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文档简介
第十二章简单机械
第1节杠杆
基础过关全练
知识点1杠杆
1.(2022北京昌平期中)如图所示,用杠杆提起重物,0点为杠杆的支
点/是作用在杠杆3点的力。图中A8与力方的作用线在一条直线
上,且ACLOB、ABLAO.能表示力方力臂的是()
A.ABB.ACC.AOD.OB
2.【跨学科・物理与生活】(2022山东济南高新期中A卷)如图所示,当
人们钓鱼时,钓鱼竿可看成是一个杠杆。能正确表示其支点O、动力
3.如图所示,一物理老师用杠杆拉起了大象,请作出拉力厂的力臂。
槽钢起重机吊臂
J物理
y老师1iflllii
知识点2杠杆的平衡条件
4.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
谷用的舂。如图所示,是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农
耕“舂捣谷”的示意图,小华感觉力量不够,用起来比较困难,则可以采取
B.将支点向靠近小华的方向移动
C.将放稻谷的容器向远离支点方向移动
D.小华适当负重再操作舂捣谷
5.(2021辽宁铁岭模拟)如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点。
在其下端施加一个始终垂直于棒的拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所
示位置,在转动的过程中阻力臂,拉力F(选填“变大”、
“变小”或“不变”)。
6.【学科素养・科学探究】(2022湖南邵阳模拟一)同学们利用如下装
置探究杠杆的平衡条件。
⑴杠杆静止在如图甲所示的位置,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡
螺母向调节。
(2)调节好杠杆在水平位置平衡之后,某小组利用图乙的装置获得的实
验数据如表所示,得到与其他组不一样的结论:动力后与阻力B成正
比关系。你认为该结论可靠吗?理由是:
实验序号动力Fi/N动力臂Li/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm
11151.510
2215310
33154.510
⑶根据以上实验数据可以得出杠杆的平衡条件是:o
(4)此实验多次改变挂在支点两边钩码的质量和悬挂位置,收集杠杆平
衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据,其目的是
(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
7.如图所示,为小明自制的一把杆秤,0为杆秤提纽,不
挂重物和秤此时,手提提纽杆秤可水平平衡。将秤盘中放入0.4kg的
物体时,需要将秤蛇移至B点才能使秤杆再次水平平衡,已知OA=2
cm,03=4cm。则:
(1)秤坨的质量是多少?
⑵若该秤的最大测量值为2kg,秤杆的总长度是多少?
(3)若想增大杆秤的量程,可采用的方法是(写出一种即可)?
知识点3生活中的杠杆
8.(2022浙江婺城一模)如图甲是一种利用杠杆原理可以单手轻易开启
酒瓶盖的开瓶器,观察并分析图乙,下列关于该杠杆的说法正确的是
甲乙
A.该杠杆的支点是8点
B.该杠杆可以省距离
C.沿B方向开瓶用力最小
D.该杠杆类型与镣子相同
9.(2021安徽淮南东部联考)某人分别用如图(a)、(b)所示的两种方法
挑着同一物体行走,则图(a)中手施加的动力(选填“大于”“小
于”或“等于")图(b)中手施加的动力。
(a)(b)
能力提升全练
10.【跨学科•物理与生活】(2022新疆中考如图所示,用剪
刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂/限和动力/动的变化
情况是)
A1阻不变尸动变大
B./阻不变产动不变
C/阻变大,尸动变大
D1阻变大,尸动不变
11.(2021广西贺州中考,4,★☆☆)现有若干个规格相同的钩码,如图所
示,为了使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆的A点挂几个钩码()
12.【跨学科・物理与生活】(2022河南新安模拟?★☆☆)张老师用小
车去超市购物(如图),如果把小车看作是一根杠杆,支点是点,这
是一根杠杆,要使张老师用的力更小些,较重的货物尽可能放
在箱子的(填“下边”或“上边”)。
13.【传统文化】(2021山西中考,21,*翁众)中医药文化是中华民族悠
久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄黄切片的示意图,请
你在图中画出施加在手柄上A点最小力厂的示意图及其力臂
14.【学科素养・科学探究】(2022四川自贡中考,32,★★☆)如图所示,
小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码
若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
⑴实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于(选
填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)为了便于测量(选填“力”或“力臂”),应使杠杆在水平位置
平衡。为此,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节。
(3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应
在B点挂个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边
各取下一个钩码,杠杆(选填“左”或“右”)端将下沉。
(4)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力
计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使
杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐(选填
“变大"、"变小''或“不变”),原因是O
(5)实验结果表明,杠杆的平衡条件是:动力x=x阻力
臂。
15.(2021江西南昌期中,22内玄☆)如图所示,两个和尚用轻质扁担抬
水,水桶和水的总重力为200No扁担在水平位置平衡时,水桶细绳悬
挂点与甲和尚肩上支撑点距离为0.8米,距乙和尚肩上支撑点为1.2米。
(g=10N/kg)求:
(1)水桶和水的总质量;
(2)乙和尚对扁担的支持力;
(3)当乙和尚独自把肩膀往后挪(增加肩上支撑点与桶细绳悬挂点的距
离),则甲和尚对扁担的支持力有何变化?(只需回答结果,不必写出原因)
素养探究全练
16.【科学探究】某同学在河边玩耍时捡到一块石头。回家后,他用弹
簧测力计、玻璃杯、细线和足量的水等器材测量石头的密度。估测
这块石头的重力已超出了弹簧测力计的量程,通过思考,该同学利用一
根质量分布均匀的细木杆和上述实验器材设计了如图所示实验:
⑴将木杆的中点O悬挂于线的下端,使木杆在水平位置平衡,这样做
的好处是可以消除对平衡的影响。这时木杆重力的力臂
为0
(2)将左端A与弹簧测力计相连,用细线把石头挂于0A的中点C,弹簧
测力计竖直向上提起A端,使木杆保持水平,弹簧测力计示数如图所示,
则拉力大小为N;将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯
子接触,保持木杆水平,记下弹簧测力计此时的示数为2.7No
⑶通过计算,浸没后石头受到的浮力大小为N,石头的密度为
kg/m3o(p*=1.0xl03kg/m3,^取10N/kg)
(4)若上述(2)步骤中,只是木杆未保持水平,则测量结果(选填
“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案全解全析
基础过关全练
1.C从支点。向力厂的作用线作垂线,所得垂线段A。的长度即为
力尸的力臂。
2.B动力是上面手施加的力,阻力为鱼线对鱼竿竖直向下的拉力。
3.如图所示
解析。点为杠杆的支点,从。点向拉力厂的作用线作垂线段,所得垂
线段的长就是拉力尸的力臂心
4.D小华将脚向前移动,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力
变大,不能省力,故A错误;将支点向靠近小华的方向移动,阻力臂变大,
动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,不能省力,故B错误;
将放稻谷的容器向远离支点方向移动,阻力臂变大,根据杠杆的平衡条
件可知,动力变大,不能省力,故C错误;根据杠杆的平衡条件可知,适当
负重后,动力变大,可以使小华省力,故D正确。
5.变大变大
解析将木棒缓慢地由最初位置拉到虚线位置的过程中,拉力歹始终
垂直于木棒,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,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/1/1=6/2可知,动力F变大。
6.⑴左(2)不可靠没有同时改变力与力臂的大小(3中也尸入L2
(4)寻找普遍规律
解析(1)由图甲可知,杠杆右端下沉,则需要将平衡螺母向左调节,才
能使杠杆在水平位置平衡;(2)由表格数据可知,实验中动力臂和阻力
臂的大小不变,所以得出动力与阻力成正比关系的结论,该结论不可靠,
应同时改变力与力臂的大小进行多次实验;(3)根据以上实验数据可以
得出杠杆的平衡条件是:尸1&=/2上2;(4)进行多次实验的目的是使实验
结论具有普遍性,避免偶然性。
能力提升全练
7.(1)0.2kg(2)22cm(3)见解析
解析(1)根据杠杆的平衡条件厂/1=厂2/2,可知加物gxOA=加秤花gxOB,
即0.4kgx2cm刁篦秤d<4cm,解得加秤成=0.2kg;(2)根据杠杆的平衡条件
为/I=B/2可知,血物最大gxOA=/77mt;gx03;即2kgx2cm=0.2kgxOB;解得
OB-20cm,则杆秤的总长度为Q4+O*=2cm+20cm=22cm;⑶若要增
大测量范围,即增大可称量的物重G,在右边力臂不变的情况下,右边
力与力臂的乘积GQ4的值增大;由杠杆的平衡条件知:左边力(大小
等于秤坨的重力)与力臂的乘积应相应增大,即G秤田08需要相应增大,
那么方法有:①秤坨的质量不变,增大OB的长;②。3长不变,增加秤坨
的质量;③秤坨的质量和。3的长度同时增大。
8.A将开瓶器看成一个杠杆,8是支点;开瓶器使用时动力臂大于阻
力臂,是省力杠杆,费距离;阻力和阻力臂一定因和B的力臂要比F2
力臂长一些,根据杠杆的平衡条件可知阻力与阻力臂一定的情况下,动
力臂越长越省力,又因为开瓶盖时,动力方向向下,故沿FI方向开瓶用
力最小;镜子是费力杠杆。
9.小于
解析挑着物体行走时肩膀是支点。用(a)方法挑着物体时阻力臂小,
用(b)方法挑着物体时阻力臂大;根据杠杆平衡条件F^=F2L2可知,两
种方式挑着物体动力臂相同,阻力不变,阻力臂越小,则动力越小,越省
力,所以图(a)中手施加的动力小于图(b)中手施加的动力。
10.C纸对剪刀的作用力是阻力,在用剪刀剪纸过程中,阻力臂在不断
变大;人手在剪刀上的力是动力,动力臂大小不变,根据杠杆的平衡条
件,可得F动I动=F阻I阻,尸阻大小不变,/限在变大』动大小不变,则F动在变
大。
11.C设每个钩码重为G,杠杆每格长度为L,由杠杆平衡条件
得:2Gx6L=〃Gx4L,贝IJ〃=3。
12.C省力下边
解析把小车看作是一根杠杆,其绕着转动的固定点是车轮的轴的位
置C点,即支点;动力作用在A点,阻力作用在B点,动力臂大于阻力臂,
所以这是一根省力杠杆。根据杠杆的平衡条件:动力x动力臂=阻力x
阻力臂,要想用力更小些,较重的货物尽可能放在箱子的下边,这样可
减小阻力臂,可以更省力。
13.如图所示
解析由杠杆平衡条件为/尸6/2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,
动力臂越长,动力越小;连接0、A,则0A长就是最长的动力臂/,杠杆
应按顺时针方向转动,动力应垂直于力臂/向下。
14.(1)平衡(2)力臂左(3)2左(4)变大阻力和阻力臂不变,动
力臂变小,动力慢慢变大(5)动力臂阻力
解析(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态时是平衡状态;(2)为了便
于测量力臂,应该使杠杆在水平位置平衡;杠杆右端下沉,要使杠杆在
水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节;(3)根据杠杆的平衡条件可得
3Gx2L=〃Gx3L,解得:〃=2,应在B点挂2个钩码;两边各取下一个钩码
后,2Gx2L>lGx3L,所以杠杆左端下沉;(4)当弹簧测力计逐渐向右倾斜
时,动力臂变小,根据杠杆平衡条件,动力变大,弹簧测力计的示数变
大;(5)杠杆的平衡条件是:动力x动力臂=阻力x阻力臂。
15.(1)20kg(2)80N(3)变大
解析⑴水桶和水的总质量〃24G黑=20kg;(2)以甲和尚肩为支点,
乙和尚对扁担的支持力的力臂为L乙=1.2m+0.8m=2m,水桶细绳悬挂
点到甲和尚肩膀支撑点的距离为L桶=0.8m,根据杠杆平衡条件得FL
桶,代入数据,解得代等2oo1o.8m=80N;(3)以甲和尚肩为支点,
当乙和尚独自把肩膀往
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