【课课练】6.5探究杠杆平衡条件（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台



第六章 力和机械
6.5节 探究杠杆平衡条件

一、单选题
1．下列说法中错误的是（ ）
A．杠杆一定有支点
B．使用辘轳可以省力
C．杠杆可以是弯的，也可以是直的
D．杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和
2．下列仪器或工具在使用过程中，属于杠杆的一组是（ ）
①刻度尺 ②老虎钳 ③量筒 ④试管夹 ⑤托盘天平 ⑥温度计．
A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．④⑤⑥
3．如图所示是日常生活中所使用的机械或工具，其中属于费力杠杆的是（ ）
A．核桃钳 B．老虎钳
C．独轮车 D．镊子
4．如图所示，工人用撬棒撬起石块，O为支点．此撬棒属于（ ）

A．省力杠杆，但费距离??????????B．省力杠杆，且省距离
C．费力杠杆，且费距离??????? D．费力杠杆，但省距离
5．如图所示的四种用具在正常使用的过程中，属于省力杠杆的是（ ）

A．用夹子夹取盘子 B．托盘天平
C．用筷子夹食品 D．用起子起瓶盖
6．在图6中的均匀轻质杠杆上,相邻刻线间的距离相等。在A处挂总重为8N的钩码,要使杠杆处于水平平衡状态,作用在端点B处竖直向上的拉力是（ ）
A．6N B．5N C．4N D．3N

图6 图7
7．作图分析，比较如图7中F1、F2、F3的大小，说法正确的是（ ）
A．F1>F2>F3 B．F1>F3>F2
C．F1＝F2＝F3 D．无法判断
8．图8中杠杆受力F，图中能表示力F力臂的是（ ）
A．OA段 B．OB段 C．OC段 D．AB段

图8 图9
9．图9为室内垃圾桶，平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时，用脚踩踏板，桶盖开启．根据室内垃圾桶的结构图可确定（ ）
A．桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆
B．桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆
C．桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆
D．桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆




二、填空题
10．一根硬棒________的作用下如果能够绕________转动，我们把这根硬棒称为________．在日常生活中我们使用的工具属于杠杆的有________、________、________等．
11．各式各样的剪刀都是一对对的杠杆．如图11所示，要剪开铁皮，应该用_________最合适，剪纸或布时，应该用_________最合适，要剪树枝，应该用_______最合适，省力杠杆是_________，费力杠杆是__________。（选填对应的标号）

图11 图12
12．如图12是人抬独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当一个________杠杆；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N，则抬起车把的力F为________N．
13．生活和生产中有许多不同类型的杠杆，如图13所示的托盘天平属于_______杠杆，缝纫机踏脚板属于_______杠杆，铡刀属于_______杠杆．

图13 图14
14．如图14为一辆变速自行车，它的车把和后轮都可看作是一个杠杆或轮轴；你认为车把是一个_______杠杆（或轮轴）（选填“省力”、“费力”或“等臂”），后轮是一个_______杠杆（或轮轴）（选填“省力”或“费力”），骑着它爬坡时，后轴的齿轮应更换_______．（选填“较大的”或“较小的”）




三、作图题
15．如图15所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态， L1为F1的力臂。请在图中作出F2的力臂L2及力F1。
16．如图16是用羊角锤起钉子的过程,其中O点是支点。请作出作用在A点的最小的力F,并完成杠杆示意图。

图15 图16
四、计算题
17．身高1.7米，质量为50千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点，则：
（1）他的重力为多少牛？
（2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？














五、实验题
18．小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。

（1）如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向_______（选填“左”或”右”）调节，直到杠杆在_______位置平衡，目的是便于测量________，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆________对平衡的影响。
（2）小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验象如图B所示，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，则阻力臂L2=________m。
（3）甲同学测出了一组数据后就得出了”动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是__________________________________________________。
（4）丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验_____（选填“能”或”不能”）说明该结论是错误的，图C实验中，已知杠杆上每个小格长度为5cm，每个钩码重0.5N，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂____（选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂”。







第六章 力和机械
6.5节 探究杠杆的平衡条件（答案详解）
一、选择题
1．D
【解析】
杠杆是可以绕固定点转动的硬棒。动力是从支点到力的作用线之间的距离。
A、由杠杆的定义可知，杠杆一定有支点，故A正确；
B、辘轳，可以看作动力动力臂大于阻力臂的杠杆，所以使用时可以省力，故B正确；
C、杠杆是可以围绕某一固定点转动的硬棒，不一定是直的，也可以是弯曲的，比如钳子、羊角锤等，故C正确；
D、力臂是从支点到力的作用线之间的距离，不是支点到力的作用点之间的距离，所以动力臂与阻力臂之和不一定等于杠杆的长度，故D错误。
2．C
【解析】
①刻度尺是测量长度的工具，不是杠杆；
②老虎钳使用时，相当于结合在一起的一对杠杆；
③量筒是测量液体体积的工具，不是杠杆；
④试管夹，相当于结合在一起的一对杠杆；
⑤托盘天平是等臂杠杆的典型应用；
⑥温度计是测量温度的工具，与杠杆没有关系；
所以②④⑤属于杠杆的应用。故选C。
3．D
【解析】
A、核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、老虎钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
C、独轮车的车体在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
4．A
【解析】
由图可知，人用撬棒撬起石块，O为支点，手向下用的力是动力，石块对撬棒的压力是阻力，所用撬棒的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，虽然省力，但费距离。故选A。
5．D
【解析】
A 、用碗夹夹取盘子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
B、托盘天平，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；
C、用筷子夹食品时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
D、瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
6．A
【解析】
根据杠杆平衡的条件进行分析，即动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
解答：若A处钩码的重力为F1，则其对应力臂L1=3；B点的力为F2，其对应力臂L2=4；根据杠杆平衡的条件可得：即解得F2=6N；所以应该在B处施加一个6N竖直向上的力。故选：A。
7．B
【解析】
分析图中的装置可知，支点为O,重物G与支点到重力方向作用点的距离l的乘积为定值Gl。设F1 、F2 、F3三者的力臂l1、l2、l3；结合图像可知l2＞l3＞l1；根据杠杆的平衡条件可知，F1＞F3＞F2；故B选项符合题意。
8．C
【解析】
力臂是支点到力的作用线的距离。
如图，O为支点，F为动力，根据力臂的定义可知，OC为力F的力臂。故选C。
9．A
【解析】
如图可知，有两个杠杆，即脚踩踏板为一个杠杆，并且动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；桶盖是一个杠杆，并且动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆。故A正确。




二、填空题

10． 在力；固定点；杠；剪刀、镊子、钳子。
【解析】
一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒称为杠杆；在生活中我们使用的工具属于杠杆的有：剪刀、筷子、镊子、钳子、铡刀等。

11．C ；B； A； A、C；B 。
【解析】
图中三反剪刀，A、C使用使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但C的动力臂与阻力臂的比更大，更省力一些，适合剪开更硬的物体；B为费力杠杆，但省距离。
要用剪刀剪开铁皮，需要省力，因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀，且越省力越好，符合条件的有A、C两把剪刀；但C剪刀的动力臂与阻力臂的比值更大，所以C剪刀更省力，所以选C最合适；
剪纸或布时，主要是为了省距离，所以应选动力臂小于阻力臂的，所以B最合适；
要剪树枝，应该用较较省力的即可，选择A最合适。

12．省力；400
【解析】
(1)由示意图可知，独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，所以它属于省力杠杆。
(2)由杠杆的平衡条件可得FL1=GL2，则抬起车把的力：F= G=×1200N=400N.

13． 等臂；费力；省力
【解析】
托盘天平，两力臂相等，为等臂杠杆；
缝纫机踏脚板，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
铡刀，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。


14．省力 ；费力；较大的
【解析】
车把在使用时是轮轴，在轮上用力是一个省力轮轴；变速自行车的后轮可看作是一个轮轴，由于动力作用在轴上，所以是费力的；骑着它爬坡时，后轴的齿轮应更换较大的，因为齿轮半径相当于动力臂，齿轮越大，动力臂越大，爬坡更容易一些。

三、作图题
15. 16．





四、计算题
17．（1）490N（2）294N
【解析】
(1)小明的体重：G＝mg＝50kg×9.8N/kg＝490N；
(2)由图可知,动力臂L1＝0.9m+0.6m＝1.5m,阻力臂L2＝0.9m，阻力等于重力,
即F2＝G＝490N，由杠杆平衡条件可得：F1L1＝F2L2，即：F1×1.5m＝490N×0.9m,
解得F1＝294N，即地面对手的作用力至少要294N.

五、实验题
18． （1）右；水平；力臂； 自重
（2） 0.15
（3）一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律
（4） 能；等于
【解析】
（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动，由于杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
（2）杠杆平衡条件是：F1 L1 =F2 L2，根据已知数据代入杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m=1N×L2 ，解得阻力臂L2是：L2 =0.15m；
（3）甲同学只做一次实验就得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，是不合理，因为一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律
（4）丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做的如图C的实验能得到“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立；杠杆平衡条件为：F1 L1 =F2 L2 ，由杠杆平衡条件知道：4×0.5N×3×5cm=3N×1/2×4×5cm，左右相等，杠杆在水平位置平衡时，即动力×动力臂 等于阻力×阻力臂，






21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 11 页）



HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)