11.1杠杆
一、单选题
1.60kg的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图所示的平衡状态．由此可估测球的质量约为
A. 20kg B. 30kg C. 60kg D. 120kg
2.皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划桨．下列说法正确的是( )
A. 为省力，可将用力划桨的手靠近支点 B. 为省力，可将用力划桨的手远离支点
C. 为省距离，可将用力划桨的手远离支点 D. 将用力划桨的手靠近支点，既能省力又能省距离
3.如图所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是（ ）
10
A. 将左右两边的钩码均向外移动一格 B. 在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变
C. 将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变 D. 将左边的钩码向里移动一格，同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变
4.杠杆在生产、生活中有着广泛的应用，如图所示，下列工具中属于费力杠杆的是（ ）
①起子 ②镊子 ⑧筷子 ④羊角锤
A. ①、② B. ②、③ C. ①、③ D. ①、④
5.如图所示，杠杆处于平衡状态，则F的力臂是（ ）
A. OA B. OC C. OD D. FD
6.使用以下工具可以省力的是（ ）
A. B. C. D.
10
7.如图所示，杠杆处于平衡状态，则F的力臂是（ ）
A. OA B. OC C. OD D. FD
8.下列常见的生活场景中，都利用到了杠杆的知识，属于省力杠杆的是（ ）
A. 用笤帚扫地 B. 举哑铃锻炼手臂
C. 捏开的夹子 D. 用桨划船
9.小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N．下列说法中正确的是（ ）
A. 要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力 B. 他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C. 他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力 D. 油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
10
10.如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于（ ）
A. 600N B. 400N C. 150N D. 200N
二、多选题
11.如图展示了我国古代劳动人民的智慧成果，对其中所涉及的物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A.司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北
B.戥子利用杠杆平衡来称量质量
C.篆刻刀的刀口做得很锋利，是为了减小压强
D.正在发声的编钟一定在振动
12.如图所示，使用中属于省力杠杆的工具是（ ）
A. 剪刀 B. 起子
C. 镊子 D. 钢丝钳
三、填空题
13.一位物理老师用一只弹簧测力计称出了一只大象的质量．如图所示，OA=9m，OB=9cm，此装置可视为________杠杆，当棒处于水平平衡时弹簧测力计的示数为200N．若不计棒及铁笼的重，则该大象的质量为________t．（g取10N/kg）
10
14.如图所示的装置中，两支笔构成了一个________，可以轻松地举起很重的书，小指离支点越远，所用的力越________.
15.如图所示，晓月利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、若干钩码等实验装置探究杠杆平衡条件。请你回答下列问题：
（1）为了使杠杆在水平位置平衡，她应该将杠杆两端的螺母向________ 调节，
（2）接着晓月在杠杆的两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，保持杠杆在水平位置平衡。其目的是：________ 。
（3）改变钩码数量和位置，获取三组测量数据（如下表），可以减少实验的________ ，根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是：________ ，下表中的空格处数据为________ 。实验测量数据记录表：
10
16.（2015•南昌）探究杠杆的平衡条件：
【提出问题】如图1所示，是一种常见的杠秤，此时处于水平位置平衡．
发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的________ 来实现；
发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变________ 的长短也可以改变杠杆的平衡．
那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？
【制定计划与设计实验】
实验前，轻质杠杆处于如图2所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向________ （选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是________ ．
【实验结论】
如图3所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是 ________ ．
【拓展应用】
如图4所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个________ 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）．假如托起6N的重物，请你根据图4所示，估算出手臂要用的动力大约是 ________ N．
17.如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F= ________ N；保持F的方向不变，将杠杆从A位置竖直匀速提到B位置的过程中，力F将________ （填“变大” 、“变小”或“不变”）．
18.各式各样的剪刀都是杠杆．如图所示，要剪开铁皮，应该用________ 最合适；剪纸或布时，应该用________ 最合适．(选填标号)
四、解答题
19.如图所示，一轻质均匀杠杆AB，O为支点，OA=OB=4m，A端用一不可伸长的细线系于地面，C点位于OB的中点，边长为0.1m的实心正方体物块M用一不可伸长的细线系于C点，此时AB静止于水平位置，C点的细线拉力恰为零，M对地面压强为3×103Pa．（两端细线质量忽略，g取10N/kg）求：
（1）物块M的质量；
（2）将一个重为40N的铁块P放在C点正上方，并用力F水平向左推动，使P沿OA向左做匀速直线运动，连接物块M的细线能承受的最大拉力为25N．求：
①铁块P向左运动过程中，物块M对地面的最小压强；
②若铁块P受到的摩擦力为其重力的0.1倍，在从C点开始向左匀速运动的过程中，推力F最多做的功．
五、实验探究题
20.某小组探究杠杆平衡条件的实验中发现，当动力臂或阻力臂发生变化时，使杠杆平衡的动力大小就要随之改变，他们为了知道使杠杆平衡的动力大小与两个力臂大小之间的关系，他们在已调水平平衡的杠杆左端悬挂等重的钩码如图所示，将钩码对杠杆的作用力定为阻力F2 ，
10
在支点另一侧通过悬挂钩码施加动力F1 ， 调节动力臂l1及阻力臂l2大小使杠杆在水平位置平衡，并将实验数据记录在表一、表二中。
（1）分析比较实验序号________的数据中动力F1与阻力臂L2变化的关系可以归纳得出的初步结论是：使杠杆在水平位置平衡，当阻力和动力臂相同，动力的大小与阻力臂成正比。
（2）分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件，这是在研究动力的大小与________的关系，分析数据初步归纳得出的结论是：________。
（3）进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，可归纳得出初步结论：
（a）分析比较1 与4 ，2 与5 ，3 与6 的数据可初步归纳得到:________；
（b）分析比较1，2 ，3 或4 ，5，6 中的数据可初步归纳得到________，动力越大。
（4）为了使探究目的更全面，该小组要进一步得出动力大小与阻力的关系，请在表三的第二、三、五列填入拟进行实验的数据，以达到研究目的。
实验序号
F2(牛)
l2(厘米)
F1(牛)
L1(厘米)
7
________
________
/
________
8
________
________
/
________
9
________
________
/
________
21.探究杠杆的平衡条件：
（1）如图甲，杠杆在支架上，要使其在水平位置平衡，可将杠杆右端的平衡螺母向________调节，当杠杆在水平位置平衡时，杠杆自重的力臂为________cm.
（2）如图乙，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是________.若左边钩码离支点 20cm，右边挂钩离支点 15cm，每个钩码重为 0.5N，则 此时弹簧测力计示数应为________N.
10
（3）如图丙，当杠杆在水平位置平衡时，此时拉力的力臂________（选填“大于”、“小于”或“等于”）15cm.
六、综合题（共1题；共5分）
22.阅读短文，回答问题
近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生，随时随地低头看手机成了很多人的习惯．近日有研究发现，如果玩手机时姿势不当，就有可能让颈椎承受多达60磅（约27公斤）的重量，低头60度相当于给颈椎挂俩大西瓜，比一个7岁小孩还重．
有研究发现，不当的玩手机姿势与一系列健康问题存在关联，如背痛、体重增加、便秘、胃痛、偏头痛和呼吸道疾病．还有新西兰的一项研究指出，常常低垂着头看手机会影响心理健康，如变得沮丧、愤怒等．
科研人员对低头玩手机进行了研究：制作头部模型，如图甲，头部可绕支点O（颈椎）转动，转动角度通过固定在上面的量角器测量，将一个小球挂在模型内，其重为5牛模拟头部的重力，头部后面绑一根绳子模拟肌肉，绳子上系一测力计，支点（颈椎）承受的压力约为头部重力与绳子拉力之和，实验数据如下表：
低头角度/度
绳子拉力/牛
颈椎承受的压力/牛
0
0
5
15
5
10
30
9
14
45
13.5
18.5
60
17.5
22.5
（1）分析表中数据，可得出的结论是________；
（2）改头部模型相当于绕O点转动的杠杆，如图乙，当低头角度增大时，头部重心向左移动，拉力F的力变小，请分析拉力F变大的原因________；
（3）当低头角度是30度时，颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到的压力的多少倍？
A. 4.2倍 B. 3.3倍 C. 2.8倍 D. 2.0倍
（4）为有更好的保护颈椎采取的办法（写出一条）：________．
10
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】B
6.【答案】A
7.【答案】B
8.【答案】C
9.【答案】A
10.【答案】D
二、多选题
11.【答案】A,B,D
12.【答案】A,B,D
三、填空题
13.【答案】省力；2
14.【答案】杠杆；小
15.【答案】右；便于测量力臂的大小；偶然性；F1L1=F2L2；15.00
16.【答案】力 ；力臂 ；右 ；便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响 ；F1L1=F2L2；费力 ；48
17.【答案】30；不变
18.【答案】乙；甲
四、解答题
19.【答案】解：（1）根据p=可得物块M的对地面的压力：
F=pS=3×103Pa×（0.1m）2=30N，
根据题意可得物块M的重力G=F=30N，
物块M的质量：
m==3kg；
（2）①当细线最大拉力为25N时，物块M受到地面的支持力F支=G﹣F拉=30N﹣25N=5N，
物块M对地面的压力F压与地面对它的支持力F支是一对相互作用力，大小相等，即F压=F支=5N，
所以，此时的最小压强：
p小=
10
=500Pa；
②根据杠杆平衡条件可得：F拉OC=G铁OP，
则OP==1.25m，
所以，推动铁块P走的距离s=OC+OP=2m+1.25m=3.25m，
铁块P在从C点开始向左匀速运动的过程中，推力与摩擦力是一对平衡力，F=f=0.1G铁=0.1×40N=4N，
推力做功：
W=Fs=4N×3.25m=13J．
答：（1）物块M的质量为3kg；
（2）①铁块P向左运动过程中，物块M对地面的最小压强为500Pa；
②若铁块P受到的摩擦力为其重力的0.1倍，在从C点开始向左匀速运动的过程中，推力F最多做的功为13J．
五、实验探究题
20.【答案】（1）4、5与6
（2）动力臂；使杠杆在水平位置平衡，当阻力和阻力臂相同，动力的大小与动力臂成反比
（3）使杠杆在水平位置平衡，当阻力臂和动力臂比值相同，动力大小相同；使杠杆在水平位置平衡，当阻力臂和动力臂比值越大
（4）6；5；8；8；5；8；10；5；8
21.【答案】（1）右；0
（2）方便直接读出力臂；2
（3）小于
六、综合题
22.【答案】（1）低头角度越大，颈椎承受的压力越大
（2）当低头角度变大时，重力的力臂越大
（3）C
（4）不要长时间低头看手机
10
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