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专题11 简单机械
1.(2020安徽)停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出 ,如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀,重G=120N,AB=2.8m ,AO=0.3 m。要使横杆AB保持水平平衡,需在A端施加竖直向下的力F=________N。
【答案】440
【解析】
【详解】横杆AB粗细相同、质量分布均匀,则横杆的重心在AB中点,故重力G的力臂为
力F的力臂
由杠杆平衡条件
得
解得
故需在A端施加竖直向下的力为440N。
2.(2019安徽)如图所示,一轻杆AB悬于O点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成30°的力F,此时轻杆水平平衡.若重物质量m=3kg,BO=3AO,g取10N/kg.则力F的大小为__N.
【答案】20
【解析】
【详解】轻杆AB在力F的作用下保持水平平衡,先在图上作出F的力臂OC,如下图:
,根据直角三角形的性质可知:
,又因为BO=3AO,所以OC=1.5AO;重物质量m=3kg,则
,杠杆此时满足
,则
.
3.(2018安徽) 图a所示为前臂平伸用手掌拖住铅球时的情形。我们可将图a简化成如图b所示的杠杆。不计自重。若铅球质量m=3kg,OA=0.03m,OB=0.30m,求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1大小(g取10N/kg)。
【答案】300N
【解析】分析:肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力,3kg铅球的重力即为阻力F2,利用杠杆的平衡条件求肱二头肌的收缩力。
解答:由图可知,支点是O点,肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力,3kg铅球的重力即为阻力F2,则阻力:,由图知,L1=OA=0.03m,L2=OB=0.30m,根据杠杆的平衡条件:,即:,解得F1=300N。
答:肱二头肌对前臂产生的拉力F1为300N。
【点睛】本题考查了根据杠杆的平衡条件求出力的大小,是一道基础题。
4.(2017安徽)如图所示,当水平拉力F=50N时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N,所受地面的摩擦力约为80N,假如在5s时间内,物体水平移动了0.6m,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中
A.拉力F做功为30J
B.物体重力做功为120J
C.拉力F做功的功率为12W
D.该装置的机械效率约为60%
【答案】C
【解析】
考点:功的计算 机械效率 功率的计算学科@网
5.(2016安徽)拉杆式旅行箱可看成杠杆,如图所示·已知OA=1.0m,OB =0.2m,箱重G=120N.请画出使箱子在图示位置静止时,施加在端点A的最小作用力F的示意图,且F= _N.[来源:学科网ZXXK]
【答案】最小力如图;24N
考点:杠杆的平衡
6.(2020·内蒙古乌兰浩特·初三一模)如图所示的简单机械,属于省力杠杆的是
A.吊车吊臂
B.撬棒
C.筷子
D.钓鱼竿
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.吊车吊臂在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;
B.撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B正确;
C.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C错误;
D.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误.
7.(2020·辽宁和平·初三二模)在杠杆上的A点分别施加四个力,F1和F3与杠杆垂直,F2的作用线经过支点,F4竖直向上;四个力中可以使杠杆在如图所示位置静止的有( )
A.一个
B.两个
C.三个
D.四个
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
如图,OA是杠杆,杠杆在重物作用下绕O做顺时针转动,在A端施加一个阻碍杠杆顺时针转动的力,F1使杠杆顺时针转动,故不符合题意;F2作用线过支点,力和力臂的乘积为零,不能阻碍杠杆顺时针转动,故不符合题意;F3和F4能阻碍杠杆顺时针转动,故符合题意;综合分析可以使杠杆在如图所示位置静止的力是F3和F4,故B正确,ACD错误。
故选B。
8.(2020·山东桓台·初三一模)如图所示,下列简单机械中,忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦,当提起同一重物时,最省力的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦;
A.由图可知,动力臂是阻力臂的4倍,根据杠杆的平衡条件得到拉力
F1=
G;
B.由图可知,动滑轮省一半的力,所以拉力
F2=
G;
C.设斜面的高度为h,斜面长度为s,则
=sin30°=
,
由功的原理可得,
F3s=Gh,
所以
F3=
G=
G;
D.由图可知,滑轮组绳子的有效股数为3,所以拉力
F4=
G,
综上可知,当提起同一重物时,最省力的是A,故选A。
9.(2020·山东蒙阴·初三二模)(2017•枣庄