中考物理 第09課時 杠桿 滑輪課時訓(xùn)練.doc

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課時訓(xùn)練(九) 杠桿 滑輪 一、選擇題 1．如圖9－1所示的簡單機械中一定省力的是(　　) 圖9－1 2．踮腳是一項很好的有氧運動(如圖9－2所示)，它簡單易學(xué)，不受場地的限制，深受廣大群眾的喜愛。踮腳運動的基本模型是杠桿，則下列分析正確的是(　　) 　圖9－2 A．腳后跟是支點，是省力杠桿 B．腳后跟是支點，是費力杠桿 C．腳掌與地面接觸的地方是支點，是省力杠桿 D．腳掌與地面接觸的地方是支點，是費力杠桿 3．到野外郊游時，小明和爸爸喜歡釣魚。魚上鉤后，小明感覺魚在水中時很輕，拉出水面后“變重”，在把魚逐漸拉出水面的過程中，魚受到的(　　) A．浮力增大，魚竿是省力杠桿 B．重力增大，魚竿是省力杠桿 C．浮力減小，魚竿是費力杠桿 D．重力減小，魚竿是費力杠桿 4．如圖9－3所示是一個杠桿式簡易起吊機，它上面裝了一個定滑輪可以改變拉繩的方向，杠桿OBA可繞O點轉(zhuǎn)動，重物通過繩子對杠桿的拉力為阻力。圖中能夠正確表示動力臂的是(　　) A．l1 B．l2 C．l3 D．l4 　 圖9－3 5．如圖9－4是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列有關(guān)說法正確的是(　　) 圖9－4 A．刀刃很薄，可以增大壓力 B．鍘刀實質(zhì)上是一種費力杠桿 C．甘蔗放在a點比b點更易被切斷 D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力 6．如圖9－5所示，在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，已知杠桿上每個小格長度為2 cm，當(dāng)彈簧測力計在A點斜向上拉(與水平方向成30角)杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，下列說法正確的是(　　) 圖9－5 A．動力臂為0.08 m B．此時為省力杠桿 C．彈簧測力計的示數(shù)為4 N D．鉤碼總重為2 N 7．為倡導(dǎo)低碳出行，東營市投放了大量的共享單車，如圖9－6所示。共享單車的設(shè)計應(yīng)用到許多物理學(xué)知識，以下說法正確的是(　　) 圖9－6 A．車座設(shè)計的面積較大，可以增大壓強 B．輪胎表面凹凸不平的花紋可以減小摩擦 C．紅色尾燈利用光的反射起到警示的作用 D．剎車手閘是費力杠桿 8．在使用下列簡單機械勻速提升同一物體的四種方式中，所用動力最小的是(不計機械自重、繩重和摩擦)(　　) 圖9－7 9．如圖9－8所示，用同一個動滑輪先后提升同一物體，使物體以相同的速度勻速上升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙，拉力做功的功率分別是P甲和P乙。若不計摩擦、動滑輪重和繩重，則F甲與F乙、P甲與P乙之間的大小關(guān)系是(　　) 圖9－8 A．F甲＜F乙、P甲＝P乙 B．F甲＞F乙、P甲＞P乙 C．F甲＞F乙、P甲＝P乙 D．F甲＜F乙、P甲＜P乙 10．如圖9－9所示的水平地面ABOCD，以O(shè)點為界，AO段是一種材質(zhì)，OD段是另一種材質(zhì)。細(xì)線一端系在物體上，繞過輕質(zhì)滑輪，另一端系在墻上，拉滑輪的水平力F恒為4 N，物體經(jīng)過A點時開始計時，此后各段路程及耗時見下表。下列說法正確的是(　　) 圖9－9 區(qū)間 AB BO OC CD 距離 1 m 1 m 1.5 m 2.5 m 耗時 1 s 1 s 1 s 1 s A．物體在CD區(qū)間運動時的平均速度為2 m/s B．物體在BO區(qū)間運動時受到水平向左的4 N的摩擦力 C．物體在OC區(qū)間運動過程中，拉力F做的功為3 J D．物體在BO區(qū)間運動過程中，拉力F做功的功率為1 W 11．(多選)如圖9－10所示，某人用扁擔(dān)挑起兩筐質(zhì)量分別為m1、m2的貨物，當(dāng)他的肩位于O點時，扁擔(dān)水平平衡，已知l1>l2，扁擔(dān)和筐的重力不計。若將兩筐的懸掛點向O點移近相同的距離Δl，則(　　) 圖9－10 A．扁擔(dān)左端向下傾斜 B．扁擔(dān)右端向下傾斜 C．要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為(m2－m1) D．要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為(m2－m1) 二、填空題 12．如圖9－11所示的拉桿箱使用時相當(dāng)于一個＿＿＿＿＿(選填“省力”或“費力”)杠桿。若拉桿箱和物品共重100 N，動力臂是阻力臂的4倍，則抬起拉桿的力F為＿＿＿＿＿N。 圖9－11 13．如圖9－12所示，輕質(zhì)杠桿OA的中點掛有一重力G＝60 N的物體，在A端施加一豎直向上的力F，使杠桿在水平位置平衡，則F＝＿＿＿＿＿N。保持F的方向不變，在將杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中，力F將＿＿＿＿＿(選填“變大”“不變”或“變小”)。 圖9－12 14．xx杭州小金將長為0.6 m、質(zhì)量可忽略不計的木棒擱在肩上，棒的后端A點掛著一個40 N的物體，肩上支點O離后端A點的距離為0.2 m，他用手壓住前端B點使木棒保持水平平衡，如圖9－13所示。小金的質(zhì)量為50 kg，則此時手壓木棒的壓力大小為＿＿＿＿＿N，肩對木棒的支持力大小為＿＿＿＿＿N，人對地面的壓力大小為＿＿＿＿＿N。(g取10 N/kg) 圖9－13 15．如圖9－14所示，用固定在墻上的三角形支架ABC放置空調(diào)室外機。如果A處螺釘松脫，則支架會繞＿＿＿＿＿點傾翻。已知AB長40 cm、AC長30 cm，室外機的重力為300 N，正好處在AB中點處，則A處螺釘?shù)乃嚼椋撸撸撸撸逳(支架重力不計)。為了安全，室外機的位置應(yīng)盡量＿＿＿＿＿(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)墻壁。 圖9－14 16．如圖9－15所示的滑輪組，不計拉線質(zhì)量及滑輪轉(zhuǎn)動時的摩擦，重物G＝100 N，每一個滑輪重20 N。當(dāng)繩自由端拉力F豎直向上且大小為30 N時，重物G對地面的壓力為＿＿＿＿＿N。拉力F為＿＿＿＿＿N時，恰能讓重物G勻速上升。若重物G能以0.1 m/s的速度勻速上升，則繩自由端向上運動速度為＿＿＿＿＿m/s。 圖9－15 三、作圖題 17．用如圖9－16所示的滑輪組提升重物，請畫出最省力的繞繩方法。 圖9－16 18．如圖9－17所示是一個電熱水壺的簡易圖，請在圖中畫出它所受重力的示意圖(B點為重心)；用力作用在壺蓋上A點時，可將壺蓋打開，請在A點畫出所需最小力F的示意圖。(O為支點) 圖9－17 19．用力F1把門推開，彈性繩會被拉長，如圖9－18所示，此時門處于靜止?fàn)顟B(tài)。 圖9－18 (1)畫出彈性繩對門的拉力F2的示意圖。 (2)O為支點，畫出力F1的力臂。 (3)根據(jù)杠桿的平衡條件________________可知，F(xiàn)1________(選填“＞”“＝”或“＜”)F2。 四、實驗探究題 20．利用圖9－19所示的實驗裝置探究“杠桿的平衡條件”： 圖9－19 (1)實驗前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是______________，若出現(xiàn)圖甲所示情況，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向______(選填“左”或“右”)調(diào)。 (2)如圖乙所示，杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)這一次實驗數(shù)據(jù)，小明立即分析得出杠桿的平衡條件，他這種做法的不足是________________________________。經(jīng)老師提醒后，小明繼續(xù)進(jìn)行實驗，如圖乙所示，若將A、B兩點下方掛的鉤碼同時朝遠(yuǎn)離支點O方向移動一小格，則杠桿__________(選填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。 (3)如圖丙所示，若不在B點掛鉤碼，可改用彈簧測力計在B點向下拉杠桿，當(dāng)彈簧測力計從a位置轉(zhuǎn)動到b位置時，要使杠桿仍在水平位置平衡，其示數(shù)大小將________。 五、計算題 21．圖9－20甲是《天工開物》中記載的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意圖如圖乙所示。輕質(zhì)桿杠的支點O距左端距離l1＝0.5 m，距右端距離l2＝0.2 m。在杠桿左端懸掛質(zhì)量為2 kg的物體A，右端掛邊長為0.1 m的正方體B，杠桿在水平位置平衡時，正方體B對地面的壓力為20 N。(g取10 N/kg) (1)求此時杠桿左端所受的拉力大小為多少。 (2)求正方體B的密度為多少。 (3)若該處為松軟的泥地，能承受的最大壓強為4103 Pa，為使杠桿仍在水平位置平衡，物體A的重力至少為多少？ 圖9－20 參考答案 1．A 2．C　[解析] 如圖所示，踮腳時，腳掌與地面接觸的地方O是支點，小腿肌肉對腳的拉力向上，從圖中可知動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。 3．C　[解析] 把魚逐漸拉出水面的過程中，魚排開水的體積逐漸減小，根據(jù)F?。溅岩篻V排可知：魚受到的浮力逐漸減小，而魚的重力是不變的，由于釣魚線對魚施加的拉力等于魚的重力減去浮力，所以拉力逐漸變大，即感到魚“變重”；釣魚竿在使用時，動力臂小于阻力臂，是一種費力杠桿。 4．B　[解析] 由題圖可知，動力為拉動杠桿的力，作用在滑輪與杠桿之間的拉繩上，動力臂為支點到動力作用線的距離，故l2為動力臂。 5．C　[解析] 刀刃很薄則減小了受力面積，從而增大了壓強，故A錯誤；由題圖可知，鍘刀的動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B錯誤；甘蔗放在a點比在b點時阻力臂小，阻力和動力臂不變，根據(jù)杠桿平衡條件，可知甘蔗放在a點比在b點時更省力，更易被切斷，故C正確；由圖知F2的動力臂大于F1的動力臂，因此沿F2方向更省力，故D錯誤。 6．D　[解析] 由題圖可知，當(dāng)彈簧測力計在A點斜向上拉(與水平方向成30角)時，動力臂是OA的一半，l1＝OA＝42 cm＝4 cm＝0.04 m，故A錯誤；彈簧測力計的示數(shù)為F2＝3 N，故C錯誤；阻力臂l2＝32 cm＝6 cm＝0.06 m，則l2＞l1，為費力杠桿，故B錯誤；根據(jù)杠桿的平衡條件可求出鉤碼的總重力G＝＝2 N，故D正確。 7．C　[解析] 車座設(shè)計的面積較大是在壓力不變的情況下，通過增大受力面積減小壓強，故A錯誤；輪胎表面凹凸不平的花紋可以在壓力不變的情況下，增大接觸面的粗糙程度，從而增大摩擦力，故B錯誤；紅色尾燈利用了光的反射，故C正確；剎車手閘的動力臂大于阻力臂，是一個省力杠桿，故D錯誤。 8．D 9．C　[解析] 由題意可知，兩裝置都不計摩擦、動滑輪重和繩重，提升物體的重相同，題圖甲所示裝置中拉力作用在動滑輪的軸上，則F甲＝2mg；乙圖所示裝置中拉力作用在繩子自由端，即F乙＝mg，F(xiàn)甲＞F乙，故A、D錯誤。物體上升的速度相同，則拉力端的速度分別為v甲＝v物，v乙＝2v物，則P甲＝F甲v甲＝2mgv物＝mgv物，P乙＝F乙v乙＝mg2v物＝mgv物，則P甲＝P乙，故C正確、B錯誤。 10．C　[解析] 由題表可知，物體在CD區(qū)間運動的平均速度為v＝＝＝2.5 m/s，故A錯誤。由題表可知，物體在AO間運動時速度不變，受力平衡，拉力F作用在動滑輪軸上，則物體受到的拉力F′＝F＝4 N＝2 N，則物體受到水平向左的2 N的摩擦力，故B錯誤。物體在OC區(qū)間運動過程中，拉力F做的功為W＝F″s′＝Fs物＝4 N1.5 m＝3 J，故C正確。物體在BO區(qū)間運動過程中，拉力F做功的功率為P＝FvBO＝Fv物＝4 N1 m/s＝2 W，故D錯誤。 11．AC　[解析] 由題圖可知，根據(jù)杠桿平衡條件，m1gl1＝m2gl2，因為l1＞l2，所以m1＜m2。當(dāng)將兩筐的懸掛點向O點移近相同的距離Δl時，m1g(l1－Δl)－m2g(l2－Δl)＝m1gl1－m1gΔl－m2gl2＋m2gΔl＝m1gl1－m2gl2＋gΔl(m2－m1)＝gΔl(m2－m1)＞0，所以m1g(l1－Δl)＞m2g(l2－Δl)，所以扁擔(dān)左端向下傾斜，故A正確、B錯誤。若要使扁擔(dān)恢復(fù)平衡，設(shè)需向右筐中加入質(zhì)量為m的貨物，則有m1g(l1－Δl)＝(m2＋m)g(l2－Δl)，整理得m＝(m2－m1)，故C正確、D錯誤。 12．省力　25　 13．30　不變 14．20　60　540 [解析] 由題意，根據(jù)杠桿的平衡條件有FOB＝GOA，即F(0.6 m－0.2 m)＝40 N0.2 m，所以F＝20 N，即手壓木棒的壓力大小為20 N。肩對木棒的支持力大小為F′＝F＋G＝20 N＋40 N＝60 N；人對地面的壓力大小為F壓＝G人＋G＝50 kg10 N/kg＋40 N＝540 N。 15．C　200　靠近 [解析] C點是支點，空調(diào)自身的重力是阻力，在阻力與阻力臂一定的情況下，由杠桿平衡條件可知，動力臂越大，動力越小，F(xiàn)AC＝GAB，即F30 cm＝300 N40 cm，解得F＝200 N；為了安全，室外機的位置應(yīng)盡量靠近墻壁，以減小阻力臂，從而減小A處的拉力。 16．30　40　0.3 [解析] 由受力分析可知，重物G對地面的壓力為F壓＝G＋G動－3F＝100 N＋20 N－90 N＝30 N；物體恰好勻速上升時對地面壓力為0，由受力分析可知，3F′＝G＋G動＝100 N＋20 N＝120 N，則F′＝40 N；重物G以0.1 m/s的速度勻速上升時，有3股繩子作用在動滑輪上，則繩自由端向上運動速度為0.3 m/s。 17．如圖所示 18．如圖所示 19．(1)(2)如圖所示 (3)F1l1＝F2l2?。? [解析] (1)彈性繩對門的拉力的作用點在彈性繩與門的接觸點上，方向指向彈性繩收縮的方向，大小用F2表示。(2)沿力F1的方向作其力的作用線，過支點O向力的作用線作垂線，該垂線段就是力F1的力臂。(3)杠桿平衡條件：動力動力臂＝阻力阻力臂，用公式可表示為F1l1＝F2l2，阻力臂l2是過O點向力F2作的垂線段，很明顯l1＞l2，所以F1＜F2。 20．(1)便于讀取力臂　右 (2)實驗次數(shù)少，所得結(jié)論不具有普遍性　左端下沉 (3)變大 21．解：(1)此時杠桿左端所受的拉力大小為物體A的重力， F左＝GA＝mAg＝2 kg10 N/kg＝20 N。 (2)設(shè)正方體B對杠桿的拉力為F右，由杠桿平衡條件可知，F(xiàn)左l1＝F右l2， 即20 N0.5 m＝F右0.2 m，解得F右＝50 N。 則正方體B的重力為GB＝50 N＋20 N＝70 N， 正方體B的質(zhì)量為mB＝＝＝7 kg， 則正方體B的密度ρB＝＝＝7103 kg/m3。 (3)若該處為松軟的泥地，能承受的最大壓強為4103 Pa，則能承受的最大壓力為F最大＝pS＝4103 Pa0.1 m0.1 m＝40 N， 則B對杠桿右側(cè)的拉力最小為F右′＝GB－F最大＝70 N－40 N＝30 N， 為使杠桿仍在水平位置平衡，物體A的重力最小時F最小l1＝F右′l2，即F最小0.5 m＝30 N0.2 m，解得F最?。?2 N，則物體A的重力至少為12 N。