3.4简单机械 同步练习（含解析）

简单机械
一、单选题
1.如图所示在探究杠杆平衡条件的实验中，将钩码挂在 A 点，杠杆在斜向上的拉力 F 作用下在水平位置平衡，保持拉力 F 的方向不变，将钩码逐渐移至 B 点，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（ ）
A. 一直变大 B. 一直变小 C. 一直不变 D. 先变大后变小
2.2020年7月温州楠溪江上惊现独特的“水上轻功”独竹漂，前进时，该男子的右手（B点）撑住划竿某处，左手（A点）用力挥动划竿。下列说法正确的是（ ）
A. 划竿使用时A点为支点 B. 划竿使用时是一个费力杠杆
C. 将A点尽量地靠近水面，可以增大阻力臂 D. 将 A 点尽量地靠近水面，可以增大动力
3.在举行升国旗、唱国歌的仪式时，观察到国旗的旗杆顶上有个重要的装置，一般是（ ）。
A. 定滑轮 B. 动滑轮 C. 滑轮组 D. 省力杠杆
4.如图，一质量分布均匀的12kg 铁球与轻杆 AB焊接于 A点后悬挂于竖直墙壁的 B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度是铁球半径的 2/3。要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为( )
A. 27N B. 45N C. 72N D. 90N
5.我国煤矿事故常有发生,正确的救援方法很重要，如图是救援队员甲和乙在井道中用担架运输搜救到的被困人员时的两种方式，O为担架的重心，A、B为甲乙两人在担架上的作用点，且力的方向均为竖直向上，重心位置始终不变，下列对两种救援方式的分析正确的是（ ）
A. 救援者对担架的作用力，救援“方式一”更省力
B. 救援者对担架的作用力，救援“方式二”更省力
C. 救援者对担架的作用力，两种救援方式一样省力，从保护伤员的角度看，应采用“方式二”
D. 救援者对担架的作用力，两种救援方式一样省力，从救援者乙来说，两种方式的“吃力”程度是一样的
6.大地震后，巨大的石头挡住了救援车辆的通路，救援人员用撬棍将石头撬开。如果在撬棍A端分别沿如图所示三个方向用力，其中最省力的是（ ）
A. 沿F1方向 B. 沿F2方向 C. 沿F3方向 D. 三个力一样大
7.晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是（ ）
A. B. C. D.
8.如图所示的用具中属于费力杠杆的是（ ）
A. 食品夹 B. 瓶盖起子
C. 螺丝刀 D. 钳子
9.如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A. B. C. D.
10.如图所示的生活用具中，使用时属于省力杠杆的是（ ）
A. 钢丝钳剪铁钉 B. 食品夹子夹食品
C. 钓鱼竿钓鱼 D. 筷子夹菜
11.下列机械或工具的使用，属于费力杠杆的是( )
A. B. C. D.
12.如图为某种吊车的工作示意图。利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列关于这个吊车的有关说法正确的是( )
A. 吊臂是一个省力杠杆
B. 使用这种吊车，好处是可以少做功
C. 匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小保持不变
D. 匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
二、填空题
13.杠杆保持 状态或 状态时处于平衡。杠杆的平衡条件是 ， 数学表达式是 。
14.如图所示的推车可以视为杠杆。当推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，这时支点是 ；当后轮遇到路沿A时，售货员向上提扶把，这时支点是 。
三、解答题
15.双塔钢索斜拉式的大桥可看成是一个杠杆 ，将大桥一部 分抽象为如图乙所示的模型，F2为桥受到的重力，F1为钢索的拉力，O为支点。请在图乙中作出F1的力臂L1。
四、实验探究题
16.如图A所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：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，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止，这样做的目的是________。
（2）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图B所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】根据图片可知，钩码的重力不变，当从A点到B点时，阻力臂L2变大，则F2L2的乘积变大。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，拉力F与其力臂的乘积一直变大，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
2.【答案】 B
【解析】【分析】（1）杠杆上固定不动的点叫支点；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（3）（4）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析。
【解答】A.该男子用力划竿时，B点几乎不动，相当于支点，故A错误；
B.划竿时，A点施加动力，水对竿的阻力作用在竿的末端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B正确；
C.将A点尽量地靠近水面，此时可以增大动力臂，而阻力臂保持不变，故C错误；
D.将A点尽量地靠近水面，此时可以增大动力臂，从而减小动力，故D错误。
故选B。
3.【答案】 A
【解析】【分析】根据这个装置的形状和作用分析它所属简单机械的类型。
【解答】国旗旗杆顶端有一个轮子，中间有凹槽，这个装置叫滑轮。因为它固定在顶端，不随国旗上下移动，因此是定滑轮，用来改变升降国旗拉力的方向，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
4.【答案】 B
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算。
【解答】铁球的重力G=mg=12kg×10N/kg=120N；
由图知，当力F作用在球的下边缘，且与通过AB的直径垂直时，动力臂最长，其受力图如图所示：
把整体看做一个杠杆，支点在B点，由图知，球的重力方向竖直向下，力臂L2等于半径R，
F的力臂L1等于杆的长度与球的直径之和，则；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G L2=F L1；
解得：F=45N。
故选B。
5.【答案】 C
【解析】【分析】将甲看做杠杆的支点O，被救人员的重力为阻力，乙施加的是动力，根据杠杆的平衡条件列式计算，分析救援者对担架的作用力大小是否改变即可。
【解答】如下图所示：
根据杠杆的平衡条件得到： ①；
根据相似三角形的性质得到： ②；
根据杠杆的平衡条件得到： ③；
①、②、③联立得到：F=F'；
因此两种救援方式一样省力，从保护伤员的角度看，方式二是水平的，伤员更舒服，因此应该采用方式二。
故选C。
6.【答案】 B
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件可知，当动力臂最长时，动力最小。
【解答】如下图所示：
其中F2的动力臂最长，因此沿F2方向最省力。
故选B。
7.【答案】 D
【解析】【分析】杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，据此判断。
【解答】根据杠杆的平衡条件得到：2G毛巾×L左=G毛巾×L右 ， 因为2G毛巾=G毛巾 ， 所以L左=L右 ， 即两条毛巾离支点的距离是一条毛巾离支点距离的一半，故B正确。
故选D。
8.【答案】 A
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件可知，如果动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆；动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
【解答】A.食品夹的支点在两个夹片的相接处，阻力作用在夹片的尖端，动力在夹片的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A正确；
B.瓶盖起子在瓶盖上面的牙是支点，阻力作用在另一个牙上，动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.螺丝刀是轮轴，也就是一个变形的杠杆，支点在手柄截面所在圆的中间，阻力臂是小轮的半径，动力臂是大轮的半径，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C错误；
D.钳子的轴是支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D错误。
故选A。
9.【答案】 D
【解析】【分析】如果动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；如果动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆；如果动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
【解答】A.使用起子打开瓶盖时，上面的牙是支点，阻力作用在下面的牙上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；
B.使用剪刀时，中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；
C.使用老虎钳时，中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C不合题意；
D.使用镊子时，两个镊片的相接处为支点，阻力作用在尖端，动力作用在镊片中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
10.【答案】 A
【解析】【分析】如果动力臂大于阻力臂，那么为省力杠杆；动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆；动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
【解答】A.钢丝钳剪铁钉时，支点在转轴上，铁钉的阻力作用在刀口上，动力作用在钳柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A符合题意；
B.食品夹子夹食品时，支点在两个夹片的相接处，动力作用在夹片的中间，阻力作用在刀口上，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B不合题意；
C.钓鱼竿钓鱼时，支点在靠近胸口的手上，动力作用在另一只手上，阻力作用在鱼竿的最外端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C不合题意；
D.筷子夹菜时，相当于使用食品夹子，因此它属于费力杠杆，故D不合题意。
故选A。
11.【答案】 B
【解析】【分析】杠杆分为三类：省力杠杆（动力臂大于阻力臂，省力费距离）、费力杠杆（动力臂小于阻力臂，费力省距离）和等臂杠杆（动力臂等于阻力臂，不省力不费力，不省距离不费距离）．要判断是什么杠杆，要看动力臂与阻力臂之间的大小关系。
【解答】A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，A不符合题意。
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，B符合题意。
C、起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，C不符合题意。
D、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，D不符合题意。
故答案为：B

12.【答案】 D
【解析】【分析】（1）动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
（2）使用任何机械都不能省功；
（3）（4）分析阻力臂的长度变化，根据杠杆的平衡条件判断支持力的变化；
【解答】根据图片可知，货物的重力为阻力，撑杆的支持力为动力；因为阻力作用点离支点O距离较远，所以动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A错误；
根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故B错误；
匀速顶起吊臂的过程中，G物不变，阻力臂L2变小；动力臂L1不变。根据杠杆的平衡条件得到：G物×L2=F×L1 ， 因此伸缩撑杆的支持力逐渐变小，故D正确。
故选D。
二、填空题
13.【答案】 静止；匀速转动；动力×动力臂=阻力×阻力臂；F1l1=F2l2
【解析】【分析】根据杠杆平衡的判断方法以及杠杆的平衡条件解答。
【解答】杠杆保持静止状态或匀速转动状态时处于平衡。杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，数学表达式是F1l1=F2l2。
14.【答案】 C；B
【解析】【分析】杠杆上固定不动的点就是杠杆的支点，根据杠杆的使用过程判断即可。
【解答】（1）当推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，此时C点左侧的车体下沉，而右侧的车体上翘，唯独C点不动，则这时支点是C；
（2）当后轮遇到路沿A时，售货员向上提扶把，这时支点B点左侧的车体上翘，而右侧的车体下沉，唯独B点不动，则这时支点是B。
三、解答题
15.【答案】
【解析】【分析】力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂线段的长度，据此完成作图。
【解答】O点为支点，F1的作用线沿钢索斜向上。从O点作F1力的作用线的垂线，从O到垂足之间的长度就是F1的力臂，如下图所示，
四、实验探究题
16.【答案】 （1）左；便于直接在杠杆上测量（读取）力臂
（2）没有考虑杠杆重力对实验的影响或杠杆自重对实验存在影响。
【解析】【分析】（1）平衡螺母总是向轻的那端调节。如果杠杆在水平位置平衡，而钩码对杠杆的拉力竖直向下，二者恰好垂直，即从支点到钩码悬挂点的杠杆的长度就等于力臂的长度，因此很容易读出杠杆的力臂。
（2）当杠杆的支点在中点时，支点恰好在重力作用线上，此时杠杆的重力和支点的支持力相互平衡，从而抵消掉重力，对杠杆的平衡没有影响。如果支点不在中心上，那么杠杆的重力就会对平衡产生影响，据此分析解答。
【解答】（1）杠杆的右端下沉，那么杠杆的左端轻，右端重，因此平衡螺母应该向左调节。使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止，这样做的目的是便于直接在杠杆上测量（读取）力臂。
（2）于是小组同学利用如图B所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：没有考虑杠杆重力对实验的影响或杠杆自重对实验存在影响。。