人教版物理八年级下学期期末总复习 必考实验练习10 探究杠杆的平衡条件.pdf

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;(5)在生活、生产中经常应用到杠杆的平衡条件,例如用天平测量物体的质量。某次用天平测量物体质量时,如图2所示,则物体的质量为72g。解:(1)由图知,右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节;:..(2)杠杆调节好后,进行了三次实验,实验情景如图乙、丙、丁所示,以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2,对应的力臂为L1和L2,分析上述数据,可得出的杠杆的平衡条件是:F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂);本题为探究性实验,实验中多次实验,是为了得出普遍性结论,避免偶然性,故选B;(3)如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个,左端:2G×4L=8GL,右端:G×6L=6GL,左端大于右端,故左端下沉;(4)设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G=1N,根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,2G?2L=F?4L,解得F=G=1N,保持杠杆平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F向左倾斜时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,力变大;(5)在天平的标尺上,1g之间有5个小格,,被测物体的质量为50g+20g+2g=72g。故答案为:(1)右;(2)F1L1=F2L2(动力×动力臂=阻力×阻力臂);B;(3)左端下沉;(4)1;变大;(5)72。“探究杠杆的平衡条件”的实验中:(1)实验前,杠杆静止时,发现杠杆左端低、右端高,此时杠杆处于平衡(填“平衡”或“非平衡”)状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向右(填“左”或“右”)调节。(2)调节杠杆在水平位置平衡后,进行如图所示的实验,用量程为5N的弹簧测力计在A点竖直向上拉(如图中M所示),杠杆在水平位置平衡时,;若弹簧测力计斜向上拉(如图中N所示),杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为大于(填“大于”或“小于”),此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为60°(填“30°”、“45°”或“60°”)。:..(3)杠杆上每个平衡螺母的质量为m,杠杆的总质量(含两个平衡螺母)为50m。实验前,调节杠杆在水平平衡的过程中,若只将右端的平衡螺母移动了距离L,则调节前后杠杆(含两个平衡螺母)的重心在杆上移动的距离为(填“”““或“”)解:(1)实验前,杠杆静止杠杆处于平衡状态。如图杠杆的右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动。(2)弹簧测力计竖直向上拉动杠杆时,动力臂是OA,当斜向上拉动杠杆时,动力臂变为OM,阻力和阻力臂的乘积不变,动力臂变小,根据杠杆平衡条件,动力变大,。阻力和阻力臂乘积不变,所以动力和动力臂乘积也不变,设杠杆每一个小格长度为L,弹簧测力计量程是5N,最大能提供5N拉力,×4L=5N×L'所以,最小的力臂为:L'=2L在Rt△AMO中,OM=2L=OA,所以∠AMO=30°拉力的方向与竖直方向的最大夹角:∠MAN=∠MAO﹣∠NAO=90°﹣30°=60°:..(3)根据左侧力和力臂乘积变化量等于右侧力和力臂乘积变化量。mg×L=50mg×△L重心在杆上移动的距离为:△L=故答案为:(1)平衡;右;(2)大于;60°;(3)。“探究杠杆平衡条件的实验”中:(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向右调节(选填“左”或“右”,直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂的大小。(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂6个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆不能(选填“能”或”不能“)在水平位置保持平衡。(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转动b位置时,其示数大小将变大。(4)如图丁所示,,杠杆上每小格长度为2cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,拉力F的力臂大小为4cm,弹簧测力计示数的大小为3N。:..解:(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;(2)设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:FALA=FBLB,即4G×3L=FB×2L,解得FB=6G,需挂6个钩码;若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧4G×4L=16GL,右侧6G×3L=18GL,因为16GL<18GL杠杆不能平衡;(3)保持B点不变,若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,力变大;(4)当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,此时动力臂等于OC=×4×2cm=4cm;根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得F1===3N。故答案为:(1)右;力臂的大小;(2)6;不能;(3)变大(4)4;3。:..(1)杠杆两端的螺母作用是调节杠杆在水平位置平衡。(2)小明用如图甲所示装置,进行实验并收集了下表中的数据,分析数据可知,杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2。(3)小明又用如图乙所示装置进行实验,请在图中画出拉F的力臂,弹簧测力计的读数应是2N.()(4)如图丙所示,小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出L1和L2,则2L1>(选填“>”“<”或“=”)3L2。实验次数动力/N动力臂/m阻力/N阻力臂/【拓展】探究了杠杆的平衡条件后,小红对天平上游码的质量进行了计算,她用刻度尺测出L1和L2(如图丁所示),则游码的质量为g。解:(1)杠杆两端的螺母的作用是调节杠杆在水平位置平衡;(2)由表格中数据,①×=×=?m;②×=×=?m;③3N×=×=?m;可知杠杆的平衡条件为:F1l1=F2l2;(3)过支点O向力的作用线作垂线,垂足与支点的距离,就是力臂,如下图::..设一格的长度为L,杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力的力臂为×6L,由F1L1=F2L2得,×3×4L=F1×6L×,解得,F1=2N;(4)根据杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2,设每个硬币的重量为G,则由图可得,2G(r+L1)=3G(r+L2),2Gr+2GL1=3Gr+3GL2,2GL1=Gr+3GL2,所以2GL1>3GL2,即2L1>3L2,拓展:以天平的刀口为杠杆的支点,天平的左盘和右盘的质量分别为m和m,游码的左右质量为m,当游码位于零刻度线时,由杠杆的平衡条件得mg×L2+mg×L1=mg左右×L2①;当游码位于最大值5克时,由杠杆的平衡条件得(m+5)g×L2=mg×L1+mg×左右L2②;由(2)﹣(1)得,5×L2=mL1,解得m=。:..故答案为:(1)调节杠杆在水平位置平衡;(2)F1l1=F2l2;(3)2;(4)>;。“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)小华同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于平衡(选填“平衡”或“不平衡”)状态。为了使杠杆在水平位置平衡,此时应向左调节平衡螺母,这样做的好处是便于测量力臂。(2)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F1=6N、l1=20cm、F2=4N和l2=?不能,理由是:一次实验具有偶然性,应多测几组数据得到普遍结论。(3)如果利用如图乙所示装置进行实验,,,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数变大(选填“变大”“不变”或“变小”)。(4)某次实验中,用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是以下哪种原因D(选填字母)(5)在探究实验中部分同学们还得出这样的结论: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”,杠杆就平衡。:..a、你认为这个结论是错误的。(选填“正确”或“错误”)b、如何用图丁的装置来验证你的观点?答:保证悬挂点位置不变,将弹簧测力计斜向右下或左下拉。(6)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。①将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的重心;②如图戊所示,将质量为M的物体挂在刻度尺左边某一位置,向右(选填“左”1或“右”)移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的重心到支座的距离L2;③根据杠杆的平衡条件,可以计算出刻度尺的质量m=。(用题目中所给物理量表示)。解:(1)杠杆停在如图甲所示的位置,保持静止状态,杠杆处于平衡状态;要使杠杆在水平位置处于平衡状态,平衡螺母向上翘的左端移动;杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂;(2)只进行了一次实验,只测出一组实验数据,根据一次实验数据得出的结论不具有普遍性,实验结论不可靠;(3)设一格的长度为L,杠杆在水平位置平衡,则力F1的方向应竖直向上,由F1L1=F2L2得,×3×6L=F1×4L,解得,F1=;从乙图中可以看出,弹簧秤的作用力最长的力臂为4L,即杠杆的长度,当力的方向发生改变时,力臂将减小,因此作用力将变大;(4)研究杠杆的平衡,需要有动力和阻力但力多了增加了难度,且不易得出结论来,故D正确;:..(5)实验时应将弹簧测力计钩在杠杆右侧的不同位置沿倾斜方向拉,使杠杆在水平位置平衡,会发现:“阻力×阻力作用点到支点的距离≠动力×动力作用点到支点的距离”可判断这个结论错误;(6)②由于原来处于平衡,将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置,则杠杆会左端下降,所以根据F1L1与F2L2可知:在F1、F2不变的条件下,需要增加L2,L1减小,即向右移动刻度尺;③根据杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂,可知GL=G×L,即MgL=11211mgL2,所以直尺的质量m=。故答案为:(1)平衡;左;便于测量力臂;(2)不能;一次实验具有偶然性,应多测几组数据得到普遍结论;(3);变大;(4)D;(5)a、错误;b、保证悬挂点位置不变,将弹簧测力计斜向右下或左下拉;(6)②右;重心;③。