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1、分類集訓14 簡單機械及其特點
命題分類集訓
杠桿
1.(2015曲靖模擬)如圖所示的工具中屬于費力杠桿的是( C )
,①核桃夾) ,②船槳)
,③手推車) ,④碗夾)
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
2.(2016改編)如圖所示,將邊長為10cm的正方體合金塊,用細繩掛在輕質(zhì)杠桿的A點處,在B點施加力F1=30N時,杠桿在水平位置平衡,合金塊對水平地面的壓強恰好為0。撤去F1,在B點施加力F2時,合金塊對地面的壓強為1.2×103Pa。(OB=3OA,g取10N/kg)
(1)畫出F2的力臂;
(2)求合金塊的質(zhì)量;
解:由杠桿
2、的平衡條件:F動L動=F阻L阻,則G=F===90N,根據(jù)G=mg,所以m===9kg
(3)求F2的大小。
解:由于p=,則F支=pS=1.2×103Pa×(0.1m)2=12N,由于F2與OB的夾角為30°,所以F2的力臂L2=OB,(G-F支)×LOA=F2×L2,則:F2===52N。
滑輪
3.(2015麗江模擬)(1)如圖甲所示,通過定滑輪勻速提起重物G時,向三個方向拉動的力分別為F1、F2、F3,則這三個力大小關(guān)系是( C )
A.F1<F2<F3 B.F1>F2>F3
C.F1=F2=F3 D.F1>F2=F3
(2)使用動滑輪沿不同方向?qū)⑽矬w勻速拉起時,如
3、圖乙所示,拉力分別為F1、F2、
F3,則三個力之間的關(guān)系是( A )
A.F1<F2<F3
B.F1>F2>F3
C.F1=F2=F3
D.F1>F2=F3
4.(2015大理模擬)如圖所示,分別用甲乙兩滑輪組提升重物。已知重物G1∶G2=1∶2,滑輪重與物重之比G3∶G1=1∶3,G4∶G2=1∶4,若要在相同時間,將重物提升相同的高度,不計繩重與摩擦。則繩子自由端的速度v甲∶v乙=__3∶2__,拉力F1∶F2=__16∶45__。
探究杠桿平衡條件
5.(2014昆明中考20題8分)在探究“杠桿平衡條件”的實驗中,采用了如圖所示的實驗裝置。
(1)調(diào)
4、節(jié)杠桿平衡時,都應該使它在__水平__位置平衡。根據(jù)圖示杠桿所處的位置,應將平衡螺母向__左__(選填“右”或“左”)調(diào)整。
(2)掛上鉤碼,正確調(diào)節(jié)使杠桿再次平衡。此時掛在杠桿上的鉤碼施加的動力、阻力方向恰好與杠桿__垂直__,掛鉤碼位置所對應的刻度值就等于__力臂__。
(3)某小組同學在杠桿左右兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼,同時調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡,你認為他們的做法是__錯誤的__。
(4)實驗的結(jié)果如下表所示。
動力
(F1/N)
動力臂
(L1/cm)
阻力
(F2/N)
阻力臂
(L2/cm)
3
6
5、6
3
2
5
5
2
4
2
2
4
3
6
9
2
3
4
2
6
4
4
2
8
甲同學分析實驗數(shù)據(jù)后認為杠桿平衡的條件是:動力+動力臂=阻力+阻力臂
乙同學分析實驗數(shù)據(jù)后認為杠桿平衡的條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂
兩個同學都認為自己是對的,對方是錯誤的,那么你認為他們中正確的應該是__乙__同學。原因是__甲__同學的結(jié)論僅從部分實驗數(shù)據(jù)分析得到,不是所有實驗數(shù)據(jù)都滿足他總結(jié)的結(jié)論。
(5)下列正在使用中的杠桿:用鑷子取砝碼、用扳手擰螺母、用釘錘拔釘子,屬于費力的杠桿是__鑷子。
考點限時沖刺
(時間:60分鐘 滿分:100分
6、)
一、選擇題(每小題4分,共32分)
1.(2015曲靖模擬)根據(jù)工作需要選擇合適的工具是勞動者的基本技能。要剪斷鐵絲等較硬的物體,下圖中的4種剪刀應選擇( D )
,A) ,B) ,C) ,D)
2.(2015麗江模擬)下圖所示的工具中,屬于費力杠桿的是( D )
,A.起子) ,B.剪子) ,C.鉗子) ,D.鑷子)
3.(2015汕尾中考)如圖所示,用下列裝置提升同一重物,若不計滑輪自重及摩擦,則最省力的是( C )
,A) ,B) ,C) ,D)
4.(2015荊州中考)如圖所示,婷婷同學用12N的水平拉力F拉滑輪
7、,使足夠長的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運動,物體B相對于地面靜止,彈簧測力計的示數(shù)為2N。若不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪摩擦,則下列說法中正確的是( C )
A.B受到的摩擦力大小為2N,方向為水平向左
B.木板A受到地面的摩擦力大小為2N,方向水平向左
C.拉力F做功的功率為1.2W
D.在運動過程中若將拉力F增大,彈簧測力計的示數(shù)也將增大
5.(2015荊州中考)端午節(jié)彥君坐動車到荊州旅游,下列對相關(guān)的物理現(xiàn)象分析合理的是( B )
A.彥君坐在飛馳的列車中認為自己是靜止的,她是以從身邊走過的列車員為參照物
B.火車站,人必須站在安全線以外的區(qū)域候車,
8、是因為人與行駛的列車之間的空氣流速大,壓強小
C.動車減速進站時,桌子上的水杯向前滑動,是因為速度減小,水杯受到的慣性減小
D.彥君在九龍淵觀看了場面激烈的龍舟賽,參賽選手使用的船槳是省力杠桿
6.(2015龍東中考)簡單機械在我們的生活中應用很廣泛,下圖是使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式(不計機械重和摩擦),其中不省力的是( C )
,A) ,B) ,C) ,D)
7.(2015河北21題)(多選)用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組,在繩自由端用大小分別為F1和F2的拉力,將相同的物體勻速提升相同的高度。若不計繩重及摩擦,下列說法正確的是(
9、 ABD )
A.F1大于F2
B.F1和F2做的功一定相等
C.甲、乙的機械效率不相等
D.繩子自由端移動的距離不相等,物體運動的時間可能相等
8.(2015麗山模擬)(多選)我市環(huán)衛(wèi)工人用垃圾夾撿垃圾,結(jié)構(gòu)圖如圖所示,拉繩的一端固定在手把上,另一端穿過空心管與兩夾爪的一端相連。當用力捏手把時,夾爪在拉繩的作用下可夾持物體,同時彈簧被壓縮;當松開手把時,夾爪在彈簧的作用下恢復原狀。以下分析正確的是( ABD )
A.手把是省力杠桿
B.垃圾夾結(jié)構(gòu)中包含多個杠桿
C.彈簧的作用是使垃圾夾在不使用時夾爪處于閉合狀態(tài)
D.使用垃圾夾撿垃圾方便快捷但不能減少環(huán)衛(wèi)工人對垃圾做的功
10、
二、填空題(每空4分,共28分)
9.(2015內(nèi)江中考)使用動滑輪可以__省力__,但不能改變動力的方向;使用定滑輪不能省力,但可以改變動力的__方向__。
10.(2015臨滄模擬)如圖是運動員在空中降落時的圖片。請回答下列問題:
降落傘打開后,最終勻速降落。運動員在勻速降落過程中,機械能如何變化?答:__減小__。
11.(2015北京中考)圖中是挖井時從井中提升沙土的杠桿示意圖。杠桿AB可以在豎直平面內(nèi)繞固定點O轉(zhuǎn)動。已知AO∶OB=3∶2,懸掛在A端的桶與沙土所受的重力為200N,懸掛在B端的配重所受的重力為80N。當杠桿AB在水平位置平衡時,加在配重下面繩端
11、的豎直向下的拉力F是__220__N。
12.(2015菏澤中考)用一桿秤稱得物體的質(zhì)量是2kg,如圖所示。根據(jù)桿秤上秤鉤、提紐和秤砣三者的位置關(guān)系,估測出秤砣的質(zhì)量大約是__0.5__kg。
,(第12題圖)) ,(第13題圖))
13.(2015龍東中考)如圖所示的杠桿(自重和摩擦不計),O為支點,A處掛一重為100N的物體,為保證杠桿在水平方向平衡,在中點B處沿__F2__(選填“F”、“F1”或“F2”)方向施加一個最小的力為__200__N。
三、作圖與實驗探究題(14題6分,15題16分,共22分)
14.(2015萊蕪中考)如圖所示,杠桿在力F1、F2的作用下(F2未畫
12、出)處于平衡狀態(tài)。O為支點,L2是力F2的力臂,請在圖中畫出F1的力臂L1和力F2的示意圖。
略
15.(2015蘇州中考)物理實驗復習時,小美和小麗在探究有關(guān)杠桿平衡的問題:
(1)小美先將杠桿調(diào)至水平位置平衡,在左右兩側(cè)各掛如圖甲所示的鉤碼后,杠桿的__左__端下降。要使杠桿重新在水平位置平衡,如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置,只需將__取下左側(cè)2個鉤碼掛到右側(cè)鉤碼下方__即可。
(2)小麗還想探究當動力和阻力在杠桿同側(cè)時杠桿的平衡情況,于是她將杠桿左側(cè)的所有鉤碼拿掉,結(jié)果杠桿轉(zhuǎn)至豎直位置,如圖乙所示。小麗在A點施加一個始終水平向右的拉力F,卻發(fā)現(xiàn)無論用多大的力都不能將杠桿拉至
13、水平位置平衡。你認為原因是__水平位置時動力臂為零,杠桿不可能平衡__。
(3)他們認為(2)問中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不變,OA長L,將杠桿從豎直位置拉著轉(zhuǎn)過30°的過程中,拉力F做功為__FL__。
,圖甲) ,圖乙)
四、綜合題(18分)
16.(2014河北中考)小明做俯臥撐時(如圖所示),可將其視為一個杠桿,重心在O點。他將身體撐起時,地面對兩腳尖的支持力為250N,兩腳尖與地面的接觸面積為60cm2,雙手與地面的接觸面積為300cm2。
(1)畫出以B為支點時重力的力臂l。
解:以B為支點時重力的力臂為B點到重力作用線的垂直距離。
(2)如果小
14、明的兩腳尖對地面的壓強與雙手對地面的壓強之比為5∶2,地面對雙手的支持力為多少?
解:因為物體間力的作用是相互的,支持力和壓力是一對相互作用力,所以F腳=F腳支=250N,則兩腳尖對地面的壓強p腳=,雙手對地面的壓強p手=,因為p腳∶p手=5∶2,所以∶=5∶2,則F手===500N。F手支=F手=500N
(3)小明在1min內(nèi)做了30個俯臥撐,每次肩部上升的距離都為0.36m,則他1min內(nèi)克服重力所做的功為多少?
解:由杠桿的平衡條件:F1l1=F2l2,以B為支點時,F(xiàn)腳支×AB=Gl①,以A為支點時:F手支×AB=G(AB-l)②,將F腳支=250N、F手支=500N、AB=1.5m代入①②式解得:G=750N,l=0.5m,肩部上升的距離為h肩=0.36m時,重心上升的距離為h重,則由三角形相似知識得:h重===0.24m,小明1min內(nèi)克服重力所做的功:W=nGh重=30×750N×0.24m=5400J。