11.1 探究杠杆的平衡条件 -----2024-2025学年初中物理沪科版（2024）八年级全一册

2024—2025学年八年级物理沪科版(2024)11.1 探究:杠杆的平衡条件 一、单选题 1．如图是一种切甘蔗铡刀的示意图，可以视为以O为支点的杠杆，甘蔗放在a点比在b点更易被切断，原因是甘蔗放在a点时（    ） A．阻力小 B．动力大 C．动力臂大 D．阻力臂小 2．如图所示，杠杆在物体A和力F作用下处于平衡，现在将力F方向改为沿虚线方向，要使杠杆保持平衡，必须是（   ） A．F减小 B．F大小不变 C．F变大 D．F小于物体重力 3．一辆平板车的一个轮子陷入泥里，小红和小君来帮忙，小君采用帮忙拉车的方法，小红采用扳车轮的上部边缘的方法。若两人用力相同，方法合理，实际效果（    ） A．小君的好 B．小红的好 C．一样 D．无法判断 4．筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一，如图，使用筷子时虽然费力但省距离。下列工具在使用中也能省距离的是（　　） A． 园艺剪刀 B．  核桃夹 C． 食品夹 D． 撬棍 5．如图所示的工具均属于杠杆，在使用时属于费力杠杆的是（　　） A．用食品夹夹面包 B．用羊角锤起钉子 C．用托盘天平称质量 D．用开瓶器开瓶盖 6．如图所示是生活中经常用到的工具，正常使用时属于费力杠杆的工具是（　　） A．园艺剪刀 B．瓶起子 C．镊子 D．钢丝钳 7．图所示的工具中，属于省力杠杆的是（　　） A．瓶起子 B．钓鱼竿 C．筷子 D．定滑轮 8．2023年2月 10日，神舟十五号航天员在机械臂的协同配合下完成了梦天舱外扩展泵组装等任务。机械臂在工作时是一个费力杠杆，如图所示的杠杆中，使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（　　） A．天平 B．核桃夹 C．羊角锤 D．筷子 9．司马迁在《史记》中有壮丽辉煌的咸阳宫的描述。如图是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其它地方。以下分析不正确的是（　　） A．通过横杆、支架等，将巨木的一端抬起是使用了杠杆 B．人越靠近横杆的右端，则抬起巨木的一端会更省力 C．将巨木的一端抬起，垫上圆木是为了减小摩擦 D．将支架向横杆的右端移动一段距离，会更省力 10．2024年春节前夕，为营造祥和喜庆的节日氛围，临沂市城管局市政管理服务中心在五洲湖广场等地设置了大型彩灯。安装彩灯过程中启用了如图所示的大型吊车，下图所示工具，与吊车吊臂属于同类杠杆的是（　　） A．镊子 B．剪子 C．钳子 D．起子 11．如果一个用杆秤卖水果的奸商，他要坑害消费者，常用的方法是（　　） A．换重些的秤砣 B．把秤砣砸掉一块 C．给秤杆上重新刻上刻度 D．把挂钩的位置换换 12．下列生产生活中的杠杆属于费力杠杆的是（　　） A．钢丝钳 B．核桃夹 C．筷子 D．起钉锤 13．下列机械中，属于省力杠杆的是（　　） A．用钓鱼竿钓鱼 B．用筷子夹食物 C．用锤子撬钉子 D．用镊子取药品 14．我们的前臂就是物理学中的一根杠杆。当人手拿一个茶杯时，肱二头肌收缩对手臂产生一个拉力，使手臂保持静止，保证茶杯在手中保持静止。以下分析合理的是（　　） A．前臂杠杆的支点在手腕处 B．茶杯对手的压力为动力，且方向竖直向下 C．肱二头肌的拉力为阻力 D．拿起茶杯时前臂相当于一个费力杠杆，优点是省距离 15．如图所示，O是支点，在B端挂一重物，为使杠杆在水平平衡，要在A端施加一个拉力，下列说法正确的是（　　） A．最小 B．最小 C．最小 D．最小 二、填空题 16．将一个打足气的篮球和一个套扎在气针上的未充气的玩具气球，一起悬挂在杠杆的右端，调节杠杆左端的钩码，使杠杆水平平衡。将气针插入篮球的气孔中，篮球中的部分空气进入气球中，如图所示，此时篮球和气球受到的总重力 ，它们受到空气的总浮力 （前两空均选填“变大”、“变小”或“不变”），杠杆将 （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持平衡”）。 17．下列机械，属于省力杠杆的有 ；属于费力杠杆的有 （填字母代号） A．镊子；    B．钢丝钳；   C．天平；    D．定滑轮； 18．近日，皮划艇运动员在洛阳凌波湖湖面上来回穿梭，训练的同时也成了春日里的一道风景。如图所示，运动员一手紧握支撑柄的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看成一个杠杆。下列的船桨模型中正确的是（　　） A． B． C． D． 19．如图所示，一轻质杠杆在水平位置平衡，其中，物体重为，则动力 ，这是 杠杆。 三、计算题 20．小陈与父亲玩跷跷板，跷跷板的材质粗细均匀，转轴在整块板的中间。小陈的质量为50千克，离开转轴的距离为2米，当父亲坐在离开转轴的距离为1.2米时，刚好平衡。求： （1）小陈的重力G； （2）父亲的质量m′。 21．如图所示，长为0.7米的轻质杠杆OA可绕O点转动，在它离O点0.2米处的B点挂一质量为10千克的物体。求： (1)在杠杆上A端施加的使杠杆在水平位置平衡的最小的力的大小和方向。 (2)保持物体G悬挂点的位置不变，若改变力的方向和作用点，当杠杆在水平位置平衡时，力的大小为35牛，求力的作用点离支点O距离l的范围。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B C A C A D D A 题号 11 12 13 14 15 答案 B C C D B 1．D 【详解】甘蔗放在a点时，阻力不变，阻力臂较小，动力臂不变时，由杠杆平衡条件得，动力较小，故甘蔗放在a点比在b点更易被切断，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．C 【详解】由图可知，当力方向改为沿虚线时，动力F的力臂减小，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，阻力和阻力臂不变，则要使杠杆仍能平衡，则必须增大动力F，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．B 【详解】车轮与泥坑边的接触点是支点，小红作用在扳车轮的上部边缘的力是动力，对于小红来说扳车轮的上部水平延长线与支点之间的竖直距离是动力臂；小君采用帮忙拉车，对于小君来说车轮轴所在的水平延长线与支点之间的竖直距离是动力臂；由此可见，小红施力的动力臂比小君施力的动力臂大，由于小红和小君的施力相等，所以小红的作用效果好。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．C 【详解】A．园艺剪刀使用时动力臂大于阻力臂，省力但费距离，故A不符合题意； B．核桃夹使用时动力臂大于阻力臂，省力但费距离，故B不符合题意； C．食品夹使用时动力臂小于阻力臂，费力但省距离，故C符合题意； D．撬棍使用时动力臂大于阻力臂，省力但费距离，故D不符合题意。 故选C。 5．A 【详解】A．食品夹在使用时动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故A符合题意； B．羊角锤在使用时动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故B不符合题意； C．天平在使用时动力臂和阻力臂相等，属于等臂杠杆，故C不符合题意； D．瓶盖起子在使用时动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 6．C 【详解】A．园艺剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意； D．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 7．A 【详解】A．瓶盖起子的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意； B．钓鱼竿的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B不符合题意； C．筷子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意； D．定滑轮的动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故D不符合题意。 故选A。 8．D 【详解】A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故A不符合题意； B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意； C．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意； D．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 9．D 【详解】A．由图可知，横杆绕一固定点转动，因此属于杠杆；故A正确，不符合题意； B．人越靠近横杆的右端，动力臂越大，当阻力和阻力臂不变时，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，故能更省力地抬起巨木的一端；故B正确，不符合题意； C．巨木下面垫上圆木，变滑动为滚动，能减小摩擦；故C正确，不符合题意； D．将支架向横杆的右端移动一段距离，阻力臂增加，动力臂减小，阻力不变，则动力变大，因此会更费力。故D错误，符合题意。 故选D。 10．A 【详解】车吊臂的设计使得动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 A．镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意； BCD．剪子、钳子、起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故BCD不符合题意。 故选A。 11．B 【详解】A．换重一些的秤砣，根据杠杆的平衡条件，其对应的力臂会减小，测量值小于实际值，故A不符合题意； B．把秤砣砸掉一块，秤砣变轻，根据杠杆的平衡条件，其对应的力臂会增大，测量值大于实际值，故B符合题意； C．给秤上重新刻上刻度，这是不符合实际的，故C不符合题意； D．挂钩都是固定在秤的前端的，故D不符合题意。 故选B。 12．C 【详解】A．钢丝钳的动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故A不符合题意； B．核桃夹的动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故B不符合题意； C．筷子的的动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，故C符合题意； D．起钉锤的动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 13．C 【详解】A．用鱼竿钓鱼时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，A不符合题意； B．用筷子夹取食物时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C．用羊角锤拔钉子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C符合题意； D．用镊子取药品，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 14．D 【详解】人手拿一个茶杯时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力是动力，茶杯给前臂的力是阻力，杠杆围绕肘关节转动，此时动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆，费力省距离，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 15．B 【详解】分别画出图中各力的力臂，如图所示， O是支点，在B端挂一重物，阻力和阻力臂一定，动力和动力臂成反比，由图可知，力F2和F4的力臂最长，但为使杠杆在水平平衡，力的方向应向下。 故选B。 16． 不变 变大 左端下沉 【详解】[1]当气针插入篮球的气孔中，篮球中的部分空气会进入气球中。这个过程中，篮球和气球组成的整体所包含的空气质量并没有改变，只是空气在两者之间的分布发生了变化。由于重力是由质量决定的，且这里的质量没有变化，所以篮球和气球受到的总重力是不变的。 [2]浮力是由物体在液体或气体中所排开的液体或气体的重量决定的，当篮球中的空气进入气球后，气球的体积会变大，因此它排开的空气体积也会变大。而篮球由于失去了部分空气，其体积会稍微变小，排开的空气体积也会相应减小。但是，由于气球的体积增加远大于篮球体积的减小（因为气球原本未充气，体积很小，而篮球中进入气球的气体较多），所以整体排开的空气体积是增大的。因此，它们受到空气的总浮力是变大的。 [3]在杠杆平衡时，左端的钩码对杠杆的拉力与右端的篮球和气球受到的重力（减去它们受到的浮力）是平衡的。现在，由于总重力不变，但总浮力变大，所以右端受到的向下的力（重力减去浮力）会变小。因此，杠杆的右端会向上翘，即左端会下沉。 17． B A 【详解】[1][2]镊子使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；钢丝钳使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；天平和定滑轮都属于等臂杠杆，不省力也不费力。 18．A 【详解】由题意可知，撑住桨柄的末端为支点，下面的手给桨向后的力，这时作用在桨下端的水给桨一个向前的力，使船前进。故A正确，BCD错误。 故选A。 19． 30 省力 【详解】[1][2] ，则，根据杠杆平衡条件则有 则动力为 动力臂OB大于阻力臂OA，所以为省力杠杆。 20．（1）490N；（2）83.3kg 【详解】解：（1）小陈的重力 （2）根据杠杆平衡条件得 解得，父亲的质量为 答：（1）小陈的重力为490N； （2）父亲的质量m′为83.3kg。 21．(1)28N，方向竖直向上 (2)0.56m≤l≤0.7m 【详解】（1）B点所挂物体的重力 G=mg=10kg×9.8N/kg=98N 当杠杆水平平衡时，杠杆B点受到的拉力 F2=G=98N 方向竖直向下，力臂l2=OB=0.2m。要使杠杆平衡，应在A端施加一个竖直向上的拉力F1，此时F1的力臂最大，力最小，此时F1的力臂l1=0.7m，根据杠杆平衡条件可得 F1l1=F2l2 F1×0.7m=98N×0.2m 解得F1=28N。 （2）当F1为35N时，根据杠杆平衡条件可得 F1′l1min=F2l2 35N×l1min=98N×0.2m 解得F1的最小力臂l1min=0.56m，力F1的作用点离支点O距离l的范围是 0.56m≤l≤0.7m 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$