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第十講 　簡單機械 命題點1 杠桿類型的判斷 1. (xx長沙19題3分)如圖所示的用具中屬于費力杠桿的是(　　) 【考向拓展】 1. (xx長沙)要剪開較硬的白鐵皮，下圖中哪種剪刀最合適(　　) 命題點2 2. (xx長沙27題3分)如圖為一健身器材模型，杠桿AB可繞O點在豎直平面內轉動．OA∶OB＝1∶4，質量為60 kg的小明站在水平放置的體重計上，通過該杠桿提起吊籃中的重物，吊籃重80 N．當邊長為20 cm的正方體重物甲剛被提起時，體重計示數(shù)為43 kg；當邊長為40 cm的正方體重物乙剛被提起時，體重計示數(shù)為18 kg.杠桿始終在水平位置保持平衡，A、B兩端繩子拉力保持豎直．不計繩重、杠桿自重及摩擦，g取10 N/kg.則重物甲與重物乙的密度之比為(　　) A. 1∶3　　　B. 2∶3　　　C. 3∶2　　　D. 3∶1 第2題圖 3. (xx長沙31題6分)如圖所示，在輕質杠桿OA的A端掛一邊長為10 cm的正方體石塊，在OA的中點施加一豎直向上的力F.當力F＝40 N 時，杠桿在水平位置平衡，則石塊重________N，其密度為________kg/m3；將石塊浸沒于盛水的燒杯中，若杠桿仍在水平方向再次平衡，則F＝________N．(取g＝10 N/kg) 　 第3題圖 4. (xx長沙39題8分)在長沙市地鐵二號線建設工地上，有一“塔吊”正在準備起吊一底面積為0.8 m2、質量為2 400 kg的圓柱形重物；如圖所示，A為塔吊的配重，OB為塔吊的起重臂，C為能在起重臂上移動的載重小車，載重小車下掛有滑輪組OB＝25 m．當載重小車在B點時，能安全起吊重物的最大質量是1 200 kg.現(xiàn)在載重小車從距離O點為10 m的載重臂上，準備起吊該圓柱形重物(不計掛鉤、滑輪組和鋼絲繩重及摩擦．g＝10 N/kg)．問： (1)起吊前，該重物對地面的壓強為多大？ (2)起吊后，當重物勻速上升時，載重小車上每段鋼絲繩的拉力為多大？ (3)如果將重物勻速提升20 m，則拉力做功多少？ (4)“塔吊”將重物從起吊點提升20 m后，載重小車最多能向B點方向再平移多少米，才能保證安全工作？ 第4題圖 命題點3　 5. (xx長沙36題6分)小剛和小明等同學一起做“探究杠桿的平衡條件”的實驗． (1)小剛將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿的左端上翹，此時，他應將杠桿兩端的平衡螺母向________(選填“左”或“右”)調節(jié)，使杠桿在水平位置平衡． (2)如圖甲所示，若每個鉤碼重0.5 N，且杠桿上每格相等，小明在杠桿左端圖示位置處掛上3個鉤碼，為使杠桿在水平位置平衡，他在圖中A處施加一個方向向上的力F1，此力大小至少為________N. (3)若撤去力F1，改在杠桿右端B處施加一個方向向下的力F2(如圖乙所示)，仍使杠桿平衡．請在圖乙中畫出力F2的力臂． 第5題圖 6. (xx長沙35題4分)如圖所示，小紅在探究“杠桿的平衡條件”的實驗中所用的器材有：杠桿、支架、刻度尺、細線和若干個質量相同的鉤碼． 　 第6題圖 (1)實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，則應將平衡螺母向________(選填“左”或“右”)調節(jié)，使杠桿在水平位置平衡． (2)杠桿調節(jié)平衡后，小紅在杠桿上A點處掛4個鉤碼，為使杠桿重新平衡，應在B點掛________個鉤碼． (3)如果再在A、B兩處各加掛一個鉤碼，杠桿的________端將會下沉．此后，小紅又經(jīng)過多次實驗，得出的杠桿的平衡條件是__________________________________________________________． ,考向拓展) 2. 在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，實驗裝置如圖所示： (1)實驗時發(fā)現(xiàn)杠桿如圖甲所示，應將杠桿兩端的平衡螺母向______(選填“左”或“右”) 調節(jié)，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于在杠桿上直接讀出________． 考向拓展2圖 (2)如圖乙所示，當杠桿在水平位置平衡后，小明便得出了杠桿的平衡條件，他得出的結論是否合理？________，理由是____________________________．若將A、B兩處的鉤碼各向O點移動一小格，杠桿將向________(選填“左”或“右”)端下沉． (3)實驗中保持阻力、阻力臂不變，在杠桿水平平衡時，測出每一組動力臂L1和動力F1的數(shù)據(jù)，并利用實驗數(shù)據(jù)繪制了F1與L1的關系圖像，如圖丙所示．請根據(jù)圖像推算，當L1為 0.1 m時，F(xiàn)1為______N. 答案 1. A　【解析】 選項 解讀 正誤 A 食品夾在使用時，動力臂小于阻力臂，所以它是費力杠桿 √ B 瓶蓋起子在使用時，動力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿 C 螺絲刀做為杠桿在使用時，動力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿 D 鉗子在使用時，動力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿 【考向拓展】 1. C　 2. D　【解析】由杠桿平衡條件可得(G甲＋80 N)OA＝(60 kg－43 kg)10 N/kgOB，代入OA∶OB＝1∶4 即得G甲＝600 N，同理還可以得到G乙＝1 600 N，而物體的質量與重力成正比，所以兩個物體的質量之比是m甲∶m乙＝G甲∶G乙＝3∶8；而兩個物體的邊長之比為1∶2，而體積與邊長的立方成正比，所以體積之比是1∶8，而不同物體的密度比值與質量之比成正比，與體積之比成反比，故其密度之比為(3∶8)∶(8∶1)＝3∶1.故選D. 3. 20　2103　20　【解析】應用杠桿的平衡條件，則有G石OA＝FOA，求出G石＝20 N；則石塊的密度為ρ＝＝＝2103 kg/m3；當杠桿再次平衡時，由于石塊的密度大于水，則A點所受的力應為F合＝G石－F浮．G＝G石＝20 N，F(xiàn)浮＝ρ水gV＝1.0103 kg/m310 N/kg(0.1m)3＝10 N，F(xiàn)合＝G－F浮＝20 N－10 N＝10 N；再次應用杠桿的平衡條件，即可算出F＝2F合＝210 N＝20 N. 4. 解：(1)重物對地面壓強p＝＝＝＝＝3.0104 Pa (2)每段鋼絲繩的拉力 F＝＝＝6 000 N (3)拉力做功W＝Fs＝6 000 N420 m＝4.8105 J 或W＝Gh＝24 000 N20 m＝4.8105 J (4)由杠桿原理GBOB＝G物OC′得， 12 000 N25 m＝24 000 NOC′ OC′＝12.5 m Δ L＝12.5 m－10 m＝2.5 m 5. (1)左　(2)2　(3)如答圖所示 第5題答圖 【解析】(1)研究杠桿平衡條件時，為了避免杠桿自身重力對實驗的影響，實驗前應使杠桿處于水平平衡．實驗中杠桿靜止時左端上翹，說明右端的質量大于左端的質量，為了使杠桿處于水平平衡，應將平衡螺母適當向左調節(jié)；(2)根據(jù)杠桿的平衡條件有30.5 N4＝F13，則F1＝2 N；(3)力臂如答圖所示． 6. (1)右　(2)6　(3)左　動力動力臂＝阻力阻力臂(或F1L1＝F2L2) 【解析】(1)杠桿左端下沉說明右端輕了，需要把平衡螺母向右調；(2)根據(jù)杠桿平衡條件可知：A處3格4個鉤碼，B處2格需要6個鉤碼才能平衡；(3)當左右各增加一個鉤碼時，A處是3格5個鉤碼，B處是2格7個鉤碼，所以杠桿的左端會下沉．杠桿的平衡條件是動力動力臂＝阻力阻力臂(或F1L1＝F2L2)． 【考向拓展】 2. (1)右　力臂　(2)不合理　只進行一次實驗，實驗結論具有偶然性　左　(3)6 【解析】(2)若將A、B兩處的鉤碼各向O移動一小格，左側為2G2L，右側為3GL，則左側下沉；(3)取圖像上的點(2 N，0.3 m)，根據(jù)平衡條件可知當L1＝0.1 m時，F(xiàn)應為6 N.