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八年級物理下冊 預習篇
12.1 杠桿
1、定義： 一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點轉動，這根硬棒叫杠桿。
2、五要素：一點、二力、兩力臂。（①“一點”即支點，杠桿繞著轉動的點，用“O”表示。②“二力”即動力和阻力，它們的作用點都在杠桿上。動力是使杠桿轉動的力，一般用“F1”表示，阻力是阻礙杠桿轉動的力，一般用“F2”表示。③“兩力臂”即動力臂和阻力臂，動力臂即支點到動力作用線的距離，一般用“L1”表示，阻力臂即支點到阻力作用線的距離，一般用“L2”表示。）
3、杠桿的平衡（杠桿在動力和阻力作用下靜止不轉或勻速轉動叫杠桿平衡）條件是：
動力×動力臂＝阻力×阻力臂；
公式：F1L1＝F2L2。
4、杠桿的應用
（1）省力杠桿：L1＞L2，F1＜F2（省力費距離，如：撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀。）
（2）費力杠桿：L1（3）等臂杠桿：L1＝L2，F1＝F2（不省力、不省距離，能改變力的方向 等臂杠桿的具體應用：天平. 許多稱質量的秤，如桿秤、案秤，都是根據杠桿原理制成的。）
選擇題
1.在如圖所示的四種用具中，正常使用時屬于費力杠桿的是（　　）
A．撬棒 B．瓶蓋起子
C．筷子 D．核桃夾子
【答案】C
【詳解】ABD．撬棒、瓶蓋起子、核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故ABD不符合題意；
C．筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故C符合題意。
故選C。
2.如圖，OAB是杠桿，OA與BA垂直，在OA 的中點掛一個10N的重物，加在B點的動力使OA在水平位置保持靜止（杠桿重力及摩擦均不計），則（　　）
A．該杠桿一定是省力杠桿
B．該杠桿一定是費力杠桿
C．作用點在B點的最小動力等于5N
D．作用點在B點的最小動力小于5N
【答案】D
【詳解】AB．我們只知道動力的作用點在B點，不知道動力的作用方向，所以也就不知道動力臂的大小，所以也就無法比較動力臂和阻力臂的大小關系，所以無法確定它是哪種杠桿，故A、B不符合題意；
CD．加在B點的動力F與OB垂直向上時，支點與動力作用點之間的連線OB就是最長的動力臂，此時動力最小，所以
根據杠桿的平衡條件
此時的最小動力
故C不符合題意，D符合題意。
故選D。
3.下列說法中正確的是（　　）
A．用平面鏡整理儀表時，若人遠離平面鏡，人的像變小
B．用筷子夾食物時，筷子是費力杠桿
C．排球被墊起上升的過程中，其重力勢能轉化為動能
D．菜刀磨得鋒利更容易切割食物，是因為增大了壓力
【答案】B
【詳解】A．平面鏡成的像和物體大小相等，用平面鏡整理儀表時，若人遠離平面鏡，人的像大小不變，故A錯誤；
B．用筷子夾食物時，動力臂小于阻力臂，筷子是費力杠桿，故B正確；
C．排球被墊起上升的過程中，排球的質量不變，速度變小，動能變小，高度變大，重力勢能變大，其動能轉化為重力勢能，故C錯誤；
D．菜刀磨得鋒利更容易切割食物，是因為通過減小受力面積增大了壓強，故D錯誤。
故選B。
4.“一個和尚挑水喝，兩個和尚抬水喝……”，這是我們非常熟悉的一則諺語故事。如圖，小和尚甲、乙將總質量30kg的水桶（含水）用輕繩懸于輕質木桿的O點，分別在A、B點（肩膀與木桿相接觸的點）以豎直向上的力共同抬起木桿，已知AO∶BO＝3∶2，忽略手對木桿的作用力，若抬起水桶后木桿保持水平，在以下說法中正確的是（　　）
①以甲和尚肩膀為支點此桿是一個省力杠桿
②以乙和尚肩膀為支點此桿是一個費力杠桿
③若甲、乙和尚質量相等，則兩和尚對地面的壓力F甲∶F乙＝2∶3
④將水桶從地面緩緩抬起50cm，至少需克服水桶（含水）的重力做功150J
A．①② B．①③ C．①④ D．②④
【答案】C
【詳解】①②.以A為支點，水桶對O點的拉力為阻力，乙對桿的支持力為動力，由圖可知動力臂大于阻力臂，故為省力杠桿；同理，以B為支點時也是省力杠杠，故①正確，②錯誤；
③．以A為支點時，設乙和尚對桿的支持力為F2，已知
AO∶BO＝3∶2
則
AO∶AB=3∶5
根據杠杠平衡條件可得
F2 AB＝G桶 AO
解得
同理計算可得甲和尚對桿的支持力為
和尚對桿的支持力大小等于桿對和尚的壓力大小，故甲、乙和尚受到的桿的壓力之比為
但是甲、乙和尚對地面的壓力要加上各自的重力，則甲、乙和尚對地面的壓力之比為
故③錯誤；
④.因為使用機械不省功，至少需要克服水桶的重力做功為
W=Gh=mgh=30kg×10N/kg×0.5m=150J
故④正確。故C正確，ABD錯誤。
故選C。
5.圖中正在使用的機械，屬于省距離的杠桿是（　　）
A．羊角錘
B．筷子
C．老虎鉗
D．開瓶起子
【答案】B
【詳解】A．羊角錘在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，省力但費距離，故A不符合題意；
B．筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，費力但省距離，故B符合題意；
C．老虎鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，省力但費距離，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，是省力杠桿，省力但費距離，故D不符合題意。
故選B。
6.如圖，一塊厚度、密度均勻的長方形水泥板放在水平地面上，用一豎直向上的力，欲使其一端抬離地面。則（　　）
A．，因為甲方法的動力臂長
B．，因為乙方法的阻力臂長
C．，因為乙方法時阻力臂短
D．，因為動力臂都是阻力臂的倍
【答案】D
【詳解】兩次抬起水泥板時的情況如圖所示：
在上述兩種情況下，動力克服的都是水泥板的重力，對于形狀規則質地均勻的物體，其重心都在其幾何中心上，所以阻力臂都等于動力臂的二分之一，根據杠桿的平衡條件
所以前后兩次所用的力相同。
故選D。
7.在如圖所示的四幅圖中，AB、BC均為輕質桿，各圖中桿的A、C端都通過鉸鏈與墻連接，兩桿都在B處由鉸鏈相連接，且系統均處于靜止狀態。現用等長的輕繩來代替輕桿，使系統依然保持平衡，下列說法正確的是（　　）
A．圖中的AB桿可以用輕繩代替的是甲、乙、丁
B．圖中的AB桿可以用輕繩代替的是甲、丙、丁
C．圖中的BC桿可以用輕繩代替的是乙、丙、丁
D．圖中的BC桿可以用輕繩代替的是甲、乙、丁
【答案】B
【詳解】圖甲、丙、丁中，AB桿對B點產生的是拉力，當用輕繩代替時效果不變，仍能使裝置平衡，故AB桿可以用與之等長的輕繩代替的有圖甲、丙、丁；同理可知，BC桿可以用輕繩代替的只有圖丙。故ACD錯誤，B正確。
故選B。
8.生活中，我們經常看到如圖所示的起重機工作，下列說法正確的是（忽略空氣作用）（　　）
A．起重機工作時，放下支腳是為了增大壓強
B．起重機鋼絲繩下的動滑輪是為了省力
C．起重機的起重臂相當于省力杠桿
D．重物勻速豎直下降的過程中，鋼絲繩對重物的拉力與重物對鋼絲繩的拉力是一對平衡力
【答案】B
【詳解】A．起重機工作時，放下支腳是為了增大受力面積，減小壓強，故A錯誤；
B．起重機鋼絲繩下的動滑輪是為了省力，動滑輪可以省力，故B正確；
C．起重機的起重臂，動力臂小于阻力臂，動力大于阻力，相當于費力杠桿，故C錯誤；
D．重物勻速豎直下降的過程中，鋼絲繩對重物的拉力與重物對鋼絲繩的拉力是兩個物體間的作用力，是一對相互作用力，故D錯誤。
故選B。
填空題
1.如圖是一種健身器械，AOB可視為一個杠桿，O是它的支點。
（1）小明用力向下拉杠桿時，重物被抬起，此時AOB是一個 （選填“省力”、“費力”或“等臂”）杠桿。
（2）他想更容易抬起重物，應該將手 （選填“靠近”或“遠離”）O點，這是因為 動力臂。（選填“增大”、“減小”）
【答案】 省力 遠離 增大
【詳解】[1]因為AOB的動力臂大于阻力臂，所以AOB是省力杠桿。
[2][3]由杠桿的平衡條件可知，動力臂越大越省力，所以他想更容易抬起重物，手應該遠離O點。
2.如圖所示，桿秤秤砣的質量為0.2kg，桿秤自身質量忽略不計。若桿秤水平靜止時，被測物體和秤砣到秤紐的距離分別為0.05m和0.2m，則被測物體的質量為 kg；若被測物體質量變大了，則稱紐應向 （選填“左”或“右”）移動；若秤砣有缺損，則測量值比被測物體的真實質量要 （選填“偏大”或“偏小”）。
【答案】 0.8 左 偏大
【詳解】（1）[1]如圖：
因為杠桿平衡，所以
即
則
（2）[2]秤砣質量不變，即動力不變，則阻力變大，動力臂與阻力臂的比值變大，則應減小阻力臂，所以稱紐應向左端移動。
（3）[3]若秤砣有缺損，減小，而不變，所以要變大，桿秤所示的質量值要偏大。
3.春晚“青綠腰”引發贊嘆（如圖所示），有人覺得“青綠腰”違背了物理學中的平衡原理。小明感覺不然，若將此時舞者身體視為杠桿，O點為支點，A點為重心，右腿對身體的支持力F為動力，人所受重力為阻力，該杠桿動力臂 阻力臂（選填“＞”或“=”或“＜”），生活中的筷子與其 （選填“是”或“不是”）同一類杠桿。假設動力F方向不變，隨著人緩緩站起，他會覺得更 （選填“省力”或“費力”）。
【答案】 ＜ 是 省力
【詳解】[1]若將此時舞者身體視為杠桿，O點為支點，A點為重心，右腿對身體的支持力F為動力，人所受重力為阻力，該杠桿動力臂＜阻力臂。
[2]生活中的筷子與其是同一類杠桿，同屬于費力杠桿。
[3]假設動力F方向不變，則動力臂長度不變，隨著人緩緩站起，阻力臂長度慢慢變小，因此他會覺得更省力。
4.如圖是使用手機和自拍桿自拍時的示意圖，自拍桿可以看作是一個杠桿（O為支點）。已知自拍桿長lm（質量忽略不計），手機對桿豎直向下的作用力F2＝3N，圖中OC＝10cm、OB＝80cm，該杠桿屬于 杠桿，F1＝ N。
【答案】 費力 24
【詳解】[1]由題可知，動力臂為
阻力臂為
動力臂小于阻力臂，所以是費力杠桿。
[2]由杠桿的平衡條件可列式
即
F1×0.1m＝3N×0.8m
解得
F1＝24N
5.如圖所示，將長為1.2m的輕質木棒平放在水平方形臺面上，左右兩端點分別為A、B，在B端掛一個重為G的物體。
（1）若G為30N，臺面受到木棒的壓力為 N；
（2）為了防止A端下沉，B端掛的物體至少為 N；為了防止B端下沉，B端掛的物體不能超過 N。
【答案】 60 10 90
【詳解】（1）[1] 放在水平方形臺面上輕質木棒受左右兩物體豎直向下的拉力和臺面豎直向上的支持力作用處于平衡狀態，則
因木棒對臺面的壓力和臺面對木棒的支持力是一對相互作用力，所以，臺面受到木棒的壓力
（2）[2] [3] 將木棒AB視為杠桿，由題意可知
若A端下沉，則杠桿的支點在A端0.3m處，力臂分別為
根據杠桿平衡條件可知
B端掛的物體重力為
因此，為了防止A端下沉，B端掛的物體至少為10N。
若要使木棒B端下沉，此時支點在水平方形臺面上B端0.3m處，力臂分別為
根據杠桿的平衡條件可知
B端掛的物體的重力為
因此，為了防止B端下沉，B端掛的物體不能超過90N。
簡答題
1.如圖是某品牌自動咖啡機及其結構示意圖，其中平衡球、平衡桿和盛水器連接在一起，可以繞O點轉動，導管連接玻璃杯和盛水器。泡咖啡時，只要在玻璃杯中放入咖啡粉，盛水器內放一定量的水，點燃酒精燈加熱，盛水器會抬升。冷卻一段時間后，盛水器會落回支架上，打開出水開關，就可以喝到咖啡了。請用所學知識解釋其工作原理（平衡桿和導管的質量不計）。
【答案】見解析
【詳解】當密封的盛水器內水溫升高到一定程度時，盛水器內水的上方空氣受熱膨脹，且水蒸氣逐漸增多，內部氣壓增大，大于外界大氣壓，在內部氣壓作用下水流入玻璃杯中；盛水器抬起后，遠離酒精燈，停止加熱，水蒸氣液化成水，內部氣壓減小，把玻璃杯內的咖啡壓入盛水器內，這樣盛水器會落回支架上，打開出水開關，就可以喝到咖啡了。
2.如圖所示為小明外出所拿的行李箱，行李箱的下部裝有滾輪，拉行李的時候要拉出拉桿，請解釋：
（1）行李箱的下部裝有滾輪的目的；
（2）拉行李箱的時候要拉出拉桿的作用。

【答案】見詳解
【詳解】（1）行李箱下部裝有滾輪，其目的是為了用滾動代替滑動來減小摩擦。
（2）把行李箱看成杠桿，輪子是支點，行李箱的動力臂大于阻力臂，行李箱是省力杠桿，拖行李箱的時候要拉出拉桿，拉出的桿越長，動力臂越長，越省力。
綜合題
1.我國古代《墨經》最早記述了秤的杠桿原理。
（1）如圖1，質量忽略不計的桿秤水平靜止，O 為支點，則被測物體的質量為 kg。若被測物體質量增大，應該調節秤砣懸掛點向 （選填“左”“右”）移動才能使桿秤再次平衡；
（2）小星想自制一個桿秤，設計圖為圖2，要求：①測量范圍為0~300g； ②分度值為20g； ③在筷子上做刻度，相鄰兩刻度之間的距離相等且適當大一些。現有一根總長18cm的輕質一次性筷子、紙盤、細繩，以及鉤碼 50g、80g、400g各一。小星通過計算得出，若紙盤放上300g的物體，當桿秤水平靜止時，鉤碼質量m與圖中l1的關系如表格：
m/g 50 80 400
l1/cm 18.00 11.25 2.25
請你幫小星選一個最合適的鉤碼作為秤砣，并說明不選擇其他鉤碼的理由。
【答案】 0.4 右 見解析
【詳解】（1）[1]根據圖1和杠桿平衡條件可得
即
解得。
[2]若被測物體質量增大，杠桿左側物重與力臂的乘積變大，根據杠桿平衡條件可知，若秤砣物重不變，需要增大右側力臂才能使杠桿平衡，因此應該調節秤砣懸掛點向右移動。
（2）[3]由表格可知，當使用50g的鉤碼時，l1為18cm，由圖2可知，B為支點，支點右側長為15cm，因此使用50g鉤碼不合適，選擇400g鉤碼時，l1為2.25cm，此時紙盤中的物體質量是最大的，若紙盤中物體質量減小，則物重與力臂的乘積減小，根據杠桿平衡條件，當右側鉤碼重量不變時，也要減小右側力臂才能使杠桿平衡，則需要將鉤碼繼續靠近支點B，不易操作，故選400g的鉤碼不合適。選擇80g鉤碼作為秤砣時，鉤碼距離支點11.25cm，減小盤中物體質量時，鉤碼向左移動的空間合適，因此應選擇80g的鉤碼作為秤砣。
2.《天工開物》記載的一種搗谷用的掎如圖1，其簡化圖如圖2，潛的重心在 A 點，用腳在 B 點施加一個力F1使播靜止，不計摩擦。
（1）在圖2中畫出潛的重力G及F1的力臂l1 。
（2）根據杠桿的平衡條件 可知，此時F1 G（選填“>”“=”“<”），樁屬于 （選填“省力”“費力”“等臂”）杠桿。
【答案】 > 費力
【詳解】（1）[1]由圖知道，O是支點，從O點向F1的作用線做垂線段，可得力臂l1，已知重心在A 點，過A 點豎直向下作出重力，如圖：
（2）[2][3][4]根據杠桿的平衡條件可知，因動力臂小于阻力臂，此時F1> G，樁在使用過程中，屬于費力杠桿。
3.閱讀短文，回答問題。
隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經走進我們的家庭，小華的爸爸最近也購買了一輛某品牌的小汽車，如圖a所示。
（1）小華對汽車產生了強烈的興趣，坐上停在地面汽車后不斷轉動方向盤。從物理學的角度分析，汽車的方向盤實質是 （費力杠桿、等臂杠桿或省力杠桿）
（2）某次全家自駕游過程中，遇到一比較高的橋。他父親在汽車開始上橋時立即加大油門同時減檔降速，其目的是 ；
（3）小華上網查得該型號汽車在某次啟動性能測試的有關數據，汽車以恒定功率的啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力為3000N且保持不變，運動速度v與時間t的關系如圖b所示。則在0～5s內，汽車運動60m，汽車運動過程中的功率是 kW。
（4）制動距離是衡量汽車安全性能的重要參數之一。圖c中所示的圖線分別為甲、乙不同品牌汽車在同一路面上緊急剎車過程中的實際制動距離s與剎車前的車速v的關系圖象。圖中 （選填“甲”或“乙”）車的剎車性能較好。
【答案】 省力杠桿 增大牽引力 90 乙
【詳解】（1）[1]方向盤屬于輪軸，它的輪比軸大，相當于省力杠桿。
（2）[2]根據
可知，功率越大，速度越小，提供的牽引力就越大，便于上坡。
（3）[3]汽車勻速行駛時，受到的力是平衡力，牽引力與阻力相等，為
勻速行駛過程中，汽車的功率為
（4）[4]同樣的速度，剎車時的制動距離越短的，車的性能越好，從圖象上看，剎車前速度相同時，乙的制動距離短。
4.據報道，一位物理老師在動物園內，用彈簧測力計稱出了一頭大象的重量，在稱象過程中，他用到吊車、鐵籠和一根很長的槽鋼（質量分布和粗細均勻）等輔助工具，操作步驟如下：
a．如圖（a）所示，將鐵籠系于槽鋼上的一端B點，當吊車吊鉤在槽鋼上的懸吊點移至O點時，槽鋼在水平位置平衡。
b．將大象引入鐵籠，保持吊鉤懸吊點O點和鐵籠懸掛點B點的位置不變，用彈簧測力計豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次在水平位置平衡，如圖（b）所示。測得OB＝10cm，OA＝5m，鐵籠重2400N，彈簧測力計的示數為400N根據上述數據測出了大象的重量。
（1）設計步驟a的目的是 ；
（2）大象的重量為多少 ？
（3）槽鋼的重量為多少 ？
【答案】 消除槽鋼重力對杠桿平衡的影響 2×103kg 100N
【詳解】（1）[1]將鐵籠系于槽鋼上的一端B點，當吊車吊鉤在槽鋼上的懸吊點移至O點時，槽鋼在水平位置平衡。故設置步驟a的作用：消除槽鋼和鐵籠重力對杠桿平衡的影響。
（2）[2]如圖（a），槽鋼與鐵籠組成的杠桿在水平位置平衡，大象引入鐵籠后，杠桿仍然在水平位置平衡，由杠桿的平衡條件有
F×OA＝G象×OB
代入數據
400N×500cm＝G象×10cm
解得G象＝2×104N，由G＝mg知，大象的質量
（3）[3]槽鋼的重心在幾何中心，如下所示；
槽鋼的重力力臂是
OM＝0.5AB－OB＝0.5×500cm－10cm＝240cm
根據杠桿的平衡條件
G×OM＝G籠×OB
代入數據得
5.如圖所示，一根質量忽略不計的杠桿，支點為O，在A點懸掛一重為20N的物體，物體對杠桿的拉力為F。現在杠桿上施加一個大小為10N豎直向上的力F2，杠桿在水平位置保持平衡，請在圖中畫出拉力F1的力臂L1以及拉力F2的示意圖。
【答案】
【詳解】在A點懸掛物體G，則物體對杠桿的拉力F1是豎直向下的，過支點O作力F1作用線的垂線段，即為F1的力臂L1；設杠桿上一個小格的長為L，拉力F2作用在n格處，根據杠桿平衡條件可得
即
則
因為拉力F1的方向豎直向下，所以為了使杠桿平衡，拉力F2的方向豎直向上，F2與F1應作用在支點的同側（即F2作用在O點左側6格處），過F2的作用點沿豎直向上的方向畫一條帶箭頭的線段，并標出力的大小，如圖所示：
6.如圖甲是我國古人運送巨木的勞動情境圖，他們通過橫桿、支架、石塊等，將巨木的一端抬起，墊上圓木，以便將其移到其它地方。（g=10N/kg）
（1）如圖甲，架在支架上的橫桿屬于 （選填“省力”或“費力”）杠桿；
（2）若巨木可視為質地均勻的圓柱體，質量為2.4103kg，長度為4m；橫桿長度為3.5m，質量和粗細忽略不計，簡化圖如圖乙所示，O是橫桿與支架的接觸點，AO長為0.5m。使巨木一端剛好離開地面時，人對橫桿的總壓力至少約為 N；
（3）如果他們人手不足，無法將巨木抬起，請你提出一個有可能抬起巨木的方案，并簡述其中的物理學原理： 。
【答案】 省力 2000 見解析
【詳解】（1）[1]由圖可知，橫桿在使用的過程中，動力臂大于阻力臂，為省力杠桿。
（2）[2]巨木可視為質地均勻的圓柱體，巨木的重力為
要將一段提起，此時對一端施加的最小力為F1，巨木的長度為L，故
所以
所以此時在A點向下的力為12000N，設人對橫桿的壓力為F2，根據杠桿平衡條件可知
所以
（3）[3]根據杠桿平衡條件可知：可以通過把支架向左移（減少阻力臂）的方式或者通過加長右端的杠桿（增大動力臂）的方式來抬動重物。
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八年級物理下冊 預習篇
12.1 杠桿
1、定義： 一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點轉動，這根硬棒叫杠桿。
2、五要素：一點、二力、兩力臂。（①“一點”即支點，杠桿繞著轉動的點，用“O”表示。②“二力”即動力和阻力，它們的作用點都在杠桿上。動力是使杠桿轉動的力，一般用“F1”表示，阻力是阻礙杠桿轉動的力，一般用“F2”表示。③“兩力臂”即動力臂和阻力臂，動力臂即支點到動力作用線的距離，一般用“L1”表示，阻力臂即支點到阻力作用線的距離，一般用“L2”表示。）
3、杠桿的平衡（杠桿在動力和阻力作用下靜止不轉或勻速轉動叫杠桿平衡）條件是：
動力×動力臂＝阻力×阻力臂；
公式：F1L1＝F2L2。
4、杠桿的應用
（1）省力杠桿：L1＞L2，F1＜F2（省力費距離，如：撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀。）
（2）費力杠桿：L1（3）等臂杠桿：L1＝L2，F1＝F2（不省力、不省距離，能改變力的方向 等臂杠桿的具體應用：天平. 許多稱質量的秤，如桿秤、案秤，都是根據杠桿原理制成的。）
選擇題
1.在如圖所示的四種用具中，正常使用時屬于費力杠桿的是（　　）
A．撬棒 B．瓶蓋起子
C．筷子 D．核桃夾子
2.如圖，OAB是杠桿，OA與BA垂直，在OA 的中點掛一個10N的重物，加在B點的動力使OA在水平位置保持靜止（杠桿重力及摩擦均不計），則（　　）
A．該杠桿一定是省力杠桿
B．該杠桿一定是費力杠桿
C．作用點在B點的最小動力等于5N
D．作用點在B點的最小動力小于5N
3.下列說法中正確的是（　　）
A．用平面鏡整理儀表時，若人遠離平面鏡，人的像變小
B．用筷子夾食物時，筷子是費力杠桿
C．排球被墊起上升的過程中，其重力勢能轉化為動能
D．菜刀磨得鋒利更容易切割食物，是因為增大了壓力
4.“一個和尚挑水喝，兩個和尚抬水喝……”，這是我們非常熟悉的一則諺語故事。如圖，小和尚甲、乙將總質量30kg的水桶（含水）用輕繩懸于輕質木桿的O點，分別在A、B點（肩膀與木桿相接觸的點）以豎直向上的力共同抬起木桿，已知AO∶BO＝3∶2，忽略手對木桿的作用力，若抬起水桶后木桿保持水平，在以下說法中正確的是（　　）
①以甲和尚肩膀為支點此桿是一個省力杠桿
②以乙和尚肩膀為支點此桿是一個費力杠桿
③若甲、乙和尚質量相等，則兩和尚對地面的壓力F甲∶F乙＝2∶3
④將水桶從地面緩緩抬起50cm，至少需克服水桶（含水）的重力做功150J
A．①② B．①③ C．①④ D．②④
5.圖中正在使用的機械，屬于省距離的杠桿是（　　）
A．羊角錘
B．筷子
C．老虎鉗
D．開瓶起子
6.如圖，一塊厚度、密度均勻的長方形水泥板放在水平地面上，用一豎直向上的力，欲使其一端抬離地面。則（　　）
A．，因為甲方法的動力臂長
B．，因為乙方法的阻力臂長
C．，因為乙方法時阻力臂短
D．，因為動力臂都是阻力臂的倍
7.在如圖所示的四幅圖中，AB、BC均為輕質桿，各圖中桿的A、C端都通過鉸鏈與墻連接，兩桿都在B處由鉸鏈相連接，且系統均處于靜止狀態。現用等長的輕繩來代替輕桿，使系統依然保持平衡，下列說法正確的是（　　）
A．圖中的AB桿可以用輕繩代替的是甲、乙、丁
B．圖中的AB桿可以用輕繩代替的是甲、丙、丁
C．圖中的BC桿可以用輕繩代替的是乙、丙、丁
D．圖中的BC桿可以用輕繩代替的是甲、乙、丁
8.生活中，我們經常看到如圖所示的起重機工作，下列說法正確的是（忽略空氣作用）（　　）
A．起重機工作時，放下支腳是為了增大壓強
B．起重機鋼絲繩下的動滑輪是為了省力
C．起重機的起重臂相當于省力杠桿
D．重物勻速豎直下降的過程中，鋼絲繩對重物的拉力與重物對鋼絲繩的拉力是一對平衡力
填空題
1.如圖是一種健身器械，AOB可視為一個杠桿，O是它的支點。
（1）小明用力向下拉杠桿時，重物被抬起，此時AOB是一個 （選填“省力”、“費力”或“等臂”）杠桿。
（2）他想更容易抬起重物，應該將手 （選填“靠近”或“遠離”）O點，這是因為 動力臂。（選填“增大”、“減小”）
2.如圖所示，桿秤秤砣的質量為0.2kg，桿秤自身質量忽略不計。若桿秤水平靜止時，被測物體和秤砣到秤紐的距離分別為0.05m和0.2m，則被測物體的質量為 kg；若被測物體質量變大了，則稱紐應向 （選填“左”或“右”）移動；若秤砣有缺損，則測量值比被測物體的真實質量要 （選填“偏大”或“偏小”）。
3.春晚“青綠腰”引發贊嘆（如圖所示），有人覺得“青綠腰”違背了物理學中的平衡原理。小明感覺不然，若將此時舞者身體視為杠桿，O點為支點，A點為重心，右腿對身體的支持力F為動力，人所受重力為阻力，該杠桿動力臂 阻力臂（選填“＞”或“=”或“＜”），生活中的筷子與其 （選填“是”或“不是”）同一類杠桿。假設動力F方向不變，隨著人緩緩站起，他會覺得更 （選填“省力”或“費力”）。
4.如圖是使用手機和自拍桿自拍時的示意圖，自拍桿可以看作是一個杠桿（O為支點）。已知自拍桿長lm（質量忽略不計），手機對桿豎直向下的作用力F2＝3N，圖中OC＝10cm、OB＝80cm，該杠桿屬于 杠桿，F1＝ N。
5.如圖所示，將長為1.2m的輕質木棒平放在水平方形臺面上，左右兩端點分別為A、B，在B端掛一個重為G的物體。
（1）若G為30N，臺面受到木棒的壓力為 N；
（2）為了防止A端下沉，B端掛的物體至少為 N；為了防止B端下沉，B端掛的物體不能超過 N。
簡答題
1.如圖是某品牌自動咖啡機及其結構示意圖，其中平衡球、平衡桿和盛水器連接在一起，可以繞O點轉動，導管連接玻璃杯和盛水器。泡咖啡時，只要在玻璃杯中放入咖啡粉，盛水器內放一定量的水，點燃酒精燈加熱，盛水器會抬升。冷卻一段時間后，盛水器會落回支架上，打開出水開關，就可以喝到咖啡了。請用所學知識解釋其工作原理（平衡桿和導管的質量不計）。
2.如圖所示為小明外出所拿的行李箱，行李箱的下部裝有滾輪，拉行李的時候要拉出拉桿，請解釋：
（1）行李箱的下部裝有滾輪的目的；
（2）拉行李箱的時候要拉出拉桿的作用。

綜合題
1.我國古代《墨經》最早記述了秤的杠桿原理。
（1）如圖1，質量忽略不計的桿秤水平靜止，O 為支點，則被測物體的質量為 kg。若被測物體質量增大，應該調節秤砣懸掛點向 （選填“左”“右”）移動才能使桿秤再次平衡；
（2）小星想自制一個桿秤，設計圖為圖2，要求：①測量范圍為0~300g； ②分度值為20g； ③在筷子上做刻度，相鄰兩刻度之間的距離相等且適當大一些。現有一根總長18cm的輕質一次性筷子、紙盤、細繩，以及鉤碼 50g、80g、400g各一。小星通過計算得出，若紙盤放上300g的物體，當桿秤水平靜止時，鉤碼質量m與圖中l1的關系如表格：
m/g 50 80 400
l1/cm 18.00 11.25 2.25
請你幫小星選一個最合適的鉤碼作為秤砣，并說明不選擇其他鉤碼的理由。
2.《天工開物》記載的一種搗谷用的掎如圖1，其簡化圖如圖2，潛的重心在 A 點，用腳在 B 點施加一個力F1使播靜止，不計摩擦。
（1）在圖2中畫出潛的重力G及F1的力臂l1 。
（2）根據杠桿的平衡條件 可知，此時F1 G（選填“>”“=”“<”），樁屬于 （選填“省力”“費力”“等臂”）杠桿。
3.閱讀短文，回答問題。
隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經走進我們的家庭，小華的爸爸最近也購買了一輛某品牌的小汽車，如圖a所示。
（1）小華對汽車產生了強烈的興趣，坐上停在地面汽車后不斷轉動方向盤。從物理學的角度分析，汽車的方向盤實質是 （費力杠桿、等臂杠桿或省力杠桿）
（2）某次全家自駕游過程中，遇到一比較高的橋。他父親在汽車開始上橋時立即加大油門同時減檔降速，其目的是 ；
（3）小華上網查得該型號汽車在某次啟動性能測試的有關數據，汽車以恒定功率的啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力為3000N且保持不變，運動速度v與時間t的關系如圖b所示。則在0～5s內，汽車運動60m，汽車運動過程中的功率是 kW。
（4）制動距離是衡量汽車安全性能的重要參數之一。圖c中所示的圖線分別為甲、乙不同品牌汽車在同一路面上緊急剎車過程中的實際制動距離s與剎車前的車速v的關系圖象。圖中 （選填“甲”或“乙”）車的剎車性能較好。
4.據報道，一位物理老師在動物園內，用彈簧測力計稱出了一頭大象的重量，在稱象過程中，他用到吊車、鐵籠和一根很長的槽鋼（質量分布和粗細均勻）等輔助工具，操作步驟如下：
a．如圖（a）所示，將鐵籠系于槽鋼上的一端B點，當吊車吊鉤在槽鋼上的懸吊點移至O點時，槽鋼在水平位置平衡。
b．將大象引入鐵籠，保持吊鉤懸吊點O點和鐵籠懸掛點B點的位置不變，用彈簧測力計豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次在水平位置平衡，如圖（b）所示。測得OB＝10cm，OA＝5m，鐵籠重2400N，彈簧測力計的示數為400N根據上述數據測出了大象的重量。
（1）設計步驟a的目的是 ；
（2）大象的重量為多少 ？
（3）槽鋼的重量為多少 ？
5.如圖所示，一根質量忽略不計的杠桿，支點為O，在A點懸掛一重為20N的物體，物體對杠桿的拉力為F。現在杠桿上施加一個大小為10N豎直向上的力F2，杠桿在水平位置保持平衡，請在圖中畫出拉力F1的力臂L1以及拉力F2的示意圖。
6.如圖甲是我國古人運送巨木的勞動情境圖，他們通過橫桿、支架、石塊等，將巨木的一端抬起，墊上圓木，以便將其移到其它地方。（g=10N/kg）
（1）如圖甲，架在支架上的橫桿屬于 （選填“省力”或“費力”）杠桿；
（2）若巨木可視為質地均勻的圓柱體，質量為2.4103kg，長度為4m；橫桿長度為3.5m，質量和粗細忽略不計，簡化圖如圖乙所示，O是橫桿與支架的接觸點，AO長為0.5m。使巨木一端剛好離開地面時，人對橫桿的總壓力至少約為 N；
（3）如果他們人手不足，無法將巨木抬起，請你提出一個有可能抬起巨木的方案，并簡述其中的物理學原理： 。
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