内容正文:
第15讲 杠杆及其应用
1.2021·金华生活中处处有科学。下列日常工具在使用时属于费力杠杆的是( C )
A.独轮车 B.开瓶器
C.钓鱼竿 D.大铡刀
2.2021·温州停放自行车时,若要从右图四点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起,其中最省力的点是( D )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
3.小科利用注射器设计制作了一个挖掘机模型,如图所示。通过推拉注射器①②的活塞,引起注射器③④的活塞移动而带动机械臂挖土。对此挖掘机工作原理分析错误的是( B )
A.模型中可以找到三个杠杆
B.图中杠杆均可以用来省力
C.抓手P处重物重力太大引起挖掘机翻倒时,以O2 为支点
D.若在Q点放置重物,则挖掘机挖掘时更不易翻倒
4.小明用下图所示的装置探究杠杆的机械效率。他将两个钩码悬挂在B点,在A点用弹簧测力计保持竖直方向向上拉动杠杆,使其绕O点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度h(不计摩擦)。下列说法正确的是( D )
A.杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小
B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大
C.仅将钩码的悬挂点从B点移到C点,拉力做的总功变大
D.仅将拉力的作用点从A点移到C点,杠杆的机械效率不变
5.如图所示,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( C )
A.每次倒入空桶的液体体积相同
B.秤的刻度值向右越来越大
C.悬点O适当右移,秤的量程会增大
D.增大M的质量,秤的量程会增大
6.轻质杠杆每小格的长度相等,O为支点。在杠杆左侧挂一物体甲,若在杠杆右侧挂一物体乙,并在物体乙的下方拴接一个弹簧,如图所示,当杠杆在水平位置时,整个装置处于平衡状态。已知物体乙的重力为800 N,弹簧对物体乙的作用力为200 N。下列说法正确的是( B )
A.物体甲的重力一定为500 N
B.物体甲的重力可能为300 N
C.弹簧一定处于压缩状态
D.物体乙受到绳子的拉力可能为900 N或500 N
7.如图所示,一轻质杠杆支在支架上,OA=20 cm,G1为边长是5 cm的正方体,G2重为20 N。当OC=10 cm时,绳子的拉力为__10__N,此时G1对地面的压强为2×104 Pa。现用一水平拉力,使G2以__4__cm/s的速度向右匀速运动,经过12.5 s后,可使G1对地面的压力恰好为零。
8.2021·杭州已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60 kg,体积为0.1 m3。问:(g取10 N/kg)
(1)此木料的密度为多少?
(2)如图所示,甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此木料并恰好水平,其中AO=OB,O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时,请列式分析此过程中甲对木料作用力大小的变化情况。
解:(1)ρ===600 kg/m3。
(2)G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N,
以A为支点,根据杠杆平衡条件F1×l1=F2×l2,
得F乙×AB=G×AO,
即F乙==0.5G=300 N。
(3)当乙的作用点向O点靠近时,此时作用点记为B′,
以A为支点,根据杠杆平衡条件F1×l1=F2×l2,
得F乙×AB′=G×AO,
即F乙=,
因为AB′减小,而G×AO不变,所以F乙变大,
而F乙+F甲=G,所以F甲变小。
9.一均匀木板AB,B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直面内转动,木板下垫了物块C,恰好使木板水平放置,如图所示。在用水平力F将C向B匀速推动过程中,下列相关说法中( A )
①物块C对木板AB的摩擦力方向向右 ②木板AB仅受重力和物块C对它的支持力的作用 ③物块C受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力 ④推力F将逐渐变大
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①②正确 D.只有③④正确
10.2021·台州图甲是某简易吊装机,其简化结构如图乙所示。
(1)吊装机工作时,顶端定滑轮的作用是__改变力的方向__。
(2)吊装机总重为1 500牛,其重力作用线通过A点。结合图乙数据计算,当吊装机匀速吊起重物时,为防止翻倒,最多能吊起多少牛的重物?
【答案】300 N
(3)吊装机在使用时,通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时,能达到最佳防翻效果的是__F__。
(4)电动机的额定功率是1 200瓦,正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时,可在10秒内使重物匀速上升3米,求所吊重物受到的