2021学年第3章 能量的转化与守恒第4节 简单机械第2课时综合训练题

第4节　简单机械

第2课时　杠杆的平衡条件及分类

1.请判断下列说法的正误(正确的在括号内画“√”，错误的画“×”)：

 (1)动力作用点比阻力作用点远离支点，这个杠杆一定是省力杠杆。(　　)

(2)又省力又省距离的杠杆是不可能造出来的。(　　)

(3)把物体从重心处一分为二，两部分的重力一定相等。(　　)

(4)镊子、扫帚和钓鱼竿正常使用时，都属于省力杠杆。(　　)

2.如图3-4-14所示的器具，属于省力杠杆的是(　　)

图3-4-11

[核心知识]

1.杠杆的平衡条件(或杠杆原理)：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1l1= F2l2.

2.动力臂>阻力臂，为省力杠杆；

动力臂〈阻力臂，为费力杠杆；

动力臂=阻力臂，为等臂杠杆。

[易错点拨]

1.判定杠杆省力还是费力，一般通过比较动力臂与阻力臂的大小来确定，为了比较动力臂和阻力臂的大小，最好画出杠杆示意图，在图上把杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂都表示出来、建立直观的模型，便于判定。

2即使力的作用点确定，如果力的方向不确定，仍无法确定力臂的长度，也就无法判断杠杆的类型。

1．2017·丽水 如所示，使用时属于费力杠杆的是(　　)

2．皮划艇是我国奥运优势项目之一。如所示，比赛中运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨，下列说法正确的是(　　)

A. 为了省力，可将用力划桨的手靠近支点 

B．为了省力，可将用力划桨的手远离支点

C．为了省距离，可将用力划桨的手远离支点 

D．将用力划桨的手靠近支点，既能省力又能省距离

3．如所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力欲使其一端抬离地面，则(　　)

A．F甲>F乙，因为甲方法的动力臂长 

B．F甲<F乙，因为乙方法的阻力臂长

C．F甲>F乙，因为乙方法的阻力臂短 

D．F甲＝F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍

4．利用如所示质量不计的杠杆提升重物G，动力作用在A点，那么，使用它(　　)

A．一定是省力杠杆       B．一定是费力杠杆

C．不可能是等臂杠杆      D．可以是等臂杠杆

5．小明是一名钓鱼爱好者。如所示，小明用力向上拉鱼竿，把鱼拉出水面。此时，钓鱼竿可以看成一个(　　)

A．省力杠杆，增大两只手之间的距离能省力一些

B．省力杠杆，减小两只手之间的距离能省力一些

C．费力杠杆，减小两只手之间的距离能省力一些

D．费力杠杆，增大两只手之间的距离能省力一些

6．原创(1)夹子是我们生活中经常使用的物品，中给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况，图甲是________杠杆，图乙是________杠杆。

(2)如甲所示为脚踩式垃圾桶的示意图，在开盖子的过程中，是杠杆ABC和杠杆A′B′C′在起作用，ABC是________杠杆，A′B′C′是________杠杆。

(3)如图乙所示是指甲刀示意图，在按动A剪指甲时，ABC是________杠杆，OBD为________杠杆。

7．根据研究杠杆平衡条件的实验，完成下列填空。

(1)实验前，发现杠杆如甲所示，可以把左右两端的平衡螺母向________调，使杠杆在水平位置平衡。

(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处所挂钩码应向右移动________格，可使杠杆在水平位置再次平衡。

(3)杠杆两端挂上钩码，一般都要使杠杆停在水平位置，这是为了________________________________________________________________________。

(4)在处理数据过程中，有同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。经过实验，获得了下表数据：

于是，他们认为自己的猜想得到了验证。你认为他们的实验过程存在什么问题？________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)原创有同学在实验过程中一直用细线和钩码代替动力和阻力，多次实验都得到如下结论：杠杆的平衡条件是动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离。下列对于原因的分析或可行的措施，正确的是(　　)

A．实验次数太少，有偶然性

B．实验时杠杆总是停在水平位置，有偶然性

C．如果用测力计代替钩码，可以纠正这个错误

D．以上说法都正确

8．如所示，一根质地均匀、粗细不同的胡萝卜平衡于支点O上，若在O点处将胡萝卜左右切断，则两段的重力大小为(　　)

A．粗的一段重        B．细的一段重

C．两段一样重        D．无法判断

9．如所示，用一个小小的弹簧测力计，竟然称出了大象的体重。用一根10 m长的槽钢，铁笼里没有大象，测力计示数为0时，寻找悬挂点O，使得槽钢呈水平平衡，弹簧测力计和铁笼到悬挂点的距离分别是9.54 m和0.06 m。把大象装进铁笼后，弹簧测力计的示数为200 N时槽钢再次水平平衡。

(1)大象没有装进笼子时，寻找悬挂点O使杠杆水平平衡的目的是

________________________________________________________________________。

(2)大象的质量约为多少吨？(g取10 N/kg)

答案

核心·易错

1．(1)×　 动力与阻力的作用点确定，但是由于力的方向不确定，力臂的长短就无法比较，也就无法比较杠杆的类型。

(2)√　 省力的杠杆一定费距离，省距离的杠杆一定费力。既省力又省距离，那就是省功，这违背了功的原理。所以这样的杠杆是不可能造出来的。

(3)×　 质量均匀分布的物体，重心就在几何中心上。质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关。例如，粗细不均匀的木棒，重心靠近粗端，从重心处一分为二，粗而短的这段，力臂较短，重力较大。

(4)×　 镊子、扫帚、钓鱼竿在正常使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。

2．B

能力提升拔尖练

1．A　 镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；天平的动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆。

 三类不同的杠杆：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它属于哪种类型的杠杆。

2．B　 根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，为了省力，可将用力划桨的手远离支点；为了省距离，可将用力划桨的手靠近支点，但费力。

3．D　 在图示两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则、质地均匀的物体，其重心在其几何中心上，所以两次抬水泥板，动力臂都等于阻力臂的2倍，故两次所用的力相同。

4．D　 A点力的方向如果不是竖直向上的，那么力臂的长度就小于OA，可能小于或等于阻力臂的长度，可能是费力杠杆或等臂杠杆。

5．D

6．(1)省力　费力

(2)省力　费力

(3)省力　费力

7．(1)右　

(2)1

(3)方便从杠杆上直接读取力臂的长度(方便测量力臂)

(4)①只根据一次实验数据就得出的结论不具有普遍性；②单位不同的两个物理量不能直接相加

(5)C　

培优初探拓展练

8．A　 粗段和细段都有自己的重心，但粗段重心距离支点O较近，力臂较短，故其重力较大。

9．(1)排除槽钢和笼子自身重力对杠杆平衡的影响

(2)解：由题意可知，支点为O，lOA＝9.54 m，lOB＝0.06 m，

根据杠杆的平衡条件得，F·lOA＝G·lOB，则G＝＝＝31800 N，

大象的质量：

m＝＝＝3.18×103 kg＝3.18 t。