1、专题训练16 简单机械专题训练(十六) 简单机械(限时:50分钟)|基础达标|一、选择题1.如图K16-1是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是 ()图K16-1A.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2.2019泸州如图K16-2所示,在“探究杠杆平衡条件”的实验中,轻质杠杆上每个小格长度均为2 cm,在B点竖直悬挂4个重均为0.5 N的钩码,在A点用与水平方向成30角的动力F拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断,下列说法中正确的是 ()图K16-2A.杠杆的动力臂为8 cmB.该杠杆
2、为费力杠杆C.该杠杆的阻力大小为0.5 ND.动力F的大小为1.5 N3.2019江西如图K16-3所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是()图K16-3A.F2F3=F4F1 B.F2F4F1F3C.F4=F2F1F3 D.F4F2F3F14.2019自贡如图K16-4所示,物体A、B的重分别为20 N、10 N,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K16-4A.F=20 NB.F=10 NC.F=5 ND.F=30 N5
3、.2019益阳在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图K16-5所示,有关力的分析正确的是()图K16-5A.车对地面的压力与车的重力是一对平衡力B.车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力C.脱困必需2400 N的拉力时,绳索自由端的力F至少为1200 ND.脱困必需2400 N的拉力时,绳索自由端的力F至少为800 N二、填空题6.2019凉山州如图K16-6所示,轻质杠杆OB的重力忽略不计,OB=3OA,物体G的重力为150 N。若要使物体G对水平地面的压力为零且轻杠OB仍能处于如图所示的水平位置,则需要在B端施加的拉力F=N。图K16-67.2019益阳如图K16-7所示是吊车吊起货
4、物的示意图,已知AB=4 m,BC=6 m。吊臂是一个杠杆,当吊臂吊着2 t的货物处于静止状态时,杠杆的支点是(选填“A”“B”或“C”)点,伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为N。(g取10 N/kg)图K16-78.如图K16-8所示的滑轮组,不计拉线质量及滑轮转动时的摩擦,重物G=100 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K16-89.2018威海 图K16-9为吊装工具示意图,物体M为重5000 N的配重,杠杆AB的支点为O
5、,OAOB=12,每个滑轮重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)图K16-9三、作图题10.2019达州轻质杠杆OABC能够绕O点转动,已知OA=BC=20 cm,AB=30 cm,在B点用细线悬挂重为100 N的物体G,为了使杠杆在如图K16-10所示的位置平衡,请在杠杆上作出所施加最小动力F1的示意图。(不要求写出计算过程)图K16-1011.2018山西 如图K16-11所示,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物G,在杠杆上施加最小动力F,使杠杆在图示位置
6、平衡,请你在图中画出这个力的示意图。图K16-11四、实验探究题12.2019咸宁 小敏同学参加研学旅行时,在湖边捡到一块漂亮的小石块,她用家中常见物品与刻度尺巧妙地测出了小石块的密度,她的测量方案如下:用细绳将一直杆悬挂,调节至水平位置平衡,记下细绳在直杆上的结点位置O;将一重物悬于结点O左侧的A点,小石块悬于结点O的右侧,调整小石块的位置,如图K16-12所示,当小石块悬于B点时,直杆在水平位置平衡;图K16-12用刻度尺测量OA的长度为L1,OB的长度为L2;保持重物的悬点位置A不变,将结点O右侧的小石块浸没在盛水的杯中(未与杯底、杯壁接触),调整小石块的悬点位置,当小石块悬于C点时,直
7、杆在水平位置平衡;用刻度尺测量OC的长度为L3。请根据她的测量方案回答以下问题:(1)实验中三次调节了直杆在水平位置平衡。其中,第一次调节水平平衡是,第二次调节水平平衡是。(均填选项前字母)a.消除直杆自重的影响b.便于测量力臂(2)实验中长度(选填“L1”“L2”或“L3”)的测量是多余的。(3)C点应该在B点的(选填“左”或“右”)侧。(4)小石块密度的表达式为石=。(从字母水、L1、L2、L3中选择合适的进行表示)|自我挑战|13.2019衢州如图K16-13所示是起重机用四种方案将地面上的一棵大树拉起的瞬间,其中拉力最小的是()图K16-1314.2019黔东南州某大桥设计车速为60
8、km/h,图K16-14甲为该大桥的实景图,其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥,可逐步抽象成图乙、图丙、图丁所示的模型。图K16-14(1)可以看出它用到了(选填“杠杆”或“斜面”)的物理知识。为了减小钢索承受的拉力,在需要与可能的前提下,可以适当(选填“增加”或“减小”)桥塔的高度。(2)若某汽车质量为5103 kg,在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的0.06倍,则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为W。(g取10 N/kg)15.2019郴州材料相同的甲、乙两个实心物体分别挂在杠杆A、B两端,O为支点(OAOB),如图K16-15所示,杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体
9、(不溶于水)浸没于水中,杠杆将会()图K16-15A.A端下沉 B.B端下沉C.仍保持平衡 D.无法确定16.2019广安如图K16-16所示,一轻质杠杆水平支在支架上,OAOC=21,G1是边长为5 cm的正方体,G2重20 N,则绳子对G1的拉力为N,此时G1对地面的压强为2104 Pa,G1重N。图K16-1617.2019绍兴如图K16-17是上肢力量健身器材示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AB=3BO,配重的重力为120 N。重为500 N的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时,杠杆在水平位置平衡,配重对地面的压力为85 N。在B点施加竖直向下的拉力为F2时,杠杆
10、仍在水平位置平衡,配重对地面的压力为60 N。已知F1F2=23,杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是()图K16-17A.配重对地面的压力为50 N时,健身者在B点施加竖直向下的拉力为160 NB.配重对地面的压力为90 N时,健身者在B点施加竖直向下的拉力为120 NC.健身者在B点施加400 N竖直向下的拉力时,配重对地面的压力为35 ND.配重刚好被匀速拉起时,健身者在B点施加竖直向下的拉力为540 N18.2019绵阳用水平力F1拉动如图K16-18所示装置,使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动,物块B在木板A上表面相对地面
11、静止,连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2。不计滑轮重和绳重,滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是 ()图K16-18A.F1=F2 B.F2F12F219.2019河北如图K16-19所示,一轻质杠杆AB,长为1 m,支点在它的中点O,将重分别为10 N和2 N的正方体M、N用细绳系于杠杆的B点和C点,已知OCOB=12,M的边长l=0.1 m。(1)在图中画出N受力的示意图。(2)求此时M对地面的压强。(3)若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分,然后将C点处系着N的细绳向右移动h时,M对地面的压强减小了60 Pa,求h为多少。图K16-19【参考答案】1.C解析刀刃很薄则减
12、小了受力面积,从而增大了压强,故A错误;由图可知,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的动力臂大于F1的动力臂,因此沿F2方向更省力,故D错误。2.B解析动力臂为l1=OAsin30=42 cm=4 cm,故A错误;阻力臂为l2=OB=32 cm=6 cm4 cm,即阻力臂大于动力臂,该杠杆为费力杠杆,故B正确;该杠杆的阻力大小为F2=40.5 N=2 N,故C错误;根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,代入数据,2 N6 cm=F4 cm,解得动力F
13、=3 N,故D错误。3.B解析因不计机械自重与摩擦,图甲中重物G离支点3个小格,F1离支点3个小格,根据杠杆平衡条件得F1=G;图乙中滑轮组有三段绳子吊着物体,则F2=G;图丙中F3下方吊着两段绳子,其中一段吊着物体,则F3=2G;图丁中设斜面长为s,则斜面高为h=s,F4=G,故有F2F4F1500 N,因为人的最大拉力等于体重500 N,因此配重不可能被匀速拉起,故D错误。18.D19.解:(1)如图所示(2)设B端受到细绳的拉力为FB,由杠杆平衡条件得,GNOC=FBOB,已知OCOB=12,则FB=GN=2 N=1 N;由于力的作用是相互的,则细
14、绳对M的拉力F=FB=1 N,此时M对地面的压力F压=F支=GM-F=10 N-1 N=9 N,M与地面的接触面积S=l2=(0.1 m)2=0.01 m2,则此时M对地面的压强p=900 Pa。(3)沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h部分后,M剩余部分的底面积S=l=l(l-h),M剩余部分的体积V=Sl=l2(l-h),M剩余部分的密度不变,则剩余部分的重力与原来重力的比值=,所以M剩余部分的重力GM=GM=10 N,M剩余部分对地面的压强p=p-p=900 Pa-60 Pa=840 Pa,M剩余部分的底面积S=l(l-h)=0.1 m(0.1 m-h),地面对M剩余部分的支持力F支=F压=pS=840 Pa0.1 m(0.1 m-h),将C点处系着N的细绳向右移动h后,设此时B端受到细绳的拉力为FB,=,O为AB中点,则OC=AB=1 m=0.25 m,OB=AB=0.5 m,由杠杆平衡条件得,GN(OC-h)=FBOB,则FB=,即细绳对M剩余部分的拉力F=FB=,对M剩余部分进行受力分析,由力的平衡条件得,F支+F=GM,将式代入式得:840 Pa0.1 m(0.1 m-h)+=10 N,解得h=0.05 m。
