2024年初中物理同步练习《12.1+杠杆》
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这是一份2024年初中物理同步练习《12.1+杠杆》,共33页。试卷主要包含了下列说法正确的是,关于力臂,下列说法中正确的是,以下属于省力杠杆的是等内容,欢迎下载使用。
1.如图所示,是日常生活中常用的指甲剪。若将ABC抽象为一根杠杆,则剪切指甲时,此杠杆的支点是 ( )
A.A点B.B点C.C点D.D点
2.下列说法正确的是( )
A.杠杆一定是直的 B.动力、阻力只能分别作用在杠杆支点的两侧
C.力臂是从支点到力的作用点的距离 D.作用在杠杆上的力臂可能为零
3.关于力臂,下列说法中正确的是( )
A.力臂一定在杠杆上 B.从支点到阻力作用点的距离叫阻力臂
C.力的作用线通过支点时,力臂为零 D.力越大,则力臂越小
4.下列仪器或工具在使用过程中,属于杠杆的一组是( )
①刻度尺 ②老虎钳 ③量筒 ④试管夹 ⑤托盘天平 ⑥温度计。
A.①②③B.①③⑤C.②④⑤D.④⑤⑥
5.如图所示,在均匀刻度尺中支起,两边挂上钩码,杠杆已经平衡,那么下列情况中,那种情况还能使尺保持平衡?( )
A.左右两边的钩码组各向内移动一格 B.左右两边的钩码组各减少一只钩码
C.左右两边的钩码组各减少一半 D.左右两边的钩码组各向外移一格
6.体积相等的两种小球,甲球的密度为ρ甲,乙球的密度为ρ乙,在调节好的天平的左盘放上3个甲球,在右盘上放上2个乙球,此时天平刚好平衡,比较每个小球质量m甲与m乙的大小,则有( )
A.m甲>m乙B.m甲<m乙C.m甲=m乙D.无法比较
7.用扁担挑两物体,前端物体重160N,后端物体重120N,扁担长1.4m(扁担重不计),如果要使扁担平衡,肩要离前端多远?( )A.0.4mB.0.6mC.0.7mD.0.8m
8.用一根杠杆撬重物,当物重1000N时,手至少要用200N的力才能撬动。若此时阻力臂长20cm,则动力臂的长度应为( )A.20cmB.1mC.2mD.5m
9.以下属于省力杠杆的是( )
A.用大竹扫帚扫地B.专门用来剪铁皮的剪刀C.手握钢笔写字D.用筷子夹菜
10.关于使用杠杆用力,下列说法正确的是( )
A.使用动力臂长的杠杆省力B.使用动力臂小于阻力臂的杠杆省力
C.使用阻力臂长的杠杆费力D.使用动力臂小于阻力臂的杠杆费力
11.下列杠杆中属于费力杠杆的是( )A.食品夹B.瓶起子C.撬棍D.钢丝钳
12.下列物件中不能看成杠杆的是( )A.筷子B.火钳C.剪刀D.橡皮筋
13.如图所示,O是转动轴(支点),水平拉力的力臂是( )
A.OAB.ACC.ABD.OB
14.如图所示,杠杆AOB可以绕O点转动,现在它的B点挂一重物G,为了使它静止,可以在A点施加不同方向的力,图中四个方向的力中,力臂最大的是( )
A.F1B.F2C.F3D.F4
15.如图,杠杆的支点为O,F为作用在杠杆上的动力,正确表示力F的力臂的是( )
A.B.
C.D.
16.如图所示的杠杆正处于水平平衡,若把杠杆的两端各加一个钩码,杠杆将( )
A.仍继续处于水平平衡B.右端上升,左端下降
C.右端下降,左端上升D.无法确定杠杆的运动状态
17.如图所示,轻质杠杆AOB,O为支点,A端挂重物G,用方向不变始终竖直向下的力F在B端将杠杆的OB部分从图示位置缓慢压到水平位置的过程中,力F的大小变化情况是( )
A.逐渐变大B.逐渐变小C.不变D.先变大再变小
18.如图所示,一根粗细不均匀的木棒放在地面上,如果用始终垂直于棒,并作用于粗端的力F缓缓把棒抬起,则( )
A.F将越来越大B.F不变 C.F将越来越小D.F先变大,后变小
19.如图所示,轻质杠杆OA中间有一点B挂着重物G,O为转轴,A用细线系住,细线的另一端系住一滑块M,滑块可沿固定圆弧PQ滑动,A点位于圆弧PQ的圆心。如果保持杠杆在水平位置平衡,当滑块由P点逐渐移到Q点时,绳子对A点的拉力( )
A.逐渐减小 B.保持不变 C.逐渐增大D.先减小,后增大
20.均匀木条AOB,形状如图,已知AO=OB,在O点系一线悬挂起来,使AO段处于水平后放手,放手后( )
A.木条保持静止状态B.木条A端下降 C.木条B端下降D.条件不足,无法判断
21.在处于平衡状态的杠杆上再加一力,杠杆仍处于原平衡状态,则( )
A.这力通过支点 B.这力在阻力一侧 C.这力在动力一侧D.题设条件不可能存在
22.秤杆上相邻刻度间所对应的质量差是相等的。因此秤杆上的刻度应( )
A.是均匀的 B.从提纽开始向后逐渐变密
C.从提纽开始向后逐渐变疏 D.与秤杆的粗细是否均匀有关,以上三种情况均有可能
23.如图所示,一根重1.2N的均质米尺,支点O在尺的中央。两端挂起向下的2N和0.5N的外力时,米尺不能在水平位置保持平衡状态,在此情况下要使米尺在水平位置恢复平衡状态,下列做法中可行的是( )
A.在y点加2.5N向上的作用力 B.在x点处加3.75N向下的作用力
C.将支点从O点移到x点与O点之间某一适当位置处
D.将支点从O点移到x点与米尺左端之间某一适当位置处
24.图中所画的是小李和小华周末在公园玩跷跷板游戏时的情景,当他们两脚都离地时,要跷跷板处于水平平衡,小李应采取合适的方法是( )
A.适当向前移动 B.适当向后移动 C.可以不动 D.无论怎样都不能平衡
25.在图中,杠杆B端挂一个重物,在A端可加图示的四个力中的一个,要使杠杆平衡,在A端加的最小的力是( )A.F1B.F2C.F3D.F4
二.多选题(共4小题)
26.如图,每个钩码的重力为0.5N,弹簧测力计可以在竖直平面内转动从而改变拉力方向,始终让杠杆在水平位置平衡,则弹簧秤的读数( )
A.等于2NB.大于2NC.小于3ND.都有可能
27.下列生活用具中,使用时属于省力杠杆的是( )A.筷子B.羊角锤C.动滑轮D.定滑轮
28.下列常见机械中,属于省力杠杆的是( )A.橇棒B.镊子C.手推车D.钓鱼杆
29.下面有关杠枰的几种说法,不正确的是( )
A.使用省力的杠杆要移动较大的距离 B.阻力臂较长的杠杆是费力杠杆
C.使用杠杆可以省力,用时又可以移动较小的距离
D.使用较小的力,不可能使物体移动较大的距离
三.填空题(共10小题)
30.一根硬棒,在 的作用下,如果能 ,这根硬棒就叫杠杆。力臂是从 到 的距离。
31.剪刀是日常生活中常用的一种工具,它的种类有各种各样的,但其实都是一对 。如图所示的剪刀,你认为剪较硬的物体时,应该使用剪刀 ;剪纸或布时,应该使用剪刀 ;修理树枝时,应该使用剪刀 。
32.杠杆的平衡条件是 ,表达式是 。如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍,当杠杆平衡时,动力是阻力的 倍。如果作用在杠杆上的动力是80N,动力臂是40cm,阻力臂是10cm,杠杆平衡时,阻力是 。
33.如图所示,轻质杠杆长30厘米,在离支点O处15厘米处挂一个60牛重物,在杠杆的另一端B处施加 牛竖直向上的力,才能使杠杆平衡。
34.使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了 ,使用费力杠杆的目的是为了 , (有/没有)既省力又省距离的杠杆。
35.如图所示,用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼。鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了,对钓鱼过程的下列几种解释,错误的有 。
①鱼离开水后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重了
②鱼离开水后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了
④鱼离开水后,钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大
④钓鱼竿是一种省力杠杆。
36.如图,长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动,平板与水平地面的夹角为30°,在板上站两个小孩。已知20千克的甲小孩位于板的中点,30千克的乙小孩位于板的左端。现两个小孩均以0.1米/秒的速度同时向右慢慢移动, 秒时间后平板开始转动。(g=10牛/千克)
37.如图所示,在B点悬挂重物G,在C点用弹簧测力计勾住,使杠杆AB在水平方向平衡。若弹簧测力计的示数为3G,则AB:BC= 。
38.作用在杠杆上的动力为100N,动力臂与阻力臂之比为6:1,则杠杆平衡时所受的阻力为 。
39.如图所示,一名同学在做俯卧撑。若把人的躯干看作一个杠杆,这是一个 (省力/费力/等臂)杠杆,该杠杆的支点是 (填图中字母).若人的重力为450N,为了撑起身体,手臂需要的推力至少为 。
四.作图题(共4小题)
40.作出下列各图的力臂
41.在图中,杠杆均处在平衡状态,请根据已知的力画出力臂或根据已知的力臂画出力。
42.如图所示,现要在杠杆的另一端B端画一个最长力臂的力使杠杆保持平衡,
请画出这个力。
43.(1)如图1示弯曲杠杆,O是支点,在B处挂一重物G,在A点施加一作用力,使杠杆平衡,画出这个最小的力,并画出该力的力臂。
(2)要把一球滚上台阶,请画出图2作用在球上的最小力和其力臂。
五.实验探究题(共2小题)
44.探究杠杆的平衡条件,
(1)安装好杠杆,发现杠杆右端下沉,应把杠杆右端的平衡螺母向 调节,使杠杆在水平位置平衡,此时杠杆自身重力的力臂为 。
(2)小红在杠杆的一侧挂钩码,在杠杆的另一侧某一位置用弹簧测力计沿方向拉住杠杆,使其在水平位置平衡,以便直接从杠杆上读出力臂。
(3)下表是小红实验得到的数据,据此分析可以发现这次实验不妥之处
、 (写两点)。
(4)小华实验时认为只要满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”,杠杆就能平衡。
①你认为这个结论是 (正确/错误)的。
②如何用如图的装置来验证你的观点?
答: 。
45.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在 位置平衡,这样做是为了 消除杠杆自重给实验带来的影响;如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向 调节,或将左端的平衡螺母向 调节;挂上钩码后再使杠杆在水平位置平衡,目的是 。
如图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长5cm,部分实验数据已记录在表中。
(1)将表格中的实验数据补充完整。
(2)小明的第3次实验存在错误,其错误是 。
(3)实验中多次测量的目的是 。
六.计算题(共2小题)
46.如图所示,秤砣的质量为100g,秤杆的质量忽略不计,秤杆水平静止时,OA=5cm,OB=25cm.则被测物的质量为多大?
47.1m长的杠杆,左右端分别挂80N和20N的物体,要使杠杆平衡,则支点应离左端多少米。
八年级下学期《12.1 杠杆》参考答案与试题解析
一.选择题(共25小题)
1.如图所示,是日常生活中常用的指甲剪。若将ABC抽象为一根杠杆,则剪切指甲时,此杠杆的支点是 ( )
A.A点B.B点C.C点D.D点
【分析】杠杆绕着转动的固定点叫支点。
【解答】解:
使用指甲剪剪切指甲时,由图知,有ABC组成的杠杆绕着C点转动,所以此杠杆的支点为C。
故选:C。
2.下列说法正确的是( )
A.杠杆一定是直的
B.动力、阻力只能分别作用在杠杆支点的两侧
C.力臂是从支点到力的作用点的距离
D.作用在杠杆上的力臂可能为零
【分析】(1)能够绕固定点转动的硬棒叫做杠杆,杠杆不一定是直的;
(2)掌握杠杆的五要素,动力是使杠杆转动的力,阻力是阻碍杠杆转动的力,两个力可以在支点的同侧,也可在异侧,但作用效果应不同;
力臂是从支点到力的作用线的距离,若力的作用线过支点,则力臂为零。
【解答】解:A、杠杆不一定是直的,只要满足杠杆的定义便可看做是杠杆,A错误;
B、动力和阻力可以作用在杠杆的同侧,B错误;
C、力臂是从支点到力的作用线的距离,C错误;
D、作用在杠杆上的力,作用线通过支点时,力臂为零,D正确。
故选:D。
3.关于力臂,下列说法中正确的是( )
A.力臂一定在杠杆上
B.从支点到阻力作用点的距离叫阻力臂
C.力的作用线通过支点时,力臂为零
D.力越大,则力臂越小
【分析】解决此题需要掌握力臂的概念,知道力臂是从支点到力的作用线的距离,力臂不一定在杠杆上;当力作用在支点上时,其力臂为零。
【解答】解:A、当力和杠杆垂直时,力臂在杠杆上,当力和杠杆不垂直时,力臂不在杠杆上,A错误;
B、阻力臂是从支点到阻力作用线的距离,故B错误;
C、当力的作用线通过支点时,其力臂为零,故C正确;
D、力臂是从支点到力的作用线的距离,与力的方向有关,与力的大小无关,故D错误。
故选:C。
4.下列仪器或工具在使用过程中,属于杠杆的一组是( )
①刻度尺 ②老虎钳 ③量筒 ④试管夹 ⑤托盘天平 ⑥温度计。
A.①②③B.①③⑤C.②④⑤D.④⑤⑥
【分析】根据杠杆的定义,要判断题目中的仪器或工具是不是杠杆,要看仪器或工具在使用过程中是不是在力的作用下能绕某一固定点转动。
【解答】解:②老虎钳、④试管夹、⑤托盘天平都可以简化成在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬棒,符合杠杆的定义,
并且老虎钳是省力杠杆、试管夹是费力杠杆、托盘天平是等臂杠杆,故C正确;
①刻度尺、③量筒、⑥温度计使用时不能绕某一固定点转动,不是杠杆,故ABD错误。
故选:C。
5.如图所示,在均匀刻度尺中支起,两边挂上钩码,杠杆已经平衡,那么下列情况中,那种情况还能使尺保持平衡?( )
A.左右两边的钩码组各向内移动一格
B.左右两边的钩码组各减少一只钩码
C.左右两边的钩码组各减少一半
D.左右两边的钩码组各向外移一格
【分析】根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂来解答此题,力臂可以以格为单位,假设每个钩码的重力为G,一格的长度为L。
【解答】解:A、左右两边钩码组各向内移动一格,则左边为4G×1L=4,右边为2G×3L=6,左、右两端力与力臂乘积不等,故不能平衡;
B、左右两边的钩码组各减少一只钩码,则左边为3G×2L=6,右边为1G×4L=4,故不能平衡;
C、左右两边的钩码组各减少一半,则左边为2G×2L=4,右边为1G×4L=4,左、右两端力与力臂乘积相等,故仍能平衡;
D、两边钩码各向外移动一格,则左边为4G×3L=12,右边为2G×5L=10,左、右两端力与力臂乘积不等,故不能平衡。
故选:C。
6.体积相等的两种小球,甲球的密度为ρ甲,乙球的密度为ρ乙,在调节好的天平的左盘放上3个甲球,在右盘上放上2个乙球,此时天平刚好平衡,比较每个小球质量m甲与m乙的大小,则有( )
A.m甲>m乙B.m甲<m乙C.m甲=m乙D.无法比较
【分析】根据天平平衡列出等式,求出小球质量的大小关系;已知体积相等,根据密度公式判断密度的大小。
【解答】解:因为天平平衡,所以左右两盘中质量相等,即3m甲=2m乙
整理可得:m乙=m甲;
即m甲<m乙。
故选:B。
7.用扁担挑两物体,前端物体重160N,后端物体重120N,扁担长1.4m(扁担重不计),如果要使扁担平衡,肩要离前端多远?( )
A.0.4mB.0.6mC.0.7mD.0.8m
【分析】此时的扁担是一个杠杆,肩膀位置为支点;前后所挂的货物的重力提供了动力和阻力;前后所挂货物到肩膀的距离分别为动力臂和阻力臂。利用杠杆的平衡条件和扁担的长度,可以求出动力臂和阻力臂的长度,从而可以确定支点的位置,即肩膀到扁担前端的距离。
【解答】解:用下图表示扁担这个杠杆:其中G1=120N,G2=160N。
当杠杆平衡时,根据杠杆的平衡条件可得:G1×L1=G2×L2,即:
120N×L1=160N×L2①
L1+L2=1.4m②
解方程组得L2=0.6m。
故选:B。
8.用一根杠杆撬重物,当物重1000N时,手至少要用200N的力才能撬动。若此时阻力臂长20cm,则动力臂的长度应为( )
A.20cmB.1mC.2mD.5m
【分析】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析可知动力臂的长度应等于阻力与阻力力臂的乘积除以动力。
【解答】解:由题意可知,人施加的动力为F1=200N;阻力为F2=1000N;阻力臂长L2=20cm,则由F1L1=F2L2可得:
L1===1m;
故选:B。
9.以下属于省力杠杆的是( )
A.用大竹扫帚扫地B.专门用来剪铁皮的剪刀
C.手握钢笔写字D.用筷子夹菜
【分析】根据杠杆的分类和特点可作出判断:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;
②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;
③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。
【解答】解:A、用大竹扫帚扫地时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不合题意;
B、专门用来剪铁皮的剪刀,在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,符合题意;
C、手握钢笔写字时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不合题意;
D、用筷子夹菜时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不合题意。
故选:B。
10.关于使用杠杆用力,下列说法正确的是( )
A.使用动力臂长的杠杆省力
B.使用动力臂小于阻力臂的杠杆省力
C.使用阻力臂长的杠杆费力
D.使用动力臂小于阻力臂的杠杆费力
【分析】此题考查的是杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;
②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;
③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。
【解答】解:判断杠杆省力还是费力要比较其动力臂和阻力臂的大小关系,单单比较动力臂或阻力臂是不行的。故AC不符合题意;
动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆,费力但省距离,故B不符合题意,D符合题意。
故选:D。
11.下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
A.食品夹B.瓶起子C.撬棍D.钢丝钳
【分析】结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:A、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
B、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C、撬棍在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
D、钢丝钳使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
故选:A。
12.下列物件中不能看成杠杆的是( )
A.筷子B.火钳C.剪刀D.橡皮筋
【分析】在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒叫杠杆,据此分析判断。
【解答】解:
筷子、火钳和剪刀,符合杠杆的定义,并且使用时动力臂小于阻力臂,都属于费力杠杆,但能省距离;
橡皮筋在受到力的作用时,将发生形变,不符合杠杆的定义,不是杠杆。
故选:D。
13.如图所示,O是转动轴(支点),水平拉力的力臂是( )
A.OAB.ACC.ABD.OB
【分析】力臂的画法:过支点作力的作用线的垂线段;
根据力臂的画法确定杠杆上作用力的力臂。
【解答】解:
水平拉力F的力臂的画法:过支点作F作用线的垂线段;因此从图示可以看出支点O到F作用线的垂线段为OA。
故选:A。
14.如图所示,杠杆AOB可以绕O点转动,现在它的B点挂一重物G,为了使它静止,可以在A点施加不同方向的力,图中四个方向的力中,力臂最大的是( )
A.F1B.F2C.F3D.F4
【分析】画出每种情况下的动力臂,比较动力臂的长度,动力臂最长的,动力最小。
【解答】解:分别比较F1、F2、F3、F4的力臂即可,
∵F1的力臂是OA,F2的力臂是OC,F3的力臂是0,F4的力臂是OD,
OA>OD,OA>OC,
∴F1的力臂最大。如下图所示
故选:A。
15.如图,杠杆的支点为O,F为作用在杠杆上的动力,正确表示力F的力臂的是( )
A.B.C.D.
【分析】力臂的概念:力臂是指从支点到力的作用线的距离;据此对照各图分析解答即可。
【解答】解:由图可知,D图中的L是指从支点到力的作用线的距离,ABC图中的L都不是从支点到力的作用线的距离,故正确表示力F的力臂的是D图。
故选:D。
16.如图所示的杠杆正处于水平平衡,若把杠杆的两端各加一个钩码,杠杆将( )
A.仍继续处于水平平衡B.右端上升,左端下降
C.右端下降,左端上升D.无法确定杠杆的运动状态
【分析】原来杠杆平衡,是因为两边的力和力臂的乘积相等,现在各加一个同样的钩码,就要看现在的力和力臂的乘积是否相等,据此分析得出结论。
【解答】解:设一个钩码重为G,左边力臂为L左=4L,右边力臂为L右=2L,
原来:2G×4L=4G×2L,杠杆平衡,
把杠杆的两端各加一个钩码,现在:
左边3G×4L=12GL,右边5G×2L=10GL,
因12GL>10GL,
所以杠杆不再平衡,杠杆左端下降,右端上升。
故选:B。
17.如图所示,轻质杠杆AOB,O为支点,A端挂重物G,用方向不变始终竖直向下的力F在B端将杠杆的OB部分从图示位置缓慢压到水平位置的过程中,力F的大小变化情况是( )
A.逐渐变大B.逐渐变小C.不变D.先变大再变小
【分析】杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,分析将杠杆从OB位置压到水平位置的过程中,阻力、阻力臂、动力臂的变化情况,从而可判断出动力的大小变化。
【解答】解:
轻质杠杆A端受重物的拉力(等于物重G),B端受竖直向下的压力F,
由图知,将杠杆的OB部分从图示位置缓慢压到水平位置的过程中,重力大小不变,重力的力臂LG减小,压力F的方向不变,但压力F的力臂LF变大,根据杠杆平衡条件G•LG=F•LF可知,力F变小。
故选:B。
18.如图所示,一根粗细不均匀的木棒放在地面上,如果用始终垂直于棒,并作用于粗端的力F缓缓把棒抬起,则( )
A.F将越来越大B.F不变
C.F将越来越小D.F先变大,后变小
【分析】要解决此题,需要掌握杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,在抬起的过程中,利用杠杆的平衡条件来分析F大小的变化。
【解答】解:在抬起的过程中,F与杠杆始终垂直,所以动力臂L1不变,由于木棒的位置的变化,导致了阻力F2的阻力臂L2在变小,根据杠杆的平衡条件可得:F=.在公式中由于L2的变小可知F在变小。
故选:C。
19.如图所示,轻质杠杆OA中间有一点B挂着重物G,O为转轴,A用细线系住,细线的另一端系住一滑块M,滑块可沿固定圆弧PQ滑动,A点位于圆弧PQ的圆心。如果保持杠杆在水平位置平衡,当滑块由P点逐渐移到Q点时,绳子对A点的拉力( )
A.逐渐减小B.保持不变
C.逐渐增大D.先减小,后增大
【分析】根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,可知当阻力与阻力臂不变时,动力臂越小,动力越大。
【解答】解:当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中,物体的重以及重力的力臂不变;
滑块由P到M,拉力的力臂增大,由M到Q,拉力的力臂减小;
根据F1×L1=F2×L2,可知拉力先变小后变大。
故选:D。
20.均匀木条AOB,形状如图,已知AO=OB,在O点系一线悬挂起来,使AO段处于水平后放手,放手后( )
A.木条保持静止状态B.木条A端下降
C.木条B端下降D.条件不足,无法判断
【分析】杠杆要平衡需要满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,当两者不相等时,乘积大的一端下沉。
【解答】解:由于钢筋粗细均匀,且AO=OB,因此OA、OB段的重力相同,即GA=GB;
由右图知:GA的力臂LA要大于GB的力臂LB,则有:
GA•LA>GB•LB,因此杠杆沿GA的方向转动,即A端下沉。
故选:B。
21.在处于平衡状态的杠杆上再加一力,杠杆仍处于原平衡状态,则( )
A.这力通过支点B.这力在阻力一侧
C.这力在动力一侧D.题设条件不可能存在
【分析】杠杆平衡时力和力臂的乘积相等,所加的力无论加在哪一边,都会使两边的力和力臂的乘积不相等,使杠杆不再平衡
【解答】解:当所加力通过支点时,力臂为0,不影响杠杆平衡。
若加在左边或右边,都会使两边的力和力臂的乘积不相等,使杠杆不再平衡
故选:A。
22.秤杆上相邻刻度间所对应的质量差是相等的。因此秤杆上的刻度应( )
A.是均匀的
B.从提纽开始向后逐渐变密
C.从提纽开始向后逐渐变疏
D.与秤杆的粗细是否均匀有关,以上三种情况均有可能
【分析】杠杆平衡条件,要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力的大小跟它们的力臂成反比,即:动力×动力臂=阻力×阻力臂,在称量过程中,称量物重的力臂L1不变,秤砣重G砣不变,据此分析回答。
【解答】解:用杆秤称量物体时,称量物重和其力臂的乘积等于秤砣重和其力臂的乘积,即:G物×L1=G砣×L2,
在称量过程中,称量物重的力臂L1不变,秤砣重G砣不变,所以L2=×G物,即秤砣力臂正比于称量物重力,因此刻度是均匀变化的,忽略秤杆质量情况下,刻度与杆秤的形状等无关,故A正确、BCD错。
故选:A。
23.如图所示,一根重1.2N的均质米尺,支点O在尺的中央。两端挂起向下的2N和0.5N的外力时,米尺不能在水平位置保持平衡状态,在此情况下要使米尺在水平位置恢复平衡状态,下列做法中可行的是( )
A.在y点加2.5N向上的作用力
B.在x点处加3.75N向下的作用力
C.将支点从O点移到x点与O点之间某一适当位置处
D.将支点从O点移到x点与米尺左端之间某一适当位置处
【分析】米尺平衡,则支点O两边的力和力臂的乘积相等,所以分别分析四个选项的变化后米尺两端力和力臂的乘积是否相等,若相等,则米尺平衡;若不相等,米尺不再平衡。
【解答】解:∵一根重1.2N的均质米尺,支点O在尺的中央。
∴米尺的重力对米尺的平衡没有影响,
设左边的为动力F1=2N,右边的为阻力F2=0.5N,
∵支点O在米尺的中央,
∴L1=L2=50cm。
A、在y点加2.5N向上的作用力,则F1L1+Fy=2×50+2.5×30=175,F2L2=0.5×50=25,
∴F1L1+Fy>F2L2,则米尺不能平衡;
B、在x点处加3.75N向下的作用力;则F1L1+Fy=2×50+3.75×20=175,F2L2=0.5×50=25,
∴F1L1+Fy>F2L2,则米尺不能平衡;
C和D、若要使米尺只在向下的2N和0.5N的外力作用下,在水平位置恢复平衡状态,设支点O′离左端L′处,则F1L′=F2(L﹣L′),即2N×L′=0.5N×(100m﹣L′),解得:L′=20cm,
∴选项D正确。
故选:D。
24.图中所画的是小李和小华周末在公园玩跷跷板游戏时的情景,当他们两脚都离地时,要跷跷板处于水平平衡,小李应采取合适的方法是( )
A.适当向前移动B.适当向后移动
C.可以不动D.无论怎样都不能平衡
【分析】跷跷板就是杠杆的应用,它是通过改变力的大小或者力臂的长度使杠杆发生转动的;根据杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂判断。
【解答】解:由图可知,翘翘板的左端下沉,根据杠杆的平衡条件可知,F小李L小李>F小华L小华;
要跷跷板处于水平平衡,需要减小F小李L小李的值,可采取的做法是小李适当向前移动(即离支点近些),减小L小李的值。故A正确。
故选:A。
25.在图中,杠杆B端挂一个重物,在A端可加图示的四个力中的一个,要使杠杆平衡,在A端加的最小的力是( )
A.F1B.F2C.F3D.F4
【分析】(1)根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长。
(2)分别画出四个力的力臂,通过比较力臂大小,得出最小的力(力臂最长)。
【解答】解:
由图知,F1通过支点,力臂为0;F3的方向与杠杆垂直,OA为F3的力臂,过支点O分别作出F2、F4的作用线的垂线,得出相应的力臂L2(OD)、L4(OE),在Rt△OAE和Rt△OAD中,OA都是斜边,其长度比OE、OD大,所以在四个力的力臂中,F3的力臂(OA)最长,而阻力(重物重力)、阻力臂L(OC)相同,根据杠杆平衡条件可知F3最小。
故选:C。
二.多选题(共4小题)
26.如图,每个钩码的重力为0.5N,弹簧测力计可以在竖直平面内转动从而改变拉力方向,始终让杠杆在水平位置平衡,则弹簧秤的读数( )
A.等于2NB.大于2NC.小于3ND.都有可能
【分析】(1)杠杆杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2);
(2)弹簧测力计斜向上拉和竖直往上拉,力的方向不同,力臂的大小不同;两次都是在水平位置平衡,因此钩码的拉力和力臂都不改变,根据动力臂的变化结合杠杆杠杆的平衡条件分析出动力大小的变化。
【解答】解:弹簧秤竖直向上拉时,杠杆杠杆的平衡条件F1L1=F2L2;可知此时拉力最小为F1==2N;
用弹簧秤斜向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时动力臂小于竖直向上拉时的力臂,根据杠杆的平衡条件可知,此时的拉力变大,也就是拉力F>2N。
故选:AB。
27.下列生活用具中,使用时属于省力杠杆的是( )
A.筷子B.羊角锤C.动滑轮D.定滑轮
【分析】结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:
A、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力、省距离杠杆;
B、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
C、动滑轮在使用过程中,实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,属于省力杠杆;
D、定滑轮不能省力,只能改变用力方向,属于等臂杠杆。
故选:BC。
28.下列常见机械中,属于省力杠杆的是( )
A.橇棒B.镊子C.手推车D.钓鱼杆
【分析】联系生活经验,要判断杠杆是省力杠杆还是费力杠杆,可依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系,若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆,若动力臂小于阻力臂,则是费力杠杆。
【解答】解:撬棒、手推车在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,符合题意;
镊子、钓鱼竿在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但能省距离,不符合题意;
故选:AC。
29.下面有关杠枰的几种说法,不正确的是( )
A.使用省力的杠杆要移动较大的距离
B.阻力臂较长的杠杆是费力杠杆
C.使用杠杆可以省力,用时又可以移动较小的距离
D.使用较小的力,不可能使物体移动较大的距离
【分析】杠杆包括:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;
②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;
③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。
【解答】解:A、因为省力杠杆省力但费距离,因此使用省力的杠杆要移动较大的距离,故A正确;
B、阻力臂较长,但动力臂可能短、也可能更长,还可能相等,因此该杠杆可能是省力杠杆、费力杠杆以及等臂杠杆,故B错误;
C、使用杠杆省力时,一定费距离,故C错误;
D、使用较小的力,说明杠杆为省力杠杆,省力杠杆费距离,可以使物体移动较大的距离,故D错误。
故选:BCD。
三.填空题(共10小题)
30.一根硬棒,在 力 的作用下,如果能 绕着固定点转动 ,这根硬棒就叫杠杆。力臂是从 支点 到 力的作用线 的距离。
【分析】根据杠杆的概念以及力臂的定义进行分析。
【解答】解:杠杆是指在力的作用下,绕某一固定点转动的硬棒;
力臂是指支点到力的作用线的距离。
故答案为 力;绕着固定点转动;支点;力的作用线。
31.剪刀是日常生活中常用的一种工具,它的种类有各种各样的,但其实都是一对 杠杆 。如图所示的剪刀,你认为剪较硬的物体时,应该使用剪刀 E ;剪纸或布时,应该使用剪刀 AC ;修理树枝时,应该使用剪刀 D 。
【分析】剪刀是生活中一种特殊杠杆,有时省力但费距离,有时省距离但费力。
【解答】解:图中各式各样的剪刀都是杠杆;
要用剪刀剪较硬的物体时,需要省力,因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀,故选E;
剪纸或布时,不用太大的力,因此需要考虑省距离,但费力,故选动力臂小于阻力臂的剪刀AC;
修理树枝时,需要选择省力的剪刀,但不需要费太多力气,因此选择剪刀D来进行修理树枝。
故答案为 杠杆,E,AC,D。
32.杠杆的平衡条件是 动力×动力臂=阻力×阻力臂 ,表达式是 F1L1=F2L2 。如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍,当杠杆平衡时,动力是阻力的 0.2 倍。如果作用在杠杆上的动力是80N,动力臂是40cm,阻力臂是10cm,杠杆平衡时,阻力是 320N 。
【分析】(1)杠杆平衡的条件为动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂;
(2)已知动力臂和阻力臂的关系,根据杠杆平衡的条件可求出动力和阻力的关系。
(3)知道动力大小、动力臂、阻力臂大小,利用杠杆平衡条件求阻力。
【解答】解:(1)杠杆的平衡条件是:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,其表达式为F1L1=F2L2;
(2)由题知,动力臂是阻力臂的5倍,将杠杆平衡的条件变形可得:==5;则==0.2;因此当杠杆平衡时,动力是阻力的0.2倍;
(3)F1L1=F2L2
80N×40cm=F2×10cm
F2=320N。
故答案为:动力×动力臂=阻力×阻力臂;F1L1=F2L2;0.2;320N。
33.如图所示,轻质杠杆长30厘米,在离支点O处15厘米处挂一个60牛重物,在杠杆的另一端B处施加 30 牛竖直向上的力,才能使杠杆平衡。
【分析】根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,分析出杠杆所受的力及对应的力臂代入数据便可求出F的大小。
【解答】解:根据杠杆的平衡条件:
G•OA=F•OB
则F===30N。
故答案为:30。
34.使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了 省力 ,使用费力杠杆的目的是为了 省距离 , 没有 (有/没有)既省力又省距离的杠杆。
【分析】(1)杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
(2)使用机械的主要目的是省力、省距离或改变力的方向,但任何机械都不能省功。
【解答】解:
(1)动力臂比阻力臂长的杠杆是省力杠杆,省力杠杆的特点是省力但费距离;
费力杠杆的特点是费力但能省距离,动力臂小于阻力臂。
(2)省力杠杆能省力但费距离;费力杠杆,费力但能省距离;等臂杠杆,既不省距离也不省力,因此无论使用哪种杠杆,都不能既省力又省距离。
故答案为:省力;省距离;没有。
35.如图所示,用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼。鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了,对钓鱼过程的下列几种解释,错误的有 ②④ 。
①鱼离开水后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重了
②鱼离开水后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了
④鱼离开水后,钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大
④钓鱼竿是一种省力杠杆。
【分析】(1)鱼离开水面,鱼只受重力和拉力作用,钓鱼线对鱼的拉力等于鱼的重力。
(2)鱼在水中时,鱼受到竖直向上的拉力和浮力、竖直向下的重力,钓鱼线对鱼的拉力等于重力和浮力的差。
(3)钓鱼时,双手一前一后握住钓鱼竿,手和钓鱼竿尾部的接触点是支点,前面的手和钓鱼竿接触点是动力点,鱼是杠杆的阻力。画出力臂,比较动力臂和阻力臂,判断是钓鱼竿是省力杠杆还是费力杠杆。
【解答】解:(1)鱼在水中受到竖直向上的浮力和拉力,受到竖直向下的重力,钓鱼竿对鱼的拉力等于鱼的重力和浮力的差。
当鱼离开水面,鱼只受重力和拉力作用,钓鱼线对鱼的拉力等于鱼的重力。所以钓鱼竿对鱼的拉力增大。
鱼在水里和离开水面,鱼的质量不变,鱼的重力不变,但鱼离开水后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重了,故选项①③正确,②错误。
(2)如图,钓鱼竿的尾部是杠杆的支点,前面的手作用在杠杆上的点是动力,鱼对杠杆的作用是杠杆的阻力,作出动力臂和阻力臂,动力臂小于阻力臂,钓鱼竿是费力杠杆。故D错。
故答案为:②④。
36.如图,长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动,平板与水平地面的夹角为30°,在板上站两个小孩。已知20千克的甲小孩位于板的中点,30千克的乙小孩位于板的左端。现两个小孩均以0.1米/秒的速度同时向右慢慢移动, 9 秒时间后平板开始转动。(g=10牛/千克)
【分析】杠杆不转动时平板与地面夹角一定,已知小孩的速度和质量,找到力臂,根据杠杆平衡条件可求时间。
【解答】解:
由题知,平板相当于一个杠杆,杠杆不转动时平板与地面夹角一定,设夹角为θ,甲小孩走时间t后当杠杆恰好转动时,
此时甲、乙走过和距离为s=vt=0.1m/s×t,
乙小孩的力臂L乙=csθ×(×3m﹣0.1m/s×t)=csθ×(1.5m﹣0.1m/s×t),甲小孩的力臂L甲=csθ×0.1m/s×t,
根据杠杆的平衡条件:
m乙gl乙=m甲gl甲,
即:30kg×csθ×(1.5m﹣0.1m/s×t)=20kg×csθ×0.1m/s×t,
解得:t=9s。
故答案为:9。
37.如图所示,在B点悬挂重物G,在C点用弹簧测力计勾住,使杠杆AB在水平方向平衡。若弹簧测力计的示数为3G,则AB:BC= 3:2 。
【分析】由图可知,A为支点,弹簧测力计对杠杆拉力F1的力臂l1为AC;重物G对杠杆的拉力F2的力臂l2为AB。
【解答】解:
杠杆AB在水平方向平衡,根据杠杆平衡条件,得出F1•AC=F2•AB;
又因F1=3G,F2=G,所以AC=AB;而AC+CB=AB,则CB=AB,即AB:BC=3:2。
故答案为:3:2。
38.作用在杠杆上的动力为100N,动力臂与阻力臂之比为6:1,则杠杆平衡时所受的阻力为 600N 。
【分析】掌握杠杆平衡条件F1L1=F2L2,及其变形公式=,将已知条件代入变形公式即可。
【解答】解:由F1L1=F2L2得,
=
则=
解得,F2=600N
故答案为:600N。
39.如图所示,一名同学在做俯卧撑。若把人的躯干看作一个杠杆,这是一个 省力 (省力/费力/等臂)杠杆,该杠杆的支点是 B (填图中字母).若人的重力为450N,为了撑起身体,手臂需要的推力至少为 300N 。
【分析】(1)找到动力臂、动力、阻力臂、阻力,根据杠杆平衡条件判断杠杆的类型。
(2)根据杠杆平衡条件求出地面对双手的支持力。
【解答】解:(1)做俯卧撑时,胳膊用的力是动力,人的重力是阻力;以B为支点,从B到人的重力作用线的距离AB为阻力臂,从B到胳膊对身体支持力作用线的距离BC是动力臂,由图可知阻力臂小于动力臂,所以是省力杠杆;
(2)人的身体相当于杠杆,脚是支点,人的重力是阻力,重心的位置在中点的右边,一般是AB=BC,地面对双手的支持力是动力,根据杠杆平衡条件得:
G×AB=F×BC,
450N×BCm=F×BC,
∴F=300N。
故答案为:省力;B;300N。
四.作图题(共4小题)
40.作出下列各图的力臂
【分析】从支点到力的作用线的距离是力臂,从支点作力的作用线的垂线段即可作出力的力臂。
【解答】解:
(1)从支点O分别作动力F1和阻力F2作用线的垂线段,即为动力臂L1和阻力臂L2;
(2)先确定支点、动力和阻力,而后作出支点到动力F1作用线距离即为动力臂,然后从支点O开始,向阻力F2作用线做垂线段,即为阻力臂L2;
(3)定支点、动力和阻力,而后作出支点到动力F1作用线距离即为动力臂,然后从支点O开始,向阻力F2作用线做垂线段,即为阻力臂L2;如图所示:
41.在图中,杠杆均处在平衡状态,请根据已知的力画出力臂或根据已知的力臂画出力。
【分析】(1)力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,据此画出力臂的垂线,即分别过O点作动力或阻力作用线的垂线段即可。
(2)力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,据此画出力臂的垂线,与杠杆的交点为力的作用点,据此画出阻力示意图。
【解答】解:
(1)过O点作F1作用线的垂线段即为F1的力臂L1,过O点作F2作用线的垂线段即为F2的力臂L2.如图所示:
;
(2)第三幅图:过O点作F2作用线的垂线段,即为F2的力臂L2;过力臂L1的右端作L1的垂线,与杠杆的交点为力F1的作用点,方向斜向下方;
第四幅图:过O点作F1作用线的垂线段,即为F1的力臂L1;过力臂L2的上端作L2的垂线,与杠杆的交点为力F2的作用点,方向向左。如图所示:
。
42.如图所示,现要在杠杆的另一端B端画一个最长力臂的力使杠杆保持平衡,
请画出这个力。
【分析】由杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,知阻力×阻力臂是定值时,当力臂最大时,即力臂为OB时,力是最小的。
【解答】解:由图知:重力的反向竖直向下,现要在杠杆的另一端B端施加一个最小的力使杠杆保持平衡,则力的方向为斜向下,OB做动力臂(即动力臂最长力最小),如图:
43.(1)如图1示弯曲杠杆,O是支点,在B处挂一重物G,在A点施加一作用力,使杠杆平衡,画出这个最小的力,并画出该力的力臂。
(2)要把一球滚上台阶,请画出图2作用在球上的最小力和其力臂。
【分析】要想得到最小的力,应使杠杆的力臂最长。根据这一思路,先确定杠杆的支点与动力的作用点,连接两点可得到了长的力臂,再过动力的作用点画出最小的动力。
【解答】解:(1)杠杆的支点为O,动力的作用点为A,连接OA,得到最长的力臂,过A点沿力的方向画垂线,力F就是最小的动力。如图所示:
(2)由杠杆的平衡条件可知,在阻力乘阻力臂不变时,动力臂越长所用的动力越小;
如图,支点为O,过支点O做直径OA,过A做OA的垂线,可得动力的作用线,按这个方向用力,动力臂最长,最省力,如图所示:
五.实验探究题(共2小题)
44.探究杠杆的平衡条件,
(1)安装好杠杆,发现杠杆右端下沉,应把杠杆右端的平衡螺母向 左 调节,使杠杆在水平位置平衡,此时杠杆自身重力的力臂为 零 。
(2)小红在杠杆的一侧挂钩码,在杠杆的另一侧某一位置用弹簧测力计沿方向拉住杠杆,使其在水平位置平衡,以便直接从杠杆上读出力臂。
(3)下表是小红实验得到的数据,据此分析可以发现这次实验不妥之处
实验次数较少 、 动力臂是阻力臂的两倍,实验数据不具普遍性 (写两点)。
(4)小华实验时认为只要满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”,杠杆就能平衡。
①你认为这个结论是 错误 (正确/错误)的。
②如何用如图的装置来验证你的观点?
答: 为得出普遍结论,应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离,多做几次实验,得出实验结论,故正确的实验操作应该是:保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,用弹簧测力计斜向下拉 。
【分析】(1)在调节杠杆平衡时,应将平衡螺母向上翘的一端移动;重心通过支点,则力臂为零;
(3)要得到普遍性的规律,实验中应多次改变力臂和力,多测几组数据进行分析;
(4)杠杆的平衡条件是:F1L1=F2L2;力臂是指支点到力的作用线的距离;为得出普遍结论,用弹簧测力计拉杠杆,使力与杠杆不垂直,多做几次实验,得出实验结论。
【解答】解:(1)由题意知,杠杆的右端下沉,则应使平衡螺母向左调节;
杠杆在水平位置平衡,重心在杠杆的重点,重力作用线恰好通过支点,所以重力的力臂为零;
(3)由表格中数据知,只做了3次实验,实验次数较少;且动力臂始终为阻力臂的2倍,实验数据不具普遍性;
(4)①他的结论错误;
杠杆在水平位置平衡,并且动力和阻力垂直作用在杠杆上,此时动力臂和阻力臂都在杠杆上,“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”成立;当动力和阻力不垂直作用在杠杆上,动力臂和阻力臂小于支点和作用点之间的距离,“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”不成立。
②验证:为得出普遍结论,应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离,多做几次实验,得出实验结论,故正确的实验操作应该是:保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,用弹簧测力计斜向下拉。
故答案为:(1)左;零;(3)实验次数少;动力臂是阻力臂的两倍,实验数据不具普遍性;(4)①错误;②为得出普遍结论,应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离,多做几次实验,得出实验结论,故正确的实验操作应该是:保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,用弹簧测力计斜向下拉。
45.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在 水平 位置平衡,这样做是为了 消除杠杆自重给实验带来的影响;如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向 左 调节,或将左端的平衡螺母向 左 调节;挂上钩码后再使杠杆在水平位置平衡,目的是 便于测量力臂 。
如图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长5cm,部分实验数据已记录在表中。
(1)将表格中的实验数据补充完整。
(2)小明的第3次实验存在错误,其错误是 L1读错了 。
(3)实验中多次测量的目的是 避免偶然性,便于寻找普遍规律 。
【分析】杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响。调节杠杆两端的平衡螺母,使螺母向偏高的一端移动,使杠杆在水平位置平衡;
(1)根据图示或杠杆平衡条件得出阻力或阻力臂;
(2)杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆时,力臂才在杠杆上;由图可知,第3次实验时拉力的方向没有竖直向下,导致力臂不能从杠杆上正确读出。
(3)进行多次测量有的是为了求平均值,使测得的数据更准确,有的是为了寻找普遍规律,探究杠杆平衡的条件就是为了寻找普遍规律。
【解答】解:
在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响;
如果发现杠杆左端偏高,即杠杆右端偏低,说明杠杆的重心在支点右侧,则可将两端的平衡螺母向左调节,使杠杆的重心左移;
挂上钩码后再调节钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,此时钩码的拉力垂直于杠杆向下,力臂在杠杆上,目的是便于测量力臂。
(1)由左图可知,第1次实验的阻力臂L2=3×5cm=15cm;
由第二幅图可知,第2次实验的阻力F2=4×0.5N=2N(也可由杠杆平衡条件得出);
(2)第3次实验时,拉力F1未与杠杆垂直,所以动力臂不在杠杆上,图中L1的测量错误;
(3)本实验中进行多次测量的目的是:避免实验结论的偶然性,便于寻找普遍规律。
故答案为:水平;左;左;便于测量力臂;
(1)补充数据如下:
(2)L1读错了;(3)避免偶然性,便于寻找普遍规律。
六.计算题(共2小题)
46.如图所示,秤砣的质量为100g,秤杆的质量忽略不计,秤杆水平静止时,OA=5cm,OB=25cm.则被测物的质量为多大?
【分析】知道秤砣的质量和两边力臂的大小,利用重力公式和杠杆的平衡条件求被测物的质量。
【解答】解:如图,因为杠杆平衡,
根据杠杆的平衡条件有,G1LOA=G2LOB,
即:m1gLOA=m2gLOB,
所以m1===500g=0.5kg。
答:被测物的质量为0.5kg。
47.1m长的杠杆,左右端分别挂80N和20N的物体,要使杠杆平衡,则支点应离左端多少米。
【分析】两物体竖直向下,故力臂为支点到悬点的距离,因杠杆为水平平衡则两力臂之和为杆长,由力矩平衡可得支点的距离;两端增加物体后应仍能保持力矩平衡,解出支点的位置即可求解。
【解答】解:设支点离左端为L,则左端力臂为L,右端力臂为(1﹣L),
由力矩平衡得:G1L=G2(1﹣L)
80N×L=20N×(1m﹣L)
解得:L=0.2m;
答:要使杠杆平衡,则支点应离左端0.2米。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.5
10
3.0
5
2
1.0
20
2.0
10
3
1.0
30
2.0
15
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
1
2
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20
10
3
1
20
1.5
10
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.5
10
3.0
5
2
1.0
20
2.0
10
3
1.0
30
2.0
15
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
1
15
2
1
20
2
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3
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实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
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1
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2
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2
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3
1
20
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