中考物理復(fù)習(xí)大致可分為三階段,即第一輪全面復(fù)習(xí)、第二輪專題復(fù)習(xí)和第三輪模擬題練習(xí)。
第三輪模擬題練習(xí)——這一階段是檢查學(xué)生整體復(fù)習(xí)情況,查漏補缺,提高應(yīng)試能力,提高學(xué)生成績的關(guān)鍵階段。
這段時間教師主要任務(wù)是從試卷中發(fā)現(xiàn)復(fù)習(xí)中存在的問題,及時評講,同時要注意增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,讓學(xué)生學(xué)會自我反思、總結(jié)解題方法和應(yīng)試技巧;同時也要加強對學(xué)生心理的調(diào)節(jié),讓學(xué)生適應(yīng)中考的考試狀態(tài),能夠在臨考時發(fā)揮出正常水平,避免因心情過于緊張而導(dǎo)致發(fā)揮失常。
2023年中考物理三輪復(fù)習(xí)實驗和計算壓軸及創(chuàng)新題精準(zhǔn)練的40個專題突破(全國通用)
第一部分 新課標(biāo)13類中考必考的重點實驗
專題07.探究杠桿的平衡條件(共道17題)
1.(2022浙江紹興)小敏在做“研究杠桿平衡條件”的實驗時,先后出現(xiàn)杠桿右端下降的現(xiàn)象。為使杠桿水平平衡,下列操作正確的是( )
A. 圖甲中平衡螺母向左調(diào)節(jié);圖乙中右側(cè)鉤碼向左移動
B. 圖甲中平衡螺母向左調(diào)節(jié);圖乙中右側(cè)鉤碼向右移動
C. 圖甲中平衡螺母向右調(diào)節(jié);圖乙中左側(cè)鉤碼向左移動
D. 圖甲中平衡螺母向右調(diào)節(jié);圖乙中左側(cè)鉤碼向右移動
【答案】A
【解析】圖甲中,杠桿左端高、右端低,說明杠桿右端偏重,要使杠桿在水平位置平衡,平衡螺母向左端調(diào)節(jié)。
圖乙中,設(shè)一個鉤碼的重力為G,杠桿一個小格的長度為L,杠桿左端力和力臂的乘積為
4G×2L=8GL
杠桿右端力和力臂的乘積為
3G×3L=9GL
8GLG×3L
所以杠桿左端下沉。
(4)小勇用彈簧測力計替代鉤碼,在B點豎直向下拉,然后將彈簧測力計繞B點逆時針旋轉(zhuǎn)一小段至如圖丙所示位置。在旋轉(zhuǎn)過程中,測力計拉力的力臂變小,要使杠桿仍然在水平位置平衡,根據(jù)杠桿平衡條件可知,彈簧測力計的示數(shù)將逐漸變大。
(5)實驗結(jié)果表明,當(dāng)動力動力臂=阻力阻力臂時,杠桿的平衡處于平衡狀態(tài),所以杠桿的平衡條件是:動力動力臂=阻力阻力臂。
3.(2022四川南充)某同學(xué)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:
(1)實驗前,發(fā)現(xiàn)杠桿如圖甲所示,則應(yīng)將杠桿左端平衡螺母向_____(選填“左”或“右”)端適當(dāng)調(diào)節(jié),使杠水平平衡;
(2)該同學(xué)通過如圖乙所示實驗得到相關(guān)數(shù)據(jù)如下表,由表中數(shù)據(jù)推測出杠桿的平衡條件是:_________(用F1、F2、l1、l2表示);
(3)若將乙圖右側(cè)鉤碼換成彈簧測力計,如圖丙所示,保持杠桿水平平衡,彈簧測力計拉力方向由豎直方向a變?yōu)榉较騜后,彈簧測力計的示數(shù)將______(選填“增大”、“減小”或“不變”);
(4)該同學(xué)在科技創(chuàng)新實驗中將此裝置改裝成了一個杠桿液體密度計,該裝置可測量小桶內(nèi)液體密度,如圖丁所示,將容積為20mL的小桶掛在M點,調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿水平平衡,已知OM=OA=5cm,則杠桿密度計的“0刻度”線應(yīng)在_______(選填“O”或“A”)點,將待測液體倒?jié)M小桶,在杠桿右端掛上重物并調(diào)節(jié)至N點位置時,杠桿剛好水平平衡,重物質(zhì)量10g,ON=15cm,N點位置應(yīng)標(biāo)注的密度刻度值是______g/cm3,改裝后杠桿右端的密度刻度線______(選填“是”或“不是”)均勻分布的(g=10N/kg)。
【答案】(1)右 (2)F1×l1=F2×l2 (3)增大 (4)O 1.5 是
【解析】(1)由圖甲可知,此時杠桿左端重右端輕,則應(yīng)將杠桿左端平衡螺母向右端適當(dāng)調(diào)節(jié),使杠桿水平平衡。
(2)由表中數(shù)據(jù)可知,動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積,即
F1×l1=F2×l2
(3)保持杠桿水平平衡,彈簧測力計拉力方向由豎直方向a變?yōu)榉较騜后,阻力與阻力臂不變,而動力臂變小,故由杠桿的平衡條件可知,動力將變大,即彈簧測力計的示數(shù)將增大。
(4)由題意可知,將空桶掛在M點時,為了使杠桿在水平位置保持平衡,調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿水平平衡,此時杠桿右端沒有懸掛重物,故可知杠桿密度計的“0刻度”線應(yīng)在O點。
將待測液體倒?jié)M小桶,在杠桿右端掛上重物并調(diào)節(jié)至N點位置時,杠桿剛好水平平衡,故由杠桿的平衡條件可得m液×OM=m物×ON
解得此時小桶中的液體重力為
由題意可知,液體的體積為V液=20mL=20cm3
故由可得,液體的密度為
故N點位置應(yīng)標(biāo)注的密度刻度值是1.5g/cm3。
設(shè)空桶中裝滿待測液體時,此時重物到支點的距離為L,杠桿水平平衡,故由杠桿的平衡條件可得
m液×OM=m物×L
解得待測液體的質(zhì)量為
待測液體的體積為V,故由可得,待測液體的密度為
因重物的質(zhì)量m物、OM、待測液體的體積V均不變,故可知待測液體的密度ρ液與重物到支點的距離L成正比,則改裝后杠桿右端的密度刻度線是均勻分布的。
4. (2022遼寧沈陽)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中
(1)杠桿沒掛鉤碼時需要向右調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,才能使杠桿在水平位置平衡,說明調(diào)節(jié)前杠桿的_____(選填“左”或“右”)端高;
(2)小雨通過改變鉤碼數(shù)量并移動鉤碼位置,使杠桿在水平位置平衡,多做幾次實驗,將得到的數(shù)據(jù)填入表中。分析表中數(shù)據(jù),得到杠桿平衡條件是:_____;
(3)如圖甲所示先在杠桿左側(cè)掛4個鉤碼,后在右側(cè)A處掛3個鉤碼,根據(jù)得到的杠桿平衡條件可以判斷出杠桿的_____端會下沉;
(4)小雨想用撬棒撬動地面上的石頭,是撬棒的支點,是阻力,是阻力臂,如圖乙所示,為了撬動石頭,在B點施加的最小動力的方向是_____。
【答案】(1)右 (2) (3)右 (4)垂直于OB向下
【解析】(1)杠桿沒掛鉤碼時需要向右調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,才能使杠桿在水平位置平衡,說明原來杠桿的重心在支點的左側(cè),說明調(diào)節(jié)前杠桿的右端高。
(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析
得出杠桿平衡條件是。
(3)假設(shè)每個鉤碼的重力為1N,左側(cè)掛4個鉤碼,總重力為4N,距離為0.05m,右側(cè)A處掛3個鉤碼,總重力為3N,距離為0.1m,通過計算可知
根據(jù)得到的杠桿平衡條件可以判斷出杠桿的右端會下沉。
(4)已知圖中是撬棒的支點,是阻力,是阻力臂,如圖乙所示,為了撬動石頭,最長的動力臂為OB,所以在B點施加的最小動力的方向是垂直于OB向下。
5.(2022黑龍江龍東)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:
(1)如圖甲所示,實驗前杠桿左端下沉,則應(yīng)將平衡螺母向_____(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),直到杠桿在水平位置平衡;
(2)如圖乙所示,杠桿上刻度均勻,在A點掛3個鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在B點掛_____個相同的鉤碼;當(dāng)杠桿平衡后,將A、B兩點下方同時增加一個相同的鉤碼,則杠桿將_____(選填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持靜止不動”);
(3)如圖丙所示,若不在B點掛鉤碼,改用彈簧測力計在C點豎直向上拉杠桿,使杠桿在水平位置平衡;當(dāng)彈簧測力計從圖丙位置轉(zhuǎn)到圖丁位置時,其示數(shù)會_____(選填“變大”、“不變”或“變小”),原因是_____。
【答案】 (1)右 (2)4 左端下沉 (3)變大 力臂變小
【解析】(1)探究杠桿平衡條件實驗前,要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,調(diào)節(jié)的方法是哪端高,平衡螺母向哪端調(diào)節(jié),圖中杠桿左端下沉,故應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié),直到杠桿在水平位置平衡。
(2)根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2,設(shè)杠桿的每一格長度為L,每個鉤碼的重力為G,則左邊力與力臂乘積為:3G×4L=12GL
右邊力臂長為3L,故所掛鉤碼重為:

故右邊B點處應(yīng)掛4個鉤碼,杠桿在水平位置平衡。
當(dāng)當(dāng)杠桿平衡后,將A、B兩點下方同時增加一個相同的鉤碼,由于左邊的力臂大于右邊力臂,可知兩邊增加的力與力臂乘積左邊大于右邊,故則杠桿將左端下沉。
(3)若不在B點掛鉤碼,改用彈簧測力計在C點豎直向上拉杠桿,使杠桿在水平位置平衡;當(dāng)彈簧測力計從圖丙位置轉(zhuǎn)到圖丁位置時,拉力的力臂逐漸減小,由阻力和阻力臂的乘積不變,可得彈簧測力計示數(shù)將變大。
6.(2022湖南益陽)在探究“杠桿的平衡條件”的實驗中:
(1)沒有掛鉤碼時,杠桿靜止時的狀態(tài)如圖所示,為了使杠桿在水平位置平衡,平衡螺母應(yīng)向_____移動;
(2)杠桿在水平位置平衡后,在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼,移動鉤碼的位置,使杠桿重新在水平位置平衡。然后改變動力和動力臂,相應(yīng)調(diào)節(jié)阻力和阻力臂,再做幾次實驗。再做幾次實驗的目的是_____(填序號);
A.多次測量求平均值,減小誤差
B.尋找規(guī)律的普遍性
(3)當(dāng)貨車所載貨物重心太靠后時,貨車會翹起來,如圖所示,這樣容易造成交通安全事故。若以后輪為支點,貨物對貨車壓力F的力臂用表示,貨車重力G的力臂用表示,貨車之所以會翹起來,是因為_____(選填“>”、“=”或“
【解析】(1)杠桿的右端上翹,左端下沉,說明重心偏左,要使杠桿在水平位置平衡,平衡螺母應(yīng)向上翹的右端移動。
(2)通過實驗總結(jié)歸納出物理規(guī)律時,一般要進行多次實驗,獲取多組實驗數(shù)據(jù),避免實驗結(jié)論的偶然性,歸納出的物理規(guī)律才具有普遍性,所以在探究杠桿平衡的條件時,多次改變力和力臂的大小主要是為了尋找規(guī)律的普遍性。
(3)貨車可以看成杠桿,若以后輪為支點,當(dāng)時,貨車便不能平衡,貨車車頭會翹起來。
7. (2022江蘇徐州)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中。
(1)如圖甲所示,安裝杠桿時,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿右端的平衡螺母向_____移動;
(2)如圖乙所示,杠桿上每一格的長度為5cm,在杠桿左邊掛鉤碼,彈簧測力計對杠桿豎直向下的拉力是動力,則動力臂為_____cm;
(3)如果要用彈簧測力計向上拉,需要對圖乙所示的實驗設(shè)計進行的調(diào)整是_____;
(4)如圖丙所示,當(dāng)杠桿繞支點轉(zhuǎn)動時,杠桿上A點的速度方向總是和杠桿垂直。作用在A點的三個大小相等、方向不同的力F1、F2、F3,請指出為什么力臂最大的F2對杠桿轉(zhuǎn)動的作用最大?_____。
【答案】 (1)右 (2)25 (3)將測力計移到左端第5個格處 (4) F2與其力臂的乘積最大
【解析】(1)由甲圖可知,杠桿左端向下傾斜,說明左端沉,為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿右端的平衡螺母向右移動。
(2)乙圖中,杠桿水平位置平衡,彈簧測力計對杠桿豎直向下的拉力是動力,則動力臂此時落在杠桿上,測力計懸掛點到支點的距離就等于動力臂的長度,由于每一格的長度為5cm,共5個格,所以動力臂的長度為
l1=5cm×5=25cm
(3)鉤碼的作用效果是使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動,要使彈簧測力計向上拉,拉力的作用效果需使杠桿順時針轉(zhuǎn)動,所以要使杠桿在水平位置平衡,需將測力計移到左端第5個格處向上拉。
(4)作用在A點的三個力雖然大小相等,但F1、F3其對應(yīng)的力臂比較小,所以力與其力臂的乘積相對較小,而F2的力臂最大,F(xiàn)2與其力臂的乘積最大,所以對杠桿轉(zhuǎn)動的作用最大。
8. (2022吉林省)在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中(所用的鉤碼質(zhì)量均相同):
(1)如圖甲所示,為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將螺母適當(dāng)向_____調(diào)節(jié);
(2)如圖乙所示,實驗時,為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)該在點A處懸掛_____個鉤碼;
(3)人類很早以前就會使用杠桿了。圖丙是我們的祖先在建造宮殿時利用木桿撬動沉重木料時的情景。由此過程可知,其中木桿屬于_____杠桿。
【答案】 (1)右 (2) 1 (3)省力
【解析】(1)由圖所示,杠桿右端上翹,說明左端重,右端輕。為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將螺母適當(dāng)向右調(diào)節(jié)。
(2)由于所用的鉤碼質(zhì)量均相同,設(shè)一個鉤碼的質(zhì)量為m,則一個鉤碼的重力為G=mg;杠桿上每一小格的長為L,根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2可知,作用在A點的動力為
故在應(yīng)該在點A處懸掛1個鉤碼。
(3)由圖可知,利用木桿撬動沉重木料時,動力臂大于阻力臂,故木桿屬于省力杠桿。
9. (2022河南)在探究杠桿平衡條件的實驗中:
(1)將裝置放在水平桌面上,靜止時如圖所示。為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將螺母向_____ (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);
(2)實驗中,在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼,第1、2次杠桿平衡時的數(shù)據(jù)已填入表。圖是第3次杠桿平衡時的情景,此次杠桿右側(cè)的阻力和阻力臂的數(shù)據(jù)①為_____,②為_____;
(3)分析實驗數(shù)據(jù),可歸納出杠桿的平衡條件:_____;
(4)某小組對實驗過程交流、討論后,按圖所示又進行了實驗。老師肯定了他們的做法,并指出,用彈簧測力計斜拉可使結(jié)論更具普遍性,因為這樣做改變了_____。在測量拉力F的力臂時,小組內(nèi)有不同的意見,你認為拉力的力臂應(yīng)為_____(選填“OA”“OB”或“AB”)。
【答案】 (1)右 (2)1 0.15 (3)動力×動力臂=阻力×阻力臂 (4)拉力的方向 OB
【解析】(1)由圖知道,杠桿的右端上翹,為了調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,平衡螺母向上翹的一端移動,即應(yīng)將平衡螺母向右端移動。
(2)第1、2和3次實驗的數(shù)據(jù)知道,每次動力減小0.5N,由第1、2次的數(shù)據(jù)知道,每次阻力也是減小0.5N,所以,第3次的阻力應(yīng)是1N;分析第1、2次的數(shù)據(jù)知道,動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積,由此可知第3次的阻力臂應(yīng)是0.15m。
(3)由實驗表格中數(shù)據(jù)知道,三次實驗數(shù)據(jù)都滿足動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積,即杠桿的平衡條件是
動力×動力臂=阻力×阻力臂
(4)由圖知道,用彈簧測力計斜拉改變了拉力的方向,同時改變了力臂的方向,由此得出的平衡條件更具普遍性。
因為力臂是從支點到力的作用線的距離,由圖知道,OB應(yīng)為拉力的力臂。
10. (2022湖南岳陽)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中:
(1)杠桿靜止在圖甲所示位置,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向_____(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);
(2)調(diào)節(jié)平衡后,如圖乙,在A點掛3個鉤碼,則應(yīng)在B點掛_____個鉤碼,才能使杠桿重新在水平位置平衡(所用鉤碼的規(guī)格都相同);
(3)改變鉤碼的位置和個數(shù),使杠桿平衡,收集多組數(shù)據(jù),其目的是_____(填序號)
A.取平均值,減小誤差 B.避免偶然性,尋找普遍規(guī)律
(4)看圖丙的漫畫,根據(jù)杠桿的平衡條件分析,小兔分得的蘿卜質(zhì)量_____(選填“大于”、“等于”或“小于”)小猴的。
【答案】 (1)左 (2)3 (3)B (4)小于
【解析】(1)由甲圖可知,杠桿右端沉,所以需將平衡螺母向左調(diào),直至杠桿在水平位置平衡。
(2)設(shè)杠桿上一個格的長度為l,一個鉤碼的重力為G,則鉤碼對杠桿的拉力等于鉤碼的重力,A點距支點為2l,掛3個鉤碼,重力為3G,根據(jù)杠桿平衡條件可得
3G×2l=F2×3l
解得F2=2G,即在B點需掛2個鉤碼,杠桿才能重新在水平位置平衡。
(3)改變鉤碼的位置和個數(shù),使杠桿平衡,多次實驗,目的是避免一次數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的偶然性,尋找杠桿平衡的普遍規(guī)律,故A不符合題意,B符合題意。
故選B。
(4)蘿卜處于平衡狀態(tài),由圖知道,左側(cè)部分重心離支點近,力臂小,右側(cè)部分重心離支點遠,力臂大,根據(jù)杠桿平衡條件知道,左側(cè)蘿卜重力大,右側(cè)重力小,根據(jù)G=mg知,小兔分得的蘿卜質(zhì)量小于小猴的。
11. (2022吉林長春)在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中:
(1)不掛鉤碼時,調(diào)節(jié)螺母,使杠桿在_____位置平衡;
(2)如圖甲所示,在A點掛3個鉤碼,在B點掛____個鉤碼,使杠桿再次在原位置平衡;
(3)在答題卡的相應(yīng)位置,畫出A點所受拉力的力臂l;_____
(4)如圖乙所示是《天工開物》記載的踏碓(碓:dui,古代的一種給稻谷去殼的工具。用腳連續(xù)踏桿的一端,另一端就會連續(xù)起落)。踏碓屬于_____杠桿。
【答案】(1)水平 (2)4 (3) (4)費力
【解析】(1)不掛鉤碼時,調(diào)節(jié)螺母,使杠桿在水平位置平衡,這樣便于在杠桿上直接讀出力臂。
(2)設(shè)一個鉤碼的重力為G,杠桿上一格的長度為L,根據(jù)杠桿平衡條件,則有
解得n=4
(3)因為此時杠桿在水平位置平衡,A點的鉤碼對杠桿的拉力豎直向下,與杠桿垂直,所以A點所受拉力的力臂l可直接畫在杠桿上,如圖所示:
(4)踏碓在使用的過程中,動力臂小于阻力臂,為費力杠桿。
12. (2022安徽)用圖中所示的裝置探究杠桿的平衡條件, 通過正確的實驗操作, 得到下表中的數(shù)據(jù)。
(1)第 2 次實驗數(shù)據(jù)中阻力臂 應(yīng)為____;
(2)第 3 次實驗后,用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動右邊掛鉤碼的懸線 (保持上端懸點不動), 如圖乙所示,不計摩擦,杠桿_____(選填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是:_____。
【答案】(1) 0.20 (2)不能 見解析
【解析】(1)根據(jù)杠桿平衡可知,阻力臂 應(yīng)為
(2)用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動右邊掛鉤碼的懸線 (保持上端懸點不動),改變了拉力的方向,但是沒有改變拉力的大小,但是支點到力的作用線的距離,即力臂的長短發(fā)生了變化,由可知,不變,的大小不變,但是力臂發(fā)生了變化,故杠桿不能保持平衡。
13. (2022江蘇南通)利用輕質(zhì)杠桿探究杠桿平衡條件的實驗中:
(1)杠桿靜止時如圖甲所示,要使杠桿在水平位置平衡,則應(yīng)將平衡螺母向_____(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);
(2)如圖乙所示,在A點掛4個鉤碼,在B點掛_____個鉤碼,仍可使其在水平位置平衡;
(3)用彈簧測力計代替鉤碼,如圖丙所示,不斷改變彈簧測力計的作用點和力的大小,使杠桿在水平位置平衡,彈簧測力計的拉力F與其力臂l1的圖像如圖丁所示。圖像中每個點與兩坐標(biāo)軸圍成的方形面積_____(選填“相等”或“不等”),其原因是_____。
【答案】 (1)左 (2) 6 (3) 相等
【解析】(1)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時,杠桿左端偏高,說明杠桿右側(cè)偏重,則應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。
(2)設(shè)杠桿每個格的長度為L,每個鉤碼的重力為G,根據(jù)杠桿的平衡條件 有
解得
在B點掛6個鉤碼,仍可使其在水平位置平衡。
(3)圖像中每個點與兩坐標(biāo)軸圍成的方形面積相等,原因是左側(cè)鉤碼對杠桿的拉力與其力臂的乘積不變,要想使杠桿平衡,右側(cè)的拉力與力臂的乘積需等于左側(cè)拉力與其力臂的乘積;即左側(cè)拉力與其力臂的乘積不變時,右側(cè)拉力與其力臂的乘積成反比,表達式為
14. (2022湖南長沙)為了探究杠桿的平衡條件,小慶將安裝好的器材放到水平桌面上,調(diào)節(jié)平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡。
(1)某次實驗時,小慶在已調(diào)好的杠桿兩側(cè)掛上鉤碼后,出現(xiàn)如圖所示的情形。為了使杠桿在水平位置平衡,下列操作正確的是_____;
A.將左側(cè)鉤碼向左移動 B.將右側(cè)鉤碼向右移動 C.將平衡螺母向左調(diào)節(jié)
(2)正確完成實驗后,獲得的三組數(shù)據(jù)如下表所示。
分析數(shù)據(jù)可得杠桿的平衡條件:_____。
【答案】 (1)A (2)動力×動力臂=阻力×阻力臂
【解析】(1)將安裝好的器材放到水平桌面上,調(diào)節(jié)平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡。
某次實驗時,小慶在已調(diào)好的杠桿兩側(cè)掛上鉤碼后,出現(xiàn)如圖所示的情形,即右端下沉,說明右側(cè)力與力臂之積較大,此時不能再調(diào)節(jié)平衡螺母,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將左側(cè)鉤碼向左移動(增大左側(cè)力臂的大小),故A正確,BC錯誤。
故選A。
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)有
1.0N×10.0cm=0.5N×20.0 cm
1.0N×20.0cm=2.0N×10.0 cm
2.0N×15.0cm=1.5N×20.0 cm
故得出杠桿的平衡條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂
15.(2022湖北隨州) 在“探究杠桿的平衡條件”實驗中:
(1)實驗前,杠桿靜止在如圖甲所示的位置,此時杠桿處于_____(選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài)。為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向_____(選填“左”或“右”)調(diào)。
(2)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡后,某小組的同學(xué)得到了如下表所示的實驗數(shù)據(jù),由此可總結(jié)出杠桿的平衡條件:_____(用F1、F2、l1、l2表示)。
(3)在完成實驗后,陶子同學(xué)在A處掛了3個鉤碼(每個鉤碼重1N,杠桿上每格的長度為10cm),如圖乙所示,他將彈簧測力計斜向下拉,杠桿水平平衡(OA=30cm,OB=40cm),此時拉力與水平方向的夾角為30°,則彈簧測力計的示數(shù)為_____N。
【答案】 (1)平衡 左 (2)F1l1=F2l2 (3)4.5
【解析】(1)因為杠桿靜止,所以判斷杠桿處于平衡狀態(tài),由于杠桿左端高、右端低,為使杠桿在水平位置平衡,平衡螺母向上翹的左端移動。
(2)通過觀察實驗表格的各組數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)動力與動力臂的乘積等于阻力與租力臂的乘積,由此得出杠桿平衡的條件為動力乘動力臂等于阻力乘阻力臂,即
F1l1=F2l2
(3)由圖可知,以O(shè)為支點,杠桿的左邊,力為3N,力臂為30cm,即
F1l1=3N×30cm
杠桿的右邊,力為F2,即彈簧測力計的示數(shù),力臂為OB的二分之一,即20cm,由杠桿平衡條件可得
3N×30cm=F2×20cm
解得F2=4.5N
16. (2022廣東)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中:
(1)小明安裝好杠桿后,發(fā)現(xiàn)其左端下沉,如圖甲所示。為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向_______調(diào)節(jié);
(2)如圖乙所示,杠桿調(diào)節(jié)平衡后,在A處懸掛3個鉤碼,每個鉤碼重0.5N。如果在B處施加一個拉力使杠桿在水平位置再次平衡,當(dāng)方向為_______時,拉力最小,大小為_______N;
(3)課后,小明制作了一個簡易杠桿,調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,然后在它兩邊恰當(dāng)位置分別放上不同數(shù)量的同種硬幣,使其在水平位置再次平衡,如圖丙所示,則力臂_______。若兩邊同時各取走一枚硬幣,則杠桿的______端將下沉。
【答案】(1)右 (2)豎直向下 2 (3)2:1 右
【解析】(1)由圖甲知,杠桿的左端下沉,應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母才能讓杠桿在水平位置平衡。
(2)在B處施加的動力方向豎直向下時,對應(yīng)的動力臂最大。據(jù)杠桿的平衡條件,阻力和阻力臂不變時,動力臂最大,對應(yīng)的動力最小。杠桿在水平位置平衡時,有
3×0.5N×4l=F1×3l
解得最小拉力F1=2N
(3)由圖示知,左邊對杠桿的作用力為2個硬幣的重力,右邊對杠桿的作用力為4個硬幣的重力,設(shè)每個硬幣的重力為G,則有G1:G2=2G:4G=1:2
據(jù)杠桿的平衡條件有l(wèi)1:l2=G2:G1=2:1
在兩邊同時取走一枚硬幣,則左邊和右邊分別是
(2G-G)×l1=G×l1=2Gl2
(4G-G)×l2=3Gl2
所以杠桿的右端下沉。
17. (2022黑龍江綏化)下圖為“探究杠桿的平衡條件”的實驗,使用的鉤碼規(guī)格相同。
(1)掛鉤碼前杠桿靜止在如圖甲所示位置,此時杠桿處于_____狀態(tài);(選填“平衡”或“不平衡”)
(2)為了使圖甲中的杠桿在水平位置平衡,可以將右側(cè)平衡螺母向_____調(diào)節(jié);(選填“左”或“右”)
(3)實驗時,在已調(diào)平的杠桿兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼,調(diào)節(jié)鉤碼位置,使其在水平位置重新平衡。使杠桿在水平位置平衡的目的是_____。收集實驗數(shù)據(jù)如下表所示,經(jīng)分析可得出杠桿的平衡條件:_____;
(4)為了進一步驗證實驗結(jié)論,又做了圖乙所示的實驗,現(xiàn)將彈簧測力計從a位置移動到b位置,在此過程中杠桿始終在水平位置平衡,彈簧測力計示數(shù)將_____。(選填“變大”“不變”或“變小”)
【答案】 (1)平衡 (2)右 (3)便于測量力臂 F1L1=F2L2 (4)變大
【解析】(1)根據(jù)牛頓第一定律可知,杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài),則杠桿處于平衡狀態(tài)。
(2)由甲圖可知,杠桿的右端上翹,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將右側(cè)平衡螺母向右調(diào)節(jié)。
(3)使杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便于測量力臂的大小,同時消除杠桿自重對杠桿平衡的影響。
由表格中數(shù)據(jù)可知
1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm
1.0N×20.0cm=4.0N×5.0cm
2.0N×15.0cm=3.0N×10.0cm
故可得杠桿對地平衡條件為
F1L1=F2L2
(4)將彈簧測力計從a位置移動到b位置,在此過程中杠桿始終在水平位置平衡,彈簧測力計示數(shù)將變大。原因是:當(dāng)拉力由垂直變成傾斜時,阻力和阻力臂不變,拉力F的力臂變小,相應(yīng)的拉力會變大,這樣杠桿才能繼續(xù)在水平位置平衡。序號
動力F1/N
動力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
15.0
1.5
10.0
2
1.0
20.0
1.0
20.0
3
3.0
10.0
20
15.0
……
次數(shù)
動力
動力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
20
2.0
5
2
1.0
10
0.5
20
3
1.5
10
3.0
5
實驗次數(shù)
動力F1/N
動力臂l1 / m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.5
0.2
2
0.25
2
2
0.15
1.5
0.2
3
1.5
0.1


實驗次數(shù)
動力F1/N
動力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
3.0
0.20
2.0
0.30
2
2.0
0.15
1.5
3
1.5
0.20
1.0
0.30
……
……
……
……
……
次數(shù)
動力
動力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
10.0
05
20.0
2
1.0
20.0
2.0
10.0
3
2.0
15.0
1.5
20.0
實驗序號
動力F1/N
動力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1
30
3
10
2
2
20
1
40
3
3
20
6
10
次數(shù)
動力F1/N
動力臂/cm
阻力F2/N
阻力臂/cm
1
1.0
15.0
1.5
10.0
2
1.0
20.0
4.0
5.0
3
2.0
15.0
3.0
10.0

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