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(決勝中考)中考物理 分類解讀與強化訓(xùn)練 專題六 動態(tài)杠桿分析(含解析) 新人教版

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1、 專題六 動態(tài)杠桿分析 杠桿問題是我們生活實踐中常見問題,廣泛應(yīng)用于各種機器、機械,在生活中應(yīng)用也很廣泛。初中物理關(guān)于杠桿的動態(tài)變化問題是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點,也是中考試題中的難點和重點并在中考中占有一定比例。 動態(tài)杠桿分析主要涉及以下三個方面:最小力問題、力與力臂變化問題、再平衡問題。 動態(tài)杠桿分析離不開杠桿的平衡條件:,即動力×動力臂=阻力×阻力臂。 提升重物時,公式為:,動力為:。 一、最小力問題 此類問題中“阻力×阻力臂”為一定值,要使動力最小,根據(jù)杠桿平衡條件,必須使動力臂最大。要使動力臂最大需要做到:在杠桿上找一點(動力作用點),使這點到支點的距離最遠;動力方向應(yīng)

2、該是過該點且與該連線垂直的方向,如圖(1)所示,最小力應(yīng)該是F3。 圖(1) 二、力與力臂的變化問題 此問題是在力與力臂變化時,如何利用杠桿平衡條件和控制變量法,分析變量之間的關(guān)系。如圖(2)所示,在探究杠桿平衡條件實驗時,當(dāng)拉緊的彈簧測力計向左轉(zhuǎn)動時,拉力的變化情況是會逐漸減小。 三、再平衡問題 杠桿再平衡的問題,實際上就是判斷杠桿在發(fā)生變化前后,力和力臂的乘積是否相等,乘積大的一端下降,乘積小的一端上升。 圖(2) 圖(3) 如圖(3)所示,杠桿處于平衡狀態(tài),如果將物體A和B同時向靠近支點的方向移動相同的距離,杠桿將失去平衡,右端下沉。 一、杠桿 1.什

3、么是杠桿:在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒,這根硬棒就叫杠桿。 (1)“硬棒”泛指有一定長度的,在外力作用下不變形的物體。 (2)杠桿可以是直的,也可以是任何形狀的。如圖(4)所示。 2.杠桿的七要素(如圖(5)所示) 圖(4)杠桿 圖(5)杠桿的七要素 (1)支點:杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點,用字母“O”表示。它可能在棒的某一端,也可能在棒的中間,在杠桿轉(zhuǎn)動時,支點是相對固定; (2)動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫動力,用“F1”表示; (3)阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫阻力,用“F2”表示; (4)動力作用點:動力在杠桿上的作用點; (5)阻力作用點:阻力在杠桿上的作用點;

4、(6)動力臂:從支點到動力作用線的垂直距離,用“”表示; (7)阻力臂:從支點到阻力作用線的垂直距離,用“”表示。 注意:無論動力還是阻力,都是作用在杠桿上的力,但這兩個力的作用效果正好相反。一般情況下,把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動的力叫做動力,而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動的力叫阻力。 力臂是點到線的距離,而不是支點到力的作用點的距離。力的作用線通過支點的,其力臂為零,對杠桿的轉(zhuǎn)動不起作用。 3.杠桿示意圖的畫法(如圖(6)所示):(1)根據(jù)題意先確定支點O; (2)確定動力和阻力并用虛線將其作用線延長; 甲 乙 丙 圖(6)杠桿的示意圖 (3)從

5、支點向力的作用線畫垂線,并用l1和l2分別表示動力臂和阻力臂; 第一步:先確定支點,即杠桿繞著某點轉(zhuǎn)動,用字母“O”表示。 第二步:確定動力和阻力。人的愿望是將石頭翹起,則人應(yīng)向下用力,畫出此力即為動力用“F1”表示。這個力F1作用效果是使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動。而阻力的作用效果恰好與動力作用效果相反,在阻力的作用下杠桿應(yīng)朝著順時針方向轉(zhuǎn)動,則阻力是石頭施加給杠桿的,方向向下,用“F2”表示如圖乙所示。 第三步:畫出動力臂和阻力臂,將力的作用線正向或反向延長,由支點向力的作用線作垂線,并標明相應(yīng)的“l(fā)1”“l(fā)2”, “l(fā)1”“l(fā)2”分別表示動力臂和阻力臂,如圖丙所示。 4.杠桿的平衡條件 (

6、1)杠桿的平衡:當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止時,我們就說杠桿平衡了。 (2)杠桿的平衡條件實驗 圖(7) 圖(8) 1)首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡。如圖(8)所示,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時,這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實物大小了,而圖(7)杠桿在傾斜位置平衡,讀力臂的數(shù)值就沒有圖(8)方便。由此,只有杠桿在水平位置平衡時,我們才能夠直接從杠桿上讀出動力臂和阻力臂的大小,因此本實驗要求杠桿在水平位置平衡。 2)在實驗過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因為實驗過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母,就會破壞原有的平衡。 (3)杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂,或F1l1

7、=F2l2。 5.杠桿的應(yīng)用 (1)省力杠桿:動力臂l1>阻力臂l2,則平衡時F1<F2,這種杠桿使用時可省力(即用較小的動力就可以克服較大的阻力),但卻費了距離(即動力作用點移動的距離大于阻力作用點移動的距離,并且比不使用杠桿,力直接作用在物體上移動的距離大)。 (2)費力杠桿:動力臂l1<阻力臂l2,則平衡時F1>F2,這種杠桿叫做費力杠桿。使用費力杠桿時雖然費了力(動力大于阻力),但卻省距離(可使動力作用點比阻力作用點少移動距離)。 (3)等臂杠桿:動力臂l1=阻力臂l2,則平衡時F1=F2,這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力,也不費力,即不省距離也不費距離。 既省力又

8、省距離的杠桿時不存在的。 一、最小力問題 【典例1】(2018·東營)如圖所示,杠桿AOB能繞O點轉(zhuǎn)動。在A點掛一重物G,為使杠桿保持平衡且用力最小,在B點施加一個力,這個力應(yīng)該是圖中的_________。 【解析】在B點施力F,阻力的方向向下,為使杠桿平衡,動力的方向應(yīng)向下,F(xiàn)4方向向上,不符合要求; 當(dāng)F的方向與杠桿垂直時動力臂最大,此時最省力,即F2的方向與OB垂直,故F2最小。 故答案為:F2。 二、力與力臂變化問題 【典例2】(2018?玉林)如圖所示,長為40cm、重為10N的勻質(zhì)杠桿可繞著O點轉(zhuǎn)動,作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F,將杠桿緩慢地由與水平方

9、向夾角為30°的位置拉至水平位置(忽略摩擦阻力),在這個過程中,力F的大小將  ?。ㄟx填“增大”、“不變”或“減小”),力F所做的功為   J。 【解析】(1)根據(jù)杠桿平衡條件來做出分析;(2)根據(jù)h=Lsin30°求出物體重心上升的高度,再根據(jù)W=Gh求出克服重力做的功,即為拉力做的功。 【解答】(1)在杠桿緩慢地由與水平方向夾角為30°的位置拉至水平位置的過程中,動力臂L的長度沒有變化,阻力G的大小沒有變化,而阻力臂L卻逐漸增大; 由杠桿的平衡條件知:F?L=G?L′,當(dāng)L、G不變時,L′越大,那么F越大,因此拉力F在這個過程中逐漸增大; (2)物體重心上升的高度h=Lsin3

10、0°=×40cm×=10cm=0.1m, 拉力做的功W=Gh=10N×0.1m=1J。 故答案為:增大;1。 三、再平衡問題 【典例3】(2018·濰坊)如圖所示,杠桿處于平衡狀態(tài)。如果杠桿兩側(cè)的鉤碼各減少一個,杠桿將(  )。 A.左端下降 B.右端下降 C.仍然平衡 D.無法判斷 【解析】圖中杠桿處于平衡狀態(tài),設(shè)一個鉤碼的重為G,杠桿上一格的長度為L,根據(jù)杠桿平衡條件可得:2G×3L=3G×2L;如果杠桿兩側(cè)的鉤碼各減少一個,則:左邊力與力臂的乘積:1G×3L,右邊力與力臂的乘積:2G×2L,由于此時右邊力與力臂的乘積較大,所以右端下降。故選B。 一、

11、最小力問題 1.(2018·龍東)如圖所示的簡單機械中一定費力的是( ?。?。 A.起瓶器 B.撬棒 C.羊角錘 D.釣魚竿 【解析】A、起瓶器在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故A錯誤; B.撬棒在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故B錯誤; C、羊角錘在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故C錯誤; D、釣魚竿在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故D正確。 故選D。 2. (2018·海南)如圖所示,下列工具在使用中屬于省力杠桿的是( )。 【解析】A、筷子使用時,動力臂小于阻

12、力臂是費力杠桿,故A不符合題意; B、釣魚竿使用時,動力臂小于阻力臂是費力杠桿,故B不符合題意; C、鋼絲鉗翦斷鋼絲時,動力臂大于阻力臂是省力杠桿,故C符合題意; D、食品夾使用時,動力臂小于阻力臂是費力杠桿,故D不符合題意; 故選C。 3.(2018·齊齊哈爾)如圖所示的用具,在正常使用的過程中,屬于費力杠桿的是(?。? A. B. C. D. 【解析】杠桿的分類主要包括以下幾種:①省力杠桿,動力臂大于阻力臂;②費力杠桿,動力臂小于阻力臂;③等臂杠桿,動力臂等于阻力臂。 A、圖示剪刀,在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿; B、鋼絲鉗在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是

13、省力杠桿; C、圖示剪刀,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿; D、獨輪車在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿。 故選:C。 4.(2018·貴陽)人們應(yīng)用不同的簡單機械來輔助工作,正常使用下列簡單機械時說法正確的是( ?。?。 A.筷子可以省距離 B.所有剪刀都一定省力 C.定滑輪可以省力 D.撬棒越短一定越省力 【解析】A、用筷子夾菜時,動力臂小于阻力臂,所以是一個費力杠桿,費力但省距離,故A正確; B、剪鐵皮用的剪刀,在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿; 理發(fā)用的剪刀,在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿; 所以,剪刀有省力的,也有費力的,故B錯誤; C

14、、定滑輪在使用過程中,動力臂等于阻力臂,是等臂杠桿,不省力,故C錯誤; D、撬棒在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;在其它條件不變時,省力的多少取決于動力臂的長短,撬棒越短動力臂越小,越費力,故D錯誤。 故選A。 5.(2018?湖州)一根均勻的長方體細長直棒重1.5牛,下底面積為20厘米2,將它放在水平桌面上,并有的長度露出桌面外,如圖所示。在棒的右端至少應(yīng)施加   牛的豎直向下的力,才能讓它的左端離開桌面。 【解析】確定支點,壓力為動力,棒的重力為阻力,根據(jù)杠桿的平衡條件進行分析,且要使力最小,需使動力臂最長。 【解答】在棒的右端施加力,使左端抬起,此時直棒相當(dāng)于杠桿

15、,支點在桌邊,根據(jù)杠桿的平衡條件,要使動力最小,應(yīng)該使動力臂最長,所以應(yīng)在最右端施加一個豎直向下的力,如圖所示: 設(shè)直棒的長為L,由題知L1=L,重力的力臂L2=﹣=L, 根據(jù)杠桿的平衡條件可得:F?L1=G?L2, 即:F×L=1.5N×L,解得:F=1.5N。 故答案為:1.5。 6.(2018?瀘州)瀘州市為了鞏固創(chuàng)文成果下發(fā)了宜傳手冊“綠色低碳生活,從垃圾分類開始”。如圖是一種輪式垃圾桶,拖動時它相當(dāng)于一個  杠桿(選填“省力”或“費力”);垃圾桶底部的小輪子是為了   摩擦力(選填“增大”或“減小”);若拖動時垃圾桶總重為150N,且動力臂為阻力臂的2倍,則保持

16、垃圾桶平衡的拉力F為   N。 【解析】(1)由示意圖分析動力和阻力,然后看動力臂和阻力臂的大小,確定杠桿種類;(2)用滾動代替滑動可以減小摩擦;(3)根據(jù)杠桿的平衡條件進行計算求出豎直向上的力。 【解答】(1)圖示的垃圾桶,因為是動力臂大于阻力臂的杠桿,所以是一個省力杠桿; (2)垃圾桶底部安裝小輪子,采用變滑動為滾動的方式減小了摩擦力; (3)已知垃圾桶總重G=150N,動力臂L1=2L2, 根據(jù)杠桿平衡條件:FL1=GL2可得, 保持垃圾桶平衡的拉力為:F===75N。 故答案為:省力;減小;75。 7.(2018·德陽)如圖OAB輕質(zhì)杠桿,O為支點,請在圖中B點處

17、畫出能使杠桿保持平衡的最小力F的示意圖。 【解析】(1)根據(jù)杠桿平衡的條件可知,在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下,要使所用的動力最小,必須使動力臂最長;(2)在通常情況下,連接杠桿支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長,依此為動力臂,最省力。 【解答】(1)由O點到桿頂端的距離是最長的力臂,所以動力應(yīng)作用在杠桿的頂端B處; (2)根據(jù)杠桿平衡的條件,要使杠桿平衡,動力方向垂直于桿向上,據(jù)此可畫出最小的動力,如圖所示: 8.(2018·安徽)圖a所示為前臂平伸用手掌拖住鉛球時的情形。我們可將圖a簡化成如圖b所示的杠桿。不計自重。若鉛球質(zhì)量m=3kg,OA=0.03m,OB=0.

18、30m,求此時肱二頭肌對前臂產(chǎn)生的拉力F1大小(g取10N/kg)。 【解析】肱二頭肌對前臂產(chǎn)生的拉力F1為動力,3kg鉛球的重力即為阻力F2,利用杠桿的平衡條件求肱二頭肌的收縮力。 解答:由圖可知,支點是O點,肱二頭肌對前臂產(chǎn)生的拉力F1為動力,3kg鉛球的重力即為阻力F2,則阻力:,由圖知,L1=OA=0.03m,L2=OB=0.30m,根據(jù)杠桿的平衡條件:,即:,解得F1=300N。 答:肱二頭肌對前臂產(chǎn)生的拉力F1為300N。 9.(2018·福建A)《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理,如圖中“標”“本”表示力臂,“權(quán)”“重”表示力,以下說法符合杠桿平衡原理的是( )。

19、 A.“權(quán)”小于“重”時,A端一定上揚; B.“權(quán)”小于“重”時,“標”一定小于“本”; C.增大“重”時,應(yīng)把“權(quán)”向A端移; D.增大“重”時,應(yīng)更換更小的“權(quán)” 【解析】A.根據(jù)杠桿平衡條件,“權(quán)”小于“重”時,因為不知道“標”和“本”的大小關(guān)系,無法確定“權(quán)”和“標”的乘積與“重”和“本”乘積的大小的關(guān)系,故A錯誤。 B.根據(jù)杠桿平衡條件,“權(quán)”小于“重”時,“標”一定大于“本”,故B錯誤。 C.根據(jù)杠桿平衡條件,“本”不變,增大“重”時,因為“權(quán)”不變,“標”會變大,即應(yīng)把“權(quán)”向A端移,故C正確。 D.使用桿秤時,同一桿秤“權(quán)”不變,“重”可變,不同的“重”對應(yīng)不同

20、的“標”。若更換更小的“權(quán)”,“標”也會變得更大,不符合秤的原理,故D錯誤。 答案為C。 10.(2018·眉山)如圖所示,輕質(zhì)杠桿OA能繞O點轉(zhuǎn)動,請在杠桿中的A端畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖(要求保留作圖痕跡)。  【解析】此題是求杠桿最小力的問題,已知點O是動力作用點,那么只需找出最長動力臂即可,可根據(jù)這個思路進行求解。 【解答】O為支點,所以力作用在杠桿的最右端A點,并且力臂是OA時,力臂最長,此時的力最小。確定出力臂然后做力臂的垂線即為力F.如圖所示: 11.(2018·綿陽)如圖所示,兩個等高的托盤秤甲、乙放在同一水平地面上,質(zhì)量分布不均勻的木條AB

21、重24N,A、B是木條兩端,O、C是木條上的兩個點,AO=B0,AC=OC.A端放在托盤秤甲上,B端放在托盤秤乙上,托盤秤甲的示數(shù)是6N.現(xiàn)移動托盤秤甲,讓C點放在托盤秤甲上。此時托盤秤乙的示數(shù)是(  )。 A.8N B.12N C.16N D.18N 【解析】A端放在托盤秤甲上,以B點支點,根據(jù)杠桿平衡條件先表示出木條重心D到B的距離,當(dāng)C點放在托盤秤甲上C為支點,再根據(jù)杠桿平衡條件計算托盤秤乙的示數(shù)。 【解答】設(shè)木條重心在D點,當(dāng)A端放在托盤秤甲上,B端放在托盤秤乙上時,以B端為支點, 托盤秤甲的示數(shù)是6N,根據(jù)力的作用是相互的,所以托盤秤對木條A端的支持力為6

22、N,如圖所示: 由杠桿平衡條件有:FA×AB=G×BD,即:6N×AB=24N×BD, 所以:AB=4BD,BD=AB, 當(dāng)C點放在托盤秤甲上時,仍以C為支點,此時托盤秤乙對木條B處的支持力為FB, 因為AO=BO,AC=OC,所以CO=OD=BD,BC=3BD,CD=2BD 由杠桿平衡條件有:FB×BC=G×CD,即:FB×3BD=24N×2BD, 所以:FB=16N,則托盤秤乙的示數(shù)為16N。 故選C。 12. (2018·天津)利用圖甲中的撬棒撬石塊時,撬棒相當(dāng)于______(選填“省力”或“費力”)杠桿;利用圖乙中的滑輪組勻速提升900N的重物時,若忽略滑輪自重

23、、繩重及摩擦,人對繩的最小拉力為______N。 【解析】(1)結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗,判斷杠桿在使用過程中,動力臂和阻力臂的大小關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。 (2)由乙圖可知繩子的有效股數(shù),根據(jù)F=G物求出拉力的大小。 【解答】(1)用撬棒撬石頭時,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿; (2)由乙圖可知繩子的有效股數(shù)n=3,拉力F=G物=×900N=300N。 故答案為:省力;300。 13.(2018·齊齊哈爾)如圖所示的杠桿(自重和摩擦不計),O是支點,A處掛一重為50N的物體,為保證杠桿在水平位置平衡,在中點B處沿  (選填“F1”、“F2”或“F3”)方向施加的力

24、最小,為   N。 【解析】本題考查了學(xué)生對杠桿平衡條件的掌握和運用,根據(jù)動力臂最長時最省力找出動力臂是本題的關(guān)鍵。以支點到力的作用點的距離當(dāng)成力臂時是最大的力臂。 解:為使拉力最小,動力臂要最長,拉力F的方向應(yīng)該垂直杠桿向上,即豎直向上(F2),動力臂為OB最長,杠桿在水平位置平衡,根據(jù)杠桿的平衡條件: F2×OB=G×OA,由于OA是OB的二倍,所以:F=2G=100N。 故答案為:F2;100。 14.(2018·昆明)如圖所示,輕質(zhì)杠桿 OA 可繞 O 點無摩擦轉(zhuǎn)動,A 點處掛一個重為 20N 的物體,B 點處加一個豎直向上的力 F,杠桿在水平位置平衡,且 OB:AB=2

25、:1。則 F= N,它是 杠桿。 【考點】杠桿的平衡條件;杠桿的分類。 【解析】已知物體G的重力,再根據(jù)杠桿平衡的條件F?OB=G?OA可直接求F的大小,根據(jù)拉力F和G的大小判斷杠桿的種類。 【解答】因為OB:AB=2:1, 所以O(shè)B:OA=OB:(OB+AB)=2:(2+1)=2:3, 由杠桿平衡的條件F得:F?OB=G?OA可得:F===30N; 因為F>G,所以此杠桿為費力杠桿。 故答案為:30;費力。 15.(2018·連云港)如圖所示,O為杠桿的支點,杠桿右端掛有重為G的物體,杠桿在力F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1使杠桿仍在水平位

26、置保持平衡,下列關(guān)系中正確的是( ?。? A.F1<F2 B.F1>F2 C.F2<G D.F1=G 【解析】由題知,O為支點,當(dāng)阻力、阻力臂不變時,由杠桿的平衡條件知:動力和動力臂的乘積一定,當(dāng)動力臂較大時,動力將較小;動力臂較小時,動力將較大。因此先判斷出F1、F2的力臂大小,即可判斷出兩力的大小關(guān)系從而比較出F1、F2與G的關(guān)系。 AB、設(shè)動力臂為L2,杠桿長為L(即阻力臂為L);由圖可知,F(xiàn)2與杠桿垂直,因此其力臂為最長的動力臂,由杠桿平衡條件可知F2為最小的動力,則F1>F2,故A錯誤,B正確;CD、用力F2使杠桿在水平位置保持平衡時,由杠桿平衡條件可得:F2?L2=

27、G?L,由圖知L2<L,所以F2>G;故C錯誤;因為F1>F2,F(xiàn)2>G,所以F1>F2>G,故D錯誤。故選:B。 【答案】B。 二、力與力臂變化問題 1.(2018·聊城)人體中的許多部位都具有杠桿的功能。如圖是人用手托住物體時手臂的示意圖,當(dāng)人手托5kg的物體保持平衡時,肱二頭肌收縮對橈骨所施加力的大小一定( )。 A.大于5kg B大于49N ??C小于49N D.等于49N 【解析】首先確定杠桿的支點、動力、阻力及對應(yīng)的動力臂和阻力臂,根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2,并結(jié)合力臂的概念進行分析。 【解答】A、力的單位是N,質(zhì)量的單

28、位是kg,題目是求力的大小,不能用kg左單位,故A錯誤; BCD、由圖知,物體的重力為G=mg=5kg×9.8N/kg=49N; 肱二頭肌的拉力為動力,物體對手的壓力為阻力,支點在肘,如圖所示: 所以動力臂小于阻力臂,根據(jù)杠桿平衡條件:F1L1=F2L2 因為L1<L2,所以F1>F2 即肱二頭肌收縮所承受的力一定大于49N.故B正確,CD錯誤。 故選B。 2.(2018?廣安)如圖,AB是能繞B點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿,在中點C處用繩子懸掛重為100N的物體(不計繩重)在A端施加豎直向上的拉力使杠桿在水平位置平衡,則拉力F=   N。若保持拉力方向始終垂直于杠桿,將A端緩慢向上提升

29、一小段距離,在提升的過程中,拉力F將  ?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”)。 【解析】(1)物體的重力為阻力,杠桿在水平位置保持平衡時,BC為阻力臂,BA為動力臂,根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2求出拉力的大??;(2)利用杠桿平衡條件分析拉力F的大小變化情況。 【解答】杠桿在水平位置保持平衡,由F1l1=F2l2可得,拉力的大?。篎1=G=G=×100N=50N。 若將A端緩慢向上提升一小段距離,則阻力臂l2將變小,阻力G不變,即F2l2變小, 因為拉力方向始終垂直于杠桿,所以動力臂不變,l1始終等于BA,根據(jù)F1l1=F2l2可知F1變小,即拉力F減??; 故答案為:50

30、;減小。 3.(2018·邵陽)某物理實驗小組的同學(xué),利用如下圖所示的裝置,在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件。 (1)如圖甲所示,為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將右端的平衡螺母向   移動。(選填“左”或“右”) (2)實驗中測得的數(shù)據(jù)如下表所示: 測量序號 動力F1/N 動力臂l 1 /cm 阻力F2/N 阻力臂l 2/cm ① 1 20 2 10 ② 2 15 1.5 20 ③ 3 5 1 15 通過探究,由實驗數(shù)據(jù)可以得出杠桿的平衡條件是 。 (3)如圖乙所示,將杠桿兩端同時減去一個鉤碼

31、,杠桿左端會 。(選填“下沉”或“上升”) 【解析】杠桿在水平位置平衡后,支點到力的作用點的距離就是力臂,因此在此實驗中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。(1)杠桿左端下沉,說明杠桿的重心在支點左側(cè),調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移,這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響;杠桿在水平位置平衡時,力的方向與杠桿垂直,力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來。(2)分析表中數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件為:;(3)用杠桿平衡條件可對兩側(cè)的力的力臂的乘積進行分析,最后做出判斷。 解答:(1)如圖甲所示,杠桿左端下沉,說明杠桿的重心在支點左側(cè),應(yīng)將右端的平衡螺母向右移動; (2)分析表

32、中數(shù)據(jù),計算動力乘以動力臂和阻力乘以阻力臂,就可以得出杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂(或)。 (3)設(shè)一個鉤碼的重力G,一格的長度為L,則當(dāng)杠桿兩側(cè)的鉤碼各取下一個后,左邊 右邊;故杠桿不再水平平衡,左側(cè)會下沉; 故答案為:(1)右;(2) (或“動力×動力臂=阻力×阻力臂”);(3)下沉。 4.(2018·吉林)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中: (1) 把質(zhì)量分布均勻的杠桿中點作為支點,其目的是消除 對實驗得影響; (2) 如圖所示,是已經(jīng)平衡的杠桿,若在兩側(cè)的鉤碼下再各增加一個相同的鉤碼,杠桿會失去平衡,那么只需要將 (選填:下列序號),杠桿就會重

33、新平衡;①左側(cè)鉤碼向左移動4個格②右側(cè)鉤碼向左移動2個格③平衡螺母向左適當(dāng)調(diào)節(jié) (3) 小明改用彈簧測力計做實驗,如圖所示,使杠桿在水平位置平衡,則彈簧測力計的示數(shù) 1N (選填:“大于”、“小于”、“等于”)。(每個鉤碼0.5 N ) 【解析】重點研究是杠桿平衡條件的實驗,第二問中將鉤碼重,及移動后的力臂代入杠桿平衡條件,兩邊相等就可以平衡,兩邊不等,不會平衡,第三問中測力計斜著拉杠桿時,力臂減小,所以動力F要增大。 (1)把質(zhì)量分布均勻的杠桿中點作為支點,其目的是消除杠桿自重對實驗得影響,實驗時方便讓杠桿在水平位置平衡; (2)如圖所示,是已經(jīng)平衡的杠桿,若在兩側(cè)的鉤碼

34、下再各增加一個相同的鉤碼,杠桿會失去平衡; 設(shè)杠桿一格長為L,每個鉤碼重為G; ①左側(cè)鉤碼向左移動4個格,可得:,杠桿不平衡; ②右側(cè)鉤碼向左移動2個格,可得:,杠桿平衡; ③實驗過程中不能通過調(diào)節(jié)平衡螺母來調(diào)整平衡,方法是錯誤的; 可見②的方法杠桿會重新平衡,故選②。 (3)小明改用彈簧測力計做實驗,如圖所示,使杠桿在水平位置平衡。 當(dāng)圖中測力計豎直向上拉時,得: 解得:; 如圖中,測力計斜著拉時,力F的力臂會減小,由于阻力和阻力臂不變,則動力臂減小,動力要增大,所以彈簧測力計的示數(shù)大于1N。 【答案】(1)杠桿自重;(2)②;(3)大于。 5.(2018·益陽)如圖所

35、示,輕質(zhì)杠桿在中點處懸掛重物,在杠桿的最右端施加一個豎直向上的力F,杠桿保持平衡,保持力F方向不變,當(dāng)將重物向右移動時,要使杠桿保持平衡,力F將??????;將杠桿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)動,力F將???????(兩空均填“變大”、“變小”、“不變”) 【解析】(1)由題知,杠桿最右端的力F豎直向上(方向不變),當(dāng)重物向右移動時,重物對杠桿拉力的力臂L2變大,F(xiàn)的力臂L1不變(等于杠桿的長),阻力G不變,由杠桿平衡條件FL1=GL2可知,力F將變大; (2)如圖: 重物懸掛在杠桿的中點,水平平衡時,動力臂和阻力臂的關(guān)系:L1=2L2, 保持力F方向不變,杠桿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)動后,由圖根

36、據(jù)相似三角形知識可知,動力臂和阻力臂的關(guān)系:L1′=2L2′, 物重G不變,動力臂與阻力臂的比值不變,由杠桿平衡條件可知,動力F的大小始終等于G,即力F將不變。 故答案為:變大;不變。 6.(2018·達州)如圖所示,光滑帶槽的長木條AB(質(zhì)量不計)可以繞支點O轉(zhuǎn)動,木條的A端用豎直細線連接在地板上,OA=0.6m,OB=0.4m。在木條的B端通過細線懸掛一個長方體木塊C,C的密度為0.8×103kg/m3,B端正下方放一盛滿水的溢水杯?,F(xiàn)將木塊C緩慢浸入溢水杯中,當(dāng)木塊浸入水中一半時,從溢水口處溢出0.5N的水,杠桿處于水平平衡狀態(tài),然后讓質(zhì)量為300g的小球從B點沿槽向A端勻速運動,

37、經(jīng)4s的時間系在A端細繩的拉力恰好等于0,下列結(jié)果不正確的是(忽略細線的重力,g取10N/kg)(  )。 A.木塊受到的浮力為0.5N; B.木塊C受到細線的拉力為0.3N; C.小球剛放在B端時A端受到細線的拉力為2.2N; D.小球的運動速度為0.2m/s 【解析】(1)溢水杯內(nèi)裝滿水,當(dāng)物體放入后,根據(jù)阿基米德原理即可求出物體受到的浮力;(2)根據(jù)F浮=ρ水V排g求排開水的體積;此時木塊浸入體積為木塊體積的一半,可求木塊的體積,又知道木塊的密度,利用密度公式和重力公式求木塊重;根據(jù)FB=G﹣F浮求杠桿B端受到的拉力FB;(3)根據(jù)杠桿平衡條件得出關(guān)系式FA×OA=FB×O

38、B求出小球剛放在B端時A端受到細線的拉力;(4)知道小球的質(zhì)量可求重力,設(shè)小球的運動速度為v,則小球滾動的距離s=vt,可求當(dāng)A端的拉力為0時,小球到O點距離(s﹣OB=vt﹣OB=v×4s﹣0.4m),再根據(jù)杠桿平衡條件得出G球×s′=FB×OB,據(jù)此求小球運動速度。 【解答】(1)溢水杯內(nèi)盛滿水,當(dāng)物體放入后,物體受到的浮力:F浮=G排=0.5N,故A正確; (2)根據(jù)F浮=ρ液gV排可得排開水的體積:V排===5×10﹣5m3; 因為一半浸入水中,所以物體的體積:V物=2V排=2×5×10﹣5m3=1×10﹣4m3; 由G=mg和ρ=可得,物體的重力:G=mg=ρ物?V物g=0.

39、8×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg=0.8N, 則B端木塊C所受的拉力:FB=G﹣F浮=0.8N﹣0.5N=0.3N,故B正確; (3)小球的質(zhì)量為:m球=300g=0.3kg,小球的重:G球=m球g=0.3kg×10N/kg=3N, 小球剛放在B端時,B端受到的力為3N+0.3N=3.3N, 根據(jù)杠桿平衡條件得出關(guān)系式:FA×OA=FB×OB 則A端受到細線的拉力:FA===2.2N,故C正確。 (4)設(shè)小球的運動速度為v,則小球滾動的距離s=vt, 當(dāng)A端的拉力為0時,杠桿再次平衡,此時小球到O點距離:s′=s﹣OB=vt﹣OB=v×4s﹣0.4m, 根據(jù)

40、杠桿平衡條件可知:G球×s′=FB×OB, 即:3N×(v×4s﹣0.4m)=0.3N×0.4m,解得:v=0.11m/s。故D錯誤。 故選D。 7.(2018?淄博)骨胳、肌肉和關(guān)節(jié)構(gòu)成了人體的運動系統(tǒng),最基本的運動都是肌肉牽引骨胳繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的,其模型就是杠桿。如圖所示是踮腳時的示意圖,人體的重力為阻力,小腿肌肉施加的拉力為動力。重600N的小明在lmin內(nèi)完成50個雙腳同時踮起動作,每次踮腳過程中腳跟離開地面的高度是9cm。求: (1)小腿肌肉對每只腳的拉力; (2)小明踮腳過程中克服重力做功的功率。 【解析】(1)根據(jù)杠桿的平衡條件分析解答小腿肌肉對每只腳的拉力;(2

41、)小明踮腳過程中克服重力做功等于小腿肌肉對腳的拉力做的功,根據(jù)P=算出小明踮腳過程中克服重力做功的功率。 【解答】(1)由圖知,動力F的力臂L1=8cm+4cm=12cm=0.12m;重力的力臂L2=8cm=0.08m; 根據(jù)杠桿的平衡條件可得:FL1=GL2, 則小腿肌肉對每只腳的拉力:F===400N; (2)小腿肌肉對腳的拉力做的功:W拉力=Fh=400N×0.09m=36J; 小明踮腳過程中克服重力做功等于小腿肌肉對腳的拉力做的功,等于36J; 小明在lmin內(nèi)完成50個雙腳同時踮起動作, 則小明踮腳過程中克服重力做功的功率:P===30W。 答:(1)小腿肌肉對每只腳

42、的拉力為400N;(2)小明踮腳過程中克服重力做功的功率為30W。 8.(2018·濱州)小明在“研究杠桿平衡條件”的實驗中所用的實驗器材有,刻度均勻的杠桿,支架,彈簧測力計,刻度尺,細線和質(zhì)量相同的0.5N重的鉤碼若干個。 (1)如圖A所示,實驗前,杠桿左側(cè)下沉,則應(yīng)將左端的平衡螺母向   (選填“左”或”右”)調(diào)節(jié),直到杠桿在   位置平衡,目的是便于測量   ,支點在杠桿的中點是為了消除杠桿   對平衡的影響。 (2)小明同學(xué)所在實驗小組完成某次操作后,實驗象如圖B所示,他們記錄的數(shù)據(jù)為動力F1=1.5N,動力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,則阻力臂L2=

43、   m。 (3)甲同學(xué)測出了一組數(shù)據(jù)后就得出了”動力×動力臂=阻力×阻力臂”的結(jié)論,乙同學(xué)認為他的做法不合理,理由是   。 (4)丙同學(xué)通過對數(shù)據(jù)分析后得出的結(jié)論是:動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離,與小組同學(xué)交流后,乙同學(xué)為了證明丙同學(xué)的結(jié)論是錯誤的,他做了如圖C的實驗,此實驗  ?。ㄟx填“能”或”不能”)說明該結(jié)論是錯誤的,圖C實驗中,已知杠桿上每個小格長度為5cm,每個鉤碼重0.5N,當(dāng)彈簧測力計在A點斜向上拉(與水平方向成30°角)杠桿,使杠桿在水平位置

44、平衡時,動力×動力臂  ?。ㄟx填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂”。 【解析】(1)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,杠桿右端偏高,左端的平衡螺母應(yīng)向上翹的右端移動,使杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便于測量力臂大小,同時消除杠桿自重對杠桿平衡的影響; (2)杠桿平衡條件為:F1L1=F2L2。由杠桿平衡條件得:1.5N×0.1m=1N×L2,得:L2=0.15m; (3)只有一次實驗得出杠桿平衡的條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂。這種結(jié)論很具有偶然性,不合理。要進行多次實驗,總結(jié)杠桿平衡條件。 (4)丙同學(xué)通過對數(shù)據(jù)分析后得出的結(jié)論是:動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力

45、作用點的距離,與小組同學(xué)交流后,乙同學(xué)為了證明丙同學(xué)的結(jié)論是錯誤的,他做了如圖C的實驗,此實驗?zāi)艿玫健皠恿Α林c到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”,這個結(jié)論是不正確的;當(dāng)動力臂不等于支點到動力作用點的距離時,看實驗結(jié)論是否成立,所以利用圖C進行驗證;杠桿平衡條件為:F1L1=F2L2。由杠桿平衡條件得:4×0.5N×3×5cm=3N××4×5cm,左右相等,杠桿在水平位置平衡時,動力×動力臂 等于阻力×阻力臂”。 答案:(1)右;水平;力臂;自重;(2)0.15;(3)一組實驗數(shù)據(jù)太少,具有偶然性,不便找出普遍規(guī)律;(4)能;等于。 9.(2018·臨沂)圖(a)所示的杠桿

46、是水平平衡的。如果在支點兩側(cè)的物體下方分別加掛一個等重的物體,如圖(b)所示,則杠桿( ?。?。 A.右端下沉; B.左端下沉; C.要保持平衡應(yīng)將左端的物體向右移動; D.要保持平衡應(yīng)在右端再加掛一個物體 【解析】(a)圖杠桿是平衡的,原因是兩邊的力和力臂的乘積相等,(b)圖分別加掛一個等重的物體后,分析兩邊的力和力臂的乘積是否還相等,據(jù)此判斷丁圖的杠桿是否還平衡。 【解答】AB、設(shè)一個鉤碼重為G,杠桿一格長為L,(a)圖杠桿平衡是因為:2G×2L=G×4L; (b)圖分別加掛一個等重的物體后(為便于研究,設(shè)物體的重也為G), 左邊力與力臂的乘積:3G×2L,右邊力與力臂的

47、乘積:2G×4L, 因為3G×2L<2G×4L,即右邊力與力臂的乘積較大, 所以杠桿不能平衡,右端下沉;故A正確,B錯誤; CD、若想讓杠桿能夠平衡,可以將左端的物體向左移動,從而增大左邊的力臂,使左邊的力與力臂的乘積等于右邊的力與力臂的乘積,故C錯誤; 若想讓杠桿能夠平衡,可以在左端再加掛一個物體,左邊的力變大,使左邊的力與力臂的乘積等于右邊的力與力臂的乘積,故D錯誤。 故選A。 三、再平衡問題 1.(2018·廣西北部灣)在探究“杠桿平衡條件“實驗中,杠桿在力F作用下水平平衡,如圖所示,現(xiàn)將彈簧測力計繞B點從a位置轉(zhuǎn)動到b位置過程中,杠桿始終保持水平平衡,則拉力F與其力臂的乘

48、積變化情況是( )。 A.一直變小 B.一直變大 C.一直不變 D.先變小后變大 【解析】將測力計繞B點從a位置轉(zhuǎn)動到b位置過程中,鉤碼的重力不變,其力臂OA不變,即阻力與阻力臂的乘積不變;由于杠桿始終保持水平平衡,所以根據(jù)杠桿的平衡條件可知,拉力F與其力臂的乘積也是不變的。 故選C。 2.(2018·安順)甲、乙兩位同學(xué)一起做《探究杠桿平衡條件》的實驗,以杠桿中點為支點,如圖1、圖2所示。 (1)實驗過程中應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡,這樣做的目的是為了消除杠桿自重對實驗的影響和   ;若杠桿右端

49、低左端高,為使其在水平位置上靜止,應(yīng)將左端的平衡螺母向端調(diào)節(jié)  ?。ㄌ睢白蟆被颉坝摇保?。 (2)如圖1所示,杠桿在水平位置平衡,記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)這一次實驗數(shù)據(jù),甲同學(xué)立即分析得出杠桿的平衡條件,這種做法的不足是:   。 (3)如圖2所示,乙同學(xué)設(shè)計了兩種實驗方案:第一種彈簧測力計沿豎直方向拉,其讀數(shù)為F1;第二種彈簧測力計傾斜拉,其讀數(shù)為F2,第  ?。ㄌ睢耙弧被颉岸保┓N實驗方案更方便。在同等條件下,兩次彈簧測力計讀數(shù)F1   F2(填“<”、“≡”或“>”)。 (4)杠桿在生活中有很多應(yīng)用?,F(xiàn)欲使如圖3所示的靜止蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動,小女孩乙可采取的做法是   。 【

50、解析】調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使平衡螺母向上翹的一端移動,使杠桿在水平位置平衡,杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便于測量力臂大小,同時消除杠桿重對杠桿平衡的影響;在調(diào)節(jié)杠桿平衡時,應(yīng)將平衡螺母向較高的一端調(diào)節(jié);為了便于測量力臂,應(yīng)使杠桿在水平位置平衡;初中物理用實驗探究物理問題時要進行多次實驗,有的是為了多次測量求平均值來減小誤差;有的是多次測量發(fā)現(xiàn)變化規(guī)律;有的是為了使實驗結(jié)論具有普遍性;杠桿的平衡條件是:;探究杠桿平衡條件時,使杠桿在水平位置平衡,此時力的方向與杠桿垂直,力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來。蹺蹺板就是杠桿的應(yīng)用,它是通過改變力的大小或者力臂的長度使杠桿發(fā)生轉(zhuǎn)動的。 解:當(dāng)

51、在杠桿上掛物體時,杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便于測量力臂,同時消除了杠桿自重對杠桿平衡的影響;在調(diào)節(jié)杠桿平衡時,杠桿右端低左端高,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向左端調(diào)節(jié); 只有一次實驗總結(jié)實驗結(jié)論是不合理的,一次實驗很具有偶然性,要多進行幾次實驗,避免偶然性; 力臂等于支點到力的作用線的距離,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時,力的方向與杠桿垂直,力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來,因此第一種實驗方案更方便,此時彈簧測力計的拉力與杠桿垂直,能從杠桿上直接讀力臂;因為第一方案的動力臂要大于第二種方案的動力臂,根據(jù)杠桿的平衡條件,在阻力和阻力臂都相同的情況下,動力臂越大的越省力,

52、所以,; 要使翹翹板轉(zhuǎn)動,可采取的做法是:男孩不動,女孩向遠離支點方向移動或者女孩不動,男孩向靠近支點方向移動;或者女孩不動,男孩蹬地,減小男孩對蹺蹺板的壓力。 【答案】便于測量力臂;左;僅憑一次實驗的數(shù)據(jù)得出的結(jié)論具有偶然性;一;;向遠離支點方向移動。 3.小紅和小明利用如圖所示裝置探究杠桿的平衡條件。 (1)若實驗前杠桿如圖甲所示,可將杠桿兩端的平衡螺母向  (填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。 (2)在實驗過程中,調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是   。 (3)在杠桿兩端加掛鉤碼,并移動鉤碼,使杠桿在水平位置平衡,測出力臂,多次實驗并把數(shù)據(jù)記錄在表

53、格中。 次數(shù) F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 小明根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡條件是   。 (4)杠桿調(diào)節(jié)平衡后,小紅在杠桿上的A點處掛4個鉤碼,如圖乙所示,為使在重新平衡,應(yīng)在B點掛   個鉤碼。當(dāng)杠桿平衡后,將A點和B點下方所掛的鉤碼同時向支點0靠近一格,杠桿會  ?。ㄌ睢白髠?cè)下降”、“右側(cè)下降”或“仍水平平衡”)。 (5)如圖丙所示,用彈簧測力計在C處豎直向上拉,使杠桿在水平位置平衡,當(dāng)彈簧測力計在原位置逐漸向左傾斜時,使杠桿仍然在水平位置平衡,則彈簧測力

54、計的示數(shù)將  ?。ㄌ睢白兇蟆保白冃 被颉安蛔儭保?。 【解析】(1)若實驗前杠桿如圖甲所示,左端下沉,右端上翹,可將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。 (2)實驗時讓橫桿AB在水平位置平衡,力臂在杠桿上便于測量力臂大小,杠桿的重心通過支點,可以消除杠桿重對杠桿平衡的影響; (3)分析表格中的數(shù)據(jù)可得出杠桿平衡的條件是:F1L1=F2L2; (4)設(shè)杠桿每個格的長度為L,每個鉤碼的重力為G,根據(jù)杠桿的平衡條件:FALA=FBLB,即4G×3L=FB×2L,解得FB=6G,需掛6個鉤碼; 根據(jù)杠桿的平衡條件:FALA=FBLB,若A、B兩點的鉤碼同時向靠近支點的方向移動一

55、個格,則左側(cè)4G×2L=8GL,右側(cè)6G×L=6GL,因為8GL>6GL,所以杠桿左端會下降; (5)如果作用在杠桿上的力方向不與杠桿垂直則該力的力臂短了,就會使得拉力變大; 故答案為:(1)右;(2)便于測量力臂;(3)F1L1=F2L2;(4)6;左側(cè)下降;(5)變大。 4.(2018·長沙)在認識到杠桿轉(zhuǎn)動跟力、力臂有關(guān)后,某實驗小組通過實驗進一步探究杠桿的平衡條件。以下是他們的部分實驗過程: (1)首先,將杠桿放在水平桌面上,在不掛鉤碼的情況下,調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿平衡在 位置上,以方便直接讀出力臂; (2)接下來,他們使杠桿在如圖位置靜止,多次實驗,記錄

56、數(shù)據(jù)如表格所示(每個鉤碼的重力為1N,杠桿質(zhì)量、刻度分別均勻);小玲認為杠桿的平衡條件為F1=F2,L1=L2;而小軍則認為實驗還需要進一步改進。你認為小玲總結(jié)的杠桿平衡是 (選填“正確的”或“錯誤的”); 實驗序號 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 2 3 2 3 2 3 3 3 3 3 4 3 4 3 (3)如果小軍在杠桿左端A點再掛2個鉤碼(即左端共4個鉤碼),接下來,他應(yīng)該將右端的兩個鉤碼向右移動 格,杠桿才會在原位置再次平衡。 【考點】探究杠桿的平衡條件。了解杠桿的平衡條件。 【解析】(1)調(diào)節(jié)杠桿兩

57、端的平衡螺母,使杠桿平衡在水平位置上,以方便直接讀出力臂;(2)小玲認為杠桿的平衡條件為F1=F2,L1=L2;而小軍則認為實驗還需要進一步改進。你認為小玲總結(jié)的杠桿平衡是錯誤的;(3)如果小軍在杠桿左端A點再掛2個鉤碼(即左端共4個鉤碼),接下來,他應(yīng)該將右端的兩個鉤碼向右移動2格(即右邊第4個刻度),杠桿才會在原位置再次平衡。 故答案為:(1)水平;(2)錯誤的;(3)2。 5.(2018?棗莊)如圖所示是小李和小王利用刻度均勻的輕質(zhì)杠桿探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置。 (1)實驗前沒掛鉤碼時,杠桿靜止的位置如圖甲所示,此時應(yīng)將螺母向   調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。 (2)杠

58、桿平衡后,小李在左右兩側(cè)分別掛上鉤碼,如圖乙所示,杠桿的   端會下沉,要使杠桿重新在水平位置平衡,在不改變鉤碼懸掛點的位置和改變較少鉤碼的前提下,只需將   即可。 (3)小李和小王又分別設(shè)計了兩種實驗方案,小李的方案如圖丙所示,小王的方案如圖丁所示。你認為   的實驗方案更好,請說明你的理由   。 (4)實驗中小王發(fā)現(xiàn):如果在杠桿的O點用彈簧測力計施加一個向上的力,這個力在探究實驗時是否影響到杠桿的平衡?請說明理由 

59、  。 【解析】(1)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時,平衡螺母向上翹的一端移動;探究杠桿平衡條件時,使杠桿在水平位置平衡,這樣方便測量力臂;(2)設(shè)一個鉤碼重為G,杠桿一個小格是L,根據(jù)杠桿平衡條件判斷杠桿向那端下降,要保持平衡,根據(jù)杠桿的平衡條件判斷移動那側(cè)鉤碼;(3)根據(jù)鉤碼個數(shù)與每個鉤碼的重力求出測力計拉力,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,圖丙彈簧測力計方向向上,容易測量力臂,圖丁方向不與杠桿垂直,不易測量力臂;(4)過支點的力,力臂為零。 【解答】(1)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,杠桿右端偏高,左端的平衡螺母應(yīng)向上翹的右端移動,使杠桿在水平

60、位置平衡,力臂在杠桿上,便于測量力臂大小,同時消除杠桿自重對杠桿平衡的影響; (2))設(shè)杠桿每個格的長度為L,每個鉤碼的重力為G,根據(jù)杠桿的平衡條件:F左L左=F右L右,即4G×2L>2G×3L,左端大,故左端下沉;要使杠桿重新在水平位置平衡,如果不改變鉤碼總個數(shù)和懸掛點位置,只需要將左側(cè)的鉤碼去掉一個即可平衡; (3)由圖可知,彈簧測力計在圖丙的力與力臂垂直,力臂在杠桿上便于測量,圖丁的力不與杠桿垂直,力臂不方便測量,圖丙好; (4)杠桿在O點還受到一個向上的力,這個力與杠桿自身重力都過杠桿的支點,力臂為零,這兩個力在探究杠桿平衡時不會影響到杠桿的平衡。 故答案為:(1)右;(2)左

61、;將左側(cè)的鉤碼去掉一個;(3)小李;彈簧測力計在圖丙的力與力臂垂直,力臂在杠桿上便于測量;(4)這個作用在杠桿O點的力的力臂等于零,不影響杠桿的平衡。 6.(2018?青島)實驗探究:探究杠杄的平衡條件。 數(shù)據(jù) 如圖甲,利用鉤碼和刻度尺測量出杠桿平衡時各個力及其力臂,測得數(shù)據(jù)如下表: 次數(shù) 動力F1/N 動力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20 結(jié)論 作圖 ①杠桿的平衡條件是   。 ②實驗進行3次的目的是  (只有個選項正確,

62、填寫對應(yīng)字母)。 a.取平均值減小誤差 b.使每組數(shù)據(jù)更準確 c.歸納出物理規(guī)律 ③如圖乙,若用彈簧測力計的拉力作動力,進行實驗,請畫出其動力臂。 【解析】(1)杠桿的平衡條件:F1L1=F2L2;(2)實驗中為得出普遍性規(guī)律,應(yīng)多次測量分析得出結(jié)論;(3)力臂是從支點到力的作用線的垂直距離,據(jù)此畫出力臂的垂線。 【解答】解:①第一次數(shù)據(jù):F1L1=F2L2 1N×0.1m=2N×0.05m,F(xiàn)1L1=F2L2, 第二組數(shù)據(jù):F1L1=F2L2,1.5N×0.05m=0.5N×0.15m 第三組數(shù)據(jù):F1L1=F2L2,2N×0.15m=1.5N×0.2m 杠桿的平衡條件為:F1L1=F2L2。 ②如果實驗次數(shù)太少,實驗研究得出結(jié)論具有偶然性,不具有普遍性,實驗結(jié)論必須在多次試驗的基礎(chǔ)上得出,這樣才能有效地避免實驗結(jié)果偶然性出現(xiàn),故選c; ③畫出其動力臂: 故答案為:①F1L1=F2L2;②c;③如上圖。 34

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