第九讲 简单机械
第1课时 杠杆 滑轮
【基础达标】
一、选择题
1.如图所示是我国古代《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理,此时杆秤处于平衡状态,以下关于它的说法不正确的是(D)
A.“标”“本”表示力臂 B.“权”“重”表示力
C.提纽相当于支点 D.增大“重”时,应把“权”靠近O点
2.室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味,使用时用脚踩踏板,桶盖开启,根据室内垃圾桶的结构示意图,可确定桶中有两个杠杆在起作用,两杠杆支点为O1、O2。则对应的杠杆分别为(B)
A.省力杠杆;省力杠杆 B.省力杠杆;费力杠杆
C.费力杠杆;费力杠杆 D.费力杠杆;省力杠杆
3.如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中,力F的大小将(A)
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先变大,后变小 D.先变小,后变大
4.(2024·盐城中考)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是(A)
5.如图所示,现在很多地方设有轮椅专用通道,为残疾人通行提供方便。它实际上就是一种简单机械。使用这种简单机械为了(A)
A.省力 B.省距离 C.省功 D.节省能量
二、填空、作图题
6.(2024·广州中考)如图甲,质量不计的晾晒架钩在支撑物上,挂上衣服后,晾晒架可看成以O为支点的杠杆,图乙是其简化图,晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
(1)B、C、D是挂衣处,同一件衣服挂在B时,A点受到的支持力最小,请说明理由: 衣服挂在B点时,阻力臂最小 ,
若衣服重为3.6 N,则此支持力最小值为 4 N;
(2)请在图乙中:①画出B点受到衣服的拉力F,②画出拉力F的力臂l。
(2)答:
7.小红利用如图所示的滑轮组将重300 N的物体在5 s内匀速提升0.5 m,小红对绳的拉力为200 N。不计绳重和绳跟滑轮之间的摩擦,则:动滑轮的重力为 100 N;绳子自由端的移动速度为 0.2 m/s;已知小红的重力为600 N,每只脚与地面的接触面积为200 cm2,则小红对地面的压强此时为 1×104 Pa。
三、计算题
8.传统的舂米工具是一个杠杆,它的结构示意图如图所示,O为固定转轴,在A端连接着石球,脚踏B端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻谷,若石球的质量为5 kg,且摩擦和杠杆自重均忽略不计,g取10 N/kg。求:
(1)石球的重力;
解:(1)石球的质量为5 kg,则石球的重力
G=mg=5 kg×10 N/kg=50 N
(2)要将石球竖直匀速抬起,脚至少用多大竖直向下的力;
解:(2)根据杠杆平衡条件可得FL1=GL2,则F===20 N
(3)石球匀速升高20 cm,杠杆A端提升石球所做的功。
解:(3)石球匀速升高20 cm,即h=20 cm=0.2 m
杠杆A端提升石球所做的功W=Gh=50 N×0.2 m=10 J。
【能力提升】
9.如图所示是某装置利用浮力进行自动控制的原理图,AOB为一杠杆(质量忽略不计),OA∶OB=1∶2,A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7 kg,当铝球一半体积浸在水中,在B端施加3.5 N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡,铝球受到的浮力为 20 N,铝球的体积为 4×10-3 m3,铝球空心部分体积为 3×10-3 m3。(ρ铝=2.7×103 kg/m3,g取10 N/kg)
10.(2023·汕头三模)如图所示,质量为m=60 kg的人站在轻质木板的O点上,木板可以绕B端上下转动,OA=2OB。人受到的重力为 600 N,要使木板静止于水平位置,人拉轻绳的力为 150 N,人对木板AB的压力为 450 N(摩擦阻力不计,g取10 N/kg)。
11.如图所示,物体B的重力为40 N,此时A正沿着水平桌面以0.4 m/s的速度向右做匀速直线运动,则物体B匀速下降的速度是 0.8 m/s;若对A施加一个水平向左的力F,使物体B以原速度匀速上升,则该力F大小为 160 N,作用在物体B上绳子拉力的功率为 32 W(不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间摩擦)。
【跨学科实践】
12.如图甲所示,杆秤是民间的一种测量质量的工具。秤钩在秤杆A点悬挂着,将待测物体挂在秤钩上,用手提着秤纽B或C(相当于支点),秤砣M在秤杆E上移动,当秤杆在水平位置静止时,可在秤杆上读出被测物体的质量。
(1)使用杆秤时,提起 B (选填“B”或“C”)处的秤纽,此秤的称量(所能称的最大质量)更大;
(2)用200 g的铁块替换原150 g的铁块做秤砣,杆秤的最大称量 增大 (选填“减小”“不变”或“增大”);
(3)若秤杆的重心在它的中央,不挂物体时,提着秤纽B,为了使杆秤在水平位置平衡,则秤砣应移至秤纽B的 左 (选填“左”或“右”)侧;
(4)如图乙所示,提着秤纽C测量一个胡萝卜的质量,秤杆处于水平静止,AC=5 cm,CD=20 cm,秤砣的质量为100 g,若秤杆的质量忽略不计,则胡萝卜的质量为 0.4 kg;若被测物体的质量增加,秤砣M应该向 右 (选填“左”或“右”)移动;
(5)如图乙所示,悬挂在秤钩上的胡萝卜静止后的轴线在水平位置;如图丙所示,沿悬挂线处竖直方向将胡萝卜切成A、B两段,所受重力分别为GA、GB,则GA > (选填“>”“<”或“=”)GB。 第九讲 简单机械
第1课时 杠杆 滑轮
【基础达标】
一、选择题
1.如图所示是我国古代《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理,此时杆秤处于平衡状态,以下关于它的说法不正确的是( )
A.“标”“本”表示力臂 B.“权”“重”表示力
C.提纽相当于支点 D.增大“重”时,应把“权”靠近O点
2.室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味,使用时用脚踩踏板,桶盖开启,根据室内垃圾桶的结构示意图,可确定桶中有两个杠杆在起作用,两杠杆支点为O1、O2。则对应的杠杆分别为( )
A.省力杠杆;省力杠杆 B.省力杠杆;费力杠杆
C.费力杠杆;费力杠杆 D.费力杠杆;省力杠杆
3.如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中,力F的大小将( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先变大,后变小 D.先变小,后变大
4.(2024·盐城中考)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是( )
5.如图所示,现在很多地方设有轮椅专用通道,为残疾人通行提供方便。它实际上就是一种简单机械。使用这种简单机械为了( )
A.省力 B.省距离 C.省功 D.节省能量
二、填空、作图题
6.(2024·广州中考)如图甲,质量不计的晾晒架钩在支撑物上,挂上衣服后,晾晒架可看成以O为支点的杠杆,图乙是其简化图,晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
(1)B、C、D是挂衣处,同一件衣服挂在B时,A点受到的支持力最小,请说明理由: ,
若衣服重为3.6 N,则此支持力最小值为 N;
(2)请在图乙中:①画出B点受到衣服的拉力F,②画出拉力F的力臂l。
7.小红利用如图所示的滑轮组将重300 N的物体在5 s内匀速提升0.5 m,小红对绳的拉力为200 N。不计绳重和绳跟滑轮之间的摩擦,则:动滑轮的重力为 N;绳子自由端的移动速度为 m/s;已知小红的重力为600 N,每只脚与地面的接触面积为200 cm2,则小红对地面的压强此时为 Pa。
三、计算题
8.传统的舂米工具是一个杠杆,它的结构示意图如图所示,O为固定转轴,在A端连接着石球,脚踏B端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻谷,若石球的质量为5 kg,且摩擦和杠杆自重均忽略不计,g取10 N/kg。求:
(1)石球的重力;
(2)要将石球竖直匀速抬起,脚至少用多大竖直向下的力;
(3)石球匀速升高20 cm,杠杆A端提升石球所做的功。
【能力提升】
9.如图所示是某装置利用浮力进行自动控制的原理图,AOB为一杠杆(质量忽略不计),OA∶OB=1∶2,A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7 kg,当铝球一半体积浸在水中,在B端施加3.5 N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡,铝球受到的浮力为 N,铝球的体积为 m3,铝球空心部分体积为 m3。(ρ铝=2.7×103 kg/m3,g取10 N/kg)
10.(2023·汕头三模)如图所示,质量为m=60 kg的人站在轻质木板的O点上,木板可以绕B端上下转动,OA=2OB。人受到的重力为 N,要使木板静止于水平位置,人拉轻绳的力为 N,人对木板AB的压力为 N(摩擦阻力不计,g取10 N/kg)。
11.如图所示,物体B的重力为40 N,此时A正沿着水平桌面以0.4 m/s的速度向右做匀速直线运动,则物体B匀速下降的速度是 m/s;若对A施加一个水平向左的力F,使物体B以原速度匀速上升,则该力F大小为 N,作用在物体B上绳子拉力的功率为 W(不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间摩擦)。
【跨学科实践】
12.如图甲所示,杆秤是民间的一种测量质量的工具。秤钩在秤杆A点悬挂着,将待测物体挂在秤钩上,用手提着秤纽B或C(相当于支点),秤砣M在秤杆E上移动,当秤杆在水平位置静止时,可在秤杆上读出被测物体的质量。
(1)使用杆秤时,提起 (选填“B”或“C”)处的秤纽,此秤的称量(所能称的最大质量)更大;
(2)用200 g的铁块替换原150 g的铁块做秤砣,杆秤的最大称量 (选填“减小”“不变”或“增大”);
(3)若秤杆的重心在它的中央,不挂物体时,提着秤纽B,为了使杆秤在水平位置平衡,则秤砣应移至秤纽B的 (选填“左”或“右”)侧;
(4)如图乙所示,提着秤纽C测量一个胡萝卜的质量,秤杆处于水平静止,AC=5 cm,CD=20 cm,秤砣的质量为100 g,若秤杆的质量忽略不计,则胡萝卜的质量为 kg;若被测物体的质量增加,秤砣M应该向 (选填“左”或“右”)移动;
(5)如图乙所示,悬挂在秤钩上的胡萝卜静止后的轴线在水平位置;如图丙所示,沿悬挂线处竖直方向将胡萝卜切成A、B两段,所受重力分别为GA、GB,则GA (选填“>”“<”或“=”)GB。
