人教版八年級物理下冊 12.1.2《杠桿的分類及綜合應用》分層訓練 （解析版）

12.1.2杠桿的分類及綜合應用A基礎過關練填空題（共5小題）1．如圖所示，小明用撬棍向上撬石頭，由于動力臂大于阻力臂，所以撬棍是一個省力（選填“省力”或“費力”）杠桿?！窘馕觥拷猓盒∶饔们斯飨蛏锨耸^，根據圖可知，動力臂大于阻力臂，所以動力小于阻力，是一個省力杠桿。故答案為：大于；省力。2．人體某些部位也具有杠桿的功能，如圖是二頭肌收縮將前臂收回的動作，此時支點是A（填“A”或“B”），手臂屬于費力杠桿?！窘馕觥拷猓喝鐖D，二頭肌收縮將前臂收回時，繞著A點轉動，A為支點；B為二頭肌的作用點，即動力作用點；二頭肌收縮將前臂收回時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿。故答案為：A；費力。3．如圖所示是常用的核桃夾，當用力摁住C點夾核桃時，可把A點看作支點，此時核桃夾可看作省力杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）?！窘馕觥拷猓寒斢昧糇點夾核桃時，杠桿AC圍繞A點轉動，故A為支點；由于動力臂大于阻力臂，此時核桃夾可看作為省力杠桿。故答案為：A；省力。4．如圖甲所示是同學們常用的燕尾夾，AB＝BC，當用力摁住C點打開該夾子時，可把B（選填“A”、“B”或“C”）點看作支點，如圖乙所示，手柄粗（選填“粗”或“細”）一些的螺絲刀用起來更省力。【解析】解：（1）當用力摁住C點打開該夾子時，AC是圍繞B點轉動的，故B為支點；（2）螺絲刀相當于輪軸，根據杠桿的平衡條件F1?R＝F2?r可知，手柄粗一些的螺絲刀用起來更省力。故答案為：B；粗。5．如圖是日常使用的三種類型的剪刀，請你為鐵匠師傅選擇一把剪鐵皮的剪刀，你會選擇A（選填”A”、“B”或“C”）剪刀，這樣選擇的目的是為了更省力?！窘馕觥拷猓河蓤D可知，使用A、C剪刀時，動力臂都大于阻力臂，則這兩種剪刀都是省力杠桿；A、C剪刀相比，阻力臂大致相同，而A剪刀的動力臂更長一些，使用時可更省力，所以應使用A剪刀來剪鐵皮。故答案為：A；力。選擇題（共4小題）6．下列屬于費力杠桿的是（）A．天平 B．釣魚竿 C．鍘刀 D．瓶蓋起子【解析】解：A、天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，屬于等臂杠桿，故A不符合題意；B、釣魚竿在使用過程中，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故B符合題意；C、鍘刀在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故C不符合題意；D、開瓶起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故D不符合題意。故選：B。7．在如圖所示的工具中，使用時屬于省力杠桿的是（）A．面包夾子 B．釣魚竿 C．托盤天平 D．核桃夾【解析】解：A、面包夾子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故A錯誤；B、釣魚竿在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故B錯誤；C、托盤天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，不省力也不費力，故C錯誤；D、核桃夾子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D正確。故選：D。8．2022年8月20日，航天員聶海勝、劉伯明在機械臂（左圖）的輔助下成功從天和核心艙出艙。機械臂的功能類似于人的手臂（杠桿），但它有7個關節(jié)，長度可達10多米，具有抓住、拉回、鎖死等功能。如圖工具在使用時與機械臂工作時屬于同一類杠桿的是（）A．羊角錘 B．起子 C．食品夾 D．扳手【解析】解：機械臂在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；羊角錘、起子、扳手在使用過程中，動力臂大于阻力臂，都是省力杠桿；食品夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故C正確。故選：C。9．我國古代記錄傳統(tǒng)手工技術的著作《天工開物》里記載了一種搗谷用的舂。如圖所示，是小華在勞動教育實踐活動中體驗中國傳統(tǒng)農耕“舂稻谷”的示意圖。小華感覺力量不夠，用起來比較困難，則她可以采取的措施是（）A．小華將腳向前移動 B．將支點向靠近小華的方向移動 C．將放稻谷的容器向遠離支點方向移動 D．小華適當負重再操作舂搗谷【解析】解：A、支點不動，小華將腳向前移動，此時阻力、阻力臂不變，動力臂變小，根據杠桿的平衡條件可知，動力變大，不能省力，故A錯誤；B、將支點向靠近小華的方向移動，腳在桿上的位置不動，此時阻力不變，阻力臂變大，動力臂變小，根據杠桿的平衡條件可知，動力變大，不能省力，故B錯誤；C、將放稻谷的容器向遠離支點方向移動，阻力不變，阻力臂變大，動力臂不變，根據杠桿的平衡條件可知，動力變大，不能省力，故C錯誤；D、小華適當負重再操作舂搗谷，阻力不變，阻力臂不變，動力臂不變，根據杠桿的平衡條件可知，適當負重后，動力變大，可以使小華省力，故D正確。故選：D。計算題（共1小題）10．如圖所示，輕質杠桿的B點懸掛質量是50kg，底面積400cm2的重物G，在右端A點施加力的作用使杠桿在水平位置平衡，此時重物對水平地面的壓強為9000Pa。已知OB：AB＝1：3，求：（1）重物對地面的壓力是多大？（2）畫出在A點施加的最小力F；（3）這個最小力是多少？【解析】解：（1）由p＝可得，重物對地面的壓力：F壓＝pS＝9000Pa×400×10﹣4m2＝360N；（2）由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越小；圖中支點在O點，動力作用在A點，則OA為最長的動力臂，因此連接OA，過A點作垂直于OA向上的力，如下圖所示：（3）重物的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，由于力的作用是相互的，所以重力受到豎直向上的支持力等于地面受到的壓力，即360N，則作用在杠桿上的阻力F2＝G﹣F支持力＝500N﹣360N＝140N，已知OB：AB＝1：3，根據杠桿平衡條件可得：F×OA＝F2×OB故F＝＝＝＝35N。答：（1）重物對地面的壓力是360N；（2）如上圖所示；（3）這個最小力是35N。B能力提升練填空題（共3小題）1．如圖所示，劃船者所用的船槳是一個杠桿，它的支點在上面握槳的手（填“上面握槳的手”或“下面握槳的手”）的位置，不改變裝備的前提下，想劃水更省力，應采取的措施是下面握槳的手向下移，理由是阻力、阻力臂不變，增大動力臂，可以減小動力?！窘馕觥拷猓河蓸慕Y構可知，它的支點在上面握槳的手，賽艇的船槳在使用時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿；不改變裝備的前提下，想劃水更省力，下面握槳的手向下移，阻力、阻力臂不變，增大動力臂，可以減小動力。故答案為：上面握槳的手；下面握槳的手向下移；阻力、阻力臂不變，增大動力臂，可以減小動力。2．停車場入口處常用橫桿來控制車輛的進出，如圖甲所示。我們可以把該裝置簡化成如圖乙所示的杠桿，若橫桿AB粗細相同，質量分布均勻，重120N，AB＝2.8m，AO＝0.3m。要使橫桿AB保持水平平衡，則在A端施加最小動力的方向是豎直向下，這個力的大小是440N，此杠桿是一個費力杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）?！窘馕觥拷猓海?）要使橫桿AB保持水平平衡，則在A端施加最小力的方向應該豎直向下的；橫桿AB粗細相同、質量分布均勻，所以其重心C在幾何中心上，支點為O，則OA就是動力臂，OC就是阻力臂，如下圖所示：已知AB＝2.8m，AO＝0.3m，則阻力臂OC＝AB﹣OA＝×2.8m﹣0.3m＝1.1m，由杠桿的平衡條件可得：F×OA＝G×OC，則F＝＝＝440N。（3）由題意可知，動力臂AO小于阻力臂OC，為費力杠桿。故答案為：下；440；費力。3．如圖所示，掛在杠桿中點A處的物體的重力為G，為使杠桿平衡，則需要在杠桿的末端B處沿F2（選填“F1”、“F2”、“F3”或“F4”）方向施加最小的力?！窘馕觥拷猓焊鶕軛U平衡條件可知，在阻力與阻力臂一定時，以OB為動力臂時，動力臂最大，動力最小，F(xiàn)1、F3與OB不垂直，它們的力臂小于OB，F(xiàn)4、F2的力臂等于OB，由于阻力使杠桿順時針轉動，則動力需使杠桿逆時針轉動，因此在點B處沿F2方向施加的力最小。故答案為：F2。選擇題（共4小題）4．《墨經》最早記述了秤的杠桿原理，如圖所示“標”、“本”表示力臂，“權”、“重”表示力，以下說法符合杠桿原理的是（）A．增大“重”時，應把“權”向A端移動 B．增大“重”時，應換用更小的“權” C．“權”小于“重”時，A端一定上揚 D．“權”小于“重”時，“標”一定小于“本”【解析】解：由題意和圖示可知，權、重分別為杠桿的動力和阻力，標、本分別為動力臂和阻力臂，根據杠桿平衡條件知，權×標＝重×本。A、增大“重”時，“權”和“本”不變，由“權×標＝重×本”知，“標”會增大，所以應把“權”向A端移，故A正確；B、增大“重”時，“本”不變，由“權×標＝重×本”知，可以增大“標”，或增大“權”，故B錯誤；C、“權”小于“重”時，“本”是一定的，但“標”是可以改變的，所以A端不一定上揚，故C錯誤。D、“權”小于“重“時，由“權×標＝重×本”知，“標”一定大于“本”，故D錯誤；故選：A。5．周末，小明和爸爸在公園玩蹺蹺板的游戲（如圖所示），爸爸的體重幾乎是小明體重的2倍，為了能順利地玩起來，小明和爸爸的座位安排是（）A．小明A位，爸爸C位 B．小明A位，爸爸D位 C．小明B位，爸爸C位 D．小明B位，爸爸D位【解析】解：蹺蹺板相當于等杠桿，蹺蹺板平衡時，小明對蹺蹺板的壓力與力臂的乘積等于爸爸對蹺蹺板的壓力與力臂的乘積；爸爸的體重幾乎是小明體重的2倍，則爸爸對蹺蹺板的壓力幾乎是小明對蹺蹺板的壓力的2倍，要使蹺蹺板平衡，根據杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2可知，小明的壓力的力臂是爸爸的壓力的力臂的2倍，即小明A位，爸爸C位，故A正確。故選：A。（多選）6．在物理學中，經常把實物抽象成模型，杠桿研究也是一樣，圖甲和圖乙所示就是兩種常見的杠桿模型。圖丙和圖丁所示是在超市里的顧客推著購物車向前走時的情景，前輪為A，后輪為B，障礙物為C，在圖丙中，當前輪A遇到障礙物C時，顧客向購物車手柄施加一個力，前車輪就能輕松越過障礙物；在丁圖中，障礙物C在A和B之間時，顧客向購物車手柄施加一個力，后車輪B就能輕松越過障礙物，對于這兩種情況分析正確的是（）A．圖丙中，是以購物車后輪B為支點，人應該向下施力 B．圖丁中，是以購物車后輪B為支點，人應該向上施力 C．圖丙中的杠桿可以簡化為圖甲所示模型 D．圖丁中的杠桿可以簡化為圖乙所示模型【解析】解：AC、圖丙中是前輪遇到障礙物，為了使前輪越過障礙物，需要把前輪抬起，所以此時的支點是B點；人應該向下對把手施加力，動力方向是向下的，阻力為購物車的重力，方向豎直向下的，杠桿模型為甲，故AC正確：BD、當后輪遇到障礙物時，需要后輪抬起，所以此時應該以A為支點，人向把手施加向上的力，即動力的方向是向上的，阻力為購物車的重力，方向豎直向下的，杠桿模型為乙，故B錯誤，D正確。故選：ACD。（多選）7．如圖所示，甲、乙兩個和尚合作抬起重為G的一桶水，以甲的肩膀為支點，可分析得出乙和尚肩膀所受的力為F1，若以乙的肩膀為支點，可分析得出甲和尚肩膀所受的力為F2，則（）A．F1＞F2 B．F1＜F2 C．乙和尚為了讓自己所受的力F1變小，將水桶偷偷往后移動了一點距離 D．甲和尚為了讓自己所受的力F2變小，將水桶偷偷往后移動了一點距離【解析】解：AB、由圖可知，分別以對方的肩膀為支點，兩個和尚所用力的動力臂是相同的，阻力等于水桶的重力，也是相同的。但是甲的阻力臂卻更大（即水桶離乙的肩膀較遠），由杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2可知，甲所用的動力F2要大于乙所用的動力F1，所以F1＜F2，故A錯誤，B正確；C、乙和尚為了讓自己所受的力F1變小，可將水桶偷偷往后移動一點距離，使自己一端的阻力臂變小，可以更省力，故C正確；D、甲和尚為了讓自己所受的力F2變小，應將水桶偷偷往前移動一點距離（使自己一端的阻力臂變?。?，而不是往后移動，故D錯誤。故選：BC。三．計算題（共1小題）8．如圖所示，在粗糙的地面上有一個盛滿油的圓柱桶，高80厘米，底部直徑為60厘米，總重為1500牛，現(xiàn)在想使底部B點稍離地面。（1）如果在C點施加一個豎直向上的拉力，力的大小是多少？（2）如果在C點施加一個水平向左的推力，力的大小是多少？（3）使B點稍離地面的最小力為多少？【解析】解：若想使桶的底部B點稍離地面，必須以A點為支點；（1）在點C加一個豎直向上拉力時，則AB為動力臂，此時阻力為圓柱桶的重力則阻力臂為AB，如下圖所示：所以，阻力為F2＝G＝1500N，動力臂L1＝AB＝60cm，阻力臂L2＝AB＝×60cm＝30cm，根據杠桿平衡條件得：F1L1＝F2L2，所以，拉力F1＝＝＝750N；（2）在點C加一個水平向左的推力時，則AD為動力臂，此時阻力為圓柱桶的重力則阻力臂為AB，如下圖所示：所以，阻力為F2＝G＝1500N，動力臂L1′＝AD＝80cm，阻力臂L2＝AB＝×60cm＝30cm，根據杠桿平衡條件得：F′L