名师整理最新物理中考 《杠杆》专题经典题型精练含答案解析.docx
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名师整理最新物理中考《杠杆》专题经典题型精练含答案解析
《杠杆》专项训练
一、填空题
1、如图,AB为轻质杠杆,O为悬点,放在水平面上的物体M用细线悬挂在杠杆A端.已知OA:
OB=1:
2,M的密度为3×103kg/m3,体积为8×10﹣3m3.物体的重力为____N.当B端悬挂一个质量为10kg重物时,杠杆水平平衡,则物体M对水平面的压力为 N(g取10N/kg).
二、选择题
2、图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是( )
A.道钉撬 B.火钳 C.钢丝钳 D.天平
3、如图所示的杠杆,动力F的力臂是( )
A.OD B.OF C.OA D.OC
4、人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确的是( )
A.筷子可以省距离 B.所有剪刀都一定省力
C.定滑轮可以省力 D.撬棒越短一定越省力
5、在如图所示的四种用具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.修树剪子 B.核桃夹子 C.取碗夹子 D.羊角锤子
6、如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动,重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力.图中能够正确表示动力臂的是( )
A.l1 B.l2 C.l3 D.l4
7、如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图.下列说法中正确的是( )
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
8、已知ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,如图所示,A端挂的实心铁块,B端挂的实心铝块,两金属块均浸没在水中,等臂杠杆平衡,若将两个盛水杯撤去,则( )
A.A端向下,B端向上 B.A端向上,B端向下
C.A端向下,B端向下 D.A端向上,B端向上
三、作图题
9、如图所示,杠杆的N端挂一重物,在M点施加一个最小的动力使杠杆平衡.试画出这个最小的动力F1、动力臂L1和杠杆受到的阻力F2.
10、如图所示,轻质杠杆OA能绕O点转动,请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹).
11、如图所示,画出使杠杆AB在如图位置静止时所用最小力F的作用点和方向.
12、如图甲所示,钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合,图乙是其中的一个杠杆.用钢丝钳剪铁丝时,将铁丝放在A处还是B处更省力呢?
请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力F2的示意图和动力F1的力臂.
13、在西昌到成都的T8866次列车上,一乘务员需要把如图所示的手推车前轮推上一个小台阶,请画出他施加在把手E处的最小力F和其力臂L.
14、如图是一轻质杠杆,O是支点,为了使杠杆在此位置平衡,请画出在A点所施加的最小动力F及其力臂L.
15、如图所示,一重为G的均匀杠杆,可绕O点上下转动,若让杠杆静止在图示位置,请画出作用在A点的最小作用力及杠杆所受重力的示意图.
16、如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,请画出F1、F2的力臂L1和L2.
17、如图所示,杠杆OA在动力F1作用下处于静止状态,请你画出阻力F2及阻力臂L2.
18、在图中画出力F对支点O的力臂。
四、实验,探究题
19、探究杠杆的平衡条件.
(1)杠杆两端的螺母作用是__ __.
(2)小明用如图甲所示装置,进行实验并收集了下表中的数据,分析数据可知,杠杆的平衡条件是__ __.
实验
次数
动力
F1/N
动力臂
l1/m
阻力
F2/N
阻力臂
l2/m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
3.0
0.1
2.0
0.15
(3)小明又用图乙装置进行实验,请在图中画出拉F的力臂,弹簧测力计的读数应是__ (一个钩码重0.5N)
(4)如图丙所示,小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置平衡.她用刻度尺测出l1和l2,则2l1____(填“>”“<”或“=”)3l2.
【拓展】探究了杠杆的平衡条件后,小红对天平上游码的质量进行了计算,她用刻度尺测出L1和L2(如图丁所示),则游码的质量为_ _g.
20、如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置.
(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将螺母向____调节,使杠杆在水平位置平衡.
(2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,杠杆的____端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和较少钩码的前提下,只需将左侧的钩码去掉____个即可.
(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示.你认为____的实验方案更好,请说明你的理由__ __.
(4)实验中小王发现:
如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?
请说明理由__ __.
(5)如图戊所示,若不在D点挂钩码,改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将__ __.
戊 己
(6)小明组在实验中,发现用如图己装置的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师建议同学们不宜采用这种方式,主要是因为__ _(填字母).
A.一个人无法独立操作 B.力臂与杠杆不重合
C.力和力臂数目过多,不易得出结论 D.杠杆受力不平衡
21、在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)小明把杠杆支在支架上,若杠杆左端下沉,可调节左端的平衡螺母向____端移动,使杠杆在水平位置平衡.
(2)如图甲所示,在杠杆右侧B处挂两个相同的钩码,要使杠杆仍在水平位置平衡,应在杠杆左侧A处挂____个相同的钩码.
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,杠杆仍然在水平位置平衡,弹簧测力计的示数_________(填“变大”“不变”或“变小”),原因是__ __.
(4)探究过程中,如图丙在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F,保证杠杆处于平衡状态.根据多次测量的F、L数据,画出F和
的图线如图丁,由图丁可得出杠杆平衡的条件是F与L成__ __,根据杠杆平衡条件,可求出重力G的力臂是____m.
五、计算题
22、如图所示,A为直立固定的水管,底部活塞B与水管接触良好且无摩擦,其中装入适量的水,水不会流出,活塞与水管壁间没有摩擦。
活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C点相连,O为杠杆的固定转轴。
一个滑轮组,其自由端与杠杆的D点相连。
滑轮组下面挂着一个重为G的物体E。
当水对活塞的压强为4×103Pa时,杠杆在水平位置平衡。
已知OC:
CD=1:
2,活塞B的横截面积为30cm2,活塞与硬杆总重为3N。
动滑轮自重为2N。
不计绳重和摩擦。
求:
(1)容器中水受到的重力
;
(2)物体E的质量。
(g=10N/kg)
23、如图甲所示装置中,物体甲重G甲=150N,动滑轮重G轮=50N,人重G人=650N.轻杆AB可以绕0点转动,且OA:
OB=5:
9.不计轴摩擦和绳重,当轻杆AB在水平位置时,整个装置处于平衡状态,地面对物体乙的支持力为F1=210N.求:
(1)物体乙受到的重力G乙;
(2)用物体丙替换物体甲,并在物体乙的下方连接一个弹簧,如图乙所示,当轻杆AB在水平位置时,整个装置处于平衡状态,弹簧对物体乙的作用力为F2=780N.此时地面对人的支持力F3
参考答案
一、填空题
1、200N。
40N。
【解析】设杠杆A端受到向下的拉力为F,则
FOA=GOB
OA:
OB=1:
2,
OB=2OA
FOA=G×2OA
F=2G=2mg=2×10kg×10N/kg=200N
对于放在水平面上的物体M,受到重力
GM=ρVg=3×103kg/m3×8×10﹣3m3×10N/kg=240N
地面对物体的支持力用N表示,则
GM=N+F
N=GM-F=240N-200N=40N
二、选择题
2、B
【解析】道钉撬是省力杠杆;火钳是费力杠杆;钢丝钳是省力杠杆;天平是等臂杠杆。
3、D
【解析】力臂的定义:
支点到力的作用线的垂直距离。
与动力对应的力臂叫动力臂,与阻力对应的力臂叫阻力臂。
题目要求动力F的力臂,则从支点向动力F的作用线作垂线即OC,故选D。
4、A
【解析】A.用筷子夹菜时,动力臂小于阻力臂,所以是一个费力杠杆,费力但省距离,故A正确;
B.剪铁皮用的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
理发用的剪刀,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
所以,剪刀有省力的,也有费力的,故B错误;
C.定滑轮在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力,故C错误;
D.撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;在其它条件不变时,省力的多少取决于动力臂的长短,撬棒越短动力臂越小,越费力,故D错误。
5、C
【解析】杠杆有三个种类即省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
省力杠杆特点是动力臂大于阻力臂;
费力杠杆特点是动力臂小于阻力臂;
等臂杠杆特点是动力臂等于阻力臂。
根据这个特点可知属于费力杠杆的是C
6、B
【解析】加在杠杆B点的绳子对杠杆的拉力为动力,O点到这个力的作用线的距离为力臂l2
7、C
【解析】A.刀刃很薄,说明受力面积小,可以增大压强;
B.用铡刀切割物体,手用力的力臂大于阻力的力臂,实质上是一种省力杠杆;
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方向更费力。
8、B
【解析】两个盛水杯不撤去,等臂杠杆平衡。
设A端受到向下的拉力为FA、B端受到向下的拉力为FB
根据杠杆平衡条件有FAOA=FBOB
由于OA=OB,所以FA=FB
根据浮力公式得到
FA=G铁-ρ水gV铁=ρ铁gV铁-ρ水gV铁=(ρ铁-ρ水)gV铁
FB=G铝-ρ水gV铝=G铝-ρ水gV铝=(ρ铝-ρ水)gV铝
V铁/V铝=(ρ铝-ρ水)/(ρ铁-ρ水)=(2.7×103-ρ水)/(7.9×103-ρ水)
所以V铁<V铝
若将两个盛水杯撤去,
设A端受到向下的拉力为FAA、B端受到向下的拉力为FBB
FAA=ρ铁V铁g=7.9×103V铁g
FBB=ρ铝V铝g=2.7×103V铝g
FAA/FBB=7.9×103V铁g/2.7×103V铝g
=(7.9×103/2.7×103)×[(2.7×103-ρ水)/(7.9×103-ρ水)]
=(7.9/2.7)×(1.7/6.9)
=1343/1863<1
所以FAA<FBB
所以A端向上,B端向下。
三、作图题
9、如如所示。
【解析】力臂是指从支点向力的作用线作垂线,垂线段即为力臂.
根据公式F1L1=F2L2可以知道,力和力臂成反比,要想力最小,必须力臂最长,即作用在M点时力F1最小,力的方向向右下方.
由图可知,O为支点,重物G对杠杆的拉力为阻力,方向竖直向下,由支点向阻力作用线引垂线即为阻力臂;
OM为动力
臂时,动力臂最长,力最小,过M点作出最小动力,方向向右下方。
10、如图所示。
【解析】要使加在A端的力最小,那么力的力臂应该最大。
O为支点,只有当力的作用线与OA垂直时得到的力最小,这时OA为力臂。
11、如图所示。
【解析】加在杠杆上的外力F,可以在支点的左端,也可在右端。
但题中要求所用最小力F的作用点和方向.所以力F的力臂就得最大。
分析后看出只有加在B点,支点右端,并且与杠杆OB垂直向上才是符合题意的。
12、A。
如图所示。
【解析】用钢丝钳剪铁丝时,铁丝放在A处时的阻力臂小于放在B处时的阻力臂。
阻力一定,阻力乘以阻力臂小。
动力臂一定,则动力一定小,省力。
所以将铁丝放在A处更省力。
作图在答案里。
13、如图所示.
【解析】要解决此题需要掌握力臂的画法:
支点到力的作用线的距离.
同时要掌握杠杆的平衡条件:
F1L1=F2L2.根据杠杆的平衡条件,力臂越长越省力.所以要找最小的力,应该首先确定最长的力臂.
由题意知,当前轮遇到障碍物时,售货员向下按扶把时,将以A为支点.所以从E到A点的距离为最长的力臂,然后做力臂的垂线,即为最小的力。
14、如如所示。
【解析】根据杠杆的平衡条件,动力臂越长越省力,首先确定出最长的力臂,然后画出的示意图;由支点到力的作用点的距离是最长的力臂.连接OA,则OA是最长的力臂,做OA的垂线,物体对杠杆的力使杠杆向时逆针方向转动,所以F应使其向顺时针方向转动。
15、如图所示。
【解析】
(1)物体的重力竖直向下,重心在物体的几何中心;
(2)要使杠杆使用最省力,应使其力臂最长.
物体的重心在其中心处,重力方向竖直向下;
要使力最小应使力臂最长,图中以OA长为力臂是最长的力臂,从A点做OA垂线,方向向上即为作用在A点的最小力。
16、如图所示.
【解析】力臂是支点到力的作用线的垂直距离,由由支点向力作用线或方向延长线作垂线,支点和垂足之间的长度即为力臂.将F1作用线方向延长,由支点O分别向F1作用线方向延长线和F2的作用线作垂线,支点和垂足之间的长度即为力臂。
17、如图所示。
【解析】由题意分析出阻力的方向,再由支点向阻力的作用线作垂线即可。
如图,阻力为由于物体的重而产生的拉力,所以从B点竖直向下画出F2;
力臂为支点到力的作用线的距离,所以从O点向F2作垂线,垂线段即为力臂L2,如图。
18、如图所示。
【解析】本题考查力臂的画法。
力臂是从支点到力的作用线的距离,画力臂时应由支点向力的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂。
四、实验,探究题
19、
(1)调节杠杆在水平位置平衡.
(2)F1l1=F2l2.
(3)F的力臂如图所示,2N。
(4)>
【拓展】
.
【解析】
(1)杠杆两端螺母作用是调节杠杆平衡。
(2)杠杆的平衡条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,用公式表示为F1l1=F2l2.
(3)支点到力作用线的距离就是该力的力臂。
从支点O做力F作用线的垂线也就是O点到力F作用线的距离l。
设杠杆每相邻小刻度之间的距离为x,则力F的力臂L=3x,阻力大小为3G,其力臂为4x。
则F×3x=3G×4x,这里G=0.5N
F=4G=2N
(4)设丙图中一个硬币重力为G,则2G(l1+r)=3G(l2+r)
2l1+2r=3l2+3r,2l1=3l2+r 则2l1>3l2
【拓展】设天平左右托盘的质量分别为M,N,游码质量为m,以天平的刀口为杠杆的支点,
当游码在标尺0刻度处时,天平平衡,这时有MgL2/2+mgL1/2=NgL2/2;
当游码位于标尺左右端最大值5克时,由杠杆的平衡条件得(M+5)gL2/2=mgL1/2+NgL2/2;
将上面两等式相减有5L2=2mL1
所以m=5L2/2L1
20、
(1)右.
(2)左,一.
(3)小李,弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直,力臂在杠杆上便于测量.
(4)这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零,不影响杠杆的平衡.
(5)变大.(6)C.
【解析】
(1)实验前没挂钩码时,杠杆左端下沉,此时应将螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡.
(2)设一个钩码重力为G,杠杆每个小格长度为n,则左端力与力臂的乘积为4G×2n=8Gn
右端力与力臂的乘积为2G×3n=6Gn
左端力与力臂的乘积大于右端力与力臂的乘积。
所以杠杆向左端下沉。
在不改变钩码悬挂点的位置和较少钩码的前提下,只需将左侧的钩码去掉一个.这让就能保证左端力与力臂的乘积等于右端力与力臂的乘积。
杠杆平衡。
(3)小李的实验方案更好,因为弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直,力臂在杠杆上便于测量.
(4)不影响杠杆的平衡。
这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零.
(5)使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置时,力对应的力臂变小,力变大,其示数大小将变大.
(6)实验时,力和力臂数目过多,不易得出结论。
21、
(1)右.
(2)3.(3)变大,弹簧测力计拉力的力臂变小.(4)反比,0.2.
【解析】
(1)小明把杠杆支在支架上,若杠杆左端下沉,可调节左端的平衡螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡.也可以调节右端的平衡螺母向右端移动。
(2)如图甲所示,在杠杆右侧B处挂两个相同的钩码,要使杠杆仍在水平位置平衡,满足nG×2=2G×3
N=3,应在杠杆左侧A处挂3个相同的钩码.
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,力臂减小。
杠杆仍然在水平位置平衡,弹簧测力计的示数变大,原因是弹簧测力计拉力的力臂变小.
(4)G=2.5N,设重力的力臂为X,杠杆平衡时有GX=FL
F和
的图线是正比例函数,设比例系数为k,则F=k/L,所以F与L成反比。
当
=4时,F=2得到k=1/2,所以2FL=1,FL=1/2
GX=FL=1/2 G=2.5N,
所以X=1/2G=0.5/G=0.5/2.5=0.2m
五、计算题
22、
(1)12N
(2)m=0.8kg
【解析】
(1)容器中水受到的重力
G水=PS=4×103Pa×30×10-4m2=12N
(2)杠杆C点受到的压力
FC=3N+PS=3N+4×103Pa×30×10-4m2=15N
OC:
CD=1:
2
CD=2OC OD=3OC
设绳对杠杆D点向上的拉力为F,这有FCOC=FOD
15N×OC=F×3OC F=5N
根据力的作用是相互的道理,知道杠杆D点对绳子向下的拉力为FD=F=5N
设物体E的质量为m,则FD=(2N+mg)/2
5N=(2N+mg)/2 m=0.8kg
23、
(1)840N
(2)225N
【解析】
(1)杠杆AOB的B端受到向下的拉力为FB=2G甲+G轮=2G甲+G轮=2×150N+50N=350N
设绳对杠杆A端向下的拉力为FA,则
FAOA=FBOB OA:
OB=5:
9,则OB=9×OA/5
FAOA=350N×9×OA/5 FA=630N
对于物体乙而言,G乙=F1+FA=210N+630N=840N
(2)对于如图乙而言,物体乙这种情况下受力是自身竖直向下的重力G乙、弹簧对其向下的拉力F2、杠杆B端对其向上的拉力F0A。
所以杠杆A端受力F0A=G乙+F2=840N+780N=1620N
杠杆B端受到向下的拉力为F0B,杠杆平衡时满足,F0AOA=F0BOB
1620N×OA=F0B×9×OA/5 F0B=900N
对于杠杆B端,F0B=50N+2T, 2T=900N-50N=850N T=425N
对人来讲,T+F3=G人 F3=G人-T=650N-425N=225N
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