内容正文:
动的距离s'=13s=
1
3×3m=1m
;
由图乙可知,有3根绳子承担物重,不
计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,则手
拉绳子的力F'=13
(G+G动)=13×
(220N+20N)=80N。
5.
靠拢 滑轮组 省力 [解析]由
图可见,小华在A 处用较小的力缓慢
拉动绳子的另一端,这两根木棍将靠
拢,从使用的情况看,两根木棍和绳子
组成的简单机械是滑轮组,滑轮组可
以省力。
6.
1×104 15 [解析]20个坠砣的
总重G=mg=20×25kg×10N/kg=
5000N。由图可知,滑轮组承担A 端
拉力的绳子股数n=2,不计滑轮和钢
绳自重及摩擦,则G=12FA
,输电线
A 端 受 到 的 拉 力FA =2G=2×
5000N=1×104N;坠砣挂在钢绳的
自由端,则坠砣串下降的高度h=
2sA,输电线 A 端向左移动的距离
sA=
1
2h=
1
2×30cm=15cm
。
7.
B [解析]甲滑轮组中有3段绳子
与动滑轮相连,则F=13
(G1+G动),
G动=3F-G1=3F-60N ①;乙滑
轮组中有2段绳子与动滑轮相连,则
F=12
(G2+G动),G动=2F-G2=
2F-38N ②,由①②两式可得F=
22N,G动=6N。
8.
C [解析]物体的重力G=mg=
20kg×10N/kg=200N,动滑轮的重
力G动 =m动g=2kg×10N/kg=
20N,由图知,动滑轮上绳子的股数
n=2,所以人拉着绳的一端沿绳的方
向斜向下运动的距离s=nh=2×
50cm=2×0.5m=1m;假设不计绳
重和摩擦,人的拉力F'=1n
(G+
G动)=12×
(200N+20N)=110N,
实际上,由于绳重和摩擦的影响,人的
拉力F 会大于110N,即F>110N,
故C正确。
9.
D [解析]由图(a)可知:甲物质的
密度ρ甲=
m1
V1=
2g
1cm3=2g
/cm3,乙
物质 的 密 度ρ乙 =
m2
V2 =
1g
2cm3 =
0.5g/cm3,故体积相等的甲、乙两种
物质的质量关系为m甲=4m乙;由图
(b)可知:动滑轮上有3股绳子承担物
重,即n=3,因忽略动滑轮重、绳重和
摩擦,右侧物体的重力等于左侧物体
重力的1
3
。若左边挂1个甲物质,则
右边挂乙物质的质 量 应 为
m甲
3 =
4m乙
3 =
4
3m乙
,故选项 A错误;若左
边挂4个甲物质,则右边挂乙物质的
质量应为
4×4m乙
3 =
16
3m乙
,故选项B
错误;若左边挂2个甲物质,则右边挂
乙物质的质量应为
2×4m乙
3 =
8
3m乙
,
故选项C错误;若左边挂3个甲物质,
则 右 边 挂 乙 物 质 的 质 量 应 为
3×4m乙
3 =4m乙
,故选项D正确。
10.
如图所示
(第10题)
“偶定奇动”法
滑轮 组 绳 子 的 绕 法 有 两
种:一是绳子先系在定滑轮的
固定挂钩上,然后绕过下面的
动滑轮再向上绕到定滑轮上,
依次反复绕,这种绕法有偶数
段绳子承担物重;二是绳子先
系在动滑轮的固定挂钩上,然
后绕过上面的定滑轮再向下,
依次反复绕,这种绕法有奇数
段绳子承担物重。
11.
[解析](1)
从题图中可知n=2,
不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,根据
F=1n
(G+G轮)可知,动滑轮的重力
G轮=nF-G=2×500N-800N=
200N。(2)
支架受到滑轮组的拉力
F支架 =3F +G轮 =3×500N+
200N=1700N。(3)
该工人自身重
力为600N,则绳子自由端的最大拉
力 F'=G人 =600N,根 据 F =
1
n
(G+G轮)可知,此滑轮组能提升的
最大物重G'=nF'-G轮=2×600N-
200N=1000N。
12.
A [解析]F=1n
(G人+G动+
G吊)= 15 ×
(600N+100N+
400N)=220N。故选A。
专题特训(二) 杠杆
及滑轮的作图、分析与计算
1.
如图所示
(第1题)
8
[解析]反向延长力F 的作用线,由支
点O 向F 的作用线作垂线,垂线段的
长度就是力F 的力臂L。
2.
如图所示
(第2题)
[解析]从支点O 向动力F1 的作用线
作垂线,垂线段的长度L1 即为动力
臂;过货物与起重机长臂的接触点作
竖直向下的力,即阻力F2。
3.
如图所示
(第3题)
[解析]由图可知,小亮站在地面上,要
想运用滑轮组将装修材料运到楼上,
应向下拉动绳子,应从动滑轮的上挂
钩绕起,依次绕过下面的定滑轮、动滑
轮和上面的定滑轮,完成作图。
4.
5 竖直向上 先变大后变小
[解析]由题知,转动木板时可将它看
成一个杠杆,O 为支点,阻力为等边三
角形木板的重力,作用点在其重心处,
以OB 长为最长的动力臂,此时动力
是最小的,如图所示。为使木板静止
在水平位置,力F 的方向应竖直向
上;根据杠杆的平衡条件有F×OB=
G×OC,且OB=2OC,所以最小力
F=12G=
1
2×10N=5N
。若在B
点施加一个始终垂直于OB 的力F,
则动力臂不变,逆时针旋转90°的过程
中阻力臂先变大后变小,阻力G 不
变,由杠杆的平衡条件知,动力F 先
变大后变小。
(第4题)
5.
50 40 [解析]如图所示,阻力
F2会使杠杆绕支点O 顺时针转动,
为使杠杆平衡,作用在 B 端的动
力F1 应使杠杆能绕支点 O 逆 时
针转动。据 杠 杆 平 衡 条 件 可 知,
F1L1=F2L2,因为F2L2 一定,所以
当L1 最大时,F1 最小。当动力臂
为OB 时,动力臂最长,最省力,由勾
股定理可得 OB= OA2+AB2 =
(40cm)2+(30cm)2 = 50 cm,
F1min=
F2L2
L1max=
100N×0.2m
0.5m =40N
。
(第5题)
6.
如图所示
(第6题)
[解析]过重心作竖直向下的力,即重
力;此时的支点为A,连接AC,当AC
为动力臂L1 时,动力臂是最长的,根
据杠杆的平衡条件可知,此时的力F
是最小的,过C 点作垂直于AC 斜向
上的力F。
7.
杠杆 远离 重 [解析]若将平
放的手推车手柄一端抬起,手推车绕
车轮与地面的接触点转动,则该接触
点为支点,手抬起的力为动力,货物和
车的重力为阻力,此时可以将手推车
看成一个杠杆;且动力臂大于阻力臂,
为省力杠杆;手远离手柄前端时动力
臂较大(动力需与支点到动力作用点
的连线垂直),则由杠杆的平衡条件可
知此时动力较小,所以为了抬起时更
省力,手应该远离手柄前端。搬运过
程中为了避免货物倾倒,摆放货物时
将质量较大的物体,即较重的物体放
在下方,质量较小的物体放在上方,有
利于降低重心,提高稳度。
8.
C [解析]如图所示,L 为动力臂,
L'为阻力臂,由杠杆的平衡条件得:
FL=GL';以O 点为轴,由竖直位置
逆时针匀速转到水平位置的过程中,
L'不断变大,L 逐渐变小,G 不变;由
于杠杆匀速转动,处于动态平衡,在
FL=GL'中,G 不 变,L'变 大,则
GL'、FL 都增大,即动力臂和动力的
乘积M 增大,又因为L 变小,所以F
逐渐增大。故选C。
(第8题)
9.
C [解析]“小天平”和托盘天平的
工作原理是相同的,因此“小天平”中
的“小螺丝钉”的作用相当于杠杆中的
平衡螺母,故A错误;在使用之前调
节小螺丝钉,使吸管在水平位置平衡,
故吸管的质量与小螺丝钉有关,不能
非常小,故B错误;为了计算头发丝
的质量,还需测量细铜丝到缝衣针的
距离L1 和头发丝到缝衣针的距离
L2,故需要刻度尺,故C正确;在测量
9
过程中,当头发丝放在3号缺口处时
发现吸管右端高左端低,此时应将头
发丝调到4或5号缺口处,故D错误。
10.
[解析]书包对衣架的拉力F1=
G包,阻力 F2=G架 =mg=4kg×
9.8N/kg=39.2N,圆底盘半径r=
15cm,以圆底盘最左侧为支点,书包
对衣架作用力的力臂L1=L-r=
25cm-15cm=10cm,衣架自身重力
的力臂L2=r=15cm,根据杠杆的平
衡条 件 F1 L1=F2 L2,则 F1=
F2L2
L1 =
39.2N×0.15m
0.1m =58.8N
,则
书包的最大质量 m包=
G包
g =
F1
g =
58.8N
9.8N/kg=6kg
。
11.
5.4 13.2N 3 [解析]由图可
知绳子的有效股数n=3,弹簧测力计
的分度值为0.2N,所以弹簧测力计
的示数为5.4N;不计绳重和摩擦,物体
A的重力GA=nF-G动=3×5.4N-
3N=13.2N;绳子自由端移动的距离
s=3h=3×1m=3m。
12.
A [解析]使用一个滑轮匀速提
起重物时,该滑轮可能是定滑轮,也可
能是动滑轮。(1)
若该滑轮是定滑
轮,使用定滑轮不省力,在不计绳重和
摩擦时,拉力F=G;若考虑绳重和摩
擦,则拉力F>G,所以①可能成立;
(2)
若该滑轮是动滑轮,在不计滑轮
重、绳重和摩擦时,拉力最小Fmin=
1
2G=0.5G
;若考虑滑轮重、绳重和
摩擦,则绳端拉力更大一些,此时F>
0.5G,所以①②可能成立,③④不可
能成立。
第六章复习
[知识体系构建]
物体对物体 相互 牛顿 牛 N
运动状态 形状 大小 方向 作用
点 弹簧测力计 伸长 竖直向下
G=mg 压力大小 接触面的粗糙
程度 相反 F1L1=F2L2 省力杠
杆 等臂杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
不省力,但能改变力的方向 动力臂
为阻力臂二倍的杠杆 省一半力,但
不能改变力的方向 若动滑轮自重、
绳重和摩擦不计,动滑轮被几段绳子
吊起,所用的力就是物重的几分之一
[高频考点突破]
典例1 C [解析]击球时,球拍对球
的力不仅改变了球的运动状态,还使
球发生了形变,故A、B错误,C正确;
击球时,球拍对球有力的作用,物体间
力的作用是相互的,球对球拍也有力
的作用,故D错误。
[跟踪训练]
1.
B [解析]运动员从高处加速落
下,即速度在增大,说明力可以改变物
体的运动状态;蹦床被运动员压出一
个大坑,由于运动员的压力作用,蹦床
表面产生了明显的形变,形成了一个
大坑,说明力可以改变物体的形状;蹦
床将运动员向上弹起,由于蹦床的弹
力作用,运动员被向上弹起,速度发生
了改变,即运动状态发生了改变,说明
力可以改变物体的运动状态;运动员
离开蹦床后减速上升,运动员在离开
蹦床后,由于重力的作用,其速度会逐
渐减小,即运动状态发生了改变,说明
力可以改变物体的运动状态。综上所
述,故B符合题意,A、C、D不符合
题意。
典例2 乙最合适,因为把30N的重
物挂在弹簧下端,弹簧甲发生了塑性
形变,不能恢复原状;弹簧丙会使刻度
线间距太小,不便读数;弹簧丁超过了
最大测量范围 [解析]弹簧测力计的
工作原理:在一定范围内,弹簧受到的
拉力越大,就被拉得越长。把30N的
重物挂在弹簧甲下端,取走重物后弹
簧不能恢复原状,甲发生了塑性形变,
故甲不合适;把30N的重物挂在弹簧
丙下端,弹簧总长为6.10cm,弹簧总
长太小且会使单位刻度代表的数值不
便计算,不符合“相邻两刻度线之间的
距离相等且适当大一些”的要求,故丙
不合适;把30N的重物挂在弹簧丁下
端,弹簧总长为35.00cm,超过了木
板M 的长度,不符合“测量范围为
0~30N”的要求,故丁不合适;把
30N的重物挂在弹簧乙下端,弹簧总
长为22.00cm,符合需要制作的弹簧
测力计的4点要求,故乙合适。
[跟踪训练]
2.
8 2.5 [解析]测量质 量 为
0.1kg和0.4kg的物体时,弹簧长度
分别为9cm和12cm,由此可知物体
的质量每增加0.1kg,弹簧伸长1cm,
则弹簧原长为9cm-1cm=8cm;
10.5cm-8cm=2.5cm,2.5cm×
0.1kg/cm=0.25kg,G =mg=
0.25kg×10N/kg=2.5N。
典例3 B [解析]为了让“表”处于
竖直位置,古代天文学家用铅垂线进
行校正,这种做法主要利用了重力的
方向总是竖直向下的。
[跟踪训练]
3.
C [解析]由于水面始终是水平
的,在屋顶用软绳悬挂一个铅锤,当铅
锤静止时,铅垂线应该与水面垂直,故
选项C正确。
典例4 (1)
匀速直线 (2)
接触面
所受的压力大小 (3)
接触面越粗糙
(4)
无关 当速度发生变化时,压力
大小和接触面粗糙程度不变,滑动摩
擦力的大小不变 [解析](1)
当木块
01
20
专题特训(二) 杠杆及滑轮的作图、分析与计算
▶
“答案与解析”见P8
类型一 简单机械作图
1.
(新情境)(2024·湖北)2024年6月2日至
3日,嫦娥六号完成了人类首次月球背面采
样。如图,嫦娥六号的机械臂正绕O 点转
动,将采集的月球样品送往贮存装置。请画出
样品对机械臂上A 点的作用力F的力臂L。
(第1题)
2.
(2024·宜宾)如图是宜宾港一起重机正在吊
起货物的情景,请在图中画出此时动力F1的
力臂L1和阻力F2的示意图。
(第2题)
3.
如图所示,小亮用滑轮组将装修材料运到楼
上,请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
(第3题)
类型二 最小力问题
4.
一质量分布均匀、自重为10N的等边三角形
木板OAB,可绕水平轴O 在竖直平面内无摩
擦转动。若在B 点施加一个最小的力F 使
木板静止在水平位置(如图所示),则这个力
F 的大小为 N,方向 。若
在B 点施加一个始终垂直于OB 的力F,使
木板从图示位置缓慢逆时针旋转90°,则此过
程中力F 将 。
(第4题)
答案讲解
5.
如图所示,重力不计的杠杆OAB,可
绕O 点在竖直平面内转动。重力为
100N的物体挂在OA 的中点处。
已知OA=40cm,AB=30cm,OA 垂直于
AB,杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。要使
杠杆平衡,且OA 段处于水平位置,那么作用
于B端的最小力的力臂等于 cm,最
小力的大小等于 N。
(第5题)
6.
如图所示,放置在水平地面上的课桌的重心
在O 点,若在课桌的C 点用最小力F 把桌腿
B 抬离地面,在抬起时另一桌腿A 没有滑
动,请在图中画出最小力F 及其力臂L1 和
重力G 的示意图。
(第6题)
(第7题)
类型三 杠杆平衡条件的应用
7.
(2024·朔州二模)小明周末
做家务时,需要搬动一些装
有物体的箱子,于是他找来
一辆手推车,如图所示是某
次搬运过程中的情景。若将平放的手推车手
柄一端抬起,此时可以将手推车看成一个
,为了抬起时更省力,手应该
物理(沪粤版)八年级下
21
(选填“靠近”或“远离”)手柄前端;搬运过程
中为了避免货物倾倒,摆放货物时应该将较
(选填“重”或“轻”)的物体放在下面。
答案讲解
8.
如图所示,重木棒在水平动力F作用
下以O为轴,由竖直位置逆时针匀速
转动到水平位置的过程中,若动力臂
为L,动力与动力臂的乘积为M,则 ( )
(第8题)
A.
F 增大,L 增大,M 增大
B.
F 增大,L 减小,M 减小
C.
F 增大,L 减小,M 增大
D.
F 减小,L 增大,M 增大
9.
(核心素养·科学思维)(2024·深圳期末)某
兴趣小组制作了如图所示的能测一根头发丝
质量的“小天平”,取一根细长的饮料吸管,在
其靠左端朝上剪一个小缺口,靠右端朝上剪
出多个小缺口,然后在距左端一定距离处穿
过一缝衣针,并在左端插入一个小螺丝钉,将
吸管放在支架上。仔细调节螺丝钉的位置,
使吸管在支架上保持水平平衡,测量时在左
端缺口处挂一段质量已知的细铜丝,右端缺
口处放上一根头发丝。关于测量原理和方
法,下列说法正确的是 ( )
(第9题)
A.
小螺丝钉的作用相当于天平上的游码
B.
吸管的质量必须很小且可忽略不计
C.
为测出头发丝的质量,还需要用到刻度尺
D.
当头发丝放在3号缺口处时发现吸管右
端较高,应将头发丝调到1或2号缺口处
10.
小明家有个木衣架,结构简化如图所示(其
中两个挂衣臂一样长,且左右对称)。有一
次放学回家,他把书包挂在衣架挂衣钩的
A 处,衣架倒了下来。为了搞清楚原因,他
测得以下数据:木衣架的质量为4kg,圆底
盘的半径为15cm,A 处到衣架的重力作用
线(经过圆底盘的圆心)的垂直距离为
25cm。请你计算能挂在衣架挂衣钩A 处,
且保证衣架不倒下来的书包的最大质量。
(第10题)
类型四 滑轮和滑轮组
11.
(2024·东莞期中)如图所示,用滑轮组匀速
提升物体 A 时,弹簧测力计的 示 数 为
N。若动滑轮重为3N,不计绳重
和摩擦,则物体A 的重为 ,当物体
升高1m时,绳子自由端移动 m。
(第11题)
12.
(2024·上海闵行期中)使用一个滑轮匀速
提起物体时,下列关于绳子所受的拉力F
与物体重力G 的关系判断中,可能成立的是
( )
①
F=1.2G;②
F=0.8G;③
F=0.4G;
④
F=0.2G。
A.
①② B.
①②③
C.
②③④ D.
①②③④
第六章 力和机械