内容正文:
第1节 杠杆
【基础作业】
1.船桨可看成一根杠杆,如图所示, A为支点,要使划船时所用的力小一些,则运动员两只手之间的距离应 (选填“增大”或“减小”)一些。船桨属于 (选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆,使用它的优点是 。
2.(原创)如图所示的是古人运送巨大木料的劳动情境示意图。他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方。支架上的横杆实质是 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;如果他们无法将巨木抬起,请你提出一个抬起巨木的改进方案: 。
3.(劳动教育主题)劳动教育已经成为学校的一门实践课程。如图所示,完成劳动任务后,小明正在打扫地面,这时扫帚属于 ( )
A.省力杠杆,且省距离
B.费力杠杆,但省距离
C.省力杠杆,但费距离
D.等臂杠杆,即不省力也不费力
4.如图所示的是我国古代工匠通过杠杆将巨木一端抬起时的情景,图中横杆和支架组成了一个杠杆。关于该杠杆,下列说法正确的是 ( )
A.杠杆的动力臂比阻力臂短
B.杠杆动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小
C.增大工匠与支架之间的距离,工匠抬起巨木时更费力
D.减小横杆上悬绳与支架之间的距离,工匠抬起巨木时更省力
5.如图所示,桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具。如图乙所示的是桔槔的简化示意图,此过程桔槔可看作是一个以O点为支点的杠杆。A点为水桶的重心,请在如图乙中作出水桶所受重力G的示意图,并画出配重给杠杆施加的力F1的力臂l1。
6.如图甲所示,停车场常用闸杆来控制车辆出入。将闸杆看作一个质量分布均匀的杠杆,如图乙所示,O为杠杆的支点,下列说法正确的是 ( )
A.闸杆升起时,施加在 A端的力F1为动力,此时闸杆是费力杠杆
B.闸杆升起时,沿F1方向比沿F2方向更省力
C.闸杆升起的过程中,阻力臂保持不变
D.适当将支点O远离B端,可以减小升起闸杆的动力
【素养作业】
7.一位体重为600 N的同学在做俯卧撑,1 min内做了40个,每做一次肩膀升高40 cm。如图所示,A点为重心,把该同学看成一个杠杆,则杠杆的支点是 (选填“脚尖”或“手掌”)。地面对他双手的作用力大小是 N。
8.“华夏国粹”——杆秤文化。2009年,杆秤被列入陕西非物质文化遗产保护名录。杆秤是利用杠杆原理来称质量的简易衡器,由木制的带有秤星的秤杆、金属秤锤、提纽等组成,提纽所在的位置为杠杆的支点的位置。如图所示,秤盘中放入小铁块,
杆秤已在水平方向调节平衡。在秤盘中再加入一小铁块,若使秤杆再次达到水平平衡,下列选项描述正确的是 ( )
A.将秤锤向右移动 B.将秤锤向左移动
C.减小秤锤的质量 D.将提纽向左移动
9.后踢小腿,是一项很好的有氧运动(如图),能够锻炼大腿后侧肌肉群。后踢小腿运动的基本模型是杠杆,下列分析正确的是 ( )
A.脚尖是支点,是省力杠杆
B.脚尖是支点,是费力杠杆
C.膝关节是支点,是省力杠杆
D.膝关节是支点,是费力杠杆
10.节约用水,人人有责。图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景,水龙头手柄看作是一个杠杆,向下按关水,请你在图乙所示的示意图中画出阻力臂L2,并画出施加在 A点的最小动力F1。
11.如图甲所示的是探究杠杆的平衡条件的装置。
(1)在杠杆上挂钩码前,调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持 并静止,达到平衡状态。
(2)该小组在实验中操作规范,由于不知道钩码的重力大小,记录的数据如表所示。
实验次数
动力/钩码个数
动力臂L1/cm
阻力/钩码个数
阻力臂L2/cm
1
6
20
4
30
2
4
10
2
20
3
2
30
3
4
1
25
5
5
…
…
…
…
…
分析数据后,初步总结出杠杆的平衡条件:动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数。显然,钩码重力的具体数值对得到杠杆平衡条件 (选填“有”或“没有”)影响。根据此结论,表中第3次实验数据的阻力臂L2为 cm。
(3)为明确钩码的重力大小,该小组找来天平测其质量。调整天平横梁平衡时,要先把游码移到标尺左端的 刻度线处。测量钩码质量,当天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图乙所示,则质量为 g,即可求出重力大小。
(4)杆秤是根据杠杆的平衡条件工作的。如图丙,当秤盘不放物品时,秤砣悬挂在0 kg刻度线处杆秤刚好平衡(简称“调零”)。某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,导致杆秤不能调零,继续使用该杆秤,测量结果将 。该小组在秤盘底粘一块橡皮泥,使杆秤能调零,那么使用该杆秤,测量结果将 。(选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)
【创新作业】
12.某同学锻炼时,双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂水平,A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示。若该同学质量为60 kg,不计墙壁对手掌的摩擦力,墙壁对她的支撑力约为 N;若她只将胳膊弯曲,墙壁对手掌的支撑力F将会 。若该同学欲增强对胳膊肌肉的锻炼效果,请结合本题知识对她提出一点建议: 。
【参考答案】
1.增大 费力 省距离
2.省力 将支架支点左移
3.B
4.D
5.如图所示:
6.A 【解析】在升起闸杆时,施加在A端的力F1为动力,此时的动力臂要小于阻力臂,为费力杠杆,故A正确;升起闸杆时,沿F1方向的动力臂比沿F2方向的动力臂要小,根据杠杆的平衡条件可知,此时会更费力,故B错误;闸杆升起的过程中,重力的方向不变,阻力的方向不变,阻力臂逐渐减小,故C错误;适当将支点O远离B端,动力臂变小,阻力臂变大,阻力大小不变,根据杠杆平衡条件可知,升起闸杆所需的动力变大,故D错误。
7.脚尖 360
【解析】做俯卧撑时,身体绕脚尖转动,则杠杆的支点是脚尖。根据杠杆的平衡条件,则有F×(0.6 m+0.9 m)=600 N×0.9 m,解得地面对他双手的作用力大小F=360 N。
8.B
9.D 【解析】由图可知小腿绕膝关节转动,故膝关节是支点,大腿后侧肌肉群向上的拉力是动力,小腿的重力是阻力,由图可知动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,故A、B、C错误,D正确。
10.如图所示:
11.(1)水平
(2)没有 20
(3)0 50.2
(4)偏小 不受影响
12.225 变大 增大脚尖与墙壁的距离
【解析】过重心作竖直向下的重力即为F2,从支点O向力F2的作用线作垂线段,即为阻力臂L2,如图,
由图可知L约为8个小格,L2为3个小格,根据杠杆平衡条件可得FL=F2L2,且F2=mg,
则支撑力F====225 N。
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