第13讲 简单机械第1课时 杠杆和滑轮 杠杆1．(2022·黑龙江)如图所示的简单机械中一定费力的是()A.起瓶器 B.撬棒C.羊角锤D.钓鱼竿2．(2022·湘西)如图所示，大熊和小熊坐跷跷板．如果它们脚不着地，跷跷板在水平位置保持平衡时，下列说法正确的是()A．大熊和小熊的重力相等B．大熊和小熊到支点的距离相等C．他们各自的重力与各自的力臂的乘积相等D．以上说法都正确3．(2022·广安)如图所示是搬运砖头的独轮车，它是一个________(填“省力”或“费力”)杠杆．已知车厢和砖头的总重力G＝800N，则人手向上的力F至少为________N.4．(2022·襄阳)如图所示，画出图中力F的力臂并用字母l表示． 滑轮5．如图所示为居民小区内的健身器材，它是由________个定滑轮组成的；定滑轮在使用时可以改变________；动滑轮在使用时________(填“能”或“不能”)省功．6．(2022·济宁)小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为________N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为________N.9\n7．(2022·邵阳)如图所示，物体在5N的水平拉力F作用下，沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了4s，拉力F的功率为________W. 滑轮组8．(2022·凉山)用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法． 9．如图，物体重12N，绳的重力和摩擦不计．(1)不计动滑轮重力，求绳子的拉力；(2)若计动滑轮重为3N，求绳子的拉力；(3)要将物体提高1m，绳子端应拉出多少？(4)绳子端拉出6m，此时物体被提高多少？9\n重难点1 杠杆的动态平衡问题 (2022·临沂)图(a)所示的杠杆是水平平衡的．如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图(b)所示，则杠杆()A．右端下沉B．左端下沉C．要保持平衡应将左端的物体向右移动D．要保持平衡应在右端再加挂一个物体【变式训练1】 如图所示，刻度均匀的杠杆处于水平平衡状态，每个钩码质量均相等．若将两边的钩码分别向靠近支点的方向移动相同的距离后，杠杆将()A．仍然平衡B．右端下降C．左端下降D．无法判断【变式训练2】 如图所示的均匀木条AOB，AO＝OB，在O点系一绳并挂起，先使AO保持水平，然后放手，则在刚放手的瞬间，木条将会()A．A端向上运动B．A端向下运动C．保持平衡不动D．不能确定重难点2 杠杆的最小力问题 (2022·眉山)如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹)．【变式训练3】 如图所示，画出使杠杆AB在图示位置静止时所用最小力F的作用点和方向．【变式训练4】 如图所示，高0.8m、重1100N、均匀的圆柱形木柱M，截面半径为0.3m，将它竖直放在水平地面上时，木柱所受的重力与地面对它的支持力是一对________力；若要使木柱的a点离开地面，至少需要________N的力．9\n重难点3 滑轮组的相关计算 (2022·南充)如图所示，在滑轮组的作用下，重为300N的A物体以0.2m/s的速度匀速上升，动滑轮重为60N，不计绳重和摩擦．则绳子自由端的拉力F＝________N，拉力F做功的功率P＝________W.【变式训练5】 在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为________N．若绳子自由端移动速度为0.9m/s，则物体移动速度为________．实验突破 探究杠杆的平衡条件 (2022·枣庄)如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置．(1)实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向________调节，使杠杆在水平位置平衡．(2)杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的________端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将________________________即可．(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示．你认为________的实验方案更好，请说明你的理由：________________________________________________________________________.(4)实验中小王发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由________．(5)如图戊所示，若用弹簧测力计在D点向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将________．戊 己(6)小明组在实验中，发现用如图己装置的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距)，但老师建议同学们不宜采用这种方式，主要是因为________(填字母)．A．一个人无法独立操作 B．力臂与杠杆不重合C．力和力臂数目过多，不易得出结论D．杠杆受力不平衡(7)改变钩码数量和位置获得三次测量数据(如表)，目的是____________________9\n________，根据表中数据你得出杠杆的平衡条件是：____________，并完成表中的空格．实验次序动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm12.05.001.010.0022.010.002.010.0033.010.002.0________ 1．(2022·烟台)如图所示的杠杆，属于费力杠杆的是()2．(2022·济宁)如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力．图中能够正确表示动力臂的是()A．l1B．l2C．l3D．l43．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小的是()4．(2022·聊城)人体中的许多部位都具有杠杆的功能．如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托5kg的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定()A．大于5kgB．大于49NC．小于49ND．等于49N5．(2022·潍坊)如图所示，杠杆处于平衡状态．如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将()A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．无法判断6．(2022·连云港)如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F19\n的作用下在水平位置平衡．如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是()A．F1＜F2B．F1＞F2C．F2＜GD．F1＝G7．(2022·乌鲁木齐)如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止．则每个动滑轮的重力为()A．3NB．6NC．11ND．22N8．(2022·聊城)如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是()A．动力臂为0.08mB．此时为省力杠杆C．弹簧测力计的示数为4ND．钩码总重为2N9．在生活和生产实践中，很多地方用到了简单机械，比如汽车方向盘实际上是一个________，盘山公路实际上是一个________．(填“杠杆”“滑轮”“轮轴”或“斜面”)10．(2022·天津)利用图甲中的撬棒撬石块时，撬棒相当于________(填“省力”或“费力”)杠杆：利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为________N.11．(2022·河南)高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触．如图为输电线的牵引装置．钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为________N．若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了________cm.(g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)12．(2022·广安)如图，AB是能绕B点转动的轻质杠杆，在中点C处用绳子悬挂重为100N的物体(不计绳重)，在A端施加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡，则拉力F＝________N．若保持拉力方向始终垂直于杠杆，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将________(填“增大”“减小”或“不变”)．9\n13．(2022·白银)如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，画出F1、F2的力臂l1和l2. 14．(2022·黄石)旅行箱在拉力作用下静止于图示状态，O点为旅行箱的重心，A为拉力的作用点，请在图中画出旅行箱的重力以及最小拉力F的示意图． 15．(2022·滨州)小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相等的0.5N重的钩码若干个．(1)如图A所示，实验前，杠杆左端下倾，则应将左端的平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节，直到杠杆在________位置平衡，目的是便于测量________，支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆________对平衡的影响．(2)小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图B所示，它们记录的数据为动力F1＝1.5N，动力臂l1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂l2＝________m.(3)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验________(填“能”或“不能”)说明该结论是错误的，图C实验中，已知杠杆上每个小格长度为5cm，每个钩码重0.5N，当弹簧测力计在D点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂________(填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂．16．(2022·荆州)如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，OA＝20cm，G1是边长为5cm的正方体，G2重为20N．当OB＝10cm时，绳子的拉力为________N，此时G1对地面的压强为2×104Pa.现用一水平拉力使G2以5cm/s的速度向右匀速直线运动，经过________s后，可使G1对地面的压力恰好为零．17．(2022·威海)如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，OA∶OB＝1∶2，每个滑轮重100N．当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为________N，物体M对地面的压力为________N．(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)9\n18．如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的石块拉至井口的装置图．已知井深12m，石块重G石＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F拉＝2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力．(g取10N/kg)求：(1)动滑轮的重力；(2)将石块从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？19．(RJ教材8下P80T2变式)(2022·宜昌)如图甲所示，钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合，图乙是其中的一个杠杆．用钢丝钳剪铁丝时，将铁丝放在A处还是B处更省力呢？请在图乙中在你认为更省力的位置处画出阻力F2的示意图和动力F1的力臂．20．(RJ教材8下P84T4变式)如图所示，滑轮组用80N的力提起了重300N的物体(不计摩擦)，请你画出该滑轮组的绕绳方法． 第1课时 杠杆和滑轮第1课时 杠杆和滑轮基础得分训练1．D 2.C 3.省力 160 4.5．三 力的方向 不能 6.100 20 7.28.9．由图知，承担物重的绳子段数n＝3 (1)不计动滑轮重力，绳子的拉力：F＝1/3G＝1/3×12N＝4N (2)若计动滑轮重为3N，绳子的拉力：F′＝1/3(G＋G轮)＝1/3×(12N＋3N)＝5N9\n(3)要将物体提高h＝1m，绳子端应拉出的距离：s＝3h＝3×1m＝3m (4)绳子端拉出的距离s′＝6m，由s＝3h得物体被提高的高度：h′＝1/3s′＝1/3×6m＝2m导学提分训练例1 A【变式训练1】 C【变式训练2】 B例2 【变式训练3】 【变式训练4】 平衡 330例3 120 72【变式训练5】 16 0.3m/s实验突破①自身重力 ②左 ③右 ④偶然性 ⑤F1l1＝F2l2例4 (1)右 (2)左 左侧的钩码去掉一个 (3)小李 图丙中，弹簧测力计的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量(4)这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡 (5)变大 (6)C (7)使实验结论具有普遍性 F1l1＝F2l2 15.00课后提分训练1．C 2.B 3.D 4.B 5.B 6.B 7.B 8.D 9.轮轴 斜面 10.省力 300 11.10000 15 12.50 减小13. 14.15．(1)右 水平 力臂 自重 (2)0.15 (3)没有多次实验，结论不具有普遍性 (4)能 等于 16.10 10 17.4004500 18.由图可知，承担石块重的绳子段数n＝3 由于忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力 由F拉＝G石＋G动,n得动滑轮的重力：G动＝nF拉－G石＝3×2.2×103N－6×103N＝600N (2)绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×12m＝36m汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：W＝F拉s＝2.2×103N×36m＝7.92×104J教材变式题19. 20.9
