(考查范围:简单机械)
姓名_____________ 班级___________ 得分____________
附 本章知识小结
1.理解力臂的概念,会作力臂.
A.力臂 从支点到力的作用线的垂直距离.常用“l”来表示.
强调:① 力臂不是支点到力的作用点的距离.
② 可结合数学知识中的点到直线的距离来认识.
B.会作力臂.
步骤:① 确定支点“O”,并画出.(一般情况支点为杠杆的转动轴或支撑点)
② 确定力的作用点,并过该点沿力的方向画出力的作用线.(力的作用点应在杠杆上)
③ 过支点“O”作动力、阻力作用线的垂线.
④ 用两头带箭头的线段标出支点到力的作用线的垂线段,并写一相应的字母“l”,“l”就是力F的力臂.
2.如何用杠杆的平衡条件来分析问题.
A.什么叫杠杆平衡
指杠杆静止不动或绕支点匀速转动.前者如天平、杆秤等,后者如木棒撬石头等.
强调: a 杠杆平衡并不是指杠杆只能在水平位置才能平衡.即“平衡”并非“水平”.
b 有些杠杆,为了研究方便,人们让它在水平位置平衡.如天平、研究杠杆平衡条件的实验等.
B.平衡条件 F1·l1=F2·l2
强调: a 杠杆是否平衡,并不取决于动力与阻力是否相等,也不是取决于动力臂与阻力臂是否相等,而是取决于F1·l1是否等于F2·l2,只有满足上述条件,杠杆才能平衡.
b 只要杠杆平衡,上述条件一定成立.此时,四个量中任知其中三个量,就可求第四个量.
C.杠杆转动方向的判断
a 当F1·l1≠F2·l2时,杠杆的平衡立即被破坏,原来静止的杠杆就要转动.
b 影响杠杆的转动因素.
不是力,也不是力臂,而是力和力臂的乘积.因此,过支点的力,由于力臂为零,Fl=0,这个力就不能使杠杆转动.
c 转动方向的判断:
当F1·l1>F2·l2时,杠杆沿F1方向转动.
当F1·l1<F2·l2时,杠杆沿F2方向转动.
例 如图,杠杆支点在O处钩码均相同.
问:① 杠杆此时能否平衡?
② 两边各增加一个相同的钩码,杠杆还能平衡吗?
③ 将图中左、右钩码均向里移一格,杠杆能否平衡?
④ 将它们钩码中的一个浸没在水中,杠杆能否平衡?
D.杠杆的应用
① a 省力杠杆 当l1>l2时,则F1<F2.优点:省力 缺点:多费距离.例如:钢丝钳、开瓶用的起子、板手、羊角锤、道钉撬、铡刀、手推车、理发用的推剪等.
b 费力杠杆 当l1<l2时,则F1>F2.优点:省距离 缺点:费力.例如:镊子、筷子、写字的钢笔、火钳、缝纫师用的剪布剪刀、钓鱼杆、缝纫机踏板、铁锨等.
c 等臂杠杆 当l1=l2时,则F1=F2. 既不省力也不省距.例如:天平、定滑轮等.
② 应用要求
a 能举例或判定谁是省力、费力、等臂杠杆.
b 能求解最大动力臂和最小动力.
由F1·l1=F2·l2可知:当阻力、阻力臂一定时,动力臂越长,动力就越小,动力臂最长时,动力最小.故要求最小动力,必须先求最大动力臂.
第一 找最大动力臂的方法.
1) 当动力作用点确定时,支点到动力作用点的线段长即为最大动力臂.
2) 当动力作用点没有规定时,应看杠杆上哪一点离支点最远,则这一点到支点的距离即为最大动力臂.
第二 最小动力的作法.
1) 先找到(作出)最大动力臂.
2) 过动力作用点作最大动力臂的垂线.
3) 根据实际情况确定动力的方向.
3.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用,并会组装简单的滑轮组.
A.定滑轮、动滑轮的对比
不同之处:从定义、特点、 实质、 装置图上来区分.
相同之处:都是一个周边有槽的小轮,都是一个变形杠杆.
思考:
① 定滑轮为何不省力?(如课本P199中图13—15)<因是等臂杠杆>
② 使用动滑轮一定省力一半吗?
例:如图表示用滑轮匀速拉动物体A的几种方法,A受的摩擦力相同,试通过分析得到______图的方法最省力,______图的方法最费力.
分析: (作用在同一根绳子上的力大小不变)
B.滑轮组的特点及其应用
由课本中的图13—4的甲、乙两图可知:
① 在使用滑轮组时肯定省力,但是否能改变用力的方向应根据实际情况而定.
② 动力与阻力的关系 F=(G轮+G物)/n,通常G轮=0.
注:判断滑轮组的省力情况,关键在于判断物体和动滑轮是由几段绳子承担.(用隔离法)
③ 绳子移动的距离关系 S=nh.
④滑轮组的绕线法:奇动偶定.即:若n为奇数,则绳子起点从动滑轮开始;若n为偶数,则绳子的起点是从定滑轮开始绕.(确定n仍是解题的关键)
⑤ 应用
第一,在竖直方向上提起重物,此时拉力大小直接取决于物重和滑轮组的股数.
第二,在水平方向上移动物体,此时,克服的阻力不是物重,而是摩擦力.如图所示,当物体处于平衡时,有F'=f,F=F'/n而与重力无关.
练习附后
一、填空题(本题包含19小题)
1.(04吉林)如果把铁锨看作费力杠杆,如图所示的A.B.C三点中,支点是_____点,动力作用点是_____点,阻力作用点是_____点.
2.(04南京)图中所示的两种剪刀,正常使用时属于省力杠杆的是_________剪刀(选填"甲"或"乙")。根据功的原理,使用这两种剪刀都不省_________。
3.(04广东)图中的农民拿着一根用来挑东西的扁担. 扁担属于_________类机械,使用扁担挑东西_________(填"能"或"不能")省力. 扁担做成"扁"的原因是_____________.
4.(04佛山)如图所示的常用工具中,它们的物理模型都是__________.在这些工具中,省力的是________,费力的是__________,既不省力也不费力的是_______(填序号).
5.(05福州课改区)如图是一件名为"龙虾网与鱼尾巴"的活动雕塑作品,O是它的支点。作者把他的艺术天赋与物理学中的____________平衡原理结合起来,创造了一种全新的艺术形式,给人以美感。
6.(04西宁)如所示,作用在杠杆左端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆由水平位置OA缓慢拉至OB,则在这个过程中力F将__________(选填"变大"、"变小"或 "不变").
7.(04山西)如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则F=________N;保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将________(填"变大"、"不变"或"变小" )
8.(04西宁)如右图,质量可不计的杠杆每小格的长度相等,以O点为支点,杠杆的右端挂有重物,支点左边的A处挂钩码时,杠杆平衡,则重物与钩码的质量之比为______.若将重物M浸没在水中,钩码向________(填"左"或"右")移动,杠杆才可能又保持平衡.
9.(04锦州)用动力臂是阻力臂12倍的撬棒,撬重为1800N的石头,所用动力至少是_________N.
10.如图是锅炉保险阀门示意图,阀门下底面积4cm2,OA∶OB=1∶2,锅炉能承受的最大压强是5.0×105帕斯卡, 则在B处应挂________牛顿的重物.(大气压作用不考虑)
11.某人用扁担挑重物,前面一筐重200牛,后面一筐重250牛,扁担长1.8米,为了平衡,此人的肩应放在离扁担前端______米处.
12.一轻质杆秤的提纽到秤钩的距离是6厘米,秤砣质量是500克,用它来称2千克的物体,秤砣应离提纽______厘米,秤才平衡.若物体的质量增加1千克,则秤砣应向提纽外移动_______厘米.
13.如图,轻质均匀杠杆AO长为L,当物体M从O逐渐向右移动到达B点时,绳AC恰好被拉断,已知物重1000牛,AB=L,则悬绳AC所能承受的拉力是_____牛.
14.(05安徽省)建立物理模型是物理学研究问题的一种重要方法,例如:研究平静水面产生的反射现象时,可以将水面看成是平面镜。同理,定滑轮可以看成是 。
15.(05沈阳市(课改区))在生产和生活中,经常见到这样的情形:用木板搭斜坡将货物推上汽车车厢;修盘山公路使汽车驶上高耸的山峰等。从物理学的角度分析,它们的物理模型属于同一种简单机械,即_________,这种简单机械的优点是____________。
16.如图,物体A重180牛,动滑轮重20牛,要使A匀速向上运动,拉力F=_____牛.当A升高1米时,F向上移动了_____米.
17.如图,物体G重200牛,人拉绳子的力F 是_____牛,若人重400牛,则人对地面的压力是______牛.(动滑轮重力不计)
18.如图,OA=B,物块G重20牛,为了使杠杆平衡,向下拉滑轮的力F=_____牛.
19.(05辽宁十一市(非课改区))如图所示,OA是起重机的吊臂,可绕O点转动。在距O点6m远的B处吊有重3000N的物体,为保证吊臂在水平位置平衡,则绕过定滑轮斜向下的拉力F为_________N。将吊臂缓慢拉起,使A点升高2m的过程中,拉力变__________。(绳重、吊臂重、摩擦均不计)
二、单项选择题(本题包含30小题)
20.弹簧秤、杆秤、托盘天平、三种测量工具中不是根据杠杆原理制成的测量工具是( )
A. 弹簧秤 B. 杆秤 C. 托盘天平 D.三种测量工具都不是
21.(01广州)如图所示的杠杆中,动力的力臂用l表示,图中所画力臂正确的是( )
22.(01江西)如图所示的杠杆处于平衡状态,动力F的力臂是( )
A.OF B.OC C.OD D.DF
23.(05广东省)下列事例属于省力杠杆的是 ( )
A.用镊子换药 B.用筷子夹菜
C. 用大扫扫帚扫地 D. 用钳子截断铁丝
24.(05北京市)下列工具中,属于省力杠杆的是( )
A.瓶盖起子 B.定滑轮 C.天平 D.镊子
25.(05沈阳市(非课改区))下列工具在应用中属于费力杠杆的是()
A.起瓶盖的起子 B.夹砝码的镊子
C.撬石头的撬棒 D.剪铁丝的钳子
26.(04苏州)下列工具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A.道钉撬 B. 火钳 C. 钢丝钳 D. 天平
27.如图是脚踩式垃圾箱的示意图,下列说法中正确的是 ( )
A.ABC为省力杠杆 B.A′B′C′为省力杠杆
C.两杠杆均为省力杠杆 D.两杠杆均为费力杠杆
28.(04福州)小明在进行小制作时,需要剪一块白铁皮,最好是选用下列剪刀中的( )
29.(04辽宁大连)筷子是中国和其他部分亚洲国家特有的用餐工具.一般使用筷子的方法如图所示,则筷子是 ( )
A.费力杠杆,但省距离 B.省力杠杆,且省距离
C.省力杠杆,但费距离 D.等臂杠杆,既不省力也不费力
30.(04南通)如图所示,人的前臂可视为杠杆,当曲肘将茶杯向上举起时,下列说法中正确的是( )
A.前臂是省力杠杆,阻力臂变大
B.前臂是省力杠杆,阻力臂变小
C.前臂是费力杠杆,阻力臂变大
D.前臂是费力杠杆,阻力臂变小
31.(05湖北黄冈)日常生活中,我们经常需要搬运大小轻重不同的物件,如果用力的姿势不正确,就容易受伤.下图所示的四种搬运重箱子的姿势中,正确的是( )
32.(04福建宁德)一些民间熟语常蕴涵有丰富的物理知识,下列
四个句子中对应的物理知识不正确的是 ( )
A.人多力量大--杠杆原理
B.磨刀不误砍柴工--减小受力面积,增大压强
C.潭清疑水浅--光的折射现象
D.一个巴掌拍不响--力是物体对物体的作用
33.在不计机械自重和摩擦的情况下,不能用10N的拉力刚好提起重20N物体的简单机械是( )
A.一个动滑轮 B.一个定滑轮 C.杠杆
D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
34.如图,手持弹簧秤竖直向上拉,使杠杆处于平衡状态,弹簧秤的示数是6牛,OA=60厘米,AB=20厘米,则物体重( )
A.2牛 B.4.5牛
C.8牛 D.18牛
35.(04济南)如图所示,杠杆AOB的A端挂重为GA的物体,B端挂重为GB的物体时,杠杆处于平衡状态,若AO=BO,杠杆自身重力不计。则( )
A.GA=GB B.GA<GB
C.GA>GB D.无法判断
36.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中动力F ( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
37.如图所示,在"研究杠杆的平衡条件"的实验中,杠杆上每小格的长度都相同,两边挂上钩码后杠杆平衡,如果把两边的钩码都同时向里移动一个格,则杠杆( )
A.仍能平衡
B.不能平衡,A端上升
C.不能平衡,B端上升
D.无法判断
38.(05柳州、北海)如图所示,质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是相等的,O为支点,杠杆两边所挂的每一个钩码均相同,杠杆在水平位置平衡。在下列情况下,杠杆仍在水平位置保持平衡的是( )
A.两边都减少一个钩码
B.两边的钩码下各加挂一个相同的钩码
C.左边钩码向右移一格,右边钩码同时向左移一格
D.右边钩码下加挂一个相同的钩码,左边钩码同时向左移一格
39.(04广西桂林)质量相同的铜块和铝块,挂在杠杆AB两端。杠杆在水平位置平衡,如图所示.现把铜块和铝块同时浸没于水中,已知ρ铜>ρ铝,则有 ( )
A.杠杆AB仍保持平衡
B.杠杆A端会上升
C.杠杆A端会下降
D.杠杆是否平衡,无法判断
40.如图,AB为一杠杆,O为支点,已知OA=B,当B端挂3.4千克物体,而A端挂的铁块全部浸没在水中时,杠杆平衡,则铁块重是( )(ρ铁=7.8×103kg/m3)
A.76.44牛 B.36.32牛
C.66.64牛 D.86.44牛
41.等臂杠杆两端挂有实心铜球A、B,当A球没入水中,B球没入煤油中时,杠杆平衡.若将A、B球下的水杯和油杯同时撤去,那么( )
A.杠杆仍平衡 B. 杠杆失去平衡,A球一端下沉
C.杠杆失去平衡,B球一端下沉 D.无法判断
42.(04梅州)轻质等臂杠杆两端分别挂上一个不同的实心金属球,左端为铜球,右端为铝球,此时杠杆平衡,若将两金属球分别同时浸没到水中,则杠杆将( )
A.左端下沉 B.右端下沉
C.仍保持平衡 D.无法确定
43.(04荆州)如图所示,体积相同的铁块和铝块(ρ铁>ρ铝),挂在轻质杠杆AB的两端,杠杆在水平位置平衡,在下列情况下杠杆仍能在水平位置保持平衡的是 ( )
A.将铁块和铝块同时浸没在水中
B.在杠杆两端各加挂一质量相等的钩码
C.将铁块和铝块各切去一半
D.将铁块和铝块同时向支点移动一段相同的距离
44.(04临沂)对图所示的几种简单机械,下列说法中,正确的是( )
A. 图甲所示的装置中OB是动力臂
B.使用图乙所示的装置可省一半力
C.图丙所示的装置是一种等臂杠杆
D.图丁所示的汽车驾驶盘也是一种杠杆
45.升旗时,旗杆顶端的滑轮是 ( )
A.动滑轮--可以省力 B.定滑轮--可改变用力的方向
C.动滑轮--可改变用力的方向 D.定滑轮--可以省力
46.关于滑轮,下列说法中错误的是( )
A.使用定滑轮不省力,但能改变用力的方向
B.使用动滑轮能省一半力,还能改变用力的方向
C.定滑轮实质是个等臂杠杆
D.动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
47.(04长沙)A.B两物体的重力分别为60N和140N,如图所示,当A.B物体都静止时,它们的合力分别为( )
A.60N,140N B.0,140N
C.60N,0 D.0 ,0
48.如图是"一动、一定"滑轮组。a 、b为两个弹簧秤,不计滑轮质量及摩擦。当匀速提升的重物G=300牛时,a 、b两弹簧秤上示数应为( )
A.300牛、100牛 B. 200牛、100牛
C.300牛、150牛 D. 100牛、100牛
49.如图,物体匀速运动,拉力F=60牛,则物体受到的摩擦力是( )
A.60牛 B.120牛
C.20牛 D.180牛
三、多项选择题(本题包含1小题)
50.(04黑龙江)自行车是人们最常见的交通工具,从自行车的结构和使用来看,它应用了许多物理知识。下列说法中正确的是( )
A.车把相当于费力杠杆
B.刹车系统应用了杠杆及摩擦的知识
C.链条与其连接的两个齿轮组成了一个滑轮组
D.轮胎制有花纹是为了增大摩擦
四、简答题(本题包含1小题)
51.(05芜湖市)如图甲所示,工人正试图用扳手拧松工件上一个紧固的螺栓,尽管他使出了浑身力气,却没能成功。于是他想出了一个新点子:在其它不变的情况下,取来一根绳子,将绳的一头栓在扳手柄的上端,自己使劲拉绳的另一头(如图乙所示).可他还是没能扳动螺栓,这是为什么呢?请分析其中的原因。(假定工人施力的大小不变)
五、探究题(本题包含1小题)
52.指甲剪上有几个杠杆?分别是省力杠杆还是费力杠杆?
六、实验设计题(本题包含3小题)
53.(04河北鹿泉实验区)水暖工王师傅臂力过人,号称"大力士"。一天,他找来了扳手想把螺丝拧下来,可是费了很大劲就是拧不动,如图甲所示。王师傅的身边还有一个套筒和一根粗绳,如图乙所示。请你帮助王师傅选择一种来解决问题。
①你选择的器材:____________________
②具体方法:________________________________________;
③你这样做的理由是 _________________________________________________。
54.(05武汉市)在"研究杠杆平衡条件"实验中
(1)实验前出现图甲所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母A向 调(填"左"或"右")
(2)实验过程中出现图乙所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩码向 (填"左"或"右")移动 格。
(3)图乙中杠杆水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将 。(填"保持水平平衡"、"顺时针转动"或"逆时针转动")
(4)物理课本中有这样一句话"托盘天平是支点在中间的等臂杠杆,天平平衡时砝码的质量等于被测物体的质量"。实际上使用天平经常同时用到砝码和游码,此时被测物体的质量应 砝码的质量(填"大于""小于"或"等于")。
(5)如图丙所示的案秤是个不等臂杠杆,请你根据杠杆的平衡条件,说明用几个不重的砝码就能平衡盘中重得多的货物的道理 。
55.你能用一个不等臂的天平,正确称出质量吗?试说出你的办法来.
七、知识应用题(本题包含5小题)
56.(04青海)如图是电工使用的胶把钢丝钳.它的设计和使用中应用了不少我们学过的物理知识,请你指出这种工具在设计上、结构上或使用中应用物理知识的三处地方,并写出所依据的物理知识.
57.(04上海)研究杠杆平衡条件的实验装置如图所示,在未挂钩码时,螺母A.B的作用是________________________。挂上钩码后,发现杠杆不平衡,则应_____________________.
58.(04福建漳州)下表是"研究杠杆平衡条件"实验中,某同学在杠杆平衡时记录的部分实验数据,请在空格中填入合适的数值
59.在探究"杠杆的平衡条件"的实验中:
(1)在实验时,使杠杆在____________位置平衡,其目的是_ _.
(2)若实验前,没有挂钩码时,杠杆静止在图a所示位置,应将右端的平衡螺母向__________适当调节.
(3)实验中共有6个钩码,杠杆上每格距离相等,调节好杠杆后,在杠杆左边、离支点2格的A处挂有3个钩码,如图b所示,为使杠杆在水平位置平衡,请你在杠杆右边挂上钩码(用一种方法),你的方法是_________________________.
(4)实验中改变支点两侧的钩码位置和个数,用同样的方法一般要做三次实验,得到三组数据并进行分析,这样做的目的是_ _____.
(5)有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是"动力+动力臂=阻力+阻力臂".他们经过实验,获得了下述数据:
动力F1/N | 动力臂l1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂L2/cm |
4 | 5 | 5 | 4 |
于是,他们认为自己的猜想得到了验证,你认为他们的实验过程存在什么问题?
60.小明在探究动滑轮的工作特点时,他开始用弹簧测力计测出了钩码的重力,然后按图操作.他绘制了下表,请你帮他完成.
八、信息收集题(本题包含3小题)
61.从如图所示的情景中,你的认识是__________________________________.
62.(04芜湖)我们的家乡--芜湖,一直以来就是长江下游重要的商贸港口城市。芜湖长江大桥,这座目前我国科技含量最高的特大型公、铁两用斜拉索桥梁的建成,使得芜湖这座古老的城市又焕发出强烈的时代气息。大桥的建设,用到了很多物理学的知识和研究方法。
(1)在铁路桥引桥靠近居民住宅区一侧,建有高3米左右的板墙(如图所示),其作用是_________________________.
(2)汽车过桥时,每隔一段距离会有明显颠簸,这是大桥桥
面上的缝隙所致。这些缝隙是 ( )
A.一种交通标志,用于确认距离,避免发生追尾事故
B.来往车辆过多,造成路面损毁
C.避免司机开车由于过分平稳而瞌睡
D.伸缩缝,用于允许路面的膨胀和收缩
(3)将大桥的结构进行简化,取其部分可抽象成如下图丁所示的模型,
①可以看出它用到了________的相关知识。其中O是_______,__________代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力。
②为了减小钢索承受的拉力,在需要与可能的前提下,可以适当增加塔桥的高度。请分析原因。
③假如让你来设计新的斜拉索式大桥,你还能提出什么方法可以减轻钢索承受拉力?(说出一种方法即可)
⑷你知道吗?在上述的研究中,我们用到了物理学中很重要的一种研究方法:建立模型。建立模型可以帮助人们透过现象,忽略次要因素,从本质认识和处理问题;建立模型还可以帮助人们显示复杂事物及过程,帮助人们研究不易甚至无法直接观察的现象。想想看,在初中物理学习中,你在研究哪些问题时也用到了这种研究方法?请举一例具体说明。(第本题实例除外)
63.(04南通)阅读下面方框中的新闻报道,其中出现了一处科学性错误,请在错误的字句下面画上横线 "___________";如图所示,用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈,一小朋友用力一拉,两位大力士竟撞在一起了。这幅漫画说明了__________________________.
九、作图题(本题包含27小题)
64.(05河北省)图中杠杆OA处于平衡状态,请在图中画出动力F对支点O的力臂L.
65.(05福州课改区)画出图中动力Fl的力臂。
66.(05南宁市)玩具"不倒翁"被扳倒后会自动立起来。请在图中画出此"不倒翁"所受重力的示意图,并画出重力相对于O点的力臂。(黑点表示"不倒翁"的重心)
67.(04南京)如图是一种常见的活塞式抽水机的示意图,在图中画出手柄所受动力F1的力臂和阻力。
68.(05南京市)在图中画出小锤所受阻力F2以及动力F1的力臂.
69.(05安徽省)如图所示是研究杠杆平衡条件的实验装置,测力计的示数是 N,请在图中画出拉力F2的力臂。
70.(04江苏淮安)铡刀铡草时的示意图如图所示.请作出作用在铡刀上的动力F1、阻力F2的力臂,并用毫米刻度尺测量动力臂L1的长度.L1 = _________mm .
71.(05苏州市)如图所示,O是杠杆OA的支点.在图中画出拉力F1和F2的力臂l1和l2.
72.(04湖南郴州)如图所示,硬棒能绕它的上端O点转动,试画出力F1和F2的力臂L1、L2.
73.用图中所示的道钉撬撬道钉,要使作用在A点的力最小,那么力F应沿哪个方向?在图中画出力F及其力臂.
74.(05盐城市)如图所示,曲杆AOBC自重不计,O为支点,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲杆在图示位置平衡,请作出最小的力F的示意图及其力臂L。
75.(03辽宁)如图所示,0为杠杆AC的支点,在B处挂一小球,A0=OB=BC,为使杠杆在水平位置平衡,画出施加在杠杆上最小的动力F1的力臂l1,并标出F1的方向.
76.要求用一个最小的力F,使图中的杠杆处于平衡状态,请画出这个力的示意图,并标明它的力臂.
77.如图的弯曲杠杆A端吊一重物G.要想在B端加一最小的力F,使AO保持水平平衡.试画出此力的方向和力臂.
78.(05广西河池)如图所示杠杆,铁球重20N,力F作用在杠杆的B端使杠杆水平平衡,则力F=_____N;画出铁球重力G的图示和力F的力臂L。
79.如图为一动滑轮,请画出支点O,拉力F1与阻力F2的力臂.
80.(04北京朝阳区)用滑轮组提升重物,请在图中画出拉力F=G/3的绳子的绕法.(不计动滑轮、绳重和摩擦)
81.按要求作图:
82.(04芜湖)画出图中滑轮组最省力的绕法。
83.如图,重物G=80N,绳子最多只能承受30N的拉力,为了将重物顺利地提升,在图上画出绳子的正确绕法.
84.(05广东省)在图中,一个站在地面上的工人利用滑轮组将重物G提起来,请画出滑轮组的绕线.
85.(04四川)在图中,用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物A,要求作用在绳自由端的拉力方向向下,有三段绳子承担物重,请在图中画出绳的绕法。
86.要用最小的力将汽车拉动,试完成绳子的绕法.
87.图中物体和水平面间的滑动磨擦力是40牛,将图中的滑轮组组装起来,使得用向右的20牛的力可拉动物体向左匀速移动.
88.不计滑轮自重,要想站在地面上用250N的力提升起600N的重物,至少需要用几个滑轮?请在方框内画出安装图.
89.要用300N的力来提升800N的重物,已知所用的滑轮每个重150N,如何用最少的滑轮来组装滑轮组?请在方框内画出安装图.
90.一根绳子最大承受拉力为400N,用这根绳子来提升重1000N的物体.已知所选用的滑轮每个重100N,要求人站在地面上能匀速提升重物,请在方框内画出滑轮组装力.
十、计算题(本题包含3小题)
91.(04河北综合)如图所示,质量不计的光滑木板AB长1.6m,可绕固定点O转动,离O点0.4m的B端挂一重物G,板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。然后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球,若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零。(取g=10N/kg,绳的重力不计)
92.(04天津)如图是锅炉上的保险阀,当门受到的蒸汽压强超过安全值时,阀门被顶开,蒸汽跑出一部分,使锅炉内的蒸汽压强减小,已知杠杆重可以忽略不计,OA与AB长度的比值为1∶3,阀门的面积是3cm2,要保持锅炉内、外气体的压强差是1.2×105Pa,试求应将质量为多大的重物挂在杠杆的B点?(g取10N/kg)
93.如图所示,一人站在梁上用动滑轮提升重300N的物体,如果使用的动滑轮重为20N,问他至少要用多大的力才能匀速提起物体?若物体被提高1.6m,他要把绳子向上拉多少米?
参考答案
(考查范围:简单机械)
一、填空题(本题包含19小题)
1.C、B、A 2.甲、功 3.杠杆、不能、增大受力面积,减小压强
4.杠杆、②③、①④、⑤ 5.杠杆 6.变小 7.30、不变 8.4∶5,右 9.150 10.100 11.1 12.24、12 13.875 14.等臂杠杆
15.斜面 ; 省力 16.380、0.5 17.100、300 18.5 19.3600;小
二、单项选择题(本题包含30小题)
20.A 21.D 22.B 23.D 24.A 25.B 26.B 27.A 28.D 29.A 30.D 31.C 32.A 33.B 34.B 35.B 36.A(提示:在OA位置时LG<1/2L杆,在OB位置时LG′=1/2L杆,G和LF不变,由杠杆平衡可知F变大)
37.C(提示:B端力与力臂的积小些) 38.D 39.C 40.A 41.B 42.A 43.C 44.D 45.B 46.B 47.D 48.B 49.D
三、多项选择题(本题包含1小题)
50.BD
四、简答题(本题包含1小题)
51.这是因为图乙中工人施力的力臂大小并没有改变(2分)
五、探究题(本题包含1小题)
52.
指甲剪上有三个杠杆,手把部分是一个省力杠杆,刀口部分是两个费力杠杆.
六、实验设计题(本题包含3小题)
53.①套筒;②将套筒套在扳手的手柄上;
③依据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂一定的情况下,动力臂越长越省力
54.(1)右;(2)右、2;(3)顺时针转动; (4)大于;
(5)如图丙所示,设被称量货物的重力为G1,其力臂为L1,砝码的重力为G2,其力臂为L2
由杠杆平衡条件G1L1=G2L2 L1<L2 G1>G2
55.
七、知识应用题(本题包含5小题)
56.
57.使杠杆在水平位置平衡、移动钩码位置使杠杆在水平位置平衡
58.59.(1)水平、便于直接读出力臂的值;(2)右;(3)在右端2格处挂3个钩码或3格处挂2个钩码;(4)寻找杠杆平衡的普遍规律;(5)实验不能只由一组数据得到结论,必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论,单位不同的两个物理量不能直接相加
八、信息收集题(本题包含3小题)
60.第一次:10、15;第二次:9、40
61.力产生的效果跟力臂长短有关
62.(1)用以隔音,减小火车行驶时产生的噪声污染;
(2)D;
(3)①杠杆、支点、F1;
②增加桥塔的高度,可以增大拉力的力臂(1分)。根据杠杆平衡的条件,钢索所受的拉力也随之减小(1分)
③使用新型轻质材料减小桥梁自重。(其他合理答案均给分)(2分)
(4)实验室常用手摇交流发电机及挂图(1分)来研究交流发电机的原理和工作过程(1分)。或:研究肉眼观察不到的原子结构(1分)时,建立原子核式结构模型(1分)(其他合理答案均给分)
63.失去惯性、使用滑轮组能省力(其它答案只要合理也给分如:省力费距离机械 省力杠杆 动滑轮等)
九、作图题(本题包含27小题)
64.略 65.略 66.(2分)见图。(正确画出重力示意图给1分;画出力臂给1分)
67.略 68. 69.3.2;图略 70.39.1、图略
71.正确作出F1的力臂l1,给1分 正确作出F2的力臂l2给1分
72.略 73.略 74. 75.略 76.略 77.略
78.20;F的力臂 ;G的图示
79.略 80.略 81.略 82.略 83.略 84. 85.略 86.略 87.略 88.略 89.略 90.略
十、计算题(本题包含3小题)
91.解:画出细绳的拉力F的力臂OA′,OA′=1/2OA=0.6(m)…………(1分)
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 可得:
F·OA′=G·OB …………………………① …………(1分)
设小球运动到距O点L处细绳的拉力恰好为零
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 可得:
G球·L=G·OB …………………………② …………………(1分)
由①、②得:
F·OA′= G球·L ……………………………………………(1分)
则L= ==0.96(m)……………………………(1分)
t==4.8(s)…………………………(1分)
92.0.9kg
93.160N、3.2m