2019_2020学年八年级物理下册第09课时杠杆滑轮课时训练新人教版.doc

杠杆 滑轮
一、选择题
1．如图9－1所示的简单机械中一定省力的是(　　)

图9－1
2．踮脚是一项很好的有氧运动(如图9－2所示)，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱。踮脚运动的基本模型是杠杆，则下列分析正确的是(　　)

　图9－2
A．脚后跟是支点，是省力杠杆
B．脚后跟是支点，是费力杠杆
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
3．到野外郊游时，小明和爸爸喜欢钓鱼。鱼上钩后，小明感觉鱼在水中时很轻，拉出水面后“变重”，在把鱼逐渐拉出水面的过程中，鱼受到的(　　)
A．浮力增大，鱼竿是省力杠杆 B．重力增大，鱼竿是省力杠杆
C．浮力减小，鱼竿是费力杠杆 D．重力减小，鱼竿是费力杠杆
4．如图9－3所示是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是(　　)
A．l1 B．l2 C．l3 D．l4

图9－3
5．如图9－4是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是(　　)
图9－4
A．刀刃很薄，可以增大压力 B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断 D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
6．如图9－5所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2 cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是(　　)

图9－5
A．动力臂为0.08 m B．此时为省力杠杆
C．弹簧测力计的示数为4 N D．钩码总重为2 N
7．为倡导低碳出行，东营市投放了大量的共享单车，如图9－6所示。共享单车的设计应用到许多物理学知识，以下说法正确的是(　　)

图9－6
A．车座设计的面积较大，可以增大压强
B．轮胎表面凹凸不平的花纹可以减小摩擦
C．红色尾灯利用光的反射起到警示的作用
D．刹车手闸是费力杠杆
8．在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式中，所用动力最小的是(不计机械自重、绳重和摩擦)(　　)

图9－7
9．如图9－8所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系是(　　)

图9－8
A．F甲＜F乙、P甲＝P乙 B．F甲＞F乙、P甲＞P乙
C．F甲＞F乙、P甲＝P乙 D．F甲＜F乙、P甲＜P乙
10．如图9－9所示的水平地面ABOCD，以O点为界，AO段是一种材质，OD段是另一种材质。细线一端系在物体上，绕过轻质滑轮，另一端系在墙上，拉滑轮的水平力F恒为4 N，物体经过A点时开始计时，此后各段路程及耗时见下表。下列说法正确的是(　　)

图9－9
区间
AB
BO
OC
CD
距离
1 m
1 m
1.5 m
2.5 m
耗时
1 s
1 s
1 s
1 s
A．物体在CD区间运动时的平均速度为2 m/s
B．物体在BO区间运动时受到水平向左的4 N的摩擦力
C．物体在OC区间运动过程中，拉力F做的功为3 J
D．物体在BO区间运动过程中，拉力F做功的功率为1 W
11．(多选)如图9－10所示，某人用扁担挑起两筐质量分别为m1、m2的货物，当他的肩位于O点时，扁担水平平衡，已知l1>l2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl，则(　　)

图9－10
A．扁担左端向下倾斜
B．扁担右端向下倾斜
C．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为(m2－m1)
D．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为(m2－m1)
二、填空题
12．如图9－11所示的拉杆箱使用时相当于一个＿＿＿＿＿(选填“省力”或“费力”)杠杆。若拉杆箱和物品共重100 N，动力臂是阻力臂的4倍，则抬起拉杆的力F为＿＿＿＿＿N。

图9－11
13．如图9－12所示，轻质杠杆OA的中点挂有一重力G＝60 N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，使杠杆在水平位置平衡，则F＝＿＿＿＿＿N。保持F的方向不变，在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将＿＿＿＿＿(选填“变大”“不变”或“变小”)。

图9－12
14．2017·杭州小金将长为0.6 m、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A点挂着一个40 N的物体，肩上支点O离后端A点的距离为0.2 m，他用手压住前端B点使木棒保持水平平衡，如图9－13所示。小金的质量为50 kg，则此时手压木棒的压力大小为＿＿＿＿＿N，肩对木棒的支持力大小为＿＿＿＿＿N，人对地面的压力大小为＿＿＿＿＿N。(g取10 N/kg)

图9－13
15．如图9－14所示，用固定在墙上的三角形支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕＿＿＿＿＿点倾翻。已知AB长40 cm、AC长30 cm，室外机的重力为300 N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为＿＿＿＿＿N(支架重力不计)。为了安全，室外机的位置应尽量＿＿＿＿＿(选填“靠近”或“远离”)墙壁。

图9－14
16．如图9－15所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动时的摩擦，重物G＝100 N，每一个滑轮重20 N。当绳自由端拉力F竖直向上且大小为30 N时，重物G对地面的压力为＿＿＿＿＿N。拉力F为＿＿＿＿＿N时，恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1 m/s的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为＿＿＿＿＿m/s。

图9－15
三、作图题
17．用如图9－16所示的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。
图9－16
18．如图9－17所示是一个电热水壶的简易图，请在图中画出它所受重力的示意图(B点为重心)；用力作用在壶盖上A点时，可将壶盖打开，请在A点画出所需最小力F的示意图。(O为支点)
图9－17
19．用力F1把门推开，弹性绳会被拉长，如图9－18所示，此时门处于静止状态。

图9－18
(1)画出弹性绳对门的拉力F2的示意图。
(2)O为支点，画出力F1的力臂。
(3)根据杠杆的平衡条件________________可知，F1________(选填“＞”“＝”或“＜”)F2。
四、实验探究题
20．利用图9－19所示的实验装置探究“杠杆的平衡条件”：

图9－19
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是______________，若出现图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调。
(2)如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是________________________________。经老师提醒后，小明继续进行实验，如图乙所示，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆__________(选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当弹簧测力计从a位置转动到b位置时，要使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将________。
五、计算题
21．图9－20甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙所示。轻质杆杠的支点O距左端距离l1＝0.5 m，距右端距离l2＝0.2 m。在杠杆左端悬挂质量为2 kg的物体A，右端挂边长为0.1 m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20 N。(g取10 N/kg)
(1)求此时杠杆左端所受的拉力大小为多少。
(2)求正方体B的密度为多少。
(3)若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为4×103 Pa，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力至少为多少？

图9－20
参考答案
1．A
2．C　[解析] 如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方O是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

3．C　[解析] 把鱼逐渐拉出水面的过程中，鱼排开水的体积逐渐减小，根据F浮＝ρ液gV排可知：鱼受到的浮力逐渐减小，而鱼的重力是不变的，由于钓鱼线对鱼施加的拉力等于鱼的重力减去浮力，所以拉力逐渐变大，即感到鱼“变重”；钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，是一种费力杠杆。
4．B　[解析] 由题图可知，动力为拉动杠杆的力，作用在滑轮与杠杆之间的拉绳上，动力臂为支点到动力作用线的距离，故l2为动力臂。
5．C　[解析] 刀刃很薄则减小了受力面积，从而增大了压强，故A错误；由题图可知，铡刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；甘蔗放在a点比在b点时阻力臂小，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件，可知甘蔗放在a点比在b点时更省力，更易被切断，故C正确；由图知F2的动力臂大于F1的动力臂，因此沿F2方向更省力，故D错误。
6．D　[解析] 由题图可知，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)时，动力臂是OA的一半，l1＝OA＝×4×2 cm＝4 cm＝0.04 m，故A错误；弹簧测力计的示数为F2＝3 N，故C错误；阻力臂l2＝3×2 cm＝6 cm＝0.06 m，则l2＞l1，为费力杠杆，故B错误；根据杠杆的平衡条件可求出钩码的总重力G＝＝2 N，故D正确。
7．C　[解析] 车座设计的面积较大是在压力不变的情况下，通过增大受力面积减小压强，故A错误；轮胎表面凹凸不平的花纹可以在压力不变的情况下，增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故B错误；红色尾灯利用了光的反射，故C正确；刹车手闸的动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故D错误。
8．D
9．C　[解析] 由题意可知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，题图甲所示装置中拉力作用在动滑轮的轴上，则F甲＝2mg；乙图所示装置中拉力作用在绳子自由端，即F乙＝mg，F甲＞F乙，故A、D错误。物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为v甲＝v物，v乙＝2v物，则P甲＝F甲v甲＝2mg×v物＝mgv物，P乙＝F乙v乙＝mg×2v物＝mgv物，则P甲＝P乙，故C正确、B错误。
10．C　[解析] 由题表可知，物体在CD区间运动的平均速度为v＝＝＝2.5 m/s，故A错误。由题表可知，物体在AO间运动时速度不变，受力平衡，拉力F作用在动滑轮轴上，则物体受到的拉力F′＝F＝×4 N＝2 N，则物体受到水平向左的2 N的摩擦力，故B错误。物体在OC区间运动过程中，拉力F做的功为W＝F″s′＝F·s物＝4 N××1.5 m＝3 J，故C正确。物体在BO区间运动过程中，拉力F做功的功率为P＝FvBO＝F·v物＝4 N××1 m/s＝2 W，故D错误。
11．AC　[解析] 由题图可知，根据杠杆平衡条件，m1gl1＝m2gl2，因为l1＞l2，所以m1＜m2。当将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl时，m1g(l1－Δl)－m2g(l2－Δl)＝m1gl1－m1gΔl－m2gl2＋m2gΔl＝m1gl1－m2gl2＋gΔl(m2－m1)＝gΔl(m2－m1)＞0，所以m1g(l1－Δl)＞m2g(l2－Δl)，所以扁担左端向下倾斜，故A正确、B错误。若要使扁担恢复平衡，设需向右筐中加入质量为m的货物，则有m1g(l1－Δl)＝(m2＋m)g(l2－Δl)，整理得m＝(m2－m1)，故C正确、D错误。
12．省力　25　
13．30　不变
14．20　60　540
[解析] 由题意，根据杠杆的平衡条件有F×OB＝G×OA，即F×(0.6 m－0.2 m)＝40 N×0.2 m，所以F＝20 N，即手压木棒的压力大小为20 N。肩对木棒的支持力大小为F′＝F＋G＝20 N＋40 N＝60 N；人对地面的压力大小为F压＝G人＋G＝50 kg×10 N/kg＋40 N＝540 N。
15．C　200　靠近
[解析] C点是支点，空调自身的重力是阻力，在阻力与阻力臂一定的情况下，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，F×AC＝G×AB，即F×30 cm＝300 N××40 cm，解得F＝200 N；为了安全，室外机的位置应尽量靠近墙壁，以减小阻力臂，从而减小A处的拉力。
16．30　40　0.3
[解析] 由受力分析可知，重物G对地面的压力为F压＝G＋G动－3F＝100 N＋20 N－90 N＝30 N；物体恰好匀速上升时对地面压力为0，由受力分析可知，3F′＝G＋G动＝100 N＋20 N＝120 N，则F′＝40 N；重物G以0.1 m/s的速度匀速上升时，有3股绳子作用在动滑轮上，则绳自由端向上运动速度为0.3 m/s。
17．如图所示

18．如图所示

19．(1)(2)如图所示

(3)F1l1＝F2l2　＜
[解析] (1)弹性绳对门的拉力的作用点在弹性绳与门的接触点上，方向指向弹性绳收缩的方向，大小用F2表示。(2)沿力F1的方向作其力的作用线，过支点O向力的作用线作垂线，该垂线段就是力F1的力臂。(3)杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用公式可表示为F1l1＝F2l2，阻力臂l2是过O点向力F2作的垂线段，很明显l1＞l2，所以F1＜F2。
20．(1)便于读取力臂　右
(2)实验次数少，所得结论不具有普遍性　左端下沉
(3)变大
21．解：(1)此时杠杆左端所受的拉力大小为物体A的重力，
F左＝GA＝mAg＝2 kg×10 N/kg＝20 N。
(2)设正方体B对杠杆的拉力为F右，由杠杆平衡条件可知，F左l1＝F右l2，
即20 N×0.5 m＝F右×0.2 m，解得F右＝50 N。
则正方体B的重力为GB＝50 N＋20 N＝70 N，
正方体B的质量为mB＝＝＝7 kg，
则正方体B的密度ρB＝＝＝7×103 kg/m3。
(3)若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为4×103 Pa，则能承受的最大压力为F最大＝pS＝4×103 Pa×0.1 m×0.1 m＝40 N，
则B对杠杆右侧的拉力最小为F右′＝GB－F最大＝70 N－40 N＝30 N，
为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力最小时F最小l1＝F右′×l2，即F最小×0.5 m＝30 N×0.2 m，解得F最小＝12 N，则物体A的重力至少为12 N。

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