浙教版科学2022-2023学年上学期九年级“一课一练”：3.4简单的机械（1）--杠杆【word，含解析】

1.如图所示，小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，下列图能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是（　　）
A． B． C． D．
2.如图所示是钢丝钳处于工作时的状态。图中给出了四位同学在钢丝钳单侧钳柄及其相连部分上所画出的动力F1、动力臂L1、阻力F2的示意图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3.如图所示，古代护城河上安装的吊桥，可以看成一个以O为支点的杠杆。一个人通过定滑轮，用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置。若绳子对桥板的拉力为F，L表示F的力臂。关于此过程中L及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是( ) 。
A.L始终在增加，FL始终在增加 B.L始终在增加，FL始终在减小
C.L先增加后减小，FL始终在减小 D.L先减小后增加，FL先减小后增加
4．如图所示，圆强形轨道CD固定，水平杠杆OA的A端恰在圆的圆心处，小圆环E套在轨道上通过细线与水平杆OA端相连，一重物G悬挂在杠杆上的B点。在E环从C点沿轨道顺时针转到D点的过程中，细线对A端的拉力F的变化情况，以下说法正确的是（　　）
A．保持不变 B．先变小再变大
C．一直变小 D．先变大再变小
5.如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是( )
A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变
B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大
D.吊臂是一个省力的杠杆
6.有一根一端粗一端细的木棒，用绳子拴住木棒的O点，将它悬挂起来，恰好处于水平位置平衡，如图所示，若把木棒从绳子悬挂处锯开，则被锯开的木棒（ ）
A.粗细两端一样重 B.粗端较重 C.细端较重 D.无法判定
7.指甲刀是生活中常用的小工具，如图所示，它包含三个杠杆，关于这三个杠杆的说法正确的是（ ）
A.一个省力杠杆，两个费力杠杆 B.一个费力杠杆，两个省力杠杆
C.三个都是省力杠杆 D.三个都是费力杠杆
8.小华在做实验时提出了如图所示两个模型，两杠杆均处于平衡状态，甲杠杆上平衡的是两个密度相同但体积不同的实心物体，乙杠杆上平衡的是两个体积相同但密度不同的实心物体（物体的密度都大于水）。如果将它们都浸没在水中，则两杠杆将（ ）
仍保持平衡 B. 都失去平衡
C. 甲仍保持平衡，乙失去平衡 D. 甲失去平衡，乙仍保持平衡
9.衣服夹是一种常用物品，如图所示，给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况。下列说法中，正确的是（ ）
A.当用手将其捏开时，它是费力杠杆
B.当用其夹住物品时，它是费力杠杆
C.无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是费力杠杆
D.无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是省力杠杆
10.如图为切纸刀正在切纸的示意图，F1为动力，F2为阻力，其中正确的是图（　　）
A．B．C．D．
11．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（　　）
A．该杠杆的支点是B点 B．该杠杆可以省距离
C．沿F3方向开瓶用力最小 D．该杠杆类型与镊子相同
12.如图所示的工具使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．核桃夹 B．筷子
C．羊角锤 D．独轮车
13.室内垃圾桶平时桶盖关闭，使垃圾散发的异味不会飘出，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（ ）
A.桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆
B.桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆
C.桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆
D.桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆
14.人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托5kg的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定（ ）
A.大于5kg B.大于49N C.小于49N D.等于49N
15.如图所示，O为杠杆的支点，为了提高重物P，用一个跟杠杆保持垂直的力使杠杆由竖直位置转动到水平位置,在这个过程中（ ）
A.杠杆始终是省力的 B.杠杆始终是费力的
C.先是省力的，后是费力的 D.先是费力的，后是省力的
16.如图所示，作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢匀速地由位置A拉至位置B，在这个过程中力F的大小将( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.先变大后变小
17.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,“横木穿插硾头,硾嘴为铁,足踏其末而舂之”,如图甲所示。若硾头质量为20千克,不计横木的重力和摩擦。
（1）.图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图,O点为支点, F2为阻力,请在图中作出阻力臂 ,此时舂属于 (选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。
（2）.若每次硾头上升的高度为0.6米,1分钟撞击臼中的谷粒20次, 则人克服硾头重力做功的功率为 瓦。
18.如图所示，推走独轮车之前，需先将其撑脚抬离地面，慢慢抬起的过程中，独轮车属于　 　杠杆，若向上施加在车把手上的力始终与把手垂直，则这个力的大小　 　（选填“逐渐增大”、“逐渐变小”或“始终不变”）。
19．一根金属棒AB置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图象解答下列问题：
（1）该金属棒的长度l＝　 　m。
（2）在B端拉起的过程中，当x1＝0.6m时，测力计的示数为F1＝ 　N；当x2＝1.6m时，测力计的示数为F2＝　 　N。
（3）求金属棒的重心到A端的距离d。
20.根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求，完成下列各小题；
（1）小科同学在调节杠杆水平位置平衡前，杠杆静止时的位置如图甲所示，此时杠杆________（选填“是”或“不是”）处于平衡状态；
（2）在已经调节好平衡的杠杆上挂上钩码，所处的状态如图乙所示，此时他应移动________（选填“平衡螺母”或“钩码”），使杠杆在水平位置平衡，实验中他改变钩码的个数及位置，进行了多次测量，其目的是________；
（3）如图丙所示，为寻找杠杆的平衡条件，也可以在已经调节好平衡的杠杆上A点悬挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，则该拉力可以作用在________点（从“B”、“C”两个位置中选择满足要求的位置）；若弹簧测力计从竖直位置向左倾斜拉动时，杠杆仍于平衡态，则弹簧测力计的示数将________（选填“变大”、“变小”“不变”）
21.如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向_______________调节，使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的____________端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将__________即可。
(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认为__________的实验方案更好，请说明你的理由：________________________。
(4)实验中小王发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由：__________________________。
22.做好垃圾分类是每个公民应尽的责任和义务。
（1）下列垃圾属于有害垃圾的是 ，
A.废电池 B.碎玻璃 C.枯枝败叶 D.过期药品
（2）如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙所示是两个杠杆组合的示意图。桶盖的质量为800g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知O 1 A=30cm，AB=51cm，CO 2=5cm，桶盖DO2质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。
①由图乙可知，DCO2为________（选填“省力”或“费力”）杠杆；
②若要把桶盖翻开，脚对踏板 A处的压力至少为________。
答案及解析
1.【答案】A
【解析】据图可知，当按压订书机时，其会绕着订书机左边的固定点O转动，即O为支点；
所按压的N点为动力F1作用点，F1的方向向下，支点O到动力F1作用线的距离为L1；而装订的物体对订书机有一个向上的阻力F2，M点就是阻力F2作用点，支点O到阻力作用线F2的距离为阻力臂L2。
综上所述，A图正确。
2.【答案】C
【解析】由图可知，动力使杠杆转动，因此，其方向是向上的；而阻力阻碍杠杆转动，因此，其方向也是向上的。同时，动力臂必须从支点O开始，向动力的作用线作垂线。综上所述，只有选项C所画的动力F1、动力臂L1、阻力F2全部正确。
3.【解析】力臂是从杠杆的支点到力的作用线的距离，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
【解答】在吊桥升起的过程中，当绳子与吊桥桥板垂直时，动力臂等于桥板的长度，此时动力臂L最长，则动力臂的变化情况为：先增大后减小。在吊桥升起的过程中，它的重力保持不变，而阻力臂L2却在不断的减小.根据F1L1=F2L2得到：FL=G×L2 ，那么FL的乘积减小，故C正确，而A、B、D错误。
4．【解答】解：由题意可知，在E环顺时针转动中，杠杆始终处于平衡状态，且阻力与重物的重力大小相等，阻力臂为OB不变；根据杠杆平衡的条件可知，在阻力和阻力臂均不变时，动力臂越大，动力会越小；E环在竖直位置时，动力臂最大为OA，则此时动力最小，所以E环从C端移动到D端的过程中，动力会随角θ的变大而先变小后变大。
故选：B。
5.【解析】（1）（2）（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】根据图片可知，O点为支点，货物的重力为阻力，伸缩撑杆的支持力为动力。在匀速缓慢顶起吊臂的过程中，阻力F2和动力臂L1保持不变，而阻力臂L2不断减小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，伸缩支撑杆的支持力不断减小，故B正确，而A、C错误；
由于动力臂小于阻力臂，因此吊臂是一个费力杠杆，故D错误。
6.【答案】B
【解析】将悬挂点O看做支点，左边木棒的重力为阻力，右边木棒的重力为动力。根据图片可知，左端的阻力臂肯定小于右端的动力臂，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，左端木棒的重力肯定大于右端木棒的重力，故B正确，而A、C、D错误。故选B。
7.【答案】A
【解析】根据动力臂和阻力臂的大小关系确定杠杆的种类。
①对于杠杆CBA来说，C点为支点，阻力作用在B点，动力作用在A点，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
②对于杠杆DBO来说，支点为O，动力作用在B点，阻力作用在D点，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
③对于杠杆DEO来说，O为支点，动力作用在E点，阻力作用在D点，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
因此指甲刀包括一个省力杠杆，两个费力杠杆。故选A。
8.【解析】分别计算出左右两边力和力臂的乘积，然后比较大小即可。
【解答】（1）甲杠杆：
浸没水中之前：G1L1=G2L2；
ρ物gV1×L1=ρ物gV2×L2；则V1×L1=V2×L2；浸没水中后左端力和力臂的乘积为：
（G1-F浮1）×L1=（ρ物gV1-ρ水gV1）×L1=（ρ物-ρ水）gV1×L1 ，
浸没水中后右端力和力臂的乘积为： （G2-F浮2）×L2=（ρ物gV2-ρ水gV2）×L2=（ρ物-ρ水）gV2×L2 ，
所以浸没水中后，左右两端力和力臂的乘积相等，故杠杆仍然平衡。
（2）乙杠杆：浸没水中之前：G1L1=G2L2； ρ1gV×L1=ρ2gV×L2 ，浸没水中后左端力和力臂的乘积为：（G1-F浮1）×L1=（ρ1gV-ρ水gV）×L1=ρ1gV×L1-ρ水gV×L1 ，浸没水中后右端力和力臂的乘积为：
（G2-F浮2）×L2=（ρ2gV-ρ水gV）×L2=ρ2gV×L2-ρ水gV×L2 ，因为L1＜L2 ，所以，左端力和力臂的乘积大于右端力和力臂的乘积，故杠杆左端下沉。
故选C。
9.【答案】B
【解析】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。
夹子的轴是杠杆的支点O；
（1）当用手将其捏开时，弹簧的压力为阻力，手的压力为动力，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（2）当用其夹住物品时，弹簧的压力为动力，而夹口上的物体施加阻力，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。故B正确，而A、C、D错误。故选B。
10.【答案】B
【解析】切纸刀在使用时，是省力杠杆，动力F1＜阻力F2，动力F1的方向向下，切纸刀受到纸的作用力F2的方向垂直切纸刀向上，只有B图符合题意。
11．【解答】解：
A、由图知，将开瓶器看成一个杠杆，是绕B点转动的，所以B是支点，故A正确；
B、开瓶器使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故B错误；
C、阻力和阻力臂一定，作用在F1和F3的力臂要比F2力臂长一些，根据杠杆的平衡条件可知动力臂越长越省力，又因为开瓶盖时，动力方向向下，故沿F1方向开瓶用力最小，故C错误；
D、镊子是费力杠杆，开瓶器是省力杠杆，故D错误。
故选：A。
12.【答案】B
【解析】A、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
13.【答案】D
【解析】根据垃圾桶的工作过程分析杠杆的个数，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，据此分析即可。
【解答】垃圾桶由两个杠杆组成；
①杠杆CBA，支点为C，阻力为桶盖AB的重力，作用在它的重心上；CD对B点的支持力为动力。因为动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
②杠杆DEF，支点为E，CD对D点的压力为阻力，作用在F点的压力为动力。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。故D正确，而A、B、C错误。故选D。
14.【答案】B
【解析】根据图片可知，当托起物体时，肘部为支点，物体的重力为阻力，肱二头肌提供的拉力为动力。如下图所示，
此时动力臂小于阻力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，肱二头肌施加的力肯定大于物体的重力G=mg=9.8N/kg×5kg=49N，故B正确，而A、C、D错误。故选B。
15.【答案】C
【解析】分析杠杆旋转的过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，根据杠杆的平衡条件判断即可。
【解答】在杠杆由竖直位置转动到水平位置时，动力臂L1的长度始终不变。在开始的一端时间内，动力臂L1＞L2，为省力杠杆；后来，动力臂L1＜L2，为费力杠杆，因此这个杠杆先是省力的，后是费力的。
故选C。
16.【答案】A
【解析】注意分析杠杆改变位置的过程中，动力臂和阻力臂的变化，然后根据杠杆的平衡条件分析动力F的变化即可。
根据图片可知，物体的重力为阻力，拉力F为动力；
根据杠杆的平衡条件得到：G×L2=F×L1；
由于拉力F始终与杠杆垂直，所以动力臂L1保持不变；
在杠杆旋转的过程中，阻力臂L2逐渐增大，那么G×L2=F×L1中的乘积变大；因为L1不变，所以动力F不断增大，故A正确，而B、C、D错误。
17.【解析】（1）力臂是从杠杆的支点到力的作用下线的距离，据此画出阻力臂。比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
（2）首先根据W=Gh计算出对锤头做的功，最后根据计算出做功的功率。
【解答】（1）从支点O做阻力F2力的作用线的垂线，从O点到垂足之间的距离就是阻力臂L2 ， 如下图所示：
动力作用在杠杆的下端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2）克服锤头做功W=Gh=20kg×10N/kg×（0.6m×20）=2400J；
做功的功率。
18.【答案】省力；逐渐变小
【解析】（1）独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
（2）向上施加在车把手上的力始终与把手垂直，则动力臂大小不变，而阻力G不变，阻力臂变小，由杠杆平衡条件可得，动力F将变小。
19．【解答】解：
（1）由于拉力始终竖直向上，由杠杆的平衡条件可知，拉力不变（动力臂与阻力臂之比不变）。
由图乙可知，当B端离地1.2m时，A端刚离地，所以金属棒长1.2m；
（2）由图乙可知拉力F12.5N；
因为W＝Gh，杆未离地前，动力臂与阻力臂的比值不变，拉力大小不变，
所以金属棒的重力G5N，即F2＝G＝5N；
（3）由杠杆平衡条件得，
重心到A端的距离：d0.6m。
答：（1）1.2；
（2）2.5；5；
（3）金属棒的重心到A端的距离d为0.6m。
20.【解析】（1）物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，处于平衡状态；
（2）当杠杆上挂上钩码时，就不能再调节平衡螺母，只能通过调整钩码的个数或位置，让杠杆再次实现平衡。
在科学探究中，改变实验器材，多次完成实验，从而收集更多的实验数据，可以使得到的结论更客观，准确。
（3）当动力和阻力在杠杆支点的同侧时，只有方向相反，杠杆才可能平衡；当动力和阻力在杠杆支点的两侧时，只有两个力的方向几乎相同，杠杆才可能平衡。分析动力臂的长度变化，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析测力计示数的变化。
【解答】（1）根据甲图可知，杠杆处于静止状态，因此杠杆处于平衡状态。
（2）在已经调节好平衡的杠杆上挂上钩码，所处的状态如图乙所示，此时他应移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，实验中他改变钩码的个数及位置，进行了多次测量，其目的是使实验结论更具普遍性，避免偶然性；
（3）根据丙图可知，A点钩码对杠杆的拉力向下，而弹簧测力计的拉力向上，二者方向相反，那么肯定在支点的同侧，故拉力作用在B点。
若弹簧测力计从竖直位置向左倾斜拉动时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析可知，弹簧测力计的示数将变大。
21.【答案】(1)右 (2)左 左端的钩码去掉一个 (3)小李 弹簧测力计在图丙的力与杠杆垂直，力臂在杠杆上便于测量 (4)不影响，这个作用力在杠杆O点的力的力臂等于零
【解析】 (1)调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向右端移动。(2)设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：F左l左＝F右l右，即4G×2L＞2G×3L，左端大，左端下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变悬挂点位置，只需要将左侧的钩码去掉一个即可平衡。(3)由图可知，弹簧测力计在图丙的力与杠杆垂直，力臂在杠杆上便于测量，图丁的力不与杠杆垂直，力臂不方便测量，故小李的实验方案更好。(4)杠杆在O点受到一个向上的力，这个力与杠杆自身重力都过杠杆的支点，力臂为零，所以这个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。
22.【答案】（1）A,D （2）费力；39.2N
【解析】（1）垃圾的分类有可回收垃圾、其它垃圾（干垃圾）、厨余垃圾（湿垃圾）、有害垃圾；
①可回收物主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类；
②其他垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸、纸巾等难以回收的废弃物及果壳、尘土、食品袋（盒）；
③厨余垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物，
④有害垃圾含有对人体健康有害的重金属、有毒的物质或者对环境造成现实危害或者潜在危害的废弃物。
（2）①比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
②在杠杆DCO2上，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出作用在顶杆BC上的力；在杠杆AB上，再次利用杠杆的平衡条件计算出作用在A处的压力。
【解答】（1）废电池和过期药品属于有害垃圾，碎玻璃和枯枝败叶属于其它垃圾，故选AD。
（2）①对于杠杆DCO2来说，桶盖的重力相当于阻力，阻力臂为DO2；顶杆BC对桶盖的支持力为动力，动力臂为CO2，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
②对于杠杆DCO2来说，据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G×DO2=FCB×CO2；
0.8kg×10N/kg×（30cm+5cm）=FCB×5cm；
解得：FCB=56N；
在杠杆AB上，据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×AO1=FCB×BO1；
F×30cm=56N×（51cm-30cm）；
解得：F=39.2N。
3.4简单的机械（1)--杠杆