沪科版八年级物理下册同步练习10.1科学探究：杠杆的平衡条件(word版，含答案解析）

沪科版八年级物理下册10.1科学探究：杠杆的平衡条件
一、单项选择题（共15小题；共30分）
1.
小梅想探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，小梅保持阻力为
，阻力臂为
不变，然后改变动力臂
和动力
并保持杠杆水平平衡，分别测量出动力臂
和动力
的数据如下表所示。根据实验数据归纳出动力
跟动力臂
的关系式，则下列关系式正确的是
?
A.
B.
C.
D.
2.
如图所示，
为支点，作用在
端的
个力中，力臂最长的是
?
A.
B.
C.
D.
3.
如图所示，杠杆
在力
和重力
的作用下，在水平位置处于平衡状态，下列判断中正确的是
?
A.
B.
C.
D.
4.
如图所示是小兰同学探究“杠杆平衡条件”的实验装置和操作图，关于此实验下列说法正确的是
?
A.
若实验前杠杆如图甲所示，则需要将杠杆的平衡螺母向左调节
B.
若在乙图中的
点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，则此时杠杆可能是费力杠杆
C.
小兰的其中一步实验如图乙所示，则需要在
点挂
个相同的钩码，就可以让杠杆恢复平衡
D.
为了保持杠杆在水平位置平衡，在
点施加力的方向由
位置到
位置的过程中，所需施加的拉力大小不变
5.
关于杠杆的相关知识，下列说法中正确的是
?
A.
杠杆一定是直的
B.
杠杆的支点一定在动力和阻力的作用点之间
C.
动力臂一定等于支点到动力作用点的距离
D.
动力臂不仅与动力作用点的位置有关，而且还跟动力的方向有关
6.
这关于力臂，下列说法正确的是
?
A.
力臂一定在杠杆上
B.
从支点到动力作用点的距离叫动力臂
C.
从支点到力的作用线的距离叫力臂
D.
力臂不可能为零
7.
如图所示的剪刀中，要剪开较硬的物体，使用哪种最合适
?
A.
B.
C.
D.
8.
关于力臂，下列说法正确的是
?
A.
力臂是支点到力的作用点的距离
B.
杠杆的长度一定等于动力臂和阻力臂之和
C.
力臂一定在杠杆上
D.
有力作用在杠杆上，但力臂可能为零
9.
关于杠杆，下列说法正确的是
?
A.
能绕固定点转动的棒叫做杠杆
B.
动力作用点、阻力作用点与支点一定在同一条直线上
C.
使用杠杆不仅可以省力，还能省功
D.
使用杠杆可能省力，但一定不省功
10.
如图所示，
为杠杆
的支点，
端挂一重物
，图中
、
、
、
分别能使杠杆在水平位置平衡，则有关该杠杆叙述正确的是
?
A.
最大的力是
B.
最小的力是
C.
大小不变，将其作用点和物体所挂位置同时向右移动一个格则杠杆右端下降
D.
大小不变，将其作用点和物体所挂位置同时向右移动一个格则杠杆右端下降
11.
小新同学家中的墙壁上竖直悬挂着一指针式电子钟，当其因电池电能不足而停止时，指针最可能停在下图所示的哪个位置附近
?
A.
B.
C.
D.
12.
在“富国强军”的时代要求下，大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力
与重物移动距离
的关系图象是
?
A.
B.
C.
D.
13.
如图所示的是常用指甲刀的实物及结构示意图，下列说法中不正确的是
?
A.
指甲刀上只有两个杠杆，一个省力杠杆和一个费力杠杆
B.
杠杆
处刀刃较薄，是为了增大压强
C.
杠杆
上有粗糙的花纹，是为了增大摩擦
D.
是一个省力杠杆
14.
如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体
和
同时向支点的方向靠近移动相同的距离，下列判断正确的是
?
A.
杠杆仍能平衡
B.
杠杆不能平衡，左端下沉
C.
杠杆不能平衡，右端下沉
D.
无法判断
15.
如图所示，一重物悬挂在轻质杠杆的中点处，在杠杆的最右端施加一个始终竖直向上的
，使杠杆在水平位置保持平衡，下列说法正确的是
?
A.
若将重物向左移动，保持杠杆水平平衡，则
将变大
B.
将杠杆沿顺时针方向缓慢转动，
将不变
C.
将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，
将变大
D.
若将重物和
的作用点向左移动相等的距离，且保持
大小不变，杠杆仍能在原位置平衡
二、填空题（共8小题；共32分）
16.
小李同学进行“研究杠杆平衡条件”的实验，在挂钩码前可以通过调节
?，使杠杆在
?位置平衡，这样做的目的是
?。
17.
杠杆的平衡状态是指杠杆处于
?或者
?状态。杠杆平衡的条件是
?。
18.
在力的作用下，能够绕着固定点转动的硬棒叫做
?，这个固定点叫做
?，使杠杆转动的力叫做
?，阻碍杠杆转动的力叫做
?。
19.
如图所示，
是以
点为支点的杠杆，
是作用在杠杆
端的力。图中线段
与力
的作用线在同一条直线上，且
。线段
?（选填“”、“”或“”）表示力
的力臂。
20.
图中有一块钉有骑马钉的大木块，用两种方法可以将木块上的骑马钉撬起：可以只用图
中的螺丝刀将骑马钉撬起；也可以用螺丝刀垫着图
中的小木块将骑马钉撬起。请根据所学的物理知识分析两次撬起骑马钉时具体的不同之处。（写出其中的两个不同之处）
（）
?；
（）
?。
21.
农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了
，右筐中装了
，如果扁担的长度为
，则他在距扁担左端
?
处将谷子挑起来才能使挑担水平（扁担和筐的重力均不考虑）；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动了
，则需要
?筐（选填“左”或“右”）增加约
?
（保留
位小数）谷子，才能基本保持挑担水平。
22.
在探究杠杆平衡条件的实验中。挂上钩码后，杠杆的状态如图所示，该装置
?（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。此时可以通过调节
?，使其在水平位置平衡，目的是为了
?。实验中小明和小华先做了第一次实验，方法是：先确定动力
牛，动力臂
米，阻力
牛，此时小华认为
的位置应通过杠杆平衡条件的公式计算得到，而小明认为
的位置应通过移动另一组钩码使杠杆在水平位置平衡时从杠杆上读出。你认为
?（填“小明”或“小华”或“两者”）的想法是正确的。
23.
在用棒挑着重物扛在肩上行走时，都照图（）那样，而不照图（）那样，因为照图（）那样，胳膊要用更大的力。用学过的知识说明为什么会这样?
?。
三、简答题（共1小题；共12分）
24.
工人用扳手拧一个螺栓，无论怎么使劲拉扳手柄的上端，都没能成功，如图甲所示。于是他想出了一个新点子：在其它条件不变的情况下，取来一根绳子，将绳的一端拴在扳手柄的上端，再次使出浑身力气拉绳的另一端，如图乙所示。可还是没能扳动螺栓，这是为什么呢?请完成：
（1）在丙图的示意图中，螺栓中心为支点，画出绳端拉力的力臂；
（2）简要说明用绳也拉不动的原因。
四、计算题（共2小题；共26分）
25.
如图所示，是安装在文明小区进出口的栏杆示意图。栏杆粗细均匀，总长（）是
，，
受到竖直向上的支持力。支持力大小为
，栏杆可绕
点转动。问：栏杆自身的重为多大?
26.
小明想测量一根密度、粗细均匀的细木棍的质量，通过估测发现木棍超出现有天平的量程，于是他想用其他方法进行测量。现有器材：天平、一块质量适当的金属块、一把米尺和几根足够长的细绳。只利用现有的器材请你帮他设计测量这根木棍质量的方案，要求：
（1）写出主要的实验步骤，可以用文字或者画图的形式表示（用符号表示所需测量的物理量）；
（2）写出木棍质量的数学表达式（用上述实验步骤中所测量的物理符号表示）。
答案
第一部分
1.
B
【解析】分析数据：
，
，
，
，
，
，
的乘积为
，则
，
，
故B符合题意。
2.
C
【解析】力臂是支点到力的作用线的距离。由于支点刚好在
的力的作用线上，所以
的力臂为零。
、
、
的力臂分别为
、
、
，如图所示。
在
中，直角三角形的斜边
大于直角边
，即
。在
中，直角三角形的斜边
大于直角边
，即
。综上所述，
的力臂最长。
3.
B
4.
B
【解析】如图甲可知，杠杆左端下沉，则需要将平衡螺母向右调节，故A错误；
若在
点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，由于没有明确力的方向，动力臂可能小于阻力臂，则此时杠杆可能是费力杠杆，故B正确；
左侧力与力臂的乘积
；在
点挂
个相同钩码，右侧力与力臂的乘积
，左右两侧力与力臂的乘积不相等，故杠杆不平衡，故C错误；
为了保持杠杆在水平位置平衡，在
点施加力的方向由
位置到
位置的过程中，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知，动力变大，故D错误。
故选：B。
5.
D
【解析】A、杠杆是人们从大量事物中抽象出来的理想模型，其形状是任意的，故此选项错误；
B、动力和阻力的作用点可能位于杠杆支点的两侧，也可能位于杠杆支点的一侧，故此选项错误；
C、动力臂是支点到动力作用线的距离，不是支点到动力作用点的距离，故此选项错误；
D、动力臂是支点到动力作用线的距离，和动力作用点的位置与动力的方向都有关系，故此选项正确。
6.
C
7.
D
8.
D
9.
D
10.
D
11.
A
12.
B
【解析】在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，以左侧的支柱为支点，右支架对主梁的支持力
为动力，重物对杠杆的拉力为重力，大小等于物体的重力
，动力臂为整个主梁的长度，设为
，阻力臂为
，
根据的平衡条件：
得，
拉力
为：，
由关系式知：右支架对主梁的支持力
与重物移动距离
成一次函数关系，且拉力随
的增大而减小，故B符合题意。
13.
A
14.
C
【解析】原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体
、
的重力，其对应的力臂分别为
、
，根据杠杆的平衡条件可得：，由图知
，所以
，当向支点移动相同的距离
时，两边的力臂都减小
，由于
，所以
，所以
，因此杠杆将向悬挂
物体的一端即右端下沉。
15.
B
【解析】（）由题知，杠杆最右端的力
竖直向上（方向不变），当重物向左移动时，重物对杠杆拉力的力臂
变小，
的力臂
不变（等于杠杆的长），阻力
不变，由杠杆平衡条件
可知，力
将变小，故A错误；
（）将杠杆沿顺时针方向缓慢转动，如图所示
重物悬挂在杠杆的中点，水平平衡时，动力臂和阻力臂的关系为：，保持力
方向不变，杠杆顺时针方向缓慢转动后，由图结合相似三角形知识可知，动力臂和阻力臂的关系：，物重
不变，动力臂与阻力臂的比值不变，由杠杆平衡条件可知，动力
的大小始终等于
，即力
将不变，故B正确；
（）将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，道理同（），力
将不变，故C错误；
（）开始时杠杆平衡，即
，因为
，所以
；若将重物和
的作用点向左移动相等的距离，即
，，因为
，所
，杠杆不会在原位置平衡，故D错误。
第二部分
16.
平衡螺母；水平；可以在杠杆上直接读出力臂的值
17.
静止状态；匀速转动；动力
动力臂
阻力
阻力臂
【解析】杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止状态或者匀速转动状态。杠杆平衡的条件是动力
动力臂
阻力
阻力臂。
18.
杠杆；支点；动力；阻力
【解析】根据杠杆的概念及杠杆五要素得出上述答案。
19.
【解析】线段
与力
的作用线在同一条直线上，，则
是
点到
作用线的距离，即
的力臂。故答案为：。
20.
支点不同，前一种方法的支点在螺丝刀的头部位置，后一种方法的支点在螺丝刀与小木块的接触位置；用力方向不同，前一种方法用力的方向向上，后一种方法用力的方向向下
【解析】用两种方法将骑马钉撬起的杠杆示意图如图
（）、（）所示：
21.
；右；
【解析】根据杠杆平衡条件有
则
扁担的长度为
，则他在距扁担左端
处将谷子挑起来才能使挑担水平，右筐距离
。
将两筐谷子同时向内移动了
，则左端距离变为
，右端距离变为
，此时
左边力与力臂乘积大于右边力与力臂乘积；要使挑担基本保持水平，根据杠杆平衡条件应该在右边增加谷子
。
22.
是；钩码在杠杆上的位置或增减钩码的个数；便于直接在杠杆上读出力臂值；小明
【解析】杠杆停在如图所示的位置，保持静止状态，杠杆是处于平衡状态；
进行探究时，不能再调节平衡螺母，只能通过增减钩码个数改变拉力大小，或者通过调节钩码在杠杆上的位置调节力臂大小，使杠杆在水平位置平衡．杠杆在水平位置平衡时，力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂；
小明和小华在第一次实验时，小华是通过公式
计算得到
的位置，而小明通过移动另一组钩码使杠杆在水平位置平衡时，从杠杆上读出
的位置，可见：小明是通过实验测量的，符合实验的原则，是正确的。
23.
在动力臂相同的情况下，图（）的阻力臂较小
第三部分
24.
（1）
【解析】将拉力
反向延长，过支点
做延长线的垂线，支点到延长线的距离即为力臂
。
??????（2）
图乙和图甲比较，前后两种做法力臂没有改变，因为阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，不能省力，所以没有扳动螺栓。
第四部分
25.
【解析】
26.
（1）
用天平称出金属块的质量
；用细绳和米尺测出木棒的长度
；将用细绳系好的金属块系在木棒的一端，然后再将另一细绳一端做成绳环套在木棒上，用手提起该绳的另一端，并移动绳环的位置，使木棒保持水平平衡；用细绳和米尺测量出绳环到系金属块那端的木棒长度
。
??????（2）
【解析】如图所示：
以
支点，由杠杆平衡条件可知：；
即：，
解得木棒的质量：。
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