11.1 杠杆 第2课时 杠杆平衡条件-2024-2025学年初中物理（苏科版）九年级上册

第十一章 简单机械和功 1 一、杠杆 第2课时 杠杆平衡条件 基础巩固 综合达标 素养提升 基础巩固 综合达标 素养提升 2 图11-1-14 1.（教材变式题） 小明探究杠杆 的平衡条件，挂钩码前，调节杠杆 在水平位置平衡，杠杆上每格长度 相等，杠杆上、、、 四个位 置如图11-1-14所示.当 点挂4个钩 D A. 点挂5个钩码 B. 点挂4个钩码 C. 点挂1个钩码 D. 点挂2个钩码 码时，下列操作中能使杠杆在水平位置平衡的是 （实验中所用钩码均相同）( ) 基础巩固 3 图11-1-15 2.［教材素材题］ （2020常州武进区 校级月考） 如图11-1-15所示，独轮车 车斗和车内的砖受到的总重力为 ， 可视为作用于 点.车轴为支点，将车把 抬起时，作用在车把竖直向上的力为 _____ . 270 基础巩固 4 3.在“探究杠杆平衡条件”的实验中：链接例2实验点拨 图11-1-16 （1）实验前，发现杠杆处于如图11-1- 16所示的静止状态，此时这个杠杆 ______（选填“处于”或“不处于”）平衡 状态.为了使杠杆在水平位置平衡，应 将杠杆右端的平衡螺母向____ （选填“左”或“右”）调节. 处于 右 基础巩固 5 （2）实验前调节杠杆在水平位置平衡的目的是：当杠杆处 于水平位置时，自身重力的力臂为___，可以避免在实验过 程中杠杆重力对实验造成影响. 0 （3）实验过程中将杠杆平衡位置设定在水平位置，这样做 的目的是便于测量______. 力臂 基础巩固 6 （4）某实验小组进行正确的实验操作后，得到的数据为 、、和 .该实验小组 能否根据这一组数据得出探究结论？______（选填“能”或 “不能”），理由是___________________________________ _______________.链接例2实验点拨 不能 一次实验具有偶然性，应进行多次实验，得出普遍规律 基础巩固 7 图11-1-17 4.（2023常州模拟）小明利用如图11- 1-17所示的装置探究“杠杆平衡条件”， 在杠杆两侧挂上不同个数的钩码，移 动钩码使杠杆在水平位置平衡，三次 实验后得出结论：动力×支点到动力 作用点的距离 阻力×支点到阻力作用点的距离.下列操作中， 能帮助他得出正确结论的是( ) 综合达标 8 A. 增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性 B. 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉 C. 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉 D. 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉 √ 综合达标 9 图11-1-18 5.如图11-1-18所示，当杠杆的 端挂 重为的物体、端挂重为 的物体 时，在水平位置平衡.若 ， 杠杆自重不计，则( ) C A. B. C. D. 无法比较 综合达标 10 6.（2023连云港）如图11-1-19所示，每个钩码的质量均为 ,在均匀杠杆的处挂2个钩码， 处挂1个钩码，杠杆恰 好水平平衡.在、 两处再各加1个钩码，那么( ) C 图11-1-19 A. 杠杆仍水平平衡 B. 杠杆的左边向下倾斜 C. 杠杆的右边向下倾斜 D. 将 处的钩码向左移动一格，杠杆 仍能水平平衡 综合达标 11 7.（2022常州模拟）如图11-1-20所示，一块厚度、密度均 匀的长方体形状的水泥板放在水平地面上，用一竖直向上 的力，欲使某一端抬离地面，则( ) 图11-1-20 综合达标 12 A. ，因为甲方法的动力臂短 B. ，因为乙方法的阻力臂长 C. ，因为乙方法的阻力臂短 D. ，因为动力臂都是阻力臂的2倍 √ 综合达标 13 8.（2023南京期中）如图11-1-21所示的一轻质硬棒， ，在点悬挂重物，硬棒在力 的作用下处 于水平平衡，则硬棒的支点可能在杠杆上的___（选填“ ” “”“”或“”）点，当时，的大小为_____ . 900 图11-1-21 综合达标 14 9.（2023盐城亭湖区模拟改编）在“探究杠杆的平衡条件”实 验中：链接例2实验点拨 （1）图11-1-22甲中，在已调平的杠杆 处挂两个钩码，则 在 处挂___个钩码时，杠杆才能继续保持在水平位置平衡. 图11-1-22 4 综合达标 15 （2）图乙中保持杠杆始终水平平衡，将弹簧测力计向右逐 渐倾斜时，其示数将______（选填“变大”“变小”或“不变”）. 其原因是：________________________________________. 变大 阻力和阻力臂一定，动力臂减小，动力增大 综合达标 16 图11-1-23 （3）实验中保持杠杆一侧钩码的个 数及位置不变，改变动力与动力臂的 大小，仍保持杠杆水平平衡。多次收 集数据并在坐标系中绘制出动力臂 与动力 的关系图像，如图11-1-23所 示，由图像可知：当 时， ____ . 30 综合达标 17 10.如图11-1-24（a）所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情 形.我们可将图（a）简化成如图（b）所示的杠杆,不计杠杆 自重.若铅球质量，， ， 求此时肱二头肌对前臂产生的拉力的大小.取 链接例6方法指导 图11-1-24 综合达标 18 [答案] 由图可知， 点为支点，肱二头肌对前臂产生的拉 力为动力，质量为 的铅球对手的压力（大小等于铅球 的重力）为阻力： ， ， ，根据杠杆的平衡条件 可得， ，解得 . 综合达标 19 图11-1-25 11.［模型建构］ （2022南京江 宁区校级月考） 小华发现一只 虫子在长、质量为 的 刻度尺上向右爬行，她将刻度尺 B A. B. C. D. 右端伸出水平课桌边缘 ，如图11-1-25所示，当虫子爬 行到距刻度尺右端 处时，刻度尺刚好翻转，由此计算 出虫子的质量约为（刻度尺质量分布均匀，不考虑虫子的 长度）( ) 素养提升 20 相关解析 2. 270　[解析] 动力臂l1=70 cm+30 cm=100 cm,阻力臂l2=30 cm,G=900 N,由杠杆的平衡条件得:Fl1=Gl2, 即:F×100 cm=900 N×30 cm,解得F=270 N. 4. D　[解析] “动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,是在“杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下”的条件下得出的,此时的力臂正是支点到力作用点的距离.为得出普遍结论,应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离,多做几次实验.故正确的实验操作应该是去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉. 6.C　[解析] 如图所示,每个钩码的质量为50g,g取10 N/kg,则每个钩码的重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,杠杆上每小格的长度设为1cm,则FA=0.5 N×2=1N,lA=1cm×2=2cm,FB=0.5 N, lB=1 cm×4=4 cm,杠杆水平平衡,即FAlA=FBlB;在A、B两处再各加挂一个50 g的钩码后,FA'=0.5 N×3=1.5 N,FB'=0.5 N×2=1 N, lA和lB的长度都不变,则FA'lA=1.5 N×2 cm=3 N·cm,FB'lB=1 N× 4 cm=4 N·cm,FA'lA<FB'lB,杠杆右边下倾,故A、B错误,C正确;将A处的钩码向左移动一格,杠杆左端力和力臂的乘积: 1.5 N×3 cm=4.5 N·cm,杠杆右端力和力臂的乘积:1 N×4 cm= 4 N·cm,左右两侧力与力臂的乘积不相等,所以杠杆不能水平平衡,故D错误. 7.D　[解析] 两次抬起水泥板杠杆的示意图如下图所示: 两种情况下,动力克服的都是水泥板的重力,对于形状规则、质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以阻力臂都等于动力臂的二分之一.根据杠杆的平衡条件有F==G.所以前后两次所用的力相同. 8. D　900 [解析] 动力与阻力使杠杆的转动方向相反,若一个力能使杠杆顺时针转动,则另一个力需使杠杆逆时针转动;支点不能和力的作用点相同,否则力臂为0,所以A、C两点不能作为支点;当B点为支点时,F、G使杠杆转动的方向相同,均使杠杆沿逆时针方向转动,所以B点不能作为支点;当D点为支点时,F、G使杠杆转动的方向相反,所以支点应为D点.根据数学知识可知,F的力臂为CD的一半,即l1=CD;根据杠杆平衡条件可知:G×AD=F×CD,则:F==6G=6×150 N=900 N. 11. B [解析] 由题意可知,刻度尺的重心在×50 cm=25 cm处,刻度尺刚好翻转时与桌沿的接触点为支点,则刻度尺重力的力臂为l1=25 cm-23 cm=2 cm;当虫子爬行到距刻度尺右端 3 cm处时,虫子重力的力臂为l2=23 cm-3 cm=20 cm;由杠杆平衡条件F1l1=F2l2和重力公式G=mg得:m尺g×l1=m虫g×l2,化简并代入数据可得:20 g×2 cm=m虫×20 cm,解得:m虫=2 g. $$