10.1科学探究_杠杆的平衡条件 沪科版初中物理八年级全一册同步练习（含详细答案解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
10.1科学探究:杠杆的平衡条件沪科版初中物理八年级全一册同步练习
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共10小题，共20分。
1.某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦如图”“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中，分析合理的是( )
A. 前臂杠杆的支点在肘关节处 B. 肱二头肌给桡骨的力是阻力
C. 重物给前臂的力是动力 D. 前臂是一根省力杠杆
2.如图所示，均匀杠杆的每格长度相等，每个钩码的质量相等．在调节好的杠杆的处挂个钩码，处挂个钩码，下列操作可以使杠杆水平平衡的是
A. 将处的钩码向右移动一格 B. 将处的钩码向左移动一格
C. 将处的钩码向左移动一格 D. 将处的钩码向右移动一格
3.如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起．当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是
( )
A. 减少横杆右端的人数 B. 将支架向右移动
C. 横杆右端的人向支架靠近 D. 减小横杆上悬绳与支架间的距离
4.如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则( )
A. ，因为乙方法的动力臂长
B. ，因为甲方法的阻力臂短
C. ，因为甲方法的动力臂短
D. ，因为动力臂都是阻力臂的倍
5.轻质硬杆长用长短不同的线把边长为的立方体甲和体积是的球乙分别拴在杆的两端。在距点处的点支起时，甲静止在桌面上，乙悬空，杆处于水平平衡。将乙浸没在水中后，杆仍平衡，如图所示。下列说法中正确的是取( )
A. 杆端受力增加了 B. 杆端受力减小了
C. 甲对水平桌面的压强增加了 D. 甲对水平桌面的压强减小了
6.在以“自行车中的物理知识”为主题的小论坛上，小明列举的以下观点中错误的是( )
A. 轮胎上有花纹增大摩擦力
B. 用铝合金做车架可减轻车身质量
C. 刹车把手是杠杆可以省力
D. 停止蹬车，车仍运动车受到惯性作用
7.如图甲所示的案秤是生活中测量质量的常用工具，与各个标有“”“”“”和个标有“”的增砣配套使用。如果把如图乙所示的标有“”的增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果应该( )
A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 无法判断
8.杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人民的智慧。如图所示，为杆秤提纽，，秤砣质量，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当秤砣置于点时，杆秤再次水平平衡，此时测得，则鱼的质量为( )
A. B. C. D.
9.杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人民的智慧。如图所示，为杆秤提纽，，秤砣质量，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当秤砣置于点时，杆秤再次水平平衡，此时测得，则鱼的质量为( )
A. B. C. D.
10.如图所示，为杠杆的支点，点悬挂一重物，为使杠杆在水平位置平衡，若在点施加一个力并使该力最小，该力应沿( )
A. 方向 B. 方向 C. 方向 D. 方向
第II卷（非选择题）
二、填空题：本大题共4小题，共8分。
11.如图所示。放置花盆的支架只在、两点用螺钉固定在墙壁上，保持水平。已知长为，长为，长为，花盆的重力为，重力作用线恰好过中点。若不计支架的重力，则点螺钉对支架的水平拉力 ______用已知量表示。为了减小拉力，花盆位置应离墙壁______一些。
12.如图所示，杆秤秤砣的质量为，杆秤自身质量忽略不计。若杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为和，则被测物体的质量为______；若被测物体质量变大了，则称纽应向______选填“左”或“右”移动；若秤砣有缺损，则测量值比被测物体的真实质量要______选填“偏大”或“偏小”。
13.工具的发明制造为生产、生活提供便利，如图所示的工具在使用中都是为了______选填“省力”或“省距离”。
14.如图所示，重为牛的物体挂在轻质杠杆处，为了使杠杆水平平衡，在点施加的最小力的大小为______牛，方向______，若力从该位置向左倾斜，要使杠杆仍保持水平平衡，则力的大小需______选填“增大”、“不变”或“减小”。
三、实验探究题：本大题共2小题，共12分。
15.小明利用如图所示实验装置探究“杠杆的平衡条件”．
实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
轻质杠杆静止时如图甲所示，此时杠杆________选填“处于”或“不处于”平衡状态，实验时使其在水平位置平衡，这样操作的目的是便于测量________．
小明多次实验并记录数据如表，分析数据得出杠杆的平衡条件：________________．
第次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示，此时将两侧所挂的钩码同时向支点靠近一格，杠杆的________选填“左”或“右”侧会下降，原因是下降一侧的________________比另一侧大．
如图丙所示，用弹簧测力计拉处，测力计由虚线位置逐渐转至竖直向上位置，使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将________选填“变大”“变小”或“不变”．
16.如图是小净利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。

实验前没挂钩码，杠杆静止的位置如图甲，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_________选填“左”或“右”端调节；
在杠杆调整到水平位置平衡后，利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂，测得数据如表：由实验数据，可得出杠杆的平衡条件是：___________________________；
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
如图乙，由杠杆的平衡条件可知杠杆的_________选填“左”或“右”端会下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，仅需把左侧钩码_________；
如图丙，有一左粗右细的直木棒，悬挂使其水平平衡，仍利用钩码和刻度尺，使用该直木棒_________选填“能”或“不能”探究“杠杆平衡条件”；
如图丁，杆秤是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件，杆秤的刻度应是_________的选填“均匀”或“非均匀”。
四、综合题：本大题共2小题，共20分。
17.我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重如图甲，冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图乙，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态忽略绳重和杆重。

以点为支点，在图乙中画出悬挂秤砣的绳子对杆秤点的拉力及的力臂；
由图乙，孩子及秤钩和所坐篮子的总质量_________选填“大于”“等于”或“小于”秤砣的质量。若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，仍在点提起杆秤，调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在_________选填“点左边”“点”或“点右边”。
18.杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为刻度。当秤盘上放一个质量为的物体时，秤砣移到处，恰好能使杆秤水平平衡，测得，。
计算秤砣的质量。
小金在处标的刻度应为______若图中，则处的刻度应为______。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解；用手向上举物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力是动力，重物给前臂的力是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点在肘关节处，故A正确、BC错误；
用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆，故D错误。
故选：。
能绕固定点转动的硬棒叫杠杆，使杠杆转动的力叫动力，阻碍杠杆转动的力叫阻力；
可依据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系：若动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；若动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则为等臂杠杆。
本题考查杠杆的五要素，省力杠杆，费力杠杆的判断，属于基础知识考查，难度不大。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用，难度较小。
根据杠杆平衡条件进行分析。
【解答】
解：杠杆的平衡条件是2.
设一个钩码的重为，一格为，将处的钩码向左移动一格，有，符合杠杆的平衡条件，其它均不符合杠杆的平衡条件，故选C．
3.【答案】
【解析】解：、减少横杆右端的人数，减小了动力，则阻力和阻力的乘积不变，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，故A错误。
B、将支架向右移动，阻力和阻力臂变大，动力臂变小，则阻力和阻力的乘积变大，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，故B错误。
C、横杆右端的人向支架靠近，减小了动力臂，则阻力和阻力的乘积不变，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，故C错误。
D、减小横杆上悬绳与支架间的距离，减小了阻力臂，则阻力和阻力的乘积变小，而动力和动力臂的乘积不变，可能将巨木抬起，故D正确。
故选：。
杠杆平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，阻力一定，减小阻力臂，增大动力臂可以省力。
本题主要考查杠杆的应用，基础性题目，熟练掌握杠杆平衡条件是关键。
4.【答案】
【解析】解：两次抬起水泥板时的情况如图所示：
在上述两种情况下，动力为，阻力均为水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以动力臂都等于阻力臂的倍；
根据杠杆的平衡条件可得：，所以前后两次所用的力相同，故ABC错误，D正确。
故选：。
把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点；由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其几何中心上；此时动力为，阻力为水泥板的重力，据此分析动力臂与阻力臂的关系；再杠杆的平衡条件比较与的大小关系。
通过杠杆的平衡条件，将抬起物体所用的力与物体的重力两者联系在一起。对于均匀的物体，抬起一端所用的力等于其重力的一半。
5.【答案】
【解析】解：乙球受到的浮力：；
杠杆左端减小的力乘以力臂等于杠杆右端减小的力乘以力臂，所以，
所以，，
所以。
杠杆左端受到甲的拉力减小了，甲对桌面的压力增大，
所以甲对水平桌面的压强增大了，增大的值为：。
故选：。
当乙球浸没在水中，乙球对杠杆右端的拉力减小，拉力减小的值等于乙球受到的浮力。
当乙球浸没在水中，杠杆还处于水平位置平衡，杠杆左端减小的力乘以力臂等于杠杆右端减小的力乘以力臂。求出甲对杠杆左端减小的力，也就是甲对桌面增大的力，求出桌面受力面积，根据压强公式求出甲对桌面增大的压强。
杠杆在水平位置平衡，当杠杆的动力和阻力都在减小时，减小的动力乘以动力臂等于减小的阻力乘以阻力臂。
6.【答案】
【解析】解：轮胎上有花纹是在压力一定时，通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A正确；
B.车架为铝合金材质，密度较小，在体积相等的情况下，整车质量越小，可减轻质量，故B正确；
C.自行车的车把相当于杠杆，且动力臂大于阻力臂，所以刹车把手属于省力杠杆，故C正确；
D.停止蹬车，车还能继续向前运动，是因为车具有惯性，惯性是物体本身的一种属性，不是力，不能说车受到惯性作用，故D错误。
故选：。
增大摩擦力的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度；
利用密度计算公式分析；
杠杆的分类：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；
我们把物体保持运动状态不变的属性叫做惯性，惯性代表了物体运动状态改变的难易程度，惯性的大小只与物体的质量有关。
此题考查了增大摩擦力的方法、杠杆的分类、惯性现象等，属于基础知识。
7.【答案】
【解析】解：根据杠杆的平衡条件可判断，增砣盘所对应力臂较长，秤盘所对应的力臂短，则秤盘中物体的力大于增砣盘中的力，即秤盘中物体的质量大于增砣盘中增砣的质量，故这个标识为的增砣真实质量小于。
故选：。
根据杠杆的平衡条件可判断，增砣盘所对应力臂较长，力较小。
此题是考查了杠杆平衡条件的应用，重点是能够正确判断两个力臂的大小关系。
8.【答案】
【解析】【分析】
根据杠杆的平衡条件可求出物体的质量。
本题主要考查杠杆的平衡，以及重力的计算，其中正确理解支点，动力臂和阻力臂的计算是解题的关键之一。
【解答】
杆秤绕提纽转动，所以点是杆秤的支点，作用在处的力使杆秤逆时针转动，由于杆秤水平平衡，其力臂是，作用在处的力使杆秤顺时针转动，其力臂是；
根据杠杆的平衡条件可得：，即，
解得。
故B正确，ACD错误。
9.【答案】
【解析】解：杆秤绕提纽转动，所以点是杆秤的支点，作用在处的力使杆秤逆时针转动，由于杆秤水平平衡，其力臂是，作用在处的力使杆秤顺时针转动，其力臂是；
根据杠杆的平衡条件可得：，即，
解得。
故B正确，ACD错误。
故选：。
根据杠杆的平衡条件可求出物体的质量。
本题主要考查杠杆的平衡，以及重力的计算，其中正确理解支点，动力臂和阻力臂的计算是解题的关键之一。
10.【答案】
【解析】由杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小。所以要判断哪个动力最小，就看哪个动力对应的动力臂最长。支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂，与这条动力臂垂直的力即为最小动力。
解：由图可知，为支点，点挂一重物，阻力方向向下，为使杠杆在水平位置平衡，在点施加一个力，动力方向向下，要使该力最小，由杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小；由图可知，对应的动力臂最长，所以该力应沿方向。
故选：。
11.【答案】 近
【解析】解：支点为，花盆对支架的压力为阻力，从支点做到花盆重力作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂，
点是支点，花盆处在中点处，则花盆对支架压力阻力；
处螺钉水平拉力动力的力臂，
由杠杆平衡条件可得：，
处螺钉的水平拉力的大小：
；
由杠杆平衡条件可知，在阻力、动力臂不变的情况下，阻力臂越小、动力越小、越省力；所以为了安全，应减小阻力臂，从而减小处的拉力，花盆应尽量靠近墙壁。
故答案为：；近。
先确定出支点，处螺钉的水平拉力为动力、花盆对支架的压力为阻力；支点到动力、阻力的作用线的距离为动力臂、阻力臂，从根据杠杆平衡条件求出处螺钉的水平拉力的大小；
根据杠杆平衡条件可知，在阻力、动力臂一定的情况下，阻力臂越小，动力越小、越省力、越牢固，据此根据图示情景分析答题。
本题考查了杠杆的五要素、杠杆平衡条件的应用，属于基础题目。
12.【答案】 左 偏大
【解析】解：如图所示：
因为杠杆平衡，所以，
即：，
则。
秤砣质量不变，即动力不变，若被测物体质量变大，则阻力变大，由杠杆平衡条件知，动力臂与阻力臂的比值变大，由于阻力臂与动力臂的和等于杆秤的长度是一定的，则应减小阻力臂，增大动力臂，所以称纽应向左端移动。
若秤砣有缺损，减小，而不变，所以要变大，
杆秤所示的质量值要偏大。
故答案为：；左；偏大。
知道秤砣的质量和两边力臂的大小，利用重力公式和杠杆的平衡条件求被测物的质量；
保持秤砣不变，根据杠杆平衡条件分析力臂的变化；
若秤砣有缺损时，左边的力和力臂不变，右边的力减小，根据杠杆的平衡条件知道右边的力臂增大，即：杆秤所示的质量值要大于被测物的真实质量值。
本题考查了学生对杠杆的平衡条件的掌握和运用，找出力臂大小是本题的关键。
13.【答案】省力
【解析】解：钢丝钳、核桃夹在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力杠杆费距离。
故答案为：省力。
动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，费力杠杆省距离。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，省力杠杆费距离。
本题考查杠杆的分类，难度不大。
14.【答案】 垂直杠杆向上 增大
【解析】解：图中杠杆支点在点，动力臂，阻力臂，阻力，
根据杠杆的平衡条件可知，；方向垂直杠杆向上；
因为阻力、阻力臂不变，若力从该位置向左倾斜，则动力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，力的大小需增大。
故答案为：；垂直杠杆向上；增大。
要想力最小，施加的方向应和杠杆垂直；根据杠杆的平衡条件可求点应施加的力的大小；已知物体的重力方向，可知的方向；
当力作用于点向左倾斜时，动力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知点应施加的力的大小变化。
本题考查杠杆平衡条件的应用，关键是知道要想力最小，这个力的方向应该和杠杆垂直。
15.【答案】处于力臂大小动力动力臂阻力阻力臂或 右 力与力臂的乘积 变小
【解析】略
16.【答案】右 动力动力臂阻力阻力臂或； 左 靠近支点一个格 能 均匀
【解析】解：杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节；
根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：动力动力臂阻力阻力臂 或；
设杠杆每个格的长度为，每个钩码的重力为，根据杠杆的平衡条件：
，即，故左端下沉；
要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，只需要将左侧的钩码靠近支点一个格，则有：，即可平衡；
如下图所示：
木棒处于平衡状态，可得到，即杠杆平衡的条件。
如图，秤钩处不放物体时，杆秤平衡，则点作为杆秤对应的质量刻度值为；
该杆秤所能测量的物体质量的最大时，秤砣在点，
根据杠杆平衡条件，可知：，
则，由于和是定值，
所以与成正比，即杆秤的刻度是均匀。
故答案为：右；动力动力臂阻力阻力臂 或；左；靠近支点一个格；能；均匀。
在调平杠杆平衡时，杠杆的哪端高，平衡螺母要向哪端移动；
杠杆平衡的条件是：动力动力臂阻力阻力臂；
设一个钩码重为，杠杆一个小格是，根据杠杆平衡条件判断杠杆向哪端下降，要保持平衡，根据杠杆的平衡条件判断去掉哪侧钩码；
找到不均匀的木棒的支点点处，木棒处于平衡状态，即可得到杠杆的平衡条件；
根据杠杆平衡条件求得物重阻力与动力臂的关系，据此进行解答。
此题是探究杠杆平衡条件的实验，考查了杠杆的调平，及实验中应注意的问题，在实验中为得到普遍性的规律，应多测几组数据进行分析以及学生对杆秤作用的了解。
17.【答案】
大于 点左边
【解析】【分析】
悬挂秤砣的绳子对杆秤点有竖直向下的拉力，从支点到拉力的作用线的距离为的力臂，
作用在杆秤点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杆秤点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件和重力公式分析可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量与秤砣的质量的大小关系。根据杠杆平衡条件分析，若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，仍在点提起杆秤，调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在什么位置。
本题考查力臂的画法、重力公式和杠杆平衡条件的灵活运用，属于基础题。
【解答】
悬挂秤砣的绳子对杆秤点有竖直向下的拉力，从支点到拉力的作用线的距离为的力臂：
作用在杆秤点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杆秤点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件可知，因为，所以孩子及秤钩和所坐篮子的总重力大于秤砣的重力，根据可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量大于秤砣的质量。若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，则作用在杆秤点的力变小，动力臂不变，作用在杆秤点的力不变，根据杠杆平衡条件可知，阻力臂会变小，所以调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在点左边。
18.【答案】解：
由题知，秤盘上放一个质量为的物体时，秤砣移到处，恰好能使杆秤水平平衡，
由杠杆的平衡条件有：---，
秤砣的质量：；
由题知，秤盘上不放重物时，将秤砣移至点提纽处，杆秤恰好水平平衡，由此知处为刻度，
秤盘上放一个质量为的物体时，秤砣移到处，恰好能使杆秤水平平衡，所以在处标的刻度应为；
秤砣在处时杆秤恰好水平平衡，此时秤盘上放的重物质量为，
则，且，
所以---
可得：，
所以处刻度应为。
答：秤砣的质量为；
小金在处标的刻度应为若图中，则处的刻度应为。
【解析】秤盘上放一个质量为的物体时，秤砣移到处，恰好能使杆秤水平平衡，根据杠杆平衡条件计算秤砣的质量；
秤盘上不放重物时，将秤砣移至点提纽处，杆秤恰好水平平衡，由此知处为刻度，由此知处标的刻度值；
本题以杆秤为情景考查了杠杆平衡条件的应用，体现了物理在生活中的应用。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)