典例+解析杠杆 机械.docx

1、典例+解析杠杆 机械2013-2014学年度?学校2月月考卷1判断下列物体中，哪些属于杠杆（）A.夹取物体的镊子 B.拔铁钉的羊角锤C.杂技演员手中的水流星 D.打气筒中的活塞杆【答案】AB【解析】杠杆是在动力和阻力作用下，可以绕固定点转动的硬棒。杂质演员手中的水流星，尽管绕绳的一端转动，但它是软绳，而不是在动力和阻力作用下绕某固定点转动的硬棒。所以它不是杠杆。打气筒的活塞杆也不是杠杆，尽管是硬棒，但它不是绕某固定点转动，而是上下移动。夹取物体的镊子可以绕它的上端转动；拔钉子的羊角锤也是弯曲的硬棒，它在拔钉子时，绕与木板接触的那一点转动。所以夹取物体的镊子和羊角锤都是杠杆。思路分析：杠杆是在动

2、力和阻力作用下，可以绕固定点转动的硬棒。试题点评：本试题考查的是学生对杠杆概念的了解。2下列说法中正确的是（）A.杠杆是一种省力的机械B.杠杆的长度总等于动力臂与阻力臂之和C.从支点到力的作用点之间的距离叫做力臂D.杠杆可以是直的，也可以是弯的【答案】D【解析】杠杆有省力杠杆也有费力杠杆，A错；杠杆的动力臂与阻力臂是动力作用线与阻力作用线到支点的距离，其总长度不一定等于杠杆的长度，BC错。杠杆可以是直的，也可以是弯的,D对。思路分析：杠杆有省力杠杆也有费力杠杆，杠杆的动力臂与阻力臂是动力作用线与阻力作用线到支点的距离，其总长度不一定等于杠杆的长度。试题点评：本试题考查的是学生杠杆的基本概念的了

3、解。3如图12-30所示，通过定滑轮匀速提升重物G ,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,则三个力大小关系是 （ ）A. F1最大 B.F2最大 C. F3最大 D.一样大【答案】D【解析】定滑轮可以抽象为杠杆，支点是滑轮的轴心，阻力臂是滑轮的半径，通过定滑轮匀速提升重物G ,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,这三个动力的力臂都是滑轮的半径，所以不省力。选项D是正确的。 思路分析：定滑轮不省力，不论拉力的方向如何，拉力的大小都等于物体的重力。试题点评：本试题考查的是学生对定滑轮知识的了解。4如图所示，活塞式抽水机手柄可以看作是绕O点转动的杠杆，它在动力F1和阻力F2的作用下，处于

4、平衡状态，则（）AF1OC=F2OA BF1OD=F2OB CF1OE=F2OA DF1OE=F2OB【答案】D。【解析】活塞式抽水机的手柄使用时相当于一个杠杆，动力F1的力臂是OE，阻力F2的力臂是OB，故其平衡的条件是F1OE=F2OB；D是正确的。考点：杠杆的平衡条件。5如图13-4-3所示，O是杠杆的支点，为了提高重物，用一个跟杠杆始终保持垂直的力F，使杠杆由竖直位置缓慢转动到水平位置，在这个过程中，则（）图13-4-3A.杠杆始终是省力的 B.杠杆始终是费力的C.杠杆始终是等力的D.以上说法都不对【答案】D【解析】杠杆在竖直位置时，动力臂为OA，阻力臂为0，只要很小的动力，就可以使杠

5、杆发生转动，所以FG，此时杠杆是省力的；杠杆转动到水平位置时，动力臂为OA，阻力臂为OB，F=GG，此时杠杆是费力的。可见，杠杆从竖直位置缓慢转到水平位置，由于动力臂先大于后小于阻力臂，所以动力先小于后大于阻力，应选D。思路分析：杠杆在竖直位置时，动力臂为OA，阻力臂为0，只要很小的动力，就可以使杠杆发生转动，所以FG，此时杠杆是省力的；杠杆转动到水平位置时，动力臂为OA，阻力臂为OB，F=GG，此时杠杆是费力的。试题点评：本试题考查的是杠杆平衡。此题较难。6某工人将木头一头抬起，另一头支在地上，在匀速上抬的过程中，该人所用的力的方向始终竖直向上，那么力的大小将（）A.逐渐减小B.逐渐增大C.

6、保持不变D.先减小后增大【答案】C【解析】此题考查的是，杠杆静止或匀速转动都属于平衡状态，因而可以根据杠杆平衡条件列出方程求解后进行比较。（如下图所示）根据杠杆的平衡条件，当木头一头支地时杠杆平衡，有Fl1=Gl2当匀速竖直上抬木头一端的过程中，杠杆仍平衡，有Fl1=Gl2根据相似三角形对应边成比例的定理：所以所以F=F因此在匀速竖直上抬的过程中，该人所用力的大小保持不变。选项C正确。思路分析：当匀速竖直上抬木头一端的过程中，杠杆仍平衡动力臂和阻力臂的比值是不变的，所以该人所用力的大小保持不变。试题点评：此题考查的是，杠杆静止或匀速转动都属于平衡状态，因而可以根据杠杆平衡条件列出方程求解后进行

7、比较。7人类在探索自然规律的过程中，总结许多科学研究方法。如控制变量法、实验推理法、理想模型法、等效替代法等。下列过程中运用了“实验推理法”的是（ ）A牛顿第一定律的得出 B将撬棒、剪刀等抽象为杠杆C用总电阻替代各分电阻 D探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关【答案】A。【解析】A中的牛顿第一定律的得出是建立在有限的实验基础上，再加上合理的推理得到的，因为牛顿第一定律中所说的不受任何力的情况下是不可能的，物体运动总要受到阻力，但当阻力越来越小时物体的运动却是越来越接近匀速直线运动，故我们推出：当受到的阻力为零时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，阻力为0的表面虽然没有，但我们却可以将其推理出

8、来，所以它用的的就是实验推理法，A是正确的；B中将撬棒、剪刀等抽象为杠杆运用的是理想模型法，它们虽然形态各异，但都可以归类为一种模型，就是在力的作用下能够绕一固定点转动，具有这种特征的装置就是杠杆，B不对；C中用总电阻代替各分电阻运用的是等效替代的方法，即分电阻在电路中所起的效果与总电阻在电路中所起的效果相同，则才可以起到替代的作用，故C也是不对的；D中探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时运用的是控制变量的方法，因为影响滑动摩擦力的大小的因素很多，要研究它与某个因素之间的关系时，需要只让这个因素发生变化，而其他的因素保持不变，这正是控制变量思想的精髓，故D也是不对的。考点：物理研究方法。8如图

9、13-4-4所示，等臂杠杆两端各挂一个质量相等的实心铁块和铝块（已知铁铝），杠杆平衡，若将它们同时浸没在水中，杠杆将（）图13-4-4A.仍平衡 B.左端下沉C.右端下沉D.无法判定【答案】B【解析】球未浸没水中之前，杠杆平衡，由杠杆平衡条件得：G铁l1=G铝l2，当两球同时浸没水中时，都要受到浮力。因为两物体质量相同，且铁铝，所以V铁V铝，即铁块的体积小于铝块。浸没水中后，铁块排开水的体积小于铝块，根据阿基米德原理：F浮=液gV排，可得F铁F铝，即铁块所受浮力小于铝块所受浮力。由此可得F铁l1F铝l2（力和力臂乘积的改变量不等），即杠杆右端上升，左端下沉。思路分析：球未浸没水中之前，杠杆平衡

10、，由杠杆平衡条件得：G铁l1=G铝l2，当两球同时浸没水中时，都要受到浮力。因为两物体质量相同，且铁铝，所以V铁V铝，即铁块的体积小于铝块。浸没水中后，铁块排开水的体积小于铝块，根据阿基米德原理：F浮=液gV排，可得F铁F铝，即铁块所受浮力小于铝块所受浮力。由此可得F铁l1F铝l2（力和力臂乘积的改变量不等），即杠杆右端上升，左端下沉。试题点评：本试题考查的是学生运用杠杆平衡条件和浮力的知识解决较难问题的能力。9升国旗时，人站在地面拉动绳子，能够让国旗升到旗杆的顶端，旗杆顶端的小轮是 轮。【答案】定滑【解析】升国旗时，人站在地面拉动绳子，能够让国旗升到旗杆的顶端，旗杆顶端的小轮是定滑轮。思路分

11、析：定滑轮不能省力，可以改变动力的方向。试题点评：本试题考查的是学生对定滑轮特点的认识。10驱使杠杆转动的力叫做_，阻碍杠杆转动的力叫做_；支点到动力作用线的距离叫_，支点到阻力作用线的距离叫_。【答案】动力阻力动力臂阻力臂【解析】支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂是杠杆的五要素，要注意的是力臂指的是从支点到力的作用线的垂直距离，而不是从支点到力的作用线的长度，所以力臂不一定在杠杆上。思路分析：理解杠杆五要素的概念。试题点评：本试题考查的是学生对杠杆五要素的认识。11定滑轮实质是一个 ，使用定滑轮不省力，但能改变 ；动滑轮的实质是个动力臂为阻力臂 的杠杆，根据杠杆的平衡条件，动滑轮能省 。使用滑

12、轮组既可以 ，还可以改变 。【答案】等臂杠杆、力的方向、2倍、一半力、 省力、力的方向 【解析】定滑轮实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮不省力，但能改变力的方向；动滑轮的实质是个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，根据杠杆的平衡条件，动滑轮能省一半力。使用滑轮组既可以省力，还可以改变力的方向。思路分析：定滑轮不能省力，可以改变动力的方向；动滑轮能省力，不能改变动力的方向。使用滑轮组既可以省力，还可以改变力的方向。试题点评：本试题考查的是定滑轮和动滑轮的特点。12动力臂小于阻力臂的杠杆是_杠杆；动力臂大于阻力臂的杠杆是_杠杆；动力臂等于阻力臂的杠杆是_杠杆。（填“省力”“费力”或“等臂”）【答案】费力省力等臂

13、【解析】动力臂大于阻力臂的杠杆，是省力杠杆。动力臂小于阻力臂的杠杆，是费力杠杆。动力臂等于阻力臂的杠杆，是不省力也不费力的等臂杠杆。试题点评：本试题考查的是杠杆概念。13如图12-27所示，若胖者体重为800N，瘦者体重500N，货物重600N（绳重和摩擦力不计），则甲图中，静止站立在地面上的胖者受到向上的绳拉力 N，乙图中，瘦者会被绳拉离地面，在他被提升的过程中，手受到的拉力为 N。【答案】600N 600N【解析】甲图中，静止站立在地面上的胖者受到向下的重力和地面对他的向上的支持力及绳子对胖子的拉力是平衡力。胖子受到的向上绳拉力等于货物的重力是600N，乙图中，瘦者会被绳拉离地面，在他被提

14、升的过程中，受到货物对他的拉力。所以是600N。思路分析：胖子和瘦子受到的都是货物的拉力。试题点评：本试题考查的是受力的分析。14如图12-28所示，A物体质量为2kg，在力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动，运动速度为2cm/s，弹簧测力计读数为5N，则拉力F为 N， A受地面的摩擦力为 N。【答案】5 、10【解析】图中的滑轮是动滑轮，A物体在力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动，绳端的拉力克服物体A的摩擦力运动，弹簧测力计读数为5N，则拉力F为5N.一个动滑轮省一半力，所以A受地面的摩擦力为10N。思路分析：一个动滑轮省一半力，所以绳自由端的拉力等于A受地面的摩擦力的一半。试题点评：本试

15、题考查的是学生运用滑轮的知识分析问题的能力。15如图12-25所示，物重为300N，若不计摩擦和滑轮自重，则P钩承受的拉力是 N，Q承受的拉力是 N，拉力F是 N。若拉力F移动距离为2.4m，则重物上升 m。【答案】300N 150N 150N 1.2m【解析】物重为300N，若不计摩擦和滑轮自重，则P钩承受的拉力是300N，动滑轮能省一半力，拉力的大小是150N. Q承受的拉力是也是150N ，重物上升的距离等于绳子自由端移动距离的一半，所以拉力F移动距离为2.4m，则重物上升1.2m。思路分析：动滑轮的实质是个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，根据杠杆的平衡条件，动滑轮能省一半力。试题点评：本试题

16、考查的是学生对定滑轮知识的了解。16如果已知弹簧秤对杠杆拉力的力臂与钩码对杠杆拉力的力臂之比为73，弹簧秤的读数是4.2 N，杠杆重力忽略不计，那么钩码多重？ 【答案】9.8 N【解析】根据杠杆平衡条件： =，所以= F2=9.8 N即G=F2=10 cm。思路分析：杠杆平衡条件是动力和阻力之比等于他们的力臂的反比。已知力臂之比是73，弹簧秤的读数是4.2 N，即可求出钩码的重。试题点评：本试题考查的是学生运用杠杆平衡条件解决简单的问题的能力。17如图13-4-10甲、乙所示，拉力F都是10 N, 则摩擦力较大的是哪个图? 甲 乙图13-4-10【答案】摩擦力较大的是图乙。【解析】题图当动滑轮

17、横着使用时，可以将此图转过90度观看。摩擦力代替了我们熟悉的重力的对滑轮的作用,也就是我们使用滑轮在此要克服的是摩擦阻力，不是重力。相应的公式要改作F=f物/n。但距离的关系仍然是s=nh。图甲中的滑轮是定滑轮，F=f物，f物=10 N。图乙中的是动滑轮，物与地的摩擦由两段绳子分担，F=f物，所以f物=2F=20 N。思路分析：甲图中是定滑轮，拉力等于摩擦力。乙图是动滑轮，拉力的等于摩擦力的一半。所以摩擦力较大的是图乙。试题点评：本试题考查的是学生分析问题的能力。18如图所示，把重为200N的物体匀速提升2m，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，所用拉力F为 _N，拉力所做的功为 _ J。【答案】10

18、0；400。【解析】由于不计滑轮、绳子的重力及摩擦，故拉力F=100N；根据功的原理，拉力所做的功就是重物上升克服重力的功，即W=Gh=200N2m=400J；也可以用拉力与拉力的方向上通过的距离的乘积来计算，二者是相等的。考点：动滑轮的特点，功的简单计算。19小明在学校的分组试验中很快完成了探究杠杆平衡规律的实验,这时他忽然想到,如果杠杆两边挂的不止一个东西呢,会有什么新的规律,公式会怎么修改呢,请你提出猜想,设计验证猜想的实验，包括猜想、实验器材、实验步骤、表格等。【答案】猜想：杠杆两边仍然符合平衡规律,只不过一边的力和力臂乘积加起来等于另一边的力和力臂乘积。实验器材：杠杆一个，铁架台一个

19、，钩码一盒。实验步骤：（1） 在左边适当的不同位置挂两组钩码A、B，在右边挂一组钩码C找平衡，直到平衡。（2） 在左边不同的位置重复步骤1，保持左右边两个或两组在不同的位置，而另一侧是一组在某一位置。最后比较AB两组力和力臂乘积相加的和是否和C组的力和力臂的乘积相等，从而验证猜想F左1l左1+F左2l左2+=F右1l右1+F右2l右2+是否正确。设计的表格如下表所示：实验次数A组钩码所受的重力A组钩码的力臂A组钩码对杠杆的拉力和力臂的乘积B组钩码所受的重力B组钩码的力臂12实验次数B组钩码对杠杆的拉力和力臂的乘积左侧乘积相加的和C组钩码所受的重力C组钩码的力臂C组钩码对杠杆的拉力和力臂的乘积1

20、2【解析】杠杆两边的力和力臂的乘积相等时，杠杆就平衡。思路分析：在左边适当的不同位置挂两组钩码A、B，在右边挂一组钩码C找平衡，直到平衡。 在左边不同的位置重复步骤1，保持左右边两个或两组在不同的位置，而另一侧是一组在某一位置。最后比较AB两组力和力臂乘积相加的和是否和C组的力和力臂的乘积相等，从而验证猜想。杠杆两边的力和力臂的乘积相等时，杠杆就平衡。试题点评：本试题考查的是学生的实验探究的能力。20如图12-32所示，滑轮组要吊起重500N 重物，已知绳子能承受的最大拉力为200N，请画出绕绳的方法。【答案】略【解析】绳子能承受的最大拉力为200N，滑轮组要吊起重500N 重物，所以需要绳子

21、的段数是3段，绳子的自由端应该在动滑轮上。试题点评：本试题考查的是学生对滑轮组省力情况的认识。21画出渔民扳鱼网的杠杆示意图（图13-4-7）。图13-4-7【答案】【解析】人拉鱼网的力沿拉绳方向，是动力。竹竿支在河岸随拉绳而抬高将鱼网提出水面，因此竹竿的支点在河岸处。鱼网及鱼是阻碍竹竿扳起的，是阻力。力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。在杠杆的示图上画力臂的方法是：先找出支点，再画出力的作用线，然后用直角三角板画出力臂。思路分析：先找出支点，再画出力的作用线，然后用直角三角板画出力臂。试题点评：本试题考查的力臂的画法。22(1)图是使用钓鱼竿的示意图，O为支点，Fl是

22、手对竿的作用力，F2是鱼线对竿的作用力，请在图中画出F2的力臂。 (2)请画出图中入射光线AO对应的大致折射光线。【答案】(1)力臂如图所示；(3分)(2)折射光线如图所示 (3分)。【解析】（1）力臂就是支点到力作用线的距离，所以过支点O向F2的作用线做垂线，则垂足与支点的距离即为力臂的长；（2）光是从空缺斜射入水中的，故折射角小于入射角，折射光线向法线靠拢。考点：力臂的画法，光的折射。23如图13-4-8所示是一弯曲的杠杆，O是支点，OB=CA=4 cm，OC=3 cm。在B点挂一重物G=10 N，在A点加一力，要使杠杆平衡，力F最小值为多大？图13-4-8【答案】8 N【解析】欲使力F最

23、小，应使力F的力臂最大。可连接OA，作力F垂直OA即可。杠杆平衡时，满足条件GOB=FOA式中OA=cm=5 cm即104=F5所以F=8 N。思路分析：欲使力F最小，应使力F的力臂最大。可连接OA，作力F垂直OA即可。试题点评：本试题考查的是学生利用杠杆平衡条件分析问题。24如图所示，小明用弹簧测力计测出了砝码的重，然后对定滑轮进行了实验探究，并记录数据如表，其中空格处是他疏忽记录的，你认为没有记录的数据估计为多大？试在表格中补充完整。 步骤砝码重/N测力计读数/N砝码上升高度/cm手拉绳移动距离/cm111252240随后，他按如图12-36所示，探究了动滑轮工作特点，探究数据记录如下表，

24、其中表格中有几个数据没有记录，你估计大约为多大？试在表格中补充完整。步骤砝码重/N测力计读数/N砝码上升高度/cm手拉绳移动距离/cm142202150【答案】25、 2 、 40、 40、 2 、 25【解析】使用定滑轮时不省力，物重和绳子自由端的拉力相等，物体上升的高度和手拉绳移动距离也相等。使用动滑轮时省力，绳子自由端的拉力等于物重的一半，手拉绳移动距离是物体上升的高度的二倍。试题点评：本试题考查的是学生动滑轮和定滑轮的特点。25如图13-4-11所示，起重机质量为1 t，G是它的重心，它可以吊起的最大质量为2 t，图中ED为10 m，AC为1 m，AB为4 m，BE为2 m，为保证起重

25、机在工作或非工作状态中都不会翻倒，则加在起重机右侧的配重压铁的质量应为多少？（g取9.8 N/kg）图13-4-11【答案】介于5.2 t和6 t之间。【解析】根据题意可得下表：支点位置左侧受力左侧力和力臂的乘积右侧受力右侧力和力臂的乘积工作时B物重和自重G物BD+G自BE压铁M的自重GmBC不工作时A物重G自AE压铁M的自重GmAC由杠杆平衡条件得：工作时：103 kgg2 m+2103 kgg12 m=Mg5 m，解得M= 5.2 t。不工作时：103 kgg6 m=Mg1 m，解得M=6 t。则为保证起重机在工作或非工作状态中都不会翻倒，加在起重机右侧的配重压铁的质量应介于5.2 t和6

26、 t之间。思路分析：根据杠杆平衡条件解决问题。由杠杆平衡条件得：工作时：103 kgg2 m+2103 kgg12 m=Mg5 m，解得M= 5.2 t。不工作时：103 kgg6 m=Mg1 m，解得M=6 t。则为保证起重机在工作或非工作状态中都不会翻倒，加在起重机右侧的配重压铁的质量应介于5.2 t和6 t之间。试题点评：本试题考查的是学生运用杠杆平衡条件解决问题的能力。此题较难。26如图12-34所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求：（1）动滑轮重；（2）绳自由端的移动速度为多大？（3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升

27、，作用在绳自由端的拉力至少多大？【答案】（1）120N （2）0.3m/s （3）250N【解析】绳子自由端的拉力是200N，由图可知承担动滑轮和物重的绳子段数是三段，所以物重和动滑轮共重600N，已知物重是480N，动滑轮重就是G动=3F-G物=120N。通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，同时绳子的自由端移动了6m，绳自由端的移动速度为v绳=s绳/t=6m/20S=0.3m/s。若重物再增加150N，要使重物匀速上升，物重和滑轮的总重是150N+600N=750N. 承担动滑轮和物重的绳子段数是三段，所以作用在绳自由端的拉力至少为750N/3=250N。思

28、路分析：绳子自由端的拉力是200N，由图可知承担动滑轮和物重的绳子段数是三段，所以物重和动滑轮共重600N，已知物重是480N，动滑轮重就是120N。通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，同时绳子的自由端移动了6m，绳自由端的移动速度为6m/20S=0.3m/s。若重物再增加150N，要使重物匀速上升，物重和滑轮的总重是150N+600N=750N. 承担动滑轮和物重的绳子段数是三段，所以作用在绳自由端的拉力至少为750N/3=250N。试题点评：本试题考查的是滑轮组的计算。27如图13-4-9所示，判断杠杆在匀速转动时，始终与杠杆垂直的力F的变化？图13-4-

29、9【答案】力F先变大后变小【解析】力和力臂成反比，只要画出在几种情况下力臂的情况，力的大小变化就能判断了。把重物由于重力给杠杆施加的力作为阻力。注意：杠杆转动时，力F始终与杠杆垂直，所以动力臂等于这个杠杆的长度始终保持不变。转动到达水平位置的过程中重物对杠杆的阻力不变，阻力臂变大，因此阻力和阻力臂乘积变大，由于动力臂不变，杠杆要维持平衡，所以动力F要变大。在由水平位置继续向上转动时，重物对杠杆的阻力仍然不变，但阻力臂逐渐变小，由于动力臂保持不变，动力F应逐渐变小，保持动力动力臂=阻力阻力臂。思路分析：注意：杠杆转动时，力F始终与杠杆垂直，所以动力臂等于这个杠杆的长度始终保持不变。转动到达水平位置的过程中重物对杠杆的阻力不变，阻力臂变大，因此阻力和阻力臂乘积变大，由于动力臂不变，杠杆要维持平衡，所以动力F要变大。在由水平位置继续向上转动时，重物对杠杆的阻力仍然不变，但阻力臂逐渐变小，由于动力臂保持不变，动力F应逐渐变小，保持动力动力臂=阻力阻力臂。试题点评：本试题考查的是学生利用杠杆平衡条件分析问题。