3.4简单机械（第1课时） 同步练习（含解析）

3.4简单机械（第一课时）
一、选择题
1．如图是杠杆在生活中的应用，能省距离的是（ ）
A．核桃夹 B．筷子
C．托盘天平 D．开瓶器
2．下列工具既不省力也不费力的是（ ）。
A．筷子 B．火钳 C．订书机 D．鱼竿
3．如图所示是《天工开物》中就记录的舂米工具。人在A端用力踩下后立即松脚，B端的碓就会立即下落，打在石臼内的稻谷上，从而把谷物打碎，舂米工具在使用时是（　　）
A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．省功杠杆
4．如图是课桌调节器，学生通过手摇方式调节课桌的高度以适应不同身高的需求，下列说法正确的是（　　）
A．课桌调节器属于费力杠杆
B．它与羊角锤属于同一种杠杆
C．使用课桌调节器可以省功
D．该杠杆的支点是C点
5．平板支撑是一种类似于俯卧撑的肌肉训练方法，可以有效塑造腰部、腹部和臀部的线条，如右图所示。能正确表示人在平板支撑时的杠杆示意图是（　　）
A． B． C． D．
6．网上分享的开瓶方式有很多，下图是其中的两种不同的开瓶方式，下列关于这两种方法的说法不正确的是（　　）
A．图甲、乙的开瓶器都可视为省力杠杆
B．图甲、乙中杠杆的支点均为B点
C．图甲中杠杆的动力臂为AC，图乙中杠杆的动力臂为AB
D．使用时图甲用力方向为顺时针转，图乙为逆时针转
7．小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡，此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列操作可行的是（　　）
A．钩码的数量适当增加
B．钩码的位置适当左移
C．弹簧测力计转到图中虚线位置
D．弹簧测力计位置适当向左平移
8．如图所示，是我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。用桔槔取水时，忽略摩擦，下列说法中不正确的是（　　）
A．增大石块的质量，可提起更多的水
B．将B点向O点移，可提起更多的水
C．向下拉绳放下空桶时，桔槔为费力杠杆
D．若桶内水的重力为80N，人不需要用力，桶就能上升到水井上方
9．“推枣磨”是古代的一种平衡游戏，将甲、乙鲜枣用粗细均匀的细竹签串在一起后，放在去除部分枣尖而露出枣核的丙鲜枣上，使之保持静止，如图所示。据图可推测出（　　）
A．甲、乙的质量相等
B．甲的质量可能比乙小
C．将丙向右移动，若还想保持装置平衡，则应该减小甲的质量
D．装置是否平衡与丙的质量有关
10．一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一根牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（ ）
A．图乙中杆AOD可看作杠杆，当按下按钮时，D处弹簧处于伸长状态
B．当按下按钮时，按钮作用在B点使杠杆绕着O点逆时针转动
C．当松开按钮时，D点处受到向上的力，使A端翘起将牙签送出
D．将牙签送出时，杆AOD相当于费力杠杆
二、填空题
11．如图是同学们常用的燕尾夹，，当用力摁住C点打开该夹子时，可把 点看作支点，此时夹子可近似看作 （填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
12．人体中有很多结构可简化为杠杆。如图手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种 杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离 （选填“大于”、“等于”或“小于”）手移动的距离。
13．建筑工地上，工人利用杠杆提起重物。如图所示，杠杆AOB在竖直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知AB:OB=4:1，物体的重力为1800N，工人的质量为80kg。（杠杆与绳的自重、摩擦等均不计）。
(1)此杠杆为 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。
(2)该工人能提起的最大物重为 N。
14．年糕是我国的传统食物，属于农历新年的应时食品。如图是切年糕的机器，请回答下面的问题：
(1)该机器属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。
(2)小柯切年糕时想更轻松，应将年糕靠近刀片 端，（选填“A”或“B”），同时动力的方向应选择图中的 （选填“1”“2”或“3”）。
15．人的颈椎起着支撑头部的作用，颈部肌肉群连接颈部和头部，并控制着头部的运动。人在低头时，头部和颈椎可看作一个杠杆，长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤。因为人在低头过程中，头部重力的力臂 ，使得颈部肌肉群对后颅向下的拉力 ；头部向下弯曲角度增大，颈椎所受的压力 。（三个空均选填“变大”“变小”或“不变”）
16．如图是一种健身器械，AOB可视为一个杠杆，O是它的支点。
(1)小明用力竖直向下拉杠杆时，重物被抬起。此时AOB是一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。
(2)他想更容易抬起重物，应该将手 （选填“靠近”或“远离”）O点，这是因为增大了 。
17．题图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于 杠杆（选填“省力”或“费力”），设车箱和泥土的总重，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是 m，F的大小至少是 N。
三、探究题
18．小科在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图所示的实验装置（每个钩码均重0.5N，杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。
(1)小科安装好杠杆后，如图甲，杠杆在倾斜位置静止，此时杠杆属于 状态；（选填“平衡”或“非平衡”）
(2)小科将杠杆从图甲倾斜状态调整到图乙水平状态，在杠杆的两边挂上数目一定的钩码，移动钩码位置，使杠杆保持水平平衡，记录动力、动力臂，阻力、阻力臂。小科每次实验将杠杆都调整到水平平衡，这样做的好处是 ；
(3)某次实验如图丙，要使杠杆在水平位置平衡，接下来的操作是 ；
(4)小科分析数据时发现，由于杠杆在水平位置平衡，力臂等于支点到力作用点的距离，杠杆的平衡条件也可以表达为：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。为了证明该结论错误，应如何改进？ 。
19．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
(1)实验前，杠杆如图甲所示左端往下沉，则杠杆的重心位于支点O的 （选填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向 （选填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡；
(2)实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角（锐角）为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 N，夹角为 度；
(3)上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ，则弹簧测力计的示数可能为 （选填“2.9”或“3.1”）N。
试卷第1页，共3页
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《3.4简单机械（第一课时）》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C B B A B D D C C
1．B
【详解】A．由图可知，核桃夹使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但是费距离，故A不符合题意；
B．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但可以省距离，故B符合题意；
C．托盘天平使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不能省力，也不能省距离，故C不符合题意；
D．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故D不符合题意。
故选B。
2．C
【详解】A．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；
B．火钳在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意；
C．订书机在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，既不省力也不费力，故C符合题意；
D．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】如图所示是《天工开物》中就记录的舂米工具。人在A端用力踩下后立即松脚，B端的碓就会立即下落，打在石臼内的稻谷上，从而把谷物打碎，舂米工具在使用时是费力杠杆，如下图，该杠杆的O是支点，在使用过程中，由于动力臂OA小于阻力臂OC，所以是费力杠杆。
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
4．B
【详解】AD．手摇把手的支点位于B点，其动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故AD错误；
B．羊角锤动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，所以图中的手摇把手和羊角锤属于同一种杠杆，故B正确；
C．根据功的原理可知，使用任何简单机械都不能省功，故C错误。
故选B。
5．A
【详解】从图示可知，O是支点，动力和阻力在支点的同一方，故它们的方向应该相反，且人体的重力方向竖直向下，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．B
【详解】A．两个杠杆在工作时，动力臂均大于阻力臂，所以都是省力杠杆。故A正确，不符合题意；
B．甲中杠杆为C点，故B错误符合题意；
C．动力臂是支点到动力作用线的距离，故甲中杠杆动力臂为AC，乙中动力臂为AB。故C正确，不符合题意；
D．甲中想开启瓶盖，需要向左上方用力，乙中需向右下方用力。故D正确，不符合题意。
故选B。
7．D
【详解】A．钩码的数量适当增加，阻力增大，阻力臂、动力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故A不符合题意；
B．钩码的位置适当左移，阻力臂增大，阻力、动力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故B不符合题意；
C．弹簧测力计转到图中虚线位置，动力臂减小，阻力臂、阻力不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故C不符合题意；
D．弹簧测力计位置适当向左平移，动力臂增大，阻力臂、阻力不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力减小，即弹簧测力计示数减小，可行，故D符合题意。
故选D。
8．D
【详解】A．水和石块的质量越大，重力就越大，对杠杆的拉力就越大。石块质量越大，A点受到向下的力就越大。根据杠杆平衡条件可知，在杠杆平衡时，需要在B点施加更大的力，即提起水的质量更大。故A正确，不符合题意；
B．将B点向O点移，根据杠杆平衡条件可知，在A点作用力不变情况下，如果使杠杆平衡，需要在B点施加更大的力，即能提起质量更大的水。故B正确，不符合题意；
C．因为OB长度小OA长度，故向B点施加向下的拉力拉杠杆时，处于费力状态。故C正确，不符合题意；
D．此时 ，当杠杆平衡时，有
而悬挂在A点的石块为40N，需要再对A点施加向下10N的力，才有可能拉起水桶。故D错误，符合题意。
故选D。
9．C
【详解】AB．将甲、乙鲜枣用粗细均匀的细竹签串在一起搁在去除部分枣尖露出枣核的丙鲜枣上，使之保持静止，杠杆处于平衡状态，根据图中甲的力臂比乙的力臂短，由杠杆平衡条件可知，甲的重力大于乙的重力，甲的质量大于乙的质量，故AB不符合题意；
C．将丙向右移动，若乙枣的质量不变，力臂减小，左侧力臂增大，若还想保持装置平衡，由杠杆平衡条件可知，则应该减小甲的质量，故C符合题意；
D．丙枣是支点，装置是否平衡与丙的质量无关，故D不符合题意。
故选C。
10．C
【详解】A．杆AOD可看作以O点为支点的杠杆，由题意可知，D处是可伸缩的弹簧，当按下按钮时，D处弹簧处于伸长状态，故A正确；
B．由图乙可知，当按下按钮时，按钮作用在B点，杠杆绕着O点逆时针转动，故B正确；
C．松开按钮后，图乙中D处受到弹簧向下的力，使杠杆AOD绕O点顺时针转动，使A端翘起将牙签送出，故C错误；
D．将牙签送出时，D处受到弹簧向下的力为动力，动力臂小于阻力臂，杠杆AOD相当于费力杠杆，故D正确。
故选C。
11． B 等臂
【详解】[1]当用力摁住C点打开该夹子时，AC是围绕B点转动的，故B为支点。
[2]由于AB=BC，故动力臂等于阻力臂，根据杠杆平衡的条件可知，动力等于阻力，为等臂杠杆。
12． 费力 小于
【详解】[1]桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，该杠杆以肘关节为支点，肱二头肌对桡骨的拉力为动力，物体对手的压力为阻力，由图可知，动力臂小于阻力臂，则这是费力杠杆。
[2]由于费力杠杆费力，可以省距离，所以此过程中肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。
13．(1)省力
(2)2400
【详解】（1）由图知可知，OA为动力臂，OB为阻力臂，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
（2）杠杆上A点产生的最大拉力等于人的重力
F=G人=m人g=80kg×10N/kg=800N
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得
F×OA=G物×OB
则
14．(1)省力
(2) A 2
【详解】（1）该机器使用时，支点在A点，阻力在B处，手柄为动力作用点，可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（2）[1][2]要想切年糕时想要更加轻松，根据杠杆平衡公式，在阻力不变的情况下，应尽量减少阻力臂和增加动力臂，所以应将年糕靠近支点A，同时动力的方向应选择图中的2，此时动力臂最长。
15． 变大 变大 变大
【详解】[1]人在低头过程中，重心向前移，头部重力与支点间距离变大，导致重力的力臂变大；
[2]由杠杆平衡条件可知，阻力和动力臂不变，阻力臂变大，则动力变大，即颈部肌肉群对后颅向下的拉力变大；
[3]头部向下弯曲角度增大，阻力臂变大的程度变大，由杠杆平衡条件可知，颈椎所受的压力也将变大。
16．(1)省力
(2) 远离 动力臂
【详解】（1）小明用力向下拉杠杆时，重物被抬起，由图可知，动力臂大于阻力臂，则是一个省力杠杆。
（2）[1][2]由杠杆的平衡条件可知，动力臂越大时越省力。他若想更容易抬起重物，可采取的措施是增大动力臂，即将手远离点。
17． 省力 1.6 250
【详解】[1]搬运泥土的独轮车，动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，属于省力杠杆。
[2][3]由图可知，阻力为1000N，阻力臂为0.4m，动力臂为1.6m，根据杠杆的平衡条件，F的力臂为
18．(1)平衡
(2)便于测量力臂
(3)左侧或右侧钩码向右移动
(4)改变力的方向
【详解】（1）图甲杠杆在倾斜位置静止，处于平衡状态。
（2）杠杆在水平位置，此时力臂为所挂力到杠杆支点之间的杆长，方便测量力臂。
（3）丙图中杠杆左端低，说明左侧力与力臂的乘积大，为使杠杆在水平位置平衡，可以向右移动右侧的钩码、或向右移动左侧钩码。
（4）支点到动力作用点的距离默认为力臂是由于杠杆水平，力与杠杆刚好垂直，因此可以改变力的方向再进行实验，判断该结论是否正确。
19．(1) 左 右
(2) 3 30
(3)3.1
【详解】（1）[1] 实验前，杠杆静止在图甲所示位置，左端下沉，说明左端重，则杠杆的重心位于支点O的左侧。
[2] 若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，即仍然左端重，则应再将左端的螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）[1] 如图丙所示，弹簧测力计分度值为0.2N，示数为3N，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为3N。
[2] 设杠杆上一格的长度为L，根据杠杆平衡条件
则有
解得拉力的力臂
根据数学三角函数知识可知，夹角为30度。
（3）若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，左端下沉，说明杠杆左端偏重，相当于左侧的阻力变大，当杠杆在水平位置平衡时，根据杠杆平衡条件可知，需要的拉力变大，则弹簧测力计的示数可能为3.1N。
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