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- 2021-05-10 发布
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杠杆及其五要素
一、单选题
1.他出生在意大利的西西里岛。从小有良好的家庭教养,11岁就被送到当时希腊文化中心的亚历山大城去学习。在这座号称“智慧之都“的名城里,他博阅群书,汲取了许多的知识。成为兼数学家与力学家的伟大学者,据说他确立了力学的杠杆定理之后,曾发出豪言壮语:给我一个立足点,我就可以移动这个地球!这位科学家是( )
A.牛顿 B.伽利略 C.瓦特 D.阿基米德
2.关于杠杆,下列说法中正确的是( )
A. 杠杆一定是一根直的硬棒 B. 杠杆的支点一定在杠杆上,且在杠杆的中间位置
C. 力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上 D. 作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力相反
3.关于力臂,下列说法中正确的是( )
A. 力臂是支点到力的作用点的距离 B. 杠杆的长度一定等于动力臂和阻力臂之和
C. 力臂一定在杠杆上 D. 有力作用在杠杆上,但力臂可能为零
4.如图所示,用力F将球形重物滚上台阶时,可以把它看成一个杠杆,那么( )
A. 它的两个力臂相等 B. 这杠杆的支点是球心O点
C. 这杠杆的支点是球与地面的接触点 D. 这杠杆的支点是球与台阶的接触点
5.在图中,O为支点,力臂最长的力是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
6.如图所示,用开瓶器在A处用力开启瓶盖,下列说法正确的是( )
A. B点为开瓶器的支点 B. 开瓶器受到的阻力方向为竖直向上
C. 使用开瓶器能省力 D. 使用开瓶器能省功
7.为探究杠杆平衡条件,老师演示时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究(如图),这样做的目的是( )
A. 便于直接读出拉力的大小 B. 便于同学们观察实验
C. 便于正确理解力臂 D. 便于测量力臂的大小
8.如图所示是开瓶盖的起子,可以看成是一个杠杆,能正确表示出杠杆的支点、动力和阻力的图是( )
A. B. C. D.
9.如图是一个自动体重测试仪使用前的工作原理图,有关它工作原理的说法相似的是( )
A.体重越大,体重显示表的示数越小
B.体重测试仪电路由于缺少开关,始终处于通路
C.体重显示表是用电压表改装成的
D.体重越轻,滑动变阻器接入电路的电阻越大
10.下图画出了自行车手闸工作时的支点,动力和动力臂、阻力和阻力臂,则阻力臂是( )
A. L1 B. L2 C. F1 D. F2
11.如图所示,起瓶器开启瓶盖时,可看作是( )
A. 以B为支点的费力杠杆 B. 以B为支点的省力杠杆
C. 以A为支点的费力杠杆 D. 以A为支点的省力杠杆
12.如图所示,O点表示杠杆的支点,其中错误的是( )
A. B. C. D.
13.如图所示,以下实验操作正确的是( )
A. 手持量筒举离桌面读数
B. 以“1cm”刻度线处为测量起点
C. 杠杆在水平位置平衡时,拉力的力臂为l
D. 为使像成在光屏中心,只需调节烛焰中心和光屏中心在同一高度
14.如图所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力.图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且OA⊥AB、AC⊥OB.则表示力F的力臂的线段为( )
A. OA B. OB C. AB D. AC
15.端午节是我国的传统节日.很多地方举行了赛龙舟活动.极大丰富了人们的文化生活,关于赛龙舟活动,以下分析正确的是( )
A. 龙舟漂浮在水面上,说明龙舟受到的浮力大于重力
B. 运动员向后划水,龙舟向前运动,说明力的作用是相互的
C. 比赛过程中鼓声振天,说明声音在空气中可以传播,在水中不能传播
D. 运动员划水的船桨不是杠杆
16.图中杠杆在A端受力F,能表示力F的力臂的是( )
A. OA段 B. AC段 C. OC段 D. OB段
二、填空题
17.如图是一风景区的盘山公路,之所以要把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公路相当于简单机械中的 ________,使用它可以 ________
18.如图所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力,图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且 、 ,线段________表示力F的力臂。 选填“OA”或“AC”
19.如图是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力据住C点打开该夹子时,可把________点看作支点,此时夹子可近似看作________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),此类杠杆的特点是________。
20.如图是打开的汽车后备箱盖,它被液压杆支撑。关箱盖时,我们忽略掉________等次要因素,抓住________等主要因素,它可看作一个________模型。
21.物体作用在杠杆上促使杠杆转动的力叫做________,支点到力的________的距离叫作力臂.力臂________在杠杆上,力的作用点________在杠杆上(后两空选填“一定”或“不一定”).
22.在力的作用下可以绕固定点________的硬棒叫做杠杆,这个固定点叫做________ .
23.在文具铅笔芯、塑料尺、橡皮中,通常情况下是导体的有 ________;在工具钢丝钳、羊角锤、筷子的使用中,属于费力杠杆的有 ________;在家庭用具电风扇、电视机、电水壶中,属于电热器的有 ________。
24.如图中的起瓶器,它属于________杠杆(填“省力”或“费力”),它的支点是________(填A、B 、C或D);若沿竖直方向用力开启瓶盖,在图中________点用力最小(填A、B 、C或D).
25.如图图所示是列车上常用的手推车,车内货物均匀摆放,车前行时,需经过障碍物,当车的前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,这时手推车可视为杠杆,若手推车和货物总重200N,动力臂和阻力臂之比为2∶3,此时手推车是________(填“省力”或“费力”)杠杆,售货员作用在扶把上的动力为________ N。当后轮遇到障碍物A时,售货员竖直向上提扶把,这时________(填“A”、“B”或“C”)为支点。
26.如图是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,可把________点看作支点,此时夹子可近似看作________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”).
27.(2017•福建)如图所示,撬起瓶盖的起瓶器是属于________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),其支点是图中________点.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】 “给我一个支点,我将撬动整个地球”并依据已学的杠杆知识可知,这是古希腊科学家阿基米德的名言,他发现了杠杆定律。阿基米德是古希腊著名的科学家,以发现杠杆定律和浮力定律而闻名,他还发明螺旋式水车,“给我一个支点,我将撬动整个地球!”是他的名言,是其杠杆定律的集中体现。
故答案为:D
【分析】牢记相关物理学史,解答即可.
2.【答案】C
【解析】【解答】A.杠杆可以是直棒,也可以是弯曲的,但杠杆一定是硬棒,A不符合题意;
B.杠杆绕着转动的点叫支点,支点一定在杠杆上,可以在杠杆上的任何位置,B不符合题意.
CD.力臂是从支点到力的作用线的距离,简单地说,就是点到线的距离,而不是点到点的距离.力臂不一定是杠杆的长度,也不一定在杠杆上C符合题意,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】杠杆:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆.
什么是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂?
(1)支点:杠杆绕着转动的点(O)
(2)动力:使杠杆转动的力(F1)
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力(F2)
(4)动力臂:从支点到动力的作用线的距离(L1)
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离(L2)
3.【答案】D
【解析】【解答】A、力臂是支点到力的作用线的垂直距离,A不符合题意;
B、杠杆的长度不是动力臂与阻力臂之和,B不符合题意;
C、力臂是支点到力的作用线的垂直距离,若杠杆是弯曲的,力臂就不会在杠杆上,C不符合题意;
D、力与力臂是五要素中两个独立的要素,支点确定,力的方向不同,力臂大小不一定,甚至可能为零,符合题意.
故答案为:D.【分析】杠杆是可以让某一固定点转动的硬棒.力臂是从支点到力的作用线之间的距离.支点是杠杆绕着转动的固定点.
4.【答案】D
【解析】【解答】用力F将球形重物滚上台阶时,可以把它看成一个杠杆,那么,这杠杆的支点是球与台阶的接触点.
故答案为:D.
【分析】结合杠杆的五要素进行分析即可.
5.【答案】C
【解析】【解答】解:由图可知,结合画力臂的要求可知,最长的力臂应为支点与力的作用点的连线,与力臂垂直的力是F3 .
故答案为:C.【分析】支点与力的作用点的连线为最长的力臂.
6.【答案】C
【解析】【解答】A.杠杆绕着转动的点叫支点,起瓶器绕C点转动,所以C点是支点,A不符合题意;
B.阻力作用在B点,动力和阻力使杠杆转动的方向相反,所以开瓶器受到的阻力方向为竖直向下的,B不符合题意;
C.起瓶器开启瓶盖时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C符合题意;
D.使用任何机械都不省功,因此使用开瓶器不能省功,D不符合题意.
故答案为:C.【分析】杠杆绕着转动的点叫支点;阻力和动力使杠杆转动的方向相反;动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆;使用任何机械都不省功.
7.【答案】C
【解析】
【解答】从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,当用弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,由杠杆的平衡条件知道,力会相应增大,才能使杠杆仍保持平衡,所以这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识,C符合题意。
故答案为:C.【分析】杠杆上的力臂是支点到力的作用点的垂线,不能只是两点的连线.
8.【答案】C
【解析】【解答】(1)瓶盖紧紧的套在瓶口上,要使瓶盖打开,要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力,瓶盖给起子的力是向下的,利用杠杆克服这个摩擦力.(2)动力F1使杠杆绕固定点转动,阻力F2阻碍杠杆转动,杠杆在动力和阻力的作用下,保持静止状态或匀速转动状态.瓶盖给起子的阻力是向下的.动力是起子绕支点O逆时针转动,阻力绕支点O顺时针转动.D符合题意;
故答案为:C
【分析】起子的使用有两种方法:可以以前面为支点,也可以以后面为支点,(如图)只要能克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力就可以.
9.【答案】D
【解析】【解答】如图的体重计,当有人站在左边的测试体时,在杠杆的作用下,右侧的滑动变阻器的滑片上升,接入电路的电阻变小,所以电路中的电流变大。体重显示表串联在电路中,应该是电流表,当人体重越大时,滑片上升越多,电阻越小,电流越大,体重显示表示数越大,当人体重越小时,体重显示表示数越小。当不站人时,滑片位于滑动变阻器下端的绝缘层上,所以此时电路为断路状态。
A. 体重越大,体重显示表的示数越大,A不符合题意;
B. 当不站人时,滑片位于滑动变阻器下端的绝缘层上,所以此时电路为断路状态,B不符合题意;
C. 体重显示表是用电流表改装成的,C不符合题意;
D. 体重越轻,滑动变阻器接入电路的电阻越大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】滑动变阻器接入电路中的电阻丝越长,电阻越大,电流越小.
10.【答案】B
【解析】【解答】解:由图可知,阻力为F2 , 则从支点O到F2的距离为阻力臂,即L2 . B
故选:B.
【分析】阻力臂:是从支点到阻力是作用线的距离.
11.【答案】D
【解析】【解答】解:我们使用起瓶器开启瓶盖时,瓶盖中的B点被撬起,所以B点是阻力的作用点.并且在开启的过程中,起瓶器绕A点转动,所以A是支点.在整个过程中,动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆.
故选D.
【分析】①杠杆绕着转动的固定点是支点.②动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆;动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆.
12.【答案】D
【解析】【解答】解:ABC、根据支点的概念,杠杆绕着转动的固定点,图中所标注的O点都符合这一要求,故ABC均正确; D、动滑轮工作时相当于一个可以整体移动的省力杠杆,其支点是在左侧绳子与滑轮的接触点,而不是在滑轮的轴上,故D错误.
故选D.
【分析】支点是杠杆绕着转动的固定点,结合图中的标注可做出判断.
13.【答案】B
【解析】【解答】解:A、用量筒取液体体积时,量筒要放平,读数时视线应与量筒内液体的凹液面最低处相平;将量筒举过头顶读数为仰视,则读取的体积读数与液体实际体积相比偏小.故A错误; B、零刻度线磨损的刻度尺,要从其它整数刻度开始测量;故B正确;
C、杠杆在水平位置平衡时,拉力的力臂小于l,故C错误;
D、蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,使完整的像成在光屏中央,故D错误.
故选B.
【分析】(1)根据量筒使用的方法、注意事项等进行分析解答即可.(2)零刻度线磨损的刻度尺,要从其它整数刻度开始测量;(3)从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂;(4)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心.
14.【答案】A
【解析】【解答】解:
由图可知,AB是力F的作用线,OA⊥AB,则OA为支点到力F的作用线的距离,所以线段OA表示力F的力臂,如图所示:
故选A.
【分析】力臂是从支点到力的作用线的距离,由支点向力的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂.
15.【答案】B
【解析】【解答】解:A、龙舟漂浮在水面上时,处于平衡状态,龙舟所受的浮力等于重力.故A错误; B、运动员向后划水,给了水一个向后的作用力,同时也受到水向前的反作用力,龙舟前进,说明物体间力的作用是相互的.故B正确;
C、比赛过程中鼓声振天,说明声音在空气中可以传播,但不能确定水中的传播情况,故C错误;
D、在划桨时,手移动很小的距离,船桨就能移动很大的距离,因此船桨的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误.
故选B.
【分析】(1)物体的沉浮与物体的重力大小以及物体所受浮力的大小无关,它是由物体所受重力与浮力的合力决定.当合力向上则物体上浮;当合力向下,则物体下沉;当合力为0,则物体处于漂浮或悬浮状态;(2)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;(3)声音的传播是需要介质的,它既可以在气体中传播,也可以在固体和液体中传播,但不能在真空中传播;(4)先判断桨在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
16.【答案】C
【解析】【解答】解:由图可知,力的作用线为AC,而OC与AC垂直,故OC为力臂.
故选:C.
【分析】从支点到力的作用线的距离叫作力臂.
二、填空题
17.【答案】斜面;省力
【解析】【解答】盘山路相当于斜面,斜面加长了运动距离,所以可以省力。
故答案为:斜面;省力.
【分析】斜面加长了运动距离,可以省力.
18.【答案】OA
【解析】【解答】由图可知,OA是从支点到力F作用线的距离,所以,OA表示力F的力臂;虽然AC⊥OB,但OB是杠杆,不是力的作用线,则AC不是力臂。
故答案为:OA。
【分析】从支点到力作用线的距离为力臂.
19.【答案】B;等臂;不省力也不费力
【解析】【解答】用力摁住C点打开该夹子时,可把B点看作支点,由于AB=BC,故动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆,此类杠杆的特点是不省力也不费力。
故答案为:B;等臂;不省力也不费力.
【分析】什么是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂?
(1)支点:杠杆绕着转动的点(O)
(2)动力:使杠杆转动的力(F1)
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力(F2)
(4)动力臂:从支点到动力的作用线的距离(L1)
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离(L2)
三种杠杆:(1)省力杠杆:L1>L2,平衡时F1F2.特点是费力,但省距离.(如钓鱼杠,理发剪刀等)
(3)等臂杠杆:L1=L2,平衡时F1=F2.特点是既不省力,也不费力.(如:天平)
20.【答案】箱盖的形状;可以绕固定点转动;杠杆
【解析】【解答】如图是打开的汽车后备箱盖,它被液压杆支撑。关箱盖时,我们忽略掉箱盖的形状等次要因素,抓住可以绕固定点转动等主要因素,它可看作一个杠杆模型。
故答案为:箱盖的形状;可以绕固定点转动;杠杆.
【分析】能绕某一固定点转动的硬棒(直棒或曲棒),叫做杠杆。杠杆绕着转动的点,叫做支点.
21.【答案】动力;作用线;不一定;一定
【解析】【解答】物体作用在杠杆上促使杠杆转动的力叫做动力,阻碍杠杆转动的力叫做阻力,支点到力的作用线的距离叫作力臂。力臂不一定是杠杆的长度,也不一定在杠杆上,力的作用点在杠杆上。故答案为:动力;作用线;不一定;一定.
【分析】什么是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂?
(1)支点:杠杆绕着转动的点(O)
(2)动力:使杠杆转动的力(F1)
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力(F2)
(4)动力臂:从支点到动力的作用线的距离(L1).
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离(L2)
22.【答案】转动;支点
【解析】【解答】在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒叫做杠杆,这个固定点叫做支点 .
故答案为:转动;支点 .
【分析】根据杠杆的定义和杠杆的五要素解答可题 .
23.【答案】铅笔芯;筷子;电水壶
【解析】【解答】由图知道铅笔芯容易导电是导体,塑料尺、橡皮都不容易导电是绝缘体;钢丝钳、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;电热器是将电能转化为内能的用电器,电风扇是利用电动机将电能主要转化为风扇的机械能,少部分转化为内能的用电器,不属于电热器;电视机工作时将电能主要转化为光能和声能,同时有少部分转化为内能,不属于电热器;电水壶是将电能转化为内能的用电器,属于电热器。
故答案为:铅笔芯;筷子;电水壶.
【分析】铅笔芯是导体,筷子是费力杠杆,电水壶产生内能,是电热用电器.
24.【答案】省力;A;D
【解析】【解答】解:由图可知起子绕A点转动,所以起子的支点是:A;
由于起子的动力臂大于阻力臂,所以起子属于省力杠杆;
由杠杆的平衡条件(F1l1=F2l2)可知,沿竖直方向用力开启瓶盖,在图中D点用力最小.
故答案为:省力;A; D.
【分析】(1)支点的定义:杠杆绕着转动的固定点叫支点;(2)杠杆的分类方法:动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆;(3)利用杠杆的平衡条件(F1l1=F2l2)分析动力臂的变化.
25.【答案】费力;300;B
【解析】【解答】】解:(1)将手推车看作杠杆,手推车和货物的总重力为阻力;当车的前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,人对车的力作用在车把上,方向是竖直向下,动力臂和阻力臂之比为2:3,则动力臂小于阻力臂,此时手推车是费力杠杆.已知G=200N,L动:L阻=2:3,由杠杆平衡条件可得:FL动=GL阻 , 所以 ;
(2)当小推车后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,车体是绕着B点转动的,故B点就是支点.
故答案为:费力;300;B.
【分析】(1)结合图片和生活经验,确定手推车在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆;知道手推车和货物总重(阻力)、动力臂和阻力臂的关系,利用杠杆平衡条件求作用在扶把上的动力;
(2)支点是杠杆绕着转动的固定点.判断支点就要看杠杆绕着哪个点转动.
26.【答案】B;等臂
【解析】【解答】解:当用力摁住C点打开该夹子时,AC是围绕B点转动的,故B为支点;由于AB=BC,故动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆.
故答案为:B;等臂.
【分析】杠杆可分为:省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆,可以从动力臂和阻力臂的大小关系进行判断,当动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆;当动力臂等于阻力臂时,是等臂杠杆;当动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆.结合图中的结构,可确定杠杆及其类型.