专题11 简单机械-【木牍中考】十年（2015-2024）安徽中考物理真题分类汇编

专题11 简单机械 一、填空题 1.（2024 安徽）如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆,若F1=20 N,l1=10 cm,l2=4 cm,忽略杠杆自身的重力,则F2的大小为　　　　N。  【答案】50 【解析】本题考查杠杆平衡条件的应用。杠杆平衡时,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得,F2==50 N。 2.（2023安徽）如图1，爸爸和小红坐在跷跷板的两侧，在水平位置保持平衡。将其简化成图2所示的杠杆，不计杠杆自重的影响，若小红的质量为15 kg，则爸爸的质量为________kg。  【答案】60　 【解析】本题考查杠杆平衡条件的应用。 受力分析如图所示，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，m1gl1＝m2gl2⇒m1＝＝60 kg。 3.（2020安徽）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出 ，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G=120N，AB=2.8m ，AO=0.3 m。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F=________N。 【答案】440 【解析】横杆AB粗细相同、质量分布均匀，则横杆的重心在AB中点，故重力G的力臂为 力F的力臂 由杠杆平衡条件得 解得 故需在A端施加竖直向下的力为440N。 4.（2019安徽）如图所示，一轻杆AB悬于O点,其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成30°的力F,此时轻杆水平平衡．若重物质量m=3kg,BO=3AO，g取10N/kg.则力F的大小为 N. 【答案】20 【解析】轻杆AB在力F的作用下保持水平平衡，先在图上作出F的力臂OC，如下图： 根据直角三角形的性质可知：，又因为BO=3AO，所以OC=1.5AO；重物质量m=3kg，则，杠杆此时满足，则． 5.（2016安徽）拉杆式旅行箱可看成杠杆，如图所示·已知OA=1.0m，OB =0.2m，箱重G=120N.请画出使箱子在图示位置静止时，施加在端点A的最小作用力F的示意图，且F= N。源:学科网ZXXK] 【答案】如图所示 24N 【解析】本题考查杠杆最小动力的画法和平衡条件的计算。在阻力、阻力臂不变的情况下,要求动力最小,根据杠杆平衡条件可得动力臂要最长,就是要把支点到动力作用点的距离作为动力臂,因为力和力臂垂直,故动力的方向与动力臂垂直向上。由杠杆平衡条件可得,G×OB=F×OA,即120 N×0.2 m=F×1.0 m,解得F=24 N。 6.（2015·安徽）如图AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G= N，若保持拉力方向不变，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】20　不变　 【解析】本题考查杠杆的平衡条件。如图根据杠杆的平衡条件可知G×BC=F×BA,又由于C为AB的中点,所以G=2F=20 N,若保持拉力方向不变,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中重物G的力臂与拉力F的力臂的比值不变化,故拉力F的大小将不变。 二、实验题 7.（2022安徽）用图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件,通过正确的实验操作,得到下表中的数据。 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 3.0 0.20 2.0 0.30 2 2.0 0.15 1.5 3 1.5 0.20 1.0 0.30 … … … … … (1)第2次实验数据中的阻力臂l2应为　　　　m;  (2)第3次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线(保持上端悬点不动),如图乙所示,不计摩擦,杠杆　　　　(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是　　　　　　　　　　　　　。  【答案】(1)0.20(或0.2)　(2)不能(1分)　F2、l2、F1大小不变,l1变小,使F1l1<F2l2(合理即可,1分) 【解析】本题考查探究杠杆平衡条件的实验。(1)根据F1l1=F2l2可知,第2次实验数据中的阻力臂l2===0.20 m;(2)用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线且保持上端悬点不动,此时右端钩码对杠杆的拉力不变,对杠杆的拉力的力臂变小,而左端拉力和拉力的力臂不变,所以杠杆不能平衡。 三、计算与推导题 8.（2021安徽）研究物理问题时,常需要突出研究对象的主要因素,忽略次要因素,将其简化为物理模型。 (1)如图甲,一质量分布均匀的杠杆,忽略厚度和宽度,长度不可忽略,用细线将它从中点悬起,能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后(如图乙)释放,为研究其能否平衡,可将它看成等长的两部分,请在图乙中画出这两部分各自所受重力的示意图和力臂,并用杠杆平衡条件证明杠杆在该位置仍能平衡; (2)如图丙,一质量分布均匀的长方形木板,忽略厚度,长度和宽度不可忽略,用细线将它从AB边的中点悬起,能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后(如图丁)释放,木板在该位置能否平衡?写出你的判断依据。 【答案】本题考查杠杆平衡条件的应用。 解:(1)杠杆两部分各自所受重力的示意图和力臂如图1所示。设杠杆长度为L,所受重力为G,杠杆转过的角度为θ。 由图可知l1=l2=L·cosθ 又因为G1=G2= 故G1·l1=G2·l2 所以杠杆在该位置仍能平衡。 (2)把木板看成左右相同的两部分,各自所受重力和力臂如图2所示。设木板所受重力为G。 由图可知l1<l2 又G1=G2= 故G1·l1<G2·l2 所以木板在该位置不能平衡。 [另解:木板转过一定角度后释放,其受力情况如图3所示,可知木板受到的拉力F和重力G不在一条直线上,不满足二力平衡的条件,所以木板在该位置不能平衡] 9.(2018安徽） 图a所示为前臂平伸用手掌拖住铅球时的情形。我们可将图a简化成如图b所示的杠杆。不计自重。若铅球质量m=3kg，OA=0.03m，OB=0.30m，求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1大小（g取10N/kg）。 【答案】解：根据杠杆平衡条件有 F1l1=F2l2(2分) 将F2=mg=30 N,l1=OA=0.03 m,l2=OB=0.30 m代入,可得 F1=300 N 立足安徽 精准备考 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$