初三物理杠杆专题练习及答案要点.docx

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初三物理杠杆专题练习及答案要点

2013年初三物理杠杆专题练习

一．选择题（共5小题）

1．如图所示，杠杆OA的B点挂着重物G，A端用细绳挂在圆弧EF上，此时OA恰成水平，且A点与圆弧形架EF的圆心重合．当绳AM的M端从E点缓慢滑到F点的过程中，绳对A点拉力的大小将（　　）

A．

逐渐变大

B．

逐渐变小

C．

先变大再变小

D．

先变小再变大

　2．（2005•海淀区）古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O为支点的杠杆，如图所示．一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是（　　）

A．

L始终在增加，FL始终在增加

B．

L始终在增加，FL始终在减小

C．

L先增加后减小，FL始终在减小

D．

L先减小后增加，FL先减小后增加

　3．如图所示，杠杆OA的B点挂着一重物，A端用绳子吊在滑环M下，此时OA恰好成水平，且A点与圆弧架PQ的圆心重合，那么当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中，绳子对A端拉力的大小将（　　）

A．

保持不变

B．

逐渐增大

C．

逐渐减少

D．

由大变小再变大

　4．如图所示，杠杆AOB处在水平位置平衡，OA：

OB=1：

2，浸入水中的铁球质量m=7.9kg，加在B端的力F=24.5N，ρ铁=7.9×103kg/m3，g=10N/kg．则空心体积是（　　）

A．

1×10﹣3m3

B．

2×10﹣3m3

C．

3×10﹣3m3

D．

4×10﹣3m3

　5．重为G1的金属块静止在水平地面上时，对地面的压强为5.4×105Pa；现将金属块用细绳挂在轻质杠杆的A端，B端悬挂重力G2的物体，如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，金属块对地面的压强为1.8×105Pa，已知B端所挂物体的质量为4kg，OA：

OB=3：

5．要使金属块离开地面，则（g取10N/kg）（　　）

A．

轻质杠杆B端所挂物体的质量至少为5kg

B．

金属块对地面的压强只需减少3.6×105Pa

C．

只需移动支点的位置，使支点左右两侧的力臂之比为5：

1

D．

只需移动支点的位置，使支点左右两侧的力臂之比为2：

5

二．填空题（共10小题）

6．使用滑轮时，　______　的滑轮称为定滑轮，特点是　______　；使用滑轮时，　______　的滑轮称为动滑轮，特点是　______　；滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合，它的特点，既能　_______　，又能　_______　．

　7．将两个滑轮装配成如图的样子，用力F拉动绳端时，物体会向　_________　移动．其中A是　_________　滑轮，B是　________　滑轮．

8．如图所示，滑轮提起重物G，此滑轮　_____　省力（填“能”或“不能”），力F=　____　G，此滑轮的作用是　_____　．

9．如图所示，一均匀木条可绕转轴O自由转动，现有材料相同，长度相同，横截面积之比Sa：

Sb：

Sc=1：

4：

2的三支蜡烛a、b、c，垂直立于木条上，木条恰好处于平衡．三支蜡烛离转轴的距离分别为L1、L2和L3，若L1=4L2，则L3=　_________　L2．若同时点燃蜡烛，蜡烛在燃烧过程中，要使杠杆保持平衡，则L1：

L2：

L3=　_________　（设蜡烛在相等时间内燃烧的质量相同）．

10．列车上有出售食品的手推车，如图所示．若货物在车内摆放均匀，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把力为F1，这时手推车可以视为杠杆，则支点是　_________　（写出宇母）；前轮越过A后，又当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把力为F2，这时支点是　_________　．且前、后两次手所施力F1　_________　F2（选填：

“大于”“小于”“等于”）．

11．图甲是建筑工地上常见的塔式起重机示意图．这种起重机主要用于房屋建筑施工中物料的竖直或水平输送．

（1）由杠杆的平衡条件可知，塔式起重机的起重量随起吊幅度而变化，起吊幅度越大，起重量　_________　．

（2）某塔式起重机是通过电动机带动如图乙所示滑轮组竖直起吊物料的．已知起吊重为3×104N的物料时，电动机的输出功率为60kW，物料匀速上升的速度为1.5m/s．试求：

①电动机作用在滑轮组上的水平拉力F；

②这次起吊时滑轮组的机械效率．

12．（2009•攀枝花）如图所示的起瓶器是一个省力杠杆，在向上撬开瓶盖的过程中，它的支点是　_________　点（填“A”、“B”、“C”或“D”）．使用它打开瓶盖　_________　省功（填“能”或“不能”）．

　13．轻质杠杆力臂L1≠L2，左端悬挂一物体时，右端砝码质量为m，盘质量为m0．已知物体体积为V，水的密度为ρ，物体密度大于ρ．物体完全浸没在水中后，需要拿掉右端质量为　_________　的砝码．

　14．列车上有出售食品的手推车（如图），若货物在车内摆放均匀，当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是　_________　（写出字母），此时手推车可以视为　_________　力杠杆．

15．（2012•无锡）如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放．车前行时，需经过障碍物．当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，若手推车和货物总重200N，动力臂和阻力臂之比为2：

3，则服务员作用在扶把上的动力为　_________　N．当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是　_________　（选填“A”、“B”或“C”）点，这种情况下，手推车可以视为　_________　杠杆（选填“省力”或“费力”）．

三．解答题（共15小题）

16．小亮想为村里的养牛场设计一个牲畜自动饮水器，他先画出如图所示的原理图，又根据养牛场的水塔高度估算出活塞A处水的压强约为6×104Pa，设计出水口的横截面积为2×10﹣4m2，支点O到浮球球心的距离为O到B点距离的6倍．

（1）若不考虑活塞、杆AB、OC及浮球的重力，要求浮球浸入水中1/3时杠杆水平，A处的活塞即能将出水口关闭．小亮选用浮球的体积应为多大？

（2）实际上活塞、杆及浮球的重力是需要考虑的，如果考虑它们的重力，你认为小亮设计时应采取哪些措施可保证饮水器正常工作？

（答出一种措施即可）

17．如图：

杠杆在水平位置平衡，已知OA=10cm，OC=20cm，物体甲受到的重力为360N，物体乙受到的重力为60N，物体甲的密度为3.6×103kg/m3，容器内盐水的密度为1.2×103kg/m3．往容器中倒入清水使液体密度变为1.08×103kg/m3，为使甲对容器底部的压强不变，问

（1）支点不动，乙物体应向哪端动，移动多少厘米？

（2）支点不动，乙位置不动，应在乙的下面加挂多重的物体？

（g=10N/kg）

18．自选题：

（只重点校做）如图是汽车起重机从某深坑中起吊重物的示意图，A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞．作用在动滑轮上共三股钢丝绳，在卷扬机带动下每股钢丝绳上的拉力均为8500N，被吊起的重物质量为2t．吊臂OFB为一杠杆，若在本次起吊中吊臂OFB始终水平，柱塞与吊臂的连接点F与支点O的距离为吊臂全长的1/3，吊臂、定滑轮、钢丝绳的重忽略不计，动滑轮A的重不能忽略，起吊中卷扬机总功率为12kW，重物上升的速度为0.45m/s．（取g=10N/kg）求：

（1）柱塞对吊臂的支持力；

（2）滑轮组AB的机械效率；

（3）整个起吊装置的机械效率．

19．用如图所示的滑轮组成滑轮组提升重物，在图中画出最省力的滑轮组的绕线．

20．小红同学站在地面上用三个滑轮组成一滑轮组提起重物，请你帮助他画出该滑轮组最省力的绕法．

21．

（1）如图甲是一种厕所坐便器的自动上水装置示意图．坐便器冲水之后由自来水自动上水，当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水．请在图中作出动力F1的示意图和阻力F2的力臂l2，其中O为支点．

（2）在如图乙所示的电路中，有一根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上．补上后要求：

当开关闭合时，两灯都发光，电流表的示数变大．

22．厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水，当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住进水口，停止上水（图）．有一种水箱的浮标，形状是中间有隔断的圆柱体，隔断的中部有小孔通过塑料管连在一个阀门上（图）．阀门安装在便器坐圈的下面，平时是闭合的，当坐圈落在便器上并受到压力时阀门打开，塑料管与大气相通．

（1）说出这种设计的目的．

（2）说出这种设计的工作原理，特别要指出在什么地方用到了什么物理知识．

23．“加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递”，这个规律叫做帕斯卡定律．在图所示的连通器中，如果活塞的质量和液体本身所受的重力可以忽略不计，根据帕斯卡定律可以推得，作用在大、小活塞上的力和大、小活塞的面积有以下关系：

=

根据这一关系式：

如果小活塞的面积较小，那么在小活塞上加一个较小的力，就可以在大活塞上得到一个较大的力．“液压千斤顶”就是根据帕斯卡定律制成的．

图所示的是液压千斤顶的剖面图．它是汽车等运输机械常备的维修工具，只要对杠杆施加一个不大的作用力F，就可以把一辆汽车顶起来而便于更换和修理轮胎．如果图示的千斤顶的大活塞面积是40cm2，小活塞面积是5cm2，杠杆上的OA=

OB．请回答：

（1）使用中发现，压下杠杆时，虽然能把一个重物顶起来，但一放手，重物又降了下来，不能把重物长时间顶住．这说明图示的千斤顶有一个零件损坏或丢掉了．请你画一个零件补在相应的位置上，达到被顶起的重物不再降下来的目的（在图上画出示意图即可）．

（2）若修好了的液压千斤顶的机械效率为80%，使用时，假设大活塞刚好顶在重物的重心竖直线的位置上．若要在1min内把1t的重物顶起3cm，则维修人员消耗的平均功率和加在杠杆B端的力分别是多大？

（取g=10N/kg）

24．某同学要测一个金属块的密度，他手中的测量工具只有一只量程较小的弹簧测力计，当他用此弹簧测力计测量该金属块的重力时，发现已超过弹簧测力计的最大量程，于是他设计了如图所示的装置去测量．图中OA：

OB=1：

3，杠杆OAB质量不计．他实验的步骤如下：

（1）用细绳把金属块悬挂于A点，用弹簧测力计在B点作用一个竖直向上的力，使杠杆OAB在水平位置静止，金属块静止在空中，读出弹簧测力计此时的读数F1；

（2）向容器中加水，　_________　；

（3）被测金属块密度的表达式：

ρ=　_________　．

25．

（1）如图（甲）是利用杠杆原理制成搬运重物上楼的小车，其中M、M’两处为轴连接，如图（乙）中的A、B、C描述了小车搬运重物（煤气罐）上楼的过程，请分别在A、C两幅图中确定杠杆的支点（用O表示）并画出动力臂（用l表示）．

（2）如图为丽水市区新建的紫金大桥．“桥塔为什么要造这么高？

”小强对此进行了研究：

他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙所示的模型，又画了桥塔高低不同的两幅图丙和丁．小强通过比较发现：

适当增加塔的高度，可

　_________　（填“增大”或“减小”）力臂，从而减小斜拉索的拉力．

26．（2007•潜江）如图所示的是一种厕所坐便器的自动上水装置示意图．坐便器冲水之后由自来水自动上水，当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水．请在图中作出力F1、F2的力臂，O为支点．

27．（2012•丹东）某剧组为拍摄需要，设计了如图所示的装置来改变照明灯的高度．轻质杠杆ABO可绕O点转动，在图中画出ABO所受阻力F2的示意图，并画出动力臂L1和阻力臂L2．⊅

28．列车上出售的食品常常放在如图所示的小推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆．画出此时售货员最省力的力臂和力的方向．

29．家住农村的小李同学想测家中一头肥猪的重．家里只有一个量程较小的弹簧测力计，他利用杠杆平衡的原理，称出了猪所受的重力．小李将猪用绳绑住挂在木棒上的B点，将棒的一端（O点）放在石坎上．人用力通过挂在A端的测力计拉起木棒的另一端使木棒刚好达到水平位置，如图所示．图中弹簧测力计读数F=320N，OB=0.4m，AB=1.2m．求：

（1）根据杠杆平衡条件，小李同学测出的猪重G是多少？

（2）如果猪的实际重力为1200N，猪被拉离地面升高了0.1m，小李做的有用功W有用是多少？

（3）小李同学测猪重使用的杠杆装置的机械效率η是多少？

（保留整数）

30．（2012•梅州）如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图．该装置主要由不计重力的滑轮C、D，长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成．物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B通过细绳与滑轮杠杆相连．杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：

ON=1：

2．已知物块A的密度为1.5×103kg/m3，底面积为0.04m2，高1m，物块B的重力为100N．滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg．求：

（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强大小；

（2）当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力大小；

（3）若水位发生变化，当电子秤的示数为55N时，求物块A浸入水中的深度．

2012年10月初三物理杠杆提高练习

参考答案与试题解析

一．选择题（共5小题）

1．如图所示，杠杆OA的B点挂着重物G，A端用细绳挂在圆弧EF上，此时OA恰成水平，且A点与圆弧形架EF的圆心重合．当绳AM的M端从E点缓慢滑到F点的过程中，绳对A点拉力的大小将（　　）

A．

逐渐变大

B．

逐渐变小

C．

先变大再变小

D．

先变小再变大

考点：

杠杆的动态平衡分析。

767144

专题：

图析法。

分析：

读图，先分析出杠杆的相关要素，可以看出，当杠杆水平时，此时的动力臂最长，也就是说动力是最小的．因此，根据杠杆的平衡条件可继续分析出，当力的方向改变时，对力臂与力的影响．

解答：

解：

图中O为支点，G为阻力、A点的拉力为动力．当杠杆水平时，OB为阻力臂，OA为动力臂，此时动力臂最长，所以根据杠杆的平衡条件可知，所用的拉力最小．当绳的M端从E点向中间滑时，力臂由小变大，拉力则由大变小；当从中间再向F滑时，力臂由大变小，拉力则由小变大．因此，绳对A点拉力的大小将是先变小再变大．

故选D．

点评：

分析一条杠杆中拉力大小的变化，主要是根据杠杆的平衡条件，分析出它的力臂发生了什么样的变化，力臂变长，则拉力变小，反之亦然．

2．（2005•海淀区）古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O为支点的杠杆，如图所示．一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是（　　）

A．

L始终在增加，FL始终在增加

B．

L始终在增加，FL始终在减小

C．

L先增加后减小，FL始终在减小

D．

L先减小后增加，FL先减小后增加

考点：

杠杆的动态平衡分析。

767144

专题：

推理法。

分析：

知道支点后，找出动力臂和阻力臂，由图可知，吊桥升起过程中，重力（阻力）不变，阻力臂一直减小，而动力臂先大后小，根据杠杆的平衡条件分析解答．

解答：

解：

当吊桥被吊起的过程中，如图中虚线位置

（1）所示，

吊桥重力的力臂L′在减小，而吊绳的拉力的力臂L却在增大，

根据杠杆的平衡条件：

FL=GL′可知，FL在减小；

当吊桥被吊到虚线位置

（2）的过程中，重力的力臂L′变小，

所以FL也在变小，而F的力臂L则由大变小．

故选C．

点评：

对于动态变化的杠杆问题（如本题），可以取变化过程中的几个特殊状态进行分析比较，从而得出结论．

3．如图所示，杠杆OA的B点挂着一重物，A端用绳子吊在滑环M下，此时OA恰好成水平，且A点与圆弧架PQ的圆心重合，那么当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中，绳子对A端拉力的大小将（　　）

A．

保持不变

B．

逐渐增大

C．

逐渐减少

D．

由大变小再变大

考点：

杠杆的动态平衡分析。

767144

专题：

应用题。

分析：

根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，可知当阻力与阻力臂不变时，动力臂越小，动力越大．

解答：

解：

当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中，物体的重以及重力的力臂不变；

拉力的力臂先变大、后变小（当MA垂直于OA时，拉力的力臂最大）；

根据F1×L1=F2×L2，可知拉力先变小后变大．

故选D．

点评：

解决此类题目时找出杠杆的动力、阻力、动力臂、阻力臂中不变的量以及变化的量，根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，进行判断．

4．如图所示，杠杆AOB处在水平位置平衡，OA：

OB=1：

2，浸入水中的铁球质量m=7.9kg，加在B端的力F=24.5N，ρ铁=7.9×103kg/m3，g=10N/kg．则空心体积是（　　）

A．

1×10﹣3m3

B．

2×10﹣3m3

C．

3×10﹣3m3

D．

4×10﹣3m3

考点：

杠杆的平衡条件；阿基米德原理；浮力大小的计算。

767144

专题：

计算题。

分析：

因为杠杆平衡，知道力臂关系和动力大小，可求阻力大小，即A端受到的拉力FA；又知道铁球的质量，可求铁球重，对于球来说，球受到的拉力加上浮力等于铁球重，据此求出铁求受到的浮力；再根据阿基米德原理求铁球排开水的体积（铁球的体积）；

而铁球的体积可以看成是铁的体积和空心部分体积之和，先求出7.9kg铁的体积，也就可以求出空心部分的体积．

解答：

解：

∵杠杆在水平位置平衡，

∴F×OB=FA×OA，

∴A端受到的拉力：

FA=

=

=49N，

对于铁球：

∵FA+F浮=G球=m球g，

∴铁求受到的浮力：

F浮=m球g﹣FA=7.9kg×10N/kg﹣49N=30N，

∵F浮=ρ水v排g，

∴铁球排开水的体积（铁球的体积）

v球=v排=

=

=3×10﹣3m3，

7.9kg铁的体积：

v铁=

=

=1×10﹣3m3，

故空心部分体积：

v空=v球﹣v铁=3×10﹣3m3﹣1×10﹣3m3=2×10﹣3m3．

故选B．

点评：

本题是有关杠杆、浮力、空心问题的综合计算题，要灵活运用杠杆平衡条件、阿基米德原理和密度公式，空心球的体积可以看成是铁的体积和空心部分体积之和，这是解本题的关键之处．

5．重为G1的金属块静止在水平地面上时，对地面的压强为5.4×105Pa；现将金属块用细绳挂在轻质杠杆的A端，B端悬挂重力G2的物体，如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，金属块对地面的压强为1.8×105Pa，已知B端所挂物体的质量为4kg，OA：

OB=3：

5．要使金属块离开地面，则（g取10N/kg）（　　）

A．

轻质杠杆B端所挂物体的质量至少为5kg

B．

金属块对地面的压强只需减少3.6×105Pa

C．

只需移动支点的位置，使支点左右两侧的力臂之比为5：

1

D．

只需移动支点的位置，使支点左右两侧的力臂之比为2：

5

考点：

杠杆的平衡条件；重力的计算；压强的大小及其计算。

767144

专题：

计算题；方程法。

分析：

设金属块与地面的接触面积为S，当金属块静止在水平地面上时，知道对地面的压强，列出关于金属块重和底面积的方程；

当B端所挂物体G2时，知道对地面的压强，列出关于金属块重和底面积的方程；联立方程组就出金属块重；

A、求出力金属块重，知道力臂关系，利用杠杆平衡条件求要使金属块离开地面在B端所挂物体的质量；

B、金属块静止在水平地面上时对地面的压强为5.4×105Pa，要使金属块离开地面，金属块对地面的压强的减小值应为5.4×105Pa；

CD、知道A端拉力大小、B端所挂物体的质量大小，利用杠杆平衡求左右两边力臂之比．

解答：

解：

设金属块与地面的接触面积为S，

当金属块静止在水平地面上时，对地面的压强：

p=

=

=5.4×105Pa；﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

当B端所挂物体G2时，

∵杠杆平衡，

∴FA×OA=G2×OB，

∴FA=

=

G2=

mg=

×4kg×10N/kg=

N，

对地面的压力：

F′=G1﹣FA=G1﹣

N，

对地面的压强：

p′=

=

=1.8×105Pa；﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

联立①②解得：

G1=100N；

A、要使金属块离开地面，A端拉力FA′=G1=100N，因为FA′×OA=G2′×OB，所以G2′=

=

=60N，所以B端所挂物体的质量至少为6kg，故A错；

B、金属块静止在水平地面上时对地面的压强为5.4×105Pa，要使金属块离开地面，金属块对地面的压强的减小值应为5.4×105Pa，故B错；

C、D、要使金属块离开地面，A端拉力FA′=G1=100N，B端所挂物体的质量为4kg，G2=m2g=4kg×10N/kg=40N，要使杠杆平衡，

FA′×OA′=G2×OB′，

∴OA′：

OB′=G2：

FA′=40N：

100N=2：

5，故C错、D正确．

故选D．

点评：

本题考查了学生对杠杆平衡条件、压强公式的掌握和运用，能根据压强关系得出关于金属块重的方程是本题的关键．

二．填空题（共10小题）

6．使用滑轮时，　滑轮的轴不随物体一起移动　的滑轮称为定滑轮，特点是　可以改变力的方向，但不能省力　；

使用滑轮时，　滑轮的轴和物体一起移动　的滑轮称为动滑轮，特点是　可以省一半的力，但不能改变力的方向　；

滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合，它的特点，既能　省力　，又能　改变力的方向　．

考点：

定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点。

767144

专题：

简答题。

分析：

在理解滑轮定义的基础下可解答．然后对定滑轮、动滑轮和滑轮组的使用特点进行分析．

解答：

解：

使用滑轮时，滑轮的轴不随物体一起移动的滑轮称为定滑轮；因定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时特点是可以改变力的方向，但不能省力；

使用滑轮时，滑轮的轴和物体一起移动的滑轮称为动滑轮；因动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用时特点是可以省一半的力，但不能改变力的方向；

动滑轮的优点是省力，定滑轮的优点是改变力的方向．定滑轮和动滑轮的组合成滑轮组使用，有时既可以省力，又能改变力的方向．

故答案为：

滑轮的轴不随物体一起移动；可以改变力的方向，但不能省力；

滑轮的轴和物体一起移动；可以省一半的力，但不能改变力的方向；

省力，改变力的方向．

点评：

牢记滑轮的概念和各自的工作特点．

7．将两个滑轮装配成如图的样子，用力F拉动绳端时，物体会向　左　移动．其中A是　动　滑轮，B是　定　滑轮．

考点：

定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点。

767144

分析：

A是