专题06 简单机械（期中压轴题训练）九年级科学上学期浙教版

专题06 简单机械 1. 电气化铁路的输电线常用图所示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的A端固定在电杆上，B端连接在滑轮组上。滑轮组由a、b、c三个滑轮构成，配重P由多个混凝土圆盘悬挂在一起组成，配重的总重为G，若不计摩擦和滑轮的重量，则以下说法中正确的是（　　） A．a为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3G B．a为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为 C．a、c为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3G D．a、c为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为 【解答】解：如图所示，b、c为定滑轮不省力，a为动滑轮， 此时作用在绳子自由端的拉力为配重D的重力G， 由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3， 不计摩擦和滑轮的重，则有：GFB， 所以作用在B端钢缆的拉力FB＝3G，故A正确。 故选：A。 2. 如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB＝3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（　　） A．当加水质量为1.6kg时，容器对桌面的压强为1500Pa B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.3kg C．物体M的密度为0.3×103kg/m3 D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为32N 【解答】解：ABC、由图乙可知，水箱中没有水时（m＝0），力传感器的示数为F0＝6N（即细杆a的上端受到的拉力为6N）， 由杠杆的平衡条件可得F0×OA＝GM×OB，则GMF06N＝2N； 设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h， 当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力2N，由阿基米德原理可得ρ水gSh1＝2N﹣﹣﹣① 由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N， 由杠杆的平衡条件可得FA×OA＝FB×OB，则FBFA24N＝8N， 对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力， 则此时M受到的浮力：F浮＝GM+FB＝2N+8N＝10N； 由F浮＝ρ液gV排可得，所以M的体积： VM＝V排1×10﹣3m3， 物体M的密度：ρM0.2×103kg/m3，故C错误； 由阿基米德原理可得：ρ水gSh＝10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①和②得：h＝5h1， 由图乙可知，加水1kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水2kg时M刚好浸没（此时浮力为10N），该过程中增加水的质量为1kg，浮力增大了10N， 所以，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，当向水箱中加入质量为1.3kg的水时，受到的浮力为3N，B端受到的力3N﹣2N＝1N，此时杠杆处于平衡状态，则传感器受力不为0N，故B错误； 由选项B可知，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，加水1kg时水面达到M的下表面，加水质量为1.6kg时，浮力为6N， 物体M受到细杆b向下的压力：FB′＝F浮′﹣GM＝6N﹣2N＝4N， 水箱对水平面的压力：F＝（m水箱+m水+mM）g+FB′＝（0.8kg+1.6kg+0.2kg）×10N/kg+6N＝32N， 容器对桌面的压强为：p1600Pa，故A正确； D．加水质量为2kg时，M刚好完全浸没，由选项B可知此时M受到的浮力是10N，由阿基米德原理可知排开水的重力是10N， 水对水箱底部的压力：F压＝G水+G排＝m水g+G排＝2kg×10N/kg+10N＝30N，故D错误。 故选：A。 3. 用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小（g取10N/kg）。下面分析不正确的是（　　） A．此过程中，绳子自由端的拉力F大小为400N B．动滑轮重力为70N C．当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N D．当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95% 【解答】解： A、由v得，物体运动的时间： t20s， 根据图乙可知，此过程中绳子自由端拉力F做的总功是8000 J， 由图知，滑轮组由2段绳子承担物重，所以s＝2h＝2×10m＝20m， 由W总＝Fs得，拉力F400 N，故A正确； B、因为匀速提升物体，对滑轮组受力分析可得：F（F绳+G动）， 则动滑轮的重力：G动＝2F﹣F绳＝2×400N﹣730N＝70 N，故B正确； C、物体M的重力：G物＝mg＝76kg×10N/kg＝760 N； 由于物体未露出水面，完全浸没在水中，所以V排＝V物， 则物体受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1×103 kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3＝30 N， 当物体在水里匀速上升时受三个力的作用，物体的重力、浮力和动滑轮下方绳子的拉力，处于三力平衡，即F绳+F浮＝G物， 则F绳＝G物﹣F浮＝760N﹣30N＝730N；故C正确； D、动滑轮下方绳子的拉力所做的功为有用功， 则有用功：W有用＝F绳×h物＝730N×10m＝7300 J， 滑轮组提升重物的机械效率：η100%100%＝91.25%；故D错误。 故选：D。 4. 如图用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升吊篮及其中货物和电动机，启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s﹣2s内，滑轮组的机械效率为90%，下列说法正确的是（　　） A．在0﹣1s内，电动机提供的拉力所做的功为825J B．在1s﹣2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W C．在0﹣3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W D．动滑轮重为200N 【解答】解：（1）由丁图知这段时间物体升高的高度h＝0.5m，由图甲知，滑轮组由4段绳子承担物重， 所以s1＝4h＝4×0.5m＝2m， 则拉力F做的功W1＝Fs1＝550N×2m＝1100J，故A错误； （2）由图知，在1～2s内对应的拉力F＝500N，由丁图知这段时间物体升高的高度h＝1.5m﹣0.5m＝1m， 则s2＝4h＝4×1m＝4m 则拉力F做的功W2＝Fs2＝500N×4m＝2000J， P2000W；故B错误； （3）由（1）（2）知，由图知，在2～3s内对应的拉力F＝500N， 由丙图知这段时间物体升高的高度h＝vt＝1m/s×1s＝1m，则s＝4h＝4×1m＝4m， 则拉力F做的功W3＝Fs3＝500N×4m＝2000J， 在0～3s内拉力做的总功为W＝1100J+2000J+2000J＝5100J P1700W；故C错误； （4）由题意知，100%＝90%﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 1～2s内，拉动物体匀速上升，所以F（G+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣② F＝500N﹣﹣﹣﹣﹣③ 联立①②③得，G动＝200N，G＝1800N，故D正确。 故选：D。 5. 如图所示，密度均匀的细杆AB与轻杆BC用光滑铰链铰在B端，A、C两端也用光滑铰链铰于墙上，AB＝BC，BC杆水平，AB杆与竖直方向成30°，此时AB杆与BC杆之间的作用力为F1。若将两杆的位置互换，AB杆与BC杆之间的作用力为F2，则F1：F2＝ 。 【解答】解：AB杆的重力方向竖直向下，为使杠杆平衡，F1水平向右为动力，根据杠杆平衡条件可得，GL2＝F1L，拉力的力臂在竖直方向，长度为d，阻力的力臂在水平方向为dsin30°， 即G×dsin30°＝F1d； 解得F1， 将两杆的位置互换，如图乙，以A为支点， 根据杠杆平衡条件可得，GL2′＝F2L′，重力的力臂是杆长的一半，根据几何知识知，此时动力的力臂为d×cos30°；知识得： Gd＝F2×d×cos30°， 解得F2， 所以，F1：F2：1：2。 故答案为：1：2。 6. 如图是某斜拉桥简化示意图。桥塔竖立且与桥面垂直，若桥面的重力为1×107牛，拉索与桥面夹角为30°。 （1）无车通过时，拉索对桥面的拉力为 牛（桥面重心在AO中点处）。 （2）若想设计一座新的斜拉桥，可以减轻拉索所受拉力的方法有 （合理即可）。 （3）若桥面上一辆正在匀速直线行驶的汽车的速度为20米/秒，其所受阻力为1200牛，则汽车行驶时的功率为 瓦。 【解答】解：（1）根据杠杆平衡条件得到GAO＝F×sin30°×AO，则 F＝G＝1×107N； （2）由图可知，若增大拉 索与桥面夹角，则增大了支点到拉索拉力（即动力 ）F作用线的距离，即增大了拉力的力臂l1，根据 杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，拉力的力臂越大，拉力越小，即拉索所受拉力就越小；若减小桥面重力，在动力臂和阻力臂不变的情况下，阻力变小，因此拉力变小，即拉索所受的拉 力变小，故可以增大拉索与桥面夹角或减小桥面重力等； （3）由于汽车在做匀速直线运动，则所受牵引力等于阻力，即F＝f＝1200N，汽车行驶时的功率 PFv＝1200N×20m/s＝2.4×104W。 故答案为：（1）1×107；（2）增大拉索与桥面夹角（或减小桥面重力等）；（3）2.4×104。 7. 如图甲所示，可调式握力器用于锻炼手部肌肉。锻炼时抓住手柄的左侧，用力抓紧使其碰触到右侧的读数按钮，即算完成一个握力动作。 （1）如图甲所示，握力器的力度可以通过调节器旋钮来调整，使弹簧下端在调节区域内左右移动。当弹簧下端向左移动时，小科要完成一个握力动作需要用 （选填“更大”或“更小）的力。 （2）如图乙所示，小科用F1的力抓握力器的手柄，此时弹簧的拉力F2＝20N，阻力臂OA＝2.0cm，动力臂OB＝5.0cm，则此时F1＝ N。 （3）小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，则小科做功的功率至少为 瓦。 【解答】解：（1）弹簧拉伸的形变程度越大，其弹力越大，所需的握力就越大，反之，所需的握力就越小。弹簧下端向左移动时向右调节调节器，可使弹簧的伸长量变大，小科要完成一个握力动作需要用更大的力； （2）根据杠杆的平衡条件有 F2×OA＝F1×OB 20N×2.0cm＝F1×5.0cm 则此时F1＝8N （3）小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，增加的弹性势能为 W＝60×20J＝1200J 则小科做功的功率至少为 P10W 故答案为：（1）更大；（2）8； （3）10。 8. 如图所示是物理兴趣小组制作的悬浮桌，A为桌面部分（图中阴影部分），B为桌子的底架，这两部分之间仅靠竖直软绳CD和EF相连。已知A重50N且左右对称、质量分布均匀。CD到A的竖直对称轴以及EF的距离分别为l1＝15cm和l2＝30cm。经分析可知，软绳EF对桌面A的作用力方向向 （选填“上”或“下”），软绳CD对A的作用力大小为 N。 【解答】解：CD对A的作用力：E为支点，A的重力力臂为： lA＝l1+l2＝15cm+30cm＝45cm； 绳子拉力力臂为：lCD＝l2＝30cm； 根据杠杆的平衡条件，则有：FCDlCD＝GlA，即：FCD×30cm＝50N×45cm，解得软绳CD对A的作用力为：FCD＝75N； EF对桌面A的作用力：D为支点，A的重力使得杠杆逆时针旋转，则软绳EF对桌面A的作用力应使得杠杆顺时针旋转，则软绳EF对桌面A的作用力方向竖直向下。 故答案为：下；75。 9. 2025年4月12日（农历三月十五）某校学生利用废旧纸箱、塑料瓶等可回收材料制作纸船，开展“创意纸船竞速赛”。图1为载有队员的纸船正在湖面划行的场景，图2为划桨时的杠杆模型示意图。 （1）2025年4月12日（农历三月十五），这一天的月相是 。 （2）纸船从起点划行30米到达终点，耗时2分30秒，则该纸船的平均速度为 米/秒。 （3）划桨时可将桨简化为杠杆模型（如图2）。已知支点O到桨叶阻力作用点B的距离（阻力臂）为0.4米，支点O到手部动力作用点A的距离（动力臂）为0.1米。若水对桨叶的阻力为30牛，则手部需要施加的动力F1为 牛。 （4）结合上一小题的分析过程，解释划桨时桨属于什么杠杆并说明理由： 。 （5）比赛过程中，队员剧烈运动后面红耳赤、大量出汗。从体温调节角度分析，此时人体产热量 散热量。（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【解答】解：（1）农历每月十五、十六的月相是满月，2025年4月12日（农历三月十五），这一天的月相是满月； （2）时间t＝2分30秒＝150s，根据s＝30m，v0.2m/s； （3）已知F2＝30N，L1＝0.1m，L2＝0.4m；根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知， F1×0.1m＝30N×0.4m； 解得：手部需要施加的动力F1＝120N； （4）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力臂小于阻力臂，需施加的动力大于阻力，故为费力杠杆； （5）刚剧烈运动后，产热大于散热，所以面红耳赤、大汗出汗，通过出汗散热，此时产热大于散热。 10. 如图①所示，质量分布不均匀的木条AB两端分别悬挂在两个竖直弹簧秤甲、乙下方，O、C是木条上的两个点，AO＝BO，AC＝OC，弹簧测力计甲、乙的示数分别是3N、9N。 （1）求木条AB的质量。 。 （2）现将弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点（弹簧测力计始终竖直），此时弹簧测力计乙的示数是为多少？ 。 （3）如图②，将甲弹簧秤下端系住A端，手提甲上端，在保证乙弹簧测力计始终竖直悬挂的前提下，竖直并缓慢地将A点向上提了8厘米，这个过程中，甲弹簧秤的读数 ，（选填：变大、变小或不变）A点上的拉力克服木条的重力做了多少功？ 。 【解答】解：（1）由图①可知，木条受到两弹簧测力计竖直向上的拉力和竖直向下的重力，由力的平衡条件可知，木条的重力：G＝F甲+F乙＝3N+9N＝12N， 由G＝mg可知，木条的质量：m1.2kg； （2）设木条的重心在D点，以B为支点，由杠杆的平衡条件可知：F甲×AB＝G×DB， 则DBABABAB， 弹簧测力计甲移到C时，以B点为支点， 此时重力的力臂为DBAB，弹簧测力计甲对木条的拉力的力臂为CB＝AB﹣AC＝ABABAB， 由杠杆的平衡条件可知：F甲'×CB＝G×DB， 则F甲'GGG12N＝4N， 由力的平衡条件可知，弹簧测力计乙的示数：F乙'＝G﹣F甲'＝12N﹣4N＝8N； （3）以B点为支点，设重力的力臂为L2，弹簧测力计甲的拉力的力臂为L1， 由数学知识可知，， 由杠杆平衡条件可知：F甲''×L1＝G×L2， 则F甲''GG12N＝3N， 因此这个过程中，甲弹簧秤的读数保持不变； A点上升8cm时，设木条的重心上升的高度为h，A点上升的高度为hA， 由数学知识可知， 则木条重心上升的高度：hhA8cm＝2.0cm＝0.02m， A点上的拉力克服木条的重力做的功：W＝Gh＝12N×0.02m＝0.24J。 故答案为：（1）1.2kg；（2）8N；（3）不变；0.24J。 11. 使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍，不计绳重和滑轮组内的摩擦。 （1）绳子自由端拉力 N，动滑轮重为 N。 （2）滑轮组的机械效率为 。 【解答】解： （1）不计绳重和滑轮组内的摩擦，力的作用是相互的，绳的拉力F等于弹簧测力计的示数为200N； 物体的重力为： G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N， 物体所受的摩擦力为： f＝0.1G＝0.1×3000N＝300N； 由于不计绳重和滑轮组的摩擦，根据F（f+G动）得动滑轮的重力为： G动＝2F﹣f＝2×200N﹣300N＝100N。 （2）由图知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝2s物＝2×1m＝2m； 10s内拉力做的总功：W总＝Fs＝200N×2m＝400J， 有用功为： W有＝fs物＝300N×1m＝300J， 滑轮组的机械效率为： η100%＝75%。 故答案为：（1）200；100；（2）75%。 12. 在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。图乙为引擎盖的受力分析模式图：引擎盖可看作能绕O点自由转动的杠杆，A为引擎盖重心位置。由图乙可知，该杠杆属于 杠杆。在引擎盖被匀速抬起过程中，若抬升力的方向始终与引擎盖垂直，则抬升力F的大小将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【解答】解：根据图示可知，此时的动力臂为OB，阻力臂为OA，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆； 引擎盖被缓慢抬起过程中，重心A向左上方运动，重力的方向始终竖直向下，由力臂的定义可知，重力的力臂L2会变小；引擎盖的重力G大小不变，由于力F的方向始终与机盖垂直，所以动力臂L1不变；由杠杆平衡条件：F×L1＝G×L2知，F逐渐变小。 故答案为：省力；变小。 13. 研习小组制作了一个可以直接测量液体密度的“液体密度秤”，并制作了一份“制作说明书”，如图所示。 “液体密度秤”制作说明书 步骤Ⅰ：按图甲制作好秤杆，提起提纽，移动秤砣（小螺母），当秤杆水平平衡时，用笔将此秤砣悬挂点B标记为“0”刻度（单位：g/cm3）。 步骤Ⅱ：按图乙将大螺母浸没在水中但不能碰到烧杯底部，提起提纽，移动秤砣。当杆秤再次水平平衡时，用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。 步骤Ⅲ：将BC两刻度之间均匀分成10等份，并标上相应的刻度。 步骤Ⅳ：将烧杯中的水换成待测液体，按照步骤Ⅱ的方法操作。当杆秤水平平衡时，秤砣悬挂点的刻度即待测液体的密度。 【原理探析】为探究“液体密度秤”刻度是均匀的，小科进行了推论： 根据步骤Ⅰ和Ⅱ，由杠杆平衡原理可得： m1g×OA＝m2g×OB…………………………………① （m1g﹣F浮）×OA＝m2g×OC………………………② ①②两式相减，可得：F浮×OA＝m2g×BC…………③ 由阿基米德原理可知：F浮＝ρ液gV排…………………④ 由③④可得：ρ液 （1）根据推理结果，液体密度秤刻度是均匀的原因是 。 【制作与应用】 小科根据说明书制作了“液体密度秤”，并对已知密度为0.7g/cm3的液体进行测量验证，发现测量值为0.9g/cm3，经排查是大螺母放入烧杯时候有错误操作。 （2）其错误操作可能是 。 【评价与改进】 制作“液体密度秤”评价量表 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 刻度均匀、量程大 刻度较均匀、量程一般 刻度不均匀、量程小 指标二 测量精确程度高 测量精确程度一般 测量精确程度低 （3）根据评价量表该小组制作的密度秤指标一被评为“优秀”，指标二被评为“合格”。为使指标二达到“优秀”，请你提出一条合理的改进意见 。 【解答】解： （1）由图可知，V排＝V大螺母；由式③和④可得，ρ液gV排×OA＝m2g×BC，则ρ液， 由于m2、V排、OA都是定值，故ρ液与BC成正比，液体密度秤刻度是均匀的，且杆秤上的刻度值是左大右小； （2）由题知，进行测量验证时，液体密度的测量值大于真实值，经排查是大螺母放入烧杯时候有错误操作； 如果大螺母没有完全浸没在液体中，会导致浮力偏小，大螺母对杠杆左边A点的拉力会偏大，根据杠杆平衡条件，右边小螺母应该向右移动，且杆秤上的刻度值是左大右小，这样会导致液体密度的测量值小于真实值，与题意不符； 如果大螺母与烧杯底部接触了，则烧杯底部对大螺母有向上的支持力，大螺母对杠杆左边A点的拉力会偏小，根据杠杆平衡条件，右边小螺母应该向左移动，且杆秤上的刻度值是左大右小，这样会导致液体密度的测量值大于真实值，符合题意，所以其错误操作可能是大螺母与烧杯底部接触了； （3）由ρ液知，增大大螺母的体积或减小小螺母的质量可以提高精确度。 故答案为：（1）由图可知，V排＝V大螺母；由式③和④可得，ρ液gV排×OA＝m2g×BC，则ρ液，由于m2、V排、OA都是定值，故ρ液与BC成正比，液体密度秤刻度是均匀的； （2）大螺母与烧杯底部接触了； （3）增大大螺母的体积或减小小螺母的质量。 14. 我国自然灾害形势复杂严峻，入汛后南北方多地持续出现强降雨、局地极端性突出，秋台风严重影响华南华东地区，给部分地区造成严重损失。如图所示是同学们利用0D实验室器材，组合成的监控水库水位的模拟装置，整个装置是由长方体A和B、绳子滑轮组、轻质杠杆CD、台秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC：OD＝1：2，A的高度为50cm，底面积440cm2，重为550N，动滑轮重50N，B重300N，不计绳重与摩擦。水的密度取1×103kg/m3。求：性别台秤 （1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力为多犬？ （2）在台秤的刻度盘上刻上反映水位的刻度，当水位下降时，台秤示数会 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 （3）当柱体A有五分之二露出水面时，台秤对长方体B的支持力为多大？ 【解答】解：（1）A的高度为50cm，底面积440cm2， 当水位上涨到A的上表面时，A浸没在水中，所以V排＝VA＝Sh＝50cm×440cm2＝22000cm3＝0.022m3， 所以A受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.022m3＝220N； （2）当水位下降时，A受到的浮力减小，故需要向上的拉力变大，则对杠杆左侧的拉力增大，根据杠杆平衡条件知，杠杆右侧的拉力变大，而B对台秤的压力等于重力减去拉力，故压力减小，示数减小； （3）当A物体露出水面时，V排′＝（1）VA＝（1）×0.022m3＝0.0132m3， 物体A此时受到的浮力：F浮′＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0132m3＝132N， 物体A受到浮力和滑轮组的拉力与A的重力平衡， 所以物体A对滑轮组拉力F＝GA﹣F浮′＝550N﹣132N＝418N， 根据力的作用的相互性可知，滑轮组绳子自由端对杠杆C端拉力与杠杆C端受到拉力大小相等， 不计绳重与摩擦，所以绳子对C端拉力FC（F+G动）（418N+50N）＝156N， 杠杆始终在水平位置平衡，O为支点，由杠杆平衡条件有：Fc×OC＝FD×OD， 即：156N×OC＝FD×OD，且OC：OD＝1：2， 解得绳子对D端拉力：FD＝78N， 所以B物体受到拉力为78N， B物体受到的拉力、电子秤的支持力与B的重力平衡， 所以B受到的支持力F支＝GB﹣F拉＝300N﹣78N＝222N， 所以电子秤受到B物体对它的压力大小等于222N。 答：（1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力为220N； （2）变小，物体受到的浮力减小，C端绳子的拉力增大，根据杠杆的平衡条件可知当动力臂和阻力臂不变时；杠杆右侧对B的拉力增大，台秤示数减小； （3）当A物体五分之二露出水面时，电子秤所受的压力222N。 15. 电工师傅攀爬电线杆时，利用了一种“神奇装备”———脚扣（如图甲所示）。图乙是小实用套筒代替脚扣设计的简易装置，套筒及横杆相当于一个杠杆，A为支点（套筒、横杆质量不计）。 （1）请在图乙中绘制出F1的力臂l1。 （2）模型中F2＝40N时杠杆处于平衡状态，l1＝30cm，l2＝15cm，横杆与重物的接触面积为20cm2。求重物对横杆的压强。 （3）铁质脚套因暴露在空气中生锈而存在安全隐患。现有14g样品放入浓度为14.6%的稀盐酸中充分反应，小实测得产生的气体质量与加入的稀盐酸的质量关系如图所示（样品中除Fe和Fe2O3外，其他杂质不参与反应），请计算样品中单质Fe的质量分数。 【解答】解：（1）从支点A向动力F1的作用线作垂线，垂线段的长度就是F1的力臂L1，图示如下：； （2）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，可得F1；已知F2＝40N，L1＝30cm ＝0.3m，L2＝15cm ＝0.15m，则F120N；因为重物对横杆的压力F＝F1＝20N，横杆与重物的接触面积S＝20cm2＝20×10﹣4m2。根据压强公式p，可得压强p 1×104Pa。 （3）氧化铁与盐酸反应得到氯化铁和水，铁与稀盐酸反应得到氯化亚铁和氢气；根据丙图信息可知，当稀盐酸加到115g时，产生氢气的质量为0.4g，铁完全反应； 设参加反应的铁的质量为x， Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑ 56 2 x 0.4g ，x＝11.2g； 则样品中单质铁的质量分数Fe%100%＝80%。 16. 小明发现教室内的日光灯都是由两条竖直平行的吊链吊在天花板上的（图甲所示），两条吊链竖直平行除了美观外，是不是还能减小灯对吊链的拉力呢？ （1）甲图中a、b是挂日光灯的吊链。若以吊链a的固定点O作为支点，分析吊链b对灯的拉力时，可将日光灯视作 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。 （2）比较甲图、乙图两种悬挂方式，甲图吊链受到的拉力大小为F甲，乙图吊链受到的拉力大小为F乙，则F甲 F乙（选填“＜”、“＝”或“＞”）。 【解答】解：（1）甲图中将日光灯看作杠杆，若以吊链a的固定点O作为支点，重力是阻力，作用点在垂心上，F甲是动力，可见动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆； （2）甲图、乙图两种方式悬挂，支点都是0点，阻力和阻力臂都一样，只是F甲的力臂大于F乙的力臂，根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，所以F甲＜F乙。 故答案为：（1）省力；（2）＜。 17. 如图甲所示是某款搬家利器，利用该工具移动大件家具只需三步，如图乙所示。 （1）使用时，撬杆底部的轮子直接与木地板接触，相比于1个轮子，安装3个轮子的优点是 。 （2）图丙是该撬杆在使用时的简化模型，其中OB＝30cm，撬杆A点处受到900N竖直向下的阻力，则作用在B点的动力最小需要多少牛？ （3）如图丁所示，一个质量分布均匀的长方体重物，两条边的中点分别为P和Q，用该撬杆分别作用于P、Q两点，撬起的瞬间，撬杆对重物的作用力分别是竖直向上的FP和FQ，则FP FQ（选填“＞”、“＝”或“＜”），并写出分析过程。 【解答】解：（1）使用时，撬杆底部的轮子直接与木地板接触，相比于1个轮子，安装3个轮子可以增大受力面积，减小对地面的压强。 （2）OB＝30cm，撬杆A点处受到900N竖直向下的阻力，阻力和阻力臂一定，当力臂等于OB长时，动力臂最大，动力最小，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可得： 900N×10cm＝F×30cm； 解得F＝300N。 （3）如图丁所示，一个质量分布均匀的长方体重物，重心在中点位置，两条边的中点分别为P和Q，用该撬杆分别作用于P、Q两点，撬起的瞬间，撬杆对重物的作用力分别是竖直向上的FP和FQ， 两次的动力臂都等于阻力臂的2倍，因而动力等于阻力的一半，则FP＝FQ。 故答案为：（1）增大受力面积，减小对地面的压强； （2）作用在B点的动力最小力是300N； （3）＝；两次的动力臂都等于阻力臂的2倍，因而动力等于阻力的一半，故相等。 18. 如图甲所示的隐形床因美观且节约空间的特点，近些年备受年轻人喜爱。其工作原理和物理有着密不可分的关系。将隐形床处于水平位置时的结构进行简化，取其部分可抽象成如图乙所示的模型。隐形床可围绕O点转动，把床架和床垫看成一个整体，床两侧各装一根液压杆连接在床架上B处和墙体上A处，通过控制液压杆的开关可以在10秒内收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5m，床的长度为2m，整个床体（包含床垫）质量约为80kg，整个床体厚度为0.2m。求：（g取10N/kg） （1）图乙中液压杆和床架构成了 杠杆； （2）当收起床体时，每个液压杆至少要提供多大的力？ （3）计算液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率大小？ 【解答】解：（1）（2）床体的重力：G床＝mg＝80kg×10N/kg＝800N， 床的最大长度为L，设每个液压杆的拉力为F，则F的力臂为：L1＝OBsin30°＝0.5m0.25m，阻力G的力臂为：L2L2m＝1m， L1＜L2，图乙中液压杆和床架构成了费力杠杆； 根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知2F×L1＝G床L2， 即2F×0.25m＝800N×1m， 则每根弹簧的最大拉力：F＝1600N； （3）如下图所示，下面的红点表示床体平放时的重心位置，上面的红点表示床体竖放时（床体收起来）的重心位置， 根据题意和图示可知，平放时重心距底面的高度为：h10.2m＝0.1m， 竖放时重心距底面的高度为：h22m＝1m， 所以，床的重心上升的高度为：h＝h2﹣h1＝1m﹣0.1m＝0.9m， 液压杆收起床体过程中，对床体做的功：W＝Gh＝800N×0.9m＝720J， 液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率：P72W。 答：（1）费力； （2）当收起床体时，每个液压杆至少要提供1600N的力； （3）液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率为72W。 19. 如图所示，用简单机械使重力都为150牛的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知L＝2h，OB＝2OA。 （1）F1、F2、F3从大到小的顺序为 ； （2）求图乙中F2的大小？ （3）若借助图丙中的机械，小科实际用60牛的拉力把此物体匀速提高2米，求该滑轮组的机械效率？（精确到0.01%） 【解答】解：（1）因为不计摩擦，所以由功的原理可知，拉力： F1G， 因为不计摩擦、机械自重，所以由杠杆平衡条件可知，拉力： F22G， 由图丙可知n＝3，因为不计摩擦、机械自重及绳重，所以拉力： F3GG， 由以上分析可知，从大到小的顺序为：F2＞F1＞F3； （2）因为不计摩擦、机械自重，所以由杠杆平衡条件可知，拉力： F22G＝2×150N＝300N； （3）滑轮组的机械效率： η100%≈83.33%。 答：（1）F2＞F1＞F3； （2）图乙中F2的大小为300N； （3）该滑轮组的机械效率为83.33%。 20. 10月4日至6日，杭州亚运会龙舟比赛在温州进行。中国队在龙舟项目共收获5枚金牌、1枚银牌，创下历届亚运会最好成绩。左图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图。绳子系在“船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将“船桨”从位置“1”匀速划到位置“2”，重物的位置也发生了相应的变化。（船桨重、绳重与摩擦均不计） （1）该装置中两个滑轮的作用是 。 （2）图乙是某种耐力练习示意图，保持“船桨”与绳子垂直并静止。当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直“船桨”的力F。请在图中标出动力臂l1。 （3）“船桨”从图甲的位置“1”匀速划到位置“2”的过程中，手对“船桨”的力F始终垂直于“船桨”，则此过程中力F的大小如何变化？ 。 【解答】解：（1）该装置中两个滑轮是定滑轮，定滑轮可以改变力的方向； （2）O为支点，过支点O做力F作用线的垂线段即为力F的力臂l1，如下图所示： ； （3）当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直“船桨”的力F，此时O为支点，OB为动力臂，作用在A点的力大小等于物体的重力，即阻力和动力臂不变；从图甲的位置“1”匀速划到位置“2”的过程中，阻力臂先增大后减小，根据杠杆平衡条件可知，此过程中力F先变大后变小。 故答案为：（1）改变力的方向；（2）见解答图；（3）先变大后变小。 21. 小明发现教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如图甲所示，则小明下列调整行为无效的是（　　） A．将一砖块压在花架底部 B．将花盆向上移动 C．将花盆向内移动 D．减少花盆中的土壤 【解答】解：图中花架上的花盆十分容易倒，可以看出支点是花架左下角，花盆的重力看出动力，花架的重力看出阻力， A．将一砖块压在花架底部，此时增大阻力，相同动力和动力臂与阻力臂时，杠杆不容易转动，故A是有效的； B．将花盆向上移动，动力、动力臂、阻力和阻力臂都不变，故是无效的， C．将花盆向内移动，减小了动力臂，故杠杆不易转动，故是有效的； D．减少花盆中的土壤，减小了动力，动力臂不变，故杠杆不易转动，故是有效的。 故选：B。 22. 如图所示，三根细绳的一端分别系住A、B、C三个物体，它们的另一端分别系于O点，a、b为两定滑轮。整个装置处于平衡状态时，Oa与竖直方向成30°，Ob处于水平状态。已知B的质量为m，如果将左边的滑轮a水平向左缓慢移动距离s，最终整个装置仍处于平衡状态，则（　　） A．物体AC的质量之比为2：1 B．该过程中A、C上升，B下降 C．该过程中A、B下降，C上升 D．该过程外力所做的功为mgs 【解答】解：三根细线对O点的拉力等于三个物体的重力，对O点受力分析，如图 由共点力的平衡可知： ，故A正确； mCg＝F2＝mgtan30°mg， 将左边的滑轮a缓慢水平向左移动s的距离，结合平衡条件可知三个拉力的大小和方向都不变， 所以，AB高度不变，C上升距离为s，故BC不正确； 左边的滑轮a水平向左缓慢移动距离s，则物体C上升S， 所以，外力所做的功： W外＝mCgsmgs，故D正确。 故选：AD。 23. 如图是汽车尾板可抽象成以O为支点的杠杆，尾板自重为G、绳长一定，绳按甲、乙方式悬挂，让尾板处于水平位置平衡，则此时绳对尾板的拉力分别为F1、F2，F1、F2的大小关系正确的是（　　） A．F1＞F2 B．F1＜F2 C．F1＝F2 D．无法比较大小 【解答】解：重力没有变，阻力臂没有变，动力臂为两次三角形斜边上的高线，由于两个三角形全等，故动力臂也没有变，根据杠杆的平衡条件，动力不变，即此时尾板受到绳的拉力F1＝F2。 故选：C。 24. 如图所示，重100N的物体A在拉力F的作用下以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动了2s，物体A受到的水平面摩擦力是物重的0.2倍，不计绳子、滑轮重和摩擦。上述过程中正确的说法是（　　） A．滑轮甲在使用时相当于一个等臂杠杆 B．拉力F移动的距离为4m C．拉力F做功的功率为50W D．弹簧测力计对物块A所做的功为40J 【解答】解： A、滑轮甲在使用时随物体一起移动，是动滑轮，相当于一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆，故A错误； B、由公式v可知物体A移动的距离为： sA＝vt＝1m/s×2s＝2m， 所以拉力F移动的距离为： ssA2m＝1m，故B错误； C、不计滑轮与绳间的摩擦及滑轮重，由于物体做匀速直线运动，受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，对物体的拉力FA＝f＝0.2G＝0.2×100N＝20N，由动滑轮的特点知F＝2FA＝2×20N＝40N， 拉力做的总功为：W＝Fs＝40N×1m＝40J； 拉力F做功的功率为： P40W，故C错误； D、测力计对物块A所做的功为： W′＝FAsA＝20N×2m＝40J，故D正确。 故选：D。 25. 如图所示，杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动，BC＝0.2m。细绳的一端系在杠杆的A端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E挂在动滑轮的挂钩上，物体H通过细绳挂在杠杆的D端，与杠杆D端固定连接的水平圆盘的上表面可以放置质量不同的砝码。初始时，圆盘上未放置砝码，容器中没有装水，杠杆恰好平衡，逐渐向容器中装水直至淹没物体H，杠杆始终平衡，装满水后略增加E的质量平衡即被打破，已知动滑轮的质量m0＝1kg，物体H的体积VH＝2dm3，水的密度。AD＝0.8m。CD＝0.2m，杠杆、网盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求： （1）物体H的密度ρ； （2）物体E的质量mE； （3）装满水后至多在圆盘上放置多少个质量为50g的砝码后杠杆仍能平衡？ 【解答】解：（1）据图可知左侧滑轮为动滑轮，设物体E的重力为GE，动滑轮的重力为G0＝m0g，根据动滑轮的特点可得，杠杆A点的拉力为 容器中没有装水，杠杆恰好平衡，此时物体H不受浮力，则当以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得FA×lAC＝GH×lCD 即① 当水淹没物体H，杠杆始终平衡，此时物体H受到浮力的作用，杠杆右侧的力变小，则此时以B点为支点时，根据杠杆平衡的条件可得FA×lAB＝（GH﹣F浮）×lBD 即② 联立①②解得GH＝30N，GE＝10N， 已知物体H的体积VH＝2dm3，则物体H的密度为 （2）根据上述分析可知，物体E的重力为10N，则物体E 的质量为 （3）装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，设圆盘砝码施加的压力为F，此时以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得 即 解得F＝20N，则装满水后至多在圆盘上放置砝码的个数为 答：（1）物体H的密度为1.5×103kg/m3； （2）物体E的质量为1kg； （3）装满水后至多在圆盘上放置40个质量为50g的砝码后杠杆仍能平衡。 26. 小明设计了一个自动冲刷厕所的水箱。自来水管持续供给较小流量的水，当水储备到一定的量后自动开启放水阀，这样就可用较大水量冲刷便池中的污物。如图为水箱的结构示意图，水箱底是边长l＝40厘米的正方形，A是圆形放水阀门，直径d1＝6厘米，其质量和厚度均可忽略不计，恰好能将排水管口及连杆与浮子B相连；轻质连杆的长度h0＝10厘米，与A的最右端及B底部相连；浮子B是空心圆柱体，质量m＝0.4千克，高H＝40厘米，外部直径d2＝6厘米。求： （1）水箱体至少多高，水才不会从水箱上部溢出？ （2）如果自来水管的流量Q＝0.1米3/小时，贮满一次水需要多少时间？ 【解答】解：（1）设阀门刚好可被拉开时；水箱中水面高度为h，连杆对阀门A的拉力为T； 此时浮子B浸入水中的深度是h﹣h0，排开的水的体积为：； 受到的浮力为：； 对浮子B根据平衡条件有：； 即：0.4kg×10N/kg+T＝1×103kg/m3×10N/kg×π×（0.03m）2（h﹣0.1m）﹣﹣﹣﹣﹣① 阀门开启时，可看做一个杠杆，动力为浮子的浮力，动力臂为阀门的直径，阻力为水对阀门的压力，阻力臂为杠杆的半径： ； 即：T×0.06m＝1×103kg/m3×10N/kg×π×（0.03m）2×h×0.03m﹣﹣﹣﹣﹣② 联立①②式可得：h≈0.48m，T≈6.7N； （2）一箱水的体积为：； 贮满一箱水所用时间：； 答：（1）水箱体至少0.48m，水才不会从水箱上部溢出； （2）贮满一次水需要0.76h。 27. 在核酸检测时，“伸缩式隔离栏”在维护待检人群秩序和定向疏导上发挥了重要作用。如图甲所示的“伸缩式隔离栏”由圆形底座、立杆和顶端的伸缩装置组成；顶端的伸缩装置里有固定布带的弹性装置、布带和伸缩头，向外拉伸缩头，布带伸长；松手后，布带缩回。其简化模型如图乙所示，其中圆形底座质量为6千克（质量分布均匀），直径为30cm；立杆高为90cm（立杆直径、布带宽度、底座厚度均不计，除底座外其余部件的质量也不计）。（g取10N/kg） （1）如图甲所示，布带向右拉出时，可将“伸缩式隔离栏”整体看作为一根杠杆，在图乙中画出其受到拉力F的力臂L1。 （2）在“伸缩式隔离栏”不发生倾斜的要求下，可施加在布带上的最大拉力为多少？ 【解答】解： （1）隔离柱整体看成是一根杠杆，则底座的右端是支点，过支点作拉力作用线的垂线段，即拉力的力臂L，如下图所示： （2）在使用“标配底座”时，隔离柱整体的重力：G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N； 圆盘的半径为30cm＝15cm， 由图知，以底盘右侧点为支点，则：L＝AB＝90cm，自身重力力臂L′＝15cm； 根据杠杆平衡条件可得：FL＝GL′， 所以，F10N。 答：（1）如图所示； （2）布带可承受的最大拉力为10N。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 简单机械 1. 电气化铁路的输电线常用图所示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的A端固定在电杆上，B端连接在滑轮组上。滑轮组由a、b、c三个滑轮构成，配重P由多个混凝土圆盘悬挂在一起组成，配重的总重为G，若不计摩擦和滑轮的重量，则以下说法中正确的是（　　） A．a为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3G B．a为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为 C．a、c为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3G D．a、c为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为 2. 如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB＝3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（　　） A．当加水质量为1.6kg时，容器对桌面的压强为1500Pa B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.3kg C．物体M的密度为0.3×103kg/m3 D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为32N 3. 用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小（g取10N/kg）。下面分析不正确的是（　　） A．此过程中，绳子自由端的拉力F大小为400N B．动滑轮重力为70N C．当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N D．当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95% 4. 如图用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升吊篮及其中货物和电动机，启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s﹣2s内，滑轮组的机械效率为90%，下列说法正确的是（　　） A．在0﹣1s内，电动机提供的拉力所做的功为825J B．在1s﹣2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W C．在0﹣3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W D．动滑轮重为200N 5. 如图所示，密度均匀的细杆AB与轻杆BC用光滑铰链铰在B端，A、C两端也用光滑铰链铰于墙上，AB＝BC，BC杆水平，AB杆与竖直方向成30°，此时AB杆与BC杆之间的作用力为F1。若将两杆的位置互换，AB杆与BC杆之间的作用力为F2，则F1：F2＝ 。 6. 如图是某斜拉桥简化示意图。桥塔竖立且与桥面垂直，若桥面的重力为1×107牛，拉索与桥面夹角为30°。 （1）无车通过时，拉索对桥面的拉力为 牛（桥面重心在AO中点处）。 （2）若想设计一座新的斜拉桥，可以减轻拉索所受拉力的方法有 （合理即可）。 （3）若桥面上一辆正在匀速直线行驶的汽车的速度为20米/秒，其所受阻力为1200牛，则汽车行驶时的功率为 瓦。 7. 如图甲所示，可调式握力器用于锻炼手部肌肉。锻炼时抓住手柄的左侧，用力抓紧使其碰触到右侧的读数按钮，即算完成一个握力动作。 （1）如图甲所示，握力器的力度可以通过调节器旋钮来调整，使弹簧下端在调节区域内左右移动。当弹簧下端向左移动时，小科要完成一个握力动作需要用 （选填“更大”或“更小）的力。 （2）如图乙所示，小科用F1的力抓握力器的手柄，此时弹簧的拉力F2＝20N，阻力臂OA＝2.0cm，动力臂OB＝5.0cm，则此时F1＝ N。 （3）小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，则小科做功的功率至少为 瓦。 8. 如图所示是物理兴趣小组制作的悬浮桌，A为桌面部分（图中阴影部分），B为桌子的底架，这两部分之间仅靠竖直软绳CD和EF相连。已知A重50N且左右对称、质量分布均匀。CD到A的竖直对称轴以及EF的距离分别为l1＝15cm和l2＝30cm。经分析可知，软绳EF对桌面A的作用力方向向 （选填“上”或“下”），软绳CD对A的作用力大小为 N。 9. 2025年4月12日（农历三月十五）某校学生利用废旧纸箱、塑料瓶等可回收材料制作纸船，开展“创意纸船竞速赛”。图1为载有队员的纸船正在湖面划行的场景，图2为划桨时的杠杆模型示意图。 （1）2025年4月12日（农历三月十五），这一天的月相是 。 （2）纸船从起点划行30米到达终点，耗时2分30秒，则该纸船的平均速度为 米/秒。 （3）划桨时可将桨简化为杠杆模型（如图2）。已知支点O到桨叶阻力作用点B的距离（阻力臂）为0.4米，支点O到手部动力作用点A的距离（动力臂）为0.1米。若水对桨叶的阻力为30牛，则手部需要施加的动力F1为 牛。 （4）结合上一小题的分析过程，解释划桨时桨属于什么杠杆并说明理由： 。 （5）比赛过程中，队员剧烈运动后面红耳赤、大量出汗。从体温调节角度分析，此时人体产热量 散热量。（选填“大于”“等于”或“小于”）。 10. 如图①所示，质量分布不均匀的木条AB两端分别悬挂在两个竖直弹簧秤甲、乙下方，O、C是木条上的两个点，AO＝BO，AC＝OC，弹簧测力计甲、乙的示数分别是3N、9N。 （1）求木条AB的质量。 。 （2）现将弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点（弹簧测力计始终竖直），此时弹簧测力计乙的示数是为多少？ 。 （3）如图②，将甲弹簧秤下端系住A端，手提甲上端，在保证乙弹簧测力计始终竖直悬挂的前提下，竖直并缓慢地将A点向上提了8厘米，这个过程中，甲弹簧秤的读数 ，（选填：变大、变小或不变）A点上的拉力克服木条的重力做了多少功？ 。 11. 使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍，不计绳重和滑轮组内的摩擦。 （1）绳子自由端拉力 N，动滑轮重为 N。 （2）滑轮组的机械效率为 。 12. 在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。图乙为引擎盖的受力分析模式图：引擎盖可看作能绕O点自由转动的杠杆，A为引擎盖重心位置。由图乙可知，该杠杆属于 杠杆。在引擎盖被匀速抬起过程中，若抬升力的方向始终与引擎盖垂直，则抬升力F的大小将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 13. 研习小组制作了一个可以直接测量液体密度的“液体密度秤”，并制作了一份“制作说明书”，如图所示。 “液体密度秤”制作说明书 步骤Ⅰ：按图甲制作好秤杆，提起提纽，移动秤砣（小螺母），当秤杆水平平衡时，用笔将此秤砣悬挂点B标记为“0”刻度（单位：g/cm3）。 步骤Ⅱ：按图乙将大螺母浸没在水中但不能碰到烧杯底部，提起提纽，移动秤砣。当杆秤再次水平平衡时，用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。 步骤Ⅲ：将BC两刻度之间均匀分成10等份，并标上相应的刻度。 步骤Ⅳ：将烧杯中的水换成待测液体，按照步骤Ⅱ的方法操作。当杆秤水平平衡时，秤砣悬挂点的刻度即待测液体的密度。 【原理探析】为探究“液体密度秤”刻度是均匀的，小科进行了推论： 根据步骤Ⅰ和Ⅱ，由杠杆平衡原理可得： m1g×OA＝m2g×OB…………………………………① （m1g﹣F浮）×OA＝m2g×OC………………………② ①②两式相减，可得：F浮×OA＝m2g×BC…………③ 由阿基米德原理可知：F浮＝ρ液gV排…………………④ 由③④可得：ρ液 （1）根据推理结果，液体密度秤刻度是均匀的原因是 。 【制作与应用】 小科根据说明书制作了“液体密度秤”，并对已知密度为0.7g/cm3的液体进行测量验证，发现测量值为0.9g/cm3，经排查是大螺母放入烧杯时候有错误操作。 （2）其错误操作可能是 。 【评价与改进】 制作“液体密度秤”评价量表 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 刻度均匀、量程大 刻度较均匀、量程一般 刻度不均匀、量程小 指标二 测量精确程度高 测量精确程度一般 测量精确程度低 （3）根据评价量表该小组制作的密度秤指标一被评为“优秀”，指标二被评为“合格”。为使指标二达到“优秀”，请你提出一条合理的改进意见 。 14. 我国自然灾害形势复杂严峻，入汛后南北方多地持续出现强降雨、局地极端性突出，秋台风严重影响华南华东地区，给部分地区造成严重损失。如图所示是同学们利用0D实验室器材，组合成的监控水库水位的模拟装置，整个装置是由长方体A和B、绳子滑轮组、轻质杠杆CD、台秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC：OD＝1：2，A的高度为50cm，底面积440cm2，重为550N，动滑轮重50N，B重300N，不计绳重与摩擦。水的密度取1×103kg/m3。求：性别台秤 （1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力为多犬？ （2）在台秤的刻度盘上刻上反映水位的刻度，当水位下降时，台秤示数会 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 （3）当柱体A有五分之二露出水面时，台秤对长方体B的支持力为多大？ 15. 电工师傅攀爬电线杆时，利用了一种“神奇装备”———脚扣（如图甲所示）。图乙是小实用套筒代替脚扣设计的简易装置，套筒及横杆相当于一个杠杆，A为支点（套筒、横杆质量不计）。 （1）请在图乙中绘制出F1的力臂l1。 （2）模型中F2＝40N时杠杆处于平衡状态，l1＝30cm，l2＝15cm，横杆与重物的接触面积为20cm2。求重物对横杆的压强。 （3）铁质脚套因暴露在空气中生锈而存在安全隐患。现有14g样品放入浓度为14.6%的稀盐酸中充分反应，小实测得产生的气体质量与加入的稀盐酸的质量关系如图所示（样品中除Fe和Fe2O3外，其他杂质不参与反应），请计算样品中单质Fe的质量分数。 16. 小明发现教室内的日光灯都是由两条竖直平行的吊链吊在天花板上的（图甲所示），两条吊链竖直平行除了美观外，是不是还能减小灯对吊链的拉力呢？ （1）甲图中a、b是挂日光灯的吊链。若以吊链a的固定点O作为支点，分析吊链b对灯的拉力时，可将日光灯视作 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。 （2）比较甲图、乙图两种悬挂方式，甲图吊链受到的拉力大小为F甲，乙图吊链受到的拉力大小为F乙，则F甲 F乙（选填“＜”、“＝”或“＞”）。 17. 如图甲所示是某款搬家利器，利用该工具移动大件家具只需三步，如图乙所示。 （1）使用时，撬杆底部的轮子直接与木地板接触，相比于1个轮子，安装3个轮子的优点是 。 （2）图丙是该撬杆在使用时的简化模型，其中OB＝30cm，撬杆A点处受到900N竖直向下的阻力，则作用在B点的动力最小需要多少牛？ （3）如图丁所示，一个质量分布均匀的长方体重物，两条边的中点分别为P和Q，用该撬杆分别作用于P、Q两点，撬起的瞬间，撬杆对重物的作用力分别是竖直向上的FP和FQ，则FP FQ（选填“＞”、“＝”或“＜”），并写出分析过程。 18. 如图甲所示的隐形床因美观且节约空间的特点，近些年备受年轻人喜爱。其工作原理和物理有着密不可分的关系。将隐形床处于水平位置时的结构进行简化，取其部分可抽象成如图乙所示的模型。隐形床可围绕O点转动，把床架和床垫看成一个整体，床两侧各装一根液压杆连接在床架上B处和墙体上A处，通过控制液压杆的开关可以在10秒内收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5m，床的长度为2m，整个床体（包含床垫）质量约为80kg，整个床体厚度为0.2m。求：（g取10N/kg） （1）图乙中液压杆和床架构成了 杠杆； （2）当收起床体时，每个液压杆至少要提供多大的力？ （3）计算液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率大小？ 19. 如图所示，用简单机械使重力都为150牛的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知L＝2h，OB＝2OA。 （1）F1、F2、F3从大到小的顺序为 ； （2）求图乙中F2的大小？ （3）若借助图丙中的机械，小科实际用60牛的拉力把此物体匀速提高2米，求该滑轮组的机械效率？（精确到0.01%） 20. 10月4日至6日，杭州亚运会龙舟比赛在温州进行。中国队在龙舟项目共收获5枚金牌、1枚银牌，创下历届亚运会最好成绩。左图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图。绳子系在“船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将“船桨”从位置“1”匀速划到位置“2”，重物的位置也发生了相应的变化。（船桨重、绳重与摩擦均不计） （1）该装置中两个滑轮的作用是 。 （2）图乙是某种耐力练习示意图，保持“船桨”与绳子垂直并静止。当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直“船桨”的力F。请在图中标出动力臂l1。 （3）“船桨”从图甲的位置“1”匀速划到位置“2”的过程中，手对“船桨”的力F始终垂直于“船桨”，则此过程中力F的大小如何变化？ 。 21. 小明发现教室里花架上的花盆十分容易倒，花架和花盆如图甲所示，则小明下列调整行为无效的是（　　） A．将一砖块压在花架底部 B．将花盆向上移动 C．将花盆向内移动 D．减少花盆中的土壤 22. 如图所示，三根细绳的一端分别系住A、B、C三个物体，它们的另一端分别系于O点，a、b为两定滑轮。整个装置处于平衡状态时，Oa与竖直方向成30°，Ob处于水平状态。已知B的质量为m，如果将左边的滑轮a水平向左缓慢移动距离s，最终整个装置仍处于平衡状态，则（　　） A．物体AC的质量之比为2：1 B．该过程中A、C上升，B下降 C．该过程中A、B下降，C上升 D．该过程外力所做的功为mgs 23. 如图是汽车尾板可抽象成以O为支点的杠杆，尾板自重为G、绳长一定，绳按甲、乙方式悬挂，让尾板处于水平位置平衡，则此时绳对尾板的拉力分别为F1、F2，F1、F2的大小关系正确的是（　　） A．F1＞F2 B．F1＜F2 C．F1＝F2 D．无法比较大小 24. 如图所示，重100N的物体A在拉力F的作用下以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动了2s，物体A受到的水平面摩擦力是物重的0.2倍，不计绳子、滑轮重和摩擦。上述过程中正确的说法是（　　） A．滑轮甲在使用时相当于一个等臂杠杆 B．拉力F移动的距离为4m C．拉力F做功的功率为50W D．弹簧测力计对物块A所做的功为40J 25. 如图所示，杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动，BC＝0.2m。细绳的一端系在杠杆的A端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E挂在动滑轮的挂钩上，物体H通过细绳挂在杠杆的D端，与杠杆D端固定连接的水平圆盘的上表面可以放置质量不同的砝码。初始时，圆盘上未放置砝码，容器中没有装水，杠杆恰好平衡，逐渐向容器中装水直至淹没物体H，杠杆始终平衡，装满水后略增加E的质量平衡即被打破，已知动滑轮的质量m0＝1kg，物体H的体积VH＝2dm3，水的密度。AD＝0.8m。CD＝0.2m，杠杆、网盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求： （1）物体H的密度ρ； （2）物体E的质量mE； （3）装满水后至多在圆盘上放置多少个质量为50g的砝码后杠杆仍能平衡？ 26. 小明设计了一个自动冲刷厕所的水箱。自来水管持续供给较小流量的水，当水储备到一定的量后自动开启放水阀，这样就可用较大水量冲刷便池中的污物。如图为水箱的结构示意图，水箱底是边长l＝40厘米的正方形，A是圆形放水阀门，直径d1＝6厘米，其质量和厚度均可忽略不计，恰好能将排水管口及连杆与浮子B相连；轻质连杆的长度h0＝10厘米，与A的最右端及B底部相连；浮子B是空心圆柱体，质量m＝0.4千克，高H＝40厘米，外部直径d2＝6厘米。求： （1）水箱体至少多高，水才不会从水箱上部溢出？ （2）如果自来水管的流量Q＝0.1米3/小时，贮满一次水需要多少时间？ 27. 在核酸检测时，“伸缩式隔离栏”在维护待检人群秩序和定向疏导上发挥了重要作用。如图甲所示的“伸缩式隔离栏”由圆形底座、立杆和顶端的伸缩装置组成；顶端的伸缩装置里有固定布带的弹性装置、布带和伸缩头，向外拉伸缩头，布带伸长；松手后，布带缩回。其简化模型如图乙所示，其中圆形底座质量为6千克（质量分布均匀），直径为30cm；立杆高为90cm（立杆直径、布带宽度、底座厚度均不计，除底座外其余部件的质量也不计）。（g取10N/kg） （1）如图甲所示，布带向右拉出时，可将“伸缩式隔离栏”整体看作为一根杠杆，在图乙中画出其受到拉力F的力臂L1。 （2）在“伸缩式隔离栏”不发生倾斜的要求下，可施加在布带上的最大拉力为多少？ 【解答】解： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 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