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1、
北京專用九下物理 專題6 簡單機械 專題檢測
1. 如圖所示的工具中,在使用時屬于省力杠桿的是
A.
鑷子
B.
開瓶器
C.
船槳
D.
釣魚竿
2. 撬棒是人們在勞動中應(yīng)用杠桿原理的工具。如圖所示是工人利用撬棒撬動大石頭的情景,撬棒上 O 點為杠桿的支點。下列分析正確的是
A.此時撬棒為等臂杠桿
B.應(yīng)用此撬棒的主要目的是省力
C.力 F 的作用點靠近 O 點會更省力
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 O 轉(zhuǎn)動,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(不計桿重和繩重),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. 如圖所示為我國古代勞動人民在建筑工地上運送巨大木料的情景,對于此圖片提供的信息,下列說法中正確的是
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驗裝置,其中的杠桿是可繞中點轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的輕質(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),實驗中所用鉤碼質(zhì)量均相同。下列四個選項中,判斷正確的是
A.掛鉤碼前,調(diào)節(jié)杠桿水平平衡時,發(fā)現(xiàn)杠桿靜止時左端向下傾斜。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
B.若將圖甲中掛在 A 、 B 兩處的鉤碼各去掉一個,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 O 靠近 1 格,則杠桿右端下沉
D.若將圖乙中的測力計拉力由豎直向上改為斜向上,且保持杠桿水平平衡,
4、則測力計的示數(shù)將變大
6. 如圖是過去農(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,石球會落下去擊打稻谷。石球重 50?N,不計摩擦和桿重。
(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,此時舂米工具是一個 (選填“省力”或“費力”)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. 請回答下列問題:
(1) 小華探究杠桿平衡條件時,所用的杠桿上相鄰刻線間的距離相等。實驗前小華發(fā)現(xiàn)杠桿處
5、于如圖甲所示的狀態(tài),此時杠桿處于 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 點掛重 2?N 物體,應(yīng)在 B 點施加 (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,可采取的做法是 。
8. 桿秤是一種用來測量物體質(zhì)量的工具。小金嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤上不放重物時,將秤砣移至 O 點提紐處,桿秤恰好水平平衡,于是小金將此處標(biāo)為 0 刻度。
6、當(dāng)秤盤上放一個質(zhì)量為 2?kg 的物體時,秤砣移到 B 處,恰好能使桿秤水平平衡,測得 OA=5?cm,OB=10?cm。
(1) 計算秤砣的質(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)秤盤上放一個質(zhì)量為 2?kg 的物體時,若換用一個質(zhì)量更大的秤砣,移動秤砣使桿秤再次水平平衡時,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》回答問題
桔槔
桔槔,早在春秋時期就已相當(dāng)普遍,而且延續(xù)了幾千年,是中國農(nóng)村歷代通用的舊式提水器具。這種提水
7、工具雖簡單,但它可以使勞動人民的勞動強度得以減輕。
桔槔的結(jié)構(gòu),相當(dāng)于一個普通的杠桿。如圖所示,上端的橫長桿相當(dāng)于硬棒,橫長桿的中間一點由支架支撐起來,相當(dāng)于支點。橫長桿的一端綁上重石,另一端用繩子與汲器(提水的容器)相連。
當(dāng)不提水時,橫長桿的綁重石端位置較低,橫長桿的汲器端位置較高;當(dāng)要提水時,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(同時捆綁重石的那端位置上升),當(dāng)汲器裝滿水后,人向上拉動繩子,就可讓綁重石端的位置下降,同時將汲器中的水提升。
這種提水工具,是中國古代社會的一種主要灌溉機械。
物理學(xué)中,為便于對實際問題的研究,經(jīng)常把研究對象所具有的特征理想化,突出強
8、調(diào)研究對象的主要特征,忽略其次要特征。這種方法稱為理想模型法。為研究桔槔,我們可為桔槔建立這樣一個模型:假設(shè)橫長桿為一個筆直的輕質(zhì)杠桿,繩子與橫長桿的連接點到支點的距離為 L1,重石的重心到支點的距離為 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。事實證明,理想模型法是一種研究物理問題的有效方法。
請根據(jù)上述材料,回答下列問題:
(1) 使用桔槔提水時,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,為實現(xiàn)不提水時,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,通過計算分析,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,堅持鍛煉身體。用細(xì)繩系在輕桿的 O 點將輕桿懸掛起來,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輕桿至水平位置。已知 AO 長 1.5?m,OB 長 0.5?m,大壯質(zhì)量 m2=56?kg,g 取 10?N/kg,求此時:
(1) 大壯對桿的拉力大?。?
(2) 地面對大壯的支持力大小。
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、閥門重和摩擦)。當(dāng)閥門 S(底面積為 2?cm2)受到的蒸汽壓力超過其安全值時,閥門就會被頂起釋放一些蒸汽來降低壓力,該裝置相當(dāng)于一個杠桿。若 OA=0.2?m,AB=0.6?m。物體 C 重 25?N。
(1) 那么杠桿平衡時桿上的 A 點所受的支持力為多少?
(2) 當(dāng)外界氣壓為 p0=1×105?Pa 時,鍋爐內(nèi)的最大氣壓為多少?
答案
1. 【答案】B
【解析】開瓶器的動力臂大于阻力臂,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錯誤,B正確;工人利用撬棒撬動大石頭時
11、,阻力和阻力臂一定,若力 F 的作用點靠近 O 點,則動力臂減小,由杠桿平衡條件可知,動力變大,C錯誤。故正確選項為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,減小對地面的壓強,選項A錯誤;大木料下放置小圓木,這樣變滑動為滾動,是為了減小摩擦,選項B正確;橫桿移動木料時,在使用過程中,動力臂大于阻力臂時,能
12、夠省力,相當(dāng)于省力杠桿,選項C正確;使用任何機械都不能省功,選項D錯誤。
5. 【答案】B;C;D
【解析】在調(diào)節(jié)杠桿水平平衡時,杠桿哪邊高,平衡螺母就往哪邊調(diào)。現(xiàn)在杠桿左端下傾,右端高,所以平衡螺母應(yīng)向右移動,故A錯誤。若將圖甲中掛在 A 、 B 兩處的鉤碼各去掉一個,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 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。若將圖乙中的測力計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,對應(yīng)的阻力臂 l2 小于動力臂 l1,所以此時舂米工具是一個省力杠桿。
(2) 腳豎直向下用力時,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)離支點方向移動
【解析】
(1) 杠桿靜止,說明杠桿處于平衡狀態(tài);杠桿左端下沉,說明杠桿的重心在支點左側(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 點處力與力臂的乘積為 2?N×3L,為使杠桿水平平衡,在 B 點應(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,
15、可采取的做法是:小明不動,小芳向遠(yuǎn)離支點方向移動。
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)秤盤上放一個質(zhì)量為 2?kg 的物體時,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 處時桿秤恰好水平平衡,設(shè)此時秤盤上放的物體質(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,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) 使用機械省力的同時必費距離,使用任何機械都不能省功。
(2) 為實現(xiàn)不提水時,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
即大壯對桿的拉力為 300?N。
(2) 大壯受三個力,重力 G 、桿對大壯的拉力 F 、地面對大壯的支持力 F支,三個力平衡,桿對大壯的拉力與大壯對桿的拉力為相互作用力,大小相等,則地面對大壯的支持力
F支=G?F=m2g?F=56?kg×10?N/kg?300?N=260?N
地面對大壯的支持力為 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。