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1、素養(yǎng)全練9　簡單機械 (時間:45分鐘　滿分:100分) 基礎鞏固 一、選擇題(每小題4分,共16分) 1.(2018江蘇蘇州)如圖的常見器具都應用了杠桿,其中屬于省力杠桿的是(　　) 答案:B 解析:托盤天平在使用過程中,動力臂等于阻力臂,是等臂杠桿,不省力也不費力,A不符合題意;獨輪車在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,B符合題意;筷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,C不符合題意;船槳在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,D不符合題意。 2.(2018江蘇連云港)如圖所示,O為杠桿的支點,杠桿右端掛有重為G的物體,杠桿在力F1的作用下在水平位

2、置平衡。如果用力F2代替力F1使杠桿仍在水平位置保持平衡,下列關系中正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　 A.F1F2 C.F2F2,故A錯誤、B正確;用力F2使杠桿在水平位置保持平衡時,由杠桿平衡條件可得:F2·L2=G·L,由圖知L2G;故C錯誤;因為F1>F2,F2>G,所以F1>F2>G,故D錯誤。 3.(2017廣東深圳)下列圖中的簡單機械,不能

3、省力但能省距離的是(　　) ?導學號77164122? 答案:C 解析:自行車的腳踏裝置實質(zhì)是輪軸,動力臂大于阻力臂,屬于省力杠桿,但費距離;盤山公路實質(zhì)是利用的斜面,省力但費距離;用船槳劃水時,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,費力但省距離;動滑輪實質(zhì)是動力臂等于2倍阻力臂的杠桿,能省力但費距離。所以選項C符合題意。 4. (預測題)建筑工人用如圖所示的滑輪組,在4 s內(nèi)將重為1 500 N的物體沿水平方向勻速移動2 m的過程中,所用的拉力大小為375 N,物體受到水平地面的摩擦力為物重的25。在此過程中,下列說法正確的是(　　) A.繩子自由端沿水平方向移動了6 m B.

4、繩子自由端沿水平方向移動的速度為1.5 m/s C.物體受到的拉力為750 N D.物體受到的拉力為600 N 答案:D 解析:由題圖可知,n=2,則繩子自由端沿水平方向移動的距離s=nsA=2×2m=4m,繩子自由端沿水平方向移動的速度v=st=4m4s=1m/s,故選項A、B錯誤;物體沿水平方向勻速移動時處于平衡狀態(tài),物體受到的拉力和摩擦力是一對平衡力,則物體受到的拉力FA=Ff=0.4G=0.4×1500N=600N,故選項C錯誤,D正確。 二、非選擇題(共44分) 5.(12分)如圖甲所示,定滑輪　　　　省力,但能改變　　　　　;如圖乙所示方式拉動旅行箱時,它相當于一個　　

5、　　　杠桿;如圖丙所示,用動滑輪提升重物,使用動滑輪的好處是　　　　　　,若物體重為4 N,不計繩重及摩擦,測力計示數(shù)為　　　　 N,動滑輪重力為　　　　 N。? 答案:不　力的方向　省力　可以省力　2.4　0.8 6.(4分)(2017甘肅蘭州)如圖所示為某街道路燈懸掛的情境圖。畫出斜拉鋼絲對橫桿拉力F的示意圖和對應的力臂L。 答案:如圖所示 7.(4分)(2018黑龍江齊齊哈爾)如圖所示的杠桿(自重和摩擦不計),O是支點,A處掛一重為50 N的物體,為保證杠桿在水平位置平衡,在中點B處沿　　　　(選填“F1”“F2”或“F3”)方向施加的力最小,為　　　 N。?

6、答案:F2　100 解析:為使拉力最小,動力臂要最長,拉力F的方向應該垂直杠桿向上,即豎直向上,即F2;動力臂OB最長,杠桿在水平位置平衡,根據(jù)杠桿的平衡條件:F2·OB=G·OA,由于OA是OB的二倍,所以F=2G=100N。 8.(4分)(2018四川涼山州)用一個動滑輪和一個定滑輪組成滑輪組來提升重物,請在圖中畫出最省力的繞法。 　　　　　答案: 9.(9分)(2018廣西梧州)如圖所示,將質(zhì)量為6 kg,邊長為0.1 m的正方體合金塊,用細線掛在輕質(zhì)杠桿A點處,在B點施加與杠桿垂直的力F1時,杠桿在水平位置平衡,其中OB=3OA(g取10 N/kg)。求: (1)合金

7、塊的重力; (2)合金塊的密度; (3)拉力F1的大小。 答案:(1)60 N　(2)6×103 kg/m3　(3)20 N 解析:(1)合金塊的重力: G=mg=6kg×10N/kg=60N; (2)正方體合金塊的體積: V=L3=(0.1m)3=10-3m3; 合金塊的密度: ρ=mV=6kg10-3m3=6×103kg/m3; (3)已知OB=3OA, 根據(jù)杠桿的平衡條件可得:F1·LOB=G·LOA, 代入數(shù)據(jù)得F1=20N。 10. (11分)(2018內(nèi)蒙古呼和浩特)如圖所示,用甲、乙兩種滑輪組,分別勻速豎直向上提升同一重物,從相同位置開始提升至同一

8、高度處,求: (1)若不計繩重,滑輪重及摩擦,兩次拉力F1和F2之比; (2)若不計繩重及摩擦,重物質(zhì)量為400 g,動滑輪質(zhì)量為100 g,勻速拉動過程中甲、乙兩裝置的機械效率。 答案:(1)3∶2　(2)80% 解析:(1)由題知,甲圖中,接在動滑輪上的繩子段數(shù)n1=2,乙圖中,接在動滑輪上的繩子段數(shù)n2=3, 若不計繩重、滑輪重及摩擦,則拉力F=1nG, 兩次拉力F1和F2之比: F1∶F2=1n1G∶1n2G=12∶13=3∶2; (2)重物的重力: G=mg=0.4kg×10N/kg=4N。 動滑輪的重力: G輪=m輪g=0.1kg×10N/kg=1N, 不計

9、繩重及摩擦時,滑輪組的機械效率η=W有用W總=GhGh+G輪h=GG+G輪, 由于兩裝置中物重和動滑輪重均相同, 所以甲、乙兩裝置的機械效率: η1=η2=GG+G輪=4N4N+1N×100%=80%。 能力提升 一、選擇題(每小題5分,共15分) 1. (2017四川宜賓)指甲刀是生活中常用的小工具,如圖所示,它包含三個杠桿,關于這三個杠桿的說法正確的是(　　) A.一個省力杠桿,兩個費力杠桿 B.一個費力杠桿,兩個省力杠桿 C.三個都是省力杠桿 D.三個都是費力杠桿 答案:A 解析:杠桿ABC,支點是B,動力臂大于阻力臂,是一個省力杠桿;杠桿OBD和OED,支

10、點是O,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故選項A正確。 2.(2018貴州貴陽)人們應用不同的簡單機械來輔助工作,正常使用下列簡單機械時說法正確的是(　　) A.筷子可以省距離 B.所有剪刀都一定省力 C.定滑輪可以省力 D.撬棒越短一定越省力 答案:A 解析:用筷子夾菜時,動力臂小于阻力臂,所以是一個費力杠桿,費力但省距離,故A正確;理發(fā)用的剪刀,在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故B錯誤;定滑輪在使用過程中,動力臂等于阻力臂,是等臂杠桿,不省力,故C錯誤;撬棒在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,在其他條件不變時,省力的多少取決于動力臂的長短,撬棒越短,動力臂越

11、小,越費力,故D錯誤。 3. (2017浙江寧波改編)如圖所示,用同一個動滑輪先后提升同一物體,使物體以相同的速度勻速上升相同的高度,所用的力分別是F甲和F乙。若不計摩擦、動滑輪重和繩重,則F甲、F乙的大小正確的是(　　) A.F甲=F乙 B.F甲=2F乙 C.F甲=4F乙 D.F甲=12F乙 ?導學號77164123? 答案:C 解析:由題知,兩裝置都不計摩擦、動滑輪重和繩重,提升物體的重相同。甲圖,拉力作用在動滑輪的軸上,費一倍的力,即F甲=2G;乙圖,拉力作用在繩子自由端,省一半的力,即F乙=12G,故F甲=4F乙,故選項C正確,選項A、B、D錯誤。 二、非選擇題(共

12、25分) 4.(3分)(2018貴州六盤水)開瓶時使用的開瓶器,可以簡化成不計重力的省力杠桿(如圖所示),O為支點。若動力F1和阻力F2都與杠桿垂直,且AO=6 cm,BO=1 cm,F1=25 N,則F2=　　　　 N。? 答案:150 解析:由杠桿的平衡條件得:F1L1=F2L2 代入數(shù)據(jù)得F2=150N 5.(4分)(2018四川廣安)如圖所示,AB是能繞B點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿,在中點C處用繩子懸掛重為100 N的物體(不計繩重),在A端施加豎直向上的拉力使杠桿在水平位置平衡,則拉力F=　　　　N。若保持拉力方向始終垂直于杠桿,將A端緩慢向上提升一小段距離,在提升的過程中,

13、拉力F將　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”)。? 答案:50　減小 解析:杠桿在水平位置保持平衡,由F1L1=F2L2可得,拉力的大小:F1=50N。 若將A端緩慢向上提升一小段距離,則阻力臂L2將變小,阻力G不變,即F2L2變小,因為拉力方向始終垂直于杠桿,所以動力臂不變,L1始終等于BA,根據(jù)F1L1=F2L2可知F1變小,即拉力F將減小。 6.(12分)(2018黑龍江)小紅和小明利用如圖所示裝置探究杠桿的平衡條件。 (1)若實驗前杠桿如圖甲所示,可將杠桿兩端的平衡螺母向　　　(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。? (2)在實驗過程中,調(diào)節(jié)杠桿在水平位

14、置平衡的目的是　　　　　　　。? (3)在杠桿兩端加掛鉤碼,并移動鉤碼,使杠桿在水平位置平衡,測出力臂,多次實驗并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。 次數(shù) F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 多次實驗的目的是　　　　　　　。? (4)小明根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡條件是　　　　　　　　　　。? (5)杠桿調(diào)節(jié)平衡后,小紅在杠桿上的A點處掛4個鉤碼,如圖乙所示,為使杠桿重新平衡,應在B點掛　　　　　　個鉤碼。? (6)如圖丙所示,用彈簧測力計在C處豎直向上拉,使杠桿在水平位置平衡,

15、當彈簧測力計在原位置逐漸向右傾斜時,使杠桿仍然在水平位置平衡,則彈簧測力計的示數(shù)將　　　　　(選填“變大”“變小”或“不變”)。? 答案:(1)右　(2)便于測量力臂　(3)使結論具有普遍性　(4)F1L1=F2L2　(5)6　(6)變大 解析:(1)若實驗前杠桿如圖甲所示,左端下沉,右端上翹,可將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。 (2)實驗時讓橫桿AB在水平位置平衡,力臂在杠桿上便于測量力臂大小,杠桿的重心通過支點,可以消除杠桿重對杠桿平衡的影響; (3)探究杠桿平衡的條件時,多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律,使結論具有普遍性。 (4

16、)分析表格中的數(shù)據(jù)可得出杠桿平衡的條件是F1L1=F2L2; (5)設杠桿每個格的長度為L,每個鉤碼的重力為G,根據(jù)杠桿的平衡條件:FALA=FBLB, 即4G×3L=FB×2L,解得FB=6G,需掛6個鉤碼; (6)如果作用在杠桿上的力方向不與杠桿垂直則該力的力臂短了,就會使得拉力變大,故彈簧測力計的示數(shù)將變大。 7.(6分)(2017內(nèi)蒙古呼和浩特改編)圖甲所示為大剛同學兩手做俯臥撐時的示意圖,他的身體可視為杠桿,如圖乙所示,O點為支點,A點為重心,已知每只手所受的支持力大小為200 N,求:該同學的質(zhì)量。(g取10 N/kg) 答案:60 kg 解析:每只手所受的支持力大小為200N,則該同學所受支持力為F=2×200N=400N, 由杠桿平衡條件:F×L1=G×L2,即400N×1.5m=G×1m,解得該同學的重力G=600N, 則該同學的質(zhì)量:m=Gg=600N10N/kg=60kg。 8