广东省中考物理一轮复习第十二讲简单机械命题点1杠杆0430292Word下载.docx
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第6题图
A.一直变大B.一直变小C.一直不变D.先变大后变小
7.(2019北京)如图所示,杠杆水平平衡.杠杆可在竖直平面内绕固定点O自由转动,其上相邻刻线间的距离相等.若在杠杆上A点挂2个重均为0.5N的钩码,在B点挂4个重均为0.5N的构码,杠杆________(选填“能”或“不能”)保持水平平衡.
第7题图
8.(2019中山市学科教研基地模拟)在人体中有许多杠杆,甚至踮一下脚尖都是人体杠杆在起作用.如图所示,以________(填字母)为支点,通过小腿肌肉用力,踮起脚尖.按杠杆的分类,这是一个________杠杆(选填“省力”或“费力”).若某中学生体重为500N,当他双脚踮起脚尖时,假设体重落在“杠杆”中点,则两腿肌肉共用力至少________N.
第8题图
9.(2019河北)如图所示,一轻质杠杆AB,长1m,支点在它中点O,将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杠杆的B点和C点,已知OC∶OB=1∶2,M的边长为l=0.1m.
(1)在图中画出N受力的示意图;
(2)求此时M对地面的压强;
(3)若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为
h的部分,然后将C点处系着N的细绳向右移动h时,M对地面的压强减小了60Pa,求h为多少.
第9题图
类型3 杠杆作图
考向一 指定力和力臂作图
10.(2019盐城)请在图中画出力F的力臂.
第10题图
11.(2019吉林省卷)请在图中画出动力F1的力臂L1.
第11题图
12.(2019东莞市三模)如图是抽水机的部分图,当把压柄向上抬起时,画出动力臂L1和阻力F2.
第12题图
考向二 最小力和力臂作图
13.(2019衢州)如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间,其中拉力最小的是( )
14.(2019甘肃省卷)如图所示是羊角锤的示意图,请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力F1的示意图.
第14题图
15.(2019常州)杠杆OAB可绕O点自由转动,为使杠杆在如图所示位置保持平衡,请画出施加于B点的最小动力F(保留作图痕迹).
第15题图
类型4 探究杠杆的平衡条件
16.(2019顺德区三模)“探究杠杆的平衡条件”,可用的器材有:
铁架台、带刻度的杠杆(每格长为5cm)、重为0.5N的钩码若干、弹簧测力计等,如图.
第16题图
(1)将杠杆挂在铁架台上,静止时右端较低,此时应将杠杆的平衡螺母向________调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在________位置平衡.
(2)如图甲,将钩码挂在杠杆左侧,将弹簧测力计倒挂在杠杆右侧并竖直向下拉,使杠杆水平静止,弹簧测力计的示数为F1,并记录F1的力臂L1为________cm,若此时改变弹簧测力计拉力方向,为使杠杆仍保持水平静止,则弹簧测力计示数F1将________(选填“变大”“变小”或“不变”).
(3)如图乙,将钩码挂在杠杆的两侧,不断改变钩码的数量与悬挂的位置,数据记录如下表:
实验次数
左侧钩
码n1/个
力臂
L1/cm
右侧钩
码n2/个
L2/cm
1
2
20
40
3
30
4
15
分析以上数据可知杠杆的平衡条件是________________.
(4)在杠杆左、右两侧分别挂了若干钩码,杠杆水平静止,若将左侧的钩码减少2个,右侧的钩码减少3个,杠杆仍能水平静止,则此时杠杆在左右两侧受钩码拉力的力臂之比为________.
核心素养提升
1.(2019温州)晾晒三条相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持水平的是( )
2.(2019柳州)将打足气的篮球和套扎在气针上的未充气的气球一起悬挂在杠杆右端,左端挂适量钩码使杠杆水平平衡.将气针插入篮球气孔中,篮球中的部分空气充入气球后,杠杆左端下降,如图所示.这个现象说明( )
第2题图
A.大气压的存在
B.钩码重大于篮球与气球总重
C.空气充入气球后,钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积变大
D.空气充入气球后,篮球和气球受到总的空气浮力变大
参考答案及解析
1.A
2.A 【解析】由题图可知,夹蒜器的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,A正确;
而碗夹、去核器和取蛋器使用时都是动力臂小于阻力臂,均属于费力杠杆,B、C、D错误.故选A.
3.费 小于 【解析】用力用船桨划水时,它的支点在动力臂和阻力臂之间,且动力臂小于阻力臂,故属于一个费力的杠杆;
根据功的原理可知,费力的杠杆省距离,即手移动的距离小于桨在水中移动的距离.
4.B 【解析】由题意得,动力F1=2.5N,阻力F2=1.0N,阻力臂l2=20cm;
由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得:
动力臂l1=
=
=0.08m=8cm,A、C、D错误,故选B.
5.B
6.A 【解析】将测力计绕c点从a位置转动到b位置过程中,钩码的总重力G不变,阻力臂L1不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;
而从a位置转动到b位置过程中,拉力F的力臂L2减小,由于杠杆始终保持水平平衡,由杠杆平衡条件可得GL1=FL2,因此拉力F一直变大,A正确.故选A.
7.不能 【解析】杠杆水平平衡后,在杠杆上的A点悬挂2个钩码,在B悬挂4个钩码,设杠杆每小段的长度为L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:
2×
0.5N×
3L<
4×
2L,则杠杆此时不能保持水平平衡.
8.O 省力 250 【解析】由图知,人以O点为支点,通过小腿肌肉用力,踮起脚尖;
由解图知,动力臂OB大于阻力臂OA,所以这是一个省力杠杆;
由题知,体重落在杠杆中心,即C是OD的中点,则CA是△OBD的中位线,A也是OB的中点,所以动力臂等于阻力臂的2倍,即OB=2OA.由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得:
F=
=250N.
第8题解图
9.解:
(1)物体N悬挂在杠杆的下面静止,受两个力的作用:
重力G和绳子的拉力F,大小相等,方向相反,受力示意图如答图所示:
第9题答图
(2)N对杠杆向下的拉力F1=2N,其力臂L1=OC=0.25m,M对杠杆的拉力为F2,其力臂L2=0.5m,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得:
2N×
0.25m=F2×
0.5m,解得F2=1N,
M对地面的压力F压=GM-F2=10N-1N=9N,
受力面积S=l2=0.1m×
0.1m=0.01m2,所以M对地面的压强p=
=900Pa;
(3)M的密度ρ=
=1×
103kg/m3
将M两边各切去厚度为
h后,剩余的厚度为0.1m-2×
h=0.1m-h
剩余的体积V′=(0.1m)2×
(0.1m-h)
剩余M的重力G′=m′g=ρV′g=1×
103kg/m3×
(0.1m)2×
(0.1m-h)×
10N/kg
M对地面的压强p′=900Pa-60Pa=840Pa
此时M与地面的接触面积S′=0.1m×
(0.1m-h),M对地的压力F压′=p′S′=840Pa×
0.1m×
绳子对M的拉力F2′=G′-F压′=1×
10N/kg-840Pa×
(0.1m-h)=16×
根据杠杆平衡条件得:
F2′×
OB=GN×
OC′,
代入数据,16×
0.5m=2N×
(0.25m-h),解得h=0.05m.
10.如答图所示
第10题答图
11.如答图所示
第11题答图
12.如答图所示
第12题答图
13.C 【解析】起重机将地面上的一棵大树扶起时相当于在拉力的作用下使大树绕树根转动,可将其看作杠杆.杠杆的支点为树根,阻力为大树的重力,要使拉力最小,动力臂应最长,观察题目中的四幅图可知,F3的力臂最长,故F3最小,C符合题意.故选C.
14.如答图所示
第14题答图
15.如答图所示
第15题答图
16.
(1)左 水平
(2)10 变大 (3)F1l1=F2l2 (4)3∶2
【解析】
(1)先将杠杆挂在铁架台上,发现杠杆右端较低,说明杠杆的重心在支点的右侧,此时他们的操作应该是:
将杠杆的平衡螺母向左调节,为了便于测量力臂,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)因杠杆在水平位置平衡,且力的方向都沿竖直方向,根据力臂的定义,此时力的作用点与支点的距离即为力臂,F1的力臂L1为2L=2×
5cm=10cm.当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,弹簧测力计拉力的力臂变小,阻力阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件,则弹簧测力计示数F1将变大;
(3)实验1:
20cm=0.5N×
40cm,实验2:
3×
20cm=2×
30cm,实验3:
15cm=3×
20cm,杠杆平衡条件:
F1L1=F2L2.(4)设左侧的钩码为n1,力臂为L1,右侧的钩码为n2,力臂为L2,杠杆水平静止,由杠杆平衡条件:
F1L1=F2L2可得,n1GL1=n2GL2①,将左侧的钩码减少2个,右侧的钩码减少3个,杠杆仍能水平静止,由杠杆杠杆平衡条件:
F1L1=F2L2可得,(n1-2)GL1=(n2-3)GL2②,由
可得,
,解得
,代入①,
=3∶2.
核心素养提升
1.B 【解析】根据杠杆平衡原理,F1L1=F2L2,两条毛巾对衣架的拉力为F1,力臂为L1,一条毛巾对衣架的拉力为F2,力臂为L2,因此根据图示F1=2F2,2L1=L2,则有可能保持平衡的为B.故选B.
2.D 【解析】开始杠杆平衡,由杠杆平衡条件得:
G钩码×
L左=F拉×
L右;
篮球与气球受到竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、空气的浮力F浮作用而静止,处于平衡状态,由平衡条件得:
G=F+F浮,则拉力F拉=G-F浮;
将气针插入篮球气孔中,篮球的空气充入气球,气球的体积变大,篮球与气球受到的浮力F浮变大,而重力G不变,由F拉=G-F浮知,绳子的拉力F拉变小而G钩码、L左、L右不变,因此G钩码×
L左>F′拉×
L右,所以杠杆左端下沉.综上所述A、B、C说法错误,D正确,故选D.
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