物理九年级上册-第十一章-简单机械和功专题练习(解析版).doc
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1、物理九年级上册 第十一章 简单机械和功专题练习(解析版)一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难)1同学们在学校的花园里散步时,看到校工师父在用剪刀修剪树枝,发现他在修剪较粗硬的树枝时,需要把树枝夹在剪刀离轴很近的地方,手放在剪刀离轴最远的末端就会很轻松的剪断粗树枝了,看到这里,同学们就讨论起来了:为什么这样使用,就会很容易剪断树枝呢?于是大家对杠杆的特性进行了如下探究。A:“探究杠杆的平衡条件”(1)当杠杆静止在图甲所示的位置时,杠杆处于_(选填“平衡”或“不平衡”)状态;此时,应将右端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于测量_(2)小
2、明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小为,发现,其原因是:_B:“探究杠杆的机械效率”如图丙所示装置,每个钩码的质量为m,O为支点(支点处摩擦忽略不计)(3)他将2个钩码悬挂在B点,在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计,拉力为,测得A、B两点上升的高度分别为、,则此次杠杆的机械效率为=_(用物理量的符号表示)(4)他将2个钩码悬挂在C点,在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为,则弹簧测力计的示数将_,此次拉力做的功将_第一次做的功(选填“大于”“等于”或“小于”)【答案】平衡 右 力臂大小 F1的力臂测量错误 100% 大于 小于 【解析】【分析】【详解】(1)
3、1图甲所示的位置时,杠杆静止,所以杠杆处于平衡状态。23图甲中,杠杆右高左低,说明杠杆的重心偏左,应将右端的平衡螺母向右调节,使重心在支点上,让杠杆在水平位置平衡,此时力臂在杠杆上,便于测量力臂大小。(2)4图中,拉力的方向与水平杠杆不垂直,只有当力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂,所以小明会得出错误的结论。(3)5有用功为W有Gh22mgh2总功W总F1h1则机械效率的表达式100%100%(4)6钩码的悬挂点在B点时,由杠杠的平衡条件得F1OAGOB悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得F 2OAGOC从图中可以看出,由OB到OC力臂变大
4、,所以弹簧测力计的示数变大。7使C点上升高度仍为,则有用功不变,但杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,因此此次拉力做的功将小于第一次做的功。2如图,小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆,支架,弹簧测力计,刻度尺,细线和相同的重0.5 N重的钩码若干个。(1)如图A所示,实验前,杠杆左侧下沉,则应将左端的平衡螺母向_(选填“左”或”右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;(2)在图B中杠杆平衡了,若在杠杆左右两边同时增加一个相同的钩码,则杠杆向_(选填“左”或”右”)倾斜;(3)甲同学通过对一组数据分析后得出的结论是:动力支点到动力作用点的
5、距离=阻力支点到阻力作用点的距离,与小组同学交流后,乙同学为了证明甲同学的结论是错误的,他做了如图C的实验,已知杠杆上每个小格长度为5 cm,每个钩码重0.5 N,当弹簧测力计斜向上拉(与水平方向成30角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡,此时乙同学发现,动力动力臂_(选填“等于”或“不等于”)阻力阻力臂。实验C_(选填“能”或”不能”)说明甲同学结论是错误的。【答案】右 右 等于 能 【解析】【分析】【详解】(1)1图A中,杠杆左侧下沉,应向右调节平衡螺母,直到杠杆在水平位置平衡。(2)2在图B中,据杠杆的平衡条件得3G2F=2G3L在左右两边同时增加一个相同的钩码,则左右两边分别变成4G2F,3
6、G3L而4G2F(2n+6)Gl所以杠杆左端下沉。(2)2据题意知,为了不使铁棒的B端下沉,需用外力来保持平衡,此时铁棒的A为杠杆的支点,阻力臂为OA=,动力臂为AB=,据杠杆平衡条件有G1=F所以此时的外力3要将铁棒B端稍微抬起,此时C变成杠杆的支点,则所以此时的外力4由题意知,D物体的重力G2=mg=2kg10N/kg=20N挂上D物体,杠杆在水平位置平衡时,设绳子对A端的拉力为F1,则有F1OA=G2OB即悬挂D物体前后,C物体对地面压强变化p=p1-p2=6105Pa-2105Pa=4105Pa那么C物体与地面的接触面积则C物体的重力G3=FC=p1S=6105Pa210-4m2=12
7、0N要使C物体恰好被拉离地面,则A端受到的拉力F2=G3=120N那么G3OA=G2OB即120NOA=20NOB所以OA:OB=1:6那么OA:AB=1:77小彬和小萌同学在学完浮力和杠杆的知识后,初步设计了两种方案,去分别测量待测液体(食用油、酱油)的密度:小彬的方案小萌的方案实验过程:如图,用弹簧测力计测出铁块的重力为G, 然后把铁块先后浸没在水、食用油中静止后读出测力计的示数分别为F1、F2;实验过程:如图AOB为轻质杠杆(质量不计),小桶悬挂于A处位置不变,支点O位置不变。首先在小桶中倒人一定体积的水,调节石块的位置于B, 处杠杆在水平方向平衡,然后将水全部倒出将小桶擦干后再将等体积
8、的酱油倒入小桶中,调节石块的位置于B处,杠杆再次在水平方向平衡,若OB1、OB2的长度分别为L1、L2(B1、B2图中未画出)(1)若食用油的密度比水的密度小,则在小彬的方案中F1_F2(选填“大于”、“小于”或 “等于”);(2)小萌通过对比数据发现L1小于L2,可初步推断出酱油的密度比水的密度_;(3)已知水的密度为水,结合两种方案中现有的测量数据,能得出待测液体密度的是_的方案(选填“小彬”或“小萌”),其密度表达式为=_。【答案】小于 大 小彬 【解析】【分析】【详解】(1)1由阿基米德原理可知,排开液体体积相同时,液体密度大,产生的浮力大,故完全浸没时在水中的浮力大于在食用油中的浮力
9、;测力计的示数为铁块重力与浮力之差,故在水中的示数F1小于在食用油中的示数F2。(2)2由杠杆平衡条件可得又L1小于L2,故可得即又水的体积和酱油的体积相同,故(3)34由(2)可知小萌的方案可以比较出待测液体的密度与水的密度大小关系,却不能求得具体值,小彬的方案可以求得待测液体密度大小;在小彬的方案中,铁块浸没在水中受到浮力为由阿基米德原理可得铁块浸没在待测液体受到的浮力为由阿基米德原理可得8如图甲所示是一款自拍神器,它能够在一定长度内任意伸缩,使用者只需将手机固定在伸缩杆上,通过按键或遥控器就能实现多角度自拍。自拍杆主要有伸缩杆、三角支架、底端按键和蓝牙遥控自拍器。(1)蓝牙遥控自拍器是一
10、种短距离通信的无线电技术,它是利用_(“电磁波”或“超声波”)来传递信息而控制拍摄的。(2)如图乙所示是一群人正在利用自拍杆上的手机进行自拍,拿着自拍杆的人发现还有同事没有进入取景窗,请你给她一个合理的操作建议:_。自拍时自拍杆的简图如图所示,O为支点,请你在图中画出力F2的力臂L2,并画出施加在A点的最小动力F1。(_)(3)如图甲中左图,小明把手机固定到自拍杆上,再高高跳起,按下手中的蓝牙遥控自拍器,自拍起跳后的自己(图丙)。他利用蓝牙自拍器设计了如图丁中A图所示的自动拍照装置,他将蓝牙遥控器带有按键的一端套上一个大小合适、另一端封闭的套管,并在套管内放置一个小球(可以在套管内滚动),想利
11、用小球撞击蓝牙按键来自动遥控手机的拍摄。小明起跳时,应该选择图丁中图_(填“B”或“C”)的方式,用手竖直方向握住遥控器,就能自拍到人跳到最高处那个瞬间。为使该装置能准确的抓拍到人跳到最高处那个瞬间,需要反复调整_(写出一条合理的建议)。【答案】电磁波 将自拍杆变的更长一些 B 套管与蓝牙遥控器按键的距离 【解析】【分析】【详解】(1)1蓝牙遥控自拍器是利用电磁波来传递信息而控制拍摄的。(2)2照相时景物没有全部进入镜头的原因是景物到照相机镜头太近,此时应增大它们之间的距离,所以应将自拍杆变的更长一些。3如图,过O点做力F2作用线的垂线,因为过A点的最大力臂就是过A点最小的力,而过A点最大力臂
12、与作自拍杆的简图互相垂直,所以过A点作自拍杆的简图的垂线段,在线段的末端画上箭头就是力F1。(3)4小明起跳时,应该选择图丁中图B的方式,用手竖直方向握住遥控器,人到达最高点时,小球由于惯性继续向上运动,撞击开关,C图起跳时小球在重力的作用下就撞击蓝牙按键。5为了使该装置能准确的抓拍到人跳到最高处那个瞬间,需要反复调整套管与蓝牙遥控器按键的距离。9某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下: 用轻绳悬挂杠杆一端的D点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在占点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平; 竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变),在此过程中
13、弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。回答下列问题: (1)杠杆机械效率的表达式为=_(用已知或测量的物理量符号表示) (2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:_(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_(选填“变大”、“变小”或“不变”)【答案】 杠杆的自重 变大 【解析】【分析】【详解】(1)有用功为W有=Gh1,总功W总=Fh2,则机械效率的表达式=100%=100%(2)有用功是提升钩码所做的功,额外功主要是克服杠杆重力做的功,影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占
14、的比例;提升的钩码重一定说明有用功一定,所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力(3)钩码的悬挂点在A点时,由杠杠的平衡条件得GOA=FOB;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得GOC=FOB,经对比发现,由OA到OC力臂变大,所以拉力F也变大,杠杆提升的高度减小,额外功减小,因此杠杆的机械效率变大10小明在探究“杠杆平衡条件” 的实验中:(1)小明实验前发现杠杆左端低右端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是_。(2)小明用弹簧测力计在B点_拉(如图甲),才可以在杠杆上直接读出动力臂。(3)如图乙所示,某同学不改变拉力方向把杠杆
15、由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置时,弹簧秤的示数将_ 。(选填变大/变小/不变,设杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的中心,并且不计支点处摩擦)(4)小明继续研究杠杆的机械效率,他们用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F,装置如图丁所示,使杠杆缓慢匀速上升, 用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2;则:杠杆机械效率的表达式为=_。(用测量的物理量符号表示)若只将测力计的悬挂点由A移至C点,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_(选填变大/变小/不变)。【答案】右 消除杠杆自重对实验的影响 竖直向下 不
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