简单机械练习题

简单机械专题

一．杠杆定义：一根硬棒在力的作用下能绕固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。

三点注意：①硬棒②可直可弯③在力的作用下绕固定点转动

二．杠杆五要素——组成杠杆示意图。

①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。

②动力：使杠杆转动的力。用字母 F1表示。

③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2表示。

④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。

⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。

两点注意：①动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

②动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反

1．请在图中画出用瓶起子启瓶盖的动力F1的力臂L1和阻力F2,阻力臂L2

2.如图所示的钢丝钳，其中A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点），右图为单侧钳柄及相连部分示意图．请在图中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1和阻力F2．

3.铁锹是一种杠杆，请在右图中画出F1和F2的力臂L1和L2。

4.下图为一指甲刀的示意图，它由三个杠杆组成，若用F l的力剪指甲时，试画出最上面杠杆的五要素。

５.如图所示，F1是作用在抽水机手柄A点的动力，请在图中画出F1的力臂L1；F2，F２的力臂

O

F1

l1l

2

F2

F1

F1

６．如图所示是人的前臂，人的前臂可以看成是杠杆，请画出动力，阻力，动力臂，阻力臂

7．生活中有许多的器械利用杠杆原理来工作的：

（

1）如左图是自行车的刹车手柄示意图，请画出动力和阻力的力臂。

（2）图5是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过程中，手把和夹爪分别是 ( ) A.省力杠杆，费力杠杆 B.费力杠杆，省力杠杆 C 省力杠杆，省力杠杆

D.费力杠杆，费力杠杆

三、研究杠杆的平衡条件：

杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。

实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。

⑴ 结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：

动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F 1l 1=F 2l 2 也可写成：F 1 / F 2=l 2 / l 1 ⑵ 应用：

说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。

①连接动力作用点和支点

名称 结 构 特 征 特 点 应用举例

省力 杠杆 L1>L2 省力、 费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀

费力 杠杆 L1

费力、 省距离 缝纫机踏板、起重臂,人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆，筷子，镊子，铁锹，扫把

等臂 杠杆

L1=L2

不省力 不费力

天平，定滑轮,跷跷板

F 1

F 2

⑶杠杆平衡时动力最小问题：找最长的动力臂

（阻力和阻力臂一定时）②连支点和离支点最远的点8..现将一石磙推上台阶，请你在图上画出最小力的示意图．（标注属于的类型）

9．（1）如图所示，一把茶壶放在水平桌面上，请画出茶壶所受的重力G的示意图．（2）如图所示的茶壶在倒茶时相当于一个杠杆，现以O为支点，在A点处提壶耳向杯中倒水，请画出作用在A点的最小的动力F 及其对应的力臂l．（标注属于的类型）

10．如图用撬棒撬石头，能用几种办法？用最小的力撬动石块，请画出这个

力的示意图，并标出它的力臂l．

11.重为G的均匀硬棒悬于O点成竖直，现在下端施一水平拉力让棒缓慢转过θ角，在棒转动的过程中:

A．动力臂逐渐变大;B．阻力臂逐渐变小;

C．动力逐渐变大;D．动力逐渐减小.

12.甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山，木箱的悬点恰好在抬杠的中央。如图所示，则甲、乙两人所用的力F甲与F乙的关系是（）

A．F甲=F乙 B．F甲>F乙

C．F甲

13.如图所示，杠杆自重不计，提钮O到B的距离为5cm，OA距离为30cm，在秤钩上挂重为6N 的物体，秤砣在C点时杠杆平衡，且OC=10cm，求①秤砣多重？②这秤的最大秤量？

四．杠杆平衡实验探究

两点注意：1.为什么要求杠杆在水平位置平衡？ 2.实验时为什么要多做几组实验？ 14.在探究杠杆的平衡条件的实验中

（1

）在没有挂钩时杠杆的平衡位置如图所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向________边旋（选填“左”或“右”）

（2）调整好，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验。弹簧测力计的示数F1____F1/(填>,<,=),你认为第______组实验更好，理由是_____________________. （3）第二小组的实验数据如下表： (4)由表中数据可知第二小组所做实验仍存在不足，不足之处是_______________________ (5)有的同学按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。这个结论是错误的，原因是实验过程中________

A.没有改变力的大小

B.没有改变力的方向

C.没有改变力的作用点

D.实验次数少

（6）有同学还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图所示．在A 点施加一个始终水平向右的拉力F ，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡．你认为原因是________________ (7)如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码都相同．下列四项操作中，会使杠杆右端下倾的是（ ） A ．在杠杆两侧同时各减掉一个钩码 B ．杠杆两侧钩码下同时各加挂一个钩码

C ．将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格

D ．将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格

（8）实验结束后，小明提出了新的探究问题“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是：______________________

五．综合运用

15．密度均匀的直尺AB 放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB 是全尺长的三分之一，当B 端挂5N 的重物户时，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

动力F1/N

动力臂L1/m

阻力F2/N

阻力臂L2/m

3 0.05 1 0.15

(7 ) （6）

（8）

( )

A ．2．5N

B ．5N

C ．10N

D ．无法确定

一．滑轮

滑轮 定义

种类

特点

实质

图例

作用

周边有槽，可以绕着装在框子

里的轴转动的小轮

定滑轮

轴固定不动，

轮绕轴心转动

等臂杠杆

能改变施力的方向

动滑轮

轮随物体一起移动

动力臂为阻力臂二倍的杠杆

能省一半力

滑轮组 动滑轮和定滑轮组合在一起

既能省力，也能改变施力的方向

注意：只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=

2

（G 物+G 动） 绳子自由端移动距离S 自（或v 自）=2S 物（v 物） 3．滑轮组：

①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。 ③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=n

1

G 。 注意：只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=

n

1

（G 物+G 动） 绳子自由端移动距离S 自（或v 自）=nS 物（v 物）

④组装滑轮组方法：根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。

1.如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码．忽略绳子与滑轮的摩擦，则F1，F2，F3的大小关系是___________

2.如图所示F 代表相同大小的力，三个图中被提升重物最重的是（滑轮重忽略）:

3.如图所示,在竖直向上大小为10N 的力F 的作用下，重物B 沿竖直方向匀速上升。已知重物B

上升的速度恒为0.2m/s ，不计滑轮重，绳重及滑轮之间的摩擦，则物体的重力_________和滑轮上升的速度__________,拉力的功率__________

4.工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面）．其中最省力的方案是（ ）

5.如图所示，在A 处或B 处的虚框内添加一个滑轮，利用三个滑轮组成滑轮组，要求使用时最省力．添加滑轮并完成滑轮组绕法．

6.如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50N 的水平拉力F ，物体M 和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M 速度为0.2m/s ，小车速度为0.3m/s ，则地面对物体M 的摩擦力为 N ，2s 后绳子自由端移动的距离为 m ．（不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦）

二．滑轮机械效率

1

2

3

１、有用功 ：对人们有用的功，必须要做的功(机械对重物做的功) W 有=Gh(竖直)或Ｗ有＝FfS 物(水平)

２、额外功 ：人们不需要但又不 得不做的功Ｗ外（例摩擦做的功、机械自重做的功） ３、总功 ：有用功与额外功的总和.(人对机械做的功) Ｗ总＝ W 有＋Ｗ外或Ｗ总＝ＦＳ，F 指绳子自由端的拉力 4、W 有为滑轮组对物体的拉力所做的功。

（一般从滑轮组直接对物体施加的力入手，即为图中F 拉） 5、W 总为动力对滑轮组所做的功。

（一般从动力为绳子的自由端所受的拉力F ）

1.广州港码头一装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg 的货物，所用的拉力F 为500N ，绳子自由端在50s 内被匀速拉下4m ，求：(g 取10N ／kg)

（1）提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0.04m 2

， 求货物对地面的压强；

（2）提升时绳子自由端的速度； （3）拉力F 的功率； （4）此滑轮组的机械效率。

2.如图所示，用两个滑轮分别匀速提升A ，B 两个物体，拉细绳的力F 大小相等，物体上升的距离也相等，摩擦不计，滑轮的质量小于物体质量．甲的有用功为w 甲，机械效率为η甲；乙的有用功为w 乙，机械效率η乙．比较甲乙两个装置可知（ ） A ．W 甲＜2W 乙，η甲＜η乙 B ．W 甲＜2W 乙，η甲=η乙 C ．W 甲=2W 乙，η甲=η乙 D ．W 甲＜2W 乙，η甲＞η乙

3.(2016广州)（1）图28中测力计示数为____N .

（2）小明猜测：“图28中滑轮组提升的物体越轻，机械效率越高”.

设计实验检验其猜测，并填写实验报告. ① 实验目的：_________________

② 实验步骤（若需要可补充器材）： ③ 滑轮组的机械效率（用所测出的物理量表达）：

____________

F

1

2 3 4 5

1 2 3 4 5

N

N

F

如图所示同一个滑轮组可以有不同的两种绕发。已知每个滑轮重2N。物体重10N，现甲乙两套装置中物体均被提升1m。比较一下二者的机械效率的大小（忽略绳子和滑轮之间的摩擦）

结论： 1、减小绳子和滑轮之间的摩擦力

2、减小滑轮的绳子的质量

3、增大物体的重力

4 、减少动滑轮的个数

4.下列措施中可以提高滑轮组机械效率的是（）

A.增大物体提升的高度

B.改变绳子的绕法，使滑轮组最省力总结

C.减少动滑轮的个数

D.增大被提升的物体的质量

三．斜面的机械效率

注意：在拉动过程中，弹簧测力计应保持沿斜面向上

的方向，且应使木块处于匀速直线的运动状态。因为

这样可以保证弹簧测力计的示数稳定，使测定的斜面

机械效率最稳定

结论一：当斜面的粗糙程度相同时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高．

结论二：当斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙，斜面机械效率越低

1.学习简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究斜面的特点。

(1)小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持________状态，并依据________条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数。

(2)他将木块放在如图b所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面________向上拉木块，收集到如表中的实验数据：①比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时________(选填“能”或“不能”)省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越________(选填“省力”或“费力”)；②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向________(选填“左”或“右”)移；

③请举出应用斜面的一种实例：________(写出一种即可)