课时训练(四十) 简单机械 1 杠杆 1.(2025长沙)如图K40-1所示,其中属于费力杠杆的是 ( ) 图K40-1 2.(2024台州一模)如图K40-2所示,利用桔槔从井里汲水,它的前端A系一水桶,后端B系一配重物,O为支点。当人沿着AC方向向下拉时,拉力F1的力臂是 ( ) 图K40-2 A.OA B.OB C.OC D.OD 3.(2024温州一模)为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态,许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。图K40-3中悬臂式红绿灯设计中,螺钉对支架底座的压力最小的是 ( ) 图K40-3 4.(2025绍兴一模)人体的头部结构如图K40-4所示,其中标注了与咬合有关的部分结构。 图K40-4 (1)人的下颌骨可以看成杠杆,在咬食物时,咬肌收缩,如图K40-5所示的模型能近似表示此杠杆动力和阻力方向的是 。 图K40-5 (2)某人咬合时牙齿受到的作用力为300 N。该力的力臂视作9 cm,咬肌施加给下颌骨的作用力的力臂视作3 cm,请计算此人咬肌施加作用力的大小。(写出计算过程) 5.如图K40-6所示,一根木棒AB在O点被悬挂起来,AO=OC,在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码,木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各减少一个同样的钩码,则木棒 ( ) 图K40-6 A.绕O点顺时针方向转动 B.绕O点逆时针方向转动 C.平衡被破坏,转动方向不定 D.仍保持平衡 6.(2025浙江)人们一直对古人如何将巨石移到高处感到好奇。如图K40-7甲所示是古人移动巨石的一种可能方式,人站上右侧两根圆木下端悬挂的平台,通过自身重力对圆木施力,将巨石拉动一小段距离后固定,调整装置,再次拉动巨石。整个装置可简化为一个斜面、一根直杠杆和一个平台(平台未画出),如图乙所示。巨石通过绳子与杠杆AC相连,杠杆与石柱的接触点为B点,AC=4.8 m,AB=0.8 m,巨石质量为5000 kg。不计绳子、杠杆和平台所受的重力。根据图乙,请回答: 图K40-7 (1)使用此杠杆主要是为了 (填“省力”或“省距离”)。 (2)某次绳子拉动巨石沿斜面MN移动0.1 m,高度上升0.05 m,求此过程中克服巨石重力做的功。 (3)某次拉动巨石前,绳子与杠杆AC垂直,AC与竖直方向成30°角。要拉动巨石,绳子对巨石的拉力至少需32100 N,假设人的质量均为60 kg,此时C端下方平台上至少需站多少人 (已知绳子对A端的拉力等于绳子对巨石的拉力,C端受到竖直向下的拉力F等于人的总重力) 教师详解详析 1.C 2.C 3..D 4.(1)C (2)解:根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得,F1×3 cm=300 N×9 cm,则咬肌施加的作用力:F1=900 N。 5.D [解析]由题知,AO=OC,两边的力不同,说明杠杆的重心不在O点,因为右边受到的力大于左边受到的力,所以杠杆的重心在O点的左侧。 设杠杆的重心在D,一个钩码重为G,木棒的重力为G0,如图所示: 由题意知杠杆原来平衡,则F左×AO+G0×OD=F右×CO, 即2G×AO+G0×OD=3G×CO, 可得,G0×OD=G×CO=G×AO, 两边各减一个钩码后,左边力和力臂的乘积为G×AO+G0×OD=G×AO+G×AO=2G×AO, 右边力和力臂的乘积为2G×CO=2G×AO, 可见,两边各减少一个钩码后两边力和力臂的乘积相等,所以杠杆仍平衡。 6.(1)省力 解:(2)根据W=Gh可得,此过程中克服巨石重力做的功:W=Gh=mgh=5000 kg×9.8 N/kg×0.05 m=2450 J。 (3)已知绳子对A端的拉力F2=32100 N,阻力臂L2=AB=0.8 m,BC=AC-AB=4.8 m-0.8 m=4 m,动力臂:L1=BC=×4 m=2 m,由杠杆平衡条件可得C端受到的拉力:F===12840 N。一个人的重力:G人=m人g=60 kg×9.8 N/kg=588 N,设至少需要站n个人,则n==≈21.8(人),人数需取整数,所以n=22人。 [解析](1)由题可知,杠杆的支点为B,阻力为绳子对A端的拉力,动力为C端受到的竖直向下的拉力,因为动力臂L1大于阻力臂L2,所以该装置是省力杠杆,使用此杠杆的主要目的是省力。 ... ...
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