内容正文:
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第十章 机械与人
第1课时 杠杆
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【基础练】 基础达标
1.(2024·广东)如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时,剪刀可视为杠杆,该杠杆的特点是( )
A.省力 B.费力
C.省功 D.省距离
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题序
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2.(2024·牡丹江)下列工具属于费力杠杆的是( )
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题序
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3.(2024·临沂河东一模)图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂,“横木插碓头,碓嘴为铁,足踏其末而舂之”。舂可以简化为图乙所示模型,碓头质量为10 kg,OA长度为1.2 m,OB长度为0.8 m。不计横木AB的重力和转动摩擦,g取10 N/kg,则( )
A.捣谷时,舂是省力杠杆
B.捣谷人竖直向下踏时最省力
C.碓头下落0.3 m重力做功300 J
D.至少用150 N的力才能翘起碓头
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题序
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4.(2024·安徽)如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹
碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆,若F1=20 N,l1=
10 cm,l2=4 cm,忽略杠杆自身的重力,则F2的大小为___N。
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题序
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5.(2024·菏泽郓城一模)用手提起重物,从生物学的视角,可认为桡骨在
肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动。如图所示,从物理学的视角来看,桡
骨可以简化为杠杆。该杠杆的支点是_______(用图上标出的名称回答);
在提起重物的过程中,重物通过绳索对手掌的拉力是_____(选填“动力”
或“阻力”);桡骨杠杆是_____(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠
杆。
肘关节
阻力
费力
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题序
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6.(2024·哈尔滨)杆秤在我国有几千年的历史,如今中药房仍在使用。如
图所示,已测得刺五加药材质量是120 g,其中OB=3OA,若不计杆秤自重,则
秤砣的质量约为___g,接下来要测30 g的人参片,需要将秤砣向B点的___
(选填“左”或“右”)侧移动。
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右
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题序
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7.(2024·菏泽单县二模)如图是小明做俯卧撑时的示意图,小明的身体可
视为杠杆,若他的重力为600 N,A'为重心,OA=1 m,AB=0.5 m,则手在B点对
地面的压力为____N,若他在10 s的时间内做了5个俯卧撑,每个俯卧撑重
心上升20 cm,则他做俯卧撑的功率为___W。
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题序
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8.(2024·广元)图甲是压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是简化示意图,图中O为支点,F2为压饺子皮时作用在B点的阻力。请在图乙中画出压饺子皮时作用在A点的最小动力F1及阻力F2的力臂l2。
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题序
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9.(2024·泰安新泰三模)在“探究杠杆平衡条件”的实验中,所用的器材有:带有刻度且每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线,重力均为0.5 N的钩码若干个。
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题序
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(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,为使杠杆在水平位置平衡,
应将杠杆的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)边旋动。
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置保持平衡。此时若将两侧的钩码都向远
离支点的方向移动一格,杠杆的_____(选填“左”或“右”)端会下沉。
(3)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡。若弹簧测力计由M位置向右倾斜
30°,要使杠杆继续在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数会______(选
填“增大”“减小”或“不变”)。
右
右
增大
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(4)学习了杠杆的知识后,小明设计了一个实验,利用杠杆可以测得金属块B的密度,如图丁所示。
①将一根材质均匀的细直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物A挂在硬棒上的位置为E;
②用刻度尺测出OE的长度L1;
③把金属块B浸没在水中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;
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④用刻度尺测量出OD的长度L2;
⑤已知水的密度为ρ水,利用已知量和上述步骤中测量出的物理量,可写
出金属块B的密度的表达式ρB=。
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题序
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【拔高练】 培优提能
10.(2024·菏泽)如图是我国古人运送巨木的劳动情境示意图,结合示意图判断,下列说法正确的是( )
A.在抬巨木时众人越靠近支架越省力
B.只把悬绳向左移动一定距离更利于抬起巨木
C.在抬起巨木时横杆是省力杠杆
D.支架下端垫有底面积较大的石块是为了减小压力
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题序
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11.(2024·达州)如图所示,轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保
持水平,已知AB是OB长度的4倍,AO是AC长度的3倍。在杆的B点用细线竖直
悬挂一边长为 10 cm 的正方体物块甲,该物块静止在水平地面上,O点左
侧悬挂一可自由移动的质量为2 kg的物块乙。当乙悬挂在A点时,甲恰好
对地面无压力,则甲的重力为___N;当乙悬挂在C点时,甲对地面的压强为
______Pa。(g取10 N/kg)
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题序
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【解析】乙受到的重力G乙=mg=2 kg×10 N/kg=20 N,则乙对杠杆A点的拉力FA=G乙=20 N。由题意知,AB=4OB,AO=3AC,则AO=3OB,CO=2OB。根据杠杆平衡条件可得FB×OB=FA×AO,则FB===60 N,即甲所受的重力为60 N。再将乙移动到C处,则FB'×OB=FC×CO,其中FC=G乙=20 N,代入解得FB'=40 N,因此甲对杠杆的拉力为40 N,由力作用的相互性知,杠杆对甲的拉力F拉B=40 N,甲所受支持力F支=G-F拉B=60 N-40 N=20 N,根据相互作用力大小相等,得到甲对地面的压力F压=20 N,甲对地面的压强p===2 000 Pa。
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