中考物理二轮复习小专题杠杆动态平衡.docx
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中考物理二轮复习小专题杠杆动态平衡
杠杆动态平衡
1、杠杆的平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成公式F1l1=F2l2
2、杠杆的再平衡
杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等。
判断方法一:
比较末状态时力和力臂的乘积是否相等:
若相等则继续平衡;若不相等,哪端乘积大,哪端下沉,另一端上升。
判断方法二:
直接比较两端力和力臂的乘积的减小量或增加量是否相等而判断。
注意:
若力臂的关系未知,则可通过杠杆的初始状态的平衡关系来确定。
3、杠杆的动态平衡
(1)力不变改变力臂
当力臂减小相同的长度时,力小的那一端下沉;
∵F1l1=F2l2(l1>l2)
∴F1<F2
F1(l1-l0)=F1l1-F1l0;F2(l2-l0)=F2l2-F2l0
∵F1l0<F2l0
∴F1l1-F1l0>F2l2-F2l0
即:
F1(l1+l0)>F2(l2+l0)
当力臂增大相同的长度时,力大的那一端下沉;
∵F1l1=F2l2(l1>l2)
∴F1<F2
F1(l1+l0)=F1l1+F1l0;F2(l2+l0)=F2l2+F2l0
∵F1l0<F2l0
∴F1l1+F1l0<F2l2+F2l0
即:
F1(l1+l0)<F2(l2+l0)
力臂成比例增减的时候杠杆仍然平衡。
∵F1l1=F2l2
F1nl1=nF1l1
F2nl2=nF2l2
∴F1nl1=F2nl2
(顺口溜:
近小大,远大大,比例增减无变化)
(2)力臂不变改变力
当增大相同的力时,力臂大的那一端下沉;
∵F1l1=F2l2(l1>l2)
∴F1<F2
(F1+F0)l1=F1l1+F0l1;(F2+F0)l2=F2l2+F0l2
∵F0l1>F0l2
∴F1l1+F0l1>F2l2+F0l2
即:
(F1+F0)l1>(F2+F0)l2
当减小相同的力时,力臂小的那一端下沉;
∵F1l1=F2l2(l1>l2)
∴F1<F2
(F1-F0)l1=F1l1-F0l1;(F2-F0)l2=F2l2-F0l2
∵F0l1>F0l2
∴F1l1-F0l1<F2l2-F0l2
即:
(F1-F0)l1<(F2-F0)l2
力的大小成比例增减时杠杆仍然平衡。
∵F1l1=F2l2
nF1l1=nF1l1
nF2l2=nF2l2
∴nF1l1=nF2l2
(顺口溜:
增大大,减小大,比例增减无变化)
例题:
1、(2019重庆B)如图,在“探究杠杆平衡条件”实验中,弹簧测力计从位置A逆时针转到位置B,杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将()
A.变大B.变小C.不变D.不能确定
2、(2019北部湾)如图6所示,杠杆在拉力F的作用下水平平衡。
现将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F的变化情况是()
A.一直变大B.一直变小C.一直不变D.先变大后变小
例题答案:
1、A;2、A;
过关练习
1、图(a)所示的杠杆是水平平衡的。
如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体,如图(b)所示,则杠杆()
A.右端下沉
B.左端下沉
C.要保持平衡应将左端的物体向右移动
D.要保持平衡应在右端再加挂一个物体
2、在探究“杠杆平衡条件”实验中,杠杆在力F作用下水平平衡,如图所示,现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F与其力臂的乘积变化情况是()
A.一直变小B.一直变大C.一直不变D.先变小后变大
3、如图所示,在“探究杠杆平衡条件”的实验中,轻质杠杆上每个小格长度均为2cm,在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码,当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。
对该杠杆此状态的判断,下列说法中正确的是()
A.杠杆的动力臂为8cmB.该杠杆为费力杠杆
C.该杠杆的阻力大小为0.5ND.动力F的大小为1.5N
4、如图,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将()
A.变大B.不变C.变小D.不能确定
5、如图为探究杠杆平衡条件的实验装置,杠杆平衡时,钩码对杠杆的阻力
F2=1.0N,阻力臂l2=20cm,测力计示数F1=2.5N,则动力臂l1为()
A.15cmB.8cmC.50cmD.80cm
6、如图所示,杠杆处于平衡状态。
如果杠杆两侧的钩码各减少一个,杠杆将()
A.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.无法判断
7、如图所示,轻质杆可绕O点转动。
分别将质量相同的纯金块、纯银块、金银制作的王冠悬挂于杆的最左端并浸没水中,将质量与王冠相同的重物对应地悬挂在杆上的A、B、C处(图中未标出),杆恰好在水平位置平衡。
测得A、C两点间的距离为7cm,B、C两点间的距离为3cm。
则王冠中金和银的质量比为()
A.3:
7
B.7:
3
C.2:
5
D.5:
2
8、如图,用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验(每个钩码重为0.5牛)。
下列说法正确的是()
A.实验前出现图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向左调
B.图乙,在AB处各增加一个钩码,杠杆仍然能保持平衡
C.图丙,弹簧测力计从a位置转到b,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数需变大
D.图丁,用弹簧测力计在c点向上拉杠杆,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数小于3牛
9、如图所示,O为杠杆的支点,杠杆右端挂有重为G的物体,杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。
如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡,下列关系中正确的是()
A.F1<F2B.F1>F2C.F2<GD.F1=G
10、如图所示,光滑带槽的长木条AB(质量不计)可以绕支点O转动,木条的A端用竖直细线连接在地板上,OA=0.6m,OB=0.4m。
在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C,C的密度为0.8×103kg/m3,B端正下方放一盛满水的溢水杯。
现将木块C缓慢浸入溢水杯中,当木块浸入水中一半时,从溢水口处溢出0.5N的水,杠杆处于水平平衡状态,然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动,经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0,下列结果不正确的是(忽略细线的重力,g取10N/kg)()
A.木块受到的浮力为0.5N
B.木块C受到细线的拉力为0.3N
C.小球刚放在B端时A端受到细线的拉力为2.2N
D.小球的运动速度为0.2m/s
11、如图所示,在刻度均匀的轻质杠杆的A点悬挂一个重为4N的物体,在B点施加一个竖直向下的作用力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则F=N;若保持物体悬挂的位置不变,改变力F的方向(如图虚线所示),杠杆仍在水平位置保持平衡,则力F将(填“不变”、“变大”或“变小”)。
12、如图所示,轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动(AB=2AO)。
将棱长为10cm的正方体合金块,用轻绳挂在A点处,在B点施加竖直向上的力F1=30N时,杠杆在水平位置平衡,此时合金块对水平地面的压强恰好为0,则合金块的质量是
kg.若撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa,则力F2的大小是N。
13、如图,OA为长2m的轻杆,与固定在竖直墙面上的光滑转轴相连接。
将一重为30N的物体用轻绳拴在OA的中点B处,用垂直于OA的力F拉住轻杆,静止在图示位置,则F=N。
14、小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有,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0.5N重的钩码若干个。
(1)如图A所示,实验前,杠杆左侧下沉,则应将左端的平衡螺母向(选填“左”或”右”)调节,直到杠杆在位置平衡,目的是便于测量,支点在杠杆的中点是为了消除杠杆对平衡的影响。
(2)小明同学所在实验小组完成某次操作后,实验象如图B所示,他们记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,则阻力臂L2=m。
(3)甲同学测出了一组数据后就得出了”动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是。
(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是:
动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离,与小组同学交流后,乙同学为了证明丙同学的结论是错误的,他做了如图C的实验,此实验(选填“能”或”不能”)说明该结论是错误的,图C实验中,已知杠杆上每个小格长度为5cm,每个钩码重0.5N,当弹簧测力计在A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,动力×动力臂(选填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂”。
15、在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件。
以下是他们的部分实验过程:
(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆平衡在位置上,以方便直接读出力臂;
(2)接下来,他们使杠杆在如图位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1N,杠杆质量、刻度分别均匀);小玲认为杠杆的平衡条件为F1=F2,L1=L2;而小军则认为实验还需要进一步改进。
你认为小玲总结的杠杆平衡是
(选填“正确的”或“错误的”);
实验序号
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
2
3
2
3
2
3
3
3
3
3
4
3
4
3
(3)如果小军在杠杆左端A点再挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右端的两个钩码向右移动格,杠杆才会在原位置再次平衡。
16、如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景:
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆________(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来调节杠杆两端的螺母,使杠杆处于________。
(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为50g的钩码、为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂________个质量均为50g的钩码。
(3)如图丙所示,现给你一个量程为0~2N的弹簧测力计,若干个50g的钩码,钩码挂在C点处,现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡,则在C点处所挂钩码的最多个数为________个。
17、在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的实验器材有:
杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重力1N的钩码。
(1)为了便于测量力臂要将如图甲所示杠杆调节在水平位置平衡,应将平衡螺母适当往(选填“左”或“右”)调;
(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,由此可得杠杆的平衡条件为:
。
实验中进行多次实验的目的是(选填“A”或“B”);
A.取平均值减少误差B.使实验结论具有普遍性
(3)将图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个,则杠杆(选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”);
(4)如图所示,用细绳竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,则拉力F为N;保持杠杆平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F大小将(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(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,如图所示,则物体的质量为g。
18、在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲,把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点,其目的是消除_____对实验的影响。
为了方便直接测出力臂,实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,当在A处挂上钩码后杠杆转动,说明力能改变物体的_____。
(2)图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡,若在A处下方再挂一个相同的钩码,为使杠杆保持水平平衡,需将挂在B处的钩码向右移动_____格。
当杠杆平衡、钩码静止时,挂在A处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对_____力。
(3)如图丙,小明取下B处钩码,改用弹簧测力计钩在C处,使杠杆再次在水平位置平衡,弹簧测计示数_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)1N,如果竖直向上拉动弹簧测力计,它是_____杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)(每个钩码重0.5N)。
(4)小明经过多次实验,分析实验数据后得出了杠杆平衡条件_____。
19、小华在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)杠杆在如图甲的位置静止时(选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的。
(2)为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)端调节。
(3)如图乙,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,每个钩码重0.5N,在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数应为N.当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将。
(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是。
20、在“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(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(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,弹簧测力计的示数为2.5N;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(填“大于”或“小于”)2.5N,此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为(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“
”)。
练习答案:
1、A;2、C;3、B;4、A;5、B;6、B;7、A;8、C;9、B;10、D;11、3;变大;12、9;52;13、7.5;14、
(1)右;水平;力臂;自重;
(2)0.15;(3)一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律;(4)能;等于;15、
(1)水平;
(2)错误的;(3)2;16、
(1)达到;水平位置平衡
(2)3(3)6;17、
(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;18、
(1)杠杆自重;运动状态;
(2)1;平衡;(3)大于;省力;(4)F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂);19、
(1)是;
(2)右;(3)1.5;变大;(4)使实验结论更具有普遍性,避免实验结论的偶然性;20、
(1)平衡;
(2)右;大于;60°;(3)
;
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- 中考 物理 二轮 复习 专题 杠杆 动态平衡