第4节 简单机械（知识点梳理+典题精讲）（提高篇）（无答案）

杠杆、滑轮基本原理
杠杆原理及其分类
（1）杠杆的平衡条件
匀速转动状态
①杠杆的平衡状态 水平静止状态
静止状态
倾斜静止状态
②杠杆的平衡条件： 动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1·l1=F2·l2
（2）杠杆的分类和应用
种类 力臂关系 力的关系 特点 应用举例
省力杠杆 ll>l2 铡刀、羊角锤、起子等
费力杠杆 ll 等臂杠杆 Ll=l2 天平、定滑轮等

【针对练习】
1.如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（　　）




第1题图 第2题图
A.?每次倒入空桶的液体体积相同?????????????????????????????B.?悬点O适当右移，秤的量程会增大
C.?秤的刻度值向右越来越大????????????????????????????????????D.?增大M的质量，秤的量程会增大
2.如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡， 此时AO恰好处于水平位置，AO＝BO，不计杠杆重力，则m1、m2的关系为（?? ）
A.?m1＞m2????????????????????????????B.?m1＜m2????????????????????????????C.?m1＝m2????????????????????????????D.?无法判断
3.如图所示，活塞式抽水机手柄可以看作是绕O点转动的杠杆，它在动力F1和阻力F2的作用下处于平衡状态，则（?? ）

第3题图 第4题图
A.?F1·OC＝F2·OA???????????B.?F1·OD＝F2·OB?????????????C.?F1·OE＝F2·OA?????????????????D.?F1·OE＝F2·OB
4.用一根长为L重为G0的均匀铁棒，插入一个边长为a、重为G的正方体物块的底部，在另一端施加一个向上的力，将物块撬起一个很小的角度（如图所示，图中的角度已被放大）。如果铁棒插入物块底部的长度为物块边长的三分之一，则要撬动物块，作用在铁捧最右端的力至少为（??? ）
A.?G0+（aG/3L）????????B.?G0+（aG/L）????????C.?（G0/2）+（aG/6L）????????D.?（G0/2）+（aG/12L）
5.如图所示两杠杆处于平衡状态，甲中的是两个同种密度但体积不同的物体，乙上的是两个体积相同但密度不同的物体，如果把他们都浸没在水中，则杠杆如何变化（??? ）

A.?仍保持平衡????? ?B.?都失去平衡??????
C.?甲仍保持平衡，乙失去平衡??????D.?甲失去平衡，乙仍保持平衡
6.密度均匀的直尺放在水平桌面上，尺子伸出桌面部分CB是全尺长的1/3，当B端挂上5牛的物体时，直尺的A端刚好没有翘起。如图，则此直尺受到的重力是（?? ）

A.?2.5牛??????????????????????????B.?5牛????????????????????????C.?10牛????????????????????????D.?无法确定
7.如图所示，杠杆OAB可绕O点在竖直平面内转动，已知OB＝40cm，AB＝30cm，OB与AB垂直，忽略摩擦和杠杆重。一个重为200N，边长为10cm的正方体物体挂在OB的中点C处，若要使物体对地面的压强为6000Pa，则作用在A端的力至少是________N。并在图上画出这个力的示意图________。





第7题图 第8题图 第9题图
8.如图所示，有一长方体平台，轻质杆AD放在台面BC上，且AB-CD= 1/2 BC，杆两端分别挂重物Ga和G，物重Ga=9N恒定不变，要使杆AD平衡，则
（1）杠杆水平平衡时a物体受到________力的作用（请写出a受到的所有力的名称）。
（2）平台台面BC受到的最大压力和最小压力之比为 ________?。
9.安全阀常作为超压保护装置。如图是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意图，阀的横截面积 S 为 6 厘米 2 ， OA∶AB=1∶2，若锅炉能承受的最大压强为 5.81×105 帕，大气压强为 1.01×105 帕，则在 B 处应挂________??牛的重物。若锅炉承受的最大压强减小，为保证锅炉安全，应将重物向________?(选填“左”或“右”）移动。
10.如图所示，两个完全相同的托盘秤甲和乙放在水平地面上，托盘秤的自重为9N．底面积为150cm2。术条AB质量分布不均匀(粗细忽略不计)，A、B是木条两端，C、D是木条上的两个点，AD=BD，AC=DC。A端放在甲上，B端放在乙上，A、B下方各垫有一个大小和质量不计的小木块，甲的示数是6N，乙的示数是18N。则甲对地面的压强是________Pa；若此时用细线系住A端，竖直向上拉细线，使A端缓慢上升，此过程中乙的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)；若移动甲，让C点放在甲上，则乙的示数是________N。




11.小明制作了直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下：如图甲所示，选择一个长杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位罝平衡；在左侧离支点10cm的位罝A用细线固定一个质量为110g、容积为50mL的容器。右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码（细线的质量忽略不计）。

①调节杠杆平衡，往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位罝直接 读出液体密度。
②当容器中没有液体时，钩码所在的位置即为“密度天平”的“零刻度”，“零刻度”距离支点 O________cm
③若测量某种液体的密度时，钩码在距离支点右侧31cm处，则此种液体的密度为________g/cm3。
④若此“密度天平“的量程不够大，可以采用________的方法增大量程（写出一种即可）。
二、滑轮、滑轮组的原理
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组
概念 转轴同定不动的滑轮叫做定滑轮。 转轴与重物一起移动的滑轮叫做动滑轮。 定滑轮和动滑轮组合在一起叫做滑轮组。
实例
特点和规律


















滑轮特点总结：
①使用滑轮组的时候，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的动力就是总重的几分之一，②动力（或绳子自由端）移动的距离S就是重物升高的距离h的几倍。即F＝１／nG总，S＝nh，
n为绳 子的段数，省了力就要多移动距离。
③W总=F.S W有用=Gh
不计摩擦及滑轮重：W总=W有用 即F＝１／nG总，S＝nh， W总=１／nG总.nh=Gh 效率：100%
考虑摩擦及滑轮重：W总>W有用 即F＝１／nG总，S＝nh， 效率：Gh/F.SX100%(小于1)
【针对练习】
1.如图所示，船和人总重1500Ｎ，船受到水的阻力恒定为90N，船上的人用力F拉绳,使船匀速靠岸运动4米，（不计绳重和摩擦）则拉力F和拉过绳子的长度分别为（?? ）

第1题图 第2题图
A.?30Ｎ，12米?????????????????????B.?180Ｎ，8米?????????????????????C.?270Ｎ，12米?????????????????????D.?45Ｎ，8米
2.如图所示，滑轮下挂重400N的物体G，滑轮重20N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖起向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)(?? )
A.210N B.280N C.420N D.240N
3.在图中所示的简单机械中，忽略机械自重、绳重和摩擦，当提起相同重物时，最省力的是（?? ）
A.????B.?????C.??D.?
4.工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m。F1、F2始终沿竖直方向;图甲中OB=2OA,图乙中动滑轮重为60N,重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是（??? ）

第4题图 第5题图
A.?甲乙两种方式都省一半的力????????????????????????????????B.?甲方式F1由150N逐渐变大
C.?乙方式的有用功是180J???????????????????????????????????????D.?乙方式F2的功率为3.6W
5.如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的重以及摩擦，则下列说法中正确的有(? ???)
A.?B受到的摩擦力为3N，方向水平向左 B.?滑轮移动的速度为0.4m/s
C.?绳子拉物体A的功率为2W
D.?在运动过程中若将拉力F增大到12N，物体B的运动状态保持不变
6.如图所示，用滑轮组拉动重为70牛的物体A，用10秒的时间使物体A在水平方向匀速移动5米，所用拉力F为20牛，地面对物体A的摩擦力为30牛。以下说法不正确的是(?? )

A.?绳子自由端移动的距离是10米????????????????????????????B.?克服摩擦力做的有用功是150焦
C.?滑轮组的机械效率为75%????????????????????????????????????D.?拉力F做功的功率为10瓦



7.如图所示，用滑轮组牵引小车沿水平地面匀速前进，图中________滑轮是定滑轮，________滑轮是动滑轮。已知小车的重量G＝5牛，拉力大小F＝3牛，则物体与地面之间摩擦力f＝________牛。若小车在拉力作用下前进了0.5米，则绳子被拉力F拉过________米。

第7题图 第8题图
8.如图所示，用 24N 的力 F 沿水平方向拉滑轮，可使重 20N 的物体 A 以 0.2m/s 的速度在水平面上匀速运动。物体 B 重 10N，弹簧测力计的示数恒为 5N(不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑)。物体A 受到地面的摩擦力是________N，水平拉力F 的功率是________W。
9.如图所示用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体A的质量为80kg，体积为2×10-2m3。当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N时，物体A在水中以0.1m/s的速度匀速竖直上升（物体A始终未露出水面。不计绳重和摩擦，g取10N/kg）。求：
（1）物体A在水中（未露出水面）时受到的浮力F浮；
（2）物体A在水中匀速竖直上升时，拉力F的功率P；
（3）动滑轮所受的重力G动。









10.某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的 距离均为2m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图象如图乙。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求：
（1）动滑轮重力；
（2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2 m/s? 的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率；
（3）一个重500 N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。









11.如图所示是一个自制密度秤，其外形与杆秤类似。装秤钩的B处吊着一个体积为50cm3、密度为6g/cm3的均匀合金块，提纽位于O处，质量为100g的秤砣放在A处时，秤杆恰好水平平衡（图甲)。把合金块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。

（1）在图示甲位置平衡时，整个装置的总重心位于________。（填“A处”“O处”或“AO之间的某一位置”）
（2）当测量水的密度时，将合金块浸没在水中，秤砣移到C处时密度秤水平平衡，如图乙所示。现在向水中加入一定量的食盐，则秤陀向________（填“左”或“右”）移才能使密度秤再次在水平位置平衡。
（3）若测量液体的密度时，合金块没有完全浸没，则测量值________（填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
（4）现将合金块浸没于某一种液体中，秤砣移到D位置时密度秤水平平衡，测得OB=20cm，CD=2cm，求该种液体的密度。