《杠杆的平衡条件》进阶练习（二）.doc

杠杆的平衡条件进阶练习一、单选题1.如图1所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力-位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图2所示据图可知金属杆重（） A.5NB.10NC.20ND.0N2.皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆下列说法正确的是（） A.为了省力，可将用力划浆的手靠近支点B.为了省力，可将用力划浆的手远离支点C.为了省距离，可将用力划浆的手远离支点D.将用力划浆的手靠近支点，既能省力又能省距离3.如下图所示要使杠杆平衡，作用在 A点上的力分别为 F1 、 F2 、 F3 ，其中最小的力是（ ） A.沿竖直方向的力 F1最小B.沿垂直杠杆方向的力 F2最小C.沿水平方向的力 F3最小D.无论什么方向用力一样大 二、填空题4.如图，轻杆OA可绕O点自由转动，用细线将15N的重物挂在A处，小林在B处用竖直向上的拉力提住轻杆，OB和BA长度之比为3：5，下列问题中，轻杆始终在水平位置处于平衡 （1）此杠杆类型与 _ _ 相同（选填“钓鱼竿”或“羊角锤”）； （2）拉力大小为 _ _ N； （3）若仅增加物重，则拉力的变化量与物重的变化量之比为 _ _ ； （4）若拉力方向变为图中虚线所示方向，则拉力将变 _ _ 5.有一轻质杠杆，动力臂是阻力臂的3倍，当用它提升重力为30N的物体时，需施力为_ N。6.在探究杠杆平衡条件的实验中，实验前发现杠杆左端低，右端高，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节；小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是 三、实验探究题7. 如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。 （1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向 _ （左/右）调节，使杠杆在不挂钩码时在_位置平衡。 （2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：_（用字母表示）。他这样得出的结论_（合理/不合理）；原因是：_。 （3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：_ _ 。四、计算题8.如图所示，一轻杆AO可绕固定转轴O转动，A端悬挂一盏电灯，当绳子AB使杆处于图中所示的位置时，AB长为4m，OB长为3m，绳子拉力为30N，求灯重参考答案【参考答案】1.B2.B3.B4. 钓鱼竿；40；8：3；大5. 106. 右 便于测量力臂7.（1）左 水平 （2）F1L1=F2L2 不合理 用实验来探究物理规律时，只有一次实验，实验结论具有偶然性 （3）杠杆自身重力对实验结论有影响8.解： 绳子拉力为F2=30N，L1=AB=4m，L2=OB=3m， 根据杠杆平衡原理得：F1AB=F2OB， 则灯重G=F1=22.5N 答：灯重22.5N【解析】1.解：（1）杠杆平衡条件的计算公式是：F1L1=F2L2； （2）金属杆重心在中心上，阻力臂为L2=0.8m，取图象上的一点F=20N，L1=0.4m， 根据杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂 FL1=GL2 则20N0.4m=G0.8m 解得：G=10N 故选B （1）根据杠杆平衡条件回答； （2）已知金属杆长度，且质地均匀，其中心在中点上，将图示拉力F与作用点到O点距离x的变化关系图赋一数值，代入杠杆平衡条件求出金属杆重力 学会看图象是学物理的基本要求，象速度-时间图象、路程-时间图象等，要先看纵坐标轴、横坐标轴各表示什么，再顺着图象看懂表示的物理过程 2.【分析】该题考查杠杆平衡条件的应用，杠杆平衡的条件：F1L1=F2L2；在阻力和阻力臂不变时，增大动力臂可以减小动力，但是动力需要移动更长的距离；在阻力和阻力臂不变时，减小动力臂，可以省距离，但会更费力。也就是说省力的机械必然费距离，省距离的机械必然费力，根据功的原理既能省力又能省距离的机械是不存在的。【解答】为了省力，就要在阻力和阻力臂不变的情况下，增大动力臂，即将用力划浆的手远离支点，所以A错误，B正确。为了省距离，就要在阻力和阻力臂不变的情况下，减小动力臂，即将用力划浆的手靠近支点，所以C错误。将用力划浆的手靠近支点，减小了动力臂将会更费力，所以D错误。故选B。3.【分析】对于此类试题，学生应掌握杠杆的平衡条件。即F1L1=F2L2，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂最长时，动力最小；最长力臂是连接支点与动力作用点的距离为最长力臂。本试题考查的是杠杆的平衡条件中最小力的问题，正确运用杠杆平衡条件是解题关键。【解答】由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，要使杠杆平衡，作用在A点上的力最小时，其力臂是最长的。最长力臂是连接支点和动力作用点的距离为最长力臂，由图可知，OA线段为杠杆的力臂时，力最小，图中的沿垂直杠杆方向的力F2最小。故选B。4.解：由图可知，O点为支点，OA为动力臂，OB为阻力臂，阻力大小等于所挂物体的重力，在A点的拉力为动力； （1）由图可知，OB小于OA，即动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆；钓鱼竿就是此杠杆类型； （2）已知OB和BA长度之比为3：5，则OB：OA=3：8，由杠杆的平衡条件可知：FOB=GOA， 所以，F=15N=40N； （3）若仅增加物重，则F2=G+G，F1=F+F； 由杠杆的平衡条件可知：F1OB=F2OA，即：（F+F）OB=（G+G）OA， 所以，FOB+FOB=GOA+GOA， 由于FOB=GOA，所以，FOB=GOA，则=； （4）若拉力方向变为图中虚线所示方向，阻力及阻力臂不变，拉力的力臂变小，由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知拉力将变大 故答案为：（1）钓鱼竿；（2）40；（3）8：3；（4）大 （1）当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，杠杆是费力力杠杆； （2）根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可直接求出动力F1的大小； （3）若仅增加物重，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可直接求出； （4）若拉力方向变为图中虚线所示方向，阻力的力臂不变，拉力的力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知拉力的变化 此题结合实例考查了对杠杆的平衡条件的理解与应用，会通过计算比较动力和阻力的大小，从而判断是什么类型的杠杆 5.【分析】已知动力、动力臂与阻力臂间的关系，由杠杆平衡条件可以求出动力大小。本题是一道基础题，熟练应用杠杆平衡条件即可正确解题解：已知F阻=30N，L动=3L阻，由杠杆平衡条件得：F动L动=F阻L阻；即：F3L阻=30NL阻，则F =10N。故答案为：10。6.【分析】杠杆的调节也跟天平类似，应向高的一侧移动平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡最大的好处就是测量力臂时非常方便。本题考查了杠杆的调节，杠杆调平的理论依据是平衡条件，是使用前的基本操作要求。实验室的杠杆上一般标有刻度，要知道，只有杠杆在水平位置平衡时，才可以直接通过刻度读出力臂的长。【解答】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；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。故答案为：右 便于测量力臂。7.【分析】（1）杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，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）杠杆的平衡条件为：；初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性；（3）杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；杠杆的重心过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响；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首先调节杠杆在水平位置平衡。初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律。【解答】（1）杠杆重心左移，应将平衡螺母（左端和右端的平衡螺母调节方向一致）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就可忽略杠杆的自重对实验的影响；力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；（2）设一个钩码重为G，杠杆上一个小格代表1cm，所以，4G3cm=6G2cm，杠杆平衡条件：F1L1=F2L2；只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；（3）用如图乙所示装置进行