12.1 杠杆 热点题型专练-2025-2026学年人教版八年级物理下册
2026-01-18
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第1节 杠杆 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 43.41 MB |
| 发布时间 | 2026-01-18 |
| 更新时间 | 2026-02-12 |
| 作者 | majiaweizi100 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56011201.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025-2026学年新人教版八年级下册课时12.1《杠杆》热点题型专练
一、单选题
1.如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.面包夹B.园艺剪C.托盘天平D.压蒜器
2.平板支撑是一种类似于俯卧撑的肌肉训练方法,可以有效塑造腰部、腹部和臀部的线条,如题图所示。能正确表示人在平板支撑时的杠杆示意图是( )
A.B.C.D.
3.如图所示,作用在杠杆一端且始终沿竖直向上的力F,将杠杆缓慢地由位置(1)拉至位置(2),力F在这个过程中( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
4.桨板是一项极具挑战性和趣味性的水上运动。如图是桨板爱好者在湖面练习的情形。下列说法正确的是( )
A.人用船桨划水时,船桨相当于省力杠杆
B.桨板静止在平静的水面上时,其运动状态保持不变
C.船桨对水的力和水对船桨的力是一对平衡力
D.停止划动船桨,桨板停下的过程中,桨板不受力的作用
5.如图所示,小明和家人在自家果园栽种树苗,小明用铁锹铲起来一铲泥土,A点为泥土的重心,手对B点的力始终沿竖直方向,已知泥土的重力为20N,,铁锹的重力忽略不计。下列说法正确的是( )
A.铲起泥土时,以C点为支点,铁锹是一个省力杠杆B.手对B点的力的力臂是BC
C.手对B点的力大小为40N D.将B点的手向C点移动,该手对铁锹的力会变小
6.如图所示是人们仿照《天工开物》中的桔槔利用杠杆原理从水井中提水的情景。假设不悬挂重物时木杆恰好能保持平衡。为了省力,在木杆左端悬吊水桶,木杆右端固定一个石块。已知支点到水桶所受的重力作用线的距离是支点到石块所受重力作用线距离的3倍。用该装置提水时,水桶所受的重力为20N,每次提水时连水带桶所受的重力为80N。下列分析合理的是( )
A.该装置相当于省力杠杆 B.取水时水桶受到的重力是杠杆的阻力
C.若将固定石块的位置靠近支点,则能提更多的水 D.若使提水时所用力最小,石块的重力至少为240N
7.为解决停车难的问题,设计了如图甲“路边空中绿化存车亭”,其工作原理如图乙。电动机通过钢丝绳BC牵引OB杆绕O点转动,B端悬挂存车架A。小汽车从乙图所示位置(CB⊥OB)缓慢下降到水平地面的过程中,钢丝绳对B点的拉力将( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大
C.保持不变 D.先变大后变小
8.下面四种生活中常见的工具,以如图所示的方式使用,属于省力杠杆的是( )
A.食品夹 B.筷子
C.核桃夹 D.鱼竿
9.长时间低头玩手机会对颈椎造成伤害,人低头时可以简化为如图所示的杠杆模型,其中G为头部重力,F为颈椎肌肉拉力,为低头的角度,不考虑拉力F方向的变化,下列说法正确的是( )
A.低头角度增大时,颈椎肌肉拉力F逐渐减小
B.头部重力G的力臂随增大而减小
C.当时,颈椎肌肉拉力F等于头部重力G
D.为保护颈椎,应尽量减小低头角度
10.如图是北方地区人们做面条的工具,下面是小明帮助妈妈做面条时引发的思考,其中错误的是( )
A.在揉面的过程中,面团发生的形变主要是塑性形变
B.盖锅煮面是通过增大气压来降低沸点,让面熟得更快
C.面团被压成面条,说明力可以改变物体的形状
D.若压杠杆的力方向不变,作用在A点比B点更省力
11.《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,如图所示“标”、“本”表示力臂,“权”、“重”表示力,以下说法符合杠杆原理的是( )
A.增大“重”时,应把“权”向右移动
B.“权”小于“重”时,A端一定上扬
C.若使用有缺损的“权”来称“重”,测量结果会偏小
D.若将提纽O向B端移动一些,则杆秤测量的范围变大
12.如图所示的“六桨课船”选自我国古代科技著作《天工开物》。下列工具在正常使用时与船桨杠杆类型不同的是( )
A.食品夹 B.镊子 C.核桃钳 D.筷子
13.如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.赛艇的船桨,是一种省为杠杆
B.使船前进的力是运动员对船桨向前的推力
C.剪头发的剪刀应选用图中的剪刀,这样可以省力
D.像船桨这类杠杆动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小
14.如图所示,轻质杠杆的。放在水平地面上的物体甲的重力为125N,底面积为。当杠杆水平平衡时,物体甲对水平地面的压强为,求( )
A.甲物体的质量为12.5kg
B.物体乙的重力为600N
C.甲物体对杠杆的拉力为125N
D.水平地面对甲物体的支持力为25N
15.工人师傅用独轮车搬运砖块,车和砖块所受的重力G=1200N,有关尺寸如图所示,工人师傅推车时,人手竖直向上的力F的大小是( )
A.350N B.360N C.400N D.500N
16.如图所示,是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂,它属于( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆
C.等臂杠杆 D.无法判断
17.如图所示,杠杆OAB的自重与摩擦不计,与垂直,,在的中点挂一个12N的重物。作用在点的动力由竖直方向逆时针缓慢转到水平方向,此过程中始终保持在水平位置静止,则的大小( )
A.不大于8N B.不小于6N C.逐渐变大 D.先变大后变小
18.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图,下列说法中正确的是( )
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.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力 D.甘蔗放在a点比b点更易被切断
19.《天工开物》记载的踏车是旧时依靠人力的一种引水机具,由水槽、木齿轮、刮水板、木制链条等组成。如图所示,车身是木板制成的水槽,车头和车尾各装有一个木齿轮,车尾装的是小轮,车头装的是大轮,大轮连着拐木(拐木长度大于大轮半径),木制链条上装有刮板,并套在两木齿轮上。水车灌溉时,用力转动拐木,使大轮轴转动,带动槽内刮板刮水上行,倾灌于地势较高的田中。关于踏车说法正确的是( )
A.“踏车汲水”中,水被提升到高处,水的重力势能转化为动能
B.汲水过程中,水所受的重力不做功
C.车头大轮与拐木组成了一个轮轴,相当于费力杠杆
D.加快踩踏拐木的速度,可以增大“踏车汲水”的功率
20.如图甲所示的折叠床因隐形、节约空间等特点,备受欢迎。将折叠床处于水平位置时的结构进行简化,可途构成如图乙所示的模型。折叠床可围绕O点转动,把床架和床垫看成一个整体,床两侧各装一根液压杆,液压杆连接了床架上B处和墙体上A处,利用液压杆可以在10秒内收起床体,液压杆的拉力沿AB方向。已知床架上B处与O点的距离为0.5m,床体OC长度为2m,整个床体(包含床垫)质量约为100kg,整个床体厚度为0.2m,整个床体可视为质量分布均匀(g取10N/kg),则在收起床体过程中,下列说法正确的是( )
A.液压杆和床架构成了省力杠杆
B.克服床体重力做功为900J
C.从当收起床体时,每个液压杆的拉力至少为4000N
D.液压杆收起床的过程中,对床做功的功率至少是80W
21.对下列图片情境的力学分析,说法正确的是( )
A.图中,汽车前端装有安全气囊,一旦车辆的后端发生撞击,汽车的安全气囊会自动充气弹出,使人不会由于惯性撞到车身
B.图中,贴在竖直墙面上的磁性围棋盘,棋盘对棋子的吸力和棋子受到的重力是一对平衡力
C.图中,篮球离手后在空中飞行过程中,人对篮球做了功
D.图中,踮脚是一项非常好的有氧运动,不仅能缓解疲劳,还能锻炼小腿后侧肌肉。踮脚运动的模型是杠杆,属于省力杠杆
二、多选题
22.物理老师在动物园内用弹簧测力计称大象的质量时,先将铁笼系于槽钢上的B点,当吊车吊钩在钢槽上的悬挂点移至O点时,钢槽在水平位置平衡;再将大象引入铁笼,在A点用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端,使之再次在水平位置平衡。读弹簧测力计的示数,便可求大象的质量。下列说法中正确的是( )
A.槽钢越轻,称量结果越准确
B.铁笼的轻重对称量结果无影响
C.悬挂吊钩的位置可以设置在槽钢上不同位置
D.弹簧测力计读数时,槽钢必须处于水平状态
23.如图甲所示是《天工开物》里记载的一种捣谷的碓,其简化原理图如图乙所示,捣谷人对B点的作用力使水平静止的横木AB绕O点转动。碓头重20N,不计摩擦和横木重,下列说法正确的是( )
A.碓相当于费力杠杆 B.利用该装置捣谷可以省功
C.图乙中至少用力50N才能将碓头抬起 D.碓头尖细可增大对稻谷的压力
三、填空题
24.端午前后,我国多地都会举行划龙舟比赛,如图是无人机从空中拍摄的比赛时的情景。
(1)运动员划桨使龙舟前进,这里运用了物体间力的作用是 的;船桨属于 杠杆;
(2)如果两条龙舟在行进过程中距离太近,很容易撞在一起,这是由于两条龙舟间的水流速度较快,压强较 所致;
(3)若无人机靠近水面时,它在水中的像将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
25.小华同学利用密度是,边长为的正方体重物M,自制了如图所示的健身器材来锻炼身体,其中轻质杠杆可绕O点在竖直平面内转动,然后用一根轻质杆(质量和体积均不计)连接住上方杠杆的A端和下方的重物M,再在B端施加力,使杠杆在水平位置平衡。重物所受重力的大小为 N。已知AO长1.5m,OB长0.5m,不计连接处摩擦,当小华在B端竖直向下施加150N的力时,重物M对地面的压强是 Pa。若小华在B端挂上一个质量为36kg的物体,则小华应对A端的轻质杆施加的拉力大小至少为 N,才能使M离开地面。
26.如图所示,杠杆水平平衡。杠杆可在竖直平面内绕固定点O自由转动,其上相邻刻线间的距离相等。若在杠杆上A点挂2个重均为0.5N的钩码,在 点挂 个重均为0.5N的钩码,或在 点施加至少为 N的力,杠杆仍能保持水平平衡。
27.如图1所示,用硬棒ADCB撬大石头(已知BC=CD),且向上、向下用力都可以,当用向下的力F下,撬大石头时,是以 为支点(填字母),当用向上的力F上撬大石头时,F上 F下(选填“大于”、“等于”或“小于”)。图2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能以凹槽两端的点C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。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)为使杠杆AB保持水平位置平衡,拉力F取值范围为 。
28.如图所示的一轻质硬棒,AB=BC=CD,在A点悬挂重物G,硬棒在力F 的作用下处于水平平衡,则硬棒的支点可能在杠杆上的 (选填“A ”“B”“C”或“D”)点,当G=150N时,F的大小为 N ,若使F与杠杆的夹角大小不变,随着重物G被拉起,力F的大小将 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。
29.如图所示,杠杆放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽中,杠杆能以凹槽两端的点或点为支点在竖直平面内转动,已知,左端物体所受的重力为。为使杠杆保持水平平衡,拉力的最大值和最小值之比为 。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)
30.端午节赛龙舟时,运动员一手握住桨柄,一手用力划桨,此时桨属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆.当运动员向后划桨时,龙舟就向前行进,说明物体间力的作用是 的。龙舟快速前进时,激起的“泡沫”会自动靠近船身,这是因为水中流速越大的地方压强越 。
31.物理来源于生活,同学们应该在日常生活中多观察、多感受。如图所示,人的手上举着哑铃,当缓慢放下前臂时,感受到肌肉用力将 (增大/减小),这时可以把前臂看成杠杆模型,其支点是 ()点,缓慢放下时, (动/阻)力臂变大。
32.盘锦是鱼米之乡,鱼虾丰美,拥有众多钓鱼爱好者。如图所示,用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼。鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了,这是因为鱼离开水后,钓鱼线对鱼竿的拉力 (选填“变大”“变小”或“不变”);钓鱼竿是 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;钓鱼时鱼竿变弯,说明力可以改变物体的 。
33.通过九年的不懈努力,小明考入了自己心仪的高中。去报到时他拉着如图所示的拉杆旅行箱,拉杆旅行箱里一半空间装比较轻的衣物,另一半空间装比较重的书籍。根据所学物理知识,小明把书籍装在了 (选填“A”或“B”)空间,这样安排的原因是: 。
34.筷子是我国饮食文化的标志之一。如图所示,这是利用筷子夹糕点的场景,此时筷子ABC可看作一个 杠杆;手离糕点越 ,人夹起糕点所用的力越小。
35.如图所示,若该独轮车的车箱和砖头所受的总重力,则人施加竖直向上的动力使车水平方向静止时,动力臂长度为 m,动力F的大小为 N。
36.如图甲剪钢丝的老虎钳是一个 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),要使用时更省力,应使钢丝 (靠近/远离)支点。救援队员使用撬棒把滚落在公路上的石块撬起,如图乙所示。若救援队员在撬棒D点用最小的力撬起石块1,应该沿着 方向。(选填“DM”、“DN”)
37.一个小工具,提升大效率。如图所示的食材铡刀,可以用于切玉米、排骨、药材等不易切割的食材,操作简单方便。使用铡刀可以省 (填“力”或“距离”);将要切断的玉米向连接轴处靠近,所用的力 (填“变大”“变小”或“不变”)。
四、作图题
38.图甲是《天工开物》中记载的古人利用杠杆从水井中打水的情景。现简化成图乙模型,AB为轻质杠杆,O为支点,B端系着石块,A端系着木桶,打水人正站在井边将木桶放入井中。请在图乙中画出杠杆AB的动力和动力臂。(假设左端的力为动力,右端的力为阻力)
39.如图所示,已知杠杆的阻力和动力臂,画出动力和阻力臂。
40.请画出图中力F₁的力臂l₁,以及杠杆受到的阻力F₂。
41.根据要求作图:
(1)在图中画出力F1、F2的力臂L1、L2;
(2)在图中,画出作用在“开瓶起子”上的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图;
(3)图(甲)为搬花神器,用它把花盆抬起时,相当于一个绕O点转动的杠杆。请在示意图(乙)图中画出花盆所受的重力、杠杆平衡时作用在A点的最小动力F。
42.俯卧撑是一项经典的自重训练运动,无需器械即可进行,能有效锻炼上肢、胸肌和核心肌群,深受健身爱好者和普通人的喜爱。如图所示,是某同学做俯卧撑锻炼身体的情形。若将人体视为一个杠杆,O点为支点,A点为该同学的重心,B点为地面对手的支持力F的等效作用点,请在图中画出他所受的支持力F的示意图及对应的力臂l。
43.画出使杠杆AB在如图所示的位置静止时,需在A点加一个力F,要使这个力最小,请在图上画出F的示意图,并标明它的力臂。
44.按要求作图:如图1,鼠标的左键可看成杠杆OBA(O为支点),当我们的手指在B点按下鼠标左键时,使电路接通完成操作任务。请在简图2中画出在B点按下鼠标左键时所需要的最小动力F1的示意图及其力臂l1;
45.根据要求作图
(1)如图所示,杠杆OA在动力F1和阻力F2作用下处于平衡状态,请你根据阻力臂l2画出阻力F2;
(2)轻质杠杆OABC能够绕O点转动,已知OA=BC=20cm,AB=30cm,在B点用细线悬挂重为100N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的图示。(保留作图痕迹,不要求写出计算过程)
五、实验题
46.小明用如图所示装置来“探究杠杆的平衡条件”,实验中所用钩码的质量均为100g。(g取10N/kg)
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向 移动(选填“左”或“右”)。
(2)杠杆水平平衡后,如图乙所示,在左侧点悬挂两个钩码,在右侧点竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数 N。
(3)为进一步探究杠杆的平衡条件,如图丙所示,将弹簧测力计从位置旋转至位置,在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)物理老师自制了如图丁所示的“杠杆力臂演示仪”(杠杆自身重力和摩擦力不计,点为螺母位置)。先使杠杆水平平衡,再松开螺母保持端不动、重物位置不变,将杆向下折一个角度后,若重物的位置不动,则图丁中杠杆将沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动,要使杠杆在图丁位置平衡,则重物应移动到 (选填“①”“②”或“③”)的位置。
(5)回到家后,小明想用探究所得的“杠杆的平衡条件”解决问题:
①为估算金属块的质量和密度,小明利用家中物品设计了如图所示装置。一把刻度均匀的均质刻度尺,用细线系于30cm刻度线处,恰能在水平位置平衡。在左侧20cm刻度线处挂上金属块,右侧挂一只质量可忽略不计的保鲜袋,袋内装有250g的矿泉水,移动保鲜袋到38cm刻度线处,刻度尺再次水平平衡。则金属块的质量为 g。②将金属块浸没在装有水的杯中且不触底,只移动保鲜袋位置至34.8cm刻度线处,刻度尺在水平位置平衡,则金属块密度 g/cm3。
47.实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1)实验前,杠杆水平静止如下图甲所示,将杠杆左下角物块M取走后,不调节平衡螺母,杠杆 保持水平位置静止(选填“仍能”或“不能”);
(2)调节杠杆水平平衡,进行多次实验,通过数据记录分析,归纳出杠杆的平衡条件是 ;
(3)如下图乙,此时在左、右侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆会 (选填“左端下沉”或“右端下沉”);
(4)桔槔是我国古代的取水工具,如下图甲,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如下图乙。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以 (选填“增大”或“减小”)石块质量或移动杠杆的支点。
48.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,此时杠杆 (是/不是)平衡状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向 端移动,在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是 。
(2)杠杆平衡后,小英同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 个钩码,使杠杆在水平位置平衡。若此时两边同时再加一个钩码,杠杆将向 端倾斜。
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的B点,当弹簧测力计由位置a转至位置b的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图丙),测力计示数将 。
(4)如图丁所示,已知每个钩码重,杠杆上每个小格长度为2cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计示数大小为 N。
(5)调节杠杆平衡后,在不同的位置挂不同数量的钩码,使杠杆重新平衡,得到如表中的实验数据:
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
5
8
8
5
2
4
10
10
4
3
3
15
15
3
记录数据后,某同学分析实验数据得到如下结论:;请判断该同学结论与实验结果 ,与杠杆平衡条件 (相符/不符),你排除该同学结论的理由是 。
49.小源用多个重为0.5N的钩码、杠杆(每小格为5cm)和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。
(1)小源安装好杠杆后,杠杆静止时如图-1所示,此时的杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;通过调节平衡螺母使杠杆水平平衡,这样做的好处是便于测量 。
(2)调节好杠杆后,小源在杠杆两侧不同位置挂上不同数量的钩码,如图-2,此时 (选填“能”或“不能”)再次调节两侧的平衡螺母,使杠杆保持水平。改变钩码数量和悬挂钩码的位置,保持杠杆在水平位置平衡,记录数据如下表所示。分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件是 (用表格中的物理量符号表示)。
实验序号
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
2.5
0.2
2
0.25
2
2
0.15
1.5
0.2
3
1.5
0.1
1
0.15
(3)若图-2中将杠杆左侧钩码增加一个,要使杠杆在水平位置平衡,则可将右侧所挂钩码向右移动 格。
(4)若将右侧的钩码换成了弹簧测力计,用如图-3所示的方式拉杠杆,杠杆始终在水平位置平衡,当弹簧测力计拉力的方向由a变为b后,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)为帮助学生理解力臂,物理老师制作了如图-4所示的“杠杆力臂演示仪”(杠杆自身重力和摩擦不计),杠杆AOB通过O点的螺母固定,并可通过松开螺母调节AOB的夹角,拧紧螺母后杠杆可绕O点自由转动,在A、B两点各悬挂一个物体、且在水平位置平衡。保持OA不动,松开螺母,使OB顺时针旋转到图中位置,再拧紧螺母。若的位置不动,杠杆将沿 时针方向转动。
50.小雨去药店买药时,看到医生用如图所示的小杆秤称中药。在秤盘中放入药材后用手提起提绳,移动秤砣的位置,就能使小杆秤在水平位置静止。
(1)小雨发现,小杆秤实质是一个杠杆,提绳处是杠杆的 ;
(2)杠杆在什么条件下能平衡呢?小雨从学校的实验室找来器材进行了探究。
①实验前,要选用杠杆的中点为支点,可以有效避免 对实验结果的影响,同时将杠杆调至水平位置平衡,如图甲;
②小雨在杠杆两边挂上钩码后出现了如图乙所示的现象,要使杠杆恢复水平平衡,最简单的操作是 (选填字母)
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动一个格
C.上述两种方法都可以
③小雨按照正确的步骤,继续进行实验,记录了如下表所示的数据:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
16
1
8
2
2
4
1
8
3
3
8
2
12
分析表格数据可知,杠杆平衡时, ;
(3)根据杠杆的平衡条件可以知道:若要使小杆秤的量程更大些,称量时应使用 (选填“提绳1”或“提绳2”)。
51.小峰做探究“杠杆平衡条件”的实验时,杠杆刻度均匀。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态。此时应将杠杆的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,直至杠杆在水平位置平衡,便于测量 。
(2)如图乙所示,在A处挂2个质量均为50g的钩码,在B处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)如图丙所示,保持A处所挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计从位置缓慢转到位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中弹簧测力计的示数将 ,拉力(弹簧测力计示数)与其力臂的乘积将 。(均填“变大”“变小”或“不变”)
(4)图乙中竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丁所示,此过程中,弹簧测力计的示数将 (填“变大”“变小”或“不变”),请用简短的语言解释理由: 。
52.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节。
(2)图乙中杠杆恰好水平平衡,这时动力或阻力是 (选填“钩码受到的重力”、“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”)。若将、两点悬挂的钩码同时减少一个,杠杆会 (选填“顺时针”或“逆时针”)旋转。
(3)如图丙,保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计由竖直位置移动至位置时,其示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)图丁是我国古代的取水工具—桔槔。在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石头,另一端系绳和水桶,简化图如图戊所示。若要一次提取更多的水,下列操作可行的是______。
A.使支点靠近点 B.将水桶远离支点 C.适当增大石头的重力
53.【探究名称】自制简易杆秤
【问题】杆秤是我国最古老的称量工具,映射出古代劳动人民的聪明才智,具有悠久的历史文化,现今人们仍然在使用。物理课上,小关、小黄、小庆开展“杆秤的制作”跨学科活动。在王老师的指导下,他们动手制作测量范围为的杆秤,如图甲所示。
【证据】制作过程:①做秤杆:选取一根筷子,在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”;②挂秤盘:取一个小纸杯,剪去上部四分之三,系上细绳,固定在秤杆的“A”处;③系秤纽:在秤杆的“B”处系上绳子;④标零线:将5g的砝码系上细绳制成秤砣,挂到秤纽的右边,手提秤纽,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上“0”;⑤定刻度:……
【解释】
(1)杆秤是一种测量 的工具,它是利用 原理工作的;
(2)甲图中杠杆的支点是 点;(选填“A”、“B”或“O”)
【交流与拓展】家用杆秤和中药房杆秤分别如图乙、丙所示:根据杠杆的平衡条件可以知道:
(1)使用提绳1和使用提绳2时秤杆上标的“0”位置 (选填“相同”或“不同”);
(2)若要使杆秤的量程更大些,称量时应使用 (选填“提绳1”或“提绳2”);
(3)某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,继续使用该杆秤,测量结果将 ;某同学在秤盘底粘一块橡皮泥,使杆秤能调零,那么使用该杆秤测量结果将 (均选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
54.在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)杠杆在如图甲所示的位置静止,此时应把杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙,要使杠杆重新在水平位置平衡,应( )
A.向左调节平衡螺母
B.将右侧钩码向左移动一格
C.增加右侧钩码个数
D.将左侧钩码向左移动一格
(3)如图丙是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态,若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,此时杠杆 。(选填“仍能”或“不能”)保持平衡。
(4)如图丁,用弹簧测力计拉杠杆的点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,测力计示数变化情况是 。
(5)如图戊,质量分布、粗细都均匀的金属棒CB,将AC部分搭在水平桌面上,已知金属棒重,,则使金属棒在图示位置静止时所需外力的范围是 (F的作用点和方向如图)。
55.小雨去药店买药时,看到医生用如图甲所示的小杆秤称中药,在秤盘中放入药材后用手提起提纽,移动秤砣的位置,就能使小杆秤在水平位置静止。小雨想杠杆在什么条件下能平衡呢?于是带领物理实践小组的同学借助器材进行了探究。
(1)小雨发现小杆秤实质是一个杠杆,其主要结构由秤杆、秤盘、提纽、秤砣组成,如图甲所示。杆秤在使用过程中,提纽处是杠杆的 。
(2)某次实验时,小雨在已调好的杠杆两侧挂上钩码后,出现如图乙所示的情形。为了使杠杆在水平位置平衡,下列操作正确的是______。
A.将左侧钩码向左移动 B.将右侧钩码向右移动 C.将平衡螺母向左调节
(3)杠杆在什么条件下能平衡呢?正确完成实验后,获得的三组数据如下表所示。实验数据如表,分析实验数据,可得出杠杆的平衡条件: 。
次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
1.0
10.0
0.5
20.0
2
1.0
20.0
2.0
10.0
3
2.0
15.0
1.5
20.0
(4)小雨将E点的弹簧测力计由竖直向上改为倾斜向上拉,使杠杆仍在水平位置平衡,如图丙所示。小雨发现在倾斜向上拉的过程中弹簧测力计的示数 (选填“变大”“不变”或“变小”)。请在图丙中画出弹簧测力计拉力F的力臂 。
(5)利用实验得出的结论,为了增大杆秤的量程,可行的方法有: (列举一种方法即可)。
56.根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题。
(1)实验开始时,杠杆静止的位置如图甲所示,杠杆此时处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母移动,才能使杠杆在水平位置平衡。
(2)要使图乙中杠杆平衡,当弹簧测力计从竖直向上缓慢移动到倾斜向上拉杠杆,仍使杠杆保持水平位置平衡,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”或“变小”)。
(3)如图丁所示,用支架使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分,其重力分别为GA、GB,由杠杆平衡条件可知GA GB(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)如图戊所示为了增大该杆秤的最大称量值,可以在原提纽位置O的 (选填“左”或“右”)侧适当位置新增一个提纽。
57.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,如图所示的杠杆刻度均匀,每个钩码重力均为0.5N。
(1)实验前如图甲所示杠杆静止,实验中应将杠杆的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量 ;
(2)小明进行了3次实验,杠杆水平平衡时的数据已填入表中,分析实验数据可归纳出杠杆的平衡条件是 (用表格中的物理量符号表示);
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
20
2
15
2
2
20
1
40
3
2
30
1.5
40
(3)小刚所在小组做了如图丙所示的实验,则弹簧测力计在图中竖直位置,保持杠杆平衡,测力计示数F1= N;测力计从竖直位置转到倾斜位置,保持杠杆平衡,测力计示数为F2,则F2 (选填“>”、“<”或“=”)F1;
(4)小明想要继续探究动力和阻力在支点同侧时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是利用如图丁所示装置进行实验探究,弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子的拉力为阻力F2,杠杆在水平位置平衡时 (选填“>”“<”或“=”),其原因是: 。
58.某小组在参观古代科技展时,看到一汲水装置——辘轳,如图甲所示。讲解员介绍:辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具,解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。
【质疑与验证】
(1)某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件,该同学自制了一部分器材,进行验证;
(2)该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN,并标出圆心O和均匀的刻度,再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来,在圆心处挖一个洞,然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上,转轴水平且与圆板平面垂直,如图乙所示;
(3)将一组钩码(钩码重均为0.5N)通过细线悬挂在L点,另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止,如图丙所示。规定能使圆板顺(逆)时针转动的力为动(阻)力。由图丙中的信息得到:动力×动力臂 阻力×阻力臂;
(4)多次调整力和力臂,反复进行实验,记下每一次MN水平且静止时的数据;
(5)处理数据后,发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件;
(6)实验中,每次均使MN在水平位置静止,MN应与悬挂钩码的细线 (选填“垂直”或“平行”);目的是便于测量 。
【反思】
(7)古人之所以把井绳缠在小轮上,是因为这样做可以 力;
(8)制造辘轳时,把小轮和大轮半径之比变 ,可以达到更省力的目的。(不计机械自重和轴的摩擦)
【发现与探索】
(9)该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄,两名同学可以一起提水,于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。
多次实验,数据表格如下:
数据序号
动力
动力臂
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
0.4
1.5
0.2
2.5
0.2
2
0.5
0.4
1.0
0.3
2.5
0.2
3
1.0
0.3
1.0
0.2
2.5
0.2
分析表中数据,得出结论: 。(用表中字母表示)
59.实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1)当杠杆静止时如图甲所示,为了方便测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力,左侧钩码对杠杆施的力为阻力,测出杠杆平衡时的动力臂和阻力臂;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,如图乙所示,得到实验数据如表。
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
3
…
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是 。
(3)桔槔是我国古代的取水工具,如图丙所示,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图丁所示。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以采用的方法是 (写出一条即可)。
六、简答题
60.如图是生产生活中常用的三种类型剪刀的示意图。
(1)现在要用剪刀剪铁皮,你会选择哪把剪刀?并说明理由。
(2)剪刀的刀刃一般会做得比较锋利,这样有什么好处。
七、计算题
61.学校新购一批空调给教室安装。细心的小明观察到工人师傅用膨胀螺丝将直角三角形支架固定在室外,如果处螺丝钉松脱,则支架会绕点倾翻。如图所示,已知长为,长为30cm。空调室外机的质量为30kg,它的重力作用线正好通过的中点。据此回答下列问题:(取)
(1)请在图中作出的力臂和阻力的力臂;
(2)忽略支架自身的重力,请计算处的膨胀螺丝受到的水平拉力;
(3)若支架距离地面的高度为16m,安装的工人师傅用绳子将空调外机从地面匀速拉到支架处,问绳子的拉力对空调做的功是多少?
62.俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。小明重600N,1min内做俯卧撑30个,每做一次肩膀升高50cm。小明身体可视为杠杆,O为支点,A′为重心,OA=1m, AB=0.5m。求:
(1)地面对手的支持力;
(2)若每个手掌的面积为160cm2,求双手对地面的压强;
(3)1min内小明所做的功;
(4)小明做功的功率。
63.图甲是利用桔槔在井中汲水的情境,图乙是桔槔的杠杆模型,其中AO长1.5m,OB长2m。
(1)若空水桶重为60N,石头重为150N。要使杠杆在水平位置静止,则人至少要对系水桶的绳子施加多大的力?
(2)若水桶装满水后的总重为260N,石头重为200N,则把装水后的水桶从水井中拉起时,人需要给绳子向上的拉力吗?若无需拉力,请分析说明;若需要拉力,请计算拉力大小。
64.如图甲所示是我国自主研发建造的全球首座十万吨级深水半潜式生产、储油平台——“深海一号“能源站,它由上部生产平台和下部浮体组成,上部生产平台质量为2.0×104t,下部浮体质量为3.3×104t。下部浮体由四边环形浮箱和位于浮箱上面四个角的4个中空立柱组成,图乙是环形浮箱的实物图,每个中空立柱长20m、宽20m、高60m,立柱内有储油舱、压载水舱等设施。环形浮箱始终在水面下,ρ海水取1.0×103kg/m3。
(1)“深海一号“能源站的建造是在山东青岛完成的,建成之后,通过三艘大马力的拖轮匀速航行1600km,用时17天,达到指定海域,这个过程中“深海一号”能源站的平均速度为多少千米每小时?(结果保留一位小数)
(2)某次开采作业需要将一根长度为10m,质量为400kg且质量分布均匀的圆柱体钢管吊起。如图丙所示,钢管的一端固定在平台上的O点,另一端通过绳索提供始终竖直向上的拉力F将其缓慢吊起,则绳索至少需要提供多大的拉力?将钢管由水平位置缓慢拉至竖立位置,绳索的拉力至少需要做多少功?
(3)“深海一号”能源站在固定海域漂浮作业,开采的天然气通过管道向外输送,伴生的凝析油储存在中空立柱内的储油舱中。若生产平台的甲板保持水平,在储油舱中存入2.1万吨凝析油的同时压载水舱向海中排出2万吨压载水,生产平台的甲板比存储凝析油前下降了多少m?(忽略立柱之间起固定作用的连接横杆的体积)
65.图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的春,“横木插碓头,硬嘴为铁,促踏其末而舂之”,其原理如图乙所示,已知碓头质量为不计横木的重和转动摩擦,若捣谷人双手与扶手之间的作用力为零。(g取)求:
(1)使碓头竖直升高,需克服碓头重力做多少功?
(2)捣谷人右脚在图乙B点踩横木使其刚好转动,至少要用多大的力踩横木?
(3)若质量为的捣谷人左脚与地面接触面积为,当他右脚在点用最小力踩横木使其刚好转动时,左脚对地面的压强。
66.如图甲所示,是《天工开物》中记载的三千多年前中国古人利用桔槔在井上汲水的情境,受桔槔的启发,小明组装了如图乙所示的装置。其中杠杆可绕支点在竖直平面内转动,且。重为的物体A悬挂在端,静止在水平地面上的正方体物体B悬挂在端,其中B的边长为,密度为,此时杠杆正好在水平位置平衡,杠杆、悬绳的质量不计。g取,求:
(1)物体B受到的重力;
(2)地面对B的支持力;
(3)B对地面的压强。
八、综合题
67.某同学锻炼时,双脚并拢,脚尖O触地(为支点),脚后跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂水平,A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示,不计墙壁对手掌的摩擦力。
(1)该同学质量为50kg,则墙壁对人的支撑力约为 N;
(2)若增大脚尖与墙壁的距离,手臂仍然水平支撑在墙壁上,支撑力F如何变化? ,并说明理由 。
68.我国东海丰富的鱼类资源为我国渔业发展提供了重要的支撑
(1)捕鱼船上的船员探测到海面下深度为30m处存在鱼群,该处海水压强为 Pa(海水密度近似等于水的密度);船员利用渔网将鱼群捕捞至捕鱼船后,捕鱼船排开海水的质量 ;(选填字母“A:增大”“B:减小”或“C:不变”)。
(2)赛龙舟活动是我国民间传统的水上体育娱乐项目。划龙舟时,人使用的船桨可以看作杠杆,船桨的使用特点是 。如图所示工具在使用时,也具有船桨的使用特点的是( );
A.钓鱼竿 B.托盘天平
C.核桃夹 D.开瓶器
(3)在物理跨学科作业中,同学们亲手制作了小帆船并进行测试和比赛。
①体积为、密度为的物块漂浮在水面上,受到的浮力为 N。向水中加盐时,物块受到的浮力将 ;(选填字母“A:变小”、“B:不变”或“C:变大”).
②在帆船载重比赛中,小帆船排开水的体积是,小帆船所受到的浮力为 N。在帆船航行比赛中,两艘帆船A和B并排快速行驶,当两船间距较小时,两船相互“吸引”发生了碰撞事故。产生这一现象的原因是:当间距较小时,两船之间水的流速 (选填字母“A:大”或“B:小”),两船内侧压强 (选填字母“A:大于”、“B:等于”或“C:小于”)两船外侧压强,水流的压力差使得两船发生了碰撞。
2025-2026学年新人教版八年级下册课时12.1《杠杆》热点题型专练
参考答案
1.A
【详解】A.面包夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A符合题意;
B.园艺剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.托盘天平的动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故C不符合题意;
D.压蒜器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
2.A
【详解】人在平板支撑时,可将脚尖视为支点O。人的重力G是阻碍杠杆转动的阻力,方向竖直向下,作用点在人体重心处。地面对手的支持力F是使杠杆转动的动力,方向竖直向上,作用点在手上。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.C
【详解】由题意可知,阻力是物体的重力,且保持不变。作用在杠杆一端且始终沿竖直向上的力F,将杠杆缓慢地由位置(1)拉至位置(2),在此过程中,动力臂和阻力臂都在增大,由于力F始终竖直向上,与物体重力的方向平行,根据数学相似三角形知识可知,动力臂与阻力臂的比值始终不变,根据杠杆的平衡条件可知,力F的大小将保持不变。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.B
【详解】A.人用船桨划水时,手握船桨的位置可视为杠杆。以上面的手为支点,下面的手施加的力为动力,水对桨的力为阻力。此时,动力臂小于阻力臂,所以船桨是费力杠杆,故A错误;
B.运动状态包括物体的运动速度和运动方向。桨板静止在平静的水面上时,速度为零,运动状态是静止状态。如果它保持静止,那么它的运动状态就没有发生改变,故B正确;
C.船桨对水的力和水对船桨的力是作用力和反作用力,它们分别作用在水和船桨这两个不同的物体上,不是一对平衡力。平衡力必须作用在同一个物体上,故C错误;
D.停止划动船桨,桨板由运动变为静止,其运动状态发生了改变。根据力是改变物体运动状态的原因,桨板停下的过程中一定受到了力的作用(主要是水的阻力),故D错误。
故选B。
5.C
【详解】A.铲起泥土时,以C点为支点,泥土对铁锹的压力等于泥土的重力,作用在A点,手对B点的力是动力,由图分析可知,即动力臂小于阻力臂。根据杠杆分类,动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆,所以铁锹是费力杠杆,故A错误;
B.力臂是支点到力的作用线的垂直距离,手对B点的力沿竖直方向,则支点C到该力作用线的垂直距离才是动力臂,并非BC,故B错误;
C.由题意可知,动力臂L1与阻力臂L2之比为
根据杠杆平衡条件,可知手对B点的力,即动力大小为
故C正确;
D.将B点的手向C点移动,动力臂L1会变小(因为支点C到力的作用线的垂直距离缩短)。阻力F2和阻力臂L2不变,根据杠杆平衡条件,动力臂L1变小,动力F1会变大,即手对铁锹的力会变大,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】AB.由图可知,利用杠杆原理从水井中提水时,水桶和水的总重力是杠杆的阻力,支点到水桶所受的重力作用线的距离是阻力臂,石块的重力属于杠杆的动力,支点到石块所受重力作用线距离是动力臂,支点到水桶所受的重力作用线的距离是支点到石块所受重力作用线距离的3倍,即阻力臂是动力臂的3倍,阻力臂大于动力臂是费力杠杆,故AB不符合题意;
C.若将固定石头的位置靠近支点,根据杠杆的平衡条件可知,动力大小不变,动力臂变小,阻力臂不变,故阻力变小,即水桶和水所受的总重力变小,能提起的水变少,故C不符合题意;
D.由题可知,每次提水时连水带桶所受的重力为80N,支点到水桶所受的重力作用线的距离是支点到石块所受重力作用线距离的3倍,根据杠杆的平衡条件可得
即,故D符合题意。
故选D。
7.B
【详解】小汽车从乙图所示位置(CB⊥OB)缓慢下降到水平地面的过程中,图中拉力与OB垂直,拉力的力臂最大,当慢慢放下时,动力的力臂L1逐渐变小,汽车远离支点,阻力臂L2变大,且阻力不变(阻力为车架和汽车的总重力),根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,在此过程中作用在B点的动力逐渐变大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.C
【详解】A.使用食品夹时,支点在夹子的连接处,动力作用在手柄,阻力作用在夹取端,因此动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A不符合题意;
B.使用筷子时,支点在手指与筷子的接触处,动力作用在筷子上端,阻力作用在筷子夹取食物的一端,因此动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B不符合题意;
C.使用核桃夹时,支点在夹子的转轴处,动力作用在手柄,阻力作用在夹核桃的部位,因此动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C符合题意;
D.使用鱼竿时,支点在手腕处,动力作用在鱼竿手柄,阻力作用在鱼竿末端,因此动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
9.D
【详解】将人的头部简化为杠杆模型,颈椎O点为支点,头部重力G为阻力,颈椎肌肉拉力F为动力。设支点O到重力G作用点的距离为dG,支点O到拉力F作用点的距离为dF。 根据杠杆平衡条件:动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂,即。
A.由图可知,重力G的力臂
当低头角度θ增大时,sinθ增大,因此阻力臂LG增大。题中说明不考虑拉力F方向的变化,可以认为动力臂LF随θ的增大而减小。在头部重力G不变的情况下,根据杠杆平衡条件,由于LG增大,LF变小,所以颈椎肌肉拉力F会增大,故A错误;
B.头部重力G的力臂为
当低头角度θ增大时,sinθ增大,所以力臂LG增大,故B错误;
C.该杠杆的动力作用点在支点和阻力作用点之间,所以dG>dF,当时,阻力臂,动力臂,因为,所以,即F>G,故C错误;
D.为保护颈椎,应减小颈椎肌肉的拉力F,根据A选项的分析,拉力F的大小与sinθ成正比,要减小拉力F,就需要减小sinθ,即减小低头角度θ,故D正确。
故选D。
10.B
【详解】A.当外力撤去后,物体不能恢复原状,则称这样的形变叫做塑性形变;在揉面的过程中,外力撤去后,面团不会恢复原状,因此面团发生的形变主要是塑性形变,故A正确,不符合题意;
B.液体沸点随着气压的增大而升高,盖锅煮面会使锅内气压增大,水的沸点升高,面条熟得更快,故B错误,符合题意;
C.面团由于受到压力的作用,而变成面条,说明力可以改变物体的形状,故C正确,不符合题意;
D.若压杠杆的力方向不变,阻力和阻力臂不变,动力臂越长越省力,因此作用在A点比B点更省力,故D正确,不符合题意。
故选B。
11.D
【详解】A.根据可知,“权标=重本”,当“权”和“本”不变时,增大“重”时,应增大“标”,即应把“权”向左移动,故A错误;
B.“权”小于“重”时,“本”确定,但“标”是可以改变的,所以A端不一定上扬,故B错误;
C.若使用有缺损的“权”来称“重”时,由“权标=重本”可知,“权”变小,“重本”不变,则“标”增大,即测量结果会偏大,故C错误。
D.若将提纽O向B端移动一些,使得“本”减小,称量物体时“标”增大,在“权”不变时,需要增大“重”,故杆秤测量的范围变大,故D正确。
故选D。
12.C
【详解】船桨在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
A.食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.核桃钳在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C符合题意;
D.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
13.D
【详解】A.因为船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,故A错误;
B.物体间力的作用是相互的,船桨给水一个向后的力,水对船桨有一个向后的反作用力,使龙舟前进,故B错误;
C.剪头发的剪刀应该是费力杠杆,省距离,应选图中乙的剪刀,故C错误;
D.赛艇的船桨是一种费力杠杆,费力杠杆的好处是省距离,即动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小,故D正确。
故选D。
14.A
【详解】A.由题意知,物体甲的重力为125N,则甲物体的质量为
故A符合题意;
BCD.物体甲对水平地面的压强为,对水平地面的压力为
根据相互作用力,甲受到的支持力为
所以杠杆A端受到绳子的拉力为
根据杠杆平衡的条件有
则物体乙的重力为
故BCD错误。
故选A。
15.B
【详解】由图知道,以车轮轴为支点,人手向上的力作为动力,动力臂为,车和砖的总重力为阻力
阻力臂为,依据杠杆平衡条件可得:人手向上的力F的大小是,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
16.B
【详解】机械臂仿照人的手臂设计,在使用时,其动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力但是省距离。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
17.A
【详解】当F1竖直向上时,动力臂的大小等于OA的长,在OA的中点挂一个12N的重物G,力臂是OA的一半,由杠杆平衡条件得
解得
可知当F1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,由力臂的定义,最大的动力臂是OB,即动力垂直于OB时,动力最大,因而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,动力最大时,动力臂为OB,根据勾股定理知
由杠杆平衡条件得
解得最小动力
当动力水平方向时,动力臂大小等于AB的长,是最小,动力最大,由杠杆平衡条件得
解得最大动力
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
18.D
【详解】A.刀刃很薄是通过减小受力面积来增大压强的,故A错误;
B.铡刀在使用时动力臂大于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,动力小于阻力,实质上是一种省力杠杆,故B错误;
C.根据图示和动力臂的概念可知,手沿F1方向用力比沿F2方向时的动力臂要小,根据杠杆平衡条件可知,沿F1方向用力比沿F2方向用力大,故C错误;
D.甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小,在阻力和动力臂不变时,根据杠杆的平衡条件可知,动力会越小,更易被切断,故D正确。
故选D。
19.D
【详解】A.重力势能的大小与物体的质量和高度有关,动能的大小与物体的质量和速度有关。水被提升到高处,质量不变,高度增加,重力势能增大;速度不变,动能不变,是其他形式的能转化为水的重力势能,并非重力势能转化为动能,故A错误;
B.做功的两个必要因素是:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。汲水过程中,水受到重力的作用,且在重力的方向(竖直向下)上移动了距离,所以水所受的重力做功,故B错误;
C.轮轴由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转,其实质是可以连续转动的杠杆。车头大轮与拐木组成了一个轮轴,动力作用在轮上,阻力作用在轴上,轮半径大于轴半径,相当于省力杠杆,故C错误;
D.功率或(对于旋转可对应力矩×角速度)。在提升同样重的水时,加快踩踏速度(即单位时间做功次数增多),可以增大功率。故D正确。
故选D。
20.B
【详解】A.床体的重力
过O点向AB做垂线,垂线段的长度就是动力臂为,阻力臂为O点到床中心的距离,即阻力臂为
显然动力臂小于阻力臂,图乙中液压杆和床架构成了费力杠杆,故A错误;
BD.如下图所示,上面的红点表示床体竖放时(床体收起来)的重心位置
根据题意和图示可知,平放时重心距床底面的高度为
竖放时重心距床底面的高度为
则床的重心上升的高度为
液压杆收起床体过程中,克服重力做的功
液压杆收起床体过程中,对床体做功的功率为,故B正确,故D错误;
C.根据杠杆的平衡条件可知,,即
则每根液压杆的最大拉力,故C错误。
故选B。
21.D
【详解】A.一旦车辆的前端发生严重撞击,人由于惯性向前冲,此时气囊会自动充气弹出,使人不致撞到车身,如果后端被撞,则人的头部向后运动,安全头枕起到保护作用,故A错误;
B.棋盘对棋子的吸力和棋子受到的重力,两者方向不是相反且不在一条直线上,所以不是平衡力,故B错误;
C.篮球离开手后靠惯性继续在空中飞行,不再受到人的力的作用,所以人对篮球不做功,故C错误;
D.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,属于省力杠杆,故D正确。
故选D。
22.BD
【详解】AB.先将铁笼系于槽钢上的B点,当吊车吊钩在钢槽上的悬挂点移至O点,此时槽钢与铁笼看成一个整体,其重心通过支点,则槽钢的轻重和铁笼的轻重对其平衡无影响,故槽钢的轻重和铁笼的轻重对称量结果无影响,故A错误,B正确;
C.铁笼固定在槽钢上后,根据上面叙述可知,此时重心通过支点,因此悬挂吊钩的位置随之固定,故C错误;
D.在A点用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端,弹簧测力计读数时,为了使力臂落在杠杆上,便于读数,槽钢必须处于水平状态,故D正确。
故选BD。
23.AC
【详解】A.支点为O,由图可知,动力臂小于阻力臂,碓相当于费力杠杆,故A正确;
B.由功的原理可知使用任何机械都不省功,利用该装置捣谷不可以省功,故B错误;
C.O点为杠杆的支点,则碓头对杠杆拉力的力臂为AO,长度为
碓头重20N,根据杠杆的平衡条件可知
即
代入数据,解得,即图乙中至少用力50N才能将碓头抬起,故C正确;
D.在压力相同时,受力面积越小,压强越大,碓头尖细可增大对稻谷的压强,碓头对稻谷的压力不变,故D错误。
故选AC。
24.(1) 相互 费力
(2)小
(3)不变
【详解】(1)[1]运动员用桨向后划水,给水施加一个向后的作用力,根据力的作用是相互的,水同时给桨一个向前的反作用力,推动龙舟前进。
[2]船桨在使用时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,因此属于费力杠杆。
(2)当两条龙舟距离较近时,中间水流速度加快,根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置压强越小,这样就会产生一个向内的压力差,容易导致龙舟相撞,因此需要保持较大间隔。
(3)根据平面镜成像的特点可知,像与物的大小相等,因此当无人机靠近水面时,无人机的大小不变,所以它在水中的像将不变。
25. 80 40
【详解】[1]正方体重物的体积
重物的质量为
重物的重力为
[2]根据杠杆平衡条件可得,当小华在B端竖直向下施加150N的力时,轻质杆对杠杆竖直向下的拉力为
则轻质杆对重物M竖直向上的拉力为
重物M对地面的压力为
重物与地面的接触面积,即地面的受力面积
重物M对地面的压强为
[3]小华在B端挂上一个质量为36kg的物体,如果不在A端施加力的作用,根据杠杆平衡条件可得,
所以为使杠杆平衡,且M恰好离开地面,即对地面的压力为0N,需在杠杆A端施加向下的力F′,根据杠杆平衡条件可得,F′的大小为
解得F′=40N
26. B 3 B 1.5
【详解】[1][2]设杠杆上每格的长度为l,在B点所挂钩码的数量为n,根据杠杆平衡的条件可知,代入数据得
解得
[3][4]由图可知,除了在B点挂钩码可使杠杆平衡,还可以在C点施加向上的拉力使杠杆平衡,要使施加的动力最小,需要让动力臂最大,因此可以在C点竖直向上施加力,根据杠杆平衡的条件可得,代入数据得
解得
27. D 小于 6~24N
【详解】[1]如图所示,用硬棒ADCB撬起大石头,当用向下的力F下撬大石头时,杠杆围绕D点转动,因此支点为D。
[2]根据杠杆平衡条件可得
当向上用力时,杠杆围绕B点转动,因此支点为B,根据杠杆平衡条件可得
由于阻力和阻力臂大小相等,故动力臂越大,动力越小,因而向.上用力时动力较小,即F上小于F下。
[3]当以C点为支点时拉力最小,以D点为支点时拉力最大,则根据杠杆平衡条件可得
已知
则
故
解得,
为使杠杆AB保持水平位置平衡,拉力F取值范围为。
28. D 900 变小
【详解】[1]硬棒水平平衡,A点挂重物(阻力,方向向下),力F斜向上拉(动力)。若支点在D点:阻力(G)的阻力臂是AD(向下的力使硬棒绕D点逆时针转),动力F的动力臂是D点到F作用线的垂直距离(向上的力使硬棒绕 D 点顺时针转),符合 “一阻一动使杠杆平衡” 的条件。若支点在 A、B、C 点,无法同时满足阻力、动力的转动方向相反,故支点是D点。
[2]已知
设每段长度为L,则。力F与杠杆夹角为30°,根据几何关系,动力臂(动力臂是 D 点到F作用线的垂直距离)
阻力,阻力臂
根据杠杆平衡条件,代入数据,解得。
[3]当重物被拉起,硬棒仍绕D点转动,阻力G不变,但阻力臂变小(;动力F与杠杆的夹角不变,则动力臂大小不变(始终是0.5L)。根据杠杆平衡条件得,,阻力臂L2变小,动力F变小。
29.
【详解】杠杆能以凹槽两端的点或点为支点在竖直平面内转动,根据杠杆平衡知识可知,当动力臂越大时,动力越小,即拉力越小。由图可知,当点为支点时动力臂最大,则此时
最小拉力为
当动力臂越大时,动力越大,即拉力越大,由图可知,当D点为支点时动力臂最小,则此时
最大拉力为
则拉力的最大值和最小值之比为
30. 费力 相互 小
【详解】[1]船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离。
[2]当运动员向后划桨时,桨给水向后的作用力,由于物体间力的作用是相互的,水给桨(龙舟)向前的作用力,使龙舟向前行进。
[3]龙舟快速前进时,水面中的漂浮物会自动靠近船身,这是因为流体流速越大的地方,压强越小。
31. 增大 B 阻
【详解】[1][2][3]人的手上举着哑铃,当缓慢放下前臂时,若把前臂看成杠杆,支点在肘关节的B位置,肱二头肌提供的力是动力,重物作用在手上产生的力是阻力。当将重物放下时,阻力臂逐渐变大,根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和动力臂不变的情况下,阻力臂变大,动力将增大,即感受到肌肉用力将增大。
32. 变大 费力 形状
【详解】[1]鱼在水中时,受到浮力,受力平衡时,钓鱼线对鱼竿的拉力
鱼离开水后,浮力消失,受力平衡时,钓鱼线对鱼竿的拉力,,故鱼离开水后,钓鱼线对鱼竿的拉力变大。
[2]钓鱼竿的支点位于鱼竿的握柄下端,动力臂(支点到握柄上端所施加力的方向上作用线的距离)小于阻力臂(支点到鱼线拉力方向的垂直距离),根据杠杆平衡原理,动力大于阻力,符合费力杠杆特征。
[3]钓鱼时鱼竿变弯,鱼竿的形状发生了变化,说明力可以改变物体的形状。
33. A 可以使重心靠下,阻力臂减小,拉起来更省力
【详解】[1][2]物体的重心与物体质量分布有关,把比较重的书籍放在A空间,可以使整个拉杆箱的重心更靠近支点O处,使阻力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,在阻力(书籍和衣物总重力)和动力臂不变的情况下,动力变小,故拉旅行箱时会更省力。
34. 费力 近
【详解】[1]使用筷子时,支点是A点,动力作用在B点,阻力作用在C点(糕点处)。此时动力臂(AB段)小于阻力臂(AC段),根据杠杆分类,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆。
[2]根据杠杆平衡条件,阻力(糕点的重力)和阻力臂不变时,手离糕点越近,动力臂(AB段)越长,则所需的动力越小。
35.
【详解】[1][2]由图知,动力的动力臂
阻力的力臂,根据杠杆平衡条件可得,
即
解得
36. 省力 靠近 DM
【详解】[1]由图甲可知,老虎钳在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
[2]老虎钳的支点位于钳口和手柄之间,根据杠杆原理,阻力臂越短,所需动力越小。将钢丝靠近支点可缩短阻力臂,从而更省力。
[3]由图乙可知,当沿DM方向用力撬石块时,杠杆围绕A点转动,因此A点为这时的支点;当沿DN方向用力撬石块时,杠杆围绕C点转动,因此C点为此时的支点;当沿DM方向用力撬石块时的动力臂比沿DN方向时的动力臂长,阻力臂几乎不变,根据杠杆的平衡条件可知,应该沿着DM方向最省力。
37. 力 变小
【详解】[1]铡刀可以看成杠杆,它的动力臂大于阻力臂,根据杠杆的分类,铡刀属于省力杠杆,使用它可以省力。
[2]将要切断的玉米向连接轴处靠近,阻力臂变短,玉米对铡刀的阻力不变,阻力与阻力臂的乘积变小,根据杠杆平衡条件,动力与动力臂的乘积也变小,而动力臂不变,所用的动力变小。
38.
【详解】根据题意知,力臂是支点O到动力或者阻力作用线的距离。画力臂步骤:找到支点O,画出力的示意图,从支点O作力的作用线的垂线,支点到垂足的距离为力臂,注意标垂直符号和标记力臂。杠杆AB的动力是A点绳子向下的拉力,过支点O作力的作用线的垂线,即为的力臂,如图所示:
39.
【详解】反向延长力的作用线,过支点O作垂直于作用线的垂线段,即阻力臂;过的末端作垂直于的作用力,根据动力和阻力的定义,动力的方向是向下的,如图所示:
40.
【详解】力臂为支点O到力的作用线的距离,延长的作用线,从支点作力的作用线延长线的垂线,垂线段的距离为力的力臂;阻力是绳对杠杆的拉力,以绳和杠杆的交点作为力的作用点,沿绳方向作出阻力,如图所示:
41.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)把动力作用线延长,注意延长线要画虚线。作出从支点到动力作用线的垂线,标出垂直符号,用大括号标出力臂的起止点,标出动力臂L1。再由支点向阻力作用线作垂线,标出垂足,用大括号标出阻力臂的起止点,用L2表示。如图所示:
(2)把动力作用线反向延长,画出从支点到动力作用线的距离,标出垂足,用大括号标出动力臂的起始点,动力臂用L1表示。阻力F2就是瓶盖对起子的力,这个力的作用点在起子与瓶盖下沿的接触点,方向竖直向下。如图所示:
(3)重力的方向竖直向下,过花盆的重心点O竖直向下画一线段,线段末端标出箭头,表示重力方向,箭头旁边标出字母G。阻力和阻力臂一定,根据杠杆平衡条件可知,要使动力最小,则动力臂最大;用虚线连接OA,即为最长动力臂,与之垂直的动力即为最小动力;阻力使杠杆逆时针转动,则动力应使杠杆顺时针转动,方向斜向下,过A点,向右下方与OA垂直的方向画出一线段,线段的末端标出箭头,表示力的方向,箭头旁边标出字母F,即为最小动力。如图所示:
42.
【详解】由题意可知,B点为地面对手的支持力F的等效作用点,则过支持力作用点B点沿竖直向上可以作出支持力F,根据力臂的定义可知,过支点作力作用线的垂线段,即为力臂,如图所示:
43.
【详解】在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,动力臂最长时,动力最小,最省力。由图可知,当作用在A点的力F与杠杆垂直向下时,OA是动力臂,此时动力臂最长,动力最小,过A点与OA垂直向下作垂线就得到动力F的方向,如图所示:
44.
【详解】由题意可知,O为支点,根据杠杆平衡条件可知,在B点按下鼠标左键时所需要的动力最小时,力臂最长,即连接OB,以OB作为力臂时,力臂最长,且力方向与力臂垂直,因为F2的作用效果是使杠杆顺时针转动,因此动力F1的作用效果应使杠杆逆时针转动,即F1的方向向下,如图所示:
45.(1)
(2)
【详解】(1)阻力臂l2为支点与阻力作用线的垂线,过阻力臂l2的末端作垂直于l2的垂线,即为阻力作用线,阻力F2的作用点在杠杆上,所以阻力作用线与杠杆OA的交点即为阻力作用点,杠杆在动力F1的作用下会向下转动,故阻力会阻止杠杆向下转动,因此阻力F2的方向沿着阻力作用线向上。如图所示:
(2)由题意,阻力和阻力臂一定,根据杠杆的平衡条件,要使动力最小,则动力臂应最长,连接OC即为最长的动力臂,过C点做OC的垂线,即为动力作用线,动力作用点为C,根据动力的定义,则动力方向沿着动力作用线向上,根据勾股定理和全等三角形定理可得,动力臂OC =50cm,故根据杠杆平衡条件可得
代入数值可得
解得最小动力
46.(1)右
(2)3
(3)变大
(4) 逆时针 ②
(5) 200 2.5
【详解】(1)杠杆左端低、右端高,为使杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母向右移动。
(2)钩码的质量
钩码的重力
则A点的力
由图知,
根据杠杆的平衡条件得
则
(3)弹簧测力计从a位置转至b位置时,对应的力臂逐渐变小,左边的力和力臂不变,根据杠杆平衡条件,对应的力会变大,即弹簧测力计示数变大。
(4)[1][2]保持G1位置不变,即左边的力和力臂不变;G2不变,将杆OB向下折一个角度后,若重物G2的位置不动,则图丁b中杠杆AB'将沿逆时针方向转动,要使杠杆在图乙位置保持平衡,应该使右边的力臂不变;原来G2的力臂为OB,所以G2应该移动到②处。
(5)[1]金属块浸没水之前,杠杆平衡,根据杠杆平衡条件得
即
解得
[2]金属块浸没水之后,杠杆平衡,根据杠杆平衡条件得,
即
解得
则金属块的体积
金属块密度
47.(1)仍能
(2)F1l1=F2l2
(3)右端下沉
(4)增大
【详解】(1)图甲杠杆的重力作用线过支点,将杠杆左下角物块M取走后,不调节平衡螺母,杠杆的重力作用线仍过支点,所以杠杆在水平位置仍能静止。
(2)通过多次实验归纳,杠杆的平衡条件是,即
(3)设每个钩码重力为,由图可得,原状态:左端
右端
杠杆平衡;左右各加1个钩码后:左端
右端
因为,所以杠杆会右端下沉。
(4)桔槔是杠杆,水桶为阻力、石块为动力。若水桶盛满水后,阻力变大,根据杠杆平衡条件,增大石块质量,可以减小向上提水的拉力,因此应增大石块质量。
48.(1) 是 右 便于测量力臂
(2) 3 左
(3)变大
(4)3
(5) 不符 不符 不同的物理量不能直接相加
【详解】(1)[1]此时杠杆是静止的,处于平衡状态。
[2]杠杆调节原理“左高左调,右高右调”,由图甲可知,杠杆右端高于水平线,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向右移动。
[3]让杠杆在水平位置平衡时,挂上钩码后两侧拉力竖直向下,动力和阻力的力臂正好与杠杆重合,所以,这样做的的目的是便于测量力臂。
(2)[1] 根据杠杆平衡条件,设每个钩码重为G,每格长度为L,则
解得,故可在B位置挂上3个钩码。
[2] 若此时两边同时再加一个钩码,左边,右边,此时左边的力和力臂的乘积较大,杠杆将向左倾斜。
(3)弹簧测力计由a转至b时,拉力的力臂变短;根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,则动力变大,测力计示数变大。
(4)由题,每个钩码的重力,每一小格的长度为,弹簧测力计与水平方向成角,故拉力的力臂为
根据杠杆的平衡条件可得
解得,弹簧测力计拉力为,所以,弹簧测力计示数大小为3N。
(5)[1][2]某同学分析实验数据得到的结论为,即力与对应力臂相加之和相等,由实验可知,力和力臂的单位不同,不同单位的物理量是不能相加的,所以,根据表格中的数据可知,该同学结论与实验结果不符,与杠杆平衡条件也不符,这是由于实验数据具有特殊性造成的,应该改变力和力臂,继续进行实验,通过大量数据得出普遍规律。
49.(1) 平衡 力臂
(2) 不能
(3)2
(4)变大
(5)逆
【详解】(1)[1]杠杆平衡状态指处于静止状态或匀速转动状态,图-1中杠杆静止,故此时处于平衡状态。
[2]调节杠杆水平平衡,作用力方向与力臂垂直,力臂与杠杆重合,便于直接测量力臂。
(2)[1]平衡螺母仅用于杠杆空载时调平,挂钩码后,不能调节平衡螺母。
[2]分析数据:
可得平衡条件为。
(3)图-2中,设每个钩码重力为G,左侧原有3个钩码(3G)、力臂2格;增加1个后,左侧为4G、力臂2格。右侧原有2个钩码(2G),力臂为2格,设向右移动n格,力臂变为格。由有
解得。
(4)拉力方向由a变b,动力臂变短,由可知,动力臂减小则动力变大。
(5)OB顺时针旋转后,的力臂变短,而的力臂不变,因此,杠杆将逆时针转动。
50.(1)支点
(2) 杠杆自身重力 B
(3)提绳1
【详解】(1)由题意可知,杆秤作为杠杆,当秤钩上挂有质量不同的重物时,杆秤会绕提绳处转动,所以提绳处是杠杆的支点。
(2)[1]实验前选用杠杆的中点为支点,是因为杠杆的重心在中点处,这样可以有效避免杠杆自身重力对实验结果的影响。
[2] AC.实验过程中不能调节平衡螺母(平衡螺母仅用于实验前调平),因此应通过移动钩码位置调整平衡。故AC不符合题意;
B.将左侧钩码向左移动一个格(设每格长度为l),可通过改变力臂使
杠杆恢复水平平衡。故B符合题意。
故选B。
[3]分析表格数据可知,杠杆平衡时,1、2次实验有
第3次实验有
可得杠杆的平衡条件为,该式变形得
(3)杆秤作为杠杆使用时,提绳处为杠杆的支点,杠杆的动力恒等于秤砣的重力,动力臂为秤砣到提绳处的距离,杠杆的阻力为被称量物体的重力,阻力臂为重物到提绳处的距离。因为秤杆的长度有限,即动力臂是有限的,所以根据杠杆平衡条件可得,要称量重力更大的物体,应减小阻力臂,即减小重物到提绳处的距离。所以要使小杆秤的量程更大些,称量时应使用提绳1。
51.(1) 平衡 右 力臂
(2)1.5
(3) 变大 不变
(4) 不变 见解析
【详解】(1)[1][2][3]挂钩码前杠杆静止,此时杠杆处于平衡状态;杠杆的左端低,右边上翘,因此要想使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节,使其在水平位置平衡的主要目的是消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,又便于方便测量力臂的大小。
(2)由图根据杠杆平衡条件可知
代入数据可得
解得
(3)[1][2]根据杠杆的平衡条件分析,将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其阻力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变,而动力臂在从a到b的过程逐渐减小,动力F逐渐增大;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件可知,拉力F与其力臂的乘积也是不变的。
(4)[1][2]力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丁所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,钩码对杠杆拉力的力臂也变小,但是根据三角形的相似性,动力臂和阻力臂的比值是不变的,所以拉力大小不变。
52.(1) 平衡 左
(2) 钩码对杠杆的拉力 逆时针
(3)变大
(4)C
【详解】(1)[1]杠杆静止或匀速转动时,都属于平衡状态。图甲中杠杆虽然倾斜,但处于静止状态,因此此时杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆左端上翘,右端下沉。根据杠杆平衡的调节原则“左高左调,右高右调”,应将平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[1]在图乙中,杠杆水平平衡时,动力和阻力分别是钩码对杠杆的拉力,而不是钩码受到的重力或杠杆对钩码的拉力。因为使杠杆转动的力是作用在杠杆上的力。
[2]设每个钩码重为G,每格长度为L,若将、两点悬挂的钩码同时减少一个,则左侧力乘力臂为
右侧力乘力臂为
左侧力和力臂的乘积大于右侧,则杠杆会逆时针转动。
(3)弹簧测力计由竖直位置移动至位置时,拉力的力臂会变小,左侧力和力臂不变的情况下,右侧力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,拉力会变大,即弹簧测力计的示数会变大。
(4)A.使支点靠近点,可以使左侧力臂变大,右侧力臂变小,在右侧石头重力不变的情况下,杠杆平衡时,左侧水的重力会变小,故A不符合题意;
B.将水桶远离支点,可以使左侧力臂变大,在右侧石头重力和力臂不变的情况下,杠杆平衡时,左侧水的重力会变小,故B不符合题意;
C.适当增大石头的重力,在左右力臂大小不变时,杠杆平衡时,左侧水的重力会变大,故C符合题意。
故选C。
53. 质量 杠杆平衡条件 B 不同 提绳1 偏小 不受影响
【详解】[1][2][3]杆秤在使用时,围绕提绳转动,秤盘和秤砣对杆秤的拉力分别相当于动力和阻力,通过调节秤砣的位置使杆秤在水平位置平衡,从而测出物体的质量,这是利用了杠杆平衡条件原理工作的。其支点在提绳的位置,即B点。
[4]根据杠杆平衡条件,在动力和阻力一定时,选用不同提绳的位置时,阻力臂不同,所以动力臂也不同,所以使用提绳1和使用提绳2时秤杆上标的“0”位置是不同的。
[5]将秤砣对秤杆拉力视为阻力,提绳越靠近秤砣,阻力臂越短,最大动力臂越长,所以,最大动力越大,即可以称量的物体最大质量越大,量程越大,所以,若要使杆秤的量程更大些,称量时应使用提绳1。
[6]秤盘磕坏一个缺口后,秤盘的质量变小,在测量同一物体时时,要使秤杆平衡,需要将秤砣向靠近支点的方向移动一些,读出的刻度值会比实际质量小,所以测量结果将偏小。
[7]在秤盘底粘一块橡皮泥后调零,说明杆秤的零刻度线恢复到正常状态,在后续测量时,平衡条件的应用不受影响,所以测量结果将不受影响。
54.(1)左
(2)D
(3)仍能
(4)先变小后变大
(5)
【详解】(1)由图甲可知,杠杆左端偏高,根据调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动的原则,应把杠杆的平衡螺母向左调,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)由图乙可知,杠杆右端向下倾斜,左端上翘,说明左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积。
A.在实验过程中,不能通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,故A错误;
B.将右侧钩码向左移动一格,右侧力臂减小,右侧力与力臂的乘积减小,根据杠杆平衡的条件,可知此时杠杆左侧力与力臂的乘积仍小于右侧力与力臂的乘积,因此杠杆仍不会平衡,故B错误;
C.增加右侧钩码个数,右侧的力臂不变,力变大,右侧力与力臂的乘积会比左侧力与力臂的乘积大的更多,杠杆不会平衡,故C错误;
D.将左侧钩码向左移动一格,左侧的力不变,力臂变大,则左侧力与力臂的乘积变大,根据杠杆平衡的条件,此时左侧力与力臂的乘积等于右侧力与力臂的乘积,会使杠杆平衡,故D正确。
故选D。
(3)力臂是支点到力的作用线的距离,将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,力臂仍是原来的力臂(即支点到原来力的作用线的距离),与原来相比较力和力臂都没有改变,根据杠杆平衡条件可知,所以杠杆仍能保持平衡。
(4)由图丁可知,测力计竖直向上拉杠杆的C点时,OC为最长力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,即阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数即动力大小将先变小后变大。
(5)由图可知,因为金属棒质量分布、粗细都均匀,所以重心在棒的中点O,当以A为支点时,为动力臂,此时动力臂与阻力臂的比值最大,已知,则,根据杠杆的平衡条件可得,此时的动力是最小的,
若保持F的作用点和方向均相同,以C为支点,为动力臂,此时动力臂与阻力臂的比值为2:1,根据杠杆的平衡条件可得,此时的F最大为
所以使金属棒在图示位置静止时所需外力F的范围是
55.(1)支点
(2)A
(3)
(4)
(5)将提纽向左移动
【详解】(1)杠杆绕着转动的点即为杠杆的支点,如图甲所示,杆秤在使用过程中绕提绳处转动,所以提绳处属于杠杆五要素中的支点。
(2)AB.图乙中左侧高右侧低,说明右侧力与力臂的乘积大,要使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件,可通过移动钩码改变力臂。将左侧钩码向左移动,增大左侧力臂,或将右侧钩码向左移动,减小右侧力臂,能使杠杆平衡,故A符合题意,B不符合题意;
C.杠杆在测量前已经调好后,测量过程中不能再调节平衡螺母,故C不符合题意。
故选A。
(3)由表格数据可知,每组实验中都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,因此可得杠杆的平衡条件是
(4)[1]丙图中倾斜向上拉的过程中,阻力和阻力臂不变,动力臂变短,根据杠杆平衡条件,可知动力变大,则弹簧测力计的示数变大。
[2]过支点作拉力作用线的垂线段,即为拉力的力臂l,如图所示:
(5)根据杠杆平衡条件可得
为了增大杆秤的量程,可以减小秤盘与提纽之间的距离,即将提纽向左移动。
56.(1)平衡
(2)变大
(3)>
(4)右
【详解】(1)由图甲可知,杠杆处于静止状态,则说明杠杆受力平衡,处于平衡状态。
(2)弹簧测力计在A处竖直向上拉时,拉力的方向竖直向上与杠杆垂直,动力臂等于支点到力的作用点的距离,当弹簧测力计从竖直向上缓慢移动到倾斜向上拉杠杆,拉力的方向不再与杠杆垂直,动力臂变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件得,动力变大,则弹簧测力计的示数变大。
(3)由图丁可知,GA、GB的力臂lA、lB的大小关系为,由杠杆平衡条件可知。
(4)根据杠杆的平衡条件可知,在动力一定时,可以通过增大动力臂,同时减小阻力臂的方法,增大最大称量值,所以可以在原提纽位置O的右侧适当位置新增一个提纽。
57.(1) 右 力臂
(2)
(3) 1 >
(4) > 杠杆自重对实验有影响
【详解】(1)[1]实验前如图甲所示杠杆静止,杠杆左端下沉,为使杠杆在水平位置平衡,应该将杠杆的平衡螺母向右调。
[2]当杠杆在水平位置平衡时,钩码悬挂点到杠杆支点的距离即为力臂,可以直接从杠杆上的刻度线上读出力臂,便于测量力臂。
(2)根据实验数据分析总结得出结论:动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即
(3)[1]当弹簧测力计在图中竖直位置,保持杠杆在水平位置平衡时,根据杠杆的平衡条件可知,左边力与力臂的乘积等于右边力与力臂的乘积,即
则此时弹簧测力计的示数为
[2]当测力计从竖直位置转到倾斜位置,依然保持杠杆在水平位置平衡,因为杠杆还在水平位置保持平衡,所以力与力臂的乘积保持不变;当测力计从竖直位置转到倾斜位置时,测力计的拉力的力臂会变小,因为力与力臂的乘积不变,所以测力计的拉力会变大,即
(4)[1][2]设杠杆自重为G,其重心在杠杆支点,因为支点不在杠杆中点,所以杠杆自重的力臂为LG并不为零。根据杠杆的平衡条件可知,此时向上的力与力臂的乘积等于向下的力与力臂的乘积,即
即
58. = 垂直 力臂 省 小
【详解】[1]规定能使圆板顺(逆)时针转动的力为动(阻)力。钩码重均为0.5N,假设直径MN上每一大格长度为L,由图丙中的信息可知:动力,动力臂
阻力,阻力臂
则,,因此,即动力×动力臂=阻力×阻力臂。
[2][3]力臂是支点到力的作用线的垂线,因此实验中,每次均使MN在水平位置静止,MN应与悬挂钩码的细线垂直,细线上的拉力方向竖直向下,那么力臂就在MN上对应的刻度长度,便于直接测量力臂。
[4]辘轳的大轮为动力轮,小轮为阻力轮,根据杠杆平衡原理,古人把井绳缠在小轮上时,阻力臂小于动力臂,则阻力大于动力,这样可以省力。
[5]根据杠杆平衡原理可知,,在制造辘轳时,在阻力不变的情况下,把小轮和大轮半径之比变小,可减小动力,可以达到更省力的目的。
[6]分析两个动力作用下杠杆的平衡条件表格数据:序号1:
,两者相等。
序号2:
,两者相等。
序号3:
,两者相等。
因此结论为
59.(1)右
(2)动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂
(3)增大石头的重力
【详解】(1)调节杠杆平衡时,按照“左偏右调”的方法,应将平衡螺母向右调。
(2)根据表中的数据,每一次实验,杠杆平衡时,左右两边力与力臂的乘积相等,得出杠杆平衡条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂(或)
(3)根据杠杆平衡条件可知,阻力乘以阻力臂不变,则动力乘以动力臂不变,若动力臂不变,则动力不变,而动力为石头的重力和拉力,因此想要减小拉力,可以增大石头的重力。
60.(1)C,该剪刀为省力杠杆
(2)锋利受力面积小,压强大,容易剪断物体
【详解】(1)由于剪铁皮需要的力较大,为了省力,需要选择省力杠杆,由图片可知,C剪刀的手柄更长,所以使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故选择C剪刀来剪铁皮。
(2)锋利的刀刃受力面积小,根据压强公式,压力一定时,受力面积越小,压强越大,从而更容易剪断物体。
61.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据力臂的定义,力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。由题意可知,支架绕C点倾翻,所以C点是支点。动力F是水平向右的拉力,从支点C到F作用线的垂直距离就是线段BC的长度,因此动力臂为;阻力是空调室外机对支架的压力,其大小等于室外机的重力G,其作用点在AB的中点,方向竖直向下。从支点C到阻力作用线的垂直距离为阻力臂L2,如图所示:
(2)调室外机对支架的阻力
动力臂
阻力臂
根据杠杆平衡条件可得,即,解得。
(3)工人用绳子将空调外机从地面匀速拉到支架处,此时绳子的拉力与空调外机的重力G是一对平衡力,大小相等,即
空调外机被提升的高度 ,拉力对空调做的功
62.(1)400N
(2)1.25×104Pa
(3)6000J
(4)100W
【详解】(1)根据题意,可将小明同学的身体视为一个以O点(脚尖)为支点的杠杆,阻力为小明的重力G,其力臂为
动力为地面对手的支持力F,其力臂为
根据杠杆平衡条件有
代入数据有
解得。
(2)双手对地面的压力F压等于地面对手的支持力F支,即
双手的总受力面积
双手对地面的压强
(3)每做一次俯卧撑,小明所做的功W1是手臂用力将身体撑起所做的功,力的大小等于地面对手的支持力F支,肩膀上升的高度为
每做一次俯卧撑,小明所做的功
1min钟内做了30个俯卧撑,所以总功为
(4)小明做功的时间
小明做功的功率
63.(1)140N
(2)不需要,因为动力与动力臂的乘积大于阻力与阻力臂的乘积
【详解】(1)桔槔可视为一个以O为支点的杠杆,根据题意可知,,
石头对杠杆的拉力为动力
要使杠杆在水平位置静止,根据杠杆平衡条件,代入数据得
解得作用在A端的总阻力为
该总阻力由空水桶的重力和人施加的力共同提供,且方向向下,即,故人至少要对系水桶的绳子施加的力为
(2)把装水后的水桶从水井中拉起时,水桶和水对杠杆A端的拉力为阻力,石头对杠杆B端的拉力为动力。此时阻力,,阻力臂,动力臂
动力与动力臂的乘积为
阻力与阻力臂的乘积为
因为,所以杠杆会向动力(石头)一端转动,即石头下降,水桶被自动拉起。因此人无需给绳子施加向上的拉力。
64.(1)
(2),
(3)0.625m
【详解】(1)路程s=1600km,所用时间
平均速度
(2)求最小拉力:
钢管可视为一个以O点为支点的杠杆。由于钢管质量分布均匀,其重心在钢管的中点,重力的力臂为钢管长度的一半,即,拉力F作用在另一端,其力臂为钢管的长度L。钢管的重力
根据杠杆平衡条件可得,解得
求拉力做的功:
钢管的重心(中点)被抬高的高度
拉力做的功
(3)能源站的总质量增加了
由于能源站仍处于漂浮状态,浮力的增加量等于总重力的增加量,即
则,可得增加的排开海水的体积为
生产平台的甲板下降的高度
65.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)碓头的重力为
克服碓头重力做的功为
(2)根据题意,该装置可视为一个杠杆,O为支点,碓头的重力G碓为阻力,作用在A点,其力臂为OA;人踩横木的力F1为动力,作用在B点,其力臂为OB。由杠杆平衡条件知道,
由于G碓= 200N,,故
(3)捣谷人的重力为
当捣谷人右脚用最小力F1踩横木时,人处于静止状态,受力平衡。人受到向下的自身重力G人,受到杠杆对右脚向上的支持力F支持1和地面对左脚向上的支持力F支持2。根据力的相互作用,杠杆对右脚的支持力 F支持1 等于右脚对杠杆的压力F1,即
根据平衡条件,, 所以,地面对左脚的支持力为
左脚对地面的压力 F压 等于地面对左脚的支持力 F支持2,即
左脚与地面的接触面积
左脚对地面的压强为
66.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题意可得,物体B的体积为
由可得,物体B的质量为
由可得,物体B受到的重力为
(2)由题意可知,杠杆在水平位置平衡,则根据杠杆的平衡条件可得,
又因为可得,
由于物体B处于静止状态,受力平衡,地面对B的支持力为
(3)由题意可知,物体B对地面的压力等于地面对物体B的支持力,即
物体B与地面的接触面积为
由可得,B对地面的压强为
67.(1)187.5
(2) 变大 见解析
【详解】(1)此时人体可以看作一个杠杆,O为支点,支撑力F为动力,人的重力G为阻力,反向延长支撑力F画出动力的作用线,过支点O向动力F的作用线作垂线段,即为动力臂;过重心作竖直向下的重力G,从支点O向重力G的作用线作垂线段,即为阻力臂;设图中一个小格的长为,由图可知,
人的重力为
根据杠杆平衡条件可得,支撑力为
(2)[1][2]若增大脚尖与墙壁的距离,支撑点会下移,手臂仍然水平支撑在墙壁上,则动力臂变小,阻力臂变大,阻力为人的重力,大小不变,由杠杆平衡条件得,支撑力F变大。
68.(1) A
(2) 费力省距离 A
(3) 6 B 15 A C
【详解】(1)[1]该处海水压强为
[2]船员利用渔网将鱼群捕捞至捕鱼船后,鱼船重力变大,渔船漂浮,浮力等于重力,故浮力变大,根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,排开液体的重力变大,故捕鱼船排开海水的质量变大,故选A。
(2)[1]船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力但是可以省距离。
[2]A.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A符合题意;
B.托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故B不符合题意;
C.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意;
故选A。
(3)①[1]物块漂浮,受到的浮力等于自身重力,即
[2]如果在水中加入一些盐,物块静止后仍然在水中漂浮,物块受到的浮力等于其重力,自重G不变,所以,物块受到的浮力不变,故选B。
②[3]在帆船载重比赛中,小帆船排开水的体积是,小帆船所受到的浮力为
[4] [5]两艘并排的船,它们在航行时,常常不由自主地碰在一起,这是由于两船水流速度大,压强小,两船外侧水流速度小,压强大,两船内侧压强小于两船外侧压强,形成向里的压力差,使两船相互靠拢而碰撞。
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