初中科学华师大版九年级上册1 杠杆课时训练
展开一、选择题
1.如图,用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验(每个钩码重为0.5牛)。下列说法正确的是( )
A.实验前出现图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向左调
B.图乙,在AB处各增加一个钩码,杠杆仍然能保持平衡
C.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
D.图丁,用弹簧测力计在c点向上拉杠杆,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数小于3牛
2.如图所示OB为粗细均匀的均质杠杆,O为支点,在离O点距离为a的A处挂一个质量为M的物体,杠杆每单位长度的质量为m,当杠杆为多长时,可以在B点用最小的作用力F维持杠杆平衡?( )
A. B. C.2Ma/mD.无限长
3.如图所示,均匀木棒AB长为1m,水平放置在O、O′两个支点上,已知AO、O′B的长均为0.25m,若把B端竖直向上稍微抬起一点距离,至少要用力20N,则下列说法中不正确的是
A.木棒自重60N
B.若把B端竖直向下稍微压下一点距离至少要用力60N
C.若把A端竖直向上稍微抬起一点距离至少要用力40N
D.若把A端竖直向下稍微压下一点距离至少要用力60N
4.用一根长为L、重为G0的均匀铁棒,插入一个边长为a、重为G的正方体物块的底部,在另一端施加一个向上的力,将物块撬起一个很小的角度(如图所示,图中的角度已被放大).如果铁棒插入物块底部的长度为物块边长的三分之一,则要撬动物块,作用在铁捧最右端的力至少为()
A.B.
C.D.
5.为了出行方便,行李箱的下部装有滑轮,上部装有可以拉伸的拉杆,当行李箱很重时可以将拉杆拉长,这样的做法和设计是因为( )
A.装滑轮可以增大对地面的压强,将拉杆拉长是为了减小对地面的压力
B.装滑轮可以减小对地面的压强,将拉杆拉长是为了增大对地面的压力
C.装滑轮可以减小摩擦力,将拉杆拉长可以减小向上的拉力
D.装滑轮可以增大摩擦力,将拉杆拉长可以增大向上的拉力
6.如图所示,一根均匀木尺放在水平桌面上,它的一端伸出桌面的外面,伸到桌面外面的部分长度是木尺长的1/4,在木尺末端的B点加一个作用力F,当力F=3N时,木尺的另一端A开始向上翘起,那么木尺受到的重力为( )
A.3牛B.9牛C.1牛D.2牛
7.由五块相同砖块构成的桥,如图所示,若每块砖长度为30厘米,则此桥的最大跨度L为( )
A.20厘米B.30厘米C.40厘米D.50厘米
8.如图所示,一把均匀直尺可以绕中点自由转动,尺上垂直放有A.B.C三支蜡烛,并处于平衡。如三支蜡烛的材料和粗细都相同,而长度lA=lC=lB,现同时点燃这三支蜡烛,且设它们在单位时间内燃烧的质量相等,则在蜡烛燃烧的过程中()
A.直尺将失去平衡,且B.C端下沉B.直尺将失去平衡,且A端下沉
C.直尺始终保持平衡D.无法判断
9.2009年起,我国的防灾减灾日定为5月12日,2013年防灾减灾日的主题是“识别灾害风险,掌握减灾技能”.如图所示为学校教学楼楼道里放置的二氧化碳灭火器,下列说法错误的是( )
A.使用时,把手相当于一个省力杠杆
B.在钢瓶表面涂油漆的作用是防锈
C.铁、铜和钢属于导体,塑料和油漆属于绝缘体
D.加压在小钢瓶中液态二氧化碳喷出后能灭火,其原理是降低可燃物的着火点
10.在如图所示的四种剪刀中,最适用于剪开较硬物体的是( )
A.B.C.D.
11.小华在做实验时提出了如图所示两个模型,两杠杆均处于平衡状态,甲杠杆上平衡的是两个同种密度但体积不同的实心物体,乙杠杆上平衡的是两个体积相同但密度不同的实心物体,(物质的密度都大于水)。如果将它们都浸没在水中,则两杠杆将( )
A.仍保持平衡
B.都失去平衡
C.甲失去平衡,乙仍保持平衡
D.甲仍保持平衡,乙失去平衡
12.如图,小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中,在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体,改变物体M悬挂点B的位置,当杠杆在水平位置平衡时,在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中,错误的是()
A.每次倒入空桶的液体体积相同 B.秤的刻度值向右越来越大
C.悬点O适当右移,秤的量程会增大D.增大M的质量,秤的量程会增大
13.如图所示,杠杆OAB能绕O点转动,在A点挂一重物G,为保持杠杆在水平位置平衡,在B点分别作用的四个力中最小的是( )
A.F1B.F2C.F3D.F4
14.某人用力F抬起放在水平地面上的一匀质杠杆AB的A端,F方向始终竖直向上,如图所示,则在抬起过程中( )
A.F逐渐变大B.F逐渐减小
C.保持不变D.无法确定
15.如图所示,杠杆处于平衡状态,若将左右各拿掉一个钩码,则杠杆会( )
A.仍然平衡B.向左端倾斜C.向右端倾斜D.无法判断
16.小华用钓鱼竿钓起重为15 N的鱼,如图所示,OA=0.4 m,OB=2 m。下列说法正确的是( )
A.用钓鱼竿钓鱼费距离
B.钓鱼竿是个省力杠杆
C.手对鱼竿的拉力F1的大小为75 N
D.手对鱼竿的拉力F1的大小为3 N
17.观察如图所示的指甲刀的结构图,其中分析正确的是( )
A.一个杠杆,且是省力杠杆
B.两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆
C.三个杠杆,一个省力杠杆,两个费力杠杆
D.三个杠杆,一个费力杠杆,两个省力杠杆
18.下列仪器或工具在使用过程中,利用了杠杆原理的一组是( )
①剪刀;②托盘天平;③量筒;④烧杯;⑤弹簧秤;⑥试管夹
A.①②⑥B.①③⑤C.①②③D.①⑤⑥
19.为了避免垃圾散发异味,室内垃圾桶的盖子平时是关闭的,使用时用脚踩踏板,开启桶盖。根据室内垃圾桶的结构示意图判断,下列说法正确的是( )
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,且一个为省力杠杆,一个为费力杠杆
20.下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
A.剪刀剪纸B.起子开瓶
C.镊子夹物D.钳子剪导线
21.皮划艇是我国的奥运优势项目之一。比赛中,运动员一手支撑住浆柄的末端(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
22.如图所示是古代战争中的“大炮”——抛石机,用它把大石块抛出去,打击远处的敌人,它实际是一个( )
A.费力杠杆B.等臂杠杆C.省力杠杆D.无法判断
23.在棉产区,每年秋天拔去地里的棉秆是农民的一项繁重体力劳动。王刚仿照钳子的结构改制成的一种农具解决了这一问题。如图所示,将小铲着地,用虎口夹住棉秆的下部,然后在套管上用力,棉秆就拔出来了。该农具整体视为杠杆,则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是( )
A.转轴——虎口——套管
B.小铲——套管—一虎口
C.小铲——虎口——套管
D.虎口——转轴——套管
24.两只小兔坐在跷跷板上恰好水平平衡,此时( )
A.两小兔的重力一定相等
B.两小兔到支点的距离一定相等
C.两小兔的力臂一定相等
D.小兔的重力与各自到支点的距离的乘积相等
25.如图所示,杠杆AOB的A端挂重为GA的物体,B端挂重为GB的物体,杠杆平衡时A0处于水平位置,若AO=B0,杠杆自重不计,则GA和GB的大小关系是( )
A.GA>GBB.GA=GBC.GA
A.B.C.D.
27.如图所示,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端加竖直向下的作用力F=30N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.80NB.60NC.40ND.20N
28.图是环卫工人用的垃圾夹结构示意图。拉绳的一端固定在手把上,另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。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.费力杠杆,省力杠杆
B.省力杠杆,费力杠杆
C.省力杠杆,省力杠杆
D.费力杠杆,费力杠杆
参考答案
1.C
【解析】
分析:(1)探究杠杆平衡条件之前首先要调节杠杆在水平位置平衡,螺母向上翘的一端移动;
(2)原来杠杆平衡,是因为两边的力和力臂的乘积相等,现在各加一个同样的钩码,就要看现在的力和力臂的乘积是否相等,据此分析得出结论;
(3)根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力;当拉力F向右倾斜时,保持B点不动,弹簧测力计的方向向右倾斜,这时杠杆右侧的力臂变短,根据杠杆的平衡条件可知,使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将变大;
(4)图中,支点位于动力和阻力的右侧,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
解答:A、由图可知,杠杆的右端上翘,要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向右端移动,故A错误;
B、设一个钩码重为G,一格的长度为L,原来:,杠杆平衡;在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码,现在:,所以杠杆不再平衡,杠杆的右端下沉,故B错误;
C、图中弹簧测力计从a位置转到b,此时拉力F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件可知,拉力变大,即测力计的示数变大,故C正确;
D、若不计杠杆的重力,根据杠杆的平衡条件可得:,解得测力计的示数:;利用如图所示装置进行探究,杠杆的重力不能忽略,且杠杆的重心在杆的中点(杠杆的重心没有通过支点),杠杆的重力与钩码的重力都会使杠杆向逆时针方向转动,所以弹簧测力计的示数应大于3N,故D错误。
故选C。
【点睛】此题是探究杠杆平衡实验,考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用,在利用平衡条件公式时,要注意分析力和对应的力臂。
2.A
【详解】
由题意可知,杠杆的动力为,动力臂为,阻力分别是重物和杠杆的重力,阻力臂分别是和,重物的重力,杠杆的重力
,
由杠杆平衡条件可得:
,
代入相关数据则
,
得:
,
移项得:
,
杠杆的长度是确定的,只有一个,所以该方程只能取一个解,
该方程根的判别式等于0,因为当时,方程有两个相等的实数根,即有一个解,
即:
,
则,
得,
将代入方程
,
解得。
故选A。
3.C
【详解】
A.
如图1,支点为,,,
木棒平衡,
,
,
故A正确,不符合题意;
B.
如图2,支点为,,,
木棒平衡,
,
,
故B正确,不符合题意;
C.
如图3,支点为,,,
木棒平衡,
,
,
故C错误,符合题意;
D.
如图4,支点为,,,
木棒平衡,
,
,
故D正确,不符合题意。
4.C
【详解】
如图所示:
在撬起物块时,物块为以左端点为支点发生转动,所以物块可视为一根杠杆,
由图1可知,动力臂为阻力臂的2倍,由杠杆平衡条件可知,支持力是物重的,即,
力的作用是相互的,则物块对铁棒的压力:
;
则对铁棒来说,物体提供的阻力为;在阻力与阻力臂一定的情况下,由杠杆平衡条件可知:
动力臂越大,动力越小,如图2所示,当力垂直于铁棒时,力的力臂是铁棒的长度,的力臂最大,力最小;铁棒重力的作用点是铁棒的重心,在铁棒的中点处,即铁棒重力的力臂,物体提供的阻力为,力臂;由杠杆平衡条件可得:
;
则
;
故选C。
5.C
【解析】
【详解】
装滑轮可以以滚动代替滑动从而减小摩擦力;将拉杆拉长是为了在阻力和阻力臂不变时,增大动力臂来减小动力,即减小向上的拉力。故C符合题意。
6.A
【详解】
设直尺长为,杠杆的支点为,动力,动力臂
;
阻力为直尺的重力,阻力臂
。
由杠杆平衡的条件得:
,
即:
,
。
故选A。
7.D
【详解】
设一块砖的长度为L0,最上方的砖受两端的两砖的支持力作用而处于平衡,则砖对左方第二块砖压力
第二块砖在重力及压力的作用下而处于杠杆的平衡状态下,设露出部分长为x,则重心的位置离支点
;
则由杠杆的平衡条件可知:
;
则求得:
;
此图可知,此桥的最大跨度L为:
。
故选D。
8.A
【详解】
设由题意可知,三蜡烛的质量之比应等于长度之比,设A的质量为m,则B的质量为2m,C的质量为m;开始时直尺平衡,则由杠杆的平衡条件可知,
mg×lA=mg×lC+2mg×lB;
则
lA-2lB-lC=0;
当蜡烛燃烧掉质量为m′时,左侧力及力臂的乘积为
(m-m′)glC+(2m-m′)glB;
右侧力及力臂的乘积为:(m-m′)glA;
则用左侧的乘积减去右侧,可得:
(m-m′)glC+(2m-m′)glB-(m-m′)glA=m′glA-m′glC-m′glB=m′g(lA-lB-lC);
因
lA-2lB-lC=0;
则
m′g(lA-lB-lC)>0;
故左侧力及力臂的乘积大于右侧乘积,故杠杆会向左倾斜;BC端下沉;故选A。
9.D
【详解】
A.由图可以知道灭火器把手的动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故A正确,不符合题意;
B.在钢瓶表面涂油漆使钢瓶与空气和水分隔绝了,不容易生锈,故B正确,不符合题意;
C.铁、铜和钢属于金属材料,属于导体,塑料和油漆属于绝缘体,故C正确 ,不符合题意;
D.液态二氧化碳之所以能够灭火是因为二氧化碳汽化时要吸收大量的热,使环境温度降低;并且二氧化碳密度比空气大,会附着在空气表面,使可燃物与氧气隔绝,故D错误,符合题意。
10.B
【详解】
要剪开较硬的物体,需要较大的力,应当选用省力杠杆,根据杠杆的平衡条件,在阻力一定时,阻力臂越短,动力臂越长的杠杆越省力;由图示可知,B比A的动力臂与阻力臂的比值更大,是更省力的省力杠杆,CD是费力杠杆,故B正确。
11.D
【详解】
甲杠杆:
浸入水中之前:ρ物gV1×L1=ρ物gV2×L2
所以V1×L1=V2×L2
浸入水中后左端力和力臂的乘积为:(ρ物gV1−ρ水gV1)×L1=(ρ物−ρ水)gV1×L1
浸入水中后右端力和力臂的乘积为:(ρ物gV2−ρ水gV2)×L2=(ρ物−ρ水)gV2×L2
所以浸入水中后,左右两端力和力臂的乘积相等,
故杠杆仍然平衡。
乙杠杆:
浸入水中之前:ρ1gV×L1=ρ2gV×L2
浸入水中后左端力和力臂的乘积为:(ρ1gV−ρ水gV)×L1=ρ1gV×L1−ρ1gV×L1
浸入水中后左端力和力臂的乘积为:(ρ2gV−ρ水gV)×L1=ρ2gV×L2−ρ2gV×L2
因为L1>L2
所以,左端力和力臂的乘积小于右端力和力臂的乘积,
故杠杆右端下沉,综上所述,选项D符合题意。
12.C
【详解】
A.由于液体密度不同,所以当液体体积相同时,质量不同,由于杠杆的平衡条件可知,挂点B的位置会随着液体的不同而改变位置,从而在秤杆上标出不同的液体所对应的密度,故A正确;
B.液体密度越大,左边的力越大,由杠杆的平衡条件可知,物体M必须向右移才能使杠杆平衡,所以B正确;
C.当悬点右移时,造成左边和力和力臂的乘积变大,由于右边的力是一定的,所以要平衡杠杆,所需要的力臂变长,量程会缩小,故C错;
D.只增大M的质量时,用较小的力臂就能使杠杆平衡,所以量程会变大,故D正确;
应选C。
13.C
【详解】
所挂重物重力大小不变,其力臂也不变,根据杠杆平衡条件,拉力要最小,则拉力的力臂要最长。由图可知最长力臂为OB,则最小拉力为F3。
故选C。
14.C
【详解】
如图,若动力总是竖直向上,因为△OAC∽△OBD,所以 =为定值,即动力臂和阻力臂的比值为定值,因为阻力(木棒重)不变,根据F×OB=G×OA可得:动力F保持不变.
故C符合题意。
15.C
【详解】
设杠杆上每格长度是L,每格钩码的重力是G,原来杠杆:3G×4L=4G×3L,处于平衡状态,若将两端的钩码各拿掉一个,左侧=2G×4L=8GL,右侧=3G×4L=12GL,左侧力与力臂乘积<右侧力与力臂乘积,右端下沉。所以ABD错误,C正确。
16.C
【解析】
【分析】
本题考查杠杆的分类与杠杆的平衡条件。
【详解】
AB.选项,钓鱼竿是费力杠杆,费力省距离,故AB描述错误。
CD.选项,根据杠杆的平衡条件
F1×OA = F2×OB
其中OA=0.4m,OB=2m,F2=15N,解得F1=75N
故C正确,D错误。
17.C
【详解】
ABC杠杆的支点是B点,动力臂AB比阻力臂BC大,所以是省力杠杆;OBD杠杆的支点是O点,动力臂OB小于阻力臂OD,所以是费力杠杆;OED杠杆的支点是O点,动力臂OE小于阻力臂OD,所以是费力杠杆;故C符合题意;ABD不合题意。
18.A
【详解】
一根硬棒在力的作用下绕固定点转动即杠杆。
剪刀在在力的作用下绕固定点转动可以看作杠杆,托盘天平是等臂杠杆;试管夹在在力的作用下绕固定点转动可以看作杠杆;故A符合题意。
19.D
【详解】
桶中有两个杠杆,即脚踩踏板为一个杠杆,并且动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆;桶盖是一个杠杆,并且动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆.
故D正确。
20.C
【详解】
A. 如图所示的剪刀,手柄部分较长,刀片部分较短,所以在使用的过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故选项A不符合题意;
B.生活中我们使用起子在使用过程中动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故选项B不符合题意;
C. 镊子在使用的过程中,阻力臂大于动力臂,使用它可以省距离,属于费力杠杆,故选项C符合题意。
D.钳子在使用过程中动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故选项D不符合题意;
21.B
【详解】
由题意可知,撑住浆柄的末端为支点,所以阻力臂大于动力臂,所以船桨是费力杠杆;故选B.
22.A
【解析】
【详解】
由图可见,抛石机在力的作用下绕固定点转动,因此它是一个杠杆;并且动力臂明显比阻力臂短,因此是一费力杠杆,好处是省距离,人手移动很短的距离,石块就会移动很大的距离,从而可以用它把大石块抛出去,打击远处的敌人。
23.B
【解析】
【详解】
将小铲着地,整个杠杆是绕着小铲运动的,小铲就是支点;要让杠杆运动,在套管上用力,动力作用点在套管上;虎口处夹着棉杆,棉杆会对虎口处施加一个阻碍杠杆转动的力,阻力作用点在虎口处。
24.D
【详解】
由于两只小兔坐在跷跷板上恰好在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知小兔的重力和他们各自到支点的距离的乘积一定相等;
所以选项A. C. D不符合题意,选项B符合题意。
25.C
【详解】
根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2可知,力与相应的力臂成反比关系,
它们的杠杆示意图如右:
从图中可以看出力臂LA>LB,所以物体的重力GA
26.C
【详解】
因为动力的力臂的做法是过支点作动力作用线的垂线段,而AB选项中线段与动力作用线不垂直,所以A. B选项错误;
又因为D选项中,表示力臂的不是支点到动力作用线的距离,故D选项错误,C选项正确。
27.C
【详解】
根据杠杆平衡的条件:F1l1=F2l2,有:F1×OA=F2×OB;即:F1×15cm=30N×5cm,所以F1=10N,则重物对地面的压力:
F=50N−10N=40N;
故C正确。
28.B
【详解】
手把和夹爪的杠杆示意图如下:
在使用手把时(右图),作用在手把处的力F是动力,拉绳对手把处的拉力是阻力F1;
由图可以看出:动力臂要大于阻力臂,因此是手把处是省力杠杆.
在使用夹爪时(左图),拉绳的拉力F′是动力,夹爪处受到的阻力F2是阻力;
由图可以看出:动力臂要小于阻力臂,因此夹爪处是费力杠杆.
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