人教版初中物理八年级下学期 12.1 杠杆

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名称 人教版初中物理八年级下学期 12.1 杠杆
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2021-04-07 13:15:26

文档简介

人教版初中物理八年级下学期 12.1 杠杆
一、单选题
1.(2020九下·长沙开学考)下列关于力F1力臂的作图中,正确的是(  )
A. B.
C. D.
2.(2019·衡阳)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是(  )
A.开瓶器 B.核桃夹
C.钳子 D.食品夹
3.(2018·邵阳)如图题图所示的杠杆,动力F的力臂是(  )
A.OD B.OF C.OA D.OC
4.下列关于杠杆的说法正确的是(  )
A.杠杆只可以是直的
B.作用在杠杆上的力越大,力臂越大
C.杠杆一定有支点
D.杠杆的总长度等于动力臂与阻力臂之和
5.羊角锤子是我们生活中常用的工具之一,在使用它拔钉子时如图所示,给手柄那个方向最省力(  )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
6.下图所示的工具中,属于和钓鱼竿同类型的杠杆是(  )
A.起子 B.剪子
C.钳子 D.镊子
7.四种剪刀中,最适用于剪开铁皮的是(  )
A. B.
C. D.
8.如图所示的四种工具中,使用时不能省力但能省距离的是(  )
①②③④
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
9.(2018八下·大庆期末)如图所示的杠杆正处于水平平衡状态,若把杠杆两边的钩码同时向远离支点O方向各移动1个小格,杠杆将(  )
A.还继续处于水平平衡状态 B.右端上升,左端下降
C.右端下降,左端上升 D.无法确定杠杆所处的状态
10.一把刻度准确的杆秤,秤砣因长期使用磨损变轻,现用其称大白菜质量时的示数将(  )
A.比物体的实际质量大 B.比物体的实际质量小
C.和物体的实际质量相同 D.无法判断
11.下列杠杆中属于省力扛杆的是(  )
A.钓鱼竿 B.天平 C.羊角锤 D.扫帚
12.如下图中的杠杆平衡时,F1与F2之比是(  )
A.5:4 B.4:5 C.1:4 D.4:1
13.如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中(  )
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变大
C.动力F保持不变 D.动力F逐渐减小
14.校工用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了(  )
A.增大阻力臂,省力 B.减小阻力臂,省力
C.增大动力臂,方便 D.减小动力臂,方便
二、填空题
15.上图的锅丝钳是   (选填“省力”或“费力”)杠杆,剪铁丝时动力臂长为10cm,阻力臂长为2cm,若铁丝被剪断需要800N的力,小明至少用   的力才能将铁丝剪断。
16.如图所示,人在划船时,船桨属于   杠杆。船桨在水中移动的距离   手移动的距离,从而加快船前进的速度。
17.如图所示的甲、乙两棵树,它们的树冠和根系基本相同,只是乙比甲高。当我们研究哪棵树容易被大风吹倒或折断时,可以把树看作是一个   模型,由此可以判断出   树容易被吹倒或折断。
18.一位同学用棒挑着重物扛在肩上行走,如图所示,他胳膊所用的力    (填“大于”“小于”或“等于”) 物重,要使胳膊所用的力减小些可采用的办法是   。
19.在电视剧《三国》中,有这样一个情景:一群士兵力拉动一个杠杆,会将石块抛向敌方阵营它是个   杠杆.要把石块抛出去,图中作用在A点的力沿   方向最小(填“a”、“b”或“c”).
20.如图所示,轻质杠杆长30厘米,在离支点O处20厘米处挂一个60牛重物,在杠杆的另一端B处施加   牛竖直向上的力,才能使杠杆平衡。
21.①天平、②道钉撬、③羊角锤、④缝纫机踏板、⑤铡刀、⑥瓶盖起子、⑦手推车和⑧钓鱼杆等都是简单机械,其中属于省力杠杆的有    ,费力杠杆的有   。
22.搬运砖头的独轮车,车厢和砖头所受的总重力G=1400N。独轮车有关尺寸如图所示。该独轮车是一个   杠杆,动力F=   。
三、计算题
23.如图所示是搬运泥土的独轮车,设车子和泥土的总重G=1000N,运泥土时从A点竖直提起独轮车把手的力是F1.则:
(1)F1的力臂l1的大小是多少?
(2)F1的大小是多少?
四、作图题
24.请用直尺和铅笔画出如图所示杠杆的动力臂和阻力臂。
25.如图,画出使杠杆ABC平衡时的阻力F2和最小动力F1的示意图。
五、实验探究题
26.下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验(每个钩码重0.5N)。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,应将平衡螺母向   (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图(乙)所示,杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆   (填“左”或“右”)端将下沉;
(3)如果小王又进行了如图丙所示的探究,因为杠杆自重对的对杠杆平衡   (有/没有)影响,所以用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时,则弹簧测力计的示数   3N(大于/小于/等于)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】力臂是指从支点到力的作用线的距离,观察各图可知,图C是从支点到力F1的作用线的距离,图ABD都不是从支点到力F1的作用线的距离,C画法正确,ABD画法错误.
故答案为:C
【分析】动力臂为支点到动力作用线的距离,阻力臂为支点到阻力作用线的距离,固定不动的点为支点。
2.【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】使用杠杆时,动力臂大于阻力臂,则动力小于阻力,是省力杠杆,反之是费力杠杆,食品夹的阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据动力臂和阻力臂的大小判断杠杆是否省力。
3.【答案】D
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】支点为O,反向延长动力F的作用线,然后从支点O作力F的作用线的垂线段,垂线段即为力F的力臂,满足要求的是OC,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D
【分析】杠杆上的力臂是从支点到力的作用线的垂线.
4.【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】A、杠杆可能是直的,也可能是弯曲的,A不符合题意;
B、力与力臂是杠杆五要素中的两个独立要素,支点确定,力的方向不同,力臂大小不一定,甚至可能为零,也不能说力越大,力臂越大。B不符合题意;
C、杠杆的五要素之一就是支点,且支点一定作用在杠杆上,C符合题意;
D、力臂是从支点到力的作用线的距离,简单地说,就是‘’点到线‘’的距离,而不是‘’点‘’到‘’点‘’的距离。力臂不一定是杠杆的长度,也不定在杠杆上,所以杠杆的长度不一定是动力臂与阻力壁之和,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合杠杆的概念及杠杆的五要素解答即可.
5.【答案】B
【知识点】杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】从支点到力的作用线的距离是该力的力臂,选项中每个力的力臂,如图所示:
由杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂一定的情况下,动力臂越大,动力越小,越省力,由图可知,力沿F2方向时,动力臂L2最大,最省力,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】由杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂一定的情况下,动力臂越大,动力越小,越省力.
6.【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】钓鱼竿在使用过程中是费力杠杆,A、起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A不符合题意;
B、剪子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,B不符合题意;
C、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C不符合题意;
D、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】杠杆的分类主要包括以下几种: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.
7.【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】剪开较硬的物体,就需要一把省力的剪刀,因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀,即手柄比刀口长的剪刀,所以D最适合。
故答案为:D。
【分析】剪开较硬的物体,就需要一把省力的剪刀,再结合杠杆的分类分析解答即可.
8.【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】①钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,但省距离;②羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,但费距离;③筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,但省距离;④核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,但费距离。所以,不能省力但能省距离的是①③。
故答案为:A。
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆;费力杠杆费力,但能省距离.
9.【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】设每个钩码的重力为G,杠杆的每一小格为l,杠杆原来处于水平平衡状态则:3G×2l=2G×3l,若把杠杆两边的钩码同时向远离支点0方向各移动1个小格后,左侧力和力臂的乘积变为3G×3l=9Gl;右侧力和力臂的乘积变为2G×4l=8Gl,则左端力和力臂的乘较大,所以杠杆左端下降,右端上升,故B选项正确。故答案为B。
【分析】杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等。原来杠杆处于平衡状态,移动钩码改变力臂后,应由增加的力和力臂的乘积来判定。
10.【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】刻度准确的杆秤它就是利用杠杆的原理来工作的,杆秤上所挂的物体对杠杆的力如果视为动力,则秤砣对杆秤的力为阻力。称相同质量的物体时,动力和动力臂不变,秤砣由于磨损变轻,即阻力变小,由杠杆的平衡条件可知,秤砣对应的力臂变大,读的示数偏大,即称量值比物体的实际质量大。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】根据杠杆平衡条件的计算,当动力减小时,为使杠杆平衡,动力臂变大.
11.【答案】C
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.使用钓鱼竿时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,使用费力杠杆可以省距离。A不符合题意。
B.天平的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,B不符合题意。
C.羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C符合题意。
D.扫帚在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,使用费力杠杆可以省距离。D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当杠杆上的动力臂大于阻力臂时,动力小于阻力,是省力杠杆.
12.【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】由图可知,O为支点,动力臂L1=50cm-40cm=10cm,阻力臂L2=40cm,根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,所以 ,D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据杠杆的平衡条件,结合力臂的关系计算力的关系.
13.【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.由图示可知,木棒是一个杠杆,力F是动力,力F始终垂直与木棒,则木棒的长度是动力臂,木棒长度保持不变,动力臂保持不变,A不符合题意;
B.木棒的重力是阻力,阻力大小不变,木棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,B符合题意;
CD.已知:G、L保持不变,阻力臂LG逐渐变大,由杠杆平衡条件:GLG=FL可知,动力F逐渐增大,CD不符合题意.
故答案为:B
【分析】解答本题要先确定阻力、阻力臂、动力臂的变化,然后根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2分析动力的变化.
14.【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】树枝尽量往剪刀的轴处靠近,减小了阻力臂,而阻力和动力臂不变,由F1L1=F2L2可知,动力会变小,因此可以省力.
故答案为:B
【分析】利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2,阻力和动力臂不变,动力随阻力臂的增大而增大,随阻力臂的减小而减小.
15.【答案】省力;160
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【解答】根据图像,动力的力臂大,所以是省力杠杆,根据杠杆平衡条件,,F=160N。
故答案为:省力;160N。
【分析】根据杠杆力臂大小判断杠杆种类,利用杠杆平衡条件计算力的大小。
16.【答案】费力;大于
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】因为船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,所以船桨属于费力杠杆,但省距离,这样运动员的手移动很小的距离时,可使船桨在水中划过的距离很大,从而加快了赛艇前进的速度。
故答案为:费力;大于。
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
17.【答案】杠杆;乙
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】我们可以把树看作一个杠杆模型,支点为树根处,当都受到同样大小的风力作用时,树越高,其力臂越大,越容易被风吹倒。
故答案为:杠杆;乙。
【分析】杠杆:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆,再结合杠杆的平衡条件分析解答.
18.【答案】大于;让物体离肩部近一些(或让手离肩部远一些)
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】由图看出,手离支点肩膀近,即手的力臂小,重物的力臂大,由力矩平衡得,要想使杠杆转动平衡,就要让手的力大于重物的重力;如果想省力,就应当让手产生作用力的力臂增大,即重物的力臂减小,故可答:让手离肩膀远一点或让重物离肩膀近一些均可。
故答案为:大于;让物体离肩部近一些(或让手离肩部远一些) .
【分析】根据杠杆的平衡条件,当减小阻力臂时,可以使动力减小,实现省力.
19.【答案】费力;c
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】(1)由图可知,动力臂小于阻力臂,所以它是一个费力杠杆。(2)根据杠杆平衡条件可知,阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力就越小。因此在A点施加垂直于杠杆的力时,力臂为OA,此时力臂最长,动力最小,即沿C方向的力最小。
故答案为:费力;c。
【分析】动力臂小于阻力臂时,动力大于阻力,费力.
20.【答案】40
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】解:根据杠杠的平衡条件;F1×L1=F2×L2得:F×30cm=60N×20cm,F=40N。
故答案为:40.
【分析】根据杠杠的平衡条件求解。
21.【答案】②③⑤⑥⑦;④⑧
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】解:天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;
道钉撬、羊角锤、铡刀、瓶盖起子、手推车在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
缝纫机踏板、钓鱼杆在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.
故答案为:②③⑤⑥⑦;④⑧.
【分析】杠杠分三类:省力杠杆(动力臂大于阻力臂);费力杠杆(动力臂小于阻力臂);等臂杠杆(动力臂等于阻力臂)。
22.【答案】省力;420N
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【解答】由图可知独轮车的动力臂l1=1m、阻力臂l2=0.3m,动力臂大于阻力臂,所以该独轮车是省力杠杆.
根据杠杆平衡条件可得:FL1=GL2,即:F×1m=1400N×0.3m,解得动力:F=420N.
故答案为:省力;420
【分析】结合图片找出独轮车的动力臂l1和阻力臂l2,确定动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆;根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以求出作用在车把上的动力.
23.【答案】(1)独轮车的车辆轮轴处是支点,其中重力G是阻力,支点到重力作用线的距离是阻力臂,故阻力臂是0.4m;力F1是动力,支点到力F作用线的距离是动力臂,故动力臂是0.4m+1.2m=1.6m;
答:F1的力臂l1的大小是1.6m
(2)由杠杆的平衡条件可知:F1×L动=G×L阻,得F1= = =250N。
答:F1的大小是250N
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1) 支点到力F作用线的距离是动力臂 .
(2) 杠杆的平衡条件F1×L动=G×L阻 可得解.
24.【答案】如图所示:
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】分别反向延长动力F1和阻力F2的作用线,然后分别过支点O作力F1和F2作用线的垂线段,即为动力臂和阻力臂L1、L2;如图所示:
【分析】利用力臂的画法画出即可.
25.【答案】
【知识点】杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】①连接OC就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向上,据此可画出最小的动力;②B为阻力作用点,阻力F2的方向竖直向下;如下图所示:
【分析】根据杠杆平衡的条件,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长.而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长.
26.【答案】(1)右
(2)左
(3)有;大于
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)杠杆的左端低,说明这一侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节,以减小这一侧的力臂。(2)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果在图甲中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,杠杆的左端:3G×3L=9GL,杠杆的右端:2G×4L=8GL,所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积,所以杠杆左端下沉。(3)图丙中,若不计杠杆的重力,根据杠杆的平衡条件有:F′×3L=3G×6L.解得:F′=6G=6×0.5N=3N;由于杆的重心在杆的中点,方向竖直向下,考虑杠杆自重对实验的影响,重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动,所以弹簧测力计的示数应大于3N。故答案为:(1)右;(2)左;(3)有;大于。
【分析】(1)杠杆的调节平衡方法与天平的调节方法一致,螺母反指针.
(2)利用杠杆的平衡条件分析解答.
(3)从杠杆自身重力方面分析解答即可.
1 / 1人教版初中物理八年级下学期 12.1 杠杆
一、单选题
1.(2020九下·长沙开学考)下列关于力F1力臂的作图中,正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】力臂是指从支点到力的作用线的距离,观察各图可知,图C是从支点到力F1的作用线的距离,图ABD都不是从支点到力F1的作用线的距离,C画法正确,ABD画法错误.
故答案为:C
【分析】动力臂为支点到动力作用线的距离,阻力臂为支点到阻力作用线的距离,固定不动的点为支点。
2.(2019·衡阳)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是(  )
A.开瓶器 B.核桃夹
C.钳子 D.食品夹
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】使用杠杆时,动力臂大于阻力臂,则动力小于阻力,是省力杠杆,反之是费力杠杆,食品夹的阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据动力臂和阻力臂的大小判断杠杆是否省力。
3.(2018·邵阳)如图题图所示的杠杆,动力F的力臂是(  )
A.OD B.OF C.OA D.OC
【答案】D
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】支点为O,反向延长动力F的作用线,然后从支点O作力F的作用线的垂线段,垂线段即为力F的力臂,满足要求的是OC,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D
【分析】杠杆上的力臂是从支点到力的作用线的垂线.
4.下列关于杠杆的说法正确的是(  )
A.杠杆只可以是直的
B.作用在杠杆上的力越大,力臂越大
C.杠杆一定有支点
D.杠杆的总长度等于动力臂与阻力臂之和
【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】A、杠杆可能是直的,也可能是弯曲的,A不符合题意;
B、力与力臂是杠杆五要素中的两个独立要素,支点确定,力的方向不同,力臂大小不一定,甚至可能为零,也不能说力越大,力臂越大。B不符合题意;
C、杠杆的五要素之一就是支点,且支点一定作用在杠杆上,C符合题意;
D、力臂是从支点到力的作用线的距离,简单地说,就是‘’点到线‘’的距离,而不是‘’点‘’到‘’点‘’的距离。力臂不一定是杠杆的长度,也不定在杠杆上,所以杠杆的长度不一定是动力臂与阻力壁之和,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合杠杆的概念及杠杆的五要素解答即可.
5.羊角锤子是我们生活中常用的工具之一,在使用它拔钉子时如图所示,给手柄那个方向最省力(  )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【答案】B
【知识点】杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】从支点到力的作用线的距离是该力的力臂,选项中每个力的力臂,如图所示:
由杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂一定的情况下,动力臂越大,动力越小,越省力,由图可知,力沿F2方向时,动力臂L2最大,最省力,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】由杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂一定的情况下,动力臂越大,动力越小,越省力.
6.下图所示的工具中,属于和钓鱼竿同类型的杠杆是(  )
A.起子 B.剪子
C.钳子 D.镊子
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】钓鱼竿在使用过程中是费力杠杆,A、起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A不符合题意;
B、剪子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,B不符合题意;
C、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C不符合题意;
D、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】杠杆的分类主要包括以下几种: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.
7.四种剪刀中,最适用于剪开铁皮的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】剪开较硬的物体,就需要一把省力的剪刀,因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀,即手柄比刀口长的剪刀,所以D最适合。
故答案为:D。
【分析】剪开较硬的物体,就需要一把省力的剪刀,再结合杠杆的分类分析解答即可.
8.如图所示的四种工具中,使用时不能省力但能省距离的是(  )
①②③④
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】①钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,但省距离;②羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,但费距离;③筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,但省距离;④核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,但费距离。所以,不能省力但能省距离的是①③。
故答案为:A。
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆;费力杠杆费力,但能省距离.
9.(2018八下·大庆期末)如图所示的杠杆正处于水平平衡状态,若把杠杆两边的钩码同时向远离支点O方向各移动1个小格,杠杆将(  )
A.还继续处于水平平衡状态 B.右端上升,左端下降
C.右端下降,左端上升 D.无法确定杠杆所处的状态
【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】设每个钩码的重力为G,杠杆的每一小格为l,杠杆原来处于水平平衡状态则:3G×2l=2G×3l,若把杠杆两边的钩码同时向远离支点0方向各移动1个小格后,左侧力和力臂的乘积变为3G×3l=9Gl;右侧力和力臂的乘积变为2G×4l=8Gl,则左端力和力臂的乘较大,所以杠杆左端下降,右端上升,故B选项正确。故答案为B。
【分析】杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等。原来杠杆处于平衡状态,移动钩码改变力臂后,应由增加的力和力臂的乘积来判定。
10.一把刻度准确的杆秤,秤砣因长期使用磨损变轻,现用其称大白菜质量时的示数将(  )
A.比物体的实际质量大 B.比物体的实际质量小
C.和物体的实际质量相同 D.无法判断
【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】刻度准确的杆秤它就是利用杠杆的原理来工作的,杆秤上所挂的物体对杠杆的力如果视为动力,则秤砣对杆秤的力为阻力。称相同质量的物体时,动力和动力臂不变,秤砣由于磨损变轻,即阻力变小,由杠杆的平衡条件可知,秤砣对应的力臂变大,读的示数偏大,即称量值比物体的实际质量大。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】根据杠杆平衡条件的计算,当动力减小时,为使杠杆平衡,动力臂变大.
11.下列杠杆中属于省力扛杆的是(  )
A.钓鱼竿 B.天平 C.羊角锤 D.扫帚
【答案】C
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.使用钓鱼竿时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,使用费力杠杆可以省距离。A不符合题意。
B.天平的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,B不符合题意。
C.羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C符合题意。
D.扫帚在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,使用费力杠杆可以省距离。D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当杠杆上的动力臂大于阻力臂时,动力小于阻力,是省力杠杆.
12.如下图中的杠杆平衡时,F1与F2之比是(  )
A.5:4 B.4:5 C.1:4 D.4:1
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】由图可知,O为支点,动力臂L1=50cm-40cm=10cm,阻力臂L2=40cm,根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,所以 ,D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据杠杆的平衡条件,结合力臂的关系计算力的关系.
13.如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中(  )
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变大
C.动力F保持不变 D.动力F逐渐减小
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.由图示可知,木棒是一个杠杆,力F是动力,力F始终垂直与木棒,则木棒的长度是动力臂,木棒长度保持不变,动力臂保持不变,A不符合题意;
B.木棒的重力是阻力,阻力大小不变,木棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,B符合题意;
CD.已知:G、L保持不变,阻力臂LG逐渐变大,由杠杆平衡条件:GLG=FL可知,动力F逐渐增大,CD不符合题意.
故答案为:B
【分析】解答本题要先确定阻力、阻力臂、动力臂的变化,然后根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2分析动力的变化.
14.校工用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了(  )
A.增大阻力臂,省力 B.减小阻力臂,省力
C.增大动力臂,方便 D.减小动力臂,方便
【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】树枝尽量往剪刀的轴处靠近,减小了阻力臂,而阻力和动力臂不变,由F1L1=F2L2可知,动力会变小,因此可以省力.
故答案为:B
【分析】利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2,阻力和动力臂不变,动力随阻力臂的增大而增大,随阻力臂的减小而减小.
二、填空题
15.上图的锅丝钳是   (选填“省力”或“费力”)杠杆,剪铁丝时动力臂长为10cm,阻力臂长为2cm,若铁丝被剪断需要800N的力,小明至少用   的力才能将铁丝剪断。
【答案】省力;160
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【解答】根据图像,动力的力臂大,所以是省力杠杆,根据杠杆平衡条件,,F=160N。
故答案为:省力;160N。
【分析】根据杠杆力臂大小判断杠杆种类,利用杠杆平衡条件计算力的大小。
16.如图所示,人在划船时,船桨属于   杠杆。船桨在水中移动的距离   手移动的距离,从而加快船前进的速度。
【答案】费力;大于
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】因为船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,所以船桨属于费力杠杆,但省距离,这样运动员的手移动很小的距离时,可使船桨在水中划过的距离很大,从而加快了赛艇前进的速度。
故答案为:费力;大于。
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
17.如图所示的甲、乙两棵树,它们的树冠和根系基本相同,只是乙比甲高。当我们研究哪棵树容易被大风吹倒或折断时,可以把树看作是一个   模型,由此可以判断出   树容易被吹倒或折断。
【答案】杠杆;乙
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】我们可以把树看作一个杠杆模型,支点为树根处,当都受到同样大小的风力作用时,树越高,其力臂越大,越容易被风吹倒。
故答案为:杠杆;乙。
【分析】杠杆:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆,再结合杠杆的平衡条件分析解答.
18.一位同学用棒挑着重物扛在肩上行走,如图所示,他胳膊所用的力    (填“大于”“小于”或“等于”) 物重,要使胳膊所用的力减小些可采用的办法是   。
【答案】大于;让物体离肩部近一些(或让手离肩部远一些)
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】由图看出,手离支点肩膀近,即手的力臂小,重物的力臂大,由力矩平衡得,要想使杠杆转动平衡,就要让手的力大于重物的重力;如果想省力,就应当让手产生作用力的力臂增大,即重物的力臂减小,故可答:让手离肩膀远一点或让重物离肩膀近一些均可。
故答案为:大于;让物体离肩部近一些(或让手离肩部远一些) .
【分析】根据杠杆的平衡条件,当减小阻力臂时,可以使动力减小,实现省力.
19.在电视剧《三国》中,有这样一个情景:一群士兵力拉动一个杠杆,会将石块抛向敌方阵营它是个   杠杆.要把石块抛出去,图中作用在A点的力沿   方向最小(填“a”、“b”或“c”).
【答案】费力;c
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】(1)由图可知,动力臂小于阻力臂,所以它是一个费力杠杆。(2)根据杠杆平衡条件可知,阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力就越小。因此在A点施加垂直于杠杆的力时,力臂为OA,此时力臂最长,动力最小,即沿C方向的力最小。
故答案为:费力;c。
【分析】动力臂小于阻力臂时,动力大于阻力,费力.
20.如图所示,轻质杠杆长30厘米,在离支点O处20厘米处挂一个60牛重物,在杠杆的另一端B处施加   牛竖直向上的力,才能使杠杆平衡。
【答案】40
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】解:根据杠杠的平衡条件;F1×L1=F2×L2得:F×30cm=60N×20cm,F=40N。
故答案为:40.
【分析】根据杠杠的平衡条件求解。
21.①天平、②道钉撬、③羊角锤、④缝纫机踏板、⑤铡刀、⑥瓶盖起子、⑦手推车和⑧钓鱼杆等都是简单机械,其中属于省力杠杆的有    ,费力杠杆的有   。
【答案】②③⑤⑥⑦;④⑧
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】解:天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;
道钉撬、羊角锤、铡刀、瓶盖起子、手推车在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
缝纫机踏板、钓鱼杆在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.
故答案为:②③⑤⑥⑦;④⑧.
【分析】杠杠分三类:省力杠杆(动力臂大于阻力臂);费力杠杆(动力臂小于阻力臂);等臂杠杆(动力臂等于阻力臂)。
22.搬运砖头的独轮车,车厢和砖头所受的总重力G=1400N。独轮车有关尺寸如图所示。该独轮车是一个   杠杆,动力F=   。
【答案】省力;420N
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【解答】由图可知独轮车的动力臂l1=1m、阻力臂l2=0.3m,动力臂大于阻力臂,所以该独轮车是省力杠杆.
根据杠杆平衡条件可得:FL1=GL2,即:F×1m=1400N×0.3m,解得动力:F=420N.
故答案为:省力;420
【分析】结合图片找出独轮车的动力臂l1和阻力臂l2,确定动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆;根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以求出作用在车把上的动力.
三、计算题
23.如图所示是搬运泥土的独轮车,设车子和泥土的总重G=1000N,运泥土时从A点竖直提起独轮车把手的力是F1.则:
(1)F1的力臂l1的大小是多少?
(2)F1的大小是多少?
【答案】(1)独轮车的车辆轮轴处是支点,其中重力G是阻力,支点到重力作用线的距离是阻力臂,故阻力臂是0.4m;力F1是动力,支点到力F作用线的距离是动力臂,故动力臂是0.4m+1.2m=1.6m;
答:F1的力臂l1的大小是1.6m
(2)由杠杆的平衡条件可知:F1×L动=G×L阻,得F1= = =250N。
答:F1的大小是250N
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1) 支点到力F作用线的距离是动力臂 .
(2) 杠杆的平衡条件F1×L动=G×L阻 可得解.
四、作图题
24.请用直尺和铅笔画出如图所示杠杆的动力臂和阻力臂。
【答案】如图所示:
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】分别反向延长动力F1和阻力F2的作用线,然后分别过支点O作力F1和F2作用线的垂线段,即为动力臂和阻力臂L1、L2;如图所示:
【分析】利用力臂的画法画出即可.
25.如图,画出使杠杆ABC平衡时的阻力F2和最小动力F1的示意图。
【答案】
【知识点】杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】①连接OC就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向上,据此可画出最小的动力;②B为阻力作用点,阻力F2的方向竖直向下;如下图所示:
【分析】根据杠杆平衡的条件,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长.而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长.
五、实验探究题
26.下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验(每个钩码重0.5N)。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,应将平衡螺母向   (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图(乙)所示,杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆   (填“左”或“右”)端将下沉;
(3)如果小王又进行了如图丙所示的探究,因为杠杆自重对的对杠杆平衡   (有/没有)影响,所以用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时,则弹簧测力计的示数   3N(大于/小于/等于)。
【答案】(1)右
(2)左
(3)有;大于
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)杠杆的左端低,说明这一侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节,以减小这一侧的力臂。(2)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果在图甲中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,杠杆的左端:3G×3L=9GL,杠杆的右端:2G×4L=8GL,所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积,所以杠杆左端下沉。(3)图丙中,若不计杠杆的重力,根据杠杆的平衡条件有:F′×3L=3G×6L.解得:F′=6G=6×0.5N=3N;由于杆的重心在杆的中点,方向竖直向下,考虑杠杆自重对实验的影响,重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动,所以弹簧测力计的示数应大于3N。故答案为:(1)右;(2)左;(3)有;大于。
【分析】(1)杠杆的调节平衡方法与天平的调节方法一致,螺母反指针.
(2)利用杠杆的平衡条件分析解答.
(3)从杠杆自身重力方面分析解答即可.
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