1、1课时训练(九) 杠杆 滑轮一、选择题1如图 91 所示的简单机械中一定省力的是( )图 912踮脚是一项很好的有氧运动(如图 92 所示)，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱。踮脚运动的基本模型是杠杆，则下列分析正确的是( )图 92A脚后跟是支点，是省力杠杆B脚后跟是支点，是费力杠杆C脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆D脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆3到野外郊游时，小明和爸爸喜欢钓鱼。鱼上钩后，小明感觉鱼在水中时很轻，拉出水面后“变重”，在把鱼逐渐拉出水面的过程中，鱼受到的( )A浮力增大，鱼竿是省力杠杆 B重力增大，鱼竿是省力杠杆C浮力减小，鱼竿是费力杠杆 D重力
2、减小，鱼竿是费力杠杆4如图 93 所示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( )Al 1 Bl 2 Cl 3 Dl 4图 935如图 94 是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是( )2图 94A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6如图 95 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 2 cm，当弹簧测力计在 A 点斜向上拉(与水平方向成 30角)杠杆，
3、使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是( )图 95A动力臂为 0.08 m B此时为省力杠杆C弹簧测力计的示数为 4 N D钩码总重为 2 N7为倡导低碳出行，东营市投放了大量的共享单车，如图 96 所示。共享单车的设计应用到许多物理学知识，以下说法正确的是( )图 96A车座设计的面积较大，可以增大压强B轮胎表面凹凸不平的花纹可以减小摩擦C红色尾灯利用光的反射起到警示的作用D刹车手闸是费力杠杆8在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式中，所用动力最小的是(不计机械自重、绳重和摩擦)( )图 9739如图 98 所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度
4、，所用的力分别是 F 甲 和 F 乙 ，拉力做功的功率分别是 P 甲 和 P 乙 。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则 F 甲 与F 乙 、P 甲 与 P 乙 之间的大小关系是( )图 98AF 甲 F 乙 、P 甲 P 乙 BF 甲 F 乙 、P 甲 P 乙CF 甲 F 乙 、P 甲 P 乙 DF 甲 F 乙 、P 甲 P 乙10如图 99 所示的水平地面 ABOCD，以 O 点为界，AO 段是一种材质，OD 段是另一种材质。细线一端系在物体上，绕过轻质滑轮，另一端系在墙上，拉滑轮的水平力 F 恒为 4 N，物体经过 A 点时开始计时，此后各段路程及耗时见下表。下列说法正确的是( )图 99区间
5、 AB BO OC CD距离 1 m 1 m 1.5 m 2.5 m耗时 1 s 1 s 1 s 1 sA物体在 CD 区间运动时的平均速度为 2 m/sB物体在 BO 区间运动时受到水平向左的 4 N 的摩擦力C物体在 OC 区间运动过程中，拉力 F 做的功为 3 JD物体在 BO 区间运动过程中，拉力 F 做功的功率为 1 W11(多选)如图 910 所示，某人用扁担挑起两筐质量分别为 m1、m 2的货物，当他的肩位于 O 点时，扁担水平平衡，已知 l1l2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向 O 点移近相同的距离 l，则( )图 910A扁担左端向下倾斜4B扁担右端向下倾斜C要使扁担
6、恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为(m 2m 1) ll2 lD要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为(m 2m 1) ll1 l二、填空题12如图 911 所示的拉杆箱使用时相当于一个(选填“省力”或“费力”)杠杆。若拉杆箱和物品共重 100 N，动力臂是阻力臂的 4 倍，则抬起拉杆的力 F 为N。图 911 13如图 912 所示，轻质杠杆 OA 的中点挂有一重力 G60 N 的物体，在 A 端施加一竖直向上的力F，使杠杆在水平位置平衡，则 FN。保持 F 的方向不变，在将杠杆从 A 位置匀速提到 B 位置的过程中，力 F 将(选填“变大” “不变”或“变小”)。图
7、 912142017杭州小金将长为 0.6 m、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端 A 点挂着一个 40 N的物体，肩上支点 O 离后端 A 点的距离为 0.2 m，他用手压住前端 B 点使木棒保持水平平衡，如图 913所示。小金的质量为 50 kg，则此时手压木棒的压力大小为N，肩对木棒的支持力大小为N，人对地面的压力大小为N。(g 取 10 N/kg)图 91315如图 914 所示，用固定在墙上的三角形支架 ABC 放置空调室外机。如果 A 处螺钉松脱，则支架会绕点倾翻。已知 AB 长 40 cm、AC 长 30 cm，室外机的重力为 300 N，正好处在 AB 中点处，则 A 处螺
8、钉的水平拉力为N(支架重力不计)。为了安全，室外机的位置应尽量(选填“靠近”或“远离”)墙壁。5图 91416如图 915 所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动时的摩擦，重物 G100 N，每一个滑轮重20 N。当绳自由端拉力 F 竖直向上且大小为 30 N 时，重物 G 对地面的压力为N。拉力 F 为N 时，恰能让重物 G 匀速上升。若重物 G 能以 0.1 m/s 的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为m/s。图 915三、作图题17用如图 916 所示的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。图 9 1618如图 917 所示是一个电热水壶的简易图，请在图中画出它所受重力的示意图(B
9、点为重心)；用力作用在壶盖上 A 点时，可将壶盖打开，请在 A 点画出所需最小力 F 的示意图。(O 为支点)图 91719用力 F1把门推开，弹性绳会被拉长，如图 918 所示，此时门处于静止状态。图 9186(1)画出弹性绳对门的拉力 F2的示意图。(2)O 为支点，画出力 F1的力臂。(3)根据杠杆的平衡条件_可知，F 1_(选填“” “”或“”)F 2。四、实验探究题20利用图 919 所示的实验装置探究“杠杆的平衡条件”：图 919(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是_，若出现图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调。(2)如图乙所示，杠杆在水平
10、位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是_。经老师提醒后，小明继续进行实验，如图乙所示，若将 A、B 两点下方挂的钩码同时朝远离支点 O 方向移动一小格，则杠杆_(选填“仍保持平衡” “左端下沉”或“右端下沉”)。(3)如图丙所示，若不在 B 点挂钩码，可改用弹簧测力计在 B 点向下拉杠杆，当弹簧测力计从 a 位置转动到 b 位置时，要使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将_。五、计算题21图 920 甲是天工开物中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙所示。轻质杆杠的支点 O 距左端距离 l10.5 m，距右端距离 l2 0.2 m。
11、在杠杆左端悬挂质量为 2 kg 的物体 A，右端挂边长为 0.1 m 的正方体 B，杠杆在水平位置平衡时，正方体 B 对地面的压力为 20 N。(g 取 10 N/kg)(1)求此时杠杆左端所受的拉力大小为多少。(2)求正方体 B 的密度为多少。(3)若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为 4103 Pa，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体 A 的重力至少为多少？图 9207参考答案1A2C 解析 如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方 O 是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。3C 解析 把鱼逐渐拉出水面的过程中，鱼排开水的体积逐渐减小，根据 F 浮 液 gV
12、排 可知：鱼受到的浮力逐渐减小，而鱼的重力是不变的，由于钓鱼线对鱼施加的拉力等于鱼的重力减去浮力，所以拉力逐渐变大，即感到鱼“变重” ；钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，是一种费力杠杆。4B 解析 由题图可知，动力为拉动杠杆的力，作用在滑轮与杠杆之间的拉绳上，动力臂为支点到动力作用线的距离，故 l2为动力臂。5C 解析 刀刃很薄则减小了受力面积，从而增大了压强，故 A 错误；由题图可知，铡刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 B 错误；甘蔗放在 a 点比在 b 点时阻力臂小，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件，可知甘蔗放在 a 点比在 b 点时更省力，更易被切断，故 C 正确；由图知 F2的动
13、力臂大于F1的动力臂，因此沿 F2方向更省力，故 D 错误。6D 解析 由题图可知，当弹簧测力计在 A 点斜向上拉(与水平方向成 30角)时，动力臂是 OA的一半，l 1 OA 42 cm4 cm0.04 m，故 A 错误；弹簧测力计的示数为 F23 N，故 C 错误；12 12阻力臂 l232 cm6 cm 0.06 m，则 l2l 1，为费力杠杆，故 B 错误；根据杠杆的平衡条件可求出钩码的总重力 G 2 N，故 D 正确。3 N0.04 m0.06 m7C 解析 车座设计的面积较大是在压力不变的情况下，通过增大受力面积减小压强，故 A 错误；轮胎表面凹凸不平的花纹可以在压力不变的情况下，
14、增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故 B 错误；红色尾灯利用了光的反射，故 C 正确；刹车手闸的动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故 D 错误。8D9C 解析 由题意可知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，题图甲所示装置中拉力作用在动滑轮的轴上，则 F 甲 2mg；乙图所示装置中拉力作用在绳子自由端，即 F 乙 mg，F 甲 F 乙 ，故 A、D 错误。物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为 v 甲 v 物 ，v 乙 2v 物 ，12 128则 P 甲 F 甲 v 甲 2mg v 物 mgv 物 ，P 乙 F 乙 v 乙 mg2v 物 mgv 物 ，则 P 甲 P 乙
15、，故 C 正确、B 错误。12 1210C 解析 由题表可知，物体在 CD 区间运动的平均速度为 v 2.5 m/s，故 A 错误。st 2.5 m1 s由题表可知，物体在 AO 间运动时速度不变，受力平衡，拉力 F 作用在动滑轮轴上，则物体受到的拉力F F 4 N2 N，则物体受到水平向左的 2 N 的摩擦力，故 B 错误。物体在 OC 区间运动过程中，12 12拉力 F 做的功为 WFsF s 物 4 N 1.5 m3 J，故 C 正确。物体在 BO 区间运动过程中，拉12 12力 F 做功的功率为 PFv BOF v 物 4 N 1 m/s2 W，故 D 错误。12 1211AC 解析
16、由题图可知，根据杠杆平衡条件，m 1gl1m 2gl2，因为 l1l 2，所以 m1m 2。当将两筐的悬挂点向 O 点移近相同的距离 l 时，m 1g(l1l)m 2g(l2l)m 1gl1m 1glm 2gl2m 2glm 1gl1m 2gl2gl(m 2m 1)gl(m 2m 1)0，所以 m1g(l1l)m 2g(l2l)，所以扁担左端向下倾斜，故 A 正确、B 错误。若要使扁担恢复平衡，设需向右筐中加入质量为 m 的货物，则有 m1g(l1l)(m 2m)g(l 2l)，整理得 m(m 2m 1) ，故 C 正确、D 错 ll2 l误。12省力 25 1330 不变1420 60 54
17、0解析 由题意，根据杠杆的平衡条件有 FOBGOA，即 F(0.6 m0.2 m)40 N0.2 m，所以 F20 N，即手压木棒的压力大小为 20 N。肩对木棒的支持力大小为 FFG20 N40 N60 N；人对地面的压力大小为 F 压 G 人 G50 kg10 N/kg40 N540 N。15C 200 靠近解析 C 点是支点，空调自身的重力是阻力，在阻力与阻力臂一定的情况下，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，FACG AB，即 F30 cm 300 N 40 cm，解得 F200 N；为了安全，12 12室外机的位置应尽量靠近墙壁，以减小阻力臂，从而减小 A 处的拉力。1630
18、40 0.3解析 由受力分析可知，重物 G 对地面的压力为 F 压 GG 动 3F100 N20 N90 N30 N；物体恰好匀速上升时对地面压力为 0，由受力分析可知，3FGG 动 100 N20 N120 N，则 F40 N；重物 G 以 0.1 m/s 的速度匀速上升时，有 3 股绳子作用在动滑轮上，则绳自由端向上运动速度为 0.3 m/s。17如图所示918如图所示19(1)(2)如图所示(3)F1l1F 2l2 解析 (1)弹性绳对门的拉力的作用点在弹性绳与门的接触点上，方向指向弹性绳收缩的方向，大小用 F2表示。(2)沿力 F1的方向作其力的作用线，过支点 O 向力的作用线作垂线，
19、该垂线段就是力 F1的力臂。(3)杠杆平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，用公式可表示为 F1l1F 2l2，阻力臂 l2是过 O点向力 F2作的垂线段，很明显 l1l 2，所以 F1F 2。20(1)便于读取力臂 右(2)实验次数少，所得结论不具有普遍性 左端下沉(3)变大21解：(1)此时杠杆左端所受的拉力大小为物体 A 的重力，F 左 G Am Ag2 kg10 N/kg20 N。(2)设正方体 B 对杠杆的拉力为 F 右 ，由杠杆平衡条件可知，F 左 l1F 右 l2，即 20 N0.5 mF 右 0.2 m，解得 F 右 50 N。则正方体 B 的重力为 GB50 N20 N70 N，正方体 B 的质量为 mB 7 kg，GBg 70 N10 N/kg则正方体 B 的密度 B 710 3 kg/m3。mBVB 7 kg（ 0.1 m） 3(3)若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为 4103 Pa，则能承受的最大压力为 F 最大10pS410 3 Pa0.1 m0.1 m40 N，则 B 对杠杆右侧的拉力最小为 F 右 G BF 最大 70 N40 N30 N，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体 A 的重力最小时 F 最小 l1F 右 l 2，即 F 最小 0.5 m30 N0.2 m，解得 F 最小 12 N，则物体 A 的重力至少为 12 N。
