必考解答題38簡(jiǎn)單機(jī)械.杠桿計(jì)算(原卷版+解析)

必考解答題38簡(jiǎn)單機(jī)械.杠桿計(jì)算題型分析：本題主要考查簡(jiǎn)單機(jī)械中的杠桿原理及其應(yīng)用。杠桿是中學(xué)中重要的機(jī)械，主要考查杠桿平衡條件、杠桿平衡的計(jì)算，實(shí)際考查時(shí)往往以某個(gè)機(jī)械部件為依托，分析其存在的杠桿結(jié)構(gòu)以及平衡的條件。常常還與浮力、電路等知識(shí)結(jié)合，考查學(xué)生的分析計(jì)算能力。在中考中是比較難的題，杭州僅今年均考查，常見(jiàn)于第33或34題，在全省各地也幾乎是必考題。一、解答題1.（2020·臺(tái)州）晾衣架(如圖)給日常生活帶來(lái)許多方便，轉(zhuǎn)動(dòng)手搖器能使橫桿上升或下降（1）安裝在天花板上虛線框內(nèi)的簡(jiǎn)單機(jī)械應(yīng)是________。（2）使用一段時(shí)間后，對(duì)手搖器的轉(zhuǎn)軸添加潤(rùn)滑劑，目的是________。（3）將掛在晾衣架上重為20牛的衣服升高1.5米，至少對(duì)衣服做多少功?（4）由于使用不當(dāng).造成晾衣架右側(cè)鋼絲繩受損，最多只能承受15牛的力，左側(cè)鋼絲繩能正常使用。晾衣架的橫桿上有11個(gè)小孔，相鄰兩孔間的距離均為20厘米?，F(xiàn)準(zhǔn)備將重為20牛的一件衣服掛到水平橫桿的小孔進(jìn)行晾曬，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明掛在哪些編號(hào)的小孔，在側(cè)鋼絲繩會(huì)斷裂(橫桿、衣架和鋼絲繩等自重不計(jì))。2.（2020·杭州）桿秤是一種用來(lái)測(cè)量物體質(zhì)量的工具。小金嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤(pán)上不放重物時(shí)，將秤砣移至O點(diǎn)提紐處，桿秤恰好水平平衡，于是小金將此處標(biāo)為0刻度。當(dāng)秤盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體時(shí)，秤砣移到B處，恰好能使桿秤水平平衡測(cè)得OA=5cm，OB=10cm。（1）計(jì)算秤砣的質(zhì)量（2）小金在B處標(biāo)的刻度應(yīng)為_(kāi)_______kg。若圖中OC=2OB，則C處的刻度應(yīng)為_(kāi)_______Kg（3）當(dāng)秤盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體時(shí)，若換用一個(gè)質(zhì)量更大的秤砣，移動(dòng)秤砣使桿秤再次水平平衡時(shí)，其讀數(shù)________（選填“<”或“>”)2kg，由此可知一桿杄秤不能隨意更換秤砣3.（2019·臺(tái)州）電冰箱是通過(guò)溫度控制器控制壓縮機(jī)的開(kāi)或停來(lái)控制溫度，某冰箱的溫控制冷和照明電路，如圖甲，冰箱內(nèi)溫度控制器工作原理如圖乙，硬桿OAB可繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，感溫包內(nèi)充有感溫劑氣體，膜盒因感溫包內(nèi)氣體壓強(qiáng)的變化而改變對(duì)A點(diǎn)的推力大小。（1）請(qǐng)將答題紙圖甲中的a、b、c三個(gè)接線頭連入家庭電路。（2）溫度控制器接通電路的工作過(guò)程是，當(dāng)感溫劑氣體溫度上升時(shí)，________

，動(dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)接通，壓縮機(jī)開(kāi)始工作。（3）某同學(xué)模擬冰箱溫控制冷電路，制作了一個(gè)恒溫箱，如圖丙。恒溫箱中溫度控制器的輕質(zhì)硬桿OA長(zhǎng)為5厘米，OB長(zhǎng)為12厘米，注射器的最大刻度為30毫升，刻度部分長(zhǎng)為10厘米。m/g80160240l/cm12.813.614.4

查閱資料得知，在彈性限度內(nèi)，彈簧的長(zhǎng)度l與所掛鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系遵循函數(shù)l=km+b(k和b為常數(shù)）。為了確定該彈簧k和b的值，在彈簧上掛鉤碼測(cè)得三組數(shù)據(jù)如上表。當(dāng)設(shè)定的溫度為40℃時(shí)，彈簧長(zhǎng)14厘米，觸點(diǎn)C和D恰好接通。請(qǐng)計(jì)算此時(shí)注射器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。（已知當(dāng)時(shí)大氣壓為1×105帕）（4）丙圖中，溫度控制器硬桿上的連結(jié)點(diǎn)O、B、E、F均固定，調(diào)溫旋鈕轉(zhuǎn)軸及觸點(diǎn)D也固定，調(diào)溫旋鈕已調(diào)到最低溫度，在不更換元件的情況下，如何將恒溫箱設(shè)定溫度調(diào)節(jié)得更低?________。4.（2019·杭州）如圖甲,有一輕質(zhì)桿,左右各掛由同種金屬制成,質(zhì)量分別為m1和m2(m1>m2)的實(shí)心物塊后恰好水平平衡（1）求左右懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)O的距離L1與L2之比（2）將兩物分別浸沒(méi)在水中，桿將會(huì)

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（選填“左端下降”“右端下降”“仍然平衡”），試通過(guò)推導(dǎo)說(shuō)明。5.（2019·嘉興）煙頭掉落、爐火忘關(guān)……稍不注意就可能引發(fā)火災(zāi)。如圖是某型號(hào)的干粉滅火器的結(jié)構(gòu)示意圖。（1）干粉滅火器使用時(shí)，拔下保險(xiǎn)銷(xiāo)，用手握緊壓把，通過(guò)連桿把高連壓氣體容器打開(kāi)。壓把屬于________杠桿。（2）打開(kāi)高壓氣體容器后，氣體充滿(mǎn)整個(gè)筒體，粉末狀的滅火劑就會(huì)噴射出米，此時(shí)噴管受到一股反沖力，這是由于________。（3）某種干粉滅火劑的主要成分是碳酸氫鈉。當(dāng)干粉滅火劑噴射到燃燒區(qū)，即能滅火。已知：碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式為：2NaHCO3?2Na2CO3+H2O+CO2↑請(qǐng)結(jié)合燃燒的條件，簡(jiǎn)述該干粉滅火器滅火的原理。6.（2018·寧波）為響應(yīng)寧波市政府提出的“創(chuàng)建海綿型城市”的號(hào)召，小科設(shè)計(jì)了如圖所示的市政自動(dòng)排水裝置模型，控制電路由電壓為12V、最大容量為100Ah的蓄電池供電，蓄電池用“發(fā)電玻璃”制成的太陽(yáng)能電板充電。R0為定值電阻，R為壓敏電阻，壓敏電陽(yáng)通過(guò)杠桿AB0與圓柱形浮體相連，AB：BO=4：1，壓敏電陽(yáng)的阻值隨壓力變化的關(guān)系如下表。（壓板、杠桿和硬質(zhì)連桿的質(zhì)量及電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，所用綠燈紅燈及排水袋的額定電壓均為220V）壓級(jí)電阻受到的壓力F/N60120180240300360420480…壓敏電陽(yáng)R阻值/Ω500360260180120806555…（1）當(dāng)水位在安全位置以下時(shí)綠燈亮，排水泵不工作；當(dāng)水位達(dá)到安全位置上限時(shí)紅燈亮，同時(shí)排水泵正常工作。請(qǐng)按要求完成圖中工作電路的連接。（2）“發(fā)電玻璃”光電轉(zhuǎn)化率接近18%。要求在5h內(nèi)對(duì)控制電路的蓄電池充滿(mǎn)電、則選用的“發(fā)電玻璃”面積至少為_(kāi)_______m2。（太陽(yáng)能輻射到每平方米地面上的平均功率按1000W計(jì)算，計(jì)算結(jié)果精確到0.1m）（3）按照設(shè)計(jì)要求，當(dāng)水位上升到浮體剛好全部浸入水中時(shí)，壓敏電阻受到壓力為360N，通過(guò)電磁鐵線圈的電流為100mA，排水泵啟動(dòng)；當(dāng)水位回落到浮體只有25（4）在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，小科發(fā)現(xiàn)水位已達(dá)到安全位置上限，但排水裝置還未啟動(dòng)。如果在其他條件保持不變的前提下，使排水裝置符合設(shè)計(jì)要求。應(yīng)將與壓敏電阻相連的壓板向________（填“左”成“右”）移動(dòng)。7.（2018·臺(tái)州）圖甲是一種壺口處配有自動(dòng)開(kāi)合小壺蓋的電水壺。（1）如圖乙，電水壺底部的導(dǎo)線連接裝置有銅環(huán)①、銅環(huán)②和銅柱③。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)：①、②之間是絕緣的，②、③之間常溫下有十幾歐姆的電阻。則與水壺金屬外殼相連的裝置是________。（2）圖丙是自動(dòng)開(kāi)合小壺蓋簡(jiǎn)化側(cè)視圖。OA是小壺蓋，C是其重力作用點(diǎn)。B是小壺蓋的配重。OB是配重柄。AOB能繞固定點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)?jiān)诖痤}紙圖丙中作出小壺蓋的重力G及其力臂L。（3）已知：小壺蓋質(zhì)量為4克，OA=3厘米，OC=1.4厘米，OB=1厘米，∠AOB=135°．要求倒水時(shí)，壺身最多傾斜45°，小壺蓋便自動(dòng)打開(kāi)；壺身豎直時(shí)，小壺蓋在水平位置自動(dòng)閉合。求配重B的質(zhì)量取值范圍。（配重柄質(zhì)量和O點(diǎn)的摩擦均忽略不計(jì)，2取1.4）8.（2018·紹興）2018年3月28日紹興風(fēng)情旅游新干線開(kāi)通試運(yùn)行?！拌b湖號(hào)”城際列車(chē)從紹興站駛出開(kāi)往上虞站，兩站相距40千米，列車(chē)運(yùn)營(yíng)速度120千米/小時(shí)．（1）列車(chē)從紹興站出發(fā)至少需要________分鐘到達(dá)上虞站。（2）在圖中旅行箱和拉桿構(gòu)成的杠桿中，能表示拉力F的力臂是________。（3）列車(chē)牽引總功率為5152千瓦，表示的意義是________，并計(jì)算列車(chē)以運(yùn)營(yíng)速度勻速直線運(yùn)行時(shí)所受水平阻力大小________（用科學(xué)記數(shù)法表示，保留兩位小數(shù)）。9.（2018·湖州）在拓展課上，小泉同學(xué)模擬某建筑工地上拉動(dòng)工件的情景，設(shè)置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內(nèi)將一個(gè)重為100牛的物體，沿著水平地面勻速拉動(dòng)了2米。人的拉力為18牛，物體移動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，不計(jì)繩重及機(jī)械的摩擦。求：（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）動(dòng)滑輪受到的重力。10.（2016·臺(tái)州）橋式起重機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)上有廣泛應(yīng)用．如圖是某橋式起重機(jī)的示意圖，水平橫梁MN架在軌道A和B上，電動(dòng)機(jī)D可沿橫梁左右移動(dòng)．橫梁、電動(dòng)機(jī)、掛鉤、滑輪、鋼索、導(dǎo)線的質(zhì)量以及滑輪上的摩擦均不計(jì)．（1）電動(dòng)機(jī)通過(guò)滑輪組，將質(zhì)量為600千克的零件，以0.4米/秒的速度勻速吊高4米．求：電動(dòng)機(jī)對(duì)零件做的功為多少焦？電動(dòng)機(jī)的功率至少為多少瓦？（g取10牛/千克）（2）已知橫梁長(zhǎng)度為L(zhǎng)，零件質(zhì)量為m，電動(dòng)機(jī)吊著零件從M點(diǎn)出發(fā)并開(kāi)始計(jì)時(shí)，以水平速度v勻速運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，橫梁對(duì)軌道A的壓力F與時(shí)間t的關(guān)系式為：F=________．11.（2016·嘉興）如圖甲為塔式起重機(jī)簡(jiǎn)易示意圖，塔式起重機(jī)主要用于房屋建筑中材料的輸送及建筑構(gòu)件的安裝．（動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦均不計(jì)，g取10牛/千克）（1）為保持平衡，起重臂的長(zhǎng)度越長(zhǎng)的塔式起重機(jī)，配備的平衡重的質(zhì)量應(yīng)越________．（2）圖乙為起重機(jī)鋼絲繩穿繩簡(jiǎn)化示意圖，滑輪a的作用是________．若鋼絲繩能承受的最大拉力為3×104牛，則能吊起貨物的質(zhì)量不能超過(guò)________千克？（3）若將重為1.2×104牛的貨物由地面沿豎直方向勻速提升30米，再沿水平方向移動(dòng)20米，則此過(guò)程中克服貨物重力做功多少焦？（4）若該起升電動(dòng)機(jī)的效率為90%，將重為1.2×104牛的貨物提升到30米的高度，用時(shí)50秒，則該起升電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是多少瓦？12.（2016·杭州）小金用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率．實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直向上拉動(dòng)杠桿，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升．（支點(diǎn)和杠桿的摩擦不計(jì)）問(wèn)：（1）重為5N的鉤碼掛在A點(diǎn)時(shí)，人的拉力F為4N，鉤碼上升0.3m時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn)C上升0.5m，此時(shí)機(jī)械效率η1為多大（2）小金為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，仍用該實(shí)驗(yàn)裝置，將鉤碼移到B點(diǎn)，再次緩慢提升杠桿使動(dòng)力作用點(diǎn)C仍然上升0.5m．問(wèn)：人的拉力F與第一次相比

（選填“變大”“變小”或“不變”）．比較此時(shí)的機(jī)械效率η2與η1的大小并用學(xué)過(guò)的知識(shí)給以推導(dǎo)．13.（2016·縉云）一絕緣細(xì)繩的一端與可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿的E端相連，另一端繞過(guò)動(dòng)滑輪D、定滑輪C，與滑動(dòng)變阻器的滑片P相連；B為一可導(dǎo)電的輕質(zhì)彈簧，如圖所示接入電路中，一端通過(guò)絕緣繩固定在地面上，另一端與滑片P相連；一人站在地面上拉住與杠桿H端相連的細(xì)繩。已知電源電壓為8V，燈泡標(biāo)有“6V3W”字樣，人的質(zhì)量為50kg，人與地面的接觸面積為50cm2，EO:HO=2:5。人對(duì)繩子拉力最小時(shí)，電流表示數(shù)為I1，且滑片剛好位于滑動(dòng)變阻器的a端；人對(duì)繩子拉力最大時(shí)，電流表示數(shù)為I2，且I1:I2=2:1，滑動(dòng)變阻器的阻值與彈簧所受拉力的關(guān)系如下表所示：不計(jì)杠桿、彈簧、滑片、細(xì)繩的重力，不計(jì)摩擦，不計(jì)彈簧電阻。整套裝置始終處于平衡狀態(tài)，物體A始終不離開(kāi)地面。燈泡電阻不變，且不會(huì)被燒壞。g=10N/kg。求：（1）人的拉力最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是多少？（2）物體A受到的重力是多少？（3）人的拉力最大時(shí)，人對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？14.（2021·鄞州模擬）一種新型井蓋排水系統(tǒng)如圖甲所示，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖如圖乙所示，排水系統(tǒng)由井蓋、兩個(gè)相同杠桿（AOB是其中之一）、容器等組成，AB長(zhǎng)度是300mm，AO長(zhǎng)度是120mm，井蓋的上表面和側(cè)面都有排水孔，下暴雨時(shí)，雨水從排水孔經(jīng)排水管導(dǎo)流到容器中，再?gòu)娜萜鞯撞康呐潘琢魅胂滤烙捎谌萜鞯呐潘俣容^小，當(dāng)容器中的雨水上升到一定高度時(shí)，容器下降，拉動(dòng)杠桿，將井蓋頂起，加速路面排水。當(dāng)容器中的雨水下降到一定高度時(shí)，井蓋自動(dòng)下降蓋住井口，不影響車(chē)輛、行人的通行。該井蓋的質(zhì)量是28.8kg，不考慮杠桿的質(zhì)量，不考慮各連接處的摩擦。（1）下暴雨時(shí)，杠桿會(huì)將井蓋頂起60mm，如圖丙所示。兩個(gè)相同杠桿對(duì)井蓋至少做了多少功？（2）已知井蓋用密度72×103kg/m3的球墨鑄鐵制成，工程師設(shè)想用強(qiáng)度更高，韌性更好的新材料來(lái)制造這種井蓋。若新材料的密度為24×103kg/m3，則換用新材料制造后，每個(gè)井蓋的質(zhì)量為多大？（3）某次調(diào)試中，為了節(jié)約用水，調(diào)試人員將容器底部的排水孔全部堵住，測(cè)出容器的質(zhì)量是4.6kg，再將容器和杠桿組裝在一起，直接向容器內(nèi)勻速注水，注水120s時(shí)球墨鑄鐵做的井蓋剛好被頂起。假設(shè)在任意時(shí)刻水對(duì)容器的壓力與容器中水的重力大小相等，則每分鐘向容器內(nèi)注水的體積是多少升？15.（2021·甌海模擬）溫州地區(qū)常下暴雨，導(dǎo)致水庫(kù)水位超過(guò)警戒線產(chǎn)生危險(xiǎn)。為自動(dòng)測(cè)量水庫(kù)水位超出警戒線的高度，小明設(shè)計(jì)了一臺(tái)簡(jiǎn)易水位測(cè)量?jī)x，其工作原理如圖甲所示。密度比水大的圓柱體M底面積為10厘米2，物體M和N重力均為40牛，繩子繞過(guò)定滑輪把MN兩物體相連，調(diào)節(jié)繩子長(zhǎng)度使M的下表面與水庫(kù)警戒線相平，輕質(zhì)杠桿OB繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，物體N放在杠桿的B處，OB長(zhǎng)102厘米，力敏電阻R1通過(guò)A處對(duì)杠桿產(chǎn)生支撐，OA長(zhǎng)51厘米，力敏電阻R1阻值與所受壓力FA的關(guān)系如表乙所示。電路電源電壓U恒為6伏，R0的阻值不變，在電流表相應(yīng)的位置標(biāo)出水位高度。(杠桿OB自身重力、繩重和摩擦均不計(jì)，水的密度ρ水=1.0×103千克/米3)（1）隨著水庫(kù)水位超出警戒線的高度變大，電路中的電壓表示數(shù)將________(學(xué)法指導(dǎo)：分析愿理，列出思維過(guò)程流程圖：浮力變化→B處壓力變化→A處壓力變化→電阻R1變化→電壓表示數(shù)變化)壓力FA(牛)0102030電阻R1(歐)2015105（2）小明對(duì)自己制作的簡(jiǎn)易水位測(cè)量?jī)x進(jìn)行了如下測(cè)試并標(biāo)注刻度，請(qǐng)完成相關(guān)問(wèn)題：①已知圓柱體M還未浸入水中時(shí)，電壓表示數(shù)為2伏，則R0的阻值為

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Ω。②當(dāng)某次水位超過(guò)警戒線一定高度h，電流表示數(shù)為0.3安。請(qǐng)計(jì)算h的高度值？(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)（3）若用這個(gè)完成測(cè)試的測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量海水超過(guò)警戒線的高度，只通過(guò)調(diào)節(jié)物體N在杠桿上放置的位置(其它條件不變)，仍用電流表也能準(zhǔn)確讀出水位高度。則應(yīng)如何調(diào)節(jié)N的位置，并說(shuō)出理由。(已知ρ海水=1.02×103千克/米3，杠桿平衡條件F1L1=R2L2阿基米德原理F浮=G排液=ρ液gV排)16.（2021·鹿城模擬）圖甲為某品牌堅(jiān)果開(kāi)殼器，圖乙為其結(jié)構(gòu)示意圖。該開(kāi)殼器的工作原理為：用力向下壓手柄可使金屬桿OA繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)連桿BC運(yùn)動(dòng)(連桿BC可繞B點(diǎn)和C點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng))，從而推動(dòng)金屬活塞M在金屬套筒內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng)，使固定在金屬活塞M和金屬塊N之間的堅(jiān)果受到壓力。當(dāng)壓力增大到一定值時(shí)，堅(jiān)果外殼就會(huì)被壓碎。

（1）開(kāi)殼器使用過(guò)程中為了讓堅(jiān)果不易滑落，其金屬塊與堅(jiān)果接觸的面刻有花紋，這是通過(guò)增大________而增大摩擦。（2）若某種堅(jiān)果碎殼時(shí)，作用在其表面的壓力至少20牛，且堅(jiān)果與金屬塊M間的接觸面積為0.5厘米2，則壓碎該堅(jiān)果時(shí)，金屬塊M對(duì)堅(jiān)果的壓強(qiáng)至少為_(kāi)_______

帕。（3）如圖乙，若某次使用該開(kāi)殼器對(duì)一堅(jiān)果進(jìn)行碎殼過(guò)程中，當(dāng)金屬桿OA從豎直方向繞O點(diǎn)順時(shí)針緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng)60°時(shí)，連桿BC恰好處于水平位置。已知金屬桿OA長(zhǎng)20厘米，OB長(zhǎng)2厘米，連桿BC長(zhǎng)2.5厘米。作用在A點(diǎn)的壓力F1=10牛，且方向始終垂直于金屬桿OA，連桿BC對(duì)金屬桿OA作用力F2的方向始終沿BC所在直線方向。求：該過(guò)程中連桿BC對(duì)金屬桿OA作用力F2大小的范圍。17.（2021·余杭模擬）如圖所示為測(cè)液體密度的密度秤示意圖，輕質(zhì)桿AB長(zhǎng)為40cm，可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)（輕質(zhì)桿與O點(diǎn)之間的摩擦忽略不計(jì)），其左端A點(diǎn)掛一個(gè)質(zhì)量為0.2kg，容積為200mL的桶，AO=10cm；在O點(diǎn)的右側(cè)用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的秤砣，秤砣可沿OB左右滑動(dòng)。使用時(shí)，在桶中裝滿(mǎn)待測(cè)液體，移動(dòng)秤砣使密度秤再次水平平衡，讀出相應(yīng)位置的刻度值即可。（1）密度秤零刻度在O點(diǎn)右側(cè)________cm處。（2）該密度秤所能測(cè)量的最大密度是多少？（3）判斷該密度秤的刻度是否均勻（通過(guò)推導(dǎo)說(shuō)明）。18.（2020·杭州模擬）ABCD為一油桶的截面圖，油桶的高AC為80cm，油桶的直徑CD為60cm，重力為800N，使該油桶繞D點(diǎn)翻轉(zhuǎn)。（1）請(qǐng)?jiān)诩讏D中依據(jù)最大力臂作出最小推力的示意圖（畫(huà)出力臂和力）。（2）求出這個(gè)推力的大小。（3）這一過(guò)程中推力所做的功至少為多少焦？19.（2020·平湖模擬）嘉興海綿城市建設(shè)功能初現(xiàn)，學(xué)校科學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的市政自動(dòng)排水裝置模型。控制電路由額定電壓6V，最大容量為6Ah的蓄電池供電，蓄電池用某型太陽(yáng)能電板充電。R0為定值電阻，R為壓敏電阻，壓敏電阻通過(guò)杠桿ABO與圓柱形浮體相連，AB：BO=3：1。(壓板、杠桿和硬質(zhì)連桿的質(zhì)量、電磁鐵線圈電阻及紅綠指示燈功率忽略不計(jì))（1）電路要求在水位上升到一定值時(shí)電磁鐵吸引銜鐵，紅燈亮，排水泵工作。壓敏電阻阻值隨壓力增大而________。(選填“增大”或“減小”)（2）當(dāng)硬質(zhì)連桿對(duì)杠桿A點(diǎn)壓力為90N時(shí)，杠桿對(duì)壓敏電阻的壓力是多少？（3）如果設(shè)定電磁鐵線圈吸引銜鐵的電流為30mA，壓敏電阻阻值為80歐。定值電阻R0的阻值是多少？（4）該型太陽(yáng)能電板的光電轉(zhuǎn)化率接近20%。要求在2h內(nèi)對(duì)控制電路的蓄電池充滿(mǎn)電，則選用的太陽(yáng)能電板的面積至少為多少？(太陽(yáng)能每秒鐘輻射到每平方米地面上按1×103J計(jì)算)20.（2020·仙居模擬）一絕緣細(xì)繩的一端與可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿的E端相連，另一端繞過(guò)動(dòng)滑輪D、定滑輪C，與滑動(dòng)變阻器的滑片P相連。B為一可導(dǎo)電的輕質(zhì)彈簧，如圖所示接入電路中，一人站在地面上拉住與杠桿H端相連的細(xì)繩。已知電源電壓為8V，燈泡標(biāo)有“6V4.5W”字樣，人的質(zhì)量為50kg，人與地面的接觸面積為50cm2，EO：HO=2：5。人對(duì)繩子拉力最小時(shí)，滑片剛好位于滑動(dòng)變阻器的a端；人對(duì)繩子拉力最大時(shí)，電流表示數(shù)為0.4A?；瑒?dòng)變阻器的阻值與彈簧所受拉力的關(guān)系如下表所示：R(Ω)02468101214…F(N)0.550.5100.5150.5200.5250.5300.5350.5…不計(jì)杠桿、彈簧、滑片、細(xì)繩的重力，不計(jì)摩擦，不計(jì)彈簧電阻。整套裝置始終處于平衡狀態(tài)，物體A始終不離開(kāi)地面。燈泡電阻不變，且不會(huì)被燒壞。求：（1）人的拉力最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是多少？（2）物體A的質(zhì)量是多少？（3）人的拉力最大時(shí)，人對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？21.（2020·溫嶺模擬）某同學(xué)在家利用如圖所示的器材鍛煉引體向上。掛桿MN長(zhǎng)100cm，離地高度為230cm，鋼管AB、CD長(zhǎng)均為88cm，鋼管外面套上橡皮，每個(gè)橡皮與地面接觸面積為5cm2，整個(gè)裝置質(zhì)量為30kg，該同學(xué)的質(zhì)量為55kg。把裝置放在水平面上時(shí)，重力會(huì)平均分配到AB、CD兩根鋼管。當(dāng)該同學(xué)雙腳離地掛在MN桿上時(shí)，雙手會(huì)對(duì)MN桿產(chǎn)生向下的力，力的大小等于該同學(xué)的重力大小，作用點(diǎn)等效于P點(diǎn)。某次訓(xùn)練時(shí)，P位置離Ｍ點(diǎn)30cm。（1）與地接觸的鋼管套上橡皮的目的是________(寫(xiě)出兩條)。（2）此時(shí)鋼管AB對(duì)地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為_(kāi)_______。（3）當(dāng)該同學(xué)掛在MN上30秒內(nèi)做了10個(gè)引體向上，假設(shè)他每次做引體向上時(shí)重心豎直向上移動(dòng)60cm，計(jì)算該同學(xué)做引體向上時(shí)的功率。(忽略下降時(shí)的做功)22.（2020·北侖模擬）如圖所示，小科的質(zhì)量為60kg，再將木棒支在O點(diǎn)，物體掛在A點(diǎn)，OB=100cm，OA=20cm。讓該同學(xué)站在體重秤上用手將木棒抬到圖示位置，此時(shí)體重秤的讀數(shù)為76.2kg。試求：（1）在正常測(cè)體重時(shí)，小科雙腳與體重秤的接觸面積為0.04m2，他對(duì)體重秤的壓強(qiáng)為多大？（2）試求物體的質(zhì)量？（3）若此時(shí)小科用雙手豎直向上緩慢抬起木棒，體重秤的讀數(shù)將________。(選填“增大”或“不變”或“減小”)。23.（2020·海曙模擬）小科對(duì)小區(qū)內(nèi)的健身器械坐拉器（圖甲）感興趣，研究并描繪了結(jié)構(gòu)模型圖（圖乙）。他發(fā)現(xiàn)坐在座椅上，用力向下拉動(dòng)手柄A時(shí)，操作桿AB會(huì)繞著轉(zhuǎn)軸O1轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿BD拉動(dòng)桿O2C繞轉(zhuǎn)軸O2轉(zhuǎn)動(dòng)，將座椅向上抬起。圖乙中O1A∶BA=4∶5，O2C∶O2D=2∶1，此時(shí)AB桿處于水平位置，BD桿垂直于桿AB和O2C，BD桿對(duì)AB和O2C桿的拉力均沿著B(niǎo)D。若手臂對(duì)手柄A的拉力方向和人的重力方向在同一直線，忽略坐拉器的自重、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦和座椅的尺度。（1）杠桿AO1B可視作一種________杠桿（填“省力”或“費(fèi)力”）。（2）若該同學(xué)對(duì)手柄A施加豎直向下的拉力為200N，并處于圖乙的靜止?fàn)顟B(tài)，則BD桿對(duì)B的拉力為多少？該同學(xué)的重力為多少？必考解答題38簡(jiǎn)單機(jī)械.杠桿計(jì)算題型分析：本題主要考查簡(jiǎn)單機(jī)械中的杠桿原理及其應(yīng)用。杠桿是中學(xué)中重要的機(jī)械，主要考查杠桿平衡條件、杠桿平衡的計(jì)算，實(shí)際考查時(shí)往往以某個(gè)機(jī)械部件為依托，分析其存在的杠桿結(jié)構(gòu)以及平衡的條件。常常還與浮力、電路等知識(shí)結(jié)合，考查學(xué)生的分析計(jì)算能力。在中考中是比較難的題，杭州僅今年均考查，常見(jiàn)于第33或34題，在全省各地也幾乎是必考題。一、解答題1.（2020·臺(tái)州）晾衣架(如圖)給日常生活帶來(lái)許多方便，轉(zhuǎn)動(dòng)手搖器能使橫桿上升或下降（1）安裝在天花板上虛線框內(nèi)的簡(jiǎn)單機(jī)械應(yīng)是________。（2）使用一段時(shí)間后，對(duì)手搖器的轉(zhuǎn)軸添加潤(rùn)滑劑，目的是________。（3）將掛在晾衣架上重為20牛的衣服升高1.5米，至少對(duì)衣服做多少功?（4）由于使用不當(dāng).造成晾衣架右側(cè)鋼絲繩受損，最多只能承受15牛的力，左側(cè)鋼絲繩能正常使用。晾衣架的橫桿上有11個(gè)小孔，相鄰兩孔間的距離均為20厘米?，F(xiàn)準(zhǔn)備將重為20牛的一件衣服掛到水平橫桿的小孔進(jìn)行晾曬，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明掛在哪些編號(hào)的小孔，在側(cè)鋼絲繩會(huì)斷裂(橫桿、衣架和鋼絲繩等自重不計(jì))?！敬鸢浮浚?）定滑輪（2）減小摩擦（3）W=Fs=Gh=20?！?.5米=30焦

（4）晾衣桿可看作是一個(gè)杠桿，左側(cè)繩與晾衣桿的交點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)，l2為懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)的距離根據(jù)杠桿平衡公式：F1×l1=F2×l2可得l2=F1×l掛在9、10、11三個(gè)孔上晾曬會(huì)損壞晾衣架?！窘馕觥浚?）根據(jù)圖片可知，安裝在天花板內(nèi)的機(jī)械，應(yīng)該能夠旋轉(zhuǎn)，并且它的位置固定不變，因此應(yīng)該是定滑輪。

（2）使用一段時(shí)間后，對(duì)手搖器的轉(zhuǎn)軸添加潤(rùn)滑劑，目的是減小摩擦。

（3）至少對(duì)衣服做功：W=Fs=Gh=20N×1.5m=30J；

（4）晾衣桿可看作是一個(gè)杠桿，左側(cè)繩與晾衣桿的交點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)，l2為懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)的距離；

根據(jù)杠桿平衡公式：F1×l1=F2×l2；

可得：

l2=F1×l1F2.（2020·杭州）桿秤是一種用來(lái)測(cè)量物體質(zhì)量的工具。小金嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤(pán)上不放重物時(shí)，將秤砣移至O點(diǎn)提紐處，桿秤恰好水平平衡，于是小金將此處標(biāo)為0刻度。當(dāng)秤盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體時(shí)，秤砣移到B處，恰好能使桿秤水平平衡測(cè)得OA=5cm，OB=10cm。（1）計(jì)算秤砣的質(zhì)量（2）小金在B處標(biāo)的刻度應(yīng)為_(kāi)_______kg。若圖中OC=2OB，則C處的刻度應(yīng)為_(kāi)_______Kg（3）當(dāng)秤盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體時(shí)，若換用一個(gè)質(zhì)量更大的秤砣，移動(dòng)秤砣使桿秤再次水平平衡時(shí)，其讀數(shù)________（選填“<”或“>”)2kg，由此可知一桿杄秤不能隨意更換秤砣【答案】（1）根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，得m1gl1=m2gl2，即：m1l1=m2l2，2kg×5cm=m2×10cm，得m2=1kg（2）2；4（3）<【解析】（1）將O點(diǎn)看作杠桿的支點(diǎn)，秤砣的重力看做阻力，OB為阻力臂；物體的重力為動(dòng)力，動(dòng)力臂為OA，

根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，

即：m1gl1=m2gl2，

m1OA=m2OB；

2kg×5cm=m2×10cm；

解得：m2=1kg

。

（2）因?yàn)槌禹仍贐處平衡時(shí)，物體的質(zhì)量為2kg，所以小金在B處標(biāo)的刻度應(yīng)為2kg；

若圖中OC=2OB，

根據(jù)杠桿的平衡條件得到：G物×OA=G秤砣×OC；

m物g×OA=m秤砣g×OC；

m物×OA=m秤砣×OC；

m物×5cm=1kg×20cm；

解得：m物=4kg；

因此在C處的刻度應(yīng)為4kg；

（3）根據(jù)杠桿的平衡條件得到：

G物×OA=G秤砣×OC'；

m物×OA=m秤砣×OC'；

當(dāng)物體的質(zhì)量m物，OA不變時(shí)，秤砣的質(zhì)量m秤砣增大，那么阻力臂OC'變小，

因此其讀數(shù)<2kg。3.（2019·臺(tái)州）電冰箱是通過(guò)溫度控制器控制壓縮機(jī)的開(kāi)或停來(lái)控制溫度，某冰箱的溫控制冷和照明電路，如圖甲，冰箱內(nèi)溫度控制器工作原理如圖乙，硬桿OAB可繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，感溫包內(nèi)充有感溫劑氣體，膜盒因感溫包內(nèi)氣體壓強(qiáng)的變化而改變對(duì)A點(diǎn)的推力大小。（1）請(qǐng)將答題紙圖甲中的a、b、c三個(gè)接線頭連入家庭電路。（2）溫度控制器接通電路的工作過(guò)程是，當(dāng)感溫劑氣體溫度上升時(shí)，________

，動(dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)接通，壓縮機(jī)開(kāi)始工作。（3）某同學(xué)模擬冰箱溫控制冷電路，制作了一個(gè)恒溫箱，如圖丙。恒溫箱中溫度控制器的輕質(zhì)硬桿OA長(zhǎng)為5厘米，OB長(zhǎng)為12厘米，注射器的最大刻度為30毫升，刻度部分長(zhǎng)為10厘米。m/g80160240l/cm12.813.614.4

查閱資料得知，在彈性限度內(nèi)，彈簧的長(zhǎng)度l與所掛鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系遵循函數(shù)l=km+b(k和b為常數(shù)）。為了確定該彈簧k和b的值，在彈簧上掛鉤碼測(cè)得三組數(shù)據(jù)如上表。當(dāng)設(shè)定的溫度為40℃時(shí)，彈簧長(zhǎng)14厘米，觸點(diǎn)C和D恰好接通。請(qǐng)計(jì)算此時(shí)注射器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。（已知當(dāng)時(shí)大氣壓為1×105帕）（4）丙圖中，溫度控制器硬桿上的連結(jié)點(diǎn)O、B、E、F均固定，調(diào)溫旋鈕轉(zhuǎn)軸及觸點(diǎn)D也固定，調(diào)溫旋鈕已調(diào)到最低溫度，在不更換元件的情況下，如何將恒溫箱設(shè)定溫度調(diào)節(jié)得更低?________?！敬鸢浮浚?）解：如圖

（2）氣壓增大，膜盒對(duì)A點(diǎn)的推力變大

（3）解：根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，代人函數(shù)關(guān)系式可得：{12.8cm=k×80g+b解得：k=0.01cm/g，b=12cm∴函數(shù)關(guān)系式是l=0.01cm/gXm+12cm∴當(dāng)l=14cm時(shí)，m=200g=0.2kg（或依據(jù)比例求得m=200g）此時(shí)，彈簧受到的拉力F=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N根據(jù)杠桿平衡條件：F1L1=F2L2得：2N×12cm=F2×5cm解得F2=4.8N注射器活塞面積S=30cm210cm=3cm2=3×10-4∴P=F2S=P氣=p+p0=1.6×104Pa+1×105Pa=1.16×105Pa

（4）注射器往左移。（或“注射器往上移”、“增加注射器內(nèi)的氣體”）4.（2019·杭州）如圖甲,有一輕質(zhì)桿,左右各掛由同種金屬制成,質(zhì)量分別為m1和m2(m1>m2)的實(shí)心物塊后恰好水平平衡（1）求左右懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)O的距離L1與L2之比（2）將兩物分別浸沒(méi)在水中，桿將會(huì)

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（選填“左端下降”“右端下降”“仍然平衡”），試通過(guò)推導(dǎo)說(shuō)明?！敬鸢浮浚?）解：∵杠桿平衡時(shí)有：F1×L1=F2×L2∴m1g×L1=m2g×L2變形得到：L1:L2=m2:m1

（2）仍然平衡；以浸沒(méi)于水的物體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析：F拉+F浮=m物gF拉=m物g-F浮=m物g-ρ水gV物=(1-ρ水ρ物所以；F拉1×L1=（1-ρ水ρ物）mF2×L2=(1-ρ水ρ物)m∵m1gL1=m2gL2∴F拉1L1=F拉2L2因此杠桿仍然平衡5.（2019·嘉興）煙頭掉落、爐火忘關(guān)……稍不注意就可能引發(fā)火災(zāi)。如圖是某型號(hào)的干粉滅火器的結(jié)構(gòu)示意圖。（1）干粉滅火器使用時(shí)，拔下保險(xiǎn)銷(xiāo)，用手握緊壓把，通過(guò)連桿把高連壓氣體容器打開(kāi)。壓把屬于________杠桿。（2）打開(kāi)高壓氣體容器后，氣體充滿(mǎn)整個(gè)筒體，粉末狀的滅火劑就會(huì)噴射出米，此時(shí)噴管受到一股反沖力，這是由于________。（3）某種干粉滅火劑的主要成分是碳酸氫鈉。當(dāng)干粉滅火劑噴射到燃燒區(qū)，即能滅火。已知：碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式為：2NaHCO3?2Na2CO3+H2O+CO2↑請(qǐng)結(jié)合燃燒的條件，簡(jiǎn)述該干粉滅火器滅火的原理。【答案】（1）省力（2）力的作用是相互的

（3）解：碳酸氫鈉噴射到燃燒物上受熱分解產(chǎn)生水和二氧化碳；水汽化吸熱降低可燃物的溫度；又由于二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，密度比空氣大而覆蓋在可燃物上隔絕氧氣，從而起到滅火的作用。【解析】（1）由圖可知，動(dòng)力臂比阻力臂大，所以該杠桿屬于省力杠桿；

（2）滅火劑沖出，給噴管一股反沖力，則力的作用是相互的；

（3）碳酸氫鈉滅火劑噴到燃燒區(qū)時(shí)，受熱分解釋放出來(lái)水和二氧化碳，而水能夠降低可燃物的溫度，二氧化碳則能夠隔離可燃物，使可燃物缺乏助燃劑而難以燃燒；6.（2018·寧波）為響應(yīng)寧波市政府提出的“創(chuàng)建海綿型城市”的號(hào)召，小科設(shè)計(jì)了如圖所示的市政自動(dòng)排水裝置模型，控制電路由電壓為12V、最大容量為100Ah的蓄電池供電，蓄電池用“發(fā)電玻璃”制成的太陽(yáng)能電板充電。R0為定值電阻，R為壓敏電阻，壓敏電陽(yáng)通過(guò)杠桿AB0與圓柱形浮體相連，AB：BO=4：1，壓敏電陽(yáng)的阻值隨壓力變化的關(guān)系如下表。（壓板、杠桿和硬質(zhì)連桿的質(zhì)量及電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，所用綠燈紅燈及排水袋的額定電壓均為220V）壓級(jí)電阻受到的壓力F/N60120180240300360420480…壓敏電陽(yáng)R阻值/Ω500360260180120806555…（1）當(dāng)水位在安全位置以下時(shí)綠燈亮，排水泵不工作；當(dāng)水位達(dá)到安全位置上限時(shí)紅燈亮，同時(shí)排水泵正常工作。請(qǐng)按要求完成圖中工作電路的連接。（2）“發(fā)電玻璃”光電轉(zhuǎn)化率接近18%。要求在5h內(nèi)對(duì)控制電路的蓄電池充滿(mǎn)電、則選用的“發(fā)電玻璃”面積至少為_(kāi)_______m2。（太陽(yáng)能輻射到每平方米地面上的平均功率按1000W計(jì)算，計(jì)算結(jié)果精確到0.1m）（3）按照設(shè)計(jì)要求，當(dāng)水位上升到浮體剛好全部浸入水中時(shí)，壓敏電阻受到壓力為360N，通過(guò)電磁鐵線圈的電流為100mA，排水泵啟動(dòng)；當(dāng)水位回落到浮體只有25（4）在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，小科發(fā)現(xiàn)水位已達(dá)到安全位置上限，但排水裝置還未啟動(dòng)。如果在其他條件保持不變的前提下，使排水裝置符合設(shè)計(jì)要求。應(yīng)將與壓敏電阻相連的壓板向________（填“左”成“右”）移動(dòng)?！敬鸢浮浚?）

（2）1.3

（3）解：當(dāng)浮體剛好全部浸入水中時(shí)，壓敏電阻受到壓力FB為360N，查表可知R=80ΩR總=U總I=Ro=R總-R=120Ω-80Ω=40Ω根據(jù)杠桿平衡條件有：FALOA=FBLOBFA=FB×LF浮=G+FA'即F浮=G+72N……①當(dāng)浮體只有25體積浸入水中時(shí)F浮'=25R總'=U總I=R'=R總'-R0=400Ω-60Ω=360Ω查表可知FB'=120N根據(jù)杠桿平衡條件有：FA'LOA=FB'LOBFA'=FB'×F浮'=G+FA”

即25F浮由①、②得出：F浮=80NG=8N答：小科應(yīng)選擇的浮體重力為8N。

（4）右7.（2018·臺(tái)州）圖甲是一種壺口處配有自動(dòng)開(kāi)合小壺蓋的電水壺。（1）如圖乙，電水壺底部的導(dǎo)線連接裝置有銅環(huán)①、銅環(huán)②和銅柱③。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)：①、②之間是絕緣的，②、③之間常溫下有十幾歐姆的電阻。則與水壺金屬外殼相連的裝置是________。

（2）圖丙是自動(dòng)開(kāi)合小壺蓋簡(jiǎn)化側(cè)視圖。OA是小壺蓋，C是其重力作用點(diǎn)。B是小壺蓋的配重。OB是配重柄。AOB能繞固定點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)?jiān)诖痤}紙圖丙中作出小壺蓋的重力G及其力臂L。（3）已知：小壺蓋質(zhì)量為4克，OA=3厘米，OC=1.4厘米，OB=1厘米，∠AOB=135°．要求倒水時(shí)，壺身最多傾斜45°，小壺蓋便自動(dòng)打開(kāi)；壺身豎直時(shí)，小壺蓋在水平位置自動(dòng)閉合。求配重B的質(zhì)量取值范圍。（配重柄質(zhì)量和O點(diǎn)的摩擦均忽略不計(jì)，2取1.4）

【答案】（1）銅環(huán)

（2）

（3）當(dāng)配重柄水平時(shí)，可求出配重的最小質(zhì)量，杠桿示意圖如圖2：OD=12×OC=1G1l1=G2l2，m1gl1=m2gl2，m2=m1m1ODOB當(dāng)小壺蓋水平時(shí)，可求出配重的最大質(zhì)量，杠桿示意圖如圖3：OE=12×OB=1根據(jù)杠桿的平衡條件：G1l1′=G2l2′，m1gl1′=m2gl2′，m2′=m1OCOE=4g×1.4cm【解析】（1）銅是導(dǎo)體，由題意，銅環(huán)①、銅環(huán)②之間是絕緣的，說(shuō)明之間有底盤(pán)的絕緣體；②、③之間常溫下有十幾歐姆的電阻，為加熱電阻，故與水壺金屬外殼相連的裝置只能是銅環(huán)①，否則與②或③相連則有觸電的危險(xiǎn)。

（2）水壺蓋的重力G方向豎直向下，根據(jù)力臂的定義做出重力的力臂，如下圖1所示：

（3）當(dāng)配重柄水平時(shí)，可求出配重的最小質(zhì)量，杠桿示意圖如圖2：

OD=12×OC=12×1.4cm=1cm，根據(jù)杠桿平衡條件可得：G1l1=G2l2，即m1gl8.（2018·紹興）2018年3月28日紹興風(fēng)情旅游新干線開(kāi)通試運(yùn)行。“鑒湖號(hào)”城際列車(chē)從紹興站駛出開(kāi)往上虞站，兩站相距40千米，列車(chē)運(yùn)營(yíng)速度120千米/小時(shí)．（1）列車(chē)從紹興站出發(fā)至少需要________分鐘到達(dá)上虞站。（2）在圖中旅行箱和拉桿構(gòu)成的杠桿中，能表示拉力F的力臂是________。（3）列車(chē)牽引總功率為5152千瓦，表示的意義是________，并計(jì)算列車(chē)以運(yùn)營(yíng)速度勻速直線運(yùn)行時(shí)所受水平阻力大小________（用科學(xué)記數(shù)法表示，保留兩位小數(shù)）。【答案】（1）20（2）l1（3）列車(chē)每秒鐘做功5152千焦；1.55×105N【解析】（1）t=SV=40km∴F=Pv=5152×103W33.33m/s9.（2018·湖州）在拓展課上，小泉同學(xué)模擬某建筑工地上拉動(dòng)工件的情景，設(shè)置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內(nèi)將一個(gè)重為100牛的物體，沿著水平地面勻速拉動(dòng)了2米。人的拉力為18牛，物體移動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，不計(jì)繩重及機(jī)械的摩擦。求：（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）動(dòng)滑輪受到的重力?！敬鸢浮浚?）解：s=2×2米=4米W=Fs=18?！?米=72焦

（2）解：P=Wt=72J【解析】（1）滑輪組省力費(fèi)距離，由可知?jiǎng)踊喩系睦K子段數(shù)n，而繩子自由端移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)的n倍；所以繩子自由端移動(dòng)的距離為S=2×2m=4m；W=FS=18N×4m=72J；故答案為：S=2×2m=4m；W=FS=18N×4m=72J；（2）功率是做功與時(shí)間的比值，而由題可知W=72J；t=4s；所以P=Wt=72J4s=18W10.（2016·臺(tái)州）橋式起重機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)上有廣泛應(yīng)用．如圖是某橋式起重機(jī)的示意圖，水平橫梁MN架在軌道A和B上，電動(dòng)機(jī)D可沿橫梁左右移動(dòng)．橫梁、電動(dòng)機(jī)、掛鉤、滑輪、鋼索、導(dǎo)線的質(zhì)量以及滑輪上的摩擦均不計(jì)．（1）電動(dòng)機(jī)通過(guò)滑輪組，將質(zhì)量為600千克的零件，以0.4米/秒的速度勻速吊高4米．求：電動(dòng)機(jī)對(duì)零件做的功為多少焦？電動(dòng)機(jī)的功率至少為多少瓦？（g取10牛/千克）（2）已知橫梁長(zhǎng)度為L(zhǎng)，零件質(zhì)量為m，電動(dòng)機(jī)吊著零件從M點(diǎn)出發(fā)并開(kāi)始計(jì)時(shí)，以水平速度v勻速運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，橫梁對(duì)軌道A的壓力F與時(shí)間t的關(guān)系式為：F=________．【答案】（1）電動(dòng)機(jī)對(duì)零件做的功：W=gh=mgh=600kg×10N/kg×4m=2.4×104J，因橫梁、電動(dòng)機(jī)、掛鉤、滑輪、鋼索、導(dǎo)線的質(zhì)量以及滑輪上的摩擦均不計(jì)，所以，拉力做的功即為克服零件重力所做的功，則電動(dòng)機(jī)對(duì)零件做功的功率：P=Wt=則電動(dòng)機(jī)的最小功率為2.4×103W；（2）mg?mgv【解析】（1）電動(dòng)機(jī)對(duì)零件做的功：W=Gh=mgh=600kg×10N/kg×4m=2.4×104J，因橫梁、電動(dòng)機(jī)、掛鉤、滑輪、鋼索、導(dǎo)線的質(zhì)量以及滑輪上的摩擦均不計(jì)，所以，拉力做的功即為克服零件重力所做的功，則電動(dòng)機(jī)對(duì)零件做功的功率：P=Wt=G?t=mg?t則電動(dòng)機(jī)的最小功率為2.4×103W；（2）橫梁對(duì)軌道A的壓力F和軌道對(duì)橫梁的支持力是一對(duì)相互作用力，把MN看作一根杠桿，B為支點(diǎn)，A端對(duì)橫梁的支持力為動(dòng)力，零件的重力為阻力（其它重力和摩擦力不計(jì)）；由v=st可得，t時(shí)間內(nèi)AD段的長(zhǎng)度：LAD則零件重力的力臂：LG=L﹣LAD=L﹣vt，軌道A對(duì)橫梁支持力的力臂為L(zhǎng)，由杠桿的平衡條件可得：F支持?L=G?（L﹣vt），則F支持=G·(L?vt)L=G﹣GvtL=mg﹣由相互作用力的特點(diǎn)可知，橫梁對(duì)軌道A的壓力F與時(shí)間t的關(guān)系式：F=F支持=mg﹣mgvL11.（2016·嘉興）如圖甲為塔式起重機(jī)簡(jiǎn)易示意圖，塔式起重機(jī)主要用于房屋建筑中材料的輸送及建筑構(gòu)件的安裝．（動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦均不計(jì)，g取10牛/千克）（1）為保持平衡，起重臂的長(zhǎng)度越長(zhǎng)的塔式起重機(jī)，配備的平衡重的質(zhì)量應(yīng)越________．（2）圖乙為起重機(jī)鋼絲繩穿繩簡(jiǎn)化示意圖，滑輪a的作用是________．若鋼絲繩能承受的最大拉力為3×104牛，則能吊起貨物的質(zhì)量不能超過(guò)________千克？（3）若將重為1.2×104牛的貨物由地面沿豎直方向勻速提升30米，再沿水平方向移動(dòng)20米，則此過(guò)程中克服貨物重力做功多少焦？（4）若該起升電動(dòng)機(jī)的效率為90%，將重為1.2×104牛的貨物提升到30米的高度，用時(shí)50秒，則該起升電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是多少瓦？【答案】（1）大

（2）改變力的方向；6000

（3）由于水平移動(dòng)時(shí)，重力方向上沒(méi)移動(dòng)距離，故水平移動(dòng)過(guò)程中重力沒(méi)做功；W=Fs=Gh=1.2×104N×30m=3.6×105J，答：此過(guò)程中克服貨物重力做功3.6×105J；（4）有用功W有用=Gh=1.2×104牛×30米=3.6×105焦，總功W總=W有用η=3.6×10實(shí)際功率P=W總t=答：該起升電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是8000瓦．【解析】【分析】（1）因動(dòng)力臂及動(dòng)力的乘積不變，則由杠桿的平衡條件可知配重與配重臂的關(guān)系；（2）根據(jù)滑輪的特點(diǎn)分析其作用；根據(jù)滑輪組特點(diǎn)確定繩子段數(shù)求出物體重力；再結(jié)合重力公式求出質(zhì)量；（3）根據(jù)功的公式W=Fs求出克服重力做功大?。唬?）求出有用功，利用效率公式求總功，再利用P=Wt12.（2016·杭州）小金用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率．實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直向上拉動(dòng)杠桿，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升．（支點(diǎn)和杠桿的摩擦不計(jì)）問(wèn)：（1）重為5N的鉤碼掛在A點(diǎn)時(shí)，人的拉力F為4N，鉤碼上升0.3m時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn)C上升0.5m，此時(shí)機(jī)械效率η1為多大（2）小金為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，仍用該實(shí)驗(yàn)裝置，將鉤碼移到B點(diǎn)，再次緩慢提升杠桿使動(dòng)力作用點(diǎn)C仍然上升0.5m．問(wèn)：人的拉力F與第一次相比

（選填“變大”“變小”或“不變”）．比較此時(shí)的機(jī)械效率η2與η1的大小并用學(xué)過(guò)的知識(shí)給以推導(dǎo)．【答案】（1）有用功：W有用=Gh=5N×0.3m=1.5J；總功：W總=Fs=4N×0.5m=2J，機(jī)械效率：η=W有用W總答：機(jī)械效率η1為75%（2）變?。汇^碼的懸掛點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)，由于杠桿的重力會(huì)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，則由杠杠的平衡條件得：G?OA+G杠桿?12懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，由杠杠的平衡條件得G?OB+G杠桿?12觀察比較可知，懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)，OB＜OA，即鉤碼重力的力臂變小，所以拉力F也變小；杠桿的機(jī)械效率：η=W有用W總

=W因?yàn)楦軛U升高的高度不變，所以克服杠桿自重所做的額外功不變（即W額=G杠桿?h杠桿不變）；由于懸掛點(diǎn)B更接近支點(diǎn)，所以鉤碼提升的高度減小，根據(jù)W有用=Gh可知，有用功減??；從上面η的表達(dá)式可知：W有用減小、W額不變，所以W額W有用變大，分母變大，η就減??；即η213.（2016·縉云）一絕緣細(xì)繩的一端與可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿的E端相連，另一端繞過(guò)動(dòng)滑輪D、定滑輪C，與滑動(dòng)變阻器的滑片P相連；B為一可導(dǎo)電的輕質(zhì)彈簧，如圖所示接入電路中，一端通過(guò)絕緣繩固定在地面上，另一端與滑片P相連；一人站在地面上拉住與杠桿H端相連的細(xì)繩。已知電源電壓為8V，燈泡標(biāo)有“6V3W”字樣，人的質(zhì)量為50kg，人與地面的接觸面積為50cm2，EO:HO=2:5。人對(duì)繩子拉力最小時(shí)，電流表示數(shù)為I1，且滑片剛好位于滑動(dòng)變阻器的a端；人對(duì)繩子拉力最大時(shí)，電流表示數(shù)為I2，且I1:I2=2:1，滑動(dòng)變阻器的阻值與彈簧所受拉力的關(guān)系如下表所示：不計(jì)杠桿、彈簧、滑片、細(xì)繩的重力，不計(jì)摩擦，不計(jì)彈簧電阻。整套裝置始終處于平衡狀態(tài)，物體A始終不離開(kāi)地面。燈泡電阻不變，且不會(huì)被燒壞。g=10N/kg。求：（1）人的拉力最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是多少？（2）物體A受到的重力是多少？（3）人的拉力最大時(shí)，人對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？【答案】（1）燈泡的電阻R1人拉力最小時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值R1=0，此時(shí)電流I1人拉力最大時(shí)，電流I2滑動(dòng)變阻器阻值R2=UI2?R此時(shí)，繩子僅用于提起了動(dòng)滑輪，則動(dòng)滑輪的重G動(dòng)=2F=2×0.5=1（N）人的拉力最大時(shí)，由R2=12Ω，查表得：F2=300.5N物體A所受重力GA=2F2-G動(dòng)=2×500.5-1=600N（3）人的拉力最大時(shí)，人對(duì)繩的拉力為F拉，由杠桿平衡條件可知：F拉HO=F2EO所以F拉人對(duì)地的壓強(qiáng)P=F14.（2021·鄞州模擬）一種新型井蓋排水系統(tǒng)如圖甲所示，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖如圖乙所示，排水系統(tǒng)由井蓋、兩個(gè)相同杠桿（AOB是其中之一）、容器等組成，AB長(zhǎng)度是300mm，AO長(zhǎng)度是120mm，井蓋的上表面和側(cè)面都有排水孔，下暴雨時(shí)，雨水從排水孔經(jīng)排水管導(dǎo)流到容器中，再?gòu)娜萜鞯撞康呐潘琢魅胂滤烙捎谌萜鞯呐潘俣容^小，當(dāng)容器中的雨水上升到一定高度時(shí)，容器下降，拉動(dòng)杠桿，將井蓋頂起，加速路面排水。當(dāng)容器中的雨水下降到一定高度時(shí)，井蓋自動(dòng)下降蓋住井口，不影響車(chē)輛、行人的通行。該井蓋的質(zhì)量是28.8kg，不考慮杠桿的質(zhì)量，不考慮各連接處的摩擦。（1）下暴雨時(shí)，杠桿會(huì)將井蓋頂起60mm，如圖丙所示。兩個(gè)相同杠桿對(duì)井蓋至少做了多少功？（2）已知井蓋用密度72×103kg/m3的球墨鑄鐵制成，工程師設(shè)想用強(qiáng)度更高，韌性更好的新材料來(lái)制造這種井蓋。若新材料的密度為24×103kg/m3，則換用新材料制造后，每個(gè)井蓋的質(zhì)量為多大？（3）某次調(diào)試中，為了節(jié)約用水，調(diào)試人員將容器底部的排水孔全部堵住，測(cè)出容器的質(zhì)量是4.6kg，再將容器和杠桿組裝在一起，直接向容器內(nèi)勻速注水，注水120s時(shí)球墨鑄鐵做的井蓋剛好被頂起。假設(shè)在任意時(shí)刻水對(duì)容器的壓力與容器中水的重力大小相等，則每分鐘向容器內(nèi)注水的體積是多少升？【答案】（1）解：G=mg=28.8kgW=G?=288N×0.06m=17.28m（3）解：取一側(cè)的杠桿進(jìn)行分析，當(dāng)杠桿剛好被撬動(dòng)時(shí)：F1/2G×144FBG水m水的體積V注水速度V水15.（2021·甌海模擬）溫州地區(qū)常下暴雨，導(dǎo)致水庫(kù)水位超過(guò)警戒線產(chǎn)生危險(xiǎn)。為自動(dòng)測(cè)量水庫(kù)水位超出警戒線的高度，小明設(shè)計(jì)了一臺(tái)簡(jiǎn)易水位測(cè)量?jī)x，其工作原理如圖甲所示。密度比水大的圓柱體M底面積為10厘米2，物體M和N重力均為40牛，繩子繞過(guò)定滑輪把MN兩物體相連，調(diào)節(jié)繩子長(zhǎng)度使M的下表面與水庫(kù)警戒線相平，輕質(zhì)杠桿OB繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，物體N放在杠桿的B處，OB長(zhǎng)102厘米，力敏電阻R1通過(guò)A處對(duì)杠桿產(chǎn)生支撐，OA長(zhǎng)51厘米，力敏電阻R1阻值與所受壓力FA的關(guān)系如表乙所示。電路電源電壓U恒為6伏，R0的阻值不變，在電流表相應(yīng)的位置標(biāo)出水位高度。(杠桿OB自身重力、繩重和摩擦均不計(jì)，水的密度ρ水=1.0×103千克/米3)（1）隨著水庫(kù)水位超出警戒線的高度變大，電路中的電壓表示數(shù)將________(學(xué)法指導(dǎo)：分析愿理，列出思維過(guò)程流程圖：浮力變化→B處壓力變化→A處壓力變化→電阻R1變化→電壓表示數(shù)變化)壓力FA(牛)0102030電阻R1(歐)2015105（2）小明對(duì)自己制作的簡(jiǎn)易水位測(cè)量?jī)x進(jìn)行了如下測(cè)試并標(biāo)注刻度，請(qǐng)完成相關(guān)問(wèn)題：①已知圓柱體M還未浸入水中時(shí)，電壓表示數(shù)為2伏，則R0的阻值為

▲

Ω。②當(dāng)某次水位超過(guò)警戒線一定高度h，電流表示數(shù)為0.3安。請(qǐng)計(jì)算h的高度值？(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)（3）若用這個(gè)完成測(cè)試的測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量海水超過(guò)警戒線的高度，只通過(guò)調(diào)節(jié)物體N在杠桿上放置的位置(其它條件不變)，仍用電流表也能準(zhǔn)確讀出水位高度。則應(yīng)如何調(diào)節(jié)N的位置，并說(shuō)出理由。(已知ρ海水=1.02×103千克/米3，杠桿平衡條件F1L1=R2L2阿基米德原理F浮=G排液=ρ液gV排)【答案】（1）變大(或先變大后不變)

（2）①10歐。(解：M還沒(méi)浸入水時(shí)，F(xiàn)B=40牛-40牛=0牛，F(xiàn)A=0牛：根據(jù)圖可知R1=20ΩU1=6V-2V=4V；I1=U1/R1=4V/20Ω=0.2A；R0=U0/I0=2伏/0.2安=10歐，，不需要計(jì)算)②水位超過(guò)警戒線高度h時(shí)，R總=U/l=6伏/0.3安=20歐，則R1=R總-R0=20歐-10歐=10歐，由圖得FA=20牛，F(xiàn)1×L1=F2×L2FB×102厘米=20×51厘米；FB=10牛圓柱體M受到的浮力F浮=10牛；F浮=ρ液gV排V排=F浮/ρ液g=10牛/1×103kg/m3×10Nkg=1×103m3h=1×10-3m3/10×10-4m2=1m

（3）N放在杠桿B的右邊100厘米處。在湖水和海水水位高度相同的情況下，電流表示數(shù)相同，則電路壓敏電阻相同，A處壓力相同，F(xiàn)A×OA=FB×L2

FA和OA不變，壓力大小等于物體M的浮力大小，海水密度變?yōu)樗拿芏鹊?.02倍，浮力變?yōu)?.02倍，則力臂要減小到原來(lái)的1/1.02，力臂為100cm．(定量回答)則電路壓敏電阻相同，A處壓力相同，F(xiàn)A×OA=FB×L2

FA和OA不變，海水密度變大，浮力變大，則力臂要減小。(定性回答)

N放在杠桿B的右邊。(只有判斷，沒(méi)理由)

16.（2021·鹿城模擬）圖甲為某品牌堅(jiān)果開(kāi)殼器，圖乙為其結(jié)構(gòu)示意圖。該開(kāi)殼器的工作原理為：用力向下壓手柄可使金屬桿OA繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)連桿BC運(yùn)動(dòng)(連桿BC可繞B點(diǎn)和C點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng))，從而推動(dòng)金屬活塞M在金屬套筒內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng)，使固定在金屬活塞M和金屬塊N之間的堅(jiān)果受到壓力。當(dāng)壓力增大到一定值時(shí)，堅(jiān)果外殼就會(huì)被壓碎。

（1）開(kāi)殼器使用過(guò)程中為了讓堅(jiān)果不易滑落，其金屬塊與堅(jiān)果接觸的面刻有花紋，這是通過(guò)增大________而增大摩擦。（2）若某種堅(jiān)果碎殼時(shí)，作用在其表面的壓力至少20牛，且堅(jiān)果與金屬塊M間的接觸面積為0.5厘米2，則壓碎該堅(jiān)果時(shí)，金屬塊M對(duì)堅(jiān)果的壓強(qiáng)至少為_(kāi)_______

帕。（3）如圖乙，若某次使用該開(kāi)殼器對(duì)一堅(jiān)果進(jìn)行碎殼過(guò)程中，當(dāng)金屬桿OA從豎直方向繞O點(diǎn)順時(shí)針緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng)60°時(shí)，連桿BC恰好處于水平位置。已知金屬桿OA長(zhǎng)20厘米，OB長(zhǎng)2厘米，連桿BC長(zhǎng)2.5厘米。作用在A點(diǎn)的壓力F1=10牛，且方向始終垂直于金屬桿OA，連桿BC對(duì)金屬桿OA作用力F2的方向始終沿BC所在直線方向。求：該過(guò)程中連桿BC對(duì)金屬桿OA作用力F2大小的范圍?！敬鸢浮浚?）接觸面的粗糙程度（2）4×106

（3）該過(guò)程中連桿BC對(duì)金屬桿OA作用力F2大小的范圍是100?！?00牛。【解析】（1）開(kāi)殼器使用過(guò)程中為了讓堅(jiān)果不易滑落，其金屬塊與堅(jiān)果接觸的面刻有花紋，這是通過(guò)增大接觸面的粗糙程度而增大摩擦。

（2）金屬塊M對(duì)堅(jiān)果的壓強(qiáng)p=FS=20N0.5×10?4m2=4×106Pa；

（3）在OA轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)連桿BC與OA垂直時(shí)，此時(shí)F2的力臂最長(zhǎng)，此時(shí)F2最??；

根據(jù)杠桿的平衡條件得到：F2×OB=F1×OA；

F2×2cm=10N×20cm；

解得：F2=100N；

當(dāng)OA轉(zhuǎn)過(guò)60°后，連桿BC與OA的夾角為：90°-60°=30°，

此時(shí)F2的力臂為L(zhǎng)2=OB×sin30°=2cm×17.（2021·余杭模擬）如圖所示為測(cè)液體密度的密度秤示意圖，輕質(zhì)桿AB長(zhǎng)為40cm，可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)（輕質(zhì)桿與O點(diǎn)之間的摩擦忽略不計(jì)），其左端A點(diǎn)掛一個(gè)質(zhì)量為0.2kg，容積為200mL的桶，AO=10cm；在O點(diǎn)的右側(cè)用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的秤砣，秤砣可沿OB左右滑動(dòng)。使用時(shí)，在桶中裝滿(mǎn)待測(cè)液體，移動(dòng)秤砣使密度秤再次水平平衡，讀出相應(yīng)位置的刻度值即可。（1）密度秤零刻度在O點(diǎn)右側(cè)________cm處。（2）該密度秤所能測(cè)量的最大密度是多少？（3）判斷該密度秤的刻度是否均勻（通過(guò)推導(dǎo)說(shuō)明）?！敬鸢浮浚?）10

（2）解：當(dāng)秤砣位于B處時(shí)，該密度秤所能測(cè)量的液體質(zhì)量最大，密度最大；此時(shí)，OB=AB﹣AO=40cm﹣10cm=30cm。根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可得：（G桶+G液體）AO=G砣OB；（m桶+m液）gAO=m砣gOB；m液ρ液最大=m液Vρ液液體密度與零刻度到秤砣的距離（即刻度值）L砣之間為正比例函數(shù)，因此密度秤的刻度是均勻的?！窘馕觥浚?）根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：G桶×AO=G秤砣×L秤砣；

m桶×AO=m秤砣×L秤砣；

0.2kg×10cm=0.2kg×L秤砣；

解得：L秤砣=10cm；

即密度秤的零刻度在O點(diǎn)右側(cè)10cm的位置。

（3）設(shè)提鈕到零刻度的距離為OC（OC=AO），零刻度到秤砣的距離（即刻度值）為L(zhǎng)砣；

根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可得：（G桶+G液體）AO=G砣×（OC+L砣）；

（m桶+m液體）AO=m砣×（OC+L砣）；

解得：（m桶+m液）AO=m18.（2020·杭州模擬）ABCD為一油桶的截面圖，油桶的高AC為80cm，油桶的直徑CD為60cm，重力為800N，使該油桶繞D點(diǎn)翻轉(zhuǎn)。（1）請(qǐng)?jiān)诩讏D中依據(jù)最大力臂作出最小推力的示意圖（畫(huà)出力臂和力）。（2）求出這個(gè)推力的大小。（3）這一過(guò)程中推力所做的功至少為多少焦？【答案】（1）

（2）D點(diǎn)為支點(diǎn)，重力G為阻力，阻力臂等于CD的一半，即30cm；動(dòng)力臂為AD。

根據(jù)勾股定理得到：AD=AC2+CD2=0.8m2+0.6m2=1m；

根據(jù)杠桿的平衡條件得到：G×12CD=F×AD；

800×0.3m=F×1m；19.（2020·平湖模擬）嘉興海綿城市建設(shè)功能初現(xiàn)，學(xué)?？茖W(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的市政自動(dòng)排水裝置模型?？刂齐娐酚深~定電壓6V，最大容量為6Ah的蓄電池供電，蓄電池用某型太陽(yáng)能電板充電。R0為定值電阻，R為壓敏電阻，壓敏電阻通過(guò)杠桿ABO與圓柱形浮體相連，AB：BO=3：1。(壓板、杠桿和硬質(zhì)連桿的質(zhì)量、電磁鐵線圈電阻及紅綠指示燈功率忽略不計(jì))（1）電路要求在水位上升到一定值時(shí)電磁鐵吸引銜鐵，紅燈亮，排水泵工作。壓敏電阻阻值隨壓力增大而________。(選填“增大”或“減小”)（2）當(dāng)硬質(zhì)連桿對(duì)杠桿A點(diǎn)壓力為90N時(shí)，杠桿對(duì)壓敏電阻的壓力是多少？（3）如果設(shè)定電磁鐵線圈吸引銜鐵的電流為30mA，壓敏電阻阻值為80歐。定值電阻R0的阻值是多少？（4）該型太陽(yáng)能電板的光電轉(zhuǎn)化率接近20%。要求在2h內(nèi)對(duì)控制電路的蓄電池充滿(mǎn)電，則選用的太陽(yáng)能電板的面積至少為多少？(太陽(yáng)能每秒鐘輻射到每平方米地面上按1×103J計(jì)算)【答案】（1）減小

（2）FA×OA=FB×OB

FB=FA×OA/OB=90N×4=360N

（3）R總=UI=6V30×10?3A=200Ω

R0=R總-R=200Ω-80Ω=120Ω

（4）1×10【解析】（1）電磁鐵的磁力大小與電流大小有關(guān)。正常情況下，通過(guò)的電流較小，電磁鐵不能將銜鐵吸下來(lái)。當(dāng)水位上升時(shí)，浮筒排開(kāi)水的體積增大，那么它受到的浮力增大，那么杠桿上A點(diǎn)向上的支持力增大。根據(jù)杠桿的平衡條件可知，B點(diǎn)對(duì)壓敏電阻的壓力增大，此時(shí)電流增大，電阻變小，電磁鐵磁力增大，將銜鐵吸下來(lái)接通排水泵工作，據(jù)此分析即可。

（2）根據(jù)杠桿的平衡條件列式計(jì)算即可。

（3）首先根據(jù)R總=U總I總計(jì)算出總電阻，然后根據(jù)串聯(lián)電路

R0=R總-R

計(jì)算定值電阻的阻值；

（4）蓄電池充滿(mǎn)電儲(chǔ)藏的電能W=UIt，而太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)化成的電能=20.（2020·仙居模擬）一絕緣細(xì)繩的一端與可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿的E端相連，另一端繞過(guò)動(dòng)滑輪D、定滑輪C，與滑動(dòng)變阻器的滑片P相連。B為一可導(dǎo)電的輕質(zhì)彈簧，如圖所示接入電路中，一人站在地面上拉住與杠桿H端相連的細(xì)繩。已知電源電壓為8V，燈泡標(biāo)有“6V4.5W”字樣，人的質(zhì)量為50kg，人與地面的接觸面積為50cm2，EO：HO=2：5。人對(duì)繩子拉力最小時(shí)