2021学年第十二章 简单机械12.1 杠杆一课一练

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（进阶篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级同步分层作业12.1 杠杆一．选择题（共6小题）1．下列关于杠杆的一些说法中，正确的是（  ）A．杠杆只可以是直的 B．动力臂就是支点到动力作用点的距离 C．杠杆支点一定在杠杆上 D．杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和2．下列工具中使用时属于省力杠杆的是（  ）A．筷子 B．羊角锤 C．笤帚 D．船桨3．图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是（  ） A．F1 B．F2 C．F3 D．F44．如图所示，在处于水平平衡的杠杆上A点，挂4个钩码（所有钩码都是相同的），若使杠杆在水平位置保持平衡，需要在B点挂几个钩码（  ） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个5．爱劳动的小明春节去给外婆家拜年时，想和爸爸一起去果园修理果枝，他在家里的工具箱里翻出了下面几种剪刀（如图所示），应当选择哪一种最为合适（  ）A． B． C． D．6．如图所示，杠杆OAB可绕支点O自由转动，动力F作用在杠杆B端且始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由倾斜位置拉至水平的过程中，F的大小变化情况（  ） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．保持不变 D．无法判定二．填空题（共4小题）7．如图是小明钓起一条鱼时的情景，鱼竿由于发生形变而具有了      能。此过程中鱼竿属于      杠杆，为了能够少费点力气，小明两手之间的距离应      （大/小）一些。 8．一辆搬运砖头的独轮车，车厢与砖头的总重为G＝80N，独轮车的有关尺寸数据如图所示，则该搬运工推车时，手向上的力F为      N。 9．利用杠杆投掷石球，如图所示，作用在A点的力沿      方向时最小，若力沿c的方向时力臂      （选填“变长”、“变短”）。已知石球重100N，OA：OB＝1：4，则作用在A点力的最小值为      N（不计杠杆自重及摩擦）。 10．如图所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点在     ；当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时杠杆的支点在     （均填“前轮”或“后轮”）。 三．作图题（共1小题）11．如图所示轻质杠杆ABO在动力F1的作用下可绕O点转动，请在图中画出杠杆所受F1的力臂示意图。  四．计算题（共1小题）12．身高1.7米，质量为50千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点，g＝10N/kg，则：（1）他的重力为多少牛？（2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？ 五．实验探究题（共1小题）13．根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题。 （1）实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆      （选填“是”或“不是”）平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向      调节（选填“左”或“右”）。（2）要使图乙中杠杆在水平位置平衡，应在a处挂同样的钩码      个。（3）小明同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离；与小组同学交流后，小华同学为了证明他的结论是错误的，于是做了如图丙的实验.将弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着，仍使杠杆在水平位置静止时，则弹簧测力计的示数将      （选填“变大”、“不变”或“变小”）。此实验      （选填“能”或”不能”）说明小明结论是错误的。（4）而小军同学则利用图丁进行探究实验，测量出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因可能是      。（5）在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了      。A.减小摩擦B.获取多组实验数据归纳出物理规律C.多次测量取平均值减小误差D.使每组数据更准确
（进阶篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级同步分层作业12.1 杠杆参考答案与试题解析一．选择题（共6小题）1．下列关于杠杆的一些说法中，正确的是（  ）A．杠杆只可以是直的 B．动力臂就是支点到动力作用点的距离 C．杠杆支点一定在杠杆上 D．杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和【分析】杠杆是可以围绕某一固定点转动的硬棒。动力臂是从支点到动力作用线之间的距离。根据杠杆五要素的定义来分析本题。【解答】解：A、杠杆可以是直的，也可以是弯曲的，故A错误；B、动力臂就是支点到动力作用线的距离，故B错误；C、杠杆的五要素之一就是支点，且支点一定作用在杠杆上，故C正确；D、力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，而不是“点”到“点”的距离。力臂不一定是杠杆的长度，也不一定在杠杆上，所以杠杆的长度不一定等于动力臂与阻力臂之和，故D错误。故选：C。【点评】本题考查杠杆的基本概念，需要对杠杆分类的各种优缺点熟练掌握。2．下列工具中使用时属于省力杠杆的是（  ）A．筷子 B．羊角锤 C．笤帚 D．船桨【分析】结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。【解答】解：ACD、筷子、笤帚、船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故ACD错误；B、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。故选：B。【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。3．图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是（  ） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4【分析】要使杠杆平衡，可以在a点施加无数个力，分别作出这些力的力臂后，找出最长的力臂，则对应的力就是最小的力。【解答】解；沿F1、F2、F3、F，4方向撬起石头时，支点在O点，分别过O点向各个力的作用线作垂线，对应的力臂分别为L1（红色线段）、L2（蓝色线段）、L3（橙色线段）、L4（黑色线段），如图， 由图可知，F3的力臂L3最长，根据杠杆平衡条件可知，最省力的是沿F3方向。故选：C。【点评】在解决杠杆平衡条件时，经常遇到求最小力的情况，解此类题的关键是通过作图找到对应的最长的力臂。4．如图所示，在处于水平平衡的杠杆上A点，挂4个钩码（所有钩码都是相同的），若使杠杆在水平位置保持平衡，需要在B点挂几个钩码（  ） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个【分析】杠杆是否平衡，取决于两边力和力臂的乘积是否相等，若F1L1＝F2L2，杠杆平衡；若F1L1≠F2L2，杠杆就不平衡。【解答】解：设每个钩码重力为G，每个小格长度为L，则支点左侧力与力臂的积为：4G×3L＝12GL；右侧B点的力臂为4L，则根据杠杆的平衡条件可知，B端所挂钩码的重力为＝3G，即需要三个钩码。故选：C。【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用，属于基础知识，要掌握。5．爱劳动的小明春节去给外婆家拜年时，想和爸爸一起去果园修理果枝，他在家里的工具箱里翻出了下面几种剪刀（如图所示），应当选择哪一种最为合适（  ）A． B． C． D．【分析】剪刀是生活中一种特殊杠杆，有时省力但费距离，有时省距离但费力，要根据实际情况做出选择。【解答】解：修理树枝时，需要选择省力的剪刀。AB、该选项中的剪刀在使用时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，不合题意；CD、选项中的剪刀在使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，但C选项中的剪刀动力臂与阻力臂的比值更大，更省力，所以选C最合适。故选：C。【点评】此题考查杠杆的应用，生活中要根据需要选择最合适的剪刀：手柄长的剪刀省力，刀口长的剪刀省距离。6．如图所示，杠杆OAB可绕支点O自由转动，动力F作用在杠杆B端且始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由倾斜位置拉至水平的过程中，F的大小变化情况（  ） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．保持不变 D．无法判定【分析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变，将杠杆缓慢地由位置①拉到位置②，阻力不变，阻力臂变大，所以动力变大。【解答】解： 由图知，将杠杆缓慢地由位置①拉到位置②时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析，所以动力变大，故A正确。故选：A。【点评】本题考查学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用。二．填空题（共4小题）7．如图是小明钓起一条鱼时的情景，鱼竿由于发生形变而具有了  弹性势 能。此过程中鱼竿属于  费力 杠杆，为了能够少费点力气，小明两手之间的距离应  大 （大/小）一些。 【分析】物体发生弹性形变时具有势能；叫做弹性势能；结合钓鱼竿的实际情况，分析动力臂与阻力臂的关系，判断是哪类杠杆；根据杠杆平衡条件可知在阻力和阻力臂不变的情况下，要想省力，必须增大动力臂。【解答】解：鱼竿由于发生弹性形变具有弹性势能，使用时，以一只手手握鱼竿部为支点，另一只手手握鱼竿部为动力作用点，线对鱼竿的拉力为阻力，故阻力臂大于动力臂，是费力杠杆；在钓鱼时，线对杠杆的阻力和阻力臂都不变，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可推得要使F1减小可增大L1，即增大两手之间的距离。故答案为：弹性势；费力；大。【点评】本题考查势能，杠杆分类以及杠杆的平衡条件，是一道基础题。8．一辆搬运砖头的独轮车，车厢与砖头的总重为G＝80N，独轮车的有关尺寸数据如图所示，则该搬运工推车时，手向上的力F为  24 N。 【分析】结合图片和生活经验，找到动力、动力臂和阻力、阻力臂，再根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2求出作用在车把上竖直向上的力F的大小。【解答】解：独轮车在使用过程中，车辆轮轴处是支点，其中重力G是阻力，人手向上的力F是动力，支点到力的作用线的距离是力臂，根据杠杆平衡条件可得：F1L1＝F2L2，即：F×1m＝80N×0.3m，解得F＝24N。故答案为：24。【点评】此题考查了杠杆平衡条件的应用、杠杆的分类，从图中找出动力臂和阻力臂是关键。9．利用杠杆投掷石球，如图所示，作用在A点的力沿  b 方向时最小，若力沿c的方向时力臂  变短 （选填“变长”、“变短”）。已知石球重100N，OA：OB＝1：4，则作用在A点力的最小值为  400 N（不计杠杆自重及摩擦）。 【分析】此题是求杠杆最小力的问题，已知点A是动力作用点，因为阻力（G）和阻力臂（OB）一定，只需找出最长动力臂即可得出最省力的动力方向，可根据这个思路进行求解。【解答】解：（1） 由图知，在A端施力F，当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时最省力，即作用在A点的力沿b时最小，若力沿c的方向时力臂变短，力变大；（2）根据杠杆的平衡条件知：F×LOA＝G×LOB，其中：LOA：LOB＝1：4，G＝100N，所以，F＝4G＝4×100N＝400N。故答案为：b；变短；400。【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，找到在什么方向施加力使动力臂最长是解决问题的关键。10．如图所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点在 后轮 ；当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时杠杆的支点在 前轮 （均填“前轮”或“后轮”）。 【分析】支点是杠杆绕着转动的固定点。判断支点就要看杠杆绕着哪个点转动。【解答】解：当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点在后轮；当后轮遇到障碍物时向上抬起扶把，婴儿车绕前轮转动，所以前轮是支点。故答案为：后轮；前轮。【点评】本题考查了杠杆的支点概念，就是杠杆围着转动的点。三．作图题（共1小题）11．如图所示轻质杠杆ABO在动力F1的作用下可绕O点转动，请在图中画出杠杆所受F1的力臂示意图。  【分析】已知支点和动力的方向，过支点作力的作用线的垂线段（即力臂）。【解答】解：反向延长动力F1的作用线，过支点O作垂直于动力作用线的垂线段，即动力臂L1．如图所示： 【点评】力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点，②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线，③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂。四．计算题（共1小题）12．身高1.7米，质量为50千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点，g＝10N/kg，则：（1）他的重力为多少牛？（2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？ 【分析】（1）根据公式G＝mg计算出重力；（2）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，根据力的作用是相互的，可得出地面对手的作用力。【解答】解：（1）小明同学的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；（2）由图可知，O为支点，动力臂L1＝0.9m+0.6m＝1.5m，阻力臂L2＝0.9m，阻力等于人的重力，即F2＝G＝500N，由杠杆平衡条件可得：F1L1＝F2L2，即：F1×1.5m＝500N×0.9m，解得F1＝300N，即地面对手的作用力至少要300N。答：（1）他的重力为500N；（2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要300N。【点评】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五．实验探究题（共1小题）13．根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题。 （1）实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆  是 （选填“是”或“不是”）平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向  右 调节（选填“左”或“右”）。（2）要使图乙中杠杆在水平位置平衡，应在a处挂同样的钩码  1 个。（3）小明同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离；与小组同学交流后，小华同学为了证明他的结论是错误的，于是做了如图丙的实验.将弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着，仍使杠杆在水平位置静止时，则弹簧测力计的示数将  变大 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。此实验  能 （选填“能”或”不能”）说明小明结论是错误的。（4）而小军同学则利用图丁进行探究实验，测量出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因可能是  没有考虑杠杆自身重力对实验的影响 。（5）在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了  B 。A.减小摩擦B.获取多组实验数据归纳出物理规律C.多次测量取平均值减小误差D.使每组数据更准确【分析】（1）物体处于静止状态或匀速转动状态时，处于平衡状态；杠杆平衡调节原则是：右低将平衡螺母左调，左低将平衡螺母右调；（2）根据杠杆平衡条件求出a处挂钩码的个数；（3）阻力和阻力臂不变，根据题意判断动力臂如何变化，然后由平衡条件判断弹簧测力计示数如何变化。从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂；（4）图丙中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响；（5）在探究杠杆平衡条件的实验中，我们曾多次改变力和力臂的大小，这样做的目的主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，避免实验结论的偶然性。【解答】解：（1）如图甲所示，此时杠杆静止，是平衡状态，说明此时杠杆的重心在支点左边，所以应将平衡螺母右调，使重心右移，杠杆才能平衡；（2）设杠杆的分度值为L，一个钩码的重为G，根据杠杆平衡条件：F1×L1＝F2×L2得：2G×2L＝nG×4L，解得：n＝1（个）；（3）当弹簧测力计逐渐向左倾斜时，阻力和阻力臂不变，弹簧测力计拉力F的力臂变小，由杠杆平衡条件：F1×L1＝F2×L2，可知弹簧测力计的拉力变大；从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂，因此这个实验能说明小明的结论错误；（4）丁图杠杆受三个力：弹簧测力计对杠杆的拉力、杠杆重力、钩码对杠杆的拉力，但是小军没有考虑杠杆自身重力对实验的影响；（5）本实验多次测量的目的主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，避免实验结论的偶然性和特殊性。故答案为：（1）是，右；（2）1；（3）变大，能；（4）没有考虑杠杆自身重力对实验的影响；（5）B。【点评】本实验探究杠杆的平衡条件，还考查了利用杠杆的平衡条件来对杠杆的动态平衡情况进行分析，属于中等难度的题。