加竖直向上的力,动力作用线为竖直方向,支点到该作用线的垂直距离为动力臂。其中D点对应的动力臂最长,因此在D点施加竖直向上的力时最省力。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件,杠杆省力分析
【点评】
本题考查杠杆平衡条件在生活中的实际应用,解题关键是准确确定支点、动力臂,理解“动力臂越长,动力越小”的规律,结合图形判断各点的动力臂长度。
【难度系数】
0.6
要解决此问题,需结合杠杆平衡条件分析:
1. 确定杠杆支点:当提起自行车后轮时,自行车前轮与地面的接触点为杠杆的支点。
2. 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,在阻力(自行车自身重力)和阻力臂大小固定时,动力臂$L_1$越长,所需动力$F_1$越小,越省力。
3. 分析四点的动力臂:施加竖直向上的力时,动力臂是支点到该力作用线的垂直距离。对比A、B、C、D四点,D点到支点的动力臂最长,因此在D点施力最省力。
【解析】
将自行车视为杠杆,前轮与地面的接触点为支点,阻力为自行车的重力,阻力臂为定值。
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,在阻力$F_2$和阻力臂$L_2$一定时,动力臂$L_1$越长,动力$F_1$越小。
在A、B、C、D四点施加竖直向上的力,动力作用线为竖直方向,支点到该作用线的垂直距离为动力臂。其中D点对应的动力臂最长,因此在D点施加竖直向上的力时最省力。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件,杠杆省力分析
【点评】
本题考查杠杆平衡条件在生活中的实际应用,解题关键是准确确定支点、动力臂,理解“动力臂越长,动力越小”的规律,结合图形判断各点的动力臂长度。
【难度系数】
0.6
4. 如图所示,分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是(

A.
B.
C.
D.
A
)。A.
B.
C.
D.
答案:A
解析:
【分析】
要判断哪个装置最省力,需先明确定滑轮、动滑轮及滑轮组的省力特点:定滑轮不省力,只能改变力的方向;动滑轮正常使用(拉力在绳端)时省一半力,若拉力在轴上则费力;滑轮组的拉力大小由承担物重的绳子段数$n$决定,拉力$F=\frac{G}{n}$(不计滑轮重、绳重和摩擦)。
解题思路:
1. 逐个分析每个选项的滑轮类型,确定承担物重的绳子段数或力与物重的关系;
2. 分别推导每个拉力与物重$G$的表达式;
3. 比较四个拉力的大小,找出最小的拉力,对应的装置即为最省力的装置。
【解析】
不计滑轮重、绳重和摩擦,设重物的重力为$G$:
选项A:为滑轮组,承担物重的绳子段数$n=3$,根据滑轮组省力公式,拉力$ F_1=\frac{1}{3}G $;
选项B:为滑轮组,承担物重的绳子段数$n=2$,拉力$ F_2=\frac{1}{2}G $;
选项C:为定滑轮,定滑轮不省力,只能改变力的方向,因此拉力$ F_3=G $;
选项D:为动滑轮,但拉力作用在动滑轮的轴上,此时动滑轮为费力机械,拉力$ F_4=2G $;
比较四个拉力的大小:$ \frac{1}{3}G < \frac{1}{2}G < G < 2G $,可知选项A的拉力最小,装置最省力。
【答案】
A
【知识点】
1. 定滑轮的特点
2. 动滑轮的特点
3. 滑轮组的省力计算
【点评】
本题核心考查不同滑轮及滑轮组的省力规律,易错点是容易忽略选项D中动滑轮的特殊使用方式(拉力作用在轴上),误判动滑轮一定省力,需明确动滑轮的使用方式不同,省力情况存在差异。
【难度系数】
0.7
要判断哪个装置最省力,需先明确定滑轮、动滑轮及滑轮组的省力特点:定滑轮不省力,只能改变力的方向;动滑轮正常使用(拉力在绳端)时省一半力,若拉力在轴上则费力;滑轮组的拉力大小由承担物重的绳子段数$n$决定,拉力$F=\frac{G}{n}$(不计滑轮重、绳重和摩擦)。
解题思路:
1. 逐个分析每个选项的滑轮类型,确定承担物重的绳子段数或力与物重的关系;
2. 分别推导每个拉力与物重$G$的表达式;
3. 比较四个拉力的大小,找出最小的拉力,对应的装置即为最省力的装置。
【解析】
不计滑轮重、绳重和摩擦,设重物的重力为$G$:
选项A:为滑轮组,承担物重的绳子段数$n=3$,根据滑轮组省力公式,拉力$ F_1=\frac{1}{3}G $;
选项B:为滑轮组,承担物重的绳子段数$n=2$,拉力$ F_2=\frac{1}{2}G $;
选项C:为定滑轮,定滑轮不省力,只能改变力的方向,因此拉力$ F_3=G $;
选项D:为动滑轮,但拉力作用在动滑轮的轴上,此时动滑轮为费力机械,拉力$ F_4=2G $;
比较四个拉力的大小:$ \frac{1}{3}G < \frac{1}{2}G < G < 2G $,可知选项A的拉力最小,装置最省力。
【答案】
A
【知识点】
1. 定滑轮的特点
2. 动滑轮的特点
3. 滑轮组的省力计算
【点评】
本题核心考查不同滑轮及滑轮组的省力规律,易错点是容易忽略选项D中动滑轮的特殊使用方式(拉力作用在轴上),误判动滑轮一定省力,需明确动滑轮的使用方式不同,省力情况存在差异。
【难度系数】
0.7
5. 如图所示,成人和小孩分别将$5$块相同的砖从一楼搬到二楼。在这个过程中,下列说法中正确的是(

A.小孩对砖做功更多
B.小孩对砖做功更快
C.成人对砖做功更多
D.成人对砖做功更快
D
)。A.小孩对砖做功更多
B.小孩对砖做功更快
C.成人对砖做功更多
D.成人对砖做功更快
答案:D
解析:
【分析】
要解决这道题,需分两步分析:首先判断成人和小孩对砖做功的多少,再比较两人做功的快慢。
1. 做功多少的判断:根据功的计算公式$ W = Gh $,两人搬运的是5块相同的砖,因此砖的总重力$ G $相同;都是从一楼搬到二楼,提升的高度$ h $也相同,所以两人对砖做的功相等。
2. 做功快慢的判断:功率是表示做功快慢的物理量,公式为$ P = \frac{W}{t} $。已知两人做功$ W $相同,成人用时$ 10s $,小孩用时$ 28s $,成人用时更短,根据公式可知成人的功率更大,即做功更快。
【解析】
1. 比较做功多少:
成人和小孩搬运的砖总重力$ G $相同,提升高度$ h $相同,由功的公式$ W = Gh $可得,$ W_{\mathrm{成人}} = W_{\mathrm{小孩}} $,因此选项A、C错误。
2. 比较做功快慢:
功率公式为$ P = \frac{W}{t} $,由于$ W_{\mathrm{成人}} = W_{\mathrm{小孩}} $,且$ t_{\mathrm{成人}} = 10s < t_{\mathrm{小孩}} = 28s $,所以$ P_{\mathrm{成人}} > P_{\mathrm{小孩}} $,即成人对砖做功更快,选项B错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
功的计算、功率的比较
【点评】
本题考查功和功率的基本应用,核心是理解功的决定因素(力与在力的方向上移动的距离),以及功率是反映做功快慢的物理量,通过控制变量法即可完成比较,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需分两步分析:首先判断成人和小孩对砖做功的多少,再比较两人做功的快慢。
1. 做功多少的判断:根据功的计算公式$ W = Gh $,两人搬运的是5块相同的砖,因此砖的总重力$ G $相同;都是从一楼搬到二楼,提升的高度$ h $也相同,所以两人对砖做的功相等。
2. 做功快慢的判断:功率是表示做功快慢的物理量,公式为$ P = \frac{W}{t} $。已知两人做功$ W $相同,成人用时$ 10s $,小孩用时$ 28s $,成人用时更短,根据公式可知成人的功率更大,即做功更快。
【解析】
1. 比较做功多少:
成人和小孩搬运的砖总重力$ G $相同,提升高度$ h $相同,由功的公式$ W = Gh $可得,$ W_{\mathrm{成人}} = W_{\mathrm{小孩}} $,因此选项A、C错误。
2. 比较做功快慢:
功率公式为$ P = \frac{W}{t} $,由于$ W_{\mathrm{成人}} = W_{\mathrm{小孩}} $,且$ t_{\mathrm{成人}} = 10s < t_{\mathrm{小孩}} = 28s $,所以$ P_{\mathrm{成人}} > P_{\mathrm{小孩}} $,即成人对砖做功更快,选项B错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
功的计算、功率的比较
【点评】
本题考查功和功率的基本应用,核心是理解功的决定因素(力与在力的方向上移动的距离),以及功率是反映做功快慢的物理量,通过控制变量法即可完成比较,属于基础题型。
【难度系数】
0.8