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三類杠桿杠桿 1、如圖所示是安置在某收費站欄桿的示意圖，當在A處施加一個動力時，可將欄桿拉起來，它是一根( ) A．省力杠桿 B．費力杠桿 C．等臂杠桿 D．無法確定 2、下列工具中，屬于省力杠桿的是( 　) A．夾郵票用的鑷子 B．理發(fā)師修剪頭發(fā)用的剪刀 C．剪鐵絲用的鋼絲鉗 D．釣魚用的魚竿 3、杠桿在我國古代就有了許多巧妙的應用。護城河上安裝使用的吊橋就是一個杠桿，由圖4可知它的支點是______點(填“A”、B”或“C”)，在勻速拉起時，它屬于一個______杠桿(填“省力”或“費力”)，并在圖中畫動力臂L1。 4、 下列杠桿中，在使用時屬于省力的是_______________，在使用時屬于費力的是______________，屬于等臂杠桿的是____________。 ①天平；②理發(fā)剪刀；③切紙刀；④鑷子；⑤筷子；⑥剪鐵皮剪刀；⑦人的前臂；⑧撬棒；⑨游樂園中的摩天輪。 5、如圖甲所示，工人正試圖用扳手擰松工件上一個緊固的螺栓，但用力也沒有擰動。于是他想出了一個新點子：在其它不變的情況下，取來一根繩子，將繩的一頭栓在扳手柄的上端，自己使勁拉繩的另一頭（如圖乙所示）。則能否達到目的？_________；原因是____________________________________________。 6、有下列工具：（1）鋼絲鉗、（2）瓶蓋起子、（3）理發(fā)剪子、（4）鑷子。其中屬于省力杠桿的是 A．（1）（3）　　　 B．（3）（4）　 　　C（2）（3）　　　 　D．（1）（2） 7、對圖所示的幾種簡單機械，下列說法中，正確的是 　　　 A.圖甲所示的裝置中OB是動力臂?！?　　B.使用圖乙所示的裝置可省一半力。 C.圖丙所示的裝置是一種等臂杠桿?！　?D.圖丁所示的汽車駕駛盤也是一種杠桿。 探究杠桿平衡條件的實驗 1、在研究“杠桿的平衡條件”實驗中，在處理數據過程中，有同學猜想杠桿的平衡條件可能是“動力＋動力臂＝阻力＋阻力臂”。經過實驗，獲得了下述數據： 動力F1/N 動力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 4 5 5 4 于是，他們認為自己的猜想得到了驗證。你認為他們的實驗過程存在什么問題？ 2、 根據研究杠桿平衡條件的實驗，完成下列填空： （1）實驗中，首先把橫桿的__________支在鐵架臺上，再調節(jié)橫桿兩端的____________，使橫桿在______ 位置平衡，其目的是___________________________。 (2)某同學在調節(jié)杠桿平衡時，發(fā)現杠桿的右端翹起，可以調節(jié)右端的螺母，使它向_______移動；或者調節(jié)左端的螺母，使它向________移動。 ()操作時，把鉤碼分別掛在杠桿的兩側，改變鉤碼的_________或在杠桿上的_______，使杠桿___________________，其目的是_____________________________。 3、小麗用身邊的器材做實驗，驗證杠桿的平衡條件。 ⑴塑料直尺放在圓柱形水杯上，使其在水平位置平衡，如上右圖甲所示。則支點O與直尺的_____________一定在同一豎直線上。 ⑵往直尺兩端放不同數量的相同硬幣，并調節(jié)硬幣位置，使直尺在水平位置平衡，如上右圖乙所示。 ①若將左、右兩側各取下一枚硬幣，則直尺___________端將下沉。 ②小明測出乙圖中的l1、l2作為力臂的大小，是否正確？為什么？ 杠桿平衡條件的計算 1、 如圖所示，一輕質杠桿可繞O點轉動，A點處掛上一重物，B點用彈簧秤豎直向上拉著，杠桿正好在水平位置上平衡，若彈簧秤示數為9牛，則物體重力為_________牛。 2、 一位體重為500牛的同學在做俯臥撐，如上中圖所示，A點為重心，則地面對他雙手的作用力大小和方向分別是_____________和_______________。 3、如上右圖一根輕質杠桿，它的一端可以繞固定點O轉動，另一端A用線豎直向上拉著。在杠桿的B點懸掛一個質量為200克的鉤碼，當杠桿在水平位置上平衡時，線的拉力為_______。 4、一人挑擔子，扁擔長1.2米，若在A端掛上400牛的重物，B端掛上200牛的重物，則人肩應距B端_______m，擔子才能平衡;若使兩端重物各減少100牛，則人肩應向_______（“A”或“B”端）移動？移動_______cm扁擔才能繼續(xù)保持平衡. 5、如圖所示，質量不計的光滑木板AB長1.6m，可繞固定點O轉動，離O點0.4m的B端掛一重物G，板的A端用一根與水平地面成30夾角的細繩拉住，木板在水平位置平衡時繩的拉力是8N。然后在O點的正上方放一質量為0.5kg的小球,若小球以20cm／s的速度由O點沿木板向A端勻速運動，問小球至少運動多長時間細繩的拉力減小到零。（取g=10N/kg，繩的重力不計） 5、某工地在冬季水利建設中設計了一個提起重物的機械，其中的一部分結構如圖所示．OA是一個均勻鋼管，每米長所受重力為30N；O是轉動軸；重物的質量m＝150kg，掛在B處，OB＝1m；拉力F作用在A點，豎直向上．為維持平衡，鋼管OA為多長時所用的拉力最??？這個最小拉力是多少？ 6、如圖所示，重500N的人站在重 100N的吊籃內使吊籃和他一起勻速上升．不計滑輪重及摩擦，求： ( 1 ）人拉繩子的力是多大？ ( 2 ）人對吊籃的壓力是多大？ 7、如圖所示，用一個小小的彈簧秤，竟然稱出了大象的重，他用了一根10 m長的槽鋼，當槽鋼呈水平平衡時，彈簧秤和大象到懸掛點的距離分別是9.54 m和0.06 m，若彈簧秤指示著20 kg的重量，則大象和鐵籠共重約多少t？ 最小力的問題 1、 如下左圖所示，在杠桿A點掛一個物體，如果要使杠桿保持水平平衡，并且用力最小，則應該在杠桿的B端施加一個方向___________的力。 2、如上中圖，杠桿處于平衡，現在將力F的方向改為沿圖中虛線的方向，要使杠桿仍在圖中位置保持平衡,必須使（ ） A 、F增大 B、 F減小 C、 F大小不變 D、 F小于A的重力 3、如上右圖的杠桿中，O是支點，在B端掛一個重物，為使杠桿平衡，要在A端加一個力，下列說法中正確的是 （ ） A 在水平方向用力F1最小 B 在豎直方向用力F2最小 C 在跟OA連線垂直的方向F3最小 D在各個方向上用力一樣大 　 杠桿自身重力問題 1、 如圖所示，一根粗細均勻的硬棒AB被懸掛起來，已知AB=8AO，當在A處懸掛120牛的物體G時，杠桿恰好平衡，則杠桿自身的重力為________牛。 杠桿和滑輪作圖題 1、完成杠桿示意圖。 2、如下圖所示，杠桿上掛上一個重物，請在圖中作出使杠桿平衡最小的力。 3、做出上中圖的力臂。 4、如上右圖是某同學斜拉旅行箱站立時的簡化模型。箱內物品有輕有重，較重物品是放在箱的上部還是下部省力呢？請根據你的設想，畫出它的動力臂l1和阻力臂l2。（忽略箱體和輕物品的重力，用實心黑點表示較重物品） 杠桿平衡的判定 1、一個已經平衡的杠桿，兩端掛有40N和50N的重物，當將兩邊同時都增掛5N重物時，杠桿應（ ） A 仍平衡 B 掛40N的一端下沉 C 掛50N的一端下沉 D無法判斷 2如下左圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，若將左邊A處的砝碼移至C處，要使杠桿重新恢復平衡，必須( ) A 將B處的砝碼移至D處 B 將B處增加一個同樣的砝碼 C 將B處的砝碼移至D處后去掉一個砝碼 D 將B處的砝碼去掉一個 3、如上中圖所示的杠桿處于平衡，把A端所掛重物浸沒在水中時，杠桿將失去平衡，為使杠桿重新平衡應（ ） A 將支點O向A移動 B 將支點O向B移動 C 將支點O 不動，在B端加掛砝碼 D 支點O不動，將B端重物向支點O移動 杠桿力臂及力的大小變化問題 1、將一根水平放置的長木頭的一端抬起，另一端擱在地面上，在抬起過程中，力F始終與木頭垂直，則力的大小 （ ） A變小 B 變大 C 不變 D 先小后大 2、如圖所示，輕質杠桿的支點為O，在杠桿的A點始終作用豎直向上的力F ，將重為G的物體勻速提升，則力F的大?。? ） A 逐步變大巧玲瓏 B 逐步變小 C 始終不變 D 先變小，后變大，杠桿在水平位置上下最小 3、 如下左圖所示，人的前臂可視為杠桿，當曲肘將茶杯向上舉起時，下列說法中正確的是 A.前臂是省力杠桿，阻力臂變大 B.前臂是省力杠桿，阻力臂變小 C.前臂是費力杠桿，阻力臂變大 D.前臂是費力杠桿，阻力臂變小 4、有一把均勻的木尺，在上端鉆有一小孔，掛在釘子A上，如上中圖所示，它可以在豎直平面內以A點為軸擺動。現從靜止開始，在木尺的另一端B點處施加一個水平向右的作用 力F,使木尺緩慢地向右偏轉，到圖中虛線位置，在這一過程中，木尺的重力對A點的力臂逐漸變_______,水平力F的大小逐漸變_______。5、如上右圖所示，作用在杠桿左端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿由水平位置OA緩慢拉至OB，則在這個過程中力F將__________(選填“變大”、“變小”或 “不變”)。 6、如圖所示，一根輕質木桿，A端細線下所掛50N的重物靜止在水平地面上，當在B點加豎直向下的力F＝30N作用時，木桿恰能在水平位置處于平衡狀態(tài)，此時細線豎直，已知OA＝15cm，OB＝5cm,則重物對水平地面的壓力為（ ） A．80N B．60N C．40N D．20N F1 l1 F2 l2 滑輪的定義：周邊有槽，能繞軸轉動的輪子，叫做滑輪?；唽嵸|上是杠桿的變形。定滑輪：使用時軸的位置固定不動的滑輪，稱為定滑輪。動滑輪：使用時軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪，稱為動滑輪。 滑輪、滑輪組 定滑輪： ①定義：中間的軸固定不動的滑輪。②實質：定滑輪的實質是：等臂杠桿 ③特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。 ④對理想的定滑輪(不計輪軸間摩擦）F=G繩子自由端移動距離SF(或速度vF) = 重物移動的距離SG(或速度vG) 結構 實質 定滑輪的實質是一個可以旋轉的等臂杠桿，軸心O點固定不動為支點，其動力臂l1＝阻力臂l2＝圓的半徑r。根據杠桿平衡條件F1l1＝F2l2，當勻速提起重物時杠桿處于平衡狀態(tài)F1＝F2＝G。（不計繩重和摩擦） 特點 （1）使用定滑輪可以改變力的方向，但不能省力。 （2）用定滑輪提升重物時，動力移動的距離s等于重物移動的距離h。 動滑輪： ①定義：和重物一起移動的滑輪。（可上下移動，也可左右移動） ②實質：動滑輪的實質是：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。 ③特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。 ④理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：F= 1 2G只忽略輪軸間的摩擦則 拉力F= 1 / 2(G物+G動)繩子自由端移動距離SF(或vF)=2倍的重物移動的距離SG(或vG) 結構 實質 動滑輪的實質是一個動力臂為阻力臂2倍的杠桿。動滑輪與固定端繩子的相交點O是能夠移動的支點，其動力臂l1＝2r，阻力臂l2＝r。根據杠桿平衡條件F1l1＝F2l2，F1＝F2，當重物豎直向上（向下）勻速運動或靜止時，F2＝G，則F1＝G。 特點 （1）使用動滑輪省一半力，但不能改變力的方向。 （2）用動滑輪提升重物時，動力移動距離s是重物移動距離h的兩倍，即s＝2h。 （3）使用動滑輪省一半力的條件：① 拉力作用在繩子自由端；② 滑輪兩側的繩子互相平行；③ 不計動滑輪重、繩重和摩擦。 滑輪組：將定滑輪和動滑輪組合起來，就構成了滑輪組。 ①定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。 ②特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向 ③理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力） 特點：用滑輪組起吊重物時，滑輪組用幾段繩子吊物體，提起物體的力就是物重的幾分之一，F＝；繩子的自由端通過的距離就是物體上升高度的幾倍，s＝nh。 注：一般情況下承擔物重的繩子的段數等于與動滑輪相連的繩子的段數，包括連在動滑輪掛鉤（或邊框）及從動滑輪引出的拉繩的自由端?；喗M繞繩問題的方法：④組裝滑輪組方法：首先根據公式 n=(G物+G動) / F求出繩子的股數。然后根據“奇動偶定”的原則。結合題目的具體要求組裝滑輪。 （1）收尾法：判斷繩子段數時，如果得到的是小數，則將小數進1取整數。 （2）奇動偶定法：如果繩子的段數是奇數，則繩子起始端應固定在動滑輪上；如果繩子的段數為偶數，則繩子起始端應固定在定滑輪上。 一、 滑輪組的結構特點分析 1、基本結構：定滑輪、動滑輪、繩子。 2、裝配結構分析：特點承擔動滑輪的繩子段數設為“n”，裝配結構如下表所示。 繩子段數n 2 3 4 5 6 7 動滑輪個數 1 1 2 2 3 3 示意圖 習題精煉 專題一：滑輪----豎直方向上提升問題 1、如下左圖所示，物體A重20N，滑輪重1N，繩重不計，彈簧秤示數為25N，則物體B的重為_________N。地面對物體A的支持力______N. 2、如下右圖所示，已知物重為G，則各圖中的拉力F各為多少？（滑輪組及摩擦不計） 3、用定滑輪勻速提升重物，所用拉力的方向如下左圖所示，不計摩擦，比較拉力F1、F2、F3的大?。? ） A、F1＞F2＞F3 B、F1=F2=F3 C、F1＜F2＜F3 D、F2＞F3＞F1 4、如上中圖所示，人對繩的自由端拉力F都相等，且物體處于靜止狀態(tài)，不計滑輪重和摩擦，比較四個物體重力，最大的是 （ ） A、G1 B、G2 C、G3 D、G4 專題二:滑輪-----水平方向上拉動物體 1、在下左圖中，物體A的重力為G，拉力F的作用下，物體沿水平桌面做勻速直線運動，已知物體受到的摩擦力為f,則人對繩的拉力F的大小等于 （ ） A、0.5G B.2G C. 0.5f D.2f 2、如上右圖所示，若拉力F＝900牛頓，物體A重1500牛頓，不計滑輪重和繩與滑輪間摩擦。當繩子自由端移動3米，則沿水平方向勻速拉動物體A前進時，物體A與地面間摩擦力是______牛頓，物體A移動______米。 3、如下左圖所示，在水平面桌面上放一個200N重的物體，物體與桌面的摩擦力為40N，勻速拉動物體時，水平拉力F應為 。 4、如上中圖所示的裝置中，已知重物G1=500N，重物G2=1200N，在不考慮摩擦和其他阻力情況下，使重物G1保持平衡的拉力F應等于 。 5、如上右圖所示，當F=100N時，物體勻速運動，則物體所受的摩擦力（ ） A. 100N B. 200N C. 50N D. 150N 專題三：滑輪-----比較力的大小 1、如下左圖所示，把重20N的物體勻速向上拉起，彈簧測力計的示數為12N，若不計摩擦，則拉力F和動滑輪的重力分別是 （ ） A 10N、4N B 12N、24N C 12N、4N D24N、12N 2、A．B兩物體的重力分別為60N和140N，如下中圖所示，當A．B物體都靜止時，它們所受的合力分別為( ) A．60N，140N B．0，140N C．60N，0 D．0 ，0 3、如上右圖所示，重物G重40牛，若不計摩擦，勻速提起重物所用拉力為22牛，則動滑輪的重力是____牛，鉤子1受到繩子的拉力為____牛，鉤子2受到重物G的拉力為____牛。 專題四：滑輪組 1.某物重為5100N，現有一繩最大只能承擔1200N，站在地面把重物向上提升。請設計一個滑輪組，并畫出組裝示意圖。 .2.如圖13-5-13所示，若加在繩的自由端的拉力F=G/3，試畫出繩子的繞法 3.四個滑輪組，如果滑輪的重力和一切摩擦及丙組的板重不計，重物G的重力為600 N。要將重物勻速提起，四種情況下拉力F分別為F甲=_________，F乙=_________，F丙=_________，F丁=_________。 當堂檢測 一、選擇、填空 1．如圖所示，通過定滑輪勻速提起重物G時，向三個方向拉動的力分別為F1、F1、 F1，則這三個力大小關系是（ ） A、F1最大 B、F2最大 C、F3最大 D、一樣大 F1 F2 F3 2.下圖中,甲物體重6N,乙物體重10N,彈簧測力計及摩擦均不計,則當甲、乙兩物體靜止時，彈簧測力計的讀數為__________N，物體乙所受的合力為__________N。 3．如圖表示三種不同的滑輪組，用它們提起重為G的相同重物，在A端所用的拉力分別為F1=__________，F1=_________，F1=_________，不計滑輪本身的重和摩擦。 4．使用__________滑輪不省力，但可以改變力的方向，使用__________滑輪能省一半力。 5．定滑輪實質上是一個__________杠桿，動滑輪實質上是一個_________杠桿。 6．如圖所示，滑輪A是__________滑輪，它的作用是__________，滑輪B是__________滑輪，它的作用是__________。整個裝置叫__________，它的作用是__________，若G=200N，不計繩重和摩擦，則作用在繩子自由端的拉力F=__________N時可使重物G勻速上升。 M1B M2B A B GA 7．如圖所示，繩子與滑輪重不計，物體處于靜止狀態(tài)，如果m1=5kg，那么m2應等于__________ kg。 8、如圖所示，用三個滑輪分別拉同一個物體，沿同一水平面做勻速直線運動，所用的拉力分別是F1、F2、F3，比較它們的大小應是（ ） F1 F2 F3 A、F1＞F2＞F3 B、F1＜F2＜F3 C、F2＞F1＞F3 D、F2＜F1＜F3 9、工人們?yōu)榱税徇\一個笨重的機器進入廠房，他們設計了如圖1所示的四種方案（機器下方的小圓表示并排放置的圓形鋼管的橫截面）。其中最省力的方案是（ ） 10、使用如圖所示的裝置來提升物體時，既能省力又能改變力的方向的裝置是 11、用圖5所示的四種機械提起同一重物，不計機械自重和摩擦，最省力的是 12、同一物體沿相同水平地面被勻速移動，如下圖所示，拉力分別為F甲、F乙、、F丙，不記滑輪與輕繩間的摩擦，比較它們的大小，則 A、F甲＜F乙、＜F丙 B、F甲＞F乙、＞F丙 C、F甲＞F乙、＝F丙 D、F甲＝F乙、＞F丙 13、如圖所示，吊籃的重力為400N，動滑輪重力為50N，定滑輪重力為40N，人的重力為600N，人在吊籃里拉著繩子不動時需用力 [ ] A．218N B．220N C．210N D．236N 14、彈簧秤A和B及滑輪組均處于靜止狀態(tài)，F=10N，若不考慮秤重，滑輪重及摩擦，彈簧秤A和B的示數分別為： A.30N和30N; B.30N和20N;C.20N和20N; D.20N和30N. 15、如圖23處于平衡狀態(tài)，在不計滑輪重及繩子摩擦的情況下，G1∶G2為： A、1∶2 ; B、1∶1 ; C、2∶1 ; D、3∶1. 16、物重5N，乙物重3N，甲、乙均保持靜止狀態(tài)，不計彈簧測力計自重。則甲受到的合力和彈簧測力計的示數分別是： A．0，3N ; B．0，5N ;C．2N，5N ; D．2N，3N. 圖２ 17．在升旗儀式時，我們可以看到旗桿的頂端有一個滑輪，請問這個滑輪是＿＿滑輪（“動”或“定”），它的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 18．如圖２所示，用一根結實的繩子在兩根光滑木棒上繞幾圈，一小朋友用力一拉，兩位大力士竟撞在一起了。這幅漫畫說明了＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 F G （圖４） 19．一輛汽車不小心陷入了泥潭中，司機按圖３所示的甲乙兩種方式可將汽車從泥潭中拉出，其中省力的是＿＿圖。 圖３ F 1 2 A 圖5 20、如圖４所示，動滑輪重為50牛頓，繩重和摩擦不計，人對繩子的拉力是260N，則物重是 N；若重物上升的高度是0.2m，則繩子自由端下降 m。 21、如圖5所示，當物體A在滑輪作用下沿水平面勻速運動時，彈簧測力計1示數為30N，則測力計2示數為____N，A受到的摩擦力為____N。（測力計及滑輪重不計） F 圖6 22、在水平桌面上放一個200N的重物，現用如圖6所示裝置將物體勻速拉動，物體與桌面的摩擦力是48N，不考慮滑輪重力和滑輪與繩間摩擦，水平拉力 F為______N 。若繩子自由端移動速度為0.6m/s，則物體移動速度為 。 二、作圖題： 23、按要求給滑輪組繞線.（G為物體重，不考慮摩擦及動滑輪、繩子的重力） 23題圖 24題圖 26題圖 25題圖 24、如圖，一個站在地面上的工人利用滑輪組將重物G提起來，請用筆畫線代替繩索，將它們連接起來。 25、請在下圖中畫出用滑輪組提升水桶最省力的繞繩方法。 26.如圖9所示，每個滑輪（不分大小）重為5N，要提升的重物重為120N，用來串繞滑輪組的繩子能承受的最大拉力是30N。畫出能安全提升重物的滑輪組的繞法。 27、小強想把一貨物吊到樓上去，已知貨物重1000 N，小強最大的拉力為300 N，如果使用滑輪組，至少需要幾個滑輪？如何裝配？