精品解析浙教版科學(xué)九年級(jí)上第三章 杠桿專題拔尖訓(xùn)練(0.2)_第1頁
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1、Word文檔,下載后可任意編輯 精品解析浙教版科學(xué)九年級(jí)上第三章杠桿專題拔尖訓(xùn)練(.)登錄在線組卷平臺(tái) 助您教考全無憂浙教版科學(xué)九年級(jí)上第三章杠桿專題拔尖訓(xùn)練(.)一、單項(xiàng)選擇題1(2021海曙模擬)如圖甲所示的力學(xué)裝置,杠桿OAB始終在水平位置保持平衡,O為杠桿的支點(diǎn),OB=20A,豎直細(xì)桿a的上端通過力傳感器相連在天花板上,下端連接杠桿的A點(diǎn),豎直細(xì)桿b的兩端分別與杠桿的B點(diǎn)和物體M固定,水箱的質(zhì)量為0.8kg,底面積為200cm2,不計(jì)杠桿、細(xì)桿及連接處的重力,力傳感器可以顯示出細(xì)桿a的上端受到作用力的大小,圖乙是力傳感器的示數(shù)大小隨水箱中水的質(zhì)量變化的圖像,則()A物體M的密度為0.6

2、103kg/m3B當(dāng)傳感器示數(shù)為0N時(shí),加水質(zhì)量為1.4kgC當(dāng)加水質(zhì)量為1.8kg時(shí),容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為D加水質(zhì)量為2kg時(shí),水對(duì)水箱底部的壓力為31N2(2020九上杭州月考)在杠桿的兩端掛著質(zhì)量和體積都相同的鋁球和鐵球,這時(shí)杠桿平衡;將兩球分別浸泡在質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同的稀硫酸中(如圖所示),直至兩個(gè)燒杯中均沒有氣泡產(chǎn)生為止,兩球的外形變化不大且無孔洞出現(xiàn)。下列推測(cè)中正確的是()反應(yīng)結(jié)束后,燒杯甲中的溶液質(zhì)量大; 反應(yīng)結(jié)束后,燒杯乙中的溶液質(zhì)量大;拿掉燒杯后,要使杠桿重新平衡,支點(diǎn)應(yīng)向A 端移動(dòng);拿掉燒杯后,要使杠桿重新平衡,支點(diǎn)應(yīng)向B 端移動(dòng)A B C D3如圖,小明用一輕質(zhì)杠桿自

3、制簡(jiǎn)易密度秤的過程中,在A端的空桶內(nèi)分別注入密度已知的不同液體,改變物體M懸掛點(diǎn)B的位置,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí),在M懸掛點(diǎn)處標(biāo)出相應(yīng)液體的密度值,下列關(guān)于密度秤制作的說法中,正確的是()A懸點(diǎn)O適當(dāng)左移,秤的量程會(huì)增大B秤的刻度值分布不均勻C增大M的質(zhì)量,秤的量程會(huì)減小D每次倒入空桶的液體質(zhì)量相同4(2020九上蘭溪期中)如圖所示,光滑帶槽的長木條AB(質(zhì)量不計(jì))可以繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng),木條的A端用豎直細(xì)線連接在地板上,OA=0.6m,OB=0.4m。在木條的B端通過細(xì)線懸掛一個(gè)長方體木塊C,C的密度為0.8103kg/m3 , B端正下方放一盛滿水的溢水杯?,F(xiàn)將木塊C緩慢浸入溢水杯中,當(dāng)木塊浸入

4、水中一半時(shí),從溢水口處溢出0.5N的水,杠桿處于水平平衡狀態(tài),然后讓質(zhì)量為300g的小球從B點(diǎn)沿槽向A端勻速運(yùn)動(dòng),經(jīng)4s的時(shí)間系在A端細(xì)繩的拉力恰好等于0,下列結(jié)果不正確的是(忽略細(xì)線的重力,g取10N/kg)()A木塊受到的浮力為0.5NB木塊C受到細(xì)線的拉力為0.3NC小球剛放在B端時(shí)A端受到細(xì)線的拉力為2.2ND小球的運(yùn)動(dòng)速度為0.2m/s5(2020九上杭州月考)如圖所示,一根木棒 AB 在 O 點(diǎn)被懸掛起來,AO=OC,在 A、C 兩點(diǎn)分別掛有兩個(gè)和三個(gè)相同的鉤碼,木棒處于平衡狀態(tài)。如在木棒的 A、C 點(diǎn)各增加一個(gè)同樣的鉤碼,則木棒 ( )A繞 O 點(diǎn)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B繞O 點(diǎn)逆時(shí)針方

5、向轉(zhuǎn)動(dòng)C平衡可能被破壞,轉(zhuǎn)動(dòng)方向不定D仍能保持平衡狀態(tài)6一根金屬棒AB置于水平地面上,現(xiàn)通過彈簧測(cè)力計(jì)豎直地將棒的右端B緩慢拉起,如圖甲所示。在此過程中,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)棒所做的功W與B端離開地面的高度x的關(guān)系如圖乙所示。根據(jù)圖像,下列說法中正確的是()A該金屬棒的長度L1.6mB在B端拉起的過程中,當(dāng)x10.6m時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F11.5NC當(dāng)x21.6m時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F25ND金屬棒的重心到A端的距離為0.6m7現(xiàn)有一根形變不計(jì)、長為L的鐵條AB和兩根橫截面積相同、長度分別為La、Lb的鋁條a、b。將鋁條a疊在鐵條AB上,并使它們的右端對(duì)齊,然后把它們放置在三角形支架O上,AB水平平衡,

6、此時(shí)OB的距離恰好為La,如圖所示。取下鋁條a后,將鋁條b按上述操作方法使鐵條AB再次水平平衡,此時(shí)OB的距離為Lx。下列判斷正確的是()A若La 成立C若Lb F乙,因?yàn)榧讏D中的動(dòng)力臂長BF甲F乙,因?yàn)橐覉D中時(shí)阻力臂短DF甲=F乙,因?yàn)閮蓤D中動(dòng)力臂都是阻力臂的2倍15(2019溫州模擬)育英學(xué)校高中部擴(kuò)建,需要在新舊校址間建立一座橋梁。工人王師傅借助河中石頭,要把竹竿盡可能深地插入湖底淤泥,如圖所示,效果最好的是()A BC D16(2018九上金華月考)如圖,在探究杠桿平衡條件時(shí),左邊的鉤碼個(gè)數(shù)和位置保持不變,右邊彈簧測(cè)力計(jì)的作用點(diǎn)固定,只改變測(cè)力計(jì)與水平方向的角,則能描述測(cè)力計(jì)示數(shù) F關(guān)

7、系的圖象是()A BC D17(2018九上紹興月考)如圖,小明用一輕質(zhì)杠桿自制簡(jiǎn)易密度秤的過程中,在A端的空桶內(nèi)分別注入密度已知的不同液體,改變物體M懸掛點(diǎn)B的位置,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí),在M懸掛點(diǎn)處標(biāo)出相應(yīng)液體的密度值。下列關(guān)于密度秤制作的說法中,錯(cuò)誤的是()A每次倒入空桶的液體體積相同B秤的刻度值向右越來越大C懸點(diǎn)O適當(dāng)右移,秤的量程會(huì)增大D增大M的質(zhì)量,秤的量程會(huì)增大18(2018臺(tái)州模擬)如圖,OAB是杠桿,OA與BA垂直,在OA的中點(diǎn)掛一個(gè)10N的重物,加在B點(diǎn)的動(dòng)力使OA在水平位置保持靜止(杠桿重力及摩擦均不計(jì)),則()A該杠桿一定是省力杠桿 B作用點(diǎn)在B點(diǎn)的最小動(dòng)力小于5NC

8、該杠桿一定是費(fèi)力杠桿 D作用點(diǎn)在B點(diǎn)的最小動(dòng)力等于5N19(2015九下平陽競(jìng)賽)杠桿OA的B點(diǎn)掛著重物G,A端用細(xì)繩掛在圓弧EF上,此時(shí)OA恰成水平,且A點(diǎn)與圓弧形架EF的圓心重合。當(dāng)繩AM的M端從E點(diǎn)緩慢滑到F點(diǎn)的過程中,繩對(duì)A點(diǎn)拉力的大小將()A逐漸變大 B逐漸變小C先變大再變小 D先變小再變大20(2017杭州模擬)如圖所示,密度分布均勻的圓柱形棒的一端懸掛一個(gè)小鐵塊并一起浸入水中。平衡時(shí)棒浮出水面的長度是浸入水中長度的n倍。若水的密度為,則棒的密度為()A B C D二、填空題21(2021九下海曙月考)如圖所示,一均勻木條可繞轉(zhuǎn)軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)有材料相同,長度相同,橫截面積之比Sa

9、:Sb:Sc=1:4:2的三支蠟燭a、b、c,垂直立于木條上,木條恰好處于平衡。三支蠟燭離轉(zhuǎn)軸的距離分別為L1、L2和L3,若L1=4L2,則L3= L2。若同時(shí)點(diǎn)燃蠟燭蠟燭在燃燒過程中,要使杠桿保持平衡,則L1:L2:L3= (蠟燭在相等時(shí)間內(nèi)燃燒的質(zhì)量相同)。22(2021九下鄞州月考)古代護(hù)城河上有座吊橋,它的結(jié)構(gòu)原理如圖所示。把橋面看成是長為10m,所受重力為3000N的均勻桿OA,可以繞轉(zhuǎn)軸O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),在O點(diǎn)正上方10m處固定一個(gè)定滑輪,繩子通過定滑輪與桿的另一端A相連,用力拉動(dòng)繩子就可以將桿從水平位置緩慢向上拉起。桿即將離開水平位置時(shí),繩子的拉力為F1,當(dāng)士兵們把吊橋拉起

10、到與水平面的夾角為30時(shí),繩子的拉力為F2,所用的時(shí)間是0.5min(忽略繩子重力、滑輪半徑和摩擦)。則:(1)F1:F2= 。(2)士兵們對(duì)吊橋做功的平均功率是 W。23(2020九上寧波期中)建筑工人利用如圖所示的兩種方式,將重為 600N 的材料運(yùn)送到 3 m 高的樓頂上,圖甲中 A 端用繩子懸掛材料,B 端拉力 F1始終沿豎直方向,OB = 2OA,在此過程中拉力 F1將 (選填“變大”、“變小”或“不變”);圖乙中斜面長 6 m、高 3 m,沿斜面方向施加400N 的拉力 F2勻速將材料也成功運(yùn)送到樓頂,物體所受斜面的摩擦力為 N。24如圖所示,一輕質(zhì)杠桿支在支架上,OA=20cm,

11、G1為邊長是5cm的正方體,G2重為20N。當(dāng)OC=10cm時(shí),繩子的拉力為 N,此時(shí)G1對(duì)地面的壓強(qiáng)為2104Pa?,F(xiàn)用一水平拉力,使G2以 cm/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過12.5s后,可使G1對(duì)地面的壓力恰好為零。25如圖所示,在處于水平位置平衡的杠桿的A點(diǎn)懸掛兩個(gè)總重為2N的鉤碼,在B點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉,使杠桿在水平位置再次平衡,則拉力應(yīng)為 N,此時(shí)的杠桿屬于 (選填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿。如果彈簧測(cè)力計(jì)的量程為05N,在支點(diǎn)不變的情況下,采用圖中的杠桿,能較為精確地測(cè)量出懸掛物體的最大質(zhì)量為 kg。(g取10N/kg)26(2020奉化模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為

12、的均勻木板AB中點(diǎn),木板可以繞B端轉(zhuǎn)動(dòng),要使木板處于水平狀態(tài)不動(dòng),此人拉力的大小為 。(摩擦忽略不計(jì))三、解答題27(2019杭州)如圖甲,有一輕質(zhì)桿,左右各掛由同種金屬制成,質(zhì)量分別為m1和m2(m1m2)的實(shí)心物塊后恰好水平平衡(1)求左右懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)O的距離L1與L2之比(2)將兩物分別浸沒在水中,桿將會(huì) (選填“左端下降”“右端下降”“仍然平衡”),試通過推導(dǎo)說明。28(2021寧波模擬)為探究平衡木受力的特點(diǎn),重為400N的小科設(shè)計(jì)了圖甲所示的平衡木模型,整個(gè)裝置放在水平地面上,AB可繞支點(diǎn)O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)。AB始終處于水平平衡狀態(tài),C處固定一豎直硬桿,硬桿重300N,硬桿的底部安裝有壓

13、力傳感器R,R所在的電路裝置如圖乙所示,R的阻值隨著硬桿對(duì)它的壓力F的變化關(guān)系如圖丙所示。其中,電源電壓為4.5V,保護(hù)電阻R0=5,電流表的量程為00.6A,且AB=4m,OA=BC=1m,整個(gè)裝置除硬桿外,其他部分的重力均不計(jì),求:(1)小科的質(zhì)量為 kg;(2)小科站在A點(diǎn)時(shí),C處受到硬桿對(duì)它的拉力;(3)小科站在C點(diǎn)時(shí),電流表的示數(shù);(4)在電路安全的情況下,小科在平衡木上緩慢走動(dòng)的過程中,當(dāng)電路消耗的電功率達(dá)到最小值和最大值時(shí),壓力傳感器R消耗的電功率之比。29(2020九上新昌期末)一根質(zhì)量分布不均勻,長度為1.2米、重為9N的金屬棒AB置于水平地面上,用彈簧測(cè)力計(jì)始終豎直方向拉棒

14、的B端使其緩慢勻速拉起離開地面,如圖甲所示。(1)在此過程中,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)棒所做的功W與B端離開地面的高度h的關(guān)系,如圖乙所示,其中最合理的是 。(2)在B端拉起的過程中,當(dāng)h1=1m時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1為3N;由此推斷:金屬棒的重心到A的距離d= ;(3)拉B端使金屬棒緩慢勻速拉起,當(dāng)h2=2m時(shí),求這個(gè)過程中拉力做了多少功?30(2020九上鎮(zhèn)海期末)質(zhì)量為 2.5kg 的圓柱體,其橫截面的半徑為 0.5m;放置在水平地面上,與高為 0.2m的臺(tái)階接觸,接觸部位足夠粗糙,如圖所示?,F(xiàn)欲在圓柱體上施加一作用力,使它下部剛好脫離地面。(1)畫出此作用力F最小的示意圖(2)求此作用力F的最小值。

15、(3)要使此圓柱體在10s內(nèi)運(yùn)動(dòng)到臺(tái)階上,則功率至少為多少?31(2020九上鎮(zhèn)海月考)如圖甲所示,正方體A邊長0.2m,作為配重使用,杠桿OE:OF=2:3,某同學(xué)用這個(gè)裝置和一個(gè)密閉容器D提取水中的圓柱體B, 圓柱體B的體積是密閉容器D的1/3;旁邊浮體C的體積是0.1m3,該同學(xué)站在浮體C上,總體積的3/5浸入水中;該同學(xué)用力拉動(dòng)滑輪組繞繩自由端,手拉繩的功率P和密閉容器D勻速被提升的距離關(guān)系如圖乙所示;密閉容器D上升速度0.05m/s保持不變,密閉容器D被提出水后,圓柱體B從密閉容器D中取出放在浮體C的上面,同時(shí)手松開繩子時(shí),浮體C露出水面的體積減少總體積的7/25;在提升全過程中,配

16、重A始終沒有離開地面。兩個(gè)定滑輪總重10 N.(繩的重力,滑輪與軸的摩擦及水的阻力不計(jì)。g10N/kg),求:(1)圓柱體B的重力;(2)密閉容器D離開水面時(shí),滑輪組提升重物B的機(jī)械效率;(百分號(hào)前面保留一位小數(shù));(3)圓柱體B的密度;(4)在提升全過程中配重A對(duì)地面的壓強(qiáng)的最大變化量。四、實(shí)驗(yàn)探究題32(2021湖州)下列是某科學(xué)研究小組探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)過程:(本實(shí)驗(yàn)均使用輕質(zhì)杠桿)實(shí)驗(yàn)1:在直杠桿水平平衡時(shí)(如圖甲所示) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 記錄多組數(shù)據(jù)。得出:F1s1=F2 s2(注:s1和s2分別表示支點(diǎn)到F1和F2的作用點(diǎn)的距離)。在直杠桿傾斜平衡時(shí)(如圖乙所示)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),也得到了同

17、樣的結(jié)論。該結(jié)論適用于所有平衡時(shí)的杠桿嗎實(shí)驗(yàn)2:科學(xué)研究小組用一側(cè)彎曲的杠桿進(jìn)行如圖丙所示的實(shí)驗(yàn),移動(dòng)鉤碼,改變鉤碼數(shù)量,記錄數(shù)據(jù)如表,分析表格數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)上述結(jié)論并不成立,但發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的等量關(guān)系,即:(待填)。s和l(支點(diǎn)到力的作用線的距離)這兩個(gè)量在研究杠桿平衡條件時(shí),哪個(gè)量才是有價(jià)值的呢 研究小組的同學(xué)觀察到:支點(diǎn)到F的作用點(diǎn)的距離(s1)與支點(diǎn)到F1的作用線的距離(l1)是相等的。研究小組的同學(xué)又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)3:實(shí)驗(yàn)次數(shù) F1/N S1/cm F2/N S2/cm L2/cm1 1.0 10.0 0.5 21.3 20.12 1.5 20.0 1.0 31.7 29.83 2.0 30

18、.0 2.5 25.5 24.0移動(dòng)鉤碼,使杠桿_,并使杠桿處于平衡狀態(tài)。記錄F1、s1、l1和F2、s2、l2。改變鉤碼數(shù)量,移動(dòng)鉤碼,記錄杠桿處于平衡時(shí)的多組F1、s1、l1和F2、s2、l2。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出彎杠桿的平衡條件。最后,通過科學(xué)思維,得出所有杠桿的平衡條件都是:F1l1=F2l2。杠桿的平衡條件可用于解釋許多杠桿應(yīng)用,如用圖1方式提升物體比用圖2方式省力,就可用杠桿的平衡條件作出合理解釋。請(qǐng)回答:(1)在研究一側(cè)彎曲的杠桿時(shí),發(fā)現(xiàn)的一個(gè)新的等量關(guān)系是 。(2)將實(shí)驗(yàn)3中的填寫完整 。(3)“支點(diǎn)到力的作用線的距離”在科學(xué)上被稱為 。通過探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn),使我們深深認(rèn)識(shí)

19、到建立這一科學(xué)量的價(jià)值。(4)用圖1方式提升物體比用圖2方式省力的原因是 。33(2021溫州模擬)同學(xué)們利用實(shí)驗(yàn)共同驗(yàn)證“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中使用的杠桿刻線均勻,每個(gè)鉤碼的質(zhì)量都相等(1)杠桿初始狀態(tài)如圖甲所示,為使杠桿處于水平平衡狀態(tài),此時(shí)應(yīng)將杠桿的平衡螺母均向 調(diào)節(jié)(2)杠桿調(diào)節(jié)完畢后,莉莉在杠桿支點(diǎn)兩側(cè)掛的鉤碼如圖乙所示,如果此時(shí)莉莉不再支撐杠桿,杠桿不能靜止在水平位置同學(xué)們給出了自己的判斷和建議:小紅說,把右側(cè)的鉤碼減掉一個(gè),杠桿就平衡了小林說,把左側(cè)的鉤碼向左移動(dòng)一格,杠桿就平衡了小健說,在左側(cè)的鉤碼下增加一個(gè)鉤碼,杠桿就平衡了小東說,在右側(cè)的鉤碼下增加一個(gè)鉤碼,并向左移動(dòng)一格,

20、杠桿也可以平衡你認(rèn)為都有誰說對(duì)了 (填序號(hào))(3)乙圖中鉤碼均重0.5N,體積均為4立方厘米,在盛有某液體的燒杯置于右側(cè)鉤碼下方,當(dāng)最下端的一個(gè)鉤碼浸沒于該液體中時(shí),杠桿在水平位置靜止,該液體密度為 kg/m3。34教室內(nèi)的日光燈一般都是由兩條豎直平行的吊鏈吊在天花板上的(如圖甲所示),兩條吊鏈豎直平行除了美觀外,還蘊(yùn)含著科學(xué)道理。(1)圖甲中a、b是掛日光燈的吊鏈。若以吊鏈a的固定點(diǎn)O作為支點(diǎn),F(xiàn)甲作為拉力時(shí),可將燈視作 (選填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。(2)比較圖甲、圖乙兩種懸掛方式,圖甲吊鏈?zhǔn)艿降睦Υ笮镕甲,圖乙吊鏈?zhǔn)艿降睦Υ笮镕乙,則F甲 F乙(選填“”“”或“”)。(

21、3)若圖甲中b吊鏈突然斷開后日光燈將繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)日光燈的重力勢(shì)能將 (選填“增大”“減小”或“不變”)。35(2020杭州模擬)某同學(xué)要測(cè)一個(gè)金屬塊的密度,他手中的測(cè)量工具只有一只量程較小的彈簧測(cè)力計(jì),當(dāng)他用此彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量該金屬塊的重力時(shí),發(fā)現(xiàn)已超過彈簧測(cè)力計(jì)的最大量程,于是他設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置去測(cè)量。圖中OA:OB=1:3。他實(shí)驗(yàn)的步驟如下:用細(xì)繩把金屬塊懸掛于A點(diǎn),用彈簧測(cè)力計(jì)在B點(diǎn)作用一個(gè)豎直向上的力,使杠桿OAB在水平位置靜止,金屬塊靜止在空中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)此時(shí)的讀數(shù)F1;向容器中加適量的水,“適量”指的是 ,待桿在水平位置重新平衡后,再讀出彈簧測(cè)力計(jì)此時(shí)的讀數(shù)F2,則F1

22、F2(選填“大于”、“等于”、“小于”);若杠桿OAB質(zhì)量不計(jì),則被測(cè)金屬塊密度的表達(dá)式:= 。(水的密度表示為水)36(2019九上杭州期中)小江用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率,實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直向上拉動(dòng)杠桿,使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升。(支點(diǎn)和杠桿的摩擦不計(jì))問:(1)重為5N的鉤碼掛在為點(diǎn)時(shí),人的拉力F為4N。鉤碼上升0.3m時(shí),動(dòng)力作用點(diǎn)C上升0.5 m,此時(shí)機(jī)械效率1為 。(2)小江為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān),仍用該實(shí)驗(yàn)裝置,將鉤碼移到更靠近支點(diǎn)的B點(diǎn)處,再次緩慢提升杠桿,使動(dòng)力作用點(diǎn)C仍然上升0.5 m。問:人的拉力F與第一次相比 (選填“變大”、“變小”或“不變

23、”),此時(shí)的機(jī)械效率2與第一次相比會(huì) (選填“變大”、“變小”或“不變”)。37(2019寧波模擬)在“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中,小科用一塊T形板對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)。如圖甲所示,T形板上有槽口ab和卡口cd,T形板通過槽口ab可以繞著杠桿的0點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)并上下移動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)與一根質(zhì)量可以忽略的碳素細(xì)棒MN相連,碳素細(xì)棒MN剛好卡入T形板的卡口cd,如圖乙所示。(1)小想認(rèn)為要完成這個(gè)實(shí)驗(yàn),還需要一把刻度尺,但小科認(rèn)為只要在T形板上稍微進(jìn)行改進(jìn),不添加器材也可完成實(shí)驗(yàn)。小科對(duì)T形板進(jìn)行的改進(jìn)方法是 。(2)利用這個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)為: 。(3)小科在實(shí)驗(yàn)過程中,保持阻力、阻力臂不變,在杠桿水平

24、平衡時(shí),測(cè)出每一組動(dòng)力臂L1和動(dòng)力F1的數(shù)據(jù),并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了F1與L1的關(guān)系圖像,如圖丙所示。請(qǐng)根據(jù)圖像推算,當(dāng)L1為5cm時(shí),F(xiàn)1為 N。答案解析部分1【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】密度公式的應(yīng)用;二力平衡的條件及其應(yīng)用;浮力大小的計(jì)算;杠桿的平衡條件【解析】【分析】(1)由圖乙可知,水箱中沒有水時(shí)力傳感器的示數(shù),即細(xì)桿a的上端受到的拉力,根據(jù)杠桿的平衡條件得出等式即可求出物體M的重力;確定M完全浸沒時(shí)力傳感器的示數(shù),根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算出此時(shí)B端受到的作用力,再根據(jù)二力平衡原理計(jì)算出M受到的浮力,然后根據(jù)阿基米德原理計(jì)算出物體的體積,最后根據(jù)密度公式計(jì)算出M的密度;(2)設(shè)M的底面積為S,壓

25、力傳感器示數(shù)為0時(shí)M浸入水中的深度為h1,M的高度為h,壓力傳感器的壓力為零時(shí)受到的浮力等于M的重力,根據(jù)阿基米德原理表示出此時(shí)M受到的浮力,由圖乙可知M完全浸沒時(shí)壓力傳感器的示數(shù),根據(jù)杠桿的平衡條件求出B點(diǎn)豎直向下的作用力,對(duì)M受力分析可知,受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和桿的作用力,據(jù)此求出此時(shí)M受到的浮力,根據(jù)阿基米德原理表示出M受到的浮力,從而得出每加0.1kg水物體M受到的浮力增加1N,據(jù)此求出當(dāng)傳感器示數(shù)為0N時(shí)加水的質(zhì)量;(3)由(2)可知,每加0.1kg水,物體M受到的浮力增加1.5N,加水1kg時(shí)水面達(dá)到M的下表面,據(jù)此求出加水質(zhì)量為1.8kg時(shí)受到的浮力,然后求出物體M

26、受到細(xì)桿b向下的壓力,水箱對(duì)水平面的壓力等于水箱、水、M的重力之和加上物體M受到細(xì)桿b向下的壓力,利用壓強(qiáng)公式求出容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)。(4)加水質(zhì)量為2kg時(shí),M剛好完全浸沒,由(2)可知此時(shí)M受到的浮力,根據(jù)阿基米德原理可知排開水的重力,水對(duì)水箱底部的壓力等于水和排開水的重力之和?!窘獯稹緼由圖乙可知,水箱中沒有水時(shí)(m=0),力傳感器的示數(shù)為F0=6N(即細(xì)桿a的上端受到的拉力為6N),由杠桿的平衡條件可得:F0OA=GMOB;6NOA=GM2OA;解得:GM=3N。由圖乙可知,當(dāng)M完全浸沒時(shí),壓力傳感器的示數(shù)為24N,由杠桿的平衡條件可得:FAOA=FBOB,24NOA=FB2OA;解得:

27、FB=12N。對(duì)M受力分析可知,受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和桿的作用力,則此時(shí)M受到的浮力:F浮=GM+FB=3N+12N=15N,那么M的體積為:;則M的密度故A錯(cuò)誤;B設(shè)M的底面積為S,壓力傳感器示數(shù)為0時(shí)M浸入水中的深度為h1,M的高度為h,當(dāng)壓力傳感器的壓力為零時(shí),M受到的浮力等于M的重力3N,由阿基米德原理F浮力=水gV排可得:水gSh1=3N ;由圖乙可知,當(dāng)M完全浸沒時(shí),壓力傳感器的示數(shù)為24N,則此時(shí)M受到的浮力:F浮=15N,由阿基米德原理可得:水gSh=15N 由和得:h=5h1,由圖乙可知,加水1kg時(shí)水面達(dá)到M的下表面(此時(shí)浮力為0),加水2kg時(shí)M剛好浸沒(此

28、時(shí)浮力為15N),該過程中增加水的質(zhì)量為1kg,浮力增大了15N,所以,每加0.1kg水,物體M受到的浮力增加1.5N,當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為1.2kg的水時(shí),受到的浮力為3N,此時(shí)傳感器的示數(shù)為0N,故B錯(cuò)誤;C由選項(xiàng)B可知,每加0.1kg水,物體M受到的浮力增加1.5N,加水1kg時(shí)水面達(dá)到M的下表面,加水質(zhì)量為1.8kg時(shí),浮力為12N,物體M受到細(xì)桿b向下的壓力:FB=F浮-GM=12N-3N=9N,水箱對(duì)水平面的壓力:F=(m水箱+m水)g+GM+FB=(0.8kg+1.8kg)10N/kg+3N+9N=38N,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為:,故C正確;D加水質(zhì)量為2kg時(shí),M剛好完全浸沒,由選

29、項(xiàng)B可知此時(shí)M受到的浮力是15N,由阿基米德原理可知排開水的重力是15N,水對(duì)水箱底部的壓力:F壓=G水+G排=m水g+G排=2kg10N/kg+15N=35N,故D錯(cuò)誤。故選C。2【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算【解析】【分析】通過化學(xué)方程式計(jì)算可知相同質(zhì)量的硫酸消耗鐵的質(zhì)量和鋁的質(zhì)量的大小關(guān)系,進(jìn)而判斷溶液的質(zhì)量變化,結(jié)合杠桿的平衡條件判斷支點(diǎn)的移動(dòng)方向?!窘獯稹胯F球和鋁球的外形變化不大且無孔洞出現(xiàn),說明金屬都有剩余,即硫酸完全反應(yīng)。設(shè)消耗的鐵和鋁的質(zhì)量分別為x、y,硫酸的質(zhì)量為100g,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%則:Fe + H2SO4=FeSO4+H2 2Al+3H2S

30、O4=Al2(SO4)3+3H256 98 54294 a a根據(jù)上面的方程式可知,相同質(zhì)量的硫酸消耗鐵的質(zhì)量要比鋁多。參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量大,生成氫氣的質(zhì)量相等,則放鐵球的那個(gè)燒杯中乙溶液質(zhì)量增加的多,錯(cuò)誤,正確;因?yàn)殍F球減少的質(zhì)量大,反應(yīng)后鐵球要比鋁球輕,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,故支點(diǎn)應(yīng)向A移動(dòng),正確,錯(cuò)誤。故選C。3【答案】A【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件【解析】【分析】首先根據(jù)杠桿的平衡條件列出平衡關(guān)系式,然后結(jié)合密度公式推導(dǎo)得出液體的密度與動(dòng)力臂OB的數(shù)學(xué)關(guān)系式,然后結(jié)合這個(gè)公式,不斷改變變量,對(duì)秤的量程變化進(jìn)行分析,并判斷刻度值是否均勻?!窘獯稹扛鶕?jù)杠桿平衡的條件F1L1=F2L2得到:(

31、G桶+G液體)OA=GMOB;(G桶+液體gV)OA=GMOB;其中GM、G桶、OA和V都是常量,因此液體的密度與動(dòng)力臂OB成正比,因此刻度是均勻的,故B錯(cuò)誤;根據(jù)公式可知,懸點(diǎn)O左移,那么OA減小,OB增大,會(huì)使液體的密度增大,從而增大量程,故A正確;根據(jù)公式可知,根據(jù)增大M的質(zhì)量,可以使液體密度增大,即增大量程,故C錯(cuò)誤;根據(jù)公式m=V可知,當(dāng)液體的體積相同時(shí),密度越大,液體的質(zhì)量越大,因此注入空桶的液體體積相同,才能通過杠桿平衡條件得出液體質(zhì)量的大小,從而判斷液體密度的情況,故D錯(cuò)誤。故選A。4【答案】D【知識(shí)點(diǎn)】二力平衡的條件及其應(yīng)用;浮力大小的計(jì)算;杠桿的平衡條件【解析】【分析】(1

32、)利用溢出水的重力,根據(jù)阿基米德原理即可求出物體受到的浮力;(2)根據(jù)F浮=水V排g求排開水的體積;此時(shí)木塊浸入體積為木塊體積的一半,可求木塊的體積,又知道木塊的密度,利用密度公式和重力公式求木塊重;根據(jù)FB=G-F浮求杠桿B端受到的拉力FB,(3)根據(jù)杠桿平衡條件得出關(guān)系式FAOA=FBOB求出小球剛放在B端時(shí)A端受到細(xì)線的拉力;(4)知道小球的質(zhì)量可求重力,設(shè)小球的運(yùn)動(dòng)速度為v,則小球滾動(dòng)的距離s=vt,可求當(dāng)A端的拉力為0時(shí),小球到O點(diǎn)距離(s-OB=vt-OB=v4s-0.4m),再根據(jù)杠桿平衡條件得出G球s=FBOB,據(jù)此求小球運(yùn)動(dòng)速度。【解答】A.溢水杯內(nèi)盛滿水,當(dāng)物體放入后,溢出

33、0.5N的水,根據(jù)阿基米德原理可知,物體受到的浮力:F浮=G排=0.5N,故A正確不合題意;B.排開水的體積:;因?yàn)橐话虢胨校晕矬w的體積:V物=2V排=2510-5m3=110-4m3;物體的重力:G=mg=物V物g=0.8103kg/m3110-4m310N/kg=0.8N,則B端木塊C所受的拉力:FB=G-F浮=0.8N-0.5N=0.3N,故B正確不合題意;C.小球的重力為:G球=m球g=0.3kg10N/kg=3N,小球剛放在B端時(shí),B端受到的力為FB=3N+0.3N=3.3N,根據(jù)杠桿平衡條件得出關(guān)系式:FAOA=FBOB;FA0.6m=3.3N0.4m;解得:FA=2.2N

34、,故C正確不合題意;D.當(dāng)A端的拉力為0時(shí),杠桿再次平衡,此時(shí)小球到O點(diǎn)距離:s=s-OB=vt-OB=v4s-0.4m,根據(jù)杠桿平衡條件可知:G球s=FBOB,即:3N(v4s-0.4m)=0.3N0.4m,解得:v=0.11m/s,故D錯(cuò)誤符合題意。故選D。5【答案】D【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件【解析】【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件分析判斷即可。【解答】由題知,AO=OC,兩邊的力不同,說明杠桿的重心不在O點(diǎn),因?yàn)橛疫吺艿降牧Υ笥谧筮吺艿降牧?,所以杠桿的重心在O點(diǎn)的左側(cè)。設(shè)杠桿的重心在D,一個(gè)鉤碼重為G,如圖:由題意:杠桿原來平衡,則F左AO+G0OD=F右CO,2GAO+G0OD=3GCO,則

35、:G0OD=GCO=GAO。再各加一個(gè)鉤碼后:左邊力和力臂的乘積為:3GAO+G0OD=3GAO+GAO=4GAO,右邊力和力臂的乘積為:4GCO=4GCO,可見,增加鉤碼后兩邊力和力臂的乘積相等,所以杠桿仍平衡。故選D。6【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】功的計(jì)算公式的應(yīng)用;杠桿的平衡條件【解析】【分析】(1)注意分析乙圖中曲線的拐點(diǎn)處的意義,其實(shí)就是該點(diǎn)時(shí)金屬棒剛剛離開地面;(2)在已知桿的長度的情況下,根據(jù)乙圖x的不同長度對(duì)應(yīng)的功的大小,得到桿的重力,也就是F2的示數(shù);根據(jù)圖乙得到F1的數(shù)值;(3)根據(jù)圖乙可知,圖像彎折后,增大的功等于物體的重力與增大的高度的乘積,據(jù)此計(jì)算出重力,再根據(jù)二力平衡計(jì)算拉

36、力F2;(3)由杠桿平衡條件可求出重心到A端的距離。【解答】由于拉力始終豎直向上,而杠桿的重力豎直向下,二者相互平行,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)可知,動(dòng)力臂與阻力臂之比不變。由杠桿的平衡條件可知,杠桿的重力不變,那么拉力不變。根據(jù)圖乙可知,當(dāng)拉起高度為1.2m后,拉力增大了,那么此時(shí)A端肯定剛離地,即金屬棒長1.2米,故A錯(cuò)誤;由圖乙可知,金屬棒B端從01.2m時(shí),拉力保持不變;因此當(dāng)x1=0.6m時(shí),拉力,故B錯(cuò)誤;根據(jù)乙圖可知,當(dāng)x2=1.21.6m的過程中,拉力保持不變;金屬棒的重力,根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知,即F2=G=5N,故C正確;由杠桿平衡條件得重心到A端的距離:,故D錯(cuò)誤。故選C。7【

37、答案】A【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件【解析】【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件分析。【解答】當(dāng)把鋁條a放在鐵條上時(shí),鐵條的重力G鐵為阻力,作用在中點(diǎn),那么阻力臂為:;動(dòng)力為鋁條a的重力Ga,作用在它的中點(diǎn)處,動(dòng)力臂為,根據(jù)杠桿的平衡條件得到:;當(dāng)把鋁條b放在鐵條上時(shí),鐵條的重力G鐵為阻力,作用在中點(diǎn),那么阻力臂為:;動(dòng)力為鋁條a的重力Ga,作用在它的中點(diǎn)處,動(dòng)力臂為,根據(jù)杠桿的平衡條件得到:;得到:;因?yàn)殇X條a和b橫截面積相等,根據(jù)公式G=Vg=Shg可知,鋁條的重力與長度成正比,即:;將其袋入得到:;因?yàn)長aLa,所以肯定后有一部分在O點(diǎn)左側(cè)。與原來相比可知,此時(shí)左邊重力增大,為了維持平衡,必須減小阻力

38、臂,增大動(dòng)力臂,即支點(diǎn)向左移動(dòng),那么LaLa,故C、D錯(cuò)誤。故選A。8【答案】A【知識(shí)點(diǎn)】二力平衡的條件及其應(yīng)用;浮力的變化;杠桿的平衡條件【解析】【分析】(1)首先根據(jù)阿基米德原理分析物體受到浮力的變化,然后根據(jù)FA=G-F浮分析杠桿A端受到拉力的變化,最后根據(jù)杠桿的平衡條件分析B端拉力的大小變化;(2)當(dāng)溶液達(dá)到飽和后,即使加入再多的固體,溶質(zhì)的質(zhì)量保持不變,即溶液的密度保持不變?!窘獯稹浚?)在溶液達(dá)到飽和前,隨著蔗糖質(zhì)量的增大,溶解的蔗糖質(zhì)量不斷增多,液體的密度不斷增大。根據(jù)公式F浮=液gV排可知,物體受到的浮力不斷增大。根據(jù)公式FA=G-F浮可知,杠桿A端受到的拉力不斷減小。根據(jù)杠桿

39、的平衡條件FAAO=FBOB可知,B端的拉力F不斷減小。(2)當(dāng)溶液達(dá)到飽和后,溶液的密度不再改變,根據(jù)上面的推導(dǎo)過程可知,B端的拉力F保持不變。故選A。9【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】浮力大小的計(jì)算;杠桿的平衡條件【解析】【分析】當(dāng)把球浸沒在水中時(shí),它們都會(huì)受到浮力,比較杠桿兩邊力和力臂的乘積是否相同,進(jìn)而確定杠桿是否平衡即可?!窘獯稹吭诩讏D中:原來杠桿是平衡的,那么得到:G左L1=G右L2 ;當(dāng)兩球浸沒在水中時(shí),它們都會(huì)受到浮力,那么杠桿左邊:(G左-F左)L1=(G左-)L1=(G左-)L1=杠桿右邊:(G右-F右)L1=(G右-)L2=(G左-)L2=根據(jù)式可知,杠桿左右兩邊力和力臂的乘積相等,

40、那么甲仍然平衡。在乙圖中:在甲圖中:原來杠桿是平衡的,那么得到:G鋁L1=G鐵L2 ;當(dāng)兩球浸沒在水中時(shí),它們都會(huì)受到浮力,那么杠桿左邊:(G鋁-F鋁)L1=(G鋁-)L1=G鋁L1-L1 ;那么杠桿右邊:(G鐵-F鐵)L2=(G鐵-)L2=G鐵L2-L2 ;根據(jù)乙圖可知,L1L2;所以杠桿左邊力和力臂的乘積小于右邊力和力臂的乘積,則杠桿向右下沉,即杠桿失去平衡。 故選C。 10【答案】B【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件【解析】【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2分析計(jì)算?!窘獯稹胯F球的重力G=mg=12kg10N/kg=120N;由圖知,當(dāng)力F作用在球的下邊緣,且與通過AB的直徑垂直時(shí),動(dòng)力

41、臂最長,其受力圖如圖所示:把整體看做一個(gè)杠桿,支點(diǎn)在B點(diǎn),由圖知,球的重力方向豎直向下,力臂L2等于半徑R,F(xiàn)的力臂L1等于桿的長度與球的直徑之和,則;根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到:G L2=F L1;解得:F=45N。故選B。11【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】浮力大小的計(jì)算;杠桿的平衡條件【解析】【分析】甲、乙浸沒在水中后對(duì)杠桿的拉力F=G-F浮,根據(jù)杠桿的平衡條件和數(shù)學(xué)推導(dǎo)判斷杠桿兩邊力和力臂乘積的大小關(guān)系即可。【解答】根據(jù)杠桿的平衡條件得到:G甲OA=G乙OB ;gV甲OA=gV乙OB;即:V甲OA=V乙OB ;將甲、乙物體浸沒于水中,那么杠桿兩端受到的拉力為:F=G-F浮=G-水gV

42、排;左邊:(G甲-F浮甲)OA=(G甲-水gV甲)OA=G甲OA-水gV甲OA;右邊:(G乙-F浮B)OB=(G乙-水gVB)OB=G乙OB-水gV乙OB;根據(jù)式可知:水gV甲OA=水gV乙OB,根據(jù)式可知,杠桿左邊和右邊力和力臂的乘積相等。因此杠桿仍然保持平衡。故選C。12【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】二力平衡的條件及其應(yīng)用;杠桿的平衡條件;滑輪組及其工作特點(diǎn)【解析】【分析】(1)對(duì)配重進(jìn)行受力分析,根據(jù)二力平衡原理計(jì)算出配重繩子上的拉力F;對(duì)動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析,計(jì)算出杠桿A點(diǎn)產(chǎn)生的拉力FA;根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算出B點(diǎn)的拉力F 1,并且找到B點(diǎn)拉力與配重的重力等之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式;用同樣的方法計(jì)算出B

43、點(diǎn)的拉力F 2,借助 F1:F2=2:3 計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力;(2)使用上面同樣的方法計(jì)算出配重對(duì)地面的壓力為50N和90N時(shí),B點(diǎn)施加的向下的拉力;(3)將FB=400N代入關(guān)系式計(jì)算配重對(duì)地面的壓力;(4)配重剛好被拉起,即它對(duì)地面的壓力為0,根據(jù)上面的關(guān)系式計(jì)算出B點(diǎn)的拉力?!窘獯稹慨?dāng)配重在地面上保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),它受到的繩子的拉力F為:F=G-FN;因?yàn)閯?dòng)滑輪上有2段繩子承擔(dān)物重,因此杠桿A點(diǎn)受到的拉力: ;根據(jù)杠桿的平衡條件得到: ;因?yàn)椋?AB=3BO ;所以:AO=2BO;那么: ;即: ;當(dāng)壓力為85N時(shí), ;當(dāng)壓力為60N時(shí), ;因?yàn)椋?F1:F2=2:3 ;所以: ;解得:G

44、動(dòng)=30N;A.當(dāng)配重對(duì)地面的壓力為50N時(shí),B點(diǎn)向下的拉力為:,故A錯(cuò)誤;B.當(dāng)配重對(duì)地面的壓力為90N時(shí),B點(diǎn)向下的拉力為:,故B錯(cuò)誤;C.健身者在B點(diǎn)施加400N豎直向下的拉力時(shí),根據(jù) 得到:;解得:FN=35N,故C正確;D.配重剛好被拉起,即它對(duì)地面的壓力為0,根據(jù) 得到:;因?yàn)槿说淖畲罄Φ扔隗w重500N,因此配重不可能勻速拉起,故D錯(cuò)誤。故選C。13【答案】A【知識(shí)點(diǎn)】二力平衡的條件及其應(yīng)用;杠桿的平衡條件【解析】【分析】均勻細(xì)直桿可看作是以B點(diǎn)為軸的杠桿,阻力為杠桿的重力,動(dòng)力為墻壁給A點(diǎn)的彈力,利用三角函數(shù)分別計(jì)算出動(dòng)力臂和阻力臂,然后根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算A點(diǎn)彈力的大小;因

45、杠桿在水平方向沒有發(fā)生移動(dòng),故水平方向上所受摩擦力應(yīng)與A點(diǎn)的彈力相等。杠桿在豎直方向,豎直墻壁是光滑的,沒有摩擦力,因此豎直方向上受重力和和支持力是相互平衡的。【解答】解:B為杠桿的支點(diǎn),A點(diǎn)彈力的大小為F;根據(jù)杠桿的平衡條件可得:;解得;根據(jù)二力平衡可知,摩擦力與彈力相等,故摩擦力大??;由于杠桿在豎直方向,豎直墻壁是光滑的,沒有摩擦力,因此豎直方向上受重力和支持力是平衡等的,即地面對(duì)細(xì)桿的支持力N=mg。故選A。14【答案】D【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件【解析】【分析】將水泥板看作一個(gè)杠桿,支點(diǎn)在水泥板著地的一側(cè),阻力是自身的重力,動(dòng)力就是人的舉力,根據(jù)杠桿的平衡條件分析即可?!窘獯稹繉⑺喟蹇?/p>

46、作一個(gè)杠桿,支點(diǎn)在水泥板著地的一側(cè),阻力是自身的重力,動(dòng)力就是人的舉力;因?yàn)樗喟宓闹匦脑谒膸缀沃行纳希虼颂鹚喟鍟r(shí)的阻力臂都是動(dòng)力臂的一半,即:那么雖然兩次的動(dòng)力臂長度不同,但動(dòng)力大小都相同,即:。故選D。15【答案】D【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的動(dòng)態(tài)平衡分析;杠桿的應(yīng)用【解析】【分析】 首先要明確把竹竿盡可能深地插入湖底淤泥,在阻力一定的情況下,動(dòng)力臂越長,越省力,由此對(duì)各個(gè)選項(xiàng)逐一分析即可?!窘獯稹?要把竹竿盡可能深地插入湖底淤泥,應(yīng)選動(dòng)力臂最大的,根據(jù)杠桿平衡條件,動(dòng)力臂越長,越省力;由圖可知,阻力和阻力臂相同,D中動(dòng)力臂最大,效果最好故答案為:D16【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的動(dòng)態(tài)平衡分析【

47、解析】【分析】分析在角 增大的過程中,動(dòng)力臂長度的變化,然后結(jié)合杠桿的平衡條件判斷測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化?!窘獯稹咳缟蠄D所示,杠桿左邊的鉤碼個(gè)數(shù)不變,即阻力不變;鉤碼的位置不變,即阻力臂不變;當(dāng)測(cè)力計(jì)與水平方向的角 增大的過程中,動(dòng)力臂先增大后變小;根據(jù)杠桿平衡條件可知,測(cè)力計(jì)示數(shù)F 先變小后變大。故選C。17【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件【解析】【分析】根據(jù)杠桿平衡的條件F1L1=F2L2對(duì)各個(gè)選項(xiàng)分析即可。【解答】A.根據(jù)杠桿的平衡條件得到:G液L1=GML2;根據(jù)密度公式得到:液V液gL1=GML2;那么得到:;既然用L2反映液體密度大小,那么二者之間必須呈正比例關(guān)系,那么V液就必須是定值

48、,即每次倒入空桶的液體體積相同,故A正確不合題意;B.根據(jù)可知,既然是定值,那么液體密度和L2成正比,即L2越大(秤的刻度值越向右),液體密度越大,那么秤的刻度值越大,故B正確不合題意;C.懸點(diǎn)O適當(dāng)右移,阻力臂L2減小,根據(jù)杠桿平衡的條件F1L1=F2L2,可知秤的量程會(huì)減小,故C錯(cuò)誤符合題意;D.增大M的質(zhì)量,那么的比值會(huì)增大,即的值會(huì)增大,秤的量程會(huì)增大,故D正確不合題意。故選C。18【答案】B【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的分類;杠桿中最小力問題【解析】【分析】(1)根據(jù)動(dòng)力臂和阻力臂長度的大小關(guān)系判斷杠桿的分類;(2)動(dòng)力臂最長,動(dòng)力才會(huì)最小,分析OA是否是杠桿上的最長動(dòng)力臂即可。【解答】題目中杠桿

49、的阻力等于物體重力10N,阻力臂等于,但是動(dòng)力臂的長度不定,可能大于,也可能小于,因此是哪類杠桿不確定,故A、C錯(cuò)誤;當(dāng)動(dòng)力作用在B點(diǎn)時(shí),以O(shè)B為動(dòng)力臂最長;因?yàn)镺BOA,所以作用在B點(diǎn)的最小動(dòng)力小于5N,故B正確,而D錯(cuò)誤。故選B。19【答案】D【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的動(dòng)態(tài)平衡分析【解析】【分析】做出AE、AM、AF的力臂,在此基礎(chǔ)上結(jié)合杠桿平衡條件分析即可?!窘獯稹繄D中O為支點(diǎn),G為阻力、A點(diǎn)的拉力為動(dòng)力。當(dāng)杠桿水平時(shí),OB為阻力臂,OA為動(dòng)力臂,此時(shí)動(dòng)力臂最長,所以根據(jù)杠桿的平衡條件可知,所用的拉力最小。當(dāng)繩的M端從E點(diǎn)向中間滑時(shí),力臂由小變大,拉力則由大變??;當(dāng)從中間再向F滑時(shí),力臂由大變小,

50、拉力則由小變大。因此,當(dāng)繩AM的M端從E點(diǎn)緩慢滑到F點(diǎn)的過程中,繩對(duì)A點(diǎn)拉力的大小將是先變小再變大。故答案為:D20【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】密度公式的應(yīng)用;阿基米德原理;杠桿的平衡條件【解析】【分析】設(shè)棒的橫截面積和水中棒的長度,進(jìn)一步可知整個(gè)棒的長度,根據(jù)=m/V表示出棒的質(zhì)量;根據(jù)G=mg表示出棒的重力,根據(jù)阿基米德原理表示出棒受到的浮力;由相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例得出棒的重力和浮力的力臂之比;以C為支點(diǎn),A是棒的重心(即棒的中心),由杠桿的平衡條件得出等式即可求出棒的密度。【解答】設(shè)棒的橫截面積為S,水中的棒長度為L則露出的長度為nL,整個(gè)棒的長度為(n+1)L,對(duì)其受力分析如下圖所示:由可得

51、,棒的質(zhì)量m棒=棒V棒=棒S(n+1)L,棒的重力G棒=m棒g=棒S(n+1)Lg,棒受到的浮力F浮=水gV排=gSL,由相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例可得:,以C為支點(diǎn),A是棒的重心(即棒的中心),由杠桿的平衡條件可得G棒CE=F浮CD即棒S(n+1)LgCE= gSLCD則故答案為:C21【答案】4;2:1:3【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件【解析】【分析】(1)知道三蠟燭材料相同、長度相同和橫截面積之比,利用密度公式和體積公式得出三蠟燭的質(zhì)量之比,設(shè)ma=M,則mb=4M,mc=2M,知道L1=4L2,根據(jù)杠桿平衡條件求L3與L2的關(guān)系;(2)由于木條原來平衡,利用杠桿平衡條件得出三力臂的大小關(guān)系;由于

52、蠟燭在相等時(shí)間內(nèi)燃燒的質(zhì)量相同,則在相同的時(shí)間內(nèi)三蠟燭減小的質(zhì)量m相同,要使木條平衡,兩邊減去的力和力臂的乘積相等,據(jù)此得出三力臂的大小關(guān)系,由聯(lián)立方程組得出三力臂的具體關(guān)系?!窘獯稹浚?)根據(jù)公式m=V=Sh可知,三蠟燭的質(zhì)量之比:ma:mb:mc=hSa:hSb:hSc=Sa:Sb:Sc=1:4:2;設(shè)ma=M,則mb=4M,mc=2M,根據(jù)杠桿的平衡條件得到:magL1+mbgL2=mcgL3,Mg4L2+4MgL2=2MgL3,解得:L3=4L2;(2)因?yàn)槟緱l原來平衡,所以:MgL1+4MgL2=2MgL3,即L1+4L2=2L3,由題知,蠟燭在相等時(shí)間內(nèi)燃燒的質(zhì)量相同,則在相同的時(shí)

53、間內(nèi)三蠟燭減小的質(zhì)量m相同,要使木條平衡,兩邊減去的力和力臂的乘積相等,即mgL1+mgL2=mgL3,即L1+L2=L3,-得:3L2=L3,即L2:L3=1:3,由得:2L1+2L2=2L3,-得:2L2=L1,由得:L1:L2:L3=2:1:3。22【答案】(1) :1(2)250【知識(shí)點(diǎn)】功率計(jì)算公式的應(yīng)用;杠桿的平衡條件【解析】【分析】(1)找出杠桿即將離開水平位置和把吊橋拉起到與水平面的夾角為30時(shí)的動(dòng)力臂和阻力臂,然后結(jié)合利用杠桿的平衡條件分別求出F1、F2的大??;(2)由于不計(jì)繩重和摩擦,士兵對(duì)吊橋做的功即為克服橋重做的功,那么求出橋重心提升的高度,利用W=Gh即可得出士兵做功

54、的多少,然后根據(jù)功率公式 即可得出答案?!窘獯稹浚?)當(dāng)桿即將離開水平位置時(shí),如下圖所示,AE=OE,OA=OD,由勾股定理,(OE)2+(AE)2=(OA)2,2OE2=OA2=(10m)2,解得:,根據(jù)杠桿的平衡條件得到:F1OE=GOB;F1m=3000N;解得:,把吊橋拉起到與水平面的夾角為30時(shí),如右下圖,AE=5m,OA=10m;由(OE)2+(AE)2=(OA)2得到:(OE)2+(5m)2=(10m)2;解得:,因?yàn)椋∣C)2+(BC)2=(OB)2,所以,根據(jù)杠桿平衡條件得到:F2OE=GOC,F(xiàn)2=3000N,解得:F2=1500N;所以。(2)士兵們把吊橋拉起到與水平面的

55、夾角為30的過程中,橋的重心升高的距離為:;克服重力做的功為:W=Gh=3000N2.5m=7500J;那么其平均功率為:。23【答案】不變;100【知識(shí)點(diǎn)】功的計(jì)算公式的應(yīng)用;杠桿的平衡條件【解析】【分析】(1)根據(jù)杠桿的平衡條件和相似三角形的性質(zhì)判斷F1是否發(fā)生改變;(2)首先根據(jù)W有=Gh計(jì)算有用功,再根據(jù)W總=Fs計(jì)算總功,然后根據(jù)W額=W總-W有計(jì)算出克服摩擦做的額外功,最后根據(jù)計(jì)算摩擦力。【解答】(1)如下圖所示,原來杠桿處于平衡狀態(tài),那么得到:GOA=FOB;即:;在杠桿旋轉(zhuǎn)的過程中,動(dòng)力臂和阻力臂都在變小。根據(jù)杠桿的平衡條件得到:由于AAO與BBO相似,所以;因此;即F=F,則

56、拉力F1保持不變。(2)有用功W有=Gh=600N3m=1800J;總功W總=Fs=400N6m=240J;額外功W額=W總-W有=2400J-1800J=600J;摩擦力。24【答案】10;4【知識(shí)點(diǎn)】速度公式及其應(yīng)用;壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算;杠桿的平衡條件【解析】【分析】(1)根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2計(jì)算繩子的拉力;(2)根據(jù)F=pS計(jì)算出G1對(duì)地面的壓力,然后根據(jù)重力G1=F+FA計(jì)算出它的重力。當(dāng)它對(duì)地面的壓力為零時(shí),杠桿上A的拉力剛好等于它的重力,根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算出G2到支點(diǎn)的距離,并計(jì)算出物體G2運(yùn)動(dòng)的距離,最后根據(jù)計(jì)算G2的速度即可?!窘獯稹浚?)根據(jù)杠桿的平衡條件

57、F1L1=F2L2得到:FAOA=G2OC;FA20cm=20N10cm;解得:FA=10N;(2)此時(shí)G1對(duì)地面的壓力為:F=pS=2104Pa(0.05m0.05m)=50N;那么物體G1的重力:G1=F+FA=10N+50N=60N;當(dāng)它對(duì)地面的壓力為零時(shí),杠桿上A的拉力剛好等于它的重力,根據(jù)杠桿的平衡條件得到:G1OA=G2OD;60N20cm=20NOD;解得:OD=60cm;那么G2運(yùn)動(dòng)的路程為:s=OD-OC=60cm-10cm=50cm;那么G2的速度為:。25【答案】1.5;省力;3【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件【解析】【分析】(1)根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2計(jì)算拉力;根

58、據(jù)動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系,判斷杠桿的種類;(2)根據(jù)杠桿的平衡條件可知,當(dāng)動(dòng)力臂最大,阻力臂最小時(shí),可測(cè)量的物體質(zhì)量最大,據(jù)此確定動(dòng)力臂和阻力臂,然后進(jìn)行計(jì)算即可。【解答】(1)設(shè)杠桿上每格的長度為L,根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到:F4L=2N3;解得:F=1.5N;因?yàn)閯?dòng)力臂大于阻力臂,所以為省力杠桿。(2)如果被測(cè)物體的質(zhì)量最大,那么阻力臂為L,動(dòng)力臂為6L;根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到:5N6L=m10N/kgL;解得:m=3kg。26【答案】【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件【解析】【分析】首先根據(jù)定滑輪的工作特點(diǎn),確定A點(diǎn)的拉力和C點(diǎn)拉力的大小關(guān)系;然后根據(jù)二力平衡和

59、相互作用力原理得到C點(diǎn)的壓力、人的重力和A點(diǎn)拉力的關(guān)系;作用在杠桿上向下的力有兩個(gè),即人對(duì)杠桿的壓力FC和杠桿自身的重力,根據(jù)杠桿的平衡條件列出平衡關(guān)系式,最后將得到的三個(gè)式子聯(lián)立計(jì)算即可?!窘獯稹咳缦聢D所示,使用了兩個(gè)定滑輪,摩擦阻力忽略不計(jì),則FA=F拉 根據(jù)力的作用是相互的,F(xiàn)C=F支=G-F拉=mg-F拉 根據(jù)杠桿平衡條件得到:因?yàn)椋築A=2BC,所以:由得:。27【答案】(1)解:杠桿平衡時(shí)有:F1L1=F2L2m1gL1=m2gL2變形得到:L1:L2=m2:m1(2)仍然平衡;以浸沒于水的物體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析:F拉+F浮=m物gF拉=m物g-F浮=m物g-水gV物=(1-

60、)m物g所以;F拉1L1=(1- )m1gL1F2L2=(1- )m2gL2m1gL1=m2gL2F拉1L1=F拉2L2因此杠桿仍然平衡【知識(shí)點(diǎn)】杠桿的平衡條件【解析】【分析】(1)將左邊的物體重力看作動(dòng)力,右邊的物體重力看作阻力,根據(jù)杠桿的平衡條件列出平衡關(guān)系式,借助數(shù)學(xué)運(yùn)算得到左右懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)O的距離L 1與L 2之比;(2)當(dāng)兩個(gè)物體浸沒在水中時(shí),它們都會(huì)受到浮力,根據(jù)二力平衡條件得到: F拉+F浮=m物g 。據(jù)此計(jì)算出它們作用在杠桿上的拉力F拉1和F拉2;接下來分別計(jì)算杠桿兩邊動(dòng)力和動(dòng)力臂的乘積以及阻力和阻力臂的乘積,借助(1)中的結(jié)果對(duì)它們的大小進(jìn)行比較即可。28【答案】(1)40(

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