第十二章 簡單機械

第?1?節(jié) 杠桿

測試時間:20 分鐘

1.?答案 B?羊角錘和瓶蓋起子在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;筷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿;天平在使用過程中,動力臂等于阻力臂,是等臂杠桿。

2.?

A.?左、右鉤碼各向支點移一格

B.?左、右鉤碼各減少一個

C.?左、右鉤碼各增加一個

D.?左、右鉤碼各減少一半

2.?答案 D?設一個鉤碼重力為 G,一個小格的長度為 L。原來杠桿處于平衡狀態(tài),2G×4L=4G×2L,滿足杠桿的平衡條件。若左、右鉤碼各向支點移一格,杠桿左邊:2G×3L=6GL;杠桿右邊:4G×L=4GL,杠桿不平衡,故 A?錯誤;若左、右鉤碼各減少一個,杠桿左邊:G×4L=4GL;杠桿右邊:3G×2L=6GL,杠桿不平衡,故 B?錯誤;若左、右鉤碼各增加一個,杠桿左

邊:3G×4L=12GL;杠桿右邊:5G×2L=10GL,杠桿不平衡,故 C?錯誤;若左、右鉤碼各減少一半,杠桿左邊:G×4L=4GL;杠桿右邊:2G×2L=4GL,杠桿平衡,故 D?正確。

3.?如圖所示,O?點為杠桿的支點,F?是作用在杠桿 B?點的力。圖中線段 AB?與力 F?的作用線在一條直線上,且 OA⊥AB、

3.?答案 A?由題知,O?點為杠桿的支點,AB?與力 F?的作用線在一條直線上,OA⊥AB,則 OA?為支點到力 F?的作用線的距離, 所以線段 OA?表示力 F?的力臂。

4.?下列簡單機械中,屬于“費距離”杠桿的是( )

4.?答案 C?筷子、理發(fā)剪和釣魚竿在使用時都是動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,省距離。羊角錘在使用時動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,費距離。C?符合題意。

5.?如圖所示是小蘭同學探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置和操作圖,關于此實驗下列說法正確的是( )

A.?若實驗前杠桿如圖甲所示,則需要將杠桿的平衡螺母向左調節(jié)

B.?若在乙圖中的 A?點用彈簧測力計拉杠桿使杠桿平衡,則此時杠桿可能是費力杠桿

C.?小蘭的其中一步實驗如圖乙所示,則需要在 D?點掛 3?個相同的鉤碼,就可以讓杠桿恢復平衡

D.?為了保持杠桿在水平位置平衡,在 D?點施加力的方向由①位置到②位置的過程中,所需施加的拉力大小不變

5.?答案 B 由圖甲可知,杠桿左端下沉,則需要將平衡螺母向右調節(jié),A?錯;若在 A?點用彈簧測力計拉杠桿使杠桿平衡,由于沒有明確力的方向,動力臂可能小于阻力臂,則此時杠桿可能是費力杠桿,B?正確;左側力與力臂的乘積為 3G×4L=12GL, 在 D?點掛 3?個相同鉤碼,右側力與力臂的乘積為 3G×3L=9GL,左、右兩側力與力臂的乘積不相等,故杠桿不平衡,C?錯;為了保持杠桿在水平位置平衡,在 D?點施加力的方向由①位置到②位置的過程中,阻力和阻力臂不變,動力臂減小,由杠桿平衡條件可知,動力變大,D?錯。

6.?

A.?蘋果的重力

B.?橘子的重力

C.?吊橘子的繩對桿的拉力

D.?吊蘋果的繩對桿的拉力

6.?答案 D?觀察題圖可知,蘋果和橘子分別通過繩對杠桿施加豎直向下的力,其中吊蘋果的繩對杠桿的拉力使杠桿沿逆時針方向轉動。

7.?踮腳是一項很好的有氧運動(如圖),它簡單易學,不受場地的限制,深受廣大群眾的喜愛,踮腳運動的基本模型是杠桿,

下列分析正確的是( )

A.?腳后跟是支點,是省力杠桿

B.?腳后跟是支點,是費力杠桿

C.?腳掌與地面接觸的地方是支點,是省力杠桿

D.?腳掌與地面接觸的地方是支點,是費力杠桿

7.?答案 C?踮腳時,腳掌與地面接觸的地方是支點,小腿肌肉對腳的拉力是動力,從圖中可知動力臂大于阻力臂,是省力杠桿。

8.?三個和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能詳。如圖所示,甲圖和尚們商量出新的挑水方案:胖和尚一人挑兩小桶,瘦和尚和小和尚兩人合抬一大桶,以下說法中不正確的是( )

A.?乙圖中水桶 B?向下沉,為保持水平平衡,胖和尚可以將他的肩往后移動一點距離

B.?乙圖中水桶 B?向下沉,為保持水平平衡,胖和尚可以將后面的水桶 B?往前移動一點距離

C.?丙圖中小和尚為減輕瘦和尚的負擔,可以將水桶往前移動一點距離

D.?丙圖中小和尚為減輕瘦和尚的負擔,可以讓瘦和尚往前移動一點距離

8.?答案 C?由圖乙可知,右邊水桶向下沉,由杠桿的平衡條件可知,右邊的力與力臂的乘積較大,要保持水平平衡,應減小右邊的力與力臂的乘積或增大左邊的力與力臂的乘積,故 A、B?選項正確。圖丙中,以小和尚的肩膀和杠桿的接觸點為支點 O,懸掛水桶的繩子對杠桿的拉力為阻力,瘦和尚的肩膀對杠桿施加的力是動力,OA?是阻力臂,OC?是動力臂,如圖所示, 要使瘦和尚施加的力小一些,可以使瘦和尚遠離支點 O,即讓瘦和尚向前移動一點距離,也可以使水桶靠近支點 O,即將水桶向后移動一點距離,故 C?錯誤,D?正確。

二、填空及作圖題

9.?

9.?答 案 B

解析 將車箱部分視為杠桿,當液壓桿升起時,車箱繞 B 點(支點)轉動,這樣車箱中的沙子會自動散落到地上。

10.?如圖所示,在探究杠桿平衡條件的實驗中,在支點左側?30?cm?刻度處掛?2?個鉤碼,每個鉤碼重?0.5?N,現(xiàn)欲用彈簧測力 計沿豎直向上的方向拉杠桿,使其在水平位置平衡,則拉力的作用點應在杠桿支點的? (選填“右側”或“左側”), 若該點距杠桿支點?10 cm,此時彈簧測力計示數(shù)為? N。

10.?答案 左側 3

解析 測力計豎直向上拉動杠桿,若使杠桿平衡,則拉力作用點應在支點左側,已知 L₁=10 cm,F₂=1 N,L₂=30 cm,則 F₁=

?2·?2 1N × 30cm

?1 =

10cm

=3 N。

11.?小明用圓柱形水杯、直尺和一些幣值相同的硬幣等材料做實驗,驗證杠桿的平衡條件。他先把直尺放在圓柱形水杯上, 左右移動直尺,使其如圖甲所示在水平位置平衡。然后在直尺兩側放不同數(shù)量的硬幣,并調節(jié)硬幣位置,使直尺如圖乙所 示,在水平位置再次平衡。小明在乙圖中標出了力臂 L₁、L₂?的大小。據(jù)此,小明能得出杠桿的平衡條件嗎?答:

(填“能”或“不能”),依據(jù):? 。

11.?答案 不能 L₁、L₂?不是杠桿受力的力臂

解析 兩端硬幣的重力分別是杠桿的動力和阻力,而力的作用線應該是過重心的豎直的直線,杠桿的力臂則應該是由支點到力的作用線的距離,圖中所標 L₁、L₂?分別是從支點到硬幣邊緣的距離,不等于力臂,因此不能得出杠桿的平衡條件。

12.?

12.?答案 如圖所示

解析 由圖知,吊車起吊貨物時,O 是支點,撐桿施加的是動力 F₁,方向與吊臂垂直;連接貨物的繩施加的是阻力 F₂,方向豎直向下;從支點到阻力作用線的垂線段的長度是阻力臂 L₂。

13.?

13.?答案 ?A 如圖所示

解析 車輪的軸心 O?為支點,阻力一定,把磚頭放在車箱 A?區(qū)域時的阻力臂小于放在 B?區(qū)域時的阻力臂,根據(jù)杠桿平衡的條件可知,把磚頭放在車箱 A?區(qū)域,抬起車把時更省力;當所用力的力臂最大時,所用的力最小,而最大的力臂等于支點到車把最右端的距離,則當力作用在車把右端 C?點且與 O、C?連線垂直向上時,力最小。

三、實驗探究題

14.?小明在“探究杠桿的平衡條件”實驗中,所用的器材有:杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼若干個。

(1)?實驗前,將杠桿中點置于支架上,調節(jié)平衡螺母,使杠桿水平平衡;實驗中,使杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是便于在杠桿上直接測量? 。

(2)?

圖甲

圖乙

(3)?實驗中小明發(fā)現(xiàn),保持杠桿處于水平平衡,當彈簧測力計的拉力方向偏離豎直方向時,彈簧測力計的拉力會變大,原因是? 。

14.?

解析 (1)當杠桿在水平位置平衡時,若力的方向與杠桿垂直,則力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來。(2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進行描點,并用平滑的曲線連接起來,根據(jù)杠桿平衡條件,由題意可知,阻力與阻力臂乘積保持不變,所以動力與動力

0.3N·m ?0.3N·m

臂乘積也不變,由圖表數(shù)據(jù)可知 F₁L₁=0.3 N·m(定值),所以 F₁=

均不變,L₁?變小,所以 F₁?變大,即拉力變大。

四、計算題

?1

= 0.5m

=0.6 N。(3)由杠桿平衡條件可知,F₂、L₂