強化突破15杠桿的典型應用-2023-2024學年九年級科學上冊學練測（浙教版）（原卷版）

強化突破15、杠桿的典型應用一、選擇題1．（2019九上·秀洲期末）人在踮腳時主要靠腓腸肌收縮，假設人的重力作用線通過N點，如圖所示。若某人的重力為600牛，MO=2NO，則雙腳同時踮起時，每只腳的腓腸肌作用力是（）A．150牛 B．300牛 C．600牛 D．1200牛2．（2018九上·義烏月考）如圖，小明用一輕質杠桿自制簡易密度秤的過程中，在A端的空桶內分別注入密度已知的不同液體，改變物體M懸掛點B的位置，當杠桿在水平位置平衡時，在M懸掛點處標出相應液體的密度值。下列關于密度秤制作的說法中，錯誤的是（）A．每次倒入空桶的液體體積相同B．懸點O適當右移，秤的量程會增大C．秤的刻度值向右越來越大D．增大M的質量，秤的量程會增大3．學校里的開關經常損壞，除了個別同學人為因素和產品的自身質量原因外，是否還有開關本身的設計有關呢？如圖所示的甲、乙兩種常用的墻壁開關。其按鈕可繞面板內某軸轉動。根據你的生活經驗和科學知識，請判斷下列說法正確的是（）A．甲容易損壞，使用壽命短B．在正常情況下，按乙開關所需的力大C．正常情況下，兩種開關都一樣不易損壞，使用壽命一樣長D．在正常情況下，按甲開關產生的壓強小4．（2023九上·海曙期末）質量分布均勻、重為G的直桿AB置于水平面上(忽略桿的直徑大小)，小科同學現在A端施加外力F，勻速緩慢抬起直桿至如圖位置(桿與水平面成60角)，此時桿A端距地面高度為h，桿的B端始終和地面之間保持相對靜止，F的方向始終和直桿垂直，則下列說法中正確的是（）A．抬起過程中，此杠桿先省力后費力B．抬起過程中，力F所做的功為FhC．抬起過程中，桿克服重力做功為G?D．抬起過程中，若不計摩擦損失能量，則桿的機械能守恒5．（2022九上·杭州期中）錢塘江上出現獨特的“水上輕功”獨竹漂，前進時，該男子的右手（B點）撐住竹竿某處，左手（A點）用力揮動劃竿。下列說法正確的（）A．劃竿使用時A點為支點B．劃竿使用時是一個費力杠桿C．將A點盡量地靠近水面，可以增大阻力臂D．將A點盡量地靠近水面，可以增大動力6．（2022九上·金華期中）如圖為幼兒園的一種平衡感訓練器械，平衡木的A、B兩端用鐵鏈固定，平衡木自重忽略不計，當小朋友A點開始向B點勻速走動，則B點受到鐵鏈的拉力與移動時間的關系圖像為（）A．B．C．D．7．（2022·溫州模擬）化學實驗中小溫將裝水的燒杯放置在鐵架臺上，以下情況鐵架臺最有可能傾倒的是（）A．B．C．D．8．（2021九上·江北期末）有一質量分布不均勻的木條，質量為2.4kg，長度為AB，C為木條上的點，AC＝14A．18AB B．14AB C．12AB 9．（2021九上·嘉興期末）如圖所示，是我國古代《墨經》最早記述了秤的杠桿原理（如圖所示），此時杠桿處于平衡狀態(tài)，有關它的說法錯誤的是（）A．“標”“本”表示力臂，“權”“重”表示力B．“權”“重”增加相同的質量，A端會上揚C．增大“重”時，應把“權”向A端適當移動D．若將提紐O向B端移動一些，桿秤測量范圍變大10．（2021九上·浙江期中）掛鐘的分針轉動的動力來自機械齒輪，可認為是作用在C點且方向始終與分針垂直的力F，當分針勻速由A位置（如圖甲）順時針轉動到B位置（如圖乙）過程中，力F大小的變化情況為（）A．逐漸變大 B．逐漸變小C．先變大后變小 D．先變小后變大二、填空題11．（2021九上·椒江期中）在地震中，救援隊員把滾落在公路上的石塊撬起，如圖所示，若救援隊員在撬棒D點沿DM方向用力撬起石塊1，撬棒的支點是點；若救援隊員在撬棒D點沿DN方向用力撬起石塊1，撬棒的支點是點。這兩種方式中，沿（填“DM”或“DN”）方向用力撬起石塊1比較省力。12．（2019九上·溫州期中）在對汽車的發(fā)動機做檢修時需要將引擎蓋抬起，抬起過程應用了杠桿原理。圖2為引擎蓋的受力分析模型圖：引擎蓋可繞O點自由轉動，A為引擎蓋重心位置。假設OB=120cm，AB=40cm。用大小為50N的拉力F沿豎直方向將引擎蓋的B端緩緩抬起50cm。則（1）引擎蓋重力G大小為N。（2）在抬起引擎蓋過程中，拉力F所做的功為J。13．（2018九上·海寧月考）螺絲和螺母是生產、生活中常用的緊固件。（1）在使用過程中，常需墊一個墊圈，墊圈分彈簧墊圈和平墊圈。兩者相比，用彈簧墊圈更能使擰緊的螺母不易脫落，這是因為。（2）有時連接物件之間的加固不必很緊，通常使用一種元寶螺母(如上圖)，其優(yōu)點是不必使用扳手，用手直接可以將螺母擰緊。從科學的角度考慮，元寶螺母和普通螺母相比，其實是增大了從而較省力。14．如圖所示，用固定在墻上的三角支架ABC放置空調室外機。如果A處螺釘松脫，則支架會繞點傾翻。已知AB長40厘米，AC長30厘米。室外機的重力為300牛，正好處在AB中點處，則A處螺釘的水平拉力為牛(支架重力不計)。為了安全，室外機的位置應盡量(填“靠近”或“遠離”)墻壁。15．（2020·西湖模擬）小金用輕質木棒、小桶（容積100mL）等器材，制作了一個“密度秤”（如圖所示）。已知AO=10cm，秤砣質量為100g，桶內不裝任何液體時，移動秤砣到B處，秤桿恰好處于平衡狀態(tài)。請回答下列問題。（1）若OA>OB，則秤砣的質量（選填“>”“<”或“=”）小桶的質量。（2）該秤的刻度是（選填“均勻”或“不均勻”）的。（3）當小金向桶內裝滿某種液體后，需將秤砣向右移動8cm，秤桿再次達到平衡狀態(tài)，則該液體的密度為kg/m3。16．小金僅用刻度尺這一測量工具測出了石塊的密度。裝置如圖所示，主要實驗步驟如下：①用細線將輕質直桿懸起來，懸點為O，并將一重物用細線懸于直桿O點左側的P點；②保持重物的懸點不變，將裝水的輕質塑料袋用細線掛在直桿O點右側的某點，直桿處于水平靜止，用刻度尺測得該點到O點的距離為30.0cm；③在溢水杯中裝滿水，將待測石塊緩慢浸沒在杯中，讓溢出的水全部流入輕質塑料袋中；④保持重物的懸點不變，將待測石塊用細線掛在直桿O點右側的某點，使直桿處于水平靜止，用刻度尺測得該點到O點的距離為12.0cm。（1）上述實驗步驟最佳順序是.（填步驟前的序號）（2）已知水的密度為1.0×103kg/m3，則待測石塊密度為2.5×103kg/m3（或2.5g/cm3）；實驗中保持直桿水平靜止的原因是。17．在如圖中，AB、CD分別表示質量均勻、形狀相同的兩塊長方形木板，它們的重均為G，長為L，分別可繞各自的支點O1、O2自由轉動，且AO1：O1B=CO2：O2D=3：1。現將一根每節(jié)重為P，長度超過L的鏈條MN懸掛在兩板的B端和D端，當兩木板的B、D兩端相距L/2時，兩木板恰好保持水平平衡，則該鏈條共由節(jié)組成，若將支點O1、O2分別向左、向右移動，且滿足AO1：O1B=CO2、O2D=2：1，AB板將（填“繞O1順時針轉動”“仍保持水平平衡”或“繞O1逆時針轉動”）。18．某人在動物園內，用彈簧測力計稱出了一頭大象的質量，在稱象過程中，他用到了吊車、鐵籠和一根很長的配槽鋼等輔助工具，操作步驟如下：a．如圖甲所示，將鐵籠系于槽鋼上的B點，當吊車吊鉤在槽鋼上的懸吊點移至O點時，槽鋼在水平位置平衡；b．將大象引入鐵籠，保持吊鉤懸吊點O點和鐵籠懸掛點B點的位置不變，用彈簧測力計豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次在水平位置平衡，如圖乙所示，測得OB=8cm，OA=12m，彈簧測力計的示數為300N，根據上述數據測出了大象的重量。（1）大象的質量為kg。（2）設計步驟a的目的是。19．（2019九下·余姚競賽）有這樣一個課題：桿秤加一些小配件，你是否就可以設計制造出一桿能測出液體密度的桿秤呢？小亮看到這個課題后，經過論證和試驗，在秤盤中放一個容積為500mL、質量為200g的玻璃容器，然后在桿秤的某些刻度上標上密度值，就制成了一桿簡單而實用的液體密度秤（如圖所示）。只要在玻璃容器中加500mL的待測液體，就可以直接“稱”出該液體的密度。在這桿秤上，密度為“0”的刻度應標在原刻度kg處．請通過計算，確定桿秤上“0.6kg”刻度處對應的密度值為g/cm3。20．（2017·浙江模擬）小明制作了直接測量液體密度的“密度天平”。其制作過程和原理如下：如圖甲所示，選擇一個長杠桿，調節(jié)兩邊螺母使杠桿在水平位罝平衡；在左側離支點10cm的位罝A用細線固定一個質量為110g、容積為50mL的容器。右側用細線懸掛一質量為50g的鉤碼（細線的質量忽略不計）。①調節(jié)杠桿平衡，往容器中加滿待測液體，移動鉤碼使杠桿在水平位置平衡，在鉤碼懸掛位罝直接讀出液體密度。②當容器中沒有液體時，鉤碼所在的位置即為“密度天平”的“零刻度”，“零刻度”距離支點Ocm。③若測量某種液體的密度時，鉤碼在距離支點右側31cm處，則此種液體的密度為g/cm3。④若此“密度天平“的量程不夠大，可以采用的方法增大量程（寫出一種即可）。三、實驗探究題21．（2023·舟山）投石器是古代的攻城利器，科學小組同學想進一步了解投石器，開展了以下項目化學習研究：[項目制作]經討論后，利用配重、小石塊、木桿、細繩、網兜等器材，制成投石器，如圖。[項目研究]①松開系繩，配重下降，裝有石塊的一端快速上升，木桿停止后，石塊被投出，記錄石塊投射的距離。②調整系繩的長度，改變投射角度θ，記錄投射距離，重復實驗，數據如表。投石器測試(m石塊=50克)投射角度θ15°30°45°60°75°投射距離(米)4.25.36.45.54.8（1）小組同學探究的問題是。（2）根據表中數據，可得出的結論是。[項目迭代]為使投石器能將石塊投得更遠，請你寫出一種方法。22．從地面上搬起重物我們的常見做法是彎腰（如圖甲）或人下蹲彎曲膝蓋（如圖乙）把它搬起來，哪種方法好呢？下面就建立模型說明這個問題。把脊柱簡化為杠桿如圖丙所示，脊柱可繞骶骨（軸）O轉動，腰背部復雜肌肉的等效拉力F1作用在A點，其實際作用方向與脊柱夾角為12°且保持不變，搬箱子拉力F2作用在肩關節(jié)B點，在B點掛一重物代替箱子。用測力計沿F1方向拉，使模型靜止，可測出腰背部復雜肌肉拉力的大小。接著，改變脊柱與水平面的夾角即可改變杠桿與水平面的夾角α，多次實驗得出結論。（1）在丙圖中畫出F2力臂L2。（2）當α角增大時，F1（填“變大”或“變小”或“不變”）。（3）對比甲乙兩種姿勢所對應丙圖中的兩種狀態(tài)，由以下分析可得，（填“甲”或“乙”）圖中的姿勢比較正確。四、解答題23．（2021九上·東陽月考）如圖甲所示是小柯家廚房里的腳踏式翻蓋垃圾桶的實物圖，翻蓋的原理是利用了兩個杠桿和輕質硬桿BC組合而成。圖乙是其示意圖：腳踏杠桿AO1B、O為支點，A為腳踏處，AO1=24cm，BO1=18cm；桶蓋杠桿DCO2，O2為支點，桶蓋的質量為600g，桶蓋和連接桿的尺寸如圖乙所示，腳踏桿和其他連接桿的質量不計，桶蓋質量分布均勻，厚度不計，D為重心，桶蓋閉合時，連接桿BC處于豎直狀態(tài)。請分析回答：（1）出圖乙可知，則杠桿AO1B為(選填“省力”“等臂”或“費力”)杠桿；（2）若要把桶蓋翻開，作用在C點的力至少為多大；（3）若將桶蓋翻開30°，桶蓋克服重力做了多少功。．24．某科學興趣小組利用硬棒(質量可忽略不計)、細線、若干已知重力的物體、刻度尺等器材來研究杠桿平衡的條件。如圖所示，在C處掛一待測物體B，當重為8牛的物體A掛在D處時，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺測得OC為6厘米，OD為18厘米。（1）此時物體B的重力是多少牛？（2）保持O點位置和物體A的重力不變，在C處掛上不同重力的物體，移動物體A的位置，使硬棒在水平位置平衡，分別在OE上標出相應的重力值所對應的刻度，就制成了一根能直接讀出待測物體重力的杠桿。問該杠桿的刻度是否均勻？請說明理由。25．甲物體靜止在水平地面上時，對地面的壓強p1為4×105Pa?，F將甲物體用細繩掛在輕質杠桿的A端，杠桿B端懸掛質量為1kg的乙物體，如圖所示。當杠桿在水平位置平衡時，甲物體對地面的壓強p2為1×105Pa。已知：AO∶AB＝1∶4，g取10N/kg。求：（1）細繩對甲物體的拉力大??？（2）甲物體的底面積是多大？（3）若移動O點，使甲物體剛好離開地面，問：AO：AB=?26．在一些建設施工工地上，可以看見各種大型起重機.圖所示是一種起重機的簡易圖，為了保證起重機起重時不會翻倒，起重機右側配有一個重物M.現測得重物M的質量為4000千克，AB為10米，BC為4米,CD為1米.(g=取10牛／千克）（1）該起重機可起吊的最大物重為多少？（起重機本身的重不計）（2）現要將質量為m噸的貨物提高到某一地點，如果不考慮起重機所做的額外功，要計算起重機的功率是多大，