6.平衡大师将装有适量水的易拉罐斜立在水平桌面上,如图所示。若易拉罐的重心在简图的虚线上,请你在其简图中作出易拉罐的受力示意图。

答案
6.
解析
【分析】要作出易拉罐的受力示意图,首先明确静止物体的受力规律:易拉罐斜立在水平桌面时处于平衡状态,仅受重力和桌面的支持力。重力作用在重心,方向竖直向下;支持力作用在易拉罐与桌面的接触点,方向竖直向上,且二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解析】1. 确定受力:静止的易拉罐受重力$ G $和桌面的支持力$ F $;2. 确定作用点:重力作用点为图中虚线上的重心点,支持力作用点为易拉罐底部与桌面的接触点;3. 确定方向:重力竖直向下,支持力竖直向上;4. 用带箭头的线段表示力,标注对应符号,且两力线段长度大致相等(体现二力平衡)。
【答案】
【知识点】受力示意图、重力、支持力
【点评】本题考查受力示意图的绘制,核心是判断物体受力情况及力的三要素,属于基础作图题,需准确把握力的方向与作用点。
【难度系数】0.2
【解析】1. 确定受力:静止的易拉罐受重力$ G $和桌面的支持力$ F $;2. 确定作用点:重力作用点为图中虚线上的重心点,支持力作用点为易拉罐底部与桌面的接触点;3. 确定方向:重力竖直向下,支持力竖直向上;4. 用带箭头的线段表示力,标注对应符号,且两力线段长度大致相等(体现二力平衡)。
【答案】
【知识点】受力示意图、重力、支持力
【点评】本题考查受力示意图的绘制,核心是判断物体受力情况及力的三要素,属于基础作图题,需准确把握力的方向与作用点。
【难度系数】0.2
7.小明利用螺丝刀和小木块撬起了钉在木板上的图钉,他的操作方法如图所示。请你在图中画出作用在螺丝刀A点上撬起图钉的最小动力F及其力臂l。(O点为支点)

答案
7.
解析
【分析】要画出作用在A点撬起图钉的最小动力F及其力臂l,需依据杠杆平衡条件:当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。因此,最长的动力臂是支点O到动力作用点A的距离,即OA;动力方向需垂直于OA,这样对应的动力最小,力臂l即为OA。
【解析】1. 确定支点:图中O为支点;2. 画最长动力臂:连接O和A,线段OA就是最长的动力臂l;3. 画最小动力:动力F作用在A点,方向垂直于OA向下,使杠杆绕O转动时能撬起图钉,此时动力最小。
【答案】
【知识点】杠杆平衡条件,力臂画法,最小动力作图
【点评】本题考查杠杆中最小力与力臂的作图,核心是利用“阻力、阻力臂一定时,最长动力臂对应最小动力”的规律,属于基础作图题,需掌握力臂的正确画法。
【难度系数】0.5
【解析】1. 确定支点:图中O为支点;2. 画最长动力臂:连接O和A,线段OA就是最长的动力臂l;3. 画最小动力:动力F作用在A点,方向垂直于OA向下,使杠杆绕O转动时能撬起图钉,此时动力最小。
【答案】
【知识点】杠杆平衡条件,力臂画法,最小动力作图
【点评】本题考查杠杆中最小力与力臂的作图,核心是利用“阻力、阻力臂一定时,最长动力臂对应最小动力”的规律,属于基础作图题,需掌握力臂的正确画法。
【难度系数】0.5
8.如图所示,一辆汽车不慎陷入泥坑难以脱困,司机找来了两个滑轮和一根足够长的绳子,请你用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绕法拉动车辆。

答案
8.
解析
【分析】要画出最省力的绕法,需利用滑轮组的工作特点:动滑轮上承担拉力的绳子段数越多,越省力。首先区分定滑轮(固定在墙上的滑轮)和动滑轮(连接汽车的滑轮),最省力的绕法是让动滑轮上的绳子段数最多,因此需按“绳子固定端在定滑轮挂钩→绕过动滑轮→绕过定滑轮”的方式绕制,使拉力方向斜向左上,达到最省力效果。
【解析】1. 确定滑轮:左侧固定在墙的是定滑轮,右侧连汽车的是动滑轮;2. 绕绳步骤:将绳子一端固定在定滑轮的右侧挂钩,接着向右绕过动滑轮,再向左上方绕过定滑轮,最终拉力方向斜向左上,此绕法使动滑轮上有3段绳子承担拉力,是最省力的绕法。
【答案】
【知识点】滑轮组绕法,最省力滑轮组
【点评】本题考查滑轮组最省力绕法的应用,核心是理解动滑轮绳子段数与省力的关系,需正确区分定、动滑轮,掌握绕绳逻辑,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定滑轮:左侧固定在墙的是定滑轮,右侧连汽车的是动滑轮;2. 绕绳步骤:将绳子一端固定在定滑轮的右侧挂钩,接着向右绕过动滑轮,再向左上方绕过定滑轮,最终拉力方向斜向左上,此绕法使动滑轮上有3段绳子承担拉力,是最省力的绕法。
【答案】
【知识点】滑轮组绕法,最省力滑轮组
【点评】本题考查滑轮组最省力绕法的应用,核心是理解动滑轮绳子段数与省力的关系,需正确区分定、动滑轮,掌握绕绳逻辑,难度适中。
【难度系数】0.6
9.某起重机示意图,如图甲所示。若主梁始终保持水平,请在图乙中画出重物由主梁最左端的支点A缓慢向右移动的过程中,拉力F与重物到支点A的距离s的大致的关系图像。(主梁重力不可忽略)

答案
9.
解析
【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用,解题思路:1. 确定支点为A,主梁自身有重力,需考虑其重力产生的力矩;2. 根据杠杆平衡条件,动力×动力臂=阻力×阻力臂,推导拉力F与重物到支点A的距离s的关系式;3. 分析关系式的函数特征:当s=0时,拉力需平衡主梁重力的力矩,故F不为0;随着s增大,重物的阻力力矩增大,拉力F线性增大,由此确定图像形状。
【解析】
以支点A为杠杆支点,设主梁重力为G,重心在主梁中点,主梁总长度为L,拉力F的力臂为L,重物重力为G物,重物到A的距离为s。根据杠杆平衡条件:
$ F · L = G · \frac{L}{2} + G_{物} · s $
整理得:$ F = \frac{G}{2} + \frac{G_{物}}{L} · s $
该式表明F是关于s的一次函数,斜率为正;当s=0时,$ F=\frac{G}{2}≠0 $,因此F与s的关系图像是从纵轴正半轴某点出发、随s增大而上升的直线,与参考答案一致。
【答案】

【知识点】
杠杆平衡条件、力与图像分析
【点评】
本题结合起重机实际模型,考查杠杆平衡条件的应用,需注意不能忽略主梁自身重力,关键是正确推导力矩平衡关系式,分析函数关系得出对应图像,是对杠杆知识的灵活应用。
【难度系数】
0.3
本题考查杠杆平衡条件的应用,解题思路:1. 确定支点为A,主梁自身有重力,需考虑其重力产生的力矩;2. 根据杠杆平衡条件,动力×动力臂=阻力×阻力臂,推导拉力F与重物到支点A的距离s的关系式;3. 分析关系式的函数特征:当s=0时,拉力需平衡主梁重力的力矩,故F不为0;随着s增大,重物的阻力力矩增大,拉力F线性增大,由此确定图像形状。
【解析】
以支点A为杠杆支点,设主梁重力为G,重心在主梁中点,主梁总长度为L,拉力F的力臂为L,重物重力为G物,重物到A的距离为s。根据杠杆平衡条件:
$ F · L = G · \frac{L}{2} + G_{物} · s $
整理得:$ F = \frac{G}{2} + \frac{G_{物}}{L} · s $
该式表明F是关于s的一次函数,斜率为正;当s=0时,$ F=\frac{G}{2}≠0 $,因此F与s的关系图像是从纵轴正半轴某点出发、随s增大而上升的直线,与参考答案一致。
【答案】
【知识点】
杠杆平衡条件、力与图像分析
【点评】
本题结合起重机实际模型,考查杠杆平衡条件的应用,需注意不能忽略主梁自身重力,关键是正确推导力矩平衡关系式,分析函数关系得出对应图像,是对杠杆知识的灵活应用。
【难度系数】
0.3
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