初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)12.1 杠桿同步練習(xí)題

這是一份初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)12.1 杠桿同步練習(xí)題，共11頁(yè)。試卷主要包含了杠桿， 杠桿的平衡條件， 生活中的杠桿等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、杠桿
1．物體作用在杠桿上促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做 ，支點(diǎn)到力的 的距離叫作力臂。力臂 在杠桿上，力的作用點(diǎn) 在杠桿上（后兩空選填“一定”或“不一定”）。
【答案】動(dòng)力；作用線；不一定；一定。
【解析】物體作用在杠桿上促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力，支點(diǎn)到力的作用線的距離叫作力臂。力臂不一定在杠桿上，但是力的作用點(diǎn)一定在杠桿上。
2．關(guān)于杠桿，下列說法中正確的是（ ）
A. 杠桿一定是一根直的硬棒
B. 杠桿的支點(diǎn)一定在杠桿上，且在杠桿的中間位置
C. 力臂可能在杠桿上，也可能不在杠桿上
D. 從支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離叫動(dòng)力臂
【答案】C。
【解析】AB. 杠桿，是一根硬棒，但不一定是直的，杠桿的支點(diǎn)一定在杠桿上，不一定在杠桿的中間位置，所以A、B選項(xiàng)是錯(cuò)誤的.
C. 力臂可能在杠桿上，也可能不在杠桿上，選項(xiàng)C正確.
D. 從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離叫動(dòng)力臂，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤.
所以選C。
3．在圖所示的各杠桿中，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)力的大小都不能使杠桿在水平位置平衡的是（ ）
A B C D

【答案】A。
【解析】要使杠桿在水平位置平衡，除了力和力臂的乘積相等外，二力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的效果還必須相反，而在A圖中，兩個(gè)力對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果是相同的（逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)），所以不可能平衡。
故選A．
4. 作圖題。
①如圖所示，杠桿OB在動(dòng)力F1作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，請(qǐng)你畫出動(dòng)力臂l1及阻力F2。

【答案】右圖。
【詳解】杠桿受到的阻力F2為重物通過繩子作用在杠桿上的力，方向豎直向下，從支點(diǎn)O向F1作用線作垂線段，即為阻力臂l1，如圖所示.
②如圖請(qǐng)作出力臂l1對(duì)應(yīng)的力F1。
【答案】右圖。
【詳解】過力臂l1的左端做垂線，與杠桿相交于一點(diǎn)，即為動(dòng)力作用點(diǎn)，過動(dòng)力作用點(diǎn)做垂直于l1向上的力，即為力F1，如圖所示。
二、 杠桿的平衡條件
5．杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿處于 或者 狀態(tài)；在探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，杠桿在 _____位置平衡最便于測(cè)力臂。如圖3所示，杠桿已經(jīng)平衡，如果在右側(cè)鉤碼下增加一個(gè)鉤碼，杠桿將失去平衡，由此可以猜想：杠桿平衡可能與力的_____有關(guān)。
【答案】靜止?fàn)顟B(tài)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；水平；大小。
【解析】杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或者勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。
因?yàn)橹亓Φ姆较蜇Q直向下，所以鉤碼對(duì)杠桿的拉力也是豎直向下的。當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，由力臂的定義知，此時(shí)力的作用點(diǎn)與支點(diǎn)的距離等于力臂大小，即可在杠桿直接讀出力臂大小，故為了方便測(cè)量力臂大小，應(yīng)使杠桿在水平位置平衡。
如果在右側(cè)鉤碼下增加一個(gè)鉤碼，改變了右側(cè)杠桿所受力的大小，使杠桿將失去平衡，由此可以猜想：杠桿平衡可能與力的大小有關(guān)。
6．在圖4中，OA是輕質(zhì)杠桿，已知OB=2AB，B點(diǎn)所掛重物的重力為6牛，A端豎直向上拉著，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，則力F的大小為 牛。保持作用點(diǎn)不變，當(dāng)力F向左傾斜時(shí)，為使杠桿仍然保持靜止，則力的大小需 (選填“增大”、“不變”或“減小”)。
【答案】4；增大。
【解析】 根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2，
F×OA=6?！罯B， F×3AB=6?！?AB，F(xiàn)=4牛
保持作用點(diǎn)不變，當(dāng)力F向左傾斜時(shí)，力臂變小，為使杠桿仍然保持靜止，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知：F2L2不變，則力F變大。
圖4
圖5
7. 如圖5所示，杠桿處于水平平衡狀態(tài)，若在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，則杠桿（ ）
A. 仍然平衡B. 右端下降C. 左端下降D. 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
【答案】C。
【解析】設(shè)杠桿上每一格的長(zhǎng)度為l，每個(gè)鉤碼的重力為G，原來(lái)杠桿水平平衡時(shí)，有
2G×3l=3G×2l
在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼時(shí)，
左側(cè)動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積為3G×3l=9Gl
右側(cè)阻力與阻力臂的乘積為4G×2l=8Gl
因?yàn)?Gl>8Gl
根據(jù)杠桿平條件可知，杠桿左端會(huì)下降，ABD不符合題意，C符合題意。
8．圖a所示為前臂平伸用手掌拖住鉛球時(shí)的情形．我們可將圖a簡(jiǎn)化成如圖b所示的杠桿，不計(jì)自重。若鉛球質(zhì)量m＝3kg，OA＝0.03m，OB＝0.30m，求此時(shí)肱二頭肌對(duì)前臂產(chǎn)生的拉力F1大小（g取10N/kg）．
【答案】300N.
【解析】肱二頭肌對(duì)前臂產(chǎn)生的拉力F1為動(dòng)力，3kg鉛球的重力即為阻力F2，利用杠桿的平衡條件求肱二頭肌的收縮力．
由圖可知，支點(diǎn)是O點(diǎn)，肱二頭肌對(duì)前臂產(chǎn)生的拉力F1為動(dòng)力，3kg鉛球的重力即為阻力F2，則阻力：F2=G=mg＝3kg×10N/kg=30N；由圖知，L1=OA=0.03m，L2=OB=0.30m，根據(jù)杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2，即：F1×0.03m=30N×0.3m，解得F1=300N．
肱二頭肌對(duì)前臂產(chǎn)生的拉力F1為300N．
三、 生活中的杠桿
9．在圖中屬于省力杠桿的是 ，屬于費(fèi)力杠桿的是 ，屬于等臂杠桿的是 。（均選填字母）
（a） （b） （c） （d）
（e） （f） （g） （h）
【答案】（a），（c），（d），（e）；（b），（g），（h）；（f）。
【解析】屬于省力杠桿的是鋼絲鉗、核桃夾、起子、獨(dú)輪車。
屬于費(fèi)力杠桿的是鑷子、人的前臂、船槳。
屬于等臂杠桿的是托盤天平。
10．麗麗幫媽媽用同一把剪刀剪雞腳時(shí)，有如圖所示的三種情形。你認(rèn)為圖_______的方式最容易把雞腳剪斷；圖_______的方式最省距離。
【答案】甲，丙。
【解析】對(duì)比甲、乙、丙，發(fā)現(xiàn)阻力臂不同，阻力臂依次增大，阻力大小相同，動(dòng)力臂大小相同，故根據(jù)杠桿平衡原理F1L1=F2L2可知，阻力大小相同，阻力臂越短，阻力與阻力臂的乘積越小，動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積也越小，而動(dòng)力臂一定，故動(dòng)力越小，越省力，故選圖甲。
當(dāng)人作用在杠桿上的動(dòng)力越大時(shí)，則動(dòng)力臂越小，工作時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離最小，丙圖的方式最省距離。
11．如圖所示，用開瓶器開啟瓶蓋：
第14題圖 （a） 解析圖 （b）
（1）標(biāo)出支點(diǎn)O的位置。_______
（2）畫出力F的力臂L。________
（3）如果力F改為沿虛線所示的方向開啟瓶蓋，此時(shí)F的力臂________，判斷力F將________（以上兩空均選填“增大”、“減小”、“不變”）。
【答案】（1）如圖（a）；（2）如圖（b）；（3）增大，減小.
【詳解】（1）起子開啟瓶蓋的過程中，起子繞著瓶蓋左上方的固定點(diǎn)移動(dòng)，所以這個(gè)點(diǎn)就是支點(diǎn)O，如圖（a）所示.
（2）從支點(diǎn)O向動(dòng)力F的作用線引垂線段，就是F的力臂L，如圖（b）所示。
（3）開啟瓶蓋的過程中，阻力和阻力臂是一定的，力F改為沿虛線所示的方向開啟瓶蓋，此時(shí)F的力臂增大，由杠桿平衡條件F1L1=F2L2知，動(dòng)力臂增大，所以動(dòng)力變小。
12. 如圖所示，O為杠桿的支點(diǎn)，杠桿受到的阻力為F2，則撬動(dòng)這塊大石頭所需的最小作用力F1，及動(dòng)力臂l1表示正確的是（ ）
A．B．C．D．

【答案】D.
【解析】根據(jù)杠桿平衡條件得F1 l1= F2 l2
則F1 = F2 l2 / l1
根據(jù)題意，它們的阻力和阻力臂都相同，故乘積是一個(gè)定值，所以動(dòng)力臂l1越長(zhǎng)，動(dòng)力F1會(huì)越小。要用最小的力撬動(dòng)這塊大石頭，即需要最長(zhǎng)的動(dòng)力臂。如圖所示，力F1的方向向斜下方垂直杠桿時(shí)，動(dòng)力臂l1最長(zhǎng)，動(dòng)力F1為最小作用力。故選項(xiàng)D正確，ABC錯(cuò)誤。所以選D。
13. 圖中杠桿lAB=2lOA，每個(gè)鉤碼重力為2牛，在B點(diǎn)用力F1，則下列說法中正確的是（ ）

A. F1大小一定為2牛B. F1大小可能為1牛
C. F1大小一定為3牛D. F1 大小可能為20牛
【答案】D
【解析】①先計(jì)算出在B點(diǎn)用最小的力：
每個(gè)鉤碼重力為2牛，則阻力：F2=3×2N=6N；
當(dāng)在B處施加垂直于杠桿向上的動(dòng)力時(shí)，動(dòng)力臂為lOB，阻力臂lOA，
∵lAB=2lOA，∴l(xiāng)OB=3lOA，此時(shí)動(dòng)力臂最大，所用的力最小，
由杠桿平衡條件得：F1lOB=F2lOA，則：
F1= EQ \F(F2 lOA, lOB) = EQ \F(6N×1,3) =2N
②當(dāng)在B處施加動(dòng)力F1與杠桿不垂直時(shí)，動(dòng)力臂小于lOB，則動(dòng)力F1＞2牛，
綜合上述情況可知：杠桿平衡時(shí)，在B點(diǎn)用力F1≥2牛。所以選D。
14. 如圖所示，一根長(zhǎng)為1.2米的輕質(zhì)杠桿OA可繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，C點(diǎn)處懸掛一重為60牛的物體。（已知AB=BC=CD=DO）
O
C
A
B
D
（1）若在B點(diǎn)用豎直向上的力使杠桿在水平位置平衡，求這個(gè)力的大小。
（2）若在A點(diǎn)施加一個(gè)力使杠桿水平平衡，甲同學(xué)認(rèn)為該杠桿一定是省力杠桿，乙同學(xué)認(rèn)為該杠桿可能是費(fèi)力杠桿。你贊同哪位同學(xué)的觀點(diǎn)，并說明理由。
【答案】（1）40牛；（2） 乙同學(xué)的觀點(diǎn)正確；當(dāng)動(dòng)力與豎直方向的夾角大于60度（或與水平方向的夾角小于30度）時(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿。（合理即可）
【解析】（1）F2＝G=60牛
根據(jù)F1L1=F2L2， F1＝F2l2/l1=60牛×0.6米/0.9米=40牛；
（2） 乙同學(xué)的觀點(diǎn)正確；當(dāng)動(dòng)力與豎直方向的夾角大于60度（或與水平方向的夾角小于30度）時(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿。（合理即可）
15．小華探究杠桿平衡條件時(shí)，所用的杠桿上相鄰刻線間的距離相等。
（1）杠桿在如圖甲的位置靜止時(shí)______（選填“是”或“不是”）處于杠桿平衡狀態(tài)的；
（2）為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)把平衡螺母向______（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)；
（3）小華在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得一組數(shù)據(jù)如下表，于是他立即得出了杜桿的平衡條件F1L1=F2L2，你認(rèn)為這樣是否合理______，并說明理由：______；
（4）完成基本實(shí)驗(yàn)后，他又做了如圖乙所示實(shí)驗(yàn)，改變彈簧秤拉力方向，這樣做的目的是（ ）
A．可以直接讀出拉力的大小
B．為了正確認(rèn)識(shí)力臂的作用
C．便于測(cè)量力臂的大小
【答案】（1）是；（2）右；（3）不合理，未多次試驗(yàn)，結(jié)論不具有普遍性；（4）B.
【詳解】（1）杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，我們就說此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)。如圖甲所示，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以杠桿處于平衡狀態(tài)。
（2）如圖甲所示，杠桿左端下沉，右邊高，說明左邊重，故應(yīng)將平衡螺母向右端調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。
（3）在探究杠桿的平衡條件時(shí)，我們需要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是結(jié)論具有普遍性，實(shí)驗(yàn)中由一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的結(jié)論不具有普遍性，所以不合理。
（4）由圖乙可知，改變拉力的方向，實(shí)驗(yàn)中會(huì)觀察到拉力的大小會(huì)隨之改變，此時(shí)力的作用點(diǎn)沒有發(fā)生變化，而拉力的方向的變化使得力臂發(fā)生了變化，從而使人可以正確認(rèn)識(shí)到力臂的作用。故B符合題意，AC不符合題意。所以選B。

16．（2022·內(nèi)蒙古包頭·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA=AB，在A點(diǎn)懸掛物體，在B點(diǎn)豎直向上拉動(dòng)杠桿使其始終保持水平平衡，拉力為F。下列說法正確的是（ ）
A．F的大小為物重的2倍
B．物重增加5N，F(xiàn)的大小也增加5N
C．物體懸掛點(diǎn)右移，拉力F會(huì)增大
D．將F改為沿圖中虛線方向，拉力F會(huì)減小
【答案】C
【解析】A．由圖可知，OA=AB，阻力的力臂為動(dòng)力力臂的一半，根據(jù)杠桿的平衡條件可知
F×OB= G×OA，由于OB= 2OA，所以拉力F的大小為物重的二分之一，故A錯(cuò)誤；
B．若物重增加5N，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)的變化量為△F，根據(jù)杠桿平衡條件可知
（F+△F）×OB=（G+5N）×OA
解得△F =2.5N
故B錯(cuò)誤:
C．當(dāng)懸掛點(diǎn)右移時(shí)，阻力不變，阻力臂變大，動(dòng)力臂不變，則動(dòng)力F將變大，故C正確；
D．保持杠桿在水平位置平衡，將拉力F轉(zhuǎn)至虛線位置時(shí)，拉力的力臂變小，因?yàn)樽枇εc阻力臂不變，由杠桿的平衡條件可知，拉力變大，故D錯(cuò)誤。
故選C。
17．（2022·山東濟(jì)南?統(tǒng)考中考真題）小強(qiáng)開啟飲料時(shí)，瓶起子可視為一個(gè)杠桿，如圖所示。下列各圖能正確表示其工作原理的是（ ）
A． B． C． D
【答案】A
【解析】用瓶起子開瓶蓋時(shí)，瓶起子在使用過程中，支點(diǎn)在一端，且動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，根據(jù)杠桿平衡條件，故BCD不符合題意，A符合題意。
故選A。
18．（2022山東棗莊?中考真題）如圖所示是生活中常見的桿秤。稱量時(shí)桿秤在水平位置平衡，被測(cè)物體和秤砣到提紐的距離分別為0.05m、0.2m，秤砣的質(zhì)量為0.1kg，秤桿的質(zhì)量忽略不計(jì)，則被測(cè)物體的質(zhì)量為______kg。若秤砣有缺損，則桿秤所測(cè)物體的質(zhì)量會(huì)______（選“偏大”或“偏小”）。
【答案】0.4；偏大。
【解析】如圖所示：
由杠桿平衡條件得到m1g×OA=m2g×OB
m1= EQ \F(m2OB,OA) = EQ \F(0.1kg×0.2m,0.05m) =0.4kg
若秤砣有缺損，m2減小，而G1×OA不變，所以O(shè)B要變大，桿秤所示的質(zhì)量值要偏大。
19．（2022·江蘇徐州?統(tǒng)考中考真題）在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中。
（1）如圖甲所示，安裝杠桿時(shí)，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿右端的平衡螺母向____移動(dòng)；
（2）如圖乙所示，杠桿上每一格的長(zhǎng)度為5cm，在杠桿左邊掛鉤碼，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)杠桿豎直向下的拉力是動(dòng)力，則動(dòng)力臂為_______cm；
（3）如果要用彈簧測(cè)力計(jì)向上拉，需要對(duì)圖乙所示的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行的調(diào)整是__________；
（4）如圖丙所示，當(dāng)杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，杠桿上A點(diǎn)的速度方向總是和杠桿垂直。作用在A點(diǎn)的三個(gè)大小相等、方向不同的力F1、F2、F3，請(qǐng)指出為什么力臂最大的F2對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的作用最大？ ____。
【答案】（1）右；（2）25；（3）將測(cè)力計(jì)移到左端第5個(gè)格處；（4）F2與其力臂的乘積最大。
【解析】（1）由甲圖可知，杠桿左端向下傾斜，說明左端沉，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿右端的平衡螺母向右移動(dòng)。
（2）乙圖中，杠桿水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)杠桿豎直向下的拉力是動(dòng)力，則動(dòng)力臂此時(shí)落在杠桿上，測(cè)力計(jì)懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)的距離就等于動(dòng)力臂的長(zhǎng)度，由于每一格的長(zhǎng)度為5cm，共5個(gè)格，所以動(dòng)力臂的長(zhǎng)度為l1=5cm×5=25cm
（3）鉤碼的作用效果是使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，要使彈簧測(cè)力計(jì)向上拉，拉力的作用效果需使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以要使杠桿在水平位置平衡，需將測(cè)力計(jì)移到左端第5個(gè)格處向上拉。
（4）作用在A點(diǎn)的三個(gè)力雖然大小相等，但F1、F3其對(duì)應(yīng)的力臂比較小，所以力與其力臂的乘積相對(duì)較小，而F2的力臂最大，F(xiàn)2與其力臂的乘積最大，所以對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的作用最大。
20.（2022·江蘇揚(yáng)州·統(tǒng)考中考真題）某同學(xué)鍛煉時(shí)，雙腳并攏，腳尖O觸地，腳后跟踮起，手掌支撐在豎直墻壁上，手臂水平，A為人體重心所在位置。此時(shí)墻壁對(duì)手掌的支撐力F如圖所示，不計(jì)墻壁對(duì)手掌的摩擦力。
（1）以O(shè)為支點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中作出動(dòng)力F的力臂l；( )
（2）該同學(xué)質(zhì)量為50kg，則墻壁對(duì)人的支撐力約為________N；
（3）若增大腳尖與墻壁的距離，手臂仍然水平支撐在墻壁上，支撐力F如何變化？___________，并說明理由___________。
【答案】（1）見右圖；（2）187.5；（3）支撐力F變大；動(dòng)力臂變小，阻力臂邊長(zhǎng)，阻力大小不變。
【詳解】（1）支點(diǎn)O到力F的作用線的距離為力臂l，先延長(zhǎng)力F的作用線，過支點(diǎn)O做力F作用線的垂線，支點(diǎn)O到垂足之間的距離為力臂l。如圖所示。
（2）由下圖得，動(dòng)力臂為8個(gè)格子的長(zhǎng)度，阻力臂3個(gè)格子的長(zhǎng)度，
由杠桿平衡條件得，F(xiàn)l=Gl '
墻壁對(duì)人的支撐力約為F= EQ \F(Gl ',l) = EQ \F(G×3,8) = EQ \F(3,8) ×mg= EQ \F(3,8) ×50kg×10N/kg=187.5N
（3）若增大腳尖與墻壁的距離，手臂仍然水平支撐在墻壁上，則動(dòng)力臂變小，阻力臂邊長(zhǎng)，阻力為人的重力，大小不變，由杠桿平衡條件得，支撐力F變大。
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
2
6
3
4