内容正文:
第8章 机械与人(7~13分)
第1节 简单机械(2~3分)
【基础作业】
1.(2024·福州期末)下列工具中,属于费力杠杆的是 ( )
A.动滑轮 B.订书机
C.羊角锤 D.镊子
2.(2024·厦门期末)如图,升旗时,旗杆顶端的装置是 ( )
A.定滑轮——可改变用力的方向
B.动滑轮——可以省力
C.动滑轮——可改变用力的方向
D.定滑轮——可以省力
3.小强开启饮料时,瓶起子可视为一个杠杆,如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是 ( )
A B
C D
4.(2024·泉州联考)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
5.(2024·南平一模)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,测得OB=32 cm,则鱼的质量为 ( )
A.1.0 kg B.0.8 kg
C.0.6 kg D.0.4 kg
6.(2024·厦门联考)如图所示,每个钩码的质量为50 g,在均匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加1个钩码,那么 ( )
A.杠杆仍水平平衡
B.杠杆的左边向下倾斜
C.杠杆的右边向下倾斜
D.将A处的钩码向左移动一格,杠杆仍能水平平衡
7.如图所示,这是三种类型的剪刀,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 (选填“省力”“省距离”或“省功”)。
8.(2024·宁德一模)如图所示,轻质杠杆的支点O距左端l1=0.6 m,距右端l2=0.3 m。在杠杆左端悬挂重为30 N的物体A,右端挂正方体B,杠杆在水平位置平衡。
(1)求杠杆平衡时,左端所受拉力大小。
(2)若地面对正方体B的支持力为20 N,正方体B的重为多少?
【素养作业】
9.(传统文化)图甲是我国古代汲水装置——桔槔,图乙是它水平静止时的简化模型,该装置是 (填简单机械名称);此时配重物所受重力为G1,水桶所受重力为G2,l1︰l2=2︰1,若不计杆重,则G1︰G2= 。
10.两个滑轮用如图所示的方式组合,其中B是 滑轮,用力F拉动绳端时,物体向左做匀速直线运动,此时物体所受摩擦力为0.8 N,不计绳、滑轮重及滑轮的摩擦,则拉力F为 N。
11.(2024·福州期中)如图所示,有一质量不计的光滑长木条左端可绕O点转动,在它正中间的位置有一个可以自由移动的圆环,圆环下方用细绳吊着一重为10N的物体,若要使木条在水平位置保持平衡,则需要给木条施加竖直向上的力F的大小为 N;当圆环与物体向左匀速移动时,木条始终在水平位置保持静止,在此过程中,拉力F逐渐 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
12.小明用图示装置探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆安装后静止在图甲所示位置,为使杠杆在水平位置平衡,应把杠杆两端的平衡螺母向右调节,这样做的目的是消除杠杆自身重力对实验的影响和便于 。
(2)在位置A挂上两个钩码,在位置B用弹簧测力计拉,如图乙所示,沿两个方向拉弹簧测力计,使杠杆保持水平平衡,则两次施加的拉力大小关系为F1 (选填“>”“=”或“<”)F2,你的依据是 。
(3)为了继续探究杠杆的平衡条件,小明直接将右侧的弹簧测力计移到左侧C点,竖直向上拉杠杆,使之在水平位置再次平衡,如图丙所示,读取弹簧测示数,请指出小明实验过程中的不足: 。
13.(2024·福州期末)如图所示,质量为9kg、棱长为5cm的正方体物块A置于水平地面上,通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端,杠杆可绕O点转动,且CO=3BO,在C端用F=20N的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且细绳被拉直。(细绳重力不计,g取10N/kg)
(1)B端细绳的拉力F拉是多少?
(2)物体A对地面的压强是多少?
(3)当F等于多少牛时,物体A对地面的压力恰好为零?
14.小明用如图所示装置拉住浸在水中的物体乙,已知甲重为120 N,定滑轮重为60 N,小明重为600 N,小明与地面接触面积为4 dm2,杠杆处于水平位置平衡,乙的体积为20 dm3,乙露出水面的体积为自身体积的,AO∶OB=2∶3。求:(不考虑绳重及摩擦,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)小明对地面的压强。
(2)乙物体的密度。
【参考答案】
1.D 2.A 3.A 4.B 5.B 6.C
7.A 省力
8.解:(1)物体A的重力为30 N,则杠杆平衡时,左端所受拉力大小为30 N。
(2)设杠杆右端的拉力为FB,根据杠杆平衡条件可得GA×l1=FB×l2,即30 N×0.6 m=FB×0.3 m,解得FB=60 N;
B受到三个力的共同作用,分别是竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,地面对正方体B的支持力为20 N,B的重力GB=F支+FB=20 N+60 N=80 N。
9.杠杆 1∶2
10.定 0.4
11.5 变小
12.(1)测量力臂 (2)< F1的力臂大于F2的力臂 (3)测力计未重新校零
13.解:(1)在C端用F=20N的力竖直向下拉杠杆,动力臂的长为OC,
由杠杆平衡条件得F拉×OB=F×OC,且CO=3BO,则B端细绳的拉力:
F拉===60N。
(2)物体A的质量m=9kg,重力G1=mg=9kg×10N/kg=90N;
物体A对地面的压力:
F压=G1-F拉=90N-60N=30N
物体A与地面的接触面积,即受力面积S=5cm×5cm=25cm2=2.5×10-3m2
物体A对地面的压强:
p===1.2×104Pa。
(3)物体A对地面的压力恰好为零,物体刚刚被拉起,它受到的拉力F拉'=G1=90N
由杠杆平衡条件得F拉'×OB=F'×OC,
则此时右侧的拉力:
F'===30N。
14.解:(1)由图像可知,重物甲对小明竖直向上的拉力为120 N,所以小明对地面的压力:
F压=G-F拉=600 N-120 N=480 N
根据p=得,小明对地面的压强:
p===1.2×104 Pa。
(2)乙物体排开水的体积:V排=(1-)V=×20×10-3 m3=8×10-3 m3
乙物体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-3 m3=80 N
B端受到的拉力:
FB=2F拉+G定=2×120 N+60 N=300 N
因为AO∶OB=2∶3,所以OB=1.5AO
根据杠杆的平衡条件得,FA×AO=FB×OB
解得A端受到的拉力FA=FB×=FB×=300 N×1.5=450 N
乙的重力:G乙=FA+F浮=450 N+80 N=530 N
因为G=mg=ρVg,所以乙的密度:
ρ乙===2.65×103 kg/m3。
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