内容正文:
第九章 简单机械和功 机械能
(5~9分)
第1课时 简单机械
真题模拟·知考向
命题点1 杠杆平衡条件的应用及探究
1.[2018陕西,6]如图所示的不锈钢空调架,安装时横杆OB伸出墙外由斜杆AC支撑,其中O、A两点固定在墙上,C端固定在横杆OB上,通常将空调室外机置于该支架上时不紧靠墙体,下列相关说法正确的是 ( )
第1题图
A.空调架对墙没有力的作用
B.若以O为支点,OB一定是一个省力杠杆
C.若室外机向外移动,AC对OB的支撑力变大
D.室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电
2.[2023陕师大附中六模]如图(a)是学校里常用的移动指示牌,其侧视图如图(b)所示,其中AB为指示牌的牌面,BE和CD为支架,且CD的长度可以伸缩。
第2题图
①如图(c)所示,当有风吹过,指示牌恰好未被吹倒时,它可看作杠杆,动力为F风、阻力为G,此时支点是 (填字母)。
②当风力增大时,为了使指示牌不易被风吹倒,可以 (选填“增大”或“减小”)支架CD的长度。
③为了增大指示牌能够承受的最大风力,应该 (选填“减小”“不变”或“增大”)底座的质量。
3.[2020陕西,18(1)]如图,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调。
第3题图
4.[2021陕西,19]在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
图-1 图-2
第4题图
(1)为方便测量力臂,实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母,使之在 位置平衡。
(2)如图-1,此时杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧各加挂一个相同的钩码,杠杆将 (选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”)。
(3)如图-2是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,力臂是线段 (选填“OA”“OB”或“AB”),此时杠杆 (选填“仍能”或“不能”)保持平衡。
命题点2 杠杆作图
5.[2023陕西,17(2)]如图(a),用铁锹铲土时,铁锹可视为杠杆,图(b)是其简化图,O为支点,请在图(b)中画出作用力F的力臂L。
第5题图
6.[2019陕西,29(1)]如图所示,在杠杆的A点,画出使杠杆在水平位置平衡时最小拉力F的示意图及其力臂L。
第6题图
7.[2023铁一中四模]如图所示,杠杆处于水平位置平衡,请作出杠杆的动力F1和阻力F2的阻力臂。
第7题图
命题点3 滑轮及滑轮组的特点
8.[2019陕西,7]工人用如图所示的装置运送砂石,下列说法正确的是 ( )
第8题图
A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C.绳子自由端下拉1 m,桶上升2 m
D.质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的砂石
9.[2023陕西,16]某重物的质量为80 kg,体积为0.05 m3,则该重物的密度为 kg/m3,该重物放在水平地面上时,与地面的接触面积为0.025 m2,则它对地面的压强为 Pa。工人用如图所示的滑轮组将该重物竖直向上匀速提升5 m,用时50 s,此过程中重物上升的速度是 m/s。若增大提升重物的质量,该滑轮组的机械效率将变 。(g取10 N/kg)
第9题图
全国视野·立素养
一、选择题
1.[2023恩施州]我们用扫把扫地,左手握住柄的末端,右手向前推扫柄时,扫把是 ( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.都不正确
2.[2023泰州]如图所示,是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是 ( )
第2题图
A.夹起食物的筷子 B.拔钉子的羊角锤
C.剪铁丝的钢丝钳 D.起瓶盖的开瓶扳手
3.[2023自贡]如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法正确的是( )
第3题图
A.F1、F2、F3的大小相等 B.F1最大
C.F2最大 D.F3最大
4.传统文化[2023宜昌]如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图,他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时,下列改进方法可行的是
( )
第4题图
A.减少横杆右端的人数 B.将支架向右移动
C.横杆右端的人向支架靠近 D.减小横杆上悬绳与支架间的距离
5.[2023遂宁]用如图所示的四种简单机械,将同一重物从低处匀速提升到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是 ( )A. B. C. D.
6.[2023自贡]杆秤是一种中国传统的称量工具,凝聚着中国人民的智慧。如图所示,O为杆秤提纽,OA=8 cm,秤砣质量m=0.2 kg,不挂重物和秤砣时,手提提纽,杆秤可水平平衡。用它称鱼,当秤砣置于B点时,杆秤再次水平平衡,此时测得OB=32 cm,则鱼的质量为 ( )
第6题图
A.1.0 kg B.0.8 kg C.0.6 kg D.0.4 kg
7.[2023常德]如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,G物=200 N(不计绳重、轮重和摩擦),要使物体竖直匀速提升2 m。下列说法中正确的是 ( )
第7题图
A.F甲=200 N,并向上移动4 m B.F甲=100 N,并向上移动2 m
C.F乙=200 N,并向上移动1 m D.F乙=400 N,并向上移动1 m
8.[2023广元]如图所示,杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动,OB=2BA,在B点悬挂一个10 N的重物G,在A点施加竖直向上的动力F,使杠杆OBA水平平衡(杠杆重力及摩擦均忽略不计),下列说法正确的是 ( )
第8题图
A.在A点施加竖直向上的力F1时,该杠杆是费力杠杆
B.作用在A点的力F1的大小为5 N
C.如果重物的悬挂点B向O点移动,要使杠杆水平平衡,F1应变小
D.若将作用于A点的力F1变为图中F2,要使杠杆水平平衡,F2应小于F1
二、填空与作图题
9.[2023武威]如图所示是三种类型的剪刀,请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择 (选填“A”“B”或“C”)剪刀,这样选择的目的是为了 (选填“省力”“省距离”或“省功”)。
第9题图
10.[2022宁夏]生活中有很多小妙招,如图甲所示,用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖,模型如图乙,它是以 (选填“A”或“B”)为支点的省力杠杆,手在 (选填“C”或“D”)点向下压时会更省力。
第10题图
11.[2023兰州]建筑工地上,工人利用杠杆提起重物。如图所示,杠杆AOB在竖直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知OA∶OB=3∶1,重物的重力为1 600 N,与地面的接触面积为400 cm2,此时重物对水平地面的压强为2.5×104 Pa。若工人的重力为700 N,则工人对地面的压力为 N,工人最多能拉起 N的重物。(杠杆与绳的自重、转轴上的摩擦均不计)
第11题图
12.[2023苏州]图中,用直棒提升重物,画出图示位置所用最小力F1和阻力F2的力臂L2。
第12题图
13.[2023哈尔滨]小丽学习了滑轮的知识后,想利用滑轮组设计一个升降装置,自己把物体吊上楼来,请你画出最省力的绕线方式和物体所受重力的示意图。
第13题图
三、实验与探究题
14.[2023永州]小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件,实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
第14题图
(1)当杠杆静止时如图甲所示,为了方便测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向 (选填“右”或“左”)调节。
(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2;测出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到实验数据如表。
次数
动力
F1/N
动力臂
L1/cm
阻力
F2/N
阻力臂
L2/cm
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
3
1.5
10.0
0.5
30.0
…
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是: 。
(3)本次探究经过多次实验的目的是 。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
(4)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆将会 (选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(5)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa,在b位置斜向上的拉力为Fb,则Fa (选填“大于”“等于”或“小于”)Fb。
第九章 简单机械和功 机械能
第1课时 简单机械
真题模拟知考向
1.C
2.①C ②增大 ③增大
【解析】①根据题意可知,指示牌的模型可以看作杠杆模型,当指示牌的D端被吹离地面时,支点为C点,如解图所示;②根据杠杆平衡条件可得G·CE=F风·L,因此若增大CD的长度,阻力臂会变大,更不容易被风吹倒;③根据杠杆平衡条件,要增大它能承受的最大风力,应该增大底座质量。
第2题解图
3.右
4.(1)水平 (2)顺时针转动 (3)OA 仍能
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.B 9.1.6×103 3.2×104 0.1 大
全国视野立素养
1.B 2.A 3.A 4.D 5.B 6.B
7.D 【解析】图甲是动滑轮,动滑轮不能改变力的方向,但是可以省一半的力,所以F甲=G物=×200 N=100 N,绳子末端移动的距离s=2h=2×2 m=4 m,故A、B错误;图乙是动滑轮,由图可知,G物=F乙=200 N,所以F乙=400 N,绳子移动的距离s'=h=×2 m=1 m,故C错误,D正确。
8.C 【解析】A.在A点施加竖直向上的力F1时,动力臂是OA,阻力臂是OB,动力臂大于阻力臂,该杠杆是省力杠杆,故错误;B.由杠杆的平衡条件可知,F1×OA=G×
OB,且OA=OB+BA=3BA,即F1×3BA=G×2BA,F1=G=×10 N≈6.7 N,故错误;C.如果重物的悬挂点B向O点移动,则OB变小,由F1×OA=G×OB可知,OA与G大小不变,要使杠杆水平平衡,F1应变小,故正确;D.将作用于A点的力F1变为图中力F2,动力臂会变小,由杠杆的平衡条件可知,在OB与G不变的情况下,F2应大于F1,故错误。
9.A 省力 10.B D 11.500 2 100
12.如答图所示
第12题答图
13.如答图所示
第13题答图
14.(1)右 (2)F1L1=F2L2 (3)B (4)右端下沉 (5)小于
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