备战中考物理易错题精选杠杆平衡条件的应用问题练习题含答案docWord文档下载推荐.docx
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C使动力臂、阻力臂增加相同的长度L时,由F1LF2L可知,F1(L+l1)F2(L+l2),故C不符合;
D使动力、阻力的大小增加相同的倍数时,由F1l1=F2l2可知,nF1l1=nF2l2,故D正确。
故选D。
4一根粗细均匀的铁棒挂在中点时刚好处于平衡,如图(b)所示的情况,铁棒将()a)所示,如果将右端弯成如图A顺时针转动B逆时针转动C静止不动D以上三种情况均有可能【答案】B【解析】【分析】【详解】图a中,水平铁棒在水平位置处于平衡状态,根据杠杆平衡条件可知G左l左G右l右图b中,将铁棒右端弯折,此时铁棒右边的重力不变,右端铁棒的重心将向左移动,力臂l右减小,而左边的力和力臂不变;
因此G左l左G右l右所以铁棒左端下沉,右端上升,即铁棒将沿逆时针转动。
故选B。
5如图杠杆AOB用细线悬挂起来,分别在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时,杠杆平衡,此时AO恰好处于水平位置,AOBO,不计杠杆重力,则m1、m2的关系为Am1m2Bm1m2Cm1m2D无法判断【答案】C【解析】【详解】杠杆示意图如下:
根据杠杆的平衡条件:
F1L1F2L2可知,G1L1G2L2m1gL1m2gL2即m1L1m2L2因为力与相应的力臂成反比关系,从图中可以看出力臂L1L2,所以物体的重力G1G2,即m1m2,故选C。
6如图所示,体积之比为12的甲、乙两个实心物块,分别挂在杠杆两端,此时杠杆恰好水平平衡,则甲、乙两个物块的密度之比为()A11B12C43D21【答案】C【解析】【分析】【详解】由图知道,甲物体挂在左边第3格处,乙物体挂在右边第2格处,由杠杆的平衡条件知道,此时G甲l1G乙l2即m甲g3m乙g2所以m甲2,又因为V甲/V乙1/2,甲、乙两个物块的密度之比是m乙3m甲2V甲4甲1乙m乙33V乙2故C正确。
7如图所示,小明利用一根长为L的扁担挑水,他在扁担的左端挂上质量为m1的水桶,在右端挂上质量为m2的水桶,右手扶着扁担右侧。
已知m1m2,不计扁担自重,下列说法正确的是()A若要右手不使力,小明的肩应靠近扁担左端B若要右手不使力,小明的肩应靠近扁担右端C小明的肩位于扁担中点时,右手需要给扁担施加向上的力D扁担与肩的接触面积越小,肩受到的压强越小【答案】A【解析】【分析】【详解】AB扁担在左端挂了m1的水桶,右端挂了m2的水桶,左端的重力大于右端的重力,根据杠杆的平衡条件F1L1F2L2可知,若要扁担平衡右手不使力,人的肩膀应靠近扁担左端,故A正确,B错误;
C小明的肩位于扁担中点时,左端的重力大于右端的重力,根据杠杆的平衡条件F1L1F2L2可知,左端下沉,为了使扁担在水平位置平衡,右手需要给扁担施加向下的力,故C错误;
FD根据压强的公式p可知,压力一定时,扁担与肩的接触面积越小,肩受到的压强S越大,故D错误。
故选A。
8如图所示,杠杆在水平位置平衡下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是()A两侧钩码同时向外移一格B两侧钩码同时向内移一格C在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码D左侧增加一个钩码,右侧钩码向外移一格【答案】D【解析】【分析】【详解】设一个钩码的重力为G,横梁上一个格的长度为l,原来杠杆处于平衡状态,则有2G3l3G2lA两侧钩码同时向外移一格,左边为2G4l8Gl右边为3G3l9Gl8Gl9Gl杠杆右端下沉,故A项不符合题意;
B两侧钩码同时向内移一格,左边为2G2l4Gl右边为3G1l3Gl3Gl4Gl杠杆左端下沉,故B项不符合题意;
C同时加挂一个相同的钩码,左边为3G3l9Gl右边为4G2l8Gl8Gl9Gl杠杆左端下沉,故C项不符合题意;
D左侧增加一个钩码,右侧钩码向外移一格,左边为3G3l9Gl右边为3G3l9Gl9Gl9Gl杠杆平衡,故D项符合题意。
9如图所示,作用在A点的各个力中,不可能使杠杆平衡的力是34AF和F13BF和F24CF和F12DF和F【答案】A【解析】【详解】因为力F3的作用线所在的直线过支点O,所以力F3的力臂为0,又因为0乘以任何数都为0,所以力F3不能使杠杆平衡;
力F4使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同,所以力F4不能使杠杆平衡;
力F1和F2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反,所以力F1和F2可以使杠杆平衡;
10身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物已知扁担长为1.8m,重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8m,如图所示则A以哥哥的肩A为支点,可计算出弟弟承担的压力为400NB以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为4:
9C以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为9:
5D以弟弟的肩B为支点,可计算出哥哥承担的压力为600N【答案】A【解析】【分析】【详解】A设哥哥承担的压力为FA,弟弟承担的压力为FB,以哥哥的肩A为支点,由杠杆平衡条件可得:
FBABGOA,GOA900N0.8mFB400N,AB1.8mA选项正确;
BC因为支点是固定点,杠杆能绕支点转动,图中的O不符合支点的特点,B、C选项错误,不符合题意D以弟弟的肩B为支点,由杠杆平衡条件可得:
FAABGOB,FAGOB900N1.0m=500N,AB1.8mD选项错误,不符合题意;
11在一个长3米的跷跷板(支点在木板中点)的两端分别放置两个木箱,它们的质量分别为m1=30kg,m2=20kg,为了使跷跷板在水平位置平衡,以下做法可行的是()A把m1向右移动0.5米B把m2向左移动0.5米C把m1向右移动0.2米D把m2向左移动0.3米【答案】A【解析】【分析】【详解】跷跷板的支点在木板中点,根据图中信息可知,木板左边受到的压力比右边大,为了使跷跷板在水平位置平衡,应该将m1向右移,则m2的力臂不变为1.5m,根据杠杆的平衡条件有m1gl1m2gl2代入数据可得m1向右移后的力臂l1m2gl220kg1.5mm1g1m30kgm1的力臂由1.5m变为1m,为了使跷跷板在水平位置平衡,把m1向右移动0.5米,所以BCD项错误,A项正确。
12如图所示,小明用一可绕O点转动的轻质杠杆,将挂在杠杆下的重物提高。
他用一个始终与杠杆垂直的力F使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置,在这个过程中,此杠杆()A一直是省力的B先是省力的,后是费力的C一直是费力的D先是费力的,后是省力的【答案】B【解析】【分析】【详解】由题图可知动力F的力臂l1始终保持不变,物体的重力G始终大小不变,在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中,重力的力臂l2逐渐增大,在l2l1之前杠杆是省力杠杆,在l2l1之后,杠杆变为费力杠杆,故选B。
13小军利用如图所示的装置测量某液体的密度,他将同种材料制成的甲、乙两物块分别悬挂在轻质硬杆AB的两端,把甲浸没在待测液体中,调节乙的位置到C处时,硬杆AB恰好水平平衡。
已知:
OC=2OA,甲、乙的体积比为132,甲、乙两物块的密度为2.6g/cm3。
不计硬杆AB的重力,则下列说法中正确的是()A0.83310kg/mB1.03310kg/mC1.83310kg/m33D2.610kg/m【答案】C【解析】【分析】【详解】乙物体对杠杆的作用力为F乙G乙m乙g=物V乙g甲物体对杠杆的作用力为F甲G甲F浮物V甲gV排g=物V甲gV甲g杠杆平衡时F甲OAF乙OC即(物V甲g)物V乙gOCV甲gOA又知OC,2OAV甲V乙=132解得331.810kg/m选项A、B、D错误,不符合题意;
选项C正确,符合题意故选C。
14如图所示,一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上,若分别用一竖直向上的动力F12作用在水泥板一端的中间,欲使其一端抬离地面,则()、FAF1F2,因为甲中的动力臂长BF1F2,因为乙中的阻力臂短DF1=F2,因为动力臂都是阻力臂的2倍【答案】D【解析】【分析】把水泥板看做一个杠杆,抬起一端,则另一端为支点;
由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体,所以,其重力的作用点在其中心上,此时动力F克服的是水泥板的重力,即此时的阻力臂等于动力臂的一半;
在此基础上,利用杠杆的平衡条件,即可确定F1与F2的大小关系。
【详解】两次抬起水泥板时的情况如图所示:
在上述两种情况下,动力克服的都是水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以两图中动力臂都是阻力臂的2倍;
依据Fl动Gl阻可得,FGl阻1G,l动2所以,前后两次所用的力相同,即F1F2,故ABC都错误,D正确。
【点睛】本题作为考查杠杆平衡条件应用的一道经典例题,很容易让学生在第一印象中选错,一定要仔细分析,重点记忆!
15一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块,此时杠杆在水平位置平衡。
现将铝块、铜块同时浸没在水中,如图所示。
水1.0103kg/m3,铝2.7103kg/m3,铜8.9103kg/m3,则下列判断正确的是()AA端下降BB端下降C仍然平衡D无法判断【答案】【解析】【分析】【详解】B在轻质不等臂杠杆AOB两端吊上实心铝块和铜块时,杠杆在水平位置平衡,由图知OBOA,据杠杆的平衡条件得G铝?
OA=G铜?
OB即铝V铝g?
OA=铜V铜g?
OB而铝V铜g将铝块和铜块同时浸没在水中后,杠杆左、右两边有(G铝-F浮)?
OA,(G铜-F浮)?
OB即(铝V铝g-水V铝g)?
OA,(铜V铜g-铜V铜g)?
OB那么铝V铝g?
OA-水V铝g?
OAl右,故有G左G右,再加上被取走的部分,仍有左端的重力小于右端重力,即粗端重力大,质量大。
20如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析正确的是AB点是支点,液压杆施的力是动力,货物重力是阻力BB点是支点,物体A放在车厢前部可省力CC点是支点,物体A放在车厢后部可省力DC点是支点,物体A放在车厢前部可省力【答案】C【解析】【分析】【详解】由图可知车厢绕着点C转动,所以点C为支点;
当物体放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力,所以选项ABD都不正确,故答案为C.二、初中物理功和机械能问题21如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段,则运动员()A助跑阶段机械能不变B起跳时机械能为零C经过最高点时动能最大D经过最高点时重力势能最大【答案】D【解析】【分析】影响动能大小的因素:
质量、速度;
质量越大,速度越大,动能越大;
影响重力势能大小的因素:
质量、被举的高度;
质量越大,高度越大,重力势能就越大;
机械能等于动能和势能之和。
【详解】A助跑阶段,运动员的质量不变,速度逐渐增大,因此动能增大;
运动员的高度不变,则重力势能不变,机械能等于动能和势能的和,动能增大,重力势能不变,所以机械能增大,故A错误;
B起跳时,运动员的速度达到最大值,动能达到最大值,重力势能不变,机械能达到最大值,故B错误;
C上升过程中,动能转化为重力势能,所以经过最高点时,动能减小,重力势能最大,故C错误;
D最高点时,高度达到最大值,因此重力势能也达到最大值,故D正确。
【点睛】影响动能大小的因素有质量和速度,分析动能的变化就是分析质量和速度的变化;
影响重力势能的因素是质量和高度,分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化。
解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词,从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼,从而分析机械能的变化情况。
22利用如图所示的滑轮组将重为20N的物体在2s内匀速提升2m,拉力F等于12N。
此过程中,下列说法不正确的是()A拉力所做的有用功为40JB拉力所做的总功为48JC拉力F的功率大小为20WD滑轮组的机械效率为83.3%【答案】C【解析】【详解】A根据公式可得W有用Gh20N2m40J故A正确,不符合题意;
B由图可知s2h22m4m根据公式可得W总Fs12N4m48J故B正确,不符合题意;
C拉力的功率W总48J=24WPt2s故C错误,符合题意;
D滑轮组的机械效率W有100%40J100%83.3%W总48J故D正确,不符合题意。
23将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起。
它的部分运动轨迹如图所示下列说法正确的是A皮球经过同一高度A、B两点时,动能相等B皮球第一次反弹后到达最高点P时,动能为零C皮球在D点时的机械能大于在C点时的机械能D若将皮球表面涂黑,则在地面【答案】DM点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑【解析】【详解】A由图可知,每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球受到空气阻力,机械能逐渐变小,在A点的机械能大于在B点的机械能;
机械能是物体动能与势能的总和,在A、B两点高度相同则重力势能相同,所以在A点的动能大于在B点的动能;
故A错误。
B从轨迹来看,小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。
小球在最高点时,竖直方向速度为零,但是仍然能往右运动,说明小球还具有水平方向速度,动能不为零;
故B错误。
C每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球受到空气阻力,机械能逐渐变小。
在C点在在D点之前,故在D点的机械能小于在C点的机械能;
故C错误。
D弹性势能大小与弹性形变程度有关,黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度,圆斑越大,形变越大。
在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零,又因为小球在械能大于N点机械能,故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能,故在斑要大于在N点的圆斑;
故D正确。
M点机M点的圆24如图所示,木块以一定的速度滑过A、B点,到C点滑出下落至D点,A和B、C和D之间的垂直距离均为h。
若空气阻力忽略不计,则对木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是()AD点与A点相比,动能增大,势能减小,机械能不变BA点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能CB点的动能可能等于A点的动能,但可能大于C点的动能DB点的动能可能等于【答案】CD点的动能,但一定大于A点的动能【解析】【详解】AD点与A点相比,动能增大,势能减少,因为存在摩擦,机械能转化为内能,机械能减小,故A错误;
BA和C、C和D之间的垂直距离均为h,则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能,故B错误;
C斜面粗糙,则AB段有可能匀速,但因摩擦力的存在B的速度一定大于C的速度,所以,B点的动能可能等于A点的动能,一定大于C点的动能,故C正确;
D木块从B到C,因为有摩擦,则C处的动能小于B处的动能,从C到D,由于忽略空气阻力,木块的重力势能减小,动能增加,故D点动能大于C点动能,B点的动能可能等于D点的动能,但与A点的动能大小不确定,故D错误。
25一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,小石块的重力势能Ep随着时间的变化图像可能是()ABCD【答案】C【解析】【分析】【详解】由题意可知,不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,石块做加速运动,石块在相同时间内下降的速度越来越大,石块所处的高度减小得越来越快,石块的重力势能Ep减小得越来越快,符合这一规律的只有C图,而D图是石块的重力势能Ep随时间减小得越来越慢,故D错误。
26小美用200N的力将重10N的足球踢出去15m远,她对足球做的功是()A3000JB150JC没有做功D做了功,但无法确定做功多少【答案】D【解析】【分析】【详解】题中只告诉了该同学对足球的作用力大小为200N,而没有说明足球在该力的作用下移动的距离(15m是足球离开脚后运动的距离),她对足球做了功,但无法准确求出她对球所做的功,故A、B、C不符合题意,D符合题意。
27小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度,每个滑轮的重均相等,不计绳重及摩擦,针对这一现象,小明得出了4个结论:
F1做的功等于F2做的功;
甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率;
使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力;
F1做功的功率等于F2做功的功率;
其中正确的为()A、B、D、C、【答案】D【解析】【分析】【详解】在不计绳重及摩擦时,拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功,因为物重相同,提升的高度相同,所以两次拉力做的功都等于W总Fs=GG动h故F1做的功等于F2做的功,正确;
在不计绳重及摩擦时,甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为W有用GhGW总GG动hGG动即机械效率相等,故正确;
甲滑轮组由两段绳子承重,拉力为F11GG动2乙滑轮组由三段绳子承重,拉力为1F2GG动所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力,正确;
W两次拉力做的功,用时也相等,根据Pt知,F1做功的功率等于F2做功的功率,正确;
28班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动,从一楼登上五楼,比谁的功率最大。
为此,需要测量一些物理量。
下列物理量中必须测量的是()五楼到一楼的高度H;
从一楼到达五楼所用的时间T;
每个同学的体重G;
四楼到五楼楼梯的长度L。
ABCD【答案】D【解析】【详解】由功率公式得PWGHTT学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼,所以H高度相同,没有必要测量高度H的大小了;
学生自身重不同,爬楼用的时间不同,所以必须测出各个体重和所用时间,这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。
29如左图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,其推力大小随时间变化的图像(F-t所示,下列说法正确的是(图像)和物体速度大小随时间变化的图像()v-t图像)分别如图A当t=1s时,物体处于静止状态,摩擦力为0NB当t=3s时,物体受到的摩擦力是3NC在匀速直线运动阶段,拉力F做的功是16JD24s内,物体的机械能保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】A由v-t图像可知,02s时物体的速度大小为零,即t=1s时物体处于静止状态;
此时物体受到推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等;
由F-t图像可知,t=1s时,F=1N,则此时的摩擦力fF1N故A错误;
B由v-t图像可知,46s时,物体匀速运动;
由擦力与推力F是一对平衡力,所以此时的摩擦力F-t图像可知,此时的推力F=2N;
由于摩fF2N24s内,物体做加速运动,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变(与匀速运动时的摩擦力大小相等),仍为2N,故B错误;
C在46s时,物体匀速运动,通过的路程svt4m/s2s8m拉力F做的功WFs2N8m16J故C正确;
D24s内,物体做加速运动,速度增加,动能增加,高度不变,重力势能不变,则物体的机械能增加,故D错误。
30月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑,关于造成陨石坑大小不一的因素,下列猜测不合理的是()A陨石的质量B陨石的撞击速度C被撞处的硬度D被撞处是否在阴影中【答案】D【解析】【分析】【详解】A陨石的质量越大,在速度相同时动能就越大,在撞击时做功越多,所以造成的坑就会越大,因此这一猜测合理,故A不符合题意;
B陨石的撞击速度越大,在质量相同时动能就越大,在撞击时做功越多,所以造成的坑会越大,因此这一猜测合理,故B不符合题意;
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