第十二讲 简单机械 第1节 杠杆 (学生版+答案版) 天津 2025年中考物理一轮专题突破(人教版)

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名称 第十二讲 简单机械 第1节 杠杆 (学生版+答案版) 天津 2025年中考物理一轮专题突破(人教版)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-02-25 18:01:52

文档简介

第十二讲 简单机械 第1节 杠杆
考向1 杠杆作图及分类(7年3考)
1.(2019天津7题3分)如图是用撬棒撬石头的情景,选项中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是( A )
2.(2024天津17题节选2分)利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时,先用金属棒撬起家具,再将带有滚轮的底座放入家具底部,便可以轻松移动家具。其中,金属棒是 省力 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
3.(2018天津18题节选2分)利用图中的撬棒撬石块时,撬棒相当于 省力 (选填“省力” 或“费力”)杠杆。
考向2 杠杆平衡条件及应用(7年2考)
4.(2023年天津15题4分)如图1是我国古代汲水装置——桔槔,图2是它水平静止时的简化模型,该装置是 杠杆 (填简单机械名称):此时配重物重力为G1,水桶重力为G2,l1∶l2=2∶1,若不计杆重,则G1∶G2= 1∶2 。
5.(2022天津22题6分)如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆,若动力F1为200 N,动力臂l1为1.2 m(图中未画出),阻力臂l2为0.06 m,不计道钉撬自身重力。
(1)在图中画出动力臂l1;
(2)求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
解:(1)动力臂为支点到动力的作用线的距离,过支点O作动力的作用线的垂线,该垂线为动力臂l1,如下图所示:
(2)由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得:F2===4 000 N。
考向3 探究杠杆的平衡条件(7年1考)
6.(2021天津23题变式)天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小明利用实验室的器材进行了“探究杠杆的平衡条件”的实验。
次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
(1)实验前杠杆静止在如图甲所示的位置,须将平衡螺母向 左 调节,使杠杆在 水平 位置平衡。
(2)实验时在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,改变钩码的位置,使杠杆重新平衡,三次实验获得的数据如上表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 F1l1=F2l2 。
(3)为了进一步验证实验结论,又做了图乙所示的实验,此时杠杆水平平衡。请你在图中画出动力F1和阻力F2的力臂。
(4)如图丙是杆秤的示意图,使用时,将待称量的物体挂在秤钩上,用手提起B或C处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置D,使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。此杆秤秤砣质量为400 g,秤砣最远可移至E点(秤杆和秤钩质量忽略不计),AB、BC、BE的长度如图所示。则该杆秤的最大称量是 10 kg。
重难点1 杠杆的分类
1.(2024红桥区结课)注意观察图中赛艇的船桨,它也是一种杠杆,其工作特点是( B )
A.省力,费距离
B.费力,省距离
C.既省力,又省距离
D.不省力,也不省距离
2.【传统文化】(2024部分区一模)筷子发源于中国,是华夏饮食文化的标志之一。使用筷子时,虽然费力但省距离。下图所示的工具中和筷子应用原理相同的是( C )
A.用天平称质量 B.用核桃夹夹核桃 C.用食品夹夹食物 D.用钳子剪铁丝
3.【津津甄选→人文积淀】(2024长春)如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中( D )
A.人对车不做功
B.车是定滑轮
C.车是费力杠杆
D.车是省力杠杆
4.(2024河西区一模)用如图所示的指甲剪剪指甲时,其中以O为支点的杠杆ABO属于( C )
A.费力杠杆
B.等臂杠杆
C.省力杠杆
D.省功杠杆
5.【环境意识】(2023东丽区二模)如图所示,自行车是绿色出行的交通工具,它在结构与使用上应用了很多物理知识,下列说法正确的是( D )
A.轮胎表面凹凸的花纹可以减小摩擦
B.安装滚动轴承是为了增大摩擦
C.自行车手闸是一个费力杠杆
D.较宽的坐垫可以减小压强
6.(2024南开区一模)各式各样的剪刀都是一对对的杠杆,如图所示,是一把剪铁片的剪子,使用时它是 省力 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;它的刀刃非常锋利是为了 增大 (选填“增大”或“减小”)压强。
第6题图 第7题图
7.(2023河西区一模)如图是皮划艇比赛时的画面,队员手中的船桨是 费力 (选填“省力”或“费力”)杠杆;用船桨向后划水,船向前行驶,说明物体间力的作用是 相互 的。
重难点2 杠杆相关作图
8.(2024河西区结课)右图是用撬棒撬石头的情景,选项中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是( A )
9.【传统文化】(2024和平区二模)中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分,右图是用切刀将黄芪切片的示意图,小明在切刀的N点施加作用力,将切刀M点下方的黄芪切断,选项中能正确表示切刀工作示意图的是( D )
A. B. C. D.
重难点3 杠杆平衡条件及应用
10.【情景设置·生活日常】(2022部分区二模)如图所示衣架的挂钩两侧等距离安装着四个夹子。将三条相同的毛巾按下图各种挂法晾晒在室外的铁丝上,能让衣架在水平方向保持平衡的是( C )
11.(2024南开区二模)如图所示的等刻度均匀杠杆保持水平平衡,若测力计示数为4 N,则一个重为2 N的钩码一定挂在杠杆的( D )
A.b点 B.d点 C.j点 D.k点
12.(2024河东区一模)如图所示,始终保持杠杆水平平衡,将弹簧测力计由位置a缓慢地移到位置b,弹簧测力计的读数将( B )
A.不断减小
B.不断增大
C.先减小,然后增大
D.先增大,然后减小
13.【物理学与工程实践】(2023红桥区二模)(多选)码头上的工作人员,利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上(杠杆始终保持水平)。挂在A端的桶重100 N,内部底面积为600 cm2,桶内装有800 N的水,水深1 m,重600 N的工作人员用绳子竖直拉住B端,工作人员的脚与地面的接触面积为300 cm2,OA∶OB=1∶3。下列计算结果正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)( ABD )
A.水对桶底的压强为1.0×104 Pa
B.水对桶底的压力为600 N
C.人对地面的压力为375 N
D.人对地面的压强为1.0×104 Pa
第13题图 第14题图
14.(2024滨海新区一模)小明在做手工时,用如图所示的尖嘴钳来剪断长铁丝。当小明握住 B (选填“A”或“B”)处时,更容易剪断铁丝,其原因是 增大了动力臂 。
15.(2024红桥区结课)如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为600 N。地面对手的支持力F的力臂是 1.5 m,力F的大小为 360 N。
第15题图 第16题图
16.(2024西青区一模)如图所示搬运砖头的独轮车,使用时可视为 省力 (选填“省力”或“费力”)杠杆;若车厢和砖头所受的总重力G为1 000 N(车架所受重力忽略不计),独轮车的有关尺寸如图所示,推车时,人手向上的力F的大小为 300 N。
17.(2024部分区二模)下图为探究杠杆平衡条件时的某次实验情形,在A点挂4个钩码,若使杠杆在水平位置仍保持平衡,需要在B点挂 3 个钩码;若在A、B两处分别再挂上一个钩码,杠杆 不能 (选填“能”或“不能”)在水平位置继续保持平衡。
第17题图 第18题图
18.(2022南开区一模)如图所示,OA=AB=10 cm,实心重物G=20 N,体积为2.5×10-3 m3,拉力FB方向如图所示,要使轻质杠杆平衡,FB= 10 N;剪断绳子,重物落入水中,当其静止时在水中处于 漂浮 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态。
19.【人文积淀】(2024河西区结课)图1是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的装置——桔槔。图2是它水平静止时的示意图,若杠杆的支点O距左端l1=0.5 m,距右端l2=0.2 m。杠杆左端悬挂配重物体A的重力为40 N,右端挂一水桶B,若不计杆重,求:水桶B的重力。
解:根据杠杆平衡条件:F1l1=F2l2,
即:GAl1=GBl2,
GB===100 N。
20.【人文积淀】(2022南开区二模)如图甲所示,是《天工开物》中记载的三千多年前中国古人利用桔槔在井上汲水的情境,受桔槔的启发,小明组装了如图乙所示的装置。其中,杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,且OC=2OD。物体A悬挂在C端,静止在水平桌面上的正方体B悬挂在D端,此时杠杆在水平位置平衡。已知:GA=30 N,GB=80 N,正方体B的边长为0.1 m。杠杆、悬绳的质量不计。求:
(1)杠杆D端所受的拉力;
(2)正方体B对地面的压强。
解:(1)由杠杆的平衡条件可得,GA×OC=FD×OD,
则杠杆D端受到的拉力:FD=×GA=×30 N=60 N;
(2)正方体B对地面压力:FB=GB-FD=80 N-60 N=20 N,
受力面积:S=(0.1 m)2=0.01 m2,
正方体B对地面的压强:p===2 000 Pa。
重难点4 探究杠杆的平衡条件
21.(2022和平区三模)某实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)实验前若出现如图情况,应该将杠杆的平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节。
(2)表格中是该小组在实验中记录杠杆平衡的部分数据,空缺处的数据应为 1 。
次数 F1/N l1/m F2/N l2/m
1 3 0.1 2 0.15
2 2 0.3 3 0.2
3 2 0.05 0.1
22.(2024和平区二模)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图甲所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 右 调节。
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m
1 2.5 0.20 2.0 0.25
2 2.0 0.15 1.5 0.20
3 1.5 0.10 0.15
… … … … …
(2)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码进行多次实验,将实验数据填入表中。第3次实验时情景如图乙所示,为使杠杆在水平位置平衡,应该在A点处悬挂 2 个钩码(每个钩码重力为0.5 N,杠杆每小格长度为0.01 m)。
(3)分析表中数据,找出它们之间的关系,可归纳出杠杆的平衡条件: F1l1=F2l2 。
(4)利用此实验器材和一段细线,估测一个苹果的重力,请写出简单操作思路: 将苹果悬挂在杠杆的一端,另一端挂钩码,根据平衡条件算出苹果重力 。
23.(2023部分区二模)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,应将如图1所示的杠杆左端的平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节,使其在水平位置平衡。
(2)实验时,在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,三次实验获得的数据如下表所示,分析可得杠杆的平衡条件是 F1×L1=F2×L2 。
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
(3)为进一步验证实验结论的正确性,又做了图2所示的实验。要使此杠杆在水平位置平衡,需要在杠杆上的A点施加一个最小力,请在杠杆上的A点画出所施加的最小力F的示意图及其力臂L。
1.【津津甄选】(2024临沂)2023年9月24日,中国组合邹佳琪、邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠,斩获杭州亚运会首金。如图所示,赛艇的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是( A )
A.筷子 B.瓶起子 C.核桃夹 D.榨汁器
2.【人文积淀】(2024南开区二模)如图所示是节选自我国古代科技著作《天工开物》、《淮南万毕术》,下列说法正确的是( A )
A.图甲“汲水桔槔”中,井上汲水的桔槔属于杠杆
B.图乙“簸扬稻谷”中,能分离不饱满稻谷是利用簸箕具有惯性
C.图丙“磨冰取火”中,凸透镜又叫发散透镜,对太阳光有发散作用
D.图丁“赶稻及菽”中,牛拉石碾的力与石碾拉牛的力是一对平衡力
3.【津津甄选→教材图片改编】(2024南充)如图所示是我国古代劳动人民运送巨木的场景,通过杠杆、支架、悬绳、石块等,将巨木一端抬起,垫上圆木,将其移到其他地方。下列说法正确的是( C )
A.支架下垫的底面积较大的石块是为增大对地面的压强
B.横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆,费力省距离
C.当巨木太重无法抬起时,可以让杠杆右端的人远离支架,增大动力臂
D.当巨木太重无法抬起时,可以增大横杆上悬绳与支架间的距离
4.(2023和平区二模)物理学的许多概念来自于生产生活,人们对力的认识也是从日常生活开始的。下列对力学知识认识正确的是( D )
A.微小压强计是利用连通器原理工作的
B.鸡蛋碰碗,蛋破了而碗不破,说明蛋受到碗施加的力大于碗受到蛋施加的力
C.探究“重力与质量的关系”实验时,使弹簧测力计的弹簧伸长的力与钩码的重力是相互作用力
D.如图所示,为使杠杆在水平位置平衡,在B点施加的最小力应该沿BM方向
5.(2024河北区一模)如图所示,杠杆可绕O点转动,在A点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,该杠杆为 费用 杠杆(弹簧测力计的拉力为动力)。当弹簧测力计向右倾斜时,始终保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计示数将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
6.【津津甄选→科学探究】(2024青海)在学习杠杆相关知识后,“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究:
活动一:了解杆秤的构造及物理原理
如图甲所示,杆秤由秤盘(放置待称量的物体)、秤砣、秤杆(标有刻度,可读取被称物体质量)、提纽组成。
(1)参照图乙,图甲中提纽相当于杠杆的 支点 ,结合“秤砣虽小压千斤”这句话,此时杆秤相当于 省力 杠杆。
活动二:自制简易杆秤
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中:秤砣质量为200 g,A点为秤盘挂绳位置,B点为提纽挂绳位置,C点为0刻度线位置。
(2)由图甲可知,利用该杆秤最多可称量 1 000 g的物体,D点处的刻度数为 400 g。
(3)忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响,用m1表示秤砣质量,m2表示物体和秤盘质量,l1表示B、C之间的距离,l2表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件,当秤砣在C点处平衡时,将满足 m1·l1=m2·l2 (用上述物理量表示),由此可得,秤盘的质量为 160 g。
(4)若想测量质量更大的物体,你可采取的办法是 将提纽向左移 (只写一条即可)。第十二讲 简单机械 第1节 杠杆
考向1 杠杆作图及分类(7年3考)
1.(2019天津7题3分)如图是用撬棒撬石头的情景,选项中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是
2.(2024天津17题节选2分)利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时,先用金属棒撬起家具,再将带有滚轮的底座放入家具底部,便可以轻松移动家具。其中,金属棒是 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
3.(2018天津18题节选2分)利用图中的撬棒撬石块时,撬棒相当于 (选填“省力” 或“费力”)杠杆。
考向2 杠杆平衡条件及应用(7年2考)
4.(2023年天津15题4分)如图1是我国古代汲水装置——桔槔,图2是它水平静止时的简化模型,该装置是 (填简单机械名称):此时配重物重力为G1,水桶重力为G2,l1∶l2=2∶1,若不计杆重,则G1∶G2= 。
5.(2022天津22题6分)如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆,若动力F1为200 N,动力臂l1为1.2 m(图中未画出),阻力臂l2为0.06 m,不计道钉撬自身重力。
(1)在图中画出动力臂l1;
(2)求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
考向3 探究杠杆的平衡条件(7年1考)
6.(2021天津23题变式)天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小明利用实验室的器材进行了“探究杠杆的平衡条件”的实验。
次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
(1)实验前杠杆静止在如图甲所示的位置,须将平衡螺母向 调节,使杠杆在 位置平衡。
(2)实验时在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,改变钩码的位置,使杠杆重新平衡,三次实验获得的数据如上表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 。
(3)为了进一步验证实验结论,又做了图乙所示的实验,此时杠杆水平平衡。请你在图中画出动力F1和阻力F2的力臂。
(4)如图丙是杆秤的示意图,使用时,将待称量的物体挂在秤钩上,用手提起B或C处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置D,使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。此杆秤秤砣质量为400 g,秤砣最远可移至E点(秤杆和秤钩质量忽略不计),AB、BC、BE的长度如图所示。则该杆秤的最大称量是 kg。
重难点1 杠杆的分类
1.(2024红桥区结课)注意观察图中赛艇的船桨,它也是一种杠杆,其工作特点是
A.省力,费距离
B.费力,省距离
C.既省力,又省距离
D.不省力,也不省距离
2. (2024部分区一模)筷子发源于中国,是华夏饮食文化的标志之一。使用筷子时,虽然费力但省距离。下图所示的工具中和筷子应用原理相同的是
A.用天平称质量 B.用核桃夹夹核桃 C.用食品夹夹食物 D.用钳子剪铁丝
3. (2024长春)如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中
A.人对车不做功
B.车是定滑轮
C.车是费力杠杆
D.车是省力杠杆
4.(2024河西区一模)用如图所示的指甲剪剪指甲时,其中以O为支点的杠杆ABO属于
A.费力杠杆
B.等臂杠杆
C.省力杠杆
D.省功杠杆
5. (2023东丽区二模)如图所示,自行车是绿色出行的交通工具,它在结构与使用上应用了很多物理知识,下列说法正确的是
A.轮胎表面凹凸的花纹可以减小摩擦
B.安装滚动轴承是为了增大摩擦
C.自行车手闸是一个费力杠杆
D.较宽的坐垫可以减小压强
6.(2024南开区一模)各式各样的剪刀都是一对对的杠杆,如图所示,是一把剪铁片的剪子,使用时它是 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;它的刀刃非常锋利是为了 (选填“增大”或“减小”)压强。
第6题图 第7题图
7.(2023河西区一模)如图是皮划艇比赛时的画面,队员手中的船桨是 (选填“省力”或“费力”)杠杆;用船桨向后划水,船向前行驶,说明物体间力的作用是 的。
重难点2 杠杆相关作图
8.(2024河西区结课)右图是用撬棒撬石头的情景,选项中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是
9. (2024和平区二模)中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分,右图是用切刀将黄芪切片的示意图,小明在切刀的N点施加作用力,将切刀M点下方的黄芪切断,选项中能正确表示切刀工作示意图的是
A. B. C. D.
重难点3 杠杆平衡条件及应用
10. (2022部分区二模)如图所示衣架的挂钩两侧等距离安装着四个夹子。将三条相同的毛巾按下图各种挂法晾晒在室外的铁丝上,能让衣架在水平方向保持平衡的是
11.(2024南开区二模)如图所示的等刻度均匀杠杆保持水平平衡,若测力计示数为4 N,则一个重为2 N的钩码一定挂在杠杆的
A.b点 B.d点 C.j点 D.k点
12.(2024河东区一模)如图所示,始终保持杠杆水平平衡,将弹簧测力计由位置a缓慢地移到位置b,弹簧测力计的读数将
A.不断减小
B.不断增大
C.先减小,然后增大
D.先增大,然后减小
13. (2023红桥区二模)(多选)码头上的工作人员,利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上(杠杆始终保持水平)。挂在A端的桶重100 N,内部底面积为600 cm2,桶内装有800 N的水,水深1 m,重600 N的工作人员用绳子竖直拉住B端,工作人员的脚与地面的接触面积为300 cm2,OA∶OB=1∶3。下列计算结果正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
A.水对桶底的压强为1.0×104 Pa
B.水对桶底的压力为600 N
C.人对地面的压力为375 N
D.人对地面的压强为1.0×104 Pa
第13题图 第14题图
14.(2024滨海新区一模)小明在做手工时,用如图所示的尖嘴钳来剪断长铁丝。当小明握住 (选填“A”或“B”)处时,更容易剪断铁丝,其原因是 。
15.(2024红桥区结课)如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为600 N。地面对手的支持力F的力臂是 m,力F的大小为 N。
第15题图 第16题图
16.(2024西青区一模)如图所示搬运砖头的独轮车,使用时可视为 (选填“省力”或“费力”)杠杆;若车厢和砖头所受的总重力G为1 000 N(车架所受重力忽略不计),独轮车的有关尺寸如图所示,推车时,人手向上的力F的大小为 N。
17.(2024部分区二模)下图为探究杠杆平衡条件时的某次实验情形,在A点挂4个钩码,若使杠杆在水平位置仍保持平衡,需要在B点挂 个钩码;若在A、B两处分别再挂上一个钩码,杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置继续保持平衡。
第17题图 第18题图
18.(2022南开区一模)如图所示,OA=AB=10 cm,实心重物G=20 N,体积为2.5×10-3 m3,拉力FB方向如图所示,要使轻质杠杆平衡,FB= N;剪断绳子,重物落入水中,当其静止时在水中处于 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态。
19. (2024河西区结课)图1是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的装置——桔槔。图2是它水平静止时的示意图,若杠杆的支点O距左端l1=0.5 m,距右端l2=0.2 m。杠杆左端悬挂配重物体A的重力为40 N,右端挂一水桶B,若不计杆重,求:水桶B的重力。
20. (2022南开区二模)如图甲所示,是《天工开物》中记载的三千多年前中国古人利用桔槔在井上汲水的情境,受桔槔的启发,小明组装了如图乙所示的装置。其中,杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,且OC=2OD。物体A悬挂在C端,静止在水平桌面上的正方体B悬挂在D端,此时杠杆在水平位置平衡。已知:GA=30 N,GB=80 N,正方体B的边长为0.1 m。杠杆、悬绳的质量不计。求:
(1)杠杆D端所受的拉力;
(2)正方体B对地面的压强。
重难点4 探究杠杆的平衡条件
21.(2022和平区三模)某实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)实验前若出现如图情况,应该将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)表格中是该小组在实验中记录杠杆平衡的部分数据,空缺处的数据应为 。
次数 F1/N l1/m F2/N l2/m
1 3 0.1 2 0.15
2 2 0.3 3 0.2
3 2 0.05 0.1
22.(2024和平区二模)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图甲所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节。
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m
1 2.5 0.20 2.0 0.25
2 2.0 0.15 1.5 0.20
3 1.5 0.10 0.15
… … … … …
(2)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码进行多次实验,将实验数据填入表中。第3次实验时情景如图乙所示,为使杠杆在水平位置平衡,应该在A点处悬挂 个钩码(每个钩码重力为0.5 N,杠杆每小格长度为0.01 m)。
(3)分析表中数据,找出它们之间的关系,可归纳出杠杆的平衡条件: 。
(4)利用此实验器材和一段细线,估测一个苹果的重力,请写出简单操作思路: 。
23.(2023部分区二模)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,应将如图1所示的杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使其在水平位置平衡。
(2)实验时,在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,三次实验获得的数据如下表所示,分析可得杠杆的平衡条件是 。
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
(3)为进一步验证实验结论的正确性,又做了图2所示的实验。要使此杠杆在水平位置平衡,需要在杠杆上的A点施加一个最小力,请在杠杆上的A点画出所施加的最小力F的示意图及其力臂L。
1. (2024临沂)2023年9月24日,中国组合邹佳琪、邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠,斩获杭州亚运会首金。如图所示,赛艇的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是
A.筷子 B.瓶起子 C.核桃夹 D.榨汁器
2. (2024南开区二模)如图所示是节选自我国古代科技著作《天工开物》、《淮南万毕术》,下列说法正确的是 A.图甲“汲水桔槔”中,井上汲水的桔槔属于杠杆
B.图乙“簸扬稻谷”中,能分离不饱满稻谷是利用簸箕具有惯性
C.图丙“磨冰取火”中,凸透镜又叫发散透镜,对太阳光有发散作用
D.图丁“赶稻及菽”中,牛拉石碾的力与石碾拉牛的力是一对平衡力
3. (2024南充)如图所示是我国古代劳动人民运送巨木的场景,通过杠杆、支架、悬绳、石块等,将巨木一端抬起,垫上圆木,将其移到其他地方。下列说法正确的是
A.支架下垫的底面积较大的石块是为增大对地面的压强
B.横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆,费力省距离
C.当巨木太重无法抬起时,可以让杠杆右端的人远离支架,增大动力臂
D.当巨木太重无法抬起时,可以增大横杆上悬绳与支架间的距离
4.(2023和平区二模)物理学的许多概念来自于生产生活,人们对力的认识也是从日常生活开始的。下列对力学知识认识正确的是
A.微小压强计是利用连通器原理工作的
B.鸡蛋碰碗,蛋破了而碗不破,说明蛋受到碗施加的力大于碗受到蛋施加的力
C.探究“重力与质量的关系”实验时,使弹簧测力计的弹簧伸长的力与钩码的重力是相互作用力
D.如图所示,为使杠杆在水平位置平衡,在B点施加的最小力应该沿BM方向
5.(2024河北区一模)如图所示,杠杆可绕O点转动,在A点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,该杠杆为 杠杆(弹簧测力计的拉力为动力)。当弹簧测力计向右倾斜时,始终保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
6. (2024青海)在学习杠杆相关知识后,“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究:
活动一:了解杆秤的构造及物理原理
如图甲所示,杆秤由秤盘(放置待称量的物体)、秤砣、秤杆(标有刻度,可读取被称物体质量)、提纽组成。
(1)参照图乙,图甲中提纽相当于杠杆的 ,结合“秤砣虽小压千斤”这句话,此时杆秤相当于 杠杆。
活动二:自制简易杆秤
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中:秤砣质量为200 g,A点为秤盘挂绳位置,B点为提纽挂绳位置,C点为0刻度线位置。
(2)由图甲可知,利用该杆秤最多可称量 g的物体,D点处的刻度数为 g。
(3)忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响,用m1表示秤砣质量,m2表示物体和秤盘质量,l1表示B、C之间的距离,l2表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件,当秤砣在C点处平衡时,将满足 (用上述物理量表示),由此可得,秤盘的质量为 g。
(4)若想测量质量更大的物体,你可采取的办法是 (只写一条即可)。
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