内容正文:
9.1杠杆
一、单选题
1.考生用黑色墨水签字笔答题时,签字笔相当于( )
A.费力杠杆 B.省力杠杆 C.等臂杠杆 D.都不正确
2.下列工具在使用过程中,属于省力杠杆的是( )
A.写字的钢笔 B.起瓶盖的起子
C.夹食品的食品夹 D.测质量的天平
3.如图所示的下列用具中,在使用时属于省力杠杆的是( )
A.开瓶器 B.筷子
C.鱼竿 D.天平
4.下列属于省距离的杠杆的是( )
A.船桨 B.钢丝钳
C.托盘天平 D.独轮车
5.下列关于杠杆的说法中,正确的是( )
A.杠杆一定是直的
B.若作用在杠杆上的动力方向向上时,阻力方向一定向下
C.杠杆的支点一定在杠杆上,且在杠杆的中间位置
D.杠杆就是一根在力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒
6.杠杆上分别站着大人和小孩()。最初杠杆保持水平状态,杠杆的自重不计,如果两人以大小相同的速度向支点移动,则杠杆将( )
A.仍能平衡 B.大人那一端下沉
C.小孩那一端下沉 D.无法确定
7.劳动教育越来越重要,许多同学在劳动中获得了愉悦的体验,也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家,她接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻(一头重一头轻),在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子,让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识,判断下列说法正确的是( )
A.肩膀应该靠近“轻的一头”
B.肩膀应该靠近“重的一头”
C.肩膀应该居于扁担正中间
D.挑着担子走路,扁担一般会上下“晃动”,“晃动”时一定是一个筐子向上运动,同时另一个筐子向下运动
8.图1为停车场的电子闸杆,其结构图如图2所示,闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆,闸杆质量分布均匀,摇杆质量不计。当力F作用于A点时,闸杆恰好开始向上转动,下列说法正确的是( )
A.此装置可视为费力杠杆
B.力F的力臂为OA
C.闸杆重力的力臂为OB
D.当力F垂直于OA向下时,F为最大值
9.如图所示,将重60N的物体A置于水平地面上,A与水平地面的接触面积为0.01m2,通过细绳将A系于轻质杠杆BOC的B端,杠杆可绕O点转动,且,,在C端用的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且细绳被拉直(物体A未离地),不计绳重,下列说法正确的是( )
A.杠杆对物体A的拉力为60N
B.水平地面对物体A的支持力为60N
C.物体A对水平地面的压强为6000Pa
D.当要将A拉离地面时,作用在C端的力至少为20N
10.如图所示,水平地面上有一个底面为正方形的柱体。该柱体高为,底面边长,柱体重为,要使该柱体绕着底面一侧的棱边使底面的一侧稍稍离开地面,至少应对它施加多大的力( )
A.300N B.400N C.600N D.800N
11.平板支撑是一种类似于俯卧撑的肌肉训练方法,可以有效塑造腰部、腹部和臀部的线条,如题图所示。能正确表示人在平板支撑时的杠杆示意图是( )
A. B.
C. D.
12.如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,A点处挂上一重物,B点用弹簧秤竖直向上拉着,杠杆正好在水平位置上平衡,若弹簧秤示数为9N,则物体重力为( )
A.4.5N B.6N C.8N D.10N
二、填空题
13.用剪刀剪断铁皮,应使用图中的__________(选填“A”“B”或“C”),因为它是__________(选填“省力”或“费力”)杠杆。
14.如图所示,室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味,使用时用脚踩踏板,桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定桶中有__________个杠杆起作用,其中__________是省力杠杆。
15.其他条件不变,保持F的方向始终与杠杆垂直,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中(如图),动力F的力臂将________________,动力F的大小将________________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
三、实验题
16.小明在“探究杠杆的平衡条件”的实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干。实验装置如下图所示。
(1)将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。此时,应把杠杆两端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时能___________平衡。实验中总是让杠杆保持水平平衡的好处是___________。
(2)下表所示的是某实验小组测得的两组数据,表格中空缺的数据应该是___________。
实验次序
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
1.0
0.24
2.0
0.12
2
1.5
0.1
0.5
(3)分析表中数据可得出杠杆的平衡条件为:___________。
(4)若不计杠杆质量和摩擦,且杠杆刻度均匀,在C点挂2个钩码时,在D点应挂___________个钩码,杠杆才能恢复水平平衡。
(5)在此实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了___________(填字母)。
A.减小摩擦 B.使每组数据更准确
C.多次测量取平均值,减小误差 D.获得多组数据,归纳出物理规律
答案及其解析
1.A
【解析】使用签字笔时,可将笔看作一个杠杆,其支点在笔的上端与手(如虎口)接触处,动力作用在手指握笔处,阻力作用在笔尖。因此,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力大于阻力,所以相当于费力杠杆,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.B
【解析】A:写字的钢笔在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,A不符合题意;
B:起子在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B符合题意;
C:食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,C不符合题意;
D:天平在使用时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,D不符合题意。
故选B。
3.A
【解析】A.开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A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.鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故D不符合题意。
故选 A。
4.A
【解析】A.省距离的杠杆一定是费力杠杆,其特点是动力臂小于阻力臂。船桨在使用时,支点在船舷处,手施加的力是动力,水对桨的力是阻力。动力臂(支点到手的作用点的距离)小于阻力臂(支点到水的作用点的距离),是费力杠杆,但省距离。故A符合题意;
B.钢丝钳在使用时,支点在转轴处,手施加的力是动力,钢丝对钳口的力是阻力。动力臂(支点到手的作用点的距离)大于阻力臂(支点到钳口的距离),是省力杠杆,但费距离。故B不符合题意;
C.托盘天平在使用时,支点在横梁中点,两边托盘中物体的重力分别是动力和阻力。动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,既不省力也不费力,既不省距离也不费距离。故C不符合题意;
D.独轮车在使用时,车轮的轴是支点,人手施加的力是动力,车上货物的重力是阻力。动力臂(支点到手的作用点的距离)大于阻力臂(支点到货物重力作用点的距离),是省力杠杆,但费距离。故D不符合题意。
故选A。
5.D
【解析】A.杠杆可以是直的或弯曲的,如剪刀、钢丝钳等工具都是杠杆但形状弯曲,故A错误;
B.动力和阻力的方向由支点位置决定,并非必然相反。例如使用剪刀时,对于剪刀中的其中一半而言,动力向上而阻力方向也向上,故B错误;
C.支点必须在杠杆上,但位置不一定在中间,如镊子的支点常在一端,故C错误;
D.杠杆的定义是“一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒”,其中固定的点叫做支点,故D正确。
故选D。
6.C
【解析】已知,最初杠杆保持水平状态,根据杠杆平衡条件可知,大人的力臂小于小孩的力臂,两人以相同的速度向支点运动,即相等的时间内运动的路程,因为
即大人那边重力与力臂的乘积减小的快;原来杠杆平衡,力和力臂的乘积相等,现在大人这边力和力臂的乘积减小的快,使得小孩那边力和力臂的乘积较大一些,杠杆不再平衡,小孩那边将下沉。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.B
【解析】ABC.根据杠杆平衡的条件可知,力变大,力臂减小,为了使扁担处于水平平衡状态,肩膀应该靠近“重的一头”,故A、C错误,B正确。
D.挑着担子走路时,人身体的上下起伏会导致扁担和两个筐子整体随之上下晃动,即两个筐子会同时向上或向下运动。因此,选项中“一定是一个筐子向上运动,同时另一个筐子向下运动”的说法是错误的,故D错误。
故选B。
8.A
【解析】A.在升起闸杆时,施加在A端的力F为动力,此时的动力臂要小于阻力臂,为费力杠杆,故A正确;
B.动力臂是指支点到动力作用线的垂直距离,因此力F的力臂小于OA,故B错误;
C.闸杆质量分布均匀,重力的方向竖直向下,闸杆重力的力臂为OB,故C错误;
D.当力F垂直于OA向下时,动力臂最长,最省力,根据杠杆平衡条件可知,F为最小值,故D错误。
故选A。
9.D
【解析】A.杠杆对物体A的拉力等于物体A对杠杆的拉力,根据杠杆平衡原理可知,拉力为,故A错误;
B.物体重力为60N,杠杆对物体A的拉力为30N,则水平地面对物体A的支持力为,故B错误;
C.物体A对水平地面的压力等于水平地面对物体A的支持力,则物体A对水平地面的压强为,故C错误;
D.当要将A拉离地面时,拉力等于物体的重力60N。则作用在B端的拉力为60N,根据杠杆平衡原理,作用在C端的力至少为,故D正确。
故选D。
10.A
【解析】要使该柱体底面的一侧稍稍离开地面,该柱体可以看作杠杆,上下两个斜对边的距离为动力臂时,动力臂最长,此时动力也最小,最省力,设此时动力为,阻力为
动力臂
阻力臂
根据杠杆平衡条件,最小的动力
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.A
【解析】人在平板支撑时,可将脚尖视为支点O。人的重力G是阻碍杠杆转动的阻力,方向竖直向下,作用点在人体重心处。地面对手的支持力F是使杠杆转动的动力,方向竖直向上,作用点在手上。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12.B
【解析】由题意,杠杆的阻力大小等于物体的重力G,动力的大小为弹簧测力计的示数,动力臂,阻力臂
根据杠杆平衡的条件,则有
则物体重力为,故选B。
13. A 省力
【解析】[1][2]铁皮的硬度和韧性较大,剪断铁皮需要较大的力,因此剪铁皮需要省力的剪刀,图中只有A剪刀在使用时动力臂大于阻力臂,故应使用图中的A,因为它是省力杠杆。
14. 2 DEF
【解析】[1][2]由图知,桶中有两个杠杆,即脚踩踏板时DEF为一个杠杆,E点为支点,并且动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆;桶盖CBA是一个杠杆,C点为支点,并且动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆。
15. 不变 变小
【解析】[1]由图可知,用F的方向始终与杠杆垂直,将杠杆从A 位置匀速提升到B位置的过程中,支点到动力作用线的距离不变,所以,动力F的力臂将不变;
[2]将杠杆从A 位置匀速提升到B位置的过程中,动力臂和阻力不变,支点到阻力作用线的距离变小,故阻力臂变小,结合杠杆平衡条件可知,动力F的大小将变小。
16.(1) 左 水平 便于测量力臂和消除杠杆自重的影响
(2)0.3
(3)动力×动力臂=阻力×阻力臂(或)
(4)4
(5)D
【解析】(1)[1][2][3]当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,则重心应向左移动,故应向左调节杠杆两端的平衡螺母;使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂,还能消除杠杆自重的影响。
(2)根据可知,。
(3)由表中实验数据可知,杠杆水平平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂(或)。
(4)设每个钩码的重力是G,杠杆每格的长度是L,由杠杆平衡条件可得,解得,即为使杠杆水平平衡,应在右端的D点挂4个钩码。
(5)本实验中进行多次测量的目的是获得多组数据,归纳出物理规律,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
学科网(北京)股份有限公司
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