第九讲 简单机械
第1课时 杠杆 滑轮
1.知道简单机械。
2.探究并了解杠杆的平衡条件。
3.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
一、杠杆
1.定义:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。
2.五要素(如图所示):
(1)支点:杠杆可以绕其转动的固定点O。
(2)动力:使杠杆转动的力F1。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力F2。
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离l1。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离l2。
3.平衡状态:杠杆 静止 或 匀速 转动。
4.杠杆的平衡条件: F1l1=F2l2 。
【名师点拨】 (1)硬棒指不发生形变或形变可忽略,硬棒并非一定是直棒。
(2)动力、阻力都是作用在杠杆上的力,作用点在杠杆上。
5.生活中的三类杠杆:
杠杆 力臂 力 特点 应用举例
省力杠杆 l1 > l2 F1费力杠杆 l1 < l2 F1>F2 费力省距离 船桨
等臂杠杆 l1 = l2 F1=F2 不省力也不费力 天平
二、滑轮、轮轴和斜面
1.定滑轮、动滑轮和滑轮组的比较:
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组 费力动滑轮
示意图
实质 等臂 杠杆 省力 杠杆 — 费力杠杆
力臂关系 l1=l2 l1= 2 l2 n段绳子承重 2l1=l2
动力情况 F1= G物 F1= G物 (不计G轮、f) F1= (G物+G轮) (不计f) F1= G物 (不计G轮、f) F1= (G物+G轮) (不计f) F1= 2G物 (不计G轮、f)
动力方向 改变 不改变 可能改变, 也可能不改变 不改变
距离关系 s=h s= 2 h s= n h s=h
速度关系 v绳=v物 v绳= 2 v物 v绳=nv物 v绳=v物
【名师点拨】 绳子承重段数n的判断:
方法一:切线法判断绳子的股数:在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,数出与动滑轮相接触的绳子段数n。
方法二:已知G和F,求绳子的段数,则n= ,若n不是整数,则小数点“只入不舍”;
例如:已知G=960 N,F=400 N,则绳子的段数n==2.4,因“只入不舍”,所以n=3。
方法三:已知s和h,求绳子的段数,则n=。例如:已知s=6 m,h=2 m,则绳子的段数n==3。
2.轮轴和斜面:
(1)斜面
①实质:一种省 力 费 距离 的简单机械,斜面光滑,则F=G。若提升物体的高度h一定时,斜面越 长 ,越省力。
②应用:盘山公路,螺丝钉上的螺纹等。
(2)轮轴
①实质:有公共转轴的轮和轴组成的可以连续转动的杠杆;
②平衡条件:F1R=F2r;
③应用:门把手、方向盘、扳手等。
【实验】探究杠杆的平衡条件
实验名称 有关考点 实验装置
探究杠杆的平衡条件 1.实验前,必须调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡的目的:便于直接从杠杆上读出力臂的长短,克服杠杆自身重力的影响。 2.调平的方法:“左低右调、右低左调”,即:杠杆的左端低,就把杠杆两端的平衡螺母向右调节;杠杆右端低,就把杠杆两端的平衡螺母向左调节;直到杠杆在水平位置平衡。 3.力和力臂的测量: (1)杠杆受到的力等于所挂钩码的重力。 (2)力臂:支点到所挂钩码位置的距离。 4.实验方法:改变力和力臂的大小。多次实验的目的:寻找普遍规律,防止实验数据的偶然性。 5.数据处理:计算力与对应力臂的乘积,比较其大小关系。 6.实验结论:杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2。 7.实验拓展:上述实验中,有同学得到“动力和支点到动力作用点距离的乘积等于阻力和支点到阻力作用点距离的乘积”的错误结论。为了探究其错误,可以用弹簧测力计代替钩码,沿不同方向用力拉杠杆,使杠杆在水平方向平衡。 实验器材:杠杆(带有刻度)、钩码、细线等
【示范题】在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1 N的钩码。
基础点
(1)实验前调节杠杆在水平位置平衡,目的是消除 杠杆自重 对杠杆平衡的影响,同时便于 测量力臂 。
(2)若将如图甲所示杠杆调节在水平位置平衡,应将平衡螺母适当往 右 (选填“左”或“右”)调。
(3)杠杆调节好后,进行了三次实验,实验情景如图乙、丙、丁所示,以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2,对应的力臂为l1和l2,实验数据如表,由此分析可得杠杆的平衡条件为: F1l1=F2l2(动力×动力臂=阻力×阻力臂) 。实验中进行多次实验的目的是 B (选填“A”或“B”)。
A.取平均值减小误差 B.使实验结论具有普遍性
实验序号 F1(N) l1(cm) F2(N) l2(cm)
乙 2 15 1 30
丙 2 15 3 10
丁 3 20 2 30
(4)将如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个,则杠杆 左端下沉 (选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(5)实验中,小明按如图1方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师建议他不宜采用这种方式,该种方式的不足主要是因为(C)
A.一个人无法独立操作 B.力臂与杠杆不重合
C.力和力臂数目过多,不易得出结论 D.杠杆受力不平衡
高分点
(6)如图2所示,左侧钩码的重力为F2,右侧换成弹簧测力计,其拉力大小为F1,保持F2和l1不变而改变l2,为便于测量力臂,弹簧测力计应沿 竖直 方向拉杠杆,并使之在 水平 位置平衡,所获得的实验数据如表格所示,第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图3所示,则F1= 4.4 N,此时杠杆的类型与 筷子 (选填“筷子”或“老虎钳”)相同。
实验 次数 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 动力臂 l1/cm 动力 F1/N
1 4 33 30
2 4 18 30 2.4
3 4 7.5 30 1.0
(7)如图4所示是某个学生利用弹簧测力计做的某次实验情景,已知杠杆每格长
5 cm,请将弹簧测力计的示数填入表中。
实验 序号 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m
1 3.8 0.15 3.0 0.10
上述实验数据不符合杠杆平衡条件,出现问题的原因是 弹簧测力计没有竖直向下拉 。
(8)如图5所示,用细绳竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,则拉力F为 1 N;保持杠杆平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F大小将 变大 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(9)如图6所示,某学生实验时在A、C两点分别悬挂等重的载物盘,制作了一个天平,左盘盛放物体,右盘加减钩码,此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的 等臂杠杆 。
(10)若正确使用图6所示自制天平称量物体质量:
①假如支点O因某种原因向右偏移,则测量值 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值;
②假如钩码因生锈等原因质量增大,则测量值 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【重难点一】杠杆的相关作图
【典题1】如图甲是自行车的手闸,其中ABO部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙,O为支点,F2为阻力,请在图乙中画出:
(1)作用在A点的最小动力F1及其力臂l1;
(2)阻力F2的力臂l2。
答:
【技法点拨】杠杆力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到力的作用点连线的距离。
【变式】学校组织学生参加劳动实践活动,在基地发现了一台活塞式抽水机,在杠杆C处用力便可取水。请在图中画出:
(1)阻力F2的力臂l2;
(2)在C处所用最小力F1的示意图。
答:
【技法点拨】画最小力:①找出杠杆上离支点最远的点,该点即为最小动力的作用点;②连接支点与作用点即最长的力臂;③过作用点作连线的垂线,最小力的方向沿该垂线的方向;④具体方向可以看支点位置,支点在两力的中间,则两力的方向相同,支点在两力的一端,则两力的方向相反。
【重难点二】 滑轮的相关作图
【典题2】请在图中画出提升滑轮组最省力的绕法。
答:
【技法点拨】 绳子的绕法:
(1)定动交替,由内向外绕;
(2)要更省力,绳的固定端在动滑轮的挂钩上;
(3)要改变力的方向,绳的固定端在定滑轮的挂钩上;
(4)当动滑轮和定滑轮个数不相等时,固定端一定在个数较少的滑轮上。
【变式】如图所示,某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物,请用笔画线代替绳子,画出最省力的绕绳方法。
答:
【重难点三】 杠杆的动态平衡分析
【典题3】如图所示,每个钩码的质量为50 g,在均匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加1个钩码,那么(C)
A.杠杆仍水平平衡
B.杠杆的左边向下倾斜
C.杠杆的右边向下倾斜
D.将A处的钩码向左移动一格,杠杆仍能水平平衡
【技法点拨】杠杆是否再平衡取决于变化前后力和力臂的乘积是否相等,若相等则继续平衡;若不相等,哪端乘积大,哪端下沉,另一端上升。
【变式】如图所示,一均匀杠杆可以绕中点O自由转动,杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡,两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO=2lBO,现同时点燃蜡烛,经时间t,它们减少了相等的质量,下列说法正确的是(B)
A.点燃前A、B蜡烛重力之比为2∶1
B.经时间t,杠杆右端下沉
C.经时间t,杠杆左端下沉
D.经时间t,杠杆继续保持水平平衡
【命题点一】 杠杆的五要素及分类
1. (2024·广东中考)如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时,剪刀可视为杠杆,该杠杆的特点是(A)
A.省力 B.费力 C.省功 D.省距离
2.某天,“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说:“看,我能提起很重的物体哦(如图)!”“物理”大师竖起大拇指说:“真厉害!其实,你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中,分析合理的是(A)
A.前臂杠杆的支点O在肘关节处
B.肱二头肌给桡骨的力F1是阻力
C.重物给前臂的力F2是动力
D.前臂是一根省力杠杆
3.(2024·南通中考)钓鱼活动深受人们喜爱。如图是钓鱼的情景,你认为最合理的拉起鱼竿的方式是(C)
【命题点二】 杠杆的平衡条件及动态平衡分析
4.杆秤是一种中国传统的称量工具,凝聚着中国人民的智慧。如图所示,O为杆秤提纽,OA=8 cm,秤砣质量m=0.2 kg,不挂重物和秤砣时,手提提纽,杆秤可水平平衡。用它称鱼,当秤砣置于B点时,杆秤再次水平平衡,此时测得OB=32 cm,则鱼的质量为(B)
A.1.0 kg B.0.8 kg C.0.6 kg D.0.4 kg
5. (2024·达州中考)如图所示,轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保持水平,已知AB是OB长度的4倍,AO是AC长度的3倍。在杆的B点用细线竖直悬挂一边长为10 cm的正方体物块甲,该物块静止在水平地面上;O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2 kg的物块乙。当乙悬挂在A点时,甲恰好对地面无压力,则甲的重力为 60 N;当乙悬挂在C点时,甲对地面的压强为 2 000 Pa。(g取10 N/kg)
【命题点三】定滑轮与动滑轮
6.如图所示,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。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法正确的是(A)
A.F1、F2、F3的大小相等
B.F1最大
C.F2最大
D.F3最大
7.(2022·广东中考)分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是(A)
8.如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,G物=200 N(不计绳重、轮重和摩擦),要使物体竖直匀速提升2 m。下列说法中正确的是(D)
A.F甲=200 N,并向上移动4 m B.F甲=100 N,并向上移动2 m
C.F乙=200 N,并向上移动1 m D.F乙=400 N,并向上移动1 m
【命题点四】滑轮组
9.如图所示,工人用A、B两个重力相同的滑轮组成的滑轮组提升重540 N 的物体,所用的拉力F为200 N,物体以0.2 m/s的速度匀速上升了10 s。不计绳重及摩擦,拉力F所做的功为 1 200 J,C处天花板受到的拉力为 460 N。
10.将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重30 N,B重5 N,则A所受地面的摩擦力为 10 N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A匀速向左运动,则拉力F= 20 N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
【命题点五】斜面与轮轴
11.(2023·深圳中考)下列属于费力杠杆的是(D)
12.(2023·广东中考)明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳,沿用至今。如图甲是一种辘轳,由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。
(1)如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆,为方便提水,它是按照 省力 (选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示,它的支点是“A”“B”或“C”中的 B 点。
(2)设大轮与小轮的半径比为3∶1,水桶受到的总重力为90 N。使周长为3 m的大轮转动一圈,水桶匀速上升,井绳对水桶做功 90 J;若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为 30 N。(不计井绳的粗细和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用 ① (选填“①”或“②”)。 第九讲 简单机械
第1课时 杠杆 滑轮
1.知道简单机械。
2.探究并了解杠杆的平衡条件。
3.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
一、杠杆
1.定义:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。
2.五要素(如图所示):
(1)支点:杠杆可以绕其转动的固定点O。
(2)动力:使杠杆转动的力F1。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力F2。
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离l1。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离l2。
3.平衡状态:杠杆 或 转动。
4.杠杆的平衡条件: 。
【名师点拨】 (1)硬棒指不发生形变或形变可忽略,硬棒并非一定是直棒。
(2)动力、阻力都是作用在杠杆上的力,作用点在杠杆上。
5.生活中的三类杠杆:
杠杆 力臂 力 特点 应用举例
省力杠杆 l1 l2 F1费力杠杆 l1 l2 F1>F2 船桨
等臂杠杆 l1 l2 F1=F2 不省力也不费力 天平
二、滑轮、轮轴和斜面
1.定滑轮、动滑轮和滑轮组的比较:
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组 费力动滑轮
示意图
实质 杠杆 杠杆 — 费力杠杆
力臂关系 l1=l2 l1= l2 n段绳子承重 2l1=l2
动力情况 F1= F1= (不计G轮、f) F1= (不计f) F1= (不计G轮、f) F1= (不计f) F1= (不计G轮、f)
动力方向 改变 不改变 可能改变, 也可能不改变 不改变
距离关系 s=h s= h s= h s=h
速度关系 v绳=v物 v绳= v物 v绳=nv物 v绳=v物
【名师点拨】 绳子承重段数n的判断:
方法一:切线法判断绳子的股数:在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,数出与动滑轮相接触的绳子段数n。
方法二:已知G和F,求绳子的段数,则n= ,若n不是整数,则小数点“只入不舍”;
例如:已知G=960 N,F=400 N,则绳子的段数n==2.4,因“只入不舍”,所以n=3。
方法三:已知s和h,求绳子的段数,则n=。例如:已知s=6 m,h=2 m,则绳子的段数n==3。
2.轮轴和斜面:
(1)斜面
①实质:一种省 费 的简单机械,斜面光滑,则F=G。若提升物体的高度h一定时,斜面越 ,越省力。
②应用:盘山公路,螺丝钉上的螺纹等。
(2)轮轴
①实质:有公共转轴的轮和轴组成的可以连续转动的杠杆;
②平衡条件:F1R=F2r;
③应用:门把手、方向盘、扳手等。
【实验】探究杠杆的平衡条件
实验名称 有关考点 实验装置
探究杠杆的平衡条件 1.实验前,必须调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡的目的:便于直接从杠杆上读出力臂的长短,克服杠杆自身重力的影响。 2.调平的方法:“左低右调、右低左调”,即:杠杆的左端低,就把杠杆两端的平衡螺母向右调节;杠杆右端低,就把杠杆两端的平衡螺母向左调节;直到杠杆在水平位置平衡。 3.力和力臂的测量: (1)杠杆受到的力等于所挂钩码的重力。 (2)力臂:支点到所挂钩码位置的距离。 4.实验方法:改变力和力臂的大小。多次实验的目的:寻找普遍规律,防止实验数据的偶然性。 5.数据处理:计算力与对应力臂的乘积,比较其大小关系。 6.实验结论:杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2。 7.实验拓展:上述实验中,有同学得到“动力和支点到动力作用点距离的乘积等于阻力和支点到阻力作用点距离的乘积”的错误结论。为了探究其错误,可以用弹簧测力计代替钩码,沿不同方向用力拉杠杆,使杠杆在水平方向平衡。 实验器材:杠杆(带有刻度)、钩码、细线等
【示范题】在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1 N的钩码。
基础点
(1)实验前调节杠杆在水平位置平衡,目的是消除 对杠杆平衡的影响,同时便于 。
(2)若将如图甲所示杠杆调节在水平位置平衡,应将平衡螺母适当往 (选填“左”或“右”)调。
(3)杠杆调节好后,进行了三次实验,实验情景如图乙、丙、丁所示,以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2,对应的力臂为l1和l2,实验数据如表,由此分析可得杠杆的平衡条件为: 。实验中进行多次实验的目的是 (选填“A”或“B”)。
A.取平均值减小误差 B.使实验结论具有普遍性
实验序号 F1(N) l1(cm) F2(N) l2(cm)
乙 2 15 1 30
丙 2 15 3 10
丁 3 20 2 30
(4)将如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个,则杠杆 (选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(5)实验中,小明按如图1方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师建议他不宜采用这种方式,该种方式的不足主要是因为( )
A.一个人无法独立操作 B.力臂与杠杆不重合
C.力和力臂数目过多,不易得出结论 D.杠杆受力不平衡
高分点
(6)如图2所示,左侧钩码的重力为F2,右侧换成弹簧测力计,其拉力大小为F1,保持F2和l1不变而改变l2,为便于测量力臂,弹簧测力计应沿 方向拉杠杆,并使之在 位置平衡,所获得的实验数据如表格所示,第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图3所示,则F1= N,此时杠杆的类型与 (选填“筷子”或“老虎钳”)相同。
实验 次数 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 动力臂 l1/cm 动力 F1/N
1 4 33 30
2 4 18 30 2.4
3 4 7.5 30 1.0
(7)如图4所示是某个学生利用弹簧测力计做的某次实验情景,已知杠杆每格长
5 cm,请将弹簧测力计的示数填入表中。
实验 序号 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m
1 0.15 3.0 0.10
上述实验数据不符合杠杆平衡条件,出现问题的原因是 。
(8)如图5所示,用细绳竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,则拉力F为 N;保持杠杆平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(9)如图6所示,某学生实验时在A、C两点分别悬挂等重的载物盘,制作了一个天平,左盘盛放物体,右盘加减钩码,此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的 。
(10)若正确使用图6所示自制天平称量物体质量:
①假如支点O因某种原因向右偏移,则测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值;
②假如钩码因生锈等原因质量增大,则测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【重难点一】杠杆的相关作图
【典题1】如图甲是自行车的手闸,其中ABO部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙,O为支点,F2为阻力,请在图乙中画出:
(1)作用在A点的最小动力F1及其力臂l1;
(2)阻力F2的力臂l2。
【技法点拨】杠杆力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到力的作用点连线的距离。
【变式】学校组织学生参加劳动实践活动,在基地发现了一台活塞式抽水机,在杠杆C处用力便可取水。请在图中画出:
(1)阻力F2的力臂l2;
(2)在C处所用最小力F1的示意图。
【技法点拨】画最小力:①找出杠杆上离支点最远的点,该点即为最小动力的作用点;②连接支点与作用点即最长的力臂;③过作用点作连线的垂线,最小力的方向沿该垂线的方向;④具体方向可以看支点位置,支点在两力的中间,则两力的方向相同,支点在两力的一端,则两力的方向相反。
【重难点二】 滑轮的相关作图
【典题2】请在图中画出提升滑轮组最省力的绕法。
【技法点拨】 绳子的绕法:
(1)定动交替,由内向外绕;
(2)要更省力,绳的固定端在动滑轮的挂钩上;
(3)要改变力的方向,绳的固定端在定滑轮的挂钩上;
(4)当动滑轮和定滑轮个数不相等时,固定端一定在个数较少的滑轮上。
【变式】如图所示,某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物,请用笔画线代替绳子,画出最省力的绕绳方法。
【重难点三】 杠杆的动态平衡分析
【典题3】如图所示,每个钩码的质量为50 g,在均匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加1个钩码,那么( )
A.杠杆仍水平平衡
B.杠杆的左边向下倾斜
C.杠杆的右边向下倾斜
D.将A处的钩码向左移动一格,杠杆仍能水平平衡
【技法点拨】杠杆是否再平衡取决于变化前后力和力臂的乘积是否相等,若相等则继续平衡;若不相等,哪端乘积大,哪端下沉,另一端上升。
【变式】如图所示,一均匀杠杆可以绕中点O自由转动,杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡,两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO=2lBO,现同时点燃蜡烛,经时间t,它们减少了相等的质量,下列说法正确的是( )
A.点燃前A、B蜡烛重力之比为2∶1
B.经时间t,杠杆右端下沉
C.经时间t,杠杆左端下沉
D.经时间t,杠杆继续保持水平平衡
【命题点一】 杠杆的五要素及分类
1. (2024·广东中考)如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时,剪刀可视为杠杆,该杠杆的特点是( )
A.省力 B.费力 C.省功 D.省距离
2.某天,“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说:“看,我能提起很重的物体哦(如图)!”“物理”大师竖起大拇指说:“真厉害!其实,你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中,分析合理的是( )
A.前臂杠杆的支点O在肘关节处
B.肱二头肌给桡骨的力F1是阻力
C.重物给前臂的力F2是动力
D.前臂是一根省力杠杆
3.(2024·南通中考)钓鱼活动深受人们喜爱。如图是钓鱼的情景,你认为最合理的拉起鱼竿的方式是( )
【命题点二】 杠杆的平衡条件及动态平衡分析
4.杆秤是一种中国传统的称量工具,凝聚着中国人民的智慧。如图所示,O为杆秤提纽,OA=8 cm,秤砣质量m=0.2 kg,不挂重物和秤砣时,手提提纽,杆秤可水平平衡。用它称鱼,当秤砣置于B点时,杆秤再次水平平衡,此时测得OB=32 cm,则鱼的质量为( )
A.1.0 kg B.0.8 kg C.0.6 kg D.0.4 kg
5. (2024·达州中考)如图所示,轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保持水平,已知AB是OB长度的4倍,AO是AC长度的3倍。在杆的B点用细线竖直悬挂一边长为10 cm的正方体物块甲,该物块静止在水平地面上;O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2 kg的物块乙。当乙悬挂在A点时,甲恰好对地面无压力,则甲的重力为 N;当乙悬挂在C点时,甲对地面的压强为 Pa。(g取10 N/kg)
【命题点三】定滑轮与动滑轮
6.如图所示,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。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法正确的是( )
A.F1、F2、F3的大小相等
B.F1最大
C.F2最大
D.F3最大
7.(2022·广东中考)分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是( )
8.如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,G物=200 N(不计绳重、轮重和摩擦),要使物体竖直匀速提升2 m。下列说法中正确的是( )
A.F甲=200 N,并向上移动4 m B.F甲=100 N,并向上移动2 m
C.F乙=200 N,并向上移动1 m D.F乙=400 N,并向上移动1 m
【命题点四】滑轮组
9.如图所示,工人用A、B两个重力相同的滑轮组成的滑轮组提升重540 N 的物体,所用的拉力F为200 N,物体以0.2 m/s的速度匀速上升了10 s。不计绳重及摩擦,拉力F所做的功为 J,C处天花板受到的拉力为 N。
10.将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重30 N,B重5 N,则A所受地面的摩擦力为 N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A匀速向左运动,则拉力F= N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
【命题点五】斜面与轮轴
11.(2023·深圳中考)下列属于费力杠杆的是( )
12.(2023·广东中考)明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳,沿用至今。如图甲是一种辘轳,由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。
(1)如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆,为方便提水,它是按照 (选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示,它的支点是“A”“B”或“C”中的 点。
(2)设大轮与小轮的半径比为3∶1,水桶受到的总重力为90 N。使周长为3 m的大轮转动一圈,水桶匀速上升,井绳对水桶做功 J;若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为 N。(不计井绳的粗细和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用 (选填“①”或“②”)。
