人教版物理八年级下册课课练：12.1　杠杆（含答案）

[第十二章　第1节　杠杆　第1课时　认识杠杆及杠杆的平衡条件]
一、选择题
1.下列关于杠杆的说法中正确的是 (　　)
A.杠杆必须是一根直棒
B.杠杆一定要有支点
C.力臂必须在杠杆上
D.力臂就是力的作用点到支点的距离
2.(2020益阳)如图图所示是指甲剪的示意图,F是剪指甲时施加的一个力,则下列关于指甲剪的说法正确的是 (　　)
A.指甲剪只由一个杠杆组成
B.指甲剪由两个杠杆组成
C.对杠杆ABC,若以B为支点,则动力臂是l
D.对杠杆ABC,若以B为支点,则动力臂是BC
3.如图图所示是用撬棒撬石头的情景,中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是 (　　)
　
4.如图图所示,若要使杠杆平衡,下列方法中能实现的是 (　　)
A.两边各增加一个钩码
B.两边各向内移动一格
C.左右钩码对换
D.两边各减去一半钩码
5.(2021衡阳)如图图所示是我国古代《墨经》最早记述的秤的杠杆原理,有关它的说法正确的是 (　　)
A.“标”“本”表示力,“权”“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.增大“重”时,应把“权”向A端移
二、填空题
6.如图图所示是一辆装满各种货物的手推车,当前轮遇到障碍物A时,售货员向下压扶手,这时手推车可看成杠杆,支点是　　　点;当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶手,这时支点是　　　点。(均选填“A”“B”或“C”)
7.如图图所示,O为轻质杠杆AB的支点,A端挂重为G的物体,图中能使杠杆在水平位置平衡的拉力有　　　　　　　,且该拉力　　　　(选填“一定”“可能”或“一定不”)大于G。
8.一名泰山挑山工用一根长1.8 m的扁担挑起货物,如图图所示为扁担示意图,若在扁担的A端挂200 N的物体,B端挂300 N的物体,挑起重物时使扁担水平平衡,则挑山工肩膀需顶在距A端　　　　m远的位置(不计扁担的重力)。
三、作图题
9.(2021南通)如图图所示,轻质杠杆平衡,请作出动力F1的力臂l1和杠杆所受阻力F2的示意图。
10.请在中画出力F1的力臂l1和力臂l2对应的力F2。
四、实验探究题
11.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
　
(1)小红观察到杠杆静止在如图图所示位置,此时杠杆处于　　　　(选填“平衡”或“不平衡”)状态。她应将平衡螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节,才能使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是____________________________________。
(2)杠杆在水平位置平衡后,小红在杠杆两侧分别挂上若干钩码,杠杆再次静止在图中的位置,接下来的实验步骤是　　　　　　　　　　　　　　,使杠杆再次静止在水平位置,同时将实验数据记录在下表中。小红分析数据后得出结论:杠杆平衡的条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂。请判断:小红的实验过程及分析实验数据得出结论是　　　　(选填“合理”或“不合理”)的,理由是　　　　　　　　　　　。
动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm
2 10 5 4
(3)如图图所示实验装置中,杠杆恰好平衡。图中每个钩码的质量都相等,下列情况中能使杠杆仍保持平衡的是　　　　(填字母)。
A.杠杆两侧各减少一个钩码
B.杠杆两侧钩码各向内移动一格
C.杠杆两侧各减少一半数量的钩码
D.杠杆两侧钩码各向外移动一格
(4)下列四个因素中,不会带来实验误差的是　　　　(填字母)。
A.铁架台自身的重力足够大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
五、计算题
12.如图图所示,杆秤可视为杠杆,提钮处为支点O,若不计其自重,当在挂钩悬挂被称物体后杆秤处于平衡状态,已知CO=4 cm,OD=40 cm,秤砣的重力为10 N。
(1)求被称物体的重力。
(2)若这杆秤所能测物体的最大重力为200 N,求OB的长度。
[第十二章　第1节　杠杆　第2课时　杠杆的分类及应用]
一、选择题
1.(2021德州)如图图所示工具中,属于费力杠杆的是 (　　)
2.(2021河南)如图图所示,工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头,使用此硬棒 (　　)
A.省力且省距离 B.省力但费距离
C.费力且费距离 D.费力但省距离
3.如图图所示,O点为支点,在A端施加一个力使杠杆在水平位置平衡,则这个杠杆 (　　)
A.一定省力 B.一定费力
C.不省力也不费力 D.都有可能
4.(2020遂宁)小华发现一只虫子在长为50 cm、质量为10 g的刻度尺上向右爬行,她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘23 cm,如图图所示,当虫子爬行到距刻度尺右端3 cm处时,刻度尺刚好翻转,由此计算出虫子的质量约为(刻度尺质量分布均匀,不考虑虫子的长度) (　　)
A.1 g B.3 g C.7 g D.10 g
5.重为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施加一水平拉力F,让木棒缓慢转到中虚线所示位置,在转动的过程中 (　　)
A.动力臂逐渐增大 B.阻力臂逐渐减小
C.动力F逐渐增大 D.动力F逐渐减小
6.轻质硬杆长为L,一端用铰链固定在墙面上,另一端用弹簧测力计竖直向上吊起并处于水平位置。杆上悬挂一质量为m的物体并可在杆上移动,如图图所示。若杆上物体m的悬挂点P到弹簧测力计吊起点A端的距离为x,则测力计的示数F与x的关系图象是中的(不计杠杆自重) (　　)
二、填空题
7.钓鱼时,钓鱼竿可看成一根杠杆,如图图所示,其支点位于图中的　　　　点。它是一个　　　　　　杠杆,使用它的好处是　　　　　。要使钓起鱼时省力一些,则两手之间的距离应　　　　(选填“增大”或“减小”)一些。
8.(2021大连)工人使用独轮车搬运石头,相关信息如图图所示,车箱和石头所受的总重力G=1200 N,推车时,双手向上的力F=　　　　N;如图图果将这些石头偏向车箱前部装载,推独轮车时,双手向上的力为F',则F'　　　　(选填“>”“=”或“<”)F。
9.人体的运动系统相当复杂,但最基本的运动形式是:骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动。如图图所示是手端起茶杯的情景,其前臂骨骼相当于杠杆,肱二头肌收缩提供动力。由图可以看出,这是一个　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;当手端杯子缓慢沿图中箭头方向运动时肌肉所提供的动力将　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
10.如图图所示,轻质木杆AC可以绕O点转动,OA的长度是OB的3倍,A端细线下所挂300 N的重物静止在水平地面上;在B点用600 N的力竖直向下拉,木杆静止不动。则重物对水平地面的压力为　　　　N,此木杆为　　　　(选填“等臂”“省力”或“费力”)杠杆。
11.(2021黑龙江)如图图所示,OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆,OA垂直于AB,且OA长度为40 cm,AB长度为30 cm,在OA中点C处挂一质量为1 kg的物块,要求在端点B处施加一个最小的力F,使杠杆在图示位置平衡,则力F的力臂应是　　　　cm,最小的力F是　　　　N。(g取10 N/kg)
三、作图题
12.(2020黔东南州)如图图所示,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物G,请你在杠杆上画出最小的动力F1及动力臂l1,使杠杆在图中位置平衡。
四、计算题
13.如图图所示,一足够长的刚性轻板(不易弯曲且不计自重),A端用绳子系住,并将绳子的另一端固定在地面上,绳子能承受的最大拉力为F绳=1500 N,用一支架将轻板支撑在O处,轻板刚好水平,设OA=0.5 m,有一个重为250 N的小孩,从O点开始出发,以v=0.5 m/s的速度向另一端缓慢行走,求:
(1)行走2 s后绳子的拉力。
(2)行走多长时间,刚好绳被拉断。
参考答案
1.B　 杠杆可以是直的,也可以是弯曲的,故A错误。支点是杠杆的五要素之一,故B正确。力臂不一定是杠杆的长度,也不一定在杠杆上,故C错误。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,故D错误。
2.C　
3.A　 用撬棒撬石头时,动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力F1,从支点O向动力F1的作用线作垂线段,即为动力臂l1;阻力是石头对撬棒的作用力F2,方向竖直向下,反向延长F2,从支点O向阻力F2的作用线作垂线段,即为阻力臂l2,A正确。
4.C　 设一个钩码的重力为G,杠杆上一格距离为L。两边各增加一个钩码,左边:3G×2L;右边:4G×3L;3G×2L<4G×3L,因此杠杆不能平衡,A不符合题意。两边各向内移动一格,左边:2G×L;右边:3G×2L;2G×L<3G×2L,因此杠杆不能平衡,B不符合题意。左右钩码对换,左边:3G×2L;右边:2G×3L;3G×2L=2G×3L,因此杠杆能平衡,C符合题意。两边各减去一半钩码,左边:G×2L;右边:1.5G×3L;G×2L<1.5G×3L,因此杠杆不能平衡,D不符合题意。
5.D　 力臂是支点到力的作用线的距离,“权”表示作用在杠杆上的动力,把秤的支点到权的距离称为“标”,在物理中,我们把它称为动力臂;“重”表示作用在杠杆上的阻力,把秤的支点到“权”的距离称为“本”,在物理中,我们把它称为阻力臂;则“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力,A错误。图中的B点为阻力的作用点,杠杆的支点是O点,B错误。“权”小于“重”时,根据杠杆平衡条件,可知:当“标”大于“本”时,杠杆可能在水平位置平衡,所以A端不一定上扬,C错误。增大“重”时,由于“权”和“本”不变,根据杠杆平衡条件可知:应把“标”变大,即把“权”向A端移,D正确。
6.C　B
7.F1、F2、F3　一定　 由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小、越省力;由图可知支点到F1作用线的距离为三格的长度;支点到F2作用线的距离小于三格的长度;支点到F3作用线的距离为两格的长度;作用在杠杆上的F4和阻力作用效果一样(都会使杠杆逆时针转动),因此无法使杠杆平衡,所以能使杠杆在水平位置平衡的拉力有F1、F2、F3;由于动力臂小于阻力臂,根据杠杆的平衡条件可知,拉力一定大于物体的重力。
8.1.08　 设肩膀距A端的距离为l,根据杠杠的平衡条件可知,200 N×l=300 N×(1.8 m-l),解得l=1.08 m。
9.如图图图所示
10.如图图图所示
11.(1)平衡　右　消除杠杆自重对实验的影响
(2)将右侧的钩码向右移动(或增加右侧的钩码个数,或减少左侧钩码的个数,或左侧的钩码向右移动)　不合理　通过一次实验的数据得出的结论具有偶然性
(3)C
(4)A
(1)杠杆处于静止状态,即杠杆处于平衡状态;由图可知杠杆的右端上翘,应将平衡螺母向上翘的右端移动;实验前,使杠杆在水平位置平衡,目的是消除杠杆自重对实验的影响。
(2)杠杆在水平位置平衡后,小红在杠杆两侧分别挂上若干钩码,杠杆再次静止,杠杆的右端上翘,可以减少左侧钩码的个数或将左侧钩码向右移动,或增加右侧钩码的个数或将右侧钩码向右移动;小红的实验数据分析不合理,因为通过一次实验的数据得出的实验结论具有偶然性。
(3)设一个钩码重力为G,杠杆一个小格长为l,
A项:3G×2l>G×4l,杠杆左端下沉。
B项:4G×l<2G×3l,杠杆右端下沉。
C项:2G×2l=G×4l,杠杆平衡。
D项:4G×3l>2G×5l,杠杆左端下沉。
(4)铁架台自身的重力足够大目的是使杠杆稳定,但对杠杆的平衡无影响,故A符合题意;单个钩码的重力不完全相等,则多个钩码总重力
无法确定,对实验结果有影响,故B不符合题意;悬挂钩码的绳套重力偏大,会对力的真实值有影响,故C不符合题意;杠杆与转轴之间的摩擦偏大,会影响杠杆的灵敏,对测量结果造成误差,故D不符合题意。
12.(1)由杠杆平衡条件得,G物体×OC=G秤砣×OD,
即G物体×4 cm=10 N×40 cm,
解得:G物体=100 N。
(2)由杠杆平衡条件得,G最大×OC=G秤砣×OB,
即:200 N×4 cm=10 N×OB,
解得:OB=80 cm。
参考答案
1.A　 镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A正确;
瓶起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B错误;
天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C错误;
钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误。
2.B　 用一根硬棒撬动石头时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,省力的同时要费距离,故B正确。
3.D　 由图可知,在A端施加一个力使杠杆在水平位置平衡,由于力的方向不确定,所以动力臂可能比阻力臂长,也可能比阻力臂短,还可能与阻力臂相等。由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,该杠杆可能为省力杠杆、等臂杠杆或费力杠杆。
4.A　 由题意可知,刻度尺的重心在25 cm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=25 cm-23 cm=2 cm;
虫子对刻度尺压力(大小等于虫子的重力)的力臂为l2=23 cm-3 cm=20 cm;
由杠杆平衡条件得,G尺×l1=G虫×l2,
m尺g×l1=m虫g×l2,
10 g×2 cm=m虫×20 cm,
解得m虫=1 g。
5.C　 木棒在转动的过程中,阻力为木棒的重力,大小不变,木棒在竖直位置时,重力的力臂为零,转过一定角度后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,故B错。当木棒在竖直位置时,动力F的力臂是木棒的长度,且动力臂最长,当木棒转过一定角度后,力F与木棒不再垂直,所以动力臂减小,故A错。根据杠杆的平衡条件,阻力与阻力臂的乘积增大,而动力臂减小,所以动力逐渐增大,故D错,C正确。
6.B　 根据杠杆的平衡条件有:F×L=mg×(L-x),其中L、mg不变,随着x的增大,F逐渐减小,当物体悬挂在A点时,x=0,即此处动力臂等于阻力臂,拉力的大小即为物体的重力,即F=mg;当物体悬挂在O点时,x=L,即此处阻力臂等于零,拉力的大小变为零,即F=0。综上分析,图B符合题意。
7.A　费力　省距离　增大
8.300　<　 由图可知:独轮车在使用过程中,l1=90 cm+30 cm=120 cm=1.2 m,l2=30 cm=0.3 m,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得:Fl1=Gl2,所以,F===300 N;如图图果将这些石头偏向车箱前部装载,推车时,动力臂不变,阻力臂变小,阻力不变,根据杠杆的平衡条件可知,双手向上的力变小,则F'9.费力　减小　 人在端茶杯时,若把前臂看成杠杆,支点在肘关节的位置,肱二头肌收缩抬起前臂的力是动力,茶杯作用在手上产生的力是阻力;端茶杯的过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,但可以省距离。当手端杯子缓慢沿图中箭头方向运动时,动力臂不变,阻力不变、阻力臂变小,根据杠杆平衡条件可知动力将减小。
10.100　费力　 以木杆为研究对象,A点受到物体对其竖直向下的拉力FA,B点受到竖直向下的拉力FB,杠杆不动,即处于平衡状态。根据杠杆的平衡条件,FA×OA=FB×OB。由于FB=600 N,OA=3OB,可以求得FA=200 N。由于物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体的拉力方向竖直向上且等于200 N。
以物体为研究对象,其受到三个力的作用:杠杆对其向上的拉力F拉=200 N,重力为300 N,地面对其竖直向上的支持力F支。
物体处于静止状态,所以这三个力平衡,则G=F支+F拉,从而可以求得F支=100 N。
由图示情况可知,动力臂小于阻力臂,所以此木杆为费力杠杆。
11.50　4　 在B点施加一个最小的力,则力臂应最大,当OB作为力臂时,动力臂是最大的,动力最小;OA=40 cm,AB=30 cm,根据勾股定理可知,OB==50 cm;OC=20 cm;根据杠杆的平衡条件可知:
G×OC=F×OB,mg×OC=F×OB,即:1 kg×10 N/kg×20 cm=F×50 cm,解得:F=4 N。
12.如图图图所示
13.(1)行走2 s后,行走的距离:
l1=s=vt=0.5 m/s×2 s=1 m。
由杠杆平衡条件可得,G×l1=F×lOA,
即250 N×1 m=F×0.5 m,
解得F=500 N。
(2)绳刚好被拉断时,绳子A端的拉力为F绳=1500 N,
由杠杆的平衡条件可得,G×l1'=F绳lOA,
所以,250 N×l1'=1500 N×0.5 m,
解得l1'=3 m,
所以行走的时间:t'===6 s。