内容正文:
2025年教科版物理八年级下第十一章《机械与功》专题复习:杠杆(1)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题:
1.硬棒质量忽略不计,在棒的、两点施加力、,的方向沿线,棒在如图所示位置处于平衡状态,则( )
A. B.
C. 力臂小于 D. 方向沿线向下
2.晾晒三条相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持水平的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示是指甲剪的示意图,是剪指甲时施加的一个力,则关于指甲剪的下列说法正确的是 ( )
A. 指甲剪只由一个杠杆组成
B. 指甲剪由两个杠杆组成
C. 对杠杆,若以为支点,则动力臂是
D. 对杠杆,若以为支点,则动力臂是
4.如图所示,杠杆用细线悬挂起来,在、两端分别挂上质量为、的重物时,杠杆平衡,此时恰好处于水平位置,,不计杠杆重力,则、的关系为 ( )
A. B. C. D. 无法判断
5.如图所示,为了使杠杆平衡,可以在它的端加不同方向的四个力,其中最小的力是( )
A. B. C. D.
6.一位物理老师利用杠杆原理,仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量.测量时用一根长度为的槽钢作为杠杆,如图所示.吊钩固定于槽钢的中点当槽钢水平静止时,弹簧测力计的示数为测得为,为若不计装大象铁笼的质量,取下列说法中正确的是
A. 称象时,槽钢是等臂杠杆 B. 大象受到的重力是杠杆的阻力
C. 大象的质量是 D. 使用该杠杆可以省功
7.如图是筷子夹菜时的杠杆示意图,其中的一只筷子受阻力和动力方向都正确的是( )
A. B. C. D.
8.如图所示,轻质杠杆绕点转动,某同学在杠杆的左端挂一重为的物块,在端施加一个始终竖直向下的力,将重物慢慢提升到一定高度,使杠杆处于图示的位置静止。下列说法错误的是( )
A. 此时杠杆是平衡的 B. 此时该杠杆是省力杠杆
C. 此时 D. 要使端的力最小,则的方向应垂直向下
9.杠杆在生活中有很多应用,如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板,乙同学欲使自己被跷起,他可采取的有效方法是( )
A. 向前移动 B. 向后移动 C. 前后移动都行 D. 请甲前进点
10.小华发现一只虫子在长、质量为的刻度尺上向右爬行,她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘,如图所示,当虫子爬行到距刻度尺右端处时,刻度尺刚好翻转,由此计算出虫子的质量约为取,刻度尺质量分布均匀,不考虑虫子的长度
A. B. C. D.
11.如图所示是“探究杠杆的平衡条件”实验装置图,关于此实验说法正确的是( )
A. 图中,要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应该向左调节
B. 图中,在点用力拉杠杆,一定是省力杠杆
C. 图中,若杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格,则杠杆左端下沉
D. 图中,当的大小等于钩码重力一半时,可以使杠杆平衡
12.如图,用一个始终水平向右的力,把杠杆从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力的大小将( )
A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 不能确定
二、多选题:
13.杆秤作为华夏国粹,它制作轻巧、使用便利,曾是商品流通中的主要度量工具,同时它还承载着公平公正的象征意义。如图所示,是小阳同学制作的杆秤的示意图,使用时将货物挂在秤钩上,用手提起或相当于支点处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置,当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。秤砣最远可移至点,此秤最大称量是。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,、、的长度如图所示。下列说法正确的是( )
A. 秤砣的质量是
B. 提起秤纽,可以达到最大称量
C. 距离点,有两个刻度,分别为和
D. 提起秤纽,不挂货物时,使秤杆转动的力是秤砣的重力
14.如图所示,为该行李箱滚轮的轴,为可伸缩拉杆拉杆的重力可忽略。小利在拉杆端点有手柄处施加一竖直向上的拉力,使行李箱处于静止状态。若行李箱内的物品都固定在箱内不动,关于这个行李箱的使用,下列说法中正确的是( )
A. 手柄做得比拉杆较宽大一些是为了减小压强
B. 为使行李箱在如图所示位置静止,拉杆拉出的越长,小利所需施力的拉力越小
C. 若使箱体从图示位置绕点缓慢顺时针转动至将行李箱平放在水平地面上,保持拉力的方向不变,则此过程力中变大
D. 行李箱上安装有滚轮,是为了减小其在地面上移动过程中地面对它的摩擦
三、填空题:
15.如图是拉杆式旅行箱的受力示意图。若箱重,动力臂是阻力臂的倍,则竖直向上的拉力 。
16.如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄简化为如图乙所示的杠杆,若,,,忽略杠杆自身的重力,则的大小为 。
17.如图所示的简单机械,在使用中属于省力杠杆的有 ;属于费力杠杆的有 。
18.如图所示,是杠杆,与垂直,在的中点挂一个的重物,加在点的动力始终使在水平位置保持静止杠杆重力及摩擦均不计。
当竖直向上时,的大小为______;
当由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时,动力的大小变化是______选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”。
19.如图所示是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆可以在竖直平面内绕固定点转动,已知,悬挂在端的桶与沙土所受的重力为,悬挂在端的配重所受的重力为。当杠杆在水平位置平衡时,加在配重下面绳端的竖直向下的拉力为 。不计杆重和绳重
20.如图所示为水平桌面上的圆形玻璃转盘转盘半径为,在水平力作用下能绕转盘中心点自由转动,转动时可视为杠杆.甲在点施加一个大小为的水平力,想让转盘转动,对面的乙在距点处的点同时施加一个水平力,想让转盘反方向转动,乙应沿图中 填“”“”“”或“”方向施加一个至少为 的力才可能达到目的假设只有甲、乙两人对转盘施力,忽略其他力对转动的影响.
21.如图所示是自行车刹车手柄结构,为刹车把的支点。
根据图,可判断刹车把是______杠杆。选填“省力”、“费力”或“等臂”
手捏刹车把不动时,阻力大小为,动力臂与阻力臂之比为,动力的大小为________。
四、作图题:
22.如图所示,用羊角锤拔铁钉,请画出在点施加最小动力的示意图及其力臂.
23.如图所示,轻质杠杆可绕点转动,请在图中画出杠杆的动力臂.
24.画出图中各力的力臂。
25.如图为写字时的示意图,笔可以看作是杠杆,为支点,为阻力,请画出的力臂。
五、实验探究题:
26.在探究杠杆的平衡条件的实验中。
在挂钩码前,小慧发现杠杆左端低右端高如图甲,为了完成实验,应将杠杆右端的平衡螺母向______端调节,使杠杆在水平位置平衡;
接着小慧在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡如图乙。若在、下方再各加一个相同的钩码,则杠杆______端将下沉选填“左”或“右”;
图丙为小慧制作的简易“杠杆力臂演示仪”,杠杆可绕点螺母转动,不计摩擦和杠杆自身重力;
当杠杆处于丙图所示水平位置平衡时;
松开螺母保持水平不动,使向下折角度后,再拧紧螺母形成一根可绕点转动的杠杆对应点。保持物块的位置不变,要使杠杆在图丁所示位置保持平衡,则应将物块移动到______。
A.点处 点处 点处 点处
27.在探究杠杆平衡条件时,所用杠杆刻度均匀,每个钩码的重力均为。
实验开始前,杠杆处于静止状态,如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向_____选填“左”或“右”移动;
调节杠杆水平平衡后,在点挂上个钩码,在点用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,如图乙所示,此时测力计的示数是_____;
如图丙所示,点仍悬挂个钩码,用弹簧测力计在点沿着斜向上拉,使杠杆仍在水平位置平衡。与图乙所示相比,拉力的力臂_____选填“变大”“变小”或“不变”,弹簧测力计的示数_____选填“变大”“变小”或“不变”。
28.如图所示,某实验小组在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置,杠杆上相邻刻线间的距离相等;
安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿顺时针方向转动,如图甲所示。则应将平衡螺母向______选填“左”或“右”调节,直到杠杆在水平位置平衡;
杠杆在水平位置平衡后,如图乙所示,在点挂两个钩码,每个钩码重,在点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆水平位置平衡,读出此时弹簧测力计的示数;当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______选填“变大”、“变小”或“不变”。
29.用长硬棒重力可忽略、刻度尺、一个总重的水瓶测量物体重力。如图所示,手提细绳,硬棒水平静止,其中。
物体的重力________。
若要用此装置测量更重物体的重力:
方案一:将细绳的提点向________选填“左”或“右”移。
方案二:________________________。
30.密度是物质的重要属性,生产、生活中常常需要测量各种液体的密度.某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计,可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值,受到了老师的肯定和表扬,结构如图所示.
所用器材:轻质杠杆自身重力忽略不计、两种规格的空桶和、质量为的物体、细线.设计过程如下:
将杠杆在点悬挂起来,空桶悬挂在点,质量为的物体悬挂在点时,杠杆水平平衡.测出点到点的距离为,点到点的距离为,此时点的密度刻度线应标注为________.
在点的空桶内注满液体,空桶容积为,移动物体至位置,使杠杆在水平位置平衡.点到点的距离为,此时点的密度值为________用题中所给的字母表示.
已知密度为的刻度线与零刻度线之间的距离为,则密度为的刻度线与零刻度线之间的距离为________.
要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些,应选择________规格的空桶选填“”或“”.
六、计算题:本大题共2小题,共16分。
31.如图所示,工人用独轮车运泥土。设车斗和泥土的总重力为,则工人运泥土时双手抬起独轮车需要用的力是多少?
32.如图所示,质量为的小张同学在做俯卧撑运动,此时可将他视为一个杠杆,他的重心在点,则:
小张同学所受的重力大小为多少
若他将身体撑起,地面对手的作用力至少多大
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了杠杆的基本概念及杠杆的平衡条件。
力臂是支点到力的作用线的垂线段的距离;
动力是使杠杆转动的力,阻力使阻碍杠杆转动的力;
杠杆平衡条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
【解答】
C.由图知,的方向沿线,其力臂最长,为;而的方向竖直向下,所以其力臂是从点到作用线的垂线段,小于,故选项C正确;
A.由知,,所以一定大于,选项A错误;
B.此时有,而不是,选项B错误;
D.已知的方向是竖直向下的,为保持杠杆平衡,的方向应该沿向上,选项D错误。
2.【答案】
【解析】略
设每条湿毛巾重力为,每个小格的长度为,
A、左侧力与力臂的乘积为,右侧力与力臂的乘积为,左侧右侧,故A错误;
B、左侧力与力臂的乘积为,右侧力与力臂的乘积为,左侧右侧,故B正确;
C、左侧力与力臂的乘积为,右侧力与力臂的乘积为,左侧右侧,故C错误;
D、左侧力与力臂的乘积为,右侧力与力臂的乘积为,左侧右侧,故D错误;
故选:。
3.【答案】
【解析】解:杠杆的下面由两个杠杆组成,这两个杠杆的支点在最右侧,故指甲剪由三个杠杆组成;杠杆中,若以为支点,动力臂为支点到动力作用线的距离,故为动力臂.
4.【答案】
【解析】解:处于水平位置,对杠杆的拉力竖直向下,其力臂为,对杠杆的拉力也是竖直向下,但未水平,其力臂小于,即,由杠杆平衡条件知,即.
5.【答案】
【解析】由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长、动力越小。
由图可知,当力的方向跟杠杆垂直向下时动力臂最长、最省力,即最小。
故选:。
分析:对力臂概念的理解:力臂是指从支点到力的作用线的距离。
对杠杆平衡条件的理解与运用:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长动力越小。
本题考查杠杆中最小力问题,解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长动力越小的结论。
6.【答案】
【解析】A.由图可以看出, 的力臂大,的力臂小,称象时,槽钢不是等臂杠杆,故A错误;
B. 铁笼对槽钢的拉力是杠杆的阻力,故B错误;
C. 大象的重力: ,
由可得,大象的质量: ,故C正确;
D. 任何机械都不省功,使用该杠杆不能省功,故D错误.
7.【答案】
【解析】解:
手对筷子的作用力为动力,其方向与筷子垂直向上;食物对筷子的阻碍力为阻力,其阻力的作用点为筷子与食物的接触点,并且方向垂直筷子向上。
故选:。
根据自己生活中使用筷子的情况,确定动力和阻力的作用点和方向。
本题考查杠杆的五要素,会根据生活中的常见现象确定杠杆的五要素,属于基础题,比较简单。
8.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了杠杆的平衡、杠杆的分类、杠杆的平衡条件以及杠杆中最小力的问题,属于基础知识的考查。
杠杆平衡指的是杠杆处于静止状态或匀速运动状态;
省力杠杆:动力臂大于阻力臂;阻力杠杆:动力臂小于阻力臂;等臂杠杆:动力臂等于阻力臂;
根据杠杆平衡条件进行分析;
根据杠杆平衡条件可知,要使动力最小,则动力臂需最大,据此分析即可。
【解答】
如图,
A、此时杠杆处于静止状态,所以此时杠杆是平衡的,故A正确,不符合题意;
B、由图可知,动力臂大于阻力臂,所以该杠杆是省力杠杆,故B正确,不符合题意;
C、此时杠杆平衡,由杠杆平衡条件得,由两个直角三角形相似得
所以此时
故C错误,符合题意;
D、要使端的力最小,则力的力臂就要最长,即的方向应垂直向下,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.【答案】
【解析】乙同学欲使自己被跷起,根据杠杆平衡条件可知,可以减小乙对跷跷板的压力或减小乙对跷跷板压力的力臂,故乙应该向前移动;若甲前进点,则甲对跷跷板压力的力臂变小,甲对跷跷板压力与其力臂的乘积变小,乙同学不会被跷起,故A符合题意,不符合题意。
故选A。
10.【答案】
【解析】根据题意知道,刻度尺的重心在处,刻度尺刚好翻转时与桌沿的接触点为支点,则刻度尺重力的力臂为,虫子重力的力臂为,由杠杆平衡条件及重力公式知道;即,解得,故A正确。
11.【答案】
【解析】图中杠杆的右端上翘,平衡螺母应向右端移动,才能使杠杆在水平位置平衡;图中未明确作用在点的施力方向,因此可能省力,也可能费力;图中两端钩码移动后,左侧,右侧,左侧力矩大于右侧力矩,杠杆左端下沉;图中动力和钩码重力与力臂的乘积产生的效果向同方向转动,杠杆不能平衡。
12.【答案】
【解析】解:
如图,用一个始终水平向右的力,把杠杆从图示位置缓慢拉至水平的过程中,阻力的大小不变等于物重,阻力臂变大,动力臂不断变小,根据杠杆平衡条件可知,动力将变大。
故选:。
本题是动态平衡问题,考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用。能否正确分析阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键。
13.【答案】
【解析】提起秤纽,秤砣的力臂可以达到最长,而秤砣的重力、重物的力臂不变,由杠杆平衡条件得,此时可以达到最大称量,当最大称量是时,由杠杆平衡条件得
解得秤砣的质量是,故AB正确;
C.距离点,有两个刻度,由杠杆平衡条件得,当用提钮时,刻度的对应的质量满足
解得 ,当用提钮时,由杠杆平衡条件可知
解得 ,即两个刻度分别为和,故C正确;
D.提起秤纽,不挂货物时,使秤杆转动的力是秤砣对杠杆的拉力,故D错误。
故选ABC。
14.【答案】
【解析】A.手柄做得比拉杆宽大一些,可在压力不变时,通过增大受力面积来减小压强,故A正确;
B.图示行李箱,相当一个杠杆,支点为,行李箱对杠杆的作用力为阻力,这个作用力的大小等于行李箱的重力,在阻力和阻力臂不变时,拉杆拉出越长,动力臂越大,则动力越小,所以所需的拉力越小,故B正确;
C.箱体从图示位置绕点缓慢顺时针转动时,阻力不变,阻力臂变大,拉力方向不变,为竖直向上时,动力臂变大,但整个过程中,阻力臂与动力臂的比值等于支点到重力作用点的距离与支点到动力作用点的距离之比,因为支点到重力作用点的距离与支点到动力作用点的距离之比不变,所以阻力臂与动力臂之比不变,则动力与阻力之比不变,而重力不变,则动力不变,故C错误;
D.在其它条件不变时,行李箱安装滚轮,将滑动摩擦变成滚动摩擦,可减小摩擦,故D正确。
故选ABD。
15.【答案】
【解析】根据杠杆的平衡条件得,。
16.【答案】
【解析】【详解】根据杠杆平衡的条件,则的大小为
17.【答案】
【解析】当阻力臂大于动力臂时,杠杆是费力杠杆,所以画出动力臂与阻力臂比较力臂大小即可得出答案。
18.【答案】 先变小后变大
【解析】解:由杠杆平衡条件得:,
即:,解得:;
如图所示,由图可知:
当由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时,
动力臂先变大后变小,阻力与阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,动力先变小后变大。
故答案为:;先变小后变大。
由杠杆平衡条件可以求出力的大小。
判断当由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时,力臂如何变化,然后由杠杆平衡条件判断力的大小如何变化。
本题难度不是很大,熟练应用杠杆平衡条件即可正确解题。
19.【答案】
【解析】解:由杠杆平衡条件得:
,
即:,
已知:::,
解得:;
重力的方向是竖直向下的,支点在中间,所以拉力的方向是竖直向下的。
故答案为:。
应用杠杆平衡条件可以求出拉力大小。
本题考查了求拉力大小,应用杠杆平衡条件可以解题,本题是一道基础题。
20.【答案】
【解析】解:图中相当于杠杆,为支点,视为动力,阻力作用点为点,欲用力最小,应使力臂最长,且所施力的方向应阻碍杠杆的转动,乙应沿图中方向施力;,,则.
21.【答案】省力;
【解析】【分析】杠杆根据省力情况可以分为三类:省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆,动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆
根据杠杆的平衡条件即可计算出动力的大小。
【解答】解:车把上的刹车把手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆
根据杠杆的平衡条件可得,动力的大小为。
故答案为:省力。
22.【答案】
【解析】略
23.【答案】
【解析】【分析】此题主要考查力臂的画法,难易程度适中。
根据力臂的画法,从支点向动力作用线作垂线段,可得动力臂。
【解析】
由图知点所受力为动力,不计绳重和摩擦,使用定滑轮时不省力也不费力,点所受的动力等于绳端拉力,过支点做动力作用线的垂线段,可得动力臂,如图所示:
24.【答案】如图所示。
【解析】确定支点及力的作用线,支点与力的作用的距离既是力臂,力臂一般要用虚线表示。注意,力臂与力的作用线是垂直关系,要标出垂直符号和标记力臂。
25.【答案】如图所示
【解析】反向延长力的作用线,过支点作阻力作用线的垂线段,即为阻力的力臂。
26.【答案】右; 右 ;
【解析】杠杆向左倾斜,根据“左偏右调,右偏左调”的方法,可将右端的平衡螺母向右端调节,直到杠杆处于水平位置。
设一个钩码受重力为,杠杆上一小格长度为,根据杠杆平衡条件 ,左右两边各加一钩码,则两边力与力臂的乘积
故杠杆不再平衡,杠杆右端将下沉。
向下折角度后,左右两边物重不变,右边的力臂减小,为了使杠杆平衡,应增加右边的力臂长,当增加到点处,此时的力臂恰好和原来未下折时的力臂相同,再次满足杠杆平衡条件。
故选C。
27.【答案】 左 变小 变大
【解析】如图,杠杆左端高右端低,说明右端较重,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向左移动。
根据杠杆平衡条件得
解得,此时测力计的示数是
如图丙所示,点仍悬挂个钩码,用弹簧测力计在点沿着斜向上拉,使杠杆仍在水平位置平衡;与图乙所示相比,支点到拉力作用线的距离变小,即拉力的力臂变小,此时,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可得,动力变大,所以,弹簧测力计的示数变大。
28.【答案】左; 变大。
【解析】分析:调节杠杆平衡的原则:螺母的调节方向是向上翘的那端调节;
根据杠杆的平衡,和力臂的变化分析判断。
详解:发现杠杆沿顺时针方向转动,说明杠杆重心在右边,则应将平衡螺母向左调节,直到杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量力臂;
设杠杆每格长度为,根据杠杆的平衡,
当弹簧测力计改为斜拉时,拉力的方向不再与杠杆垂直,拉力力臂变短,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,动力变大,弹簧测力计的示数变大。
故答案为:左;变大。
点评:本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程,从调节到实际操作、原理运用等,考查较为全面,是我们应该掌握的重点实验。
29.【答案】;
左;将水瓶向右移
【解析】【分析】
这是一道杠杆的综合题,考查了学生对杠杆平衡条件的理解,是一道基础题,难度不大。
根据杠杆平衡条件求物体的重力;
若要用此装置测量更重物体的重力,说明物体重力与其力臂的乘积将变大,为了使杠杆平衡。
【解答】
根据杠杆的平衡条件:
则;
若要用此装置测量更重物体的重力,则说明物体对杠杆的力与其力臂的乘积变大,要让杠杆平衡,根据杠杆的平衡条件可知,应该增大或减小,所以可以采用以下两种案:
方案一:将细绳的提点向移,以减小的同时增大;
方案二:将水瓶向右移,即让不变时,增大。
故答案为:;左;将水瓶向右移。
30.【答案】
【解析】略
31.【答案】解:根据杠杆的平衡条件得,。
【解析】将独轮车看作杠杆,支点在轮轴上,动力为,阻力为车的重力,根据杠杆的平衡条件求解
32.【答案】解:小张同学所受的重力:
;
由图可知,动力臂,
阻力臂,阻力等于重力,
由杠杆平衡条件可得:
即:
则,
即他将身体撑起,地面对手的作用力至少。
【解析】本题考查了重力的计算和杠杆的平衡条件的应用,分析图片信息,由图找出动力臂与阻力臂是正确解题的关键。
先据公式计算出重力;
根据图示求出动力臂和阻力臂,利用杠杆平衡的条件可以求出地面对手的力。
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