内容正文:
3.4 简单机械(分层作业)
【基础达标】
1.下列工具中,属于费力杠杆的是( )
A.钓鱼杆 B.铡刀
C.拔钉锤 D.开瓶器
2.剪刀属于杠杆的一种,现用图所示的剪刀剪断一根牙签,下列说法正确的是( )
A.该剪刀一定是省力杠杆
B.该剪刀一定是费力杠杆
C.该剪刀不可能是等臂杠杆
D.该剪刀可以是省力杠杆,也可以是费力杠杆
3.如图,杠杆处于水平静止状态,杆重不计,则下列关系式中一定正确的是( )
A. B.
C. D.
4.小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)如图甲所示,调节杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,每个钩码重0.5N,在B点竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆水平平衡,此时测力计的示数应为 N。
(2)小科改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是 。
(3)始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图乙所示。当杠杆静止时,弹簧测力计拉力的大小相比之前 (填“变大”“变小”或“不变”)。
5.小宁用如图甲所示装置,使物体M在水平地面上匀速移动,地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为,动滑轮重为,,。物体M从a点到c点过程中,拉力F与M移动距离的关系如图乙,不考虑物体大小对运动的影响,忽略绳子重力及滑轮摩擦。求:
(1)物体M从a点移动到c点,绳子自由端移动的距离。
(2)物体M从a点移动到c点,拉力F做的功。
(3)拉力F在ab段做的额外功 (填“大于”“等于”或“小于”)在bc段做的额外功。
【巩固提升】
6.如图所示,用相同滑轮组装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提升相同的高度,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.
B.甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C.甲、乙两个拉力的功率相同
D.乙滑轮组的机械效率高
7.如图所示,用滑轮组拉动重为80N的物体A,用5秒时间使物体A在水平方向匀速移动了2m,所用拉力F=25N,地面对物体A的摩擦力为30N。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离是6m
B.拉力F做功的功率为10W
C.滑轮组的机械效率为60%
D.拉力F做的有用功是100J
8.如图所示,用滑轮组提升重为220牛的物体,每个滑轮重20牛,不计绳重及摩擦。
(1)若匀速提升重物,拉力F的大小为 牛;当绳子自由端竖直向下拉动2米,则重物上升 米;
(2)若重物的重力不变,适当减轻动滑轮重力,则机械效率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
9.提高机械效率,能够更充分地发挥机械设备的作用。“测量滑轮机械效率”实验装置如图甲、乙、丙所示(每个动滑轮重相同),得到三组实验装置的数据如表所示。
装置
甲
乙
丙
钩码重/N
2
2
4
钩码上升的高度/m
0.1
0.1
0.1
弹簧测力计示数/N
1.5
1.0
1.7
绳子自由端移动的距离/m
0.2
0.3
0.3
机械效率
66.7%
待填
78.4%
(1)实验中应 拉动弹簧测力计,实验乙组中待填的机械效率为 ;
(2)比较乙、丙组,它们的效率是η乙<η丙可知影响它们机械效率高低的因素是 。
10.如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置,杠杆刻度均匀。
(1)挂钩码前,杠杆如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;
(2)调节杠杆在水平位置平衡后,在A、B两处挂上如图乙所示的钩码,杠杆重新在水平位置平衡,若将A处的钩码拿掉一个,要使杠杆在水平位置再次平衡,则应将B处所挂钩码向 (选填“左”或“右”)移动2个格;
(3)某同学用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置,在旋转过程中,要使杠杆始终在水平位置平衡,则弹测力计的示数将逐渐 。(选填“变大”或“变小”)
【链接期中】
11.如图装置,物体B放在水平桌面上,重为2N的物体A通过滑轮组拉物体B,使物体B以0.6m/s的速度水平匀速向右运动。现用一水平拉力F向左拉物体B,使物体A以0.3m/s的速度匀速上升。不计滑轮重、绳重和摩擦,则下列判断正确的是( )
A.当物体B向右匀速运动时,受到的摩擦力大小为4N
B.当物体B向右匀速运动时,物体A的速度为0.2m/s
C.当物体B向左匀速运动时,拉力F大小为12N
D.当物体B向左匀速运动时,拉力F功率为0.6W
12.如图所示,分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体,滑轮质量均相等且动滑轮的重力小于物体重力,在相同的时间内物体被提升的高度也相等,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.三个装置所做的有用功为W甲=W乙=W丙
B.绳子自由端移动的速度关系为v甲<v乙<v丙
C.绳子自由端的拉力大小为F甲>F乙=F丙
D.三个装置的机械效率为η甲>η乙=η丙
13.如图所示,利用滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体,拉力F的大小为30N,物体运动速度为1m/s。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N,则下列说法错误的是( )
A.A处的拉力大小为45N
B.动滑轮重力为15N
C.水平拉力F做功的功率为60瓦
D.滑轮组的机械效率是75%
14.如图所示为一种常用核桃夹,使用时手在 A 点施加压力,夹子绕 O 点转动就能使 B 点的核桃壳压裂。下列能正确展示核桃夹使用过程的是( )
A. B.
C. D.
15.如图所示,重为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施加一个水平拉力F,在转动过程中,阻力臂 (选填“变长”“变短”“不变”);动力F (选填“变大”“变小”“不变”)。
【期末真题】16.用如图所示的三个装置先后提升同一个物体G,若不考虑滑轮的自重和摩擦,作用于绳子自由端的拉力F1、F2、F3的大小关系是( )
A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一样大
17.如图所示,小宁组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,(不计绳重、滑轮重和摩擦)。将物体竖直匀速提升,下列说法正确的是( )
A.,施力处向上移动 B.,施力处向上移动
C.,施力处向上移动 D.,施力处向上移动
18.强风把公园的一棵大树吹倒了,两个工人把它扶起,工人们想到了四种方案,假设同一方案中每一个工人的用力大小相同,则这四种方案中每个工人所用力的大小关系正确的是( )
A.图中吹倒的树相当于动滑轮,图1比图2省力
B.图中吹倒的树相当于动滑轮,图2比图1省力
C.图中吹倒的树相当于定滑轮,图1比图2省力
D.图中吹倒的树相当于定滑轮,图2比图1省力
19.在“测杠杆机械效率”的实验中,如图所示,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使杠杆下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中,弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若,物块所受重力G为1.4N,弹簧测力计的示数F是2.8牛。则该杠杆的机械效率为 %。
20.如图甲所示是某款学生用翻盖式课桌,抬起过程应用了杠杆原理,桌盖可绕铰链(支点O)自由转动,A点为桌盖重心位置。图乙为桌盖抬起时受力分析图,由图可知,该杠杆属于 (填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。若在B点分别施力F1、F2、F3,使杠杆平衡,其中最小的力是 (填“F1”、“F2”或“F3”)。
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3.4 简单机械(分层作业)
【基础达标】
1.下列工具中,属于费力杠杆的是( )
A.钓鱼杆 B.铡刀
C.拔钉锤 D.开瓶器
【答案】A
【详解】钓鱼竿阻力臂大于动力臂是费力杠杆,铡刀、拔钉锤和开瓶器动力臂大于阻力臂,都属于省力杠杆,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.剪刀属于杠杆的一种,现用图所示的剪刀剪断一根牙签,下列说法正确的是( )
A.该剪刀一定是省力杠杆
B.该剪刀一定是费力杠杆
C.该剪刀不可能是等臂杠杆
D.该剪刀可以是省力杠杆,也可以是费力杠杆
【答案】D
【详解】如图所示:
使用剪刀剪断一根牙签时,不同的情境结果不同。如果在A点剪断,此时动力臂大于阻力臂,该剪刀为省力杠杆;如果在B点剪断,此时动力臂小于阻力臂,该剪刀为费力杠杆;如果当动力臂等于阻力臂时,该剪刀为等臂杠杆;综上所述,该剪刀可以是省力杠杆,可以是费力杠杆,也可以是等臂杠杆,故D正确,ABC错误。
故选D。
3.如图,杠杆处于水平静止状态,杆重不计,则下列关系式中一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】过O点作作用线的垂线段,即的力臂,如图所示:
因为的方向与OA垂直,所以对应的力臂为OB,显然的方向与OA不垂直;
A.从图中可知,的力臂为OC,并且OC小于OA,所以
故A错误;
B.因为OA大于OC,因此
故B错误;
C.由可得
故C错误;
D.因为
所以
故D正确。
故选D。
4.小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)如图甲所示,调节杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,每个钩码重0.5N,在B点竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆水平平衡,此时测力计的示数应为 N。
(2)小科改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是 。
(3)始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图乙所示。当杠杆静止时,弹簧测力计拉力的大小相比之前 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 1.5 为了寻找普遍规律 不变
【详解】(1)[1]根据杠杆的平衡条件可得
(0.5N×2)×3L=F×2L
解得F=1.5N。
(2)[2]改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是为了寻找普遍规律。
(3)[3]杠杆只是从水平位置缓慢转过一定角度,没有改变动力和阻力的大小,当杠杆静止时,仍然处于平衡状态,满足杠杆平衡条件,所以弹簧测力计拉力的大小相比之前不变。
5.小宁用如图甲所示装置,使物体M在水平地面上匀速移动,地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为,动滑轮重为,,。物体M从a点到c点过程中,拉力F与M移动距离的关系如图乙,不考虑物体大小对运动的影响,忽略绳子重力及滑轮摩擦。求:
(1)物体M从a点移动到c点,绳子自由端移动的距离。
(2)物体M从a点移动到c点,拉力F做的功。
(3)拉力F在ab段做的额外功 (填“大于”“等于”或“小于”)在bc段做的额外功。
【答案】 10m 840J 小于
【详解】(1)[1]由甲图可知,,则绳子自由端移动的距离为
(2)[2]由于地面ab、bc粗糙程度不同,摩擦力不同,拉力大小不同,则有
(3)[3]忽略绳子重力及滑轮摩擦,拉力F在ab段做的额外功为
拉力F在bc段做的额外功为
比较可知,)拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功。
【巩固提升】
6.如图所示,用相同滑轮组装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提升相同的高度,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.
B.甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C.甲、乙两个拉力的功率相同
D.乙滑轮组的机械效率高
【答案】C
【详解】A.甲、乙两个滑轮组承担物重的绳子有效股数n甲=2,n乙=3,不计绳重及摩擦,拉力
又因为动滑轮重力G动相同,所以
F1>F2
故A错误;
B.用甲、乙两个滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度h,由s=nh可得,拉力端移动的距离s甲=2h,s乙=3h,则
s甲<s乙
由可得,拉力端移动的速度
v甲<v乙
故B错误;
CD.将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时,因不计绳重和摩擦,拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功,克服物体重力做的功为有用功,所做的有用功相等,克服动滑轮重做的功为额外功,因为动滑轮重相同,提升高度相同,根据公式W额=G动h可知,拉力F1和F2所做的额外功相等;由W总=W有+W额得拉力做的总功相等,由和可知,甲、乙两个拉力的功率相同,两滑轮组的机械效率相等,故C正确,D错误。
故选C。
7.如图所示,用滑轮组拉动重为80N的物体A,用5秒时间使物体A在水平方向匀速移动了2m,所用拉力F=25N,地面对物体A的摩擦力为30N。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离是6m
B.拉力F做功的功率为10W
C.滑轮组的机械效率为60%
D.拉力F做的有用功是100J
【答案】C
【详解】A.由图可知n=2,则绳子自由端移动的距离
故A错误;
B.已知物体移动的速度为
拉力F做功的功率为
故B错误;
CD.地面对物体A的摩擦力f=30N,s物=5m,克服摩擦做的有用功
拉力F做的功
滑轮组的机械效率为
故C正确,D错误。
故选C。
8.如图所示,用滑轮组提升重为220牛的物体,每个滑轮重20牛,不计绳重及摩擦。
(1)若匀速提升重物,拉力F的大小为 牛;当绳子自由端竖直向下拉动2米,则重物上升 米;
(2)若重物的重力不变,适当减轻动滑轮重力,则机械效率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 120 1 增大
【解析】【小题1】[1]由图可知,动滑轮上有2股绳,则匀速提升重物,拉力F的大小
[2]由于动滑轮上有2股绳,则绳子自由端竖直向下拉动2米,则重物上升高度
【小题2】由于滑轮组的机械效率
所以减轻动滑轮重力,则有用功不变,总功减小,故机械效率将增大。
9.提高机械效率,能够更充分地发挥机械设备的作用。“测量滑轮机械效率”实验装置如图甲、乙、丙所示(每个动滑轮重相同),得到三组实验装置的数据如表所示。
装置
甲
乙
丙
钩码重/N
2
2
4
钩码上升的高度/m
0.1
0.1
0.1
弹簧测力计示数/N
1.5
1.0
1.7
绳子自由端移动的距离/m
0.2
0.3
0.3
机械效率
66.7%
待填
78.4%
(1)实验中应 拉动弹簧测力计,实验乙组中待填的机械效率为 ;
(2)比较乙、丙组,它们的效率是η乙<η丙可知影响它们机械效率高低的因素是 。
【答案】(1) 竖直向上匀速 66.7%
(2)提升钩码的重力
【详解】(1)[1]在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计示数稳定,便于读数。
[2]乙组中待填的机械效率为
(2)比较乙、丙滑轮组知,动滑轮的重力相同, 丙中物体的重力大于乙中物体的重力,乙的机械效率大于丙的机械效率,由于摩擦和绳重都很小,可 以忽略不计,所以可知影响它们机械效率高低的因素提升物体的重力不同。
10.如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置,杠杆刻度均匀。
(1)挂钩码前,杠杆如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;
(2)调节杠杆在水平位置平衡后,在A、B两处挂上如图乙所示的钩码,杠杆重新在水平位置平衡,若将A处的钩码拿掉一个,要使杠杆在水平位置再次平衡,则应将B处所挂钩码向 (选填“左”或“右”)移动2个格;
(3)某同学用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置,在旋转过程中,要使杠杆始终在水平位置平衡,则弹测力计的示数将逐渐 。(选填“变大”或“变小”)
【答案】(1)平衡
(2)左
(3)变大
【详解】(1)如图甲所示,挂钩码前,杠杆静止,处在平衡状态。
(2)由乙图所示,杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件可得
将A处的钩码拿掉一个,则减小,杠杆要想想再次在水平位置平衡,必须减小,在B点钩码数不变得情况下,应将B处所挂钩码向左移动2格,使和相等。
(3)如图丙所示,当弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度,一定,减小,在旋转过程中,要使杠杆始终在水平位置平衡,由杠杆平衡条件可知,应逐渐增大,则弹测力计的示数将逐渐增大。
【链接期中】
11.如图装置,物体B放在水平桌面上,重为2N的物体A通过滑轮组拉物体B,使物体B以0.6m/s的速度水平匀速向右运动。现用一水平拉力F向左拉物体B,使物体A以0.3m/s的速度匀速上升。不计滑轮重、绳重和摩擦,则下列判断正确的是( )
A.当物体B向右匀速运动时,受到的摩擦力大小为4N
B.当物体B向右匀速运动时,物体A的速度为0.2m/s
C.当物体B向左匀速运动时,拉力F大小为12N
D.当物体B向左匀速运动时,拉力F功率为0.6W
【答案】C
【详解】A.物体B以0.6m/s的速度水平匀速向右运动,此时绳末端的拉力大小等于A物体的重力为2N,根据滑轮组,则B物体受到的摩擦力为6N,故A错误;
B.当物体B向右匀速运动时的速度为0.6m/s,根据滑轮组速度关系可得A物体的速度为
故B错误;
C.当物体B向左匀速运动时,B物体受到滑轮组对B物体的拉力为6N,B物体在水平面运动时受到的摩擦力为6N,则B物体受到向左的拉力为
故C正确;
D.当物体B向左匀速运动时,拉力F功率为
故D错误。
故选C。
12.如图所示,分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体,滑轮质量均相等且动滑轮的重力小于物体重力,在相同的时间内物体被提升的高度也相等,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.三个装置所做的有用功为W甲=W乙=W丙
B.绳子自由端移动的速度关系为v甲<v乙<v丙
C.绳子自由端的拉力大小为F甲>F乙=F丙
D.三个装置的机械效率为η甲>η乙=η丙
【答案】C
【详解】A.由W有=Gh得,同一物体重力相同,物体被提升的高度也相等,所以三个装置所做的有用功为
W甲=W乙=W丙
故A正确,不符合题意;
B.在相同的时间内物体被提升的高度相等,说明物体运动的速度相等,由v绳=nv物得,绳子自由端移动的速度关系为v甲=v物,v乙=2v物,v丙=3v物,绳子自由端移动的速度关系为
v甲<v乙<v丙
故B正确,不符合题意;
C.由得,绳子自由端的拉力
F甲=G
绳子自由端的拉力大小为
F甲>F乙>F丙
故C错误,符合题意;
D.不计绳重和摩擦,由
得
η甲=100%
所以三个装置的机械效率为
η甲>η乙=η丙
故D正确,不符合题意。
故选C。
13.如图所示,利用滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体,拉力F的大小为30N,物体运动速度为1m/s。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N,则下列说法错误的是( )
A.A处的拉力大小为45N
B.动滑轮重力为15N
C.水平拉力F做功的功率为60瓦
D.滑轮组的机械效率是75%
【答案】B
【详解】A.因为物体在水平地面上做匀速直线运动,其大小相等
F拉=f=45N
作用在A处的拉力大小等于物体受到的拉力,故A正确,不符合题意;
B.动滑轮也做匀速直线运动,在竖直方向上受到重力和绳对动滑轮的支持力作用,但根据题中条件无法求出动滑轮的重力,故B错误,符合题意;
C.由图可知n=2,绳端移动的速度
v=2v物=2×1m/s=2m/s
则水平拉力F做功的功率为
故C正确,不符合题意;
D.该滑轮组的机械效率为
故D正确,不符合题意 。
故选B。
14.如图所示为一种常用核桃夹,使用时手在 A 点施加压力,夹子绕 O 点转动就能使 B 点的核桃壳压裂。下列能正确展示核桃夹使用过程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】图中核桃夹夹核桃时,阻力来自于核桃,方向向外,动力来自于人手,方向向内,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,因此人手的握力小于核桃的阻力,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15.如图所示,重为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施加一个水平拉力F,在转动过程中,阻力臂 (选填“变长”“变短”“不变”);动力F (选填“变大”“变小”“不变”)。
【答案】 变长 变大
【详解】[1][2]杠杆在转动的过程中,阻力为硬棒的重力,大小不变。当硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过一定角后,重力的力臂(阻力臂)逐渐增大;当硬棒在竖直位置时,F的力臂是杠杆的长度,且力臂最长,当转过一定角度后,力与杠杆不再垂直,动力臂逐渐变小,因阻力不变,阻力臂增大,动力臂减小,所以由杠杆的平衡条件
F1l1=F2l2
可知,动力F变大。
【期末真题】
16.用如图所示的三个装置先后提升同一个物体G,若不考虑滑轮的自重和摩擦,作用于绳子自由端的拉力F1、F2、F3的大小关系是( )
A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一样大
【答案】A
【详解】不计滑轮重力和摩擦,左边图中使用定滑轮不省力,也不省距离,所以
不计滑轮重力和摩擦,中间图中与动滑轮相连的绳子有2股,故
不计滑轮重力和摩擦,右边图中与动滑轮相连的绳子有3股,故
所以,F1最大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
17.如图所示,小宁组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,(不计绳重、滑轮重和摩擦)。将物体竖直匀速提升,下列说法正确的是( )
A.,施力处向上移动 B.,施力处向上移动
C.,施力处向上移动 D.,施力处向上移动
【答案】D
【详解】AB.甲图是动滑轮,动力臂是阻力臂的二倍,绳端的拉力是物重的一半
绳端通过的距离是物体上升距离的二倍
故AB错误;
CD.乙图也是动滑轮,动力臂是阻力臂的一半,绳端的拉力是物重的二倍
绳端通过的距离是物体上升距离的一半
故C错误,D正确。
故选D。
18.强风把公园的一棵大树吹倒了,两个工人把它扶起,工人们想到了四种方案,假设同一方案中每一个工人的用力大小相同,则这四种方案中每个工人所用力的大小关系正确的是( )
A.图中吹倒的树相当于动滑轮,图1比图2省力
B.图中吹倒的树相当于动滑轮,图2比图1省力
C.图中吹倒的树相当于定滑轮,图1比图2省力
D.图中吹倒的树相当于定滑轮,图2比图1省力
【答案】B
【详解】由图可知,吹倒的树可以移动,则相当于动滑轮,根据动滑轮的特点可知,可以省一半的力,图1中把绳子系于树的根部,此时动力臂变小,则不省力,图2中把绳子系于树的上部,动力臂较长,则动力较小,因此图2比图1省力,故B正确,ACD错误。
故选B。
19.在“测杠杆机械效率”的实验中,如图所示,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使杠杆下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中,弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若,物块所受重力G为1.4N,弹簧测力计的示数F是2.8牛。则该杠杆的机械效率为 %。
【答案】 不变 75
【详解】[1]由图知道,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置的过程中,弹簧测力计的示数保持不变。
[2]若OA∶OB=2∶3,则拉力和物体上升的高度之比为2∶3,则杠杆的机械效率
20.如图甲所示是某款学生用翻盖式课桌,抬起过程应用了杠杆原理,桌盖可绕铰链(支点O)自由转动,A点为桌盖重心位置。图乙为桌盖抬起时受力分析图,由图可知,该杠杆属于 (填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。若在B点分别施力F1、F2、F3,使杠杆平衡,其中最小的力是 (填“F1”、“F2”或“F3”)。
【答案】 省力 F2
【详解】[1]根据力臂的画法画出各力的力臂,如图所示
比较可知,重力的力臂均小于动力F1、F2、F3的力臂,所以该杠杆属于省力杠杆。
[2]根据图可知,F2的方向与OB垂直,此时动力臂最长,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件得到此时用力最小。
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