1. 下列关于图中简单机械的说法正确的是(

A.图甲中的剪铁片剪刀的动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆
B.图乙中旗杆顶端装有动滑轮,利用它来升旗,可以改变力的方向
C.利用图丙中的滑轮提升重物省功但费距离
D.利用图丁中的滑轮组提升重物既省力又能改变力的方向,使用方便
D
)A.图甲中的剪铁片剪刀的动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆
B.图乙中旗杆顶端装有动滑轮,利用它来升旗,可以改变力的方向
C.利用图丙中的滑轮提升重物省功但费距离
D.利用图丁中的滑轮组提升重物既省力又能改变力的方向,使用方便
答案
1.D
解析
【分析】
要判断各选项的正误,需掌握简单机械的核心知识点:杠杆根据动力臂与阻力臂的大小关系分为省力、费力、等臂杠杆;定滑轮轴固定不动,作用是改变力的方向,不省力;动滑轮轴随物体运动,能省力但不改变力的方向;滑轮组结合定滑轮和动滑轮的特点,可省力且能改变力的方向;任何机械都不省功。逐一分析选项即可得出答案。
【解析】
选项A:图甲的剪铁片剪刀,剪铁片时需省力,其动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,而非费力杠杆,故A错误。
选项B:图乙中旗杆顶端的滑轮是定滑轮(轴固定不动),定滑轮的作用是改变力的方向,并非动滑轮,故B错误。
选项C:图丙中的滑轮是动滑轮,动滑轮省力但费距离;根据功的原理,使用任何机械都不省功,故C错误。
选项D:图丁中的滑轮组由定滑轮和动滑轮组成,既可以省力,又能改变力的方向,使用方便,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
杠杆分类、定滑轮与动滑轮、滑轮组特点
【点评】
本题考查简单机械的基本特点,属于基础题,需准确区分杠杆类型、定滑轮与动滑轮的作用,牢记功的原理,是对简单机械知识点的综合应用,难度不大。
【难度系数】
0.6
要判断各选项的正误,需掌握简单机械的核心知识点:杠杆根据动力臂与阻力臂的大小关系分为省力、费力、等臂杠杆;定滑轮轴固定不动,作用是改变力的方向,不省力;动滑轮轴随物体运动,能省力但不改变力的方向;滑轮组结合定滑轮和动滑轮的特点,可省力且能改变力的方向;任何机械都不省功。逐一分析选项即可得出答案。
【解析】
选项A:图甲的剪铁片剪刀,剪铁片时需省力,其动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,而非费力杠杆,故A错误。
选项B:图乙中旗杆顶端的滑轮是定滑轮(轴固定不动),定滑轮的作用是改变力的方向,并非动滑轮,故B错误。
选项C:图丙中的滑轮是动滑轮,动滑轮省力但费距离;根据功的原理,使用任何机械都不省功,故C错误。
选项D:图丁中的滑轮组由定滑轮和动滑轮组成,既可以省力,又能改变力的方向,使用方便,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
杠杆分类、定滑轮与动滑轮、滑轮组特点
【点评】
本题考查简单机械的基本特点,属于基础题,需准确区分杠杆类型、定滑轮与动滑轮的作用,牢记功的原理,是对简单机械知识点的综合应用,难度不大。
【难度系数】
0.6
2. 某同学利用拉杆箱运送物品的示意图如图所示。装有物品的拉杆箱整体可视为杠杆,O为支点,B为重心,A为拉杆的端点,在A点沿图示方向施加拉力F使拉杆箱保持静止。下列说法正确的是(

A.只伸长拉杆的长度,拉力F增大
B.只将拉力F的方向沿顺时针方向改变20°,拉力F减小
C.拉力F沿顺时针方向改变40°,拉杆箱无法保持静止
D.箱内物体下滑,重心由B变至B',拉力F增大
C
)A.只伸长拉杆的长度,拉力F增大
B.只将拉力F的方向沿顺时针方向改变20°,拉力F减小
C.拉力F沿顺时针方向改变40°,拉杆箱无法保持静止
D.箱内物体下滑,重心由B变至B',拉力F增大
答案
2.C
解析
【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用,解题思路是:以O为支点,明确阻力为拉杆箱的重力,阻力臂是重力作用线到支点O的垂直距离;动力为拉力F,动力臂是F作用线到支点O的垂直距离。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,逐一分析各选项中力和力臂的变化,判断拉力F的大小变化及拉杆箱是否能保持静止。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,对各选项分析如下:
1. 选项A:只伸长拉杆长度,拉力F方向不变,阻力(拉杆箱重力)和阻力臂不变,动力臂(支点O到F作用线的垂直距离)会变大。由$F=\frac{阻力×阻力臂}{动力臂}$可知,拉力F减小,A错误。
2. 选项B:拉力F沿顺时针方向改变20°,动力臂变小,阻力和阻力臂不变,拉力F会增大,B错误。
3. 选项C:拉力F沿顺时针方向改变40°,此时拉力F的动力臂会小于平衡所需的动力,无法满足杠杆平衡条件,拉杆箱无法保持静止,C正确。
4. 选项D:重心由B变至B',阻力(重力)不变,阻力臂变小,动力臂不变,拉力F会减小,D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合拉杆箱的实际场景,考查杠杆平衡条件的应用,需要准确判断力臂的变化,是对杠杆知识的实际应用考查,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查杠杆平衡条件的应用,解题思路是:以O为支点,明确阻力为拉杆箱的重力,阻力臂是重力作用线到支点O的垂直距离;动力为拉力F,动力臂是F作用线到支点O的垂直距离。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,逐一分析各选项中力和力臂的变化,判断拉力F的大小变化及拉杆箱是否能保持静止。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,对各选项分析如下:
1. 选项A:只伸长拉杆长度,拉力F方向不变,阻力(拉杆箱重力)和阻力臂不变,动力臂(支点O到F作用线的垂直距离)会变大。由$F=\frac{阻力×阻力臂}{动力臂}$可知,拉力F减小,A错误。
2. 选项B:拉力F沿顺时针方向改变20°,动力臂变小,阻力和阻力臂不变,拉力F会增大,B错误。
3. 选项C:拉力F沿顺时针方向改变40°,此时拉力F的动力臂会小于平衡所需的动力,无法满足杠杆平衡条件,拉杆箱无法保持静止,C正确。
4. 选项D:重心由B变至B',阻力(重力)不变,阻力臂变小,动力臂不变,拉力F会减小,D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合拉杆箱的实际场景,考查杠杆平衡条件的应用,需要准确判断力臂的变化,是对杠杆知识的实际应用考查,难度适中。
【难度系数】
0.5
3.如图所示的简单机械中,忽略机械自重、绳重以及摩擦,提升同一重物,最省力的是(

B
)答案
3.B
解析
【分析】要找出最省力的简单机械,需根据定滑轮、动滑轮的特点以及杠杆平衡条件,分别计算各选项中拉力的大小,忽略机械自重、绳重和摩擦,比较拉力大小即可确定答案。
【解析】
1. 选项A:为定滑轮,定滑轮不省力,仅改变力的方向,因此拉力$ F_1 = G $;
2. 选项B:为杠杆,支点为$ O $,动力臂$ L_1 = 4L $,阻力臂$ L_2 = L $,根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $,代入得$ F_2 × 4L = G × L $,解得$ F_2 = \frac{G}{4} $;
3. 选项C:为动滑轮,动滑轮可省一半力,因此拉力$ F_3 = \frac{G}{2} $;
4. 选项D:为杠杆,支点为$ O $,动力$ F_4 $与杠杆成$ 30° $,动力臂为$ OA × \sin30° $,阻力臂为$ OB $(由图可知$ OB = \frac{OA}{2} $),根据杠杆平衡条件:$ F_4 × (OA × \sin30°) = G × OB $,代入$ \sin30° = 0.5 $、$ OB = \frac{OA}{2} $,解得$ F_4 = G $。
比较四个拉力:$ F_2 = \frac{G}{4} < F_3 = \frac{G}{2} < F_1 = F_4 = G $,因此最省力的是选项B。
【答案】B
【知识点】定滑轮特点、动滑轮特点、杠杆平衡条件
【点评】本题考查常见简单机械的省力分析,需掌握定滑轮、动滑轮的工作特点,以及杠杆平衡条件的应用,通过逐一计算各机械的拉力大小即可得出结论,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 选项A:为定滑轮,定滑轮不省力,仅改变力的方向,因此拉力$ F_1 = G $;
2. 选项B:为杠杆,支点为$ O $,动力臂$ L_1 = 4L $,阻力臂$ L_2 = L $,根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $,代入得$ F_2 × 4L = G × L $,解得$ F_2 = \frac{G}{4} $;
3. 选项C:为动滑轮,动滑轮可省一半力,因此拉力$ F_3 = \frac{G}{2} $;
4. 选项D:为杠杆,支点为$ O $,动力$ F_4 $与杠杆成$ 30° $,动力臂为$ OA × \sin30° $,阻力臂为$ OB $(由图可知$ OB = \frac{OA}{2} $),根据杠杆平衡条件:$ F_4 × (OA × \sin30°) = G × OB $,代入$ \sin30° = 0.5 $、$ OB = \frac{OA}{2} $,解得$ F_4 = G $。
比较四个拉力:$ F_2 = \frac{G}{4} < F_3 = \frac{G}{2} < F_1 = F_4 = G $,因此最省力的是选项B。
【答案】B
【知识点】定滑轮特点、动滑轮特点、杠杆平衡条件
【点评】本题考查常见简单机械的省力分析,需掌握定滑轮、动滑轮的工作特点,以及杠杆平衡条件的应用,通过逐一计算各机械的拉力大小即可得出结论,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
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