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第十一講 簡單機械 第一節(jié)　杠桿、斜面和滑輪 　杠桿 1．(xx齊齊哈爾)同學們使用的中性筆，在使用的過程中筆管里的墨水質量________(選填“變大”“變小”或“不變”)，寫字時的筆相當于________(選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿。 2．(xx迎江區(qū)二模)如圖所示的是同學們常用的燕尾夾，AB＝BC，當用力摁住C點打開該夾子時，可把________點看作支點，此時夾子可近似看作________(選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿。 第2題圖 3．(xx嘉興)如圖所示的是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖，下列有關說法中正確的是(　　) 第3題圖 A．刀刃很薄可以增大壓力 B．鍘刀實質上是一種費力杠桿 C．甘蔗放在a點比b點更易被切斷 D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力 4．(xx青島)如圖所示，輕質杠桿的OA∶OB＝3∶2，物體M的重力為300 N，小雨的重力為600 N，雙腳與地面的接觸面積為0.04 m2。小雨在A端施加豎直向上的力使杠桿水平平衡，求小雨對地面的壓強是多少？請寫出解題過程，并畫出與解題過程相應的受力分析示意圖。 第4題圖 　探究杠桿的平衡條件 5．(xx廣德二模)如圖所示，杠桿調平衡后，在A處掛3個鉤碼，要想杠桿繼續(xù)平衡，則需在B處掛________個鉤碼。杠桿在水平位置平衡后，兩側各去掉一個鉤碼，則杠桿的________端將上升。(每個鉤碼的質量都相同) 第5題圖 6．(xx聊城)如圖所示，在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，已知杠桿上每個小格長度為2 cm，當彈簧測力計在A點斜向上拉(與水平方向成30角)杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，下列說法中正確的是(　　) 第6題圖 A．動力臂為0.08 m B．此時為省力杠桿 C．彈簧測力計的示數(shù)為4 N D．鉤碼總重為2 N 7．(xx遵義)小錦小組用刻度均勻的勻質杠桿進行“探究杠桿的平衡條件”的實驗中，每個鉤碼質量相等。 第7題圖 (1)將杠桿的中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，他將杠桿左端平衡螺母向右調節(jié)到最大限度后，杠桿左端仍有輕微下沉，這時他應將右端的平衡螺母向________端調節(jié)，才能使杠桿在水平位置平衡； (2)如圖甲所示，是他在探究過程中的一個情景，接下來他在兩邊鉤碼的下方各加一個相同的鉤碼，并將左端鉤碼移到左端離支點第三格處，為了使杠桿在水平位置平衡，他應將右端鉤碼移動到右端離支點第________格處； (3)通過不斷改變兩端所掛鉤碼的個數(shù)和位置，使杠桿在水平位置平衡，并記錄各次實驗數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)分析后得出結論：動力支點到動力作用點的距離＝阻力支點到阻力作用點的距離。與其他小組交流后，他們又做了如圖乙、丙、丁三次實驗，其中________圖所示實驗能直接說明該結論是錯誤的。 　斜面 8．如圖甲所示，木塊從斜面勻速滑下時，受到摩擦力大小為F1；當用平行于斜面的推力將該木塊由斜面底端勻速推至頂端的過程中，推力大小為F2(如圖乙)。關于F1與F2的大小關系和做功情況，F(xiàn)2________(選填“＞”或“＝”或“＜”)2F1；乙圖中，斜面給木塊的支持力對木塊________(選填“做”或“不做”)功。 第8題圖 9．(xx六安市一模)如圖所示的是使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式(不計機械自重和摩擦)，其中所需動力最小的是(　　) ,A),B) ,C),D) 　滑輪 10．如圖甲、乙所示，分別用力F1、F2勻速提升重為10 N的物體，圖________中的滑輪可以看作省力杠桿；圖甲中，若不計摩擦和滑輪重力，力F1的大小為________N，物體受到合力的大小為________N。 第10題圖 11．(xx瑤海區(qū)三模)如圖所示，重為10 N的動滑輪右邊用繩子固定，左邊懸掛重為50 N的物體A，在拉力F作用下將物體A勻速提起，繩重和摩擦均不計，則F＝________N，動滑輪這種使用方法的好處是____________(選填“省力”或“省距離”)。 第11題圖 　　　　　　第12題圖 12．(xx春浦東新區(qū)期中)某小組同學“探究使用動滑輪勻速提起物體時，所用豎直向上拉力F的大小與哪些因素有關”。他按如圖所示方式用兩個重力不同的滑輪進行實驗，并將相應的滑輪重力、物體重力和拉力F的大小記錄在表一、二中。 　表一　G滑＝1 N　 　　表二　G滑＝2 N 實驗 序號 G物 (N) F (N) 1 4 2.5 2 5 3 3 6 3.5 4 7 4 5 8 4.5 　 實驗 序號 G物 (N) F (N) 6 4 3 7 5 3.5 8 6 4 9 7 4.5 10 8 5 (1)分析比較表一或表二中F與G物的數(shù)據(jù)及相關條件，可得出的初步結論是：使用動滑輪勻速提起物體，________________________________； (2)分析比較實驗序號________________________________的數(shù)據(jù)及相關條件，可得出的初步結論是：使用動滑輪勻速提起物體，當G物相等時，G滑越大，F(xiàn)越大； (3)小軒同學分析F和G物的關系時發(fā)現(xiàn)F始終小于G物，所以得出使用動滑輪勻速提起物體________(選填“能”或“不能”)省力，但她發(fā)現(xiàn)并沒有省一半力，這其中的原因可能是________________________。若要得出的結論盡可能接近使用動滑輪能省一半力，應該對實驗器材進行怎么樣的調整：________________________________； (4)小璐同學分析表中F與G滑，G物的關系及相關條件，可以發(fā)現(xiàn)其滿足的數(shù)學關系式為______________，根據(jù)這個關系式，可以推測：若她用G滑＝3 N，G物＝9 N，則F＝________N。 　滑輪組 13．使用滑輪組可以達到的目的是(　　) A．省力而且一定能改變力的方向 B．省力但不可能改變力的方向 C．省力而且能省距離 D．能省力而且也可以改變力的方向 14．(xx六盤水)如圖所示，在水平拉力F的作用下，使重300 N的物體在水平桌面上以0.1 m/s的速度勻速運動時，物體與桌面的摩擦力為60 N(不計繩重、動滑輪重及摩擦)，F(xiàn)及其功率的大小分別為(　　) 第14題圖 A．20 N　2 W B．20 N　6 W C．60 N　2 W D．30 N　6 W 15．如圖所示，滑輪重及滑輪轉動時的摩擦均不計。向上拉繩的速度是1.2 m/s，拉繩的力F是9 N。由此可知(　　) 第15題圖 A．物重是27 N，物體的速度是0.4 m/s B．物重是18 N，物體的速度是0.6 m/s C．物體受到的摩擦力是27 N，物體的速度是0.4 m/s D．物體受到的摩擦力是18 N，物體的速度是0.6 m/s 16．如圖所示，通過滑輪組用200 N的拉力在20 s內將重為480 N的物體勻速提高2 m(不計繩重和摩擦)，求： (1)動滑輪重； (2)繩自由端的移動速度； (3)若重物再增加150 N，要使重物勻速上升，作用在繩自由端的拉力至少多大？ 第16題圖 　杠桿平衡條件的應用 17．(xx安徽4分)如圖所示，將一把薄木尺的長度用多層報紙緊密地覆蓋在水平桌面上，已知報紙的上表面積為0.25 m2，則大氣對報紙上表面的壓力為____________N；在木尺右端快速施加豎直向下的力F，要將報紙掀開，則力F至少為____________N(假設報紙對木尺的壓力全部作用在木尺的最左端，大氣壓取1.0105 Pa，報紙和薄木尺的重力忽略不計)。 第17題圖 18．(xx安徽4分)拉桿式旅行箱可看成杠桿，如圖所示。已知OA＝1.0 m，OB＝0.2 m，箱重G＝120 N，請畫出使箱子在圖示位置靜止時，施加在端點A的最小作用力F的示意圖，且F＝________N。 第18題圖 19．(xx安徽4分)如圖，AB為能繞B點轉動的輕質杠桿，中點C處用細線懸掛一重物，在A端施加一個豎直向上大小為10 N的拉力F，使杠桿在水平位置保持平衡，則物重G＝________N。若保持拉力方向不變，將A端緩慢向上提升一小段距離，在提升的過程中，拉力F將________(選填“增大”“不變”或“減小”)。 第19題圖 20．(xx安徽3分)身高相同的兄弟二人用一根重力不計的均勻扁擔抬起一個900 N的重物。已知扁擔長為1.8 m，重物懸掛點與哥哥的肩之間的距離OA＝0.8 m，如圖所示。則(　　) 第20題圖 A．以哥哥的肩A為支點，可計算出弟弟承擔的壓力為400 N B．以O為支點，可計算出兄弟二人承擔的壓力之比為4∶9　 C．以O為支點，可計算出兄弟二人承擔的壓力之比為9∶5　 D．以弟弟的肩B為支點，可計算出哥哥承擔的壓力為600 N 21．(xx安徽4分)圖a所示為前臂平伸用手掌托住鉛球時的情形。我們可將圖a簡化成如圖b所示的杠桿，不計自重。若鉛球質量m＝3 kg，OA＝0.03 m，OB＝0.30 m，求此時肱二頭肌對前臂產(chǎn)生的拉力F1大小。(g取10 N/kg) 第21題圖 實驗：探究杠桿的平衡條件 　(xx河源)甲、乙兩位同學一起做探究杠桿的平衡條件的實驗，以杠桿中點為支點，如圖甲、乙所示。 　 例題圖 (1)若杠桿右端低左端高，為使其在水平位置上靜止，應將左端的平衡螺母向________調節(jié)； (2)如圖甲所示，杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)這一次實驗數(shù)據(jù)，甲同學立即分析得出杠桿的平衡條件，這種做法的不足是：________________________________________； (3)如圖乙所示，乙同學設計了兩種實驗方案：第一種彈簧測力計沿豎直方向拉，其讀數(shù)為F1；第二種彈簧測力計傾斜拉，其讀數(shù)為F2。第________(選填“一”或“二”)種實驗方案更方便。在同等條件下，兩次彈簧測力計讀數(shù)F1________(選填“＜”“＝”或“＞”)F2； (4)乙同學用圖丙裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)當杠桿水平平衡時，與甲同學得出的杠桿平衡條件不相符，其可能的原因是：________________________。 【方法指導】本題重點考查探究杠桿平衡條件的實驗調平和操作，只要平時做學生實驗時多加注意，不難找出答案，同時也鍛煉自己分析問題和解決問題的能力。  專題強化集訓15　杠桿平衡條件的應用 1．(xx滁州二模)如圖所示，O點為輕質杠桿AC的支點，AB＝BO＝OC，B處掛一重為6 N的小球。若要使杠桿在水平位置平衡，若用最小的力使杠桿在水平位置平衡，則該力的大小為________N，方向為________________。 第1題圖 2．(xx和縣一模)城市的潔凈離不開環(huán)衛(wèi)工人的辛勞，如圖所示的是環(huán)衛(wèi)工人手推車的示意圖。若小車與廢棄物總重600 N，重心離車輪軸心O的水平距離為0.6 m，手離車輪軸心的水平距離為1.8 m，則工人師傅至少需用________N的力將小車抬起。 第2題圖 　　第3題圖 3．(xx安慶一模)如圖所示，輕質杠桿OB的重力忽略不計，OB＝3OA，物體G的重力為120 N。若要使物體G對水平地面的壓力為零，則需要在B端施加的拉力F＝________N。 4．(xx淮南二模)如圖所示，輕質杠桿的OA∶OB＝4∶1。放在水平地面上的物體甲的重力G甲＝125 N，底面積S甲＝110－2 m2。當杠桿水平平衡時，物體甲對地面的壓強p甲＝1104 Pa，則物體乙的重力G乙＝________。 第4題圖 5．(xx臨沂)圖甲所示的杠桿是水平平衡的。如果在支點兩側的物體下方分別加掛一個等重的物體，如圖乙所示，則杠桿(　　) 第5題圖 A．右端下沉 B．左端下沉 C．要保持平衡應將左端的物體向右移動 D．要保持平衡應在右端再加掛一個物體 6．(xx潁泉區(qū)模擬)如圖甲所示，一重為G的物體靜止在水平地面，用一細線豎直向上拉物體，拉力的大小為F。 (1)若F＜G，請證明物體對地面的壓力F壓＝G－F； (2)若G＝30 N，將細線豎直系在質量不計的杠桿A端，O為杠桿的支點，已知AO＝2BO，要使地面對物體的支持力為零，應在B端豎直向下施加多大的力？(杠桿始終保持水平) 第6題圖 7．(xx鎮(zhèn)江)如圖所示，將重力不計的吸盤內部空氣排盡后與水平地磚完全貼合，已知貼合的面積為30 cm2，大氣壓強為1105Pa，AB為輕質杠桿，O為轉軸，OA與OB的長度之比為1∶3；保持杠桿水平，某人在B端用豎直向下的拉力F將吸盤沿豎直方向剛好拉離地磚。 (1)求吸盤所受的大氣壓力F0； (2)求人所用拉力F； (3)若人沿圖中虛線方向施加拉力F′將吸盤拉離地磚，請畫出拉力F′的力臂。 第7題圖