人教版八年级下 12.1 杠杆 同步练习
一、单选题
1.如图所示,正在使用的四种工具,属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤 B. 核桃夹
C. 园艺剪 D. 食品夹
2.如图所示,一较重的长直光滑均匀杆AB,A端支在墙角处不动,开始时小张用肩膀在距B端较近的P处扛起AB杆,此后小张保持原有站姿并向左缓慢移动,使AB杆逐渐竖起.在竖起AB杆的过程中,下列说法正确的是( )
A.直杆对人的力和人对直杆的力是一对平衡力
B.人对直杆的力做了功
C.直杆对人的压力越来越小
D.直杆的重力势能越来越小
3.如图所示的生活用具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.筷子
C.起瓶器 D. 钢丝钳
4.如图所示,重300N的小邓坐在翘翘板(板的质量忽略不计)右边的中间处,一块大石头放在板的左端,此时翘翘板水平静止。据此可估算石头重约( )
A.100N B.150N C.300N D.600N
5.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
6.如图所示,为提升重物,现选用轻质杠杆,不考虑杠杆支点O点处的摩擦,每次利用杠杆把同一重物匀速提升相同高度,下列说法正确的是
A.当重物悬挂在A点,动力作用在C点时,该杠杆一定是省力杠杆
B.当重物悬挂在C点,动力作用在B点时一定比作用在A点时要省力
C.无论重物挂在A点还是B点时,利用该机械所做的有用功都相等
D.如果动力作用在C点且方向始终保持与杆保持垂直,则提升重物过程动力大小不变
7.如图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A.开瓶器开瓶盖
B.筷子夹食物
C.定滑轮提升物体
D.天平称物体质量
8.图所示工具中,属于费力杠杆的是( )
A.镊子 B.瓶起子
C. 天平 D. 钳子
9.如图所示是《天工开物》中就记录的舂米工具。人在A端用力踩下后立即松脚,B端的碓就会立即下落,打在石臼内的稻谷上,从而把谷物打碎,舂在使用时是( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.省功杠杆
10.如图所示,以下工具在使用时属于省距离杠杆的是( )
A.羊角锤 B.扫帚
C.扳手 D.核桃夹
11.如图所示,为正在太空中运行的我国天宫空间站,假设该空间站处于完全失重状态,驻留在空间站中的航天员们不能完成的是( )
A.用弹簧测力计测拉力 B.用托盘天平测物体的质量
C.让笔记本悬浮在空中 D.用握力棒锻炼臂力
12.下列工具中可视为费力杠杆的是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题
13.如图所示是生活中常用的工具—扳手,使用时______(填“甲”或“乙”)图中的效果较好,说明力的作用效果与______有关。
14.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。
15.工人使用独轮车搬运石头,相关信息如图所示,车箱和石头所受的总重力,推车时,双手向上的力______;如果将这些石头偏向车箱前部装载,推车时,双手向上的力为,则______(选填“”、“”或“”)。
16.如图甲所示,容器内装有一定质量的水且处于水平平衡状态;小敏将一质量为,体积为的塑料块放入如图乙所示位置,放手后塑料块会处于___________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态,此时塑料块所受浮力为___________,容器最终会___________(选填“左低右高”、“左高右低”或“水平平衡”)。(取)
三、综合题
17.阅读短文,解答问题。
从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰(如图甲)或人下蹲弯曲膝盖(如图乙) 把它搬起来,哪种方法好呢?下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示,脊柱可绕骶骨(轴)O 转动,腰背部复杂肌肉的等效拉力 F1 作用在A 点,其实际作用方向与脊柱夹角为 12°且保持不变,搬箱子拉力 F2 作用在肩关节 B 点,在 B 点挂一重物代替箱子。用测力计沿 F1 方向拉,使模型静止,可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着,改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α,多次实验得出结论。
(1)甲乙两种姿势对应丙图中的两种状态,丙图中实线部分的杠杆模拟的是___(甲/乙)图中的脊柱。
(2)甲图中的人脊柱可看成是___(省力/费力/等臂)杠杆。
(3)当 α 角增大时,L1 _________(变大/不变/变小),F1_________(变 大 /不变/变小)。
(4)由以上分析可得,人要搬起重物时, __________ (甲/乙)图中的姿势比较正确。
18.(1)如图所示,木块的长度是______ ;
(2)如图所示,一束光线从水中射向空气,同时发生了反射和折射,请画出它的反射光线和大致的折射光线;( )
(3)如图所示,人的手臂相当于一个杠杆,它的支点在O点。请画出图中铅球对手的作用力F的力臂L。( )
19.如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。已知AB长40cm,AC长30cm,室外机的重力为300N,恰好作用在AB中点处。
(1)如果A处螺钉松脱,则支架会绕______点倾翻;
(2)A处螺钉的水平拉力为______N(支架重力不计);
(3)为了安全,室外机的位置应尽量______(选填“靠近”或“远离”)墙壁。
20.如图所示的装置中,轻质杠杆AB在水平位置保持平衡,O为杠杆AB的支点,已知OA:OB=1:2,甲、乙两容器中均装有水,物体M浸没在乙容器的水中,且没有碰到容器底。已知:甲容器中活塞C(含杆AC)的质量m0=1kg,活塞C的横截面积S=800cm2,水深h1=50cm,h2=40cm。物体M的体积VM=1×10-3m3不计摩擦和绳重,g取10N/kg。则:
(1)此时物体M受______个力作用,它所受浮力F浮为______N;
(2)活塞C下表面受到的水的压强是______Pa,轻质杠杆A端受到的推力方向是向______(选:上/下),物体M的重力为______N。
21.如图1所示,点为硬棒的重心,此时硬棒静止,弹簧测力计的示数为__N。若如图2所示,为支点,当硬棒水平静止时,所需要的拉力为__N。若在如图3所示虚线方向用力也能使硬棒水平平衡,请你画出力及它的力臂__,此时__,你的依据为__。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】
A.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,不符合题意;
B.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,不符合题意;
C.园艺剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,不符合题意;
D.食品夹在使用的过程中,阻力臂大于动力臂,属于费力杠杆,符合题意。
故选D。
2.B
【详解】
下面图1中,O为支点,G为均匀杆AB的重力,作用点在其中心,小张的肩膀对杆的作用力为动力F动,OP为动力臂,根据杠杆的平衡条件可得
F动L动=GL阻
则
F动=×G
开始时,动力臂为OP,阻力臂为OH
OP>OH
则
F动<G
由题意可知,扛起AB杆过程中,小张保持原有站姿,向左缓慢移动(动力作用点也向左移动),使AB杆逐渐竖起,图2中,在AB杆逐渐竖起的过程中,当动力臂为OD,阻力臂为OC,若
OD=OC
则
F动=G
图3中,在AB杆逐渐竖起的过程中,当动力臂为OB,阻力臂为OE
OB>OE
则
F动<G
故小张的肩膀对杆的作用力先增大后减小,而直杆对人的力和人对直杆的力是一对相互作用力,大小相等,故直杆对人的压力也是先增大后减小,故AC错误。人对直杆的力使AB杆逐渐竖起,故直杆沿力的方向上移动了距离,故人对直杆的力做了功,故B正确。在竖起AB杆的过程中,重心升高,质量不变,故重力势能变大,故D错误。
故选B。
3.B
【详解】
A.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
4.B
【详解】
设石头所在一端为动力,则小邓所在一端为阻力,由图示可知,动力臂约为阻力臂的2倍,由可得
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.A
【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。
6.C
灵活运用杠杆平衡公式分析即可;
【详解】
AB.不论重物悬挂在A点或C点,也不论动力作用在C点还是B点,判断杠杆是省力还是费力,需要根据杠杆平衡公式,不仅与力的作用点有关,还与力的方向有关,因此无法在只知道力的作用点的情况下判断是否省力,故AB错误;
C.无论重物挂在A点还是B点时,由于物体质量相同,上升高度相同,则根据可知,该机械所做的有用功都相等,故C正确;
D.动力作用在C点且方向始终保持与杆保持垂直时,可得动力臂大小始终不发生变化,但由于物体上升,重物的阻力臂会逐渐减小,则由杠杆平衡公式可知动力会减小,故D错误。
7.B
【详解】
A.起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.定滑轮实质是动力臂等于阻力臂的杠杆,是等臂杠杆,故C不符合题意;
D.天平的动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故D不符合题意。
故选B。
8.A
【详解】
A.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B.瓶起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C不符合题意;
D.钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
9.B
【详解】
由图可知,该杠杆的O是支点,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,可以省距离但费力,是费力杠杆。
故选B。
10.B
【详解】
A.羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,省力费距离,故A不符合题意;
B.扫帚在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力省距离,故B符合题意;
C.扳手在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,省力费距离,故C不符合题意;
D.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,省力费距离,故D不符合题意。
故选B。
11.B
【详解】
A.太空中虽然失重,但弹簧的弹力依然存在,所以用弹簧测力计测拉力是能完成的,故A不合题意;
B.天平是等臂杠杆,根据杠杆的平衡条件可测量出物体的质量。而在失重状态下,物体不能产生对托盘的压力,故不能用托盘天平测物体的质量,故B符合题意;
C.太空中物体处于失重状态,因此,可以让笔记本悬浮在空中,故C不合题意;
D.太空中虽然失重,但弹力依然存在,所以用握力棒锻炼臂力是可行的,故D不合题意。
故选B。
12.A
【详解】
A.支点在O点,动力作用在A点,阻力作用在B点,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B.支点在O点,阻力作用在独轮车的重心上,动力在独轮车的杆上,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.支点在O点,阻力作用点在瓶盖上,动力在起瓶器的尾端,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.支点在杠杆中间,动力作用在杆的末端,阻力是石头的重力,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
13. 甲 作用点
【详解】
[1][2]由图可知:甲乙两图不同的地方是手握扳手的位置不同,这说明变化因素是力的位置(作用点)。扳手拧螺丝,板手相当于一个杠杆,手离螺母越远,动力臂越长,在阻力和阻力臂一定时,力的作用效果越好。甲图中手离螺母轿远,作用效果较好。
14. 3 省距离 20
【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=
15. 400 <
【详解】
[1]从图中可以看出,F的力臂大小为
由杠杆平衡条件得
[2]如果将这些石头偏向车箱前部装载,则阻力臂变短,阻力和动力臂不变,由杠杆平衡条件得,动力将变小。
16. 漂浮 0.2 水平平衡
【详解】
[1]塑料块的密度为
所以塑料块的密度小于水的密度,所以塑料块将漂浮。
[2]因为塑料块漂浮,所以浮力等于塑料壳块的重力,即浮力为
[3]因为塑料块漂浮,所以浮力等于塑料块的重力,根据阿基米德原理,浮力也等于排开水的重力,所以塑料块的重力等于排开水的重力,所以塑料块可以用排开的水来代替,替换后,左右液面相平,根据杠杆平衡的条件,容器会水平平衡。
17. 乙 费力 不变 变小 乙
【详解】
(1)[1]甲中F1 的方向竖直向上,故实线部分的杠杆模拟的是乙图中的脊柱。
(2)[2]由上图知道,在搬起重物时阻力臂大于动力臂是费力杠杆。
(3)[3][4]由图知道,当α角增大时,力臂L2 变小;由于拉力F1 的方向与脊柱夹角始终为12°,且OA这段距离不变,则O点到F1 作用线的距离不变,即动力臂不变,阻力为箱子的重力不变,根据杠杆平衡条件可知,F1 变小。
(4)[5]比较甲、乙两种姿势知道,甲的支点太高,在搬起物体时,阻力臂减小得慢,则腰背部复杂肌肉的等效拉力F1 要比较长时间的使用较大的力,所以,甲姿势不正确,乙姿势比较正确。
18. 2.45
【详解】
(1)[1]由图知道,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;木块左侧与1.00cm对齐,右侧与3.45cm对齐,所以木块的长度为
3.45cm-1.00cm=2.45cm
(2)[2]过入射点O作垂直于水面的法线,根据反射角等于入射角画出反射光线;根据折射角大于入射角画出折射光线,如下图
(3)[3]支点为点O,力臂是支点到力的作用线的距离,由图知道,从O点到力F作用线的距离L就是力臂,如下图
19. C 200 靠近
【详解】
(1)[1]用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机,如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻。
(2)[2]C点是支点,室外机处在AB中点处,则室外机的重力的力臂为,A处螺钉水平拉力的力臂为AC,由杠杆平衡条件可得
求得
F=200N
(3)[3]为了安全,应减小阻力臂,从而减小A处的拉力,即空调室外机应尽量靠近墙壁。
20. 3 10 1000 上 45
【详解】
(1)[1][2]物体M受受到了重力和拉力和浮力,故一共受到了三个力;它所受浮力F浮为
(3)[3][4][5]活塞C下表面受到的水的压强是
活塞C下表面受到的水的压力是向上的,活塞C顶着杆AC向上,故轻质杠杆A端受到的推力方向是向上;向上的力为
甲容器中活塞C(含杆AC)的质量m0=1kg,故A端受到力为
B端受到的拉力为
物体M的重力为
21. 2.8 2.1 由杠杆的平衡条件,因为,所以
【详解】
[1]A点为硬棒的重心,此时硬棒静止,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N。
[2]若如图2所示,O为支点,设杠杆每个小格长为L,当硬棒水平位置静止时,由力臂的定义
,
根据杠杆的平衡条件
拉力为
[3]沿虚线方向画出的作用线,方向斜向上,作用点在杠杆上;从支点支动力作用线的距离为动力臂,如下图所示。
[4][5]此时
依据为:由杠杆的平衡条件,因为原来的力臂
所以
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