物理专题 杠杆 课后练习及详解.docx
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物理专题杠杆课后练习及详解
杠杆课后练习
题一:
图中正在使用的机械,属于费力杠杆的有( )
A.①③B.②③C.①④D.②④
题二:
生产生活中,利用如图所示的简单机械时,一定费力的是( )
A.笤帚B.斜面C.滑轮组D.羊角锤
题三:
某同学做探究杠杆平衡条件的实验,实验前发现杠杆左端低,右端高,应将左侧的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了便于测量________;实验时,在A点悬挂2个重均为0.5N的钩码(如图所示),在B点用弹簧测力计拉杠杆,使其水平平衡。
要使弹簧测力计示数最小,弹簧测力计的拉力应沿________方向,大小为________N.
题四:
在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在________位置平衡,这样做是为了便于测量________;如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向________调节,或将左端的平衡螺母向________调节。
题五:
小红在探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量均为50g,杠杆上相邻刻度线间的距离相等。
小红将杠杆调节水平平衡后,在B点挂了3个钩码,为使杠杆保持水平平衡,应在A点挂( )个钩码。
A.1B.2C.3D.4
题六:
在图中的均匀杠杆上,相邻刻线间的距离相等。
在A处挂总重为8N的钩码,要使杠杆处于水平平衡状态,作用在端点B处最小的拉力是( )
A.6NB.5NC.4ND.3N
题七:
如图所示,用起子开启瓶盖。
(1)画出力F的力臂;
(2)如果力F改为沿虚线(虚线垂直于起子杆)所示的方向开启瓶盖,判断力F将________(选填“增大”、“减少”、“不变”)。
题八:
AC硬棒质量忽略不计,在棒的B、C两点同时施加力F1、F2,F2的方向沿着OO′,棒在图所示的位置中静止。
(1)在图中画出力F2;
(2)画出F1和F2的力臂;
(3)根据图中信息可以判断F1______F2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
题九:
在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:
杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干。
(1)将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。
应把杠杆两端的平衡螺母向_____移动,直到杠杆在水平位置静止,这样做的好处是_____。
(2)如图甲所示,在平衡的杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码时杠杆恰好在水平位置平衡,可得出杠杆平衡应满足的条件是_____。
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置静止,现将弹簧测力计向左倾斜,仍使杠杆保持在水平
位置静止,弹簧测力计的示数将_____。
题十:
如图所示,是我们班的同学在做“研究杠杆的平衡条件”实验时,出现了以下几个问题情况,请你帮忙完善和纠正。
(1)小华的实验:
实验没有挂钩码时,若杠杆的左端下倾,则应将右端的平衡螺母_____(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡的目的是____________________。
(2)小明在进行实验时,实验步骤如下:
①把杠杆的中点支在支架上;
②把钩码挂在杠杆的两边,改变钩码的位置,使杠杆平衡;
③记下两边钩码受到的重力,并用刻度尺量出它们的力臂,并将数据填入表格内;
④改变力和力臂的数值,做三次实验;
⑤求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂的数值。
小明同学漏掉了重要的步骤是_____________________。
如果实验中所用的钩码的质量都相同,则在图中的B处该挂_____个钩码,才能使杠杆平衡。
(3)小梅同学的实验,则在将实验数据填入表格时,漏填了2个数据,请你根据杠杆平衡条件原理,帮忙补填
进去。
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
6
20
20
6
2
_____
10
8
10
3
3
5
_____
15
题十一:
为了更好地开展全民健身,很多小区都安装了健身器材,如图就是其中一种,AOB可视为一个杠杆,O是它的支点。
王大爷用力竖直向下拉杠杆时,重物被抬起。
此时AOB是一个________杠杆。
王大爷想增大拉力来加大锻炼强
度,请你利用杠杆平衡条件,在不改变器材
的前提下给他提出一条合理的建议:
____________________。
题十二:
如图是人抬独轮车车把时的简化示意图,此时独轮车相当于一个______杠杆(选填“省力”或“费力”);若动力臂是阻力臂的3倍,物体和车总重G为1200N,抬起车把的力F为________N.
题十三:
如图所示是列车上常用的手推送货车,车内货物均匀摆放。
车前行时,需经过车厢中的障碍物。
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,这种情况手推车可以视为________杠杆(选填“省力”或“费力”),售货员提起扶手的力为________N.
题十四:
杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用、护城河上安装的吊桥就是一个杠杆,由图可知,它的支点是________点(填“A”、“B”或“C”),在匀速拉起时,它属于一个________杠杆(填“省力”或“费力”),拉起的过程中拉力________(“变大”、“变小”或“不变”)。
题十五:
如图中的起瓶器,它属于_______杠杆(填“省力”或“费力”),它的支点是_______(填A、B、C或D);若沿竖直方向用力开启瓶盖,在图中_______点用力最小(填A、B、C或D)。
题十六:
地震抢险、建桥修路常要用撬棒移动笨重的石块,如图所示。
撬棒是______(选填“省力”或“费力”)杠杆,沿DM方向用力撬起石块1,支点是______(选填“A”、“B”或“C”)点,沿DN方向用力撬起石块1,支点是______点。
题十七:
甲物体静止在水平地面上时,对地面的压强为6×105Pa.
现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,如图所示,当杠杆在水平位置平衡时,甲物体对地面的压强为2×105Pa,已知:
乙物体的质量为2kg,AO:
AB=1:
4,g取10N/kg.要使甲物体恰好被细绳拉离地面,则下列判断中正确的是( )
A.
甲物体的底面积应小于2×105m2
B.甲物体对地面的压力只需减少10N
C.杠杆B端所挂物体的质量至少增加2kg
D.可以移动支点O的位置,使OA:
OB=2:
9
题十八:
把正方体甲放在水平地面上,对地面的压强是5.4×105Pa.AB是重力可忽略不计的杠杆,支点为O,且OA:
OB=1:
2.将正方体甲挂在杠杆的A端,在B端施40N竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,如图所示,此时正方体甲对地面的压强变为1.8×105Pa.下列结果正确的是( )
A.当正方体甲对地面的压力刚好为零时,在杠杆B端应施加竖直向下的拉力是60N
B.当正方体甲对地面的压力刚好为零时,在杠杆B端应施加竖直
向下的拉力是20N
C.正方体甲的重力是240N
D.正方体甲的体积约是9.3×106m3
题十九:
大力同学自制的训练器械如图所示,可绕固定点O在竖直平面内自由转动,B端用细绳细绳竖直悬挂着底面积为2dm2的重物G,在A端施加一个大小为450N竖直向下的拉力时,重物对地面的压力恰好为零,轻质杠杆AOB在水平位置平衡;当A端拉力变化300N、杠杆在水平位置平衡时,重物G对地面的压强为6×103Pa;当重物G对地面压强为8×103Pa、杠杆在大力竖直拉力作用下在水平位置平衡时,大力对地面的压力为450N,(g取10N/kg,绳重及摩擦不计)求:
大力同学的质量。
题二十:
如图是举重运动员小宇自制的训练器械,小宇质量60kg,轻杆AB长1.5m,可绕固定点O在竖直平面内自由转动,A端用细绳通过滑轮悬挂着体积为0.015m3的沙袋,其中OA=1m,在B端施加600N的作用力时,轻杆AB在水平位置平衡。
(g取10N/kg,装沙的袋子体积和质量、绳重及摩擦不计)
试求:
(1)小宇的重力;
(2)沙子的密度;
(3)杠杆在水平位置平衡时地面对他的支持力。
题二十一:
如图所示的轻质杠杆可绕O点自由转动,已知OA=35cm,OB
=30cm,BC=40cm,A端所挂重物G=40N,现要求C端施加一个最小的力能使杠杆OA段保持水平位置平衡,请在图上作出这个力,这个力的大小为________N.
题二十二:
如图所示的杠杆OABC可绕墙壁上支点O转动,在OA段中点处悬挂一重物G,请画出使杠杆在图示位置保持平衡时最小力F的示意图及其力臂L.
杠杆课后练习参考答案
题一:
A
详解:
①钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
②羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
③筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
④核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
综上所述,属于费力杠杆的有①③。
故选A.
题二:
A
详解:
A、笤帚在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A正确;
B、使用斜面可以省力,故B错误;
C、使用该滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,故C错误;
D、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误。
故选A.
题三:
右;力臂;竖直向下;0.8
详解:
杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,则重心应向右移动,故应向右调节左端或右端的平衡螺母,杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,便于测量;因为只有当弹簧测力计竖直向下拉动时,支点到力的作用点的距离就是力臂,此时的力臂最大,故弹簧测力计的示数最小,根据公式:
GLA=FLB,2×0.5N×4=F×5,
.
题四:
水平;力臂;左;左
详解:
(1)力臂等于支点到力的作用线的垂直距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来;
(2)杠杆重心左移,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节
,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响。
题五:
B
详解:
设一个钩码重G,一格为L,则杠杆平衡后,若在B点挂3个钩码,即右边=3G×2L,要使杠杆平衡,左边=2G×3L,即左边A点应挂2个钩码。
故选B.
题六:
A
详解:
若A处钩码的重力为F1,则其对应力臂L1=3;B点的力为F2,要使在B点的力最小,其力臂应最大,为OB的距离,其对应力臂L2=4,施加的力应竖直向上,垂直于OB,根据杠杆平衡的条件可得:
F1L1=F2L2
即8N×3=F2×4
F2=6N
所以应该在B处施加一个6N竖直向上的力。
故选A.
题七:
(1)见详解;
(2)减少
详解:
由图知:
(1)起子开启瓶盖的过程中,起子绕着瓶盖左上方的固定点转动,所
以这个点就是支点O;从支点O向动力F的作用线引垂线段,就是F的力臂L.如下图:
(2)开启瓶盖的过程中,阻力和阻力臂是一定的,力F改为沿虚线所示的方向开启瓶盖,此时动力的力臂增大,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2知,动力臂增大,所以动力减小。
题八:
(1)见详解;
(2)见详解;(3)大于
详解:
(1)因为阻碍杠杆转动的力叫做阻力,由题意可知F2的方向沿着OO′,杠杆在力F1作用下向下转动,故F2方向向上;
(2)从支点到力作用线的距离叫做力臂,从支点分别向两个力的作用线作垂线,垂线段长度为力臂,如图所示;
(3)由图可知L1小于L2,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2,可知F1大于F2.
题九:
(1)左;便于测量力臂;
(2)F1L1=F2L2;(3)变大
详解:
(1)杠杆重心左移,应将平衡螺母(左端和右端的平衡螺母调节方向一致)向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就可忽略杠杆的自重对实验的影响;力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来;
(2)杠杆的平衡条件是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2);
(3)当弹簧测力计倾斜拉动杠杆在水平位置平衡,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆平衡条件,动力增大,所以弹簧测力计示数增大。
题十:
(1)右;支点到力的作用点的距离就是力臂,便于测量力臂;
(2)调节杠杆在水平位置平衡;3;(3)8;1.
详解:
(1)左端向下倾斜,则重心应向右移动,故应向右调节左端或右端的平衡螺母;杠杆在水平位置平衡的目的是支点到力的作用点的距离就是力臂,便于测量力臂;
(2)杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡;根据图中所示的情况和杠杆平衡条件:
FALA=FBLB
4×3=3×4,故应在B点挂3个钩码。
(3)第2次实验数据中:
F1L1=F2L2
F1×10=8×10
F1=8
第3次实验数据中:
F1L1=F2L2
3×5=F2×15
F2=1
题十一:
省力;将手向左移动
详解:
由图知,重物对杠杆的拉力方向竖直向下,OA为阻力臂;人的拉力竖直向下,从O点到人的拉力作用线的距离是动力臂,比较知,阻力臂小于动力臂,属于省力杠杆;
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可以看出:
要达到增大训练强度,使人的拉力F1增大,在不改变器材的前提下,即在阻力和阻力臂一定的情况下,可以采取减小动力臂的措施,即将手向左移动。
题十二:
省力,400
详解:
(1)由示意图可知,独轮车在使用时动力臂大于阻力臂,所以它属于省力杠杆。
(2)由杠杆的平衡条件:
F1•L1=F2•L2得:
又∵动力臂是阻力臂的3倍,∴
.
题十三:
300;B;省力;75
详解:
(1)由杠杆平衡条件可知:
FL动=GL阻,
G=200N,L动:
L阻=2:
3,
;
(2)当小推车后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,车体是绕着B点转动的,故
B点就是支点。
因为货物在车内摆放均匀,重心就在车箱的中心,重力是阻力,人对车的力作用在车把上,方向是竖直向上,所以手推车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
(3)当提起后轮时,将以B为支点,所以从B到E点的距离为最长的力臂,如图所示:
由杠杆平衡条件可知:
F′L动=GL阻,
G=200N,L动:
L阻=8:
3,
.
题十四:
C;省力;变小
详解:
如图所示,在拉力的作用下吊桥绕着点C转动,所以它的支点在C点;在匀速拉起时,它的动力臂大于阻力臂,所以它属于一个省力杠杆。
由于匀速拉动,杠杆始终处于动态平衡
,而阻力不变,阻力臂减小,但动力臂逐渐变大,根据杠杆平衡原理,动力和动力臂的乘积也在不断变小;所以拉力在逐渐变小。
题十五:
省力;A;D;
详解:
图中的起瓶器在打开瓶盖时,阻力作用在B点,起瓶器绕A点转动,所以A点是支点。
我们在使用起瓶器时是为了省力,并且在使用的过程中动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆。
在图中阻力臂一定,作用在D点的力臂要比作用在C点的力臂长一些。
根据杠杆的平衡条件可知动力臂越长越省力,所以,在图中D点用力比C点用力小。
题十六:
省力;A;C
详解:
由图知:
沿DM方向用力撬起石块1,撬棒绕A点转动,所以支点是A点,此时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;沿DN方向用力撬起石块1,撬棒绕C点转动,所以支点是C点,此时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
题十七
:
D
详解:
乙物体的重力G乙=m乙g=2kg×10N/kg=20N;
根据杠杆平衡条件FALOA=G乙LOB,
细绳对A端的拉力:
,
绳子拉力处处相等,细绳对甲的拉力也为60N,甲对地面的压力△F减少了60N,
△F=F1-F2=p1S-p2S,
数据代入:
60N=6×105Pa×S-2×105Pa×S,
解得:
S=1.5×104m2,
则甲的重力G甲=F1=p1S=6×105Pa×1.5×104m2=90N;
甲物体恰好被细绳拉离地面时,甲对地面的压力为0,A端受到的拉力等于甲的重力:
A、增大或减小受力面积只能改变压强,不能改变物体甲对地面的压力,故不符合题意;
B、甲对地面的压力为F甲=G甲-△F=90N-60N=30N,甲物体恰好被细绳拉离地面,压力还要减小30N,故不符合题意;
C、根据杠杆平衡条件:
G甲LOA=G′乙LOB,
杠杆B端所挂物体的质量至少增加
,故不符合题意;
D、根据杠杆平衡条件:
G甲L′OA=G乙L′OB,则
,符合题意。
故选D.
题十八:
A
详解
:
由题知:
p1=5.4×105Pa;p2=1.8×105Pa;F1=40N;OA:
OB=1:
2,[来源:
学*科*网]
设正方体底面积为S;
由杠杆平衡条件得:
(p1S-p2S)•OA=F1•OB,
化简得:
3.6×105Pa•S=80N,即:
;
物体重力G=p1S=5.4×105Pa×
×103m2=120N.
当正方体甲对地面的压力刚好为零时,G•OA=F1'•OB,
,故选A.
题十九:
50kg
详解:
在A端施加一个大小为450N竖直向下的拉力时,重物对地面的压力恰好为零,轻质杠杆AOB在水平位置平衡;根据杠杆的平衡条件可得:
F×OA=G×OB;
整理可得:
;①
A端拉力变化300N,也就是说拉力变为F-300N时,
重物对地面的压力F压1=p1s=6×103Pa×2×102m3=120N;
此时重物对杠杆的拉力为(G-120N);
根据杠杆的平衡条件可得:
(F-300N)×OA=(G-120N)×OB;整理可得:
;②
①②联立可得:
G=180N;
;
物G对地面压强为8×103Pa时,
对地面的压力为F压2=p2S=8×103Pa×2×102m2=160N;
对杠杆的拉力为(G-160N);大力对杠杆的拉力F1=G人-F压;
据杠杆的平衡条件可得:
(G人-F压)×OA=(G-160N)×OB;
整理可得:
;
所以G人=500N;根据公式G=mg可知,
大力的质量
.
题二十:
(1)600N;
(2)2×103kg/m3;(3)1200N
详解:
(1)小宇受到的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N;
(2)OB=AB-OA=1.5m-1m=0.5m,
由杠杆平衡条件得:
FA×OA=FB×OB,即:
FA×1m=600N×0.5m,
则FA=300N,因为滑轮为定滑轮,所以沙子的重力G沙子=FA=300N,
∵G=mg,∴沙子质量
,
沙子的密度
;
(3)杠杆对小宇的压力F=FB=600N,竖直向下,小宇受到竖直向下的重力G=600N,
地面对小宇竖直向上的支持力FN,小宇在三个力作用下静止,处于平衡状态,
由平衡条件得:
FN=G+F=600N+600N=1200N.
题二十一:
作图见详解;28
详解:
(1)根据杠杆的平衡条件,要使力最小,则动力臂应最长,即连接OC为最长的力臂,力的方向与OC垂直且向下,如图所示:
(2)在直角三角形OBC中,斜边
,
由杠杆的平衡条件得,力的大小为:
.
题二十二:
见详解。
详解:
(1)连接OC,若在C端施力F,当F的方向与OC垂直时动力臂最大,此时最省力;
(2)根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡,动力方向斜向上,据此可画出最小的动力,如图所示: