专题11 探究杠杆平衡的条件(1大考点)(河北专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年八年级物理下学期期末真题分类汇编
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内容正文:
专题11 探究杠杆平衡的条件
探究杠杆的平衡条件
1.(23-24八下·河北石家庄第七中学·期末)如图是探究“杠杆平衡条件”的实验中,每个钩码的重力为0.5N,下列说法正确的是( )
A.甲图杠杆处于非平衡状态
B.乙图在a点用弹簧测量计至少要2N的力才能使杠杆保持平衡
C.丙图中要使杠杆平衡,F1<F2
D.杠杆平衡条件为: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
2.(23-24八下·河北石家庄藁城区·期末)小明在学习物理过程中非常注重总结和反思,他利用所学知识设计了测定固体密度的方法,如图所示,忽略细绳的质量和体积,请根据要求完成以下问题:(已知水的密度为,g取)
(1)由于没有天平,他自制了如图甲所示的杠杆,要使杠杆在水平位置平衡并静止,应将左端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节。将待测金属块P用细线挂在杠杆左侧A点,用相同的细线将两个相同圆柱体挂在杠杆右侧B点时,杠杆重新在水平位置保持静止。已知右侧每个圆柱体的质量均为360g,则该金属块的质量为___________g;
(2)他从杠杆上取下金属块P挂在弹簧测力计下,逐渐浸入水中,如图丙和图丁,由图中信息可以计算出金属块P浸没在水中时所受的浮力为___________N,金属块P的密度为___________,可初步得出浸入水中的物体所受到的浮力与___________有关;
(3)他将金属块P从水中提出,擦干后又浸入某种盐水中,如图戊所示,比较丁、戊两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与___________有关;
(4)在实验丁中,若让金属块触底且对容器底部有压力,则金属块受到的浮力大小___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
3.(23-24八下·河北石家庄栾城区·期末)小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件,实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等,
(1)当杠杆静止时如图甲所示,为了方便测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向_______(选填“右”或“左”)调节;
(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到实验数据如下表:
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
3
1.5
10.0
0.5
30.0
…
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是:_____________________;
(3)本次探究经过多次实验的目的是_______;
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
(4)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆将会_______(选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”);
(5)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa,在b位置斜向上的拉力为Fb,则Fa_______Fb(选填“大于”、“等于”“小于”)。
4.(23-24八下·河北廊坊安次区·期末)如图,“探究杠杆平衡条件”的实验中,每个钩码重0.5N.
(1)如图甲所示,杠杆静止在该位置。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______移动;
(2)杠杆静止在水平位置后,将4个钩码悬挂在A点,如图乙所示,要使杠杆仍在水平位平衡,则应在B点悬挂______个钩码;
(3)如图丙所示,在拉力的作用下杠杆仍在水平位置平衡,则______N;若力的作用点和大小都不变,仅改变拉力的方向,使拉力绕D点逆时针旋转______°,仍可使杠杆在水平位置平衡。
(4)图丁为小明以重心为界切分萝卜,根据本实验结论推测两半萝卜质量大小关系为______(“>”或“<”)。
5.(23-24八下·河北遵化·期末)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)在没有挂钩码时杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“不平衡”)状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向________(选填“左”或“右”)移一些;
(2)在调节时,使杠杆在水平位置平衡的目的主要是为了方便________;
(3)如图乙所示,小亮在杠杆左侧距支点处悬挂2个钩码并保持不变,多次改变支点右侧的钩码个数,并使杠杆始终在水平位置平衡。实验数据如下表所示。
实验次数
阻力
阻力臂
动力
动力臂
1
1
18
1.5
12
2
1
18
2
9
3
1
18
3
6
分析实验数据,可以得出结论:在阻力和阻力臂不变的情况下,动力与动力臂成________(选填“正比”或“反比”)关系;
(4)若不在C点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计从竖直位置转到图丙所示位置时,其示数会________(选填“变大”“不变”或“变小”);
(5)实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了_______;
(6)如图丁所示,一名工人正在用扳手拧下工件上一个紧固的螺丝,尽管他使出了浑身的力气,却没能成功,结合上面(3)的结论,为了把螺丝拧下来,你给他的建议是____________。(写出一种即可)
6.(23-24八下·河北保定定州·期末)小勇同学在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的器材有支架、刻度均匀的杠杆(每小格为5cm)、细线、重0.5N的钩码若干。
(1)杠杆在支架上静止时如图甲所示,他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;
(2)小勇某次实验时在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙,他应该在下列方法中选择__________,使杠杆重新在水平位置平衡;(选填字母序号)
A.向左调节平衡螺母 B.减少左侧钩码个数 C.将右侧钩码向左移动
(3)如果实验时在杠杆A点挂上4个钩码,如图丙所示,要使杠杆在水平位置平衡,她应在B点挂上________个钩码;
(4)如图丁所示,当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数F将变__________,原因是动力F的力臂变_________的缘故;(两空均选填“大”或“小”)
【拓展】生活中的杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽(B、C)、秤砣D组成(O 点为刻度的起点),如下图所示。若该杆秤配套的秤砣D黏上了少量泥土,称量货物时杆秤显示的质量_______被测货物的真实质量。(选填“大于”、“小于”或者“等于”),使________(选填“B”或“C”)提纽时称量的物体的质量将更大。
7.(23-24八下·河北保定清苑区·期末)物理实验小组在探究杠杆的平衡条件的实验过程中,某些瞬间如图甲、乙所示:
(1)实验前,小组同学将杠杆中点置于支架上,当杠杆稳定时如图甲所示,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,实验中使杠杆在水平位置上平衡的目的是________;
(2)在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示,不改变钩码个数,要使杠杆重新在水平位置平衡,接下来进行的操作是:____________(写出一种即可);
(3)接下来又多次改变支点两侧钩码的个数(每个钩码的质量均为50g),再通过移动钩码悬挂的位置,使杠杆恢复水平平衡,得到了表格中的数据.由数据可以得出杠杆的平衡条件是:__________(填字母表达式);
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.5
0.1
1.0
0.15
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
2.0
0.1
1.0
0.2
(4)如图丙,一位同学用棍子挑着重物扛在肩上行走,根据本实验得到的结论,若要使该同学胳膊所用的力减小些,可采用的办法是将重物________(选填“远离”或“靠近”)肩膀。
8.(23-24八下·河北邯郸丛台区邯郸汉光中学·期末)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重均为0.5N,杠杆刻度均匀。
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,应将左端的平衡螺母向_____调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是 ____________;
(2)如图乙所示,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂_____个相同的钩码;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,则杠杆________(选“顺时针”或“逆时针”)转动;
(3)如图丙,人行走时脚可视为杠杆,支点O位于脚掌前端,动力是小腿肌肉施加的力F,阻力是人体受到的重力G,由此可判断,人行走时,脚属于_______杠杆;
(4)在图丙中画出动力F的力臂l1。_______
9.(23-24八下·河北张家口万全区·期末)在探究杠杆平衡条件的实验中,先准备好质量相等的钩码若干个,再把质量分布均匀、带有轻质挂环的杠杆安装在转轴O上。已知杠杆上相邻两条刻度线间的距离均相等。
(1)开始实验前发现杠杆如图甲所示,为使杠杆能水平平衡,需要将右端的平衡螺母向_________调节(选填“左”或“右”)。这样做的目的是_________;
(2)调节杠杆水平平衡后,在转轴O的左侧第2条刻度线处的A环上挂3个钩码,为使杠杆再次在水平位置平衡,需要在转轴O的右侧第3条刻度线处的B环上挂_________个钩码;
(3)实验要改变条件进行多次,多次实验的目的是_________;
A.减小实验的误差 B.避免结论的偶然性
(4)保持A环上挂3个钩码的条件下,在转轴O的右侧去掉所有钩码,并施加竖直向下的动力F,使杠杆在水平位置平衡,测出多组动力F和动力臂L的数据,并根据数据绘制了如图乙所示的图象。请根据图象推算,当动力臂L=25cm时,动力F=_________N。
10.(23-24八下·河北石家庄新华区·期末)0.如图所示,小明利用铁架台、刻度均匀的杠杆、若干个重为0.5N的钩码、弹簧测力计等器材探究“杠杆的平衡条件”。
(1)将杠杆的中点支在铁架台上,静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,改用弹簧测力计向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡。当弹簧测力计从①位置转动到②位置过程中,弹簧测力计的示数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)请在图乙中画出弹簧测力计在②位置时对杠杆拉力的力臂l__________。此时杠杆的类型与__________(选填“天平”“钓鱼竿”或“钳子”)相同;
(4)如图丙所示,小明在杠杆左侧距离O点20cm的D处挂--个重为G的物体,为保证杠杆处于水平平衡状态,在杠杆右侧不同位置处施加竖直向下的力F,记录F到O点的水平距离L,根据多次测量的F、L数据,画出了如图丁所示的图像,结合杠杆平衡条件,可求出物重G的大小是__________N;
【拓展】小明利用原有器材及一个容积为100mL的空小桶、刻度尺制作了液体密度计。如图所示,将空小桶悬挂在A点,一个钩码悬挂在B点,杠杆在水平位置平衡;然后往空小桶内注入80mL待测液体,调节钩码到C点时,杠杆在水平位置重新平衡,则待测液体的密度为__________g/cm³。
11.(23-24八下·河北石家庄裕华区·期末)1.小明为探究杠杆的平衡条件,设计了如图所示的实验。
(1)实验中为方便读取力臂,探究前和探究过程中我们都应将杠杆调整到水平位置平衡。挂钩码前,杠杆在图甲所示位置静止,应将杠杆右端螺母向_____________侧调节;
(2)如图乙所示杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为_____________N;
(3)小明根据自己的实验数据,得到如下结论: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,这个结论与杠杆的平衡条件不相符,原因是实验过程中没有_____________(选填序号);
a.改变力的大小 b.改变力的方向 c.改变力的作用点
(4)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为,在b位置斜向上的拉力为,则____________(选填“大于”“等于”或“小于”),请在图中画出b位置时拉力的力臂L;____________
【拓展】如图所示是我国古老的衡量工具——杆秤,其工作原理是杠杆的平衡条件。该杆秤有两个提纽(分别固定于B、C两点),使用时有两个量程,使用提纽_____________(选填“1”“2”)时是大量程。
12.(23-24八下·河北/石家庄长安区·期末)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆____________(选填“平衡”或“不平衡”);向____________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母可使杠杆在水平位置平衡;
(2)图乙中,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂____________个相同的钩码;若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,如图丙所示,当弹簧测力计由竖直方向改为斜向上拉动时,使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计示数F会____________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)在多次测量记录数据过程中,不同的小组采取不同的方案:
A组,杠杆两边固定悬挂位置,只改变钩码个数并记录与;
B组,杠杆两边的悬挂个数均固定不变,只改变悬挂位置并记录与;
C组,杠杆左侧只改变钩码个数,右侧只改变钩码悬挂位置,记录与;
D组,左侧固定悬挂位置与钩码个数,只改变右侧钩码个数与位置,记录与。
各组探究完成后,将数据记录在平面直角坐标系中,描述正确的有____________;将各组数据整合后,可得杠杆平衡条件为:____________。
13.(23-24八下·河北秦皇岛海港区·期末)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50g的钩码若干个。
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,应将左端平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡,这样可以减少因杠杆自重产生的误差,也是为了________________;
(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。要使杠杆在水平位置平衡,用弹簧测力计沿______________方向的拉力最小,大小应为______N;
(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,杆杠在水平位置始终保持平衡(如图丙),弹簧测力计示数将________________。
14.(23-24八下·河北唐山丰润区·期末)物理科技创新小组利用铁架台、带有均匀刻度的轻质杠杆、细线、弹簧测力计,钩码若干(每个钩码的重力均为)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)他们组装好杠杆后如图甲所示,为完成探究实验,接下来他们应该向__________调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,其目的是______________________________;
(2)如图乙所示,改变钩码个数及悬挂位置,通过实验数据分析得出杠杆的平衡条件是____________________;
(3)在图丙中,若用竖直向下的拉力作用在B点,以提升悬挂在A点的物体,则该杠杆为__________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,我们熟悉的__________(选填“天平”或“筷子”)原理与之相同;
(4)在图丙中,将弹簧测力计的拉力仍然作用在B点,改变力的方向,弹簧测力计最小示数是_________。
15.(23-24八下·河北唐山古冶区·期末)5.小明同学用如图所示的实验装置探究杠杆的平衡条件。
(1)在调节杠杆的平衡时,如果杠杆右侧高左侧低如图甲所示,应将两端的平衡螺母向______调节,使其在水平位置平衡;
(2)将下列实验表格补充完整:①处应填:______,②处应填:______;
实验次数
动力/N
动力臂/m
①
阻力/N
阻力臂/m
②
1
2
3
(3)如图乙所示,杠杆上的每小格长为2cm,在支点左侧的A点挂3个重均为0.5N的钩码,在支点右侧的B点,用拉力竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡。则拉力大小应为______N;
(4)如果保持B点不动,用拉力向右倾斜拉杠杆,如图丙所示,使杠杆仍在水平位置平衡。则______(选填“>”“=”或“<”),请在图丙中画出拉力的力臂______。
16.(23-24八下·河北唐山路北区·期末)6.图是小明“探究杠杆平衡条件”的实验。使用的钩码重力为且规格相同,杠杆上每一小格的长度为。
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,小明将杠杆上的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是_____________;
(2)如图乙所示,若两边同时取下一个钩码,则杠杆的_________(选填“左”或“右”)端会下沉。通过调节力臂使杠杆重新平衡,他的操作是________(合理即可);
(3)实验时,在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,调节钩码位置,使其在水平位置重新平衡。收集实验数据如下表所示,此同学根据表格中的数据得出了杠杆的平衡条件,他实验的不足之处是_______;
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1.0
15
1.5
10
(4)为了进一步验证实验结论,小明又做了图丙所示的实验,将弹簧测力计从位置移动到位置,在此过程中杠杆始终在水平位置平衡,则弹簧测力计示数的变化情况为________。下列实例中,与图丙中杠杆类型相同的是_______(选填序号)。
A.撬棒 B.天平 C.镊子 D.钓鱼竿
17.(23-24八下·河北唐山迁安·期末)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,杠杆静止时如图甲所示,应将左端平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)实验时,需要使杠杆在水平位置平衡,是为了______;
(3)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,要使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计沿______方向的拉力最小,为______N;
(4)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,1、2两位置关于竖直线对称,杠杆在水平位置始终保持平衡,如图丙,弹簧测力计示数将______;(选填“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”)
【拓展】
①在进行如图丁所示操作时,同学们发现杠杆不再平衡,这说明_____可以影响杠杆平衡;
②在丁图中画出右侧绳对杠杆的拉力F的示意图及该力的力臂l。( )
18.(23-24八下·河北邢台部分校·期末)小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件,实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)实验前,发现杠杆如图甲所示,则应将杠杆平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端适当调节,使杠杆水平平衡;
(2)多次改变钩码的个数和位置,并使杠杆在水平位置平衡(如图乙所示),得到如下实验数据。
实验次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
1.0
10
0.5
20
2
1.5
10
1.0
15
3
2.0
15
1.5
20
①分析数据可总结出杠杆的平衡条件是___________(用符号表示);
②第3次实验的杠杆类型属于___________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,日常生活中经常会用到这类杠杆,请举一例:___________;
(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___________,若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的___________(选填“左”或“右”)端将下沉。
19.(23-24八下·河北邢台南宫·期末)如图所示,这是小文探究“杠杆平衡条件”的实验情景。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,为使杠杆在水平位置静止,可将右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节。实验中这样做的好处是便于测量______;
(2)杠杆在水平位置静止时如图乙所示,小文便根据这次实验数据得出杠杆的平衡条件。这样得出的结论合理吗?_____,请说出你的理由:_______;
(3)请你为本实验设计一个记录数据的表格;____
(4)若将图乙A处悬挂的钩码取下,把弹簧测力计悬挂在A处竖直向下拉,使杠杆保持水平平衡,然后使弹簧测力计拉的方向逐渐倾斜,并一直保持杠杆水平平衡,弹簧测力计的示数会______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
实验次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
2
3
20.(23-24八下·河北邢台襄都区·期末)0.小明同学在学习了杠杆知识后,利用器材进行了如下探究:
(1)如图甲,未挂钩码前,他发现杠杆左端下沉,他可将杠杆右端的平衡螺母向__________调;
(2)调节好杠杆后,在杠杆A位置挂3个相同的钩码,每个钩码重0.5N,在位置挂上已调节好的弹簧测力计,然后竖直向下拉弹簧测力计,保持杠杆在水平位置平衡,这时弹簧测力计的示数应为__________N;
(3)更正操作后,若将弹簧测力计由竖直方向向右转过一定角度,沿箭头方向拉动,使杠杆重新在水平位置平衡的过程中,弹簧测力计的示数__________(选填“变大、变小”或“不变”)。
(4)保持A点钩码数量不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力和动力臂的数据,绘制了与的关系图像,如图乙。请根据图像推算,当为8cm时,为__________N;
(5)如图丙,工人在使用扳手时,在扳手手柄上加了一个长套筒,小明知道这是通过__________的办法省力。列举一个日常生活中与扳手相同类型的杠杆__________。
21.(23-24八下·河北沧州任丘·期末)1.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示,杠杆静止,此时杠杆处于___________(填“平衡”或“非平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向___________(填“左”或“右”)调节;
(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,弹簧测力计的示数应为___________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)如图丁,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GA、GB,由杠杆平衡条件可知GA___________GB(选填“>”“<”或“=”)。
22.(23-24八下·河北雄安新区·期末)小明在做“探究杠杆的平衡条件”的实验,实验用的每个钩码的重力均为0.5N,忽略杠杆自身重力。
(1)实验前杠杆处于如图甲所示位置,此时应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,最终使得杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是___________;
(2)如图乙,小明在杠杆左边B处挂2个钩码,为了使杠杆水平平衡,应在杠杆右边A点悬挂___________个钩码;
(3)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡,若弹簧测力计倾斜拉动,如图丁,则弹簧测力计的示数将___________(选填“变大”“不变”或“变小”),请画出此时弹簧测力计拉力的力臂。___________
23.(23-24八下·河北张家口·期末)3.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀.
(1)平衡时,应该让杠杆静止在_____水平 位置.
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5 N,动力臂l1=0.1 m,阻力F2=1 N,则阻力臂l2=_____ m.
(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是______.
A.铁架台自身的重力足够大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结果会怎样?通过实验,他们得到了如图所示的结果.根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1l1=______.(F1、F2、F3的力臂分别用l1、l2、l3表示)
24.(23-24八下·河北张家口桥西区·期末)4.如图所示,小明利用铁架台、带有最小刻度为1cm的杠杆、细线、若干钩码等实验装置探究杠杆的平衡条件:
(1)实验前,小明发现杠杆如图甲所示,他应将杠杆两端的平衡螺母向______调节(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡;
(2)小明在杠杆的两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,保持杠杆在水平位置平衡(如图乙)。由此小明得出杠杆的平衡条件是:,其做法的不足之处是______;
(3)小明在图乙基础上,在杠杆两侧各加一只钩码,杠杆静止后如图丙所示,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。要使杠杆在水平位置平衡,在不增减钩码的数量时可以进行的操作是______;
(4)小红同学利用图丁所示器材探究杠杆平衡的条件,请你帮她画出拉力F的力臂L______,若每只钩码的重为0.5N,则弹簧测力计的读数应是______N。
25.(23-24八下·河北邯郸·期末)小丽和同学们在实验室“探究杠杆的平衡条件”,其实验装置如图所示,实验中每个钩码重0.5N(钩码个数若干)。
(1)将杠杆放在水平桌面上,发现杠杆静止在图甲所示的位置,为使杠杆能够在水平位置平衡,应该把杠杆的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,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___________个相同的钩码;当杠杆水平平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向远离支点O的方向移动一小格,则杠杆将___________(选填“左端下沉”“右端下沉”或“保持水平平衡”);
(3)如图丙所示。用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,则测力计的示数变化情况是___________(选填“逐渐变大”“逐渐变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”),请画出测力计在位置1时的力臂___________。
26.(23-24八下·河北承德·期末)如图,小明利用粗细均匀的轻质直尺、纸盘、质量为50g的钩码、细线做成一个测量质量的仪器——杆秤。
(1)用细线拴在直尺的中点O处,并把直尺挂在铁架台上,直尺刚好在水平位置平衡,让直尺水平平衡的目的是______;
(2)把纸盘挂在A点,钩码挂在B点,如图甲所示,直尺在水平位置平衡,把B点标注为0g,已知,则纸盘的质量______g;
(3)将某待测物体放入纸盘,如图乙所示,保持纸盘的位置不动,将钩码向右移动到C点,直尺再次在水平位置平衡,,则待测物体的质量______g,并将该质量标注在C点;
(4)小明陪妈妈在中药店买药时,发现药店的杆秤与他制作的杆秤有不同之处,药店杆秤的秤盘在秤杆的最左侧,提纽(支点)在靠近秤盘的位置(如图丙),小明模仿药店杆秤的构造,利用原来器材将自制杆秤进行改造(如图丁),与原来相比,改造后自制杆秤的量程将______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
27.(23-24八下·河北保定高碑店·期末)周末,小明利用家里的电子测力计、几段细线和自己文具盒中的文具来模拟课本中“探究杠杆平衡条件”的实验。
物品
物重/N
橡皮
0.2
修正液
0.1
固体胶
0.2
甲
(1)他用一根铅笔来代替杠杆,用一块橡皮、一个修正液、一个固体胶来代替钩码。因实验需要,他调节并测量了这些物品的重,测量结果记录在图甲所示的表格中,为完成探究他还需要准备的测量工具是___________;
(2)小明用细线系于铅笔的O点并将铅笔悬挂起来,如图乙所示。为使铅笔在水平位置静止,他应将O点向___________(选填“左”或“右”)移动。使铅笔在水平位置平衡的好处:①___________;②___________。
28.(23-24八下·河北保定竞秀区·期末)天平和杆秤在古籍中被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小明利用如图所示的器材对“杠杆的平衡条件”进行了探究。
(1)实验前杠杆静止在如图甲所示的位置,此时应将杠杆两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节,直至杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是______;
(2)调节钩码的数量和位置,使杠杆重新在水平位置平衡,测量出杠杆平衡时各个力及其力臂如下表,由以下实验数据,可得出杠杆的平衡条件是:______;
次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
(3)进行3次实验的目的是______(选填正确答案标号);
A.取平均值减小误差 B.归纳出物理规律 C.使每组数据更准确
(4)如图乙,由杠杆的平衡条件可知杠杆的______(选填“左”或“右”)端会下沉;要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变两侧钩码各自数量的前提下,仅需把左侧码______;
(5)进行实验探究时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图丙所示。这样做的最终目的是便于______。
A.正确认识力臂 B.测量力臂的大小
C.直接读出拉力的大小 D.提供不同方向的拉力
(6)如图所示的杆秤,现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件,杆秤的刻度应是______的(选填“均匀”或“非均匀”)。
29.(23-24八下·河北衡水第三中学·期末)9.在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用如图1所示的装置进行实验。实验前,杠杆左端下沉,应使右端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量 ___________。
(2)如图2所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验时,应沿竖直方向 ___________拉动弹簧测力计。
实验中每个钩码重为2N,实验记录数据如表一所示;
表一:
实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1
2
4
0.1
0.3
83.3
3
6
0.1
2.2
0.3
①由图2可知,第2次实验中弹簧测力计的示数为 ___________N。
②分析实验数据可得:用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越 ___________。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率 ___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小明用图3所示,在探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”的实验中,实验记录数据如表二所示:
表二:
次数
斜面倾角θ
物块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
斜面的机械效率η
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
60%
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
71%
①发现斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力 ___________(选填“有关”或“无关”);
②其他条件相同时,斜面倾角越 ___________(选填“大”或“小”),斜面越省力,斜面的机械效率越 ___________。
30.(23-24八下·河北保定徐水区·期末)0.小明在做“探究杠杆的平衡条件”的实验,实验用的每个钩码的重力均为0.5N,忽略杠杆自身重力。
(1)实验前杠杆处于如图甲所示位置,此时应将平衡螺母向____________(选填“左”或“右”)调节,最终使得杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是____________;
(2)如图乙,小明在杠杆左边B处挂2个钩码,为了使杠杆水平平衡,应在杠杆右边A点悬挂____________个钩码;
(3)竖直拉动的弹簧测力计的示数为1.5N,要使得杠杆在水平位置平衡,则还要在图丙已挂钩码的基础上再增加____________个钩码;
(4)增加了钩码,杠杆在水平位置平衡后,若弹簧测力计倾斜拉动,如图丁,则弹簧测力计的示数将____________(选填“变大”“不变”或“变小”),请画出此时弹簧测力计拉力的力臂;
(5)若考虑杠杆自身重力,且第(3)步骤中所增加的钩码总质量为m,则杠杠水平平衡时实际加挂钩码总质量____________(选填“大于”“等于”或“小于”)m。
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专题11 探究杠杆平衡的条件
探究杠杆的平衡条件
1.(23-24八下·河北石家庄第七中学·期末)如图是探究“杠杆平衡条件”的实验中,每个钩码的重力为0.5N,下列说法正确的是( )
A.甲图杠杆处于非平衡状态
B.乙图在a点用弹簧测量计至少要2N的力才能使杠杆保持平衡
C.丙图中要使杠杆平衡,F1<F2
D.杠杆平衡条件为: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
【答案】C
【来源】河北省石家庄市第七中学2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【解析】A.杠杆静止或匀速转动叫杠杆平衡,实验前杠杆在甲图所示位置静止,所以杠杆此时处于平衡状态,故A错误;
B.设杠杆上每个格的长度为l,根据杠杆的平衡条件可得
故弹簧测力计至少需要0.5N,故B错误;
C.丙图斜向左拉时,阻力和阻力臂一定,动力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,要使杠杆平衡,动力变大,即F1<F2,故C正确;
D.杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,杠杆在水平位置平衡,力臂等于支点到力的作用点的距离,如果用弹簧测力计斜着拉杠杆使其在水平位置平衡,力臂就不是支点到力的作用点的距离,故D错误。
故选C。
2.(23-24八下·河北石家庄藁城区·期末)小明在学习物理过程中非常注重总结和反思,他利用所学知识设计了测定固体密度的方法,如图所示,忽略细绳的质量和体积,请根据要求完成以下问题:(已知水的密度为,g取)
(1)由于没有天平,他自制了如图甲所示的杠杆,要使杠杆在水平位置平衡并静止,应将左端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节。将待测金属块P用细线挂在杠杆左侧A点,用相同的细线将两个相同圆柱体挂在杠杆右侧B点时,杠杆重新在水平位置保持静止。已知右侧每个圆柱体的质量均为360g,则该金属块的质量为___________g;
(2)他从杠杆上取下金属块P挂在弹簧测力计下,逐渐浸入水中,如图丙和图丁,由图中信息可以计算出金属块P浸没在水中时所受的浮力为___________N,金属块P的密度为___________,可初步得出浸入水中的物体所受到的浮力与___________有关;
(3)他将金属块P从水中提出,擦干后又浸入某种盐水中,如图戊所示,比较丁、戊两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与___________有关;
(4)在实验丁中,若让金属块触底且对容器底部有压力,则金属块受到的浮力大小___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】右 480 2 2.4×103 排开水的体积 液体的密度 不变
【来源】河北省石家庄市藁城区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】(1)[1]杠杆的右端上翘,说明右端轻,所以应将平衡螺母向右调。
[2]由题意可得
F1=2×0.36kg×10N/kg=7.2N
由图可知l1=10cm,l2=15cm,由杠杆平衡条件可得
F2的大小与金属块的重力相等,由G=mg可得金属块的质量为
(2)[3]由图丁可知金属块P浸没在水中时所受弹簧测力计的拉力为2.8N,则金属块受到的浮力为
[4]金属块完全浸没,则金属块的体积为
金属块的密度为
[5]图丙和图丁进行对比,发现P物体浸入水中的体积不同而导致所受浮力不同,故浸入水中的物体所受到的浮力与排开水的体积有关。
(3)[6]根据图丁和图戊,排开液体的体积相同,液体密度不同,所受浮力不同,所以可得出浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(4)[7]金属块触底且对容器底部有压力,没有改变金属块排开水的体积,水的密度不变,所以金属块所受浮力不变。
3.(23-24八下·河北石家庄栾城区·期末)小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件,实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等,
(1)当杠杆静止时如图甲所示,为了方便测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向_______(选填“右”或“左”)调节;
(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到实验数据如下表:
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
3
1.5
10.0
0.5
30.0
…
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是:_____________________;
(3)本次探究经过多次实验的目的是_______;
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
(4)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆将会_______(选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”);
(5)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa,在b位置斜向上的拉力为Fb,则Fa_______Fb(选填“大于”、“等于”“小于”)。
【答案】右 见解析 B 右端下沉 小于
【来源】河北省石家庄市栾城区2023-2024学年八年级下学期期末教学质量检测物理试题
【解析】(1)[1]图甲中,杠杆左端下降,要调节到水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂。
(2)[2]由表格中数据知,第一次数据
0.5N×20.0cm=1.0N×10.0cm
第二次数据
1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm
第三次数据
1.5N×10.0cm=0.5N×30.0cm
可得杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2。
(3)[3] 通过实验总结归纳出物理规律时,一般要进行多次实验,获取多组实验数据归纳出物理规律才具有普遍性,结论才正确,所以在探究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律,故选B。
(4)[4]设一个钩码的重力为G,杠杆一格长度为L,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆左端
G×3L=3GL
杠杆右端
2G×2L=4GL
3GL<4GL
杠杆将会右端下沉。
(5)[5]弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa,在b位置斜向上的拉力为Fb,竖直向上的拉力的力臂大于斜向上的拉力的力臂,阻力和阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件得到
Fa<Fb
4.(23-24八下·河北廊坊安次区·期末)如图,“探究杠杆平衡条件”的实验中,每个钩码重0.5N.
(1)如图甲所示,杠杆静止在该位置。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______移动;
(2)杠杆静止在水平位置后,将4个钩码悬挂在A点,如图乙所示,要使杠杆仍在水平位平衡,则应在B点悬挂______个钩码;
(3)如图丙所示,在拉力的作用下杠杆仍在水平位置平衡,则______N;若力的作用点和大小都不变,仅改变拉力的方向,使拉力绕D点逆时针旋转______°,仍可使杠杆在水平位置平衡。
(4)图丁为小明以重心为界切分萝卜,根据本实验结论推测两半萝卜质量大小关系为______(“>”或“<”)。
【答案】左 6 2 120 >
【来源】河北省廊坊市安次区2023-2024学年八年级下学期6月期末物理试题
【解析】(1)[1]调节杠杆平衡时,应将平衡螺母向上翘的一端移动,由图甲知道,杠杆右端下沉,应将平衡螺母向左移动。
(2)[2]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件知道
即
解得
需挂6个钩码。
(3)[3][4]由图丙知道
在拉力F1的作用下杠杆仍在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件知道
F作用点在D点,力臂是OD,
因为OC=OD,所以
保持A点所挂重物不变,力的作用点和大小都不变,仅改变拉力的方向,使拉力F1绕D点逆时针旋转120°,根据数学知识可知力臂的大小不变,仍为2l,可使杠杆在水平位置平衡。
(4)[5]以O为支点,左端的重心在A处,右端的重心在B处,则
即左端重力的力臂小于右端重力的力臂。根据杠杆的平衡条件知道
因为,所以
即
所以
5.(23-24八下·河北遵化·期末)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)在没有挂钩码时杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“不平衡”)状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向________(选填“左”或“右”)移一些;
(2)在调节时,使杠杆在水平位置平衡的目的主要是为了方便________;
(3)如图乙所示,小亮在杠杆左侧距支点处悬挂2个钩码并保持不变,多次改变支点右侧的钩码个数,并使杠杆始终在水平位置平衡。实验数据如下表所示。
实验次数
阻力
阻力臂
动力
动力臂
1
1
18
1.5
12
2
1
18
2
9
3
1
18
3
6
分析实验数据,可以得出结论:在阻力和阻力臂不变的情况下,动力与动力臂成________(选填“正比”或“反比”)关系;
(4)若不在C点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计从竖直位置转到图丙所示位置时,其示数会________(选填“变大”“不变”或“变小”);
(5)实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了_______;
(6)如图丁所示,一名工人正在用扳手拧下工件上一个紧固的螺丝,尽管他使出了浑身的力气,却没能成功,结合上面(3)的结论,为了把螺丝拧下来,你给他的建议是____________。(写出一种即可)
【答案】平衡 右 测量力臂的大小 反比 变大 避免偶然性,验证普遍规律 在扳手的手柄上加上一个套筒
【来源】 河北省遵化市2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【解析】(1)[1][2]由图可知,杠杆静止,处于平衡状态;杠杆的右端上翘,应将平衡螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]杠杆在水平位置平衡时,力臂的长度可以直接通过读刻度得出。
(3)[4]根据表中实验数据,发现
F1×L1=1.5N×12cm=2N×9cm=3N×6cm=F2×L2=1N×18cm=……
从而得出动力与动力臂互成反比。
(4)[5]弹簧测力计逐渐向右倾斜拉杠杆,拉力的力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,拉力变大,弹簧测力计示数变大。
(5)[6]实验中多次改变力和力臂的大小,目的是为了寻找普遍规律,避免偶然性。
(6)[7]用轮轴时,轮半径是轴半径的几倍,作用轮上的力就是轴上力的几分之一,为了把螺母拧下,用了一个较长的套筒套在扳手柄上,相当于加长了轮半径,因此会更省力。
6.(23-24八下·河北保定定州·期末)小勇同学在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的器材有支架、刻度均匀的杠杆(每小格为5cm)、细线、重0.5N的钩码若干。
(1)杠杆在支架上静止时如图甲所示,他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;
(2)小勇某次实验时在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙,他应该在下列方法中选择__________,使杠杆重新在水平位置平衡;(选填字母序号)
A.向左调节平衡螺母 B.减少左侧钩码个数 C.将右侧钩码向左移动
(3)如果实验时在杠杆A点挂上4个钩码,如图丙所示,要使杠杆在水平位置平衡,她应在B点挂上________个钩码;
(4)如图丁所示,当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数F将变__________,原因是动力F的力臂变_________的缘故;(两空均选填“大”或“小”)
【拓展】生活中的杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽(B、C)、秤砣D组成(O 点为刻度的起点),如下图所示。若该杆秤配套的秤砣D黏上了少量泥土,称量货物时杆秤显示的质量_______被测货物的真实质量。(选填“大于”、“小于”或者“等于”),使________(选填“B”或“C”)提纽时称量的物体的质量将更大。
【答案】右 C 6 大 小 小于 C
【来源】河北省保定市定州市2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【解析】(1)[1]杠杆在支架上静止时如图甲所示,杠杆左端下沉,要使其在水平位置平衡,应将杠杆平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]由图乙可知,杠杆右端下沉,根据杠杆平衡的条件,为了使杠杆在水平位置平衡,可以增加左侧钩码的个数或将右侧钩码向左移动,实验过程中不允许再调节平衡螺母。
故选C。
(3)[3]每个钩码重力为0.5N,杠杆每小格为5cm,根据杠杆平衡条件则有
4×0.5N×3×5cm=n×0.5N×2×5cm
解得n=6,即要使杠杆在水平位置平衡,她应在B点挂上6个钩码。
(4)[4][5]如图丁所示,当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,动力臂变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将变大。
[6]若该杆秤配套的秤砣D黏上了少量泥土,则秤砣D的重力变大,根据杠杆的平衡条件知,在阻力和阻力臂不变时,动力增大,则动力臂减小,所以称量货物时杆秤显示的质量小于被测货物的真实质量。
[7]由图示可知,使用提钮C时,秤砣的力臂变大,物体的力臂变小,由杠杆的平衡条件可知,杆秤的最大称量较大。
7.(23-24八下·河北保定清苑区·期末)物理实验小组在探究杠杆的平衡条件的实验过程中,某些瞬间如图甲、乙所示:
(1)实验前,小组同学将杠杆中点置于支架上,当杠杆稳定时如图甲所示,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,实验中使杠杆在水平位置上平衡的目的是________;
(2)在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示,不改变钩码个数,要使杠杆重新在水平位置平衡,接下来进行的操作是:____________(写出一种即可);
(3)接下来又多次改变支点两侧钩码的个数(每个钩码的质量均为50g),再通过移动钩码悬挂的位置,使杠杆恢复水平平衡,得到了表格中的数据.由数据可以得出杠杆的平衡条件是:__________(填字母表达式);
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.5
0.1
1.0
0.15
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
2.0
0.1
1.0
0.2
(4)如图丙,一位同学用棍子挑着重物扛在肩上行走,根据本实验得到的结论,若要使该同学胳膊所用的力减小些,可采用的办法是将重物________(选填“远离”或“靠近”)肩膀。
【答案】平衡 左 便于测量力臂 左侧钩码适当向左移动或右侧钩码适当向左移动 F1L1=F2L2 靠近
【来源】 河北省保定市清苑区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】(1)[1]杠杆虽然右端下沉,但是杠杆保持静止,杠杆在力的作用下静止或缓慢匀速转动的状态,都称为杠杆的平衡状态,所以此时杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆右端下沉,根据“右沉左调”的原则,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节。
[3]当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。这样做的目的是便于测量力臂。
(2)[4]由图可知,杠杆不在水平位置,右端向下倾斜,左端上翘,则左侧力与力臂的乘积要小于右侧力与力臂的乘积,不改变钩码个数,要使杠杆重新在水平位置平衡,接下来进行的操作是左侧钩码适当向左移动或右侧钩码适当向左移动。
(3)[5]从表格中的数据,分别计算动力和动力臂的乘积、阻力和阻力臂的乘积,可以发现杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即:。
(4)[6]一位同学用棒挑着重物扛在肩上,根据本实验得到的杠杆平衡条件,若要使该同学胳膊所用的力减小些,阻力和动力臂不变,减小动力,就要减小阻力臂,将重物靠近肩膀。
8.(23-24八下·河北邯郸丛台区邯郸汉光中学·期末)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重均为0.5N,杠杆刻度均匀。
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,应将左端的平衡螺母向_____调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是 ____________;
(2)如图乙所示,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂_____个相同的钩码;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,则杠杆________(选“顺时针”或“逆时针”)转动;
(3)如图丙,人行走时脚可视为杠杆,支点O位于脚掌前端,动力是小腿肌肉施加的力F,阻力是人体受到的重力G,由此可判断,人行走时,脚属于_______杠杆;
(4)在图丙中画出动力F的力臂l1。_______
【答案】右 便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 6 顺时针 省力
【来源】 河北省邯郸市丛台区邯郸市汉光中学2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】(1)[1][2]如图甲所示,杠杆左端下沉,应将平衡螺母向上翘的右端移动,此时所挂钩码对杠杆产生的拉力的力臂在杠杆上,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(2)[3]根据杠杆的平衡条件,可得
解得
[4]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,则左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为
因为右侧力与力臂的乘积更大,杠杆右端下沉,即顺时针转动。
(3)[5]如图丙,人行走时脚可视为杠杆,支点O位于脚掌前端,动力臂大于阻力臂,故人行走时,脚属于省力杠杆。
(4)[6]力F为动力,从支点做F的作用线的垂线段,即为动力臂l1,如图所示:
9.(23-24八下·河北张家口万全区·期末)在探究杠杆平衡条件的实验中,先准备好质量相等的钩码若干个,再把质量分布均匀、带有轻质挂环的杠杆安装在转轴O上。已知杠杆上相邻两条刻度线间的距离均相等。
(1)开始实验前发现杠杆如图甲所示,为使杠杆能水平平衡,需要将右端的平衡螺母向_________调节(选填“左”或“右”)。这样做的目的是_________;
(2)调节杠杆水平平衡后,在转轴O的左侧第2条刻度线处的A环上挂3个钩码,为使杠杆再次在水平位置平衡,需要在转轴O的右侧第3条刻度线处的B环上挂_________个钩码;
(3)实验要改变条件进行多次,多次实验的目的是_________;
A.减小实验的误差 B.避免结论的偶然性
(4)保持A环上挂3个钩码的条件下,在转轴O的右侧去掉所有钩码,并施加竖直向下的动力F,使杠杆在水平位置平衡,测出多组动力F和动力臂L的数据,并根据数据绘制了如图乙所示的图象。请根据图象推算,当动力臂L=25cm时,动力F=_________N。
【答案】右 便于直接读出力臂的大小 2 B 0.6
【来源】河北省张家口市万全区2023—2024学年八年级下学期期末学业水平测试物理试题
【解析】(1)[1]由图可知,杠杆左端较低,为使其在水平位置平衡,应向右端移动平衡螺母。
[2]杠杆在水平位置平衡时,力臂在杠杆上,便于测量动力臂和阻力臂。
(2)[3] 杠杆平衡后,在左侧第2刻度线A上挂3个相同的钩码,设一个钩码重为G,一个格为L,根据杠杆的平衡条件
3G×2L=nG×3L
解得
n=2
即他应在右侧第3刻度线B上挂2个相同的钩码才能使杠杆水平平衡。
(3)[4]AB.如果只进行一次实验,可能会因为各种偶然因素导致结果偏离真实值,这种误差被称为偶然误差。通过多次重复实验,可以减小这种误差,使实验结果更加接近真实情况。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[5] 由图可知,当F1=2N时,L1=7.5cm,由于此题中的阻力和阻力臂不变,根据
F1l1=F2l2
可知,利用图象中任意一组数据都能得出
F2l2 =F1l1=2N×7.5cm=15Ncm
所以,若当L为25cm时,动力F
10.(23-24八下·河北石家庄新华区·期末)0.如图所示,小明利用铁架台、刻度均匀的杠杆、若干个重为0.5N的钩码、弹簧测力计等器材探究“杠杆的平衡条件”。
(1)将杠杆的中点支在铁架台上,静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,改用弹簧测力计向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡。当弹簧测力计从①位置转动到②位置过程中,弹簧测力计的示数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)请在图乙中画出弹簧测力计在②位置时对杠杆拉力的力臂l__________。此时杠杆的类型与__________(选填“天平”“钓鱼竿”或“钳子”)相同;
(4)如图丙所示,小明在杠杆左侧距离O点20cm的D处挂--个重为G的物体,为保证杠杆处于水平平衡状态,在杠杆右侧不同位置处施加竖直向下的力F,记录F到O点的水平距离L,根据多次测量的F、L数据,画出了如图丁所示的图像,结合杠杆平衡条件,可求出物重G的大小是__________N;
【拓展】小明利用原有器材及一个容积为100mL的空小桶、刻度尺制作了液体密度计。如图所示,将空小桶悬挂在A点,一个钩码悬挂在B点,杠杆在水平位置平衡;然后往空小桶内注入80mL待测液体,调节钩码到C点时,杠杆在水平位置重新平衡,则待测液体的密度为__________g/cm³。
【答案】右 变大 钓鱼竿 2.5 1.25
【来源】河北省石家庄市新华区2023-2024学年八年级下学期期末检测物理试题
【解析】(1)[1]由图甲得,杠杆左端下沉,此时应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]当弹簧测力计从①位置转动到②位置过程中,阻力与阻力臂的乘积不变,动力臂减小,由杠杆平衡条件得,弹簧测力计的示数将变大。
(3)[3]过支点O做拉力的作用线的垂线,支点到垂足之间的距离为力臂l,如图所示:
[4]此时杠杆的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,杠杆类型与钓鱼竿相同,天平是等臂杠杆,钳子是省力杠杆。
(4)[5]由图得的图像是一条过原点的直线,说明F与的比值不变,则F与L的乘积不变,为
由杠杆平衡条件得,物重G的大小是
[6]由杠杆平衡条件得,空桶的重力为
往空小桶内注入80mL待测液体,调节钩码到C点时,杠杆在水平位置重新平衡,由杠杆平衡条件得
则
由
得,待测液体的密度为
11.(23-24八下·河北石家庄裕华区·期末)1.小明为探究杠杆的平衡条件,设计了如图所示的实验。
(1)实验中为方便读取力臂,探究前和探究过程中我们都应将杠杆调整到水平位置平衡。挂钩码前,杠杆在图甲所示位置静止,应将杠杆右端螺母向_____________侧调节;
(2)如图乙所示杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为_____________N;
(3)小明根据自己的实验数据,得到如下结论: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,这个结论与杠杆的平衡条件不相符,原因是实验过程中没有_____________(选填序号);
a.改变力的大小 b.改变力的方向 c.改变力的作用点
(4)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为,在b位置斜向上的拉力为,则____________(选填“大于”“等于”或“小于”),请在图中画出b位置时拉力的力臂L;____________
【拓展】如图所示是我国古老的衡量工具——杆秤,其工作原理是杠杆的平衡条件。该杆秤有两个提纽(分别固定于B、C两点),使用时有两个量程,使用提纽_____________(选填“1”“2”)时是大量程。
【答案】右 1.5 b 小于 1
【来源】河北省石家庄市裕华区2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【解析】(1)[1]在调节杠杆平衡时,哪端高平衡螺母需向哪端移动。由于杠杆右端偏高,所以应将杠杆右端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是便于测量力臂。
(2)[2]图乙中,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为1.5N。
(3)[3]小明得到的结论“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”与杠杆的平衡条件不符,原因是他将支点到力的作用点的距离误认为是力臂。实际上,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,而不是到力的作用点的距离。因此,在实验过程中,应该改变力的方向,使力的作用线不在杠杆上,从而明确力臂的概念。所以,选项b“改变力的方向”是正确的。
(4)[4]如图丙所示,用弹簧测力计在a、b位置拉杠杆上同一点C,由于阻力和阻力臂都不变,根据杠杆的平衡条件,动力臂越长,动力越小。因此,在a位置竖直向上的拉力Fa会小于在b位置斜向上的拉力Fb。即Fa<Fb。
[5]对于b位置时的拉力Fb,其力臂L是从支点到力的作用线的垂直距离。具体作图方法:从支点O向拉力Fb的作用线作垂线,垂足为D,则线段OD即为拉力Fb的力臂L。如图所示:
[6]由图示可知,使用提纽1时,秤砣的力臂变大,物体的力臂变小,由m秤砣gL秤砣=m物gL物可知,在不改变秤砣质量的情况下,杆秤能称量的最大质量较大,故使用提钮1时是大量程。
12.(23-24八下·河北/石家庄长安区·期末)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆____________(选填“平衡”或“不平衡”);向____________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母可使杠杆在水平位置平衡;
(2)图乙中,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂____________个相同的钩码;若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,如图丙所示,当弹簧测力计由竖直方向改为斜向上拉动时,使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计示数F会____________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)在多次测量记录数据过程中,不同的小组采取不同的方案:
A组,杠杆两边固定悬挂位置,只改变钩码个数并记录与;
B组,杠杆两边的悬挂个数均固定不变,只改变悬挂位置并记录与;
C组,杠杆左侧只改变钩码个数,右侧只改变钩码悬挂位置,记录与;
D组,左侧固定悬挂位置与钩码个数,只改变右侧钩码个数与位置,记录与。
各组探究完成后,将数据记录在平面直角坐标系中,描述正确的有____________;将各组数据整合后,可得杠杆平衡条件为:____________。
【答案】平衡 左 4 变大 AD
【来源】河北省/石家庄市长安区2023-2024学年八年级下学期期末检测物理试题
【解析】(1)[1]实验前,杠杆静止如图甲所示,此时杠杆静止,处于平衡状态。
[2]杠杆不在水平位置,右端向下倾斜,左端上翘,故应向左调节平衡螺母。
(2)[3]若每个钩码重G,每个小格长L,如图乙可知,杠杆左边A处挂2个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件可得
解得,即应在杠杆右边B处挂同样的钩码4个。
[4]保持C点不变,当弹簧测力计由竖直方向改为斜向上拉动时,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大。
(3)[5] A组,杠杆两边固定悬挂位置,只改变钩码个数,根据
可得
故A符合题意;
B组,杠杆两边的悬挂个数均固定不变,只改变悬挂位置,根据
可得
则为一次函数,故B不符合题意;
C组,杠杆左侧只改变钩码个数,右侧只改变钩码悬挂位置,根据
可得
则为一次函数,故C不符合题意;
D组,左侧固定悬挂位置与钩码个数,只改变右侧钩码个数与位置,根据
故D符合题意。
故选AD。
[6]根据实验数据有
可得杠杆的平衡条件为:。
13.(23-24八下·河北秦皇岛海港区·期末)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50g的钩码若干个。
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,应将左端平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡,这样可以减少因杠杆自重产生的误差,也是为了________________;
(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。要使杠杆在水平位置平衡,用弹簧测力计沿______________方向的拉力最小,大小应为______N;
(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,杆杠在水平位置始终保持平衡(如图丙),弹簧测力计示数将________________。
【答案】右 便于测量力臂大小 竖直向下 3 先变小后变大
【来源】河北省秦皇岛市海港区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【解析】(1)[1]由图甲可知,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]杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时减少因杠杆自重产生的误差。
(2)[3][4]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。根据杠杆平衡条件可得
所以,最小拉力的大小为
(3)[5]由图丙可知,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。
14.(23-24八下·河北唐山丰润区·期末)物理科技创新小组利用铁架台、带有均匀刻度的轻质杠杆、细线、弹簧测力计,钩码若干(每个钩码的重力均为)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)他们组装好杠杆后如图甲所示,为完成探究实验,接下来他们应该向__________调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,其目的是______________________________;
(2)如图乙所示,改变钩码个数及悬挂位置,通过实验数据分析得出杠杆的平衡条件是____________________;
(3)在图丙中,若用竖直向下的拉力作用在B点,以提升悬挂在A点的物体,则该杠杆为__________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,我们熟悉的__________(选填“天平”或“筷子”)原理与之相同;
(4)在图丙中,将弹簧测力计的拉力仍然作用在B点,改变力的方向,弹簧测力计最小示数是_________。
【答案】右 方便测出力臂 费力 筷子 1.5
【来源】河北省唐山市丰润区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】(1)[1][2]如图甲,杠杆的右端上翘,接下来应该向上翘的右端移动调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,目的是使力臂在杠杆上,方便直接测量力臂的大小。
(2)[3]每个钩码的重力为G,杠杆每格长为L,由图乙可知,杠杆左边为
2G×3L =6GL
右边为
3G×2L =6GL
即右边等于左边,故通过分析得出的结论是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即
F1L1 =F2L2
(3)[4][5]由图丙可知,动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆;托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;筷子使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故筷子的原理与该丙图杠杆原理相同。
(4)[6]力与杠杆垂直时,力臂最大,力最小,所以要使弹簧测力计示数最小,弹簧测力计拉力方向为竖直向下;设一个钩码的重力为G,杠杆的一个小格为L,根据
F1L1 =F2L2
可知,弹簧测力计最小示数为
15.(23-24八下·河北唐山古冶区·期末)5.小明同学用如图所示的实验装置探究杠杆的平衡条件。
(1)在调节杠杆的平衡时,如果杠杆右侧高左侧低如图甲所示,应将两端的平衡螺母向______调节,使其在水平位置平衡;
(2)将下列实验表格补充完整:①处应填:______,②处应填:______;
实验次数
动力/N
动力臂/m
①
阻力/N
阻力臂/m
②
1
2
3
(3)如图乙所示,杠杆上的每小格长为2cm,在支点左侧的A点挂3个重均为0.5N的钩码,在支点右侧的B点,用拉力竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡。则拉力大小应为______N;
(4)如果保持B点不动,用拉力向右倾斜拉杠杆,如图丙所示,使杠杆仍在水平位置平衡。则______(选填“>”“=”或“<”),请在图丙中画出拉力的力臂______。
【答案】右 动力×动力臂/N∙m 阻力×阻力臂/N∙m 1.2 <
【来源】河北省唐山市古冶区2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【解析】(1)[1]图甲中,杠杆的右侧高左侧低,则应向右调节平衡螺母,才能让杠杆在水平位置平衡。
(2)[2][3]实验分别测量出力及对应的力臂后,需要分别求出动力和动力臂的乘积及阻力和阻力臂的乘积。力与力臂对应的单位为N∙m。探究两个乘积的关系。
(3)[4]图乙中,据杠杆的平衡条件得
3×0.5N×4×0.02m=F1×5×0.02m
解得拉力F1=1.2N。
(4)[5]图丙中,保持B点不动,用拉力F2向右倾斜拉杠杆,对应的力臂比图乙中的小,而钩码的力及力臂不变,所以拉力变大,即F1<F2。
[6]将力F2的作用反向延长,过支点O作力F2的作用线的垂线段,即为F2的力臂,作图如下:
16.(23-24八下·河北唐山路北区·期末)6.图是小明“探究杠杆平衡条件”的实验。使用的钩码重力为且规格相同,杠杆上每一小格的长度为。
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,小明将杠杆上的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是_____________;
(2)如图乙所示,若两边同时取下一个钩码,则杠杆的_________(选填“左”或“右”)端会下沉。通过调节力臂使杠杆重新平衡,他的操作是________(合理即可);
(3)实验时,在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,调节钩码位置,使其在水平位置重新平衡。收集实验数据如下表所示,此同学根据表格中的数据得出了杠杆的平衡条件,他实验的不足之处是_______;
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1.0
15
1.5
10
(4)为了进一步验证实验结论,小明又做了图丙所示的实验,将弹簧测力计从位置移动到位置,在此过程中杠杆始终在水平位置平衡,则弹簧测力计示数的变化情况为________。下列实例中,与图丙中杠杆类型相同的是_______(选填序号)。
A.撬棒 B.天平 C.镊子 D.钓鱼竿
【答案】便于测量力臂 右 将左端的钩码向左移动一格 实验次数太少,不能得出普遍规律 先变小后变大 C、D
【来源】河北省唐山市路北区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】(1)[1]实验前,杠杆静止时如图甲所示,杠杆左端下沉,右端上翘,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节,这样做的目的是便于测量力臂长度。
(2)[2][3]如图乙所示,若两边同时取下一个钩码,由于左边钩码的重力乘以力臂的积小于右边,因此杠杆的右端会下沉。为了使杠杆重新水平平衡,将左边钩码向左移动一格,这样左边钩码的重力乘以力臂的积与右边相等,从而使杠杆重新平衡。
(3)[4]实验时,此同学实验的不足之处在于他仅进行了一次实验就得出了杠杆的平衡条件F1L1=F2L2。为了得到更普遍、更准确的结论,应该进行多次实验,并改变力和力臂的大小,以验证杠杆平衡条件是否始终成立。
(4)[5]为了进一步验证实验结论,小明又做了图丙所示的实验。将弹簧测力计从a位置移动到c位置的过程中,由于杠杆始终在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂不变的情况下,动力臂先变大后变小,因此动力F1(即弹簧测力计的示数)先变小后变大。
[6]图丙中,弹簧测力计斜拉杠杆,动力臂小于阻力臂,因此这是一个费力杠杆;
A.撬棒使用时是省力杠杆,故A不符合题意;
B.天平是等臂杠杆,故B不符合题意;
CD.镊子和钓鱼竿使用时都是费力杠杆,故CD符合题意。
故选CD。
17.(23-24八下·河北唐山迁安·期末)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,杠杆静止时如图甲所示,应将左端平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)实验时,需要使杠杆在水平位置平衡,是为了______;
(3)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,要使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计沿______方向的拉力最小,为______N;
(4)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,1、2两位置关于竖直线对称,杠杆在水平位置始终保持平衡,如图丙,弹簧测力计示数将______;(选填“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”)
【拓展】
①在进行如图丁所示操作时,同学们发现杠杆不再平衡,这说明_____可以影响杠杆平衡;
②在丁图中画出右侧绳对杠杆的拉力F的示意图及该力的力臂l。( )
【答案】右 便于测量力臂,并能消除杠杆自身重力的影响 竖直向下 6 先变小后变大 力的方向
【来源】河北省唐山市迁安市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】(1)[1]图甲可知,杠杆的右端上翘,应将杠杆的平衡螺母向右调节,使杠杆处于水平位置平衡。
(2)[2]实验时,要使杠杆在水平位置平衡,这样做便于测量力臂,并能消除杠杆自身重力的影响。
(3)[3][4]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;设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件得到
4G×3L=FB×2L
解得
FB=6G=6×0.1kg×10N/kg=6N
(4)[5]由图丙可知,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。
①[6]用带杆的滑轮向左(或向右)推动右边挂钩码的悬线时,力的方向发生变化,说明力的方向影响杠杆的平衡。
②[7]过拉力的作用点,沿拉力的方向画一条有向线段,用F表示,过支点做F作用线的垂线段即为F的力臂l,如图所示:
18.(23-24八下·河北邢台部分校·期末)小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件,实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)实验前,发现杠杆如图甲所示,则应将杠杆平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端适当调节,使杠杆水平平衡;
(2)多次改变钩码的个数和位置,并使杠杆在水平位置平衡(如图乙所示),得到如下实验数据。
实验次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
1.0
10
0.5
20
2
1.5
10
1.0
15
3
2.0
15
1.5
20
①分析数据可总结出杠杆的平衡条件是___________(用符号表示);
②第3次实验的杠杆类型属于___________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,日常生活中经常会用到这类杠杆,请举一例:___________;
(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___________,若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的___________(选填“左”或“右”)端将下沉。
【答案】右 F1l1=F2l2 费力 筷子 2∶1 右
【来源】河北省邢台市部分校2023-2024学年八年级下学期期末联考物理试题
【解析】(1)[1]由图甲可知,杠杆左低右高,说明杠杆左边偏重,应将平衡螺母向右调节,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)①[2]分析表中的数据可知,每次实验中动力与动力臂乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,故得到杠杆的平衡条件是:F1l1=F2l2。
②[3][4]由表中数据可知,第3次实验的杠杆的动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;日常生活中费力杠杆的举例:筷子、钓鱼竿、食品夹等。
(3)[5][6]由图丙可知,杠杆左边2枚硬币,杠杆右边4枚硬币,设1枚硬币重力为G,根据杠杆平衡条件可得
F1l1=F2l2
则有
若两边同时各取走一枚硬币,则左边力与力臂乘积为Gl1,右边力与力臂乘积为3Gl2,因为,故Gl1<3Gl2,则杠杆的右端将下沉。
19.(23-24八下·河北邢台南宫·期末)如图所示,这是小文探究“杠杆平衡条件”的实验情景。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,为使杠杆在水平位置静止,可将右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节。实验中这样做的好处是便于测量______;
(2)杠杆在水平位置静止时如图乙所示,小文便根据这次实验数据得出杠杆的平衡条件。这样得出的结论合理吗?_____,请说出你的理由:_______;
(3)请你为本实验设计一个记录数据的表格;____
(4)若将图乙A处悬挂的钩码取下,把弹簧测力计悬挂在A处竖直向下拉,使杠杆保持水平平衡,然后使弹簧测力计拉的方向逐渐倾斜,并一直保持杠杆水平平衡,弹簧测力计的示数会______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】右 力臂 不合理 只进行一组数据就得出实验结论,所得的结论不具有普遍性 见解析 变大
【来源】 河北省邢台市南宫市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】(1)[1]由图甲得,杠杆左端下沉,为使杠杆在水平位置静止,可将右端的平衡螺母向右调节。
[2]杠杆在水平位置静止,力臂落在杠杆上,便于测量力臂。
(2)[3][4]小文仅根据一组实验数据就得出实验结论,会使实验结果存在偶然性,故这样得出的结论不具有普遍性,是不合理的。
(3)[5]实验中要记录动力、动力臂、阻力、阻力臂,且要进行多次实验,实验表格记录如下,如下表所示:
实验次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
2
3
(4)[6]使弹簧测力计拉的方向逐渐倾斜,并一直保持杠杆水平平衡,拉力对应的力臂变小,阻力与阻力臂的乘积不变,由杠杆平衡条件得,弹簧测力计的示数会变大。
20.(23-24八下·河北邢台襄都区·期末)0.小明同学在学习了杠杆知识后,利用器材进行了如下探究:
(1)如图甲,未挂钩码前,他发现杠杆左端下沉,他可将杠杆右端的平衡螺母向__________调;
(2)调节好杠杆后,在杠杆A位置挂3个相同的钩码,每个钩码重0.5N,在位置挂上已调节好的弹簧测力计,然后竖直向下拉弹簧测力计,保持杠杆在水平位置平衡,这时弹簧测力计的示数应为__________N;
(3)更正操作后,若将弹簧测力计由竖直方向向右转过一定角度,沿箭头方向拉动,使杠杆重新在水平位置平衡的过程中,弹簧测力计的示数__________(选填“变大、变小”或“不变”)。
(4)保持A点钩码数量不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力和动力臂的数据,绘制了与的关系图像,如图乙。请根据图像推算,当为8cm时,为__________N;
(5)如图丙,工人在使用扳手时,在扳手手柄上加了一个长套筒,小明知道这是通过__________的办法省力。列举一个日常生活中与扳手相同类型的杠杆__________。
【答案】右 1.2 变大 0.75 增大力臂 钢丝钳
【来源】河北省邢台市襄都区2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【解析】(1)[1]在挂钩码前,小组发现杠杆左端低右端高,应将杠杆右端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]根据杠杆平衡条件可得
(3)[3]拉力的方向由竖直向上逐渐向右倾斜时,根据力臂的定义可知,动力臂变小了,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数将变大。
(4)[4]由图像可得
当力臂时
(5)[5][6]根据杠杆平衡原理可知,阻力和阻力臂不变时,增大动力臂可以减小动力,在扳手手柄上加了一个长套筒,就是通过增大力臂来达到省力的效果,生活中使用的钢丝钳,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
21.(23-24八下·河北沧州任丘·期末)1.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示,杠杆静止,此时杠杆处于___________(填“平衡”或“非平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向___________(填“左”或“右”)调节;
(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,弹簧测力计的示数应为___________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)如图丁,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GA、GB,由杠杆平衡条件可知GA___________GB(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】平衡 左 1.5 不变 >
【来源】河北省沧州市任丘市2023-2024学年八年级下学期期末教学质量评估物理试题
【解析】(1)[1]杠杆的平衡状态包括静止状态、匀速转动状态,所以图甲中杠杆处于平衡状态。
[2]若要使杠杆在水平位置平衡,根据左高左调、右高右调的原则,应当将平衡螺母向左调节。
(2)[3]作用在A点的力
F1=G=2G钩码=2×0.5N=1N
设杠杆上每一小格长为L,则杠杆在水平位置平衡时,力F1的力臂为3L,作用在B点的力的力臂为2L,根据杠杆的平衡条件可知
1N×3L=F2×2L
解得F2=1.5N。
(3)[4]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)的过程中,根据几何知识可知,动力臂与阻力臂之比不变,则动力与阻力之比不变,因阻力不变,则动力不变,即弹簧测力计的示数保持不变。
(4)[5]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
22.(23-24八下·河北雄安新区·期末)小明在做“探究杠杆的平衡条件”的实验,实验用的每个钩码的重力均为0.5N,忽略杠杆自身重力。
(1)实验前杠杆处于如图甲所示位置,此时应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,最终使得杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是___________;
(2)如图乙,小明在杠杆左边B处挂2个钩码,为了使杠杆水平平衡,应在杠杆右边A点悬挂___________个钩码;
(3)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡,若弹簧测力计倾斜拉动,如图丁,则弹簧测力计的示数将___________(选填“变大”“不变”或“变小”),请画出此时弹簧测力计拉力的力臂。___________
【答案】右 便于测量力臂 3 变大
【来源】河北省雄安新区2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【解析】(1)[1][2]小明发现杠杆右端低左端高,应将右端的平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆上,力的力臂在杠杆上,便于测量力臂大小。
(2)[3]设一个钩码重G,一格为L,根据杠杆平衡条件可得
得
为了使杠杆水平平衡,应在杠杆右边A点悬挂3个钩码。
(3)[4]弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,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。
[5]力臂是支点到力的作用线的距离, 所以从支点作弹簧测力计拉力作用线的垂线即为力臂,如图所示:
23.(23-24八下·河北张家口·期末)3.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀.
(1)平衡时,应该让杠杆静止在_____水平 位置.
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5 N,动力臂l1=0.1 m,阻力F2=1 N,则阻力臂l2=_____ m.
(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是______.
A.铁架台自身的重力足够大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结果会怎样?通过实验,他们得到了如图所示的结果.根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1l1=______.(F1、F2、F3的力臂分别用l1、l2、l3表示)
【答案】水平 0.15 A F3l3+F2l2
【来源】河北省张家口市2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【解析】(1)平衡时,应该让杠杆静止在水平位置,其目的是消去杠杆自重对实验的影响,便于测量力臂.
(2)由记录的数据知:动力 F1=1.5N,动力臂 L1=0.1m,阻力 F2=1N,则由F1 L1= F2L2得阻力臂 L2=0.15m.
(3)由下列四个因素知,不会带来实验误差的是铁架台自身的重力足够大故选A.
(4)杠杆的平衡条件是动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂,故在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1 L1= F2L2+F3L3.
24.(23-24八下·河北张家口桥西区·期末)4.如图所示,小明利用铁架台、带有最小刻度为1cm的杠杆、细线、若干钩码等实验装置探究杠杆的平衡条件:
(1)实验前,小明发现杠杆如图甲所示,他应将杠杆两端的平衡螺母向______调节(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡;
(2)小明在杠杆的两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,保持杠杆在水平位置平衡(如图乙)。由此小明得出杠杆的平衡条件是:,其做法的不足之处是______;
(3)小明在图乙基础上,在杠杆两侧各加一只钩码,杠杆静止后如图丙所示,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。要使杠杆在水平位置平衡,在不增减钩码的数量时可以进行的操作是______;
(4)小红同学利用图丁所示器材探究杠杆平衡的条件,请你帮她画出拉力F的力臂L______,若每只钩码的重为0.5N,则弹簧测力计的读数应是______N。
【答案】左 实验次数太少,结论不具普遍性 平衡 将左侧的钩码移至15cm处 2
【来源】河北省张家口市桥西区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】(1)[1]由图知道,左端较高,所以平衡螺母应向左调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]小明得出杠杆的平衡条件是:F1L1=F2L2,其做法的错误之处是:只根据一次数据得出的结论有偶然性。
(3)[3]杠杆静止是平衡状态,如图丙所示两侧各加一只钩码,杠杆静止后如图丙,即此时杠杆处于平衡状态。
[4]要使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件知道
2G×L=3G×10cm
由于L=15cm,故应将左侧的钩码移至15cm处。
(4)[5][6]过支点O向力的作用线作垂线,垂足与支点的距离,就是力臂,如下图
设一格的长度为L,杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力的力臂为,由F1L1=F2L2知道
解得
F1=2N
25.(23-24八下·河北邯郸·期末)小丽和同学们在实验室“探究杠杆的平衡条件”,其实验装置如图所示,实验中每个钩码重0.5N(钩码个数若干)。
(1)将杠杆放在水平桌面上,发现杠杆静止在图甲所示的位置,为使杠杆能够在水平位置平衡,应该把杠杆的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,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___________个相同的钩码;当杠杆水平平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向远离支点O的方向移动一小格,则杠杆将___________(选填“左端下沉”“右端下沉”或“保持水平平衡”);
(3)如图丙所示。用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,则测力计的示数变化情况是___________(选填“逐渐变大”“逐渐变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”),请画出测力计在位置1时的力臂___________。
【答案】左 6 右端下沉 先变小后变大
【来源】河北省邯郸市2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【解析】(1)[1]由图甲可知,杠杆右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,应把杠杆左端的平衡螺母向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零。
(2)[2]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件得到
4G×3L=nG×2L
解得n=6,需挂6个钩码。
[3]若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧
4G×4L=16GL
右侧
6G×3L=18GL
因为
16GL<18GL
故杠杆右端下沉。
(3)[4]由图可知,测力计竖直向上拉杠杆的C点时,OC为最长力臂,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,阻力和阻力臂大小不变,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将先变小后变大。
[5]反向延长拉力的作用线,过支点O做F的垂线即为F的力臂l,如图所示:
26.(23-24八下·河北承德·期末)如图,小明利用粗细均匀的轻质直尺、纸盘、质量为50g的钩码、细线做成一个测量质量的仪器——杆秤。
(1)用细线拴在直尺的中点O处,并把直尺挂在铁架台上,直尺刚好在水平位置平衡,让直尺水平平衡的目的是______;
(2)把纸盘挂在A点,钩码挂在B点,如图甲所示,直尺在水平位置平衡,把B点标注为0g,已知,则纸盘的质量______g;
(3)将某待测物体放入纸盘,如图乙所示,保持纸盘的位置不动,将钩码向右移动到C点,直尺再次在水平位置平衡,,则待测物体的质量______g,并将该质量标注在C点;
(4)小明陪妈妈在中药店买药时,发现药店的杆秤与他制作的杆秤有不同之处,药店杆秤的秤盘在秤杆的最左侧,提纽(支点)在靠近秤盘的位置(如图丙),小明模仿药店杆秤的构造,利用原来器材将自制杆秤进行改造(如图丁),与原来相比,改造后自制杆秤的量程将______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】便于直接测量力臂大小 50 25 增大
【来源】 河北承德市2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【解析】(1)[1]实验时使杠杆在水平位置平衡,便于直接测量力臂的大小。
(2)[2]如图甲所示,杠杆平衡,根据杠杆平衡条件得
则纸盘的质量为
(3)[3]如图乙所示,根据杠杆平衡条件得
解得。
(4)[4]如图丁,与原来相比,物体的力臂减小了,而钩码的力臂增大了,根据杠杆平衡条件,物体的重力可以增大了,即改造后自制杆秤的量程将变大。
27.(23-24八下·河北保定高碑店·期末)周末,小明利用家里的电子测力计、几段细线和自己文具盒中的文具来模拟课本中“探究杠杆平衡条件”的实验。
物品
物重/N
橡皮
0.2
修正液
0.1
固体胶
0.2
甲
(1)他用一根铅笔来代替杠杆,用一块橡皮、一个修正液、一个固体胶来代替钩码。因实验需要,他调节并测量了这些物品的重,测量结果记录在图甲所示的表格中,为完成探究他还需要准备的测量工具是___________;
(2)小明用细线系于铅笔的O点并将铅笔悬挂起来,如图乙所示。为使铅笔在水平位置静止,他应将O点向___________(选填“左”或“右”)移动。使铅笔在水平位置平衡的好处:①___________;②___________。
【答案】刻度尺 右 消除铅笔自重对实验产生的影响 便于测量力臂
【来源】河北省保定市高碑店市2023-2024学年八年级下学期6月期末物理试题
【解析】(1)[1]在探究杠杆平衡条件的实验中,我们需要测量力的大小以及力臂的长度。力的大小可以通过电子测力计来测量,但力臂的长度则需要通过刻度尺来测量。因此,为完成探究,小明还需要准备的测量工具是刻度尺。
(2)[2]小明用细线系于铅笔的O点并将铅笔悬挂起来后,发现铅笔并不在水平位置静止。为了使铅笔在水平位置平衡,我们需要根据杠杆的平衡条件来进行分析。由于铅笔的重心在铅笔的几何中心附近,且偏向右端,因此重力对杠杆的转动效果是使杠杆右端下沉。为了平衡这个效果,我们需要将O点向右移动,以减小右端力臂的长度,从而使杠杆在水平位置平衡。
[3][4]使铅笔在水平位置平衡的好处主要有两点:一是可以避免杠杆自重对实验的影响,因为在水平位置平衡时,杠杆的重力作用线通过支点,不会对杠杆的转动产生影响。二是便于测量力臂的长度,因为在水平位置时,力臂就是支点到力的作用线的垂直距离,与杠杆重合,可以直接用刻度尺测量。
28.(23-24八下·河北保定竞秀区·期末)天平和杆秤在古籍中被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小明利用如图所示的器材对“杠杆的平衡条件”进行了探究。
(1)实验前杠杆静止在如图甲所示的位置,此时应将杠杆两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节,直至杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是______;
(2)调节钩码的数量和位置,使杠杆重新在水平位置平衡,测量出杠杆平衡时各个力及其力臂如下表,由以下实验数据,可得出杠杆的平衡条件是:______;
次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
(3)进行3次实验的目的是______(选填正确答案标号);
A.取平均值减小误差 B.归纳出物理规律 C.使每组数据更准确
(4)如图乙,由杠杆的平衡条件可知杠杆的______(选填“左”或“右”)端会下沉;要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变两侧钩码各自数量的前提下,仅需把左侧码______;
(5)进行实验探究时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图丙所示。这样做的最终目的是便于______。
A.正确认识力臂 B.测量力臂的大小
C.直接读出拉力的大小 D.提供不同方向的拉力
(6)如图所示的杆秤,现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件,杆秤的刻度应是______的(选填“均匀”或“非均匀”)。
【答案】右 便于测量力臂的长度 动力×动力臂=阻力×阻力臂 B 左 向右移动一格 A 均匀
【来源】河北省保定市竞秀区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】(1)[1][2]由图甲可知,杠杆左端下沉,右端偏高,故应该将杠杆两端的平衡螺母向右端调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了便于测量力臂的长度。
(2)[3]由表中数据可知,每组数据中,动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,故可得出杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
(3)[4]如果实验次数太少,实验研究得出结论具有偶然性,不具有普遍性,实验结论必须在多次试验的基础上得出,这样才能有效地避免实验结果偶然性出现,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)[5][6]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,此时杠杆两侧可表示为
故左端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变两侧钩码各自数量的前提下,只能改变左侧的力臂长度,则有
解得,即仅需把左侧码向右移动一格便可重新平衡。
(5)[7]使用钩码时,钩码的重力始终竖直向下,此时力与力的作用点的距离等于力臂的大小,力臂可以在杠杆上直接读出,而使用弹簧测力计取代一侧的钩码,如图丙所示,在力的作用点不变时,若弹簧测力计没有沿竖直方向时,即拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会变短,根据杠杆平衡条件可知,拉力会相应的增大,才能使杠杆仍保持平衡,这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(6)[8]如下图所示:
秤钩处不放物体时,杆秤平衡,则B点作为杆秤对应的质量刻度值为0g;该杆秤所能测量的物体质量的最大时,秤砣M在C点,根据杠杆平衡条件可知
则
由于OA和是定值,所以与OC成正比,即杆秤的刻度是均匀的。
29.(23-24八下·河北衡水第三中学·期末)9.在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用如图1所示的装置进行实验。实验前,杠杆左端下沉,应使右端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量 ___________。
(2)如图2所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验时,应沿竖直方向 ___________拉动弹簧测力计。
实验中每个钩码重为2N,实验记录数据如表一所示;
表一:
实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1
2
4
0.1
0.3
83.3
3
6
0.1
2.2
0.3
①由图2可知,第2次实验中弹簧测力计的示数为 ___________N。
②分析实验数据可得:用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越 ___________。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率 ___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小明用图3所示,在探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”的实验中,实验记录数据如表二所示:
表二:
次数
斜面倾角θ
物块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
斜面的机械效率η
1
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
60%
2
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
60%
3
45°
3.0
0.8
2.8
1.2
71%
①发现斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力 ___________(选填“有关”或“无关”);
②其他条件相同时,斜面倾角越 ___________(选填“大”或“小”),斜面越省力,斜面的机械效率越 ___________。
【答案】右 力臂的大小 匀速 1.6 大 变大 无关 小 低
【来源】河北省衡水市第三中学2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【解析】(1)[1]杠杆的左端往下沉,说明这一侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节,以减小这一侧的力臂。
[2]因为重力的方向是竖直向下的,杠杆只有在水平位置平衡时,支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上,也就是正好等于相应杠杆的长,这样测量力臂的大小会比较方便。
(2)[3]在“测量滑轮组机械效率”的实验时,应沿竖直方向匀速拉动测力计,使得测力计处于平衡状态,此时测力计的示数为绳子的拉力。
[4]如图所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N。
[5][6]由表中数据可得,同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越大;当提升同一重物时,减小动滑轮的重量,则滑轮组所消耗的额外功越小,滑轮组的机械效率将变大。
(3)[7]由表中数据可得,当斜面倾斜角度相同时,物块质量虽然不同,但机械效率相同,所以斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力无关。
[8][9]由数据可得,物重相同时,斜面倾斜角越小,斜面所用拉力越小,越省力,机械效率越低。
30.(23-24八下·河北保定徐水区·期末)0.小明在做“探究杠杆的平衡条件”的实验,实验用的每个钩码的重力均为0.5N,忽略杠杆自身重力。
(1)实验前杠杆处于如图甲所示位置,此时应将平衡螺母向____________(选填“左”或“右”)调节,最终使得杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是____________;
(2)如图乙,小明在杠杆左边B处挂2个钩码,为了使杠杆水平平衡,应在杠杆右边A点悬挂____________个钩码;
(3)竖直拉动的弹簧测力计的示数为1.5N,要使得杠杆在水平位置平衡,则还要在图丙已挂钩码的基础上再增加____________个钩码;
(4)增加了钩码,杠杆在水平位置平衡后,若弹簧测力计倾斜拉动,如图丁,则弹簧测力计的示数将____________(选填“变大”“不变”或“变小”),请画出此时弹簧测力计拉力的力臂;
(5)若考虑杠杆自身重力,且第(3)步骤中所增加的钩码总质量为m,则杠杠水平平衡时实际加挂钩码总质量____________(选填“大于”“等于”或“小于”)m。
【答案】右 见解析 3 4 变大 小于
【来源】河北省保定市徐水区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【解析】(1)[1]杠杆向左偏,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调。
[2]实验开始前,使杠杆在水平位置平衡,其目的是为了减小杠杆自重对实验的影响,实验过程中,使杠杆在水平位置平衡,其目的是便于读出力臂。
(2)[3]根据杠杆的平衡条件可知
则为了使杠杆水平平衡,应在杠杆右边A点悬挂3个钩码。
(3)[4]根据杠杆的平衡条件可知
解得
则还要在图丙已挂钩码的基础上再增加4个。
(4)[5]若弹簧测力计倾斜拉动,仍然要使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数将变大,因为斜着拉时,拉力力臂减小,根据杠杆平衡条件,拉力增大。
(5)[6]若考虑杠杆自身重力,且第(3)步骤中所增加的钩码总质量为m,根据杠杆的平衡条件可知
则计算出得实际钩码总质量偏小。
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