内容正文:
(第11题)
(第12题)
(第13题)
(第14题)
(第15题)
(第16题)
(第17题)
6.5 杠 杆
第1课时 杠杆及其平衡条件
1.
阻力 支点 动力
2.
10
3.
D
4.
300 [解析]根据题意可知,阻力、
阻力臂不变,动力臂为1m时,此时的
动力最小,根据杠杆平衡条件可得:
F×L1=G×L2,G=mg=20kg×
10N/kg=200N,即 F ×1 m=
200N×1.5m,解得F=300N。
杠杆模型
模型法是最常用的基本方法
之一。模型是相对于原型而言的,
是对原型的内在特性及其相互关
系的简洁性、仿真性的表述。一个
物体若既硬又能绕某一点转动,则
它就可抽象为一个杠杆。在具体
分析某一问题时,需想象出研究对
象在转动时的情景,以找准支点,
并确定动力与阻力的方向。
5.
20 向后 30 [解析]由题意可知:
A、C 间的距离是B、C 间距离的
3倍,即 LAC ∶LBC =3∶1,所 以
LAB∶LBC=2∶1;若以B 点作为支
点,则A 点受到水平向后的力为阻力
F2,阻力臂为LAB,A、C 两点位于支
点的两侧,要使杠杆平衡,则C 点受
到的力为动力F1,方向水平向后,动
力臂为LBC;由杠杆的平衡条件可知:
手对C点施加的力F1=
LAB
LBCF2=
2
1×10N=20N
。若以C 点作为支
点,则A点受到水平向后的力为阻力
F2,阻力臂为LAC,B 点受到的力为动
力F1',动力臂为LBC,由杠杆的平衡
条件可知:手对B 点施加的力F1'=
LAC
LBCF2=
3
1×10N=30N
。
6.
D [解析]设每个钩码重力为G,
每个小格长度为L。两侧钩码同时向
支点移动一格,左边:3G×L=3GL,
右边:2G×2L=4GL,右边大于左边,
杠杆右边下倾,故A错误;两侧钩码
下方同时加挂一个钩码,左边:4G×
2L=8GL,右边:3G×3L=9GL,右边
大于左边,杠杆右边下倾,故B错误;
左侧加挂一个钩码,右侧加挂两个钩
码,左边:4G×2L=8GL,右边:4G×
3L=12GL,右边大于左边,杠杆右边
下倾,故C错误;左侧拿去一个钩码,
右侧钩码向左移动一格,左边:2G×
2L=4GL,右边:2G×2L=4GL,右边
等于左边,杠杆平衡,故D正确。
7.
B [解析]如图,第一次杠杆在重
物G 和力F1的作用下处于水平位置
平衡时,F1的力臂为L1,重力的力臂
为杠杆的长,L2=OA。由杠杆平衡
条件可得:F1·L1=G·L2,当第二
次杠杆在重物G 和力F2 的作用下仍
在水平位置平衡时,F2 的力臂为
L1',由 杠 杆 平 衡 条 件 可 得:F2·
L1'=G·L2,则F1·L1=F2·L1',
由图知力臂L1'<L1,故F2>F1。
(第7题)
8.
如图所示
(第8题)
9.
如图所示
(第9题)
10.
(1)
左 (2)
1 偏小 (3)
B
(4)
> 杠杆的自重对杠杆平衡有影
响 [解析](1)
要使杠杆在水平位置
平衡,平衡螺母向上翘的一端移动,将
平衡螺母向左调节,杠杆在水平位置
5
平衡,说明杠杆左端翘起。(2)
设杠
杆一格长为L,在A 点挂3个重力均
为0.5N的钩码,在B 点用弹簧测力
计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置
平衡,由杠杆平衡条件得3×0.5N×
2L=F×3L,解得F=1N;若在第
(1)小题所描述的情形中未调节平衡
螺母而直接开展上述实验,由于右侧
已经存在杠杆的重力与力臂的乘积,
弹簧测力计的示数将偏小。(3)
根据
杠杆平衡条件GML1=GNL2可知,当
杠杆处于图乙所示水平位置平衡时,
保持物块M 的位置不变,OB 向下折
至如图丙所示的位置,L1 不变,GM
不变,L2减小,GN 不变,而L2 减小,
则应将N 移到②点处,保持力臂L2
与原来相同,杠杆才能重新平衡,故选
B。(4)
用如图丁所示装置进行探究,
杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自
重对杠杆平衡有影响,所以F1L1 总
是大于F2L2。
11.
D 6 24 [解析]由图可知,
D 点更加靠近拉力F,所以当作用在
B 点竖直向下的拉力F 足够大时,杠
杆容易绕D 点翻转。由题意可知,
C点为支点时,动力臂最大,拉力最
小;D 点为支点时,动力臂最小,拉力
最大。由杠杆平衡条件可得:Fmin×
BC=G×AC,Fmax×BD=G×AD,
由于 AC=CD=DB,因 此 BC∶
AC=2∶1,BD∶AD=1∶2,则
Fmin×2=12N×1,Fmax×1=12N×
2,解得Fmin=6N,Fmax=24N。
第2课时 杠杆的应用
1.
省力 右
2.
变小 a
3.
B
4.
大于 省力 增大物重(合理即
可) [解析]由图可知:重物对杠杆的
拉力方向竖直向下,则OA 为阻力臂;
人竖直向下拉杠杆,则从O 点到人的
拉力作用线的垂直距离是动力臂;此
时阻力臂小于动力臂,是省力杠杆;由
杠杆平衡条件可知:要通过增大拉力
来加大训练强度,在动力臂、阻力臂一
定的情况下,可以采取增大物重(阻
力)的办法,从而增大拉力;或在物重
(阻力)、动力臂一定的情况下,通过增
大阻力臂(重物向左移动)的方法来增
大拉力;或在物重(阻力)、阻力臂一定
的情况下,通过减小动力臂(人向前移
动)的方法来增大拉力。
5.
C [解析]如图所示,踮脚时,脚掌
与地面接触的地方是支点,小腿肌肉
对脚的拉力向上,从图中可知动力臂
大于阻力臂,是省力杠杆。故选C。
(第5题)
6.
D [解析]在同样的情况下,把枝
条往剪刀的轴处靠近,减小了阻力臂,
而阻力和动力臂不变,由F1L1=F2L2
可知,动力会变小,因此可以省力。
7.
C [解析]由杠杆的平衡条件可
知:增砣盘所对应的力臂较长,秤盘所
对应的力臂较短,所以秤盘中物体的
总重大于增砣盘中增砣的总重,即秤
盘中物体的质量大于增砣盘中增砣的
质量,所以把标有“2kg”的增砣放在
秤盘中称量它的质量,测量结果应小
于2kg,故选项C正确。
8.
(1)
衣服挂在B 点时,阻力臂最小
4 (2)
如图所示
(第8题)
[解析](1)
衣服挂在B 点时,阻力臂
最小,根据F1L1=F2L2 可知,此时
最省力,A 点受到的支持力最小;衣
服重为3.6N,最小阻力臂为0.20m,
动力臂为0.18m,根据F1L1=F2L2
可 知,最 小 动 力 F1 =
F2L2
L1 =
3.6N×0.20m
0.18m =4N
。(2)
受到衣服
的拉力F 竖直向下,过O 点作力的垂
线即为力臂。
9.
[解析](1)
m=ρV=2.5g/cm3×
200cm3=500g=0.5kg,G=mg=
0.5kg×10N/kg=5N。(2)
设脚对
A 点的动力为FA,顶杆对B 点的作
用力为FB,顶杆对桶盖上C 点的动
力为FC,
由杠杆平衡条件可得:FC·
CO2=G·DO2,FC =
G·DO2
CO2 =
5N× 0.6m2 +0.05m
0.05m =35N
;因
为物体间力的作用是相互的,所以
FB=FC,FA ·AO1=FB ·O1B,
FA =
FB·O1B
AO1 =
FC·O1B
AO1 =
35N×0.2m
0.28m =25N
。
10.
[解析](1)
设秤盘的质量为m1,
由杠 杆 平 衡 条 件 可 得:m1gL1 =
m0gL2,即 m1×0.1m=0.1kg×
0.05m,解得 m1=0.05kg=50g。
(2)
设秤盘和被称物体的总质量为
M,被称物体的质量为m2,由杠杆平
衡条件可得:MgL1=m0gL3,M=
m1+m2,即(0.05kg+m2)×0.1m=
0.1kg×0.4m,解得m2=0.35kg=
350g。(3)
秤盘中不放物体时,由杠
杆平衡条件可得:m1gL1=m0gL2,则
L2=
m1
m0L1
,设被称物体重为mxg,秤
6
砣到O 点的距离为Lx,由杠杆平衡
条件可得:(mx+m1)gL1=m0gLx,
则Lx=
mx+m1
m0 L1
。综上可得:ΔL=
Lx-L2=
mx+m1
m0 L1-
m1
m0L1=
mx
m0L1
,此时ΔL 与mx 成正比,说明
杆秤的刻度是均匀的。
6.6 滑 轮
第1课时 定滑轮和动滑轮
1.
定 300
2.
A
3.
(1)
力的方向 (2)
省力 (3)
不
正确 动滑轮重力过大
4.
动滑轮 250 250 [解析]把绳
子的一端系在乙树上,然后绕过甲树
用力拉绳子时,甲的树干要移动,则甲
的树干相当于动滑轮;拉甲树干的绳
子段数是2,不计绳重和摩擦,所以小
明对绳子的拉力F=12×500N=
250N,乙树受到的拉力等于1段绳子
的拉力,大小为250N。
5.
F2 22 [解析]由题意可知:图甲
中,有2根绳子承担物重,则拉力
F1=
1
2
(G+G动)
=12×
(10N+
2N)=6N;图乙中,有2根绳子作用
在动滑轮上,作用在绳子上的力等于
物重,则F2=2G+G动=2×10N+
2N=22N;图丙为定滑轮,则F3=
G=10N。综上可知,三个力中最大
的是F2,其大小为22N。
6.
D [解析]由图可知:晾衣架使用
过程中,甲、乙、丙三个滑轮的轴固定
不动,是定滑轮;丁滑轮随横梁一起运
动,是动滑轮,故选项D符合题意。
7.
A [解析]图甲是动滑轮,不计绳
重与摩擦,且动滑轮重小于物重,则
F1=
G物+G动
2 <
G物+G物
2 =G物
,图
乙是定滑轮,不计绳重与摩擦,则
F2=G物,所以F1较小。
8.
D [解析]由图可知,该滑轮是动
滑轮,当重物A 上升速度为0.2m/s
时,滑轮上升的速度是重物A 上升速
度的一半,即0.1m/s,此时拉力等于
物重的2倍,所以拉力大小为200N,
故选项D正确。
“倒挂”的动滑轮
此题是动滑轮的一种特殊
使用方法,正常使用时是将物
体挂在轮轴上,拉绳子的一端;
而特殊使用方法恰好相反,拉
轴而将物体挂在绳子的末端。
动滑轮的这种特殊使用方法,
不仅不省力而且费力,但能够
省一半的距离。
9.
C [解析]该实验需要测量的物理
量是滑轮与物体的总重以及测力计示
数F,故A错误;在不计摩擦和绳重
的情况下,用F2 提升物体时,动力臂
是阻力臂的2倍,则F2=
1
2
(G物+
G动),故B错误;力臂是支点到力的作
用线的距离,由图可知,OA 与F1 的
力的作用线垂直,故 F1 的力臂为
OA,故C正确;由图可知,在提升动
滑轮的过程中,由力臂的定义可知,
F1的力臂要小于F2 的力臂,根据杠
杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂不
变的情况下,动力臂越小,动力越大,
即F1>F2,故D错误。
10.
(1)
等臂 (2)
①
竖直 ②
一半
省力 ③
相同 [解析](1)
使用定
滑轮时,其支点在轴上,重物对滑轮的
作用力为阻力,测力计对滑轮的作用
力为动力,支点到动力及阻力的作用
线的距离都为滑轮的半径,即动力臂
等于阻力臂,所以是一个等臂杠杆。
(2)
①
使用动滑轮时,应竖直向上匀
速拉动重物,此时的动滑轮相当于一
个省力杠杆,动力臂是滑轮的2个半
径,阻力臂是滑轮的半径,动力臂是阻
力臂的两倍,可达到最佳省力效果。
②
动滑轮相当于一个动力臂是阻力
臂两倍的杠杆,据杠杆的平衡条件,此
时弹簧测力计的示数等于提升总重力
的1
2
,是一个省力杠杆。③
要探究拉
力方向对拉力大小的影响,除了改变
拉力的方向外,其他因素应保持不变,
所以需要选择相同的重物与相同的滑
轮进行实验。
11.
[解析]物重G 大于动滑轮重G动。
证明:使用动滑轮匀速提升物体时,不
计摩擦和绳重,拉力 F= 12
(G+
G动),若 拉 力 F<G,即 12
(G+
G动)<G,则G>G动。
第2课时 滑轮组 轮轴
1.
400 210
2.
B 省力 ①
3.
B
4.
270 1 80 [解析]由图甲可知,
有3根绳子作用在动滑轮上,即n=
3,不计滑轮重、绳重及滑轮与轴之间
的摩擦,则物体A 与地面间的摩擦力
f=nF=3×90N=270N;物体A 移
7
12
6.5 杠 杆
第1课时 杠杆及其平衡条件 ▶ “答案与解析”见P5
1.
(跨学科融合·生物)如图所示,当手托住铁
球并绕腕关节向上转动时,手就是一个杠
杆。铁球压在掌心上的力是 ,腕关
节是 ,前臂中的伸肌伸展和屈肌
收缩产生 ,使托住铁球的手向上
转动。
(第1题)
(第2题)
2.
如图所示为小丽妈妈脚踩缝纫机踏板工作时
的情景。脚对缝纫机踏板的压力F1 作用于
A 点,连杆对踏板的拉力F2作用于B 点,已
知OA=8cm,OB=16cm,F1=20N,则
F2= N。
3.
关于杠杆,下列说法中正确的是 ( )
A.
杠杆一定是一根直的硬棒
B.
杠杆的支点一定在杠杆上,且在杠杆的中
间位置
C.
作用在杠杆上的动力一定与作用在杠杆
上的阻力方向相反
D.
力臂可能在杠杆上,也可能不在杠杆上
4.
★(优秀传统文化)如图所示是《天工开物》中
记载的脚踏碓。脚连续踩踏踏板,木棒可绕
O 点上下运动,碓头不断砸打稻谷,从而达到
将稻谷去皮的目的。若碓头质量为20kg,踏
板距离O 点为1m,碓头距离O 点为1.5m,
则脚至少要施加 N的力才能将踏板
踩下。(g取10N/kg,不计木棒自重)
(第4题)
(第5题)
答案讲解
5.
小红竖直举着班牌走在最前列,如
图所示。匀速前进时,班牌受到水
平向后风的阻力为10N,作用在A
点。若将班牌视为杠杆,A、C 间的距离是
B、C 间距离的3倍。她将图中B 点作为支
点,手对另一点施加的力为 N,这个
力的方向水平 (选填“向前”或“向
后”)。若她将图中C点作为支点,则手对另一
点施加的力为 N。
6.
如图所示,在均匀杠杆的A 处挂三个钩码,
B 处挂两个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡。
下列操作中,仍能使杠杆在水平位置平衡的
是(所用钩码均相同) ( )
A.
两侧钩码同时向支点移动一格
B.
两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C.
左侧加挂一个钩码,右侧加挂两个钩码
D.
左侧拿去一个钩码,右侧钩码向左移动一格
(第6题)
(第7题)
7.
(2024·眉山东坡期末)如图所示,O 为杠杆
的支点,第一次杠杆在重物G 和力F1 的作
用下在水平位置平衡。如果第二次杠杆在重
物G 和力F2 的作用下仍在原水平位置平
衡,下列说法中正确的是 ( )
A.
F1>F2 B.
F1<F2
C.
F1=F2 D.
F1、F2的关系无法确定
物理(沪粤版)八年级下
13
8.
如图所示,杠杆处于静止状态,请在图中画出
力臂L1对应的力F1及F2的力臂L2。
(第8题)
9.
(2024·广元)图甲是压制饺子皮的“神器”,
压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是简化示
意图,图中O为支点,F2为压饺子皮时作用在
B点的阻力。请在图乙中画出压饺子皮时作用
在A点的最小动力F1及阻力F2的力臂L2。
(第9题)
10.
小明对杠杆开展相关实验探究(不计支点处
摩擦)。
(1)
小明安装好杠杆,将平衡螺母向左调
节,杠杆在水平位置平衡,说明一开始杠杆
的 (选填“左”或“右”)端翘起。
(2)
如图甲所示,在A 点挂3个重力均为
0.5N的钩码,在B 点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;若在第(1)小题所
描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展
上述实验,弹簧测力计的示数将
(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(第10题)
(3)
小明换用可变形杠杆(AOB 可绕O 点
转动)进一步研究杠杆平衡条件。当杠杆处
于图乙所示水平位置平衡时,保持物块 M
的位置不变,OB 向下折至如图丙所示的位
置。要使杠杆在图丙所示位置保持平衡,则
应将物块N 的悬挂点移动到 。
A.
①点处
B.
②点处
C.
①和②之间
(4)
小明提出新的问题:“若支点不在杠杆
的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”
于是小明利用如图丁所示装置进行探究,在
杠杆A 点处挂上2个钩码,用弹簧测力计
在B 点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置
处于平衡状态,以弹簧测力计的拉力为动力
F1,钩码的拉力为阻力F2,多次调整力和力臂
的大小进行测量,发现:F1L1 总是
(选填“>”“<”或“=”)F2L2,其原因主要
是 。
答案讲解
11.
如图所示,杠杆AB 放在钢制圆柱
体的正中央水平凹槽CD 中,杠杆
AB 能以凹槽两端的C 点或D 点
为支点在竖直平面内转动,长度AC=CD=
DB,左端重物G=12N。当作用在B 点竖
直向下的拉力F 足够大时,杠杆容易绕
(选填“C”或“D”)点翻转;为使杠
杆AB 保持水平位置平衡,拉力的最小值
Fmin= N,最大值Fmax= N。
(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)
(第11题)
第六章 力和机械
14
第2课时 杠杆的应用 ▶ “答案与解析”见P6
1.
(2024·乐山)从物理学角度来看,
(选填“省力”或“费力”)杠杆因动力臂比阻力
臂长,可以实现“四两拨千斤”。我国传统衡
器“杆秤”是一种杠杆,要使如图所示的秤杆在
水平方向平衡,应将秤砣往 端移动。
(第1题)
(第2题)
2.
(跨学科融合·体育)(2024·苏州)健身步道
上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板
上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手
拉至身体两侧,此过程中,拉力大小变化情况
是 。若要增加训练强度,应将配重
盘向 (选填“a”或“b”)端移。
3.
公元前400多年,墨子所著《墨经》中已有杠
杆原理的记述,他将阻力臂叫“本”,动力臂叫
“标”。下列杠杆属于“本短标长”的是( )
A.
镊子 B.
钢丝钳
C.
钓鱼竿 D.
天平
4.
(跨学科融合·体育)如图是小区内一种健身
器械,AOB 可视为杠杆。图中小明同学用力
竖直向下拉杠杆,重物被抬起,此时动力臂
(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力
臂,是一个 (选填“省力”或“费力”)
杠杆。小明同学想通过增大拉力来加大训练
强度,请你给小明提出一条合理的建议:
。
(第4题)
5.
如图所示,踮脚是一项很好的有氧运动,它简
单易学,不受场地限制,深受广大群众喜爱。
踮脚运动的基本模型是杠杆,下列分析正确
的是 ( )
A.
脚后跟是支点,是省力杠杆
B.
脚后跟是支点,是费力杠杆
C.
脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆
D.
脚掌与地面接触的地方是支点,是费力杠杆
(第5题)
(第6题)
6.
(2024·北京)如图所示,园艺工人在修剪枝
条时,常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近,这样
做是为了 ( )
A.
增大动力臂,能够省力
B.
增大阻力臂,方便使用
C.
减小动力臂,方便使用
D.
减小阻力臂,能够省力
答案讲解
7.
如图所示的案秤是生活中测量质量
的常用工具,与标有“0.5kg”“1kg”
“2kg”和“5kg”的增砣配套使用。
如果把标有“2kg”的增砣放在秤盘中称量它
的质量,那么测量结果应该 ( )
(第7题)
A.
大于2kg B.
等于2kg
C.
小于2kg D.
无法判断
物理(沪粤版)八年级下
15
8.
(2024·广州)如图甲,质量不计的晾晒架钩
在支撑物上,挂上衣服后,晾晒架可看成以O
为支点的杠杆,图乙是其简化图,晾晒架上
A、B、C、D 四点在同一水平线上。
(第8题)
(1)
B、C、D 是挂衣处,同一件衣服挂在B
时,A 点受到的支持力最小,请说明理由:
,若衣服重
为3.6N,则此支持力最小值为 N。
(2)
请在图乙中:①
画出B 点受到衣服的拉
力F;②
画出拉力F 的力臂L。
9.
(核心素养·科学思维)如图甲所示是脚踏式
翻盖垃圾桶的实物图,翻盖的原理是由两个
杠杆组合而成,图乙所示是杠杆组合的示意
图。桶盖是由一种密度为2.5g/cm3、体积为
200cm3的塑料制成,脚踏杆和其他连杆的质量
不计,脚踏杆AO1=28cm,O1B=20cm,桶盖和
连杆的尺寸如图乙所示。(g取10N/kg)
(第9题)
(1)
桶盖的重力是多大?
(2)
把桶盖顶起,脚对踏板A 处的动力至少
要多大?
答案讲解
10.
如 图 所 示 为 我 国 传 统 计 量 工
具———杆秤的结构示意图,O 点是
提纽,左边是秤盘,右边的秤砣用
细线悬挂于秤杆上,若秤砣质量 m0=
100g,秤盘悬挂点到提纽的距离 L1=
10cm,秤盘中未放物体时,系秤砣的细线在
距提纽L2=5cm时,秤杆恰好水平平衡,
秤杆和细线的质量不计。
(第10题)
(1)
求秤盘的质量。
(2)
当系秤砣的细线在距提纽L3=40cm
时,求秤盘中被称物体的质量。
(3)
请通过计算说明杆秤的刻度是否均匀。
第六章 力和机械