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文档简介
第十二章简单机械素养集训1.探究杠杆的平衡条件
在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变钩码的个数、钩码悬挂的位置进行实验,是为了得到普遍的规律。1.【2023·武汉】在探究杠杆平衡条件的实验中:(1)调节平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码,在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验,部分实验数据如表所示。次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm13.05.01.510.022.015.02.015.031.025.02.510.0…由表中数据可得,F1、F2、l1、l2之间的关系式是
F1l1=F2l2
。F1l1=F2l212点拨:(1)分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2)。12(2)①在第(1)问的某次实验中,杠杆右侧挂了4个钩码,左侧用弹簧测力计竖直向下拉,当杠杆在图甲所示位置静止时,弹簧测力计的示数是
3.0
N。3.012①根据图甲中的数据,结合杠杆的平衡条件可得:F示×0.1m=4mg×0.15m,解得:F示=3.0N;②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变,取下弹簧测力计,在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆,当杠杆再次水平并静止时,弹簧测力计对杠杆的拉力为F=1.5N,请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。解:如图所示。12②在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆,要使杠杆平衡,应竖直向上拉,根据杠杆平衡条件得:1.5N×l=4mg×0.15m,解得:l=0.2m,根据力和力臂的画法,可画出拉力和其力臂,如图所示。122.【2023·永州】小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件,实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。(1)当杠杆静止时如图甲所示,为了方便测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向
右
(填“右”或“左”)调节;右12点拨:(1)当杠杆静止时,发现左端下沉,如图甲所示,此时,应把杠杆的平衡螺母向右调节,直至杠杆在水平位置平衡;(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2;测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到实验数据如表;次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm10.520.01.010.021.015.01.510.031.510.00.530.0…分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是
F1l1=F2l2
;(3)本次探究经过多次实验的目的是
B
;A.减小实验误差B.寻找普遍规律F1l1=F2l2B12(2)由表格中数据知,第一组数据:0.5N×20.0cm=1.0N×10.0cm;第二组数据:1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm;第三组数据:1.5N×10.0cm=0.5N×30.0cm;可得杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2;(3)多次改变力和力臂的大小,得到了多组实验数据,得出了杠杆平衡条件,所以该实验测多组数据的目的是使得出的结论具有普遍性;12(4)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆将会
右端下沉
(填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”);右端下沉12(4)设钩码的重力为G,杠杆每一格的长度为L,A、B位置的钩码个数都减少一个,左端=G×3L=3GL,右端=2G×2L=4GL,即左端<右端,所以右端下沉;12(5)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa,在b位置斜向上的拉力为Fb,则Fa
小于
(填“大于”“等于”或“小于”)Fb。小于12(5)根据杠杆的平
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