2026年中考物理专题二轮复习练习:杠杆最小力典型题
2026-01-26
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内容正文:
2026年中考物理专题复习练习:杠杆最小力典型题
1.小雨去药店买药时,看到医生用如图所示的小杆秤称中药。在秤盘中放入药材后用手提起提绳,移动秤砣的位置,就能使小杆秤在水平位置静止。
(1)小雨发现,小杆秤实质是一个杠杆,提绳处是杠杆的 ;
(2)杠杆在什么条件下能平衡呢?小雨从学校的实验室找来器材进行了探究。
①实验前,要选用杠杆的中点为支点,可以有效避免 对实验结果的影响,同时将杠杆调至水平位置平衡,如图甲;
②小雨在杠杆两边挂上钩码后出现了如图乙所示的现象,要使杠杆恢复水平平衡,最简单的操作是 (选填字母)
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动一个格
C.上述两种方法都可以
③小雨按照正确的步骤,继续进行实验,记录了如下表所示的数据:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
16
1
8
2
2
4
1
8
3
3
8
2
12
分析表格数据可知,杠杆平衡时, ;
(3)根据杠杆的平衡条件可以知道:若要使小杆秤的量程更大些,称量时应使用 (选填“提绳1”或“提绳2”)。
2.“探究杠杆的平衡条件”的实验中。
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调;
(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)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 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B点沿 (选填“顺”或“逆”)时针方向转动一个小角度。
3.如图所示是探究杠杆平衡条件的实验装置。
(1)实验前,应调节横杆AB在水平位置平衡,这样做的好处是: 。若观察到B端偏低,可将B端螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)若实验时,在E点处挂三个质量均为50g的钩码,则在C点应挂上 个钩码;改在D点用弹簧测力计拉,为使杠杆平衡,这时弹簧测力计的最小示数应为 ,拉力的方向应 ;
(3) 实验得到的两组数据如下表所示:
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2
0.2
1
0.1
2
1
0.08
2
0.04
多次实验目的是:
这两组数据中,第 次实验的数据肯定有错误。经检查,发现是测量动力臂时读数错了,动力臂的测量值是 (选填“偏大”或“偏小”)。
4.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图甲,为了使杠杆在水平位置平衡,可调节杠杆左端的平衡螺母向 移动;
(2)如图乙,杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左边挂钩码,每个钩码质量为50g,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是 N;(取g=10N/kg)
(3)如果要用弹簧测力计大小不变的力竖直向上拉,杠杆仍在水平位置平衡,需要对图乙所示的实验设计进行的调整是: ;
(4)如图丙,在杠杆上A点用三个方向不同的力F1、F2、F3均使杠杆在水平位置平衡,则最小的力为 ;
(5)请在图丙中画出力F3的力臂L3的示意图。
5.同学们用如图所示装置,探究“杠杆的平衡条件”。
(1)杠杆在如图1的位置静止,为了实验时便于 ,应向 (选填“左”或“右”)调节螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图2所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,应在B点挂 个相同的钩码,使杠杆在水平位置平衡;
(3)若在图2中B点改用弹簧测力计拉,弹簧测力计应该 (选填“正挂”或“倒挂”)在杠杆上,若操作反了,会导致测量值比真实值偏 (选填“大”或“小”)些;
(4)如图3,装有物品的旅行箱整体可视为杠杆,O为行李箱重心,P为拉杆的端点,在P点沿 (选填“F1”、“F2”或“F3”)方向施加拉力,可用最小力使旅行箱静止;若在P点用始终沿竖直向上的力将行李箱拉至虚线位置,则在虚线位置静止时的拉力与原来相比将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
6.小亮利用杠杆做“探究杠杆平衡条件”实验:
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,若出现如图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;使杠杆在水平位置平衡的目的是 ;
(2)实验中,小亮多次调节左端钩码的位置,并移动右侧钩码的位置,如图乙所示,使杠杆保持水平平衡,记录多组数据,完成后,小亮认为实验结论就具有普遍性了,他这样的操作, (选填“完全”或“不完全”)符合实验要求,原因是 ;
(3)保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变,调节右侧悬挂钩码的数量和位置,使杠杆始终在水平位置平衡,记录对应的力F和力臂l1大小,绘制成图像如图丙所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 (选填“相等”或“不相等”);
(4)如图丁所示,已知每个钩码的质量均为50g,用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,实验中始终保持杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在a位置竖直向下拉时,测力计的示数为 N;弹簧测力计山图中a位置移至b位置时,其示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),出现这一现象的原因是 ;(g取10N/kg)
(5)在某次实践活动中,另一位同学想用撬棒撬动地面上的石头,O是撬棒的支点,F2是阻力,如图戊所示,为了撬动石头,在C点施加的最小动力F1的方向是 。
7.某小组的同学在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量100g的钩码若干个。
(1)实验前,杠杆静止时如图里所示,应将左端平衡螺母向 端调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,在A处挂4个钩码,将弹簧测力计的挂钩挂在B处(图中未画出),如图乙所示。要使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计沿 方向的拉力最小;
(3)挂在C点的弹簧测力计由位置1逐渐转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡如图丙,弹簧测力计示数将 。
8.如图所示,在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;实验过程中,总是使杠杆在水平位置平衡,目的是 ;
(2)如图乙所示,在A点挂3个钩码,应在B点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡;平衡后在A、B两点各增加1个钩码,则杠杆 端(选填“左”或“右”)下降;
(3)当弹簧测力计由虚线位置倾斜至图乙所示位置过程中,杠杆继续在水平位置处于平衡,则弹簧测力计的示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)在实验中,改变力和力臂的大小,得到多组数据的目的是 (填序号)。
A.多次测量取平均值减小误差
B.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
9.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前将杠杆放在水平桌面上,小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节,在实验过程中 (选填“不可以”或“可以”)再调节平衡螺母;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为 时,拉力最小,大小为 N;
(3)课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示,则力臂l1∶l2= ,若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的 端将下沉。
10.如图所示,是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)实验前,杠杆如图甲静止,为使得杠杆在水平位置平衡,应将两端的平衡螺母 调节;
(2)杠杆平衡后,在左侧A点挂两个钩码,每个钩码重1N,在右端B竖直向下拉着弹簧
测力计,使杠杆在水平位置平衡,如图所示,此时弹簧测力计的示数F= N;
(3)杠杆如图乙,若在B点斜向右下方拉弹簧测力计,仍保持杠杆水平平衡,则弹簧测力计的示数将 (变大/变小/不变);
(4)如图乙,仍在左侧A点挂两个钩码,如在C点施加一个拉力F,使杠杆继续在水平位置平衡,请在图乙C点画出最省力的F的示意图 。(不需标出大小)
11.如图1是一种健身器械,AOB可视为一个杠杆,O是它的支点。
(1)小明用力向下拉杠杆时,重物被抬起。此时AOB是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆;
(2)他想更容易抬起重物,应该将手 (选填“靠近”或“远离”)O点,这是因为增大了 ;
(3)在图2中画出F1的力臂 。
12.某同学做探究杠杆平衡条件的实验,实验前发现杠杆左端高,右端低,则应将左端的平衡螺母向 调(填“左”“右”)。在A点悬挂2个重0.5N的重物,要使杠杆在水平位置平衡,在B点用弹簧测力计拉杠杆,要使弹簧测力计的示数最小,则弹簧测力计的拉力应沿 的方向,大小为 N。
13.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图甲,为了使杠杆在水平位置平衡,可调节杠杆左端的平衡螺母向 移动;
(2)如图乙,杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左边挂钩码,每个钩码质量为50g,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是 N;(取g=10N/kg)
(3)如图丙,在杠杆上A点用三个方向不同的力F1、F2、F3均使杠杆在水平位置平衡,则最小的力为 ;
(4)请在图丙中画出力F3的力臂L3的示意图。
14.小明做“探究杠杆平衡条件”实验,每个钩码重均为0.5N。
(1)如图甲所示,杠杆静止时左端高,实验前,应将杠杆的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 。
(2)如图乙,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,此时杠杆 (填“左”或“右”)端将上翘;
(3)用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将 (填“变大”、“不变”或“变小”);
(4)【拓展】如图为普通超市购物车,小明同学推车向右前进时遇到门槛,他想竖直向下压车把手,使前轮翘起通过门槛,如图(a)所示;而小军同学想将购物车掉转车头、竖直向上抬车把手,抬起后轮通过门槛,如图(b)所示,若整车的重心在O1与O2中点的正上方,请问 同学(选“小明”或“小军”)的方案更省力。
15.如图所示,某同学利用铁架台,带有均匀刻度的杠杆,细线,弹簧测力计,若干质量相同的钩码等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (填“达到”或“没达到”)平衡状态,接下来应向 (填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平静止。
(2)如图乙所示,在A、B两处挂上钩码后,杠杆在水平位置平衡,若以作用在A处的力为动力,以下哪些实例与此相同 。
①镊子 ②钳子 ③扫把 ④天平 ⑤自行车“龙头” ⑥剪纸刀
(3)将杠杆的支点移到如图丙所示的位置,为了让杠杆在水平位置平衡,请你在杠杆上画出最小动力F的示意图。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1)支点
(2) 杠杆自身重力 B
(3)提绳1
【详解】(1)由题意可知,杆秤作为杠杆,当秤钩上挂有质量不同的重物时,杆秤会绕提绳处转动,所以提绳处是杠杆的支点。
(2)[1]实验前选用杠杆的中点为支点,是因为杠杆的重心在中点处,这样可以有效避免杠杆自身重力对实验结果的影响。
[2] AC.实验过程中不能调节平衡螺母(平衡螺母仅用于实验前调平),因此应通过移动钩码位置调整平衡。故AC不符合题意;
B.将左侧钩码向左移动一个格(设每格长度为l),可通过改变力臂使
杠杆恢复水平平衡。故B符合题意。
故选B。
[3]分析表格数据可知,杠杆平衡时,1、2次实验有
第3次实验有
可得杠杆的平衡条件为,该式变形得
(3)杆秤作为杠杆使用时,提绳处为杠杆的支点,杠杆的动力恒等于秤砣的重力,动力臂为秤砣到提绳处的距离,杠杆的阻力为被称量物体的重力,阻力臂为重物到提绳处的距离。因为秤杆的长度有限,即动力臂是有限的,所以根据杠杆平衡条件可得,要称量重力更大的物体,应减小阻力臂,即减小重物到提绳处的距离。所以要使小杆秤的量程更大些,称量时应使用提绳1。
2.(1) 是 左
(2)1.5
(3)不变
(4)顺
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态包括静止状态、匀速转动状态,图甲中杠杆静止,所以处于平衡状态。
[2]图甲中杠杆右边下沉,若要使杠杆在水平位置平衡,应当将平衡螺母向左调节。
(2)由图乙可知,杠杆阻力为作用在A点的力为钩码的重力GA等于1N,设杠杆1小格刻度的长度为L,则阻力臂为3L,动力为作用在B点的弹簧测力计的拉力FB,拉力竖直向下,因此动力臂为2L,根据杠杆的平衡条件,有
解得
即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,根据几何知识可知,此过程中动力臂与阻力臂之比不变,则弹簧测力计的拉力FB与钩码的重力GA之比不变,因GA不变,则FB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GA、阻力臂保持不变的情况下,应设法增大动力臂,才能使所需拉力FB减小,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使拉力方向渐渐与杠杆垂直,可以增大动力臂,而逆时针转动弹簧测力计会减小动力臂,所以,应顺时针转动弹簧测力计。
3.(1) 便于测量力臂 左
(2) 6 3N 竖直向上
(3) 寻找普遍规律 1 偏大
【详解】(1)[1]应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是力臂与杠杆则一条直线上,便于测量力臂。
[2]杠杆B端偏低即左高右低,为使杠杆在水平位置平衡,可将B端的平衡螺母向左调节。
(2)[1]设横杆上每一小格的距离为l,每个钩码重为G,根据杠杆平衡条件有
解得,动力,故在C点应挂上6个钩码。
[2][3]改在D点用弹簧测力计拉时,由于D点、E点在同侧,所以拉力方向应向上,阻力和阻力一定,当动力臂最大时动力最小,OD即为最长动力臂,所以,所需最小的拉力方向应竖直向上;根据杠杆平衡条件得
解得,弹簧测力计的最小示数应为
(3)[1]多次实验目的是避免一次实验的偶然性,寻找普遍规律。
[2]实验序号1中,即力与力臂的乘积不相等,故第1组实验数据是错误的。
[3]经检查,发现是测量动力臂时读数错了,则阻力臂的数据是正确的。经计算第1组实验数据,故动力臂的测量值是偏大。
4.(1)右
(2)1.2
(3)将测力计移到左端距离O点第5个格处
(4)F₂
(5)
【详解】(1)如图甲可知,杠杆偏向左边,说明左边重,平衡螺母应向右调节。
(2)由图乙可知,杠杆左边第四格处挂了3个钩码,即
力臂为
弹簧测力计在右侧第五格处,力臂为
由杠杆平衡条件可得
解得
(3)如果要用弹簧测力计竖直向上拉,且力的大小不变,杠杆仍在水平位置平衡,为使杠杆平衡,此时施加力的位置应与钩码在同侧,根据杠杆平衡条件可知,需要对图乙中测力计移到左端距离O点第5个格处。
(4)图丙中,A点施加三个不同方向的力 使杠杆水平平衡。杠杆平衡时,= 定值,因此力臂最长的那个力最小。从支点O向A点作连线OA作为力臂时,当力垂直于OA时力臂最大(等于OA的长度)。图中垂直于OA,所以的力臂最大,因此 最小。
(5)从支点O向力的作用线作垂线,垂足与O的连线即为力臂。用大括号或双箭头标出这段垂线段,并标注,如下图所示:
5.(1) 测量力臂 右
(2)6
(3) 倒挂 小
(4) F2 变小
【详解】(1)[1]实验前为方便测量力臂,应将杠杆调节到水平位置平衡,将杠杆的中点置于支架上。
[2]当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,右端偏高,这时应将平衡螺母向右端调节。
(2)如图2所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,设每个钩码的重力为G,杠杆上每个格子距离为L,根据杠杆平衡原理可得,即
解得,所以应在B点挂6个相同的钩码,使杠杆在水平位置平衡。
(3)[1][2]若在图2中B点改用弹簧测力计拉,弹簧测力计应该先倒着校零,然后倒挂在杠杆上;若操作反了,即将弹簧测力计正着挂在杠杆下,由于测力计自身重力的作用,会导致测量值比真实值偏小些。
(4)[1]装有物品的旅行箱整体可视为杠杆,O为行李箱重心,P为拉杆的端点,在P点沿F2方向施加拉力,此时力臂最大,可用最小力使旅行箱静止。
[2]在P点始终用沿竖直向上的力将行李箱拉至虚线位置,实线位置与虚线位置,力与力臂的情况如下图所示:
在P点施加竖直向上的力F1,使行李箱在实线位置时,由杠杆平衡条件可知,
由相似三角形的性质可得,
则①
同理,在P点施加竖直向上的力F1,使行李箱在虚线位置时,由杠杆平衡条件可知,
由相似三角形的性质可得,
则②
由图可知,,则由①②可得,,所以在虚线位置静止时的拉力与原来相比将变小。
6. 右 便于测量力臂 不完全 只改变了力臂的大小,没有改变力的大小重复实验 相等 0.4 变大 拉力的力臂变短 垂直于OC向下
【详解】(1)[1]如图甲所示情况,表明左边重一些,应将杠杆的平衡螺母向右移动,直到杠杆在水平位置平衡。
[2]由于实验中作用在杠杆上的力一般为竖直方向,杠杆在水平位置平衡时,力臂与杠杆重合,便于直接在杠杆上读取力臂。
(2)[3][4]实验中,小亮操作仅改变了力臂的大小,没有对力的大小进行改变,实验结论具有偶然性,所以并不完全符合实验的要求。
(3)[5]保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变,则左侧的力与力臂大小不变,乘积为一个定值,图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积是右侧力与力臂的乘积,根据杠杆平衡条件,应与左侧的力与力臂乘积相同,故相等。
(4)[6]如图丁所示,假设每格的长度为l,则左侧的力臂为2l,右侧的力臂为5l,根据杠杆平衡条件可得
测力计的示数为
[7][8]弹簧测力计山图中a位置移至b位置时,右侧的力臂变小,根据杠杆平衡条件可知拉力变大,故其示数将变大。
(5)[9]根据杠杆平衡条件,要使力最小,则对应的力臂应最大,如图戊所示,为了撬动石头,在C点施加的最小动力F1应以OC为力臂,故其方向是垂直于OC向下。
7. 右 竖直向下 先变小后变大
【详解】(1)[1]将杠杆悬挂在支点O上,结果发现右端高,说明左端偏重,要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向右端移动。
(2)[2]如图乙所示,动力作用点在B上,由于支点在中间,因此动力的方向与阻力的方向相同,为了方便读出力臂,拉力的方向应与杠杆垂直,则拉力的方向应竖直向下,此时动力臂最大,动力最小。
(3)[3]由图可知,改用弹簧测力计拉杠杆的C点时,OC为最长的动力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将先变小后变大。
8. 是 左 便于读取力臂 2 右 增大 B
【详解】(1)[1][2][3]物理学中把杠杆处于静止状态或匀速转动状态统称为平衡状态,故此时甲图所示的杠杆是平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,应该调节平衡螺母,调节方法为“左偏右调,右偏左调”,由图可知此时杠杆向右偏转,应将左端的平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是便于直接读出杠杆的力臂。
(2)[4][5]根据杠杆平衡的条件
F1L1=F2L2
可知,应该在B处挂2个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡;若在A、B两点各增加1个钩码,设一格为L,钩码重为G,根据杠杆平衡的条件可知
2L×4G<3L×3G
故此时杠杆右端将下沉。
(3)[6]当弹簧测力计由虚线位置倾斜至图乙所示位置过程中,测力计的力臂将减小,根据杠杆平衡的知识可知,杠杆继续在水平位置处于平衡,左边力和力臂的大小不变,则右边弹簧测力计的示数将增大。
(4)[7]对于求平均值的实验而言,多次测量取平均值,目的是为了减小误差,而在该实验过程中,多次测量的目的是避免实验偶然性,使实验结论具有普遍性,故A不符合题意,故B符合题意。
故选B。
9. 右 不可以 竖直向下 2 2∶1 右
【详解】(1)[1]如图甲所示,杠杠左边下沉,说明左边力矩比右边力矩大,为了重新达到平衡,可以把平衡螺母向右移动,增加右边力臂,从而增大右边力矩。
[2]天平调节平衡后,在使用过程中读数时,默认天平是平衡的,所以不能调节平衡螺母。
(2)[3]杠杆平衡的条件是
在一定时,要使最小,那么最大,当沿杠杆方向也就是竖直向下时满足条件。
[4]最小的拉力为
(3)[5]由丙图可知
由杠杆平衡条件得
[6]两边各取走一个硬币后
故杠杆的右端下称。
10. 右 3 变大 见解析
【详解】(1)[1]实验前,杠杆右端偏高,应将两端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]由图可知
根据杠杆的平衡条件可得
(3)[3]斜向下拉时,阻力和阻力臂一定, 动力臂变小,动力变大,所以,测力计的示数将大于3N。
(4)[4]弹簧测力计在C点施力,使杠杆在水平位置平衡,F的方向竖直向上,使杠杆平衡的力最小,如下图所示
11. 省力 远离 动力臂
【详解】(1)[1]因为AOB的动力臂大于阻力臂,所以AOB是省力杠杆。
(2)[2][3]由杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大时越省力,所以手应该远离O点,这样可以增大动力臂。
(3)[4]以O为支点,F1的方向是竖直向下,从支点O作动力F1作用线的垂线段l1即为F1的力臂,如图所示:
12. 左 竖直向下 0.8
【详解】试题分析:(1)调节杠杆平衡时,无论杠杆左端还是右端的平衡螺母都向上翘的一端移动.杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小.杠杆在水平位置平衡;
(2)把钩码对杠杆的作用看成阻力,把弹簧测力计对杠杆的作用看成动力,要使杠杆在水平位置平衡,判断弹簧测力计的具体施力方向.根据杠杆平衡条件,求出弹簧测力计的示数.
解:
(1)杠杆右端下沉,杠杆左端上翘,无论左端还是右端的平衡螺母都向上翘的左端移动,直到杠杆在水平位置平衡为止;
(2)要使弹簧测力计示数最小,力臂要最大,弹簧测力计要竖直方向上用力,钩码阻碍杠杆顺时针转动,弹簧测力计促使杠杆顺时针转动,所以弹簧测力计竖直向下用力;
设杠杆每一个小格代表L,
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,F1×5L=0.5N×2×4L,所以F 1==0.8N.
故答案为左;竖直向下;0.8.
13.(1)右
(2)1.2
(3)F2
(4)
【详解】(1)由图甲可知,杠杆左端向下偏,因此应当将左端的平衡螺母向右调节。
(2)由图乙可知,钩码的总重力为G砝=3×0.05kg×10N/kg=1.5N
钩码处距离支点O有4个小格,则砝码对应的力臂为L砝=4×5cm=20cm=0.2m
弹簧测力计处距离支点5个小格,弹簧测力计的拉力对应的力臂为L拉=5×5cm=25cm=0.25m
根据杠杆平衡条件可得G砝L砝=F拉L拉
代入数据可解得弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力为F拉=1.2N。
(3)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,阻力和阻力臂不变时,动力臂越长,所需的动力越小,如图丙所示,过支点O分别作F1、F2、F3所在作用线的垂线,根据几何关系可知,F2对应的力臂最大,所以可知最小的力为F2。
(4)如图丙所示,O为支点,过支点O作力F3所在作用线的垂线,可得F3对应的力臂L3,如下图所示:
14.(1) 左 便于测量力臂
(2) 6 左
(3)变大
(4)小军
【详解】(1)[1]杠杆静止时左端高,根据杠杆平衡螺母的调节原则“左高左调,右高右调”,应将杠杆的平衡螺母向左调节。
[2]使杠杆在水平位置平衡,此时力臂与杠杆重合,目的是便于直接从杠杆上读出力臂的大小。
(2)[1]设杠杆每个小格的长度为L,每个钩码重为。根据杠杆平衡条件,在A点挂4个钩码,即,,B点对应的,则
解得,所以应在B点挂6个钩码。
[2]当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,此时,,,,则,,因为,所以左端将上翘。
(3)用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置时,拉力的力臂变小,根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变小,所以拉力变大,即其示数大小将变大。
(4)对于图(a),以O1为支点,动力臂为车把手到O1的距离,阻力为车的重力,阻力臂为重心到O1的距离;对于图(b),以O2为支点,动力臂为车把手到O2的距离,阻力为车的重力,阻力臂为重心到O2的距离。因为整车的重心在O1与O2中点的正上方,比较两种情况下的动力臂和阻力臂的比值,图(b)中动力臂与阻力臂的比值更大,根据杠杆平衡条件,在阻力一定时,动力臂与阻力臂的比值越大越省力,所以小军同学的方案更省力。
15.(1) 达到 右
(2)②⑤
(3)
【详解】(1)[1]平衡状态的定义是物体静止或做匀速直线运动,图甲杠杆保持静止,此时杠杆处于静止状态,达到平衡状态。
[2]图乙中,杠杆的右端较高,左端下沉,说明左端重,要让杠杆水平平衡,需要将平衡螺母向高的一端调节,即平衡螺母应向右端移动使杠杆平衡。
(2)如图乙所示,A处的力为动力,B处的力为阻力,设杠杆上一个小格的长度为L,动力臂为3L,阻力臂为2L,根据杠杆平衡原理可知动力臂大于阻力臂时动力小于阻力,即为省力杠杆。
①镊子:支点在镊子顶端处,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,与题意不符;
②钳子:支点在钳轴处,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,与题意相符;
③扫把:在使用扫把时,阻力臂大于动力臂为费力杠杆,与题意不符;
④天平:动力臂等于阻力臂为等臂杠杆,与题意不符;
⑤自行车“龙头”即为车把:动力臂大于阻力臂为省力杠杆,与题意相符;
⑥剪纸刀:手柄较短,刀刃较长,即动力臂小于阻力臂为费力杠杆,与题意不符。
故与此相同的实例为②⑤。
(3)在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。为使拉力最小,动力臂应最长,拉力作用在最左端时力臂最大,此时拉力F的方向应该垂直杠杆向上,即竖直向上,动力臂最长,如图所示
答案第1页,共2页
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