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1、
北京專(zhuān)用九下物理 專(zhuān)題6 簡(jiǎn)單機(jī)械 專(zhuān)題檢測(cè)
1. 如圖所示的工具中,在使用時(shí)屬于省力杠桿的是
A.
鑷子
B.
開(kāi)瓶器
C.
船槳
D.
釣魚(yú)竿
2. 撬棒是人們?cè)趧趧?dòng)中應(yīng)用杠桿原理的工具。如圖所示是工人利用撬棒撬動(dòng)大石頭的情景,撬棒上 O 點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)。下列分析正確的是
A.此時(shí)撬棒為等臂杠桿
B.應(yīng)用此撬棒的主要目的是省力
C.力 F 的作用點(diǎn)靠近 O 點(diǎn)會(huì)更省力
D.應(yīng)用此撬棒的主要目的是省距離
3. 圖是挖井時(shí)從井中提升沙土的杠桿示意圖。杠桿 AB 可以在豎直平面內(nèi)繞固定點(diǎn) O 轉(zhuǎn)動(dòng),已知
2、 AO:OB=3:2,懸掛在 A 端的桶與沙土所受的重力為 100?N,懸掛在 B 端的配重所受的重力為 70?N。當(dāng)杠桿 AB 在水平位置平衡時(shí)(不計(jì)桿重和繩重),加在配重下面繩端的豎直向下的拉力 F 是
A. 80?N B. 100?N C. 150?N D. 220?N
4. 如圖所示為我國(guó)古代勞動(dòng)人民在建筑工地上運(yùn)送巨大木料的情景,對(duì)于此圖片提供的信息,下列說(shuō)法中正確的是
A.支架下墊有石塊是為了減小地面所受的壓力
B.大木料下放置小圓木是為了減小摩擦
C.人所使用的橫桿相當(dāng)于省力杠桿
D.抬起大木料的過(guò)程使用橫桿可以省功
3、
5. 為“探究杠桿平衡條件”小明組裝了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,其中的杠桿是可繞中點(diǎn)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)細(xì)桿,桿上相鄰刻度線之間的距離都是相等的。圖甲、圖乙中杠桿均處于水平平衡狀態(tài),實(shí)驗(yàn)中所用鉤碼質(zhì)量均相同。下列四個(gè)選項(xiàng)中,判斷正確的是
A.掛鉤碼前,調(diào)節(jié)杠桿水平平衡時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿靜止時(shí)左端向下傾斜。要使杠桿在水平位置平衡,需把杠桿右端的平衡螺母向左移動(dòng)
B.若將圖甲中掛在 A 、 B 兩處的鉤碼各去掉一個(gè),則杠桿左端將下沉
C.若將圖甲中掛在 A 、 B 兩處的鉤碼均向支點(diǎn) O 靠近 1 格,則杠桿右端下沉
D.若將圖乙中的測(cè)力計(jì)拉力由豎直向上改為斜向上,且保持杠桿水平平衡,
4、則測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大
6. 如圖是過(guò)去農(nóng)村用的舂米工具的結(jié)構(gòu)示意圖。O 為固定轉(zhuǎn)軸,A 處連接著石球,腳踏桿的 B 處可使石球升高,抬起腳,石球會(huì)落下去擊打稻谷。石球重 50?N,不計(jì)摩擦和桿重。
(1) 腳沿與桿垂直方向至少用力 F1,才能將石球抬起。F1 的力臂為 m,此時(shí)舂米工具是一個(gè) (選填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿。
(2) 腳豎直向下至少用力 F2 為 N,才能將石球抬起。F2 和 F1 的大小關(guān)系為 F2 F1。
7. 請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1) 小華探究杠桿平衡條件時(shí),所用的杠桿上相鄰刻線間的距離相等。實(shí)驗(yàn)前小華發(fā)現(xiàn)杠桿處
5、于如圖甲所示的狀態(tài),此時(shí)杠桿處于 狀態(tài)(選填“平衡”或“非平衡”);要想使杠桿水平平衡,她 。
A.只能調(diào)右端平衡螺母
B.只能調(diào)左端平衡螺母
C.調(diào)左、右平衡螺母均可
(2) 杠桿水平平衡后,現(xiàn)在 A 點(diǎn)掛重 2?N 物體,應(yīng)在 B 點(diǎn)施加 (填力的方向)、 N 的力才能使杠桿重新水平平衡。
(3) 蹺蹺板應(yīng)用了杠桿原理,圖丙中欲使靜止的蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),可采取的做法是 。
8. 桿秤是一種用來(lái)測(cè)量物體質(zhì)量的工具。小金嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤(pán)上不放重物時(shí),將秤砣移至 O 點(diǎn)提紐處,桿秤恰好水平平衡,于是小金將此處標(biāo)為 0 刻度。
6、當(dāng)秤盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為 2?kg 的物體時(shí),秤砣移到 B 處,恰好能使桿秤水平平衡,測(cè)得 OA=5?cm,OB=10?cm。
(1) 計(jì)算秤砣的質(zhì)量。
(2) 小金在 B 處標(biāo)的刻度應(yīng)為 kg。若圖中 OC=2OB,則 C 處的刻度應(yīng)為 kg。
(3) 當(dāng)秤盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為 2?kg 的物體時(shí),若換用一個(gè)質(zhì)量更大的秤砣,移動(dòng)秤砣使桿秤再次水平平衡時(shí),其讀數(shù) (選填“<”或“>”)2?kg。由此可知一桿桿秤不能隨意更換秤砣。
9. 閱讀《桔槔》回答問(wèn)題
桔槔
桔槔,早在春秋時(shí)期就已相當(dāng)普遍,而且延續(xù)了幾千年,是中國(guó)農(nóng)村歷代通用的舊式提水器具。這種提水
7、工具雖簡(jiǎn)單,但它可以使勞動(dòng)人民的勞動(dòng)強(qiáng)度得以減輕。
桔槔的結(jié)構(gòu),相當(dāng)于一個(gè)普通的杠桿。如圖所示,上端的橫長(zhǎng)桿相當(dāng)于硬棒,橫長(zhǎng)桿的中間一點(diǎn)由支架支撐起來(lái),相當(dāng)于支點(diǎn)。橫長(zhǎng)桿的一端綁上重石,另一端用繩子與汲器(提水的容器)相連。
當(dāng)不提水時(shí),橫長(zhǎng)桿的綁重石端位置較低,橫長(zhǎng)桿的汲器端位置較高;當(dāng)要提水時(shí),人則用力將汲器往下壓,使汲器下降到水面下并讓水流入汲器(同時(shí)捆綁重石的那端位置上升),當(dāng)汲器裝滿水后,人向上拉動(dòng)繩子,就可讓綁重石端的位置下降,同時(shí)將汲器中的水提升。
這種提水工具,是中國(guó)古代社會(huì)的一種主要灌溉機(jī)械。
物理學(xué)中,為便于對(duì)實(shí)際問(wèn)題的研究,經(jīng)常把研究對(duì)象所具有的特征理想化,突出強(qiáng)
8、調(diào)研究對(duì)象的主要特征,忽略其次要特征。這種方法稱(chēng)為理想模型法。為研究桔槔,我們可為桔槔建立這樣一個(gè)模型:假設(shè)橫長(zhǎng)桿為一個(gè)筆直的輕質(zhì)杠桿,繩子與橫長(zhǎng)桿的連接點(diǎn)到支點(diǎn)的距離為 L1,重石的重心到支點(diǎn)的距離為 L2,未裝水的汲器的重力為 G0,汲器裝滿水后的重力為 G1,重石的重力為 G2。繩子的重力忽略不計(jì)。事實(shí)證明,理想模型法是一種研究物理問(wèn)題的有效方法。
請(qǐng)根據(jù)上述材料,回答下列問(wèn)題:
(1) 使用桔槔提水時(shí),能夠省力, 省功(選填“也能”或“不能”)。
(2) 根據(jù)桔槔的理想模型分析,為實(shí)現(xiàn)不提水時(shí),桔槔的重石端位置較低(接觸地面),應(yīng)滿足的條件是:G2L2 G
9、0L1(選填“大于”或“小于”)。
(3) 根據(jù)桔槔的理想模型,通過(guò)計(jì)算分析,人勻速向上提裝滿水的汲器,借用桔槔提和直接用手提相比省多少力?
10. 疫情期間,大壯同學(xué)自制了如圖所示的健身器材,堅(jiān)持鍛煉身體。用細(xì)繩系在輕桿的 O 點(diǎn)將輕桿懸掛起來(lái),在桿的 A 端懸掛質(zhì)量 m1=10?kg 的重物,在 B 端豎直向下緩慢拉動(dòng)輕桿至水平位置。已知 AO 長(zhǎng) 1.5?m,OB 長(zhǎng) 0.5?m,大壯質(zhì)量 m2=56?kg,g 取 10?N/kg,求此時(shí):
(1) 大壯對(duì)桿的拉力大??;
(2) 地面對(duì)大壯的支持力大小。
11. 如圖所示是某高壓蒸汽壓力控制裝置的示意圖(忽略桿
10、重、閥門(mén)重和摩擦)。當(dāng)閥門(mén) S(底面積為 2?cm2)受到的蒸汽壓力超過(guò)其安全值時(shí),閥門(mén)就會(huì)被頂起釋放一些蒸汽來(lái)降低壓力,該裝置相當(dāng)于一個(gè)杠桿。若 OA=0.2?m,AB=0.6?m。物體 C 重 25?N。
(1) 那么杠桿平衡時(shí)桿上的 A 點(diǎn)所受的支持力為多少?
(2) 當(dāng)外界氣壓為 p0=1×105?Pa 時(shí),鍋爐內(nèi)的最大氣壓為多少?
答案
1. 【答案】B
【解析】開(kāi)瓶器的動(dòng)力臂大于阻力臂,屬于省力杠桿。
2. 【答案】B
【解析】由圖可以看出,撬棒的動(dòng)力臂大于阻力臂,屬于省力杠桿,應(yīng)用此撬棒的主要目的是省力,故A、D錯(cuò)誤,B正確;工人利用撬棒撬動(dòng)大石頭時(shí)
11、,阻力和阻力臂一定,若力 F 的作用點(diǎn)靠近 O 點(diǎn),則動(dòng)力臂減小,由杠桿平衡條件可知,動(dòng)力變大,C錯(cuò)誤。故正確選項(xiàng)為B。
3. 【答案】A
【解析】由杠桿平衡條件 F1L1=F2L2 得 FA×AO=(FB+F)×OB,即 100?N×AO=(70?N+F)×OB,已知 AO:OB=3:2,解得 F=80?N,即加在配重下面繩端的豎直向下的拉力 F 是 80?N。
4. 【答案】B;C
【解析】支架下墊有石塊是為了增大受力面積,減小對(duì)地面的壓強(qiáng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;大木料下放置小圓木,這樣變滑動(dòng)為滾動(dòng),是為了減小摩擦,選項(xiàng)B正確;橫桿移動(dòng)木料時(shí),在使用過(guò)程中,動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí),能
12、夠省力,相當(dāng)于省力杠桿,選項(xiàng)C正確;使用任何機(jī)械都不能省功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
5. 【答案】B;C;D
【解析】在調(diào)節(jié)杠桿水平平衡時(shí),杠桿哪邊高,平衡螺母就往哪邊調(diào)?,F(xiàn)在杠桿左端下傾,右端高,所以平衡螺母應(yīng)向右移動(dòng),故A錯(cuò)誤。若將圖甲中掛在 A 、 B 兩處的鉤碼各去掉一個(gè),則左端鉤碼數(shù)乘力臂格數(shù)為 9,右端鉤碼數(shù)乘力臂格數(shù)為 8,左端大,左端下沉,故B正確。若將圖甲中掛在 A 、 B 兩處的鉤碼均向支點(diǎn) O 靠近 1 格,則左端鉤碼數(shù)乘力臂格數(shù)為 8,右端鉤碼數(shù)乘力臂格數(shù)為 9,右端大,右端下沉,故C正確。若將圖乙中的測(cè)力計(jì)拉力由豎直向上改為斜向上,且保持杠桿水平平衡,則拉力的力臂變短
13、力變大,故D正確。
6. 【答案】
(1) 1;省力
(2) 20;>
【解析】
(1) 由圖 1 可知,腳沿與桿垂直方向至少用力 F1 才能將石球抬起,則 F1 的力臂 l1=AB?OA=1.4?m?0.4?m=1?m;此杠桿的阻力等于石球的重力 G,對(duì)應(yīng)的阻力臂 l2 小于動(dòng)力臂 l1,所以此時(shí)舂米工具是一個(gè)省力杠桿。
(2) 腳豎直向下用力時(shí),在圖 2 中分別作出豎直向下的力 F2 及力臂 l1? 、石球重力 G 及力臂 l2,△OBC∽△OAD,l2l1?=OAOB,由杠桿平衡條件得 F2l1?=Gl2,F(xiàn)2=Gl2l1?=G×OAOB=50?N×0
14、.4?m1?m=20?N;兩次石球抬起過(guò)程中,G 和 l2 不變,F(xiàn)2 的力臂 l1? 小于 F1 的力臂 l1,所以 F2>F1。
7. 【答案】
(1) 平衡;C
(2) 豎直向上;1.2
(3) 小芳向遠(yuǎn)離支點(diǎn)方向移動(dòng)
【解析】
(1) 杠桿靜止,說(shuō)明杠桿處于平衡狀態(tài);杠桿左端下沉,說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè),調(diào)節(jié)左、右平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移,故C正確。
(2) A 點(diǎn)處力與力臂的乘積為 2?N×3L,為使杠桿水平平衡,在 B 點(diǎn)應(yīng)該滿足 F×5L=2?N×3L,所以 F=1.2?N,方向豎直向上。
(3) 根據(jù)杠桿平衡條件可知,要使蹺蹺板轉(zhuǎn)動(dòng),
15、可采取的做法是:小明不動(dòng),小芳向遠(yuǎn)離支點(diǎn)方向移動(dòng)。
8. 【答案】
(1) 1?kg
(2) 2;4
(3) <
【解析】
(1) 根據(jù)杠桿平衡條件 F1l1=F2l2 得,m1gl1=m2gl2,即 m1l1=m2l2,2?kg×5?cm=m2×10?cm,得 m2=1?kg。
(2) 當(dāng)秤盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為 2?kg 的物體時(shí),秤砣移到 B 處,恰好能使桿秤水平平衡,所以在 B 處標(biāo)的刻度應(yīng)為 2?kg;
秤砣在 C 處時(shí)桿秤恰好水平平衡,設(shè)此時(shí)秤盤(pán)上放的物體質(zhì)量為 m,根據(jù)杠桿平衡條件得 mg×l1=m2g×OC,
即 mg×l1=m2g×2O
16、B,
將 l1=5?cm,OB=10?cm,m2=1?kg 代入,得 m=4?kg,即 C 處刻度應(yīng)為 4?kg。
(3) 根據(jù)杠桿平衡條件 mg×AO=m2g×l,現(xiàn)在 m 、 OA 不變,m2 變大,則 l 減小,所以讀數(shù)小于 2?kg。
9. 【答案】
(1) 不能
(2) 大于
(3) 人借用桔槔勻速提升裝滿水的汲器時(shí),設(shè)人作用在繩上的豎直向上的拉力為 F1,設(shè) G1 、 F1 的力臂為 L1?,G2 的力臂為 L2?。
根據(jù)杠桿平衡條件有 (G1?F1)L1?=G2L2????①,
根據(jù)三角形相似關(guān)系有 L1?L1=L2?L2???②,
解方程①②得
17、F1=G1?G2L2L1,
人直接用手向上勻速提起裝滿水的汲器所用的拉力 F2=G1,
借用桔槔提和直接用手提相比省力為 F2?F1=G2L2L1。
【解析】
(1) 使用機(jī)械省力的同時(shí)必費(fèi)距離,使用任何機(jī)械都不能省功。
(2) 為實(shí)現(xiàn)不提水時(shí),桔槔的重石端位置較低(接觸地面),應(yīng)滿足的條件是左端的力與力臂的乘積大于右邊的力與力臂的乘積,即 G2L2>G0L1。
10. 【答案】
(1) 300?N
(2) 260?N
【解析】
(1) 緩慢拉動(dòng)輕桿至水平位置,根據(jù)杠桿平衡條件可得:FA?OA=FB?OB,F(xiàn)A 的大小等于 GA,即
FA=GA=
18、m1g=10?kg×10?N/kg=100?N
則 FB=FA?OAOB=100?N×1.5?m0.5?m=300?N
即大壯對(duì)桿的拉力為 300?N。
(2) 大壯受三個(gè)力,重力 G 、桿對(duì)大壯的拉力 F 、地面對(duì)大壯的支持力 F支,三個(gè)力平衡,桿對(duì)大壯的拉力與大壯對(duì)桿的拉力為相互作用力,大小相等,則地面對(duì)大壯的支持力
F支=G?F=m2g?F=56?kg×10?N/kg?300?N=260?N
地面對(duì)大壯的支持力為 260?N。
11. 【答案】
(1) 100?N
(2) 6×105?Pa
【解析】
(1) 由圖可知 OB=OA+AB=0.2?m+0.6?m=0.8?m,
根據(jù)杠桿平衡條件得 F×OA=G×OB。
所以 F=G×OBOA=25?N×0.8?m0.2?m=100?N。
(2) 根據(jù)題意可知 (p?p0)S=F,(p?1×105?Pa)×2×10?4?m2=100?N,
所以 p=6×105?Pa。