河北專版2020中考物理復習方案第四單元力學課時訓練15杠桿杠桿平衡條件及其應用試題

PAGEPAGE1課時訓練(十五)杠桿杠桿平衡條件及其應用(限時:40分鐘)|基礎(chǔ)鞏固|一、選擇題1.[2018·邵陽]如圖K15-1所示的杠桿,動力F的力臂是 ()圖K15-1A.OD B.OF C.OA D.OC2.杠桿質(zhì)地均勻,每個鉤碼重0.5N,如圖K15-2所示操作中可以使杠桿在水平位置平衡的是(杠桿上有等間隔的刻度) ()圖K15-23.[2018·福建B卷]《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理。圖K15-3中“標”“本”表示力臂,“權(quán)”“重”表示力。以下說法符合杠桿平衡原理的是 ()圖K15-3A.“權(quán)”小于“重”時,A端一定上揚 B.“權(quán)”小于“重”時,“標”一定小于“本”C.增大“重”時,應把“權(quán)”向A端移 D.增大“重”時,應換用更小的“權(quán)”4.[2019·廊坊大城縣質(zhì)檢]如圖K15-4所示,利用起重機將一較重的物體吊起。以下說法正確的是()圖K15-4A.吊臂實質(zhì)是省力杠桿 B.吊臂抬得越高,阻力臂越大C.伸長吊臂可能造成起重機傾翻 D.放長吊繩會使吊臂受到的支持力變大5.[2019·南充]如圖K15-5所示,用一個始終水平向右的力F,把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中,力F將()圖K15-5A.變大 B.不變 C.變小 D.不能確定6.如圖K15-6所示,O為拉桿式旅行箱的輪軸,OA為拉桿,現(xiàn)在拉桿端點A處施加力F,使箱體從圖示位置繞O點緩慢逆時針轉(zhuǎn)至豎直位置。若力F的大小保持不變,則力F的方向應 ()圖K15-6A.垂直于OA B.豎直向上 C.沿OA向上 D.水平向左7.[2019·湘西州]一根原木放在水平地面上,粗略估計它的質(zhì)量時,我們視其粗細相同,質(zhì)量分布均勻,現(xiàn)抬起一端使它稍離地面需要500N的力,則原木的質(zhì)量約為(g取10N/kg) ()A.50kg B.100kg C.250kg D.500kg8.在杭州動物園內(nèi),一位物理老師僅用小小的彈簧測力計就測出了一頭大象的質(zhì)量,如圖K15-7甲所示,測量時利用了一根槽鋼作為杠桿(不計槽鋼和鐵籠的質(zhì)量)。當槽鋼水平靜止時,彈簧測力計的示數(shù)為200N,測得吊車吊鉤的懸點O距彈簧測力計一端的距離為9m,距系鐵籠處的距離為6cm。當他拉著彈簧測力計,使裝有大象的鐵籠向上運動了0.2m時,下列有關(guān)此次活動的說法正確的是(g取10N/kg) ()圖K15-7A.該大象的質(zhì)量為3×104kgB.對大象做的功為6×103JC.拉起大象的過程中拉力F1不做功D.彈簧測力計示數(shù)不變,他若想稱量更重的大象,可以將彈簧測力計的懸掛點向O點靠近9.[2019·達州]如圖K15-8所示,輕質(zhì)杠桿AB可繞O點轉(zhuǎn)動,當物體C浸沒在水中時杠桿恰好水平靜止,A、B兩端的細線均不可伸長且處于張緊狀態(tài)。已知C是體積為1dm3、重為80N的實心物體,D是棱長為20cm、質(zhì)量為20kg的正方體,OA∶OB=2∶1,圓柱形容器的底面積為400cm2。則下列結(jié)果不正確的是(g取10N/kg)()圖K15-8A.物體C的密度為8×103kg/m3B.杠桿A端受到細線的拉力為70NC.物體D對地面的壓強為1.5×103PaD.物體C浸沒在水中前后,水對容器底的壓強增大了2×103Pa二、填空及簡答題10.[2019·石家莊十八縣聯(lián)考一模]在做“探究杠桿平衡條件”實驗時,實驗前發(fā)現(xiàn)杠桿左端低,右端高,為使杠桿在水平位置平衡,應將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);實驗時,在A點懸掛兩個總重為1N的鉤碼,在B點用彈簧測力計豎直向下拉,如圖K15-9所示,使杠桿在水平位置再次平衡,則拉力應為N,此時杠桿屬于杠桿。

圖K15-911.[2019·安徽]如圖K15-10所示,一輕桿AB懸于O點,其左端掛一重物,右端施加一個與水平方向成30°角的力F,此時輕桿AB水平平衡。若重物質(zhì)量m=3kg,BO=3AO,g取10N/kg,則力F的大小為N。

圖K15-1012.[2019·唐山古冶一模]搬運磚頭的獨輪車,車廂和磚頭所受的總重力G=1400N。獨輪車有關(guān)尺寸如圖K15-11所示。該獨輪車是一個杠桿,動力F=N,為了更省力,工人師傅可以采取的措施是。

(寫出一條即可)圖K15-1113.[2019·安順]如圖K15-12所示,用固定在豎直墻上的直角三角形支架ABC放置空調(diào)室外機,已知AB長40cm,BC長50cm。室外機的質(zhì)量為30kg,室外機的重力作用線正好通過AB中點,則A處螺釘受到的水平拉力F為N(支架重力不計)。為了安全,從力學的角度分析,室外機的位置應盡量(選填“靠近”或“遠離”)墻壁。(g取10N/kg)

圖K15-12三、實驗探究題14.[2019·保定二模]小明在“探究杠桿平衡條件”實驗中,準備的器材有:杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。(1)組裝好器材后,杠桿靜止時如圖K15-13甲所示,小明下一步應該將平衡螺母向調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是。

圖K15-13(2)下表是小明測得的幾組數(shù)據(jù),第2次實驗中空白處的數(shù)據(jù)應是,分析表中數(shù)據(jù)可知,杠桿的平衡條件是。

實驗次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m11.00.242.00.1221.50.10.532.00.10.50.4(3)實驗中多次改變力和力臂的大小是為了。(填字母序號)

A.多次測量求平均值減小誤差 B.減小摩擦力 C.多次實驗得出普遍性結(jié)論(4)小明在實驗完成后提出了新的問題“若支點不在杠桿的中點時,平衡條件是否還能成立?”于是他組裝了如圖乙所示的一套裝置進行實驗,測出的數(shù)據(jù)與杠桿的平衡條件不相符,你覺得原因可能是。

四、計算應用題15.[2018·唐山豐南區(qū)三模]重力不計的杠桿可繞O點無摩擦轉(zhuǎn)動,在A端用輕質(zhì)細繩懸掛一底面積為0.5m2、高為10cm、質(zhì)量為200kg的圓柱體重物M,同時在B點施加一個始終垂直于杠桿的拉力FB,如圖K15-14所示,OA=3m,OB=2m。(g取10N/kg)(1)當繩子上的拉力FA為零時,求M對水平地面的壓強。(2)當將杠桿拉至與墻面夾角為30°時,M對水平地面的壓力剛好為零,求此時拉力FB的大小。(3)M離開地面再向上拉,拉力是如何變化的?何時拉力FB最大,最大值是多少?圖K15-14|能力培優(yōu)|16.(多選)[2019·唐山豐潤區(qū)一模]如圖K15-15所示,輕質(zhì)杠桿上各刻度間距離相等,O為杠桿中點。甲、乙是由同種金屬材料制成的實心物體,甲為正方體,乙重15N,將甲、乙用能承受最大拉力為20N的細線分別掛于杠桿上M、Q處時,兩細線被拉直且都沿豎直方向,M、Q兩點正好分別在甲、乙重心正上方,杠桿在水平位置平衡,這時甲對地面的壓強為4000Pa;當把乙掛于R處時,甲對地面的壓強為3750Pa。下列說法中正確的是 ()圖K15-15A.金屬塊甲的重力為45NB.金屬塊乙的體積為200cm3C.將甲向右移動并掛于N點正下方,乙仍掛于R點,放手后杠桿仍能平衡D.將甲向右移動并掛于P點正下方,乙移掛至S點,放手后甲被拉離地面17.(多選)[2018·達州改編]如圖K15-16所示,光滑帶槽的長木條AB(質(zhì)量不計)可以繞支點O轉(zhuǎn)動,木條的A端用豎直細線連接在地板上,OA=0.6m,OB=0.4m。在木條的B端通過細線懸掛一個長方體木塊C,C的密度為0.8×103kg/m3,B端正下方放一盛滿水的溢水杯?，F(xiàn)將木塊C緩慢浸入溢水杯中,當木塊浸入水中一半時,從溢水口處溢出0.5N的水,杠桿處于水平平衡狀態(tài)。然后讓質(zhì)量為300g的小球從B點沿槽向A端勻速運動,經(jīng)過4s后系在A端的細線的拉力恰好等于0,下列結(jié)果正確的是(忽略細線的重力,g取10N/kg)()圖K15-16A.木塊C一半浸入水中時,受到的浮力為0.5NB.木塊C一半浸入水中時,受到細線的拉力為0.3NC.小球剛放在B端時A端受到細線的拉力為2.2ND.小球的運動速度為0.2m/s18.[2019·綏化]如圖K15-17所示,輕質(zhì)杠桿OB可繞固定軸O自由轉(zhuǎn)動(AB=2AO)。將棱長為10cm的正方體合金塊,用輕繩掛在A點處,在B點施加豎直向上的力F1=30N時,杠桿在水平位置平衡,此時合金塊對水平地面的壓強恰好為0,則合金塊的質(zhì)量是kg。若撤去F1,在B點施加力F2時,合金塊對地面的壓強為1.2×103Pa,則力F2的大小是N。(g取10N/kg)

圖K15-17

【參考答案】1.D2.D3.C4.C5.A6.B7.B8.B[解析]不計槽鋼和鐵籠的質(zhì)量,根據(jù)杠桿平衡條件有F1l1=F2l2,所以,大象的重力G=F2=F1l1l2=200N×9m0.06m=3×104N,則大象的質(zhì)量m=Gg=3×104N10N/kg=3×103kg,故A錯誤。對大象做的功W=Gh=3×1049.D[解析]物體C的質(zhì)量mC=GCg=80N10N/kg=8kg,C的體積VC=1dm3=10-3m3,C的密度ρC=mCVC=8kg10-3m3=8×103kg/m3,A正確,不符合題意。C浸沒在水中受到的浮力F浮=ρ水V排g=ρ水VCg=1.0×103kg/m3×10-3m3×10N/kg=10N,A端受到細線的拉力FA=FA'=GC-F浮=80N-10N=70N,B正確,不符合題意。由杠桿平衡條件F1l1=F2l2得,FAlOA=FBlOB,則B端受到的拉力FB=FA×lOAlOB=70N×21=140N,D所受的重力GD=mDg=20kg×10N/kg=200N,由物體間力的作用的相互性可知,D受到細線的拉力FB'=FB=140N,D對地面的壓力F=GD-FB'=200N-140N=60N,D對地面的壓強p=FS=FLD2=60N(10.右0.8省力11.2012.省力420手向后移動13.200靠近14.(1)右便于測量力臂(2)0.3F1l1=F2l2(或動力×動力臂=阻力×阻力臂)(3)C(4)杠桿自身的重力影響了測量結(jié)果15.解:(1)當繩子上的拉力FA為零時,M對地面的壓力F壓=GM=mMg=200kg×10N/kg=2000N,M對水平地面的壓強p=F壓SM=(2)當將杠桿拉至與墻面夾角為30°時,如圖所示,此時FA的力臂為OC=OA·sin30°=3m×12=1.由題可知,此時M對水平地面的壓力剛好為零,則A端此時受到的拉力FA=GM=2000N,由杠桿平衡條件可得FB·OB=FA·OC,此時拉力FB=FA·OCOB(3)當杠桿轉(zhuǎn)到如圖甲所示的虛線位置時,分析可知,拉力FB的力臂OB未發(fā)生變化,A點的作用力FA大小等于重物的重力也沒有發(fā)生變化,但力FA的力臂變長了,由杠桿平衡原理FB·OB=FA