内容正文:
12.1 杠杆 练习
【基础巩固】
1.(2022八下·重庆期末)下列关于杠杆的一些说法中,正确的是( )
A.杠杆只可以是直的
B.动力臂就是支点到动力作用点的距离
C.杠杆支点一定在杠杆上
D.杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和
2.(2023八下·吉林期末)下列简单机械中,不属于杠杆的是( )
A. 动滑轮 B. 瓶起子
C. 斜面 D. 水龙头的手柄
3.(2024八下·宜州期中) 如图所示的轻质杠杆处于平衡状态,且每个钩码相同,若将两侧的钩码各减去一个,则杠杆将( )
A.仍然平衡 B.左端下沉 C.右端下沉 D.无法确定
4.(2024八下·普洱期末)如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.撬棒
C.核桃夹 D.筷子
5.(2023八下·顺义期中)如图所示,O点为杠杆支点,在杠杆右端施加力F,某同学画出力F的力臂l,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(2022八下·青县期末)如图,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一竖直向下的动力,使杠杆在水平位置保持平衡.若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则( )
A.动力臂增大,动力增大 B.动力臂增大,动力减小
C.动力臂减小,动力减小 D.动力臂减小,动力增大
7.(2024八下·薛城月考)一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜,为阻止水塔继续倾斜,救援队借助山石用钢缆拉住水塔。下列方案中,钢缆对水塔拉力最小的是( )
A. B.
C. D.
8.(2023八下·梁平期末)在探究杠杆平衡条件的实验中,下列说法中正确的是( )
A.杠杆的横梁不在水平位置静止时,它不处于平衡状态
B.杠杆的横梁不在水平位置平衡时就进行实验操作,探究不出杠杆的平衡条件
C.杠杆的横梁在水平位置平衡时,动力和阻力的方向必须是竖直向下的
D.杠杆的横梁若能绕水平轴匀速转动时,它处于平衡状态
【能力提升】
一、选择题
9.(2023八下·昌平期中)如图所示是用瓶起子打开瓶盖的情境,开启过程中某时刻,可将瓶起子看作一个杠杆(忽略杠杆所受重力),用“ O ”表示支点位置,手施加的力为动力Fl(方向垂直杠杆),杠杆所受阻力为F2(方向垂直杠杆),能表示此时支点、动力和阻力的示意图是( )
A. B.B.
C. D.D.
10.(2024八下·衡水期末)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,已知杠杆上每个小格长度为2cm,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,下列说法正确的是( )
A.动力臂为0.08m
B.此时为省力杠杆
C.钩码总重为2N
D.若使弹簧测力计逐渐变为竖直向上拉动杠杆,测力计示数增大
11.(2023八下·滨海期末) 如所示的杠杆AB处于平衡状态,0点为杠杆的支点,则力F的力臂是( )
A.OF B.OD C.DF D.OC
12.如图所示,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂l阻和动力F动的变化情况是( )
A.l阻不变,F动变大 B.l阻不变,F动不变
C.l阻变大,F动变大 D.l阻变大,F动不变
13.(2024八下·惠城月考) 如图所示,一根粗细不均匀的木头,当支点在O点时恰好平衡,若在O点处将其锯成两段,则( )
A.粗端重 B.两段一样重 C.细端重 D.无法确定
14.(2024八下·宜州期中)如图所示,杠杆OAB能绕O点转动,在A点挂一重物G,为保持杠杆在水平位置平衡,在B点分别作用的四个力中最小的是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
15.小明利用如图所示装置“探究杠杆平衡条件”时,在杠杆两侧挂上不同个数的钩码,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,这样三次实验后得出结论: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.下列能帮助他得出正确结论的操作是( )
A.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向下拉
B.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉
C.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向上拉
D.增加钩码个数,再多次实验使结论更具普遍性
二、填空题
16.铁锨是我们生活中常用的工具,它是一个 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),用铁锨向上搓煤时在如图所示的A,B,C三点中,动力作用点是 点。
17.如图所示,一轻质杠杆AB悬于O点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成的力F,此时杠杆水平平衡。若重物质量,,,g取10N/kg。则力F的大小为 N,F对应的力臂是 cm。
18.如图是钓鱼竿的简化示意图,手的力作用在点,绕支点将钓鱼竿在竖直面内顺时针转动,将鱼拉出水面。钓鱼竿可看作一个 选填“省力”、“费力”或“等臂”杠杆。要使钓起鱼时相对更省力一些。钓鱼者两只手之间的距离应 选填“增大”或“减小”一些。
19.(2022八下·成武期末)如图所示,O点为杠杆OA的支点,拉力F作用在杠杆的A点。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且AB⊥OB。线段 表示拉力F的力臂。(选填“OA”、“OB”或“AB”)
20.(2023八下·自贡期末)在探究杠杆的平衡条件实验中,未挂钩码时,发现杠杆左低右高,应将左侧的螺母向 调节。如图所示,用弹簧测力计在A点对杠杆施加竖直向上的拉力,若杠杆一直保持在水平位置平衡,只将弹簧测力计逐渐向右倾斜到图中虚线的位置,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
三、作图题
21.(2024八下·呈贡期末)请画出如图中动力的力臂。
22.(2024八下·谷城期末)如图所示,是工人搬运砖头的独轮车示意图。在图中画出的力臂。
23.在如图中,画出力F的力臂并用字母L表示。
四、实验探究题
24.小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件.
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于 (填“平衡”或“不平衡”)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 移。实验中仍然使杠杆在水平位置平衡,主要是为了 ;
(2)如图乙,在杠杆左侧A位置先挂3个钩码,每个钩码为,在右侧B位置用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N;
(3)如图丙,小明在A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码,现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)实验结束后,小明根据杠杆原理制作了如图丁所示的杆秤,经测试发现能测的物体的最大质量太小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是__________(单选)。
A.将a点向左移 B.将b点向左移
C.将a、b点都向右移动等长距离 D.换一个质量较小的秤砣
五、计算题
25.如图所示,在轻质杠杆OB的B端挂一个质量为10千克的物体G,OA为0.4米,AB为0.2米。若使杠杆在水平位置保持静止,求:作用在A点最小的力F的大小及方向。
答案解析
1.【答案】C
【解析】A.杠杆可以是直的,也可以是弯曲的,A不符合题意;
B.动力臂就是支点到动力作用线的距离,B不符合题意;
C.杠杆的五要素之一就是支点,且支点一定作用在杠杆上,C符合题意;
D.力臂不一定是杠杆的长度,也不一定在杠杆上,所以杠杆的长度不一定等于动力臂与阻力臂之和,D不符合题意。
故答案为:C。
2.【答案】C
【解析】A.动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆,属于省力杠杆,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,B不符合题意;
C.斜面属于省力的机械,不是杠杆,C符合题意;
D.水龙头的手柄属于轮轴,轮轴也是变形的杠杆,D不符合题意。
故答案为:C。
3.【答案】B
【解析】A、由杠杆平衡条件可知:动力*动力臂=阻力*阻力臂, 将两侧的钩码各减去一个 则,左侧力与力臂的乘积为3N×2;右侧的力臂与力的乘积为1N×4,所以左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积,左端下沉,B正确,ACD错误
综上选B
4.【答案】D
【解析】羊角锤、撬棒、核桃夹在使用时,动力臂都大于阻力臂,属于省力杠杆,筷子的动力臂小于阻力臂,筷子属于费力杠杆。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.【答案】A
【解析】杠杆上的力臂,是支点到力的作用线的垂线,
A.从支点向F的作用线画垂线,是力F的力臂,A符合题意;
B.图像中的虚像,不是垂线,不是力臂,B不符合题意;
C.图像中的线和力不垂直,不是力臂,C不符合题意;
D.图像中l的位置是力的延长线,不是力臂,D不符合题意。
故答案为:A.
6.【答案】D
【解析】力臂是支点到力的作用线的垂线段长度.改为虚线后,动力臂变短,根据杠杆平衡条件,阻力阻力臂都不变化,动力臂变小,则动力增大.
故答案为:D
7.【答案】A
【解析】图中的水塔可看作一根杠杆,水塔与地面的接触点为支点,水塔的重力为阻力,钢缆的拉力为动力;由下图可知,O为支点,作用在B点的拉力为动力,当以OB为力臂时动力臂最长,由杠杆平衡条件可知此时动力最小,因此拉力的方向应垂直于杠杆斜向左上方时最小,故A图正确,BCD错误。
故选A。
8.【答案】D
【解析】A.静止的物体是平衡状态的,杠杆的横梁倾斜静止,处于平衡状态,A不符合题意;
B.杠杆的横梁不在水平位置平衡时进行实验,测量力臂不方便,B不符合题意;
C.杠杆的横梁在水平位置平衡时,动力和阻力的方向可以竖直向下,可以倾斜,C不符合题意;
D.杠杆的横梁若能静止或绕水平轴匀速转动时,处于平衡状态,D符合题意。
故答案为:D.
9.【答案】D
【解析】根据图片可知,起子与瓶盖上表面接触的位置为支点,阻力作用在瓶盖边缘,动力作用在手柄上。此时支点在杠杆的一侧,阻力向下,动力向上,且动力臂大于阻力臂,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
10.【答案】C
【解析】A.此时动力臂等于OA的一半,故A错误;
B.阻力臂的,为费力杠杆,故B错误;
C.钩码总重为,故C正确;
D.拉力的力臂变大,拉力变小,故D错误。
故选C。
11.【答案】D
【解析】O为支点,AC所在直线为力F所在的作用线,OC为支点O到作用线AC的线段,所以OC为F的力臂,故ABC错误,D正确;
故答案为:D。
12.【答案】C
【解析】在用剪刀剪纸时,纸的接触位置在不断向前移动,离支点变远,阻力臂在不断变大,而动力臂大小不变,根据杠杆的平衡条件:,大小不变,在变大,大小不变,则在变大,C符合题意。
故选C。
13.【答案】A
【解析】 根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2, 由题意可得G左L左=G右L右,因为L左>L右,所以G左<G右,即粗的一端较重,则粗的一段质量大。故A正确,BCD不正确。
故选A
14.【答案】C
【解析】根据图片可知,动力F3与杠杆垂直,则此时杠杆的长度OB就是最长的动力臂.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,拉力F3最小,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
15.【答案】B
【解析】根据题意可知,要帮助小明得到正确的结论,应该去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉动,此时动力臂不再等于支点到力的作用点的距离,它们的乘积不再相等,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
16.【答案】费力;B
【解析】图中,使用铁锨时,C点为支点,B点是动力作用点,A点是阻力作用点,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
17.【答案】20;3
【解析】画出拉力F的力臂L如图:
,
力F的力臂L为
,物体的重力为
根据杠杆平衡条件,代入数值得,解得
18.【答案】费力;增大
【解析】 钓鱼竿 动力臂较小所以动力大于阻力,属于费力杠杆,要想省力,需要增加动力臂,所以增加 钓鱼者两只手之间的距离
综上第1空、费力;第2空、增大
19.【答案】OB
【解析】由图可知,OB是从支点到力F作用线的距离,所以,线段OB是力F的力臂。
20.【答案】右;变大
【解析】 探究杠杆的平衡条件实验中,未挂钩码时,发现杠杆左低右高,应将左侧的螺母向右调节。 只将弹簧测力计逐渐向右倾斜到图中虚线的位置,力臂变小,由杠杆平衡条件可知弹簧测力计的示数将变大。
21.【答案】
22.【答案】
23.【答案】
24.【答案】(1)平衡;右;便于测量力臂
(2)2
(3)变小
(4)B
【解析】(1)杠杆处于静止状态,即平衡状态。杠杆的右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动。
调节杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂,同时让杠杆的重心在支点上,避免杠杆自重的影响;
(2)一个钩码的重力为G,设杠杆一个小格为L,由知
解得;
(3)当拉力由竖直变成倾斜时,阻力和阻力臂不变,拉力F力臂变小,相应的力变大才能继续平衡。故要保持杠杆仍在水平位置平衡,则拉力F将变大;
(4)A.阻力臂增大,由杠杆平衡条件可知,阻力变小,则量程变小,故A不符合题意;
B.阻力臂变小,动力不变,动力臂增大,由杠杆平衡条件可知,阻力变大,则量程变大,故B符合题意;
C.杆秤使用时,有,此时不变,变小,不变,可见变小,则量程变小,故C不符合题意;
D.阻力臂不变,动力变小,动力臂不变,由杠杆平衡条件,阻力变小,则量程变小,故D不符合题意。故选B。
故答案为:(1)平衡;右;便于测量力臂;(2)2;(3)变小;(4)B。
25.【答案】150N 竖直向上
【解析】物体的重力为:G=mg=10kg×10N/kg=100N;阻力和阻力臂不变,在A点施加一个力F,则OA为力臂时最大,动力最小,方向垂直于杠杆竖直向上,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,F×OA=G×OB,所以,方向竖直向上。
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