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19、如图所示,请画出撬图钉时的动力臂和阻力臂。
20、轻质杠杆OA在水平位置平衡,请在图中作出动力臂L1及阻力F2。
21、如图所示,均匀杆可绕O转动,在力F作用下静止在水平位置,L为F的力臂,请在图中作出杆重力G示意图和力F的方向。
二、实验,探究题
22、在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_________调节。
小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的__________________。
(2)如图21甲所示,在杠杆左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码____________个。
(3)如图21乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将_____________(变大/变小/不变),其原因是:
____________________________________________。
23、探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前出现图甲所示情况,应将杠杆两端的螺母向?
调(填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是?
?
。
(2)实验过程中出现了图乙所示的情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将左边的钩码向?
(填“左”或“右”)移动?
格。
(3)实验中,要改变力和力臂的数值,得到多组实验数据,这样做的目的是?
24、如图所示,是小明探究“杠杆平衡条件”的步骤:
(1)实验中首先要调节杠杆两端的平衡螺母,其作用是调节杠杆在?
位置平衡,这样做便于测量?
.若发现杠杆左端下倾,可将右端螺母向 边旋转.
(2)下面是小明的实验记录:
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2
0.2
0.1
0.08
0.04
这两组数据中,实验序号为?
的一组数据肯定是错误的.经检查,发现是测量动力臂时读错了,实际值比记录值大还是小?
(选填:
“大”或“小”);
通过探究,应该得出的结论是:
.
25、在探究“杠杆的平衡条件”实验中,有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”,于是用了如图所示的装置,进行实验验证。
(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆左端下倾,应将杠杆两端的螺母向?
端移动,使杠杆在?
位置平衡。
(2)实验时,他们在右端挂了4个钩码,左端挂了6个钩码,经过调整,得到了下列实验数据:
动力臂L1/㎝
阻力臂L2/㎝
2
3
于是,他们认为自己的猜想得到了验证。
你认为他们的实验过程存在的问题是:
;
。
(3)经过老师的提醒,他们发现了问题,再次实验,最终得到了
正确的结论。
根据他们后来的结论,请思考:
如果实验时,只有10个相同的钩码,杠杆上每格等距,当在A点挂4个钩码时,则怎样挂钩码可以使杠杆在开始的位置平衡?
请设计一种方案:
26、在“研究杠杆平衡条件”实验中
⑴、实验前出现图甲所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母 ?
向 调(填“左”或“右”)
⑵、实验过程中出现图乙所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩码向 ?
(填“左”或“右”)移动 格。
⑶、图乙中杠杆水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将 。
(填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”)
⑷、物理课本中有这样一句话“托盘天平是支点在中间的等臂杠杆,天平平衡时砝码的质量等于被测物体的质量”。
实际上使用天平经常同时用到砝码和游码,此时被测物体的质量应 砝码的质量(填“大于”“小于”或“等于”)。
⑸、如图丙所示的案秤是个不等臂杠杆,请你根据杠杆的平衡条件,说明用几个不重的砝码就能平衡盘中重得多的货物的道理 。
27、在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。
(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆右端下沉,这时应将杠杆右侧的平衡螺母向?
调,直到杠杆在水平位置平衡为止。
(2)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据F1=6N、L1=20cm、F2=4N和L2=30cm。
cm.该同学根据这些数据能否得到探究结论?
理由?
使杠杆在倾斜一定角度的位置实验,也能得出杠杆平衡条件。
这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较,你认为哪种实验方案好并说明理由:
(3)如图所示,杠杆在水平位置平衡。
如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码,则杠杆?
端将下沉。
28、(10·
乐山)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前没有挂钩码时,若杠杆右端下倾,则应将右端的平衡螺母像?
(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图所示,杠杆在水平位置平衡后,若将左侧的3个钩码该挂在D处,要是杠杆仍然保持平衡,则应将右端钩码该挂在?
处
(3)如图所示,杠杆在水平位置平衡后,若在左侧的3个钩码下添加1个钩码,要使杠杆仍然保持平衡,则应将右侧钩码改挂在?
(4)分析有关实验数据,可得出杠杆平衡条件是:
29、(10大理)小明同学探究杠杆平衡条件:
(不考虑杠杆自重和摩擦)
(1)实验前没有挂钩码时,小明发现杠杆右端下倾,则应将左端的平衡螺母向?
调,使杠杆在水平位置平衡;
这样做的目的是?
(2)三次实验数据记录表格如下:
动力F1(牛)
动力臂L1(厘米)
阻力F2(牛)
阻力臂L2(厘米)
4
6
3
8
①小明用如图甲所示进行第3次实验,弹簧测力计的所示如图乙所示,则动力F1=?
N
②分析三次实验数据,发现第3次实验中弹簧测力计示数偏大,检测弹簧测力计发现完好无损,原因可能是?
(3)小明通过实验探究,得出了杠杆平衡条件。
生活中的钓鱼竿应用了该实验中的第?
次实验原理。
30、某小组同学研究杠杆平衡的特点,他们先用弹簧测力计测出三个钩码的重力,如图(a)所示,然后将它们挂在已调节水平平衡的杠杆A点位置上,再用测力计在杠杆B点沿竖直方向用力使杠杆保持平衡,如图(b)所示,接着在保持杠杆水平平衡的情况下,改变测力计的用力方向,使测力计拉力方向与竖直方向的夹角不断增大,如图(b)、(c)所示。
请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(a)?
(b)?
(c)?
(d)
(1)比较图10中(a)与(b)两图,根据测力计示数大小与钩码和测力计位置等相关条件,归纳得出的初步结论是:
(2)比较图10中(b)、(c)、(d)三图中拉力方向和测力计示数大小可得出的结论是:
三、计算题
31、某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械,如图是这个机械一个组成部分的示意图.OA是个钢管,每米长受重力为30牛顿;
0是转动轴;
重物的质量m为150千克,挂在B处,0B=1米;
拉力F加在A点,竖直向上.取g=10牛/千克.为维持平衡,钢管OA为多长时所用的拉力最小?
这个最小拉力是多少?
32、小华用一根长6米、半径7.5厘米的均匀粗木棒为爸爸设计了一架能搬运柴草的简易起重机(如图所示)。
他把支架安在木棒的
长处,每捆柴草重1000牛,为了使木棒平衡以达到省力的目的,他又在另一端吊一块配重的石头,请你算出这块配重的石头应有多重?
(木棒密度0.8
103千克/米3,g取10牛顿/千克。
)
33、为保证市场的公平交易,我国已有不少地区禁止在市场中使用杆秤。
杆秤确实容易为不法商贩坑骗顾客提供可乘之机。
请看下例。
秤砣质量为1千克,秤杆和秤盘总质量为0.5千克,定盘星到提纽的距离为2厘米,秤盘到提纽的距离为10厘米(图9)。
若有人换了一个质量为0.8千克的秤驼,售出2.5千克的物品,物品的实际质量是多少?
34、如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A端用绳子系在竖直墙壁的B点,在杠杆的C点悬挂一重为20N的物体,杠杆处于水平静止状态.已知OA长为50cm,OC长为30cm,∠OAB=30o.
(1)请在图中画出绳子对杠杆拉力F的力臂.
(2)拉力F的大小是多少?
35、某科学兴趣小组利用硬棒(质量一可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。
如图所示,在C处挂一待测物体B,当重为8牛的物体A挂在D处时,硬棒在水平位置平衡,用刻度尺测得OC为6厘米,OD为18厘米。
(1)此时物体B的重力是多少牛?
(2)保持O点位置和物体A的重力不变,在C处挂上不同重力的物体,移动物体A的位置,使硬棒在水平位置平衡,分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度,就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。
问该杠杆的刻度是否均匀?
请说明理由。
36、图20为用道钉撬来撬铁路枕木上道钉的图片,若阻力F2为1500N,根据图片估算此道钉撬所用最小动力F1的大小。
37、?
一把杆秤不计自重,提纽到秤钩距离是4cm,秤砣质量250g.用来称质量是2kg的物体,秤砣应离提纽多远,秤杆才平衡?
若秤杆长60cm,则这把秤最大能称量多少kg的物体?
(如图所示)
38、?
直角轻棒ABO,可绕O点自由转动,AB=30厘米,OB=40厘米,现在DB中点C处挂一重物G=100牛,欲使OB在与墙面垂直的位置上保持平衡,则在A点至少应加多大的力?
39、质量不计的光滑木板AB长1.6m,可绕固定点O转动,离O点0.4m的B端挂一重物G,板的A端用一根与水平地面成30°
夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。
然后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球,若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零。
(取g=10N/kg,绳的重力不计)
40、为了保证起重机在起重时不会翻倒,起重机右边配有一个重物M.现测得重物M的质量为4t,AB为10m,BC为4m,CD为1m.(g取10N/㎏)?
问:
该起重机可起吊的最大物重为多少?
(起重机本身的重不计)
参考答案
1、
2、图略
3、
4、答案略
5、答案略
6、
7、
8、
9、如答案图2所示。
10、
11、如下图所示。
【解析】考查点:
杠杆的作图。
分析:
动力臂与动力作用线垂直。
12、
13、?
14、
15、分析:
根据已知的力臂画力时,其实还是要找出“力的三要素”:
(1)根据力的作用线应与力臂垂直,确定力的方向;
(2)力的作用点应画在杠杆上;
(3)大小这里没有严格要求.特别要注意力的方向不要画反了,判断的方法是“由静到动”发现F1使杠杆顺时针转动,那么要使杠杆“处于静止状态”,F1的作用效果必须使杠杆逆时针转动,即方向向上。
答案:
16、如图所示,G、F、l各占1分,其中G要比F长。
17、图所示,力的方向、力臂、垂直符号各一分(3分)
18、?
19、
20、
21、略
22、左;
力臂在杠杆上便于测力臂;
3?
;
变大;
根据杠杆平衡条件力臂变小力变大
23、
(1)右;
便于直接在杠杆上读出力臂的大小
(2)右;
(3)避免实验结果具有偶然性(或看“
”是否总等于“
”)
24、
25、?
(1)右?
水平?
(2)实验只凭一组数据得到结论;
将单位不同的两个物理量相加;
(3)在位置“2”挂上6个钩码或在位置“3”挂上4个钩码等(只要符合条件的都可以)。
26、⑴、右⑵、右2⑶、顺时针转动⑷、大于⑸、动力臂大,所用动力就小
27、⑴(1分)左;
(2)不能得出探究结论(1分);
因为一次实验获得的数据具有偶然性,不能反映普遍规律(2分);
杠杆在水平位置的实验方案好,便于测量力臂(1分)?
(3)右(1分)
28、左;
M;
N;
动力×
动力臂=阻力×
阻力臂
29、
(1)左?
尽量减小杠杆的自重对实验的影响
(2)3.6?
弹簧测力计没有向下拉
(3)2
30、
(1)使用杠杆时,当动力臂大于阻力臂时,动力小于阻力;
(2)阻力和阻力臂不变时,动力与竖直方向的夹角越大,动力越大。
注意:
合理均得分,写动力与杠杆的夹角会产生歧义,应适当扣分。
31、设OA=x,OB=b,每米长钢管重为w=30牛.根据杠杆平衡条件可以列出以下方程:
bmg+x/2·
wx=F·
x
整理后得WX2-2F·
x+2bmg=0?
①
这个方程有解的条件是△≥0,其中
△=(-2F)2-8wbmg?
②
由此解出F≥2wbmg
把数值代入得F≥300牛顿,这表示拉力的最小值为300牛.
从①式可以解出钢管长x
由于拉力最小时A=O,所以拉力最小时的钢管长为:
x=10米
32、解:
受力分析如图2所示。
木棒重?
G木=m木g=p木V木g=p木prr木2l木g.
(2分)
代入数值,得:
G木=847.8牛。
(1分)
根据杠杆平衡条件,有:
G柴=
l+G木
l=G石
l.?
(2分)
G石=3848牛。
33、参考解答
代表物理量的符号:
m1--秤砣质量,m1’--假秤砣质量,m2--秤杆和秤盘的总质量,m3--货物的实际质量,m3’--货物的标称质量,a--定盘星到提纽的距离,b--秤盘到提纽的距离,c--过秤杆、秤盘质心的铅垂线到提纽的距离,d--25千克秤星到提纽的距离(图2)
秤盘空载,真砣置于定盘星时的平衡条件m2gc=m1ga?
(1)
秤盘持25千克物体,使用真砣时的平衡条件
m2gc+m3’gb=m1gd?
(2)
假砣置于25千克秤星时的平衡条件
m2gc+m3gb=m1’gd?
(3)
从
(1)
(2)、(3)式消去,解出m3=1.96千克?
(4)
34、解:
1)F的力臂如图所示。
2)如图,在Rt△OAD中,∠OAD=90°
,∴OD=1/2OA=1/2*50cm=25cm
根据杠杆平衡条件得:
F*OD=G*OC?
有F*25cm=20N*30cm?
解得F=24N
35、?
(1)根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2得
6厘米×
GB=18厘米×
8牛…………………………………………2分(只写公式给1分)
GB=24牛
(2)刻度均匀.
方法一?
设:
待测物体重为G,.物A距离O点为L?
·
根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2得G×
OC=GA×
L
G×
OCGA×
L=
·
G
因为
是定值,所以L与G成正比…………………………………………2分
方法二?
更换不同的重物,计算得出相应L(至少2组),归纳得出L与G按比例关系.变化的得2分
36、解:
由图片测得L1=3.0cm?
L2=0.9cm?
-----------------------------(1分)
(注:
测得L1:
3.0cm--3.1cm、L2:
0.85cm--0.9cm均给分)
测得L1为3.0cm到3.1cm之间、L2为0.85cm到0.9cm之间,计算正确的均给分)
37、点拨?
杆秤也是一个杠杆.提纽处看作杠杆支点.若将重物对杆的力看作动力F1,物体离提纽的距离就是动力臂l1;
则秤砣对杆的力就是阻力F2,秤砣离提纽的距离是阻力臂l2.
解?
由于物体和秤砣对杠杆的力分别等于各自的重力,
根据杠杆平衡条件:
F1L1=F2L2, ?
得?
m1gl1=m2gl2
?
2kg×
g×
4cm=0.25kg×
g×
l2 ?
l2=32cm
即称2kg物体时秤砣离提纽32cm.
当阻力臂最大时,称量物体质量最大.l2'
=56cm
由F'
1'
l1=F2l'
2,得m1'
gl1=m2gl2'
m1'
×
4cm=0.25kg×
56cm
m1'
=3.5kg
即秤的最大称量是3.5kg.
答?
称2kg物体时秤砣离提纽32cm,秤的最大称量是3.5kg.
38、当F方向与OA垂直时
G·
OC=F·
OA
∵OB=40cm?
AB=30cm
∴OA=50cm(勾股定理)
∴100牛·
20cm=F·
50cm
F=40牛。
39、4.8(s)
40、?
34.2×
104N?