11.1《探究:杠杆的平衡条件》 筑基提能同步分层练习设计(基础版)初中物理八年级下(沪科版2024)
一、单选题
1.(2024八下·博罗期末)下列工具中,属于费力杠杆的是( )
A.钢丝钳 B.钓鱼竿 C.托盘天平 D.定滑轮
【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】费力杠杆动力大于阻力,如钓鱼竿,B正确,省力杠杆动力小于阻力,如钢丝钳,等臂杠杆,动力等于阻力,如天平以及定滑轮,ACD错误
综上选B
【分析】根据杠杆的分类判识选项
省力杠杆:动力臂较长,所以动力较小,常见的例子有羊角锤、核桃夹;费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,等壁杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,常见的例子有:天平
2.(2025八下·高州开学考)使用杠杆能给我们的生活带来便利,如图,下列杠杆属于费力杠杆的是( )
A.食品夹 B.核桃夹
C.园艺剪 D.羊角锤
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A、食品夹使用时,动力臂小于阻力臂,所以动力大于阻力,属于费力杠杆,A正确;
BCD、核桃夹、园艺剪、羊角锤使用时,动力臂大于阻力臂,所以动力小于阻力,属于省力杠杆,BCD错误;
综上选A。
【分析】省力杠杆:动力臂较长,所以动力较小,常见的例子有羊角锤、核桃夹;费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,等壁杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,常见的例子有:天平。
3.(2024八下·连州期末)如题图,下列所示的常用工具中,属于省力杠杆的是( )
A.托盘天平
B.瓶盖起子
C.面包夹
D.缝纫机踏脚板
【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.托盘天平属于等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,故A不符合题意;
B.瓶盖起子属于省力杠杆,在使用时动力臂大于阻力臂,用较小的力就可以克服较大的力,故B正确;
C.面包夹是费力杠杆,动力臂小于阻力臂,可以移动较小的距离,故C错误;
D.踩缝纫机属于费力杠杆,动力臂小于阻力臂,故D错误。
故选B。
【分析】本题考查杠杆的分类,需要根据杠杆的定义和分类标准,判断给出的工具属于哪一类杠杆。省力杠杆的特点是动力臂大于阻力臂,这样可以以较小的动力克服较大的阻力。动力臂小于阻力臂的是费力杠杆,可以移动较小的距离。
4.(2024八上·长春开学考)如图所示,使用时属于费力杠杆的是( )
A.镊子 B.瓶盖启子
C.钳子 D.托盘天平
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】A.镊子动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,故是费力杠杆,故A正确;
BC.起子和钳子动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,故是省力杠杆,故BC错误;
D.天平动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力,故D错误。
故选A。
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
5.(2023八下·毕节月考)有些时候只要运动员踢球的位置得当,便能让足球划过一道弧线绕过对方的运动员,也就是人们常说的“香蕉球”。这里“踢球的位置”,是指力的( )
A.大小 B.方向 C.力臂 D.作用点
【答案】D
【知识点】力的三要素及力的示意图;杠杆及其五要素
【解析】【解答】“踢球的位置”,是指力的作用点;力的作用点不同,产生的效果不同。故ABC不符合题意,D符合题意;
故选D。
【分析】 .力的三要素有:力的大小、方向、作用点 ,三要素不同,作用效果不同。
6.(2024八下·余干期末)天工开物是我国第一部关于农业和手工业生产技术的百科全书,蕴含了大量的物理知识,下列场景中的描述错误的是( )
A.图:试弓定力:弓被拉开,说明力可以改变物体的形状
B.图:独轮推车:独轮推车,匀速推动,此时推力大于摩擦力
C.图:制糖:往桶里加水,水对桶底的压强逐渐变大
D.图:桔槔:用桔槔装水,运用了杠杆原理
【答案】B
【知识点】力的概念及单位;平衡力的辨别;力与运动的关系;压强的大小及其计算;杠杆及其五要素
【解析】【解答】A、 试弓定力:弓被拉开,说明力可以改变物体的形状 ,A正确
B、 独轮推车:独轮推车,匀速推动,此时推力等于摩擦力 ,B错误
C、 制糖:往桶里加水,水对桶底的压强逐渐变大 ,C正确
D、 用桔槔装水,运用了杠杆原理 ,D正确
综上选B
【分析】1、力的作用效果:力会使物体的运动状态和物体形状发生改变;弓被拉开,说明力可以改变物体的形状
2、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上,车匀速运动,推力等于摩擦力
3、压强计算:公式为P=ρgh,h增加,压强增加
4、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂
7.(2024八下·衡水期末)杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,是历史悠久的称重器具之一.如图是杆秤的结构示意图,秤盘上不放重物时,提起提纽,秤砣移至D处杆秤恰好可以水平平衡.关于杆秤下列说法正确的是 ( )
A.杆秤上的零刻度线就在提纽O处
B.被称物体质量一定大于秤砣质量
C.被称物体质量越大,秤砣离提纽越远
D.若秤砣磕掉一块,被称物体的称量值比真实值小
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.由杠杆平衡条件F1L1= F2L2可知,零刻度线在D处,故A错误;
B.力臂小于物体的力臂,被测物体质量可能小于秤砣质量,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件,物体质量越大,秤砣离秤钮距离L砣越远,C正确;
D.掉一块,F砣减小,由可知,L砣变大,被称物体的质量测量值将偏大,D错误。
故选C。
【分析】将杆秤进行模型化分析,找到其支点、力和力臂,进行分析。
二、多选题
8.(2024八下·内黄期末)下列工具在使用时属于省力杠杆的是( )
A. 老虎钳 B. 钓鱼竿
C. 天平 D. 羊角锤
【答案】A,D
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】AD.使用老虎钳、羊角锤时,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,是省力杠杆,故AD符合题意;
B.使用钓鱼竿时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.天平的动力臂等于阻力臂,动力大小等于阻力,是等臂杠杆,故D不符合题意。
故选AD。
【分析】根据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系,判断杠杆的种类。
9.(2024八下·余干期末)冰壶可称其之为集技巧与智慧于一体的体育运动,被大家誉为冰上的“国际象棋”。有关冰壶中所涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.冰壶与冰面接触后,熔化的水膜可以增大摩擦
B.冰壶比赛中前面两名队员刷冰用的刷子是费力杠杆
C.刷冰过程中冰刷克服摩擦阻力做功,机械能转化为内能
D.冰壶运动员用力投出冰壶,说明力改变了冰壶的运动状态
【答案】B,C,D
【知识点】机械能及其转化;力的概念及单位;摩擦力的大小;杠杆的分类
【解析】【解答】A、 冰壶与冰面接触后,熔化的水膜可以减小接触面的粗糙程度进而减小摩擦力,A错误
B、 冰壶比赛中前面两名队员刷冰用的刷子是费力杠杆 ,B正确
C、 刷冰过程中冰刷克服摩擦阻力做功,机械能转化为内能 ,C正确
D、 冰壶运动员用力投出冰壶,说明力改变了冰壶的运动状态 ,D正确
综上选BCD
【分析】1、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
2、费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,本题中,刷子的力臂较短,所以属于费力杠杆
3、能量转化:根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断,如太 刷冰过程中冰刷克服摩擦阻力做功,机械能转化为内能
4、力的作用效果:力会使物体的运动状态和物体形状发生改变, 冰壶运动员用力投出冰壶,说明力改变了冰壶的运动状态
10.(2024八下·西丰期末)如图所示,是中国古代的一种水利驱动的春捣式加工粮食的机械~水碓。将水车放置在水流当中,水流带动水车转动,水车带动连通轴及其上的拨杆一起转动,拨杆旋转去拨动木槌的一端,使木槌高高抬起,让木槌上下敲击,以此捣碎加工器皿中的粮食。下列有关说法正确的是( )
A.拨杆将木槌抬起时,木槌相当于费力杠杆
B.木槌落下时,将动能转化为重力势能
C.粮食被捣碎,说明力可以改变物体运动状态
D.在水车与连通轴间加润滑油可以减小摩擦
【答案】A,D
【知识点】机械能及其转化;力的作用效果;增大或减小摩擦的方法;杠杆的分类
【解析】【解答】A.根据图像,拨杆将木槌抬起时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A正确;
B.木槌落下时,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能,故B错误;
C.粮食被捣碎,是力可以改变物体的形状,故C错误;
D.在水车与连通轴间加润滑油,使接触面分离,可以减小摩擦,故D正确。
故选AD。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;质量一定时,速度变大,动能变大,高度变小,重力势能变小;力可以改变物体的形状;接触面分离,可以减小摩擦力。
11.(2024八下·钢城期末)“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”,《中国诗词大会》深受观众的青睐。关于下列诗句与涉及到的物理知识,对应正确的是( )
A.“清风不识字,何故乱翻书”中的“清风乱翻书”是因为空气流速大的地方压强大
B.“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”中的“飞流直下”是水的重力势能转化为动能
C.“蓬头稚子学垂纶,侧坐莓苔草映身”中蓬头稚子钓鱼时用的鱼竿是费力杠杆
D.“颠狂柳絮随风去,轻薄桃花逐水流”中“逐水流”说明物体运动需要力来维持
【答案】B,C
【知识点】机械能及其转化;力的作用效果;流体压强与流速的关系;杠杆的分类
【解析】【解答】A.清风乱翻书是因为空气流速大的地方压强小,故A错误;
B.飞流直下,质量不变,高度变小,速度变大,重力势能转化为动能,故B正确;
C.钓鱼时用的鱼竿,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C正确;
D.逐水流说明物体的运动状态发生改变是因为受到力的作用,故D错误。
故选BC。
【分析】流速大压强小;重力势能和高度、质量有关,动能和质量、速度有关;动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;力可以改变物体的运动状态。
三、实验填空题
12.(2024八上·长沙开学考)如图是探究杠杆平衡条件的实验情景。请你解答:
(1)实验前,为了使图甲中静止的杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 旋一些;
(2)调节平衡后,在杠杆B点处挂6个钩码,如图乙所示,则在A点处应挂 个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡;
(3)实验中进行多次实验的目的是__________(选填“A”或“B”);
A.取平均值减少误差 B.使实验结论具有普遍性
【答案】(1)右
(2)4
(3)B
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)为了消除杠杆自重影响且便于读取力臂,需要杠杆处于水平位置,现在是左低右高,接下来应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,设杠杆的一个小格为工,一个钩码重为G,根据杠杆平衡条件得到,所以,所以在A处挂4个钩码;
(3)一次实验得到的结论具有偶然性,要使得实验结论具有普遍性,需进行多次实验,故B符合题意;故选:B。
【分析】(1)调节杠杆平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;
(2)设杠杆的一个小格为工,一个钩码重为G,根据杠杆平衡求出钩码的个数;
(3)实验中多次测量的目的:一是求平均值减小误差,二是得到普遍规律,避免偶然性,关键是看对实验数据如何处理。
(1)由图甲可知,杠杆往左端倾斜,则应将杠杆右端的平衡螺母向右调节。
(2)假设一个钩码重为G,杠杆一小格代表L,根据杠杆平衡条件有
6G×2L=nG×3L
解得n=4,即在A点处应挂4个钩码。
(3)实验中,多次改变支点两侧钩码的位置和个数进行多次实验,是为了得到多组数据,从而总结出杠杆平衡的一般规律,使实验结论具有普遍性,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
13.(2024八下·博罗期末)物理小组的同学探究“杠杆平衡条件”实验。
(1)实验开始时,杠杆的位置如题甲图所示。此时应将杠杆右端的螺母向 (选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,其目的是便于测量 ; 同时消除杠杆 对实验的影响;
(2)完成三次实验,每次实验均用同样的测量器材和测量方法且读数均无误,记录的数据如下表所示,通过实验数据得出杠杆平衡的条件为 。如题乙图所示,要使杠杆水平平衡,应在a点悬挂 个钩码,平衡后将杠杆左右所挂的钩码同时向远离支点O的方向移动一个小格,则杠杆 (选填“左侧下降”“右侧下降”或“保持水平平衡”);
次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
(3)为了探究动力与阻力方向相反时是否还能得出杠杆的平衡条件,物理小组利用如题丙图所示的器材进行实验,实验过程中,弹簧测力计应沿着图中 (选填“1”或“2”)的方向拉。
【答案】(1)右;力臂;自身重力
(2)F1×L1=F2×L2;1;左侧下降
(3)1
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】1)杠杆左端下沉,所以应该增加右侧力和力臂的乘积, 杠杆在水平位置平衡,其目的是便于测量力臂同时消除自重的影响
综上第1空、右;第2空、力臂;第3空、自身重力
2) 杠杆平衡的条件为 动力×动力臂等于阻力×阻力臂,即 F1×L1=F2×L2 ,假设一个钩码的重力为G,一节长度为L,所以可列2L×2G=4L×F,F=1G, 平衡后将杠杆左右所挂的钩码同时向远离支点O的方向移动一个小格, 则左侧力和力臂乘积大于右侧,所以左侧下滑
综上第1空、F1×L1=F2×L2;第2空、1;第3空、左侧下降
3)为了准确测量力臂,应该垂直杠杆拉弹簧测力计,所以选1
综上 第1空、1
【分析】1、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂
天平的调平:调平原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,当指针偏左表明左侧较重,所以需要增加右侧力和力臂
3、力臂的画法:力臂是支点和力的作用线的垂线段
四、解答与计算题
14.(2024八下·南昌期中)如图所示,一台小型起重吊车正在起吊重物,请解决下面三个问题:
(1)吊车的吊臂属于哪种类型的杠杆?为什么要在吊车上使用这种类型的杠杆?
(2)已知伸缩撑杆竖直向上的支持力与C点受到竖直向下的拉力的力臂之比与1∶5,当吊臂吊着200kg的货物处于静止状态时,伸缩撑杆对吊臂的支持力为多大?()
(3)吊臂在20s内将货物从地面送到9m高的位置,求货物在竖直方向上移动的速度。
【答案】(1)解:吊臂属于费力杠杆。车子上的空间比较小,而吊臂需要移动的空间比较大,只能采用省距离的机械,所以使用费力杠杆
(2)解:
(3)解:
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;杠杆的分类
【解析】【分析】1)吊车臂的阻力臂大于动力臂,所以属于费力杠杆, 子上的空间比较小,而吊臂需要移动的空间比较大,只能采用省距离的机械
2)货物为200kg,根据重力公式G=mg计算货物的重力,根据杠杆平衡条件可知 ,所以
3) 吊臂在20s内将货物从地面送到9m高的位置 ,根据速度公式v=s/t计算货物的速度
15.(2024八下·黄浦期中)如图所示轻质杠杆OB保持水平平衡,其中OA长为0.6米,AB长为0.2米。B点处挂一重为12牛的物体,求施加在A点竖直向上的力的大小。
【答案】解:由题意可得,O为支点,OA为动力臂,OB为阻力臂,由杠杆平衡条件可得
答:竖直向上的拉力为16N。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上拉力的大小。
16.(2023八下·惠阳期末) 如图甲是《天工开物》中记载古人利用杠杆从水井提水的情景. 现简化成图乙模型,轻质杠杆AB,支点为O,AO:OB=3:2,在B端用轻绳系着石块P,石块质量m=15kg;在A端用轻绳系着一只木桶Q,木桶以及桶内的水总质量M=40kg;水井边站着提水人阿宝(g取10N/kg). 求:
(1)阿宝不提绳子,杠杆水平平衡时,绳AQ的拉力大小;
(2)阿宝缓慢提绳子(绳AQ始终竖直),当水桶刚离开水面时阿宝对绳的拉力大小。
【答案】(1)解:由题意知,杠杆水平平衡时,根据杠杆平衡的条件可知,绳AQ的拉力大小为:
答:阿宝不提绳子,杠杆水平平衡时,绳AQ的拉力大小为100N;
(2)解:水桶刚离开水面时,阿宝对绳子的拉力为
答:阿宝缓慢提绳子(绳AQ始终竖直),当水桶刚离开水面时阿宝对绳的拉力大小为300N。
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【分析】(1)杠杆的平衡条件GP×OB=F拉×OA,可知当阿宝不提绳子时,杠杆平衡,绳AQ的拉力,代入数值即可;
(2)杠杆给AQ的拉力为F拉,加上小宝的拉力等于M的重力。所以水桶刚离开水面时,阿宝对绳子的拉力为F拉1=GM-F拉=Mg-F拉。
1 / 111.1《探究:杠杆的平衡条件》 筑基提能同步分层练习设计(基础版)初中物理八年级下(沪科版2024)
一、单选题
1.(2024八下·博罗期末)下列工具中,属于费力杠杆的是( )
A.钢丝钳 B.钓鱼竿 C.托盘天平 D.定滑轮
2.(2025八下·高州开学考)使用杠杆能给我们的生活带来便利,如图,下列杠杆属于费力杠杆的是( )
A.食品夹 B.核桃夹
C.园艺剪 D.羊角锤
3.(2024八下·连州期末)如题图,下列所示的常用工具中,属于省力杠杆的是( )
A.托盘天平
B.瓶盖起子
C.面包夹
D.缝纫机踏脚板
4.(2024八上·长春开学考)如图所示,使用时属于费力杠杆的是( )
A.镊子 B.瓶盖启子
C.钳子 D.托盘天平
5.(2023八下·毕节月考)有些时候只要运动员踢球的位置得当,便能让足球划过一道弧线绕过对方的运动员,也就是人们常说的“香蕉球”。这里“踢球的位置”,是指力的( )
A.大小 B.方向 C.力臂 D.作用点
6.(2024八下·余干期末)天工开物是我国第一部关于农业和手工业生产技术的百科全书,蕴含了大量的物理知识,下列场景中的描述错误的是( )
A.图:试弓定力:弓被拉开,说明力可以改变物体的形状
B.图:独轮推车:独轮推车,匀速推动,此时推力大于摩擦力
C.图:制糖:往桶里加水,水对桶底的压强逐渐变大
D.图:桔槔:用桔槔装水,运用了杠杆原理
7.(2024八下·衡水期末)杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,是历史悠久的称重器具之一.如图是杆秤的结构示意图,秤盘上不放重物时,提起提纽,秤砣移至D处杆秤恰好可以水平平衡.关于杆秤下列说法正确的是 ( )
A.杆秤上的零刻度线就在提纽O处
B.被称物体质量一定大于秤砣质量
C.被称物体质量越大,秤砣离提纽越远
D.若秤砣磕掉一块,被称物体的称量值比真实值小
二、多选题
8.(2024八下·内黄期末)下列工具在使用时属于省力杠杆的是( )
A. 老虎钳 B. 钓鱼竿
C. 天平 D. 羊角锤
9.(2024八下·余干期末)冰壶可称其之为集技巧与智慧于一体的体育运动,被大家誉为冰上的“国际象棋”。有关冰壶中所涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.冰壶与冰面接触后,熔化的水膜可以增大摩擦
B.冰壶比赛中前面两名队员刷冰用的刷子是费力杠杆
C.刷冰过程中冰刷克服摩擦阻力做功,机械能转化为内能
D.冰壶运动员用力投出冰壶,说明力改变了冰壶的运动状态
10.(2024八下·西丰期末)如图所示,是中国古代的一种水利驱动的春捣式加工粮食的机械~水碓。将水车放置在水流当中,水流带动水车转动,水车带动连通轴及其上的拨杆一起转动,拨杆旋转去拨动木槌的一端,使木槌高高抬起,让木槌上下敲击,以此捣碎加工器皿中的粮食。下列有关说法正确的是( )
A.拨杆将木槌抬起时,木槌相当于费力杠杆
B.木槌落下时,将动能转化为重力势能
C.粮食被捣碎,说明力可以改变物体运动状态
D.在水车与连通轴间加润滑油可以减小摩擦
11.(2024八下·钢城期末)“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”,《中国诗词大会》深受观众的青睐。关于下列诗句与涉及到的物理知识,对应正确的是( )
A.“清风不识字,何故乱翻书”中的“清风乱翻书”是因为空气流速大的地方压强大
B.“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”中的“飞流直下”是水的重力势能转化为动能
C.“蓬头稚子学垂纶,侧坐莓苔草映身”中蓬头稚子钓鱼时用的鱼竿是费力杠杆
D.“颠狂柳絮随风去,轻薄桃花逐水流”中“逐水流”说明物体运动需要力来维持
三、实验填空题
12.(2024八上·长沙开学考)如图是探究杠杆平衡条件的实验情景。请你解答:
(1)实验前,为了使图甲中静止的杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 旋一些;
(2)调节平衡后,在杠杆B点处挂6个钩码,如图乙所示,则在A点处应挂 个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡;
(3)实验中进行多次实验的目的是__________(选填“A”或“B”);
A.取平均值减少误差 B.使实验结论具有普遍性
13.(2024八下·博罗期末)物理小组的同学探究“杠杆平衡条件”实验。
(1)实验开始时,杠杆的位置如题甲图所示。此时应将杠杆右端的螺母向 (选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,其目的是便于测量 ; 同时消除杠杆 对实验的影响;
(2)完成三次实验,每次实验均用同样的测量器材和测量方法且读数均无误,记录的数据如下表所示,通过实验数据得出杠杆平衡的条件为 。如题乙图所示,要使杠杆水平平衡,应在a点悬挂 个钩码,平衡后将杠杆左右所挂的钩码同时向远离支点O的方向移动一个小格,则杠杆 (选填“左侧下降”“右侧下降”或“保持水平平衡”);
次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
(3)为了探究动力与阻力方向相反时是否还能得出杠杆的平衡条件,物理小组利用如题丙图所示的器材进行实验,实验过程中,弹簧测力计应沿着图中 (选填“1”或“2”)的方向拉。
四、解答与计算题
14.(2024八下·南昌期中)如图所示,一台小型起重吊车正在起吊重物,请解决下面三个问题:
(1)吊车的吊臂属于哪种类型的杠杆?为什么要在吊车上使用这种类型的杠杆?
(2)已知伸缩撑杆竖直向上的支持力与C点受到竖直向下的拉力的力臂之比与1∶5,当吊臂吊着200kg的货物处于静止状态时,伸缩撑杆对吊臂的支持力为多大?()
(3)吊臂在20s内将货物从地面送到9m高的位置,求货物在竖直方向上移动的速度。
15.(2024八下·黄浦期中)如图所示轻质杠杆OB保持水平平衡,其中OA长为0.6米,AB长为0.2米。B点处挂一重为12牛的物体,求施加在A点竖直向上的力的大小。
16.(2023八下·惠阳期末) 如图甲是《天工开物》中记载古人利用杠杆从水井提水的情景. 现简化成图乙模型,轻质杠杆AB,支点为O,AO:OB=3:2,在B端用轻绳系着石块P,石块质量m=15kg;在A端用轻绳系着一只木桶Q,木桶以及桶内的水总质量M=40kg;水井边站着提水人阿宝(g取10N/kg). 求:
(1)阿宝不提绳子,杠杆水平平衡时,绳AQ的拉力大小;
(2)阿宝缓慢提绳子(绳AQ始终竖直),当水桶刚离开水面时阿宝对绳的拉力大小。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】费力杠杆动力大于阻力,如钓鱼竿,B正确,省力杠杆动力小于阻力,如钢丝钳,等臂杠杆,动力等于阻力,如天平以及定滑轮,ACD错误
综上选B
【分析】根据杠杆的分类判识选项
省力杠杆:动力臂较长,所以动力较小,常见的例子有羊角锤、核桃夹;费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,等壁杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,常见的例子有:天平
2.【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A、食品夹使用时,动力臂小于阻力臂,所以动力大于阻力,属于费力杠杆,A正确;
BCD、核桃夹、园艺剪、羊角锤使用时,动力臂大于阻力臂,所以动力小于阻力,属于省力杠杆,BCD错误;
综上选A。
【分析】省力杠杆:动力臂较长,所以动力较小,常见的例子有羊角锤、核桃夹;费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,等壁杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,常见的例子有:天平。
3.【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.托盘天平属于等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,故A不符合题意;
B.瓶盖起子属于省力杠杆,在使用时动力臂大于阻力臂,用较小的力就可以克服较大的力,故B正确;
C.面包夹是费力杠杆,动力臂小于阻力臂,可以移动较小的距离,故C错误;
D.踩缝纫机属于费力杠杆,动力臂小于阻力臂,故D错误。
故选B。
【分析】本题考查杠杆的分类,需要根据杠杆的定义和分类标准,判断给出的工具属于哪一类杠杆。省力杠杆的特点是动力臂大于阻力臂,这样可以以较小的动力克服较大的阻力。动力臂小于阻力臂的是费力杠杆,可以移动较小的距离。
4.【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】A.镊子动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,故是费力杠杆,故A正确;
BC.起子和钳子动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,故是省力杠杆,故BC错误;
D.天平动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力,故D错误。
故选A。
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
5.【答案】D
【知识点】力的三要素及力的示意图;杠杆及其五要素
【解析】【解答】“踢球的位置”,是指力的作用点;力的作用点不同,产生的效果不同。故ABC不符合题意,D符合题意;
故选D。
【分析】 .力的三要素有:力的大小、方向、作用点 ,三要素不同,作用效果不同。
6.【答案】B
【知识点】力的概念及单位;平衡力的辨别;力与运动的关系;压强的大小及其计算;杠杆及其五要素
【解析】【解答】A、 试弓定力:弓被拉开,说明力可以改变物体的形状 ,A正确
B、 独轮推车:独轮推车,匀速推动,此时推力等于摩擦力 ,B错误
C、 制糖:往桶里加水,水对桶底的压强逐渐变大 ,C正确
D、 用桔槔装水,运用了杠杆原理 ,D正确
综上选B
【分析】1、力的作用效果:力会使物体的运动状态和物体形状发生改变;弓被拉开,说明力可以改变物体的形状
2、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上,车匀速运动,推力等于摩擦力
3、压强计算:公式为P=ρgh,h增加,压强增加
4、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂
7.【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.由杠杆平衡条件F1L1= F2L2可知,零刻度线在D处,故A错误;
B.力臂小于物体的力臂,被测物体质量可能小于秤砣质量,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件,物体质量越大,秤砣离秤钮距离L砣越远,C正确;
D.掉一块,F砣减小,由可知,L砣变大,被称物体的质量测量值将偏大,D错误。
故选C。
【分析】将杆秤进行模型化分析,找到其支点、力和力臂,进行分析。
8.【答案】A,D
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】AD.使用老虎钳、羊角锤时,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,是省力杠杆,故AD符合题意;
B.使用钓鱼竿时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.天平的动力臂等于阻力臂,动力大小等于阻力,是等臂杠杆,故D不符合题意。
故选AD。
【分析】根据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系,判断杠杆的种类。
9.【答案】B,C,D
【知识点】机械能及其转化;力的概念及单位;摩擦力的大小;杠杆的分类
【解析】【解答】A、 冰壶与冰面接触后,熔化的水膜可以减小接触面的粗糙程度进而减小摩擦力,A错误
B、 冰壶比赛中前面两名队员刷冰用的刷子是费力杠杆 ,B正确
C、 刷冰过程中冰刷克服摩擦阻力做功,机械能转化为内能 ,C正确
D、 冰壶运动员用力投出冰壶,说明力改变了冰壶的运动状态 ,D正确
综上选BCD
【分析】1、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
2、费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,本题中,刷子的力臂较短,所以属于费力杠杆
3、能量转化:根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断,如太 刷冰过程中冰刷克服摩擦阻力做功,机械能转化为内能
4、力的作用效果:力会使物体的运动状态和物体形状发生改变, 冰壶运动员用力投出冰壶,说明力改变了冰壶的运动状态
10.【答案】A,D
【知识点】机械能及其转化;力的作用效果;增大或减小摩擦的方法;杠杆的分类
【解析】【解答】A.根据图像,拨杆将木槌抬起时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A正确;
B.木槌落下时,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能,故B错误;
C.粮食被捣碎,是力可以改变物体的形状,故C错误;
D.在水车与连通轴间加润滑油,使接触面分离,可以减小摩擦,故D正确。
故选AD。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;质量一定时,速度变大,动能变大,高度变小,重力势能变小;力可以改变物体的形状;接触面分离,可以减小摩擦力。
11.【答案】B,C
【知识点】机械能及其转化;力的作用效果;流体压强与流速的关系;杠杆的分类
【解析】【解答】A.清风乱翻书是因为空气流速大的地方压强小,故A错误;
B.飞流直下,质量不变,高度变小,速度变大,重力势能转化为动能,故B正确;
C.钓鱼时用的鱼竿,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C正确;
D.逐水流说明物体的运动状态发生改变是因为受到力的作用,故D错误。
故选BC。
【分析】流速大压强小;重力势能和高度、质量有关,动能和质量、速度有关;动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;力可以改变物体的运动状态。
12.【答案】(1)右
(2)4
(3)B
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)为了消除杠杆自重影响且便于读取力臂,需要杠杆处于水平位置,现在是左低右高,接下来应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,设杠杆的一个小格为工,一个钩码重为G,根据杠杆平衡条件得到,所以,所以在A处挂4个钩码;
(3)一次实验得到的结论具有偶然性,要使得实验结论具有普遍性,需进行多次实验,故B符合题意;故选:B。
【分析】(1)调节杠杆平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;
(2)设杠杆的一个小格为工,一个钩码重为G,根据杠杆平衡求出钩码的个数;
(3)实验中多次测量的目的:一是求平均值减小误差,二是得到普遍规律,避免偶然性,关键是看对实验数据如何处理。
(1)由图甲可知,杠杆往左端倾斜,则应将杠杆右端的平衡螺母向右调节。
(2)假设一个钩码重为G,杠杆一小格代表L,根据杠杆平衡条件有
6G×2L=nG×3L
解得n=4,即在A点处应挂4个钩码。
(3)实验中,多次改变支点两侧钩码的位置和个数进行多次实验,是为了得到多组数据,从而总结出杠杆平衡的一般规律,使实验结论具有普遍性,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
13.【答案】(1)右;力臂;自身重力
(2)F1×L1=F2×L2;1;左侧下降
(3)1
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】1)杠杆左端下沉,所以应该增加右侧力和力臂的乘积, 杠杆在水平位置平衡,其目的是便于测量力臂同时消除自重的影响
综上第1空、右;第2空、力臂;第3空、自身重力
2) 杠杆平衡的条件为 动力×动力臂等于阻力×阻力臂,即 F1×L1=F2×L2 ,假设一个钩码的重力为G,一节长度为L,所以可列2L×2G=4L×F,F=1G, 平衡后将杠杆左右所挂的钩码同时向远离支点O的方向移动一个小格, 则左侧力和力臂乘积大于右侧,所以左侧下滑
综上第1空、F1×L1=F2×L2;第2空、1;第3空、左侧下降
3)为了准确测量力臂,应该垂直杠杆拉弹簧测力计,所以选1
综上 第1空、1
【分析】1、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂
天平的调平:调平原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,当指针偏左表明左侧较重,所以需要增加右侧力和力臂
3、力臂的画法:力臂是支点和力的作用线的垂线段
14.【答案】(1)解:吊臂属于费力杠杆。车子上的空间比较小,而吊臂需要移动的空间比较大,只能采用省距离的机械,所以使用费力杠杆
(2)解:
(3)解:
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;杠杆的分类
【解析】【分析】1)吊车臂的阻力臂大于动力臂,所以属于费力杠杆, 子上的空间比较小,而吊臂需要移动的空间比较大,只能采用省距离的机械
2)货物为200kg,根据重力公式G=mg计算货物的重力,根据杠杆平衡条件可知 ,所以
3) 吊臂在20s内将货物从地面送到9m高的位置 ,根据速度公式v=s/t计算货物的速度
15.【答案】解:由题意可得,O为支点,OA为动力臂,OB为阻力臂,由杠杆平衡条件可得
答:竖直向上的拉力为16N。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上拉力的大小。
16.【答案】(1)解:由题意知,杠杆水平平衡时,根据杠杆平衡的条件可知,绳AQ的拉力大小为:
答:阿宝不提绳子,杠杆水平平衡时,绳AQ的拉力大小为100N;
(2)解:水桶刚离开水面时,阿宝对绳子的拉力为
答:阿宝缓慢提绳子(绳AQ始终竖直),当水桶刚离开水面时阿宝对绳的拉力大小为300N。
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【分析】(1)杠杆的平衡条件GP×OB=F拉×OA,可知当阿宝不提绳子时,杠杆平衡,绳AQ的拉力,代入数值即可;
(2)杠杆给AQ的拉力为F拉,加上小宝的拉力等于M的重力。所以水桶刚离开水面时,阿宝对绳子的拉力为F拉1=GM-F拉=Mg-F拉。
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