1、课时训练(九)简单机械(限时:40分钟)|对点训练|【考点1】 知道什么是杠杆平衡;能正确作出杠杆所受动力和阻力的力臂、能对探究“杠杆平衡条件”实验的过程作出正确说明,以及如何得出正确的结论等;能利用杠杆平衡条件的关系式F1L1=F2L2进行计算。B(会)1.2019湖州生活中我们常用开瓶器打开瓶盖,如图K9-1所示,使用开瓶器能省力的原因是。请在图中画出作用在开瓶器上的阻力F。图K9-12.2018攀枝花如图K9-2所示,一个绕O点转动的杠杆,已知动力F1的方向和阻力F2的力臂L2,请画出动力F1的力臂L1以及阻力F2。图K9-23.2019深圳如图K9-3所示,在C点用力把桌腿A抬离地面时
2、,桌腿B始终没有移动,请在C点画出最小作用力F的示意图。图K9-34.2019宜昌如图K9-4所示,赛艇的船桨是一种杠杆,划船时它是一个力杠杆,手移动的距离(选填“大于”或“小于”)桨在水中移动的距离。图K9-45.2019北京如图K9-5所示,杠杆水平平衡。杠杆可在竖直平面内绕固定点O自由转动,其上相邻刻线间的距离相等。若在杠杆上A点挂2个重均为0.5 N的钩码,在B点挂4个重均为0.5 N的钩码,杠杆(选填“能”或“不能”)保持水平平衡。图K9-56.2019泰安一位泰山挑山工用一根长1.8 m的扁担挑起货物,如图K9-6所示为扁担示意图,若在扁担的A端挂200 N的物体,B端挂300 N
3、的物体,挑起重物时使扁担水平平衡,则挑山工肩膀需顶在距A端m远的位置。(不计扁担的重力)图K9-67.2019凉山州如图K9-7所示,轻质杠杆OB的重力忽略不计,OB=3OA,物体G的重力为150 N。若要使物体G对水平地面的压力为零且轻质杠杆OB仍能处于如图所示的水平位置,则需要在B端施加的拉力F=N。图K9-78.2019哈尔滨杠杆质地均匀,每个钩码重0.5 N,图K9-8操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是(杠杆上有等间隔的刻度)()图K9-89.2019湘西州一根原木放在水平地面上,粗略估计它的质量时,我们视其粗细相同、质量分布均匀,现抬起一端使它稍离地面需要500 N的力,则原木的质量
4、约为(g取10 N/kg)()A.50 kgB.100 kgC.250 kgD.500 kg10.2019新疆在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:(1)实验前,杠杆静止时,发现杠杆左端低、右端高,此时杠杆处于(选填“平衡”或“非平衡”)状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节。(2)调节杠杆在水平位置平衡后,进行如图K9-9所示的实验,用量程为5 N的弹簧测力计在A点竖直向上拉(如图中M所示),杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为2.5 N;若弹簧测力计斜向上拉(如图中N所示),杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数(选填“大于”或“小于”)2.5 N
5、,此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为(选填“30”“45”或“60”)。图K9-9(3)杠杆上每个平衡螺母的质量为m,杠杆的总质量(含两个平衡螺母)为50m。实验前,调节杠杆在水平位置平衡的过程中,若只将右端的平衡螺母移动了距离L,则调节前后杠杆(含两个平衡螺母)的重心在杠杆上移动的距离为(选填“L50”“L49”或“L48”)。【考点2】 知道使用定滑轮和动滑轮的施力特点,能根据具体要求组装滑轮组。(B)1.2019海南小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,如图K9-10所示,这样做有段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦,甲树受到300 N的拉力,则小谦
6、对绳子的拉力至少为N。图K9-102.2019德阳如图K9-11所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20 N,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为N,图乙中人对绳子的拉力为N。图K9-113.2019铜仁一个工人站在地面上,使用如图K9-12所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶,要求绳子的自由端要向下拉,请你用笔画线代替绳子,画出滑轮组最省力的绕绳方法。图K9-124.2019陕西工人用如图K9-13所示的装置运送砂石,下列说法正确的是()图K9-13A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆C.绳子
7、自由端下拉1 m,桶上升2 mD.质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的砂石|综合训练|一、填空题1.2019齐齐哈尔小红和小君探究杠杆的平衡条件时,使用的每个钩码质量均为50 g,杠杆上相邻刻度线间的距离相等。如图K9-14甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向(选填“A”或“B”)端调节。如图乙所示,杠杆水平平衡后,在杠杆的C点挂4个钩码,在D点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使杠杆仍保持水平平衡,则弹簧测力计的示数为N。(g取10 N/kg)图K9-142.2019眉山如图K9-15所示,用一根硬棒搬动一个石块,棒的上端A是动力的作用点,若要用最小的力搬动石
8、块,请标出杠杆的支点O,并画出最小动力F的示意图。图K9-153.2019绥化如图K9-16所示,轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动(AB=2AO)。将棱长为10 cm的正方体合金块,用轻绳挂在A点处,在B点施加竖直向上的力F1=30 N时,杠杆在水平位置平衡,此时合金块对水平地面的压强恰好为0,则合金块的质量是kg。若撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2103 Pa,则力F2的大小是N。(g取10 N/kg)图K9-164.2018威海图K9-17为吊装工具示意图,物体M为重5000 N的配重,杠杆AB的支点为O,OAOB=12,每个滑轮重100 N。当重为700 N的工人
9、用300 N的力竖直向下匀速拉动绳子时,工人对地面的压力为N,物体M对地面的压力为N。(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)图K9-17二、选择题5.2019泸州如图K9-18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K9-18A.杠杆的动力臂为8 cmB.该杠杆为费力杠杆C.该杠杆的阻力大小为0.5 ND.动力F的大小为1.5 N6.2019自贡如图K9-19所示,物体A、B的重分别为20 N、10 N,滑轮重和
10、滑轮与绳子间的摩擦忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动。若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则()图K9-19A.F=20 NB.F=10 NC.F=5 ND.F=30 N三、计算题7.2019山西汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一。全国各地设置了许多超载监测站加强监管。如图K9-20所示,一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重。先让货车前轮单独处于电子地磅秤上,其示数为8 t;前轮驶离电子地磅秤,再让后轮单独处于电子地磅秤上,其示数为9 t。国家规定两轴货车限载车货总质量为18 t,请你通过计算分析该货车是否超载。图K9-208.2019杭州如图
11、K9-21甲所示,有一轻质杆,左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2(m1m2)的实心物块后恰好水平平衡。(1)求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。(用m1、m2表示)(2)将两物块分别浸没于水中(如图乙所示),杆将会(选填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”),试通过推导说明。图K9-21【参考答案】对点训练考点11.动力臂大于阻力臂如图所示2.如图所示3.如图所示4.费小于解析赛艇的船桨,在划船时,它的动力臂小于阻力臂,所以船桨在划船时是一个费力杠杆,手移动的距离小于桨在水中移动的距离。5.不能6.1.08解析设肩膀作用点距A端的距离为L,根据杠杆平衡条件可得,200 NL=
12、300 N(1.8 m-L),解得L=1.08 m。7.50解析因为物体G对水平地面的压力为零,所以A点受到的拉力FA=G=150 N。根据杠杆的平衡条件可得FAOA=FOB,即150 NOA=F3OA,解得F=50 N。8.D解析选项图A、C中动力和阻力使得杠杆转动的方向相同,故A、C错误。选项图B中杠杆左边悬挂2个钩码时,已知一个钩码重0.5 N,设杠杆上一格长L,弹簧测力计的示数为1.4 N,0.5 N24L1.4 N5L,杠杆不平衡,故B错误。选项图D中右边悬挂2个钩码时,已知一个钩码重0.5 N,设杠杆上一格长L,弹簧测力计的示数为2 N,则0.5 N26L=2 N3L,故杠杆能水平
13、平衡,故D正确。9.B10.(1)平衡右(2)大于60(3)L50考点21.21502.4002103.如图所示4.B解析定滑轮能改变力的方向,但不能改变力的大小,故A错误。动滑轮实质是省力杠杆,故B正确。由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,若绳子自由端下拉1 m,则桶上升0.5 m,故C错误。质量为65 kg的工人向下拉绳子时能提供的最大拉力F最大=G人;当不计绳重、动滑轮重和摩擦时,利用该滑轮组能提起的最大物重(桶和砂石重)G最大=2F最大,则能提升的最大质量m最大=G最大g=2G人g=2m人gg=2m人=265 kg=130 kg,故D错误。综合训练1.B0.8解析图甲中杠杆的右端上
14、翘,所以平衡螺母向上翘的B端移动才能使杠杆在水平位置平衡;每个钩码质量均为50 g,所以每一个钩码的重力为G1=mg=0.05 kg10 N/kg=0.5 N;则四个钩码的重力为G=4G1=40.5 N=2 N;设每个小格长度为L,根据杠杆平衡条件得G2L=F5L,则2 N2L=F5L,解得弹簧测力计示数F=0.8 N。2.如图所示3.952解析合金块对地面的压强为零,说明绳对合金块的拉力等于合金块的重力,则杠杆A点受到的拉力大小与合金块的重力大小相等;根据杠杆平衡条件可得F1BO=FAAO,因为AB=2AO,所以BO=3AO,因此G=FA=F1BOAO=30N3AOAO=90 N,所以合金块
15、的质量为m=Gg=90N10N/kg=9 kg;撤去F1,施加力F2时,合金块对地面的压力F压=pS=pL2=1.2103 Pa(0.1 m)2=12 N,所以地面对合金块的支持力为F支=F压=12 N;绳子对合金块的拉力F拉=G-F支=90 N-12 N=78 N,此时杠杆A点受到的拉力FA=F拉=78 N,此时F2的力臂为L2=BOsin 30=123AO=1.5AO,根据杠杆平衡条件可得F2L2=FAAO,所以F2=FAAOL2=FAAO1.5AO=78NAO1.5AO=52 N。4.40045005.B解析动力臂为L1=OAsin30=42 cm12=4 cm,故A错误;阻力臂为L2=
16、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,2 N6 cm=F4 cm,解得动力F=3 N,故D错误。6.B解析由图知,此滑轮组由2段绳子承担物重,所以物体A水平向右做匀速直线运动时,受到绳的拉力FA=12GB=1210 N=5 N;在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡,所以f=FA=5 N,方向水平向左;若使物体A向左做匀速直线运动,则A受摩擦力水平向右,则F=FA+f=5 N+5 N=10 N。7.解:当货车前轮处于电子地磅秤上时,以后轮为支
17、点建立杠杆模型,如图甲所示,根据杠杆的平衡条件得F前L=GL1,当货车后轮处于电子地磅秤上时,以前轮为支点建立杠杆模型,如图乙所示,根据杠杆的平衡条件得F后L=GL2,联立两式可得G=F前+F后,则此货车与货总质量为m车=m前+m后=8 t+9 t=17 t18 t,所以该货车没有超载。8.解:(1)由杠杆平衡条件可得F1L1=F2L2,即m1gL1=m2gL2,则L1L2=m2gm1g=m2m1。(2)仍然平衡以浸没在水中的物块为研究对象进行受力分析,可得F拉+F浮=m物g,则F拉=m物g-F浮=m物g-水gV物=(1-水物)m物g,所以F1L1=(1-水物)m1 gL1,F2L2=(1-水物)m2gL2,因为m1gL1=m2gL2,所以F1L1=F2L2,因此杠杆仍然平衡。