第47讲 杠杆 备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练
展开
这是一份第47讲 杠杆 备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练,共36页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验探究题,解答题,综合说理题等内容,欢迎下载使用。
备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练
第47讲 杠杆
一、单选题
1.(2021·金华)生活中处处有科学。下列日常工作,在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 独轮车 B. 开瓶器
C. 钓鱼竿 D. 大铡刀
2.(2021·温州)停放自行车时,若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起。其中最省力的点是( )
A. A点 B. B点 C. C点 D. D点
3.(2021·婺城模拟)如图甲是复习阶段用来整理试卷的燕尾夹,乙图是它的侧面图,使用时,用力摁住C点即可打开燕尾夹。下列有关燕尾夹的说法不正确的是( )
A. 甲图所示夹子打开时,力使物体发生形变
B. 乙图所示ABC可看成杠杆,点A为支点
C. 甲图竖直夹住一叠试卷时,试卷只受到两个力作用
D. 乙图所示在C点用力F时,属于省力杠杆
4.(2021·南湖模拟)如图所示是用筷子夹菜场景,此时筷子是一种费力杠杆。下列生活用具正常使用时也属于费力杠杆的是( )
A. 镊子 B. 剪子
C. 起子 D. 钳子
5.(2021·奉化模拟)下列实验操作中,其中一项的操作目的与其他三项不属于同一类,该项操作是( )
A. 对试管加热前先要把试管外壁擦干,再加热。
B. 测小灯泡电功率实验,闭合开关前,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处
C. 探究杠杆平衡条件实验,先调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡
D. 转动显微镜的粗准焦螺旋使镜筒下降时,双眼从侧面注视物镜
6.(2021·瑞安模拟)如图是办公用品燕尾夹,MON可以看成一个杠杆。用力按压N点,即可打开燕尾夹,此杠杆的示意图表示合理的是( )
A. B. C. D.
7.(2021九下·浙江期末)下列测量工具没有利用杠杆原理的是( )
A. 弹簧测力计 B. 杆秤
C. 台秤 D. 托盘天平
8.(2021九下·金华月考)如图,用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验(每个钩码重0.5牛)。下列说法正确的是( )
A. 实验前出现如图所示情况,应将杠杆的平衡螺母向左调
B. 如图,在A、B处各增加一个钩码,杠杆仍然能在水平位置保持平衡
C. 如图,弹簧测力计从a位置转到b,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数需变大
D. 如图,用弹簧测力计在c点向上拉杠杆,当杠杆在水平位置平衡,其示数小于3牛
9.(2021九下·杭州开学考)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的( )
A. 刀刃很薄可以增大压力 B. 铡刀实质上是一种费力杠杆
C. 甘蔗放在a点比b点更易被切断 D. 手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
10.(2020九上·镇海期末)小科学习了简单机械后,用 100N 的力提起了 330N 的重物,那么他可能使用了( )
A. 一根杠杆
B. 一个定滑轮
C. 一个动滑轮
D. 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
11.(2020九上·西湖期末)关于超市手推车(如图为侧视图)下列说法正确的是( )
A. 当前轮遇到障碍物A时,需向下压扶把,手推车可以视为以B为支点的杠杆
B. 当后轮遇到障碍物A时,需向上抬扶把,手推车可以视为费力杠杆
C. 货物越靠前(B点),前轮过障碍物A所需向下压的力越大
D. 货物越靠前(B点),后轮过障碍物A所需向上抬的力越大
12.(2020九上·拱墅期末)如图所示,利用筷子开启啤酒瓶盖,筷子相当于( )
A. 费力杠杆 B. 等臂杠杆 C. 省力杠杆 D. 既省力又省距离的杠杆
13.(2020九上·温州月考)人体中有不少骨骼构成杠杆。如图所示是手端起茶杯的情景,其前臂骨骼相当于杠杆,肱二头肌收缩提供动力。则( )
A. 这是一个省力杠杆 B. 这是一个等臂杠杆
C. 肘关节相当于杠杆支点 D. 肱二头肌相当于杠杆支点
14.(2020九上·下城期中)如图,用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验。下列说法正确的是( )
A. 图甲,实验前杠杆斜静止,说明杠杆没有处于平衡状态
B. 图甲,为使杠杆处于水平状态,应将杠杆右端的平衡螺母向左调
C. 图乙,在A处和B处各增加一个钩码,杠杆仍然能保持平衡
D. 图丙,弹簧测力计从a位置转到b,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数需变大
15.(2020九上·杭州月考)如图所示的几种杠杆类工具,在使用时属于省力杠杆的是( )
A. 用鱼杆钓鱼 B. 用羊角锤拔钉子
C. 用筷子夹取食物 D. 用笤帚扫地
16.(2020九上·杭州开学考)等臂杠杆两端各系一只等质量的铁球,将杠杆调平衡后,将球分别浸没在等质量、等密度的稀H2SO4和CuSO4溶液里(如图所示),一段时间后杠杆将会( )
A. 左端上翘 B. 右端上翘 C. 仍然平衡 D. 无法判断
17.一根轻质木杆,A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=30N作用时,木杆恰能在水平位置处于平衡状态,此时细线竖直。已知OA=15cm,OB=5cm,则重物对水平地面的压力为( )
A. 80N B. 60N C. 40N D. 20N
18.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
19.(2020·温州模拟)质地均匀杠杆,每个钩码重0.5N,下列操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是( )
A. B.
C. D.
20.(2020·温州模拟)如图所示甲乙两杠杆处于水平位置平衡,甲图上有两个体积不同的铁球,乙图上有两个体积相同的铝球和铁球,如果把他们都浸没在水中,则杠杆将发生的变化是( )
A. 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
二、填空题
21.(2021·长兴模拟)如图所示,OAB是杠杆,OA与BA垂直,在OA的中点处挂一个G=10N的重物,杠杆重力及摩擦均不计。若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止,如图甲所示,那么,该杠杆________(选填“一定”或“不一定")是省力杠杆;若动力F乙始终与OA垂直,将杠杆由水平位置匀速向上提升重物,如图乙所示,动力F乙的大小变化是________(选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”);若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向,在此过程中OA始终保持水平静止,如图丙所示,请在答题卷上画出动力F丙随时间t的变化趋势________。
22.(2021·嘉善模拟)如图装置,杆总长2米,套环与杆重忽略不计。某健身者体重500牛,臂力700牛,通过该装置将280牛的重物拉起,至少需将套环移至离墙壁________米处,此杠杆为________杠杆。(选填“省力”、“费力”或“等臂”)
23.(2021·浙江模拟)为了防止门被风吹动,常在门背后和墙上安装如图甲 所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动,门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。(摩擦力忽略不计)
(1)关门所需的最小力F是________牛。
(2)门被吸住是利用磁体之间________的原理。
24.(2020九上·越城期末)如图所示是一把开瓶盖的新型起子,要打开瓶盖,用力方向应为________(选填 “F”或“F"),从起子的使用情况看,这是一个________杠杆(选填“省力”或“费力”)。
25.(2020九上·滨江月考)如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量密度的“密度天平”。其制作过程如下:选择一根长1米杠杆,调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。在左侧离O点10厘米的A位置用细线固定一个质量为150克、容积为80毫升的容器。右侧用细线悬挂一质量为50克钩码(细线的质量忽略不计)。测量时往容器中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。
(1)该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O________cm处。
(2)该“密度天平”的量程为________。
(3)若将钩码的质量适当增大,该“密度天平”的量程将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
26.(2020九上·乐清月考)如图所示,有一根均匀铁棒,长为10cm,OA=2.5cm,重力G=600N,为了不使这根铁棒的B端下沉,所需外力F至少应为________N,若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端,所需外力F应为________N。
27.如图所示,一轻质杠杆支在支架上,OA=20cm,G1为边长是5cm的正方体,G2重为20N。当OC=10cm时,绳子的拉力为________N,此时G1对地面的压强为2×104Pa。现用一水平拉力,使G2以________cm/s的速度向右匀速运动,经过12.5s后,可使G1对地面的压力恰好为零。
28.(2020·衢州)在实际生活中,常用螺丝刀将螺丝钉拧进(出)物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀,可视为图乙所示的杠杆AOB,其中O为支点,B为阻力作用点,F2为阻力,动力作用在手柄上。
(1)图甲中的螺丝刀属于________杠杆。
(2)请在答题纸相应位置图中,画出对应F2的最小动力F的示意图。________
29.如图所示,在处于水平位置平衡的杠杆的A点悬挂两个总重为2N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力应为________N,此时的杠杆属于________(选填“省力”或“费力”)杠杆。如果弹簧测力计的量程为0~5N,在支点不变的情况下,采用图中的杠杆,能较为精确地测量出悬挂物体的最大质量为________kg。(g取10N/kg)
30.如图所示为一种简易的捕鼠器,质量为150g、长1m材质均匀的木板放在水平桌面上,木板最左端离桌沿O点40cm。在木板的上方挂一诱饵,一只老鼠为了吃到诱饵沿木板向左端爬去,当老鼠爬过距离O点30cm位置时,木板会失去平衡,使老鼠落入水桶中,则该老鼠重为________N。(g取10N/kg)
三、实验探究题
31.(2021·衢州)将酒敞口放置,酒精度(酒中酒精的体积百分比)会变化吗?小科认为:只要确定酒的密度是否变化就能作出判断。于是利用身边的物品,动手制作“密度秤”米测量酒的密度。
步骤Ⅰ:按图甲制作好秤杆,提起提纽,移动秤砣(小螺母),当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度(单位:g/cm3)。
步骤Ⅱ:按图乙所示,将大螺母浸没在水中(大螺母必须浸没且不碰底),提起提纽,移动秤砣,当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。再将BC两刻度之间
分为10等份。
步骤Ⅲ:测量酒的密度。
(1)应用:小科,用该密度秤分别测出瓶盖刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和0.96g/cm3 , 已知酒精密度为0.8g/cm3 , 应用密度知识可判断出其酒精度________(填“变大”“不变”或“变小")。
(2)反思:在制作和测量过程中,大螺母必须浸没的目的是________。
(3)拓展:小科若要测量食盐水的密度,他应先在密度秤上增加大于1的刻度,请你写出利用直尺和笔标定刻度的过程:________ 。
32.(2021·湖州)下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程:(本实验均使用轻质杠杆)实验1:在直杠杆水平平衡时(如图甲所示) 进行实验, 记录多组数据。得出:F1×s1=F2× s2(注:s1和s2分别表示支点到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验,也得到了同样的结论。该结论适用于所有平衡时的杠杆吗?
实验2:科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验,移动钩码,改变钩码数量,
记录数据如表,分析表格数据发现上述结论并不成立,但发现一个新的等量关系,即:(待填)。s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时,哪个量才是有价值的呢?研究小组的同学观察到:支点到F的作用点的距离(s1)与支点到F1的作用线的距离(l1)是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3:
实验次数
F1/N
S1/cm
F2/N
S2/cm
L2/cm
1
1.0
10.0
0.5
21.3
20.1
2
1.5
20.0
1.0
31.7
29.8
3
2.0
30.0
2.5
25.5
24.0
①移动钩码,使杠杆________,并使杠杆处于平衡状态。
②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2。
③改变钩码数量,移动钩码,记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2。。
④分析实验数据,得出弯杠杆的平衡条件。最后,通过科学思维,得出所有杠杆的平衡条件都是:F1×l1=F2×l2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用,如用图1方式提升物体比用图2方式省力,就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。请回答:
(1)在研究一侧弯曲的杠杆时,发现的一个新的等量关系是________。
(2)将实验3中的①填写完整________。
(3)“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为________。通过探究杠杆平衡条件的实验,使我们深深认识到建立这一科学量的价值。
(4)用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是________。
33.(2021·丽水)杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具,现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下,动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。
[制作步骤]
①做秤杆:选取一根筷子,在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”。
②挂秤盘:取一个小纸杯,剪去上部四分之三,系上细绳,固定在秤杆的“A"处;
③系秤纽:在秤杆的“B"处系上绳子:
④标零线:将5克的砝码系上细绳制成秤砣,挂到秤纽的右边,手提秤纽,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上“0”;
⑤定刻度……
[交流评价]
(1)杆秤是一种测量________的工具:
(2)当在秤盘上放置物体称量时,秤砣应从“0”刻度向________侧移动:
(3)步骤④标零线的目的是________;
(4)根据杠杆平衡条件可知,杆秤的刻度是均匀的。定刻度时,小科和小思采用不同的方法,你认为________的方法更合理。
小科:先在秤盘上放1克物体,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上1;然后在秤盘上放2克物体……按上述方法直到标出所有刻度。
小息:在秤盘上放20克物体,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上20,0和20之间分为20等份。依次标上相应刻度。
34.(2021九下·鄞州月考)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图a所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向旋________(选填“左”或“右”)。
(2)如图b所示,在A位置上挂两个相同钩码,应该在B位置挂上________个同样的钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。
(3)如图c所示,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
四、解答题
35.(2021·杭州)已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg,体积为0.1m3。问:
(1)此木料的密度为多少?
(2)如图所示,甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此本料并恰好水平,其中AO=BC,O为木料的中
点。求此时乙对木料的作用力大小。
(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时,请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
36.(2021九下·海曙月考)杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时,将秤砣移至O点提纽处,杆秤恰好水平平衡,于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡测得OA=5cm,OB=10cm。
(1)计算秤砣的质量。
(2)小金在B处标的刻度应为________kg。若图中OC=2OB,则C处的刻度应为________Kg。
(3)当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡时,其读数________(选填“”)2kg,由此可知一杆杄秤不能随意更换秤砣。
37.(2021·越城模拟)如图所示,质量为50kg的小明正在家中做俯卧撑运动,可将他的身体视为一个杠杆,A点为身体重心。
(1)将身体撑起的过程中,求地面对双掌的支持力;
(2)若双掌与地面接触的总面积为3×10-2m-2 , 求双手对地面的压强;
(3)若小明在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,求他做俯卧撑的功率。
38.(2021·余杭模拟)如图所示为测液体密度的密度秤示意图,轻质杆AB长为40cm,可绕O点转动(轻质杆与O点之间的摩擦忽略不计),其左端A点挂一个质量为0.2kg,容积为200mL的桶,AO=10cm;在O点的右侧用轻质细绳悬挂一个质量为0.2kg的秤砣,秤砣可沿OB左右滑动。使用时,在桶中装满待测液体,移动秤砣使密度秤再次水平平衡,读出相应位置的刻度值即可。
(1)密度秤零刻度在O点右侧________cm处。
(2)该密度秤所能测量的最大密度是多少?
(3)判断该密度秤的刻度是否均匀(通过推导说明)。
39.(2020九上·镇海期末)质量为 2.5kg 的圆柱体,其横截面的半径为 0.5m;放置在水平地面上,与高为 0.2m的台阶接触,接触部位足够粗糙,如图所示。现欲在圆柱体上施加一作用力,使它下部刚好脱离地面。
(1)画出此作用力F最小的示意图
(2)求此作用力F的最小值。
(3)要使此圆柱体在10s内运动到台阶上,则功率至少为多少?
五、综合说理题
40.(2020九上·江北月考)如图所示为课本92页活动“蜡烛跷跷板”,按照步骤做好蜡烛跷跷板,先后点燃左右两端蜡烛,会发现它的两端会不断地上下翘动,请你解释一下出现此现象的原因。
答案解析部分
一、单选题
1.答案: C
考点:杠杆的分类
分析:比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类。
解答:A.使用独轮车时,车轮为支点,重力为阻力,作用在重心上,动力作用在手柄上,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故A不合题意;
B.使用开瓶器时,它与瓶盖上表面的接触点为支点,阻力作用在瓶盖下面,动力作用在手柄上,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故B不合题意;
C.使用钓鱼竿时,靠近胸口的手所在的位置为支点,动力作用在鱼竿的中间,而阻力作用在鱼竿的顶端,此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故C符合题意;
D.使用大铡刀时,刀片顶端的转轴为支点,阻力作用在刀口中间,动力作用在手柄上,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故D不合题意。
故选C。
2.答案: D
考点:杠杆的平衡条件
分析:根据杠杆的平衡条件分析判断。
解答:根据图片可知,将后轮提起时,前面的车轮相当于杠杆的支点,阻力为自行车的重力,动力为手提的力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂不变的情况下,D点的动力臂最长,则此时最省力,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
3.答案: C
考点:力的作用效果,杠杆的分类
分析:(1)力的作用效果:①改变物体形状;②改变物体的运动状态;
(2)杠杆上固定不动的点为支点;
(3)对试卷进行受力分析;
(4)比较动力臂和阻力臂的大小,确定杠杆的分类。
解答:A.甲图所示夹子打开时,力使物体发生形变,故A正确不合题意;
B.乙图所示ABC可看成杠杆,点A的位置保持不变,相当于支点,故A正确不合题意;
C.甲图竖直夹住一叠试卷时,试卷受到向下的重力、向上的摩擦力,向左和向右的弹力,故C错误符合题意;
D.乙图所示在C点用力F时,动力臂大于阻力臂,相当于省力杠杆,故D正确不合题意。
故选C。
4.答案: A
考点:杠杆的分类
分析:如果动力臂小于阻力臂,那么为费力杠杆,据此分析判断。
解答:A.使用镊子时,两个夹片的相连处为支点,阻力作用在顶端,动力作用在中间,此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故A符合题意;
B.使用剪刀时,转轴为支点,阻力作用在刀口上,动力在手柄上,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故B不合题意;
C.使用起子时,起子与瓶盖上表面接触的位置为支点,阻力作用在瓶盖的下面,动力作用在手柄上,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故C不合题意;
D.使用钳子时,转轴为支点,阻力作用在刀口上,动力在手柄上,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故D不合题意。
故选A。
5.答案: C
考点:常见实验操作,显微镜的使用,杠杆的平衡条件,测定小灯泡的功率
分析:本题主要考查实验操作安全事项相关知识。
解答:A、 对试管加热前先要把试管外壁擦干,再加热是为了防止试管外壁有水,受热时发生炸裂,从实验安全的角度考虑;
B、 测小灯泡电功率实验,闭合开关前,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处 是为了防止电流过大,烧坏用电器,从实验安全的角度考虑;
C、探究杠杆平衡条件实验,先调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡是为了便于测量力臂,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,不是从实验安全的角度考虑;
D、转动显微镜的粗准焦螺旋使镜筒下降时,双眼从侧面注视物镜是为了防止载物台的载玻片被压碎,从实验安全的角度考虑。
故答案为:C
6.答案: A
考点:杠杆及其五要素
分析:根据燕尾夹的使用过程分析杠杆的几个要素即可。
解答:当使用燕尾夹时,动力F1作用再N端,阻力F2作用在M端,保持位置不变的点是O点,这就是杠杆的支点。由于支点在中间,因此动力和阻力的方向基本一致,都是向下的,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
7.答案: A
考点:杠杆及其五要素
分析:分析各个选项中器材包含的物理原理即可。
解答:杆秤、台秤和托盘天平,都利用了杠杆原理,而弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,故A符合题意,而B、C、D不合题意。
故选A。
8.答案: C
考点:杠杆的平衡条件
分析:(1)平衡螺母总是向轻的那端调节;
(2)(3)(3)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
解答:A.根据图片可知,杠杆的右端上翘,即右端轻,因此平衡螺母应该向右调节,故A错误;
B.设钩码重力为G,每格长度为L,左边:4G×2L=8GL;
右边:3G×3L=9GL;
因此杠杆的右端下沉,故B错误;
C.根据图片可知,弹簧测力计从a位置转到b位置时,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数肯定增大,故C正确;
D.根据杠杆的平衡条件得到:(0.5N×3)×6L=F×3L;
解得:F=3N。
故D错误。
故选C。
9.答案: C
考点:增大或减小压强的方法,杠杆的平衡条件,杠杆的分类
分析:(1)增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积;
(2)比较动力臂和阻力臂的长度大小,从而确定杠杆的分类;
(3)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析;
(4)动力臂越长越省力,据此分析判断。
解答:A.刀刃的厚薄不能改变作用在刀上的压力,但是可以减小受力面积而增大对甘蔗的压强,故A错误;
B.左边的转轴为支点,甘蔗对刀刃产生阻力,手对刀柄产生动力,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故B错误;
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,当动力臂L1和阻力F2不变时,甘蔗放在a点不在b点时阻力臂L2更小,此时甘蔗被切断时的动力F1会更小,故C正确;
D.F2与刀柄垂直,此时刀柄的长度就是动力臂,而F1的方向不与刀柄垂直,则此时的动力臂小于刀柄长度,则前者的动力臂大于后者,因此前者比后者更省力,故D错误。
故选C。
10.答案: A
考点:杠杆的平衡条件,定滑轮及其工作特点,动滑轮及其工作特点,滑轮组及其工作特点
分析:根据各种简单机械的工作特点分析判断。
解答:A.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,当动力臂大于阻力臂时,可以省力,只要动力臂和阻力臂的比值合适,肯定能用100N的力提起330N的物体,故A符合题意;
B.使用定滑轮不省力不费力,提起330N的物体必须使用330N的力,故B不合题意;
C.动滑轮最多省一半的力,那么提起330N的物体最少使用165N的力,故C不合题意;
D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,承担重力的绳子段数最多n=3,此时最少使用拉力F=Gn=330N3=110N , 故D不合题意。
故选A。
11.答案: C
考点:杠杆及其五要素,杠杆的平衡条件
分析:(1)根据使用过程判断支点的位置;
(2)比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类;
(3)(4)根据杠杆的平衡条件判断。
解答:A.当前轮遇到障碍物A时,应该抬起前轮,需向下压扶把,此时C轮不动,因此手推车可以视为以C为支点的杠杆,故A错误;
B.当后轮遇到障碍物A时,需向上抬扶把,而B轮不动,为支点。此时动力臂大于阻力臂,因此手推车可以视为省力杠杆,故B错误;
C.前轮过障碍物A时,C点为支点;货物越靠前(B点),阻力臂越大,根据平衡条件F1L1=F2L2可知,前轮过障碍物A所需向下压的力越大,故C正确;
D.后轮过障碍物时,B点为支点,货物越靠前,阻力臂越小,根据平衡条件F1L1=F2L2可知,后轮过障碍物A所需向上抬的力越小,故D错误。
故选C。
12.答案: C
考点:杠杆的分类
分析: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,使用筷子开启啤酒瓶盖时,垫在筷子下面的手指为支点,瓶盖对筷子施加向下的阻力,另一只手施加向下的动力。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
13.答案: C
考点:杠杆及其五要素,杠杆的分类
分析:(1)(2)比较动力臂和阻力臂的长度大小,从而确定杠杆的分类;
(3)(4)根据手臂端起茶杯的工作过程分析支点的位置。
解答:手臂端起茶杯的工作过程中,肘关节的位置保持不动,因此肘关节是支点。肱二头肌收缩提供动力,茶杯和手臂自身的重力是阻力,此时动力臂小于阻力臂是费力杠杆,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
14.答案: D
考点:杠杆的平衡条件
分析:(1)根据杠杆平衡的判断方法分析;
(2)平衡螺母总是向轻的那端调节;
(3)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可;
(4)分析动力臂的长度变化,再根据杠杆的平衡条件判断动力的变化。
解答:A.杠杆处于静止状态或匀速转动状态,那么杠杆就处于平衡状态,故A错误;
B.根据甲图可知,杠杆右端上翘,那么右端轻,因此平衡螺母应该向右调节,故B错误;
C.设砝码的重力为G,每格的长度为L,两边增加一个钩码后,那么左边:4G×2L=8GL,右边:3G×3L=9GL,杠杆肯定不能平衡,故C错误;
D.弹簧测力计从a位置转到b,动力臂的长度变小,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数需变大,故D正确。
故选D。
15.答案: B
考点:杠杆的分类
分析:比较动力臂和阻力臂的长短,从而确定杠杆的分类。
解答:A.钓鱼时,内侧的手为支点,另一只手施加动力,鱼的重力为阻力,作用在鱼竿的顶端,此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故A错误;
B.羊角锤的弯曲处为顶点,阻力作用在锤头的豁口处,动力作用在锤柄上,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故B正确;
C.使用筷子时,下面垫着的中指为支点,上面的食指施加动力,阻力作用在筷子的尖端,此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故C错误;
D.扫地时,靠近胸口的手为支点,另一支手施加动力,阻力作用在笤帚的顶端,此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故D错误。
故选B。
16.答案: A
考点:杠杆的动态平衡分析,金属活动性顺序及其应用
分析:首先根据铁与稀硫酸,铁与硫酸铜溶液的反应,判断反应后溶液的密度大小变化,然后再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排确定铁球受到浮力的变化,最后根据F拉=G-F浮判断杠杆两端拉力的变化;哪端拉力大,哪端下沉,据此分析判断。
解答:左边:铁和稀硫酸反应,生成硫酸亚铁和氢气,由于进入溶液铁的质量远远大于生成的氢气,所以溶液密度变大;
右边:铁和硫酸铜反应,生成硫酸亚铁和铜,由于进入溶液的铁的质量小于生成铜的质量,所以溶液的密度会变小。
那么左边溶液密度大于右边溶液密度,根据F浮=ρ液gV排可知,左边铁球上的浮力大于右边;
根据F拉=G-F浮可知,左边杠杆受到的拉力小于右边杠杆。
因此杠杆左端上翘,右端下沉。
故选A。
17.答案: C
考点:二力平衡的条件及其应用,杠杆的平衡条件
分析:首先根据杠杆的平衡条件计算出作用在A点的拉力,然后再根据二力平衡的知识计算出地面对物体的支持力,最后根据二力平衡的知识计算出物体对地面的压力。
解答:根据杠杆的平衡条件得到:FA×OA=F×OB;
FA×15cm=30N×5cm;
解得:FA=10N;
物体受到竖直向上的拉力FA,支持力FN和向下的重力G,
根据二力平衡的知识得到:G=FN+FA;
50N=FN+10N;
解得:FN=40N;
重物对地面的压力和地面对物体的支持力为相互作用力,
因此二者大小相等。
即重物对地面的压力F压=FN=40N。
故选C。
18.答案: D
考点:杠杆的分类
分析: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。
19.答案: D
考点:杠杆的平衡条件
分析:(1)当杠杆平衡时,如果支点在一侧,那么阻力和动力的方向相反;如果支点在中间,那么阻力和动力的方向可以相同;
(2)比较力和力臂的乘积是否相等,哪个相等,哪个杠杆就平衡。
解答:A.钩码的重力和测力计的拉力都在杠杆支点的右侧,二者方向不能相同,故A错误;
B.测力计的示数为1.5N,设每格的长度为L,因为:0.5N×2×4L≠1.5N×5L,所以杠杆不能平衡,故B错误;
C.支点在中间,动力和阻力的方向必须相同,故C错误;
D.测力计的示数为2N,设每格的长度为L,因为:2N× 3L=0.5N×2×6L,所以杠杆能够平衡,故D正确。
故选D。
20.答案: C
考点:浮力大小的计算,杠杆的平衡条件
分析:当把球浸没在水中时,它们都会受到浮力,比较杠杆两边力和力臂的乘积是否相同,进而确定杠杆是否平衡即可。
解答:在甲图中:
原来杠杆是平衡的,那么得到:G左×L1=G右×L2 ①;
当两球浸没在水中时,它们都会受到浮力,
那么杠杆左边:
(G左-F左)×L1=(G左-ρ水gV左)×L1=(G左-ρ水g×G左ρ铁g)×L1=1-ρ水ρ铁G左L1;
杠杆右边:
(G右-F右)×L1=(G右-ρ水gV右)×L2=(G左-ρ水g×G右ρ铁g)×L2=1-ρ水ρ铁G右L2;
根据①式可知,杠杆左右两边力和力臂的乘积相等,那么甲仍然平衡。
在乙图中:
在甲图中:
原来杠杆是平衡的,那么得到:G铝×L1=G铁×L2 ①;
当两球浸没在水中时,它们都会受到浮力,
那么杠杆左边:
(G铝-F铝)×L1=(G铝-ρ水gV)×L1=G铝×L1-ρ水gV×L1 ②;
那么杠杆右边:
(G铁-F铁)×L2=(G铁-ρ水gV)×L2=G铁×L2-ρ水gV×L2 ②;
根据乙图可知,L1>L2;
所以杠杆左边力和力臂的乘积小于右边力和力臂的乘积,
则杠杆向右下沉,即杠杆失去平衡。
故选C。
二、填空题
21.答案: 不一定;变小;
考点:杠杆的平衡条件,杠杆的分类
分析:(1)比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类;
(2)分析上升过程中阻力臂的变化,然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可;
(3)分析动力臂的长度变化,再根据杠杆的平衡条件确定动力的变化规律。
解答:(1)在F甲的方向改变的过程中,动力臂可能大于阻力臂,可能等于阻力臂,也可能小于阻力臂,因此该杠杆不一定为省力杠杆。
(2)若动力F乙始终与OA垂直,那么动力臂L1保持不变;将杠杆由水平位置匀速向上提升重物,阻力臂L2逐渐减小,根据杠杆的平衡条件F1L1=GL2可知,动力F乙变小。
(3)根据丙图可知,在动力F丙的方向改变的过程中,当动力臂L1等于OB时最长,此时动力最小,则它的变化规律为先变小再变大,如下图所示:
22.答案: 1.12;费力
考点:杠杆的平衡条件,杠杆的分类
分析:(1)当人向下拉动物体时,能够产生的最大拉力等于人体的重力,据此分析杠杆的平衡条件列式计算;
(2)比较动力臂和阻力臂的大小,从而进行杠杆的分类。
解答:(1)定滑轮不省力不费力,因此杠杆右端产生的拉力F2=280N;
人能产生的最大拉力F1=G=500N;
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:500N×L1=280N×2m;
解得:L1=1.12m。
(2)此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。
23.答案: (1)4
(2)异名磁极相互吸引
考点:磁极间的相互作用,杠杆的平衡条件
分析:(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可;
(2)根据磁极之间的相互作用规律解答。
解答:(1)根据图乙可知,O为支点,门吸对门的吸引力为阻力,阻力臂为0.8m;当拉力作用在门的边缘且与门垂直时,动力臂为1.2m最长,此时动力最小。
杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:6N×0.8m=F×1.2m;
解得:F=4N。
(2)门被吸住是利用磁体之间异名磁极相互吸引的原理。
24.答案: F2;省力
考点:杠杆的分类
分析:(1)瓶盖对起子的阻力向下,要想打开瓶盖,起子对瓶盖的作用力必须向上,据此分析;
(2)比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类。
解答:(1)根据图片可知,当用力方向为F1时,起子对瓶盖的作用力向下;当用力方向为F2时,起子对瓶盖的作用力向上,可以打开瓶盖。
(2)如下图所示,此时动力臂大于阻力臂,起子为省力杠杆。
25.答案: (1)3
(2)1.25克/立方米
(3)增大
考点:密度公式的应用,杠杆的平衡条件
分析:(1)在容器中未倒入液体时,小桶的重力为阻力,砝码的重力为动力,根据杠杆的平衡条件列式计算即可;
(2)钩码移至最右端时,该“密度天平”达到了大量程,同样根据杠杆的平衡条件,带入相关的数据,计算出小桶中液体的最大质量,根据密度公式计算出液体的最大密度即可;
(3)根据杠杆的平衡条件分析判断。
解答:(1)根据杠杆的平衡条件公式F1L1=F2L2得到:G桶×OA=G钩码×L2;
m桶g×OA=m钩码g×L2;
150g×10cm=50g×L2;
解得:L2=30cm。
(2)钩码移动至最右端,该“密度天平”达到最大量程,
设OA为L1′,O点距最右端的距离为L2′,容器的质量为m1 , 钩码的质量为m2 , 容器中加满液体的质量为m,
由F1L1=F2L2得到:(m1+m)gL1′=m2gL2′,
(150g+m)×10cm=50g×50cm;
解得:m=100g;
该天平的量程为:ρ=mV=100g80cm3=1.25g/cm3。
(3)根据杠杆的平衡条件可知,当钩码的质量适当增大时,计算出的液体的质量也会增大,自然计算出液体的密度也会增大,即该“密度天平”的量程将增大。
26.答案: 200;300
考点:杠杆的平衡条件,杠杆中最小力问题
分析:此题要明确杠杆的支点位置,当 铁棒的B端下沉 时,A为支点。当B端向上抬起时,C为支点。再根据杠杆的平衡条件列式计算。
解答:当 铁棒的B端下沉 时,A为支点,根据杠杆的平衡可知:F×AB=G×AO,
得F=AOABG=2.57.5×600N=200N
当B端向上抬起时,C为支点,根据杠杆的平衡可知:F×CB=G×CO
得F=COCBG=510×600N=300N
故答案为:200;300
27.答案: 10;4
考点:速度公式及其应用,压强的大小及其计算,杠杆的平衡条件
分析:(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算绳子的拉力;
(2)根据F=pS计算出G1对地面的压力,然后根据重力G1=F+FA计算出它的重力。当它对地面的压力为零时,杠杆上A的拉力刚好等于它的重力,根据杠杆的平衡条件计算出G2到支点的距离,并计算出物体G2运动的距离,最后根据v=st计算G2的速度即可。
解答:(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:FA×OA=G2×OC;
FA×20cm=20N×10cm;
解得:FA=10N;
(2)此时G1对地面的压力为:F=pS=2×104Pa×(0.05m×0.05m)=50N;
那么物体G1的重力:G1=F+FA=10N+50N=60N;
当它对地面的压力为零时,杠杆上A的拉力刚好等于它的重力,
根据杠杆的平衡条件得到:G1×OA=G2×OD;
60N×20cm=20N×OD;
解得:OD=60cm;
那么G2运动的路程为:s=OD-OC=60cm-10cm=50cm;
那么G2的速度为:v=st=50cm12.5s=4cm/s。
28.答案: (1)省力
(2)
考点:杠杆的分类,杠杆中最小力问题
分析:(1)比较动力臂和阻力臂的大小确定杠杆的分类;
(2)根据杠杆的平衡条件可知,动力臂最长时动力最小;在圆中,通过圆心的半径是距离圆心最长的线段。
解答:(1)根据图乙可知,动力臂为OA,阻力臂为OB,因为OA>OB,所以螺丝刀属于省力杠杆;
(2)将BO连接并延长,与大圆周相交于A点,这时的OA就是最长的力臂,通过力的作用点A作OA的垂线段即可,如下图所示:
29.答案: 1.5;省力;3
考点:杠杆的平衡条件
分析:(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算拉力;根据动力臂和阻力臂的大小关系,判断杠杆的种类;
(2)根据杠杆的平衡条件可知,当动力臂最大,阻力臂最小时,可测量的物体质量最大,据此确定动力臂和阻力臂,然后进行计算即可。
解答:(1)设杠杆上每格的长度为L,
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:F×4L=2N×3;
解得:F=1.5N;
因为动力臂大于阻力臂,所以为省力杠杆。
(2)如果被测物体的质量最大,那么阻力臂为L,动力臂为6L;
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:5N×6L=m×10N/kg×L;
解得:m=3kg。
30.答案: 0.5
考点:杠杆的平衡条件
分析:根据杠杆的平衡条件计算即可。
解答:木板的重力作用在它的中点,
那么杠杆的阻力臂L2=12×100cm-40cm=10cm ,
动力臂L1=30cm;
根据杠杆的平衡条件得到:G×L1=G木板×L2;
G×30cm=0.15kg×10N/kg×10cm;
解得:G=0.5N。
三、实验探究题
31.答案: (1)变小
(2)控制排开的液体体积相同
(3)方法一:先测出BC的长度,以C点为起点向左画出与BC等长的CD,再把CD长度十等分 方法二:先测每小格的长度,以C点为起点向左画出与前面每小格等距的刻度
考点:浮力的变化,杠杆的平衡条件
分析:(1)白酒其实是酒精和水的混合液,因为水的密度大于酒精的密度,所以水越多,白酒的密度越大;酒精越多,白酒的密度越小;
(2)大螺母受到浮力的大小直接影响所测液体的密度,而浮力受到液体密度和排开液体体积的影响,根据控制变量法的要求可知,探究浮力的大小与液体密度的关系时,必须控制排开液体的体积相同;
(3)根据图片可知,液体的密度越大,刻度值越靠左,且液体的密度与刻度值成正比。B点为0,C点为1,可以根据BC的长度在C点左侧量取得到D点,这就是刻度2的位置,将CD之间平均分成10份每份就是0.1,据此刻度标注完成。也可以将CB之间平均分成10份,得到0.1的长度,据此在C点左侧依次画出对应的刻度值即可。
解答:(1)敞口一段时间后,白酒溶液的密度增大了,说明其中的酒精减小,而水相对增多了,故酒精度变小。
(2)反思:在制作和测量过程中,大螺母必须浸没的目的是:控制排开的液体体积相同。
(3)利用直尺和笔标定刻度的过程:
方法一:先测出BC的长度,以C点为起点向左画出与BC等长的CD,再把CD长度十等分;
方法二:先测每小格的长度,以C点为起点向左画出与前面每小格等距的刻度。
32.答案: (1)F1 ×s1=F2 ×l2
(2)倾斜或转动
(3)力臂
(4)图1的动力臂大于阻力臂而图2的动力臂等于阻力臂
考点:探究杠杆的平衡条件实验
分析:(1)分别计算出每组中F1与s1的乘积,以及F2与L2的乘积,然后比较乘积的大小;
(2)如果杠杆匀速转动或处于静止状态,此时杠杆就处于平衡状态;
(3)根据力臂的定义解答;
(4)将滑轮看作特殊的杠杆,比较它们动力臂的大小即可。
解答:(1)三组数据中,F1与s1的乘积以及F2与L2的乘积依次为:10、30和60,则在研究一侧弯曲的杠杆时,发现的一个新的等量关系是:F1 ×s1=F2 ×l2。
(2)实验3中:移动钩码,使杠杆倾斜或转动,并使杠杆处于平衡状态。
(3)“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为力臂;
(4)根据图1可知,使用动滑轮时,可以将左侧绳子与滑轮的接触点看作杠杆的支点,阻力臂等于半径,动力臂等于直径;
根据图2可知,使用定滑轮时,滑轮的轴心为杠杆的支点,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
则:用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是:图1的动力臂大于阻力臂而图2的动力臂等于阻力臂。
33.答案: (1)质量
(2)右
(3)避免杆秤 自身重力对称量的干扰
(4)小思
考点:杠杆的平衡条件
分析:(1)根据杆秤上面标注的物理量的单位分析解答;
(2)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析动力臂的长度变化即可;
(3)杆秤自身也有重力,它也会对杠杆的平衡产生影响。步骤④中标注零线,可以将自身重力对称量的影响平衡掉,从而保证测量结果的准确性。
(4)可从标注的准确性和快捷性等角度分析判断。
解答:(1)根据题目可知,杆秤的量程为20g,而“g”是质量单位,所以杆秤是一种称量质量的工具。
(2)当在秤盘上放置物体称量时,左盘的质量会增大,根据杠杆的平衡条件:G左×L2=G秤砣×L1可知,秤砣的力臂L1会增大,则秤砣应该从“0”刻度向右侧移动。
(3)步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰;
(4)小思的方法只需测量1次,然后就能利用刻度尺标注刻度,方便快捷;采用平均法标注刻度,还可以保证刻度的均匀性,减小测量的误差,因此我认为小思的方法更合理。
34.答案: (1)右
(2)1
(3)变大
考点:探究杠杆的平衡条件实验
分析:(1)平衡螺母总是向轻的那端调节;
(2)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算;
(3)分析动力臂的长度变化,再根据杠杆的平衡条件判断测力计示数的变化。
解答:(1)根据图a可知,杠杆的左端下沉,右端上翘,那么杠杆的右端轻,因此平衡螺母应该向右调节。
(2)设一个钩码的重力为G,一格长度为L,根据杠杆的平衡条件得到:2G×2L=nG×4L,解得:n=1。
(3)如图c所示,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,动力臂的长度变小,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,弹簧测力计的示数将变大。
四、解答题
35.答案: (1)ρ= mV=60kg0.1m3 =600 Kg/m3
(2)G=mg=60kg×10N/kg=600N
以A为支点,根据杠杆平衡条件F1×l1=F2×l2
得F乙×AB=G
即F乙= G×AOAB =0.5G=300N
(3)当乙的作用点向O点靠近时,此时作用点记为B’
以A为支点,根据杠杆平衡条件: F1×l1=F2×l2
得:F×AB’= G×AO
即F乙=G×AO /AB’
因为AB’减小,而G×AO不变,所以F乙变大
而F乙+F甲=G,所以F甲变小
考点:密度公式的应用,杠杆的平衡条件
分析:(1)已知质量和体积,根据公式 ρ=mV=60kg0.1m3 计算木料的密度;
(2)首先根据G=mg计算出木料的重力,然后将A看做杠杆的支点,木料的重力看做阻力,阻力臂为AO,B点的支持力为动力,动力臂为AB,然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算乙对木料的作用力。
(3)当乙的作用点向O点靠近时,乙的动力臂逐渐减小,根据杠杆的平衡条件 F1×l1=F2×l2 分析乙对木料作用力的变化,最后根据二力平衡F乙+F甲=G判断甲对木料作用力的大小即可。
36.答案: (1)杠杆平衡条件:F1l1=F2l2 得m1gl1=m2gl2 ,
即:m1l1=m2l2 , 2kg×5cm=m2×10cm,得m2=1kg
(2)2;4
(3)<
考点:杠杆的平衡条件
分析:(1)O点为杠杆的支点,物体的重力相当于动力,则动力臂为OA;秤砣的重力相当于阻力,阻力臂为OB,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2计算即可。
(2)当秤砣在B处杆秤平衡时,物体的质量就是B处的刻度值。当OC=2OB时,再次根据杠杆的平衡条件计算出C处的刻度。
(3)根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2分析秤砣力臂的变化即可。
解答:(1)根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得得到:
G1l1=G2l2 ;
m1gl1=m2gl2 ;
m1l1=m2l2 ;
2kg×5cm=m2×10cm,
解得:m2=1kg。
(2)当秤盘中放入2kg的物体时,秤砣在B处杆秤平衡,则B处标的刻度为2kg。
当OC=2OB时,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得到:
G1'l1=G2l2' ;
m1'gl1=m2gl2 ';
m1'l1=m2l2' ;
m1'×5cm=1kg×20cm,
解得:m1'=4kg。
则C处刻度应该为4kg。
(3)根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得到:G1l1=G2l2 ,即m1l1=m2l2 。当物体的质量m1、L1不变时,秤砣的质量m2变大,阻力臂L2会变小,则读数会小于2kg。
37.答案: (1)G=mg= 50kg×10N/kg=50ON
G×L2=F×L1
500N×0.9m=F×(0.9m+0.6m)
得F=300N
(2)p=F/S=300N/3×10-2m2= 1×104帕
(3)W1=Fs=Gh=30ON×0.4m=120J P=W/t= 30×120J/60s=60W
考点:压强的大小及其计算,功的计算公式的应用,杠杆的平衡条件
分析:①根据图片可知,脚尖可以看作杠杆的指点O,身体的重力G看作阻力,地面对双掌的支持力F看作动力。根据G=mg计算出小明的体重,然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算出地面对双掌的支持力。
(2)双手对地面的压力等于地面对双掌的支持力,根据公式p=FS计算双手对地面的压强。
(3)首先根据W1=Fs计算出一次做功的大小,再根据W总=nW1计算出1min内做的总功,最后根据P=W总t计算他做俯卧撑的功率。
38.答案: (1)10
(2)当秤砣位于B处时,该密度秤所能测量的液体质量最大,密度最大;
此时,OB=AB﹣AO=40cm﹣10cm=30cm。
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:
(G桶+G液体)AO=G砣OB;
(m桶+m液)gAO=m砣gOB;
m液=m砣OB−m桶AOAO=m砣OBAO−m桶=0.2kg×30cm10cm−0.2kg=0.4kg ;
ρ液最大=m液V=0.4kg2×10-4m3=2×103kg/m3 。
(3)设提钮到零刻度的距离为OC(OC=AO),零刻度到秤砣的距离(即刻度值)为L砣;
ρ液=m液V=m砣×(OC+L砣)−m桶AOAOV=m砣×OC+m砣×L砣−m桶AOAO×V=m砣AO×VL砣+m砣−m桶V=m砣AO×VL砣 ;
液体密度与零刻度到秤砣的距离(即刻度值)L砣之间为正比例函数,因此密度秤的刻度是均匀的。
考点:杠杆的平衡条件
分析:(1)当桶内不放液体且杠杆平衡时,秤砣到O点的距离就是0刻度的位置,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可;
(2)当秤砣位于B点时,此时动力臂最大,则小桶内液体的质量最大,密度最大。此时作用在A点的阻力等于小桶和液体的重力之和,阻力臂为AO;动力为秤砣的重力,动力臂为OB,根据杠杆的平衡条件计算出此时小桶内液体的质量,最后根据密度公式ρ=mV计算液体的密度即可。
(3)根据(2)中的方法推导,得到液体的密度与秤砣重力对应力臂的数量关系式,然后分析二者之间的数量关系;如果二者呈正比例关系,那么密度秤上的刻度就是均匀的。
解答:(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:G桶×AO=G秤砣×L秤砣;
m桶×AO=m秤砣×L秤砣;
0.2kg×10cm=0.2kg×L秤砣;
解得:L秤砣=10cm;
即密度秤的零刻度在O点右侧10cm的位置。
(3)设提钮到零刻度的距离为OC(OC=AO),零刻度到秤砣的距离(即刻度值)为L砣;
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:(G桶+G液体)AO=G砣×(OC+L砣);
(m桶+m液体)AO=m砣×(OC+L砣);
解得:(m桶+m液)AO=m液=m砣×(OC+L砣)-m桶×AOAO;
液体的密度: ρ液=m液V=m砣×(OC+L砣)−m桶AOAOV=m砣×OC+m砣×L砣−m桶AOAO×V=m砣AO×VL砣+m砣−m桶V=m砣AO×VL砣 ;
液体密度与零刻度到秤砣的距离(即刻度值)L砣之间为正比例函数,因此密度秤的刻度是均匀的。
39.答案: (1)如图
(2)由图可知,动力臂为2R,阻力臂BC= R2−(R−h)2
由杠杆的平衡条件得:F1•2R=mg• R2−(R−h)2 ,
代入数据得:F1×2×0.5m=2.5kg×10N/kg× (0.5m)2−(0.5m−0.2m)2 ,
解得:F1=10N
(3)要使此圆柱体运动到台阶上,至少要做的功等于克服圆柱体重力做的功,
即:W=Gh=mgh=2.5kg×10N/kg×0.2m=5J;
最小功率为:P= Wt = 5J10s =0.5W
考点:功的计算公式的应用,功率计算公式的应用,杠杆的平衡条件,力臂的画法
分析:(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,动力和动力臂成反比,即动力臂最长时动力最小。经验证明,当以杠杆的支点到力的作用点之间的线段为动力臂时最长,此时动力最小,据此分析完成作图。
(2)首先根据勾股定理计算出阻力臂BC,再根据杠杆的平衡条件列出方程计算即可。
(3)首先根据W=Gh计算出克服重力作的功,再根据公式P=Wt计算即可。
解答:(1)当推动圆柱体时,圆柱体与台阶的接触点B为支点,阻力为圆柱体的重力,作用在圆柱体的中心上;根据圆的性质可知,当以通过B点的直径为动力臂时最长,此时动力最小。
连接BO并延长,与圆的交点为力的作用点,然后通过这个作用点作BO的垂线,那么垂线上向上的方向为F1的方向,如下图所示:
(2)由图可知,动力臂为2R,阻力臂BC= R2−(R−h)2 ;
由杠杆的平衡条件得:F1•2R=mg• R2−(R−h)2;
代入数据得:F1×2×0.5m=2.5kg×10N/kg× (0.5m)2−(0.5m−0.2m)2 ,
解得:F1=10N。
(3)要使此圆柱体运动到台阶上,至少要做的功等于克服圆柱体重力做的功,
即:W=Gh=mgh=2.5kg×10N/kg×0.2m=5J;
最小功率为:P=Wt= 5J10s =0.5W。
五、综合说理题
40.答案: ①假设先点燃蜡烛左端,左端蜡烛的消耗量大于右端蜡烛消耗量,即 F1 < F2 , L1L2 ,根据杠杆平衡原理可得 F1L1>F2L2 ,右端蜡烛上翘。如此往复,左右两端不断上下翘动。
考点:杠杆的平衡条件
分析:哪端的蜡烛先被点燃,这端的蜡烛就消耗的多,重力偏小;哪边的蜡烛沉在下面,哪端的蜡烛就消耗的多,重力偏小,据此根据杠杆的平衡条件分析即可。
解答:①假设先点燃蜡烛左端,左端蜡烛的消耗量大于右端蜡烛消耗量,即 F1 L2 ,根据杠杆平衡原理可得 F1L1>F2L2 ,右端蜡烛上翘。如此往复,左右两端不断上下翘动。
相关试卷
这是一份备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练 第36讲 电阻,共19页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验探究题,解答题等内容,欢迎下载使用。
这是一份备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练 第34讲 电流,共16页。试卷主要包含了单选题,填空题,解答题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
这是一份备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练 第26讲 速度及应用,共19页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验探究题,解答题等内容,欢迎下载使用。