资源简介

第三章简单机械计算题期末复习（一）
1．小科设计了三种提升重物的方式，均将10N的重物匀速提升了1m，如图所示。
（1）上述三个方式提升10N的重物时，人施加的力的大小关系为 　 　 。（不计杠杆、滑轮的重力，以及绳与滑轮间的摩擦，AO＝2BO。）
（2）请在图乙中画出作用在杠杆A端的动力F2的力臂。
（3）如图丙，每个滑轮重均为2N，则在将10N的重物提升1m的过程中，则拉力F3做的功为多少？（不计绳重和摩擦）
2．如图是小杭利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA：OB＝3：2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡。已知小杭重为600N，两只脚与地面接触的总面积为400cm2，不计杆重与绳重。求：
（1）此时小杭在B端施加的力F1大小。
（2）此时小杭对水平地面的压强。
（3）若横杆总长度为2m，杆在A端悬挂的配重不变，现将支点O向右移动一段距离ΔL，使B端的小杭刚好离开地面且横杆处于水平平衡状态，求这段距离ΔL为多少？
3．如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两剪片形成的刀口中，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
（1）为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，还应尽量将枝条靠近 　 　 （选填“A点”或“O点”）；
（2）用80N的拉力作用在绳子自由端时，B点受到绳子a的拉力是多少？
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口A点对树枝施加的力为540牛，此时绳子端需施加的力F为多大？（已知（OB＝6厘米，OA＝4厘米，滑轮中各股绳子视为平行，不计绳重、滑轮自重及摩擦）
4．在一次学农活动中，小金用一根长1.2米的扁担挑起了两桶水，水桶挂在扁担两端，扁担保持水平状态（扁担和水桶的质量，手对扁担和水桶的作用力均忽略不计）。扁担的A处挂的水重20牛，肩上支点O与A的距离为0.9米。
（1）扁担B处挂的水受到的重力是多少？
（2）小金肩膀受到扁担的压力大小是多少？
（3）到达某处后，小金将B处的水倒出20牛，在不改变水桶悬挂位置的情况下，需要将肩上支点O向　 　 （填“A”或“B”）移动适当距离才能再次平衡。
5．如图甲所示为某品牌手动榨汁机。某同学用它来榨橙汁时，放入切开的橙子，只要手握柄上A点向下用力，带动盖子下压橙子即可榨出橙汁。图乙为该手动榨汁机的模型图，其中OA两点之间的直线距离为30cm，OB＝6cm。
（1）若在A点竖直向下用力，该杠杆类型为　 　 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；
（2）某次榨橙汁，当盖子处于水平状态时，若此时B点受到25N的力，请画出作用在A点最小力F1的示意图及力臂L1并计算该最小力F1的大小（不考虑盖子和手柄的自身重力）。
6．庭院伞（如图甲）在户外使用，有防晒遮阳效果。使用时，可通过往底座中注水达到防倾倒的目的。不使用时可将水倒出，便于移动和收纳。结构如图乙，其中圆形伞面直径为3米，质量为15千克，底座不装水时质量为10千克，其长度为0.8米。
（1）若在无风天气，为防止庭院伞倾倒，至少应往底座中加入多少千克水？（伞架、吊杆质量忽略不计）
（2）往底座加不同质量的水，可抵抗不同风速。若你作为设计师，庭院伞还有哪些可调节的防倾倒设计，请列举一项。 　 　 。
7．我国劳动人民在很早以前就将杠杆原理应用于日常生活。《天工开物》中记载的一种捣谷工具“春”（如图甲所示），便蕴含着杠杆原理，其原理示意图如图乙所示。
（1）“春”可视为费力杠杆，在使用过程中，能够使脚上下踩动的距离 　 　 （选填“增大”或“减少”）。
（2）请在图乙中画出力F1的力臂l1。
（3）如图乙，某次春米过程中，人对春的力F1保持500牛不变，1分钟内碓头下落20次，每次A点在竖直方向上通过的距离均为45厘米，则人对“春”做功的功率为 　 　 。
8．如图甲所示的隐形床因美观且节约空间的特点，近些年备受年轻人喜爱。其工作原理和物理有着密不可分的关系。将隐形床处于水平位置时的结构进行简化，取其部分可抽象成如图乙所示的模型。隐形床可围绕O点转动，把床架和床垫看成一个整体，床两侧各装一根液压杆连接在床架上B处和墙体上A处，通过控制液压杆的开关可以在10秒内收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5m，床的长度为2m，整个床体（包含床垫）质量约为80kg，整个床体厚度为0.2m。求：（g取10N/kg）
（1）图乙中液压杆和床架构成了 　 　 杠杆；
（2）当收起床体时，每个液压杆至少要提供多大的力？
（3）计算液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率大小？
9．同学们好奇古人是如何将巨物搬到高处的（省略古人劳动场景），将相关猜想画成如图的简图。其中，A与石头之间用绳索固定，AC是杠杆，C处用人体的重力拉动杠杆，AC＝4.8m，AB＝0.8m，石头重5000kg。
（1）此杠杆是 　 　 （填“省力”或“省距离”）杠杆。
（2）在某次操作中，石头在MN上移动0.1m，高度升高0.05m，求克服石头重力做的功。
（3）在某次操作中，绳子与AC垂直，AC与竖直方向成30°，要拉动巨石，绳子对巨石的拉力至少为32100N，假设每个人的体重是60kg，C处要用多少个人才能把石头拉起？
10．图甲是黄铜材质的翻板自封防臭地漏（黄铜的主要成分为铜、锌），图乙是其工作原理：当有水时，在水的压力作用下，自动开盖，迅速排水。无水时利用杠杆原理自动闭合，防臭防虫。
（1）黄铜是铜锌合金，有较强的耐腐蚀性，耐腐蚀性属于　 　 性质。
（2）为了探究制作地漏所用黄铜的等级，某兴趣小组取制作地漏的黄铜废料进行了实验检测：取样品20g，逐滴加入质量分数为10%的稀硫酸，当加入稀硫酸的质量为98g时，不再有气体产生。通过计算并结合报告判断：制作地漏的黄铜属于哪种等级？（写出计算过程）
黄铜等级 低黄铜 中黄铜 高黄铜
铜的质量分数 60%～80% 80%～90% 高于90%
（3）图丙为地漏翻板结构的示意图，整个翻板结构（包括配重和底盖）的总质量为10g，整个翻板结构的重力作用线通过A点，水对底盖压力的作用点可以等效在底盖C点，其中OD长度为1cm，OA长度为0.5cm。请计算底盖向下张开时，水对底盖的压力至少为多少牛？（写出计算过程）
（4）为了增加在相同积水深度下的排水速度，写出一种针对地漏的改进方法。
第三章简单机械计算题期末复习（一）
参考答案与试题解析
一．解答题（共10小题）
1．小科设计了三种提升重物的方式，均将10N的重物匀速提升了1m，如图所示。
（1）上述三个方式提升10N的重物时，人施加的力的大小关系为 　F1＞F2＞F3 。（不计杠杆、滑轮的重力，以及绳与滑轮间的摩擦，AO＝2BO。）
（2）请在图乙中画出作用在杠杆A端的动力F2的力臂。
（3）如图丙，每个滑轮重均为2N，则在将10N的重物提升1m的过程中，则拉力F3做的功为多少？（不计绳重和摩擦）
【答案】（1）F1＞F2＞F3；（2）；（3）拉力F3做的功为12J。
【分析】（1）不计杠杆、滑轮的重力，以及绳与滑轮间的摩擦，甲图中使用的是动滑轮，动力作用在轴上，费力但省距离；乙图中使用的是杠杆，求出动力臂与阻力臂的大小关系，利用杠杆平衡条件求动力大小；丙图中使用的是滑轮组，求出n的大小，拉力FG。
（2）支点到动力作用线的距离叫力臂，据此画出动力臂；
（3）拉力F3做的功为有用过和额外功之和。
2．如图是小杭利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA：OB＝3：2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡。已知小杭重为600N，两只脚与地面接触的总面积为400cm2，不计杆重与绳重。求：
（1）此时小杭在B端施加的力F1大小。
（2）此时小杭对水平地面的压强。
（3）若横杆总长度为2m，杆在A端悬挂的配重不变，现将支点O向右移动一段距离ΔL，使B端的小杭刚好离开地面且横杆处于水平平衡状态，求这段距离ΔL为多少？
【答案】（1）此时小杭在B端施加的力F1大小是450N。
（2）此时小杭对水平地面的压强3.75×103Pa。
（3）这段距离ΔL为0.13m。
【分析】（1）根据杠杆的平衡条件计算F的大小；
（2）对人受力分析，计算对地面的压力，根据压强公式计算压强大小；
（3）根据杠杆的平衡条件计算。
3．如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两剪片形成的刀口中，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
（1）为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，还应尽量将枝条靠近 　O点　 （选填“A点”或“O点”）；
（2）用80N的拉力作用在绳子自由端时，B点受到绳子a的拉力是多少？
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口A点对树枝施加的力为540牛，此时绳子端需施加的力F为多大？（已知（OB＝6厘米，OA＝4厘米，滑轮中各股绳子视为平行，不计绳重、滑轮自重及摩擦）
【答案】（1）O点；
（2）用80N的拉力作用在绳子自由端时，B点受到绳子a的拉力是240N；
（3）绳子端需施加的力F为120N。
【分析】（1）根据杠杆的平衡条件分析解答；
（2）根据算出B点受到绳子a的拉力；
（3）根据图片可知，O为支点，OB为动力臂，OA为阻力臂，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2算出此时绳子端需施加的力。
4．在一次学农活动中，小金用一根长1.2米的扁担挑起了两桶水，水桶挂在扁担两端，扁担保持水平状态（扁担和水桶的质量，手对扁担和水桶的作用力均忽略不计）。扁担的A处挂的水重20牛，肩上支点O与A的距离为0.9米。
（1）扁担B处挂的水受到的重力是多少？
（2）小金肩膀受到扁担的压力大小是多少？
（3）到达某处后，小金将B处的水倒出20牛，在不改变水桶悬挂位置的情况下，需要将肩上支点O向　A　 （填“A”或“B”）移动适当距离才能再次平衡。
【答案】（1）扁担B处挂的水受到的重力是60N；
（2）小金肩膀受到扁担的压力大小是80N；
（3）A。
【分析】（1）以O为支点，根据杠杆的平衡条件进行解答；
（2）通过受力分析可知F＝FA+FB；
（3）小金将B处的水倒出20牛，支点不移动的情况下，B点力与力臂的乘积变小，杠杆不再平衡，为了保持杠杆继续平衡，就要增大B点的力臂，减小A点的力臂。
5．如图甲所示为某品牌手动榨汁机。某同学用它来榨橙汁时，放入切开的橙子，只要手握柄上A点向下用力，带动盖子下压橙子即可榨出橙汁。图乙为该手动榨汁机的模型图，其中OA两点之间的直线距离为30cm，OB＝6cm。
（1）若在A点竖直向下用力，该杠杆类型为　省力　 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；
（2）某次榨橙汁，当盖子处于水平状态时，若此时B点受到25N的力，请画出作用在A点最小力F1的示意图及力臂L1并计算该最小力F1的大小（不考虑盖子和手柄的自身重力）。
【答案】（1）省力；（2）；该力的大小是5N。
【分析】（1）根据图中动力臂与阻力臂大小分析；
（2）要想用最小动力，那么动力臂应该达到最大，即OA的长，根据杠杆平衡条件求出最小的力。
6．庭院伞（如图甲）在户外使用，有防晒遮阳效果。使用时，可通过往底座中注水达到防倾倒的目的。不使用时可将水倒出，便于移动和收纳。结构如图乙，其中圆形伞面直径为3米，质量为15千克，底座不装水时质量为10千克，其长度为0.8米。
（1）若在无风天气，为防止庭院伞倾倒，至少应往底座中加入多少千克水？（伞架、吊杆质量忽略不计）
（2）往底座加不同质量的水，可抵抗不同风速。若你作为设计师，庭院伞还有哪些可调节的防倾倒设计，请列举一项。 　增大底座的长度，使得O点左移，减小左侧的力臂，同时增大右侧的力臂，使得不易倾倒　 。
【答案】（1）至少应往底座中加入46.25kg水；
（2）增大底座的长度，使得O点左移，减小左侧的力臂，同时增大右侧的力臂，使得不易倾倒。
【分析】根据图中确定支点是O，结合直径确定左右侧的力臂大小，根据杠杆的平衡条件分析解答。
结合杠杆平衡条件改变支点位置可以改变力臂大小分析。
7．我国劳动人民在很早以前就将杠杆原理应用于日常生活。《天工开物》中记载的一种捣谷工具“春”（如图甲所示），便蕴含着杠杆原理，其原理示意图如图乙所示。
（1）“春”可视为费力杠杆，在使用过程中，能够使脚上下踩动的距离 　减少　 （选填“增大”或“减少”）。
（2）请在图乙中画出力F1的力臂l1。
（3）如图乙，某次春米过程中，人对春的力F1保持500牛不变，1分钟内碓头下落20次，每次A点在竖直方向上通过的距离均为45厘米，则人对“春”做功的功率为 　75W　 。
【答案】（1）减少；（2）；（3）75W。
【分析】（1）费力杠杆使用时，省距离；
（2）力臂是支点到力的作用线的距离；
（3）根据W＝Fs得到人做的功，根据P得到人对“春”做功的功率。
8．如图甲所示的隐形床因美观且节约空间的特点，近些年备受年轻人喜爱。其工作原理和物理有着密不可分的关系。将隐形床处于水平位置时的结构进行简化，取其部分可抽象成如图乙所示的模型。隐形床可围绕O点转动，把床架和床垫看成一个整体，床两侧各装一根液压杆连接在床架上B处和墙体上A处，通过控制液压杆的开关可以在10秒内收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5m，床的长度为2m，整个床体（包含床垫）质量约为80kg，整个床体厚度为0.2m。求：（g取10N/kg）
（1）图乙中液压杆和床架构成了 　费力　 杠杆；
（2）当收起床体时，每个液压杆至少要提供多大的力？
（3）计算液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率大小？
【答案】（1）费力；
（2）当收起床体时，每个液压杆至少要提供1600N的力；
（3）液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率为72W。
【分析】（1）根据G＝mg求出床体的重力，床的最大长度为L，设每个液压杆的拉力为F，根据数学知识计算动力臂和阻力臂，比较力臂的大小可知杠杆的种类；
根据杠杆平衡条件计算当收起床体时，每个液压杆至少要提供多大的力；
（2）根据W＝Gh计算液压杆收起床体过程中对床体做功的多少，根据功率公式计算液压杆收起床体过程中对床体做功的功率大小。
9．同学们好奇古人是如何将巨物搬到高处的（省略古人劳动场景），将相关猜想画成如图的简图。其中，A与石头之间用绳索固定，AC是杠杆，C处用人体的重力拉动杠杆，AC＝4.8m，AB＝0.8m，石头重5000kg。
（1）此杠杆是 　省力　 （填“省力”或“省距离”）杠杆。
（2）在某次操作中，石头在MN上移动0.1m，高度升高0.05m，求克服石头重力做的功。
（3）在某次操作中，绳子与AC垂直，AC与竖直方向成30°，要拉动巨石，绳子对巨石的拉力至少为32100N，假设每个人的体重是60kg，C处要用多少个人才能把石头拉起？
【答案】（1）省力；
（2）克服石头重力做的功为2500J；
（3）C处要用22个人才能把石头拉起。
【分析】（1）动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。
（2）由G＝mg得到石头重力，由W＝Gh得到克服石头重力做的功。
（3）因为AC与竖直方向成30°，则由BC×sin30°得到动力臂L1，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，可得动力F1；由G＝mg得到每个人的重力；进而得到需要的人数。
10．图甲是黄铜材质的翻板自封防臭地漏（黄铜的主要成分为铜、锌），图乙是其工作原理：当有水时，在水的压力作用下，自动开盖，迅速排水。无水时利用杠杆原理自动闭合，防臭防虫。
（1）黄铜是铜锌合金，有较强的耐腐蚀性，耐腐蚀性属于　化学　 性质。
（2）为了探究制作地漏所用黄铜的等级，某兴趣小组取制作地漏的黄铜废料进行了实验检测：取样品20g，逐滴加入质量分数为10%的稀硫酸，当加入稀硫酸的质量为98g时，不再有气体产生。通过计算并结合报告判断：制作地漏的黄铜属于哪种等级？（写出计算过程）
黄铜等级 低黄铜 中黄铜 高黄铜
铜的质量分数 60%～80% 80%～90% 高于90%
（3）图丙为地漏翻板结构的示意图，整个翻板结构（包括配重和底盖）的总质量为10g，整个翻板结构的重力作用线通过A点，水对底盖压力的作用点可以等效在底盖C点，其中OD长度为1cm，OA长度为0.5cm。请计算底盖向下张开时，水对底盖的压力至少为多少牛？（写出计算过程）
（4）为了增加在相同积水深度下的排水速度，写出一种针对地漏的改进方法。
【答案】（1）化学；
（2）制作地漏的黄铜属于中黄铜；
（3）0.05N；
（4）增大底盖的面积。
【分析】（1）根据化学性质的特征来分析；
（2）首先计算出硫酸溶质的质量，然后根据锌与硫酸反应规律计算出锌的质量，最后计算出样品中铜的质量，进而计算出铜元素的质量分数，然后根据表格信息来分析；
（3）根据杠杆平衡原理来分析；
（4）根据p＝ρgh来分析
第1页（共1页）

展开更多......

收起↑