河北专版2020中考物理复习方案第四单元力学课时训练15杠杆杠杆平衡条件及其应用试题.docx

课时训练(十五)杠杆杠杆平衡条件及其应用(限时:40分钟)|基础巩固|一、选择题1.2018邵阳如图K15-1所示的杠杆,动力F的力臂是()图K15-1A.ODB.OFC.OAD.OC2.杠杆质地均匀,每个钩码重0.5 N,如图K15-2所示操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是(杠杆上有等间隔的刻度)()图K15-23.2018福建B卷墨经最早记述了秤的杠杆原理。图K15-3中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是()图K15-3A.“权”小于“重”时,A端一定上扬B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”C.增大“重”时,应把“权”向A端移D.增大“重”时,应换用更小的“权”4.2019廊坊大城县质检如图K15-4所示,利用起重机将一较重的物体吊起。以下说法正确的是()图K15-4A.吊臂实质是省力杠杆B.吊臂抬得越高,阻力臂越大C.伸长吊臂可能造成起重机倾翻D.放长吊绳会使吊臂受到的支持力变大5.2019南充如图K15-5所示,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F将 ()图K15-5A.变大B.不变C.变小D.不能确定6.如图K15-6所示,O为拉杆式旅行箱的轮轴,OA为拉杆,现在拉杆端点A处施加力F,使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至竖直位置。若力F的大小保持不变,则力F的方向应()图K15-6A.垂直于OAB.竖直向上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,粗略估计它的质量时,我们视其粗细相同,质量分布均匀,现抬起一端使它稍离地面需要500 N的力,则原木的质量约为(g取10 N/kg)()A.50 kgB.100 kgC.250 kgD.500 kg8.在杭州动物园内,一位物理老师仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量,如图K15-7甲所示,测量时利用了一根槽钢作为杠杆(不计槽钢和铁笼的质量)。当槽钢水平静止时,弹簧测力计的示数为200 N,测得吊车吊钩的悬点O距弹簧测力计一端的距离为9 m,距系铁笼处的距离为6 cm。当他拉着弹簧测力计,使装有大象的铁笼向上运动了0.2 m时,下列有关此次活动的说法正确的是(g取10 N/kg)()图K15-7A.该大象的质量为3104 kgB.对大象做的功为6103 JC.拉起大象的过程中拉力F1不做功D.弹簧测力计示数不变,他若想称量更重的大象,可以将弹簧测力计的悬挂点向O点靠近9.2019达州如图K15-8所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,当物体C浸没在水中时杠杆恰好水平静止,A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知C是体积为1 dm3、重为80 N的实心物体,D是棱长为20 cm、质量为20 kg的正方体,OAOB=21,圆柱形容器的底面积为400 cm2。则下列结果不正确的是(g取10 N/kg) ()图K15-8A.物体C的密度为8103 kg/m3B.杠杆A端受到细线的拉力为70 NC.物体D对地面的压强为1.5103 PaD.物体C浸没在水中前后,水对容器底的压强增大了2103 Pa二、填空及简答题10.2019石家庄十八县联考一模在做“探究杠杆平衡条件”实验时,实验前发现杠杆左端低,右端高,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节;实验时,在A点悬挂两个总重为1 N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,如图K15-9所示,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力应为N,此时杠杆属于杠杆。图K15-911.2019安徽如图K15-10所示,一轻杆AB悬于O点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成30角的力F,此时轻杆AB水平平衡。若重物质量m=3 kg,BO=3AO,g取10 N/kg,则力F的大小为N。图K15-1012.2019唐山古冶一模搬运砖头的独轮车,车厢和砖头所受的总重力G=1400 N。独轮车有关尺寸如图K15-11所示。该独轮车是一个杠杆,动力F=N,为了更省力,工人师傅可以采取的措施是 。(写出一条即可)图K15-1113.2019安顺如图K15-12所示,用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机,已知AB长40 cm,BC长50 cm。室外机的质量为30 kg,室外机的重力作用线正好通过AB中点,则A处螺钉受到的水平拉力F为N(支架重力不计)。为了安全,从力学的角度分析,室外机的位置应尽量(选填“靠近”或“远离”)墙壁。(g取10 N/kg)图K15-12三、实验探究题14.2019保定二模小明在“探究杠杆平衡条件”实验中,准备的器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。(1)组装好器材后,杠杆静止时如图K15-13甲所示,小明下一步应该将平衡螺母向调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是。图K15-13(2)下表是小明测得的几组数据,第2次实验中空白处的数据应是,分析表中数据可知,杠杆的平衡条件是。实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m11.00.242.00.1221.50.10.532.00.10.50.4(3)实验中多次改变力和力臂的大小是为了。(填字母序号)A.多次测量求平均值减小误差B.减小摩擦力C.多次实验得出普遍性结论(4)小明在实验完成后提出了新的问题“若支点不在杠杆的中点时,平衡条件是否还能成立?”于是他组装了如图乙所示的一套装置进行实验,测出的数据与杠杆的平衡条件不相符,你觉得原因可能是 。四、计算应用题15.2018唐山丰南区三模重力不计的杠杆可绕O点无摩擦转动,在A端用轻质细绳悬挂一底面积为0.5 m2、高为10 cm、质量为200 kg的圆柱体重物M,同时在B点施加一个始终垂直于杠杆的拉力FB,如图K15-14所示,OA=3 m,OB=2 m。(g取10 N/kg)(1)当绳子上的拉力FA为零时,求M对水平地面的压强。(2)当将杠杆拉至与墙面夹角为30时,M对水平地面的压力刚好为零,求此时拉力FB的大小。(3)M离开地面再向上拉,拉力是如何变化的?何时拉力FB最大,最大值是多少?图K15-14|能力培优|16.(多选)2019唐山丰润区一模如图K15-15所示,轻质杠杆上各刻度间距离相等,O为杠杆中点。甲、乙是由同种金属材料制成的实心物体,甲为正方体,乙重15 N,将甲、乙用能承受最大拉力为20 N的细线分别挂于杠杆上M、Q处时,两细线被拉直且都沿竖直方向,M、Q两点正好分别在甲、乙重心正上方,杠杆在水平位置平衡,这时甲对地面的压强为4000 Pa;当把乙挂于R处时,甲对地面的压强为3750 Pa。下列说法中正确的是()图K15-15A.金属块甲的重力为45 NB.金属块乙的体积为200 cm3C.将甲向右移动并挂于N点正下方,乙仍挂于R点,放手后杠杆仍能平衡D.将甲向右移动并挂于P点正下方,乙移挂至S点,放手后甲被拉离地面17.(多选)2018达州改编如图K15-16所示,光滑带槽的长木条AB(质量不计)可以绕支点O转动,木条的A端用竖直细线连接在地板上,OA=0.6 m,OB=0.4 m。在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C,C的密度为0.8103 kg/m3,B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块C缓慢浸入溢水杯中,当木块浸入水中一半时,从溢水口处溢出0.5 N的水,杠杆处于水平平衡状态。然后让质量为300 g的小球从B点沿槽向A端匀速运动,经过4 s后系在A端的细线的拉力恰好等于0,下列结果正确的是(忽略细线的重力,g取10 N/kg)()图K15-16A.木块C一半浸入水中时,受到的浮力为0.5 NB.木块C一半浸入水中时,受到细线的拉力为0.3 NC.小球刚放在B端时A端受到细线的拉力为2.2 ND.小球的运动速度为0.2 m/s18.2019绥化如图K15-17所示,轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动(AB=2AO)。将棱长为10 cm的正方体合金块,用轻绳挂在A点处,在B点施加竖直向上的力F1=30 N时,杠杆在水平位置平衡,此时合金块对水平地面的压强恰好为0,则合金块的质量是kg。若撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2103 Pa,则力F2的大小是N。(g取10 N/kg)图K15-17【参考答案】1.D2.D3.C4.C5.A6.B7.B8.B解析 不计槽钢和铁笼的质量,根据杠杆平衡条件有F1l1=F2l2,所以,大象的重力G=F2=F1l1l2=200N9m0.06m=3104 N,则大象的质量m=Gg=3104 N10N/kg=3103 kg,故A错误。对大象做的功W=Gh=3104 N0.2 m=6103 J,故B正确。拉起大象的过程中拉力F1做功,故C错误。根据杠杆平衡条件可知,动力和阻力臂一定时,要想称量更重的大象,需要使动力臂更长,因此应将弹簧测力计的悬挂点远离O点,故D错误。9.D解析物体C的质量mC=GCg=80N10N/kg=8 kg,C的体积VC=1 dm3=10-3 m3,C的密度C=mCVC=8kg10-3 m3=8103 kg/m3,A正确,不符合题意。C浸没在水中受到的浮力F浮=水V排g=水VCg=1.0103 kg/m310-3 m310 N/kg=10 N,A端受到细线的拉力FA=FA=GC-F浮=80 N-10 N=70 N,B正确,不符合题意。由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得,FAlOA=FBlOB,则B端受到的拉力FB=FAlOAlOB=70 N21=140 N,D所受的重力GD=mDg=20 kg10 N/kg=200 N,由物体间力的作用的相互性可知,D受到细线的拉力FB=FB=140 N,D对地面的压力F=GD-FB=200 N-140 N=60 N,D对地面的压强p=FS=FLD2=60N(0.2 m)2=1.5103 Pa,C正确,不符合题意。C浸没在水中,排开水的重力G排=F浮=10 N,C浸没在水中后相当于在容器中增加10 N的水,水对容器底增加的压强p=G排S容=10N40010-4 m2=250 Pa,D错误,符合题意。10.右0.8省力11.2012.省力420 手向后移动13.200靠近14.(1)右便于测量力臂(2)0.3F1l1=F2l2(或动力动力臂=阻力阻力臂)(3)C(4)杠杆自身的重力影响了测量结果15.解:(1)当绳子上的拉力FA为零时,M对地面的压力F压=GM=mMg=200 kg10 N/kg=2000 N,M对水平地面的压强p=F压SM=2000N0.5m2=4000 Pa。(2)当将杠杆拉至与墙面夹角为30时,如图所示,此时FA的力臂为OC=OAsin 30=3 m12=1.5 m。由题可知,此时M对水平地面的压力刚好为零,则A端此时受到的拉力FA=GM=2000 N,由杠杆平衡条件可得FBOB=FAOC,此时拉力FB=FAOCOB=2000N1.5m2m=1500 N。(3)当杠杆转到如图甲所示的虚线位置时,分析可知,拉力FB的力臂OB未发生变化,A点的作用力FA大小等于重物的重力也没有发生变化,但力FA的力臂变长了,由杠杆平衡原理FBOB=FAOA可知,拉力FB会变大。当杠杆由图甲位置继续向上转动,转到如图乙所示位置时,由图可知,拉力FB的力臂OB未发生变化,A点的作用力FA大小等于重物的重力也没有发生变化,但力FA的力臂由OA变为OD,变短了,由杠杆平衡原理FBOB=FAOD,可知拉力FB会变小。综上所述,在OA向上转动的过程中,拉力FB会先变大,后变小。当OA转至图甲所示位置即杠杆OA处于水平位置时,FA的力臂最大,由杠杆原理可知此时FB最大,最大值为FB大=FAOAOB=GMOAOB=2000N3m2m=3000 N。16.AC17.ABC18.9529