專題專題19 簡(jiǎn)單機(jī)械簡(jiǎn)單機(jī)械例例1 (2013南充南充)如圖所示的水平杠桿中，如圖所示的水平杠桿中，O為支點(diǎn)，為支點(diǎn)，請(qǐng)畫出圖中力請(qǐng)畫出圖中力F1和和F2的力臂的力臂l1和和l2。 解析：解析：本題考查力臂的畫法。沿力本題考查力臂的畫法。沿力F1和和 F2的方向畫出兩的方向畫出兩力的作用線，從支點(diǎn)力的作用線，從支點(diǎn)O向力向力F1和和F2的作用線作垂線段，的作用線作垂線段，在垂線段與力在垂線段與力F1和和F2的作用線相交處標(biāo)上垂足符號(hào)，用的作用線相交處標(biāo)上垂足符號(hào)，用大括號(hào)把力臂標(biāo)出來(lái)，把力臂的名稱寫在大括號(hào)附近。大括號(hào)把力臂標(biāo)出來(lái)，把力臂的名稱寫在大括號(hào)附近。 答案：答案：如圖所示如圖所示 如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖，如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖，O為支為支點(diǎn)，點(diǎn)，A為手握魚竿的作用點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出魚線對(duì)釣魚為手握魚竿的作用點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出魚線對(duì)釣魚竿拉力竿拉力F2的力臂，最小的動(dòng)力的力臂，最小的動(dòng)力F1及其力臂。及其力臂。 答案：答案： 例例2 (2013寧波寧波) 如圖所示是滑動(dòng)變阻器上的一個(gè)接線如圖所示是滑動(dòng)變阻器上的一個(gè)接線柱。螺母上的棱能柱。螺母上的棱能_手指與螺母間接觸面的粗糙手指與螺母間接觸面的粗糙程度，防止打滑；其中的螺紋是斜面的變形，斜面纏繞程度，防止打滑；其中的螺紋是斜面的變形，斜面纏繞在圓柱體上，所以使用時(shí)可以在圓柱體上，所以使用時(shí)可以_(選填選填“省力省力”或或“省距離省距離”)；要擰緊導(dǎo)線，應(yīng)該按；要擰緊導(dǎo)線，應(yīng)該按_時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)螺母。螺母。 解析：解析：本題考查摩擦和斜面在生活中的應(yīng)用。增大接觸本題考查摩擦和斜面在生活中的應(yīng)用。增大接觸面的粗糙程度可以增大摩擦；斜面一定能省力，但不能面的粗糙程度可以增大摩擦；斜面一定能省力，但不能省距離，觀察螺紋或由生活經(jīng)驗(yàn)可知按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)省距離，觀察螺紋或由生活經(jīng)驗(yàn)可知按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋可旋緊。螺紋可旋緊。 答案：答案：增大省力順增大省力順 杠桿在生產(chǎn)生活中普遍使用。下列工具在杠桿在生產(chǎn)生活中普遍使用。下列工具在使用過程中，屬于省力杠桿的是使用過程中，屬于省力杠桿的是() 答案：答案：D 例例3 (2013衢州衢州)如圖是研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖是研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置，要使杠桿在水平位置平衡，要使杠桿在水平位置平衡，B處應(yīng)掛與處應(yīng)掛與A處同樣大小的鉤處同樣大小的鉤碼個(gè)數(shù)為碼個(gè)數(shù)為() A6個(gè)個(gè)B4個(gè)個(gè)C3個(gè)個(gè)D2個(gè)個(gè) 解析：解析：設(shè)每個(gè)鉤碼的重力是設(shè)每個(gè)鉤碼的重力是G，杠桿每格的長(zhǎng)度為，杠桿每格的長(zhǎng)度為l，由，由圖可知?jiǎng)恿D可知?jiǎng)恿14G，動(dòng)力臂，動(dòng)力臂l13l，阻力臂，阻力臂l22l，由杠，由杠桿平衡條件得桿平衡條件得F1l1F2l2，即，即4G3lF22l，所以，所以F26G，則在，則在B處應(yīng)掛處應(yīng)掛6個(gè)鉤碼。個(gè)鉤碼。 答案：答案：A 如圖所示，保持杠桿在水平位置平衡，如圖所示，保持杠桿在水平位置平衡，在其他條件不變的情況下，下列操作能使彈簧測(cè)力計(jì)示在其他條件不變的情況下，下列操作能使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大的是數(shù)變大的是() A減少鉤碼的個(gè)數(shù)減少鉤碼的個(gè)數(shù) B將鉤碼懸掛點(diǎn)的位置向右移將鉤碼懸掛點(diǎn)的位置向右移 C保持拉力方向不變，將彈簧測(cè)力計(jì)向右移保持拉力方向不變，將彈簧測(cè)力計(jì)向右移 D保持彈簧測(cè)力計(jì)懸掛點(diǎn)的位置不變，使其向右傾斜保持彈簧測(cè)力計(jì)懸掛點(diǎn)的位置不變，使其向右傾斜 答案：答案：D 例例4 (2013寧波寧波)如圖所示，物體如圖所示，物體G在豎直向上的拉力在豎直向上的拉力F的作用下，勻速上升的作用下，勻速上升0.2 m。已知。已知G18 N，F(xiàn)10 N。這一過程中，不能得到的結(jié)論是這一過程中，不能得到的結(jié)論是() A繩子自由端上升繩子自由端上升0.4 m B拉力拉力F做功做功4 J C動(dòng)滑輪重為動(dòng)滑輪重為2 N D該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為90% 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種如圖所示的簡(jiǎn)易電梯，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種如圖所示的簡(jiǎn)易電梯，由圖可知由圖可知() AA是動(dòng)滑輪是動(dòng)滑輪 BB是定滑輪是定滑輪 C如果電動(dòng)機(jī)向下拉動(dòng)繩子，如果電動(dòng)機(jī)向下拉動(dòng)繩子，電梯廂將上升電梯廂將上升 D電梯廂運(yùn)動(dòng)的速度與電動(dòng)機(jī)拉繩的速度相等電梯廂運(yùn)動(dòng)的速度與電動(dòng)機(jī)拉繩的速度相等 答案：答案：C 專題訓(xùn)練專題訓(xùn)練 19一、選擇題一、選擇題(每小題每小題3分，共分，共33分分) 1下列所示工具中，使用時(shí)不能省力但能省距離的是下列所示工具中，使用時(shí)不能省力但能省距離的是() A動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪 B訂書機(jī)訂書機(jī) C羊角錘羊角錘 D鑷子鑷子 答案：答案：D 2如圖所示是小明玩手指頂桿游戲時(shí)的情景，桿沒有如圖所示是小明玩手指頂桿游戲時(shí)的情景，桿沒有傾倒是由于傾倒是由于() A手指對(duì)桿沒有做功手指對(duì)桿沒有做功 B桿所受重力與支持力是一對(duì)平衡力桿所受重力與支持力是一對(duì)平衡力 C指尖受桿擠壓發(fā)生形變指尖受桿擠壓發(fā)生形變 D桿與手指間力的作用是相互的桿與手指間力的作用是相互的 答案：答案：B 3. 如圖所示，小楓騎變速自行車上坡時(shí)，要想省力，后如圖所示，小楓騎變速自行車上坡時(shí)，要想省力，后軸的齒輪應(yīng)該換用較大還是較小的？原因是什么？下列軸的齒輪應(yīng)該換用較大還是較小的？原因是什么？下列對(duì)這兩個(gè)問題回答正確的是對(duì)這兩個(gè)問題回答正確的是() A較大的，增大動(dòng)力臂較大的，增大動(dòng)力臂 B較大的，減小阻力臂較大的，減小阻力臂 C較小的，增大動(dòng)力臂較小的，增大動(dòng)力臂 D較小的，減小阻力臂較小的，減小阻力臂 答案：答案：D 4如圖所示的情景中，所使用的工具屬于費(fèi)力杠桿的如圖所示的情景中，所使用的工具屬于費(fèi)力杠桿的是是() 答案：答案：D 5(2012湖州湖州)如圖所示這款圖釘來(lái)自一位初中生的創(chuàng)如圖所示這款圖釘來(lái)自一位初中生的創(chuàng)意，翹起部分為我們預(yù)留出施力空間。圖釘作為杠桿，意，翹起部分為我們預(yù)留出施力空間。圖釘作為杠桿，其支點(diǎn)是其支點(diǎn)是() AA點(diǎn)點(diǎn) BB點(diǎn)點(diǎn) CC點(diǎn)點(diǎn) DD點(diǎn)點(diǎn) 答案：答案：C 6在日常生活中，用在日常生活中，用10 N的拉力不能提起重的拉力不能提起重15 N的物的物體的簡(jiǎn)單機(jī)械是體的簡(jiǎn)單機(jī)械是() A一個(gè)定滑輪一個(gè)定滑輪 B一個(gè)動(dòng)滑輪一個(gè)動(dòng)滑輪 C杠桿杠桿 D斜面斜面 答案：答案：A 7(2013杭州杭州)如圖，手持如圖，手持10 kg物體保持平衡，此時(shí)肱物體保持平衡，此時(shí)肱二頭肌收縮所承受的力一定二頭肌收縮所承受的力一定() A大于大于98 N B小于小于98 N C等于等于98 N D等于等于10 kg 解析：解析：本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用。讀圖發(fā)現(xiàn)，把人本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用。讀圖發(fā)現(xiàn)，把人的前臂看作杠桿，物體對(duì)手的拉力的前臂看作杠桿，物體對(duì)手的拉力(等于物重等于物重Gmg98 N)為阻力，肱二頭肌收縮所承受的力為動(dòng)力，因動(dòng)力為阻力，肱二頭肌收縮所承受的力為動(dòng)力，因動(dòng)力臂小于阻力臂臂小于阻力臂(屬于費(fèi)力杠桿屬于費(fèi)力杠桿)，根據(jù)杠桿的平衡條件推，根據(jù)杠桿的平衡條件推知?jiǎng)恿Υ笥谧枇Γ措哦^肌收縮所承受的力一定大于知?jiǎng)恿Υ笥谧枇?，即肱二頭肌收縮所承受的力一定大于98 N。 答案：答案：A 8(2013山西山西)小明小組利用如圖所示裝置探究小明小組利用如圖所示裝置探究“杠桿杠桿平衡條件平衡條件”時(shí)，在杠桿兩側(cè)掛上不同個(gè)數(shù)的鉤碼，移動(dòng)時(shí)，在杠桿兩側(cè)掛上不同個(gè)數(shù)的鉤碼，移動(dòng)鉤碼使杠桿在水平位置平衡，這樣三次實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論：鉤碼使杠桿在水平位置平衡，這樣三次實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論：動(dòng)力動(dòng)力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離阻力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離阻力支點(diǎn)到阻力作支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。下列能幫助他得出正確結(jié)論的操作是用點(diǎn)的距離。下列能幫助他得出正確結(jié)論的操作是() A去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉 B去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)斜向下拉去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)斜向下拉 C去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉 D增加鉤碼個(gè)數(shù)，再多次實(shí)驗(yàn)使結(jié)論更具普遍性增加鉤碼個(gè)數(shù)，再多次實(shí)驗(yàn)使結(jié)論更具普遍性 答案：答案：B 9(2013淄博淄博)如圖是使用簡(jiǎn)單機(jī)械勻速提升同一物體如圖是使用簡(jiǎn)單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式的四種方式(不計(jì)機(jī)械重和摩擦不計(jì)機(jī)械重和摩擦)，其中所需動(dòng)力最小的，其中所需動(dòng)力最小的是是() 答案：答案：D 10. 如圖所示，作用在杠桿一端始終與杠桿垂直的力如圖所示，作用在杠桿一端始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置將杠桿緩慢地由位置A拉至位置拉至位置B，力，力F在這個(gè)過程中在這個(gè)過程中() A變大變大 B變小變小 C不變不變 D先變大后變小先變大后變小 答案：答案：A 11(2013河南河南)一個(gè)滑輪組經(jīng)改進(jìn)后提高了機(jī)械效率，一個(gè)滑輪組經(jīng)改進(jìn)后提高了機(jī)械效率，用它將同一物體勻速提升同樣的高度，改進(jìn)后與改進(jìn)前用它將同一物體勻速提升同樣的高度，改進(jìn)后與改進(jìn)前相比相比() A有用功減少，總功減少有用功減少，總功減少 B有用功增加，總功增加有用功增加，總功增加 C有用功不變，總功不變有用功不變，總功不變 D有用功不變，總功減少有用功不變，總功減少 答案：答案：D 二、簡(jiǎn)答題二、簡(jiǎn)答題(每空每空4分，共分，共28分分) 12(2013嘉興嘉興)如圖是液壓起重車的示意圖。使用時(shí)液如圖是液壓起重車的示意圖。使用時(shí)液壓桿將起重臂頂起，可將重物吊起并安放到需要的地方。壓桿將起重臂頂起，可將重物吊起并安放到需要的地方。 (1)起重機(jī)鋼索下端有一滑輪，這是起重機(jī)鋼索下端有一滑輪，這是_滑輪。滑輪。 (2)吊起重物時(shí)，應(yīng)將液壓起重車后部的四個(gè)金屬支架放吊起重物時(shí)，應(yīng)將液壓起重車后部的四個(gè)金屬支架放下以代替后輪，這除了起穩(wěn)定作用外，還能減小對(duì)地面下以代替后輪，這除了起穩(wěn)定作用外，還能減小對(duì)地面的的_。 (3)頂起起重臂時(shí)，液壓桿向上頂起的力頂起起重臂時(shí)，液壓桿向上頂起的力_重物的重物的重力。重力。 解析：解析：本題考查滑輪、壓強(qiáng)及杠桿的相關(guān)知識(shí)。本題考查滑輪、壓強(qiáng)及杠桿的相關(guān)知識(shí)。(1)讀圖讀圖發(fā)現(xiàn)，此滑輪會(huì)隨重物一起移動(dòng)，是動(dòng)滑輪。發(fā)現(xiàn)，此滑輪會(huì)隨重物一起移動(dòng)，是動(dòng)滑輪。(2)將支架將支架放下，可以增大受力面積減小壓強(qiáng)。放下，可以增大受力面積減小壓強(qiáng)。(3)液壓桿頂起重物液壓桿頂起重物的力是杠桿的動(dòng)力，重物的重力是阻力，讀圖可知?jiǎng)恿Φ牧κ歉軛U的動(dòng)力，重物的重力是阻力，讀圖可知?jiǎng)恿Ρ坌∮谧枇Ρ郏瑸橘M(fèi)力杠桿，所以液壓桿頂起重物的力臂小于阻力臂，為費(fèi)力杠桿，所以液壓桿頂起重物的力大于物重。大于物重。 答案：答案：(1)動(dòng)動(dòng)(2)壓強(qiáng)壓強(qiáng)(3)大于大于 13(2013麗水麗水)如圖是農(nóng)村曾用的舂米工具的結(jié)構(gòu)示意如圖是農(nóng)村曾用的舂米工具的結(jié)構(gòu)示意圖。桿圖。桿AB可繞可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿右端均勻柱形物體的長(zhǎng)度與點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿右端均勻柱形物體的長(zhǎng)度與桿右側(cè)的桿右側(cè)的OB相等，桿相等，桿AB的重力不計(jì)，柱形物體較重。的重力不計(jì)，柱形物體較重。 (1)制作舂米工具時(shí)，為了使作用在制作舂米工具時(shí)，為了使作用在A點(diǎn)的力點(diǎn)的力F更小，在更小，在其他條件相同時(shí)，只改變支點(diǎn)其他條件相同時(shí)，只改變支點(diǎn)O的位置，應(yīng)將的位置，應(yīng)將O點(diǎn)更靠點(diǎn)更靠近近_端。端。 (2)若作用在若作用在A點(diǎn)的動(dòng)力點(diǎn)的動(dòng)力F方向始終與桿垂直，則桿從水方向始終與桿垂直，則桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)平位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)45角的過程中，動(dòng)力角的過程中，動(dòng)力F大小的變化是大小的變化是_。 解析：解析：(1)根據(jù)杠桿的平衡條件：根據(jù)杠桿的平衡條件：F1l1F2l2，動(dòng)力臂越長(zhǎng)、，動(dòng)力臂越長(zhǎng)、阻力臂越短則越省力，所以阻力臂越短則越省力，所以O(shè)點(diǎn)向點(diǎn)向B點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，動(dòng)力臂點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，動(dòng)力臂增大，阻力臂減小，使用起來(lái)越省力。增大，阻力臂減小，使用起來(lái)越省力。14(2012嘉興嘉興)如圖所示的三個(gè)滑輪中，屬于動(dòng)滑輪的如圖所示的三個(gè)滑輪中，屬于動(dòng)滑輪的是是_。若滑輪的自重和摩擦不計(jì)，當(dāng)分別沿力。若滑輪的自重和摩擦不計(jì)，當(dāng)分別沿力F1、F2和和F3方向勻速提起同一物體時(shí)，則方向勻速提起同一物體時(shí)，則F1、F2、F3的大小的大小關(guān)系是關(guān)系是_。 答案：答案：乙乙F1F3F2 三、分析計(jì)算題三、分析計(jì)算題(共共39分分) 15(20分分)(2013湖州湖州)如圖裝置為某學(xué)生在科技創(chuàng)新大如圖裝置為某學(xué)生在科技創(chuàng)新大賽時(shí)發(fā)明的可以直接測(cè)量液體密度的賽時(shí)發(fā)明的可以直接測(cè)量液體密度的“密度天平密度天平”。其。其制作過程和原理如下：選擇一根長(zhǎng)制作過程和原理如下：選擇一根長(zhǎng)1米的杠桿，調(diào)節(jié)兩米的杠桿，調(diào)節(jié)兩邊螺母使杠桿在水平位置平衡。在左側(cè)離中點(diǎn)邊螺母使杠桿在水平位置平衡。在左側(cè)離中點(diǎn)10厘米的厘米的A位置用細(xì)線固定一個(gè)質(zhì)量為位置用細(xì)線固定一個(gè)質(zhì)量為150克、容積為克、容積為80毫升的容毫升的容器。器。右側(cè)用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為右側(cè)用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為50克的鉤碼克的鉤碼(細(xì)線的質(zhì)量忽略不細(xì)線的質(zhì)量忽略不計(jì)計(jì))。測(cè)量時(shí)往容器中加滿待測(cè)液體，移動(dòng)鉤碼使杠桿在。測(cè)量時(shí)往容器中加滿待測(cè)液體，移動(dòng)鉤碼使杠桿在水平位置平衡，在鉤碼懸掛位置直接讀出液體的密度。水平位置平衡，在鉤碼懸掛位置直接讀出液體的密度。 (1)該該“密度天平密度天平”的的“零刻度零刻度”應(yīng)標(biāo)在右端離支點(diǎn)應(yīng)標(biāo)在右端離支點(diǎn)O_厘米處。厘米處。 (2)該該“密度天平密度天平”的量程為多大？的量程為多大？ (3)若將鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)增大，該若將鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)增大，該“密度天平密度天平”的量程將的量程將_(選填選填“增大增大”“”“減小減小”或或“不變不變”)。 答案：答案：(1)30 (2)根據(jù)題意鉤碼移動(dòng)至最右端，該根據(jù)題意鉤碼移動(dòng)至最右端，該“密度天平密度天平”達(dá)到最達(dá)到最大量程，設(shè)大量程，設(shè)OA為為L(zhǎng)1，O點(diǎn)距最右端距離為點(diǎn)距最右端距離為L(zhǎng)2，容器的質(zhì)，容器的質(zhì)量為量為m1，鉤碼的質(zhì)量為，鉤碼的質(zhì)量為m2，容器中加滿后的待測(cè)液體的，容器中加滿后的待測(cè)液體的質(zhì)量為質(zhì)量為m，由，由F1L1F2L2得得(m1m)gL1m2gL2 16(19分分)(2012寧波寧波)如圖所示，用簡(jiǎn)單機(jī)械使重力都如圖所示，用簡(jiǎn)單機(jī)械使重力都為為150牛的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)摩擦、機(jī)械自重及牛的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)摩擦、機(jī)械自重及繩重，已知繩重，已知OB2OA。 (1)F1、F2、F3從大到小的順序?yàn)閺拇蟮叫〉捻樞驗(yàn)開； (2)求圖乙中求圖乙中F2的大小；的大小； (3)利用圖丙的機(jī)械，小科把此物體勻速提高利用圖丙的機(jī)械，小科把此物體勻速提高2 m，用時(shí)用時(shí)10 s，求拉力，求拉力F3的功率。的功率。