一、单项选择题(共10小题;共20分)
1. 在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了
A. 减小摩擦
B. 使每组数据更准确
C. 多次测量取平均值减小误差
D. 获取多组实验数据归纳出物理规律
2. 在物理实验室我们常使用托盘天平测量物体的质量,请你根据学过的杠杆知识判断托盘天平属于
A. 省力杠杆 B. 费力杠杆 C. 等臂杠杆 D. 不确定
3. 如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码,下列说法正确的是
A. 左端下沉 B. 右端下沉 C. 仍然平衡 D. 无法判断
4. 一根能绕固定点转动的棒,在 点受到 、 、 、 四个力的作用,如下图所示,这四个力的力臂分别为 、 、 、 力臂之间的大小是
A. B.
C. D.
5. 开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆,在下图中正确表示开瓶盖时该杠杆支点、动力和阻力是
A. B.
C. D.
6. 如图所示的工具中,使用时属于省力杠杆的是
A. B.
C. D.
7. 如图, 、 、 、 四个力中,力臂最小的一个力是
A. B. C. D.
8. 为了探究杠杆的平衡条件,物理老师带来了一个自制杠杆 。从其上找一点 用支架支起来,如图所示。当小强依次在杠杆上的 、 、 点施加一个向下的力时,发现越来越容易提起水桶。根据这一实验现象大家提出的以下四个问题.其中最有探究价值且易于探究的科学问题是
A. 水桶重和位置不变,杠杆平衡时,为什么施力点离支点越远就越省力?
B. 水桶重和位置不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?
C. 阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力和动力臂之间存在着怎样的关系?
D. 杠杆平衡时.动力和动力臂、阻力和阻力臂之间存在着怎样的关系?
9. 两个小孩坐在跷跷板上恰好平衡在水平位置,此时
A. 两个小孩的重力一定相等
B. 两个小孩到支点的距离一定相等
C. 两个小孩的质量一定相等
D. 两个小孩的重力和他们各自到支点的距离的乘积相等
10. 如图所示,一重物悬挂在轻质杠杆的中点处,在杠杆的最右端施加一个始终竖直向上的 ,使杠杆在水平位置保持平衡,下列说法正确的是
A. 若将重物向左移动,保持杠杆水平平衡,则 将变大
B. 将杠杆沿顺时针方向缓慢转动, 将不变
C. 将杠杆沿逆时针方向缓慢转动, 将变大
D. 若将重物和 的作用点向左移动相等的距离,且保持 大小不变,杠杆仍能在原位置平衡
二、填空题(共8小题;共24分)
11. 在“研究杠杆平衡条件”的实验中有两次调节杠杆在水平位置平衡,第一次是在未挂钩码时调节杠杆在水平位置平衡,其目的是使杠杆本身的重心 ;第二次是在杠杆两边挂上不同数量的钩码,调节钩码的位置,使杠杆在水平位置重新平衡,其目的是使力臂可以 。
12. 如图所示是古代战争中的“大炮” 抛石机,用它可以把大石块抛出去,打击远处的敌人,它实际是 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),使用它是为了省 。
13. 如图所示, 是以 点为支点的杠杆, 是作用在杠杆 端的力。图中线段 与力 的作用线在一条直线上,且 、 。线段 表示力 的力臂。(选填“”或“”)
14. 如图所示,某工人使用铁锹,我们可以把它抽象成 模型,图中的 、 、 三点中,支点是 点,动力作用点是 点,阻力作用点是 点。
15. 开瓶时使用的开瓶器(图甲),可以简化成不计重力的省力杠杆(图乙), 为支点。若动力 和阻力 都与杠杆垂直,且 , , ,则 。
16. 如图所示,用一根木棒撬大石头,没有撬动,为了撬动大石头,应将垫在木棒下的小石块向 (选填“左”或“右”)移动,这实质上是增大了 。
17. 某学生在做“研究杠杆平衡条件”的实验中,把杠杆的中点支在支架上,调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是避免 对实验的影响;实验时,下图中所示的两个状态均表示杠杆已达到平衡.当杠杆由图甲的位置变成图乙的位置时,弹簧秤的示数将 .(填“变大”、“变小”或“不变”)
18. 如图,是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择 (选填“”、“”或“”)剪刀,这样选择的目的是为了省 。
三、简答题(共3小题;共30分)
19. 下面是国王与阿基米德的一段精彩对话。国王说:"我想不费吹灰之力,就可以随便移动任何重量的东西。"阿基米德说:"我不仅可以移动任何重量的东西,我还可以撬动地球。"请你说出阿基米德应用的原理和实现撬动地球的条件。
20. 请你仔细观察如图所示的漫画,究竟小猴和小兔谁分的萝卜重?简要说明理由。
21. 各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。在图中,哪些是省力杠杆,哪些是费力杠杆?要剪断铁片,应该使用哪种剪刀?剪纸时应该使用哪种剪刀?修剪树枝时应使用哪种剪刀?为什么?
四、计算题(共2小题;共26分)
22. 俯卧撑运动对发展力量素质,提高人体生理机能,发展平衡和支撑能力起着重要作用,它可以改善中枢神经系统,有利于骨的坚实,关节的灵活,韧带的牢固肌肉的粗壮及弹性,同时能加速血液循环,增大肺活量。如图所示,某同学在做俯卧撑运动,可将他视为一个杠杆:
(1)此杠杆的支点为 (选填“”、“”或“”)点。
(2)若该同学质量为 千克,那么他将身体撑起,双手受到支持力至少为多少牛?()
23. 一根扁担长 米,前端挂 牛的重物,后端挂 牛的重物,要使扁担保持平衡,肩膀应离扁担的后端多远?
答案
第一部分
1. D
【解析】探究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律;
2. C
3. B
【解析】根据杠杆的平衡条件进行判断:平衡时 ,若乘积不相等,则乘积大的一端下沉。
设每个钩码的重力为 ,每个小格的长度为 ,根据杠杆平衡条件,若两侧各去掉一个钩码,则:
左边 ;右边 ;右边乘积大于左边乘积,所以右端下沉。故选B。
4. C
5. C
6. A
7. D
8. C
9. D
10. B
【解析】()由题知,杠杆最右端的力 竖直向上(方向不变),当重物向左移动时,重物对杠杆拉力的力臂 变小, 的力臂 不变(等于杠杆的长),阻力 不变,由杠杆平衡条件 可知,力 将变小,故A错误;
()将杠杆沿顺时针方向缓慢转动,如图所示
重物悬挂在杠杆的中点,水平平衡时,动力臂和阻力臂的关系为:,保持力 方向不变,杠杆顺时针方向缓慢转动后,由图结合相似三角形知识可知,动力臂和阻力臂的关系:,物重 不变,动力臂与阻力臂的比值不变,由杠杆平衡条件可知,动力 的大小始终等于 ,即力 将不变,故B正确;
()将杠杆沿逆时针方向缓慢转动,道理同(),力 将不变,故C错误;
()开始时杠杆平衡,即 ,因为 ,所以 ;若将重物和 的作用点向左移动相等的距离,即 ,,因为 ,所 ,杠杆不会在原位置平衡,故D错误。
第二部分
11. 落在支点上;从杠杆上直接读出来
12. 费力;距离
【解析】由图可见,抛石机在力的作用下绕固定点转动,因此它是一个杠杆;并且动力臂明显比阻力臂短,因此是一费力杠杆,好处是省距离,人手移动很短的距离,石块就会移动很大的距离,从而可以用它把大石块抛出去,打击远处的敌人。
13.
【解析】图中 是从支点到力 的作用线的距离,所以, 是力 的力臂。
14. 杠杆; ; ;
【解析】人们使用铁锹铲土时,前手用力使铁锹绕后手转动,故可以把它看成一个变形的杠杆, 是支点,前手用的力是动力,铲的土的重力是阻力,故 点是动力作用点, 点是阻力作用点。
15.
【解析】根据杠杆平衡条件 ,所以 。
16. 左;动力臂
17. 杠杆自重;不变
【解析】为了消除杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响,让杠杆的重心通过支点,所以杠杆在水平位置平衡,杠杆自身的重力对杠杆平衡没有影响.
如图甲,杠杆在水平位置平衡时,砝码由于重力对杠杆产生的力 的力臂等于支点到力的作用点的距离 ;测力计竖直向上拉力 ,力臂等于支点到力的作用点的距离 .所以 .
如图乙,杠杆在乙图位置平衡时, 的力臂为 , 的力臂为 .
所以 ,
所以 ,
所以 ,
故弹簧秤的示数将不变.
18. ;力
【解析】由图片可知, 剪刀的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,可用来剪铁皮,目的是为了省力。
故答案为:;力。
第三部分
19. 原理:杠杆
条件:找到支点和足够长的杠杆。
【解析】本题考查的是杠杆的应用,难度较小。杠杆平衡条件为 ,在阻力与阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,据此分析答题。
20. 小猴分的萝卜重;根据杠杆平衡条件 ,左侧萝卜重力 大、右侧重力 小,故小猴分的萝卜要重。
【解析】萝卜处于平衡状态,由图可知,右侧部分重心离支点 较远,故力臂 较大,左侧部分重心离支点 较近,故力臂 较小;
根据杠杆平衡条件 ,左侧萝卜重力 大、右侧重力 小,故小猴分的萝卜要重。
21. 第一个和第三个是省力杠杆。铁片的硬度大,剪铁片应该选用第一个;纸张硬度小,为便于剪裁,剪纸可选用第二个;剪树枝一是硬度较大,二是需要伸长臂来剪,所以应该选用第三个。
第四部分
22. (1)
【解析】根据做俯卧撑时的运动情况可知,固定不动的点是 点,即此杠杆的支点为 。
(2) 双手受到支持力至少为 。
【解析】由杠杆平衡条件得:,
手受到的支持力 ;
23. 米
【解析】扁担的杠杆示意图如图所示:
根据杠杆平衡条件:
即:
解得
故肩膀离扁担的后端为 米。