内容正文:
图甲是小明所在的实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
任务1:挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向 左 (选填“左”或“右”)侧调节。
任务2:在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示,要使杠杆重新在水平位置平衡,应该选择下列方法中的 B 。
A. 向左调节平衡螺母
B. 将左侧钩码向左移动
C. 增加右侧钩码个数
任务3:如图丙是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,此时杠杆 仍能 (选填“仍能”或“不能”)保持平衡。
任务4:某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码(每个钩码重0.5 N),用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为 2.3 N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1l1总是 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)F2l2,其原因是 杠杆自重对杠杆平衡有影响 。
如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图,他的质量为56 kg,身体可视为杠杆,O点为支点,A点为重心。
任务1:该同学所受重力是 560 N ;若OB=1.0 m,BC=0.4 m,则地面对双手支持力的大小为 400 N 。(g取10 N/kg)
任务2:如图,质量忽略不计的AC硬棒能绕O点转动,在C点挂一物体,在B点施加力F1时,棒刚好处于静止状态。杠杆受到的阻力F2 不是 (选填“是”或“不是”)物体受到的重力G。通过作图分析可知,此杠杆是 费力 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,并请画出F2的力臂l2及作用在杠杆上B点最小的动力F1。
答案:如图所示。
小明和同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点:
甲 乙 丙
任务1:他们研究定滑轮特点时,做的实验如图甲所示,据此可证明:使用定滑轮可以 改变力的方向 ,但不可以 省力 ;
任务2:他们研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如图乙所示。据此可知,使用动滑轮可以 省力 ,但不可以 改变力的方向 ;
任务3:他们组装滑轮组时,猜想:利用滑轮组提升重物能否省力呢?为此,他们进行的实验如图丙所示,物体的重力为2 N,弹簧测力计的示数为0.8 N,由图可知,利用滑轮组提升重物能 省力 ,如果物体被提升的速度是0.2 m/s,绳子自由端移动的速度是 0.6 m/s。
1. 如图所示的工具中,在使用时属于费力杠杆的是( D )
A. 核桃夹 B. 瓶盖起子 C. 撬棍 D. 镊子
2. 如图所示,轻质杠杆可绕O点转动,在A点始终受一垂直作用于杠杆的力,在从A转动到A′位置时,力F将( C )
A. 变大 B. 变小
C. 先变大,后变小 D. 先变小,后变大
解析:当杠杆在水平位置以下上升到水平位置时,l1不变,l2增大,由F=G得F增大;当杠杆从水平位置继续上升过程中,l1不变,l2减小,所以F减小。故C符合题意,A、B、D不符合题意。
3. 某人用100 N的力提起了400 N的重物,那么他可能使用了( C )
A. 一个动滑轮
B. 一个定滑轮
C. 一支杠杆
D. 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
解析:用100 N的力提起了400 N的重物,相当于只用了四分之一的力,一个动滑轮在不计滑轮重力及摩擦的情况下,最多省一半的力,定滑轮不省力,一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组在不计动滑轮重力、绳重及摩擦的情况下,最少需要三分之一的力,一支杠杆在动力臂为阻力臂的四倍时,可以满足只使用四分之一的力,故A、B、D不符合题意,C符合题意。
4. 如图所示,用三个力沿不同的方向拉绳子,则( C )
A. F1最大 B. F2最大 C. F3最大 D. 一样大
解析:过支点作F1、F2、F3作用线的垂线段,即为力臂,然后比较力臂的大小,从而确定出力的大小;如图所示:从图中可得l1>l2>l3,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,用动滑轮拉同一重物G,阻力和阻力臂乘积为定值,沿三个不同方向,所用的拉力大小关系是F1<F2<F3。
5. 如图所示的滑轮组,每个滑轮重为30 N,绳重及摩擦不计。用它匀速提升重为150 N的物体,所用的拉力F是( B )
A. 50 N B. 60 N C. 75 N D. 90 N
解析:图中滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,承担重物绳子股数为n=3,不计绳重及摩擦,所以拉力F=(G+G动)=×(150 N+30 N)=60 N。
6. 如果把铁锹看作费力杠杆,在如