内容正文:
第八章 机械与人
第1节 杠杆 滑轮及滑轮组
一、选择题
1.[2024广东]如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时,剪刀可视为杠杆,该杠杆的特点是 ( )
第1题图
A.省力 B.费力 C.省功 D.省距离
2.[2024牡丹江]如图所示,利用动滑轮提升物体,使其在10 s内匀速上升4 m,物体的重力为10 N,动滑轮的重力为2 N,不计绳重与摩擦。下列说法正确的是 ( )
第2题图
A.使用动滑轮可以省距离
B.物体运动的速度为4 m/s
C.拉力的大小为5 N
D.绳子自由端移动的距离为8 m
3.[2023遂宁]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.
4. [2024烟台]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
第4题图
5. [2024广安]桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具,在拗石辅助下,人几乎不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示,已知A点所挂拗石重力为100 N,OA∶OB=2∶1,两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向,忽略横杆和绳的重力(ρ水=1.0×103 kg/m3)。下列说法错误的是 ( )
第5题图
A.桔槔平衡时,桶内水的体积为2×10-2 m3
B.桔槔是杠杆装置
C.桔槔平衡时,A、B两点所受的拉力之比为1∶2
D.要想一次提取更多的水,可以将悬挂点A向远离O点方向移动
二、填空题
6.[2024云南]如图所示,美丽乡村建设的工地上,工人使用一个 (选填“定”或“动”)滑轮匀速提升重300 N的建筑材料(不计绳重和摩擦),则人的拉力为 N。
第6题图
7.[2024甘肃]用如图所示的扳手拧螺丝时,一只手稳住扳手的十字交叉部位,另一只手用同样大小和方向的力在 (选填“A”“B”或“C”)点更容易拧动螺丝,原因是
。
第7题图
三、作图题
8.[2023成都]植树节当天,学校初二年级开展植树活动。同学们分工合作,如图是正在用铁锹铲土的情景。将铁锹视为杠杆,O为支点,请在图中画出:
(1)手在A处施加的最小动力F的示意图。
(2)F的力臂l。
第8题图
四、实验与科学探究题
9.[2023通辽]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,每个钩码重0.5 N)。
第9题图
(1)挂钩码前,杠杆如图甲所示。此时正确的操作是向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)接下来,在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后,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 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,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”或“变小”),原因是
。
1. [2024重庆A]同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤,用筷子做秤杆,用钩码做秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时,在O点提起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放100 g物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是 ( )
第1题图
A.自制杆秤的每一格约表示2.08 g
B.称中药时B端翘起应减少中药使其恢复水平平衡
C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D.若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
2.[2024苏州]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。
第2题图
答案精析
【情境夯基础】
1.A 2.D
3.B 【解析】由题知,不计机械自重及摩擦。A.动滑轮可以省一半力,即F=G;B.根据功的原理可知FL=Gh,则F===G=0.4G;C.由图可知,此时的动力臂L1=L,阻力臂L2=L,=×==1.5,即杠杆的动力臂是阻力臂的1.5倍,所以F===G≈0.7G;D.使用定滑轮不省力,即F=G;综上可知,最省力的是斜面,故B符合题意,A、C、D不符合题意。
4.D
5.A 【解析】A.桔槔平衡时,FA×OA=FB×OB,则FB===200 N,即G桶+G水=FB=200 N,因为G水≠200 N,所以V水≠2×10-2 m3,故错误;B.一根硬棒能绕固定点转动,这根硬棒就是杠杆,桔槔是杠杆装置,故正确;C.桔槔平衡时,FA×OA=FB×OB,==,故正确;D.把石头的拉力看成动力,悬挂点A向远离O点方向移动,可以增大动力臂,动力与动力臂的乘积变大,根据杠杆平衡条件,阻力与阻力臂的乘积也变大,而阻力臂不变,所以阻力变大,即可以提取更多的水,故正确。
6.定 300
7.C 在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力
8.如答图所示
第8题答图
9.(1)右 (2)左 2 (3)变大 阻力和阻力臂不变,动力臂逐渐变小,动力将逐渐变大
【情境提思维】
1.B 【解析】A.当秤盘放100 g物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,则在B点所示的质量为物体的质量,在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线,从O到B点共50个小格,每一小格表示的质量m0==2 g,故错误;B.称中药时B端翘起,杆秤不能水平平衡,说明中药的质量大于秤砣指示的示数,可以向右侧移动秤砣,也可以减少中药的质量来使秤杆恢复水平平衡,故正确;C.根据G=mg和杠杆平衡条件可得,m物g×OA=m砣g×OB,秤砣磨损了,OB变大,则测量结果将偏大,故错误;D.若将提纽移到O点右侧,测量相同质量的物体时,OA变大,FA变小,则其量程变小,故错误。
2.变小 a 【解析】人用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,动力臂不变,阻力大小等于配重盘的重力,即阻力不变,由图可知,转动过程中阻力臂会变小,根据杠杆的平衡条件知,动力变小,即拉力会变小;若要增加训练强度,应将配重盘向a端移动,增大阻力臂。
学科网(北京)股份有限公司
$$