粤沪版八年级物理下册6.5 探究杠杆的平衡条件 同步练习
一、单选题
1.(2022八下·泰安期末)如图所示的用具中,在使用时属于省力杠杆的是( )
A.钢丝钳 B.筷子
C.钓鱼竿 D.天平
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.钢丝钳在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A符合题意;
B.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,B不符合题意;
C.钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,C不符合题意;
D.天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省距离也不费距离,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
2.(2022八下·新抚期末)下列所示简单机械中,使用时不能省力但能省距离的是( )
A. 瓶起子 B. 食品夹
C. 水龙头开关 D. 定滑轮
【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.瓶起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,能省力但费距离,A不符合题意;
B.食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离,B符合题意;
C.图示的水龙头,在使用时相当于轮轴,能省力,但费距离,C不符合题意;
D.定滑轮相当于等臂杠杆,不能省力,也不费距离,但能改变力的方向,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆,费力可以省距离。
3.(2022八下·屯昌期末)在下列简单机械中,使用中属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.镊子 C.瓶起子 D.托盘天平
【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.用羊角锤起钉子时动力臂大于阻力臂,比较省力,属于省力杠杆,A不符合题意;
B.镊子使用时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,B符合题意;
C.瓶起子起瓶盖时动力臂大于阻力臂,比较省力,属于省力杠杆,C不符合题意;
D.托盘天平属于等臂杠杆,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂是费力杠杆。
4.(2022八下·乐亭期末)如图所示的四种工具中,正常使用时“费距离”的是( )
A.托盘天平 B.筷子
C.钓鱼竿 D.裁纸刀
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.托盘天平实质是等臂杠杆,在使用时不省距离也不费距离,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,但省距离,B不符合题意;
C.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离,C不符合题意;
D.裁纸刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离。
5.(2022八下·乐亭期末)如图所示,分别用力F1、F2、F3使杠杆在同一位置保持平衡。已知F1竖直向上,F2与杠杆垂直,F3水平向右,关于这三个力的大小,下列说法中正确的是( )
A.沿F1方向的力最小 B.沿F2方向的力最小
C.沿F3方向的力最小 D.三个力的大小相等
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】如图所示:
阻力和阻力臂的乘积不变,三个方向施力,F2的力臂lOA最长,根据杠杆的平衡条件可知,F2用力最小。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】由杠杆平衡条件知道,动力最小时,必须使动力臂最长,力臂与力垂直。
6.(2022八下·广州期末)如图所示,用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个杠杆,如果不计自重,在选项中,能正确表示瓶起子工作示意图的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】用瓶起子开瓶盖时,瓶起子在使用过程中,支点在一端,且动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,根据杠杆平衡条件,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,固定不变的点叫支点;根据实际情况判断动力和阻力的方向。
7.(2022八下·惠州期末)如图所示,各种装置在正常使用过程中都可视为杠杆,其中属于省力杠杆的是( )
A.用瓶起子开瓶盖
B.用镊子夹砝码
C. 用钓鱼竿钓鱼
D.用筷子夹食品
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.用瓶起子开瓶盖的过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A项符合题意;
B.用镊子夹砝码过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,B项不符合题意;
C.用钓鱼竿钓鱼过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,C项不符合题意;
D.用筷子夹食品过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,D项不符合题意.
故答案为:A
【分析】使用杠杆时,动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆。
8.(2022八下·沧州期末)下列关于简单机械的理解,正确的是( )
A.使用动滑轮不一定省力
B.吃饭时,筷子是个省力杠杆
C.使用杠杆,就是为了省力
D.使用定滑轮不省力,但可以省距离
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.一般情况而言是会省力,但假设动滑轮比物体重得多,那么提升物体的拉力有可能大于直接提升重物的力,例如:正常使用一个动滑轮时,假设提升的物体重10N,动滑轮重60N,则提升物体的拉力大小为35N(不计绳重和摩擦),比直接提升重物费力,A符合题意;
B.吃饭时,手对筷子的力是动力,食物对筷子的力是阻力,此种情况下,动力臂比阻力臂短,所以筷子是个费力杠杆,B不符合题意;
C.我们使用杠杆有时是为了省力,有时是为了省距离,C不符合题意;
D.定滑轮实质是个等臂杠杆,既不省力也不省距离,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】筷子是费力杠杆;定滑轮不省力,不费距离;动滑轮不一定省力。
9.(2022八下·耒阳期末)一根轻质杠杆,在左右两端分别挂上300N和400N的重物时,杠杆恰好水平平衡。若将两边物重同时减少50N,则杠杆( )
A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍然平衡 D.无法确定
【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】假设杠杆左边力臂是L左,右边力臂是L右,开始时,由杠杆平衡条件可得
解得,。将两边物重同时减少50N,杠杆左边有
杠杆右边有
由此可知,左边<右边,右端下沉。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】杠杆上的力臂不同时,改变相同的力,杠杆不再平衡。
10.(2022八下·竞秀期末)如图所示的常用工具,在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 镊子 B. 天平
C. 钢丝钳 D. 瓶盖起子
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.镊子夹取东西时,阻力臂大于动力臂,所以是费力杠杆,A符合题意;
B.天平的动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,B不符合题意;
CD.钢丝钳和瓶盖起子在使用时,动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】阻力臂大于动力臂,是费力杠杆。
11.(2022八下·沧州期末)有关杠杆的说法正确的是( )
A.作为杠杆一定要有支点,而且支点一定在杠杆上,杠杆的形状可以是直的,也可以是弯的
B.杠杆的长度一定等于动力臂与阻力臂之和
C.使用杠杆一定省力,有的杠杆既可省力,又可少移动距离
D.从杠杆的支点到动力作用点的距离叫做动力臂
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】A.杠杆一定有支点,而且支点一定在杠杆上;杠杆可以是直棒,也可以是弯曲的,但杠杆一定是硬棒,A符合题意;
B.力臂是指支点到力的作用线的垂线段,因此动力臂与阻力臂之和不一定等于杠杆的长度,B不符合题意。
C.杠杆分省力杠杆,费力杠杆,等臂杠杆,既省力又省距离的杠杆是没有的,C不符合题意;
D.力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】杠杆是绕支撑点转动的坚实物体,杠杆可以直,可以弯;使用杠杆时,省力费距离,费力省力距离;力臂是支点到力的作用线的垂线。
12.(2022八下·集贤期末)同学们在学完杠杆知识后,分析生活中的常见杠杆,下列属于省力杠杆的是( )
A.起子 B.筷子
C.食品夹 D.托盘天平
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A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,B不符合题意;
C.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,C不符合题意;
D.托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
13.(2022八下·勃利期末)如图所示杠杆中,属于费力杠杆的是( )
A.核桃夹
B.撬棒
C.瓶起子
D.食品夹
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,A不符合题意;
B.撬棒在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B不符合题意;
C.瓶起子在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,C不符合题意;
D.食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆。
14.(2022八下·秦皇岛期末)筷子属于传统餐具,使用时( )
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
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】要想判断杠杆属于哪种类型,就要看动力臂和阻力臂的大小关系,动力臂大于阻力臂就是省力杠杆,动力臂小于阻力臂就是费力杠杆,动力臂等于阻力臂,等臂杠杆;筷子在使用时动力臂小于阻力臂,属于费力省距离杠杆,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】筷子是费力杠杆,但省距离。
15.(2022八下·秦皇岛期末)门的把手一般都安装在离门轴远的一端,如图所示,其中的科学道理是( )
A.根据杠杆的知识,推开门时比较省距离
B.根据杠杆的知识,推开门时比较省力
C.推开门最省力的方式是,推力与门垂直且在门轴处施力
D.推开门最省力的方式是,推力与门板面平行且在把手处施力
【答案】B
【知识点】杠杆的分类;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】AB.由图可知,将门把手安装在离门轴远的一端,推开门时动力臂大,需要的动力小,属于省力杠杆,省力但费距离,A不符合题意,B符合题意;
CD.由杠杆平衡条件可知,为了推门省力,需尽可能增大动力臂,所以动力的作用点应在远离门轴的位置,应在门把手处施力更省力,且推力的作用线垂直于门板面,此时动力臂最大,最省力,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用杠杠时,最大动力臂,可以使动力减小。
二、填空题
16.(2022八下·泰安期末)如图,轻质杠杆OB的重力忽略不计,OB=3OA,物体G的重力为150N,若要使杠杆在如图所示位置平衡,则需要在B端施加的拉力F= N。
【答案】50
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】重物对杠杆竖直向下的拉力
该力的力臂为OA,F的力臂为OB,根据杠杆的平衡条件可得
则拉力
【分析】根据,求出拉力F。
17.(2022八下·朝阳期末)如图是使用手机和自拍杆进行自拍时的示意图,将自拍杆看作一个杠杆,O为支点,手机的质量是200g,手机对杆的作用力大小等于手机所受重力,L1=10cm,L2=80cm,自拍杆的质量忽略不计,则动力F1= N;有时为了使镜头中脸更显小,需要伸长自拍杆,若保持F1的作用点和方向及支点位置不变,F1将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
【答案】16;变大
【知识点】重力及其大小的计算;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】根据题意知道,手机的重力是G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
由杠杆平衡条件知道,F1 L1 =F2 L2,即动力是F1 =2N×=16N
若保持F1的作用点和方向及支点位置不变,即动力臂不变,伸长自拍杆,阻力不变,则阻力臂变大,由杠杆平衡条件F1 L1 =F2 L2 知道,动力F1 将变大。
【分析】根据物体的质量计算重力;结合杠杆的平衡条件,根据已知的力和力臂,计算未知的力。
18.(2022八下·长春期末)如图是搬运泥土的独轮车,独轮车属于 杠杆(选填“省力”或“费力”)。设车箱和泥土的总重,运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F,F的力臂是 m,小新用竖直向上的 N的力才能把独轮车抬起。
【答案】省力;1.6;300
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
由图可知动力作用在点时,支点在轮轴处,因此轮轴处到作用线的距离即F的力臂是l1=1.6m,重力的力臂l2=0.4m,由杠杆平衡条件得,竖直向上的力F为
【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;支点到动力作用线的距离叫动力臂;根据杠杆平衡条件,求出力的大小。
19.(2022八下·永吉期末)《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂(chōng),如图,O为支点,F2为阻力(由锤头重力产生),阻力方向是 的,此时舂属于 杠杆。
【答案】竖直向下;费力
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】由图可知,阻力是F2,阻力的方向竖直向下;从支点O向动力和阻力作用线分别做垂线段l1和l2,得到动力臂和阻力臂,如图所示
图中动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
【分析】由图可知,阻力是F2,阻力的方向竖直向下;动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
20.(2022八下·屯昌期末)如图所示小明同学在探究杠杆的平衡条件,在B点用弹簧测力计拉杠杆保证杠杆在水平位置下平衡,每个钩码的重力为0.5N,弹簧测量计的施力方向是 ;所需力的大小为 N。
【答案】竖直向下;3
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由图可知,支点在O点,保证杠杆在水平位置下平衡,A点施加的力的方向是竖直向下的,所以B点施加的力的方向也是竖直向下的。
设杠杆上每一小格的长度为l,根据杠杆的平衡条件可知
解得弹簧测力计的拉力。
【分析】杠杆上的动力使杠杆转动;根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上力的大小。
21.(2022八下·巴彦期末)当动力和阻力对杠杆的 效果互相抵消时,杠杆将处于平衡状态,这种状态叫做杠杆平衡,在探究“杠杆的平衡条件”实验中,使杠杆在水平位置平衡目的是 。
【答案】转动;便于测量力臂
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】杠杆的平衡状态是指当动力和阻力的作用效果相互抵消时,杠杆处于静止状态或匀速转动状态,所以当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时,杠杆处于平衡状态。
实验时让杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是力臂在杠杆上,便于测量力臂大小。
【分析】动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时,杠杆处于平衡状态;杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小。
22.(2022八下·新会期末)如图,是三种类型剪刀的示意图,如果为理发师选择一把理发用的剪刀,你会选择 剪刀。如果为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择 剪刀,用这把剪刀剪铁皮是因为它能省 。
【答案】A;C;力
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】由图可知,A剪刀的动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,但可以省距离;B剪刀的动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,既不省力也不费力;C剪刀的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,理发店里用的剪刀最好是省距离,所以可选择A剪刀,而由于剪铁皮需要的力较大,所以应选择C剪刀,因为C剪刀是省力杠杆,在剪铁皮时可以省力。
【分析】使用杠杆时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,动力臂小于阻力臂是费力杠杆。
23.(2022八下·海南期末)如图所示,羊角锤属于 杠杆;矫正近视眼,应该佩戴眼镜的镜片是 (选填“凸”或“凹”)透镜。
【答案】省力;凹
【知识点】近视眼的成因与矫正办法;杠杆的分类
【解析】【解答】羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
形成近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球的前后方向上太长,像成在了视网膜的前方,所以应该配戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。
【分析】动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;凹透镜可以校正近视眼。
24.(2022八下·路南期末)搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受的总重力G=1000N,独轮车的有关尺寸如图所示。独轮车属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆;推车时,人手向上的力F应为 N。搬运相同的材料,若想更省力,人手应向 (选填“前”或“后”)移动。
【答案】省力;300;后
【知识点】杠杆的分类;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由图示独轮车知道,独轮车的支点在轮子的轴处,总重力为阻力,人手向上的力为动力,阻力臂为0.3m,动力臂为1m,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
根据杠杆平衡条件知道FL1=GL2
即F×1m=1000N×0.3m
解得人手向上的力是F=300N
搬运相同的材料,若想更省力,即动力要变小,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件知道,此时应增大动力臂,即人手向后移动。
【分析】使用杠杆时,动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆;根据杠杆上的力和力臂,计算未知力的大小;增大动力臂,动力可以减小。
25.(2022八下·耒阳期末)如图所示的钳子是人们日常生活中常用的工具,它的钳柄上刻有花纹、钳口较薄。钳柄上刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度从而 (选填“增大”或“减小”)摩擦力,使用钳子剪铁丝时,它是 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
【答案】增大;省力
【知识点】增大或减小摩擦的方法;杠杆的分类
【解析】【解答】钳柄上刻有花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,从而不易从手中滑落。
使用钳子剪铁丝时,动力臂大于阻力臂,故而是省力杠杆。
【分析】增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦力;使用杠杆时,动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆。
三、作图题
26.(2022八下·成都期末)我们应养成随手关水龙头的好习惯,如图甲所示的水龙头的手柄可简化为图乙所示的杠杆OA,其中O为支点,关水龙头时F2为手柄受到的阻力,请作出最小动力F1的示意图及其力臂l1。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】由图乙可知,以O为支点,在F2和其力臂不变情况下,要使动力F1的最小,根据杠杆的平衡条件,F1的力臂最大,如下图所示
【分析】杠杆上最大的力臂是支点到力的作用点的连线,最小的力和最大的力臂 垂直。
27.(2022八下·呼和浩特期末)请画出动力F的力臂。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】图中O为支点,从支点O向动力作用线作垂线段,即为动力臂l,如图所示:
【分析】杠杆上的力臂,是支点到力的作用线的垂线。
28.(2022八下·五华期末)如图是一个杠杆式简易起吊机,杠杆OB可绕O点转动,请在图上画出动力F1的力臂l1。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】从支点O向动力作用线引垂线段,垂线段的长即为其力臂l1.,如下图所示:
【分析】杠杆上的力臂是支点到力的作用线的垂线。
四、实验探究题
29.(2022八下·沈河期末)小亮利用杠杆做“探究杠杆的平衡条件”实验:
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,若出现如图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节;
(2)实验中,小亮多次调节左端钩码的位置,并移动右侧钩码的位置,如图乙所示,使杠杆保持水平平衡,记录多组数据,这样做了,小亮认为实验结论就具有普遍性了,他这样的操作, (填“完全”或“不完全”)符合实验要求;
(3)如图丙所示,已知每个钩码的质量均为50g,用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,实验中始终保持杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在a位置竖直向下拉时,测力计的示数为 N;弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数将 (填“变大”、“不变”或“变小”);(g取10N/kg)
(4)手机自拍已成为一种时尚。如图丁所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看作一个轻质杠杆,O点是支点。请在图中画出:施加在A点最小的动力F1,和力F2的力臂l2。
【答案】(1)右
(2)不完全
(3)0.4;变大
(4)
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,说明右侧力与力臂乘积小于左侧力与力臂乘积,应将平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)实验中应多次调节左端钩码的位置和多次改变钩码的个数,并移动右侧钩码的位置和多次改变钩码的个数,如图乙所示,使杠杆保持水平平衡,记录多组数据,实验结论就具有普遍性,所以小亮的操作不完全符合实验要求。
(3)每个钩码的质量均为50g,每个钩码的重量为
动力作用在A点的拉力
设杠杆上一小格的长度为l,通过杠杆的平衡条件得
即
代入公式
解得
保持B点不变,若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,杠杆左端的力和力臂不变,可知杠杆右端的力变大。
动力作用在A点,当AO之间的连线作为力臂时,力臂是最大的,此时的动力最小;力是由重力产生的,故阻力的方向是竖直向下的,从点做该力的作用线的垂线,即为力臂,如图所示
【分析】(1)调节杠杆水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)探究杠杆的平衡条件时,需要多次改变力和力臂,探究更具有普遍性;
(3)根据杠杆上的力和力臂,计算未知的力;当杠杆上拉力倾斜时,力臂减小,拉力变大;
(4)杠杆上支点到力的作用线的垂线是力臂,杠杆上支点到力的作用点的连线是最大的力臂,最小的力和最大的力臂垂直。
五、计算题
30.(2022八下·西城期末)小希用家里的刻度尺、一根木棒和电子秤粗测一个西瓜的重力。小希用网兜将西瓜挂在木棒上的B点,将木棒的一端O放在桌边,用挂在A点的电子秤竖直拉起木棒,使木棒在水平位置平衡,如图所示。此时电子秤读数为8N。用刻度尺测出AB=5BO,不计棒重、网兜重。求:这个西瓜的重力G。
【答案】解:电子秤对木棒的拉力F1为8N,由杠杆的平衡条件可知
西瓜的重力为
答:西瓜的重力为48N
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件,结合已知的力和力臂,计算未知力的大小。
31.(2022八下·瑶海期末)如图所示,一根轻质杠杆在O点用细线悬挂起来,在C处挂上的物体GB=27N,在右侧D点施加一个竖直向下的拉力F,使杠杆在水平位置静止,OC=6cm、OD=18cm,求:
(1)拉力F大小;
(2)细线OA对杠杆拉力大小。
【答案】(1)解:已知OC=6cm=0.06m
OD=18cm=0.18m
根据杠杆平衡条件得到GB×OC=F×OD
答:拉力F为9N;
(2)解:杠杆在水平位置静止,所以细线OA对杠杆拉力等于使得杠杆向下的力,故FOA=GB+F=27N+9N=36N
答:细线OA对杠杆拉力大小是36N。
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【分析】(1) 根据杠杆平衡条,可求出拉力F大小;
(2)对物体受力分析,结合平衡力特点及杠杆平衡条件,求出细线OA对杠杆拉力大小。
六、简答题
32.(2021八下·马鞍山期末)如图所示,轻质杠杆OAB中,OA长40cm,AB长30cm,OA垂直于AB,C为OA的中点,C点所挂物体的重力为1000N。若在B处施加一个最小力F,使杠杆在图示位置处于平衡。请你在图中画出力F的示意图,并求出力F的大小。
【答案】解:在B处施加一个最小力F,则力臂应该最长,当以OB为力臂时,动力臂是最大的,根据杠杆平衡条件可知,此时动力最小,过B点垂直与OB向上做最小力F。如图所示
已知OA长40cm,AB长30cm,根据勾股定理可知
C为OA的中点,则OC=20cm
依据杠杆平衡条件有
而F1即杠杆自身总力,则
答:力F的大小是400N。
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【分析】使用杠杆时,支点到力的作用点的连线是最大的力臂,最小的力和最大的力臂垂直。
1 / 1粤沪版八年级物理下册6.5 探究杠杆的平衡条件 同步练习
一、单选题
1.(2022八下·泰安期末)如图所示的用具中,在使用时属于省力杠杆的是( )
A.钢丝钳 B.筷子
C.钓鱼竿 D.天平
2.(2022八下·新抚期末)下列所示简单机械中,使用时不能省力但能省距离的是( )
A. 瓶起子 B. 食品夹
C. 水龙头开关 D. 定滑轮
3.(2022八下·屯昌期末)在下列简单机械中,使用中属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.镊子 C.瓶起子 D.托盘天平
4.(2022八下·乐亭期末)如图所示的四种工具中,正常使用时“费距离”的是( )
A.托盘天平 B.筷子
C.钓鱼竿 D.裁纸刀
5.(2022八下·乐亭期末)如图所示,分别用力F1、F2、F3使杠杆在同一位置保持平衡。已知F1竖直向上,F2与杠杆垂直,F3水平向右,关于这三个力的大小,下列说法中正确的是( )
A.沿F1方向的力最小 B.沿F2方向的力最小
C.沿F3方向的力最小 D.三个力的大小相等
6.(2022八下·广州期末)如图所示,用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个杠杆,如果不计自重,在选项中,能正确表示瓶起子工作示意图的是( )
A. B.
C. D.
7.(2022八下·惠州期末)如图所示,各种装置在正常使用过程中都可视为杠杆,其中属于省力杠杆的是( )
A.用瓶起子开瓶盖
B.用镊子夹砝码
C. 用钓鱼竿钓鱼
D.用筷子夹食品
8.(2022八下·沧州期末)下列关于简单机械的理解,正确的是( )
A.使用动滑轮不一定省力
B.吃饭时,筷子是个省力杠杆
C.使用杠杆,就是为了省力
D.使用定滑轮不省力,但可以省距离
9.(2022八下·耒阳期末)一根轻质杠杆,在左右两端分别挂上300N和400N的重物时,杠杆恰好水平平衡。若将两边物重同时减少50N,则杠杆( )
A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍然平衡 D.无法确定
10.(2022八下·竞秀期末)如图所示的常用工具,在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 镊子 B. 天平
C. 钢丝钳 D. 瓶盖起子
11.(2022八下·沧州期末)有关杠杆的说法正确的是( )
A.作为杠杆一定要有支点,而且支点一定在杠杆上,杠杆的形状可以是直的,也可以是弯的
B.杠杆的长度一定等于动力臂与阻力臂之和
C.使用杠杆一定省力,有的杠杆既可省力,又可少移动距离
D.从杠杆的支点到动力作用点的距离叫做动力臂
12.(2022八下·集贤期末)同学们在学完杠杆知识后,分析生活中的常见杠杆,下列属于省力杠杆的是( )
A.起子 B.筷子
C.食品夹 D.托盘天平
13.(2022八下·勃利期末)如图所示杠杆中,属于费力杠杆的是( )
A.核桃夹
B.撬棒
C.瓶起子
D.食品夹
14.(2022八下·秦皇岛期末)筷子属于传统餐具,使用时( )
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
15.(2022八下·秦皇岛期末)门的把手一般都安装在离门轴远的一端,如图所示,其中的科学道理是( )
A.根据杠杆的知识,推开门时比较省距离
B.根据杠杆的知识,推开门时比较省力
C.推开门最省力的方式是,推力与门垂直且在门轴处施力
D.推开门最省力的方式是,推力与门板面平行且在把手处施力
二、填空题
16.(2022八下·泰安期末)如图,轻质杠杆OB的重力忽略不计,OB=3OA,物体G的重力为150N,若要使杠杆在如图所示位置平衡,则需要在B端施加的拉力F= N。
17.(2022八下·朝阳期末)如图是使用手机和自拍杆进行自拍时的示意图,将自拍杆看作一个杠杆,O为支点,手机的质量是200g,手机对杆的作用力大小等于手机所受重力,L1=10cm,L2=80cm,自拍杆的质量忽略不计,则动力F1= N;有时为了使镜头中脸更显小,需要伸长自拍杆,若保持F1的作用点和方向及支点位置不变,F1将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
18.(2022八下·长春期末)如图是搬运泥土的独轮车,独轮车属于 杠杆(选填“省力”或“费力”)。设车箱和泥土的总重,运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F,F的力臂是 m,小新用竖直向上的 N的力才能把独轮车抬起。
19.(2022八下·永吉期末)《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂(chōng),如图,O为支点,F2为阻力(由锤头重力产生),阻力方向是 的,此时舂属于 杠杆。
20.(2022八下·屯昌期末)如图所示小明同学在探究杠杆的平衡条件,在B点用弹簧测力计拉杠杆保证杠杆在水平位置下平衡,每个钩码的重力为0.5N,弹簧测量计的施力方向是 ;所需力的大小为 N。
21.(2022八下·巴彦期末)当动力和阻力对杠杆的 效果互相抵消时,杠杆将处于平衡状态,这种状态叫做杠杆平衡,在探究“杠杆的平衡条件”实验中,使杠杆在水平位置平衡目的是 。
22.(2022八下·新会期末)如图,是三种类型剪刀的示意图,如果为理发师选择一把理发用的剪刀,你会选择 剪刀。如果为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择 剪刀,用这把剪刀剪铁皮是因为它能省 。
23.(2022八下·海南期末)如图所示,羊角锤属于 杠杆;矫正近视眼,应该佩戴眼镜的镜片是 (选填“凸”或“凹”)透镜。
24.(2022八下·路南期末)搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受的总重力G=1000N,独轮车的有关尺寸如图所示。独轮车属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆;推车时,人手向上的力F应为 N。搬运相同的材料,若想更省力,人手应向 (选填“前”或“后”)移动。
25.(2022八下·耒阳期末)如图所示的钳子是人们日常生活中常用的工具,它的钳柄上刻有花纹、钳口较薄。钳柄上刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度从而 (选填“增大”或“减小”)摩擦力,使用钳子剪铁丝时,它是 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
三、作图题
26.(2022八下·成都期末)我们应养成随手关水龙头的好习惯,如图甲所示的水龙头的手柄可简化为图乙所示的杠杆OA,其中O为支点,关水龙头时F2为手柄受到的阻力,请作出最小动力F1的示意图及其力臂l1。
27.(2022八下·呼和浩特期末)请画出动力F的力臂。
28.(2022八下·五华期末)如图是一个杠杆式简易起吊机,杠杆OB可绕O点转动,请在图上画出动力F1的力臂l1。
四、实验探究题
29.(2022八下·沈河期末)小亮利用杠杆做“探究杠杆的平衡条件”实验:
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,若出现如图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节;
(2)实验中,小亮多次调节左端钩码的位置,并移动右侧钩码的位置,如图乙所示,使杠杆保持水平平衡,记录多组数据,这样做了,小亮认为实验结论就具有普遍性了,他这样的操作, (填“完全”或“不完全”)符合实验要求;
(3)如图丙所示,已知每个钩码的质量均为50g,用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,实验中始终保持杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在a位置竖直向下拉时,测力计的示数为 N;弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数将 (填“变大”、“不变”或“变小”);(g取10N/kg)
(4)手机自拍已成为一种时尚。如图丁所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看作一个轻质杠杆,O点是支点。请在图中画出:施加在A点最小的动力F1,和力F2的力臂l2。
五、计算题
30.(2022八下·西城期末)小希用家里的刻度尺、一根木棒和电子秤粗测一个西瓜的重力。小希用网兜将西瓜挂在木棒上的B点,将木棒的一端O放在桌边,用挂在A点的电子秤竖直拉起木棒,使木棒在水平位置平衡,如图所示。此时电子秤读数为8N。用刻度尺测出AB=5BO,不计棒重、网兜重。求:这个西瓜的重力G。
31.(2022八下·瑶海期末)如图所示,一根轻质杠杆在O点用细线悬挂起来,在C处挂上的物体GB=27N,在右侧D点施加一个竖直向下的拉力F,使杠杆在水平位置静止,OC=6cm、OD=18cm,求:
(1)拉力F大小;
(2)细线OA对杠杆拉力大小。
六、简答题
32.(2021八下·马鞍山期末)如图所示,轻质杠杆OAB中,OA长40cm,AB长30cm,OA垂直于AB,C为OA的中点,C点所挂物体的重力为1000N。若在B处施加一个最小力F,使杠杆在图示位置处于平衡。请你在图中画出力F的示意图,并求出力F的大小。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.钢丝钳在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A符合题意;
B.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,B不符合题意;
C.钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,C不符合题意;
D.天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省距离也不费距离,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
2.【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.瓶起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,能省力但费距离,A不符合题意;
B.食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离,B符合题意;
C.图示的水龙头,在使用时相当于轮轴,能省力,但费距离,C不符合题意;
D.定滑轮相当于等臂杠杆,不能省力,也不费距离,但能改变力的方向,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆,费力可以省距离。
3.【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.用羊角锤起钉子时动力臂大于阻力臂,比较省力,属于省力杠杆,A不符合题意;
B.镊子使用时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,B符合题意;
C.瓶起子起瓶盖时动力臂大于阻力臂,比较省力,属于省力杠杆,C不符合题意;
D.托盘天平属于等臂杠杆,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂是费力杠杆。
4.【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.托盘天平实质是等臂杠杆,在使用时不省距离也不费距离,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,但省距离,B不符合题意;
C.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离,C不符合题意;
D.裁纸刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离。
5.【答案】B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】如图所示:
阻力和阻力臂的乘积不变,三个方向施力,F2的力臂lOA最长,根据杠杆的平衡条件可知,F2用力最小。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】由杠杆平衡条件知道,动力最小时,必须使动力臂最长,力臂与力垂直。
6.【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】用瓶起子开瓶盖时,瓶起子在使用过程中,支点在一端,且动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,根据杠杆平衡条件,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,固定不变的点叫支点;根据实际情况判断动力和阻力的方向。
7.【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.用瓶起子开瓶盖的过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A项符合题意;
B.用镊子夹砝码过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,B项不符合题意;
C.用钓鱼竿钓鱼过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,C项不符合题意;
D.用筷子夹食品过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,D项不符合题意.
故答案为:A
【分析】使用杠杆时,动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆。
8.【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.一般情况而言是会省力,但假设动滑轮比物体重得多,那么提升物体的拉力有可能大于直接提升重物的力,例如:正常使用一个动滑轮时,假设提升的物体重10N,动滑轮重60N,则提升物体的拉力大小为35N(不计绳重和摩擦),比直接提升重物费力,A符合题意;
B.吃饭时,手对筷子的力是动力,食物对筷子的力是阻力,此种情况下,动力臂比阻力臂短,所以筷子是个费力杠杆,B不符合题意;
C.我们使用杠杆有时是为了省力,有时是为了省距离,C不符合题意;
D.定滑轮实质是个等臂杠杆,既不省力也不省距离,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】筷子是费力杠杆;定滑轮不省力,不费距离;动滑轮不一定省力。
9.【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】假设杠杆左边力臂是L左,右边力臂是L右,开始时,由杠杆平衡条件可得
解得,。将两边物重同时减少50N,杠杆左边有
杠杆右边有
由此可知,左边<右边,右端下沉。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】杠杆上的力臂不同时,改变相同的力,杠杆不再平衡。
10.【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.镊子夹取东西时,阻力臂大于动力臂,所以是费力杠杆,A符合题意;
B.天平的动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,B不符合题意;
CD.钢丝钳和瓶盖起子在使用时,动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】阻力臂大于动力臂,是费力杠杆。
11.【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】A.杠杆一定有支点,而且支点一定在杠杆上;杠杆可以是直棒,也可以是弯曲的,但杠杆一定是硬棒,A符合题意;
B.力臂是指支点到力的作用线的垂线段,因此动力臂与阻力臂之和不一定等于杠杆的长度,B不符合题意。
C.杠杆分省力杠杆,费力杠杆,等臂杠杆,既省力又省距离的杠杆是没有的,C不符合题意;
D.力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】杠杆是绕支撑点转动的坚实物体,杠杆可以直,可以弯;使用杠杆时,省力费距离,费力省力距离;力臂是支点到力的作用线的垂线。
12.【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A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,B不符合题意;
C.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,C不符合题意;
D.托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
13.【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,A不符合题意;
B.撬棒在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B不符合题意;
C.瓶起子在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,C不符合题意;
D.食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆。
14.【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】要想判断杠杆属于哪种类型,就要看动力臂和阻力臂的大小关系,动力臂大于阻力臂就是省力杠杆,动力臂小于阻力臂就是费力杠杆,动力臂等于阻力臂,等臂杠杆;筷子在使用时动力臂小于阻力臂,属于费力省距离杠杆,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】筷子是费力杠杆,但省距离。
15.【答案】B
【知识点】杠杆的分类;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】AB.由图可知,将门把手安装在离门轴远的一端,推开门时动力臂大,需要的动力小,属于省力杠杆,省力但费距离,A不符合题意,B符合题意;
CD.由杠杆平衡条件可知,为了推门省力,需尽可能增大动力臂,所以动力的作用点应在远离门轴的位置,应在门把手处施力更省力,且推力的作用线垂直于门板面,此时动力臂最大,最省力,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用杠杠时,最大动力臂,可以使动力减小。
16.【答案】50
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】重物对杠杆竖直向下的拉力
该力的力臂为OA,F的力臂为OB,根据杠杆的平衡条件可得
则拉力
【分析】根据,求出拉力F。
17.【答案】16;变大
【知识点】重力及其大小的计算;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】根据题意知道,手机的重力是G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
由杠杆平衡条件知道,F1 L1 =F2 L2,即动力是F1 =2N×=16N
若保持F1的作用点和方向及支点位置不变,即动力臂不变,伸长自拍杆,阻力不变,则阻力臂变大,由杠杆平衡条件F1 L1 =F2 L2 知道,动力F1 将变大。
【分析】根据物体的质量计算重力;结合杠杆的平衡条件,根据已知的力和力臂,计算未知的力。
18.【答案】省力;1.6;300
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
由图可知动力作用在点时,支点在轮轴处,因此轮轴处到作用线的距离即F的力臂是l1=1.6m,重力的力臂l2=0.4m,由杠杆平衡条件得,竖直向上的力F为
【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;支点到动力作用线的距离叫动力臂;根据杠杆平衡条件,求出力的大小。
19.【答案】竖直向下;费力
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】由图可知,阻力是F2,阻力的方向竖直向下;从支点O向动力和阻力作用线分别做垂线段l1和l2,得到动力臂和阻力臂,如图所示
图中动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
【分析】由图可知,阻力是F2,阻力的方向竖直向下;动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
20.【答案】竖直向下;3
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由图可知,支点在O点,保证杠杆在水平位置下平衡,A点施加的力的方向是竖直向下的,所以B点施加的力的方向也是竖直向下的。
设杠杆上每一小格的长度为l,根据杠杆的平衡条件可知
解得弹簧测力计的拉力。
【分析】杠杆上的动力使杠杆转动;根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上力的大小。
21.【答案】转动;便于测量力臂
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】杠杆的平衡状态是指当动力和阻力的作用效果相互抵消时,杠杆处于静止状态或匀速转动状态,所以当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时,杠杆处于平衡状态。
实验时让杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是力臂在杠杆上,便于测量力臂大小。
【分析】动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时,杠杆处于平衡状态;杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小。
22.【答案】A;C;力
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】由图可知,A剪刀的动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,但可以省距离;B剪刀的动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,既不省力也不费力;C剪刀的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,理发店里用的剪刀最好是省距离,所以可选择A剪刀,而由于剪铁皮需要的力较大,所以应选择C剪刀,因为C剪刀是省力杠杆,在剪铁皮时可以省力。
【分析】使用杠杆时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,动力臂小于阻力臂是费力杠杆。
23.【答案】省力;凹
【知识点】近视眼的成因与矫正办法;杠杆的分类
【解析】【解答】羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
形成近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球的前后方向上太长,像成在了视网膜的前方,所以应该配戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。
【分析】动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;凹透镜可以校正近视眼。
24.【答案】省力;300;后
【知识点】杠杆的分类;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由图示独轮车知道,独轮车的支点在轮子的轴处,总重力为阻力,人手向上的力为动力,阻力臂为0.3m,动力臂为1m,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
根据杠杆平衡条件知道FL1=GL2
即F×1m=1000N×0.3m
解得人手向上的力是F=300N
搬运相同的材料,若想更省力,即动力要变小,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件知道,此时应增大动力臂,即人手向后移动。
【分析】使用杠杆时,动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆;根据杠杆上的力和力臂,计算未知力的大小;增大动力臂,动力可以减小。
25.【答案】增大;省力
【知识点】增大或减小摩擦的方法;杠杆的分类
【解析】【解答】钳柄上刻有花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,从而不易从手中滑落。
使用钳子剪铁丝时,动力臂大于阻力臂,故而是省力杠杆。
【分析】增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦力;使用杠杆时,动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆。
26.【答案】解:如图所示:
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】由图乙可知,以O为支点,在F2和其力臂不变情况下,要使动力F1的最小,根据杠杆的平衡条件,F1的力臂最大,如下图所示
【分析】杠杆上最大的力臂是支点到力的作用点的连线,最小的力和最大的力臂 垂直。
27.【答案】解:如图所示:
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】图中O为支点,从支点O向动力作用线作垂线段,即为动力臂l,如图所示:
【分析】杠杆上的力臂,是支点到力的作用线的垂线。
28.【答案】解:如图所示:
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】从支点O向动力作用线引垂线段,垂线段的长即为其力臂l1.,如下图所示:
【分析】杠杆上的力臂是支点到力的作用线的垂线。
29.【答案】(1)右
(2)不完全
(3)0.4;变大
(4)
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,说明右侧力与力臂乘积小于左侧力与力臂乘积,应将平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)实验中应多次调节左端钩码的位置和多次改变钩码的个数,并移动右侧钩码的位置和多次改变钩码的个数,如图乙所示,使杠杆保持水平平衡,记录多组数据,实验结论就具有普遍性,所以小亮的操作不完全符合实验要求。
(3)每个钩码的质量均为50g,每个钩码的重量为
动力作用在A点的拉力
设杠杆上一小格的长度为l,通过杠杆的平衡条件得
即
代入公式
解得
保持B点不变,若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,杠杆左端的力和力臂不变,可知杠杆右端的力变大。
动力作用在A点,当AO之间的连线作为力臂时,力臂是最大的,此时的动力最小;力是由重力产生的,故阻力的方向是竖直向下的,从点做该力的作用线的垂线,即为力臂,如图所示
【分析】(1)调节杠杆水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)探究杠杆的平衡条件时,需要多次改变力和力臂,探究更具有普遍性;
(3)根据杠杆上的力和力臂,计算未知的力;当杠杆上拉力倾斜时,力臂减小,拉力变大;
(4)杠杆上支点到力的作用线的垂线是力臂,杠杆上支点到力的作用点的连线是最大的力臂,最小的力和最大的力臂垂直。
30.【答案】解:电子秤对木棒的拉力F1为8N,由杠杆的平衡条件可知
西瓜的重力为
答:西瓜的重力为48N
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件,结合已知的力和力臂,计算未知力的大小。
31.【答案】(1)解:已知OC=6cm=0.06m
OD=18cm=0.18m
根据杠杆平衡条件得到GB×OC=F×OD
答:拉力F为9N;
(2)解:杠杆在水平位置静止,所以细线OA对杠杆拉力等于使得杠杆向下的力,故FOA=GB+F=27N+9N=36N
答:细线OA对杠杆拉力大小是36N。
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【分析】(1) 根据杠杆平衡条,可求出拉力F大小;
(2)对物体受力分析,结合平衡力特点及杠杆平衡条件,求出细线OA对杠杆拉力大小。
32.【答案】解:在B处施加一个最小力F,则力臂应该最长,当以OB为力臂时,动力臂是最大的,根据杠杆平衡条件可知,此时动力最小,过B点垂直与OB向上做最小力F。如图所示
已知OA长40cm,AB长30cm,根据勾股定理可知
C为OA的中点,则OC=20cm
依据杠杆平衡条件有
而F1即杠杆自身总力,则
答:力F的大小是400N。
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【分析】使用杠杆时,支点到力的作用点的连线是最大的力臂,最小的力和最大的力臂垂直。
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