人教版八年级下 12.1 杠杆 同步练习
一、单选题
1.停放自行车时,若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起。其中最省力的点是( )
A.A点 B.B点
C.C点 D.D点
2.如图是一脚踩式垃圾桶的示意图,关于ABC和A'B'C',两个杠杆的作用,正确的是( )
A.两个杠杆都是省力杠杆
B.两个杠杆都是费力杠杆
C.ABC是省力杠杆,A'B'C'是费力杠杆
D.ABC是费力杠杆,A'B'C'是省力杠杆
3.如图所示是一种铡刀切甘蔗的示意图,下列说法正确的是( )
A.使用铡刀手下压距离小于甘蔗的厚度
B.铡刀实质上是一种费力杠杆
C.把甘蔗放在b 点比放在a 点更容易切断
D.手沿F2方向用力比沿F1方向时更省力
4.如图所示的工具中,在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 天平
B. 核桃夹子
C. 瓶盖起子
D. 食品夹子
5.关于力臂,下列说法中正确的是( )
A.力臂是支点到力的作用点的距离
B.杠杆的长度一定等于动力臂和阻力臂之和
C.力臂一定在杠杆上
D.有力作用在杠杆上,但此力的力臂可能为零
6.如图所示,用镊子夹起小球,镊子属于( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.无法判断
7.如图所示工具中,属于省力杠杆的是( )
A. 扫帚
B. 瓶盖起子
C. 筷子
D. 镊子
8.小华发现一只虫子在长50cm、质量10g的刻度尺上向右爬行,她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘23cm,如图所示,当虫子爬行到距刻度尺右端3cm处时,刻度尺刚好翻转,由此计算出虫子的质量约为(g=10N/kg,刻度尺质量分布均匀,不考虑虫子的长度)( )
A.1g B.3g C.7g D.10g
9.下列各图所示的工具,正常使用时省力的是( )
A.镊子 B.羊角锤
C.定滑轮 D.筷子
10.如图所示,在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,已知杠杆上每个小格的长度为2cm,用弹簧测力计在A点斜向上(与水平方向成30°角)拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是( )
A.此时杠杆的动力臂为0.08m
B.此时为省力杠杆
C.当弹簧测力计向左移至竖直位置时,其示数为1N
D.图中钩码的总重力为2N
11.如图,杠杆在水平方向平衡,若将测力计缓慢地自位置1移到位置2,并保持杠杆始终水平平衡,则测力计的读数变化是( )
A.不断增大 B.不断减小
C.先增大,然后减小 D.先减小,然后增大
12.工人用独轮车搬运砖头,车箱和砖头的总重力是2000N,独轮车的有关尺寸如图所示。保持如图的静止状态,下列说法正确的是( )
A.阻力臂是1m
B.独轮车是费力杠杆
C.动力臂是0.7m
D.人手竖直向上的力F的大小是600N
二、填空题
13.如图所示是某简易杠杆的示意图, 已知AOB水平,OA=OB,物体重力G为10N,拉力F的方向如图所示。该杠杆是___________杠杆,F=________ N。
14.2020年中华龙舟大赛(江苏·盐城站)于江苏省盐城市大洋湾生态旅游景区落下帷幕,大赛首次携手盐城为广大观众献上了最美的龙舟盛宴。比赛中运动员一手支撑住浆柄,一手用力划桨,此时桨属于______(选填“省力”或“费力”)杠杆;当运动员向后划桨时,龙舟就向前行进,说明______的;岸边观看的人看到全体划桨手在鼓声的号令下有节奏地齐向后划水,龙舟就快速前进,这是以______为参照物。
15.如图所示,有一根均匀铁棒,长为L,OA=,重力G=900N,为了不使这根铁棒的B端下沉,所需外力F至少应为______N,若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端,所需外力F′应为______N。
16.如果杠杆的动力臂是阻力臂的,要使杠杆平衡,动力应是阻力的______倍,这种杠杆的优点是______(选填“省力”或“省距离”),若加在杠杆上的动力是60牛,杠杆平衡时所受的阻力是______牛。
三、综合题
17.如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A端用绳子系在竖直墙壁的B点,在杠杆的C点悬挂一重为30 N的物体,杠杆处于水平静止状态,已知OC= 2CA,则拉力F的大小是_____N,另外请你在图中画出绳子对杠杆拉力F的力臂。( )
18.如图所示为一拉杆旅行箱的示意图,将其视为杠杆,O为支点,B为重心,BC为竖直方向,A为拉杆端点,已知箱重为250N,OA为120cm,OC为24cm。
(1)图中在A点沿图示方向施加动力F,箱子静止则动力F的大小为___________N。
(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为___________N。
(3)生活中,常把箱内较重物品靠近O点摆放,这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图,他的重力为560牛。身体可视为杠杆,O点为支点。A点为重心。
(1) 在图中画出该同学所受重力的示意图,并画出重力的力臂L1
(2)若0B=1.0m,BC=0.4m,求地面对双手支持力的大小。
20.如图所示,质量忽略不计的 AC 硬棒能绕 O 点转动, C 点挂一重力为 G 的物体后, 在 B 点施加力 F1 时,棒刚好处于静止状态。
(1)画出 F2的力臂 l2___________
(2)在 B 点画出作用在杠杆上最小的 F1___________
(3)当动力 F1转动杠杆做功为 W 时,使物体上升的高度为 h,则该动力提升物体的机械效率表达式η=___________(用已知物理符号表示)。
21.如图所示,弯杠杆OABC可围绕O点自由转动,OA=30cm,AB=50cm,BC=60cm,重物G的重量为60N,为使杠杆在如图所示的位置保持平衡,可在C点施加的最小拉力为____N;并在图中作出最小拉力F的示意图(请保留作图痕迹)____
参考答案:
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
后轮被提起时,前轮是支点,若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起,要使提力最小,其力臂应最大,故此点应距离支点的水平距离最大,A、B、C、D四点中,D点作为动力作用点时动力臂最长,最省力。
故选D。
2.C
【解析】
【详解】
对于杠杆ABC,B点是支点,动力作用在A点,阻力作用在C点;脚踩下踏板时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;对于杠杆A'B'C',支点是A',动力作用在B'点,阻力作用在C'点;在打开盖子的过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
故选C。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.铡刀在使用时动力臂大于阻力臂,所以铡刀实质上是一种省力杠杆,省力杠杆费距离,使用铡刀时手下压的距离大于甘蔗的厚度,故AB错误;
C.由图知,甘蔗放在b点比a点时的阻力臂更大,而甘蔗对铡刀的阻力一定,此时动力臂一定,根据杠杆的平衡条件可知,动力会更大,会更不容易切断,故C错误;
D.由图知,手沿F2方向用力比沿F1方向用力时的动力臂要大,而阻力、阻力臂一定,根据杠杆平衡条件可知,沿F2方向用力动力更小,即更省力,故D正确。
故选D。
4.D
【解析】
【详解】
A.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故A不符合题意;
B.核桃夹子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.食品夹子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
5.D
【解析】
【详解】
A.力臂是支点到力的作用线的垂直距离,故A错误;
B.若不断改变某一杠杆的阻力的作用方向,则阻力臂和动力臂之和会随之发生变化,而杠杆的长度一直是固定不变的,所以杠杆的长度不一定等于动力臂和阻力臂之和,故B错误;
C.力臂是支点到力的作用线的垂直距离,若杠杆是弯曲的或力的方向与杠杆方向不垂直,则力臂就不在杠杆上,故C错误;
D.当力的作用线经过杠杆支点时,力臂即为零,故D正确。
故选D。
6.B
【解析】
【详解】
由图可知,镊子在使用时,支点在其末端,阻力在顶端,动力作用在中间,动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.B
【解析】
【分析】
【详解】
ACD.扫帚、筷子、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,都属于费力杠杆,故ACD不符合题意;
B.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B符合题意。
故选B。
8.A
【解析】
【详解】
根据题意知道,刻度尺的重心在25cm处,刻度尺刚好翻转时与桌沿的接触点为支点,则刻度尺重力的力臂为
L1 =25cm-23cm=2cm
虫子重力的力臂为
L2 =23cm-3cm=20cm
由杠杆平衡条件F1×L1 =F2×L2 及重力公式G=mg知道
G尺×L1 =G虫×L2
即
10g×2cm=m虫×20cm
解得m虫=1g,故A正确。
故选A。
9.B
【解析】
【分析】
【详解】
AD.镊子、筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不省力,故AD不符合题意;
B.羊角锤在撬钉子时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,可以省力,故B符合题意;
C.定滑轮是等臂杠杆,不能省力,故C不符合题意。
故选B。
10.D
【解析】
【详解】
A.当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,所以动力臂
故A错误;
B.由图知,钩码对杠杆拉力为阻力,阻力臂的大小
l2=3×2cm=6cm>l1
杠杆为费力杠杆,故错误;
CD.由图知,弹簧测力计示数为3N,根据杠杆的平衡条件F1l1=Gl2可得
竖直向上拉A点时,力臂大小等于OA,由杠杆平衡条有 ,所以测力计的示数
故C错误,D正确。
故选D。
11.D
【解析】
【详解】
1、2位置施力的力臂如图所示:
当施加的动力垂直于杠杆时,动力臂最长,因为杠杆始终在水平位置保持平衡,阻力和阻力臂一定,所以此时的动力最小;而在1、2位置施力时,动力臂较小,由杠杆平衡条件可知,此时动力较大;所以,从位置1移动到2的过程中,动力F先减小再增大,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.独轮车支点在车轮的轴上,动力是F,所以动力臂为1m,故A错误;
B.独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B错误;
C.独轮车支点在车轮的轴上,阻力是G,所以动力臂为0.3m,故C错误;
D.由杠杆平衡条件可知,人手向上的力
故D正确。
故选D。
13. 费力 20
【解析】
【分析】
【详解】
[1]依题意得
由图得,阻力臂为OA,动力臂,动力臂小于阻力臂,因此该杠杆是费力杠杆。
[2]由杠杆平衡条件得,动力
14. 费力 力的作用是相互的 河岸
【解析】
【分析】
【详解】
[1]船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离。
[2]当运动员向后划桨时,桨给水一向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水给桨(龙舟)向前的力,使龙舟向前行进。
[3]龙舟快速前进,龙舟相对于河岸发生了位置的改变,这是以河岸为参照物。
15. 400 450
【解析】
【详解】
[1]为了不使这根铁棒的B端下沉,此时杠杆的支点是A,动力臂为
阻力臂为
根据杠杆的平衡条件可得
所以
[2]微微抬起这根铁棒的B端,此时支点是C,动力臂为
阻力臂为
根据杠杆的平衡条件可得
所以
16. 3 省距离 20
【解析】
【详解】
[1]杠杆的动力臂是阻力臂的,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得
F1=
即动力应是阻力的三倍。
[2]这种杠杆属于费力杠杆,虽然费力,但可以省距离。
[3]若加在杠杆上的动力是60牛,杠杆平衡时所受的阻力是
F2=
17. 40
【解析】
【详解】
[1][2]过支点O作垂直于拉力F作用线的垂线段(即力臂l)。如图所示:
已知OC=2CA,所以
OA=OC+AC=3AC
如上图所示,在Rt△ODA中,∠ODA=90°,∠DAO=30°,所以
OD=OA=AC
根据杠杆平衡条件得:F×OD=G×OC,即
F×AC=30N×2AC
解得:F=40N,即拉力F的大小是40N。
18. 100 50 变小
【解析】
【详解】
(1)[1]由题图可知,动力F的力臂为
根据杠杆平衡条件,可得
(2)[2]当动力臂为OA时,使拉杆箱在图示位置静止的动力最小,则
(3)[3]当把箱内较重物品靠近O点摆放时,阻力臂变小,在阻力和动力臂不变时,最小动力将变小。
19.(1);(2)400N
【解析】
【详解】
(1)过A点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号G表示;再过支点作重力作用线的垂线段即为力臂。如图所示
解:(2)该同学所受重力是560N,由杠杆平衡条件可得地面对双手的支持力
答:(1)
(2)地面对双手支持力的大小为400N。
20.
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]力臂是力的作用线到转动轴的垂直距离,从支点O点向F2的延长线作垂线即可得力臂 l2,如图所示:
(2)[2]根据杠杆平衡条件可知,当动力臂最大时所需的动力最小,由图可知OB即为最长力臂,则最小力F1作用在 B 点且垂直于杠杆向上,如图所示:
(3)[3]当动力 F1转动杠杆做功为 W 时,使物体上升的高度为 h,则该动力提升物体的机械效率表达式
21. 18
【解析】
【详解】
[1][2]由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OC作为动力臂最长,由图知动力的方向应该向上,如下图所示:
最长动力臂为
由杠杆的平衡条件可得F OC=G OA