初中科学浙教版九年级上册3.4 简单机械(杠杆)
一、基础题
1.(2019·温州)晾晒三条相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持水平的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂,据此判断。
【解答】根据杠杆的平衡条件得到:2G毛巾×L左=G毛巾×L右,因为2G毛巾=G毛巾,所以L左=L右,即两条毛巾离支点的距离是一条毛巾离支点距离的一半,故B正确。
故选B。
2.(2019九上·杭州期末)如图,肱二头肌收缩,使前臂保持平衡,此时前臂可以看成一个杠杆,它是( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆
C.等臂杠杆 D.以上三种都有可能
【答案】B
【知识点】杠杆的分类;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】要判断杠杆的类型,可依据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系:若动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,则为等臂杠杆。
【解答】当手握重物向上曲肘时,若把前臂看成杠杆,支点在肘关节的位置,肱二头肌收缩抬起前臂是动力,重物作用在手上产生的力是阻力,手握哑铃向上曲肘的运动过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
故答案为:B
3.(2019九上·镇海期末)某种活动黑板的示意图如图,两块形状相同的黑板的重力均为C,其上端分别用两根绕过两只定滑轮的纸绳相连。当其中一块黑板沿竖直方向匀速运动时,另一块黑板同时做等速反向运动,不计一切摩擦力,每根绳的拉力为( )
A.2G B.G C.G/2 D.0
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】当黑板匀速直线运动时,它受到的力是平衡力,分析它的受力情况利用二力平衡知识解答即可。
【解答】黑板受到向下的重力G,向上的两个拉力都是F;当黑板做匀速直线运动时,它受到的是平衡力,即:;那么每根绳子上的拉力为:。
故选C。
4.(2019·湖州)生活中我们常用开瓶器打开瓶盖,如图所示使用开瓶器能省力的原因是 。请在答题卷的图中画出作用在开瓶器上的阻力 。
【答案】动力臂大于阻力臂;
【知识点】杠杆的平衡条件;力臂的画法
【解析】【分析】(1)根据杠杆的平衡条件可知,如果动力臂大于阻力臂,那么为省力杠杆;如果动力臂小于阻力臂,那么为费力杠杆;如果二者相同,那么为等臂杠杆,不省力也不费力;
(2)首先判断开瓶器对瓶盖的作用力方向,然后根据相互作用力原理判断阻力的方向。
【解答】(1)开瓶器的在瓶盖上的部分是支点,动力作用在末端,而阻力作用在瓶盖下边,因为动力臂大于阻力臂,所以它能省力;
(2)当作用在开瓶器最右端的手向上用力时,咬合在瓶盖下面的牙对瓶盖的作用力向上;根据相互作用力原理可知,开瓶器上的阻力与它方向相反,即向下,如图:
5.(2019·宁波模拟)如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,A点处挂上一重物G,B点处用弹簧测力计竖直向上拉着,杠杆恰在水平位置平衡,若物体重力G为30N,则弹簧测力计示数为 牛。此杠杆是 杠杆(选填“省力”、“费力”、“等臂”)
【答案】45;费力
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【分析】(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算弹簧测力计的示数;
(2)根据动力臂和阻力臂的长度关系判断杠杆的分类。
【解答】(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:
G×AO=F×OB
30N×(0.4m+0.2m)=F×0.4m
F=45N;
(2)因为OB故答案为:45;费力
6.(2019九上·镇海期末)如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻。已知AB长0.4m,AC长0.3m。室外机的重力为300N,正好装在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为 N(支架重力不计)。为了安全,室外机的位置应尽量 (填“靠近”或“远离”)墙壁。
【答案】200;靠近
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】已知力和力臂根据杠杆的平衡条件计算A处螺钉的水平拉力;A处拉力越小越安全,从阻力臂的长度对拉力大小的影响方面考虑室外机的移动方向。
【解答】根据杠杆的平衡条件得到:
A处拉力越小越安全,当阻力G、动力臂AC不变时,只能减小阻力臂,即室外机的位置尽量靠近墙壁。
故答案为:200;靠近
7.(2019·温州模拟)育英学校高中部扩建,需要在新旧校址间建立一座桥梁。工人王师傅借助河中石头,要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥,如图所示,效果最好的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的应用
【解析】【分析】 首先要明确把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥,在阻力一定的情况下,动力臂越长,越省力,由此对各个选项逐一分析即可。
【解答】 要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥,应选动力臂最大的,根据杠杆平衡条件,动力臂越长,越省力;由图可知,阻力和阻力臂相同,D中动力臂最大,效果最好.
故答案为:D
二、中档题
8.如图所示,一根木棒AB在O点被悬挂起来,AO=OC,在A、C两点分别挂有两个和三个钩码,木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点各增加一个同样的钩码,则木棒( )
A.绕O点顺时针方向转动
B.绕O点逆时针方向转动
C.平衡可能被破坏,转动方向不定
D.仍能保持平衡状态
【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】杠杆是否平衡,取决于支点两次力和力臂的乘积,即力矩是否相等。原来杠杆是平衡的,说明原来支点两次的力矩是相等的;现在两边都增加一个钩码,只需判定增加后两边的力矩是否相等即可。
【解答】因木棒处于平衡状态,故木棒两侧的力矩平衡;因AO=OC,两端再分别挂上1个同样的钩码时,两端增加的力矩相等,故增加钩码后的力矩仍能相等,所以木棒可以继续保持平衡状态。
故答案为:D
9.(2019·绍兴模拟)如图甲所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,一拉力----位移距离传感器竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡,该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示,据图可知金属杆重( )
A.5N B.10N C.20N D.40N
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】金属杆的自重就是杠杆的阻力,阻力臂为杠杆长度的一半,即16m÷2=0.8m;从乙图中找到对应的动力F和动力臂,最后根据杠杆的平衡条件计算即可。
【解答】金属杆的自重就是杠杆的阻力,阻力臂为杠杆长度的一半,即16m÷2=0.8m;
据乙图可知,当拉力F为5N时,动力臂是1.6m;
根据杠杆平衡条件得到:G×0.8m=5N×1.6m;
解得:G=10N。
故选B。
10.如图所示,A、B是两个完全相同的匀质长方形木块,长为l,叠放在一起,放在水平桌面上,端面都与桌边平行。A放在B上,右端有 l伸出B外,为保证两木块不翻倒,木块B伸出桌边的长度不能超过( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)当物体的中心在桌面以内时,它不会翻倒,因此当重心在桌面边缘的正上方时,这是物体能够到达最外面的位置;
(2)将A和B看作一个整体,确定这个整体重心的位置(中间),然后计算出重心到B左边缘的长度,最后用B的总长度减去这个长度就是B能伸出桌面的最大值。
【解答】将两个长方形木块砖看做一个整体,则其总长度为L+ L= L,根据平衡条件可看成为了保持两长方形木块都不翻倒,整体的重心应恰好在桌子边缘,所以整体重心与B左边缘距离为 L× = L,由图可知B边缘到桌子边缘的距离x=L- L= L。
故答案为:B
11.(2019九下·萧山月考)如图所示,两端分别站着一个大人和一个小孩,杠杆水平平衡。如果他们同时都以相同的速度向支点缓慢走去,杠杆将( )
A.小孩那端下沉 B.大人那端下沉
C.仍保持平衡 D.无法确定
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(动力和阻力)的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F
1× L
1=F
2×L
2。式中,F
1表示动力,L
1表示动力臂,F
2表示阻力,L
2表示阻力臂。
【解答】根据题意可知,杠杠初始平衡时G1G2,当一个大人和一个小孩同时都以相同的速度向支点缓慢走时,两力臂的减少量相同,根据杠杆平衡的条件可知,G1L1的减少量大于G2L2的减少量,即G1L1的剩余量小于G2L2的剩余量;故小孩那端下沉;故B、C、D错误;A正确;
故答案为:A。
12.(2019九下·杭州模拟)重力不计的一木板AB可绕O点无摩擦转动,OA=1m,OB=5m。在A端挂一重为1500N的正方体P,一个质量为50kg的中学生从A端出发走向B端,当P对地面的压强刚好为零时,该生的位置为( )(g取10N/kg)。
A.离O点3m处 B.离O点2m处 C.离A点3m处 D.离B点1m处
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】当P对地面的压强为零时,A点受到的拉力等于P的重力;将O点看做杠杆的支点,P的重力GP是阻力,阻力臂是OA;人的体重G人是阻力,阻力臂是L2,根据杠杆的平衡条件计算即可。
【解答】当P对地面的压强为零时,A点受到的拉力等于P的重力;
根据杠杆的平衡条件得到:
GP×OA=G人×L2
1500N×1m=50kg×10N/kg×L2
L2=3m;
那么该生的位置距离O点3m,距离A点:3m+1m=4m,距离B点:5m-3m=2m。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
13.(2019·浙江模拟)如图所示是一个自制密度秤,其外形和杆秤差不多。装秤钩的地方吊着一个铁块,提纽位于B处,秤砣放在A处时,秤杆恰好水平平衡。把铁块浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
(1)在图示甲位置平衡时,整个装置的总重心位于 。(“A处”、“B处”、“AB之间的某一位置”)
(2)若测量酒精的密度时,铁块没有完全浸没,则测量值 (“大于”、“等于”、“小于”)真实值。
【答案】(1)B处
(2)小于
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】杠杆原理 亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(动力和阻力)的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1· L1=F2·L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。
【解答】(1)由图甲可知,整个装置在以B点为支点的情况下,达到平衡状态,因此B点即为整个装置的重心;故答案为:B处;
(2)铁块没有完全浸没时,物体受到的浮力会减小,根据杠杆平衡条件可知,(G铁-F浮)·L1=G秤砣·L2,L1不变,则(G铁-F浮)·L1偏大,而G秤砣不变,则L2偏大,秤砣越靠近B处,B处是没有放入液体的点,是密度秤的零刻度处,越靠近B处密度越小;故答案为:偏小;
故答案为:(1)B处;(2)偏小。
14.(2019·杭州模拟)如图,圆柱形物体重力为G、横截面积是半径为R的圆,要从高度为0.5R的台面上滚过去,请画出最省力的作用点和力方向 ;此时力F和G的关系是: 。
【答案】;F<G
【知识点】杠杆中最小力问题
【解析】【分析】在杠杆上,当以支点到作用点之间的线段为动力臂时最长,这时动力最小,因此找到圆周上到支点距离最远的点即可。
【解答】在圆周上,两点之间最长的就是直径。从支点做通过支点的直径,与圆周的交点就是力的作用点,然后通过它做这条直径的垂线即可。
由杠杆平衡条件,F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;元的直径作为最长力臂,由图知,动力的方向应该向上,作用点在圆的切线位置,如图,比较可知,L1>L2,所以F<G
15.(2019九下·长兴月考)如图是高空修剪树枝工具,包括剪片、弹簧、拉杆、滑轮组和拉绳,把树枝放入两剪片形成的刀口中,拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
(1)为了剪断较粗些的枝条,除了增大拉力外,应将枝条尽量往 点靠近。(选填“B”或“O”)。
(2)当用20牛的力来拉绳时,A点受到绳子a的拉力为 牛(不计摩弹簧擦和滑轮自重)。
【答案】(1)O
(2)60
【知识点】杠杆的平衡条件;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)根据杠杆的平衡条件分析枝条所在的位置;
(2)当上面的滑轮处于静止状态时,它受到平衡力,根据二力平衡的条件进行计算即可。
【解答】(1)这个高空修剪工具可以看做一个杠杆,O点是支点,树枝对剪刀的是阻力;作用在A点的拉力是动力,根据杠杆平衡条件可知,树枝的阻力是一定的,阻力臂越短越省力,因此应将枝条尽量往O点靠近;
(2)上面的滑轮受到一个向上的拉力FA,三个向下的拉力F,那么A点受到绳子的拉力为:FA=3F=3×20N=60N。
故答案为:(1)O;(2)60
三、拓展题
16.(2019·海曙模拟)如图所示,一根长为1.2米的轻质杠杆0A可绕固定点O转动,C点处悬挂一重为60牛的物体。(已知AB=BC=CD=D0)
(1)若在B点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡,求这个力的大小。
(2)若在A点施加一个力使杠杆水平平衡,甲同学认为该杠杆一定是省力杠杆,乙同学认为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点,并说明理由。
【答案】(1)解:FXOB=G×OA,F×0.9m=60N×0.6m,所以F=40N
(2)解:乙同学,因为A点力的方向不同,力臂的大小则不同,不能确定动力臂与阻力臂的大小关系,所以此时杠杆可能是等臂杠杆,也可能是省力杠杆,还可能是费力杠杆
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【分析】(1)O点为支点,阻力就是物体的重力G=60N,阻力臂OC=0.6m,动力臂OB=0.9m,根据杠杆的平衡条件计算动力即可;
(2)杠杆省力还是费力,取决于动力臂和阻力臂的长度关系;作用在A点的力的方向不确定,那么动力臂的长度就不确定,据此对该杠杆的分类进行判断即可。
1 / 1初中科学浙教版九年级上册3.4 简单机械(杠杆)
一、基础题
1.(2019·温州)晾晒三条相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持水平的是( )
A. B.
C. D.
2.(2019九上·杭州期末)如图,肱二头肌收缩,使前臂保持平衡,此时前臂可以看成一个杠杆,它是( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆
C.等臂杠杆 D.以上三种都有可能
3.(2019九上·镇海期末)某种活动黑板的示意图如图,两块形状相同的黑板的重力均为C,其上端分别用两根绕过两只定滑轮的纸绳相连。当其中一块黑板沿竖直方向匀速运动时,另一块黑板同时做等速反向运动,不计一切摩擦力,每根绳的拉力为( )
A.2G B.G C.G/2 D.0
4.(2019·湖州)生活中我们常用开瓶器打开瓶盖,如图所示使用开瓶器能省力的原因是 。请在答题卷的图中画出作用在开瓶器上的阻力 。
5.(2019·宁波模拟)如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,A点处挂上一重物G,B点处用弹簧测力计竖直向上拉着,杠杆恰在水平位置平衡,若物体重力G为30N,则弹簧测力计示数为 牛。此杠杆是 杠杆(选填“省力”、“费力”、“等臂”)
6.(2019九上·镇海期末)如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻。已知AB长0.4m,AC长0.3m。室外机的重力为300N,正好装在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为 N(支架重力不计)。为了安全,室外机的位置应尽量 (填“靠近”或“远离”)墙壁。
7.(2019·温州模拟)育英学校高中部扩建,需要在新旧校址间建立一座桥梁。工人王师傅借助河中石头,要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥,如图所示,效果最好的是( )
A. B.
C. D.
二、中档题
8.如图所示,一根木棒AB在O点被悬挂起来,AO=OC,在A、C两点分别挂有两个和三个钩码,木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点各增加一个同样的钩码,则木棒( )
A.绕O点顺时针方向转动
B.绕O点逆时针方向转动
C.平衡可能被破坏,转动方向不定
D.仍能保持平衡状态
9.(2019·绍兴模拟)如图甲所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,一拉力----位移距离传感器竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡,该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示,据图可知金属杆重( )
A.5N B.10N C.20N D.40N
10.如图所示,A、B是两个完全相同的匀质长方形木块,长为l,叠放在一起,放在水平桌面上,端面都与桌边平行。A放在B上,右端有 l伸出B外,为保证两木块不翻倒,木块B伸出桌边的长度不能超过( )
A. B. C. D.
11.(2019九下·萧山月考)如图所示,两端分别站着一个大人和一个小孩,杠杆水平平衡。如果他们同时都以相同的速度向支点缓慢走去,杠杆将( )
A.小孩那端下沉 B.大人那端下沉
C.仍保持平衡 D.无法确定
12.(2019九下·杭州模拟)重力不计的一木板AB可绕O点无摩擦转动,OA=1m,OB=5m。在A端挂一重为1500N的正方体P,一个质量为50kg的中学生从A端出发走向B端,当P对地面的压强刚好为零时,该生的位置为( )(g取10N/kg)。
A.离O点3m处 B.离O点2m处 C.离A点3m处 D.离B点1m处
13.(2019·浙江模拟)如图所示是一个自制密度秤,其外形和杆秤差不多。装秤钩的地方吊着一个铁块,提纽位于B处,秤砣放在A处时,秤杆恰好水平平衡。把铁块浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
(1)在图示甲位置平衡时,整个装置的总重心位于 。(“A处”、“B处”、“AB之间的某一位置”)
(2)若测量酒精的密度时,铁块没有完全浸没,则测量值 (“大于”、“等于”、“小于”)真实值。
14.(2019·杭州模拟)如图,圆柱形物体重力为G、横截面积是半径为R的圆,要从高度为0.5R的台面上滚过去,请画出最省力的作用点和力方向 ;此时力F和G的关系是: 。
15.(2019九下·长兴月考)如图是高空修剪树枝工具,包括剪片、弹簧、拉杆、滑轮组和拉绳,把树枝放入两剪片形成的刀口中,拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
(1)为了剪断较粗些的枝条,除了增大拉力外,应将枝条尽量往 点靠近。(选填“B”或“O”)。
(2)当用20牛的力来拉绳时,A点受到绳子a的拉力为 牛(不计摩弹簧擦和滑轮自重)。
三、拓展题
16.(2019·海曙模拟)如图所示,一根长为1.2米的轻质杠杆0A可绕固定点O转动,C点处悬挂一重为60牛的物体。(已知AB=BC=CD=D0)
(1)若在B点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡,求这个力的大小。
(2)若在A点施加一个力使杠杆水平平衡,甲同学认为该杠杆一定是省力杠杆,乙同学认为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点,并说明理由。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂,据此判断。
【解答】根据杠杆的平衡条件得到:2G毛巾×L左=G毛巾×L右,因为2G毛巾=G毛巾,所以L左=L右,即两条毛巾离支点的距离是一条毛巾离支点距离的一半,故B正确。
故选B。
2.【答案】B
【知识点】杠杆的分类;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】要判断杠杆的类型,可依据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系:若动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,则为等臂杠杆。
【解答】当手握重物向上曲肘时,若把前臂看成杠杆,支点在肘关节的位置,肱二头肌收缩抬起前臂是动力,重物作用在手上产生的力是阻力,手握哑铃向上曲肘的运动过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
故答案为:B
3.【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】当黑板匀速直线运动时,它受到的力是平衡力,分析它的受力情况利用二力平衡知识解答即可。
【解答】黑板受到向下的重力G,向上的两个拉力都是F;当黑板做匀速直线运动时,它受到的是平衡力,即:;那么每根绳子上的拉力为:。
故选C。
4.【答案】动力臂大于阻力臂;
【知识点】杠杆的平衡条件;力臂的画法
【解析】【分析】(1)根据杠杆的平衡条件可知,如果动力臂大于阻力臂,那么为省力杠杆;如果动力臂小于阻力臂,那么为费力杠杆;如果二者相同,那么为等臂杠杆,不省力也不费力;
(2)首先判断开瓶器对瓶盖的作用力方向,然后根据相互作用力原理判断阻力的方向。
【解答】(1)开瓶器的在瓶盖上的部分是支点,动力作用在末端,而阻力作用在瓶盖下边,因为动力臂大于阻力臂,所以它能省力;
(2)当作用在开瓶器最右端的手向上用力时,咬合在瓶盖下面的牙对瓶盖的作用力向上;根据相互作用力原理可知,开瓶器上的阻力与它方向相反,即向下,如图:
5.【答案】45;费力
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【分析】(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算弹簧测力计的示数;
(2)根据动力臂和阻力臂的长度关系判断杠杆的分类。
【解答】(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:
G×AO=F×OB
30N×(0.4m+0.2m)=F×0.4m
F=45N;
(2)因为OB故答案为:45;费力
6.【答案】200;靠近
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】已知力和力臂根据杠杆的平衡条件计算A处螺钉的水平拉力;A处拉力越小越安全,从阻力臂的长度对拉力大小的影响方面考虑室外机的移动方向。
【解答】根据杠杆的平衡条件得到:
A处拉力越小越安全,当阻力G、动力臂AC不变时,只能减小阻力臂,即室外机的位置尽量靠近墙壁。
故答案为:200;靠近
7.【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的应用
【解析】【分析】 首先要明确把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥,在阻力一定的情况下,动力臂越长,越省力,由此对各个选项逐一分析即可。
【解答】 要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥,应选动力臂最大的,根据杠杆平衡条件,动力臂越长,越省力;由图可知,阻力和阻力臂相同,D中动力臂最大,效果最好.
故答案为:D
8.【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】杠杆是否平衡,取决于支点两次力和力臂的乘积,即力矩是否相等。原来杠杆是平衡的,说明原来支点两次的力矩是相等的;现在两边都增加一个钩码,只需判定增加后两边的力矩是否相等即可。
【解答】因木棒处于平衡状态,故木棒两侧的力矩平衡;因AO=OC,两端再分别挂上1个同样的钩码时,两端增加的力矩相等,故增加钩码后的力矩仍能相等,所以木棒可以继续保持平衡状态。
故答案为:D
9.【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】金属杆的自重就是杠杆的阻力,阻力臂为杠杆长度的一半,即16m÷2=0.8m;从乙图中找到对应的动力F和动力臂,最后根据杠杆的平衡条件计算即可。
【解答】金属杆的自重就是杠杆的阻力,阻力臂为杠杆长度的一半,即16m÷2=0.8m;
据乙图可知,当拉力F为5N时,动力臂是1.6m;
根据杠杆平衡条件得到:G×0.8m=5N×1.6m;
解得:G=10N。
故选B。
10.【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)当物体的中心在桌面以内时,它不会翻倒,因此当重心在桌面边缘的正上方时,这是物体能够到达最外面的位置;
(2)将A和B看作一个整体,确定这个整体重心的位置(中间),然后计算出重心到B左边缘的长度,最后用B的总长度减去这个长度就是B能伸出桌面的最大值。
【解答】将两个长方形木块砖看做一个整体,则其总长度为L+ L= L,根据平衡条件可看成为了保持两长方形木块都不翻倒,整体的重心应恰好在桌子边缘,所以整体重心与B左边缘距离为 L× = L,由图可知B边缘到桌子边缘的距离x=L- L= L。
故答案为:B
11.【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(动力和阻力)的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F
1× L
1=F
2×L
2。式中,F
1表示动力,L
1表示动力臂,F
2表示阻力,L
2表示阻力臂。
【解答】根据题意可知,杠杠初始平衡时G1G2,当一个大人和一个小孩同时都以相同的速度向支点缓慢走时,两力臂的减少量相同,根据杠杆平衡的条件可知,G1L1的减少量大于G2L2的减少量,即G1L1的剩余量小于G2L2的剩余量;故小孩那端下沉;故B、C、D错误;A正确;
故答案为:A。
12.【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】当P对地面的压强为零时,A点受到的拉力等于P的重力;将O点看做杠杆的支点,P的重力GP是阻力,阻力臂是OA;人的体重G人是阻力,阻力臂是L2,根据杠杆的平衡条件计算即可。
【解答】当P对地面的压强为零时,A点受到的拉力等于P的重力;
根据杠杆的平衡条件得到:
GP×OA=G人×L2
1500N×1m=50kg×10N/kg×L2
L2=3m;
那么该生的位置距离O点3m,距离A点:3m+1m=4m,距离B点:5m-3m=2m。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
13.【答案】(1)B处
(2)小于
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】杠杆原理 亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(动力和阻力)的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1· L1=F2·L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。
【解答】(1)由图甲可知,整个装置在以B点为支点的情况下,达到平衡状态,因此B点即为整个装置的重心;故答案为:B处;
(2)铁块没有完全浸没时,物体受到的浮力会减小,根据杠杆平衡条件可知,(G铁-F浮)·L1=G秤砣·L2,L1不变,则(G铁-F浮)·L1偏大,而G秤砣不变,则L2偏大,秤砣越靠近B处,B处是没有放入液体的点,是密度秤的零刻度处,越靠近B处密度越小;故答案为:偏小;
故答案为:(1)B处;(2)偏小。
14.【答案】;F<G
【知识点】杠杆中最小力问题
【解析】【分析】在杠杆上,当以支点到作用点之间的线段为动力臂时最长,这时动力最小,因此找到圆周上到支点距离最远的点即可。
【解答】在圆周上,两点之间最长的就是直径。从支点做通过支点的直径,与圆周的交点就是力的作用点,然后通过它做这条直径的垂线即可。
由杠杆平衡条件,F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;元的直径作为最长力臂,由图知,动力的方向应该向上,作用点在圆的切线位置,如图,比较可知,L1>L2,所以F<G
15.【答案】(1)O
(2)60
【知识点】杠杆的平衡条件;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)根据杠杆的平衡条件分析枝条所在的位置;
(2)当上面的滑轮处于静止状态时,它受到平衡力,根据二力平衡的条件进行计算即可。
【解答】(1)这个高空修剪工具可以看做一个杠杆,O点是支点,树枝对剪刀的是阻力;作用在A点的拉力是动力,根据杠杆平衡条件可知,树枝的阻力是一定的,阻力臂越短越省力,因此应将枝条尽量往O点靠近;
(2)上面的滑轮受到一个向上的拉力FA,三个向下的拉力F,那么A点受到绳子的拉力为:FA=3F=3×20N=60N。
故答案为:(1)O;(2)60
16.【答案】(1)解:FXOB=G×OA,F×0.9m=60N×0.6m,所以F=40N
(2)解:乙同学,因为A点力的方向不同,力臂的大小则不同,不能确定动力臂与阻力臂的大小关系,所以此时杠杆可能是等臂杠杆,也可能是省力杠杆,还可能是费力杠杆
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【分析】(1)O点为支点,阻力就是物体的重力G=60N,阻力臂OC=0.6m,动力臂OB=0.9m,根据杠杆的平衡条件计算动力即可;
(2)杠杆省力还是费力,取决于动力臂和阻力臂的长度关系;作用在A点的力的方向不确定,那么动力臂的长度就不确定,据此对该杠杆的分类进行判断即可。
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