2022年全国各地(湖南湖北四川等)中考物理真题按知识点分类汇编专题10简单机械（含详解）.pdf

专题1 0简单机械（原卷版）（第 2 期）一、选择题1.（2022 湖北十堰）下列工具正常使用时，能省力的是（2.（2022 湖南邵阳）某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠轩在提起重物的过程中，分析合理的是（）.A.前臂杠杆的支点。在 肘 关 节 处 B.肱二头肌给槎骨的力是肘关节阻力C.重物给前臂的力凡是动力 D.前臂是一根省力杠杆3.（2022 湖北黄冈、孝感、咸宁）对下列情境的判断正确的是（）。,00甲图甲：改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率不变;B.图乙：人不接触高压电线就不会触电；C.图丙：拇指所指那端就是通电螺线管的N极；D.图丁：天宫课堂授课是通过超声波实现天地之间的互动4.（2022 河南）为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力夕拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（B.该装置使用滑轮是为了更加省力;此过程中物块的动能转化为重力势能；C.物块所受摩擦力的方向沿斜面向下;D.若绳子突然断开，物块将立即下滑5.（2022 四川乐山）爸爸领着小梅玩跷跷板。下图中，最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是（）。二、填空题6.（2022 河北）在劳动课上，小明利用钳子反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高，这是通过 的方式改变铁丝内能的，如图所示，在剪断铁丝的过程中，钳子是一个一（选 填“省力”或“费力”）杠杆。7.（2022 江苏苏州）在图中画出杠杆的阻力臂/,并在/点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F；Ahnip.8.（2022 山西）如图甲所示，清明假期，亮亮同学回到老家，看到工程队正施工埋电线杆，进行电网改造。亮亮发现他们挖坑形很特别，如图乙所示。工程师告诉亮亮这种坑不仅省力，还能缩短移动的距离。要把图乙中的电线杆竖立到坑内，请你画出作用在杆上/点最小力的示意图。（2 0 2 2 四川成都）如图是小兰在练习 斜身引体”项目时的情景。把人体视为杠杆，。为支点，动力等效为小请画出片的力臂人1 0.（2 0 2 2 贵州黔东南）如图所示，用杠杆将物体A提起，请画出使杠杆平衡最小力b的示意图和物体A所受重力的示意图。1 1.（2 0 2 2 湖南岳阳）在“探究杠杆的平衡条件”实验中:A止在图甲所示位置，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_ _ _ _ _ _ _ （选 填“左”或“右”）调节；（2）调节平衡后，如图乙，在 4 点挂3 个钩码，则应在6点挂_ _ _ _ _ _个钩码，才能使杠杆重新在水平位置平衡（所用钩码的规格都相同）；（3）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡，收集多组数据，其目的是_ _ _ _ _ （填序号）A.取平均值，减小误差 B.避免偶然性，寻找普遍规律（4）看图丙的漫画，根据杠杆的平衡条件分析，小兔分得的萝卜质量_ _ _ _ _ _ _ （选 填“大于”、“等于”或“小于”）小猴的。1 2.（2 0 2 2 湖北随州）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：2 7（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的,1、/八甲 乙位置，此时杠杆处于（选 填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠 杆 右 端 的 平 衡 螺 母 向（选 填“左”或“右”）调。（2）调节杠杆在水平位置平衡后，某小组的同学得到了如下表所示的实验数据，由此可总结出杠杆的平衡条件：（用 4、氏、人 心 表 示）。实验序号动力E/N动力臂7 i/c m阻力FJN阻力臂A/c m113 0310222 014 0332 0610（3）在完成实验后，陶子同学在/处挂了 3 个钩码（每个钩码重1N,杠杆上每格的长度为10c m）,如图乙所示，他将弹簧测力计斜向下拉，杠杆水平平衡（处=3 0c m,防=4 0c m）,此时拉力与水平方向的夹角为3 0 ,则弹簧测力计的示数为 N。13.（2 02 2 河南）在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向（选 填“左”或“右”）调节；杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第 1、2次杠杆平衡时的数据已填入表。图是第3次杠杆平衡时的情景，此 次 杠 杆 右 侧 的 阻 力 和 阻 力 臂 的 数 据 为,为；实验次数动力E/N动力臂7./m阻力K/N阻力臂A/m12.50.220.2 5220.151.50.231.50.1（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：；（4）某小组对实验过程交流、讨论后，按图所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因 为 这 样 做 改 变 了。在测量拉力厂的力臂时，小组内有不同的意见，你 认 为 拉 力 的 力 臂 应 为 （选 填“0 A”“0 B”或“四”）。14.（2 02 2 湖南长沙）为了探究杠杆的平衡条件，小庆将安装好的器材放到水平桌面上，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。（1）某次实验时，小庆在已调好的杠杆两侧挂上钩码后，出现如图所示的情形。为了使杠杆在水平位置平衡，下 列 操 作 正 确 的 是;A.将左侧钩码向左移动 B.将右侧钩码向右移动 C.将平衡螺母向左调节（2）正确完成实验后，获得的三组数据如下表所示。次数动力片他动力臂4/c m阻力B/N阻力臂/c m11.010.00.52 0.021.02 0.02.010.032.015.01.52 0.0分析数据可得杠杆的平衡条件：。15.（2 02 2 四川眉山）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小叶同学用刻度均匀的轻质杠杆完成以下实验，已知每个钩码重0.5 N。杠杆处于如图甲状态时，若要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向（选 填“左”或“右”）调节。杠杆是否处于水平位置平衡，是由杠杆与重垂线是否垂直来判断的，这是利用了重力的方向总是（2）小叶同学完成一次操作后，实验现象如图乙所示.记录的数据为：动力=2 N,动力臂4=l c m；阻力K=1N,阻力臂4=2 c m。他测出了这组数据后就得出了“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论,你 认 为 他 的 结 论 是(选 填“正确”或“错误”)的，理由是。(3)小叶与同学又将实验改装成图丙，在/处正下方悬挂一不吸水的石块，6处施加一个与竖直方向夹角为6 0 的拉力44 N,杠杆恰好在水平位置平衡，此时杠杆为(选填“省力”、“费力”或“等臂，)杠杆。若将该石块浸没在水中且不触底，要使杠杆在水平位置再次平衡，应在6处竖直向上施加拉力为 No (已知 0Tl=2.0 X 1 0%g/m 3,P 1.0 X 1 03k g/m3)炉 1 0 N/k g)五、计算题1 6.(2 0 2 2 湖北黄冈、孝感、咸 宁)由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器,世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为L OX 1 07N 的箱梁运到铺设位置。(1)当箱梁静止在水平桥面时，箱梁与桥面的接触面积为2 0 0 n l)求箱梁对桥面的压强；(2)工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6 m,固定好后，载着箱梁水平向前运动了 3 0 m o求此过程中克服箱梁所受重力做的功；(3)如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、6 之间的正上方时水平静止。图中人表示你的水平距离，人表示小的水平距离，。表 示“昆仑号”与箱梁受到的总重力(不包括轮车力受到的重力)、其重心在。点，下表示桥墩8上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力夕的表达式(用字母表示)。轮车A卜 口 口、一 一 轮车B 1 7.(2 0 2 2 湖北武汉)我国万米深潜作业次数和下潜W A j 桥支腿人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者”号载人潜水器的海试现场。(1)潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示，它由金属杆力反比和可以伸缩的液压杆4 C 组成，C 点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动金属杆力8 绕 着。点转动，金属杆8端就会向上提或向下压采样器；请在图乙中画出水平金属杆的6 端竖直向下压采样器时，采样器对金属杆力8的力的示意图；若如、龙 和 的长分别是1 8 c m、2 4 c m 和 3 0 c m,如的长是7 2 c m,这只机械手臂的液压杆4。对水平金属杆端的拉力是2 0 0 N,玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2 c m 2 时，则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa?(不考虑金属杆和采样器它们受到的重力和浮力)(2)总质量是3 6t 且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者”号时，可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”，即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是L 8 t。体积是0.3 m，的两只机械手臂和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?c采样器乙og 1 8.（2 0 2 2 广东广州）如 图 1,工人将重5 0 0 N 的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g 取 l O N k g）。（1）在斜面上货物受到沿斜面向上2 5 0 N 的推力久 从 P 点匀速运动到0 点用时4 s。求此过程尸的功率；（）斜面的机械效率。（）（2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右 1 0 0 N 的推力兄 从 4点匀速运动到8点用时1 s,在 8点撤去广，货物持续运动0.5 s 停在点；用 表 示 货 物，在方框中画出货物在。点的受力示意图；（）货物到4点时为计时起点，在图2中面出0 1.2 s 货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象;（3）图 3中的尾板等效成图4 中以。为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为尸（忽略绳重）：在图4 中画出尸的力臂7；（）绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F-居（选填图5(2 0 2 2 湖 南 郴 州)如图所示，用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3 k g 的物体 A 用细线悬挂在杠杆的。处；质量为0.5 k g 的物体B(B不溶于水)用细线悬挂在杠杆的处。当物体B 浸没于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡。此 时 G 到。点的距离分别为2 0 c m、3 0 c m。(g 取 1 0 N/k g)求：(1)物体A 的重力；(2)细线对物体B 的拉力;(3)物体B 的体积。四川达州)某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置,图甲是该装置的部分简化模型，轻质硬杆4?能绕。点无摩擦转动，A O：0 B=2：3,物体N是一个不吸水的柱体，打开阀门，假定水的流量相同，物体M 对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示，友时刻装置自动报警，力时刻塔内水流完，杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为 6 X 1 0 k g/m,棱长为0.1 m,悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长，g取 1 0 N/k g,p*=l.O X 1 03k g Z m：t,单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量，求：(1)物体M的重力大小；(2)G 时刻杠杆/端所受拉力大小；甲乙(3)物体N的密度。专题1 0简单机械（解析版）（第2期）一、选择题1.（2022 湖北十堰）下列工具正常使用时，能省力的是（【答案】Ao【解析】A.瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意；B.托盘天平是一个等臂杠杆，既不省力也不费力，故B不符合题意；C.筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；D.理发剪刀在使用时，动力臂小于阻力臂，属了费力杠杆，故D不符合题意。故选A。2.（2022 湖南邵阳）某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！”“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆以下对于这根杠轩在提起重物的过程中，分析合理的是（）。前臂杠杆的支点。在肘关节处B.肱二头肌给槎骨的力月是阻力C.重物给前臂的力为是动力【答案】A。D.前臂是一根省力杠杆【解析】A.前臂将物体拿起时，肘关节处保持不动，肘关节处为前臂杠杆的支点0,故A符合题意;B.肱二头肌给税骨的力内是将物体拿起的动力，故B不符合题意：C.重物给前臂的力月是阻碍前臂上升的阻力，故C不符合题意；D.如图所示，动力E是力臂是肘关节到肱二头肌拉力作用线的距离，距离较小，阻力片的力臂是肘关节到重物对手压力作用线的距离，距离较大，根据杠杆平衡条件耳4=玛4,L 鸟是费力杠杆，故 D不符合题意。故选A。3.（2022 湖北黄冈、孝感、咸宁）对下列情境的判断正确 的 是（）。甲图甲：改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率不变；B.图乙：人不接触高压电线就不会触电；C.图丙：拇指所指 那端就是通电螺线管的N极；D.图丁：天宫课堂授课是通过超声波实现天地之间的互动【答案】Co%Gh G【解析】A.如图甲所示，动 滑 轮 的 机 械 效 率 为=W总Fs G+G动改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率也改变，故 A错误；B.高压触电分高压电弧触电和跨步电压触电，人不接触高压电线也会触电，故 B错误；C.如图丙所示，根据安培定则，四指指电流方向，拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，故C正确；D.如图丁所示，声音无法在真空中传播，天宫课堂授课是通过电磁波实现天地之间的互动，故D错误。故选Co4.（2022 河南）为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力尸拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（）。该装置使用滑轮是为了更加省力;B.此过程中物块的动能转化为重力势能；C.物块所受摩擦力的方向沿斜面向下;D.若绳子突然断开，物块将立即下滑【答案】Co【解析】A.该装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故 A 错误；B.物块沿斜面匀速向上运动，动能不变，物体的重力势能是拉力厂做功增加的，故 B 错误；C.物块相对斜面斜向上运动，受到的滑动摩擦力与其相对运动方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故 C 正确；D.若绳子突然断开，物块由于惯性会先继续向上运动，故 D错误。故选C。5.（2022 四川乐山）爸爸领着小梅玩跷跷板。下图中，最有可能让跷跷板在水平方向上保持【答案】B【解析】爸爸的重力大于小梅的重力，那么爸爸对跷跷板的作用力大于小梅对跷跷板的作用力，据杠杆的平衡条件知，爸爸离跷跷板中心的距离应小于小梅离跷跷板中心的距离，故 ACD不符合题意，B 符合题意。故选B。二、填空题6.（2022 河北）在劳动课上，小明利用钳子反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高，这是通过 的方式改变铁丝内能的，如图所示，在剪断铁丝的过程中，钳子是一个（选 填“省力”或“费力”）杠杆。【答案】做 珈 省 力.r 疗一 人【解析】1 弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为内能，物体内能增大，温度升高，分子热运动更加剧烈，这是通过做功的方式改变铁丝的内能。2 在剪断铁丝的过程中，钳子的动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，所以钳子是一个省力杠杆。三、作图题7.（2022 江苏苏州）在图中画出杠杆的阻力臂/,并在/点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F；。【解析】由图可知，0为支点，重物向下拉杠杆的力为阻力，则过支点V J.做阻力作用线的垂线段即为阻力臂7：；由杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最小力厂作用在4点，当山为尸的力臂时，力臂最长，此时力尸最小，且尸的方向垂直杠杆向上，从力点垂直以向上画出厂的示意图，如图所示：/8.（2022 山西）如图甲所示，清明假期，亮亮同学回到老家，看到工程队正施工埋电线杆，进行电网改造。亮亮发现他们挖 坑形很特别，如图乙所示。工程师告诉亮亮这种坑不仅省力，还能缩短移动的距离。要把图乙中的电线杆竖立到坑内，请你画出作用在杆上/点最小力的示意图。甲【解析】由图可知，。为支点，要使作用在力的力最小，需力臂最大，当物作为力臂时，拉力的力臂最大，力最小，作图如下:情景。把人体视为杠杆，。为支点，动力等效为人，请画出我的力臂人【解析】画动力 的力臂，应过支点。作动力作用线的垂线段，由丁垂线不能与动力E作用线的实线部分相交，所以要将动力作用线用虚线反向延长，注意支点。的垂线也要用虚线，并且需要标出垂宜符号，然后用大括号将所画的垂线段括起来，要求大括号两端分别对齐支点。和垂足，然后在大括号外标注出力臂符号如图所示10.（2022 贵州黔东南）如图所示，用杠杆将物体A提起，请画出使杠杆平衡最小力厂的示意图和物体A所受重力的示意图。J【解析】重力的方向是竖直向下的，从物体的重心画一条带箭A头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为物体协受重力的示意图；由杠杆平衡条件ECLEL可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在。点，动力作用在6点，则仍为最长的动力臂，因此连接仍，过5点作垂直于如向上的力，即为最小动力6的示意图，如图所示：FA777777-11.(2022八、G湖南岳阳）在“探究杠杆的平衡条件”实验中:止在图甲所示位置，为了使杠杆在水平位置平衡，应 将 平 衡 螺 母 向（选 填“左”或“右”）调节；（2）调节平衡后，如图乙，在月点挂3个钩码，则应在6点挂_ _ _ _ _ _ _ 个钩码，才能使杠杆重新在水平位置平衡（所用钩码的规格都相同）；（3）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡，收集多组数据，其 目 的 是 （填序号）A.取平均值，减小误差 B.避免偶然性，寻找普遍规律（4）看图丙的漫画，根据杠杆的平衡条件分析，小兔分得的萝卜质量_ _ _ _ _ _ _ （选 填“大于”、“等于”或“小于”）小猴的。【答案】左；3；B；小于。【解析】（1）口 由甲图可知，杠杆右端沉，所以需将平衡螺母向左调，直至杠杆在水平位置平衡。（2）2 设杠杆上一个格的长度为/,一个钩码的重力为G,则钩码对杠杆的拉力等于钩码的重力,力点距支点为2 1,挂 3个钩码，重力为3 G,根据杠杆平衡条件可得3 G X 2 G K X 3/解得K=2 C,即在8点需挂2个钩码，杠杆才能重新在水平位置平衡。（3）3 改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡，多次实验，目的是避免一次数据可能出现的偶然性，寻找杠杆平衡的普遍规律，故 A不符合题意，B符合题意。故选B。（4）4 萝卜处于平衡状态，由图知道，左侧部分重心离支点近，力臂小，右侧部分重心离支点远，力臂大，根据杠杆平衡条件知道，左侧萝卜重力大，右侧重力小，根据伊侬可知，小兔分得的萝卜质量小于小猴的。1 2.（2 0 2 2 湖北随州）在“探究杠杆的平衡条件”实验中:（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此 时 杠 杆 处 于 （选 填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠 杆 右 端 的 平 衡 螺 母 向 （选 填“左”或“右”）调。（2）调节杠杆在水平位置平衡后，某小组的同学得到了如下表所示的实验数据，由此可总结出杠杆的平衡条件：（用 、&、人、上表示）。实验序号动力A/N动力臂7,/c m阻力K/N阻力臂72/c m113 031 0222 014 0332 061 0（3）在完成实验后，陶子同学在1 处挂了 3 个钩码（每个钩码重1 N,杠杆上每格的长度为1 0 c m）,如图乙所示，他将弹簧测力计斜向下拉，杠杆水平平衡（A 4=3 0 c m,如=4 0 c m）,此时拉力与水平方向的夹角为3 0 ,则弹簧测力计的示数为 N o【答案】平衡；左；4.5。【解析】（1）口 2 因为杠杆静止，所以判断杠杆处于平衡状态，由于杠杆左端高、右端低，为使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的左端移动。（2）3 通过观察实验表格的各组数据，可以发现动力与动力臂的乘积等于阻力与租力臂的乘积，由此得出杠杆平衡的条件为动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，即 产 乩 A（3）4 由图可知，以。为支点，杠杆的左边，力为3 N,力臂为3 0 c m,即/U i=3 N X 3 0 c m杠杆的右边，力为心即弹簧测力计的示数，力臂为阳的二分之一，即 2 0 c m,由杠杆平衡条件可得3 N X 3 0 c m=X 2 0 c m解得RM.5N。1 3.（2 0 2 2 河南）在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向（选 填“左”或“右”）调节;杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第 1、2次杠杆平衡时的数据已填入表0图是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据为,为一实验次数动力A/N动力臂7 1 /m阻力K/N阻力臂U m12.50.220.2 5220.1 51.50.231.50.1（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：；（4）某小组对实验过程交流、讨论后，按图所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因 为 这 样 做 改 变 了。在测量拉力厂的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力臂应为（选 填“以”“如”或“4 8”）。【答案】右；1;0.1 5；动力X动力臂=阻力X阻力臂；拉力的方向；OB。【解析】（1）1 由图知道，杠杆的右端上翘，为了调节杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动，即应将平衡螺母向右端移动。（2）2 3 第 1、2和 3次实验的数据知道，每次动力减小0.5N,由第1、2次的数据知道，每次阻力也是减小0.5N,所以，第 3次的阻力应是1 N；分析笫1、2次的数据知道，动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，由此可知第3次的阻力臂应是0.1 5m o（3）4 由实验表格中数据知道，三次实验数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即杠杆的平衡条件是动力X动力臂=阻力又阻力臂（4）5 由图知道，用弹簧测力计斜拉改变了拉力的方向，同时改变了力臂的方向，由此得出的平衡条件更具普遍性。6 因为力臂是从支点到力的作用线的距离，由图知道，仍应为拉力的力臂。1 4.（2 0 2 2 湖南长沙）为了探究杠杆的平衡条件，小庆将安装好的器材放到水平桌面上，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。（1）某次实验时，小庆在已调好的杠杆两侧挂上钩码后，出现如图所示的情形。为了使杠杆在水平位置平衡，下 列 操 作 正 确 的 是;A.将左侧钩码向左移动 B.将右侧钩码向右移动 C.将平衡螺母向左调节（2）正确完成实验后，获得的三组数据如下表所示。次数动力片动力臂4/c m阻力6/N阻力臂4/c m11.01 0.00.52 0.021.02 0.02.01 0.032.01 5.01.52 0.0分析数据可得杠杆的平衡条件：。【答案】A;动力X动力臂邛且力X阻力臂。【解析】（1）1 将安装好的器材放到水平桌面上，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。某次实验时，小庆在已调好的杠杆两侧挂上钩码后，出现如图所示的情形，即右端下沉，说明右侧力与力臂之积较大，此时不能再调节平衡螺母，为了使杠杆在水平位置平衡，应将左侧钩码向左 移 动（增大左侧力臂的大小），故 A正确，B C 错误。故选A o（2）2 根据表中数据有 1.0 N X 1 0.0 c m=0.5N X 2 0.0 c m1.0 N X 2 0.0 c m=2.O X X 1 0.0 c m2.0 N X 1 5.0 c m=l.5N X 2 0.0 c m故得出杠杆的平衡条件是：动力X动力臂邛且力X阻力臂。1 5.（2 0 2 2 四川眉山）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小叶同学用刻度均匀的轻质杠杆完成以下实验，已知每个钩码重0.5N。杠甲 乙 丙杆处于如图甲状态时，若要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_ _ _ _ _ _ （选 填“左”或“右”）调节。杠杆是否处于水平位置平衡，是由杠杆与重垂线是否垂直来判断的，这是利用了重力的方向总是（2）小叶同学完成一次操作后，实验现象如图乙所示。记录的数据为:动力=2 N,动力臂4=lc m；阻力=1 N,阻力臂，2=2 c m。他测出了这组数据后就得出了“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论，你认为他的结论是_ _ _ _ _ _ （选 填“正确”或“错误”）的，理由是_ _ _ _ _ _（3）小叶与同学又将实验改装成图丙，在力处正下方悬挂一不吸水的石块，8 处施加一个与竖直方向夹角为6 0 的拉力尼4 N,杠杆恰好在水平位置平衡，此 时 杠 杆 为 （选 填“省力”、“费力”或“等臂，）杠杆。若将该石块浸没在水中且不触底，要使杠杆在水平位置再次平衡，应在6处竖直向上施加拉力为 No (已知 0 布=2.0 X 1 0%g/m 3,P*=l.0 X 1 03k g/m 支 1 0 N/k g)【答案】右；竖直向下；错误；不同物理量相加减没有物理意义；等臂；1。【解析】(1)1 如图甲所示，杠杆处于向左倾斜，故平衡螺母要向右调节。2 由于重力方向总是竖直向下，和水平线相互垂直，所以可以根据杠杆与重垂线是否垂直来判断杠杆是否处于水平位置平衡。(2)3 4 小叶得出了“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论，这个结论是错误的，因为不同的物理量不能相加减。(3)5 杠杆的支点在。点，阻力为石块重力，阻力臂为面，由 第(2)可知每格是0.5 c m,故f l 4=l c m；动力为 F,动力臂为 06x4=2cmx，=1cm2 2动力臂和阻力臂相等，所以为等臂杠杆。杠杆的平衡原理可知FX l c m=C X 1 c m伍/MNG 4N石头的体积 V=-7-=2x10 4 m3p g 2 x 1 O,kg/m x 10N/kg当石块完全浸没水中，排开水的体积匕产片2 X 1 0%?石块受到浮力/浮0 X 1 0sk g/m：iX 1 0 N/k g X 2 X 1 0 V=2 N对石头进行受力分析：重力，绳子拉力和浮力。绳子拉力产Oa 7=4 N-2 N=2 N由杠杆的平衡条件可知/拉X l c m=U X 2 c m；F=1 N五、计算题1 6.(2 0 2 2 湖北黄冈、孝感、咸 宁)由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器,世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为L O X 1 07N 的箱梁运到铺设位置。(1)当箱梁静止在水平桥面时，箱梁与桥面的接触面积为2 0 0 n l 2,求箱梁对桥面的压强；(2)工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6 m,固定好后，载着箱梁水平向前运动了 3 0 m。求此过程中克服箱梁所受重力做的功；(3)如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、8之间的正上方时水平静止。图中Z表示左的水平距离，人表示6N的水平距离，G 表 示“昆仑号”与箱梁受到的总重力(不包括轮车1受到的重力)、其重心在点，尸表示桥墩6 上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力尸的表F P 1 O x I O7 N【解析】(1)根据公式p=一 可得。箱梁对地面的压强为p=*=,=5 x l(/p aS s 2 0 0 m2 F(2)根据重力做功的公式的励可得，克服重力做的功为聆G/FI.O X I O:N X 1 0 N/kg=6X 1 06JrG(lrl)(3)根据杠杆平衡 原理可知C，=G (乙一4)，F =-y o答：(1)箱梁对桥面的压强为5 X 1 0 p a；(2)此过程中克服箱梁所受重力做的功为6X 1 O J；(3)支持力尸的表达式一l，1 7.(2 0 2 2 湖北武汉)我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者”号载人潜水器的海试现场。(1)潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示，它由金属杆/氏8 和可以伸缩的液压杆4 c 组成，C 点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动金属杆A?绕 着。点转动，金属杆6 端就会向上提或向下压采样器；请在图乙中画出水平金属杆的8 端竖直向下压采样器时，采样器对金属杆的力的示意图；若如、0 C和 4 C的长分别是1 8 c m、2 4 c m 和 3 0 c m,仍的长是7 2 c m,这只机械手臂的液压杆4 7对水平金属杆4 端的拉力是2 0 0 N,玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2 c m 2 时，则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少P a?(不考虑金属杆4?和采样器它们受到的重力和浮力)(2)总质量是3 6 t 且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者”号时，可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”，即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是L 8 t。体积是0.3 m，的两只机械手臂和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮【答案】(案 如 图;2X105Pa；(2)3.57X10%,1.5X10%。【解析】(1)水平金属杆的6端竖直向下压采样器时，根据力的作用是相互的，采样器对杠杆有一个竖直向上的力，其大小为五，故如图所示：/C F/II。R(2)根据勾股定理可知采样器人AC-yAO+OC2=(18cm)2+(24cm)2=/900cm2=30cm该三角形是直角三角形，力。为斜边，根据三角形的面积公式可知，液压杆4c对水平金属杆43一、-AOx 18cmx24cm,.端拉力的力臂右=-=-=14.4cmAC 30cm人 3一 、“-T L-一 尸 R xL 200Nx 14.4cm，小丫金属杆BM而对采样器的压力F=F=-=-=40NOB 72cmF 40N圆环形管n对海底沉积物产生的压强p=-=2xlO5PaS 2x10 nr(3)潜水器处于悬浮状态，总浮力为耳字=G总=加总gnSGxlCPkgxlON/kguBSxl仃N潜水器抛掉机械手臂等物体后，减小的浮力纯 孚=1.0 x1(ykg/m3 xlON/kgx 0.3m3=3xlO3N 减小的重力AG=mg=1.8x 103kg x 10N/kg=1.8x 104N潜水器剩下的重:力 G=G总-A G =3.6x 105N-1.8X 104N=3.42X1 05N抛掉机械手臂等物体后潜水器受到的浮力与 =/一年=3.6X1 05N-3X1 03N=3.57X1 05N抛掉机械手臂等物体后浮力比重力大 b=&；一G=3.57X1 05N-3.42X1 05N=1.5X1()4N答：(1)见解析，竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是2xlC)5pa；(2)潜水器受到的浮力是浮力比重力大lS x lO N。18.(2022 广东广州)如 图1,工人将重500N的货物推入静止的货柜中(忽略空气阻力，g取10Nkg）o（1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力凡从尸点匀速运动到。点用时4s。求此过程尸的功率；（）斜面的机械效率。（）斜面VA BCD(2)3 在 6点撤去汽，货物持续运动0.5 s 停在。点，此过程中货物受到竖直向下的5 0 0 N 的重力；竖直向上5 0 0 N 的支持力；水平方向上受到向左的摩擦力。由于货物在1 0 0 N 的水平向右的推力作用下匀速运动，则货物与货柜之间的摩擦力为1 0 0 N,滑行时压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即向右滑行时受到水平向左1 0 0 N 的摩擦力。如图所示：/=500N运动方向片 100N 4 从 z f 点匀速运动到8点用时1 s,则 0 l s 货物所受摩擦力和推力是一G=500N对平衡力，大小为公41 0 0 N在 6点撒去区货物持续运动0.5 s 停在点，则货物在0.2 s 内处于滑行阶段，受到的摩擦力为滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即 0 l.2 s 货物所受摩擦力一直为1 0 0 N,则绘制FV 图像如下：fN5004003002001000.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 t/s所示:6 绳按图5 方式悬挂，尾板仍处于水平静止，此 时 A力臂比A的力臂要短，而阻力和阻力臂的大小不变，根据杠杆平衡条件/尸/以可知，大于4。1 9.(2 0 2 2 湖南郴州)如图所示，用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3 kg的物体A用细线悬挂在杠杆的，处:质量为0.5 kg 的物体B(B 不溶于水)用细线悬挂在杠杆的处。当物体B 浸没于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡。此 时 C、到。点的距离分别为2 0 cm、3 0 cm.(g 取 1 0 N/kg)求：(1)物体A的重力；(2)细线对物体B的拉力;(3)物体B的体积。DgJ L 【答案】(1)3 N；(2)2 N；(3)3 X1 0 m30【解析】(1)物体A的重力GA=，Ag=S3kgxlON/kg=3N(2)根据题意可知 a 2 0 cm=0.2 m,=3 0 cm=0.3 m由杠杆平衡条件3=%可得%=芋G.L里o r=3N x0-.-2-m-=2N(3)物体 B 的重力为 GB=O.5kgxlON/kg=5N对物体B进行受力分析得，物体B受到的浮力为F浮 力=GB 耳,=5N-2N=3N则物体B 排开水的体积为=焉=1.0 x l 0 k g W x l 0 N/k g =3 x l-3因为物体B 浸没，所以物体B的体积为=3x l0-4m 答：(1)物体A的重力3 N；(2)细线对物体B的拉力2 N；(3)物体B的体积3 X 1 0 片 .2 0.(2 0 2 2 四川达州)某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型，轻质硬杆4 5 能绕。点无摩擦转动，A 0：0 B=2：3,物体N是一个不吸水的柱体，打开阀门，假定水的流量相同，物体M对压力传感器的压强。与水流时间t 的关系如图乙所示，友时刻装置自动报警，友时刻塔内水流完，杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M 的密度为6X 10：k g/m3,棱长为0.1m,悬挂物体M、N 的轻质细绳不可伸长,g取 10N/k g,O X 103k g/m%单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量，求：(1)物体M 的重力大小；(2)乙时刻杠杆4 端所受拉力大小；(3)物体N 的密度。【答案】(1)60N；(2)30N；(3)1.5X l O,k g/m二【解析】(1)由题意可知，物体M密度为P,=6X 10;ik g/m3,物体M 的体积为%=(0.X 10 故山夕二 可得，物体M 的质量为like Pw匕=6 X 10 k g/m3X 1 X 10 m-6k g故由。侬可得，物体M 的重力大小为6；尸阿舒6k g X 10N/k g=60N(2)由图乙可知，时刻物体M 对压力传感器的压强为后4 000P a,故由 =可得，物体MS对压力传感器的压力为尸；=p S=4 000P a X (0.I m)MO N因物体M 对压力传感器的压力心;与压力传感器对物体M 的支持力尸支是一对相互作用力，大小相等，故可知压力传感器对物体M 的支持力为尸支=b 4 0N对物体M 受力分析可知，物体M 受到向下的重力6”向上的压力传感器的支持力尸殳和绳子的拉力FB,物体M 处于受力平衡状态，由力的平衡可得&=尸支+片解得8 端绳子的拉力为诙G-/=60N-4 0N=20N杠杆在水平位置平衡时，由杠杆的平衡条件可得A,X OA=FX OB解 得 t,时刻杠杆A端所受拉力大小为