内容正文:
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
知识点一 杠杆五要素及平衡条件
1.如图所示,杠杆甲、乙在F1、F2的作用下都处于静止状态。
甲 乙 丙
(1)此时处于平衡状态的是(选填“甲”“乙”或“甲和乙”),判断的依据是。
(2)①为了方便研究杠杆平衡条件,选甲而不选乙。原因是。
②在图甲中分别画出F1的力臂l1和F2的力臂l2,若杠杆中的刻度为每格5 cm,则l1= cm,l2=cm。若F1=2 N,则F2= N;你的计算依据是。
③若图甲中F1为动力,F2为阻力,则杠杆甲是(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,你的依据是。
④若图甲中F1大小不变,方向改为相反,如图丙所示。此时杠杆是否还能保持平衡?
答:。
⑤若图甲中F1、F2的大小和方向都不变,把它们的作用点同时向支点O移动相同距离l,这一瞬间杠杆是否平衡?,判断的依据是。
2.回到家,小红看见妈妈用笤帚在扫地,如图甲所示,O为支点,作用在A点的动力为F1,在图乙中画出动力F1的力臂l1,以及作用在B点的阻力F2的示意图及其力臂l2。
甲 乙
知识点二 杠杆的分类
3.下列工具在正常使用过程中,属于费力杠杆的是( )
A.起子 B.核桃夹 C.钳子 D.食品夹
知识点三 杠杆的应用
4.古代挑夫搬运货物的情景如图甲所示,简化成图乙中杠杆AB,移动货物,可使点C在AB间移动,杆水平静止,忽略杆重。
(1)挑夫1对杆的支持力为F1,绳子对杆的拉力为F2,方向均在竖直方向,F1的方向与支点O如图乙所示。 请在图乙中画出F2的示意图及F2的力臂l2。
甲 乙
(2)图乙中,杆保持水平静止,要使挑夫1对杆竖直向上的支持力变小,以下方法一定可行的有(多选)。
A.其他条件不变,只减小货物的重量
B.其他条件不变,只把货物向B端移动
C.其他条件不变,只有挑夫1靠近货物
D.其他条件不变,只把货物移到AB的正中间位置
5.如图,O为跷跷板的支点,小朋友对跷跷板的作用力F=120 N,大人对跷跷板的作用力F'=100 N(图中未画出),跷跷板水平静止。
(1)在图中画出F的力臂l;
(2)F'的作用点可能在(选填“A”“B”或“C”),方向竖直(选填“向上”或“向下”)。
6.如图,据《杭州日报》报道:“2001年6月22日,在杭州动物园内,一位物理教师利用杠杆原理,仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。”小聪看到这个报道后想测量书包的质量,他找来细线、质量可忽略不计的长硬棒、刻度尺、一瓶600 mL的矿泉水,瓶子的质量忽略不计。请你利用上述器材帮助小聪设计实验方案测出书包的质量。
要求:
(1)写出主要实验步骤;
(2)写出书包质量的数学表达式(用已知量和测量量表示,要求质量的单位为kg)。
☆基础巩固·达标练
1.(1)甲和乙 杠杆处于静止状态 (2)①能直接读出力臂的大小
②如图所示
20 10 4 F1l1=F2l2 ③省力 根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2 ,l1>l2,F1<F2 ④不能 ⑤不平衡 原来F1l1=F2l2,因为l1>l2,所以F1<F2 ,移动后,左边F1(l1 -l)=F1l1-F1l,右边 F2(l2-l )=F2l2-F2l,左边>右边
2.如图所示
3.D
4.(1)如图所示
(2)AB
※能力提升·培优练
5.(1)如图所示
(2)C 向上
6.(1)实验步骤:①将细线系在硬棒的中间,将书包和瓶装水分别挂在硬棒的两端,调节细线的位置,使硬棒在水平位置平衡;
②测出细线位置到矿泉水瓶的距离为L1,到书包的距离为L2,如图所示:
(2)由ρ=可知,600 mL矿泉水的质量
m水=ρ水V=1 g/cm3×600 cm3=600 g=0.6 kg,
根据杠杆的平衡条件可得
m书包gL2=m水gL1,
m书包gL2=0.6 kg×gL1,
则书包质量的数学表达式:m书包= kg。
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