第13课时　简单机械.

1、.第13课时简单机械夯基提能作业A组根底稳固一、选择题1.根据详细工作需要能选择适宜的工具是劳动者的根本技能。要剪开较硬的物体,图中的四种剪刀,应选择2.如下图,一根粗细均匀的铁棒AB静止在程度地面上,现用力F将铁棒从程度地面拉至竖直立起。在这个过程中,力F作用在B端且始终与铁棒垂直,那么力F将A.逐渐变大B.逐渐变小C.保持不变D.先变小后变大3.2019河南,8,2分以下工具中,使用时属于费力杠杆的是4.小刚家厨房里有一把多功能剪刀,图中标注了该剪刀的相关用处,对于它的使用,以下分析正确的选项是A.做起瓶器使用时,它是一个费力杠杆B.做剪刀使用时,物体越靠近O点越省力C.做削皮刀使用时,刀

2、刃很锋利,是为了增大压力把果皮削掉D.做挤压钳使用时,挤压齿锋利,是为了减小压强把果壳挤开5.如下图,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略摩擦,以下说法中正确的选项是A.F1较小B.F2较大C.F1、F2、F3的大小关系不能确定D.假如将钩码提升一样的高度,那么力F1、F2、F3做的功相等6.2019广东,7,3分A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示,把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下,假设要使它们处于静止状态,那么在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是不计摩擦和滑轮的自重甲乙A.1个B.2个C.3个D.4个二、填空与作图题7.20

3、19河南,4,2分高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个一样的坠砣,每个坠砣质量为25 kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为N。假设某段时间内坠砣串下降了30 cm,那么输电线A端向左挪动了cm。g取10 N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩 8.2019天津,18,4分利用图1中的撬棒撬石块时,撬棒相当于选填“省力或“费力杠杆;利用图2中的滑轮组匀速提升900 N的重物时,假设忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为N。 图1图29.2019福建,19,2分如下图,撬起

4、瓶盖的起瓶器属于杠杆选填“省力“费力或“等臂,其支点是图中点。 10.2019河北石家庄桥西模拟如图,轻杆OA可绕O点自由转动,用细线将15 N的重物挂在A处,小林通过细线在B处用竖直向上的拉力提住轻杆,OB和BA的长度之比为35,轻杆始终在程度位置处于平衡。1此杠杆类型与选填“钓鱼竿或“羊角锤一样; 2拉力大小为N; 3假设仅增加物重,那么拉力的变化量与物重的变化量之比为; 4假设拉力方向变为图中虚线所示方向,那么拉力将变。 11.2019江苏苏州,232,2分按要求作图:在图中,画出力F的力臂,并标上字母l。三、实验探究题12.2019河北

5、模考三课外小组的同学们做“探究杠杆平衡条件的实验。1如图甲所示,小明在调节杠杆平衡时,为了使杠杆在程度位置平衡,他应将其右端的平衡螺母向选填“左或“右端挪动;实验过程中使杠杆在程度位置平衡主要是为了方便。 2如图乙所示,小红在A处用弹簧测力计竖直向上拉,在B处挂钩码,杠杆保持平衡。在始终保持杠杆平衡的情况下,假设将弹簧测力计逐渐向右倾斜,那么弹簧测力计的示数将选填“变大“不变或“变小。 【拓展】如图丙所示,小亮利用一根粗细均匀重5 N 的硬棒做如下实验:杠杆硬棒可绕O点在竖直面内转动,在其中点处挂有一个重为20 N的重物,现用一竖直向上的拉力F提起杠杆的右端,使重物缓慢上升

6、0.10 m。弹簧测力计的示数将,所做的有用功为J,杠杆的机械效率为。忽略绳重和各处的摩擦 丙四、计算题13.2019安徽,21,4分图a所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形。我们可将图a简化成如图b所示的杠杆,不计自重。假设铅球质量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大小g取10 N/kg。14.2019河北石家庄十八县联考如下图,将边长为10 cm的金属块甲,用细绳挂在轻质杠杆的A点,在B点用橡皮筋和小车相连。当小车在B点正下方M时,杠杆在程度位置平衡,橡皮筋的拉力为10 N,甲对程度地面的压强恰好为0。经过2 s小车运动到N点

7、,杠杆仍在程度位置平衡,此时橡皮筋的拉力为16 N。MN=0.6 m,OA=0.2 m,OB=0.8 m。求:1小车的平均速度;2甲的重力;3小车在N点时,甲对地面的压强。B组才能提升一、选择题1.2019河北唐山路北一模如下图的简单机械中,省间隔 的是2.如下图的工具中,在使用时属于费力杠杆的是3.2019陕西,6,2分如下图的不锈钢空调架,安装时横杆OB伸出墙外由斜杆AC支撑,其中O、A两点固定在墙上,C端固定在横杆OB上。通常将空调室外机置于该支架上时不紧靠墙体。以下相关说法正确的选项是A.空调架对墙没有力的作用B.假设以O为支点,OB一定是一个省力杠杆C.假设室外机向外挪动,AC对OB

8、的支撑力变大D.室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电4.2019福建A,14,2分?墨经?最早记述了秤的杠杆原理。图中“标“本表示力臂,“权“重表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是A.“权小于“重时,A端一定上扬B.“权小于“重时,“标一定小于“本C.增大“重时,应把“权向A端移D.增大“重时,应换用更小的“权5.在图中,甲、乙两个滑轮组都是由一样的滑轮组合而成,如图丙,大轮重10 N,小轮重5 N,连杆重1 N。先后用甲、乙两种方式提起同样重的物体G=500 N,假如忽略摩擦力和绳的重力,那么以下说法正确的选项是A.F1=129 NF2=133 NB.F1=129 NF2=129 NC.F1

9、=133 NF2=133 ND.F1=133 NF2=129 N二、填空与作图题6.如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上、大小为10 N 的拉力F,使杠杆在程度位置保持平衡,那么物重G=N。假设保持拉力方向不变,将A端缓慢向上提升一小段间隔 ,在提升的过程中,拉力F将选填“增大“不变或“减小。 7.如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案,假设拉船的力需要很大,那么应选用方案选填“甲或“乙,因为采用这种方案可以。不计机械的自重及摩擦 8.2019山西,40,2分如下图,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物G,在

10、杠杆上施加最小动力F,使杠杆在图示位置平衡,请你在图中画出这个力的示意图。9.2019广东广州,16,3分用力F1把门推开,弹性绳会被拉长。如图,门处于静止状态。1画出弹性绳对门的拉力F2的示意图。2O为支点,画出F1的力臂。3根据杠杆的平衡条件可知F1F2选填“>“=或“<。 10.如下图,请画出力F的力臂L。三、实验探究题11.2019江苏苏州,27,4分在“探究杠杆的平衡条件实验中:1图甲中,为使杠杆在程度位置平衡,应将右端的平衡螺母向侧调节。 2图乙中,杠杆恰好处于程度平衡状态,假设在A处下方再挂一个钩码,那么B处所挂钩码须向右挪动格,可使杠杆在程度位置

11、再次平衡。 3杠杆处于图甲所示位置时,小李同学就在杠杆上挂钩码进展实验,小明认为这样操作会对实验产生以下影响:杠杆自身重力可能会对实验产生影响可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误无法得出杠杆平衡条件你认为正确的选项是。 A.B.C.12.物理实验复习时,小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题:1小美先将杠杆调节至程度位置平衡,在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后,杠杆的端下降。要使杠杆重新在程度位置平衡,假如不改变钩码总数和悬挂点位置,只需将即可。 2小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况,于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉,结果杠杆转至竖直位置。如图乙所示,小丽在

12、A点施加一个始终程度向右的拉力F,却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至程度位置平衡。你认为原因是。 3她们认为2问中拉力是做功的。假如程度向右的拉力F大小不变,OA长L,将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中,拉力F做功为。 13.探究杠杆的平衡条件【提出问题】如图1所示,是一种常见的杆秤,此时处于程度位置平衡。图1发现一:小明在左侧挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉,他认为改变杠杆的程度平衡可以通过改变作用在杠杆上的来实现; 发现二:接着小新挪动秤砣使其恢复程度位置平衡,说明通过改变的长短也可以改变杠杆的平衡。 那么,杠杆在满足什么条件时才

13、平衡呢?【制订方案与设计实验】实验前,轻质杠杆处于如图2所示的状态,使用时,首先应将杠杆的平衡螺母向选填“左或“右调节,使杠杆处于程度位置平衡,这样做的好处是。 图2【实验结论】如图3所示,他们进展了三次实验,对实验数据进展分析,得出杠杆的平衡条件是。 图3【拓展应用】如图4所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看做是一个杠杆选填“省力“费力或“等臂。假设托起6 N的重物,根据图4所示,可估算出手臂要用的动力大约是N。 图4四、计算题14.2019重庆A,19,8分图甲是?天工开物?中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙。轻质杠杆的支点O距左端l1

14、=0.5 m,距右端l2=0.2 m。在杠杆左端悬挂质量为2 kg的物体A,右端挂边长为0.1 m的正方体B,杠杆在程度位置平衡时,正方体B对地面的压力为20 N。g=10 N/kg,求:1此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿?2正方体B的密度为多少千克每立方米?3假设该处为松软的泥地,能承受的最大压强为4×103 Pa,为使杠杆仍在程度位置平衡,物体A的重力至少为多少牛顿?15.如下图,小华正在做俯卧撑,可以将他的身体看做一个杠杆,O为支点,A为他的重心,相关长度已在图中标明。他的质量m=60 kg,g=10 N/kg。1求小华受到的重力G;2求图示时刻地面对双手支持力F的力臂l1,

15、并在图中画出此力臂;3求图示时刻地面对双手的支持力F。答案精解精析A组根底稳固一、选择题1.D要剪开较硬的物体,需要抑制较大的阻力,使用省力杠杆有利于完成任务。根据杠杆的构造特点,选项D中动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,所以选D。2.B在抬起的过程中,杠杆重力G阻力不变,F与铁棒始终垂直,所以动力臂L1不变;将铁棒从程度地面拉至竖直立起,阻力臂L2变小,根据杠杆的平衡条件可知FL1=GL2,L2变小,所以F也在变小。3.B根据杠杆分类原那么,假设杠杆阻力臂大于动力臂,那么是费力杠杆。B图中,手使用筷子时的阻力臂大于动力臂,所以筷子属于费力杠杆。A、C是省力杠杆,D是等臂杠杆。4.B该多功能剪刀

16、做起瓶器使用时,动力臂大于阻力臂,是一个省力杠杆,A项错误;做剪刀使用时,物体越靠近O点那么l2越小,根据F1l1=F2l2,在l1、F2不变的情况下,l2越小越省力,B项正确;做削皮刀使用时,刀刃很锋利,是通过减小受力面积增大压强的方法来削果皮,C项错误;做挤压钳使用时,挤压齿锋利是通过减小受力面积增大压强的方法来挤开果壳,D项错误。应选B。5.D由于定滑轮不能省力,所以F1、F2、F3相等,选项A、B、C错误;假如将钩码提升一样的高度,由W=Fs可知,力F1、F2、F3做的功相等,选项D正确。6.B由m-V图像和密度公式=mV知A=2 g/cm3,B=0.5 g/cm3,两物体体积一样,故

17、mA=4mB,GA=4GB;A悬挂在动滑轮上,不计摩擦和滑轮自重,那么绕绳上的拉力F拉=12GA=2GB,故悬挂2个B物体就可使它们处于静止状态,选B。二、填空与作图题7.答案1×10415解析根据滑轮的工作特点首先判断出滑轮组左侧为定滑轮,右侧为动滑轮,坠砣对钢绳自由端施加拉力,不计滑轮和钢绳的自重及摩擦,所以输电线A端受到的拉力等于钢绳末端受到的拉力的2倍,即F=2G=2mg=2×20×25 kg×10 N/kg=10 000 N;A端挪动的间隔 等于钢绳末端挪动的间隔 的12,故等于15 cm。8.答案省力300解析在撬动石块时,手用力为动力,石块

18、对杠杆施加阻力,动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;由题图可知n=3,故F=13G物=13×900 N=300 N。9.答案省力A解析此起瓶器在使用过程中,以A点为支点,手作用在起瓶器上的力为动力,B点受到的力为阻力,由此可知,动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆。10.答案1钓鱼竿2403834大解析1由图可知,O点为支点,OB为动力臂,OA为阻力臂,阻力大小等于所挂物体的重力,在B点的拉力为动力,动力臂OB小于阻力臂OA,即此杠杆为费力杠杆,钓鱼竿与其类型一样。2OB和BA长度之比为35,那么OBOA=38,由杠杆的平衡条件可知F·OB=G·OA,所以F=OAOBG=

19、83×15 N=40 N。3假设仅增加物重,那么阻力F2=G+G,动力F1=F+F;由杠杆的平衡条件可知F1·OB=F2·OA,即F+F·OB=G+G·OA,由于F·OB=G·OA,所以F·OB=G·OA,那么FG=OAOB=83。4假设拉力方向变为图中虚线所示方向,阻力及阻力臂不变,拉力的力臂变小,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知拉力将变大。11.答案如图解析由支点向力的作用线作垂线,支点与垂足间的间隔 即力臂l。三、实验探究题12.答案1左测量力臂2变大【拓展】保持不变280%解析1杠杆左高右低

20、,要调节杠杆在程度位置平衡,应向左挪动平衡螺母。实验过程中调节杠杆在程度位置平衡是为了便于测量力臂。2弹簧测力计逐渐向右倾斜,动力臂会变小,阻力和阻力臂不变,那么动力变大。【拓展】拉力F竖直向上缓慢挪动,动力臂l1始终为阻力臂l2的2倍Fl1=Gl2F=Gl2l1=12GF大小不变W有=G·h=20 N×0.1 m=2 J=W有W总=W有W有+W额=G·hG·h+G杆·h=GG+G杆=20N20N+5N=80%四、计算题13.答案300 N解析根据杠杆平衡条件,有F1l1=F2l2将F2=mg=30 N,l1=OA=0.03 m,l2=OB=0

21、.30 m代入可得F1=300 N14.答案10.3 m/s240 N3800 Pa解析1经过2 s,小车从M点运动到N点,那么小车的平均速度v=sMNt=0.6m2s=0.3 m/s;2根据杠杆平衡条件可得,FB·OB=FA·OA,又因为小车在M点时对地面的压强恰好为0,那么甲的重力G=FA=FB·OBOA=40 N;3当小车运动到N点时,根据杠杆平衡原理可得,FB'·OB·sin 30°=FA'·OA,那么FA'=FB'·OB·sin30°OA=16N

22、5;0.8m×0.50.2m=32 N,由p=FS可得甲对地面的压强p=G-FA'S=40N-32N(0.1m)2=800 Pa。B组才能提升一、选择题1.CA中为定滑轮,不省力也不省间隔 ,但能改变力的方向;B中为斜面,省力但费间隔 ;C中为杠杆,且动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,但能省间隔 ;D中滑轮组省力但费间隔 。故A、B、D不符合题意,应选C。2.C天平属于等臂杠杆,A项错误;瓶盖起子、钳子使用时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B、D项错误;食品夹使用时属于费力杠杆,应选C。3.C为了不让空调架倾倒,墙给空调架一个支持力,根据力的作用是互相的,空调架对墙有力的作用,

23、故A错误;假设以O为支点,沿AC方向的力是动力,空调室外机对支架的压力是阻力,阻力臂和动力臂大小不能比较,OB可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故B错误;室外机外移,阻力臂变大,阻力不变,动力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,即AC对OB的支撑力变大,故C正确;空调室外机离墙太近,会影响空调的通风散热,故D错误。4.C此题考察杠杆的平衡条件。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,在此题中“标表示L1,“本表示L2,“权表示F1,“重表示F2。当F1<F2时,是否平衡还要看L1与L2的关系,故A错。当F1<F2时,L1一定大于L2,故B错。增大F2,F1、L2不变时,L1=F

24、2L2F1,L1也必须增大才能平衡,所以增大“重时,应把“权向A端移,故C正确。当F2增大时,假设L1、L2保持不变,F1=F2L2L1,F1也必须增大才能平衡,所以增大“重时,应换用更大的“权,故D错。5.B假如忽略摩擦力和绳的重力,由于甲、乙两种方法的物重都由4段绳子承担,所以F1=F2=G+G大轮+G小轮+G杆4=500N+10N+5N+1N4=129 N,应选项B正确。二、填空与作图题6.答案20不变解析根据杠杆平衡条件得G×BC=F×BA,那么G=F×BABC=10N×BA12BA=20 N,拉力F=G×BCBA;假设保持拉力方向不变

25、,将A端向上提升一小段间隔 ,如下图,根据杠杆平衡条件得:FL1=GL2,那么F=GL2L1,由图中几何关系可知L2L1=BCBA,故拉力F大小不变。7.答案甲省力解析两图中的滑轮都属于动滑轮,但使用的方式不同,假设船受到水的阻力是f,不计机械自重及摩擦,那么F甲=f/2,F乙=2f,所以方案甲更省力,所以应选用方案甲。8.答案如下图解析根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,要想动力最小,动力臂就要最长,支点O和动力F作用点B之间的间隔 OB为最长动力臂,然后画出最小动力F。9.答案12如下图3F1L1=F2L2<解析1绳的拉力沿绳的方向。2从支点向力的作用线作垂线段。3杠杆平衡

26、条件为F1L1=F2L2,L1>L2,所以F1<F2。10.答案如下图解析用虚线延长力F的作用线,作O到力的作用线的垂线段,O到垂足的间隔 即力臂L。三、实验探究题11.答案1右213A解析1由题图甲可知,杠杆左端下沉,要向右调节平衡螺母。2由杠杆平衡条件可知,左、右两边钩码数与格数乘积相等才能平衡。在A处再挂一个钩码,那么左边为4×2=8,右边钩码应向右移1格,才能到达平衡状态。3题图甲杠杆左端下沉说明杠杆的重心不在支点上,杠杆自重力臂不为0,对杠杆转动产生影响,故正确;题图甲杠杆不在程度位置平衡,钩码悬挂点到支点的间隔 不是力臂,不便于测量力臂,故正确;假如考虑杠杆自

27、重,还是可以得到杠杆平衡条件的,只是操作方法可能更复杂,故错误。应选A。12.答案1左左侧2个钩码取下挂到右侧钩码下方2程度位置时动力臂为零,杠杆无法平衡312FL解析1假设每个钩码重为G,杠杆上每格长l,由题图甲可知,左侧5G×4l=20Gl,右侧2G×3l=6Gl,20Gl>6Gl,所以杠杆左端下降;假如不改变钩码总数和悬挂点位置,假设要杠杆平衡,只需左侧取下n个钩码挂到右侧,那么5-nG×4l=2+nG×3l,解得n=2,即需将左侧2个钩码挂到右侧钩码下方。2将杠杆左侧的所有钩码拿掉,在A点施加一个始终程度向右的拉力F,杠杆在程度位置时F的作

28、用线通过支点,即动力臂为0,根据杠杆的平衡条件,杠杆无法平衡。3由题图乙可知杠杆从竖直位置转过30°的过程中,F的作用点程度挪动间隔 为OA长的一半,即12L,所以拉力F做的功W=F×12L=12FL。13.答案【提出问题】力力臂【制订方案与设计实验】右方便直接测出力臂【实验结论】动力×动力臂=阻力×阻力臂【拓展应用】费力4848左右均可解析【提出问题】发现一:增加作用在杠杆上的力可以改变杠杆平衡;发现二:改变秤砣的位置即改变力臂的长短也可以改变杠杆平衡。【制订方案与设计实验】题图中杠杆左低右高,故应将平衡螺母向右调节,使杠杆在程度位置平衡,这样钩码竖直

29、向下的作用力与程度杠杆垂直,方便力臂的测量。【实验结论】分析三次实验数据得到杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂。【拓展应用】把人的前臂看做杠杆,动力臂小于阻力臂,故属于费力杠杆,结合题图知动力臂约为阻力臂的1/8,根据杠杆的平衡条件得动力约为阻力的8倍,即动力约为6 N×8=48 N。四、计算题14.答案120 N27×103 kg/m3312 N解析1A的重力:GA=mAg=2 kg×10 N/kg=20 NA受力平衡,绳子对A的拉力大小等于A受到的重力,那么此时绳子对杠杆左端的拉力大小F1=20 N2由杠杆平衡条件F1l1=F2l2

30、知:右端所受的拉力大小F2=F1l1l2=20N×0.5m0.2m=50 NB所受拉力F2'=F2=50 NB受力平衡:GB=F支+F2'=F压+F2'=20 N+50 N=70 NB的质量为:mB=GBg=70N10N/kg=7 kgB的密度为:B=mBVB=7kg(0.1m)3=7×103 kg/m33B受到的地面对它的支持力最大为:F支'=F压'=p'S=4×103 Pa×10-2 m2=40 N杠杆右端所受拉力最小值F2最小=GB-F支'=70 N-40 N=30 NA的重力最小值为:G最小=F1最小=F2最小l2l1=30N×0.2m0.5m=12 N15.答案1600 N2见解析3400 N语文课本中的文章都是精选的比较优秀的文章,还有不少名家名篇。假