资源简介 第十二章 第1节 杠杆课时专练学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.如图所示,以下器具在使用时属于省力杠杆的是( )A.筷子 B.食品夹C.钢丝钳 D.镊子2.如图所示,小明在按压式订书机的N点施加压力,将订书针钉入M点下方的纸张中,下图中能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是A. B.C. D.3.图甲是一个平衡的杠杆,若轻轻推动一侧钩码的悬线,如图乙、丙所示,则关于杠杆的状态正确的是( )A.乙图中杠杆左端下沉,丙图中杠杆右端下沉B.乙图中杠杆右端下沉,丙图中杠杆左端下沉C.乙图中杠杆右端下沉,丙图中杠杆右端下沉D.乙图中杠杆左端下沉,丙图中杠杆左端下沉4.如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析错误的是( )①C点是支点②液压杆B施加的力是动力③阻力只有货物的重力④物体A放在车厢后部可省力⑤物体A放在车厢前部可省力A.①②④ B.①③⑤C.③④ D.③⑤5.人体的运动系统相当复杂,但最基本的运动形式是骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动。如图所示是手端起茶杯的情景,其前臂骨骼相当于杠杆,肱二头肌收缩提供动力。由图可以看出,这是一个( )A.费力、省距离的杠杆B.省力、费距离的杠杆C.既费力,也费距离的杠杆D.既省力,也省距离的杠杆6.如图所示,杠杆处于平衡状态,若在A处再加一个同样的钩码,要使它重新恢复平衡,则( )A.在 B 处加一个同样的钩码B.将 B 处的钩码移至 C 处C.在 B 处再加一个同样的钩码后再移至 C 处D.B 处的钩码位置不动7.工人师傅用扳手拧生锈的螺丝时,常在柄上套一节管子,这样就改变了杠杆的( )A.支点 B.动力臂 C.阻力臂 D.阻力8.指甲剪是生活中常用的小工具,如图所示,它由ABC、OBD、OED三个杠杆组成。用它剪指甲时,属于省力杠杆的是( )A.ABC B.OBDC.OED D.三个都是9.用一杠杆提拉重物,小明尝试了多种不同方式来研究最省力的方式如图所示,操作中支点为O。图中、、、表示力的四种不同方向,其中能使杠杆保持平衡的最小拉力为( )A. B. C. D.10.立夏时节,有地方的民俗是给小孩称体重。如图所示,小孩和篮子的总质量为15kg,使用O点的提纽称量,调整秤砣的位置,使杆秤在水平位置平衡(忽略绳重和杆重),此时OA=4cm,OC=12cm,下列说法错误的是( )A.该秤砣的质量为5kgB.若秤砣上沾有泥土,则称量结果偏小C.若使用B点的提纽称量,杆秤的量程变大D.若小孩的质量增加,则秤砣向C点右侧移动可以使杆秤在水平位置平衡11.如图所示,杠杆上分别站着大人和小孩(G大人>G小孩),且在水平位置平衡,杠杆自重不计。如果两人同时以大小相等的速度向支点移动。则杠杆将( )A.不能平衡,小孩那端下沉 B.不能平衡,大人那端下沉C.仍能平衡 D.条件不够,无法判断二、填空题12.等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,平衡时动力 阻力,这样的杠杆既不省力也不费力。13.杠杆的平衡条件(1)杠杆平衡∶当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时,杠杆将处于 ,这种状态叫作杠杆平衡。(2)通过力的作用点沿力的作用方向的直线叫作 。从支点到力的作用线的距离叫作 。从支点O到动力F1的作用线的距离L1叫作 ;从支点O到阻力F2的作用线的距离L2叫作 。(3)杠杆的平衡条件∶ ,或写成F1L1=F2L2。14.如图所示,重为30牛的物体G挂在轻质杠杆B处,为了使杠杆水平平衡,在A点施加的最小力F的大小为 牛,方向 ,若力F从该位置向左倾斜,要使杠杆仍保持水平平衡,则力F的大小需 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。15.杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时,将秤砣移至O点提纽处,杆秤恰好水平平衡,于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,测得OA=5cm,OB=10cm。(1)计算秤砣的质量;( )(2)小金在B处标的刻度应为 kg;若图中OC=2OB,则C处的刻度应为 kg。16.如图所示,AB是一根形状规则,质量分布均匀的金属杆,长为80cm,重为G,静止放置在水平桌面MN上。已知MN=50cm,AM=10cm,在A端施加竖直向下的力FA,当B端刚刚翘起时,FA为60N,则G为 N。若在B端施加竖直向下的力FB,当A端刚刚翘起时,FB至少为 N。17.如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关,其按钮可绕面板内某轴转动。根据你的生活经验,你认为 较易损坏,理由是 。三、作图题18.按照题目要求作图。如图所示,请在图中画出力F的力臂L。19.要使杠杆在图示位置能静止,请画出F1的力臂及力臂l2的力F2。20.如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,F1表示手对钓鱼竿的作用力,作出动力臂和阻力臂。四、实验题21.小明用图示装置来探究杠杆的平衡条件,设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2,l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是改变F2、l1和l2,测得杠杆平衡时所需的拉力F1,来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系。已知弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一格长10cm。实验次数 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 动力臂l1/cm 动力F1/N1 4 33 302 4 18 30 2.43 4 7.5 30 1.0(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,此时,应把杠杆两端的平衡螺母向 调节,使杠杆在不挂钩码时保持水平平衡,这样做的目的是 ;(2)分析表中数据可得出杠杆的平衡条件为 (用F1、F2、l1和l2表示);(3)实验中进行多次实验的目的是__________(选填“A”或“B”)。A.取平均值减少误差 B.使实验结论具有普遍性22.如图是小华“探究杠杆平衡条件”的实验(实验中所用每个钩码质量相同,杠杆刻度均匀):(1)如图甲所示,杠杆在此位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。(2)实验前应向 (选填“左”或“右”)适当调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,目的是为了便于测量 。(3)经过实验,获得了如表数据:实验序号 动力 F1/N 动力臂l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂l2/cm1 0.5 10 1 52 2 15 1.5 203 1.5 10 3 5①根据实验数据可得出杠杆平衡条件是: (用公式表示)②小明多次测量并记录数据的目的是: 。(4)如图乙所示,在杠杆左边A处挂2个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,则需在杠杆右侧距O点 格的位置挂3个相同的钩码。(5)如图丙所示,用弹簧测力计在a位置向下拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计逐渐向右倾到b位置时,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”)。五、计算题23.图1是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的装置——桔棒。图2是它水平静止时的示意图,若杠杆的支点O距左端,距右端。杠杆左端悬挂配重物体A的重力为40N,右端挂一水桶B,若不计杆重,求:水桶B的重力。24.某轻质杠杆平衡时,动力臂l1为0.5米,阻力臂l2为1米,阻力F2的大小为50牛,求动力F1的大小。25.骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统,最基本的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的,其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图,人体的重力为阻力,小腿肌肉施加的拉力为动力。重600N的小明在lmin内完成50个双脚同时踮起动作,每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是0.09m。求:(1)小腿肌肉对双脚的拉力;(2)小明踮脚过程中克服重力做功的功率。六、综合题26.同学们在体育课上做仰卧起坐,前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后半段是上半身完全离开地面。 (1)仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F为动力,如图所示,请画出杠杆模型的阻力臂L ;(2)先将头向前抬起,可以减小 力臂;在平躺至坐起的过程中,运动员肌肉所施加的动力变化情况是 ;(3)同学们可以改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析,其实质是改变 的大小。七、科普阅读题27.阅读短文,回答问题。低头族近年来,智能手机的普及使“低头族”应运而生,随时随地低头看手机成了很多人的习惯。有研究发现,如果玩手机时姿势不当,就有可能让颈椎承受多达 27 kg 的质量, 低头 60°相当于给颈椎挂两个大西瓜。不当的玩手机姿势与一系列健康问题存在关联, 如背痛、体重增加、便秘、胃痛、偏头痛和呼吸道疾病。新西兰的一项研究指出,常常低垂着头看手机会影响心理健康,如变得沮丧、愤怒等。科研人员对低头玩手机进行了研究:制作头部模型,如图甲所示,头部可绕固定点O(颈椎)转动,转动角度通过固定在上面的量角器测量,将一个小球挂在模型内,其重为5 N 模拟头部的重,头部后面绑一根绳子模拟肌肉,绳子上系一测力计,固定点(颈椎) 承受的压力约为头部重与绳子拉力之和,实验数据如表:低头角度 绳子拉力 F 拉/N 颈椎承受的压力 F 压/N0° 0 515° 5 1030° 9 1445° 13.5 18.560° 17.5 22.5(1)日常生活中,当头部绕颈椎匀速圆周转动时,头部受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;(2)如图甲、乙所示,头部模型相当于简单机械中的 。如图乙所示,当低头角度增大时,头部重心向左移动,拉力 F 变大,请分析拉力 F 变大的原因 ;(3)当低头角度是 30°时,颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的 倍。参考答案1.C【知识点】杠杆的分类、生活中常见的杠杆模型【详解】A.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;B.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;C.钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C符合题意;D.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。故选C。2.【答案】A【分析】据杠杆上的支点、动力、阻力的定义分析即可判断出正确的选项.【详解】据图可知,当按压订书机时,其会绕着订书机左边的固定点O转动,即O为支点;所按压的N点为动力F1作用点,F1的方向向下,支点O到动力F1作用线的距离为L1;而装订的物体对订书机有一个向上的阻力F2,M点就是阻力F2作用点,支点O到阻力作用线F2的距离为阻力臂L2.综上所述,A图能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图.3.D【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算【详解】若推动右侧钩码的悬线,如图乙和图丙所示,则杠杆右侧受到的拉力不再与杠杆垂直,根据力臂的定义可知右侧拉力的力臂会减小;图中滑轮为定滑轮,由定滑轮的特点可知杠杆右侧受到的拉力仍然等于悬挂钩码的重力,保持不变,所以杠杆右侧受到的拉力与其力臂的乘积会减小,而杠杆左侧受到的拉力与其力臂的乘积不变,所以图乙和图丙中杠杆左端下沉,故D正确,ABC错误。故选D。4.D【知识点】杠杆五要素及其判断【详解】ABCD.车厢部分是绕着C点转动的,所以C点是支点,故①不符合题意;液压杆B施加的力是动力,把车厢支撑起来,故②不符合题意;阻力应是货物对车厢的压力,不是货物的重力,故③符合题意;根据杠杆平衡条件,阻力臂越短动力越小,越省力,因此物体A放在车厢后部可省力,故④不符合题意,⑤符合题意;故ABC正确,不符合题意;D错误,符合题意。故选D。5.A【知识点】生活中常见的杠杆模型、杠杆的分类【详解】人在端茶杯时,若把前臂看成杠杆,支点在肘关节的位置,肱二头肌收缩抬起前臂是动力,茶杯作用在手上产生的力是阻力;端茶杯的过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力但可以省距离,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。6.B【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算【详解】A.在B处加一个同样的钩码,根据杠杆平衡原理两边无法达到平衡,故A不符合题意;B.由题意可知,在A处加一个同样的钩码后,作用在A点的力即为,力臂的长度为3l,故根据杠杆平衡原理故,因此只要将B 处的钩码移至 C 处即可,故B符合题意;C.由题意,在 B 处再加一个同样的钩码后再移至 C 处,根据杠杆平衡原理杠杆无法达到平衡,故C不符合;D.由题意,B 处的钩码位置不动,根据杠杆平衡原理杠杆无法达到平衡,故D不符合题意。故选B。7.B【知识点】杠杆五要素及其判断【详解】支点到动力作用线的距离叫做动力臂,在扳手柄上再套一节管子用力时,阻力和阻力臂不变,但是动力臂增大,根据杠杆的平衡条件可知,这样最省力。故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。8.A【知识点】杠杆的分类【详解】指甲剪可以看成是由一个撬棒和一个镊子组成: 撬棒是ABC,以B为支点,动力作用在A上,阻力作用在C上,使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆; 镊子是由OBD和OED两个杠杆组成,支点O点,动力作用在E点,阻力作用在D点.使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。 故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。9.B【知识点】杠杆的最省力问题【详解】在A点施力F,当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大,此时动力最小,即F2的方向与OA垂直,故F2最小,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。10.C【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆的动态平衡分析【详解】A.根据杠杆的平衡条件可得则该秤砣的质量为故A正确,不符合题意;B.根据杠杆的平衡条件可得若秤砣上沾有泥土,秤砣实际质量变大,则OC变小,称量结果偏小,故B正确,不符合题意;C.根据杠杆的平衡条件可得若使用B点的提扭称量,由于杆秤的长度是一定的,根据杠杆的平衡条件,则杆秤的量程会变小,故C错误,符合题意;D.根据杠杆的平衡条件可得若小孩的质量增加,则应将秤砣向C点右侧移动,增大其力臂,可以使杆秤在水平位置平衡,故D正确,不符合题意。故选C。11.A【知识点】杠杆的动态平衡分析【详解】两人移动前,杠杆在水平位置平衡时,设大人到支点的距离为L1,小孩到支路的距离为L2。据杠杆平衡条件有G大人L1=G小孩L2两人以相同的速度同时向支点移动,则在相同的时间内通过的路程相等,都为s。则移动后,有G大人(L1-s)=G大人L1-G大人sG小孩(L2-s)=G小孩L2-G小孩s因为G大人>G小孩,所以G大人s>G小孩s则G大人(L1-s)所以不能平衡,小孩那端下沉。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。12.=【知识点】生活中常见的杠杆模型、了解杠杆的平衡条件、杠杆的分类【详解】杠杆平衡时满足动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,所以当动力臂等于阻力臂时,动力等于阻力。13.(1)静止或者绕支点匀速转动状态(2) 力的作用线 力臂 动力臂 阻力臂(3)动力×动力臂=阻力×阻力臂【知识点】杠杆五要素及其判断、了解杠杆的平衡条件、杠杆的动态平衡分析【详解】(1)物理中的平衡状态通常指物体保持静止或匀速运动。对于杠杆来说,如果动力和阻力的转动效果抵消,杠杆可能保持静止(静态平衡)或绕支点匀速转动(动态平衡),这种状态叫作杠杆平衡。(2)[1]力的作用线是指力作用的直线方向,通过力的作用点向力的作用方向的直线叫作力的作用线 。[2][3][4]从支点到力的作用线的距离叫作力臂 。从支点O到动力F1的作用线的距离L1叫作 动力臂 ;从支点O到阻力F2的作用线的距离L2叫作阻力臂 。(3)当动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积时,杠杆处于平衡状态,即杠杆的平衡条件∶ 动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂 ,或写成 F1L1=F2L2。14. 10 垂直杠杆向上 增大【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆的动态平衡分析【详解】[1][2]图中杠杆支点在O点,动力臂阻力臂阻力根据杠杆的平衡条件可知且方向垂直杠杆向上。[3]因为阻力、阻力臂不变,若力F从该位置向左倾斜,则动力臂减小,根据杠杆的平衡条件可知,力F的大小需增大。15. 1kg 2 4【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算【详解】(1)[1]由题知,秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,由杠杆的平衡条件有秤砣的质量(2)[2][3]由题知,秤盘上不放重物时,将秤砣移至O点提纽处,杆秤恰好水平平衡,由此知O处为0刻度,秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,所以在B处标的刻度应为2kg;秤砣在C处时杆秤恰好水平平衡,此时秤盘上放的重物质量为m,且则可得所以C处刻度应为4kg。16. 20 20【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算【详解】[1]在A端施加竖直向下的力FA,当B端刚刚翘起时M为支点,根据杠杆平衡条件可得即解得:G=20N。[2]在B端施加竖直向下的力FB,当A端刚刚翘起时N为支点,根据杠杆平衡条件可得即解得:FB=20N。17. 甲 甲力臂小【知识点】杠杆的动态平衡分析【详解】[1][2]甲乙两种开关均可在力的作用下绕轴转动,符合杠杆原理,一般开关损坏的原因是由于受力过大造成的;甲开关按钮较小,甲力臂小,根据杠杆原理可知力臂越小作用力越大,因此损坏的越快,所以甲较易损坏。18.【知识点】力和力臂的作图【详解】延长力F的作用线,由支点O向F的作用线作垂线,垂线段的长度L就是F的力臂。如图所示:19.【知识点】力和力臂的作图【详解】(1)做力F1的延长线,过支点O做力F1作用线的垂线段l1,则线段l1为力F1的力臂;(2)过力臂L2的右端,作垂直于L2的直线,与杠杆OA的交点为力F2的作用点,方向斜向左上方,如下图20.【知识点】力和力臂的作图【详解】力臂是支点到力的作用线的距离,过O点做力F1的作用线的垂线段为动力臂l1;过O点做阻力F2的作用线的垂线段为阻力臂l2,如图21.(1) 左 便于测量力臂(2)F1l1=F2l2(3)B【知识点】探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理【详解】(1)[1]由题意知,杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,说明左端高,根据杠杆左高左调,右高右调,因此应把杠杆两端的平衡螺母向左调。[2]力臂是支点到力的作用线的垂直距离,使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂。(2)由实验数据可得4N×18cm=2.4N×30cm4N×7.5cm=1.0N×30cm因此可得出杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2(3)此实验为探究性实验,是为了寻找一个普遍性规律,若只做一次实验会使结论有偶然性,因此为了使实验结论具有普遍性,要进行多次实验。故选B。22. 平衡 右 力臂 F1l1=F2l2 使结论具有普遍性 2 变大【知识点】探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理【详解】(1)[1]杆静止时右端高左端低,此时杠杆处于静止状态,故是处于平衡状态。(2)[2][3]杠杆右端高左端低,则杠杆的重心在支点左侧,要使它在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向右调节,目的是为了便于测量力臂。(3)[4]①计算每一次实验力与相应力臂的乘积,通过比较发现:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2[5]②探究性实验数据只测量一次,其结果带有较大的偶然性,多次测量的结论才具有普遍性。(4)[6]设一钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡条件可知2G×3L=3G×nL所以n=2,需在杠杆右侧距O点3格的位置挂3个相同的钩码。(5)[7]保持A点不变,若弹簧测力计逐渐向右倾时,由力臂的定义可知F的力臂变小,阻力、阻力臂不变,弹簧测力计的示数变大。23.100N【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算【详解】解:根据可知水桶B的重力答:水桶B的重力是100N。24.100N【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算【详解】解:根据杠杆的平衡条件得代入数据得解得答:动力F1为100N。25.(1)400N;(2)30W【知识点】P=W/t、运用杠杆平衡原理进行计算、功的计算和估算【详解】解:(1)由图乙知,踮脚运动时,动力臂及阻力臂分别为l1=8cm+4cm=12cm=0.12ml2=8cm=0.08m据杠杆平衡条件有F1×0.12m=600N×0.08m解得,小腿肌肉对双脚的拉力F1=400N(2)设完全一个双脚踮起动作时,脚在重力方向移动的距离为h,由图乙,据相似三角形的内容得解得h=0.06m由题意知,小明完成一个踮脚运动时,克服重力所做的功W=Gh=600N×0.06m=36J在1min内克服重力所做的总功W总=50W=50×36J=1800J克服重力做功的功率答:(1)小腿肌肉对双脚的拉力为400N;(2)小明踮脚过程中克服重力做功的功率为30W。26. 阻 变小 功率【知识点】力和力臂的作图、杠杆的动态平衡分析、功率的定义及意义【详解】(1)[1]人受到的重力为阻力,从支点O向阻力作用线做垂线,该垂线段就是阻力臂L,如图所示: (2)[2]将头向前抬起,身体重心更靠近支点,可以减小阻力臂;[3]在平躺至坐起的过程中,人体重心与支点的水平距离减小,即阻力臂减小,而动力臂长度不变,根据杠杆的平衡条件可知,运动员肌肉所施加的动力会变小。(3)[4]在仰卧起坐过程中,要克服身体的重力做功,改变仰卧起坐的快慢,可以改变做功的快慢,也就是改变功率的大小。27. 非平衡力 杠杆 见解析 2.8【知识点】平衡状态的判断、运用杠杆平衡原理进行计算【详解】(1)[1]当头部绕颈椎匀速圆周转动时,头的方向时刻改变,所以受到的力为非平衡力。(2)[2][3]如图甲、乙所示,头部模型相当于简单机械中绕O点转动的杠杆;由图乙知,根据杠杆平衡条件Gl1=Fl2,重力的方向竖直向下,当低头角度变大时,重力的力臂l1变大,l2不变,故拉力F变大。(3)[4]由表中数据可知,当低头角度是 30°时,颈椎受到的压力为14N,直立时颈椎受到压力为5N,设颈椎受到的压力为直立时颈椎受到压力的n倍,则故颈椎受到的压力为直立时颈椎受到压力的2.8倍。 展开更多...... 收起↑ 资源预览