1、A组 20162020年北京中考题组 1.(2020北京,3,2分)如图所示,正在使用的四种工具,属于费力杠杆的是( ) 答案答案 D 羊角锤、核桃夹、园艺剪使用时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,A、B、C错误;食品夹使 用时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,D正确。故选D。 解题关键解题关键 解答此类问题的关键是能正确比较动力臂和阻力臂大小关系。 2.(2019北京,5,2分)图所示的用具中,在使用时属于费力杠杆的是( ) 答案答案 A 筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,A正确;瓶盖起子、撬棒、核桃夹在使用时, 动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B、C、D错误。 3.(2017北京,
2、9,2分)图所示的工具中,在使用时属于费力杠杆的是( ) 答案答案 D 羊角锤在使用时,动力臂比阻力臂长,故属于省力杠杆,A错误;核桃夹在使用时,动力臂大于阻 力臂,属于省力杠杆,B错误;撬棒在使用时,动力臂比阻力臂长,故属于省力杠杆,C错误;食品夹在使用时, 阻力臂大于动力臂,属于费力杠杆,D正确。故选D。 4.(2016北京,6,2分)图所示的工具中,在使用时属于费力杠杆的是( ) 答案答案 C 天平属于等臂杠杆,A项错误;瓶盖起子、钳子使用时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B、D 项错误;食品夹使用时属于费力杠杆,故选C。 解题关键解题关键 比较出各杠杆动力臂和阻力臂的大小关系再做出判断
3、。 5.(2019北京,25,2分)如图所示,杠杆水平平衡。杠杆可在竖直平面内绕固定点O自由转动,其上相邻刻线 间的距离相等。若在杠杆上A点挂2个重均为0.5 N的钩码,在B点挂4个重均为0.5 N的钩码,杠杆 (选填“能”或“不能”)保持水平平衡。 答案答案 不能 解析解析 在杠杆上A、B处分别挂上钩码后,动力动力臂阻力阻力臂,根据杠杆平衡条件,可知杠杆不 能保持水平平衡。 6.(2018北京,25,4分)小华探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻线间的距离 相等。如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”) 端调节。杠杆水平平衡后,
4、在杠杆上的A点悬挂了2个钩码,如图乙所示,为使杠杆保持水平平衡,应在B点 悬挂 个钩码。 答案答案 右 3 解析解析 由题图甲可知,杠杆左边下沉,为使杠杆在水平位置平衡,应该向右调节右端的平衡螺母。在题图 乙中,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,可知在B点应该挂3个钩码。 7.(2016北京,24,2分)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OAAB。线段 表示力F的力臂。(选填“OA”、“AB”或 “OB”) 答案答案 OA 解析解析 从支点向力的作用线作垂线段,支点到力的作用线的距离即力臂。 解题关键解题关键 能正确理解力
5、臂的定义。 8.(2017北京,41,4分)实验台上有满足实验要求的器材:弹簧测力计1个,所受重力为1 N的钩码2个,带支架 的杠杆1个。杠杆上相邻刻度间距离均为0.05 m,刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔,可用来挂钩码 或弹簧测力计,如图所示。请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“杠杆在水平位置平衡时,如果动 力臂L1保持不变,则F1=kF2L2”,式中F1表示动力,k是常量,F2表示阻力,L2表示阻力臂。请写出实验步骤,画 出实验数据记录表格。 答案答案 示例:实验步骤: 将带支架的杠杆放在水平桌面上,调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。 将重为1 N的钩码(阻力F2)挂在支点右侧0.
6、05 m处(阻力臂L2),将弹簧测力计的挂钩钩在支点右侧的0.1 m处。竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡,读出弹簧测力计的示数(动力F1)。将F2、L2、F1 的数据记在表格中。 弹簧测力计的挂钩位置保持不变,将重力为1 N的钩码依次挂在支点右侧0.1 m、0.15 m、0.2 m、0.25 m处,仿照步骤再做4次实验,将F2、L2 、F1 的相应数据记在表格中。 弹簧测力计的挂钩位置保持不变,将两个重为1 N的钩码挂在支点右侧0.05 m处,竖直向上拉弹簧测力 计,使杠杆在水平位置平衡。将F2、L2 、F1 的数据记在表格中。 根据实验数据计算出F2 与L2 的乘积,并记录在表格中
7、。 实验数据记录表 F2/N L2/m F2L2/N m F1/N 解析解析 要证明的问题的自变量是阻力和阻力臂的乘积,要改变自变量就要改变钩码的个数或钩码的位 置,因变量是动力,用弹簧测力计测量,控制不变的量是动力臂,弹簧测力计的挂钩位置保持不变且始终沿 同一方向拉弹簧测力计,就控制住了动力臂。 B组 20162020年全国中考题组 考点一 杠杆 1.(2020河南,8,2分)在如图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是( ) 答案答案 B A项图中是瓶盖起子,使用过程中支点在瓶盖边缘,动力臂比阻力臂长,所以是省力杠杆。B项 图中是食品夹,使用时支点在夹子两臂连接处,手握的位置在夹子两臂中间附
8、近,被夹物体在远处末端,所 以动力臂比阻力臂短,是费力杠杆。C项图中是起钉锤,使用时支点是锤子与地面的接触点,手握锤柄末 端,动力臂比阻力臂长,是省力杠杆。D项图中是核桃夹,使用时支点在夹子两臂连接处,动力臂比阻力臂 长,是省力杠杆。所以选B。 2.(2020山东潍坊,1,2分)首先发现杠杆原理的是( ) A.阿基米德 B.牛顿 C.帕斯卡 D.焦耳 答案答案 A 由初中阶段学过的知识可知:首先发现杠杆原理的是阿基米德,A符合题意;牛顿总结了前人 的研究成果,概括出了著名的牛顿第一定律,B不符合题意。帕斯卡提出了帕斯卡定律,C不符合题意;焦 耳最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关
9、系,D不符合题意。 3.(2020广西北部湾经济区,10,2分)墨经最早记述了杆秤的杠杆原理,“标”“本”表示力臂,“权” “重”表示力,如图所示,杆秤在水平位置平衡,以下说法正确的是( ) A.“重”增大时,N端上扬 B.“权”增大时,M端上扬 C.“权”向右移时,N端下沉 D.提纽向右移时,M端上扬 答案答案 C 杆秤应用杠杆原理,在水平位置平衡时,权标=重本,当 “重”增大时,权标重本,支点O左侧的力与力臂乘 积偏大,故M端下沉,B错误;“权”向右移时力臂“标”变小,则权标重本,即支点O左侧 的力与力臂乘积偏大,故M端下沉,D错误。 4.(2019天津,7,3分)图是用撬棒撬石头的情景,
10、选项图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是( ) 答案答案 A 力臂应当是支点到力的作用线的距离。B中阻力方向错误,阻力是阻碍杠杆转动的力,应当是 向下,B错误;C、D中动力臂、阻力臂错误,C、D错误。 解题关键解题关键 动力、阻力都是作用在杠杆上的力,要明确两个力的施力物体,从而正确画出力的方向,再画 力臂。 易错警示易错警示 力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离。 5.(2020广东广州,16)如图所示,以硬尺上某位置为支点O,在尺上挂一重3 N的物体M,尺在竖直向上的拉 力F作用下保持水平静止,尺的质量不计。 (1)O在 dm刻度线处。 (2)画出F的力臂l。 答案
11、答案 (1)1.0 (2)如图所示 解析解析 (1)杠杆受到向上和向下的两个力平衡,所以这两个力在支点同一侧。由题可知动力F=6 N,阻力F =3 N,此杠杆为费力杠杆,支点应更靠近动力作用点,所以支点在0到4 dm的范围内,再根据杠杆平衡条件 F1l1=F2l2,求得动力臂l=3 dm,支点位置应在1 dm刻度线处。 (2)力臂是指支点到力作用线的距离。 6.(2019新疆,20,10分)在“探究杠杆平衡条件”的实验中: (1)实验前,杠杆静止时,发现杠杆左端低、右端高,此时杠杆处于 (填“平衡”或“非平衡”)状 态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节
12、。 (2)调节杠杆在水平位置平衡后,进行如图所示的实验,用量程为5 N的弹簧测力计在A点竖直向上拉(如 图中M所示),杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为2.5 N;若弹簧测力计斜向上拉(如图中N所示), 杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数 (填“大于”或“小于”)2.5 N,此时拉力的方向与 竖直方向的最大夹角为 (填“30”“45”或“60”)。 (3)杠杆上每个平衡螺母的质量为m,杠杆的总质量(含两个平衡螺母)为50m。实验前,调节杠杆在水平位 置平衡的过程中,若只将右端的平衡螺母移动了距离L,则调节前后杠杆(含两个平衡螺母)的重心在杆上 移动的距离为 (填“”“”或“”)。 5
13、0 L 49 L 48 L 答案答案 (1)平衡 右 (2)大于 60 (3) 50 L 解析解析 (1)杠杆处于静止状态时杠杆平衡;当杠杆静止时,发现杠杆左端低、右端高,为让杠杆在水平位置 平衡,这时应将平衡螺母向右调节。 (2)弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为2.5 N,若拉力F倾斜,如图所示 此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件知,力变大,弹簧测力计的示数大于2.5 N;随着倾角的增大,弹簧 测力计的示数越来越大,弹簧测力计的量程为5 N,即拉力最大为5 N,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,当阻 力和阻力臂不变时,动力变为原来的二倍,则动力臂变为原来的二分之一,即OB=OA,三角形
14、的直角边 等于斜边的一半,此直角边对应的角为30,所以拉力与竖直方向的最大夹角为60。 1 2 (3)设杠杆的总长度为4a,平衡螺母不移动时,杠杆的重心在杠杆的中点,当右端的平衡螺母移动L,设重心 移动的距离为x,根据杠杆的平衡条件可知,m(2a+x)+24m(2a+x)=24m(2a-x)+m(2a-x+L),化简得50 x=L,则x=。 50 L 易错点拨易错点拨 本题易错点有两个,第一个是误认为杠杆只有在水平位置才是平衡状态;第二个是一定要看 清第(2)问中求的是拉力的方向与竖直方向的夹角,不是与水平方向的夹角。 考点二 滑轮 1.(2019陕西,7,2分)工人用如图所示的装置运送砂石。
15、下列说法正确的是( ) A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小 B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆 C.绳子自由端下拉1 m,桶上升2 m D.质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的砂石 答案答案 B 定滑轮只能改变拉力的方向,不能改变拉力大小,A项说法错。动滑轮相当于一个省力杠杆,B 项正确。图中滑轮组承担物重的绳子是2段,当自由端移动距离s=1 m时,被拉动的桶移动h=0.5 m,C 项错。工人用力向下拉动绳子时,最大的拉力等于自身重力G人,所以利用该滑轮组能提起的砂石最大重 力G=2F=2G人=2m人g=265 kg10 N/kg=1 300 N,砂石最大质量m=130 kg
16、,所以D项错。 2 s G g 1 300N 10 N/kg 易错警示易错警示 人用力向下拉动物体的过程中,最大的拉力不超过自身重力,当拉力等于人自身重力时,人处 于平衡状态,此时的拉力即为最大拉力。 2.(2018新疆乌鲁木齐,6,3分)如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G1=60 N,G2=38 N,甲乙 两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为( ) A.3 N B.6 N C.11 N D.22 N 答案答案 B 由题图可知,甲图中承担物重的绳子股数为3,乙图中承担物重的绳子股数为2,不计绳重和摩 擦力,则绳端拉力分别为F=(G1+G动),F=(G2+G
17、动),得(60 N+G动)=(38 N+G动),解得G动=6 N,故 选B。 1 3 1 2 1 3 1 2 3.(2017上海,13)如图(a)、(b)所示,分别用力F1、F2匀速提升重为10牛的物体。图 中的滑轮可以 看做省力杠杆;图(a)中,若不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为 牛,物体受到合力的大小为 牛。 答案答案 (b) 10 0 解析解析 图(a)中为定滑轮,实质为等臂杠杆,不省力,但能改变力的方向,故不考虑摩擦和滑轮重力时,拉力 等于物体重力,为10 N;图(b)中为动滑轮,实质为动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆;当物体被匀速提升时,受 力平衡,合力为0。 4.(2020山东青岛,
18、19,4分)研究定滑轮的特点 (1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是 和 。 (2)如图乙所示,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,则三个力的大小关系是 。 (3)旗杆顶部有一个定滑轮,给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮 的特点。 答案答案 (1)物体重力 绳子自由端拉力 (2)F1=F2=F3 (3)改变力的方向 解析解析 (1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量物体的重力和绳子 自由端的拉力。(2)定滑轮实质是等臂杠杆,用其匀速提升同一重物,则三个力的大小关系是F1=F2=F3。 (3)定滑轮的特点是不省力
19、,但能改变力的方向,利用定滑轮升旗时,可以改变力的方向。 C组 教师专用题组 考点一 杠杆 1.(2018河南,8,2分)下列工具中,使用时属于费力杠杆的是( ) 答案答案 B 根据杠杆分类原则,若杠杆阻力臂大于动力臂,则是费力杠杆。B图中,手使用筷子时的阻力 臂大于动力臂,所以筷子属于费力杠杆。A、C是省力杠杆,D是等臂杠杆。 2.(2018黑龙江齐齐哈尔,8,2分)如图所示的用具,在正常使用的过程中,属于费力杠杆的是( ) 答案答案 C 费力杠杆为动力臂小于阻力臂的杠杆,省力杠杆为动力臂大于阻力臂的杠杆。A、B、D为 省力杠杆,C为费力杠杆,故选C。 3.(2016黑龙江哈尔滨,25,2分
20、)如图,用撬棒撬起石块并保持平衡。下列说法正确的是( ) A.动力对撬棒的转动效果小于阻力对撬棒的转动效果 B.手在A点竖直向下施力时,撬棒是个省力杠杆 C.手在A点向不同方向施力时,力的大小都相等 D.手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时,在B点比在A点费力 答案答案 B 撬棒保持平衡,则动力对棒的转动效果等于阻力对棒的转动效果,A项错误;手在A点竖直向下 施力时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,B项正确;手在A点沿不同方向用力,力臂大小会改变,则力的大小 会变化,C项错误;手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力,在B点时力臂更大,更省力,故D项错误。正确 选项为B。 4.(2016新疆乌鲁木
21、齐,16,2分)如图所示,杠杆在动力F1和阻力F2作用下保持平衡,请画出动力臂l1和阻力 臂l2。 答案答案 如图所示 解析解析 支点到力的作用线的距离叫力臂。 5.(2020安徽,8,2分)停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出,如图甲所示。我们可以把该装置简化成 如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀,重G=120 N,AB=2.8 m,AO=0.3 m。要使横杆 AB保持水平平衡,需在A端施加竖直向下的力F= N。 答案答案 440 解析解析 画出动力臂和阻力臂,如图所示: 根据图可知,动力臂L1=OA=0.3 m,AC=AB=2.8 m=1.4 m,所以阻力臂L2=OC=AC
22、-OA=1.4 m-0.3 m=1.1 m,根据杠杆的平衡条件FL1=GL2得,F=440 N。 1 2 1 2 2 1 GL L 120N 1.1m 0.3m 审题关键审题关键 “AB粗细相同、质量分布均匀”说明横杆的重心在横杆的中点横杆用线段表示,由此求出 动力臂和阻力臂即可解题。 6.(2020山东青岛,24,3分)小明在践行青岛市中小学生全面发展“十个一”活动中,进行了一次远行研 学。他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆,O为支点,B为重心,A为 拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F,旅行箱静止。请完成下列问题: (1)画出拉力F的力臂L。 (2)要使作用
23、在A点的拉力减小,保持其他条件不变,下列做法可行的是 (选填所有符合要求的选 项序号)。 缩短拉杆的长度 使拉力方向顺时针改变30 使拉力方向逆时针改变60 将箱内较重的物品靠近O点摆放,重心由B变至B 答案答案 (1)如图所示 (2) 解析解析 (1)如图所示,过O点作动力F所在直线的垂线,OB即为动力臂L。(2)缩短拉杆的长度,使拉力 方向顺时针改变30,都会使动力臂L变短,由杠杆的平衡条件可知,中的做法都会使F变大;使拉力 方向逆时针改变60,动力臂L变长,则F变小;将箱内较重的物品靠近O点摆放,重心由B 变至B,阻力臂 变短,阻力和动力臂L不变,由杠杆平衡条件可知,F变小。故选。 7.
24、(2020河北,33,6分)斜面是一种简单机械,在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力,如: 。 那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢?(使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力 G的比值大小来判定,比值越小,越省力) 小明做了如下猜想: 猜想1:与斜面的表面材料有关; 猜想2:与斜面的倾斜程度有关; 猜想3:与物体受到的重力大小有关。 小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相 同,在沿斜面拉力的作用下,在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如下表。 实验序号 1 2 3 4 5 6 斜面倾角 1(1) 2(21) 斜面的表面材料 木
25、板 毛巾 木板 木板 木板 木板 物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70 回答下列问题: (1)通过对比实验 中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关: (2)通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是:在其他条件相同时, ; (3)为验证猜想3,小明做了实验 (填写实验序号),分析实验数据后,小明认为这几次实验省力情 况相同,依据是 。 【拓展】完成实验后,小明沿斜面用1.8 N的拉力,将重为4.5 N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知 斜面长1.2 m、高0.3 m,则斜面的
26、机械效率是 %。(把重物直接提升0.3 m所做的功作为有用功) 答案答案 盘山公路(答案不唯一,合理即可) (1)1、2 (2)斜面倾角越小,越省力 (3)1、3、4 实验中沿斜面拉力F与物体重力G的比值相等 【拓展】62.5 解析解析 使用斜面的好处就是省力,比如:盘山公路、楼梯、螺丝钉等。(1)猜想斜面的省力情况与斜面的 表面材料、倾斜程度和物体的重力三个因素有关,探究与表面材料的关系时,应控制倾斜程度(倾角)和 物体重力相同,改变斜面表面材料,故应对比分析实验1、2的实验数据。(2)分析实验1、5、6的实验数 据,表面材料均为木板,物块重均为2 N,斜面倾角越小,沿斜面的拉力越小,由此可
27、得:其他条件相同时,斜 面倾角越小,越省力。(3)为了探究斜面的省力情况与物体重力的关系,应控制斜面的表面材料和倾角相 同,改变物体的重力,实验1、3、4符合要求,分析实验1、3、4的数据可知,实验中沿斜面的拉力F与物体 重力G的比值相同,故小明认为这几次实验的省力情况相同。 【拓展】将物体拉到斜面顶部所做的有用功W有用=Gh=4.5 N0.3 m=1.35 J,所做总功W总=Fs=1.8 N1.2 m =2.16 J,则斜面的机械效率=100%=100%=62.5%。 W W 有用 总 1.35J 2.16J 8.(2019四川成都,A18,4分)如图,是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅
28、选择一把剪铁皮的剪刀,你会 选择 (选填“A”、“B”或“C”)剪刀,这样选择是为了省 。 答案答案 C 力 解析解析 因为铁皮较硬,所以剪铁皮时要用省力杠杆,C剪刀的动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故选C 剪刀。 9.(2019广州,16,5分)如图1所示,A点为硬棒的重心,O为支点,硬棒水平静止,弹簧测力计的示数为 N。硬棒所受的重力为 N。能否用图1中的弹簧测力计按图2所示的方法测量同一硬棒所受 的重力? 依据是 。 图1 图2 答案答案 2.4 7.2 不能 硬棒的重力超过弹簧测力计的量程 解析解析 该弹簧测力计分度值为0.2 N,弹簧测力计读数为2.4 N;根据杠杆平衡条件Gl1=
29、Fl2,则硬棒所受的 重力G=7.2 N;硬棒的重力超出弹簧测力计的量程(05 N),故不能直接测出硬棒的重力。 2 1 Fl l 2.4N0.6m 0.2m 10.(2016广东,13,3分)如图所示,由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等,此时杠杆平衡(杠杆自 重、挂盘和细线的质量忽略不计),则杠杆左右两边的力臂之比为 ,1个甲球和1个乙球的质量之比 为 ,甲球和乙球的密度之比为 。 答案答案 21 13 13 解析解析 由题图可知左右两边力臂之比是42=21,由杠杆平衡条件可知(2G甲+G乙)2=(G甲+3G乙)1,解 方程可得3G甲=G乙,所以1个甲球和1个乙球的质量之比是13,由
30、于体积相同,由密度公式=,可知甲球 和乙球的密度之比也是13。 m V 11.(2016广东广州,15)如图所示,不计质量的硬杆处于水平静止状态。 (1)O为支点,画出FA的力臂lA。 (2)撤去FA,在B点施加力FB,硬杆仍可保持水平静止状态。若FB大小等于FA,则FB的力臂lB lA(选填 “”、“=”、“”、“=”或“ (3)12.5 解析解析 (1)探究杠杆的平衡条件时,要先使杠杆在水平位置平衡,调节方法:哪边高,平衡螺母向哪边调。 (2)竖直向下拉弹簧测力计时,拉力的力臂为4(格),若弹簧测力计向左倾斜拉,则拉力的力臂会变小,故F2 F1;若弹簧测力计向右倾斜拉,则拉力的力臂也会变小
31、,故F3F1。 (3)若要悬挂的重物最重,则应把重物挂在左侧刻度线“1”处,使阻力臂最小,将弹簧测力计挂在右侧刻 度线“5”处,使动力臂最大,根据杠杆的平衡条件F1 l1=F2 l2可得2.5 N5=G1,所以G=12.5 N。 评析评析 本题考查杠杆平衡条件的探究实验,要明白实验前杠杆应怎样调节水平平衡;还考查了对力臂的 理解和认识,在竖直向下拉时,力臂可以在杠杆上直接读出,当拉力方向改变时,力臂就不再是支点到力的 作用点的距离了。 13.(2016吉林长春,24,4分)小红在海边捡到一个精美的小石块,她想测量该石块的密度,于是利用家中的 长刻度尺、两个轻质小桶(质量不计)、细线、水杯、水,
32、设计并进行了如下试验: (1)用细线将刻度尺悬挂在晾衣架上,调整悬挂点的位置,当刻度尺在水平位置平衡时,记下悬挂点在刻度 尺上的位置O。 (2)向水杯内倒入适量的水,在水面处做一标记,如图甲所示。 (3)将石块浸没在该水杯内的水中,不取出石块,将杯中的水缓慢倒入一个小桶中,至杯内水面下降到标记处(石 块未露出水面),此时小桶中水的体积 (选填“大于”、“小于”或“等于”)石块的体积。 (4)将石块从水杯内取出,放入另一个小桶中,将装有石块和水的两个小桶分别挂在刻度尺的左右两端,移 动小桶在刻度尺上悬挂点的位置,直到刻度尺在 位置恢复平衡,如图乙所示,记下这两个悬挂点 到O点的距离分别为l1和l
33、2,则石块的密度石= (用l1、l2和水表示)。 答案答案 等于 水平 水 2 1 l l 解析解析 (3)在如图所示的方法中,不取出石块,将杯中的水缓慢倒入一个小桶中,至杯内水面下降到标记 处,这样倒出的水的体积就等于石块的体积;(4)将装有石块和水的两个小桶分别挂在刻度尺的左右两端, 移动小桶在刻度尺上悬挂点的位置,直到刻度尺在水平位置恢复平衡,根据杠杆平衡条件可知,G石l1=G水l 2,即m石gl1=m水gl2,石V石gl1=水V水gl2,石V石l1=水V水l2,因为倒出的水的体积等于石块的体积,即V水=V石,则石块 的密度石= 水。 2 1 l l 14.(2019内蒙古包头,10,6
34、分)图是“利用杠杆测量石块密度”的实验。(水=1.0103 kg/m3) (1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;要 使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节,这样做的目的是 ,并消除 杠杆自重对实验的影响。 (2)在溢水杯中装满水,如图乙所示,将石块缓慢浸没在水中,让溢出的水流入小桶A中,此时小桶A中水的 体积 石块的体积。 (3)将石块从溢水杯中取出,擦干后放入另一相同小桶B中,将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调 好的杠杆两端,移动小桶在杠杆上的位置,直到杠杆在水平位置恢复平衡,如图丙所示。此时小桶A、B的 悬挂点距支点O分别为13
35、 cm和5 cm,若不考虑小桶重力,则石块密度的测量值为 kg/m3;若考虑 小桶重力,石块的实际密度将比上述测量值 。 答案答案 (1)平衡 右 便于在杠杆上读出力臂 (2)等于 (3)2.6103 偏大 解析解析 (1)杠杆静止即处于平衡状态,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节,这样便于在杠杆 上直接读出力臂。(2)溢水杯中装满水,石块浸没后,石块体积等于溢出水的体积。(3)不考虑小桶重力, 根据杠杆平衡条件得m水OA=m石OB,即水V13 cm=石V5 cm,得石=2.6水=2.6103 kg/m3;若考虑小桶的 重力,根据杠杆平衡条件得(m桶+m水)OA=(m桶+m石)OB,
36、又因为m桶OAm桶OB, 所以m水OA 2.6水,石块的实际密度将比上述测量值偏大。 15.(2019内蒙古呼和浩特,21,6分)新中国成立前,我国经济很落后,一些地区过着极其原始的生活。如图 所示,就是为了解决饮水问题,需要到很远地方挑水的示意图。为了防止道路不好水溅出桶外,在水面上 覆盖木板(右图)。若一个木板质量为500 g,密度为0.8103 kg/m3,每个桶内水深30 cm(水=1.0103 kg/m3), 求 (1)桶底受到的水产生的压强; (2)一个木板受到的浮力及静止时露出水面的体积; (3)扁担与绳质量忽略不计,扁担长度1.5 m,每桶水总重180 N,扁担与肩膀接触点距离
37、扁担右端55 cm,支 撑手距离扁担左端也是55 cm,则支撑手受到的扁担产生的压力。 答案答案 (1)3 000 Pa (2)5 N 1.2510-4 m3 (3)180 N 解析解析 (1)p=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg0.3 m=3 000 Pa (2)木板漂浮,F浮=G木=m木g=0.5 kg10 N/kg=5 N V木=625 cm3 V排=510-4 m3=500 cm3 V露=625 cm3-500 cm3=125 cm3=1.2510-4 m3 (3)G左L1=G右L2+FL3 180 N(1.5 m-0.55 m)=180 N0.55 m+F(1.5 m-
38、20.55 m) 解得F=180 N,F与支撑手受到的扁担产生的压力是相互作用力,所以支撑手受到的扁担产生的压力为180 N m 木 木 3 500g 0.8g/cm F g 浮 水 33 5N 1.0 10 kg/m10N/kg 考点二 滑轮 1.(2016黑龙江哈尔滨,26,2分)小聪测量了如图所示的滑轮组的机械效率,他先后进行了两次实验,将钩码 分别匀速竖直提升h1和h2的高度(h1h2)。对两次实验中一些物理量进行比较,正确的是(其中s为绳子自 由端通过的距离,H为动滑轮上升的高度)( ) A.s1=s2 B.H1=H2 C.1=2 D.= 1 W有用 2 W有用 答案答案 C 由图知
39、,该滑轮组由3段绳子承担物重,则绳子自由端通过的距离s=3h(h为钩码被提升的高 度),动滑轮上升的高度与钩码上升的高度相等,则h1=H1,h2=H2,由于h1h2,则H1H2,s1s2;因W有用=Gh,所以W 有用1W有用2;= =,G、F不变,则1=2。故选C。 W W 有用 总 Gh Fs Gh Fnh3 G F 评析评析 本题考查滑轮组有关物理量的计算。正确理解两次实验的物理过程是解决问题的关键。即:钩 码与动滑轮同升降、h与s的关系、有用功和总功的分析等。 2.2020广西北部湾经济区,23(2)请在图中画出绳子的绕法,使滑轮组达到最省力的效果。 答案答案 如图所示,正确画出使滑轮组
40、达到最省力的绳子绕法得2分。 解析解析 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组有3股绳子与动滑轮相连时最省力,根据“奇动偶定”原 则,绳端先固定在动滑轮的钩上,动、定依次绕线,如答案图所示。 考点一 杠杆 1.(2020西城一模,7)在图所示的四种用具中,正常使用时属于省力杠杆的是( ) 答案答案 D 筷子在使用时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,选项A不符合题意;天平在使用时动力臂等 于阻力臂,属于等臂杠杆,选项B不符合题意;食品夹在使用时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,选项C不 符合题意;核桃夹子在使用时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,选项D符合题意。 2.(2020密云一模,15)如图所示,将
41、重150 N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体, 杠杆在水平位置平衡,O为支点,已知:乙物体所受重力为30 N,AOOB=13,甲物体的底面积为0.2 m2,g 取10 N/kg。下列说法正确的是( ) A.甲物体对杠杆的拉力为10 N B.杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60 N C.甲物体对水平地面的压强为750 Pa D.水平地面对甲物体的支持力为60 N 答案答案 D 根据杠杆的平衡条件可知,甲物体对杠杆A端的拉力为90 N,选项A错误;杠杆对甲物体竖直向 上的拉力和甲物体对杠杆A端的拉力大小相等,也是90 N,选项B错误;通过对甲物体受力分析可知,甲受 竖直向下的重力
42、、竖直向上的拉力和支持力,支持力等于重力减去拉力,为60 N,据相互作用力可知甲物 体对水平地面的压力也是60 N,根据压强公式p=算出甲物体对水平地面的压强为300 Pa,选项C错误, 选项D正确。 F S 解题关键解题关键 根据相互作用力大小相等可知,甲物体对杠杆的拉力和杠杆对甲物体的拉力相等,甲物体受 到地面的支持力和甲物体对地面的压力大小相等,在解题中要用好相互作用力的关系找到力的大小。 3.(2019怀柔一模,23)如图所示,对杠杆分别施加F1、F2、F3的力都可使杠杆平衡,那么最小的力是 。(选填F1、F2或F3) 答案答案 F2 解析解析 由杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂都一定
43、的情况下,动力臂越长则动力越小,因为F2对应的动 力臂最长,所以F2最小。 解题技巧解题技巧 过力的作用点且与支点到力的作用点连线垂直的这个力最小。 4.(2020海淀一模,25)某同学在探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量相等,杠杆上相邻刻线间的 距离相等。将杠杆调节在水平位置平衡后,如图所示,在杠杆上的A点悬挂了2个钩码。为使杠杆保持在 此位置平衡,可以在B点悬挂 个钩码;也可以在 点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆(选填 “B”“O”“C”)。 答案答案 1 C 解析解析 根据杠杆的平衡条件可知,在B点挂1个钩码时能使杠杆在水平位置平衡;在B点用弹簧测力计竖 直向下拉杠杆才能使杠杆平衡,在
44、O点用弹簧测力计拉杠杆无法使杠杆平衡,在C点用弹簧测力计竖直向 上拉杠杆才能使杠杆平衡。 5.(2020顺义一模,27)在探究杠杆平衡条件时,所选的杠杆是可绕中点转轴转动的轻质细杆,杆上相邻刻 线之间的距离都是相等的,每个钩码质量均为50 g。 (1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 侧调节。 (2)如图乙所示,为使杠杆在水平位置平衡,应在B点下方挂 个钩码,若将A点下方钩码的拉力视 为阻力,B点下方钩码的拉力视为动力,则生活中所用的杠杆工具与此次实验中动力和阻力大小关系相 同的是 (写出一种即可)。 答案答案 (1)左 (2)3 瓶起子(只要是省力杠杆就行) 解析解析 (1
45、)由图甲可知杠杆的左端上翘,应将平衡螺母向上翘的左端调节才能使杠杆在水平位置平衡;(2) 根据杠杆的平衡条件,左侧距离O点三格处挂四个钩码,则右端距离O点四格处应挂三个钩码杠杆才能平 衡;若将A点下方钩码的拉力视为阻力,B点下方钩码的拉力视为动力,动力臂大于阻力臂为省力杠杆,所 以举一个省力杠杆的例子即可。 易错警示易错警示 要认真审题,看清题目要求写出生活中所用的杠杆工具与此次实验中动力和阻力大小关系 相同的杠杆,应该先分析题目中的杠杆是一个省力杠杆,不能随便举一个杠杆的例子。 6.(2020西城一模,34)如图所示,静止在水平桌面上的物体A悬挂在轻质杠杆的C端,物体B悬挂在D端,杠 杆水平
46、平衡。已知:OCOD=12,物体A所受重力GA=50 N,物体B所受重力GB=20 N,物体A的底面积SA= 0.01 m2。求: (1)水平桌面对物体A的支持力N; (2)物体A对水平桌面的压强p。 答案答案 (1)10 N (2)1 000 Pa 解题关键解题关键 根据相互作用力的大小相等关系找到桌面受到的压力大小。 解析解析 (1)以杠杆为研究对象,设C端所受拉力为T1,D端所受拉力为T2。杠杆以O点为支点恰好平衡,受力 分析如图所示。 根据杠杆平衡条件得T1OC=T2OD 根据题意知OCOD=12,T2=GB 故T1=2T2=2GB=220 N=40 N 以物体A为研究对象,受力分析如
47、图所示,T1=T1 故N=GA-T1=50 N-40 N=10 N (2)p=1 000 Pa A N S A N S 2 10N 0.01m 考点二 滑轮 7.(2020北京密云,20)(多选)用如图甲所示的动滑轮提升一批建筑材料。工人竖直向上拉动轻绳的自由 端将建筑材料以0.1 m/s的速度匀速提升,此过程中,作用在绳子自由端的拉力F所做的功W随时间t的变 化关系如图乙所示。已知这批建筑材料的总质量为70 kg,滑轮的摩擦不可忽略,g取10 N/kg。下列说法 中正确的是( ) A.绳子自由端拉力做功的功率为80 W B.绳子自由端的拉力F大小为400 N C.用该滑轮提升这批建筑材料的机械效率约为87.5% D.若用这个动滑轮以0.1 m/s的速度匀速提升总质量为100 kg的建筑材料,则对绳子自由端竖直向上的拉 力的功率为110 W 答案答案 ABC 根据功率计算公式得P=80 W,A选项正确;建筑材料的运动速度为0.1 m/s,则 绳子自由端的速度v=0.2 m/s,绳子自由端的拉力F=400 N,B选项正确;= =87.5%,C选项正确;因为滑轮的摩擦不可忽略,则无法求出滑轮的重力,也无法求出提升10 0 kg建筑材料时绳端的拉力,则绳端拉力的功率也无法求出。 W t 3 8 10 100 s J P v 80 W 0.
