物理中考真题及解答杠杆及力臂的画法.docx
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物理中考真题及解答杠杆及力臂的画法
2021年物理中考真题及解答:
杠杆及力臂的画法
1.(2021•衡阳)如图所示,是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,有关它的说法正确的是( )
A.“标”、“本”表示力,“权”、“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.增大“重”时,应把“权”向A端移
2.(2021•威海)如图是撑杆跳运动员起跳动作示意图,请在图中画出运动员对撑杆A点竖直向下的拉力及其力臂。
第1题图第2题图第3题图
3.(2021•西宁)如图所示,轻质杠杆OAB上挂一物体,拉力F使杠杆在图中位置平衡,请在图中画出力F的力臂L和物体所受的重力示意图。
4.(2021•柳州)请画出图中力F的力臂L。
第4题图第5题图第6题图
5.(2021•南通)如图,轻质杠杆平衡,请作出动力F1的力臂l1和杠杆所受阻力F2的示意图。
6.(2021•盐城)在图中画出钓鱼竿所受阻力F2的力臂L2。
7.(2021•娄底)如图所示,OA是均匀的轻质杆,在拉力F的作用下,杆处于水平状态,画出拉力F的力臂。
第7题图第8题图第9题图
8.(2021•广安)如图所示是人走路的情形,可将人的脚视为一根杠杆。
请在图中画出动力F的力臂L。
9.(2021•福建)在图中画出使用铡刀时动力F的力臂L。
10.(2021•成都)由于土壤松动,一棵珍稀古树摇摇欲坠。
园艺师用绳子将古树系住,通过山体固定,对古树展开救助。
如图所示,把古树视为杠杆,O点为支点,A点为古树重心位置。
请画出:
①古树受到的重力G的示意图;
②绳子拉力的力臂L。
第10题图第11题图第12题图
11.(2021•云南)在图中,画出动力F的力臂L。
12.(2021•赤峰)如图所示,用一根硬棒通过支点O撬起石头,画出石头所受重力G的示意图,以及力F的力臂L.
13.(2021•通辽)如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。
当水箱内的水达到一定高度时,浮标带动杠杆AOB压住入水口,停止上水。
请在图中画出动力F1、阻力F2和动力臂L1。
第13题图第14题图第15题图
14.(2021•常德)在图中画出力F的力臂。
15.(2021•淮安)在图中画出拉力F的力臂L(O为支点)
16.(2021•衢州)“认真观察和仔细分析”是科学研究的基本要求。
(1)如图甲,在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。
闭合开关,原来静止的小磁针发生转动,原来静止的直导线仍然未动。
①小磁针发生转动,可以说明它一定受到力的作用,因为 ;
②直导线仍然未动,此时偏转的小磁针对直导线 (填“有”或“没有”)力的作用;
(2)如图乙是某饮水器水龙头的结构示意图,A是固定的出水口,B是一根手柄,C是一根连接在阀门上的杆,由弹簧将它拉紧,O1是连接B、C的一根销钉。
可将手柄简化为一根杠杆,手柄与A的接触点O2为支点,下压手柄,C就上升,阀门打开水流出;放手后,C自动恢复原位,水龙头关闭。
①请在丙图中画出动力F1的力臂l1;
②正常使用手柄取水时,手柄属于 杠杆。
17.(2021•宁夏)采用如图所示站姿锻炼手臂力量:
双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手臂水平,手掌支撑在竖直墙壁上的A点,B为人体重心所在位置。
锻炼时,躯体保持伸直,手臂弯曲、伸直交替进行。
(人体可视为杠杆,O点为支点)。
(1)在图中画出人所受重力的示意图。
(2)画出墙壁对手掌的支持力F的力臂。
(3)锻炼时,脚尖离开墙壁越远,手掌对墙壁的压力就越 (选“大”
或“小”)
第17题图第18题图
18.(2021•自贡)小邱同学在践行我市中小学生“研学旅行”活动中,赴大邑县“建川博物馆”进行了一次远行研学。
他所用的拉杆旅行箱示意图如下所示。
装有物品的旅行箱整体可视为杠杆,O为支点,B为重心,A为拉杆的端点。
在A点沿图示方向施加拉力F,旅行箱静止。
请完成下列问题:
①画出拉力F的力臂L。
②要使作用在A点的拉力减小,保持其他条件不变,下列做法可行的是 (选填符合要求的选项标号)。
A.缩短拉杆的长度
B.使拉力方向顺时针改变20°
C.将箱内较重的物品靠近O点摆放,重心由B变至B′
19.(2021•深圳)深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上,一线施工人员正在紧张忙碌,进行架桥机钢梁吊装等施工作业。
(g取10N/kg)
(1)图2为图1中起重机的简图,请画出阻力F2的力臂l2。
(2)图3为架桥机的装置图,已知箱梁的质量为5×105kg,体积为200m3,架桥机滑轮组总拉力为4×105N,自由端移动距离为25m,将箱梁提升1m。
求:
①箱梁的密度;
②架桥机在此过程中的有用功;
③架桥机在此过程中的机械效率。
参考答案
1.【分析】由题意可知,“权”、“重”分别为杠杆的动力和阻力,“标”、“本”分别为动力臂和阻力臂,根据杠杆平衡原理条件可知,“权”ד标”=“重”ד本”。
【解答】解:
A、力臂是支点到力的作用线的距离,“权”相当于现在的砝码,即动力,把秤的支点到权的距离称之为“标”,在物理中,我们把它称之为动力臂;
重就是重物,相当于杠杆的阻力,把秤的支点到权的距离称之为“本”,在物理中,我们把它称之为阻力臂;则“标”、“本”表示为力臂,“权”、“重”表示为力,A错误
B、图中的B点为阻力的作用点,杠杆的支点是O点,故B错误;
C、“权”小于“重”时,根据杠杆平衡原理条件“权”ד标”=“重”ד本”可知:
当“标”大于“本”时,杠杆可能在水平位置平衡,所以A端不一定上扬,C错误
D、增大“重”时,由于“权”和“本”不变根据杠杆平衡原理条件“权”ד标”=“重”ד本”可知:
应把“标”变大,即把“权”向A端移,故D正确。
故选:
D。
【点评】本题考查了杠杆及杠杆平衡条件的应用。
2.【分析】已知拉力作用点在A点,拉力方向与重力方向相同,竖直向下,由此可作出运动员对撑杆A点竖直向下的拉力;根据力与力臂的关系进行画图,即过支点作力的作用线的垂线段即为力臂。
【解答】解:
从A点作竖直向下的拉力F,延长拉力F的作用线,从支点O向拉力作用线画垂线,可得拉力的力臂L,如图所示:
【点评】本题考查了力臂的画法、力的示意图的画法,知道力与力臂的关系,会根据力臂的画法画出正确的力或力臂。
3.【分析】①力的示意图是用一条带箭头的线段,把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的
作用点。
②力臂是从支点到力的作用线的距离。
由支点向力的作用线作垂线,垂线段的长度即为力臂。
【解答】解:
过物体的重心,向竖直向下方向画一条有向线段,用G表示物体所受重力;由支点O向F的作用线作垂线,垂线段的长度为F的力臂L,如图所示:
【点评】此题主要考查了有关力的示意图力臂的画法,首先要掌握力臂的概念,找出支点和力的作用线。
从而正确地画出力臂。
4.【分析】根据力臂的画法进行作图,即过支点作动力作用线的垂线段。
【解答】解:
图中杠杆支点为O点,过支点O作动力作用线的垂线段,即为其力臂L,如图所示:
【点评】画力臂的方法是:
一找点(支点),二作线(力的作用线),点向线作垂线
5.【分析】
(1)画力臂的方法:
首先确定支点;然后找到动力和阻力,并用虚线延长动力和阻力的作用线;用虚线做支点到动力作用线和阻力作用线的垂线。
(2)阻力F2是物体A对杠杆的拉力,先找出阻力作用点,然后过作用点作竖直向下的阻力。
【解答】解:
由图可知支点是O点,从O点向动力F1的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是动力臂l1。
阻力F2是物体A对杠杆的拉力,作用点在杠杆上,方向竖直向下,如图所示:
【点评】会确定物体受力的方向,会用力的示意图表示物体受力情况,知道力臂的正确画法,并且能够画出正确的力臂。
6.【分析】力臂是支点到力的作用线的距离,据此分析解答。
【解答】解:
人右手与钓鱼竿接触处是支点,线对鱼竿拉力是阻力F2,由支点作阻力作用线的垂线,垂线段为其力臂L2,如图所示:
【点评】本题考查杠杆上力和力臂的作图,属于一道基础题。
7.【分析】力臂的画法:
①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点。
②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线。
③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂。
【解答】解:
反向延长力的作用线,然后过支点O做F的垂线段就是F的力臂L,如图所示:
【点评】作力臂时要找好支点与力的作用线,因为力臂是从支点到力的作用线
的距离。
8.【分析】从支点到力的作用线的距离叫作力臂,据此进行解答。
【解答】解:
从支点O作力F作用线的垂线段,即为动力F的力臂L,如下
图所示:
【点评】本题考查了力臂的画法,熟记力臂的概念是关键,难度不大,易于解答。
9.【分析】已知支点、动力的方向,根据力臂的画法,过支点作动力作用线的垂线段,即动力的力臂。
【解答】解:
延长动力作用线,由支点作动力作用线的垂线,则垂线段的长就是动力臂L。
如图所示:
【点评】会根据力臂的画法,正确作出动力臂和阻力臂,并且作图要求规范。
10.【分析】①重力的方向竖直向下,作用点在古树的重心上,据此画出古树受到的重力G的示意图;
②绳子拉力的力臂为支点到拉力作用线的距离,故从支点O向拉力作用线作垂线即可画出绳子拉力的力臂L。
【解答】解:
①重力的方向竖直向下,作用点在古树的重心上,据此画出古树受到的重力G的示意图;
②绳子拉力的力臂为支点到拉力作用线的距离,故从支点O向拉力作用线作垂线即可画出绳子拉力的力臂L;
图如下所示:
故答案为:
如上图所示。
【点评】本题考查重力示意图和力臂的画法,属于基础知识,难度不大。
11.【分析】已知支点O和动力F,先画出动力的作用线,然后过支点向动力作用线作垂线段就得到动力臂L。
【解答】解:
杠杆能绕O点转动,即O为支点,过O点向动力F作用线作垂线段,即为其力臂L,如图所示:
【点评】本题考查了力臂的画法,注意力臂为支点到力的作用线的距离,为一垂线段,不是直线。
12.【分析】过物体的重心,用一条带箭头的线段表示出重力的作用点和方向,注意重力的方向竖直向下;
过支点作力的作用线的垂线段就得到F的力臂.
【解答】解:
石头重力的作用点在重心,过重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号G表示;
过支点O作垂直于动力作用线的垂线段,即为F的力臂L,如下图所示:
【点评】重力的方向是竖直向下,力的示意图就是用一条带箭头的线段表示力的三要素;作力臂首先找到支点和力的作用线,再从支点向力的作用线引垂线,支点到垂足之间的距离为力臂的大小.
13.【分析】根据杠杆原理分析出杠杆所示动力的作用点和方向;力臂是支点到力的作用线的距离,支点为点O,分别作出支点到力的作用线的垂线段即可。
【解答】解:
由图和题意可知,O为支点,水对浮标的向上作用力为动力,入水口对B端的向上作用力为阻力;
过杠杆B点作竖直向上的力即为阻力F2;过浮标重心作竖直向上的力即为动力F1,过支点O作动力F1作用线的垂线段即为动力臂L1.如图所示:
【点评】要能找出杠杆的五要素,并且会根据力臂的画法画出正确的作用力或力臂。
14.【分析】要解决此题,需要掌握力臂的概念,知道力臂是从支点到力的作用线的距离。
由支点向力的作用线作垂线,垂线段的长度即为力臂。
【解答】解:
首先反向延长画出F的作用线,由支点O向F的作用线作垂线,垂线段的长度为F的力臂。
如图所示:
【点评】此题主要考查了有关力臂的画法,首先要掌握力臂的概念,找出支点和力的作用线。
从而正确地画出力臂。
15.【分析】力臂的画法:
①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点。
②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线。
③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂。
【解答】解:
反向延长F得到力的作用线,然后从支点O向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂L.如图所示:
【点评】本题考查了力臂的画法,理解力臂的概念,会画力的作用线以及过支点的力的作用线的垂线是关键。
16.【分析】
(1)力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状;物体间力的作用是相互的;
(2)根据力臂的定义作图;根据动力臂和阻力臂的大小判定杠杆的种类。
【解答】解:
(1)①小磁针发生转动,小磁针的运动状态发生了变化,是因为受到非平衡力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因。
②直导线仍然未动,直导线对小磁针有吸引力,由于物体间力的作用是相互的,偏转的小磁针对直导线也有吸引力的作用;
(2)①延长力的作用线,从支点作动力F1的力的作用线的垂线,支点到垂足的距离为力臂l1;如图所示:
;
②正常使用手柄取水时,动力臂要大于阻力臂,所以为省力杠杆。
故答案为:
(1)①力是改变物体运动状态的原因;②有;
(2)①如图;②省力。
【点评】本题考查了杠杆的种类、力的相互性、力臂的做法,难度不大。
17.【分析】
(1)重力的方向竖直向下,即垂直于水平面向下,已知人体重心在B点,由此画出人受到重力的示意图;
(2)力臂的画法:
过支点向力的作用线作垂线段;
(3)锻炼时,脚尖离开墙壁越远,支撑点会下移,根据图示判断动力臂和阻力臂的大小变化,且阻力大小不变,根据杠杆的平衡条件分析人受到支持力的变化,再由力作用的相互性判断手掌对墙壁压力的大小变化。
【解答】解:
(1)人受到的重力是竖直向下的,人受重力的作用点在B点,由此画出人所受重力的示意图,如图所示:
(2)延长支持力F画出力的作用线,过支点O向力F的作用线作垂线段,即为支持力F的力臂L,如图所示:
(3)锻炼时,脚尖离开墙壁越远,支撑点会下移,则由图可知动力臂会减小,阻力臂会增大,阻力(人的重力)大小不变,根据杠杆平衡条件可知人受到的支持力会变大;由力作用的相互性可知,手掌对墙壁的压力会增大。
故答案为:
(1)
(2)见上图;(3)大。
【点评】解答本题时,需要把人体抽象成杠杆模型,找准杠杆的五要素是解题的关键
18.【分析】
(1)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质;
(2)力臂是支点到力的作用线的距离,由此画出拉力F的力臂;
由图知,A将B摔倒时可将B看做一个杠杆,O为支点,阻力为B的重力,拉力F是动力,分析两力的力臂关系从而确定杠杆类型,可知A能轻易将B摔倒的原因。
【解答】解:
(1)进攻者假装要把对手摔向左方,对手为了维持平衡,就把身体向右倾,则对手由于惯性仍要向右运动,就被进攻者乘势摔向右方。
(2)由图知,A将B摔倒时可将B看做一个杠杆,O为支点,阻力为B的重力,拉力F是动力,
反向延长F画出力的作用线,从O点向拉力F的作用线作垂线段,即为其力臂l,如图所示:
由图知,动力F的力臂大于阻力G的力臂,则B相当于一个省力杠杆,所以A能轻易将B摔倒。
故答案为:
(1)惯性;
(2)见上图;动力臂大于阻力臂。
【点评】本题考查了惯性的应用、力臂的作图以及杠杆类型的判断,体现物理知识在体育活动中的应用,是一道好题。
19.【分析】
(1)力臂是支点到力的作用线的距离,由此画出F的力臂;
(2)根据杠杆的平衡条件分析各选项中作用在A点拉力的变化即可。
【解答】解:
(1)由图知,O为支点,反向延长力F的作用线,由O点做F作用线的垂线,垂线段长为其力臂L,如图所示:
(2)A、拉杆箱的重力、重力的力臂不变,缩短拉杆的长度,则拉力的力臂变短,根据杠杆的平衡条件可知,拉力变大,故此方法不可行;
B、拉杆箱的重力、重力的力臂不变,使拉力方向顺时针改变20°,此时拉力的力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,拉力变大,故此方法不可行;
C、拉杆箱的重力不变,将箱内较重的物品靠近O点摆放,重心由B变至B′,重力的力臂变短,拉力方向不变,拉力的力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,拉力变小,故此方法可行。
故选:
C。
故答案为:
(1)见上图;
(2)C。
【点评】本题考查杠杆的力臂作图以及杠杆的动态平衡问题,正确分析各种情况下力臂的变化是关键。
20.【分析】
(1)根据力臂的概念,作出从支点到力的作用线的距离;
(2)①已知箱梁的质量和体积,由密度公式可求得其密度;
②已知箱梁的质量可求得其重力,由W=Gh可求得有用功;
③已知架桥机滑轮组总拉力为4×105N,自由端移动距离,由W=Fs可求得总功
由η=
×100%可求得架桥机在此过程中的机械效率。
解:
(1)由支点O向F2的作用线引垂线,垂线段的长度即为其力臂l2;
(2)①箱梁的密度ρ=
=
=2.5×103kg/m3,②箱梁重力
G=mg=5×105kg×10N/kg=5×106N,将箱梁提升高度h=1m,架桥机在此过程中的有用功W有用=Gh=5×106N×1m=5×106J,③已知架桥机滑轮组总拉力F=4×105N,自由端移动距离s=25m,总功W总=Fs=F=4×105N×25m=1×107J,架桥机在此过程中的机械效率η=
×100%=
×100%=50%。
【点评】此题考查了力臂的画法,涉及到了密度的计算、有用功、总功、机械效率的计算等,是一道综合性较强的题目
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