1、课时训练课时训练( (八八) ) 简单机械简单机械 (限时:45 分钟) | |基础巩固基础巩固| | 一、选择题一、选择题 1.2019齐齐哈尔图 K8-1 的简单机械在正常使用时能够省力的是 （ ) 图 K8-1 2.2019泸州如图 K8-2 所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格 长度均为 2 cm，在 B 点竖直悬挂 4 个重均为 0.5 N 的钩码，在 A 点用与水平方向成 30角 的动力 F 拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是 （ ) 图 K8-2 A. 杠杆的动力臂为 8 cm B.该杠杆为费力杠杆 C.阻力大小为 0.5
2、N D.动力 F 的大小为 1.5 N 3.2016柳州如图 K8-3 所示是工人提升重物的情景。若不计滑轮所受重力及摩擦力，其 中最省力的是 （ ) 图 K8-3 4.小明用如图 K8-4 所示的滑轮组， 将重为 1.5 N 的物体匀速提升到一定高度， 在此过程中， 拉力的实际大小应该是 （ ) 图 K8-4 A. 小于 0.75 N B.等于 0.75 N C.大于 0.75 N D.等于 0.5 N 5.如图 K8-5 所示， 用竖直向上的力 F 拉着杠杆 OA 的 A 端， 从水平位置绕着支点 O 逆时针匀 速转动到虚线所示的位置时，力 F 的大小会 （ ) 图 K8-5 A. 变大
3、B.变小 C.不变 D.条件不足，无法判断 6.2018巴中如图 K8-6 所示， 在轻质杠杆 OA 的中点悬挂一个重物， 在右端施加一个始终 与 OA 垂直的力 F，由水平位置匀速提到如图虚线所示的位置，在这个过程中，拉力 F 的大 小 （ ) 图 K8-6 A. 一直变大 B.始终不变 C.一直变小 D.先变小后变大 7.2018广西北部湾在探究“杠杆平衡条件”实验中， 杠杆在弹簧测力计拉力 F 作用下水 平平衡， 如图 K8-7 所示;现将弹簧测力计绕 B 点从 a 位置转动到 b 位置的过程中， 杠杆始终 保持水平平衡，则拉力 F 与其力臂的乘积变化情况是（ ) 图 K8-7 A. 一
4、直变小 B.一直变大 C.一直不变 D.先变小后变大 二、填空题二、填空题 8.2019盐城模拟阿基米德首先总结了杠杆平衡条件， 其内容是 （用公式表 示)。杠杆的应用非常广泛，如图 K8-8 甲所示的两种剪刀，正常使用时属于省力杠杆的是 （选填“A”或“B”)剪刀;工程车上的起重臂就是一个费力杠杆（如图乙所示)，使用它的 好处是能够省 ;如图丙所示，A 装置是 （选填“定”或“动”)滑轮，使用它的作用是 。 图 K8-8 9.如图 K8-9 甲、乙所示，分别用力 F1、F2匀速提升重为 10 N 的物体。每个滑轮的重力均为 2 N， 则图 中的滑轮可以看作省力杠杆;若不计摩擦和绳重， 力 F
5、1的大小为 N， 力 F2的大小为 N。 图 K8-9 三、作图题三、作图题 10.（1)2018淮安画出图 K8-10 中动力 F1的力臂 L1。 图 K8-10 （2)利用图 K8-11 中滑轮组拉动物体沿水平向左运动，请画出最省力的滑轮组的绕线方法。 图 K8-11 四、综合应用题 11.2018安徽如图 K8-12 甲所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形。我们可将图甲简 化成如图乙所示的杠杆。不计自重。若铅球质量 m=3 kg，OA=0.03 m，OB=0.30 m，求此时 肱二头肌对前臂产生的拉力 F1的大小。（g 取 10 N/kg) 图 K8-12 | |能力提升能力提升| |
6、一、选择题一、选择题 1.图 K8-13 是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是 （ ) 图 K8-13 A. 刀刃很薄，可以增大压力 B.铡刀实质上是一种费力杠杆 C.甘蔗放在 a 点比 b 点更易被切断 D.手沿 F1方向用力比沿 F2方向更省力 2.2019青岛如图 K8-14 所示为探究杠杆平衡条件的实验装置， 杠杆平衡时， 钩码对杠杆 的阻力 F2=1.0 N，阻力臂 L2=20 cm，弹簧测力计示数 F1=2.5 N，则动力臂 L1为 （ ) 图 K8-14 A. 15 cm B.8 cm C.50 cm D.80 cm 3.2018广东A、 B两种实心物体的质量与体积的
7、关系如图K8-15甲所示， 把体积相等的A、 B 物体挂在滑轮组下， 若要使它们处于静止状态， 则图乙的虚线框内悬挂物体 B 的个数是 （不 计摩擦和滑轮的自重) （ ) 图 K8-15 A. 1 个 B.2 个 C.3 个 D.4 个 4.2018绵阳如图 K8-16 所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布 不均匀的木条 AB 重 24 N，A、B 是木条两端，O、C 是木条上的两个点， AO=BO，AC=OC。A 端放在托盘秤甲上，B 端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是 6 N。现移动托盘秤甲，将托 盘秤甲放在 C 点上。此时托盘秤乙的示数是（ ) 图 K8-16 A.
8、8 N B.12 N C.16 N D.18 N 5.如图 K8-17 所示，在水平拉力 F 的作用下，使重 300 N 的物体在水平地面上以 0.1 m/s 的速度匀速运动 10 s，若物体与地面的摩擦力为 60 N（不计绳重、动滑轮重和摩擦)，则 F 的大小与绳子自由端移动的距离分别为 （ ) 图 K8-17 A. 20 N 2 m B.20 N 3 m C.60 N 2 m D.30 N 3 m 6.如图 K8-18 所示装置中， 均匀木棒 AB 的 A 端固定在铰链上， 悬线一端绕过一固定定滑轮， 另一端用线套套在木棒上使棒保持水平。现使线套逐渐向右移动，但始终使木棒保持水平， 则悬线
9、上的拉力（棒和悬线足够长) （ ) 图 K8-18 A. 逐渐变小 B.逐渐变大 C.先逐渐变大，后又逐渐变小 D.先逐渐变小，后又逐渐变大 7.2019绍兴如图 K8-19 是上肢力量健身器材示意图。杠杆 AB 可绕 O 点在竖直平面内转 动，AB=3BO，配重的重力为 120 N。重为 500 N 的健身者通过细绳在 B 点施加竖直向下的拉 力为 F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为 85 N。在 B 点施加竖直向下的拉力 为 F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为 60 N。已知 F1F2=23，杠杆 AB 和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是 （ )
10、图 K8-19 A. 配重对地面的压力为 50 N 时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 160 N B.配重对地面的压力为 90 N 时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 120 N C.健身者在 B 点施加 400 N 竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为 35 N D.配重刚好被匀速拉起时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 540 N 二、填空题二、填空题 8.2019北部湾经济区如图 K8-20 所示， 利用电动机通过滑轮组 （虚线框内的滑轮组未画 出)依次拉动物体 A、B，图中效率为 60%的电动机拉绳子的功率为 300 W 且保持不变，不计 绳重与摩擦，动滑轮的重力为
11、6 N，拉动 A 向右做匀速直线运动时，A 所受阻力为 24 N，电 动机拉绳的力为 F1，此过程中，A 所受的拉力与阻力的大小 （选填“相等”或“不 相等”)，电动机工作 3 s 消耗的电能为 J。拉动 B 向右做匀速直线运动时，B 所受 阻力为 18 N，电动机拉绳的力为 F2，F2比 F1小 2 N，此时电动机拉绳的力 F2为 N。 图 K8-20 9.2018荆州如图 K8-21 所示，一轻质杠杆水平支在支架上，OA=20 cm，G1是棱长为 5 cm 的正方体，G2重为 20 N。当 OC=10 cm 时，绳子的拉力为 N，此时 G1对地面的压强 为 210 4 Pa。现用一水平拉力
12、使 G 2以 5 cm/s 的速度从 C 点向右做匀速直线运动，经过 s 后，可使 G1对地面的压力恰好为零。 图 K8-21 10.如图 K8-22 所示，质量为 60 kg 的人站在质量为 30 kg 的吊篮内，他至少用 N 的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止。（g 取 10 N/kg) 图 K8-22 三、作图、实验探究题三、作图、实验探究题 11.（1)2019眉山如图 K8-23 所示，用一根硬棒撬动一个石块，棒的上端 A 是动力的作 用点，若要用最小的力撬动石块，请标出杠杆的支点 O，并画出最小动力 F 的示意图。 图 K8-23 （2)如图 K8-24 所示，O 为支
13、点，L1为动力 F1的力臂，请作出此杠杆的动力 F1和阻力 F2的 示意图。 图 K8-24 12.小柳在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度 尺、细线和质量相同的钩码若干个。 （1)实验前，将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母，使杠杆水平平衡，这样做的目的 是 ;实验中，通过改变钩码个数及悬挂的位置，使杠杆保持 在水平位置平衡，这样做的好处是便于在杠杆上直接测量 。 （2)实验过程中，将钩码悬挂于图 K8-25 甲的 A 点，保持阻力、阻力臂不变，在支点 O 右侧 不同位置，用弹簧测力计施加竖直向下的拉力（动力)，使杠杆水平平衡，测出每一组动力 臂 L1和对
14、应的动力 F1，并记录在表中。请根据表中数据，在坐标系（图乙)中绘制出 L1与 F1 的关系图像，根据图像或实验数据可知，当 L1为 0.50 m 时，F1为 N。 图 K8-25 次数 动力 F1/N 动力臂 L1/m 1 0.75 0.40 2 1.00 0.30 3 1.50 0.20 4 2.00 0.15 5 3.00 0.10 （3)实验中小明发现，保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时， 弹簧测力计的拉力会变大，原因是 。 （4)某同学利用身边的塑料刻度尺和若干枚硬币来验证杠杆平衡的条件，如图 K8-26 所示， 当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点 O 到硬
15、币边缘的距离作为力臂 L1和 L2的大小，他 测力臂的方法是 （选填“正确”或“错误”)的。如果将两边的硬币以相同速度 同时匀速向支点移动，则杠杆 （选填“仍平衡”“向左倾斜”或“向右倾 斜”)。 图 K8-26 四、综合应用题四、综合应用题 13.2019贵港如图 K8-27 所示是考古工作队在贵港罗泊湾码头用起重机沿竖直方向匀速 向上打捞一个体积为 0.5 m 3、质量为 1.2 t 的圆柱体文物的情景。B 为起重机的配重，OA 为起重机的起重臂，AB=25 m，OB=5 m。若在整个打捞过程中，文物始终保持 0.3 m/s 的速 度不变，求:（江水的密度为 =1.010 3 kg/m3，
16、 g 取 10 N/kg，起重机横梁重力和滑轮重 力及摩擦均不计) （1)文物从开始上升直到刚露出江面的过程中受到的浮力大小。 （2)在整个打捞文物的过程中，起重机的拉力做功的最小功率。 （3)为了使起重机不翻倒，起重机的配重 B 的质量至少是多少。 图 K8-27 参考答案参考答案 基础巩固 1.C 2.B 解析动力臂为 l1=OAsin30=42 cm1 2=4 cm,故 A 错误；阻力臂为 l2=OB=32 cm=6 cm4 cm,即阻力臂大于动力臂,该杠杆为费力杠杆,故B正确； 该杠杆的阻力大小为F2=40.5 N=2 N,故 C 错误；根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2,代入数据
17、,2 N6 cm=F4 cm,解得动力 F=3 N,故 D 错误。 3.D 4.C 5.C 6.C 7.C 解析将弹簧测力计绕 B 点从 a 位置转动到 b 位置的过程中,钩码的重力不变,其力臂 OA 不变,即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条 件可知,拉力 F 与其力臂的乘积也是不变的。故选 C。 8.F1L1=F2L2 A 距离 定 改变力的方向 9.乙 10 6 10.（1）如图所示 （2）如图所示 11.解：由图乙可知,支点是 O 点,肱二头肌对前臂产生的拉力 F1为动力,3 kg 铅球的重力为 阻力 F2, 则阻力 F2=G=mg=3 kg10 N
18、/kg=30 N, 由图知,L1=OA=0.03 m,L2=OB=0.30 m, 根据杠杆的平衡条件 F1L1=F2L2得 F10.03 m=30 N0.30 m, 解得 F1=300 N。 能力提升 1.C 解析刀刃很薄的目的是通过减小受力面积从而增大压强,A 错误；铡刀的动力臂大于 阻力臂,所以是省力杠杆,B 错误；放在 a 点阻力臂更短,所以更省力,更容易切断,C 正确；F2 垂直于支点和作用点的连线,最省力,D 错误。 2.B 3.B 解析由图甲可知,两种物质的密度分别为 A= 20g 10cm3=2 g/cm 3, B= 20g 40cm3=0.5 g/cm 3,则体 积相等时,它们
19、的质量和重力的关系分别为 mA=4mB,GA=4GB；图乙中 n=2,则要使它们保持静止 状态,需挂物体的质量为1 2mA,因 1 2mA=2mB,则需挂 2 个物体 B。 4.C 解析设木条重心在 D 点,当 A 端放在托盘秤甲上,B 端放在托盘秤乙上时,以 B 端为支 点,托盘秤甲的示数是 6 N,根据力的作用是相互的可知,托盘秤对木条 A 端的支持力为 6 N, 如下图 1 所示。 由杠杆平衡条件有 FAAB=GBD,即 6 NAB=24 NBD,则 AB=4BD,BD=1 4AB。 当 C 点放在托盘秤甲上时,以 C 点为支点,此时托盘秤乙对木条 B 处的支持力为 FB,如下图 2 所
20、示。 因 为 AO=BO,AC=OC, 所 以 AC=CO=OD=BD= 1 4 AB, 则 BC=3BD,CD=2BD, 由 杠 杆 平 衡 条 件 有 FBBC=GCD,即 FB3BD=24 N2BD,解得 FB=16 N,托盘秤乙的示数为 16 N。故 C 正确。 5.B 6.D 解析如下图所示,G 表示木棒 AB 的自重,LOA表示木棒的重心到 A 端的距离,F 表示悬 线拉力的大小,L 表示作用于木棒 AB 上的悬线拉力对 A 点的力臂。把 AB 视为一根可绕 A 端 转动的杠杆,则由杠杆的平衡条件应有： GLOA=FL,由此得： 当线套在木棒上逐渐向右移动 时,拉力 F 的动力臂
21、L（L1、L2、L3、L4）经历了先逐渐变大后又逐渐变小的过程,故悬线的拉 力 F 则是先逐渐变小后逐渐变大。 7.C 解析当配重在地面上保持静止状态时,它受到的绳子的拉力 F 为 F=G-FN,由图可知, 杠杆 A 点受到的拉力 FA=2F+G动=2（G-FN）+G动,根据杠杆的平衡条件得,FAOA=FBOB,即 2 （G-FN） +G动OA=FBOB,由 AB=3BO 可得 AO=2BO,则有2 （G-FN） +G动 2OB=FBOB, 整理得,FB=4（G-FN）+2G动。当压力为 85 N 时,F1=4（120 N-85 N）+2G动；当压力为 60 N 时,F2=4（120 N-60
22、 N）+2G动；由题知,F1F2=23,则4（120 N-85 N）+2G动4 （120 N-60 N）+2G动=23,解得动滑轮重 G动=30 N。 当配重对地面的压力为 50 N 时,健身者对 B 点向下的拉力为 FB1=4（120 N-50 N）+230 N=340 N,故 A 错误； 当配重对地面的压力为 90 N 时,健身者对 B 点向下的拉力为 FB2=4 （120 N-90 N） +230 N=180 N,故 B 错误； 健身者在 B 点施加 400 N 竖直向下的拉力时,根据 FB=4 （G-FN）+2G动可得到 400 N=4（120 N-FN3）+230 N,解得配重对地面
23、的压力 FN3=35 N,故 C 正确；配重刚好被拉起,即它对地面的压力为 0,健身者在 B 点向下的拉力 FB4=4（G-FN4） +2G动=4（120 N-0 N）+230 N=540 N500 N,因为人的最大拉力等于体重 500 N,因此配 重不可能被匀速拉起,故 D 错误。 8.相等 1500 8 解析拉动A向右做匀速直线运动时,A在水平方向受到拉力和阻力的作用,这两个力为平衡 力,大小相等。 电动机工作 3 s,拉绳子做的功为 W=Pt=300 W3 s=900 J,电动机的效率为 60%,则电动机消 耗的电能为 W电= W = 900J 60 =1500 J。 绳的拉力 F1=1
24、 n（f1+G 动）=1 n（24 N+6 N）= 30 n N； 绳的拉力 F2=1 n（f2+G 动）=1 n（18 N+6 N）= 24 n N, 因为 F2比 F1小 2 N,所以30 n N-24 n N=2 N,解得 n=3；所以 F2=24 3 N=8 N。 9.10 10 10.225 解析如图所示 两个滑轮为定滑轮,F1=F2,F3=F1+F2=2F2, 人和吊篮的总质量 m总=m人+m篮=60 kg+30 kg=90 kg, 人和吊篮受到的重力 G总=m总g=90 kg10 N/kg=900 N, 因为 F3+F1+F2=G,F1=F2,F3=2F2, 所以 2F2+F2+
25、F2=G, 则 F2=1 4G= 1 4900 N=225 N。 11.（1）如图所示 （2）如图所示 12.（1）消除杠杆自重对实验的影响 力臂 （2）如图所示 0.6 （3）拉力的力臂变小 （4）错误 向左倾斜 解析（4）硬币放在杠杆上,杠杆在水平位置平衡,力臂是从最下面硬币的平面圆心到支点 的距离； 如果将两边的硬币以相同的速度同时匀速向支点移动,在相同的时间内,左右两端硬 币移动的距离相同,L1=L2,但因右端硬币个数多 （重力大） ,所以右端的 G右L2大于左 端的 G左L1,故杠杆会向左倾斜。 13.解：（1）根据阿基米德原理得 F浮=gV排=gV物=1.010 3 kg/m310
26、 N/kg0.5 m3=5.0103 N。 （2）在整个打捞文物的过程中,由于文物的速度保持不变,则文物始终处于平衡状态, 因为G物保持不变,当所受浮力最大,即文物完全浸没在水中时,起重机对文物的拉力F拉最小, 而 v物不变,根据 P=F拉v物知此时拉力做功的功率最小, 文物的重力为 G物= m物g=1.210 3 kg10 N/kg=1.2104 N, 最大浮力 F浮=5.010 3 N, 则最小拉力为 F拉=G物-F浮=1.210 4 N-5.0103 N=7103 N, 最小功率为 P=F拉v物=710 3 N0.3 m/s=2.1103 W。 （3）当文物完全离开水面后,起重机的拉力最大,此时有 F拉=G物=1.210 4 N。 根据杠杆的平衡条件得 mBgOB=F拉OA, 则配重的最小质量 mB= F拉 OA g OB =1.2 10 4 N （25m-5m） 10N/kg 5m =4.810 3 kg。
