新沪粤版八年级下册物理讲义：6.5探究杠杆平衡的条件(含解析).pdf

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国八年级课时练****有一个半径为R、材质均匀厚度为d的大圆盘上再黏:..1上一个半径为R,材质均匀厚度为d的小圆盘,如图所示,此时整体重心离大圆盘圆心2的距离是_____。12.(2020·沈阳市第四十四中学九年级开学考试)如图所示,调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩时水平静止,挂上A、B两物体后杠杆仍在水平方向处于平衡状态。如果将物体A和B同时向右靠近支点的方向移动相同的距离,则杠杆______(填“能”或“不能”)在水平方向保持平衡;如果将两个等重物体分别挂到A和B下端,则杠杆______(填“能”或“不能”)在水平方向保持平衡;如果让物体A浸没在水中,则杠杆______(填“左”或“右”端)下沉。13.(2020·浙江宁波市·九年级一模)如图所示是一块厚度相同、质量分布均匀的正方形板,它的边长为L,如果在板上截去阴影部分,剩余部分的板的重心离A点的距离为_____。14.(2021·广东九年级一模)如图所示,小梦学****小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码()等实验器材,探究“杠杆的平衡条件”。:..(1)实验前,小梦观察到杠杆如图甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右侧的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节。(2)将天平调整好后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,应在B点挂___________个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量___________。在上述实验中,若将水平位置平衡的杠杆,两端同时去掉一个钩码,杠杆___________(选填“仍然平衡”“沿顺时针旋转”或“沿逆时针旋转”)。(3)如图乙所示,小梦用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐___________(选填“变大”或“变小”),原因是___________。(4)在实验中,改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是___________(填序号)。,使实验结论具有普遍性15.(2020·沈阳市第九十七中学八年级期末)某同学想探究杠杆省力情况,他猜想:动力的大小与阻力、阻力臂、动力臂有关。该同学用如图甲所示的实验装置外,还有50g的6个钩码、一个弹簧测力计。该次实验探究“杠杆平衡时,动力和阻力的关系”。(1)实验前,杠杆停在如图(甲)的位置,为使杠杆在水平位置平衡,应该将右端平衡:..螺母向______(选填“左”或“右”)调节。调节平衡的标志是______。(2)本实验采用杠杆一端在A点挂钩码,另一端在B点用弹簧测力计竖直向下拉的方法做实验,相对两端都挂钩码做实验的好处是:______;操作时,应该如图乙进行实验,避免出现丙的操作情况,原因是:______(3)请设计实验记录用表格,并填写适当的实验信息。(______)(4)为了使该探究结论具有普遍性,还应该怎样做?(______)16.(2020·江苏泰州市·九年级期中)某实验小组在“探究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:质量和刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。(1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前,把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)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______调节(选填“左”或“右”);(2)在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是______;(3)如图乙所示,在杠杆左边A处挂三个相同钩码,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;(4)如图丙所示,小明在A点挂上一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是______。17.(2021·浙江省杭州第二中学九年级)老王对汽车的发动机做检修时要将引擎盖拉起,:..他很想知道引擎盖的质量。于是找小明帮忙,小明先让老王站在一只体重计上,此时体重计显示的读数为83kg,接着让老王站在体重计上用双手竖直将引擎盖微微抬起,此时体重计显示的读数为103kg,最后画出了引擎盖的模型。引擎盖可绕O点自由转动,A为引擎盖重心位置,并且测得OB=130cm,AB=50cm。据此回答:(1)引擎盖的质量为______kg;(2)如果一直让老王用双手竖直向上匀速抬起引擎盖,体重计显示的读数将______。18.(2021·浙江省杭州第二中学九年级)如图(a)所示,一根质量分布均匀的细直硬杆,L长度为L,质量为m在杆的最左端A与距右端的B处立两个相同的支撑物,将细杆水平4支起。求:(1)A处与B处的支持力N与N;AB(2)在杆的最右端C再加上一个同样的支撑物,如图(b)所示。假设支撑物均由相同的弹性材料制成,当它们受到挤压时会产生微小形变,其竖直方向上发生的微小形变与弹力成正比,则A、B、C三处的支持力N'、N'与N'分别为多少?ABC:..典例一【答案】【解析】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。由:..图可知,OA就是最长的动力臂,要使杠杆平衡动力方向向上,根据动力与垂直于力臂画出最小的动力;阻力为重物对杠杆的拉力,作用点在B点,方向竖直向下,按照力的示意图的画法画出阻力的示意图,然后由支点O向阻力的作用线做垂线段,垂线段的长即为阻力臂,如下图所示:。典例二ML【答案】不处于右重心1仍然准确L2【解析】(1)[1]从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心。图甲中杠杆左低右高,不处于平衡状态;[2]要使它在水平位置平衡,可以将长木尺适当向右移动;[3]长木尺在水平位置平衡后,把支座所对的长木尺上的位置记为“O”点,则“O”点就是该长木尺的重心;(2)[4]由图可知,将质量为M的物体挂在刻度尺左边某一位置,移动刻度尺在支座上的位置,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡,需要测量并记录物体悬挂点到支座的距离L和刻度尺重心到支座的距离L;根据杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂,可12知GL=G×L112即MgL=mgL112:..所以直尺的质量MLm=1L2(3)[5]若该长木尺的质地不均匀,重心仍然在刻度尺上,则用该方法测量出的结果将仍然准确。五、模拟训练一、基础练****1.【答案】A【解析】,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A符合题意;,是等臂杠杆,不省力也不费力,故B不符合题意;,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C不符合题意;,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。故选A。2.【答案】B【解析】用手下压叉柄,撬动的过程中动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,动力小于阻力。故选B。3.【答案】A【解析】由题意可知,在圆环转动中,A的位置保持不变,故杠杆始终处于平衡状态;因为重力与重力的力臂的乘积不变,根据杠杆平衡的条件可得,动力臂越大,动力会越小,又因为:..AE和AO垂直位置时,力臂最大,动力最小,所以从C端移动到D端的过程中,动力臂先变大在变小,动力会由大到小,再由小到大,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。4.【答案】B【解析】手指扣紧后可以抓取滚烫的碗,此时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,可以省距离。故选B。5.【答案】B【解析】由图可知,动力为拉动杠杆的力,动力作用在杠杆的B点,动力臂为支点到动力作用线的距离,故L为动力臂,故B符合题意,ACD不符合题意。2故选B。6.【答案】C【解析】,杠杆在水平位置平衡,设一格距离为L,则左边力臂为5L,右边力臂为4L,则杠杆左右两边所受拉力的力臂不相等,故A错误;=ρgV可知,当球的体积越大,它受到的浮力也越大,故B错误;,因此图乙中,杠杆的左端上翘是因为气球受到的浮力变大,故C正确;,杠杆左端所挂物体的多少不变,因此总重始终不变,故D错误。故选C。7.【答案】AC:..【解析】、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故AC符合题意;、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故BD不符合题意。故选AC。8.【答案】AC【解析】[1][2]由图可知,当以A点为杠杆的支点时,动力作用在C点,则此时杠杆最长的力臂是AC的长,也就是整条杠杆的长。由杠杆的平衡条件可知,当以棒上的A点为支点、动力作用在C点,力臂最长,最省力。9.【答案】右10⊥3【解析】(1)[1]安装好杠杆,发现杠杆右端高、左端低,说明左端更重,要使杠杆在水平的位置平衡,根据杠杆的平衡条件,调节平衡螺母遵循“左高左调,右高右调”的原则,所以应向右调节平衡螺母。(2)[2]设一个钩码的重力为G,如图甲所示,由杠杆的平衡条件可得3GL?4GL⊥OAOB取下左侧的1个钩码,调节左侧悬挂点至C点,由杠杆的平衡条件可得2GL?4GL⊥OCOB将取下的钩码挂在右侧钩码下方,调节右侧悬挂点至D点,由杠杆的平衡条件可得2GL?5GL⊥OCOD:..根据数学几何关系L?L?L⊥ACOCOAL?L?L⊥BDOBOD由⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥可得,两侧悬挂点移动距离AC与BD之比21L∶L?L∶L?10∶3ACBD3OB5OB10.【答案】右【解析】根据杠杆原理,此时杠杆向左倾斜,则应减小左侧力臂或增大右侧力臂,所以应将平衡螺母向右调节。11.【答案】杠杆乙【解析】[1]甲乙两种开关均可在力的作用下绕轴转动,可看做杠杆。[2]根据杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大、动力越小;根据图示和生活经验可知,使用时乙的动力臂大,所以按动开关乙所用的力较小。12.【答案】省力变小【解析】[1]由图可知,在使用独轮车时动力臂大于阻力臂,所以它属于省力杠杆。[2]当杠杆慢慢抬起时,重力不变,重力G的力臂变小(当杠杆竖直时,阻力臂为0),即阻力臂变小,动力臂始终等于杠杆长,即保持不变,由杠杆的平衡条件可知,动力F变小。13.【答案】力的方向省力:..【解析】[1]旗杆上的滑轮为定滑轮,利用它来升旗,可以改变施加力的方向。[2]图中剪刀在使用过程中,在同样的情况下,把被剪物体往剪刀转动轴靠近,减小了阻力臂,由杠杆的平衡条件知道,阻力臂越小,越省力,即这样做的目的是减小阻力臂,可以省力。14.【答案】OB【解析】由图可知,OB是从支点到力F作用线的距离,所以,线段OB是力F的力臂。15.【答案】6测力计对杠杆的拉力的力臂变小杠杆自重的影响【解析】(2)[1]]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表l,图中,由杠杆的平衡条件得Fl?Fl1122代入数据4G?3l=F?2l解得:F=6G,即在B处挂6个同样的钩码。(3)[2]弹簧測力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC,当弹簧测力计逐漸向右倾斜时,此时拉力F的力臂变小,根据杠杆的平衡条件,阻力和阻力臂一定,拉F的力臂小,则F变大,弹簧测力计示数変大。(4)[3]当用如图丙所示装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,测出的力和力臂与杠杆平衡条件不相符,其原因是杠杆自重的影响,此时根据杠杆的平衡条件有4G?6l?G?3l?F?3l杠杆16.【答案】?FlC1122:..【解析】(1)[1]小明发现杠杆右端低左端高,说明右边更重,根据杠杆的平衡条件FL?FL,1122要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向左调节。(2)[2][3]杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于直接读出力臂的值。同时,可以使杠杆所受的重力通过支点,从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响。(3)[4]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,图甲中,杠杆的左端4G?3L?12GLB处的力臂为4L,由杠杆的平衡条件,杠杆的右端F?4L?12GL2解得F?3G2即在B处挂3个同样的钩码。(4)[5]如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,拉力力臂为OC,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,阻力和阻力臂不变,所以,根据杠杆的平衡条件可知拉力变大,弹簧测力计示数变大。(5)[6][7]实验序号1和3,均满足Fl?Fl,即杠杆的平衡条件。实验序号为2的数据1122是测量动力臂时读错了数,动力臂Fl2N??22??(6)[8]小刚同学将体积相同的物体G、G分别挂在杠杆的两端,杠杆处于平衡状态,根12据杠杆的平衡条件有Gl?Gl,由图可知,l?l,则G?G。若此时将两个物体G、112212121G同时浸没在水中,因为两个物体的体积相等,则排开水的体积相等,由F=?gV可知,2浮液排:..它们受到的浮力相等,杠杆A端(G?F)l?Gl?Fl1浮111浮1杠杆B端(G?F)l?Gl?Fl2浮222浮2因为Gl?Gl,l?l,所以杠杆112212(Gl?Fl)?(Gl?Fl)11浮122浮2杠杆不平衡,B端下沉,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。【答案】右⊥2【解析】(1)[1]由图可知,杠杆的右端上翘,所以平衡螺母向上翘的右端移动。(2