内容正文:
11. 1杠杆练习
知识点题型分布:
考点1:杠杆的定义以及七个要素
考点2:力臂的做法和最大力臂的确定
考点3:杠杠的平衡原理
考点4:杠杆相关的综合计算
考点5:杠杠的分类
1、 选择题
1.(22-23八年级下·上海松江·期末)在如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是( )
A.起子B.镊子
C.钢丝钳D.订书机
2.(22-23九年级上·江苏苏州·期末)下列工具中,属于费力杠杆的是( )
A.B.
C.D.
3.(23-24八年级下·山西临汾·期末)如图是一款网红松鼠核桃夹,下面分析正确的是( )
A.核桃夹制作材料选择硬度比较小的
B.核桃夹的设计原理和镊子设计的原理相同
C.核桃夹是由两个省力杠杆组合而成,但会费距离
D.为了更省力,可以把“松鼠的尾巴”设计得短一点
4.(2022·江苏苏州·一模)如图工人先将金属杆一端的空心吸盘(如图)按压在半成品玻璃上固定,再在处用力,使玻璃刀在玻璃上绕转轴转动一周,圆形玻璃制品就成型了。下列分析不正确的是( )
A.吸盘被按压后即可固定,是由于吸盘受到大气压作用
B.玻璃刀口做得锋利是为了增大对玻璃的压强
C.玻璃刀绕转轴转动时,受到玻璃施加的摩擦力
D.玻璃刀绕转轴转动时,金属杆是一个费力杠杆
5.(23-24九年级上·广东广州·阶段练习)如图所示,四种工具在使用中,属于费力杠杆的是( )
A.天平 B.镊子
C.钢丝钳 D.扳手
6.(22-23八年级下·广西贵港·阶段练习)如图所示,在轻质杠杆上吊一重物G,在另一端施加一个始终与杠杆垂直的拉力F,使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB,则在转动过程中( )
A.F变小 B.F先变大后变小
C.F变大 D.F先变小后变大
7.(2016·广东广州·一模)如图所示的杠杆每小格的长度相等,质量不计,O为支点,物体A是边长为0.1m的正立方体.当杠杆右侧挂一个重4N的物体B时,杠杆在水平位置平衡.此时物体A对水平桌面的压强为300Pa.下列说法正确的是()
A.物体A受到的支持力为2N
B.物体A受到的重力为5N
C.物体B向右移动1小格,物体A受到的拉力减小1N
D.物体B向右移动1小格,物体A受到的支持力减小2N
8.(23-24八年级下·上海徐汇·阶段练习)如图为一根重力不计的均匀杠杆,一个900N的重物悬挂在O点。已知杠杆长为1.8m,重物悬挂的O点与杠杆左端A点之间的距离,以下操作中有可能使杠杆在水平位置平衡的是( )
A.以A为支点,在B点施加一个竖直向下的力
B.以A为支点,在B点施加一个500N的力
C.以B为支点,在A点施加一个竖直向下的力
D.以B为支点,在A点施加一个400N的力
2、 填空题
9.(23-24九年级上·安徽铜陵·开学考试)如图是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择 (填“A”“B”或“C”)剪刀.
10.(23-24九年级上·贵州贵阳·期中)使用燕尾夹时可将其视为杠杆,如图所示,当用力向下按压C点时可使夹子张开,此过程可将图中的 点视为支点。(填写字母序号)
11.(2023·辽宁朝阳·中考真题)如图所示,一轻质杠杆在水平位置平衡,其中,物体C重为100N,则动力 N,这是 杠杆。
12.(23-24八年级下·安徽亳州·期中)如图所示是钓鱼者向上提升钓鱼竿时的情景,钓鱼竿相当于 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,这类杠杆在使用时可以 (选填“费”或“省”)距离。
13.(23-24八年级下·甘肃兰州·期末)在地震救灾中,我们的救援队员常利用各种器材展开抢险救灾工作。
(1)利用如图1所示的钢丝钳,救援队把钢筋剪断,钢丝钳是 杠杆;
(2)使用撬棒,救援队员把滚落在公路上的石块撬起,如图2所示,若救援队在撬棒D点沿DM方向用来撬起石块1,撬棒的支点是 点,若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1,撬棒的支点是 点。沿 方向撬起石块1更省力。
14.(22-23八年级下·辽宁抚顺·期末)如图所示是皮划艇比赛时的画面,队员手中的船桨是 (填“省力”或“费力”)杠杆;用船桨向后划水,船向前行驶,说明力可以改变物体的 。
15.(23-24八年级下·全国·课时练习)如图所示,一支均匀的直尺放在水平桌面上,一端伸出桌面,已知伸出桌面的部分是全尺的三分之一.当在B端挂一5牛的重物时,直尺的A端刚刚开始翘起,则此木尺的重量是 牛.
16.(22-23八年级下·上海浦东新·期末)如图所示,托起铅球时,尺骨、桡骨和手掌组成的整体可看作一根杠杆,肱二头肌对它施加的力看作动力,铅球对它施加的力看作阻力,则此杠杆的支点在图中 点,动力臂 阻力臂,根据杠杆平衡的原理可知,它是 杠杆。
3、 解答题
17.(22-23八年级下·四川绵阳·期末)在图中,画出F1的力臂L1。
18.(2023·四川凉山·中考真题)如图所示的杠杆中,已知动力F1和阻力臂L2,请你作出动力臂L1和阻力F2。
19.(2022·山东济南·一模)小英在物理老师的指导下,利用图甲所示的实验装置进行探究“杠杆平衡的条件”。
(1)实验前,她应通过调节杠杆两端的 ,使杠杆在水平位置平衡,实验中总是使杠杆在水平位置平衡是为了便于直接测量出力臂。
(2)小英把三次实验数据记录下表:
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2.0
0.2
4
0.1
2
1.0
0.1
0.5
0.05
3
0.5
0.3
1.5
0.1
小华发现这三次实验数据中有一次是错误的,错误数据的实验次数是 (选填“1”“2”或“3”)。
(3)如图乙所示,当在A处挂了三个钩码时,要使杠杆平衡,应在B处挂 个钩码(在本题中,所使用每个钩码的质量都相等)。
20.(2023·山西晋中·模拟预测)如图是某小组利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验(每个钩码重0.5N, 杠杆上每一小格距离为1cm)。
(1)实验前,发现杠杆静止时左端下沉,如图甲所示,这时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡,这么做的目的是 ;
(2)请你帮该小组设计记录实验数据的表格; ( )
(3)如图乙所示,在杠杆A点处挂4个钩码,B点处应挂 个钩码,使杠杆在水平位置平衡。改变钩码的数量和位置,多次实验的目的是 。
答案解析:
1.B
【详解】A.起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.在使用镊子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.订书机在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
2.B
【详解】试题分析:起子和钢丝钳是省力杠杆,用很小的力就能克服很大的力;托盘天平是等臂杠杆;镊子是费力杠杆,但是好处是省距离.
考点:杠杆的应用
3.C
【详解】A.核桃夹制作材料选择硬度比较大的,故A错误;
B.核桃夹属于省力杠杆,镊子属于费力杠杆,二者在设计上有所不同,故B错误;
C.核桃夹是由两个省力杠杆组合而成,省力但会费距离,故C正确;
D.为了更省力,可以把“松鼠的尾巴”设计得长一点,以增大动力臂,故D错误。
故选C。
4.D
【详解】A.吸盘被按压后,固定在玻璃上,由于大气压的作用,故A正确,不符合题意;
B.玻璃刀口做得锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大对玻璃的压强,故B正确,不符合题意;
C.玻璃刀绕转轴转动时,刀与玻璃之间有相对运动,故玻璃刀受到玻璃施加的摩擦力,故C正确,不符合题意;
D.玻璃刀绕转轴转动时,作用在A处的动力作用线和阻力作用线有可能在同一直线上,所以动力臂与阻力臂有可能相等,则金属杆有可能是一个等臂杠杆,故D错误,符合题意。
故选D。
5.B
【详解】A.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故A不符合题意;
B.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.扳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
6.C
【详解】由图可知,将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,阻力不变,阻力臂变大,动力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力逐渐变大。
故选C。
7.B
【详解】A.此时物体处于静止状态,其对地面的压强是300Pa,其底面积是
S=(0.1m)2=0.01m2
故根据p=F/S可得此时物体对地面的压力是
F==300Pa×0.01m2=3N
由于此时物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力,大小相等,故此时物体A受到的支持力是3N,故A错误;
B.据杠杆的平衡条件知,此时杠杆对A的拉力是F拉,故
F拉LA=FBLB
故
F拉=FBLB/LA=4N×2/4=2N
由于此时的F拉=G−F支,故
G=F拉+F支=3N+2N=5N
故B正确;
C.当物体B向右移动一个小格,此时符合杠杆的平衡条件,即
F拉=FBLB/LA=4N×3/4=3N
故此时物体A受到的拉力增大1N,故C错误;
D.据上面的分析不难看出,此时物体A受到的拉力增大1N,即此时物体A受到的支持力减小1N,故D错误.
8.B
【详解】A.以A为支点,在B点施加一个竖直向下的力,该力会使杠杆顺时针转动,而重物对杠杆的拉力也会使杠杆顺时针转动,杠杆不能平衡,故A不符合题意;
B.以A为支点,在B点施加的力最小时,拉力垂直于杠杆,力臂为AB,根据杠杆平衡条件有
则最小拉力
在B点施加一个500N的力,大于最小拉力,可以使杠杆平衡,故B符合题意;
C.以B为支点,在A点施加一个竖直向下的力,该力会使杠杆逆时针转动,而重物对杠杆的拉力也会使杠杆逆时针转动,杠杆不能平衡,故C不符合题意;
D.以B为支点,在A点施加的力最小时,拉力垂直于杠杆,力臂为AB,此时重物对物体拉力的力臂为OB=AB-OA=1.8m-0.8m=1m,根据杠杆平衡条件有
则最小拉力
在A点施加一个400N的力小于最小拉力500N,不能使杠杆平衡,故D不符合题意。
故选B。
9.C
【详解】由图片可知,A剪刀的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,B剪刀的动力臂等于阻力臂,不省力不费力,C剪刀的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,可用来剪铁皮,目的是为了省力.
10.B
【详解】物理学中,把杠杆绕着转动的固定点叫做支点,如图所示,当力向下按压C点时,可使夹子张开,此过程绕着B点转动,故B点为支点。
11. 25 省力
【详解】[1] 由题意可知,O为支点,且
根据杠杆平衡条件可知
则动力F为
[2] 由题知,为支点,OA为阻力臂,OB动力臂,因为
动力臂大于阻力臂,此杠杆为省力杠杆。
12. 费力 省
【详解】[1][2]钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离。
13. 省力 A C DM
【详解】(1)[1]根据杠杆平衡条件
可知,动力为
如图1,钢丝钳的支点在两部分的连接处,动力在后端,阻力在前端,动力臂大于阻力臂,则动力小于阻力,属于省力杠杆,利用它可以很轻易的剪短钢丝。
(2)[2]如图2,当沿DM方向用力撬石块1时,杠杆围绕A点转动,A点是支点。
[3]当沿DN方向用力撬石块1时,杠杆围绕C点转动,C是支点。
[4]当沿DM方向用力撬石块1时,杠杆的动力臂为线段AD;当沿DN方向用力撬石块1时,杠杆的动力臂是从C点到DN所在直线的垂直距离,其长度小于线段AD,因此沿DM方向用力撬石块1更省力。
14. 费力 运动状态
【详解】[1]运动员手中使用的船桨,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
[2]从船由静止变为运动,运动状态发生了变化,容易想到力可以改变物体的运动状态。
15.10
【详解】:
解答:设直尺长为L,从图示可以看出:杠杆的支点为O,动力大小等于物重G=5N,动力臂为L;阻力为直尺的重力G′,阻力的力臂为L−L=L. 由杠杆平衡的条件得:G′L′=GL
G′×L=5N×L G′=10N 所以直尺的重力大小为10N.
点睛:密度均匀的直尺,其重心在直尺的中点处,则重力力臂为支点到直尺中心的长度;又已知B端的物重和B端到支点的距离,根据杠杆平衡的条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂即可求出直尺的重力,最后根据公式G=mg的变形公式求出直尺的质量.
16. A 小于 费力
【详解】[1]题中的杠杆绕A点转动,所以A为支点。
[2][3]铅球对它施加的力看作阻力,所以阻力臂为AC的长度,肱二头肌对它施加的力看作动力,所以动力臂为AB,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。
17.
【详解】由图可知,O为杠杆的支点,力臂垂直于力的作用线,故先延长F1的作用线,过O点作力F1作用线的垂线,该垂线段即为F1的力臂L1,如图所示:
18.
【详解】试题分析:过支点O作垂直于F1作用线的垂线段,即动力臂L1;过L2的末端作用垂直于杠杆的阻力F2,如图所示:
19. 平衡螺母 2 4
【详解】(1)[1]杠杆两端的平衡螺母可以在杠杆轴线上左右移动,如图杠杆没有在水平位置平衡,应通过调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]第2次实验的数据,动力乘以动力臂与阻力乘以阻力臂不相等,故第2次实验数据错误。
(3)[3]如图,A处距支点4格距离,B处距支点3格距离,当在A处挂了三个钩码时,要使杠杆在水平位置平衡(动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂),应在B处挂4个钩码。
20. 右 便于直接测量力臂 见解析 6 寻求普遍规律,避免偶然性,使得到的结论更可靠
【详解】(1)[1][2]杠杆静止时,杠杆左端下沉,说明左端重,右端轻,则平衡螺母需向右调节; 杠杆在水平位置平衡,力与杠杆垂直,力臂在杠杆上,便于直接测量力臂。
(2)[3]根据实验需要记录数据设计表格如下图所示:
次数
动力
动力臂
动力×动力臂
阻力
阻力臂
阻力×阻力臂
杠杆的平衡条件
(3)[5]设一个钩码重为G,右边应该挂n个钩码,根据杠杆平衡原理可得
4G3l=nG2l
可得
n=6
即右侧需挂 6 个钩码。
[6]本实验进行多次的目的,是为了寻求普遍规律,避免偶然性,使得到的结论更可靠。
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