人教版八下物理同步练习12.1 杠杆(基础卷)
一、选择题
1.(2024八下·江油期末)杠杆在我们生活中有非常多的应用,如图所示,下列工具中属于费力杠杆的是( )
A.指甲刀 B.镊子
C.起子 D.铡刀
【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】杠杆的平衡条件为;A.指甲刀在使用时,动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故A不符合题意;
B.镊子在使用时,其动力臂小于阻力臂,因此它是费力杠杆,故B符合题意;
C.起子开启瓶盖时,动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故C不符合题意;
D.铡刀在使用时,其动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故D不符合题意。
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
2.(2024八下·花溪月考)如图所示,松动螺子,使用长长的管套时,下列说法正确的是( )
A.动力臂变短,会更省力 B.动力臂变长,会更省力
C.阻力臂变长,会更费力 D.阻力臂变长,会更省力
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】松动螺丝,使用长长的管套时,可以使杠杆的动力臂增加,在阻力臂和阻力大小不变,根据杠杆平衡原理,可以减小动力,实现省力。故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】使用杠杆时,增大动力臂,可以减小动力。
3.(2024八下·普洱期末)如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.撬棒
C.核桃夹 D.筷子
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】羊角锤、撬棒、核桃夹在使用时,动力臂都大于阻力臂,属于省力杠杆,筷子的动力臂小于阻力臂,筷子属于费力杠杆。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。
4.(2024八下·长沙期末)小锋在已调成水平位置平衡的杠杆两侧挂上钩码后,出现如图所示的情形。为了使杠杆在水平位置平衡,下列操作正确的是( )
A.将左侧钩码向左移动 B.将平衡螺母向左调节
C.将右侧钩码向右移动 D.将平衡螺母向右调节
【答案】C
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】BD.探究杠杆平衡条件实验中,不能再移动平衡螺母,BD不符合题意;
AC.根据图像,杠杆左侧下沉,杠杆左侧的力与其力臂的乘积大于右侧的力与其力臂的乘积,根据杠杆平衡条件,增大右侧的力或力臂,A错误,C正确。
故选C。
【分析】探究杠杆平衡条件时,通过调节力和力臂大小,使杠杆平衡,不能移动平衡螺母。
5.(2024八下·衡水期末)杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,是历史悠久的称重器具之一.如图是杆秤的结构示意图,秤盘上不放重物时,提起提纽,秤砣移至D处杆秤恰好可以水平平衡.关于杆秤下列说法正确的是 ( )
A.杆秤上的零刻度线就在提纽O处
B.被称物体质量一定大于秤砣质量
C.被称物体质量越大,秤砣离提纽越远
D.若秤砣磕掉一块,被称物体的称量值比真实值小
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.由杠杆平衡条件F1L1= F2L2可知,零刻度线在D处,故A错误;
B.力臂小于物体的力臂,被测物体质量可能小于秤砣质量,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件,物体质量越大,秤砣离秤钮距离L砣越远,C正确;
D.掉一块,F砣减小,由可知,L砣变大,被称物体的质量测量值将偏大,D错误。
故选C。
【分析】将杆秤进行模型化分析,找到其支点、力和力臂,进行分析。
6.(2024八下·临淄期末)我国古代科技著作《天工开物》中记载了用脚踏碓给稻谷去壳的过程,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落,如图所示。下列说法正确的是( )
A.脚踏碓在应用中属于费力杠杆
B.人脚越靠近O点越省力
C.碓的头部较细,是为了增大压力
D.碓头的重力是阻力
【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;杠杆的分类;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A、脚踏碓在应用中动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A正确。
B.人脚越靠近O点,动力臂越短越费力,故B错误。
C.碓头部较细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故C错误。
D.在该场景中,阻力包括碓头的重力和部分木杆的重力,故D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)结合图片和生活经验,根据动力臂和阻力臂的大小关系判断它是属于哪种类型的杠杆。
(2)阻力和阻力臂一定时,动力臂越短越费力。
(3)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
7.(2023八下·荔湾期末)如题图,一根轻质杠杆,支点为O,在杆的中点悬挂重物,在A点分别施加不同方向的作用力F1、F2、F3、F4,能使杠杆水平平衡且省力的是( )
A.仅有F2 B.仅有F2、F3
C.仅有F1、F2、F3 D.仅有F2、F4
【答案】A
【知识点】杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】因动力和阻力在支点的同一侧,所以动力与阻力方向相反,使得最省力,则力臂需要最大,计AO,最小的力需要垂直AO,所以F2符合题意,A正确,BCD错误。
综上选A。
【分析】 杠杆平衡的条件 ,原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,最省力,则力臂最大,本题中最大力臂为AO,力臂是支点和力的作用线的垂线段。
8.(2024八下·衡水期末)如图是把车轮推上台阶的四种方法,推力的作用点相同,推力的方向不同,如图所示,最省力的图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】杠杆的分类;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】支点与力的作用点的连线直接作为力臂时的动力是最小的,此力为,故C符合题意。
故选C。
【分析】由杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定的情况下,动力臂越长,动力越小,根据图示找出最长的动力臂,即可找出最省力的推法。
9.(2023八下·梁平期末)在探究杠杆平衡条件的实验中,下列说法中正确的是( )
A.杠杆的横梁不在水平位置静止时,它不处于平衡状态
B.杠杆的横梁不在水平位置平衡时就进行实验操作,探究不出杠杆的平衡条件
C.杠杆的横梁在水平位置平衡时,动力和阻力的方向必须是竖直向下的
D.杠杆的横梁若能绕水平轴匀速转动时,它处于平衡状态
【答案】D
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】A.静止的物体是平衡状态的,杠杆的横梁倾斜静止,处于平衡状态,A不符合题意;
B.杠杆的横梁不在水平位置平衡时进行实验,测量力臂不方便,B不符合题意;
C.杠杆的横梁在水平位置平衡时,动力和阻力的方向可以竖直向下,可以倾斜,C不符合题意;
D.杠杆的横梁若能静止或绕水平轴匀速转动时,处于平衡状态,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】杠杆静止或匀速转动,是平衡状态的;杠杆上的拉力可以竖直,可以倾斜。
二、多选题
10.(2024八下·井冈山期末)下列是同学们所画的示意图,其中不正确的是( )
A.物体受到的重力G
B.物体对斜面压力F
C.乒乓球受到的浮力
D.作用在吊竿上的阻力F及力臂
【答案】B,C,D
【知识点】重力示意图;压力及重力与压力的区别;浮力及其产生原因;力臂的画法
【解析】【解答】A.重力方向为竖直向下,作用点在球的中心,即重心,故A不符合题意;
B.压力作用点应该在受力物体,斜面上,不应该在物体上,故B符合题意;
C.浮力的方向是竖直向上,故C符合题意;
D.阻力作用点都爱杠杆上,故D符合题意。
故选BCD。
【分析】考查画重力,压力,浮力的示意图,画示意图需注意方向以及作用点都画在受力物体上;还有杠杆中力和力臂的画法。
11.(2023八下·青岛月考)其实,你的前臂就是物理学中的一根杠杆。以下对于这根杠杆在提起重物的过程中,分析不合理的是( )
A.前臂杠杆的支点在肘关节处
B.重物给前臂的力竖直向下且前臂恰好水平时,的力臂最大
C.肱二头肌给桡骨的力是阻力
D.前臂是一根省力杠杆,缺点是费距离
【答案】C,D
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A、 前臂杠杆的支点在肘关节处 ,A正确;
B、 重物给前臂的力竖直向下且前臂恰好水平时,的力臂最大 ,B正确;
C、 肱二头肌给桡骨的力是动力,C错误;
D、 前臂是一根费力杠杆,D错误。
综上选CD
【分析】 根据杠杆分类判识选项
费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,前臂是物理学中的杠杆 ,手中为阻力,肘关节为支点,肱二头肌为动力,由此可知,动力臂小于阻力臂,所以为费力杠杆。
三、填空题
12.(2024八下·安陆期末)如图所示是各类利用杠杆的工具,其中属于省力杠杆的为 ,属于费力杠杆的为 ,属于等臂杠杆的是 。(选填字母)
【答案】(b)(e);(a)(d);(c)
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】使用筷子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;使用开瓶器时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;使用天平时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;使用钓鱼竿时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;使用独轮车时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。省力杠杆有(b)(e);费力杠杆有(a)(d);属于等臂杠杆的是(c)。
【分析】根据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系,判断杠杆的种类。
13.(2024八下·邯郸经济技术开发期末) 谷风车是我国古代劳动人民智慧的结晶.如图甲所示,当农民转动手动杆时,有风吹出,顶槽漏下的饱满谷粒和干瘪谷粒就被分开.图乙为谷风车内部风扇叶片图示,手动杆的半径用字母L表示,则:
(1)A出口主要得到 ,B出口主要得到 ;(选填“饱满谷粒”或“干瘪谷粒”)
(2)若筛选出的谷粒不小心掺了石子,为了利用此装置将两者分开,则农民伯伯则需用比原来 (选填“更快”“等速”或“更慢”)的速度转动手柄;
(3)小明帮父亲完成此工作,为了更省力,则需要 (选填“增长”或“缩短”)手动杆半径L;
(4)这样选谷是利用了谷粒质量差异导致的 不同,请给出具体解释 。
【答案】(1)饱满谷粒;干瘪谷粒
(2)更快
(3)增长
(4)惯性;饱满谷粒质量大,惯性大,难于被风吹远;干瘪谷粒质量小,惯性小,很容易就被吹远
【知识点】重力及其大小的计算;惯性及其现象;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】1)饱满颗粒重力大,可以直接下落, 干瘪谷粒 容易被风带走,所以 A出口主要得到 饱满谷粒 , B出口主要得到 干瘪谷粒
综上 第1空、饱满谷粒 ; 第2空、干瘪谷粒
2) 若筛选出的谷粒不小心掺了石子 ,则需要乙更快的速度转动手柄,将饱满颗粒吹到较远位置,石头下落
综上 第1空、更快
3)为了省力可以增长手柄半径
综上 第1空、增长
4) 选谷是利用了谷粒质量差异导致的惯性,质量大惯性大,物体保持原来运动状态较长,饱满颗粒的惯性大,所以运动距离短
综上第1空、惯性;第2空、饱满谷粒质量大,惯性大,难于被风吹远;干瘪谷粒质量小,惯性小,很容易就被吹远
【分析】惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述
14.(2024八下·余干期末)如图是钓鱼竿的简化示意图,手的力作用在点,绕支点将钓鱼竿在竖直面内顺时针转动,将鱼拉出水面。钓鱼竿可看作一个 选填“省力”、“费力”或“等臂”杠杆。要使钓起鱼时相对更省力一些。钓鱼者两只手之间的距离应 选填“增大”或“减小”一些。
【答案】费力;增大
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】 钓鱼竿 动力臂较小所以动力大于阻力,属于费力杠杆,要想省力,需要增加动力臂,所以增加 钓鱼者两只手之间的距离
综上第1空、费力;第2空、增大
【分析】费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂
15.(2024八下·邯郸经济技术开发期末) 明代学者宋应星著有《天工开物》,如图甲所示是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。
(1)请你在如图乙所示的简化图中,画出杠杆A点受到的力F1及其力臂l1;
(2)想换用大水桶取更多的水,若只通过移动支点O来实现,则支点O应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)水桶的容积是20L,每次最多能从井中提 kg水。(水的密度1.0×103kg/m3)
【答案】(1)
(2)A
(3)30
【知识点】力臂的画法;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】1)重力竖直向下,大小为物体的重力,力臂垂直于力的方向,据此作图
2)水的重力增加,则阻力需要增加,保持力和力臂的乘积不变,则需要减小阻力臂,所以O向A移动
综上 第1空、A
3) 水的密度1.0×103kg/m3 ,根据m=ρv可知m= 1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg
综上 第1空、20
【分析】1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。力臂的画法:力臂是支点和力的作用线的垂线段。
2、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂
3、根据密度公式计算m=ρv分析可知水的密度1.0×103kg/m3 , 容积是20 L,据此计算水的质量
16.(2024八下·夏邑期末)如图甲是我国古人运送巨木的劳动情境图,他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其它地方。如图乙,在支架下垫上大石块,这是通过 的方法来减小对地面的压强;如果他们无法将巨木抬起,请你提出一个有可能抬起巨木的改进方案,并简述其中的物理学原理: 。
【答案】增大受力面积;①再增加几个人在横杆右端往下压时,增大了动力;②用另一根硬棒绑在横杆上加长横杆时,增大了动力臂;③可以通过把支架向左移的方式,减小阻力臂
【知识点】减小压强的方法及其应用;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】(1)垫大石块是通过增大受力面积的方法来减小压强;
(2)加长横杆时增大了动力臂;增人数在横杆右端往下压增大动力;支架向左移减小阻力臂。
【分析】(1)压强的大小与压力和受力面积有关,在压力一定时,增大受力面积可以减小压强;
(2)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力一定的情况下,增大动力臂,缩小阻力臂,可以省力。
17.(2024八下·期末)自行车的车把相当于轮轴,是一个 选填“省力”或“费力”机械。如图是自行车手闸示意图,当图中手对车闸的作用力时,刹车拉线受到力的大小为 。
【答案】省力;48
【知识点】杠杆的分类;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】自行车的车把,两车把半径大于中轴半径,相当于轮轴,是一个省力机械。
如图,当手对车闸的作用力F=12N时,
根据F1L1=F2L2,则
12N×12cm=F2×3cm,
刹车拉线受到拉力F2=48N。
【分析】利用轮和轴组成的简单机械,是轮轴,当动力作用在轮上,可以省力;根据F1L1=F2L2,可以计算阻力大小。
四、作图题
18.(2024八下·博罗期末)(1)请在题图中画出静止在斜面上的物体受力示意图;
(2)如题图所示是李师傅使用扳手拧螺丝的情景,现需要顺时针拧紧螺丝,请在图中A点画出所用最小力F的示意图及力臂L;
(3)如题图所示,木块漂浮在水面上,向水中缓慢加盐,请画出木块所受浮力大小随时间的变化关系。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】1)静止在斜面上的物体受到重力和支持力,重力竖直向下,支持力垂直斜面向上,摩擦力沿着斜面向上,作用域物体重心,据此作图
2)力臂最大,对应力最小,图中AO最大,所以动力最下,据此作图
3)物体漂浮,浮力等于重力,所以浮力不变
【分析】物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度
力臂的画法:力臂是支点和力的作用线的垂线段。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
19.(2023八下·会同期末)如图所示,杠杆OA处于平衡状态,请你分别画出F1和F2的力臂l1和l2。
【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】支点为O,从O点向F1的作用线作垂线段,即为F1的力臂l1;从支点O向F2的作用线作垂线段,即为F2的力臂l2。如图:
【分析】支点向力的作用线做垂线,即杠杆的力臂。
20.(2024八下·太平期末)图甲是自行车手闸,其中AOC部分可视为杠杆,O为支点,刹车线对A点的拉力为阻力F2,其简化示意图如图乙,请在乙图中画出刹车时作用在杠杆AOC上的最小动力F1以及阻力的力臂。
【答案】
【知识点】力臂的画法;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】O点是支点,C是动力作用点,连接OC,为最长的动力臂,与之垂直向上的动力即为最小动力;由支点向阻力作用线作垂线,垂线段即为阻力臂,故作图如下:
【分析】支点到力的作用点的连线,是最大的力臂,最小的力和最大的力臂垂直;支点到力的作用线的垂线,是力臂大小。
五、实验探究题
21.(2024八下·新华期末)利用杠杆开展相关实验探究:
(1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿顺时针方向转动,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,在A点挂3个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,弹簧测力计的示数为 N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验,弹簧测力计的示数会 ;(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示。此过程中力臂 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),拉力的大小 ;
(4)实验中要改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是 。
【答案】(1)左
(2)2;偏小
(3)变小;不变
(4)多次实验寻找普遍规律
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)杠杆沿顺时针方向转动,说明左端高,根据左高左调,所以向左调平衡螺母。
(2)3个钩码重力为1.5N,根据杠杆平衡条件得
若未调节平衡螺母而直接开展上述实验,则用较小的力即可使弹簧测力计保持平衡,故弹簧测力计的示数会偏小。
(3)根据力臂的定义,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,通过作图会发现力臂大小变小。
左边的力的力臂也会变小,根据杠杆平衡条件两边等比例变化,故拉力大小不变。
(4)多次实验是为了避免偶然性,使实验结论具有普遍性。
综上第1空为左;第2空为偏小;第3空为变小;第4空为不变;第5空为多次实验寻找普遍规律
【分析】本题要求我们利用杠杆进行相关实验探究。首先,我们需要理解杠杆的基本原理,包括力臂、阻力臂、支点等概念。然后,我们可以设计一些实验来验证杠杆原理,或者探究杠杆在不同条件下的表现。
(1)[1]杠杆沿顺时针方向转动,左端上翘,则应将平衡螺母向左调节。
(2)[1]根据杠杆平衡条件得
[2]未调节平衡螺母而直接开展实验,杠杆的重心偏右,则杠杆的右侧存在一个重力与其力臂的乘积,故弹簧测力计的示数会偏小。
(3)[1]力臂是支点到力的作用线的垂直距离,所以力臂大小变小。
[2]设杠杆与水平位置的夹角为
故拉力大小不变。
(4)[1]多次实验寻求普遍规律,使实验结论具有普遍性。
22.(2024八下·开州期末) 某物理兴趣小组利用如图所示的装置探究杠杆平衡的条件。
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调。
(2)小明利用装置乙进行了多次实验,并将部分实验数据记录在表中,其中第3次测量数据中漏了阻力臂,则所遗漏的阻力臂为 cm。第2次实验的杠杆属于 (选填“费力”或“省力”)杠杆。
实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 4 5 10 2
2 8 3 4 6
3 10 4 5
(3)如图丙所示,若在D点不挂钩码,改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从位置1转动到位置2时,其示数大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)实验中小华提出问题:若支点不在杠杆的中点,杠杆平衡的条件是否成立?于是该小组利用如图丁所示的装置进行探究,在杠杆E点处挂上3个钩码,用弹簧测力计在F点处竖直向上拉。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子的拉力为阻力F2,多次调整力和力臂的大小进行实验,发现:当杠杆平衡时,F1L1 (选填“>”、“=”或“<”)F2L2,原因是 。
【答案】(1)是;右
(2)8;费力
(3)变大
(4)>;杠杆自重对实验有影响
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】1)杠杆处于静止状态,此时处于平衡状态,杠杆左端下沉,所以应该将平衡螺母向右调节
综上第1空、是;第2空、右
2)杠杆平衡条件:动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,所以阻力臂L2=10N×4cm/5N=8cm,试验2动力大于阻力,所以为费力杠杆
综上第1空、8;第2空、费力
3)弹簧测力计方向转到2时,力臂减小,动力增加,所以弹簧测力计示数增加
综上 第1空、变大
4) 若支点不在杠杆的中点 时,杠杆的重力会对试验结果造成影响,重力的方向向下,所以 F1L1 > F2L2
综上第1空、>;第2空、杠杆自重对实验有影响
【分析】1、 探究杠杆平衡的条件 ,原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,首先对杠杆进行调平:调平原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,当指针偏左表明左侧较重,所以需要增加右侧力和力臂;调平的原因为:减小杠杆自重对杠杆平衡试验的影响
2、其次不断改变钩码重力以及钩码的位置,记录多组试验数据,分析动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小关系;其中动力大于阻力此时杠杆为费力杠杆,反之属于在省力杠杆;
3、最后,使用弹簧测力计对杠杆的平衡进行动态分析,改变拉力的方向,实质为改变动力臂的大小,动力臂变小,则动力变大
六、计算题
23.(2024八下·开州期末) 如图是创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N,体积100cm3,秤砣重2N,秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中(不接触容器),调节秤砣位置,使秤杆AC在水平位置平衡,此时秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。创新科技小组在烧杯内装入适量的待测液体,其测量情况如图所示,测得OC长30cm。求:
(1)此时秤杆A端受到绳子的拉力为多大?
(2)C点刻度表示的待测液体密度为多大?
(3)若烧杯内底面积为,则以上过程中合金块放入前后,待测液体对烧杯底部压强变化了多少?
【答案】(1)解:6N
(2)解:
(3)解:200Pa
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】1)根据杠杆平衡可知,30cm×2N=F10cm,解得F=6N
2)物体重力为8N,拉力为6N,所以浮力为2N,浮力的公式F浮=ρ液gV排,所以
ρ液=2N/10N/kg/ (100×10-6)m3=
3)物体所受的浮力和物体对液体的压力,所以液体压力的增加量为2N,底面积为 ,
根据P=F/s计算 压强变化
ΔP=2N/= 200Pa
【分析】1)据题分析,杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂,题目中动力臂为30cm,动力为2N,阻力臂为10cm,据此计算阻力
2)称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,本题中浮力为2N,根据浮力的公式F浮=ρ液gV排计算液体的密度
3)压强的计算:公式为P=F/S,题目中F=2N, 底面积为 据此计算
1 / 1人教版八下物理同步练习12.1 杠杆(基础卷)
一、选择题
1.(2024八下·江油期末)杠杆在我们生活中有非常多的应用,如图所示,下列工具中属于费力杠杆的是( )
A.指甲刀 B.镊子
C.起子 D.铡刀
2.(2024八下·花溪月考)如图所示,松动螺子,使用长长的管套时,下列说法正确的是( )
A.动力臂变短,会更省力 B.动力臂变长,会更省力
C.阻力臂变长,会更费力 D.阻力臂变长,会更省力
3.(2024八下·普洱期末)如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.撬棒
C.核桃夹 D.筷子
4.(2024八下·长沙期末)小锋在已调成水平位置平衡的杠杆两侧挂上钩码后,出现如图所示的情形。为了使杠杆在水平位置平衡,下列操作正确的是( )
A.将左侧钩码向左移动 B.将平衡螺母向左调节
C.将右侧钩码向右移动 D.将平衡螺母向右调节
5.(2024八下·衡水期末)杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,是历史悠久的称重器具之一.如图是杆秤的结构示意图,秤盘上不放重物时,提起提纽,秤砣移至D处杆秤恰好可以水平平衡.关于杆秤下列说法正确的是 ( )
A.杆秤上的零刻度线就在提纽O处
B.被称物体质量一定大于秤砣质量
C.被称物体质量越大,秤砣离提纽越远
D.若秤砣磕掉一块,被称物体的称量值比真实值小
6.(2024八下·临淄期末)我国古代科技著作《天工开物》中记载了用脚踏碓给稻谷去壳的过程,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落,如图所示。下列说法正确的是( )
A.脚踏碓在应用中属于费力杠杆
B.人脚越靠近O点越省力
C.碓的头部较细,是为了增大压力
D.碓头的重力是阻力
7.(2023八下·荔湾期末)如题图,一根轻质杠杆,支点为O,在杆的中点悬挂重物,在A点分别施加不同方向的作用力F1、F2、F3、F4,能使杠杆水平平衡且省力的是( )
A.仅有F2 B.仅有F2、F3
C.仅有F1、F2、F3 D.仅有F2、F4
8.(2024八下·衡水期末)如图是把车轮推上台阶的四种方法,推力的作用点相同,推力的方向不同,如图所示,最省力的图是( )
A. B.
C. D.
9.(2023八下·梁平期末)在探究杠杆平衡条件的实验中,下列说法中正确的是( )
A.杠杆的横梁不在水平位置静止时,它不处于平衡状态
B.杠杆的横梁不在水平位置平衡时就进行实验操作,探究不出杠杆的平衡条件
C.杠杆的横梁在水平位置平衡时,动力和阻力的方向必须是竖直向下的
D.杠杆的横梁若能绕水平轴匀速转动时,它处于平衡状态
二、多选题
10.(2024八下·井冈山期末)下列是同学们所画的示意图,其中不正确的是( )
A.物体受到的重力G
B.物体对斜面压力F
C.乒乓球受到的浮力
D.作用在吊竿上的阻力F及力臂
11.(2023八下·青岛月考)其实,你的前臂就是物理学中的一根杠杆。以下对于这根杠杆在提起重物的过程中,分析不合理的是( )
A.前臂杠杆的支点在肘关节处
B.重物给前臂的力竖直向下且前臂恰好水平时,的力臂最大
C.肱二头肌给桡骨的力是阻力
D.前臂是一根省力杠杆,缺点是费距离
三、填空题
12.(2024八下·安陆期末)如图所示是各类利用杠杆的工具,其中属于省力杠杆的为 ,属于费力杠杆的为 ,属于等臂杠杆的是 。(选填字母)
13.(2024八下·邯郸经济技术开发期末) 谷风车是我国古代劳动人民智慧的结晶.如图甲所示,当农民转动手动杆时,有风吹出,顶槽漏下的饱满谷粒和干瘪谷粒就被分开.图乙为谷风车内部风扇叶片图示,手动杆的半径用字母L表示,则:
(1)A出口主要得到 ,B出口主要得到 ;(选填“饱满谷粒”或“干瘪谷粒”)
(2)若筛选出的谷粒不小心掺了石子,为了利用此装置将两者分开,则农民伯伯则需用比原来 (选填“更快”“等速”或“更慢”)的速度转动手柄;
(3)小明帮父亲完成此工作,为了更省力,则需要 (选填“增长”或“缩短”)手动杆半径L;
(4)这样选谷是利用了谷粒质量差异导致的 不同,请给出具体解释 。
14.(2024八下·余干期末)如图是钓鱼竿的简化示意图,手的力作用在点,绕支点将钓鱼竿在竖直面内顺时针转动,将鱼拉出水面。钓鱼竿可看作一个 选填“省力”、“费力”或“等臂”杠杆。要使钓起鱼时相对更省力一些。钓鱼者两只手之间的距离应 选填“增大”或“减小”一些。
15.(2024八下·邯郸经济技术开发期末) 明代学者宋应星著有《天工开物》,如图甲所示是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。
(1)请你在如图乙所示的简化图中,画出杠杆A点受到的力F1及其力臂l1;
(2)想换用大水桶取更多的水,若只通过移动支点O来实现,则支点O应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)水桶的容积是20L,每次最多能从井中提 kg水。(水的密度1.0×103kg/m3)
16.(2024八下·夏邑期末)如图甲是我国古人运送巨木的劳动情境图,他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其它地方。如图乙,在支架下垫上大石块,这是通过 的方法来减小对地面的压强;如果他们无法将巨木抬起,请你提出一个有可能抬起巨木的改进方案,并简述其中的物理学原理: 。
17.(2024八下·期末)自行车的车把相当于轮轴,是一个 选填“省力”或“费力”机械。如图是自行车手闸示意图,当图中手对车闸的作用力时,刹车拉线受到力的大小为 。
四、作图题
18.(2024八下·博罗期末)(1)请在题图中画出静止在斜面上的物体受力示意图;
(2)如题图所示是李师傅使用扳手拧螺丝的情景,现需要顺时针拧紧螺丝,请在图中A点画出所用最小力F的示意图及力臂L;
(3)如题图所示,木块漂浮在水面上,向水中缓慢加盐,请画出木块所受浮力大小随时间的变化关系。
19.(2023八下·会同期末)如图所示,杠杆OA处于平衡状态,请你分别画出F1和F2的力臂l1和l2。
20.(2024八下·太平期末)图甲是自行车手闸,其中AOC部分可视为杠杆,O为支点,刹车线对A点的拉力为阻力F2,其简化示意图如图乙,请在乙图中画出刹车时作用在杠杆AOC上的最小动力F1以及阻力的力臂。
五、实验探究题
21.(2024八下·新华期末)利用杠杆开展相关实验探究:
(1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿顺时针方向转动,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,在A点挂3个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,弹簧测力计的示数为 N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验,弹簧测力计的示数会 ;(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示。此过程中力臂 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),拉力的大小 ;
(4)实验中要改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是 。
22.(2024八下·开州期末) 某物理兴趣小组利用如图所示的装置探究杠杆平衡的条件。
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调。
(2)小明利用装置乙进行了多次实验,并将部分实验数据记录在表中,其中第3次测量数据中漏了阻力臂,则所遗漏的阻力臂为 cm。第2次实验的杠杆属于 (选填“费力”或“省力”)杠杆。
实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 4 5 10 2
2 8 3 4 6
3 10 4 5
(3)如图丙所示,若在D点不挂钩码,改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从位置1转动到位置2时,其示数大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)实验中小华提出问题:若支点不在杠杆的中点,杠杆平衡的条件是否成立?于是该小组利用如图丁所示的装置进行探究,在杠杆E点处挂上3个钩码,用弹簧测力计在F点处竖直向上拉。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子的拉力为阻力F2,多次调整力和力臂的大小进行实验,发现:当杠杆平衡时,F1L1 (选填“>”、“=”或“<”)F2L2,原因是 。
六、计算题
23.(2024八下·开州期末) 如图是创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N,体积100cm3,秤砣重2N,秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中(不接触容器),调节秤砣位置,使秤杆AC在水平位置平衡,此时秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。创新科技小组在烧杯内装入适量的待测液体,其测量情况如图所示,测得OC长30cm。求:
(1)此时秤杆A端受到绳子的拉力为多大?
(2)C点刻度表示的待测液体密度为多大?
(3)若烧杯内底面积为,则以上过程中合金块放入前后,待测液体对烧杯底部压强变化了多少?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】杠杆的平衡条件为;A.指甲刀在使用时,动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故A不符合题意;
B.镊子在使用时,其动力臂小于阻力臂,因此它是费力杠杆,故B符合题意;
C.起子开启瓶盖时,动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故C不符合题意;
D.铡刀在使用时,其动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故D不符合题意。
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
2.【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】松动螺丝,使用长长的管套时,可以使杠杆的动力臂增加,在阻力臂和阻力大小不变,根据杠杆平衡原理,可以减小动力,实现省力。故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】使用杠杆时,增大动力臂,可以减小动力。
3.【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】羊角锤、撬棒、核桃夹在使用时,动力臂都大于阻力臂,属于省力杠杆,筷子的动力臂小于阻力臂,筷子属于费力杠杆。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。
4.【答案】C
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】BD.探究杠杆平衡条件实验中,不能再移动平衡螺母,BD不符合题意;
AC.根据图像,杠杆左侧下沉,杠杆左侧的力与其力臂的乘积大于右侧的力与其力臂的乘积,根据杠杆平衡条件,增大右侧的力或力臂,A错误,C正确。
故选C。
【分析】探究杠杆平衡条件时,通过调节力和力臂大小,使杠杆平衡,不能移动平衡螺母。
5.【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.由杠杆平衡条件F1L1= F2L2可知,零刻度线在D处,故A错误;
B.力臂小于物体的力臂,被测物体质量可能小于秤砣质量,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件,物体质量越大,秤砣离秤钮距离L砣越远,C正确;
D.掉一块,F砣减小,由可知,L砣变大,被称物体的质量测量值将偏大,D错误。
故选C。
【分析】将杆秤进行模型化分析,找到其支点、力和力臂,进行分析。
6.【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;杠杆的分类;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A、脚踏碓在应用中动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A正确。
B.人脚越靠近O点,动力臂越短越费力,故B错误。
C.碓头部较细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故C错误。
D.在该场景中,阻力包括碓头的重力和部分木杆的重力,故D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)结合图片和生活经验,根据动力臂和阻力臂的大小关系判断它是属于哪种类型的杠杆。
(2)阻力和阻力臂一定时,动力臂越短越费力。
(3)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
7.【答案】A
【知识点】杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】因动力和阻力在支点的同一侧,所以动力与阻力方向相反,使得最省力,则力臂需要最大,计AO,最小的力需要垂直AO,所以F2符合题意,A正确,BCD错误。
综上选A。
【分析】 杠杆平衡的条件 ,原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,最省力,则力臂最大,本题中最大力臂为AO,力臂是支点和力的作用线的垂线段。
8.【答案】C
【知识点】杠杆的分类;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】支点与力的作用点的连线直接作为力臂时的动力是最小的,此力为,故C符合题意。
故选C。
【分析】由杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定的情况下,动力臂越长,动力越小,根据图示找出最长的动力臂,即可找出最省力的推法。
9.【答案】D
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】A.静止的物体是平衡状态的,杠杆的横梁倾斜静止,处于平衡状态,A不符合题意;
B.杠杆的横梁不在水平位置平衡时进行实验,测量力臂不方便,B不符合题意;
C.杠杆的横梁在水平位置平衡时,动力和阻力的方向可以竖直向下,可以倾斜,C不符合题意;
D.杠杆的横梁若能静止或绕水平轴匀速转动时,处于平衡状态,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】杠杆静止或匀速转动,是平衡状态的;杠杆上的拉力可以竖直,可以倾斜。
10.【答案】B,C,D
【知识点】重力示意图;压力及重力与压力的区别;浮力及其产生原因;力臂的画法
【解析】【解答】A.重力方向为竖直向下,作用点在球的中心,即重心,故A不符合题意;
B.压力作用点应该在受力物体,斜面上,不应该在物体上,故B符合题意;
C.浮力的方向是竖直向上,故C符合题意;
D.阻力作用点都爱杠杆上,故D符合题意。
故选BCD。
【分析】考查画重力,压力,浮力的示意图,画示意图需注意方向以及作用点都画在受力物体上;还有杠杆中力和力臂的画法。
11.【答案】C,D
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A、 前臂杠杆的支点在肘关节处 ,A正确;
B、 重物给前臂的力竖直向下且前臂恰好水平时,的力臂最大 ,B正确;
C、 肱二头肌给桡骨的力是动力,C错误;
D、 前臂是一根费力杠杆,D错误。
综上选CD
【分析】 根据杠杆分类判识选项
费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,前臂是物理学中的杠杆 ,手中为阻力,肘关节为支点,肱二头肌为动力,由此可知,动力臂小于阻力臂,所以为费力杠杆。
12.【答案】(b)(e);(a)(d);(c)
【知识点】杠杆及其五要素;杠杆的分类
【解析】【解答】使用筷子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;使用开瓶器时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;使用天平时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;使用钓鱼竿时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;使用独轮车时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。省力杠杆有(b)(e);费力杠杆有(a)(d);属于等臂杠杆的是(c)。
【分析】根据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系,判断杠杆的种类。
13.【答案】(1)饱满谷粒;干瘪谷粒
(2)更快
(3)增长
(4)惯性;饱满谷粒质量大,惯性大,难于被风吹远;干瘪谷粒质量小,惯性小,很容易就被吹远
【知识点】重力及其大小的计算;惯性及其现象;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】1)饱满颗粒重力大,可以直接下落, 干瘪谷粒 容易被风带走,所以 A出口主要得到 饱满谷粒 , B出口主要得到 干瘪谷粒
综上 第1空、饱满谷粒 ; 第2空、干瘪谷粒
2) 若筛选出的谷粒不小心掺了石子 ,则需要乙更快的速度转动手柄,将饱满颗粒吹到较远位置,石头下落
综上 第1空、更快
3)为了省力可以增长手柄半径
综上 第1空、增长
4) 选谷是利用了谷粒质量差异导致的惯性,质量大惯性大,物体保持原来运动状态较长,饱满颗粒的惯性大,所以运动距离短
综上第1空、惯性;第2空、饱满谷粒质量大,惯性大,难于被风吹远;干瘪谷粒质量小,惯性小,很容易就被吹远
【分析】惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述
14.【答案】费力;增大
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】 钓鱼竿 动力臂较小所以动力大于阻力,属于费力杠杆,要想省力,需要增加动力臂,所以增加 钓鱼者两只手之间的距离
综上第1空、费力;第2空、增大
【分析】费力杠杆:动力臂较短,动力较大,常见的例子有镊子、筷子等,杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂
15.【答案】(1)
(2)A
(3)30
【知识点】力臂的画法;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】1)重力竖直向下,大小为物体的重力,力臂垂直于力的方向,据此作图
2)水的重力增加,则阻力需要增加,保持力和力臂的乘积不变,则需要减小阻力臂,所以O向A移动
综上 第1空、A
3) 水的密度1.0×103kg/m3 ,根据m=ρv可知m= 1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg
综上 第1空、20
【分析】1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。力臂的画法:力臂是支点和力的作用线的垂线段。
2、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂
3、根据密度公式计算m=ρv分析可知水的密度1.0×103kg/m3 , 容积是20 L,据此计算水的质量
16.【答案】增大受力面积;①再增加几个人在横杆右端往下压时,增大了动力;②用另一根硬棒绑在横杆上加长横杆时,增大了动力臂;③可以通过把支架向左移的方式,减小阻力臂
【知识点】减小压强的方法及其应用;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】(1)垫大石块是通过增大受力面积的方法来减小压强;
(2)加长横杆时增大了动力臂;增人数在横杆右端往下压增大动力;支架向左移减小阻力臂。
【分析】(1)压强的大小与压力和受力面积有关,在压力一定时,增大受力面积可以减小压强;
(2)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力一定的情况下,增大动力臂,缩小阻力臂,可以省力。
17.【答案】省力;48
【知识点】杠杆的分类;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】自行车的车把,两车把半径大于中轴半径,相当于轮轴,是一个省力机械。
如图,当手对车闸的作用力F=12N时,
根据F1L1=F2L2,则
12N×12cm=F2×3cm,
刹车拉线受到拉力F2=48N。
【分析】利用轮和轴组成的简单机械,是轮轴,当动力作用在轮上,可以省力;根据F1L1=F2L2,可以计算阻力大小。
18.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】1)静止在斜面上的物体受到重力和支持力,重力竖直向下,支持力垂直斜面向上,摩擦力沿着斜面向上,作用域物体重心,据此作图
2)力臂最大,对应力最小,图中AO最大,所以动力最下,据此作图
3)物体漂浮,浮力等于重力,所以浮力不变
【分析】物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度
力臂的画法:力臂是支点和力的作用线的垂线段。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
19.【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】支点为O,从O点向F1的作用线作垂线段,即为F1的力臂l1;从支点O向F2的作用线作垂线段,即为F2的力臂l2。如图:
【分析】支点向力的作用线做垂线,即杠杆的力臂。
20.【答案】
【知识点】力臂的画法;杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】O点是支点,C是动力作用点,连接OC,为最长的动力臂,与之垂直向上的动力即为最小动力;由支点向阻力作用线作垂线,垂线段即为阻力臂,故作图如下:
【分析】支点到力的作用点的连线,是最大的力臂,最小的力和最大的力臂垂直;支点到力的作用线的垂线,是力臂大小。
21.【答案】(1)左
(2)2;偏小
(3)变小;不变
(4)多次实验寻找普遍规律
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)杠杆沿顺时针方向转动,说明左端高,根据左高左调,所以向左调平衡螺母。
(2)3个钩码重力为1.5N,根据杠杆平衡条件得
若未调节平衡螺母而直接开展上述实验,则用较小的力即可使弹簧测力计保持平衡,故弹簧测力计的示数会偏小。
(3)根据力臂的定义,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,通过作图会发现力臂大小变小。
左边的力的力臂也会变小,根据杠杆平衡条件两边等比例变化,故拉力大小不变。
(4)多次实验是为了避免偶然性,使实验结论具有普遍性。
综上第1空为左;第2空为偏小;第3空为变小;第4空为不变;第5空为多次实验寻找普遍规律
【分析】本题要求我们利用杠杆进行相关实验探究。首先,我们需要理解杠杆的基本原理,包括力臂、阻力臂、支点等概念。然后,我们可以设计一些实验来验证杠杆原理,或者探究杠杆在不同条件下的表现。
(1)[1]杠杆沿顺时针方向转动,左端上翘,则应将平衡螺母向左调节。
(2)[1]根据杠杆平衡条件得
[2]未调节平衡螺母而直接开展实验,杠杆的重心偏右,则杠杆的右侧存在一个重力与其力臂的乘积,故弹簧测力计的示数会偏小。
(3)[1]力臂是支点到力的作用线的垂直距离,所以力臂大小变小。
[2]设杠杆与水平位置的夹角为
故拉力大小不变。
(4)[1]多次实验寻求普遍规律,使实验结论具有普遍性。
22.【答案】(1)是;右
(2)8;费力
(3)变大
(4)>;杠杆自重对实验有影响
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】1)杠杆处于静止状态,此时处于平衡状态,杠杆左端下沉,所以应该将平衡螺母向右调节
综上第1空、是;第2空、右
2)杠杆平衡条件:动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,所以阻力臂L2=10N×4cm/5N=8cm,试验2动力大于阻力,所以为费力杠杆
综上第1空、8;第2空、费力
3)弹簧测力计方向转到2时,力臂减小,动力增加,所以弹簧测力计示数增加
综上 第1空、变大
4) 若支点不在杠杆的中点 时,杠杆的重力会对试验结果造成影响,重力的方向向下,所以 F1L1 > F2L2
综上第1空、>;第2空、杠杆自重对实验有影响
【分析】1、 探究杠杆平衡的条件 ,原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,首先对杠杆进行调平:调平原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂,当指针偏左表明左侧较重,所以需要增加右侧力和力臂;调平的原因为:减小杠杆自重对杠杆平衡试验的影响
2、其次不断改变钩码重力以及钩码的位置,记录多组试验数据,分析动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小关系;其中动力大于阻力此时杠杆为费力杠杆,反之属于在省力杠杆;
3、最后,使用弹簧测力计对杠杆的平衡进行动态分析,改变拉力的方向,实质为改变动力臂的大小,动力臂变小,则动力变大
23.【答案】(1)解:6N
(2)解:
(3)解:200Pa
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】1)根据杠杆平衡可知,30cm×2N=F10cm,解得F=6N
2)物体重力为8N,拉力为6N,所以浮力为2N,浮力的公式F浮=ρ液gV排,所以
ρ液=2N/10N/kg/ (100×10-6)m3=
3)物体所受的浮力和物体对液体的压力,所以液体压力的增加量为2N,底面积为 ,
根据P=F/s计算 压强变化
ΔP=2N/= 200Pa
【分析】1)据题分析,杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂,题目中动力臂为30cm,动力为2N,阻力臂为10cm,据此计算阻力
2)称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,本题中浮力为2N,根据浮力的公式F浮=ρ液gV排计算液体的密度
3)压强的计算:公式为P=F/S,题目中F=2N, 底面积为 据此计算
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