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初中物理复习 杠杆复习提高

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初中物理复习 杠杆复习提高 初中 物理 复习 杠杆 提高
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杠杆复习提高一、知识点1.2.杠杆平衡的条件:动力动力臂=阻力阻力臂。3.4.最小动力问题:找出最长动力臂二、例题精讲杠杆五元素的判别【例1】★★★(黄冈)在棉产区,每年秋天拔去地里的棉杆是农民的一项繁重体力劳动.王刚仿照钳子的结构改制成的一种农具解决了这一问题.如图所示,使用时,将小铲着地,用虎口夹住棉杆的下部,然后在套管上用力,棉杆就拔出来了.将该农具整体视为杠杆,则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是(  )A.转轴─虎口─套管B.小铲─套管─虎口C.小铲─虎口─套管D.虎口─转轴─套管答案:B考点:杠杆及其五要素.解析:解:将小铲着地,整个杠杆是绕着小铲运动的,小铲就是支点;要让杠杆运动,在套管上用力,动力作用点在套管上;虎口处夹着棉花杆,棉花杆会对虎口处施加一个阻碍杠杆转动的力,阻力作用点在虎口处.故选B.力臂的画法【例】★★如图是渔民在小河捕鱼的一种方式,请画出此渔民扳渔网的杠杆示意图,画出支点、动力及动力臂、阻力及阻力臂答案:由生活经验和图片可知,O是支点,动力F作用FA点,阻力G作用在B点.从支点向动力的作用线作垂线,作出动力臂为L1;从支点向阻力的作用线作垂线,作出阻力臂为L2;如图所示:考点:杠杆及其五要素;力臂的画法.解析:支点是杠杆绕着转动的固定点.动力和阻力都是外界作用在杠杆上的力,都是杠杆受到的力.力臂是支点到力的作用线的垂直距离.画力臂的方法:首先确定支点;然后找到动力和阻力,并用虚线延长动力和阻力的作用线;然后由支点向力的作用线引垂线,支点到垂足的距离就是力臂.【例】★★杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用.护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆,由图可知它的支点是 C 点(填“A”、B”或“C”),请在答题卷的图中画出动力臂L1.答案:如图所示,在拉力的作用下吊桥绕着点C转动,所以它的支点在C点;动力作用在A点,方向沿绳子斜向上,过支点C做动力F作用线的垂线段,即为动力臂L1,如下图所示:考点:杠杆及其五要素;力臂的画法.解析:解:如图所示,在拉力的作用下吊桥绕着点C转动,所以它的支点在C点;动力作用在A点,方向沿绳子斜向上,过支点C做动力F作用线的垂线段,即为动力臂L1,如下图所示:杠杆类别的判断【例】★★(2014•丰泽区模拟)如图所示,使用中属于费力杠杆的工具是(  )A.撬棒B.羊角锤C.核桃夹D.食品夹答案:D考点:杠杆的分类.解析:解:A、撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;B、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;C、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;D、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;故选D.杠杆平衡条件的探究实验【例】★★★(2014•锦州)在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆尺、支架、细线、质量相同的钩码若干.(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆右端下沉,此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向   调.(2)某同学进行正确的实验操作后,能不能根据图(甲)这一组数据得出探究结论?   (填“能”或“不能”).理由是   .(3)如图(甲)所示,杠杆在水平位置平衡.如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆   (填“左”或“右”)端将下沉.(4)如图(乙)所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉.当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,若使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将   (选填:“变大”、“变小”或“不变”),其原因是:   .答案:(1)左;(2)不能;实验次数太少,得出的结论具有偶然性;(3)左;(4)变大;其力臂变小.考点:探究杠杆的平衡条件实验.解析:解:(1)杠杆右端下沉,左端上翘,平衡螺母向上翘的左端移动;(2)用实验来探究物理规律时,要采用多次实验,用多组实验数据来总结实验结论,实验结论具有普遍性,如果只有一次实验数据,总结的实验结论具有偶然性,所以不能用一次实验数据总结实验结论.(3)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果在图甲中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,杠杆的左端:3G3L=9GL,杠杆的右端:2G4L=8GL,所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积,所以杠杆左端下沉.(4)乙图中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC,弹簧测力计向右倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大.其力臂变小.杠杆的平衡条件与支点判断【例】★★★(天水一模)如图所示,均匀木棒AB长1m,重120N,水平放置在O、O′两个支点上,已知AO、O′B长度均为0.25m,若把B端竖直向上稍微抬起一点距离,则至少需要用力(  )A.20NB.40NC.60ND.80N答案:B考点:杠杆的平衡条件.解析:解:把B端竖直向上抬起时,支点是O点,由题意可知:阻力F2=G=120N,阻力臂L2=﹣OA=0.25m,动力臂L1=AB﹣OA=0.75m;根据杠杆平衡条件F1•L1=F2•L2可得:F1===40N;故选B.杠杆的动态平衡判断【例】★★★(石景山区二模)如图所示,用一个可以绕O点转动的硬杆提升重物,若在提升重物的过程中动力F始终沿水平方向,则在如图所示的过程中,动力F(硬杆重力忽略不计)(  )A.由小变大B.由大变小C.先变大后变小D.保持不变答案:A考点:杠杆的平衡条件.解析:解:如图,当杠杆匀速转动到水平位置时,∵动力、阻力作用点不变,物体的重力不变,所以阻力大小不变,从上图可以看出阻力臂在变大,动力臂在变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力逐渐变大.故选A.【例】★★★如图所示,在杠杆OA上的B点悬挂一重物G,A端用细绳吊在小圆环E上,且细绳AE长等于圆弧CED的半径,此时杠杆恰好成水平状态,A点与圆弧CED的圆心重合.E环从C点沿顺时针方向逐渐滑到D点的过程中,吊绳对A端的作用力大小将(  )A.保持不变B.逐渐变大C.由大变小,再由小变大D.由小变大,再由大变小答案:C考点:杠杆的平衡条件.解析:解:因为重力与重力的力臂的乘积不变,根据杠杆平衡的条件可得,动力臂越大,动力会越小,又因为圆环在图示位置时,力臂最大,动力最小,所以从C端移动到D端的过程中,动力会由大到小,再由小到大.故选C.【例】★★★★如图甲长2m的粗细和密度都均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一光滑滑环,用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动,使杆保持水平状态,测力计示数F与滑环离开O点的距离S的关系如图乙所示,则杆重 40 N.答案:40.考点:杠杆的平衡条件.解析:解:杠杆密度与粗细均匀,则其重心在它的几何中心,重力的力臂为杆长的一半,为1m;由图象可知,F=400N时,拉力的力臂LF=0.1m,由杠杆平衡条件得:GLG=FLF,即:G1m=400N0.1m,则G=40N;滑环在A点时动力臂大于阻力臂,金属杆是一个省力杠杆.故答案为:40.最小力判断【例】★★★如图,要把重力为G的实心圆柱体,推上高为H的台阶,分别用F1、F2和F3的方向用力,则(  )A.沿着F1的方向最省力B.沿着F2的方向最省力C.沿着F3的方向最省力D.三种情况所用力的大小相等答案:B考点:杠杆中最小力的问题.解析:解:当将圆柱体滚上台阶时,圆柱体与台阶接触点即为支点,若力臂为圆的直径,则力臂最长,此时的力最小,所以要想最省力,应沿F2的方向.故选B.杠杆平衡条件与简单受力分析【例】★★★(多选)如图所示的杠杆每小格的长度相等,质量不计,O为支点,物体A是边长为0.1m的正立方体.当杠杆右侧挂一个重4N的物体B时,杠杆在水平位置平衡.此时物体A对水平桌面的压强为300Pa.下列说法正确的是(  ) A.物体A受到的支持力为2N B.物体A受到的重力为5N C.物体B向右移动l小格,物体A受到的拉力减小1N D.物体B向右移动l小格,物体A受到的支持力减小1N答案:BD考点:杠杆的平衡条件.解析:解:A、此时物体处于静止状态,其对地面的压强是300Pa,其底面积是0.01m2,故此时物体对地面的压力是:F=PS=300Pa0.01m2=3N;由于此时物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力,故大小相等,故此时物体A受到的支持力是3N,即该选项错误;B、据杠杆的平衡条件知,此时杠杆对A 的拉力是F拉,故F拉LA=FBLB,故F拉===2N,由于此时的F拉=G﹣F支,故G=F拉+F支=3N+2N=5N.故该选项正确;C、当物体B向右移动一个小格,此时符合杠杆的平衡条件,即F拉===3N,故此时物体A受到的拉力增大1N,故该选项错误;D、据上面的分析不难看出,此时物体A受到的拉力增大1N,即此时物体A受到的支持力减小1N,故该选项正确;故选BD.杠杆平衡条件与浮力综合【例】★★★如图所示,将物块甲和乙分别挂在轻质杠杆的两端,O是杠杆的支点,杠杆在水平位置平衡时发现OA:OB=1:2;再将物块甲浸没到水中,如图所示,杠杆平衡时发现OA:OC=1:1.则下列说法正确的是(  )A.甲乙的质量之比是1:2B.甲乙的质量之比是3:1C.甲的密度是1.5ρ水D.甲的密度是2ρ水答案:D考点:杠杆的平衡条件.解析:解:(1)如图1杠杆平衡,根据杠杆平衡条件得,G甲OA=G乙OB,又因为:OA:OB=1:2,所以G甲:G乙=2:1,所以m甲:m乙=2:1.(2)如图2甲浸没在水中,杠杆平衡,根据杠杆平衡条件得,(G甲﹣F浮)OA=G乙OC,(G甲﹣ρ水gV甲)OA=G甲OC,又因为:OA:OC=1:1,ρ甲=2ρ水.故选D.【例】★★★★★(平谷区二模)如图所示,杠杆AB的A点挂边长为2dm、密度为ρ1=2kg/dm3的正方体C,B点挂边长为1dm正方体D,AO:OB=2:5,杠杆在水平位置平衡时,D静止在空中,C对水平地面的压强为p1=1000Pa;若将正方体D浸没在某种液体中(未接触到容器底),杠杆在水平位置平衡时,C对水平地面的压强增大了1250Pa,取g=10N/kg,可求得(  ) A.物块D的密度为5kg/dm3 B.液体的密度为2kg/dm3 C.当物体D浸没在液体中时A点所受竖直向下的拉力为95N D.若物体D不浸入液体,要使物体C对地面的压强为零,则应对物体D施加竖直向下的64N的力答案:B考点:杠杆的平衡条件;压强的大小及其计算;阿基米德原理.解析:解:Gc=mcg=ρ1vcg=2kg/dm38dm310N/kg=160N,FC=p1sc=1000Pa410﹣2m2=40N,则由杠杆平衡条件可得(GC﹣FC)AO=GDOBGD==2=48N;ρ2===4.8kg/dm3;故A选项错误.由题知,物体C对地面的压强增加值△p=1250Pa,则地面增加的压力:△FC=△psc=1250Pa410﹣2m2=50N,杠杆A端减小的拉力:△FA=△FC=50N,由杠杆平衡条件可得:(GC﹣FC﹣△FA)AO=(GD﹣FD)OB(160N﹣40N﹣50N)2=(48N﹣FD)5FD=20N;又∵FD=ρ液gvD∴ρ液===2103kg/m3=2kg/dm3;故B选项正确.当物体D浸没在液体中时A点所受竖直向下的拉力为 FA=GC﹣FC﹣△FA=160N﹣40N﹣50N=70N;故C选项错误.若物体D不浸入液体,要使物体C对地面的压强为零,由杠杆平衡的条件可得:GCAO=(GD+F)OB160N2=(48N+F)5F=16N;故D选项错误.故选B.一讲一测(2014•朝阳区二模)图所示的四种用具中,属于费力杠杆的是(  )A.镊子B.钢丝钳C.核桃夹D.起子答案:A考点:杠杆的分类.解析:解:镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.故选A.(2013•山西)小明小组利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”时,在杠杆两侧挂上不同个数的钩码,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,这样三次实验后得出结论:动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离.下列能帮助他得出正确结论的操作是(  ) A.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向下拉 B.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉 C.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向上拉 D.增加钩码个数,再多次实验使结论更具普遍性答案:B考点:探究杠杆的平衡条件实验.解析:解:“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”,是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,此时的力臂正是支点到力作用点的距离.为得出普遍结论,应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离,多做几次实验,得出实验结论,故正确的实验操作应该是B、去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉.故选B.列车上有出售食品的手推车,若货物在车内摆放均匀,当前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,若把以上两种情况下的手推车视为杠杆,则下列说法错误的是(  ) A.当前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,支点是C B.当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,支点是B C.当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把手推车可视为省力杠杆 D.当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把手推车可视为费力杠杆答案:D考点:杠杆及其五要素.解析:解:(1)由图示可知,当前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,手推车绕C点转动,则C点是支点,故A说法正确,不符合题意;(2)由图示可知,当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,手推车绕B点转动,B是支点,此时动力臂大于阻力臂,手推车是省力杠杆,故BC说法正确,但不符合题意;D说法错误,符合题意;故选D.(2013•南川区模拟)观察图所示的指甲刀的结构图,其中分析正确的是(  ) A.ABC是一个杠杆,且是省力杠杆 B.OBD是一根杠杆,且是省力杠杆 C.ABC是一个杠杆,且是费力杠杆 D.OBD是一根杠杆,且是一个等臂杠杆既不省力也不费力答案:A考点:杠杆的应用.解析:解:ABC杠杆的支点是B点,动力臂AB比阻力臂BC大,所以是省力杠杆;故A正确,C错误.OBD杠杆的支点是O点,动力臂OB小于阻力臂OD,所以是费力杠杆;故B错误;OED杠杆的支点是O点,动力臂OE小于阻力臂OD,所以是费力杠杆;故选A.(2014•南宁)如图所示,有一质量不计的长木板,左端可绕O点转动,在它的右端放一重为G的物块,并用一竖直向上的力F拉着,当物块向左匀速滑动时,木板始终在水平位置保持静止,在此过程中,拉力F(  )A.变小B.变大C.不变D.先变大后变小答案:A考点:杠杆的动态平衡分析.解析:解:如图,长木板长为L,则动力臂为L,杠杆受到物体的压力(阻力)F′=G,阻力臂为L2,∵杠杆平衡,∴FL=F′L2=GL2,∴F= 由此可知,当物块向左匀速滑动时,L2变小,F变小.故选A.(2013•无锡一模)如图所示,用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块,若撬棒C点受到石块的压力是1800N,且AB=1.8m,BD=0.6m,CD=0.4m,则要撬动该石块所用的最小的力应不小于(  )A.600NB.400NC.200ND.150N答案:C考点:杠杆中最小力的问题;杠杆的平衡条件.解析:解:①若以D点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下,此时AD为动力臂,CD为阻力臂,如图:②若以B点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上,此时AB为动力臂,BC为阻力臂,如图:由图知,AD<AB,CD>BC,所以②更省力;如上图,以B为支点,动力臂AB=1.8m,阻力臂BC=BD﹣CD=0.6m﹣0.4m=0.2m,由杠杆的平衡条件:F1AB=F2BC,得:F11.8m=1800N0.2m,∴F1=200N.故选C.如图的杠杆中,O是支点,在B端挂一个重物,为使杠杆水平平衡,要在A端加一个力,下列说法中正确的是(  )A.在水平方向用力F1最小B.在竖直方向用力F2最小C.在跟OA连线垂直的方向F3最小D.在各个方向上用力一样大答案:C考点:杠杆中最小力的问题.解析:解:因为A为动力作用点,O为支点,故OA为最长的动力臂,因此在A点施力F,当F的方向与OA垂直时最省力,即跟OA连线垂直的方向F3最小.故选C.(密云县)如图所示,杠杆AOB处在水平位置平衡,OA:OB=1:2,浸入水中的铁球质量m=7.9kg,加在B端的力F=24.5N,ρ铁=7.9103kg/m3,g=10N/kg.则空心体积是(  )A.110﹣3m3B.210﹣3m3C.310﹣3m3D.410﹣3m3答案:B考点:杠杆的平衡条件;阿基米德原理;浮力大小的计算.解析:解:∵杠杆在水平位置平衡,∴FOB=FAOA,∴A端受到的拉力:FA===49N,对于铁球:∵FA+F浮=G球=m球g,∴铁求受到的浮力:F浮=m球g﹣FA=7.9kg10N/kg﹣49N=30N,∵F浮=ρ水v排g,∴铁球排开水的体积(铁球的体积)v球=v排===310﹣3m3,7.9kg铁的体积:v铁===110﹣3m3,故空心部分体积:v空=v球﹣v铁=310﹣3m3﹣110﹣3m3=210﹣3m3.故选B.(房山区二模)如图所示,把杠杆架在铁架台上,支点O到杠杆两端点A和B的距离之比为AO:OB=1:2,A端挂一质量为mA=1kg的空桶,B端挂质量为mB=1.6kg、体积为V=0.2dm3的物块,物块沉入水底并通过细线挂在杆的B端,盛水柱状容器的底面积为1dm2.现将铁架台的支点O升高一段距离,使B端物块露出水面一部分,再在小桶内装入一定质量的砂子,杠杆仍可水平平衡,水对容器底部的压强减小了100Pa,则装入桶内砂子的质量为 2  kg.g取10N/kg.答案:2.考点:杠杆的平衡条件;压强的大小及其计算.解析:解:∵p=ρgh,∴△h===m,物块露出水面的体积为:V露=S△h=10﹣2m2m=10﹣4m3,物块排开水的体积:V排=V﹣V露=210﹣4m3﹣10﹣4m3=10﹣4m3,根据杠杆平衡条件得,(m空桶+m砂子)gOA=(m物块g﹣F浮)OB,(1kg+m砂子)gOA=(1.6kgg﹣1.0103kg/m3g10﹣4m3)OB,又因为AO:OB=1:2,m砂子=2kg.故答案为:2.
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