备战中考物理提高题专题复习杠杆平衡条件的应用问题练习题.docx
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1、一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1 如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析正确的是A B 点是支点,液压杆施的力是动力,货物重力是阻力B B 点是支点,物体A 放在车厢前部可省力C C 点是支点,物体A 放在车厢后部可省力D C 点是支点,物体A 放在车厢前部可省力【答案】 C【解析】【分析】【详解】由图可知车厢绕着点C转动 ,所以 点 C为支点 ;当物体 放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力,所以选项ABD都不正确,故答案为 C.2 生活中,小华发现有如图甲所示的水龙头,很难徒手拧开,但用如图乙所示的钥匙,安装并旋转钥匙就能正常出水(如图丙所示)下列有关这把钥匙
2、的分析中正确的是A在使用过程中可以减小阻力臂B在使用过程中可以减小阻力C在使用过程中可以减小动力臂D在使用过程中可以减小动力【答案】 D【解析】【详解】由图可知,安装并旋转钥匙,阻力臂不变,阻力不变,动力臂变大,根据杠杆平衡的条件F1L 1 =F2L 2 可知,动力变小,故选D 。3 如图所示,作用在A 点的各个力中,不可能使杠杆平衡的力是A F3 和 F4B F1 和 F3C F2 和 F412D F 和 F【答案】 A【解析】【详解】因为力 F3的作用线所在的直线过支点O,所以力 F3 的力臂为 0,又因为 0 乘以任何数都为0,所以力 F3 不能使杠杆平衡;力F4 使杠杆转动方向与重物使
3、杠杆的转动方向相同,所以力 F4不能使杠杆平衡;力F1 和 F2 使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反,所以力F1和 F2可以使杠杆平衡;故选A。4 如图所示,一根均匀木尺放在水平桌面上,它的一端伸出桌面的外面,伸到桌面外面的部分长度是木尺长的1,在木尺末端的B 点加一个作用力F,当力F=3N 时,木尺的另一端4A 开始向上翘起,那么木尺受到的重力为()A3NB 9NC 1ND 2N【答案】 A【解析】【分析】【详解】设直尺长为l ,如图所示:从图示可以看出:杠杆的支点为O,动力F=3N动力臂1OB=l4阻力为直尺的重力G,阻力臂111CO=l -l= l244由杠杆平衡的条件得FOB=GO
4、C113Nl= Gl44G=3N故选 A。5 悬挂重物 G 的轻质杠杆,在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置,若力施加在A点,最小的力为FA,若力施加在B 点或 C 点,最小的力分别为FB、 FC、且 AB=BO=OC下列判断正确的是()(忽略O 点的位置变化)A FA GB FB = GC FC F【答案】 C【解析】【详解】在阻力和阻力臂不变的情况下,动力臂越大,动力最小;若力施加在A 点,当 OA 为动力臂时,动力最小为Fa;若力施加在B 点,当 OB 为力臂时动力最小,为bCF ;若力施加在点,当 OC为力臂时,最小的力为Fc,从支点作阻力的力臂为Gl,如图所示:A Fa 的力臂B F
5、b 的力臂AOGl,根据杠杆的平衡条件可知,BOGl,根据杠杆的平衡条件可知,Fa G, A 错误。Fb G, B 错误。C Fc 的力臂CO Gl,根据杠杆的平衡条件可知,Fc G, C 正确。D Fb 的力臂BO=OC,根据杠杆的平衡条件可知,Fb=Fc, D 错误。6 用图示装置探究杠杆平衡条件,保持左侧的钩码个数和位置不变,使右侧弹簧测力计的作用点 A 固定,改变测力计与水平方向的夹角,动力臂l 也随之改变,所作出的“F-”图象和“ F-l” 图象中,正确的是ABCD【答案】 C【解析】【详解】A 动力 F 和 的关系,当F 从沿杆方向(水平向左)垂直于杆方向(与水平方向成90) 沿杆
6、方向(水平向右),由图可知,后变小,则动力F 先变小后变大,所以AF 对应的动力臂错误;l=OAsin,动力臂l 先变大B当 等于90时,动力臂最大,动力最小但不为零,所以B 错误;CD根据杠杆平衡条件Fl =F 2l 2 可得: F= F2l 2 ,由于 F2、l 2 不变,则F 和 l 成反比,故Cl正确, D 错误。7 如图所示,在探究“杠杆平衡条件”的实验中,杠杆在力保持杠杆始终在水平位置平衡,将弹簧测力计绕 B 点从F 作用下在水平位置平衡,现a 转动到 b 的过程中,拉力F 与其力臂的乘积变化情况是()A一直变小B一直变大C一直不变D先变小后变大【答案】C【解析】【分析】【详解】将
7、测力计绕B 点从 a 位置转动到b 位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA 不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件可知,拉力 F 与其力臂的乘积也是不变的。故选 C。8 如图所示,杠杆可绕O 点转动,力F 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直;在将杠杆缓慢地由位置A 拉到位置B 的过程中,力F()A变大B变小C不变D先变大后变小【答案】A【解析】【分析】解答此题,首先要判断杠杆的五要素中,有哪些要素发生了变化,然后再利用杠杆的平衡条件进行分析。【详解】将杠杆缓慢地由位置A 拉到位置 B,动力臂不变,阻力G 的力臂变大,而阻力不变,根据杠杆平衡条件Fl1 1F
8、2 l2 分析得出动力变大。故选 A。9 如图所示的轻质杠杆OA 上悬挂着一重物G,O为支点,在A 端用力使杠杆平衡。下列叙述正确的是()A此杠杆一定是省力杠杆B沿竖直向上方向用力最小C沿杆 OA 方向用力也可以使杠杆平衡D此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆【答案】 D【解析】【分析】【详解】A因为无法确定动力臂的大小,所以无法确定是哪种杠杆,故A 错误;B沿垂直杠杆向上的方向用力,动力臂最大,动力最小,最省力,故B 错误;C沿OA 方向动力臂是零,杠杆无法平衡,故C 错误。D因为杠杆的动力臂无法确定,所以它可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故确。故选 D。D 正10 在我国古代书籍墨经中
9、,对杠杆有精辟论述,并有许多巧妙的应用如下图所示是在井上汲水的桔槔,下列对其在使用中正确的解释是A桔槔是等臂杠杆,不省力也不费力B向井内放送水桶时,人用的力气一定小于水桶的重力,所以省力C桔槔是不等臂杠杆,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆D往上提水时,人用的力气一定小于桶与水的总重,所以省力【答案】 D【解析】【分析】杠杆的分类:省力杠杆,动力臂大于阻力臂;费力杠杆,动力臂小于阻力臂;等臂杠杆,动力臂等于阻力臂;要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(用力点、支点和阻力点)的大小跟它们的力臂成反比。【详解】AC由图可见,桔槔是不等臂杠杆,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故AC 错误;B向井内放送水桶时,
10、人用的力通过杠杆原理,与石头的重力相关,一般比木桶的重力要大,故 B 错误;D往上提水时,因为有石头帮忙,人的力气比水和桶的总重力小,故D 正确。故选 D。【点睛】此题主要考查了对简单机械的认识,要掌握杠杆的要素。11 如图所示,直杆OA 的下端挂一重物G 且可绕 O 点转动。现用一个始终与直杆垂直的力 F 将直杆由竖直位置缓慢转动到水平位置,不计杆的重力,则拉力F 大小的变化情况是( )A一直变小B一直不变C一直变大D先变小后变大【答案】 C【解析】【分析】【详解】由图可知,由于力F 始终与杠杆垂直,则力F 所对应的力臂始终不变,大小为力F 的作用点到 O 点的距离,设为 l1 ,在逐渐提升
11、的过程中,重力大小不变,方向竖直向下,则对应力臂逐渐变大,设为 l2,由于缓慢转动,视为受力平衡,则由杠杆平衡公式可得Fl1 =Gl2由于等式右端重力G 不变, l 2 逐渐变大,则乘积逐渐变大,等式左端l1 不变,则可得F 逐渐变大,故选C。12 如图,轻质杠杆上各小格间距相等,O 为杠杆中点,甲、乙是同种金属材料制成的实心物体,甲为正方体,乙重15N,将甲、乙用能承受最大拉力为25N 的细线分别挂于杠杆上 M 、 Q 两刻线处时,两细线被拉直且都沿竖直方向,M 、Q 正好在甲、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4000Pa;当甲不动,把乙移挂至R 时,甲对地面的压强为3
12、750Pa,下列说法中正确的是()A将甲挂在M 下,乙挂在Q 下,此时甲对地面的压力为45NB将甲挂于N 正下方,乙挂于S,放手后甲被拉离地面C将甲挂在N 的下方,乙挂于R,再将乙沿水平方向切去1/3,此时甲对地面的压强仍为3750PaD将甲挂在M 正下方,乙挂于Q 再将甲沿竖直方向切去1/5,并将这1/5 上挂在乙的下方,此时甲对地面的压强为2800Pa【答案】 C【解析】【分析】(1)利用杠杆平衡条件 Fl1 1F2l2 求出甲上方的绳上的拉力,再分析甲的受力情况,根据压强 pF列出甲在两种情况下的压强,联立解答甲的重力;S(2)利用杠杆平衡条件判断是否再一次平衡,并利用平衡时的对应物理量
13、根据【详解】p F 计算SA设甲的重力为G,甲的底面积为S,杠杆上1 小格为 l,则根据杠杆平衡条件可得:F甲6lG乙2l15N2l ,解得 F甲5N ,此时甲对地面的压强为FG5Np4000Pa;SS同理可得:F甲 6lG乙 3l15N 3l ,解得 F甲7.5N ,此时甲对地面的压强为pFG7.5N3750Pa;SS两式联立解得:G 45N ,此时甲对地面的压力为45N-5N=40N,故 A 错误;B如果将甲挂于N 正下方,乙挂于 S,设地面对甲的支持力为F1 ,此时,GF14lG乙7l ,45NF14l15N7l解得 F1 18.75N ,则甲对地面仍有压力,故B 错误;C将甲挂于 N
14、正下方,乙挂于R,再将乙沿水平方向切去1/3,设地面对甲的支持力为F2 ,此时,GF24l11G乙3l ,345NF24l1115N3l ,3解得 F237.5N ,由 A 中条件可知此时甲对地面的压强为3750Pa,故 C 正确;D将甲挂在 M 正下方,乙挂于 Q 再将甲沿竖直方向切去1/5,并将这 1/5 上挂在乙的下方,设地面对甲的支持力为F3 ,且假设甲的重心仍在M 正下方,此时,4 G F36lG乙1 G 2l ,55445NF36l15N145N 2l ,55解得 F328N ,由 A 中条件可求出甲的底面积为S45N5N0.01m2,4000Pa此时甲对地面的压强为p3F328N
15、2800Pa,S0.01m2而由于甲沿竖直方向切去1/5 后,重心一定会发生水平移动,则其力臂不可能等于6l,所以,此时甲对地面的压强也不可能等于2800Pa,故 D 错误【点睛】本题综合考查杠杆平衡条件的应用和固体压强计算,同时运用到方程组的思想进行解答,要求学生们一方面熟悉杠杆平衡分析,另一方面计算能力一定要扎实13 如图所示,在等臂杠杆两端各挂等重的实心铅块和铁块(铅铁 ),杠杆水平平衡,若将铁块和铅块同时浸没在水中(未触底),则()A杠杆左端上翘B杠杆右端上翘C杠杆仍然水平平衡D不确定【答案】A【解析】【分析】根据铅块和铁块质量相同,并结合杠杆的平衡条件确定杠杆的类型,即为等臂杠杆;因
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