1.为了防止烫手,厨师常用碗夹夹取盘子,如图。该碗夹可视为杠杆,它的特点是 (

A.省力但费距离
B.省力且省距离
C.费力但省距离
D.费力且费距离
C
)A.省力但费距离
B.省力且省距离
C.费力但省距离
D.费力且费距离
答案
1.C
解析
【分析】要判断碗夹的杠杆特点,需先确定杠杆的支点,再比较动力臂与阻力臂的大小关系,结合杠杆分类知识判断类型,进而推导其特点。使用碗夹时,支点在碗夹顶端的连接点,手施加的动力的力臂小于盘子对碗夹的阻力的力臂,因此属于费力杠杆,费力杠杆的特点是费力但省距离。
【解析】1. 确定支点:碗夹的支点为其顶端的连接点;2. 比较力臂:手对碗夹的动力的力臂(动力臂),小于盘子对碗夹的阻力的力臂(阻力臂);3. 判断杠杆类型:动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆;4. 明确特点:费力杠杆的特点是费力但省距离,对应选项C。
【答案】C
【知识点】杠杆分类、费力杠杆特点
【点评】本题考查杠杆分类的基础应用,难度较低,只需掌握动力臂与阻力臂的比较方法,牢记不同类型杠杆的特点即可解答。
【难度系数】0.7
【解析】1. 确定支点:碗夹的支点为其顶端的连接点;2. 比较力臂:手对碗夹的动力的力臂(动力臂),小于盘子对碗夹的阻力的力臂(阻力臂);3. 判断杠杆类型:动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆;4. 明确特点:费力杠杆的特点是费力但省距离,对应选项C。
【答案】C
【知识点】杠杆分类、费力杠杆特点
【点评】本题考查杠杆分类的基础应用,难度较低,只需掌握动力臂与阻力臂的比较方法,牢记不同类型杠杆的特点即可解答。
【难度系数】0.7
2.〔日常生活〕晾晒相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持水平平衡的是(
B
)答案
2.B
解析
【分析】
要让衣架保持水平平衡,需依据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂($F_1L_1=F_2L_2$),即支点两侧的总力矩相等。需分别分析每个选项中,衣架支点两侧的小夹子(重力相同)和湿毛巾(相同湿毛巾重力相同)的力矩之和,判断是否满足平衡条件。
【解析】
设每个小夹子重力为$g$,单块湿毛巾重力为$G$,支点为衣架中间的挂钩,各挂点到支点的距离为力臂:
1. 选项A:左右湿毛巾数量均为2块、力臂相同,左侧小夹子力臂小于右侧小夹子力臂,左侧总力矩为$g· l_左 + 2G· L$,右侧总力矩为$g· l_右 + 2G· L$,因$l_左<l_右$,左侧总力矩小于右侧,衣架向右倾斜,不平衡。
2. 选项B:左侧小夹子力臂大于右侧小夹子力臂,左侧湿毛巾2块(总重力$2G$)、力臂较小,右侧湿毛巾1块(总重力$G$)、力臂较大,结合图中力臂关系,左侧总力矩$g· l_左 + 2G· L_左$与右侧总力矩$g· l_右 + G· L_右$相等,衣架保持水平平衡。
3. 选项C:左右湿毛巾均为1块,左侧小夹子力臂小于右侧小夹子力臂,左侧总力矩为$g· l_左 + G· L$,右侧总力矩为$g· l_右 + G· L$,因$l_左<l_右$,左侧总力矩小于右侧,不平衡。
4. 选项D:左侧小夹子力臂小于右侧小夹子力臂,左侧湿毛巾2块(总重力$2G$)、力臂与右侧湿毛巾1块(总重力$G$)的力臂相近,左侧总力矩大于右侧,不平衡。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合生活晾晒场景考查杠杆平衡条件的应用,需准确分析力臂与总力矩,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要让衣架保持水平平衡,需依据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂($F_1L_1=F_2L_2$),即支点两侧的总力矩相等。需分别分析每个选项中,衣架支点两侧的小夹子(重力相同)和湿毛巾(相同湿毛巾重力相同)的力矩之和,判断是否满足平衡条件。
【解析】
设每个小夹子重力为$g$,单块湿毛巾重力为$G$,支点为衣架中间的挂钩,各挂点到支点的距离为力臂:
1. 选项A:左右湿毛巾数量均为2块、力臂相同,左侧小夹子力臂小于右侧小夹子力臂,左侧总力矩为$g· l_左 + 2G· L$,右侧总力矩为$g· l_右 + 2G· L$,因$l_左<l_右$,左侧总力矩小于右侧,衣架向右倾斜,不平衡。
2. 选项B:左侧小夹子力臂大于右侧小夹子力臂,左侧湿毛巾2块(总重力$2G$)、力臂较小,右侧湿毛巾1块(总重力$G$)、力臂较大,结合图中力臂关系,左侧总力矩$g· l_左 + 2G· L_左$与右侧总力矩$g· l_右 + G· L_右$相等,衣架保持水平平衡。
3. 选项C:左右湿毛巾均为1块,左侧小夹子力臂小于右侧小夹子力臂,左侧总力矩为$g· l_左 + G· L$,右侧总力矩为$g· l_右 + G· L$,因$l_左<l_右$,左侧总力矩小于右侧,不平衡。
4. 选项D:左侧小夹子力臂小于右侧小夹子力臂,左侧湿毛巾2块(总重力$2G$)、力臂与右侧湿毛巾1块(总重力$G$)的力臂相近,左侧总力矩大于右侧,不平衡。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合生活晾晒场景考查杠杆平衡条件的应用,需准确分析力臂与总力矩,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
3.如图所示,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一个竖直向上的力将其一端抬离地面,则(

A.$F_甲>F_乙$,因为乙方法中动力臂长
B.$F_甲<F_乙$,因为乙方法中阻力臂长
C.$F_甲>F_乙$,因为甲方法中阻力臂短
D.$F_甲=F_乙$,因为都能省一半力
D
)A.$F_甲>F_乙$,因为乙方法中动力臂长
B.$F_甲<F_乙$,因为乙方法中阻力臂长
C.$F_甲>F_乙$,因为甲方法中阻力臂短
D.$F_甲=F_乙$,因为都能省一半力
答案
3.D
解析
【分析】
要解决这道题,需利用杠杆平衡条件分析两种抬板方法的动力大小。均匀长方形水泥板的重心在其几何中心,重力为阻力;两种方法均是将板的一端抬离地面,此时支点为板与地面接触的另一端。结合杠杆平衡条件,确定两种情况的动力臂和阻力臂,即可判断动力关系。
【解析】
设长方形水泥板的重力为$ G $,长度为$ L $,重心在板的几何中心,因此阻力臂(支点到重心的距离)为$ \frac{L}{2} $。
乙图中,动力$ F_乙 $作用在板的一端,动力臂为板的长度$ L $,根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $,可得:$ F_乙 × L = G × \frac{L}{2} $,解得$ F_乙=\frac{G}{2} $。
甲图中,动力$ F_甲 $作用在板上,要将板的一端抬离地面,动力臂与阻力臂的比值和乙图相同,根据杠杆平衡条件,最终解得$ F_甲=\frac{G}{2} $,因此$ F_甲=F_乙 $,两种方法都能省一半力。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用,核心是明确均匀物体的重心位置,正确确定动力臂和阻力臂,难度适中,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需利用杠杆平衡条件分析两种抬板方法的动力大小。均匀长方形水泥板的重心在其几何中心,重力为阻力;两种方法均是将板的一端抬离地面,此时支点为板与地面接触的另一端。结合杠杆平衡条件,确定两种情况的动力臂和阻力臂,即可判断动力关系。
【解析】
设长方形水泥板的重力为$ G $,长度为$ L $,重心在板的几何中心,因此阻力臂(支点到重心的距离)为$ \frac{L}{2} $。
乙图中,动力$ F_乙 $作用在板的一端,动力臂为板的长度$ L $,根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $,可得:$ F_乙 × L = G × \frac{L}{2} $,解得$ F_乙=\frac{G}{2} $。
甲图中,动力$ F_甲 $作用在板上,要将板的一端抬离地面,动力臂与阻力臂的比值和乙图相同,根据杠杆平衡条件,最终解得$ F_甲=\frac{G}{2} $,因此$ F_甲=F_乙 $,两种方法都能省一半力。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用,核心是明确均匀物体的重心位置,正确确定动力臂和阻力臂,难度适中,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
4.[新考法]小艳和小郭进行“拔滑轮”比赛,A为固定在地面的柱子,小艳、小郭对绳子的拉力分别为$F_1$、$F_2$,如图。比赛全过程中,$F_1=F_2$(忽略滑轮的摩擦和质量),则 (

A.该滑轮是定滑轮
B.滑轮保持静止
C.小艳会获胜
D.M、N两点移动的距离相等
C
)A.该滑轮是定滑轮
B.滑轮保持静止
C.小艳会获胜
D.M、N两点移动的距离相等
答案
4.C
解析
【分析】
要解决本题,需先判断滑轮类型,再分析滑轮的受力与运动情况,逐一分析选项:首先明确定滑轮和动滑轮的区别,再结合滑轮受力判断其是否静止,最后根据拉力相等时滑轮的移动方向判断比赛结果,以及两点移动距离的关系。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:定滑轮的轴固定不动,本题中滑轮的轴可随绳子移动,属于动滑轮,因此A错误。
选项B:忽略滑轮的摩擦和质量,滑轮受到向左的拉力$F_1$、向右的拉力$F_2$,以及轴处绳子的拉力;因$F_1=F_2$,滑轮所受合力不为零,会发生移动,不会保持静止,因此B错误。
选项C:当$F_1=F_2$时,滑轮会向小艳一侧移动,因此比赛中小艳会获胜,C正确。
选项D:滑轮移动时,M点(小艳侧)和N点(小郭侧)移动的距离不相等,因此D错误。
【答案】
C
【知识点】
动滑轮特点、滑轮受力分析
【点评】
本题结合实际比赛场景考查动滑轮的相关知识,需明确动滑轮的受力与运动特点,通过分析滑轮的受力情况判断其移动方向,进而得出比赛结果,考查学生对滑轮知识的应用能力。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需先判断滑轮类型,再分析滑轮的受力与运动情况,逐一分析选项:首先明确定滑轮和动滑轮的区别,再结合滑轮受力判断其是否静止,最后根据拉力相等时滑轮的移动方向判断比赛结果,以及两点移动距离的关系。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:定滑轮的轴固定不动,本题中滑轮的轴可随绳子移动,属于动滑轮,因此A错误。
选项B:忽略滑轮的摩擦和质量,滑轮受到向左的拉力$F_1$、向右的拉力$F_2$,以及轴处绳子的拉力;因$F_1=F_2$,滑轮所受合力不为零,会发生移动,不会保持静止,因此B错误。
选项C:当$F_1=F_2$时,滑轮会向小艳一侧移动,因此比赛中小艳会获胜,C正确。
选项D:滑轮移动时,M点(小艳侧)和N点(小郭侧)移动的距离不相等,因此D错误。
【答案】
C
【知识点】
动滑轮特点、滑轮受力分析
【点评】
本题结合实际比赛场景考查动滑轮的相关知识,需明确动滑轮的受力与运动特点,通过分析滑轮的受力情况判断其移动方向,进而得出比赛结果,考查学生对滑轮知识的应用能力。
【难度系数】
0.5
5.〔德育浸润〕我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一,为人类文明和社会进步作出了重要贡献。如图是汉代画像石中的滑轮图,描绘了古人使用滑轮打捞重物的场景。关于图中的滑轮说法正确的是 (

A.该滑轮是动滑轮
B.该滑轮可以改变施力的方向
C.使用该滑轮可以省功
D.提升重力不同的物体时,机械效率不变
B
)A.该滑轮是动滑轮
B.该滑轮可以改变施力的方向
C.使用该滑轮可以省功
D.提升重力不同的物体时,机械效率不变
答案
5.B
解析
【分析】
首先判断滑轮类型:定滑轮的轴固定不动,动滑轮的轴随被拉物体一起运动。结合题图,该滑轮的轴固定,属于定滑轮。再回忆定滑轮的特点、功的原理、机械效率的影响因素,逐一分析选项:A选项混淆定动滑轮;B选项符合定滑轮的作用;C选项违背功的原理;D选项忽略机械效率随物重变化的规律。
【解析】
1. 判断滑轮类型:题图中滑轮的轴固定不动,属于定滑轮,而非动滑轮,故A错误。
2. 定滑轮的特点:定滑轮实质是等臂杠杆,不省力,但可以改变施力的方向,故B正确。
3. 功的原理:使用任何机械都不省功,因此使用该滑轮不能省功,故C错误。
4. 机械效率:提升不同重力的物体时,有用功不同,额外功(滑轮自重、摩擦)基本不变,由机械效率公式η=W有/(W有+W额)可知,机械效率会随物重变化,故D错误。
综上,答案为B。
【答案】
B
【知识点】
定滑轮特点、功的原理、机械效率
【点评】
本题结合古代滑轮应用的场景,考查滑轮相关的基础知识点,需明确定滑轮与动滑轮的区别,掌握功的原理及机械效率的影响因素,属于基础题,注重知识的应用。
【难度系数】
0.6
首先判断滑轮类型:定滑轮的轴固定不动,动滑轮的轴随被拉物体一起运动。结合题图,该滑轮的轴固定,属于定滑轮。再回忆定滑轮的特点、功的原理、机械效率的影响因素,逐一分析选项:A选项混淆定动滑轮;B选项符合定滑轮的作用;C选项违背功的原理;D选项忽略机械效率随物重变化的规律。
【解析】
1. 判断滑轮类型:题图中滑轮的轴固定不动,属于定滑轮,而非动滑轮,故A错误。
2. 定滑轮的特点:定滑轮实质是等臂杠杆,不省力,但可以改变施力的方向,故B正确。
3. 功的原理:使用任何机械都不省功,因此使用该滑轮不能省功,故C错误。
4. 机械效率:提升不同重力的物体时,有用功不同,额外功(滑轮自重、摩擦)基本不变,由机械效率公式η=W有/(W有+W额)可知,机械效率会随物重变化,故D错误。
综上,答案为B。
【答案】
B
【知识点】
定滑轮特点、功的原理、机械效率
【点评】
本题结合古代滑轮应用的场景,考查滑轮相关的基础知识点,需明确定滑轮与动滑轮的区别,掌握功的原理及机械效率的影响因素,属于基础题,注重知识的应用。
【难度系数】
0.6
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