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12杠杆和滑轮(限时:45分钟)一、选择题1.[2019·云南]如图K14-1所示的简单机械中，属于省力杠杆的是()图K14-12.[2019·河南]如图K14-2所示的开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。图K14-3中能正确表示它工作示意图的是()图K14-2图K14-33.杠杆质地均匀，每个钩码重0.5N，图K14-4所示操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是(杠杆上有等间隔的刻度线)()图K14-44.[2019·湘西州]一根圆木放在水平地面上，粗略估计它的质量时，我们视其粗细相同，质量分布均匀，现抬起一端使它稍离地面需要500N的力，则原木的质量约为(g取10N/kg)()A.50kgB.100kgC.250kgD.500kg5.[2019·青岛]如图K14-5所示为“探究杠杆平衡条件”的实验装置，杠杆平衡时，钩码对杠杆的拉力为阻力F2=1.0N，阻力臂l2=20cm，弹簧测力计示数F1=2.5N，则动力臂l1为()图K14-5A.15cmB.8cmC.50cmD.80cm6.[2019·上海模拟]图K14-6中，O为轻质杠杆的支点，在B点挂重物，若在杠杆上施加一个拉力使杠杆水平平衡，则图中拟施加的四个力中，符合要求且最小的是()图K14-6A.F1B.F2C.F3D.F47.[2019·郴州]利用如图K14-7所示的滑轮组匀速提升200N的重物，动滑轮重为10N，则拉力F的大小为(不计绳重与摩擦)()图K14-7A.70NB.100NC.105ND.110N8.[2019·陕西]工人用如图K14-8所示的装置运送砂石，下列说法正确的是()图K14-8A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆C.绳子自由端下拉1m，桶上升2mD.质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石9.[2019·自贡]如图K14-9所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮重和滑轮与绳子间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动。若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则()图K14-9A.F=20NB.F=10NC.F=5ND.F=30N10.[2019·达州]如图K14-10所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，当物体C浸没在水中时杠杆恰好水平静止，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知C是体积为1dm3、重为80N的实心物体，D是棱长为20cm、质量为20kg的正方体，OA∶OB=2∶1，圆柱形容器的底面积为400cm2。则下列结果不正确的是(g取10N/kg)()图K14-10A.物体C的密度为8×103kg/m3B.杠杆A端受到细线的拉力为70NC.物体D对地面的压强为1.5×103PaD.物体C浸没在水中前后，水对容器底的压强增大了2×103Pa二、填空题11.[2019·安顺]如图K14-11所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机。已知AB长40cm，BC长50cm。室外机的质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处螺钉受到的水平拉力F为N(支架重力不计)。为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量(选填“靠近”或“远离”)墙壁。图K14-1112.[2019·绥化]如图K14-12所示，轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动。将棱长为10cm的正方体合金块用轻绳挂在A点处(AB=2AO)，在B点施加竖直向上的力F1=30N时，杠杆在水平位置平衡，此时合金块对水平地面的压强恰好为0，则合金块的质量是kg。若撤去F1，在B点施加力F2时，合金块对地面的压强为1.2×103Pa，则力F2的大小是N。(g取10N/kg)图K14-1213.[2019·咸宁]如图K14-13所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度AC=CD=DB，左端物体重G=12N。当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容易绕(选填“C”或“D”)点翻转，为使杠杆AB保持在水平位置平衡，拉力的最小值F1=N，最大值F2=N。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)图K14-1314.[2019·安徽]图K14-14中物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12N，乙重8N，不计绳重及一切摩擦，则甲受到地面的支持力为N。图K14-1415.[2019·河南模拟]如图K14-15所示为一种手摇升降晾衣架示意图，它由四个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的末端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中晾衣架横梁保持水平，假设衣服和晾衣架(含动滑轮)等的总重是50N，则静止时旋轮处对绳子的拉力是N(各种摩擦均忽略不计)；要使晾衣架横梁上升1m，则绕进旋轮上的绳子长度是m。图K14-1516.[2019·祥云县一模]如图K14-16所示，用三个滑轮拉同一物体在水平面上做匀速直线运动，所用拉力的大小分别为F1、F2和F3，不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦，则其中属于定滑轮的是图(选填“甲”“乙”或“丙”)，拉力F1、F2和F3的大小关系是。图K14-16三、作图题17.[2019·盐城]在图K14-17中画出力F的力臂l。图K14-1718.[2019·泰州]在图K14-18中画出正确使用动滑轮提升重物的绕线方法。图K14-1819.[2019·淮安]在图K14-19中画出使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法。图K14-1920.[2019·铜仁]一个工人站在地面上，使用如图K14-20所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。图K14-2021.图K14-21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。在图上画出动力臂l1和阻力F2的示意图。图K14-21四、实验探究题22.[2019·南京]如图K14-22所示为一拉杆旅行箱的示意图。将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点。已知箱重为250N，OA为120cm，OC为24cm。图K14-22(1)在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止。则动力F的力臂为cm，F的大小为N。(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为N。(3)生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样可使拉杆箱在图示位置静止时所需的最小动力(选填“变大”“变小”或“不变”)。23.[2019·宿迁]如图K14-23所示为“探究杠杆平衡条件”的实验过程。图K14-23(1)把杠杆放在支架上并置于水平桌面上，静止时发现杠杆左低右高，如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向调节。(2)如图乙所示，在已经调节好的杠杆左侧A点处挂4个钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，则应在杠杆右侧离支点O4格的B点处挂个相同的砝码。(3)如图丙所示，在杠杆左边离支点4格的C点处，用弹簧测力计与水平方向成30°角斜向上拉，也可使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计示数为N(每个钩码重0.5N)。24.[2019·淮安]小明在做“探究杠杆平衡条件”的实验。(1)实验前调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，其目的之一是方便测量。(2)如图K14-24甲所示，在杠杆左侧A处挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，则需在杠杆B处挂个钩码。(实验中所用的钩码均相同)图K14-24(3)小明又用弹簧测力计作用在C处竖直向上拉，如图乙所示。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐(选填“变大”“变小”或“不变”)。25.(1)如图K14-25Ⅰ所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连(不计绳重与摩擦)。此时乙物体静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为N。图K14-25(2)在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N。①小明做了如下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力(如图Ⅱ所示)；然后将绳子靠着定滑轮(不计绳重与摩擦)，如图Ⅲ所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变。由此可见，定滑轮只改变了力的，不改变力的，所以，小明认为图Ⅰ中b绳对乙的拉力为3N。(均选填“大小”或“方向”)②图Ⅰ中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对(选填“相互作用力”或“平衡力”)。为了探究这两个力的大小关系，再做如图Ⅳ的实验：将弹簧测力计丙与丁相互对拉，它们的示数相等。于是可以得出，b绳对乙的拉力(选填“等于”或“不等于”)乙对b绳的拉力。由此可知，图Ⅰ中b绳对乙的拉力为N。(3)再通过受力分析可得，图Ⅰ中地面对乙有N的支持力。五、计算题26.如图K14-26所示，一根轻质直杠杆在水平位置保持平衡，左端挂100N的物体G1，其力臂l1为0.6m，右端挂200N的物体G2。(1)求右端物体G2的力臂l2。(2)若在右端增加200N的物体，要使杠杆再次水平平衡，支点应向哪端移动多少距离?图K14-26【参考答案】1.B2.B[解析]用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即选项图中杠杆的左端点，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力F2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力F1，因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆，即F1F2。故选B。3.D4.B5.B6.B7.C[解析]由图知，承担对物体拉力的绳子段数n=2，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力F=1𝑛（G+G动）=12×（200N+10N）=105N，故选C。8.B9.B[解析]由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以物体A水平向右做匀速直线运动时，受到绳的拉力FA=12GB=12×10N=5N；在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡，所以f=FA=5N，方向水平向左；若使物体A向左做匀速直线运动，则A受摩擦力水平向右，则F=FA+f=5N+5N=10N。10.D[解析]物体C的质量mC=𝑛𝑛𝑛=80N10N/kg=8kg，C的体积VC=1dm3=10-3m3，C的密度ρC=𝑛𝑛𝑛𝑛=8kg10-3m3=8×103kg/m3，A正确，不符合题意。C浸没在水中受到的浮力F浮=ρ水V排g=ρ水VCg=1.0×103kg/m3×10-3m3×10N/kg=10N，A端受到细线的拉力FA=FA'=GC-F浮=80N-10N=70N，B正确，不符合题意。由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得，FAlOA=FBlOB，则B端受到的拉力FB=FA×𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛=70N×21=140N，D所受的重力GD=mDg=20kg×10N/kg=200N，由物体间力的作用的相互性可知，D受到细线的拉力FB'=FB=140N，D对地面的压力F=GD-FB'=200N-140N=60N，D对地面的压强p=𝑛𝑛=𝑛𝑛𝑛2=60N（0.2m）2=1.5×103Pa，C正确，不符合题意。C浸没在水中，排开水的重力G排=F浮=10N，C浸没在水中后相当于在容器中增加10N的水，水对容器底增加的压强Δp=𝑛排𝑛容=10N400×10-4m2=250Pa，D错误，符合题意。11.200靠近12.95213.D624[解析]当作用在B点的力足够大时，杠杆右端下降，左端上升，杠杆先离开C点，此时支点为D。为使杠杆AB保持在水平位置平衡，支点为C，拉力力臂为BC时，拉力最小，根据杠杆平衡条件有G×AC=F1×BC，由题知BC=2AC，G=12N，则最小拉力F1=12G=6N；支点为D，拉力力臂为BD时，拉力最大，根据杠杆平衡条件有G×AD=F2×BD，由题知AD=2BD，则最大拉力F2=2G=24N。14.415.12.5416.乙F3F2F117.如图所示18.如图所示19.如图所示20.如图所示21.如图所示22.（1）60100（2）50（3）变小23.（1）右（2）2（3）224.（1）力臂（2）3（3）变大25.（1）3（2）①方向大小②相互作用力等于3（3）726.解：（1）杠杆水平平衡时，由杠杆的平衡条件可得G1l1=G2l2，则右端物