2021中考物理专题练习11　杠杆、滑轮与斜面.docx

1、课时作业 11 杠杆、滑轮与斜面 基础夯实 1. (2020 宁夏)如图是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住 C 点打开该夹子时,可把 点看作 支点,此时夹子可近似看作 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。 2.(原创)螺丝钉上的螺纹展开后相当于 ,利用该机械是为了 。 3.(2020 山东济宁)杠杆两端螺母的作用是 ,图中的杠杆在水 平位置平衡,若在两侧各减掉一个等重的钩码,杠杆 (选填“能”或“不能”)保持水平平衡。 4. (2020 安徽模拟)如图所示,用以 O点为支点的杠杆 OA 提升重物,F是作用在杠杆 A 端的力。图中线 段 AD与力 F的作用线在一条直线上,且 ODA

2、D、BCAD。线段 表示力 F的力臂。(选 填“BC”“OD”或“AD”)。 5.(2020 安徽模拟)如图所示,物体甲和乙所受重力都为 160 N,滑轮重力及摩擦忽略不计,当用力分别 匀速提起物体甲和物体乙时,F甲为 N,F乙为 N。 6.(2020 重庆)如图所示硬棒 OB能绕支点 O转动,A处用绳子拉住固定在墙壁上。请画出拉力 F 的力 臂(用 L 表示)。 7. 如图所示,仰卧起坐是通过腹肌收缩把人体上半身抬起的常见健身动作。每次平卧好后坐起的初始 阶段,人的上半身(上半身重心约在胸部附近)相当于一个 杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”), 随着上身的升高,腹肌的收缩力将 (选填“变

3、大”“变小”或“不变”)。 8. (2020 安徽宣城一模)如图所示,质量分布均匀的圆柱体重 G=500 N,圆柱体高 AD=40 cm,底面直径 AB=30 cm,若要使该圆柱体的 A 点离开地面,则需要在 D点施加的最小的力是 N。 9.(2020 安徽涡阳县月考)小明用两个完全相同的滑轮组装成如图所示滑轮组,把重 200 N的物体匀速 提升 2 m,所用拉力 F 为 80 N,克服绳重与摩擦做功 40 J,则每个滑轮重 N。 10. (2020 安徽亳州模拟)如图所示,物体 A在物体 B 的重力作用下做匀速直线运动。若在 A 上再施加一 个水平向左、大小为 180 N 的拉力 F(图中未

4、画出),则物体 A 向左做匀速直线运动,物体 B的重力为 N(滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计)。 11.(2020 湖南湘西州)在如图所示的简单机械中,属于省力杠杆的是( ) 12.(2020 湖南益阳)如图所示是指甲剪的示意图,F 是剪指甲时施加的一个力,则下列关于指甲剪的说 法正确的是( ) A.指甲剪只由一个杠杆组成 B.指甲剪由两个杠杆组成 C.对杠杆 ABC,若以 B为支点,则动力臂是 l D.对杠杆 ABC,若以 B为支点,则动力臂是 BC 13.(2020 湖南衡阳)如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置,若每个钩码的质量为 50 g,为了让杠杆 在水平位置平衡,下列判断正确的

5、是( ) A.在 A 点挂 4个钩码能使杠杆平衡 B.在 B点用弹簧测力计竖直向下拉,当示数为 0.5 N 时,能使杠杆平衡 C.用弹簧测力计在 B点拉,无论如何改变用力方向都要省力 D.用弹簧测力计在 A点拉,无论如何改变用力方向都要费力 14.(2020 安徽蜀山区期末)如图甲所示,在探究杠杆平衡条件时,左边的钩码个数和位置保持不变,且 让杠杆在水平位置平衡。当右边弹簧测力计的拉力作用点位置固定,改变测力计的拉力与水平方向 的夹角 ,则能描述拉力力臂与 角间的变化关系图象的是图中的( ) 15.(原创)俗话说“民以食为天”,筷子是中国人饮食文化中的深刻印记。在整个东亚文化圈中,也扮演 着一

6、种文化标签的角色。如图所示,O点为支点,A点为阻力作用点,B点为动力作用点(动力和阻力都 与筷子垂直)。则( ) A.筷子是一个省力杠杆 B.阻力的方向向下,动力的方向向下 C.杠杆的阻力臂为 AB,动力臂为 BO D.把食物靠近支点放置时,食指对筷子上 B点的压力变小 16.(2020 湖北宜昌)如图为工地搬运砖头的独轮车,人抬起车把时,车体可以看成一个杠杆,关于这个 杠杆下列说法正确的是( ) A.手握的位置靠近把手末端时更费力 B.砖头的位置远离车轮时抬起更省力 C.轮子的中心是杠杆的支点 D.图中拉力 F 大于重力 G 17.(2020 四川巴中)如图所示,物重为 G的物体在不同简单机

7、械中均处于平衡状态(不计机械自重和 摩擦),拉力大小错误的是( ) A.F1=G B.F2= G C.F3= G D.F4= G 18.(2020 安徽太和模拟)如图所示,甲、乙两个滑轮组只是绕线不同。不考虑摩擦与绳重,用它们把相 同的重物提升相同的高度,则( ) A.利用甲滑轮组需要的拉力大 B.二者绳子自由端移动的距离相等 C.甲滑轮组绳子自由端移动的距离大 D.利用乙滑轮组需要的拉力大 能力提升 19.(2020 安徽亳州模拟)A、B两物体如图放置,A 的重力是 20 N,B的重力是 50 N。物体 B在弹簧测 力计的拉动下水平向右做匀速直线运动。已知 A、B之间的滑动摩擦力是 4 N,

8、地面对 B 的滑动摩擦 力是 12 N,不计弹簧测力计和绳子重力、忽略绳子和滑轮之间的摩擦,那么绳子对物体 A 的拉力 F2= N,弹簧测力计的示数 F1= N。 20.(2020 四川达州)一轻质不等臂杠杆 AOB 的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块,此时杠杆在水平 位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中,如图所示。已知 水=1.0103 kg/m3,铝=2.7103 kg/m3,铜=8.9103 kg/m3,则下列判断正确的是( ) A.A 端下降 B.B 端下降 C.仍然平衡 D.无法判断 21.(2020 安徽蒙城县质检)下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。

9、 (1)调节平衡后,在杠杆 B点处挂 6 个钩码,如图甲所示,则在 A点处应挂 个同样的钩码,杠杆 仍然在水平位置平衡。 (2)图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景,已知杠杆每格长 5 cm,钩码每个重 0.5 N,请将弹簧 测力计的示数填入下表。 实验序 号 动力 F1/N 动力臂 L1/m 阻力 F2/N 阻力臂 L2/m 1 0.15 3.0 0.10 (3)上述实验数据不符合杠杆平衡条件,出现问题的原因 是 。 22. (2020 安徽涡阳月考)如图所示,小明爷爷的质量为 m=70 kg,撬棍长 BC=1.2 m,其中 O为支 点,OB=AC=0.2 m。当小明爷爷用力 F1作用于

10、 A点时,恰能撬动重为 G1=1 000 N的物体。求: (1)作用力 F1的大小; (2)保持支点位置不变,F1的方向保持不变,小明爷爷所能撬动的最大物体重 Gm。 参考答案 课时作业 11 杠杆、滑轮与斜面 1.答案 B 等臂 解析 当用力摁住 C点打开该夹子时,AC 是围绕 B点转动的,故 B为支点;由于 AB=BC,故动力臂等于 阻力臂,为等臂杠杆。 2.答案 斜面 省力 3.答案 调节杠杆在水平位置平衡 不能 解析 实验前,应首先进行杠杆平衡调节。当杠杆处于水平平衡时,作用在杠杆上的动力和阻力即为钩 码的重力,其方向恰好与杠杆垂直,这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出。设一个钩码

11、的重 力为 G,杠杆的一个小格为 L,如果在两侧钩码下再各取下一个相同的钩码后,左边=2G2L=4GL;右边 =G3L=3GL;左边大于右边,根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2可知,杠杆不再水平平衡,左侧下降。 4.答案 OD 解析 由题知,O点为支点,线段 AD 与力 F 的作用线在一条直线上,且 ODAD,则 OD 是从支点 O 到 力 F 作用线的距离,所以线段 OD表示力 F的力臂。 5.答案 160 80 解析 左图的滑轮不随物体一起运动,所以甲是定滑轮,定滑轮不省力,所以 F甲=G=160 N;右图滑轮随 物体一起升降,所以是动滑轮,所以可以省一半的力,F乙= G= 160 N=

12、80 N。 6.答案 如图所示 解析 由支点 O向力 F 的作用线作垂线,则垂线段的长就是力 F 的力臂 L。 7.答案 费力 变小 解析 人每次由平卧坐起时,把上半身看成杠杆,支点在臀部的位置,腹肌收缩抬起身体,上半身重心约 在胸部,故动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;由杠杆的平衡条件得,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,可 知随着上身的升高,腹肌的收缩力(动力)将变小。 8.答案 150 解析 由杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂一定的情况下,动力臂越大,动力越小,由图示可知,要使圆柱体 的 A 点离开地面,力臂为 DB 时最大,力作用在 D 端,且与 DB垂直时力最小,动力臂 l1=DB= =

13、50 cm,阻力臂 l2= AB= 30 cm=15 cm,由杠杆平衡条 件得:Fl1=Gl2,最小作用力:F= =150 N。 9.答案 20 解析 由图可知,n=3,绳子自由端移动的距离:s=nh=32 m=6 m, 拉力做的总功 W总=Fs=80 N6 m=480 J, 拉力做的有用功:W有用=Gh=200 N2 m=400 J,W额=W总-W用=480 J-400 J=80 J, 克服动滑轮重力所做的额外功:W额2=W额-W额1=80 J-40 J=40 J, 由 W=Gh可得每个滑轮重 G动= 额 =20 N。 10.答案 45 解析 物体 A 在物体 B的重力作用下向右做匀速直线运

14、动时,A 受到的摩擦力等于动滑轮对 A 的拉力, 即 f=F动;当物体 A 向左做匀速直线运动时,受到向左的拉力 F、向右的摩擦力 f和 F动,即 F=f+F动,因 f=F动,所以 F=2f,即 180 N=2f,解得 f=F动=90 N,且此时摩擦力方向水平向右。动滑轮上有 2 段绳子承 担拉力,滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计,动滑轮上受到的拉力和物体 B的重力的关系为 F动 =2GB;则 GB= F 动= 90 N=45 N。 11.B 解析 钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故 A 不符合题意;用锤子撬钉子 时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故 B 符合题意;筷子

15、在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力 杠杆,故 C 不符合题意;用踏碓捣米时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故 D不符合题意。 12.C 解析 由图可知,杠杆 ABC的下面由两个杠杆组成,这两个杠杆的支点在最右侧,所以指甲剪由 三个杠杆组成,故 A、B错误;对杠杆 ABC,若以 B 为支点,动力臂为支点到动力的作用线的距离,所以 l 为动力臂,故 C 正确,D错误。 13.D 解析 每个钩码重力为 F=0.05 kg10 N/kg=0.5 N,设每个小格长度为 L,则 O点左侧力与力臂 的乘积为 1 N3L=3 NL;在 A 点挂 4个钩码时,杠杆右侧力与力臂的积为 2 N2L=4 NL

16、3 NL,杠 杆不能平衡,故 A错误;在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉,当示数为 0.5 N时,杠杆右侧力与力臂的积为 0.5 N5L=2.5 NL3 NL,杠杆不能平衡,故 B 错误;用弹簧测力计在 B 点拉,根据杠杆平衡条件知,当 改变用力方向使力臂小于 3L 时,根据杠杆平衡条件知,拉力要大于 1 N,杠杆才能平衡,要费力,故 C错 误;在 A 点用弹簧测力计竖直向下拉,根据杠杆平衡条件知,1 N3L=F2L,最小拉力为 1.5 N;当力的 方向改变时,力臂减小,无论如何改变用力方向,力都要大于 1.5 N,都要费力,故 D正确。 14.C 解析 由力臂的定义,画出动力 F的动力臂 OA

17、=l,杠杆上一个格为 L,则 l=sin 6L。因 sin 0=sin 180=0,sin 90=1,故当 =0和 180时,l=0;=90时,l=16L=6L,力臂最大,故只有 C 正确。 15.D 解析 根据题图可知,使用筷子时,动力臂为 BO,阻力臂为 AO,所以筷子是费力杠杆,由此可知,A、 C错误;动力和阻力是作用在杠杆上的力,阻力是菜给杠杆一个向下的力,动力是手指给杠杆一个向上 的力,由此可知,B错误;把食物靠近支点,阻力臂变小,动力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力变 小,D 正确。 16.C 解析 在阻力和阻力臂不变的情况下,手握的位置靠近把手末端时,动力臂大,则动力小,更省

18、力, 故 A 错误;砖头的位置远离车轮时,此时的动力臂和阻力大小不变,阻力臂变大,根据杠杆的平衡条件 可知,动力变大,抬起更费力,故 B 错误;由图可知,整个杠杆是围绕轮子的中心转动的,所以轮子的中心 是杠杆的支点,故 C 正确;图中的动力臂大于阻力臂,根据杠杆的平衡条件可知,动力小于阻力,即 F小 于 G,故 D错误。 17.C 解析 不计机械自重和摩擦时,第一个图是等臂杠杆,由杠杆平衡条件可得 F1=G,故 A正确;第 二个图是滑轮组,承担总重绳子的段数 n=3,F2= G,故 B正确;第三个图是动滑轮,动力作用在轴 上,F3=2G,故 C 错误;第四个图是斜面,使用的斜面 =sin 30

19、= ,因为 FL=Gh,所以 F4= G,故 D正确。 18.A 解析 由题知,现在用甲乙两个滑轮组,把相同的重物 G提升相同的高度 h,由甲图知,n甲=2,拉力 端移动的距离 s甲=n甲h=2h;不考虑摩擦与绳重,拉力 F甲= (G+G 动);由乙图知,n乙=3,拉力端移动的距 离 s乙=n乙h=3h;不考虑摩擦与绳重,拉力 F甲= (G+G 动);可见 s甲F乙,乙滑轮组绳子自由端移 动的距离大,利用甲滑轮组需要的拉力大,故 A 正确,BCD 错。 19.答案 4 20 解析 物体 B 水平向右做匀速直线运动,物体 A 向左也做匀速直线运动,因物体 A受到 B对 A 水平向 右的摩擦力和绳

20、子对物体 A 的拉力 F2处于平衡状态,二力大小相等,绳子对物体 A 的拉力 F2=fBA=4 N,因 B 对 A的摩擦力和 A对 B 的摩擦力是一对相互作用力,二力大小相等,方向相反,A对 B 水平向左 的摩擦力 fAB=fBA=4 N,因同一根绳子的拉力不变,所以绳子对 B 物体的拉力也为 4 N,对 B 物体受力分 析可知,受到水平向右的拉力 F1、A对 B水平向左的摩擦力和地面对 B 施加的摩擦力以及绳子对 B 的拉力,此时 B 处于平衡状态,合力为零,则 F1=F2+fAB+fB=4 N+4 N+12 N=20 N。 20.B 解析 如题图,杠杆处于平衡状态,根据杠杆平衡条件得, G

21、铝OA=G铜OB, 铝gV铝OA=铜gV铜OB, 铝V铜OB, 现将铝块、铜块同时浸没在水中,由阿基米德原理 F浮=水gV排=水gV物, 故此时作用在杠杆左、右两端的合力分别为: FA=铝gV铝-水gV铝, FB=铜gV铜-水gV铜, FAOA-FBOB=(铝gV铝-水gV铝)OA-(铜gV铜-水gV铜)OB=铝gV铝OA-水gV铝OA-铜gV铜 OB+水gV铜OB, 由知,FAOA-FBOB=水gV铜OB-水gV铝OA=水g(V铜OB-V铝OA)。 由知,FAOA-FBOB0,FAOAFBOB,故 B端下沉,只有 B正确。 21.答案 (1)4 (2)3.8 (3)弹簧测力计没有竖直向下拉

22、解析 (1)如图甲所示,在杠杆 B 点处挂 6 个钩码,设在 A 点处应挂 n 个同样的钩码,杠杆仍然在水平位 置平衡;设每个钩码重为 G,每个小格为 L,根据杠杆的平衡条件 F动l动=F阻l阻:6G2L=nG3L,故 n=4, 即在 A点处应挂 4 个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡。 (2)弹簧测力计每一个大格代表 1 N,每一个小格代表 0.2 N,示数为 3.8 N。 (3)弹簧测力计没有竖直向下拉,当弹簧测力计倾斜拉杠杆时,力臂小于动力点到支点的距离,动力 臂变小。 22.答案 (1)250 N (2)3 500 N 解析 (1)由题意可知,OB=AC=0.2 m,OA=BC-OB

23、-AC=1.2 m-0.2 m-0.2 m=0.8 m, 由下图可知,OE为重力 G1的力臂, 由AOD与BOE 相似可得, , 由杠杆的平衡条件可得:F1L1=G1L2, 则 F1= G= 1 000 N=250 N。 (2)支点位置不动,F1的方向保持不变,小明爷爷要想撬动最大物重,F1的作用点应在 C 端,此时动 力臂最长,则最长动力臂 OC=BC-OB=1.2 m-0.2 m=1 m,如下图所示。 由COD与BOE 相似可得, , 小明爷爷的最大动力 F1大=G人=mg=70 kg10 N/kg=700 N, 由杠杆的平衡条件可得 F1大L1=GmL2, 则 Gm= F1 大= 700 N=3 500 N。