简单机械

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选择题

1. 某人在车后用80牛的水平力推车，使车在平直公路上匀速前进，突然发现车辆前方出现情况，他马上改用120的水平拉力使车减速，在减速的过程中，车受到的合力大小为( )

A．40牛 B．80牛 C．120牛 D．200牛

2. 如图所示，两根硬杆AB、BC用铰链连接于A、B、C，整个装置处于静止状态。关于AB杆对BC杆作用力的方向正确的是 （ ）

A．若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，由A指向B B．若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，由C指向B C．若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，由B指向A D．若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，由B指向C

3.如图所示的装置中，均匀木棒AB的A端固定在铰链上，悬线一端绕过某定滑轮，另一端 套在木棒上使木棒保持水平，现使线套逐渐向右移动，但始终保持木棒水平，则悬线上的拉力（棒和悬线均足够长）（ ）

A．逐渐变小 B．逐渐变大

C．先逐渐变大，后又变小 D．先逐渐变小，后又变大

4．如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由不计重力的滑轮C、D，

长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO∶ON=1∶2。已知物块A的密度为1.5×103kg/m3，底面积为0.04m2，高1 m ，物块B的重力为100N。滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：

（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强大小；

（2）当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力大小；

（3）若水位发生变化，当电子秤的示数为55 N时，求物块A浸入水中的深度。

图24

图3

5.如图所示是一套提升装置的结构示意图，杠杆OC可绕固定点O在竖直平面内转动，OD：DC=1：9，系在杠杆D端的细绳通过定滑轮E与物体B的一端相连，滑轮组Y由定滑轮Z和动滑轮H组成，滑轮组Y的自由端细绳通过定滑轮M与物体B的另一端相连，整个装置在同一竖直平面内．小明通过定滑轮拉动C端的细绳提升水中实心均匀物体A，当物体A始终浸没在水中且匀速上升时，小明对地面的压力为N1，对地面的压强为1.6×104Pa，滑轮组Y的自由端细绳对物体B向右的拉力为T1；当小明利用装置把物体A完全拉出水面，物体A在空中匀速上升时，小明对地面的压力为N2，滑轮组Y的自由端细绳对物体B向右的拉力为T2．已知：小明所受重力为660N，在所有拉动过程中，小明始终双脚着地，每只脚与地面的接触面积为125cm2，物体A的密度为2×103kg/m3，N1：N2=8：3，T1：T2=101：

201，（不计绳重和细绳与滑轮间的摩擦及水对物体A的阻力，g取10N/kg）求： （1）物体A在空中匀速上升时，小明对地面的压力N2为多少；

（2）水平地面对物体B的摩擦力大小和动滑轮组H所受的重力大小分别是多少？ 6、工人师傅经常使用一种称为“大力钳”的工具夹紧或切断金属材料，图12所示为用于切断金属所常用的一种小型大力钳，其各部分尺寸已在图中标明(单位为cm)。若工人师傅的单手最大握力为900 N，他使用该大力钳时，在被钳材料处能够产生的最大压力

为多大?

1.解析：用80牛的水平力推车，使车在平直公路上匀速前进，说明车运动受到的阻力为80N。改用120的水平拉力使车减速，在减速的过程中，车受到人向后拉力120N，阻力80N，所以车受到的合力大小为120N+80N=200N. ， 2.解析：若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，取A点为支点，由杠杆平衡条件，BC杆对AB杆作用力的方向竖直向上，由牛顿第三定律，AB杆对BC杆作用力的方向竖直向下，选项AB错误；若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，取C点为支点，由杠杆平衡条件，AB杆对BC杆作用力的方向由B指向A，选项C正确D错误。

3.解析：使线套逐渐向右移动，动力臂先逐渐增大后逐渐减小，悬线上的拉力先逐渐变小，后又变大，选项D正确。 4.解析：（1）物块A底部受到水的压强：p=ρ水gh=1.0×103kg/m3 10N/kg 1m=1.0×104Pa 。 （2）物块A排开水的体积V排=VA=Sh=0.04 m2 1m=0.04m3。

物块A受到的浮力F浮=ρ水g V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N。 物块A受到的重力GA=ρAg VA=1.5×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=600N。 物块A受到的拉力F=GA- F浮=600N -400N=200N。 . （3）细绳BN对物块B的拉力FN=GB- F示=100N -55N=45N . 细绳DM对杠杆的拉力FON

M=OM

FN=2×45N=90N。

物块A受到的浮力F，

浮

GA 4FM 600N 4 90N 240N

（1分）

物块A排开水的体积V3排'=

F浮'240N

=

。.

水g1.0 103kg/m3 10N/kg

=0.024 m物块A浸入水中的深度h’=

V'排S

=

0.024m30.04m2

=0.6m。

5.解：（1）拉物体A在水中匀速上升时， N1=F=pS=1.6×104Pa×2×0.0125m2=400N． N1 N2 =400N N2 =8 3 ，N2=150N．

（2）拉物体A在水中匀速上升时，绳对人的拉力F人=G-N1=660N-400N=260N， 拉物体A在空中匀速上升时，绳对人的拉力F'人=G-N2=660N-150N=510N，

人经过一个定滑轮拉杠杆C点时，作用在杠杆上的力，FC=F人，物体B通过定滑轮拉 动杠杆D点，所以FD=f+T1，使杠杆在水平位置平衡，

根据杠杆平衡条件得，（f+T1） OD=F人 （OD+CD），

所以，（f+T1） OD=F人 10×OD， 所以，（f+T1） OD=260N×10×OD--① 同理，当拉物体A在空中匀速上升时， （f+T2） OD=F'人 10×OD， （f+T2） OD=510N×10×OD--② 又因为T1：T2=101：201--③

由①②③得，解得：f=75N，T1=2525N，T2=5025N．

物体A在空中时，物体B通过定滑轮对滑轮组施加T2大小的力， 物体A和动滑轮有四段绳子承担，所以，T2=1 4 （GA+GH）， 所以，5025N=1 4 （GA+GH）--④

物体A在水中时，物体B通过定滑轮对滑轮组施加T1大小的力， 物体A和动滑轮有四段绳子承担，所以，

T1=1 4 （GA-F浮+GH）=1 4 （GA-ρ水gVA+GH）=1 4 （GA-ρ水g×GA ρAg +GH）， 所以，2525N=1 4 （GA-1 2 GA+GH）--⑤

由④⑤得，GA=20000N，GH=100N．

答：（1）物体A在空中匀速上升时，小明对地面的压力N2为150N．

（2）水平地面对物体B的摩擦力大小是75N，动滑轮组H所受的重力是100N

6.解析： 大力钳工作时，相当于杠杆组合，其中ABC、CDE以及对应的下半部分分别为杠杆。假设力的方向沿竖直方向，则杠杆CDE可模型化为图2的情况，其中D为支点，根据杠杆平衡条件，可得F1L1=F2L2 由题意可知，F1=900N，L1=12cm，L2=2cm， 解得F2==5.4×103

N

同理，杠杆ABC可模型化为图3的情况，其中B为支点， 根据杠杆平衡条件，可得F3L3=F4L4 解得：F4=1.62×104N.