培优杠杆平衡条件的应用问题辅导专题训练含答案
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题
1．如图是上肢力量健身器示意图，杠杆AB 可绕O 点在竖直平面内转动，3AB BO =，配重的重力为120牛，重力为500牛的健身者通过细绳在B 点施加竖直向下的拉力为F 1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛，在B 点施加竖直向下的拉力为F 2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。已知122:3:F F =，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（ ）
A ．配重对地面的压力为50牛时，健身者在
B 点施加竖直向下的拉力为160牛 B ．配重对地面的压力为90牛时，健身者在B 点施加竖直向下的拉力为120牛
C ．健身者在B 点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛
D ．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牛 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力为
N F G F =-
由图知动滑轮上有2段绳子承担物重，因此杠杆A 点受到的拉力
N 22A F F G G F G +?=-=+动动（）
根据杠杆的平衡条件得到
A B F OA F OB ?=?
即
N 2B G F G OA F OB ?-+?=?????动（）
因为
3AB BO =
所以
2AO BO =
则
N 221B G F G F ?-+?=?????动（）
即
N 42B F G F G ?-=+动（）
当压力为85N 时
14120N -85N 2F G =?+动（）
当压力为60N 时
24120N -60N 2F G =?+动（）
因为
122:3:F F ＝
所以
124120N -85N 24120N -60N 223
G F F G ?+=?=+动动（）（） 解得
30N G =动
A ．当配重对地面的压力为50N 时，
B 点向下的拉力为
N 424120N -50N 230N =340N B F G F G ?-=??=++动（）（）
故A 错误；
B ．当配重对地面的压力为90N 时，B 点向下的拉力为
N 424120N -90N 230N =180N B F G F G ?-=??=++动（）（）
故B 错误；
C ．健身者在B 点施加400N 竖直向下的拉力时，根据
N 42B F G F G ?-=+动（）
可得
N 400N 4120N 230N F =?-+?（）
解得
N 35N F =
故C 正确；
D ．配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，根据
N 42B F G F G ?-=+动（）
可得
4120N -0N 230N =540N >500N B F ?+?=（）
因为人的最大拉力等于体重500N ，因此配重不可能匀速拉起，故D 错误。 故选C 。
2．如图所示，在一个轻质杠杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个动力F ，使杠杆保持平衡，然后向右缓慢转动F 至水平方向，这一过程中（ ）
A．F先变小后变大B．F逐渐变大
C．动力臂逐渐变小D．动力臂逐渐变大
【答案】A
【解析】
【分析】
杠杆平衡条件及应用。
【详解】
杠杆在图中所示位置平衡，阻力（重物对杠杆的拉力）及阻力臂大小不变；动力F由图中所示位置转动至水平方向的过程中，当动力F的方向与杠杆垂直时，动力F的力臂最长，因此动力F的力臂先增大后减小，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，动力Ｆ先变小后变大。故选A。
【点睛】
中等题.失分的原因是：
①不知道动力F方向变化的过程中阻力和阻力臂的大小不变；
②不会画动力F在不同位置时的动力臂；
③不会利用杠杆平衡条件通过动力臂的变化分析出动力的变化；
④不知道当动力F与杠杆垂直时，动力臂最大，动力F最小。
3．如图所示，作用在A点的各个力中，不可能使杠杆平衡的力是
A．F3和F4
B．F1和F3
C．F2和F4
D．F1和F2
【答案】A
【解析】
【详解】
因为力F3的作用线所在的直线过支点O，所以力F3的力臂为0，又因为0乘以任何数都为0，所以力F3不能使杠杆平衡；力F4使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同，所以
力F 4不能使杠杆平衡；力F 1和F 2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反，所以力F 1和F 2可以使杠杆平衡；故选A 。
4．如图所示为等刻度轻质杠杆，A 处挂4牛的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则在B 处施加的力（ ）
A ．可能为0.5牛
B ．一定为2牛
C ．一定为3牛
D ．可能是4牛
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
设杠杆每小格的长度为L ，若在B 点用垂直OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡，此时所用的力最小，根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可得
min 42F L G L ?=?
则有
min 24N
2
2N 44
G L F L ??=
== 若在B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡，由杠杆平衡条件1122Fl F l =可知
22
11
F l F l =
则此时杠杆左边的阻力与阻力臂的乘积不变，动力臂减小，故动力将增大，故若使杠杆在水平位置平衡，在B 点施加的力
2N F ≥
故选D 。
5．用图示装置探究杠杆平衡条件，保持左侧的钩码个数和位置不变，使右侧弹簧测力计的作用点 A 固定，改变测力计与水平方向的夹角 θ，动力臂l 也随之改变，所作出的“F -θ”图象和“F -l ” 图象中，正确的是
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】C 【解析】 【详解】
A ．动力F 和θ的关系，当F 从沿杆方向（水平向左）→垂直于杆方向（与水平方向成90°）→沿杆方向（水平向右），由图可知，F 对应的动力臂l =OA ×sinθ，动力臂l 先变大后变小，则动力F 先变小后变大，所以A 错误；
B ．当θ等于90°时，动力臂最大，动力最小但不为零，所以B 错误； CD ．根据杠杆平衡条件Fl =F 2l 2可得：F =22
F l l
，由于F 2、l 2不变，则F 和l 成反比，故C 正确，D 错误。
6．如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态。下列操作仍能使杠杆在水平位置保持平衡的是 （ ）
A ．两侧钩码同时向外移一格
B ．左侧的钩码向左移一格，右侧增加一个钩码
C ．在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码
D ．在两侧钩码下方，同时减去一个相同的钩码 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
设一个钩码的重力为G ，横梁上一个格的长度为L ，原来杠杆处于平衡状态，则有
2332G L G L ?=?
A ．两边各向外移一格，左边
248G L GL ?=
右边
339G L GL ?=
由于
89GL GL <
杠杆右端下沉，故A 不符合题意；
B ．左侧的钩码向左移一格，右侧增加一个钩码，因左边
24G L ?
右边
42G L ?
因
2442G L G L ?=?
故B 符合题意；
C ．在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码，左边
339G L GL ?=
右边
428G L GL ?=
因为
98GL GL >
杠杆左端下沉，故C 不符合题意；
D ．在两侧钩码下方，同时减去一个相同的钩码，左边
33G L GL ?=
右边
224G L GL ?=
由于
34GL GL <
杠杆右端下沉，故D 不符合题意。 故选B 。
7．能使杠杆OA 水平平衡的最小力的方向为（ ）
A ．A
B B ．A
C C ．A
D D ．AE
【答案】A 【解析】 【分析】
根据杠杆平衡的条件，F 1×L 1=F 2×L 2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．由此分析解答．
【详解】
由图知，O为支点，动力作用在A点，连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向应向上，所以最小力方向为AB．
故选A．
【点睛】
在通常情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段就是最长力臂．
8．在我国古代书籍《墨经》中，对杠杆有精辟论述，并有许多巧妙的应用．如下图所示是在井上汲水的桔槔，下列对其在使用中正确的解释是
A．桔槔是等臂杠杆，不省力也不费力
B．向井内放送水桶时，人用的力气一定小于水桶的重力，所以省力
C．桔槔是不等臂杠杆，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆
D．往上提水时，人用的力气一定小于桶与水的总重，所以省力
【答案】D
【解析】
【分析】
杠杆的分类：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂；要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。
【详解】
AC．由图可见，桔槔是不等臂杠杆，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故AC错误；B．向井内放送水桶时，人用的力通过杠杆原理，与石头的重力相关，一般比木桶的重力要大，故B错误；
D．往上提水时，因为有石头帮忙，人的力气比水和桶的总重力小，故D正确。
故选D。
【点睛】
此题主要考查了对简单机械的认识，要掌握杠杆的要素。
9．生活中，小华发现有如图甲所示的水龙头，很难徒手拧开，但用如图乙所示的钥匙，安装并旋转钥匙就能正常出水（如图丙所示）．下列有关这把钥匙的分析中正确的是
A．在使用过程中可以减小阻力臂
B．在使用过程中可以减小阻力
C．在使用过程中可以减小动力臂
D．在使用过程中可以减小动力
【答案】D
【解析】
【详解】
由图可知，安装并旋转钥匙，阻力臂不变，阻力不变，动力臂变大，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知，动力变小，故选D。
10．将打足气的篮球和套扎在气针上的未充气的气球，一起悬挂在杠杆右端，左端挂适量钩码使杠杆水平平衡。将气针插入篮球气孔中，篮球中的部分空气充入气球后，杠杆左端下降，如图所示。这个现象说明（）
A．大气压的存在
B．钩码重大于篮球与气球总重
C．空气充入气球后，钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积变大
D．空气充入气球后，篮球和气球受到总的空气浮力变大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
开始杠杆平衡，由杠杆平衡条件得
G钩码×L左=F绳拉力×L右
篮球与气球受到竖直向下的重力G、竖直向上的绳子拉力F、空气的浮力F浮作用而静止，处于平衡状态，由平衡条件得
G=F+F浮
则
F=G-F浮
将气针插入篮球的孔中，篮球中的部分空气就充入气球后，篮球与气球受到的浮力F浮变
大，而重力G 不变，绳子的拉力F 变小，因为球对杠杆的拉力F 绳拉力等于球受到的拉力F ，所以杠杆右端受到的拉力F 绳拉力变小，而G 钩码、L 左、L 右不变，因此
G 钩码×L 左>F 绳拉力×L 右
杠杆左端下沉。故A 、B 、C 不符合题意，D 符合题意。 故选D 。
11．如图所示，直杆OA 的下端挂一重物G 且可绕O 点转动。现用一个始终与直杆垂直的力F 将直杆由竖直位置缓慢转动到水平位置，不计杆的重力，则拉力F 大小的变化情况是（ ）
A ．一直变小
B ．一直不变
C ．一直变大
D ．先变小后变大
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知，由于力F 始终与杠杆垂直，则力F 所对应的力臂始终不变，大小为力F 的作用点到O 点的距离，设为l 1，在逐渐提升的过程中，重力大小不变，方向竖直向下，则对应力臂逐渐变大，设为l 2，由于缓慢转动，视为受力平衡，则由杠杆平衡公式可得
Fl 1=Gl 2
由于等式右端重力G 不变，l 2逐渐变大，则乘积逐渐变大，等式左端l 1不变，则可得F 逐渐变大，故选C 。
12．如图所示，轻质杠杆MON 及支架是一个固连在一起的整体，且能绕O 点转动，
:3:2MO NO =，图中正方体D 通过细线与N 点相连且与水平地面的接触面积S 为8×10-2
m 2。当物体A 的质量为8kg 时，杠杆在水平位置上平衡，物体D 对水平地面的压强p 1为
4000Pa ；当把物体A 换成质量为30kg 的物体B ，支点移至O '，使:4:3MO NO ''=时，杠杆仍在水平位置上平衡，物体D 对水平地面的压强为p 2；此时用物体C 替换物体B ，杠杆仍在水平位置上平衡，物体D 对水平地面的压强为0，（杠杆、支架和托盘的重力不计，g 取I0N/kg ） 则下列结论正确的是（ ）
A ．物体C 的重力为300N
B ．物体D 的质量为32kg
C ．p 2为500Pa
D ．物体C 对托盘的压力为40N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
当放物体A 时，地面对物体的支持力等于物体对地面的压力
22114000Pa 810m 320N F p S -==??=
此时杠杆受到的拉力
2D 1F G F =-
根据杠杆平衡条件可知
()A D 1m g OM G F ON =-
解得
A 1D 3
8kg 10N/kg 320N 2440N
ON ON
m g OM F ON G ON ON
??++=== 则物体D 的质量
D D 440N 44kg 10N/kg
G m g ===
故B 错误；
放物体C 时，D 对地面的压强为0，此时支持点在O '，根据杠杆的平衡条件可知
C D G O M G O N ''=
则
D C 440N 330N
43
G O N O N
G O M O N ''?=
=='' 故A 错误；
物体C 对托盘的压力等于C 的重力为330N ，故D 错误； 当放上物体B 时，根据杠杆的平衡条件可知
()B D 2m g O M G F O N ''=-
则
D B 24
440N 30kg 10N/kg 340N
O
N O N G O N m g O M F O N O N
''-??''-==='' 则物体D 对地面的压强
2222
40N
500Pa 810m F p S -=
==? 故C 正确。
13．如图，粗细均匀木棒AB 长为1m ，水平放置在O 、O '两个支点上．已知AO 、O'B 长度均为0.25m 。若把B 端竖直向上稍微抬起一点距离，至少需要用力40N ；则木棒的重力为（ ）
A ．160N
B ．120N
C ．80N
D ．4ON
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
设木棒AB 的重心在C 点，抬起B 端时的支点为O ，由于AO ＝0.25m ，则抬B 端的力的力臂
OB ＝AB ?AO ＝1m?0.25m ＝0.75m
木棒AB 的重心距离支点的距离，即重力的力臂
11
1m 0.25m 0.25m 22
OC O C AB AO '=
-?-＝＝＝ 木棒平衡，则有
F ×OB ＝
G ×OC
木棒的重力
40N 0.75m
=120N 0.25m
F OB
G OC ??=
＝ 故B 正确。 故选B 。
14．如图所示，有一个轻质硬杆，两端分别为A ，D 点，一重物悬挂于B 点，力F 作用在D 点使硬杆平衡，为了使力F 最小，支点O 应选择在（ ）
A ．A 点
B ．B 点
C ．C 点
D ．D 点
【答案】A 【解析】
由题意可知，支点O 不会在B 点，否则有力F 的存在，轻质硬杆不能平衡；支点O 也不会在D 点，否则无论力F 大小如何，轻质硬杆也不能平衡；假设支点O 在C 点，那么根据杠杆的平衡原理可知
BC CD Gl Fl =，
变换可得
BC
CD
Gl F l =
； 假设支点O 在A 位置时，那么根据杠杆的平衡原理可知
AB AD Gl Fl =，
变换可得
AB
AD
Gl F l =
， 从图中可以看到，动力F 的力臂l AD 最长，那么力F 最小；故选
A 。
15．如图所示，轻质均匀杠杆分别挂有重物G A 和G B （G A >G B ）,杠杆水平位置平衡，当两端各再加重力相同的物体后，杠杆
A ．仍能保持平衡
B ．不能平衡，左端下沉
C ．不能平衡，右端下沉
D ．不能确定哪端下沉 【答案】C 【解析】 【详解】
杠杆原来在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为G A 和G B ,其对应的力臂分别为l A 和l B ，如图所示：
根据杠杆平衡条件可得：G A l A =G B l B ；
已知G A >G B 所以l A (G A +G )?l A =G A l A +Gl A 右边力和力臂的乘积： (G B +G )?l B =G B l B +Gl B 由于l A G A l A +Gl A 即右边力和力臂的乘积较大，所以杠杆不能平衡，向右端下沉。故选C 。 16．如图所示，七块完全相同的砖块按照图示的方式叠放起来，每块砖的长度均为L ，为保证砖块不倒下，6号砖块与7号砖块之间的距离S 将不超过 （ ） A ． 3115 L B ．2L C ． 52 L D ． 74 L 【答案】A 【解析】 【分析】 因两部分对称，则可只研究一边即可；1砖受2和3支持力而处于平衡状态，则可由力的合成求得1对2的压力；而2砖是以4的边缘为支点的杠杆平衡，则由杠杆的平衡条件可得出2露出的长度，同理可求得4露出的长度，则可求得6、7相距的最大距离。 【详解】 1处于平衡，则1对2的压力应为 2 G ；当1放在2的边缘上时距离最大；2处于杠杆平衡状态，设2露出的长度为x ，则2下方的支点距重心在 -2 L x 处；由杠杆的平衡条件可知 -22 L G G x x ??= ??? 解得 3 L x = 设4露出的部分为x ；则4下方的支点距重心在 1-2 L x 处；4受到的压力 为 2 G G + 则由杠杆的平衡条件可知 114-52G G x G x ??? ?=+ ? ???? ? 解得 15 L x = 则6、7之间的最小距离应为 ()131 223515 L L L x x L L ??++=++= ??? 故选A 。 17．如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A 端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M 悬挂点B 的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M 悬挂点处标出相应液体的密度值，下列关于密度秤制作的说法中，正确的是（ ） A ．每次倒入空桶的液体质量相同 B ．秤的刻度值分布不均匀 C ．增大M 的质量，秤的量程会减小 D ．悬点O 适当左移，秤的量程会增大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A ．轻质杠杆自身的质量不计，假如每次倒入空桶的液体质量相同，那么液体的重力是相同的，根据杠杆的平衡条件可知M M OA G l G l =液，G 液、OA l 、M G 不变，则M l 不变，物体M 悬挂点 B 的位置是不变的，这样不能知道液体的密度，密度秤不能正常使用，A 错误； B ．每次倒入空桶的液体体积相同，根据杠杆的平衡条件可知M M OA G l G l =液，即 M M OA V gl G l ρ=液液 化简可得M M OA G l V gl ρ= 液液，可知ρ液与M l 成正比，则秤的刻度值分布是均匀的，B 错误； C ．增大M 的质量，根据杠杆的平衡条件M M OA G l G l =液可知，秤的量程会变大，C 错误； D ．悬点O 适当左移，阻力臂是增大的，根据杠杆的平衡条件M M OA G l G l =液可知，秤的量程会变大，D 正确。 故选D 。 18．如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆处于水平平衡状态，所用钩码完全相同。下列做法中能使杠杆再次平衡的是 A ．分别在两边钩码下再增加一个相同钩码 B ．左边减少1个钩码，右边减少2个钩码 C ．两边钩码均向支点移动相同的距离 D ．左边钩码向左移1.5cm ，右边钩码向右移1cm 【答案】D 【解析】 【详解】 设一个钩码的重力为G ，左边钩码到支点的距离为3l ，因为杠杆正处于水平平衡，所以由杠杆平衡条件可得 233G l G l ?=?右， 解得2l l =右，即右边钩码到支点的距离为2l ； A ．若分别在两边钩码下再增加一个相同钩码，则 3342G l G l ?≠?， 此时杠杆不再平衡，不符合题意； B ．若左边减少1个钩码，右边减少2个钩码，则 32G l G l ?≠? ， 此时杠杆不再平衡，不符合题意； C ．若两边的钩码均向支点移动相同的距离l ，则 223G l G l ?≠?， 此时杠杆不再平衡，不符合题意； D ．若左边钩码向左移1.5cm ，右边钩码向右移1cm ，则 2(3 1.5)3(21)G l G l ?+=?+， 此时杠杆平衡，符合题意。 19．如图为搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G 为1 000 N （车架所受重力忽略不计），独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F 的大小为 （ ） A ．200 N B ．300 N C ．400 N D ．500 N 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 由平衡条件可知 12Gl Fl = 则 12 1000N 0.3=300N m Gl F l ?= =ｍ １ 故选B 。 20．如图，用橇棒撬起石块并保持平衡，下列说法正确的是( ) A ．动力对橇棒的转动效果小于阻力对橇棒的转动效果 B ．手在A 点竖直向下施力时，撬棒是个省力杠杆 C ．手在A 点向不同方向施力时，力的大小都相等 D ．手分别在A 、B 两点沿竖直向下方向施力时，在B 点比在A 点费力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A ．因用撬棒撬起石块并保持平衡，根据杠杆的平衡条件，动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。所以动力对撬棒的转动效果等于于阻力对撬棒的转动效，A 选项错误； B ．手在A 点竖直向下施力时，动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件，动力小于阻力，撬棒是个省力杠杆，B 选项正确； C．手在A点向不同方向施力时，动力的力臂大小随方向的改变而改变，而阻力和阻力臂大小不变，所以动力的大小不相等，C选项错误； D．手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时，在A点的动力臂小于在B点的动力臂，根据杠杆的平衡条件，手在A点沿竖直向下方向施力大于在B点沿竖直向下方向施加的力，即在A点比在B点费力，D选项错误。 故选B。 二、初中物理功和机械能问题 21．一位质量约50kg的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为A．60J B．600J C．6000J D．0000J 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 上楼过程中要克服重力所做的功，根据题意知道，该同学的质量是50kg，所以体重是： G=mg=500N，楼层高度越是3m，一楼走到五楼的高度大约是：h=4×3m=120m，所以，上楼过程中克服重力所做的功是：W=Gh=500N×12m=6000J，故选C． 【点睛】 本题考查的是做功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大． 22．跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50 kg，每次跳起高度约为 6 cm（人整体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（） A．向上起跳过程中小明的动能持续增大B．下落过程中小明的重力势能保持不变C．小明跳一次克服重力做功约 3J D．小明在这一分钟内跳绳的功率约为 50W 【答案】D 【解析】 【详解】 A. 向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A错误； B. 下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故B错误； C. 小明的重力为： G=mg=50kg×10N/kg=500N， 小明跳一次克服重力做功： W=Gh=500N×0.06m=30J， 故C错误； D. 小明在这一分钟内跳绳的功率： P = W t 总=30J 100 60s ?=50W ， 故D 正确。 故选D 。 23．工人用如图所示的滑轮组，在4s 内将重为1500N 的物体沿水平方向匀速移动2m 的过程中，所用的拉力大小为375N ，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法不正确．．． 的是（ ） A ．绳子自由端沿水平方向移动了4m B ．物体受到的拉力为750N C ．拉力F 的功率为375W D ．该滑轮组的机械效率一定小于100% 【答案】B 【解析】 【分析】 (1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据A s ns =求出绳子自由端沿水平方向移动； (2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据A 0.4F f G ==求出物体受到的拉力； (3)根据W Fs =求出拉力F 做的功，根据=总 W P t 求出拉力F 的功率； (4)任何机械效率一定小于100%。 【详解】 A ．由图可知，n =2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离 A 22m 4m s ns ==?= 故A 正确，不符合题意； B ．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力 A 0.40.41500N 600N F f G ===?= 故B 错误，符合题意； C ．拉力F 做的功 375N 4m 1500J W Fs ==?=总 则拉力F 的功率 1500J 375W 4s W P t = ==总 故C 正确，不符合题意； D ．该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%，故D 正确，不符 合题意。 故选B。 24．小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度．则下列判断中正确的是（） A．皮球由a到b时，动能逐渐增大 B．皮球由c到d时，机械能一直减小 C．皮球在b点时的机械能最大 D．皮球在a、c两点时动能相等 【答案】B 【解析】 试题分析：皮球由a到b时，速度越来越小，所以动能逐渐减小，故A错；皮球由c到d 时，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，故B正确；皮球在a点时的机械能最大，故C 错；皮球在a、c两点时的重力势能相等，而机械能不相等，所以动能不相等，故D错；应选B． 考点：机械能转化 25．2019年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。下列说法错误的是（） A．运载火箭加速上升过程中，重力势能变小，动能增大 B．运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的 C．北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用 D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能守恒 【答案】A 【解析】 【分析】 物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；物体间力的作用是相互的；物体受平衡力的作用处于平衡状态；在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。 【详解】 A．火箭上升过程中高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，故A错误，符合题意； B．火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了 物体间力的作用是相互的，故B正确，不符合题意； C．火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受到非平衡力的作用，故C正确，不符合题意； D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增加；北斗卫星在地球大气层外运行，不受空气阻力的作用，只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒，故D正确，不符合题意。 故选A。 26．一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能E p随着时间的变化图像可能是( ) A．B．C．D． 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 由题意可知，不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，石块做加速运动，石块在相同时间内下降的速度越来越大，石块所处的高度减小得越来越快，石块的重力势能E p减小得越来越快，符合这一规律的只有C图，而D图是石块的重力势能E p随时间减小得越来越慢，故D错误。 故选C。 27．一位父亲与他6岁的儿子一起上楼回家，对此，下列说法错误的是（） A．爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少 B．爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多 C．爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲的功率大 D．爬相同的楼梯，儿子坐电梯先到达，儿子的功率大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 AB．由题知，他们上相同的楼梯，h相同，父亲的体重G1大于儿子的体重G2，根据爬楼做功W Gh =，所以父亲爬楼做功W1大于儿子爬楼做功W2，即W1＞W2，故A、B正确，不符合题意； C．父亲爬楼做功多，父亲比儿子先到达，做功时间少，根据 W P t =可知父亲做功功率 大，故C正确，不符合题意； 简单机械 【典型例题】 例1．将一根木头的一端搁在地上，另一端始终用竖直向上的力F向上抬起，在抬起的过程中，F的力臂将小将（） A、保持不变 B、逐渐增大 C、逐渐减小 D、先减小后增大例2．在做“研究杠杆的平衡条件”实验时，挂钩码前，已调节杠杆在水平位置平衡，实验中只有10个相同的钩码，杠杆上每格距离相等，如图10-1所示，当在A点挂2个钩码时，为了使杠杆平衡，可以在（） A、D点挂2个钩码或C点挂2个钩码 B、C点挂3个钩码或B点挂4个钩码 C、B点挂6个钩码或C点挂2个钩码 D、B点挂5个钩码或D点挂2个钩码 例3．如图10-2所示，轻质杠杆OA可绕O点转动， OA=0.3m，OB=0.2m，A点处挂一个质量为2kg的物体G， B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡， 则物体G的重力大小为 N，力F大小为 N。 例4．如右图所示，放在水平地面上的物体所受重力为G，系着它 的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮，它的另一端受的拉力为F，地面对 物体的支持力为N，下面关于这三个力大小的关系正确的是（） A、F=G B、G=N C、F=N D、F+N=G 例5．下列工具中，没有利用杠杆原理的是（） A、弹簧测力计 B、天平 C、杠杆 D、滑轮 例6．在水平地面放置一个重360N的物体，用如图11-2所示的滑轮组匀速拉动物体，（不计绳与滑轮的摩擦阻力应为（） A、40N B、60N C、120N D、360N 例7．一位同学站在地面上，要利用如图11-3所示的滑轮组提升重物，已知物重1000N，而绳子最多只能承受400N的拉力，请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法。 例8．要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，试在图中画出最省力的绕绳方法。例9.如图所示,体积相同的铁块和铝块(ρ铁>ρ铝),挂在轻质杠杆AB的两端,杠杆在水平位置平衡,在下列情况下杠杆仍能在水平位置保持平衡的是 ( ) A.将铁块和铝块同时浸没在水中 B.在杠杆两端各加挂一质量相等的钩码 培优专题和梯形 菱形、矩形、正方形都是特殊的平行四边形，它们除了具有平行四边形的性质外，各自都有相应的特性，如菱形四边相等、对角线互相垂直，且平分对角；矩形四个角都是直角且对角线相等；正方形是最特殊的平行四边形，它具有菱形和矩形的所有特性，可以说是菱形、矩形的完美结合体，也是最基本的正多边形之一．梯形是现实生活中比较常见的图形之一，也是考查平行四边形和直角三角形非常好的载体，因此在中考数学测试和初中数学竞赛中这些特殊的四边形都是考查的重要内容． 例1 如果将长方形纸片ABCD，沿EF折叠，如图，延长C′E交AD于H，连结GH，那么EF与GH互相垂直平分吗？ 分析要说明EF与GH互相垂直平分，只须说明四边形FGEH是菱形即可． 解：∵FH`∥GE，FG∥EH， ∴四边形FGEH为平行四边形，由题意知： △GEF≌△HFE． ∴FG=FH，EG=EH． ∴四边形GEHF为菱形． ∴EF、GH互相垂直平分． 练习1 1．如图1，菱形ABCD中，E、F分别是BC、CD上的点，且∠B=∠EAF=60°，?∠BAE=18°，则∠CEF=________． (1) (2) (3) 2．如图2，四边形ABCD是正方形，对角线AC、BD相交于O，四边形BEFD是菱形，若正方形的边长为6，则菱形的面积为________． 3．如图3，ABCD是正方形，E为BF上一点，四边形AFEC?恰是一个菱形，?则∠EAB=________． 例2 矩形一边长为5，另一边长小于4，将矩形折起来，使两对角顶点重合，?如图， 若折痕EF 长为6，求另一边长． 分析关键弄清“折痕”特点，即在对角线的中垂线上．此问题转化为就矩形ABCD中，已知AD=5，过对角线AC的中点O作AC的垂线EF，分别交AD于F，BC于E，若EF=6，求AB的长的问题． 解：设AB=x，BE=y，连结AE．则AE=CE=5-y． 在Rt△ABE中，AB2+BE2=AE2，即x2+y2=（5-y）2． 得y= 2 25 10 x - ，AE=5-y= 2 25 10 x + ． 又在Rt△AOE中，AO=1 2 AC= 2 25 2 x + ，EO= 1 2 EF= 6 2 ． 代入AE2=AO2+OE2得， （ 2 25 10 x + ）2=（ 2 25 2 x + ）2+（ 6 2 ）2． 即x4+25x2-150=0．解之得，x2=5，x2=-30（舍去） ∴x=5． 练习2 1．如图4，矩形纸片ABCD中，AB=3cm，BC=4cm，现将A、C重合，使纸片折叠压平，?设折痕为EF，试确定重叠部分的△AEF的面积是__________． (4) (5) 2．如图5所示，把一张长方形的纸条ABCD沿对角线BD将△BCD折成△BDF，DF?交AB于E，若已知AE=2cm，∠BDC=30°，求纸条的长和宽各是________． 一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题 1．小军利用如图所示的装置测量某液体的密度 ρ，他将同种材料制成的甲、乙两物块分别悬挂在轻质硬杆 AB 的两端，把甲浸没在待测液体中，调节乙的位置到 C 处时，硬杆 AB 恰好水平平衡。已知：OC =2OA ，甲、乙的体积比为 13∶2，甲、乙两物块的密度为2.6g/cm 3。不计硬杆 AB 的重力，则下列说法中正确的是（ ） A ．ρ＝0.8×103kg/m 3 B ．ρ＝1.0×103kg/m 3 C ．ρ＝1.8×103kg/m 3 D ．ρ＝2.6×103kg/m 3 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 乙物体对杠杆的作用力为 =F G m g V g ρ==乙乙乙乙物 甲物体对杠杆的作用力为 =F G F V g V g V g V g ρρρρ=-=--甲甲甲甲甲浮物排物 杠杆平衡时 F OA F OC ?=?甲乙 即 V g V g OA V g OC ρρρ-?=?甲甲乙物物（） 又知 2=132OC OA V V =甲乙∶∶， 解得 ρ＝1.8×103kg/m 3 选项A 、B 、D 错误，不符合题意；选项C 正确，符合题意 故选C 。 2．如图所示，将重150N 的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端，杠杆的B 端悬挂乙物体，杠杆在水平位置平衡，已知：乙物体所受重力为30N ，:1:3AO OB =，甲物体的底面积为0.2m 2，g 取10N/kg 。下列说法正确的是（ ） A ．甲物体对杠杆的拉力为10N B ．杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N C ．甲物体对水平地面的压强为750Pa D ．水平地面对甲物体的支持力为60N 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 对物体甲受力分析，甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用，其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。 AB ．根据杠杆平衡条件可知杠杆A 端受到物体的拉力与OA 的乘积等于乙给B 端的拉力与OB 的乘积相等，则有 A 3 30N 90N 1 G OB F OA = =?=乙 即甲对杠杆的拉力为90N ，杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，故AB 项错误； CD ．甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为 A 150N 90N 60N F F G F ==-=-=甲压支 则甲物体对水平地面的压强 2 60N 300Pa 0.2m F p S = ==压甲甲 故C 项错误，D 项正确。 故选D 。 3．AC 硬棒质量忽略不计，在棒的B 、C 两点施加力F 1、F 2，F 2的方向沿OO'线，棒在图所示位置处于静止状态，则（ ） 中考物理一轮复习物理第十二章简单机械的专项培优练习题(附解析 一、选择题 1．如图，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则（） A．拉力做的总功为4.8J B．斜面的机械效率为90% C．斜面上物体受到的摩擦力为5N D．物体由斜面底端运动到顶端用时2s 2．关于功、功率和机效率，下列说法中正确的是（） A．做功多的机械，功率一定大 B．功率大的机械，做功一定快 C．做功快的机械，机械效率一定高 D．精密的机械，机械效率能达到100％ 3．如图所示，在水平地面上，用力F拉动重500N的木箱，使它在3s内匀速直线运动了3m，受到的摩擦力为200N。不计滑轮重及绳与滑轮间摩擦，下列说法正确的是（） A．拉力F的大小为250N B．拉力F做的功为600J C．拉力F做功的功率为100W D．绳端移动的速度为1m/s 4．如图甲所示，重为160N的物体在大小为20N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2，拉物体匀速向右运动了1m，若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（） A．物体向左运动时，拉力F1的功率P1=60W B．物体与地面之间的摩擦力f=20N C．物体向右运动时，拉力F2=40N D．物体向右运动时，拉力F2所做的功W2=80J 5．如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是 A．20N B．25N C．30N D．35N 6．用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完（未画出），实验中，拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，在1～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则下列判断中正确的是 A．物体A的重为1500N B．动滑轮的重为400N C．物体A从静止开始上升1s后，拉力的功率为500W D．若将物体A换成重为900N的物体B，则在匀速提升物体B的过程中，滑轮组的机械效率将变为75% 7．一个原来处于平衡状态的杠杆，如果再作用一个力后，杠杆仍处于平衡状态，则此力（） A．必须作用于动力的作用点上 B．必须作用在支点上 C．必须作用在阻力的作用点上 D．可以作用在杠杆任一点上，但必须使力的作用线通过支点 8．用同种材料制成的物体A和B，分别挂在杠杆的两端，且G A＞G B，此时杠杆平衡，如图（a）所示，若将两物体全部浸入水中，如图（b）所示，杠杆将会（） A．A物体下移，B物体上移B．A物体上移，B物体下移C．仍将保持平衡D．无法判断 9．如图，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则（） 菱形（提高） 【学习目标】 1. 理解菱形的概念. 2. 掌握菱形的性质定理及判定定理． 【要点梳理】 要点一、菱形的定义 有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形. 要点诠释：菱形的定义的两个要素：①是平行四边形.②有一组邻边相等.即菱形是一个平行四边形，然后增加一对邻边相等这个特殊条件. 要点二、菱形的性质 菱形除了具有平行四边形的一切性质外，还有一些特殊性质： 1.菱形的四条边都相等； 2.菱形的两条对角线互相垂直，并且每一条对角线平分一组对角. 3.菱形也是轴对称图形，有两条对称轴（对角线所在的直线），对称轴的交点就是对称 中心. 要点诠释：（1）菱形是特殊的平行四边形，是中心对称图形，过中心的任意直线可将菱形分成完全全等的两部分. （2）菱形的面积由两种计算方法：一种是平行四边形的面积公式：底×高； 另一种是两条对角线乘积的一半（即四个小直角三角形面积之和）. 实际上，任何一个对角线互相垂直的四边形的面积都是两条对角线乘 积的一半. （3）菱形可以用来证明线段相等，角相等，直线平行，垂直及有关计算问题. 要点三、菱形的判定 菱形的判定方法有三种： 1.定义：有一组邻边相等的平行四边形是菱形. 2.对角线互相垂直的平行四边形是菱形. 3.四条边相等的四边形是菱形. 要点诠释：前两种方法都是在平行四边形的基础上外加一个条件来判定菱形，后一种方法是在四边形的基础上加上四条边相等. 【典型例题】 类型一、菱形的性质 1、如图所示，菱形ABCD中，E、F分别是BC、CD上的点，∠B＝∠EAF＝60°，∠BAE ＝18°．求∠CEF的度数． 【思路点拨】由已知∠B＝60°，∠BAE＝18°，则∠AEC＝78°．欲求∠CEF的度数，只要求出∠AEF的度数即可，由∠EAF＝60°，结合已知条件易证△AEF为等边三角形，从而∠AEF＝60°． 专题二杠杆平衡条件的应用 一、复习目标 1．复习杠杆的平衡条件，总结归类常见题目类型。 2．培养学生利用杠杆平衡条件解决实际问题的能力。 二、知识储备 1．杠杆的平衡条件是指杠杆处于________或________状态，杠杆的平衡条件是：_________________________________. 2．力臂是指从_______________的距离；当____到_______的距离作力臂时，此时力臂最大。 3．杠杆可分为：①_____________特点________________②___________特点 ____________③__________特点____________ 三、常见题目类型分析 （一）杠杆的再平衡问题 例1、如图1所示，杠杆平衡，下列做法仍能使杠杆平衡的是（） A．两边钩码各向外移动一格 B．左边增加一个钩码，右边向外移动一格 C．左右两边的钩码各减少一个 D．左右两边的钩码各增加为原来的两倍。 例2、杠杆两端各挂一个重力不相等的实心铁块G A 、G B ，并且G A ＞G B ，杠杆恰好平衡， 如果把G A 、G B 都浸没在水中，不移动支点的位置，杠杆能否继续保持平衡？ 练习： 1．用一根细棉线把一段直铁丝吊起来，让铁丝能在水平位置平衡，再将棉线右边的铁丝对折一下，铁丝还能在水平位置平衡吗？ 2．杠杆左右两端分别挂有20N及30N的重物，杠杆在水平位置平衡．若使两端都减少5N，则() A．左端下沉B．右端下沉C．仍保持平衡D．以上说法都不对 3．一杠杆左右两端挂有质量不等的铜块和铁块，杠杆处于平衡，现将两铜块和铁块同时浸入水中，则杠杆将()A．顺时针转动B．逆时针转动C．保持平衡D．无法判断。（二）最大力臂问题 例3、如图2所示，要想将重500N，半径为0.5m的车轮滚上高为20cm的台阶，其所用的最小力应是_______________N． 练习 请在图3中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F。（要求保留作图痕迹） (三)力的大小变化问题： 例4、如图4所示的杠杆正处于平衡状态，现将弹簧秤改为沿斜上方用力拉，要使这个杠杆仍保持平衡，弹簧秤的示数将（） A．增大B．不变C．减小D．无法判定 练习 如图5所示：用一始终垂直于杠杆的力把杠杆的一端抬起，则作用在杠杆末端的力F 大小的变化情况是（） A．变大B．变小C．不变D．先变大，后变小 （三）杠杆平衡条件应用综合题： 例5、如图6所示，金属块M静置于水平地面上时，对地面的压强为5.4×105帕，轻质杠杆AB的支点为O，OA：OB=5：3，在杠杆的B端用轻绳与金属连接(如图4所示)。若在杠杆的A端悬挂质量为m=4千克的物体时，杠杆在水平位置平衡。此时金属块对地面的压强为1.8×105帕。若要使金属块离开地面，那么，杠杆A端所挂物体的质量至少应为多少？ O 图1 图2 图3图4 图5 初中物理物理第十二章简单机械的专项培优易错试卷练习题及解析 一、选择题 1．如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力F为60N，绳子自由端移动的距离为2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( ) A．物体移动的速度为0.4m/s B．所做的有用功为200J C．动滑轮的机械效率为60% D．拉力F的功率为24W 2．关于功、功率和机效率，下列说法中正确的是（） A．做功多的机械，功率一定大 B．功率大的机械，做功一定快 C．做功快的机械，机械效率一定高 D．精密的机械，机械效率能达到100％ 3．如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力F的方向，使其从 ①→②→③，此过程中（） A．①位置力臂最长B．③位置力臂最长 C．弹簧测力计示数先变大后变小D．弹簧测力计示数先变小后变大 4．关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是 A．功率大的机械，机械效率一定高B．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大 C．机械做功时，工作时间越短，功率一定越大D．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功 5．如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是 A．20N B．25N C．30N D．35N 6．一个刻度准确的杆秤，如果用了质量较大的秤砣，则用该秤称出的物体的质量比实际质量（） A．偏大 B．偏小 C．一样大 D．无法判断 7．用4只完全相同的滑轮和2根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳的自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将同一重物在相同的时间内，匀速提升相同的高度，两滑轮组绳子的自由端移动的速度分别为v1和v2．若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 A．甲乙滑轮组绳子自由端移动的距离相同 B．F1大于F2 C．v1大于v2 D．F1和F2做的功不相等 8．如图，质量分别为m1、m2、m3（m1＞m2）的物体通过轻绳和弹簧连接起来，三个物体均处于静止状态．不计弹簧自重、绳重和摩擦，关于此装置的说法错误的是（） A．绳子对m2的拉力大小为m2g B．绳子对m1的拉力大小为m1g C．弹簧中拉力大小为（m1-m2）g D．地面对m3的支持力大小为（m2+m3-m1）g 9．如图所示，重20N的物体A放在水平桌面上，（不计绳重及绳子与轮的摩擦）动滑轮重6N，滑轮下面悬挂一个物体B，当物体B重8N时，恰能匀速下落，若用一个水平向左的力F A作用在物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则此拉力F A的大小为 培优专题7 菱形、矩形、正方形和梯形 菱形、矩形、正方形都是特殊的平行四边形，它们除了具有平行四边形的性质外，各自都有相应的特性，如菱形四边相等、对角线互相垂直，且平分对角；矩形四个角都是直角且对角线相等；正方形是最特殊的平行四边形，它具有菱形和矩形的所有特性，可以说是菱形、矩形的完美结合体，也是最基本的正多边形之一．梯形是现实生活中比较常见的图形之一，也是考查平行四边形和直角三角形非常好的载体，因此在中考数学测试和初中数学竞赛中这些特殊的四边形都是考查的重要内容． 例1 如果将长方形纸片ABCD，沿EF折叠，如图，延长C′E交AD于H，连结GH，那么EF与GH互相垂直平分吗？ 分析要说明EF与GH互相垂直平分，只须说明四边形FGEH是菱形即可． 解：∵FH`∥GE，FG∥EH， ∴四边形FGEH为平行四边形，由 题意知： △GEF≌△HFE． ∴FG=FH，EG=EH． ∴四边形GEHF为菱形． ∴EF、GH互相垂直平分． 练习1 1．如图1，菱形ABCD中，E、F分别是BC、CD上的点，且∠B=∠EAF=60°，?∠BAE=18°，则∠CEF=________． (1) (2) (3) 2．如图2，四边形ABCD是正方形，对角线AC、BD相交于O，四边形BEFD是菱形，若正方形的边长为6，则菱形的面积为________． 3．如图3，ABCD是正方形，E为BF上一点，四边形AFEC?恰是一个菱形，?则∠EAB=________． 例2 矩形一边长为5，另一边长小于4，将矩形折起来，使两对角顶点重合，?如图，若折痕EF 长为 6，求另一边长． 分析 关键弄清“折痕”特点，即在对角线的中垂线上．此问题转化为就矩形ABCD 中，已知AD=5，过对角线AC 的中点O 作AC 的垂线EF ，分别交AD 于F ，BC 于E ，若EF=6 ， 求AB 的长的问题． 解：设AB=x ，BE=y ，连结AE ．则AE=CE=5-y ． 在Rt △ABE 中，AB 2+BE 2=AE 2，即x 2+y 2=（5-y ）2． 得 y= 2 2510 x -，AE=5-y= 2 2510 x +． 又在Rt △AOE 中，AO=1 2 AC= 225x +，EO=12 EF= 6． 代入AE 2=AO 2+OE 2得， （ 2 2510 x +）2 =（ 225x +）2+（ 6 ）2． 即x 4+25x 2-150=0．解之得，x 2=5，x 2=-30（舍去） ∴x= 5． 练习2 简单机械培优 1.汽车陷入烂泥里，附近有一棵大树，车上有两个滑轮，一根绳子，使用上述器材，怎样才 能用最小力把汽车拉出来？在图1中画出示意图。 2．如图2所示，重为7N 的长方体A 被夹在两块竖直放置的足够长的平板MN 、PQ 之间，其 中MN 板表面光滑，PQ 板表面粗糙，在滑轮b 下挂一重为10N 的物体B 时，物体A 在两板之 间匀速下降，若在重物B 下再挂另一重物C 时，恰能使长方体A 在两板之间匀速上升，求重 物C 的重量是多少？（滑轮重、绳重、轮与轴之间的摩擦不计） 3．如图3，物体M 重100N ，若不计摩擦、绳及滑轮自重，当滑轮在恒力F 作用下以1m/s 的速度匀速上升，物体M 的速度及拉力F 的大小分别为 （ ） A.0.5m/s 、100N B. 1m/s 、50N C.2m/s 、200N D. 4m/s 、100N 4．如图4所示，通过滑轮组将物体A 沿水平面匀速向右拉动，已知体重A 重为200N ，受到 地面的摩擦力为80N ，若不计滑轮重及轴心摩擦，拉力F 应为_____. 5．如图5所示，滑轮重、绳重和等因素不计，若弹簧测力计A 的示数为30N,拉动机械，求 弹簧测力计的示数与拉力F 大小。 6．如图6所示，滑轮重、绳重和等因素不计，若用力F=30N,拉动机械，求两个弹簧测力计 的示数与墙所受的拉力 。 7．如图7所示，放在水平面上的物体m 1重100N,通过挂有重为20N 的物体m 2,刚好使m 1在台 面上做匀速直线运动，滑轮B 重5N,求物体m 1与台面间的摩擦力，若要使物体m 1向左做匀速 直线运动，则作用在物体m 1上的水平拉力应为多大？ 图 2 图 1 图 3 图 5 图 4 图 6 图 7 图 8 图9 D C B A E P B D A (P )C 矩形、菱形、正方形习题汇编 一、 填空题 1.在矩形ABCD 中，∠AOD=130°，则∠ACB=__ _ 2.已知矩形的一条对角线长是8cm ，两条对角线的一个交角为60°，则矩形的周长为______ 3.矩形ABCD 被两条对角线分成四个小三角形，如果四个小三角形的周长的和是86cm ， 对角线是13cm ，那么矩形的周长是____________ 4.如图所示，矩形ABCD 中，AE ⊥BD 于E ，∠BAE=30°，BE=1cm ，那么DE 的长为_____ 5、直角三角形斜边上的高与中线分别是5cm 和6cm ，则它的面积为___ 6、已知，在Rt △ABC 中，BD 为斜边AC 上的中线，若∠A=35°，那么∠DBC= 。 7．已知菱形两条对角线的长分别为5cm 和8cm ，则这个菱形的面积是______cm ． 8．若菱形的周长为24 cm ，一个内角为60°，则菱形的面积为______ cm 2 。 9 ．已知：菱形的周长为40cm ，两条对角线长的比是3：4。求两对角线长分别是 。 10、已知菱形的面积等于80cm2，高等于8cm ，则菱形的周长为 . 11、如图，P 为菱形ABCD 的对角线上 一 点，PE ⊥AB 于点E ，PF ⊥AD 于点 F ，PF=3cm ，则P 点到AB 的距离是_____ cm 12、如图，菱形ABCD 的两条对角线分别长6和8，点P 是对角线AC 上的一个动点，点M 、N 分别是边AB 、BC 的中点，则PM +PN 的最小值是_______． 13、□ABCD 的对角线AC 与BD 相交于点O ， （1）若AB=AD ，则□ABCD 是 形； （2）若AC=BD ，则□ABCD 是 形； （3）若∠ABC 是直角，则□ABCD 是 形； （4）若∠BAO=∠DAO ，则□ABCD 是 形。 14.如图，将两张长为8，宽为2的矩形纸条交叉，使重叠部分是一个菱形，容易知道当两张纸条垂直时，菱形的周长有最小值8，那么菱形周长的最大值是 ． 15．如图，方格纸中4个小正方形的边长均为1，则图中阴影部分三个小扇形的面积和为 （结果保留π）． 16. 如图，正方形ABCD 边长为1，动，沿正方形的边按逆时针方向运动，当它的运动路程为2009时，点P 所在位置为______；当点P 所在位置为D 点时，点P 的运动路程为______（用含自然数n 的式子表示）． B C O 第4题 第12题 第11题 第14题 第21题 第20题 第16题 第15题 杠杆平衡条件的应用 【练一练】（1）密度均匀的直尺AB 放在水平桌面上，尺子 B 伸出桌面的部分OB 是全尺长的三分之一，当B 端挂5N 的 重物P 是，直尺的A 端刚刚开始翘起，如图所示，则此直 尺受到的重力是多少？ （2）小兰和爸爸玩跷跷板，已知小兰和爸爸的体重分别是 400N 和800N ，小兰站在距离支点2m 的一侧，则爸爸站在距 离支点多远处才能使木板水平平衡？ （3）小明的家在农村，暑假期间他会帮家里干一些力所能及的农活。一天傍晚他去晒场把稻谷挑回家。扁担长1.61m ,前筐重200N ,后筐重150N ,问小明要平衡地挑起这担稻谷, 他的肩膀距离扁担的前端应该是多少cm ? (4)大李和小李用长是1.8m的扁担抬重600N的重物,若大李要承担三分之二的重量,则重物应挂在距大李多远处? 小李大李 【练一练】(1)下列杠杆 ①羊角锤②扳手③筷子④钳子⑤理发剪刀⑥铁皮剪刀⑦镊子⑧笤帚⑨试管夹夹住试管⑩捏开试管夹(11)铡刀(12)汽车的脚踏板(13)起重机的起重臂（14）用前臂托起重物 省力杠杆有 费力杠杆有(只填序号) (2)如图是家用脚踏式垃圾桶的结构图,F为装垃圾时开盖 用的脚踏板.该装置中,属杠杆部分的有(填字母) , 省力杠杆是 . 【练一练】(1)如图,轻质杠杆上挂着7个相同的钩码, 时增挂一个相同的钩码, 则杠杆将会( ) A ．左端下降 B ．右端下降 C ．杠杆仍然平衡 D ．条件不足,无法判断 (2)不等臂杠杆在动力和阻力作用下,已处于平衡状态, 采用下列方法不能使杠杆保持平衡的是( ) A ．在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过杠杆的中点，但不通过支点 B ．在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过杠杆的支点 C ．使动力和阻力同时减小到原来的一半 D ．使力臂同时变为原来的2倍 （3）如图，体积相同的铁块和铝块挂在杠杆的两端， O 杠杆处于平衡状态，现将铁块和铝块同时浸没到水中， 杠杆将（ ） A ．左端下降 B ．右端下降 C ．杠杆仍然平衡 D ．条件不足,无法判断 梯形专题培优训练 一．选择题 1．如图，已知梯形ABCD，AD∥BC，AD=DC=4，BC=8，点N在BC上，CN=2，E是AB中点，在AC上找一点M使EM+MN的值最小，此时其最小值一定等于（） A．6B．8C．4D．4 2．如图，已知梯形ABCD中，AD∥BC，BE平分∠ABC，BE⊥CD，AD=3，AB=5，则BC的长为（） A．6B．7C．8D．9 3．如图，菱形ABCD由6个腰长为2，且全等的等腰梯形镶嵌而成，则线段AC的长为（） A．3B．6C．D． 4．直角梯形的中位线为a，一腰长为b，这个腰与底边所成的角为30°，则它的面积为（） A．a b B． ab C． ab D． ab 5．如图．梯形ABCD中，AD∥BC、AB=CD，AC丄BD于点O，∠BAC=60°，若BC=，则此梯形的面积为（） A．2B．1+C．D．2+ 6．如图，在等腰梯形ABCD中，AD∥BC，对角线AC⊥BD于点O，AE⊥BC，DF⊥BC，垂足分别为E，F，设AD=a，BC=b，则四边形AEFD的周长是（） A．3a+b B．2（a+b）C．2b+a D．4a+b 7．活动课上，老师让同学们做一个对角线互相垂直的等腰梯形形状的风筝，其面积为450cm2，则两条对角线所用的竹条至少需要（） A．30cm B．60cm C．45cm D．90cm 8．已知一个梯形的4条边的长分别为1、2、3、4，则此梯形的面积等于（） A．4B．6C．8D． 二．填空题 9．等腰梯形的对角线所夹锐角为60°，如图所示，若梯形上下底之和为2，则该梯形的高为_________． 10．如图把直角梯形ABCD沿射线AD方向平移到梯形EFGH，DC=10，WG=2，CW=3，则阴影部分面积为 _________． 11．如图，直角梯形ABCD中，AD∥BC，∠ADC=∠BAC=90°，AB=2，CD=，E是BC的中点，则DE的长为_________． 12．如图，在梯形ABCD中，AB∥CD，∠A+∠B=90°，CD=5，AB=11，点M、N分别为AB、CD的中点，则线段MN=_________． 13．如图，∠AOB=45°，过OA上到点O的距离分别为1，3，5，7，9，11，的点作OA的垂线与OB相交，得到并标出一组黑色梯形，它们的面积分别为S1，S2，S3，S4，…，观察图中的规律，求出第10个黑色梯形的面积S10= _________． 14．如图，梯形ABCD中，AD∥BC，AB=CD=AD=1，∠B=60°，直线MN为梯形ABCD的对称轴，P为MN上一动点，那么PC+PD的最小值为_________． 15．①如图1，在梯形ABCD中，AB∥CD，AD=BC，对角线AC⊥BD，垂足为O．若CD=3，AB=5，则AC的长为_________． ②如图2，在等腰梯形ABCD中，AC⊥BD，AC=6cm，则等腰梯形ABCD的面积为_________cm2． ③如图3，在等腰梯形ABCD中，AD∥BC，对角线AC⊥BD于点O，AE⊥BC，DF⊥BC，垂足分别为E、F，AD=4，BC=8，则AE+EF等于_________． 16．如图：已知AB=10，点C、D在线段AB上且AC=DB=2；P是线段CD上的动点，分别以AP、PB为边在线段AB的同侧作等边△AEP和等边△PFB，连接EF，设EF的中点为G；当点P从点C运动到点D时，则点G移动路径的长是_________． 三．解答题 17．如图，梯形ABCD中，AD∥BC，∠B=65°，∠C=25°，AD=2，BC=8，AB=3，求梯形ABCD的面积． 金榜题名学校2018年寒假郫县校区 个性化教学 名师培优精讲 专题二 杠杆平衡条件的应用 〖导学案〗 一、 复习目标 1．复习杠杆的平衡条件，总结归类常见题目类型。 2．培养学生利用杠杆平衡条件解决实际问题的能力。 二、 知识储备 1．杠杆的平衡条件是指杠杆处于________或________状态， 杠杆的平衡条件是：_________________________________. 2．力臂是指从_______________的距离；当____到_______的距离作力臂时，此时力臂最大。 3．杠杆可分为：①_____________特点________________②___________特点____________③__________特点____________ 三、 常见题目类型分析 （一）杠杆的再平衡问题 例1、如图1所示，杠杆平衡，下列做法仍能使杠杆平衡的是（ ） A ．两边钩码各向外移动一格 B ．左边增加一个钩码，右边向外移动一格 C ．左右两边的钩码各减少一个 图1 D．左右两边的钩码各增加为原来的两倍。 例2、杠杆两端各挂一个重力不相等的实心铁块G A、G B，并且G A＞G B，杠杆恰好平衡，如果把G A、G B都浸没在水中，不移动支点的位置，杠杆能否继续保持平衡？ 练习： 1．用一根细棉线把一段直铁丝吊起来，让铁丝能在水平位置平衡，再将棉线右边的铁丝对折一下，铁丝还能在水平位置平衡吗？ 2．杠杆左右两端分别挂有20 N及30 N的重物，杠杆在水平位置平衡．若使两端都减少5 N，则 ( ) A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍保持平衡 D．以上说法都不对 3．一杠杆左右两端挂有质量不等的铜块和铁块，杠杆处于平衡，现将两铜块和铁块同时浸入水中，则杠杆将( ) A．顺时针转动 B．逆时针转动 C．保持平衡 D．无法判断。 （二）最大力臂问题 例3、如图2所示，要想将重500N，半径为的车轮滚上高为20cm的台阶，其所用的最小力应是_______________N． 图2 图3 练习 请在图3中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F。（要求保留作图痕迹） (三)力的大小变化问题： 例4、如图4所示的杠杆正处于平衡状态，现将弹簧秤改为沿斜上方用力拉，要使这个杠杆仍保持平衡，弹簧秤的示数将（） A．增大 B．不变 C．减小 D．无法判定 中考物理二轮复习物理第十二章简单机械的专项培优练习题(含答案 一、选择题 1．如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力F为60N，绳子自由端移动的距离为2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( ) A．物体移动的速度为0.4m/s B．所做的有用功为200J C．动滑轮的机械效率为60% D．拉力F的功率为24W 2．如图所示，轻质杠杆可绕O（O 是杠杆的中点）转动，现在B端挂一重为G的物体，在A端竖直向下施加一个作用力F，使其在如图所示的位置平衡，则 A．F 一定大于G B．F 一定等于G C．F 一定小于G D．以上说法都不正确 3．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a 所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为3.2N．g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（） A．物体上升的速度为0.1m/s B．机械提升动滑轮做的功0.2J C．滑轮组的机械效率为90% D．拉力F的功率为0.64W 4．如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。重物G1 =100N，每一个滑轮重力均为20N，则下列说法正确的是（） A．b处绳子的拉力为50N B．G2=280N C．e处绳子的拉力为140N D．G2=200N 5．用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进，已知小车的重力10N G=，拉力大小15N F=，该装置的机械效率是60%，则小车与地面之间摩擦力为（） A．27N B．36N C．18N D．270N 6．如图所示，一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上，若分别用一竖直向上的动力F1、F2作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（） A．F1>F2，因为甲中的动力臂长 B．F1 H 同步练习2图 D B C A O E 同步练习1图 A C D B O 八年级数学下册菱形培优专题练习 考点1：菱形对角线问题 例1、如图，已知菱形ABCD 对角线AC 、BD 的长分别为6cm 、8cm ，BC AE ⊥于点E ，则AE 的长是（ ） A 、35 B 、52 C 、 524 D 、5 48 【同步练习】 1、如图，菱形ABCD 中，对角线AC ，BD 交于点O ，E 为AD 边中点，OE 的长等于4，则菱形ABCD 的周长为（ ） A 、16 B 、20 C 、24 D 、32 2、如图，四边形ABCD 是菱形，?=∠50DAB ，对角线AC ，BD 相交于点O ，AB DH ⊥于H ，连接OH ，则______=∠DHO 度。 考点2：菱形最值问题 例2、如图，在周长为12的菱形ABCD 中，1=AE ，2=AF ，若P 为对角线BD 上一动点， 则FP EP +的最小值为（ ） A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 D B E C A O P F E 例2图D B A P C E 同步练习 2图 D A 例3图 同步练习1图 【同步练习】 1、如图，在菱形ABCD中，2 = AB，? = ∠60 BAD，E是AB的中点，P是对角线AC上的一个动点，则PB PE+的最小值为（） A、1 B、3 C、2 D、5 例3、如图，将两张长为9，宽为3的矩形纸条交叉，使重叠部分是一个菱形，容易知道当两张纸条垂直时，菱形的面积有最小值9，那么菱形面积的最大值是. 【同步练习】 1、如图，将两张长为8，宽为3的矩形纸条交叉，使重叠部分是一个菱形，容易知道当两张纸条垂直时，菱形的周长有最小值12，那么菱形周长的最大值是. 2、如图，由两个长为9，宽为3的全等矩形叠合而得到四边形ABCD，则四边形ABCD面积的最大值是（） A、15 B、16 C、19 D、20 考点3：菱形与直角坐标系问题 杠杆的平衡条件专题辅导习题 一．选择题（共5小题） 1．如图所示，活塞式抽水机手柄可以看作是绕O点转动的杠杆，它在动力F1和阻力F2的作用下，处于平衡状态，则（） A．F1?OC=F2?OA B．F1?OD=F2?OB C．F1?OE=F2?OA D．F1?OE=F2?OB 2．如右上图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（） A．变小B．变大C．不变D．先变大后变小 3．如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力的方向，使其从 ①→②→③，此过程中，弹簧测力计的示数将（） ！ A．逐渐变大B．逐渐变小C．先变大后变小D．先变小后变大 4．如右上图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆（） A．一定是省力杠杆B．一定是费力杠杆 C．一定是等臂杠杆D．以上情况都有可能 5．中学生应该遵守《市民行为规范》，做到“不乱吐乱扔、乱倒垃圾”，垃圾需要扔进垃圾筒．如图所示是一种室内垃圾桶的结构示意图，平时桶盖关闭使垃圾不易散发异味，使用时用脚踩踏板桶盖开启．下列说法正确的是（） A．桶中只有一个杠杆，且为省力杠杆 B．桶中只有一个杠杆，且为费力杠杆 C．桶中有两个杠杆，且都为省力杠杆 ！ D．桶中有两个杠杆，一个是省力杠杆，另一个是费力杠杆 二．填空题（共7小题） 6．如图所示，用轻质杆将一电灯吊起，O点是支点．请画出动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图． 7．如图是一辆装满同种货物的手推车．当前轮遇到障碍物A时，售货员向下压扶手，这时手推车可看作杠杆，支点是点（填字母）；当后轮遇到障碍时，售货员向上提扶手，这时支点是点，与前轮遇到障碍物时相比，此时较力（选填“省”/“费”）． 8．当我们用钓鱼杆在河边钓鱼时，钓鱼杆是一种的杠杆（选填“省力”或“省距离”）．如图所示小华用钓鱼竿钓起重为15N的鱼，OA=，OB=2m．则手对鱼杆的拉力F1的大小为N． 9．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为550N．地面对手的支持力F的力臂是m，大小为N． — 10．如图所示，AOB为一杠杆，0为支点，杠杆重不计，AO=BO，在杠杆左端A处用细绳悬挂重为G的物体，当AO段在水平位置时保持平衡，这时在B端需施加最小的力为F1；若使BO段在水平位置时保持平衡，这时在B端需施加最小的力为F2，则F1F2（＞、=、＜）． 一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题 1．小明探究杠杆的平衡条件，挂钩码前，调节杠杆在水平位置平衡，杠杆上每格距离相等，杆上A、B、C、D的位置如图所示，当A点挂4个钩码时，下列操作中能使杠杆在水平位置平衡的是（） A．B点挂5个钩码 B．C点挂4个钩码 C．D点挂1个钩码 D．D点挂2个钩码 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 设每个钩码重力为F，每个小格长度为L，则O点左侧力与力臂的积为 4F×3L=12FL 杠杆的平衡条件是 A．若B点挂5个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为 5F×2L=10FL＜12FL 杠杆不能平衡，故A错误； B．若C点挂4个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为 4F×4L=16FL＞12FL 杠杆不能平衡，故B错误； C．若D点挂1个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为 F×6L=6FL＜12FL 杠杆不能平衡，故C错误； D．若D点挂2个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为 2F×6L=12FL=12FL 杠杆能平衡，故D正确。 故选D 2．按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着体积为1cm3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度，当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡，如图所示。当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度，下列说 法中错误的是（） A．密度秤的零点刻度在Q点 B．密度秤的刻度都在Q点的左侧 C．密度秤的刻度都在Q点的右侧 D．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A．合金块没有浸入液体时，液体的密度应为零，所以秤的零刻度应该在Q处；故A正确，不符合题意； BC．若秤砣由Q向右移动，它的力臂变长，则左边合金块拉秤杆的力应增大，但合金块受到的浮力不可能竖直向下，所以零点的右边应该是没有刻度的，其刻度都在Q点的左侧。故B正确，不符合题意，C错误，符合题意； D．秤砣的质量不变，由Q向左移动时，它的力臂变短，则左边合金块拉秤杆的力减小，说明合金块受到的浮力增大，而合金块排开液体的体积不变，说明液体的密度变大，所以刻度应逐渐变大，即秤杆上较大的刻度在较小的刻度的左边；故D正确，不符合题意。 故选C。 3．如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能平衡的是 A．左右钩码各向支点移一格B．左右各减少一个钩码 C．左右各减少一半钩码D．左右各增加两个钩码 【答案】C 【解析】 设杠杆的分度值为 L，一个钩码的重为G．原来4G×2L=2G×4L； 左、右钩码各向支点移动一格，左边=4G×L=4GL，右边=2G×3L=6GL，左边＜右边，杠杆向右端下沉，A不符合题意； 左右各减少一个钩码，左边=3G×2L=6GL，右边=G×4L=4GL，左边＞右边，杠杆向左下沉，B浙教版九年级科学上册3.4简单机械(培优)
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