6.5探究杠杆的平衡条件(复习方案)
复习目标:
杠杆,杠杆五要素等基本概念,杠杆的平衡条件,力臂作图,杠杆的分类。
复习重点难点:杠杆的平衡条件,力臂作图,杠杆的作用。
知识网络:
重点突破
1、力臂作图
2、杠杆的作用:
达标测试与提高训练
一、单选题
一、单选题(本大题共5小题,共10.0分)
如图所示的四种用具中,正常使用时属于费力杠杆的是(????)
A. 瓶盖起子 B. 活动扳手C. 镊子 D. 钢铁钳
瞧,图中那个人背点东西多费劲!你将建议他作下列哪种改进呢(????)
A. 腰应当直起来B. 步子迈小些C. 使物体更靠近人D. 减小手对杆的压力
某人用力F抬起放在水平地面上的一匀质杠杆AB的B端,F方向始终竖直向上,如图所示,则在抬起过程中(????)
A. F逐渐变大 B. F保持不变 C. F逐渐减小 D. 无法确定
如图所示,作用在杠杆一端且始终竖直向上的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F(????)
A. 不变B. 变大C. 变小D. 先变大后变小
如图所示,形状规则、密度均匀的木板AB放在水平桌面上,OA=2OB.当B端挂30N的重物G时,木板A端刚刚开始翘起,木板重为(????)
A. 10N B. 15N C. 30N D. 60N
二、填空题(本大题共4小题,共8.0分)
如图所示,撬起瓶盖的起瓶器是属于______杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),其支点是图中______点。
当用镊子夹取物体时,镊子就相当于______(选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”),它是一个______(选填“省力”或“费力”)的机械。
小华探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节。杠杆水平后,在杠杆上的A点悬挂了2个钩码,如图乙所示,为杠杆保水平平衡,应在B点悬挂______个钩码。
拉杆式旅行箱给人们出行带来便捷,如图所示,使用时相当于一个______(选填“省力”或“费力”)杠杆;若箱和物品共重100N,动力臂是阻力臂的4倍,则抬起拉杆的力F为______N。
三、作图题(本大题共1小题,共5.0分)
在图中,画出动力F1所对应的动力臂L1。
四、实验探究题(本大题共1小题,共6.0分)
小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中,(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向______ 调节,使杠杆在水平位置平衡.调节杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是______ ;(2)首先应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态.这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响,这时杠杆重力的力臂为______ .(3)杠杆平衡后,小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上______ 个钩码,使杠杆在水平位置平衡. (4)如果再在A、B两处各加挂一个钩码,杠杆的______ 端将会下沉.此后,小红又经过多次实验,得出的杠杆的平衡条件是______ .(5)他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉,若每个钩码重1N.当杠杆在水平位置平衡时,测力计的示数将______(选填“大于”、“等于”或“小于”)1N.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:AB、由图可知起子、扳手的动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,所以选项AB不符合题意。C、由图可知镊子的动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,所以选项C符合题意。D、由图可知钢丝钳的动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,所以选项D不符合题意。故选:C。本题主要考查对杠杆分类方法的了解与记忆:动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆;动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。本题考查杠杆的分类,是历年考试的热点,属于简单试题。中考出现概率极高。2.【答案】C
【解析】【分析】此题考查杠杆在实际生活中的应用,运用物理知识解决实际生活问题,学以致用,有意义。把重物看成是对杠杆的阻力,棒与肩膀接触的地方为支点,根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即可解答此题。【解答】图中那个人背了点东西之所以费劲,是因为他用的力大,要想省力,根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,重物重力不变,可以将棒往前拉一拉,使物体更靠近人,这样减小阻力臂,根据杠杆平衡条件可以减小动力,省力,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。3.【答案】B
【解析】解:如图所示: 若动力总是竖直向上,因为△ACE∽△AFD,所以ACAD=AEAF为定值,即动力臂和阻力臂的比值为定值,因为阻力(木棒重)不变,根据F×AF=G×AE可得:动力F保持不变.故选B.分析支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂,分析动力臂、阻力臂、阻力的变化情况,根据杠杆平衡条件判断动力的变化.对于杠杆问题,首先分析支点、动力臂、动力、阻力臂、阻力,根据杠杆平衡条件解决杠杆问题是常用的思路.4.【答案】A
【解析】解:如图,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,∵动力、阻力作用点不变,∴LOALOB=LOCLOD不变;又∵阻力(物重G不变),∴由FLOB=GLOA得:F=GLOALOB=LOALOBG.∴当杠杆匀速转动到水平位置时,动力F的大小不变.故选A.画出动力臂和阻力臂,杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系不变,而阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可知动力不变.画图找出动力臂和阻力臂,并根据三角形相似得出力臂大小的具体关系是本题的关键.5.【答案】D
【解析】【分析】本题考查杠杆平衡条件的应用,找出重心位置及其重力力臂是解题的关键。形状规则、密度均匀的木板AB的中点为重心,O为支点,则分别求出动力臂和阻力臂,利用杠杆平衡条件即可求解。【解答】解:由于形状规则、密度均匀的木板AB的中点为重心,O为支点,如图:则木板重力G′的力臂为L1=12(OA+OB)?OB=12(2OB+OB)?OB=12OB,重物G的力臂L2=OB,由杠杆的平衡条件得:G′?L1=G?L2,所以:G′=G?L2L1=30N×OB12OB=60N,故D正确。故选D。6.【答案】省力 ? A
【解析】解:根据起瓶器的使用可知,支点是A点,动力作用在手与起瓶器接触点,阻力作用在B点,所以,起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。故答案为:省力;A。(1)根据杠杆绕着转动的固定点叫支点,可判断杠杆的支点。(2)结合图片和生活经验,先判断起瓶器在使用过程中,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。此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。7.【答案】杠杆 ? 费力
【解析】解:如图,在使用镊子时,在动力的作用下AC绕A点转动,镊子就相当于杠杆;A点是支点,AC的长度为阻力臂,AB的长度为动力臂,动力臂小于阻力臂,所以镊子是一个费力杠杆。 故答案为:杠杆;费力。结合生活经验,首先判断镊子在使用过程中,围绕转动的支点,根据支点的位置比较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。本题考查杠杆支点的判断和分类,这类题目的关键是对支点和力臂的判断,另外,要结合生活实际来解答。8.【答案】右 ? 3
【解析】解:(1)由图甲可知,杠杆的右端上翘,所以平衡螺母向上翘的右端移动;(2)设一个钩码为G,一格的长度为L,根据杠杆的平衡条件可得:2G×3L=nG×2L,解得:n=3。故答案为:右;3。(1)调节平衡螺母向上翘的一端移动,使杠杆在水平位置平衡。(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件进行判断;本题是探究杠杆平衡实验,考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用,在利用平衡条件公式时,要注意分析力和对应的力臂。9.【答案】省力 ? 25
【解析】解:抬起拉杆的力F为动力,物品的重力为阻力,支点在下面,故动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆;由杠杆的平衡条件:F动×L动=F阻×L阻,可求得F动=F阻L阻L动=100N4=25N。故答案为:省力;25。由示意图分析动力和阻力,然后看动力臂和阻力臂的大小,根据杠杆的平衡条件进行计算求出抬起拉杆的力。这类题目要确定动力和阻力,分析动力臂和阻力臂,根据杠杆的平衡条件求解。10.【答案】。
【解析】【分析】此题主要考查了力臂的画法,首先要理解力臂的概念,正确找出支点和力的作用线,从而画出力臂。力臂是从支点到力的作用线的距离。由支点向力的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂。【解答】沿力F1的方向作出F1的作用线,由支点O向F1的作用线做垂线,垂线段的长度就为F1的力臂L1.如图所示:。11.【答案】(1)右;便于测量力臂;(2)0;(3)4;(4)左;F1L1=F2L2;(5)大于
【解析】【分析】(1)杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响;杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来;(2)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态,这时杠杆的重心在支点上;(3)设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,根据杠杆平衡条件求出钩码数量;(4)杠杆是否平衡,取决于两边力和力臂的乘积是否相等,若F1L1=F2L2,杠杆平衡;若F1L1≠F2L2,杠杆就不平衡,会沿力和力臂乘积大的F的方向转动.杠杆平衡条件:F1L1=F2L2;(5)已知阻力和阻力臂,又知动力臂,当弹簧测力计斜着拉时,其力臂小于杠杆长,根据杠杆平衡条件分析出答案.本题考查了杠杆平衡的条件,杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以便直接读出力臂.探究杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂。【解答】(1)杠杆的左端低,说明这一侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节,以减小这一侧的力臂.因为重力的方向是竖直向下的,杠杆只有在水平位置平衡时,支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上,也就是正好等于相应杠杆的长,这样测量起来会比较方便.(2)因为杠杆的重心在支点上,所以力臂为零.(3)设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,所以2G×2L=nG×L,所以n=4(个).(4)如果再在A、B两处各加挂一个钩码,3G×2L>5G×L,所以杠杆左端下沉.由多次实验可以得出杠杆平衡条件:F1L1=F2L2.(5)当斜向下拉时,阻力和阻力臂一定,动力臂变小,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力变大,所以,测力计的示数将大于1N.故答案为:(1)右;便于测量力臂;(2)0;(3)4;(4)左;F1L1=F2L2;(5)大于。