浙教版科学九年级上册 3.4.1简单机械 同步练习（含答案）

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浙教版科学九上能量的转化与守恒3.4.1简单机械（含答案）
一、选择题
1．下列关于杠杆的说法中，正确的是（　　）
A．从支点到力的作用点之间的距离叫力臂
B．杠杆一定是直的
C．动力与阻力的方向总是相反的
D．支点可以在动力作用点与阻力作用点之间，也可以在外侧
2．如图所示，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F1和阻力F2的是
（　　）
A． B．
C． D．
3．如图为用自行车手闸刹车的情景，图中关于该手闸使用时杠杆的示意图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．“美好的一天，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱（含箱内物体）受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2？你的判断是（　　）
A．F1可能，F2不可能 B．F1不可能，F2可能
C．F1和F2都可能 D．F1和F2都不可能
（多选）5．某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！”“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中，分析合理的是（　　）
A．前臂杠杆的支点O在肘关节处
B．肱二头肌给桡骨的力F1是阻力
C．重物给前臂的力F2是阻力
D．前臂是一根费力杠杆
6．如图中的皮划艇运动员一手支撑住桨柄的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看作是一个杠杆。下图中的船桨模型中最合理的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，轻质杠杆O为支点，OA＞OB，若把A端重物对杠杆的拉力当作阻力，现在B端施加一个动力使杠杆在图中位置平衡，这个杠杆属于（　　）
A．省力杠杆 B．费力杠杆
C．等臂杠杆 D．以上都有可能
8．如图，这款图钉来自一位初中生的创意，翘起部分为我们预留出施力空间，图钉作为杠杆，其支点是（　　）
A．A点 B．B点
C．C点 D．O点
二、填空题
9．疫情高发期各地实施封村封路时用到的一种移动指示牌，结构示意图如图所示，其中AB为指示牌牌面，CD和BE为支架（支架重力不计）。指示牌被风吹动时可看作杠杆，根据图示风向，则支点是　 　点（填图中字母）。把风力看成动力，那阻力是指示牌所受的　 　力。
10．如图（a）所示，是空调外机的三角固定支架，图（b）为三角支架ABC的模型简图，D为空调外机与支架接触面的中心点。
（1）如果A处螺钉松脱，则支架会绕 　 　点倾翻（选填“A”、“B”、“C”）。
（2）已知AB长40厘米，AC长30厘米。室外机的重力为300牛，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为 　 　牛（支架重力不计）。
（3）为了安全，室外机的位置应尽量 　 　（选填“靠近”或“远离”）墙壁。设室外机对支架的力为动力F1，螺钉A对支架的力为阻力F2，请用学过的“杠杆”相关知识，解释放置室外机位置的理由：　 　。
11．如图慢慢将一根电线杆竖起；
（1）若力的方向总是竖直向上，在电线杆竖直抬起的过程中，力的大小将　 　；
（2）若力的方向始终与杆垂直，则提起的过程中，力的大小将　 　。
12．人体旗帜是一种流行于欧美的运动，运动者要完成如图甲所示的动作，用手抓着垂直于地面的杆，使身体与地面保持平行。我们把这个动作简化成如图乙所示的模型，假设人体的重心在O点，人体重力为G，OD长度为L1，AB的长度为L2，两手与杆的夹角均为45°．为了研究方便，我们假定杆子对手施加的力是沿着手臂的方向。
（1）杆子对该运动员右手（甲图中上方手臂）作用力的方向为沿着手臂　 　（选填“斜向上”或“斜向下”）。
（2）图乙所示的杠杆若以A为支点，人的重力为阻力，画出阻力臂。
（3）试推导杆子对该运动员右手作用力的大小F＝　 　（请写出推导过程，所得结果用字母表示）。
三、作图题
13．如图所示，请画出铡刀铡物体时动力F1的力臂l1和阻力F2的力臂l2．
14．图甲所示是一种新型开瓶器，借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖，该开瓶器可看作一个杠杆，O点为支点，请你画出该开瓶器工作时作用在A点的最小动力F1的示意图。
15．一个新型的气压杆床，被掀开的床板在气压杆的作用下，静止在如图甲所示的位置。此时质地均匀的床板可视为如图乙所示的一个简化杠杆，其中O为支点，A为动力和阻力的共同作用点。两气压杆对床板的支撑力等效为动力F1，请在图乙中画出动力臂L1，阻力F2和阻力臂L2。
16．胶棉拖把的主要结构如图甲所示，使用时先将棉头浸泡于水中吸水，再拉动拉手，使之绕O点转动，胶棉夹将棉头中多余水挤出后便可清理地板，请在图乙示意图中画出：
（1）动力F1的力臂l1；
（2）作用在B点的阻力F2。
17．根据要求作图：
如图所示，当用指甲剪剪指甲时，指甲剪可以看成多个杠杆的组合，请在图中画出剪指甲时其中一个杠杆DBE的动力臂L1和阻力F2。
答案
1．解：A、力臂是指从支点到力的作用线之间的距离，不是作用点。错误。
B、杠杆是指能够绕某一固定点转动的硬棒。钳子、扳手这些杠杆却不是直的。错误。
C、类似于托盘天平这种等臂杠杆，动力和阻力的方向却相同。错误。
D、支点不是固定于动力或阻力某一侧，正确。
故选：D。
2．解：图中钓鱼竿是下面手与鱼竿接触的位置，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，故B正确，ACD错误。
故选：B。
3．解：BD、由图知，阻力臂没有垂直于阻力作用线，故BD错误；
AC、由图知，动力垂直于动力作用线，阻力也垂直于阻力作用线，C图中动力和阻力都使杠杆逆时针转动，A图中动力和阻力使杠杆转动的方向相反，故C错误，A正确。
故选：A。
4．解：图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进，受力平衡，受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和拉力的共同作用；F1的方向是竖直向上的，不会产生向右的动力；
F2的方向虽然斜向上，但该力的作用效果会使得箱子顺时针转动，无法使箱子保持平衡状态，箱子不能做匀速直线运动，所以F1、F2都不可能。
故选：D。
5．解：（1）用手向上提物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的压力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处，故AC正确，B错误；
（2）用手向上提物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆，费力省距离，故D正确。
故选：ACD。
6．解：由题意可知，撑住桨柄的末端为支点，下面的手给浆向后的力，这时水给浆一个向前的力，所以船前进。
故选：B。
7．解：由图示可知：轻质杠杆O为支点，OA＞OB，OA是阻力臂，OB是动力臂时，动力臂最长，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆。
故选：B。
8．解：这个装置的目的是为了能把图钉拔出来，该图钉的工作过程是这样的：用力向上撬杠杆的A点，设备绕着C点顺时针转动，使图钉被拔出。由此可知作用在A点使杠杆顺时针转动的力是动力；作用在B点，阻碍图钉拔出的力是阻力；C点是支点，此杠杆是一个省力杠杆。
故选：C。
9．解：
根据题意可知，指示牌的模型可以看作杠杆模型，当指示牌的D端被吹离地面时，支点为C点，如下图：
把风力看成动力，那阻力是指示牌重力。
故答案为：C；重。
10．解：（1）由图知道，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；
（2）室外机对支架的力等于室外机的重力，由杠杆平衡条件可得：F2×AC＝G×AB；
代入数据可得：F2×30cm＝300N××40cm；
解得F2＝200N；
（3）为了安全，应减小A处的拉力（若拉力过大，支架对螺钉的拉力会使螺钉松动而造成危险）；
在阻力臂L2和动力一定时，室外机的位置越靠近墙壁，动力臂越小，根据杠杆平衡条件可知A处的拉力F2越小，以保证支架和室外机的安全。
故答案为：（1）C；（2）200；（3）靠近；在阻力臂L2和动力一定时，室外机的位置越靠近墙壁，动力臂越小，根据杠杆平衡条件可知A处的拉力F2越小，以保证支架和室外机的安全。
11．解：（1）若力总是竖直向上，则由几何知识可得力F的力臂始终为重力力臂的2倍，由力矩平衡得，力F将始终为重力的一半，故力F保持不变。
（2）若力与杆垂直，则力F的力臂不变，而重力的力臂逐渐减小，则由力矩平衡得力F将变小。
故答案为：不变，变小。
12．解：
（1）要完成图甲所示的动作，使身体与地面保持平行，右手（甲图中上方手臂）对杆子有沿手臂向下的力，根据力的作用是相互的可知，杆子对该手臂作用力的方向为沿着手臂斜向上；
（2）以A为支点，人的重力方向竖直向下，重力为阻力，由支点A向重力作用线作垂线，垂线段长为阻力臂，如图所示：
（3）为使身体与地面保持平行，杆子对右手斜向上的力F为动力，人的重力为阻力，此时B为支点，阻力臂L阻＝OD＝L1，
由图知，两手与杆夹角均为45°，所以∠ACB＝90°，则BC长为动力臂，
ΔACB为等腰直角三角形，
由几何知识可知，动力臂BC＝×AB＝×L2，
由杠杆的平衡条件有：F×BC＝G×OD，
所以F＝＝＝。
故答案为：（1）斜向上；（2）见上图；（3）。
13．解：如图所示
14．解：根据杠杆平衡条件，OA为最大力臂L1，当动力F1垂直OA时，动力最小；
由图知，阻力的方向斜向左下方，阻力有绕着O点顺时针转动的效果，为使杠杆平衡，则动力F1应绕着O点按逆时针方向转动，故动力F1的方向斜向右下方，作用点在A点，如图所示：
。
15．解：床板受到的阻力是床板的重力，方向竖直向下，从支点O分别向F1和F2的作用线引垂线，垂线段的长度即为动力臂和阻力臂，如图所示：
。
16．解：（1）反向延长F1的作用线，标出从支点O到动力F1作用线的距离，即为动力臂L1；
（2）动力F1的作用是使杠杆沿逆时针方向转动，而阻力F2的作用是阻碍其转动，所以F2的方向垂直于杆向下，如图所示：
17．解；由图可知：
杠杆DBE绕E点转动，即E是支点，B点对它向下的力是动力，D点对它向上的力是阻力，由E点做动力作用线的垂线即动力臂，如图所示：
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