3.4 简单机械（第2课时）（分层作业）-【上好课】九年级科学上册同步高效课堂（浙教版）

3.4 简单机械（第2课时）（分层作业） 【基础达标】 1. 学习了杠杆知识后，小莲自制了一架天平，并将两个重物放在自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平向右倾斜，秤盘最终落在桌面上如图所示。若不改变秤盘的悬挂位置，仅将重物左右互换，则互换后天平（ ） A.不可能向右倾 B.不可能向左倾 C.不可能平衡 D.右倾、左倾、平衡都有可能 2. 如图所示的工具在正常使用过程中，属于省力杠杆的是（ ） A.食品夹 B.筷子 C.核桃夹 D.镊子 3. 如图所示，AB为一轻质杠杆，O为支点，0A＜OB，AB两端分别悬挂体积相同的甲、乙两实心球，杠杆在水平位置平衡。则两球（ ） A.密度相同 B.切去相同的质量，杠杆仍在水平位置平衡 C.切去相同的体积，杠杆仍在水平位置平衡 D.同时向O点移动相同的距离，杠杆A端下沉 4. 我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（ ） A.如图杠杆中“权”的质量小于“重”的质量 B.“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬 C.增大“重”时，应把“权”向B端适当移动 D.若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小 5. 悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点，最小的力为FA，若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC且AB=BO=OC。下列判断正确的是（ ） A.FA＞G B.FB=G C.FB＞FC D.FC＜G 6. 如图所示，用一个始终水平向右的动力F把杠杆0A从图示位置缓慢拉至接近水平的过程中，下列说法正确的是（ ） A.阻力臂一直变大 B.F先变小后变大 C.一直是省力杠杆 D.可以将杠杆OA拉至水平位置并保持静止 【巩固提升】 7. 我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的眷，“横木穿插碓头，硬嘴为铁，足踏其末面舂之”，如图甲所示。 （1）图乙为脚用力向下踩舂时（脚踩在最右端）在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力，小东判断：此时舂属于费力杠杆，理由是 ； （2）若碓头质量为10kg，每次碓头上升的高度为0.3m，1min撞击臼中的谷粒10次，则人克服碓头重力做功的功率为 W。（不计横木的重力和摩擦） 8. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）小明安装好杠杆后，发现杠杆静止时，如图甲所示。此时杠杆是否处于平衡状态？ （选填：“是”或“否”） （2）如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡，拉力最小为 N； （3）课后小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上2枚和4枚同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图丙所示。若两边同时各取下一枚硬币，请判断此时杠杆能否保持平衡，并说明判断的理由 。 【链接中考】 9.（浙江绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（ ） A.图甲中平衡螺母向左调节:图乙中右侧钩码向左移动 B.图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向右移动 C.图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向左移动 D.图甲中平衡螺母向右调节:图乙中左侧钩码向右移动 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.4 简单机械（第2课时）（分层作业） 【基础达标】 1. 学习了杠杆知识后，小莲自制了一架天平，并将两个重物放在自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平向右倾斜，秤盘最终落在桌面上如图所示。若不改变秤盘的悬挂位置，仅将重物左右互换，则互换后天平（ ） A.不可能向右倾 B.不可能向左倾 C.不可能平衡 D.右倾、左倾、平衡都有可能 【答案】D 【解析】图中的杠杆，左边力臂小于右边力臂，由杠杆平衡条件知道，左边重力可能小于、也可能等于、也可能大于右边重力，将天平上的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积可能会等于、也可能会小于，也可能会大于右边力和力臂的乘积，所以杠杆右倾、左倾、平衡都有可能，D符合题意，故ABC不符合题意。 故选D。 2. 如图所示的工具在正常使用过程中，属于省力杠杆的是（ ） A.食品夹 B.筷子 C.核桃夹 D.镊子 【答案】C 【解析】A.食品夹子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意； B.筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B不符合题意； C.核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C符合题意； D.镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 3. 如图所示，AB为一轻质杠杆，O为支点，0A＜OB，AB两端分别悬挂体积相同的甲、乙两实心球，杠杆在水平位置平衡。则两球（ ） A.密度相同 B.切去相同的质量，杠杆仍在水平位置平衡 C.切去相同的体积，杠杆仍在水平位置平衡 D.同时向O点移动相同的距离，杠杆A端下沉 【答案】C 【解析】A.由题知，杠杆两端挂甲和乙球时，杠杆水平平衡，由杠杆的平衡条件有G甲×AO=G乙×BO，所以m甲gAO=m乙gBO，ρ甲VgOA=ρ乙VgOB，因为OA＜OB，所以ρ甲＞ρ乙，故A不符合题意； B.若切去相同质量，则左边（G甲-Δmg）A0=G甲A0-Δmg0A，右边（G乙-Δmg）BO=G乙BO-Δmg0B，因为G甲AO=G乙BO，AO＜BO，所以G甲A0-Δmg0A＞G乙BO-ΔmgOB，所以A端下沉，故B不符合题意； C.若切去相同体积，则左边（G甲-ΔVρ甲g）A0=G甲A0-ΔVρ甲gOA，右边（G乙-ΔVρ乙g）BO=G乙BO-ΔVρ乙gOB，因为G甲AO=G乙BO，ρ甲VgOA=ρ乙VgOB，A0＜BO，所以G甲AO-ΔVρ甲gOA=G乙BO-ΔVρ乙gOB，所以杠杆仍然平衡，故C符合题意； D.当两物体向支点移动相同的距离，则左边G甲（OA-L）=G甲OA-G甲L，右边，G乙（OB-L）=G乙0B-G乙L，因为G甲＞G乙，则G甲OA-G甲L＜G乙OB-G乙L，因此杠杆将向B端下沉，故D不符合题意。 故选C。 4. 我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（ ） A.如图杠杆中“权”的质量小于“重”的质量 B.“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬 C.增大“重”时，应把“权”向B端适当移动 D.若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小 【答案】A 【解析】A.杠杆在图示的位置平衡时，根据杠杆平衡条件可得：权×标=重×本，由图可知“标”大于“本”， 则“权”的质量小于“重”的质量，故A正确； B.设增加的质量为Δm，由图可知，杠杆平衡时“标”大于“本”，则Δm×标＞Δm×本，即（权+Δm）×标＞（重+Δm）×本，所以A端会下沉，故B错误； C.在“权”不变时，“重”增大，需要“标”增大，即把“权”向A端适当移动，故C错误； D.将提纽O向B端移动一些，“标”增大，则“权”和“标”的乘积增大，而“本”变小，由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故D错误。 故选A。 5. 悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点，最小的力为FA，若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC且AB=BO=OC。下列判断正确的是（ ） A.FA＞G B.FB=G C.FB＞FC D.FC＜G 【答案】D 【解析】设0点到重物G作用线的距离为L，设AB=BO=0C=L’，则L＜L’。 A.力施加在A点，最小的力为FA，则作用在A点的力的力臂为2L’，由杠杆平衡条件得GL=FA×2L’，FA=G＜G，故A错误； B.力施加在B点，最小的力为FB，则作用在B点的力的力臂为L’，由杠杆平衡条件得GL=FB×L’，FB=G＜G，故B错误； CD.力施加在C点，最小的力为FC，则作用在C点的力的力臂为L’，由杠杆平衡条件得GL=FC×L’，FC=G＜G，又FB=G＜G，所以FB=FC，故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，用一个始终水平向右的动力F把杠杆0A从图示位置缓慢拉至接近水平的过程中，下列说法正确的是（ ） A.阻力臂一直变大 B.F先变小后变大 C.一直是省力杠杆 D.可以将杠杆OA拉至水平位置并保持静止 【答案】A 【解析】A.用一个始终水平向右的力F把杠杆OA从图示位置缓慢拉至接近水平的过程中，阻力臂是变大的，故A正确； B.根据杠杆平衡条件，动力，阻力不变，阻力臂变大，动力臂减小，故动力增大，故B错误； C.因为阻力臂变大，动力臂减小，当杠杆与竖直方向接近垂直时，动力臂小于阻力臂时，就是费力杠杆了，故C错误； D.杠杆OA拉至水平位置时，动力臂为0，根据杠杆平衡条件，杠杆不能在此位置保持静止，故D错误。 故选A。 【巩固提升】 7. 我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的眷，“横木穿插碓头，硬嘴为铁，足踏其末面舂之”，如图甲所示。 （1）图乙为脚用力向下踩舂时（脚踩在最右端）在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力，小东判断：此时舂属于费力杠杆，理由是 ； （2）若碓头质量为10kg，每次碓头上升的高度为0.3m，1min撞击臼中的谷粒10次，则人克服碓头重力做功的功率为 W。（不计横木的重力和摩擦） 【答案】（1）见解析（2）5 【解析】（1）舂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 （2）不计横木的重力和摩擦，1min内人克服碓头重力做功W总=nW=nGh=nmgh=10×10kg×10N/kg×0.3m=300J，做功功率 8. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）小明安装好杠杆后，发现杠杆静止时，如图甲所示。此时杠杆是否处于平衡状态？ （选填：“是”或“否”） （2）如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡，拉力最小为 N； （3）课后小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上2枚和4枚同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图丙所示。若两边同时各取下一枚硬币，请判断此时杠杆能否保持平衡，并说明判断的理由 。 【答案】（1）是（2）2（3）因为左边力臂大，减少的力矩更大 【解析】（1）物体静止或做匀速直线运动，则物体处于平衡状态，当杠杆静止时，杠杆处于平衡状态； （2）根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2可知，杠杆左侧力和力臂的乘积不变，要使右侧拉力最小，需要使拉力的力臂最大，当力的方向竖直向下时，力臂最长，拉力最小；在A点悬挂3个钩码，则由杠杆的平衡条件得3G×4L=FB×3L，解得最小的力FB=2N； （3）根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，设每个硬币的重力为G，则由图可得2Gl1=4Gl2，由上式可得l1=2l2，若两边同时各取走一枚硬币，则左边为Gl1=2Gl2，右边为3Gl2，由于2Gl2＜3Gl2，所以杠杆的右端将下沉。 【链接中考】 9.（浙江绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（ ） A.图甲中平衡螺母向左调节:图乙中右侧钩码向左移动 B.图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向右移动 C.图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向左移动 D.图甲中平衡螺母向右调节:图乙中左侧钩码向右移动 【答案】A 【解析】图甲中，杠杆左端高、右端低，说明杠杆右端偏重，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向左端调节。图乙中，设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格的长度为L，杠杆左端力和力臂的乘积为4G×2L=8GL，杠杆右端力和力臂的乘积为3G×3L=9GL，8GL＜9GL，杠杆不平衡，为了使杠杆水平位置平衡，由杠杆平衡条件可知，可以将右侧钩码向左移动减小力臂或者左侧钩码向左移动增大力臂，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$