内容正文:
第八讲 简单机械 功和机械能
第一节 简单机械
基础过关
一、填空题
1.[2024宜宾中考]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。
2.[2024苏州中考]健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,
拉力大小变化情况是 。若要增加训练强度,应将配重盘向 (选填“a”或“b”)端移动。
3.[2024合肥包河区三模]如图甲所示,立夏时节,我国有的地方会用杆秤给小孩称体重,俗称“立夏称人”,期望小孩健康成长。已知秤砣质量为2.5kg,篮子质量为2kg,小孩躺在篮子中,调整秤砣的位置,使秤杆处于水平平衡状态(不计绳重和杆重),如图乙所示。此时OA=5cm,AB=45cm,则小孩的质量为 kg。
4.[2024甘肃中考]将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重60N,B重10N,则A所受地面的摩擦力为 N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为 N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
二、选择题
5.[2024盐城中考]下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是 ( )
ABCD
6.[2024烟台中考]骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统,人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是 ( )
A.图甲:手托重物时,可视为省力杠杆
B.图甲:手托重物时,肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C.图乙:踮脚时,可视为费力杠杆
D.图乙:向上踮脚的过程中,腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
7.[2024安庆一模]如图是亚运会开幕式上引导员举着质量约为3.5kg的引导牌匀速前进的简化示意图,设前进时竖直引导牌遇到水平向后的风的阻力等效作用在A点,大小为18N,B、C分别是她的两只手在引导牌上的作用点,且lAB=0.9m,lBC=0.3m。若将引导牌视为杠杆,则下列说法正确的是 ( )
A.此杠杆是省力杠杆
B.以B点作为支点,另一只手对杠杆的水平作用力为54N,这个力的方向水平向后
C.以C点作为支点,另一只手对杠杆的水平作用力为72N,这个力的方向水平向后
D.杠杆的重力越大,人的手对杠杆的水平作用力越大
三、实验题
8.[2024新疆中考]在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
甲 乙 丙
(1)实验前,杠杆总静止在图甲所示位置,则杠杆的重心位于支点O的 (选填“左”或“右”)侧,若将右端的螺母调至最右端后,发现杠杆仍然左端低、右端高,则应再将左端的螺母向 (选填“左”或“右”)调,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)实验时,如图乙所示,在B点悬挂4个钩码,每个钩码重为0.5N,用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时,弹簧测力计的示数如图丙所示,则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 N,夹角θ为 度。
(3)上述实验过程,若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ,则弹簧测力计的示数可能为 (选填“2.9”或“3.1”)N。
四、计算题
9.[2024合肥38中三模]一根杠杆上有A、B两点,A、B两点与杠杆右端的距离分别为25cm、10cm,把杠杆挂在弹簧测力计下,当悬点为A点时,调节平衡螺母使杠杆恰好在水平位置静止,弹簧测力计的示数为1N,如图所示,g取10N/kg。
(1)请用所学物理知识论证、求解:①杠杆重力的作用线一定通过A点;②杠杆的重力大小为多少?
(2)若在B点悬挂质量为150g的钩码,要想使杠杆仍然在水平方向静止,则弹簧测力计的悬点应向哪个方向移动?移动的距离为多少?
能力提升
1.[2024合肥50中三模]小明在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,如图甲所示,用弹簧测力计竖直向上拉,当杠杆由图甲的位置变成图乙的位置静止时,测力计示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(设杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的中心,并且不计支点处摩擦)
2.[2024合肥蜀山区二模]如图所示,杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中,杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动,长度AC=CD=DB=0.5m,杠杆A端悬挂一个重物。当在B端施加竖直向下的拉力F时,杠杆AB保持水平位置平衡(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)。若重物重为10N,则能保持杠杆水平平衡的最小力为 N。
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第八讲 简单机械 功和机械能
第一节 简单机械
基础过关
一、填空题
1.[2024宜宾中考]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。
2.[2024苏州中考]健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,
拉力大小变化情况是 逐渐变小 。若要增加训练强度,应将配重盘向 a (选填“a”或“b”)端移动。
3.[2024合肥包河区三模]如图甲所示,立夏时节,我国有的地方会用杆秤给小孩称体重,俗称“立夏称人”,期望小孩健康成长。已知秤砣质量为2.5kg,篮子质量为2kg,小孩躺在篮子中,调整秤砣的位置,使秤杆处于水平平衡状态(不计绳重和杆重),如图乙所示。此时OA=5cm,AB=45cm,则小孩的质量为 18 kg。
4.[2024甘肃中考]将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重60N,B重10N,则A所受地面的摩擦力为 20 N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为 40 N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
二、选择题
5.[2024盐城中考]下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是 (A)
ABCD
6.[2024烟台中考]骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统,人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是 (D)
A.图甲:手托重物时,可视为省力杠杆
B.图甲:手托重物时,肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C.图乙:踮脚时,可视为费力杠杆
D.图乙:向上踮脚的过程中,腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
7.[2024安庆一模]如图是亚运会开幕式上引导员举着质量约为3.5kg的引导牌匀速前进的简化示意图,设前进时竖直引导牌遇到水平向后的风的阻力等效作用在A点,大小为18N,B、C分别是她的两只手在引导牌上的作用点,且lAB=0.9m,lBC=0.3m。若将引导牌视为杠杆,则下列说法正确的是 (B)
A.此杠杆是省力杠杆
B.以B点作为支点,另一只手对杠杆的水平作用力为54N,这个力的方向水平向后
C.以C点作为支点,另一只手对杠杆的水平作用力为72N,这个力的方向水平向后
D.杠杆的重力越大,人的手对杠杆的水平作用力越大
三、实验题
8.[2024新疆中考]在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
甲 乙 丙
(1)实验前,杠杆总静止在图甲所示位置,则杠杆的重心位于支点O的 左 (选填“左”或“右”)侧,若将右端的螺母调至最右端后,发现杠杆仍然左端低、右端高,则应再将左端的螺母向 右 (选填“左”或“右”)调,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)实验时,如图乙所示,在B点悬挂4个钩码,每个钩码重为0.5N,用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时,弹簧测力计的示数如图丙所示,则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 3.0 N,夹角θ为 30 度。
(3)上述实验过程,若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ,则弹簧测力计的示数可能为 3.1 (选填“2.9”或“3.1”)N。
四、计算题
9.[2024合肥38中三模]一根杠杆上有A、B两点,A、B两点与杠杆右端的距离分别为25cm、10cm,把杠杆挂在弹簧测力计下,当悬点为A点时,调节平衡螺母使杠杆恰好在水平位置静止,弹簧测力计的示数为1N,如图所示,g取10N/kg。
(1)请用所学物理知识论证、求解:①杠杆重力的作用线一定通过A点;②杠杆的重力大小为多少?
(2)若在B点悬挂质量为150g的钩码,要想使杠杆仍然在水平方向静止,则弹簧测力计的悬点应向哪个方向移动?移动的距离为多少?
解:(1)①对杠杆进行受力分析可知,杠杆受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力而处于静止状态,可知重力和拉力是一对平衡力,因此重力和拉力作用在一条直线上,重力的作用线一定通过拉力的作用点A
②重力和拉力的大小相等,即G=F=1N
(2)B点悬挂钩码后,为了使杠杆平衡,应将弹簧测力计的悬挂点向右移动,使杠杆在自身重力和钩码拉力的作用下在水平位置平衡
设悬挂点移动的距离为L,则杠杆自重的力臂为L,钩码拉力的力臂L'=AB-L=25cm-10cm-L=15cm-L
根据杠杆的平衡条件可得GL=m钩码gL'
即1N×L=0.15kg×10N/kg×(15cm-L)
解得L=9cm
即弹簧测力计的悬点应向右移动;移动的距离为9cm。
能力提升
1.[2024合肥50中三模]小明在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,如图甲所示,用弹簧测力计竖直向上拉,当杠杆由图甲的位置变成图乙的位置静止时,测力计示数将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(设杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的中心,并且不计支点处摩擦)
2.[2024合肥蜀山区二模]如图所示,杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中,杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动,长度AC=CD=DB=0.5m,杠杆A端悬挂一个重物。当在B端施加竖直向下的拉力F时,杠杆AB保持水平位置平衡(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)。若重物重为10N,则能保持杠杆水平平衡的最小力为 5 N。
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