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1、
滬科版八年級(jí)物理 專項(xiàng)綜合全練(十) 探究杠桿的平衡條件
1. 小融和小僑利用如圖所示裝置探究杠桿的平衡條件。
(1) 若實(shí)驗(yàn)前杠桿靜止,如圖甲所示, (選填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)??蓪⒏軛U兩端的平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。
(2) 在實(shí)驗(yàn)過程中,調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是 ,把支點(diǎn)定在杠桿中點(diǎn)的目的 。
A.抵消重力的影響
B.便于測(cè)量力臂
(3) 在杠桿兩端加掛鉤碼,并移動(dòng)鉤碼,使杠桿在水平位置平衡,測(cè)出力臂。多次實(shí)驗(yàn)并把教據(jù)記錄在表中。多次實(shí)驗(yàn)的目的是 。
A.尋找普遍規(guī)律
2、B.求平均值減小誤差
次數(shù)F1/NL1/cmF2/NL2/cm11102522101203215310
(4) 小融根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出杠桿平衡條件是 。(用公式表示)
(5) 杠桿調(diào)節(jié)平衡后,小僑在杠桿上的 A 點(diǎn)處掛 4 個(gè)鉤碼,如圖乙所示,為使杠桿重新平衡,應(yīng)在 B 點(diǎn)掛 個(gè)鉤碼。
(6) 如圖丙所示,用彈簧測(cè)力計(jì)在 C 處豎直向上拉,使杠桿在水平位置平衡。當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在原位置逐漸向右傾斜時(shí),使杠桿仍然在水平位置平衡,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
2. 根據(jù)“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)要求,完成下列各題:
(1)
3、實(shí)驗(yàn)開始時(shí),杠桿的位置如圖甲所示。小明通過調(diào)節(jié)杠桿右端的螺母向 (選填“左”或“右”)移動(dòng),使杠桿在水平位置平衡,然后進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)探究。
(2) 要使圖乙中杠桿平衡,應(yīng)在 a 處掛 個(gè)鉤碼(題中的每個(gè)鉤碼都是相同的)。
(3) 當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由圖丙的豎直地拉著變成傾斜地拉著,使杠桿在水平位置靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將 (選填“變大”“不變”或“變小”)。
(4) 有同學(xué)根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到如下結(jié)論:動(dòng)力 × 支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離 = 阻力 × 支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。這個(gè)結(jié)論與杠桿的平衡條件不符,原因是實(shí)驗(yàn)過程中沒有 (選填序號(hào):①改變力的大??;②改變
4、力的方向;③改變力的作用點(diǎn))。
(5) 在實(shí)驗(yàn)中,多次改變力和力臂的大小主要是為了
A.減小摩擦
B.使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確
C.多次測(cè)量取平均值減小誤差
D.獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出普遍規(guī)律
(6) 小華又進(jìn)行了課外探究,她找來相同的硬幣若干,在一平衡杠桿的左端放上 2 枚、右端放 3 枚,杠桿仍在水平位置平衡,如圖所示。她用刻度尺測(cè)出 L1 和 L2,則 2L1 (選填“<”“>”或“=”)3L2;若將杠桿左端的硬幣正上方再加 2 枚硬幣,在杠桿右端的硬幣正上方再加 3 枚硬幣,杠桿將 (選填“平衡”或“不平衡”)。
3. 如圖所示,是“探究杠桿的平
5、衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1) 實(shí)驗(yàn)前,杠桿右端偏高,應(yīng)將兩端的螺母向 調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。
(2) 杠桿平衡后,在左側(cè)掛兩個(gè)鉤碼,每個(gè)鉤碼重 1?N,在右側(cè)豎直向下拉著彈簧測(cè)力計(jì),使杠桿在水平位置重新平衡,如圖所示。此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F= N。
(3) 當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)處于圖中的虛線位置時(shí),若使杠桿在水平位置平衡且彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)仍等于 F,應(yīng)將鉤碼向 移動(dòng)適當(dāng)?shù)木嚯x。
4. 在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:
(1) 把質(zhì)量分布均勻的杠桿中點(diǎn)作為支點(diǎn),其目的是消除 對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響;
(2) 如圖 1 所示,是已經(jīng)平衡的杠桿,若在兩側(cè)
6、的鉤碼下再各增加一個(gè)相同的鉤碼,杠桿會(huì)失去平衡,那么只需將 (選填下列序號(hào)),杠桿就會(huì)重新平衡;
①左側(cè)鉤碼向左移動(dòng) 4 個(gè)格
②右側(cè)鉤碼向左移動(dòng) 2 個(gè)格
③平衡螺母向左適當(dāng)調(diào)節(jié)
(3) 小明改用彈簧測(cè)力計(jì)做實(shí)驗(yàn),如圖 2 所示,使杠桿在水平位置平衡,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) 1?N(選填“大于”“小于”或“等于”)。(每個(gè)鉤碼重 0.5?N)
5. 小趙同學(xué)在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中,使用的杠桿刻度均勻,每個(gè)鉤碼的質(zhì)量都相等。
(1) 實(shí)驗(yàn)開始時(shí),杠桿如圖甲處于靜止?fàn)顟B(tài),為使杠桿在水平位置平衡,他應(yīng)將右端的平衡螺母向 (選填“左”或“右”
7、)移動(dòng);使杠桿水平平衡的目的是: 。
(2) 調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后,在杠桿上掛了如圖乙兩組鉤碼,放手后杠桿在水平位置是否平衡: (選填“平衡”或“不平衡”)。小趙同學(xué)測(cè)出了一組數(shù)據(jù)后,就得出了“動(dòng)力 × 動(dòng)力臂 = 阻力 × 阻力臂”的結(jié)論,小李認(rèn)為他的做法不合理,理由是: 。
(3) 用彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼配合使用,也可以研究杠桿平衡條件,如圖丙,若每個(gè)鉤碼的質(zhì)量是 50?g,則可用量程為 0~5?N 的彈簧測(cè)力計(jì)在 (選填“A”“B”或“C”)處豎直向上拉杠桿,使其在水平位置平衡,獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。(g 取 10?N/kg)
(4) 用繩子拴住一根粗細(xì)不同的木頭某
8、處,靜止后木頭水平平衡,如圖丁,現(xiàn)將木頭從拴繩處沿豎直方向切成 A 、 B 兩段,可判斷 GA (選填“>”“=”或“<”)GB。
答案
1. 【答案】
(1) 是;右
(2) B;A
(3) A
(4) F1L1=F2L2
(5) 6
(6) 變大
【解析】
(1) 如題圖甲所示,杠桿受到平衡力的作用保持靜止?fàn)顟B(tài),是處于平衡狀態(tài)。如圖甲所示杠桿左端低右端高,要將杠桿調(diào)平衡需要將平衡螺母向右邊調(diào)節(jié)。
(2) 在實(shí)驗(yàn)過程中,為了便于測(cè)量力臂的大小,應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡;同時(shí)為了消除杠桿自重的影響,可以將支點(diǎn)定在杠桿中點(diǎn)。
(3) 為
9、了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性,應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),故應(yīng)該選A。
(4) 由表中數(shù)據(jù)有 1?N×10?cm=2?N×5?cm 、 2?N×10?cm=1?N×20?cm 、 2?N×15?cm=3?N×10?cm,根據(jù)表格實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出杠桿平衡條件是 F1L1=F2L2。
(5) 設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為 G,杠桿上一小格的長(zhǎng)度為 L,A 點(diǎn)掛 4 個(gè)鉤碼,A 點(diǎn)到 O 點(diǎn)的距離為 3L,B 點(diǎn)到 O 點(diǎn)的距為 2L,設(shè) B 點(diǎn)需要掛 n 個(gè)釣碼,根據(jù)杠桿平衡條件有 4G×3L=nG×2L,解得 n=6,為使杠桿重新平衡,應(yīng)在 B 點(diǎn)掛 6 個(gè)鉤碼。
(6) 彈簧測(cè)力計(jì)在原位置逐漸向右傾斜時(shí),力臂變
10、小,要使杠桿仍然在水平位置平衡,由杠桿的平衡條件可知,拉力變大,即彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大。
2. 【答案】
(1) 右
(2) 1
(3) 變大
(4) ②
(5) D
(6) >;平衡
【解析】
(1) 杠桿右端高,說明此時(shí)重心在支點(diǎn)左邊,所以應(yīng)將平衡螺母右調(diào),使重心右移,杠桿才能平衡。
(2) 設(shè)杠桿上一格為 L,一個(gè)鉤碼的重為 G,根據(jù)杠桿平衡條件 F1l1=F2l2 可得 2G×2L=nG×4L,解得 n=1。
(3) 當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向左傾斜時(shí),阻力和阻力臂不變,彈簧測(cè)力計(jì)拉力 F 的力臂變小,由杠桿平衡條件 F1l1=F2l2,可知
11、彈簧測(cè)力計(jì)的拉力變大。
(4) “動(dòng)力 × 支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離 = 阻力 × 支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”,是在杠桿在水平位置平衡且動(dòng)力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的,也就是實(shí)驗(yàn)過程中沒有改變動(dòng)力或阻力的方向。故②正確。
(5) 在實(shí)驗(yàn)中,多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以便歸納出普遍規(guī)律。
(6) 設(shè)每個(gè)硬幣的重力為 G,硬幣的半徑為 r,由杠桿的平衡條件得 2G(r+L1)=3G(r+L2),整理可得 2GL1=Gr+3GL2,2GL1>3GL2,即 2L1>3L2。若將杠桿左端的硬幣正上方再加 2 枚硬幣,在杠桿右端的硬幣正上方再加 3 枚硬幣,若杠桿
12、平衡,則根據(jù)杠桿平衡條件有 4G(r+L1)=6G(r+L2),等式兩邊約掉 2 之后仍為原式 2G(r+L1)=3G(r+L2),即杠桿仍然保持平衡。
3. 【答案】
(1) 右
(2) 3
(3) 右
【解析】
(1) 調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí),應(yīng)當(dāng)將杠桿兩端的平衡螺母向較高的一側(cè)移動(dòng),所以應(yīng)當(dāng)向右調(diào)節(jié)。
(2) 根據(jù)杠桿平衡條件 F1l1=F2l2,可知,F(xiàn)=3?N。
(3) 測(cè)力計(jì)由豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí),動(dòng)力臂變小,如果動(dòng)力大小不變,則動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積變小,根據(jù)杠桿平衡條件可判斷出應(yīng)當(dāng)使阻力與阻力臂的乘積變小,所以應(yīng)當(dāng)將鉤碼向右移動(dòng)以減小阻力臂。
13、
4. 【答案】
(1) 杠桿自重
(2) ②
(3) 大于
【解析】
(1) 把質(zhì)量分布均勻的杠桿中點(diǎn)作為支點(diǎn),并調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,是為了消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
(2) 在已經(jīng)平衡的杠桿兩側(cè)的鉤碼下再各加一個(gè)相同的釣碼,則左邊力與力臂的乘積為 3G×4L(每個(gè)鉤碼重為 G,L 為杠桿上每小格長(zhǎng)度),右邊力與力臂的乘積為 2G×8L,故杠桿要重新平衡應(yīng)將右側(cè)鉤碼向左移動(dòng) 2 個(gè)格。
(3) 若測(cè)力計(jì)的拉力豎直向上,則根據(jù)杠桿平衡條件得 F×8L=0.5?N×4×4L,則拉力 F=1?N,若拉力方向斜向上,則其力臂小于 8L,故拉力大于 1?N。
5.
14、 【答案】
(1) 左;便于測(cè)量力臂
(2) 不平衡;一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)太少,具有偶然性,不能找出普遍規(guī)律
(3) A
(4) >
【解析】
(1) 圖甲中,杠桿右端下沉,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向左調(diào);當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí),力臂為力的作用點(diǎn)與支點(diǎn)的距離,便于測(cè)量。
(2) 圖乙中,設(shè)杠桿上一個(gè)小格的長(zhǎng)度為 L,一個(gè)鉤碼的重力為 G,則 2G×4L<3G×3L,即右邊的力和力臂的乘積大于左邊的力和力臂的乘積,杠桿不能在水平位置平衡,會(huì)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng);只由一次實(shí)驗(yàn)得出杠桿的平衡條件,結(jié)論具有偶然性,不合理。
(3) 圖丙中,鉤碼對(duì)杠桿
15、的作用力使杠桿沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),若用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿,要使杠桿保持平衡,則應(yīng)使杠桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),所以力應(yīng)作用在支點(diǎn)的左側(cè);丙圖中鉤碼的重力 G=mg=4×0.05?kg×10?N/kg=2?N;由杠桿平衡條件可知,如果拉力在 B 點(diǎn),則 FB=GL2L1=2?N×3LL=6?N,因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)的量程為 0~5?N,拉力超過了測(cè)力計(jì)的量程;如果拉力在 A 點(diǎn),則 FA=GL2L1=2?N×3L5L=1.2?N,拉力沒有超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程,故彈簧測(cè)力計(jì)在 A 處豎直向上拉杠桿,可以使其在水平位置平衡,獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(4) 用繩子拴住一根粗細(xì)不同的木頭某處,靜止后木頭水平平衡。設(shè)支點(diǎn) O 左端部分的重心為 M,右端部分的重心為 N,杠桿的示意圖如圖所示。由杠桿平衡條件知,GA×OM=GB×ON,因 OMGB。