中考物理壓軸題簡(jiǎn)單機(jī)械壓軸題

簡(jiǎn)單機(jī)械壓軸題

選擇題（共3小題）

1.如圖所示，一輕質(zhì)杠桿0B可繞。自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在B點(diǎn)位置掛一重物G,在。B

上某點(diǎn)A處施加力F,使杠桿從水平位置勻速轉(zhuǎn)到豎直位置，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程

中，若力F的方向始終與杠桿垂直且作用點(diǎn)始終在A點(diǎn)，拉力F的力臂為L(zhǎng)i,

A.Li不變，L2不變，F(xiàn)保持不變B.Li增大，L2減小，F(xiàn)先增大后減小

C.Li減小，L2增大，F(xiàn)一直增大D.L］不變，L2減小，F(xiàn)一直減小

2.如圖所示，輕質(zhì)滑輪組恰處于靜止?fàn)顟B(tài)。甲、乙的密度分別為p甲、p乙，質(zhì)量

比是4:5.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.裝置靜止時(shí)，甲、乙受到的合力都為零

B,乙對(duì)水平地面壓力與乙的重力之比為3:5

C.乙如圖放置與甲疊放在乙上放在水平地面時(shí)相比，對(duì)地面的壓強(qiáng)之比為1：4

3P甲

D.甲如圖放置和甲浸沒(méi)在水中時(shí)，乙受到的支持力之比為--------一

3P甲+2P水

3.如圖所示，杠桿AB的A點(diǎn)掛邊長(zhǎng)為10cm的正方體C,B點(diǎn)掛體積為ZOOOcn?

實(shí)心小球D,AO:OB=1:2,杠桿在水平位置平衡時(shí)，D靜止在空中，C對(duì)水

平地面的壓強(qiáng)為pi；若將小球D浸沒(méi)在某種液體中（未接觸到容器底），杠桿在

水平位置平衡時(shí)，C對(duì)水平地面的壓強(qiáng)P2比pi增大了4000Pa(A點(diǎn)受到豎直向

下的拉力為10N,則下列選項(xiàng)正確的是(g取10N/kg)()

A.小球D浸沒(méi)在某種液體中受到的浮力為20N

B.小球D浸沒(méi)在某種液體中受到的浮力為40N

C.該液體的密度是2.0xdkg/m3

D.小球D的密度是1.0xl03kg/m3

二.填空題(共3小題)

4.如圖所示，一輕質(zhì)杠桿AB支在支架上，OA=20cm,Gi為一邊長(zhǎng)為5cm的正

方體，G2重為20N.當(dāng)OC=10cm時(shí)，Gi對(duì)地面的壓強(qiáng)為2xl()4pa.現(xiàn)用一水

平拉力F使G2以2cm/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)Gi對(duì)地面的壓力為0時(shí)所經(jīng)

過(guò)的時(shí)間為：

5.2011年5月22日，水下考古破解“南澳I號(hào)”之謎的工作在南海全面展開。請(qǐng)分

析回答：在潛水員完全浸沒(méi)水中并繼續(xù)下潛的過(guò)程中，海水對(duì)潛水員的壓強(qiáng)將

(選填“變大”、“變小”或“不變”),如圖所示，質(zhì)量為60kg的人，站在質(zhì)量為30kg

的吊籃內(nèi)，他至少用N的拉力拉住繩子，才能使自己和吊籃在空中保持

靜止。(g=10N4g)

6.圖中AOB是可繞O點(diǎn)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，A端掛重300N的物塊，AO與OB

長(zhǎng)度之比為5:4.人始終沿豎直方向拉掛在B端的輕環(huán)。要使輕桿水平平衡，

人應(yīng)施加拉力為N,人要不被拉起，則人重至少為N.與水平平

衡相比，當(dāng)輕桿在圖中虛線位置平衡時(shí)，人的拉力將（選填“變大”、”變

小”或“不變”）。

三.實(shí)驗(yàn)探究題（共2小題）

7.現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、卷尺、質(zhì)量為mo的鉤碼一個(gè)、細(xì)棉線若干，請(qǐng)你

利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)出一支粗細(xì)不均勻竹筷的質(zhì)量，要求：

（1）寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟及所要測(cè)量的物理量（可畫圖輔助說(shuō)明）；

（2）寫出竹筷質(zhì)量的表達(dá)式m筷子=。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①用細(xì)線系住筷子某處，并懸掛在鐵架臺(tái)上，仔細(xì)調(diào)節(jié)所系處，使筷子剛好水平

平衡，此時(shí)所系處稱為O點(diǎn)（也是筷子的重心位置）；

②用卷尺測(cè)量出O點(diǎn)到細(xì)端A的距離Li

③_______

④_______

根據(jù)杠桿的平衡條件，得

竹筷質(zhì)量的表達(dá)式m筷子=。

8.小明家有個(gè)木衣架，有一-次放學(xué)回家他把書包掛在衣架A處，衣架倒了下來(lái)，

小明是個(gè)聰明的孩子，他分析了衣架倒下來(lái)的原因后，測(cè)量了如下的數(shù)據(jù)：書包

質(zhì)量5kg;木衣架質(zhì)量3kg;圓底盤直徑30cm;其它數(shù)據(jù)如圖，衣架受到重力的

作用線經(jīng)過(guò)圓底盤的圓心。若將書包給衣架的力看做動(dòng)力，則動(dòng)力B是

N,動(dòng)力臂Li是cm,阻力F2是N,阻力臂L2是cm,因

為,所以衣架倒下來(lái)。(g取10N/kg)

四.解答題(共6小題)

9.圖中輕質(zhì)橫桿AB可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，AO:OB=4:5,系在橫桿

A端的細(xì)繩通過(guò)滑輪懸掛著重為400N的物體M.重700N的運(yùn)動(dòng)員站在水平地

面上用力舉起橫桿B端，恰好使AB在水平位置平衡，已知運(yùn)動(dòng)員雙腳與地的接

觸面積為0.05n?.求：

(1)運(yùn)動(dòng)員對(duì)橫桿B端施力的大??；

10.某科技小組設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)員利用器械進(jìn)行訓(xùn)練的示意圖的裝置，如圖25所示。圖

中橫桿BC可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OB:OC=3:2.配重A的質(zhì)量為

100kg,其底面積為5x102m2,E是定滑輪，D是動(dòng)滑輪，定滑輪E和動(dòng)滑輪D

的質(zhì)量相同。質(zhì)量為60kg的小明站在水平地面上，當(dāng)他對(duì)橫桿C端通過(guò)細(xì)繩豎

直向下的作用力為Fi時(shí)，配重A對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為9xl()3pa,此時(shí)，他對(duì)地

面的壓力為Ni,動(dòng)滑輪D對(duì)配重A的拉力為FAI；當(dāng)小明通過(guò)細(xì)繩對(duì)橫桿C端

豎直向下的作用力為F2時(shí)，配重A對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為5.4xl()3pa,此時(shí)，他對(duì)

地面的壓力為N2,動(dòng)滑輪D對(duì)配重A的拉力為FA2.已知NI：N2=10:7不計(jì)

繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦，g取10N/kg.求:

(1)拉力FAI；

(2)動(dòng)滑輪D受到的重力G;

(3)當(dāng)小明通過(guò)細(xì)繩對(duì)橫桿C端豎直向下的作用力為F,時(shí)，定滑輪E對(duì)支架的

拉力。

11.如圖所示，用200N的拉力拉著物體A以3m/s的速度在水平面上勻速前進(jìn)，若

A與滑輪相連的繩子C中的拉力大小是120N,不計(jì)滑輪重力、繩的重力及滑輪

上各處的摩擦，則

(1)A、B與地面的摩擦力為多大？

OD:DB=1:1,滑輪重為ION.當(dāng)在B點(diǎn)施加大小為F的豎直向下的拉力時(shí)，

杠桿在水平位置平衡，邊長(zhǎng)為0.1m的正方體M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為lOOOOPa;

當(dāng)在D點(diǎn)施加大小為F的豎直向下的拉力時(shí)，杠桿在水平位置平衡，正方體M

對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為20000Pa.(不計(jì)杠桿重、繩重和摩擦，圖中各段繩子所受

拉力均沿豎直方向)

求：(1)正方體M的受到的重力；

(2)拉力F的大小。

oDB

M

7///////////M^.

13.小剛學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單機(jī)械之后，在實(shí)驗(yàn)室組成如圖所示裝置，研究利用杠桿和滑輪

改變力的大小的問(wèn)題。已知滑輪C、D和E的重均為2N;輕質(zhì)杠桿AB可繞0

點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，且AO:0B=3:5;乙是一個(gè)裝有適量沙子的小桶，改變

小桶中沙子的質(zhì)量并調(diào)整拉力F的大小，可使杠桿靜止在水平位置。當(dāng)小桶和沙

子的總質(zhì)量為200g,杠桿在水平位置平衡時(shí)，甲對(duì)水平地面的壓力的大小等于

其受到重力的2.繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計(jì)，g

3

取取N/kg.求：

(1)當(dāng)小桶和沙子的總質(zhì)量為200g,杠桿在水平位置平衡時(shí)，拉力F的大??；

(2)可維持杠桿在水平位置平衡的小桶和沙子的最大總質(zhì)量。

14.如圖是工人提升重物的示意圖。配重M的底面積為5xl()-2m2,放在地面上對(duì)

地面的壓強(qiáng)Po為6xl()4pa.滑輪A、B的質(zhì)量均為3kg,滑輪C的質(zhì)量與A、B

不同；杠桿EH可繞。點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OE:OH=3:5.小成受到的重力

為600N,他通過(guò)細(xì)繩在H點(diǎn)施加豎直向下的拉力時(shí)，重物M剛好被提起，此時(shí)

杠桿在水平位置平衡，小成對(duì)地面的壓力為285N.(不計(jì)繩重、杠桿EH重、滑

輪與軸之間的摩擦，gIR10N/kg)求：

(1)配重M受到的重力GM；

(2)動(dòng)滑輪C的重力Gc；

(3)提升重物M時(shí)滑輪組的機(jī)械效率；(保留兩位小數(shù))

(4)該工人最多可提起多重的物體。

簡(jiǎn)單機(jī)械壓軸題

參考答案與試題解析

選擇題（共3小題）

1.如圖所示，一輕質(zhì)杠桿0B可繞。自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在B點(diǎn)位置掛一重物G,在OB

上某點(diǎn)A處施加力F,使杠桿從水平位置勻速轉(zhuǎn)到豎直位置，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程

中，若力F的方向始終與杠桿垂直且作用點(diǎn)始終在A點(diǎn)，拉力F的力臂為L(zhǎng)i,

重力的力臂為L(zhǎng)2,則（）

A.Li不變，L2不變，F(xiàn)保持不變

B.Li增大，L2減小，F(xiàn)先增大后減小

C.Li減小，L2增大，F(xiàn)一直增大

D.Li不變，L2減小，F(xiàn)一直減小

解：

由圖知，0為支點(diǎn)，杠桿在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)拉力F為動(dòng)力，重物的重力G為阻力;

因?yàn)榱的方向始終與杠桿垂直且作用點(diǎn)始終在A點(diǎn)，所以拉力的力臂Li不變;

杠桿在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，重物的重力不變，但力臂L2變小,

GL

由于杠桿被勻速拉動(dòng)，則由杠桿的平衡條件可得G?L2=F?LI,則拉力F=7二?

因G和Li不變，L2變小，所以拉力F一直在減小。

故選：Do

2.如圖所示，輕質(zhì)滑輪組恰處于靜止?fàn)顟B(tài)。甲、乙的密度分別為P甲、P乙，質(zhì)量

比是4:5.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.裝置靜止時(shí)，甲、乙受到的合力都為零

B,乙對(duì)水平地面壓力與乙的重力之比為3:5

C.乙如圖放置與甲疊放在乙上放在水平地面時(shí)相比，對(duì)地面的壓強(qiáng)之比為1：4

D.甲如圖放置和甲浸沒(méi)在水中時(shí)，乙受到的支持力之比為--------一

3P甲+2P水

解：（1）對(duì)甲、乙兩物體進(jìn)行受力分析，如下圖：

由圖可見(jiàn)，①甲受到重力G甲和繩子拉力Fi的作用，因?yàn)殪o止，所以G甲=2Fi;

②乙受到重力G乙、繩子的拉力B、地面的支持力F2三個(gè)力的作用，因?yàn)殪o止,

所以G</=FI+F2O

（2）A、裝置靜止，說(shuō)明甲、乙兩個(gè)物體都處于平衡狀態(tài)，它們受到的力都是平

衡力，甲、乙受到的合力都為零，故該選項(xiàng)說(shuō)法正確，不符合題意；

G甲

B、乙對(duì)水平地面壓力等于地面對(duì)乙的支持力F2=G乙-Fi=G乙--ZL,

由于甲、乙兩物體質(zhì)量比是4:5,所以G甲=9G乙，

5

故F2=G乙-2￡=G乙-1X1G乙=WG乙，因此乙對(duì)水平地面壓力與乙的重力

2255

之比為3:5,該選項(xiàng)說(shuō)法正確，不符合題意；

C、乙如圖放置時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)甲疊放在乙上放在水平地

s乙5s乙

面時(shí)，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)

s乙5吃

所以兩種情況下對(duì)地面的壓強(qiáng)之比為1：3,故該選項(xiàng)說(shuō)法不正確，符合題意；

D、①甲如圖放置時(shí)，乙受到的支持力F2=CG乙；

5

②甲浸沒(méi)在水中時(shí)，受到浮力的作用，則2F1+F浮=G甲，

所以乙受到的支持力F2=G乙-Fl=G乙?1（G甲-F?。?G乙-1G甲+1。水G

222P甲

③所以兩種情況下，乙受到的支持力之比為8G（3I￡A）

乙?+

555P甲

3P甲

3P甲+2P水

故該選項(xiàng)說(shuō)法正確，不符合題意。

故選：Co

3.如圖所示，杠桿AB的A點(diǎn)掛邊長(zhǎng)為10cm的正方體C,B點(diǎn)掛體積為20005?

實(shí)心小球D,AO:OB=1:2,杠桿在水平位置平衡時(shí)，D靜止在空中，C對(duì)水

平地面的壓強(qiáng)為pi；若將小球D浸沒(méi)在某種液體中（未接觸到容器底），杠桿在

水平位置平衡時(shí)，c對(duì)水平地面的壓強(qiáng)P2比P1增大了4000Pa,A點(diǎn)受到豎直向

下的拉力為10N,則下列選項(xiàng)正確的是（g取10N/kg）（）

A.小球D浸沒(méi)在某種液體中受到的浮力為20N

B.小球D浸沒(méi)在某種液體中受到的浮力為40N

C.該液體的密度是2.0xl()3kg/m3

D.小球D的密度是l.Ox103kg/m3

解：如圖，杠桿原來(lái)平衡，當(dāng)D球浸沒(méi)液體中時(shí)，杠桿仍平衡，由此可知杠桿兩

端減小的拉力和力臂的乘積相等，

即：△FAXOA=△FBXOB=F浮xOB,

杠桿右端減小的拉力：

△FB=F浮，

AFAXOA=F浮xOB,--------------------①

由題知，物體C對(duì)地面的壓強(qiáng)增加值△p=4000Pa,

Vp=—,s=0.1mx0.1m=0.01m2,

s

???地面增加的壓力：

△F=△ps=4000Pax0.01m2=40N,

杠桿A端減小的拉力：

△FA=AF壓=40N,代入①式得：

F浮==40NX]=20N,故A正確、B錯(cuò)；

OB2

,?'F浮=「液丫排g=P液VDg,

'P液==-------------------------=以103kg/m3,故C錯(cuò)；

VDg2000X10~bmJX10NAg

D球浸沒(méi)液體中后，A端拉力：

FA'=10N,

?.?杠桿在水平位置平衡,

/.△FA,XOA=AFB'XOB,

AX0A"X1

OB2

：D球浸沒(méi)液體中受到的重力等于浮力加上拉力，

即：GD=F浮+FB',

GD=pDVDg,

.?.pD=F?+F__L=------------2"5、--------------=1.25xl03kg/m3,故D錯(cuò)。

2000X10~6m3X10NAg

故選：A,

二.填空題（共3小題）

4.如圖所示，一輕質(zhì)杠桿AB支在支架上，OA=20cm,Gi為一邊長(zhǎng)為5cm的正

方體，G2重為20N.當(dāng)OC=10cm時(shí)，Gi對(duì)地面的壓強(qiáng)為2xl（）4pa.現(xiàn)用一水

平拉力F使G2以2cm/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)Gi對(duì)地面的壓力為0時(shí)所經(jīng)

解：（1）G2在C點(diǎn)時(shí)，由杠桿平衡條件得:

FAXOA=G2XOC,

即：FAX20cm=20Nx10cm,

解得：

FA=10N;

物體與地面的接觸面積：

S=5cmx5cm=25cm2=0.0025m2;

由P=_L得：物體G|對(duì)地面的壓力：

S

F=pS=2xl04Pax0.0025cm2=50N,

地面對(duì)物體的支持力：

F，=F=50N;

GI受豎直向下的重力GI、地面的支持力P、繩子的拉力FA作用，

物體靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：GI=FA+F=10N+50N=60N;

（2）當(dāng)Gi對(duì)地面的壓力為0時(shí)，杠桿在A點(diǎn)的受到的拉力FA?GI=60N,

設(shè)G2位于D點(diǎn)，由杠桿平衡條件得：FA-XOA=G2XOD,

即：60Nx20cm=20NxOD,

解得：

OD=60cm,

物體G2的路程：

s=OD-OC=60cm-10cm=50cm,

由丫=且得：物體G2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：

t

t=—=^'Qciri=25s;

v2cm/s

故答案為：25。

5.2011年5月22日，水下考古破解“南澳I號(hào)”之謎的工作在南海全面展開。請(qǐng)分

析回答：在潛水員完全浸沒(méi)水中并繼續(xù)下潛的過(guò)程中，海水對(duì)潛水員的壓強(qiáng)將

變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）.如圖所示，質(zhì)量為60kg的人，站在質(zhì)

量為30kg的吊籃內(nèi)，他至少用225N的拉力拉住繩子，才能使自己和吊籃

在空中保持靜止。（g=10M<g）

解：（1）潛水員在下潛的過(guò)程中:

Vp=pgh,所處深度h變大，

???潛水員受到水的壓強(qiáng)變大。

(2)如圖，兩個(gè)滑輪為定滑輪，F(xiàn)I=F2,F3=FI+F2=2F2,

人和吊籃的總質(zhì)量：

m=60kg+30kg=90kg,

人和吊籃受到的重力：

G=mg=90kgx1ON/kg=900N,

VF3+FI+F2=G,FI=F2,F3=F]+F2=2F2,

；?F2+F2+F2+F2=G,

F2=LG=LX900N=225N。

44

故答案為：變大；225o

6.圖中AOB是可繞O點(diǎn)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，A端掛重300N的物塊，AO與OB

長(zhǎng)度之比為5:4.人始終沿豎直方向拉掛在B端的輕環(huán)。要使輕桿水平平衡，

人應(yīng)施加拉力為375N,人要不被拉起，則人重至少為3為N.與水平平

衡相比，當(dāng)輕桿在圖中虛線位置平衡時(shí)，人的拉力將不變(選填"變大”、“變

小''或"不變")。

解：（1）要使輕桿水平平衡，根據(jù)杠桿平衡條件FILI=F2L2可知:

則GxOA=FxOB,

AO:OB=5:4,G=300N,

則FrGX0A=30QNX5=375N

OB4

人要不被拉起，則人重至少等于人應(yīng)施加拉力；即則人重至少為375N;

(2)當(dāng)輕桿在圖中虛線位置平衡時(shí)，傾斜后力臂都變小，但兩力臂的比值不變,

仍為5:4.A的重力不變，根據(jù)杠桿的平衡條件可知人的拉力不變，仍為375N。

故答案為：375;375;不變。

三.實(shí)驗(yàn)探究題(共2小題)

7.現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、卷尺、質(zhì)量為mo的鉤碼一個(gè)、細(xì)棉線若干，請(qǐng)你

利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)出一支粗細(xì)不均勻竹筷的質(zhì)量，要求：

(1)寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟及所要測(cè)量的物理量(可畫圖輔助說(shuō)明)；

(2)寫出竹筷質(zhì)量的表達(dá)式m筷子=_m2——XL

實(shí)驗(yàn)步驟：

①用細(xì)線系住筷子某處，并懸掛在鐵架臺(tái)上，仔細(xì)調(diào)節(jié)所系處，使筷子剛好水平

平衡，此時(shí)所系處稱為O點(diǎn)(也是筷子的重心位置)；

②用卷尺測(cè)量出o點(diǎn)到細(xì)端A的距離L,

③在細(xì)端通過(guò)細(xì)線掛上質(zhì)速為mo的鉤碼，并移動(dòng)懸掛點(diǎn)到0,處，使筷子重新

水平平衡

④用卷尺測(cè)K出0'點(diǎn)到細(xì)端A的距離L2

根據(jù)杠桿的平衡條件，得Mg(L1-L2)=mogxL2

一ITInXL。

竹筷質(zhì)量的表達(dá)式m筷子=_.*

L「L2

解：步驟：

①用細(xì)線系住筷子某處，并懸掛在鐵架臺(tái)上，仔細(xì)調(diào)節(jié)所系處，使筷子剛好水平

平衡，此時(shí)所系處稱為O點(diǎn)(也是筷子的重心位置)。

②用卷尺測(cè)量出O點(diǎn)到細(xì)端A的距離Li,

③在細(xì)端通過(guò)細(xì)線掛上質(zhì)量為mo的鉤碼，并移動(dòng)懸掛點(diǎn)到0'處，使筷子重新水

平平衡。

④用卷尺測(cè)量出0'點(diǎn)到細(xì)端A的距離L2。

這時(shí)對(duì)筷子來(lái)說(shuō)，它受到三個(gè)力：本身重力Mg,懸掛繩子的拉力F,細(xì)端拉力

所以筷子的質(zhì)量是:

乂=貯區(qū)

Ll-L2

故答案為：

IDnXL

L1L2

③在細(xì)端通過(guò)細(xì)線掛上質(zhì)量為mo的鉤碼，并移動(dòng)懸掛點(diǎn)到0'處，使筷子重新水

平平衡；

_IDnXL。

④用卷尺測(cè)量出O'點(diǎn)到細(xì)端A的距離L2；Mg(L,-L2)=mogxL2；-9——M

L1-L2

8.小明家有個(gè)木衣架，有一次放學(xué)回家他把書包掛在衣架A處，衣架倒了下來(lái)，

小明是個(gè)聰明的孩子，他分析了衣架倒下來(lái)的原因后，測(cè)量了如下的數(shù)據(jù)：書包

質(zhì)量5kg;木衣架質(zhì)量3kg;圓底盤直徑30cm;其它數(shù)據(jù)如圖，衣架受到重力的

作用線經(jīng)過(guò)圓底盤的圓心。若將書包給衣架的力看做動(dòng)力，則動(dòng)力R是50N,

動(dòng)力臂Li是10cm,阻力F2是30N,阻力臂L2是15cm,因?yàn)镕iLi

>F2L2_,所以衣架倒下來(lái)。(g取10N/kg)

解：衣架倒下時(shí)，是以底盤右側(cè)的。點(diǎn)為支點(diǎn)，如圖所示:

若將書包給衣架的力看做動(dòng)力，則動(dòng)力F,=G!=mlg=5kgxl0N/kg=50N;

阻力F2=G2=m2g=3kgx1ON/kg=30N;

由圖知，以底盤右側(cè)點(diǎn)為支點(diǎn)，阻力臂L2=LD=_LX30cm=15cm,

22

動(dòng)力臂Li=25cm-15cm=10cm;

書包對(duì)衣架力和力臂的乘積=FiLi=50Nx(25cm-15cm)=500N?cm;

衣架自身重力和力臂的乘積=F2L2=30Nxl5cm=450N?cm;

因?yàn)镕iLi>F2L2,所以衣架傾倒。

故答案為：50;10;30;15;FILI>F2L2O

四.解答題(共6小題)

9.圖中輕質(zhì)橫桿AB可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，AO:OB=4:5,系在橫桿

A端的細(xì)繩通過(guò)滑輪懸掛著重為400N的物體M.重700N的運(yùn)動(dòng)員站在水平地

面上用力舉起橫桿B端，恰好使AB在水平位置平衡，已知運(yùn)動(dòng)員雙腳與地的接

觸面積為。.050?.求：

(1)運(yùn)動(dòng)員對(duì)橫桿B端施力的大小;

(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)地的壓強(qiáng)。

解：分別對(duì)物體M、杠桿AB和人進(jìn)行受力分析，如下圖所示:

M?

人，

GM=400NFB，

G>=700N

(1)由杠桿平衡:FTAO=FBOB得:

FT-0A

FB=--=-4-0-0NXA=320N;

0B5

(2)FN=G；^+FB=700N+320N=1020N

4

p=ZlL=1020N=2.Q4xl0Pao

S0.05ro2

答：(1)運(yùn)動(dòng)員對(duì)橫桿B端施力的大小為32ON;

(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)地的壓強(qiáng)為2.04xl()4pa。

10.某科技小組設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)員利用器械進(jìn)行訓(xùn)練的示意圖的裝置，如圖25所示。圖

中橫桿BC可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OB:OC=3:2.配重A的質(zhì)量為

100kg,其底面積為5x102m2,E是定滑輪，D是動(dòng)滑輪，定滑輪E和動(dòng)滑輪D

的質(zhì)量相同。質(zhì)量為60kg的小明站在水平地面上，當(dāng)他對(duì)橫桿C端通過(guò)細(xì)繩豎

直向下的作用力為Fi時(shí)，配重A對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為9xl()3pa,此時(shí)，他對(duì)地

面的壓力為Ni,動(dòng)滑輪D對(duì)配重A的拉力為FAI;當(dāng)小明通過(guò)細(xì)繩對(duì)橫桿C端

豎直向下的作用力為F2時(shí)，配重A對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為5.4x103pa,此時(shí)，他對(duì)

地面的壓力為N2,動(dòng)滑輪D對(duì)配重A的拉力為FA2.已知NI：N2=10:7不計(jì)

繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦，g取10N/kg.求：

(1)拉力FAI；

(2)動(dòng)滑輪D受到的重力G;

(3)當(dāng)小明通過(guò)細(xì)繩對(duì)橫桿C端豎直向下的作用力為Fi時(shí)，定滑輪E對(duì)支架的

拉力。

解：分別對(duì)物體A、動(dòng)滑輪D、杠桿BC、人進(jìn)行受力分析，如圖所示:

50NGL.F+尸：⑧

(1)根據(jù)G=mg計(jì)算可得:GA=1000N;G人=600N;PIS=450N;P2s=270N;

由①⑤式解得：FAI=GA-PIS=1000N-450N=550N;

FA2=GA-P2s=1000N-270N=730N,

(2)由等式，Ni：N2=10:7,

■1=改=。人'I〉3G=IOF2-7Fi

2了G人-F

FI=-^FDI=-?-X1(GD+FAI)=1(GD+FAI),

OC232

F2=^FD2=lxl(GD+FA2)=1(GD+FA2),

OC232

代入已知解得：GD=50N;

(3)以定滑輪為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，如圖所示:

3FDI=GD+FAI=50N+550N,

解得：FDI=2(X)N,

由⑨式：F=2FDI+GD=2X200N+50N=450NO

答：(1)拉力FAI為550N;

(2)動(dòng)滑輪D受到的重力G為50N;

(3)當(dāng)小明通過(guò)細(xì)繩對(duì)橫桿C端豎直向卜的作用力為F,時(shí)，定滑輪E對(duì)支架的

拉力為450N。

11.如圖所示，用200N的拉力拉著物體A以3m/s的速度在水平面上勻速前進(jìn)，若

A與滑輪相連的繩子C中的拉力大小是120N,不計(jì)滑輪重力、繩的重力及滑輪

上各處的摩擦，則

(1)A、B與地面的摩擦力為多大？

(2)物體B運(yùn)動(dòng)速度為多大？

已知：F=200N,FAC=120N,v=3m/s,n=2

求出：fA,fB,VB

解：(1)???物體在水平面上勻速前進(jìn),

.,.fA+FAC=F,

.?.A與地面的摩擦力：

fA=F-FAc=200N-120N=80N;

VB做勻速直線運(yùn)動(dòng)

???B與地面的摩擦力：

fB=JLFAC=Lx120N=60N;

22

(2)I?滑輪為動(dòng)滑輪，n=2,

，B運(yùn)動(dòng)的速度：

vB=2vA=2x3m/s=6m/s。

答：(1)A、B與地面的摩擦力分別為80N和60N;

(2)物體B運(yùn)動(dòng)速度為6m/s。

12.如圖所示，AB是一杠桿，可繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，AO:OB=1:2,

OD:DB=1:I,滑輪重為ION.當(dāng)在B點(diǎn)施加大小為F的豎直向下的拉力時(shí)，

杠桿在水平位置平衡，邊長(zhǎng)為01m的正方體M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為lOOOOPa;

當(dāng)在D點(diǎn)施加大小為F的豎直向下的拉力時(shí)，杠桿在水平位置平衡，正方體M

對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為20000Pa.(不計(jì)杠桿重、繩重和摩擦，圖中各段繩子所受

拉力均沿豎直方向)

求：(1)正方體M的受到的重力；

(2)拉力F的大小。

ODB

△

M

解：正方體底面積S=0.1mx0.1m=0.01m2;

(1)當(dāng)F作用B點(diǎn)時(shí)，杠桿、動(dòng)滑輪、正方體M受力如圖甲所示;

由杠桿平衡條件可得：FIXAO=FXOB,

VAO:OB=1:2,

由平衡條件得，fi+G輪=2Fi,

則fi=2Fi-G輪=4F-10N,

,Ni=piS=10000Pax0.01m2=100N,

N,=G-fi=G-(4F-ION),

即100N=G-(4F-ION),則90N=G-4F①

(2)當(dāng)F作用D點(diǎn)時(shí)，杠桿、動(dòng)滑輪、正方體M受力如圖乙所示,

由杠桿平衡條件得：F2XAO=FXOD,

VAO:OB=1:2,OD:OB=1:1,

對(duì)滑輪，f2+G輪=2F2,f2=2F2-G輪=2F-ION,

Vp=—,N2=p2s=20000Pax0.01m2=200N,

對(duì)M:N2+f2=G,則190N=G-2F②,

由①②兩式解得：G=290N,F=50N?

圖甲

圖乙

答：(1)正方體M的受到的重力為290N;

(2)拉力F的大小為50N。

13.小剛學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單機(jī)械之后，在實(shí)驗(yàn)室組成如圖所示裝置，研究利用杠桿和滑輪

改變力的大小的問(wèn)題。已知滑輪C、D和E的重均為2N;輕質(zhì)杠桿AB可繞O

點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，且AO:OB=3:5;乙是一個(gè)裝有適量沙子的小桶，改變

小桶中沙子的質(zhì)量并調(diào)整拉力F的大小，可使杠桿靜止在水平位置。當(dāng)小桶和沙

子的總質(zhì)量為200g,杠桿在水平位置平衡時(shí)，甲對(duì)水平地面的壓力的大小等于

其受到重力的2.繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計(jì)，g

3

取10N/kg.求：

(1)當(dāng)小桶和沙子的總質(zhì)量為200g,杠桿在水平位置平衡時(shí)，拉力F的大??；

(2)可維持杠桿在水平位置平衡的小桶和沙子的最大總質(zhì)量。

解：（1）小桶和沙子的總重力是：G=mg=0.2kgx1ON/kg=2N;

故D對(duì)B點(diǎn)的拉力是：FB=2G+GD=2NX2+2N=6N;

據(jù)杠桿平衡條件：FAXOA=FBXOB;故FA=_5-----=10N;

OA

對(duì)于滑輪C來(lái)說(shuō)是一個(gè)動(dòng)滑輪，E是一個(gè)定滑輪，故AC拉力是10N,所以F的

拉力也是10N;

（2）據(jù)（1）可知，此時(shí)A點(diǎn)所受的拉力是1ON,此時(shí)把滑輪C和甲看做一個(gè)

整體，受到三個(gè)力的作用，即向上的拉力、地面對(duì)整體的支持力和向下的重力，

即G拉+F支持力；即Gc+G甲=F拉+F支持力=10NX2+1G甲；即2N+G甲=