111杠桿（第二課時）-2022-2023學九年級上冊物理練習（蘇科版）

11.1杠桿（第二課時）如圖所示的杠桿屬于費力杠桿的是（）A．羊角錘拔釘子 B．起子開瓶蓋 C．鉗子剪導線 D．鑷子夾物【答案】D。【解析】解：羊角錘、起子、鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿?？曜訉儆趥鹘y(tǒng)餐具，使用時（）A．省力且省距離 B．省力但費距離 C．費力且費距離 D．費力但省距離【答案】D?！窘馕觥拷猓河缮罱?jīng)驗可知，筷子在使用時動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿上，雖然費力，但使用時可以省距離，故ABC錯誤，D正確。下列工具在使用時屬于費力杠桿的是（）A．金屬鑷子 B．起子 C．托盤天平 D．獨輪車【答案】A?！窘馕觥拷猓浩鹱?、獨輪車在使用過程中，動力臂大于阻力臂，為省力杠桿；金屬鑷子竿在使用時，動力臂小于阻力臂，為費力杠桿；托盤天平在使用時，動力臂等于阻力臂，為等臂杠桿。下列各圖所示的工具，正常使用時省力的是（）A．筷子 B．獨輪車 C．定滑輪 D．釣魚竿【答案】B?！窘馕觥拷猓篈D、筷子、釣魚竿在使用時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故AD不符合題意；B、獨輪車在使用時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故C符合題意；C、定滑輪實質(zhì)是一等臂杠桿，不省力也不費力，故C錯誤。如圖所示，下列工具中，既不省力，又不省距離的是（）A．鑷子 B．托盤天平 C．園藝剪刀 D．指甲剪【答案】B?！窘馕觥拷猓杭炔皇×?，也不省距離的杠桿屬于等臂杠桿；A、鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，為費力杠桿，故A錯誤；B、托盤天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，為等臂杠桿，故B正確；C、園藝剪刀、指甲刀在使用過程中，動力臂大于阻力臂，為省力杠桿，故C錯誤；D、指甲剪可以看成是由一個撬棒和一個鑷子組成，即一個省力杠桿、兩個費力杠桿組成，故D錯誤。如圖所示的輕質(zhì)杠桿在水平位置平衡，若每一個鉤碼重均為1牛，則此時彈簧測力計的示數(shù)為（）A．1牛 B．2牛 C．3牛 D．4?！敬鸢浮緼?！窘馕觥拷猓涸O杠桿上每一格長度為L，由杠桿平衡條件可得：F動L動＝F阻L阻，即：F動×4L＝2N×2L，解得F動＝1N。兩個力作用在杠桿上，使杠桿達到平衡，則（）A．這兩個力的大小一定相同 B．這兩個力的方向一定相反 C．力臂較小的則其力較小 D．力臂較小的則其力較大【答案】D。【解析】解：A、杠桿處于平衡狀態(tài)，說明F1L1＝F2L2，因為力臂的關(guān)系不知道，所以不能判斷二力的大小關(guān)系，故A錯誤；B、杠桿處于平衡狀態(tài)，說明F1L1＝F2L2，因為二力的作用位置不確定，所以不能確定這兩個力的方向是否相反，故B錯誤；CD、杠桿處于平衡狀態(tài)，說明F1L1＝F2L2，則力臂較小的其力一定較大，故C錯誤，故D正確。動力為20N，阻力為100N，若動力臂長80cm，當杠桿平衡時，阻力臂長應為（）A．20cm B．16cm C．25cm D．400cm【答案】B?！窘馕觥拷猓焊鶕?jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2可知：阻力臂的長度為：L2＝＝＝0.16m＝16cm。如圖所示，質(zhì)地均勻的圓柱體，在拉力F的作用下，由實線位置勻速轉(zhuǎn)到虛線所示位置，整個過程中，拉力F始終作用于A點且與OA保持垂直（OA為圓柱體橫截面的直徑），圓柱體在轉(zhuǎn)動過程中不打滑。則下列分析正確的是（）A．拉力F逐漸變小 B．拉力F逐漸變大 C．由于拉力F的力臂始終保持最長，拉力F始終保持最小值不變 D．條件不足，無法判斷【答案】A?！窘馕觥拷猓赫麄€過程中，拉力F始終作用于A點且與OA保持垂直；由圖可知，動力F的力臂L（L＝OA）始終保持不變，阻力為圓柱體的重力G始終大小不變，由實線位置轉(zhuǎn)到虛線位置時，重力的力臂逐漸減小，根據(jù)杠桿平衡條件可得FL＝GL′，所以動力F逐漸變小。如圖所示，小明用一可繞O點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿，將掛在杠桿下的重物提高，他用一個始終與杠桿垂直的力F，使杠桿由A位置緩慢轉(zhuǎn)到B位置，如圖所示，在這個過程中（）A．F先變大后變小，先省力后費力 B．F先變大后變小，一直是費力的 C．F先變小后變大，先省力后費力 D．F一直變大，一直是省力的【答案】A?！窘馕觥拷猓盒∶饔靡豢衫@O點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿，則O為杠桿的支點；力F始終與杠桿垂直，故動力臂L1不變，阻力為物體的重力，由上圖可：阻力臂L2（即重力的力臂）先變大，到水平位置時最大，然后又變小，根據(jù)杠桿的平衡條件可得：FL1＝GL2，則動力F＝×G，因G、L1不變，L2先變大后變小，故F變大后變??；當杠桿與豎直方向成較小的夾角時，動力臂大于阻力臂，為省力杠桿；當杠桿與豎直方向成較大的夾角時，由圖可知，動力臂始終小于阻力臂，為費力杠桿，故只有A正確。利用杠桿投擲石球，如圖所示，作用在A點的力沿b（選填“a”“b”或“c”）方向時最小。已知石球重100N，OA：OB＝1：3，則作用在A點力的最小值為300N（不計杠桿自重及摩擦），它是費力杠桿?！敬鸢浮縝；300；費力?！窘馕觥拷猓海?）由圖知，在A端施力F，當F的方向與杠桿垂直時動力臂最大，此時最省力，即作用在A點的力沿b時最小；（2）根據(jù)杠桿的平衡條件知：F×OA＝G×OB，已知：OA：OB＝1：3，G＝100N，所以，F(xiàn)＝3G＝3×100N＝300N；此時動力臂小于阻力臂，所以它是費力杠桿。如圖所示，O是支點，OA＝50cm，OB＝30cm，BC＝40cm，G＝200N，若在C點施加最小力F使杠桿平衡在如圖所示位置，則該最小力F＝200N。【答案】200?！窘馕觥拷猓河深}知，O為杠桿的支點，要在C端施加一個最小的動力F。阻力、阻力臂一定，根據(jù)杠桿的平衡條件，要使動力最小，則動力臂應最長，圖中C點到O的距離最長，以OC為力臂是最長的力臂，動力的方向與OC垂直且向下，如圖所示：在直角三角形OBC中，斜邊OC＝＝＝50cm，由杠桿的平衡條件可得：F×OC＝G×OA，則最小的動力大小為：F＝＝＝200N。如圖所示，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，為了安全，從力學角度分析，室外機的位置應盡量靠近（填“遠離”或“靠近”）墻壁，原因是機箱壓力（阻力）和拉力的力臂L1不變，室外機的位置越靠近墻壁，室外機對支架壓力的力臂L2變小，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，A處的拉力會變小?！敬鸢浮靠拷粰C箱壓力（阻力）和拉力的力臂L1不變，室外機的位置越靠近墻壁，室外機對支架壓力的力臂L2變小，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，A處的拉力會變小?！窘馕觥拷猓河深}意可知，以C為支點，ABC是一個杠桿，CA為A處螺釘水平拉力F1的力臂，阻力為機箱的壓力（大小等于機箱的重力）；為了安全，應減小A處的拉力F1（若拉力過大，支架對螺釘拉力會使螺釘松動而造成危險）；機箱壓力（阻力）和拉力的力臂L1不變，室外機的位置越靠近墻壁，室外機對支架壓力的力臂L2變小，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，A處的拉力會變小，以保證支架和室外機的安全。在2022年北京冬奧會上，孩子們用絢爛喜人的雪花花燈與大雪花互動，浪漫純美，如圖甲所示。如圖乙所示，提花燈時，手握住桿的A（選填“A”或“B”）點更省力，原因是阻力臂變小了。（不計桿的重力）【答案】A；阻力臂變小了?！窘馕觥拷猓禾峄魰r，花燈的桿是一個杠桿，支點在B處；在阻力、動力臂不變的情況下，要想更省力，需要減小阻力臂，所以手握住桿的A點更省力。如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：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。（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉。此時，杠桿處于平衡狀態(tài)（選填“平衡狀態(tài)”或“非平衡狀態(tài)”）。應把杠桿兩端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測量力臂和避免杠桿自重對實驗的影響。（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：F1L1＝F2L2（字母表示）。他這樣得出的結(jié)論不合理（選填“合理”或“不合理”）；原因是：實驗次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性，不具備普遍性。（3）實驗結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學利用如圖乙所示裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于水平平衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。其原因是：杠桿的重心沒有通過支點，杠桿的自身重力會對杠桿平衡有影響?！敬鸢浮浚?）平衡狀態(tài)；左；便于測量力臂和避免杠桿自重對實驗的影響；（2）F1L1＝F2L2；不合理；實驗次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性，不具備普遍性；（3）杠桿的重心沒有通過支點，杠桿的自身重力會對杠桿平衡有影響。【解析】解：（1）杠桿雖然右端下沉，但是杠桿保持靜止，杠桿在力的作用下靜止或緩慢勻速轉(zhuǎn)動的狀態(tài)，都稱為杠桿的平衡狀態(tài)，所此時杠桿處于平衡狀態(tài)；應該向較高的一端調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置保持平衡，本題杠桿右端下沉，說明左側(cè)較高，應該將平衡螺母向左側(cè)調(diào)節(jié)；調(diào)平杠桿時，應該使杠桿在水平位置保持平衡，這樣做