专题10 简单机械（解析版）（第2期）

【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】专题10简单机械（解析版）（第2期）一、选择题1.（2022·湖北十堰）下列工具正常使用时，能省力的是（）。A.瓶盖起子；B.托盘天平；C.筷子夹食品；D.理发剪刀【答案】A。【解析】A．瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意；B．托盘天平是一个等臂杠杆，既不省力也不费力，故B不符合题意；C．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；D．理发剪刀在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。故选A。2.（2022·湖南邵阳）某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠轩在提起重物的过程中，分析合理的是（）。A.前臂杠杆的支点O在肘关节处B.肱二头肌给桡骨的力F1是阻力C.重物给前臂的力F2是动力D.前臂是一根省力杠杆【答案】A。【解析】A．前臂将物体拿起时，肘关节处保持不动，肘关节处为前臂杠杆的支点O，故A符合题意；B．肱二头肌给桡骨的力F1是将物体拿起的动力，故B不符合题意；C．重物给前臂的力F2是阻碍前臂上升的阻力，故C不符合题意；【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】D．如图所示，动力F1是力臂是肘关节到肱二头肌拉力作用线的距离，距离较小，阻力F2的力臂是肘关节到重物对手压力作用线的距离，距离较大，根据杠杆平衡条件1122FLFL，12LL，则12FF是费力杠杆，故D不符合题意。故选A。3.（2022·湖北黄冈、孝感、咸宁）对下列情境的判断正确的是（）。A.图甲：改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率不变；B.图乙：人不接触高压电线就不会触电；C.图丙：拇指所指那端就是通电螺线管的N极；D.图丁：天宫课堂授课是通过超声波实现天地之间的互动【答案】C。【解析】A．如图甲所示，动滑轮的机械效率为WGhGWFsGG有总动改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率也改变，故A错误；B．高压触电分高压电弧触电和跨步电压触电，人不接触高压电线也会触电，故B错误；C．如图丙所示，根据安培定则，四指指电流方向，拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，故C正确；D．如图丁所示，声音无法在真空中传播，天宫课堂授课是通过电磁波实现天地之间的互动，故D错误。故选C。4.（2022·河南）为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（）。A.该装置使用滑轮是为了更加省力；B.此过程中物块的动能转化为重力势能；的【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】C.物块所受摩擦力的方向沿斜面向下；D.若绳子突然断开，物块将立即下滑【答案】C。【解析】A．该装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A错误；B．物块沿斜面匀速向上运动，动能不变，物体的重力势能是拉力F做功增加的，故B错误；C．物块相对斜面斜向上运动，受到的滑动摩擦力与其相对运动方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故C正确；D．若绳子突然断开，物块由于惯性会先继续向上运动，故D错误。故选C。5.（2022·四川乐山）爸爸领着小梅玩跷跷板。下图中，最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是（）。A.B.C.D.【答案】B。【解析】爸爸的重力大于小梅的重力，那么爸爸对跷跷板的作用力大于小梅对跷跷板的作用力，据杠杆的平衡条件知，爸爸离跷跷板中心的距离应小于小梅离跷跷板中心的距离，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。二、填空题6.（2022·河北）在劳动课上，小明利用钳子反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高，这是通过___________的方式改变铁丝内能的，如图所示，在剪断铁丝的过程中，钳子是一个___________（选填“省力”或“费力”）杠杆。【答案】①做功；②省力。【解析】[1]弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为内能，物体内能增大，温度升高，分子热运动更加剧烈，这是通过做功的方式改变铁丝的内能。[2]在剪断铁丝的过程中，钳子的动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，所以钳子是一个省力杠杆。三、作图题【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】7.（2022·江苏苏州）在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F；【解析】由图可知，O为支点，重物向下拉杠杆的力为阻力，则过支点做阻力作用线的垂线段即为阻力臂l；；由杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最小力F作用在A点，当OA为F的力臂时，力臂最长，此时力F最小，且F的方向垂直杠杆向上，从A点垂直OA向上画出F的示意图，如图所示：8.（2022·山西）如图甲所示，清明假期，亮亮同学回到老家，看到工程队正施工埋电线杆，进行电网改造。亮亮发现他们挖坑形很特别，如图乙所示。工程师告诉亮亮这种坑不仅省力，还能缩短移动的距离。要把图乙中的电线杆竖立到坑内，请你画出作用在杆上A点最小力的示意图。【解析】由图可知，O为支点，要使作用在A的力最小，需力臂最大，当OA作为力臂时，拉力的力臂最大，力最小，作图如下：9.（2022·四川成都）如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情景。把人体视为杠杆，O为的【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】支点，动力等效为F1，请画出F1的力臂l1。【解析】画动力F1的力臂，应过支点O作动力F1作用线的垂线段，由于垂线不能与动力F1作用线的实线部分相交，所以要将动力F1作用线用虚线反向延长，注意支点O的垂线也要用虚线，并且需要标出垂直符号，然后用大括号将所画的垂线段括起来，要求大括号两端分别对齐支点O和垂足，然后在大括号外标注出力臂符号l1，如图所示10.（2022·贵州黔东南）如图所示，用杠杆将物体A提起，请画出使杠杆平衡最小力F的示意图和物体A所受重力的示意图。【解析】重力的方向是竖直向下的，从物体的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为物体所受重力的示意图；由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，动力作用在B点，则OB为最长的动力臂，因此连接OB，过B点作垂直于OB向上的力，即为最小动力F的示意图，如图所示：【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】四、实验题11.（2022·湖南岳阳）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：（1）杠杆静止在图甲所示位置，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节；（2）调节平衡后，如图乙，在A点挂3个钩码，则应在B点挂_______个钩码，才能使杠杆重新在水平位置平衡（所用钩码的规格都相同）；（3）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡，收集多组数据，其目的是_____（填序号）A.取平均值，减小误差B.避免偶然性，寻找普遍规律（4）看图丙的漫画，根据杠杆的平衡条件分析，小兔分得的萝卜质量_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）小猴的。【答案】①左；②3；③B；④小于。【解析】（1）[1]由甲图可知，杠杆右端沉，所以需将平衡螺母向左调，直至杠杆在水平位置平衡。（2）[2]设杠杆上一个格的长度为l，一个钩码的重力为G，则钩码对杠杆的拉力等于钩码的重力，A点距支点为2l，挂3个钩码，重力为3G，根据杠杆平衡条件可得3G×2l=F2×3l解得F2=2G，即在B点需挂2个钩码，杠杆才能重新在水平位置平衡。（3）[3]改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡，多次实验，目的是避免一次数据可能出现的偶然性，寻找杠杆平衡的普遍规律，故A不符合题意，B符合题意。故选B。（4）[4]萝卜处于平衡状态，由图知道，左侧部分重心离支点近，力臂小，右侧部分重心离支点远，力臂大，根据杠杆平衡条件知道，左侧萝卜重力大，右侧重力小，根据G=mg可知，小兔分得的萝卜质量小于小猴的。12.（2022·湖北随州）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于________（选填“平衡”或“非平【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调。（2）调节杠杆在水平位置平衡后，某小组的同学得到了如下表所示的实验数据，由此可总结出杠杆的平衡条件：________（用F1、F2、l1、l2表示）。实验序号动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm113031022201403320610（3）在完成实验后，陶子同学在A处挂了3个钩码（每个钩码重1N，杠杆上每格的长度为10cm），如图乙所示，他将弹簧测力计斜向下拉，杠杆水平平衡（OA＝30cm，OB＝40cm），此时拉力与水平方向的夹角为30°，则弹簧测力计的示数为_______N。【答案】①平衡；②左；③F1l1=F2l2；④4.5。【解析】（1）[1][2]因为杠杆静止，所以判断杠杆处于平衡状态，由于杠杆左端高、右端低，为使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的左端移动。（2）[3]通过观察实验表格的各组数据，可以发现动力与动力臂的乘积等于阻力与租力臂的乘积，由此得出杠杆平衡的条件为动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，即F1l1=F2l2（3）[4]由图可知，以O为支点，杠杆的左边，力为3N，力臂为30cm，即F1l1=3N×30cm杠杆的右边，力为F2，即弹簧测力计的示数，力臂为OB的二分之一，即20cm，由杠杆平衡条件可得3N×30cm=F2×20cm解得F2=4.5N。13.（2022·河南）在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向_________（选填“左”或“右”）调节；（2）实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表。图是【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为________，②为___________；实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m12.50.220.25220.151.50.231.50.1①②（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：_____________；（4）某小组对实验过程交流、讨论后，按图所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了__________。在测量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力臂应为___________（选填“OA”“OB”或“AB”）。【答案】①右；②1；③0.15；④动力×动力臂=阻力×阻力臂；⑤拉力的方向；⑥OB。【解析】（1）[1]由图知道，杠杆的右端上翘，为了调节杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动，即应将平衡螺母向右端移动。（2）[2][3]第1、2和3次实验的数据知道，每次动力减小0.5N，由第1、2次的数据知道，每次阻力也是减小0.5N，所以，第3次的阻力应是1N；分析第1、2次的数据知道，动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，由此可知第3次的阻力臂应是0.15m。（3）[4]由实验表格中数据知道，三次实验数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂（4）[5]由图知道，用弹簧测力计斜拉改变了拉力的方向，同时改变了力臂的方向，由此得出的平衡条件更具普遍性。[6]因为力臂是从支点到力的作用线的距离，由图知道，OB应为拉力的力臂。14.（2022·湖南长沙）为了探究杠杆的平衡条件，小庆将安装好的器材放到水平桌面上，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。（1）某次实验时，小庆在已调好的杠杆两侧挂上钩码后，出现如图所示的情形。为了使杠杆在水平位置平衡，下列操作正确的是___________；A.将左侧钩码向左移动B.将右侧