内容正文:
9.1杠杆 课堂作业
一、单选题
1.下列的说法中不正确的是( )
A.一根直的硬棒一定是杠杆
B.杠杆可以是直的,弯曲的,或者其它形状
C.在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒叫杠杆
D.当力的作用线通过支点时,力臂的大小为零
2.如图所示,园艺工人正在用园艺剪修剪枝条,下列说法错误的是( )
A.手对园艺剪的压力为动力
B.枝条对园艺剪的压力是阻力
C.在图示状态使用时园艺剪属于省力杠杆
D.把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
3.赛龙舟是端午节重要的民俗活动之一,如图所示为运动员奋力划桨时的情景,下列工具在使用过程中与“桨”属于同一类型杠杆的是( )
A. 托盘天平B. 镊子
C. 核桃夹 D. 扳手
4.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
5.如图所示,作用在杠杆一端且始终沿竖直向上的力F,将杠杆缓慢地由位置(1)拉至位置(2),力F在这个过程中( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
6.如图所示是同学用笤帚扫地的情景,他的左手握住扫把柄的上端,右手推扫柄时,此时笤帚可看成一个杠杆,下列各图能正确表示其原理的是( )
A. B.
C. D.
7.《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,如图所示“标”、“本”表示力臂,“权”、“重”表示力,以下说法符合杠杆原理的是( )
A.增大“重”时,应把“权”向右移动
B.“权”小于“重”时,A端一定上扬
C.若使用有缺损的“权”来称“重”,测量结果会偏小
D.若将提纽O向B端移动一些,则杆秤测量的范围变大
8.小制作:蜡烛跷跷板。它选用一根塑料管,中间插上一根大号缝衣针,选取两根相同的蜡烛,根部插入塑料管,再把缝衣针两端分别搁在两个玻璃杯口,点燃蜡烛,就做成了蜡烛跷跷板,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.选用相对较粗的蜡烛效果更好
B.转轴的位置离跷跷板重心越远越好
C.跷跷板较低那端的蜡油熔化速度更快
D.防止蜡烛摆动过大而翻转,可使转轴处于跷跷板重心下方
二、填空题
9.如图所示,杠杆水平平衡。杠杆可在竖直平面内绕固定点O自由转动,其上相邻刻线间的距离相等。若在杠杆上A点挂2个重均为0.5N的钩码,在__________点挂__________个重均为0.5N的钩码,或在_____点施加至少为__________N的力,杠杆仍能保持水平平衡。
10.如图所示,将重为G的均匀木棒竖直的悬挂于O点,在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力F,让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置,则阻力臂将 _______ (填“变大”“变小”或“不变”),动力F将 _______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
11.在地震救援中队员利用各种器材展开抢险救灾工作。利用图中所示的钢丝钳,救援队员把钢筋剪断,钢丝钳是______(选填“省力”或“费力”)杠杆。使用撬棒,救援队员把滚落在公路上的石块撬起,如图所示,若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1,撬棒的支点是______点;救援队员还可以沿DN方向用力撬起石块1,两种方式中沿______方向更省力。
12.如图甲是我国周代初期发明的一种取水工具“辘轳”。辘轳在使用时相当于______(选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),它的摇柄属于简单机械中的______(选填“省力”或“费力”)机械;若想让提升物体时更省力可以适当增加______(选填“A”或“B”)的长度。
三、作图题
13.如图所示,已知杠杆的阻力和动力臂,画出动力和阻力臂。
四、实验题
14.在“探究杠杆的平衡条件”实验时,小明和小亮进行了如下交流:
(1)小明用钩码和一个弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡。保持钩码位置不变,改变弹簧测力计与杠杆的角度,杠杆平衡时测力计示数发生变化,如图甲所示。由此小明认为影响杠杆平衡的因素除了与力的大小有关,还与_____有关。
(2)小亮认为杠杆在其它位置也能平衡,请指出杠杆在水平位置平衡的好处_____。
(3)小明利用图乙所示的实验装置进行实验。先控制杠杆一侧的两个量不变,改变另一侧的两个量;再控制另一侧的两个量不变,改变这一侧的两个量。下列实验没有使用这种方法的是( )(选填序号)。
A.探究影响动能大小的因素
B.探究电流与电压、电阻的关系
C.探究通电螺线管外部磁场的方向
D.探究影响导体电阻大小的因素
(4)小明记录实验数据如下,则表中A处应填写_____,根据表中信息,B处记录的数据应是_____。
实验次数
动力
动力臂
A
阻力臂
1
1.0
10.0
0.5
20.0
2
1.0
10.0
1.0
10.0
3
2.0
5.0
1.0
B
(5)小亮用一根长为、分度值为、粗细均匀的钢直尺来制作杆秤,如图丙所示,制作过程如下:
①分别在直尺上和刻度处钻了小孔和,各用细绳穿过小孔作为秤钩和提纽。在秤钩处悬挂秤盘,把质量为20g的钩码挂在细绳上作为秤砣。移动秤砣到20.0cm处的C点时,杆秤刚好在水平位置平衡,此处即为该杆秤的“定盘星”。
②小亮用这个自制的杆秤称量某物体时,在秤盘中放入待测物体、移动秤砣到D点时,杆秤在水平位置平衡。结合杠杆平衡条件可知,则此物体的质量为_____g。
③请帮小亮提出一种提高杆秤量程的方法_____。
五、计算题
15.如图所示,一种自动冲水装置,由水箱、注水管,排水管、浮子和塞子组成。轻质硬杆OA、AB、CD固定连接,可以围绕O点旋转,硬杆AB固定连接浮子,硬杆CD固定连接塞子,,。塞子重20N,浮子重10N。塞子和硬杆的体积及各种摩擦都忽略不计。水箱的底面积为1m2,塞子的上表面积和浮子的底面积约为0.05m2,图中水深40cm。此时注水管开始向水箱注水,当水刚好到达浮端时,浮子刚好带动硬杆,将塞子抬起来。(,)
(1)注水前,水箱底部的液体压强。
(2)注水前,硬杆AB对浮子的拉力。
(3)注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,塞子上表面受到的液体压力
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.A
【详解】ABC.一根硬棒在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是杠杆,则杠杆可以是直的、弯曲的,或者其它形状的,故A错误,符合题意,BC正确,不符合题意;
D.力臂是指力的作用线到支点的距离,所以当力的作用线通过支点时,力臂的大小为0,故D正确,不符合题意。
故选A。
2.D
【详解】由图可知,园艺剪的支点在轴的位置,需结合杠杆的动力、阻力及省力杠杆的特点分析选项。
A.手对园艺剪施加的压力使杠杆转动,该力为动力,故A正确,不符合题意;
B.枝条对园艺剪的压力阻碍杠杆转动,该力为阻力,故B正确,不符合题意;
C.图示状态下,手对园艺剪的动力作用点到支点的距离(动力臂)大于枝条对园艺剪的阻力作用点到支点的距离(阻力臂),动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,故C正确,不符合题意;
D.把枝条往园艺剪的轴处靠近,会减小阻力作用点到支点的距离,即减小阻力臂,而非增大阻力臂,故D错误,符合题意。
3.B
【详解】划桨时,支点是桨与船的接触点,动力是手对桨的作用力,阻力是水对桨的作用力,此时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
A.托盘天平:动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,与桨类型不同,故A不符合题意;
B.镊子:使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,与桨类型相同,故B符合题意;
C.核桃夹:使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,与桨类型不同,故C不符合题意;
D.扳手:使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,与桨类型不同,故D不符合题意。
故选B。
4.C
【详解】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。
5.C
【详解】由题意可知,阻力是物体的重力,且保持不变。作用在杠杆一端且始终沿竖直向上的力F,将杠杆缓慢地由位置(1)拉至位置(2),在此过程中,动力臂和阻力臂都在增大,由于力F始终竖直向上,与物体重力的方向平行,根据数学相似三角形知识可知,动力臂与阻力臂的比值始终不变,根据杠杆的平衡条件可知,力F的大小将保持不变。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.A
【详解】由题意知,左手作用在把柄的上端,相当于杠杆的支点,右手推扫柄,对柄的作用力相当于动力,地面对笤帚的作用力相当于阻力,动力与阻力的方向相反,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.D
【详解】A.根据可知,“权标=重本”,当“权”和“本”不变时,增大“重”时,应增大“标”,即应把“权”向左移动,故A错误;
B.“权”小于“重”时,“本”确定,但“标”是可以改变的,所以A端不一定上扬,故B错误;
C.若使用有缺损的“权”来称“重”时,由“权标=重本”可知,“权”变小,“重本”不变,则“标”增大,即测量结果会偏大,故C错误。
D.若将提纽O向B端移动一些,使得“本”减小,称量物体时“标”增大,在“权”不变时,需要增大“重”,故杆秤测量的范围变大,故D正确。
故选D。
8.C
【详解】A.蜡烛越粗,燃烧越慢,蜡烛摆动效果越不明显,且用细的蜡烛可以减小蜡烛重力带来的影响。故A错误;
B.转轴位置离蜡烛重心不是越远越好,若转轴位置离蜡烛重心较远,则“跷跷板”不能在水平方向平衡。故B错误;
C.较低的一端蜡烛由于火焰与蜡烛的夹角为锐角,更靠近火焰的外焰,外焰温度更高,蜡液更容易被加热并滴落,所以跷跷板较低那端的蜡油熔化速度更快,故C正确;
D.为防止蜡烛摆动过大而翻转,可使转轴位置处于蜡烛重心的上方,这样蜡烛的重心降低,稳定性好,故D错误。
故选C。
9. B 3 C 1.5
【详解】[1][2]设杠杆上每格的长度为l,在B点所挂钩码的数量为n,根据杠杆平衡的条件可知,代入数据得
解得
[3][4]由图可知,除了在B点挂钩码可使杠杆平衡,还可以在C点施加向上的拉力使杠杆平衡,要使施加的动力最小,需要让动力臂最大,因此可以在C点竖直向上施加力,根据杠杆平衡的条件可得,代入数据得
解得
10. 变大 变大
【详解】[1]将木棒缓慢地由最初位置拉到水平位置的过程中,拉力F始终垂直于棒,则动力臂不变,阻力为杠杆的重力,其大小也不变;当木棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过一定角度后,重力的力臂(阻力臂)逐渐变大。
[2]因阻力(即重力)不变,阻力臂变大,动力臂不变,所以,由杠杆的平衡条件可知,动力F变大。
11. 省力 A DM
【详解】[1]钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离。
[2]在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1时,撬棒绕固定点A转动,所以A点是支点。
[3]沿DN方向用力撬起石块1时,C为支点,此时相比沿DM方向用力撬起石块1时,阻力相同,阻力臂相当,动力臂小,由杠杆平衡原理知,动力更大,故沿DM方向更省力。
12. 轮轴 省力 B
【详解】[1]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,通常把大轮叫轮,小轮叫轴,所以辘轳是轮轴的一种。
[2]辘轳其实是一个变形的杠杆,支点在轴心处,动力作用在轮上,阻力作用在轴上,所以其动力臂远大于阻力臂,故辘轳是省力机械。
[3]若增加B的长度,就增加了动力臂,动力臂越长就越省力,因此增加B的长度,提物体时会更省力。
13.
【详解】反向延长力的作用线,过支点O作垂直于作用线的垂线段,即阻力臂;过的末端作垂直于的作用力,根据动力和阻力的定义,动力的方向是向下的,如图所示:
14.(1)力的方向
(2)便于测量力臂
(3)C
(4) 阻力
(5) 增加秤杆的长度
【详解】(1)保持钩码位置不变,改变弹簧测力计与杠杆的角度,力的方向改变,杠杆平衡时测力计示数发生变化,由此可知影响杠杆平衡的因素除了与力的大小有关,还与力的方向有关。
(2)杠杆在水平位置平衡时,可以直接在杠杆上读出力臂的长度,这样测量力臂时会更加方便和准确,因此杠杆在水平位置平衡的好处是便于测量力臂。
(3)先控制杠杆一侧的两个量不变,改变另一侧的两个量;再控制另一侧的两个量不变,改变这一侧的两个量,这种实验方法是控制变量法。
A.探究影响动能大小的因素时,控制质量不变,改变速度,探究动能大小与速度的关系;控制速度不变,改变质量,探究动能大小与质量的关系,采用了控制变量法,故A不符合题意;
B.探究电流与电压的关系时,控制电阻不变;探究电流与电阻的关系时,控制电压不变,采用了控制变量法,故B不符合题意;
C.探究通电螺线管外部磁场的方向时,通过小磁针静止时N极的指向反映通电螺线管外部磁场的方向,采用了转换法,故C符合题意;
D.探究导体电阻与导体长度的关系时,要控制导体材料、横截面积相同,采用了控制变量法;探究导体电阻与导体横截面积的关系时,要控制导体材料、长度相同,采用了控制变量法;探究导体电阻与导体材料的关系时,要控制导体横截面积、长度相同,采用了控制变量法,故D不符合题意。
故选C。
(4)[1]实验中要记录阻力的大小,则处应填写阻力。
[2]根据杠杆平衡条件,则有
解得,则处记录的数据应是。
(5)[1]由图丙可知
根据杠杆平衡条件可知,则有
则此物体的质量为。
[2]根据可知,要增大杆秤的量程,即增大的最大值,可在秤砣质量不变时,增大,则可增加秤杆的长度。
15.(1)
4000Pa
(2)
40N
(3)
340N
【详解】(1)注水前,水箱中水的深度,则水箱底部受到的液体压强
(2)由题知,塞子的上表面积和浮子的底面积均为,注水前,浮子浸入水中的深度
则浮子排开水的体积
浮子受到的浮力
浮子受到向下的重力、硬杆对浮子向下的弹力和向上的浮力而处于静止状态,则,则硬杆对浮子的拉力
(3)设浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时水的深度为,此时浮子浸入水中的深度
则此时浮子受到的浮力①
注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,对杠杆的拉力等于塞子的重力与水对塞子的压力之和,即
根据杠杆平衡条件可得
其中为对杠杆的拉力。已知,则硬杆对杠杆的力
此时浮子受到向下的重力、硬杆对浮子向下的拉力和向上的浮力而处于静止状态,则此时浮子受到的浮力②
联立①②解得
塞子上表面受到的液体压力
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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