第一节 杠杆和滑轮

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名称 第一节 杠杆和滑轮
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资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2010-03-28 16:07:00

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第七章 机械功和机械能
第一节 杠杆和滑轮
范例探究
【范例1】(昆明中考题)下列实例中可看作省力杠杠的是 ( )
A.做“仰卧起坐”运动
B.用扫帚扫地
C.用镊子取砝码
D.用扳手拧紧螺母
【研析】生活中杠杆的应用十分广泛,题目中呈现了生产和生活中常见的几种杠杆。根据杠杆的平衡条件可分为三类:省力杠杆,费力杠杆和等臂杠杆。A、B、C三种杠杆的动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆。应选D。
【范例2】(绍兴中考题)图甲是手负重的(指能承受的最大物重)示意图,当手臂按图示方向伸展时,下列图象能表示负重大小与手臂伸展程度大致关系的是 ( )
【研析】人体许多部位都存在着杠杆,在分析人体杠杆的实例时,要将身体构造抽象成模型,凸显作为杠杆的要素。人体的上臂举重物是一个典型的杠杆,支点是人的肘关节,动力是肱二头肌产生的斜向上的拉力,阻力是重物对手掌向下的压力。根据杠杆的平衡条件,力和力臂成反比,负重越大,力臂就越小,应选8。
【范例3】(江西中考题)瑞瑞同学家住高
层,最近正在装修房子,需要搬运装修材料,
但有些材料由于楼道过窄不方便搬运,于是
瑞瑞建议采用如图所示的滑轮组,这样站在
地上就可以把材料运上楼。若某次搬运的材
料重765N,被提升的高度为10m,人所用
的拉力为450N,请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图,并求出在这个过程中瑞瑞所做的功。
【研析】滑轮组根据需要可以有许多不同的绕法,但一定要根据实际的需求来安装,而不仅仅是考虑最大限度的省力。人要站在地面上用向下的力把物体送到楼上,因此绳子应从定滑轮上绕起。根据题意,当物体提升的高度为l0m时,绳子自由端移动的距离为2×10m,瑞瑞所做的功为一450×20=9000J。
达标训练
1.(北京中考题)以下四种用具中,属于费力杠杆的是 ( )
2.(镇江中考题)用右图所示的杠杆提升重
物,设作用在A端的力F始终竖直向
下,在将重物慢慢提升到一定高度的过
程中,F的大小将 ( )
A.保持不变 B.逐渐变小
C.逐渐变大 D.先变大,后变小
3.(嘉兴中考题)皮划艇是我国的奥运优势项目之一,比赛中,运动员一手支撑住桨柄的末端(视为支点),另一手用力划桨,此时的船桨是 ( )
A.等臂杠杆 B.费力杠杆
C.省力杠杆 D.省功杠杆
4.(衢州中考题)下图是超市里搬运货物的小推车,设货物均匀摆放在车内,当后轮O2遇到障碍物P时,顾客要向上提起扶把,这时小推车 ( )
A.可视为省力杠杆,支点是前轮O1
B.可视为费力杠杆,支点是前轮O1
C.可视为省力杠杆,支点是后轮O2
D.可视为费力杠杆,支点是后轮O2
5.(攀枝花中考题)工厂为了搬运一个笨重的机器进入车间,某工人设计了下列四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面),其中最省力的方案是 ( )
6.(连云港中考题)在我国古代,简单机械就有了许多巧妙的应用,护城河上安装的吊桥装置就是一个例子(见下图)。在拉起吊桥的过程中 ( )
A.吊桥是省力杠杆
B.A点是吊桥的支点
C.AB是吊桥的阻力臂
D.滑轮起到省力的作用
7.(北京中考题)如图所示,用滑轮组以不同速度匀速提升重物A,作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F,不计绳重和摩擦。当拉力F的功率为P1时,重物A以速度v1匀速上升h所用的时间为t1;当拉力F的功翠为P2时,重物A以速度v2匀速上升h所用的时间为t2;当拉力F的功率为P1 + P2时,重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为 ( )
A. B.
C. D.
8.(温州中考题)下图为某同学自制的天平式空气湿度仪,杠杆处于水平平衡。当空气中的水汽含量增多,即湿度变大时,由于木炭有较强的吸水性,结果 ( )
A.杠杆保持水平 B.木炭端下沉
C.铝片端下沉 D.两端都下沉
9.(海淀中考题)如图所示,某人用一根轻质木棒挑着重为120N的物体站在水平地面上,木棒保持水平,棒AB长为l.2m,重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m,则手在A端对木棒竖直向下的作用力大小为 N。
10.(上海中考题)如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,杠杆长0.2m,在它的中点B处挂一重30N的物体G。若在杠杆的A端施加最小的力F,使杠杆在水平位置平衡,则力的方向应竖直 ,大小为 N。
11.(南通中考题)如图所示,小明用滑轮组
匀速提起一个重为600N的物体A,物
体上升的速度为0.1m/s,人拉绳的
力为250N,不计绳重和摩擦,人拉绳
做功的功率为 W,滑轮组的
机械效率为 ,动滑轮重为 N。
12.(台州中考题)某同学用一根合适的轻杆和两个大小相同的空杯,制作如图所示的实验装置,通过在杯底粘橡皮泥的方法调节装置,使杆在水平位置平衡。当他往右侧空杯中缓慢倒入密度比空气大的二氧化碳气体时,杆的 侧将下降。
13.要用下图的滑轮组吊起1400N的重物,需要的拉力F= N(动滑轮重、绳重、摩擦均不计)。
14.(连云港中考题)如图所示,重力不计的一木板AB可绕O点无摩擦转动,在A端挂一边长为50cm的正方体P,一个体重为500N的中学生站在B点时,P对地面的压强刚好为零,且OA=lm,OB=3m,则物体P的重力为 N,当人向左走lm时,P对地面的压强为 Pa。
15.(北京中考题)如图所示,小民利用滑轮组先
后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当
提升物体A时,滑轮组的机械效率为75%
,小民对地面的压力为F1;当提升物体B
时,小民对地面的压力为F2。已知小民的
质量为65kg,物体A的质量为90k9,物体
B的质量为50kg。假设在拉绳子的过程中,
小民对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直
向下且在同一直线上,不计绳重和摩擦,则F2:F1= 。
16.(海淀中考题)(1)在图中画出使用滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法。
(2)如图所示,用裁纸刀裁纸时,加在裁纸刀上的动力为F,支点在O点,请在图中画出其对应的动力臂L。
17.(宁波中考题)如图所示,重物G在大小为2N的拉力F的作用下,以0.2m/s的速度匀速向上运动。在5s内,拉力F做的功为 J,功率为 。
18.(无锡中考题)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在 位置平衡,这样做是为了便于测量 。如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向 调节,或将左端的平衡螺母向 调节。
下图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长5cm,部分实验数据已记录在下表中。
(1)请将表格中的实验数据补充完整。
(2)小明的第3次实验存在错误,其错误是 。
实验次数 动力F1(N) 动力臂L1(cm) 阻力F2(N) 阻力臂L2(cm)
1 1.5 10 1
2 1 20 10
3 1 20 1.5 10
冲刺重高
1.(河北中考题)下列仪器或工具在使用过程中,都利用了杠杆原理的一组是 ( )
①量筒②剪刀③烧杯④试管夹⑤托盘天平⑥弹簧测力计
A.①②③ B.②④⑤
C.①③⑤ D.④⑤⑥
2.(台州中考题)重型机械未到达时,已脱险的人和专业救援人员可利用简易工具对压埋在废墟中的人进行救援。图中的工具与原理不相符的是 ( )
A.钢丝钳一费力杠杆
B.撬棒一省力杠杆
C.葫芦吊一滑轮组
D.气垫一气体压强
3.(镇江中考题)乒乓球、保龄球等表面都是光滑的,为什么高尔夫球的表面上布满小坑呢 经科学家研究发现:两个等大的球,一个表面布满小坑,另一个表面光滑,在空中高速飞行时,表面布满小坑的球受到的空气阻力较小。现将质量与体积均相等的两个小球A(表面布满小坑)与B(表面光滑)分别用细绳悬挂在等臂杠杆的两端,使杠杆水平平衡(见下图)。当从两球正下方同时以相同速度(足够大)的风对准它们竖直向上吹时,以下说法正确的是 ( )
A.杠杆左端下降
B.杠杆右端下降
C.杠杆仍然在水平方向处于平衡状态
D.无法判断杠杆的转动情况
4.(北京中考题)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(见下图)。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,若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂,则关于此过程中L的变化以及乘积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
5.如图所示,杆的两端A、B离支点O的距离之
比OA:OB = 1:2。A端接一重为GA的物体,
B端连一滑轮,滑轮上挂有另一重为GB的物体
。现杠杆保持平衡,若不计滑轮重力,则GA与
GB之比应是 ( )
A.1:4 B.1:2
C.1:1 D.2:1
6.(北京中考题)如图所示,质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是相等的,O为支点,杠杆两边所挂的每一个钩码均相同,杠杆在水平位置平衡。在下列情况中,杠杆仍在水平位置保持平衡的是 ( )
A.两边都减少一个钩码
B.两边的钩码下各加挂一个相同的钩码
C.左边钩码向右移一格,右边钩码同时向左移一格
D.右边钩码下加挂一个相同的钩码,左边钩码同时向左移一格
7.(玉林中考题)如图所示,下列表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法,最省力的是(动滑轮重和摩擦忽略不计) ( )
8.如图所示,三个滑轮拉同一物体在水平面做匀速直线运动,所用拉力分别为F1,F2,F3,那么有 ( )
A.F1>F2>F3 B.F1C.F2>F1>F3 D.F29.(桂林中考题)一辆汽车不小心陷进了泥潭中,按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800N,则甲图中人拉动汽车的拉力至少为 ,乙图中人拉动汽车的拉力至少为 ,其中比较省力的是
图。(绳与滑轮间的摩擦不计)
10.(黄冈中考题)下图是一种开瓶器,使用时将螺旋钻头旋进软木塞,再用双手按压把即可将瓶塞拔出。钻头做得尖细是为了 ,压把相当于 。王哲在5s内将瓶塞拔出,若瓶塞长5cm,瓶塞受到的平均阻力为200N,则王哲克服瓶塞阻力做的功为 J,其做功的功率为 W。
11.(莱州中考题)如图所示,大李和小李用一根均匀的木棒抬重物,大李为了减轻小李的负担,他可以 (写出一种合理的做法)。假如大李要承担3/5的力,那么小李的肩头到重物悬挂点O的距离与大李的肩头到重物悬挂点O的距离之比是 。
12.(嘉兴中考题)如图所示,杆秤是民间的一种测量工具。使用时,将待测物体挂在秤钩A上,用手拎住秤钮B或C(相当于支点),秤砣D在秤杆E上移动,当杆秤水平平衡时在秤杆上读出读数即可。
(1)从科学的角度来看,杆秤应该是一种测量 大小的工具。
(2)根据杠杆平衡的条件分析,使用杆秤时,当从秤纽C换到秤纽B时,最大测量值将变 。
13.(衢州中考题)俗话说“小小秤砣压千斤”,这可以根据杠杆平衡条件来解释。只要秤砣对秤杆作用的力臂比所挂物对秤杆作用的力臂 (填“大得多”或“小得多”),那么“小小秤砣压千斤”是完全可以实现的。
14.(安徽中考题)如图所示,不计重力的杠杆
OB可绕O点转动,重为6N的物体P悬
挂在杠杆的中点A处,拉力F1与杠杆成
30°角,杠杆在水平位置保持平衡。请在
图中画出拉力F1的力臂,并求出此状态下
拉力F1= N。
15.(安徽中考题)程跃要提起重800N的物体,但是他的最大拉力只有300N,于是他找来了一些滑轮,想利用滑轮组提起这个重物。已知每个滑轮重20N,程跃想站在地上向下拉绳,他最好选择图中 (填“a”、“b”或“c”)滑轮组来提起重物,请在所选的图中画出正确的绕绳方法。
16.(北京中考题)小东想估测出某种油的密度ρ油 ,他手边的测量工具只有刻度尺。小东利用身边的器材设计出一个实验方案:首先找一根直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡后,将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E(见下图)。下面是小东测出.ρ油的部分实验步骤,请你按照小东的实验思路,将实验步骤补充完整。
(1)用刻度尺测出OE的长度L0;
(2)把金属块B浸没在油中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;
(3) ;
(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为 。
17.(福建中考题)在“探究杠杆平衡条件”实验中:
(1)实验前,先把杠杆的中点支在支架上,调节两端的平衡螺母,使杠杆在 位置平衡(杠杆上每格距离相等);
(2)实验中,改变支点两侧的钩码位置和个数,一般要做三次实验,得到三组数据并进行分析,这样做的目的是 ;
(3)杠杆处于平衡状态,如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后,杠杆将 (填“能”或“不能”)保持平衡。
18.(义乌中考题)某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计),在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡。如果该同学身高]60cm、质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上重为137.2N的物体,木板再次水平平衡。
(1)该装置中滑轮的作用是 。
(2)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡”,这样做的目的是 。
(3)请通过计算说明该同学的重心位置(g取9.8N/kg)。
19.(湖州中考题)小星用右图所示的滑轮组在4s内将质量为60kg的物体A匀速提升了0.5m。已知绳子自由端所用的拉力F为200N。则在这个过程中拉力做了 J的功,该滑轮组的机械效率为 。
20.(杭州中考题)水的沸点与水面上方气体的压强有关,气体压强越大水的沸点越高,下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系。
压强(×l05Pa) 1.0 1.4 2.0 2.7
沸点(℃) 100 110 120 130
技术员小陈利用这一关系,设计了如图所示的锅炉水温控制装置。图中OC为一可绕O点旋转的横杆(质量不计),在横杆上的B点下方连接着阀门S,阀门的底面积为3cm2,OB长度为20cm,横杆上A点处挂着重物G,OA长度为68cm。对水加热时,随着水温升高,水面上方气体压强增大,当压强增大到一定值时,阀门S被顶开,使锅炉内气体压强减小,水开始沸腾。当重物G挂在不同位置时,锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值也不同,从而控制锅炉内水的最高温度。
(1)当锅炉内水的温度达到l30℃时,锅炉内气体的压强是 Pa。
(2)当大气压强为l.0×105Pa时,将G挂在A位置,锅炉内水沸腾时的温度为l30℃,则此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力的差值是 N(计算时可认为阀门上、下底面积相等)。
(3)当大气压强为l.0×10 5Pa时,要使锅炉内水的温度达到120℃时沸腾,应将G挂在
离O点多远处
答案
第一节杠杆和滑轮
二、达标训练
1.B 2.A 3.B 4.A 5.C 6.A 7.A 8.B 9.240 10.向上;l5 11.75;80%;l50 12.右 l3.200 14.1500;2000 15.5:1 16.略 17.6;1.2 18.(1)水平;力臂;左;右(2)15;2(3)力和力臂的乘积不相等
三、冲刺重高
1.B 2.A 3.A 4.C 5.C 6.D 7.C 8.D 9.800N;400N;乙 l0.增大压强;杠杆;10J;2
11.向O(点靠近;3:2 12.(1)质量(2)大 13.大得多 l4.6 15.C;图略16.用刻度尺测出OD的长度L1;L0一L1/L0P l7.(1)水平(2)多次实验寻找杠杆平衡的普遍规律(3)不能
18.(1)改变力的方向
(2)排除木板的重力对实验的影响
(3)解:该同学的重心位置为离O点(头顶)距离l2
F1l1=F2l2
137.2N×160cm=40kg×9.8N/kg×l2
L2=56cm
答:该同学的重心位置离O点(头顶)距离为56cm
19.400;0.75或75% 20.(1)2.7×105 (2)51 (3)40cm
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