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第十二章 简单机械
第1节 杠杆
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
评卷人 得分
一、单选题 (本题共 道题,每小题 分,共计 分 ; )
1.如图是一种垃圾夹的结构示意图,拉绳的一端固定在手把上,另一端穿过空心管杆后与两夹爪的一端相连接。当用力捏手把时,夹爪在拉绳的作用下可夹持物体,同时弹簧被压缩;当松开手把时,夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过程中,手把和夹爪分别是( )
A.省力杠杆 费力杠杆
B.费力杠杆 省力杠杆
C.省力杠杆 省力杠杆
D.费力杠杆 费力杠杆21cnjy.com
2.要剪开较硬的白铁皮,下图中哪种剪刀合适( )
A. B. C. D. www-2-1-cnjy-com
3.如图所示,杠杆AOB用细线悬挂起来,当A端挂重物G 1、B端挂重物G 2时,杠杆平衡,此时OA恰好处于水平位置,AO=BO,杠杆重力不计,则( )。
A.G 1<G 2 B.G 1>G 2 C.G 1=G 2 D.都有可能
4.在探究杠杆的平衡条件的实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了( )
A.减小摩擦
B.使每组数据更准确
C.多次测量取平均值减小误差
D.获取多组实验数据归纳出物理规律【来源:21cnj*y.co*m】
5.质量相同的铜块和铝块,挂在杠杆AB两端。杠杆在水平位置平衡,如图所示。现把铜块和铝块同时浸没于水中,已知ρ 铜>ρ 铝,则有( )
A.杠杆AB仍保持平衡
B.杠杆A端会上升
C.杠杆A端会下降
D.杠杆是否平衡,无法判断
6.如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码,则( )。
A.左端下降 B.右端下降 C.仍然平衡 D.无法判断
7.如图所示的轻质杠杆, AO小于 BO,在 A、B两端悬挂重物 G 1和 G 2后杠杆平衡.若 G 1和 G 2同时向支点 O移动相同的距离,则( )
A.向左倾 B.仍平衡 C.向右倾 D.无法确定
8.如图所示的几种杠杆类工具,在使用时属于省力杆的是( )
A. B. C. D.
9.在海南举办的大力士比赛中,有一个项目是把车轮推上台阶。下面把车轮推上台阶的四种方法,推力的作用点相同,推力的方向不同,如图所示,则哪一种推法最省力… ( )
A. B. C. D.
10.如图所示,杠杆挂上钩码恰好平衡,每个钩码质量相同,在下列情况下,杠杆还能保持平衡的是( )
A.左右钩码各向支点移一格
B.左右钩码各减少一个
C.左右钩码各减少一半
D.左右钩码各增加两个
11.如图所示是一个指甲剪的示意图,它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成,用指甲剪剪指甲时,下面说法正确的是( )
A.三个杠杆都是省力杠杆
B.三个杠杆都是费力杠杆
C.ABC是省力杠杆OBD,OED是费力杠杆
D.ABC是费力杠杆OBD,OED是省力杠杆
12.60 kg的人站在跷跷板上某一位置时,跷跷板处于如图所示的平衡状态。由此可估测球的质量约为( )。
A.20 kg B.30 kg C.60 kg D.120 kg
评卷人 得分
二、填空题 (本题共 道题,每小题 分,共计 分 ; )
13.研究杠杆平衡条件的实验装置如图所示,在未挂钩码时,螺母A、B的作用是______________,挂上钩码后发现杠杆不平衡,则应______________________________。
14.用一根细棉线把一段直铁丝吊起来,让铁丝能在水平位置平衡,再将棉线右边的铁丝对折一下,铁丝还能在水平位置平衡吗 实际做做,然后回答:
(1)你看到的现象是:______________________.
(2)猜想可能的原因是:_____________________________.
(3)猜想的依据:________________________.
15.如图所示,用一根木棒撬石头,我们从 O点作一条 MN的垂线段,这条垂线段的长度就是 F的______, MN这条直线就是力 F的______.
16.如图所示,杠杆的质量可以忽略不计,如果 OB与 OA长度之比为2∶3,在 B端的钩上挂300 N的钩码,要使杠杆处于平衡状态,在 A端的钩上应挂______N的钩码(忽略钩的重力)。
17.如图所示,OB为一轻质杠杆,O为支点,OA=0.3 m,OB=0.4 m,将重30 N的物体悬挂在B点,当杠杆在水平位置平衡时,在A点至少需加________ N的拉力,这是一个________(选填“省力”或“费力”)杠杆。
18.如图所示,重力不计的杠杆 OA, O为支点,在拉力 F和重力 G为30 N的重物 P的作用下,恰在水平位置平衡.已知 OA=80 cm, AB=20 cm,杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计,那么拉力 F的力臂为______ cm,拉力的大小 F=______ N.
19.杠杆平衡时,动力臂和阻力臂之比为3:2,用此杠杆将一个60N的物体抬起来时,至少用了_________N的力.这个杠杆的特点是_________.
20.杠杆的平衡条件是_________________,写成公式是_________.杠杆可分为_________、_________和_________三类,举例分别是_________、_________和_________.
21.七年级的一名学生刚开学,家里给他买来一辆变速自行车,后轮上有很多齿轮(俗称小飞轮),但它们的直径不同。当车链安装在直径较大的齿轮上时,骑车时比较_______(选填“省力”或“省力”),车把套做得很粗糙目的是为了____________________________。
22.如图所示的均匀杠杆,刻度线之间的距离都是相等的。使杠杆在水平位置平衡后,在杠杆的P刻线处挂2个钩码。为了使杠杆在水平位置重新平衡,应该在A刻线处挂__________个钩码。(每个钩码的质量都相等)
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评卷人 得分
三、实验探究题 (本题共 道题,每小题 分,共计 分 ; )
23.如图是“探究杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前,发现杠杆右端下沉,此时,应把杠杆两端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在________位置平衡,这样做的目的是为了方便读出力臂。
(2)下表是某实验小组测得的两组数据,请你帮他们补充完整。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.24
2.0
0.12
2
1.5
0.1
0.5
(3)分析上表,可得杠杆的平衡条件为________。
24.如图所示是我们探究杠杆平衡条件的实验装置图。实验结束后,通过分析数据,有的同学指出:杠杆的平衡条件也可以是“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”。平时许多同学也经常用这种观点分析杠杆问题。事实上这种观点是片面的,因为支点到动(阻)力作用点的距离并不总是力臂。请你在本实验的基础上再补充一些器材,通过实验证明杠杆平衡条件在普遍情况下应该是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。
(1)你补充的器材有:____________________ 、____________________。
(2)写出操作步骤: __________________________________________________。
评卷人 得分
四、作图题 (本题共 道题,每小题 分,共计 分 ; )
25.画出下图中各力的力臂,并标出L 1和L 2.
26.画出图中最小的力的方向
评卷人 得分
五、计算题 (本题共 道题,每小题 分,共计 分 ; )
27.一把杆秤不计自重,用来称质量是2 kg的物体,提纽到秤钩距离是4 cm,秤砣质量是250 g,秤砣应离提纽多远,秤杆才平衡?若秤杆长60 cm,则这把秤最大能称量多少千克的物体?
有一根粗细不均匀的圆木,长4m,在距粗端1.5 m处支撑住它,它可以在水平位置平衡,如果在正中间处支撑住,在细端挂240 N的重物,圆木仍可平衡,那么圆木重是多少
1.【答案】A
【解析】从图示装置可以看到,手把的动力F的力臂大于拉绳对手把的阻力力臂,故手把是省力杠杆,而对于夹爪,拉绳的动力力臂小于所夹物体对夹爪的阻力力臂,故夹爪是费力杠杆。21教育网
2.【答案】C
【解析】剪铁皮时,阻力很大,需要用到省力杠杆,即动力臂大于阻力臂的杠杆。A选项中的剪刀动力臂和阻力臂大致一样长,属于等臂杠杆;选项B和D中的剪刀动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,答案是C。2-1-c-n-j-y
3.【答案】A
【解析】从题知, OA处于水平位置, G 1对杠杆的拉力为竖直向下,所以 G 1对杠杆拉力的力臂即为杠杆 AO的长度, G 2对杠杆拉力的方向也是竖直向下,但 OB不是处于水平,所以 G 2对杠杆拉力的力臂 OB′小于 OB的长度,根据杠杆的平衡条件分析,即可得出两个物体重力的大小。根据杠杆的平衡条件: F 1 l 1= F 2 l 2可知,力与相应的力臂成反比关系,它们的杠杆示意图如图所示,因为 AO= BO,所以 lOA> lOB ′,所以物体的重力 G 1< G 2。
【出处:21教育名师】
4.【答案】D
【解析】在物理实验中,如果只做一次实验获得的数据往往具有一定的偶然性,得到的结论往往是不可靠的,所以必须进行多次实验,获取多组实验数据归纳出共同的结论才是可靠的。
5.【答案】C
【解析】此题考查的是杠杆平衡条件及浮力知识的综合应用。开始杠杆是在水平位置平衡的,但当进入水中后两个物体都将受到浮力的影响,杠杆这时应处于什么状态就要看两物体所受浮力的情况如何了。根据浮力有关知识:浮力大小与物体排开水的体积成正比,铜块和铝块有相同的质量,则密度大的体积小,因此铝的体积大于铜的体积,即铝块受到的浮力大于铜块受到的浮力。综上可见,当两物体进入水中后B端会上升,A端会下降。
6.【答案】A
【解析】本题考查了杠杆的平衡条件。设每个钩码的重力为G,杠杆上每一刻度为L,根据杠杆的平衡条件可知:3G×2L=2G×3L,两侧各去掉一个钩码,则杠杆的左端为2G×2L,右端为G×3L,左边大于右边,故左端下降。【版权所有:21教育】
7.【答案】C
【解析】因为G1l1=G2l2,l1所以G1>G2.假设同时移动Δl
则G1Δl>G2Δl
所以G1l1-G1Δl即G1(l1-Δl)所以B端向下倾斜.21教育名师原创作品
8.【答案】B
【解析】用羊角锤拔钉子时,钉子产生的阻力较大,因而,此时羊角锤是省力杠杆。
9.【答案】C
【解析】把车轮推上台阶时,可把车轮看做一个杠杆,支点是车轮与台阶棱相交处。若最省力,可使动力臂最大,根据力臂画法可以看出四图中F3的动力臂最大,也最省力。
10.【答案】C
【解析】可用两边所挂钩码的个数分别乘以钩码距支点的杠杆上的“格数”,例如杠杆左侧与力臂乘积为“2×4”.如此判断两边乘积是否相等.21*cnjy*com
11.【答案】C
【解析】
12.【答案】B
【解析】本题主要考查杠杆平衡条件的应用。由题图知杠杆处于水平平衡状态,估测球到支点的距离是人到支点距离的2倍,则 l 球=2 l 人。由杠杆平衡条件 F 1 l 1= F 2 l 2,得 G 人 l 人= G 球 l 球,
即 m 人g l 人= m 球g l 球,则 m 球= = = =30 kg。故选B。
13.【答案】调节使杠杆处于平衡状态 调节悬挂重物的重力或调节力臂的长短
【解析】在研究杠杆平衡条件的实验中要求在还没有挂上重物时杠杆是保持水平平衡的,为此就在杠杆的两端装置螺母,在杠杆还没有挂上重物时,就可以通过调节螺母距支点的距离使杠杆处于水平平衡状态。但是在挂上重物后就不能再调节螺母了,只能通过调节力臂和力的大小来调节,使杠杆重新达到平衡状态。21世纪教育网版权所有
14.【答案】(1)不再平衡
(2)杠杆平衡条件受到破坏
(3)铁丝不再在水平位置平衡.右边铁丝对折后,重心位置发生了变化,使右边的力臂减小,从而失去了杠杆平衡的平衡条件.21·cn·jy·com
【解析】
15.【答案】力臂 力的作用线
【解析】
16.【答案】200
【解析】l 1= OA, l 2= OB, OB∶ OA=2∶3,则 l 2∶ l 1=2∶3,由杠杆的平衡条件 F 1 l 1= F 2 l 2得 ,则 F 1∶ F 2=2∶3, F 2=300 N,故 F 1=200 N。
17.【答案】40 费力
【解析】由题图可知,当杠杆在水平位置平衡时,物体对杠杆的阻力为 F 2=30 N,拉力为动力 F 1,动力臂为 l 1= OA=0.3 m,阻力臂为 l 2= OB=0.4 m,由杠杆平衡条件可知, F 1= =40 N,由于 l 1< l 2,所以这是一个费力杠杆。
18.【答案】40 45
【解析】由图可知 l 1= OA=40 cm, F 1 l 1= F 2 l 2.即 F 1×40 cm=30 N×60 cm,所以 F 1= 45 N.
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19.【答案】40 省力杠杆
【解析】
20.【答案】动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1=F2l2 省力杠杆 省距离杠杆 等臂杠杆 钢丝钳 钓鱼竿 天平【来源:21·世纪·教育·网】
【解析】
21.【答案】省力 增大摩擦
【解析】把车链安装在直径较大齿轮上,使动力臂大于阻力臂,从而在骑车时比较省力。增大摩擦的措施有两个:一、增大接触面的正压力,二、增大接触面的粗糙程度。车把套做的很粗糙是为了增大摩擦。2·1·c·n·j·y
22.【答案】5
【解析】杠杆平衡应该满足:动力臂×动力=阻力臂×阻力,设题图所示的杠杆动力臂=5,则阻力臂=2P点挂2个钩码,所以A点要挂的砝码数为5个。
23.【答案】(1) 左 水平 (2)0.3 (3)F1l1=F2l2
【解析】本题主要是对探究杠杆平衡条件的考查。(1)实验前,发现杠杆右端下沉,说明杠杆右端力和力臂的乘积较大,此时应把杠杆的平衡螺母向左调,使杠杆在水平位置平衡。(2)表中数据应填0.3。(3)分析表中数据可得杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2。
24.【答案】(1)弹簧秤、刻度尺
(2)步骤:①在杠杆一端挂砝码,另一端用弹簧测力计斜向下拉,使杠杆处于水平位置平衡;
②用刻度尺测量出两边力臂的大小及力的作用点到支点的距离;
③将力的大小和所测距离分别进行计算处理。21·世纪*教育网
【解析】杠杆平衡条件的实验只是在图示的装置基础上,通过改变砝码数量及悬挂砝码的位置,测出多组数据,从中得到平衡条件。但是这很容易使人认为“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”也是成立的。用实验验证杠杆平衡条件在普遍情况下应该是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”就要从本实验仪器的局限性上入手。在本实验中采用悬挂砝码的方式提供力,使力只能在竖直方向,从而使力臂的大小和力作用点到支点的距离大小相等。要改变这种情况首先就要有能够提供其他方向力的器材,即需要一个弹簧秤。当力臂不等于支点到力的作用点间距离时,就要通过测量得到力臂的大小,即需要一个刻度尺。
对此实验的操作步骤应是:首先在杠杆一端挂砝码,另一端用弹簧秤提供一个斜向下的力使杠杆处于水平位置的平衡状态;其次用刻度尺测量出两边力臂的大小及力的作用点到支点的距离;最后将力的大小和所测距离分别进行计算处理,就可以验证杠杆平衡条件在普遍情况下应该是“动力× 动力臂=阻力× 阻力臂”。
25.【答案】如图所示
【解析】
26.【答案】如图所示
【解析】
27.【答案】称2 kg物体时秤砣离提纽56 cm;秤的最大称量是3.5 kg。
【解析】杆秤也是一个杠杆。若将秤砣重力看作动力,秤砣离提纽距离是动力臂;则被称物重力就是阻力,物体离提纽距离是阻力臂;提纽处即杠杆支点。
由 F1l1= F2l2,得
l 1= l 2= ×4 cm=32 cm
所以 l1′=60 cm-4 cm=56 cm
由 F1′l1′= F2′l2′,得
F 2′= F 1′= ×0.25 kg×9.8 N/kg=34.3 N
所以m 2= =3.5 kg。
28.【答案】960N
【解析】
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