2023学年八年级物理全册10.1科学探究：杠杆的平衡条件检测含解析新版沪科版.docx

第1节科学探究：杠杆的平衡条件 一．填空题（共6小题） 1．现要使用撬棒将石块1撬起。如图所示，若在撬棒的D点沿DM方向用力撬起石块l，撬棒的支点是　　点：若在D点沿DN方向用力撬起石块l，撬棒的支点是　　点。 【解析】由图可知，若在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，撬棒绕A点转动，所以支点是A点；若在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，撬棒绕C点转动，所以支点是C点。 故答案为：A；C。 2．如图所示，用以O点为支点的杠杆OA提升重物，F是作用在杠杆A端的力。图中线段AD与力F的作用线在一条直线上，且OD⊥AD、BC⊥AD．线段　　表示力F的力臂。（选填“BC”、“OD”或“AD”） 【解析】由题知，O点为支点，线段AD与力F的作用线在一条直线上，且OD⊥AD，则OD是从支点O到力F作用线的距离，所以，线段OD表示力F的力臂。 故答案为：OD。 3．（2023年•黑龙江）如图所示，在刻度均匀的轻质杠杆的A点悬挂一个重为4N的物体，在B点施加一个竖直向下的作用力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则F＝　　N；若保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向（如图虚线所示），杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将　　（填“不变”、“变大”或“变小”）。 【解析】（1）设杠杆每个格的长度为L，A点悬挂一个重为4N的物体，根据杠杆的平衡条件：FALA＝FBLB 4N•3L＝FB•4L 解得FB＝3N， （2）保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向（如图虚线所示），动力臂将减小，若杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将变大。 故答案为：3；变大。 4．（2023年•百色）如图所示，用方向始终垂直于杠杆的动力F将重物从A位置缓慢提升到B位置，在提升重物的过程中，动力F的大小变化情况是　　；该杠杆属于　　（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 【解析】将重物从A位置缓慢提升到B位置，如图所示， 动力F方向始终垂直于杠杆，所以动力臂长度为杠杆的长且大小不变； 当杠杆在水平位置时，阻力的力臂最大、且阻力大小不变（等于物重），根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，此时动力最大，所以杠杆转动的过程中动力先变大、后变小。 由图知，杠杆的动力臂始终大于阻力臂，所以该杠杆属于省力杠杆。 故答案为：先变大后变小；省力。 5．（2023年•安徽）如图所示，一轻杆AB悬于O点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成30°的力F，此时轻杆水平平衡。若重物质量m＝3kg，BO＝3AO，g取10N/kg。则力F的大小为　　N。 【解析】反向延长力F的作用线，过支点O作力F作用线的垂线即为F的力臂L1， 因为右端施加一个与水平方向成30°的力F，则由几何知识可知L1＝OB， 已知BO＝3AO，重物质量m＝3kg，则物体重力G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N， 由杠杆平衡条件得：G×L2＝F×L1， 即G×OA＝F×OB， 代入数据可得，30N×OA＝F××3OA， 解得F＝20N。 故答案为：20。 6．（2023年•成都）如图，是三种类型剪刀的示意图，请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择　　（选填”A”、“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是为了省　　。 【解析】由图片可知，C剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮，目的是为了省力。 故答案为：C；力。 二．选择题（共9小题） 7．（2023年•哈尔滨）质地均匀杠杆，每个钩码重0.5N，下列操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是（杠杆上有等间隔的刻度）（　　） A． B． C． D． 【解析】AC、由图知动力和阻力使得杠杆转动的方向相同，故AC错误； B、左边悬挂2个钩码时，若一个钩码重0.5N，杠杆上一格长L，弹簧秤的示数为1.5N，0.5N×2×4L≠1.5N×5L，故杠杆不平衡，故C错误； D、由边悬挂2个钩码时，若一个钩码重0.5N，杠杆上一格长L，弹簧秤的示数为2N，0.5N×2×6L＝2N×3L，故杠杆平衡，故D正确。 故选：D。 8．如图所示的生活用具，在使用中属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．钓鱼竿 C．扳手 D．食品夹 【解析】A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆； B、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆； C、扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆； D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 故选：C。 9．（2023年•鞍山）如图所示，下列工具使用时都相当于杠杆，其中能省距离的是（　　） A．钳子 B．水龙头的手柄 C．拉杆箱 D．液压汽车起重机 【解析】A、钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离； B、水龙头的手柄在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离； C、拉杆箱在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离； D、液压汽车起重机的起重杆在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。 故选：D。 10．（2023年•连云港）如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是（　　） A．F1＜F2 B．F1＞F2 C．F2＜G D．F1＝G 【解析】AB、设动力臂为L2，杠杆长为L（即阻力臂为L）； 由图可知，F2与杠杆垂直，因此其力臂为最长的动力臂，由杠杆平衡条件可知F2为最小的动力，则F1＞F2，故A错误，B正确； CD、用力F2使杠杆在水平位置保持平衡时， 由杠杆平衡条件可得：F2•L2＝G•L， 由图知L2＜L， 所以F2＞G；故C错误； 因为F1＞F2，F2＞G， 所以F1＞F2＞G，故D错误。 故选：B。 11．（2023年•青岛）如图为探究杠杆平衡条件的实验装置，杠杆平衡时，钩码对杠杆的阻力F2＝10N，阻力臂l2＝20cm，测力计示数F1＝25N，则动力臂l1为（　　） A．15cm B．8cm C．50cm D．80cm 【解析】根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得动力臂： L1＝＝＝0.08m＝8cm，故B正确。 故选：B。 12．（2023年•广西）如图所示，杠杆在拉力F的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F的变化情况是（　　） A．一直变大 B．一直变小 C．一直不变 D．先变大后变小 【解析】将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，钩码的重力不变，其力臂不变，即阻力与阻力臂的乘积不变； 将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，拉力F的力臂逐渐变小， 由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，拉力F逐渐变大。 故选：A。 13．（2023年•泸州）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（　　） A．杠杆的动力臂为8cm B．该杠杆为费力杠杆 C．该杠杆的阻力大小为0.5N D．动力F的大小为1.5N 【解析】A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：OA＝×4×2cm＝4cm，故A错误； B、阻力臂OB，3×2cm＝6cm＞OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正确； C、该杠杆的阻力大小为：G＝4×0.5N＝2N，故C错误； D、根据杠杆的平衡条件，F1l1＝F2l2，G×OB＝F×OA 代入数据，2N×6cm＝F×4cm， 解得，F＝3N，故D错误。 故选：B。 14．（2023年•南充）如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将（　　） A．变大 B．不变 C．变小 D．不能确定 【解析】如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力的大小不变（等于物重G），阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力将变大。 故选：A。 15．今年国庆70周年期间，小明爸爸开了一瓶啤酒表示庆贺，瓶盖的起子可以看作是一个杠杆，小明用所学知识画了四幅杠杆示意图，正确的是（　　） A． B． C． D． 【解析】A、要把瓶盖打开，要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力，瓶盖给起子的阻力是向下的，故A错； B、瓶盖给起子的阻力是向下的。动力和阻力都使绕支点O顺时针转动，故B错； C、瓶盖给起子的阻力是向下的。动力是起子绕支点O逆时针转动，阻力绕支点O顺时针转动，故C正确； D、如图，动力和阻力都使起子绕支点O逆时针转动，故D错。 故选：C。 三．作图题（共2小题） 16．（2023年•抚顺）如图甲所示是一个钥匙形“瓶起子”，图乙为其简化的示意图，图中O为支点，F2是A点受到的阻力。请在图乙中画出： （1）阻力臂l2。 （2）作用在B点的最小动力F1及其力臂l1。 【解析】（1）从支点O作动力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为动力臂l2； （2）由杠杆平衡条件F1 L1＝F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OB作为动力臂l1最长；动力的方向应该向上，过点B垂直于OB向上作出最小动力F1的示意图，如图所示： 17．（2023年•大连）如图所示，用杠杆将物体A吊起，O是支点，请画出拉力F1的力臂L1和物体A所受重力的示意图。 【解析】O点是杠杆的支点，从支点向拉力F1作用线做垂线，可得动力臂L1； 重物的重心在物体的几何重心，重力的方向是竖直向下的，从重心沿竖直向下的方向，画一条带箭头的线段，标上重力符号G，如图所示： 四．实验探究题（共2小题） 18．（2023年•阜新）在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）如图甲，把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，其目的是消除　　对实验的影响。为了方便直接测出力臂，实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，当在A处挂上钩码后杠杆转动，说明力能改变物体的　　。 （2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，若在A处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在B处的钩码向右移动　　格。当杠杆平衡、钩码静止时，挂在A处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对　　力。 （3）如图丙，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测计示数　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）1N，如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是　　杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）（每个钩码重0.5N）。 （4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件　　。 【解析】（1）把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上，杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响； 为了方便直接测出力臂，实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，当在A处挂上钩码后杠杆转动，说明力能改变物体的运动状态； （2）设一个钩码重为G，一格的长度为L； 根据杠杆的平衡条件可得：4G×2L＝2G×nL， 解得：n＝4， 故应该将B处所挂钩码须向右移动4﹣3＝1格； 静止的钩码处于平衡状态，受到的重力和测力计对钩码的拉力是一对平衡力。 （3）如图丙，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，使杠杆再次在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，弹簧测计示数： F＝＝2G＝2×0.5N＝1N， 由于弹簧测力计拉力F的力臂小于4L，故F大于1N； 如果竖直向上拉动弹簧测力计，弹簧测力计力的力臂大于钩码的力臂，故它是省力杠杆； （4）杠杆的平衡条件为F1l1＝F2l2（或动力×动力臂＝阻力