内容正文:
第十二章 简单机械 单元测试
一、单选题
1.得出阿基米德原理和杠杆原理的科学家是( )
A.牛顿 B.伽利略 C.托里拆利 D.阿基米德
2.生活中许多物品在使用过程中,可看成杠杆。下列物品在使用中,属于省力杠杆的是( )
A.筷子
B.理发剪
C.羊角锤
D.钓鱼竿
3.如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
A.独轮车 B.筷子
C.船桨 D.钓鱼竿
4.下列工具使用中属于省力杠杆的是( )
A.钓鱼竿 B.瓶盖起子 C.筷子 D.定滑轮
5.关于力臂,说法正确的是( )
A.力臂一定在杠杆上 B.从支点到动力作用线之间的距离叫做动力臂
C.力臂的大小不可能为零 D.从支点到动力作用点之间的距离叫做动力臂
6.小明为帮助爸爸搬运装修材料设计了如图所示的甲、乙两种方案,小明采用这两种搬运方案分别将地面上质量相同的材料运送到相同高度的二楼,实际所用拉力和时间均相等。已知每个滑轮受到的重力相同,绳重与滑轮的摩擦均可忽略不计。则下列关于甲、乙两种方案的说法正确的是( )
A.小明所做的有用功之比为3:4
B.小明所做的总功之比为3:4
C.滑轮组的机械效率之比为1:1
D.小明施加拉力的功率之比为4:3
7.筷子作为一种被使用了上千年的日常工具,已经成为我们中华民族的一种传统文化,下面有关筷子的说法中正确的是( )
A.吃饭时,筷子与食物间没有摩擦
B.正常使用的筷子属于费力杠杆
C.正常使用的筷子属于省力杠杆
D.正常使用的筷子属于等臂杠杆
8.如图所示,O为杠杆的支点,A点挂一重力为10牛的重物,为使杠杆在水平位置平衡,若在B点施加一个力F,已知OA=AB,关于杠杆的说法正确的是( )
A.一定是省力杠杆 B.一定是费力杠杆
C.一定是等臂杠杆 D.以上情况都有可能
9.如图所示,下列四种机械装置,正常使用时不属于省力杠杆的是( )
A.羊角锤起钉子 B.扫帚扫地
C.按压开关 D.转动门把手
10.在“观察滑轮的使用”实验中,用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm(不计绳重和摩擦).下列说法正确的是( )
A.物体所受的重力是3.6N
B.图乙中弹簧测力计上升20cm
C.图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半
D.图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高
11.如图所示,用大小不变拉力将重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点,此过程拉力对甲做的功为WAB;用平行于斜面大小不变的拉力把重也为G的物体乙沿粗糙斜面从C点匀速拉至B等高的D点,在此过程中的拉力对乙做的功为WCD,下列说法不正确的是( )
A.此过程斜面的机械效率为 B.大于斜面的摩擦力
C.的功率小于的功率 D.如果斜面光滑,机械效率为100%
12.如图所示,每只钩码质量相等,轻质杠杆处于水平平衡状态,下列说法不正确的是( )
A.L1:L2=1:2
B.左右两边各加一个钩码,杠杆左边上升
C.G1向O点移动1cm,G2向O点移动2cm,杠杆仍能平衡
D.G1远离O点移动,G2远离O点移动,杠杆仍能平衡
二、多选题
13.下列几种简单机械相关的说法中,错误的是( )
A.图甲中OA是阻力臂
B.图乙中的装置可以省一半力
C.图丙中的装置是一种省力杠杆
D.图丁中的汽车方向盘是简单机械中的轮轴
14.对于功、功率、机械效率的理解,下列说法中正确的是( )
A.功率大的机器做功一定多
B.做有用功多的机器机械效率一定高
C.利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功
D.功率大的机器做功一定快
15.关于图中的简单机械,下列说法正确的是( )
A.图甲:指甲钳中既有省力杠杆也有费力杠杆
B.图乙:图中的这把剪刀适合剪开较硬的物体
C.图丙:船桨是一个费力杠杆,可以省距离
D.图丁:升旗杆顶端安装的滑轮是为了省力
16.两个滑轮按如图所示的方式组合,用5N的拉力F拉动绳端,使重为20N的物体在5s内水平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9N。则( )
A.拉力F做的功为10J
B.克服物体重力做功为20J
C.滑轮组的机械效率为90%
D.绳子自由端移动的速度为0.1m/s
17.如图所示,斜面高为1m、长为2m,物流工人用600N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.工人推力做的功为900J
B.斜面的机械效率是75%
C.箱子受到斜面的摩擦力为300N
D.斜面的机械效率与箱子被推动的距离无关
18.用如图的滑轮组提升重200N的物体。已知拉力F为80N,物体以0.5m/s的速度匀速上升,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.拉力的功率为120W
B.动滑轮的重力为60N
C.该滑轮组的机械效率约为83.3%
D.3s内拉力所做的功为120J
三、填空题
19.如图所示,人们通常会修筑拦河坝来提高水电站上游的水位,上游水位越高,水轮受到水的压强就越 (选填“大”或“小”);在水从上游流向水轮的过程中,水的 能转化为动能。
20.用水桶从井中提水的时候,对 做的功是有用功,对 做的功是额外功;如果桶掉到井里,捞上的桶里带了一些水,则对水做的功是 功。
21.一木箱重400N,工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处,如图甲所示。已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示,整个过程的额外功是160J,则拉力F= N,斜面的机械效率η= ,斜面的摩擦力f= N。
22.在斜面上将一个重500 N 的物体匀速拉到顶端处,如所示,若此时沿斜 面向上的拉力为300 N,斜面长2m、高1m。则拉力做的功为 J,此斜面的机械效率为 (精确到0.1%)。物体在斜面上匀速运动时所受的摩擦力为 N。
23.如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮B的作用是 ;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为 N。
24.如图所示,工人师傅用斜面把货箱推到货车上,使用斜面可以 (选填“省力”或“省功”);此斜面长4m,工人师傅在20s内用1000N的推力将货箱从斜面底端匀速推至斜面顶端,推力的功率是 W;这个过程中人对货箱的推力 货箱受到斜面的摩擦力(选填“等于”或“不等于”)。
25.人们为生活的方便,常常使用机械,使用机械时有时可以省力,有时可以省距离,但都不能省 ,如图所示使用机械的目的是为了省力。该同学把重为400N的物体从长为2m的木板上推到高0.5m的车上(假设木板光滑),则在此过程中,人施加的推力至少为 N;若木板不光滑,推力为125N,则机械效率为 。
26.如图所示,重30N的物体A在水平拉力F的作用下,在水平桌面上做匀速直线运动,物体A所受的滑动摩擦力是物重的0.2倍,物体A在2s内前进了0.2m,若不计滑轮重、绳重及滑轮摩擦,拉力F为 N,绳子自由端移动的速度为 m/s。
四、实验题
27.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向 移动(选填“左”或“右”),在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是 。
(2)杠杆平衡后,小英同学在图乙所示的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。若此时两边同时再加一个钩码,两边 (“能”“不能”)平衡,若不能,杠杆将向 (“A”“B”)边倾斜,
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的B点,当弹簧测力计由位置a专至位置b的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图丙),测力计示数如何变化 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是
(4)调节杠杆平衡后,在不同的位置挂不同数量的钩码,使杠杆重新平衡,得到如表中的实验数据:
次数
动力F₁/N
动力臂l₁/cm
阻力F₂/N
阻力臂l₂/cm
1
5
8
8
5
2
4
10
10
4
3
3
15
15
3
记录数据后,某同学分析实验数据得到如下结论 。
28.某兴趣小组的同学做“研究杠杆平衡的条件”实验,未挂钩码前,发现如右图的现象,要使杠杆在水平位置平衡,应将左边的平衡螺母向 调节,右边的平衡螺母向 调节。这样做的好处是便于 。该小组同学在实验中记录一组数据(见下表),他分析数据后得出结论: 。请判断该同学分析数据得出结论的过程是 的(选填“合理”或“不合理”),理由是:
实验次数
动力F1(牛)
动力臂L1(厘米)
阻力F2(牛)
阻力臂L2(厘米)
1
2
5
1
10
29.【探究名称】探究杠杆平衡条件。
【问题】小光同学想探究杠杆平衡需要满足什么条件,于是他和小组成员进行了如下探究:________;
【证据】实验时选择了轻质的杠杆(自身所受重力可以忽略不计);
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)如图乙所示,在A点挂2个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N;
(3)继续竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度(不考虑杠杆重心位置的变化),如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计示数减小,可将弹簧测力计绕B点 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动一个小角度;
【解释】
(5)实验结论:杠杆的平衡条件是 (写字母表达式);
【交流】
(6)如图丁所示,用支架使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分,其重力分别为、,由杠杆平衡条件可知 (选填“>”、“<”或“=”)。
30.如图所示,是“探究杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前,发现杠杆左低右高,需将右端平衡螺母向 调节,使杠杆在水平位置平衡;实验时使杠杆在水平位置平衡是为了 。
(2)在图甲中的A处挂2个钩码,要使杠杆水平平衡,在B处应挂 个同样的钩码;
(3)在图乙中的C处施加竖直向下的拉力F,使杠杆水平平衡。当拉力F向左倾斜时,仍要保持杠杆水平平衡,拉力F将 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
五、简答题
31.若有三种独轮车如图所示,请你挑选一下,哪一种最适合,请用你所学知识分析原因?
32.如图甲所示,是实验室常用来测量质量的托盘天平。托盘天平上的横梁可以看成一个等臂杠杆,刀口处实际上就是支点。图乙是天平简化后的杠杆示意图,图中杠杆AB处于水平位置平衡,O是支点,、分别是砝码和物体对横梁产生的作用力,它们的大小分别等于物体和砝码所受到的重力大小。请你完成下列问题:
(1)试推导证明:当天平水平平衡时,左盘中物体的质量等于右盘中砝码的质量,即:。
(2)宇航员在空间站授课时,能否用此天平测出一把钥匙的质量(在天平的测量范围内)?为什么?
《2025年1月22日初中物理作业》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
A
B
B
B
B
D
B
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
答案
C
D
AB
CD
AC
AC
BD
AC
1.D
【详解】A.牛顿在前人的基础上进一步推理概括得出了牛顿第一定律,故A不符合题意;
B.伽利略通过实验推理总结出物体的运动不需要力来维持,故B不符合题意;
C.托里拆利首次通过实验测出了大气压的值,故C不符合题意;
D.阿基米德得出了阿基米德原理和杠杆原理,故D符合题意。
故选D。
2.C
【详解】A.筷子是动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.理发剪是动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.羊角锤是动力臂大于阻力臂,故是省力杠杆,故C符合题意;
D.钓鱼竿是动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
3.A
【详解】A.独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A符合题意;
B.用筷子夹取食物过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C不符合题意;
D.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
4.B
【详解】A.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意;
C.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C不符合题意;
D.定滑轮的实质是等臂杠杆,在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故D不符合题意。
故选B。
5.B
【详解】A.当力和杠杆垂直时,力臂在杠杆上,当力和杠杆不垂直时,力臂不在杠杆上,故A错误;
BD.动力臂的概念为:从支点到动力作用线的距离叫做动力臂,故D错误,故B正确;
C.当力的作用线通过支点时,其力臂为零,故C错误。
故选B。
6.B
【详解】设材料的质量为m,物体升高的距离为h,绳子末端的拉力为F,用时为t,
A.甲乙两图都把质量为m的材料运到二楼时,对物体做的有用功都是:W有=Gh,所以小明所做的有用功之比为1:1,故A错误;
BCD.甲图,物体和动滑轮有三段绳子承担,所以,物体升高h,绳子自由端移动的距离为:s=3h,拉力做的总功为
W总=Fs=3Fh拉力功率为
机械效率为
乙图,物体和动滑轮由四段绳子承担,所以,物体升高h,绳子自由端移动的距离为:s'=4h,拉力做的总功为
W'总=Fs'=4Fh拉力功率为
机械效率为
所以:小明所做的总功之比为3:4;滑轮组的机械效率之比为4:3;小明施加拉力的功率之比为3:4,故DC错误,B正确。
故选B。
7.B
【详解】A.吃饭时,筷子与食物间存在相对运动趋势,具有静摩擦力,故A错误;
BCD.筷子使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B正确,CD错误。
故选B。
8.D
【详解】在B点施加一个力F,B点施加力的方向不确定,所以施加力的力臂的大小不确定,所以不能确定动力臂与阻力臂的大小关系,故此时杠杆可能省力,可能费力,也可能既不省力也不费力,故ABC错误,D正确。
故选D。
9.B
【详解】A.羊角锤起钉子过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.扫帚在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B符合题意;
C.开关在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.门把手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
10.D
【详解】A.由图甲可知,该滑轮的轴固定不动,该滑轮是定滑轮,不计绳重和摩擦,则弹簧测力计的示数等于物体所受的重力,由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.4N,故A错误;
BC.由图乙可知,该滑轮的轴随物体一起运动,该滑轮是动滑轮,n=2,将物体匀速提升20cm,则弹簧测力计上升
s=nh=2×20cm=40cm
不计绳重和摩擦,弹簧测力计的示数
由于不知道动滑轮的重,因此无法判断弹簧测力计的示数与物重的关系,故BC错误;
D.不计绳重和摩擦,图甲中滑轮的机械效率
图乙中滑轮的机械效率
则
故D正确。
故选D。
11.C
【详解】A.因为甲和乙重力相等,上升的高度相等,根据可知,对两个物体做的有用功相等,拉力对乙做的功为总功,所以此过程斜面的机械效率为
故A正确,不符合题意;
B.拉力把重也为G的物体乙沿粗糙斜面从C点匀速拉至B等高的D点的过程中,除了克服摩擦力,还克服了一部分重力,所以大于斜面的摩擦力,故B正确,不符合题意;
C.的功在大小上等于的有用功,还克服摩擦做了一部分额外功,所以的功小于的功,但是不知道时间关系,无法比较功率大小,故C错误,符合题意;
D.如果斜面光滑,则无额外功,总功等于有用功,机械效率为100%,故D正确,不符合题意。
故选C。
12.D
【详解】A.根据杠杆平衡调节可知,可知,
A正确,故A不符合题意;
B.由于,故左右两边各加一个钩码,设一个钩码所受的重力,为则
故杠杆向右边偏,左边上升,故B正确,B不符合题意;
C.G1向O点移动1cm,G2向O点移动2cm,设则杠杆左边为
杠杆的右边为
故杠杆仍然平衡,故C正确,C不符合题意;
D.G1远离O点移动,G2远离O点移动,杠杆的左边为
杠杆的右边为
故杠杆不会平衡,D错误,D符合题意。
故选D。
13.AB
【详解】A.动力臂是支点到动力作用线的距离,不是支点到动力作用点的距离,图甲误把杠杆的长度当成了力臂,故A错误,符合题意;
B.图乙所示的装置是定滑轮,不能省力,只能改变力的方向,故B错误,符合题意;
C.在图丙中,这是一个动滑轮装置。动滑轮的特点是省一半力,但会费一倍的距离。因此,图丙中的装置确实是一种省力杠杆,故C正确,不符合题意;
D.在图丁中,汽车的方向盘是一个典型的轮轴装置。轮轴是由一个轮和一个轴组成的简单机械,轮和轴固定在一起,在轮上用力,带动轴转动,故D正确,不符合题意。
故选AB。
14.CD
【详解】由W=Pt可知,功等于功率与时间的乘积,功率大的机器做功不一定多,故A错误.
机械效率是有用功与总功的比值,做有用功多的机器机械效率不一定高,故B错误.
利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功,即使用任何机械都不省功,故C正确.
功率是描述做功快慢的物理量,功率大的机器做功一定快,故D正确.
答案为CD.
15.AC
【详解】A.指甲钳中含有三个杠杆,有省力杠杆也有费力杠杆,故A正确;
B.图中剪刀的动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,不适合剪开较硬的物体,故B错误;
C.船桨的动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆,可以省距离,故C正确;
D.升旗杆顶端安装的滑轮是定滑轮,为了改变力的方向,故D错误。
故选AC。
16.AC
【详解】A.如图所示,连接在动滑轮上的绳子段数n为2,则绳子自由端移动的距离
由可知,拉力F做的功
故A符合题意;
B.由题意可知,物体仅在水平方向上运动,没有在重力方向(竖直方向)运动,则克服物体重力做功为0,故B不符合题意;
C.由推导可知,滑轮组的机械效率
代入数据得
故C符合题意;
D.由可知,绳子自由端移动的速度
故D不符合题意。
故选AC。
17.BD
【详解】A.推力做的功(总功)为
故A错误;
B.推力做的有用功
斜面的机械效率为
故B正确;
C.推力做的额外功
摩擦力为
故C错误;
D.斜面的机械效率,箱子被匀速推动时,推力F和物重G不变,当被推动的距离s增大时,提升的高度也增大,但h与s的比值不变,所以机械效率η不变,即斜面的机械效率与箱子被推动的距离无关,故D正确。
故选BD。
18.AC
【详解】A.由图可知,绳子的有效段数n=3,则绳子自由端的速度
v=3v物=3×0.5m/s=1.5m/s
拉力的功率为
故A正确;
B.不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力
则动滑轮重力
G动=3F-G=3×80N-200N=40N
故B错误;
C.该滑轮组的机械效率约为
故C正确;
D.3s内绳子通过的距离为
s′=vt=3s×1.5m/s=4.5m
3s内拉力所做的功为
W=Fs′=80N×4.5m=360J
故D错误。
故选AC。
19. 大 重力势能
【详解】[1]修筑拦河坝是为了提高水位,上游水位越高,水落下时对水轮的冲击力就越大,水轮受到水的压强就越大,水轮转动的越快。
[2]在水从上游流向水轮的过程中,水的质量不变,,重力势能转化为动能,重力势能越大,转化为的动能越多。
20. 水 水桶 额外
【详解】[1][2][3]根据有用功和额外功的定义可知,用水桶从井中提水的时候,对水做的功是有用功,对水桶做的功是额外功;如果桶掉到井里,捞上的桶里带了一些水,对水桶做的功是有用功,对水做的功是额外功。
21. 100 80% 20
【详解】[1]由图像乙可知W总=800J,s=8m;由W=Fs得,拉力为
[2]有用功为
W有=W总-W额=800J-160J=640J
机械效率
[3]由W额=fs得,摩擦力为
22. 500 83.3 50
【详解】[1]拉力做的有用功
W有=Gh=500N×1m=500J
[2]拉力做的总功
W总=Fs=300N×2m=600J
斜面的机械效率
[3]克服摩擦力做的额外功
W额=W总-W有=600J-500J=100J
由W额=fs可得,物体在斜面上匀速运动时所受的摩擦力为
23. 改变力的方向 1600
【详解】[1]滑轮B工作时位置不发生改变,因此该滑轮为定滑轮,定滑轮不能省力,只能改变力的方向。
[2]汽车被匀速拉动时处于平衡状态,所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。动滑轮上有两端绳子,则n=2,由滑轮组的机械效率可得
汽车受到的摩擦力
24. 省力 200 不等于
【详解】[1]由题意可知,工人师傅沿斜面把货箱推到货车上,比直接把货物装到车上费了距离,使用斜面可以省力,用任何机械都不能省功。
[2] 推力的功率
[3]整个过程中推力做的功等于克服摩擦力和物体的重力做的功,克服重力做的功为有用功,克服摩擦力做的功为总功,推力做的功大于物体克服摩擦做的功;推力和摩擦力的方向都与斜面平行,物体在推力和摩擦力的方向上移动的距离相同,根据可知 ,这个过程中人对货箱的推力不等于货箱受到斜面的摩擦力,推力大于摩擦力。
25. 功 100 80%
【详解】[1]我们使用机械时,有时省力,但要费距离;有时省距离,但要费力;由功的原理可知使用任何机械都不能省功。
[2]人克服货箱重力做功
W=Gh=400N×0.5m=200J
假设木板光滑,推力做功
W推=Fs=Gh=200J
所以推力大小
[3]由上述可知,人克服货箱重力做的有用功W有=200J,若木板不光滑,推力为125N时总功为
W总=Fs=125N×2m=250J
则机械效率为
26. 3 0.2
【详解】[1]由图可知,有效绳子段数。物体A所受的滑动摩擦力为
若不计滑轮重、绳重及滑轮摩擦,则拉力F为
[2]绳子自由端移动的距离为
则绳子自由端移动的速度为
27.(1) 右 便于测量力臂大小
(2) 3 不能 A
(3) 变大 见解析
(4)
【详解】(1)[1]图甲中,杠杆的左端下沉,应将右侧的平衡螺母向右调节,才能让杠杆在水平位置平衡。杠杆条件口诀左偏右调,右偏左调。
[2]当杠杆在水平位置平衡时,挂在杠杆上的钩码对杠杆的作用力是竖直向下的,此时作用力的力臂与杠杆重合在一起,便于测量力臂。
(2)[1]根据杠杆平衡条件有
A位置在O点左侧三格处,此时力臂为3L,B位置在O点右侧二格处,此时力臂为2L
即在B位置挂三个钩码。
[2][3]当两边再各挂上一个钩码时
此时力臂不变,阻力,动力发生改变,由上面杠杆平衡原理可得
故不能平衡,杠杆向A边倾斜。
(3)[1][2]在杠杆在水平位置平衡的情况下,将杠杆转过一个角度,此时,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,根据杠杆平衡条件
可知动力变大,即弹簧测力计示数变大。
(4)由表中第一组数据得
第二组数据得
第三组数据得
综上所述,该同学的结论为。
28. 右 右 测量力臂的值 动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积 不合理 实验次数过少,无法得到普遍结论
【详解】[1][2][3]图中杠杆左端向下倾斜,说明左端质量偏大,此时,她需要将杠杆左右两端的平衡螺母都向右调节,使杠杆在水平位置平衡;使杠杆在水平位置平衡的好处是可以忽略杠杆自身重力对实验的影响,便于测量力臂的大小。
[4]根据表格数据可得,即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。
[5][6]由于只进行了一次实验就得出实验结论,会使结论存在偶然性,不具有普遍性,因此推出结论的过程不合理。
29.(1)平衡
(2)1.5
(3)不变
(4)顺时针
(5)F1L1=F2L2
(6)>
【详解】(1)图甲中,杠杆处于静止状态,由于静止状态是平衡状态,所以杠杆处于平衡状态。
(2)设杠杆上一小格长度为L,由杠杆平衡条件可得
2×0.5N×3L=F×2L
解得
F=1.5N
所以使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为1.5N。
(3)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度过程中,根据几何知识可知,动力臂与阻力臂之比不变,由杠杆平衡条件可知,动力与阻力之比不变,由于钩码对杠杆的拉力不变,所以弹簧测力计对杠杆的拉力不变,即弹簧测力计的示数保持不变。
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,根据杠杆的平衡条件可知,在阻力与阻力臂的乘积保持不变的情况下,应增大动力臂,才能达到减小弹簧测力计示数的目的,由图丙可知,顺时针转动弹簧测力计可以增大力臂,逆时针转动弹簧测力计会减小力臂,故应顺时针转动弹簧测力计。
(5)由实验数据可知,杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂,字母表达式是
F1L1=F2L2
(6)由图丁可知,GA、GB的力臂LA、LB的大小关系为
LA<LB
则根据杠杆的平衡条件可得
GA>GB
30. 右 方便的测量力臂的大小 3 变大
【详解】(1)[1]把杠杆放在支架上并置于水平桌面后,发现杠杆左低右高,为了使杠杆在水平位置平衡,应将右端平衡螺母向右调节。
[2]实验时为了方便的测量力臂的大小,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]设杠杆的一个小格为L,一个钩码的重为G,甲图,由杠杆平衡条件得
2G×3L= nG×2L
解得n=3,即应在杠杆B处挂3个钩码。
(3)[4]在图乙中的C处施加竖直向下的拉力F,使杠杆水平平衡,阻力和阻力臂不变,当拉力F向左倾斜时,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大,仍要保持杠杆水平平衡。
31.见解析
【详解】要判断一个杠杆是省力杠杆还是费力杠杆,首先要明确它们的定义,省力杠杆是动力臂大于阻力臂的杠杆,结合生活经验可知,图的动力臂大于阻力臂,所以b最合适,它属于省力杠杆。
32.(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)砝码对横梁产生的力为
物体对横梁产生的力为
天平平衡时,根据杠杆的平衡条件得
即
又因为天平是等臂杠杆,故
所以有
(2)因为钥匙和砝码在太空中几乎不受重力作用,故此天平不能使用。故宇航员在空间站授课时,不能用此天平测出一把钥匙的质量。
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