粤沪版物理八年级下册课课练：6.5　探究杠杆的平衡条件　第2课时　杠杆的平衡条件及杠杆的分类（含答案）

[6.5　探究杠杆的平衡条件　第2课时　杠杆的平衡条件及杠杆的分类]
一、选择题
1.小梦在“探究杠杆平衡条件”的实验中,先在杠杆两端挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图所示。下列说法中错误的是 (　　)
A.两侧挂钩码使杠杆水平平衡是为了方便直接读出力臂
B.用弹簧测力计取代一侧钩码时由竖直向下改为斜向下拉时,测力计示数会变大
C.用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究的最终目的是便于正确认识力臂
D.用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究的最终目的是便于直接读出力的大小
2.如图所示,用细线将杠杆AOB悬挂起来,在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时,杠杆平衡,此时AO恰好处于水平位置,AO=OB,不计杠杆重力,则m1、m2的大小关系为 (　　)
A.m1>m2 B.m13.(2021泰州)如图所示,在匀质杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡,O点为支点。下列操作中,仍能使杠杆在水平位置平衡的是(所用钩码均相同) (　　)
A.两侧钩码同时向支点移动一格
B.两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C.左侧加挂一个钩码,右侧加挂两个钩码
D.左侧拿去一个钩码,右侧钩码向左移动一格
4.(2020北京)如图所示,正在使用的四种工具中,属于费力杠杆的是
(　　)
二、填空题
5.如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,在A点挂一个重为20 N的物体,在B点施加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,且OB∶AB=2∶1。则F=　　　　N,此杠杆是　　　　杠杆。
6.如图所示是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力按住C点打开该夹子时,可把　点看作支点,此时夹子可近似看作　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
7.如图所示,轻质杠杆OA的中点悬挂一重为60 N的物体,在其右端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小是　　　　N;保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F将　　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.如图所示,用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机,已知AB长
40 cm,BC长50 cm。室外机的质量为30 kg,室外机的重力作用线正好通过AB中点,则A处螺钉受到的水平拉力F为　　　N(支架重力不计)。为了安全,从力学的角度分析,室外机的位置应尽量　　　　(选填“靠近”或“远离”)墙壁。(g取10 N/kg)
三、作图题
9.杠杆OAB可绕O点自由转动,为使杠杆在如图所示位置保持平衡,请画出施加于B点的最小动力F(保留作图痕迹)。
10.一根质量忽略不计的杠杆,支点为O,在A点悬挂一重为20 N的物体G。为使杠杆在水平位置保持平衡,还要给杠杆施加一个大小为12 N、方向竖直向上的拉力F2,请在中画出:
(1)物体G对杠杆拉力F1的力臂L1。
(2)拉力F2的示意图。
四、实验探究题
11.(2020郴州)小明利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件。
(1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,此时应将杠杆右端的螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置达到平衡。
(2)在杠杆两侧挂上不同数量、相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验时,小明在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码,如图图乙所示,则在右侧B位置(右边位置第三格)应挂　　　　个相同规格的钩码,杠杆可以重新在水平位置平衡。
(4)如图图丙所示,小明在A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是　　　　　　　　　　。
五、计算题
12.如图所示,独轮车和车内煤的总质量为100 kg,其重心在A点,车轴O为支点。问:(g取10 N/kg)
(1)该独轮车使用时是省力杠杆还是费力杠杆 请说明理由。
(2)独轮车和车内煤的总重力为多少
(3)将车把抬起时,作用在车把上的力为多少牛
答案
6.5　探究杠杆的平衡条件　第2课时　杠杆的平衡条件及杠杆的分类
1.D　 杠杆两侧挂钩码使杠杆水平平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,故A正确;用弹簧测力计取代一侧钩码时由竖直向下改为斜向下拉时,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,所以,弹簧测力计的示数将变大,故B正确;当使用弹簧测力计斜向下拉动杠杆时,力的方向与水平杠杆不垂直,不能直接从杠杆上读出力的大小,这样做实验的目的是便于正确认识力臂,故C正确,D错误。
2.B　 根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2可知,G1L1=G2L2,m1gL1=m2gL2,即m1L1=m2L2,从图中可以看出力臂L1>L2,所以物体的质量m13.D
4.D　 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;核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;园艺剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
5.30　费力
6.B　等臂
7.30　不变　
如图图所示,杠杆在A位置平衡时,LOA=2LOC,
由杠杆平衡得,F·LOA=G·LOC,
则F==G=×60 N=30 N。
杠杆在B位置平衡时,OA'为动力臂,OC'为阻力臂,阻力不变为G,
由△OC'D∽△OA'B得,==,
由杠杆平衡得,F'·LOA'=G·LOC',
则:F'==G=×60 N=30 N。
由此可知当杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F的大小不变。
8.200　靠近　 (1)由勾股定理可得,AC===30 cm。由题意可知,以C为支点,支架ABC是一个杠杆。AC为A处螺钉水平拉力的力臂,室外机对支架压力的力臂为AB长的,由杠杆平衡条件可得:F×AC=G×AB,即:F×30 cm=300 N××40 cm,解得:F=200 N。(2)为了安全,应减小A处的拉力(若拉力过大,支架对螺钉拉力会使螺钉松动而造成危险);在A处拉力力臂和阻力G一定时,室外机的位置越靠近墙壁,室外机对支架压力的力臂越小,根据杠杆平衡条件可知,A处的拉力将减小,从而保证支架和室外机的安全。
9.如图图所示
10.如图图所示
(1)在A点悬挂物体G,则物体对杠杆的拉力F1是竖直向下的,过支点O作力F1作用线的垂线段,即为F1的力臂L1;
(2)设杠杆上一个小格的长为L,拉力F2作用在n格处,根据杠杆平衡条件可得:F1×3L=F2×nL,即:20 N×3L=12 N×nL,则n==5,因为拉力F1的方向竖直向下,已知拉力F2的方向竖直向上,所以为了使杠杆平衡,则F2与F1应作用在支点的同侧(即F2作用在O点左侧5格处),过F2的作用点沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并标出力的大小。
11.(1)右　(2)便于测量力臂　(3)4
(4)变小　当拉力由倾斜变成竖直时,杠杆始终在水平位置保持平衡,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变大,拉力会变小
(1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前杠杆需在水平位置平衡,杠杆右端偏高,应将杠杆右端的螺母向右端移动;
(2)在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是直接从杠杆上读出力臂;
(3)一个钩码的重力为G,设杠杆的一个小格为L,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知,3G×4L=nG×3L,解得:n=4,即在B位置挂上4个钩码,可以使杠杆重新在水平位置平衡;
(4)图丙中,当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中,拉力由倾斜变成竖直时,阻力和阻力臂不变,拉力F的力臂变大,相应的力会变小。
12.(1)由图可知,动力臂L1=70 cm+30 cm=100 cm,阻力臂L2=30 cm,动力臂大于阻力臂,所以使用该车时是省力杠杆。
(2)独轮车和车内煤的总重力:G=mg=100 kg×10 N/kg=1000 N。
(3)根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2可得,F1×100 cm=1000 N×30 cm,解得F1=300 N,即将车把抬起时,作用在车把上的力F1为300 N。