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1、 專題十　簡單機械 第1節(jié)　杠　桿 (建議時間：25分鐘) 基礎(chǔ)練習(xí) 一、選擇題 1. (2018蘇州)如圖的常見器具都應(yīng)用了杠桿，其中屬于省力杠桿的是(　　) 2. (2019貴陽)如圖所示是吊車正在起吊貨物的示意圖．該裝置通過液壓伸縮撐桿推動吊臂并使吊臂繞O點轉(zhuǎn)動，從而通過鋼繩將貨物緩慢吊起．假設(shè)撐桿對吊臂的作用力始終與吊臂垂直，僅通過轉(zhuǎn)動吊臂提升貨物的過程中，則下列分析正確的是(　　) 第2題圖 A. 撐桿對吊臂的作用力不斷增大 B. 鋼繩對吊臂的作用力不斷增大 C. 撐桿對吊臂作用力的力臂不斷增大 D. 鋼繩對吊臂作用力的力臂不斷減小 3. (2019

2、廣西北部灣經(jīng)濟區(qū))如圖所示，杠桿在拉力F的作用下水平平衡．現(xiàn)將彈簧測力計繞c點從a位置轉(zhuǎn)動到b位置的過程中，杠桿始終保持水平平衡，則拉力F的變化情況是(　　) 第3題圖 A. 一直變大　 B. 一直變小 C. 一直不變 D. 先變大后變小 4. (2018臨沂)圖甲所示的杠桿是水平平衡的．如果在支點兩側(cè)的物體下方分別加掛一個等重的物體，如圖乙所示，則杠桿(　　) 第4題圖 A. 右端下沉 B. 左端下沉 C. 要保持平衡應(yīng)將左端的物體向右移動 D. 要保持平衡應(yīng)在右端再加掛一個物體 二、填空題 5. (2019福建)如圖所示是我國古

3、代勞動人民在工地上運送巨木的情景．架在支架上的橫桿屬于______杠桿(選填“省力”“費力”或“等臂”)；支架下面墊有面積較大的石塊，是為了________對地面的壓強(選填“增大”或“減小”)． 第5題圖 6. (2018瀘州)瀘州市為了鞏固創(chuàng)文成果下發(fā)了宣傳手冊“綠色低碳生活，從垃圾分類開始”．如圖是一種輪式垃圾桶，拖動時它相當(dāng)于一個________杠桿(選填“省力”或“費力”)；垃圾桶底部的小輪子是為了________(選填“增大”或“減小”)摩擦力；若拖動時垃圾桶總重為150 N，且動力臂為阻力臂的2倍，則保持垃圾桶平衡的拉力F為________N. 第6題圖 三、作圖

4、題 7. (2019 廣東省卷)如圖所示，拉桿式行李箱在拉力F的作用下靜止在斜坡上，請畫出行李箱受到的重力G的示意圖，以及拉力F對O點的力臂L. 第7題圖 8. (2019葫蘆島)圖甲是汽車上的手動剎車裝置，為防止車移動需要把剎車桿拉起．剎車桿相當(dāng)于一個繞O點旋轉(zhuǎn)的杠桿，其簡化示意圖如圖乙所示，F(xiàn)2是杠桿受到的阻力．請在乙圖中畫出杠桿平衡時的阻力臂l2，作用在A點的最小動力F1及其動力臂l1. 第8題圖 四、實驗探究題 9. (2019聊城)下面是小聰利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進行探究“杠桿平衡條件”的實驗． 第9題圖 (1)實驗前為方便測量力臂，應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到____

5、____位置平衡，將杠桿的中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時應(yīng)將平衡螺母向________(選填“左”或“右”)端調(diào)節(jié)． (2)調(diào)節(jié)平衡后，在杠桿B點處掛6個鉤碼，如圖甲所示，則在A點處應(yīng)掛________個同樣的鉤碼，杠桿仍然在水平位置平衡． (3)圖乙是小聰利用彈簧測力計做的某次實驗情景，已知杠桿每格長5 cm，鉤碼每個重0.5 N．請將彈簧測力計的示數(shù)填入下表. 實驗序號 動力F1/N 動力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m 1 ________ 0.15 3.0 0.10 上述實驗數(shù)據(jù)不符合杠桿平衡條件，出現(xiàn)問題的原因是________

6、_________． 五、計算題 10. (2018淄博)骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)構(gòu)成了人體的運動系統(tǒng)，最基本的運動都是肌肉牽引骨骼繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的，其模型就是杠桿．如圖所示是踮腳時的示意圖，人體的重力為阻力，小腿肌肉施加的拉力為動力．重600 N的小明在1 min內(nèi)完成50個雙腳同時踮起動作，每次踮腳過程中腳跟離開地面的高度是9 cm.求： (1)小腿肌肉對每只腳的拉力； (2)小明踮腳過程中克服重力做功的功率． 第10題圖 　 能力提升 1. (2019達州)如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB可繞O點轉(zhuǎn)動，當(dāng)物體C浸沒在水中時杠桿恰好水平靜止，A、B兩端的繩子均不可伸長且處于張緊狀態(tài)

7、．已知C是體積為1 dm3、重為80 N的實心物體，D是邊長為20 cm、質(zhì)量為20 kg的正方體，OA∶OB＝2∶1，圓柱形容器的底面積為400 cm2(g＝10 N/kg)，則下列結(jié)果不正確的是(　　) 第1題圖 A. 物體C的密度為8×103 kg/m3 B. 杠桿A端受到細線的拉力為70 N C. 物體D對地面的壓強為1.5×103 Pa D. 物體C浸沒在水中前后，水對容器底的壓強增大了2×103 Pa 2. (2019咸寧)如圖所示，杠桿AB放在鋼制圓柱體的正中央水平凹槽CD中，杠桿AB能以凹槽兩端的C點或D點為支點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，長度AC＝CD＝DB，左端重物G

8、＝12 N．當(dāng)作用在B點豎直向下的拉力F足夠大時，杠桿容易繞________(選填“C”或“D”)點翻轉(zhuǎn)，為使杠桿AB保持水平位置平衡，拉力的最小值F1＝________N，最大值F2＝________N．(杠桿、細繩的質(zhì)量及摩擦均忽略不計) 　 第2題圖 3. (2019安順)如圖所示，用固定在豎直墻上的直角三角形支架ABC放置空調(diào)室外機．已知AB長40 cm，BC長50 cm.室外機的質(zhì)量為30 kg，室外機的重力作用線正好通過AB中點，則A處螺釘受到的水平拉力F為________N(支架重力不計)．為了安全，從力學(xué)的角度分析，室外機的位置應(yīng)盡量________(選填“靠近”或“遠離

9、”)墻壁． 第3題圖 核心素養(yǎng)提升 1. (2019溫州)晾曬三條相同的濕毛巾，下列做法最有可能讓衣架保持水平的是(　　) 參考答案及解析 基礎(chǔ)練習(xí) 1. B　【解析】托盤天平在使用時，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，A不符合題意；獨輪車在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，B符合題意；筷子和船槳在使用時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，C和 D均不符合題意．故選B. 2. D　【解析】貨物緩慢吊起，假設(shè)吊臂上所受貨物重力為阻力，則撐桿對吊臂的支持力為動力，滿足杠桿的平衡條件，動力×動力臂＝阻力×阻力臂，吊臂繞O點起吊過程中阻力臂逐漸減小，阻力與阻力臂的

10、乘積減小，撐桿對吊臂的作用力始終與吊臂垂直，在動力臂不變的情況下，動力減小，A、B、C錯誤，D正確．故選D. 3. A　【解析】將測力計繞c點從a位置轉(zhuǎn)動到b位置過程中，鉤碼的總重力G不變，阻力臂L1不變，即阻力與阻力臂的乘積不變；而從a位置轉(zhuǎn)動到b位置過程中，拉力F的力臂L2減小，由于杠桿始終保持水平平衡，由杠桿平衡條件可得GL1＝FL2，因此拉力F一直變大，A正確．故選A. 4. A　【解析】設(shè)一個鉤碼重為G，杠桿一格長為L，甲圖杠桿平衡是因為：2G×2L＝G×4L；乙圖分別加掛一個等重的物體后(為便于研究，設(shè)物體的重也為G)，左邊力與力臂的乘積：3G×2L，右邊力與力臂的乘積：2G×

11、4L，因為3G×2L＜2G×4L，即右邊力與力臂的乘積較大，所以杠桿不能平衡，右端下沉，A正確，B錯誤；將左端的物體向右移動，則左端的力臂減小，力與力臂的乘積減小，則杠桿右端繼續(xù)下沉，C錯誤；在右端再加掛一個物體，右邊的力變大，力與力臂的乘積增大，也會使杠桿右端繼續(xù)下沉，D錯誤．故選A. 5. 省力　減小 　 【解析】用橫桿移動木料的過程中，動力臂大于阻力臂，動力小于阻力，相當(dāng)于省力杠桿；支架下墊有面積較大的石塊是為了增大受力面積，在壓力一定的情況下，減小對地面的壓強． 6. 省力　減小　75　 【解析】該輪式垃圾桶動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；垃圾桶底部的小輪在地面上滾動，它與地面間的摩

12、擦為滾動摩擦，它受到滾動摩擦要比滑動摩擦力??；根據(jù)杠桿的平衡條件FL1＝GL2得，拉力F為F＝＝G×＝150 N×＝75 N. 7. 如答圖所示 第7題答圖 8. 如答圖所示 第8題答圖 【解析】由圖可知，反向延長F2，過支點O作垂直于F2作用線的垂線段，即阻力臂l2；根據(jù)杠桿平衡條件可知，當(dāng)動力臂最長，動力最?。灰虼诉B接OA，即動力臂l1，過動力作用點A作力臂OA的垂線段，標出力的符號F1，如答圖所示． 9. (1)水平　右　 (2)4　(3)3.8　彈簧測力計沒有豎直向下拉(或動力臂不等于0.15 m) 【解析】(1)為了便于測量力臂，應(yīng)使杠桿在水平位置平衡；調(diào)節(jié)

13、杠桿平衡的原則是“左偏右調(diào)、右偏左調(diào)”，左端下沉，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；(2)設(shè)一個鉤碼重G，杠桿一格的長度為L，杠桿平衡時：GA×3L＝6G×2L，由此得出GA＝4G，故應(yīng)在A處掛4個鉤碼；(3)由圖可知，示數(shù)變大的原因是測力計沒有豎直向下拉，使得動力臂減?。? 10. 解：(1)根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2，可得2F1×(8 cm＋4 cm)＝600 N×8 cm；解得F1＝200 N (2)小明踮腳過程中重心上升的高度為h＝9 cm×＝6 cm，克服重力做功的功率P＝＝＝＝30 W 能力提升 1. D　【解析】由題意得，物體C的密度為ρc＝＝＝8×103 kg/m3，A正

14、確；物體C受到的浮力為F?。溅阉甮 V排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N，杠桿A端受到的拉力F拉＝GC－ F?。?0 N－10 N＝70 N，B正確；由杠桿平衡條件得：FA·OA＝ FB·OB，杠桿B端受到的拉力為FB＝＝FA·＝70 N×＝140 N，正方體D的重力GD＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N，物體D對地面的壓力F壓＝GD－FB＝200 N－140 N＝60 N，物體D對地面的壓強p＝＝＝1.5×103 Pa，C正確；由于物體間力的作用是相互的，水對C的浮力為10 N，所以水對容器底的壓力增大了10 N，水對容器底的壓強增大了Δp＝

15、＝＝250 Pa，D錯誤．故選D. 2. D　6　24　【解析】當(dāng)作用在B點的拉力F足夠大時，杠桿容易繞D點轉(zhuǎn)動，為使杠桿轉(zhuǎn)動，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2.拉力最小時是以C點為支點 F1×LBC＝12 N×LAC, LBC＝2LAC解得F＝6 N；最大值是以D點為支點F2×LBD＝12 N×LAD，LAD＝2LBD，解得F2＝24 N. 3. 200　靠近　【解析】由題意可知，以C為支點，支架ABC是一個杠桿．AC為A處螺釘水平拉力的力臂，室外機對其壓力的力臂為AB長的，由杠桿平衡條件可得：F ×AC ＝G ×AB；即F×30 cm＝300 N××40 cm；解得拉力F＝200 N；若拉力過大，支架對螺釘拉力會使螺釘松動造成危險，而根據(jù)杠桿平衡條件知，在A處拉力力臂和阻力G一定時，室外機的位置越靠近墻壁，室外機對支架壓力力臂越小，A處的拉力越?。还蕿榱税踩?，室外機位置應(yīng)靠近墻壁． 核心素養(yǎng)提升 1. B　【解析】根據(jù)杠桿平衡原理，F(xiàn)1·L1＝F2·L2，兩條毛巾對衣架的拉力為F1，力臂為L1，一條毛巾對衣架的拉力為F2，力臂為L2，因此根據(jù)圖示F1＝2F2，因此2L1＝ L2，則最有可能保持平衡的為B.故選B。 8