内容正文:
6.5杠杆
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图所示,ABC和DEF是指甲刀的两个杠杆。下列说法正确的是( )
A.ABC是省力杠杆,DEF是费力杠杆
B.ABC是费力杠杆,DEF是省力杠杆
C.ABC和DEF都是省力杠杆
D.ABC和DEF都是费力杠杆
2.在对河道进行清淤工作时,利用如图所示的起重机将较重的挖掘机放入河道内。工作时,下列操作可能造成起重机侧翻的是( )
A.放长吊绳 B.缩短吊绳
C.伸长吊臂 D.缩短吊臂
3.如图所示的工具在使用中属于费力杠杆的是( )
A.钢丝钳 B.小推车
C.船桨 D.瓶盖起子
4.如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕 O 点转动,从而通过钢绳将货物匀速吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,仅通过转动吊臂提升货物的过程中,下列分析正确的是( )
A.吊臂是省力杠杆,钢绳对吊臂的作用力不断增大
B.吊臂是费力杠杆,撑杆对吊臂的作用力的力臂不断减小
C.吊臂是省力杠杆,撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大
D.吊臂是费力杠杆,撑杆对吊臂的作用力不断减小
5.下列关于杠杆的说法中,正确的是( )
A.杠杆一定是直的
B.动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆的长度
C.省力杠杆一定费距离
D.杠杆的支点一定在杠杆的中间
6.阿基米德曾说过:“给我一个支点和一根足够长的杠杆,我就可以撬动地球。”看过这句话后,小明思考后认为,要想用更小的力撬动地球,下列操作可行的是( )
A.将支点靠近人 B.将手的位置靠近支点
C.将手的位置远离支点 D.将支点抬得更高
7.水龙头手柄可视为下图所示的杠杆,O为支点,F为阻力,分别用力沿a、b、c、d方向都可以关闭水龙头,则用力最小时的方向是( )
A.a B.b C.c D.d
8.下列工具正常使用时,不能省力但能省距离的是( )
A.开瓶器
B.核桃夹
C.食品夹
D.扳手
9.如图所示的杆秤是利用杠杆的原理工作的。当分别利用两个提纽测量时,所测最大质量分别为2.5kg和10kg。若利用提纽A测量物体的质量,秤砣位置如上图所示,则所测物体的质量( )
A.小于2.5kg B.大于2.5kg,小于10kg
C.大于10kg D.无法确定
10.如图所示,每个钩码的质量为50g,此时杠杆恰好水平平衡。下列操作之后杠杆仍能保持平衡的是( )
A.左右两边钩码各去掉一个
B.左右两边钩码均向左移动一格
C.左边向左移动一格,右边增加一个钩码
D.左右两边钩码各增加一个
二、填空题
11.杠杆的五要素
(1)支点:杠杆 的点(O点);
(2)动力:使 的力();
(3)阻力: 的力();
(4)动力臂:从支点O到 的距离();
(5)阻力臂:从支点O到 的距离()。
12.如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂了一个重物G,在A端施加一个竖直向上的动力F,使杠杆保持平衡。保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,阻力的力臂将 ,动力F的力臂将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
13.如图所示,小华在做俯卧撑,他将身体撑起处于平衡状态时,相关数据如图所示。已知小华的质量为65kg,重心在A点,则此时地面对小华手的支持力为 N。(g取10N/kg)
14.为了锻炼身体,某同学制作了如图所示的健身器材,将轻杆AB 固定在支架上的O点,在A端挂一个质量为10kg的沙袋,在B 端施加一个竖直向下的拉力将轻杆缓慢拉至水平位置,已知OA∶OB=3∶1。当轻杆在水平位置平衡时,该同学对轻杆的拉力为 N。
15.杠杆的分类
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
示意图
力臂关系
力的关系
特点
省力费距离
费力省距离
不省力也不费距离
应用举例
三、实验题
16.实验课上,小华在探究“杠杆的平衡条件”。
(1)小华先把杠杆的中点支在支架上,发现杠杆静止时如图甲所示,则此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态。为了使杠杆在水平位置平衡,应向 调节平衡螺母;
(2)为了探究杠杆平衡的条件,按照图乙进行实验,则在测量拉力前,首先应该对弹簧测力计 。已知每个钩码重力是0.5N,杠杆水平平衡时,弹簧测力计竖直下拉的示数为 N。若弹簧测力计从竖直方向改为a方向,杠杆始终水平平衡,弹簧测力计的示数会变 (选填“大”或“小”)。
(3)小华利用杠杆平衡条件来测量刻度尺的质量:
①将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的重心;
②将质量为M的物体挂在刻度尺左边某一位置,向 (选填“左”或“右”)移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡,如图丙所示,记录物体悬挂点到支座的距离和刻度尺的重心到支座的距离;
③计算出刻度尺的质量 (用M、、表示)。
四、综合题
17.如图所示是南京长江大桥、南京八卦洲长江大桥和南京栖霞山长江大桥。
(1)南京长江大桥是长江上第一座由中国自主设计和建造的双层式铁路、公路两用桥梁,在中国桥梁史和世界桥梁史上具有重要意义。走在桥上欣赏江景的人对桥面的压力是由于 (选填“鞋子”或“桥面”)的形变产生的.以桥上行驶的汽车为参照物,桥头堡是 (选填“静止的”或“运动的”)。
(2)南京八卦洲长江大桥享有“中华第一斜拉桥”的美誉,一辆载重汽车从桥梁左端匀速驶向索塔A的过程中,索塔A的左侧拉索的拉力( )
A.一直增大 B.一直减小
C.先减小后增大 D.先增大后减小
(3)从桥梁结构的类型分析,南京栖霞山长江大桥属于( )
A.拱桥 B.梁式桥
C.悬索桥 D.斜拉桥
18.用独轮车搬运泥土。设车体和泥土的总重力,独轮车各部分如下图所示。
(1)运土时刚好抬起独轮车需要的力F是多大?
(2)在距离A点左边多少厘米可以用大小为375N,方向竖直向上的力刚好抬起独轮车?(计算结果保留整数)
(3)刚好抬起独轮车时,请在图中画出最小动力的示意图。(动力作用点在A点)
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《6.5杠杆》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
C
D
C
C
B
C
B
C
1.A
【详解】如图所示,对于杠杆ABC,支点在C,在使用时,动力作用在A点,阻力作用在B点,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;对于杠杆DEF,支点在D,在使用时,动力作用在E点,阻力作用在F点,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。故A正确、BCD错误。
故选A。
2.C
【详解】AB.开始时杠杆平衡,根据杠杆平衡条件可知,动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂;当放长或缩短吊绳,阻力与阻力臂均不变,动力与动力臂也不变,因此不会侧翻,故AB不符合题意;
C.当伸长吊臂时,阻力不变,阻力臂变长,阻力与阻力臂乘积变大,动力和动力臂都不变,动力乘动力臂大于阻力乘阻力臂,起重机容易倾翻,故C符合题意;
D.当缩短吊臂时,阻力不变,阻力臂变短,阻力与阻力臂乘积变小,动力和动力臂都不变,动力乘动力臂小于阻力乘阻力臂,
因此不会侧翻,故D不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】A.图中钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.图中小推车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.图中船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C符合题意;
D.图中瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
4.D
【详解】如图所示,O点为杠杆的支点,撑杆对吊臂的作用力为动力,支点到撑杆的距离为动力臂;钢绳的拉力为阻力,支点到钢绳的距离为阻力臂;仅通过转动吊臂提升货物的过程中,动力臂小于阻力臂,所以吊臂是费力杠杆;此过程中钢绳对吊臂的作用力始终等于货物的重力,保持不变;阻力臂逐渐减小,撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,所以动力臂保持不变,由杠杆平衡条件知,撑杆对吊臂的作用力不断减小。故D正确,ABC错误。
5.C
【详解】A.杠杆可以是直的,也可以是弯的,比如羊角锤,故A错误;
B.力臂是支点到力作用线的距离,动力臂与阻力臂之和可能等于杠杆的长度,也可能大于杠杆的长度,也可能小于杠杆的长度,故B错误;
C.任何机械都不省功,杠杆省力必然费距离,故C正确;
D.杠杆的支点可以在杠杆的中间,也可以在杠杆的两边,比如镊子,支点就不在杠杆中间,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】C.当阻力与阻力臂不变时,由杠杆平衡条件得,动力臂越长,动力越小,故要想用更小的力撬动地球,应将手的位置远离支点,增大动力臂,来减小动力,故C符合题意;
AB.将支点靠近人、将手的位置靠近支点,动力臂减小,动力增大,故AB不符合题意;
D.将支点抬得更高,不能改变动力臂,也不能改变阻力臂,则阻力不变时,动力不变,故D不符合题意。
故选C。
7.B
【详解】根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,越省力。所以在A点施加动力,要使关闭水龙头时用力最小,就要使动力臂最大。在A点施加动力,当动力的方向与支点和力的作用点的连线垂直时,动力臂最大,此时最省力,即沿b方向用动力最小。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.C
【详解】不能省力但能省距离的杠杆是费力杠杆。
ABD.开瓶器、核桃夹、扳手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,根据F1l1=F2l2可知,F1<F2,是省力杠杆,故ABD不符合题意;
C.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,根据F1l1=F2l2可知,F1>F2,是费力杠杆,故C符合题意。
故选C。
9.B
【详解】由杠杆平衡条件可知,当动力和动力臂乘积一定时,阻力臂越短,阻力越大,若利用提纽A测量物体的质量,此时阻力臂最短,阻力最大,所测最大质量为10kg,此时秤砣位置几乎在杠杆的中间处,由杠杆平衡条件可知,动力(秤砣)、阻力臂不变,动力臂减小一半,则阻力(所测物体)减小一半,所以所测物体的质量大于2.5kg,小于10kg。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10.C
【详解】杠杆水平平衡时,设每个钩码重为mg,设杠杆每格长L,如图根据杠杆的平衡条件知,杠杆平衡。
A.左右两边钩码各去掉一个,左侧,右侧,,杠杆不能平衡,故A不符合题意;
B.左右两边钩码均向左移动一格,左侧,右侧,,杠杆不能平衡,故B不符合题意;
C.左边向左移动一格,右边增加一个钩码,左侧,右侧,,杠杆平衡,故C符合题意;
D.左右两边钩码各增加一个,左侧,右侧,,杠杆不能平衡,故D不符合题意。
故选 C。
11.(1)可以绕其转动
(2)杠杆转动
(3)阻碍杠杆转动
(4)动力作用线
(5)阻力作用线
【详解】(1)根据杠杆的五要素定义可知,杠杆能够绕着固定点转动的点为支点,通常用O表示。
(2)动力为使杠杆转动的力,通常用F1表示。
(3)阻力为阻止杠杆转动的力,通常用F2表示。
(4)动力臂为过支点O作动力作用线的垂线段,通常用l1表示。
(5)阻力臂为过支点O作动力作用线的垂线段,通常用l2表示。
12. 变小 变小
【详解】
由图可知,当杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,阻力的力臂将变小,动力F的力臂将变小。
13.400
【详解】小华在做俯卧撑时相当于一个杠杆,重力是阻力,地面对手的支持力为动力,同学脚所在的位置是支点,如图,动力臂,阻力臂
小华的重力
据可得此时地面对小华手的支持力
14.300
【详解】根据杠杆平衡条件得,同学对轻杆的拉力为
15. < > =
【详解】[1][2][3]省力杠杆:动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,例如独轮车;费力杠杆:动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,例如筷子;等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,既不省力也不省距离,例如跷跷板。
16.(1) 平衡 右
(2) 调零 0.4 大
(3) 右
【详解】(1)[1]杠杆平衡是指杠杆处于静止状态或匀速转动状态,由题意可知,此时杠杆处于静止状态,因此此时杠杆处于平衡状态。
[2]由图可知,此时杠杆左端低,右端高,为了使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右端调节。
(2)[1]根据弹簧测力计的使用方法可知,在每次测量之前,都应将弹簧测力计调零。
[2]设杠杆相邻两个刻度线之间的距离为L,由图可知,杠杆左端挂两个钩码,则钩码对杠杆的拉力为
其力臂为
弹簧测力计的拉力的力臂为
根据可得弹簧测力计的示数为
[3]若弹簧测力计从竖直方向改为a方向,杠杆始终水平平衡,则动力臂l1变小,阻力和阻力臂不变,根据可知,动力变大,即弹簧测力计的示数会变大。
(3)[1]由于刻度尺之前是平衡的,质量为M的物体挂在刻度尺左边某一位置,刻度尺左端下降,根据可知,在F1和F2不变时,应将刻度尺向右移动,减小l1,增大l2,使杠杆在水平位置平衡。
[2]根据可得
即
解得
17.(1) 鞋子 运动的
(2)B
(3)C
【详解】(1)[1]人对桥面的压力是由于人自身受到重力,站在桥上时鞋子与桥面接触,鞋子发生形变,从而对桥面产生压力。
[2]以桥上行驶的汽车为参照物,桥头堡相对于汽车的位置在不断改变,所以桥头堡是 “运动的” 。
(2)将索塔A视为支点,载重汽车的重力为阻力,索塔A左侧拉索的拉力为动力。根据杠杆平衡条件条件:动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂 。在载重汽车从桥梁左端匀速驶向索塔A的过程中,阻力(汽车重力)大小不变 ,阻力臂(汽车到索塔A的水平距离,可等效为阻力臂)不断减小,而拉索拉力的力臂不变,故动力(索塔A左侧拉索的拉力)就会一直减小。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)如图,南京栖霞山长江大桥主要是通过悬索来承担桥梁荷载,将桥面重量及车辆等荷载传递到桥塔和锚碇上 ,这符合悬索桥的结构特点。拱桥是通过拱圈来承受荷载;梁式桥主要依靠梁自身的抗弯能力;斜拉桥是由斜拉索将桥面拉住,与悬索桥结构原理不同。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
18.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)图中O点为支点,动力F的力臂为1.6m,阻力G的力臂为0.4m,则根据杠杆平衡条件有,解得。
(2)设在距离A点左边l的位置可以用大小为375N,方向竖直向上的力刚好抬起独轮车,则动力F的力臂变为,则根据杠杆平衡条件有;
解得,即在距离A点左边53cm可以用大小为375N,方向竖直向上的力刚好抬起独轮车。
(3)连接OA,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,当在A处沿垂直OA向上的力抬起独轮车时,动力臂最长,最省力,作图如下:
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