内容正文:
专题12 简单机械
(简单机械板块,考查的知识点主要为杠杆(杠杆的定义、杠杆的五要素)、杠杆的平衡条件及其应用、杠杆的分类;命题形式主要是以选择题、填空题、作业图题、计算应用题的形式呈现)
考点1:杠杆
1.(2020·广西贺州市·中考真题)画出如图所示中力F的力臂l和物体A受到重力的示意图。
【答案】
【详解】
反向延长动力F的作用线,从支点O作F的垂线段,即为F的力臂l。物体受到的重力竖直向下,从重心竖直向下作有向线段,即可作出重力的示意图,如下图所示;
2.(2020·广西梧州市·中考真题)请在图中画出订书机受到的动力F的力臂L。
【答案】
【详解】
订书机在使用时相当于杠杆,支点在O点,由支点向力F作垂线段即可得到力臂L,如图所示:
。
3.(2020·辽宁锦州市·中考真题)如图所示为钓鱼竿的简化示意图,其中O为支点,F1为动力,请在图中画出动力臂l1和阻力F2的示意图(钓鱼竿自重忽略不计)。
【答案】
【详解】
动力臂是支点到动力的垂直距离,阻力是鱼对杠杆向下的拉力,如下图所示:
4.(2020·辽宁鞍山市·中考真题)如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,O为杠杆的支点。
(1)请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小动力F1的示意图;
(2)作出阻力F2的示意图及阻力臂l。
【答案】(1);(2)
【详解】
(1)当动力臂最长时,动力最小,所以当OB为动力臂时,动力最小,如下图所示:
(2)阻力是杠杆受到重物向下的拉力,阻力臂是支点到阻力的垂直距离,如下图所示:
5.(2020·广西河池市·中考真题)如图所示,杠杆OB可绕O点转动,请作出物体A所受重力的示意图和使杠杆在图示位置平衡的最小力的力臂L。
【答案】
【详解】
物体A所受重力作用点在物体的重心处,方向竖直向下;杠杆OB可绕O点转动,O点为支点,物体对杠杆拉力等于物体A的重力G,方向与重力方向相同,根据杠杆平衡条件,要使拉力最小,需要力臂L最大,连接OB,力臂L=OB最大,最小拉力F与OB垂直;如图所示:
。
考点2:杠杆的平衡条件
1.(2020·广西河池市·中考真题)如图所示,轻质木杆AC可以绕O点转动,AB:OB=4:1,A端挂着重为300N的物体G,为了使木杆保持水平位置平衡,且物体G对水平地面的压力为100N,需要在B点施加竖直向下的力的大小为( )
A.400N
B.600N
C.800N
D.1200N
【答案】C
【详解】
由题可知,A端绳子所受的拉力为
根据杠杆平衡原理,有
代入数据解得
故ABD错误,C正确。
故选C。
2.(2020·湖南株洲市·中考真题)一根粗细均匀的木棒斜靠在竖直墙壁上,墙壁光滑,地面粗糙。木棒受到的重力为G,墙壁对木棒的弹力为F,如图所示。现让木棒的倾斜程度变小一些至虚线所示位置,木棒仍能静止斜靠在墙上。则与原来相比,G和F变化情况为( )
A.G不变,F变小
B.G不变,F变大
C.G变化,F变小
D.G变化,F变大
【答案】B
【详解】
现让木棒的倾斜程度变小一些至虚线所示位置,以右端为支点,木棒的质量不变,故重力也不变,此时由图可知阻力臂变大,动力臂减小,由杠杆平衡条件可知,动力F将增大;故B符合题意。
故选B。
3.(2020·贵州安顺市·中考真题)撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景,撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是( )
A.此时撬棒为等臂杠杆
B.应用此撬棒的主要目的是省力
C.力F的作用点靠近O点会更省力
D.应用此撬棒的主要目的是省距离
【答案】B
【详解】
ABD.由图知,在使用撬棒时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,使用该杠杆省力但费距离,故B正确,AD错误;
C.力F的作用点靠近O点时,动力臂减小,而阻力、阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知动力会变大,会更费力,故C错误。
故选B。
4.(2020·四川雅安市·中考真题)如图所示,杆秤秤砣的质量为0.2kg,杆秤自身质量忽略不计,若杆秤水平静止时,被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m,则被测物体的质量为__kg,若秤砣上粘有油污,则测量值比被测物体的真实质量要____(选填 “偏大”或“偏小”)
【答案】0.8 偏小
【分析】
知道秤砣的质量和两边力臂的大小,利用重力公式和杠杆的平衡条件求被测物的质量;若秤砣上粘有油污时,左边的力和力臂不变,右边的力增大,根据杠杆的平衡条件知道右边的力臂减小,即:杆秤所示的质量值要小于被测物的真实质量值。
【详解】
[1]如图所示:
因为杠杆平衡,则有
则有
[2]若秤砣上粘有油污,m2增大,而G1lOA不变,所以lOB要变小,杆秤所示的质量值要偏小。
5.(2020·广西柳州市·中考真题)小杰用实验探究杠杆的平衡条件。所用杠杆