沪科版物理八年级全一册10.1科学探究：杠杆的平衡条件同步训练（含解析）

沪科版物理八年级全一册10.1科学探究：杠杆的平衡条件同步训练
一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）
1．图所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是
A．镊子
B．食品夹
C．瓶盖起子
D．筷子
2．如图所示，我们在拖动行李箱时一般先拉出行李箱上方的拉杆，这样做的目的是为了（
）
A．减小阻力臂，省力
B．增大阻力臂，省力
C．减小动力臂，省力
D．增大动力臂，省力
3．如图所示，杠杆在水平位置平衡．下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是（）
A．两侧钩码同时向外移一格
B．两侧钩码同时向内移一格
C．在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码
D．左侧增加一个钩码，右侧钩码向外移一格
4．如图，杠杆处于平衡状态。如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将
A．左端下降
B．右端下降
C．仍然平衡
D．无法判断
5．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（
）
A．不变
B．变小
C．变大
D．先变大后变小
6．如图是用撬棒撬石头的情景，下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．有一根一端粗一端细的木棒，用绳子拴住木棒的O点，将它悬挂起来，恰好在水平位置平衡，如图所示，若把木棒从绳子悬挂处锯开，则被锯开的木棒（
）
A．粗细两端质量一样
B．粗端质量较大
C．细端质量较大
D．无法判定
8．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是
A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
9．如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图，下列说法中正确的是
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种省力杠杆
C．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
D．甘蔗放在b点比a点更易被切断
10．如图，一个长方体木箱，重心在它的几何中心，其高度为H、正方形底面的边长为L、重为G。想把这个木推倒（木箱较重，不会移动），在其中部的中心最初施加一个水平推力大小是（　　）
A．
B．
C．
D．
11．小聪放学回家，发现爷爷做生意用的杆秤锤碰掉了一小块，他用这个秤称出1kg黄豆，则这些黄豆的真实质量应
A．小于1kg
B．大于1kg
C．等于1kg
D．无法判断
12．有一根木棒一头粗一头细的木棒，稍稍捧起一端时要用300N的力；捧起另一端时要用500N的力．则这根木棒重力为（　　）
A．300N
B．400N
C．500N
D．800
二、填空题
13．如图所示，为一轻质杠杆，重为50N的物体挂在杠杆的中点，在a位置时拉力F的大小为_____N，若拉力F始终与杠杆保持垂直，那么，将杠杆从a位置拉到b位置的过程中，拉力F的大小将_____（选填：“变大、“变小”或“不变”）
14．体积为103cm3正方体物块A，通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端，，在C端用10N的力竖直向下拉杠杆，A刚好离地，杠杆在水平位置平衡，物体A的重力为_____N，质量为_______kg；当拉力减小为5N时，物块A对地面的压强为_____Pa。（细绳重量不计，g取10N/kg）
15．一轻质杠杆OB能绕轴点O转动，在杠杆中点A处挂一个重20N的物体G，在B点用弹簧测力计沿着与水平方向成30°的方向斜向上拉，使杠杆在水平位置平衡，如图所示，此时；弹簧测力计显示的拉力F的大小为______N。若使弹簧测力计慢慢移动到虚线位置，并仍然使杠杆保持在水平位置平衡，则在移动的过程中，弹簧测力计显示的拉力F的大小将____（选填“变大”“变小”或“不变”）。
16．如图所示，重力不计的杠杆OAB，可绕O点在竖直平面内转动。重力为200N的物体挂在OA的中点处。已知OA=40cm，AB=30cm，OA垂直于AB，杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。要使杠杆平衡，且OA段处于水平位置，那么作用于B端的最小力的力臂等于____cm，最小力的大小等于______N。
三、作图题
18．图为用羊角锤拔钉子的情景，请画出动力F1的力臂L1和羊角锤所受阻力F2的示意图。
19．如图所示，张师傅想用力把一个水桶推上台阶，此时可以把该水桶可看成是杠杆。请你在图中画出：
(1)杠杆的支点，并用O表示；
(2)最小的推力F及其力臂l。
四、实验探究题
17．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50g的钩码若干个（g取10N/kg）。
(1)杠杆停在如图A所示位置时，_____（选填“属于”或“不属于”）平衡状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）移。
(2)小明用图B的方案进行探究，若在左侧钩码的下方再挂一个钩码，则右侧所挂钩码须向右移动_____格，可使杠杆在水平位置再次平衡。
(3)同组的小华取下右侧钩码，在A处挂4个钩码，在B处用弹簧测力计向下拉（如图C所示，图中测力计没有画出），则测力计示数至少为_____N时，杠杆可在水平位置平衡。
(4)有下列三个实验，实验_____中进行多次测量的目的与“探究杠杆平衡的条件”多次测量目的相同（选填序号）。
①探究光的反射规律
②用刻度尺测物体长度
③测量定值电阻的阻值
五、综合计算题
20．如图所示，一轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的A点和B点分别作用两个力F1和F2，已知OA、AB的长度分别为0.1米、0.2米，F1＝12牛，方向竖直向下。求：为使杠杆保持水平平衡，作用在B点的力F2的最小值及其方向。
21．如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N，当人在B端施加竖直向下的拉力F时，杠杆AB在水平位置平衡，已知人所受到的重力为700N，不计杆重和绳重，请完成下列问题：
(1)画出人所受到的各个力的示意图
(2)求出人在B端施加的竖直向下的拉力F大小；
(3)若些人在B端施加竖直向下的拉力F时，双脚与地面的接触面积为0.04m3，请计算出此人对地面的压强。
沪科版物理八年级全一册10.1科学探究：杠杆的平衡条件同步训练
参考答案
1．C
【解析】
A．镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；不符合题意；
B．食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；不符合题意；
C．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；符合题意；
D．筷子在使用过程是，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；不符合题意．
2．D
【解析】
拖动行李箱时拉出行李箱上方的拉杆，行李箱的重以及重力的力臂不变，拉力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知拉力减小。
故选D。
3．D
【解析】
设一个钩码的重力为G，横梁上一个格的长度为l，原来杠杆处于平衡状态，则有
A．两侧钩码同时向外移一格,左边为
右边为
杠杆右端下沉，故A项不符合题意；
B．两侧钩码同时向内移一格，左边为
右边为
杠杆左端下沉，故B项不符合题意；
C．同时加挂一个相同的钩码，左边为
右边为
杠杆左端下沉，故C项不符合题意；
D．左侧增加一个钩码，右侧钩码向外移一格，左边为
右边为
杠杆平衡，故D项符合题意。
故选D。
4．A
【解析】
图中杠杆处于平衡状态，设一个钩码重为G，杠杆上一格的长度为L，根据杠杆平衡条件可得：
如果杠杆两侧的钩码各减少一个，则左边等于
右边等于
左边大于右边，所以左端下降，故选A。
5．C
【解析】
在杠杆缓慢由A到B的过程中，力F始终与杠杆垂直，所以动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂l却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F?OA=G?l，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．C符合题意，选项ABD不符合题意．
6．A
【解析】
用撬棒撬石头时，动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力F1，从支点O向动力F1的作用线作垂线段，即为动力臂l1；阻力是石头对撬棒的作用力F2，方向竖直向下，反向延长F2，从支点O向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂l2。
故选A。
7．B
【解析】
如图1，设O点到粗端的距离为L，在O点左侧对称地割取长也为L的一段（图1）。现再次利用对称割法，在O点右侧割取与O点左侧所割等大的一部分（图2虚线部分），将两次所割取的部分（各自重力显然是相等的）取走，则原木棒只剩下图2所示部分。设左端剩下的重力为G左，力臂为l左，右端剩下的重力为G右，力臂为l右，由杠杆平衡条件有：
G左l左G右l右，
很明显l左>l右，故有G左故选B。
8．C
【解析】
由图可知车厢绕着点C?转动,所以?点C为支点;
当物体?放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力，所以选项ABD?都不正确，故答案为?C.
9．B
【解析】
A．刀刃很薄是通过减小接触面积来增大压强的，故
A
错误；
B．铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，实质上是一种省力杠杆，故B正确；
C．手沿
F1
方向用力比沿
F2
方向时的动力臂要小，根据杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂一定，动力臂越小，越费力，故
C
错误；
D．甘蔗放在
a
点比
b
点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可知，在阻力和动力臂一定的情况下，阻力臂越小越省力，也就容易被切断，故
D
错误。
10．D
【解析】
由图示可知，把这个木箱推倒，它右下端与地面的接触点是支点，当小孩水平推木箱时，力臂为，阻力为木箱的重力，阻力臂为，如图所示：
根据杠杆的平衡条件可得
G×=F×
F=
故选D。
11．A
【解析】
当秤砣磁掉一块后，秤砣的重力减小，则为了保持平衡，则秤砣的力臂应变长，即杆秤的示数要比真实示数要大，故称出的1kg黄豆，其真实质量将小于1kg．
故选A。
12．D
【解析】
设木棒粗的一端离重心的距离为L1，细的一端离重心的距离为L2，则木棒的总长为：
L=
L1+
L2，
设木棒的重力为G，由杠杆平衡条件
，
得
①
②
由①+②得：G=800N，故ABC项不符合题意，D项符合题意；
故选D。
13．25
变小
【解析】
第一空．由图示和题意可知，O为支点，F为动力，物体的重力为阻力，物体挂在杠杆的中点，则动力臂为阻力臂的2倍；
根据杠杆的平衡条件可得：F×l动＝G×l阻，
则在a位置时拉力：F＝×G＝×50N＝25N；
第二空．拉力F始终与杠杆保持垂直，将杠杆从a位置拉到b位置的过程中，动力臂l动大小不变（等于杠杆的长度），在提升过程中，物重G不变，重力的力臂l阻逐渐变小，根据F×l动＝G×l阻可知，拉力F将变小。
14．40
4
2000
【解析】
根据杠杆平衡条件可知
代入数据可得
A刚好离地，说明拉力的大小等于A的重力大小，故A的重力为40N。根据可得A的质量为
当拉力减小为5N时，由杠杆平衡条件可知，B端拉力的大小为
此时A对地面的压力为
物块A是体积为103cm3正方体，所以物块A的底面积为
根据可得，A对地面的压强为
15．20
变小
【解析】
由杠杆平衡条件可得
若使弹簧测力计慢慢移动到虚线位置，则阻力阻力臂不变，动力臂变大，由杠杆平衡条件可得动力变小。
16．50
80
【解析】
阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力臂越长，动力越小，当力臂为OB时，力臂最长，此时最省力。连接OB，作用在B点的最小力应垂直于OB向上。如图：
OB==50cm
根据杠杆的平衡条件得到
G×OA=
F×OB
200N××40cm=F×50cm
F=80N
17．属于
右
1
3
①
【解析】
杠杆停在如图A所示位置，杠杆静止，属于平衡状态。
调节杠杆平衡时，平衡螺母应向杠杆上翘的一端移动，即小明应将杠杆两端的平衡螺母向右移。
设一个钩码的重力为G，杠杆上一格的长度为L，由杠杆的平衡条件可得
解得
所以右侧所挂钩码须向右移动1格。
竖直向下拉时，力臂最长，力最小，一个钩码的重力为
设杠杆上一格的长度为L，由杠杆的平衡条件可得
解得
即测力计示数至少为3N时，杠杆可在水平位置平衡。
“探究杠杆平衡的条件”多次测量的目的是为得到普遍规律，实验①多次测量的目的也是为得到普遍规律，实验②③中多次测量的目的是为求平均值，减小误差，所以实验①中进行多次测量的目的与“探究杠杆平衡的条件”多次测量目的相同。
18．
【解析】
过钉子与地面的接触点作竖直向下的力，即阻力F2；由图可知，杠杆的支点在O点，过支点O作垂直于F1作用线的垂线段即L1。图示如下：
19．
【解析】
由杠杆的平衡条件可知，在阻力、阻力臂的乘积不变的时，动力臂越长动力越小，把水桶推上台阶，绕台阶边缘转动，图中台阶与水桶接触的点为杠杆的支点O，杠杆上离支点O最远的一点为动力点，动力点到支点的距离即为最长动力臂即直径l，过动力点画一条带箭头的直线为最小动力，即推力F，如图所示
20．4牛，竖直向上
【解析】
在阻力与阻力臂一定的情况下，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，F2竖直向上时，F2的力臂最大，力F2最小，由杠杆平衡条件得到
F1×OA=F2×OB
12N×0.1m=
F2×(0.1m+0.2m)
F2=4N
答：作用在B点的力F2的最小值是4N，其方向是竖直向上。
21．(1)
(2)300N；(3)1×104Pa
【解析】
(1)人受竖直向下的重力，竖直向上的拉力和地面对其向上的支持力，作用点在人的重心，如图所示：
(2)杠杆水平平衡，由杠杆的平衡条件得到
FA×AO=F×BO
F
==300N
(3)人在B端施加竖直向下300N拉力时，由力的作用相互性可知人受到绳子的拉力为
F拉=300N
人受到的地面的支持力
F支=G-F拉=700N-300N=400N
因此，人对地面的压力为
F压=400N
所以，人对地面的压强为
p==1×104Pa
答：(1)见上图；
(2)人在B端施加的竖直向下的拉力F大小为300N；
(3)此人对地面的压强为1×104Pa。