人教版物理八年级下第十二章12.1细化知识点同步练习———杠杆的动态平衡分析(2)

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名称 人教版物理八年级下第十二章12.1细化知识点同步练习———杠杆的动态平衡分析(2)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2022-11-29 13:01:42

文档简介

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人教版物理八年级下第十二章12.1细化知识点同步练习———杠杆的动态平衡分析(2)
一、单选题
1.(2022八下·成都期末)如图所示,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(  )
①图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力
②图中的B点为杠杆的支点
③“权”小于“重”时,A端一定上扬
④增大“重”时,应把“权”向A端移才能重新恢复水平平衡
A.只有①④ B.只有①② C.只有③④ D.只有②④
2.(2022九上·锡山期中)如图所示,作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢匀速地由位置A拉至位置B,下列说法正确的是(  )
A.拉力F的力臂不变,拉力F变大 B.拉力F先变小后变大
C.阻力和阻力臂乘积不变 D.这个杠杆先省力后费力
3.(2022九上·海安月考)如图所示,在长为L的轻质均匀杠杆OA的中点处悬挂一重物,在杠杆的最右端施加一个始终与杠杆垂直的力F,杠杆保持平衡,此时杠杆与水平方向夹角为30°(如图实线部分所示)。若不考虑杠杆的自重和阻力,则杠杆从图示位置转到水平位置的过程中(  )
A.拉力F逐渐变大,拉力不做功
B.拉力F逐渐变小,拉力做功为GL
C.拉力F逐渐变大,拉力做功为
D.拉力F保持不变,拉力做功为
4.(2022九上·高港月考)如图所示,质地均匀的圆柱体,在拉力F 的作用下,由实线位置匀速转到虚线所示位置,整个过程中,拉力F始终作用于A点且与OA 保持垂直(OA 为圆柱体横截面的直径), 圆柱体在转动过程中不打滑。下列分析正确的是(  )
A.拉力F做的功等于拉力与水平方向移动距离的乘积
B.拉力F逐渐变小
C.拉力F逐渐变大
D.由于拉力F力臂始终保持最长,拉力F始终保持最小值不变
5.(2022八下·涿州期末)如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是 (  )
A.将左右两边的钩码均向外移动一格
B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变
C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变
D.将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个
6.(2022八下·芜湖期末)一端细一端粗的直棒AB,两端各放一支相同的蜡烛,然后支起来并使两端平衡,如图所示。然后点燃这两支蜡烛,当两支蜡烛都燃烧掉一半之后,直棒将(  )
A.A端上升 B.B端上升 C.仍然平衡 D.无法判断
7.(2022八下·福田期末)如图所示,在轻质杠杆的中点处吊一重物G,左端能绕固定点O转动,右端施加一个始终竖直向上的动力F,使杠杆缓慢地从OA转至OB,则在转动过程中(  )
A.F与它的力臂乘积不变 B.F的力臂不变,F的大小变大
C.F的力臂变大,F的大小变大 D.F的力臂变大,F的大小不变
8.(2022·玉林)如图所示,杠杆处于水平平衡状态,若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,则杠杆(  )
A.仍然平衡 B.右端下降 C.左端下降 D.匀速转动
9.(2022八下·包河期末)如图所示,在轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物G,在A端施加一竖直向上的拉力F,如果保持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,拉力F的大小将(  )
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法判断
二、多选题
10.(2022八下·大洼期末)有一根质地均匀杠杆, 在中点支起,两边挂上砝码后, 恰能平衡在水平位置, 如图所示。那么,在下列几种情况下, 还能使杠杆保持平衡的是(  )
A.左、右两边的砝码各向里移动1格
B.左边增加一个钩码,右边的砝码向外移动1格
C.左右两边的砝码各减少一半
D.左右两边的砝码各向外移动1格
11.(2022·湘潭)如图所示,一均匀杠杆可以绕中点O自由转动,杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡,两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO=2lBO,现同时点燃蜡烛,经时间t,它们减少了相等的质量,下列说法正确的是(  )
A.点燃前A,B蜡烛重力之比为1∶2
B.经时间t,杠杆右端下沉
C.经时间t,杠杆左端下沉
D.经时间t,杠杆继续保持水平平衡
三、填空题
12.(2022九上·泗洪月考)如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,用细线将重为G的物体悬挂在A点,在B点施加竖直向上的拉力F。在保持杠杆水平静止的情况下,拉力F=   G;若将拉力F改为沿图中虚线方向F将   (
增大/不变/减小),这是因为动力臂   ( 增大/不变/减小)。
13.(2022九上·江都月考)图中AOB是可绕O点无摩擦转动的轻杆,A端挂重300N的物块,AO与OB长度之比为5∶4.人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环.要使轻杆水平平衡,人应施加拉力为   N,人要不被拉起,则人重至少为
    N,与水平平衡相比,当轻杆在图中虚线位置平衡时,人的拉力将
   (选填“变大”、“变小”、或“不变”)。
14.(2022八下·娄星期末)如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上的大小为20N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则重物G=   N。若保持拉力F方向不变,将拉力F缓慢向左移动一小段距离,在移动的过程中,拉力F将   (选填“增大”、“不变”或者“减小”)。
四、综合题
15.(2022九上·锡山期中)
(1)如图所示,轻质杠杆OA的中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则F=   N。保持F的方向不变,在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将   填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)如图所示,有一根均匀铁棒重为600N,长为L,O为重心,OA=,为了不使这根铁棒的B端下沉,所需外力F至少应为   N,若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端,所需外力F′应为   N。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】①由图可知“标”表示力臂,“本”表示力臂;“权”“重”分别表示动力和阻力;②图中的O点为杠杆的支点;③由图可知“权”的力臂大于“重”的力臂,根据杠杆的平衡条件得,“权”小于“重”时,A端不一定上扬;④增大“重”时,根据杠杆的平衡条件得,在“权”不变时,向A端移才能重新恢复水平平衡,所以①④正确,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】作用在杠杆上的力分别是动力和阻力;根据杠杆的平衡条件,判断力的变化和力臂的变化。
2.【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】重物G通过细线对杠杆的拉力为F′大小等于物体的重力G,即F′=G
由图知,在杠杆缓慢由A到B的过程中,细线对杠杆的拉力F′的大小没有变化。由杠杆的平衡条件知F×OA=GL
当OA、G不变时,L越大,那么F越大,因此拉力F在这个过程中逐渐变大。由于该过程中,动力臂始终大于阻力臂,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】使用杠杆时,当阻力臂变大时,阻力和动力臂不变,动力变大。
3.【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,阻力G不变,其阻力臂不断增大,而动力臂不变,所以动力F逐渐增大,由图可知,物体的重心升高 ,由于不考虑杠杆的自重和阻力,所以拉力做的功等于克服物重做的功,即 ,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,判断拉力变化;根据,判断做功大小。
4.【答案】B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.由功的定义可知,由于拉力在拉力方向上移动的距离并不是水平方向移动的距离,因此拉力F做的功不等于拉力与水平方向移动距离的乘积,A不符合题意;
BCD.由题意可知,圆柱体匀速转动过程中处于平衡状态,且拉力F始终与OA保持垂直,杠杆平衡原理有F·OA=G·OB,其中OB是重力的力臂,圆柱体转动过程中F的力臂OA保持不变,但是重力的力臂OB 逐渐减小,所以拉力F逐渐减小。B符合题意,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】由于拉力在拉力方向上移动的距离并不是水平方向移动的距离,因此拉力F做的功不等于拉力与水平方向移动距离的乘积;根据杠杆平衡原理有F·OA=G·OB,判断力的大小。
5.【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】设杠杆的一个小格是1cm,一个钩码重1N.
A、将左右两边的钩码均向外移动一格,4N×(3+1)cm>3N×(4+1)cm,杠杆的左端下沉,故不符合题意;
B、在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变,(4+1)N×3cm<(3+1)N×4cm,杠杆的右端下沉,故不符合题意;
C、将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变,(4﹣1)N×3cm>(3﹣1)N×4cm,杠杆的左端下沉,故不符合题意;
D、将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变,4N×(3﹣1)cm=(3﹣1)N×4cm,杠杆的平衡,故符合题意.
故答案为:D.
【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上的力和力臂的大小,进而确定钩码数量及位置。
6.【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】由图可知,OA>OB,当燃烧相同的蜡烛后,由于左侧减少的力与力臂的乘积较大,即FALOA>FBLOB,剩余蜡烛与相应力臂的乘积B端大于A端,根据杠杆平衡条件可知,A端上升,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】杠杆平衡时,力臂若不相同,力的大小不同,当改变的力相同时,杠杆不再平衡。
7.【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由题意可知,拉力F的方向始终是竖直向上的,阻力也就是下面物体的重力是始终不变的,杠杆的长度也始终没变,由几何知识可知拉力F在拉动杠杆从A到B的过程中,动力臂的长度在变大,同时阻力臂的长度也在变大,并且它们之比是一个定值,该值在杠杆运动过程中大小不变,再由杠杆平衡的条件可知
F是一个定值,前后大小不变。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据杠杆的平衡条件,当阻力和动力臂不变时,阻力臂变大,动力变大。
8.【答案】C
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】设杠杆上每一格的长度为l,每个钩码的重力为G,原来杠杆水平平衡时,有2G×3l=3G×2l
在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码时,左侧动力与动力臂的乘积为3G×3l=9Gl
右侧阻力与阻力臂的乘积为4G×2l=8Gl
因为9Gl>8Gl
根据杠杆平条件可知,杠杆左端会下降,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据杠杆的平衡条件,结合已知的力和力臂,判断杠杆是否平衡。
9.【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】杠杆在A位置,轻质杠杆OA 中点悬挂重物,则阻力臂
在A 端施加一竖直向上的力F,则动力臂l1=OA
杠杆平衡条件可得Fl1=Gl2
杠杆在B位置时,由图可知:OA′为动力臂,OC′为阻力臂,阻力不变为G,由ΔOC′D∽ΔOA′B

由杠杆平衡条件可得F′×OA′=G×OC′
则F′= =G
由此可知,当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的力臂将变小,但力F的大小不变。B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用杠杆时,若拉力和重力方向平行,力臂的改变比值不变,力的大小不变。
10.【答案】B,C
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.左右两边砝码向里各移动一个格,假设每个钩码为1N,每个格子为1m,根据杠杆的平衡条件可知,变成了
杠杆不再平衡,向右端下沉,A不符合题意;
B.左边增加一个钩码,右边的砝码向外移动1格,假设每个钩码为1N,每个格子为1m,根据杠杆的平衡条件可知,变成了
杠杆保持平衡,B符合题意;
C.左右两边的砝码各减少一半,假设每个钩码为1N,每个格子为1m,根据杠杆的平衡条件可知,变成了
杠杆保持平衡,C符合题意;
D.左右两边的砝码各向外移动1格, 假设每个钩码为1N,每个格子为1m,根据杠杆的平衡条件可知,变成了
杠杆不再平衡,向左端下沉,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上的力的大小及力臂的变化,进而确定钩码数量
11.【答案】A,B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.点燃前A、B蜡烛前,杠杆处于平衡状态,根据杠杆的平衡条件可知
GAlAO=GBlBO
变形得
A符合题意;
BCD.经时间t,蜡烛燃烧后减小的重力ΔG相同,则支点左边力与力臂的乘积为(GA-ΔG)lAO=GAlAO﹣ΔGLAO
支点右边力与力臂的乘积为(GB-ΔG)lBO=GBlBO-ΔGlBO
由于lAO>lBO,所以ΔGlAO>ΔGlBO,GAlAO=GBlBO
则有GAlAO﹣ΔGlAO<GBlBO-ΔGlBO
所以杠杆右端下沉,B符合题意,CD不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】根据杠杆的平衡条件,结合力臂的不同,判断力的大小;判断杠杆是否平衡。
12.【答案】0.5;增大;减小
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】竖直向上的拉力F为动力,动力臂为OB=2OA,重物通过悬绳对A点施加竖直向下的拉力为阻力,阻力臂为OA,依据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,则有F×2OA=G×OA,解得F=0.5G
当拉力F改为沿图中的虚线方向时,由力臂的定义,动力臂将减小,在阻力×阻力臂不变的条件下,动力F增大。
【分析】根据杠杆上力和力臂关系,结合杠杆的平衡条件,计算力的大小;杠杆上的拉力与杠杆不垂直时,拉力的力臂减小,拉力变大。
13.【答案】375;375;不变
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由题意可知,动力臂与阻力臂之比为4∶5,根据杠杆的平衡条件可知,动力与阻力之比应为5∶4,已知阻力为300N,所以动力应为375N,人要不被拉起,人的重力至少应等于拉力的大小375N。杠杆在转动过程中拉力与重力的方向都是在竖直方向,所动力臂与阻力臂之比是不变的,由于物重一定,所以人的拉力也是不变的。
【分析】使用杠杆时,根据杠杆上的力臂的比值, 计算力的比值和力的大小;动力和阻力方向相同时,杠杆的位置改变,力的大小不变。
14.【答案】40;增大
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由题意可知,当杠杆在水平位置平衡时,动力臂BA等于阻力臂BC的2倍,即BA=2BC,根据杠杆平衡条件可知,当杠杆平衡时,物体的重力为
即物体的重力为40N。
保持拉力F方向不变,将A端缓慢向左移动一小段距离, 动力的力臂变小,阻力臂不变,阻力大小不变,由杠杆平衡条件可知,动力F变大。
【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;杠杆平衡时,力臂减小,力变大。
15.【答案】(1)30;不变
(2)200;300
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】(1)根据杠杆的平衡条件可得
F的方向不变,在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,动力臂、阻力臂之比不变,又重力不变,故力F将大小不变。
(2)根据杠杆的平衡条件可得
所以
若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端
所以
【分析】(1)根据杠杆上的阻力和动力臂、阻力臂,结合杠杆平衡条件,可以计算拉力的大小;当杠杆上的拉力和阻力方向相反时,改变杠杆的位置,拉力大小不变;
(2)根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上拉力的大小。
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人教版物理八年级下第十二章12.1细化知识点同步练习———杠杆的动态平衡分析(2)
一、单选题
1.(2022八下·成都期末)如图所示,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(  )
①图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力
②图中的B点为杠杆的支点
③“权”小于“重”时,A端一定上扬
④增大“重”时,应把“权”向A端移才能重新恢复水平平衡
A.只有①④ B.只有①② C.只有③④ D.只有②④
【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】①由图可知“标”表示力臂,“本”表示力臂;“权”“重”分别表示动力和阻力;②图中的O点为杠杆的支点;③由图可知“权”的力臂大于“重”的力臂,根据杠杆的平衡条件得,“权”小于“重”时,A端不一定上扬;④增大“重”时,根据杠杆的平衡条件得,在“权”不变时,向A端移才能重新恢复水平平衡,所以①④正确,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】作用在杠杆上的力分别是动力和阻力;根据杠杆的平衡条件,判断力的变化和力臂的变化。
2.(2022九上·锡山期中)如图所示,作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢匀速地由位置A拉至位置B,下列说法正确的是(  )
A.拉力F的力臂不变,拉力F变大 B.拉力F先变小后变大
C.阻力和阻力臂乘积不变 D.这个杠杆先省力后费力
【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】重物G通过细线对杠杆的拉力为F′大小等于物体的重力G,即F′=G
由图知,在杠杆缓慢由A到B的过程中,细线对杠杆的拉力F′的大小没有变化。由杠杆的平衡条件知F×OA=GL
当OA、G不变时,L越大,那么F越大,因此拉力F在这个过程中逐渐变大。由于该过程中,动力臂始终大于阻力臂,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】使用杠杆时,当阻力臂变大时,阻力和动力臂不变,动力变大。
3.(2022九上·海安月考)如图所示,在长为L的轻质均匀杠杆OA的中点处悬挂一重物,在杠杆的最右端施加一个始终与杠杆垂直的力F,杠杆保持平衡,此时杠杆与水平方向夹角为30°(如图实线部分所示)。若不考虑杠杆的自重和阻力,则杠杆从图示位置转到水平位置的过程中(  )
A.拉力F逐渐变大,拉力不做功
B.拉力F逐渐变小,拉力做功为GL
C.拉力F逐渐变大,拉力做功为
D.拉力F保持不变,拉力做功为
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,阻力G不变,其阻力臂不断增大,而动力臂不变,所以动力F逐渐增大,由图可知,物体的重心升高 ,由于不考虑杠杆的自重和阻力,所以拉力做的功等于克服物重做的功,即 ,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,判断拉力变化;根据,判断做功大小。
4.(2022九上·高港月考)如图所示,质地均匀的圆柱体,在拉力F 的作用下,由实线位置匀速转到虚线所示位置,整个过程中,拉力F始终作用于A点且与OA 保持垂直(OA 为圆柱体横截面的直径), 圆柱体在转动过程中不打滑。下列分析正确的是(  )
A.拉力F做的功等于拉力与水平方向移动距离的乘积
B.拉力F逐渐变小
C.拉力F逐渐变大
D.由于拉力F力臂始终保持最长,拉力F始终保持最小值不变
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.由功的定义可知,由于拉力在拉力方向上移动的距离并不是水平方向移动的距离,因此拉力F做的功不等于拉力与水平方向移动距离的乘积,A不符合题意;
BCD.由题意可知,圆柱体匀速转动过程中处于平衡状态,且拉力F始终与OA保持垂直,杠杆平衡原理有F·OA=G·OB,其中OB是重力的力臂,圆柱体转动过程中F的力臂OA保持不变,但是重力的力臂OB 逐渐减小,所以拉力F逐渐减小。B符合题意,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】由于拉力在拉力方向上移动的距离并不是水平方向移动的距离,因此拉力F做的功不等于拉力与水平方向移动距离的乘积;根据杠杆平衡原理有F·OA=G·OB,判断力的大小。
5.(2022八下·涿州期末)如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是 (  )
A.将左右两边的钩码均向外移动一格
B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变
C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变
D.将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】设杠杆的一个小格是1cm,一个钩码重1N.
A、将左右两边的钩码均向外移动一格,4N×(3+1)cm>3N×(4+1)cm,杠杆的左端下沉,故不符合题意;
B、在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变,(4+1)N×3cm<(3+1)N×4cm,杠杆的右端下沉,故不符合题意;
C、将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变,(4﹣1)N×3cm>(3﹣1)N×4cm,杠杆的左端下沉,故不符合题意;
D、将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变,4N×(3﹣1)cm=(3﹣1)N×4cm,杠杆的平衡,故符合题意.
故答案为:D.
【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上的力和力臂的大小,进而确定钩码数量及位置。
6.(2022八下·芜湖期末)一端细一端粗的直棒AB,两端各放一支相同的蜡烛,然后支起来并使两端平衡,如图所示。然后点燃这两支蜡烛,当两支蜡烛都燃烧掉一半之后,直棒将(  )
A.A端上升 B.B端上升 C.仍然平衡 D.无法判断
【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】由图可知,OA>OB,当燃烧相同的蜡烛后,由于左侧减少的力与力臂的乘积较大,即FALOA>FBLOB,剩余蜡烛与相应力臂的乘积B端大于A端,根据杠杆平衡条件可知,A端上升,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】杠杆平衡时,力臂若不相同,力的大小不同,当改变的力相同时,杠杆不再平衡。
7.(2022八下·福田期末)如图所示,在轻质杠杆的中点处吊一重物G,左端能绕固定点O转动,右端施加一个始终竖直向上的动力F,使杠杆缓慢地从OA转至OB,则在转动过程中(  )
A.F与它的力臂乘积不变 B.F的力臂不变,F的大小变大
C.F的力臂变大,F的大小变大 D.F的力臂变大,F的大小不变
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由题意可知,拉力F的方向始终是竖直向上的,阻力也就是下面物体的重力是始终不变的,杠杆的长度也始终没变,由几何知识可知拉力F在拉动杠杆从A到B的过程中,动力臂的长度在变大,同时阻力臂的长度也在变大,并且它们之比是一个定值,该值在杠杆运动过程中大小不变,再由杠杆平衡的条件可知
F是一个定值,前后大小不变。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据杠杆的平衡条件,当阻力和动力臂不变时,阻力臂变大,动力变大。
8.(2022·玉林)如图所示,杠杆处于水平平衡状态,若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,则杠杆(  )
A.仍然平衡 B.右端下降 C.左端下降 D.匀速转动
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】设杠杆上每一格的长度为l,每个钩码的重力为G,原来杠杆水平平衡时,有2G×3l=3G×2l
在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码时,左侧动力与动力臂的乘积为3G×3l=9Gl
右侧阻力与阻力臂的乘积为4G×2l=8Gl
因为9Gl>8Gl
根据杠杆平条件可知,杠杆左端会下降,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据杠杆的平衡条件,结合已知的力和力臂,判断杠杆是否平衡。
9.(2022八下·包河期末)如图所示,在轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物G,在A端施加一竖直向上的拉力F,如果保持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,拉力F的大小将(  )
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法判断
【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】杠杆在A位置,轻质杠杆OA 中点悬挂重物,则阻力臂
在A 端施加一竖直向上的力F,则动力臂l1=OA
杠杆平衡条件可得Fl1=Gl2
杠杆在B位置时,由图可知:OA′为动力臂,OC′为阻力臂,阻力不变为G,由ΔOC′D∽ΔOA′B

由杠杆平衡条件可得F′×OA′=G×OC′
则F′= =G
由此可知,当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的力臂将变小,但力F的大小不变。B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用杠杆时,若拉力和重力方向平行,力臂的改变比值不变,力的大小不变。
二、多选题
10.(2022八下·大洼期末)有一根质地均匀杠杆, 在中点支起,两边挂上砝码后, 恰能平衡在水平位置, 如图所示。那么,在下列几种情况下, 还能使杠杆保持平衡的是(  )
A.左、右两边的砝码各向里移动1格
B.左边增加一个钩码,右边的砝码向外移动1格
C.左右两边的砝码各减少一半
D.左右两边的砝码各向外移动1格
【答案】B,C
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.左右两边砝码向里各移动一个格,假设每个钩码为1N,每个格子为1m,根据杠杆的平衡条件可知,变成了
杠杆不再平衡,向右端下沉,A不符合题意;
B.左边增加一个钩码,右边的砝码向外移动1格,假设每个钩码为1N,每个格子为1m,根据杠杆的平衡条件可知,变成了
杠杆保持平衡,B符合题意;
C.左右两边的砝码各减少一半,假设每个钩码为1N,每个格子为1m,根据杠杆的平衡条件可知,变成了
杠杆保持平衡,C符合题意;
D.左右两边的砝码各向外移动1格, 假设每个钩码为1N,每个格子为1m,根据杠杆的平衡条件可知,变成了
杠杆不再平衡,向左端下沉,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上的力的大小及力臂的变化,进而确定钩码数量
11.(2022·湘潭)如图所示,一均匀杠杆可以绕中点O自由转动,杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡,两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO=2lBO,现同时点燃蜡烛,经时间t,它们减少了相等的质量,下列说法正确的是(  )
A.点燃前A,B蜡烛重力之比为1∶2
B.经时间t,杠杆右端下沉
C.经时间t,杠杆左端下沉
D.经时间t,杠杆继续保持水平平衡
【答案】A,B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.点燃前A、B蜡烛前,杠杆处于平衡状态,根据杠杆的平衡条件可知
GAlAO=GBlBO
变形得
A符合题意;
BCD.经时间t,蜡烛燃烧后减小的重力ΔG相同,则支点左边力与力臂的乘积为(GA-ΔG)lAO=GAlAO﹣ΔGLAO
支点右边力与力臂的乘积为(GB-ΔG)lBO=GBlBO-ΔGlBO
由于lAO>lBO,所以ΔGlAO>ΔGlBO,GAlAO=GBlBO
则有GAlAO﹣ΔGlAO<GBlBO-ΔGlBO
所以杠杆右端下沉,B符合题意,CD不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】根据杠杆的平衡条件,结合力臂的不同,判断力的大小;判断杠杆是否平衡。
三、填空题
12.(2022九上·泗洪月考)如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,用细线将重为G的物体悬挂在A点,在B点施加竖直向上的拉力F。在保持杠杆水平静止的情况下,拉力F=   G;若将拉力F改为沿图中虚线方向F将   (
增大/不变/减小),这是因为动力臂   ( 增大/不变/减小)。
【答案】0.5;增大;减小
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】竖直向上的拉力F为动力,动力臂为OB=2OA,重物通过悬绳对A点施加竖直向下的拉力为阻力,阻力臂为OA,依据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,则有F×2OA=G×OA,解得F=0.5G
当拉力F改为沿图中的虚线方向时,由力臂的定义,动力臂将减小,在阻力×阻力臂不变的条件下,动力F增大。
【分析】根据杠杆上力和力臂关系,结合杠杆的平衡条件,计算力的大小;杠杆上的拉力与杠杆不垂直时,拉力的力臂减小,拉力变大。
13.(2022九上·江都月考)图中AOB是可绕O点无摩擦转动的轻杆,A端挂重300N的物块,AO与OB长度之比为5∶4.人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环.要使轻杆水平平衡,人应施加拉力为   N,人要不被拉起,则人重至少为
    N,与水平平衡相比,当轻杆在图中虚线位置平衡时,人的拉力将
   (选填“变大”、“变小”、或“不变”)。
【答案】375;375;不变
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由题意可知,动力臂与阻力臂之比为4∶5,根据杠杆的平衡条件可知,动力与阻力之比应为5∶4,已知阻力为300N,所以动力应为375N,人要不被拉起,人的重力至少应等于拉力的大小375N。杠杆在转动过程中拉力与重力的方向都是在竖直方向,所动力臂与阻力臂之比是不变的,由于物重一定,所以人的拉力也是不变的。
【分析】使用杠杆时,根据杠杆上的力臂的比值, 计算力的比值和力的大小;动力和阻力方向相同时,杠杆的位置改变,力的大小不变。
14.(2022八下·娄星期末)如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上的大小为20N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则重物G=   N。若保持拉力F方向不变,将拉力F缓慢向左移动一小段距离,在移动的过程中,拉力F将   (选填“增大”、“不变”或者“减小”)。
【答案】40;增大
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由题意可知,当杠杆在水平位置平衡时,动力臂BA等于阻力臂BC的2倍,即BA=2BC,根据杠杆平衡条件可知,当杠杆平衡时,物体的重力为
即物体的重力为40N。
保持拉力F方向不变,将A端缓慢向左移动一小段距离, 动力的力臂变小,阻力臂不变,阻力大小不变,由杠杆平衡条件可知,动力F变大。
【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;杠杆平衡时,力臂减小,力变大。
四、综合题
15.(2022九上·锡山期中)
(1)如图所示,轻质杠杆OA的中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则F=   N。保持F的方向不变,在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将   填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)如图所示,有一根均匀铁棒重为600N,长为L,O为重心,OA=,为了不使这根铁棒的B端下沉,所需外力F至少应为   N,若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端,所需外力F′应为   N。
【答案】(1)30;不变
(2)200;300
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】(1)根据杠杆的平衡条件可得
F的方向不变,在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,动力臂、阻力臂之比不变,又重力不变,故力F将大小不变。
(2)根据杠杆的平衡条件可得
所以
若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端
所以
【分析】(1)根据杠杆上的阻力和动力臂、阻力臂,结合杠杆平衡条件,可以计算拉力的大小;当杠杆上的拉力和阻力方向相反时,改变杠杆的位置,拉力大小不变;
(2)根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上拉力的大小。
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