初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆同步练习题

这是一份初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆同步练习题，共11页。试卷主要包含了杠杆， 杠杆的平衡条件， 生活中的杠杆等内容，欢迎下载使用。

一、杠杆
1．物体作用在杠杆上促使杠杆转动的力叫做 ，支点到力的 的距离叫作力臂。力臂 在杠杆上，力的作用点 在杠杆上（后两空选填“一定”或“不一定”）。
【答案】动力；作用线；不一定；一定。
【解析】物体作用在杠杆上促使杠杆转动的力叫做动力，支点到力的作用线的距离叫作力臂。力臂不一定在杠杆上，但是力的作用点一定在杠杆上。
2．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. 力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上
D. 从支点到动力作用点的距离叫动力臂
【答案】C。
【解析】AB. 杠杆，是一根硬棒，但不一定是直的，杠杆的支点一定在杠杆上，不一定在杠杆的中间位置，所以A、B选项是错误的.
C. 力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上，选项C正确.
D. 从支点到动力作用线的距离叫动力臂，故D选项错误.
所以选C。
3．在图所示的各杠杆中，无论怎样调节力的大小都不能使杠杆在水平位置平衡的是（ ）
A B C D

【答案】A。
【解析】要使杠杆在水平位置平衡，除了力和力臂的乘积相等外，二力使杠杆转动的效果还必须相反，而在A图中，两个力对杠杆的转动效果是相同的（逆时针转动），所以不可能平衡。
故选A．
4. 作图题。
①如图所示，杠杆OB在动力F1作用下处于静止状态，请你画出动力臂l1及阻力F2。

【答案】右图。
【详解】杠杆受到的阻力F2为重物通过绳子作用在杠杆上的力，方向竖直向下，从支点O向F1作用线作垂线段，即为阻力臂l1，如图所示.
②如图请作出力臂l1对应的力F1。
【答案】右图。
【详解】过力臂l1的左端做垂线，与杠杆相交于一点，即为动力作用点，过动力作用点做垂直于l1向上的力，即为力F1，如图所示。
二、 杠杆的平衡条件
5．杠杆的平衡状态是指杠杆处于 或者 状态；在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在 _____位置平衡最便于测力臂。如图3所示，杠杆已经平衡，如果在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的_____有关。
【答案】静止状态，匀速转动；动力×动力臂=阻力×阻力臂；水平；大小。
【解析】杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止状态或者匀速转动状态。
因为重力的方向竖直向下，所以钩码对杠杆的拉力也是竖直向下的。当杠杆在水平位置平衡时，由力臂的定义知，此时力的作用点与支点的距离等于力臂大小，即可在杠杆直接读出力臂大小，故为了方便测量力臂大小，应使杠杆在水平位置平衡。
如果在右侧钩码下增加一个钩码，改变了右侧杠杆所受力的大小，使杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的大小有关。
6．在图4中，OA是轻质杠杆，已知OB=2AB，B点所挂重物的重力为6牛，A端竖直向上拉着，杠杆处于静止状态，则力F的大小为 牛。保持作用点不变，当力F向左倾斜时，为使杠杆仍然保持静止，则力的大小需 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】4；增大。
【解析】 根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，
F×OA=6牛×OB， F×3AB=6牛×2AB，F=4牛
保持作用点不变，当力F向左倾斜时，力臂变小，为使杠杆仍然保持静止，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知：F2L2不变，则力F变大。
图4
图5
7. 如图5所示，杠杆处于水平平衡状态，若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，则杠杆（ ）
A. 仍然平衡B. 右端下降C. 左端下降D. 匀速转动
【答案】C。
【解析】设杠杆上每一格的长度为l，每个钩码的重力为G，原来杠杆水平平衡时，有
2G×3l=3G×2l
在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码时，
左侧动力与动力臂的乘积为3G×3l=9Gl
右侧阻力与阻力臂的乘积为4G×2l=8Gl
因为9Gl>8Gl
根据杠杆平条件可知，杠杆左端会下降，ABD不符合题意，C符合题意。
8．图a所示为前臂平伸用手掌拖住铅球时的情形．我们可将图a简化成如图b所示的杠杆，不计自重。若铅球质量m＝3kg，OA＝0.03m，OB＝0.30m，求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1大小（g取10N/kg）．
【答案】300N.
【解析】肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力，3kg铅球的重力即为阻力F2，利用杠杆的平衡条件求肱二头肌的收缩力．
由图可知，支点是O点，肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力，3kg铅球的重力即为阻力F2，则阻力：F2=G=mg＝3kg×10N/kg=30N；由图知，L1=OA=0.03m，L2=OB=0.30m，根据杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2，即：F1×0.03m=30N×0.3m，解得F1=300N．
肱二头肌对前臂产生的拉力F1为300N．
三、 生活中的杠杆
9．在图中属于省力杠杆的是 ，属于费力杠杆的是 ，属于等臂杠杆的是 。（均选填字母）
（a） （b） （c） （d）
（e） （f） （g） （h）
【答案】（a），（c），（d），（e）；（b），（g），（h）；（f）。
【解析】属于省力杠杆的是钢丝钳、核桃夹、起子、独轮车。
属于费力杠杆的是镊子、人的前臂、船桨。
属于等臂杠杆的是托盘天平。
10．丽丽帮妈妈用同一把剪刀剪鸡脚时，有如图所示的三种情形。你认为图_______的方式最容易把鸡脚剪断；图_______的方式最省距离。
【答案】甲，丙。
【解析】对比甲、乙、丙，发现阻力臂不同，阻力臂依次增大，阻力大小相同，动力臂大小相同，故根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2可知，阻力大小相同，阻力臂越短，阻力与阻力臂的乘积越小，动力与动力臂的乘积也越小，而动力臂一定，故动力越小，越省力，故选图甲。
当人作用在杠杆上的动力越大时，则动力臂越小，工作时，动力作用点移动的距离最小，丙图的方式最省距离。
11．如图所示，用开瓶器开启瓶盖：
第14题图 （a） 解析图 （b）
（1）标出支点O的位置。_______
（2）画出力F的力臂L。________
（3）如果力F改为沿虚线所示的方向开启瓶盖，此时F的力臂________，判断力F将________（以上两空均选填“增大”、“减小”、“不变”）。
【答案】（1）如图（a）；（2）如图（b）；（3）增大，减小.
【详解】（1）起子开启瓶盖的过程中，起子绕着瓶盖左上方的固定点移动，所以这个点就是支点O，如图（a）所示.
（2）从支点O向动力F的作用线引垂线段，就是F的力臂L，如图（b）所示。
（3）开启瓶盖的过程中，阻力和阻力臂是一定的，力F改为沿虚线所示的方向开启瓶盖，此时F的力臂增大，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2知，动力臂增大，所以动力变小。
12. 如图所示，O为杠杆的支点，杠杆受到的阻力为F2，则撬动这块大石头所需的最小作用力F1，及动力臂l1表示正确的是（ ）
A．B．C．D．

【答案】D.
【解析】根据杠杆平衡条件得F1 l1= F2 l2
则F1 = F2 l2 / l1
根据题意，它们的阻力和阻力臂都相同，故乘积是一个定值，所以动力臂l1越长，动力F1会越小。要用最小的力撬动这块大石头，即需要最长的动力臂。如图所示，力F1的方向向斜下方垂直杠杆时，动力臂l1最长，动力F1为最小作用力。故选项D正确，ABC错误。所以选D。
13. 图中杠杆lAB=2lOA，每个钩码重力为2牛，在B点用力F1，则下列说法中正确的是（ ）

A. F1大小一定为2牛B. F1大小可能为1牛
C. F1大小一定为3牛D. F1 大小可能为20牛
【答案】D
【解析】①先计算出在B点用最小的力：
每个钩码重力为2牛，则阻力：F2=3×2N=6N；
当在B处施加垂直于杠杆向上的动力时，动力臂为lOB，阻力臂lOA，
∵lAB=2lOA，∴lOB=3lOA，此时动力臂最大，所用的力最小，
由杠杆平衡条件得：F1lOB=F2lOA，则：
F1= EQ \F(F2 lOA, lOB) = EQ \F(6N×1,3) =2N
②当在B处施加动力F1与杠杆不垂直时，动力臂小于lOB，则动力F1＞2牛，
综合上述情况可知：杠杆平衡时，在B点用力F1≥2牛。所以选D。
14. 如图所示，一根长为1.2米的轻质杠杆OA可绕固定点O转动，C点处悬挂一重为60牛的物体。（已知AB=BC=CD=DO）
O
C
A
B
D
（1）若在B点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，求这个力的大小。
（2）若在A点施加一个力使杠杆水平平衡，甲同学认为该杠杆一定是省力杠杆，乙同学认为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点，并说明理由。
【答案】（1）40牛；（2） 乙同学的观点正确；当动力与竖直方向的夹角大于60度（或与水平方向的夹角小于30度）时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。（合理即可）
【解析】（1）F2＝G=60牛
根据F1L1=F2L2， F1＝F2l2/l1=60牛×0.6米/0.9米=40牛；
（2） 乙同学的观点正确；当动力与竖直方向的夹角大于60度（或与水平方向的夹角小于30度）时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。（合理即可）
15．小华探究杠杆平衡条件时，所用的杠杆上相邻刻线间的距离相等。
（1）杠杆在如图甲的位置静止时______（选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的；
（2）为使杠杆在水平位置平衡，应把平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；
（3）小华在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杜杆的平衡条件F1L1=F2L2，你认为这样是否合理______，并说明理由：______；
（4）完成基本实验后，他又做了如图乙所示实验，改变弹簧秤拉力方向，这样做的目的是（ ）
A．可以直接读出拉力的大小
B．为了正确认识力臂的作用
C．便于测量力臂的大小
【答案】（1）是；（2）右；（3）不合理，未多次试验，结论不具有普遍性；（4）B.
【详解】（1）杠杆静止或匀速转动，我们就说此时杠杆处于平衡状态。如图甲所示，杠杆处于静止状态，所以杠杆处于平衡状态。
（2）如图甲所示，杠杆左端下沉，右边高，说明左边重，故应将平衡螺母向右端调节，使杠杆在水平位置平衡。
（3）在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论不具有普遍性，所以不合理。
（4）由图乙可知，改变拉力的方向，实验中会观察到拉力的大小会随之改变，此时力的作用点没有发生变化，而拉力的方向的变化使得力臂发生了变化，从而使人可以正确认识到力臂的作用。故B符合题意，AC不符合题意。所以选B。

16．（2022·内蒙古包头·统考中考真题）如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（ ）
A．F的大小为物重的2倍
B．物重增加5N，F的大小也增加5N
C．物体悬挂点右移，拉力F会增大
D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
【答案】C
【解析】A．由图可知，OA=AB，阻力的力臂为动力力臂的一半，根据杠杆的平衡条件可知
F×OB= G×OA，由于OB= 2OA，所以拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误；
B．若物重增加5N，根据杠杆的平衡条件可知，F的变化量为△F，根据杠杆平衡条件可知
（F+△F）×OB=（G+5N）×OA
解得△F =2.5N
故B错误:
C．当悬挂点右移时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，则动力F将变大，故C正确；
D．保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。
故选C。
17．（2022·山东济南•统考中考真题）小强开启饮料时，瓶起子可视为一个杠杆，如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是（ ）
A． B． C． D
【答案】A
【解析】用瓶起子开瓶盖时，瓶起子在使用过程中，支点在一端，且动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，根据杠杆平衡条件，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
18．（2022山东枣庄•中考真题）如图所示是生活中常见的杆秤。称量时杆秤在水平位置平衡，被测物体和秤砣到提纽的距离分别为0.05m、0.2m，秤砣的质量为0.1kg，秤杆的质量忽略不计，则被测物体的质量为______kg。若秤砣有缺损，则杆秤所测物体的质量会______（选“偏大”或“偏小”）。
【答案】0.4；偏大。
【解析】如图所示：
由杠杆平衡条件得到m1g×OA=m2g×OB
m1= EQ \F(m2OB,OA) = EQ \F(0.1kg×0.2m,0.05m) =0.4kg
若秤砣有缺损，m2减小，而G1×OA不变，所以OB要变大，杆秤所示的质量值要偏大。
19．（2022·江苏徐州•统考中考真题）在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
（1）如图甲所示，安装杠杆时，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向____移动；
（2）如图乙所示，杠杆上每一格的长度为5cm，在杠杆左边挂钩码，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂为_______cm；
（3）如果要用弹簧测力计向上拉，需要对图乙所示的实验设计进行的调整是__________；
（4）如图丙所示，当杠杆绕支点转动时，杠杆上A点的速度方向总是和杠杆垂直。作用在A点的三个大小相等、方向不同的力F1、F2、F3，请指出为什么力臂最大的F2对杠杆转动的作用最大？ ____。
【答案】（1）右；（2）25；（3）将测力计移到左端第5个格处；（4）F2与其力臂的乘积最大。
【解析】（1）由甲图可知，杠杆左端向下倾斜，说明左端沉，为使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向右移动。
（2）乙图中，杠杆水平位置平衡，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂此时落在杠杆上，测力计悬挂点到支点的距离就等于动力臂的长度，由于每一格的长度为5cm，共5个格，所以动力臂的长度为l1=5cm×5=25cm
（3）钩码的作用效果是使杠杆逆时针转动，要使弹簧测力计向上拉，拉力的作用效果需使杠杆顺时针转动，所以要使杠杆在水平位置平衡，需将测力计移到左端第5个格处向上拉。
（4）作用在A点的三个力虽然大小相等，但F1、F3其对应的力臂比较小，所以力与其力臂的乘积相对较小，而F2的力臂最大，F2与其力臂的乘积最大，所以对杠杆转动的作用最大。
20.（2022·江苏扬州·统考中考真题）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，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）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂l；( )
（2）该同学质量为50kg，则墙壁对人的支撑力约为________N；
（3）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___________。
【答案】（1）见右图；（2）187.5；（3）支撑力F变大；动力臂变小，阻力臂边长，阻力大小不变。
【详解】（1）支点O到力F的作用线的距离为力臂l，先延长力F的作用线，过支点O做力F作用线的垂线，支点O到垂足之间的距离为力臂l。如图所示。
（2）由下图得，动力臂为8个格子的长度，阻力臂3个格子的长度，
由杠杆平衡条件得，Fl=Gl '
墙壁对人的支撑力约为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）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，则动力臂变小，阻力臂边长，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。
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
2
6
3
4