13.3專題13簡單機械（10題型）（原卷版）

專題13簡單機械（練習）（原卷版）目錄TOC\o"13"\h\u 2題型01杠桿、杠桿的分類 2題型02杠桿作圖 3題型03探究杠桿平衡條件 4題型04杠桿平衡條件的應用 6題型05定滑輪、動滑輪 8題型06理想滑輪組的計算 10題型07實際滑輪組的計算 11題型08水平滑輪組 13題型09滑輪組的繞繩 14題型10斜面與輪軸 14 15 19

題型01杠桿、杠桿的分類1.下列關于杠桿的一些說法中，正確的是（）。A.杠桿只可以是直的 B.動力臂就是支點到動力作用點的距離C.杠桿支點一定在杠桿上 D.杠桿的長度等于動力臂與阻力臂之和2.如圖所示的情景展示了物理世界的平衡之美。用細線將鐵錘懸掛在光滑的尺子上，錘柄末端緊貼尺面，尺子一端置于水平桌面邊緣O點處，整個裝置恰好處于平衡狀態(tài)。若尺面水平且不計尺子和細線所受重力，下列說法正確的是（）。A．尺子可以視為能繞O點轉動的杠桿；B．細線對鐵錘的拉力與鐵錘所受重力是一對平衡力；C．細線對尺子的拉力大于錘柄末端對尺子的作用力；D．尺子與鐵錘組成的整體，其重心在O點的正下方3.如圖所示，開瓶器開啟瓶蓋時，可看作是（）。A．以A為支點的費力杠桿B．以A為支點的省力杠桿C．以B為支點的費力杠桿D．以B為支點的省力杠桿4.下圖是生活中幾種常見的杠桿，其中屬于省力杠桿的是（）。A.釣魚竿 B.道釘撬C.筷子 D.理發(fā)剪刀5.如圖所示，為一可繞O點轉動的杠桿，在A端通過繩作用一豎直向下的拉力F使杠桿平衡，此時AB部分水平，保持重物靜止不動，而使繩繞A點從圖示位置沿圖中的虛線轉動，則（）。A．逆時針轉，F(xiàn)先變小后變大B．順時針轉，F(xiàn)先變小后變大C．逆時針轉，F(xiàn)先變大后變小D．順時針轉，F(xiàn)先變大后變小6.如圖所示，用剪刀將一張紙片緩慢地一刀剪斷的過程中，阻力臂l阻和動力F動的變化情況是（）。A．l阻不變，F(xiàn)動變大B．l阻不變，F(xiàn)動不變C．l阻變大，F(xiàn)動變大D．l阻變大，F(xiàn)動不變7.生活中有很多小妙招，如圖甲所示，用鋼勺很輕松就可以打開飲料瓶蓋，模型如圖乙，它是以______為支點（選填“A”或“B”）的省力杠桿，手在______（選填“C”或“D”）點向下壓時會更省力。題型02杠桿作圖1.如圖所示，輕質杠桿在力F?、F?的作用下處于平衡狀態(tài)。O點為支點，l?為F?的力臂，請在圖中畫出F?的力臂l?和力F?。2.畫出圖中羊角錘所受力F的力臂L。3.在圖中畫出力F的力臂l。4．如圖所示，輕質杠桿OAB上掛一物體，拉力F使杠桿在圖中位置平衡，請在圖中畫出力F的力臂L和物體所受的重力示意圖。5．如圖，輕質杠桿平衡，請作出動力F1的力臂l1和杠桿所受阻力F2的示意圖。題型03探究杠桿平衡條件1.如圖所示，在探究杠桿平衡條件的實驗中，杠桿處于水平平衡狀態(tài)，所用鉤碼完全相同。下列做法中能使杠桿再次平衡的是（）。A．分別在兩邊鉤碼下再增加一個相同鉤碼B．左邊減少1個鉤碼，右邊減少2個鉤碼C．兩邊鉤碼均向支點移動相同的距離D．左邊鉤碼向左移1.5個格，右邊鉤碼向右移1個格2.如圖所示，小勇利用鐵架臺，帶有均勻刻度的杠桿，細線，彈簧測力計，鉤碼若干（每個鉤碼質量相同）等實驗器材，探究杠桿的平衡條件。（1）實驗前，杠桿靜止在圖甲所示的位置，則此時杠桿處于___________（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)；（2）為了便于測量___________（選填“力”或“力臂”），應使杠桿在水平位置平衡。為此，應將平衡螺母向___________（選填“左”或“右”）調節(jié)；（3）將杠桿調成水平位置平衡后，如圖乙所示，在A點掛3個鉤碼，則應在B點掛___________個鉤碼，才能使杠桿在水平位置保持平衡；隨后兩邊各取下一個鉤碼，杠桿___________（選填“左”或“右”）端將下沉；（4）小勇用彈簧測力計替代鉤碼，在B點豎直向下拉，然后將彈簧測力計繞B點逆時針旋轉一小段至如圖丙所示位置。在旋轉過程中，要使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將逐漸___________（選填“變大”、“變小”或“不變”），原因是___________；（5）實驗結果表明，杠桿的平衡條件是：動力___________=___________阻力臂。3.如圖所示，用10N的水平推力推重為20N的物體沿水平方向做勻速直線運動。若5s內推力對物體做了80J的功，則在這一過程中，物體沿水平方向運動了________m。如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼若干個。（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，此時，應把杠桿兩端的平衡螺母向_______（左/右）調節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時在水平位置平衡；（2）杠桿調節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：_________（用字母表示）。他這樣得出的結論_________（合理/不合理）；原因是：_________________；（3）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學利用如圖乙所示裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于水平平衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是：_____________。4.圖甲是某實驗小組探究“杠桿的平衡條件”的實驗裝置。（1）掛鉤碼前，杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于______（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)；要想使杠桿在水平位置平衡，接下來應將杠桿兩端的螺母向______（選填“左”或“右”）側調節(jié)。（2）圖乙是一個平衡的杠桿，此時若推動右側鉤碼的懸線（如圖丙所示），就會發(fā)現(xiàn)杠桿______（選填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。（3）在探究過程中，需要進行多次實驗的目的是______。（4）某同學提出，若支點不在杠桿的中點，杠桿的平衡條件是否仍然成立？于是該小組利用圖丁所示的裝置進行探究，在杠桿O點處掛上2個鉤碼，用彈簧測力計在A點處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，此時彈簧測力計示數(shù)為______N。以彈簧測力計的拉力為動力F1，鉤碼處繩子拉力為阻力F2，多次改變動力作用點的位置進行實驗發(fā)現(xiàn)：當杠桿水平平衡時，F(xiàn)1l1總是______（選填“大于”、“等于”或“小于”）F2l2，其原因可能是______。（5）圖丁中，彈簧測力計處在A點位置時，此杠桿屬于______（選填“省力”或“費力”）杠桿，請舉出它在生活生產中的一個應用實例：______。題型04杠桿平衡條件的應用1.碼頭上的工作人員，利用如圖所示的杠桿將一桶淡水從地面轉移到船上（杠桿始終保持水平）。掛在A端的的桶重100N，內部底面積為，桶內裝有800N的水，水深1m。重600N的工作人員用繩子豎直拉住B端，工作人員的腳與地面的接觸面積，。下列計算結果錯誤的是（）（，g取）。A.水對桶底的壓強為 B.水對桶底的壓力為600NC.人對地面的壓力為375N D.人對地面的壓強為2.2021年1月30日，荊州沙市機場正式通航，為荊州640萬人口出行帶來極大便利。某游客來機場乘機，他所用的拉桿旅行箱示意圖如圖所示。裝有物品的旅行箱整體可視為杠桿，O為支點，B為重心，A為拉桿的端點。在A點沿圖示方向施加拉力F使旅行箱保持靜止。下列說法中正確的是（）。A．旅行箱受到的重力與水平地面對它的支持力是一對平衡力；B．其它條件不變時，僅縮短拉桿的長度，拉力F減??；C．其它條件不變時，使拉力F的方向沿順時針改變10°，拉力F增大；D．箱內物體下滑，重心位置由B變至B′，拉力F增大3．如圖所示，將同種材料制成的實心物體甲、乙用細繩分別掛在輕質杠桿AB的兩端，杠桿在水平位置平衡。已知：G甲=150N，G乙=30N，AO∶OB=1∶3，甲物體與水平地面的接觸面積為0.2m2，不計繩重。下列說法正確的是（）。A．乙物體對杠桿的拉力為10NB．甲、乙兩物體質量之比為4∶1C．水平地面對甲物體的支持力為60ND．甲物體對水平地面的壓強為750Pa4．如圖所示，重力不計的杠桿OA，O為支點，用力F提起重為30N的物體，恰在水平位置平衡。已知OA=80cm，AB=50cm，杠桿與轉軸間摩擦忽略不計，下列說法中不正確的是（）。A．利用該機械提起重物時不能省功B．拉力F的力臂為40cmC．拉力F的大小為22.5ND．拉力F為作用在A點的最小動力5.如圖所示，自重不計的杠桿ABO能繞O點自由轉動，B為杠桿的中點，在B處掛一重為100N的物體，若在杠桿末端A點施加一個力，使杠桿在水平位置平衡，則此杠桿______（選填“一定”或“不一定”）是省力杠桿；若在A點施加一個最小的力使杠桿在水平位置平衡，此力的大小是______N。6.如圖所示，輕質杠桿AOB以O為支點，AB=3OB，物體C重800N，底面積為，在杠桿A端與物體C的上表面中點用一根輕質硬棒連接。當在B端用50N的動力F豎直向上拉時，杠桿在水平位置平衡，該杠桿為______杠桿，此時物體C對水平地面的壓強是______Pa。7.骨胳、肌肉和關節(jié)構成了人體的運動系統(tǒng)，最基本的運動都是肌肉牽引骨胳繞關節(jié)轉動產生的，其模型就是杠桿。如圖所示是踮腳時的示意圖，人體的重力為阻力，小腿肌肉施加的拉力為動力。重600N的小明在lmin內完成50個雙腳同時踮起動作，每次踮腳過程中腳跟離開地面的高度是0.09m。求：（1）小腿肌肉對雙腳的拉力；（2）小明踮腳過程中克服重力做功的功率。題型05定滑輪、動滑輪1.下列各圖中利用了動滑輪的是（）。A．

B．C．D．2.關于滑輪，下列說法中正確的是()。A．使用動滑輪一定可以改變力的方向B．使用定滑輪一定可以省力C．定滑輪實質上是一種等臂杠桿D．動滑輪實質上是一種費力杠桿3.用如圖所示的四種方式勻連提升同一物體（不計機械自重和摩擦），其中最費力的是（）。A．B．C．D．4.如圖所示，用定滑輪提升重物（摩擦和繩重不計）時（）。A．沿1方向拉力最小B．沿2方向拉力最小C．沿3方向拉力最小D．沿三個方向拉力相同5．如圖所示，物體A、B都處于靜止狀態(tài)，它們所受的重力分別是6N和14N，關于它們的受力情況，下面說法正確的是（）。A．物體A受到的合力是8NB．物體A受到的拉力是14NC．物體B受到重力與拉力的合力是8ND．物體B受到地面的支持力是14N6.如圖所示，滑輪______（選填“A”或“B”）可以看作等臂杠桿；若物體的重力均為30N且處于靜止狀態(tài)，不計摩擦和滑輪重力，力F1的大小為______N，使用B滑輪______（選填“能”“不能”）省功。題型06理想滑輪組的計算1.在圖示的裝置中，已知重物牛，重物牛，在摩擦和動滑輪重力均不考慮的情況下，使重物保持平衡的拉力F應等于（）。A．牛B．牛C．牛D．牛2.如圖所示，物體A、B的重分別為30N、10N，滑輪和繩子的重忽略不計，此時物體A在水平面上向右做勻速直線運動，若用力F向左拉物體A，使物體A向左做勻速直線運動，則（）。A．B．C．D．3.利用兩個滑輪提升同一重物，滑輪重、繩重、滑輪與繩子及滑輪與軸之間的摩擦力均忽略不計。下列四種組合中，最省力的是（）。A． B．C．D．4.如圖所示，每個滑輪的重力相等，不計繩重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下靜止。則每個動滑輪的重力為（）。A．3NB．6NC．11ND．22N5.如圖所示，滑輪組懸掛在水平鋼架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動繩子自由端，通過滑輪A和滑輪B使物體C勻速上升，關于人拉動繩子時的過程，下列分析正確的是（）。A．滑輪A相對子物體C在運動，所以A是動滑輪B．滑輪B相對于物體C靜止不動，故B是定滑輪C．滑輪A起到了改變人所施加的拉力方向的作用D．滑輪B起到了改變人所施加的拉力方向的作用6.圖甲所示為工人師傅乘坐吊籃在高空粉刷樓體外墻的情景，吊籃可在電動機的作用下實現(xiàn)升降，其簡化結構原理如圖乙所示。吊籃的質量為，兩名工人及工具的總質量為，某次吊升過程中，吊籃在內勻速上升了。不計滑輪重、繩重和摩擦，關于該過程的分析正確的是（）。A.吊籃的動能不變 B.吊籃的機械能守恒C.電動機對繩子的拉力為 D.電動機拉動繩子的功率為題型07實際滑輪組的計算1.如圖所示，每個滑輪的重力相等，不計繩重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下靜止．則每個動滑輪的重力為（）。A．3NB．6NC．11ND．22N2.工人用如圖所示的裝置運送砂石．下列說法正確的是（）。A．滑輪組中的定滑輪能改變拉力的大??；B．圖中動滑輪相當于一個省力杠桿；C．繩子自由端下拉1m，桶上升2m；D．質量為65kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石3.如圖，某人用一個距離自己3m高的定滑輪拉住重100N的物體，從滑輪正下方沿水平方向在2s內移動4m，若不計繩重和摩擦，則他的功率為（）。A．100W B．150W C．200W D．250W4.如圖所示，如果繩重和摩擦不計，動滑輪重不計，物重G=300N，則圖中的拉力F=_____N；如果不計繩重及摩擦，動滑輪的重力為30N，物重G=300N，拉力F′=_____N。5.如圖所示，小明用一個滑輪組勻速提升重為200N的物體，物體在4s內上升2m，所用的拉力為125N，此過程中，繩子自由端移動的距離為___________m，拉力的功率是___________W，如果不計繩重和摩擦，動滑輪的重力為___________N。6.用如圖所示的滑輪組勻速提起重1000N的物體，每個滑輪重100N，拉力F為______N；如果要用275N的拉力提升同一個重物，滑輪組承擔重物的繩子的段數(shù)應為______段。（不計摩擦和繩重）7.如圖所示，小明用一個滑輪組勻速提升重為200N的物體，物體在4s內上升2m，所用的拉力為125N，此過程中，繩子自由端移動的距離為___________m，拉力的功率是___________W，如果不計繩重和摩擦，動滑輪的重力為___________N。8.用滑輪組提升重1000N的物體，作用于繩子自由端的拉力是312.5N，拉力做功的功率是625W，滑輪組的機械效率是80%，不計繩重和摩擦。求：（1）動滑輪上繩子的股數(shù)；（2）重物上升的速度；（3）動滑輪的重力；（4）如果用這個滑輪組勻速提升2000N的重物，作用與繩子自由端的拉力多大。題型08水平滑輪組1.用水平力F1拉動如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運動，物塊B在木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2．不計滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關系是（）。A．F1＝F2B．F2＜F1＜2F2C．F1＝2F2D．F1＞2F22.如圖所示，用不變的拉力F勻速拉動重為G的物體A，使物體A沿水平方向移動了一段距離s，在此過程中拉力F做的功為（）。A．FsB．GsC．2FsD．（G+F）s3．如圖所示，不計動滑輪與繩的重力以及之間的摩擦，在水平拉力F的作用下，物體M以0.5m/s的速度向左勻速直線運動，彈簧測力計的示數(shù)為20N，則下列說法中錯誤的是（）。A．M受到地面的摩擦力為20N；B．動滑輪移動的速度是1m/s；C．拉力F的功率為10W；D．M受到的重力與地面對M的支持力是一對平衡力題型09滑輪組的繞繩1.如圖所示，在圖中畫出最省力的繞繩方法。2.如圖所示，某工人站在地面上使用由三個滑輪組成的滑輪組提升重物，請畫出最省力的繞繩方法。 3.如圖所示，一輛汽車不慎陷入泥坑難以脫困，司機找來了兩個滑輪和一根足夠長的繩子，請你用筆代替繩子在圖中畫出最省力的繞法拉動車輛。4.小明準備做探究“滑輪組的機械效率是否與滑輪組細繩的繞法有關”的實驗。他根據(jù)探究目的先畫出第一次實驗裝置圖如圖1所示。請你在圖2中畫出第二次實驗的裝置圖。題型10斜面與輪軸1.如圖所示，下列簡單機械中，忽略杠桿、滑輪的自重、繩重及摩擦，當提起同一重物時，最省力的是（）。A．B．C．

D．2．如圖所示，為了把兩件相同貨物搬運到汽車上，工人用相同材質的木板搭建了AB、CD兩個斜面，用沿斜面向上的力將其中一件貨物從斜面的底端勻速推到頂端，另一件貨物用同樣的方法沿斜面搬運。下列說法正確的是（）。A．沿斜面推動更省力；B．沿斜面推動，工人克服貨物重力做的功更多；C．無論利用哪個斜面，工人克服貨物重力做功的功率一定相同；D．沿斜面推動貨物的過程中，貨物的機械能增大3.盤山公路的物理模型是______（選填“輪軸”或“斜面”），利用該裝置可以______（填“省力”或“省距離”）1.（2023·深圳）下列屬于費力杠桿的是（）。A.汽車方向盤B.門把手C.小白同學家的水龍頭D.雨刮器2.（2023·荊州）一位同學用如圖所示的滑輪組拉著重500N的物體，使物體以0.1m/s的速度沿水平地面向右勻速直線運動10s，已知物體與地面間的滑動摩擦力為150N，滑輪組的機械效率為60%，在此過程中下列選項正確的是（）。A.繩子自由端移動的距離為3m B.拉力做的有用功為500JC.拉力做的額外功為150J D.拉力做功的功率為25W3.（2023·常德）如圖所示小明組裝了甲、乙兩種滑輪，用來提升同一物體，G物=200N（不計繩重、輪重和摩擦），要使物體豎直勻速提升2m。下列說法中正確的是（）。A.F甲=200N，并向上移動4mB.F甲=100N，并向上移動2mC.F乙=200N，并向上移動1mD.F乙=400N，并向上移動lm4.（2023·連云港）如圖所示，每個鉤碼的質量為50g，在均勻杠桿的A處掛2個鉤碼，B處掛1個鉤碼，杠桿恰好水平平衡。在A、B兩處再各加1個鉤碼，那么（）。A.杠桿仍水平平衡B.杠桿的左邊向下傾斜C.杠桿的右邊向下傾斜D.將A處的鉤碼向左移動一格，杠桿仍能水平平衡5.（2023·本溪、遼陽、葫蘆島）工人師傅使用如圖所示的滑輪組，將重為450N的建筑材料在10s內勻速提升4m，此次滑輪組的機械效率為75%，忽略繩重和摩擦。下列有關這次提升過程說法正確的是（）。A.所做的有用功為1800J B.在繩端的拉力F為150NC.動滑輪所受的重力為75N D.拉力F的功率為180W6.（2023·龍東）如圖所示，當右端掛一個重為10N的物體A時，物體B在水平桌面上恰好能向右做勻速直線運動，若現(xiàn)在要使物體B水平向左做勻速直線運動，則應在物體B上施加一個水平向__________、大小是__________N的拉力。7.（2023·綏化）如圖，斜面長L=5m，高h=2m。小華用平行于斜面向上的拉力F，用10s將重為150N的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端，物體沿斜面勻速向上運動時所受摩擦阻力恒為20N。則拉力所做的功為______J，拉力的功率為______W。8.（2023·武威）如圖所示是三種類型的剪刀，請為鐵匠師傅選擇一把剪鐵皮的剪刀，你會選擇_______（選填“A”“B”或“C”）剪刀，這樣選擇的目的是為了___________（選填“省力”“省距離”或“省功”）。9.（2023·蘭州）建筑工地上，工人利用杠桿提起重物。如圖所示，杠桿AOB在豎直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知，物體的重力為1600N，與地面的接觸面積為400cm2，此時物體對水平地面的壓強為。若工人的重力為700N，則工人對地面的壓力為___________N，工人最多能拉起___________N的重物（杠桿與繩的自重、轉軸上的摩擦均不計）。10.（2023·岳陽）如圖是鍋爐上的安全閥門示意圖。請畫出物體A的重力示意圖及F的力臂L。11.（2023·武威）如圖所示，小亮用滑輪組將裝修材料運到樓上，請用筆畫線幫他組裝最省力滑輪組。12.（2023·廣東?。└軛U在如題圖所示位置靜止，此時杠桿___________（選填“是”或“不是”）處于平衡狀態(tài)，調節(jié)杠桿兩端的螺母使杠桿保持水平并靜止，此操作可方便測量力臂，原因是此時___________。13.（2023·成都）在探究杠桿平衡條件的實驗中：（1）調節(jié)平衡螺母，使杠桿在不掛鉤碼時，保持水平并靜止。選取若干個質量均為50g的鉤碼，在杠桿兩側分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼，使杠桿重新在水平位置平衡，分別記下F1、F2、l1、l2的數(shù)值。重做幾次實驗，部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示。次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm13.05.01.510.022.015.02.015.031.05.02.510.0…………由表中數(shù)據(jù)可得，F(xiàn)1、F2、l1、l2之間的關系式是___________；（2）①在第（1）問的某次實驗中，杠桿右側掛了4個鉤碼，左側用彈簧測力計豎直向下拉，當杠桿在如圖甲所示位置靜止時，彈簧測力計的示數(shù)是___________N；②保持杠桿右側所掛4個鉤碼的位置不變，取下彈簧測力計，在杠桿右側用彈簧測力計沿豎直方向拉杠桿，當杠桿再次水平并靜止時，彈簧測力計對杠桿的拉力為F=1.5N，請在圖乙中畫出彈簧測力計對杠桿的拉力F的示意圖及其力臂l。___________14.（2023·隨州）生活中有些低層建筑沒有電梯，房屋裝修時聰明的工人常用滑輪組提升沙石等物料。如下圖，物料及桶總質量為60kg，工人質量為80kg，工人的雙腳與水平地面接觸面積為400cm2，某段時間內工人將物料及桶緩緩勻速提升了3m。不計滑輪組和繩的重量及繩與輪之間的摩擦。圖中拉力的方向近似認為是豎直方向，g取10N/kg。求：（1）工人拉繩子的力是多大？（2）這段時間內工人提升物料及桶做了多少功？（3）這段時間內工人對地面的壓強是多少？1.（2023·濰坊）如圖甲所示，工人用推力F將重