专题10 杠杆与滑轮 【十大题型】-2023-2024学年八年级下册物理《压轴挑战》培优专题训练（人教版）

专题10 杠杆与滑轮 【十大题型】 一．力臂的画法（共4小题） 二．杠杆的平衡条件（共7小题） 三．探究杠杆的平衡条件（共3小题） 四．杠杆的动态平衡分析（共4小题） 五．杠杆的平衡分析法及其应用（共7小题） 六．杠杆中最小力的问题（共5小题） 七．杠杆的应用（共4小题） 八．动滑轮拉力的计算（共4小题） 九．滑轮组的设计与组装（共4小题） 十．滑轮组中的相关计算（共4小题） 一．力臂的画法（共4小题） 1．请在图中画出拉力F的力臂L。 2．作出如图的铡刀使用中的两个力臂，并表明L1和L2。 3．杠杆AO在力F1、F2的作用下处于静止状态L2是力F2的力臂，在图中画出力F1的力臂L1和力F2。 4．如图甲是利用杠杆吊起重物的情景，O是杠杆的支点，请画出力F1的力臂，并用字母L1表示；图乙是一束平行于主光轴并射向凹透镜的入射光线，请画出穿过凹透镜后的折射光线。 二．杠杆的平衡条件（共7小题） 5．如图所示，长为213cm的轻质杠杆的两端分别悬挂A、B两个体积相同的实心金属球，已知A球为铁铝合金球，B为铝球，将支点放置在距A球悬挂位置71cm的O点处时杠杆在水平位置平衡，把A球浸没在水中，将支点移动到O′点处时杠杆再次在水平位置平衡，则A球中铁的体积V铁和铝的体积V铝之比及O′点的位置为（ρ铁＝7.9×103kg/m3，ρ铝＝2.7×103kg/m3）（　　） A．V铁：V铝＝27：25，O′点在O点右侧10cm处 B．V铁：V铝＝25：27，O′点在O点右侧10cm处 C．V铁：V铝＝27：25，O′点在O点右侧61cm处 D．V铁：V铝＝25：27，O′点在O点右侧61cm处 6．如图所示，一块厚度、密度均匀，重为G的长方形水泥板放在水平地面上，假设用一始终竖直向上的拉力F抬水泥板，则拉力F＝　 　；接着用如图所示的两种方法，欲使其一端抬离地面，则F1　 　F2；如果两种方法都将水泥板拉至竖直位置，不计空气阻力等因素，两次拉力做功W1　 　W2（均选填“＞”、“＝”或“＜”）。 7．小红同学自制了测量液体密度的“杠杆密度计”，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值：（小桶质量忽略不计） （1）如图所示，将容积为20mL的小桶挂在M点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，已知OM＝OA＝5cm，则杠杆密度计的“0刻度”线应在 　 　（选填“O”或“A”）点，将待测液体倒满小桶，在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时，杠杆刚好水平平衡。重物质量10g，AN＝10cm，N点位置应标注的密度刻度值是 　 　g/cm3，N点往左标注，每隔1cm，密度变化 　 　g/cm3。 （2）改装后杠杆右端的密度刻度线 　 　（选填“是”或“不是”）均匀分布的。要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，小桶的容积应该 　 　（选填“大”或“小”）一些。 8．如图所示，用轻质薄木板AB做成杠杆，O为支点，OA＝0B＝2m，地面上一质量为4kg，边长为0.1m的实心正方体物块M用一不可伸长的细线系于OB的中点C，细线刚好被拉直；现将重为10N的小物块P放在O点的正上方的板上，对P施加F＝3N的水平向左推力（g取10N/kg） （1）物块M的密度； （2）小物块P所受滑动摩擦力的大小和方向； （3）若细线能承受的最大拉力为16N，小物块P可从O点开始往左运动多远？ 9．某兴趣小组利用压力传感器设计了如图甲所示的水深测量仪。轻质杠杆的支点为O，不吸水的实心圆柱体A通过轻质细线悬于杠杆左端C点，A的底面积SA＝100cm2，高度h0＝50cm，上表面与容器中的水面刚好相平，下表面与置于水平桌面上的薄壁圆柱形容器底部刚好接触但无挤压。物体B通过轻质细线悬于杠杆右端D点，置于压力传感器上。连接杠杆和物体A、B间的细线承受的拉力有一定限度。对该装置进行测试时，以500cm3/min的速度将容器中的水抽出，10min恰能将水全部抽尽，压力传感器示数F随时间t变化的图像如图乙所示。杠杆始终静止在水平位置，不计杠杆、细线的重力，不计细线的形变，已知圆柱形容器底面积S＝200cm2，杠杆OC：OD＝1：2，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。 （1）抽水前，A所受的浮力是多少？ （2）物体A和B的重力分别是多少？ （3）兴趣小组对装置进行了改进，使得圆柱形容器中水的深度从0上升到50cm的过程中，连接杠杆和物体A、B间的细线始终有拉力，则压力传感器示数F随水深h变化的关系式。 10．在学校科技月活动中，科技小组的同学设计了一个小型锅炉，其部分结构如图所示。下面是对锅炉结构的介绍：调控水箱高1.5m，其中带有浮球C的横杆ODC（C为浮球的中心）能绕O点转动，DC＝28cm，OD＝2cm；“T”型阀门B下部不计粗细的直杆与ODC杆相连，O