12.1 杠杆 课后练习 (含答案) 2023-2024学年人教版物理八年级下册

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名称 12.1 杠杆 课后练习 (含答案) 2023-2024学年人教版物理八年级下册
格式 docx
文件大小 1.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2024-03-18 12:19:50

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12.1 杠杆
一、单选题
1.如图所示,从A、B、C、D四点中选择一点,对静止停放的自行车施加竖直向上的力,将前轮略微提起。其中最省力的是选择(  )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
2.张师傅在用独轮车搬运砖头,车箱和砖头总重3000N,独轮车的有关尺寸如左下图所示;运砖头时从A点向竖直上抬起独轮车把手的动力是F,则(  )
A.该装置能够省距离 B.该装置能够省功
C.动力F=750N D.动力F=1000N
3.如图是《天工开物》中描述的古代官府用来运载税银的“六桨课船”。下列说法正确的是(  )
A.划桨时,桨是一个费力杠杆
B.当卸下税银,船受到的浮力不变
C.桨划水的力与船受到水的阻力是一对平衡力
D.桨划水的力与船受到水的阻力是一对相互作用力
4.筷子是我国和部分国家特有的用餐工具。在正常使用筷子用餐时,筷子属于( )
A.省力杠杆,且省距离 B.费力杠杆,但省距离
C.省力杠杆,但费距离 D.等臂杠杆,即不省力也不费力
5.李青同学在实验操作考试中进行“探究杠杆平衡条件”的操作,完成杠杆调平后,给杠杆两侧挂上不同数量的钩码。已知每个钩码的重力都相同,其中能让杠杆在水平方向平衡的是(  )
A. B.
C. D.
6.下列杠杆在使用过程中可以省距离的是(  )
A.钢丝钳子 B.船桨 C.托盘天平 D.开瓶器
7.如图所示的工具中,能省距离的是(  )
A.理发剪 B.起瓶器
C.核桃夹 D.老虎钳
8.在“探究杠杆平衡条件的实验”中,下列说法正确的是(  )
A.如图甲所示,实验前,杠杆右端下沉,则应将左端的平衡螺母向右调节
B.如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点也挂4个相同的钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡
C.调节杠杆直到在水平位置平衡,目的是实验时便于测量力臂
D.如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将变小
二、填空题
9.小红利用杠杆制成一种多功能杆秤,使用前,杠杆左端低,右端高,她将平衡螺母向 调节,直至杠杆处于水平平衡,她取来质量均为100g的实心纯金属块a和b、合金块c(由a、b的材料组成)。她将a挂在A处,且浸没于水中,在B处挂上100g钩码,杠杆恰好处于水平平衡,如图所示,测得OA=50cm,OB=40cm,则a的密度为 g/cm3。接下来,她分别将b、c挂于A处并浸没于水中,当将钩码分别移至C、D处时,杠杆均水平平衡,测得OC=30cm,OD=34cm,则合金块c中所含金属a和金属b的质量之比为 。(ρ水=1.0×103kg/m3)
10.工人师傅用独轮车搬运砖块,车和砖块所受的总重力G=1200N,有关尺寸如图所示。工人师傅推车时,人手向上的力F的大小是 。
11.如图所示,将长为1.2m的轻质木棒平放在水平方形台面上,左右两端点分别为、,它们距台面边缘处距离均为0.3m。在处挂一个重为30N的物体。为了防止端下沉,端挂的物体至少为 N。
12.俯卧撑是一项常见的健身项目,如图所示是装同学做俯卧撑时的情景,此同学的身体可视为杠杆,身高1.75m,体重为60kg,脚与地的接触点为A点,人的重心O点距A点1.2m,两手位置B点距A点1.5m。人在做俯卧撑时,地面对两手的支持力为 N。若60s内做们卧撑30次,每次人重心上升高度为0.2m,做功功率为 W。(g取10N/kg)
13.图1是吊车将集装箱由A点运载到C点的简化图,图2是吊车的吊挂系统简化图,O点为支点,吊臂液压缸对吊臂的力F1作用在M点,沿ab线,绳索对吊臂的拉力F2作用在N点,吊挂系统处于平衡状态,若不考虑吊臂的重力。
(1)请在图2中画出F1及其力臂l1;( )
(2)判断F1 F2(选填“>”、“=”或“<”),理由: 。
三、作图题
14.在图中画出拉力 F的力臂L。
15.在图中画出杠杆所受动力的力臂。
四、实验题
16.小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中,
(1)实验前杠杆左低右高,为使杠杆在水平位置平衡,应将 向 (左/右)移动,将杠杆调在 水平位置平衡的目的是为了便于 。
(2)杠杆平衡后,小明在图甲所示的A位置挂上2个钩码,可在B位置挂上 个钩码,使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于 。
(3)他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉,若每个钩码重1N。当杠杆在水平位置平衡时,测力计的示数将 (选填“大于”、“等于”或“小于”)1N,原因是 。
17.在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)挂钩码前,杠杆在如图(a)所示的位置静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态;此时我们常把杠杆的平衡螺母向 调,直至在水平位置平衡;
(2)如图(b)所示,在A点挂2个质量均为50g的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,目的是 ,此时弹簧测力计的示数为 N(g=10N/kg);
(3)如图(c),保持A点所挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力F (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)细心的小明发现取下钩码和测力计之后,摆动的杠杆尺能很快恢复至水平平衡,是因为杠杆的支点在杠杆尺的 (“重心”、“重心偏上”、“重心偏下”);
(5)同学们归纳出杠杆的平衡条件之后,小红所在的小组向老师反映她们的数据和结论不吻合,分析表格中的数据,你认为可能原因是: 。
测量序号 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 1.4 5 1 5
2 2.9 10 2.5 10
3 2.4 15 1.5 20
4 1.9 20 2 15
五、计算题
18.做俯卧撑运动的人可视为杠杆。如图所示,一同学重600N,P点为重心,肩部上升0.4m。某次测试中,他1min内完成30次俯卧撑,双手对地面的压力为多少?将身体撑起一次所做的功为多少?该同学在1min内的功率?
19.定定设计了如图所示的装置探究杠杆的平衡条件,在轻质杠杆AB的A端悬挂一个质量为3kg的空桶,,将质量分布均匀,重为240N的正方体工件M通过细线与B端相连,此时,杠杆在水平位置平衡,且M对地面的压强为4500Pa,不考虑机械的自重和摩擦,求:
(1)桶A的重力
(2)此时细线对M的拉力;
(3)若将M沿竖直方向截去部分,并将截取的部分放入空桶中,使M对地面的压强变为原来的五分之二,求截去部分的质量。
参考答案:
1.A
【详解】根据杠杆平衡条件可知,在阻力、阻力臂一定的情况下,要使动力最小,必须使动力臂最长。若要从四点钟选择一点施力,将前轮略微提起,是围绕后轮与地面的接触点转动,分别作出在四点的力臂,具体如图所示:
由图可知,以OA作为动力臂时动力臂最长,此时动力最小,所以最省力的是A点,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】A.该装置动力臂大于阻力臂,费距离,故A不符合题意;
B.任何机械都不能省功,故B不符合题意;
CD.由杠杆平衡条件得
解得
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3.A
【详解】A.船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A正确;
B.当卸下税银,船受到的重力减小,浮力减小,故B错误;
CD.桨划水的力与船受到水的阻力没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,也不是相互作用力,故CD错误。
故选A。
4.B
【详解】在使用筷子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但能省距离,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.D
【详解】A.假设每格钩码的重力为,每格的长度为;图中
不满足杠杆的平衡条件,故不能让杠杆在水平方向平衡,故A不符合题意;
B.图中
不满足杠杆的平衡条件,故不能让杠杆在水平方向平衡,故B不符合题意;
C.图中
不满足杠杆的平衡条件,故不能让杠杆在水平方向平衡。故C不符合题意;
D.图中
满足杠杆的平衡条件,故能让杠杆在水平方向平衡,故D符合题意。
故选D。
6.B
【详解】A.钢丝钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,费距离,故A不符合题意;
B.船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,省距离,故B符合题意;
C.托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,既不省距离也不费距离,故C不符合题意;
D.开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,费距离,故D不符合题意。
故选B。
7.A
【详解】A.理发剪在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力省距离,故A正确;
B.起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,省力费距离,故B错误;
C.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,省力费距离,故C错误;
D.老虎钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,省力费距离,故D错误。
故选A。
8.C
【详解】A.调节杠杆在水平位置平衡,杠杆左端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的左端移动,使杠杆在水平位置平衡,故A错误;
B.设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件
FALA=FBLB

4G×3L=FB×2L
解得FB=6G,需挂6个钩码,故B错误;
C.调节杠杆直到在水平位置平衡,此时力臂在标尺上,因此目的是实验时便于测量力臂,故C正确;
D.保持B点不变,若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,力变大,故D错误。
故选C。
9. 右 5 2︰3
【详解】[1]杠杆左端低,右端高,应将平衡螺母向右调节,直至杠杆处于水平平衡。
[2]在B处挂上100g钩码,则B点受到的拉力为
根据杠杆平衡条件可求A点受到绳的拉力为
合金块a的重力为
合金块a的浮力为
因为合金块浸没在水中,所以其体积为
合金块a的密度为
[3]由题意可知合金块b、c的质量等于a的质量,即
则合金块b、c的重力等于a的重力,即
将b挂于A处时,A点受到绳的拉力为
合金块b的浮力为
因为合金块浸没在水中,所以其体积为
合金块b的密度为
将c挂于A处时,A点受到绳的拉力为
合金块c的浮力为
因为合金块浸没在水中,所以其体积为
因合金块c是由a、b的材料组成,所以有
代入数值有
解得

所以合金块c中所含金属a和金属b的质量之比为2︰3。
10.400
【详解】由图知道,以车轮轴为支点,人手向上的力作为动力F1=F,动力臂为
L1=0.3m+0.6m=0.9m
车和砖的总重力为阻力F2=G=1200N,阻力臂为L2=0.3m,依据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,则有
F×L1=G×L2
代入数据求得人手向上的力F的大小是
11.10
【详解】由题意知,可将木棒AB视为杠杆,若A端下沉,则杠杆的支点在距A端0.3m处,则L左=0.3m,其中轻质木棒长1.2m,则
L右=1.2m-0.3m=0.9m
当A处挂一个重为30N的物体时,根据杠杆平衡条件
GA×L左=GB×L右
可得
因此,为了防止A端下沉,B端重物至少重10N。
12. 480 60
【详解】[1]某同学的重力
做俯卧撑时,地面对两手的支持力是动力,人的重力为阻力,据杠杆的平衡条件有
解得,则地面对两手的支持力F=480N。
[2]每做一次俯卧撑所做的功
做一次俯卧撑需要的时间
做功功率为
13. > 由图可知,l1<l2,由杠杆平衡条件可知,F1>F2
【详解】(1)[1]吊臂液压缸对吊臂的力F1作用在M点,沿ab线向上,过支持力的作用点,沿支持力的方向画一条有向线段,用F1表示;从支点O向拉力F1的作用线作垂线段,垂线段l1即为其力臂,如图所示:
(2)[2][3]作出F2的力臂l2,如下图所示,由图可知,l1<l2,由杠杆平衡条件可知,F1>F2。
14.
【详解】图中杠杆支点为O,反向延长拉力F的作用线,过支点O作F作用线的垂线段,即力臂L,如图所示:
15.
【详解】延长动力F1的作用线,过支点O作垂直于动力作用线的垂线段,即动力臂l1,如图所示:
16. 平衡螺母 右 避免杠杆自重的影响 4 测量力臂大小 大于 力臂变短
【详解】(1)[1][2][3]杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,则重心应向右移动,故将平衡螺母向右移动,杠杆的重心通过支点,杠杆调=在 水平位置平衡,可以消除杠杆自重对平衡的影响。
(2)[4][5]由杠杆平衡条件可得,设每只钩码的重力为G,杠杆每一格的长度为L,代入后可得,所以可得,则在B位置上挂4个钩码,将杠杆调节在水平位置平衡,便于测量力臂的大小。
(3)[6][7]若在C点位置竖直向下拉,根据杠杆平衡条件可计算得到拉力F大小约为
所以弹簧测力计的示数是1.33N,当弹簧测力计斜向下拉时,动力臂变小,但阻力和阻力臂不变,所以测力计的示数会变大,即大于1N。
17. 是 右 便于测量力臂 1.5 变大 重心 弹簧测力计倒着使用时,弹簧测力计的自重对杠杆平衡有影响
【详解】(1)[1] [2]当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置,此时杠杆是平衡状态,当实验时为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响需要在水平位置平衡。杠杆左端下沉,应将杠杆重心向右移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节。
(2)[3]当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。这样做的目的是便于测量力臂。
[4]由图根据杠杆平衡条件可知
FALA=FBLB
代入数据可得
2×0.05kg×10N/kg×3L=FB×2L
解得
FB=1.5N
(3)[5]根据杠杆的平衡条件分析,将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其阻力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变,而动力臂在从a到b的过程逐渐减小,动力F逐渐增大。
(4)[6]杠杆尺左右两边不放物体时,支点在杠杆尺的重心位置,使杠杆重力的力臂为零,杠杆会水平平衡。
(5)[7]由表格数据得
F1L1>F2L2
分析其中的原因是弹簧测力计倒着使用时,弹簧自重对杠杆平衡有影响。
18.360N; 144J; 72W
【详解】解:由得
解得
将身体撑起一次所做功
6min做功的功率
答:双手对地面的压力为360N;将身体撑起一次所做的功为144J,该同学在1min内的功率为72W。
19.(1)30N;(2)60N;(3)4kg
【详解】解:(1)空桶重力为
(2)杠杆A端受到的拉力等于桶的重力,由杠杆平衡条件可知,细线对M的拉力为
(3)地面对M的支持力为
M对地面的压力与地面对M的支持力是一对相互作用力,大小相等,所以M对地面的压力为
M对地面的压强为4500Pa,则M的底面积
则正方体M的棱长为0.2m,整个正方体M的体积为:
M的密度为
设切去部分的质量为m,切去部分的体积为,则切去部分的底面积为
则物体M切去一部分后与地面的接触面积为
由题意可知,切割后M对地面的压强
此时地面对M的支持力:
压力和支持力是一对相互作用力,大小相等,此时的支持力为

此时B端绳子的拉力为

由杠杆平衡原理可知
解得

联立①②③解得
答:(1)(1)桶A的重力30N;
(2)此时细线对M的拉力为60N;
(3)截去部分的质量4kg。