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素养全练12杠杆、滑轮与斜面基础夯实1.(2018贵州六盘水中考)开瓶时使用的开瓶器(图甲),可以简化成不计重力的省力杠杆(图乙),O为支点。若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直,且AO=6 cm,BO=1 cm,F1=25 N,则F2= N。答案:150解析:由杠杆的平衡条件得:F1L1=F2L2F1AO=F2BO25N6cm=F21cmF2=150N。2.(2018云南昆明中考)如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A点处挂一个重为20 N的物体,B点处加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,且OBAB=21。则F= N,它是杠杆。答案:30费力解析:因为OBAB=21,所以OBOA=OB(OB+AB)=23由杠杆平衡的条件F得:FOB=GOA可得:即:F=GOAOB=20N32=30N;因为FG,所以此杠杆为费力杠杆。3.(2018湖北天门中考)如图,水平地面放一两端粗细不同的长杆AB,其重心为O,OAOB=21,用竖直向上的力FA将长杆一端A微微抬离地面,FA为100 N,长杆AB所受重力为 N,用竖直向上的力FB将长杆的另一端B微微抬离地面,FB为 N。答案:300200解析:用竖直向上的力FA将长杆一端A微微抬离地面时,此时B是支点,长杆重心为O,根据杠杆平衡条件得:FAAB=GOB,长杆AB所受重力:G=FAABOB=AO+OBOB=100N2+11=300N;用竖直向上的力FB将长杆的另一端B微微抬离地面时,此时A为支点,根据杠杆平衡条件得:FBAB=GOA,FB=GOAAB=GOAOA+OB=300N22+1=200N。4.(2018四川广安中考)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100 N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(选填“增大”“减小”或“不变”)。答案:50减小解析:杠杆在水平位置保持平衡,由F1l1=F2l2可得,拉力的大小:F1=l2l1G=BCBAG=12100N=50N。若将A端缓慢向上提升一小段距离,则阻力臂l2将变小,阻力G不变,即F2l2变小,因为拉力方向始终垂直于杠杆,所以动力臂不变,l1始终等于BA,根据F1l1=F2l2可知F1变小,即拉力F减小。5.(2018北京中考)小华探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)端调节。杠杆水平后,在杠杆上的A点悬挂了2个钩码,如图乙所示,为保持杠杆水平平衡,应在B点悬挂个钩码。答案:右3解析:(1)由图甲可知,杠杆的右端上翘,所以平衡螺母向上翘的右端移动;(2)设一个钩码为G,一格的长度为L,根据杠杆的平衡条件可得:2G3L=nG2L,解得:n=3。6.(2018辽宁盘锦中考)请在图中画出:重物所受重力的示意图;支点O;拉力F的力臂L。答案:如图所示解析:重物受到的重力作用在它的重心(几何中心),由重心开始画一条竖直向下的有向线段,并标出符号G,即为其重力示意图;定滑轮可以绕中间轴转动,所以支点O为定滑轮的轴;图中拉力F是斜向下的,过支点O作拉力F作用线的垂线段,即为拉力F的力臂L。7.(2018安徽来安期末)如图所示,在水平地面上的物体A在拉力F的作用下向左匀速运动。已知物体A受到的摩擦力为30 N,GA=100 N,则绳子对A的拉力F= N,作用在绳子自由端的力F= N。(不计滑轮重及绳间摩擦)答案:3015解析:(1)因为水平地面上的物体A,在拉力F的作用下向右做匀速直线运动,所以物体A在水平方向上受到的拉力和摩擦力为一对平衡力,即F=Ff=30N;(2)根据图示可知,n=2;不计滑轮重及绳间摩擦,由F=1nF可得:F=12F=1230N=15N。8.(2018安徽繁昌期末)如图所示,(滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计)物体A重50 N,物体B重30 N,物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。A受到的绳子拉力为 N,如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A,使物体B匀速上升,则该拉力F的大小为 N。答案:1020解析:由题图可知,连接动滑轮绳子的股数n=3,滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计,则绳子自由端的拉力:F=13GB=1330N=10N,根据力的作用是相互的可知,物体A受到绳子的拉力:F=F=10N。因为物体A向右做匀速直线运动,受到向右的拉力与向左的摩擦力是一对平衡力。则物体A受到的摩擦力:Ff=F=10N。当在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A,使物体B匀速上升,物体A将水平向左做匀速直线运动,此时A受到向左的拉力F、向右的绳子拉力F、向右的摩擦力Ff(且摩擦力大小不变)。根据力的平衡条件可知,施加的水平向左的力:F=Ff+F=10N+10N=20N。9.(2018山东威海中考)如图为吊装工具示意图,物体M为重5 000 N的配重,杠杆AB的支点为O,OAOB=12,定滑轮重100 N。当重为700 N的工人用300 N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)答案:4004 500解析:(1)人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支,由力的平衡条件可得:F+F支=G,则F支=G-F=700N-300N=400N,因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面的压力:F压=F支=400N;(2)定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得:FA=3F+G定=3300N+100N=1000N;杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,即FA=FA=1000N;根据杠杆的平衡条件:FAOA=FBOB,且OAOB=12,所以:FB=FAOAOB=1000NOA2OA=500N;因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力,即FB=FB=500N;物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M受到的支持力为:FM支持=GM-FB=5000N-500N=4500N,因为物体间力的作用是相互的,所以物体M对地面的压力:FM压=FM支持=4500N。10.(2018广西中考)在探究“杠杆平衡条件”实验中,杠杆在力F作用下水平平衡,如图所示,现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F与其力臂的乘积变化情况是()A.一直变小B.一直变大C.一直不变D.先变小后变大答案:C解析:将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件可知,拉力F与其力臂的乘积也是不变的。11.(2018山东聊城中考)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5 kg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5 kgB.大于49 NC.小于49 ND.等于49 N答案:B解析:力的单位是N,质量的单位是kg,题目是求力的大小,不能用kg做单位,故A错误;由图知,物体的重力为G=mg=5kg9.8N/kg=49N;肱二头肌的拉力为动力,物体对手的压力为阻力,支点在肘,如图所示。所以动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2因为L1F2即肱二头肌收缩所承受的力一定大于49N。故B正确,CD错误。12.(2018贵州贵阳中考)人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确的是()A.筷子可以省距离B.所有剪刀都一定省力C.定滑轮可以省力D.撬棒越短一定越省力答案:A解析:用筷子夹菜时,动力臂小于阻力臂,所以是一个费力杠杆,费力但省距离,故A正确;剪铁皮用的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;理发用的剪刀,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。所以,剪刀有省力的,也有费力的,故B错误;定滑轮在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力,故C错误;撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。在其他条件不变时,省力的多少取决于动力臂的长短,撬棒越短动力臂越小,越费力,故D错误。13.(2018江苏连云港中考)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()A.F1F2C.F2F2,故A错误,B正确;用力F2使杠杆在水平位置保持平衡时,由杠杆平衡条件可得:F2L2=GL,由题图知L2G;故C错误;因为F1F2,F2G,所以F1F2G,故D错误。14.(2018山东烟台中考)如图所示的杠杆,属于费力杠杆的是()答案:C解析:羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A不符合题意。起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,B不符合题意。镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,C符合题意。钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,D不符合题意。15.(2018安徽合肥瑶海区一模)如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中所需动力最大的是()答案:C解析:不计机械重和摩擦,由题图可知:F14m=G2m,所以F1=G2;滑轮组由三段绳子承担,所以F2=G3;由题图C知,使用的是定滑轮,所以F3=G;根据杠杆的平衡条件:F4(L+3L)=GL,所以F4=G4。由以上分析得F3F1F2F4。16.(2018黑龙江大庆中考)如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2 m/s,拉绳的力F是9 N。由此可知()A.物重是27 N,物体的速度是0.4 m/sB.物重是18 N,物体的速度是0.6 m/sC.物体受到的摩擦力是27 N,物体的速度是0.4 m/sD.物体受到的摩擦力是18 N,物体的速度是0.6 m/s答案:C解析:本题滑轮组做功是克服摩擦力做功,有3段绳子承担拉力,因此物体受到的摩擦力是Ff=39N=27N;物体移动的速度:v=1.2m/s3=0.4m/s。能力提升17.(2018四川凉山中考)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中。(1)在杠杆上挂钩码前,杠杆静止在甲图中的位置,为使杠杆水平平衡,应将右端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节。将杠杆调节水平平衡的目的是避免对实验的影响和便于。(2)乙图
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