
【跨學(xué)科實踐】
1.(2024·四川遂寧)遂寧大英的卓筒井被譽為“世界近代石油鉆井之父”,是手工制鹽的活化石。從井中提取鹽鹵水是制鹽過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其裝置如甲圖所示。某科創(chuàng)小組制作了一個模型來模擬提取過程,如乙圖所示,圖中的竹制汲鹵筒頂端開口,底部裝有硬質(zhì)單向閥門;竹條具有韌性,對汲鹵筒可以產(chǎn)生壓力或拉力。汲鹵筒在鹽鹵水中下降時單向閥門繞O點轉(zhuǎn)動打開,鹽鹵水進入筒中;當(dāng)汲鹵筒上升時,單向閥門繞O點轉(zhuǎn)動關(guān)閉。已知汲鹵筒的高2m,質(zhì)量2.4kg,密度,鹽鹵水的密度(汲鹵筒底和閥門厚度及質(zhì)量不計;g?。G螅?br>(1)汲鹵筒實心部分的體積;
(2)汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中時受到的浮力大?。?br>(3)汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中靜止時,竹條對它所施加力的大小和方向;
(4)取出裝滿鹽鹵水的汲鹵筒后,在豎直狀態(tài)下,要將閥門剛好頂開至少需用多大的力(筒的取水口與單向閥門均看作面積為的圓形;鹽鹵水對閥門壓力的作用點等效在閥門圓心處)。
【中考新考法】
2.(2024·山西)小明在成長筆記中記錄了如下錯題,請你幫助他找出錯誤之處、分析錯因并寫出正確解答過程。
【結(jié)合生活實際】
3.(2024·安徽)如圖甲所示,用核桃鉗夾核桃時,用力握緊手柄即可夾碎核桃。將上部的手柄ABC簡化為如圖乙所示的杠桿,若F1=20N,l1=10cm,l2=4cm,忽略杠桿自身的重力,則F2的大小為 N。
【新科技新情境】
4.(2024·江蘇揚州)如圖所示,小明坐在座椅上,伸小腿時,小腿繞膝關(guān)節(jié)上固定點O轉(zhuǎn)動,股四頭肌群收縮提供動力。
(1)請在圖中畫出動力臂。
(2)小腿從圖示位置緩慢伸至水平位置,阻力臂的變化情況是 ,動力的變化情況是 。
考點1 杠桿
1.(2024·四川南充)下圖是我國古代勞動人民運送巨木的場景,通過杠桿、支架、懸繩、石塊等,將巨木一端抬起,墊上圓木,將其移到其他地方。下列說法正確的是( )
A.支架下墊的底面積較大的石塊是為增大對地面的壓強
B.橫桿相當(dāng)于一個動力臂大于阻力臂的杠桿,費力省距離
C.當(dāng)巨木太重?zé)o法抬起時,可以讓杠桿右端的人遠離支架,增大動力臂
D.當(dāng)巨木太重?zé)o法抬起時,可以增大橫桿上懸繩與支架間的距離
2.(2024·山東濱州)小濱在勞動課上學(xué)習(xí)了一些做飯的方法后,和家人共同做了豐盛的晚餐。以下是他觀察的現(xiàn)象及給出的解釋,合理的是( )
A.在碗沿上磕破雞蛋,是因為雞蛋受到的力大于碗受到的力
B.將柔軟的面團壓成薄餅,面團發(fā)生了彈性形變
C.小濱給長輩們夾菜時,所使用的公筷是省力杠桿
D.用力擦去灶臺上的污漬,是通過增大壓力來增大摩擦的
3.(2024·山東臨沂)2023年9月24日,中國組合鄒佳琪/邱秀萍在賽艇女子輕量級雙人雙槳決賽中奪冠,斬獲杭州亞運會首金。如圖所示,賽艇的槳可視為杠桿,下列工具正常使用時,與槳屬于同類杠桿的是( )
A.筷子B.瓶起子
C.核桃夾D.榨汁器
4.(2024·山東煙臺)骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)等構(gòu)成了人體的運動系統(tǒng),人體中最基本的運動大多是由肌肉牽引骨骼繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的。下列關(guān)于人體中的杠桿說法正確的是( )
A.圖甲:手托重物時,可視為省力杠桿
B.圖甲:手托重物時,肱二頭肌對前臂的牽引力是阻力
C.圖乙:踮腳時,可視為費力杠桿
D.圖乙:向上踮腳的過程中,腓腸肌對足部骨骼的牽引力是動力
5.(2024·重慶)同學(xué)們模仿中藥房的戥秤制作桿秤,用筷子做秤桿,用鉤碼做秤砣,用細線將秤盤系在A點。當(dāng)不掛秤砣、且秤盤不放物體時,在O點提起提紐,秤桿水平平衡;當(dāng)秤盤放100g物體、秤砣移到B點時,秤桿再次水平平衡,如圖所示。在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線。下列說法正確的是( )
A.自制桿秤的每一格約表示2.08g
B.稱中藥時B端翹起應(yīng)減少中藥恢復(fù)水平平衡
C.如果秤砣磨損則測量結(jié)果會比真實質(zhì)量偏小
D.若將提紐移到O點右側(cè)可以增大桿秤的量程
6.(2024·四川廣安)桔槔是《天工開物》中記載的一種原始的汲水工具,在拗石輔助下,人幾乎可以不用力就能將一桶水從井中提起。如圖所示,已知A點所掛拗石重力為100N,,兩側(cè)懸掛的繩子始終保持在豎直方向,忽略橫桿和繩的重力()。下列說法錯誤的是( )
A.桔槔平衡時,桶內(nèi)水的體積為
B.桔槔是杠桿裝置
C.桔槔平衡時,A、B兩點所受的拉力之比為1∶2
D.要想一次提取更多的水,可以將懸掛點A向遠離O點方向移動
7.(2024·江蘇連云港)如圖所示是生活中幾種常見的杠桿,其中屬于費力杠桿的是( )
A.托盤天平
B.鋼絲鉗
C.筷子
D.開瓶扳手
9.(2024·河南)人體中有很多結(jié)構(gòu)可簡化為杠桿。如圖,手提起物體時,橈骨在肱二頭肌的收縮牽引下繞肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動,這是一種 杠桿,此過程中肱二頭肌收縮的距離 (填“大于”“等于”或“小于”)手移動的距離。
9.(2024·福建)木雕是工匠智慧和藝術(shù)修為的價值體現(xiàn),鋸木、刨料、風(fēng)干、雕刻、開榫、組裝、打磨、油漆,每一環(huán)節(jié)都講究科學(xué)的工藝流程。如圖 ,雕花時,正在挑起木屑的刻刀屬于 杠桿??痰兑ヤh利使用,是為了增大 。
10.(2024·江蘇蘇州)健身步道上的坐式劃船訓(xùn)練器如圖所示。人坐在座板上,用始終與把手垂直的力緩慢向后將把手拉至身體兩側(cè),此過程中,拉力大小變化情況是 。若要增加訓(xùn)練強度,應(yīng)將配重盤向 (a/b)端移。
11.(2024·甘肅白銀)用如圖所示的扳手擰螺絲時,一只手穩(wěn)住扳手的十字交叉部位,另一只手用同樣大小和方向的力在 點(選填“A”“B”或“C”)更容易擰動螺絲,原因是 。
12.(2024·四川達州)如圖所示,輕質(zhì)木桿AB的O點用細線懸掛在天花板上并保持水平,已知AB是OB長度的4倍,AO是AC長度的3倍。在桿的B點用細線豎直懸掛一邊長為10cm的正方體物塊甲,該物塊靜止在水平地面上;O點左側(cè)懸掛一可自由移動的質(zhì)量為2kg的物塊乙。當(dāng)乙懸掛在A點時,甲恰好對地面無壓力,則甲的重力為 N;當(dāng)乙懸掛在C點時,甲對地面的壓強為 Pa。(g取10N/kg)
13.(2024·重慶A卷)小蘭自制了一把桿秤,由秤盤、提紐、秤桿以及200g的秤砣構(gòu)成,如圖所示。當(dāng)不掛秤砣、秤盤中不放重物時,提起提紐,桿秤在空中恰好能水平平衡。已知AO間距離為10cm。當(dāng)放入重物,將秤砣移至距O點30cm的B處時,秤桿水平平衡,則重物質(zhì)量為 g;往秤盤中再增加20g的物體,秤砣需要從B處移動 cm才能維持秤桿水平平衡。
14.(2024·四川眉山)同學(xué)們在體育課上做下壓運動訓(xùn)練,靜止不動時人體可以看成杠桿模型,O為支點,肌肉的拉力為動力,如圖所示。請你在圖中畫出:
(1)動力的力臂;
(2)A點,腳對地而壓力F的示意圖。
15.(2024·四川成都)如圖甲,小孟書桌上的折疊式臺燈由底座、立桿和燈頭組成。如圖乙所示,燈頭OAB可視做繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿,A點是燈頭的重心,小孟用拉力F將燈頭拉至圖示位置。請在圖乙中畫出:①燈頭受到的重力G的示意圖;②拉力F的力臂l。
16.(2024·江蘇鹽城)如圖所示,畫出用起子撬圖釘?shù)膭恿Φ牧Ρ邸?br>17.(2024·四川宜賓)如圖是宜賓港一起重機正在吊起貨物的情景,請在圖中畫出此時動力的力臂和阻力的示意圖。
18.(2024·新疆)“探究杠桿的平衡條件”的實驗中:
(1)實驗前,杠桿總靜止在圖甲所示位置,則杠桿的重心位于支點O的 (填“左”或“右”)側(cè),若將右端的螺母調(diào)至最右端后,發(fā)現(xiàn)杠桿仍然左端低、右端高,則應(yīng)再將左端的螺母向 (填“左”或“右”)調(diào),直至杠桿在水平位置平衡;
(2)實驗時,如圖乙所示,在B點懸掛4個鉤碼,每個鉤碼重為0.5N,用彈簧測力計在A點斜向下拉杠桿,使杠桿在水平位置平衡,當(dāng)彈簧測力計對杠桿的拉力的方向與杠桿的夾角為時,彈簧測力計的示數(shù)如圖丙所示,則彈簧測力計對杠桿的拉力的大小為 N,夾角為 度;
(3)上述實驗過程,若實驗前沒有調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母就開始實驗,杠桿在水平位置平衡時,彈簧測力計對杠桿的拉力的方向與杠桿的夾角仍然為,則彈簧測力計的示數(shù)可能為 (填“2.9”或“3.1”)N。
19.(2024·湖南)小明和小潔一起做“探究杠桿的平衡條件”實驗,實驗室提供了如下圖所示杠桿(支點為)、支架、10個鉤碼(每個重)。
(1)如圖甲所示,實驗開始前,應(yīng)向 端調(diào)節(jié)螺母,使杠桿在水平位置平衡;掛上鉤碼后,每次都要讓杠桿在水平位置平衡,這樣做是為了便于直接讀取 ;
(2)小明取2個鉤碼,掛在支點左側(cè)某處,再取4個鉤碼掛在支點的 側(cè)進行實驗,使杠桿在水平位置平衡后,記錄下數(shù)據(jù);
(3)完成三次實驗后分析數(shù)據(jù),他們得出了杠桿的平衡條件。下表主要呈現(xiàn)了第3次實驗數(shù)據(jù)。
小明在第3次實驗的基礎(chǔ)上,在支點左側(cè)處繼續(xù)加鉤碼直到為3.5N,如圖乙所示,但發(fā)現(xiàn)此時用剩下的3個鉤碼無法讓杠桿再次在水平位置平衡。小潔想利用現(xiàn)有器材幫助小明完成為的第4次實驗,她應(yīng)該通過 ,使杠桿再次在水平位置平衡(請結(jié)合具體數(shù)據(jù)進行說明,可保留一位小數(shù))。
20.(2024·四川瀘州)在某屆瀘州市青少年科技創(chuàng)新大賽中,小明制作的“桿秤液體密度計”如圖甲所示,選取了一根質(zhì)量不計的硬質(zhì)輕桿,P為提掛點,P點的左側(cè)端點A處懸掛透明塑料杯,右側(cè)懸掛秤砣,不計細線質(zhì)量。將相同體積不同密度的待測液體加入杯中,根據(jù)杠桿平衡條件可知,杠桿平衡時,秤砣懸掛點到P點的距離與待測液體的密度成一次函數(shù)關(guān)系,即可在杠桿上均勻標(biāo)出刻度線來測量液體密度。其制作與測量過程中進行了如下操作:
(1)距離左端點A處10cm的位置制作提掛點P;用天平稱得空塑料杯質(zhì)量如圖乙所示,則空塑料杯質(zhì)量為 g;右側(cè)秤砣采用50g鉤碼拴上細線制成;
(2)將空塑料杯懸掛在A點,調(diào)節(jié)右側(cè)秤砣細線位置,使杠桿在水平位置平衡,此時細線位置處標(biāo)記為“”,此刻度線到提掛點P距離為 cm;
(3)將100mL密度為的水倒入塑料杯中,在液面處作標(biāo)記,調(diào)節(jié)秤砣細線位置使杠桿再次在水平位置平衡,并在此時秤砣細線位置處標(biāo)記為“1”,此刻度線到提掛點P的距離為 cm;將“0”到“1”刻度線之間均分10等份,則該密度計的分度值為 ;按該分度值在杠桿上均勻畫出刻度線,即桿秤密度計制作完成;
(4)用制作好的密度計測量某一液體密度時,將100mL的液體倒入空塑料杯中,秤砣細線位置如圖丙所示,則待測液體密度為 ;
(5)制作好的密度計不僅能夠測出液體的密度,還可以測算某些固體的密度。某次測量時,小明將石塊放入空塑料杯中,杠桿平衡時,秤砣細線在“0.5”刻度處,再向杯中加水至100mL標(biāo)記處(石塊浸沒),杠桿再次平衡時,秤砣細線在“1.3”刻度處,則小石塊的密度為 。
21.(2024·云南)實驗小組通過探究杠桿的平衡條件,來解釋桔槔的使用原理。
(1)實驗前,杠桿水平靜止如圖甲所示,此時杠桿處于 狀態(tài)(選填“平衡”或“非平衡”)。將杠桿左下角物塊M取走后,不調(diào)節(jié)平衡螺母,杠桿 保持水平位置靜止(選填“仍能”或“不能”);
(2)調(diào)節(jié)杠桿水平平衡,進行多次實驗,數(shù)據(jù)記錄如下表:
①分析表中的數(shù)據(jù),歸納出杠桿的平衡條件是 (用表格中的字母表示)。多次實驗的目的是 (選填“A”或“B”);
A.尋找普遍規(guī)律 B.減小實驗誤差
②如圖乙,此時在右側(cè)鉤碼下端加掛一個鉤碼,杠桿會 (選填“左端下沉”或“右端下沉”);
(3)桔槔是我國古代的取水工具,如圖甲,在井邊豎一根樹權(quán),架上一根橫木,橫木的一端綁上大石塊,另一端系繩和水桶,簡化圖如圖乙。若水桶盛滿水后,為減小人向上提水的拉力,根據(jù)杠桿的平衡條件,可以 (選填“增大”或“減小”)石塊的質(zhì)量或向 (選填“左”或“右”)移動杠桿的支點;
(4)圖丙為桔棒在水平位置平衡的模型圖,A處所吊水和水桶的總質(zhì)量為m1,O處為支點,杠桿的質(zhì)量為m0,重心在C處,B處所掛石塊的質(zhì)量為m2,AO=l1,OC=l0,OB=l2。請寫出的表達式,l2= (用字母m0、m1、m2、l0、l1表示)。
22.(2024·河北)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中,小明使用可繞O點自由轉(zhuǎn)動、刻度均勻的杠桿,以及多個重為0.5N的鉤碼進行了以下操作:
(1)不掛鉤碼時,杠桿在圖中所示的位置靜止。小明將杠桿左邊的螺母調(diào)至最左端,發(fā)現(xiàn)杠桿右側(cè)還略向下傾斜,此時小明應(yīng)向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)杠桿右邊的螺母,使杠桿水平并靜止,達到平衡狀態(tài);
(2)給杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼,設(shè)右側(cè)鉤碼對杠桿施的力為動力F1,左側(cè)鉤碼對杠桿施的力為阻力F2;測出杠桿水平平衡時的動力臂和阻力臂;多次實驗并把數(shù)據(jù)填入下表;
小明分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),第 次實驗數(shù)據(jù)有誤,剔除這一組數(shù)據(jù)后,初步得出杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂;
(3)第4次實驗結(jié)束后,小明撤去右側(cè)鉤碼,改用彈簧測力計繼續(xù)實驗。如圖所示,他在左側(cè)A點懸掛三個鉤碼,再用彈簧測力計(未畫出)在B點拉杠桿。杠桿重新在水平位置平衡時,彈簧測力計的示數(shù)可能為 (選填序號)。
①2.0N ②2.5N ③3.0N ④35N
(4)筷子是中國傳統(tǒng)餐具,體現(xiàn)了我國古代勞動人民的智慧。用筷子夾東西時,所屬的杠桿類型與第 次實驗時的杠桿類型相同;
(5)小明選用質(zhì)量分布均勻但兩端粗細不同的筷子玩“托筷子”游戲時,用一根筷子把另一根筷子MN水平托起來,圖為筷子穩(wěn)定時的俯視圖,筷子MN的重心在O′點,此時 (選填“MO′”或“O′N”)段更重一些;
【拓展】如圖所示,小明在一根均勻硬質(zhì)細桿上挖出等間距的5道細凹槽,將細桿分成6等份,并分別在細桿兩端和凹槽處標(biāo)記出“0、1、2、3、4、5、6”,然后在兩端對稱安裝合適的螺母。支架(未畫出)支撐在任一標(biāo)記處時,都要重新調(diào)節(jié)螺母,使細桿不掛物體時在水平位置平衡。現(xiàn)把重為2N的物體懸掛在標(biāo)記“6”處,僅在其他標(biāo)記處放置支架和懸掛最大容積為800mL、重為1N的小桶,通過改變支架支撐的位置和小桶懸掛的位置,并調(diào)整小桶內(nèi)的水量,可以有 種方案使細桿在水平位置平衡。水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
23.(2024·上海)在杠桿平衡時,阻力F2的大小為90N,阻力臂L2為0.2m,動力臂L1為0.6m,求動力F1的大小。
考點2 滑輪
24.(2024·河北)下圖所示為電動起重機的工作場景。下列說法正確的是( )
A.鋼屬于合金B(yǎng).鐵屬于非晶體
C.塑料屬于天然材料D.圖中所示的滑輪屬于定滑輪
25.(2024·云南)如圖所示,美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的工地上,工人使用一個 (選填“定”或“動”)滑輪勻速提升重300N的建筑材料(不計繩重和摩擦),則人的拉力為 N。
26.(2024·甘肅白銀)將物體A、B置于如圖所示的裝置中,物體B恰好勻速下降,已知A重,B重,則A所受地面的摩擦力為 N;若對A施加一個水平向左的拉力F,剛好使A在原來的水平面上勻速向左運動,則拉力F大小為 N。(不計繩重、滑輪重及繩子與滑輪間的摩擦)
錯題記錄
錯題改正
站立地面踏腳跟是中國傳統(tǒng)文化“八段錦”的第八式。如圖為踏腳跟時左腳的一些相關(guān)數(shù)據(jù),當(dāng)腳跟抬離地面時,請你計算小腿肌肉拉力F1的大小。
解:如圖將左腳看作杠桿,抬腳跟時腳繞支點O轉(zhuǎn)動,動力為F1,阻力為F2。根據(jù)杠桿平衡條件得小腿肌肉拉力
錯誤之處:
錯因分析:
正確解答:
實驗次數(shù)
動力
動力臂
阻力
阻力臂
1
…
…
…
…
2
…
…
…
…
3
2.5
20.0
2.0
25.0
次數(shù)
動力F1/N
動力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
12.0
1
24.0
2
2
5.0
1
10.0
3
3
10.0
2
15.0
4
3
12.0
3
18.0
實驗次數(shù)
動力F1/N
動力臂/m
阻力F2/N
阻力臂/m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
0.1
3.0
2.0
0.15
4
2.0
0.15
1.5
0.2
…
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