2020－2021学年人教版 八年级物理下册 12.1 杠杆 课时训练（含答案）

人教版 八年级物理下册 12.1 杠杆 课时训练
一、选择题
1. 如图所示，用起子开启瓶盖时，起子可看作是(　　)
A. 以 A为支点的费力杠杆
B. 以 A为支点的省力杠杆
C. 以B为支点的费力杠杆
D. 以B为支点的省力杠杆
2. 如图甲所示，长1.6 m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡，该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示，据图可知金属杆重(　　)
A. 5 N B. 10 N C. 20 N D. 40 N
3. 用如图所示的几种简单机械提起相同重物G，机械自重不可忽略，不考虑摩擦，则最小的力是(　　)
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
4. 如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2 cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5 N的钩码，在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是 (　　)
A.杠杆的动力臂为8 cm
B.该杠杆为费力杠杆
C.该杠杆的阻力大小为0.5 N
D.动力F的大小为1.5 N
5. 如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是 (　　)
A.刀刃很薄，可以增大压力
B.铡刀实质上是一种费力杠杆
C.甘蔗放在a点比b点更易被切断
D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
6. 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
7. 如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO＝BO，不计杠杆重力，则m1、m2的关系为：(　　)
A. m1＞m2 B. m1＜m2 C. m1＝m2 D. 无法判断
8. 如图是上肢力量健身器材示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB=3BO，配重的重力为120 N。重为500 N的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85 N。在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60 N。已知F1：F2=2：3，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是(　　)
A.配重对地面的压力为50 N时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160 N
B.配重对地面的压力为90 N时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120 N
C.健身者在B点施加400 N竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35 N
D.配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540 N
二、填空题
9. 当用镊子夹取物体时，镊子就相当于________(选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”)，它是一个________(选填“省力”或“费力”)的机械．
10. 搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力G＝1 400 N, 独轮车有关尺寸如图所示．该独轮车是一个______杠杆，动力F＝________．为了更省力，工人师傅可以采取的措施是____________________(写出一条即可)．
　　　　
11. 如图所示，轻质杠杆OB的重力忽略不计，OB=3OA，物体G的重力为150 N。若要使物体G对水平地面的压力为零且轻杠OB仍能处于如图所示的水平位置，则需要在B端施加的拉力F=　　　　N。?
12. 如图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1 200 N，则抬起车把的力F为________ N.
13. 如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知AB=4 m，BC=6 m。吊臂是一个杠杆，当吊臂吊着2 t的货物处于静止状态时，杠杆的支点是　　　(选填“A”“B”或“C”)点，伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为　　　　N。(g取10 N/kg)?
14. 如图所示，高0.8 m、重1 100 N，均匀的圆柱形木柱M，截面半径为0.3 m，将它竖直放在水平地面上时，木柱所受的重力与地面对它的支持力是一对________力；若要使木柱的a点离开地面，至少需要________ N的力．
　　　　　　
15. 某大桥设计车速为60 km/h，图甲为该大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，可逐步抽象成图乙、图丙、图丁所示的模型。
(1)可以看出它用到了　　　　(选填“杠杆”或“斜面”)的物理知识。为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当　　　　(选填“增加”或“减小”)桥塔的高度。?
(2)若某汽车质量为5×103 kg，在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的0.06倍，则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为　　　　W。(g取10 N/kg)?
16. 如图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡(杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计)，则杠杆左右两边的力臂之比为________，1个甲球和1个乙球的质量之比为________，甲球和乙球的密度之比为________．
　　　　
三、作图题
17. 请画出门手柄受到的压力F的力臂．
18. 轻质杠杆OABC能够绕O点转动，已知OA=BC=20 cm，AB=30 cm，在B点用细线悬挂重为100 N的物体G，为了使杠杆在如图所示的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力F1的示意图。(不要求写出计算过程)
四、实验题
19. 探究杠杆平衡条件在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是?　　　　　　　　。?
(2)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点挂　　　　个相同的钩码;当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O的方向移动一小格，则杠杆将　　　　　　(选填“顺时针转动”“逆时针转动”或“仍保持静止不动”)。?
(3)如图丙所示，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。当弹簧测力计从a位置转到b位置时(示数不变)，若要使杠杆在水平位置平衡，则杠杆左侧的钩码应适当　(选填“增加”或“减少”)。?
(4)如图丁所示，已知每个钩码重0.5 N，杠杆上每个小格长度为2 cm，当弹簧测力计在C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，拉力F的力臂大小为　　　　cm，弹簧测力计示数大小为　　　　N。?
(5)下表为某实验小组记录的实验数据，请参照已给出的表头栏目信息和实验记录的数据将表格中的①②③④位置补充完整。
实验次数 ① 动力臂l1/cm 阻力F2/N ②
1 1 4 2 2
2 2 6 1.5 ③
3 3 ④ 1 6
①　　　　　　　，?
②　　　　　　　，?
③　　　　 ，?
④　　　　 。?
(6)该小组同学在实验中收集多组数据的目的是　。?
20. 在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
(1)如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量________．
(2)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点挂____个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一个小格，则杠杆________(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡．
(3)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平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将________．
(4)如图丁所示，已知每个钩码重0.5 N，杠杆上每小格长度为2 cm，当弹簧测力计在C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，拉力F的力臂大小为________cm，弹簧测力计示数的大小为________N.
人教版 八年级物理下册 12.1 杠杆 课时训练-答案
一、选择题
1. 【答案】B　【解析】用起子开启瓶盖时，手用力向上抬，起子在力的作用下绕上面的接触点A转动，即A点是杠杆的支点，B点为起子与瓶盖的着力点，手对瓶盖的动力点在起子柄上，动力臂大于阻力臂．因此可以判断出起子是一个以A点为支点的省力杠杆．故选B.
2. 【答案】B　【解析】因为规则的物体，重心在它的几何中心上，所以金属杆的重心就在＝0.8 m处，拉力F在最右端时，即为5 N，由题意可得：根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得5 N×1.6 m＝G×0.8 m，解得G＝10 N．故选B.
3. 【答案】B　【解析】拉力F3和物重G相等，不考虑机械自重时，拉力F1、F2、F4对应的动力臂都是阻力臂的2倍，则拉力都是；考虑机械自重，拉力F1对应的杠杆和F4对应的动滑轮的自重都是阻力，所以实际的拉力要大于；而F2对应的杠杆重心在支点左边，杠杆重力是动力，所以其拉力F2要小于.故选B.
4. 【答案】B　[解析]动力臂为l1=OAsin30°=4×2 cm×=4 cm，故A错误;阻力臂为l2=OB=3×2 cm=6 cm>4 cm，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正确;该杠杆的阻力大小为F2=4×0.5 N=2 N，故C错误;根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，代入数据，2 N×6 cm=F×4 cm，解得动力F=3 N，故D错误。
5. 【答案】C　[解析]刀刃很薄则减小了受力面积，从而增大了压强，故A错误;由图可知，铡刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误;甘蔗放在a点比在b点时阻力臂小，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，甘蔗放在a点比在b点时更省力，更易被切断，故C正确;由图知F2的动力臂大于F1的动力臂，因此沿F2方向更省力，故D错误。
6. 【答案】C　【解析】将杠杆缓慢由位置A拉至位置B的过程中，动力F的力臂不变，阻力即物重不变，但阻力臂变大、动力臂不变，根据杠杆平衡条件FLF＝GLG可知，动力F将变大．故选C.
7. 【答案】B　【解析】由题图可知，在A点作用的力的力臂la大于在B点作用的力的力臂lb，根据杠杆平衡条件可知，Fala＝ Fblb，则Fa小于Fb，又Fa＝m1g，Fb＝m2g所以m2＞m1，故B正确．故选B.
8. 【答案】C　[解析]当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力F为F=G-FN，由图可知，杠杆A点受到的拉力FA=2F+G动=2×(G-FN)+G动，根据杠杆的平衡条件得，FA×OA=FB×OB，即[2×(G-FN)+G动]×OA=FB×OB，由AB=3BO可得AO=2BO，则有[2×(G-FN)+G动]×2OB=FB×OB，整理得，FB=4×(G-FN)+2G动。当压力为85 N时，F1=4×(120 N-85 N)+2G动;当压力为60 N时，F2=4×(120 N-60 N)+2G动;由题知，F1????F2=2????3，则[4×(120 N-85 N)+2G动]????[4×(120 N-60 N)+2G动]=2????3，解得动滑轮重G动=30 N。当配重对地面的压力为50 N时，健身者对B点向下的拉力为FB1=4×(120 N-50 N)+2×30 N=340 N，故A错误;当配重对地面的压力为90 N时，健身者对B点向下的拉力为FB2=4×(120 N-90 N)+2×30 N=180 N，故B错误;健身者在B点施加400 N竖直向下的拉力时，根据FB=4×(G-FN)+2G动可得到400 N=4×(120 N-FN3)+2×30 N，解得配重对地面的压力FN3=35 N，故C正确;配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，健身者在B点向下的拉力FB4=4×(G-FN4)+2G动=4×(120 N-0 N)+2×30 N=540 N>500 N，因为人的最大拉力等于体重500 N，因此配重不可能被匀速拉起，故D错误。
二、填空题
9. 【答案】杠杆　费力　【解析】用镊子夹物体时，将镊子看作杠杆；动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．
10. 【答案】省力　420 N　砖往前移动(或手往后移)【解析】由图可知，动力臂大于阻力臂，故动力小于阻力，为省力杠杆；由F×l1＝G×l2，可求得F＝＝＝420 N；为了更省力，可减小阻力臂或增大动力臂，故措施为将砖往前移或手往后移．
11. 【答案】50　
[解析]因为物体G对水平地面的压力为零，所以A点受到的拉力FA=G=150 N。根据杠杆的平衡条件可得FA×OA=F×OB，即150 N×OA=F×3OA，解得F=50 N。
12. 【答案】省力　400　【解析】本题考查杠杆的分类和杠杆平衡条件的应用．由题图可知，支点为O，独轮车在使用时，动力臂大于阻力臂，因而是省力杠杆；根据杠杆的平衡条件，可得抬起车把的力F为：FL1＝GL2，F＝＝＝＝400 N.
13. 【答案】A　5×104
14. 【答案】平衡　330　【解析】由于木柱静止在水平地面上，其在竖直方向上只受到竖直向下的重力和地面对木柱竖直向上的支持力，两力大小相等，方向相反，是一对平衡力；需要最小的力使木柱的a点离开地面，则相当于以d点为支点，重力作为阻力，阻力臂即为木柱的截面半径，在b点施加垂直于bd向上的力时，此时动力臂最大，则动力最小，则由杠杆平衡条件FL1＝GL2得F＝＝＝330 N .

15. 【答案】(1)杠杆　增加
(2)5×104
[解析](1)题图丁所示的模型，桥可以看成是一个在力的作用下静止在水平位置的硬棒，结合杠杆的定义，即可知道它就是杠杆的模型，所以用到了杠杆的知识。由图可知，若增加塔桥的高度，则增加了支点O到钢索的垂直距离，即增大了动力臂，根据公式F1=可以得到，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小，即桥对钢索的拉力就越小。(2)汽车受到的重力为G=mg=5×103 kg×10 N/kg=5×104 N;因汽车做匀速直线运动，所受牵引力与阻力大小相等，则汽车发动机的牵引力为F=f=0.06G=0.06×5×104 N=3×103 N;汽车行驶的速度为v=60 km/h= m/s;汽车发动机的功率为P=Fv=3×103 N× m/s=5×104 W。
16. 【答案】2∶1　 1∶3　1∶3　【解析】由题图可知，杠杆在如图所示的位置水平平衡，左端托盘挂在距离支点的第4格处，右端托盘挂在距离支点第2格处，则力臂之比l左∶l右＝4∶2＝2∶1，根据杠杆的平衡条件可知(2m甲＋m乙)gl左＝(m甲＋3m乙)gl右，因为l左∶l右＝2：1，解得m甲∶m乙＝1∶3，根据密度公式ρ＝，因为两球的体积相等，所以ρ甲∶ρ乙＝m甲∶m乙＝1∶3。
三、作图题
17. 【答案】
如答图所示

【解析】支点如图中O点所示，延长力的作用线，然后过支点O向力F的作用线作垂线，就是力F的力臂，如答图所示．
18. 【答案】
如图所示
四、实验题
19. 【答案】(1)右　便于测量力臂
(2)6　逆时针转动
(3)减少　(4)4　3
(5)①动力F1/N　②阻力臂l2/cm　③8　④2
(6)使得出的结论更具有普遍性
[解析](2)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，即4G×3l=FB×2l，解得FB=6G，需挂6个相同的钩码。若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧为4G×2l=8Gl，右侧为6G×l=6Gl，因为8Gl>6Gl，杠杆不能平衡，会逆时针转动。
(3)保持B点位置不变，若拉力向右倾斜时，拉力的力臂将变短，弹簧测力计示数不变，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件，动力应变小，即钩码应适当减少。
(4)弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)，此时动力臂等于OC=×4×2 cm=4 cm;根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得，F1===3 N。
(5)探究杠杆平衡条件的实验中除要测量每次实验中动力臂、阻力臂的大小，还要测量出每次实验中的动力和阻力的大小，故①应为“动力F1/N”、②应为“阻力臂l2/cm”;③第2次实验中根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得，2 N×6 cm=1.5 N×l2'，则l2'=8 cm;④第3次实验中根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得，3 N×l1'=1 N×6 cm，则l1'=2 cm。
(6)本实验中收集多组数据的目的是使得出的结论更具有普遍性。
20. 【答案】(1)右　力臂　(2)6　不能　(3)变大　(4)4　3
【解析】(1)第一空：实验前，杠杆左端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向右调节；第二空：使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂；(2)第一空：设一个钩码的重力为G，杠杆上每小格的长度为l，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，得：4G×3l＝F2×2l，解得：F2＝6G，即应在B点挂6个相同的钩码；第二空：若将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则左端：F1l1＝4G×4l＝16Gl，右端：F2l2＝6G×3l＝18Gl；由于16Gl≠18Gl，则杠杆不能在水平位置保持平衡；(3)在图丙中，在B点处施加一个竖直向下的拉力F，则拉力力臂为OB；当拉力F向右倾斜拉杠杆，则拉力的力臂小于OB，即动力力臂变小；根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知拉力将变大，即弹簧测力计的示数将变大；(4)如图所示，当弹簧测力计在C点斜向上拉时，O到拉力F的作用线的垂直距离即为拉力F的力臂；根据“在直角三角形中，30°角所对的直角边为斜边的一半”，故拉力F的力臂l＝OC＝×4×2 cm＝4 cm.图中钩码的总重力G＝4×0.5 N＝2 N，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知：2 N×3×2 cm＝F×4 cm，故F＝3 N.