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1第14讲简单机械第1课时杠杆和滑轮命题点1杠杆分类(8年1考)1．(2013·河北)如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是(C)①核桃夹②船桨③手推车④碗夹A．①②B．②③C．②④D．③④命题点2探究杠杆的平衡条件(8年1考)2．(2018·河北)探究杠杆的平衡条件．(1)杠杆两端的螺母作用是__调节杠杆在水平位置平衡__．(2)小明用如图甲所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是__F1l1＝F2l2__．实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15(3)小明又用如图乙所示装置进行实验，请在图中画出拉F的力臂，弹簧测力计的读数应是__2__N．(一个钩码重0.5N)2解：(4)如图丙所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡．她用刻度尺测出l1和l2，则2l1__＞__(填“＞”“＜”或“＝”)3l2.【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出L1和L2(如图丁所示)，则游码的质量为__5L22L1__g.命题点3杠杆平衡条件及其应用(8年2考)3．(2015·河北)如图所示，将边长为10cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F1＝30N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0.撤去F1，在B点施加力F2时，合金块对地面的压强为1.2×103Pa.(OB＝3OA，g取10N/kg)(1)画出F2的力臂．(2)求合金块的质量．(3)求F2的大小．解：(1)如图所示(2)由杠杆的平衡条件：F动l动＝F阻l阻则G＝F1×lOBlOA＝30N×3OAOA＝90N根据G＝mg，所以m＝Gg＝90N10N/kg＝9kg(3)由于p＝FS，则F支＝F压＝pS＝1.2×103Pa×(0.1m)2＝12N由于F2与OB的夹角为30°，所以F2的力臂l2＝12OB，则(G－F支)×lOA＝F2×l2F2＝（G－F支）×lOAl2＝2×（90N－12N）×OA3×OA＝52N34．(2014·河北)小明做俯卧撑时(如图所示)，可将其视为一个杠杆，重心在O点．他将身体撑起时，地面对两脚尖的支持力为250N，两脚尖与地面的接触面积为60cm2，双手与地面的接触面积为300cm2.(1)画出以B点为支点时重力的力臂l.(2)如果小明的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为5∶2，地面对双手的支持力为多少？(3)小明在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离都为0.36m，则他1min内克服重力所做的功为多少？解：(1)(2)由于p＝FS，p脚尖p手＝52则F手＝2F脚尖×S手5S脚尖＝2×250N×300×10－4m25×60×10－4m2＝500N(3)由杠杆的平衡条件：F1l1＝F2l2以B为支点时：F脚尖×AB＝Gl……①以A为支点时：F手×AB＝G(AB－l)……②将F脚尖＝250N、F手＝500N、AB＝1.5m代入①②式，解得：G＝750N，l＝0.5m构建数学模型如图所示，利用相似三角形得hΔh＝ABAB－l，当肩部上升的距离为h＝0.36m时，重心上升的距离为Δh则：Δh＝h（AB－l）AB＝0.36m×（1.5m－0.5m）1.5m＝0.24m1min内克服重力所做的功：W＝nGΔh＝30×750N×0.24m＝5400J4重难点1杠杆的动态平衡问题(2018·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)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(C)A.仍然平衡B.右端下降C.左端下降D.无法判断重难点2杠杆的最小力问题(2018·眉山)如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的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)．解：【变式训练2】如图所示，画出使杠杆AB在如图位置静止时所用最小力F的作用点和方向．解：实验突破探究杠杆的平衡条件(2018·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．5(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__右__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__左__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较少钩码的前提下，只需将__左侧的钩码去掉一个__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__小李__的实验方案更好，请说明你的理由__弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量__．(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__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)如图戊所示，若不在D点挂钩码，改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将__变大__．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__C__(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1．(2018·烟台)如图所示的杠杆，属于费力杠杆的是(C)62．(2017·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(B)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(D)4．(2018·邯郸一模)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图．下列说法中正确的是(C)A．刀刃很薄可以增大压力B．铡刀实质上是一种费力杠杆C．甘蔗放在a点比b点更易被切断D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力5．(2018·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(B)A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．无法判断6．(2018·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F1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(B)7A．F1＜F2B．F1＞F2C．F2＜GD．F1＝G7．(2018·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(B)A．3NB．6NC．11ND．22N8．(2017·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(D)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__轮轴__，盘山公路实际上是一个__斜面__．(填“杠杆”“滑轮”“轮轴”或“斜面”)10．(2018·天津)利用图甲中的撬棒撬石块时，撬棒相当于__省力__(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__300__N.11．(2018·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__10__000__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__15__cm.(g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)812．(2017·曲靖)如图所示，小轿车的方向盘相当于一个轮轴，若F1＝20N，盘的半径为20cm，轴的直径为4cm，不计摩擦阻力，则F2＝__200__N．门锁的把手相当于一个__省力__(填“省力”或“费力”)轮轴．13．(2018·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＝__50__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__减小__(填“增大”“减小”或“不变”)．14．(2018·唐山古冶区模拟)在探究杠杆平衡条件的实验中：(1)小明把杠杆支在支架上，若杠杆左端下沉，可调节左端的平衡螺母向__右__端移动，使杠杆在水平位置平衡．(2)如图甲所示，在杠杆右侧B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左侧A处挂__3__个相同的钩码．(3)如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的示数__变大__(填“变大”“不变”或“变小”)，原因是__弹簧测力计拉力的力臂变小__．(4)探究过程中，如图丙在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G＝2.5N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态．根据多次测量的F、L数据，画出F和1L的图线如图丁，由图丁可得出杠杆平衡的条件是F与L成__反比__，根据杠杆平衡条件，可求出重力G的力臂是__0.2__m.915．(2018·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__10__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__10__s后，可使G1对地面的压力恰好为零．16．(2018·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__400__N，物体M对地面的压力为__4__500__N．(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)17．(RJ教材8下P80T2变式)(2018·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．解：18．(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．解：第2课时机械效率命题点1影响滑轮组机械效率的因素(8年1考)1．(2015·河北)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度．若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是(ABD)10A．F1大于F2B．F1和F2做的功一定相等C．甲、乙的机械效率不相等D．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动的时间可能相等命题点2测量滑轮组的机械效率(8年1考)2．(2011·河北)下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据.动滑轮重G动/N物重G/N钩码上升高度h/m动力F/N动力作用点移动距离s/m滑轮组的机械效率η10.510.10.70.347.6%20.520.11.10.360.6%30.