杠杆 题型分类 强化训练 教师用卷每题后面跟答案.docx
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杠杆题型分类强化训练教师用卷每题后面跟答案
杠杆(强化)
例1.1钓鱼时,钓鱼竿可看成一根杠杆,如图所示其支点位于图中的点,动力作用点在点处,阻力作用点在点处。
答案】A
BC
解析】找准五要素;注意钓鱼竿和铁锹都是费力杠杆。
例1.2如图所示,O点表示杠杆的支点,画出力F的力臂,并用字母L表示。
答案】
例1.3
解析】力臂是(支)点到(力的作用)线的距离。
在探究“杠杆平衡条件”的实验中,采用了如图所示的实验装置。
(1)调节平衡时,都应该使它在位置平衡,根据图示杠杆所处的位置,应将平衡螺母向调整(填“右”或“左”)。
【答案】水平
左
(2)挂上钩码,正确调节使杠杆再次平衡。
此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆
,挂钩码位置所对应的刻度值就等于。
【答案】垂直
力臂的大小
(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,你认为他们的做法(填“正确”或“错误”)。
【答案】错误
(4)实验的结果如下表所示
动力(F1/N)
动力臂(L1/cm)
阻力(F2/N)
阻力臂(L2/cm)
3
6
6
3
2
5
5
2
4
2
2
4
3
6
9
2
3
4
2
6
4
4
2
8
甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:
动力+动力臂=阻力+阻力臂乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:
动力×动力臀=阻力×阻力臂
两个同学都认为自己是对的,对方是错误的。
那么你认为他们中正确的应该是同学。
原因是
同学的结论部分仅从部分实验数据分析得到,不是所有实验数据都满足他总结的结论。
【答案】乙
甲
例1.4如图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于省力杠杆的是()
A:
筷子
B:
钓鱼竿
C:
羊角锤
D:
古代捣谷用具
答案】C
解析】动力臂>阻力臂~省力;动力臂<阻力臂~费力。
练1.1画出以下多个力对支点(转轴)O的力臂L。
答案】
练1.2如图所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力。
图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且OA⊥AB、AC⊥OB。
则表示力F的力臂的线段为()
A:
OA
B:
OB
C:
AB
D:
AC
答案】A
解析】由图可知,AB是力F的作用线,OA⊥AB,则OA为支点到力F的作用线的距离,所以线段OA表示力
F的力臂。
练1.3下列的工具中,在正常使用时,属于费力杠杆的是()
A:
普通剪子
B:
剪线头剪子
C:
活塞式抽水机
D:
裁纸用的铡刀
练1.4
答案】B
解析】比较动力臂与阻力臂的大小。
在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量。
【答案】右
力臂
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆
(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡。
【答案】6
不能
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转动b位置时,其示数大小将。
【答案】变大
【解析】a到b,动力臂在变小。
(4)如图丁所示,已知每个钩码重0.5N,杠杆上每小格长度为2cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,拉力F的力臂大小为cm,弹簧测力计示数的大小为N。
【答案】4
3
练1.5小希用一个最大测量值为10N的弹簧测力计测量一个西瓜的重力。
小希用网兜将西瓜挂在木棒上的B点,将棒的一端O放在桌边,用挂在A点的弹簧测力计拉起木棒,使木棒在水平位置平衡,如图所示。
此时弹簧测力计读数为8N。
用刻度尺测出AB=5BO,不计棒重、网兜重。
这个西瓜重N。
答案】48
解析】直接利用杠杆平衡公式,注意找准力臂,动力臂是OA。
练1.6图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图,翻盖的原理是由两个杠杆组合而成,图乙所示是两个杠杆组合的示意图。
桶盖的质量为1000g,脚踏杆和其它连接杆的质量不计,脚踏杆AO1=30cm,O1B=20cm,桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示。
把桶盖顶起,脚对踏板A处的压力至少为多大?
(g=10N/kg)
答案】解:
设脚对A点的作用力为F,顶杆对B点的作用力为F1,顶杆对桶盖上C点的作用力为F2,根据杠杆平衡条件有:
F×O1A=F1×O1BG×O2D=F2×O2CF1=F2
桶盖的重为:
G=mg=1kg×10N/kg=10N。
代入数值可得:
F=40N
解析】一共有两个杠杆AO1B与O2CD,分别利用杠杆平衡公式列式。
练1.7如图,杠杆OB能绕O点转动,OB=70cm,B端系细绳竖直悬挂于C点,有一体积为1dm3的金属P通过滑环挂在A点,OA=35cm,滑环由A点开始以0.5cm/s的速度匀速向B端滑动,已知细绳BC的最大承受力为50N,则经过秒细绳BC被拉断?
(不计滑环重、杆重,金属P的密度为7×103kg/m3)
答案】30
解析】先利用密度与体积算出金属𝑷的质量和重力;𝑩𝑪绳恰好被拉断时绳上拉力为50N,计算一下此时滑环的位置;力臂大小注意用相似三角形。
练1.8如图所示,质量为2kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端(形状及尺寸在图中标出),导轨AB及支架只
可以绕着过D点的转动轴在图中竖直平面内转动。
现用一个沿导轨的拉力F通过细线拉铁块,假定铁块起动后立即以0.1m/s的速度沿导轨匀速运动,此时拉力F为10N。
(导轨及支ABCD的质量忽略不计,g=10N/kg)。
则从铁块运动时起,导轨及支架能保持静止的最长时间是()
A:
7s
B:
3s
C:
11s
D:
6s
答案】B
解析】铁块起动后沿导轨匀速运动,则作用在支架上的摩擦力f=F=10N。
此时支架受到铁块对它的摩擦力和铁块对它的压力的作用,支架受到的压力.N=G=mg=2kg×10N/kg=20N假设导轨静止时所受铁块的压力的力臂为L1,所受摩擦力的力臂L2=0.8m,根据杠杆平衡条件有:
NL1=fL2可得L1=0.4m,即此时铁块据支点D的距离是0.4m,所以铁块运动的距离是s=0.6m-(0.4m-0.1m)=0.3m;
故保持静止的时间ts
v
0.3m
0.1m/s
=3s。
例2.1如图所示,轻质杠杆上系着一个重物,在杠杆的一端A点处有一个拉力F,如果拉力F方向始终垂直于杠杆,则当杠杆由水平方向被匀速抬起时F的大小如何变化()
A:
变大
B:
变小
C:
先变大再变小
D:
先变小再变大
答案】B
解析】画出五要素,分别判断阻力、动力臂、阻力臂如何变化。
例2.2如图所示是圆柱形铁桶横截面示意图,为了将铁桶滚上台阶,示意图中最省力的是()A:
B:
C:
D:
答案】C
解析】找到物体上距离支点最远的点!
例2.3如图所示,轻质杠杆两端各挂一个重物且在水平位置保持平衡。
如果在重物A、B下方再各挂一个相同的小铁块,则()
A:
杠杆仍能平衡
B:
杠杆不能平衡,左端下沉
C:
杠杆不能平衡,右端下沉
D:
无法判断
答案】C
解析】利用初次平衡的条件,对改变条件后的力×力臂大小进行判断。
练2.1如图所示,直杆OA可绕转动轴O点自由转动,直杆下端挂一重物G。
现用一个始终跟直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到水平位置,若将力F视为动力,则在转动过程中这个直杆()
A:
始终是省力杠杆
B:
始终是费力杠杆
C:
先是省力杠杆,后是费力杠杆
D:
先是费力杠杆,后是省力杠
答案】C
解析】在初始竖直位置,阻力臂为0,所以此时为省力杠杆;在水平位置,可以看到阻力臂大于动力臂,因此是费力杠杆。
练2.2如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,
则力F的大小是,保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F将(选填“变大”、“变小”或“不变”)
答案】30N
不变
解析】利用杠杆平衡公式进行计算;在抬升过程中,由于𝑭的方向保持竖直向上不变,则动力臂一直为阻力臂的2倍。
练2.3如图所示,O点为一根钢棒的固定轴,在A点分别作用F1、F2、F3三个力,能使钢棒在此位置保持平
衡,且施力最小的是()
A:
F1
B:
F3
C:
F1和F2
D:
F2和F3
答案】B
解析】此时阻力与阻力臂乘积恒定,所以画出三个动力的力臂,然后比较大小即可。
练2.4图为工人用力撬起石头的情景,小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力,其中能正确表示工人左手施力且最省力的是()
A:
F1
B:
F2
C:
F3
D:
F4
答案】C
解析】要使杠杆平衡,可以在A点施加无数个力,分别作出这些力的力臂后,找出最长的力臂,则对应的力就是最小的力。
练2.5如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的
是()
A:
杠杆仍能平衡
B:
杠杆不能平衡,左端下沉
C:
杠杆不能平衡,右端下沉
D:
无法判断
答案】C
解析】初次平衡:
GA×OA=GB×OB∵OA<OB,∴GA>GB①
第二次左端:
GA(OA−L)=GA×OA-GAL,右端:
GB(OB-L)=GB×OB-GBL
根据①式,可以判断此时左端小于右端。
练2.6如图所示的杠杆正处于水平平衡,若把杠杆的两端各加一个钩码,杠杆将()
A:
还继续处于水平平衡
B:
右端下降,左端上升
C:
右端上升,左端下降
D:
无法确定杠杆的运动状态
答案】B
解析】初次平衡:
3G×OA=2G×OB,∴OA:
OB=2:
3①,第二次左端:
4G×OA,右端:
3G×OB,
代入①式,可以判断此时左端小于右端。
练2.7如图将两个形状完全相同的重物分别挂在杠杆两侧的A、B处使杠杆平衡,再将两重物同时分别浸没在水中,则下列说法中正确的是()
A:
杠杆一定保持平衡
B:
杠杆可能保持平衡
C:
杠杆不能平衡,A端下沉
D:
杠杆不能平衡,B端下沉
答案】C
解析】初次平衡:
GA×OA=GB×OB第二次左端:
(GA−FA浮)×OA=GA×OA−ρ水gVA×OA
右端:
(GB−FB浮)×OB=GB×OB−ρ水gVB×OB题目已知两个形状相同,所以
VA=VB,而OA 练2.8如图所示,A、B是两个实心铁块,轻质杠杆在水平位置保持平衡,且L1>L2,如果把两个铁块均浸没在水中,则() A: 杠杆不能平衡,左端下沉 B: 杠杆不能平衡,右端下沉 C: 杠杆一定保持平衡 D: 无法确定 答案】C 解析】初次平衡: GA×L1=GB×L2即ρgVA×L1=ρgVB×L2①第二次左端: (GA−FA浮)×L1=GA×L1−ρ水gVA×L1 右端: (GB−FB浮)×L2=GB×L2−ρ水gVB×L2 利用已知条件与①式可知,−ρ水gVA×L1=−ρ水gVB×L2 可以判断杠杆平衡。 杠杆(强化) 作业 1关于杠杆的下列说法中,正确的是() A: 杠杆必须是一根直棒 B: 杠杆不一定要有支点 C: 使用杠杆都是为了省力 D: 杠杆可以是直的也可以是弯的 答案】D 解析】杠杆是能绕固定点转动的硬棒,可以是弯曲的。 2 如图所示,起瓶器开启瓶盖时,可看作是() A: 以B为支点,动力方向向下的杠杆 B: 以B为支点,动力方向向上的杠杆 C: 以A为支点,动力方向向下的杠杆 D: 以A为支点,动力方向向上的杠杆 答案】D 解析】我们在使用起瓶器开启瓶盖时,瓶盖中的B点被撬起,所以B点是阻力的作用点,并且在开启的过程中,起瓶器绕A点转动,所以A是支点,在开启瓶盖时,杠杆应绕A逆时针旋转,所以动力的方向向上,在整个过程中,动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆。 3如图所示,是四种工具使用时的情景,其中属于费力杠杆的是() A: B: C: D: 答案】B 解析】ACD是省力杠杆,B为费力杠杆。 4小刚利用图示装置探究“杠杆平衡条件”时,在杠杆两侧挂上不同个数的钩码,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,如此实验三次后得出结论: 动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。 小明认为这一结论是错误的,则下列能帮助小刚得出正确结论的操作是() A: 去掉右侧钩码,换用弹簧测力计在B点竖直向下拉 B: 去掉右侧钩码,换用弹簧测力计在A点斜向上拉 C: 将左右钩码的悬挂点,分别移至A、B两点再次实验 D: 改变钩码个数,再多次实验使结论更具普遍性 答案】B 解析】用弹簧测力计斜拉,力臂不与横梁重合,可以证明小刚的结论错误。 5如图,O为一根轻质杠杆的支点,OA=2m,OB=2.5m,A点处挂着重100N的物体。 若在B端施加一个竖直方向的力,使杠杆在水平位置上保持静止,则这个力的大小和方向是() A: 20N,竖直向上 B: 20N,竖直向下 C: 80N,竖直向上 D: 80N,竖直向下 答案】C 解析】杠杆平衡的简单计算。 6 如图所示,一轻质硬棒在F1、F2两个力的作用下处于静止,则硬棒的支点可能在杠杆上() A: A点 B: B点 C: C点 D: D点 答案】A 解析】动力与阻力使杠杆的转动方向相反,一个顺时针则另一个为逆时针。 故当A为支点时,F1、F2使杠杆转动的方向相反,故A正确。 7如图所示杠杆中,O是支点,在B端挂一个重物,为使杠杆平衡,要在A端加一个力。 四个力中数值最小的 力是() A: F1 B: F2 C: F3 D: F4 答案】C 解析】杠杆平衡的应用之最小动力问题,最大力臂为OA。 8如图所示,一根铁棒在水平拉力F的作用下,以O点为转轴,由竖直逆时针匀速转向水平位置的过程中,动力F与动力臂L的大小变化() A: F增大,L增大 B: F减小,L减小 C: F增大,L减小 D: F减小,L增大 答案】C 解析】转向水平位置的过程中,阻力不变,阻力臂变大;动力臂变小,动力变大。 9 如图所示的杠杆处于平衡,把A端所挂重物浸没在水中,杠杆将失去平衡,为使杠杆重新平衡应() A: 将支点O向A方向移动 B: 将支点O向B方向移动 C: 支点不动,B端再加挂砝码 D: 无法判断 答案】B 解析】浸入水中后,A端的拉力变小,因此应增加A端的力臂,减小B端的力臂。 10如图所示,把一根均匀的米尺,在中点O支起,两端各挂四个钩码和两个钩码,恰好使米尺平衡,按下列方式增减钩码或移动钩码,下列几种方式仍能保持米尺平衡的是() A: 两边各加一个钩码 B: 两边钩码各向外移动一格 C: 左边增加一个钩码,右边向外移动一格 D: 左右两边的钩码各减少一个 答案】C 解析】利用杠杆的平衡条件,可排除ABD。
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