内容正文:
第19讲 杠 杆
一、选择题
1.[2023泰州]如图所示,是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是 ( )
第1题图
A.夹起食物的筷子 B.拔钉子的羊角锤
C.剪铁丝的钢丝钳 D.起瓶盖的开瓶扳手
2.[2023自贡]杆秤是一种中国传统的称量工具,凝聚着中国人民的智慧。如图所示,O为杆秤提纽,OA=8 cm,秤砣质量m=0.2 kg,不挂重物和秤砣时,手提提纽,杆秤可水平平衡。用它称鱼,当秤砣置于B点时,杆秤再次水平平衡,此时测得OB=32 cm,则鱼的质量为 ( )
第2题图
A.1.0 kg B.0.8 kg C.0.6 kg D.0.4 kg
3.传统文化[2023宜昌]如图为我国古人运送巨木的劳动情景示意图,他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时,下列改进方法可行的是
( )
第3题图
A.减少横杆右端的人数 B.将支架向右移动
C.横杆右端的人向支架靠近 D.减小横杆上悬绳与支架间的距离
4.[2023连云港]如图所示,每个钩码的质量为50 g,在均匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加1个钩码,那么 ( )
第4题图
A.杠杆仍水平平衡
B.杠杆的左边向下倾斜
C.杠杆的右边向下倾斜
D.将A处的钩码向左移动一格,杠杆仍能水平平衡
5.[2023广元]如图所示,杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动,OB=2BA,在B点悬挂一个10 N的重物G,在A点施加竖直向上的动力F1,使杠杆OBA水平平衡(杠杆重力及摩擦均忽略不计),下列说法正确的是 ( )
第5题图
A.在A点施加竖直向上的力F1时,该杠杆是费力杠杆
B.作用在A点的力F1的大小为5 N
C.如果重物的悬挂点B向O点移动,要使杠杆水平平衡,F1应变小
D.若将作用于A点的力F1变为图中F2,要使杠杆水平平衡,F2应小于F1
二、填空及简答题
6.[2023怀化]生活中常用到各种各样的杠杆。有借助撬棒来撬动石头(如图甲),撬棒属于 杠杆;有称量物体质量的天平(如图乙),天平属于 杠杆。(均选填“省力”“费力”或“等臂”)
第6题图
7.生活情境[2022宁夏]生活中有很多小妙招,如图甲所示,用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖,模型如图乙,它是以 (选填“A”或“B”)为支点的省力杠杆,手在 (选填“C”或“D”)点向下压时会更省力。
第7题图
8.[2023安徽]如图1,爸爸和小红坐在跷跷板的两侧,在水平位置保持平衡。将其简化成图2所示的杠杆,不计杠杆自重的影响,若小红的质量为15 kg,则爸爸的质量为 kg。
第8题图
9.生活情境[2023宁夏]10月16日为“世界脊柱日”。如图,人的颈椎起着支撑头部的作用,颈部肌肉群连接颈部和头部,并控制着头部的运动,长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤。人在低头时,头部和颈椎可看作一个杠杆,分析以下问题:
第9题图
(1)请在图中画出人体头部所受重力的示意图。
(2)人在低头过程中,头部重力的力臂 (选填“增大”或“减小”);颈部肌肉群对后颅向下的拉力 (选填“增大”或“减小”),若将拉力看作动力,这是一个 杠杆;头部向下弯曲角度增大,颈椎所受的 增大。
(3)结合以上分析,给出一条保护颈椎健康的合理建议: 。
10.[2023鞍山]图甲是一种常用的移动指示牌,图乙是它的模型,图丙是被风刮倒的指示牌,请在图丙中画出:将指示牌扶起的最小力及其力臂。
第10题图
三、实验探究题
11.[2023武汉改编]在探究杠杆平衡条件的实验中:
第11题图
(1)相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)调节螺母,将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡,其目的是方便测量 。
(3)选取若干个质量均为50 g的钩码,在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验,部分实验数据如表所示。
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
3.0
5.0
1.5
10.0
2
2.0
15.0
2.0
15.0
3
1.0
25.0
2.5
10.0
…
…
…
…
…
由表中数据可得,F1、F2、l1、l2之间的关系式是 。
(4)①在第(3)问的某次实验中,杠杆右侧挂了4个钩码,左侧用弹簧测力计竖直向下拉,当杠杆在如图乙所示位置静止时,弹簧测力计的示数是 N。
②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变,取下弹簧测力计,在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆,当杠杆再次水平并静止时,弹簧测力计对杠杆的拉力为F=1.5 N,请在图丙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。
四、计算应用题
12.[2023深圳]如图1是古时劳动人民用工具撬起木料的情景,如图2中已知其中BO∶OC=1∶5,木料的体积为4 m3,木料的密度为0.5×103 kg/m3,g取10 N/kg。
(1)求木料所受重力。
(2)如图2,在B端有一木料对绳子的力F1为1×104 N,当F2为多大时,木料刚好被抬起?
(3)随着时代发展,亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木料,已知提升的功率为P=10 kW,那这个吊车在10 s内可以将该木料提升的高度为多高?
第12题图
1.[2023常德]如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时,阀门就会被拉开。如OB=2 m,OA=0.5 m,阀门的底面积S=2 cm2,锅炉内气体压强的安全值p=6×105 Pa(杠杆的重力、摩擦均不计,p0=1×105 Pa),则B所挂重物的重力是 ( )
第1题图
A.20 N B.25 N C.30 N D.120 N
2.生活情境[2023随州]劳动教育越来越重要,许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻(一头重一头轻),在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识,判断下列说法中正确的是 ( )
第2题图
A.肩膀应该靠近“轻的一头”
B.肩膀应该靠近“重的一头”
C.肩膀应该居于扁担正中间
D.挑着担子走路,扁担一般会上下“闪动”,“闪动”时一定是一个筐子向上运动同
时另一个筐子向下运动
第19讲 杠 杆
夯基础·基础巩固
1.A 2.B 3.D 4.C 5.C 6.省力 等臂 7.B D 8.60
9.(1)如答图所示 (2)增大 增大 费力 压力 (3)不要长时间低头,保持眼睛和书本之间的距离;端正坐姿(合理即可)
第9题答图
10.如答图所示
第10题答图
11.(1)是 右 (2)力臂 (3)F1l1=F2l2 (4)①3 ②如答图所示
第11题答图
12.解:(1)木料所受重力G=mg=ρVg=0.5×103 kg/m3×4 m3×10 N/kg=2×104 N
(2)由杠杆平衡条件可得
F1×BO=F2×OC
则F2===2×103 N
(3)由P=可得,这个吊车在10 s内做的功
W=Pt=10×103 W×10 s=1×105 J
由W=Gh可得,提升的高度
h===5 m
提能力·综合提升
1.B 【解析】由p=得,气体产生的向上的力F1=pS=6×105 Pa×2×10-4 m2=
120 N;大气产生的向下的压力F2=p0S=1×105 Pa×2×10-4 m2=20 N,则阀门受到的向上的力F=F1-F2=120 N-20 N=100 N;根据杠杆的平衡条件可知,F×OA=G×
OB,所以物体的重力G===25 N。
2.B
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