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1、Word文档,下载后可任意编辑 近三年(20192020)浙江省九年级上册科学期末考试试题(物理部分)精选简单机械(2)(答案)近三年(2017-2019)浙江省九年级上册科学期末考试试题(物理部分)精选简单机械(2)一选择题(共11小题)1一个600N重的成年人和一个小孩都过一道4m宽的水渠。成人从左岸到右岸,而小孩从水渠右岸到左岸,两岸各有一块3m长的坚实木板,他们想出了如图的方式过渠,请分析在忽略木板自身重量和木板叠交的距离情况下,要使成年人和小孩都能平安过渠,小孩的体重不能轻于多少牛?()A100NB200NC300ND400N2如图,OAB为轻质杠杆,可绕支点O自由转动,在A点悬挂一
2、个重为G的物体,在B端施加动力使杠杆在水平位置平衡,则以下说法正确的是()A该杠杆属于省力杠杆,所需动力一定小于GB动力的方向不可能水平向右C杠杆所受阻力就是重物所受的重力D若施加动力的方向不同,则动力的大小一定也不同3等臂杠杆两端各系一只等质量的铁球,将杠杆调平衡后,将球分别浸没在等质量、等密度的稀H2SO4和CuSO4溶液里(如图所示),一段时间后杠杆将会()A左端上翘B右端上翘C仍然平衡D无法判断4如图所示,水平地面上,慢慢地把一根粗细均匀的钢管竖起,如果力的方向总是竖直向上的,在钢管慢慢竖起的过程中,力F的大小将()A不变B逐渐变大C逐渐变小D先变大后变小5如图:杠杆上分别放材料相同的
3、两个大小不同的小球,杠杆在水平位置平衡,如两球以相同速度同时匀速远离支点,那么杠杆()A不能平衡,大球那端下沉B仍能平衡C不能平衡,小球那端下沉D无法判断6小胖同学在学习了有关滑轮的知识后,设计了如图所示的机械装置,已知在大小为10N的拉力F的作用下,重力为4N的物体匀速上升了4m,下列说法正确的是()A拉力所做的功为80JB地面受到绳子的拉力为4NC该装置的机械效率为60%D物体克服重力所做的功为20J7在轻质杠杆两端A、B各挂有体积相同的铁块和铝块(铁铝),调节支点O位置,使杠杆在水平位置保持平衡,如图所示。在下列情况下,杠杆仍可能在水平位置保持平衡的是()A将铁块和铝块分别以相同的速度,
4、同时向支点移动B在铁块和铝块上各切去一部分质量相等的金属,并将支点向B端移动C在铁块和铝块上分别加上一块质量相等的小石块,并将支点向B端移动D在铁块和铝块上同时滴加少许相同质量和质量分数的稀硫酸,同时将支点向A端移动8人在抬头时头部存在的杠杆如图所示,已知此人抬头时的阻力为50牛,阻力臂0.1米,动力臂为0.05米,此人要抬起头,至少需要多少的力 ()A30牛B25牛C100牛D200牛9如图所示,木棒OA可绕过O点的水平轴自由转动,现有一方向不变的水平力F作用于棒的A端,使棒从竖直位置缓慢地转到偏角为的地方(90)设M为动力与动力臂的乘积,则在此过程中()AF不断变大,M不断变大BF不变,M
5、逐渐变大CF逐渐变小,M逐渐变小DF逐渐变大,M逐渐变小10“给我一根杠杆和一个支点,我就能撬动地球。”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是()A天平B筷子C扳手D钓鱼竿11某中学科学兴趣小组研制出了一个密度秤,如图所示,装秤钩的地方吊着一个铝块,秤砣放在A处时秤杆恰好平衡。把铝块浸没在待测密度的液体中,移动秤砣,便可直接在秤杆上读出液体的密度。下列说法正确的是()A零点在O点,刻度自右向左变大B零点在O点,刻度自左向右变小C零点在A点,刻度自右向左变大D零点在A点,刻度自左向右变大二填空题(共10小题)12如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A
6、为重心,他的体重为550N地面对手的支持力F的力臂是 m,大小为 N,他的身体相当于一个 杠杆。13如图所示,细绳下挂一根轻质(不计质量)杠杆AOBC,B点处通过细绳下挂重为60N的物体,杠杆恰好处于如图位置静止,已知OBBC,OA:OB1:3,试回答:(1)若在A处施加一个竖直向下的力F,使杠杆匀速转到水平位置则该F的大小将 (填“变大”、“变小”或“不变)(2)在图中A、B、C处选一位置施力使之刚好转动,画出一个施加最小力的方向,并标明该力的力臂。14小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时保持竖直向上拉动杠杆,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升(支点O处的摩擦不计)问:(1)重为5N
7、的钩码挂在A点时,人的拉力F为4N钩码上升0.3m时,动力作用点C上升0.5m,此时机械效率A多大?(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,仍用该实验装置,将钩码移到B点,再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m,此时杆杆机械效率为B问:人的拉力F与第一次钩码在A相比 (选填“变大”“变小”或“不变”)。比较两次机械效率的大小,A B(选填“大于”“小于”或“等于”)。15图甲是多功能的“路边空中绿化存车亭”:图乙为工作原理图,O为杆的转动轴,B端固定悬挂泊车装置,存车时,汽车开到存架A上,电动机M通过钢丝绳BC将杆OB拉到一定高度固定;取车时,OB杆放下使存车架落回地面。
8、将请根据以上信息回答下列问题(忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力)(1)图乙中C处使用的简单机械称为 ,它的作用是 。(2)如图乙所示,小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中,作用在B点的动力 (填“变大”或“变小”或者“不变”),请分析说明理由 。16如图1所示,小雨在轻质杠杆的A端施加竖直向下的拉力,使其水平平衡。小雨刚好感知地面与脚底无挤压,已知OA:OB3:2,物体M的重力为600N、体积为0.02m3,则小雨质量为 kg;如图2小雨的拉力为240N,则液体的密度液 ;那么从图1变化到图2,支点上连接部分对天花板顶的拉力 (选填“变大,变小,不变”)。17太阳能路灯系统是利用
9、太阳能进行照明的装置,被越来越广泛地应用。如图为塔式起重机吊装路灯灯柱简易示意图,若灯柱总重力为3000牛,重心在P点,OP长度为路灯灯柱总长的13,则拉力F的大小为 牛。(动滑轮和绳子的重力及动滑轮与绳子之间的摩擦均不计)18使用撬棒,救援队员把滚落在公路上的石块撬起,如图所示,若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1,撬棒的支点是 点;若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1,此时阻力的作用点是 点,并在第一种方法作出杠杆的五要素。19密度均匀的直尺AB放在水平面上,尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一,当B端挂5N的重物G时,直尺的A端刚刚开始翘起,如图所示,则此直尺受到的重
10、力是 N。20如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力 F 作用下,将重 105N 的物体匀速提起,在 5s 时间内物体上升的高 度为 1m图乙是滑轮组工作时的拉力 F 与绳子自由端移动距离 s 的关系图。(1)画出滑轮组的绕绳方式。(2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量为 。(3)滑轮组提升该重物时的机械效率为 。21如图所示,横截面积为四分之一圆(半径为R)的柱体放在水平地面上,一根匀质木棒OA长为3R,重为G木棒的O端与地面上的铰链连接,木棒搁在柱体上,各处摩擦均不计。现用一水平推力F作用在柱体竖直面上,使柱体沿着水平地面向左缓慢移动。当木棒与地面的夹角30时,柱体对木棒的支持力为 。三实验探
11、究题(共6小题)22在“探究杠杆的平衡条件”实验中:(1)杠杆处于图甲所示位置时,小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验,小明认为这样操作会对实验产生以下影响:杠杆自身重力可能会对实验产生影响;可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误无法得出杠杆平衡条件。你认为正确的是 。ABC(2)图乙中,杠杆恰好处于水平平衡状态,若在A处下方再挂一个钩码,则B处所挂钩码须向右移动 格,可使杠杆在水平位置再次平衡。(3)如图丙所示,已知每个钩码重0.5N,杠杆上每个小格长度为2cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计示数大小为 N。(4)如图所示,将长为1.2米的
12、轻质木棒平放在水平方形台面上,左右两端点分别为A、B,它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体,在B端挂一个重为G的物体。若B端挂物体后,木棒仍在水平台面上静止,则G的取值范围为 牛。23小明在探究杠杆的平衡条件的实验中,以杠杆中点为支点。(1)在调节杠杆平衡时,小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (左/右)调节。(2)杠杆不处于水平位置能否平衡?小海和小红意见不同,小海认为杠杆平衡不一定是水平的,你认为小海这种说法对吗? (对/错)于是小海每次让杠杆倾斜时静止来探究杠杆平衡条件,而小红仔细研究后发现自己在水平位置实验的方案比小海好
13、,请你说出小红的理由: 。(3)如图,不计摩擦,若将钩码从B点移动到A点,仍将它匀速提升h的高度,杠杆的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。24(1)图示中测力计示数为 N。(2)小明猜想:“右图中滑轮组提升的物体越轻,机械效率越高”,小明设计实验并检验其猜想,请帮小明完成以下任务:写出实验的步骤以及需要测量的物理量(若需要可补充器材,测出的物理量用恰当字母表示): 滑轮组的机械效率(用所测出的物理量表达): 。25如图所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静
14、止时,调节平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平静止,达到平衡状态。这样做的好处是:便于在杠杆上直接读出 。(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:动力动力臂阻力阻力臂。他这样得出的结论是否合理?为什么? 。(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图2所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是: 。26利用杠杆装置来探究杠杆平衡的条件。(1)实
15、验前杠杆左端下倾,可将杠杆两端的平衡螺母向 移动,使杠杆在水平位置平衡。这样操作的目的是 。(2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠杆B点挂三个相同的钩码,可在杠杆D点挂 个相同的钩码保持平衡。(3)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂L1和动力F1的数据,绘制了L1F1的关系图,如图丙所示。根据图象,当L10.6m时,F1 N。27现有一把刻度尺、一个弹簧秤、一重力为G的物块从长度为S的木板、木块A请设计一个“探究斜面的额外功(W额外)与斜面的水平长度(L)是否有关”的实验中。(1)如图所示,某老师用弹簧测力计将重力G5.0N的物块从长度S0.50m的木板搭成一个斜面底
16、端匀速拉至斜面顶端。在实验中,调整斜面的高度为h0.20m,将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中,弹簧测力计的示数F4.0N,则有用功为 J,机械效率为 。(2)概述实验的步骤、需要测量的物理量: ,额外功(W额外)的表达式为 。(3)将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中,额外功W与斜面的水平长度L(木板在水平面上的正投影长度工具所限,测量的为近似值)有如下关系:L(m)0.450.400.350.30W额外(J)0.900.800.700.60通过数据分析,得出初步结论: 。四计算题(共2小题)28如图所示,质量为m的人站在质量为m2的均匀木板AB的中点,板放在水平地面上,可绕通过B点的
17、水平轴转动,板的A端系有轻绳,轻绳的另一端绕过两个定滑轮后,握在人手中;当人用力拉绳时,滑轮两侧的绳都保持竖直的方向,要使A端离开地面,求:(1)人作用于绳的最小拉力;(2)人对木板的压力。29用羊角锤拔起钉子的示意图。已知OA为36厘米,OB为3厘米,当在锤柄A处用与锤柄垂直、大小为90牛的力时,钉子刚好被拔起。(1)求此时钉子对锤的作用力。(2)若人所用的力为75牛(方向不变),要拔起钉子,锤柄至少要加长多少厘米?五解答题(共5小题)30如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下:选择一根长l米的杠杆,调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。在
18、左侧离中点20厘米的A位置用细线固定一个质量为100克、容积为100毫升的容器。右侧用细线悬挂一质量为100克的钩码(细线的质量忽略不计)。测量时往容器中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。(1)容器装满水时,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,则钩码悬挂位置到O点的距离为多少?(g10N/kg)(2)把容器中的水改为某待测液体,钩码向左移动使杠杆能在水平位置平衡,请判断待测液体的密度比水大还是小,并说明理由 。31如图甲所示为市民在公园锻炼上肢力量的画面。该器材相当于一根杠杆(杠杆自重不计),乙图为其简化图,锻炼时手在B点用力向上举手柄将A点的配重抬高,达
19、到锻炼上肢的目的。(1)请在乙图中画出动力臂L1、阻力F2及力臂L2。(2)若A点挂有30千克配重,动力臂L1为90厘米,阻力臂L2为45厘米,则至少需在B点施加多少牛的力才能将配重抬升?(g取10牛/千克)32如图所示,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力分别作用于水泥板的长或宽的一侧,欲使其一端抬离地面,则(1)F甲 F乙(选填“小于”、“等于”、“大于”);(2)你的理由是?(请证明)。33如图所示,体积相同的两个金属块G1和G2分别挂在轻质杠杆的两边,杠杆处于平衡状态,若将两个物体同时浸没在水中,则杠杆 (填“仍保持平衡”、“A端下沉”或“B端下沉”),请列
20、式证明你的结论。34近年来,我国煤矿事故频发,例如去年在山西的王家岭煤矿发生的透水事故,属于特大矿难,共有153人被困井下,引起了中央的高度重视,在大量救援人员连续8昼夜的奋战后,共有115名矿工被救出安全升井,创造了矿难抢救史上的一个奇迹,使回答下列问题:(1)发生透水事故后矿井中的“瓦斯”气体含量会大幅度升高,“瓦斯”是一种有毒的气体,主要含有甲烷和一氧化碳气体,如遇明火即发生瓦斯爆炸,直接威胁着矿工和救援人员的生命安全,下列措施主要是为了降低瓦斯的浓度的是 (填字母)向被困人员送入防爆电话不断向外排水打钻井排出巷道中的气体用风机向巷道里鼓入空气(2)如图是救援队员甲和乙在井道中用担架运输
21、搜救到的被困人员时的两种方式,O为担架的重心,A、B为甲乙两人在担架上的作用点,且力的方向均为竖直向上,AO:BO5:4,甲认为乙采用方式二的样子来提担架能更省力、你觉得方式二能省力吗? (填“能”或“不能”),理由是 。近三年(2017-2019)浙江省九年级上册科学期末考试试题(物理部分)精选简单机械(2)参考答案与试题解析一选择题(共11小题)1【答案】C【解答】解:(1)因成年人较重,所以只要成年人能安全过水渠,则小孩也能安全过水渠;小孩站在B处让成年人先从木板上过水渠,当成年人到达水渠对岸后,站在B处,然后再让小孩过水渠如图所示:(2)把木板AB视为杠杆,O为支点,成年人对AB的压力
22、视为阻力F2,小孩对木板的压力视为动力F1,当成年人在A时,阻力(成年人对AB的压力)最大,为F2G成年人600N,由题意和图示可知:OA1m,OB2m,由杠杆平衡条件可得:F1OBF2AO600N,则F1=F2OAOB=600N1m2m=300N,即小孩体重不能轻于300N;故选:C。2【答案】B【解答】解:A、在B端施加动力使杠杆在水平位置平衡,B点动力的方向不同时,动力臂可能大于或小于或等于阻力臂,所以该杠杆可能省力,可能费力,还可能既不省力也不费力,故A错误;B、由于动力的方向水平向右时,动力臂为零,而阻力和阻力臂的乘积不为零,所以,杠杆不可能平衡,则动力的方向不可能水平向右,故B正确
23、;C、阻力是阻碍杠杆转动的力,本题中杠杆所受阻力是重物对杠杆向下的拉力,故C错误;D、在阻力和阻力臂一定时,若施加动力的方向不同,动力臂也可能相同,根据杠杆平衡条件可知:动力的大小可能相同,故D错误。故选:B。3【答案】A【解答】解:铁可以与稀硫酸发生反应产生氢气和硫酸亚铁,参加反应的铁溶解进溶液,使金属的质量减小;铁可以与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,生成的铜覆盖在铁的表面,且每有56份的铁参加反应,生成64份质量的铜,使金属铁球的质量增加8份,从而使左边质量减小,右边质量增加。根据杠杆的平衡条件F1L1F2L2,当杠杆的力臂相等时,铁球质量大的一边会下沉,质量小的一边会上翘,故杠杆会左端上翘
24、。故选:A。4【答案】A【解答】解:如图,若动力总是竖直向上,因为OACOBD,所以 OAOB=OCOD为定值,即动力臂和阻力臂的比值为定值,因为阻力(钢管重)不变,根据FOBGOA可得:动力F保持不变。故选:A。5【答案】A【解答】解:设大球质量为m1,小球质量为m2,因为m1m2,两球以相同速度同时匀速远离支点,即相等的时间内运动的路程L1L2,所以,m1gL1m2gL2即质量大的那边:重力力臂增加的快,原来杠杆平衡,力和力臂的乘积相等,现在大球这边力和力臂的乘积增加的快,使得大球那边力和力臂的乘积大,杠杆不再平衡,大球那端下沉。故选:A。6【答案】B【解答】解:A、由题知,该滑轮为动滑轮
25、,n2,绳子移动的距离s2m;拉力所做的功WFs10N2m20J;故A错误;B、地面受到绳子的拉力等于物体的重力,即FG4N;故B正确;C、该装置的机械效率=W有用W总=GhFs=4Nh10N12h=80%;故C错误;D、物体克服重力所做的功W有用Gh4N4m16J;故D错误。故选:B。7【答案】C【解答】解:两金属块的体积相同,但密度不同,故铜块重力大于铝块,由杠杆的平衡条件可知铜V铜L铜铝V铝L铝知,铜块力臂小。由此可判:A、将铁块和铝块同时以相同的速度向支点移动一段相同的距离,则铁块一边减小的力和力臂的乘积大于铝块一边减小的力和力臂的乘积,则G铁?OAG铝?OB,杠杆将不平衡,故A错误;
26、B、将铁块和铝块同时切去一部分质量相等的金属,由于铁的力臂小于铝的力臂,所以铁减少的力与力臂的乘积小于铝减少的力与力臂的乘积。因此:G铁?OAG铝?OB,故要想再平衡,应将支点向A端移动,故B错误;C、在铁块和铝块上分别加上一块质量相等的小石块,则在杠杆两端增加了相等的力,又因为铁的力臂小于铝的力臂,所以铁增加的力与力臂的乘积小于铝增加的力与力臂的乘积,因此:G铁?OAG铝?OB,故要想再平衡,应将支点向B端移动,故C正确;D、铁和铝都和稀硫酸反应生成氢气,因为少许稀硫酸,我们可以认为生成的氢气质量相同,故杠杆的两端减少的质量相同,由于铁的力臂小于铝的力臂,所以铁减少的力与力臂的乘积小于铝减少
27、的力与力臂的乘积。因此:G铁?OAG铝?OB,故要想再平衡,应将支点向B端移动,故D错误。故选:C。8【答案】C【解答】解:由题知,阻力F250N,阻力臂L20.1m,动力臂L10.05m,由杠杆平衡条件可得F1L1F2L2,即:F10.05m50N0.1m,解得:F1100N。故选:C。9【答案】A【解答】解:由题意可知,O点为支点,动力为F,阻力为木棒的重力G,如下图所示:使棒从竖直位置缓慢地转到偏角为的地方(90),结合上图可知,阻力臂L阻增大,而阻力G的大小不变,则阻力与阻力譬的乘积GL阻增大;根据杠杆的平衡条件可知,MFL动GL阻不断变大;同时,动力臂L动减小,因为MFL动 增大、L
28、动减小,所以F不断变大,故A正确,BCD错误。故选:A。10【答案】C【解答】解:阿基米德的杠杆是在宇宙中找一点,就能翘起整个地球,属于省力杠杆。A、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;C、扳手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;D、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故选:C。11【答案】C【解答】解:铝块没有浸入液体时(即所测液体的密度应为零),由题知秤砣放在A处时秤杆恰好平衡,所以密度秤的零刻度应该在A处;秤砣的质量不变,秤砣由O向A时,它的力臂变长,由杠杆平衡条件可知,左边铝块拉秤杆的力增大,说明铁块
29、受到的浮力减小,而铝块排开液体的体积不变,说明液体的密度变小,所以,由O向A,秤杆上刻度值应逐渐减小;若秤砣由A向右移动,铝的力臂变长,则右边力和力臂的乘积变大,若秤杆水平平衡,说明左边的力和力臂的乘积变大;而左边的力臂不变,则杠杆左边受到的拉力增大,但铝块受到的浮力不可能竖直向下,所以A点的右侧应该是没有刻度的;综合分析零点在A点,刻度自右向左变大,故C正确。故选:C。二填空题(共10小题)12【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)由图可知,支点到支持力作用线的垂线段为动力臂,即动力臂L10.9m+0.6m1.5m,(2)支点到重力作用线的垂线段为阻力臂,即阻力臂L20.9m;根据杠杆平衡
30、的条件可得:FL1GL2,即:F1.5m550N0.9m,解得F330N。由于动力臂大于阻力臂,所以他的身体相当于一个省力杠杆。故答案为:1.5;330;省力。13【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)在A处施加一个竖直向下的力F,B处有重物,重力的方向竖直向下,大小不变,杠杆匀速转到水平位置平衡,因为动力臂与阻力臂的比值不变,所以F大小不变。(2)要求画出使杠杆转到的最小的力,那么动力臂应是最长的,就是离着支点最远的点C与支点O的连线,如图所示:故答案为:(1)不变; (2)见解答。14【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)有用功:W有用Gh5N0.3m1.5J;总功:W总Fs4N0.5
31、m2J,机械效率:A=W有用W总100%=1.5J2J100%75%;(2)钩码的悬挂点在A点时,由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动,则由杠杆的平衡条件得:G?OA+G杠杆?12OCF?OC;悬挂点移至B点时,由杠杆的平衡条件得G?OB+G杠杆?12OCF?OC,观察比较可知,悬挂点移至B点时,OBOA,即钩码重力的力臂变小,所以拉力F也变小;杠杆的机械效率:=W有用W总=W有用W有用+W额=11+W额W有用;因为杠杆升高的高度不变,所以克服杠杆自重所做的额外功不变(即即W额G杠杆?h杠杆不变);由于悬挂点B更接近支点,所以钩码提升的高度减小,根据W有用Gh可知,有用功减小;从上面的表达式可知:W有
32、用减小、W额不变,所以 W额、W有用变大,分母变大,就减小;即BA。答:(1)机械效率A为75%;(2)变小;大于。15【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)图乙C中使用了定滑轮,定滑轮的特点是不省力,但可以改变力的方向; (2)小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中,如下图所示,动力的力臂L1逐渐变大、阻力臂L2变小,且阻力不变(阻力为车架和汽车的总重力),根据杠杆的平衡条件F1L1F2L2 可知,在此过程中作用在B点的动力逐渐变小。 故答案为:(1)定滑轮;改变力的方向;(2)变小;动力的力臂L1逐渐变大、阻力臂L2变小,且阻力不变。16【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)
33、由题知,小雨刚好感知地面与脚底无挤压,则杠杆A端受到的拉力FAG人,杠杆B受到的拉力FBGM,根据杠杆平衡条件可知,FAOAFBOB,G人OAGMOB,则小雨受到的重力:G人GMOBOA=600N23=400N,小雨的质量:m人=G人g=400N10N/kg=40kg;(2)小雨的拉力FA240N,根据杠杆平衡条件可知,FAOAFBOB,则杠杆B端受到的拉力:FBFAOAOB=240N32=360N,因为FB+F浮GM,所以M受到的浮力:F浮GMFB600N360N240N,由题意知,V排V0.02m3,由F浮液gV排得液体的密度:液=F浮V排g=240N0.02m310N/kg=1.2103
34、kg/m3;(3)由(1)(2)可知杠杆A端、B端受到向下的压力都变小,则杠杆受到向上的拉力也变小。故答案为:40;1.2103kg/m3;变小。17【答案】见试题解答内容【解答】解:如图,杠杆受到拉力的力臂为OB,重力G的力臂为OA,因为RtOBCRtOPA,所以OB:OAOC:OP3:1,由杠杆平衡条件得:F拉OBGOA,则动滑轮对路灯灯柱的拉力:F拉=OAOBG=133000N1000N;动滑轮和绳子的重力及动滑轮与绳子之间的摩擦均不计,拉力F=12F拉=121000N500N。故答案为:500。18【答案】见试题解答内容【解答】解:读图可知,当沿DM方向用力撬石块1时,杠杆围绕A点转动
35、,因此A为这时的支点;同样,当沿DN方向用力撬石块1时,杠杆围绕B点转动,因此B为此时的支点;杠杆的五要素是动力、阻力、动力臂、阻力臂、支点;第一种方法杠杆的五要素如图:。故答案为:A;B;如图。19【答案】见试题解答内容【解答】解:设直尺长为L,从图示可以看出,杠杆的支点为O,动力大小F1GB5N,动力臂L1OB=13 L;阻力为直尺受到的重力G,阻力的力臂L2=12ABOB=12L-13L=16L。由杠杆平衡的条件得:F1L1GL2,G=L1L2F1=13L16L5N10N。故答案为:10。20【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)对于由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组来讲,满足拉力方
36、向竖直向上的应有3段绳子承担,从动滑轮的挂钩开始向上绕。如下图所示:(2)纵坐标表示拉力的大小,横坐标表示绳子自由端移动距离 s,所以阴影部分表示拉力所做的功,即总功;(3)滑轮组的机械效率=W有用W总100%=GhFs100%=105Nh50N3h100%=105N150N100%70%。故答案为:(1)见解答图。(2)总功;(3)滑轮组提升该重物时的机械效率为70%。21【答案】见试题解答内容【解答】解答:如图示,重力的力臂LG=3R2cos=3R2cos30=3R232=33R4柱体与木棒的弹力力臂,LN=Rtan30=3R由杠杆的平衡条件得:GLGFNLN柱体对木棒的支持力:FN=GL
37、GLN=G33R43R=34G故答案为:34G三实验探究题(共6小题)22【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)杠杆处于图甲所示位置时,杠杆没有调平就挂上钩码进行实验,杠杆的重心不在支点上,杠杆的自重对杠杆平衡产生影响,故正确;杠杆不在水平位置平衡,力臂不在杠杆上,不便于测量力臂,不便于得出杠杆的平衡条件,但可以得出杠杆的平衡条件。故正确,错误。故选A;(2)设一个钩码为G,一格的长度为L;根据杠杆的平衡条件:4G2L2GnL,解得:n4,故应该将B处所挂钩码须向右移动431格;(3)当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30角)杠杆,此时动力臂等于12OC=1242cm4cm;根据杠杆的
38、平衡条件F1L1F2L2得F1=F2L2L1=40.5N32cm4cm=3N。(4)若以右边缘为支点,右边力臂最小,此时L左1.2m0.3m0.9m,L右0.3m,根据杠杆的平衡条件:GAL左GBL右得。B端挂的物体的重力:GB=GAL左L右=30N0.9m0.3m=90N若以左边缘为支点,右边力臂最大,力最小,此时L左0.3m,L右1.2m0.3m0.9m,最小为:F小=GAL左L右=30N.3m0.9m=10N。G的取值范围为1090牛;故答案为:(1)A;(2)1;(3)3;(4)1090。23【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)在调节杠杆平衡时,小明发现杠杆右端低左端高,要使杠杆在
39、水平位置处于平衡状态,将杠杆右端的平衡螺母向上翘的左端移动;(2)杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡,所以小海的说法是对的;力臂等于支点到力的作用线的距离,在小红的实验方案中,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。而小海实验方案中的力臂不便于测量,所以,小红的实验方案好。(3)根据图示可知,将钩码移动到B点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由F1L1F2L2可知,动力将减小,即FF;将将钩码从B点移动到A点,提升相同高度,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,B点时杠杆上升的高度大些,做的额外功大些,所以机械效率变小。答案为:(1)左;(
40、2)对;小红的方案中杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂;(3)变小。24【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)由图知,弹簧测力计的分度值是0.2N,所以测力计的示数是1.2N;(2)实验步骤:a、在动滑轮挂钩上挂1个钩码,用弹簧测力计测出所挂钩码的重力,钩码的重力用G表示,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示;b、仍然用原滑轮组,保持装置不变,依次改变动滑轮上挂钩码的个数,仿照步骤a再做2次实验,记录各次的G、F、s、h的数值。c、用=W有W总=GhFs100%,计算出各次的机械效率,得出结论;滑轮组的机械效率(用所测出的物理量表达)为:=W有W总=
41、GhFs100%。故答案为:(1)1.2;(2)a、在动滑轮挂钩上挂1个钩码,用弹簧测力计测出所挂钩码的重力,钩码的重力用G表示,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示;b、仍然用原滑轮组,保持装置不变,依次改变动滑轮上挂钩码的个数,仿照步骤a再做2次实验,记录各次的G、F、s、h的数值。c、用=W有W总=GhFs100%,计算出各次的机械效率,得出结论;=W有W总=GhFs100%。25【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来;(2)小明的结
42、论不合理,只通过一次测量,数据具有偶然性,不具备普遍性;(3)图乙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。故答案为:(1)力臂的大小;(2)不合理;结论具有偶然性;(3)杠杆自重的影响。26【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,右端上翘,故应向右调节平衡螺母使杠杆平衡;杠杆在水平位置平衡,支点到力的作用点的距离就是力臂,便于测量力臂大小;(2)设一钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡条件可知:3G4LFD3L,所以FD4G,需在D点挂4个钩码;(3)由于此题中的阻力和阻力臂不变,据F1L1F2
43、L2可知,利用图象中任意一组数据都能得出,F2L2F1L10.1m3N0.3N?m;故若当L1为0.6m时,F1=F2L2L1=0.3N?m0.6m=0.5N。故答案为:(1)右;排除杠杆自身重力对实验的干扰;(2)4;(3)0.5。27【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)有用功W有用Gh5N0.201J,总功W总Fs4N0.5m2J,斜面的效率=W有用W总100%=1J2J100%50%;(2)实验步骤:用弹簧测力计将重力为G的物块从长度为S的木板搭成一个高度为h的斜面底端匀速拉至斜面顶端,拉力大小为F。在实验中需要测量物体的重力为G,弹簧测力计沿斜面匀速拉动物体的拉力为F、斜面的长s、
44、斜面的高度h,总功为:W总FS;W有用Gh;W额外W总W有用FSGh。(3)通过数据分析可以得出:斜面的长不变时,斜面的额外功与斜面的水平长度成正比。故答案为:(1)1;50%;(2)用弹簧测力计将重力为G的物块从长度为S的木板搭成一个高度为h的斜面底端匀速拉至斜面顶端,拉力大小为F。物体的重力G,弹簧测力计的拉力F、斜面的长s、斜面的高度h;W额外W总W有用FSGh;(3)斜面的长不变时,斜面的额外功与斜面的水平长度成正比。四计算题(共2小题)28【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)设人作用于绳的最小拉力为F,由图可知,杠杆(长板AB)以B为支点;人的重力为:G运mg;长板的重力为:G板
45、=m2g;杠杆以B为支点,A端向上的拉力为动力,杠杆AB的长度为L,即动力F的力臂为L,运动员向下拉绳子的力为F,把人和长板看做一个整体,该整体受到竖直向下的重力mg+m2g和竖直向上的拉力F的共同作用,该整体对地面的压力为阻力(作用在杠杆的中点处),阻力臂为12L;则由杠杆平衡的条件可得:FL(mg+m2gF)12L;化简可得:F=13(mg+m2g)=12mg;(2)人受到重力、木板的支持力以及绳子的拉力,木板对人的支持力:F支GFmg-12mg=12mg,因为物体间力的作用是相互的,所以人对木板的压力等于木板对人的支持力相等,即F压力F支持=12mg。答:(1)人作用于绳的最小拉力为12
46、mg;(2)人对木板的压力为12mg。29【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)由图知,动力臂OA36cm,阻力臂OB3cm,动力F90N,由杠杆平衡条件可得:F1OAF2OB,即:90N36cmF23cm,解得钉子对锤的作用力:F21080N;(2)若人所用的力F175N(方向不变),由杠杆平衡条件可得:F1OAF2OB,即:75NOA1080N3cm,解得动力臂:OA43.2cm,要拔起钉子,锤柄至少要加长:LOAOA43.2cm36cm7.2cm。答:(1)此时钉子对锤的作用力为1080N;(2)若人所用的力为75牛(方向不变),要拔起钉子,锤柄至少要加长7.2cm。五解答题(共5小题)30【
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