第11讲 简单机械
第1节 杠杆
__基础巩固
1. (2024河南改编)人体中有很多结构可简化为杠杆.如图所示,手提起物体时,桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动,下列关于此杠杆说法正确的是( )
第1题图
A. 省力杠杆,但费距离
B. 省力杠杆,也省距离
C. 费力杠杆,但省距离
D. 费力杠杆,也费距离
2. (2025北京)如图所示,园艺工人在修剪枝条.关于园艺剪的使用,下列说法正确的是( )
第2题图
A. 园艺剪对枝条的压力是阻力
B. 在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省力
D. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
3. (2025昆明五华区一模)智慧的中国人在修缮房屋时,利用杠杆方便快捷地吊起材料.如图所示,地面上的人沿竖直方向用210 N的力,在10 s内将重300 N的材料从地面匀速提升到4 m高的屋顶,拉力端绳子下降的距离是6 m,此过程中( )
第3题图
A. 杠杆是费力杠杆
B. 有用功是1 260 J
C. 机械效率约为95.2%
D. 人做功的功率是120 W
4. (2025扬州)如图是兄弟二人抬水的场景.扁担相当于杠杆,若以哥哥的肩为支点,弟弟对扁担的作用力是动力,哥哥将水桶悬挂点向自己移动一段距离,动力臂________,阻力臂________,弟弟对扁担的作用力________.(填变化情况)
第4题图
5. (2025昆明西山区二模)如图1所示是用于松紧内六角螺丝的扳手,AB>BC.其使用方法如图2、3所示,该工具使用时可以________(选填“费力”或“省力”).图2与图3两种使用方法相比,图________可以更轻松地拧动螺丝.
第5题图
6. (2025山西)图甲是L型应急防洪板,能有效阻挡洪水.图乙为单个防洪板的结构简图,请你在图乙中,画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂.
第6题图
7. (2025曲靖市统测)如图所示,在轻质杠杆上挂一重物,O为杠杆的支点,请在图中画出F2的力臂l2,并在杠杆上的A点画出能使杠杆在图示位置保持平衡的最小动力F1的示意图.
第7题图
8. (2025陕西)小明在探究杠杆的平衡条件时,用到了铁架台、带有均匀刻度的轻质杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码重0.5 N)等实验器材.
图1 图2
图3
第8题图
(1)实验操作中,为了便于测量,常把杠杆调至水平位置平衡.若调节时发现杠杆的右端下落,此时应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节.
(2)如图1,杠杆在水平位置平衡后,小明在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,改变钩码所挂位置,使杠杆重新在水平位置平衡,多次实验并记录数据,如下表所示.
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm
1 1.0 15 1.5 10
2 1.5 10 1.5 10
3 2.0 5 0.5 20
…
分析实验数据可以得出,杠杆的平衡条件是________________________.
(3)小明进一步改进了实验方案,增加了弹簧测力计,并将固定挂钩改为可移动的挂环,如图2所示.这样做的优点是________________________________.
(4)如图3,园林工人操作车载起重机拉起一棵大树,绳端作用在________(选填“A”或“B”)处更省力.
__能力提升
9. (2025湖北省卷)如图为坐式推肩训练器.健身杆能绕O点处的轴上下转动,配重片可增减,人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉.下列说法正确的是( )
第9题图
A. 此健身杆是费力杠杆
B. 手推N处时,配重越重用力越小
C. 配重相同时,推N处比推M处费力
D. 若改变M处推力方向,力臂始终不变
10. [跨学科实践·调研桥梁建筑中的力平衡(沪科)]如图为小华制作的斜拉索大桥模型,她用长30 cm、重5 N的质地均匀的木条OA做桥面,立柱GH做桥塔,OA可绕O点转动,A端用细线与GH上的B点相连,桥面OA实质是一种________(填简单机械名称);保持桥面水平,细线对OA的拉力F=________N;将细线一端的固定点由B点改至C点,绳子拉力将________(选填“变大”“变小”或“不变”).
第10题图
11. [跨学科实践·制作简易杆秤(人教)](2025自贡)如图是小明制作的简易杆秤,O1 、O2均是杆秤称量时的支点.当使用 O1称量时, 调整秤砣至 A 点位置,使秤杆处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),已知秤砣质量为5 kg,O1A=110 cm,O1B=10 cm.下列说法正确的是( )
第11题图
A. 所称物体质量是50 kg
B. 换称质量较小的物体时,秤砣应向A点左边移动
C. 改用O2称量物体时,会使该杆秤的称量范围变小
D. 当秤砣在A点时,使用O1称量的物体质量比使用O2称量的物体质量大
第2节 滑轮、滑轮组及机械效率
__基础巩固
1. (2025烟台)为了响应国家体重管理年的号召,小明为家人制作了如图所示的简易拉力器,关于图中的滑轮分析正确的是( )
第1题图
A. 是定滑轮,可以省力
B. 是动滑轮,可以省力
C. 是定滑轮,可以改变力的方向
D. 是动滑轮,可以改变力的方向
2. (2025陕西)我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一,为人类文明和社会进步作出了重要贡献.如图,是汉代画像石中的滑轮图,描绘了古人使用滑轮汲水操作的场景.关于图中的滑轮说法正确的是( )
第2题图
A. 该滑轮是动滑轮
B. 该滑轮可以改变施力的方向
C. 使用该滑轮可以省功
D. 提升重力不同的物体时,机械效率不变
3. (2025扬州)如图,工人用动滑轮提升重物,下列说法正确的是( )
第3题图
A. 克服动滑轮重力做的功是有用功
B. 重物与人手移动的距离相等
C. 重物与人手移动的速度相等
D. 增加重物,动滑轮的机械效率变大
4. (2024河南)如图,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及滑轮的摩擦,下列说法正确的是( )
第4题图
A. 甲做的有用功多
B. 乙做的总功多
C. 甲做总功的功率大
D. 乙所用装置的机械效率小
5. (2025吉林)如图所示,工人用500 N的拉力,在15 s内将重为450 N的物体匀速提升3 m.在这个过程中,下列说法正确的是( )
第5题图
A. 使用的滑轮是动滑轮
B. 做的有用功为1 500 J
C. 拉力的功率为90 W
D. 该装置的机械效率为90%
6. (2025昆明盘龙区一模)(多选)在图中,利用动滑轮将10 N的重物匀速提升4 m,用时10 s.已知动滑轮的重力为2 N,不计绳重和摩擦,下列相关说法正确的是( )
第6题图
A. 使用动滑轮可以省距离
B. 拉力F的大小为6 N
C. 绳子自由端拉力的功率为4.8 W
D. 此动滑轮提升的重物越轻,机械效率越大
7. (2025成都)在“使用动滑轮”的实验中,竖直向上拉弹簧测力计,如图.弹簧测力计静止时的示数是F1、F2, 则F1、F2的大小关系是________;若钩码匀速上升0.1 m, 则绳子自由端移动的距离是________m.
第7题图
8. (2025昆明八中一模)如图所示,甲、乙两套装置所用的滑轮相同,用它们分别将相同质量的重物匀速竖直提升,绳端A、B移动相同的距离(忽略绳重和摩擦),在此过程中两滑轮组绳端的拉力FA________FB;滑轮组的机械效率η甲________η乙.(均选填“>”“<”或“=”)
第8题图
9. (2025昆明一模)小明将如图所示的两个滑轮以最省力的绕绳方式组装成滑轮组(图中未画出),用来提升重为120 N的物体,10 s内将物体匀速提升了1 m,动滑轮重为30 N,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力做功的功率为________W,滑轮组的机械效率为________.
第9题图
10. (2025威海改编)如图所示,超市购物时,小明用沿斜面向上150 N的推力,将总重为500 N的小车匀速推到斜面顶端,用时20 s.已知斜面高1.2 m,长5 m.此过程中小明做的有用功为________J;小明推力做功的功率为________W;该斜面的机械效率为________.
第10题图
__能力提升
11. (2025天津)(多选)用图甲所示的动滑轮,先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度,两次做功的情况如图乙所示.第一次的额外功为900 J, 不计绳重和摩擦,则( )
第11题图
A. 第一次提升重物时机械效率较高
B. 第二次提升重物时的额外功较大
C. 先后两次提升重物的重力之比为7∶9
D. 先后两次提升重物的总功率之比为6∶5
12. (2025凉山州)用如图甲所示的滑轮组提升物体A.已知被提升物体A的重力为900 N,卷扬机施加在绳子自由端的拉力F将物体A以0.5 m/s的速度匀速提高了5 m.拉力F做的功随时间的变化图像如图乙所示(不计绳重和滑轮与轴的摩擦).此过程滑轮组提升重物的机械效率为________%,动滑轮的重力为________N.
第12题图
微专题 力学作图专练
1. 一把带电塑料梳子靠近桌上的一些小纸片,如图所示是纸片A离开桌面上升时的情景.请在下图画出纸片A所受重力G和吸引力F的示意图.
第1题图
2. (2025贵州)如图所示,茶杯静止于水平桌面上,请画出桌面对茶杯支持力F的示意图.
第2题图
3. (2025威海)如图所示,运动员握住标枪静止不动,支撑标枪的手掌面(支撑点为A)与标枪平行,请在A点画出标枪受到手掌的支持力和摩擦力.
第3题图
4. 如图所示是玻璃小球在下沉过程的某一位置,请在图中画出小球受力示意图.
第4题图
5. 如图所示,某同学用网兜将足球挂在竖直墙上,请在图中画出足球所受力的示意图.
第5题图
6. (2025昆明八中一模)如图所示为液压起重机的示意图,请画出作用在吊臂上的阻力F2的力臂L2.
第6题图
7. (2025泸州)随着科技发展,机器人开始走进人们的生活.如图所示,机器人托着茶杯处于静止状态.请你画出茶杯对机器人手的压力F压及其力臂L(以机器人手肘O为支点).
第7题图
8. 小明参加劳动实践活动时发现了一台活塞式抽水机,其示意图如图所示.在杠杆C处用力便可取水.请在图中画出阻力F2的力臂l2及在C处所用最小力F1的示意图.
第8题图
9. 某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练,请画出滑轮组的绕线方式.
第9题图
参考答案
第1节 杠杆
1. C 2. C 3. C 4. 不变 变小 变小 5. 省力 2
6. 如答图所示
第6题答图
7. 如答图所示
第7题答图
8. (1)左 (2)动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2) (3)便于改变动力臂、阻力臂和力的方向 (4)A
9. C 10. 杠杆 5 变小 11. B
第2节 滑轮、滑轮组及机械效率
1. C 2. B 3. D 4. C 5. D 6. BC
7. F1=F2 0.2 8. > = 9. 15 80%
10. 600 37.5 80% 11. AD 12. 90 100
微专题 力学作图专练
1. 如答图所示
第1题答图
2. 如答图所示
第2题答图
3. 如答图所示
第3题答图
4. 如答图所示
第4题答图
5. 如答图所示
第5题答图
6. 如答图所示
第6题答图
7. 如答图所示
第7题答图
8. 如答图所示
第8题答图
9. 如答图所示
第9题答图